Touche de commande à rappel magnétique

Abstract

 L'invention concerne une touche de commande constituée par un boîtier (1,3,4) fixe, un bouton poussoir (2) monté à coulissement dans le boitier et des moyens (6,7) de rappel magnétiques du bouton dans sa position de repos. Le boîtier comporte une partie centrale (4) creuse ouverte vers le haut et dont le fond est au moins partiellement fermé par une paroi (4a) d'épaisseur e déterminée, formant logement pour un aimant (6) permanent. Le bouton (2) susdit est intérieurement évidé pour coiffer la partie (4), et porte à sa partie inférieure, une plaque (7) en matériau magnétique, qui ferme l'évidement du bouton au-delà de la paroi (4a).
Application aux appareils à clavier.

Description

[0001] L'invention est relative à une touche de commande du type comportant un bouton poussoir à actionnement digital, susceptible de se déplacer par rapport à un support fixe entre une position de repos et une position de travail dans laquelle il agit par exemple sur l'élément mobile d'un contact électrique pour le fermer. Généralement ce type de touches comporte un organe de rappel du bouton poussoir dans sa position de repos.

[0002] Cet organe de rappel peut être, de manière connue, du genre ressort. L'un des inconvénients de ce rappel élastique résulte de la caractéristique du ressort. Ainsi, pour une course du bouton donnée la force de rappel du bouton s'opposant à l'enfoncement croît avec la course. La force d'enfoncement doit donc toujours être supérieure à la force maximale de rappel, c'est-à-dire à celle que produit le ressort en fin de course du bouton, pour que l'on soit sûr que le bouton ait atteint sa position de travail. Or, on peut avoir exercé une force trop faible sur le bouton qui a cependant produit un déplacement de ce dernier sans que ce déplacement ait été d'amplitude suffisante pour avoir atteint la position de travail. Le résultat escompté n'est alors pas obtenu bien qu'au toucher l'opérateur ait eu la sensation d'avoir correctement manoeuvré le bouton. Par ailleurs, un tel dispositif destiné à être sollicité de nombreuses fois voit ses caractéristiques se modifier dans le temps sous l'effet de l'usure, du vieillissement du ressort...

[0003] Pour pallier de tels inconvénients, on s'est tourné vers des boutons à rappel magnétique. L'avantage de la force magnétique de rappel est qu'elle est d'intensité maximale lorsque l'entrefer est minimal. Ainsi, pour éloigner la partie mobile de la partie fixe, il faut vaincre au départ cette force maximale qui ensuite décroît très rapidement. Donc, dès que l'enfoncement du bouton est provoqué, il est certain que la force d'actionnement sera suffisante pour qu'il atteigne sa position de travail. La manoeuvre d'un tel bouton est de ce fait beaucoup plus sûre car une sensation d'enfoncement au toucher comporte la certitude d'avoir atteint la position de travail. En outre, ces moyens de rappel magnétiques ne subissent pratiquement aucune détérioration dans le temps.

[0004] Cependant, si le principe du rappel magnétique est une solution avantageuse pour ce type de dispositif, sa réalisation pose de nombreux problèmes. L'un d'eux tient aux caractéristiques mêmes du rappel magnétique.En effet,la résistance à l'enfoncement du bouton est imposée ce qui entraîne que la force maximale d'attraction de l'aimant à entrefer nul est dictée par cette résistance. En outre, la course du bouton est également dictée par la technologie de l'organe commandé et ne peut pas être choisie librement. En fonction de ces contraintes, on constate que la force de rappel magnétique du bouton de sa position de travail vers sa position de repos est très faible et peut ne pas suffire à vaincre le poids du bouton augmenté de quelques forces aléatoires de frottement.

[0005] La présente invention entend remédier à cet inconvénient en proposant une touche de commande à rappel magnétique qui réponde à toutes les exigences de fonctionnement de ce type de produit en ne mettant en oeuvre que des moyens simples à réaliser et à assembler et qui se prêtent à une automatisation très poussée de la fabrication.

[0006] A cet effet, elle a donc pour objet une touche de commande constituée par un boîtier fixe, un bouton poussoir monté à coulissement dans le boîtier entre une première position de repos non enfoncée et une seconde position de travail enfoncée et des moyens de rappel magnétiques du bouton dans sa position de repos, lesdits moyens étant constitués par un aimant permanent solidaire du boîtier et par une plaque en matériau magnétique solidaire du bouton.

[0007] Selon l'une des caractéristiques principales de l'invention, ledit boîtier comporte une partie centrale creuse ouverte vers le haut et dont le fond est au moins partiellement fermé par une paroi d'épaisseur déterminée, cette partie centrale formant logement pour ledit aimant permanent, tandis que le bouton susdit est intérieurement évidé pour coiffer à coulissement ladite partie centrale, la profondeur de l'évidement étant supérieure à la hauteur de ladite partie centrale, et porte à sa partie inférieure ladite plaque en matériau magnétique, cette dernière fermant l'évidement du bouton au-delà de la paroi de fond de ladite partie centrale ainsi emprisonnée dans ledit évidement.

[0008] Dans un mode préfèré de réalisation ladite partie centrale est solidaire d'une enveloppe latérale que comporte le boîtier, en délimitant entre elles un espace de coulissement des parois latérales du bouton, au moyen de pattes s'étendant transversalement dans ledit espace tandis que lesdites parois latérales du bouton sont échancrées au droit de ces pattes, sur une hauteur permettant le coulissement du bouton par rapport au boîtier.

[0009] Il est avantageux que la forme intérieure de la partie centrale susdite soit parallèlépipédique, l'aimant permanent susdit étant alors de forme parallèlépipédique complémentaire de la forme intérieure de ladite partie centrale.

[0010] Par ailleurs, la plaque en matériau magnétique susdite est en appui sur la paroi de fond de ladite partie centrale, en position de repos du bouton poussoir et comporte sur sa face extérieure des protubérances d'actionnement de contacts électriques associés de manière connue à la partie fixe.

[0011] L'invention sera mieux comprise au cours de la description donnée ci-après à titre d'exemple purement indicatif et non limitatif qui permettra d'en dégager les avantages et les caractéristiques secondaires.

[0012] Il sera fait référence aux dessins annexés dans lesquels :

- La figure 1 est une vue en coupe d'un mode préfèré de réalisation d'une touche selon l'invention,

- La figure 2 est une vue de dessous de la figure 1,

- La figure 3 est un graphique significatif des efforts développés par les organes de rappel magnétiques de l'invention.

[0013] En se reportant aux figures 1 et 2, on voit que la touche représentée est constituée par un boîtier 1 et un bouton poussoir 2 susceptible de coulisser dans le sens A par rapport au boîtier. Ce boîtier est en fait constitué par une enveloppe extérieure 3 et une partie centrale intérieure 4 espacée de l'enveloppe 3. La partie centrale est solidaire de l'enveloppe latérale 3 par des pattes 5 s'étendant transversalement dans l'espace L les séparant . La partie centrale 4 est creuse et ouverte à son extrémité supérieure. Son extrémité inférieure est fermée par un fond 4a d'épaisseur e déterminée. Dans une variante non représentée, ce fond peut ne pas être complet et ne consister qu'en un rebord intérieur à la portion inférieure de la partie centrale 4. L'évidement ainsi délimité dans la partie 4 sert de logement à un aimant permanent 6. La forme de cet évidement sera complémentaire de celle de l'aimant de manière que celui-ci puisse y être introduit, par l'ouverture supérieure, sans difficulté. Une forme préfèrée sera parallèlépipédique, car les aimants permanents de forme parallèlépipédique sont parmi ceux qui sont produits au meilleur coût.

[0014] Le bouton poussoir 2 est évidé intérieurement, de manière à coiffer la partie centrale 4 susdite. Son évidement 2a est de forme complémentaire à celle de la forme extérieure de la partie centrale (cylindrique ou para11è1épipédique) cette dernière constituant alors un guide pour le coulissement du bouton. La partie inférieure des parois latérales du bouton 2 possède des échancrures 2b disposées au droit des pattes 5 de liaison des parties 3 et 4 du boîtier. Ces échancrures sont de hauteur h telle qu'elles autorisent la course de coulissement désirée du bouton par rapport au boîtier. Enfin, le bouton 2 porte à son extrémité inférieure une plaque 7 en matériau magnétique qui ferme l'évidement 2a au-delà de la paroi 4a de la partie centrale, cette dernière étant alors emprisonnée à l'intérieur du bouton. La fixation de cette plaque sur l'extrémité inférieure du bouton 2 est réalisée par tout moyen connu et de préférence par rivetage d'un excédent de matière du bouton sur la face extérieure de la plaque. Si cette matière est un plastique, ce rivetage (représenté sur les figures en 8) peut être réalisé par ultrason. La plaque 7 comporte des protubérances 7a (ici des parties courbées de la plaque 7 elle-même) tournées vers le bas c'est-à-dire sa face extérieure, ces protubérances constituant des organes de commande de la partie mobile 9 d'un contact électrique connu en lui-même situé à une distance déterminée du boîtier 1. On voit notamment sur la figure 1 que l'enfoncement du bouton 2 jusqu'à le mettre en butée sur le sommet de la partie 4 ou sur le sommet des pattes 5 par le fond des échancrures 2b permet de déplacer en 7'a les protubérances 7a et déplacer la partie 9 susdite pour la mettre en contact avec la partie 10 fixe fermant ainsi un circuit. En relachant le bouton, l'aimant 6 attire la plaque 7 et donc soulève le bouton jusqu'à ce que la plaque 7 soit en butée sur la paroi 4a du fond de la partie centrale 4.

[0015] La figure 3 fait apparaître deux courbes Cl et C2 représentant les variations de la force d'attraction magnétique d'un aimant permanent en fonction de la valeur de l'entrefer. La courbe C1 est celle relative à un aimant possédant une force d'attraction maximale (c'est-à-dire à entrefer nul) FIl correspondant à la résistance à l'enfoncement désirée que doit présenter le bouton poussoir. On voit que pour une valeur d de l'entrefer correspondant à la course du bouton lorsqu'il a atteint sa position de travail, la force de rappel F12 est très faible et insuffisante pour obtenir un rappel sûr du bouton , compte tenu de son poids et des éventuelles forces de frottement.

[0016] Le choix d'un aimant plus fort de courbe caractéristique C2 permet d'obtenir une attraction à distance F22 nettement plus importante qui peut donner satisfaction. En revanche, l'attraction à l'entrefer nul F21 est beaucoup trop importante et la résistance à l'enfoncement du bouton est trop grande. La solution à ce problème proposée par l'invention réside dans le maintien d'un entrefer minimal de valeur e correspondant à l'épaisseur de la paroi 4a de fond de la partie 4 du boîtier. Ainsi, on ramène la résistance à l'enfoncement à sa valeur FIl désirée. Dans ce cas, compte-tenu de la course d qu'il est nécessaire de respecter, on obtient une force d'attraction à distance F23 un peu inférieure à celle F22 susdite mais qui reste tout de même très supérieure à la force F12 susdite. On voit donc que l'épaisseur e susdite dépend des caractéristiques magnétiques de l'aimant permanent utilisé.

[0017] L'un des avantages supplémentaires de l'invention réside dans le fait que l'aimant n'est jamais en contact direct avec la partie rappelée. Il s'ensuit que cet aimant n'est pas soumis directement à des chocs répétés de nombreuses fois ce qui évite des risques de désagrégation progressive de ce dernier qui est généralement en matière frittée.

[0018] Par ailleurs, même si des particules de l'aimant parviennent à s'en détacher, elles sont retenues dans la partie centrale du boîtier évitant ainsi la formation de particules parasites placées entre l'aimant et la plaque magnétique attirée qui modifieraient la valeur de l'entrefer minimal.

[0019] En outre, on sait que la force d'attraction à distance d'un aimant est dépendante, pour une surface donnée de son épaisseur. Les dispositions de l'invention permettent avantageusement la mise en oeuvre d'un aimant de section relativement faible, ce qui est important pour pouvoir être incorporé à une touche de dimension assez faible, mais d'épaisseur importante, donc de pouvoir attractif relativement fort. L'épaisseur importante permet également un bon guidage.

[0020] Enfin, la construction de la touche selon l'invention permet un montage automatique aisé des différents éléments qui la constituent. Elle permet également d'éviter d'avoir recours à des aimants percés donc coûteux. De plus, comme l'aimant est placé le long de l'axe central de la touche, il n'est pas besoin de le maintenir en place avec une grande précision notamment en surmoulant une cage de plastique pour son maintien ce qui constitue un autre facteur de l'abaissement du coût de fabrication de la touche.

[0021] Cette touche peut être montée par clipsage dans un support présentant un nombre d'alvéoles déterminé pour former un clavier complet, les éléments mobiles des contacts électriques pouvant être prémontés sur chaque boîtier de touche ou au contraire être solidaires d'un support s'adaptant au clavier constitué.

[0022] L'invention trouve une application intéressante dans l'industrie du traitement de l'information, dans celle des télécommunications ou plus généralement dans la fabrication des organes de commande à clavier.

Revendications

1. Touche de commande constituée par un boîtier fixe, un bouton poussoir monté à coulissement dans le boîtier entre une première position de repos non enfoncée et une seconde position de travail enfoncée et des moyens de rappel magnétiques du bouton dans sa position de repos, lesdits moyens étant constitués par un aimant permanent solidaire du boîtier et par une plaque en matériau magnétique solidaire du bouton, caractérisée en ce que ledit boîtier comporte une partie centrale creuse ouverte vers le haut et dont le fond est au moins partiellement fermé par une paroi d'épaisseur déterminée, cette partie centrale formant logement pour ledit aimant permanent, et en ce que le bouton susdit est intérieurement évidé pour coiffer à coulissement ladite partie centrale, la profondeur de l'évidement étant supérieure à la hauteur de ladite partie centrale, et porte à sa partie inférieure ladite plaque en matériau magnétique, cette dernière fermant l'évidement du bouton au-delà de la paroi de fond de ladite partie centrale ainsi emprisonnée dans ledit évidement.

2. Touche selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite partie centrale est solidaire d'une enveloppe latérale que comporte le boîtier, en délimitant entre elles un espace de coulissement des parois latérales du bouton, au moyen de pattes s'étendant transversalement dans ledit espace et en ce que lesdites parois latérales du bouton sont échancrées au droit de ces pattes sur une hauteur permettant le coulissement du bouton par rapport au boîtier.

3. Touche selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que la partie centrale susdite est parallèlépipédique intérieurement tandis que l'aimant permanent est de forme parallèlépipédique complémentaire de la forme intérieure de la partie centrale.

4. Touche selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'en position de repos, la plaque en matériau magnétique est en appui sur la paroi de fond de ladite partie centrale.

5. Touche selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la plaque en matériau magnétique comporte sur sa face extérieure, des protubérances d'actionnement de contacts électriques associés de manière connue à la partie fixe du boîtier.

Dessins