EP0210097B1 - Commutateur électrique à bouton-poussoir à membrane de rappel cloquante - Google Patents

Commutateur électrique à bouton-poussoir à membrane de rappel cloquante Download PDF

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EP0210097B1 EP19860401419 EP86401419A EP0210097B1 EP 0210097 B1 EP0210097 B1 EP 0210097B1 EP 19860401419 EP19860401419 EP 19860401419 EP 86401419 A EP86401419 A EP 86401419A EP 0210097 B1 EP0210097 B1 EP 0210097B1
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    • H01H13/50—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a single operating member
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    • H01H2227/00—Dimensions; Characteristics
    • H01H2227/022—Collapsable dome

Definitions

  • the invention relates to electrical push-button switches with a blistering cup-shaped elastomer return membrane used in numerous fields, in particular in small electronic equipment. These switches known from DE-A-3 307 659 or GB-A-2 039 417 are monostable.
  • the object of the invention is to improve switches of the kind in question in order to avoid the drawbacks just mentioned.
  • Known switches comprise a blistering return elastomer membrane in the form of a cup which carries a movable electrical contact and which is interposed between the push button and the body provided with a corresponding fixed contact.
  • a switch according to the invention further comprises at least one additional snap-back diaphragm, without electrical function, also interposed between the push button and the body of the switch, and located in the same plane, or substantially in the same plane. , that the membrane carrying the electrical contact, between the push button and the body of the switch.
  • the bistable electrical switch shown in FIGS. 1 to 4 comprises a body in the form of a housing I made of insulating material.
  • this switch is double and each of its two similar parts has a control push button 2 also made of insulating material which can slide in the body and passes through an opening 3 of the latter.
  • the inner face of the push button has a recess 4, the bottom of which bears against a boss 5 belonging to a pallet 6 which is part of a mechanism for holding the bistable switch in the latching position; this mechanism is of any suitable conventional type, it will be described a little more in detail below, but it is not, moreover, part of the invention.
  • This membrane comprises a first central blister 13 which exerts, both an electrical function and a mechanical function for recalling the push button, and two additional blisters 14, 15 arranged symmetrically, on either side of the first central blister 13 and playing only a purely mechanical role. reminder of the push button.
  • the three blisters 13, 14, 15 came from molding together during the manufacture of the membrane 12, in one piece, the two additional blisters 14, 15, being located in the same plane, or substantially in the same plane as the central blister 13.
  • the central blister 13 is cup-shaped, the dome of which has a recess 18 on top; the upper edge of this recess bears against the underside of the pallet 6.
  • This blister has a shape of revolution around a geometric axis 19 and it is located below the center of the underside of the push button, of which it contributes to ensure the return to the high position via the pallet 6.
  • a movable electrical grain constituted by a conductive pad 21, made of metal or of conductive silicone, is fixed, by any appropriate means such as crimping, clipping, or bonding , against the central part of the inner face of the cup 13, it is intended to come to bear against a printed circuit deposited on the bottom 11 of the housing.
  • the length of its stroke is indicated in C1 in Figure 2.
  • Each of the two lateral blisters 14 and 15 is of generally frustoconical configuration, the upper part of which is reinforced by a cylindrical part 25 and by a buffer 26 intended to come into abutment against the bottom of the housing at the end of the travel of the push button; the stroke of the buffer 26 is designated by C2 in Figure 2; it is greater than the stroke C1 of the movable electrical grain 21, so that, in the last part of the push-in stroke, from the moment when the movable contact touches the fixed contact at the bottom of the housing, the upper part of the central blister 13 is deformed, which can be done easily, in particular thanks to the presence of its recess 18.
  • the heart-shaped cam 33 occupies its position high and the adjacent end of the lever 35 is at the entrance to the corridor 36 of the heart-shaped cam, as shown in the lower part of FIG. 4. If the push-button 2 is pressed, it is therefore pressed the pallet 5 and the heart-shaped cam 33 descends with it while the lever 35 rises relatively in the passage 36 of the cam, then in the branch 37; when you stop pressing the push button, the elastic membranes make it go back up, but the lever 35 hangs at 35A on the top of the rest 39 of the cam preventing the pallet from going up again, so that the movable contact 21 remains pressed against the fixed contact.
  • FIGS. 5 and 6 a variant of an additional blistering elastic diaphragm has been shown, usable in a movable switch, that is to say a switch which does not include the paddle or the mechanism associated with cam. in the heart for maintaining contact in the active position.
  • This membrane, designated by 24, is of annular shape of revolution and arranged coaxially around the membrane with electrical function 13 in the form of a cup. All of these two membranes could also be manufactured in one piece by molding.

Description

  • L'invention concerne les commutateurs électriques à bouton-poussoir à membrane en élastomère de rappel cloquante en forme de coupelle utilisés dans de nombreux domaines, notamment dans le petit appareillage électronique. Ces commutateurs connus par DE-A-3 307 659 ou GB-A-2 039 417 sont monostables.
  • On peut reprocher aux appareils connus de ce genre d'être un peu "mous", de ne pas suffisamment laisser percevoir au toucher le déclic susceptible d'indiquer que le contact a bien été effectivement établi, et, d'autre part de ne pas réaliser mécaniquement la fonction de commutateur bistable.
  • Le but de l'invention est de perfectionner les commutateurs du genre en question en vue d'éviter les inconvénients qu'on vient de rappeler. Les commutateurs connus comportent une membrane en élastomère de rappel cloquante en forme de coupelle qui porte un contact électrique mobile et qui est interposée entre le bouton-poussoir et le corps muni d'un contact fixe correspondant.
  • Un commutateur suivant l'invention comporte, en outre, au moins une membrane claquante supplémentaire de rappel, sans fonction électrique, interposée également entre le bouton-poussoir et le corps du commutateur, et située dans un même plan, ou sensiblement dans un même plan, que la membrane portant le contact électrique, entre le bouton-poussoir et le corps du commutateur.
  • Grâce à la présence de cette membrane cloquante supplémentaire dont la fonction est uniquement mécanique, le bouton-poussoir d'un tel commutateur résiste davantage à l'enfoncement que dans un commutateur classique, de sorte qu'on le sent mieux lorsqu'on le manoeuvre et, surtout, on sent beaucoup plus nettement le déclic qui se produit à l'instant où les membranes passent par leur point de résistance maximum à l'enfoncement et s'opposent brusquement beaucoup moins à l'enfoncement du bouton-poussoir qui va terminer sa course; en d'autres termes, on bénéficie d'une sensation tactile beaucoup plus nette qui rend la manoeuvre de l'appareil plus agréable et, en même temps, son fonctionnement plus fiable. De plus, s'il s'agit d'un commutateur bistable, on remarquera que la ou les membranes supplémentaires ramènent le bouton-poussoir jusqu'à sa position la plus haute, même lorsque la membrane à fonction électrique demeure enfoncée, avec le contact mobile, dans celle des deux positions possibles du commutateur où son mécanisme le maintient temporairement accroché; ainsi on réalise une uniformité permanente dans la position libre des boutons-poussoirs.
  • L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen des dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples, deux modes de réalisation de l'invention.
  • Sur les dessins:
    • la figure 1 est une vue en plan, avec des arrachements, d'un commutateur bistable double suivant l'invention,
    • la figure 2 est, à plus grande échelle, une coupe faite suivant la ligne II-II de la figure 1,
    • la figure 3 est une coupe faite suivant la ligne brisée III-III de la figure 1, la membrane élastique étant supposée enlevée,
    • la figure 4 est, à plus grande échelle, une coupe partielle faite suivant la ligne IV-IV de la figure 3, pour montrer la structure du mécanisme à came en coeur de contrôle du fonctionnement du commutateur bistable,
    • la figure 5 est une coupe faite suivant la ligne V-V de la figure 6 et montre la structure d'une variante de membrane de rappel représentée seule, et
    • la figure 6 est une vue en plan correspondant à la figure 5.
  • Le commutateur électrique bistable représenté sur les figures 1 à 4 comporte un corps en forme de boîtier I en matière isolante. Dans l'exemple, ce commutateur est double et chacune de ses deux parties semblables comporte un bouton-poussoir de commande 2 également en matière isolante qui peut coulisser dans le corps et traverse un ajour 3 de ce dernier. La face intérieure du bouton-poussoir présente un évidement 4 dont le fond porte contre un bossage 5 appartenant à une palette 6 qui fait partie d'un mécanisme de maintien du commutateur bistable en position d'enclenchement ; ce mécanisme est de tout type classique approprié, on le décrira un peu plus en détail plus loin, mais il ne fait d'ailleurs pas partie de l'invention.
  • Entre le fond 11 du boîtier I et le bouton-poussoir 2, se trouve une membrane de rappel en élastomère qui est d'une structure particulière et qui est désignée dans son ensemble par 12. Cette membrane comporte une première cloque centrale 13 qui exerce, à la fois, une fonction électrique et une fonction mécanique de rappel du bouton-poussoir, et deux cloques supplémentaires 14, 15 disposées symétriquement, de part et d'autre de la première cloque centrale 13 et ne jouant qu'un rôle purement mécanique de rappel du bouton-poussoir. Les trois cloques 13,14, 15 sont venues de moulage ensemble lors de la fabrication de la membrane 12, en une seule pièce, les deux cloques supplémentaires 14, 15, étant situées dans un même plan, ou sensiblement dans un même plan que la cloque centrale 13.
  • La cloque centrale 13 est en forme de coupelle dont le dôme présente, sur le dessus, un évidement 18; le bord supérieur de cet évidement porte contre la face inférieure de la palette 6. Cette cloque présente une forme de révolution autour d'un axe géométrique 19 et elle est située en-dessous du centre de la face inférieure du bouton-poussoir dont elle contribue à assurer le rappel en position haute par l'intermédiaire de la palette 6. Un grain électrique mobile, constitué par un plot conducteur 21, en métal ou en silicone conducteur, est fixé, par tout moyen approprié tel que sertissage, clipsage, ou collage, contre la partie centrale de la face intérieure de la coupelle 13, il est destiné à venir porter contre un circuit imprimé déposé sur le fond 11 du boîtier. La longueur de sa course est indiquée en C1 sur la figure 2.
  • Chacune des deux cloques latérales 14 et 15 est de configuration générale tronconique dont la partie supérieure est renforcée par une partie cylindrique 25 et par un tampon 26 destiné à venir buter contre le fond du boîtier en fin de course du bouton-poussoir; la course du tampon 26 est désignée par C2 sur la figure 2; elle est plus grande que la course C1 du grain électrique mobile 21, de sorte que, dans la dernière partie de la course d'enfoncement du bouton-poussoir, à partir de l'instant où le contact mobile touche le contact fixe du fond du boîtier, la partie supérieure de la cloque centrale 13 se déforme, ce qui peut se faire facilement, notamment grâce à la présence de son évidement 18.
  • On ne reviendra pas sur les avantages d'une telle disposition puisque ceux-ci ont déjà été exposés plus haut.
  • Dans l'exemple, on a supposé qu'on avait ajouté deux cloques de rappel supplémentaires à fonction uniquement mécanique, mais on pourrait envisager d'en prévoir un nombre différent, par exemple une seule ou, au contraire, un plus grand nombre, pourvu que leur configuration et leur disposition soient convenablement étudiées.
  • On a supposé aussi qu'il s'agissait d'un commutateur bistable, mais on pourrait très bien prévoir une ou plusieurs membranes à cloques supplémentaires de rappel dans des commutateurs monostables ; on y retrouverait les mêmes avantages. La structure générale serait sensiblement la même que celle du commutateur bistable qu'on vient de décrire ; il suffit de supprimer, par la pensée, l'ensemble du mécanisme de maintien du contact électrique mobile en position active, c'est-à-dire essentiellement la palette 6 ainsi que les pièces qui lui sont associées et sur lesquelles on va précisément revenir maintenant, comme annoncé plus haut.
  • Sur les figures 1 et 3, on voit que l'extrémité proximale de la palette 6 présente deux tourillons coaxiaux 31 qui pivotent dans deux évidements correspondants 32 du boîtier 1, tandis que son extrémité distale porte un prolongement coudé 33 qui constitue ce qu'on a l'habitude d'appeler "came en cœur" dans les commutateurs bistables. Sur la figure 4, on peut voir plus en détail, à plus grande échelle, comment est constituée cette came ; elle coopère avec une extrémité d'un levier coudé 35 dont l'autre extrémité est accrochée dans le boîtier 1. La came présente un couloir 36 que bifurque en deux branches 37, 38 reliées entre elles, à leur partie supérieure, audessus d'un cran de repos 39 légèrement décalé par rapport au couloir 36 et au-dessus duquel se trouve un bec incliné de dégagement 41. Lorsque le commutateur est dans sa position de repos représentée sur toutes les figures des dessins, la came en coeur 33 occupe sa position haute et l'extrémité adjacente du levier 35 se trouve à l'entrée du couloir 36 de la came en coeur, comme représenté à la partie inférieure de la figure 4. Si l'on appuie sur le bouton-poussoir 2, on enfonce donc la palette 5 et la came en coeur 33 descend avec elle pendant que le levier 35 monte relativement dans le couloir 36 de la came, puis dans la branche 37 ; lorsqu'on cesse d'appuyer sur le bouton-poussoir, les membranes élastiques le font remonter, mais le levier 35 s'accroche en 35A sur le dessus du repos 39 de la came en empêchant la palette de remonter davantage, de sorte que le contact mobile 21 reste appuyé contre le contact fixe. Toutefois, on a déjà vu plus haut que le bouton-poussoir continue à remonter jusqu'à sa position haute sous l'action des deux membranes latérales de rappel 14, 15. Pour ramener le commutateur dans sa position initiale, on appuie évidemment une deuxième fois sur le bouton-poussoir, le levier 35 se dégage immédiatement du repos 39 de la came en coeur et, dès qu'on cesse d'appuyer sur le bouton, la palette remonte pendant que le levier 35 retourne au couloir 36 par l'autre branche 38, suivant un processus classique.
  • Dans cet exemple, on a supposé que la came en coeur est solidaire de la palette associée au bouton-poussoir, mais on pourrait tout aussi bien adopter la disposition inverse dans laquelle la came en coeur serait solidaire du boîtier, tandis que le levier serait lié à la palette ; le fonctionnement serait le même.
  • Enfin, sur les figures 5 et 6, on a représenté une variante de membrane élastique cloquante de rappel supplémentaire utilisable dans un commutateur mo- nostable, c'est-à-dire un commutateur qui ne comporte pas la palette ni le mécanisme associé à came en coeur pour le maintien du contact en position active. Cette membrane, désignée par 24, est de forme annulaire de révolution et disposée coaxialement autour de la membrane à fonction électrique 13 en forme de coupelle. L'ensemble de ces deux membranes pourrait aussi être fabriqué en une seule pièce par moulage.

Claims (8)

1. Commutateur électrique à bouton-poussoir à membrane élastomère (13) de rappel cloquante en forme de coupelle qui porte un contact électrique mobile (21) et qui est interposée entre le bouton-poussoir (2) et le corps du commutateur (1) muni d'un contact fixe correspondant, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une membrane cloquante supplémentaire de rappel (14, 15, 24) sans fonction électrique, interposée également entre le bouton-poussoir (2) et le corps du commutateur (1) et située sensiblement dans un même plan que la membrane à fonction électrique (13).
2. Commutateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte deux membranes cloquan- tes supplémentaires de rappel en forme de coupelle (14, 15) disposées, de préférence symétriquement, de part et d'autre de la membrane à fonction électrique (13).
3. Commutateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la membrane cloquante supplémentaire de rappel (24) de forme annulaire de révolution est plus large que la membrane cloquante à fonction électrique (13) et elle est disposée coaxialement autour de cette dernière.
4. Commutateur suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la ou les membranes clo- quantes supplémentaires de rappel (14, 15, 24) sont venues de moulage en une seule pièce avec la membrane cloquante à fonction électrique (13).
5. Commutateur suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, un mécanisme, notamment un mécanisme à came en coeur (5, 33, 35) de maintien en position active de la membrane cloquante à fonction électrique (13), de manière à rendre le commutateur bistable.
6. Commutateur suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la membrane cloquante à fonction électrique (13) est munie d'un plot conducteur (21), en métal ou en silicone conducteur, serti ou clipsé sur ladite membrane.
7. Commutateur suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le dôme de la membrane cloquante à fonction électrique (13) est évidé sur le dessus (18) pour que sa déformabilité soit encore satisfaisante à partir de l'instant où le contact mobile (21) touche le contact fixe (11).
8. Commutateur suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la course (C2) de la ou des membranes supplémentaires (14, 15, 24) est plus grande que la course (Ci) de la membrane à fonction électrique (13).
EP19860401419 1985-07-03 1986-06-27 Commutateur électrique à bouton-poussoir à membrane de rappel cloquante Expired - Lifetime EP0210097B1 (fr)

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