EP0624278B1 - Commutateur a au moins deux positions stables, notamment pour vehicule automobile - Google Patents

Commutateur a au moins deux positions stables, notamment pour vehicule automobile Download PDF

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EP0624278B1
EP0624278B1 EP94900897A EP94900897A EP0624278B1 EP 0624278 B1 EP0624278 B1 EP 0624278B1 EP 94900897 A EP94900897 A EP 94900897A EP 94900897 A EP94900897 A EP 94900897A EP 0624278 B1 EP0624278 B1 EP 0624278B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
target
pole pieces
counter
switch according
permanent magnet
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP94900897A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0624278A1 (fr
Inventor
Bertrand Hoffmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Electronique SA
Original Assignee
Valeo Electronique SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Electronique SA filed Critical Valeo Electronique SA
Publication of EP0624278A1 publication Critical patent/EP0624278A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0624278B1 publication Critical patent/EP0624278B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H5/00—Snap-action arrangements, i.e. in which during a single opening operation or a single closing operation energy is first stored and then released to produce or assist the contact movement
    • H01H5/02—Energy stored by the attraction or repulsion of magnetic parts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/32—Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts
    • H01H3/50—Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts with indexing or locating means, e.g. indexing by ball and spring
    • H01H2003/506—Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts with indexing or locating means, e.g. indexing by ball and spring making use of permanent magnets

Definitions

  • the present invention relates to switches with at least two stable positions, in particular for a motor vehicle, of the type comprising a support housing carrying a movable operating member capable of occupying said stable positions, and indexing means carried in part by the operating member and partly through the housing for defining stable positions of the operating member.
  • the switch fulfills a predetermined function as described for example in document FR-A-2 392 479.
  • the indexing means use notches formed in the housing and a movable plunger subjected to the action of a return spring carried by the operating member.
  • a return spring carried by the operating member.
  • Such a switch is noisy because the plunger is first allowed to retract and then suddenly relax, to move from one stable position to another.
  • switches are sensitive to corrosion and pollution because the indexing means include parts in mobile contact with each other, so that particles can detach and for example contaminate the electrical circuits. , hydraulic or other, as well as the joints, which includes such a switch.
  • This pollution can also come from the grease that is usually used to reduce noise phenomena.
  • the object of the present invention is to overcome these drawbacks in a simple and economical manner and therefore to create new indexing means which are less noisy and which are less subject to corrosion and pollution, while having a more comfortable feeling for the user. gentle actuation of the operating member, and using a reduced number of magnets.
  • a switch of the above-mentioned type in which the indexing means comprise a magnetic circuit with at least one permanent magnet is characterized in that the said permanent magnet is integral with at least one profiled counter-target to increase the flux of the magnetic field, and in that said circuit comprises a target for closing the magnetic field disposed opposite the counter-target at each stable position, one of the target-counter-target elements with its associated permanent magnet being carried by the operating member, while the other of said elements is carried by the housing, so as to define at least two stable positions, at least two targets and a counter-target or the reverse being provided for this purpose .
  • the indexing means comprise parts which do not come into contact with one another, so that the noise generated by the trigger, by example, of a plunger or by vibrations of flexible blades are avoided.
  • Friction phenomena are also avoided as well as pollution phenomena, in particular because there is no need to grease the magnetic indexing means.
  • the manufacture of the switch is also simplified due to the absence of return spring and / or elastic blade.
  • the permanent magnet can easily be installed transversely or axially.
  • the actuation of the operating member is done without risk of jamming and in a more gentle manner. Indeed, when one passes from a stable position to another the magnetic restoring forces decrease, then increase contrary to the provisions of the prior art leading first to an increase in force.
  • the magnetic attraction force will position the target relative to its associated magnet and will ensure the stability of the position, thus achieving indexing. Multiplying the number of targets and / or magnets will easily multiply the number of positions.
  • the magnetic attraction force will attract the magnet to the nearest target.
  • the arrangement according to the invention makes economical use of a reduced number of permanent magnets, which can thus have a large size.
  • This reduced number of magnets favors good stability of the positions, the targets or counter-targets being well spaced from each other.
  • each pole of the permanent magnet is associated with a pole piece. These pole pieces reduce the power of the magnet and therefore its size.
  • the open magnetic flux can be concentrated, the target serving to close the flux. This also promotes an increase in the distance between the targets for better position stability.
  • pole pieces are profiled to further increase the flux of the magnetic field.
  • the target and / or the pole pieces have a cropped free end to increase the magnetic restoring forces.
  • the switch illustrated in FIGS. 7 to 14 is a service switch for a motor vehicle with at least two stable positions, in particular for lighting, heating, air conditioning, wiping and ventilation of this vehicle.
  • This switch comprises a support housing 30, an operating member 5-50, mounted movable relative to the housing 30 by being carried by the latter.
  • This movable member 5-50 is able to occupy said stable positions.
  • the switch also comprises indexing means 1 carried in part by the operating member 5-50 and in part by the housing 30 for defining stable positions of the operating member 5-50.
  • indexing means 1 carried in part by the operating member 5-50 and in part by the housing 30 for defining stable positions of the operating member 5-50.
  • pole pieces 20, 21, 22, 23, 25 are associated with each pole of the permanent magnet 2, for example in ferrite, in rare earths or in Neodyne-Fer-Boron.
  • These parts, as well as the targets 11, 12, 14, 15, 17 are here made of magnetic or ferromagnetic material with low reluctance. They are advantageously made of soft iron.
  • pole pieces form counter-targets associated with the permanent magnet 2. They make it possible to reduce the power of the magnet and therefore the size thereof. Indeed, thanks to these pole pieces, the density of the magnetic field can be increased, these channeling the magnetic flux.
  • This permanent magnet 2 can be profiled to present itself a counter target.
  • the part of the housing 30, which partially carries the indexing means, is made of non-magnetic material.
  • the targets 16 are also made of magnetic or ferromagnetic material with low reluctance, advantageously of soft iron.
  • the permanent magnet 2 with its pole pieces (counter-targets) is carried by the actuator 5-50, while in FIGS. 5 and 6 the targets 16, 17 are carried by the 'operating member, more precisely by an axis 4, belonging to said operating member.
  • FIGS. 1 to 4 three targets have been provided and for simplicity only two of these have been represented as in FIGS. 5 and 6.
  • FIG. 5 there is a single target 17 and four counter-targets 26 formed using the pole pieces 25.
  • two twin targets 16 and four permanent magnets 3 are provided, the opposite end of the axis 4 is profiled to form a counter-target.
  • the housing has a substantial size, it is possible to provide at least three permanent magnets and three counter-targets carried by said housing and a single target carried by the operating member. All combinations are possible.
  • the two pole pieces 20 are magnetically bonded to the magnet 2, each being associated with one of the poles of the permanent magnet 2.
  • the assembly 20.2 is generally in the shape of a U whose the base is formed mainly by the magnet 2 and the branches by the pole pieces 20, the free ends of which are bent towards one another to define a precise air gap between the free ends of the paired pole pieces 20.
  • the target 11 is a lug of generally trapezoidal shape and penetrates between the parts 20 in the air gap delimited by these.
  • the distance between the free ends of the pieces 20 is therefore a function of the thickness of the target 11, which extends parallel to the main part of the pieces 20.
  • the target 11 could consist of a rectangular tab, but it will be appreciated that the trapezoidal shape of the target 11, consisting in cutting material relative to a rectangular tab, leads to an increase in the magnetic restoring forces.
  • the magnet 2 with its associated counter-target, formed by the two paired pole pieces 20 moves relative to the target 11, an asymmetry is created due to the inclined shape of the lateral edges of the target 11 so that the magnetic restoring forces are increased.
  • the targets 11 are connected together by bars 10, so that they form a unitary assembly which can be easily fixed in the part which carries it, advantageously made of plastic to do this, so that one can easily carry out for example overmolding.
  • the pieces 21 have a planar shape with a trapezoidal end to concentrate the magnetic flux, while the targets 12 have a U shape with two wings each directed towards a pole piece 21 in the plane thereof, said wings having a trapezoidal end.
  • An air gap is defined between each free end of a pole piece 20 and the free end opposite the concerned branch of the target 12, in the extension of the associated piece 20.
  • the magnetic field closes through the target 12, hence the U shape of it.
  • the shape of the target 12 also makes it possible to create an asymmetry during the relative displacement of the target 12 relative to the counter-target 21 and therefore to increase the magnetic restoring forces for the benefit of good stability of the switch as before.
  • the switch can thus have an unstable position corresponding to an absence of target for for example, in the context of a wiping switch, controlling the washer fluid of the rear wiping or controlling the temperature in the context of a vehicle interior air conditioning system.
  • the target 14 is in the form of a bar with a free end of trapezoidal shape, said targets 14 being connected together by a plate 13.
  • the pole pieces 22 have a free end curved as in FIG. 1 but with a double folding.
  • the end zones of the free ends, facing each other, extend perpendicular to the current part of the parts 22 to define an air gap and attract the target 14 located outside the parts 22 in the immediate vicinity parts 22 for closing the magnetic field.
  • the pole pieces 23 are thicker and have a free end of reduced thickness with connection fillets 25.
  • the target 15 is in the form of a stepped plate with a free end of rectangular shape penetrating between the two free ends parts 23 and defining two shoulders 26, each facing the end face 27 of the free end of the part 23 concerned.
  • the permanent magnet 2 has two pole pieces 25 and each of these is provided with two ribs 26 facing the other pole piece to define two stable positions.
  • more than two ribs can be provided.
  • the target 17 is in the form of a plate perforated centrally for passage of the axis 4.
  • the target 16 is split and consists of two plates 16 with curved ends directed towards each other.
  • the permanent magnets 3 have a trapezoidal end forming the counter-targets.
  • more than two magnets 3 and two stable positions can be provided.
  • the switch is an electrical switch of the type described for example in document EP 0 403 359 to which reference may be made for further details, as well as to documents FR-A-2 607 959 and FR-A-2 607 961 cited in this aforementioned document EP 0 403 359.
  • This switch can be a light switch or a wiping switch located at the dashboard of the motor vehicle. It comprises a housing 30 made of non-magnetic material, here made of plastic material, with a belt 32 closed by a cover 31 for delimitation of a ball housing 7 with which is adapted to cooperate a lever 5 having a ball joint. the disposition of the user, is therefore pivotally mounted relative to the housing 30 while being carried by the latter.
  • the cover 31 is removably fixed to the belt here by clipping.
  • the handle 5, made of non-magnetic material, here made of plastic, thanks to its ball joint 6 can thus perform, inside the housing 30, a rotational movement in the plane of FIG. 8.
  • FIGS. 7 and 8 four targets 18, linked together by bars, are provided. These targets, carried by the belt 32, have a U shape with free ends of trapezoidal shape suitable for penetrating with slight play between the pole pieces 21 of FIG. 2.
  • the magnet 2 with its pole pieces 21, forming a counter-target, is mounted in a housing 33 of axial orientation in the form of a blind hole, which has a hub 9 linked to the lever 5 by connection means 8.
  • the hub 9 thus belongs to the operating element 5.
  • connecting means 8 use intermediate parts and connections by cooperation of shapes.
  • the hub 9 penetrates in one piece with the element 5.
  • the magnetic circuit includes targets 12 of the type of Figure 2 and pole pieces 21 of this same figure.
  • the targets 19 are of the type of those of FIG. 3 with a free end of rectangular shape, while the pole pieces 22 (the counter-target) have the shape of that of FIG. 3 and are mounted in an open transverse housing 34 of the hub 9.
  • targets 19 with their bars are overmolded in the belt 32 with rounded internal lateral edge as in FIGS. 8 and 10.
  • FIGS. 11 and 12 has a larger size by being more powerful and that the magnet can be mounted with its counter-target in both directions (axial and transverse), hence a large area. of application.
  • the operating member is a wheel 50 available to the user and the switch is an electrical control selector as described in the document FR-A-2 675 918 (US-A-5,235,213 ).
  • the operating member is rotatably mounted by means of a shaft 51, which it has for this purpose, journalling in a housing 52 of the housing 30.
  • the shaft 51 has one end of reduced diameter 53 penetrating into the housing 52.
  • the plastic housing 30 has three parts, namely a cover 40, a belt 41 and a plate 42 carrying electrical circuits, of which we see in FIG. 13 electrical supply tabs and a lamp lighting. The assembly of these various parts is done by clipping.
  • the plate 42 which has a housing 43 for mounting a magnet 2 with a pole piece 22 of the type of FIG. 3.
  • the targets 24 are carried by the wheel 50 and therefore rotatable relative to the magnet 2 which is fixed.
  • the targets 24 come opposite the free ends of the pole pieces 22.
  • the switch can control hydraulic or other circuits and one can perform a relative translational movement of the targets relative to the counter-targets.
  • the magnet 2 with its counter-target belongs to a cursor moved in translation by the user.
  • the operating member is not controlled by pressing in but by circumferential shift, possibly of infinite radius, leading to an axial movement 2 .
  • the magnetic forces are determined according to the applications, and easily depending in particular on the air gaps and the pole pieces so that the operating member remains in a stable position under the effect of vibration phenomena.

Landscapes

  • Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (AREA)
  • Mechanical Control Devices (AREA)
  • Steering Controls (AREA)

Abstract

Le commutateur à au moins deux positions stables comporte un boîtier (30), un organe de man÷uvre (5), porté à mobilité par le boîtier (30), et des moyens d'indexage (1) portés en partie par l'organe de man÷uvre (5) et en partie par le boîtier (30). Les moyens d'indexage (1) comportent un circuit magnétique avec au moins un aimant permanent (2) associé à au moins une contre-cible (21) et une cible de fermeture (18) du champ magnétique disposés en regard de la contre-cible à chaque position stable. L'un des éléments cible - contre-cible avec son aimant permanent étant porté par l'organe de man÷uvre (5), tandis que l'autre desdits éléments est porté par le boîtier (30). Application: véhicule automobile.

Description

  • La présente invention concerne les commutateurs à au moins deux positions stables, notamment pour véhicule automobile, du genre comportant un boîtier support portant un organe de manoeuvre mobile, propre à occuper lesdites positions stables, et des moyens d'indexage portés en partie par l'organe de manoeuvre et en partie par le boîtier pour définition des positions stables de l'organe de manoeuvre.
  • Ainsi qu'on le sait, à chaque position stable le commutateur remplit une fonction prédéterminée comme décrit par exemple dans le document FR-A-2 392 479.
  • Dans ce document, les moyens d'indexage font appel à des crans ménagés dans le boîtier et à un plongeur mobile soumis à l'action d'un ressort de rappel porté par l'organe de manoeuvre. L'inverse est également possible comme divulgué dans le document FR-A-2 495 373.
  • Un tel commutateur est bruyant car le plongeur est admis d'abord à se rétracter puis à se détendre brusquement, pour passer d'une position stable à l'autre.
  • C'est la raison pour laquelle on a prévu dans le document FR-A-2 654 868 une disposition avec un plongeur doté d'un galet au contact d'une lame élastiquement déformable épousant la forme des crans.
  • Une telle disposition augmente le nombre de pièces.
  • Quelle que soit la solution adoptée, des usures apparaissent et il se pose des problèmes de fiabilité dus notamment aux phénomènes de fatigue et aux risques de rupture des éléments élastiques (ressorts, lames), du commutateur.
  • De plus, ces commutateurs sont sensibles à la corrosion et à la pollution du fait que les moyens d'indexage comportent des pièces en contact mobile les unes avec les autres, en sorte que des particules peuvent se détacher et venir par exemple souiller les circuits électriques, hydrauliques ou autres, ainsi que les articulations, que comporte un tel commutateur.
  • Cette pollution peut provenir également de la graisse que l'on met usuellement pour atténuer les phénomènes de bruit.
  • Enfin, il se pose des problèmes de sensation de commande car, dans ces types de commutateur apparaissent des frottements qui gênent le mouvement de l'organe de manoeuvre avec risque de coincement et on a une sensation de commande par à-coup. En effet, lorsque l'on passe d'une position stable à une autre, il faut d'abord comprimer le ressort de rappel du plongeur, qui se détend par la suite, ces technologies se servant de la flexibilité d'un élément qu'il faut déformer élastiquement avec un effort croissant puis décroissant pour évoluer d'une position stable à une autre.
  • On peut songer alors à faire appel à une solution avec des moyens d'indexage comportant un circuit magnétique tel que décrit dans le document DE-A-4109544 conforme au préambule de la revendication 1 une telle disposition n'est pas entièrement satisfaisante car elle fait appel à un grand nombre d'aimants. Ce nombre élevé n'est pas favorable à une bonne stabilité des positions.
  • La présente invention a pour objet de pallier, de manière simple et économique, ces inconvénients et donc de créer de nouveaux moyens d'indexation moins bruyants, peu sujets à la corrosion et à la pollution, tout en ayant pour l'usager une sensation plus douce d'actionnement de l'organe de manoeuvre, et en faisant appel à un nombre réduit d'aimants.
  • Suivant l'invention, un commutateur du type sus-indiqué dans lequel les moyens d'indexage comportent un circuit magnétique avec au moins un aimant permanent, est caractérisé en ce que le dit aimant permanent est solidaire d'au moins une contre-cible profilée pour accroître le flux du champs magnétique, et en ce que ledit circuit comporte une cible de fermeture du champs magnétique disposée en regard de la contre-cible à chaque position stable, l'un des éléments cible-contre-cible avec son aimant permanent associé étant porté par l'organe de manoeuvre, tandis que l'autre desdits éléments est porté par le boîtier, en sorte de définir au moins deux positions stables, au moins deux cibles et une contre-cible ou l'inverse étant prévu pour ce faire.
  • Ainsi grâce à l'invention, les moyens d'indexage comportent des pièces qui n'entrent pas en contact les unes avec les autres, en sorte que les bruits générés par la détente, par exemple, d'un plongeur ou par des vibrations de lames souples sont évités.
  • Les usures sont également diminuées au bénéfice de la durée de vie du commutateur. Il en est d'autant plus ainsi que l'aimant et la cible sont fixes par rapport à la pièce qui le porte.
  • Les phénomènes de frottement sont également évités ainsi que les phénomènes de pollution, notamment du fait qu'il n'y a pas besoin de graisser les moyens d'indexage magnétiques.
  • La fabrication du commutateur est également simplifiée du fait de l'absence de ressort de rappel et/ou de lame élastique.
  • Il est possible ainsi d'équiper par avance la manette avec ses contre-cibles, ou cibles selon les cas.
  • En outre selon les applications on peut aisément implanter transversalement ou axialement l'aimant permanent.
  • L'actionnement de l'organe de manoeuvre se fait sans risque de coincement et de manière plus douce. En effet, lorsque l'on passe d'une position stable à une autre les forces de rappel magnétiques diminuent, puis augmentent contrairement aux dispositions de l'art antérieur conduisant d'abord à un accroissement d'effort.
  • On appréciera qu'ainsi la force d'attraction magnétique positionnera la cible par rapport à son aimant associé et assurera la stabilité de la position, réalisant ainsi l'indexation. En multipliant le nombre de cibles et/ou d'aimants on multipliera aisément le nombre de positions.
  • Si on laisse l'organe de manoeuvre dans une position intermédiaire entre deux positions stables, la force d'attraction magnétique attirera l'aimant vers la cible la plus proche.
  • De plus, en ajustant l'entrefer, que comporte le circuit magnétique, on pourra maîtriser aisément la courbe effort - déplacement pour un meilleur confort de l'utilisateur.
  • On appréciera que la disposition selon l'invention fait appel de manière économique à un nombre réduit d'aimant permanent, qui peuvent ainsi avoir une grande taille. Ce nombre réduit d'aimant est favorable à une bonne stabilité des positions, les cibles ou les contre-cibles étant bien écartées les unes par rapport aux autres.
  • Avantageusement on associe à chaque pôle de l'aimant permanent une pièce polaire. Ces pièces polaires permettent de diminuer la puissance de l'aimant et donc sa taille.
  • Grâce aux pièces polaires, on peut concentrer le flux magnétique ouvert, la cible servant à refermer le flux. Cela favorise également une augmentation de la distance entre les cibles au bénéfice d'une meilleur stabilité des positions.
  • Avantageusement ces pièces polaires sont profilées pour accroître encore le flux du champ magnétique.
  • Avantageusement la cible et/ou les pièces polaires ont une extrémité libre rognée pour accroître les forces de rappel magnétiques.
  • Ainsi il est possible, en supprimant une cible, de créer un commutateur avec une position instable rappelée magnétiquement.
  • La description qui va suivre illustre l'invention en regard des dessins annexés dans lesquels :
    • les figures 1 à 6 sont des vues schématiques des moyens d'indexage magnétiques selon l'invention ;
    • la figure 7 est une vue en coupe axiale schématique d'un commutateur pivotant équipé des moyens d'indexage magnétiques selon l'invention ;
    • la figure 8 est une vue selon la flèche 8 de la figure 7, le couvercle du commutateur ayant été ôté ;
    • les figures 9,10 et 11,12 sont des vues analogues aux figures 7 et 8 pour respectivement un deuxième et un troisième exemple de réalisation ;
    • la figure 13 est une vue en coupe axiale schématique d'un commutateur à organe de manoeuvre rotatif équipé de moyens d'indexage magnétiques selon l'invention ;
    • la figure 14 est une vue en coupe selon la ligne 14-14 de la figure 13.
  • Le commutateur illustré dans les figures 7 à 14 est un commutateur de service pour véhicule automobile à au moins deux positions stables, notamment pour l'éclairage, le chauffage, la climatisation, l'essuyage et la ventilation de ce véhicule.
  • Ce commutateur comporte un boîtier support 30, un organe de manoeuvre 5-50, monté mobile par rapport au boîtier 30 en étant porté par celui-ci. Cet organe mobile 5-50 est propre à occuper lesdites positions stables. Le commutateur comporte également des moyens d'indexage 1 portés en partie par l'organe de manoeuvre 5-50 et en partie par le boîtier 30 pour définition des positions stables de l'organe de manoeuvre 5-50. Ici on passe d'une position stable à une autre par décalage circonférentiel, éventuellement de rayon infini, de l'organe de manoeuvre.
  • Suivant l'invention, un commutateur du type sus-indiqué dans lequel les moyens d'indexage 1 comportent un circuit magnétique et caractérisé en ce que le dit circuit comporte au moins un aimant permanent 2 solidaire d'au moins une contre-cible 20,21, profilée pour accroître le flux du champs magnétique, et une cible de fermeture 11,12,13... du champ magnétique disposée en regard de la contre-cible à chaque position stable, l'un des éléments cible - contre-cible avec son aimant permanent étant porté par l'organe de manoeuvre 5-50, tandis que l'autre desdits éléments est porté par le boîtier 30, en sorte de définir au moins deux positions stables, au moins deux cibles et une contre-cible ou l'inverse étant prévu pour ce faire.
  • Plus précisément, dans les figures 1 à 5, des pièces polaires 20,21,22,23,25 sont associées à chaque pôle de l'aimant permanent 2, par exemple en ferrite, en terres rares ou en Néodyne-Fer-Bore. Ces pièces, ainsi que les cibles 11,12,14,15,17 sont ici en matériau magnétique ou ferromagnétique à faible réluctance. Elles sont avantageusement en fer doux.
  • Ces pièces polaires forment des contre-cibles associées à l'aimant permanent 2. Elles permettent de réduire la puissance de l'aimant et donc la taille de celui-ci. En effet, grâce à ces pièces polaires, on peut augmenter la densité du champ magnétique, celles-ci canalisant le flux magnétique.
  • Bien entendu la présence de ces contre-cibles, distinctes de l'aimant 2, n'est pas nécessaire. Cet aimant permanent 2 pouvant être profilé pour présenter lui-même une contre-cible. Ici la partie du boîtier 30, qui porte en partie les moyens d'indexage, est en matériau non magnétique.
  • Dans la figure 6, les cibles 16 sont également en matériau magnétique ou ferromagnétique à faible réluctance, avantageusement en fer doux.
  • Dans les figures 1 à 4, l'aimant permanent 2 avec ses pièces polaires (contre-cibles) est porté par l'organe de manoeuvre 5-50, tandis que dans les figures 5 et 6 les cibles 16,17 sont portées par l'organe de manoeuvre, plus précisément par un axe 4, appartenant audit organe de manoeuvre.
  • Dans les figures 1 à 4, on a prévu trois cibles et par simplicité deux seulement de celles-ci ont été représentées comme dans les figures 5 et 6.
  • Dans la figure 5, il y a une seule cible 17 et quatre contre-cibles 26 formées à la faveur des pièces polaires 25.
  • Dans la figure 6, on a prévu deux cibles jumelées 16 et quatre aimants permanents 3 dont l'extrémité en regard de l'axe 4 est profilée pour former contre-cible.
  • Ainsi qu'on l'aura compris, on peut inverser les structures. Lorsque le boîtier a une taille conséquente, on peut prévoir au moins trois aimants permanents et trois contre-cibles portés par ledit boîtier et une seule cible portée par l'organe de manoeuvre. Toutes les combinaisons étant possibles.
  • Dans la figure 1, les deux pièces polaires 20 sont collées magnétiquement sur l'aimant 2, chacune étant associée à l'un des pôles de l'aimant permanent 2. L'ensemble 20,2 a globalement la forme d'un U dont la base est formée principalement par l'aimant 2 et les branches par les pièces polaires 20, dont les extrémités libres sont recourbées l'une vers l'autre pour définition d'un entrefer précis entre les extrémités libres des pièces polaires jumelées 20.
  • Cette disposition permet de concentrer le flux magnétique. Ces pièces polaires ont ainsi des extrémités libres profilées en forme de pince pour accroître le flux du champ magnétique.
  • La cible 11 est une patte de forme globalement trapézoidale et pénètre entre les pièces 20 dans l'entrefer délimité par celles-ci. La distance entre les extrémités libres des pièces 20 est donc fonction de l'épaisseur de la cible 11, qui s'étend parallèlement à la partie principale des pièces 20.
  • Bien entendu, la cible 11 pourrait consister en une patte rectangulaire, mais on appréciera que la forme trapézoïdale de la cible 11, consistant à rogner de la matière par rapport à une patte rectangulaire, conduit à une augmentation des forces de rappel magnétiques. Dès que l'aimant 2 avec sa contre-cible associée, formée par les deux pièces polaires 20 jumelées, se déplace par rapport à la cible 11, on crée une dissymétrie du fait de la forme inclinée des bords latéraux de la cible 11 en sorte que les forces de rappel magnétiques sont augmentées. Les cibles 11 sont reliées entre elles par des barrettes 10, en sorte qu'elles forment un ensemble unitaire que l'on peut fixer aisément dans la pièce qui la porte, avantageusement en matière plastique pour ce faire, en sorte que l'on peut procéder aisément par exemple à un surmoulage.
  • Dans la figure 2, l'aimant 2 avec sa contre-cible, à pièces polaires 21 jumelée, se déplacent par rapport aux cibles 12 reliées entre elles par des barrettes 10 comme précédemment, mais la cible 12 n'est pas admise à pénétrer entre les pièces polaires 21.
  • Les pièces 21 ont une forme plane avec une extrémité de forme trapézoïdale pour concentrer le flux magnétique, tandis que les cibles 12 ont une forme en U avec deux ailes dirigées chacune vers une pièce polaire 21 dans le plan de celle-ci, lesdites ailes ayant une extrémité de forme trapézoïdale.
  • Un entrefer est défini entre chaque extrémité libre d'une pièce polaire 20 et l'extrémité libre en regard de la branche concernée de la cible 12, dans le prolongement de la pièce associée 20. Le champ magnétique se referme à travers la cible 12, d'où la forme en U de celle-ci.
  • La forme de la cible 12 permet de créer également une dissymétrie lors du déplacement relatif de la cible 12 par rapport à la contre-cible 21 et donc d'augmenter les forces de rappel magnétiques au bénéfice d'une bonne stabilité du commutateur comme précédemment.
  • Ainsi qu'on l'aura compris, si l'utilisateur lâche la manette et que l'aimant 2 avec ses pièces 21 se trouve entre deux cibles 12, automatiquement l'organe de manoeuvre reviendra de lui-même sous l'action des forces magnétiques dans une position stable c'est-à-dire vers la cible 12 la plus proche de lui.
  • Le commutateur peut ainsi avoir une position instable correspondant à une absence de cible pour par exemple, dans le cadre d'un commutateur d'essuyage, commander le liquide de lave-glace de l'essuyage arrière ou commander la température dans le cadre d'une installation de conditionnement d'air de l'habitacle du véhicule.
  • Dans la figure 3, la cible 14 est en forme de barrette avec une extrémité libre de forme trapézoïdale, lesdites cibles 14 étant reliées entre elles par une plaque 13. Les pièces polaires 22 ont une extrémité libre recourbée comme à la figure 1 mais avec un double pliage.
  • Les zones terminales des extrémités libres, en regard l'une avec l'autre, s'étendent perpendiculairement à la partie courante des pièces 22 pour définition d'un entrefer et attirer la cible 14 implantée à l'extérieur des pièces 22 au voisinage immédiat des pièces 22 pour fermeture du champ magnétique.
  • A la figure 4, les pièces polaires 23 sont plus épaisses et ont une extrémité libre d'épaisseur réduite avec des congés de raccordement 25. La cible 15 est en forme de plaque étagée avec une extrémité libre de forme rectangulaire pénétrant entre les deux extrémités libres des pièces 23 et définissant deux épaulements 26, chacun en regard de la face terminale 27 de l'extrémité libre de la pièce 23 concernée.
  • On obtient grâce à cette forme des forces d'attraction magnétiques maximales avec une excellente fermeture du champ magnétique par la cible 15.
  • Dans la figure 5, l'aimant permanent 2 présente deux pièces polaires 25 et chacune de celles-ci est dotée de deux nervures 26 tournées vers l'autre pièce polaire pour définition de deux positions stables. Bien entendu on peut prévoir plus de deux nervures.
  • La cible 17 est sous forme de plaque trouée centralement pour passage de l'axe 4.
  • Ainsi qu'on l'aura compris il est formé quatre contre-cibles 26 propres chacune à coopérer avec la cible 17.
  • Dans la figure 6, la cible 16 est dédoublée et consiste en deux plaques 16 avec des extrémités recourbées dirigées l'une vers l'autre. Les aimants permanents 3 ont une extrémité de forme trapézoïdale formant les contre-cibles. Bien entendu on peut prévoir plus de deux aimants 3 et de deux positions stables.
  • Dans les figures 7 à 14, sont représentés des exemples pratiques de réalisation.
  • Dans les figures 7 à 12, le commutateur est un commutateur électrique du type de celui décrit par exemple dans le document EP 0 403 359 auquel on pourra se reporter pour plus amples détails, ainsi qu'aux documents FR-A-2 607 959 et FR-A-2 607 961 cités dans ce susmentionné document EP 0 403 359.
  • Ce commutateur peut être un commutateur d'éclairage ou un commutateur d'essuyage implanté au niveau du tableau de bord du véhicule automobile. Il comporte un boîtier 30 en matière non magnétique, ici en matière plastique, avec une ceinture 32 fermée par un couvercle 31 pour délimitation d'un logement rotulaire 7 avec lequel est propre à coopérer une manette 5 présentant une rotule 6. Cette manette, à la disposition de l'utilisateur, est donc montée de manière pivotante par rapport au boîtier 30 en étant portée par celui-ci.
  • Avantageusement, de manière usuelle, le couvercle 31 est fixé de manière amovible sur la ceinture ici par clipsage.
  • La manette 5, en matière non magnétique, ici en matière plastique, grâce à sa rotule 6 peut ainsi effectuer, à l'intérieur du boîtier 30, un mouvement de rotation dans le plan de la figure 8.
  • Dans les figures 7 et 8 quatre cibles 18, reliées entre elles par des barrettes, sont prévues. Ces cibles, portées par la ceinture 32, ont une forme en U avec des extrémités libres de forme trapézoïdale propres à pénétrer à léger jeu entre les pièces polaires 21 de la figure 2.
  • L'aimant 2 avec ses pièces polaires 21, formant une contre-cible, est monté dans un logement 33 d'orientation axial en forme de trou borgne, que présente un moyeu 9 lié à la manette 5 par des moyens de liaison 8. Le moyeu 9 appartient ainsi à l'élément de manoeuvre 5.
  • Ici les moyens de liaison 8 font appel à des pièces intermédiaires et à des liaisons par coopération de formes. En variante le moyeu 9 pénètre d'un seul tenant avec l'élément 5.
  • Dans les figures 9 et 10, le circuit magnétique comporte les cibles 12 du type de la figure 2 et des pièces polaires 21 de cette même figure.
  • Dans les figures 11 et 12, les cibles 19 sont du type de celles de la figure 3 en ayant une extrémité libre de forme rectangulaire, tandis que les pièces polaires 22 (la contre-cible) ont la forme de celle de la figure 3 et sont montées dans un logement 34 transversal ouvert du moyeu 9.
  • Ici les cibles 19 avec leurs barrettes sont surmoulées dans la ceinture 32 à bord latéral interne arrondi comme dans les figures 8 et 10.
  • On voit que la fixation des cibles des figures 7 à 12 se fait de manière aisée, soit par surmoulage ou éventuellement rivetage, ou autre.
  • On appréciera que l'aimant des figures 11 et 12 a une taille supérieure en étant plus puissant et que l'on peut monter l'aimant avec sa contre-cible dans les deux sens (axial et transversal), d'où un grand domaine d'application.
  • Dans les figures 13 à 14, l'organe de manoeuvre est une mollette 50 à la disposition de l'usager et le commutateur est un sélecteur de commande électrique comme décrit dans le document FR-A-2 675 918 (US-A-5,235,213).
  • Dans ce cas, l'organe de manoeuvre est monté rotatif grâce à un arbre 51, qu'il présente à cet effet, tourillonnant dans un logement 52 du boîtier 30. Pour ce faire, l'arbre 51 a une extrémité de diamètre réduit 53 pénétrant dans le logement 52. Ici le boîtier 30 en matière plastique présente trois parties à savoir un couvercle 40, une ceinture 41 et une platine 42 portant des circuits électriques, dont on voit à la figure 13 des languettes d'alimentation électriques et une lampe d'éclairage. Le montage de ces diverses pièces se fait par clipsage.
  • C'est la platine 42 qui présente un logement 43 pour montage d'un aimant 2 à pièce polaire 22 du type de la figure 3. Dans ce cas, les cibles 24 sont portées par la mollette 50 et donc rotatives par rapport à l'aimant 2 qui est fixe.
  • Les cibles 24 viennent en regard des extrémités libres des pièces polaires 22.
  • Bien entendu le commutateur peut commander des circuits hydrauliques ou autres et on peut effectuer un mouvement de translation relatif des cibles par rapport aux contre-cibles. Dans ce cas, par exemple, l'aimant 2 avec sa contre-cible appartient à un curseur déplacé en translation par l'usager.
  • Dans tous les cas, l'organe de manoeuvre n'est pas commandé par enfoncement mais par décalage circonférentiel éventuellement de rayon infini conduisant à un mouvement axial2.
  • Bien entendu on peut augmenter le nombre de cibles et/ou contre-cibles selon les applications.
  • On appréciera que les forces magnétiques sont déterminées selon les applications, et aisément en fonction notamment des entrefers et des pièces polaires pour que l'organe de manoeuvre reste en position stable sous l'effet des phénomènes de vibration.

Claims (11)

  1. Commutateur à au moins deux positions stables, notamment pour véhicule automobile, du genre comportant un boîtier support (30) portant un organe de manoeuvre (5-50) mobile, propre à occuper lesdites positions stables, et des moyens d'indexage (1) portés en partie par l'organe de manoeuvre (5-50) et en partie par le boîtier (30) pour définition des positions stables de l'organe de manoeuvre (5,50) dans lequel les moyens d'indexage (1) comportent un circuit magnétique avec au moins un aimant permanent (2,3) caractérisé en ce que le dit aimant permanent (2,3) est solidaire d'au moins une contre-cible (20,21...) profilée pour accroître le champs du flux magnétique, et en ce que le dit circuit comporte une cible de fermeture (11,12,13...) du champs magnétique disposée en regard de la contre-cible à chaque position stable, l'un des éléments cible - contre-cible avec son aimant permanent étant porté par l'organe de manoeuvre (5-50), tandis que l'autre desdits éléments est porté par le boîtier (30), en sorte de définir au moins deux positions stables, au moins deux cibles et une contre-cible ou l'inverse étant prévu pour ce faire.
  2. Commutateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour diminution de la puissance de l'aimant permanent (2,3), on associe à chaque pôle dudit aimant permanent d'une pièce polaire (20,21...).
  3. Commutateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que ces pièces polaires (20,21...) sont jumelées et conformées pour former les contre-cibles.
  4. Commutateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les pièces polaires (20,21...) sont profilées pour accroître le flux du champ magnétique.
  5. Commutateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que les pièces polaires (21) ont une forme plane avec une extrémité libre de forme trapézoïdale.
  6. Commutateur selon la revendication 5, caractérisé en ce que les cibles (12) ont une forme en U avec deux branches tournées vers les pièces polaires (21) et une extrémité libre de forme trapézoïdale.
  7. Commutateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que les pièces polaires (21,22...) ont une extrémité libre recourbée pour définition d'un entrefer entre lesdites extrémités libres.
  8. Commutateur selon la revendication 7, caractérisé en ce que la cible (11) forme une patte avec une extrémité libre de forme trapézoïdale pénétrant entre les deux extrémités libres des pièces polaires (20).
  9. Commutateur selon la revendication 7, caractérisé en ce que la cible (14) a une forme de barre avec une extrémité libre de forme trapézoïdale en regard des extrémités libres des pièces polaires (22).
  10. Commutateur selon une quelconque des revendications 1 à 9 caractérisé en ce que l'aimant permanent (2) avec ses pièces polaires (20,21...) est porté par un moyeu (9) appartenant à une manette (5) montée à articulation dans un boîtier (30).
  11. Commutateur selon une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'aimant permanent (2) avec ses pièces polaires (20,21...) est porté par la platine (42) d'un boîtier (30), tandis que les cibles (24) sont portées par une mollette (50) montée rotative dans le boîtier (30).
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