FR2762711A1 - ROTARY KNOB CONTROL UNIT - Google Patents
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Abstract
Organe de commande à molette rotative (1) tournant librement dans un logement, permettant la génération de signaux électriques différents suivant le sens de rotation de la molette, caractérisé en ce que ladite molette (1) comporte un profil (3, 3', 3 " ) apte à entraîner au moins une fois par rotation complète un bras (4) pivotant entre deux positions extrêmes distinctes selon le sens de rotation de la molette (1), chaque position générant en commutant un circuit un signal électrique différent de celui qui est généré dans l'autre position, un mécanisme de rappel (7) ramenant le bras (4) à une position de repos dans laquelle aucun signal électrique n'est généré lorsque le profil (3, 3', 3 " ) de la molette (1) n'exerce pas de contrainte sur ledit bras (4).Rotary wheel control member (1) rotating freely in a housing, allowing the generation of different electrical signals depending on the direction of rotation of the wheel, characterized in that said wheel (1) has a profile (3, 3 ', 3 ") capable of driving at least once per complete rotation an arm (4) pivoting between two different extreme positions according to the direction of rotation of the wheel (1), each position generating by switching a circuit an electrical signal different from that which is generated in the other position, a return mechanism (7) returning the arm (4) to a rest position in which no electrical signal is generated when the profile (3, 3 ', 3 ") of the wheel ( 1) does not exert any stress on said arm (4).
Description
Organe de commande à molette rotative La présente invention concerne unThe present invention relates to a
organe de commande à molette rotative permettant la génération de signaux électriques différents selon le control element with rotary wheel allowing the generation of different electrical signals depending on the
sens de rotation de ladite molette.direction of rotation of said wheel.
Selon un exemple d'application possible, le système de l'invention est applicable dans le domaine des équipements automobiles, par exemple en tant que commande radio intégrant, en plus de plusieurs touches poussoirs, According to an example of possible application, the system of the invention is applicable in the field of automotive equipment, for example as a radio control integrating, in addition to several push buttons,
une molette de commande tournant folle dans son logement. a crazy rotating control wheel in its housing.
Dans l'application précitée, bien entendu non limitative de l'invention mais In the aforementioned application, of course not limiting the invention but
utile à la compréhension de la description qui suit, ladite commande est par useful for understanding the following description, said command is by
exemple intégrée dans la conception plus vaste d'un haut de colonne de direction de véhicule. Actuellement, la tendance est de grouper de plus en plus de commandes dans le volant, ou plus généralement dans ledit haut de colonne. L'organe de commande à molette de l'invention est conçu pour permettre l'envoi de signaux électriques de type impulsionnel, qui doivent au surplus être distingués selon le sens de rotation. Aussi longtemps que l'on tourne dans un sens, le signal électrique généré est d'intensité identique, même si les variations de vitesse du mouvement rotatif imprimé à la molette conduisent à des variations de la forme dudit signal, puisqu'il dépend notamment du example integrated into the larger design of a vehicle steering column top. Currently, the trend is to group more and more commands in the steering wheel, or more generally in said column top. The wheel control member of the invention is designed to allow the sending of electrical signals of the pulse type, which must moreover be distinguished according to the direction of rotation. As long as one turns in one direction, the electrical signal generated is of identical intensity, even if the variations in speed of the rotary movement printed on the wheel lead to variations in the shape of said signal, since it depends in particular on the
temps. En l'occurrence, seule l'intensité du signal est prise en compte. time. In this case, only the signal strength is taken into account.
Il existe déjà des molettes de commande envoyant des signaux distincts en fonction du sens de rotation, mais utilisant un réseau de signaux codés sur un même canal, qui sont traduits par l'autoradio dans leur ordre d'apparition, afin d'en déduire le sens de rotation initiale. Cette conception, nécessairement relativement complexe, n'entre pas dans les objectifs de l'invention. L'objectif majeur de cette dernière est au contraire de proposer un système dont l'apparence est certes identique, avec une molette tournant librement dans les deux sens et fournissant des signaux différents pour chaque sens, There are already command knobs sending separate signals according to the direction of rotation, but using a network of coded signals on the same channel, which are translated by the car radio in their order of appearance, in order to deduce the initial direction of rotation. This conception, necessarily relatively complex, does not fall within the objectives of the invention. The major objective of the latter is on the contrary to propose a system whose appearance is certainly identical, with a wheel rotating freely in both directions and providing different signals for each direction,
mais avec une conception la plus simple et la moins coûteuse possible. but with the simplest and least expensive design possible.
Ainsi, les systèmes existants à roue libre entraînant des pistes de commutation sur un circuit électronique perpendiculaire à l'axe de la molette ne constituent pas non plus une solution que l'on peut retenir dans le cadre de l'invention, car ils induisent un grand nombre de pièces. Le montage est par conséquent complexe, source de multiples vibrations et autres frottements. Selon la présente invention, l'organe de commande à molette rotative est principalement caractérisée en ce que ladite molette comporte un profil apte à entraîner au moins une fois par rotation complète un bras pivotant entre deux positions extrêmes distinctes selon le sens de rotation de la molette, chaque position générant en commutant un circuit un signal électrique différent de celui qui est généré dans l'autre position, un mécanisme de rappel ramenant le bras à une position de repos dans laquelle aucun signal électrique n'est Thus, the existing freewheeling systems causing switching tracks on an electronic circuit perpendicular to the axis of the dial do not constitute a solution that can be retained in the context of the invention, because they induce a large number of pieces. The assembly is therefore complex, source of multiple vibrations and other friction. According to the present invention, the rotary wheel control member is mainly characterized in that said wheel has a profile capable of driving at least once by complete rotation a pivoting arm between two distinct extreme positions according to the direction of rotation of the wheel , each position generating by switching a circuit an electrical signal different from that which is generated in the other position, a return mechanism bringing the arm to a rest position in which no electrical signal is
généré lorsque le profil de la molette n'exerce pas de contrainte sur ledit bras. generated when the profile of the wheel does not exert stress on said arm.
Le profil d'entraînement, qui peut bien entendu varier considérablement d'une application à l'autre, entraîne en fait en oscillation le bras pivotant sur le circuit. De préférence, ledit profil d'entraînement est dessiné radialement sur la périphérie d'une partie axiale de ladite molette, ladite partie présentant un The drive profile, which can of course vary considerably from one application to another, in fact causes the pivoting arm on the circuit to oscillate. Preferably, said drive profile is drawn radially on the periphery of an axial part of said wheel, said part having a
diamètre inférieur à la partie destinée à la manipulation. diameter smaller than the part intended for handling.
La molette proprement dite comporte par conséquent deux portions distinctes, I'une réservée à la manipulation, qui devra être accessible à l'utilisateur, et l'autre plus fonctionnelle destinée à l'entraînement du bras The wheel itself therefore has two separate portions, one reserved for handling, which must be accessible to the user, and the other more functional for training the arm.
pivotant permettant les commutations du circuit. swivel allowing circuit switching.
En fait, le bras comporte une extrémité dont la forme est prévue pour coopérer avec le profil d'entraînement de la molette, I'autre extrémité In fact, the arm has one end whose shape is designed to cooperate with the drive profile of the wheel, the other end
comportant un patin conducteur.comprising a conductive pad.
Le bras pivote en pratique sur une plaque comportant un circuit imprimé dont des pistes conductrices sont localisées de sorte qu'au moins deux desdites pistes à connecter pour obtenir la commutation du signal sont situées The arm pivots in practice on a plate comprising a printed circuit whose conductive tracks are located so that at least two of said tracks to be connected to obtain signal switching are located
au niveau de chaque position extrême prise par ledit patin conducteur. at each extreme position taken by said conductive pad.
Par rapport au bras, le contact se fait donc dans la partie opposée à celle In relation to the arm, contact is therefore made in the part opposite to that
o a lieu l'entraînement, le pivot d'articulation se situant entre les deux. o training takes place, the articulation pivot being between the two.
Schématiquement, lorsque la molette est actionnée dans un sens, elle entraîne le bras vers une de ses positions angulaires extrêmes, la commutation étant alors réalisée et le signal par conséquent généré au moment o le patin atteint cette position angulaire extrême. Le mécanisme de rappel ramène ensuite le bras ou levier en position initiale jusqu'au prochain Schematically, when the thumbwheel is actuated in one direction, it drives the arm towards one of its extreme angular positions, the switching being then carried out and the signal consequently generated at the moment when the shoe reaches this extreme angular position. The return mechanism then returns the arm or lever to the initial position until the next
entraînement, c'est à dire entre deux impulsions. training, ie between two impulses.
La géométrie du profil d'entraînement peut conduire à la génération de plusieurs impulsions par tour. Il est donc essentiel qu'entre chaque phase active d'entraînement, ledit mécanisme rappelle le bras en position The geometry of the drive profile can lead to the generation of several pulses per revolution. It is therefore essential that between each active training phase, said mechanism recalls the arm in position
intermédiaire de repos.intermediate rest.
Ce mécanisme de rappel consiste en une lame ressort parallèle à l'axe de rotation dudit bras et fixée au voisinage de celui-ci, I'autre extrémité de ladite This return mechanism consists of a spring blade parallel to the axis of rotation of said arm and fixed in the vicinity thereof, the other end of said
lame étant solidaire d'un bâti fixe. blade being secured to a fixed frame.
Selon une possibilité, le profil d'entraînement coopère directement avec I'extrémité du bras pivotant. Selon une variante, il coopère avec un plot localisé sur l'extrémité du bras According to one possibility, the drive profile cooperates directly with the end of the pivoting arm. According to a variant, it cooperates with a stud located on the end of the arm
pivotant située au voisinage dudit profil. pivoting located in the vicinity of said profile.
De multiples géométries sont possibles pour réaliser d'une part la molette et son profil, et d'autre part le levier. Il en va de même pour la configuration de Multiple geometries are possible to produce on the one hand the wheel and its profile, and on the other hand the lever. The same goes for the configuration of
leur liaison.their bond.
Ainsi, le profil d'entraînement peut comporter une surface radiale périphérique d'allure cylindrique munie à intervalle régulier de plots à bout arrondi. Selon une variante possible, ledit profil d'entraînement comporte une came de révolution à surface radiale périphérique dotée de portions concaves en arcs de cercle reliées par de zones convexes arrondies de rayon de Thus, the drive profile may include a peripheral radial surface of cylindrical appearance provided at regular intervals with studs with rounded ends. According to a possible variant, said drive profile comprises a revolution cam with peripheral radial surface provided with concave portions in arcs of a circle connected by rounded convex zones of radius
courbure inférieur à celui des portions concaves. curvature less than that of the concave portions.
L'utilisation d'une plaque comportant un circuit imprimé présente l'avantage d'offrir simultanément compacité et simplicité de conception et de réalisation. Elle peut être configurée de manière telle qu'au moins la partie de la molette destinée à la manipulation rencontre le plan de la plaque sur laquelle pivote le bras au niveau d'une lumière laissant passer une portion The use of a plate comprising a printed circuit has the advantage of simultaneously offering compactness and simplicity of design and construction. It can be configured in such a way that at least the part of the wheel intended for handling meets the plane of the plate on which the arm pivots at a light allowing a portion to pass.
de la périphérie de la molette.from the periphery of the dial.
L'ensemble est ensuite intégrable dans un ensemble plus vaste, o I'utilisateur n'a accès qu'à cette portion de la périphérie cylindrique de la The assembly can then be integrated into a larger assembly, where the user has access only to this portion of the cylindrical periphery of the
molette pour opérer ses réglages.wheel to operate its settings.
De préférence, dans la configuration prévue pour l'invention, I'axe de rotation de la molette, l'axe de pivotement du bras et l'axe longitudinal dudit Preferably, in the configuration provided for the invention, the axis of rotation of the wheel, the axis of pivoting of the arm and the longitudinal axis of said
bras sont dans le même plan.arms are in the same plane.
Selon une possibilité, I'axe de pivotement dudit bras est perpendiculaire à According to one possibility, the pivot axis of said arm is perpendicular to
l'axe de rotation de la molette.the axis of rotation of the wheel.
De plus, les positions extrêmes du bras sont disposées symétriquement In addition, the extreme positions of the arm are arranged symmetrically
par rapport à sa position de repos. relative to its rest position.
Le circuit imprimé parallèle à la molette supprime de plus la nécessité d'un renvoi à 90 d'une partie du circuit. L'ensemble s'en trouve encore simplifié et rendu plus compact. On réduit en outre le nombre de pièces en mouvement, The printed circuit parallel to the thumbwheel also eliminates the need to return part of the circuit to 90. The whole is further simplified and made more compact. We also reduce the number of moving parts,
pouvant potentiellement engendrer des vibrations et des frottements. potentially causing vibrations and friction.
L'invention va à présent être décrite plus en détail, au moyen des figures annexées, pour lesquelles: - La figure 1 est une vue en perspective des composants essentiels de l'invention, montrant leurs localisations respectives et leur agencement; - La figure 2 est une vue en élévation de face de l'ensemble de la figure 1 - La figure 3 en est une représentation de côté; - La figure 4 est une vue de dessus du même ensemble; - Les figures 5 à 8 montrent une variante de l'invention, représentée avec les mêmes vues qu'auparavant; - Les figures 9 à 12 présentent une autre variante, également figurée à l'aide des mêmes vues que dans les figures 1 à 4; - Les figures 13 et 14 sont deux vues en perspective d'une configuration o l'axe de la molette n'est pas parallèle au plan de la plaque; et - La figure 15 montre une variante dans laquelle le bras pivotant est The invention will now be described in more detail, by means of the appended figures, for which: - Figure 1 is a perspective view of the essential components of the invention, showing their respective locations and their arrangement; - Figure 2 is a front elevation view of the assembly of Figure 1 - Figure 3 is a side view; - Figure 4 is a top view of the same assembly; - Figures 5 to 8 show a variant of the invention, shown with the same views as before; - Figures 9 to 12 show another variant, also shown using the same views as in Figures 1 to 4; - Figures 13 and 14 are two perspective views of a configuration where the axis of the wheel is not parallel to the plane of the plate; and - Figure 15 shows a variant in which the pivoting arm is
disposé sur l'autre face de la plaque. arranged on the other side of the plate.
Dans les différentes figures, les mêmes éléments sont toujours désignés par les mêmes références, de manière à simplifier la lecture des dessins. En figure 1, la molette (1) comporte une partie (2) de manipulation et une partie In the different figures, the same elements are always designated by the same references, so as to simplify the reading of the drawings. In FIG. 1, the thumb wheel (1) comprises a handling part (2) and a part
fonctionnelle dotée du profil (3) d'entraînement. functional with the drive profile (3).
Ce profil (3) coopère avec un bras ou levier (4) pivotant autour d'un pivot (5) d'axe perpendiculaire à celui de la molette (1). Celle-ci peut tourner dans This profile (3) cooperates with an arm or lever (4) pivoting around a pivot (5) with an axis perpendicular to that of the wheel (1). It can rotate in
les deux sens (T1, T2) représentés par la double flèche en arc de cercle. the two directions (T1, T2) represented by the double arrow in an arc.
Le bras pivotant (4) est articulé sur une plaque (6), par exemple de circuit imprimé, comportant un circuit que les deux positions extrêmes dudit bras oscillant (4) pourront faire commuter, notamment à l'aide du patin (7) de contact prévu à l'extrémité du bras (4) distante de la molette de commande The pivoting arm (4) is articulated on a plate (6), for example of a printed circuit, comprising a circuit that the two extreme positions of said swing arm (4) can switch, in particular by means of the pad (7) of contact provided at the end of the arm (4) distant from the control wheel
(1).(1).
Dans la description de la figure 1, le profil d'entraînement (3) représenté In the description of Figure 1, the drive profile (3) shown
comporte une surface radiale périphérique d'allure cylindrique munie à intervalles réguliers de plots à bout arrondi (8) coopérant avec l'extrémité comprises a peripheral radial surface of cylindrical appearance provided at regular intervals with studs with rounded ends (8) cooperating with the end
proximale du levier pivotant (4).proximal of the pivoting lever (4).
Entre chaque oscillation, une lame ressort (9) fichée dans ledit levier (4) rappelle celui-ci dans sa position de repos, c'est à dire avec l'axe du levier (4) parallèle à l'axe de la molette (1). L'autre extrémité de cette lame (9) est fixe par rapport aux mouvements précités, solidarisée par exemple à un bâti non représenté. L'allure du mouvement effectué par le patin (7) est représenté par la double flèche en arc de cercle (S1, S2). Dans ses deux positions extrêmes, ledit patin (7) coopère avec le circuit imprimé de telle sorte qu'il se produise Between each oscillation, a spring blade (9) inserted in said lever (4) recalls the latter in its rest position, that is to say with the axis of the lever (4) parallel to the axis of the wheel ( 1). The other end of this blade (9) is fixed relative to the aforementioned movements, secured for example to a frame not shown. The shape of the movement carried out by the shoe (7) is represented by the double arrow in an arc (S1, S2). In its two extreme positions, said pad (7) cooperates with the printed circuit so that it occurs
dans les deux cas une commutation.in both cases a switching.
Les deux commutations conduisent à des résultats différents, permettant The two switches lead to different results, allowing
notamment d'identifier le sens de rotation de la molette (voir figure 4). in particular to identify the direction of rotation of the wheel (see Figure 4).
Pour de raisons de clarté, la lame ressort (9) n'est pas représentée en figure 2, laquelle fait particulièrement bien apparaître la forme particulière du profil d'entraînement (3). Les six plots (8) conduisent à six déplacements du For reasons of clarity, the leaf spring (9) is not shown in FIG. 2, which shows the particular shape of the drive profile (3) particularly well. The six studs (8) lead to six displacements of the
patin (7) par tour, lorsqu'on actionne la molette (1) dans le même sens. pad (7) per turn, when the wheel (1) is actuated in the same direction.
Ces figures ne représentent que les éléments essentiels de l'invention, et ne précisent pas les modalités d'installation ou d'utilisation de l'organe de commande. Ainsi, on voit particulièrement en figure 3 I'arbre (10) de rotation de la molette (1), laquelle doit être montée de manière à être complètement libre en rotation. Ceci est réalisé dans le cadre du montage dudit arbre (10) dans le bâti dans lequel sera inséré l'ensemble, mais n'est pas directement These figures represent only the essential elements of the invention, and do not specify the methods of installation or use of the control member. Thus, in FIG. 3, the shaft (10) for rotating the thumbwheel (1) is particularly seen, which must be mounted so as to be completely free to rotate. This is done as part of mounting said shaft (10) in the frame in which the assembly will be inserted, but is not directly
l'objet de l'invention, et n'est à ce titre pas décrit en détail. the object of the invention, and is therefore not described in detail.
La figure 4 est particulièrement intéressante du point de vue électrique elle montre des pistes (11, 12, 13) du circuit imprimé (6) et leur interaction avec le patin de contact (9). Dans chaque position extrême, ledit patin (9) connecte une piste (11, 12) avec la piste résiduelle (13), par exemple piste de masse. Les signaux générés dans les deux cas sont différents, et ne sont créés que lorsque l'extrémité du bras portant le patin (9) est en position extrême avant retour à la position de repos. Les signaux sont donc de nature impulsionnelle, en tout ou rien, puisque la commutation se contente d'opérer Figure 4 is particularly interesting from the electrical point of view it shows tracks (11, 12, 13) of the printed circuit (6) and their interaction with the contact pad (9). In each extreme position, said shoe (9) connects a track (11, 12) with the residual track (13), for example ground track. The signals generated in the two cases are different, and are only created when the end of the arm carrying the shoe (9) is in the extreme position before returning to the rest position. The signals are therefore of an impulse nature, in all or nothing, since the switching is content to operate
un changement d'état donnant une forme "carrée" au signal. a change of state giving a "square" shape to the signal.
Cette figure montre également une lumière pratiquée dans la plaque (6) portant le circuit imprimé, dans laquelle s'engage une portion de la périphérie de la molette (1). Celle-ci est donc accessible depuis l'autre face de ladite plaque (6), ce qui peut être utilisé lors du montage final pour permettre l'accès This figure also shows a light made in the plate (6) carrying the printed circuit, in which engages a portion of the periphery of the wheel (1). It is therefore accessible from the other side of said plate (6), which can be used during final assembly to allow access
de la molette (1) à l'utilisateur.wheel (1) to the user.
La configuration illustrée dans les figures 5 à 8 utilise un profil d'entraînement (3') de plus petit diamètre que le précédent, et homothétiquement identique. En conséquence, I'extrémité du bras pivotant (4) supposée coopérer avec ledit profil (3') est munie d'un plot (15) qui assure la The configuration illustrated in Figures 5 to 8 uses a drive profile (3 ') of smaller diameter than the previous one, and homothetically identical. Consequently, the end of the pivoting arm (4) supposed to cooperate with said profile (3 ') is provided with a stud (15) which ensures the
coopération dans les mêmes conditions qu'auparavant. cooperation under the same conditions as before.
Enfin, la variante des figures 9 à 12 reprend l'utilisation d'un plot (15) situé Finally, the variant of FIGS. 9 to 12 takes up the use of a stud (15) located
à l'extrémité du bras (4), mais avec un profil d'entraînement très différent. at the end of the arm (4), but with a very different training profile.
Dans ce cas, il s'agit d'une came de révolution (3") dotée de courbes en arc de cercle concave (16) altemrnant avec des zones arrondies convexes (17) In this case, it is a revolution cam (3 ") provided with curves in a concave arc (16) alternating with convex rounded zones (17)
dont le rayon de courbure est plus petit que celui des zones concaves. whose radius of curvature is smaller than that of the concave zones.
L'effet est le même que précédemment, notamment parce que les zones convexes (17) sont en nombre identique à celui des plots (8) des The effect is the same as before, in particular because the convex zones (17) are identical in number to that of the studs (8) of the
configurations précédentes.previous configurations.
En figures 13 et 14, la molette (1) est représentée inclinée par rapport à la plaque (6). Dans ce cas, la lumière (14) pratiquée dans ladite plaque (6) est de dimension supérieure, notamment parce que le bras pivotant (4) a été placé de l'autre côté de la plaque (6) par rapport aux configurations précédentes. Dans l'exemple montré, la came (3") de la molette est celle de la configuration illustrée en figures 9 à 12. Le fonctionnement est strictement In Figures 13 and 14, the wheel (1) is shown inclined relative to the plate (6). In this case, the light (14) formed in said plate (6) is of greater dimension, in particular because the pivoting arm (4) has been placed on the other side of the plate (6) compared to the previous configurations. In the example shown, the cam (3 ") of the thumbwheel is that of the configuration illustrated in FIGS. 9 to 12. Operation is strictly
identique à celui des exemples expliqués ci-dessus. identical to that of the examples explained above.
La figure 15 montre une configuration qui s'apparente également à celle des figures 9 à 12, mais avec le bras pivotant (4) également disposé sur FIG. 15 shows a configuration which is similar to that of FIGS. 9 to 12, but with the pivoting arm (4) also placed on
l'autre face de la plaque (6).the other side of the plate (6).
Ces variantes montrent que les solutions géométriques qui entrent dans le cadre de la présente invention sont nombreuses, et que les exemples précités ne peuvent bien entendu pas être considérés comme limitatifs de ladite invention. These variants show that the geometric solutions which fall within the scope of the present invention are numerous, and that the above examples cannot of course be considered as limiting the said invention.
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