WO1984000247A1 - Clavier a touches enfoncables - Google Patents

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WO1984000247A1
WO1984000247A1 PCT/FR1983/000127 FR8300127W WO8400247A1 WO 1984000247 A1 WO1984000247 A1 WO 1984000247A1 FR 8300127 W FR8300127 W FR 8300127W WO 8400247 A1 WO8400247 A1 WO 8400247A1
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WO
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key
contact
housing
plate
blades
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PCT/FR1983/000127
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Inventor
Edouard Serras-Paulet
Original Assignee
Serras Paulet Edouard
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    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/58—Electric connections to or between contacts; Terminals
    • H01H1/5805—Connections to printed circuits
    • H—ELECTRICITY
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
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    • H01H13/02—Details
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    • H01H1/58—Electric connections to or between contacts; Terminals
    • H01H1/5805—Connections to printed circuits
    • H01H2001/5816—Connections to flexible or curved printed circuit boards

Definitions

  • the invention relates to a keyboard with push-in keys for controlling electrical or electronic devices.
  • the comtosite plate generally comprises a metallic upper plate to which is attached a dig of material with magnetic properties, for example a sheet of magnetically charged elastomer, which is coated, on its underside, with a printed circuit formed by example of a dielectric plastic ati li of which one or both sides have a conductive network and contact pads formed by deposition by conductive ink screen printing.
  • the lower parts of the keys, located under this composite plate form bases provided with pads or contact tabs intended to be applied to the contact pads of the printed circuit to establish the desired electrical connections when the keys are in the rest position. By pressing the keys, the base plates the contact tabs are removed from the printed circuit and the electrical connections are interrupted.
  • Such a keyboard is of the closed contact type in the keys rest position.
  • the printed circuit must be fixed by gluing on the underside of the composite plate, to have a satisfactory flatness. This bonding operation is expensive, and it may happen that certain adhesives react chemically with the conductive inks forming the conductive network of the printed circuit.
  • the invention relates to a keyboard having the advantages of this prior art, but which is devoid of the aforementioned drawbacks.
  • the keyboard according to the invention which comprises a plate carrying a printed circuit, holes formed in the plate for the passage of the keys, and switches with movable contact blades which are electrically connected to the printed circuit and are actuated by the keys , is characterized in that each key is slidably mounted in an individual housing arranged on said plate and fixed to the latter at the level of the key passage hole, at least two contact pads being fixed to the housing and each comprising a first contact blade fixedly applied to a predetermined contact area of the printed circuit and at least one second contact blade, these second contact blades of the wafers being applied one on the other in a first position of the key and spaced apart one from the other by the key when the latter is in a second position, return means being associated with said second contact blades to keep them applied to each other or separated from one another when the key is not pressed, the key being associated with return means which are different and independent of
  • a keyboard according to the invention can consist of a simple plate under which a flexible printed circuit is applied and of housings fixed to this plate, for example by clipping or rapid screwing, carrying contact plates of which certain parts are applied permanently on the contact pads of the printed circuit.
  • the actuation of the keys of the keyboard therefore does not result in repeated shocks on the contact pads of the printed circuit, and these can be formed in the same way as the conductive tracks of the printed circuit.
  • a keyboard according to the invention has an insen remarkable sensitivity to shocks and vibrations, due to the fact that the contact blades are, in the rest position of the keys, kept applied one on the other (or separated from each other) by the action of a return means, such as a permanent magnet which is fixedly mounted in the housing. As the magnetic attraction force exerted by the magnet on the contact blades is large and the mass of these blades is relatively small, the blades can remain applied to each other while resisting very significant accelerations. In addition, the behavior of the contact blades to shock and vibration is independent of the weight of the button.
  • Figure 1 is a schematic longitudinal sectional view of a portion of a keyboard 1 according to the invention.
  • Figure 2 is an elevational view and Figure 3 is a plan view of the top of the key housing;
  • Figures 4 and 5 are sectional views along lines IV-IV and V-V respectively of Figure 3;
  • Figure 6 is an elevational view and Figure 7 is a plan view of a finger body
  • Figure 8 is a plan view of the two plaguacts this contact intended to be mounted in a key hole
  • Figure 9 is an elevational view of the keyboard portion shown in Figure 1;
  • Figure 10 is a half-sectional view of this part of keyboard, substantially along line XX of Figure 11;
  • Figure 11 is a bottom view illustrating the positioning of the contact pads in a button housing.
  • a keyboard according to the invention comprises, in the example shown in the drawings, a rigid plate 10 in which are formed holes or orifices for passing keys 11.
  • Each key 11 comprises a cap 12 which is fixed, for example force-fitted , on the upper end of a key body or piston 13 guided in cycle, along its axis 14, in the upper part 15 of a housing 16.
  • the upper part 15 of the housing extends through the hole of the plate and is fixed, for example by clipping as will be described in more detail below, on a lower part 17 of the housing 16.
  • the upper part 15 of the housing has a base 18 with a square outline for example, intended to come to apply to the underside of the plate 10 a printed circuit 19, for example a flexible circuit, which comprises, on one or on its two faces, a network of conductive tracks and contact pads.
  • Two contact pads 20 and 21 are clamped between the two parts 15 and 17 of the housing and each comprise a first contact blade intended to be fixedly applied to a contact pad of the printed circuit 19 and a second contact blade extending inside the housing.
  • the second contact blades of the two plates 20 and 21 are applied to each other when the key is in its rest position shown in solid lines in FIG. 1, and are spaced apart from one another when the key 11 is pressed in, as shown in phantom in Figure 1.
  • the keyboard shown in the drawings is therefore of the type with normally closed contacts "in the rest position of the buttons ⁇
  • the pads 20 and 21 form a closed switch when the key is in its rest position and open when the button is in the depressed position.
  • the upper part 15 of the housing comprises, inside its base 18, a permanent permanent magnet 22 which acts by magnetic attraction on the second contact blades of the plates 20 and 21 to keep them applied to each other, in the resting position of the key, with significant force.
  • a permanent permanent magnet 22 which acts by magnetic attraction on the second contact blades of the plates 20 and 21 to keep them applied to each other, in the resting position of the key, with significant force.
  • the magnet 22 exerts on it a magnetic attraction tending to bring them back to the position where they are applied to each other.
  • the return means of the button 11 in the rest position are of a different nature and can be constituted by any suitable means, for example by a spring or by an elastically flexible tongue forming part of the contact plate 21 for example, as this will be described in more detail in the following, or again by a permanent magnet.
  • the upper part 15 of the housing comprises (FIGS. 2 to 5) a body 25 of substantially rectangular parallelepiped shape connected to the base 18 and the four vertical faces of which have clipping lugs 26 and 27 respectively oriented downwards from the top of the body 25 and intended to cooperate with the upper edge of the through hole formed in the plate 10 for fixing the upper part 15 of the clipping box in this hole.
  • the body 25 is formed with a vertical passage 28 of circular cross section interrupted by a cord 29, for housing and guiding the body 13 of the key.
  • This internal passage 28 of the body 25 opens to the outside of the body by a vertical slot 30 extending under the rope 29 and the top 31 of which forms a stop determining the rest position of the key.
  • the base 18 with a square outline is hollow and forms a square frame limiting the housing 32, open downwards, of the permanent magnet 22. From the underside of two of the sides of the frame or base 18 depend two vertical tabs 33, diagonally opposite, having a horizontal spout 34 facing outward, for clipping with the lower part 17 of the housing.
  • the two other opposite sides of the frame or base 18 are formed with vertical cylindrical rods 35 oriented downwards, for example four in number, intended for positioning the contact pads 20 and 21.
  • the body 13 of the key ( Figures 6 and 7) comprises an upper part 40 with square section and broken edges for mounting the cap 12, which is connected by a circular collar 41 comprising a radial slot of generally cylindrical shape
  • the contact plate 20 has a part 51 of elongated rectangular shape, in which four holes 52 are formed for the passage of the cylindrical rods 35 of the base 18 of the upper part 15 of the housing.
  • the wafer 20 further comprises a first contact blade 53 formed by an elongated transverse tab connected to the part 51 of the wafer in the vicinity of one end thereof, and a second contact blade 54, formed by a transverse tab. of substantially square shape, connected to the elongated part 51 in the central region thereof.
  • the other contact plate 21 also comprises an elongated rectangular part 61 having four holes 62 for the passage of the cylindrical rods 35 of the upper part 15 of the housing, a first contact blade 63 formed by an elongated transverse tab connected to one end of the part 61 and two other contact blades 64 and 65, parallel to the elongated part 61 and oriented towards one another.
  • These second contact blades 64 and 65 form the ends of two blades 66 and 67 respectively, of relatively large surface area, which are connected to the elongated part 61 by arms 68 and 69 respectively, which are elastically deformable.
  • the blades 64 and 65 have different shapes to have different behaviors when they are subjected to vibrations.
  • the two blades 66 and 67 are connected to each other by a longitudinal strip 70. Between these two blades 66 and 67 extends a tongue 71 formed by an elongated transverse tab connected at one of its ends to the part 61, in the middle zone thereof. This elastically flexible tongue 71 is intended to form the means for returning the button 11 to the rest position.
  • the contact blades 64 and 65 of the wafer 21 are intended to cooperate by contact with the second contact blade 54 of the wafer 20, while the contact blades 53 of the wafer 20 and 63 of the plate 21 are intended to cooperate by contact with contact pads of the printed circuit 19.
  • FIGS. 9 and 10 show how the various components which have just been described are assembled.
  • the two parts 15 and 17 of the housing are assembled to one another by clipping, the contact plates 20 and 21 being interposed between these two parts and positioned correctly by means of the cylindrical rods 35 of the upper part 15 which pass through the holes 52 and 62 of the two contact pads and which are received in corresponding cylindrical housings 73 formed in the lower part 17 of the housing.
  • the clipping lugs 33 of the upper part 15 of the housing are received in recesses of conjugated shape 74 presented by two of the outer faces of the lower part 17 of the housing and each comprising a shoulder 75 intended to cooperate with the spout 34 of the lug corresponding clip 33.
  • the lower part 17 of the housing has, on its upper face, two oblique ramps 76 corresponding to the oblique ramps 36 of the upper part 15 of the housing, and forming means for positioning the contact blades 53 and 63 of the plates 20 and 21 (FIG. 10) so that these contact blades are inclined obliquely upwards.
  • the housing thus formed by the parts 15, 16 fixed to each other is then fixed to the plate 10 and keeps the printed circuit 19 applied to the underside of this plate.
  • the body 25 of the upper part 15 of the housing is introduced, on the side of the lower face of the plate 10, into the hole formed in the plate 10 and is pushed to the stop on the upper face of the base. square 18 on the printed circuit 19 of the plate 10, which secures the housing on the plate 10 by means of its clipsago legs 26 and
  • the body 13 of the key is mounted by clipping into the housing, before or after fixing the housing to the plate 10.
  • the lower end of the body 13 is introduced into the passage 28 of the body 25 of the upper part 15 of the housing, the flat 44 and the clip 48 of the body 13 being oriented towards the cord 29 of this passage 28. It suffices to push on the body 13 of the key to make it penetrate into the body 25 of the upper part 15 of the housing, up to the position shown in FIG. 1 where the spout 49 of the clip tab 48 is located under the apex 31 of the slot 30 of the body 25.
  • the two vertical fingers 46 of the lower end of the body of the key extend on either side of the free end of the tongue 71 of the contact plate 21, between the blades 66 and 67 of this plate (FIGS. 1 and 11)
  • These blades 66 and 67 are intended to be moved by the lower end face 45, of substantially semfcircular shape, of the part 43 of the body of the key.
  • the permanent magnet 22 can be fixed in its housing 32 of the upper part 15 of the housing, before positioning the contact pads 20 and 21 and assembling the two parts of the housing, or it can be simply placed in this housing without being there fixed in some way. As shown in FIG. 1, the upper face of the permanent magnet 22 can be covered with a metal plate 78, forming magnetic shielding.
  • this button In the rest position of the button 11 shown in FIG. 1, this button is held in the high position by the tongue 71 of the contact plate 21, which extends between the vertical fingers 46 of the end of the body of the key and abuts on the transverse wall connecting these two fingers together.
  • the contact blade 54 of the contact plate 20 is fixedly applied to the underside of the permanent magnet 22 as well as the blades 66 and 67 of the contact plate 21 and the second contact blades 64 and 65 of this plate are applied to the underside of the second contact blade 54 of the wafer 20, with a contact pressure determined by the magnetic attraction force developed by the magnet 22.
  • this key When a pressing force is exerted on key 11, this key first traverses a dead stroke, at the course of which the elastic tongue 71 of the contact plate 21 is bent downward, until the semi-circular end face 45 of the body of the key abuts on the blades 66 and 67 of the plate contact 21.
  • the button 11 continues its downward movement and the abutment of the semi-circular face 45 on the blades 66 and 67 causes them to flex, as well as the sudden separation of the blades 64 and 65 from the blade 54, which remains fixedly applied to the permanent magnet 22.
  • the pressing of the button can continue until the circular collar 41 of the body of the button comes to buzz on the upper face of the part 15 of the housing, the fingers 46 remaining apart from the bottom of the part 17 of the housing.
  • the switch which is thus formed by the contact pads 20 and 21 is therefore abrupt opening and closing.
  • the force which it is necessary to apply to the key to depress it is determined, during the dead stroke, only by the elastic bending force of the tongue 01 and then by the magnetic attraction force developed by the magnet 22 on the blades 64, 65, 66, 67 of the contact plate 21, and by the bending force of the arms 68 and 69.
  • the magnetic attraction force being much greater than the bending force of the elastic tongue 71, we gets a hard point at the end of the dead race.
  • the magnetic attraction force developed by the magnet 22 is exerted only on the moving parts of the wafer 21, which have a relatively small mass, so that the switch constituted by the pads 20 and 21 remain closed even if it is subjected to shocks and vibrations producing very significant accelerations.
  • the tongue 71 is advantageously prestressed in bending in the rest position of the key, so as to maintain the key in the rest position and to ensure a correct tactile sensation during the dead stroke of the key. In addition, this preload allows good absorption of shock and vibration during the dead stroke.
  • the housing 16 can be fixed to the plate 10, not by clipping, but by rapid screwing.
  • the body 25 of the upper part 15 of the housing is cylindrical and has an external thread, ⁇ estined to receive a quick screw nut.
  • the keyboard can be with open contacts in the rest position of the keys, that is to say that the contact blades 64, 65 and 54 are spaced from one another, and are not brought into contact only by pressing the key. In this case, the magnetic attraction of the magnet 22 is exerted on the blades 64, 65 and 54 to keep them apart and prevent the closure of the contacts under the effect of shocks and vibrations.
  • the printed circuit 19 is a conventional rigid circuit, it is formed of a plate of dielectric material comprising a conductive network on one or on its two faces, and this plate can constitute the aforementioned plate 10. The boxes 16 are then fixed directly to the printed circuit.
  • the parts 15 and 17 of the housing can be fixed to each other by ultrasonic welding, by bolting, by screwing, etc.
  • the housing 16 can also be fixed to the plate 10 by crimping.
  • the dead key stroke is a construction constant
  • the keyboard does not include permanent magnets 22 to ensure the return of the contact blades to the initial position after pressing the keys.
  • it is the elastic bending of the movable contact blades caused by pressing the button which ensures the return of the blades to the initial position.
  • the switch When the switch is with normally open contacts in the rest position, provision can also be made for the movable contact blades to be supported on a fixed surface with elastic preload to better resist shock and vibration. In all cases, the elastic bending of the contact blades serves to bring the blades back to the initial position, and the return of the key itself is ensured by other means.

Abstract

Clavier à touches enfonçables commandant des interrupteurs associés à un circuit imprimé appliqué sur la face inférieure d'une plaque comportant des trous pour le passage des touches. Chaque touche (11) est montée coulissante dans un boîtier individuel (16) comprenant deux plaquettes de contact (20 et 21) reliées électriquement au circuit imprimé (19) et présentant des lames de contact mobiles soumises à l'action d'un aimant permanent (22) monté fixement dans le boîtier (16). L'invention s'applique aux claviers de commande d'appareils électriques ou électroniques.

Description

litre de l'invention :
CLAVIER A TOUCHES ENFONCABLES
Domaine technique :
L'invention concerne un clavier à touches enfonçables pour la commande d'appareils électriques ou électroniques
Technique antérieure :
On connaît déjà des claviers dits "monolithiques" qu comprennent essentiellement une plaque composite percée de trous à travers lesquels s'étendent les touches. Le plaque comtosite comprend, en général, une plaque supérieure métallique aous laquelle est fixée une fouille de matière à prapriétes magnétiques, par exemple une feuille d'élastomère chargé magnétiquement, qui est revêtue, sur sa face inférieure, d'un circuit imprimé formé par exemple d'un liim de ati e plastique diélectrique dont une ou les deux faces coirportent un réseau conducteur et des plages de contact formés par dépôt par sérigraphie d'enciv conductrice. Les parties inférieures des touches, situées sous cette plaque composite, forment des embases pourvues de plots ou de Ianguettes de contact destinées à être appliquées sur les plages de contact du circuit imprimé pour établir les liaisons électriques voulues lorsque les touches sont en position de repos. Par enfoncement des touches, les embases ortant les languettes de contact sont écartées du circuit imprimé et les liaisons électriques sont interrompues. Un tel clavier est du type à contacts fermés dans la position de repos des touches.
Cette technique connue présente de nombreux avantages, résultant de la structure monolithique du clavier et de sa faible épaisseur. On a constaté toutefois que l 'actionnemεnt répété d'une touche se traduisait par un choc répété de la ianguette de contact portée par la touche sur la plage de contact correspondante du circuit imprimé, ce qui risquait de conduire à une usure ou une destruction prématurée de cette plage de contact, sauf si l'on utilisait une encre sérigraphique particulière, qui est coûteuse, pour fermer ces plages de contact. L'utilisation d'encres différentes pour former les pistes conductrices et les plages de contact du circuit imprimé conduit à doubler les passes de sérigraphie, ce qui augmente le prix de revient du circuit imprimé .
De plus, le circuit imprimé doit être fixé par collage sur la face inférieure de la plaque composite, pour présenter une planéité satisfaisante. Cette opération de collage est chère, et il peut arriver que certaines colles réagissent chimiquement avec les encres conductrices formant le réseau conducteur du circuit imprimé.
Par ailleurs, l'utilisation d'une feuille de matériau élastomère chargé magnétiquement fait appel à ces techniques de polarisation magnétique assez sophistiquées, ce qui se traduit par un accroissement supplémentaire du prix de revient du clavier.
Exposé de l'invention :
L'invention a pour objet un clavier présentant les avantages de cette technique antérieure, mais qui est dépourvu des inconvénients précités. Le clavier selon l'invention, qui comprend une plaque portant un circuit imprimé, des trous formés -dans la plaque pour le passage des touches, et des commutateurs à lames de contact mobiles qui sont reliés électriquement au circuit imprimé et sont actionnés par les touches, est caractérisé en ce que chaque touche est montée coulissante dans un boîtier individuel disposé sόus ladite plaque et fixée à celle-ci au niveau du trou de passage de la touche, au moins deux plaquettes de contact étant fixées au boîtier et comprenant chacune une première lame de contact appliquée fixement sur une plage de contact prédéterminée du circuit imprimé et au moins une seconde lame de contact, ces secondes lames de contact des plaquettes étant appliquées l'une sur l'autre dans une première position de la touche et écartées l'une da l'autre par la touche quand celle-ci est dans une seconde position, des des moyens de rappel étant associés auxdites secondes lames de contact pour les maintenir appliquées l'une sur l'autre ou écartées l'une de l'autre quand la touche n'est pas actionnée, la touche étant associée à des moyens de rappel qui sont différents et indépendants des moyens de rappel desdites secondes lames de contact.
Ainsi, un clavier selon l'invention peut être constitué d'une simple plaque sous laquelle est appliqué un circuit imprimé souple et de boîtiers fixés à cette plaque, par exemple par clipsage ou vissage rapide, portant des plaquettes de contact dont certaines parties sont appliquées en permanence sur les plages de contact du circuit imprimé. L 'actionnement des touches du clavier ne se traduit donc pas par des chocs répétés sur les plages de contact du circuit imprimé, et celles-ci peuvent être formées de la même façon que les pistes conductrices du circuit imprimé.
Il n'est plus nécessaire que le circuit imprimé souple soit collé sur la face inférieure de la plaque, la fixation des boîtiers sur cette plaque permettant d ' appliquer et de maintenir le circuit imprimé en place sur la face inférieure de la plaque. Un clavier selon l'invention présente une insen sibilité remarquable aux chocs et aux vibrations, en raison du fait que les lames de contact sont, dans la position de repos des touches, maintenues appliquées l'une sur l'autre (ou écartées l'une de l'autre) par l'action d'un moyen de rappel, tel qu'un aimant permanent qui est monté fixement dans le boîtier. Comme la force d'attraction magnétique exercée par l'aimant sur les lames de contact est importante et que la masse de ces lames est relativement faible, les lames peuvent rester appliquées l'une sur l'autre en résistant à des accélérations très importantes. De plus, le comportement des lames de contact aux chocs et aux vibrations est indépendant de la masse de la touche.
Meilleure manière de réaliser l'invention :
Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, dans lesquels :
la figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale d'une partie d'un clavier selon 1 'invention;
la figure 2 est une vue en élévation et la figure 3 est une vue en plan de la partie supérieure du boîtier d'une touche;
les figures 4 et 5 sont des vues en coupe, selon les lignes IV-IV et V-V respectivement de la figure 3;
la figure 6 est une vue en élévation et la figure 7 est une vue en plan d'un corps de touche;
la figure 8 est une vue en plan des deux plaguactes ce contact destinées à être montées dans un soitier de touche;
la figure 9 est une vue en élévation de la partie de clavier représentée en figure 1 ;
la figure 10 est une vue en demi-coupe de cette partie de clavier, sensiblement selon la ligne X-X de la figure 11;
la figure 11 est une vue de dessous illustrant le positionnement des plaquettes de contact dans un boîtier de touche.
Un clavier selon l'invention comprend, dans l'exemple représenté aux dessins, une plaque rigide 10 dans laquelle sont formés des trous ou orifices de passage de touches 11. Chaque touche 11 comprend un cabochon 12 qui est fixé , par exemple emmanché à force, sur l'extrémité supérieure d'un corps de touche ou piston 13 guidé en cculissement,lè long de son axe 14, dans la partie supérieure 15 d'un boîtier 16. La partie supérieure 15 du boîtier s'étend à travers le trou de la plaque et est fixée, par exemple par clipsage comme cela sera décrit plus en détail dans ce qui suit, sur une partie inférieure 17 du boîtier 16.
La partie supérieure 15 du boîtier présente une embase 18 à contour carré par exemple, destinée à venir appliquer sur la face inférieure de la plaque 10 un circuit imprimé 19, par exemple un circuit souple, qui comprend, sur une ou sur ses deux faces , un réseau de pistes conductrices et de plages de contact.
Deux plaquettes de contact 20 et 21 sont serrées entre les deux parties 15 et 17 du boîtier et comprennent chacune une première lame de contact destinée à être appliquée fixement sur une plage de contact du circuit imprimé 19 et une seconde lame de contact s 'étendant à l'intérieur du boîtier. Les secondes lames de contact des deux plaquettes 20 et 21 sont appliquées l'une sur l'autre quand la touche est dans sa position de repos représentée en trait plein en figure 1 , et sont écartées l'une de l'autre quand la touche 11 est enfoncée, comme représenté en trait fantôme en figure 1.
Le clavier représenté aux dessins est donc du type à contacts normalement fermés" dans la position de repos des touches^ En d'autres termes, les plaquettes 20 et 21 forment un commutateur fermé quand la touche est dans sa position de repos, et ouvert quand la touche est en position enfoncée.
La partie supérieure 15 du boîtier comprend, à l'intérieur de son embase 18, un aimant permanent 22 fixe qui agit par attraction magnétique sur les secondes lames de contact des plaquettes 20 et 21 pour les maintenir appliquées l'une sur l'autre, dans la position de repos de la touche, avec une force importante. Quand les secondes lames de contact sont écartées l'une de l'autre par enfoncement de la touche, l'aimant 22 exerce sur elle une attraction magnétique tendant à les ramener dans la position où elles sont appliquées l'une sur l'autre.
Les moyens de rappel de la touche 11 en position de repos sont d'une nature différente et peuvent être constitués par tout moyen approprié, par exemple par un ressort ou par une languette élastiquement flexible faisant partie de la plaquette de contact 21 par exemple, comme cela sera décrit plus en détail dans ce qui suit, ou encore par un aimant permanent .
La partie supérieure 15 du boîtier comprend {figures 2 à 5) un corps 25 de forme sensiblement parallélépipédique rectangle raccordé à l'embase 18 et dont les quatre faces verticales présentent des pattes de clipsage 26 et 27 respectivement orientées vers le bas à partir du sommet du corps 25 et destinées à coopérer avec le bord supérieur du trou de passage formé dans la plaque 10 pour la fixation de la partie supérieure 15 du boîtier de clipsage dans ce trou.
Le corps 25 est formé avec un passage vertical 28 de section transversale circulaire interrompue par une corde 29, pour le logement et le guidage du corps 13 de la touche. Ce passage interne 28 du corps 25 débouche à l'extérieur du corps par une fente 30 verticale s 'étendant sous la corde 29 et dont le sommet 31 forme une butée déterminant la position de repos de la touche.
L'embase 18 à contour carré est creuse et forme un cadre carré limitant le logement 32, ouvert vers le bas, de l'aimant permanent 22. De la face inférieure de deux des côtés du cadre ou embase 18 dépendent deux pattes verticales 33, opposées en diagonale,présentant un bec horizontal 34 tourné vers l'extérieur, pour le clipsage avec la partie inférieure 17 du boîtier. Les deux autres côtés opposés du cadre ou embase 18 sont formés avec des tiges cylindriques verticales 35 orientées vers le bas, par exemple au nombre de quatre, destinées au positionnement des plaquettes de contact 20 et 21.
les deux côtés opposés du cadre 18, dont dépendent les pattes de clipsage 33, présentent encore chacun une rampe interne oblique 36 orientée vers lé haut et débouchant à son extrémité supérieure sensiblement en dessous d'une patte de clipsage 27 du corps parallélépipédique 25.
Le corps 13 de la touche (figures 6 et 7) comprend une partie supérieure 40 à section carrée et à arêtes cassées pour le montage du cabochon 12, qui est reliée par un collet circulaire 41 comprenant une fente radiale
Figure imgf000009_0001
de forme générale sensiblement cylindrique
Figure imgf000009_0002
14, présentant un méplat vertical 44 et se terminant à so extrémité inférieure par une face transversale 45 de forme sensiblement semi-circulaire, prolongée vers le bas par deux doigts verticaux 46. La face inférieure d'extrémité 45 de la partie cylindrique 43 et les doigts verticaux 46 sont raccordés au méplat 44 par une face oblique 47. Dans le méplat 44 est formée une patte de clipsage 43 orientée vers le bas et présentant à son extrémité inférieure un bec 49 orienté vers l'extérieur.
Les plaquettes de contact 20 et 21 sont représentées en détail en figure 8 et sont formées par découpe d'une même bande métallique allongée. La plaquette de contact 20 comporte une partie 51 de forme rectangulaire allongée, dans laquelle sont formés quatre trous 52 pour le passage des tiges cylindriques 35 de l'embase 18 de la partie supérieure 15 du boîtier. La plaquette 20 comprend en outre une première lame de contact 53 formée par une patte transversale allongée reliée à la partie 51 de la plaquette au voisinage d'une extrémité de celle-çi, et une seconde lame de contact 54, formée par une patte transversale de forme sensiblement carrée, raccordée à la partie allongée 51 dans la zone médiane de celle-ci.
L'autre plaquette de contact 21 comprend également une partie rectangulaire allongée 61 présentant quatre trous 62 pour le passage des tiges cylindriques 35 de la partie supérieure 15 du boîtier, une première lame de contact 63 formée par une patte transversale allongée reliée à une extrémité de la partie 61 et deux autres lames de contact 64 et 65 ,parallèles à la partie allongée 61 et orientées l'une vers l'autre. Ces secondes lames de contact' 64 et 65 forment les extrémités de deux lames 66 et 67 respectivement, de surface relativement importante, qui sont raccordées à la partie allongée 61 par des bras 68 et 69 respectivement, élastiquement déformables. Les lames 64 et 65 ont des formes différentes pour avoir des comportements différents quand elles sont soumises à des vibrations. Les deux lames 66 et 67 sont reliées entre elles par une bande longitudinale 70. Entre ces deux lames 66 et 67 s'étend une languette 71 formée par une patte transversale allongée raccordée à l'une de ses extrémités à la partie 61, dans la zone médiane de celle-ci. Cette languette 71, élastiquement flexible, est destinée à former les moyens de rappel de la touche 11 en position de repos. Les lames de contact 64 et 65 de la plaquette 21 sont destinées à coopérer par contact avec la seconde lame de contact 54 de la plaquette 20, tandis que les lames de contact 53 de la plaquette 20 et 63 de la plaquette 21 sont destinées à coopérer par contact avec des plages de contact du circuit imprimé 19.
On voit sur les figures 9 et 10 la façon dont les différents composants qui viennent d'être décrits sont assemblés. Les deux parties 15 et 17 du boîtier sont assemblées l'une à l'autre par clipsage, les plaquettes de contact 20 et 21 étant interposées entre ces deux pièces et positionnées correctement au moyen des tiges cylindriques 35 de la partie supérieure 15 qui passent dans les trous 52 et 62 des deux plaquettes de contact et qui sont reçues dans des logements cylindriques correspondants 73 formés dans la partie inférieure 17 du boîtier. Les pattes de clipsage 33 de la partie supérieure 15 du boîtier sont reçues dans des renfoncements de forme conjuguée 74 présentés par deux des faces extérieures de la partie inférieure 17 du boîtier et comprenant chacun un épaulement 75 destiné à coopérer avec le bec 34 de la patte de clipsage 33 correspondante.
La partie inférieure 17 du boîtier présente, sur sa face supérieure, deux rampes obliques 76 correspondant aux rampes obliques 36 de la partie supérieure 15 du boîtier, et formant des moyens de positionnement des lames de contact 53 et 63 des plaquettes 20 et 21 (figure 10) de telle sorte que ces lames de contact sont inclinées obliquement vers le haut . Le boîtier ainsi constitué par les parties 15, 16 fixées l'une à l'autre est ensuite fixé sur la plaque 10 et maintient le circuit imprimé 19 appliqué sur la face inférieure de cette plaque. Pour cela, le corps 25 de la partie supérieure 15 du boîtier est introduit, du côté de la face inférieure de la plaque 10, dans le trou formé dans la plaque 10 et est poussé jusqu'à butée de la face supérieure de l'embase carrée 18 sur le circuit imprimé 19 de la plaque 10,ce qui assure la fixation du boîtier sur la plaque 10 par l'intermédiaire de ses pattes de clipsago 26 et
27 dont les extrémités inférieures prennent appui sur les bords du trou formé dans la plaque 10. Dans cette position. les extrémités libres des lames de contact 53 et 63 des plaquettes 20 et 21 sont appliquées à pression sur des plages de contact prédéterminées du circuit imprimé 19.
Le corps 13 de la touche est monté par clipsage dans le boîtier, avant ou après fixation du boîtier sur la plaque 10. Pour cela, l'extrémité inférieure du corps 13 est introduite dans le passage 28 du corps 25 de la partie supérieure 15 du boîtier, le méplat 44 et la patte de clipsage 48 du corps 13 étant orientés vers la corde 29 de ce passage 28. Il suffit de pousser sur le corps 13 de la touche pour le faire pénétrer dans le corps 25 de la partie supérieure 15 du boîtier, jusqu'à la position représentée en figure 1 où le bec 49 de la patte de clipsage 48 se trouve sous le sommet 31 de la fente 30 du corps 25. Dans cette position, les deux doigts verticaux 46 de l'extrémité inférieure du corps de la touche s'étendent de part et d'autre de l'extrémité libre de la languette 71 de la plaquette de contact 21, entre les lames 66 et 67 de cette plaquette (figures 1 et 11) Ces lames 66 et 67 sont destinées à être déplacées par la face inférieure d'extrémité 45, de forme sensiblement semfcirculaire, de la partie 43 du corps de la touche.
L'aimant permanent 22 peut être fixé dans son logement 32 de la partie supérieure 15 du boîtier, avant positionnement des plaquettes de contact 20 et 21 et assemblage des deux parties du boîtier, ou bien il peut être simplement disposé dans ce logement sans y être fixé d'une façon quelconque. Comme représenté en figure 1, la face supérieure de l'aimant permanent 22 peut être recouverte d'une plaque métallique 78, formant blindage magnétique.
Le clavier qui vient d'être décrit fonctionne de la façon suivante :
Dans la position de repos de la touche 11 représentée en figure 1 , cette touche est maintenue en position haute par la languette 71 de la plaquette de contact 21, qui s'étend entre les doigts verticaux 46 de l'extrémité du corps de la touche et bute sur la paroi transversale reliant ces deux doigts entre eux. La lame de contact 54 de la plaquette de contact 20 est appliquée fixement sur la face inférieure de l'aimant permanent 22 ainsi que les lames 66 et 67 de la plaquette de contact 21 et les secondes lames de contact 64 et 65 de cette plaquette sont appliquées sur la face inférieure de la seconde lame de contact 54 de la plaquette 20, avec une pression, de contact déterminée par la force d'attraction magnétique développée par l'aimant 22.
Quand on exerce sur la touche 11 une force d'enfoncement, cette touche parcourt d'abord une course morte, au
Figure imgf000013_0001
curs de laquelle la languette élastique 71 de la plaquette do contact 21 est fléchie vers le bas, jusqu'à ce que la face d'extrémité semi-circulaire 45 du corps de la touche vienne buter sur les lames 66 et 67 de la plaquette de contact 21. Si la force d'enfoncement de la touche est supérieure à la somme de la force d'attraction magnétique développée par l'aimant 22 sur les lames 64, 65, 66, 67 de la plaquette 21, et de la force due à la flexion de la languette 71, la touche 11 poursuit son mouvement vers le bas et la butée de la face semi-circulaire 45 sur les lames 66 et 67 provoque leur flexion, ainsi que l'écartement brusque des lames 64 et 65 de la lame 54, qui reste fixement appliquée sur l'aimant permanent 22. L'enfoncement de la touche peut se poursuivre jusqu'à ce que le collet circulaire 41 du corps do la touche vienne buber sur la face supérieure de la partie 15 du boîtier, les doigts 46 restant écartés du fond de la partie 17 du boîtier.
Lorsqu'on relâche la touche, la force d'attraction magnétique développée par l'aimant permanent 22 et la force de flexion des bras 68, 69 ramènent les lames 64, 65, 66 et 67 de la plaquette 21 dans leur position initiale, et la flexion de la languette 71 de la plaquette 21 ramène la touche 11 dans sa position de repos représentée en figure 1.
L'interrupteur qui est ainsi formé par les plaquettes de contact 20 et 21 est donc à ouverture et fermeture brusques. La force qu'il est nécessaire d'appliquer à la touche pour l'enfoncer est déterminée, pendant la course morte, uniquement par la force de flexion élastique de la languette 01 puis par la force d'attraction magnétique développée par l'aimant 22 sur les lames 64, 65, 66, 67 de la plaquette de contact 21, et par la force de flexion des bras 68 et 69. La force d'attraction magnétique étant très supérieure à la force de flexion de la languette élastique 71, on obtient un point dur à la fin de la course morte.
Dans la position de repos de la touche, la force d'attraction magnétique développée par l'aimant 22 s'exerce uniquement sur les parties mobiles de la plaquette 21 , qui ont une masse relativement faible,de sorte que l'interrupteur constitué par les plaquettes 20 et 21 reste fermé même s'il est soumis à des chocs et des vibrations produisant des accélérations très importantes.
La languette 71 est avantageusement précontrainte en flexion dans la position de repos de la touche, de façon à maintenir la touche en position de repos et à assurer une sensation tactile correcte pendant la course morte de la touche. En outre, cette précontrainte permet une bonne absorption des chocs et des vibrations pendant la course morte.
Dans une variante, non représentée, le boîtier 16 peut être fixé à la plaque 10, non par clipsage, mais par vissage rapide. Pour cela, le corps 25 de la partie supérieure 15 du boîtier est cylindrique et présente un filetage extérieur, αestiné à recevoir un écrou de vissage rapide. Cette variante de réalisation permet d'assurer l'étanchéité au ruissellement sur la face supérieure de la plaque 10. Selon une autre variante, le clavier peut être à contacts ouverts dans la position de repos des touches, c'est-à-dire que les lames de contact 64, 65 et 54 sont écartées l'une de l'autre , et ne sont amenées en contact que par enfoncement de la touche. Dans ce cas, l'attraction magnétique de l'aimant 22 s'exerce sur les lames 64, 65 et 54 pour les maintenir écartées et empêcher la fermeture des contacts sous l'effet des chocs et des vibrations.
Dans le cas où le circuit imprimé 19 est un circuit classique rigide, il est formé d'une plaque de matière diélectrique comprenant un réseau conducteur sur une ou sur ses deux faces, et cette plaque peut constituer la plaque 10 précitée. Les boîtiers 16 sont alors fixés directement s r le circuit imprimé.
D'autres variantes peuvent être apportées, sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple, les parties 15 et 17 du boîtier peuvent être fixées l'une à l'autre par soudure par ultra-sons, par bouterollage, par vissage, etc.. Le boîtier 16 peut aussi être fixé à la plaque 10 par sertissage.
Le clavier selon l'invention présente de nombreux avantages par rapport à la technique antérieure :
plus grande facilité et plus grande rapidité d'assemblage des composants ; utilisation d'un circuit imprimé moins coûteux et moins complexe à réaliser ; meilleure insensibilité aux vibrations et aux chocs ;
. la force d'enfonceπent d'une touche est ιr.d->mondante des tolérances de fabrication;
. existence d'un point dur entre la fin de la course morte et l'ouverture de l'interrupteur associé à la touche;
. ouverture et fermeture brusque de l'interrupteur associé à la touche, et suppression des rebonds;
. réduction de l'usure des contacts;
. pression de conctact constante quand l'interrupteur est fermé;
. la course morte de la touche est une constante de construction,
Dans une autre variante de l'invention, le clavier ne comprend pas d'aimants permanents 22 pour assurer le rappel des lames de contact en position initiale après enfoncement des touches. Dans ce cas, c'est la flexion élastique des lames mobiles de contact provoquée par l'enfoncement de la touche qui assure le retour des lames en position initiale. Lorsque l'interrupteur est à contacts normalement fermés en position de repos, une précontrainte élastique de flexion peut être conférée aux lames mobiles pour assurer une bonne pression de contact dans la position fermée de l'interrupteur ainsi que pour absorber une partie des chocs et des vibrations.
Lorsque l'interrupteur est à contacts normalement ouverts en position de repos, on peut prévoir également que les lames mobiles de contact sont appuyées sur une surface fixe avec une précontrainte élastique pour mieux résister aux chocs et aux vibrations. Dans tous les cas, la flexion élastique des lames de contact sert à ramener les lames en position initiale,et le retour de la touche elle-même est assuré par d'autres moyens.

Claims

Revendications de Brevet :
1. Clavier à touches enfonçables, comprenant une plaque portant un circuit imprimé, des trous formés dans la plaque pour le passage des touches, et des commutateurs ou interrupteurs à lames de contact mobiles qui sont reliés électriquement au circuit, imprimé et sont actionnés par les touches, caractérisé en ce que chaque touche (11) est montée coulissante dans un boîtier individuel (16) disposé sous la plaque (10) et fixé à celle-ci au niveau du trou de passage de la touche, au moins deux plaquettes de contact (20, 21) étant fixées audit boîtier (16) et comprenant chacune une première lame de contact (53, 63) appliquée fixement sur une plage de contact prédéterminée du circuit impri.ué (19, et au moins une seconde lame de contact (54, 64, 65), les secondes lames de contact des plaquettes (20, 21) étant appliquées l'une sur l'autre dans une première position du la touche (11) et écartées l'une de l'autre quand la touche est dans une seconde position, des moyens de rappel (22, 66-69) étant associés auxdites secondes lames de contact (54, 64, 65) pour les maintenir appliquées l'une sur l'autre ou écartées l'une de l'autre quand la touche n'est pas actionnée, la touche (11) étant associée à des moyens de rappel (71) tendant à la ramener dans une de ses deux positions, qui sont différents et indépendants des moyens de rappel agissant sur les secondes lames de contact (54, 64, 65) .
2. Clavier selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les moyens de rappel de la touche (11) sont constitués par une languette flexible (71) faisant partie de l'une (21) des plaquettes de contact.
3. Clavier selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de rappel associés aux secondes lames de contact (64, 65) sont constitués par un aimant permanent (22) monté fixement dans le boîtier (16) et agissant sur ces lames par attraction maσnétique .
4. Clavier selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'une (20) des plaquettes de contact est montée fixement dans le boîtier (16) et sa seconde lame de contact (54) est appliquée en permanence sur l'aimant (22) formant les moyens de rappel magnétique , la seconde lame de contact
(64, 65) de l'autre plaquette (21) étant également appliquée sur l'aimant (22) quand la touche (11) est dans sa première position.
5. Clavier selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdites secondes lames de contact (64, 65) sont élastiquement flexibles ou sont rattachées à des lames ou des languettes élastiquement flexibles (66, 67, 68, 69) constituant les moyens de rappel précités.
6. Clavier sleon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux positions de la touche (11) sont déterminées par butée sur une partie (15) du boîtier (16).
7. Clavier selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la touche (11), dans sa première position, est écartée d'und distance prédéterminée de la seconde lame de contact qu'elle est destinée à déplacer.
8. Clavier selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le boîtier (16) est réalisé en deux parties (15; 17) fixées l'une à l'autre, et les plaquettes de contact (20, 21) sont disposées et maintenues entre les deux parties de boîtier.
9. Clavier selon la revendication 8, caractérisé en ce que les deux parties (15, 17) du boîtier sont fixdes l'une à l'autre par clipsage.
10. Clavier selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le boîtier (16) présente une partie supérieure (15) qui forme guidage de la touche (11) , qui est engagée dans le trou de la plaque (10) et fixée a cette plaque par clipsage.
11. Clavier selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la touche (11) est montée dans le boîtier (16) par clipsage.
12. Clavier selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le circuit imprimé (19) est un circuit souple appliqué et maintenu sur la face inférieure de la plaque (10) par fixation de chaque boîtier (16) précité sur cette plaque.
13. Clavier selon l'une des revendications 1 à 11, earacterisé en ce que la plaque (10) forme le circuit imprimé et comprend un réseau conducteur sur au moins une de ses faces.
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