WO2006131502A1 - Dispositif de commutation d'un circuit electrique utilisant un aimant torique mobile. - Google Patents

Dispositif de commutation d'un circuit electrique utilisant un aimant torique mobile. Download PDF

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WO2006131502A1
WO2006131502A1 PCT/EP2006/062870 EP2006062870W WO2006131502A1 WO 2006131502 A1 WO2006131502 A1 WO 2006131502A1 EP 2006062870 W EP2006062870 W EP 2006062870W WO 2006131502 A1 WO2006131502 A1 WO 2006131502A1
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WO
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permanent magnet
actuating button
movable
main axis
switch
Prior art date
Application number
PCT/EP2006/062870
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Inventor
Dominique Benni
Laurent Chiesi
Benoît Grappe
Mathias Lamien
Original Assignee
Schneider Electric Industries Sas
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Filing date
Publication date
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H36/00—Switches actuated by change of magnetic field or of electric field, e.g. by change of relative position of magnet and switch, by shielding
    • H01H36/0006—Permanent magnet actuating reed switches
    • H01H36/004—Permanent magnet actuating reed switches push-button-operated, e.g. for keyboards
    • 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
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    • H01H2036/0093—Micromechanical switches actuated by a change of the magnetic field
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    • H01H36/00—Switches actuated by change of magnetic field or of electric field, e.g. by change of relative position of magnet and switch, by shielding
    • H01H36/0006—Permanent magnet actuating reed switches
    • H01H36/006—Permanent magnet actuating reed switches comprising a plurality of reed switches, e.g. selectors or joystick-operated

Definitions

  • the present invention relates to a switching device of an electrical circuit comprising an actuating button movable in translation, acting by magnetic effect on a switch to switch the electrical circuit.
  • the invention more particularly relates to a switching device that can be used as a pushbutton or position switch.
  • the object of the invention is to provide a switching device of an electrical circuit adapted to switch miniature switches and having a compact structure, simple operation and giving the user a significant tactile effect.
  • a switching device of an electric circuit comprising: a body, an actuating button movable in translation in the body along a main axis, between a rest position and a working position,
  • a sensor sensitive to the magnetic field and able to control the electric circuit during a displacement of the actuating button a movable permanent magnet in the form of a toroid mounted integral in translation with the actuating knob and coaxial around the axis; main, said movable permanent magnet creating a magnetic field for controlling the switch and having a direction of magnetization parallel to the main axis, - a cylindrical fixed permanent magnet mounted coaxial with the movable permanent magnet, said device being characterized in that
  • the moving permanent magnet and the fixed permanent magnet have different dimensions determined in order to be able to slide relative to each other.
  • the moving permanent magnet and the fixed permanent magnet have different dimensions, preferably just sufficient to obtain easy sliding of one of the magnets with respect to the other. These dimensions are determined so as to obtain by simple arrangement between the magnets, a sudden transformation effect, also called blistering effect, when the actuating button is depressed.
  • the moving permanent magnet is a torus and the fixed permanent magnet is a disk.
  • the disk-shaped fixed permanent magnet has an outer diameter smaller than the internal diameter of the torus formed by the permanent magnet movable so as to be circumscribed by the movable permanent magnet.
  • the movable permanent magnet and the fixed permanent magnet are each in the shape of a torus.
  • One torus then has an outer diameter less than the inner diameter of the other torus.
  • the fixed permanent magnet has an outer diameter smaller than the internal diameter of the moving permanent magnet.
  • annular fixed ferromagnetic piece is mounted on the body around the fixed permanent magnet.
  • the ferromagnetic part has for example a diameter substantially greater than the outer diameter of the movable permanent magnet. This ferromagnetic part is used to optimize the position of the abrupt transformation threshold of the moving permanent magnet relative to the fixed permanent magnet.
  • the device comprises a mechanical stop of the actuating button in the working position, said mechanical stop being positioned to maintain a repulsive magnetic effect between the fixed permanent magnet and the moving permanent magnet whatever the position. the actuation button.
  • the device comprises a magnetic retaining device of the actuating button requiring a minimum effort to exert on the actuating button to begin its movement.
  • the retaining device comprises two ferromagnetic parts cooperating when the actuating button is in the rest position, a first part being mounted on the actuating button and a second part being mounted on the body of the device.
  • the retaining device according to the invention makes it possible to dispense with elastic parts in deformation and also gives a particular tactile effect to the user since a minimum force must be exerted to take off the two ferromagnetic parts.
  • the mobile permanent magnet is therefore in magnetic interaction both with the fixed permanent magnet for its return to initial position and to obtain the blistering effect but also with the ferromagnetic part of the restraint.
  • the particular tactile sensation experienced by the user during a pressure on the actuating member therefore results from the combination between the magnetic effect of repulsion and the blistering effect exerted between the moving permanent magnet and the fixed permanent magnet and the magnetic attraction effect exerted between the movable permanent magnet and the ferromagnetic part of the retainer. This tactile sensation is not likely to deteriorate over time since it is achieved simply by the combination of these different magnetic effects.
  • the senor is for example of the Hall effect type, sensitive to the variation of the magnetic field generated during the approach of the moving permanent magnet. From a threshold of magnetic field intensity, the sensor controls the switching of the electrical circuit.
  • the senor is an electrical switch comprising a movable element controlled by magnetic effect to switch the electrical circuit between two positions, an open position of the electrical circuit and a closed position of said electrical circuit.
  • a mobile permanent magnet of toric shape allows: to be able to achieve a circular distribution of several switchable switches by a single actuating means; to improve the compactness of the device, the or switches that can be placed around the main axis, inside or outside the torus; to facilitate the manufacture of the device, the ring magnet being mounted symmetrically with respect to the main axis.
  • the movable element is offset with respect to the main axis.
  • the switch is arranged around the main axis, inside or outside the torus formed by the movable permanent magnet.
  • the magnetic field in the rest position of the actuating button, has field lines whose direction requires the movable element to take one of its two positions, in the working position of the actuating button, the direction of the field lines of the magnetic field is reversed, forcing the movable element to take the other of its two positions, according to the position of the actuating button, movable element is on one side or the other of a median plane of the moving permanent magnet perpendicular to the direction of magnetization of the movable permanent magnet.
  • the magnetic field created by the mobile permanent magnet is used to force the movable element of the switch to assume a position.
  • the tilting of the movable element between its two positions is achieved by employing the two directions of the magnetic field lines generated by the toroid-shaped mobile permanent magnet, on either side of its median plane.
  • the closure of the electrical circuit made by magnetic effect makes it possible to make the ohmic contact resistance independent of the force exerted by the operator. This resistance is perfectly reproducible at each button operation.
  • the mobile element is a pivoting membrane mounted on a substrate and carrying at one of its ends an electrical contact establishing the electrical junction between two fixed contacts disposed on the substrate when the membrane is in the closed position. of the electrical circuit.
  • the device may comprise several switches offset with respect to the main axis, for example juxtaposed or arranged symmetrically with respect to the main axis.
  • the switches are for example arranged symmetrically with respect to the main axis.
  • the switching device comprises a magnetic shielding device which makes it possible to protect it from the influence of an external magnetic field and to confine the magnetic field produced by the permanent magnets inside the device.
  • This shielding device may be composed of ferromagnetic parts covering the inner wall of the body of the device.
  • the switching device is used as push button or position switch.
  • FIG. 1 shows schematically the switching device according to the invention used as a push button.
  • the actuation button On the left side (G) of Figure 1, the actuation button is shown at rest while on the right part (D) the actuating button is shown depressed.
  • FIG. 2 represents a switch according to the invention, the membrane of which is at rest.
  • FIGS. 3A and 3B illustrate the positions taken by the membrane under the influence of a magnetic field.
  • FIGS. 4A and 4B show the positions of the moving permanent magnet when the actuating button is, respectively, at rest or depressed and show the influence of the magnetic field created by this magnet on the switch.
  • FIG. 5 represents a pushbutton-type switching device carrying an improvement with respect to the switching device represented in FIG. 1.
  • the operation button On the left side (G) of Fig. 5, the operation button is shown at rest while on the right part (D) of Fig. 5, the operation button is shown depressed.
  • FIGS. 6A and 6B show, for the device of FIG. 5, the positions of the moving permanent magnet when the actuating button is, respectively at rest or depressed, and show the influence of the magnetic field created by this magnet on the light switch.
  • - Figure 7 is a diagram showing the variation of the force to be provided for the depression of the button according to the stroke of the moving permanent magnet relative to the permanent fixed magnet.
  • the switching device 1 is a push-button comprising a body 10, for example cylindrical, introduced into an opening formed through a wall P.
  • An actuating button 3 is mounted to move in translation according to the invention.
  • the actuating button 3 can take a rest position (FIG. 1, left part G) and a working position (FIG. 1, right part D) in which it is pushed into the body 10.
  • the device also comprises a sensor sensitive to the magnetic field.
  • This sensor can be Hall effect sensitive to a threshold of magnetic field strength to switch an electrical circuit. Hall effect sensors are well known, so they are not described in this application.
  • the sensor may also be a switch 2 of the electrical circuit type "reed" or MEMS type fixed on a support 1 1 integral with the body 10 and housed therein. Electrodes 12 of the electrical circuit to be switched, integral with the support 1 1, extend downwardly from the device 1.
  • the sensor shown in the figures is a switch 2 of the MEMS type having a movable element mounted on a plane substrate 4 and consisting of a miniature ferromagnetic membrane 20 provided with a part made of ferromagnetic material.
  • switches 2 can be realized in planar MEMS ("Micro ElectroMechanical System") type technology or in printed circuit board ("Printed Circuit Board”) or "flex printed circuit board” (“flexible printed circuit board”) type rolling technology.
  • switches 2 may be arranged on the same substrate 4, for example juxtaposed or symmetrically with respect to the main axis (A), or mounted on the support 11 so as to form a matrix or a combination of switches normally open and normally closed.
  • the switches 2 are for example connected in parallel in the electric circuit.
  • the printed circuit board on which the switch 2 is mounted can receive a light-emitting diode 14.
  • the actuating button 3 will be made of transparent plastic, for example.
  • the membrane 20 carries a movable contact 21 adapted to come electrically connect two fixed contacts 41, 42 disposed on the substrate 4, when in a low position closing the electrical circuit.
  • the membrane 20 of the switch 2 can be driven by magnetic effect to pivot about an axis of rotation (R) perpendicular to the main axis (A) between a high opening position of the electric circuit (FIG. 3B) and its low position closing the electrical circuit (Figure 3A). It is connected to an anchor stud 23 for example by means of two arms 22a, 22b biased in flexion.
  • R axis of rotation
  • A main axis
  • a movable permanent magnet 5 in the form of a torus is mounted integral with the actuating button 3 and axially in the body 10 of the switching device 1.
  • the toroidal shape of the movable permanent magnet 5 has particular advantages in terms of construction and arrangement.
  • the switch 2 is disposed offset from the main axis (A) so as to be under the influence of a half-portion of the toroidal permanent magnet and can be arranged around the main axis (A), inside the torus ( Figure 1) or outside the torus (not shown).
  • the device comprises several switches 2, these are all offset with respect to the main axis (A) and can be distributed circularly inside or outside the torus formed by the moving permanent magnet 5.
  • the magnetization direction of the toroidal permanent magnet follows a direction parallel to the main axis (A) and the magnetic field vector M parallel to the magnetization direction is oriented conventionally in the South-North direction, for example upward in Figure 1.
  • the magnetic field created by the movable permanent magnet 5 is designated M.
  • the magnetic field M created by the moving permanent magnet 5 has field lines L the direction of which forces the membrane 20 to be in a position, for example in the low position ( Figure 4A), corresponding to the closing of the electrical circuit.
  • the movable permanent magnet 5 comprises a median plane which is perpendicular to its magnetization direction and under which the membrane 20 is in a position, for example its lower position (FIGS. 3B and 4B), and above which the membrane 20 is in its other position, for example its high position (FIGS. 3A and 4A).
  • the depression of the actuating button 3 to its working position thus causes a change of vertical position of the moving permanent magnet 5, which makes it possible to reverse the direction of the magnetic field lines seen by the membrane 20.
  • the magnetic field M has field lines L, the direction of which forces the membrane 20 to swing towards its upper position corresponding, for example, to the opening of the electric circuit.
  • the return of the actuating button 3 from its working position to its rest position can be achieved by a return device such as for example a return spring 13 mounted on the body 10 of the device 1 and against which is supported by the actuating button 3.
  • FIG. 5 shows a switching device 1 'bearing this improvement. This addition only improves the tactile sensation when pressing the actuating button 3.
  • the principle of actuation of the switch 2 described above is identical.
  • the movable permanent magnet 5 and the fixed permanent magnet 60 have dimensions determined so as to be slidable relative to each other.
  • the moving permanent magnet 5 and the fixed permanent magnet 60 are therefore of different sizes.
  • the moving permanent magnet 5 is in the shape of a torus.
  • the fixed permanent magnet 60 can therefore take different forms:
  • the fixed permanent magnet 60 may be disk-shaped having an outer diameter smaller than the internal diameter of the moving permanent magnet so as to be circumscribed by the moving permanent magnet 5.
  • the fixed permanent magnet 60 may be torus-shaped and have an outer diameter less than the inner diameter of the movable permanent magnet 5 to be circumscribed by the movable permanent magnet 5 or an inner diameter greater than the outer diameter of the movable permanent magnet 5 to circumscribe the moving permanent magnet 5.
  • the fixed permanent magnet 60 and the movable permanent magnet both have the shape of a torus.
  • the fixed permanent magnet 60 has an outer diameter
  • the two permanent magnets 5, 60 are mounted coaxially around the main axis (A) and have the same direction of magnetization and opposite directions of magnetization so as to create between them a magnetic effect of repulsion to solicit the moving permanent magnet 5 and thus the actuating button 3 to its rest position.
  • the fixed permanent magnet 60 With respect to the moving permanent magnet 5 in the rest position of the actuating button 3, the fixed permanent magnet 60 is located on the other side of the support 11 of the switch 2.
  • the fixed permanent magnet 60 is positioned relative to the switch 2 so as not to participate in the actuation of the membrane 20 regardless of the position of the actuating button 3 (see Figures 6A and 6B).
  • Such a configuration with two permanent magnets 5, 60 of different dimensions able to slide relative to each other makes it possible to generate a sudden transformation effect, also called a blistering effect when the actuating button 3 is depressed.
  • This blistering effect is achieved by magnetic effect between the two permanent magnets 5, 60 when the moving permanent magnet 5 approaches the fixed permanent magnet 60.
  • a blistering effect provides the user with a significant tactile effect during the depression. 3.
  • the actuating button 3 is driven rapidly to the end. race.
  • the abrupt transformation the force felt by the user decreases sharply. The abrupt transformation gives the user a particular tactile impression and guarantees the exercise of a minimum force to switch the electrical circuit.
  • FIGS. 6A and 6B show the magnetic interaction produced between the two permanent magnets 5, 60 during the depression of the actuating button 3.
  • the field lines L 'generated by the fixed permanent magnet 60 do not influence the operation of the switch 2 and the membrane 20 of the switch is tilted between its two positions by aligning with the field lines L of the movable permanent magnet 5 only .
  • annular ferromagnetic piece 90 can be mounted at the bottom of the body 10, around the fixed permanent magnet 60, coaxially with the two permanent magnets 5, 60.
  • This ferromagnetic piece 90 has an outer diameter slightly greater than the outer diameter (defined by the radius R2 in Figure 5) of the movable permanent magnet 5. It has an L-shaped cross section, the horizontal branch corresponds for example to the thickness of the torus of the moving permanent magnet 5 and whose vertical branch corresponds for example to the height of the fixed permanent magnet 60.
  • a stroke / effort diagram illustrating the variation of the force to be supplied as a function of the stroke of the actuating button is shown in FIG. 7.
  • the stroke represents the distance between the moving permanent magnet 5 and the fixed permanent magnet 60.
  • the curve V1 illustrates the operation of the device without the ferromagnetic part 90 and the curve V2 illustrates the operation of the device with the ferromagnetic part 90. From the curve V1, it is noted that the maximum of the effort to be provided before the abrupt transformation occurs when the stroke is negative, that is to say when the moving permanent magnet 5 is in a position in which it at least partially includes the fixed permanent magnet 60. From the curve V2, it is noted that the maximum of the effort to provide before the sudden transformation occurs when the race is almost zero, that is to say when the movable permanent magnet 5 is just above the fixed permanent magnet 60.
  • a mechanical stop 15 can be provided on the body 10 of the device so as to maintain a magnetic effect of repulsion between the two permanent magnets 5, 60 irrespective of the position of the actuating button 3. This stop 15 makes it possible to prevent the moving permanent magnet 5 from circumscribing completely the permanent fixed magnet 60 and thus canceling the magnetic effect of repulsion between the two magnets 5, 60.
  • the actuating button 3 is always driven to its rest position by simple magnetic effect without resorting to a mechanical return member.
  • the return device consisting of the spring 13 in FIG. 1 or the two permanent magnets 5, 60 in opposition in FIG. 5 can be completed by a magnetic retaining device of the actuating button 3 composed of two parts. ferromagnetic 7, 8 contiguous when the actuating button 3 is at rest ( Figures 1 and 5).
  • a first ferromagnetic part 7 is mounted on the actuating button 3 and a second ferromagnetic part 8 is mounted on the body 10 of the device 1.
  • These two parts 7, 8 define between them a variable air gap depending on the position of the actuating button 3 in the body 10.
  • the first ferromagnetic part 7 integral with the actuating button 3 may be composed for example of an annular plate .
  • the second ferromagnetic part 8 has for example a cylindrical shape at least partially lining the lateral internal wall of the body 10 and having a reentrant collar at its upper edge.
  • the actuating button When the actuating button is at rest (FIGS. 1 and 5, left-hand part), the first part 7 bears against the re-entrant collar of the second ferromagnetic part 8.
  • a minimal force exerted on the actuating button 3 is therefore necessary to separate the two ferromagnetic parts 7, 8 and to take off the actuating button 3 of the body 10 of the device 1, thus giving the user a particular tactile effect when pressing the button 3.
  • the increase of the attraction force exerted between the two ferromagnetic parts 7, 8 contributes to the return of the actuating button 3 towards his rest position.
  • the tactile effect made by the retaining device can be modified by varying in particular the overlap surface of the two ferromagnetic parts 7, 8 when the actuating button 3 is in the rest position.
  • the two ferromagnetic parts 7, 8 and a third ferromagnetic part 9 placed in the bottom of the body 10 form a magnetic shielding device of the device 1 for: confining the magnetic field produced by the permanent magnet 5 to inside the device, thus avoiding a magnetic pollution outside thereof, - protect the switch 2 of any external magnetic field that could disrupt its proper operation.
  • the magnetic shielding can be made at least in part by the two ferromagnetic parts 7, 8 of the retaining device as well as by the ferromagnetic part 90 surrounding the fixed permanent magnet.
  • the magnetic shielding can also be achieved by the body 10 and the actuating button 3 which are then made of ferromagnetic materials.
  • the retaining device can be replaced or supplemented by a prestressed elastic structure 6 forming a blistering effect when the actuating button 3 is depressed.
  • the structure elastic 6 undergoes a sudden transformation rapidly causing the actuating button 3 at the end of the race.
  • the abrupt transformation gives the user a particular tactile impression and guarantees the exercise of a minimum force to switch the electrical circuit.
  • the elastic structure 6 can play the role of waterproof membrane and the role of spring to return the actuating button to its rest position, thus completely replacing the return spring 13 or completing the action of the return spring 13.
  • the radial symmetry of the toroidal permanent magnet allows a circular distribution of several switches 2 in the same device 1.
  • the switches 2 may be juxtaposed or for example arranged symmetrically with respect to the main axis (A ).
  • the switches 2 are placed around the main axis (A), inside or outside the torus. So that the magnetic field M created by the permanent magnet 5 has an influence on the movable element of the switches 2 in each of the positions of the button 3, the set of switches 2 must be offset relative to the main axis (A ).
  • the orientation of the switch 2 with respect to the magnetic field M created by the permanent magnet 5 makes it possible to configure it "normally open” or "normally closed”. This means that when the actuating button 3 is in its rest position, depending on its orientation with respect to the magnetic fields, the membrane 20 may be in the up position (FIG. 3B) or in the down position (FIG. 3A).

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Abstract

La présente invention se rapporte à un dispositif de commutation (1) d'un circuit électrique comportant un bouton d'actionnement (3) mobile en translation, agissant par effet magnétique sur un interrupteur (2) comportant un élément mobile entre deux positions pour commuter le circuit électrique. Un aimant permanent mobile (5), créant un champ magnétique (M), est solidaire en translation du bouton d'actionnement (3). Dans la position de repos du bouton d'actionnement (3), le champ magnétique (M) impose donc à l'élément mobile de prendre l'une de ses deux positions. Dans la position de travail du bouton d'actionnement (3), le champ magnétique (M) impose à l'élément mobile de prendre l'autre de ses deux positions. L'aimant permanent (5) présente la particularité d'être de forme torique. Le dispositif de commutation (1) selon l'invention peut notamment être utilisé comme bouton-poussoir ou interrupteur de position.

Description

Dispositif de commutation d'un circuit électrique utilisant un aimant torique mobile.
La présente invention se rapporte à un dispositif de commutation d'un circuit électrique comportant un bouton d'actionnement mobile en translation, agissant par effet magnétique sur un interrupteur pour commuter le circuit électrique. L'invention concerne plus particulièrement un dispositif de commutation pouvant être utilisé comme bouton-poussoir ou interrupteur de position.
II est connu par le brevet US 3,921 ,108 un ensemble de type bouton-poussoir comportant un organe d'actionnement mobile en translation entre une position de repos et une position de travail et apte à mettre en mouvement un aimant permanent logé dans le bouton-poussoir. L'aimant permanent est monté sur un ressort à lame bombé sur lequel agit l'organe d'actionnement. L'aimant permanent est apte à piloter par effet magnétique un interrupteur pour commuter un circuit électrique. La position de l'aimant permanent par rapport à l'interrupteur permet de venir fermer ou ouvrir le circuit électrique. Lorsque l'organe d'actionnement est au repos, l'aimant permanent est éloigné de l'interrupteur et n'a aucune influence sur celui-ci, le circuit électrique est donc ouvert. Lorsque l'organe d'actionnement est enfoncé, l'aimant permanent est approché de l'interrupteur, entraînant le rapprochement de deux lames souples de l'interrupteur et donc la fermeture du circuit électrique. Lorsque l'aimant permanent est éloigné de l'interrupteur, l'ouverture du circuit électrique se produit par rappel mécanique des deux lames. Au repos, l'aimant permanent est incliné par rapport à l'axe de l'ensemble et suit un mouvement de rotation lorsque l'organe d'actionnement agit sur le ressort. Un tel ensemble est inapproprié pour commander des interrupteurs de petite taille et sa mise en œuvre est délicate.
Le document US 3,283,274 décrit un dispositif de commutation de type bouton-poussoir comportant un interrupteur à lames souples appelé également "reed" actionné par un aimant permanent mobile annulaire solidaire d'un bouton d'actionnement. La pression sur le bouton d'actionnement permet d'entraîner l'aimant permanent mobile en translation autour de l'interrupteur à lames souples jusqu'à une position dans laquelle, par effet magnétique, H provoque le rapprochement des deux lames souples pour entraîner la fermeture d'un circuit électrique. Le retour en position initiale du bouton d'actionnement peut être réalisé en disposant un aimant permanent fixe annulaire en opposition par rapport à l'aimant permanent mobile.
Le but de l'invention est de proposer un dispositif de commutation d'un circuit électrique adapté pour commuter des interrupteurs miniatures et présentant une structure compacte, un fonctionnement simple et conférant à son utilisateur un effet tactile appréciable.
Ce but est atteint par un dispositif de commutation d'un circuit électrique comprenant : - un corps, un bouton d'actionnement mobile en translation dans le corps suivant un axe principal, entre une position de repos et une position de travail,
- un capteur sensible au champ magnétique et apte à commander le circuit électrique lors d'un déplacement du bouton d'actionnement, - un aimant permanent mobile en forme de tore monté solidaire en translation du bouton d'actionnement et coaxial autour de l'axe principal, ledit aimant permanent mobile créant un champ magnétique pour commander l'interrupteur et présentant une direction d'aimantation parallèle à l'axe principal, - un aimant permanent fixe cylindrique monté coaxial par rapport à l'aimant permanent mobile, ledit dispositif étant caractérisé en ce que
- l'aimant permanent mobile et l'aimant permanent fixe présentent des dimensions différentes déterminées pour pouvoir coulisser l'un par rapport à l'autre.
Pour pouvoir coulisser l'un par rapport à l'autre, l'aimant permanent mobile et l'aimant permanent fixe présentent des dimensions différentes, préférentiellement juste suffisantes pour obtenir un coulissement aisé de l'un des aimants par rapport à l'autre. Ces dimensions sont déterminées de manière à pouvoir obtenir par simple agencement entre les aimants, un effet de transformation brusque, également appelé effet cloquant, lors de l'enfoncement du bouton d'actionnement. Selon une variante de réalisation, l'aimant permanent mobile est un tore et l'aimant permanent fixe est un disque. Dans cette variante, l'aimant permanent fixe en forme de disque présente un diamètre externe inférieur au diamètre interne du tore formé par l'aimant permanent mobile de manière à pouvoir être circonscrit par l'aimant permanent mobile.
Selon une autre variante de réalisation, l'aimant permanent mobile et l'aimant permanent fixe sont chacun en forme de tore. L'un des tores présente alors un diamètre externe inférieur au diamètre interne de l'autre tore. Par exemple, l'aimant permanent fixe présente un diamètre externe inférieur au diamètre interne de l'aimant permanent mobile.
Selon une autre particularité, une pièce ferromagnétique fixe annulaire est montée sur le corps autour de l'aimant permanent fixe. La pièce ferromagnétique présente par exemple un diamètre sensiblement supérieur au diamètre externe de l'aimant permanent mobile. Cette pièce ferromagnétique est employée pour optimiser la position du seuil de transformation brusque de l'aimant permanent mobile par rapport à l'aimant permanent fixe.
Selon une autre particularité, le dispositif comporte une butée mécanique du bouton d'actionnement en position de travail, ladite butée mécanique étant positionnée pour maintenir un effet magnétique de répulsion entre l'aimant permanent fixe et l'aimant permanent mobile quelle que soit la position du bouton d'actionnement.
Selon une autre particularité, le dispositif comporte un dispositif de retenue magnétique du bouton d'actionnement nécessitant un effort minimal à exercer sur le bouton d'actionnement pour entamer son mouvement.
Selon une autre particularité, le dispositif de retenue comporte deux pièces ferromagnétiques coopérant lorsque le bouton d'actionnement est en position de repos, une première pièce étant montée sur le bouton d'actionnement et une seconde pièce étant montée sur le corps du dispositif.
Le dispositif de retenue selon l'invention permet de s'affranchir de pièces élastiques en déformation et confère également un effet tactile particulier à l'utilisateur puisqu'une force minimale doit être exercée pour décoller les deux pièces ferromagnétiques.
Selon l'invention, l'aimant permanent mobile est donc en interaction magnétique à la fois avec l'aimant permanent fixe pour son retour en positon initiale et pour obtenir l'effet cloquant mais également avec la pièce ferromagnétique du dispositif de retenue. La sensation tactile particulière ressentie par l'utilisateur lors d'une pression sur l'organe d'actionnement résulte donc de la combinaison entre l'effet magnétique de répulsion et l'effet cloquant s'exerçant entre l'aimant permanent mobile et l'aimant permanent fixe et l'effet magnétique d'attraction s'exerçant entre l'aimant permanent mobile et la pièce ferromagnétique du dispositif de retenue. Cette sensation tactile ne risque pas de s'altérer au cours du temps puisqu'elle est réalisée simplement par la combinaison de ces différents effets magnétiques.
Selon l'invention, le capteur est par exemple du type à effet Hall, sensible à la variation du champ magnétique générée lors de l'approche de l'aimant permanent mobile. A partir d'un seuil d'intensité de champ magnétique, le capteur commande la commutation du circuit électrique.
Avantageusement, le capteur est un interrupteur électrique comportant un élément mobile piloté par effet magnétique pour commuter le circuit électrique entre deux positions, une position d'ouverture du circuit électrique et une position de fermeture dudit circuit électrique.
L'utilisation d'un aimant permanent mobile de forme torique permet notamment : de pouvoir réaliser une distribution circulaire de plusieurs interrupteurs commutables par un seul moyen d'actionnement ; d'améliorer la compacité du dispositif, le ou les interrupteurs pouvant être placés autour de l'axe principal, à l'intérieur ou à l'extérieur du tore ; de faciliter la fabrication du dispositif, l'aimant torique étant monté symétriquement par rapport à l'axe principal. Selon une autre particularité, l'élément mobile est décalé par rapport à l'axe principal.
Selon une autre particularité, l'interrupteur est disposé autour de l'axe principal, à l'intérieur ou à l'extérieur du tore formé par l'aimant permanent mobile.
Selon une autre particularité : dans la position de repos du bouton d'actionnement, le champ magnétique présente des lignes de champ dont la direction impose à l'élément mobile de prendre l'une de ses deux positions, - dans la position de travail du bouton d'actionnement, la direction des lignes de champ du champ magnétique est inversée, imposant à l'élément mobile de prendre l'autre de ses deux positions, selon la position du bouton d'actionnement, l'élément mobile se trouve d'un côté ou de l'autre d'un plan médian de l'aimant permanent mobile perpendiculaire à la direction d'aimantation de l'aimant permanent mobile.
Selon l'invention, dans chacune des positions du bouton, on utilise le champ magnétique créé par l'aimant permanent mobile pour imposer à l'élément mobile de l'interrupteur de prendre une position. Selon l'invention, le basculement de l'élément mobile entre ses deux positions est réalisé en employant les deux directions des lignes de champ magnétique générées par l'aimant permanent mobile de forme torique, de part et d'autre de son plan médian.
Selon l'invention, la fermeture du circuit électrique réalisée par effet magnétique permet de rendre la résistance de contact ohmique indépendante de la force exercée par l'opérateur. Cette résistance est donc parfaitement reproductible à chaque manipulation du bouton.
Selon une autre particularité, l'élément mobile est une membrane pivotante montée sur un substrat et portant à l'une de ses extrémités un contact électrique établissant la jonction électrique entre deux contacts fixes disposés sur le substrat lorsque la membrane est dans la position de fermeture du circuit électrique.
Selon l'invention, le dispositif peut comporter plusieurs interrupteurs décalés par rapport à l'axe principal, par exemple juxtaposés ou disposés symétriquement par rapport à l'axe principal. Les interrupteurs sont par exemple disposés symétriquement par rapport à l'axe principal.
Avantageusement, le dispositif de commutation comporte un dispositif de blindage magnétique qui permet de le protéger de l'influence d'un champ magnétique extérieur et de confiner le champ magnétique produit par les aimants permanents à l'intérieur du dispositif. Ce dispositif de blindage peut être composé de pièces ferromagnétiques recouvrant la paroi interne du corps du dispositif.
Selon l'invention, le dispositif de commutation est utilisé comme bouton poussoir ou interrupteur de position. D'autres caractéristiques et avantages vont apparaître dans la description détaillée qui suit en se référant à un mode de réalisation donné à titre d'exemple et représenté par les dessins annexés sur lesquels :
- La figure 1 représente schématiquement le dispositif de commutation selon l'invention utilisé comme bouton poussoir. Sur la partie gauche (G) de la figure 1 , le bouton d'actionnement est montré au repos tandis que sur la partie droite (D) le bouton d'actionnement est montré enfoncé.
La figure 2 représente un interrupteur selon l'invention dont la membrane est au repos. - Les figures 3A et 3B illustrent les positions prises par la membrane sous l'influence d'un champ magnétique.
- Les figures 4A et 4B représentent les positions de l'aimant permanent mobile lorsque le bouton d'actionnement est, respectivement, au repos ou enfoncé et montrent l'influence du champ magnétique créé par cet aimant sur l'interrupteur.
- La figure 5 représente un dispositif de commutation de type bouton poussoir portant un perfectionnement par rapport au dispositif de commutation représenté en figure 1 . Sur la partie gauche (G) de la figure 5, le bouton d'actionnement est montré au repos tandis que sur la partie droite (D) de la figure 5, le bouton d'actionnement est montré enfoncé.
Les figures 6A et 6B représentent pour le dispositif de la figure 5, les positions de l'aimant permanent mobile lorsque le bouton d'actionnement est, respectivement au repos ou enfoncé et montrent l'influence du champ magnétique créé par cet aimant sur l'interrupteur. - La figure 7 est un diagramme représentant la variation de l'effort à fournir pour l'enfoncement du bouton en fonction de la course de l'aimant permanent mobile par rapport à l'aimant permanent fixe.
Dans la suite de la description, les termes "haut", "bas", supérieur", "inférieur" ou équivalents doivent être compris en prenant comme référence l'axe principal (A) de direction verticale du dispositif. Sur la figure 1 , le dispositif de commutation 1 selon l'invention est un bouton- poussoir comportant un corps 10 par exemple cylindrique introduit dans une ouverture formée à travers une paroi P. Un bouton d'actionnement 3 est monté mobile en translation suivant l'axe principal (A) dans ledit corps 10. Le bouton d'actionnement 3 peut prendre une position de repos (figure 1 , partie gauche G) et une position de travail (figure 1 , partie droite D) dans laquelle il est enfoncé dans le corps 10.
Le dispositif comporte également un capteur sensible au champ magnétique. Ce capteur peut être à effet Hall sensible à un seuil d'intensité de champ magnétique pour commuter un circuit électrique. Les capteurs à effet Hall étant bien connus, ils ne sont donc pas décrits dans cette demande. Le capteur peut également être un interrupteur 2 de commutation du circuit électrique de type "reed" ou de type MEMS fixé sur un support 1 1 solidaire du corps 10 et logé dans celui-ci. Des électrodes 12 du circuit électrique à commuter, solidaires du support 1 1 , s'étendent vers le bas du dispositif 1 . Selon l'invention, le capteur représenté sur les figures est un interrupteur 2 de type MEMS présentant un élément mobile monté sur un substrat 4 plan et constitué d'une membrane 20 ferromagnétique miniature dotée d'une partie en matériau ferromagnétique. Il peut être réalisé en technologie planaire de type MEMS (en anglais "Micro ElectroMechanical System") ou en technologie de laminage de type circuit imprimé (PCB pour "Printed Circuit Board") ou "flex" ("Flexible printed circuit board"). Plusieurs interrupteurs 2 identiques peuvent être disposés sur le même substrat 4, par exemple de manière juxtaposée ou symétriquement par rapport à l'axe principal (A), ou montés sur le support 11 de manière à former une matrice ou une combinaison d'interrupteurs normalement ouvert et normalement fermé. Les interrupteurs 2 sont par exemple montés en parallèle dans le circuit électrique. Le circuit imprimé sur lequel est monté l'interrupteur 2 peut recevoir une diode électroluminescente 14. Dans ce cas, le bouton d'actionnement 3 sera par exemple en plastique transparent.
La membrane 20 porte un contact mobile 21 apte à venir relier électriquement deux contacts fixes 41 , 42 disposés sur le substrat 4, lorsqu'elle est dans une position basse de fermeture du circuit électrique. La membrane 20 de l'interrupteur 2 peut être pilotée par effet magnétique pour pivoter autour d'un axe de rotation (R) perpendiculaire à l'axe principal (A) entre une position haute d'ouverture du circuit électrique (figure 3B) et sa position basse de fermeture du circuit électrique (figure 3A). Elle est reliée à un plot d'ancrage 23 par exemple par l'intermédiaire de deux bras 22a, 22b sollicités en flexion. Bien entendu, d'autres configurations de l'interrupteur 2 peuvent être envisagées.
Un aimant permanent mobile 5 en forme de tore est monté solidaire du bouton d'actionnement 3 et de manière axiale dans le corps 10 du dispositif de commutation 1. La forme torique de l'aimant permanent mobile 5 présente notamment des avantages en terme de construction et d'agencement.
Selon l'invention, l'interrupteur 2 est disposé de manière décalée par rapport à l'axe principal (A) de manière à être sous l'influence d'une demi-portion de l'aimant permanent mobile 5 torique et peut être disposé autour de l'axe principal (A), à l'intérieur du tore (figure 1 ) ou à l'extérieur du tore (non représenté). Lorsque le dispositif comporte plusieurs interrupteurs 2, ceux-ci sont tous décalés par rapport à l'axe principal (A) et peuvent être distribués circulairement à l'intérieur ou à l'extérieur du tore formé par l'aimant permanent mobile 5.
La direction d'aimantation de l'aimant permanent mobile 5 torique suit une direction parallèle à l'axe principal (A) et le vecteur champ magnétique M parallèle à la direction d'aimantation est orienté conventionnellement dans le sens Sud-Nord, par exemple vers le haut sur la figure 1. Ci-après, le champ magnétique créé par l'aimant permanent mobile 5 est désigné M.
Lorsque le bouton d'actionnement 3 est au repos (figure 4A), le champ magnétique M créé par l'aimant permanent mobile 5 présente des lignes de champ L dont la direction impose à la membrane 20 d'être dans une position, par exemple en position basse (figure 4A), correspondant à la fermeture du circuit électrique.
L'aimant permanent mobile 5 comporte un plan médian qui est perpendiculaire à sa direction d'aimantation et sous lequel la membrane 20 est dans une position, par exemple sa position basse (figures 3B et 4B), et au-dessus duquel la membrane 20 est dans son autre position, par exemple sa position haute (figures 3A et 4A).
L'enfoncement du bouton d'actionnement 3 jusqu'à sa position de travail entraîne donc un changement de position verticale de l'aimant permanent mobile 5, ce qui permet d'inverser la direction des lignes de champ magnétique vues par la membrane 20. En référence à la figure 4B, le champ magnétique M présente des lignes de champ L dont la direction impose à la membrane 20 de basculer vers sa position haute correspondant par exemple à l'ouverture du circuit électrique. Selon l'invention, le retour du bouton d'actionnement 3 de sa position de travail vers sa position de repos peut être réalisé par un dispositif de rappel tel que par exemple un ressort de rappel 13 monté sur le corps 10 du dispositif 1 et contre lequel vient s'appuyer le bouton d'actionnement 3.
Un perfectionnement d'un dispositif de commutation représenté en figure 1 consiste à insérer un aimant permanent fixe dans le corps du dispositif. La figure 5 montre un dispositif de commutation 1 ' portant ce perfectionnement. Cet ajout permet uniquement d'améliorer la sensation tactile lors de l'enfoncement du bouton d'actionnement 3. Les éléments communs aux deux dispositifs 1 , 1 ' conservent la même fonction et la même référence. Notamment, dans ce nouveau dispositif 1 ', le principe d'actionnement de l'interrupteur 2 décrit ci-dessus est identique.
Selon l'invention, l'aimant permanent mobile 5 et l'aimant permanent fixe 60 présentent des dimensions déterminées de manière à pouvoir coulisser l'un par rapport à l'autre. L'aimant permanent mobile 5 et l'aimant permanent fixe 60 sont donc de tailles différentes. En référence à la figure 5, l'aimant permanent mobile 5 est en forme de tore. Pour obtenir le coulissement, l'aimant permanent fixe 60 peut donc prendre différentes formes :
L'aimant permanent fixe 60 peut être en forme de disque présentant un diamètre externe inférieur au diamètre interne de l'aimant permanent mobile pour pouvoir être circonscrit par l'aimant permanent mobile 5.
- L'aimant permanent fixe 60 peut être en forme de tore et présenter un diamètre externe inférieur au diamètre interne de l'aimant permanent mobile 5 pour pouvoir être circonscrit par l'aimant permanent mobile 5 ou un diamètre interne supérieur au diamètre externe de l'aimant permanent mobile 5 pour pouvoir circonscrire l'aimant permanent mobile 5.
Sur la figure 5, l'aimant permanent fixe 60 et l'aimant permanent mobile ont tous deux la forme d'un tore. L'aimant permanent fixe 60 présente un diamètre externe
(défini par le rayon r1 ) inférieur au diamètre interne (défini par le rayon R1 ) de l'aimant permanent mobile 5, préférentiellement légèrement inférieur au diamètre interne (R1 ) de l'aimant permanent mobile 5.
Sur la figure 5, les deux aimants permanents 5, 60 sont montés coaxiaux autour de l'axe principal (A) et présentent une même direction d'aimantation et des sens d'aimantation opposés de manière à créer entre eux un effet magnétique de répulsion pour solliciter l'aimant permanent mobile 5 et donc le bouton d'actionnement 3 vers sa position de repos. Par rapport à l'aimant permanent mobile 5 en position de repos du bouton d'actionnement 3, l'aimant permanent fixe 60 est situé de l'autre côté du support 11 de l'interrupteur 2. L'aimant permanent fixe 60 est positionné par rapport à l'interrupteur 2 de manière à ne pas participer à l'actionnement de la membrane 20 quelle que soit la position du bouton d'actionnement 3 (voir figures 6A et 6B).
Une telle configuration à deux aimants permanents 5, 60 de dimensions distinctes aptes à coulisser l'un par rapport à l'autre permet de générer un effet de transformation brusque, également appelé effet cloquant lors de l'enfoncement du bouton d'actionnement 3. Cet effet cloquant est réalisé par effet magnétique entre les deux aimants permanents 5, 60 lorsque l'aimant permanent mobile 5 se rapproche de l'aimant permanent fixe 60. Un effet cloquant procure à l'utilisateur un effet tactile appréciable lors de l'enfoncement du bouton d'actionnement 3. En effet, lorsqu'un effort déterminé est exercé sur le bouton d'actionnement 3 et que le bouton d'actionnement 3 atteint une longueur de course déterminée, le bouton d'actionnement 3 est entraîné rapidement en fin de course. Lors de la transformation brusque, la force ressentie par l'utilisateur diminue fortement. La transformation brusque confère à l'utilisateur une impression tactile particulière et garantit l'exercice d'une force minimale pour commuter le circuit électrique. Les figures 6A et 6B montrent l'interaction magnétique produite entre les deux aimants permanents 5, 60 lors de l'enfoncement du bouton d'actionnement 3. Sur les figures 6A et 6B, nous remarquons notamment que les lignes de champ L' générées par l'aimant permanent fixe 60 n'influencent pas le fonctionnement de l'interrupteur 2 et que la membrane 20 de l'interrupteur est basculée entre ses deux positions en s'alignant sur les lignes de champ L de l'aimant permanent mobile 5 seulement.
En outre, afin d'optimiser le fonctionnement du dispositif et notamment pour optimiser l'effet cloquant, une pièce ferromagnétique annulaire 90 peut être montée au fond du corps 10, autour de l'aimant permanent fixe 60, de manière coaxiale par rapport aux deux aimants permanents 5, 60. Cette pièce ferromagnétique 90 présente un diamètre externe légèrement supérieur au diamètre externe (défini par le rayon R2 sur la figure 5) de l'aimant permanent mobile 5. Elle présente une section transversale en L, dont la branche horizontale correspond par exemple à l'épaisseur du tore de l'aimant permanent mobile 5 et dont la branche verticale correspond par exemple à la hauteur de l'aimant permanent fixe 60. Un diagramme course/effort illustrant la variation de l'effort à fournir en fonction de la course du bouton d'actionnement est représenté en figure 7. La course représente la distance entre l'aimant permanent mobile 5 et l'aimant permanent fixe 60. La courbe V1 illustre le fonctionnement du dispositif sans la pièce ferromagnétique 90 et la courbe V2 illustre le fonctionnement du dispositif avec la pièce ferromagnétique 90. A partir de la courbe V1 , on remarque que le maximum de l'effort à fournir avant la transformation brusque se produit lorsque la course est négative c'est-à-dire lorsque l'aimant permanent mobile 5 est dans une position dans laquelle il inclut au moins partiellement l'aimant permanent fixe 60. A partir de la courbe V2, on remarque que le maximum de l'effort à fournir avant la transformation brusque se produit lorsque la course est quasiment nulle, c'est-à-dire lorsque l'aimant permanent mobile 5 est juste au-dessus de l'aimant permanent fixe 60. La présence de la pièce ferromagnétique 90 permet donc d'optimiser la position du seuil de transformation brusque du bouton d'actionnement 3. Une butée mécanique 15 peut être prévue sur le corps 10 du dispositif de manière à maintenir un effet magnétique de répulsion entre les deux aimants permanents 5, 60 quelle que soit la position du bouton d'actionnement 3. Cette butée 15 permet d'éviter que l'aimant permanent mobile 5 vienne circonscrire complètement l'aimant permanent fixe 60 et ainsi annuler l'effet magnétique de répulsion entre les deux aimants 5, 60. Ainsi, le bouton d'actionnement 3 est toujours entraîné vers sa position de repos par simple effet magnétique sans recourir à un organe de rappel mécanique.
Selon l'invention, le dispositif de rappel constitué du ressort 13 sur la figure 1 ou des deux aimants permanents 5, 60 en opposition sur la figure 5 peut être complété par un dispositif de retenue magnétique du bouton d'actionnement 3 composé de deux pièces ferromagnétiques 7, 8 accolées lorsque le bouton d'actionnement 3 est au repos (figures 1 et 5). Une première pièce ferromagnétique 7 est montée sur le bouton d'actionnement 3 et une seconde pièce ferromagnétique 8 est montée sur le corps 10 du dispositif 1 . Ces deux pièces 7, 8 définissent entre elles un entrefer variable en fonction de la position du bouton d'actionnement 3 dans le corps 10. La première pièce ferromagnétique 7 solidaire du bouton d'actionnement 3 peut être composée par exemple d'une plaque annulaire. La deuxième pièce ferromagnétique 8 présente par exemple une forme cylindrique tapissant au moins partiellement la paroi interne latérale du corps 10 et dotée d'une collerette rentrante à son bord supérieur. Lorsque le bouton d'actionnement est au repos (figures 1 et 5, partie gauche), la première pièce 7 vient en appui contre la collerette rentrante de la deuxième pièce ferromagnétique 8. Un effort minimal exercé sur le bouton d'actionnement 3 est donc nécessaire pour désolidariser les deux pièces ferromagnétiques 7, 8 et pour décoller le bouton d'actionnement 3 du corps 10 du dispositif 1 , conférant ainsi à l'utilisateur un effet tactile particulier lors de l'enfoncement du bouton 3. Au fur et à mesure de la remontée du bouton d'actionnement 3, de sa position de travail vers sa position de repos, l'augmentation de la force d'attraction s'exerçant entre les deux pièces ferromagnétiques 7, 8 contribue au rappel du bouton d'actionnement 3 vers sa position de repos. L'effet tactile rendu par le dispositif de retenue peut être modifié en faisant varier notamment la surface de recouvrement des deux pièces ferromagnétiques 7, 8 lorsque le bouton d'actionnement 3 est en position de repos.
Sur la figure 1 , les deux pièces ferromagnétiques 7, 8 ainsi qu'une troisième pièce ferromagnétique 9 placée dans le fond du corps 10 forment un dispositif de blindage magnétique du dispositif 1 pour : confiner le champ magnétique produit par l'aimant permanent 5 à l'intérieur du dispositif, évitant ainsi une pollution magnétique à l'extérieur de celui-ci, - protéger l'interrupteur 2 d'un éventuel champ magnétique extérieur qui pourrait perturber son bon fonctionnement.
Sur la figure 5, le blindage magnétique peut être réalisé au moins en partie par les deux pièces ferromagnétiques 7, 8 du dispositif de retenue ainsi que par la pièce ferromagnétique 90 entourant l'aimant permanent fixe. Selon une variante de réalisation de l'invention, dans les deux variantes de réalisation, le blindage magnétique peut également être réalisé par le corps 10 et le bouton d'actionnement 3 qui sont alors réalisés dans des matériaux ferromagnétiques.
Sur la figure 1 , le dispositif de retenue peut être remplacé ou complété par une structure élastique 6 précontrainte formant un effet cloquant lors de l'enfoncement du bouton d'actionnement 3. Lorsqu'une force déterminée est exercée sur le bouton 3, la structure élastique 6 subit une transformation brusque entraînant rapidement le bouton d'actionnement 3 en fin de course. Lors de la transformation brusque, la force ressentie par l'utilisateur diminue fortement. La transformation brusque confère à l'utilisateur une impression tactile particulière et garantit l'exercice d'une force minimale pour commuter le circuit électrique. La structure élastique 6 peut jouer le rôle de membrane étanche ainsi que le rôle de ressort pour ramener le bouton d'actionnement vers sa position de repos, remplaçant ainsi totalement le ressort de rappel 13 ou complétant l'action du ressort de rappel 13.
Selon l'invention, la symétrie radiale de l'aimant permanent mobile 5 torique permet une distribution circulaire de plusieurs interrupteurs 2 dans un même dispositif 1. Les interrupteurs 2 peuvent être juxtaposés ou par exemple disposés symétriquement par rapport à l'axe principal (A). Les interrupteurs 2 sont placés autour de l'axe principal (A), à l'intérieur ou à l'extérieur du tore. Pour que le champ magnétique M créé par l'aimant permanent 5 présente une influence sur l'élément mobile des interrupteurs 2 dans chacune des positions du bouton 3, l'ensemble des interrupteurs 2 doit être décalé par rapport à l'axe principal (A).
Selon l'invention, l'orientation de l'interrupteur 2 par rapport au champ magnétique M créé par l'aimant permanent 5 permet de le configurer "normalement ouvert" ou "normalement fermé". Cela signifie que lorsque le bouton d'actionnement 3 est dans sa position de repos, selon son orientation par rapport aux champs magnétiques, la membrane 20 peut être en position haute (figure 3B) ou en position basse (figure 3A).
Il est bien entendu que l'on peut, sans sortir du cadre de l'invention, imaginer d'autres variantes et perfectionnements de détail et de même envisager l'emploi de moyens équivalents.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Dispositif de commutation d'un circuit électrique comprenant : un corps (10),
- un bouton d'actionnement (3) mobile en translation dans le corps (10) suivant un axe principal (A), entre une position de repos et une position de travail, un capteur (2) sensible au champ magnétique et apte à commander le circuit électrique lors d'un déplacement du bouton d'actionnement (3), un aimant permanent mobile (5) en forme de tore monté solidaire en translation du bouton d'actionnement (3) et coaxial autour de l'axe principal (A), ledit aimant permanent mobile (5) créant un champ magnétique (M) et présentant une direction d'aimantation parallèle à l'axe principal (A), un aimant permanent fixe (60) cylindrique monté coaxial par rapport à l'aimant permanent mobile (5), ledit dispositif étant caractérisé en ce que
- l'aimant permanent mobile (5) et l'aimant permanent fixe (60) présentent des dimensions déterminées pour pouvoir coulisser l'un par rapport à l'autre.
2. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'aimant permanent fixe (60) est en forme de disque.
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'aimant permanent fixe (60) présente un diamètre externe inférieur au diamètre interne de l'aimant permanent mobile (5) en forme de tore.
4. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'aimant permanent fixe (60) est en forme de tore.
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'aimant permanent fixe (60) en forme de tore présente un diamètre externe inférieur au diamètre interne de l'aimant permanent mobile (5) en forme de tore.
6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'une pièce ferromagnétique (90) fixe annulaire est montée sur le corps (10) autour de l'aimant permanent fixe (60).
7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la pièce ferromagnétique (90) présente un diamètre sensiblement supérieur au diamètre externe de l'aimant permanent mobile (5).
8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte une butée mécanique (15) du bouton d'actionnement (3) en position de travail, ladite butée mécanique (15) étant positionnée pour maintenir un effet magnétique de répulsion entre l'aimant permanent fixe (60) et l'aimant permanent mobile (5) quelle que soit la position du bouton d'actionnement (3).
9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de retenue magnétique du bouton d'actionnement (3) nécessitant un effort minimal à exercer sur le bouton d'actionnement (3) pour entamer son mouvement.
10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le dispositif de retenue comporte deux pièces ferromagnétiques (7, 8) coopérant lorsque le bouton d'actionnement (3) est en position de repos, une première pièce (7) étant montée sur le bouton d'actionnement (3) et une seconde pièce (8) étant montée sur le corps (10) du dispositif (1).
11 . Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le capteur est un interrupteur (2) comportant un élément mobile piloté par effet magnétique entre une position d'ouverture et une position de fermeture du circuit électrique.
12. Dispositif selon la revendication 11 , caractérisé en ce que l'élément mobile de l'interrupteur (2) est décalé par rapport à l'axe principal (A).
13. Dispositif selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que l'interrupteur (2) est disposé autour de l'axe principal (A), à l'intérieur ou à l'extérieur du tore formé par l'aimant permanent mobile (5).
14. Dispositif selon l'une des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que : dans la position de repos du bouton d'actionnement (3), le champ magnétique (M) présente des lignes de champ (L) dont la direction impose à l'élément mobile de prendre l'une de ses deux positions,
- dans la position de travail du bouton d'actionnement (3), la direction des lignes de champ (L) du champ magnétique (M) est inversée, imposant à l'élément mobile de prendre l'autre de ses deux positions,
- selon la position du bouton d'actionnement (3), l'élément mobile se trouve d'un côté ou de l'autre d'un plan médian de l'aimant permanent mobile (5) perpendiculaire à la direction d'aimantation de l'aimant permanent mobile (5).
15. Dispositif selon l'une des revendications 1 1 à 14, caractérisé en ce que l'élément mobile est une membrane (20) pivotante montée sur un substrat (4) et portant à l'une de ses extrémités un contact électrique (21 ) établissant la jonction électrique entre deux contacts fixes (41 , 42) disposés sur le substrat (4) lorsque la membrane (20) est dans la position de fermeture du circuit électrique.
16. Dispositif selon l'une des revendications 11 à 15, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs interrupteurs (2) décalés par rapport à l'axe principal (A).
17. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de blindage magnétique (7, 8, 9).
18. Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce que les interrupteurs sont disposés symétriquement par rapport à l'axe principal (A).
19. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 18, caractérisé en ce qu'il est utilisé comme bouton poussoir ou interrupteur de position.
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Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3260821A (en) 1963-10-04 1966-07-12 Yokoo Yusaku Push switch
US3283274A (en) 1963-10-04 1966-11-01 Falco Angelo De Push button reed switch
US3452307A (en) 1967-12-05 1969-06-24 Syndyne Corp Drawknob organ switch
DE1590479A1 (de) * 1965-09-28 1970-07-09 Schaltbau Gmbh Elektrischer Schnappschalter
US3611219A (en) * 1968-11-29 1971-10-05 Omron Tateisi Electronics Co Electric snap switch
GB1269547A (en) * 1969-10-30 1972-04-06 Pye T M C Ltd Formerly Known A Improvements in or relating to push-button switches
GB1378326A (en) * 1973-04-16 1974-12-27 Kimber Allen Ltd Electrical switches
US3921108A (en) 1974-06-20 1975-11-18 Time Computer Pushbutton for solid state wristwatch
US4054944A (en) * 1975-01-17 1977-10-18 Redactron Corporation Finger operated switching device
US4211991A (en) * 1977-05-25 1980-07-08 Regie Nationale Des Usines Renault Magnet-controlled switch
EP0749138A1 (fr) * 1994-12-28 1996-12-18 Idec Izumi Corporation Dispositif formant interrupteur mince et afficheur le comportant
DE29905431U1 (de) * 1999-03-24 1999-06-02 Kostal Leopold Gmbh & Co Kg Elektrischer Schalter
US6633158B1 (en) * 2001-09-17 2003-10-14 Jun Shen Micro magnetic proximity sensor apparatus and sensing method

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3260821A (en) 1963-10-04 1966-07-12 Yokoo Yusaku Push switch
US3283274A (en) 1963-10-04 1966-11-01 Falco Angelo De Push button reed switch
DE1590479A1 (de) * 1965-09-28 1970-07-09 Schaltbau Gmbh Elektrischer Schnappschalter
US3452307A (en) 1967-12-05 1969-06-24 Syndyne Corp Drawknob organ switch
US3611219A (en) * 1968-11-29 1971-10-05 Omron Tateisi Electronics Co Electric snap switch
GB1269547A (en) * 1969-10-30 1972-04-06 Pye T M C Ltd Formerly Known A Improvements in or relating to push-button switches
GB1378326A (en) * 1973-04-16 1974-12-27 Kimber Allen Ltd Electrical switches
US3921108A (en) 1974-06-20 1975-11-18 Time Computer Pushbutton for solid state wristwatch
US4054944A (en) * 1975-01-17 1977-10-18 Redactron Corporation Finger operated switching device
US4211991A (en) * 1977-05-25 1980-07-08 Regie Nationale Des Usines Renault Magnet-controlled switch
EP0749138A1 (fr) * 1994-12-28 1996-12-18 Idec Izumi Corporation Dispositif formant interrupteur mince et afficheur le comportant
DE29905431U1 (de) * 1999-03-24 1999-06-02 Kostal Leopold Gmbh & Co Kg Elektrischer Schalter
US6633158B1 (en) * 2001-09-17 2003-10-14 Jun Shen Micro magnetic proximity sensor apparatus and sensing method

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