WO2020020597A1 - Commutateur électrique à effet tactile avec positionnement axial du tronçon d'actionnement de l'actionneur souple - Google Patents

Commutateur électrique à effet tactile avec positionnement axial du tronçon d'actionnement de l'actionneur souple Download PDF

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WO2020020597A1
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electrical contact
housing
actuating
actuating body
movable
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Philippe Gauthier
David FERRATION
Laurent Kubat
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C&K Components Sas
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    • H01H2229/02—Laser

Definitions

  • the invention relates to an electric switch with a tactile effect.
  • the invention relates more particularly to an electrical switch with a tactile effect of the type comprising a movable electrical contact forming a tripping member, for example in the general shape of a dome, on which an actuating body of elastic material in one piece acts directly. .
  • the actuator body made of elastic material in one piece is arranged in a switch housing, and it comprises a central part comprising a lower support portion which is oriented downwards in direction of the movable portion facing the movable electrical contact, and an upper portion for receiving an actuating force which is arranged to receive a force oriented generally vertically downwards.
  • the actuating force can be applied directly to an end face of the upper ibre of said upper portion which projects vertically upwards out of the housing.
  • the lower support portion of the central part which is oriented downwards in the direction of the mobile portion facing the movable electrical contact can be in permanent axial support - without play - on the movable facing portion. with respect to the mobile electrical contact.
  • the lower portion of support i of the central part that i is oriented downwards can - as a variant - extend opposite the movable portion opposite the movable electrical contact with a defined axial clearance emitting a pre-stroke d actuation.
  • the actuator body also has a peripheral part, connected to its central part, which supports the elastic actuator body relative to the housing.
  • the movable electrical contact comprises an annular peripheral portion, circular or not, which is in axial downward support against a portion facing a bottom surface of a portion of switch housing base by establishing an electrical contact with at least one fixed electrical contact arranged opposite in the bottom of the housing base.
  • the actuating body made of elastic material may comprise a part - intermediate radially between its central part and its peripheral part - for holding the peripheral portion of the movable electrical contact in axial support on the lad ite portion facing the lad ite surface.
  • Document J P-S60-822-U-7 describes and represents an electrical switch, the actuating body of which does not have any abutment surface allowing precise control of the vertical dimension of the end section 1 of the upper portion of the central part of the actuating body made of elastic material on which the actuating force is exerted. Indeed, in this document, it is an upper face of the intermediate part (which i connect between them the peripheral part 42 4 and the central actuating part 42 3 which bears vertically upwards against a portion in opposite the cover 43.
  • the invention aims to propose a solution to this problem.
  • a housing made of insulating material comprising a lower base delimiting a housing open vertically upwards;
  • a plurality of independent fixed electrical contacts that are arranged in a surface of said base that is oriented vertically upwards, and that they comprise at least a first fixed electrical contact and a second fixed electrical contact;
  • An elastically deformable mobile electrical contact that i is arranged above said base surface and which comprises a peripheral portion in electrical contact with the first fixed electrical contact, and a movable central portion, vertically downwards, irection of the second fixed electrical contact;
  • a central actuation part comprising:
  • the housing made of insulating material has an upper cover which extends axially upwards above the lower base and an upper wall of which has a hole through which an end section extends axially. ity upper l ibre of the upper portion of the central part of the actuating body, forming push button actuating the electric switch;
  • the upper cover has an internal retaining surface
  • the upper portion of the central part of the actuating body has an abutment surface that cooperates with said internal retaining surface, towards which it is resiliently biased, to determine an upper rest position of the upper portion of the central part of the actuating body relative to the housing;
  • the upper cover has an upper transverse wall in which said hole is formed, and said internal retaining surface is a portion of the internal face of this transverse wall;
  • the upper portion of the central part of the actuating body is a stepped portion comprising at least two adjacent axial sections delimited by a shoulder whose transverse annular surface constitutes the said abutment surface which cooperates with said internal retaining surface of the hood;
  • the upper cover is fixed to the lower base by laser welding;
  • the upper cover and the lower base are assembled according to a peripheral joint plane that i extends in a transverse plane orthogonal to the actuation axis of the electric switch;
  • the upper cover comprises an annular lower flange for fixing the upper cover to the lower base and an upper body of frustoconical or cylindrical shape which is rigidly identified by axial ribs;
  • the peripheral part of the actuating body of elastic material is housed, with radial clearance in a housing in the lower base of the housing;
  • the peripheral part of the actuating body comprises an annular peripheral lip that i is mounted tight axially in a sealed manner between opposite portions and facing the base and the upper cover;
  • the lower base comprises positioning and holding elements which cooperate with the annular peripheral lip of the peripheral part of the actuating body
  • the actuating body is elastically recalled upwards by the elastically deformable movable electrical contact that i is in permanent elastic support against the lower portion of support i of the central part of the actuating body;
  • the movable contact is arranged so that:
  • the actuator body is real ized by molding in an elastomeric material based on sil icone.
  • FIG. 1 is a perspective view of a first embodiment of real isation of an electric switch according to the invention
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the various constituent components of the electric switch illustrated in Figure 1;
  • FIG. 3 is an exploded perspective view similar to that of Figure 2, from another angle of view;
  • FIG. 4 is a top view of the lower part forming the base of the housing of the electric switch of Figure
  • FIG. 5 is a view similar to that of Figure 4 in which there is shown the movable electrical contact in the mounted position in the base illustrated in Figure 4;
  • Figure 6 is a top view that i illustrates the fixed electrical contact elements integrated into the base illustrated in Figure 4;
  • FIG. 8 is a perspective view of detail of the actuating body illustrated in Figures 2 and 3, which is shown in section along the plane 1 0-10 of Figure 9;
  • - Figure 9 is a bottom view of the actuator body illustrated in Figures 2, 3 and 8;
  • Figure 10 is one of the actuator body illustrated in Figure 9, which is shown in section along the plane 10-1 0 of Figure 9;
  • FIG. 1 1 is a detail view in perspective and in section through an axial plane which illustrates the cooperation between the actuating body and the upper cover of the switch housing illustrated in Figures 1 to 3;
  • FIG. 1 2 is a detail view in section through an axial plane that i illustrates the cooperation between the actuating body and the upper cover of the switch housing illustrated in Figures 1 to 3;
  • FIG. 13 is a schematic half-view in section through an axial plane of the switch illustrated in Figures 1 to 3;
  • Figure 14A is a sectional view, along the section plane of Figures 1 1 to 13, which illustrates a central part of the sub-assembly illustrated in Figures 1 1 to 1 3, the electrical switch illustrated in Figures 1 to 3 being in its rest state without dead travel between the actuating body and the movable electrical contact;
  • Figure 14B is a view similar to that of Figure 14A in which, alternatively, the switch illustrated in Figures 1 to 3 is in its rest state, but with a dead travel between the actuating body and the electrical contact mobile;
  • FIG. 15 is a perspective view from above of the lower base of the housing with the movable contact and the actuating body in place in the base, the latter being shown in section by a horizontal plane passing through the four feet support of the actuating body on the movable electrical contact;
  • FIG 16 is a top view of the sub-assembly illustrated in Figure 1 5;
  • FIGs 1 7 and 1 8 are two perspective views from above and from below of a variant embodiment of the movable electrical contact illustrated in Figures 1 to 1 6, according to which it is designed in the form of a star four branches; and
  • Figure 18 is a view similar to that of Figure 5 on which there is shown the mobile electrical contact of Figures 1 7 and 18 in the mounted position in the base illustrated in Figure 4.
  • DETAILED DESCRIPTION OF F IGU RES is shown.
  • the general and central axis A of the switch is parallel to the vertical direction V and is oriented from bottom to top.
  • the switch actuation force F is generally oriented vertically from top to bottom.
  • an electrical switch 1 0 consisting essentially, vertically from bottom to top, of a lower base 1 2, of a movable electrical contact 14, of an actuating body 1 6, an upper actuating push button 18, and a cover or upper cover 19.
  • the lower base 12 and the upper cover 1 9 form the housing of the electrical switch 1 0.
  • the lower part forming a base 12 is here in the form of a square parallelepiped.
  • the lower base 1 2 is made of one or more plastic (s) of electricity insulating material.
  • the base 1 2 is delimited by a horizontal lower face 1 1.
  • the base 1 2 delimits an internal housing 20 which is open vertically upwards and which opens into a horizontal flat annular upper face 22 of the base 1 2.
  • the housing 20 is delimited by a horizontal annular bottom surface 24 in which are fixedly fixed a first lateral or peripheral contact 26 and a second central contact 28, and by another intermediate peripheral annular surface 23 situated above.
  • the first fixed peripheral electrical contact 26 is in the form of an annular conductive strip which i extends here over a semicircle and which i comprises two radial tabs 27 distributed at 90 degrees of angle, each facing a angle of lower base 12.
  • the second fixed central electrical contact 28 is in the form of a central conductive patch which extends in rel ief above the bottom of the internal housing 20 and which is here delimited by an annular upper contact face 29 which , as can be seen in particular in FIGS. 7 and 13 extends in a horizontal plane which is slightly offset axially downward relative to the plane of the conductive upper face 25 of the first fixed lateral contact 26 which is here coplanar with the surface background 24.
  • the electrical contacts and terminals 26, 28, 30 and 32 belong to two elements made of conductive material M 1, M2 cut and folded which are embedded by overmolding in the insulating material of the lower base 12.
  • the first fixed lateral contact 26 is electrically connected to external terminals 30 for electrical connection, while the second fixed central contact 28 is connected to another pair of external connection terminals 32.
  • the lower part of the housing 20 delimited by the surface 24 is delimited by a vertical cylindrical concave side wall 24L, while the upper part of the housing 20 delimited by the surface 23 is delimited by a concave vertical side wall 23L of square contour parallel to the external side wall of the lower base 12.
  • the side wall 24L has a recess 31.
  • the lower base 12 also comprises four series of pairs of vertical studs 34 which i extend vertically projecting upwards above the plane of the annular surface 23 and which, two by two, are adjacent to a recess 31 .
  • Each stud 34 is delimited by a flat vertical external wall 35.
  • the central electrical contact of it movable contact 14 is an elastically deformable triggering member.
  • the electrical contact 14 is in the form of a domed dome with its convexity oriented upwards, and of circular outline.
  • the movable electrical contact 14 is received, with radial clearance, in the part of the housing 20 delimited by the surface 24 and the side wall 24L.
  • the movable electrical contact 14 comprises a first peripheral portion or annular lateral portion 36 which is not movable within the meaning of the invention and which, by its circular annular conductive underside 38, is in electrical contact permanent with the upper face 25 of the fixed peripheral electrical contact 26.
  • the movable electrical contact 14 has a second central portion 40 which is elastically deformable.
  • the design of the movable electrical contact 14 and its arrangement in the lower base 1 2 are such that, in its normal state of rest illustrated in the figures, the second movable central portion 40 of the movable electrical contact 14 is spaced vertically along the axis A of the annular upper face 29 of the second central fixed contact 28; that is to say that the electrical switching path between the first lateral fixed contact 26 and the second central fixed contact 28 is not established.
  • the movable electrical contact 14 here comprises a pair of external radially opposite legs 37 which are coplanar with each other and coplanar with the circular annular conductive underside 38 .
  • Each of the two external radial legs 37 is received with clearance in an associated recess 31.
  • the mobile electrical contact 14 is generally immobilized in rotation relative to the lower base 1 2, thus avoiding the appearance of phenomena of local micro corrosion resulting from friction on the fixed contact due to possible displacements in rotation of the movable electrical contact 14.
  • the movable electrical contact 14 also includes a central portion 40 which is capable of receiving an actuating force, oriented vertically from top to bottom, to cause elastic deformation of the movable electrical contact 14 and, in known manner, its change of state in order to bring the conductive underside of the central portion 40 into electrical contact with the fixed contact central 28.
  • the actuating body 16 is a component made in one piece from an elastically deformable material such as an elastomeric material or a natural or synthetic rubber.
  • the actuator body 1 6 is in the general form of a plate located in the lower part that i extends in a horizontal plane.
  • the actuating body 16 comprises a lateral part or peripheral part 42, a central actuating part 44 and an intermediate part 46 which i connect the peripheral part 42 and the central actuating part 44 to one another.
  • the plate of the actuating body 1 6 is of generally square external shape and is dimensioned so as to be able to be received in the housing 20 of the lower base 1 2.
  • the plate of the actuating body 1 6 is received in the upper part of the housing 20 which i is delimited vertically downwards by the annular surface 23, and laterally by the side wall 23L.
  • peripheral part 42 is delimited laterally towards the outside by a vertical side wall 48 of square contour complementary to that of the side wall 23L so as to be received with a slight radial clearance.
  • the peripheral part 42 is delimited vertically upwards by a horizontal flat surface 50, while it comprises at its lower part a lower peripheral lip 52 of triangular profile which, in the mounted position of the plate lower part of the actuating body 16 in the lower base 1 2, bears against the annular surface 23.
  • the dimensioning and positioning of the lower peripheral lip 52 are such that, when the actuating body 1 6 is placed in the lower base 12, then when it is axially tightened by the cover 1 9, it cooperates with the studs 34 to position it, hold it ir and / or avoid unwanted deformations of this peripheral part 42 of the actuating body 16 which provides both its support with respect to the lower base 12 and the sealing of the part of the housing 20 which is located below the actuating body 1 6 and in which the fixed electrical contacts 28 and 26 are located, and the movable electrical contact 14.
  • the actuating body 16 comprises, here by way of example not imitative, four feet 56 each of which extends generally downwards and each of which is delimited by an edge lower 57.
  • Each of the four legs 56 is here arranged at the right of an associated angle of the actuating body 16 of square outline.
  • the four legs 56 are arranged on the same circle centered on the central axis A.
  • the four lower edges 57 extend substantially in the same horizontal plane as i is vertically offset downward relative to the plane in which the lower edge 53 of the peripheral lip 52 extends.
  • the four feet 56 extend vertically downwards below the plane of the horizontal annular surface 23.
  • each of the feet 56 is dimensioned and positioned so as to be capable of being in point contact, or substantially punctual, axially downward on a zone facing the upper face of the movable electrical contact 14.
  • only two of the four support legs 56 are each supported on a portion facing the movable electrical contact 14 which is here an associated radial leg 37 of the mobile electrical contact 14.
  • the central actuating part 44 of the actuating body 16 comprises a lower portion 60 for actuating the mobile electrical contact 14 which is delimited vertically downwards by a central lower plate 62 which is able to cooperate with the portion in vis-à-vis the upper face of the central portion 40 of the movable electrical contact 14.
  • the central actuating part 44 of the actuating body 1 6 also comprises an upper portion 64 which is delimited vertically upwards by a central upper plate 66 which is capable of receiving a force F for actuating the electric switch 1 0 with a view to causing the state of the movable electrical contact 14 to change to establish the electrical switching path between the fixed electrical contacts 26 and 28.
  • the central part 44 of the actuating body 16 thus comprises an upper portion 64 which is in the form of an upper section which extends axially upwardly projecting beyond the plane of the upper face 50 of the peripheral part 42.
  • this upper portion 64 has a stepped structure with a lower section 64 i of larger diameter and an upper section of smaller diameter 64s which are axially imitated one by relative to the other by an annular shoulder 1 78 which acts as an abutment surface to determine the upper axial position of rest of the upper section 64s of actuation relative to the cover 19 and to the housing 1 2-19.
  • the upper portion 64 of the central part 44 of the actuating body 16 is a stepped portion comprising at least two adjacent axial sections 64 i, 64s delim itated by a shoulder 1 78 whose annular transverse surface constitutes the abutment surface qu i cooperates with the internal retaining surface 90 of the cover 1 9, towards which it is resiliently biased, to determine an upper rest position of the upper portion 64 of the central part 44 of the actuating body 16 relative to the housing 12, 19 .
  • the upper cover 1 9 is a metal part or a molded part made of rigid plastic.
  • the upper cover 1 9 comprises a lower horizontal plate 80 for fixing the upper cover 19 to the lower base 12 and for tight axial tightening of the peripheral part 42 of the actuating body 16.
  • the lower plate 80 is pierced centrally and it is delimited vertically downwards by a horizontal lower face 82.
  • the upper cover 1 9 comprises a lower annular collar.
  • the upper cover 1 9 is extended axially upwards by a hollow cylindrical cylindrical body 84 which is drilled centrally by an axial through hole 85 and which is here rigid ified by external axial ribs 86 .
  • the upper wall 88 of the upper cover 1 9 is an annular wall through which extends axially the upper section of the ibre end and of smaller diameter 64s of the stepped upper portion 64 of the actuating body 1 6.
  • the upper face 66 of the upper section of smaller diameter i 64s is here shifted vertically upwards relative to the upper wall 88 of the upper cover 1 9.
  • the hollow cylindrical cylindrical body 84 of the upper cover 19 delimits a radial shoulder internal 90 - oriented vertically downwards - which constitutes a retaining surface which i is able to cooperate with the shoulder facing one another 78 oriented vertically upwards of the upper section 64s.
  • the shoulder 90 is here constituted by the inner lower annular face of the upper wall 88 of the upper cover 1 9.
  • the central portion 44 of the actuating body must be elastically recalled vertically upwards.
  • the elastic return vertically upwards from the central part 44 of the actuating member 16 can also be associated with a design without dead travel in which the lower support is i 62 is always in contact with the central portion facing the upper face of the movable electrical contact 14, without axial play, the movable electrical contact 14 then being slightly compressed axially ensuring a take-up of the axial plays of the together.
  • the two components are assembled according to a continuous annular peripheral joint plane P which corresponds to the contact plane of the annular flat and horizontal surfaces 22 of the base lower 12 and 82 of the lower flange 80 of the upper cover 1 9.
  • the joint plane P thus extends in a horizontal plane generally orthogonal to the axis A of actuation of the electrical switch 10.
  • the choice of materials constituting the lower base 1 2 and the upper cover 19 is such that it allows fixing by laser welding or "laser welding".
  • the housing 1 2-1 9 has a great rig id ity and it does not deform when the electrical switch 1 0 is for example fixed by welding on a plate to printed circuits.
  • This assembly technique also ensures good sealing at the level of the joint plane P.
  • the lower flange 80 of the upper cover 1 9 extends radially inwards well beyond the annular upper face 22 of the lower base 20.
  • the lower horizontal face 82 constitutes a tight clamping surface, by axial compression, of this peripheral part 42 and in particular of the peripheral lip. 52 against the surface facing 23 of the lower base 12.
  • FIGS. 1 to 19 show a variant embodiment of the movable electrical contact 14.
  • the electrical contact according to this variant is in general form of a star with several branches, here with four branches.
  • the movable electrical contact 14 has four branches 92, angularly distributed at 90 degrees of angle and which extend radially outwards from the movable central part 40.
  • Each branch also extends vertically downward relative to the movable central part 40.
  • Each radial branch comprises a section of the ibre end 94 which is received with clearance in an associated recess 31 in the lower base 12.
  • the four sections of the ibre end are coplanar and are arranged on the same circle centered on the axis A.
  • each end section l ibre 94 is in vertical downward support on the surface 24. Two of these end sections l ibre 94 are in contact with the upper conductive face of the radial lugs 27 of the fixed peripheral electrical contact 26.
  • these are the ends of the ibre 94 that are received in the recesses 31 which ensure the angular immobilization of the movable electrical contact 14 around the axis A.
  • Each of the support legs 56 i of the actuating body 16 is here supported vertically downwards on an associated support zone opposite a radial branch 92.
  • the upper face 66 of the actuator body is at a precise and determined dimension "C3" of the retaining surface 90 formed in the upper cover 1 9;
  • the retaining surface 90 formed in the upper cover 19 is at a precise dimension “C2” relative to the lower face 82 of the upper cover 1 9;
  • the very high rig id ity of the components of the housing and the laser welding makes it possible to guarantee the constancy of these different functional dimensions, and in particular of the dimensions "C2" and "C4".
  • the point supports can be real ized by means of projecting or rel ief portions formed on areas of the upper face of the movable electrical contact.
  • the actuator body 1 6 in one piece can be bi-material or in two parts glued and / or co-molded etc. Such a design can make it possible to realize the upper section 64s acting as a push button with a rig idity / hardness greater than that of the rest of the actuating body 1 6.
  • each of the feet in the assembled and assembled position of all the components of the electrical switch, and in particular of the actuating body housed and clamped in the housing of the lower base, each of the feet can be positioned radially so as to be likely to be in point support i, or substantially punctual, axially downward on a zone facing the periphery of the upper face of the movable electrical contact, the assembly of the feet being for example arranged substantially on the same circle.

Landscapes

  • Push-Button Switches (AREA)
  • Switch Cases, Indication, And Locking (AREA)

Abstract

L'invention propose un commutateur électrique (10) à effet tactile et à actionnement axial comportant un boîtier (12, 19); une pluralité de contacts électriques fixes indépendants qui sont disposés dans une embase (12) du boîtier, et un contact électrique mobile (14) qui comporte une portion périphérique (37, 38) qui est en appui sur une portion d'un contact électrique périphérique fixe et une portion centrale (40) mobile, verticalement vers le bas; un corps d'actionnement en matériau élastique (16) en une seule pièce qui comporte une partie périphérique (42), une partie centrale d'actionnement (44) une partie centrale d'actionnement (44) comportant une portion inférieure (60) d'actionnement du contact électrique mobile (14), et une portion supérieure (64) de réception d'un effort (F) d'actionnement caractérisé en ce que le boîtier réalisé comporte un capot supérieur (29) qui comporte un trou (85) à travers lequel s'étend axialement un tronçon (64s) d'extrémité supérieure libre de la portion supérieure (64); le capot (19) comporte une surface interne (90) de retenue;et le corps d'actionnement (16) comporte une surface de butée (178) qui coopère avec la surface interne de retenue (90) du capot (19) pour déterminer une position haute de repos du corps d'actionnement (16) par rapport au boîtier (12, 19).

Description

"Commutateur électrique à effet tactile avec positionnement axial du tronçon d’actionnement de l’actionneur souple"
DOMAI N E TECHN IQUE DE L' INVENTION
L'invention concerne un commutateur électrique à effet tactile.
ARRIERE PLAN TECHN IQUE DE L' INVENTION
L'invention concerne plus particul ièrement un commutateur électrique à effet tactile du type comportant un contact électrique mobile formant organe de déclenchement, par exemple en forme générale de dôme, sur lequel agit d irectement un corps d’actionnement en matériau élastique en une seule pièce.
De manière connue, le corps d’actionnement en matériau élastique en une seule pièce est agencé dans un boîtier du commutateur, et il comporte une partie centrale comportant une portion inférieure d'appui qui est orientée vers le bas en d irection de la portion mobile en vis-à-vis du contact électrique mobile, et une portion supérieure de réception d’un effort d'actionnement qui est agencée pour recevoir un effort orienté globalement verticalement vers le bas.
L’effort d’actionnement peut être appl iqué d irectement sur une face d’extrém ité l ibre supérieure de ladite portion supérieure qui fait saill ie verticalement vers le haut hors du boîtier.
La portion inférieure d'appui de la partie centrale qui est orientée vers le bas en direction de la portion mobile en vis-à-vis du contact électrique mobile peut être en appu i axial permanent - sans jeu - sur la portion mobile en vis-à-vis du contact électrique mobile.
A l’état de repos du commutateur (sans effort d’actionnement exercé par un util isateur) - la portion inférieure d'appu i de la partie centrale qu i est orientée vers le bas peut - en variante - s’étendre en regard de la portion mobile en vis-à-vis du contact électrique mobile avec un jeu axial défin issant une pré- course d’actionnement.
Le corps d’actionnement comporte aussi une partie périphérique, rel iée à sa partie centrale, qu i supporte le corps d'actionnement élastique par rapport au boîtier.
Dans un tel type de commutateur, le contact électrique mobile comporte une portion périphérique annulaire, circulaire ou non , qui est en appui axial vers le bas contre une portion en vis- à-vis d’une surface de fond d’une partie d’embase du boîtier du commutateur en établ issant un contact électrique avec au moins un contact électrique fixe agencé en vis-à-vis dans le fond de l’embase du boîtier.
Afin de mainten ir cette portion périphérique du contact électrique mobile en appui axial vers le bas, le corps d’actionnement en matériau élastique peut comporter une partie - interméd iaire rad ialement entre sa partie centrale et sa partie périphérique - de maintien de la portion périphérique du contact électrique mobile en appui axial sur lad ite portion en vis-à-vis de lad ite surface.
Le document J P-S60-822-U-7 décrit et représente un commutateur électrique dont le corps d’actionnement ne comporte aucune surface de butée permettant maîtriser avec précision la cote verticale du tronçon d’extrémité l ibre de la portion supérieure de la partie centrale du corps d’actionnement en matériau élastique sur laquelle s’exerce l’effort d’actionnement. En effet, dans ce document, c’est une face supérieure de la partie intermédiaire (qu i rel ie entre elles la partie périphérique 424 et la partie centrale d’actionnement 423 qui est en appui verticalement vers le haut contre une portion en vis-à-vis du couvercle 43.
En vue de l’intégration et de l’util isation d’un tel commutateur électrique dans un appareil ou sous-ensemble, il est souhaitable de pouvoir maîtriser avec précision la cote verticale du tronçon d’extrém ité l ibre de la portion supérieure de la partie centrale du corps d’actionnement en matériau élastique sur laquelle s’exerce l’effort d’actionnement.
L’invention vise à proposer une solution à ce problème.
BREF RESUME DE L' INVENTION
L'invention propose un commutateur électrique à effet tactile et à actionnement axial comportant :
- un boîtier réal isé en matériau isolant comportant une embase inférieure dél imitant un logement ouvert verticalement vers le haut ;
- une plural ité de contacts électriques fixes indépendants qu i sont d isposés dans une surface de ladite embase qu i est orientée verticalement vers le haut, et qu i comportent au moins un premier contact électrique fixe et un deuxième contact électrique fixe ;
- un contact électrique mobile déformable élastiquement qu i est agencé au-dessus de ladite surface de l'embase et qui comporte une portion périphérique en contact électrique avec le prem ier contact électrique fixe, et une portion centrale mobile, verticalement vers le bas, en d irection du deuxième contact électrique fixe ;
- un corps d'actionnement en matériau élastique en une seule pièce qu i est agencé dans le boîtier, et qu i comporte :
i) une partie centrale d’actionnement comportant :
* une portion inférieure d’actionnement du contact électrique mobile qu i est orientée vers le bas en d irection de la portion mobile du contact électrique mobile,
* et une portion supérieure de réception d’un effort d'actionnement qu i est agencée pour recevoir un effort orienté globalement verticalement vers le bas, ii) une partie périphérique, rel iée à la partie centrale, supportant le corps d'actionnement élastique par rapport au boîtier ;
iii) et une partie interméd iaire (46) qui rel ie entre elles la partie périphérique (42) et la partie centrale d’actionnement (44), caractérisé en ce que :
-- le boîtier réal isé en matériau isolant comporte un capot supérieur qu i s’étend axialement vers le haut au-dessus de l’embase inférieure et dont une paroi supérieure comporte un trou à travers lequel s’étend axialement un tronçon d’extrém ité supérieure l ibre de la portion supérieure de la partie centrale du corps d'actionnement, formant bouton poussoir d’actionnement du commutateur électrique ;
-- le capot supérieur comporte une surface interne de retenue ;
-- la portion supérieure de la partie centrale du corps d'actionnement comporte une surface de butée qu i coopère avec ladite surface interne de retenue, vers laquelle elle est soll icitée élastiquement, pour déterm iner une position haute de repos de la portion supérieure de la partie centrale du corps d'actionnement par rapport au boîtier ;
Selon d'autres caractéristiques de l'invention :
- le capot supérieur comporte une paroi transversale supérieure dans laquelle est formé ledit trou, et ladite surface interne de retenue est une portion de la face interne de cette paroi transversale ;
- la portion supérieure de la partie centrale du corps d'actionnement est une portion étagée comportant au moins deux tronçons axiaux adjacents dél im ités par un épaulement dont la surface annulaire transversale constitue lad ite surface de butée qui coopère avec ladite surface interne de retenue du capot ;
- le capot supérieur est fixé sur l’embase inférieure par soudage au laser ; - le capot supérieur et l’embase inférieure sont assemblés selon un plan de joint périphérique qu i s’étend dans un plan transversal orthogonal à l’axe d’actionnement du commutateur électrique ;
- le plan de joint s’étend selon une couronne continue ;
- le capot supérieur comporte une collerette inférieure annulaire de fixation du capot supérieur sur l’embase inférieure et un corps supérieur de forme troncon ique ou cyl indrique qu i est rig idifié par des nervures axiales ;
- la partie périphérique du corps d'actionnement en matériau élastique est logée, avec jeu rad ial dans un logement de l’embase inférieure du boîtier ;
- la partie périphérique du corps d'actionnement comporte une lèvre périphérique annulaire qu i est montée serrée axialement de man ière étanche entre des portions opposées et en vis-à-vis de l'embase et du couvercle supérieur ;
l'embase inférieure comporte des éléments de positionnement et de maintien qui coopèrent avec la lèvre périphérique annulaire de la partie périphérique du corps d'actionnement ;
- le corps d'actionnement est rappelé élastiquement vers le haut par le contact électrique mobile déformable élastiquement qu i est en appui élastique permanent contre la portion inférieure d'appu i de la partie centrale du corps d'actionnement ;
- le contact mobile est agencé de façon que :
* dans un état normal de repos, la portion centrale mobile du contact électrique mobile est espacée dud it contact électrique central fixe ;
* lorsque le contact mobile est soumis à un effort d'actionnement d'une valeur prédéterminée verticalement vers le bas, la portion centrale mobile du contact électrique mobile est en contact avec le deuxième contact électrique fixe, de façon à rel ier électriquement les premier et deuxième contacts électriques fixes ;
- le corps d’actionnement est réal isé par moulage dans un matériau élastomère à base de sil icone.
BREVE DESCRIPTION DES F IGU RES
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue en perspective d'un premier mode de réal isation d'un commutateur électrique selon l'invention ;
- la figure 2 est une vue en perspective éclatée des d ifférents composants constitutifs du commutateur électrique illustré à la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue en perspective éclatée analogue à celle de la figure 2, selon un autre angle de vue ;
- la figure 4 est une vue de dessus de la partie inférieure formant embase du boîtier du commutateur électrique de la figure
1 ;
- la figure 5 est une vue analogue à celle de la figure 4 sur laquelle on a représenté le contact électrique mobile en position montée dans l'embase illustrée à la figure 4 ;
la figure 6 est une vue de dessus qu i illustre les éléments de contact électrique fixes intégrés à l’embase illustrée à la figure 4 ;
- la figure 7 vue en perspective de détail de l’embase illustrée à la figu re 4, qui est représentée en coupe selon le plan 7-7 de la figure 4 ;
- la figure 8 est une vue en perspective de détail du corps d’actionnement illustré aux figures 2 et 3, qui est représenté en coupe selon le plan 1 0-10 de la figure 9 ; - la figure 9 est une vue de dessous du corps d’actionnement illustré aux figures 2, 3 et 8 ;
- la figure 10 est une du corps d’actionnement illustré à la figure 9, qui est représenté en coupe selon le plan 10-1 0 de la figure 9 ;
- la figure 1 1 est une vue de détail en perspective et en coupe par un plan axial qui illustre la coopération entre le corps d’actionnement et le capot supérieur du boîtier du commutateur illustré aux figures 1 à 3 ;
- la figure 1 2 est une vue de détail en coupe par un plan axial qu i illustre la coopération entre le corps d’actionnement et le capot supérieur du boîtier du commutateur illustré aux figures 1 à 3 ;
- la figure 13 est une demi-vue schématique en coupe par un plan axial du commutateur illustré aux figures 1 à 3 ;
- la figure 14A est une vue en coupe, selon le plan de coupe des figures 1 1 à 13, qui illustre une partie centrale du sous-ensemble illustré aux figures 1 1 à 1 3, le commutateur électrique illustré aux figures 1 à 3 étant dans son état de repos sans course morte entre le corps d’actionnement et le contact électrique mobile ;
- la figure 14B est une vue analogue à celle de la figure 14A sur laquelle, en variante, le commutateur illustré aux figures 1 à 3 est dans son état de repos, mais avec une course morte entre le corps d’actionnement et le contact électrique mobile ;
- la figure 15 est une vue en perspective de dessus de l’embase inférieure du boîtier avec le contact mobile et le corps d’actionnement en place dans l’embase, ce dernier étant représenté en coupe par un plan horizontal passant par les quatre pieds d’appui du corps d’actionnement sur le contact électrique mobile ;
- la figure 16 est une vue de dessus du sous ensemble illustré à la figure 1 5 ; - les figures 1 7 et 1 8 sont deux vues en perspective de dessus et de dessous d’une variante de réal isation du contact électrique mobile illustré aux figures 1 à 1 6, selon laquelle il est conçu sous la forme d’une étoile à quatre branches ; et
- la figure 18 est une vue analogue à celle de la figure 5 sur laquelle on a représenté le contact électrique mobile des figures 1 7 et 18 en position montée dans l'embase illustrée à la figure 4. DESCRIPTION DETAI LLEE DES F IGU RES
Dans la suite de la description, des éléments présentant une structure identique ou des fonctions analogues seront désignés par des mêmes références.
Dans la su ite de la description, on adoptera de man ière non l imitative des orientations long itud inale, verticale et transversale ind iquées par le trièdre "L,V,T" des figures. On définit aussi un plan horizontal qui s'étend long itudinalement et transversalement.
L’axe général et central A du commutateur est parallèle à la d irection verticale V et il est orienté du bas vers le haut.
L’effort F d’actionnement du commutateur est orienté globalement verticalement du haut vers le bas.
On a représenté notamment aux figures 1 à 16, un commutateur électrique 1 0 constitué essentiellement, verticale- ment de bas en haut, d'une embase inférieure 1 2, d'un contact électrique mobile 14, d'un corps d'actionnement 1 6, d'un bouton poussoir supérieur d'actionnement 1 8 , et d’un capot ou couvercle supérieur 19.
L’embase inférieure 12 et le couvercle supérieur 1 9 forment le boîtier du commutateur électrique 1 0.
Ces composants sont empilés verticalement selon l’axe central A vertical du commutateur. A titre non l imitatif, la partie inférieure formant embase 12 est ici de forme parallélépipédique carré.
De même que le couvercle 1 9, l’embase inférieure 1 2 est réal isée en un ou plusieurs matériau(x) plastiques isolant de l'électricité.
L’embase 1 2 est dél im itée vers le bas par une face inférieure horizontale 1 1 .
L'embase 1 2 dél imite un logement interne 20 qui est ouvert verticalement vers le haut et qui débouche dans une face supérieure annulaire plane horizontale 22 de l'embase 1 2.
Comme on peut le voir notamment à la figure 7, le logement 20 est dél imité par une surface annulaire horizontale de fond 24 dans laquelle sont agencés, de man ière fixe, un premier contact latéral ou périphérique 26 et un deuxième contact central 28, et par une autre surface annulaire périphérique intermédiaire 23 située plus haut.
Le premier contact électrique périphérique fixe 26 est en forme d’une bande conductrice annulaire qu i s’étend ici sur un demi-cercle et qu i comporte deux pattes rad iales 27 réparties à 90 degrés d’angle, chacune en regard d’un angle de l’embase inférieure 12.
Le deuxième contact électrique central fixe 28 se présente sous la forme d’une pastille centrale conductrice qui s’étend en rel ief au-dessus du fond du logement interne 20 et qui est ici dél im ité par une face supérieure annulaire de contact 29 qui, comme on peut notamment le voir aux figures 7 et 13 s’étend dans un plan horizontal qui est légèrement décalé axialement vers le bas par rapport au plan de la face supérieure conductrice 25 du premier contact latéral fixe 26 qui est ici coplanaire à la surface de fond 24.
Les contacts et bornes électriques 26, 28, 30 et 32 appartiennent à deux éléments en matériau conducteur M 1 , M2 découpés et pl iés qui sont noyés par surmoulage dans le matériau isolant de l’embase inférieure 12.
Le prem ier contact latéral fixe 26 est rel ié électriquement à des bornes externes 30 de raccordement électrique, tand is que le deuxième contact central fixe 28 est rel ié à une autre paire de bornes externes de raccordement 32.
La partie la plus inférieure du logement 20 dél imitée par la surface 24 est dél im itée par une paroi latérale verticale cyl indrique concave 24L, tand is que la partie la plus supérieure du logement 20 dél imitée par la surface 23 est dél imitée par une paroi latérale verticale concave 23L de contour carré parallèle à la paroi latérale externe de l’embase inférieure 12.
Au droit de chacun des quatre angles de l’embase inférieure 12, la paroi latérale 24L comporte un évidement 31 .
L'embase inférieure 12 comporte aussi quatre séries de paires de plots verticaux 34 qu i s’étendent verticalement en saill ie vers le haut au-dessus du plan de la surface annulaire 23 et qui, deux à deux, sont adjacents à un évidement 31 .
Chaque plot 34 est dél im ité par une paroi externe verticale plane 35.
Le contact électrique central d it contact mobile 14 est un organe de déclenchement déformable élastiquement.
Dans ce mode de réalisation, le contact électrique 14 est en forme de dôme bombé avec sa convexité orientée vers le haut, et de contour circulaire.
Le contact électrique mobile 14 est reçu , avec jeu rad ial , dans la partie du logement 20 délimitée par la surface 24 et la paroi latérale 24L.
Le contact électrique mobile 14 comporte une prem ière portion périphérique ou portion latérale annulaire 36 qui n'est pas mobile au sens de l'invention et qui, par sa face inférieure annulaire circulaire conductrice 38, est en contact électrique permanent avec la face supérieure 25 du contact électrique périphérique fixe 26.
Le contact électrique mobile 14 comporte une deuxième portion centrale 40 qui est déformable élastiquement.
La conception du contact électrique mobile 14 et son agencement dans l'embase inférieure 1 2 sont tels que, dans son état normal de repos illustré aux figures, la deuxième portion centrale mobile 40 du contact électrique mobile 14 est espacée verticalement selon l'axe A de la face supérieure annulaire 29 du deuxième contact fixe central 28 ; c'est-à-dire que la voie de commutation électrique entre le premier contact fixe latéral 26 et le deuxième contact fixe central 28 n'est pas établ ie.
Il n'y a alors pas de voie de commutation électrique établ ie entre les bornes externes 30 et 32.
Au-delà du contour circulaire de sa prem ière portion périphérique ou portion latérale annulaire 36, le contact électrique mobile 14 comporte ici une paire de pattes radiales externes 37 d iamétralement opposées qui sont coplanaires entre elles et coplanaires avec la face inférieure annulaire circulaire conductrice 38.
Chacune des deux pattes rad iales externes 37 est reçue avec jeu dans un évidement 31 associé.
Ainsi, le contact électrique mobile 14 est globalement immobil isé en rotation par rapport à l’embase inférieure 1 2, en évitant ainsi l’apparition de phénomènes de m icro corrosion locale résultants de frottements sur le contact fixe dus à d’éventuels déplacements en rotation du contact électrique mobile 14.
Celle des deux pattes radiales externes 37 qu i est agencée au-dessus d’une des pattes radiales 27 du contact électrique périphérique fixe 26 (dans l’angle inférieur droit de la figure 5), participe aussi à la qual ité du contact électrique.
Le contact électrique mobile 14 comporte aussi une portion centrale 40 qui est apte à recevoir un effort d’actionnement, orienté verticalement de haut en bas, pour provoquer une déformation élastique du contact électrique mobile 14 et, de man ière connue, son changement d’état en vue d’amener la face inférieure conductrice de la portion centrale 40 en contact électrique avec le contact fixe central 28.
Le corps d'actionnement 16 est un composant réal isé en une seule pièce en un matériau déformable élastiquement tel qu'un matériau élastomère ou un caoutchouc naturel ou synthétique.
Le corps d’actionnement 1 6 se présente sous la forme générale d’une plaque située en partie basse qu i s’étend dans un plan horizontal .
Le corps d’actionnement 16 comporte une partie latérale ou partie périphérique 42, une partie centrale d’actionnement 44 et une partie interméd iaire 46 qu i rel ie entre elles la partie périphérique 42 et la partie centrale d’actionnement 44.
La plaque du corps d’actionnement 1 6 est de forme générale externe carrée et elle est d imensionnée de man ière à pouvoir être reçue dans le logement 20 de l’embase inférieure 1 2.
Plus précisément, la plaque du corps d’actionnement 1 6 est reçue dans la partie supérieure du logement 20 qu i est dél imitée verticalement vers le bas par la surface annulaire 23, et latéralement par la paroi latérale 23L.
À cet effet, la partie périphérique 42 est dél imitée latéralement vers l’extérieur par une paroi latérale verticale 48 de contour carré complémentaire de cel u i de la paroi latérale 23L de manière à être reçue avec un léger jeu radial .
La partie périphérique 42 est dél imitée verticalement vers le haut par une surface plane horizontale 50, tandis qu’elle comporte à sa partie basse une lèvre périphérique inférieure 52 de profil triangulaire qui, en position montée de la plaque inférieure du corps d’actionnement 16 dans l’embase inférieure 1 2, est en appui contre la surface annulaire 23.
Le d imensionnement et le positionnement de la lèvre périphérique inférieure 52 sont tels que, lors de la mise en place du corps d’actionnement 1 6 dans l’embase inférieure 12, puis lors de son serrage axial par le couvercle 1 9, elle coopère avec les plots 34 pour la positionner, la mainten ir et/ou éviter des déformations non souhaitées de cette partie périphérique 42 du corps d’actionnement 16 qui assure à la fois son support par rapport à l’embase inférieure 12 et l’étanchéité de la partie du logement 20 qui est située en dessous du corps d’actionnement 1 6 et dans laquelle sont situés les contacts électriques fixe 28 et 26, et le contact électrique mobile 14.
Sous la face inférieure 47 de sa portion intermédiaire 46, le corps d’actionnement 16 comporte, ici à titre d’exemple non l imitatif, quatre pieds 56 dont chacun s’étend globalement vers le bas et dont chacun est dél imité par une arête inférieure 57.
Chacun des quatre pieds 56 est ici agencé au droit d’un angle associé du corps d’actionnement 16 de contour carré.
Les quatre pieds 56 sont agencés sur un même cercle centré sur l’axe central A.
Les quatre arêtes inférieures 57 s’étend sensiblement dans un même plan horizontal qu i est décalé verticalement vers le bas par rapport au plan dans lequel s’étend l’arrête inférieure 53 de la lèvre périphérique 52.
En position montée de la plaque inférieure du corps d’actionnement 1 6 dans l’embase inférieure 1 2, les quatre pieds 56 s’étendent verticalement vers le bas en dessous du plan de la surface annulaire horizontale 23.
En position montée et assemblée de l’ensemble des composants du commutateur électrique 1 0, et notamment du corps d’actionnement 16 logé et serré dans le logement 20 de l’embase inférieure 1 2, chacun des pieds 56 est d imensionné et positionné de man ière à être susceptible d’être en appui ponctuel , ou sensiblement ponctuel , axialement vers le bas sur une zone en vis-à-vis de la face supérieure du contact électrique mobile 14.
Dans ce mode de réal isation , seulement deux des quatre pieds d’appu i 56, d iamétralement opposés, sont en appui chacun sur une portion en vis-à-vis du contact électrique mobile 14 qui est ici une patte rad iale associée 37 du contact électrique mobile 14.
La partie centrale d’actionnement 44 du corps d’actionnement 16 comporte une portion inférieure 60 d’actionnement du contact électrique mobile 14 qui est dél imitée verticalement vers le bas par un d isque inférieur central 62 qui est apte à coopérer avec la portion en vis-à-vis de la face supérieure de la portion centrale 40 du contact électrique mobile 14.
La partie centrale d’actionnement 44 du corps d’actionnement 1 6 comporte aussi une portion supérieure 64 qui est dél imitée verticalement vers le haut par un d isque supérieur central 66 qu i est apte à recevoir un effort F d’actionnement du commutateur électrique 1 0 en vue de provoquer le changement d’état du contact électrique mobile 14 pour établ ir la voie de commutation électrique entre les contacts électriques fixes 26 et 28.
La partie centrale 44 du corps d’actionnement 16 comporte ainsi une portion supérieure 64 qu i se présente sous la forme d’un tronçon supérieur qui s’étend axialement vers le haut en saill ie au-delà du plan de la face supérieure 50 de la partie périphérique 42.
Pour appl iquer un effort d’actionnement sur la portion supérieure 64 du corps d’actionnement 1 6, cette portion supérieure 64 présente une structure étagée avec un tronçon inférieur 64 i de plus grand diamètre et un tronçon supérieur de plus petit diamètre 64s qui sont dél imités axialement l’un par rapport à l’autre par un épaulement annulaire 1 78 qui joue le rôle d’une surface de butée pour déterm iner la position axiale haute de repos du tronçon supérieur 64s d’actionnement par rapport au capot 19 et au boîtier 1 2-19.
Ainsi , la portion supérieure 64 de la partie centrale 44 du corps d'actionnement 16 est une portion étagée comportant au moins deux tronçons axiaux adjacents 64 i , 64s dél im ités par un épaulement 1 78 dont la surface annulaire transversale constitue la surface de butée qu i coopère avec la surface interne de retenue 90 du capot 1 9, vers laquelle elle est soll icitée élastiquement, pour déterm iner une position haute de repos de la portion supérieure 64 de la partie centrale 44 du corps d'actionnement 16 par rapport au boîtier 12, 19..
Le capot supérieur 1 9 est une pièce métall ique ou une pièce moulée en matière plastique rig ide.
Le capot supérieur 1 9 comporte une plaque horizontale inférieure 80 de fixation du capot supérieur 19 sur l’embase inférieure 12 et de serrage axial étanche de la partie périphérique 42 du corps d’actionnement 16.
La plaque inférieure 80 est percée centralement et el le est dél imitée verticalement vers le bas par une face inférieure horizontale 82.
Ainsi, le capot supérieur 1 9 comporte une collerette annulaire inférieure.
Au-dessus de la plaque inférieure 80, le capot supérieur 1 9 se prolonge axialement vers le haut par un corps cyl indrique creux 84 qui est percé centralement par un trou axial débouchant 85 et qu i est ici rigid ifié par des nervures axiales extérieures 86.
La paroi supérieure 88 du capot supérieur 1 9 est une paroi annulaire à travers laquelle s’étend axialement le tronçon supérieur d’extrém ité l ibre et de plus petit d iamètre 64s de la portion supérieure étagée 64 du corps d’actionnement 1 6. Dans l’état de repos illustré notamment à la figure 1 , et à titre non l imitatif, la face supérieure 66 du tronçon supérieur de plus petit d iamètre 64s est ici décalée verticalement vers le haut par rapport à la paroi supérieure 88 du capot supérieur 1 9.
Pour retenir axialement vers le haut le tronçon supérieur 64s de la partie centrale 44 du corps d’actionnement 16 et déterminer sa position verticale dans l’état de repos, le corps cyl indrique creux 84 du capot supérieur 19 dél im ite un épaulement rad ial interne 90 - orienté verticalement vers le bas - qui constitue une surface de retenue qu i est apte à coopérer avec l’épaulement en vis-à-vis 1 78 orienté verticalement vers le haut du tronçon supérieur 64s.
L’épaulement 90 est ici constitué par la face annulaire inférieure interne de la paroi supérieure 88 du capot supérieur 1 9.
Pour déterminer la position verticale précise de repos par appu i mutuel des surfaces 1 78 et 90, et pour éviter les bru its parasites dus aux vibrations auxquelles le commutateur électrique 1 0 pourrait être soum is, la portion centrale 44 du corps d’actionnement doit être rappelée élastiquement verticalement vers le haut.
Comme illustré schématiquement à la figure 14b, un tel effet ou effort de rappel élastique peut être assuré par le corps d’actionnement 1 6 dont l’élasticité propre peut, dans son état de repos, permettre d’appl iquer un tel effort de rappel à sa partie centrale 44. Une telle solution peut alors être associée à une conception dans laquelle, dans l’état de repos, il existe un jeu vertical ou axial « J » entre le d isque inférieur d’appu i 62 de la partie centrale 60 du corps d’actionnement 1 6 et la portion centrale en vis-à-vis de la face supérieure du contact électrique mobile 14. Ainsi, il est alors possible de d isposer d’une pré- course ou course morte d’actionnement avant d’ag ir effectivement sur le contact électrique mobile 14. En variante, et comme illustré à la figure 14A, le rappel élastique verticalement vers le haut de la partie centrale 44 de l’organe d’actionnement 16 peut aussi est associé à une conception sans course morte dans laquelle le d isque inférieur d’appu i 62 est toujours en contact avec la portion centrale en vis- à-vis de la face supérieure du contact électrique mobile 14, sans jeu axial, le contact électrique mobile 14 étant alors légèrement comprimé axialement en assurant un rattrapage des jeux axiaux de l’ensemble.
Pour l’assemblage et la fixation du capot supérieur 19 sur l’embase inférieure 1 2, les deux composants sont assemblés selon un plan de joint périphérique annulaire continu P qui correspond au plan de contact des surfaces planes et horizontales annulaires 22 de l’embase inférieure 12 et 82 de la collerette inférieure 80 du capot supérieur 1 9.
Le plan de joint P s’étend ainsi dans un plan horizontal globalement orthogonal à l’axe A d’actionnement du commutateur électrique 10.
Le choix des matériaux constitutifs de l’embase inférieure 1 2 et du capot supérieur 19 est tel qu’il permet une fixation par soudage au laser ou « soudage laser » .
Grâce à une telle conception et une telle technique d’assemblage et de fixation, le boîtier 1 2-1 9 présente une grande rig id ité et il ne se déforme pas lorsque le commutateur électrique 1 0 est par exemple fixé par soudage sur une plaque à circu its imprimés.
Cette technique d’assemblage permet aussi d’assurer une bonne étanchéité au n iveau du plan de joint P .
Comme cela sera expl iqué plus loin , cette technique permet encore une grande constance et régularité des d ifférentes cotes fonctionnelles internes et externes du commutateur électrique. La collerette inférieure 80 du capot supérieur 1 9 s’étend rad ialement vers l’intérieur bien au-delà de la face supérieure annulaire 22 de l’embase inférieure 20.
Ainsi, en coopération avec la face horizontale supérieure 50 de la partie périphérique 42 du corps d’actionnement 1 6, la face horizontale inférieure 82 constitue une surface de serrage étanche, par compression axiale, de cette partie périphérique 42 et notamment de la lèvre périphérique 52 contre la surface en vis- à-vis 23 de l’embase inférieure 12.
En association avec la conception très rigide du couvercle 1 9, qui résulte notamment de la présence des nervures 86, le soudage laser entre les deux surfaces au n iveau du plan de joint P confère à l’ensemble une très grande capacité de résistance en cas de surcharge lors de l’actionnement qui est alors transm ise à la paroi supérieure annulaire 88 du capot supérieur 19 et encaissée par le capot supérieur 1 9 et l’embase inférieure 1 2, sans déformations n i risque de désolidarisation des deux composants du boîtier.
VARIANTE DE REALISATION DU CONTACT ELECTRIQU E MOBI LE (FIGU RES 1 7 A 1 9)
On a représenté aux figures 1 7 à 19 une variante de réal isation du contact électrique mobile 14.
Tout en assurant la même fonction d’organe de déclenchement et de commutation des contact s électriques fixes 26 et 28, que celle assurée par le contact électrique illustrés aux figures 1 à 1 3, le contact électrique selon cette variante se présente sous une forme générale d’une étoile à plusieurs branches, ici à quatre branches.
Ainsi, le contact électrique mobile 14 comporte quatre branches 92, réparties angulairement à 90 degrés d’angle et qui s’étendent rad ialement vers l’extérieur à partir de la partie centrale mobile 40.
Chaque branche s’étend aussi verticalement vers le bas par rapport à la partie centrale mobile 40.
Chaque branche rad iale comporte un tronçon d’extrém ité l ibre 94 qui est reçu avec jeu dans un évidement associé 31 de l’embase inférieure 12.
Les quatre tronçons d’extrém ité l ibre sont coplanaires et sont agencés sur un même cercle centré sur l’axe A.
La face inférieure conductrice de chaque tronçon d’extrémité l ibre 94 est en appu i vertical vers le bas sur la surface 24. Deux de ces tronçons d’extrém ité l ibre 94 sont en contact avec la face supérieure conductrice des pattes radiales 27 du contact électrique périphérique fixe 26.
En considérant la figure 1 9, il s’ag it des deux tronçons d’extrém ité libre 94 de la partie inférieure de la figure.
Selon cette variante, ce sont les tronçons d’extrém ité l ibre 94 qu i sont reçus dans les évidements 31 qui assurent l’immobil isation angulaire du contact électrique mobile 14 autour de l’axe A.
Chacun des pieds 56 d’appu i du corps d’actionnement 16 est ici en appui verticalement vers le bas sur une zone d’appui associée en vis-à-vis d’une branche rad iale 92.
L’util isation d’un contact électrique mobile à plusieurs branches selon la variante permet de d isposer d’une course d’actionnement-déclenchement plus importante.
Sur la représentation schématique de la f ig u re 13 , on a illustré la maîtrise des cotes d imensionnelles selon l’axe vertical qu i résulte de la conception selon le troisième mode de réal isation .
Ainsi, dans l’état de repos du commutateur électrique 10 dans lequel , en l’absence d’effort d’actionnement exercé sur la face supérieure 66 du corps d’actionnement : - la face supérieure 66 du corps d’actionnement est à une cote précise et déterminée « C4 »de la face inférieure 1 1 du boîtier 1 2-1 9 du fait de la coopération des surfaces 90 et 1 78 ;
- la face supérieure 66 du corps d’actionnement est à une cote précise et déterminée « C3 »de la surface de retenue 90 formée dans le capot supérieur 1 9 ;
- la surface de retenue 90 formée dans le capot supérieur 19 est à une cote précise « C2 » par rapport à la face inférieure 82 du capot supérieur 1 9 ;
- le plan de joint « P » des surfaces inférieure 82 du capot supérieur 1 9 et supérieure 22 de l’embase inférieure 1 2 est à une cote précise « C1 » de la face inférieure 1 1 de l’embase inférieure 1 2.
Comme ind iqué précédemment, la très grande rig id ité des composants du boîtier et le soudage par laser permet de garantir la constance de ces d ifférentes cotes fonctionnelles, et notamment des cotes « C2 » et « C4 » .
Quel que soit le mode de réal isation considéré et à titre de variante non représentée, les appuis ponctuels peuvent être réal isés à la faveur de portions en saill ie ou en rel ief formées sure des zones de la face supérieure du contact électrique mobile.
Le corps d'actionnement 1 6 en une seule pièce peut être bi-matières ou en deux parties collées et/ou co-moulées etc. Une telle conception peut permettre de réal iser le tronçon supérieur 64s faisant fonction de bouton poussoir avec une rig idité/dureté supérieure à celle du reste du corps d’actionnement 1 6.
L’invention n’est pas l imitée à un corps d’actionnement de forme générale externe carrée. Par exemple, la partie périphérique peut être dél imitée latéralement vers l’extérieur par une paroi latérale verticale de contour cyl indrique circulaire complémentaire de celu i concave de la paroi latérale de man ière à être reçue avec un léger jeu radial . En variante non représentée, en position montée et assemblée de l’ensemble des composants du commutateur électrique, et notamment du corps d’actionnement logé et serré dans le logement de l’embase inférieure, chacun des pieds peut être positionné rad ialement de manière à être susceptible d’être en appu i ponctuel , ou sensiblement ponctuel , axialement vers le bas sur une zone en vis-à-vis de la périphérie de la face supérieure du contact électrique mobile, l’ensemble des pieds étant par exemple agencés sensiblement sur un même cercle.

Claims

REVEN DICATIONS
1 . Commutateur électrique (10) à effet tactile et à actionnement axial comportant :
- un boîtier (1 2, 1 9) réal isé en matériau isolant comportant une embase inférieure (1 2) dél imitant un logement (20) ouvert verticalement vers le haut ;
- une plural ité de contacts électriques fixes indépendants qui sont d isposés dans une surface (24) de ladite embase (1 2) qu i est orientée verticalement vers le haut, et qui comportent au moins un premier contact électrique fixe (26) et un deuxième contact électrique fixe (28) ;
un contact électrique mobile (14) déformable élastiquement qui est agencé au-dessus de lad ite surface (24) de l'embase (12) et qui comporte une portion périphérique (36, 37, 38) en contact électrique avec le premier contact électrique fixe (26), et une portion centrale (40) mobile, verticalement vers le bas, en direction du deuxième contact électrique fixe (28) ;
- un corps d'actionnement en matériau élastique (1 6) en une seule pièce qu i est agencé dans le boîtier (1 2, 19), et qui comporte :
i) une partie centrale d’actionnement (44) comportant :
* une portion inférieure (60) d’actionnement du contact électrique mobile (14) qui est orientée vers le bas en d irection de la portion mobile (40) du contact électrique mobile (14),
* et une portion supérieure (64) de réception d’un effort (F) d'actionnement qu i est agencée pour recevoir un effort orienté globalement verticalement vers le bas,
ii) une partie périphérique (42), reliée à la partie centrale (60), supportant le corps d'actionnement élastique (1 6) par rapport au boîtier (1 2, 1 9) ;
iii) et une partie interméd iaire (46) qui rel ie entre elles la partie périphérique (42) et la partie centrale d’actionnement (44), caractérisé en ce que :
-- le boîtier réal isé en matériau isolant comporte un capot supérieur (1 9) qui s’étend axialement vers le haut au-dessus de l’embase inférieure (12) et dont une paroi supérieure comporte un trou (85) à travers lequel s’étend axialement un tronçon (64s) d’extrém ité supérieure l ibre de la portion supérieure (64) de la partie centrale (44) du corps d'actionnement, formant bouton poussoir d’actionnement du commutateur électrique (1 0) ;
-- le capot supérieur (19) comporte une surface interne (90) de retenue ;
-- la portion supérieure (64) de la partie centrale (44) du corps d'actionnement (16) comporte une surface de butée (178) qu i coopère avec ladite surface interne de retenue (90), vers laquelle elle est soll icitée élastiquement, pour déterminer une position haute de repos de la portion supérieure (64) de la partie centrale (44) du corps d'actionnement (16) par rapport au boîtier (12, 1 9).
2. Commutateur électrique (10) selon la revend ication 1 , caractérisé en ce que le capot supérieur (1 9) comporte une paroi transversale supérieure dans laquelle est formé led it trou (85), et en ce que ladite surface interne de retenue (90) est une portion de la face interne de cette paroi transversale.
3. Commutateur électrique (10) selon la revend ication 1 , caractérisé en ce que la portion supérieure (64) de la partie centrale (44) du corps d'actionnement (1 6) est une portion étagée comportant au moins deux tronçons axiaux adjacents (64 i , 64s) dél im ités par un épaulement (1 78) dont la surface annulaire transversale constitue une surface de butée qui coopère avec ladite surface interne de retenue (90) du capot (1 9), vers laquelle elle est soll icitée élastiquement, pour déterminer une position haute de repos de la portion supérieure (64) de la partie centrale (44) du corps d'actionnement (1 6) par rapport au boîtier (12, 1 9).
4. Commutateur électrique (10) selon la revend ication 1 , caractérisé en ce que le capot supérieur (1 9) est fixé sur l’embase inférieure par soudage au laser.
5. Commutateur électrique (10) selon la revend ication 4, caractérisé en ce que le capot supérieur (19) et l’embase inférieure (1 2) sont assemblés selon un plan de joint périphérique (P) qui s’étend dans un plan transversal orthogonal à l’axe (A) d’actionnement du commutateur électrique (10).
6. Commutateur électrique (10) selon la revend ication 5, caractérisé en ce que ledit plan de joint (P) s’étend selon une couronne continue.
7. Commutateur électrique (10) selon la revend ication 1 , caractérisé en ce que le capot supérieur (1 9) comporte une collerette inférieure annulaire (80) de fixation du capot supérieur (1 9) sur l’embase inférieure (12) et un corps supérieur (84) de forme troncon ique ou cyl indrique qu i est rig id ifié par des nervures axiales (86).
8. Commutateur électrique (10) selon la revend ication 1 , caractérisé en ce que la partie périphérique (42) du corps d'actionnement en matériau élastique (1 6) est logée, avec jeu rad ial dans un logement (23L) de l’embase inférieure (1 2) du boîtier (1 2, 19).
9. Commutateur électrique (10) selon la revend ication 1 , caractérisé en ce que la partie périphérique (42) du corps d'actionnement (1 6) comporte une lèvre périphérique annulaire (52) qui est montée serrée axialement de man ière étanche entre des portions opposées et en vis-à-vis (23, 82) de l'embase (1 2) et du couvercle supérieur (19).
1 0. Commutateur électrique (10) selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'embase inférieure (1 2) comporte des éléments (34) de positionnement et de maintien qui coopèrent avec la lèvre périphérique annulaire (52) de la partie périphérique (42) du corps d'actionnement (1 6).
1 1 . Commutateur électrique (10) selon la revend ication 1 , caractérisé en ce que le corps d'actionnement (16) est rappelé élastiquement vers le haut par le contact électrique mobile déformable élastiquement (14) qui est en appu i élastique permanent contre la portion inférieure (60) d'appui de la partie centrale (44) du corps d'actionnement (16).
1 2. Commutateur électrique (10) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le contact mobile (14) est agencé de façon que :
* dans un état normal de repos, la portion centrale mobile
(40) du contact électrique mobile (14) est espacée dud it contact électrique central fixe (28, 29) ;
* lorsque le contact mobile (14) est soum is à un effort d'actionnement (F) d'une valeur prédéterminée verticalement vers le bas, la portion centrale mobile (40) du contact électrique mobile (14) est en contact avec le deuxième contact électrique fixe (28, 29), de façon à rel ier électriquement les premier (26) et deuxième (28) contacts électriques fixes.
1 3. Commutateur électrique (10) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le corps d’actionnement (1 6) est réal isé par moulage dans un matériau élastomère à base de sil icone.
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