EP1071106A1 - Commutateur à double pression - Google Patents

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EP1071106A1
EP1071106A1 EP00402018A EP00402018A EP1071106A1 EP 1071106 A1 EP1071106 A1 EP 1071106A1 EP 00402018 A EP00402018 A EP 00402018A EP 00402018 A EP00402018 A EP 00402018A EP 1071106 A1 EP1071106 A1 EP 1071106A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
conductive
membrane
function
pressure switch
portions
Prior art date
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Granted
Application number
EP00402018A
Other languages
German (de)
English (en)
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EP1071106B1 (fr
Inventor
Jean-Christophe Villain
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TCT Mobile Ltd
Original Assignee
Alcatel CIT SA
Alcatel SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alcatel CIT SA, Alcatel SA filed Critical Alcatel CIT SA
Publication of EP1071106A1 publication Critical patent/EP1071106A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP1071106B1 publication Critical patent/EP1071106B1/fr
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
    • H01H13/50—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a single operating member
    • H01H13/64—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a single operating member wherein the switch has more than two electrically distinguishable positions, e.g. multi-position push-button switches
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
    • H01H13/02—Details
    • H01H13/26—Snap-action arrangements depending upon deformation of elastic members
    • H01H13/48—Snap-action arrangements depending upon deformation of elastic members using buckling of disc springs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H2225/00—Switch site location
    • H01H2225/018—Consecutive operations

Definitions

  • the invention relates to a pressure switch for controlling at least two functions respectively in response to pressure exerted on the switch.
  • Such a switch is used for different types of equipment electric, such as for example cameras, camcorders or phones.
  • the purpose of this switch is to reduce the maximum number of keys and increase the ergonomics of these devices.
  • a first press of low pressure you activates a first function, such as for example a preparatory mode as a preset.
  • a second function is activated, such as for example an operational mode as a validation of the preselection.
  • a switch of the aforementioned type comprising an insulating substrate having an outer annular contact area and an interior annular contact area.
  • a conductive deformable cup arranged opposite said zones, is adapted to be in contact with on the one hand the external zone following a first press on it and on the other hand on the two zones following a second press of greater pressure.
  • the cup is covered an insulating membrane which is fixed to the substrate by means of spacers in order to keep the cup away from the zones, in the rest position.
  • This switch has a number of drawbacks. No only additional parts are required to maintain the cup out of contact with the substrate, but it is also difficult to control the space necessary between the cup and the substrate in such a situation. The edges of the cup must indeed extend in a plane parallel to the substrate so that the contact following the first press is complete.
  • the invention therefore aims to overcome the drawbacks of the prior art by proposing a powerful switch, simple to implement and minimum footprint, this switch should allow use ergonomic to access different functions.
  • the invention provides a switch of the aforementioned type, comprising an insulating substrate comprising at least a first and a second zone conductors capable of triggering a first and a second respectively functions.
  • At least the first conductive zone has at least two portions electrically isolated from each other, the first portion being connected to a track entrance and the second portion to an exit track.
  • the second conductive zone is further connected to at least one additional output track.
  • the switch further comprises a membrane comprising at least first and second contact zones capable of contacting the first and second conductive zones as a function of the pressure exerted on the membrane.
  • the first contact area has at least two connected regions between them electrically and able to contact the portions respectively, of so as to connect the input and output tracks together.
  • the invention also relates to electrical equipment comprising a pressure switch mentioned above, and means for executing at least first and second functions, the execution of the functions being triggered respectively in response to pressure on the switch.
  • the function triggered in the first stress position is for example a preset function, while the function triggered in second request position is for example a selection function.
  • the insulating substrate has two zones conductive, each part of a substantially circular ring, the first conductive area being external to the second conductive area.
  • the first conductive area has at least three sections, the first of which is connected to an entry track and the second and third are connected by output tracks to circuits programmed so that the first function is triggered as soon as the three portions are contacted by the corresponding regions.
  • the first conductive area has at least three sections, the first of which is connected to an entry track and the second and third are connected by output tracks to circuits programmed so that a first action is triggered when the first and the second portion is contacted, while a second action is triggered when the first and third portions are contacted.
  • the electrical equipment may include means execution of at least two actions allowing movement in two directions different from a slider, in response to activation of the switch.
  • the switch can then be part of a navigation button.
  • At least part of the outer face of the membrane adheres to a flexible holding envelope, attached to the insulating substrate outside the zones conductive. This envelope keeps the membrane in the rest position while allowing its passage into first and second stress positions.
  • the switch of the invention further comprises a button capable of acting on the outer face of the membrane to exert pressure there.
  • FIGS 1 and 2 show schematic perspective views of the pressure switch of the invention, Figure 1 partially showing the flexible holding envelope.
  • FIG. 3 represents a top view of the insulating substrate surmounted by the membrane.
  • Figures 4 and 5 are respectively side and top views of the pressure switch of the invention, when in the rest position.
  • Figures 6 and 7 are sectional views along lines VI-VI respectively and VII-VII of Figure 5.
  • Figures 8 and 9 show sectional views similar to the view of the Figure 6, showing respectively the first and second positions of pressure on the pressure switch of the invention.
  • Figure 10 is a schematic view from below showing the membrane and its contact areas.
  • the switch 1 includes a insulating substrate 2 comprising electrical tracks and circuits, and surmounted by a membrane 3 adapted to establish contacts with these electrical circuits.
  • the membrane 3 is moved and deformed under the effect of pressures exerted on its outer face 3a by a button 4.
  • the insulating substrate 2 is formed of a plate comprising first and second conductive zones 6, 7 each part of a substantially circular ring.
  • the first zone conductive 6 is external to the second conductive zone 7.
  • the first conductive area 6 has four portions A, B, C, D, conductive, electrically isolated from each other.
  • Each of these portions A, B, C, D has the general form of a disk. Of course, other forms can be envisaged.
  • the portions A to D are distributed circumferentially along the ring forming said first conductive zone 6, with, in the present mode of realization, a constant gap, of the order of 90 ° between them.
  • the first portion A is connected to an entry track 8, adapted to it bring electric current.
  • the second and third portions B, C which are arranged on the side and of the first portion A, are each connected by an exit track 9, 10 to a particular electrical circuit 11, 12.
  • the fourth portion D which is arranged opposite the first portion A, is electrically inactive. It is in fact not connected to any circuit.
  • first and fourth portions A, D are aligned along a plane substantially perpendicular to the plane along which the second and third portions B, C (see Figures 3 and 5).
  • the electrical circuits 11 and 12 are programmed so that when contact is established simultaneously with each of the portions A to D, a first function is executed.
  • This function is for example a preselection in a menu which can be displayed on a screen (not shown) connected to switch 1.
  • the electrical circuit 11 can be programmed so that a first action is executed when the contact is established simultaneously with the portions A, B, D.
  • the electrical circuit 12 can be programmed so that a second action is executed when the contact is established simultaneously with portions A, C, D.
  • Switch 1 can then be integrated into a navigation button.
  • the second conductive area 7 has a single portion E of shape and of dimensions similar to those of portions A to D.
  • the portion E is arranged in the center of the ring comprising the portions A to D. It is therefore equidistant from each between them.
  • the portion E is connected by an output track 13 to an electrical circuit 14, programmed so that when contact is made simultaneously with each from the portions A to E, a second function is executed.
  • This second function is for example a validation function of a choice preselected after the first function or action.
  • the second function is executed as soon as the simultaneous contact with the portions A, B, D, E or A, C, D, E is established, as long as the portion D exists.
  • the second function can only be performed if portion A, which is connected to a current input track, and the E portion are contacted simultaneously.
  • the second conductive zone 7 comprises several portions in the same way as the first conductive zone 6 in order to allow other functions to be performed.
  • the membrane 3 has the shape of a cup of general section substantially circular. More specifically, it has a general shape hemispherical.
  • the membrane 3 has on its inner face 3b, which is intended to come opposite the insulating substrate 2, a first and a second contact zone 15, 16.
  • these contact zones 15, 16 are suitable for contact the first and second conductive zones 6, 7 respectively function of the pressure exerted on the membrane 3.
  • the first contact area 15 has four regions A ', B', C ', D' electrically interconnected and able to contact the portions A respectively, B, C, D, so as to connect the input 8 and output 9, 10 tracks together.
  • the portions A 'to D' are part of a tab 15a to 15d projecting from the free edge 17 of the membrane 3.
  • the membrane 3 is formed by a hemispherical dome 18 extended from its free edge 17 by four legs 15a to 15d.
  • the distance between two adjacent legs is constant and around 90 °.
  • Each of the legs 15a to 15d follows the general curvature of the dome 18.
  • regions A 'and D' extend in the same first plane, while regions B 'and C' extend in the same second plane, substantially parallel to the first plane, the second plane being closer to the top of dome 18.
  • the difference between the two planes is of the order 0.2 millimeters.
  • the membrane 3 has substantially a shape of four-pointed star.
  • the membrane 3 is arranged so that the region A 'rests on the portion A and the region D' rests on the portion D.
  • This position of the membrane 3 corresponds to the rest position (see Figures 5 to 7).
  • the difference between the planes comprising the regions A ', D' of a part and the regions B ', C' on the other hand is minimum so that the displacement of the membrane 3 to pass from the rest position to the first position of load is reduced.
  • the second contact area 16 has a single contact region E ' able to be in contact with portion E.
  • Region E extends at least at the top of dome 18. It can further extend over the entire inner face of dome 18.
  • This region E ' cannot be in contact with the corresponding portion E that when the membrane 3 is deformed so that its concavity is reversed, under sufficient pressure.
  • the membrane 3 is then in its second loading position (see Figure 9).
  • the membrane 3 is made in one piece in a conductive material. It is for example made of electrically conductive metal.
  • the membrane 3 is maintained in the rest position by means of a flexible holding envelope 19, such as a thin film.
  • the material of the holding envelope 19 must be sufficiently thin and flexible to prevent any deformation of the membrane 3. It must indeed allow at least the passage from the rest position to the first and second loading positions.
  • the holding envelope 19 is for example made of plastic material flexible or paper.
  • This holding envelope 19 is rigidly fixed, for example by bonding, to at least part of the outer face 3a (for example the face exterior of dome 18), or even on its entire surface. It thus substantially marries the outer shape of the membrane 3.
  • the holding envelope 19 is also rigidly fixed to the substrate insulator 2 outside the conductive areas 6, 7 (see Figures 1 and 5 to 8).
  • the membrane 3 is stressed by means a key 4 able to be in contact with the holding envelope 19.
  • the key 4 is formed by two cylinders solid superimposed 4a, 4b by their base.
  • One of the cylinders 4a has a diameter higher than the other.
  • the small cylinder 4b is intended to be in contact, by its base opposite the cylinder 4a, with the holding envelope 19 at least at the level of the top of the dome 18.
  • the other cylinder 4a is intended to receive the finger of the user.
  • Key 4 thus has a T-shaped cross section.
  • the movement of key 4 is guided and limited by a wall extending substantially parallel to the insulating substrate 2 and framing said key.
  • key 4 exerts no pressure on the membrane 3. It is preferably removed from it.
  • each pair of legs 15a-15d and 15b-15c allows a certain balance and stability of the membrane 3 in the rest position.
  • the dome 18 is not deformed. Only one support at the top of the dome 18 lowers the legs 15b and 15c towards the insulating substrate 2.
  • the symmetry of the legs 15b and 15c ensures simultaneous contact of the two legs 15b, 15c when an effective support has been exerted on the membrane 3.
  • the membrane is loose (for example, the plane with regions B ', C' is not exactly parallel to the insulating substrate 2) so that in the rest position, only one of the tabs 15b, 15c is in contact with the insulating substrate 2, the first function does not can only be executed after pressing the membrane 3 and not by inadvertence.
  • dome 18 When key 4 is released, dome 18 automatically returns in its rest position and the legs 15b and 15c are spaced from the insulating substrate 2. The membrane 3 then returns to its rest position.

Landscapes

  • Push-Button Switches (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Switches Operated By Changes In Physical Conditions (AREA)
  • Keying Circuit Devices (AREA)
  • Braking Systems And Boosters (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

Abstract

Commutateur à pression comprenant un substrat isolant (2) comportant deux zones conductrices (6, 7) aptes à déclencher respectivement une première et une deuxième fonctions. La première zone (6) comporte au moins deux portions (A, B, D) isolées électriquement l'une de l'autre. Une membrane (3) comporte deux zones de contact dont l'une comporte au moins deux régions reliées entre elles électriquement et aptes à contacter respectivement les portions (A, B, D). En position de repos, la membrane est en contact partiel avec au moins la première zone conductrice (6), aucune fonction n'étant exécutée. Dans une première position de sollicitation, un premier appui sur la membrane provoque un contact complet de celle-ci avec la première zone conductrice (6), la première fonction étant exécutée. Dans une deuxième position de sollicitation, un deuxième appui provoque le contact de chaque zone de contact avec chaque zone conductrice (6, 7), la deuxième fonction étant exécutée. <IMAGE>

Description

L'invention se rapporte à un commutateur à pression destiné à commander au moins deux fonctions en réponse respectivement à une pression exercée sur le commutateur.
Un tel commutateur est utilisé pour différents types d'équipements électriques, tels que par exemple des appareils de photographie, des caméscopes ou des téléphones. L'objectif de ce commutateur est notamment de réduire au maximum le nombre de touches et d'augmenter l'ergonomie de ces équipements.
Avec ce type de commutateur, par un premier appui de faible pression, on actionne une première fonction, telle que par exemple un mode préparatoire comme une présélection. En outre, par un deuxième appui de plus forte pression, on actionne une deuxième fonction, telle que par exemple un mode opérationnel comme une validation de la présélection.
On connaít du document US-5 313 027 un commutateur du type précité comportant un substrat isolant ayant une zone de contact annulaire extérieure et une zone de contact annulaire intérieure. Une coupelle déformable conductrice, disposée en regard des dites zones, est adaptée à être en contact avec d'une part la zone extérieure suite à un premier appui sur celle-ci et d'autre part sur les deux zones suite à un second appui de plus forte pression. La coupelle est recouverte d'une membrane isolante qui est fixée au substrat par l'intermédiaire d'entretoises afin de maintenir la coupelle à distance des zones, en position de repos.
Ce commutateur présente un certains nombre d'inconvénients. Non seulement des pièces supplémentaires sont nécessaires pour maintenir la coupelle hors contact du substrat, mais il est également difficile de maítriser l'espace nécessaire entre la coupelle et le substrat dans une telle situation. Les bords de la coupelle doivent en effet s'étendre dans un plan parallèle au substrat afin que le contact suite au premier appui soit complet.
Par ailleurs, la fixation de la coupelle à la membrane, qui est complexe, doit être parfaite pour un bon fonctionnement.
Il existe également des commutateurs comportant une paire de coupelles disposées l'une au dessus de l'autre de sorte que par un premier appui, la coupelle extérieure pousse la coupelle intérieure en contact avec la zone extérieure du substrat et par un deuxième appui, la coupelle intérieure entre en outre en contact avec la zone intérieure.
Une telle solution est difficile à mettre en oeuvre et n'optimise pas l'encombrement du commutateur, du fait notamment de la présence de deux coupelles.
L'invention a donc pour but de pallier les inconvénients de l'art antérieur en proposant un commutateur performant, simple à mettre en oeuvre et d'encombrement minimum, ce commutateur devant permettre une utilisation ergonomique pour accéder à différentes fonctions.
A cet effet, l'invention propose un commutateur du type précité, comprenant un substrat isolant comportant au moins une première et une deuxième zones conductrices aptes à déclencher respectivement une première et une deuxième fonctions. Au moins la première zone conductrice comporte au moins deux portions isolées électriquement l'une de l'autre, la première portion étant reliée à une piste d'entrée et la deuxième portion à une piste de sortie. La deuxième zone conductrice est en outre reliée à au moins une piste de sortie supplémentaire.
Le commutateur comprend en outre une membrane comportant au moins une première et une deuxième zones de contact aptes à contacter respectivement la première et la deuxième zones conductrices en fonction de la pression exercée sur la membrane. La première zone de contact comporte au moins deux régions reliées entre elles électriquement et aptes à contacter respectivement les portions, de manière à relier entre elles les pistes d'entrée et de sortie.
La membrane peut prendre au moins trois positions :
  • une position de repos, où elle est en contact partiel avec au moins la première zone conductrice, la piste d'entrée n'étant reliée à aucune piste de sortie, aucune fonction n'étant exécutée ;
  • une première position de sollicitation, où un premier appui provoque la liaison entre la piste d'entrée et la piste de sortie de la première zone conductrice, cette première position de sollicitation étant destinée à déclencher l'exécution de la première fonction; et
  • une deuxième position de sollicitation, où un deuxième appui, de force plus importante que le premier, provoque le contact de chaque zone de contact avec chaque zone conductrice, cette deuxième position de sollicitation étant destinée à déclencher l'exécution de la deuxième fonction.
L'invention se rapporte également à un équipement électrique comportant un commutateur à pression sus-mentionné, et des moyens d'exécution d'au moins une première et une deuxième fonctions, l'exécution des fonctions étant déclenchée en réponse respectivement à une pression exercée sur le commutateur.
La fonction déclenchée en première position de sollicitation est par exemple une fonction de présélection, tandis que la fonction déclenchée en deuxième position de sollicitation est par exemple une fonction de sélection.
Dans une réalisation particulière, le substrat isolant comporte deux zones conductrices s'inscrivant chacune dans un anneau sensiblement circulaire, la première zone conductrice étant extérieure à la deuxième zone conductrice.
Selon un premier mode de réalisation, la première zone conductrice comporte au moins trois portions, dont une première est reliée à une piste d'entrée et les deuxième et troisième sont reliées par des pistes de sortie à des circuits programmés de sorte que la première fonction est déclenchée dès que les trois portions sont contactées par les régions correspondantes.
Selon un deuxième mode de réalisation, la première zone conductrice comporte au moins trois portions, dont une première est reliée à une piste d'entrée et les deuxième et troisième sont reliées par des pistes de sortie à des circuits programmés de sorte que une première action est déclenchée lorsque la première et la deuxième portions sont contactées, tandis qu'une deuxième action est déclenchée lorsque la première et la troisième portions sont contactées.
Dans cette situation, l'équipement électrique peut comporter des moyens d'exécution d'au moins deux actions permettant le déplacement dans deux sens différents d'un curseur, en réponse à l'activation du commutateur.
Le commutateur peut alors faire partie d'un bouton de navigation.
Une partie au moins de la face extérieure de la membrane adhère à une enveloppe souple de maintien, attenant au substrat isolant à l'extérieur des zones conductrices. Cette enveloppe maintient la membrane en position de repos tout en permettant son passage en première et deuxième positions de sollicitation.
Le commutateur de l'invention comprend en outre une touche apte à agir sur la face extérieure de la membrane pour y exercer les pressions.
L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description détaillée qui suit en référence aux dessins annexés.
Les figures 1 et 2 représentent des vues schématiques en perspective du commutateur à pression de l'invention, la figure 1 montrant partiellement l'enveloppe souple de maintien.
La figure 3 représente une vue de dessus du substrat isolant surmonté de la membrane.
Les figures 4 et 5 sont des vues respectivement latérale et de dessus du commutateur à pression de l'invention, lorsqu'il est en position de repos.
Les figures 6 et 7 sont des vues en coupe selon respectivement les lignes VI-VI et VII-VII de la figure 5.
Les figures 8 et 9 représentent des vues en coupe analogues à la vue de la figure 6, montrant respectivement la première et la deuxième positions de sollicitation du commutateur à pression de l'invention.
Enfin, la figure 10 est une vue schématique de dessous montrant la membrane et ses zones de contact.
En référence notamment aux figures 1 et 2, le commutateur 1 comprend un substrat isolant 2 comportant des pistes et circuits électriques, et surmonté d'une membrane 3 adaptée à établir des contacts avec ces circuits électriques.
Pour établir ces contacts, la membrane 3 est déplacée et déformée sous l'effet de pressions exercées sur sa face extérieure 3a par une touche 4.
On décrit maintenant en détail chacun des éléments formant le commutateur 1 de l'invention.
Comme représenté sur les figures 1 à 3, le substrat isolant 2 est formé d'une plaque comportant une première et une deuxième zones conductrices 6, 7 s'inscrivant chacune dans un anneau sensiblement circulaire. La première zone conductrice 6 est extérieure à la deuxième zone conductrice 7.
La première zone conductrice 6 comporte quatre portions A, B, C, D, conductrices, isolées électriquement l'une de l'autre.
Chacune de ces portions A, B, C, D présente la forme générale d'un disque. Bien entendu, d'autres formes peuvent être envisagées.
Les portions A à D sont réparties circonférentiellement le long de l'anneau formant ladite première zone conductrice 6, avec, dans le présent mode de réalisation, un écart constant, de l'ordre de 90° entre elles.
La première portion A est reliée à une piste d'entrée 8, adaptée à lui amener du courant électrique.
Les deuxième et troisième portions B, C, qui sont disposées de part et d'autre de la première portion A, sont chacune reliées par une piste de sortie 9, 10 à un circuit électrique particulier 11, 12.
Enfin, la quatrième portion D, qui est disposée en regard de la première portion A, est électriquement inactive. Elle n'est en effet reliée à aucun circuit.
Ainsi, les première et quatrième portions A, D sont alignées le long d'un plan sensiblement perpendiculaire au plan le long duquel sont alignées les deuxième et troisième portions B, C (voir figures 3 et 5).
Les circuits électriques 11 et 12 sont programmés de sorte que lorsqu'un contact est établi simultanément avec chacune des portions A à D, une première fonction est exécutée.
Cette fonction est par exemple une présélection dans un menu qui peut être affiché sur un écran (non représenté) connecté au commutateur 1.
Dans une variante de réalisation, le circuit électrique 11 peut être programmé de sorte qu'une première action soit exécutée lorsque le contact est établi simultanément avec les portions A, B, D. En outre, le circuit électrique 12 peut être programmé de sorte qu'une deuxième action soit exécutée lorsque le contact est établi simultanément avec les portions A, C, D.
Dans cette situation, on peut prévoir que ces actions font partie d'une fonction de présélection et permettent le déplacement dans deux sens différents (par exemple haut, bas) d'un curseur, ce dernier pouvant par exemple se déplacer dans un menu affiché sur un écran. Le commutateur 1 peut alors être intégré dans un bouton de navigation.
Il est entendu que d'autres fonctions ou actions peuvent être prévues.
Alternativement, on peut envisager de supprimer la portion D ou bien d'ajouter d'autres portions aptes à déclencher d'autres fonctions ou actions.
La deuxième zone conductrice 7 comporte une unique portion E de forme et de dimension analogues à celles des portions A à D.
Dans la réalisation représentée, la portion E est disposée au centre de l'anneau comportant les portions A à D. Elle est donc à égale distance de chacune d'entre elles.
La portion E est reliée par une piste de sortie 13 à un circuit électrique 14, programmé de sorte que lorsqu'un contact est établi simultanément avec chacune des portions A à E, une deuxième fonction est exécutée.
Cette deuxième fonction est par exemple une fonction de validation d'un choix présélectionné à l'issue de la première fonction ou action.
Dans des variantes de réalisation, on peut envisager que la deuxième fonction soit exécutée dès que le contact simultané avec les portions A, B, D, E ou A, C, D, E est établi, pour autant que la portion D existe. En tout état de cause, la deuxième fonction ne pourra être exécutée que si la portion A, qui est reliée à une piste d'entrée de courant, et la portion E sont contactées simultanément.
On peut également prévoir que la deuxième zone conductrice 7 comporte plusieurs portions de la même manière que la première zone conductrice 6 afin de permettre l'exécution d'autres fonctions.
La membrane 3 présente la forme d'une coupelle de section générale sensiblement circulaire. Plus précisément, elle présente une forme générale hémisphérique.
Elle est réalisée dans un matériau déformable de manière à rendre le commutateur hyperstatique. Elle est par exemple réalisée en métal souple par emboutissage et découpe.
La membrane 3 comporte sur sa face intérieure 3b, qui est destinée à venir en regard du substrat isolant 2, une première et une deuxième zones de contact 15, 16.
Comme il sera vu plus loin, ces zones de contact 15, 16 sont aptes à contacter respectivement la première et la deuxième zones conductrices 6, 7 en fonction de la pression exercée sur la membrane 3.
La première zone de contact 15 comporte quatre régions A', B', C', D' reliées entre elles électriquement et aptes à contacter respectivement les portions A, B, C, D, de manière à relier entre elles les pistes d'entrée 8 et de sortie 9, 10.
Comme représenté notamment sur la figure 10, les portions A' à D' font partie d'une patte 15a à 15d faisant saillie du bord libre 17 de la membrane 3.
Plus précisément, la membrane 3 est formée d'un dome hémisphérique 18 prolongé à partir de son bord libre 17 par quatre pattes 15a à 15d.
Dans la réalisation représentée, l'écart séparant deux pattes adjacentes est constant et de l'ordre de 90°.
Chacune des pattes 15a à 15d suit la courbure générale du dome 18.
Elles comportent à leur partie extrême libre une surface plane formant une région de contact A' à D'. Ces surfaces s'étendent dans des plans sensiblement parallèles entre eux et vers l'extérieur du dome 18.
Plus précisément, les régions A' et D' s'étendent dans un même premier plan, tandis que les régions B' et C' s'étendent dans un même deuxième plan, sensiblement parallèle au premier plan, le deuxième plan étant plus proche du sommet du dome 18.
Dans la réalisation représentée, l'écart entre les deux plans est de l'ordre de 0,2 millimètres.
Vue en plan (figure 10), la membrane 3 présente sensiblement une forme d'étoile à quatre branches.
Lorsque la membrane 3 est posée, sans effort ou pression, sur le substrat isolant 2 avec sa concavité tournée vers les zones conductrices 6, 7, le bord libre 17 est écarté du substrat isolant 2.
Par ailleurs, dans cette position, seules les pattes 15a et 15d, opposées entre elles, reposent par leur surface plane, sur le substrat isolant 2, les autres pattes 15c et 15d en étant écartées. Plus précisément, la membrane 3 est disposée de sorte que la région A' repose sur la portion A et la région D' repose sur la portion D.
Cette position de la membrane 3 correspond à la position de repos (voir figures 5 à 7).
Pour que les pattes 15b et 15c soient en contact avec le substrat isolant 2, et donc avec respectivement les portions B, C, il conviendra d'exercer une légère pression sur la membrane 3 à partir de cette position de repos. La membrane 3 se trouvera alors dans sa première position de sollicitation (voir figure 8).
De préférence, l'écart entre les plans comportant les régions A', D' d'une part et les régions B', C' d'autre part est minimum de sorte que le déplacement de la membrane 3 pour passer de la position de repos à la première position de sollicitation soit réduit.
La deuxième zone de contact 16 comporte une unique région de contact E' apte à être en contact avec la portion E.
La région E' s'étend au moins au niveau du sommet du dome 18. Elle peut en outre s'étendre sur toute la face intérieure du dome 18.
Cette région E' ne peut être en contact avec la portion E correspondante que lorsque la membrane 3 est déformée de sorte que sa concavité est inversée, sous l'effet d'une pression suffisamment importante. La membrane 3 se trouve alors dans sa deuxième position de sollicitation (voir figure 9).
Dans la présente réalisation, la membrane 3 est réalisée d'un seul tenant dans un matériau conducteur. Elle est par exemple en métal électro-conductif.
On pourrait envisager que seule sa face intérieure 3b, ou uniquement les régions A' à E', comportent un matériau conducteur, en en étant par exemple recouvertes.
La membrane 3 est maintenue en position de repos au moyen d'une enveloppe souple de maintien 19, telle qu'un film de faible épaisseur.
Le matériau de l'enveloppe de maintien 19 doit être suffisamment fin et souple pour n'empêcher aucune déformation de la membrane 3. Elle doit en effet permettre au moins le passage de la position de repos aux première et deuxième positions de sollicitation.
L'enveloppe de maintien 19 est par exemple réalisée en matière plastique souple ou en papier.
Cette enveloppe de maintien 19 est fixée rigidement, par exemple par collage, à une partie au moins de la face extérieure 3a (par exemple la face extérieure du dome 18), voire à sa surface entière. Elle épouse ainsi sensiblement la forme extérieure de la membrane 3.
L'enveloppe de maintien 19 est par ailleurs fixée rigidement au substrat isolant 2 à l'extérieur des zones conductrices 6, 7 (voir figures 1 et 5 à 8).
Comme indiqué précédemment, la membrane 3 est sollicitée au moyen d'une touche 4 apte à être en contact avec l'enveloppe de maintien 19.
Dans la réalisation représentée, la touche 4 est formé de deux cylindres pleins superposés 4a, 4b par leur base. L'un des cylindres 4a présente un diamètre supérieur à l'autre.
Le cylindre de petite dimension 4b est destiné à être en contact, par sa base opposée au cylindre 4a, avec l'enveloppe de maintien 19 au moins au niveau du sommet du dome 18. En outre, l'autre cylindre 4a est destiné à recevoir le doigt de l'utilisateur.
La touche 4 présente ainsi une section transversale en forme de T.
Elle est par exemple réalisée d'un seul tenant.
Bien entendu, d'autres formes de touche peuvent être envisagées. Par exemple, dans la réalisation permettant l'exécution de deux actions directionnelles pour la zone conductrice extérieure 6, on pourrait prévoir que la surface adaptée à recevoir le doigt de l'utilisateur soit incurvée avec sa concavité tournée vers l'extérieur de manière à faciliter l'appui vers les zones A, B, D ou A, C, D.
Le cas échéant, le déplacement de la touche 4 est guidé et limité par une paroi s'étendant sensiblement parallèlement au substrat isolant 2 et encadrant ladite touche.
On décrit maintenant chacune des positions du commutateur 1 qui vient d'être décrit.
En position de repos, la touche 4 n'exerce aucune pression sur la membrane 3. Elle en est de préférence écartée.
Comme représenté sur les figures 5 à 7, seules les pattes 15a et 15d sont en contact avec la première zone conductrice 6. On a alors un contact partiel avec cette zone conductrice 6. En outre, les pattes 15b et 15c sont écartées du substrat isolant 2.
On comprend que dans ce mode de réalisation, la disposition symétrique de chaque paire de pattes 15a-15d et 15b-15c permet un certain équilibre et une stabilité de la membrane 3 en position de repos.
En première position de sollicitation, une légère pression exercée par la touche 4 sur la membrane 3, ou plus précisément sur l'enveloppe de maintien 19, provoque la mise en contact des pattes 15b et 15c avec la zone conductrice 6, à savoir les portions B et C.
On a alors un contact complet avec cette zone conductrice 6. La liaison entre la piste d'entrée 8 et les pistes de sortie 9 et 10 est ainsi établie et la première fonction peut être exécutée.
Il est à noter que dans cette position, le dome 18 n'est pas déformé. Seul un appui au niveau du sommet du dome 18 permet d'abaisser les pattes 15b et 15c vers le substrat isolant 2.
On pourrait en outre prévoir des moyens de blocage de la touche 4 dans cette première position de sollicitation, ces moyens de blocage devant néanmoins permettre le passage vers la deuxième position de sollicitation.
La symétrie des pattes 15b et 15c permet de garantir un contact simultané des deux pattes 15b, 15c lorsqu'un appui effectif a été exercé sur la membrane 3.
Par ailleurs, un effet de sécurité est garanti. En effet, si la membrane est mal fixée (par exemple, le plan comportant les régions B', C' n'est pas exactement parallèle au substrat isolant 2) de sorte qu'en position de repos, une seule des pattes 15b, 15c est en contact avec le substrat isolant 2, la première fonction ne pourra être exécutée que suite à l'appui sur la membrane 3 et non par inadvertance.
Dans la deuxième position de sollicitation, une pression plus importante que la précédente exercée par la touche 4 sur la membrane 3, provoque la déformation du dome 18. La concavité du dome 18 est alors inversée et la face intérieure de son sommet vient en contact avec la portion E de la deuxième zone conductrice 7 (figure 9).
Il est à noter que l'enveloppe de maintien 19 suit également cette déformation.
Dans cette situation, le contact avec la première zone conductrice 6 est complet.
Lorsque la touche 4 est relâchée, le dome 18 revient automatiquement dans sa position de repos et les pattes 15b et 15c sont écartées du substrat isolant 2. La membrane 3 revient alors à sa position de repos.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits.
On pourrait en effet prévoir un nombre différent ou bien une autre disposition des portions A à D de la première zone conductrice 6, avec un écart différent, et par conséquent des pattes 15a à 15d.

Claims (16)

  1. Commutateur à pression destiné à commander au moins deux fonctions en réponse respectivement à une pression exercée sur le commutateur, comportant :
    un substrat isolant (2) comportant au moins une première et une deuxième zones conductrices (6, 7) aptes à déclencher respectivement une première et une deuxième fonctions, au moins la première zone conductrice (6) comportant au moins deux portions (A, B, C, D) isolées électriquement l'une de l'autre, la première portion (A) étant reliée à une piste d'entrée (8) et la deuxième portion (B, C) à une piste de sortie (9, 10), la deuxième zone conductrice (7) étant en outre reliée à au moins une piste de sortie supplémentaire (13) ;
    une membrane (3) comportant au moins une première et une deuxième zones de contact (15, 16) aptes à contacter respectivement la première et la deuxième zones conductrices (6, 7) en fonction de la pression exercée sur la membrane ; la première zone de contact (15) comportant au moins deux régions (A', B', C', D') reliées entre elles électriquement et aptes à contacter respectivement les portions (A, B, C, D), de manière à relier entre elles les pistes d'entrée et de sortie ;
    la membrane pouvant prendre au moins trois positions :
    une position de repos, où elle est en contact partiel avec au moins la première zone conductrice (6), la piste d'entrée (8) n'étant reliée à aucune piste de sortie, aucune fonction n'étant exécutée ;
    une première position de sollicitation, où un premier appui provoque la liaison entre la piste d'entrée (8) et la piste de sortie (9, 10) de la première zone conductrice (6), cette première position de sollicitation étant destinée à déclencher l'exécution de la première fonction ; et
    une deuxième position de sollicitation, où un deuxième appui, de force plus importante que le premier, provoque le contact de chaque zone de contact (15, 16) avec chaque zone conductrice (6, 7), cette deuxième position de sollicitation étant destinée à déclencher l'exécution de la deuxième fonction.
  2. Commutateur à pression selon la revendication 1, caractérisé en ce que la membrane (3) est une coupelle déformable disposée de sorte que sa concavité soit tournée vers les zones conductrices (6, 7).
  3. Commutateur à pression selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la membrane (3) présente une section générale sensiblement circulaire.
  4. Commutateur à pression selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque région (A', B', C', D') fait partie d'une patte (15a, 15b, 15c, 15d) faisant saillie du bord libre (17) de la membrane (3).
  5. Commutateur à pression selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la face intérieure (3b) de la membrane, qui est en regard des zones conductrices (6, 7), comporte un matériau conducteur.
  6. Commutateur à pression selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le substrat isolant (2) comporte deux zones conductrices (6, 7) s'inscrivant chacune dans un anneau sensiblement circulaire, la première zone conductrice (6) étant extérieure à la deuxième zone conductrice (7).
  7. Commutateur à pression selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la deuxième zone conductrice (7) comprend une unique portion (E).
  8. Commutateur à pression selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la première zone conductrice (6) comporte au moins trois portions (A, B, C), dont une première (A) est reliée à une piste d'entrée (8) et les deuxième et troisième (B, C) sont reliées par des pistes de sortie (9, 10) à des circuits (11, 12) programmés de sorte que la première fonction puisse être déclenchée dès que les trois portions (A, B, C) sont contactées par les régions correspondantes (A', B', C').
  9. Commutateur à pression selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la première zone conductrice (6) comporte au moins trois portions (A, B, C), dont une première (A) est reliée à une piste d'entrée et les deuxième et troisième (B, C) sont reliées par des pistes de sortie à des circuits programmés de sorte que une première action puisse être déclenchée lorsque la première et la deuxième portions (A, B) sont contactées, tandis qu'une deuxième action puisse être déclenchée lorsque la première et la troisième portions (A, C) sont contactées.
  10. Commutateur à pression selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que les deuxième et troisième portions (B, C) sont disposées de part et d'autre de la première (A).
  11. Commutateur à pression selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend une enveloppe souple de maintien (19) à laquelle adhère une partie au moins de la face extérieure (3a) de la membrane (3) et attenant au substrat isolant (2) à l'extérieur des zones conductrices (6, 7), l'enveloppe maintenant la membrane en position de repos tout en permettant son passage en première et deuxième positions de sollicitation.
  12. Commutateur à pression selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une touche (4) apte à agir sur la face extérieure (3a) de la membrane pour y exercer les pressions.
  13. Bouton de navigation caractérisé en ce qu'il comprend un commutateur à pression selon la revendication 9 ou selon l'une des revendications 10 à 12, lorsqu'elles dépendent de la revendication 9.
  14. Equipement électrique comportant un commutateur à pression selon l'une des revendications 1 à 13, et des moyens d'exécution d'au moins une première et une deuxième fonctions, l'exécution des fonctions étant déclenchée en réponse respectivement à une pression exercée sur le commutateur.
  15. Equipement électrique selon la revendication 14, caractérisé en ce que la fonction déclenchée en première position de sollicitation est une fonction de présélection, tandis que la fonction déclenchée en deuxième position de sollicitation est une fonction de sélection.
  16. Equipement électrique selon la revendication 14 ou 15, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'exécution d'au moins deux actions permettant le déplacement dans deux sens différents d'un curseur, en réponse à l'activation du commutateur.
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