La présente invention concerne un bouton poussoir, du type enfoncé par un utilisateur pour actionner un commutateur, en particulier intégré dans un module de clé de véhicule automobile, comportant un organe de communication pour l'ouverture et fermeture à distance des ouvrants du véhicule.

Ces boutons poussoirs reposent sur l'enfoncement d'une partie mobile qui est mise en mouvement par un effort de pression de la part d'un utilisateur, et s'enfonce par rapport à une partie fixe, généralement le corps portant le bouton. Les boutons, en particulier poussoir, présentent une courbe de l'effort appliqué en fonction de l'enfoncement globalement croissante, jusqu'à une valeur seuil, où l'effort appliqué diminue brusquement. Cette diminution de l'effort est ressentie par l'utilisateur, c'est celle qui est perçue comme un < clic > même si le mécanisme ne produit aucun son, ce qui fournit un retour haptique assurant à l'utilisateur que sa commande est prise en compte.

La diminution de l'effort ressentie est appelée l'effet cloquant du bouton, qui est mesuré comme étant le rapport F/F entre la diminution de l'effort et la valeur absolue de l'effort maximal appliqué juste avant ladite diminution, qui est donc adimensionné. Cet effet cloquant résulte du mécanisme des commutateurs utilisés qui présentent plusieurs états d'énergie minimale, correspondant à différents états de commutation, séparés deux à deux par une barrière d'énergie potentielle qui est surmontée par le geste d'actionnement. À partir d'un état initial, le maximum d'énergie potentielle est atteint au point dit de basculement, au delà duquel le mécanisme bascule tout seul dans l'état final.

Il est connu d'utiliser des membranes souples comme élément élastique assurant le retour de la partie mobile du bouton poussoir. Ces membranes assurent un rôle double en ce qu'elles permettent le retour à une position de repos de la partie mobile, et en ce qu'elles isolent le commutateur électronique de l'environnement extérieur.

Pour un meilleur actionnement du commutateur, la partie de la membrane présente souvent une surépaisseur sur la surface en regard du commutateur agissant comme un doigt enfonçant le commutateur. Ces structures donnent un effet cloquant de l'ordre de 15 à 20%.

Ce ressenti du retour haptique peut être considéré insuffisant, en ce que, de manière générale, un effet cloquant nettement marqué est ressenti comme signe de qualité par un utilisateur.

Afin de répondre au moins partiellement au besoin précédemment mentionné, l'invention a pour objet un bouton de type poussoir, comprenant : une partie fixe formant châssis, une partie mobile, mobile en translation entre une position de repos, adoptée en l'absence d'actionnement par un utilisateur, et une position d'actionnement, adoptée par enfoncement de la partie mobile par rapport à la partie fixe,

- un commutateur, basculant d'un premier état vers un second lorsque la partie mobile est amenée en position d'actionnement,

- une membrane souple, disposée entre la partie mobile et le commutateur, reliée par ses bords à la partie fixe et ramenant la partie mobile en position de repos en l'absence d'actionnement par l'utilisateur, caractérisé en ce que : la membrane comporte un amincissement de son épaisseur en vis-à-vis du commutateur.

Les boutons ainsi obtenus ont des caractéristiques améliorées en terme de ressenti haptique de l'effet cloquant, ce qui rend lesdits boutons plus agréables et potentiellement plus pratiques et sûrs à utiliser.

Le bouton selon l'invention peut en outre présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison.

L'amincissement comporte un évidement sur la surface extérieure de la membrane, et la partie mobile comporte une protubérance de forme complémentaire insérée dans l'évidement.

L'amincissement comporte un évidement sur la surface intérieure de la membrane, et le commutateur comporte une portion supérieure de forme complémentaire qui s'insère dans l'évidement lors de l'actionnement du bouton.

L'évidement peut alors en particulier être à section variant progressivement, par exemple, il peut être conique, trapézoïdal, ou en escalier.

La partie mobile est collée ou soudée sur la surface extérieure de la membrane.

Le cas échéant, l'évidement et la protubérance peuvent être de forme légèrement différente de sorte à causer une accumulation de colle entre les deux.

La surface extérieure de la membrane comporte des rainures pour la colle destinée à maintenir la partie mobile collée.

La membrane est réalisée en un thermoplastique élastomère injecté, le thermoplastique élastomère injecté pouvant être un des suivants : polyuréthane élastomère, polyéthylène élastomère, polyamide élastomère.

L'invention a aussi pour objet le module de clé de véhicule à émetteur intégré pour la télécommande de fonctions de verrouillage/déverrouillage des ouvrants d'un véhicule, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un bouton tel que précédemment décrit.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels : la figure 1 montre un bouton de type poussoir selon un premier mode de réalisation de l'invention, en vue en coupe schématique, la figure 2 est une vue de dessus d'une membrane telle qu'utilisée dans le bouton de la figure 1, la figure 3 montre un bouton de type poussoir selon un second mode de réalisation de l'invention, en vue en coupe schématique, la figure 4 est un graphe simplifié de la force de réaction en fonction de l'enfoncement lors de l'actionnement d'un bouton selon l'invention.

Sur toutes les figures, les mêmes références se rapportent aux mêmes éléments.

En figure 1 est montré de façon schématique un bouton 1 de type poussoir selon un mode de réalisation de l'invention. Le bouton 1 comporte une partie fixe 3, formant châssis, une partie mobile 5, destinée à être enfoncée pour actionner le bouton, un commutateur 7, basculant entre deux états, un premier et un second, par exemple ouvert et fermé, lorsque le bouton 1 est actionné et une membrane 9, attachée à la partie fixe 3 et portant la partie mobile 5 du bouton 1.

La partie fixe 3 du bouton 1 est par exemple le corps d'un module de clé de véhicule à transpondeur intégré pour la télécommande de fonctions de verrouillage du véhicule, telles que le verrouillage/déverrouillage des portières et du hayon de coffre.

Un tel module de clé comporte généralement une pluralité de boutons 1, un pour le verrouillage des ouvrants, un pour leur déverrouillage, et éventuellement un bouton supplémentaire pour un verrouillage/déverrouillage du hayon de coffre séparément.

La partie mobile 5 est une plaque, métallique ou plastique, préférentiellement en plastique moulé, présentant une face extérieure portant généralement un pictogramme indiquant la fonction du bouton. La partie mobile 5 est en général intégrée dans la face avant du module de clé, et est celle sur laquelle l'utilisateur appuie pour actionner le bouton 1.

La partie mobile 5 est mobile en translation entre une position de repos, prise en l'absence de pression ou d'actionnement, et une position d'actionnement, correspondant à la position prise par ladite partie mobile 5 lorsque l'utilisateur l'enfonce pour actionner le bouton 1.

Sous la partie mobile 5 est situé un commutateur 7 électronique. Cet commutateur 7 est un commutateur à basculement. Le commutateur 7 est écrasé lorsque l'utilisateur enfonce la partie mobile 5 jusqu'à un point de basculement, atteint lorsque la partie mobile 5 est en position d'actionnement. Lorsque le point de basculement est atteint, le commutateur 7 bascule d'un premier état de commutation initial, par exemple ouvert ou fermé s'il s'agit d'un interrupteur, vers un second état de commutation final, fermé ou ouvert respectivement dans le cas de l'interrupteur.

Ces commutateurs 7 comprennent généralement une partie mobile s'escamotant dans une partie fixe lors de leur actionnement, et un élément de rappel élastique ramenant la partie mobile en position de repos et stockant l'énergie potentielle nécessaire au basculement (commutateurs connus comme < microswitch > ou commutateurs intégrés).

Le commutateur 7 est généralement porté par une carte à circuit imprimé, portant aussi des éléments électroniques destinés à être contrôlés par l'actionnement de l'interrupteur 7. Dans le cas d'un module de clé de véhicule automobile, la carte à circuit imprimé porte par exemple l'émetteur du signal de verrouillage/déverrouillage des ouvrants.

Entre la partie mobile 5 et le commutateur 7 est placée une membrane 9. Cette membrane 9 est une membrane souple, en particulier réalisée par injection de thermoplastique élastomère, par exemple du thermoplastique polyuréthane élastomère (TPU), du thermoplastique polyéthylène élastomère (TPE) ou du thermoplastique polyamide élastomère (TPA).

La membrane 9 est attachée par ses bords à la partie fixe 3, par exemple par collage. Elle présente une surface supérieure 11 qui porte la partie mobile 5, et des zones de déformations 13, entre les parties collées à la partie fixe 3 et la surface supérieure 11.

Du fait de son élasticité, la membrane 9 forme un élément de rappel élastique, qui ramène la partie mobile 5 en position de repos lorsque l'utilisateur relâche la pression sur ladite partie mobile 5. Pour permettre un enfoncement plus facile de la partie mobile 5, et pour éviter une déformation non élastique permanente de la membrane 9, celle-ci comporte des zones de déformation 13 sur sa périphérie, comportant une portion périphérique de membrane 9 à section en U. La déformation de la membrane 9 se fait alors par déplacement du pli formant le fond du U le long d'une partie périphérique de la membrane 9 et/ou par courbure des pans correspondant aux barres dudit U.

La membrane 9 comporte un amincissement 15 de son épaisseur, en vis-à-vis du commutateur 7. Dans le mode de réalisation représenté en figure 1, l'amincissement 15 comporte essentiellement un évidement, de forme conique, situé sur la surface extérieure 11 de la membrane 9.

D'autres modes de réalisation peuvent être envisagés, par exemple avec un amincissement 15 de forme arrondie, trapézoïdale ou même en escalier. Ces formes à section variant progressivement permettent de s'assurer que lors du moulage par injection, le matériau injecté remplit tout l'espace du moule, y compris la partie amincie, et ce en dépit des tensions de surface et des effets de viscosité.

Si les matériaux le permettent, l'amincissement 15 peut bien sûr simplement être parallélépipédique. La partie mobile 5 comporte une protubérance 17, de forme et dimensions correspondantes, insérée dans l'évidement formant l'amincissement 15, de la colle 19 étant appliquée dans ledit évidement formant l'amincissement 15 avant d'amener la partie mobile 5 au contact pour sa fixation. Une légère différence de forme, par exemple d'angle d'ouverture du cône, peut être prévue entre l'évidement 15 et la protubérance 17 de sorte à causer une accumulation contrôlée de colle 19 entre ces derniers, ce qui améliore la fixation et la rigidité.

Pour permettre un meilleur collage de la partie mobile 5, la surface extérieure de la membrane 9 comporte une pluralité de rainures 21, dans lesquelles la colle 19 destinée à maintenir la partie mobile 5 s'infiltre puis prend.

En alternative, la partie mobile 5 peut être soudée, par exemple par ultrasons ou laser sur la surface extérieure de la membrane.

La figure 2 est une vue de dessus de la membrane 9 telle que précédemment décrite. On peut notamment voir sur cette figure le motif des rainures 21 , ici en forme de lignes parallèles. D'autres motifs sont aussi envisageables, tels que des croisillons, des cercles concentriques, voire même de simples renfoncements ponctuels uniformément répartis.

En figure 2 on peut aussi voir que la zone de déformation 13 fait le tour complet de la membrane 9. En entourant ainsi la membrane 9 d'une zone de déformation 13 dans sa totalité et en la collant à la partie fixe 3 sur la totalité de la périphérie, on assure une relative étanchéité de l'espace à l'intérieur de la membrane 9 et de la partie fixe 3, ce qui permet de protéger le commutateur 7 d'éventuels éléments extérieurs nuisibles s'infiltrant dans le bouton 1, par exemple la poussière et l'humidité. L'amincissement 15 permet une meilleure transmission des efforts du commutateur 7 à la partie mobile sur laquelle repose le doigt de l'utilisateur qui est destiné à ressentir l'effet cloquant.

En particulier, le fait que la membrane 9 soit souple fait que celle-ci absorbe une partie des efforts sous forme de déformations et cisaillements, qui ne sont pas ressentis par l'utilisateur. Dès lors, son amincissement diminue la portion d'efforts dissipés.

En couvrant la quasi-totalité de la surface de la membrane 9 de rainures 21, une adhérence plus étendue de ladite membrane 9 à la partie mobile est obtenue, ce qui améliore la raideur du bouton 1 et donc le ressenti haptique en empêchant une dispersion d'efforts par oscillations de la membrane 9 non transmises à la partie mobile 5.

La figure 3 montre un mode de réalisation alternatif de bouton 1 de type poussoir selon l'invention. Dans ce mode de réalisation, l'amincissement 15 de la membrane 9 se présente sous forme d'un évidement sur sa surface intérieure, en regard du commutateur 7. Le commutateur 7 présente alors une portion supérieure 23 de forme et dimensions correspondant qui s'engage dans l'évidement lorsque la partie mobile 5 est amenée en position d'actionnement. La surface supérieure 11 de la membrane 9 est alors plane, à l'exception des rainures 21 pour la colle 19. La surface de la partie mobile 5 située en vis-à-vis est aussi plane, et ne comporte en particulier pas de protubérance 17.

La figure 4 est un graphe approximatif de la force F de réaction du bouton poussoir 1 en fonction de l'enfoncement e appliqué à la partie mobile 5. La force F est donnée en newton N, et l'enfoncement e en millimètres mm.

L'évolution de la force F en fonction de l'enfoncement e se divise en quatre segments, numérotés i à iv.

En première partie i, d'un enfoncement e nul à une valeur d'enfoncement e où la membrane 9 entre en contact avec le commutateur 7, la force F évolue de façon linéaire, selon une première pente.

Durant cette partie i, la réaction vient essentiellement de la membrane 9, qui est déformée élastiquement, et tend à retourner en position de repos avec une force F proportionnelle à la déformation qu'est ici l'enfoncement e. La première pente correspond ainsi à la constante de raideur de la membrane 9.

En deuxième partie H, la force F augmente de manière plus importante, avec une pente éventuellement variable croissante et plus importante qu'en première partie i.

Durant cette partie H, la réaction F vient de la membrane 9 et du commutateur 7, qui comporte un élément élastique emmagasinant l'énergie de déformation jusqu'à atteindre le point de basculement, par exemple une lame ressort métallique, ou un élément cloquant portant des contacts.

En troisième partie iii, la force F décroît brutalement d'une valeur Fl, maximum local, à une valeur F2, minimum local. Durant cette période iii, le point de basculement est atteint au départ, le commutateur bascule d'un premier état vers un second, l'élément élastique cédant l'énergie nécessaire audit basculement, ce qui occasionne la chute de force de réaction F observée.

En quatrième partie iv, la force F augmente à nouveau fortement avec l'enfoncement e.

Durant cette période iv, le commutateur 7 à atteint la limite de sa déformabilité élastique, et tout le bouton est en fait en train d'être comprimé jusqu'à déformation permanente de ses composants. Cette quatrième partie n'est pas parcourue lors d'une utilisation normale, et correspond à la butée de fond du bouton 1.

L'effet cloquant des boutons 1 selon l'invention, donné comme étant (Fl ^~ F2)/F1, est, selon des études de prototypes, supérieur à 40%, de l'ordre de 43% en moyenne.

Le retour haptique ressenti est ainsi beaucoup plus important, ce qui améliore l'appréciation du bouton 1 par l'utilisateur et rend l'utilisation dudit bouton 1 plus aisée et plus sûre, vu qu'un actionnement non ressenti et donc un double actionnement parce que le premier n'est pas ressenti est moins probable, notamment par exemple lorsque l'utilisateur porte des gants amoindrissant le ressenti haptique.