Brevet FR2316752A1 — publié le 19770128

La présente invention se rapporte à des dispositifs électroniques alimentés par piles et en particulier à des dispositifs électroniques portatifs de faibles dimensions, alimentés par pile, tels cu'une montre bracelet, des prothèses auditives, des microphones sans fil, etc. et à une pile utilisée dans de tels dispositifs. Depuis longtemps, on utilise des montres dont la source d'énergie est constituée par un ressort. Cependant , depuis cluelque temps, on utilise de plus en plus des dispositifs électroniques dans des montres grâce au développement des circuits intégrés à semi-conducteurs et des éléments d'af- fichage tels que les affichages à cristaux liquides et les diodes photoémettrices (IED) A la suite de ces changements, la source d'énergie nlest plus un ressort, mais est devenue électrique (piles électriques dans le cas des dispositifs portatifs). Dans les montres alimentées par pile, les composants tels que le circuit intégré, l'oscillateur, les éléments dtaf fichage, et la pile sont naturellement scellés dans un boîtier de montre avec une plaquette de circuit imprimé de cabrage, etc. Bien que le circuit intégré, l'oscillateur et les éléments d'affichage puissent etre tràs petits, il ne rez pas beaucoup d'espace libre dans une montre pour y loger la pile, qui a elle-même également de faibles dimensions. Par conséquent, il s'est posé la nécessité de diminuer le plus possible la taille de la pile. Toutefois, cette diminution entraine la diminution de la durée de vie utile de la pile. Si l'on augmente la taille de la pile pour augmenter sa durée de vie utile, le boîtier de montre devient trop volumineux.En d' au- tres termes, il se pose le problème de l'utilisation effective de l'espace disponible pour y loger la pile, dans des dispositifs électroniques miniatures alimentés par pile Gn connaît d'après le brevet US 3 945 193 une montre électronique comportant une unité porte-pile pour maintenir une pile à l'argent ou au mercure en forme de bouton à l'intérieur du boîtier de la'montre, un élément de support étant fixé de façon détachable au boîtier de la montre à tra vers son couvercle postérieur et s'étendant jusqu'à proximité de la surface supérieure de la montre, et monté mécaniquement de façon indépendante du mouvement de la montre. D'après le brevet US 3 943 699 on connaît un autre type de montre électronique à boîtier d'épaisseur très réduite utilisant une telle pile. Par conséquent, comme on le voit d'après l'art antérieur précité, on renferme complètement le corps de la pile dans le boîtier des montres électroniques connues. Ceci est dû au fait que la forme des dispositifs électroniques portatifs miniaturisés dépend étroitement de la forme conventionnelle de la pile, ce qui est également le cas des prothèses auditives miniaturisées ou des microphones de boutonnière sans fil. La présente invention a pour objet des dispositifs électroniques miniaturisés alimentés par pile permettant l'augmentation de la capacité de la pile sans augmenter pour autant les dimensions du boîtier de ces dispositifs, ou de diminuer les dimensions des boîtiers sans diminuer pour autant la capacité de la pile. La présente invention a également pour objet un dispositif électronique miniaturisé alimenté par pile permettant le remplacement aisé de la pile et éliminant tout risque de mauvaise mise en place. Selon la présente invention, on forme l'une des électrodes d'une pile plate classique au mercure ou à l'argent en f01 me de bouton de façon que cette électrode entoure l'autre électrode (c'est-à-dire qu'une surface principale et la surface latérale, et amans certains cas la partie rériphérique de l'autre surface principale forment une électrode, tandis que l'autre électrode est située dans la partie centrale de l'autre surface principale). Cette structure fondamentale présente les mêmes dimensions qu'une pile prévue pour l'utilisation envisagée, un dispositif de montage étant prévu sur cette pile.Dans le cas d'une montre, l'une des électrodes de la pile est réalisée de façon à constituer une partie du boîtier de la montre pour ne pas avoir à réaliser séparément le boîtier de montre et le boîtier de pile, permettant ainsi l'utilisation rationnelle de l'espace intérieur du boîtier de la montre et d'accentuer la miniaturisation ou d'augmenter la durée de vie de la pile En outre lors du remplacement de la pile,-on simplifie les étapes classiques d'enlèvement du couvercle du boîtier de la montre d'échange de la pile et de remise en place du couvercle puisqu'il nty a plus qu'à remplacer la pile. Les caractéristiques mentionnées ci-dessus peuvent également tre mises en oeuvre pour d'autres utilisations similaires, comme par exemple pour des prothèses auditives, des caméras ou appareils photographiques à commande électronique, des microphones sans fil fixable sur boutonnière, etc. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée de deux modes de réalisation pris comme exemples non limitatifs et illustrés par le dessin annexé, sur lequel la figure 1 est une vue en coupe d'une montre-bracelet conforme à un premier mode de réalisation de l'invention ; et la figure 2 est une vue en coupe d'une grande partie d'un dispositif électronique miniature se rapportant à la mise en place de la pile, selon un autre mode de réalisation de l'invention. On voit sur la figure 1 une montre bracelet conforme à un mode de réalisation de l'invention dans laquelle le verre de montre la est constitué principalement de résine ou de verre transparent, un masque opaque la" masquant certaines parties. Une cloison latérale lb est réalisée généralement en métal et sert également de borne de connexion pour une électrode 2a d'une pile 2. Le couvercle postérieur lc du boîtier de la montre est formé par l'électrode 2a de la pile 2 . Un circuit imprimé 3 délimite, avec la cloison latérale lb un logement 8 pour la pile 2 Au centre d'une surface principale de la pile 2 opposée à la surface principale de l'électrode 2a se trouve formée l'autre électrode 2b réalisée de façon à constituer une paire d'électrodes avec ladite électrode 2a . La pile 2 est fondamentalement similaire à une pile-bouton classique à l'argent ou au mercure, mais comporte un dispositif de fixation détachable tel qu'un élément de contact à pression, un élément de verrouillage, ou un filetage, sur une partie périphérique Il de l'électrode positive 2a entourant l'électrode négative 2b de façon à permettre de fixer facilement et fermement la pile sur la cloison latérale lb, tant du point de vue mécanique que du point de vue électrique. En montant la pile dans l'es- pace 8, on peut utiliser un joint ou rondelle d'étanchéité tout en assurant la connexion électrique entre la cloison lb de la montre et la partie latérale ld de la pile à l'aide d'un ressort de contact ou de tout autre dispositif connu. Les composants électriques tels que l'élément d'affichage 4, qui peut être une diode photoémettrice IED ou un afficheur à cristal liquide, et un circuit intégré 5 à semi conducteurs, sont reliés au cabrage imprimé (non représenté) disposé sur l'une des faces de la plaquette à circuit impr-imé 3. On fixe un oscillateur 6 à cristal, qui est relativement encombrant en 11 état actuel de la technique, dans une échancrure de la plaquette 3, les bornes de cet oscillateur étant reliées au câblage imprimé sur ladite plaquette 3.L'une des bornes d'alimentation en énergie du circuit imprimé est disposée à une extrémité d'une surface de ladite plaquette à circuit imprimé et est mécaniquement et électriquement reliée à la cloison métallique latérale lb du boîtier de montre, c'est-àdire qu'elle est reliée à l'électrode 2a de la pile. L'autre borne d'alimentation en énergie est disposée depuis l'une des faces vers l'autre face de ladite plaquette de circuit imprimé en tant que couche de connexion raccordée à un ressort à lame 7 réalisant un contact électrique avec l'autre électrode 2b de la pile. Lorsque la pile décrite ci-dessus est réalisée de façon à remplir le plus possible l'espace 8, on obtient un gain d'espace ou une utilisation plus rationnelle de l'espace intérieur du boîtier par rapport au cas où l'on utiliserait une pile classique. En outre, seule la mise en place prédéterminée de la pile est possible à cause de la forme de la pile, et il n'y a aucun risque de mauvaise mise en place de la pile, donc aucun risque d'inversion de polarité et de destruction du circuit intégré ou des éléments d'affichage motteux par inversion de polarité. Le- mode de réalisation décrit ci-dessus se réfère à une montre-bracelet, et peut s'appliquer également à d'autres dispositifs électroniques miniaturisés portatifs comme par exemple des prothèses auditives miniaturisées. La figure 2 est une vue en coupe de la partie de boîtier ae pile d'un dispositif électronique miniaturisé mince tel qu'une montre électronique, une prothèse auditive ou un microphone sans fil à fixation sur boutonnière, renfermant une pile-bouton, dispositif dans lequel une électrode de la pile comportant une couche de recouvrement forme une partie du boîtier, ctest-à-dire sert de couvercle postérieur. Sur cette figure 2, la référence 11 se rapporte au boîtier du dispositif, et la référence 12 à une pile à oxyde de mercure ou d'argent en forme de bouton, comportant une électrode positive 12a et une électrode négative 12b . L'électrode positive 12a entoure l'électrode négative lob. On forme une couche de recouvrement 13 en résine thermoplastique ou toute autre matière appropriée sur une surface principale de l'électrode positive opposée à la surface principale de l'électrode négative.On forme un filetage 19 à la partie périphérique de la surface principale positive selon une structure intégrée avec l'électrode positive 12ao Les références 14 et 15 se rapportent respectivement à l'élément de surface supérieur du boîtier et à l'élément de surface inférieur du boîtier du dispositif électroniaue 16, dispositif alimenté en énergie par la pile et pouvant par exemple être un circuit électronique, un élément d'affichage, un transducteur électroacoustique, etc.. disposé sur le substrat. L'élément de surface inférieur 15 comporte une ouverture permettant l'insertion d'une pile 12, cette pile étant fixée par vissage à la périphérie de l'ouverture avec interposition d'un joint d'étanchéité annulaire 20.Dans le cas présent, l'élément de surface inférieur 15 sert de conducteur pour relier l'électrode positive de la pile à l'élément de dispositif alimenté 16 Un contact conducteur élastique 17 établit un contact avec l'électrode négative de la pile et relie l'électrode négative à lélément de dispositif alimenté 16. Un logement 18 de pile est délimité par les éléments 14 et 15 et l'élément de dispositif alimenté 16. Comme représenté sur la figure 2, lorsque la pile 12 est mise en place, sa surface principale positive fait partie du boîtier du dispositif. Dans le boîtier de pile de la figure 2, la couche de résine 13 est formée sur la couche métallique de l'électrode positive 12a et comporte une amure adaptée à la forme de la lame d'un tournevis, afin de pouvoir enlever et mettre en place la pile. Pour relier électriquement ltélectrode positive 12a au dispositif alimenté 16, on peut utiliser une bande terminale élastique (non représentée) s'étendant depuis le substrat du dispositif ét formant contact à pression avec la cloison latérale de la pile mise en place. L'élément 14 peut être constitué par la plaquette de circuit imprimé 3 de 'a figure 1. Dans ce cas, étant donné que le dispositif alimente 16 est disposé sur le substrat, on peut disposer plusieurs piles sur la surface du couvercle postcrieur. On peut alors utiliser des piles moins épaisses sans diminuer pour autant la capacité totale de la pile, en augmentant le nombre de piles élentairs. L'élément 14 peut être la surface supérieure du boîtier du dispositif électronique. Si l'on compare le dispositif de la présente invention à celui décrit dans le brevet US précité nO 3 945 193, la structure de la figure 2 présente 1 ' avantage de ne nécessiter aucune unité de maintien ou de fixation, ainsi que dlune simplification de l'opération de reliplacement de la pile. On peut fabriquer un grand nombre de types de piles convenant pour le dispositif électronique de la présente invention, permettant ainsi à l'usager de choisir la pile appropriée. R - V i. L i) 1 O A T I O N s 1. Dispositif électronique alimenté par pile, comportant un boîtier et une pile montée de façon amovible dans ledit boîtier caractérisé par le fait qu'au moins une des surfaces de ladite pile constitue une partie dudit boîtier. 2. Pile amovible pour dispositif électronique alimenté par pile, caractérisée par le fait qu'elle comprend des moyens de fixation amovibles pour fixer la pile au dispositif électronique précité et une partie servant de portion de boîtier dudit dispositif électronique 3. Pile selon la revendication 2, caractérisée par le fait que ledit moyen de fixation est un contact à pression, un contact à verrouillage ou un filetage. 4. Dispositif électronique alimenté par pile1 et comportant un boîtier ayant une surface électriquement conductrice, une pile comportant un premier pile définissant une surface inférieure et une surface latérale ayant la forme d'un bouton, et un second pôle faisant saillie depuis une surface supérieure de la pile, un dispositif alimenté par pile disposé dans le boîtier, caractérisé par le fait qu'il comporte une ouverture définie par la surface latérale dudit boîtier, un couvercle amovible constitué par la surface inférieure de ladite pile fixée de façon amovible dans ladite ouverture et électriquement reliée à la surface conductrice dudit boîtier, une . ( T'L", de connexion élastique reliant électriquement le second pôle de ladite pile au dispositif alimenté, et un moyen de liaison électrique entre la surface latérale dudit boîtier et le dispositif alimenté, ladite batterie comportant un moyen de fixation s'étendant depuis la périphérie de ladite surface inférieure de la pile pour la fixer sur la surface conductrice dudit boîtier et ayant des dimensions telles qu'elle remplit pratiquement tout l'espace délimité par la surface conductrice dudit boîtier, le dispositif alimenté et ledit couvercle amovible. 5. Dispositif électronique selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre un élément de support pour monter d'une part le dispositif alimenté et d'autre part le dispositif de borne flexible, ledit élément de support délimitant avec ladite surface de boîtier l'espace de logement de ladite pile. 6. Dispositif électronique selon la revendication 5 caractérisé par le fait que ledit élément de support est une plaquette de circuit imprimé sur laquelle sont montés un circuit électrique approprié et des moyens transducteurs. 7. Dispositif électronique selon la revendication 4 caractérisé par le fait que ledit moyen de fixation est formé par un élément flexible capable d'assurer un contact à pression avec une surface constituant une partie de la surface conductrice dudit boîtier, 8. Dispositif électronique selon la revendication 4 caractérisé par le fait que ledit moyen de fixation de la pile comporte un élément fileté autour de la surface conductrice de la pile, ledit élément fileté se vissant dans une partie taraudée de ladite ouverture du boîtier. 9. Dispositif électronique caractérisé par le fait qu'il comporte un boîtier présentant une surface principale au moins une pile ayant un premier pale définissant une surface inférieure et une surface latérale de la pile, et un second pale faisant saillie au-dessus d'une surface supé -rieure de la pile, des moyens de fixation étant prévus autour du premier pôle un dispositif alimenté par batterie et comportant des circuits électroniques un élément de couvercle monté à la surface dudit boî- tier pour délimiter un espace de logement de la pile dans le boîtier au moins une ouverture formée dans ledit élément de couvercle pour permettre l'insertion de la pile dans ledit logement des moyens pour relier électriquement ladite pile et ledit dispositif alimenté ; et des moyens formés à la périphérie de ladite ouverture dudit élément de couvercle pour engager directement et fermement, de façon amovible, lesdits moyens de fixation de la batterie, la surface inférieure de la pile formant une partie du boîtier lorsque ladite pile est mise en place. 10. Dispositif selon la revendication 9 caractérisé par le fait que lesdits moyens de fixation comportent un premier et un second éléments à ressort, l'un d'eux reliant lectriquement le second pâle de ladite pile audit dispositif alimenté, l'autre reliant le premier pôle de ladite batterie, sur sa surface latérale au dispositif alimenté. 11. Dispositif selon la revendication 9 , caractérisé par le fait que lesdits moyens de connexion comportent un moyen pour relier électriquement le premier pâlie de ladite pile au dispositif alimenté via ledit éliment de couvercle de boîtier, et un élément à ressort pour relier électriquement le second p81e de ladite pile audit dispositif alimenté.