Brevet FR2714989A1 — publié le 19950713

L'invention concerne un dispositif de connexion destiné à réaliser une connexion électrique entre une carte à mémoire et un appareil électronique tel qu'un calculateur, le dispositif comportant un mécanisme destiné à tirer la carte à mémoire à l'intérieur de l'appareil lors de l'utilisation. Des cartes à mémoire sont des composants électro- niques comprenant habituellement une carte formant substrat, qui porte des puces électroniques et des circuits, la carte à mémoire pouvant être branchée sur un calculateur et agissant à la manière d'un module pour stocker des pro- grammes, procurer un espace de mémoire, mettre à disposition l'identité de l'utilisateur et d'autres applications analo- gues. La diminution continuelle des dimensions des composants électroniques et de leurs assemblages ont conduit à augmenter le nombre d'applications et donc l'utilisation de cartes à mémoire. Pour favoriser une utilisation étendue des cartes à mémoire, on a développé certaines normes, par exemple la norme PCMCIA (Association Internationale des Cartes à Mémoire pour Ordinateurs Individuels) qui définit, entre autres, l'interface de connexions et les dimensions extérieures des cartes. A ce jour, il existe trois cartes aux normes PCMCIA, à savoir les types 1, 2 ou 3. La connexion de cartes à mémoire sur du matériel de calcul était effectuée par chargement de la carte dans un mécanisme d'insertion/éjection rappelé par ressort, et poussée manuelle de la carte dans le matériel de calcul, de manière qu'une extrémité de la carte ressorte d'une face du calculateur. Du fait de la transmission de données à haute vitesse dans les circuits électriques de la carte à mémoire, des parasites électromagnétiques rayonnent et risquent d'affecter d'autres parties du matériel de calcul, au voisinage de la carte. De plus, des perturbations électro- statiques ou électromagnétiques provenant de l'extérieur du calculateur risquent de produire un bruit indésirable pour la carte à mémoire. Pour résoudre ce problème, on peut charger la carte à mémoire sur un chariot et pousser le chariot dans la machine de façon que la carte soit totalement entourée par les parois extérieures du calculateur qui comportent une5 couche conductrice agissant en tant que cage de Faraday, la carte étant ainsi protégée des parasites électromagnétiques et électrostatiques extérieurs. Cependant, une partie du chariot dépasse en dehors de la face du calculateur, ce qui n'est pas ergonomique et est de préférence évité, car le10 chariot risque d'être endommagé, en particulier lorsqu'il est dans la position de réception d'une carte. Les dispositifs manuels connus d'insertion/éjection doivent également être actionnés à la main pour éjecter la carte a mémoire du calculateur. Ceci est moins souhaitable qu'un moyen commandé15 électroniquement par le calculateur afin d'éviter une extraction accidentelle de la carte pendant qu'elle est en cours d'utilisation, ou d'éviter que la carte soit dérobée par un utilisateur non autorisé, ceci étant beaucoup plus simple à maîtriser par voie électronique. Un objet de l'invention est donc de procurer un dispositif de connexion destiné à connecter des cartes à mémoire à un appareil électronique qui tire la carte à l'intérieur de cet appareil afin qu'elle soit protégée par la cage de Faraday formée par l'appareil pour la soustraire aux effets des parasites électromagnétiques et électrostatiques. Un autre objet de l'invention est de procurer un dispositif de connexion destiné à connecter une carte à mémoire à un appareil électronique, le dispositif de con- nexion à mémoire étant peu volumineux, peu coûteux et pouvant être commandé électroniquement par l'appareil. Les objets de l'invention sont réalisés par un dispositif de connexion de cartes à mémoire comportant un bâti de support de carte à mémoire et un connecteur de carte à mémoire, le dispositif de connexion comportant, confor- mément à l'invention, un premier chariot monté de façon coulissante dans le bâti de support et portant le connecteur, le chariot étant relié à un premier mécanisme à moteur électrique destiné à déplacer la carte à mémoire de la première position dépassant en dehors de l'appareil électro- nique jusqu'à une seconde position à l'intérieur de l'appa- reil. Le dispositif de connexion peut également être pourvu d'un second chariot reçu de façon coulissante dans le bâti de support pour une connexion avec plusieurs cartes10 normalisées, par exemple une connexion simultanée sur des types PCMCIA 1 et 2, ou une connexion sur un type PCMCIA 3. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: la figure 1 est une vue de dessus du dispositif de connexion d'une carte à mémoire auquel une carte à mémoire est connectée, dans une première position pour recevoir la carte; la figure 2 est une vue de dessus du dispositif de connexion de la figure 1, mais avec la carte dans une seconde position d'insertion complète; la figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne 3-3 de la figure 1; la figure 4 est une vue en bout avant du disposi- tif de connexion suivant la direction de la flèche 4 de la figure 1; la figure 5a est une vue en plan de dessus d'une autre forme de réalisation recevant deux cartes à mémoire, ces deux cartes à mémoire étant totalement connectées au dispositif; la figure 5b est une vue en plan de dessus de la forme de réalisation de la figure 5a, ne montrant que l'un des deux dispositifs de connexion de cartes (le dispositif inférieur); la figure 6 est une vue en coupe suivant la ligne 6-6 de la figure 5; la figure 7 est une vue en bout avant de la forme de réalisation des figures 5a et 5b, dans laquelle deux cartes à mémoire (types PCMCIA 1 et 2) sont reçues simul- tanément; la figure 8 est une vue en bout avant de la forme de réalisation des figures 5a et 5b, dans laquelle une seule carte à mémoire est reçue; et10 la figure 9 est une vue schématique en coupe de microcontacts, suivant la ligne 9-9 de la figure 5a. En référence d'abord aux figures 1 à 4, un dispositif 2 de connexion d'une seule carte à mémoire comporte un bâti 4 de support à l'intérieur duquel est monté un chariot coulissant 6 destiné à la réception d'une première carte à mémoire 8 à l'intérieur d'un appareil électronique comportant une plaquette 10 à circuit imprimé et une en- veloppe extérieure 12 électriquement conductrice. Le disposi- tif 2 de connexion d'une carte à mémoire est monté sur la plaquette 10 à circuit imprimé et est connecté électriquement à celle-ci par l'intermédiaire d'un câble flexible et plat 14 replié en un coude en U 15. Le dispositif 2 de connexion de carte à mémoire comporte en outre un mécanisme 16 à moteur destiné à déplacer de façon coulissante le chariot 6 à l'intérieur du bâti 4 de support, le mécanisme 16 à moteur comportant un moteur électrique 18 monté sur le bâti 4 de support, et une vis sans fin 20 engagée dans un filetage 22 d'un guide latéral 24 du chariot 6. Le bâti 4 de support comporte des parois latérales 26, 27 destinées à guider latéralement le chariot 6, les guides latéraux 24 et 28 du chariot 6 étant contigus aux parois latérales respectives 26, 27 du bâti 4. Une barre transversale 30, sur laquelle un connecteur 32 de carte à mémoire est monté, relie les guides latéraux 24, 28, le connecteur 32 renfermant des bornes à broches pour une connexion avec des contacts femelles de la carte 8, les bornes à broches étant également interconnectées avec le câble flexible et plat 14. Un bord avant 36 de la plaquette 10 à circuit imprimé est espacé de l'enveloppe extérieure 12 de l'appareil électronique et des guides 38 de carte sont placés entre eux, de chaque côté de la carte 8, pour guider celle-ci avec précision dans le dispositif 2 de connexion. Comme montré sur les figures 1 à 4, la carte 8 renferme un circuit électronique et est normalisée confor- mément à la norme PCMCIA type 3 qui définit l'interface de connexion et les dimensions extérieures de la carte 8. L'épaisseur de la carte de type 3 est d'environ 10,5 mm, et il existe d'autres cartes aux normes PCMCIA, conformes aux types 1 et 2 qui concernent les cartes 8' et 8" montrées sur la figure 6, lesquelles ont des épaisseurs de 3,3 mm et 5 mm, respectivement, dont la somme est légèrement inférieure à l'épaisseur de la carte de type 3. Comme montré sur les figures 4, 7 et 8, les cartes des types 1, 2 et 3 ont des saillies latérales de guidage 44, 46 et 48, respectivement, qui sont placées dans les mêmes positions par rapport à leurs connecteurs femelles respectifs 50, 52 et 54. Ceci signifie que si un connecteur peut être accouplé avec une carte de type 3, il peut également être accouplé avec une carte de type 1 ou une carte de type 2. En référence de nouveau à la figure 1, le chariot 6 est représenté dans une position la plus avancée dans laquelle les guides latéraux 24, 28 butent contre une paroi avant 60 du bâti 4 de support, la paroi avant 60 présentant une ouverture 62 destinée à recevoir la carte de type 3 entre les guides latéraux 24, 28 qui présentent des gorges latéra- les 64 pouvant être engagées autour de la saillie 48 de guidage de carte. Le chariot 6 et un boîtier 66 du connecteur 32, destinés à recevoir les bornes à broches, peuvent être moulés d'une seule pièce pour réduire le nombre de pièces. Cette dernière solution constitue un modèle peu coûteux. on décrira à présent le chargement de la carte à mémoire 8 dans l'appareil électronique. Dans la position de réception de carte, le chariot 6 est en butée contre la paroi avant 60 du bâti 4 de support comme montré sur la figure 1.5 La carte 8 à mémoire peut alors être insérée à travers la paroi extérieure 12 de l'appareil électronique, guidée latéralement par les guides 38 qui assurent aussi que la carte 8 est correctement orientée en coopérant avec les saillies latérales 48. On poursuit l'insertion manuelle de la10 carte 8 jusqu'à ce que le connecteur 50 de la carte soit totalement accouplé avec le connecteur 32 du dispositif 2 de connexion. Ceci demande une grande force en comparaison avec les forces d'insertion et de coulissement de la carte 8, auxquelles ne s'opposent que les forces de frottement des guides coopérants. Du fait de l'utilisation de la vis sans fin 20 pour entraîner le chariot 6, la vis agit à la manière d'un élément d'arrêt du fait de son irréversibilité, main- tenant le chariot dans sa position avant. Une fois que la carte 8 est convenablement connectée au chariot 6, le circuit électronique du calculateur détecte l'insertion complète par suite d'un microcontact 72 fixé à la barre tranversale 30 du chariot et pouvant être engagé contre la carte. L'indication d'une insertion complète met en marche le moteur 18 qui tire le chariot 6 jusque dans une position située le plus en arrière à proximité d'une paroi arrière 61 du bâti de support, grâce à quoi la carte 8 est tirée de façon complète à l'intérieur de l'appareil électro- nique, à une distance suffisante de la surface extérieure conductrice 12 pour ne pas être influencée par l'ouverture de réception de carte de celle-ci et pour être soumise à l'effet complet de cage de Faraday protégeant la carte à mémoire des parasites électromagnétiques extérieurs. De plus, etant donné que la carte 8 est bien rétractée à l'intérieur de la machine, elle est beaucoup moins sujette aux détériorations en cours de transport ou autrement. La vis sans fin 20 a pour avantage de réduire le couple du moteur électrique demandé pour retirer le chariot 6, et on peut donc utiliser un très petit moteur 18, ce qui aide à maintenir le modèle à un très faible encombrement. L'insertion manuelle initiale de la5 carte 8 maintient aussi à de très faibles dimensions le moteur car un moteur beaucoup plus gros serait nécessaire pour vaincre les forces d'accouplement entre la carte et le dispositif 2 de connexion, ce qui rendrait également néces- saire un certain type de moyens de prise sur la carte,10 lesquels ne sont cependant pas prévus dans la norme PCMCIA. Une insertion complète de la carte dans la machine par un moteur électrique signifie aussi que le moteur est mis en marche pour repousser la carte, cette opération pouvant être commandée électroniquement pour éviter toute extraction15 accidentelle de la carte sans que les opérations nécessaires soient réalisées, par exemple la fermeture des fichiers ou des programmes qui lui sont associés. Le câble flexible et plat 14 est recourbé en un prolongement de forme en U qui permet à ce câble d'avancer et de reculer en roulant autour du coude en U 15 pendant le mouvement du chariot 6. Le câble 14 est relativement rigide dans son plan, ne nécessitant donc pas de guidage latéral autre qu'une connexion sur les connecteurs à chaque extré- mité. En référence aux figures 5a à 8, celles-ci montrent une autre forme de réalisation 2' comportant deux chariots 6', 6" pour une connexion à, par exemple, des cartes à mémoire PCMCIA 8' du type 1 et 8" du type 2, respective- ment, les chariots 6' et 6" pouvant être montés l'un au- dessus de l'autre et étant d'une réalisation similaire à celle des chariots 6 de la forme de réalisation des figures 1 à 4. Cependant, il existe certaines différences, en particulier en ce qui concerne des connecteurs 32', 32" des chariots 6', 6" qui ont un profil plus bas que celui de la forme de réalisation des figures 1 à 4. Les deux chariots 6' et 6" sont entraînés par des moteurs séparés 18', 18" qui sont montés à proximité de parois latérales opposées 26', 27' du bâti 4' de support. Le dispositif 2' de connexion est de la même manière monté sur une plaquette 10' à circuit imprimé5 et une connexion est réalisée sur celle-ci par l'intermé- diaire de câbles flexibles et plaques 14', 14" inter- connectant les cartes à mémoire 8', 8" à des connecteurs respectifs 70', 70" montés sur la plaquette 10' à circuit imprimé. Etant donné que les chariots 6', 6" sont commandés individuellement par les moteurs 18', 18", les première et seconde cartes 8', 8" peuvent être chargées individuellement dans l'appareil électronique ou extraites individuellement de celui-ci, comme souhaité. Une insertion complète des cartes 8' et 8" des types 1 et 2 est détectée par des microcontacts 72', 72" respectivement positionnés dans les connecteurs 70', ". Un autre microcontact 73''' est placé sur le dessus du chariot inférieur 6', entre les chariots 6' et 6", pour détecter la connexion d'une carte 8 de type 3. Le carte 8 de type PCMCIA 3 peut également être insérée dans cette forme de réalisation 2', car les saillies 48 de guidage de la carte de type 3 sont dans la même position que les saillies 44 de guidage de la carte 8' de type PCMCIA 1 par rapport aux parties de connecteurs femelles , 50' de carte, la carte 8 de type 3 pouvant donc être connectée au chariot inférieur 6'. Dans ce cas, la commande électronique des moteurs 18', 18" reconnaît qu'une carte de type 3 est insérée, par exemple du fait que les deux micro- contacts 72', 72''' du premier chariot 6' sont actionnés, commandant ainsi le retrait des deux chariots 6', 6" pour permettre l'insertion de la carte du type 3 dans le disposi- tif 2' de connexion. Le positionnement des moteurs 18', -18" sen- siblement au même niveau n'augmente pas notablement l'espace demandé pour le dispositif 2' de connexion et constitue donc une forme de réalisation peu volumineuse. La forme de réalisation des figures 6 à 8 permet donc avantageusement la connexion de cartes à mémoire selon soit la norme PCMCIA de type 3, soit simultanément les normes PCMCIA des types 1 et 2. Par conséquent et avantageusement, du fait de l'utilisation d'un mécanisme à moteur électrique, les cartes à mémoire peuvent être tirées complètement à l'intérieur de la cage de Faraday constituée par un calculateur pour être protégées, et en particulier pour être protégées des parasi- tes électromagnétiques et électrostatiques provenant de l'extérieur du dispositif de calcul. Les longs guides du chariot assurent un guidage stable du chariot coulissant à l'intérieur du bâti de support, ce qui permet de monter avantageusement un connecteur sur celui-ci, établissant une connexion électrique avec les cartes à mémoire sans attendre leur insertion complète dans le dispositif de connexion. Ce dernier point évite en outre d'avoir à mettre en oeuvre un moteur électrique de fortes dimensions pour entraîner le chariot, car les forces de contact n'ont pas à être vaincues par ce moteur, celui-ci devant surmonter uniquement les forces de frottement du chariot coulissant. Le boîtier du connecteur peut également être moulé d'une seule pièce avec le chariot pour une forme de réalisation peu volumineuse et peu coûteuse. L'utilisation de la vis sans fin pour l'entrai- nement du chariot assure aussi une fonction d'arrêt main- tenant le chariot en position du fait de l'irréversibilité de l'engrenage à vis sans fin. Le dispositif de connexion tel que décrit ci- dessus est donc peu volumineux, comporte peu de pièces et est peu coûteux tout en étant fiable. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif de connexion décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif (2, 2') de connexion de carte à mémoire destiné à recevoir une carte à mémoire (8, 8', 8") dans un appareil électronique pour une connexion électrique5 avec elle, comportant un bâti (4, 4') de support de carte à mémoire et un connecteur (32, 32', 32") de carte à mémoire pour une connexion électrique avec la carte à mémoire (8, 8', 8"), le dispositif de connexion (2, 2') étant caractérisé en ce qu'il comporte un premier chariot coulissant (8, 8') monté de façon coulissante dans le bâti (4, 4') de support et portant le connecteur (32, 32'), le chariot étant relié à un premier mécanisme (18, 18') à moteur électrique destiné à déplacer la carte à mémoire (8, 8') d'une première position dans laquelle elle dépasse en dehors de l'appareil électroni- que jusqu'à une seconde position dans laquelle elle est à l'intérieur de l'appareil. 2. Dispositif de connexion selon la revendication 1, caractérisé en ce que le chariot coulissant (6, 6') comporte des barres latérales (24, 28, 24', 28') de guidage et une barre transversale (30, 30') s'étendant entre elles, les barres de guidage (24, 28, 24', 28') pouvant coopérer avec le bâti (4, 4') de support pour guider le chariot (6, 6'). 3. Dispositif de connexion selon la revendication 2, caractérisé en ce que les barres latérales (24, 28, 24', 28') de guidage sont parallèles entre elles et sensiblement perpendiculaires à la barre transversale (30). 4. Dispositif de connexion selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le connecteur (32, 32') est monté sur la barre transversale (30, 30'). 5. Dispositif de connexion selon l'une quelconque des revendications 2-4, caractérisé en ce que- les barres latérales (24, 28, 24', 28') de guidage sont espacées de manière qu'elles puissent recevoir entre elles la carte (8, 8'). il 6. Dispositif de connexion selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mécanisme (16, 16') à moteur électrique comporte une vis sans fin (20, 20') destinée à faire coulisser le chariot (6, 6').5 7. Dispositif de connexion selon la revendication 6, caractérisé en ce que la vis sans fin (20, 20') s'engage dans un filetage complémentaire (22, 22') dans l'une des barres latérales de guidage (24, 24') du chariot (6, 6'). 8. Dispositif de connexion selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mécanisme à moteur comporte un moteur électrique (18, 18') monté sur le bâti (4, 4') de support. 9. Dispositif de connexion selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le chariot (6, 6') est guidé par des parois latérales ex- térieures (26, 27, 26', 27') du bâti (4, 4') de support. 10. Dispositif de connexion selon l'une quelcon- que des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mécanisme (16, 16') à moteur est disposé sensiblement en alignement avec l'une des barres latérales de guidage (24, 24') du chariot (6, 6'). 11. Dispositif de connexion selon l'une quelcon- que des revendications précédentes, caractérisé en ce que le connecteur (32, 32') est connecté à un câble conducteur flexible et plat (14, 14') pouvant être courbé en une forme en U (15, 15') pour suivre le mouvement du chariot (6, 6'). 12. Dispositif de connexion selon l'une quelcon- que des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bâti (4, 4') de support peut être monté sur une plaquette (10, 10') à circuit imprimé de l'appareil électronique. 13. Dispositif de connexion selon l'une quelcon- que des revendications précédentes, caractérisé en ce que le chariot (6, 6') est moulé d'une seule pièce sur un boîtier (66, 66') du connecteur (32, 32'). 14. Dispositif de connexion selon l'une quelcon- que des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un second chariot coulissant (6") monté au-dessus du premier chariot (6') et fonctionnant similairement à celui-ci5 pour recevoir une seconde carte à mémoire (8"). 15. Dispositif de connexion selon la reven- dication 14, caractérisé en ce que le second chariot (6") peut être déplacé par un second mécanisme (16") à moteur électrique similaire au premier mécanisme (16') à moteur électrique, les premier et second mécanismes (16', 16") à moteur étant montés à proximité de côtés opposés respectifs (26', 27') du bâti (4') de support. 16. Dispositif de connexion selon l'une quelcon- que des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un contact (72, 72', 72", 72''') est monté sur le chariot (6, 6', 6") pour détecter l'achèvement de l'accouplement de la carte à mémoire (8, 8', 8") avec le connecteur (32, 32', 32") de carte à mémoire.