Brevet FR2760112A1 — publié le 19980828

L'invention concerne des connecteurs électriques, et plus particulièrement un commutateur configurable destiné à être utilisé dans un lecteur de cartes. Des cartes intelligentes sont bien connues dans l'industrie sous forme de cartes de crédit dans lesquelles sont encastrées des puces de calcul qui sont connectées à des plots métalliques de contact sur une surface principale de la carte de crédit. Ces cartes intelligentes peuvent être introduites dans des lecteurs de cartes qui établissent un contact électrique avec les plots de la carte au moyen de contacts montés dans le boîtier du lecteur. Certains lecteurs de cartes sont pourvus de commutateurs de fin de course pour détecter l'introduction d'une carte et sa mise en place dans une position de lecture. Le commutateur sert à détecter le positionnement de la carte et il actionne un circuit de lecture dans le système. La lecture d'une carte n'est donc pas déclenchée avant qu'il ait été détecté que la carte se trouve dans la position de lecture. Un exemple d'un tel lecteur de cartes comprenant un commutateur de fin de course ou d'arrivée en position est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 5 334 827. Ce brevet présente un lecteur du type à glissement dans lequel une carte intelligente est introduite et glisse sur les contacts jusqu'à ce qu'ils soient alignés avec les plots de cette carte. Les contacts sont sollicités par des ressorts contre la carte pendant que celle-ci est glissée jusque dans la position de lecture. Un commutateur d'arrivée en position, normalement fermé, est prévu pour détecter l'arrivée de la carte en position de lecture. Ces lecteurs de cartes du type à glissement, tels que décrits dans le brevet N 5 334 827 précité, posent un problème par le fait qu'une usure excessive apparaît sur les contacts du lecteur du fait d'un long trajet de frottement, sous une force normale élevée, pendant le cycle d'accouple- ment et de désaccouplement. En conséquence, des débris sont retenus par les contacts du lecteur pendant qu'ils glissent le long de la surface de la carte. Ces débris se déposent ensuite sur les plots complémentaires de la carte, ce qui rend difficile l'obtention d'une connexion électrique fiable. De plus, les débris peuvent être déposés entre les contacts5 du commutateur, faisant obstacle à la fermeture du com- mutateur et indiquant ainsi de façon erronée qu'une carte est introduite dans la position de lecture. Un autre problème qui affecte ces types de lecteurs de carte est qu'ils utilisent habituellement des boîtiers moulés pour assurer le guidage et l'alignement de la carte à l'intérieur du lecteur. Lorsque des cartes viennent en contact de façon répétée avec de tels éléments de guidage ou d'alignement du boîtier, en matière plastique, des poussières et/ou des débris sont générés car les deux surfaces s'usent l'une contre l'autre. Après de nombreux cycles d'accouplement, ces poussières/débris se déposent sur les contacts du lecteur ou du commutateur et sur les plots complémentaires de la carte, produisant un effet de dégrada- tation des performances électriques du lecteur. Il est souhaitable dans certains systèmes de disposer d'un commutateur normalement ouvert d'arrivée en position, et non du commutateur normalement fermé décrit ci- dessus. Un changement de configuration du commutateur exigerait habituellement de revoir la conception du lecteur de cartes entier afin que l'introduction d'une carte provoque la fermeture du commutateur plutôt que l'ouverture du commutateur. Les brevets des Etats- Unis d'Amérique N 5 334 034 et N 5 370 544 décrivent un tel commutateur configurable. Le commutateur d'arrivée en position tel que décrit dans les deux brevets précités comprend deux éléments de contact de commutation agencés soit pour se fermer, soit pour s'ouvrir afin de détecter l'arrivée de la carte en position de lecture. Bien que ce lecteur de cartes élimine la nécessité de reprendre la conception dudit lecteur pour obtenir des configurations du commutateur différentes, le même problème existe par le fait que des débris provoqués par les actions de glissement peuvent se déposer sur les contacts du lecteur ou sur les contacts du commutateur, nuisant ainsi aux performances électriques du connecteur. Un objet de l'invention est donc de procurer un lecteur de cartes qui réduit la quantité de poussières/débris produits pendant le cycle d'accouplement et qui comporte un commutateur d'arrivée en position pouvant être placé dans une configuration normalement ouverte ou dans une configuration normalement fermée. L'aptitude à changer la configuration du10 lecteur de cartes doit être obtenue sans changement quelcon- que du capot ou de l'embase du lecteur. Cet objet est réalisé par un lecteur de cartes ayant une embase et un capot monté de façon pivotante sur l'embase, à une première extrémité. Le capot est sollicité de façon à être espacé de l'embase à une seconde extrémité et comporte un support de carte disposé sur une surface inté- rieure de ce capot, à proximité de la seconde extrémité. Une première saillie d'actionnement de commutateur est disposée le long d'une surface intérieure du capot, à proximité de la première extrémité, et une seconde saillie d'actionnement du commutateur est disposée à proximité immédiate de la première saillie d'actionnement du commutateur, le long de la surface intérieure du capot. Un contact de commutateur permanent est monté sur l'embase avec un contact de commutateur interchan- geable ayant une extrémité libre positionnée pour établir une connexion électrique avec le contact de commutateur per- manent. Lorsqu'une carte est introduite, elle engage d'abord un support de carte du capot, puis une surface d'actionnement du capot présentée par l'embase pour tirer la carte et la seconde extrémité du capot vers l'embase tout en amenant en même temps l'une des saillies d'action du commutateur à porter contre l'un des contacts du commutateur et à l'action- ner. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: la figure 1 montre une vue de dessus du lecteur de cartes selon l'invention; la figure 2 montre une vue de côté du lecteur de cartes de la figure 1; la figure 3 montre une vue de face du lecteur de cartes de la figure 1; la figure 4 montre une vue de dessus de l'embase ayant une configuration de commutateur normalement fermé, des saillies d'actionnement du commutateur, situées sur le capot, étant représentées ici en traits mixtes; la figure 5 est une vue de dessus de l'embase, similaire à celle de la figure 4, montrant cependant une configuration de commutateur normalement ouvert; la figure 6 est une vue en coupe suivant la ligne 6-6 de la figure 1, montrant le couvercle dans la position relevée avant que la carte atteigne la position de lecture; la figure 7 est une vue en coupe similaire à celle de la figure 6 montrant le couvercle dans la position de lecture; la figure 8 est une vue en coupe suivant la ligne 8-8 de la figure 4, montrant le couvercle dans la position relevée avant que la carte atteigne la position de lecture; la figure 9 est une vue en coupe similaire à celle de la figure 8, montrant le couvercle de carte dans la position de lecture; la figure 10 est une vue en coupe suivant la ligne 10-10 de la figure 5, montrant le couvercle dans la position relevée et la carte introduite avant d'atteindre la position de lecture; et la figure 11 est une vue en coupe similaire à celle de la figure 10, montrant la carte et le couvercle dans la position de lecture. L'invention sera d'abord décrite de façon générale en référence à la figure 1. Le lecteur 10 de cartes est constitué de cinq éléments principaux, à savoir une embase isolante 12, un couvercle 14, des contacts 30 qui sont montés dans l'embase 12 et qu'on voit le mieux sur les figures 4 et 5, un contact permanent 31 de commutateur et un contact interchangeable 33 de commutateur. L'embase 12 présente une ouverture 16 de réception de carte le long d'une 5 première extrémité 28 pour former dans cette embase une zone 32 de réception de carte (figures 4 et 5). Des actionneurs 20 de couvercle (figures 6 et 7) font saillie de l'embase 12 à une seconde extrémité 29 opposée à la première extrémité 28. Ces actionneurs 20 servent à tirer le couvercle 14 et une carte 70 telle qu'une carte intelligente jusqu'en prise d'accouplement avec des contacts 30 pendant que la carte 70 est introduite jusque dans la position de lecture (figures 7, 9 et 11). Cette action du couvercle est décrite plus complè- tement dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique, simultanément pendante, N 60/031442. On décrira d'abord plus en détail le couvercle en référence aux figures 1 et 2. Le couvercle 14 est découpé et formé dans une matière métallique et ensuite monté sur l'embase 12 au-dessus de l'ouverture 16 de réception de carte, à proximité de la première extrémité 28. Une ar- ticulation 22 est formée par pliage dans le couvercle 14. Le couvercle 14 est sollicité de façon que sa surface inférieure 26 soit espacée de l'embase 12 en un emplacement proche de la seconde extrémité 29 (figures 8 et 10). Une ouverture 34 est prévue dans la surface 24 et deux supports 18, 18a de carte font saillie de la surface inférieure 26 vers l'embase 12. Une carte intelligente 70 est prise entre les supports 18 de cartes et l'actionneur 20 lorsqu'elle est complètement introduite, afin que le couvercle 14 soit tiré vers le bas en direction de l'embase 12 (figures 8-11). En référence aux figures 2 et 3, le couvercle 14 est monté sur l'embase 12 au moyen de deux bras 44 de montage qui s'enroulent autour des bords supérieur, latéral et inférieur de l'embase 12 à proximité de la première extrémité 28. Chaque bras de montage 44 est constitué d'une branche latérale 50 qui est pliée perpendiculairement aux surfaces supérieure et inférieure 24, 26 et d'une branche inférieure 52 qui est pliée de façon à former un angle aigu par rapport à la branche latérale 50 afin qu'elle soit en contact avec l'embase 12 uniquement à un bord extrême 54 (figure 3). Une surface 46 d'entrée est prévue à proximité de l'extrémité d'accouplement 28. Le couvercle 14 est également profilé de façon à avoir des éléments de guidage 42, 42a qui sont découpés et formés dans le couvercle 14 afin d'être disposés au-dessous de la surface inférieure 26, comme on le voit le mieux sur les figures 8-11. Un creux 40 est formé similaire- ment dans le centre du couvercle 14 afin qu'il fasse saillie au-dessous de la surface inférieure 26. Les supports 18, 18a de cartes sont similairement découpés et formés dans le couvercle 14 afin de faire saillie au-dessous de la surface inférieure 26. Il convient de noter ici que l'un des supports de cartes 18a sert également de premières saillies 18a d'actionnement du commutateur. Un jeu de secondes saillies 19 d'actionnement du commutateur est situé à proximité immédiate de la première saillie 18a d'actionnement du commutateur et s'étend depuis l'élément de guidage 42a de manière à faire saillie au-dessous de la surface inférieure 26. L'embase 12 sera maintenant décrite plus en détail en référence aux figures 4 et 5. Une vue de dessus de l'embase 12 est représentée ici, montrant comment les contacts 30 sont montés dans cette embase afin que quatre contacts sortent du dessous de l'embase 12 à proximité de la première extrémité 28 et quatre contacts sortent de l'embase à la seconde extrémité 29. Deux actionneurs 20 sont prévus à la seconde extrémité 29. Les actionneurs 20 sont simplement découpés et formés, ayant un bord d'entrée 60 et une section 63 de fixation qui est enroulée autour des surfaces supérieu- re, arrière et inférieure de l'embase 12. L'ouverture 16 de réception de carte est pourvue, à la première extrémité 28, d'une surface d'entrée 17 qui s'étend depuis la première extrémité 28 jusqu'à la zone 32 de réception de carte. Des zones 62 de réception de bras, disposées le long des parois latérales de l'embase 12, sont prévues pour recevoir les bras de montage 44 du couvercle 14. Le mécanisme de commutation sera maintenant décrit plus en détail en référence aux figures 4 à 11. Le mécanisme de commutation est constitué de deux contacts 31, 33 de commutateur. Le contact permanent 31 de commutateur est monté sur l'embase similairement aux contacts 30 afin qu'une queue s'étende à travers l'embase 12 pour un montage sur une plaquette à circuit imprimé (non représentée). Une extrémité libre 37 s'étend depuis la section de queue similairement aux contacts 30. Un contact interchangeable 33a, 33b de com- mutateur est monté similairement sur l'embase et comporte une queue de contact s'étendant à travers elle pour un montage sur une plaquette à circuit imprimé. Une extrémité libre 35a, 35b s'étend vers l'extrémité libre 37 du contact permanent 31 du commutateur. Comme on peut le voir sur les figures 4 et 5, le contact interchangeable du commutateur peut être choisi entre soit un contact large 33a pour former un commutateur normalement fermé, le contact permanent 31 du commutateur étant disposé sur le dessus de l'extrémité libre 35a du contact interchangeable 33a, soit un contact interchangeable étroit 33b de commutateur dont l'extrémité libre 35b est disposée sur le dessus de l'extrémité libre 37 du contact permanent du commutateur. L'introduction de la carte 70 et le fonction- nement des commutateurs sera maintenant décrite plus en détail en référence aux figures 8 à 11. On décrira d'abord la configuration de commutateurs normalement fermés comme montré sur les figures 4, 8 et 9. Il convient de noter que, dans cette configuration, le contact interchangeable 35a du commutateur est de même structure que celle du contact permanent 31 du commutateur. Le cycle d'accouplement commence avec le lecteur 10 dont le couvercle 14 est dans la position ouverte comme montré sur la figure 8. Une carte 70 est alors introduite dans l'ouverture 16 de réception de carte et la poursuite de l'introduction de la carte 70 aboutit à ce qu'elle vienne porter contre les saillies de guidage 42, 42a. La carte 70 vient ensuite porter contre les supports 18, 18a de cartes et la poursuite de l'introduction l'amène finale- ment en contact avec les actionneurs 20 (figure 4) pour tirer5 la carte 10 et le couvercle 14 dans la position de lecture représentée sur la figure 9. Pendant que le couvercle 14 est tiré vers l'embase 12, on peut voir sur les figures 8 et 9 que la première saillie 18a d'actionnement du commutateur ne porte pas contre le contact interchangeable 33a du com- mutateur. Par contre, les secondes saillies 19 d'actionnement du commutateur portent contre le contact interchangeable 33a du commutateur à proximité de l'extrémité libre 35a, ce qui a pour effet de l'éloigner de l'extrémité libre 37 du contact permanent 31 du commutateur, provoquant l'ouverture de ce commutateur. Il convient également de noter qu'en retirant la carte 70, ces étapes ont lieu dans l'ordre inverse, provo- quant ainsi de nouveau la fermeture du commutateur. En référence aux figures 5, 8 et 11, on décrira maintenant plus en détail un cycle d'accouplement pour la configuration en commutateur normalement ouvert. Il convient d'abord de noter que le contact interchangeable 33b du commutateur dans cette configuration est plus étroit que le contact interchangeable 33a et qu'il passe entre les secondes saillies 19 d'actionnement du commutateur. De plus, dans cette configuration, le contact interchangeable 33b est disposé au-dessus du contact permanent 31 au lieu d'être au- dessous de ce contact permanent 31 comme dans la con- figuration normalement fermée. Le contact interchangeable 33b du commutateur est également sollicité vers le haut et à l'écart de l'extrémité libre du contact permanent 31 (figure ). Etant donné que le couvercle 14 est tiré similairement vers l'embase 12 lors de l'introduction de la carte, ce mouvement ne sera pas de nouveau décrit ici. Pendant que le couvercle 14 est tiré vers l'embase 12, les secondes saillies 19 d'actionnement franchissent le contact interchangeable 33b du commutateur. Par contre, la première saillie 18a d'action- nement du commutateur porte contre le contact interchangeable 33b, amenant son extrémité libre 35b en contact avec l'extré- mité libre 37 du contact permanent 31 et provoquant ainsi la fermeture du commutateur. L'enlèvement de la carte 70 provoque une ouverture de ce commutateur en inversant les étapes décrites ci-dessus. Un avantage de l'invention est qu'elle procure un agencement de commutateur ou d'interrupteur configurable d'arrivée en position qui indique une introduction complète d'une carte 70 dans le lecteur 10. Le commutateur peut être configuré de façon à être soit normalement ouvert, soit normalement fermé, et on peut le modifier simplement en remplaçant le contact interchangeable 33. Aucune modification du couvercle 14 ou de l'embase 12 n'est nécessaire pour obtenir une configuration ou l'autre du commutateur. Un avantage de l'invention est qu'elle procure un agencement simple de lecteur de cartes qui produit une action de frottement suffisante pour établir une bonne connexion électrique sans frotter excessivement sur les zones de matière plastique de la carte 70 pour produire des poussières ou débris indésirés. Un autre avantage de l'invention est que le couvercle 14 et les actionneurs 20 sont réalisés en métal afin que leurs surfaces qui sont en contact et frottent le long de la carte 70 pendant le cycle d'accouplement ne produisent pas de poussière excessive. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au lecteur de cartes décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Lecteur de cartes (10) ayant une embase (12) qui supporte des contacts électriques (30) et une zone (32) de réception de carte, caractérisé en ce qu'il comporte un couvercle (14) monté de façon articulée sur l'embase à une première extrémité (28) et sollicité de façon à être espacé de l'embase à une seconde extrémité (29), le couvercle ayant une surface intérieure (26) proche de la zone de réception de carte, une surface extérieure (24) opposée à la surface10 intérieure, un support de cartes disposé sur la surface intérieure à proximité de la seconde extrémité, une première saillie (18, 18a) d'actionnement de commutateur disposée à proximité de la première extrémité, et au moins une seconde saillie (19) d'actionnement de commutateur disposée à proximité immédiate de la première saillie d'actionnement de commutateur; un contact permanent (31) de commutateur monté sur l'embase; un contact interchangeable (33) de commutateur monté sur l'embase et ayant une extrémité libre (35a ou 35b) positionnée pour établir une connexion électrique avec le contact permanent de commutateur, grâce à quoi une carte (70) peut être introduite dans la zone de réception de carte jusqu'à ce qu'elle porte contre le support de carte, puis porte contre une surface (20) d'actionnement du couvercle, présentée par l'embase, pour tirer la carte et la seconde25 extrémité du couvercle vers l'embase tout en amenant simul- tanément l'une des saillies d'actionnement à porter contre l'un des contacts du commutateur et à l'actionner. 2. Lecteur de cartes selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première saillie d'actionnement du commutateur s'étend depuis le support de carte vers l'embase. 3. Lecteur de cartes selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre au moins un élément (42, 42a) de guidage de cartes s'étendant depuis la surface extérieure du couvercle vers l'embase dans la zone de réception de carte, l'élément de guidage étant profilé de façon à recevoir un bord latéral de la carte pour guider celle-ci vers une position de lecture. 4. Lecteur de cartes selon la revendication 3, caractérisé en ce que la seconde saillie d'actionnement du commutateur s'étend depuis l'élément de guidage. 5. Lecteur de cartes selon la revendication 1, caractérisé en ce que le contact interchangeable du com- mutateur présente la même structure que le contact permanent du commutateur. 6. Lecteur de cartes selon la revendication 1, caractérisé en ce que le contact interchangeable du com- mutateur est profilé de façon à porter contre une paire de secondes saillies (18, 18a) d'actionnement du commutateur, faisant partie dudit couvercle, lorsque la seconde extrémité du couvercle est tirée vers l'embase. 7. Lecteur de cartes selon l'une des reven- dications 5 et 6, caractérisé en ce que le contact inter- changeable du commutateur est rappelé de façon à être en contact avec le contact permanent du commutateur avant l'introduction d'une carte dans le lecteur, et la seconde saillie d'actionnement porte contre le contact inter- changeable du commutateur, provoquant sa séparation du contact permanent du commutateur lorsque la carte est complètement introduite jusque dans la position de lecture et que le couvercle est tiré vers l'embase. 8. Lecteur de cartes selon la revendication 1, caractérisé en ce que le contact interchangeable (33b) du commutateur est plus étroit que le contact permanent. 9. Lecteur de cartes selon la revendication 1, caractérisé en ce que le contact interchangeable (33b) du commutateur est profilé pour passer entre deux secondes saillies (19) d'actionnement du commutateur, faisant partie du couvercle, pendant que la seconde extrémité du couvercle est tirée vers l'embase. 10. Lecteur de cartes selon l'une des reven- dications 8 et 9, caractérisé en ce que le contact inter- changeable du commutateur est sollicité de façon à s'écarter du contact permanent du commutateur avant l'introduction de la carte dans le lecteur, et la première saillie d'actionne- ment porte contre le contact interchangeable du commutateur, provoquant son entrée en contact avec le contact permanent du commutateur pendant que la carte est complètement introduite jusque dans la position de lecture et que le couvercle est tiré vers l'embase. 11. Lecteur de cartes selon la revendication 1, caractérisé en ce que le couvercle comporte en outre deux bras de montage (44) s'étendant le long de côtés opposés de ce couvercle pour engager des surfaces latérales respectives de l'embase.