Brevet FR2806863A1 — publié le 20010928

La présente invention concerne un appareil électrique portatif, tel qu'un téléphone portable, et en particulier un appareil électrique portatif muni d'un connecteur d'entrée- sortie placé dans son boîtier. Un appareil électrique portatif, tel qu'un téléphone portable, possède un connecteur d'entrée-sortie destiné à le connecter à un appareil extérieur. En outre, dans un appa- reil électrique portatif contenant une batterie d'accumula- teurs, des bornes de charge de la batterie peuvent être incorporés au connecteur d'entrée-sortie de manière que la partie comprenant le connecteur ait un faible encombrement. Les figures 1 à 3 représente la structure d'un connecteur d'entrée-sortie installé avec des bornes de charge. Comme l'indiquent ces figures, un appareil électrique portatif connu possède un connecteur d'entrée-sortie 13 fixé à une carte de circuit imprimé. Le connecteur d'entrée-sortie possède des bornes de charge 14 et des bornes de signaux 15 à sa face arrière. Les bornes de la face arrière sont connectées à la carte 4 de circuit imprimé par des fils 16 de connexion. En outre, des bornes 12 de connexion à une batterie d'accumulateurs sont fixées à la carte 4 de circuit imprimé afin que les bornes 5 de la batterie 2 soient connectées. Ces bornes 12 de connexion à une batterie sont connectées au connecteur d'entrée-sortie 13 par des pistes métalliques conductrices 17 formées sur la carte 4 de circuit imprimé et par les fils de connexion 16. Lors de la connexion de la batterie d'accumulateurs et du connecteur d'entrée-sortie de l'appareil électrique por- tatif connu ayant la structure précitée, les bornes de connexion de batteries ont une configuration permettant une poussée verticale exercée sur la carte de circuit imprimé pour la fixation à la carte. Cette disposition présente l'inconvénient de créer un espace mort inutilisé dans le boîtier et la batterie. Cet espace mort rend difficile la réduction de dimensions du boîtier. En outre, dans un appareil électrique portatif ayant la structure décrite précédemment, le connecteur d'entrée- sortie et les bornes de connexion à une batterie sont reliés par les pistes métalliques conductrices de la carte de cir- cuit imprimé et par les fils de connexion. Si les conditions de contact sont dégradées, ce phénomène a l'inconvénient de poser des problèmes de résistance de contact. Ceci est dû au fait que les bornes de connexion à une batterie sont reliées au connecteur d'entrée-sortie par des connexions de soudure à trois emplacements au moins. Le câblage destiné à trans- mettre le courant de charge à la batterie est soumis à une intensité de courant bien supérieure à celle du câblage du connecteur d'entrée-sortie destiné à la transmission des signaux. En conséquence, lorsque la résistance de contact augmente à cause d'une mauvaise connexion, la charge normale de la batterie peut devenir impossible. En outre, dans un appareil électrique portatif ayant la structure décrite précédemment, il faut fixer des bornes de connexion de la batterie à la carte de circuit imprimé, et il faut aussi connecter les bornes de charge placées à la face arrière du connecteur d'entrée-sortie sur la carte de circuit imprimé par l'intermédiaire des fils de connexion. Ce phénomène a l'inconvénient supplémentaire de rendre complexe la fabrication. L'invention a été mise au point pour la solution des problèmes précités, à l'aide d'une seule innovation. Ainsi, l'invention a pour objet principal la réalisation d'un appareil électrique portatif contenant une batterie d'accu- mulateurs et dans lequel un espace mort inutilisé dans le boîtier et dans la batterie peut être réduit, et l'appareil électrique portatif peut être petit, léger et de faible coût. L'appareil électrique portatif contenant une batterie d'accumulateurs selon l'invention comprend un boîtier, un ensemble formant batterie, logé dans le boîtier, et un connecteur d'entrée-sortie qui est exposé à l'extérieur du boîtier et possède des bornes de charge. Le connecteur d'entrée-sortie est accessible dans le boîtier et possède des bornes de connexion destinées à être au contact des bornes de l'ensemble à batterie logé dans le carter. L'appa- reil électrique portatif contient l'ensemble à batterie de manière que ses bornes de batterie soient en contact direct avec les bornes de connexion du connecteur d'entrée-sortie. L'appareil électrique portatif contenant une batterie d'accumulateurs a la propriété de permettre une réduction de l'espace mort inutilisé dans le boîtier et l'ensemble à batterie à la fois, et il peut être réalisé avec une petite dimension, une grande légèreté et un faible coût. Ceci est dû au fait que l'appareil électrique portatif selon l'inven- tion possède un connecteur d'entrée-sortie ayant des bornes de connexion accessibles à l'intérieur du boîtier afin qu'elles soient au contact des bornes de l'ensemble à batte- rie, et des bornes de l'ensemble à batterie logé dans le boîtier sont mises en contact direct avec les bornes de connexion du connecteur d'entrée-sortie. Dans l'appareil électrique portatif permettant une connexion directe des bornes de l'ensemble à batterie et des bornes de connexion du connecteur d'entrée-sortie, l'espace mort dans le boîtier et l'ensemble à batterie peut être réduit. Cette disposition permet une miniaturisation et la fabrication d'éléments légers. En outre, dans l'appareil électrique portatif décrit précédemment, les signaux des bornes de connexion de l'ensemble à batterie ne sont pas acheminés le long de pistes métalliques conductrices d'une carte de circuit imprimé ou de fils de connexion comme dans la technologie antérieure. Comme les bornes de l'ensemble à batterie sont directement connectées au connecteur d'entrée-sortie, cet appareil électrique portatif a pour caractéristique de per- mettre une réduction de la complexité de fabrication, de pouvoir être fabriqué de manière peu coûteuse, et d'éviter efficacement de poser des problèmes de résistance de contact. En particulier, comme des courants d'intensité éle- vée circulent dans le câblage qui transmet le courant de charge à l'ensemble à batterie, une réduction considérable des problèmes posés par la résistance de contact permet une charge et une décharge convenables de l'ensemble à batterie et son utilisation en toute sécurité pendant de longues périodes. Le connecteur d'entrée-sortie est de préférence fixé à une carte de circuit imprimé logée dans le boîtier de l'appareil électrique portatif selon l'invention, et que le connecteur d'entréesortie possède des bornes de connexion qui dépassent à l'extérieur de sa face arrière. Les bornes de batterie placées sur le plan de l'ensemble à batterie, logé dans le boîtier et orienté parallèlement à la carte de circuit imprimé, sont au contact des bornes de connexion du connecteur d'entrée-sortie. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure i est une vue en plan représentant la confi- guration du connecteur d'entrée-sortie installé dans un appareil électrique portatif connu du type monté par poussée; la figure 2 est une vue en élévation frontale du connecteur d'entrée-sortie de la figure 1; la figure 3 est une vue éclatée en élévation latérale représentant la fixation d'un ensemble à batterie aux bornes de connexion de batterie représentées sur la figure 1; la figure 4 est une vue en plan d'un mode de réali- sation d'appareil électrique portatif selon l'invention; la figure 5 est une vue agrandie en perspective, en coupe partielle de l'appareil électrique portatif représenté sur la figure 4; la figure 6 est une coupe de l'appareil électrique portatif représenté sur la figure 4; la figure 7 est une vue en plan du connecteur d'entrée- sortie et de la carte de circuit imprimé d'un appareil électrique portatif représenté sur la figure 6; la figure 8 est une vue en élévation frontale du connecteur d'entrée-sortie représenté sur la figure 7; et la figure 9 est un schéma de câblage d'un mode de réalisation d'appareil électrique portatif selon l'inven- tion. L'appareil électrique portatif représenté en plan sur la figure 4 et partiellement en perspective sur la figure 5, possède un boîtier 1, un ensemble à batterie 2 logé dans le boîtier 1, un connecteur 3 d'entrée-sortie placé à l'extré- mité inférieure du boîtier 1, et une carte 4 de circuit imprimé à laquelle est fixé le connecteur d'entrée-sortie 3. Le boîtier 1 a une section ouverte à son extrémité inférieure afin que le connecteur d'entrée-sortie 3 soit exposé à l'extérieur du boîtier 1. En outre, le boîtier maintient l'ensemble à batterie 2 en position fixe. Cet ensemble à batterie 2 est logé dans le boîtier 1 de façon amovible ou sous forme fixée de manière permanente. Un boîtier d'ensemble amovible à batterie a une ouverture à sa face arrière, comporte un compartiment de logement de batterie et possède un couvercle de compartiment destiné à fermer l'ouverture du compartiment lorsqu'un ensemble à batterie est logé à l'intérieur. Le couvercle du compar- timent peut être fixé à l'ensemble à batterie sous forme solidaire, ou peut être séparé de l'ensemble à batterie pour la fermeture de l'ouverture du compartiment. L'ensemble à batterie 2 comprend un ou plusieurs accumulateurs logés dans un carter. L'ensemble 2 à batterie peut être utilisé de façon répétée par recharge. Les accumu- lateurs peuvent être du type nickel-hydrogène, nickel- cadmium ou à ions lithium, etc. L'ensemble à batterie a des bornes 5 de batterie exposées dans le plan du carter. Les bornes 5 de batterie sont des plaques métalliques parallèles au plan du carter et fixées à celui-ci. L'ensemble à batterie 2 de la figure 5 a trois bornes 5 de batterie qui sont les bornes d'alimentation positive et négative et une borne de signaux. Comme représenté sur la coupe de la figure 6, les bornes 5 de batterie sont directement en contact avec les bornes 6 de connexion formées à la face arrière du connecteur d'entrée-sortie 3 et effectuent une connexion électrique avec celles-ci. L'ensemble à batterie 2 a une forme prismatique mince, et est placé dans le compartiment de l'ensemble à batterie du boîtier 1 une couche audessus de la carte 4 de circuit imprimé avec un organe protecteur intermédiaire 10, qui est une carte isolante. Bien que cette caractéristique ne soit pas représentée, le boîtier 1 a une structure qui permet le maintien de l'ensemble à batterie en position fixe. Par exemple, le boîtier 1 peut avoir une configuration compre- nant un compartiment de logement de l'ensemble à batterie dont les dimensions internes sont approximativement égales aux dimensions externes de l'ensemble à batterie, si bien que l'ensemble à batterie peut s'ajuster en position spéci- fiée dans le compartiment. Dans le présent mémoire, l'expression "ensemble à batterie" est destinée à désigner non seulement un ensemble à batterie d'accumulateurs conditionné sous forme solidaire, mais aussi une batterie d'accumulateurs sans emballage spécifique. Comme représenté sur la vue en plan de la figure 7 et la vue en élévation frontale de la figure 8, la face avant du connecteur d'entrée-sortie 3 possède des bornes de charge 7 destinées à charger l'ensemble à batterie 2 et des bornes de signaux 8 destinées à transmettre des signaux de l'appa- reil électrique portatif à un appareil connecté à l'exté- rieur. La face arrière du connecteur d'entrée-sortie 3 possède des bornes de connexion 6 destinées à assurer la connexion avec l'ensemble à batterie 2 et des fils de connexion 9 destinés à assurer la connexion avec la carte 4 de circuit imprimé. Les bornes 6 de connexion assurent la connexion directe des bornes 5 de batterie pour la charge de l'ensemble à batterie 2. En conséquence, les bornes de connexion 6 sont connectées électriquement à l'intérieur du connecteur d'entrée-sortie 3 aux bornes de charge 7 à la face avant, bien que cette caractéristique ne soit pas représentée. Les bornes de connexion 6 sont disposées afin qu'elles dépassent à l'extérieur de la face arrière du corps du connecteur d'entrée-sortie 3. Cette bornes de connexion 6 peuvent ainsi connecter de manière fiable les bornes 5 de batterie placées à l'intérieur du plan du carter de l'ensemble à batterie 2. En outre, les bornes de connexion 6 sont maintenues dans le corps du connecteur d'entrée-sortie 3 par un matériau flexible (non représenté) qui se trouve aussi à l'intérieur du corps du connecteur d'entrée-sortie 3. Les bornes 6 de connexion dépassent ainsi du corps du connecteur d'entrée- sortie 3 de manière élastique. Ces bornes de connexion 6 permettent une connexion électriquement fiable avec les bornes 5 de l'ensemble à batterie 2 avec une réduction considérable des problèmes posés par la résistance de contact. Cependant, les bornes de connexion 6 peuvent aussi être fixées solidement dans le corps du connecteur d'entrée- sortie 3. Ce connecteur d'entrée-sortie 3 possède trois bornes de connexion 6 qui dépassent à l'extérieur de sa face arrière. Les trois bornes de connexion 6 assurent la connexion des trois bornes 5 de batterie formées sur l'ensemble à batterie 2, qui sont des bornes d'alimentation positive et négative et une borne de signaux. Les bornes de connexion 6 dépassent à l'extérieur en direction parallèle à la surface de la carte 4 de circuit imprimé. De plus, les bornes 6 de connexion sont installées dans le corps du connecteur d'entrée-sortie 3 de manière qu'elles dépassent à l'extérieur de façon élastique, aussi en direction parallèle à la surface de la carte 4 de circuit imprimé. Cette configuration permet d'assurer la saillie des bornes 6 de connexion vers le bornes 5 de batterie placées sur le plan de l'ensemble à batterie 2 et avec formation d'une bonne connexion électrique avec elles. Le corps du connecteur d'entrée-sortie 3 représenté sur les figures a une section avant-arrière de forme carrée. La face avant de cette section carrée est exposée à l'extérieur du boîtier 1, la face arrière est disposée dans le boîtier 1, et la partie inférieure qui relie la face avant à la face arrière est alignée le long de la carte 4 de circuit imprimé et fixée à celle-ci. Des fils 9 de connexion établis à la face arrière du connecteur d'entrée-sortie 3 sont soudés à la carte 4 de circuit imprimé pour la fixation du connecteur d'entrée-sortie 3 à la carte 4 de circuit imprimé. Le corps du connecteur d'entrée-sortie peut aussi être lié à la carte 4 de circuit imprimé afin que la fixation soit plus fiable. Les bornes 8 de signaux placées à la face avant et les fils de connexion 9 de la face arrière sont connectés élec- triquement à l'intérieur du corps du connecteur 3 d'entrée- sortie. Ce connecteur 3 représenté sur les figures a des bornes 8 de signaux à hautes fréquences destinées à la connexion de câbles coaxiaux placés des deux côtés, et des bornes 8 de signaux destinées à une transmission de signaux numériques et analogiques placées entre les connecteurs coaxiaux. On se réfère à la figure 6; la carte 4 de circuit imprimé est placée le long de la surface du boîtier 1 et est fixée à la surface interne de celui-ci. Un organe 10 de protection est placé à la surface supérieure de la carte 4 de circuit imprimé, et l'ensemble à batterie 2 est placé au- dessus de l'organe de protection 10. Bien que cette carac- téristique ne soit pas représentée, la carte 4 de circuit imprimé est fixée au boîtier 1 en position fixe par un dispositif comprenant une fixation par vis, une liaison par un adhésif ou un emboîtement par pression. Cet appareil électrique portatif représenté sur les figures 5 et 6 possède un ensemble à batterie 2 placé sur la carte 4 de circuit imprimé avec interposition de l'organe 10 de protec- tion. Sur les figures 5 et 6, l'ensemble à batterie 2 et le connecteur d'entrée-sortie 3 ont des surfaces qui sont couvertes par le boîtier 1 ou par un couvercle du compar- timent de batterie. L'appareil électrique portatif ayant la configuration précitée est assemblé dans les étapes suivantes. (1) La carte 4 de circuit imprimé à laquelle est fixé le connecteur d'entrée-sortie 3 est fixée à un emplacement spécifié dans le boîtier 1. (2) L'ensemble à batterie 2 est monté sur la carte 4 de circuit imprimé (avec interposition de l'organe de pro- tection 10), et les bornes 5 de l'ensemble à batterie 2 sont mises en contact direct avec les bornes de connexion 6 du connecteur d'entréesortie 3. Dans cette configuration, les bornes de batterie 5 de l'ensemble à batterie 2 sont connec- tées électriquement aux bornes de connexion 6. En conséquence, si un chargeur de batterie est connecté aux bornes de charge 7 dans ces conditions, l'ensemble à batte- rie 2 est chargé. Comme l'indique la figure 2, l'appareil électrique portatif loge un circuit de charge 11 destiné à charger l'ensemble à batterie 2. Des éléments électroniques du circuit de charge 11 sont montés en surface sur la carte 4 de circuit imprimé. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux appareils qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Appareil électrique portatif contenant une batterie d'accumulateurs, comprenant un boîtier (1), un ensemble à batterie (2) logé dans le boîtier (1), et un connecteur d'entrée-sortie (3) qui est exposé à l'extérieur du boîtier (1) et qui possède plusieurs ensembles de bornes aux deux extrémités, caractérisé en ce qu'un premier ensemble de bornes est constitué par des bornes de charge (7) exposées à l'extérieur du boîtier (1), un autre ensemble de bornes forme des bornes de connexion (6) destinées à être au contact des bornes (5) de l'ensemble à batterie (2), et l'ensemble à batterie (2) est logé de manière que les bornes (5) de batterie soient directement au contact des bornes (6) de connexion du connecteur d'entrée-sortie (3). 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le connecteur d'entrée-sortie (3) est fixé à une carte (4) de circuit imprimé logée dans le boîtier (1), le connecteur d'entrée-sortie (3) a des bornes de connexion (6) qui dépassent de sa face arrière, les bornes de batterie (5) sont disposées dans le plan de l'ensemble à batterie (2) qui est logé dans le boîtier (1) et orienté parallèlement à la carte (4) de circuit imprimé, et les bornes de batterie (5) sont au contact des bornes de connexion (6) du connecteur d'entrée-sortie (3). 3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le boîtier (1) a un compartiment pour ensemble à bat- terie qui débouche à sa face arrière, et l'ensemble à batterie (2) est maintenu de façon amovible dans ce compar- timent. 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que le compartiment de l'ensemble à batterie est fermé par un couvercle de compartiment de batterie. 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le couvercle du compartiment de batterie est formé en une seule pièce avec l'ensemble à batterie (2). 6. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble à batterie (2) a une forme prismatique mince et est installé dans le compartiment d'ensemble à batterie du boîtier (1), disposé sur la carte (4) de circuit imprimé avec interposition d'un organe intermédiaire isolant de protection (10). 7. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le boîtier (1) possède un compartiment d'ensemble à batterie ayant une forme interne qui correspond à la forme extérieure de l'ensemble à batterie (2), et l'ensemble à batterie (2) s'ajuste intimement dans le compartiment en étant maintenu en position fixe. 8. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la face avant du connecteur d'entrée-sortie (3) a des bornes (7) de charge de l'ensemble à batterie (2) et des bornes (8) de transmission de signaux de l'appareil élec- trique portatif vers un appareil extérieur, et la face arrière du connecteur d'entrée-sortie (3) a des bornes (6) de connexion avec l'ensemble à batterie (2) et des fils de connexion (9) destinés à la connexion avec la carte (4) de circuit imprimé. 9. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les bornes de connexion (6) sont logées dans le corps du connecteur d'entrée-sortie (3) de manière qu'elles dépassent du corps du connecteur d'entrée-sortie (3) de manière élastique. 10. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les bornes de connexion (6) sont fixées solidement dans le corps du connecteur d'entrée-sortie (3). 11. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que les fils (9) du connecteur d'entrée-sortie (3) sont soudés à la carte de circuit imprimé (4) par fixation du connecteur d'entrée-sortie (3) à cette carte (4). 12. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le connecteur d'entrée-sorite (3) est lié à la carte (4) de circuit imprimé. 13. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les bornes de signaux (8) disposées à la face avant du connecteur d'entrée-sortie (3) sont connectées électri- quement, à l'intérieur du corps du connecteur d'entrée- sortie (3), aux fils (9) placés à la face arrière.