Brevet FR2813447A1 — publié le 20020301

APPAREIL ELECTRONIQUE COMPORTANT UN CONNECTEUR ELECTRIQUE PRESENTANT UN CONTACT A RESSORT La présente invention concerne un appareil électronique comportant un connecteur électrique présentant un contact à ressort élastiquement déformable et, en particulier, un connecteur électrique interposé entre une carte de circuit imprimé et une face externe de l'appareil. Il existe de nombreux appareils électroniques, notamment parmi ceux qui sont portatifs, qui nécessitent d'être régulièrement positionnés sur des bornes correspondantes pour transférer des données ou encore pour recharger leurs accumulateurs. Les appareils de ce type, comportent donc un ou plusieurs contacts électriques ménagés sur une face externe de l'appareil, contacts électriques qui sont électriquement connectés avec une carte de circuit imprimé de l'appareil. Il en est ainsi notamment des dispositifs de paiement lecteurs de cartes. De tels appareils se composent généralement, d'un terminal portable et d'une base fixe. Le terminal comporte de façon connue, au moins un lecteur de cartes bancaires, un clavier de saisie de données, un écran d'affichage, une alimentation électrique sous la forme notamment d'un accumulateur rechargeable et un circuit électronique de commande sous la forme d'une carte de circuit imprimé intégrant un microcontrôleur. Le microcontrôleur est apte notamment à composer des messages de type binaire à destination de la base, lesdits messages comportant, par exemple, le montant de la transaction, l'identification du client et l'identification du commerçant. Ces messages sont destinés à être transmis à la base lorsque le terminal vient reposer sur la base. De façon similaire au terminal, la base comporte notamment un circuit électronique sous la forme d'une carte de circuit imprimée intégrant un microcontrôleur, une alimentation électrique, un module d'émission-réception de donnée connecté à un réseau de transfert de données tel que le réseau téléphonique commuté, différents modules d'alimentation électrique, ainsi que des moyens d'impression. La base remplie plusieurs fonctions. La base est reliée à un centre de paiement généralement par le réseau téléphonique commuté et transmet, en réponse aux messages reçus du terminal, des messages d'autorisation ou d'annulation de transaction. La base sert également de borne de rechargement pour alimenter l'accumulateur électrique équipant le terminal. Par ailleurs, la base imprime les tickets de transaction. Pour assurer les transferts de données ou de courant entre la base et le terminal, ces derniers sont munis de contacts électriques débouchant sur leurs faces externes en regard, ces contacts étant destinés à venir en appui les uns contre les autres lorsque le terminal repose sur sa base. De tels contacts débouchant sur la face externe d'appareils électroniques sont traditionnellement prolongés vers les cartes de circuit imprimé correspondantes au moyen de fils ou de pattes de liaison qui sont ensuite soudés sur les cartes afin de garantir une connexion parfaite. L'utilisation de telles liaisons soudées présente de nombreux inconvénients notamment en terme de coût de fabrication et de facilité dans le montage et le démontage des appareils. La présente invention a donc pour objet de remédier aux inconvénients de l'art antérieur en proposant un connecteur électrique assurant de façon simple et peu coûteuse la liaison entre des contacts débouchant sur une face externe et une carte de circuit imprimé. L'appareil électronique selon l'invention comporte des moyens de connexion électrique entre une carte de circuit imprimé agencée à l'intérieur du boîtier de l'appareil et une zone de contact agencée sur une face externe du boîtier. Selon l'invention, l'appareil électronique est caractérisé en ce que les moyens de connexion sont formés par un connecteur venant de moulage avec le boîtier, le connecteur présentant un trou débouchant à l'intérieur duquel est encliqueté un contact à ressort, ce contact comprenant une première zone de contact destinée à venir en appui contre la carte de circuit imprimé et une seconde zone de contact débouchant sur la face externe du boîtier. Selon une autre caractéristique de l'appareil électronique objet de la présente invention, la première et seconde zones de contact sont formées aux deux sommets extrêmes d'une même bande métallique conformée par estampage et pliage. Selon une autre caractéristique de l'appareil électronique objet de la présente invention, le connecteur sert également de plot d'appui à la carte de circuit imprimé. Selon une autre caractéristique de l'appareil électronique objet de la présente invention, la seconde zone de contact s'étend légèrement en retrait par rapport à la face externe du boîtier. Selon une autre caractéristique de l'appareil électronique objet de la présente invention, la première zone de contact présente un bossage destiné à augmenter la pression de contact de la lame élastique contre la carte de circuit imprimé. Selon une autre caractéristique de l'appareil électronique objet de la présente invention, la première zone de contact est portée par une lame recourbée mobile élastiquement et ce que la seconde zone de contact est fixe et est formée par une lame plate immobilisée contre des surfaces d'appui par des moyens de blocage appropriés. Selon une autre caractéristique de l'appareil électronique objet de la présente invention, les moyens de fixation sont formés par une languette d'encliquetage et par l'extrémité de la lame plate qui est repliée sensiblement à angle droit et insérée dans une fente correspondante portée par le connecteur. Selon une autre caractéristique de l'appareil électronique objet de la présente invention, le connecteur présente des parois destinées à protéger ladite lame élastique. Selon une autre caractéristique de l'appareil électronique objet de la présente invention, l'extrémité de la lame élastique est repliée sur une longueur adaptée pour demeurer dans le trou débouchant quelle que soit la position de cette lame. Selon une autre caractéristique de l'appareil électronique objet de la présente invention, cet appareil est constitué d'un appareil de paiement par cartes bancaires. On comprendra mieux les buts, aspects et avantages de la présente invention, d'après la description donnée ci-après d'un mode de réalisation de l'invention, présenté à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1 est une vue en coupe partielle d'un connecteur électrique selon l'invention ; la figure 2 est une vue de dessus partielle, en perspective, du connecteur de la figure 1 ; la figure 3 est une vue de dessous partielle, en perspective, présentant deux connecteurs similaires à celui de la figure 1, l'un étant muni de son contact à ressort et l'autre sans; la figure 4 est une vue en perspective du contact à ressort équipant le connecteur représenté à la figure 1. Pour simplifier la description, seuls les éléments permettant de comprendre l'invention ont été représentés. Par ailleurs les mêmes éléments portent la même référence d'une figure à l'autre. En se reportant aux figures et notamment à la figure 1, on a représenté un panneau arrière 1, lequel forme avec un panneau avant non figuré, le boîtier d'un terminal de paiement lecteur de cartes. Ce panneau arrière 1 est réalisé en matière plastique moulée et il est destiné à être fixé au panneau avant par vissage. Entre ces deux panneaux avant et arrière est positionnée une carte de circuit imprimé 4 figurée en pointillée. Cette carte de circuit imprimé 4 repose sur des plots de positionnement venant en appui sur ses deux faces, ces plots étant respectivement portés par chacune des faces internes des panneaux avant et arrière. Le panneau arrière 1 intègre, venant de moulage, une série de connecteurs électriques identiques au connecteur 2 figuré. Ces connecteurs assurent la liaison entre la carte de circuit imprimé 4 et des surfaces de contact débouchant sur la face externe du panneau arrière 1. Chaque connecteur 2 est intégré dans un plot de positionnement 21 s 'étendant en saillie perpendiculairement à la surface interne du panneau 1, dont les extrémités libres épaulées définissent à la fois des surfaces d'appui 6 et de butée 7 pour la carte de circuit intégré 4. A l'intérieur de chacun des plots est encliqueté un contact à ressort 3 en forme de L. Le contact à ressort est formé par découpage d'une feuille métallique puis par estampage et pliage, il peut être recouvert d'une couche d'or pour améliorer encore la conduction électrique. Un trou 5 de réception du contact 3 est formé dans chaque plot 21. Ce trou 5 est un trou traversant s'étendant coaxialement à l'axe du trou où vient se loger le contact à ressort 3. Le trou 5 possède une section évolutive, de l'intérieur du panneau 1 vers l'extérieur, passant d'une section en T, à une section en H, pour finir par une section en rectangulaire chanfreinée. Le contact 3 est formé par une bande rectangulaire oblongue 31 comportant, de part et d'autre de ses bords longitudinaux, deux ailes de renfort 32 repliées vers l'intérieur. Cette bande 31 est destinée à être engagée dans une fente correspondante 51 du trou 5 s'étendant sur toute la hauteur de ce dernier. Les ailes 32 permettent donc de rigidifier la bande 31 et de guider cette dernière dans son logement 51, il est ainsi possible d'utiliser une 31 relativement haute et de faible épaisseur dans une fente sensiblement plus large et donc plus facile à réaliser. La bande 31 présente par ailleurs une languette d'encliquetage 33 s'étendant en saillie vers l'extérieur. Cette languette 33 est obtenue par découpage et pliage. La languette 33 est destinée à venir s'encliqueter sur un épaulement 53 formé à l'extrémité d'une rainure 52 s'étendant parallèlement à la fente 51 et débouchant dans cette dernière. Cette bande 31 est prolongée à son extrémité s'étendant vers l'intérieur du panneau 1 et vers la carte de circuit imprimé 4 par une lame de contact élastique 34. La lame 34 de largeur réduire par rapport à la bande 31 est recourbée vers l'intérieur et s'étend dans un plan sensiblement parallèle et distinct du plan médian longitudinal de la bande 31. Le décalage de la lame 34 par rapport à l'axe longitudinal de la bande 31 crée une indexation de détrompage. La lame 34 est logée dans une fente 54 du trou 5 s'étendant perpendiculairement à la fente 51 avec laquelle elle communique à l'opposée de la rainure 52 sur toute la hauteur de cette dernière. La lame 34 présente une zone de contact 35 à l'endroit du sommet courbé de celle-ci. La zone de contact 35 est destinée à venir en appui contre une zone de contact correspondante 43 portée par la carte de circuit imprimé 4. Cette zone de contact 25 s'étend, en position de repos lorsque la carte 4 ne repose pas contre le plot 21, en saillie hors du trou 5 au-dessus des surfaces d'appui 6 sans toutefois dépasser le muret définissant les surface de butée 7. Ce muret protège ainsi la lame 34 et la zone de contact 35 contre d'éventuels endommagements notamment lors des opérations de montage des terminaux de paiement. Cette lame 34 est, en effet, particulièrement fragile et il est essentiel pour la qualité de la connexion avec la carte de circuit imprimé que cette lame ne soit soumise à aucune agression. La zone de contact 35 est munie d'un bossage 36 destiné à augmenter la force de contact par unité de surface entre la zone de contact 35 de la lame 34 et la zone de contact de la carte de circuit imprimée 4. Ce contact arrondi 36 combiné à l'essuyage opéré par le déplacement de la lame 34 sur la zone de contact correspondante de la carte 4, lors de l'accostage de la carte 4 sur le plot 21, garantissent un bon contact électrique même lorsque le métal du contact présente une légère oxydation superficielle. Par ailleurs le bossage 36 renforce la rigidité de la lame 34 au droit de la zone de contact 35 et ce malgré la faible épaisseur de cette dernière. La lame 34 est prolongée au-delà de la zone 35 par une partie repliée 37 dont l'extrémité est destinée à demeurer à l'intérieur du trou 5, dans la fente 54, et ce, même lorsque la lame 34 occupe sa position de repos c'est-à-dire en l'absence de la carte de circuit imprimé 4. Cette disposition permet également d'éviter l'endommagement de la lame élastique 34 lors de manipulation du panneau 1. La bande 31 est prolongée à son extrémité opposée à la lame 34 par une lame plate 38 s'étendant vers l'intérieur sensiblement à angle droit par rapport à l'axe longitudinal de la bande 31. Cette lame 38 dont la largeur correspond sensiblement à celle de la bande 31, définit une seconde zone de contact destinée à coopérer avec un autre appareil en l'occurrence la base associée au terminal de paiement. Cette lame plate 38 est destinée à demeurer en appui contre des parois 8 et 9 débouchant sur la face externe du panneau 1 et délimitant les fentes 54 et 51, ces parois 8 et 9 s'étendent légèrement en retrait du plan de la face externe au fond d'une cavité rectangulaire 55 correspondant aux dimensions de la seconde zone de contact 38 et formant la partie terminale du trou 5. Cette cavité 55 à pour but de loger la seconde zone de contact 38 légèrement en retrait (par exemple en retrait de 0.3 mm) du plan de la face externe et ainsi de protéger cette zone de contact lorsque le terminal ne repose pas sur sa base. La lame plate 38 est elle-même prolongée par une partie d'extrémité 39 s'étendant sensiblement à angle droit vers l'intérieur de façon à se retrouver sensiblement parallèle à la bande 31. Cette partie d'extrémité 39 est destinée à venir se loger dans une fente borgne 56 correspondante du trou 5, fente qui communique avec la fente 54 et qui s'étend sensiblement parallèlement à la fente 51. L'insertion de la partie d'extrémité 39 dans la fente 56 forme un point d'ancrage qui tend empêcher le déplacement du contact 3 plus avant vers l'intérieur du boîtier, cette action est donc antagoniste à la languette d'encliquetage 33 qui une fois au contact de l'épaulement 53 tend à empêcher le retrait du contact 3 vers l'extérieur. L'action combinée de la languette 33 et de la partie d'extrémité 39 immobilise donc le contact 3 et en particulier la lame 38 en position. L'insertion de l'extrémité 39 de la lame 38 dans la fente 56 rend toute tentative d'endommagement de la seconde surface de contact 38 s'étendant à l'extérieur du panneau 1, très difficile. Ainsi grâce au connecteur selon l'invention, il n'est plus nécessaire d'avoir recours à des fils soudés pour relier la carte de circuit imprimé 4 et les zones de contact 38 s'étendant sur la face externe de l'appareil. Par ailleurs le système de connexion proposé se limite à un contact à ressort venant s'encliqueter dans un logement correspondant aménagé dans un plot de support de la carte de circuit imprimé. Cela facilite grandement le montage et le démontage de l'appareil puisqu'il n'y pas d'opération d'assemblage supplémentaire due aux contacts. La liaison électrique entre le contact à ressort 3 et la carte de circuit imprimé 4 se fait par simple pression de la lame élastique 34 contre la zone de contact correspondante de la carte 4. Cette pression est donnée par la fermeture du boîtier de l'appareil, c'est-à-dire par vissage du panneau arrière 1 sur le panneau avant. Les opérations d'assemblage en usine et de maintenance en atelier s'en trouve considérablement simplifiées. Le connecteur proposé présente par ailleurs une connexion d'excellente qualité du fait que les parties fragiles et notamment la lame élastique 34 sont entourées de parois 6, 7 qui ne laissent dépasser que le strict nécessaire pour obtenir la force de contact nécessaire et qui garantissent l'intégrité de la lame 34 même en cas d'attaques latérales ou verticales. Bien évidemment, le mode de réalisation illustré n'a été donné qu'à titre d'exemple et n'est absolument pas limitatif de l'ensemble des solutions pouvant être mise en oeuvre grâce à la présente invention. REVENDICATIONS 1 - Appareil électronique comportant des moyens de connexion électrique entre une carte de circuit imprimé (4) agencée à l'intérieur du boîtier (1) de l'appareil et une zone de contact (38) agencée sur une face externe dudit boîtier (1), caractérisé en ce que lesdits moyens de connexion sont formés par un connecteur (2) venant de moulage avec ledit boîtier (1), ledit connecteur présentant un trou débouchant (5) à l'intérieur duquel est encliqueté un contact à ressort (3), ledit contact (3) comprenant une première zone de contact (35, 36) destinée à venir en appui contre la carte de circuit imprimé (4) et une seconde zone de contact (38) débouchant sur la face externe dudit boîtier. 2 - Appareil électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première (35, 36) et seconde (38) zones de contact sont formées aux deux sommets extrêmes d'une même bande métallique (31) conformée par estampage et pliage (31). 3 - Appareil électronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que ledit connecteur sert également de plot d'appui (21) à la carte de circuit imprimé (4). 4 - Appareil électronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la seconde zone de contact (38) s'étend légèrement en retrait par rapport à la face externe dudit boîtier (1). 5 - Appareil électronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la première zone de contact (35) présente un bossage (36) destiné à augmenter la pression de contact de la lame élastique (34) contre la carte de circuit imprimé (4). 6 - Appareil électronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite première zone de contact (35, 36) est portée par une lame recourbée (34) mobile élastiquement et ce que ladite seconde zone de contact est fixe et est formée par une lame plate (38) immobilisée contre des surfaces d'appui (8, 9) par des moyens de blocage appropriés (33, 39). 7 - Appareil électronique selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits moyens de fixation sont formés par une languette d'encliquetage (33) et par l'extrémité (39) de la lame plate (38) qui est repliée sensiblement à angle droit et insérée dans une fente correspondante portée par le connecteur (2). 8 - Appareil électronique selon l'une quelconque des revendications 6 à 7, caractérisé en ce que ledit connecteur (2) présente des parois (7,6) destinées à protéger ladite lame élastique (34). 9 - Appareil électronique selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que l'extrémité de la lame élastique (34) est repliée sur une longueur adaptée pour demeurer dans ledit trou débouchant (5) quelle que soit la position de la lame (34). 10 - Appareil électronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un appareil de paiement par cartes bancaires.