Brevet FR2904894A1 — publié le 20080215

DISPOSITIF D'ALIMENTATION ELECTRIQUE D'APPAREILS PORTABLES La présente invention concerne un dispositif 5 d'alimentation électrique pour appareils portables électriques. Les appareils portables sont de plus en plus nombreux et de plus en plus utilisés. Par ailleurs à ce jour les dispositifs 10 d'alimentation dédiés à ces appareils portables ne sont pas uniformisés. En conséquence il existe aujourd'hui sur le marché un grand nombre de tels dispositifs d'alimentation. Le document WO 2004/038887 divulgue par exemple un 15 dispositif comprenant un plateau permettant l'alimentation d'appareils portables électriques par induction. Ce type de dispositif n'a cependant pas donné lieu au développement commercial escompté en raison d'inconvénients inhérents au phénomène physique mis en 20 oeuvre. En effet d'une part, la transmission d'énergie électrique vers l'appareil portable par induction exige un circuit complexe de redressement dans l'appareil portable. D'autre part un tel dispositif ne peut être utilisé en un lieu de stockage de cartes magnétiques ou 25 équivalent. La plupart des dispositifs d'alimentation électrique d'appareils portables utilisés de nos jours comportent une embase présentant deux bornes reliées à un module d'alimentation et sur laquelle doit être posée un 30 appareil portable pour assurer son alimentation ou la charge de sa batterie. L'utilisation de tels dispositifs est cependant assez contraignante. Elle demande en particulier de bien positionner l'appareil portable sur l'embase pour garantir une mise en contact des plots ou 35 bornes prévus sur l'appareil portable avec les bornes 2904894 2 complémentaires prévues sur l'embase. A défaut l'alimentation électrique de l'appareil portable n'est pas assurée. Le document WO 2004/027656 illustre un exemple d'un tel dispositif d'alimentation exigeant une mise en contact physique précise des plots d'un appareil portable et des bornes d'une embase. Par ailleurs ce type de dispositifs d'alimentation connus présente un autre inconvénient majeur : il ne permet généralement l'alimentation que d'un seul appareil portable à un instant donné et le plus souvent n'est compatible qu'avec un nombre limité d'appareils portables, ce qui conduit à la nécessité de disposer d'un grand nombre de dispositifs d'alimentation pour couvrir la gamme complète d'appareils portables généralement détenus par chaque utilisateur. Le but de la présente invention est de proposer un dispositif d'alimentation électrique qui permette d'améliorer la situation par rapport à l'état de la technique. Un but particulier de la présente invention est de proposer un dispositif d'alimentation adapté à tous types d'appareils portables électriques sans distinction particulière. Un autre but particulier de la présente invention est de proposer un dispositif d'alimentation électrique qui autorise l'alimentation simultanée de plusieurs appareils portables. Un autre but particulier de la présente invention est de proposer un dispositif d'alimentation électrique qui ne requiert pas un processus complexe de connexion pour garantir l'alimentation électrique d'un appareil portable. Le dispositif d'alimentation électrique conforme à la présente invention comprend deux ensembles adaptés pour être placés respectivement sur un support et sur un appareil portable, l'un des deux ensembles comportant deux réseaux de pistes de contacts électriques disposées sur deux plans différents et l'autre des deux ensembles comportant au moins deux éléments de contact électrique 2904894 3 disposés de manière similaire sur deux niveaux pour permettre une connexion par contact physique respectif entre lesdits éléments et lesdites pistes, dans lequel l'un au moins des deux ensembles comporte des moyens de 5 sollicitation élastique opérant sur l'un au moins des contacts électriques pour garantir la connexion précitée. Selon d'autres caractéristiques avantageuses de la présente invention : . l'ensemble comportant deux réseaux de pistes de 10 contacts électriques disposées sur deux plans différents a la forme d'un plateau ou tapis adapté pour être placé sur un support, . l'un des deux réseaux de pistes comporte une série d'ouvertures permettant l'accès au deuxième réseau de 15 pistes sous jacent. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va maintenant en être faite, en référence aux dessins annexés, sur lesquels : 20 - la figure 1 est une vue en perspective schématique d'un exemple de réalisation d'un électrique conforme à dispositif d'alimentation la présente invention. - la figure 2 est une vue en coupe transversale 25 d'un plateau d'alimentation selon la présente invention. - La figure 3 est connexion selon être placé sur un appareil portable. 30 - La figure 4 est une vue en coupe des mêmes plateau d'alimentation et module de connexion mis en contact. On aperçoit sur la figure 1 annexée un dispositif d'alimentation électrique conforme à la présente 35 invention comprenant deux ensembles complémentaires 10 et une vue en coupe d'un module de la présente invention destiné à 2904894 4 50 destinés respectivement à être placé sur un support et à être relié à un appareil portable 1. Plus précisément on aperçoit sur la figure 1 deux ensembles 50 reliés à deux appareils portables distincts 1, l'un en position 5 d'alimentation sur le plateau 10 et l'autre en phase de dépôt sur ce plateau 10 en vue d'une alimentation électrique. Comme indiqué précédemment l'un 10 des deux ensembles comporte deux réseaux de pistes de contacts 10 électriques disposées sur deux plans différents tandis que l'autre 50 des deux ensembles comporte au moins deux éléments de contact électrique disposés de manière similaire sur deux niveaux pour permettre une connexion par contact physique respectif entre lesdits éléments et 15 lesdites pistes. Par ailleurs selon la présente invention l'un au moins des deux ensembles 10, 50 comporte des moyens de sollicitation élastique opérant sur l'un au moins des contacts électriques pour garantir la connexion précitée. 20 La figure 2 représente un mode de réalisation non limitatif du plateau d'alimentation 10 de la présente invention. Ce plateau 10 est constitué d'au moins trois couches distinctes 11, 12 et 14. La couche supérieure 11 est en un matériau électriquement conducteur. Elle 25 constitue un premier réseau de pistes de contact électrique. La couche intermédiaire 12 est en un matériau électriquement isolant. Enfin, la couche inférieure 14 est en un matériau électriquement conducteur. Elle constitue le deuxième réseau de pistes de contact 30 électrique. Les couches électriquement conductrices 11 et 14 sont reliées respectivement aux bornes d'une source d'alimentation électrique par tous moyens appropriés. Ces moyens ne sont donc pas représentés sur les dessins. A 35 titre d'exemple et de manière non limitative, la 2904894 5 différence de potentiel entre la couche conductrice supérieure 11 et la couche conductrice inférieure 14 est de 24V. Ces couches seront donc considérées comme des pôles. 5 La couche supérieure 11 et la couche intermédiaire 12 possèdent des ouvertures traversantes 13 afin de permettre un accès à la couche inférieure 14 par la partie supérieure du plateau. A titre d'exemple non limitatif, ces ouvertures 13 peuvent être de forme 10 circulaire. Ainsi la couche supérieure 11 qui constitue un premier réseau de pistes de contact électrique a de préférence la forme d'une feuille continue possédant une matrice d'ouvertures 13 traversantes disposées selon un agencement régulier. La couche inférieure 14 quant à 15 elle, qui constitue le deuxième réseau de pistes de contact électrique, possède au moins des plages de contact électrique en regard des ouvertures 13. Elle est de préférence continue. On notera que pour des raisons que l'on exposera 20 plus en détail par la suite, destinées à permettre une mise en contact physique automatique entre les éléments de contact des deux ensembles, par simple dépôt de l'appareil 1 sur le plateau 10, de préférence la largeur des pistes préservées dans la première couche 11 entre 25 les ouvertures 13 est au plus égale au diamètre des ouvertures. Selon la représentation particulière et non limitative donnée sur les figures annexées, le diamètre des ouvertures 13 est sensiblement du même ordre de 30 grandeur que la largeur des pistes préservées dans la première couche 11 entre ces ouvertures 13. A titre d'exemples et de façon non limitative, le plateau d'alimentation 10 a une forme globalement rectangulaire de dimension 30 cm x 25 cm. 35 La figure 3 représente un mode de réalisation d'un 2904894 6 module de connexion 50 destiné à être placé sur un appareil portable 1. Ce module de connexion 50 peut être fixé de façon amovible à l'appareil portable électrique 1 (sous forme d'un accessoire indépendant) ou être intégré 5 de manière non amovible à celui-ci. A titre d'exemple non limitatif, un tel module de connexion 50 peut être conçu pour s'adapter sur le connecteur existant de l'appareil portable électrique 1. Le module de connexion 50 comprend deux éléments de 10 contact électrique 51 et 54. Le premier élément 51 est placé de préférence au sommet d'un plot 52 électriquement isolant. Selon la représentation de la figure 3, le plot 52 électriquement isolant a la forme d'une couronne cylindrique plane. En variante, le plot 52 peut être de 15 forme globalement conique. Le deuxième élément 54 est placé sur l'extrémité d'un pion 55 électriquement isolant logé dans une lumière 56 traversant le plot 52 et le premier élément 51. De préférence l'extrémité de ce deuxième élément 54 20 et/ou du pion 55 a la forme générale d'une calotte hémisphérique convexe vers l'extérieur. Comme on le verra par la suite, cette disposition permet d'assurer un auto positionnement du pion 55 et de l'élément associé 54 dans une ouverture 13 lorsque l'appareil 1 est placé sur le 25 plateau 10. Comme on le voit sur la figure 3, le sommet de l'élément de contact 54 émerge hors de la lumière 56. La distance entre les deux niveaux des éléments de contacts 51 et 54 est sensiblement supérieure à la différence 30 existant entre les deux plans des pistes 11 et 14 précitées. Plus précisément encore selon un mode de réalisation préférentiel le pion 55 est monté à translation dans la lumière 56 et sollicité vers l'extérieur de celle-ci par 35 un organe élastique 60. Selon la figure 3 l'organe 2904894 7 élastique 60 est formé d'un ressort spiral. Bien entendu il peut être remplacé par tout moyen équivalent, tel qu'un bloc de mousse. Au repos, lorsque le module 50 est séparé du plateau 10, l'organe élastique 60 impose une 5 différence de niveau entre les deux éléments de contact 51 et 54 supérieure à la différence entre les deux plans des pistes 11 et 14. Ainsi l'organe élastique 60 garantit à l'utilisation un contact respectivement entre l'élément 51 et la piste 11 d'une part et l'élément 54 et la piste 10 14 d'autre part, le pion 55 étant rétracté légèrement par compression de l'organe élastique 60 lorsque le module 50 est placé sur le plateau 10. Bien entendu des moyens sont prévus pour limiter le déplacement du pion 55 hors de la lumière 56. De tels 15 moyens sont formés selon la figure 3 d'une nervure annulaire 57 formée en saillie sur la périphérie du pion 55 à la base de celui-ci au niveau d'une gorge complémentaire 58 formée dans le plot 52 Les deux éléments de contact électrique 51 et 54 20 sont reliés aux circuits électriques de l'appareil portable électrique 1, notamment le système de rechargement de la batterie d'alimentation électrique, par des liaisons 71 et 74. La section droite du pion 55 et de l'élément de 25 contact 54 doit être telle que l'élément 54 puisse pénétrer à travers les ouvertures 13 des plaques 11 et 12 afin de venir en contact avec le réseau de pistes complémentaires 14. Par ailleurs les dimensions de la couronne composant le premier élément de contact 51 sont 30 de préférence sensiblement égales à celles des pistes 11 formées sur le plateau 10. L'homme de l'art comprendra que pour utiliser le dispositif conforme à la présente invention il suffit de placer un appareil 1 équipé d'un module 50 sur le plateau 35 10, en assurant le cas échéant un léger déplacement de 2904894 8 l'appareil 1 sur le plateau selon une amplitude égale au pas des ouvertures 13, pour garantir que le pion 55 pénètre dans l'une de ces ouvertures 13. Simultanément on garantit qu'un contact est assuré entre la piste 11 et 5 l'élément de contact 51 d'une part et la piste 14 et l'élément de contact 54 d'autre part, grâce à l'organe élastique 60 qui permet de rattraper tout problème de côte ou d'usure éventuelle des contacts. Lorsque les contacts précités sont assurés, les 10 liaisons 71 et 74 permettent d'alimenter les circuits électriques de l'appareil portable électrique 1, notamment la batterie d'alimentation électrique. Le cas échéant si la tension nominale d'alimentation de l'appareil électrique n'est pas égale à celle de la 15 source d'alimentation électrique reliée aux pistes 11 et 14, le module de connexion 50 peut posséder un dispositif, par exemple à base d'un pont diviseur résistif ou tout moyen équivalent, permettant d'adapter la tension d'alimentation aux caractéristiques de 20 l'appareil portable électrique 1. La configuration du plateau 10 et du module de connexion 50 permet une connexion facile et rapide entre l'appareil portable électrique 1 et le tapis chargeur 10. La présente invention permet ainsi de s'affranchir du 25 processus complexe imposé par la plupart des dispositifs disponibles aujourd'hui sur le marché. Comme on le comprend à l'examen de la figure 1 le plateau 10 peut recevoir simultanément une pluralité d'appareils portables 1 en position d'alimentation. Le 30 plateau 10 et les modules 50 peuvent être compatibles avec tout type d'appareils portables (comprenant par exemple et non limitativement les téléphones, organiseurs, ordinateurs, appareils ménagers ou de bricolage (visseuse, perceuse, ponceuse...), etc ...). Par 35 ailleurs la présente invention permet à terme de disposer 2904894 9 d'un dispositif d'alimentation unique compatible avec l'ensemble des appareils portables utilisés en un lieu donné ou par un individu donné. Bien entendu la présente invention n'est pas limitée 5 au mode de réalisation particulier qui vient d'être décrit mais s'étend à toute variante conforme à son esprit. A titre d'exemple, en variante on peut prévoir deux réseaux de pistes, similaires aux pistes 11 et 14, dans 10 un module destiné à être fixé sur un appareil portable et inversement des éléments de contact complémentaires, similaires aux éléments de contact 51 et 54, sur un plateau ou tapis. Par ailleurs l'organe de sollicitation élastique peut être associé à l'une des pistes 11 ou 14 15 (par exemple en réalisant l'une au moins de celle-ci sous forme d'une membrane électriquement conductrice possédant une élasticité intrinsèque) ou encore à la couronne 51 tout en assurant la même fonction de garantir un contact électrique fiable. De plus, l'élément de contact 51 formé 20 d'une couronne continue qui entoure le pion 55, selon la réalisation particulière précédemment décrite, pourrait être remplacé par tout moyen équivalent, par exemple un simple secteur de couronne et non pas une couronne annulaire continue. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'alimentation électrique pour appareils portables électriques caractérisé en ce qu'il comprend deux ensembles (10, 50) adaptés pour être placés respectivement sur un support et sur un appareil portable (1), l'un (10) des deux ensembles comportant deux réseaux de pistes (11, 14) de contacts électriques disposées sur deux plans différents et l'autre (50) des deux ensembles comportant au moins deux éléments de contact électrique (51, 54) disposés de manière similaire sur deux niveaux pour permettre une connexion par contact physique respectif entre lesdits éléments (51, 54) et lesdites pistes (11, 14), l'un au moins des deux ensembles (10, 50) comportant des moyens (60) de sollicitation élastique opérant sur l'un au moins des contacts électriques (54) pour garantir la connexion précitée. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble (10) comportant deux réseaux de pistes (11, 14) de contacts électriques disposées sur deux plans différents a la forme d'un plateau ou tapis adapté pour être placé sur un support. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'un (11) des deux réseaux de pistes comporte une série d'ouvertures (13) permettant l'accès au deuxième réseau de pistes (14) sous jacent. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'ensemble (10) comportant deux réseaux de pistes (11, 14) de contacts électriques disposées sur deux plans différents a la forme d'un plateau (10) composé d'une couche supérieure (11) et d'une couche conductrice inférieure (14) parallèles entre elles et constituant lesdits réseaux de pistes, lesdites couches conductrices (11, 14) étant séparées par une couche intermédiaire isolante (12). 2904894 11 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la couche conductrice supérieure (11) et la couche intermédiaire isolante (12) possèdent des ouvertures (13) permettant un libre accès à la couche 5 conductrice inférieure (14). 6. Dispositif selon l'une des revendications 3 ou 5, caractérisé en ce que la largeur des pistes (il) formées entre les ouvertures (13) est au plus égale au diamètre des ouvertures (13). 10 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'un des ensembles est un module de connexion (50) adapté pour être lié de façon amovible à un appareil portable électrique (1). 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, 15 caractérisé en ce que ledit autre (50) des deux ensembles comportant au moins deux éléments de contact électrique (51, 54) comprend un premier élément de contact (51) au moins sensiblement plan et un pion (55) en saillie par rapport à ce premier contact (51) et qui porte un second 20 élément de contact électrique (54). 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la section droite du pion (55) et du second élément de contact électrique (54) est adapté pour permettre à ceux-ci de pénétrer dans des ouvertures (13) 25 formées dans un réseau de pistes (11) de l'autre ensemble. 10. Dispositif selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que le pion(55) est monté à translation dans une lumière (56). 30 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le pion(55) est sollicité vers l'extérieur par les moyens (60) de sollicitation élastique. 12. Dispositif selon la revendication 11, 35 caractérisé en ce que des moyens (57, 58) limitent le 2904894 12 déplacement du pion (55) hors de la lumière (56). 13. Dispositif selon l'une des revendications 8 à 12, caractérisé en ce que l'extrémité du deuxième élément (54) et/ou du pion (55) a la forme générale d'une calotte 5 hémisphérique convexe vers l'extérieur. 14. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que les moyens de sollicitation élastique (60) imposent une différence de niveau entre les deux éléments de contact (51, 54) supérieure à la 10 différence entre les deux plans des pistes (11, 14). 15. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens prévus sur un module de connexion destiné à être fixé sur un appareil portable (1) et adaptés pour adapter la 15 différence de potentiel reçue de l'autre ensemble au potentiel nominal de l'appareil. 16. Plateau comportant deux réseaux de pistes (11, 14) de contacts électriques disposées sur deux plans différents, pour la mise en œuvre d'un dispositif 20 d'alimentation électrique pour appareils portables électriques conforme à l'une des revendications 1 à 15. 17. Module destiné à être placé sur un appareil portable électrique et comportant au moins deux éléments de contact électrique (51, 54) disposés sur deux niveaux, 25 l'un de ces deux éléments (51, 54) étant préférentiellement sollicité par un moyen élastique (60), pour la mise en œuvre d'un dispositif d'alimentation électrique pour appareils portables électriques conforme à l'une des revendications 1 à 15.