Brevet FR2938383A1 — publié le 20100514

CONNECTEUR MAGNETIQUE POUR DISPOSITIFS ELECTRONIQUES 10 La présente invention concerne un connecteur magnétique pour dispositifs électroniques, par exemple pour connecter un appareil électronique et une interface homme-machine amovible associée. La plupart des connecteurs pour dispositifs électroniques amovibles actuels proposent une connectique électrique mâle-femelle à insertion mécanique. Un premier 15 inconvénient de ce type de connecteur est l'usure des pièces mécaniques due aux frottements des contacts électriques entre eux lors de leur insertion et de leur désinsertion. Un second inconvénient est l'adjonction d'un système mécanique amovible de maintient des dispositifs qui augmente les coûts des dispositifs. D'autres connecteurs utilisent des connexions électriques à contacts physiques 20 montés sur ressorts afin de minimiser l'effort d'insertion et de désinsertion des dispositifs entre eux. L'inconvénient majeur de ce type de connecteur est l'usure des ressorts qui en vieillissant ne joue plus leur rôle ainsi les contacts électriques ne se font plus entre les dispositifs. De plus, il est nécessaire d'adjoindre un système mécanique amovible de maintient des dispositifs. 25 Un but de la présente invention est de pouvoir connecter et déconnecter facilement, sans utilisation de système mécanique de fixation et sans risque de blessures, des dispositifs électroniques amovibles entre eux de façon à les remplacer ou les retirer momentanément (par exemple un appareil multimédia avec. façade détachable) ou encore les transporter séparément (par exemple un autoradio avec façade détachable). 30 La présente invention permet ainsi la réduction du nornbre d'éléments mécaniques de fixation et de connexion dans un dispositif électronique, permettant ainsi de réduire le temps d'assemblage et de réduire le coût du dispositif. La présente invention vise un connecteur pour dispositifs électroniques, caractérisé en ce qu'il comporte : - une première partie du connecteur, mécaniquement intégrée à un premier dispositif électronique, et comportant au moins un aimant connecté électriquement audit premier dispositif électronique, - une seconde partie du connecteur, mécaniquement intégrée à un second dispositif électronique, et comportant au moins un aimant ou au moins un matériau magnétique connecté électriquement audit second dispositif électronique, ladite seconde partie dudit connecteur étant adaptée à être connectée électriquement et mécaniquement à la première partie du connecteur grâce à l'attraction magnétique de leurs aimants ou de leur aimant et de leur matériau magnétique, lorsque les deux aimants ou l'aimant et le matériau magnétique sont en contact. Grâce à ces dispositions, lesdits aimants ou lesdits aimants et lesdits matériaux magnétiques, lorsqu'ils sont assemblés, maintiennent un contact physique entre eux, grâce à l'attraction magnétique, permettant ainsi à la fois d'établir un maintien mécanique entre les 15 deux dispositifs électroniques et de faire circuler librement des signaux électriques d'un dispositif électronique à l'autre. Selon des caractéristiques particulières, lesdits contacts magnétiques (aimants ou aimant et matériau magnétique) peuvent servir à transporter une alimentation électrique entre les deux parties du connecteur. 20 Grâce à ces dispositions, un premier dispositif peut alimenter un second dispositif en énergie. Selon des caractéristiques particulières, un contact magnétique de chaque partie du connecteur peut servir à transporter des informations entre les deux parties du connecteur. Grâce à ces dispositions, les dispositifs peuvent comrnuniquer entre eux. 25 Selon des caractéristiques particulières, deux contacts magnétiques de chaque partie du connecteur peuvent servir à la fois à transporter de l'énergie et l'information entre les deux parties du connecteur. Grâce à ces dispositions, seulement deux contacts magnétiques par partie du connecteur sont nécessaires pour transporter l'énergie et les informations ce qui permet de 30 faciliter la connexion entre lesdits éléments magnétiques. Selon des caractéristiques particulières, une première partie du connecteur possède des aimants présentant des pôles différents. Selon des caractéristiques particulières, une seconde partie du connecteur possède des aimants présentant des pôles inversés par rapport aux dits aimants de ladite première 35 partie du connecteur. Grâce à ces dispositions, les aimants des deux parties du connecteur s'attirent mutuellement et entrent en contact mécanique mais n'ont qu un seul sens de connexion. 10 Selon des caractéristiques particulières, une première partie du connecteur possède un aimant permanent. Selon des caractéristiques particulières, une seconde partie du connecteur possède un détecteur de champ magnétique. Grâce à ces dispositions, le premier dispositif électronique peut autoriser ou non le transport de l'énergie et/ou de l'information entre les deux parties du connecteur lorsque le détecteur de champ magnétique détecte ou non le champ magnétique dudit aimant permanent. Cela permet, par exemple, de ne pas détériorer les dispositifs électroniques lors d'une inversion de polarité ou lors de la projection d'un élément métallique sur les éléments magnétiques. Selon des caractéristiques particulières, des électro-aimants sont disposés de part et d'autre du connecteur. Selon des caractéristiques particulières, lesdits électro-aimants sont activés lors de la présence d'une l'alimentation électrique. Grâce à ces dispositions, l'utilisateur ne peut pas retirer le connecteur sans couper l'alimentation, le dispositif électronique est ainsi protégé. Selon des caractéristiques particulières, un premier dispositif électronique peut être un appareil électronique. Selon des caractéristiques particulières, un second dispositif électronique peut être 20 une interface homme-machine. Grâce à ces dispositions, l'utilisateur peut connecter des interfaces aisément et les replacer ou les remplacer par d'autres interfaces homme-machines possédant le même type de connecteur magnétique. Selon des caractéristiques particulières, un premier dispositif possède une pluralité 25 de connecteurs magnétiques. Grâce à ces dispositions, l'utilisateur peut placer plusieurs dispositifs possédant des connecteurs magnétiques sur ledit premier dispositif. D'autres avantages, buts et caractéristiques particulières de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre, faite, dans un but explicatif et nullement limitatif 30 en regard des dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 représente, schématiquement, un premier mode de réalisation particulier du connecteur objet de la présente invention en position désassemblée, chacune des parties présentant sa vue de face, - la figure 2 représente, schématiquement, de profil et en coupe, dans une 35 première vue, les deux parties du connecteur assemblé et représenté dans un premier mode de réalisation particulier du connecteur objet de la présente invention, - la figure 3 représente, schématiquement, de profil et en coupe, un deuxième mode de réalisation particulier du connecteur, non assemblé, objet de la présente invention, - la figure 4 représente, schématiquement, de profil et en coupe, un troisième mode de réalisation particulier du connecteur, non assemblé, objet de la présente invention et - la figure 5 représente, schématiquement, de profil et en coupe, un quatrième mode de réalisation particulier du connecteur, non assemblé, objet de la présente invention. La présente invention concerne un connecteur magnétique pour dispositifs électroniques. Dans ces modes de réalisation illustrés dans les figures 1 à 6, il prend la forme d'un ovale, cependant la présente invention ne se limite pas à une forme particulière de connecteur mais s'étend au contraire à des formes géométriques diverses telles que rectangulaires, carrées, rondes ou polygonales. La figure 1 représente schématiquement deux dispositifs électroniques 150 et 170, représentés partiellement et non assemblés, intégrant chacun une partie 110 et 105 du connecteur magnétique objet de la présente invention, chacune des parties du connecteur étant vue de face. On observe sur une première partie 110 dudit connecteur, trois aimants 100, 115 et 120 disposés en forme de triangle, chacun desdits aimants positionné à un des sommets dudit triangle, et présentant des pôles magnétiques différents. Cette position en triangle permet d'une part de créer un détrompeur naturel et d'autre part de renforcer l'attraction mécanique des éléments magnétiques entre eux lors du désassemblage. On observe également sur cette figure, une seconde partie 105 dudit connecteur intégrant trois autres aimants 130, 135 et 140 présentant des pôles magnétiques opposés à ceux des aimants de la première partie du connecteur afin qu'ils puissent s'attirer magnétiquement entre eux lors de l'assemblage desdits dispositifs par le biais desdites parties du connecteur. Dans des variantes, les aimants d'une des parties du connecteur sont remplacés par des matériaux magnétiques. Dans des variantes, lorsque l'encombrement sur les faces des connecteurs ne permet pas de les placer en triangle, les aimants sont positionnés sur une ligne droite. Dans des variantes, les aimants sont positionnés de manière à créer des formes géométriques. Cette variante permet d'optimiser l'attraction magnétique du connecteur en fonction de la forme du dispositif et du nombre de contacts magnétiques. Dans des variantes, le nombre d'aimants peut être modifié. Cette variante permet d'optimiser le nombre d'aimants sur le connecteur pour des questions de coût ou d'encombrement ou d'en augmenter le nombre afin de transférer plus de signaux électriques. La figure 2 représente schématiquement, les deux ,dispositifs électroniques 150 et 170 illustrés partiellement sur la figure 1 intégrant les deux parties 110 et 105 du connecteur, assemblées, chacune des parties vues de profil et en coupe. On distingue de profil et en coupe, les trois aimants 100, 115 et 120 de ladite première partie dudit connecteur et les trois aimants 130, 135 et 140 de ladite seconde partie dudit connecteur présentés sur la première figure. On distingue nettement que lorsque les deux parties du connecteur sont assemblées, les aimants 100, 115 et 120 de la première partie 110 du connecteur se retrouvent en contact mécanique avec les aimants 130, 135 et 140 de la seconde partie 105 du connecteur. On observe également que lesdits aimants de chaque partie sont reliés électriquement, par l'intermédiaire des fils électriques 250, 215 et 295 pour la première partie dudit connecteur et par l'intermédiaire des fils électriques 260, 290 et 270 pour la seconde partie dudit connecteur, à leur équipement électronique respectif 230, 240, 235 et 255. L'ensemble des éléments permet notamment de faire passer les signaux électriques d'un dispositif électronique à l'autre. Sur ladite première partie 110 du connecteur, les aimants 100 et 115 sont reliés à un dispositif d'alimentation électrique 230, respectivement au potentiel positif et à la masse dudit dispositif d'alimentation électrique par l'intermédiaire de deux fils électriques 250 et 215. L'aimant 120 est quand à lui relié, par l'intermédiaire d'un fil électrique 295, à un organe de gestion et de mémorisation des données 240 de type ricrocontrôleur, alimenté par le dispositif d'alimentation électrique 230. Sur une seconde partie 105 du connecteur, les aimants 130 et 135 sont utilisés pour transmettre au dispositif d'alimentation électrique 235 l'alimentation nécessaire au fonctionnement dudit second dispositif électronique 170, par l'intermédiaire des fils électriques 260 et 290, représentant respectivement le potentiel positif et la masse. Ladite alimentation électrique provenant dudit dispositif d'alimentation électrique de ladite première partie du connecteur lorsque lesdits aimant 130 et 135 sont en contact mécaniques avec les aimants 100 et 115. L'aimant 140 est quand à lui relié par l'intermédiaire d'un fil électrique 270 à un organe de gestion et de mémorisation des données 255 de type microcontrôleur, permettant ainsi le transfert d'informations, sous la forme cle signaux électriques digitaux, entre les deux organes de gestion et de mémorisation du connecteur par l'intermédiaire de l'aimant 120 et du fil électrique 295 lorsque l'aimant 120 est en contact avec l'aimant 140. Le transfert d'information unifilaire peut se faire, par exemple, via le protocole PBUS (protocoles propriétaires permettant la transmission de signaux avec un seul fil électrique). Dans des variantes, on peut utiliser seulement deux aimants sur chaque partie du connecteur pour transporter à la fois l'alimentation et les informations d'un dispositif électronique à l'autre. En variante, on peut utiliser plusieurs contacts, une partie pour l'alimentation et le reste pour le transfert d'informations. Cette variante permet de transférer des informations dans les deux sens via des protocoles de type I2C, SSI (protocoles propriétaires), RS232 ou parallèle. La figure 3 représente schématiquement, deux dispositifs électroniques, non assemblés, comportant les mêmes éléments que les dispositifs électroniques illustrés en figure 2 à l'exception d'un aimant 420 positionné sur la seconde partie 105 du connecteur mais non relié électriquement au second dispositif électronique 170 et présentant le même pôle magnétique que l'aimant opposé 100 situé sur la première partie 110 du connecteur, et d'un capteur 450 positionné sur la première partie 110 du connecteur. Ledit capteur 450 étant adapté à détecter la présence de champs magnétiques. Ledit capteur 450 se positionne en face de l'aimant 420 lorsque les deux parties 110 et 105 du connecteur sont en contact, l'aimant 420 et le capteur 450 sont alors en contact, permettant ainsi au champ magnétique dudit aimant 420 d'être détecté par le capteur 450. Dès lors, le premier dispositif électronique 150 peut alors autoriser le transfert de signaux électriques au second dispositif, ces signaux peuvent être, par exemple, l'alimentation électrique. Dans le cas où les deux parties du connecteur étaient connectées dans le mauvais sens, le capteur 450 ne détecterait pas l'aimant 420, ayant pour conséquence d'interdire le transfert de signaux électriques entre les dispositifs électroniques 150 et 170. Le capteur 450 peut être du type ILS ou à effet Hall (marques déposées). Ce mode de réalisation particulier du connecteur objet de la présente invention, permet d'éviter les court-circuits éventuels causés par des éléments métalliques posés sur les aimants lorsque les deux parties dudit connecteur sont désassemblées. La figure 4 représente schématiquement, deux dispositifs électroniques, non assemblés, comportant les mêmes éléments que les dispositifs électroniques illustrés en figure 2 à l'exception des deux matériaux magnétiques 600 et 620 situés de part et d'autres des contacts électriques de la première partie du connecteur ainsi que deux électro-aimants 630 et 660 situés en face desdits matériaux magnétiques lorsque les deux parties sont assemblées. Lesdits électro-aimants 630 et 660 sont alimentés par le dispositif 235 par l'intermédiaire des fils électriques 620, 640, 670 et 685. Les électro-aimants ont pour fonction de maintenir fortement les dispositifs en contacts afin que l'utilisateur ne puisse pas désassembler le connecteur de manière volontaire ou involortaire lorsque les dispositifs sont alimentés. Dans des variantes, on peut utiliser un interrupteur manuel afin de couper l'effet de l'électro-aimant. En variante, on peut inverser les positions des électro-aimants et des matériaux magnétiques. En variante, on peut utiliser des electro-aimants en lieu et place des éléments magnétiques 600 et 620 afin d'améliorer l'attraction magnétique. La figure 5 représente schématiquement deux dispositifs électroniques 745 et 770 connectés à un seul dispositif électronique 750 par l'intermédiaire de deux connecteurs magnétiques 705 et 715 en positions assemblées, l'ensemble étant vu de profil et en coupe. On observe que les deux parties 710 et 725 des connecteurs du premier dispositif électronique 750 sont identiques de manière à ce que le dispositif électronique 745 puisse être connecté à la place du dispositif électronique 770 et inversement. Les deux connecteurs sont reliés électriquement à leur équipement électronique respectif. En variante, le dispositif électronique 750 possède une pluralité de connecteurs magnétiques identiques. 20 25 30 35 1. 5 10 15 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.35 REVENDICATIONS1. Un connecteur pour connecter électriquement et mécaniquement deux dispositifs électroniques, comprenant : - une première partie du connecteur, mécaniquement intégrée à un premier dispositif électronique, et comportant au moins un aimant connecté électriquement audit premier dispositif électronique, - une seconde partie du connecteur, mécaniquement intégrée à un second dispositif électronique, et comportant au moins un aimant ou au moins un matériau magnétique connecté électriquement audit second dispositif électronique, ladite seconde partie dudit connecteur étant adaptée à être connectée électriquement et mécaniquement à la première partie du connecteur grâce à l'attraction magnétique de leurs aimants ou de leur aimant et de leur matériau magnétique, lorsque les deux aimants ou l'aimant et le matériau magnétique sont en contact. Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les aimants et les matériaux magnétiques sont adaptés à transmettre des signaux électriques. Connecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits signaux électriques puissent être de l'information et/ou une alimentation électrique. Connecteur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que au moins un des aimants d'une première partie du connecteur ne présente pas le même pôle magnétique que les autres aimants de ladite première partie. Connecteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que au moins un des aimants face office de détrompeur magnétique. Connecteur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'une première partie du connecteur reliée au premier dispositif possède un aimant non relié électriquement au dit premier dispositif. Connecteur selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'une seconde partie du connecteur possède un système de détection de champ magnétique placé en face de l'aimant du premier dispositif lorsque le connecteur est assemblé. Connecteur selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que le système de détection est adapté pour détecter la présence de l'aimant lorsque le connecteur est assemblé. Connecteur selon les revendications 6 à 8, caractérisé en ce que le dispositif électronique relié au système de détection de champ magnétique autorise le passage des signaux électriques entre les deux parties du connecteur si ledit système de détection de champ détecte la présence de l'aimant. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 20 25 Connecteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que des électro-aimants soit placés de part et d'autre clu connecteur. Connecteur selon la revendication 10, caractérisé en ce que des matériaux magnétiques soient placés en face desdits électro-aimants lorsque les deux parties du connecteur sont assemblées. Connecteur selon l'une des revendications 10 el: 11, caractérisé en ce que les électro-aimants puissent maintenir fortement la connexion entre les deux parties du connecteur en présence d'une alimentation électrique. Connecteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un premier dispositif est un appareil électronique. Connecteur selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'un second dispositif est une interface homme machine. Connecteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les dispositifs électroniques possèdent une pluralité de connecteurs. 30