PT902992E

PT902992E - Contacto elastomerico

Info

Publication number: PT902992E
Application number: PT97926323T
Authority: PT
Inventors: Anders Rulano; Claes Von Scheele; Gert Nilsson; Johan Johan; Gora Pehrsson
Original assignee: Ericsson Telefon Ab L M
Priority date: 1996-05-31
Filing date: 1997-05-27
Publication date: 2001-04-30
Also published as: NO985566L; EE9800420A; CO4650089A1; AU725851B2; ID17339A; US5927997A; JP2000516381A; AR007362A1; DE69703445D1; EE03406B1; JP3884081B2; CN1220034A; EP0902992A1; SE9602153D0; EP0902992B1; WO1997045897A1; SE506606C2; TR199802485T2; DE69703445T2; RU2190909C2

Description

85 802 ΕΡ 0 902 992/ΡΤ DESCRIÇÃO “Contacto elastomérico” Âmbito Técnico O presente invento refere-se a um dispositivo de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1 e a um método para ligar electricamente dois circuitos eléctricos que são móveis e separáveis um em relação ao outro.

Estado da técnica

Na indústria electrónica de consumíveis, bem como em outros partes da industria electrónica, existem muitos produtos que consistem em duas partes, as quais são móveis uma em relação à outra, e electricamente ligadas uma à outra. Como exemplos podem ser nomeados os computadores portáteis com tampa de topo, os quais têm um écran LCD dobrável, telefones móveis, os quais têm um microfone dobrável ou uma antena móvel e calculadoras portáteis, as quais têm um teclado numa parte dobrável. A finalidade das partes móveis ou dobráveis é naturalmente reduzir o volume do produto, quando o mesmo não está activo. A fim de transferir a energia eléctrica e os dados entre as duas partes diferentes, tem que existir algum tipo de ligação eléctrica entre as duas partes. Actualmente, esta ligação é feita, na maior parte dos casos, por cabos eléctricos. Isto significa que as duas partes não se podem separar de uma maneira simples. Se existe uma necessidade de que as partes devam ser capazes de serem separadas, então isto tem sido resolvido através de dois contactos metálicos que cooperam para formar um circuito eléctrico. Para, por exemplo, telefones móveis isto significa um problema se os dois contactos são movimentados um relação ao outro. Isto resulta num ruído de arranhar e perturbações devido à resistência eléctrica entre os contactos ao mudarem. A necessidade de separar as partes ocorre, por exemplo, em ligação com a limpeza, produção ou assistência técnica. 2 85 802 ΕΡ 0 902 992/ΡΤ A produção de produtos que consistem em duas partes que devem ser ligadas uma à outra pode causar problemas. É consideravelmente mais simples produzir duas unidades diferentes que apenas sejam acopladas em conjunto no ultimo momento na cadeia de produção. Para produzir duas partes separadas são utilizados contactos metálicos que podem causar o problema acima mencionado com perturbações e ruído de arranhar.

Quando ocorrem novos desenvolvimentos técnicos, por exemplo, um microfone aperfeiçoado para telefones móveis, o proprietário da técnica obsoleta desejará naturalmente actualizar o seu aparelho para tirar vantagem da nova tecnologia. Presentemente isto significa que o proprietário tem que entregar o seu aparelho para assistência técnica, isto é dispendioso e causa inconvenientes ao utilizador porque ele tem que desistir de utilizar o seu produto durante o período de assistência técnica.

Em US 4 257 661 Retainer For Elastomeric Electrical Connector é descrito um fixador, que é utilizado para se conseguir o contacto entre um circuito integrado em grande escala e uma placa de circuito impresso, com a ajuda de um ou mais elastómeros electricamente condutores. O circuito integrado é pressionado por uma tampa, a qual aplica uma pressão ao elastómero para a placa de circuito, que por sua vez forma um contacto eléctrico entre o circuito integrado e a placa de circuito. O documento descreve um fixador para um elastómero e é o estado da técnica relativamente à utilização de elastómeros electricamente condutores na ligação de dois circuitos. O documento não é, no entanto, pertinente para o presente invento, porque resolve um problema diferente do presente invento.

Em US 4 344 662 Retainer For Elastomeric Electrical Connector é descrito um fixador para fixar um elastómero electricamente condutor. Este documento também descreve um fixador e resolve um problema diferente do presente invento.

Em US 4 522 378 Wipper Motor Mounting Grommet é descrita a utilização de um elastómero para amortecimento de vibrações e em WO 84/019884 Clamp Fatening descreve um dispositivo de fixação para um bom contacto eléctrico e mecânico. Estes documentos não estão relacionados com ligações eléctricas com elastómeros condutores. 3 Λ 85 802 ΕΡ 0 902 992/ΡΤ

Em WO-A-95/13665 Electronic Device Coupling Apparatus descreve dois dispositivos electrónicos, um numa caixa principal de um rádio-telefone e o outro disposto numa extensão articulada ao rádio-telefone, ligada electricamente a uma peça de flexão. Além disso, o parte de flexão é acoplada aos dispositivos electrónicos, utilizando um dispositivo de ligação elastomérico.

Descrição do invento O presente invento procura resolver o problema acima mencionado da obtenção de partes destacáveis, as quais compreendem circuitos eléctricos, com as ligações eléctricas entre os circuitos a serem realizadas, pelo menos, através de um elastómero electricamente condutor.

Outro problema que o invento procura resolver é eliminar o ruído de arranhar que ocorre quando são utilizados contactos metálicos para obter uma ligação entre os circuitos e as diferentes partes, através da ligação eléctrica entre os circuitos a ter lugar pelo menos parcialmente através de um elastómero electricamente condutor.

Outro problema que o invento procura resolver é o facto dos produtos, que são condutores, possam ter uma ligação enfraquecida, por exemplo na articulação, a qual pode ser relativamente fácil ser quebrada por violência súbita, por exemplo, por queda numa superfície dura. Este problema é tido em consideração através de uma articulação que é concebida de modo que a mesma pode ser facilmente separada e reunida. O invento resolve os problemas acima mencionados através de um dispositivo, que inclui um elastómero electricamente condutor, como definido na reivindicação 1. O elastómero está fixo num segundo suporte, que coopera com uma parte projectada num primeiro suporte. O elastómero é tomado condutor através de fios de ouro ou prata finos, moldados dentro do elastómero. Isto significa que o elastómero conduzirá apenas corrente na direcçâo, na qual correm os fios. O elastómero fica em contacto com uma segunda superfície electricamente condutora no suporte, a qual tem contacto eléctrico com os fios no elastómero, e está ligada electricamente a um segundo circuito eléctrico. O segundo circuito eléctrico está fixo ao segundo suporte, o qual inclui também meios de fixação, onde o primeiro suporte pode ser fixo. Os meios de fixação permitem que o primeiro 4 85 802 ΕΡ 0 902 992/ΡΤ suporte se mova, de preferência, ao longo de um eixo. O primeiro suporte compreende meios com os quais o primeiro suporte pode ser fixo aos meios de fixação do segundo suporte. Estes meios permitem ao primeiro suporte ser facilmente removido e fixo de novo aos meios de fixação do segundo suporte, e que o primeiro suporte possa ser seguro, pelo menos, numa primeira e, pelo menos, numa segunda posição. O primeiro suporte compreende adicionalmente, pelo menos, uma parte projectada, na qual está situada a parte mais exterior, a qual tem, pelo menos, uma primeira superfície, a qual está ligada electricamente a um primeiro circuito eléctrico. Quando o primeiro suporte está na segunda posição, a parte projectada comprime-se contra o elastómero, o que resulta num contacto eléctrico entre a primeira superfície, os fios no elastómero e a segunda superfície. Deste modo é conseguida uma ligação eléctrica entre o primeiro e o segundo circuitos eléctricos através do elastómero electricamente condutor.

Consequentemente, um objecto do presente invento é conseguir um fabrico simplificado e mais barato dos produtos que consistem em, pelo menos, duas partes activas, as quais estão ligadas electricamente uma à outra.

Um outro objecto é evitar a ocorrência de ruído de arranhar, por exemplo, em telefones móveis, em que o microfone ou altifalante está situado numa parte removível separada.

Um outro objecto é produzir uma interface genérica entre duas unidades de modo que uma unidade pode, numa maneira simples, ser trocada por uma unidade nova mais moderna.

Um outro objecto é simplificar a assistência técnica das partes.

Um outro objecto é fazer um produto mais robusto, que no caso de violência súbita, por exemplo, uma queda contra uma superfície dura, em vez de se quebrar nas partes fracas, por exemplo a articulação, apenas se separe pela dita articulação.

Um outro objecto é facilitar a actualização das partes de uma maneira simples. 5 85 802 ΕΡ 0 902 992/ΡΤ

Uma vantagem do invento é ser conseguida uma ligação simples, segura e eficaz entre duas partes activas de um produto, o que significa que as partes podem ser separadas e unidas de novo por uma manobra simples.

Uma outra vantagem é que não ocorrem interferências no contacto entre as partes.

Uma outra vantagem é que a nova tecnologia pode ser introduzida gradualmente apenas pela actualização de uma única unidade. O invento será agora descrito mais detalhadamente com a ajuda de concretizações preferidas e com referência aos desenhos anexos.

Descrição das Figuras A FIG. 1 mostra um corte transversal de uma concretização do invento. A FIG. 2 mostra um corte transversal da mesma concretização do invento, como na Fig. 1, mas numa posição diferente. A FIG. 3 mostra uma outra concretização do invento. A FIG. 4 mostra um pormenor da FIG. 3. A FIG. 5 mostra uma vista plana de uma terceira concretização do invento. A FIG. 6 mostra uma vista em perspectiva de uma quarta concretização do invento.

Concretizações preferidas A Fig. 1 mostra um corte transversal de uma concretização do invento, mais precisamente um telefone móvel. Um primeiro suporte 14 com um microfone 2 está fixo num veio 1 por meio de um anel aberto 3, que coopera com o veio 1. O microfone 2 está fixo ao suporte 14, o qual por sua vez está fixo ao anel aberto 3. O anel 3 é feito de um material, que é rígido mas ainda flexível, o que permite a abertura no anel 3 para se alargar de modo que o anel 3 pode ser removido do veio 6 85 802 ΕΡ 0 902 992/ΡΤ 1 e fixo de novo. Isto permite que, por exemplo, no caso de um sopro forte no suporte 14, o anel 3 e veio 1 não sejam partidos, mas o anel 3 apenas se soltará do veio 1. Um elastómero 4 está fixo entre um primeiro suporte 5 e um segundo suporte 6. O elastómero é tornado electricamente condutor por meio de fios de ouro finos que são moldados dentro do elastómero. Estes fios não são mostrados nas figuras. Nesta concretização os fios seguem o contorno do elastómero de uma forma em U horizontal. A distância entre os fios de ouro é de 0,1 mm. Podem também usar-se, por exemplo, fios de prata ou de qualquer outro material com boas características eléctricas de condução. A distância entre os fios pode naturalmente também variar consideravelmente. Os fios situam-se numa direcção paralela a um segundo suporte 7. O elastómero conduzirá apenas a corrente na direcção em que os fios correm. Isto significa que o mesmo elastómero pode transportar vários sinais paralelos através dos contactos, que são dispostos numa fila numa direcção transversal em relação à direcção em que os fios correm. O anel 3 compreende adicionalmente uma parte projectada 8, a qual na sua parte mais exterior tem uma superfície electricamente condutora 9. A superfície 9 está ligada electricamente ao microfone 2. Na FIG. 1, o suporte 14 está na sua posição passiva sem qualquer contacto eléctrico entre a superfície 9 e o elastómero 4. O elastómero 4 fica em contacto com uma superfície electricamente condutora 13, que está ligada com um circuito 15, que é uma parte da lógica do telefone móvel. O suporte 14 está fixo nesta posição pela cooperação entre os contactos magnéticos no suporte 14 e o primeiro suporte 5. Na FIG. 1, uma esfera 10 é pressionada para dentro de uma cavidade no veio 1. A esfera 10 coopera com uma mola (não mostrada na Figura) que pressiona a esfera para fora na direcção radial.

Na FIG. 2, o suporte 14 está na sua posição activa. A esfera 10 coopera com uma cavidade 11 no anel 3, que permite ao microfone 2 ser retido na sua posição activa. A parte projectada 8 do anel 3 exerce pressão contra o elastómero 4, o que permite que seja conseguido o contacto eléctrico entre a superfície 9 e os fios de ouro no elastómero 4. Devido à parte projectada exercer pressão contra o elastómero, o elastómero 4 exerce pressão contra o suporte 7. O suporte 7, no lado que está em contacto com o elastómero 4, tem uma superfície electricamente condutora 13, a qual está ligada electricamente ao circuito 15. Através do elastómero 4, que exerce pressão contra o suporte 7, é também conseguido o contacto eléctrico entre a superfície electricamente condutora do suporte 7 e os fios

85 802 ΕΡ 0 902 992/ΡΤ 7 de ouro no elastómero 4. O elastómero 4 é comprimido 5 a 15%. Esta compressão garante o contacto eléctrico entre a superfície 9, o elastómero 4 e a superfície 13, mesmo que a parte projectada 8 se mova um pouco. A FIG. 3 mostra um computador portátil com tampa, em que a ligação entre a unidade de computador 16 e o écran 17 foi feita separável. Nesta concretização, é utilizado um elastómero 1õa-l para cada ligação entre a unidade de computador 16 e o écran 17. O écran 17 está fixo à unidade de computador 16 por meio de um dispositivo de fixação 19, o qual é mostrado em corte transversal e aumentado na FIG. 4. O dispositivo de fixação 19 é concebido de uma maneira tal que o écran 17 é fácil de remover sem qualquer risco de que o mesmo fique inseguro. Isto permite, numa oportunidade futura, trocar o écran 17 por um modelo mais recente com, por exemplo, uma resolução de cor mais elevada ou melhor definição. É também, evidentemente, concebível actualizar a unidade de computador 1, mas manter o écran 17. Os contactas 20a-l cooperam com os elastómeros 18a-l, a fim de se conseguir a ligação eléctrica entre a unidade de computador 16 e o écran 17. A FIG. 4 mostra uma ampliação do dispositivo de fixação entre a unidade de computador 16 e o écran 17 da FIG. 3. A FIG. 5 mostra uma vista plana de uma concretização do invento. Nesta concretização é utilizado um elastómero 21 para conduzir vários sinais paralelos. Nesta concretização é utilizado um elastómero com fios rectilíneos, que correm paralelos à placa do circuito. Na figura o elastómero foi aberto de modo que os fios de ouro 22 apareçam. Uma parte projectada 23 exerce pressão contra o elastómero 21, de modo que ocorre o contacto eléctrico entre as superfícies electricamente condutoras 24a-h e o elastómero 21, e entre o elastómero e as superfícies electricamente condutoras correspondentes 26a-m, situadas no lado, sobre o suporte 25, o qual está virado de frente para o elastómero 21. As superfícies 26a-m estão em contacto eléctrico com os condutores 27a-m. Nesta concretização, o contacto 23 tem menos condutores de sinal 24a-h do que o elastómero 21 pode suportar. Isto resulta em que as unidades futuras podem ter um condutor de sinal maior para comunicação entre as unidades e por isso uma funcionalidade expandida.

A FIG. 6 mostra uma perspectiva isométrica da FIG. 5, mas com um bus de sinal completo. Uma parte projectada 35 coopera com o elastómero 33. O 8 85 802 ΕΡ 0 902 992/ΡΤ elastómero 33 exerce pressão contra o suporte 34, de modo que ocorre o contacto eléctrico entre as superfícies 37a-m, nos fios no elastómero 33 e nas superfícies 38a-m. O elastómero 33 e o suporte 34 estão fixos no suporte 36. O invento não está naturalmente limitado às concretizações acima descritas e mostradas nos desenhos, mas pode também ser modificado dentro do âmbito das reivindicações anexas.

Lisboa, «&Ί

Por TELEFONAKTIEBOLAGET L M ERICSSON (publ) - O AGENTE OFICIAL -

EMG.· ANTÓNIO JOÂO DA CUNHA FERREIRA

Ag. Of. Pr. Ind.

Rua das Flores, 74 - 4/

ieoo LISBOA

Claims

85 802 ΕΡ 0 902 992/ΡΤ REIVINDICAÇÕES 1 - Dispositivo para ligar electricamente, pelo menos, um primeiro circuito eléctrico (2, 17), montado num primeiro suporte (14, 28), com, pelo menos, um segundo circuito eléctrico (15, 16) montado num segundo suporte (7, 29, 36), em que a ligação eléctrica entre o primeiro circuito eléctrico (2,17) e o segundo circuito eléctrico (15, 16) é realizado, pelo menos, parcialmente por um elastómero electricamente condutor (4, 18a-l, 21, 33) e o segundo suporte (7, 29, 36) está fixo ao primeiro suporte (14, 28) e o primeiro suporte (14,28) é móvel em relação ao segundo suporte (7, 29, 36) e o primeiro suporte (14, 28) é separável do segundo suporte (7, 29, 36), de tal modo que o primeiro circuito eléctrico (2, 17) é separável electricamente do segundo circuito eléctrico (15, 16), caracterizado por o primeiro suporte (14, 28) tomar, pelo menos, uma primeira posição em relação ao segundo suporte (7, 29, 36), em que não é conseguido o contacto eléctrico entre o primeiro circuito eléctrico (2, 17) e o segundo circuito eléctrico (15, 16), e por o primeiro suporte (14, 28) tomar, pelo menos, uma segunda posição, em que o contacto eléctrico é conseguido entre o primeiro circuito eléctrico (2, 17) e o segundo circuito eléctrico (15, 16), e em que o primeiro suporte (14, 28) compreende uma parte projectada (8, 23, 30, 35), a qual inclui uma primeira superfície electricamente condutora (9, 20a-l, 24a-h, 37a-m), a qual está ligada ao primeiro circuito eléctrico (2,17), compreendendo o segundo suporte (7, 29, 36) o elastómero electricamente condutor (4, 18a-l, 21, 33), o elastómero (4, 18a-l, 21, 33) está electricamente ligado ao segundo circuito eléctrico (15, 16), o primeiro suporte (14, 28) na segunda posição pressiona a superfície electricamente condutora (9, 20a-l, 24a-h, 37a-m) para o contacto com o elastómero (4, 18a-l, 21, 33), de tal modo que é conseguida a ligação eléctrica entre o primeiro circuito eléctrico (2, 17) e o segundo circuito eléctrico (15, 16).
2 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o segundo suporte (7, 29, 36) compreender uma segunda superfície electricamente condutora (13), por o primeiro suporte (14, 28), na segunda posição, pressionar o elastómero (4,18a-l, 21,33) contra a segunda superfície (13), e por a segunda superfície estar ligada electricamente ao segundo circuito eléctrico (15,16).
3 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o segundo suporte (7, 29, 36) compreender um suporte (25, 34), por o suporte (25, 34) compreender uma segunda superfície electricamente condutora (26a-m, 38a-m), 85 802 ΕΡ 0 902 992/ΡΤ 2/3 por ο primeiro suporte (14, 28), na segunda posição, pressionar o elastómero (4, 18a-l, 31, 33) contra a segunda superfície (26a-m, 38a-m), e por a segunda superfície (26a-m, 38a-m) ser ligada electricamente ao segundo circuito eléctrico (15,16).
4 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o primeiro suporte (14, 28) ser móvel rotativamente em torno de um veio (1) em relação ao segundo suporte (7, 29, 36).
5 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a ligação eléctrica entre o primeiro circuito eléctrico (2, 17) e o segundo circuito eléctrico (15, 16) ser realizada apenas parcialmente com o elastómero electricamente condutor (4, 18a-l.21.33).
6 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por a ligação eléctrica entre o primeiro circuito eléctrico (2, 17) e o segundo circuito eléctrico (15, 16) ser essencialmente mais comprido do que a distância no elastómero (4, 18a-l, 21, 33), que liga a primeira superfície (9, 20a-l, 24a-h, 37a-m) à segunda superfície (13; 26a-m, 38a-m).
7 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ao elastómero (4, 18a-l, 21, 33) ser proporcionada uma capacidade de condução eléctrica por meio de fios de ouro (22) moldados dentro do mesmo.
8 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ao elastómero (4, 18a-l, 21, 33) ser proporcionada uma capacidade de condução eléctrica por meio de fios de prata moldados dentro do mesmo.
9 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o primeiro suporte (14, 18) compreender, pelo menos, um anel aberto (3) com um aperto elástico, por o segundo suporte (7, 29, 36) compreender, pelo menos, um veio (1), e por o primeiro suporte (14, 28) ser fixo ao segundo suporte (7, 29) por meio do anel aberto (3), que coopera com o veio (1).
10 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o primeiro circuito eléctrico (2, 17) ser um microfone, um altifalante, um ecran LCD, um teclado ou uma antena. 85 802 ΕΡ 0 902 992/ΡΤ 3/3
11 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o segundo circuito eléctrico (15, 16) ser um telefone móvel ou uma unidade de computador. Lisboa, C<j' 1 Por TELEFONAKTIEBOLAGET L M ERICSSON (publ)

ENG.* ANTÔNIO iOAO DA CUNHA FERREIRA Ag. Of. Pr. Ind. Km· das Flores, 74 * 4.· 1SQO LISBOA