专利名称：与便携式数据媒体交换信息的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种与便携式数据媒体交换信息的装置，该装置具有至少一个电接点，用于通过连接装置而与所述便携式数据媒体的至少一个电接点相配合，其中，所述连接装置包括一个在本发明装置及便携式数据媒体的电接点之间延伸的板，该板具有至少一个区域，形成一个穿越该板的厚度的第一导电件，此区域的设置是为了与每一个电接点相配合，本发明装置还包括加力装置，用于向所述电接点施加一个对接力，以便将第一导电件抵到每一电接点上，并用于取消所述力的作用，以使第一导电件远离所述电接点。
所述便携式数据媒体尤其是一种信用卡类型的卡，其上以众所周知的方式装有微处理芯片或者数据处理逻辑线路，并具有一些电接点，用于与本发明装置上的同样多的电接点相配合，尤其如美国专利4211919中所述的那样。至于本发明的装置，它涉及到任何用来在任何程序环境中与便携式数据媒体交换信息的装置，所述程序环境比如是金融业务程序，或者对使用者进入某一地点进行身份检查等等。
通常，所述连接装置是固定在交换装置上的一个梳形端子板，具有一些并置的柔性金属片。这些金属片与交换装置的电接点相连，用于借助于其弹性而与便携式数据媒体上的电接点相配合。也存在其它的金属弹簧式的连接装置。这类连接装置的缺点是制造成本高，这是由于必须进行金属的切割操作。
本发明的目的是提出一种前序部分所述类型的装置，其中的与便携式数据媒体相连接的装置的制造成本低。
为此，根据本发明，所述第一导电件包括一个导电的弹性块。
通过阅读下文对本发明装置的一个实施例所作的说明，本发明的其它特征和优点将更加明显。所述说明参照了下述附图
图1是便携式数据媒体的一个读出器的内部平面图，所述读出器正与一个便携式数据媒体相配合；图2是沿图1中II-II线的一个剖视图；图3是装备所述读出器的一个连接器的平面图；图4是沿图3中IV-IV线的局部剖视图；图5是沿图3中V-V线的局部剖视图；图6a到6c是沿图3中VI-VI线的三个局部剖视图，所述读出器正与便携式数据媒体相配合，示出所述两个装置相接触的三个相继的阶段；图7是印刷电路4的一个局部剖视图，示出了任一电接点的与一导电件相配合的一个实施例；图8a是沿图2中VIII-VIII线的一个剖视图，示出了对本发明的一种改进，即在读出器1的插口处加一个闭合唇部，而图8b与图8a的不同之处在于，已经插入了一个卡。
在图1和图2中，示出了一个芯片卡读出器1，可以向其中插入一个信用卡类型的卡，所述卡以众所周知的方式装有一个微处理芯片或者数据处理逻辑线路，并具有一些电接点，用于通过一个连接器3与读出器上的同样多的电接点相配合。
在本实施例中，读出器1是便携的，其尺寸如此之小，使之仅能接纳带芯片的卡的一端它尤其具有这样的功能，使得一个卡的携带者可以读出存储在卡中的帐户余额。卡包括一个印刷电路4，后者在其上表面上带有一个微处理芯片5和一个显示器6，并且在其下表面，带有连接器3，后者通过合适的装置固定在印刷电路4上。所述固定尤其可以是这样的—通过自带胶或者双面粘性膜实现的粘合；—连接器3带有一些固定片，它们穿过印刷电路4并在其上弯折；—螺钉固定。
读出器1还包括一个电池组7。由一个外壳将读出器1包起来，它包括一个可容纳读出器1的各个部件的壳体8，以及一个用于封闭壳体8的壳盖9，在该壳盖上带有一个侧插口，用来插入卡2，使得卡2的电接点与连接器3相接触。
图3到图5中的连接器3包括一个主体31，后者由一个电绝缘柔性材料的矩形厚板组成。根据一种最佳实施例，主体31是合成橡胶的。它具有一些圆形孔32，其布局与卡2的电接点相同而且数目相等(在此为8个)。与每一孔32正对，在连接器3的每一侧都有一个环形凹陷33，该凹陷减小了该处主体31的厚度。
在每一孔32中，设置一个由一导电球34构成的导电件，导电件由一种弹性材料、比如硅橡胶制成，其中混有使之成为电导体的填料。通常，所述填料是银或者碳。每个导电球的直径稍大于孔32的直径，使得孔32对导电球34有一个特定的周缘压力。这样，每个导电球34就在相应的孔32中弹性地固定住。每个导电球34安装在主体31上，使得它们相对于主体31的用于与读出器1的印刷电路4相配合的表面35是缩进的，而相反地，相对于主体31的用于与卡2相配合的相对表面37，则是凸出的。
在离孔32一定距离内，连接器3的主体31在其用于与读出器1的印刷电路4相配合的表面35上有一个环形凹陷36，而在其用于与卡相配合的表面37上，与凹陷36正对，则有一个大致圆柱形的凸起38，这个凸起垂直于主体向外延伸。凸起38超出主体31的平面。
在主体31的凹陷36中，有一个导电材料的、刚性或者柔性的圆形导电片39。在本实施例中，它由与导电球34相同的材料制成。导电片39设置成相对于主体31的表面是缩进的。导电片在主体31上的固定可以用任何合适的手段，尤其是通过粘合或者冲压。
下面参照图6a到6c描述连接器3的功能。在图6a中，所示出的卡2已插入了读出器1中。读出器1的印刷电路4具有一个与连接器3的每一导电球34正对的平坦电接点44，最好是圆形的，并与连接器3的唯一导电片39正对，一对最好是圆形的平坦电接点49a、49b相邻设置，其间夹有一个不导电的间隙50。该间隙50正对导电片39设置，尺寸比导电片要小。所有电接点24、44、49a、49b均为通常所用的金属材料，比如在印刷电路中所用的，通常涉及的是一种多层复合体，它包括一层铜，上覆一层镍，然后是一层金或者锡铅合金。两个电接点49a和49b构成一个开关的两固定部分，其活动部分则由导电片39构成该开关用于检测读出器1中是否插有卡。在图6a所示的情形下，由于导电件的缩进或凸出，在电接点24和44之间，以及在电接点49a和49b之间，不存在任何电流的连续性，因为导电件不接触任何电接点。
图6b示出了接触过程中的第二阶段，其中，卡2和读出器1的印刷电路4相互抵在一起。这是利用读出器1外壳具有的一定的可变形性而实现的，读出器1的使用者应当用手向外壳的两侧，也就是说，向其壳体8和其壳盖9(见图6b)施加一个中等的力f，使二者相互靠近。这种可变形性可以多种方式获得，尤其是如下方式—实现外壳的材料是可变形的(例如塑料)；—外壳的壳盖9弹性安装在壳体8上，也就是说，壳盖与壳体的连接是通过可变形连接部件实现的，例如合成橡胶部件。
使用者所施加的力f的结果，是通过导电球34在电接点24和44之间实现了电连续，但仍然不是通过导电片39，因为凸起38还没有受到卡2的作用。这个结果是通过合适地调节导电球34和导电片39各自的缩进和凸出以及凸起38的高度而实现的。可以注意到，导电球34承受了一个挤压作用，这使得其直径增大了。
通过施加一个更大的力F，可到达一最终接触阶段(图6c)，其中，导电片39也在二电接点49a和49b之间实现了电连续。事实上，当卡2插进读出器1更多时，该卡就抵在凸起38上，使得导电片39被推向读出器1的印刷电路4，直到接触到电接点49a和49b。
前述两个接触阶段的排序可以有利地遵循ISO7816-3标准的要求，所述标准限定了作用于卡的信号的生成顺序，这是因为，读出器1仅当检测出开关49a和49b闭合之后，才向卡供电。
自然，逐渐放松力F，将使得电接点按照与前述接触顺序相反的顺序断开，也就是说，先是导电片39断开，然后是导电球34断开，这仍然都符合ISO7816-3标准的要求。
可以注意到，有必要精确调节闭合开关49a和49b所需的力F，以及凸起38的高度，使得不会超过卡上的晶片不受损害所能承受的最大的力Fmax。通常，Fmax约为50克。这种调节可以通过调节各部件的尺寸和所选用的弹性材料的硬度而实现。
对本发明的一种改进是这样的，至少导电件中的特定部件被填加填料，使之具有确定的电阻，以便有利地取代习惯上以离散元件实现的、装配于读出器1的印刷电路4上的电阻。这样构成的电阻的阻值应当在作用有力F时进行测量，以考虑到所述力对阻值的影响。
自然，除了前面所述之外，导电件可以具有任何合适的形状。例如，导电球34可代之以圆柱形。另外，导电件甚至不再是附加在连接器3的主体31上，而是与主体31同时一体实现于该主体31内。
图7示出了印刷电路4的任何一个电接点的众所周知的实施例。印刷电路4具有一个圆柱形孔71，孔壁覆有一个导电层72，这个导电层将印刷电路4的两个表面连接起来。在其用于与卡2相配合的表面上，导电层形成一个环圈73，构成用于与导电球34相配合的触点，环圈73有利地构成导电球34的一个自动定心装置。
图8a示出了对本发明的一个改进。即，为读出器1增加一个唇部80，用于在没有插入卡时封闭由之插入卡2的插口81。这种安排的优点是能够防止可能损坏读出器功能的异物或尘垢侵入读出器1中。
唇部80在插口81的整个宽度上延伸。在该实施例中，唇部由一个弹性材料片构成，与弹性材料的连接器3一体形成，其自身形成一个弯折。它具有两个纵向边缘82和83，其中一边82与连接器3的位于插口一侧的一边相连，而其另一边83是自由的。
图8b与图8a的不同之处在于，读出器1中插入了卡。可以看出，当卡穿过插口81插入空间85中时，唇部80被卡的前端84从侧面推开，空间85设在外壳的壳体8中，用于容纳唇部80。当抽出卡时，唇部80由于其弹性而恢复到其在图8a中所处的位置。
在另一种实施例中，唇部80与连接器3不是一体的，而是安装在连接器3上。
在另一种不具有开关39、49a和49b的实施例中，连接器3可以设计为刚性材料的，而用于与卡相配合的导电件34仍然是弹性材料的。在这种情况下，用于同时与印刷电路4和卡2相配合的导电件、比如34，应凸出于连接器3的每一表面，以保证它可与印刷电路和卡有效地接触。
权利要求
1.一种与便携式数据媒体(2)交换信息的装置，该装置为此具有至少一个电接点(44)，用于通过连接装置(3)而与所述便携式数据媒体的至少一个电接点(24)相配合，其中，所述连接装置(3)包括一个在所述装置的电接点(44)及便携式数据媒体的电接点(24)之间延伸的板(31)，该板具有至少一个区域，形成一个穿越该板的厚度的第一导电件(34)，此区域设置成与所述每一个电接点(24，44)相配合，该装置还包括一些加力装置(8，9)，设置成用于向所述电接点(24，44)施加一个对接力，以便将所述第一导电件(34)抵到所述每一电接点(24，44)上，并用于取消所述力的作用，以使所述第一导电件(34)远离所述电接点(24，44)，其特征在于，所述第一导电件(34)包括一个导电的弹性块。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一导电件(34)是一个位于所述板(31)的一个孔(32)中的嵌入件。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一导电件(34)是球形的。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一导电件(34)具有确定的电阻值。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述板(31)是弹性材料的。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述板(31)具有一个区域，该区域形成一个第二导电件(39)，用于当对所述加力装置(8，9)施力时，与所述装置的两个电接点(49a，49b)相配合。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二导电件(39)是片状的，位于所述板(31)的一个第一表面上，在所述板(31)的与所述第一表面相对的第二表面上，有一个凸起(38)，与所述第二导电件(39)相对，用于与所述便携式数据媒体(2)相配合。
8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一(34)和第二(39)导电件设置成使得所述加力装置(8，9)的作用可首先导致每个第一导电件(34)然后每个第二导电件(39)与所述电接点相配合，而所述加力装置(8，9)的放松又可取消首先是第二导电件(39)然后是第一导电件(34)与所述电接点之间的配合。
9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置包括一个外壳，用于接纳所述便携式数据媒体(2)，所述加力装置由所述外壳的壁(8，9)构成。
10.如权利要求1所述的装置，它具有一个插口(81)，所述便携式数据媒体(2)可由之插入所述装置中，以与带有一个唇部(80)的所述板相配合，所述唇部用于在未插入便携式数据媒体时封住所述插口，当便携式数据媒体插入插口中时，该唇部可以缩回。
全文摘要
本发明涉及一种与便携式数据媒体(2)交换信息的装置,该装置为此具有至少一个电接点(44),用于通过连接装置(3)与便携式数据媒体的至少一个电接点(24)相配合,其中,连接装置(3)包括一个在装置的电接点(44)及便携式数据媒体的电接点(24)之间延伸的板(31),该板具有至少一个区域,形成一个穿越该板的厚度的第一导电件(34),用于与每一个电接点(24,44)相配合,本发明装置还包括一些加力装置(8,9),用于向所达电接点(24,44)施加一个对接力,以便将第一导电件(34)抵到每一电接点(24,44)上,并用于取消所述力的作用,以使第一导电件(34)远离电接点(24,44)。根据本发明,第一导电件(34)包括一个导电的弹性块。
文档编号H01R13/24GK1229493SQ9880082
公开日1999年9月22日 申请日期1998年6月12日 优先权日1997年6月13日
发明者雅克斯·布施霍尔茨 申请人:布尔Cp8公司