Brevet FR2494921A1 — publié le 19820528

L'invention concerne les bornes électriques et plus particulièrement une borne destinée à la réalisa- tion d'un contact conducteur du courant électrique avec un conducteur de circuit électrique imprimé sur une mince feuille flexible de matière diélectrique. La borne selon l'invention est conçue principa- lement pour être utilisée avec une électrode de contact avec la peau, du type utilisé pour la mesure de fonctions physiologiques, par exemple en électrocardiographie et en électroencéphalographie. Des électrodes de ce type peuvent être produites séparément, ou bien fabriquées par groupes fixés à de minces semelles de mousse de caoutchouc. Les électrodes sont disposées en plusieurs positions espa- cées sur la semelle et elles sont reliées par des fils conducteurs à un équipement de surveillance, par exemple l'électrocardiographe. Lors de certaines opérations médi- cales portant sur la région de la poitrine, par exemple dans la chirurgie des poumons ou dans la chirurgie abdominale, il n'est pas pratique de surveiller le patient par l'inter- médiaire de la région de la poitrine, et le groupe ou faisceau d'électrodes est fixé au dos du patient. Ceci nécessite que le patient repose sur le faisceau, ou qu'il mette le dos sur la semelle comme il est parfois indiqué, à la fois pendant l'intervention chirurgicale et ultérieure- ment pendant la période de rétablissement. Etant donné que la période de rétablissement peut être longue, la question du confort du patient prend de l'importance et la dimension relative, c'est-à-dire plus particulièrement l'encombrement ou la hauteur du connecteur à bornes utilisé pour établir le contact entre les fils conducteurs et l'ensemble à électrodes ou la semelle de dos, devient un facteur primordial pour le confort ou le désagrément du patient. On peut trouver dans l'art antérieur diverses bornes de type à "profil haut". Ces bornes ont une épaisseur relativement grande par rapport à celle de la semelle. Elles peuvent tendre à être désagréables et gênantes pour le patient. Un autre type de bornes de l'art antérieur présente un "profil bas". Ce type de bornes est soudé à l'électrode ou au fil conducteur de l'électrode. Cepen- dant, les connexions soudées tendent à accroître le coat de la semelle de dos. L'invention a pour objet une borne électrique à profil bas, pouvant être aisément connectée à un conducteur électrique de circuit imprimé sur une feuille de matière diélectrique qui contient également les électrodes et constitue une partie de la semelle de dos. L'invention a également pour objet une borne à profil bas, du type décrit, qui est fermement serrée sur un conducteur de circuit électrique imprimé, constituant la connexion entre la borne et une électrode. L'invention concerne donc une borne destinée à l'établissement d'une connexion conductrice du courant électrique avec un conducteur électrique d'un circuit imprimé sur une première face d'une feuille mince et flexible en matière diélectrique, cette borne comprenant un corps élastique, conducteur du courant électrique, qui présente des première et seconde extrémités opposées, la première extrémité comportant des moyens de fixation pour la connexion sur un conducteur électrique, ledit corps compor- tant une lame et un frotteur qui est découpé dans la lame, suivant une ligne de forme en U, mais qui reste relié à ladite lame, dans une zone adjacente audit moyen de fixation. Le frotteur et la lame sont courbés de manière à former des tronçons qui divergent vers la seconde extré- mité afin de recevoir la feuille diélectrique de façon que le frotteur constitue un contact de frottement qui est conçu pour porter contre le conducteur imprimé, et que la lame soit conçue pour porter contre la feuille, sur la face de cette dernière opposée à celle portant le conducteur imprimé. Le frotteur et la lame comportent des parties adjacentes, portant contre la feuille et espacées de manière que l'insertion de la feuille diélectrique entre lesdites parties écarte l'un de l'autre le frotteur et la lame pour que ces derniers appliquent des forces de serrage opposées sur les faces opposées de la feuille. Le corps porte des moyens conçus pour coopérer avec une perforation de la feuille afin d'empêcher tout glissement de cette dernière par rapport au corps. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: - - la figure 1 est une vue partielle en perspective d'une portion de semelle de dos renfermant une borne selon l'invention; - la figure 2 est une vue de dessus, à échelle agrandie, de la borne selon l'invention; - la figure 3 est une élévation de la borne; - la figure 4 est une vue partielle de dessus, avec arrachement partiel, de la semelle de dos, montrant la borne incorporée à cette semelle; - la figure 5 est une coupe partielle, à échelle agrandie, suivant la ligne 5-5 de la figure 4; - la figure 6 est une vue partielle en perspective d'une variante de la borne selon l'invention; et - la figure 7 est une coupe partielle suivant la ligne 7-7 de la figure 6. La figure 1 représente une partie d'une semelle 2 de dos qui contient un faisceau d'électrodes de contact avec la peau destiné à être utilisé en électrocardiographie ou autre. Une partie représentée de la semelle 2 de dos comporte deux électrodes 4 qui peuvent comporter, de façon classique, des plots de gel de réalisation classique. La figure 1 représente essentiellement une moitié de la semelle de dos, étant évident que la moitié opposée est de même réalisation. La semelle 2 de dos comprend une feuille 6 de mousse, une feuille 8 de matière plastique diélectrique, beaucoup plus mince que la feuille 6, et une se- conde feuille 10 de mousse, plus fine, ainsi qu'un revêtement 12 de pro- tection à enlever. La feuille 6 de mousse présente des trous dans la zone des électrodes 4 pour recevoir les plots de gel. Elle est aussi recou- verte d'un adhésif sensible à la pression sur sa surface tournée vers l'extérieur, cet adhésif étant recouvert du revêtement 12 de protection. Ce revêtement 12 est enlevé de la semelle de dos immédiatement avant son utilisation. Une bande d'adhésif, située sur la surface tournée vers l'intérieur de la feuille mince 10 de mousse, permet de fixer cette feuille 10 à la feuille 6 de mousse. Les feuilles 6 et 10 peuvent être réalisées en mousse de polyéthylène. La feuille diélectrique souple 8 peut être réalisée en résine du type téréphtalate de polyéthylène, commercialisée sous la marque "Mylar" et ayant une épaisseur d'environ 0, 1 mm. Les électrodes sont imprimées sur une première face de la feuille diélectrique 8, ainsi qu'un conducteur 16 (constitué généralement d'encre à l'argent) partant de chaque électrode 4. Les conducteurs imprimés 16 (dans ce cas, ils sont au nombre de quatre) s'étendent approximativement jusqu'au milieu de la semelle et se terminent par de courts segments linéaires transversaux 18 représentés comme étant disposés en deux paires adjacentes. Les segments linéaires conducteurs 18 sont connectés, par l'intermédiaire de bornes selon l'invention, à un câblage qui, lui-même, réalise des connexions électriques entre les électrodes et l'équipement d'électrocardiographie ou de surveillance, selon le cas. La semelle 2 de dos est décrite plus en détail dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique N0 100 904, déposée le 6 décembre 1979. Le câblage 20 comprend plusieurs fils conducteurs isolés 22 qui sont connectés électriquement aux segments linéaires 18 par l'intermédiaire de bornes 24. Chaque borne est un élément d'une seule pièce, de préférence formé en laiton flexible et destiné à être serré sur la feuille diélectrique 8. La borne 24, comme montré sur les figures 2 et 3, comporte un corps conducteur élastique qui présente les première et seconde extrémités opposées 26 et 28, la première extrémité 26 comportant les moyens de fixation permettant de relier la borne à l'un des fils 22. A cet effet, l'extrémité 26 de la borne comporte plusieurs parties de forme en U qui consituent une section de sertissage. L'isolant peut être retiré du fil 22 afin de mettre à nu un conducteur sur lequel les parties 30 peuvent être serties pour être fixées au fil, comme mieux montré sur les figures 5 à 7. Le corps de borne 24 comprend, outre l'élément de sertissage, une lame 32 et un frotteur 34. Ce dernier est découpé dans la lame 32, suivant une ligne 36 de forme en U, afin de laisser une ouverture sensiblement rectangulaire 37. Cependant, le frotteur 34 reste relié à la lame 32 par une zone transversale 38 qui est adjacente à la partie 30 de sertissage. La lame 32 comporte donc des branches parallèles 39 qui sont sensiblement planes et qui s'étendent de la zone 38 vers le tronçon extrême libre 41 de la lame. Cependant, à proximité de son extré- mité libre, la lame 32 est incurvée vers l'extérieur et vers le haut suivant un segment 40 qui fait saillie au-delà de l'extrémité du frotteur 34, le tronçon extrême 41 reliant les branches 39. Le frotteur 34 est courbé sensiblement suivant la forme d'un arc comportant, à son extrémité libre, un segment 42 qui diverge du segment 40 pour former une embouchure conçue pour recevoir la feuille diélectrique 8 lorsque la borne est assemblée avec cette dernière. Le segment 40 présente un rayon de courbure supérieur au rayon de l'arc formé par le frotteur 34. La partie centrale ou intermédiaire 44 du frotteur 34 est ainsi bombée de manière à s'étendre à l'intérieur du périmètre de l'ouver- ture 37 qui résulte du découpage du frotteur 34 et qui est définie par les branches 39 et le tronçon extrême 41. Un épaulement sensiblement transversal 46, adjacent à la zone 38, forme un angle vif avec le frotteur 34 et avec la lame 32. Comme représenté, l'épaulement transversal 46 relie la partie bombée 34 du frotteur à la zone trans- versale 38 du corps de borne 24. Lors de l'assemblage de la borne 24, le frotteur 34 est d'abord inséré dans l'ouverture 48 de la feuille diélectrique 8. Cette opération est facilitée par la forme évasée des tronçons extrêmes respectifs 40 et 42 de la lame et du frotteur. De plus, l'opération d'assemblage tend à faire fléchir le frotteur élastique 34 dont le tronçon central ou intermédiaire 44 est en contact avec la face de la feuille 8 portant le circuit imprimé 16 et le segment linéaire 18 de connexion. Le mouvement de glissement du corps de borne 24 par rapport à la feuille 8 se poursuit jusqu'à ce que l'épaulement 46 du frotteur pénètre dans l'ouverture 48. A ce moment, l'épaulement transversal 46 porte contre les bords de l'ouverture afin d'empêcher la poursuite du mouvement. La position de l'ouverture 48 est choisie en fonction des dimensions du corps de borne 24 de manière que le tronçon central ou intermédiaire 44 soit en contact avec le segment trans- versal 18 de connexion au moment de l'entrée en contact de l'épaulement 46 avec les bords de l'ouverture. La disposition de l'épaulement 46 dans l'ouverture 48 constitue également une butée empêchant tout mouvement accidentel de retrait de la borne 24, risquant de couper le contact électrique avec le segment 18 du circuit imprimé. En raison de l'élasticité du frotteur 34 et de sa forme initiale qui est telle que le tronçon intermé- diaire 44 se trouve dans le périmètre de l'ouverture 37, lors de l'assemblage, ce frotteur 34 est appliqué contre la feuille. Par conséquent, le frotteur 34 et les branches 39 exercent des forces de serrage opposées sur les faces opposées de la feuille 8. La partie 26 de sertissage est également formée de manière à affleurer contre la feuille diélectrique 8 afin de conserver un profil bas. Après que les bornes 24 à profil bas ont été assemblées sur la feuille diélectrique, la seconde feuille 10 de micusse, rela- tivament mince, est fixée. La feuille 10 permet d'obtenir, avec la borne 24 à profil bas, une semelle de dos qui reste confortable pour le patient lors de périodes d'utilisation prolongées. Les figures 6 et 7 représentent une variante de la borne utilisée comme connecteur de bord et indiquée en 24a. Sur ces figures, les mêmes références numériques, suivies de la lettre "a",identifient les pièces dont la structure et la fonction correspondent à celles des pièces décrites précédemment, portant les références numériques correspondantes. Dans cette forme de réalisation, la feuille diélectrique 8a présente une ou plusieurs perforations 48a espacées chacune, mais à peu de distance, d'un segment linéaire 18a de conducteur imprimé. La lame 40a de la borne 24a comporte une dent 50 qui fait saillie de manière à pénétrer dans l'ouverture 48a et qui s'oppose à tout mouvement relatif de glissement entre la feuille 8a et la borne 24a. La surface intérieure de l'épaulement 46a porte contre le bord de la feuille 8a afin de placer le tronçon intermédiaire 44a en contact avec le segment 18a, et elle coopère avec la dent 50 pour assurer le maintien en position appropriée des bornes 24a. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la borne décrite et représentée sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Borne destinée à l'établissement d'une connexion conductrice du courant électrique avec un conducteur électrique imprimé sur une première face d'une mince feuille flexible en matière diélectrique, la borne comprenant un corps élastique, conducteur du courant électrique, qui présente des première et seconde extrémités opposées, la première extrémité comportant des moyens de fixation pour réaliser une connexion sur un conducteur électrique, la borne étant caractérisée en ce que le corps (24) comporte une lame (32) et un frotteur (34), ce dernier étant découpé dans la lame (32), suivant une ligne de forme en U, pour définir une ouverture (37), mais le frotteur restant relié à la lame en une zone (38) adjacente auxdits moyens (30) de fixation, le frotteur (34) comportant un tronçon intermédiaire (44) qui est bombé de manière à constituer une partie s'éloignant de la lame (32), ce tronçon intermédiaire (44) s'étendant dans le périmètre de l'ouverture (37) de manière que, lors de l'insertion de la feuille (8) entre la lame (32) et le frotteur (34), cette lame et ce frotteur s'écartent et exercent des forces opposées de serrage sur les faces opposées de la feuille (8). 2. Borne selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte une butée (46 ou 50) réalisée d'une seule pièce avec le corps (24) et destinée à empêcher tout mouvement relatif de glissement entre le corps (24) et une feuille (8). 3. Borne selon la revendication 2, caractérisée en ce que la butée comprend un épaulement (46) qui relie la lame (32) au frotteur (34) et qui forme un angle avec chacun d'eux, ledit épaulement (46) pouvant être disposé dans une ouverture (48) ménagée dans la feuille (8). 4. Borne selon la revendication 2, caractérisée en ce que la butée se présente sous la forme d'une dent (50) faisant saillie de la lame (32) et destinée à être disposée dans une ouverture (48a) ménagée dans la feuille (8). 5. Borne selon l'une quelconque des revendica- tions 2 à 4, en combinaison avec une semelle (2) de sur- veillance biomédicale comprenant une feuille mince et flexible (8) en matière diélectrique, sur laquelle est formé un conducteur imprimé (16), la feuille (8) présentant une ouverture (48) ou (48a) proche du conducteur imprimé (16), ladite butée (46 ou 50) étant disposée dans ladite ouverture (48 ou 48a) afin d'empêcher tout mouvement relatif entre la borne et la feuille (8).