Brevet FR2504316A1 — publié le 19821022

Contact électrique La présente invention se rapporte à un contact électrique pour un connecteur électrique du type au moyen duquel des plaquettes de circuit imprimé sont interconnectées et elle a trait plus particulièrement à un contact élastique qui com- porte des parties conductrices qui s'écartent l'une de l'autre lorsqu'elles sont engagées sur un contact du type fiche mâle relativement rigide. Une plaquette de circuit imprimé comporte typiquement un certain nombre de trajets de circuit qui sont conçus pour être interconnectés avec d'autres trajets de circuit formés sur la même plaquette ou sur d'autres plaquettes de circuit imprimé On effectue fréquemment cette interconnexion en for- mant un trou de montage dans un emplacement approprié de cha- cune des plaquettes respectives et en disposant un contact dans le trou d'une plaquette de manière qu'il puisse s'accou- pler avec un contact compatible prévu sur l'autre plaquette. Selon l'application, les trous peuvent être plaqués et situés sur un trajet de circuit désiré Lorsque le nombre des contacts s'accroit, la force nécessaire pour accoupler les paires de contact s'accroit d'une manière importante L'utilisateur dé- sire normalement pouvoir effectuer un accouplement de contact à contact en n'ayant à employer qu'une faible force d'accou- plement Avec les contacts classiques à fiche mâle et douille, il est nécessaire d'appliquer des forces d'accouplement impor- tantes si le nombre des contacts est important La force re- quise pour accoupler les contacts classiques à fiche mâle et femelle est de l'ordre de 0,55 à 1,7 N par contact accouplé. Il serait donc désirable de réduire la force normale à l'in- terface des contacts Un contact du type dit "à brosse" qui comporte une série de fils d'accouplement axialement alignés, décrit dans le brevet des EUA no 3 725 844 délivré le 3 avril 1973, répond à ces conditions de faible force d'accouplement sans sacrifier les performances électriques Un inconvénient qui résulte de l'emploi de ce contact du type à brosse est qu'il est nécessaire d'assembler avec précision un grand nombre d'éléments constitutifs pour réaliser une paire de contacts susceptibles de s'accoupler. L'emploi d'un contact du type à fiche mâle à section décroissante,comme décrit dans la demande de brevet français FR-79-18 344 et dans la demande de brevet européen publiée 0043749,réduit les pièces constitutives requises pour réali- ser une paire de contacts susceptibles de s'accoupler tout en permettant un accouplement par écartement avec une faible force avec le contact du type à brosse ci-dessus mentionné. Cependant, et bien qu'il assure une interconnexionélectrique acceptable, le contact du type à fiche mâle de la première demande de brevet cidessus mentionnée n'assure qu'un contact linéaire (contact tangentiel) entre chaque fil conducteur de la brosse et la surface extérieure de la fiche et il existe le risque,si la brosse est formée d'un petit nombre de fils susceptibles d'être écartés (par exemple deux), que chaque fil puisse se mettre en biais lors de l'accouplement, rédui- sant de ce fait le contact avec la surface de la fiche La seconde demande de brevet précitée décrit une fiche mâle per- fectionnée qui accroit l'importance de la surface avec la- quelle chaque fil est en contact lorsque les fils sont écar- tés par la fiche Dans chacun des dispositifs décrit dans ces demandes de brevet, l'interconnexion électrique résultante dépend du fait que chaque fil de brosse est ou non correcte- ment écarté par la fiche mâle et un accouplement fermement verrouillé n'est pas réellement po-ssible étant donné que la force de retenue de la brosse écartée est limitée Cependant, et dans le cas de chaque fiche, bien que le nombre des tra- jets conducteurs soit accru, les fils peuvent être endommagés (par exemple étêtés ou cassés) s'ils ne sont pas correcte- ment entremêlés. Il serait plus avantageux de pouvoir disposer d'un con- tact qui ait une partie susceptible d'être écartée assurant une faible force d'insertion, qui possède de bonnes caracté- ristiques d'accouplement et qui assure de multiples points de contacts(redondance électrique)lorsqu'un contact électrique y est insérépour établir une interconnexion électrique. L'invention a ainsi pour objet une interconnexion élec- trique dans laquelle un contact du type fiche mâle comprenant une lame en forme de V ayant un bord avant et une paire de surfaces plates s'inclinant vers l'arrière et vers l'exté- rieur à partir de ce bord,appelé ci-après contact à couteau, est conçu pour s'accoupler à un contact estampé dans une plaque métallique plate et pliée en un contact du type à la- melles élastiques,appelé ci-après contact à lamelles, cette interconnexion étant caractérisée en ce qu'elle comporte un élément de connexion fendu à extrémité ouverte qui comprend plusieurs parties de plaque reliées entre elles ayant leurs bords avant semblables disposés de façon à pouvoir réaliser un contact d'accouplement avec le couteau, les fentes s'éten- dant vers l'intérieur à partir du bord avant de chacune des parties de plaque, toutes les fentes étant disposées en coin- cidence (en alignement) pour recevoir le couteau introduit entre elles afin de réaliser l'interconnexion. Un avantage du contact du type à lamelles réside dans le maintien de fortes forces de contact qui permettent d'as- surer un bon contact électrique sans accroître les forces d'accouplement. Un autre avantage du contact du type à lamelles réside dans le fait qu'on peut ainsi réaliser un contact susceptible d'être accouplé qui comporte une partie d'accouplement qui est robuste et n'est pas facilement susceptible de se casser ou de s'endommager. Encore un autre avantage de la présente invention réside dans la réalisation d'une connexion électrique qui assure de multiples points de contact (redondance électrique) entre les contacts accouplés. L'invention présente également l'avantage de permettre la fabrication de contacts électriques en une seule pièce. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'inven- tion apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen des dessins annexés dans lesquels: la Fig 1 est une vue en plan d'une ébauche de corps de contact estampée dans une tôle métallique approximativement plate; la Fig 2 est une vue de côté de l'ébauche de corps de contact représentée sur la Fig 1; la Fig 3 représente la partie de corps de la Fig 1 formée en un contact du type à lamelles selon la présente invention; la Fig 4 est une vue en plan de dessus du contact du type à lamelles de la Fig 3; la Fig 5 est une vue de côté du contact du type à la- melles de la Fig 3; la Fig 6 est une vue en perspective d'un contact du type à couteau selon la présente invention; la Fig 7 est une vue de dessus du contact du type à cou- teau de la Fig 6; la Fig 8 est une vue en coupe verticale longitudinale d'une paire de plaquettes de circuit imprimé, cette vue mon- trant le contact du type à lamelles et le contact du type à couteau sur le point d'être assemblés pour réaliser une inter- connexion électrique; et la Fig 9 est une vue partielle, en coupe, de l'inter- connexion électrique. La Fig 9 des dessins, auxquels on se référera maintenant, représente une vue partielle, en coupe, d'une interconnexion électrique 100 selon la présente invention, cette intercon- nexion comprenant une paire d'organes supports 10, 20 et un contact électrique 30 du type à lamelles accouplé à un con- tact électrique 50 du type à couteau Bien qu'on n'ait repré- senté qu'un seul de chacun des deux contacts, il est bien entendu qu'en pratique chacun des organes supports porte une série de chaque type de contact Le contact 30 du type à la- melles comporte une partie de corps centrale 32 à partir de laquelle s'étendent des première et seconde parties terminales 34, 39, la première partie terminale 34 formant un élément de connexion fendu à extrémité ouverte pour pouvoir établir un contact d'accouplement avec le couteau conducteur de l'autre contact électrique 50. La Fig 8 est une vue en coupe verticale longitudinale des organes supports 10, 20 dans les passages desquels sont montés les contacts 30, 50 qui sont prêts à être assemblés. De préférence, conformément à l'invention, les organes sup- ports 10, 20 sont des plaquettes de circuit imprimé, chacune des plaquettes étant fabriquée en une matière diélectrique et ayant une face avant d'accouplement 11 et, respectivement, 21 une face arrière 12 et, respectivement, 22 et un passage 13 et, respectivement, 23 s'étendant entre les deux faces pour recevoir le contact respectif L'une ou l'autre des deux faces des plaquettes de circuit imprimé peut comporter des trajets de circuit ou des composants électriques qui doivent être électriquement connectés et chaque passage peut être rempli de soudure ou revêtu d'une matière conductrice pour établir un trajet de circuit électrique entre le contact cor- respondant et les trajets de circuit disposés sur l'une ou l'autre des plaquettes de circuit imprimé. Le passage 13 qui s'étend à travers la plaquette 10 de circuit est dimensionné pour recevoir le contact 30 du type à lamelles et il comporte une première partie de passage 13 a qui s'étend à partir de la surface d'accouplement avant 11 vers l'intérieur jusqu'à un épaulement 13 b et une seconde partie de passage 13 c qui s'étend vers l'avant à partir de la face arrière 12, la première partie de passage 13 a et l'épau- lement 13 b délimitant une cavité 14 pour positionner et mon- ter l'élément de connexion 34 et la seconde partie de passage 13 c formant une ouverture de montage pour la partie de corps 32 et une ouverture pour la partie terminale 39 destinée à permettre l'établissement d'une connexion du contact (par exemple par un enroulement de fil) avec un circuit situé en dehors de la plaquette. Le passage 23, qui s'étend à travers la plaquette de cir- cuit 20,est dimensionné pour recevoir le contact électrique 50 du type à couteau et il comporte une partie de passage avant 23 a qui s'étend à partir de la face d'accouplement avant 21 vers l'intérieur jusqu'à un épaulement intérieur 23 b, une partie de passage arrière 23 e qui s'étend vers l'intérieur à partir de la face arrière 22 jusqu'à un épaulement intérieur 23 d et une partie de passage intermédiaire 23 c qui s'étend entre les épaulements intérieurs 23 b, 23 d, la partie de pas- sage avant délimitant un évidement 24 pour positionner et mon- ter l'extrémité d'accouplement du contact du type à couteau, la partie de passage intermédiaire 23 c étant dimensionnée pour recevoir avec un ajustage à force la partie intermé- diaire 52 du contact du type à couteau. Comme représenté sur la Fig 1 à laquelle on se référera maintenant, pour former le contact 30 du type à lames selon la présente invention, on estampe tout d'abord dans une feuille plane approximativement plate de métal conducteur une ébauche 30 ' de corps de contact Comme représenté, l'é- bauche ou flan 30 ' de corps de contact comprend les parties terminales 34 ',39 et la partie de corps centrale 32 La par- tie de corps centrale comporte une languette élastique 31 emboutie vers l'extérieur hors de son plan pour fournir un moyen de montage du contact dans le passage de la plaquette de circuit imprimé La partie terminale 34 ', bien qu'en une seule pièce, peut être considérée comme comprenant une série de parties de plaque rectangulaires reliées entre elles 40 a, b, 40 c, 40 d ayant toutes des bords semblables disposés en correspondance Ces bords semblables définissent un bord avant 41 a,une paire de bords latéraux 41 b, 41 c et un bord arrière 41 d Une fente étroite 46 s'étend vers l'intérieur à partir du bord avant 41 a dans chaque partie de plaque. Chaque fente 46 définit une paire de mâchoires espacées 42, 44 pour recevoir le contact du type à couteau, les mâ- choires ayant des surfaces de bord plates 43 et, respective- ment, 45 qui se font face de manière à venir en appui contre le couteau, chaque surface de bord 43, 45 étant disposée dans un plan approximativement perpendiculaire au plan de la feuille La fente 46 comporte une partie qui diverge progres- sivement formant une ouverture 46 a pour recevoir le bord avant du couteau et une partie à bords approximativement pa- rallèles formant une zone 46 b d'appui contre le couteau pour retenir le couteau. La Fig 2 est une vue de côté de l'ébauche 30 ' de corps de contact. La Fig 3 représente une vue en plan de l'ébauche 30 ' de corps de contact de la Fig 1 après qu'elle a été pliée sous la forme désirée pour former le contact 30 du type à lamelles selon la présente invention Le contact électrique comprend la partie de corps centrale 32 qui comporte la dent ou lan- guette 31 servant à monter le contact dans le passage de la plaquette 10 de circuit imprimé, la partie terminale 39 so- lidaire de la partie de corps-centrale 32 et dimensionnée de façon à faire saillie au-delà de la face arrière (dessous)12 de la plaquette de circuit imprimé et la partie terminale 34 formée en un élément de connexion qui fait saillie à partir de la partie de corps centrale 32 et est dimensionnée de ma- nière à pouvoir être montée dans la cavité 14 du passage 13, l'élément de connexion 34 comprenant les quatre parties de plaques approximativement plates, parallèles,étroitement rap- prochées 40 a, 40 b, 40 c, 40 d dans chacune desquelles une fente 46 s'étend à partir du bord avant 41. Un col ou étranglement 33 raccorde le corps central 32 à la cloison 36 de l'élément de connexion 34. Les parties de plaques sont reliées entre elles deux à deux par une partie en anse respective 38 pour former des premier et second groupes de plaques 35 et, respectivement, 37 les groupes étant reliés entre eux par le bras ou cloison 36. La Fig 4 est une vue en bout du contact 30 à lamelles de la Fig 3 Comme on peut le voir, le contact est plié de ma- nière à avoir une section transversale ondulée ou sinusoïdale de telle sorte que les partiesde plaque 40 a, 40 b, 40 c, 40 d sont parallèles entre elles, les fentes 46 étant disposées en coïncidence (en alignement) les unes avec les autres. D'une manière générale, le contact comporte une première ran- gée de mâchoires alignées 42 ("lamelles") dont les surfaces de bord 43 sont disposées face aux surfaces de bord 45 d'une seconde rangée de mâchoires alignées 44 ("lamelles"). Les deux premières parties de plaque 40 a, 40 b forment le premier groupe de plaques 35 et les deux autres parties de plaque 40 c, 40 d forment le second groupe de plaques 37 Une première partie en anse 38 s'étend le long des bords latéraux 41 b des deux premières parties de plaque 40 a, 40 b et une se- conde partie en anse-38 s'étend le long des bords latéraux 41 b des deux autres parties de plaque 40 c, 40 d, pour former respectivement le groupe de plaques 35 et le groupe de plaques 37 Chacun des groupes de plaques 35, 37 a le bord d'une de ses plaques relié par le bras 36 au bord semblable de la plaque correspondante de l'autre groupe Le bras 36 s'étend le long des seconds bords latéraux 41 c de la partie de plaque 40 b du groupe de plaques 35 et de la partie de plaque 40 c du groupe de plaques 37 Il est possible que dans certaines applications, il puisse être désirable que le bras 36 relie les parties de plaque extérieures 49 a, 40 d, plutôt que les parties de plaque intérieures 40 b, 40 c. La Fig 5 est une vue de côté du contact 30 à lamelles de la Fig 3 La partie terminale 39 comporte une partie de queue allongée ayant une section tranversale rectangulaire pour permettre la réalisation d'une interconnexion supplémen- taire (par exemple au moyen d'un enroulement de fil) ou son montage à force dans une ouverture plaquée d'une autre pla- quette. La Fig 6 est une vue en perspective du contact 50 du type à couteau des Fig 8 et 9 selon la présente invention. Le contact du type à couteau comporte un couteau 52 (élément de connexion) ,une partie de corps centrale 54 et une partie d'extrémité de connexion 58 Le couteau 52 a une forme géné- rale en V,vu en coupeet il comporte un bord avant arrondi 51 et une paire de surfaces 53, 55 approximativement plates qui vont en s'inclinant vers l'arrière et vers l'extérieur à partir du bord avant, le couteau de connexion 52 formant ainsi une large partie d'introduction conçue pour écarter les mâchoires 42, 44 du contact 30 du type à lamelles Une partie de bord arrière 56 est en butée contre une partie de l'épaulement 23 b du passage intérieur pour positionner le couteau du contact par rapport au passage La partie de corps centrale 54 de contact du type à couteau est montée à force dans le passage 23 c La partie 58 d'extrémité de connexion du contact a une forme approximativement rectangulaire pour per- mettre de former un enroulement du fil afin de réaliser une interconnexion électrique secondaire. 2 504316 La Fig 7 est une vue de dessus du contact 50 du type à couteau représenté sur la Fig 6. Sur la Fig 8 à laquelle on se référera à nouveau, les contacts selon l'invention ont été représentés dans la posi- tion qu'ils occupent lorsqu'ils sont sur le point d'être accouplés La partie de corps centrale 32 du contact 30 à la- melles est adaptée dans la seconde partie de passage 13 c La languette 31 peut être adaptée à force contre la paroi du pas- sage (disposition non représentée) ou elle peut être en appui contre la face arrière (dessous) 12 de la plaquette, comme dans l'exemple représenté Le contact 50 du type à couteau a été représenté dans cette vue, en coupe suivant les lignes VIII-VIII de la Fig 7 Les faces plates 53, 55 du couteau 52 font entre elles un angle d'environ 24 bien qu'un angle légèrement différent puisse également convenir Le bord avant du couteau est positionné de façon à pouvoir être reçu dans la partie de connexion fendue 34. La Fig 9 représente l'interconnexion assemblée, le cou- teau 52 ayant ainsi été coincé dans les fentes alignées du contact du type à lamelles et les mâchoires de ce dernier ayant été transversalement écartées pour établir deux lignes de contact électrique Bien qu'on ne l'ait pas montré, les quatre paires de mâchoires produisent au moins huit lignes de contact électrique sous tension élastique pour assurer un degré élevé de redondance électrique et de contact avec le couteau Un avantage de cette caractéristique réside en ce que l'oxydation qui peut s'accumuler est davantage suscep- tible d'être sans effet du fait de la surface de contact ac- crue En outre, une meilleure interconnexion électrique est produite du fait de la superficie de contact accrue entre les surfaces de contact. Chaque paire de mâchoires forme une paire de poutres pro- duisant des forces de sollicitation élastiques mais cependant suffisantes pour accrocher et serrer les surfaces planes 53, 55 du couteau La faible force d'engagement résulte de la flexion desminces poutres étroites qui ont une longueur suf- fisante pour présenter une faible force de flexion Typique- 1 O ment, la force nécessaire pour accoupler le couteau aux la- melles de l'élément de connexion fendu sera de l'ordre de 0,27 à 0,55 N. Bien qu'on ait décrit un mode de réalisation préféré de l'invention, il apparaîtra clairement aux spécialistes de la technique que des modifications peuvent être apportées à l'invention telle que définie dans les revendications an- nexées et que, dans certains cas, certaines caractéristiques de l'invention peuvent être avantageusement utilisées sans l'emploi d'autres caractéristiques Par conséquent, il est bien entendu que la description et les dessins n'ont été don- nés que dans le but d'illustrer les principes de l'invention et non pour en limiter la portée. ? 504316 1 1 REVENDICATIONS 1 Un contact électrique qui comporte un élément de con- nexion ( 34) conçu pour établir un contact avec un couteau conducteur ( 52),caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs parties de plaque ( 40 a40 d) reliées entre elles ayant une extrémité avant libre ( 41 a) conçue pour s'accoupler au cou- teau, une fente ( 46) s'étendant vers l'intérieur à partir de l'extrémité libre avant ( 41 a) de chaque partie de plaque et formant des mâchoires espacées ( 42, 44) pour recevoir le cou- teau ( 52). 2 Contact électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la série de parties de plaque comprend quatre par- ties de plaque approximativement plates étroitement rappro- chées ( 40 a, 40 b, 40 c, 40 d). 3 Contact électrique selon la revendication 2, caractérisé en ce que les parties de plaque ( 40 a, 40 b, 40 c, 40 d) sont disposées approximativement parallèles entre elles et leurs fentes ( 46) sont alignées et en coïncidence les unes avec les autres. 4 Contact électrique selon la revendication 2, caractérisé en ce que chacune des parties de plaque ( 40 a, 40 b, 40 c, 40 d) est approximativement rectangulaire de façon à former quatre bords ( 41 a, 41 b, 41 c, 41 d), les deux premières parties de plaque ( 40 a, 40 b) étant reliées entre elles pour former un premier groupe ( 35) de plaque et les deux autres parties de plaque ( 40 c, 40 d) étant reliées entre elles pour former un second ( 37) groupe de plaques, les groupes ( 35, 37) de plaques disposant les parties de plaque de telle sorte que leurs bords semblables ( 41 a, 41 b, 41 c, 41 d) se correspondent. 5 Contact électrique selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux premières parties de plaque ( 40 a, 40 b) sont reliées entre elles pour former un premier groupe ( 35) de plaques et les deux autres parties de plaque sont reliées entre elles pour former un second groupe ( 37) de plaques, les groupes ( 35, 37) de plaques disposant les parties de plaque de telle sorte que leurs bords semblables ( 41 a, 41 b, 41 c, 41 d) se correspondent. 6 Contact électrique selon l'une quelconque des revendica- tions 4 et 5, caractérisé en ce que les parties de plaque respectives de chaque groupe sont reliées entre elles par une partie d'anse ( 38) qui s'étend le long des seconds bords correspondants ( 41 b) desdites parties de plaque. 7 Contact électrique selon la revendication 6, caractérisé en ce que les groupes ( 35, 37) de plaques sont reliés entre eux par un bras ( 36), ce bras s'étendant le long d'un troi- sième bord correspondant ( 41 c) d'une partie de plaque ( 40 b, 40 c) de chaque groupe de plaques respectif. 8 Contact électrique selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, une partie de connexion ( 39) permettant sa connexion avec un second organe conducteur, cette partie de connexion comportant un élément allongé qui s'étend à partir de l'élément de connexion précité ( 34). 9 Contact électrique selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, une partie de corps centrale ( 32) ayant une extrémité raccordée à la partie de connexion ( 39) et un col ( 33) qui relie l'élément de connexion à la partie de corps. Contact électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le couteau ( 52) comporte une paire de surfaces ( 53, ) approximativement plates orientées dans des directions opposées et en ce que les mâchoires espacées ( 42, 44) com- portent des surfaces de bord plates respectives ( 43, 45) dis- posées en vis à vis de façon à venir en appui contre une par- tie importante des surfaces plates du couteau reçu entre elles.