Brevet FR2566969A1 — publié le 19860103

ELEMENT DE CONTACT ELECTRIQUE D'UN CONNECTEUR ET PROCEDE DE FABRICATION DE CET ELEMENT La présente invention concerne un élément de contact électrique, comportant une partie élastique agencée pour être insérée dans une ouverture d'un élément plat de manière à être en contact avec la surface de cette ouverture. L'invention concerne plus particulièrement un élément de contact agencé pour être inséré dans un trou à revêtement métallique d'une carte à circuits impri- més. On utilise des éléments de contact de ce type dans des connecteurs dont une moitié, appelée généralement barrette de connection, comprend une rangée d'éléments de contact montés dans un corps isolant qui est placé sur la carte imprimée et qui porte et protège les éléments de contact. La connection à une autre carte à circuits imprimés est réalisée au moyen de l'autre moitié du connecteur, laquelle est séparée de la barrette de connection, mais est agen- cée pour coopérer avec elle. Les éléments de contact de ces barrettes de connexion sont faits généralement d'une seule pièce métallique, dont une extrémité saillante s'étend dans le trou de la carte imprimée et dont l'autre extrémité est accouplée à un élément de contact correspondant à l'autre moitié du connecteur. Pour assurer un bon contact mécanique et électrique à l'intérieur du trou, la partie correspondante de l'élément de contact peut être élastique dans son épaisseur, de manière à être serrée quant elle est insérée dans le trou. On a créé des éléments de con- tact de différentes configurations pour obtenir cette élasticité. Selon une réa- lisation connue, on forme l'élément de contact en le fabriquant avec une forme générale cylindrique, puis en aplatissant une partie de cet élément, dans la- quelle on estampe ensuite une fente centrale longitudinale. Cette partie de l'élément de contact, dans laquelle est formée la fente, constitue une partie élastique puisque les côtés opposés par rapport à la fente sont sollicités l'un vers l'autre de manière élastique quand cette partie est insérée dans le trou. La fabrication d'un tel élément de contact nécessite toutefois plusieurs étapes qui doivent s'effectuer sur des machines différentes, ce qui augmente le coot de l'élément de contact. D'autre part, le contact de l'élément avec le trou est localisé sur deux côtés opposés de l'élément plutôt que sur toute la circon- férence de l'élément et du trou. -2 - Par conséquent, la présente invention a -pour but de fournir un élément de con- tact perfectionné, pouvant être fabriqué avec précision et pour un faible coût. Selon un premier aspect, la présente invention a pour objet un élément de con- tact électrique du type mentionné plus haut, caractérisé en ce que l'élément de contact est formé essentiellement d'une pièce, en ce que ladite partie élas- tique a une forme générale cylindrique et comporte au moins trois fentes ra- diales, réparties sur sa circonférence et s'étendant dans la direction axiale de l'élément, et en ce que ces fentes se rejoignent à l'intérieur de ladite partie élastique de façon à définir au moins trois branches qui sont sollicitées élasti- quement les unes vers les autres quand elles sont engagées dans ladite ouver- ture. De préférence, lesdites fentes sont réparties avec des espacements égaux sur le pourtour de l'élément. La partie élastique peut avoir une section décrois- sante à chacune de ses extrémités, les fentes s'étendant au moins partiellement le long de ces extrémités de section décroissante. Les fentes peuvent avoir une forme qui se rétrécit en direction de l'intérieur de l'élément. L'élément comporte de préférence, à l'une de ses extrémités, un organe de connexion agencé pour coopérer avec un autre élément de contact. Cet organe de conne- xion peut être du type femelle, agencé pour recevoir une broche de connexion, et il peut comporter une série de fils à ressort, qui s'appliquent contre la sur- face de ladite broche de connexion. De préférence, l'élément de contact comporte, à l'une des extrémités de ladite partie élastique, une partie en forme de tige qui est plus étroite que la partie élastique et qui peut comporter des côtés plats. Selon un autre aspect, la présente invention concerne également un procédé de fabrication de l'élément de contact défini ci-dessus, caractérisé en ce que l'on forme lesdites fentes radiales par entaillage de ladite partie de forme gé- nérale cylindrique. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description, donnée cidessous à titre d'exemple, d'une barrette de connexion pour carte à circuits imprimés, comportant plusieurs éléments de contact selon l'invention, ainsi que d'un pro- -3 - cédé de fabrication de ces éléments de contact, en référence aux dessins an- nexés, dans lesquels: La figure I. est une vue en perspective représentant deux moitiés de connec- teur montées sur des cartes respectives à circuits imprimés, La figure 2 est une vue latérale partiellement coupée d'un élément de contact du connecteur illustré par la fig. 1, La figure 3 est une vue en coupe transversale suivant la ligne III-III de la fig. 2, La figure 4 est une vue en coupe transversale similaire à la fig. 3, mais repré- sentant une autre forme de réalisation de l'élément de contact, et Les figures 5 et 6 illustrent des étapes de fabrication de l'élément de contact. En référence à la fig. 1, le connecteur I comprend deux moitiés agencées pour être accouplées, à savoir une première moitié 10 qui est montée sur le pan- neau arrière de connexion d'une première carte à circuits imprimés 2, et une seconde moitié 11 montée sur une seconde carte 3. On peut raccorder ensem- ble les deux moitiés 10 et Il du connecteur 1 pour établir une connexion élec- trique de la seconde carte 3 avec le panneau arrière de la carte 2. La moitié 10 du connecteur, généralement appelée barrette de connexion, com- porte un corps rectangulaire 12 en matière synthétique qui supporte et protège plusieurs éléments verticaux de contact 20. La face inférieure 13 du corps 12 repose directement sur la surface supérieure de la carte 2, tandis que cha- que élément de contact 20 s'étend à travers une ouverture respective 21 de cette carte. Chaque ouverture 21 est revêtue, dans. toute l'épaisseur de la carte 2, d'une couche conductrice qui assure le contact avec une piste conductrice respective 22 disposée sur la face supérieure ou la face inférieure de la carte, ou bien avec une couche interne de la carte. Ces pistes 22 assurent la conne- xion électrique avec les circuits électriques montés sur la carte. On décrira maintenant plus en détail les éléments de contact 20 en référence -4 - aux figures 2 et 3. Chaque élément de contact 20 est fait d'une seule pièce en cupro-béryllium ou en bronze phosphoreux, d'une longueur d'environ 19 mm. L'élément de contact comporte une partie inférieure en forme de tige 25, une partie intermédiaire élastique 26 et une partie supérieure 27 en forme de douille de connexion. La tige 25 a une longueur d'environ 14 mm et elle comporte des côtés plats agencés pour recevoir un enroulement de fil. Elle présente une section rectan- gulaire, avec une largeur d'environ 0,63 mm qui est plus petite que la largeur de la partie élastique 26. A son extrémité inférieure, la tige 25 est biseautée et présente un bout carré d'environ 0,13 mm de côté. L'extrémité supérieure de la tige 25 est raccordée à la partie intermédiaire 26, dont la longueur est d'environ 4 mm. La partie intermédiaire 26 présente la forme d'un barillet, c'est-à-dire que sa zone centrale 30 a une forme géné- rale cylindrique et que ses extrémités inférieure 31 et supérieure 32 présentent des diamètres décroissants. La partie intermédiaire 26 comporte trois fentes allongées 33 à 35 qui sont disposées radialement et qui sont réparties unifor- mément, suivant des intervalles de 120 , sur la circonférence de la partie 26. Les fentes 33 à 35 se rejoignent les unes les autres au centre pour former en- semble une zone en forme de Y renversé, comme le montre la fig. 3, et elles s'étendent longitudinalement dans la partie intermédiaire 26. Les fentes 33 à 35 divisent cette partie intermédiaire en trois branches 37 à 39 dont la sec- tion transversale est en forme de secteur circulaire. L'espace libre formé par les fentes 33 à 35 entre les diverses branches 37 à 39 permet à ces branches de fléchir élastiquement les unes vers les autres de sorte que la partie inter- médiaire 26 présente une élasticité radiale. Les fentes 33 à 35 représentées sur la fig. 3 ont chacune des faces parallèles; en variante, elles pourraient pré- senter une forme qui est rétrécie vers l'intérieur comme le montre la fig. 4. A son extrémité supérieure, la partie intermédiaire 26 est raccordée à la par- tie supérieure 27 qui présente un plus grand diamètre et qui est séparée de la partie intermédiaire par un épaulement annulaire 40. La partie supérieure 27 est de forme cylindrique et de section circulaire. Son extrémité inférieure est fermée, tandis que son extrémité supérieure est ouverte pour donner accès à un évidement axial 41. Six fils métalliques à ressort 42 sont montés dans -5 - l'évidement axial 41 de la partie supérieure 27 au moyen d'un manchon exté- rieur 43. Les fils 42 forment un angle avec l'axe longitudinal de la partie su- périeure 27 et ils sont disposés près de sa surface intérieure pour constituer une douille de connexion à ressort agencée pour recevoir une broche de con- nexion 15 de la moitié supérieure Il du-connecteur 1. En outre, pune bague 44 entoure la partie supérieure 27 près de son extrémité inférieure. Chaque élément de contact 20 est monté dans un logement respectif 16 du corps 12, de telle manière que sa tige 25 et sa partie élastique 26 soient sail- lantes verticalement vers le bas par rapport à la face inférieure du corps, la bague 44 étant disposée sur un épaulement annulaire 17 au fond du loge- ment, et la partie 27 en forme de douille étant tournée vers le haut. Lors de l'utilisation, l'extrémité 28 de la tige 25 sert à guider l'élément de contact 20 dans l'ouverture 21 de la carte à circuits imprimés 2. Quand on presse vers le bas la barrette de connexion 10 en direction de la carte 2, la partie élastique 26 pénètre dans l'ouverture 21. Le diamètre de la partie élas- tique 26 est déterminé de manière à être légèrement plus grand que le diamè- tre de l'ouverture 21 de la carte, de sorte que les branches 37 à 39 sont flé- chies vers l'intérieur, leur élasticité assurant un bon contact mécanique et électrique avec la surface de l'ouverture. Ainsi, le contact électrique avec le revêtement de l'ouverture est établi à plusieurs endroits sur la circonfé- rence. La tige inférieure 25 dépasse de la surface inférieure de la carte 2. On peut établir un contact électrique avec cette tige en. enroulant sur elle un fil. On décrira maintenant, en référence aux fig. 5 et 6, un procédé de fabrication des éléments de contact selon l'invention. On forme d'abord de manière clas- sique une ébauche 50, présentant la forme illustrée sur la fig. 5, par tournage et fraisage. Cette façon de faire garantit des dimensions précises de la sur- face extérieure de l'élément de contact et de l'intérieur de sa douille de con- nexion. Ensuite, sur la même machine, on entaille cette ébauche au moyen d'une fraise à disque circulaire 51 pour former les fentes 33 à 35 comme le montre la fig. 6. On descend le disque 51 jusqu'au centre de la partie intermé- diaire 26 et on le déplace longitudinalement dans un sens et dans l'autre pour former une fente 33 présentant la longueur voulue. On tourne ensuite l'ébau- -6 - che deux fois de 120 pour réaliser deux autres fentes. Pour réaliser des fen- tes en forme de V du type représenté sur la fig. 4, on utilise un disque dont la section est en biseau, plus mince près du bord. De cette manière, on peut réaliser à faible coût des branches élastiques 37 à 39 dont la forme et les dimensions sont très précises, ce qui garantit un bon contact avec la surface des ouvertures des cartes imprimées. Les fils à ressort 42, le manchon extérieur 43 et la bague 44 sont montés ul- térieurement et sans difficultés. Il convient de remarquer que l'élément de contact peut être fabriqué de dif- férentes manières et se présenter sous différentes formes sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple, au lieu de comporter une douille de connexion à son extrémité supérieure, il pourrait être muni d'une broche agencée pour s'engager dans une douille correspondante de l'autre moitié Il du connecteur. Il serait également possible, par exemple, de former quatre branches élasti- ques dans la partie intermédiaire, en réalisant quatre fentes. -7 - Revendications 1. Elément de contact électrique, comportant une partie élastique agencée pour être insérée dans une ouverture d'un élément plat de manière à être en contact avec la surface de cette ouverture, caractérisé en ce que l'élément de contact (20) est formé essentiellement d'une pièce, en ce que ladite par- tie élastique (26) a une forme générale cylindrique et comporte au moins trois fentes radiales (33 à 35), réparties sur sa circonférence et s'étendant dans la direction axiale de l'élément, et en ce que ces fentes se rejoignent à l'in- térieur de ladite partie élastique de façon à définir au moins trois branches (37 à 39) qui sont sollicitées élastiquement les unes vers les autres quand elles sont engagées dans ladite ouverture. (21). 2. Elément de contact selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdi- tes fentes (33, 34 et 35) sorit réparties avec des espacements égaux sur le pourtour de l'élément (20). 3. Elément de contact selon la revendication I ou 2, caractérisé en ce que ladite partie élastique (26) est de section décroissante à chacune de ses extré- mités (31 et 32), et en ce que les fentes (33 à 35) s'étendent au moins partiel- lement le long de ces extrémités de section décroissante. 4. Elément de contact selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites fentes (33 à 35) ont une forme que se rétrécit en direction de l'intérieur de l'élément (20). 5. Elément de contact selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte, à l'une de ses extrémités, un organe de con- nexion (27), agencé pour coopérer avec un autre élément de contact (15). 6. Elément de contact selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit organe de connexion (27) est un organe de conne- xion femelle, agencé pour recevoir une broche de connexion (15). 7. Elément de contact selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'organe de connexion femelle (27) comporte une série de fils à ressort (42), qui s'ap- - 8 - pliquent contre la surface de ladite broche de connexion (15). 8. Elément de contact selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte, à l'une des extrémités de ladite partie élas- tique (26), une partie en forme de tige (25) qui est plus étroite que la partie élastique. 9. Elément de contact selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite partie en forme de tige (25) comporte des côtés plats. 10. Procédé de fabrication d'un élément de contact selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on forme lesdites fentes radiales (33 à 35) par entail- lage de ladite partie de forme générale cylindrique. uvet l e d'iln. M odèles 12, rue du a7 Novembre F -elIoe MULItOUS (Flancel