Brevet FR2632126A1 — publié le 19891201

L'invention est relative aux connecteurs électriques enfichables qui comprennent un élément male, essentiellement constitué d'un support en matière isolante et d'au moins une fiche de contact portée par ce support, et un élément femelle, essentiellement constitué d'un support en matière isolante et d'au moins une douille de contact cylindrique portée par ce dernier support, l'engagement de la ou des fiches de contact dans la ou chaque douille de contact se faisant par un mouvement de translation relatif entre les éléments mâle et femelle qui est parallèle aux génératrices de la ou des douilles. Le mot "cylindrique" est pris ici dans son acception la plus générale et n'implique donc pas que les douilles ont nécessairement une forme de révolution. L'invention a pour but d'agencer les susdits connecteurs électriques de façon telle que, malgré leur fragilité, les fiches de contact soient protégées des chocs tant lorsque l'élément mâle du connecteur est séparé de l'élément femelle de celui-ci que lors du mouvement relatif d'enfichage de ces deux éléments. L'invention a également pour but d'agencer les susdits connecteurs électriques de façon que leurs fiches puissent être fabriquées de manière simple et économique, de préférence sur des machines automatiques, et que leur pas, c'est-à-dire la distance entre fiches (ou douilles voisines), soit aussi faible que possible. A cet effet, le connecteur électrique défini ci-dessus est essentiellement caractérisé en ce que la ou chaque douille est montée en saillie sur le support de l'élément femelle et en ce que la ou chaque fiche d'une part est montée à l'intérieur d'un alvéole ménagé dans le support de l'élément mâle et agencé de manière à guider et à recevoir la douille correspondante, lors du mouvement relatif d'enfichage, et d'autre part a une forme telle que, lors de ce même mouvement, elle puisse pénétrer dans cette douille en se déformant élastiquement au contact de celle-ci, transversalement par rapport à la direction de ce mouvement. Avec un tel connecteur, la fiche est protégée en permanence des chocs extérieurs puisqu'elle est située entièrement à l'intérieur de son alvéole. Lors du mouvement d'enfichage, elle est de plus protégée des chocs frontaux provenant de la douille correspondante et/ou du support de l'élément femelle puisque, lors de ce mouvement, la douille est guidée par les parois de l'alvéole et maintenue ainsi centrée par rapport à la fiche qu'elle reçoit. De préférence, la ou chaque fiche est constituée par au moins une boucle de fil métallique élastique dont la forme est au moins approximativement celle d'un losange ou d'un ovale et dont les extrémités traversent le fond de l'alvéole pour constituer ou contribuer à constituer une sortie de contact pour la fiche. Une telle fiche peut être fabriquée aisément, comme il est décrit dans le brevet U.S. n 3.517.574 déposé par le demandeur, et son encombrement transversal peut être extrêmement faible, ce qui permet de réduire le pas défini ci-dessus. L'invention va être exposée plus en détail à l'aide des dessins annexés. Les figures 1 et 2 illustrent, par des vues en coupe, l'application d'organes de contact, analogues aux fiches de la présente invention, à des connnecteurs pour cartes de circuit imprimé, la figure 1 en l'absence d'une telle carte et la figure 2 après introduction d'une carte. Les figures 3 et 4 représentent, par des vues en coupe, un connecteur établi conformément à un mode de réalisation de l'invention, respectivement avant et après enfichage. Les figures 5 et 6 représentent, en perspective, l'élément femelle et ltélément male du connecteur des figures 3 et 4. Les figures 7 et 8 représentent, par des vues de face, les éléments femelle et mâle de deux connecteurs établis selon des variantes du mode de réalisation des figures 3 à 6. Avant de décrire l'invention, il semble nécessaire d'exposer l'état de la technique tel qu'il ressort du susdit brevet U.S. n 3.517.574, à l'aide des figures 1 et 2 qui illustrent un connecteur pour carte de circuit imprimé 3. Ce connecteur est essentiellement constitué par un support 1, en matière isolante, qui possède, à l'intérieur d'un logement 2 continu dans la direction perpendiculaire au plan des figures 1 et 2, des moyens de guidage (non représentés) pour la carte 3 et plusieurs organes de contact 4 destinés à coopérer chacun avec une piste conductrice ménagée sur le bord de la carte 3. Les susdits moyens de guidage sont agencés de manière à maintenir la carte 3 à la partie supérieure (selon les figures 1 et 2) du logement 2 tandis que les organes de contact 4 sont disposés à la partie inférieure de ce logement.Chaque organe de contact 4 est constitué par au moins une boucle 5 de fil métallique élastique, en forme de losange ou d'ovale, dont le plan est perpendiculaire à celui de la carte 3 et dont les extrémités (non montrées) sont serties dans un manchon 6, lequel traverse le fond du logement 2 pour constituer une sortie pour l'organe de contact 4. Lorsqu'on introduit la carte 3 dans le logement 2, la ou les boucles 5 se déforment élastiquement en direction transversale, en prenant appui sur la face 6 du logement 2 qui est la plus éloignée de la carte 3, et assurent ainsi une liaison électrique entre la piste conductrice de la carte 3 et le manchon ou sortie 6 de l'organe de contact 4, cette piste conductrice étant ménagée sur le bord en regard 7 de la carte 3. L'expérience a montré que de tels organes de contact 4 ne sont capables de subir qu'un nombre limité d'introductions de cartes à circuit imprimé (de l'ordre de 500 à 1000), suffisant néanmoins pour les connecteurs de cartes à circuit imprimé, et l'homme de métier qui connait ces organes de contact est donc conduit à penser qu'il serait impossible de les adapter aux connecteurs électriques à fiches et douilles qui doivent être capables de supporter un nombre beaucoup plus élevé d'enfichages (de l'ordre de 100.000 à 200.000, voire davantage). Ceci étant rappelé, l'invention est relative aux connecteurs enfichables qui, comme le montrent les figures 3 à 6, comprennent un élément male 11, essentiellement constitué d'un support 12 en matière isolante et d'au moins une fiche de contact 13 portée par ce support 12, et un élément femelle 14, essentiellement constitué d'un support 15 en matière isolante et d'au moins une douille de contact cylindrique 16 portée par le support 15, l'engagement de la ou des fiches de contact 13 dans la ou chaque douille de contact 16 se faisant par un mouvement de translation relatif, entre les éléments mâle 11 et femelle 14, qui est parallèle aux génératrices de la ou des douilles 16, c'està-dire à la direction X-X indiquée aux figures 3 et 4. Dans le connecteur selon l'invention, la ou chaque douille 16 est montée en saillie sur le support 15 de l'élément femelle 14 alors que la ou chaque fiche 13 est montée à l'intérieur d'un alvéole 17 ménagé dans le support 12 de l'élément mye 11 et agencé de manière à guider et à recevoir la douille correspondante 16 lors du mouvement relatif d'enfichafge, le profil extérieur de la douille 16 étant par conséquent adapté au profil de l'alvéole 17. De plus, la ou chaque fiche 13 a une forme telle que, lors de ce même mouvement, elle puisse pénétrer dans la douille 16 en se déformant élastiquement au contact de celle-ci, cette déformation se produisant transversalement par rapport à l'axe X-X. De préférence, la ou chaque fiche 13 est constituée par au moins une boucle 18 de fil métallique élastique (en cuivre au béryllium ou bronze phosphoreux, par exemple), dont la forme est approximativement celle d'un losange ou d'un ovale et dont les extrémités (non montrées) traversent le fond 19 de l'alvéole 17 pour permettre de constituer ensemble une sortie de contact pour la fiche 13. De préférence encore, ces extrémités sont serties dans un manchon 20 qui constitue ladite sortie. Comme le montre la figure 7, la ou chaque douille 16 et le ou chaque alvéole 17 peuvent avoir une forme cylindrique de révolution et la fiche 13 etre constituée par une ou, comme montré, par deux boucles accolées 18 dont l'orientation peut alors etre quelconque autour de l'axe de l'alvéole 17. Comme le montre la figure 8, la ou chaque douille, désignée ici par 16a, et le ou chaque alvéole, désigné ici par 17a, peuvent avoir un profil rectangulaire, de préférence à coins arrondis, et la fiche 13 être constituée, comme dans le mode de réalisation précédent, par une ou plusieurs boucles accolées 18 dont l'orientation est cette fois parallèle au grand côté du profil rectangulaire de l'alvéole 17a. Contrairement à ce que pourrait donner à conclure l'expérience obtenue avec les connecteurs pour cartes à circuit imprimé (figures 1 et :, on constat que les connecteurs enfichables conformes à l'invention (figures 3 à 8': sont capables de supporter un nombre considérable d'enfichages.On peut tenter d'expliquer cette différence de comportement par le fait que, dans le connecteur conforme à l'invention, la fiche 13 est constamment centrée par rapport à la douille 16 et se déforme donc de manière symétrique alors que, dans le connecteur pour cartes à circuit imprimé, la ou chaque boucle 5 se déforme de façon dissymétrique, son axe longitudinal passant ainsi de la position Ox à la position Oy (figure 2) et vice versa, lors de l'introduction d'une carte 3 et de l'extraction de celle-ci, ces qui provoque assez rapidement des fatigues de la boucle 5 au voisinage du point 0, entrainant une diminution rapide de l'élasticité du métal. Dans le connecteur conforme à l'invention, la boucle 18 de la fiche 13 ne subit pas de désalignement, ce qui permet d'utiliser, pour la constituer, des fils métalliques de section extrêmement faible (son diamètre étant compris entre 0,0G et 0,1G mm par exemple) et une implantation de contacts en ligne à des pas p (voir les figures 3 et 8) de l'ordre de 0,635 mm. Néanmoins, il est possible également d'utiliser des fils de plus gros diamètre, compris entre 0,20 et 0,30 mm par exemple. il est à noter que les alvéoles 17 de l'invention protègent les boucles 18 non seulement des chocs, mais également des saletés qui nuiraient à l'établissement d'un bon contact. REVENDICATIONS 1. Connecteur électrique enfichable qui comprend un élément mâle (71), essentiellement constitué d'un support (12) en matière'isolante et d'au moins une fiche de contact (13) portée par ce support (12), et un élément femelle (14), essentiellement constitué d'un support (15) en matière isolante et d'au moins une douille de contact cylindrique (16, 16a) portée par ce dernier support (15), l'engagement de la ou des fiches de contact (13) dans la ou chaque douille de contact (16, 16a) se faisant par un mouvement de translation relatif entre les éléments mâle (11) et femelle (14) qui est parallèle aux génératrices de la ou des douilles (16, 16a), caractérisé en ce que la ou chaque douille (16, 16a) est montée en saillie sur le support (15) de l'élément femelle (14) et en ce que la ou chaque fiche (13) d'une part est montée à l'intérieur d'un alvéole (17, 17a) ménagé dans le support (12) de l'élément mâle (11) et agencé de manière à guider et à recevoir la douille correspondante (16, 16a), lors du mouvement relatif d'enfichage, et d'autre part a une forme telle que, lors de ce même mouvement, elle puisse pénétrer dans cette douille (16, 16a) en se déformant élastiquement au contact de celle-ci, transversalement par rapport à la direction (X-X) de ce mouvement. 2. Connecteur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la ou chaque fiche (13) est constituée par au moins une boucle (18) de fil métallique élastique dont la forme est au moins approximativement celle d'un losange ou d'un ovale et dont les extrémités traversent le fond (19) de l'alvéole (17, 17a) pour constituer ou contribuer å constituer une sortie de contact pour la fiche (13). 3. Connecteur-électrique selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la douille (16) et l'alvéole (17) ont une forme cylindrique de révolution. 4. Connecteur électrique selon la revendication 3, caractérisé en ce que la fiche (13) possède une ou deux boucles (18). 5. Connecteur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la douille (16a) et l'alvéole (1,7a) ont un profil rectangulaire, de préférence à coins arrondis. 6. Connecteur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la ou chaque boucle (18) de la fiche (13) est faite d'un fil métallique dont le diamètre est au plus égal à 0,3 mm et, de préférence, compris entre 0,06 et 0,10 mm.