Brevet FR2651383A1 — publié le 19910301

La présente invention concerne les connecteurs électriques, et plus particulièrement les connecteurs électriques du type comprenant des parties de connecteur qui coopèrent et comportent respectivement plusieurs contacts à broche et plusieurs contacts élastiques destinés à coopérer avec ces contacts à broche. Les contacts élastiques sont constitués par des lames élastiques présentant, à proximité de leurs extrémités libres, des parties convexes qui coopèrent avec une face des contacts à broche, ou bien la partie de connecteur à contacts élastiques peut comporter des paires de contacts élastiques se faisant face et présentant des parties convexes, tournées vers l'intérieur, qui sont destinées à coopérer avec des faces en regard respectives de leurs contacts à broche associés. Les contacts à broche de tels connecteurs électriques ont d'une manière classique une section transversale rectangulaire (par exemple carrée), de sorte que, lorsque les deux parties du connecteur électrique sont amenées en coopération, les parties convexes des contacts élastiques se déplacent le long des surfaces planes des contacts à broche rectangu- laire. L'étalement de la pression du contact élastique sur toute la largeur des contacts à broche rectangulaire a tendance à produire une faible contrainte de Hertz qui est indésirable et un contact électrique médiocre entre le contact à broche et le contact élastique. Par ailleurs, le dépla- cement du contact élastique le long du contact à broche rectangulaire a tendance à provoquer une accumulation nuisible de débris de surface (par exemple d'oxyde superficiel) qui peuvent venir se loger entre la partie convexe du contact élastique et la surface plane du contact à broche, donnant ainsi lieu à une connexion électrique médiocre. L'inconvénient précédent peut être résolu dans une certaine mesure en munissant le contact à broche d'une ou de surfaces incurvées, ce qui réduit d'une manière efficace à un ou des points l'aire de pression de contact entre le contact élastique et le contact à broche, améliorant ainsi la contrainte de Hertz, mais c'est le même trajet étroit de contact le long de la ligne médiane de la partie convexe du contact élastique qui est suivi chaque fois que le contact à broche est inséré ou retiré, ce qui a ainsi tendance à creuser par usure une rainure ou gouttière dans le plaquage protecteur, suivant la ligne médiane de la section convexe du contact élastique. La présente invention a pour but de fournir un connecteur élec- trique perfectionné, du type général décrit, qui remédie aux inconvénients précités et offre aussi d'autres améliorations. A cet effet, l'invention a pour objet une partie de connecteur à contact à broche, destinée à être utilisée dans un connecteur électrique du type général précédemment décrit, caractérisée en ce que le contact à broche ou chaque contact à broche présente une configuration en coupe transversale qui assure d'une manière efficace un contact ponctuel entre le contact à broche et le contact à lame élastique, coopérant, de l'autre partie de connecteur pour chaque position des contacts lorsque les deux parties de connecteur se déplacent l'une par rapport à l'autre pendant la coopération mutuelle de celles-ci, et en ce que l'emplacement du point de contact se déplace dans le sens transversal, d'un côté à l'autre du contact élastique au cours d'un tel déplacement relatif. Ainsi que cela est facilement évident, la configuration du ou des contacts à broche du connecteur sert à accroître d'une manière notable la contrainte de Hertz en concentrant la pression de contact exercée par le ou les contacts élastiques sur le ou les contacts à broche correspondants, aux points de contact entre ces contacts à broche et ces contacts élasti- ques. Lors de la mise en oeuvre de la présente invention, les contacts à broche peuvent présenter une section transversale dont la forme générale varie d'une manière progressive sur toute la longueur du contact à broche, de façon qu'une nervure sot-de préférence définie le long d'au moins l'une des surfaces du contact à broche avec laquelle le contact élastique doit coopérer, ceLtenue s'étendant transversalement, d'un côté à l'autre de la surface du contact à broche, de façon à assurer le contact précité, à déplacement transversal, entre ce contact à broche et ce contact élastique lorsqu'on assemble les deux parties de connecteur. De préférence, des surfaces opposées du contact à broche coopè- rent avec les contacts élastiques respectifs d'une paire de contacts élas- tiques présentant des parties convexes dirigées vers l'intérieur en vue de coopérer avec le contact à broche. Dans le cas o deux surfaces de broche coopèrent avec les contacts élastiques, chaque surface de broche peut présenter d'une manière efficace m rieruoe qui s'étend en diagonale d'un côté à l'autre de la surface du contact à broche et d'une extrémité à l'autre, de façon à assurer, entre le contact à broche et les contacts élastiques, des contacts ponctuels se déplaçant transversalement sur les faces respectives de la broche lorsque cette broche se déplace par rapport aux contacts élastiques. Avec l'agencement conforme à la présente invention, les surfaces du contact à broche situées de part et d'autre de lanear ese comportent à la façon d'éléments de chasse-neige qui écartent tout débris de surface éventuel sur l'un des côtés du contact ponctuel existant entre le contact élastique et le contact à broche lorsque les deux contacts se déplacent l'un par rapport à l'autre. Les nervures disposées en diagonale sur les surfaces respectives du contact à broche peuvent s'étendre suivant la même direction, ou bien il peut être avantageusement prévu queanr-vlues disposées en diagonale puis- sent s'étendre suivant des directions opposées. Dans le dernier cas, un couple sera exercé sur la paire de contacts élastiques par le contact à broche associé, en raison de l'espacement existant entre les points de contact et de l'effet de rotation qui en résulte sur la paire de contacts élastiques. Non seulement ce couple a tendance à maintenir assemblés le contact à broche et les contacts élastiques, et donc les parties de connec- teur, mais en outre il rattrape tout jeu éventuel entre les contacts élas- tiques et la partie formant corps de connecteur pour contacts dans laquelle ils sont montés. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressor- tiront de la description qui va suivre, à titre d'exemples non limitatifs et en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 représente des contacts élastiques d'un connecteur électrique, coopérant avec un contact à broche d'une partie de connecteur associée, la figure 2 représente un agencement de contacts élastiques, dit en tandem, d'un connecteur électrique coopérant avec un contact à broche de la partie à broche du connecteur, la figure 3 représente une coupe du contact à broche carrée de la figure 1 coopérant avec les contacts élastiques, la figure 4 représente une coupe d'un agencement connu dans lequel le contact à broche présente des faces convexes coopérant avec les contacts élastiques respectifs, la figure 5 représente une vue en élévation d'une configuration de contact à broche conforme à la présente invention, la figure 6 représente une vue en élévation d'une autre configu- ration de contact à broche conforme à la présente invention, la figure 7 représente une vue en perspective d'un contact à broche conforme à la figure 5 ou à la figure 6, les figures 8, 9 et 10 représentent des vues en coupe transver- sale du contact à broche de la figure 5 suivant les plans A, B et C de la figure 7 et les figures 11, 12 et 13 représentent des vues en coupe trans- versale du contact à broche de la figure 6 suivant les plans A, B et C de la figure 7. Si on se reporte en premier lieu à la figure 1 des dessins, celle-ci représente schématiquement un contact à broche à section carrée 1 d'une partie de connecteur électrique (non représentée) qui comprend plusieurs contacts à broche de ce type espacés le long de la face d'un corps isolé de connecteur et faisant saillie par rapport à cette face. Ce contact à broche comporte une extrémité convergente 2 qui lui permet de trouver de force son chemin entre les extrémités convexes des contacts élastiques 3 et 4, se faisant face, qui sont logés à l'intérieur d'une partie formant corps de connecteur 5 lorsque les deux parties de connecteur sont assemblées entre elles. Une variante d'agencement de connecteur est représentée schéma- tiquement à la figure 2 sur laquelle un contact à broche carrée 6 d'une partie de connecteur à broches coopère avec les parties convexes de contacts élastiques en tandem 7 et 8 lorsque ce contact à broche est inséré dans le logement 9 de la partie de connecteur 10. Ainsi qu'on le comprendra, dans l'un et l'autre des agencements connus des figures 1 et 2, le contact à broche 1 ou 6 a une section trans- versale carrée et l'une des surfaces de ce contact à broche ou les deux coopèrent sur toute leur largeur avec le ou les contacts élastiques à lame. Ceci peut se voir à la figure 3 sur laquelle le contact à broche carrée 1 de la figure i est représenté en coupe et coopérant avec les contacts élastiques à lame 3 et 4. Cet agencement de contacts souffre d'une faible contrainte de Hertz, étant donné que la pression de contact exercée sur les côtés du contact à broche 1 par les contacts élastiques 3 et 4 est répartie sur toute la largeur de ce contact à broche. Par ailleurs, lorsque ce contact à broche 1 se déplace entre les contacts élastiques 3 et 4, les débris éventuels présents sur les surfaces du contact à broche et/ou des contacts élastiques ont tendance à s'accumuler en avant des contacts élastiques en train de glisser et peuvent finalement venir se loger entre le contact à broche 1 et les contacts élastiques 3 et 4 dans la position totalement insérée du contact à broche, ce qui conduit ainsi à des problèmes de conne- xion électrique. Des contacts à broche présentant des faces convexes ainsi que cela est représenté à la figure 4 peuvent remédier à la situation dans une certaine mesure, étant donné que la pression de contact entre le contact à broche 11 et les contacts élastiques 3 et 4 est concentrée dans les petites zones superficielles ou points de contact entre le contact à broche et les contacts élastiques et que l'accumulation de débris (par exemple d'oxydes de surface) au cours de l'insertion de la broche a peu de chance d'être importante. Toutefois, la- zone superficielle de contact de la broche 11 avec chacun des contacts élastiques 3 et 4 est constante et a tendance avec le temps à produire une rainure ou gouttière centrale dans le plaquage protecteur (par exemple en or) situé sur les parties convexes des contacts élastiques 3 et 4. Si on se reporte maintenant aux figures 5 et 7 à 10 des dessins, cellesci représentent un mode de réalisation de l'invention. D'après la figure 5, on comprendra que des faces opposées (par exemple la face supé- rieure et la face inférieure lorsqu'on considère la figure 5) du contact à broche 12 présentent des sections inclinées, ou ôtées, d'une manière oppo- sée, qui forment des crêtes ounerures TqFrficel1] 13etl4 -surces faces opposées de la broche. La section transversale de la broche 12 suivant les plans A, B et C de la figure 7 peut se voir respectivement aux figures 8, 9 et 10. L'effet de la variation progressive de la section transversale, telle qu'elle ressort des figures, qui est due aux rwures 13 et 14 dispo- sées en diagonale est de faire se déplacer les points de contact, existant entre les faces de la broche et les contacts élastiques 3 et 4, transversa- lement d'un côté à l'autre du contact à lame élastique lorsque la broche est insérée entre ces contacts élastiques ou en est retirée. Ce déplacement transversal des points de contact sert à répartir l'usure d'un côté à l'autre d'une partie notable de la lame de contact élastique, tout en main- tenant la contrainte de Hertz élevée due à la concentration de la pression de contact élastique aux points de contact entre la broche et les contacts élastiques à lame. L'emplacement des points de contact existant le long desrwrs 13 et 14 entre le contact à broche 12 et les contacts élastiques 3 et 4 et la pression de contact exercée en ces points produisent une force de torsion sauf lorsque les contacts sont dans la position représentée à la figure 9. Cette force de torsion favorise le maintien des parties de connecteur en position engagée l'une par rapport à l'autre, tout en rattra- pant tout jeu éventuel entre les contacts élastiques 3 et 4 et la partie formant corps de connecteur, isolée, qui leur est associée. Dans l'autre mode de réalisation de l'invention qui est repré- senté aux figures 6, 7 et 11 à 13, les nerAes 15 situées sur la broche de contact 16 suivent le même trajet diagonal et par conséquent les points de contact existant entre la broche et les contacts 'élastiques associés tout au long de l'insertion du contact à broche sont disposes d'une manière correspondante sur toute la largeur des parties convexes des contacts élastiques et, ainsi, aucune force de torsion n'est produite comme dans le cas du mode de réalisation précédemment décrit. Ainsi qu'on le comprendra facilement d'après la description précédente de l'invention, on pourrait utiliser en variante d'autres formes de configuration du contact à broche en respectant le cadre de la présente invention, selon lequel les points de contact entre le ou les contacts à broche et le ou les contacts élastiques coopérants se déplacent transversalement par rapport à la direction d'insertion de la partie de connecteur à broches dans la partie à contacts élastiques du connecteur et d'extraction de l'une hors de l'autre. REVENDICATIONS 1. Partie de connecteur à contact à broche (12), destinée à être utilisée dans un connecteur électrique, caractérisée en ce que le contact à broche (12) ou chaque contact à broche présente une configuration en coupe transversale qui assure d'une manière efficace un contact ponctuel entre le contact à broche (12) et une partie convexe d'un contact à lame élastique (3, 4), coopérant, d'une autre partie du connecteur pour chaque position des contacts respectifs lorsque les deux parties de connecteur se déplacent l'une par rapport à l'autre en vue de la coopération mutuelle entre celles-ci, et en ce que l'emplacement du contact ponctuel se déplace d'une manière efficace dans le sens transversal, d'un côté à l'autre du contact à lame élastique (3, 4) au cours d'un tel déplacement relatif. 2. Partie de connecteur à contact à broche suivant la revendi- cation 1, caractérisée en ce que la configuration en coupe transversale du contact à broche (12) varie d'une manière progressive sur tout la longueur du contact à broche (12), d'une façon telle qu'une rntre(13, 14, 15) est définie sur au moins l'une des surfaces de celui-ci avec laquelle doit coopérer un contact à lame élastique (3, 4), et en ce que cette nervure (13, 14, 15) s'étend transversalement d'un côté à l'autre de la surface du contact à broche (12) de façon à assurer le contact ponctuel à déplacement transversal entre le contact à broche (12) et le contact élastique (3, 4). 3. Partie de connecteur à contact à broche suivant la revendica- tion 2, caractérisée en ce que la nervure (13, 14, 15) est obtenue par le fait que la surface du contact à broche (12) est ôtée ou est réalisée d'une autre manière avec une inclinaison vers le bas de part et d'autre de la nervure (13, 14, 15). 4. Partie de connecteur à contact à broche suivant l'une quel- conque des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que la nervure (13, 14, 15) s'étend en diagonale d'un côté à l'autre de la surface du contact à broche (12). 5. Partie de connecteur à contact à broche suivant l'une quel- conque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le contact à broche (12) coopère, sur des faces opposées, avec des parties convexes, tournées vers l'intérieur, de contacts à lame élastique (3, 4) se faisant face et en ce que la configuration en coupe transversale du contact à broche (12) assure un déplacement transversal des contacts ponctuels entre le contact à broche (12) et les contacts à lame élastique (3, 4) associés se trouvant sur les faces opposées de ce contact à broche (12). 6. Partie de connecteur à contact à broche suivant l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisée en ce que des nervures (13, 14, 15) s'étendent d'un côté à l'autre des faces opposées du contact à broche (12) afin d'assurer l'action de contact ponctuel à déplacement transversal. 7. Partie de connecteur à contact à broche suivant la revendi- cation 6, caractérisée en ce que les nervures (15) situées sur les faces opposées du contact à broche (12) s'étendent en diagonale, d'un côté à l'autre de ce contact à broche (12), suivant la même direction. 8. Partie de connecteur à contact à broche suivant la revendi- cation 6, caractérisée en ce que les nervures (13, 14) situées sur les faces opposées du contact à broche (12) s'étendent, d'un côté à l'autre de ce contact à broche (12), suivant des directions opposées. 9. Connecteur électrique comprenant une partie de connecteur à contact à broche suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8.