Brevet FR2703518A1 — publié le 19941007

Connecteur électrique L'invention concerne des connecteurs électriques et plus particulièrement des connecteurs qui fournissent une protection contre un contact indésirable entre le corps humain et un conducteur de courant. Il a été reconnu qu'il était souhaitable que les connecteurs utilisés par exemple pour établir une connexion électrique avec des plans arrière et des plaquettes soeurs utilisés avec des plaquettes à circuits imprimés puissent protéger les doigts, par exemple d'un ouvrier, d'un contact indésirable avec un conducteur provenant d'une source de courant. On a maintenant découvert selon l'invention qu'il était possible d'éviter de façon simple et pratique un contact indésirable entre le corps humain et un conducteur de courant en maintenant à distance, dans le connecteur, le conducteur par un matériau isolant dont la dimension est inférieure à une dimension adjacente du conducteur. Plus précisément, l'invention propose un connecteur électrique comprenant un groupe femelle avec un conducteur de courant et un logement, le conducteur de courant comportant des première et seconde portions de contact et entre elles une portion de corps toutes en métal et d'un seul tenant, le logement comprenant une ouverture de réception de groupe mâle et une portion de retenue adaptée à recevoir et retenir la portion de corps L'invention propose aussi un connecteur comprenant un groupe mâle avec un blindage en matériau isolant, comportant des parois munies d'ouvertures traversantes, entourant un moyen conducteur de courant. Dans le mode de réalisation préféré, le connecteur électrique comprend un groupe mâle et un groupe femelle, le groupe mâle comportant une lame métallique avec des broches d'un seul tenant et un élément de protection en matière plastique appliqué par pression sur la lame et dans lequel sont formées trois gorges sur sa longueur, dont chacune a une largeur inférieure à la largeur de la lame sur toute sa longueur, et le groupe femelle comprenant en son centre un réceptacle à trois branches formé de façon à se disposer dans les gorges et à les traverser pour venir en contact avec la lame. L'invention sera maintenant décrite à titre illustratif et non limitatif au moyen d'un mode de réalisation préféré et en se référant aux dessins annexés dans lesquels: la figure I est une vue en plan d'un système connecteur comprenant deux connecteurs électriques selon l'invention (un groupe mâle étant montré schématiquement et les trois autres groupes connecteurs n'étant pas montrés); la figure 2 est une vue en élévation d'extrémité en partie découpée du système connecteur de la figure 1; la figure 3 est une vue en coupe éclatée du connecteur électrique préféré, représenté partiellement (le groupe femelle, la barre omnibus et le substrat, ces deux derniers étant également représentés de façon partielle) selon la ligne 3-3 de la figure 1, et partiellement en vue en élévation latérale (le groupe mâle) du fait de l'emplacement de la ligne de coupe; la figure 4 est une vue en coupe éclatée selon la ligne 4-4 de la figure l, à l'exception de l'orientation du connecteur 20 de la plaquette soeur, du raidisseur 32 et de parties intermédiaires tournées sur 1800 par rapport à la position des figures 1 à 3, et autres légères modifications de configuration; la figure 5 est une vue en coupe éclatée selon la ligne 5-5 de la figure 3; la figure 6 est une vue en coupe selon la ligne 6-6 de la figure 3; la figure 7 est une vue en coupe selon la ligne 7-7 de la figure 1; la figure 8 est une vue en coupe selon la ligne 8-8 de la figure 7; et la figure 9 est une vue en perspective de deux groupes mâles montés sur une barre omnibus. On va maintenant décrire la structure et le mode de fonctionnement du mode de réalisation actuellement préféré. 1 Structure A la figure 1 est représenté de façon générale un système connecteur 10 monté entre une plaquette soeur 12 (figure 4) et un plan arrière ou substrat 14 Sur le plan arrière 14 sont également montés deux éléments connecteurs de plan arrière 16, et un élément connecteur de plaquette soeur 20, reliés par l'intermédiaire d'un élément de plan arrière 14, l'élément de droite 16 n'étant représenté à la figure 1 qu'en vue en plan Quatre rangées de broches de contact à signaux 18 destinées à être raccordées à un nombre correspondant de broches de contacts montées dans le logement 24 sont fixées au plan arrière 14 et sont orientées vers le haut en passant à travers l'élément connecteur de plan arrière 16. Les contacts de l'élément connecteur de plaquette soeur 20 sont en forme de fourche à leurs extrémités inférieures 26 dans des compartiments d'un logement en matière plastique 24, s'étendent vers le haut et sont repliés horizontalement Les autres extrémités 23 des contacts 22 traversent une plaquette de guidage en matière plastique et des trous constitués dans la plaquette soeur 12, o elles sont soudées Un raidisseur en aluminium 32 est relié entre la portion de guidage 30 et le logement 24 pour recouvrir les portions exposées des contacts 22 et constituer la structure de l'élément connecteur de plaquette soeur 20 Sur une face extérieure de la paroi latérale 34 du logement 24 sont prévus des contacts de mise à la masse 36 Les contacts 36 sont fixés sur la paroi 34 du logement 24 par des pattes verticales, et maintenues en place pendant le moulage du logement 24, et par des pattes horizontales repliées vers le haut après moulage. Les extrémités inférieures des contacts 36 sont inclinées pour constituer des surfaces de guidage 40 Des languettes 38 des contacts 36 qui s'étendent latéralement traversent des trous de la plaquette soeur 12 o elles sont soudées. Des broches de contacts à signaux 18 de l'élément connecteur de plan arrière 16 sont fixées par pression dans le plan arrière 14, et l'élément connecteur de plan arrière 16 comprend des contacts 42 constitués dans des gorges 44 de la paroi latérale de droite 46 qui s'étend vers le haut à partir de la base 47 Chaque contact 42 comprend trois portions de contact 50 qui s'étendent vers le haut à partir de la portion de liaison 53 en traversant des trous 51 pour parvenir dans les gorges 44 Dans une partie adjacente à la partie supérieure de la base 47, les portions de contact 50 sont pliées en s'éloignant de la région de contact ou de la cavité 54 comprise entre les parois latérales 46, 56 De là, elles sont à nouveau pliées pour revenir dans la région de contact 54, et à partir des points de contact elles recommencent à être pliées en s'éloignant de la région 54 Le brevet US No 4 655 518 délivré au nom de Johnson et al le 7 Avril 1987 est incorporé à la présente demande à titre de référence. Une barre omnibus 60 réalisée en aluminium plein est également montée sur le plan arrière 14, et elle est traversée par une série de trous 62 Un connecteur électrique 64 (représenté de façon générale à la figure 3) est monté sur la barre omnibus 60 et il comprend (figure 3) un groupe mâle désigné dans son ensemble par la référence 66 et un groupe femelle désigné dans son ensemble par la référence 68. Une vis 63 est ancrée par une bride moletée (non montrée) engagée par friction, et est pressée dans la barre omnibus 60 en s'étendant à travers le plan arrière 14 (non montré). Le groupe femelle 68 (figure 3) comprend un logement 70 formé d'un seul tenant par moulage par injection de polyester Le logement 70 comprend une portion inférieure 72 dont les surfaces internes et externes définissent des rectangles parallèles en section horizontale; deux des surfaces internes sont telles que montrées en 74, et les deux autres telles que montrées en 76 (figure 7) La zone définie par les parois 74, 76 est divisée par une paroi 78 moulée d'un seul tenant pour constituer deux zones 80 de réception de réceptacles de contact de conducteurs de courant qui reçoivent à l'intérieur les lamelles 82, 82 a des réceptacles désignés dans leur ensemble par la référence 84. Les extrémités inférieures internes 90, 92 (figures 3, 7) des parois définissant le logement 70 sont biseautés vers le bas et vers l'extérieur. Les réceptacles 84 forment des contacts constitués par les extrémités inférieures de conducteurs de courant 86 dont chacun se termine vers le haut par des broches de contact d'un seul tenant 88 qui s'étendent latéralement; les conducteurs de courant 86 sont en cuivre, leur portion de corps étant disposée entre les portions de contact 86 et les portions de contact 88, et d'un seul tenant avec chacune d'elles La portion de corps est fixée dans le logement 70 par des dents 87, 89 qui coopèrent avec la portion de retenue 91 du logement 70. Chaque groupe mâle désigné dans son ensemble en 66 aux figures 3 et 5 comprend deux éléments de blindage, dont deux sont montrés à la partie supérieure de la vue éclatée de la figure 5 et comprenant chacun deux portions 66 a et 66 b moulées d'un seul tenant en polyester (comme montré le plus clairement à la figure 5) Des portions de lame 98 qui sont d'un seul tenant avec des portions de broches dynamiques (le brevet US No Re 29 513 au nom de Johnson 'Electrical Connection Apparatus" est incorporé ici à titre de référence) sont logées dans des gorges borgnes 96, les portions 100 étant disposée dans la barre omnibus 60 qui est fixée au plan arrière 14 par des moyens qui ne sont pas montrés Des surfaces il Qa et 110 b (figure 9) des portions 66 a et 66 b sont biseautés vers le haut et vers l'intérieur; leurs surfaces 112 sont biseautés vers le bas et vers l'extérieur Des gorges 102, 104 permettent aux lamelles 82, 82 a de les traverser pour venir en engagement avec la portion de lame 98 de chaque blindage de groupe mâle 66, mais en étant trop étroites pour permettre un contact entre la portion de lame 98 et le doigt d'une personne, ou avec un doigt d'essai de section généralement elliptique dont les axe principal et secondaire de l'ellipse sont de 2 mm et de 4 mm en section. Les lamelles 82, 82 a et la lame 98 sont en cuivre plaqué à l'or dans leurs zones de contact; cette conception économise de façon significative l'or qui est nécessaire à cette fin. 2 Fonctionnement Pendant le fonctionnement, un fil d'alimentation (non montré) applique une tension à la vis 63, amenant le courant à y passer, puis par la barre omnibus 60, la lame 98, les lamelles 82 et 82 a du réceptacle, l'ensemble du connecteur 90, y compris également les broches de contact 88 qui s'étendent à travers la plaquette soeur 12 (non montrée), jusqu'aux dispositifs électriques de puissance qu'elle supporte Pour obtenir ce résultat, on introduit les groupes mâles 66 dans les zones 80 des groupes femelles, puis on engage les lamelles 82, 82 a avec la lame 98, en passant respectivement par les gorges 102, 104, la lamelle 82 sollicitant la lame 98 dans une direction transversale, et les lamelles 82 a sollicitant la lame 98 dans l'autre direction. Les gorges 102, 104 sont trop petites pour que le doigt d'une personne puisse toucher la lame 98. Autres modes de réalisation D'autres modes de réalisation viendront à l'esprit de l'homme de l'art. Le conducteur de courant peut être constitué par plusieurs éléments conducteurs au lieu de l'être par une unique lame La barre omnibus peut être omise, et les broches de la lame conductrice peuvent être ancrées directement dans le plan arrière Les broches de la lame peuvent venir en engagement avec le substrat en passant simplement à travers la barre omnibus (comme à la figure 3), ou peuvent venir en engagement avec la barre omnibus, qui peut être par ailleurs fixée à un plan arrière (comme à la figure 5, par des moyens non montrés) Les broches peuvent être soudées en place plutôt qu'être dynamiques Les portions d'extrémité du logement peuvent varier dans le groupe femelle du connecteur électrique, comme on peut le voir en comparant les figures 2 et 3. REVENDICATIONS 1 Connecteur électrique, caractérisé en ce qu'il comprend un groupe femelle ( 68) comportant un conducteur de courant ( 86) et un logement ( 70), le conducteur de courant comportant une première portion de contact ( 86) et une seconde portion de contact ( 84), et entre elles une portion de corps, les portions étant en métal et d'un seul tenant, et ledit logement ( 70) comprenant une ouverture de réception ( 84) de groupe mâle et une portion de retenue ( 91) adaptée à recevoir et retenir ladite portion de corps. 2 Connecteur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première portion de contact ( 86) comprend plusieurs broches ( 88) et la seconde portion de contact comprend un réceptacle ( 84). 3 Connecteur électrique selon la revendication 2, caractérisé en ce que le réceptacle ( 84) comprend plusieurs lamelles ( 82 a, 82 b), l'une au moins de ces lamelles étant disposée de façon à appliquer à un objet contenu dans le réceptacle une force dirigée en sens opposée aux forces aptes à être appliquées audit objet par au moins une autre desdites lamelles. 4 Connecteur électrique selon la revendication 3, caractérisé en ce que le réceptacle comprend trois lamelles disposées côte à côte, celle qui est au centre étant de surface plus importante que chacune des deux autres qui sont situées à côté de cette lamelle centrale, les lamelles étant formées et disposées de manière que celle qui est au centre applique à un objet disposé entre elle et les deux autres une force dirigée à l'opposé des forces exercées sur ledit objet par lesdites deux autres lamelles. Conducteur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend également un groupe mâle ( 66), ce groupe mâle comprenant un conducteur d'alimentation de courant ( 98, 100) et un blindage ( 66 a, 66 b) pour le conducteur d'alimentation de courant, ledit conducteur d'alimentation de courant étant positionné dans ledit blindage, et ledit blindage étant adapté à se disposer dans l'ouverture de réception ( 84) de groupe mâle et comprenant des ouvertures ( 102, 104) constituées dans ses parois pour y recevoir ladite portion de contact ( 82 a, 82 b) de façon qu'elle vienne en engagement avec le conducteur d'alimentation de courant ( 98), lesdites ouvertures ayant une largeur inférieure à la largeur dudit conducteur d'alimentation de courant ( 98). 6 Connecteur électrique selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit conducteur d'alimentation de courant est constitué par une lame ( 98) et ladite seconde portion de contact est un réceptacle ( 84 >. 7 Connecteur électrique selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit blindage est constitué par un élément isolant autour de ladite lame ( 98) et lesdites ouvertures ( 102, 104) sont constituées par des fentes qui le traversent. 8 Connecteur électrique selon la revendication 7, caractérisé en ce que sont prévues trois desdites fentes ( 102, 104), deux ( 104) constituées dans une première paroi du blindage, et une ( 102) constituée dans une paroi opposée du blindage, et dans lequel le réceptacle ( 84) est à trois branches pour constituer des lamelles ( 82 a, 82 b) sollicitées dans des directions opposées contre ladite lamelle ( 98). 9 Connecteur électrique, caractérisé en ce qu'il comprend un groupe mâle ( 66) comportant un blindage ( 66 a, 66 b) et un moyen conducteur de courant ( 98), ledit blindage étant en un matériau isolant, positionné autour dudit moyen connecteur électrique et comportant des parois dans lesquelles sont constituées des ouvertures qui les traversent.