Brevet FR2818448A1 — publié le 20020621

L'invention concerne un connecteur de puissance pour carte à circuit imprimé Dans le domaine automobile, de plus en plus d'actionneurs électriques de forte puissance sont utilisés. Pour contenir l'alimentation de puissance de tels actionneurs dans une taille raisonnable, les modules de puissance actellement envisagés sont fortement intégrés et disposés sur une carte à circuit imprimé commune. Sur ce circuit imprimé sont matérialisés des pistes conductrices de la puissance à destination des actionneurs. Le problème est alors de connecter les pistes de puissance du circuit imprimé à des conducteurs d'alimentation des actionneurs ; cette connexion devant pouvoir être démontable, afin de permettre le remplacement de la carte d'alimentation en cas de défaillance de celle-ci. Par ailleurs, des contraintes d'encombrement très fortes conduisent à imposer un départ des conducteurs de l'alimentation parallèlement au circuit imprimé, au plus près de celui-ci. Pour résoudre ce problème, on propose, selon l'invention, un connecteur de puissance adapté pour être monté sur un circuit imprimé, le connecteur comprenant d'une part un premier support creux ouvert dont le fond porte des fiches mâles cylindriques de section circulaire ayant chacune une extrémité saillante extérieurement au premier support et une extrémité opposée saillante intérieurement au premier support, et d'autre part un second support ayant une forme adaptée à être introduite dans le premier support et portant des fiches femelles ayant chacune une extrémité en forme de douille fendue contenue dans un alésage débouchant sur une face du second support et centrée dans celui-ci par un renflement externe à la base de la douille, la douille ayant un diamètre interne légèrement inférieur à un diamètre externe de l'extrémité correspondante d'une fiche mâle, et une extrémité opposée à la douille présentant deux ailes saillantes définissant un logement en forme de U Les effets techniques obtenus par la mise oeuvre de l'invention sont de plusieurs ordres - les extrémités extérieurement saillantes des fiches mâles peuvent être introduites dans des perçages du circuit imprimé débouchant sur une piste conductrice de la puissance et le premier support peut être fixé au circuit Impri- mé par une soudure à la vague qui assure une liaison homogène sur tout le pourtour de la fiche mâle, de sorte que la puissance est convenablement transmise de la piste à la fiche mâle, - la section circulaire de la fiche mâle et de la douille fendue assure un contact entre la fiche mâle et la fiche femelle sur tout le pourtour de la fiche mâle, et assure une bonne transmission de la puissance. Par ailleurs, le diamètre intérieur de la douille fendue étant légèrement inférieur au diamètre extérieur de la fiche mâle, la douille forme alors une pince dont les fentes permettent l'expansion radiale, ceci afin d'assurer un contact de bonne qualité entre les deux éléments ; - l'introduction de l'extrémité d'un conducteur d'alimentation entre les ailes de la fiche femelle à angle droit de la direction de la douille fendue est aisée et assure une disposition selon une direction parallèle au plan du circuit imprimé. L'encombrement en hauteur de la connexion est donc réduit à la hauteur des deux supports imbriqués l'un dans l'autre, sans qu'il soit besoin de courber les conducteurs pour les faire partir parallèlement au circuit imprimé. Ces dispositions concourent donc à une connexion d'encombrement minimal ; - en outre, les ailes de la fiche femelle positionnent l'extrémité du conducteur associé et préviennent son déplacement selon une direction transverse aux ailes, ce qui permet de réaliser une soudure du conducteur sans risquer un court-circuit avec les fiches adjacentes. Selon une disposition avantageuse, les douilles des fiches femelles ont une extrémité libre pourvue d'un renflement radial externe. Ainsi, l'expansion radiale d'une douille est limitée par l'appui de son renflement sur la paroi de l'alésage dans lequel s'étend la douille. Ceci permet d'éviter la rupture de la douille en cas d'introduction désaxée ou de travers d'une fiche mâle dans la douille, tout en réalisant la douille avec une paroi mince améliorant son élasticité. Selon une disposition avantageuse, les fiches mâles sont disposées dans le premier support selon deux rangs décalés l'un par rapport à l'autre. Cette disposition permet, tout en gardant un écartement raisonnable entre les fiches, de diminuer l'encombrement en longueur du connecteur. Selon un aspect particulier, le second support comprend une embase dans laquelle sont réalisés les alésages de réception des fiches femelles et les fiches femelles comportent une collerette. Ainsi, les fiches femelles peuvent être aisément mises en place dans l'embase tout en assurant un maintien en saillie des ailes des fiches femelles, les collerettes venant en appui sur l'embase pour limiter la pénétration des fi- ches femelles dans les alésages de l'embase. Par ailleurs, l'embase peut être réalisée dans un matériau rigide, permettant un bon positionnement des fiches femelles et une bonne tenue du second support sous l'effort de connexion au premier support. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier non limitatif de l'invention, en référence aux dessins et aux figures parmi lesquelles - la figure 1 est une vue éclatée en coupe selon la ligne 1-1 de la figure 3 d'un connecteur selon l'invention et du circuit imprimé auquel il est associé ; - la figure 2 est une vue de dessous du connecteur de la figure 1 après assemblage, le capot étant écorché ; - la figure 3 est une vue en perspective agrandie d'une fiche femelle selon l'invention avec un conducteur en position d'assemblage. En référence à la figure 1, le connecteur selon l'invention comprend un premier support 1 et un second support 11 aptes à coopérer pour assurer une connexion. Le premier support 1, en matériau rigide, comprend une cavité 27 ouverte dont le fond 2 reçoit des fiches mâles 3 perpendiculaires au fond 2. Ces fiches mâles 3 sont de révolution, et comprennent une extrémité 4 saillante à l'intérieur du premier support 1 formant broche de connexion à une fiche fe- melle 13 qui sera décrite plus loin, une partie centrale 5 striée montée à serrage dans un alésage adapté du fond 2, une collerette d'appui 6 venant s'appuyer sur la face extérieure du fond 2, et une extrémité 7 saillante extérieurement au premier support 1. Les extrémités 7 s'étendent en regard d'un circuit imprimé 8 pour être reçues dans des perçages 9 dont un seul est illustré sur la figure 1. Chaque perçage débouche dans une piste 10 déposée sur le circuit imprimé 8. Ces pistes 10 conduisent la puissance venant de modules de puissance montés sur le circuit imprimé 8 mais non représentés ici. La longueur des extrémités 7 est prévue pour que, lorsque les collerettes d'appui 6 viennent en butée contre le circuit imprimé 8, ces extrémités 7 dépassent légèrement des pistes 10. Ces extrémités 7 peuvent alors être sou- dées sur les pistes 10 par la technique dite à la vague bier connue de l'homme de métier. Les collerettes d'appui 6 servent de butée lors de la mise en place des fiches mâles sur le premier support 1 sur le circuit imprimé 8, mais servent également d'entretoise pour laisser un espace entre le premier support 1 et le circuit imprimé 8, et ainsi permettre le nettoyage des soudures. Après montage, les fiches mâles s'étendent perpendiculairement au circuit imprimé 8. Le second support 11 comprend une embase 12 de réception de fiches femelles 13 dans des alésages 14 perpendiculaires à l'embase 12. Cette embase 12 est de forme générale adaptée pour pouvoir être introduite dans la cavité 27 du premier support 1, et est réalisée de préférence dans un matériau rigide. Les fiches femelles 13 sont implantées sur l'embase 12 selon une disposition correspondante à l'implantation des fiches mâles 3 sur le premier support 1. Ainsi que cela est visible à la figure 3, chaque fiche femelle 13 comporte une douille 16 de réception d'une broche de connexion 4 d'une fiche mâle 3. La douille 16 est de forme générale cylindrique circulaire creuse. Cette douille comporte un puit 17 de réception d'une broche 4 ; le diamètre intérieur d du puit 17 étant choisi légèrement inférieur au diamètre extérieur D d'une broche de connexion 4. Des fentes 18 sont pratiquées dans la paroi de la douille 16 pour donner à celle-ci une élasticité radiale suffisante pour permettre l'expansion de la douille 16 lors de l'introduction d'une broche 4. A sa base, la douille 16 comporte un renflement externe 28 assurant le centrage de la fiche femelle 13 et sa fixation par emmanchement à force dans un alésage 14. L'extrémité libre de la douille 16 est pourvue d'un renflement extérieur radial 19 présentant un diamètre extérieur légèrement inférieur au diamètre de l'alésage 14. La douille 16 peut ainsi être réalisée avec une paroi mince améliorant son élasticité. Le léger jeu de montage ainsi laissé entre le renflement externe 19 et l'alésage 14 permet l'expansion de la douille 16 lors de l'introduction d'une broche de connexion 4, mais limite cette expansion dans des proportions compatibles avec la résistance mécanique de la paroi fendue de la douille 16, pour éviter une rupture de la douille 16 en cas d'introduction désaxée ou de travers d'une broche de connexion 4. A ce propos, les fiches femelles 13 sont de préférence agencées dans l'embase 12 pour affleurer la face 15 de l'embase 12 tournée vers la cavité 27 du premier support 1. Les fiches femelles 13 comportent en outre une collerette 20 d'appui sur l'embase 12. Au delà de la collerette 20 sur un côté opposé à la douille 16, la fiche femelle 13 comporte deux ailes 24 dans le prolongement axial de la douille 16 définissant un logement 21 en U. Cette forme en U permet de rece- voir un conducteur 22 d'un câble 23 selon une direction perpendiculaire à l'axe longitudinal de la douille 16. Cette disposition permet de minimiser la hauteur du connecteur, et donc l'encombrement général de la connexion. La collerette d'appui 20 prend appui sur l'embase 12 de sorte que les ailes 24, définissant le logement 21, soient saillantes par rapport à l'embase 12 sur la face opposée à sa face 15 de présentation au premier support 1. L'extrémité d'un conducteur 22 peut alors être introduite et guidée dans le logement 21, soit latéralement soit axialement, puis soudée aux ailes 24. Après montage des conducteurs 22 sur les fiches femelles 13, celles-ci sont recouvertes d'un capot 25, par exemple ici un capot surmoulé en élastomère sur l'embase 12 recouvrant les ailes saillantes 24. A cet effet, l'embase 12 est pourvue d'une excroissance périphérique 26 pour permettre sa liaison étroite avec le capot 25 lors du surmoulage. Pour connecter les pistes de puissance 10 du circuit imprimé 8 au câble 23, il suffit alors d'introduire l'embase 12 dans le premier support 1, de fa- çon que chaque broche de connexion 4 pénètre dans la douille 16 de la fiche femelle 13 correspondante. La section de la broche 4 et de la douille 16 ont été choisies circulaires pour offrir une surface de contact électrique maximale entre les deux éléments. La figure 2 illustre l'agencement en deux rangs, décalés l'un par rapport à l'autre, des fiches femelles 13, et le départ parallèle des conducteurs 22, ce qui permet de disposer les conducteurs 22 à une distance les uns des autres inférieure au diamètre des collerettes 20 tout en évitant un contact entre cellesci et en minimisant le risque d'un court-circuit entre les fiches femelles 13 lors de la mise en place des conducteurs 22. L'invention n'est pas limitée au mode particulier de réalisation qui vient d'être décrit, mais bien au contraire entend couvrir toute variante qui reproduit l'invention telle que définie dans les revendications. En particulier, bien que les conducteurs 22 aient été illustrés parallèles entre eux au départ du circuit imprimé, on peut varier la direction angulaire donnée aux logements en U relativement l'un à l'autre, et on pourra orienter ainsi de façon quelconque la direction de départ relative des conducteurs. Bien entendu, on pourra intervertir les rôles de la fiche mâle et de la fiche femelle, en montant les fiches femelles sur le circuit imprimé, et en pré- voyant un logement en U à l'extrémité des fiches mâles. Ce logement en U peut être en variante remplacé par un perçage de la fiche femelle perpendiculairement à l'axe de la douille. Les conducteurs 22 ne peuvent alors être introduits que latéralement. Le renflement externe radial de la douille de la fiche femelle peut être réalisé en retrait de l'extrémité. Par ailleurs, ce renflement peut être limité à des excroissances locales en différents points du pourtour de la douille. REVENDICATIONS 1. Connecteur de puissance adapté pour être monté sur un circuit imprimé, caractérisé en ce qu'il comprend d'une part un premier support (1) creux ouvert dont le fond (2) porte des fiches mâles (3) cylindriques de section circulaire ayant chacune une extrémité (7) saillante extérieurement au premier support (1) et une extrémité (4) opposée saillante intérieurement au premier support (1), et d'autre part un second support (11) ayant une forme adaptée pour être introduit dans le premier support (1) et portant des fiches femelles (13) ayant chacune une extrémité en forme de douille (16) fendue contenue dans un alésage (14) débouchant sur une face du second support (11) et centrée dans celui-ci par un renflement externe (28) à la base de la douille (16), la douille (16) ayant un diamètre interne (d) légèrement inférieur à un diamètre externe (D) d'une extrémité correspondante d'une fiche mâle, et une extrémité opposée à la douille (16) présentant deux ailes saillantes (24) définissant un logement (21) en forme de U. 2. Connecteur de puissance selon la revendication 1, caractérisé en ce que les douilles (16) des fiches femelles (13) ont une extrémité libre pourvue d'un renflement radial externe (19). 3. Connecteur de puissance selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que chaque fiche mâle (3) comporte une collerette (6) extérieure au premier support (1). 4. Connecteur de puissance selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les fiches mâles (3) sont disposées dans le premier support (1) selon deux rangs décalés l'un par rapport à l'autre. 5. Connecteur de puissance selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le second support (11) comprend une embase (12) dans laquelle sont réalisés les alésages (14) de réception des fiches femelles (13), et en ce que les fiches femelles (13) comportent une collerette (20). 6. Connecteur de puissance selon la revendication 5, caractérisé en ce que le second support (11) comprend un capot (25) recouvrant les ailes saillantes (24) des fiches femelles (13).