Brevet FR2812976A1 — publié le 20020215

ARRIÈRE-PLAN DE L'INVENTION 1. Domaine de l'invention La présente invention concerne une borne mobile, un connecteur coaxial et un appareil de communication. 2. Description de l'art antérieur Jusqu'à ce jour, dans un équipement de communication mobile tel que des téléphones portables, certains appareils ont utilisé un connecteur coaxial du type à montage en surface qui présente une fonction de commutation d'une voie de signal. Le connecteur coaxial est formé par un boîtier en résine, une borne fixe et une borne mobile présentant une propriété élastique, lesquels éléments sont formés d'un seul tenant avec ledit boîtier au moyen d'un moulage par insertion. Une borne mobile qui est utilisée dans un connecteur coaxial du type à montage en surface classique peut être de façon générale d'un type en porte-à-faux et est fréquemment réalisée à partir de bronze au phosphore. Cependant, conformément aux avancées récentes au niveau de la miniaturisation du connecteur coaxial et de la réduction de sa hauteur, une miniaturisation de la borne mobile est également requise de telle sorte que la dimension d'une partie élastique mobile et que l'épaisseur de la borne mobile soient réduites. Cependant, dans une structure en porte- à-faux, afin d'avoir une pression ponctuelle par contact entre la borne mobile et la borne fixe, l'épaisseur du matériau doit être établie de manière à être comparativement importante. Par ailleurs, dans la structure en porte-à-faux, afin d'empêcher des déficiences du connecteur dues à une déformation plastique du levier, la longueur totale du levier doit nécessairement être importante. Par conséquent, la miniaturisation de la borne mobile est limitée, ce qui entrave nécessairement la miniaturisation du connecteur lui-même. RÉSUME DE L'INVENTION Par conséquent, un objet de la présente invention consiste à proposer une borne mobile, un connecteur coaxial et un appareil de communication pouvant être miniaturisés et dont les hauteurs peuvent être réduites. Afin d'atteindre l'objet mentionné ci-avant, une borne mobile conformément à la présente invention comprend (a) un cadre ; (b) une partie élastique mobile dont les deux côtés sont supportés par le cadre et dont une partie centrale est mobile et présente une propriété élastique ; et (c) une partie de contact qui est formée d'un seul tenant avec la partie élastique mobile et qui vient en contact avec une borne fixe et qui se connecte à celle-ci ; (d) au moins la partie élastique mobile étant réalisée en acier inoxydable SUS 301. De préférence, sur des surfaces de l'acier inoxydable SUS 301, des films de placage en nickel sont formés et sur des surfaces des films de placage en nickel, des films en placage en or sont formés et l'épaisseur totale de l'acier inoxydable SUS 301 avec les films de placage en nickel et les films en placage en or formés dessus s'inscrit dans la plage qui va de 45 micromètres à 62 micromètres. Un connecteur coaxial selon la présente invention comprend (e) un boîtier isolant comportant un évidement formé dedans, évidement à l'intérieur duquel un contact central d'un connecteur coaxial d'une autre partie est inséré ; (f) une borne mobile selon les caractéristiques décrites précédemment qui est agencée à l'intérieur de l'évidement du boîtier isolant de manière à faire saillie suivant une direction sensiblement orthogonale à la direction d'insertion du contact central ; (g) une borne fixe agencée à l'intérieur de l'évidement du boîtier isolant de manière à être amenée en contact avec la partie de contact de la borne mobile et à être connectée à celle-ci ; et (h) une borne externe fixée à l'extérieur du boîtier isolant et connectée électriquement à un conducteur externe d'un connecteur coaxial d'une autre partie, (i) la partie de contact de la borne mobile étant commutée entre l'état dans lequel elle est séparée de la borne fixe et l'état dans lequel elle vient en contact avec la borne fixe conformément à la fixation et au détachement du connecteur coaxial d'une autre partie. Conformément à la structure décrite ci-avant, la borne mobile présente la structure d'une poutre supportée au niveau des deux extrémités et présente une force élastique supérieure à celle d'une borne mobile classique du fait d'une partie élastique mobile d'une structure de poutre supportée aux deux extrémités et réalisée à partir d'un acier inoxydable SUS 301. Par conséquent, même lorsque la borne mobile a sa dimension réduite et son épaisseur de matériau réduite, le contact et la connexion sûrs et stables peuvent être obtenus. Qui plus est, même lorsque l'épaisseur de l'acier inoxydable SUS 301 présente une certaine disparité entre chaque lot de matériau, au moyen d'un placage avec du nickel présentant un module de Young similaire à celui de l'acier inoxydable SUS 301, des variations de la force élastique dues à des erreurs au niveau de l'épaisseur de l'acier inoxydable SUS 301 de la partie élastique mobile peuvent être compensées. Un appareil de communication conformément à la présente invention peut présenter une épaisseur et un poids réduit s'il comprend un connecteur coaxial présentant les caractéristiques décrites ci-avant. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 est une vue d'assemblage d'un connecteur coaxial conformément à un mode de réalisation de la présente invention ; la figure 2 est une vue en perspective externe du connecteur coaxial qui est représenté sur la figure 1 ; la figure 3 est une vue en coupe d'une borne mobile du connecteur coaxial qui est représenté sur la figure 1 ; la figure 4 est une vue en coupe du connecteur coaxial qui est représenté sur la figure 2 ; la figure 5 est une vue en coupe du connecteur coaxial qui est représenté sur la figure 2 lorsqu'un connecteur coaxial d'une autre partie est adapté dedans ; la figure 6 est un graphique qui représente la relation qui lie une charge de poussée de la borne mobile du connecteur coaxial représenté sur la figure 1 et son déplacement ; et la figure 7 est un schéma fonctionnel d'un appareil de communication conformément à un autre mode de réalisation de la présente invention. DESCRIPTION DES MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS Des modes de réalisation d'une borne mobile, d'un connecteur coaxial et d'un appareil de communication conformément à la présente invention seront décrits ci-après par report aux dessins annexés. (Premier mode de réalisation, figures 1 à 6) La figure 1 représente une vue d'assemblage d'un mode de réalisation d'un connecteur coaxial selon la présente invention et la figure 2 est une vue en perspective externe de ce même connecteur coaxial. Le connecteur coaxial (réceptacle de coaxial) 1 comprend un boîtier isolant réalisé à partir d'une résine synthétique et divisé selon un boîtier isolant inférieur 2A et selon un boîtier isolant supérieur 2B, une borne fixe métallique 21, une borne mobile 31 et une borne externe (conducteur externe) 41. Le boîtier isolant inférieur 2A présente une forme sensiblement rectangulaire et les quatre angles sur sa face supérieure (face de division) sont munis de protubérances de guidage 3 pour le positionnement du boîtier isolant supérieur 2B. Au voisinage des protubérances de guidage 3, des récepteurs de patte 4 sont formés pour placer quatre pattes circulaires 18 qui sont formées sur la face inférieure (face de division) du boîtier isolant supérieur 2B. En outre, des découpes rectangulaires 6 et 7 sont formées dans les parties centrales respectives de deux côtés opposés l'un à l'autre du boîtier isolant inférieur 2A. Dans la découpe 6, une connexion 24 (qui sera décrite ultérieurement) de la borne fixe 21 est adaptée tandis qu'une connexion 34 (qui sera décrite ultérieurement) de la borne mobile 31 est adaptée dans la découpe 7. Le boîtier isolant supérieur 2B comprend un couvercle sensiblement rectangulaire 11 et une section d'introduction cylindrique 12 formée dans la partie centrale sur la face supérieure du couvercle 11. La section d'introduction cylindrique 12 est ouverte vers le haut de manière à présenter une forme conique et elle comporte un trou d'introduction circulaire en coupe 13. Le trou d'introduction 13 pénètre dans le boîtier isolant supérieur 2B. A l'intérieur du trou d'introduction 13, un contact central d'un connecteur coaxial d'une autre partie est inséré depuis l'ouverture conique. Par ailleurs, quatre angles du couvercle 11 sont munis de découpes 14 dans lesquelles s'adaptent les protubérances de guidage 3 du boîtier isolant inférieur 2A de telle sorte que le boîtier isolant supérieur 2B et le boîtier isolant inférieur 2A soient assemblés ensemble selon un degré élevé de précision de positionnement. La borne fixe 21 est formée en poinçonnant et en fléchissant une plaque métallique plane et elle comprend une partie de contact 22 destinée à venir en contact avec la borne mobile 31, une partie fixe 23 qui est prise en sandwich et qui est fixée par les boîtiers isolants 2A et 2B et une connexion 24 qui est fléchie selon une forme en L. La partie de contact 22 est formée en fléchissant ses deux côtés selon un angle prédéterminé et elle comporte un plan horizontal 22a et des plans inclinés 22b sur les deux côtés du plan horizontal 22a. Sur les deux côtés de la partie fixe 23, des évidements semi- circulaires 26 sont formés, lesquels évidements semi-circulaires reçoivent respectivement en adaptation les pattes 18 du boîtier isolant supérieur 2B de telle sorte que la borne fixe 21 soit assemblée sur le boîtier isolant supérieur 2B selon un degré élevé de précision de positionnement. A cet instant, la borne fixe 21 est assemblée dans un état dans lequel le plan horizontal 22a et la partie fixe 23 de la partie de contact 22 adhèrent fermement sur la surface inférieure du boîtier isolant supérieur 2B. La borne mobile 31 est formée en poinçonnant une plaque en acier inoxydable SUS 301 présentant une propriété élastique de manière à ce que cette plaque présente une forme prédéterminée et en la fléchissant. Puis comme représenté sur la figure 3, sur les surfaces de l'acier inoxydable (SUS 301) 38a, des films de placage en nickel 38b sont formés et en outre, sur les films de placage en nickel 38b, des films de placage en or 38c sont formés de manière à ce que l'épaisseur complète de la borne mobile 31 s'inscrive dans la plage qui va de 45 micromètres à 62 micromètres. Les modules de Young de l'acier inoxydable (SUS 301) et du nickel sont respectivement d'approximativement 200 Gpa (gigapascals) et le module de Young de l'or est de 80 Gpa. Par conséquent, le module de Young de l'or est suffisamment inférieur à ceux de l'acier inoxydable (SUS 301) et du nickel et en outre, puisque l'épaisseur du placage en or s'inscrit dans la plage qui va d'approximativement 0,05 micromètres à 0,15 micromètres, une influence du placage en or sur la caractéristique élastique de la borne mobile 31 et sur l'augmentation de l'épaisseur de la borne mobile 31 est négligeable. La borne mobile 31 comprend une partie de contact mobile 32 qui est formée de manière à présenter une fonction élastique mobile et de manière à être en contact avec la borne fixe 21, une partie fixe 33 qui est prise en sandwich par les boîtiers isolants 2A et 2B et une connexion 34 qui est formée de manière à être fléchie selon une forme de L. La partie de contact mobile 32 qui présente la structure d'une poutre supportée au niveau des deux extrémités comprend un cadre (ou châssis) en forme de U 37, une partie élastique mobile 39 qui s'étend sur deux bras 37a et 37b du cadre 37 et une partie de contact élastique 38 qui est disposée au centre de la partie élastique mobile 39. Dans la partie élastique mobile 39, la longueur s'inscrit dans la plage qui va d'approximativement 1 millimètre à 3 millimètres (la valeur représentative est de 2 millimètres) ; les deux extrémités sont supportées par les bras 37a et 37b et sont fixées à ces deux bras ; la partie centrale forme un arc circulaire qui est tel qu'il est renflé vers le haut. Au moyen d'une force de poussée due à une propriété élastique du mécanisme élastique en arc circulaire, la partie de contact élastique 38 vient en butée contre la surface inférieure de la partie de contact 22 de la borne fixe 21 de telle sorte que la borne fixe 21 vient en contact avec la borne mobile 31 et se connecte à celle-ci. Les deux côtés de la partie fixe 33 sont munies d'évidements semi-circulaires 36 formés dessus, lesquels évidements semi-circulaires reçoivent respectivement par adaptation les pattes 18 du boîtier isolant supérieur 2B de telle sorte que la borne mobile 31 soit assemblée sur le boîtier isolant supérieur 2B moyennant un degré élevé de précision de positionnement. A cet instant, la borne mobile 31 est assemblée dans un état dans lequel la partie fixe 33 adhère fermement sur la surface inférieure du boîtier isolant supérieur 2B. Une borne externe 41 qui vient en contact avec un conducteur externe d'un connecteur coaxial d'une autre partie est formée en poinçonnant, en fléchissant et en étirant une plaque métallique en laiton ou en bronze au phosphore pour ressorts, etc. Une partie plane 42 d'une partie de plaque centrale afférente est recouverte de manière à adhérer sur la surface supérieure du boîtier isolant supérieur 2B. Les quatre angles de la partie plane 42 sont respectivement munis de pattes 43 qui sont fléchies le long de faces latérales et de la face inférieure d'un assemblage comprenant les bornes 21 et 31 et les boîtiers isolants 2A et 2B, d'où ainsi la construction de l'assemblage de telle sorte qu'il soit solide. Au centre de la partie plane 42, un cylindre traversant 45 est formé de manière à être coaxial à la section d'introduction cylindrique 12 du boîtier isolant 2B. Le cylindre traversant 45 reçoit en adaptation le conducteur externe d'un connecteur coaxial d'une autre partie. La borne externe 41 réalise habituellement une liaison à la masse et ses faces externes sont plaquées à la demande. Une vue en perspective d'un connecteur coaxial 1 qui est assemblé d'une manière telle que vue depuis sa face supérieure est représentée sur la figure 2. Le connecteur coaxial 1 est monté en surface sur une carte de circuit imprimé 61 au moyen d'un refluage avec une soudure 62. Puis le fonctionnement du connecteur coaxial 1 sera décrit par report aux figures 4 et 5. Comme représenté sur la figure 4, lorsqu'un connecteur coaxial d'une autre partie n'est pas fixé, la partie de contact mobile 32 est dans un état dans lequel sa partie centrale se renfle vers le haut. Par conséquent, la borne mobile 31 entre en contact avec la borne fixe 21 du fait d'une force de poussée due à une propriété élastique de la partie de contact mobile 32 de telle sorte que les deux bornes 21 et 31 sont connectées électriquement ensemble. A l'opposé, comme représenté sur la figure 5, lorsqu'un autre connecteur coaxial d'une autre partie est fixé dessus, la partie centrale de la partie de contact mobile 32 est poussée vers le bas de manière à être inversée au moyen d'un contact central 65 d'un autre connecteur coaxial inséré depuis le trou d'introduction 13 dans le côté supérieur de telle sorte que la partie centrale forme un arc circulaire renflé vers le bas. Ainsi, la partie de contact élastique 38 de la borne mobile 31 est séparée de la partie de contact 22 de la borne fixe 21 de telle sorte que la connexion électrique entre la borne fixe 21 et la borne mobile 31 est coupée tandis que le contact central 65 et la borne mobile 31 sont connectés électriquement ensemble. Simultanément, un conducteur externe d'un connecteur coaxial d'une autre partie (qui n'est pas représenté) est adapté dans la borne externe 41 de telle sorte que le conducteur externe est également connecté électriquement à la borne externe 41. Lorsque le connecteur coaxial d'une autre partie est détaché du connecteur coaxial 1, la partie centrale de la partie de contact mobile 32 est ramenée dans l'état dans lequel elle se renfle vers le haut en utilisant la propriété élastique. Ainsi, la borne fixe 21 et la borne mobile 31 sont connectés électriquement ensemble de nouveau tandis que la connexion électrique entre le contact central 65 et la borne mobile 31 est coupée. Le fonctionnement sera décrit de manière davantage spécifique. La figure 6 est un graphique qui représente la relation qui lie une charge de poussée et un déplacement de la borne mobile 31 lorsque l'épaisseur afférente est de 50 micromètres. Au vu de la figure 6, on peut comprendre que la constante élastique de la borne mobile 31 est de 0,0058 NIpM. En outre, la détérioration de la constante élastique ne pourrait pas être reconnue même sur 5000 cycles de déplacements de la borne mobile 31. Comme représenté sur la figure 4, lorsqu'un connecteur coaxial d'une autre partie n'est pas fixé dessus, la partie de contact élastique 38 vient en butée contre la borne fixe 21 dans un état dans lequel la partie de contact élastique 38 est abaissée de 50 micromètres par rapport à une position sans charge. A cet instant, comme on peut le comprendre au vu de la figure 6, la charge de poussée est de 0,37 N et elle excède la charge de poussée stable de 0,2 N qui permet de maintenir une connexion de contact stable. Soit dit en passant, on considère qu'il convient d'utiliser un acier inoxydable SUS 304 également en tant que matériau de la borne mobile 31 ; lorsque la fixation et le détachement du connecteur coaxial qui utilise la borne mobile 31 en acier inoxydable SUS 304 par rapport à un connecteur coaxial d'une autre partie sont répétés à des températures ambiantes d'approximativement 80 C à 100 C, un fluage ou affaissement se produit dans la borne mobile 31 de telle sorte que la charge de poussée de la borne mobile 31 se réduit. La charge de poussée est inférieure à la charge de poussée stable de 0,2 N et est inappropriée pour une utilisation au niveau de la borne mobile. Par ailleurs, dans le connecteur coaxial 1 qui utilise la borne mobile 31 en acier inoxydable SUS 301, la charge de poussée n'est pas inférieure à la charge de poussée stable de 0,2 N. Par conséquent, la borne mobile 31 est munie de la partie élastique mobile 39 qui est réalisée en acier inoxydable SUS 301 et qui présente une structure de poutre supportée au niveau des deux extrémités, ce qui permet l'obtention d'une force élastique supérieure à celle d'un dispositif classique de telle sorte que la charge de poussée stable de 0,2 N peut être maintenue même lorsque la dimension de la borne mobile 31 est réduite, d'où ainsi l'obtention du contact et de la connexion sûrs et stables. Qui plus est, même lorsque l'épaisseur de l'acier inoxydable SUS 301 présente une certaine diversité entre les lots de matériaux, en réalisant un placage avec un nickel qui présente un module de Young similaire à celui de l'acier inoxydable SUS 301, des variations au niveau de la force élastique dues à des erreurs au niveau de l'épaisseur de l'acier inoxydable SUS 301 de la partie élastique mobile 39 peuvent être compensées. Lorsque l'épaisseur de la borne mobile 31 est inférieure à 45 micromètres, la force élastique est trop faible de telle sorte que la charge de poussée est inférieure à la charge de poussée stable de 0,2 N. Lorsque l'épaisseur de la borne mobile 31 est supérieure à 62 micromètres, la force élastique est trop importante de telle sorte que des problèmes peuvent se produire, tels que lorsqu'un connecteur coaxial d'une autre partie est fixé, le contact central 65 est déformé et les contacts de la borne fixe 21 et de la borne mobile 31 ne peuvent pas être séparés etc... (Second mode de réalisation, figure 7) Un second mode de réalisation sera décrit en tant qu'appareil de communication qui utilise un téléphone portable en tant qu'exemple. La figure 7 est un schéma fonctionnel de circuit électrique d'un circuit RF d'un téléphone portable 120. Sur la figure 7, le téléphone portable 120 comprend un élément d'antenne 122, un duplexeur 123, un commutateur sélecteur 125, une isolateur dans le côté d'émission 131, un amplificateur dans le côté d'émission 132, un filtre passe bande inter- étage dans le côté d'émission 133, un mélangeur dans le côté d'émission 134, un amplificateur dans le côté de réception 135, un filtre passe bande inter-étage dans le côté de réception 136, un mélangeur dans le côté de réception 137, un oscillateur commandé en tension (VCO) 138 et un filtre passe bande local 139. En tant que commutateur sélecteur 125, le connecteur coaxial 1 selon le premier mode de réalisation peut être utilisé. Ainsi, lorsqu'un fabricant de téléphones portables vérifie des caractéristiques électriques du circuit RF au niveau du processus de fabrication du téléphone portable 120, par exemple, aussi longtemps que le connecteur coaxial 1 est adapté avec une sonde de mesure 126 (connecteur coaxial d'une autre partie) connectée à un instrument de mesure, la voie de signal depuis le circuit RF jusqu'à l'élément d'antenne 122 peut être commutée sur la voie de signal depuis le circuit RF sur l'instrument de mesure. Lorsque la sonde de mesure 126 est détachée du connecteur coaxial 1, la voie de signal depuis le circuit RF jusqu'à l'élément d'antenne 122 est à nouveau rétablie. En montant le connecteur coaxial 1 sur le téléphone portable 120, un tel téléphone portable présentant une fiabilité élevée peut être obtenu. (Autres modes de réalisation) La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été décrits ci-avant ; diverses modifications peuvent être apportées dans l'esprit et le cadre de l'invention. Selon les modes de réalisation, le connecteur coaxial est décrit, connecteur selon lequel, après que chaque borne et chaque boîtier isolant sont fabriqués séparément, les deux sont assemblés ; cependant, la borne peut être formée d'un seul tenant avec le boîtier isolant au moyen d'un moulage par insertion. La forme externe du boîtier isolant et la forme de l'évidement peuvent être choisies conformément à des spécifications parmi n'importe quelles formes arbitraires telles que des formes rectangulaires et circulaires. Par ailleurs, chaque borne n'est pas limitée à un type à montage en surface ; cependant, il peut s'agir d'un type à montage par insertion. Après que la partie de contact mobile, la partie fixe et la connexion de la borne mobile sont fabriquées séparément, elles peuvent être connectées ensemble par soudage ou similaire. REVENDICATIONS 1. Borne mobile (31), caractérisée en ce qu'elle comprend un cadre (37) ; une partie élastique mobile (39) dont les deux côtés sont supportés par le cadre (37) et dont une partie centrale est mobile et présente une propriété élastique ; et une partie de contact (38) qui est formée d'un seul tenant avec la partie élastique mobile (39) et qui vient en contact avec une borne fixe (21) et qui se connecte à celle-ci, dans laquelle au moins la partie élastique mobile (39) est réalisée en acier inoxydable SUS 301. 2. Borne mobile (31) selon la revendication 1, caractérisée en ce que sur des surfaces de l'acier inoxydable SUS 301, des films de placage en nickel (38b) sont formés et sur des films de placage en nickel (38b), des films de placage en or (38c) sont formés et en ce que l'épaisseur totale de l'acier inoxydable SUS 301 comprenant les films de placage en nickel (38b) et les des films de placage en or (38c) formés sur lui s'inscrit dans la plage qui va de 45 micromètres à 62 micromètres. 3. Connecteur coaxial (1) caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier isolant (2A, 2B) comportant un évidement (13) formé dedans, évidement à l'intérieur duquel un contact central d'un connecteur coaxial d'une autre partie est inséré; une borne mobile (31) selon la revendication 1 ou 2 qui est agencée à l'intérieur de l'évidement (13) du boîtier isolant (2A, 2B) de manière à faire saillie suivant une direction sensiblement orthogonale à la direction d'insertion du contact central ; une borne fixe (21) agencée à l'intérieur de l'évidement (13) du boîtier isolant (2A, 2B) de manière à être amenée en contact avec la partie de contact (38) de la borne mobile (31) et à être connectée à celle- ci ; et une borne externe (41) fixée à l'extérieur du boîtier isolant (2A, 2B) et connectée électriquement à un conducteur externe d'un connecteur coaxial d'une autre partie, la partie de contact (38) de la borne mobile (31) étant commutée entre l'état dans lequel elle est séparée de la borne fixe (21) et l'état dans lequel elle vient en contact avec la borne fixe conformément à la fixation et au détachement du connecteur coaxial d'une autre partie. 4. Appareil de communication (120), caractérisé en ce qu'il comprend un connecteur coaxial (1) selon la revendication 3.