Brevet FR2872963A1 — publié le 20060113

BORNE ELECTRIQUE FEMELLE L'invention concerne une borne électrique femelle. La demande de brevet japonaise mise à l'inspection publique No. 5-182712 divulgue une borne électrique femelle qui est fixée à une extrémité d'un fil électrique. La borne électrique femelle comporte une partie de connexion en forme de boîtier avec une extrémité avant ouverte pour recevoir la languette d'une borne électrique mâle. Un élément de contact élastique est prévu à l'intérieur de la borne électrique femelle et vient en contact de façon élastique avec la languette qui a été introduite dans le front ouvert de la partie de connexion. Ainsi, une connexion électrique est établie entre la languette de la borne électrique mâle et l'élément de contact élastique de la borne électrique femelle. Des bornes électriques miniatures font l'objet d'une demande croissante. Toutefois, la languette de la borne électrique mâle doit être suffisamment large pour réaliser une connexion électrique fiable entre la borne électrique mâle et la borne électrique femelle. Ainsi, les choix en matière de miniaturisation semblent se situer au niveau de la partie de connexion de la borne électrique femelle dans laquelle la languette est introduite. Un matériau de faible épaisseur pourrait être utilisé pour la borne électrique 20 femelle. On craint toutefois que la résistance de la borne électrique femelle soit trop diminuée. La marge libre entre les surfaces latérales de la partie de connexion de la borne électrique femelle et les surfaces latérales de la languette assure une introduction fiable de la languette à l'intérieur de la partie de connexion. Des efforts ont été entrepris pour réduire la marge libre afin d'atteindre la miniaturisation. Une marge réduite exige toutefois une précision élevée au niveau de la fabrication des bornes électriques mâles et femelles, signifiant ainsi un abaissement de la productivité. L'invention a été réalisée en tenant compte de la situation décrite cidessus. En conséquence, un objet de cette invention est de proposer une borne électrique femelle compacte sans porter atteinte à sa résistance et à la productivité de sa fabrication. L'invention propose une borne électrique femelle comprenant une partie de connexion approximativement en forme de boîtier devant être connectée avec une languette d'une borne électrique mâle pour accouplement lorsque la languette est introduite à l'intérieur de ladite partie de connexion à partir d'une partie avant de ladite borne électrique femelle, dans laquelle au moins une concavité est formée sur au moins une surface interne de ladite partie de connexion disposée de manière à être opposée à une surface latérale dans le sens de sa largeur de ladite languette. R:\Brevets\24100\24102 doc - 5 juillet 2005 - 1112 Selon un mode de réalisation, la concavité est formée par impact contre la surface interne de ladite partie de connexion. Selon un autre mode de réalisation, deux concavités sont formées en des positions opposées dans la partie de connexion. Selon un autre mode de réalisation, la partie de connexion a une extrémité avant ouverte, et la concavité est ouverte à l'extrémité avant de la partie de connexion De préférence, la concavité définit une profondeur inférieure à environ 50% d'une épaisseur de la partie de connexion. Selon un autre mode de réalisation, la concavité définit une profondeur d'environ 40% de l'épaisseur du matériau à partir duquel est formée la partie de connexion. Selon un autre mode de réalisation, la borne électrique est formée à partir d'une pièce unitaire de métal conducteur. Selon un autre aspect, l'invention propose une borne électrique femelle ayant des extrémités avant et arrière opposées, un partie de connexion tubulaire essentiellement rectangulaire étant formée à l'extrémité avant de la borne électrique et ayant une extrémité avant ouverte pour recevoir une languette d'une borne électrique mâle le long d'un sens de réception de la languette de la partie de connexion, la partie de connexion ayant des surfaces interne et externe opposées, dans laquelle au moins une région de ladite partie de connexion est plus mince pour définir au moins une concavité sur ladite surface interne de ladite partie de connexion, ladite concavité ayant une extrémité avant ouverte à l'extrémité avant de la partie de connexion et s'étendant essentiellement parallèlement au sens de réception de la languette. Selon un autre mode de réalisation, la partie de connexion tubulaire essentiellement rectangulaire comprend une plaque formant plafond, une plaque formant fond et des première et seconde plaques latérales opposées s'étendant entre la plaque formant plafond et la plaque formant fond, la au moins une concavité étant formée dans au moins une desdites première et seconde plaques latérales. Selon un autre mode de réalisation, la au moins une concavité comprend des première et seconde concavités formées respectivement dans les première et seconde plaques latérales. Selon un autre mode de réalisation, les concavités sont essentiellement opposées l'une par rapport à l'autre et essentiellement à équidistance de la plaque formant fond. Selon un autre mode de réalisation, la partie de connexion a une largeur externe mesurée entre les surfaces externes desdites plaques latérales, la largeur étant R: \ Brevets \24100 \24102.doc - 5 juillet 2005 - 2/12 essentiellement constante à des endroits marqués avec les concavités et en des endroits décalés par rapport aux concavités. Selon un autre mode de réalisation, la concavité définit une profondeur d'environ 40% de l'épaisseur du matériau à partir duquel est formée la partie de 5 connexion. La borne électrique est de préférence formée d'une pièce unitaire de métal conducteur. L'invention propose également un procédé pour former une borne électrique femelle, comprenant les étapes consistant à : prévoir une pièce en métal conducteur ayant des première et seconde surfaces opposées définissant une épaisseur essentiellement uniforme; impacter la première surface pour définir deux concavités parallèles où le métal est plus mince que l'épaisseur selon une épaisseur choisie sans déformer la seconde surface du métal essentiellement; former le métal pour définir une partie de connexion tubulaire avec les concavités orientées vers l'intérieur sur la partie de connexion tubulaire selon une relation essentiellement d'opposition l'une par rapport à l'autre. De préférence, l'impact est exécuté de telle sorte que la profondeur des concavités soit d'environ 40% de l'épaisseur du métal. De préférence, les concavités sont formées pour s'étendre à partir d'un bord du 20 métal. Les concavités formées sur les surfaces latérales de la partie de connexion rendent possible une partie de connexion qui a une largeur externe étroite, tout en permettant également une large marge libre à l'extérieur depuis les surfaces latérales de la languette. Les concavités sont formées uniquement sur une partie des surfaces latérales de la partie de connexion. Ainsi, une perte de la résistance de la partie de connexion dans son ensemble peut être minimisée. La large marge libre évite l'exigence de précision élevée dans la fabrication tant de la borne électrique mâle que de la borne électrique femelle. Ainsi, la productivité ne sera pas remise en cause. La structure de la borne électrique femelle décrite ci-dessus est compacte sans porter atteinte à la résistance et à la productivité. La concavité est formée par impact contre la surface interne de la plaque latérale. Ainsi, la borne électrique femelle peut être formée par pressage dans un ensemble de processus pour fabriquer la borne électrique femelle. La figure 1 est une vue en perspective d'une borne électrique mâle qui 35 s'accouple avec une borne électrique femelle de la présente invention. La figure 2 est une vue en coupe transversale montrant une languette. La figure 3 est une vue en perspective de la borne électrique femelle de l'invention. R_\Brevets\24100\24102.doc - 5 juillet 2005 - 3/ 12 La figure 4 est une vue latérale partiellement en coupe montrant la borne électrique femelle de la figure 3. La figure 5 est une vue de face montrant une partie de connexion de la borne électrique femelle. La figure 6 est une vue en coupe verticale montrant un état initial de raccordement d'un logement mâle avec un logement femelle. La figure 7 est une vue en coupe verticale montrant un raccordement total du logement mâle avec le logement femelle. La figure 8A est une vue de face partiellement en coupe des parties à raccorder des bornes électriques mâle et femelle. La figure 8B est une vue de face partiellement en coupe des parties à raccorder des bornes électriques mâle et femelle d'un exemple de comparaison. Un raccord en métal selon l'invention comporte une borne électrique mâle 10 et une borne électrique femelle 20, comme montré sur les figures 1 à 8A. La borne électrique mâle 10 est formée par un travail de pressage sur la plaque métallique présentant une conductivité électrique élevée. Comme montré sur les figures 1 et 2, la borne électrique mâle 10 a des extrémités avant et amère opposées et une partie formant corps 11 entre les extrémités. Un fût 12 est disposé à l'arrière par rapport à la partie formant corps 1 l et est configuré pour être serti à une extrémité d'un fil électrique 40. Une languette 14 est disposée en avant de la partie formant corps 11 et est dimensionnée pour sa connexion avec la borne électrique femelle 20. Comme montré sur la figure 2, la languette 14 est formée à partir d'un substrat 15 et les côtés droit et gauche du substrat 15 sont repliées dans leur moitié afin de former une construction de plaque double de largeur A. Une extrémité avant de la languette 14 est réduite coniquement pour guider des parties à l'arrière de la languette 14 vers l'intérieur de la borne électrique femelle 20. La borne électrique femelle 20 est formée pour avoir la conformation montrée sur les figures 3 à 5 par un travail de pressage sur la plaque métallique présentant une conductivité électrique élevée. La borne électrique femelle 10 a des extrémités avant et arrière opposées. Un fût 21 est formé à l'extrémité arrière et est configuré pour être serti à l'extrémité d'un fil 40. Une partie de connexion 22 est disposée à l'avant du fût 21 et est configurée pour recevoir la languette 14 de la borne électrique mâle pour accouplement 10. La partie de connexion 22 est généralement en forme de boîtier et définit donc un conduit essentiellement rectangulaire avec des extrémités avant et arrière ouvertes. Le conduit essentiellement rectangulaire de la partie de connexion 22 a une plaque formant son plafond 23, une plaque formant son fond 24 opposée à la plaque formant plafond 23, ainsi que des plaques latérales gauche et droite opposées 25 qui R:\Brevets\24100\24102. doc 5juillet 2005 - 4/12 s'étendent entre la plaque formant plafond 23 et la plaque formant fond 24. La partie de connexion 22 est relativement courte dans le sens de la largeur de la borne électrique femelle 20 et longue dans le sens longitudinal de celle-ci. Plus particulièrement, la partie de connexion 22 est légèrement plus longue que la languette 14 de la borne électrique mâle 10 et légèrement plus large que la largeur A de la languette 14. Un élément de contact élastique 27 est replié depuis une extrémité avant de la plaque formant plafond 23 et présente une forme généralement en V avec un sommet 27A. Comme montré sur la figure 5, deux convexités 28 sont formées pour s'étendre longitudinalement dans la borne électrique femelle 20 en venant impacter la partie formant fond 24. Comme montré sur les figures 7 et 8A, la languette 14 de la borne électrique mâle 10 peut être introduite à l'intérieur de l'extrémité avant ouverte de la partie de connexion 22 de la borne électrique femelle 20 et à l'intérieur de l'espace entre l'élément de contact élastique 27 et les convexités 28. La languette 14 a une épaisseur suffisante pour déformer l'élément de contact élastique 27 élastiquement lorsque la languette 14 est introduite selon une mesure prédéterminée dans la partie de connexion 22. Ainsi la languette 14 est prise en sandwich élastiquement entre le sommet 27A de l'élément de contact élastique 27 et les convexités 28 sous l'effet de rappel de la force élastique de l'élément de contact élastique 27. Les concavités 30 sont formées sur les surfaces internes des plaques latérales gauche et droite 25 de la partie de connexion 22 de la borne électrique femelle 20 et s'étendent le long du sens longitudinal de la borne électrique femelle 20. Plus particulièrement, comme montré sur les figures 4 et 8A, les concavités 30 se trouvent en des positions verticales sur les surfaces internes des plaques latérales gauche et droite 25 de manière à être opposées aux surfaces latérales dans leur largeur de la languette 14 introduite à l'intérieur de la partie de connexion 22. De plus, les concavités 30 ont des extrémités avant ouvertes à l'extrémité avant de la partie de connexion 22 et s'étendent longitudinalement à partir de l'extrémité avant de la partie de connexion 22 sur une distance presque égale à la longueur de la languette 14. Chaque concavité 30 a une hauteur mesurée entre la plaque formant plafond 23 et la plaque formant fond 24 qui est légèrement plus grande que l'épaisseur de la languette 14. Comme montré sur la figure 5, la profondeur H de la concavité 30 est entre 20% et 50% de l'épaisseur T de la plaque latérale 25 et, de préférence, d'environ 40% de l'épaisseur T de la plaque latérale 25. Par exemple, la plaque latérale 25 peut avoir une épaisseur T d'environ 0,25 mm et la concavité 30 peut avoir une profondeur H d'environ 0,1 mm. Les concavités ne déforment pas Ies R. ABrevets\24100A24102_doc - 5 juillet 2005 - 5/12 surfaces externes des plaques latérales 25. Ainsi, les surfaces externes des plaques latérales 25 restent essentiellement plates et planaires. Des parties de chaque concavité 30 à distance des surfaces réduites coniquement définissent une marge libre C vers l'extérieur depuis les deux surfaces latérales de la languette 14 introduite dans la partie de connexion 22, comme montré sur la figure 8A. Les bornes électriques mâle et femelle 10 et 20 sont serties aux extrémités des fils électriques 40 conjointement avec une fiche en caoutchouc 41. Les bornes électriques mâles 10 sont alors introduites à l'intérieur des deux cavités 52 d'un logement mâle 50 de telle sorte que les languettes 14 se projettent en avant dans une partie formant capot 51 du logement mâle 50, comme montré sur la figure 6. Les bornes électriques femelles 20 sont, de la même manière, logées à l'intérieur des cavités 61 d'un logement femelle 60. Une action de raccordement du logement mâle 50 dans le logement femelle 60 est réalisée à partir de l'état montré sur la figure 6. Plus particulièrement, les languettes 14 des bornes électriques mâles 10 sont déplacées dans l'intérieur des ouvertures aux extrémités avant des parties de connexion respectives 22 des bornes électriques femelles 20. Chaque languette 14 est déplacée dans l'espace compris entre l'élément de contact élastique 27 et les convexités 28 et déforme élastiquement l'élément de contact élastique 27. Le logement mâle 50 et le logement femelle 60 se verrouillent l'un avec l'autre en une position d'introduction prédéterminée, comme montré sur la figure 7. Dans cette position, chaque languette 14 est prise en sandwich élastiquement entre le sommet 27A de l'élément de contact élastique respectif 27 et les convexités 28 sous l'effet de rappel de la force élastique de l'élément de contact élastique 27. Ainsi, une connexion électrique est établie entre la languette 14 et la partie de connexion 22 pour connecter électriquement les paires respectives de pièces mâle et femelle 10 et 20. Les marges libres C entre les surfaces latérales de la languette 14 et les plaques latérales respectives 25 de la partie de connexion 22 rendent possible l'insertion de la languette 14 à l'intérieur de la partie de connexion 22 sans heurts et de façon fiable. Les marges libres prédéterminées C entre les surfaces latérales de la languette 14 et la borne électrique femelle 20 sont obtenues grâce aux concavités 30 qui sont formées sur les surfaces internes des plaques latérales gauche et droite 25, comme montré sur la figure 8A. Dans un exemple de comparaison montré sur la figure 8B, la surface interne d'une plaque latérale interne 2 d'une partie de connexion 1 a une épaisseur uniforme égale à l'épaisseur en d'autres endroits de la partie de connexion 22 et les surfaces internes des plaques latérales 2 sont plates. Dans cette structure, une languette 3 est R. \Brevets \24100\24102. doc - 5juillet 2005 - 6/12 introduite à l'intérieur de la partie de connexion 1 et a une largeur A égale à la largeur A de la languette 14 de la figure 2. En résultat, les surfaces externes opposées de la partie de connexion 1 définissent une largeur w si des marges libres C égales sont formées sur les côtés de 5 la partie de connexion 1. En revanche, les concavités 30 sont formées sur les surfaces internes des plaques latérales gauche et droite 25. Ainsi, la largeur W entre les surfaces externes des plaques latérales 25 est, en tous les endroits sur la partie de connexion 22, inférieure à la largeur w de la partie de connexion 1 de l'exemple de comparaison pour le double de la profondeur H de chaque concavité 30, comme montré à l'aide de l'équation suivante: W = w (profondeur H x 2) Ainsi, il est possible de réduire la largeur W de la partie de connexion 22 et de fournir la large marge libre C à l'extérieur depuis les deux surfaces latérales de la 15 languette 14. Les concavités 30 sont formées uniquement dans les régions des plaques latérales gauche et droite 25 de la partie de connexion 22 opposées aux surfaces latérales gauche et droite de la languette 14. Par conséquent, la résistance de la partie de connexion 22 dans son ensemble n'est diminuée que dans une faible mesure. Les larges marges libres C sont pourvues entre la languette 14 et les plaques latérales 25 de la partie de connexion 22. En résultat, une précision très élevée des tolérances dans les dimensions n'est pas nécessaire dans la fabrication des bornes électriques mâles et femelles 10 et 20 et la productivité n'est donc pas remise en cause. En conséquence, la réalisation de la borne électrique femelle 20 peut être compacte sans porter atteinte à la résistance et à la productivité de la fabrication. Les concavités 30 sont formées par impact contre les surfaces internes des plaques latérales 25. Ainsi, la borne électrique femelle 20 peut être formée dans le cadre d'un ensemble de processus de pressage de la fabrication de la borne électrique femelle 20. Par conséquent, le procédé de formation de la concavité 30 permet une excellente productivité. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit ci-dessus à l'appui des dessins. Par exemple, les modes de réalisation suivants sont couverts dans l'étendue technique de l'invention. D'autres modifications peuvent toutefois être apportées sans sortir de l'esprit et de l'étendue de la présente invention. Chaque concavité peut être formée avec une profondeur atteignant environ la moitié de l'épaisseur de la plaque latérale respective. Toutefois, la plage des R\Brevets\24100\24102 doc - 5 juillet 2005 - 7/12 profondeurs possibles de chaque concavité est dépendante de l'épaisseur de la plaque latérale respective. Une concavité peut être formée sur seulement une des plaques latérales gauche et droite. Cette structure est également couverte dans l'étendue technique de la présente invention. L'invention peut également être appliquée à une borne électrique femelle pour une utilisation dans un connecteur étanche. La borne électrique mâle pour accouplement peut être montée sur un connecteur pour être directement couplée avec la pièce d'un équipement. Plus lo particulièrement, l'invention peut dans une large mesure être appliquée à des bornes électriques femelles ayant une partie de connexion approximativement en forme de boîtier dans le but d'être connectée avec la languette de la borne électrique mâle pour accouplement qui est introduite à l'intérieur de la partie de connexion à partir de l'avant de la borne électrique femelle. R.\Brevets\24100\24102. doc - 5 juillet 2005 - 8/12 REVENDICATIONS 1. Borne électrique femelle (20) comprenant une partie de connexion approximativement en forme de boîtier (22) devant être connectée avec une languette (14) d'une borne électrique mâle pour accouplement (10) lorsque la languette (14) est introduite à l'intérieur de ladite partie de connexion (22) à partir d'une partie avant de ladite borne électrique femelle (20), dans laquelle au moins une concavité (30) est formée sur au moins une surface interne de ladite partie de connexion (22) disposée de manière à être opposée à une 10 surface latérale dans le sens de sa largeur de ladite languette (14). 2. Borne électrique (20) selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite concavité (30) est formée par impact contre la surface interne de ladite partie de connexion (22). 3. Borne électrique (20) selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que deux concavités (30) sont formées en des positions opposées dans la partie de connexion (22). 4. Borne électrique (20) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la partie de connexion (22) a une extrémité avant ouverte, et la concavité (30) est ouverte à l'extrémité avant de la partie de connexion (22). 5. Borne électrique (20) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, 25 caractérisée en ce que la concavité (30) définit une profondeur (H) inférieure à environ 50% d'une épaisseur de la partie de connexion (22). 6. Borne électrique (20) selon la revendication 5, caractérisée en ce que la concavité (30) définit une profondeur (H) d'environ 40% de l'épaisseur du 30 matériau à partir duquel est formée la partie de connexion (22). 7. Borne électrique (20) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la borne électrique (20) est formée à partir d'une pièce unitaire de métal conducteur. 8. Borne électrique femelle (20) ayant des extrémités avant et arrière opposées, un partie de connexion tubulaire essentiellement rectangulaire (22) étant formée à l'extrémité avant de la borne électrique (20) et ayant une extrémité avant R.\13revets\24100\24102-doc - 5 juillet 20(.5 - 9/ 12 ouverte pour recevoir une languette (14) d'une borne électrique mâle (10) le long d'un sens de réception de la languette de la partie de connexion (22), la partie de connexion (22) ayant des surfaces interne et externe opposées, caractérisé en ce que moins une région de ladite partie de connexion (22) est plus mince pour définir au moins une concavité (30) sur ladite surface interne de ladite partie de connexion (22), ladite concavité (30) ayant une extrémité avant ouverte à l'extrémité avant de la partie de connexion (22) et s'étendant essentiellement parallèlement au sens de réception de la languette. 9. Borne électrique (20) selon la revendication 8, caractérisée en ce que la partie de connexion tubulaire essentiellement rectangulaire (22) comprend une plaque formant plafond (23), une plaque formant fond (24) et des première et seconde plaques latérales opposées (25) s'étendant entre la plaque formant plafond (23) et la plaque formant fond (24), la au moins une concavité (30) étant formée dans au moins une desdites première et seconde plaques latérales (25). 10. Borne électrique (20) selon la revendication 9, caractérisée en ce que la au moins une concavité (30) comprend des première et seconde concavités (30) formées respectivement dans les première et seconde plaques latérales (25). 11. Borne électrique (20) selon la revendication 10, caractérisée en ce que les concavités (30) sont essentiellement opposées l'une par rapport à l'autre et essentiellement à équidistance de la plaque formant fond (24). 12. Borne électrique (20) selon l'une quelconque des revendications 10 ou 11, caractérisée en ce que la partie de connexion (22) a une largeur externe (W) mesurée entre les surfaces externes desdites plaques latérales (25), la largeur (W) étant essentiellement constante à des endroits marqués avec les concavités (30) et en des endroits décalés par rapport aux concavités (30). 13. Borne électrique (20) selon l'une quelconque des revendications 8 à 12, caractérisée en ce que la concavité (30) définit une profondeur (H) d'environ 40% de l'épaisseur du matériau à partir duquel est formée la partie de connexion (22). 14. Borne électrique (20) selon l'une quelconque des revendications 8 à 13, caractérisée en ce que la borne électrique (20) est formée à partir d'une pièce unitaire de métal conducteur. R.\Brevets\24100\24102. doc - 5 juillet 2005 - IOi12 15. Procédé pour former une borne électrique femelle (20), comprenant les étapes consistant à : prévoir une pièce en métal conducteur ayant des première et seconde surfaces 5 opposées définissant une épaisseur essentiellement uniforme (T) ; impacter la première surface pour définir deux concavités parallèles (30) où le métal est plus mince que l'épaisseur (T) selon une épaisseur choisie (H) sans déformer la seconde surface du métal essentiellement; former le métal pour définir une partie de connexion tubulaire (22) avec les 10 concavités (30) orientées vers l'intérieur sur la partie de connexion tubulaire (22) selon une relation essentiellement d'opposition l'une par rapport à l'autre. 16. Procédé selon la revendication 15, dans lequel l'impact est exécuté de telle sorte que la profondeur (H) des concavités (30) soit d'environ 40% de 15 l'épaisseur (T) du métal. 17. Procédé selon la revendication 15, dans lequel les concavités (30) sont formées pour s'étendre à partir d'un bord du métal. R.\Brevets\24100\24102.doc - 5 juillet 2005 - 11/12