Brevet FR2896342A1 — publié le 20070720

Contacteur électrique, notamment pour circuit imprimé La présente invention est relative à un contacteur électrique permettant d'établir la continuité électrique et le passage du courant, ou inversement l'interruption de ce courant, entre une piste métallique de circuit imprimé et un élément de contact, également métallique, qui s'applique ou s'écarte de cette piste, suite à une action de commande de position appropriée, exercée sur cet élément. Les solutions actuelles, notamment pour la réalisation de circuits électriques tels qu'il en existe de multiples exemples dans l'équipement d'un véhicule automobile, aussi bien d'ailleurs que dans de nombreuses autres applications, font très généralement appel à des contacteurs dont les moyens de connexion utilisent des éléments glissants, constitués d'une lame souple ou analogue, en bronze ou matériau similaire, revêtue d'une fine couche d'or, d'environ 4 microns, qui peut se déplacer sous l'effet d'un organe de commande approprié en glissant sur une piste de circuit imprimé portée par une carte isolante, cette piste étant à son tour revêtue d'une couche mince d'environ 3 microns de nickel, elle même recouverte d'un flash d'or d'épaisseur très faible, de l'ordre de 0,3 microns dans le cas où le contact ainsi établi est traversé par un courant électrique compris entre 3 et 5 micro ampères. En fonctionnement, en particulier si le contacteur est prévu pour assurer au moins 100.000 manoeuvres, on constate une relative et souvent précoce usure des revêtements des contacts entre la piste et la lame, usure qui augmente avec le temps et le nombre de ces manoeuvres, l'épaisseur de la couche d'or de la lame et le flash de la piste diminuant sensiblement assez rapidement. Il en résulte que le bronze de la lame sous la couche d'or s'oxyde relativement vite en fonction des conditions climatiques environnantes, en même temps que les particules métalliques d'oxyde de cuivre qui résultent de cette usure s'agglomèrent sur la piste en formant un film plus ou moins continu, en tous cas non conducteur, de sorte que la qualité des contacts électriques diminue, voire peut conduire à une interruption du courant à la fermeture du contacteur. La présente invention est relative à un contacteur électrique qui évite ces inconvénients en supprimant tout contact glissant entre la piste et la lame et en y substituant un effort d'application ou de soulèvement de cette lame vis-à-vis de cette piste, par flexion contrôlée de la lame qui entre en contact ou se sépare selon le cas de la piste en regard. A cet effet, le contacteur considéré, comportant au moins une lame souple métallique, apte à coopérer avec au moins une piste également métallique de circuit imprimé pour établir ou interrompre un contact assurant le passage ou la coupure d'un courant électrique entre la lame et la piste, la lame étant portée par un cadre de support et disposée en regard de la piste, se caractérise en ce que le cadre de support est fixe par rapport à la piste et délimite au droit de celle-ci un espace dans lequel est monté un masque en matériau isolant électrique, apte à se mouvoir par rapport à la piste et propre à effectuer des déplacements entre deux positions, ce masque présentant au moins une ouverture de passage que la lame traverse pour venir en contact avec la piste dans une première position de ce masque, le déplacement du masque vers sa seconde position provoquant la flexion de la lame métallique souple et son écartement de la piste par suite de la coopération de cette lame avec un des bords de l'ouverture qui la relève, interrompant alors le contact avec la piste. De préférence, le masque en matière isolante est réalisé en un matériau polymère, du genre Téflon . Selon une caractéristique particulière du contacteur, le masque comporte un pion de préhension permettant de provoquer les déplacements de ce masque vis-à-vis du cadre de support fixe, entre ses deux positions. De préférence, les déplacements du masque s'effectuent transversalement par rapport au support fixe. En variante, le masque peut effectuer un déplacement en rotation entre ses deux positions. Selon une autre caractéristique, le bord de l'ouverture de passage de la lame métallique souple à travers le masque présente une face en biseau propre à relever progressivement cette lame par flexion, consécutivement aux déplacements du masque. Avantageusement, le masque est supporté par 35 des glissières de coulissement, assurant son guidage par rapport a la piste dans ses déplacements entre ses deux positions. Selon une caractéristique particulière, les glissières sont revêtues d'un dépôt d'un matériau à propriété lubrifiantes, facilitant les déplacements du masque par rapport au support fixe. De préférence également, la lame métallique souple est surmoulée avec une couche mince de 10 revêtement et de protection extérieure. Dans un mode de réalisation avantageux, la lame métallique souple est constituée par une languette comportant une extrémité ancrée dans le cadre de support fixe et présentant à son 15 extrémité opposée un profil en V, dont la pointe porte sur la piste dans la première position du masque. De préférence, la pointe du profil de la lame est dédoublée en deux branches parallèles. Le cas échéant, la lame souple peut 20 comporter plusieurs languettes distinctes, propres à coopérer avec autant de pistes séparées. D'autres caractéristiques d'un contacteur conforme à l'invention, apparaîtront encore 25 dans la description qui suit d'un exemple de réalisation donné à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins annexés, sur lesquels . - La Figure 1 est une vue de dessus d'un 30 contacteur pour piste de circuit imprimé, conforme à l'invention. - Les Figures 2 et 3 sont des vues en coupe, à plus grande échelle, prise selon la ligne A - A de la Figure 1, du contacteur 35 considéré, avec la lame souple respectivement en contact avec la piste du circuit imprimé (Figure 2) et séparée de celle-ci (Figure 3), selon que le masque isolant est disposé dans l'une ou l'autre de ses deux positions. Sur la Figure 1, la référence 1 désigne un circuit imprimé schématiquement représenté, comportant notamment des pistes métalliques 2, sur une ou plusieurs desquelles le contacteur considéré est agencé pour mettre respectivement en contact ou écarter une ou plusieurs lames souples 3, également métalliques, permettant d'établir ou d'interrompre la continuité électrique du circuit, entre chaque piste et la lame correspondante qui coopère avec celle-ci. Dans l'exemple illustré, le contacteur comporte trois lames souples 3 reliées entre elles, intéressant respectivement trois pistes de contact 2 appartenant au circuit 1. Bien entendu, toute autre configuration du contacteur pourrait être envisagée sans sortir du cadre de l'invention, les lames pouvant être liées ou indépendantes les unes des autres. Avantageusement, chaque lame souple 3 présente, vue de dessus sur la Figure 1, une languette centrale 4 qui se prolonge, au droit de la piste 2 contre laquelle elle s'applique lors du contact réalisé avec celle-ci, par deux branches parallèles 4a et 4b, portant simultanément sur la piste et conférant à cette lame, vue de dessus, la forme d'une fourche. Bien entendu, tout autre profil de la lame 3 pourrait être envisagé, pour assurer le meilleur contact électrique avec la piste 2 associée lorsqu'il est en appui sur celle-ci. Dans une forme de réalisation préférée, la lame souple 3 comporte un couche mince de revêtement et de protection extérieure, pouvant notamment être réalisée par surmoulage avec la lame. Vue de côté, comme illustré sur les coupes des Figures 2 et 3, on voit que chaque lame 3 présente, notamment au voisinage de l'extrémité de sa languette centrale 4, dans sa partie qui se raccorde avec les bras 4a et 4b, un profil 5 en V, dont la pointe porte sur la piste 2 correspondante, l'extrémité opposée 6 de la languette étant ancrée dans un cadre de support fixe 7, qui est immobilisé vis-à-vis du circuit imprimé 1 par un appui latéral 8, ce cadre s'étendant au dessus de ce circuit et des pistes 2 qu'il comporte. Le cadre de support 7 délimite avec le circuit 1 un espace 9 dans lequel est disposé un masque 10, réalisé en une matière électriquement isolante, notamment en un matériau polymère du genre Téflon ou similaire, ce masque se présentant sous la forme d'un élément plat, sensiblement parallèle au cadre de support 7. Le masque 10 est agencé pour pouvoir être déplacé dans son propre plan au dessus du circuit imprimé 1, en coulissant dans des glissières parallèles 11 et 12, en une ou plusieurs parties consécutives, prévues en regard l'une de l'autre comme illustré sur la Figure 1, permettant de guider le masque dans ses déplacements entre deux positions transversales, l'une étant schématisée sur la Figure 2 où le bord du masque est appliqué contre l'appui 8 du cadre 7, et l'autre illustrée sur la Figure 3, où le masque est en contact avec une butée opposée (non représentée). Le masque 10 comporte avantageusement un pion de préhension 13, permettant de provoquer son déplacement entre ses deux positions, en exerçant une traction ou une poussée de la gauche vers la droite ou vice versa, faisant coulisser le masque sur ses glissières 11 et 12. De préférence, ces glissières 11 et 12 peuvent comporter un revêtement interne d'un matériau présentant des propriétés lubrifiantes pour faciliter le glissement du masque 10 dans ses déplacements. En outre, le masque 10 peut comporter une couche mince superficielle d'un matériau métallique, par exemple de cuivre ou de nickel le protégeant de l'usure au cours de ses déplacements par rapport au support fixe 7. Selon l'invention, le masque comporte, au droit de la lame souple 3, une ouverture de passage 14 pour son profil 5 en V qui porte sur la piste 2, cette ouverture présentant de préférence une face d'extrémité 15 en biseau, agencée de telle sorte que, lors du déplacement du masque 10, passant de la première position illustrée sur la Figure 2, à la seconde illustrée sur la Figure 3, cette face en biseau 15 relève progressivement la lame 3 par flexion contrôlée de celle-ci en l'obligeant à se séparer de la piste 2 et à interrompre ainsi le contact électrique précédemment réalisé. On obtient de cette manière, par une simple action de translation alternative du masque isolant, la fermeture ou l'ouverture du contact électrique entre la lame souple et la piste, qui n'exige aucun frottement de l'une sur l'autre et élimine les inconvénients qui en résultent, notamment quant à l'usure de ces deux parties du contacteur, en augmentant ainsi de façon décisive la fiabilité de ce dernier. De plus, la possibilité offerte par l'absence de contacts glissants d'utiliser des revêtements plus minces et réalisés avec des métaux moins nobles pour une même efficacité, conduit à une sensible diminution du coût de fabrication de ce contacteur. Bien entendu, il va de soi que l'invention ne se limite pas au seul exemple de réalisation plus spécialement décrit en relation avec les dessins annexés ; elle en embrase au contraire toutes les variantes. Notamment, on comprend aisément qu'au prix d'une simple adaptation de la structure du masque isolant et de ses moyens d'entraînement entre ses deux positions, le même principe de soulèvement de la lame souple puisse être appliqué à un contact tournant, le déplacement en translation du masque étant remplacé par un mouvement de rotation de celui-ci. REVENDICATIONS 1 - Contacteur électrique, comportant au moins une lame souple (3) métallique, apte à coopérer avec au moins une piste (2) également métallique d'un circuit imprimé (1) pour établir ou interrompre un contact assurant le passage ou la coupure d'un courant électrique entre la lame et la piste, la lame (3) étant portée par un cadre de support (7) et disposée en regard de la piste (2), caractérisé en ce que le cadre de support (7) est fixe par rapport à la piste (2) et délimite au droit de celle-ci un espace (9) dans lequel est monté un masque (10) en matériau isolant électrique, apte à se mouvoir par rapport à la piste (2) et propre à effectuer des déplacements entre deux positions, ce masque présentant au moins une ouverture de passage (14) que la lame (3) traverse pour venir en contact avec la piste (2) dans une première position de ce masque, le déplacement du masque (10) vers sa seconde position provoquant la flexion de la lame métallique souple (3) et son écartement de la piste (2) par suite de la coopération de cette lame avec un des bords de l'ouverture (14) qui la relève, interrompant alors le contact avec la piste. 2 - Contacteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le masque (10) en matière isolante est réalisé en un matériau polymère, du genre Téflon . 3 - Contacteur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le masque (10) comporte un pion de préhension (13) permettant de provoquer les déplacements de ce masque vis-à-vis du cadre de support fixe (7), entre ses deux positions. 4 - Contacteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les déplacements du masque (10) entre ses deux positions s'effectuent transversalement par rapport au support fixe (7). 5 - Contacteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le masque (10) effectue un déplacement en rotation entre ses deux positions. 6 - Contacteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le bord de l'ouverture de passage (14) de la lame métallique souple (3) à travers le masque (10), présente une face (15) en biseau pour relever progressivement cette lame par flexion, consécutivement aux déplacements du masque. 7 - Contacteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le masque (10) est supporté par des glissières de coulissement (11, 12), assurant son guidage par rapport à la piste (2) dans ses déplacements entre ses deux positions. 8 - Contacteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que les glissières (11,12) sont revêtues d'un dépôt métallique, facilitant les déplacements du masque (10). 9 - Contacteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la lame métallique souple (3) est surmoulée avec une couche mince de revêtement et de protection extérieure. 10 - Contacteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la lame métallique souple (3) est constituée par une languette (4) comportant une extrémité (6) ancrée dans le cadre de support fixe (7) etprésentant à son extrémité opposée un profil (5) en V, dont la pointe porte sur la piste (2) dans la première position du masque (10). 11 - Contacteur selon la revendication 10, caractérisé en ce que la pointe du profil de la languette (4) de la lame (3) est dédoublée en deux branches parallèles (4a,4b). 12 - Contacteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la lame souple (3) comporte plusieurs languettes distinctes, propres à coopérer avec autant de pistes (2) séparées. 13 - Contacteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le masque (10) comporte une couche mince superficielle de protection d'un matériau métallique, notamment de cuivre ou de nickel.