Brevet FR2913542A1 — publié le 20080912

Prise femelle électrique annexe pour véhicule automobile. La présente invention est du domaine de l'équipement automobile relatif aux connexions conductrices de l'électricité à partir d'une association structurelle de plu- sieurs éléments de connexion électrique isolés les uns des autres. Elle a pour objet une prise électrique femelle annexe destinée à équiper un véhicule automobile pour l'alimentation occasionnelle d'un accessoire muni d'une prise mâle complémentaire de connexion. Dans le domaine automobile, il est fréquent d'équiper un véhicule d'une prise électrique femelle annexe qui est disponible pour un passager en vue de l'alimentation électrique occasionnelle d'un appareil accessoire, tel qu'un appareil de téléphonie portable par exemple. D'une manière générale, de tels appareils accessoires sont munis d'une prise mâle de connexion comportant un corps de conformation globa- lement cylindrique, qui est porteur à sa périphérie d'un premier plot de connexion et à son extrémité distale d'un deuxième plot de connexion. Pour mettre en relation les plots de la prise mâle avec des bornes du circuit électrique du véhicule qui leur sont affectées, la prise femelle comporte un premier élé- ment conducteur qui est conformé en cylindre pour sa mise en relation avec le corps de la prise mâle, ce cylindre étant prolongé par une première fiche. Un deuxième élément conducteur est conformé en platine contre laquelle prend appui le deuxième plot de la prise mâle, cette platine étant prolongée par une deuxième fiche. Les fiches sont prévues pour être mises en relation respectivement avec une borne de tension et avec une borne de masse du circuit électrique du véhicule, pour délivrer à l'appareil accessoire une tension continue de faible voltage, à titre indicatif de l'ordre de 12 V, 24 V, voire 42 V. Un connecteur électriquement isolant est placé en bout distal de la prise femelle, pour isoler électriquement les éléments conducteurs l'un par rapport à l'autre, voire pour procurer une liaison mécanique entre la prise femelle et les bornes. Par ailleurs, la prise femelle est équipée d'un organe de jonction sur un élément structurel du véhicule, tel qu'une planche de bord, console ou élément structurel analogue. Cet organe de jonction est par exemple conformé en bague destinée à être introduite à l'intérieur d'un logement que comporte à cet effet l'élément structurel. On pourra par exemple se reporter aux documents US 5044993 (El-HAJ et al.) et US 4713017 (PESAPANE) qui décrivent des prises électriques femelles annexes du genre susvisé. Il est recherché une obtention de la prise femelle à moindre coût, notamment en simplifiant sa structure et ses modalités d'obtention. Il est souhaitable que la structure de la prise femelle permette de simplifier les opérations nécessaires pour l'assemblage des éléments qui la compose et pour son montage sur l'élément structurel du véhicule. Cette simplification de structure ne doit pas être faite au détriment de la fiabilité de la liaison électrique obtenue entre la prise mâle et les bornes, et ne doit pas affecter la robustesse du maintien de la prise femelle sur l'élément structurel du véhicule. Au regard de ces exigences, il doit notamment être pris en compte les opérations fréquentes et répétées d'introduction et de retrait de la prise mâle, et la structure de la prise femelle doit être intrinsèquement robuste, fiable et pérenne dans un tel cadre d'utilisation. Le but de la présente invention est de proposer une prise électrique femelle destinée à équiper un véhicule automobile pour l'alimentation occasionnelle d'un accessoire équipé d'une prise mâle complémentaire de connexion. Il est plus particulièrement visé par la présente invention de proposer une telle prise femelle qui puisse être ob- tenue à moindre coût et être aisément installée sur un élément structurel, tout en étant robuste, fiable et pérenne. Le dispositif de la présente invention est une prise femelle électrique annexe desti- née à équiper un véhicule automobile, pour l'alimentation électrique occasionnelle 25 d'un appareil accessoire équipé d'une prise mâle complémentaire de connexion. Cette prise femelle comprend notamment : *) une bague de jonction de la prise femelle à l'intérieur d'un logement que comporte un élément structurel du véhicule, *) un connecteur placé en fond de la prise femelle pour l'emboîtement de cette der-30 nière sur les bornes d'un circuit électrique du véhicule, et *) un couple d'éléments conducteurs pour la liaison électrique entre des plots de connexion de la prise mâle et lesdites bornes qui leur sont affectées, dont un premier élément conducteur conformé en cylindre prolongé d'une première fiche et dont un deuxième élément conducteur conformé en platine prolongée par une deuxième fiche. Plus particulièrement, le cylindre du premier élément conducteur est destiné à coo- pérer avec un corps de la prise mâle porteur d'un premier plot de connexion, tandis que la première fiche est destinée à coopérer avec la borne correspondante du circuit électrique du véhicule. La platine du deuxième élément conducteur est destinée à être en contact axial avec un deuxième plot de connexion porté par le corps de la prise mâle, tandis que la deuxième fiche est destinée à coopérer avec la borne du circuit électrique du véhicule qui lui est affectée. Le connecteur est agencé pour isoler électriquement les éléments conducteurs l'un de l'autre, et de préférence pour procurer une liaison mécanique entre la prise femelle et les bornes. Selon la présente invention, une telle prise femelle est principalement reconnaissa- ble en ce qu'elle comporte les caractéristiques suivantes, prises isolément ou en combinaison : Le premier élément conducteur est constitué d'un corps unitaire composé d'un fût de réception de la prise mâle et d'emboîtement à l'intérieur de la bague, et d'une pre- mière languette de connexion constitutive de la première fiche. Le fût constitue avantageusement un organe d'interposition radiale entre la bague et la prise mâle, et est exploité pour réaliser une double fonction de jonction du corps unitaire sur la bague et d'agencement en cylindre du premier élément conducteur pour sa coopération avec la prise mâle. La bague et le connecteur sont intégrés dans un ensemble monobloc. L'ensemble monobloc constitue avantageusement un organe rigide d'interposition entre l'élément structurel et les bornes du circuit électrique, pour l'intégration robuste de la prise femelle sur le véhicule. En outre, lors du montage de la prise femelle sur le véhicule, son positionnement et sa liaison mécanique avec respectivement l'élément structurel et les bornes du circuit du véhicule en sont facilités. La prise femelle comprend des moyens d'assemblage entre le corps unitaire et l'ensemble monobloc. Ces moyens d'assemblage sont susceptibles d'être du type avantageux par emboîtement par l'intermédiaire d'organes d'assemblage coopérants respectivement intégrés dans le corps unitaire et l'ensemble monobloc. Plus particulièrement, la répartition des organes nécessaires à la composition de la prise femelle entre deux organes cohésifs respectivement constitués par le corps unitaire et par l'ensemble monobloc, permet d'organiser leur assemblage aisé par emboîtement au moyen d'organes d'assemblage coopérants qu'ils intègrent respectivement de construction. Il en ressort que les moyens d'assemblage sont obtenus à moindre coût et rendent les modalités d'assemblage des composants de la prise femelle rapides et aisées à mettre en oeuvre. La prise femelle proposée par l'invention est avantageusement composée d'un nombre restreint d'éléments assemblés entre eux, et notamment du corps unitaire, de l'ensemble monobloc et du deuxième élément conducteur. L'assemblage de ces éléments entre eux et le montage de la prise femelle sur l'élément structurel du véhi- cule, peuvent être réalisés par emboîtement à partir de leur structure propre, sans faire appel à des organes d'assemblage rapportés. Ces dispositions sont telles que les opérations d'assemblage de la prise femelle et de son montage sur l'élément structurel en sont simplifiées, la prise femelle étant apte à être essentiellement composée du corps unitaire et de l'ensemble monobloc, qui intègrent de construction des organes d'emboîtement pour leur assemblage l'un à l'autre et pour le montage de la prise femelle sur l'élément structurel du véhicule. Le deuxième élément conducteur peut être structurellement réduit à la platine et la deuxième fiche conjointement formées à partir d'une même feuille de métal, en étant rapporté par emboîtement sur le connecteur qui comporte un relief d'emboîtement prévu à cet effet. Ces dispositions sont aussi telles que la mise en position relative entre les bornes du circuit électrique du véhicule et les plots de la prise mâle, est aisément obtenue de manière rigoureuse à partir des moyens d'assemblage du corps unitaire et de l'ensemble monobloc l'un à l'autre. Ces moyens d'assemblage intègrent de préférence des moyens de positionnement radial et des moyens de mise en butée axiale du corps unitaire sur l'ensemble monobloc lors de leur emboî-tement l'un à l'autre, de manière à positionner les fiches en correspondance avec les bornes. La mise en relation entre la prise mâle et les bornes est obtenue à moindre coût de manière simple et aisée, avec une robustesse offerte par le caractère rigide de l'ensemble monobloc interposé entre l'élément structurel et les bornes, et avec un positionnement relatif fiable entre la prise mâle et les bornes à partir des moyens d'assemblage. L'ensemble monobloc est avantageusement apte à être formé par moulage d'un matériau plastique électriquement isolant. La décomposition proposée de la structure de la prise femelle en un corps unitaire et en un ensemble monobloc permet de réaliser la bague et le connecteur en une opération unique de moulage à moindre coût, et permet d'éviter des opérations de montage à partir de l'intégration des organes né- cessaires à leur assemblage l'un à l'autre. La mise en relation entre la prise mâle et les bornes est non seulement rendue mécaniquement robuste, mais aussi est électriquement fiabilisée en écartant tout risque de mise en relation électrique inadéquate. Les moyens d'assemblage sont avantageusement du type par emboîtement axial du corps unitaire à l'intérieur de l'ensemble ronobloc, et associent des moyens de positionnement radial et des moyens de positionnement axial du corps unitaire par rapport à l'ensemble monobloc. Les moyens de positionnement radial sont avantageusement constitués d'une pre- mière fenêtre ménagée dans le connecteur pour l'emboîtement de la première lan- guette. Cette première fenêtre est notamment radialement décalée par rapport à l'axe d'emboîtement du corps unitaire à l'intérieur de l'ensemble monobloc. Les moyens de positionnement axial du corps unitaire à l'intérieur de l'ensemble monobloc sont plus particulièrement des moyens de limitation de la course d'introduction axiale du corps unitaire vers l'intérieur de l'ensemble monobloc, qui sont accessoirement complétés par un appui axial antagoniste du corps unitaire sur l'ensemble monobloc. Selon une première forme de réalisation des moyens de positionnement axial, ceux-ci sont constitués d'un montage par clipage du corps unitaire sur l'ensemble mono-bloc entre deux appuis axiaux antagonistes. Ces appuis axiaux antagonistes sont notamment constitués par des organes cle jonction coopérants qui sont respective- ment intégrés au corps unitaire et à l'ensemble monobloc. Par exemple, le corps uni-taire prend axialement appui par son fond contre le connecteur et intègre un clip ou organe analogue de prise d'appui antagoniste contre l'ensemble monobloc, tel que contre la tranche d'une fenêtre que comporte ce dernier par exemple. Selon une deuxième forme de réalisation des moyens de positionnement axial, ceux-ci sont constitués d'un repli que comporte la première languette pour sa prise d'appui axiale contre le connecteur. Accessoirernent, le connecteur intègre un relief de réception de ce repli pour conforter son appui en fond du connecteur. 10 Selon une forme préférée de réalisation de l'ensemble monobloc, celui-ci comprend une cage formée d'un prolongement de la bague jusqu'au connecteur. Plus particulièrement, cette cage ménage un espace pour le passage de la prise mâle vers le connecteur, voire aussi enveloppe le corps unitaire pour le protéger et éviter son 15 contact électrique inopportun avec des éléments environnant la prise femelle installée sur l'élément structurel. Une telle cage est aussi susceptible d'être avantageusement exploitée pour un assemblage par emboîtement élastique (clipage) entre le corps unitaire et l'ensemble monobloc, voire aussi entre l'ensemble monobloc et l'élément structurel du véhicule. 20 La cage et/ou le corps unitaire sont de préférence élastiquement déformables sous l'effet de l'introduction du corps unitaire à l'intérieur de l'ensemble monobloc, pour un montage en emboîtement élastique étroit du corps unitaire à l'intérieur de l'ensemble monobloc. L'ensemble monobloc étant avantageusement obtenu par moulage d'une 25 matière plastique, celui-ci peut aisément intégrer divers organes annexes, notamment pour conforter sa robustesse et son guidage à l'intérieur du logement de l'élément structurel. Par exemple, la cage est avantageusement munie de raidisseurs axiaux formant en 30 outre des rampes de guidage pour l'introduction de l'ensemble monobloc à l'intérieur du logement de l'élément structurel. Le deuxième élément conducteur est rapporté par emboîtement sur le connecteur. Par exemple, une deuxième languette constitutive de la deuxième fiche est introduite5 à travers une deuxième fenêtre que comporte le connecteur, tandis que la platine est placée en fond intérieur de l'ensemble monobloc. Cette fenêtre est susceptible d'être indifféremment orientée coaxialement ou de manière radialement décalée par rapport à l'axe d'emboîtement du corps unitaire à l'intérieur de l'ensemble monobloc De préférence, l'ensemble monobloc est doté d'un détrompeur pour le positionne-ment radial de la prise femelle sur l'élément structurel et la mise en correspondance rigoureuse des languettes avec les bornes. 10 De préférence encore, l'ensemble monobloc est monté par clipage sur l'élément structurel entre deux appuis axiaux antagonistes. Ces appuis axiaux antagonistes sont notamment constitués par une prise d'appui axial de l'ensemble monobloc de part et d'autre d'une paroi de l'élément structurel comportant le logement de réception de la prise femelle. 15 Par exemple, la bague est épaulée pour son introduction et sa prise d'appui en face avant de la paroi, tandis que la cage comporte, préférentiellement au voisinage de sa zone de jonction avec la bague, des reliefs d'appuis axiaux antagonistes contre la face arrière de la paroi. Il en ressort une installation rapide, aisée, fiable et pérenne 20 de la prise femelle sur l'élément structurel du véhicule, à partir de la face avant de ce dernier. Il est aussi proposé par la présente invention des procédés d'obtention d'un premier élément conducteur constitutif d'une prise femelle. Selon un premier exemple de réalisation, le premier élément conducteur est obtenu à partir d'une opération unique d'emboutissage d'un flan métallique, pour la formation concomitante du fût, de la première languette et d'un rebord d'appui axial du corps unitaire contre le connecteur. Selon un deuxième exemple de réalisation, le premier élément conducteur est obtenu à partir d'une opération de découpage d'un feuillard ménageant orthogonalement un bandeau et une lamelle. Cette opération de découpage est suivie d'une opération de mise en forme à plat du feuillard découpé, visant à rouler le bandeau pour former 25 30 le fût et à plier sur elle-même la lamelle pour former la première languette et son repli. La présente invention sera mieux comprise, et des détails en relevant apparaîtront, à la lecture de la description qui va en être faite d'exemples de réalisation en relation avec les figures des planches annexées, dans lesquelles : La fig.1 est une illustration en perspective éclatée d'une prise femelle de la présente invention selon une première variante de réalisation. La fig.2 est une illustration en perspective d'un procédé d'obtention d'un élément conducteur constitutif de la prise femelle représentée sur la fig.1. Les fig.3 à fig.5 sont des illustrations d'une prise femelle de la présente invention selon une deuxième variante de réalisation, respectivement en perspective éclatée, en perspective assemblée et en perspective vue de bout. La fig.6 est une illustration en perspective d'un élément conducteur constitutif de la prise femelle représentée sur les fig.3 à fig.5. Sur la fig.1, et sur les fig.3 à fig.5, une prise femelle est destinée à équiper un véhicule pour l'alimentation occasionnelle en énergie électrique d'un accessoire. Un tel accessoire est communément équipé d'une prise mâle comprenant un corps cylin- drique muni d'un premier plot de connexion périphérique et d'un deuxième plot de connexion axiale. La prise femelle est destinée à être reçue à l'intérieur d'un loge-ment 1 que comporte un élément structurel 2 du véhicule, planche de bord ou analogue notamment, tel que schématisé sur la fig.1. La prise femelle est notamment destinée à procurer une liaison électrique fiable entre la prise mâle qu'elle reçoit oc- casionnellement, et des bornes d'un circuit électrique du véhicule. La prise femelle est principalement composée d'un corps unitaire 3 constitutif d'un premier élément conducteur, et d'un ensemble monobloc 4 qui est porteur du corps unitaire 3 et d'un deuxième élément conducteur 5. Le corps unitaire 3 et l'ensemble monobloc 4 sont assemblés entre eux par emboîtement à partir d'organes coopé- rants qu'ils intègrent respectivement de construction. Le deuxième élément conduc- teur 5 est par exemple constitué d'une platine 6 qui est placée en fond de l'ensemble monobloc 4 pour coopérer avec le deuxième plot de connexion axial de la prise mâle, et qui est munie d'une languette 7 qui s'étend vers une borne correspondante du circuit. Le deuxième élément conducteur 5 est avantageusement rapporté par emboîtement sur l'ensemble monobloc 4. Le corps unitaire 3 est constitué d'un fût 8 qui est prolongé par une première fiche agencée en première languette 9. Le fût 8 est apte à être interposé entre la prise mâle et l'ensemble monobloc 4 par réception axiale du corps de la prise mâle, de sorte que le corps unitaire 3 constitue un organe de liaison à la fois électrique et mécanique entre la prise mâle et la prise femelle. L'ensemble monobloc 4 est obtenu par moulage d'une matière plastique électrique-ment isolante, et intègre un connecteur 10 et une bague 11 de jonction de la prise femelle à l'intérieur du logement 1 de l'élément structurel 2. Le connecteur 10 et la bague 11 sont reliés l'un à l'autre par une cage 12 formant entretoise pour ménager un espace en vue du passage axial du corps de la prise mâle vers le connecteur 10. Cette cage 12 est rigidifiée par des raidisseurs 13 périphériques, qui constituent en outre des guides pour favoriser l'introduction de la prise femelle à l'intérieur du loge-ment 1. La bague 11 est de préférence équipée d'un détrompeur 14, visible sur la fig.1, qui est destiné à coopérer avec un relief correspondant 15 ménagé dans l'élément structurel 2. Ces dispositions visent à obtenir un positionnement radial aisé de la prise femelle sur l'élément structurel 2. L'assemblage par emboîtement entre le corps unitaire 3 et l'ensemble monobloc 4 permet leur positionnement relatif tant axial que radial, pour mettre en correspondance les languettes 7,9 avec les bornes du circuit électrique. L'ensemble monobloc 4 est apte à être interposé entre le corps unitaire 3 et le logement 1, par réception axiale du fût 8 à l'intérieur de la bague 11 et par réception de la première languette 9 à travers une première fenêtre 16 ménagée dans le connecteur 10, visible sur la fig.5. Le connecteur 10 comporte aussi une deuxième fenêtre 17 de passage à son travers de la deuxième languette 7 constitutive du deuxième élément conducteur 5. II en ressort que le corps unitaire 3 est axialement introduit et radialement positionné à l'intérieur de l'ensemble monobloc. La course d'introduction du corps unitaire 3 à l'intérieur du corps monobloc est limitée par des moyens de positionnement axial. Sur la variante de réalisation illustrée sur la fig.1, les moyens de positionnement axial sont constitués d'un repli 18 de la première languette 9, qui est destiné à être placé en butée contre le connecteur 10. En se reportant sur la fig.2, le premier élément conducteur constitué du corps unitaire 3 est formé par découpage d'une feuille de métal 19 en bandeau 20 et lamelle 21 orthogonaux. Le bandeau 20 est roulé pour former le fût 8, tandis que la lamelle 21 est repliée sur elle-même pour former la première languette 9 et son repli 18. Sur la variante de réalisation illustrée sur les fig.3 à fig.5, les moyens de positionne- ment axial sont obtenus à partir d'un montage par clipage du corps unitaire 3 sur l'ensemble monobloc 4 entre deux appuis axiaux antagonistes. L'un de ces appuis axiaux 22 est formé d'un rebord ménagé au bout distal du corps unitaire 3 et destiné à prendre appui contre le connecteur 10. L'autre appui axial 23 est formé d'une saillie que comporte le fût 8 et qui prend appui contre la tranche d'une fenêtre 24 ména- gée dans la cage 12 au voisinage de sa zone de jonction avec la bague 11. Sur la fig.6, le corps unitaire 3 est avantageusement formé par emboutissage d'un flan métallique, qui permet de former en une mêrne opération le fût 8, l'organe d'appui axial 22 et la première languette 9, voire aussi l'organe d'appui 23. L'ensemble monobloc 4 est monté par clipage sur l'élément structurel 2 après réception du corps unitaire 3, en étant immobilisé axialement entre deux appuis axiaux antagonistes. L'un de ces appuis 25 est formé par une collerette de la bague 11, tandis que l'autre appui 26 est formé de reliefs ménagés en périphérie de la cage 12, au voisinage de la collerette 25. II en ressort que la prise femelle est montée sur l'élément structurel 2 en étant positionnée radialement au moyen du détrompeur 14, et axialement en étant en prise de part et d'autre de la paroi de l'élément structurel 2 à travers laquelle est ménagé le logement 1. Revendications 1.- Prise femelle électrique annexe destinée à équiper un véhicule automobile, pour l'alimentation électrique occasionnelle d'un appareil accessoire équipé d'une prise mâle complémentaire de connexion, cette prise femelle comprenant : *) une bague (11) de jonction de la prise femelle à l'intérieur d'un logement (1) que comporte un élément structurel (2) du véhicule, *) un connecteur (10) placé en fond de la prise femelle pour l'emboîtement de cette dernière sur les bornes d'un circuit électrique du véhicule, et *) un couple d'éléments conducteurs pour la liaison électrique entre des plots de connexion de la prise mâle et lesdites bornes qui leur sont affectées, dont un premier élément conducteur conformé en cylindre prolongé d'une première fiche et dont un deuxième élément conducteur (5) conformé en platine (6) pro-longée par une deuxième fiche, caractérisée : en ce que le premier élément conducteur est constitué d'un corps unitaire (3) composé d'un fût (8) de réception de la prise mâle et d'emboîtement à l'intérieur de la bague (11), et d'une première languette (9) de connexion consti- tutive de la première fiche, en ce que la bague (11) et le connecteur (10) sont intégrés dans un ensemble monobloc (4), et en ce qu'elle comprend des moyens d'assemblage entre le corps unitaire (3) et l'ensemble monobloc (4). 2.- Prise femelle selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'ensemble monobloc (4) est formé par moulage d'un matériau plastique électriquement isolant. 3.- Prise femelle selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens d'assemblage sont avantageusement du type par emboîtement axial du corps unitaire (3) à l'intérieur de l'ensemble monobloc (4), et associent des moyens de positionnement radial et des moyens de positionnement axial du corps unitaire (3) par rapport à l'ensemble monobloc (3). 4.- Prise femelle selon la revendication 3, caractérisée en ce que les moyens de positionnement radial sont constitués d'une première fenêtre (16) ménagée dans le connecteur (10) pour l'emboîtement de la première languette (9). 5.- Prise femelle selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisée en ce que les moyens de positionnement axial sont des moyens de limitation de la course d'introduction axiale du corps unitaire (3) vers l'intérieur de l'ensemble monobloc (4), qui sont accessoirement complétés par un appui axial antago- niste (22,23) du corps unitaire (3) sur l'ensemble monobloc (4). 6.- Prise femelle selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'ensemble monobloc (4) comprend une cage (12) formée d'un prolongement de la bague (11) jusqu'au connecteur (10). 7.- Prise femelle selon la revendication 6, caractérisée en ce que la cage (12) est munie de raidisseurs (13) axiaux formant des rampes de guidage pour l'introduction de l'ensemble monobloc (4) à l'intérieur du logement (1) de l'élément structurel (2). 20 8.- Prise femelle selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le deuxième élément conducteur (5) est rapporté par emboîte-ment sur le connecteur (10), la deuxième fiche étant introduite à travers une deuxième fenêtre (17) que comporte le connecteur (10), tandis que la platine 25 (6) est placée en fond intérieur de l'ensemble monobloc (4). 9.- Prise électrique femelle selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'ensemble monobloc (4) est doté d'un détrompeur (14) pour le positionnement radial de la prise femelle sur l'élément structurel (2) 30 et la mise en correspondance des languettes (7,9) avec les bornes. 10.- Prise femelle selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'ensemble monobloc (4) est monté par clipage sur l'élément structurel (2) entre deux appuis axiaux antagonistes (25,26).15