Brevet FR2989230A1 — publié le 20131011

TITRE DE L'INVENTION CONNECTEUR DE BORD DE CARTE TRAVERSANT ET ENSEMBLE DE COM- POSANTS ARRIERE-PLAN Différentes configurations de connecteurs de bords de carte sont connues et largement disponibles pour connecter électriquement les contacts de bord d'une carte à circuit imprimé (PCB) à une autre carte ou à un composant électronique totalement différent. La conception des connecteurs de bords de carte est en constante évolution car les composants et les circuits électroniques deviennent de plus en plus sophistiqués et compacts, en particulier les dispositifs cellulaires, les appareils photos, les ordinateurs et analogue. L'utilité des connecteurs de bords de carte est également en expansion. Par exemple, les connecteurs de bords de carte ont récemment été adoptés et utilisés dans le domaine des applications à DEL (diode électroluminescente). Référence est faite, par exemple, aux demandes de brevets américains publiées sous les numéros 2010/0142204 et 2011/0019398 pour les descriptions d'un connecteur de bord de carte qui est particulièrement bien adapté pour interconnecter des cartes de composants électriques de DEL (en particulier des cartes PCB de DEL) dans une configuration bout à bout en butée. On connaît également des connecteurs de bords de carte traversants. Par exemple, la société japonaise JAE Electronics propose un connecteur de bord de carte à deux positions (la série ES3) conçu pour les dispositifs d'éclairage à DEL. Le connecteur est introduit à travers une carte de montage de DEL et connecte un bord de carte de conversion à la carte de montage. Le connecteur peut être monté par SMT sur la carte de montage de DEL. La présente invention propose un connecteur traversant plus versatile, unique en son genre, qui est particulièrement utile dans les applications d'éclairage à DEL. RESUME DE L'INVENTION Les buts et avantages de l'invention vont être exposés en partie dans la description qui suit, ou pourront être évidents à partir de la description, ou pourront être appris par la mise en oeuvre de l'invention. Selon des aspects de l'invention, on fournit un connecteur électrique qui est particulièrement bien adapté pour connecter ensemble des cartes de composants électriques, telles que des cartes à circuit imprimé (PCB), dans une configuration traversante. Bien qu'ayant une utilité particulière dans les assemblages de cartes à DEL, il doit être compris que les connecteurs traversants selon l'invention ne sont pas limités à une utilisation avec des cartes à DEL ou dans des luminaires à DEL, mais ils peuvent être utilisés dans toute application dans laquelle une connexion électrique sûre est désirée entre des composants de carte adjacents dans une configuration traversante. Selon certains aspects de l'invention, on fournit un connecteur de bord de carte traversant qui inclut un corps isolant définissant une extrémité supérieure et une portion de fiche mâle s'étendant transversalement à partir de l'extrémité supérieure. L'extrémité supérieure peut avoir une configuration ouverte ou fermée. La portion de fiche mâle a des dimensions circonférentielles extérieures de manière à s'étendre à travers un trou de montage formé en correspondance dans un premier composant électronique qui peut être, par exemple, une carte de montage de DEL. Une douille ouverte est définie dans l'extrémité de la portion de fiche mâle opposée à l'extrémité supérieure et définit une première fente ayant des dimensions respectives pour la réception d'un premier bord de carte. La douille ouverte définit également une seconde fente ayant des dimensions respectives pour la réception d'un second bord de carte ayant des dimensions différentes du premier bord de carte. Un élément de connecteur sollicité par ressort est disposé à l'intérieur de la douille ouverte par rapport aux première et seconde fentes de manière à faire contact électrique avec une borne de bord sur le bord de carte inséré dans l'une ou l'autre des première et seconde fentes. De cette manière, la carte est électriquement appariée au premier composant électrique et s'étend transversalement à partir du plan de celui-ci via le connecteur traversant. L'élément de connecteur peut faire contact électrique avec le premier composant électrique de différentes manières. Par exemple, l'élément de connecteur peut inclure un contact de borne qui s'étend transversalement à partir de l'extrémité supérieure du corps pour une fixation à une pastille de connecteur sur le premier composant électrique. Ceci peut être réalisé par un quelconque processus SMT (technologie de montage en surface) adapté. Dans un mode de réalisation particulier, le connecteur peut inclure une patte de fixation non conductrice incorporée dans le corps isolant qui s'étend à partir de l'extrémité supérieure généralement à l'opposé du contact de borne. Cette patte de fixation est fixée à une pastille sur le premier composant électrique, par exemple pendant ce même processus SMT. Il doit être compris que le connecteur peut être configuré avec un nombre quelconque de contacts de bornes. Par exemple, le connecteur peut être un connecteur à 2, 4 ou 6 contacts. Le connecteur a la polyvalence de recevoir des bords de carte différem- ment dimensionnés. Par exemple, la première fente peut avoir une dimension de largeur plus grande que la seconde fente pour recevoir un bord de carte ayant une largeur plus grande en correspondance. La première fente peut être disposée entre la seconde fente et l'élément de connecteur sollicité par ressort, l'élément de connecteur sollicité par ressort s'étendant suffisamment à travers la dimension d'épaisseur (profondeur) de la première fente de manière à venir en contact avec les bornes de bord d'un bord de carte inséré dans l'une ou l'autre des première ou seconde fentes. Dans ce mode de réalisation, des épaulements peuvent être configurés dans la douille ouverte et définir une dimension d'épaisseur de la première fente, dans lequel un bord de carte inséré dans la première fente peut être glissé le long des épaulements. Dans le même mode de réalisation, la seconde fente peut avoir une dimension d'épaisseur différente de la première fente, la seconde fente ayant des parois latérales et une base définie par une paroi de la douille ouverte. Dans un certain mode de réalisation, la seconde fente a une base définie par une paroi de la douille ouverte et un côté ouvert opposé à la base, dans lequel un bord de carte inséré dans la seconde fente s'étend à travers le côté ouvert et dans la première fente pour un contact d'appariement avec l'élément de connecteur sollicité par ressort. Dans encore d'autres modes de réalisation, la douille peut inclure des parois latérales ayant un profil étagé de sorte qu'un bord de carte inséré dans la première fente est en contact avec des parois latérales et des épaulements du corps isolant, et un bord de carte inséré dans la seconde fente est en contact avec des parois latérales et une base de la douille. Le profil étagé peut définir des dimensions d'épaisseur identiques ou différentes pour les première et seconde fentes. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Une description complète et suffisante de la présente invention, y compris le meilleur mode de celle-ci, destinée à l'homme du métier, est exposée dans la description, laquelle fait référence aux figures annexées sur lesquelles : - la figure 1 est une vue en perspective d'un mode de réalisation d'un connecteur traversant configuré avec un premier bord de carte et une carte, - la figure 2 est une vue en perspective du mode de réalisation d'un connecteur traversant configuré avec un second bord de carte et une carte, - la figure 3 est une vue en variante en perspective d'un connecteur 30 traversant à six contacts, configuré avec un bord de carte et une carte, - la figure 4 est une vue en variante en perspective d'un connecteur traversant à deux contacts, configuré avec un bord de carte et une carte, - la figure 5 est une vue de côté d'un mode de réalisation d'un connecteur traversant configuré avec un premier bord de carte et une carte, 35 - la figure 6 est une vue de côté du mode de réalisation d'un connecteur traversant de la figure 5 configuré avec un second bord de carte et une carte, - la figure 7 est une vue de dessus d'un mode de réalisation d'un connecteur traversant, - la figure 8 est une vue d'extrémité d'un mode de réalisation d'un connecteur traversant, - la figure 9 est une vue avec découpe d'un mode de réalisation d'un connecteur traversant, et - la figure 10 est une vue de dessus d'un composant électrique avec un trou traversant et des pastilles de fixation. DESCRIPTION DETAILLEE Référence va maintenant être faite à des modes de réalisation détaillés de l'invention, dont des exemples sont représentés sur les dessins. Les différents modes de réalisation sont présentés ici pour expliquer des aspects de l'invention, et ne doivent pas être interprétés comme une limitation de l'invention. Par exemple, des caractéristiques représentées ou décrites en rapport avec un mode de réalisation peuvent être utilisées avec un autre mode de réalisation pour encore produire un mode de réalisation supplé- mentaire. Il est prévu que la présente invention inclut ces modifications et variantes, ainsi que d'autres, qui entrent dans la portée et l'esprit de l'invention. En se reportant aux figures 1 à 4 en général, un mode de réalisation 10 d'un connecteur de bord de carte traversant est représenté. Comme mentionné, bien que le connecteur 10 ait une utilité particulière pour interconnecter des composants dans un ensemble d'éclairage à DEL ou un luminaire à DEL, le connecteur 10 n'est pas limité à cette utilisation et peut être utilisé dans toute application dans laquelle une connexion électrique sûre est désirée entre des composants de carte adjacents dans une configuration traversante. Le connecteur 10 inclut un corps isolant 12 qui peut prendre différentes formes et tailles. Le corps 12 est généralement formé d'un quelconque matériau isolant adapté, comme le nylon-46. D'autres matériaux isolants sont bien connus de l'homme du métier et peuvent être utilisés dans les composants du connecteur 10 de la présente invention. Le corps isolant 12 définit une extrémité supérieure 14 et une portion de fiche mâle 16 qui s'étend généralement transversalement à partir du plan de l'extrémité supérieure 14, comme représenté en particulier sur les figures 1 à 4. L'extrémité supé- rieure 14 peut avoir une configuration ouverte ou une configuration fermée (comme représenté sur les figures). La portion de fiche mâle 16 a une dimension circonférentielle extérieure de manière à glisser à travers un trou de montage 55 (figure 10) dans un premier composant électronique 52 dans lequel le connecteur 10 est engagé. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures, la portion de fiche mâle 16 a une forme circonférentielle généralement à plusieurs côtés, telle qu'une forme carrée ou rectangulaire. Il faut noter que cette forme peut varier tout en restant dans la portée et l'esprit de l'invention de manière à s'engager dans un trou de montage 55 quelconque formé de manière correspondante dans un composant électrique 52. Dans les différents modes de réalisation représentés sur les figures, le composant électrique 52 apparié avec le connecteur 10 est un composant de carte 54, tel qu'une carte à circuit imprimé (PCB) qui contient des pastilles de contact 56 pour un montage avec des contacts de bornes 38 du connecteur 10, tel que décrit plus en détail ci-dessous. Cependant, il doit être compris que l'invention n'est pas limitée à un quelconque type particulier ou une quelconque configuration particulière du composant électrique 52 auquel les connecteurs 10 s'apparient, et que la représentation d'une carte 54 est unique- ment donnée à des fins d'illustration. En se reportant encore aux figures 1 à 4, le corps isolant 12 inclut une douille ouverte 18 définie dans l'extrémité de la portion de fiche mâle 16 qui est opposée à l'extrémité supérieure 14. En d'autres termes, la douille ouverte s'étend longitudinalement dans la portion de fiche mâle 16 et est recouverte ou scellée par l'extrémité supérieure 14 de l'élément de corps 12. Comme il sera décrit plus en détail ci-dessous en ce qui concerne la figure 8, la douille ouverte 18 inclut une première fente 20 ayant des dimensions pour la réception d'un premier bord de carte 60 (figure 1) et une seconde fente 26 ayant des dimensions configurées pour la réception d'un second bord de carte 70 (figure 2). Le second bord de carte 70 a des dimensions qui sont différentes des dimen- sions du premier bord de carte 60. En se reportant aux figures 1 et 2, des cartes 62 (figure 1) et 72 (figure 2) incluent des contacts de bornes 64, 74 respectifs à une partie de bord 60, 70. Le connecteur traversant 10 de la présente invention est configuré pour apparier électriquement ces contacts de bornes 64, 74 avec les pastilles de connecteur 56 sur la surface du premier composant électrique 52 (c'est-à-dire la carte à circuit 54) de sorte que les cartes 62, 72 sont montées sur la carte 54 dans une orientation généralement transversale à l'intérieur de la circonférence ou des dimensions extérieures de la carte 54. En d'autres termes, les cartes 62, 72 n'ont pas besoin d'être montés sur les bords de la carte 54, mais peuvent s'étendre à travers la carte 54 pour se connecter à toute configuration ou empreinte de pastilles de connecteur 56 à tout emplacement dans les limites de la carte 54. En se référant en particulier à la figure 9, un élément de connecteur sollicité par ressort 36 est configuré dans le corps isolant 12 et a une extrémité de borne définissant le contact 38 qui se connecte aux pastilles de connecteur 56 sur la carte 54. L'élément de connecteur 36 est configuré avec une tête rappelée par ressort 40 à l'inté- rieur d'un évidement 35 défini dans le corps 12. La tête 40 peut être définie par une portion d'élément de bande généralement en forme de U de l'élément de connecteur 36, l'autre branche de l'élément de bande définissant le contact de borne 38, comme représenté en particulier sur la figure 9. L'élément de connecteur 36 peut être emmanché à force dans l'évidement 35 et venir en contact avec une quelconque structure adaptée dans le corps isolant pour retenir fixement en position l'élément de connecteur 36. De plus, l'élément de connecteur 36 peut être moulé dans le corps 12, ou être retenu par tout moyen mécanique. Dans le mode de réalisation des figures 1 et 2, deux des éléments de connecteur 36 sont configurés avec le connecteur 10, alors que dans le mode de réalisation de la figure 3, six des éléments de connecteur 36 sont configurés à l'intérieur du connecteur 10. Il doit être bien compris qu'un nombre quelconque des éléments de connecteur 36 peut être configuré dans le corps 12 en fonction de l'empreinte de contact désirée (c'est-à-dire un contact à deux pistes, à trois pistes, à quatre pistes et ainsi de suite). Chacun de ces éléments de connecteur 36 peut être configuré et espacé le long de la douille ouverte 18 et de l'extrémité supérieure 14 du corps 12 selon la manière représentée sur la figure 9. La figure 10 représente un mode de réalisation d'un composant élec- trique 52 ayant une configuration de pastille de contact à deux pistes dans laquelle deux pastilles de connecteur 56 sont espacées le long d'un bord du trou traversant 55. La configuration du connecteur 10 des figures 1, 2 et 4 serait adaptée pour ce type de configuration d'empreinte de composant. Il faut comprendre que la connexion électrique des contacts de bornes 38 des éléments de connecteur 36 respectifs peut être établie avec les pastilles de connec- teur 56 du composant électronique 52 par tout moyen adapté. Le connecteur 10 est particulièrement adapté pour des processus SMT (technologie de montage en surface) dans lesquels les connexions sont établies par toute manière de processus SMT connu. Il doit également être bien compris que les éléments de connecteur 36 décrits ici ne sont pas limités à un quelconque matériau de construction particulier. Dans un mode de réalisation souhaitable, les différents éléments de connecteur 36 peuvent être, par exemple, un alliage de cuivre avec placage sélectif d'or sur du nickel sur les queues de contact. Les supports de montage en surface peuvent être, par exemple, un alliage de cuivre étamé. Pour ce qui concerne les figures en général, le corps isolant 12 peut également inclure des pattes de fixation non conductrices 42 incorporées dans le corps isolant 12 de manière à s'étendre généralement transversalement à partir de l'extrémité supérieure 14 du connecteur 10 généralement à l'opposé des contacts de bornes 38. Comme on peut le voir en particulier sur la figure 9, ces pattes de fixation 42 sont incorporées dans le matériau de corps isolant et ne sont pas en contact avec les contacts de bornes 64, 74 des bords de carte 60, 70. Ces pattes de fixation 42 sont pliées au-dessus de l'extrémité supérieure 14 du corps isolant et s'étendent généralement vers l'extérieur à partir du corps, comme le font les contacts de bornes 38, et servent de caractéristique de fixation de montage SMT pour fixer les pastilles 58 également prévues sur la carte 54, comme on le voit en particulier sur les figures 1 et 2. Ainsi, l'élément de connecteur 10 peut être bloqué et fixé par rapport à la carte 52 pendant le même processus SMT au cours duquel les contacts de bornes 38 sont électriquement appariés aux pastilles de connecteur 56 de la carte 54. En se référant aux figures 7 et 8 en particulier, un mode de réalisation illustrant les aspects dimensionnels de la première fente 20 et de la seconde fente 26 dans la douille ouverte 18 du corps 12 est représenté. Comme on peut le voir à partir de la figure 8, la première fente 20 est disposée au voisinage des têtes sollicitées par ressort 40 des éléments de connecteur 36. La seconde fente 26 est adjacente à la première fente 20 et les fentes partagent un côté ouvert commun qui s'étend entre des épaulements 32 définis dans le corps 12. Dans ce mode de réalisation particulier, la première fente 20 a une dimension de largeur 22 plus grande en comparaison avec la dimension de largeur 28 de la seconde fente 26. Ainsi, la première fente 20 peut recevoir un bord de carte 60 (figure 1) ayant une dimension de largeur 66 plus grande en comparaison avec un second bord de carte 70 (figure 2) ayant la dimension de largeur 76. Lorsque le bord de carte 60 est inséré dans la première fente 20, le bord de carte glisse le long des épaulements 32 et des parois latérales 44 du corps isolant 12 qui définissent de plus les dimensions de la première fente 20. En se référant à la figure 8, la tête sollicitée par ressort 40 de l'élément de connecteur 36 s'étend dans la première fente 20 et est ainsi en contact avec les contacts de bornes 64 sur le bord de carte 60. En se référant aux figures 2 et 8, la seconde fente 26 a une dimension de largeur 28 réduite par rapport à la première fente 20 et est définie entre des parois latérales 48 et une base 34. Un bord de carte 70 ayant une largeur 76 réduite peut être glissé dans cette fente 26 le long de la base 34 et entre les parois latérales 48. Le bord de carte 70 a une épaisseur 78 qui est plus grande que la hauteur 30 des parois latérales 48. Ainsi, une portion du bord de carte 70 s'étend réellement à travers le côté ouvert de la fente et dans la première fente 20 de sorte que les contacts de bornes 74 sont en contact avec la tête de contact rappelée par ressort 40. La figure 5 est une vue latérale d'un mode de réalisation d'un connecteur traversant 10 selon des aspects de l'invention avec un premier bord de carte 60 ayant une épaisseur 68 inséré dans l'extrémité de douille ouverte du corps 12. De manière similaire, la figure 6 est une vue latérale du même connecteur 10 ayant un bord de carte 70 différent avec une plus grande épaisseur 78 inséré dans l'extrémité de douille ouverte du corps 12. En se référant à la figure 8 en particulier, il doit être compris que la hauteur ou l'épaisseur 30 de la seconde fente 26 est fonction de l'épaisseur 78 (figure 6) du bord de carte 70 prévu et, de ce fait, l'épaisseur 30 peut être identique, inférieure ou supérieure à l'épaisseur 24 de la première fente 20. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 8, l'épaisseur 30 est inférieure à l'épaisseur 24 de la première fente 20, mais du fait du profil étagé des parois latérales 44, 48, un bord de carte 70 ayant une épaisseur globale 78 plus grande peut être inséré dans la douille 18 de sorte que le bord de carte 70 glisse le long de la base 34 mais s'étend à travers le côté ouvert de la seconde fente 26 et dans la première fente 20 de manière à venir en contact avec les premières têtes de contact sollicitées par ressort 40. Il doit être bien compris par l'homme du métier que différentes modifications et variantes peuvent être apportées à la présente invention sans sortir de l'esprit et de la portée de l'invention telle qu'exposée dans les revendications et leurs équivalents. 10 REVENDICATIONS1. Connecteur de bord de carte traversant, comprenant : un corps isolant définissant une extrémité supérieure et une portion de fiche mâle s'étendant transversalement à partir de ladite extrémité supérieure, ladite 5 portion de fiche mâle ayant des dimensions circonférentielles extérieures de manière à s'étendre à travers un trou de montage dans un premier composant électronique ; une douille ouverte définie dans une extrémité de ladite portion de fiche mâle opposée à ladite extrémité supérieure ; ladite douille ouverte définissant une première fente ayant des premières 10 dimensions pour la réception d'un premier bord de carte ; ladite douille ouverte définissant une seconde fente ayant des secondes dimensions pour la réception d'un second bord de carte ayant des dimensions différentes du premier bord de carte ; et un élément de connecteur sollicité par ressort à l'intérieur de ladite douille 15 ouverte et configuré pour faire contact électrique avec une borne de bord de l'un ou l'autre d'un premier et d'un second bord de carte inséré dans l'une ou l'autre desdites première et seconde fentes. 2. Connecteur selon la revendication 1, dans lequel ledit élément de connecteur comprend un contact de borne s'étendant transversalement à partir de ladite 20 extrémité supérieure pour un montage sur une pastille de connecteur sur le premier composant électrique. 3. Connecteur selon la revendication 2, comprenant en outre une patte de fixation non conductrice incorporée dans ledit corps isolant et s'étendant à partir de ladite extrémité supérieure généralement à l'opposé dudit contact de borne pour une fixation à 25 une pastille sur le premier composant électrique. 4. Connecteur selon la revendication 3, dans lequel ledit contact de borne et ladite patte de fixation sont configurés pour un montage en surface sur le premier composant électrique. 5. Connecteur selon la revendication 4, comprenant une pluralité desdits 30 contacts de bornes et pattes de fixation configurés dans ledit corps isolant. 6. Connecteur selon la revendication 1, dans lequel ladite première fente a une dimension de largeur plus grande que ladite seconde fente. 7. Connecteur selon la revendication 6, dans lequel ladite première fente est entre ladite seconde fente et ledit élément de connecteur sollicité par ressort, ledit 35 élément de connecteur sollicité par ressort s'étendant suffisamment à travers une dimension d'épaisseur de ladite première fente de manière à venir en contact avec les bornes de bord d'un bord de carte inséré dans ladite seconde fente. 8. Connecteur selon la revendication 7, comprenant des épaulements dans ladite douille ouverte, dans lequel un bord de carte inséré dans ladite première fente peut être glissé le long desdits épaulements. 9. Connecteur selon la revendication 8, dans lequel ladite seconde fente a une dimension d'épaisseur différente de ladite première fente, ladite seconde fente ayant des parois latérales et une base définie par une paroi de ladite douille ouverte. 10. Connecteur selon la revendication 9, dans lequel ladite seconde fente a un côté ouvert opposé à ladite base, dans lequel un bord de carte inséré dans ladite seconde fente s'étend dans ladite première fente pour un contact d'appariement avec ledit élément de connecteur sollicité par ressort. 11. Connecteur selon la revendication 7, dans lequel ladite douille comprend des parois latérales ayant un profil étagé de sorte qu'un bord de carte inséré dans ladite première fente est en contact avec des parois latérales et des épaulements de ladite douille, et un bord de carte inséré dans ladite seconde fente est en contact avec des parois latérales et une base de ladite douille. 12. Connecteur selon la revendication 11, dans lequel lesdites première et seconde fentes ont des dimensions d'épaisseur différentes.