Brevet FR3151434A1 — publié le 20250124

La présente invention a pour objet un connecteur femelle (10) prévu pour être monté sur une plaque à circuit imprimé (12), comportant une cage (14) qui s’étend suivant une direction axiale de connexion (A1), ladite cage (14) comportant : - un élément de paroi axiale (18) périphérique, - une ouverture (20) de forme allongée, - une semelle (22) prévue pour être soudée sur la plaque à circuit imprimé (12) et pour assurer le raccordement électrique avec la plaque à circuit imprimé (12), - au moins une fenêtre (28), - au moins un organe de contact électrique (30). L’organe de contact électrique (30) est relié au bord de la fenêtre (28) par une portion de liaison (34) dont la dimension longitudinale est inférieure à la dimension longitudinale totale de l’organe de contact électrique (30), de manière à accentuer la flexibilité de l’organe de contact électrique (30). Figure pour l'abrégé : figure 1. Connecteur femelle muni d’un organe de contact flexible Domaine technique de l’invention La présente invention concerne un connecteur femelle. L’invention concerne plus particulièrement un connecteur femelle prévu pour être soudé sur une plaque à circuit imprimé. Arrière-plan technique On connaît déjà des connecteurs femelles qui sont prévus pour être soudés sur une plaque à circuit imprimé. En particulier, on connaît des connecteurs femelles du type CMS, c’est-à-dire Composant Monté en Surface, ou SMD pour « Surface Mounted Device » en anglais, qui comportent une semelle permettant une soudure par brasage avec de l’étain. On s’intéresse ici en particulier à des connecteurs femelles comportant une cage de forme allongée pour permettre l’insertion d’un connecteur mâle en forme de lame plate. La cage est munie d’organes de contact électrique qui possèdent une certaine flexibilité leur permettant d’être en appui transversal contre les faces du connecteur mâle lors de son insertion dans la cage. Les solutions actuelles ne permettent pas toujours d’obtenir un contact électrique de qualité entre les organes de contact électrique et le connecteur mâle. De plus, lors des opérations de connexion par insertion du connecteur mâle, il arrive que les sollicitations mécaniques en torsion ou en flexion sur le connecteur femelle provoquent des déformations de la cage jusqu’à altérer la soudure. Il existe donc un besoin pour une solution qui permettrait d’améliorer le contact électrique et sa fiabilité, et ainsi permettre de passer des ampérages relativement importants par ce connecteur femelle. L’invention propose un connecteur femelle prévu pour être monté sur une plaque à circuit imprimé, comportant une cage qui s’étend suivant une direction axiale de connexion, ladite cage comportant : - un élément de paroi axiale périphérique, - une ouverture de forme allongée qui s’étend suivant une direction longitudinale et qui est apte à permettre l’insertion d’un connecteur mâle plat, - une semelle, agencée du côté opposé à l’ouverture, prévue pour être soudée sur la plaque à circuit imprimé et pour assurer le raccordement électrique avec la plaque à circuit imprimé, - au moins une fenêtre aménagée dans une face longitudinale de l’élément de paroi axiale périphérique, - au moins un organe de contact électrique qui s’étend depuis un bord de la fenêtre vers l’intérieur de la cage, caractérisé en ce que l’organe de contact électrique est relié au bord de la fenêtre par une portion de liaison dont la dimension longitudinale est inférieure à la dimension longitudinale totale de l’organe de contact électrique, de manière à accentuer la flexibilité de l’organe de contact électrique. Selon d’autres caractéristiques de l’invention : - l’organe de contact électrique comporte une portion intermédiaire dont la dimension longitudinale décroit vers la portion de liaison ; - la portion intermédiaire a globalement une forme trapézoïdale ; - l’organe de contact électrique comporte plusieurs languettes de contact électrique sensiblement parallèles qui, en l’absence de connecteur mâle, sont inclinées depuis la portion intermédiaire vers l’intérieur de la cage ; - l’organe de contact électrique comporte au moins trois languettes de contact électrique ; - l’organe de contact électrique est réalisé d’une seule pièce avec l’élément de paroi axiale de la cage ; - la cage comporte une fenêtre aménagée dans chaque face longitudinale de l’élément de paroi axiale périphérique, et chaque fenêtre comporte un organe de contact électrique ; - le connecteur femelle est réalisé d’une seule pièce par découpage, pliage, emboutissage dans une tôle métallique. Brève description des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : est une vue en perspective qui représente schématiquement un connecteur femelle selon l’invention ; est une vue en perspective avec une coupe axiale transversale qui représente le connecteur femelle de la selon un angle de vue différent et avec un connecteur mâle inséré dans le connecteur femelle ; est une vue de côté qui représente le connecteur femelle de la ; est une vue de dessus qui représente le connecteur femelle de la . Description détaillée de l'invention Pour la description de l'invention et la compréhension des revendications, on adoptera à titre non limitatif et sans référence limitative à la gravité terrestre les orientations verticale, longitudinale et transversale selon le repère V, L, T indiqué aux figures dont les axes longitudinal L et transversal T s’étendent dans un plan horizontal. Par convention, l’axe longitudinal L est orienté de l’arrière vers l’avant. Dans la description qui va suivre, des éléments identiques, similaires ou analogues seront désignés par les mêmes chiffres de référence. Les figures 1 à 4 illustrent un mode de réalisation d’un connecteur femelle 10 selon l’invention. Sur les figures 1 et 2, on a représenté schématiquement une plaque à circuit imprimé 12 afin de montrer le positionnement du connecteur femelle 10 lorsqu’il est soudé par brasage à l’étain sur la face supérieure de la plaque à circuit imprimé 12. Le connecteur femelle 10 comporte une cage 14 qui s’étend suivant une direction axiale de connexion A1, ce qui correspond à la direction d’insertion d’un connecteur mâle 16 représenté sur la . Dans la suite de la description, on utilisera à titre non limitatif une orientation axiale verticale suivant la direction axiale de connexion A1, le connecteur mâle 16 étant ici prévu pour être inséré axialement du haut vers le bas. La cage 14 comporte un élément de paroi axiale 18 périphérique qui délimite, ici à son extrémité axiale supérieure, une ouverture 20 de forme allongée qui s’étend suivant une direction longitudinale et qui est apte à permettre l’insertion du connecteur mâle 16. On note que le connecteur mâle 16 est ici un connecteur plat, c’est-à-dire formé d’une lame, par exemple en cuivre, amincie à son extrémité libre inférieure pour faciliter son insertion dans le connecteur femelle 10. La cage 14 comporte, à son extrémité axiale inférieure une semelle 22 qui repose sur la plaque à circuit imprimé 12, ou du moins qui est ici soudée sur la plaque à circuit imprimé 12. L’étain qui forme la soudure n’a pas été représenté ici. La semelle 22 est agencée du côté opposé à l’ouverture 20 et elle est prévue pour assurer le raccordement électrique du connecteur femelle 10 avec la plaque à circuit imprimé 12. La cage 14 comporte, ici dans chaque face longitudinale 24, 26 de l’élément de paroi axiale 18, une fenêtre 28 de forme globalement rectangulaire. Un organe de contact électrique 30 s’étend depuis le bord longitudinal supérieur 32 de la fenêtre 28 vers l’intérieur de la cage 14. L’organe de contact électrique 30 est relié au bord de la fenêtre 28 par une portion de liaison 34 dont la dimension longitudinale est inférieure à la dimension longitudinale totale de l’organe de contact électrique 30. L’organe de contact électrique 30 comporte une portion intermédiaire 36 dont la dimension longitudinale décroit vers la portion de liaison 34. Ici la portion intermédiaire 36 a globalement une forme trapézoïdale dont le sommet correspond à la portion de liaison 34. Avantageusement, l’organe de contact électrique 30 comporte plusieurs languettes de contact électrique 38 sensiblement parallèles qui, en l’absence de connecteur mâle 16, sont inclinées depuis la portion intermédiaire 36 vers l’intérieur de la cage 14. Dans le mode de réalisation représenté, chaque organe de contact électrique 30 comporte trois languettes de contact électrique 38. Chaque languette de contact électrique 38 est ici recourbée, vers l’extérieur, à son extrémité libre, pour former une portion de contact 40 apte à venir en contact avec le connecteur mâle 16. De plus, la portion de contact 40 comporte, du côté du connecteur mâle 16, un bossage de contact 42 de forme globalement hémisphérique. Avantageusement, chaque organe de contact électrique 30 est réalisé venu de matière, c’est-à-dire d’une seule pièce, avec l’élément de paroi axiale 18 de la cage 14. On décrit maintenant plus en détail la semelle 22. Celle-ci comporte plusieurs broches 44, de préférence trois broches 44, qui s’étendent sur chaque bord longitudinal inférieur 46 de la cage 14. Chaque broche 44 comporte ici deux palettes 48 qui sont agencées à l’extrémité d’une branche de liaison 50. La branche de liaison 50 est recourbée depuis le bord longitudinal inférieur 46 de la cage 14 et elle se prolonge, dans un plan transversal longitudinal, par les palettes 48. De préférence, chaque palette 48 est globalement de forme plate et rectangulaire, de même épaisseur que la branche de liaison 50 et que l’élément de paroi axiale 18. Les deux palettes 48 délimitent entre elles un espace intercalaire 52 globalement de forme rectangulaire. Les broches 44 et leurs palettes 478 sont orientées à l’opposé les unes des autres, c’est-à-dire vers l’extérieur de la cage 14 Avantageusement, les broches 44 sont réalisées venues de matière, c’est à dire d’une seule pièce, avec l’élément de paroi axiale 18 de la cage 14. Avantageusement, les bords longitudinaux de l’ouverture 20 sont pourvus chacun d’au moins un élément de centrage 54. Selon l’exemple représenté, la cage 14 comporte quatre éléments de centrage 54 qui sont agencés deux à deux en vis-à-vis de manière à assurer un centrage transversal du connecteur mâle 16 lors de son insertion dans la cage 14. Chaque élément de centrage se présente ici sous la forme d’une patte 56 recourbée depuis le bord longitudinal associé de l’ouverture 20 vers l’intérieur de la cage 14. Chaque patte 56 a ici globalement une forme rectangulaire plate, de même épaisseur que l’élément de paroi axiale 18. Chaque patte 56 est ici inclinée d’un angle compris entre 35 et 55 degrés, de préférence d’un angle proche de 45 degrés, par rapport à l’élément de paroi axiale 18 associé. Avantageusement, les éléments de centrage 54 sont réalisés venus de matière, c’est-à-dire d’une seule pièce, avec l’élément de paroi axiale 18 associé. Avantageusement, le connecteur femelle 10 est réalisé d’une seule pièce par découpage, pliage, emboutissage, dans une tôle métallique. Le connecteur femelle 10 selon l’invention permet de faciliter un assemblage sur la plaque à circuit imprimé 12 par un procédé compatible CMS. La structure particulière de la semelle 22 assure un meilleur centrage du connecteur femelle 10 sur son emplacement en facilitant la remontée par capillarité du ménisque formé par la couche d’étain autour des palettes. En particulier, la structure particulière de la semelle 22, notamment la présence des espaces intercalaires 52 entre les palettes 48, mais aussi entre les broches 44, permet d’augmenter la surface mouillée et le nombre de rebords par lesquels le ménisque remonte par capillarité. Plus la quantité d’étain utilisé est importante, plus l’effort de recentrage est important lors du positionnement du connecteur femelle 10 sur la plaque à circuit imprimé 12. Lors de l’insertion du connecteur mâle 16 dans la cage 14, les pattes 56 permettent de guider le connecteur mâle 16 et d’assurer un positionnement précis dès le passage dans l’ouverture 20 de la cage 14. En particulier, les pattes 56 retiennent transversalement le connecteur mâle 16 pour qu’il reste centré transversalement dans la cage 14. Les pattes 56 assurent le centrage dans la partie haute de la cage 14. Dans la partie basse, le connecteur mâle 16 vient en contact avec les languettes de contact électrique 38 des organes de contact électrique 30 qui agissent comme des pinces. En effet, dans leur position de repos, c’est-à-dire avant l’insertion du connecteur mâle 16, les languettes de contact électrique 38 sont inclinées vers l’intérieur de la cage 14 et forment un espace transversal entre elles d’une épaisseur inférieure à l’épaisseur du connecteur mâle 16. Ainsi, en pénétrant dans la cage 14, le connecteur mâle 16 vient repousser les languettes de contact électrique 38 vers l’extérieur. Les organes de contact électrique 30 sont donc sollicités vers le connecteur mâle 16 par déformation élastique. Grâce à la portion de liaison 34, la flexibilité des organes de contact électrique 30 est améliorée. En particulier, la zone dédiée à la déformation élastique est localisée plus précisément ce qui permet de mieux contrôler la force de rappel élastique des organes de contact électrique 30. De plus, cela permet de s’assurer que, lors de l’insertion du connecteur mâle 16, les sollicitations mécaniques en torsion ou flexion sur le connecteur femelle 10 seront minimisées et absorbées par la flexion des organes de contact électrique 30. LEGENDE 10 : connecteur femelle 12 : plaque à circuit imprimé 14 : cage 16 : connecteur mâle 18 : élément de paroi axiale 20 : ouverture 22 : semelle 24, 26 : faces longitudinales 28 : fenêtre 30 : organe de contact électrique 32 : bord longitudinal supérieur 34 : portion de liaison 36 : portion intermédiaire 38 : languette de contact électrique 40 : portion de contact 42 : bossage de contact 44 : broche 46 : bord longitudinal inférieur 48 : palette 50 : branche de liaison 52 : espace intercalaire 54 : élément de centrage 56 : patte A1 : axe de connexion Connecteur femelle (10) prévu pour être monté sur une plaque à circuit imprimé (12), comportant une cage (14) qui s’étend suivant une direction axiale de connexion (A1), ladite cage (14) comportant : - un élément de paroi axiale (18) périphérique, - une ouverture (20) de forme allongée qui s’étend suivant une direction longitudinale et qui est apte à permettre l’insertion d’un connecteur mâle (16) plat, - une semelle (22), agencée du côté opposé à l’ouverture (20), prévue pour être soudée sur la plaque à circuit imprimé (12) et pour assurer le raccordement électrique avec la plaque à circuit imprimé (12), - au moins une fenêtre (28) aménagée dans une face longitudinale (24, 26) de l’élément de paroi axiale (18) périphérique, - au moins un organe de contact électrique (30) qui s’étend depuis un bord (32) de la fenêtre (28) vers l’intérieur de la cage (14), caractérisé en ce que l’organe de contact électrique (30) est relié au bord de la fenêtre (28) par une portion de liaison (34) dont la dimension longitudinale est inférieure à la dimension longitudinale totale de l’organe de contact électrique (30), de manière à accentuer la flexibilité de l’organe de contact électrique (30). Connecteur femelle (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’organe de contact électrique (30) comporte une portion intermédiaire (36) dont la dimension longitudinale décroit vers la portion de liaison (34). Connecteur femelle (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la portion intermédiaire (36) a globalement une forme trapézoïdale. Connecteur femelle (10) selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que l’organe de contact électrique (30) comporte plusieurs languettes de contact électrique (38) sensiblement parallèles qui, en l’absence de connecteur mâle (16), sont inclinées depuis la portion intermédiaire (36) vers l’intérieur de la cage (14). Connecteur femelle (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’organe de contact électrique (30) comporte au moins trois languettes de contact électrique (38). Connecteur femelle (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’organe de contact électrique (30) est réalisé d’une seule pièce avec l’élément de paroi axiale (18) de la cage (14). Connecteur femelle (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la cage (14) comporte une fenêtre (28) aménagée dans chaque face longitudinale (24, 26) de l’élément de paroi axiale (18) périphérique, et chaque fenêtre (28) comporte un organe de contact électrique (30). Connecteur femelle (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il est réalisé d’une seule pièce par découpage, pliage, emboutissage dans une tôle métallique.