EP2846412B1 - Connecteur électrique à effort d'insertion réduit - Google Patents

Connecteur électrique à effort d'insertion réduit Download PDF

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EP2846412B1
EP2846412B1 EP14181786.6A EP14181786A EP2846412B1 EP 2846412 B1 EP2846412 B1 EP 2846412B1 EP 14181786 A EP14181786 A EP 14181786A EP 2846412 B1 EP2846412 B1 EP 2846412B1
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EP
European Patent Office
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contact
plug
base
longitudinal direction
electric connectors
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EP14181786.6A
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Patrice Retho
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Hypertac SA
Original Assignee
Hypertac SA
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Publication date
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    • H01R13/46—Bases; Cases

Definitions

  • the present invention relates to a set of electrical connectors according to the preamble of claim 1.
  • a contact member consisting of a conductive wire fabric disposed around the longitudinal direction, on the plug or in a housing of the base.
  • the fabric defines a large number of contact points in the position inserted between the base and the plug.
  • US-2002/107555 discloses a header assembly that can be attached to a medical device, such as a pacemaker, for the purpose of connecting its output terminals to a conductor.
  • DE-A-3119218 describes a multi-pin electrical connector.
  • US-2013/110204 discloses an implantable pulse generator.
  • the pulse generator may comprise one or more spring contacts having for example a triangular shape.
  • An object of the invention is to provide a set of connectors simpler to implement, while remaining simple to manufacture.
  • the subject of the invention is a set of electrical connectors according to claim 1
  • the set of electrical connectors comprises one or more of the characteristics corresponding to claims 2 to 9.
  • the set of electrical connectors 1 comprises a socket 3 intended to be connected to a first electrical circuit (not shown), and a clean male plug 5 to be plugged into the base 1 in a longitudinal direction L, the plug 5 being intended to be connected to a second electrical circuit (not shown).
  • the set of electrical connectors 1 also comprises a contact member 7.
  • the base 3 has for example a general shape of socket.
  • the base 3 is made of a copper alloy, for example brass.
  • the base 3 advantageously has axial symmetry about the longitudinal direction L.
  • the base 3 defines a housing 9 to receive the plug 5.
  • the base 3 advantageously comprises external claws 11 intended to allow its attachment in a frame (not shown). According to a variant not shown, the base 3 is fixed on said frame with a clip.
  • the base 3 comprises a recess 13 receiving the contact member 7.
  • the base 3 has an inner contact surface 15 located axially at the bottom of the recess 13.
  • the housing 9 extends longitudinally over a length L1 for example between 0.1 and 0.5 mm.
  • the housing 9 has a shape adapted to cooperate with the plug 5 by plugging in the longitudinal direction L.
  • pluging means inserting the plug 5 into the base 3 in order to make electrical contact between these two elements.
  • the recess 13 has a length L2 in the longitudinal direction L representing a fraction of the length L1, for example about one third.
  • the recess 13 is cylindrical about the longitudinal direction L.
  • the plug 5 is shown away from the base 3, in an unplugged position.
  • the plug 5 has a generally cylindrical shape.
  • the plug 5 has an outer contact surface 19
  • the interstitial space 17 is annular around the longitudinal direction L.
  • the interstitial space 17 extends between the internal contact surface 15 of the base 3 and the outer contact surface 19 of the plug 5.
  • the interstitial space 17 has, for example, a rectangular cross-section along radial section planes P ( figure 1 ).
  • the inner contact surface 15 of the base 3 defines an outer diameter DE of the interstitial space 17, advantageously between 0.9 and 2 mm, for example between 1.0 and 1.3 mm.
  • the outer contact surface 19 of the plug 5 defines an inner diameter DI of the interstitial space 17, advantageously between 0.3 and 0.7 mm, for example between 0.4 and 0.5 mm.
  • the DI / DE ratio is less than or equal to 0.6, for example less than or equal to 0.5.
  • the contact member 7 consists of a wire folded on itself to form turns 21, 23 around the longitudinal direction L.
  • the contact member 7 comprises a number of turns less than or equal to five, preferably less than or equal to two. In the example shown, the contact member 7 comprises two turns 21 and 23.
  • the metal wire which is constituted by the contact member 7 is for example cylindrical.
  • the metal wire comprises at least 90% by weight of an alloy consisting of copper and beryllium.
  • the wire is covered with a layer comprising at least 90% by weight of one of gold and an alloy of gold and nickel.
  • the wire has a wire diameter DF ( figure 3 ) advantageously between 0.05 and 0.2 mm, for example between 0.9 and 0.12 mm.
  • the wire forms a plurality of elbows 25, 27, 29, 31, 33 in succession ( figure 2 ).
  • the wire further comprises a plurality of rectilinear portions 35, 37, 39, 41, 43.
  • the wire successively comprises the portion 35, the elbow 25, the portion 37, the elbow 27, the portion 39, the elbow 29, the portion 41, the elbow 31, the portion 43, and the elbow 33.
  • the wire In the unfolded state (not shown), the wire has a length (not shown) advantageously between 3 and 10 mm, for example between 4 and 6 mm.
  • the bends 25, 27, 29, 31, 33 are for example five in number.
  • any two successive bends taken from bends 25, 27, 29, 31, 33 are angularly spaced about the longitudinal direction L by an angle ⁇ of about 135 °.
  • the elbows 25, 27, 29, 31, 33 are for example respectively located at about 0 °, 135 °, 270 °, 405 °, 540 ° relative to the longitudinal direction L.
  • Each elbow 25, 27, 29, 31, 33 forms an angle ⁇ of about 45 °.
  • Each elbow 25, 27, 29, 31, 33 comprises, in the plugged position, a contact surface forming a first contact zone 25A, 27A, 29A, 31A, 33A with the inner surface 15 of the base 3.
  • the first contact areas 25A, 27A, 29A, 31A, 33A are substantially punctual.
  • the first contact areas 25A, 27A, 29A, 31A, 33A have, for example, in a plane T perpendicular to the longitudinal direction L, a radius of curvature R1 less than or equal to 30% of the outer diameter DE.
  • Any first two consecutive contact zones taken from the first contact areas 25A, 27A, 29A, 31A, 33A are separated, in projection on the T plane, by a distance D greater than or equal to 60% of the external diameter DE.
  • the portions 35, 37, 39, 41, 43 are for example five in number.
  • the portions 35, 37, 39, 41, 43 respectively comprise contact surfaces forming, in the plugged position, second contact zones 35B, 37B, 39B, 41B, 43B between the contact member 7 and the outer surface 19 of the card 5.
  • the second contact zones 35B, 37B, 39B, 41B, 43B are advantageously five in number and for example substantially one-off.
  • the plug 5 is plugged into the base 3 in the longitudinal direction L.
  • the contact member 7 makes an electrical contact between the plug 5 and the base 3, so between the first circuit and the second circuit mentioned above.
  • Each first contact zone 25A, 27A, 29A, 31A, 33A is in electrical contact with the inner surface 15 of the base 3.
  • Each second contact zone 35B, 37B, 39B, 41B, 43B is in contact with the outer surface 19 of the card 5.
  • the number of second contact areas 35B, 37B, 39B, 41B, 43B is reduced.
  • the insertion force of the plug 5 in the base 3 is reduced compared to the aforementioned prior art assemblies.
  • the set of connectors 1 is also simple to manufacture.
  • the second contact areas 35B, 37B, 39B, 41B, 43B are not aligned with each other in the longitudinal direction L, the wear caused by the contact member 7 on the form 5 is less than that caused by the contact members of the prior art having longitudinal alignments of the second contact areas. This ensures a good quality electrical contact for a longer time.
  • the contact member 7 having a reduced number of turns, in the example two turns, the longitudinal extension of the contact member 7 is reduced. This reduces the length L2 of the recess 13 and the length L1 of the housing 9.

Landscapes

  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Description

  • La présente invention concerne un ensemble de connecteurs électriques selon le préambule de la revendication 1.
  • Pour réaliser un bon contact électrique entre la fiche et l'embase, il est connu du document FR-A-2 816 453 d'utiliser un organe de contact constitué d'un tissu de fils conducteurs disposé autour de la direction longitudinale, sur la fiche ou bien dans un logement de l'embase. Le tissu définit un grand nombre de points de contacts dans la position enfichée entre l'embase et la fiche.
  • Alternativement, il est également connu, par exemple du document DE-A-38 29 486 , d'utiliser un organe de contact constitué d'un ressort comportant un grand nombre de spires hexagonales enroulées autour de la direction longitudinale, le ressort garnissant un logement de l'embase.
  • Selon son abrégé, US-A-2002/107555 décrit un ensemble d'en-tête pouvant être fixé à un dispositif médical, tel qu'un pacemaker, dans le but de relier ses bornes de sortie à un conducteur.
  • Selon son abrégé, DE-A-3119218 décrit un connecteur électrique multibroche.
  • Selon son abrégé, US-A-2013/110204 divulgue un générateur d'impulsions implantable. Le générateur d'impulsions peut comprendre un ou plusieurs contacts à ressort ayant par exemple une forme triangulaire.
  • Toutefois, de tels organes de contact, bien qu'assurant un bon contact électrique, rendent parfois l'insertion de la fiche dans l'embase, ou le retrait de la fiche de l'embase, mécaniquement difficile.
  • Un but de l'invention est de fournir un ensemble de connecteurs plus simple à mettre en oeuvre, tout en restant simple à fabriquer.
  • A cet effet, l'invention a pour objet un ensemble de connecteurs électrique selon la revendication 1
  • Selon des modes particuliers de réalisation, l'ensemble de connecteurs électriques comprend l'une ou plusieurs des caractéristiques correspondant aux revendications 2 à 9.
  • L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels :
    • la figure 1 est une vue en coupe selon un plan passant par la direction longitudinale d'un ensemble de connecteurs selon l'invention, l'ensemble étant dans une position non enfichée,
    • la figure 2 est une vue de face, selon la direction longitudinale, de l'organe de contact de l'ensemble représenté sur la figure 1, et
    • la figure 3 est une vue de profil de l'organe de contact représenté sur les figures 1 et 2.
  • En référence à la figure 1, on décrit un ensemble de connecteurs électriques 1 selon l'invention. L'ensemble de connecteurs électriques 1 comprend une embase 3 femelle destinée à être reliée à un premier circuit électrique (non représenté), et une fiche 5 mâle propre à être enfichée dans l'embase 1 selon une direction longitudinale L, la fiche 5 étant destinée à être reliée à un second circuit électrique (non représenté). L'ensemble de connecteurs électriques 1 comprend aussi un organe de contact 7.
  • L'embase 3 présente par exemple une forme générale de douille. L'embase 3 est constituée d'un alliage de cuivre, par exemple du laiton. L'embase 3 présente avantageusement une symétrie axiale autour de la direction longitudinale L.
  • L'embase 3 définit un logement 9 pour recevoir la fiche 5.
  • L'embase 3 comporte avantageusement des griffes externes 11 destinées à permettre sa fixation dans un bâti (non représenté). Selon une variante non représentée, l'embase 3 est fixée sur ledit bâti à l'aide d'un clip.
  • L'embase 3 comporte un évidement 13 recevant l'organe contact 7. L'embase 3 comporte une surface intérieure de contact 15 située axialement au fond de l'évidement 13.
  • Le logement 9 s'étend longitudinalement sur une longueur L1 par exemple comprise entre 0,1 et 0,5 mm. Le logement 9 présente une forme adaptée pour coopérer avec la fiche 5 par enfichage selon la direction longitudinale L.
  • Par « enfichage », on entend l'insertion de la fiche 5 dans l'embase 3 dans le but de réaliser un contact électrique entre ces deux éléments.
  • L'évidement 13 présente une longueur L2 selon la direction longitudinale L représentant une fraction de la longueur L1, par exemple environ un tiers. L'évidement 13 est cylindrique autour de la direction longitudinale L.
  • Sur la figure 1, la fiche 5 est représentée à l'écart de l'embase 3, dans une position non enfichée. La fiche 5 présente une forme générale cylindrique. Lorsque la fiche 5 est enfichée dans l'embase 3 dans une position enfichée (non représentée), elle définit avec l'embase 3 un espace interstitiel 17. La fiche 5 comporte une surface extérieure de contact 19
  • L'espace interstitiel 17 est annulaire autour de la direction longitudinale L. L'espace interstitiel 17 s'étend entre la surface intérieure de contact 15 de l'embase 3 et la surface extérieure de contact 19 de la fiche 5. L'espace interstitiel 17 présente par exemple une section rectangulaire selon des plans de coupe P radiaux (figure 1).
  • La surface intérieure de contact 15 de l'embase 3 définit un diamètre externe DE de l'espace interstitiel 17, avantageusement compris entre 0,9 et 2 mm, par exemple entre 1,0 et 1,3 mm.
  • La surface extérieure de contact 19 de la fiche 5 définit un diamètre interne DI de l'espace interstitiel 17, avantageusement compris entre 0,3 et 0,7 mm, par exemple entre 0,4 et 0,5 mm.
  • Le ratio DI / DE est inférieur ou égal à 0,6, par exemple inférieur ou égal à 0,5.
  • Comme visible sur les figures 2 et 3, l'organe de contact 7 est constitué d'un fil métallique replié sur lui-même pour former des spires 21, 23 autour de la direction longitudinale L.
  • Par « spire », on entend une portion du fil faisant sensiblement un tour complet autour de la direction longitudinale L.
  • L'organe de contact 7 comprend un nombre de spires inférieur ou égal à cinq, de préférence inférieur ou égal à deux. Dans l'exemple représenté, l'organe de contact 7 comprend deux spires 21 et 23.
  • Le fil métallique dont est constitué l'organe de contact 7 est par exemple cylindrique.
  • Selon un mode particulier de réalisation, le fil métallique comprend au moins 90% en masse d'un alliage constitué de cuivre et de béryllium. Avantageusement, le fil métallique est recouvert d'une couche comprenant au moins 90% en masse de l'un parmi l'or et un alliage d'or et de nickel.
  • Le fil métallique présente un diamètre de fil DF (figure 3) avantageusement compris entre 0,05 et 0,2 mm, par exemple entre 0,9 et 0,12 mm.
  • Le fil métallique forme une pluralité de coudes 25, 27, 29, 31, 33 successifs (figure 2). Le fil métallique comprend en outre une pluralité de portions 35, 37, 39, 41, 43 rectilignes. Dans l'exemple représenté, le fil métallique comprend successivement la portion 35, le coude 25, la portion 37, le coude 27, la portion 39, le coude 29, la portion 41, le coude 31, la portion 43, et le coude 33.
  • A l'état déplié (non représenté), le fil métallique présente une longueur (non représentée) avantageusement comprise entre 3 et 10 mm, par exemple entre 4 et 6 mm.
  • Les coudes 25, 27, 29, 31, 33 sont par exemple au nombre de cinq.
  • Deux coudes successifs quelconques pris parmi les coudes 25, 27, 29, 31, 33 sont espacés angulairement autour de la direction longitudinale L d'un angle α valant environ 135°. Dit autrement, les coudes 25, 27, 29, 31, 33 sont par exemple respectivement situées à environ 0°, 135°, 270°, 405°, 540° par rapport à la direction longitudinale L. Chaque coude 25, 27, 29, 31, 33 forme un angle β d'environ 45°.
  • Chaque coude 25, 27, 29, 31, 33 comporte, dans la position enfichée, une surface de contact formant une première zone de contact 25A, 27A, 29A, 31A, 33A avec la surface intérieure 15 de l'embase 3.
  • Les premières zones de contact 25A, 27A, 29A, 31A, 33A sont sensiblement ponctuelles.
  • Les premières zones de contact 25A, 27A, 29A, 31A, 33A présentent par exemple, dans un plan T perpendiculaire à la direction longitudinale L, un rayon de courbure R1 inférieur ou égal à 30% du diamètre externe DE.
  • Deux premières zones de contact consécutives quelconques prises parmi les premières zones de contact 25A, 27A, 29A, 31A, 33A sont séparées, en projection sur le plan T, par une distance D supérieure ou égale à 60 % du diamètre externe DE.
  • Les portions 35, 37, 39, 41, 43 sont par exemple au nombre de cinq.
  • Les portions 35, 37, 39, 41, 43 comprennent respectivement des surfaces de contact formant, dans la position enfichée, des secondes zones de contact 35B, 37B, 39B, 41B, 43B entre l'organe de contact 7 et la surface extérieure 19 de la fiche 5.
  • Les secondes zones de contact 35B, 37B, 39B, 41B, 43B sont avantageusement au nombre de cinq et par exemple sensiblement ponctuelles.
  • Le fonctionnement de l'ensemble de connecteurs 1 va maintenant être décrit.
  • Pour mettre en contact électrique le premier circuit électrique (non représenté) avec le second circuit électrique (non représenté), la fiche 5 est enfichée dans l'embase 3 selon la direction longitudinale L.
  • Dans la position enfichée, l'organe de contact 7 réalise un contact électrique entre la fiche 5 et l'embase 3, donc entre le premier circuit et le second circuit mentionnées plus haut.
  • Chaque première zone de contact 25A, 27A, 29A, 31A, 33A est en contact électrique avec la surface intérieure 15 de l'embase 3. Chaque seconde zone de contact 35B, 37B, 39B, 41B, 43B est en contact avec la surface extérieure 19 de la fiche 5.
  • Grâce aux caractéristiques décrites ci-dessus, le nombre des secondes zones de contact 35B, 37B, 39B, 41B, 43B est réduit. L'effort d'insertion de la fiche 5 dans l'embase 3 est réduit par rapport aux ensembles de l'art antérieur précités. L'ensemble de connecteurs 1 est par ailleurs simple à fabriquer.
  • En outre, les secondes zones de contact 35B, 37B, 39B, 41B, 43B n'étant pas alignées les unes avec les autres selon la direction la direction longitudinale L, l'usure provoquée par l'organe de contact 7 sur la fiche 5 est moindre que celle provoquée par les organes de contact de l'art antérieur présentant des alignements longitudinaux des secondes zones de contacts. Ceci permet d'assurer pendant plus longtemps un contact électrique de bonne qualité.
  • Enfin, l'organe de contact 7 présentant un nombre de spires réduit, dans l'exemple deux spires, l'extension longitudinale de l'organe de contact 7 est réduite. Ceci permet de réduire la longueur L2 de l'évidement 13 et la longueur L1 du logement 9.

Claims (9)

  1. Ensemble de connecteurs électriques (1) comprenant un connecteur électrique (3-7), et une fiche (5), le connecteur électrique (3-7) comprenant :
    - une embase (3) destinée à recevoir la fiche (5), la fiche (5) étant propre à être enfichée dans l'embase (3) selon une direction longitudinale (L) dans une position enfichée, dans laquelle l'embase (3) et la fiche (5) définissent entre elles un espace interstitiel (17), la fiche (5) comprenant une surface extérieure (19) cylindrique selon la direction longitudinale (L), la surface extérieure (19) définissant, dans la position enfichée, un diamètre interne (DI) de l'espace interstitiel (17), et
    - un organe de contact (7) destiné à s'étendre radialement dans l'espace interstitiel (17) lorsque la fiche (5) est dans la position enfichée, l'organe de contact (7) comprenant un fil replié sur lui-même pour former des spires (21, 23) autour de la direction longitudinale (L), les spires (21, 23) étant en nombre inférieur ou égal à cinq, l'organe de contact (7) étant propre à assurer un contact électrique entre la fiche (5) et l'embase (3), le fil étant métallique et comportant une pluralité de coudes (25, 27, 29, 31, 33), les coudes (25, 27, 29, 31, 33) comportant respectivement des premières zones de contact (25A, 27A, 29A, 31A, 33A) électrique de l'organe de contact (7) avec une surface intérieure (15) de l'embase (3), la surface intérieure (3) étant cylindrique selon la direction longitudinale (L) et définissant un diamètre externe (DE) de l'espace interstitiel (17),
    caractérisé en ce que le rapport du diamètre interne (DI) sur le diamètre externe (DE) est inférieur ou égal à 0,6.
  2. Ensemble de connecteurs électriques (1) selon la revendication 1, dans lequel deux premières zones de contact consécutives quelconques prises parmi les premières zones de contact (25A, 27A, 29A, 31A, 33A) sont séparées, en projection sur un plan transversal (T) perpendiculaire à la direction longitudinale (L), par une distance (D) supérieure ou égale à 60% du diamètre externe (DE).
  3. Ensemble de connecteurs électriques (1) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les coudes (25, 27, 29, 31, 33) présentent, dans un plan transversal (T) perpendiculaire à la direction longitudinale (L), un rayon de courbure (R1) inférieur ou égal à 30% du diamètre externe (DE).
  4. Ensemble de connecteurs électriques (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le fil métallique comporte une pluralité de portions (35, 37, 39, 41, 43) rectilignes destinées à comporter respectivement, dans la position enfichée, des secondes zones de contact (35B, 37B, 39B, 41B, 43B) de l'organe de contact (7) avec une surface extérieure (19) de la fiche (5), les secondes zones de contact (35B, 37B, 39B, 41B, 43B) étant de préférence au nombre de cinq.
  5. Ensemble de connecteurs électriques (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le fil métallique comprend au moins 90% en masse d'un alliage constitué de cuivre et de béryllium.
  6. Ensemble de connecteurs électriques (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le fil métallique est recouvert d'une couche comprenant au moins 90% en masse de l'un parmi l'or et un alliage d'or et de nickel.
  7. Ensemble de connecteurs électriques (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel les spires (21, 23) sont en nombre inférieur ou égal à deux.
  8. Ensemble de connecteurs électriques (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel les premières zones de contact (25A, 27A, 29A, 31A, 33A) sont au nombre de cinq.
  9. Ensemble de connecteurs électriques (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel le rapport du diamètre interne (DI) sur le diamètre externe (DE) est inférieur ou égal à 0,5.
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