EP0801447B1 - Connecteur blindé du type comprenant une fiche et une embase et muni d'un organe de verrouillage/déverrouillage - Google Patents
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- EP0801447B1 EP0801447B1 EP97400631A EP97400631A EP0801447B1 EP 0801447 B1 EP0801447 B1 EP 0801447B1 EP 97400631 A EP97400631 A EP 97400631A EP 97400631 A EP97400631 A EP 97400631A EP 0801447 B1 EP0801447 B1 EP 0801447B1
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Definitions
- the locking function for its part, is achieved simply by this spring effect. Indeed, if the shielding 9a is provided with orifices 90a cooperating with the harpoons 24, when the plug 7 is fully inserted in the base 1, the harpoons 24 snap into these holes. This operation therefore locks the plug 7 inside the base and allows the effective friction of the zones 26 of the legs 22 on the shield 9a.
Landscapes
- Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
Description
La présente invention concerne un connecteur blindé et plus précisément
un connecteur blindé du type comprenant une fiche et une embase et muni d'un
organe de verrouillage/déverrouillage.
Elle concerne plus particulièrement des connecteurs destinés à être fixés
sur un support plan, notamment une plaque de circuit imprimé munie de trous
métallisés.
La Demanderesse a proposé dans la demande de brevet européen
EP-A-0 649 195 un élément de connexion comportant un pontet isolant présentant
une section en forme de "U" et des éléments de contacts coudés débouchant à
l'intérieur de la structure en "U" par une extrémité. L'autre extrémité est insérée en
force ("press fit") dans des trous métallisés d'une plaque de circuit imprimé. En
outre, selon une caractéristique intéressant, il comporte un corps isolant arrière
entourant les éléments de contact électriques dans leur partie coudée et un pion de
rétention inséré également dans la plaque de circuit imprimé.
Cet élément de connexion forme une embase destinée à recevoir une
fiche de forme complémentaire. Les dispositions retenues permettent
avantageusement de protéger le pontet lors des opérations de soudure à la vague de
l'élément de connexion et des autres composants de la carte.
Pour certaines applications, il est nécessaire de disposer d'un connecteur
insensible aux perturbations électromagnétiques, notamment lorsque les signaux
véhiculés sont des signaux dits "faibles" et à haute ou très haute fréquence. Pour ce
faire, les éléments du connecteur doivent être munis d'un blindage. En outre, on doit
réaliser une bonne continuité de masse entre les deux éléments (fiche et embase),
d'une part, et entre l'embase et la carte de circuit imprimé, d'autre part.
Il a été proposé des éléments de connexion blindés, par exemple dans
les brevets US-A-5 277 624 (Patrick CHAMPION et al.), US-A-5 259 773 (Patrick
CHAMPION et al.) ou US-A-5 356 301 (Patrick CHAMPION et al.). Ces éléments
de connexions, modulaires, permettent de réaliser des contacts électriques à partir
d'une carte mère et/ou d'une carte fille.
Pour réaliser la continuité de masse, il est prévu deux languettes
métalliques élastiques en forme de crosse, solidaires de l'embase et coopérant avec
des orifices percés dans des parois en vis à vis de l'embase, de manière à venir en
contact galvanique avec le blindage de la fiche correspondante. Bien que ce couple
de languettes exercent une force de pression sur la fiche, la rétention de la fiche à
l'intérieur de l'embase est surtout réalisée par l'insertion des éléments de contacts
mâles de l'un des composants (par exemple l'embase) dans les contacts femelles de
l'autre composant (par exemple la fiche). En d'autres termes, il n'est pas prévu un
verrouillage réel et la qualité de la continuité de masse peut fluctuer.
L'invention a donc pour objet un connecteur muni d'un organe de
verrouillage/déverrouillage efficace, tout en restant simple.
Elle a également pour objet de permettre une bonne continuité de masse
entre l'embase et la fiche.
Elle vise donc à remplir simultanément ces deux fonctions, sans avoir
recours à des moyens complexes.
Dans une variante de réalisation préférée, elle conserve en outre, pour
l'embase, l'essentiel de la structure avantageuse de l'élément de connexion selon la
demande de brevet européen EP-A-0 649 195 précitée.
Pour atteindre le but fixé, l'invention prévoit notamment un élément de
blindage formant ressort, associé à une pièce rapportée en matériau isolant disposée
sur l'embout de l'embase. L'élément de blindage comporte un harpon coopérant avec
un orifice prévu dans une paroi de la fiche pour assurer la fonction verrouillage. Le
déverrouillage s'effectue simplement par appui sur la pièce rapportée et retrait de la
fiche.
En outre, l'élément de blindage assure une bonne continuité de masse en
appuyant sur sensiblement toute sa largeur sur le blindage de la fiche.
L'ensemble n'augmente pas de façon sensible la complexité des
opérations de fabrication, ni le prix de revient.
L'invention a donc pour objet un connecteur blindé comprenant une
embase et une fiche destinées à être accouplées par insertion de la fiche dans
l'embase, la fiche étant recouverte d'un blindage en matériau conducteur de
l'électricité sur au moins une de ses parois, caractérisé en ce qu'au moins une
première paroi de l'embase, correspondant à celle de la fiche, est recouverte d'un
blindage en matériau conducteur de l'électricité, en ce que ce blindage est prolongé
vers l'avant de l'embase par au moins une languette formant ressort, de manière à
appuyer sur le blindage de la fiche lors de l'insertion de celle-ci, en ce qu'au moins
une languette est munie de premiers moyens d'accrochage, en ce que le blindage de
la fiche comporte des seconds moyens d'accrochage complémentaires des premiers
et coopérant avec ceux-ci de manière à verrouiller la fiche dans l'embase, après
insertion complète de celle-ci, et permettre un contact galvanique entre les blindages
de la fiche et de l'embase, en ce qu'une pièce rapportée en matériau isolant est
enfilée sur l'extrémité avant de la languette formant ressort, en ce que cette pièce
rapportée a la forme d'un levier prenant appui sur le blindage de la fiche de manière
à libérer les premiers moyens d'accrochagedes seconds moyens d'accrochage, par
appui sur la pièce rapportée, déverrouiller la fiche et autoriser son retrait de
l'embase, lorsqu'elle soumise à une force d'extraction .
L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages
apparaítront à la lecture de la description qui suit en référence aux figures annexées,
et parmi lesquelles :
- La figure 1 illustre un mode de réalisation préféré pour une embase de connecteur selon l'invention ;
- Les figures 2a à 2c sont des figures de détail illustrant l'élément de blindage formant ressort associé à l'embase selon la figure 1 ;
- La figure 3 illustre la phase de montage du blindage sur l'embase de la figure 1 ;
- La figure 4 illustre les phases de montage des organes de blindages d'une embase selon l'invention ;
- La figure 5 illustre, en coupe, un connecteur selon l'invention pour lequel la fiche et verrouillée dans l'embase ;
- La figure 6 illustre, en coupe, le déverrouillage de la fiche hors de l'embase.
Pour fixer les idées, sans que cela limite en quoique ce soit la portée de
l'invention, on va décrire ci-après un exemple de réalisation préférée du connecteur
selon l'invention, à savoir un connecteur comprenant une embase dont la structure
est sensiblement conforme à celle décrite dans la demande de brevet européen
EP-A-0 649 195 précitée. Aussi dans ce qui suit, seul les éléments indispensables à
la bonne compréhension de l'invention seront précisés. Pour une description plus
détaillée de l'embase, on se reportera avec profit à cette demande de brevet
européen.
La figure 1 illustre une telle embase 1, en coupe longitudinale. En
dehors des dispositions spécifiques à l'invention, qui seront explicitées ci-après, elle
comprend essentiellement trois parties : un pontet isolant avant 10, de section en
forme de "U", un isolant arrière 11 et un jeu d'éléments de contacts électriques 6
recourbés à 90°. Le pontet avant 10 comporte deux branches latérales, 12 et 13, et
une région centrale 14 transpercée par les éléments de contacts électriques 6. Dans
l'exemple illustré, il s'agit d'éléments mâles. Le nombre d'éléments de contacts
électriques 6 et leur disposition dépend de l'application spécifique. Ils sont en
général organisés sous une forme matricielle : lignes et colonnes. Les parties avants
61 (linéaires) débouchent entre les branches, 12 et 13, et sont destinées à être
insérées dans des contacts femelles portés par une fiche (non représentée sur la
figure 1).
Les branches, 12 et 13, forment en face avant une embouchure
comprenant des lèvres évasées (biseaux), 15 et 16.
Le corps isolant arrière 11 recouvre l'arrière des éléments de contact
électriques 6, au moins sur la zone comprise entre la région centrale 14 du pontet 10
et le coude de ces éléments de contact électrique. Les extrémités 60 des parties
verticales de ceux-ci sont insérées en force ("press fit") dans des trous métallisés
d'une plaque de circuit imprimé CI, et soudés de façon habituelle.
Le corps isolant arrière 11 est avantageusement muni d'un pion de
rétention 12 enfoncé également dans la plaque de circuit imprimé CI.
Selon une première caractéristique de l'invention, l'embase est munie
d'au moins un organe de blindage et préférentiellement de deux : 2-4 et 5, disposés
sur les faces, supérieure et inférieure, respectivement, des branches supérieure et
inférieure, 12 et 13, de l'embase 1. Il s'agit de plaques de métal dont l'épaisseur est
faible, cependant suffisante pour conserver un effet ressort. Pour fixer les idées,
pour des embases contenues dans un cube d'environ 30 mm de côté, l'épaisseur
typique est de 0,3 mm.
Outre la fonction primaire de blindage de l'embase 1, ce système permet
aussi une bonne continuité de masse avec le blindage d'une fiche 7 insérée dans
l'embase 1, comme il le sera montré en regard de la figure 5. Enfin, il permet un
verrouillage de cette même fiche 7 à l'intérieur de l'embase 1.
L'organe de blindage supérieur comprend deux plaques 2 et 4. Il est
illustré de façon plus détaillée par les figures 2a à 2b. La figure 2a illustre, en coupe,
les deux plaques, 2 et 4, composant l'organe supérieur. La figure 2b illustre, en
éclaté, ces deux plaques avant assemblage et la figure 2c illustre un détail du
dessous de la plaque 2, après rotation de 180°.
La plaque 2, ou barrette de verrouillage, est constituée d'un corps
principal 20, prolongé en face avant par des pattes 22 formant ressort (trois dans
l'exemple décrit), dont la forme est sensiblement celle d'un "V" évasé. Ce corps
principal 20 est prolongé sur l'arrière par des languettes recourbées 21 (trois dans
l'exemple décrit) destinées à s'accrocher sur l'arrière du pontet 10. Pour se faire, on
prévoit une fente ou des orifices appropriés 17 sur la région centrale 14.
La plaque 4 comporte un corps principal 40 recouvrant la surface
supérieure de la branche supérieure 12 et prolongé sur l'avant par des languettes
recourbées 42 (trois dans l'exemple décrit) destinées à s'accrocher sur l'avant du
pontet 10, plus précisément sur la lèvre évasée supérieure 15.
Toutefois, avant de solidariser ces deux plaques, 2 et 4, avec le
pontet 10, il y lieu de les assembler. Pour ce faire, on prévoit une rangée
d'orifices 41 (trois dans l'exemple décrit) dans le corps principal 40 de la plaque 4 et
des languettes 25 découpées dans le corps principal 20 de la plaque 2. Comme le
montre la figure 2b, les deux plaques, 2 et 4, sont rapprochées et accolées l'une à
l'autre (flèche verticale), les languettes 25 étant introduites dans les orifices 41.
Ensuite, par un mouvement de translation relatif (flèche horizontale), les deux
plaques sont solidarisés par l'engagement des languettes 25 dans les orifices 41.
Il suffit d'encliqueter cet ensemble, plaques 2 et 4, sur l'embase comme
le montre la figure 4. On accroche les languettes recourbées 42 à la lèvre 15 et, par
effet de ressort, on encliquette les languettes recourbées 21 dans la fente ou les
orifices 17.
L'organe de blindage inférieur 5 est illustré plus particulièrement par les
figures 3a à 3c.
Il comprend un corps principal 50 recouvrant sensiblement la face
inférieure du bras inférieur 13 du pontet 10. Ce corps principal 50 se prolonge, vers
l'avant, par des languettes ou frotteurs 52 recourbées sur elles-mêmes, de manière à
faire ressort. En alternance avec ces languettes, on a prévu des crochets 53,
constitués également par des languettes recourbées sur elles-mêmes mais de
moindre hauteur. Enfin, il est également prévu un jeu de languettes ou harpons 54,
découpées sur l'avant du corps principal 50, mais en arrière des languettes 53.
Ces harpons 54 coopèrent avec les languettes 53 pour que la plaque 5
puisse être accrochée sur la lèvre inférieure 16 du pontet 10, comme le montre plus
particulièrement la figure 1. Cette dernière présente une paroi arrière 19a abrupte de
manière à ce qu'elle soit emprisonnée entre les languettes 53 qui glissent sur la paroi
avant 19b, en pente douce, le harpon 54 qui s'encliquette sur la face arrière 19a. Les
languettes recourbées 52, formant ressort, rentrent à l'intérieur du pontet 10.
Dans une première variante illustrée par la figure 3a, le corps principal
se prolonge par une paroi verticale 51, repliée pour former un plateau horizontal 55.
Ce dernière comporte un orifice 56 destiné à recevoir le pion de rétention 12, avant
d'insérer celui-ci dans le circuit imprimé CI. Selon cette variante, la plaque 5 est
solidarisée à l'embase 1, d'une part, par le jeu de languettes avants, 53 et 54, d'autre
part, par le pion de rétention 12, comme le montre la figure 4.
On prévoit avantageusement des pattes recourbées supplémentaires 57,
sur l'arrière du plateau horizontal 55. Celles-ci, comme le montre la figure 3b, sont
insérées en force dans des trous métallisés Tm, réalisés dans la plaque de circuit
imprimé CI. Cette variante permet une bonne reprise de masse sur le circuit
imprimé.
Dans une seconde variante, illustrée par la figure 3c, la plaque
inférieure, 5', comporte toujours un corps principal 50', qui se termine par une paroi
verticale 51', mais le plateau horizontal est remplacé par un repli vers l'intérieur 55'
destiné à être inséré dans une fente 18 prévue sur l'arrière de la région centrale 14
du pontet 10.
Selon une caractéristique importante de l'invention, les organes de
blindages jouent un triple rôle, blindage proprement dit, continuité de masse entre,
au moins l'embase et la fiche (et préférentiellement avec aussi le circuit imprimé) et
verrouillage/déverrouillage de la fiche dans l'embase.
Pour illustrer plus complètement ces fonctions, on va considérer la
figure 5 qui illustre un connecteur complet selon l'invention, comprenant une
embase 1 (telle qu'elle vient d'être décrite) et une fiche 7.
Cette dernière comprend classiquement un corps principal 70, en
matériau isolant, emprisonnant un jeu d'éléments de contact électriques 8,
complémentaires aux éléments de contact électriques 6, en nombre égal, et disposés
dans l'espace de manière appropriée pour que le couplage électrique puisse
s'effectuer par introduction des premiers dans les seconds.
Le jeu d'éléments de contact électriques 8 est relié sur l'arrière de la
fiche 7 (dans l'exemple décrit) à un câble multibrins 71.
Dans une variante préférée de l'invention, on prévoit un blindage des
parois extérieures, supérieure et inférieure, de la fiche 7 : plaques 9a et 9b,
respectivement.
La continuité de masse entre la fiche 7 et l'embase 1 est réalisée par le
frottement des frotteurs 52 sur le blindage 9b, d'une part, et par le frottement des
pattes 22 formant ressort sur le blindage 9a, plus précisément de la zone 26
constituant le bas du "V" (voir figure 2c).
On constate que cette zone est très importante puisqu'elle couvre
pratiquement toute la largeur du bras supérieur 12 (à l'exception des zones
restreintes des harpons 24, dont le rôle sera précisé ci-après, et des fentes entre
pattes 22). Le contact galvanique est donc de bonne qualité, d'autant plus que les
frotteurs 52 contribuent également à ce contact et, qui plus est, par effet ressort, ont
tendance à repousser le corps principal 70 vers le haut (c'est-à-dire vers les pattes
22).
La fonction verrouillage, pour sa part, est réalisée simplement par cet
effet ressort. En effet, si on munit le blindage 9a d'orifices 90a coopérant avec les
harpons 24, lorsque la fiche 7 est entièrement enfoncée dans l'embase 1, les
harpons 24 s'encliquettent dans ces orifices. Cette opération verrouille donc la
fiche 7 à l'intérieur de l'embase et permet le frottement effectif des zones 26 des
pattes 22 sur le blindage 9a.
Pour la majorité des applications, l'accouplement de la fiche 7 sur
l'embase 1 doit être réversible. Il faut don pouvoir déverrouiller la fiche 7 et pouvoir
l'extraire hors de l'embase 1.
Pour ce faire, selon la caractéristique la plus importante de l'invention,
on prévoit une pièce rapportée 3, en matériau isolant. Cette pièce a la forme
générale d'une languette comprenant une ou plusieurs fente(s) 32 dans la ou
lesquelles les extrémités des languettes 22 de la plaque 2 peuvent être insérées (voir
figure 1). Pour pouvoir solidariser cette pièce rapportée 3 à la plaque 2, on prévoit
des orifices 31 dans le fond de la ou des fente(s) 32, de manière à ce que les harpons
23, réalisés sur les extrémités des languettes 22 s'encliquettent dans ces orifices. On
obtient ainsi un verrouillage de la pièce rapportée 3 sur la plaque 2.
L'extrémité inférieure avant 33 de la pièce rapportée 3 est biseautée, le
fond 34 étant plat. Lorsque l'on enfonce la fiche 7, le fond 34 de la pièce rapportée
glisse sur la paroi supérieure du corps 70 de la fiche 7, ou plus précisément sur le
blindage 9a. Les harpons 24 s'introduisent dans les orifices 90a occasionnant le
verrouillage de la fiche et le contact galvanique des zones 26, comme décrit
précédemment.
Si on appuie sur l'avant de la pièce rapportée 3 (force F1), du fait du
biseau précité 33, celle-ci bascule et les harpons 24 sont extirpés de leurs
logements 90a. Si on maintient cet appui et que l'on exerce une force de retrait
(flèche F2), la fiche peut alors être dégagée de l'embase 1, le biseau 33 glissant sur
la paroi supérieure de la fiche 7. Ces deux opérations (pression et retrait) peuvent
être effectuées simplement. Il suffit d'appuyer avec, par exemple, le pouce d'une
main sur l'avant de la pièce rapportée 3, formant levier, et d'exercer une traction sur
la fiche 7 avec l'autre main.
A la lecture de ce qui précède, on constate aisément que l'invention
atteint bien les buts qu'elle s'est fixés. Elle permet tout à la fois un blindage efficace,
une bonne continuité de masse entre l'embase et la fiche (et également, dans une
variante préférentielle, avec le circuit imprimé), ainsi qu'un verrouillage de la fiche
dans l'embase. Le déverrouillage est obtenu simplement par l'adjonction d'une pièce
rapportée, formant levier, selon la caractéristique principale de l'invention.
A titre subsidiaire, la disposition relative des frotteurs 52 et des
languettes 22 permet un bon guidage de la fiche 7, lors de son introduction dans
l'embase 1.
Ces dispositions n'impliquent pas une augmentation sensible de la
complexité du connecteur, ni des opérations de fabrication (ce par rapport à un
connecteur blindé). Comme il a été montré en regard de la figure 4, le montage
s'effectue simplement. Le surcoût en composants est insignifiant. Il concerne
essentiellement l'adjonction d'une pièce rapportée, réalisée en matériau isolant bon
marché.
Il doit être clair cependant que l'invention n'est pas limitée aux seuls
exemples de réalisations précisément décrits, notamment en relation avec les
figures 1 à 6. Notamment des variations de formes et/ou de dimensions ne
constituent que des choix d'ordre technologique, imposés par des applications
spécifiques. De même, les matériaux utilisables sont les matériaux usuels du
domaine.
Le connecteur peut également comprendre plusieurs connecteurs
individuels et au moins une pièce rapportée en matériau isolant enfilée sur
l'extrémité avant d'une ou plusieurs embases contiguës, la pièce rapportée
solidarisant ainsi les embases contiguës pour leur insertion simultanée sur le circuit
imprimé.
Enfin, d'autres structures de connecteurs peuvent être mises en oeuvre,
notamment en ce qui concerne l'embase. Bien que l'enseignement de l'invention soit
particulièrement intéressant pour des connecteurs dont l'embase est destinée à être
fixée sur une plaque de circuit imprimé, il doit être clair que cette condition n'est
pas indispensable.
Claims (5)
- Connecteur blindé comprenant une embase (1) et une fiche (7) destinées à être accouplées par insertion de la fiche (7) dans l'embase (1), la fiche étant recouverte d'un blindage (9a) en matériau conducteur de l'électricité sur au moins une de ses parois, et au moins une première paroi de l'embase (1), correspondant à celle de la fiche (7), étant recouverte d'un blindage (2, 4) en matériau conducteur de l'électricité, caractérisé en ce quece blindage (2, 4) est prolongé vers l'avant de l'embase (1) par au moins une languette (22) formant ressort, de manière à appuyer sur le blindage (9a) de la fiche (1) lors de l'insertion de celle-ci, et en ce qu'il comprenddes premiers moyens d'accrochage (24) disposés sur au moins une languette (22),des seconds moyens d'accrochage (90a) complémentaires des premiers (24), disposés sur le blindage (9a) de la fiche (7), et coopérant avec ceux-ci de manière à verrouiller la fiche (1) dans l'embase (7), après insertion complète de celle-ci, et permettre un contact galvanique entre les blindages de la fiche (7) et de l'embase (7),et une pièce rapportée en matériau isolant (3) enfilée sur l'extrémité avant de la languette formant ressort (22), cette pièce rapportée (3) ayant la forme d'un levier prenant appui sur le blindage (9a) de la fiche (7) de manière à libérer les premiers moyens d'accrochage (24) des seconds moyens d'accrochage (9a), par appui sur la pièce rapportée (3), déverrouiller la fiche (7) et autoriser son retrait de l'embase (1), lorsqu'elle est soumise à une force d'extraction (F2).
- Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque languette formant ressort (22) est dotée d'une section en forme de "V", le bas du "V" frottant sur le blindage (9a) de la fiche (7), en ce que les premiers moyens d'accrochage sont constitués par des harpons (24) disposés sous les "V" et les seconds moyens d'accrochage par des orifices (90a) dans lesquels pénètrent les harpons (24), et en ce que la pièce rapportée (3) formant levier est dotée d'un profil permettant un basculement par appui de sa base sur le blindage (9a) de la fiche (7) lorsqu'elle est soumise à une force de pression (F1) sur une zone avant, de manière à extraire les harpons (24) des orifices (90a) et obtenir le déverrouillage.
- Connecteur selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le blindage recouvrant la première paroi de l'embase (1) est constitué d'un empilement de deux plaques (2, 4) munies de moyens d'accrochage constitués de découpes complémentaires (25, 41) permettant leur assemblage, la plaque supérieure (2) étant munie d'au moins une des languettes (22) formant ressort, en ce que la plaque inférieure (4) comprend des moyens d'accrochage (42) constitués de découpes s'encastrant sur l'embouchure (15) de l'embase (1), et la plaque supérieure (2) de moyens d'accrochage constitués de découpes (21) s'encastrant sur l'arrière de l'embase (17), l'ensemble des deux plaques assemblées (2, 4) étant fixé par encliquetage sur la première paroi de l'embase (1).
- Connecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la lame prolongeant le blindage sur l'avant de l'embase (1) comprend plusieurs languettes (22) séparées par des fentes étroites, de manière à ce que la zone d'appui (26) couvre sensiblement la largeur du blindage (9a) de la fiche (7).
- Connecteur blindé constitué d'un ensemble de connecteurs blindés selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une pièce rapportée en matériau isolant (3) est enfilée sur l'extrémité avant d'une ou plusieurs embases contiguës, la pièce rapportée (3) solidarisant ainsi les embases contiguës pour leur insertion simultanée sur un circuit imprimé.
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