EP2333912B1 - Dispositif de connexion électrique - Google Patents

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EP2333912B1
EP2333912B1 EP10192351A EP10192351A EP2333912B1 EP 2333912 B1 EP2333912 B1 EP 2333912B1 EP 10192351 A EP10192351 A EP 10192351A EP 10192351 A EP10192351 A EP 10192351A EP 2333912 B1 EP2333912 B1 EP 2333912B1
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EP
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male
female connector
connector
module
contact pins
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EP10192351A
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EP2333912A1 (fr
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Christophe Marchetti
Pierre Lempereur de Guerny
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Schneider Electric Industries SAS
Original Assignee
Schneider Electric Industries SAS
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/70—Coupling devices
    • H01R12/71—Coupling devices for rigid printing circuits or like structures
    • H01R12/72—Coupling devices for rigid printing circuits or like structures coupling with the edge of the rigid printed circuits or like structures
    • H01R12/73—Coupling devices for rigid printing circuits or like structures coupling with the edge of the rigid printed circuits or like structures connecting to other rigid printed circuits or like structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/648—Protective earth or shield arrangements on coupling devices, e.g. anti-static shielding  
    • H01R13/658—High frequency shielding arrangements, e.g. against EMI [Electro-Magnetic Interference] or EMP [Electro-Magnetic Pulse]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/70—Coupling devices
    • H01R12/71—Coupling devices for rigid printing circuits or like structures
    • H01R12/712—Coupling devices for rigid printing circuits or like structures co-operating with the surface of the printed circuit or with a coupling device exclusively provided on the surface of the printed circuit
    • H01R12/716—Coupling device provided on the PCB
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/648—Protective earth or shield arrangements on coupling devices, e.g. anti-static shielding  
    • H01R13/658—High frequency shielding arrangements, e.g. against EMI [Electro-Magnetic Interference] or EMP [Electro-Magnetic Pulse]
    • H01R13/6581—Shield structure
    • H01R13/6582—Shield structure with resilient means for engaging mating connector

Definitions

  • the present invention relates to a connection device.
  • a connection device typically includes a male connector and a female connector.
  • the male connector has male pins for insertion into receptor sockets of the female connector.
  • connection device is known from the document US 6,394,842 .
  • This device comprises a male connector with ground pins and a female connector comprising a shielded outer body provided with inwardly facing flexible lamellae intended to come into contact with the ground pins of the male connector when the male connector is inserted into the male connector. the female connector.
  • This solution makes it possible to achieve the ground connection between the male connector and the female connector without using a specific part, but it does not make it possible to overcome the problems of crosstalk between the conductors. It is indeed known that it is necessary to preserve the integrity of the signals transmitted in the communication systems.
  • crosstalk causing a capacitive and inductive coupling between the signals transmitted on different conductors.
  • a signal transmitted over a conductor is thus likely to interfere with and disturb a signal transmitted on a nearby conductor. This phenomenon is all the more accentuated as the drivers are close.
  • the object of the invention is to provide a connection device protected against electromagnetic radiation from outside and to limit the emission of such radiation to the outside. Furthermore, the object of the invention is also to propose a specific architecture for making a ground connection between the male connector and the female connector without using a specific piece and while avoiding the phenomena of crosstalk between the ground conductors and other drivers.
  • the shielding element When the male connector is connected to the female connector, as its ground pins come into contact on the outside of the shielding element, the shielding element is located between the ground pins and the other pins and allows make screen. The signals conveyed between the two connectors are not disturbed by the disturbing signals carried by the ground pins.
  • the number of contact pins of the male connector is different from the number of receiving sockets of the female connector.
  • the number of contact pins of the male connector is greater than the number of receiving sockets of the female connector.
  • the shielding element comprises a contact strip on which is connected the ground pin.
  • the shielding element comprises at least one member welded to the mass of a printed circuit.
  • the invention also relates to a man-machine dialogue system comprising a first module provided with human-machine dialogue means and a second module equipped with processing means, the first module being connected to the second module via a connection device as defined above.
  • the invention relates to a connection device comprising a male connector 1 and a female connector 2.
  • the male connector 1 has several male contact pins 10 all identical organized in rows and the female connector 2 comprises a body provided with several sleeves (not visible) receiving each intended to receive a pin 10 of the male contact male connector 1.
  • connection device of the invention is for example intended to be used in a human-machine dialogue system.
  • This type of system comprises for example a first module M1 equipped with man-machine dialogue means such as for example a touch screen 4 and / or buttons and a second module M2 including processing means.
  • the first module M1 and the second module M2 are for example assembled together on either side of a wall P, such as for example the door of a cabinet, through an opening 3.
  • a wall P such as for example the door of a cabinet
  • the electrical connection between the first module M1 and the second module M2 is thus achieved by means of the connection device of the invention passing through the opening 3 made on the wall P.
  • the mechanical means of attachment not shown can also be provided to assemble the first module M1 on the second module M2.
  • the first module M1 thus carries the male or female connector of the device and the second module M2 carries the complementary connector, respectively female or male.
  • each contact pin 10 is soldered to a printed circuit CI1 intended to be housed in the first module M1.
  • each receiving socket is soldered to a printed circuit CI2 intended to be housed in the second module M2.
  • the body of the female connector 2 is wrapped with an outer shielding element 20 of metallic material.
  • This shielding element 20 makes it possible to protect the connection device against electromagnetic radiation coming from the outside and to limit the emission by the pins 10 and sockets, electromagnetic radiation to the outside of the device.
  • This shielding element 20 is for example composed of two half-shells 200a, 200b assembled around the body of the female connector 2. Each half-shell 200a, 200b has an ear 201a, 201b intended to be welded to the circuit ground printed C12. Furthermore, the shielding element 20 is provided with at least one flexible strip 202 (two flexible strips in the accompanying figures).
  • the invention has the particularity of using one of the pins 10 of the male connector to achieve the ground connection between the printed circuit CI1 of the first module and the printed circuit CI2 of the second module. Indeed, among the identical male contact pins of the male connector 1, at least one of them (two pins in the appended figures), called the ground pin 102, is used to connect the printed circuit CI1 to the via the shield element 20. For this, the ground pin 102 is intended to come into contact with the flexible strip 202 of the shielding element 20 when the male connector 1 is connected to the female connector 2.
  • the pin of mass 102 thus does not sink into a socket of the female connector 2 but comes to rest on the flexible strip 202 located outside the body of the female connector 2 when connecting the male connector 1 on the female connector 2
  • the male contact pins 10 are thus arranged on the male connector 1 to allow one of its pins 10, that is to say the ground pin 102, to rub the outside of the connector element. shielding and so come into contact with the flexible strip 202 of this shielding element 20.
  • the invention therefore consists in producing on the male connector a particular arrangement of the contact pins so as to leave it alone on a row at minus one of the pins 10, that is to say the ground pin 102.
  • This pin is then positioned on the male connector so as not to cooperate with a receiving socket of the female connector.
  • This arrangement can be achieved for example by providing a male connector having a number of pins 10 which is different from the number of complementary receiving sockets of the female connector 2.
  • the number of pins 10 of the male connector 1 may be greater than the number of receptacles for receiving the female connector, thus leaving at least one pin 10 free, ie the ground pin 102.
  • the number of pins 10 of the male connector may be smaller than the number of sockets of receipt of the female connector 2. In this case, certain pins 10 of the male connector are removed to leave at least one contact pin 10 alone in a row (see figure 1 ).
  • Other configurations and solutions can of course be considered.
  • the solution of the invention thus makes it possible to achieve a mass bond without using a specific part, just by adapting the arrangement of the pins 10 of the male connector 1.

Landscapes

  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Connections Arranged To Contact A Plurality Of Conductors (AREA)

Description

  • La présente invention se rapporte à un dispositif de connexion.
  • Un dispositif de connexion comporte typiquement un connecteur mâle et un connecteur femelle. Le connecteur mâle comporte des broches mâles destinées à être insérées dans des douilles de réception du connecteur femelle.
  • Un tel dispositif de connexion est connu du document US 6,394,842 . Ce dispositif comporte un connecteur mâle doté de broches de masse et un connecteur femelle comprenant un corps externe blindé muni de lamelles souples orientées vers l'intérieur et destinées à venir en contact avec les broches de masse du connecteur mâle lorsque le connecteur mâle est inséré dans le connecteur femelle. Cette solution permet de réaliser la liaison de masse entre le connecteur mâle et le connecteur femelle sans employer de pièce spécifique, mais elle ne permet pas de s'affranchir des problèmes de diaphonie entre les conducteurs. Il est en effet connu qu'il est nécessaire de préserver l'intégrité des signaux transmis dans les systèmes de communication. Pour maintenir l'intégrité des signaux à un certain niveau, il est nécessaire de tenir compte de la diaphonie ("crosstalk" en anglais) causant un couplage capacitif et inductif entre les signaux transmis sur différents conducteurs. Un signal transmis sur un conducteur est ainsi susceptible d'interférer et de perturber un signal transmis sur un conducteur situé à proximité. Ce phénomène est d'autant plus accentué que les conducteurs sont proches.
  • Le but de l'invention est de proposer un dispositif de connexion protégé contre les rayonnements électromagnétiques venant de l'extérieur et permettant de limiter l'émission de tels rayonnements vers l'extérieur. Par ailleurs, le but de l'invention est également de proposer une architecture spécifique permettant de réaliser une liaison de masse entre le connecteur mâle et le connecteur femelle sans employer de pièce spécifique et tout en évitant les phénomènes de diaphonie entre les conducteurs de masse et les autres conducteurs.
  • Ce but est atteint par un dispositif de connexion comportant un connecteur mâle doté de plusieurs broches identiques de contact mâles et un connecteur femelle comportant un corps dans lequel sont formées des douilles de réception destinées à recevoir des broches de contact mâles, caractérisé en ce que :
    • le corps du connecteur femelle est enveloppé d'un élément de blindage externe,
    • au moins l'une des broches identiques de contact mâles, appelée broche de masse, est agencée de manière à venir en appui sur l'extérieur de l'élément de blindage.
  • Lorsque le connecteur mâle est connecté sur le connecteur femelle, comme ses broches de masse viennent en contact sur l'extérieur de l'élément de blindage, l'élément de blindage se trouve situé entre les broches de masse et les autres broches et permet de faire écran. Les signaux véhiculés entre les deux connecteurs ne sont donc pas perturbés par les signaux perturbateurs véhiculés par les broches de masse.
  • Selon une autre particularité, le nombre de broches de contact du connecteur mâle est différent du nombre de douilles de réception du connecteur femelle.
  • Selon une autre particularité, le nombre de broches de contact du connecteur mâle est supérieur au nombre de douilles de réception du connecteur femelle.
  • Selon une autre particularité, l'élément de blindage comporte une lamelle de contact sur laquelle vient se connecter la broche de masse.
  • Selon une autre particularité, l'élément de blindage comporte au moins un organe soudé sur la masse d'un circuit imprimé.
  • L'invention concerne également un système de dialogue homme-machine comportant un premier module doté de moyens de dialogue homme-machine et d'un second module doté de moyens de traitement, le premier module étant connecté au second module par l'intermédiaire d'un dispositif de connexion tel que défini précédemment.
  • D'autres caractéristiques et avantages vont apparaître dans la description détaillée qui suit en se référant à un mode de réalisation donné à titre d'exemple et représenté par les dessins annexés sur lesquels :
    • la figure 1 représente le dispositif de connexion de l'invention dans lequel le connecteur mâle est débranché du connecteur femelle,
    • la figure 2 représente en détail et partiellement le connecteur mâle branché sur le connecteur femelle,
    • la figure 3 représente schématiquement deux modules utilisant le dispositif de connexion de l'invention,
    • les figures 4 et 5 représentent deux circuit imprimés destinés à être logés dans les modules représentés en figure 3 et respectivement déconnectés et connectés à l'aide du dispositif de connexion de l'invention.
  • L'invention concerne un dispositif de connexion comportant un connecteur mâle 1 et un connecteur femelle 2.
  • En référence à la figure 1, le connecteur mâle 1 comporte plusieurs broches 10 de contact mâles toutes identiques organisées en rangées et le connecteur femelle 2 comporte un corps muni de plusieurs douilles (non visibles) de réception destinées chacune à recevoir une broche 10 de contact mâle du connecteur mâle 1.
  • En référence à la figure 3, le dispositif de connexion de l'invention est par exemple destiné à être employé dans un système de dialogue homme-machine. Ce type de système comporte par exemple un premier module M1 doté de moyens de dialogue homme-machine tels que par exemple un écran tactile 4 et/ou des boutons et un second module M2 comportant notamment des moyens de traitement. Le premier module M1 et le second module M2 sont par exemple assemblés entre eux de part et d'autre d'une paroi P, telle que par exemple la porte d'une armoire, à travers une ouverture 3. En référence aux figures 3 et 4, la connexion électrique entre le premier module M1 et le second module M2 est ainsi réalisée par l'intermédiaire du dispositif de connexion de l'invention traversant l'ouverture 3 réalisée sur la paroi P. Des moyens mécaniques de fixation non représentés peuvent également être prévus pour assembler le premier module M1 sur le second module M2. Le premier module M1 porte ainsi le connecteur mâle ou femelle du dispositif et le second module M2 porte le connecteur complémentaire, respectivement femelle ou mâle. En référence aux figures 4 et 5, sur le connecteur mâle 1, chaque broche de contact 10 est soudé sur un circuit imprimé CI1 destiné à être logé dans le premier module M1. Sur le connecteur femelle 2, chaque douille de réception est soudée sur un circuit imprimé CI2 destiné à être logé dans le second module M2.
  • Selon l'invention, le corps du connecteur femelle 2 est enveloppé d'un élément de blindage 20 externe en matériau métallique. Cet élément de blindage 20 permet de protéger le dispositif de connexion contre les rayonnements électromagnétiques provenant de l'extérieur et de limiter l'émission, par les broches 10 et les douilles, de rayonnements électromagnétiques vers l'extérieur du dispositif. Cet élément de blindage 20 est par exemple composé de deux demi-coquilles 200a, 200b assemblés autour du corps du connecteur femelle 2. Chaque demi-coquille 200a, 200b comporte une oreille 201 a, 201 b destinée à être soudée sur la masse du circuit imprimé C12. Par ailleurs, l'élément de blindage 20 est muni d'au moins une lamelle souple 202 (deux lamelles souples sur les figures annexées).
  • L'invention présente la particularité d'employer l'une des broches 10 du connecteur mâle pour réaliser la liaison de masse entre le circuit imprimé CI1 du premier module et le circuit imprimé CI2 du second module. En effet, parmi les broches 10 identiques de contact mâles du connecteur mâle 1, au moins l'une d'entre elles (deux broches sur les figures annexées), appelée broche de masse 102, est employée pour relier le circuit imprimé CI1 à la masse via l'élément de blindage 20. Pour cela, la broche de masse 102 est destinée à venir en contact avec la lamelle souple 202 de l'élément de blindage 20 lorsque le connecteur mâle 1 est branché sur le connecteur femelle 2. La broche de masse 102 ne vient ainsi pas s'enfoncer dans une douille du connecteur femelle 2 mais vient s'appuyer sur la lamelle 202 souple située à l'extérieur du corps du connecteur femelle 2 lors du branchement du connecteur mâle 1 sur le connecteur femelle 2. Les broches 10 de contact mâles sont ainsi agencées sur le connecteur mâle 1 pour permettre à l'une de ses broches 10, c'est-à-dire la broche de masse 102, de venir frotter l'extérieur de l'élément de blindage 20 et ainsi entrer en contact avec la lamelle souple 202 de cet élément de blindage 20.
  • Pour permettre la liaison entre la broche de masse 102 et la lamelle souple 202 de l'élément de blindage, l'invention consiste donc à réaliser sur le connecteur mâle un agencement particulier des broches 10 de contact de manière à laisser seule sur une rangée au moins l'une des broches 10, c'est-à-dire la broche de masse 102. Cette broche est alors positionnée sur le connecteur mâle de manière à ne pas coopérer avec une douille de réception du connecteur femelle. Cet agencement pourra être réalisé par exemple en proposant un connecteur mâle ayant un nombre de broches 10 qui est différent du nombre de douilles de réception complémentaires du connecteur femelle 2. Par exemple, le nombre de broches 10 du connecteur mâle 1 peut être supérieur au nombre de douilles de réception du connecteur femelle, laissant ainsi libre au moins une broche 10, c'est-à-dire la broche de masse 102. Dans une autre variante, le nombre de broches 10 du connecteur mâle peut être inférieur au nombre de douilles de réception du connecteur femelle 2. Dans ce cas, certaines broches 10 du connecteur mâle sont enlevées pour laisser au moins une broche 10 de contact seule sur une rangée (voir figure 1). D'autres configurations et solutions peuvent bien entendu être envisagées.
  • La solution de l'invention permet ainsi de réaliser une liaison de masse sans employer de pièce spécifique, juste en adaptant l'agencement des broches 10 du connecteur mâle 1.

Claims (6)

  1. Dispositif de connexion comportant un connecteur mâle (1) doté de plusieurs broches (10) identiques de contact mâles et un connecteur femelle (2) comportant un corps dans lequel sont formées des douilles de réception destinées à recevoir des broches (10) de contact mâles, caractérisé en ce que :
    - le corps du connecteur femelle (2) est enveloppé d'un élément de blindage (20) externe,
    - au moins l'une des broches identiques de contact mâles, appelée broche de masse (102), est agencée de manière à venir en appui sur l'extérieur de l'élément de blindage (20).
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le nombre de broches (10) de contact du connecteur mâle (1) est différent du nombre de douilles de réception du connecteur femelle (2).
  3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le nombre de broches (10) de contact du connecteur mâle (1) est supérieur au nombre de douilles de réception du connecteur femelle (2).
  4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'élément de blindage comporte une lamelle de contact sur laquelle vient se connecter la broche de masse.
  5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'élément de blindage comporte au moins un organe soudé sur la masse d'un circuit imprimé.
  6. Système de dialogue homme-machine comportant un premier module (M1) doté de moyens de dialogue homme-machine et d'un second module (M2) doté de moyens de traitement, caractérisé en ce que le premier module (M1) est connecté au second module (M2) par l'intermédiaire d'un dispositif de connexion tel que défini dans l'une des revendications 1 à 5.
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EP (1) EP2333912B1 (fr)
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