EP3317926B1 - Ensemble de prise electrique - Google Patents

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EP3317926B1
EP3317926B1 EP16748325.4A EP16748325A EP3317926B1 EP 3317926 B1 EP3317926 B1 EP 3317926B1 EP 16748325 A EP16748325 A EP 16748325A EP 3317926 B1 EP3317926 B1 EP 3317926B1
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EP
European Patent Office
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air
magnetic part
gap surface
magnetic
ferromagnetic
Prior art date
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EP16748325.4A
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German (de)
English (en)
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EP3317926A1 (fr
Inventor
Jean-Paul Yonnet
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Gulplug SAS
Original Assignee
Gulplug SAS
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Publication date
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Publication of EP3317926A1 publication Critical patent/EP3317926A1/fr
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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
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/44—Means for preventing access to live contacts
    • 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
    • H01R13/62—Means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts or for holding them in engagement
    • H01R13/6205—Two-part coupling devices held in engagement by a magnet
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/02—Permanent magnets [PM]

Definitions

  • the present invention relates to an electrical outlet assembly.
  • the electrical outlet assembly includes a base and an electrical plug intended to be fitted to the base. The association of the plug and the base is carried out by magnetic effect.
  • the patent application WO2012032230A1 describes an electrical outlet assembly comprising a base and an electrical plug adapted to fit on the base.
  • the plug has two electrical tracks intended to be electrically connected to two electrical contacts of the base.
  • the two electrical contacts have the particularity of moving between a retracted position inside the base and a position outside the base so as to prevent any access to the contacts when the device to be connected is not in use.
  • magnetic control means comprising a permanent magnet integrated in the plug and a movable magnetic element housed in the base and integral with the electrical contacts, allow the electrical contacts to be extracted from the base.
  • the magnetic element and the permanent magnet are both annular in shape and face each other so as to generate a circular air gap between them. In this solution, the lines of the magnetic field created by the permanent magnet are concentrated in the air gap but loop in the air to join the opposite face of the permanent magnet, making the magnetic solution inefficient.
  • the patent application FR3012263A1 describes yet another architecture of an electrical outlet assembly which has drawbacks similar to those of the demand solution EP2667459A1 .
  • the proposed solution defines two separate air gaps, which can lead to more magnetic leaks.
  • the object of the invention is to provide an electrical outlet assembly which is simple, reliable, compact and which comprises a base and an electrical plug in which the quantity of magnet to be used to extract the electrical contacts is reduced. compared to the solutions of the state of the art.
  • the solution of the invention makes it possible in particular to better confine the magnetic field between the two parts of the assembly of the invention.
  • the first ferromagnetic part is of annular shape and arranged parallel to the junction plane and in that the second ferromagnetic part is of annular shape arranged parallel to the junction plane.
  • the permanent magnet is for example fixed to a first annular portion of the second ferromagnetic part, forming the first air gap surface of the second magnetic part.
  • the permanent magnet is for example fixed to a first annular portion of the first ferromagnetic part, forming the first air gap surface of the first magnetic part.
  • the plug comprises a housing and the second magnetic part is arranged to rotate freely inside the housing.
  • the first magnetic part and the second magnetic part are arranged so that the magnetic circuit generates a magnetic flux surrounding the first electrical contacts and the second electrical contacts.
  • the letter N designates the North pole of the magnet and the letter S designates the South pole of the magnet.
  • the electrical outlet assembly of the invention comprises a base 1 and an electrical plug 2 intended to fit on the base 1.
  • the base 1 comprises a plastic housing 10 intended for example to be embedded in a wall.
  • the base 1 has a front face 11 against which the electrical plug can fit.
  • the base also comprises a movable support 12 on which are fixed two first electrical contacts 120, 121.
  • the first two contacts electrical wires 120, 121 are connected to an electrical voltage source by means of conductive electrical wires (not shown in the figures).
  • the base 1 also comprises a first movable magnetic part 13 integral in movement with the movable support 12 and arranged to move by magnetic effect between a first position and a second position.
  • a spring 14 positioned inside the housing 10 of the base is arranged to return the first magnetic part 13 to its first position when the magnetic effect required for extraction is no longer significant enough.
  • the first electrical contacts 120, 121 are retracted inside the base 1 and in the second position of the first magnetic part 13, the first electrical contacts 120, 121 are at the exterior of the base 1, passing through its front face 11.
  • the movable assembly formed by the support 12 and the magnetic part 13 comes into abutment, for example against a part of the housing 10.
  • the electrical plug 2 for its part comprises a plastic casing 20, having a front face 21 intended to bear against the front face 11 of the base 1, defining a junction plane P (defined vertically in the appended figures) between the base 1 and the plug 2.
  • the plug 2 further comprises two second electrical contacts 220, 221, for example two electrical tracks flush with its front face 21, intended to come into electrical contact with the two first electrical contacts 120, 121 of the base 1.
  • It also comprises a second magnetic part 23 intended to attract the first magnetic part 13 when the plug 2 is approached from the base 1 in order to extract the first electrical contacts 120, 121.
  • the two electrical tracks are of circular shape and positioned so as to concentric way.
  • the invention aims to create a magnetic circuit making it possible to provide a sufficiently large magnetic force against the force exerted by the spring 14, to extract the electrical contacts 120, 121 from the base 1.
  • the magnetic circuit is generated between the two magnetic parts 13, 23 when the plug 2 is approached sufficiently close to the base 1.
  • the two magnetic parts 13, 23 are formed and arranged so that the magnetic circuit is generated around the first electrical contacts 120, 121 and the second electrical contacts 220, 221 when these are connected.
  • the first magnetic part 13 has a first air gap surface S1, a second air gap surface S10 and a first ferromagnetic part 130 attached. on the one hand on a surface opposite to its first air gap surface S1 and on the other hand on a surface opposite to its second air gap surface S10.
  • the second magnetic part 23 comprises a first air gap surface S2 intended to be opposite the first air gap surface S1 of the first magnetic part 13 so as to create a first air gap and a second air gap surface S20 intended to be opposite the second air gap surface S10 of the first magnetic part 13 so as to create a second air gap when the plug 2 is approached from the base 1.
  • the second magnetic part 23 also comprises a second ferromagnetic part 230 fixed on the one hand on a surface opposite to its first air gap surface S2 and on the other hand on a surface opposite to its second air gap surface S20.
  • each magnetic part 13, 23 the two ferromagnetic parts 130, 230 make it possible to channel the magnetic flux between the two air gap surfaces when the plug is approached to the base.
  • the magnetic circuit is generated so that, even when the first magnetic part 13 is still in its first position, the first magnetic part 13 and the second magnetic part 23 are arranged so as to promote the passage of a magnetic flux ⁇ through the first air gap and the second air gap rather than between the two air gap surfaces S1, S10 (or S2, S20) of the same magnetic part 13 (or 23).
  • the air gap surfaces are positioned so as to avoid any looping of the lines of the magnetic field between these two surfaces.
  • the two annular ferromagnetic parts 130, 230 are positioned coaxially in order to allow rotation of the plug 2 with respect to the base 1, making the angular positioning of the plug 2 with respect to the base 1 independent. This advantage is only allowed if the electrical tracks of the plug 2 are circular and positioned concentrically.
  • the second magnetic part 23 is arranged inside the housing 20 of the plug so as to be able to rotate freely inside the housing 20 in order to orient itself with respect to the first magnetic part 13.
  • the two ferromagnetic parts 130, 230 may or may not be of identical sizes.
  • the two ferromagnetic parts of annular shape are of constant thickness over their entire circumference.
  • Each ferromagnetic part 130, 230 of annular shape comprises a first annular portion extending over a first angular range and a second annular portion extending over a second angular range.
  • the two annular portions are distinct and for example positioned symmetrically with respect to a transverse plane of symmetry of the ferromagnetic part.
  • each annular portion occupies an angular range less than 180 ° and for example approximately equal to 120 °.
  • each annular portion is covered with a permanent magnet 15, 16, 25, 26 and / or an element made of ferromagnetic material 150, 160, 260 in excess thickness compared to the thickness of the ring formed by the ferromagnetic part.
  • the permanent magnet or the element made of ferromagnetic material is each intended to form an air gap surface of the magnetic part 13, 23, as defined above.
  • the assembly comprises at least one permanent magnet fixed to an annular portion of the first ferromagnetic part 130 or of the second ferromagnetic part 230 so as to generate the magnetic circuit.
  • Each permanent magnet is produced in the form of a ring portion intended to cover an annular portion of the ferromagnetic part to which it is fixed. It is arranged so as to have a first pole face against the ferromagnetic part and a second pole face oriented towards the front face 11, 21 of the plug or the base. The orientation of the pole faces of the permanent magnet determines the direction of the magnetic flux ⁇ generated in the magnetic circuit.
  • each permanent magnet employed can be fixed on the first ferromagnetic part 130 or on the second ferromagnetic part 230.
  • the magnetic circuit has only one permanent magnet 25.
  • the permanent magnet 25 is fixed to the first annular portion of the second ferromagnetic part 230. Its second pole face corresponds to the first air gap surface S2 of the second magnetic part 23.
  • the second air gap surface S20 of the second magnetic part 23 is formed by an element of ferromagnetic material 260 fixed on the second ferromagnetic part 230 on the second annular portion of the second ferromagnetic part 230.
  • the first air gap surface S1 and the second air gap surface S10 of the first magnetic part 13 are both formed by elements made of ferromagnetic material 150, 160 each fixed on the two distinct annular portions of the first ferromagnetic part 130.
  • the permanent magnet 25 and each magnetic element are positioned so as to generate the air gaps defined above when the plug is approached to the base.
  • the magnetic flux ⁇ generated by the permanent magnet 25 passes through the permanent magnet between these two pole faces then circulates through the first air gap to the element 150, then parallel and in the same direction through the two lateral portions of the first ferromagnetic part 130 to join the element 160, the second air gap surface S10 of the first magnetic part, then crosses the second air gap to join the element 260, before joining the first pole face of the permanent magnet 25 passing parallel and in the same direction through the two side portions of the second ferromagnetic part 230.
  • the two ferromagnetic parts 130, 230 annular are not necessarily identical.
  • a second permanent magnet 26 is fixed on the second ferromagnetic part 230, replacing its magnetic element 260.
  • the second permanent magnet 26 is fixed so that its pole faces are oriented. unlike those of the first permanent magnet 25 so as to promote the magnetic flux ⁇ in the magnetic circuit.
  • this second architecture has the advantage of balancing the magnetic force exerted when the plug is approached to the basement.
  • the magnetic flux generated follows the same path as in the first architecture.
  • the second magnetic part 23 is identical to that of the first architecture described above.
  • the first magnetic part 13 present in the base 1 comprises for its part a permanent magnet 15 fixed on one of its annular portions defined above so as to form the first air gap surface S1 located opposite that produced by the permanent magnet 25 of the second magnetic part 23.
  • the second air gap surface S10 is produced by means of an element 160 made of magnetic material.
  • the two ferromagnetic parts 130, 230 of annular shape are of identical size.
  • This architecture has the advantage of allowing automatic centering of the plug 2 on the base 1, thanks to the two permanent magnets 15, 25 distributed in the base 1 and the plug 2.
  • the magnetic flux generated follows the same path as in the first architecture.
  • the two annular portions of the first ferromagnetic part 13 are each occupied by a permanent magnet 15, 16 and the two annular portions of the second ferromagnetic part are each also occupied by a permanent magnet 25, 26, thus forming two to two the two air gaps of the magnetic circuit when the plug 2 is approached to the base 1.
  • This configuration has the advantage of efficient self-centering and a balanced magnetic force, the four magnets 15, 16, 25, 26 being distributed symmetrically when the plug is approached to the base.
  • the two ferromagnetic parts 130, 230 of annular shape are of identical sizes.
  • the magnetic flux generated follows the same path as in the first architecture.

Landscapes

  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)

Description

    Domaine technique de l'invention
  • La présente invention se rapporte à un ensemble de prise électrique. L'ensemble de prise électrique comporte un socle et une fiche électrique destinée à être adaptée sur le socle. L'association de la fiche et du socle est réalisée par effet magnétique.
    • Etat de la technique
  • La demande de brevet WO2012032230A1 décrit un ensemble de prise électrique comprenant un socle et une fiche électrique destinée à s'adapter sur le socle. La fiche comporte deux pistes électriques destinées à se connecter électriquement à deux contacts électriques du socle. Les deux contacts électriques présentent la particularité de se déplacer entre une position rétractée à l'intérieur du socle et une position à l'extérieur du socle de manière à empêcher tout accès aux contacts lorsque l'appareil à connecter n'est pas employé. Lorsque la fiche est approchée du socle, des moyens magnétiques de commande, comprenant un aimant permanent intégré dans la fiche et un élément magnétique mobile logé dans le socle et solidaire des contacts électriques, permettent l'extraction des contacts électriques du socle. L'élément magnétique et l'aimant permanent sont tous deux de forme annulaire et se font face de manière à générer entre eux un entrefer circulaire. Dans cette solution, les lignes du champ magnétique créé par l'aimant permanent sont concentrées dans l'entrefer mais se rebouclent dans l'air pour rejoindre la face opposée de l'aimant permanent, rendant la solution magnétique peu efficace.
  • La demande de brevet EP2667459A1 décrit également un ensemble de prise électrique comprenant un socle et une fiche électrique destinée à s'adapter sur le socle. Ce document décrit une architecture magnétique améliorée pour l'extraction des contacts électriques. Cette architecture est basée sur la création d'un circuit magnétique entre la fiche et le socle et comprend une culasse magnétique formée d'une première partie logée dans la fiche et d'une deuxième partie logée dans le socle. Lorsque la fiche est éloignée du socle, les lignes du champ magnétique créé par l'aimant permanent présent dans la fiche ont tendance à se reboucler dans le circuit magnétique de la fiche. Ainsi, lorsque la fiche est approchée du socle, l'effet magnétique sera atténué et la quantité d'aimant à utiliser pour réaliser l'extraction des contacts électriques devra être plus importante. Par ailleurs, en plus d'un souci d'efficacité magnétique, cette architecture comporte deux autres inconvénients :
    • La présence de trois entrefers distincts, la rendant plus complexe et génératrice de fuites magnétiques plus nombreuses,
    • La présence de la culasse magnétique à l'extérieur engendre un encombrement important.
  • La demande de brevet FR3012263A1 décrit encore une autre architecture d'un ensemble de prise électrique qui présente des inconvénients similaires à ceux de la solution de la demande EP2667459A1 . En particulier, la solution proposée définit deux entrefers distincts, pouvant amener des fuites magnétiques plus nombreuses.
  • Le but de l'invention est de proposer un ensemble de prise électrique qui soit simple, fiable, peu encombrant et qui comprend un socle et une fiche électrique dans lequel la quantité d'aimant à utiliser pour réaliser l'extraction des contacts électriques est réduite par rapport aux solutions de l'état de la technique. La solution de l'invention permet notamment de mieux confiner le champ magnétique entre les deux parties de l'ensemble de l'invention.
    • Exposé de l'invention
  • Ce but est atteint par un ensemble de prise électrique selon la revendication 1.
  • Selon une autre particularité, la première pièce ferromagnétique est de forme annulaire et agencée parallèlement au plan de jonction et en ce que la deuxième pièce ferromagnétique est de forme annulaire agencée parallèlement au plan de jonction.
  • Dans une première configuration, l'aimant permanent est par exemple fixé sur une première portion annulaire de la deuxième pièce ferromagnétique, formant la première surface d'entrefer de la deuxième partie magnétique.
  • Selon une première architecture liée à la première configuration, l'ensemble comporte :
    • un élément en matériau ferromagnétique fixé sur une deuxième portion annulaire, symétriquement à l'aimant permanent, de manière à former la deuxième surface d'entrefer de la deuxième partie magnétique,
    • deux éléments en matériau ferromagnétique fixés symétriquement sur deux portions annulaires de la première pièce ferromagnétique, formant la première surface d'entrefer et la deuxième surface d'entrefer de la première partie magnétique.
  • Selon une deuxième architecture liée à la première configuration, l'ensemble comporte :
    • un aimant permanent fixé sur une deuxième portion annulaire de la deuxième pièce ferromagnétique, formant la deuxième surface d'entrefer de la deuxième partie magnétique,
    • deux éléments en matériau ferromagnétique fixés symétriquement sur deux portions annulaires de la première pièce ferromagnétique, formant la première surface d'entrefer et la deuxième surface d'entrefer de la première partie magnétique.
  • Selon une troisième architecture liée à la première configuration, l'ensemble comporte :
    • un aimant permanent fixé sur une deuxième portion annulaire de la deuxième pièce ferromagnétique, formant la deuxième surface d'entrefer de la deuxième partie magnétique,
    • deux aimants permanents fixés symétriquement sur deux portions annulaires de la première pièce ferromagnétique, formant la première surface d'entrefer et la deuxième surface d'entrefer de la première partie magnétique.
  • Selon une quatrième architecture liée à la première configuration, l'ensemble comporte :
    • un élément en matériau ferromagnétique fixé sur une deuxième portion annulaire, symétriquement à l'aimant permanent, de manière à former la deuxième surface d'entrefer de la deuxième partie magnétique,
    • un aimant permanent fixé sur une première portion annulaire de la première pièce ferromagnétique formant la première surface d'entrefer de la première partie magnétique,
    • un élément en matériau ferromagnétique fixé sur une deuxième portion annulaire de la première pièce ferromagnétique, symétriquement à l'aimant permanent, de manière à former la deuxième surface d'entrefer de la première partie magnétique.
  • Selon une deuxième configuration, l'aimant permanent est par exemple fixé sur une première portion annulaire de la première pièce ferromagnétique, formant la première surface d'entrefer de la première partie magnétique.
  • Selon une première architecture liée à la deuxième configuration, l'ensemble comporte :
    • un élément en matériau ferromagnétique fixé sur une deuxième portion annulaire de la première pièce ferromagnétique, symétriquement à l'aimant permanent, de manière à former la deuxième surface d'entrefer de la première partie magnétique,
    • deux éléments en matériau ferromagnétique fixés symétriquement sur deux portions annulaires de la deuxième pièce ferromagnétique, formant la première surface d'entrefer et la deuxième surface d'entrefer de la deuxième partie magnétique.
  • Selon une deuxième architecture liée à la deuxième configuration, l'ensemble :
    • un aimant permanent fixé sur une deuxième portion annulaire de la première pièce ferromagnétique, formant la deuxième surface d'entrefer de la première partie magnétique,
    • deux éléments en matériau ferromagnétique fixés symétriquement sur deux portions annulaires de la deuxième pièce ferromagnétique, formant la première surface d'entrefer et la deuxième surface d'entrefer de la deuxième partie magnétique.
  • Selon une troisième architecture liée à la deuxième configuration, l'ensemble comporte :
    • un aimant permanent fixé sur une deuxième portion annulaire de la première pièce ferromagnétique, formant la deuxième surface d'entrefer de la première partie magnétique,
    • deux aimants permanents fixés symétriquement sur deux portions annulaires de la deuxième pièce ferromagnétique, formant la première surface d'entrefer et la deuxième surface d'entrefer de la deuxième partie magnétique.
  • Selon une autre particularité de l'invention, la fiche comporte un boîtier et la deuxième partie magnétique est agencée pour tourner librement à l'intérieur du boîtier.
  • Selon une autre particularité de l'invention, la première partie magnétique et la deuxième partie magnétique sont agencées de manière à ce que le circuit magnétique génère un flux magnétique entourant les premiers contacts électriques et les deuxièmes contacts électriques.
    • Brève description des figures
  • D'autres caractéristiques et avantages vont apparaître dans la description détaillée qui suit faite en regard des dessins annexés dans lesquels :
    • les figures 1A et 1B représentent une première architecture de l'ensemble de prise électrique de l'invention, comprenant un socle et une fiche respectivement désaccouplés et couplés,
    • les figures 2A et 2B représentent une deuxième architecture de l'ensemble de prise électrique de l'invention, comprenant un socle et une fiche respectivement désaccouplés et couplés,
    • les figures 3A et 3B représentent une troisième architecture de l'ensemble de prise électrique de l'invention, comprenant un socle et une fiche respectivement désaccouplés et couplés,
    • les figures 4A et 4B représentent une quatrième architecture de l'ensemble de prise électrique de l'invention, comprenant un socle et une fiche respectivement désaccouplés et couplés,
    • la figure 5 représente une variante de réalisation d'une partie magnétique employée.
  • Sur les figures 1A à 4B, il faut comprendre que les parties magnétiques 13, 23 sont vues par un observateur placé entre le socle et la fiche.
  • Sur les figures annexées, la lettre N désigne le pôle Nord de l'aimant et la lettre S désigne le pôle Sud de l'aimant.
    • Description détaillée d'au moins un mode de réalisation
  • En référence aux figures annexées, l'ensemble de prise électrique de l'invention comporte un socle 1 et une fiche électrique 2 destinée à s'adapter sur le socle 1.
  • Le socle 1 comporte un boîtier 10 plastique destiné par exemple à être encastré dans un mur. Le socle 1 présente une face avant 11 contre laquelle peut venir s'adapter la fiche électrique. Le socle comporte également un support mobile 12 sur lequel sont fixés deux premiers contacts électriques 120, 121. Les deux premiers contacts électriques 120, 121 sont reliés à une source de tension électrique par l'intermédiaire de fils électriques conducteurs (non représentés sur les figures). Le socle 1 comporte également une première partie magnétique 13 mobile solidaire en mouvement du support mobile 12 et agencée pour se déplacer par effet magnétique entre une première position et une deuxième position. Un ressort 14 positionné à l'intérieur du boîtier 10 du socle, par exemple fixé d'une part au boîtier 10 du socle et d'autre part au support mobile 12, est agencé pour ramener la première partie magnétique 13 dans sa première position lorsque l'effet magnétique nécessaire à l'extraction n'est plus assez important. Dans la première position de la première partie magnétique 13, les premiers contacts électriques 120, 121 sont rétractés à l'intérieur du socle 1 et dans la deuxième position de la première partie magnétique 13, les premiers contacts électriques 120, 121 sont à l'extérieur du socle 1, traversant sa face avant 11. Dans sa deuxième position, l'ensemble mobile formé par le support 12 et la partie magnétique 13 vient en butée, par exemple contre une partie du boîtier 10.
  • La fiche électrique 2 comporte pour sa part un boîtier 20 plastique, présentant une face avant 21 destinée à venir en appui contre la face avant 11 du socle 1, définissant un plan de jonction P (défini verticalement sur les figures annexées) entre le socle 1 et la fiche 2. La fiche 2 comporte en outre deux deuxièmes contacts électriques 220, 221, par exemple deux pistes électriques affleurantes sur sa face avant 21, destinés à venir en contact électrique avec les deux premiers contacts électriques 120, 121 du socle 1. Elle comporte également une deuxième partie magnétique 23 destinée à attirer la première partie magnétique 13 lorsque la fiche 2 est approchée du socle 1 afin d'extraire les premiers contacts électriques 120, 121. Préférentiellement, les deux pistes électriques sont de forme circulaire et positionnées de manière concentrique.
  • L'invention vise à créer un circuit magnétique permettant de fournir un effort magnétique suffisamment important à l'encontre de l'effort exercé par le ressort 14, pour extraire les contacts électriques 120, 121 du socle 1.
  • Le circuit magnétique est généré entre les deux parties magnétiques 13, 23 lorsque la fiche 2 est approchée suffisamment proche du socle 1.
  • Les deux parties magnétiques 13, 23 sont formées et agencées de manière à ce que le circuit magnétique soit généré autour des premiers contacts électriques 120, 121 et des deuxièmes contacts électriques 220, 221 lorsque ceux-ci sont connectés.
  • La première partie magnétique 13 présente une première surface d'entrefer S1, une deuxième surface d'entrefer S10 et une première pièce ferromagnétique 130 fixée d'une part sur une surface opposée à sa première surface d'entrefer S1 et d'autre part sur une surface opposée à sa deuxième surface d'entrefer S10.
  • La deuxième partie magnétique 23 comporte une première surface d'entrefer S2 destinée à être en vis-à-vis de la première surface d'entrefer S1 de la première partie magnétique 13 de manière à créer un premier entrefer et une deuxième surface d'entrefer S20 destinée à être en vis-à-vis de la deuxième surface d'entrefer S10 de la première partie magnétique 13 de manière à créer un deuxième entrefer lorsque la fiche 2 est approchée du socle 1. La deuxième partie magnétique 23 comporte également une deuxième pièce ferromagnétique 230 fixée d'une part sur une surface opposée à sa première surface d'entrefer S2 et d'autre part sur une surface opposée à sa deuxième surface d'entrefer S20.
  • Dans chaque partie magnétique 13, 23, les deux pièces ferromagnétiques 130, 230 permettent de canaliser le flux magnétique entre les deux surfaces d'entrefer lorsque la fiche est approchée du socle.
  • Le circuit magnétique est généré de sorte que, même lorsque la première partie magnétique 13 est encore dans sa première position, la première partie magnétique 13 et la deuxième partie magnétique 23 sont agencées de manière à favoriser le passage d'un flux magnétique ϕ à travers le premier entrefer et le deuxième entrefer plutôt qu'entre les deux surfaces d'entrefer S1, S10 (ou S2, S20) d'une même partie magnétique 13 (ou 23). Autrement dit, dans chaque partie magnétique 13, 23, les surfaces d'entrefer sont positionnées de manière à éviter tout rebouclage des lignes du champ magnétique entre ces deux surfaces.
  • De manière plus précise :
    • La première pièce ferromagnétique 130 est préférentiellement de forme annulaire et agencée à l'intérieur du socle 1 de sorte que son axe de révolution soit perpendiculaire à sa face avant 11.
    • La deuxième pièce ferromagnétique 230 est préférentiellement de forme annulaire et positionnée à l'intérieur de la fiche 2 de sorte que son axe de révolution soit perpendiculaire à sa face avant 21.
  • Les deux pièces ferromagnétiques 130, 230 annulaires sont positionnées de manière coaxiale afin de permettre une rotation de la fiche 2 par rapport au socle 1, rendant indépendant le positionnement angulaire de la fiche 2 par rapport au socle 1. Cet avantage n'est permis que si les pistes électriques de la fiche 2 sont circulaires et positionnées de manière concentrique.
  • Avantageusement, la deuxième partie magnétique 23 est agencée à l'intérieur du boîtier 20 de la fiche de manière à pouvoir tourner librement à l'intérieur du boîtier 20 pour s'orienter par rapport à la première partie magnétique 13.
  • Selon les architectures, les deux pièces ferromagnétiques 130, 230 peuvent être de tailles identiques ou non.
  • Avantageusement, les deux pièces ferromagnétiques de forme annulaire sont d'épaisseur constante sur toute leur circonférence.
  • Chaque pièce ferromagnétique 130, 230 de forme annulaire comporte une première portion annulaire s'étalant sur une première plage angulaire et une deuxième portion annulaire s'étalant sur une deuxième plage angulaire. Les deux portions annulaires sont distinctes et par exemple positionnées symétriquement par rapport à un plan de symétrie transversal de la pièce ferromagnétique. Préférentiellement, chaque portion annulaire occupe une plage angulaire inférieure à 180° et par exemple environ égale à 120°.
  • Selon les architectures, chaque portion annulaire est recouverte d'un aimant permanent 15, 16, 25, 26 et/ou d'un élément en matériau ferromagnétique 150, 160, 260 en surépaisseur par rapport à l'épaisseur de l'anneau formé par la pièce ferromagnétique. L'aimant permanent ou l'élément en matériau ferromagnétique est destiné à former chacun une surface d'entrefer de la partie magnétique 13, 23, telle que définie ci-dessus.
  • Dans toutes les architectures, l'ensemble comporte au moins un aimant permanent fixé sur une portion annulaire de la première pièce ferromagnétique 130 ou de la deuxième pièce ferromagnétique 230 de manière à générer le circuit magnétique.
  • Chaque aimant permanent est réalisé sous la forme d'une portion d'anneau destinée à recouvrir une portion annulaire de la pièce ferromagnétique sur laquelle il est fixé. Il est agencé de manière à présenter une première face polaire contre la pièce ferromagnétique et une deuxième face polaire orientée vers la face avant 11, 21 de la fiche ou du socle. L'orientation des faces polaires de l'aimant permanent détermine le sens du flux magnétique ϕ généré dans le circuit magnétique.
  • En référence aux figures annexées, plusieurs architectures sont ensuite possibles pour créer le circuit magnétique défini ci-dessus. Dans toutes ces architectures, il faut comprendre que chaque aimant permanent employé peut être fixé sur la première pièce ferromagnétique 130 ou sur la deuxième pièce ferromagnétique 230.
    • Première architecture - Figures 1A et 1B
  • Dans une première architecture, le circuit magnétique ne comporte qu'un seul aimant permanent 25. Sur les figures 1A et 1B, l'aimant permanent 25 est fixé sur la première portion annulaire de la deuxième pièce ferromagnétique 230. Sa deuxième face polaire correspond à la première surface d'entrefer S2 de la deuxième partie magnétique 23. La deuxième surface d'entrefer S20 de la deuxième partie magnétique 23 est formée par un élément en matériau ferromagnétique 260 fixé sur la deuxième pièce ferromagnétique 230 sur la deuxième portion annulaire de la deuxième pièce ferromagnétique 230.
  • Dans cette première architecture, la première surface d'entrefer S1 et la deuxième surface d'entrefer S10 de la première partie magnétique 13 sont formées toutes deux par des éléments en matériau ferromagnétique 150, 160 fixés chacun sur les deux portions annulaires distinctes de la première pièce ferromagnétique 130.
  • L'aimant permanent 25 et chaque élément magnétique sont positionnés de manière à générer les entrefers définis ci-dessus lorsque la fiche est approchée du socle.
  • Le flux magnétique ϕ généré par l'aimant permanent 25 traverse l'aimant permanent entre ces deux faces polaires puis circule à travers le premier entrefer jusqu'à l'élément 150, puis parallèlement et dans le même sens à travers les deux portions latérales de la première pièce ferromagnétique 130 pour rejoindre l'élément 160, la deuxième surface d'entrefer S10 de la première partie magnétique, puis traverse le deuxième entrefer pour rejoindre l'élément 260, avant de rejoindre la première face polaire de l'aimant permanent 25 en passant parallèlement et dans le même sens par les deux portions latérales de la deuxième pièce ferromagnétique 230.
  • Dans cette première architecture, les deux pièces ferromagnétiques 130, 230 annulaires ne sont pas forcément identiques.
    • Deuxième architecture - Figures 2A et 2B
  • Dans cette architecture, par rapport à la première architecture, un deuxième aimant permanent 26 est fixé sur la deuxième pièce ferromagnétique 230, en remplacement de son élément magnétique 260. Le deuxième aimant permanent 26 est fixé de manière à ce que ses faces polaires soient orientées à l'inverse de celles du premier aimant permanent 25 de manière à favoriser le flux magnétique ϕ dans le circuit magnétique.
  • Par rapport à la première architecture, grâce à ses deux aimants permanents 25, 26 positionnés symétriquement par rapport aux axes de révolution des deux pièces annulaires, cette deuxième architecture présente l'avantage d'équilibrer l'effort magnétique exercé lorsque la fiche est approchée du socle.
  • Dans cette architecture, le flux magnétique généré suit le même trajet que dans la première architecture.
    • Troisième architecture - Figures 3A et 3B
  • Dans cette troisième architecture, la deuxième partie magnétique 23 est identique à celle de la première architecture décrite ci-dessus. La première partie magnétique 13 présente dans le socle 1 comporte pour sa part un aimant permanent 15 fixé sur l'une de ses portions annulaires définies ci-dessus de manière à former la première surface d'entrefer S1 située en vis-à-vis de celle réalisée par l'aimant permanent 25 de la deuxième partie magnétique 23. Dans la première partie magnétique 13, la deuxième surface d'entrefer S10 est réalisée grâce à un élément 160 en matériau magnétique.
  • Dans cette architecture, les deux pièces ferromagnétiques 130, 230 de forme annulaire sont de taille identique.
  • Cette architecture présente l'avantage de permettre un centrage automatique de la fiche 2 sur le socle 1, grâce aux deux aimants permanents 15, 25 répartis dans le socle 1 et la fiche 2.
  • Dans cette architecture, le flux magnétique généré suit le même trajet que dans la première architecture.
    • Quatrième architecture - Figures 4A et 4B
  • Dans cette architecture, les deux portions annulaires de la première pièce ferromagnétique 13 sont chacune occupées par un aimant permanent 15, 16 et les deux portions annulaires de la deuxième pièce ferromagnétique sont chacune également occupées par un aimant permanent 25, 26, formant ainsi deux à deux les deux entrefers du circuit magnétique lorsque la fiche 2 est approchée du socle 1.
  • Cette configuration présente l'avantage d'un auto-centrage performant et d'un effort magnétique équilibré, les quatre aimants 15, 16, 25, 26 étant répartis de manière symétrique lorsque la fiche est approchée du socle.
  • Dans cette architecture, les deux pièces ferromagnétiques 130, 230 de forme annulaire sont de tailles identiques.
  • Dans cette architecture, le flux magnétique généré suit le même trajet que dans la première architecture.
  • En variante de réalisation, comme représenté sur la figure 5, il est possible d'augmenter la taille de chaque aimant permanent et d'étendre la portion annulaire recouverte de manière à mieux centrer la force magnétique exercée.
  • Les différentes architectures décrites présentent ainsi de nombreux avantages, parmi lesquels :
    • la génération d'un effort magnétique dédié entièrement à l'extraction des contacts électriques, les lignes de champ magnétique étant absorbées dans le circuit magnétique généré et non dispersées dans l'air,
    • lorsque le socle et la fiche comportent tous deux un aimant permanent, la possibilité d'obtenir un auto-centrage automatique de la prise sur le socle,
    • lorsqu'une partie magnétique comporte deux aimants permanents positionnés de manière symétrique, l'effort magnétique exercé est équilibré,
    • la génération d'un circuit magnétique autour de la connectique électrique, permettant d'assurer un meilleur accrochage mécanique et ainsi une meilleure connexion électrique.

Claims (13)

  1. Ensemble de prise électrique comportant :
    - un socle (1) comprenant au moins un premier contact électrique (120, 121), une première partie magnétique (13) solidaire en mouvement du premier contact électrique, ladite première partie magnétique (13) étant agencée pour se déplacer par effet magnétique entre une première position dans laquelle le premier contact électrique (120, 121) est rétracté à l'intérieur du socle (1) et une deuxième position dans laquelle le premier contact électrique (120, 121) est à l'extérieur du socle (1),
    - une fiche (2) destinée à s'adapter sur le socle et comprenant au moins un deuxième contact électrique (220, 221) destiné à se connecter électriquement au premier contact (120, 121) électrique lorsque celui-ci est à l'extérieur du socle (1) et une deuxième partie magnétique (23) agencée en vis-à-vis de la première partie magnétique (13) lorsque la fiche est adaptée sur le socle pour déplacer, par effet magnétique, la première partie magnétique (13) vers sa deuxième position, entraînant le premier contact électrique (120, 121) vers l'extérieur du socle,
    - la première partie magnétique (13) ou la deuxième partie magnétique (23) comporte au moins un aimant permanent (15, 16, 25, 26) de manière à former un circuit magnétique lorsque la fiche (2) est approchée du socle (1), caractérisé en ce que:
    - la première partie magnétique (13) comprend une première surface d'entrefer (S1) et une deuxième surface d'entrefer (S10) et une première pièce ferromagnétique (130) fixée d'une part sur une surface opposée à sa première surface d'entrefer et d'autre part sur une surface opposée à sa deuxième surface d'entrefer,
    - la deuxième partie magnétique (23) comprend une première surface (S2) d'entrefer destinée à être en vis-à-vis de la première surface d'entrefer (S1) de la première partie magnétique (13) de manière à former un premier entrefer, une deuxième surface d'entrefer (S20) destinée à être en vis-à-vis de la deuxième surface d'entrefer (S10) de la première partie magnétique (13) de manière à former un deuxième entrefer lorsque la fiche (2) est approchée du socle (1) et une deuxième pièce ferromagnétique (230) fixée d'une part sur une surface opposée à sa première surface d'entrefer et d'autre part sur une surface opposée à sa deuxième surface d'entrefer,
    - la première pièce ferromagnétique (130) présentant une architecture en forme de boucle à deux portions latérales et agencée parallèlement au plan de jonction, la deuxième pièce ferromagnétique (230) présentant une architecture identique à celle de la première pièce ferromagnétique,
    - l'aimant permanent présente une première face polaire contre la pièce ferromagnétique et une deuxième face polaire orientée vers la face avant de la fiche ou du socle,
    - ledit circuit magnétique étant formé entre la première partie magnétique et la deuxième partie magnétique pour générer un flux magnétique passant par le premier entrefer et par le deuxième entrefer,
    - ledit flux magnétique (ϕ) généré par l'aimant permanent (25) traverse l'aimant permanent entre ces deux faces polaires puis circule à travers le premier entrefer, puis parallèlement et dans le même sens à travers les deux portions latérales de la première pièce ferromagnétique (130), puis traverse le deuxième entrefer, avant de rejoindre la première face polaire de l'aimant permanent (25) en passant parallèlement et dans le même sens par les deux portions latérales de la deuxième pièce ferromagnétique (230).
  2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première pièce ferromagnétique (130) est de forme annulaire et agencée parallèlement au plan de jonction et en ce que la deuxième pièce ferromagnétique (230) est de forme annulaire agencée parallèlement au plan de jonction.
  3. Ensemble selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'aimant permanent (25) est fixé sur une première portion annulaire de la deuxième pièce ferromagnétique (230), formant la première surface d'entrefer (S2) de la deuxième partie magnétique (23).
  4. Ensemble selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte :
    - un élément en matériau ferromagnétique fixé sur une deuxième portion annulaire, symétriquement à l'aimant permanent (25), de manière à former la deuxième surface d'entrefer de la deuxième partie magnétique (23),
    - deux éléments en matériau ferromagnétique fixés symétriquement sur deux portions annulaires de la première pièce ferromagnétique, formant la première surface d'entrefer et la deuxième surface d'entrefer de la première partie magnétique (13).
  5. Ensemble selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte :
    - un aimant permanent (26) fixé sur une deuxième portion annulaire de la deuxième pièce ferromagnétique (230), formant la deuxième surface d'entrefer (S20) de la deuxième partie magnétique (23),
    - deux éléments en matériau ferromagnétique fixés symétriquement sur deux portions annulaires de la première pièce ferromagnétique, formant la première surface d'entrefer et la deuxième surface d'entrefer de la première partie magnétique (13).
  6. Ensemble selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte :
    - un aimant permanent (26) fixé sur une deuxième portion annulaire de la deuxième pièce ferromagnétique (230), formant la deuxième surface d'entrefer (S20) de la deuxième partie magnétique (23),
    - deux aimants permanents (15, 16) fixés symétriquement sur deux portions annulaires de la première pièce ferromagnétique (130), formant la première surface d'entrefer (S1) et la deuxième surface d'entrefer (S10) de la première partie magnétique (13).
  7. Ensemble selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte :
    - un élément en matériau ferromagnétique fixé sur une deuxième portion annulaire, symétriquement à l'aimant permanent (25), de manière à former la deuxième surface d'entrefer de la deuxième partie magnétique (23),
    - un aimant permanent (15) fixé sur une première portion annulaire de la première pièce ferromagnétique formant la première surface d'entrefer (S1) de la première partie magnétique (13),
    - un élément en matériau ferromagnétique fixé sur une deuxième portion annulaire de la première pièce ferromagnétique (130), symétriquement à l'aimant permanent (15), de manière à former la deuxième surface d'entrefer (S10) de la première partie magnétique (13).
  8. Ensemble selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'aimant permanent (15) est fixé sur une première portion annulaire de la première pièce ferromagnétique (130), formant la première surface d'entrefer (S1) de la première partie magnétique (13).
  9. Ensemble selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte :
    - un élément en matériau ferromagnétique fixé sur une deuxième portion annulaire de la première pièce ferromagnétique (130), symétriquement à l'aimant permanent (15), de manière à former la deuxième surface d'entrefer (S10) de la première partie magnétique (13),
    - deux éléments en matériau ferromagnétique fixés symétriquement sur deux portions annulaires de la deuxième pièce ferromagnétique (230), formant la première surface d'entrefer (S2) et la deuxième surface d'entrefer (S20) de la deuxième partie magnétique (23).
  10. Ensemble selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte :
    - un aimant permanent (16) fixé sur une deuxième portion annulaire de la première pièce ferromagnétique (130), formant la deuxième surface d'entrefer (S10) de la première partie magnétique (13),
    - deux éléments en matériau ferromagnétique fixés symétriquement sur deux portions annulaires de la deuxième pièce ferromagnétique (230), formant la première surface d'entrefer (S2) et la deuxième surface d'entrefer (S20) de la deuxième partie magnétique (23).
  11. Ensemble selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte :
    - un aimant permanent (16) fixé sur une deuxième portion annulaire de la première pièce ferromagnétique (130), formant la deuxième surface d'entrefer (S10) de la première partie magnétique (13),
    - deux aimants permanents (25, 26) fixés symétriquement sur deux portions annulaires de la deuxième pièce ferromagnétique (230), formant la première surface d'entrefer (S2) et la deuxième surface d'entrefer (S20) de la deuxième partie magnétique (23).
  12. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la fiche (2) comporte un boîtier (20) et en ce que la deuxième partie magnétique (23) est agencée pour tourner librement à l'intérieur du boîtier.
  13. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que la première partie magnétique (13) et la deuxième partie magnétique (23) sont agencées de manière à ce que le circuit magnétique génère un flux magnétique entourant les premiers contacts électriques et les deuxièmes contacts électriques.
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