ES2902144T3 - electrical connector system - Google Patents
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Abstract
Sistema conector eléctrico que comprende al menos un primer dispositivo conector (10) y al menos un segundo dispositivo conector acoplable de forma deslizable a dicho primer dispositivo conector (10), en una configuración "macho-hembra", a lo largo de una dirección de acoplamiento/desacoplamiento (A-A) predeterminada, comprendiendo cada uno de dicho primer dispositivo conector (10) y dicho segundo dispositivo conector un alojamiento (12) de material aislante y uno o más elementos de conexión (14; 16) de material conductor, dispuestos para una conexión eléctrica, en donde cada elemento de conexión (14) de dicho primer dispositivo conector (10) es un elemento de conexión hembra y cada elemento de conexión (16) de dicho segundo dispositivo conector es un elemento de conexión macho, en donde cada elemento de conexión hembra (14) está provisto con una pluralidad de contactos laminares elásticamente deformables (18), formados en una única pieza con una parte base (20) de dicho elemento de conexión hembra (14), y en donde cada contacto laminar (18) está provisto con una parte de contacto curvada (22A) respectiva configurada para adherirse elásticamente contra la superficie de un elemento de conexión macho (16), caracterizándose el sistema por que cada elemento de conexión hembra (14) está provisto con cuatro contactos laminares (18) opuestos, separados igualmente de dos en dos, en donde cada parte de contacto curvada (22A) tiene una superficie de forma cilíndrica con líneas rectas generatrices paralelas a la dirección de acoplamiento/desacoplamiento (A-A), en donde cada contacto laminar (18) está provisto además con una parte de contacto extrema plana (22B) respectiva, conectada a la correspondiente parte de contacto curvada (22A) y configurada para cooperar con dicha parte de contacto curvada (22A) para adherirse elásticamente contra la superficie del elemento de conexión macho (16), en donde además cada parte de contacto extrema plana (22B) se extiende a lo largo de una dirección sustancialmente paralela a la dirección de acoplamiento/desacoplamiento (A-A).Electrical connector system comprising at least one first connector device (10) and at least one second connector device slidably engageable to said first connector device (10), in a "male-female" configuration, along a direction of predetermined coupling/uncoupling (A-A), each of said first connector device (10) and said second connector device comprising a housing (12) of insulating material and one or more connecting elements (14; 16) of conductive material, arranged to an electrical connection, wherein each connection element (14) of said first connector device (10) is a female connection element and each connection element (16) of said second connector device is a male connection element, wherein each female connection element (14) is provided with a plurality of elastically deformable laminar contacts (18), formed in a single piece with a base part (20) of said connection element female connection (14), and wherein each laminar contact (18) is provided with a respective curved contact portion (22A) configured to elastically adhere against the surface of a male connection element (16), the system being characterized in that each female connection element (14) is provided with four opposite laminar contacts (18), equally separated two by two, where each curved contact part (22A) has a cylindrical-shaped surface with straight generating lines parallel to the direction of coupling/uncoupling (A-A), wherein each laminar contact (18) is further provided with a respective flat end contact part (22B), connected to the corresponding curved contact part (22A) and configured to cooperate with said contact part curved (22A) to adhere elastically against the surface of the male connection element (16), where in addition each flat end contact portion (22B) extends along a direction substantially parallel to the coupling/uncoupling direction (A-A).
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Sistema conector eléctricoelectrical connector system
La presente invención se refiere en general a un sistema conector eléctrico y, más específicamente, a elementos de conexión móviles de un sistema conector eléctrico que pueden usarse en placas electrónicas.The present invention relates generally to an electrical connector system and, more specifically, to moving connection elements of an electrical connector system that can be used in electronic boards.
En el campo de las conexiones eléctricas se conocen los denominados dispositivos conectores "macho-hembra". Estos dispositivos conectores están acoplados entre sí para realizar la función de circuito de señales eléctricas. In the field of electrical connections, so-called "male-female" connector devices are known. These connector devices are coupled together to perform the function of an electrical signal circuit.
En particular, para transportar y/o extraer energía y/o señales eléctricas de cierta placa electrónica hacia otros aparatos electrónicos y/o eléctricos, se usan dispositivos de interfaz adecuados. Estos dispositivos de interfaz consisten habitualmente en elementos de conexión hembra móviles, usados como terminales de cables eléctricos, que se acoplan a los correspondientes terminales macho fijos, en otras palabras, soldados en las respectivas placas electrónicas.In particular, to transport and/or extract energy and/or electrical signals from a certain electronic board to other electronic and/or electrical apparatus, suitable interface devices are used. These interface devices usually consist of mobile female connection elements, used as electrical cable terminals, which are coupled to the corresponding fixed male terminals, in other words, soldered on the respective electronic boards.
En elementos de conexión móviles, usados como terminales de cables eléctricos o de otros soportes y que se acoplan a terminales macho soldados en placas electrónicas, existe la necesidad de crear la conexión eléctrica mediante lengüetas elásticas hechas de un material eléctricamente conductor. Estas lengüetas elásticas, junto con su respectivo recipiente de soporte, hecho de material aislante, y completado con otros posibles componentes de conexión (tornillo de carro y bloqueo, resorte, terminal macho de diversos tipos, otro terminal hembra, etc.) forman el elemento de conexión hembra móvil.In mobile connection elements, used as terminals for electrical cables or other supports and that are coupled to male terminals soldered on electronic boards, there is a need to create the electrical connection by means of elastic tabs made of an electrically conductive material. These elastic tabs, together with their respective support container, made of insulating material, and completed with other possible connection components (carriage and locking screw, spring, male terminal of various types, another female terminal, etc.) form the element. mobile female connection.
Las lengüetas elásticas del elemento de conexión hembra móvil aseguran una presión de contacto predeterminada con el terminal del respectivo elemento de conexión macho móvil. Esta presión de contacto, junto con la superficie de contacto, influye en la denominada resistencia eléctrica de "contacto" que se genera en las áreas en las que las lengüetas elásticas mencionadas anteriormente tocan el correspondiente terminal macho.The elastic tongues of the mobile female connection element ensure a predetermined contact pressure with the terminal of the respective mobile male connection element. This contact pressure, together with the contact surface, influences the so-called "contact" electrical resistance that is generated in the areas where the aforementioned elastic tabs touch the corresponding male terminal.
En la actualidad, en el mercado existen sistemas conectores eléctricos en los que el elemento de conexión hembra está generalmente provisto con un par de lengüetas elásticas configuradas para contactar con el terminal macho correspondiente en dos puntos de contacto respectivos. Tal como el documento Patente DE 10254091 que desvela un sistema conector de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. Como se conoce, en los sistemas conectores eléctricos, la resistencia de contacto es inversamente proporcional a la superficie de contacto y a la presión con la que se adhieren las dos partes. Por consiguiente, el hecho de que sea posible tener solo dos puntos de contacto da como resultado una resistencia de contacto considerable, que limita la cantidad de corriente transmitida a través del sistema conector eléctrico y genera sobrecalentamiento.Currently, there are electrical connector systems on the market in which the female connection element is generally provided with a pair of elastic tabs configured to contact the corresponding male terminal at two respective contact points. Such as the document Patent DE 10254091 that discloses a connector system according to the preamble of claim 1. As is known, in electrical connector systems, the contact resistance is inversely proportional to the contact surface and the pressure with which both parts adhere. Consequently, the fact that it is possible to have only two contact points results in considerable contact resistance, which limits the amount of current transmitted through the electrical connector system and generates overheating.
Por tanto, el fin de la presente invención es realizar un sistema conector eléctrico interconectado, en particular elementos de conexión móviles de un sistema conector eléctrico capaz de usarse en placas electrónicas, que sea capaz de superar las desventajas del estado de la técnica mencionadas anteriormente de forma extremadamente sencilla, rentable y particularmente funcional.Therefore, the purpose of the present invention is to realize an interconnected electrical connector system, in particular mobile connection elements of an electrical connector system capable of being used in electronic boards, which is capable of overcoming the aforementioned disadvantages of the prior art of extremely simple, cost-effective and particularly functional way.
En detalle, un fin de la presente invención es realizar un sistema conector eléctrico interconectado que sea capaz de reducir la resistencia de contacto entre los respectivos elementos de conexión macho y hembra.In detail, an aim of the present invention is to realize an interconnected electrical connector system that is capable of reducing the contact resistance between the respective male and female connection elements.
Otro fin de la presente invención es realizar un sistema conector eléctrico interconectado que sea capaz de facilitar el centrado y la conexión de cada elemento de conexión macho con respecto al correspondiente elemento de conexión hembra.Another purpose of the present invention is to realize an interconnected electrical connector system that is capable of facilitating the centering and connection of each male connection element with respect to the corresponding female connection element.
Estos fines de acuerdo con la presente invención se logran realizando un sistema conector eléctrico interconectado, en particular elementos de conexión móviles de un sistema conector eléctrico que pueda usarse en placas electrónicas, como se describe en la reivindicación 1.These purposes according to the present invention are achieved by realizing an interconnected electrical connector system, in particular moving connection elements of an electrical connector system that can be used in electronic boards, as described in claim 1.
Otras características de la invención se destacan mediante las reivindicaciones dependientes, que son parte integral de la presente descripción.Other features of the invention are highlighted by the dependent claims, which are an integral part of the present description.
Las características y ventajas de un sistema conector eléctrico interconectado de acuerdo con la presente invención serán más claras a partir de la siguiente descripción, dada a modo de ejemplo y no con fines limitantes, con referencia a los dibujos esquemáticos adjuntos, en los que:The characteristics and advantages of an interconnected electrical connector system according to the present invention will become clearer from the following description, given by way of example and not for purposes of limitation, with reference to the attached schematic drawings, in which:
la figura 1 es una vista en sección de un dispositivo conector eléctrico que pertenece al sistema conector eléctrico interconectado de acuerdo con la presente invención;Figure 1 is a sectional view of an electrical connector device belonging to the interconnected electrical connector system according to the present invention;
la figura 2 es una vista en perspectiva de un elemento de conexión hembra individual del dispositivo de conector eléctrico de la figura 1, en el que tal elemento de conexión hembra está provisto con un terminal relativo;Figure 2 is a perspective view of an individual female connection element of the electrical connector device of Figure 1, in which said female connection element is provided with a relative terminal;
la figura 3 es una vista en perspectiva del elemento de conexión hembra de la figura 2; Figure 3 is a perspective view of the female connection element of Figure 2;
la figura 4 es otra vista en perspectiva del elemento de conexión hembra de la figura 2, acoplado a un elemento de conexión macho correspondiente;Figure 4 is another perspective view of the female connecting element of Figure 2 coupled to a corresponding male connecting element;
la figura 5 es una vista en planta del elemento de conexión hembra y del correspondiente elemento de conexión macho de la figura 4; yFigure 5 is a plan view of the female connection element and the corresponding male connection element of Figure 4; Y
las figuras 6-10 muestran realizaciones respectivas de los elementos de conexión hembra del dispositivo de conector eléctrico de la figura 1.Figures 6-10 show respective embodiments of the female connection elements of the electrical connector device of Figure 1.
Con referencia a las figuras, se muestra un sistema conector eléctrico interconectado de acuerdo con la presente invención. El sistema conector eléctrico comprende al menos un primer dispositivo conector 10 y al menos un segundo dispositivo conector (no mostrado) acoplable de forma deslizable al primer dispositivo conector 10, en una configuración "macho-hembra", a lo largo de una dirección de acoplamiento/desacoplamiento A-A predeterminada. Referring to the figures, an interconnected electrical connector system in accordance with the present invention is shown. The electrical connector system comprises at least one first connector device 10 and at least one second connector device (not shown) slidably engageable to the first connector device 10, in a "male-female" configuration, along a mating direction. /default A-A decoupling.
Cada primer dispositivo conector 10 comprende una parte 12 de material aislante, que constituye el alojamiento del primer dispositivo conector 10 propiamente dicho, así como uno o más elementos de conexión 14 dispuestos para una conexión eléctrica. Cada elemento de conexión 14 está hecho de un material eléctricamente conductor, habitualmente un material metálico, y en este caso específico consiste en un elemento de conexión hembra.Each first connector device 10 comprises a part 12 of insulating material, which constitutes the housing of the first connector device 10 itself, as well as one or more connection elements 14 arranged for an electrical connection. Each connection element 14 is made of an electrically conductive material, usually a metallic material, and in this specific case consists of a female connection element.
Cada primer dispositivo conector 10 está conectado normalmente, en uso final, a un segundo dispositivo conector correspondiente, que consiste también en una parte respectiva de material aislante y en uno o más elementos de conexión 16 respectivos dispuestos para una conexión eléctrica. A modo de ejemplo, las figuras 4 y 5 muestran un elemento de conexión 16 del segundo dispositivo conector, que consiste en un elemento de conexión macho y obviamente está hecho de un material eléctricamente conductor, habitualmente un material metálico.Each first connector device 10 is normally connected, in end use, to a corresponding second connector device, also consisting of a respective part of insulating material and one or more respective connection elements 16 arranged for electrical connection. By way of example, figures 4 and 5 show a connection element 16 of the second connector device, which consists of a male connection element and is obviously made of an electrically conductive material, usually a metallic material.
El primer dispositivo conector 10 y el segundo dispositivo conector, una vez conectados entre sí, constituyen los elementos mínimos para la unión de un sistema de conexión eléctrica adaptado para transportar una o más señales eléctricas. En particular, el primer dispositivo conector 10 es un conector hembra, fijo o móvil, dispuesto para acoplarse a un segundo dispositivo conector macho, habitualmente fijo y soldado sobre una placa electrónica.The first connector device 10 and the second connector device, once connected to each other, constitute the minimum elements for the union of an electrical connection system adapted to carry one or more electrical signals. In particular, the first connector device 10 is a female connector, fixed or mobile, arranged to be coupled to a second male connector device, usually fixed and soldered on an electronic board.
Como se muestra en la figura 2, cada elemento de conexión hembra 14 está provisto con una pluralidad de contactos laminares elásticamente deformables 18, formados en una única pieza con una parte base 20 de tal elemento de conexión hembra 14. Cada contacto laminar 18 está provisto con una parte de contacto curvada 22A respectiva configurada para adherirse elásticamente contra la superficie de un elemento de conexión macho 16.As shown in Figure 2, each female connection element 14 is provided with a plurality of elastically deformable laminar contacts 18, formed in one piece with a base portion 20 of such female connection element 14. Each laminar contact 18 is provided with a respective curved contact portion 22A configured to elastically adhere against the surface of a male connecting element 16.
De acuerdo con la invención, cada elemento de conexión hembra 14 está provisto con cuatro contactos laminares 18 opuestos, igualmente separados de dos en dos, en el que cada parte de contacto curvada 22A tiene una superficie de forma cilíndrica con líneas rectas generatrices paralelas a la dirección de acoplamiento/desacoplamiento A-A. Además, cada contacto laminar 18 está provisto con una parte de contacto extrema plana 22B respectiva, conectada a la correspondiente parte de contacto curvada 22A y configurada para cooperar con tal parte de contacto curvada 22A para adherirse elásticamente contra la superficie del elemento de conexión macho 16. Cada parte de contacto extrema plana 22B también se extiende a lo largo de una dirección sustancialmente paralela a la dirección de acoplamiento/desacoplamiento A-A.According to the invention, each female connection element 14 is provided with four opposing laminar contacts 18, equally spaced two by two, in which each curved contact portion 22A has a cylindrical-shaped surface with straight generating lines parallel to the surface. docking/undocking direction A-A. Furthermore, each sheet contact 18 is provided with a respective flat end contact portion 22B connected to a corresponding curved contact portion 22A and configured to cooperate with such curved contact portion 22A to resiliently adhere against the surface of the male connecting element 16. Each planar end contact portion 22B also extends along a direction substantially parallel to the engagement/disengagement direction A-A.
El hecho de que sea posible asegurar que cada elemento de conexión hembra 14 y el respectivo elemento de conexión macho 16 se adhieran a las superficies 22A y 22B y no a un único punto determina una reducción en la resistencia de contacto que, como se conoce, es inversamente proporcional a la superficie de contacto y a la presión con que se adhieren los dos elementos de conexión 14 y 16 correspondientes. Esta característica del sistema conector eléctrico hace posible que, con la misma corriente, no aumente la temperatura del propio sistema y, con el mismo requisito de sobrecalentamiento, que puede estar o no estar impuesto por los estándares del campo, sea capaz de alcanzar un mayor valor de corriente nominal del acoplamiento entre el elemento de conexión hembra 14 y el respectivo elemento de conexión macho 16.The fact that it is possible to ensure that each female connection element 14 and the respective male connection element 16 adhere to surfaces 22A and 22B and not to a single point determines a reduction in contact resistance which, as is known, it is inversely proportional to the contact surface and the pressure with which the two corresponding connection elements 14 and 16 adhere. This characteristic of the electrical connector system makes it possible that, with the same current, the temperature of the system itself does not increase and, with the same overheating requirement, which may or may not be imposed by the field standards, it is capable of reaching a higher nominal current value of the coupling between the female connection element 14 and the respective male connection element 16.
La parte base 20 de cada elemento de conexión hembra 14 está hecha en forma de una pared desarrollada sobre un plano sustancialmente ortogonal a la dirección de acoplamiento/desacoplamiento A-A. De ese modo, se obtiene un orificio pasador 24 sobre la parte base 20 de cada elemento de conexión hembra 14.The base part 20 of each female connection element 14 is made in the form of a wall developed on a plane substantially orthogonal to the coupling/uncoupling direction A-A. In this way, a through hole 24 is obtained on the base part 20 of each female connection element 14.
Cada orificio pasador 24 tiene una forma compatible con la forma de sección, en otras palabras, la forma obtenida a lo largo de una sección ortogonal de la dirección de acoplamiento/desacoplamiento A-A, de un elemento de conexión macho 16 respectivo. Dado que cada elemento de conexión macho 16 tiene una forma de sección sustancialmente circular, cada orificio pasador 24 también tiene una forma circular, o elipsoidal, como se muestra en el ejemplo de las figuras 2 y 5. Cada orificio pasador 24 también tiene un diámetro, o eje menor en el caso de una forma elipsoidal, que es ligeramente mayor que el diámetro de un elemento de conexión macho 16 respectivo.Each pin hole 24 has a shape compatible with the sectional shape, in other words, the shape obtained along a section orthogonal to the coupling/uncoupling direction A-A, of a respective male connection element 16. Since each male connection element 16 has a substantially circular cross-sectional shape, each pin hole 24 also has a circular, or ellipsoidal, shape, as shown in the example of Figures 2 and 5. Each pin hole 24 also has a diameter , or minor axis in the case of an ellipsoidal shape, which is slightly larger than the diameter of a respective male connecting element 16.
Por tanto, cada orificio pasador 24 tiene una función de guiado y centrado de un elemento de conexión macho 16 respectivo. Esta característica del sistema conector eléctrico hace posible mantener cada elemento de conexión macho 16 en posición independientemente de las holguras que el respectivo elemento de conexión hembra 14 pueda tener en el interior del alojamiento de contención aislante de plástico 12. Por tanto, esto da como resultado un sistema conector eléctrico que es más estable e independiente de desalineaciones y holguras que podrían estar presentes en la mecánica del aparato, que consiste habitualmente en una placa electrónica, que contendrá el propio sistema. Therefore, each pin hole 24 has a function of guiding and centering a respective male connection element 16. This feature of the electrical connector system makes it possible to keep each male connection element 16 in position regardless of the clearances that the respective female connection element 14 may have inside the plastic insulating containment housing 12. Therefore, this results in a system electrical connector that is more stable and independent of misalignments and gaps that could be present in the mechanics of the device, which usually consists of an electronic board, which will contain the system itself.
Las figuras 3 a 5 muestran un elemento de conexión hembra 14 provisto con un segundo elemento de conexión 26 integrado. Este segundo elemento de conexión 26 puede estar configurado para realizar la conexión eléctrica entre el primer dispositivo conector 10 y cualquier aparato eléctrico o electrónico que sea distinto del segundo dispositivo conector. Por ejemplo, este segundo elemento de conexión 26 puede estar configurado para realizar la conexión eléctrica, móvil o permanente, entre el primer dispositivo conector 10 y una placa electrónica sobre la que está instalado tal primer dispositivo conector 10.Figures 3 to 5 show a female connection element 14 provided with a second connection element 26 integrated. This second connection element 26 can be configured to make the electrical connection between the first connector device 10 and any electrical or electronic device that is different from the second connector device. For example, this second connection element 26 can be configured to make the electrical connection, mobile or permanent, between the first connector device 10 and an electronic board on which said first connector device 10 is installed.
Cada segundo elemento de conexión 26 está formado preferentemente en una única pieza con la parte base 20 del respectivo elemento de conexión hembra 14. Cada segundo elemento de conexión 26 puede ser a su vez de tipo hembra y de tipo macho.Each second connection element 26 is preferably formed in a single piece with the base part 20 of the respective female connection element 14. Each second connection element 26 can in turn be of the female type and of the male type.
En la realización de las figuras 3 a 5, el segundo elemento de conexión 26 consiste en una lengüeta 28 hecha de un material eléctricamente conductor, habitualmente un material metálico. La lengüeta 28 está dispuesta para cooperar con un terminal 30 respectivo, por ejemplo, de tipo tornillo, para hacer un segundo elemento de conexión hembra 26. In the embodiment of figures 3 to 5, the second connection element 26 consists of a tab 28 made of an electrically conductive material, usually a metallic material. The tab 28 is arranged to cooperate with a respective terminal 30, for example of the screw type, to make a second female connection element 26.
Sin embargo, la realización de las figuras 3 a 5 no debería considerarse limitante, dado que el segundo elemento de conexión 26 puede hacerse de cualquier forma adecuada. Por ejemplo, las figuras 6 a 10 muestran realizaciones respectivas, diferentes entre sí, del segundo elemento de conexión 26 integrado en el elemento de conexión hembra 14.However, the embodiment of Figures 3 to 5 should not be considered limiting, since the second connecting element 26 can be made in any suitable way. For example, figures 6 to 10 show respective embodiments, different from each other, of the second connection element 26 integrated in the female connection element 14.
En detalle, en la realización de la figura 6, el segundo elemento de conexión 26 está hecho en forma de una lengüeta con sección transversal sustancialmente rectangular, siendo de ese modo un elemento de conexión macho. En la realización de la figura 7, el segundo elemento de conexión 26 está hecho en forma de un clip, con un par de lengüetas elásticamente deformables 32. En la realización de la figura 8, el segundo elemento de conexión 26 está hecho en forma de una toma totalmente similar al elemento de conexión macho 16 descrito anteriormente. Finalmente, en las realizaciones de las figuras 9 y 10, el segundo elemento de conexión 26 está hecho en forma de jaulas de contención respectivas, capaces de operarse elásticamente para obtener un contacto eléctrico con un elemento de conexión externo correspondiente (no mostrado) que tiene una forma compatible con la forma de tales jaulas de contención. In detail, in the embodiment of Figure 6, the second connection element 26 is made in the form of a tab with a substantially rectangular cross-section, thereby being a male connection element. In the embodiment of figure 7, the second connecting element 26 is made in the form of a clip, with a pair of elastically deformable tabs 32. In the embodiment of figure 8, the second connecting element 26 is made in the form of a socket totally similar to the male connection element 16 described above. Finally, in the embodiments of figures 9 and 10, the second connection element 26 is made in the form of respective containment cages, capable of being elastically operated to obtain an electrical contact with a corresponding external connection element (not shown) having a shape compatible with the shape of such containment cages.
De ese modo, se ha visto que el sistema conector eléctrico interconectado de acuerdo con la presente invención consigue los fines descritos anteriormente.Thus, the interconnected electrical connector system in accordance with the present invention has been found to achieve the purposes described above.
El sistema conector eléctrico interconectado de la presente invención concebido de ese modo puede experimentar, en cualquier caso, numerosas modificaciones y variantes, y por tanto el alcance de protección de la invención se define mediante las reivindicaciones adjuntas. The interconnected electrical connector system of the present invention conceived in this way can experience, in any case, numerous modifications and variants, and therefore the scope of protection of the invention is defined by the appended claims.
Claims (11)
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