FR2818448A1

FR2818448A1 - Printed circuit board power connector having hollow male plug support with shaped side sections and female socket connection slightly smaller diameter connecting.

Info

Publication number: FR2818448A1
Application number: FR0016491A
Authority: FR
Inventors: Alain Barbion
Original assignee: Sagem SA
Current assignee: Sagem SA
Priority date: 2000-12-18
Filing date: 2000-12-18
Publication date: 2002-06-21
Anticipated expiration: 2020-12-18
Also published as: FR2818448B1

Abstract

The power connector has a first hollow support (1) with a base (2) carrying the male plugs (3). A second support (11) plugs into the first support using female socket connections (13). The female socket diameter is slightly below that of the male plug unit. The male section has two U shaped wings to define the holder.

Description

L'invention concerne un connecteur de puissance pour carte à circuit imprimé
Dans le domaine automobile, de plus en plus d'actionneurs électriques de forte puissance sont utilisés. Pour contenir l'alimentation de puissance de tels actionneurs dans une taille raisonnable, les modules de puissance actellement envisagés sont fortement intégrés et disposés sur une carte à circuit imprimé commune. Sur ce circuit imprimé sont matérialisés des pistes conductrices de la puissance à destination des actionneurs. Le problème est alors de connecter les pistes de puissance du circuit imprimé à des conducteurs d'alimentation des actionneurs ; cette connexion devant pouvoir être démontable, afin de permettre le remplacement de la carte d'alimentation en cas de défaillance de celle-ci. Par ailleurs, des contraintes d'encombrement très fortes conduisent à imposer un départ des conducteurs de l'alimentation parallèlement au circuit imprimé, au plus près de celui-ci. The invention relates to a power connector for a printed circuit board.
In the automotive field, more and more high power electric actuators are used. To contain the power supply of such actuators in a reasonable size, the power modules currently envisaged are highly integrated and arranged on a common printed circuit board. On this printed circuit, conductive tracks of power are produced for the actuators. The problem is then to connect the power tracks of the printed circuit to the supply conductors of the actuators; this connection must be able to be dismantled, in order to allow the replacement of the power supply board in the event of its failure. In addition, very large space constraints lead to imposing a departure of the power supply conductors parallel to the printed circuit, as close as possible to the latter.

Pour résoudre ce problème, on propose, selon l'invention, un connecteur de puissance adapté pour être monté sur un circuit imprimé, le connecteur comprenant d'une part un premier support creux ouvert dont le fond porte des fiches mâles cylindriques de section circulaire ayant chacune une extrémité saillante extérieurement au premier support et une extrémité opposée saillante intérieurement au premier support, et d'autre part un second support ayant une forme adaptée à être introduite dans le premier support et portant des fiches femelles ayant chacune une extrémité en forme de douille fendue contenue dans un alésage débouchant sur une face du second support et centrée dans celui-ci par un renflement externe à la base de la douille, la douille ayant un diamètre interne légèrement inférieur à un diamètre externe de l'extrémité correspondante d'une fiche mâle, et une extrémité opposée à la douille présentant deux ailes saillantes définissant un logement en forme de U
Les effets techniques obtenus par la mise oeuvre de l'invention sont de plusieurs ordres - les extrémités extérieurement saillantes des fiches mâles peuvent être introduites dans des perçages du circuit imprimé débouchant sur une piste conductrice de la puissance et le premier support peut être fixé au circuit Impri- mé par une soudure à la vague qui assure une liaison homogène sur tout le pourtour de la fiche mâle, de sorte que la puissance est convenablement transmise de la piste à la fiche mâle, To solve this problem, there is proposed, according to the invention, a power connector adapted to be mounted on a printed circuit, the connector comprising on the one hand a first open hollow support whose bottom carries cylindrical plugs of circular section having each one projecting end externally to the first support and an opposite projecting end internally to the first support, and on the other hand a second support having a shape adapted to be introduced into the first support and carrying female plugs each having a socket-shaped end slotted contained in a bore opening on one face of the second support and centered therein by an enlargement external to the base of the socket, the socket having an internal diameter slightly less than an external diameter of the corresponding end of a plug male, and an end opposite to the socket having two projecting wings defining a housing nt U-shaped
The technical effects obtained by the implementation of the invention are of several orders - the externally projecting ends of the male plugs can be introduced into holes in the printed circuit leading to a conductive track of the power and the first support can be fixed to the circuit Printed by wave soldering which ensures a homogeneous connection around the entire periphery of the plug, so that power is properly transmitted from the track to the plug,

- la section circulaire de la fiche mâle et de la douille fendue assure un contact entre la fiche mâle et la fiche femelle sur tout le pourtour de la fiche mâle, et assure une bonne transmission de la puissance. Par ailleurs, le diamètre intérieur de la douille fendue étant légèrement inférieur au diamètre extérieur de la fiche mâle, la douille forme alors une pince dont les fentes permettent l'expansion radiale, ceci afin d'assurer un contact de bonne qualité entre les deux éléments ; - l'introduction de l'extrémité d'un conducteur d'alimentation entre les ailes de la fiche femelle à angle droit de la direction de la douille fendue est aisée et assure une disposition selon une direction parallèle au plan du circuit imprimé. L'encombrement en hauteur de la connexion est donc réduit à la hauteur des deux supports imbriqués l'un dans l'autre, sans qu'il soit besoin de courber les conducteurs pour les faire partir parallèlement au circuit imprimé. Ces dispositions concourent donc à une connexion d'encombrement minimal ; - en outre, les ailes de la fiche femelle positionnent l'extrémité du conducteur associé et préviennent son déplacement selon une direction transverse aux ailes, ce qui permet de réaliser une soudure du conducteur sans risquer un court-circuit avec les fiches adjacentes. - the circular section of the male plug and the split socket ensures contact between the male plug and the female plug around the entire periphery of the male plug, and ensures good power transmission. Furthermore, the inside diameter of the split socket being slightly smaller than the outside diameter of the male plug, the socket then forms a clamp whose slots allow the radial expansion, this in order to ensure good quality contact between the two elements ; - The introduction of the end of a supply conductor between the wings of the female plug at right angles to the direction of the split socket is easy and ensures an arrangement in a direction parallel to the plane of the printed circuit. The overall height of the connection is therefore reduced to the height of the two supports nested one inside the other, without it being necessary to bend the conductors to make them leave parallel to the printed circuit. These provisions therefore contribute to a connection of minimal bulk; - In addition, the wings of the female plug position the end of the associated conductor and prevent its displacement in a direction transverse to the wings, which makes it possible to solder the conductor without risking a short circuit with the adjacent plugs.

Selon une disposition avantageuse, les douilles des fiches femelles ont une extrémité libre pourvue d'un renflement radial externe. According to an advantageous arrangement, the sockets of the female plugs have a free end provided with an external radial bulge.

Ainsi, l'expansion radiale d'une douille est limitée par l'appui de son renflement sur la paroi de l'alésage dans lequel s'étend la douille. Ceci permet d'éviter la rupture de la douille en cas d'introduction désaxée ou de travers d'une fiche mâle dans la douille, tout en réalisant la douille avec une paroi mince améliorant son élasticité. Thus, the radial expansion of a sleeve is limited by the support of its bulge on the wall of the bore in which the sleeve extends. This makes it possible to avoid the rupture of the socket in the event of an offset or crosswise insertion of a male plug into the socket, while producing the socket with a thin wall improving its elasticity.

Selon une disposition avantageuse, les fiches mâles sont disposées dans le premier support selon deux rangs décalés l'un par rapport à l'autre. According to an advantageous arrangement, the male plugs are arranged in the first support in two rows offset from one another.

Cette disposition permet, tout en gardant un écartement raisonnable entre les fiches, de diminuer l'encombrement en longueur du connecteur. This arrangement allows, while keeping a reasonable spacing between the plugs, to reduce the overall length of the connector.

Selon un aspect particulier, le second support comprend une embase dans laquelle sont réalisés les alésages de réception des fiches femelles et les fiches femelles comportent une collerette. According to a particular aspect, the second support comprises a base in which the bores for receiving the female plugs are made and the female plugs include a flange.

Ainsi, les fiches femelles peuvent être aisément mises en place dans l'embase tout en assurant un maintien en saillie des ailes des fiches femelles, les collerettes venant en appui sur l'embase pour limiter la pénétration des fi- Thus, the female plugs can be easily placed in the base while ensuring that the wings of the female plugs protrude, the flanges bearing on the base to limit the penetration of the plugs.

ches femelles dans les alésages de l'embase. Par ailleurs, l'embase peut être réalisée dans un matériau rigide, permettant un bon positionnement des fiches femelles et une bonne tenue du second support sous l'effort de connexion au premier support. female sockets in the base bores. Furthermore, the base can be made of a rigid material, allowing good positioning of the female plugs and good holding of the second support under the force of connection to the first support.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier non limitatif de l'invention, en référence aux dessins et aux figures parmi lesquelles - la figure 1 est une vue éclatée en coupe selon la ligne 1-1 de la figure 3 d'un connecteur selon l'invention et du circuit imprimé auquel il est associé ; - la figure 2 est une vue de dessous du connecteur de la figure 1 après assemblage, le capot étant écorché ; - la figure 3 est une vue en perspective agrandie d'une fiche femelle selon l'invention avec un conducteur en position d'assemblage. Other characteristics and advantages of the invention will appear more clearly in the light of the following description of a particular non-limiting embodiment of the invention, with reference to the drawings and the figures among which - FIG. 1 is a exploded view in section along line 1-1 of FIG. 3 of a connector according to the invention and of the printed circuit with which it is associated; - Figure 2 is a bottom view of the connector of Figure 1 after assembly, the cover being cut away; - Figure 3 is an enlarged perspective view of a socket according to the invention with a conductor in the assembly position.

En référence à la figure 1, le connecteur selon l'invention comprend un premier support 1 et un second support 11 aptes à coopérer pour assurer une connexion. Referring to Figure 1, the connector according to the invention comprises a first support 1 and a second support 11 able to cooperate to ensure a connection.

Le premier support 1, en matériau rigide, comprend une cavité 27 ouverte dont le fond 2 reçoit des fiches mâles 3 perpendiculaires au fond 2. Ces fiches mâles 3 sont de révolution, et comprennent une extrémité 4 saillante à l'intérieur du premier support 1 formant broche de connexion à une fiche fe- melle 13 qui sera décrite plus loin, une partie centrale 5 striée montée à serrage dans un alésage adapté du fond 2, une collerette d'appui 6 venant s'appuyer sur la face extérieure du fond 2, et une extrémité 7 saillante extérieurement au premier support 1. The first support 1, made of rigid material, comprises an open cavity 27, the bottom 2 of which receives male plugs 3 perpendicular to the bottom 2. These male plugs 3 are of revolution, and include an end 4 projecting inside the first support 1 forming a pin for connection to a female plug 13 which will be described later, a ribbed central part 5 clamped in a suitable bore in the bottom 2, a support flange 6 coming to bear on the outside face of the bottom 2 , and one end 7 projecting outside the first support 1.

Les extrémités 7 s'étendent en regard d'un circuit imprimé 8 pour être reçues dans des perçages 9 dont un seul est illustré sur la figure 1. Chaque perçage débouche dans une piste 10 déposée sur le circuit imprimé 8. Ces pistes 10 conduisent la puissance venant de modules de puissance montés sur le circuit imprimé 8 mais non représentés ici. The ends 7 extend opposite a printed circuit 8 to be received in holes 9 of which only one is illustrated in FIG. 1. Each hole opens into a track 10 deposited on the printed circuit 8. These tracks 10 lead to the power coming from power modules mounted on the printed circuit 8 but not shown here.

La longueur des extrémités 7 est prévue pour que, lorsque les collerettes d'appui 6 viennent en butée contre le circuit imprimé 8, ces extrémités 7 dépassent légèrement des pistes 10. Ces extrémités 7 peuvent alors être sou-

dées sur les pistes 10 par la technique dite à la vague bier connue de l'homme The length of the ends 7 is provided so that, when the support flanges 6 abut against the printed circuit 8, these ends 7 slightly protrude from the tracks 10. These ends 7 can then be

gods on tracks 10 by the technique known as wave bier known to man

de métier. Les collerettes d'appui 6 servent de butée lors de la mise en place des fiches mâles sur le premier support 1 sur le circuit imprimé 8, mais servent également d'entretoise pour laisser un espace entre le premier support 1 et le circuit imprimé 8, et ainsi permettre le nettoyage des soudures. Après montage, les fiches mâles s'étendent perpendiculairement au circuit imprimé 8. business. The support flanges 6 serve as a stop when the male plugs are put in place on the first support 1 on the printed circuit 8, but also serve as a spacer to leave a space between the first support 1 and the printed circuit 8, and thus allow the cleaning of the welds. After assembly, the male plugs extend perpendicular to the printed circuit 8.

Le second support 11 comprend une embase 12 de réception de fiches femelles 13 dans des alésages 14 perpendiculaires à l'embase 12. Cette embase 12 est de forme générale adaptée pour pouvoir être introduite dans la cavité 27 du premier support 1, et est réalisée de préférence dans un matériau rigide. Les fiches femelles 13 sont implantées sur l'embase 12 selon une disposition correspondante à l'implantation des fiches mâles 3 sur le premier support 1. The second support 11 comprises a base 12 for receiving female plugs 13 in bores 14 perpendicular to the base 12. This base 12 is of general shape adapted to be able to be introduced into the cavity 27 of the first support 1, and is made of preferably in a rigid material. The female plugs 13 are installed on the base 12 according to an arrangement corresponding to the installation of the male plugs 3 on the first support 1.

Ainsi que cela est visible à la figure 3, chaque fiche femelle 13 comporte une douille 16 de réception d'une broche de connexion 4 d'une fiche mâle 3. La douille 16 est de forme générale cylindrique circulaire creuse. Cette douille comporte un puit 17 de réception d'une broche 4 ; le diamètre intérieur d du puit 17 étant choisi légèrement inférieur au diamètre extérieur D d'une broche de connexion 4. Des fentes 18 sont pratiquées dans la paroi de la douille 16 pour donner à celle-ci une élasticité radiale suffisante pour permettre l'expansion de la douille 16 lors de l'introduction d'une broche 4. A sa base, la douille 16 comporte un renflement externe 28 assurant le centrage de la fiche femelle 13 et sa fixation par emmanchement à force dans un alésage 14. As can be seen in FIG. 3, each female plug 13 comprises a socket 16 for receiving a connection pin 4 of a male plug 3. The socket 16 is of generally hollow circular cylindrical shape. This socket comprises a well 17 for receiving a pin 4; the internal diameter d of the well 17 being chosen slightly smaller than the external diameter D of a connection pin 4. Slots 18 are made in the wall of the sleeve 16 to give the latter sufficient radial elasticity to allow expansion of the socket 16 during the introduction of a pin 4. At its base, the socket 16 has an external bulge 28 ensuring the centering of the female plug 13 and its fixing by force fitting in a bore 14.

L'extrémité libre de la douille 16 est pourvue d'un renflement extérieur radial 19 présentant un diamètre extérieur légèrement inférieur au diamètre de l'alésage 14. La douille 16 peut ainsi être réalisée avec une paroi mince améliorant son élasticité. Le léger jeu de montage ainsi laissé entre le renflement externe 19 et l'alésage 14 permet l'expansion de la douille 16 lors de l'introduction d'une broche de connexion 4, mais limite cette expansion dans des proportions compatibles avec la résistance mécanique de la paroi fendue de la douille 16, pour éviter une rupture de la douille 16 en cas d'introduction désaxée ou de travers d'une broche de connexion 4. A ce propos, les fiches femelles 13 sont de préférence agencées dans l'embase 12 pour affleurer la face 15 de l'embase 12 tournée vers la cavité 27 du premier support 1. The free end of the sleeve 16 is provided with a radial external bulge 19 having an external diameter slightly less than the diameter of the bore 14. The sleeve 16 can thus be produced with a thin wall improving its elasticity. The slight assembly clearance thus left between the external bulge 19 and the bore 14 allows the expansion of the sleeve 16 during the introduction of a connection pin 4, but limits this expansion in proportions compatible with the mechanical strength. of the split wall of the socket 16, in order to avoid breaking of the socket 16 in the event of an offset offset or through a connection pin 4. In this connection, the female plugs 13 are preferably arranged in the base 12 to be flush with the face 15 of the base 12 facing the cavity 27 of the first support 1.

Les fiches femelles 13 comportent en outre une collerette 20 d'appui sur l'embase 12. Au delà de la collerette 20 sur un côté opposé à la douille 16, The female plugs 13 further comprise a flange 20 for bearing on the base 12. Beyond the flange 20 on a side opposite to the socket 16,

la fiche femelle 13 comporte deux ailes 24 dans le prolongement axial de la douille 16 définissant un logement 21 en U. Cette forme en U permet de rece- voir un conducteur 22 d'un câble 23 selon une direction perpendiculaire à l'axe longitudinal de la douille 16. Cette disposition permet de minimiser la hauteur du connecteur, et donc l'encombrement général de la connexion. La collerette d'appui 20 prend appui sur l'embase 12 de sorte que les ailes 24, définissant le logement 21, soient saillantes par rapport à l'embase 12 sur la face opposée à sa face 15 de présentation au premier support 1. L'extrémité d'un conducteur 22 peut alors être introduite et guidée dans le logement 21, soit latéralement soit axialement, puis soudée aux ailes 24. the female plug 13 comprises two wings 24 in the axial extension of the socket 16 defining a housing 21 in a U shape. This U shape makes it possible to receive a conductor 22 of a cable 23 in a direction perpendicular to the longitudinal axis of the socket 16. This arrangement makes it possible to minimize the height of the connector, and therefore the overall size of the connection. The support flange 20 is supported on the base 12 so that the wings 24, defining the housing 21, are projecting relative to the base 12 on the face opposite to its face 15 for presentation to the first support 1. L the end of a conductor 22 can then be introduced and guided into the housing 21, either laterally or axially, then welded to the wings 24.

Après montage des conducteurs 22 sur les fiches femelles 13, celles-ci sont recouvertes d'un capot 25, par exemple ici un capot surmoulé en élastomère sur l'embase 12 recouvrant les ailes saillantes 24. A cet effet, l'embase 12 est pourvue d'une excroissance périphérique 26 pour permettre sa liaison étroite avec le capot 25 lors du surmoulage. After mounting the conductors 22 on the female plugs 13, these are covered with a cover 25, for example here a cover molded in elastomer on the base 12 covering the projecting wings 24. For this purpose, the base 12 is provided with a peripheral projection 26 to allow its close connection with the cover 25 during overmolding.

Pour connecter les pistes de puissance 10 du circuit imprimé 8 au câble 23, il suffit alors d'introduire l'embase 12 dans le premier support 1, de fa- çon que chaque broche de connexion 4 pénètre dans la douille 16 de la fiche femelle 13 correspondante. To connect the power tracks 10 of the printed circuit 8 to the cable 23, it suffices to introduce the base 12 into the first support 1, so that each connection pin 4 enters the socket 16 of the female plug. 13 corresponding.

La section de la broche 4 et de la douille 16 ont été choisies circulaires pour offrir une surface de contact électrique maximale entre les deux éléments. The section of the spindle 4 and of the socket 16 have been chosen circular to provide a maximum electrical contact surface between the two elements.

La figure 2 illustre l'agencement en deux rangs, décalés l'un par rapport à l'autre, des fiches femelles 13, et le départ parallèle des conducteurs 22, ce qui permet de disposer les conducteurs 22 à une distance les uns des autres inférieure au diamètre des collerettes 20 tout en évitant un contact entre cellesci et en minimisant le risque d'un court-circuit entre les fiches femelles 13 lors de la mise en place des conducteurs 22. FIG. 2 illustrates the arrangement in two rows, offset with respect to each other, of the female plugs 13, and the parallel departure of the conductors 22, which makes it possible to arrange the conductors 22 at a distance from each other smaller than the diameter of the flanges 20 while avoiding contact therebetween and minimizing the risk of a short circuit between the female plugs 13 when the conductors 22 are in place.

L'invention n'est pas limitée au mode particulier de réalisation qui vient d'être décrit, mais bien au contraire entend couvrir toute variante qui reproduit l'invention telle que définie dans les revendications. The invention is not limited to the particular embodiment which has just been described, but on the contrary intends to cover any variant which reproduces the invention as defined in the claims.

En particulier, bien que les conducteurs 22 aient été illustrés parallèles entre eux au départ du circuit imprimé, on peut varier la direction angulaire donnée aux logements en U relativement l'un à l'autre, et on pourra orienter ainsi de façon quelconque la direction de départ relative des conducteurs. In particular, although the conductors 22 have been shown to be parallel to each other at the start of the printed circuit, the angular direction given to the U-shaped housings can be varied relative to one another, and the direction can thus be oriented in any way. relative driver departure.

Bien entendu, on pourra intervertir les rôles de la fiche mâle et de la fiche femelle, en montant les fiches femelles sur le circuit imprimé, et en pré- voyant un logement en U à l'extrémité des fiches mâles. Of course, the roles of the male plug and the female plug can be reversed, by mounting the female plugs on the printed circuit, and by providing a U-shaped housing at the end of the male plugs.

Ce logement en U peut être en variante remplacé par un perçage de la fiche femelle perpendiculairement à l'axe de la douille. Les conducteurs 22 ne peuvent alors être introduits que latéralement. This U-shaped housing can alternatively be replaced by drilling the female plug perpendicular to the axis of the socket. The conductors 22 can then only be introduced laterally.

Le renflement externe radial de la douille de la fiche femelle peut être réalisé en retrait de l'extrémité. Par ailleurs, ce renflement peut être limité à des excroissances locales en différents points du pourtour de la douille. The external radial bulge of the socket of the female plug can be made back from the end. Furthermore, this bulge can be limited to local outgrowths at different points around the periphery of the sleeve.

Claims

1. Power connector adapted to be mounted on a printed circuit, characterized in that it comprises on the one hand a first open hollow support (1) whose bottom (2) carries male plugs (3) cylindrical of circular section each having one end (7) projecting externally from the first support (1) and one end (4) opposite projecting internally to the first support (1), and on the other hand a second support (11) having a shape adapted to be introduced into the first support (1) and carrying female plugs (13) each having a split socket end (16) contained in a bore (14) opening onto a face of the second support (11) and centered therein by an external bulge (28) at the base of the socket (16), the socket (16) having an internal diameter (d) slightly less than an external diameter (D) of a corresponding end of a male plug, and a end opposite to the sleeve (16) having two ai the projections (24) defining a housing (21) U-shaped.

2. Power connector according to claim 1, characterized in that the sockets (16) of the female plugs (13) have a free end provided with an external radial bulge (19).

3. Power connector according to claim 1 or claim 2, characterized in that each male plug (3) has a flange (6) external to the first support (1).

4. Power connector according to one of the preceding claims, characterized in that the male plugs (3) are arranged in the first support (1) in two rows offset from one another.

5. Power connector according to one of the preceding claims, characterized in that the second support (11) comprises a base (12) in which the bores (14) for receiving the female plugs (13) are made, and in that that the female plugs (13) have a collar (20).

6. Power connector according to claim 5, characterized in that the second support (11) comprises a cover (25) covering the projecting wings (24) of the female plugs (13).