FR2829881A1 - Prise femelle electrique - Google Patents

Abstract

Ensemble de connecteur Jack comporte notamment une prise femelle munie pour recevoir une extrémité avant de connexion mâle (4) d'un premier contact (15) et un deuxième contact de masse (17) à l'intérieure d'une cavité pour recevoir cette extrémité avant. Par ailleurs, la prise femelle comporte un troisième contact (22) pour assurer une fonction de rétention et/ou une fonction électrique supplémentaire.

Description

étant respectivement reliées à des pistes indépendantes de ce circuit.

Prise femelle électrique La présente invention a pour objet une prise femelle électrique. Elle trouve plus particulièrement son utilisation dans le domaine des connecteurs de type " jack ", notamment pour assurer des fonctions de charge. La prise femelle est prévue pour coopérer avec une fiche mâle complémentaire. Dans l'état de la technique, on conna^'t des connecteurs dit "jack de charge" comportant chacun respectivement deux contacts électriques: un premier contact de charge et un deuxième contact de masse. Des dimensions géométriques de ces connecteurs sont réglementées pour les rendre

compatibles avec une grande variété de dispositifs complémentaires.

L'intérêt de l'invention est de proposer, tout en respectant les dimensions géométriques réglementaires, un connecteur du type jack de charge

comportant un contact supplémentaire.

Dans l'état de la technique, on connat des ensembles de connecteurs jack comportant une prise femelle et une fiche mâle complémentaires l'un de l'autre. Dans le cadre d'un "Jack de charge", la fiche mâle est généralement câblée et reliée à un dispositif d'alimentation, alors que la prise femelle est par exemple montée à l'intérieur d'un dispositif à charger. La fiche male comporte un corps isolant monté autour du câble, et présente une extrémité avant de connexion. Cette extrémité avant de connexion est proéminente et destinée à être insérée dans un réceptacle complémentaire de la prise femelle. En particulier, I'extrémité avant de connexion forme un tube cylindrique creux. Ce tube cylindrique comporte une douille conductrice

contre une paroi intérieure et un tube conducteur contre une paroi extérieure.

Le tube conducteur et la douille conductrice sont isolés l'un de l'autre par un corps isolant du tube. La douille conductrice intérieure est généralement prévue pour la charge, et par conséquent le tube conducteur extérieur est prévu pour assurer une continuité de masse. La douille conductrice ainsi que le tube conducteur sont reliés, à l'arrière du corps isolant autour duquel ils

sont montés, à des brins du câble par l'intermédiaire de palettes de câblage.

Lorsqu'on insère l'extrémité avant de connexion dans le réceptacle complémentaire de la prise femelle, la douille conductrice de charge et respectivement le tube conducteur de masse sont connectés respectivement

avec des contacts complémentaires et distincts de la prise femelle.

En effet, classiquement une prise femelle comporte un corps isolant pour être par exemple montée sur un substrat du dispositif à charger. Le corps comporte un réceptacle à l'intérieur duquel les contacts complémentaires sont montés. En particulier, ce réceptacle a une forme

cylindrique ajustée pour recevoir l'extrémité avant de connexion cylindrique.

La prise femelle comporte un premier contact de charge dressé généralement perpendiculairement à un fond du réceptacle. Le contact de charge s'allonge selon un axe de symétrie de révolution du cylindre de ce réceptacle. Il est destiné à être enfoncé dans la douille conductrice intérieure présentée par la fiche mâle. Par ailleurs, un pourtour intérieur de ce

réceptacle est muni d'une douille conductrice appliquée contre ce pourtour.

Comme décrit dans le document GB-A-2307113, cette douille conductrice du pourtour est contrainte contre le tube extérieur conducteur de masse de la fiche mâle lorsque celle-ci est insérée dans la prise femelle. En effet, pour favoriser le contact, la douille du réceptacle est tronconique et le tube conducteur vient donc en butée contre ce pourtour pour assurer la

continuité de masse.

Dans l'état de la technique, on connat de l'enseignement du document US-A6,056,602, un ensemble de connecteurs électriques de type " Jack ". Selon ce document, une fiche mâle comporte un picot présentant une première portion avant définie par un premier diamètre et une deuxième portion arrière définie par un deuxième diamètre, de telle sorte que le premier diamètre est inférieur au deuxième diamètre. Un tel picot est prévu pour être inséré dans une cavité d'une prise femelle. La cavité de cette prise femelle comporte des lames flexibles de contact orientées à l'intérieur de cette cavité de telle sorte qu'elles sont contraintes contre respectivement la première portion et la deuxième portion, lorsque la fiche mâle est insérée dans cette cavité. Par ailleurs, cette fiche mâle comporte un contact de masse. Celui-ci est contraint sur un contact de masse complémentaire. Ce contact de masse complémentaire est par exemple une douille montée

autour du picot.

Les ensembles connocteurs de type "jack" décrits posent un problème, dans la mesure o les contraintes dimensionnelles de la fiche mâle et de la prise femelle sont difficiles à respecter, notamment lorsqu'il est nécessaire de proposer des connexions certaines et de qualité. Or l'inconvénient majeur des connecteurs de type "jack" connus est qu'ils proposent une mauvaise rétention de la fiche mâle dans la prise femelle. Des solutions connues dans l'état de la technique sont de prévoir des dispositifs de rétention externes de la fiche mâle sur la prise femelle. Mais, I'encombrement géométrique important de ce type de dispositif externe de rétention est incompatible avec les contraintes de miniaturisation imposées aux connecteurs et aux dispositifs les comportant, notamment avec les

contraintes de miniaturisation des téléphones mobiles.

La combinaison des enseignements de l'état de la technique n'enseigne pas à l'homme du métier une prise femelle comportant à la fois un premier contact axial et à la fois un deuxième contact du type d'une lame flexible. Les connscteurs de type "jack" de l'état de la technique posent un problème, car aucun ne remplit d'une part les conditions de miniaturisation imposées, et d'autre part ne garantit une bonne rétention d'une fiche mâle dans une prise femelle sans pour autant présenter le dispositif de rétention

extérieur superflu.

L'invention a pour objet de résoudre ces problèmes en proposant un connecteur de type "jack" dans lequel on peut insérer un troisième contact, ce troisième contact pouvant être alternativement ou conjointement prévu pour améliorer la rétention de la connexion entre la prise femelle et la fiche

mâle, et/ou par exemple assurer une fonction de rétrocontrôle de la charge.

A cet effet, la prise femelle d'un connecteur selon l'invention comporte un premier contact présenté perpendiculairement à un fond d'une cavité d'un corps isolant de la prise. Cette prise comporte par ailleurs un deuxième contact dépassant élastiquement d'une bordure intérieure de la cavité. Et enfin cette prise femelle comporte un troisième contact dépassant également

de la bordure intérieure de cette même cavité.

En particulier, dans un mode de réalisation préféré, I'invention prévoit que les trois contacts pourront être connectés à une carte de circuit imprimée sur laquelle la prise femelle peut être par exemple montée. Une prise femelle selon l'invention prévoit dans tout les cas que les trois contacts coopèrent avec au moins un des contacts d'une fiche mâle complémentaire devant être

insérée dans la cavité.

L'invention a pour objet une prise femelle comportant un corps isolant, un premier contact de charge, et un deuxième contact de masse, le premier contact étant allongé au milieu d'une cavité du corps, et le deuxième contact dépassant élastiquement d'une bordure intérieure de cette cavité, caractérisée en ce qu'elle comporte un troisième contact dépassant élastiquement de la bordure intérieure, et ces trois contacts coopérant avec

une fiche mâle prévue pour être introduite dans la cavité.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit

et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Celles-ci ne sont présentées qu'à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Les figures montrent: - Figure 1: Une vue en coupe d'une prise femelle selon l'invention recevant une fiche mâle complémentaire; - Figure 2: Une vue en perspective de face d'une prise femelle selon l'invention; - Figure 3: Une vue en perspective d'une face arrière d'une prise femelle selon l'invention; - Figure 4: Une vue en coupe d'une variante prise femelle selon l'invention.

La figure 1 montre un ensemble connecteur 1 selon l'invention.

L'ensemble connocteur 1 comporte d'une part une prise femelle 2 et d'autre part une fiche mâle 3. La prise femelle 2 et la fiche mâle 3 sont complémentaires l'une de l'autre. La fiche mâle 3 comporte notamment une extrémité avant de connexion 4 prévue pour être insérée dans une cavité 5 de la prise femelle 2. Une connexion entre la fiche 3 et la prise 2 est réalisée

par translation de la fiche mâle 3 selon un axe 6, en direction de la cavité 5.

Dans un mode de réalisation préféré, I'ensemble connecteur 1 est un ensemble connecteur de type "jack", et en particulier "jack de charge". Une prise femelle 2 est par exemple montée dans un dispositif mobile électronique nécessitant d'être rechargé réqulièrement. Dans ce cas, la fiche mâle 3 est alors câblée et reliée à un dispositif d'alimentation. Le dispositif mobile nécessitant un tel type de prise femelle 2 est par exemple un téléphone mobile. La fiche mâle 3 est alors reliée à un adaptateur compatible

avec un réseau national de distribution d'énergie.

La fiche mâle 3 comporte un corps 7 dans lequel sont disposés un premier contact de charge 8 et un deuxième contact de masse 9. Ce contact de charge 8 et ce contact de masse 9 sont reliés à un câble. Ils sont isolés I'un de l'autre par l'intermédiaire d'un isolant. A l'intérieur du corps 7, le contact de charge 8 et le contact de masse 9 conducteurs sont reliés à des brins (non représentés) d'un câble par l'intermédiaire de coupelles de câblages 13. Les coupelles de câblages 13 ainsi que des parties de l'isolant avant 10 assurent la rétention de l'extrémité avant de connexion 4 dans le

corps 7.

L'extrémité avant de connexion 4 est prévue de telle sorte qu'un isolant avant 10 dépasse de manière proéminente du corps 7. Cet isolant avant 10 comporte dans un renfoncement intérieur le contact de charge 8, ce contact de charge 8 y formant une douille conductrice. L'isolant avant 10 comporte une ouverture 11 pour fournir une possibilité d'accès à la douille

intérieure conductrice 8.

L'extrémité avant 4 a de préférence une forme cylindrique. Le contact de masse 9 entoure une partie extérieure de cette extrémité avant 4, ce contact de masse étant de forme tubulaire. Un diamètre extérieur de cette extrémité avant 4, notamment au niveau du tube conducteur 9, est prévu pour pouvoir être inséré dans la cavité 5. La prise femelle 2 comporte également un corps 14. Ce corps 14 est isolant. La cavité 5 est formée dans

ce corps 14. Ce corps 14 a grossièrement une forme parallélépipédique.

La prise femelle 2 comporte un premier contact 15. Ce premier contact est par exemple une broche mâle présentée à l'intérieur de la cavité 5. La broche conductrice 15 est par exemple un contact de charge. Par exemple cette broche mâle 15 se dresse perpendiculairement à un fond 16 de la cavité 5. A savoir, la broche mâle 15 s'allonge selon l'axe 6. Ainsi, lorsqu'on approche l'extrémité avant de connexion 4 dans la cavité 5, on présente de préférence la douille intérieure conductrice 8 de la fiche mâle 3 selon ce même axe 6. Ainsi par simple translation, on insère la broche mâle 15 dans

la douille conductrice 8.

La prise femelle 2 comporte par ailleurs un deuxième contact de masse 17. Le contact de masse 17 est par exemple une lame métallique comportant une portion flexible 18 présentée dans la cavité 5. En effet, de préférence, la lame de contact 17 s'allonge parallèlement à l'axe 6 à l'intérieur de la cavité 5 et, est préférentiellement présentée au niveau d'une bordure intérieure 19 de la cavité 5. Cette bordure intérieure 19 est de préférence également orthogonale au fond 16 de cette cavité 5. La portion flexible 18 comporte de préférence un bombement 20 orienté perpendiculairement à l'axe 6 de manière à être légèrement proéminent par rapport à la bordure intérieure 19. Lorsque la lame flexible 18 n'est pas contrainte, le bombement 20 dépasse à l'intérieur de la cavité 5 de telle sorte qu'un diamètre intérieur 21 défini par les bordures intérieures telles que 19 de cette cavité 5 est légèrement inférieur au diamètre extérieur 12 de l'extrémité avant mâle 4. Ainsi, lorsque l'on insère l'extrémité avant 4 à l'intérieur de la cavité 5, celle-ci repousse élastiquement la lame flexible 18 en venant au contact du bombement 20. La lame flexible 18 est alors

repoussé dans un renfoncement de la cavité 5.

Dans cette position connectée, lorsque l'extrémité avant mâle 4 est complètement insérée dans la cavité 5, le bombement 20 vient au contact du

tube extérieur conducteur 9. Ainsi, la continuité de masse est assurée.

Parallèlement, dans cette position, la broche de charge 15 est insérée dans la douille intérieure conductrice 8. Ainsi, la continuité de charge est

également assurée.

La prise femelle 2 comporte par ailleurs un troisième contact 22. Ce troisième contact 22 est par exemple une lame métallique allongée à l'intérieur du corps isolant 14 de manière à présenter au moins une portion flexible 23 à l'intérieur de la cavité 5. Par exemple, le troisième contact 22 est une lame comportant plusieurs coudes de telle sorte qu'elle présente une

première portion 24 allongée parallèlement à l'axe 6 à l'intérieur du corps 14.

Cette première portion 24 est reliée à un coude 25 de manière à présenter une deuxième portion 26 de la lame, cette deuxième portion 26 étant légèrement oblique par rapport à la première portion 22. Cette deuxième portion 26 présente au niveau d'un coude 27 la portion flexible 23. Enfin, cette deuxième portion 26 est reliée au niveau du deuxième coude 27 à une troisième portion 28 de la lame. Cette troisième portion 28 se replie sous la deuxième portion 26, c'est à dire entre cette deuxième portion 26 et la

première portion 24.

Ce troisième contact 22 est flexible et l'amplitude de la portion flexible 23 à l'intérieur de la cavité 5 est fournie par le premier coude 25. Par ailleurs, la coopération entre le deuxième coude 27 et la troisième portion 28 permet de limiter la flexibilité de cette portion flexible 23. Ainsi le troisième contact nécessite une forte contrainte pour être fléchi et repoussé de l'intérieur de la cavité 5. Notamment lors de l'insertion de l'extrémité avant de connexion 4 dans la cavité 5, I'extrémité flexible 23 est fortement contrainte contre un décrochement 29 de cette extrémité avant 4. Dans la mesure o cette portion flexible 23 comporte elle-même un léger bombement, celui-ci vient coopérer avec le décrochement 29 pour favoriser la rétention de l'extrémité avant de connexion 4 à l'intérieur de la cavité 5. La présence de ce troisième contact

22 améliore donc la connexion entre la prise femelle 2 et la fiche mâle 3.

Dans un mode de réalisation préféré, le deuxième contact flexible 17 et le troisième contact flexible 22 appuient de préférence sur des points diamétralement opposés sur la partie avant de connexion 4, ces points étant éventuellement décalés l'un par rapport à l'autre selon l'axe 6. Ainsi, la contrainte exercée par la partie flexible 23 présentée à l'intérieur de la cavité contre l'extrémité avant 4 garantit une connexion certaine entre le

deuxième contact 17 et le tube extérieur 9.

Comme présentée figure 2, le corps 14 a une forme globalement parallélépipédique telle que la cavité 5 s'ouvre au niveau d'une face avant , cette face avant 30 étant perpendiculaire à une face inférieure 31 prévue pour être disposée contre une carte de circuit imprimé (non représentée). La broche de contact 15, ainsi que le deuxième contact 17 et le troisième contact 22 com portent des excro issa n ces dé passant du côté de la face

inférieure 31.

En effet, comme représenté selon la figure 3, le deuxième contact 17 comporte une languette flexible 32, cette languette flexible étant également formée dans la lame de contact servant à former la lame flexible 18. Cette languette fiexible 32 comporte un coude 33 pour tolérer une flexibilité perpendiculairement à la face inférieure 31. A cet effet, la face inférieure 31

comporte une ouverture pour laisser dépasser cette languette flexible 32.

De même, dans le cas o le troisième contact 22 est prévu pour assurer une fonction de transmission de signal, il comporte également une languette flexible 34. La languette flexible 34 est de préférence formée de manière identique à la languette élastique 32. En effet, la languette élastique 34 est formée dans la même feuille métallique servant à présenter au moins l'extrémité flexible 23. Cette languette flexible 34 dépasse également de la face inférieure 31. Une flexibilité de cette languette 34 est fournie par I'intermédiaire d'un coude 35 formé au niveau d'une zone arrière 36 du

contact 22.

Le deuxième et troisième contact 17 et respectivement 22 sont de préférence réalisés par découpes d'une feuille métallique de faible épaisseur, et ensuite le motif prévu dans cette feuille métallique est replié selon différents coudes orientés selon deux axes orthogonaux pour permettre de proposer à la fois des languettes élastiques et à la fois des portions flexibles

prévues pour être fléchies à l'intérieur de la cavité 5.

De même, la broche 15 est reliée du côté inférieur 31 par l'intermédiaire d'une lame de liaison 37 une portion flexible 38 du côté inférieur 31. Cette lame de liaison 37 comporte une première portion comportant une ouverture pour recevoir une extrémité arrière de la broche , cette première portion étant reliée à la portion flexible 38. La portion 38 forme une languette flexible. Ainsi, lorsque l'on place la prise femelle 2 sur une carte de circuit imprimée, les languettes élastiques respectivement 32, 34 et 38 viennent appuyer contre des plages conductrices de cette carte

disposées en vis-à-vis respectivement.

La broche 15 est par exemple obtenue par usinage de manière à former une avancée de forme quasi cylindrique. Dans une variante, on peut prévoir que la broche 15 est obtenue par découpes puis enroulement d'une

feuille métallique.

Les contacts 15, 17 et 22 sont de préférence insérés dans le corps 14 depuis une face arrière 39. La face arrière 39 est perpendiculaire à la face inférieure 31 et opposée à la face avant 30. A cet effet, la face arrière 39 présente des cavités distinctes pour recevoir respectivement chacun des contacts. Enfin, pour assurer le montage de la prise femelle 2 sur une carte de circuit imprimée, le corps 14 comporte sur des faces latérales 40 des décrochements eVou renfoncements. Ces faces latérales 40 sont orthogonales à la fois à la face inférieure 31 et à la face avant 30 et arrière 39. En particulier, une face latérale 40 peut comporter une glissière 41 pour coopérer avec un rail prévu sur un bo^'tier d'un téléphone mobile (non représenté) comportant la carte de circuit imprimée. D'autre part, une autre face latérale peut également comporter un rail 42 pour coopérer avec une glissière complémentaire présentée également sur le bo^tier du téléphone mobile. Dans ce cas, la prise femelle est montée par translation sur la carte de circuit imprimée. Elle arrive en butée contre par exemple un retour 43 de la glissière 41 pour empêcher tous mouvements involontaires de la prise femelle 2. En effet, grâce à des retours tels que 43 sur des glissières présentées soit par le bo^'tier 14, soit par la carte de circuit imprimé, on assure ainsi un maintien en position du bo^'tier 14 sur la carte du circuit imprimoe 2. Lorsque l'extrémité avant de connexion 4 est insérée dans la cavité 5, la prise femelle 2 reste stable et immobile sur la carte de circuit imprimée. Figure 4, dans une variante, le troisième contact 22 est prévu pour venir au contact d'une troisième partie conductrice 44 de l'extrémité avant de connexion 4. Dans ce cas, le troisième contact 22 en coopération avec la troisième partie conductrice 44 peut assurer une fonction de contact pilote, par exemple une fonction d'amélioration des fonctions de charges prévues par l'intermédiaire de cet ensemble connecteur 1. Dans ce cas, lorsque la troisième lame de contact 22 vient en liaison avec une piste conductrice du circuit imprimé, les informations véhiculées par intermédiaire de ce troisième contact 22 peuvent être traitées par le circuit imprimé pour permettre le

contrôle de la charge.

Dans cette variante, la troisième partie conductrice 44 est présentée au niveau d'un pourtour extérieur de l'extrémité avant 4. Elle est isolée respectivement de la douille intérieure conductrice 8 par l'isolant avant 10, et respectivement du tube conducteur 9 par un tube intermédiaire isolant 45. Ce tube isolant intermédiaire 45 entoure, partiellement le long de l'axe 6, un pourtour quasi cylindrique formé par la partie conductrice 44. En effet, il laisse appara^'tre une zone de la partie conductrice 44 affleurer au niveau du pourtour de l'extrémité avant 4 pour que cette zone puisse être connectée avec le bombement 20 de la lame flexible 18 faisant partie du troisième

contact 22.

Le pourtour extérieur de l'extrémité avant 4 peut être schématiquement découpé en plusieurs zones successives le long de l'axe 6. Successivement, ce pourtour extérieur présente une première zone isolante correspondant à la partie proéminente de l'isolant avant 10, cette première zone étant juxtaposée à une deuxième zone correspondant à la troisième partie conductrice 44. Cette deuxième zone est elle même disposée entre la première zone et une troisième zone isolante formée par le tube 45. De préférence chacune de ces zones sont réparties de manières à ce que le pourtour extérieur de l'extrémité avant 4 présente un profilé continu.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1 - Prise femelle (2) comportant un corps isolant (14), un premier contact de charge (15), et un deuxième contact de masse, le premier contact étant allongé au milieu d'une cavité (5) du corps, et le deuxième contact (17) dépassant élastiquement d'une bordure intérieure (19) de cette cavité, caractérisée en ce qu'elle comporte un troisième contact (22) dépassant élastiquement de la bordure intérieure, et ces trois contacts coopérant avec

une fiche mâle (3) prévue pour être introduite dans la cavité.

2 - Prise selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'une extrémité

(23) du troisième contact assure la rétention de la fiche mâle.

3 - Prise selon l'une des revendications 1 à 2 caractérisoe en ce

qu'elle est montée sur une carte de circuit imprimé.

4 - Prise selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisée en ce

qu'elle comporte un rail (42) et ou une glissière (41) sur des faces latérales

(40) du corps pour coopérer avec un dispositif de rétention complémentaire.

- Prise selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisée en ce que

les contacts dépassent chacun d'une face inférieure (31) du corps pour venir respectivement au contact de plages conductrices d'une carte de circuit

imprimé.

6- Prise selon la revendication 5 caractérisée en ce que chaque contact comporte une languette (32, 34, 38) dépassant élastiquement de la

face inférieure.

7- Prise selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisée en ce que

le troisième contact assure une fonction de contrôle de charge.

8 - Prise selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisée en ce que

le deuxième et le troisième contact sont découpés dans des feuilles

métalliques et ensuite précontraints.

9 - Prise selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisée en ce que

le premier contact est obtenu par usinage ou par découpage suivi d'un enroulement.

- Prise selon l'une des revendications 1 à 9 caractérisée en ce

qu'elle est montée dans un téléphone mobile, et en ce que les contacts