FR2901066A1 - Connecteur coaxial - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un connecteur coaxial (3) comportant :- un premier élément de connecteur (1), formant notamment une embase, comportant un premier corps, un organe de rappel élastique (16) et un premier élément de contact central (8) ayant une première extrémité frontale (19), cet élément de contact étant mobile, au moins par coulissement par rapport au premier corps, contre l'action de l'organe de rappel élastique,- un deuxième élément de connecteur (2), formant notamment une fiche, agencé pour pouvoir être connecté de manière amovible au premier élément de connecteur, et comportant un deuxième corps (31) et un deuxième élément de contact central (41) ayant une deuxième extrémité frontale (43),caractérisé par le fait que les premier et deuxième éléments de contact centraux (8 ; 41) sont agencés de manière à ce que, lorsque les premier et deuxième éléments de connecteur sont connectés, les éléments de contact sont en appui l'un contre l'autre par leurs extrémités frontales (19 ; 43).
Description
La présente invention a notamment pour objet un connecteur coaxial
comportant deux éléments de connecteur à connecter ensemble. L'endurance mécanique d'un tel connecteur, limitée par l'usure engendrée à l'interface des éléments de connecteur notamment au niveau des éléments de contact centraux lors d'opérations d'insertion/extraction, correspond typiquement à environ 500 cycles insertion/extraction. Il est connu d'améliorer l'endurance mécanique d'un tel connecteur en rendant moins agressif le contact entre les éléments de connecteur, par exemple grâce à une réduction de la pression exercée sur différentes parties des éléments de connecteur et en atténuant les aspérités de surfaces de contact, par exemple par lissage de certains angles. Il est également connu d'utiliser des traitements de surface rendant les composants plus endurants vis-àvis de l'usure. Toutefois, ces techniques présentent une efficacité limitée et l'endurance mécanique ne dépasse généralement pas 5000 cycles insertion/extraction.
L'invention vise notamment à accroître l'endurance mécanique d'un connecteur coaxial. L'invention a ainsi pour objet un connecteur coaxial comportant : - un premier élément de connecteur, formant notamment une embase, comportant un premier corps, un organe de rappel élastique et un premier élément de contact central ayant une première extrémité frontale, cet élément de contact étant mobile, au moins par coulissement par rapport au premier corps, contre l'action de l'organe de rappel élastique, - un deuxième élément de connecteur, formant notamment une fiche, agencé pour pouvoir être connecté de manière amovible au premier élément de connecteur, et comportant un deuxième corps et un deuxième élément de contact central ayant une deuxième extrémité frontale. Selon un premier aspect de l'invention, les premier et deuxième éléments de contact centraux sont agencés de manière à ce que, lorsque les premier et deuxième éléments de connecteur sont connectés, ces éléments de contact sont en appui l'un contre l'autre par leurs extrémités frontales. Grâce à l'invention, l'endurance mécanique du connecteur peut être améliorée substantiellement et permettre plus de 40 000 cycles insertion/extraction.
En effet, la mise en contact des éléments de contact centraux peut être réalisée sans frottement entre eux lors de la connexion des deux éléments de connecteur, ce qui permet d'éviter l'usure et donc la détérioration de surfaces métal-métal servant à transmettre le signal électrique.
L'invention permet également de limiter les frottements lors d'une déconnexion des éléments de connecteur. Dans un exemple de mise en oeuvre de l'invention, le premier élément de connecteur comporte une broche de guidage du premier élément de contact et le premier élément de contact comporte un évidement dans lequel s'engage la broche. Cette broche est notamment fixe par rapport au premier corps. Avantageusement, la broche de guidage présente un axe longitudinal et le premier élément de contact peut basculer par rapport à la broche de guidage suivant cet axe longitudinal. Le premier élément de contact central et l'organe de rappel élastique sont de préférence agencés de manière à ce que l'organe de rappel élastique exerce sur le premier élément de contact un effort non-colinéaire à l'axe longitudinal de la broche, permettant notamment de faire basculer l'élément de contact par rapport à la broche. Ceci permet d'assurer un contact électrique satisfaisant entre les éléments de connecteur.
L'organe de rappel élastique peut être par exemple un ressort hélicoïdal pourvu notamment d'une portion de spire en appui sur le premier élément de contact et agencée pour exercer sur celui-ci un effort non-colinéaire à l'axe longitudinal de la broche de guidage. Le premier élément de contact peut comporter un épaulement, notamment annulaire, sur lequel s'applique l'organe de rappel élastique. L'épaulement peut présenter une forme biseautée servant à diriger une partie de l'effort de rappel dans une direction perpendiculaire à l'axe longitudinal de la broche de guidage. L'un au moins du premier élément de contact central et de la broche de guidage 30 peut présenter une section transversale circulaire ou, en variante, une section transversale non-circulaire, par exemple polygonale.
Le premier élément de connecteur peut comporter un insert isolant pourvu d'une ouverture dans laquelle s'engage le premier élément de contact central. Le premier élément de connecteur peut comporter un élément de contact latéral lorsqu'une fonction de commutation doit être assurée.
Dans un exemple de mise en oeuvre de l'invention, lorsque le premier élément de connecteur est déconnecté, étant dans une configuration non-commutée, l'élément de contact central peut être en appui contre l'élément de contact latéral. Le signal électrique peut alors passer de la broche de guidage vers l'élément de contact latéral via l'élément de contact coulissant, ces éléments définissant une portion de ligne coaxiale.
L'organe de rappel élastique est avantageusement pré-contraint afin de générer un effort suffisant entre les éléments de contact central et latéral et réduire la résistance électrique à l'interface de ces éléments de contact. L'élément de contact latéral peut être maintenu à l'aide d'un insert isolant sur le premier corps.
L'insert isolant pourvu d'une ouverture, dans laquelle s'engage le premier élément de contact central, peut être agencé pour reprendre une partie de l'effort exercé par l'organe de rappel élastique, ce qui peut permettre d'éviter une pression excessive sur l'élément de contact latéral. Selon un autre aspect de l'invention, le deuxième élément de connecteur comporte un patin agencé pour coopérer avec le premier élément de connecteur afin d'immobiliser au moins axialement les deux éléments de connecteur l'un par rapport à l'autre lorsqu'ils sont connectés. Le maintien des deux éléments de connecteur grâce au patin permet de réduire l'usure lors de cycles insertion/extraction.
L'invention peut notamment permettre d'éviter l'utilisation d'une portion de connexion fendue sur l'un des éléments de connecteur, une telle portion de connexion entraînant des frottements relativement agressifs. Le deuxième corps de connecteur peut comporter un logement latéral pour recevoir le patin.
Le deuxième élément de connecteur peut comporter par exemple une bague fendue pour retenir le patin dans le logement.
Lorsque le deuxième corps de connecteur présente un axe longitudinal, le patin peut présenter une section transversale intérieure, perpendiculaire à cet axe longitudinal, sensiblement en arc de cercle, notamment en demi-cercle. Le patin peut, le cas échéant, être chanfreiné et/ou rayonné sur sa face intérieure. Le patin peut présenter, si on le souhaite, une forme sensiblement en croissant, avec des faces cylindriques intérieure et extérieure désaxées, ce qui permet notamment de localiser l'interface patin/corps de l'embase, sur une zone réduite et donc faciliter son insertion.
Le patin peut être réalisé en matériau plastique ayant un faible coefficient de frottement tel que par exemple le PTFE, PA, PP, cette liste n'étant pas limitative. Dans un exemple de mise en oeuvre de l'invention, le premier corps de connecteur comporte une portion de connexion, notamment cylindrique, pourvue d'une gorge, notamment annulaire, dans laquelle le patin peut s'engager au moins partiellement lorsque les deux éléments de connecteur sont connectés, en vue notamment d'augmenter l'effort de rétention entre les deux éléments de connecteur. La gorge peut présenter sensiblement une forme complémentaire de celle de la face intérieure du patin. Une embase formée par le premier élément de connecteur peut être utilisée dans un terminal de communication sans fil en vue de diriger un signal radiofréquence vers une sortie externe lorsque la fiche formée par le deuxième élément de connecteur est insérée dans l'embase. L'invention a encore pour objet un élément de connecteur de type coaxial, notamment d'un connecteur tel que défini ci-dessus, comportant : - un corps, - un organe de rappel élastique, - un élément de contact central ayant une extrémité frontale, cet élément de contact étant mobile, au moins par coulissement, par rapport au corps contre l'action de l'organe de rappel élastique, - une broche de guidage de l'élément de contact, lequel comporte un évidement dans lequel s'engage la broche.
L'invention a encore pour objet un élément de connecteur de type coaxial, notamment d'un connecteur tel que défini ci-dessus, comportant : - un corps, - un élément de contact central, - un patin disposé dans un logement latéral du corps. L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'exemples de mise en oeuvre non limitatifs de l'invention, et à l'examen du dessin annexé, sur lequel : - la figure 1 représente, schématiquement et partiellement, en coupe 10 longitudinale, un premier élément de connecteur conforme à l'invention, - la figure 2 représente, schématiquement et partiellement, en perspective, différents éléments d'un deuxième élément de connecteur conforme à l'invention, - les figures 3 à 5 illustrent, schématiquement et partiellement, différents exemples d'un élément de contact du premier élément de connecteur de la figure 1, et 15 - la figure 6 représente, schématiquement et partiellement, un connecteur formé par les premier et deuxième éléments de connecteur des figures 1 et 2. On a représenté sur les figures 1 et 2 respectivement des premier et deuxième éléments de connecteur 1 et 2 d'un connecteur coaxial 3 conforme à l'invention. L'élément de connecteur 1 forme par exemple une embase utilisée dans un 20 terminal de communication sans fil. L'embase 1 sert notamment à diriger un signal radiofréquence vers une sortie externe lorsqu'une fiche coaxiale formée par l'élément de connecteur 2, est insérée dans l'embase 1. Dans l'exemple décrit, le connecteur 3 est à fonction de commutation. 25 L'élément de connecteur 1 comporte un premier corps 5 d'axe longitudinal X, réalisé par exemple en alliage de cuivre tel que le laiton et comprenant une portion de connexion 6 sensiblement cylindrique. Le corps 5 comprend en outre une cavité 7 dans le prolongement de la portion de connexion 6 et est agencé pour recevoir un premier élément de contact central 8. 30 Cet élément de contact 8 présente, dans l'exemple considéré, une forme sensiblement cylindrique avec une section transversale circulaire.
En variante, l'élément de contact 8 peut présenter une section transversale non-circulaire, par exemple de forme polygonale. Cet élément de contact 8 présente un évidement 4 permettant de l'engager sur une broche de guidage 9 d'axe X.
Celle-ci est maintenue dans la cavité 7 à l'aide d'un insert isolant 10, lequel comporte un passage 11 pour recevoir une portion arrière 12 de la broche 9. La broche 9 et l'élément de contact 8 sont réalisés par exemple en alliage de cuivre tel que le laiton. Un autre insert isolant 13 est prévu dans la cavité 7 sur un côté opposé à celui de l'insert isolant 10. L'insert 13 présente une ouverture 15 pour l'élément de contact 8. Les isolants 10 et 13 sont réalisés par exemple en PTFE. L'élément de contact 8 peut coulisser sur la broche 9 contre l'action d'un organe de rappel élastique 16. Dans l'exemple décrit, l'organe de rappel élastique 16 est formé par un ressort hélicoïdal inséré autour de la broche de guidage 9. Le ressort 16 s'applique à une extrémité contre un épaulement 17 de l'élément de contact 8. Dans l'exemple illustré aux figures 1 et 3, l'élément de contact 8 est fermé à son extrémité frontale 19 opposée à l'épaulement 17.
En variante, comme illustré sur la figure 4, l'élément de contact 8 peut être ouvert à son extrémité frontale 19. L'épaulement 17 peut s'étendre sensiblement perpendiculairement à l'axe longitudinal X de la broche 9, comme illustré sur les figures 3 et 4. En variante, comme illustré sur la figure 5, l'élément de contact 8 peut 25 présenter un épaulement 17' présentant une forme biseautée servant à diriger une partie de l'effort de rappel dans une direction perpendiculaire à l'axe X. Les dimensions et/ou la forme de l'élément de contact 8 et de la broche 9 sont choisies de manière à ce que l'élément de contact 8 puisse basculer d'un certain angle par rapport à l'axe longitudinal X de la broche 9. 30 L'élément de connecteur 1 comporte également un élément de contact latéral 20 s'étendant perpendiculairement à l'axe X et solidaire d'un insert isolant 21 logé dans une ouverture 22 du corps 5.
Lorsque l'élément de connecteur 1 est déconnecté, dans une configuration non-commutée, comme illustré sur la figure 1, l'élément de contact 8 vient en appui contre l'élément de contact latéral 20 par son épaulement 17. L'organe de rappel élastique 16 précontraint exerce sur l'élément de contact 8 5 un effort suffisant pour permettre un contact satisfaisant entre cet élément de contact 8 et l'élément de contact latéral 20. La portion de connexion 6 comporte une gorge annulaire 25 dont le rôle sera précisé plus loin. Comme illustré sur la figure 2, le deuxième élément de connecteur 2 comporte 10 un corps 30 réalisé par exemple en alliage de cuivre tel que le laiton, pourvu d'une portion de connexion 31 sensiblement cylindrique. Cette portion 31 comprend un logement latéral 32 présentant une section transversale sensiblement en demi-cercle, et agencé pour recevoir un patin 33 réalisé par exemple en matériau plastique ayant un faible coefficient de frottement tel que par 15 exemple le PTFE, PA, PP, cette liste n'étant pas limitative. Le patin 33 comporte des faces extérieure 34 et intérieure 35, cette face 35 faisant saillie à l'intérieur de la portion de connexion cylindrique 31 lorsque le patin 33 est reçu dans le logement 32. La face extérieure 34 présente une forme sensiblement demi-cylindrique. 20 La face intérieure 35 présente une section transversale sensiblement demi-circulaire et comprend des chanfreins 36. Le patin 33 s'applique par ses faces d'extrémité 37 sur des appuis 38 formés sur la portion de connexion 31. Le patin 33 est maintenu dans le logement 32 à l'aide d'une bague fendue 40 25 réalisée par exemple en un matériau ayant une limite d'élasticité élevée tel qu'un acier inoxydable, insérée par légère déformation élastique autour de la portion de connexion 31 et du patin 33, comme on peut le voir sur la figure 6. Le deuxième élément de connecteur 2 comporte en outre un élément de contact central 41 maintenu dans la portion de connexion 31 à l'aide d'un insert isolant 42. 30 L'élément de contact central 41 présente une extrémité frontale 43 formée, dans l'exemple considéré, par une face sensiblement plane.
La connexion des éléments de connecteur 1 et 2, pour former le connecteur 3, s'effectue de la manière suivante. La portion de connexion 6 de l'élément de connecteur 1 est introduite dans la portion de connexion 31 de l'élément de connecteur 2 afin d'engager le patin 33 dans la gorge annulaire 25 de la portion de connexion 6, ce qui permet de solidariser les deux éléments de connecteur 1 et 2. Lors de la connexion, les éléments de contact centraux 8 et 41 viennent en appui l'un contre l'autre par leur extrémité frontale respective 19 et 43, comme illustré sur la figure 6.
Cet appui entraîne le coulissement et éventuellement le basculement de l'élément de contact 8 par rapport à la broche de guidage 9 contre l'action du ressort 16. Le recul de l'élément de contact 8 éloigne l'épaulement 17 de l'élément de contact latéral 20, ce qui entraîne la commutation de l'élément de connecteur 1. L'insert isolant 13 servant notamment au guidage de l'élément de contact mobile 8, permet une reprise d'effort exercé par le ressort 16, ce qui peut permettre d'éviter une rotation excessive de l'élément de contact latéral 20. Ceci peut assurer un contact fiable entre l'élément de contact 8 et l'élément de contact latéral 20, même lorsque l'insert isolant 21 a subi un vieillissement. La déconnexion des éléments de connecteur 1 et 2 est réalisée également avec 20 un frottement très faible entre ceux-ci. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de mise en oeuvre qui viennent d'être décrits. Le maintien du patin 33 sur la portion de connexion 31 peut être réalisé de toute autre manière, par exemple à l'aide d'un adhésif ou par soudage.
Claims (4)
1. Connecteur coaxial (3) comportant : - un premier élément de connecteur (1), formant notamment une embase, comportant un premier corps (5), un organe de rappel élastique (16) et un premier élément de contact central (8) ayant une première extrémité frontale (19), cet élément de contact étant mobile, au moins par coulissement par rapport au premier corps, contre l'action de l'organe de rappel élastique, - un deuxième élément de connecteur (2), formant notamment une fiche, agencé pour pouvoir être connecté de manière amovible au premier élément de connecteur, et comportant un deuxième corps (31) et un deuxième élément de contact central (41) ayant une deuxième extrémité frontale (43), caractérisé par le fait que les premier et deuxième éléments de contact centraux (8 ; 41) sont agencés de manière à ce que, lorsque les premier et deuxième éléments de connecteur sont connectés, les éléments de contact sont en appui l'un contre l'autre par leurs extrémités frontales (19 ; 43).
2. Connecteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le premier élément de connecteur comporte une broche de guidage (9) du premier élément de contact et par le fait que le premier élément de contact (8) comporte un évidement (4) dans lequel s'engage la broche.
3. Connecteur selon la revendication 2, la broche de guidage présentant un axe longitudinal (X) et le premier élément de contact (8) pouvant basculer par rapport à la broche de guidage suivant cet axe longitudinal, caractérisé par le fait que le premier élément de contact et l'organe de rappel élastique (16) sont agencés de manière à ce que l'organe de rappel élastique exerce sur le premier élément de contact (8) un effort non-colinéaire à l'axe longitudinal, permettant notamment de faire basculer l'élément de contact par rapport à la broche.
4. Connecteur selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé par le fait que l'organe de rappel élastique comporte un ressort hélicoïdal (16) pourvu d'une portion de spire en appui sur le premier élément de contact et agencée pour exercer sur celui-ci un effort non-colinéaire à l'axe longitudinal de la broche de guidage. . Connecteur selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait que le premier élément de contact (8) comporte un épaulement (17), notamment annulaire, sur lequel s'applique l'organe de rappel élastique (16). 6. Connecteur selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé 5 par le fait que l'un au moins du premier élément de contact (8) et de la broche de guidage (9) présente une section transversale circulaire. 7. Connecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le premier élément de connecteur (1) comporte un insert isolant (13) pourvu d'une ouverture (15) dans laquelle s'engage le premier élément de contact central (8). 8. Connecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le premier élément de connecteur (8) comporte un élément de contact latéral (20) et par le fait que, lorsque le premier élément de connecteur est déconnecté, l'élément de contact central (8) est en appui contre l'élément de contact latéral (20). 9. Connecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le deuxième élément de connecteur (2) comporte un patin (33) agencé pour coopérer avec le premier élément de connecteur afin d'immobiliser au moins axialement les deux éléments de connecteur l'un par rapport à l'autre lorsqu'ils sont connectés ensemble. 10. Connecteur selon la revendication 9, caractérisé par le fait que le deuxième corps de connecteur (31) comporte un logement latéral (32) agencé pour recevoir le patin (33). 11. Connecteur selon la revendication 10, caractérisé par le fait que le 25 deuxième élément de connecteur comporte une bague fendue (40) agencée pour retenir le patin (33) dans le logement (32). 12. Connecteur selon l'une quelconque des revendications 9 à 1l, le deuxième corps de connecteur présentant un axe longitudinal, caractérisé par le fait que le patin (33) présente une section transversale intérieure, perpendiculaire à cet axe longitudinal, 30 sensiblement en arc de cercle, notamment en demi-cercle. 13. Connecteur selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, caractérisé par le fait que le premier corps de connecteur (5) comporte une portion de connexion (6),notamment cylindrique, pourvue d'une gorge (25), notamment annulaire, dans laquelle le patin (33) peut s'engager au moins partiellement lorsque les deux éléments de connecteur sont connectés. 14. Elément de connecteur de type coaxial pour un connecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, comportant : un corps (5), - un organe de rappel élastique (16), un élément de contact central (8) ayant une extrémité frontale, cet élément de contact étant mobile, au moins par coulissement, par rapport au corps contre l'action de l'organe de rappel élastique, une broche de guidage (9) de l'élément de contact, lequel comporte un évidement dans lequel s'engage la broche. 15. Elément de connecteur de type coaxial pour un connecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, comportant : un corps (31), - un élément de contact central (41), un patin (33) disposé dans un logement latéral du corps.
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