FR2949616A3 - Connecteur electrique - Google Patents
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Abstract
Connecteur électrique à haut débit comprenant plusieurs bornes (20) de connexion ; un boîtier isolant (10) contenant lesdites bornes (20), ayant une partie pleine traversée par les bornes et une fenêtre d'air ; et une cosse de terre pour une mise à la terre, qui est séparée et placée sur un côté du boîtier. La cosse de terre (30) comporte une ouverture (31) correspondant à la position de la partie pleine du boîtier isolant. Ce connecteur électrique maintient constante l'impédance de la borne, réduit la diaphonie entre les bornes de signaux, réduit le retard de transmission, et améliore donc les performances de transmission de signaux électriques.
Description
CONTEXTE DE L'INVENTION Domaine de l'invention La présente invention est relative au domaine des connecteurs électriques et plus précisément, à un connecteur électrique à haut débit utilisé pour la transmission à haut débit de signaux électriques. Description de l'art antérieur Dans le cas d'un connecteur électrique à haut débit, la constance de l'impédance des bornes de signaux, la diaphonie entre signaux, etc., sont des paramètres importants qui déterminent si les performances de transmission électrique du connecteur électrique à haut débit sont satisfaisantes ou non. Il est donc nécessaire de maintenir systématiquement constante l'impédance des bornes de signaux du connecteur et d'éviter ou de limiter la diaphonie entre les signaux passant dans le connecteur pendant la transmission de signaux lors de la conception du connecteur électrique à haut débit. Dans certains connecteurs électriques à haut débit classiques, les bornes de signaux d'un connecteur électrique à haut débit sont normalement moulées par insertion dans un boîtier isolant et la distance entre les bornes de signaux est généralement augmentée afin de réduire la diaphonie entre celles-ci. De plus, les connecteurs électriques à haut débit sont souvent uniquement destinés à une structure de bornes de signaux différentielle et non pas à une structure de bornes de signaux simple et à une seule extrémité. De plus, l'un des procédés permettant de commander l'impédance et la résistance à la diaphonie consiste à disposer des cosses de terre à proximité des bornes de signaux. Cependant, les cosses de terre sont souvent disposées entre les bornes de signaux afin de réaliser un blindage de mise à la terre.
RÉSUMÉ DE L'INVENTION Il serait donc avantageux de disposer d'un connecteur électrique à haut débit. Dans le cas où une certaine distance entre les bornes de signaux est assurée, l'impédance des bornes de signaux peut être maintenue systématiquement constante pendant l'utilisation et la diaphonie entre les bornes de signaux et le retard de transmission des signaux peuvent en même temps être efficacement limités, cela améliorant les performances de transmission de signaux électriques.
Il serait également souhaitable de disposer d'un connecteur électrique à haut débit qui commande l'impédance des bornes de signaux et limite la diaphonie entre les bornes de signaux en disposant une cosse de terre séparée à proximité des bornes de signaux.
Il serait en outre souhaitable de disposer d'un connecteur électrique à haut débit qui puisse assurer la transmission de signaux à haut débit et qui, en fonction d'exigences particulières, puisse assurer la transmission de signaux à une seule extrémité ou la transmission différentielle de signaux. Selon un aspect de la présente invention, celle-ci concerne un connecteur électrique à haut débit, lequel connecteur électrique à haut débit comprend : une pluralité de bornes ; un boîtier isolant dans lequel sont insérées la pluralité de bornes, le boîtier isolant ayant une partie pleine à travers laquelle passent les bornes et une partie formant fenêtre d'air ; et une cosse de terre destinée à réaliser un blindage de mise à la terre, la cosse de terre étant séparée du boîtier isolant et étant disposée sur un côté du boîtier isolant, une ouverture correspondant à la partie pleine du boîtier isolant étant ménagée sur la cosse de terre. Dans un exemple de réalisation de la présente invention, la partie pleine comprend au moins une nervure 35 dé renforcement transversalement à la partie formant fenêtre d'air, la pluralité de bornes passant respectivement à travers la nervure de renforcement, une pluralité de régions de perforation étant formées respectivement en des emplacements où la pluralité de bornes passent à travers la nervure de renforcement, et l'ouverture ménagée sur la cosse de terre correspondant aux régions de perforation. Dans un exemple de réalisation de la présente invention, une partie faisant saillie qui s'engage dans l'ouverture ménagée dans la cosse de terre est disposée sur les régions de perforation. Dans un exemple de réalisation de la présente invention, la nervure de renforcement présente une forme rectiligne et une pluralité de parties faisant saillie sont disposées et espacées les unes des autres sur la nervure de renforcement. Dans un exemple de réalisation de la présente invention, la partie formant fenêtre d'air présente une forme conforme à celle d'une partie de la borne passant à travers la partie formant fenêtre d'air.
Dans un exemple de réalisation de la présente invention, la pluralité de bornes sont des bornes de signaux. Dans un exemple de réalisation de la présente invention, chacune de la pluralité de bornes comprend une extrémité d'entrée et une extrémité de sortie, l'extrémité d'entrée et l'extrémité de sortie étant disposées de façon à être sensiblement perpendiculaires l'une à l'autre.. Dans un exemple de réalisation de la présente invention, le boîtier isolant présente une structure de plaque plane et la cosse de terre présente une structure de plaque plane pouvant être appliquée sur le boîtier isolant. Dans le connecteur électrique à haut débit de l'exemple de réalisation de la présente invention, du fait de la présence d'une partie formant fenêtre d'air autour des bornes de signaux et en exploitant donc le fait que la constante diélectrique de l'air est inférieure à celle de la matière plastique, le couplage capacitif entre les signaux est réduit, cela limitant donc la diaphonie et en outre, du fait de la présence d'une cosse de terre séparée à proximité des bornes de signaux, l'impédance des bornes de signaux est maintenue constante. Plus précisément, du fait de la présence d'une ouverture sur une partie de la cosse de terre qui est adjacente à une nervure de renforcement, l'impédance des bornes de signaux est commandée de façon à ce que l'impédance des bornes de signaux reste systématiquement constante, ce qui permet de limiter efficacement la diaphonie entre les bornes de signaux et de réduire le retard de transmission des signaux, et par conséquent, d'améliorer les performances de transmission de signaux électriques lors de l'utilisation.
De plus, du fait de la présence de la cosse de terre séparée utilisée pour le blindage de mise à la terre, le connecteur électrique à haut débit de la présente invention permet d'obtenir une transmission de signaux à haut débit et permet en outre de réaliser une transmission de signaux à une seule extrémité ou une transmission différentielle de signaux, selon les nécessités. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS Ces aspects et avantages et d'autres encore de l'invention ressortiront plus clairement de la description présentée ci-après des modes de réalisation considérés en association avec les dessins annexés, parmi lesquels : La figure 1 est une vue schématique représentant la structure d'un connecteur électrique à haut débit conforme à un exemple de réalisation de la présente invention.
La figure 2 représente une vue éclatée illustrant la structure du connecteur électrique à haut débit conformément à l'exemple de réalisation mentionné ci-dessus de la présente invention. La figure 3 représente une vue schématique illustrant la structure d'une partie de connexion électrique du connecteur électrique à haut débit conformément à l'exemple de réalisation mentionné ci-dessus de la présente invention. La figure 4 est une vue schématique représentant la structure d'une partie de mise à la terre du connecteur électrique à haut débit conformément à l'exemple de réalisation mentionné ci-dessus de la présente invention. DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS Des exemples de réalisation de la présente invention vont être décrits ci-après en détail en référence aux dessins annexés, dans lesquels des références numériques identiques sont utilisées pour désigner des éléments identiques. La présente invention peut cependant être mise en oeuvre sous de nombreuses formes différentes et ne doit pas être considérée comme étant limitée aux modes de réalisation exposés ici ; en effet, ces modes de réalisation sont fournis de manière à ce que le présent fascicule soit détaillé et complet et qu'il transmette entièrement le concept de l'invention à l'homme du métier.
Le cadre de la présente invention n'est limité en aucune manière aux vues schématiques simples des dessins, au nombre, aux formes et aux tailles des composants constitutifs qui sont décrits à seul titre d'exemple d'un mode de réalisation.
Se référant aux figures 1 à 4, un exemple de réalisation de la présente invention concerne un connecteur électrique à haut débit qui comprend principalement une partie de connexion électrique (sur la figure 3, il s'agit d'un boîtier isolant 10 et de bornes 20 insérées dans le boîtier isolant 10, qui sont décrites ci-après dans un exemple de réalisation) permettant d'effectuer la transmission de signaux électriques, et une partie de mise à la terre (sur la figure 4, il s'agit d'une cosse de terre 30 qui est décrite ci-après dans l'exemple de réalisation) pour réaliser un blindage de mise à la terre de la partie de connexion électrique. De plus, conformément à la présente invention, la partie de connexion électrique et la partie de mise à la terre sont deux éléments séparés. Comme illustré sur la figure 2, le connecteur électrique à haut débit comprend plus précisément une pluralité de bornes 20 ; le boîtier isolant 10 dans lequel sont insérées la pluralité de bornes 20, le boîtier isolant 10 ayant une partie pleine 10a à travers laquelle passent les bornes 20 et une partie formant fenêtre d'air 12 ; et la cosse de terre 30 permettant de réalisation un blindage de mise à la terre, la cosse de terre 30 étant séparée du boîtier isolant 10 et étant disposée d'un côté du boîtier isolant 10, une ouverture 31 étant ménagée sur la cosse de terre 30 à une position correspondant à la partie pleine l0a du boîtier isolant 10. Du fait de la présence de l'ouverture 31 sur la cosse de terre 30 à une position correspondant à la partie pleine 10a du boîtier isolant 10, l'impédance des bornes 20 est maintenue systématiquement constante lorsque les bornes 20 passent à travers la partie pleine l0a du boîtier isolant 10. Il est à noter que la partie pleine 10a ne fait référence ici qu'à la partie du boîtier isolant 10 qui est formée à l'intérieur de la partie formant fenêtre d'air 12 pour le support des bornes 20 et à travers laquelle passent les bornes 20 (par exemple, des régions de perforation lla réalisées dans la nervure de renforcement et décrites ci-après) et non pas à une partie de châssis extérieure du boîtier isolant 10 (par exemple une structure intégrale du type châssis formée pendant la fabrication du boîtier isolant 10). Avec la solution consistant à utiliser un élément de blindage de mise à la terre (à savoir la cosse de terre 30) séparé de la partie de connexion électrique, la pluralité de bornes 20 du connecteur électrique à haut débit de la présente invention peuvent toutes jouer le rôle de bornes de signaux ou être une combinaison de bornes de signaux et de bornes de terre, selon les nécessités. Dans un exemple de réalisation de la présente invention, toutes les bornes 20 sont des bornes de signaux. Dans d'autres modes de réalisation de la présente invention, les bornes 20 peuvent être une combinaison des bornes de signaux et des bornes de terre.
Dans le cas d'un exemple de réalisation de la présente invention, les effets suivants de la présence de la partie formant fenêtre d'air autour des bornes de signaux sont obtenus . (1) limitation ou réduction de la diaphonie entre 10 les bornes de signaux La diaphonie entre les signaux résulte toujours d'un couplage capacitif et d'un couplage inductif entre des bornes de signaux, de sorte que la prévention ou la limitation du couplage capacitif permet de réduire 15 efficacement la diaphonie entre les bornes de signaux. L'expression particulière décrivant la capacité de couplage est la suivante . Capacité = EA/d, où Capacité est la capacité entre les bornes de 20 signaux, s est la constante diélectrique entre les bornes de signaux, A est la surface de vis-à-vis entre les bornes de signaux, et d est la distance entre les bornes de signaux. Il ressort de ce qui précède que la présence de la 25 partie formant fenêtre d'air autour des bornes de signaux conduit à une diminution de la constante diélectrique entre deux bornes de signaux, ce qui permet d'éviter ou de limiter le couplage capacitif. (2) réduction du retard de transmission de signaux 30 transmis à travers la borne Le débit de transmission auquel le signal est transmis dans une borne dépend de la constante diélectrique E au voisinage de la borne. L'expression particulière décrivant le retard de transmission est la suivante : 35 Retard de transmission = L racine(E)/C, où Retard de Transmission est le retard de transmission du signal transmis à travers la borne, L est la longueur de la borne de signal, s est la constante diélectrique au voisinage de la borne de signal, et C est la vitesse de la lumière. Il ressort de ce qui précède que la diminution de la constante diélectrique au voisinage de la borne de signal conduit à une réduction efficace du retard de transmission des signaux transmis à travers la borne de signal.
De plus, conformément à la présente invention, la présence d'une ouverture sur la cosse de terre à proximité de la partie pleine (par exemple, la nervure de renforcement mentionnée plus loin) du boîtier isolant conduit à une régulation de la continuité de l'impédance de la borne de signal. Les expressions particulières décrivant l'impédance caractéristique d'une borne de signal sont les suivantes . ZO : racine(L/Capacité), Capacité = sA/d, où ZO est l'impédance caractéristique de la borne, L est l'inductance de la borne, Capacité est la capacité entre la borne et la cosse de terre, s est la constante diélectrique entre la borne et la cosse de terre, A est la superficie de vis-à-vis entre la borne et la cosse de terre, et d est la distance entre la borne et la cosse de terre Il ressort de ce qui précède que lors d'un changement de la substance remplissant l'espace entre la borne de signal et la cosse de terre, (plus précisément, lorsque la substance passe de l'air au boîtier isolant), c'est-à-dire que lorsque la constante diélectrique entre la borne et la cosse de terre change (en augmentant), la surface de vis-à-vis entre la borne et la cosse de terre peut être réduite pour garantir la continuité de l'impédance de la borne. Par conséquent, conformément à la présente invention, une ouverture est ménagée dans une partie correspondante de la cosse de terre. De plus, conformément à un exemple de réalisation de la présente invention telle qu'illustrée sur les figures 1 à 4, un connecteur électrique à haut débit comprend : un boîtier isolant 10, une pluralité de bornes 20 insérées dans le boîtier isolant 10 ; et la cosse de terre 30 destinée à réaliser un blindage de mise à la terre. Plus précisément, le boîtier isolant 10 comprend une partie pleine 10a et une partie formant fenêtre d'air 12 dans laquelle est formée la partie pleine 10a, dans lequel la partie formant fenêtre d'air 12 est formée de façon à passer à travers le boîtier isolant 10 et à exposer une partie de la borne 20 à l'air, et dans lequel la partie pleine l0a comprend au moins une nervure de renforcement 13 transversalement à la partie formant fenêtre d'air 12, et les bornes 20 passent respectivement à travers la partie formant fenêtre d'air 12 et passent en outre à travers la nervure de renforcement 13, une pluralité de régions de perforation ila sont respectivement formées à des emplacements où la pluralité de bornes 20 passent à travers la nervure de renforcement 13 ; la cosse de terre 30 est disposée d'un côté du boîtier isolant 10, et une pluralité d'ouvertures 31 correspondant aux régions de perforation lla sont respectivement formées sur la cosse de terre 30. De plus, bien que plusieurs ouvertures 31 correspondant aux régions de perforation lla soient respectivement disposées sur la cosse de terre 30, il est possible de ménager une seule ouverture 31 sur la cosse de terre 30 pour exposer la totalité des régions de perforation lia. Par conséquent, dans l'exemple de réalisation de la présente invention, la partie formant fenêtre d'air 12 est réalisée de façon à renfermer la borne 20 pour limiter la diaphonie entre les bornes 20 et à réguler le retard de transmission. Plus précisément, dans les régions de perforation ila dans lesquelles les bornes 20 passent à travers la nervure de renforcement 13, l'impédance des bornes 20 dans ces régions tend à être discontinue, de sorte que, conformément à la présente invention, grâce à la présence de la pluralité d'ouvertures 31 correspondant aux régions de perforation lia dans certaines portions qui correspondent aux régions de perforation lla de la cosse de terre 30 disposée d'un côté du boîtier isolant 10, l'impédance des bornes 20 dans les régions de perforation lla est commandée de la façon mentionnée ci-dessus.
Conformément à un exemple de réalisation de l'invention, les parties faisant saillie 11 s'engageant dans les ouvertures 31 de la cosse de terre 30 sont réalisées sur les régions de perforation lia du boîtier isolant 10. Plus précisément, les parties faisant saillie 11 sont formées sur les régions de perforation lla de la partie pleine 10a du boîtier isolant 10, et font saillie vers l'extérieur de la nervure de renforcement 13. Dans d'autres modes de réalisation de la présente invention, les ouvertures 31 de la cosse de terre 30 peuvent cependant s'engager directement sur les régions de perforation lla de la nervure de renforcement 13. Conformément au mode de réalisation particulier mentionné ci-dessus de la présente invention, le boîtier isolant 10 présente une structure de plaque plane et la cosse de terre 30 présente une structure de plaque plane pouvant être appliquée au boîtier isolant 10. Plus précisément, la forme ou la structure de la cosse de terre 30 est adaptée à la forme ou à la structure du boîtier isolant 10. Plus précisément, comme la cosse de terre 30 est disposée d'un côté du boîtier isolant 10, la forme ou la structure d'une partie de la cosse de terre 30 qui s'engagera sur le boîtier isolant 10 et doit être blindée par mise à la terre, devra au moins s'adapter à la forme ou à la structure d'une partie du boîtier isolant 10 qui doit être blindée par mise à la terre.
Conformément au mode de réalisation particulier mentionné ci-dessus de la présente invention, ladite au moins une nervure de renforcement 13 présente une forme rectiligne et la pluralité de parties faisant saillie 11 sont disposées sur la nervure de renforcement 13 et sont espacées les unes des autres. Plus précisément, la nervure de renforcement 13, dans le présent exemple de réalisation, présente une forme rectiligne et est disposée transversalement à la partie formant fenêtre d'air 12. Dans d'autres modes de réalisation de la présente invention, la partie pleine 10a du boîtier isolant 10 peut cependant comprendre deux ou plusieurs nervures de renforcement 13 transversalement à la partie formant fenêtre d'air 12 ; la forme particulière de la nervure de renforcement 13 peut bien sûr être modifiée en fonction d'exigences de conception particulières du boîtier isolant 10, la nervure de renforcement 13 pouvant par exemple être une structure incurvée en forme de C. De manière correspondante, comme mentionné ci- dessus, lorsque le boîtier isolant 10 comprend une ou plusieurs nervure (s) de renforcement 13, la partie formant fenêtre d'air 12 du boîtier isolant 10 peut être divisée en deux parties de fenêtre ou davantage par la nervure de renforcement 13. Dans un exemple de réalisation de la présente invention, la partie formant fenêtre d'air 12 est divisée en deux parties séparées par une nervure de renforcement 13. Cependant, le nombre de parties formant fenêtre d'air 12 dans le boîtier isolant 10 peut être égal à un ou supérieur à deux dans d'autres modes de réalisation de la présente invention. Conformément au mode de réalisation particulier mentionné ci-dessus de la présente invention, chacune des bornes 20 comprend une partie 20a passant à travers la partie formant fenêtre d'air 12 du boîtier isolant 10, ainsi qu'une extrémité d'entrée 20b et une extrémité de sortie 20c s'étendant vers l'extérieur du boîtier isolant pour se connecter électriquement à des composants électriques externes, dans lequel, conformément au présent mode de réalisation de la présente invention, l'extrémité d'entrée 20b et l'extrémité de sortie 20c de la borne 20 sont disposées de façon à être sensiblement perpendiculaires l'une à l'autre et la partie 20a de la borne 20 insérée dans le boîtier isolant 10 présente une forme coudée. En plus de la relation de perpendicularité, dans d'autres modes de réalisation de la présente invention, l'extrémité d'entrée 20b et l'extrémité de sortie 20c de la borne 20 peuvent présenter d'autres relations structurelles, et la partie 20a de la borne insérée dans le boîtier isolant 10 peut avoir d'autres formes appropriées quelconques.
Conformément au mode de réalisation particulier décrit ci-dessus de la présente invention, la partie formant fenêtre d'air 12 possède une forme correspondant à celle de la partie 20a de la borne 20 passant à travers la partie formant fenêtre d'air 12. Plus précisément, la forme de la partie formant fenêtre d'air 12 est conçue en fonction de la forme de la partie 20a de la borne 20 insérée dans le boîtier isolant 10. Dans d'autres modes de réalisation de la présente invention, la partie formant fenêtre d'air 12 peut avoir d'autres formes possibles.
Conformément au mode de réalisation particulier décrit ci-dessus de la présente invention, le nombre de la pluralité de bornes est égal à 5. En outre, la pluralité de bornes 20 peuvent être parallèles les unes aux autres. Dans d'autres modes de réalisation de la présente invention, le nombre des bornes 20 peut bien sûr être un nombre pouvant être défini ou réellement imposée. De plus, la relation structurelle parmi/entre ces bornes 20 peut être une relation structurelle quelconque pouvant être obtenue ou réellement imposée.
Dans le connecteur électrique à haut débit de la présente invention, la cosse de terre 30 est conçue comme un élément séparé qui est disposé d'un côté du boîtier isolant 10 et des bornes 20, de sorte que le concepteur peut organiser l'agencement des bornes 20 dans le boîtier isolant 10 en tenant compte d'exigences particulières et par conséquent, le connecteur électrique à haut débit de la présente invention permet d'effectuer la transmission de signaux à une seule extrémité ou la transmission différentielle de signaux. Bien que plusieurs exemples de réalisation aient été illustrés et décrits, l'homme du métier appréciera le fait que diverses transformations ou modifications peuvent être apportées à ces modes de réalisation sans qu'ils s'écartent du cadre et de l'esprit de l'invention, dont l'étendue est définie dans les revendications annexées et leurs équivalents. Le terme "comprenant" n'exclut pas d'autres éléments ou étapes et le terme "un" ou "une" n'exclut pas une pluralité. Il est à noter que les symboles de référence apparaissant dans les revendications ne doivent pas être considérés comme limitant le cadre des revendications.
Claims (8)
- REVENDICATIONS1. Connecteur électrique comprenant : une pluralité de REVENDICATIONS1. Connecteur électrique comprenant : une pluralité de bornes (20) ; un boîtier isolant (10) dans lequel sont insérées la 5 pluralité de bornes, le boîtier isolant ayant une partie pleine (10a) à travers laquelle passent les bornes et une partie formant fenêtre d'air (12) ; et une cosse de terre (30) destinée à réaliser un blindage par mise à la terre, la cosse de terre étant 10 séparée du boîtier isolant et étant disposée d'un côté du boîtier isolant, dans lequel une ouverture (31) correspondant à la partie pleine du boîtier isolant sur la cosse de terre est ménagée. 15
- 2. Connecteur électrique selon la revendication 1, dans lequel la partie pleine comprend une nervure de renforcement (13) transversalement à la partie formant fenêtre d'air, et en ce que la pluralité de bornes passent C 20 respectivement à travers pluralité de régions respectivement formées en la nervure de renforcement, une de perforation (11a) sont des emplacements où la pluralité de bornes passent à travers la nervure de renforcement, et l'ouverture ménagée sur la cosse de terre correspond aux 25 régions de perforation (lla).
- 3. Connecteur électrique selon la revendication 2, dans lequel une partie faisant saillie (11) qui s'engage dans l'ouverture de la cosse de terre est disposée sur les 30 régions de perforation (ila) du boîtier isolant.
- 4. Connecteur électrique selon la revendication 2, dans lequel la nervure de renforcement présente une forme rectiligne et une pluralité de parties faisant saillie (11) 35 qui sont disposées sur la nervure de renforcement etespacées les unes des autres sont disposées sur les régions de perforation (11a).
- 5. Connecteur électrique selon la revendication 1, dans lequel la partie formant fenêtre d'air présente une forme adaptée à celle d'une partie de la borne (20) passant à travers la partie formant fenêtre d'air.
- 6. Connecteur électrique selon la revendication 1, dans lequel la pluralité de bornes sont des bornes de signaux.
- 7. Connecteur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel chacune de la pluralité de bornes comprend une extrémité d'entrée (20b) et une extrémité de sortie (20c), dans lequel l'extrémité d'entrée et l'extrémité de sortie sont disposées de façon à être sensiblement perpendiculaires l'une à l'autre.
- 8. Connecteur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le boîtier isolant présente une structure de plaque plane, et la cosse de terre présente une structure de plaque plane pouvant être appliquée sur le boîtier isolant.
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