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(11) | EP 4 350 898 A1 |
| (12) | DEMANDE DE BREVET EUROPEEN |
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| (54) | CONNECTEUR ÉLECTRIQUE COMPRENANT DEUX PLURALITÉS DE LAMELLES FLEXIBLES, L'UNE ENTOURANT L'AUTRE DANS UNE CONFIGURATION INSÉRÉE DU CONNECTEUR |
| (57) Connecteur électrique (10) comprenant un premier contact (12) et un deuxième contact
(14) mobiles entre une configuration non insérée et une configuration insérée, dans
laquelle une partie insérable (16) est insérée selon un axe d'insertion (D) dans un
logement (18) défini par une première pluralité de lamelles (40) du deuxième contact. Le premier contact comprend une première partie supplémentaire (22) entourant la partie insérable autour de l'axe d'insertion et comprenant l'une d'une couronne (28) et d'une deuxième pluralité de lamelles (67). Le deuxième contact comprend une deuxième partie supplémentaire (42) entourant la première pluralité de lamelles autour de l'axe d'insertion et comprenant l'autre de la couronne et de la deuxième pluralité de lamelles, la première partie supplémentaire et la deuxième partie supplémentaire étant adaptées pour être plaquées radialement l'une contre l'autre dans la configuration insérée. |
[0001] La présente invention concerne un connecteur électrique comportant un premier contact et un deuxième contact mobiles entre une configuration non insérée, dans laquelle le premier contact est à l'écart du deuxième contact, et une configuration insérée, dans laquelle une partie insérable électriquement conductrice du premier contact est insérée selon un axe d'insertion dans un logement défini par le deuxième contact.
[0002] Le connecteur électrique est par exemple un connecteur de puissance, c'est-à-dire qu'il est adapté pour transmettre un courant d'une intensité supérieure ou égale à 1A.
[0003] On connaît actuellement deux catégories de ces connecteurs électriques. Une première catégorie englobe les connecteurs ayant une interface destinée à garantir une bonne surface de contact. L'interface est habituellement réalisée à l'aide de fils ou d'une plaque emboutie afin de créer la forme adéquate. Cette catégorie a l'avantage de présenter de faibles efforts d'insertion et une bonne tenue aux vibrations. Toutefois, le nombre de pièces utilisées pour réaliser l'interface est relativement élevé, et l'espace occupé par l'interface crée un encombrement. En outre, ce type de connecteur est d'un prix relativement élevé.
[0004] Dans la seconde catégorie, le contact électrique est assuré par la pression des deux contacts, qui doit être élevée, afin de compenser une faible surface de contact. Ces connecteurs présentent un coût de fabrication plus faible, mais également des efforts d'insertion élevés et une tenue moins bonne aux vibrations et au fretting, c'est-à-dire à l'usure de contact qui affecte les surfaces en contact du premier contact et du deuxième contact.
[0005] Afin d'améliorer la qualité de ce type de connecteur électrique, il a été proposé que le deuxième contact comporte une pluralité de lamelles souples entourant la partie insérable du premier contact, un ou plusieurs organes de contention annulaire(s), étant parfois utilisé(s) pour augmenter la pression des lamelles sur la partie insérable.
[0006] Toutefois, ces connecteurs, bien que donnant satisfaction, car offrant à la fois un effort d'insertion raisonnable et une résistance électrique faible, occupent un certain volume dans la configuration insérée.
[0007] Un but de l'invention est donc de fournir un connecteur électrique présentant toujours un effort d'insertion raisonnable et une résistance électrique faible, mais aussi un encombrement (un volume) réduit dans la configuration insérée, tout en restant d'une fabrication simple et d'un coût compétitif.
[0009] Selon des modes particuliers de réalisation, le connecteur électrique comprend l'une ou plusieurs des caractéristiques correspondant aux revendications 2 à 11, prise(s) isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles.
[0010] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 est une vue en perspective d'un connecteur électrique selon l'invention, dans la configuration non insérée,
- la figure 2 est une vue en coupe selon un plan radial du connecteur électrique représenté sur la figure 1, dans la configuration insérée,
- la figure 3 est une vue en perspective d'un connecteur électrique selon l'invention, dans la configuration non insérée, le connecteur électrique constituant une variante de celui représenté sur les figures 1 et 2, et
- la figure 4 est une vue en coupe selon un plan radial du connecteur électrique représenté sur la figure 3, dans la configuration insérée.
[0012] Le connecteur électrique 10 comprend un premier contact 12 et un deuxième contact 14 mobiles entre une configuration non insérée (figure 1), dans laquelle le premier contact est à l'écart du deuxième contact, et une configuration insérée (figure 2), dans laquelle une partie insérable 16 électriquement conductrice du premier contact est insérée selon un axe d'insertion D dans un logement 18 défini par le deuxième contact.
[0013] Au sens du présent document, on entend par « conducteur » un matériau dont la résistivité électrique à 300 K est par exemple inférieure ou égale à 10-5 Ω.m. A contrario, on entend par « isolant » un matériau dont la résistivité électrique à 300 K est par exemple supérieure ou égale à 105 Ω.m.
[0014] Le premier contact 12 comprend un premier corps 20 électriquement conducteur à partir duquel la partie insérable 16 fait saillie axialement, et une première partie supplémentaire 22 électriquement conductrice faisant saillie axialement à partir du premier corps et entourant la partie insérable autour de l'axe d'insertion D.
[0015] Dans l'exemple, la partie insérable 16 et la première partie supplémentaire 22 sont venus de matière avec le premier corps 20.
[0016] Avantageusement, la partie insérable 16 et la première partie supplémentaire 22 définissent radialement entre elles un espace annulaire 24 adapté pour recevoir le deuxième contact 14 dans la configuration insérée. La partie insérable 16 et la première partie supplémentaire 22 sont par exemple centrées sur l'axe d'insertion D.
[0017] Du côté proximal, le premier corps 20 définit par exemple un logement 26 prévu pour recevoir un câble électrique ou une pièce conductrice (non représentés).
[0018] Par « proximal », on entend, pour chacun des contacts, le côté opposé à l'insertion suivant l'axe d'insertion D. Corrélativement, par « distal », on entend, le côté défini par le sens d'insertion suivant l'axe d'insertion D.
[0020] Dans l'exemple, la première partie supplémentaire 22 forme une couronne 28. La première partie supplémentaire 22 et la partie d'insertion 16 comportent des extrémités distales 30, 32 par exemple situées sensiblement au même niveau selon l'axe d'insertion D.
[0021] La couronne 28 définit avantageusement une surface radialement intérieure 34 cylindrique, et par exemple une surface radialement extérieure 36 également cylindrique. La couronne 28 présente avantageusement une épaisseur E constante autour de l'axe d'insertion D.
[0022] Selon une variante non représentée, la surface radialement intérieure 34 est tronconique s'évasant du côté distal selon l'axe d'insertion D.
[0023] Le deuxième contact 14 comprend un deuxième corps 38 électriquement conducteur, et une première pluralité de lamelles 40 faisant saillie axialement à partir du deuxième corps 38 et réparties angulairement autour de la partie insérable 16 dans la configuration insérée. Le deuxième contact 14 comprend une deuxième partie supplémentaire 42 électriquement conductrice faisant saillie axialement à partir du deuxième corps 38 et entourant la première pluralité de lamelles 40 autour de l'axe d'insertion D.
[0024] Dans l'exemple, le deuxième contact 14 comprend une pluralité d'organes de contention 44 annulaires disposés sur des faces radialement extérieures 46 de la première pluralité de lamelles 40, les organes de contention étant adaptés pour exercer une pression radiale centripète par rapport à l'axe d'insertion D sur la première pluralité de lamelles dans la configuration insérée.
[0025] Selon une variante non représentée, le deuxième contact 14 ne comprend qu'un seul organe de contention 44.
[0026] Le deuxième contact 14 comprend avantageusement une pluralité d'organes de pression 48 ou, selon une variante non représentée, un seul.
[0027] Du côté proximal, le deuxième corps 38 définit par exemple un logement 50 prévu pour recevoir un câble électrique ou une pièce conductrice (non représentés).
[0028] Le deuxième corps 38 comprend avantageusement une partie principale 52, et deux embases 54, 56 reçues dans et fixées sur la partie principale du côté proximal des embases, et avec lesquelles la première pluralité de lamelles 40 et la deuxième partie supplémentaire 42 sont venues de matière.
[0029] Selon des variantes non représentées, l'une et/ou l'autre des deux embases 54, 56 sont venues de matière avec la partie principale 52 du deuxième corps 38. Dit autrement, la première pluralité de lamelles 40 et/ou la deuxième partie supplémentaire 42 ne sont pas rapportées, mais sont venues de matière avec la partie principale 52.
[0030] Les lamelles de la première pluralité 40 sont électriquement conductrices et flexibles radialement, le deuxième corps 38 et les lamelles 40 définissant le logement 18. Les lamelles 40 sont adaptées pour se plaquer contre une surface radialement extérieure 58 de la partie d'insertion 16.
[0031] Les lamelles 40 sont avantageusement identiques les unes aux autres et réparties régulièrement autour de l'axe d'insertion D. Deux lamelles 40 angulairement consécutives sont avantageusement séparées par une fente 60.
[0032] Les lamelles 40 sont au moins au nombre de deux. Dans l'exemple représenté, les lamelles 40 sont au nombre de six.
[0034] Les lamelles 40 définissent avantageusement des rainures circonférentielles 62 alignées les unes avec les autres autour de l'axe d'insertion D et adaptées pour recevoir les organes de contention 44.
[0035] Dans la configuration non insérée, les fentes 60 présentent par exemple une longueur 21, suivant l'axe d'insertion D, comprise entre 5 mm et 40 mm, et une largeur 22, dans le sens circonférentiel, comprise entre 0,2 mm et 2,5 mm.
[0036] Dans la configuration insérée, les lamelles 40 ont des faces radialement intérieures 64 plaquées contre la partie insérable 16.
[0037] Les organes de contention 44 sont avantageusement analogues les uns aux autres, et par exemple au nombre de six. Les organes de contention 44 sont adaptés pour exercer une pression radiale centripète sur la première pluralité de lamelles 40 dans la configuration insérée.
[0038] Les organes de contention 44 sont avantageusement situés axialement sur un tiers distal de la première pluralité de lamelles 40.
[0039] Chacun des organes de contention comprend par exemple une lame 66 recourbée autour de l'axe d'insertion D et présentant une forme en « C ». Chacun des organes de contention 44 forme avantageusement un anneau interrompu.
[0040] Chacun des organes de contention 44 est avantageusement constitué d'une matière ayant un coefficient de dilatation thermique inférieur à celui des lamelles 40 de la première pluralité, et inférieur à celui de la partie insérable 16.
[0041] La deuxième partie supplémentaire 42 et la première partie supplémentaire 22 sont adaptées pour être plaquées radialement l'une contre l'autre et être en contact électrique l'une avec l'autre dans la configuration insérée. La deuxième partie supplémentaire 42 et la première partie supplémentaire 22 sont à l'écart l'une de l'autre dans la configuration non insérée.
[0042] Dans l'exemple, la deuxième partie supplémentaire 42 consiste en une deuxième pluralité de lamelles 67 réparties angulairement autour de l'axe d'insertion D et flexibles radialement. La deuxième partie supplémentaire 42 et la première pluralité de lamelles 40 comportent des extrémités distales 68, 70 par exemple situées sensiblement au même niveau selon l'axe d'insertion D.
[0043] La deuxième pluralité de lamelles 67 est par exemple entourée par la couronne 28 autour de l'axe d'insertion D dans la configuration insérée, la deuxième pluralité de lamelles étant plaquée radialement contre la surface radialement intérieure 34 de la couronne.
[0044] Dans l'exemple, la première pluralité de lamelles 40 et la deuxième pluralité de lamelles 67 sont adaptées pour être reçues dans l'espace annulaire 24.
[0045] Les lamelles de la deuxième pluralité 67 sont avantageusement identiques les unes aux autres et réparties régulièrement autour de l'axe d'insertion D. Deux lamelles 67 angulairement consécutives sont avantageusement séparées par une fente 72.
[0046] Les lamelles 67 sont au moins au nombre de deux, de préférence au moins quatre. Dans l'exemple représenté, les lamelles 67 sont au nombre de douze.
[0048] Les lamelles 67 définissent avantageusement des rainures circonférentielles 74 alignées les unes avec les autres autour de l'axe d'insertion D et adaptées pour recevoir les organes de pression 48.
[0049] Dans la configuration non insérée, les fentes 72 présentent par exemple une longueur 23, suivant l'axe d'insertion D, comprise entre 5 mm et 40 mm, et une largeur 24, dans le sens circonférentiel, comprise entre 0,2 mm et 2,5 mm.
[0050] Dans la configuration insérée, les lamelles 67 ont des faces radialement extérieures 76 plaquées contre la couronne 28.
[0051] Les organes de pression 48 sont avantageusement analogues les uns aux autres, et par exemple au nombre de six. Les organes de pression 48 sont adaptés pour exercer une pression radiale centrifuge sur la deuxième pluralité de lamelles 67 dans la configuration insérée.
[0052] Les organes de pression 48 sont par exemple structurellement analogues aux organes de contention 44.
[0053] Les organes de pression 48 sont avantageusement situés axialement sur un tiers distal de la deuxième pluralité de lamelles 67.
[0054] Chacun des organes de pression 48 est avantageusement constitué d'une matière ayant un coefficient de dilatation thermique supérieur ou égale à celui de la deuxième pluralité de lamelles 67, et supérieur ou égale à celui de la couronne 28.
[0055] Le fonctionnement du connecteur électrique 10 découle de sa structure et va maintenant être brièvement décrit.
[0056] Dans la configuration non insérée, il n'y a pas de contact électrique direct entre le premier contact 12 et le deuxième contact 14. Ils sont déconnectés l'un de l'autre.
[0057] Lorsque que le premier contact 12 et le deuxième contact 14 sont déplacés par translation axiale de la configuration non insérée à la configuration insérée, la partie d'insertion 16 du premier contact entre dans le logement 18. La première pluralité de lamelles 40 vient se plaquer contre la surface radialement extérieure 58 de la partie d'insertion 16 sur une longueur L5. Avantageusement, le ou les organes de contention 44 appuient radialement sur les lamelles 40 vers la partie d'insertion 16 et améliorent le contact électrique entre les lamelles 40 et la partie d'insertion 16, en augmentant la pression et la surface de contact entre elles et/ou en la rendant uniforme le long de l'axe d'insertion D.
[0058] De même, la première partie supplémentaire 22 et la deuxième partie supplémentaire 42 sont plaquées radialement l'une contre l'autre et sont en contact électrique l'une avec l'autre sur une longueur L6, par exemple sensiblement égale à la longueur L5. Avantageusement, le ou les organes de pression 48 appuient sur la deuxième pluralité de lamelles 67 vers la couronne 28 et améliorent le contact électrique entre les lamelles 67 et la couronne 28, en augmentant la pression et la surface de contact entre elles et/ou en la rendant uniforme le long de l'axe d'insertion D.
[0059] La première partie supplémentaire 22 est donc en contact électrique avec le premier corps 20. Ainsi la première partie supplémentaire 22 et la partie insérable 16 sont en contact électrique l'une avec l'autre via le premier corps 20.
[0060] La deuxième partie supplémentaire 42 est donc en contact électrique avec le deuxième corps 38. La première pluralité de lamelles 40 et la deuxième partie supplémentaire 42 sont en contact électrique l'une avec l'autre via le deuxième corps 38.
[0061] Grâce aux caractéristiques ci-dessus, en particulier la première partie supplémentaire 22 et la deuxième partie supplémentaire 42 en contact électrique respectivement avec le premier corps 20 et le deuxième corps 38, le connecteur électrique 10 bénéficie d'une plus grande surface de contact qu'un connecteur n'ayant pas ces parties supplémentaires. Par exemple, la surface de contact peut être environ doublée si les longueurs L5 et L6 sont sensiblement égales.
[0062] Pour une même surface de contact recherchée, le connecteur électrique 10 est donc plus court, et occupe un volume moindre. En outre, il présente un effort d'insertion raisonnable et une résistance électrique faible, grâce à la première pluralité de lamelles 40 en contact avec la partie d'insertion 16, et à la deuxième pluralité de lamelles 67 en contact avec la couronne 28.
[0063] Avantageusement, les organes de contention 44 et les organes de pression 48 diminuent la résistance électrique de contact, toutes choses égales par ailleurs.
[0064] Les deux embases 54, 56 optionnelles facilitent la fabrication du connecteur électrique 10, en permettant de rapporter la première pluralité de lamelles 40 et la deuxième pluralité de lamelles 67 sur la partie principale 52 du deuxième corps 38.
[0065] En référence aux figures 3 et 4, on décrit un connecteur électrique 100 constituant une variante du connecteur électrique. Le connecteur électrique 100 est analogue au connecteur électrique 100 représenté sur la figures 1 et 2. Les élément similaires portent les mêmes références numériques et ne seront pas décrits à nouveau. Seules les différences seront décrites en détail ci-après.
[0066] Dans le connecteur électrique 100, la première partie supplémentaire 22 comprend la deuxième pluralité de lamelles 67, la deuxième partie supplémentaire 42 formant la couronne 28. Les organes de pression 48, optionnels, font partie du premier contact 12.
[0067] Le premier corps 20 comprend avantageusement une partie principale 102, et une embase 104 reçue dans et fixée sur la partie principale 102 du côté proximal de l'embase, et avec laquelle la partie d'insertion 16 est venue de matière, ce qui permet de rapporter la partie d'insertion 16 sur la partie principale 102 du premier corps 20.
[0068] Le connecteur électrique 100 fonctionne de manière analogue au connecteur électrique 10, et présente les mêmes avantages.
[0069] Selon des variantes non représentées des connecteurs électriques 10 et 100, la deuxième pluralité de lamelles 67 entoure la couronne 28 autour de l'axe d'insertion D dans la configuration insérée, la deuxième pluralité de lamelles étant plaquée radialement contre la surface radialement extérieure 36 de la couronne 28.
1. Connecteur électrique (10 ; 100) comprenant un premier contact (12) et un deuxième
contact (14) mobiles entre une configuration non insérée, dans laquelle le premier
contact (12) est à l'écart du deuxième contact (14), et une configuration insérée,
dans laquelle une partie insérable (16) électriquement conductrice du premier contact
(12) est insérée selon un axe d'insertion (D) dans un logement (18) défini par le
deuxième contact (14), le premier contact (12) comprenant un premier corps (20) électriquement
conducteur à partir duquel la partie insérable (16) fait saillie axialement, le deuxième
contact (14) comportant un deuxième corps (38) électriquement conducteur, et une première
pluralité de lamelles (40) faisant saillie axialement à partir du deuxième corps (38)
et réparties angulairement autour de la partie insérable (16) dans la configuration
insérée, la première pluralité de lamelles (40) étant électriquement conductrices
et flexibles radialement, le deuxième corps (38) et la première pluralité de lamelles
(40) définissant le logement (18), dans lequel :
- le premier contact (12) comprend en outre une première partie supplémentaire (22) électriquement conductrice faisant saillie axialement à partir du premier corps (20) et entourant la partie insérable (16) autour de l'axe d'insertion (D),
- le deuxième contact (14) comprend une deuxième partie supplémentaire (42) électriquement conductrice faisant saillie axialement à partir du deuxième corps (38) et entourant la première pluralité de lamelles (40) autour de l'axe d'insertion (D),
- la première partie supplémentaire (22) et la deuxième partie supplémentaire (42) sont adaptées pour être plaquées radialement l'une contre l'autre et être en contact électrique l'une avec l'autre dans la configuration insérée, et pour être à l'écart l'une de l'autre dans la configuration non insérée, et
- la première partie supplémentaire (22) comprend l'une d'une couronne (28) et d'une deuxième pluralité de lamelles (67) réparties angulairement autour de l'axe d'insertion (D) et flexibles radialement, la deuxième partie supplémentaire (42) comprenant l'autre de la couronne (28) et de la deuxième pluralité de lamelles (67).
2. Connecteur électrique (10 ; 100) selon la revendication 1, dans lequel la couronne
(28) entoure la deuxième pluralité de lamelles (67) autour de l'axe d'insertion (D)
dans la configuration insérée, la deuxième pluralité de lamelles (67) étant plaquée
radialement contre une surface radialement intérieure (34) de la couronne (28).
3. Connecteur électrique (10 ; 100) selon la revendication 1 ou 2, comprenant en outre
au moins un organe de pression (48) annulaire disposé sur des faces (76) de la deuxième
pluralité de lamelles (67), l'organe de pression (48) étant adapté pour exercer une
pression radiale sur la deuxième pluralité de lamelles (67) vers la couronne (28)
dans la configuration insérée.
4. Connecteur électrique (10 ; 100) selon la revendication 3, dans lequel le ou chaque
organe de pression (48) comprend une lame (66) recourbée en forme de « C ».
5. Connecteur électrique (10 ; 100) selon la revendication 3 ou 4, comprenant une pluralité
d'organe de pression (48) annulaires décalés axialement les uns par rapport aux autres.
6. Connecteur électrique (10 ; 100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5,
comprenant en outre au moins un organe de contention (44) annulaire disposé sur des
faces radialement extérieures (46) de la première pluralité de lamelles (40), l'organe
de contention (44) étant adapté pour exercer une pression radiale centripète sur la
première pluralité de lamelles (40) dans la configuration insérée.
7. Connecteur électrique (10 ; 100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6,
dans lequel la couronne (28) définit :
- une surface radialement intérieure (34) cylindrique, ou tronconique s'évasant du côté distal selon l'axe d'insertion (D), ou
- une surface radialement extérieure (36) cylindrique, ou tronconique se rétrécissant du côté distal selon l'axe d'insertion (D).
8. Connecteur électrique (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans
lequel le premier corps (20) comprend une partie principale (102), et une embase (104)
reçue axialement dans et fixée sur ladite partie principale (102), la partie d'insertion
(16) étant venue de matière avec ladite embase (104).
9. Connecteur électrique (10 ; 100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8,
dans lequel le deuxième corps (38) comprend une partie principale (52), et une embase
(54) reçue axialement dans et fixée sur ladite partie principale (52), la première
pluralité de lamelles (40) étant venue de matière avec ladite embase (104).
10. Connecteur électrique (10 ; 100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9,
dans lequel la deuxième pluralité de lamelles (67) est venue de matière avec une embase
(56) définie par le premier corps (20) ou le deuxième corps (38), ladite embase (56)
étant reçue axialement dans et fixée sur une partie principale (52 ; 102) du premier
corps (20) ou du deuxième corps (38).
11. Connecteur électrique (10 ; 100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10,
dans lequel le connecteur (10 ;100) est un connecteur de puissance adapté pour transmettre
un courant d'une intensité supérieure ou égale à 1 ampère.