JP4340636B2 - カードコネクタ - Google Patents

Description

本発明は、電子機器に使用されるカードコネクタに関し、特に携帯電話等の携帯用小型電子機器に使用される低背薄型及び小型のカードコネクタに関する。

電子機器に使用される電気・電子素子、ＩＣ、操作スイッチ、コネクタ等々の各種電子部品は一般的に金属部品と樹脂部品を含み、これらが一体に組み立てられて構成されている。このような電子部品において、金属部品と樹脂部品等の構成部品同士を接合させるに際し、コストや生産性の面から凹凸嵌合させたり、インサート成形する方法が従来より採用されている。例えば凹凸嵌合による接合方法の従来例としては特許文献１に記載されているカードコネクタのカバー係止構造がある。
特許第３３９０９３９号公報

しかしながら、携帯用小型電子機器に使用される電子部品については低背薄型化及び小型化の要求に伴い、接合スペースが益々削られ、従来の接合方法も困難になってきている。それに代わり省スペースでの接合方法として熱硬化性接着剤やＵＶ接着剤等の接着剤を使用する方法もあるが、この方法では接合に手間と時間がかかると共に、接合後の寸法や接合強度にばらつきを生じ易く、コストアップ、生産性の低下、組み立て精度の低下を招く問題がある。

本発明は、以上のような事情に鑑み、精度の良い低コストで高い生産性を奏しながら、低背薄型化及び小型化を実現するカードコネクタを提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するため請求項１に係る発明のカードコネクタは、薄板金属からなる金属フレームと、樹脂からなり複数のコンタクトを保持するインシュレータとを含み、前記金属フレームは、前記インシュレータの左右側部に配置しメモリーカードの左右側部を挿抜自在に嵌合させる左右ガイドフレーム部と、前記インシュレータの下面側を横切り前記左右ガイドフレーム部を連結する連結部とを有しており、前記メモリーカードを前記左右ガイドフレーム部の一端側から前記インシュレータの上面側に挿入可能に構成し、この挿入により前記コンタクトが前記メモリーカードの電極と電気的に接続されるカードコネクタであって、前記連結部が前記インシュレータの下面に耐熱性を有する両面テープにより接合され、該インシュレータの下面に前記金属フレームの板厚と前記両面テープの厚みを加算した寸法と略同一の深さを有して前記両面テープを挟んで前記連結部と互いに嵌め合う凹部を形成するものである。

請求項２に係る発明のカードコネクタは、請求項１に係る発明のカードコネクタにおいて、前記インシュレータの最大厚みをＡ、前記両面テープの厚みをＢ、前記金属フレームの板厚をＣとし、これら３者の厚み関係をＡ＞Ｂ＋Ｃに設定するものである。

請求項１に係る発明のカードコネクタによれば、カードコネクタの金属フレームとインシュレータの接合に、省スペースでの接合が可能であり、しかも、回路基板へのリフロー半田付けも可能とする、耐熱性を有する両面テープを使用することで、接着剤を使用する接合方法に比べ、接合に要する手間と時間を大幅に削減することができると共に、両面テープの安定（一定）した厚みで接合後の寸法や接合強度のばらつきを殆どなくすことができ、精度の良い低コストで高い生産性を奏しながら、カードコネクタの更なる低背薄型化及び小型化を実現することができる。

また、両面テープにより接合する金属フレームとインシュレータの間の位置決めを互いの嵌め合い構造により行うことで、両面テープにより接合する金属フレームとインシュレータの間の位置決めを確実に精度良く行うことができる。

請求項２に係る発明のカードコネクタによれば、インシュレータの最大厚みＡ内でそのインシュレータと金属フレームとを耐熱性を有する両面テープを使用して接合することができ、カードコネクタの厚みを非常に薄くすることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。この実施の形態は本発明を適用したカードコネクタの実施例で説明する。図１は本実施例のカードコネクタの外観斜視図、図２は図１のカードコネクタの分解斜視図、図３は図１のカードコネクタを裏返した状態の外観斜視図、図４は図３のカードコネクタの分解斜視図、図５は図１のカードコネクタの断面側面図である。なお、以下の説明では特に断りがない場合、図１における矢印ａ−ｂ方向を上下方向（厚み方向）、矢印ｃ−ｄ方向を左右方向（幅方向）、矢印ｅ−ｆ方向を前後方向（長さ方向＝カード挿抜方向）として説明する。

図１，図３において、１００は本実施例のカードコネクタ１を使用対象とするメモリーカードであり、この一表面にはカードコネクタ１への挿入側（後側）の端部と反対側（前側）の端部間に前後２列に複数の前後電極１１０，１２０が配置され、一側の端部一側には角落とし部１３０が設けられている。本実施例のカードコネクタ１に対するメモリーカード１００の正規挿入姿勢では角落とし部１３０が前側の端部一側に位置し、電極配置表面が下になる。

そして、図１〜図５に示すように、本実施例のカードコネクタ１は構成部品として、板厚Ｃの薄板金属をプレス加工（打ち抜き加工及び曲げ加工）して形成された金属フレーム２０と、インサート成形により形成されてメモリーカード１００の前後電極１１０，１２０と電気的に接続させる複数の前後コンタクト３０，４０を保持する厚みＡの矩形板状のインシュレータ５０を備え、これら金属フレーム２０とインシュレータ５０を厚みＢの両面テープ（両面粘着剤付きテープ）６０により接合一体化して構成している。ここで、両面テープ６０は、図示しない回路基板にカードコネクタ１を表面実装する際のリフロー半田付け工程を考慮し、このリフロー半田付け工程（約２６０℃の雰囲気）にも耐える高い耐熱性を有するものを使用している。

次に、本実施例のカードコネクタ１の各構成部品について説明する。金属部品としての金属フレーム２０は、メモリーカード１００の下面（電極配置表面）と対向するＨ形の底板部２１と、底板部２１の左右側部２１ａ，２１ｂの外側縁から上向きに立ち上げられてメモリーカード１００の左右側面と対向する左右側板部２２ａ，２２ｂと、左右側板部２２ａ，２２ｂの上側縁から内向きに延設されてメモリーカード１００の上面（電極配置表面と反対側の表面）左右側部と対向する左右天板部２３ａ，２３ｂを形成し、底板部２１の左側部２１ａと左側板部２２ａと左天板部２３ａでメモリーカード１００の左側部を挿抜自在に嵌合させる断面コ形で前後方向（カード挿抜方向）に延びる左ガイドフレーム部２４ａを構成し、底板部２１の右側部２１ｂと右側板部２２ｂと右天板部２３ｂでメモリーカード１００の右側部を挿抜自在に嵌合させる断面コ形で前後方向（カード挿抜方向）に延びる右ガイドフレーム部２４ｂを構成し、底板部２１の中央部で左右方向に延びる帯状部分が左右ガイドフレーム部２４ａ，２４ｂを一体連結する連結部２１ｃになり、全体として平面視Ｈ型に形成されている。また、左右ガイドフレーム部２４ａ，２４ｂの後側の端部にはカード受け止め部２５ａ，２５ｂが設けられ、左右ガイドフレーム部２４ａ，２４ｂの前側の端部間がカード挿入口２６になっている。さらに、金属フレーム２０には回路基板に対する半田付け用の左右脚部２７ａ，２７ｂが、その下面が底板部２１の下面と面一になるように左右側板部２２ａ，２２ｂから左右外向きに突設されている。

樹脂部品（モールド部品）としてのインシュレータ５０は、金属フレーム２０の底板部２１の上面側で左右ガイドフレーム部２４ａ，２４ｂ間に配置され、インシュレータ５０の下面中央部を横切る金属フレーム２０の連結部２１ｃに両面テープ６０の貼り付けにより固着されている。ここで、金属フレーム２０の連結部２１ｃに対応するインシュレータ５０の下面中央部には連結部２１ｃと互いに嵌め合う帯状の中央凹部５１が形成されると共に、金属フレーム２０における底板部２１の左右側部２１ａ，２１ｂの内側縁部に対応するインシュレータ５０の下面左右側縁部には左右側部２１ａ，２１ｂの内側縁部と互いに嵌め合う左右凹部５２ａ，５２ｂが形成されている。このような金属フレーム２０側とインシュレータ５０側の互いの嵌め合い構造により金属フレーム２０とインシュレータ５０間の位置決めを行うと共に、この嵌め合い時に金属フレーム２０における底板部２１の下面とインシュレータ５０の下面とが面一になるように、中央凹部５１の深さが金属フレーム２０の板厚Ｃと両面テープ６０の厚みＢを加算した寸法と略同一に設定され、左右凹部５２ａ，５２ｂの深さは金属フレーム２０の板厚Ｃと略同一寸法に設定されている。そして、金属フレーム２０とインシュレータ５０の両面テープ６０による接合と金属フレーム２０とインシュレータ５０の嵌め合いをインシュレータ５０の最大厚みＡ内で行えるように、インシュレータ５０の最大厚みＡ（例えば、０．５ｍｍ）と両面テープ６０の厚みＢ（例えば、０．０５ｍｍ）と金属フレーム２０の板厚Ｃ（例えば、０．２５ｍｍ）の３者の厚み関係は、Ａ＞Ｂ＋Ｃに設定されている。さらに、金属フレーム２０とインシュレータ５０の嵌め合い部分の中央部を両面テープ６０による接合部として確保し、且つ、軽量化で嵌め合い面積の少ない中で比較的大きな接合面積を確保するように、金属フレーム２０とインシュレータ５０の嵌め合い形状はＨ型に構成されている。

また、インシュレータ５０における中央凹部５１及び左右凹部５２ａ，５２ｂの薄肉部以外の最大厚みＡの前後厚肉部５３ａ，５３ｂには、前後厚肉部５３ａ，５３ｂを上下方向に貫通する貫通孔でなる前後方向に長い幅狭の前後コンタクト収納孔５４ａ，５４ｂが複数本（本実施例では３本）左右方向に並設されている。この前後コンタクト収納孔５４ａ，５４ｂに前後コンタクト３０，４０が配置されている。このようにインシュレータ５０には、メモリーカード１００の前後電極１１０，１２０に対応してカード挿入方向に沿って前側（手前側）と後側（奥側）の前後２列に複数本（本実施例では前列３本，後列３本の合計６本）の前後コンタクト３０，４０が配置されている。

前後コンタクト３０，４０は幅狭の金属薄板からなり、水平方向に延びる支点部３０ａ，４０ａと、支点部３０ａ，４０ａの一端側から斜め上方に延ばされる上下方向に弾性変位可能なバネアーム部３０ｂ，４０ｂと、バネアーム部３０ｂ，４０ｂの先端に設けられてメモリーカード１００の前後電極１１０，１２０に対する接点となる山形の可動接点部３０ｃ，４０ｃと、支点部３０ａ，４０ａの他端側から下向きの段差部３０ｄ，４０ｄを介して水平に延ばされて回路基板の配線パターンに対する接点となる固定接点部３０ｅ，４０ｅが連続一体に連設形成されている。そして、前コンタクト３０は、支点部３０ａがインシュレータ５０の前側の側面と前コンタクト収納孔５４ａの前側の孔壁面間の前厚肉部５３ａの樹脂内に埋設されてインシュレータ５０の前側の端部に固着され、支点部３０ａより一側のバネアーム部３０ｂ及び可動接点部３０ｃが平面視で前コンタクト収納孔５４ａの中でカード挿入方向（後方）に向かって延出されると共に、自由状態において側面視でバネアーム部３０ｂの先端側部と可動接点部３０ａがインシュレータ５０の上面より上方に突出され、また、支点部３０ａより他側の段差部３０ｄ及び固定接点部３０ｅは、固定接点部３０ｅの下面がインシュレータ５０の前後厚肉部５３ａ，５３ｂの下面と面一になるようにインシュレータ５０の前側の側面より前向きに突出されている。一方、後コンタクト４０は、支点部４０ａがインシュレータ５０の後側の側面と後コンタクト収納孔５４ｂの後側の孔壁面間の後厚肉部５３ｂの樹脂内に埋設されてインシュレータ５０の後側の端部に固着され、支点部４０ａより一側のバネアーム部４０ｂ及び可動接点部４０ｃが平面視で後コンタクト収納孔５４ｂの中でカード挿入方向と逆方向（カード抜去方向、前方）に向かって延出されると共に、自由状態において側面視でバネアーム部４０ｂの先端側部と可動接点部４０ｃがインシュレータ５０の上面より上方に突出され、また、支点部４０ａより他側の段差部４０ｄ及び固定接点部４０ｅは、固定接点部４０ｅの下面がインシュレータ５０の前後厚肉部５３ａ，５３ｂの下面と面一になるように、インシュレータ５０の後側の側面より後向きに突出されている。このようにインシュレータ５０には、カード挿入方向に対して非対向の前コンタクト３０と対向する後コンタクト４０が、カード挿入方向に沿って前側（手前側）と後側（奥側）の前後２列に対向配置されている。

次に、本実施例のカードコネクタ１の組み立てについて説明する。この組み立ては上記のように構成された金属フレーム２０とインシュレータ５０を耐熱性を有する両面テープ６０を使用して接合一体化することで行われるもので、金属フレーム２０の連結部２１ｃの上面或いはインシュレータ５０の下面中央凹部５１の表面に、その外形及び大きさ（面積）より一回り小さい外形及び大きさ（面積）にカットされた両面テープ６０を貼り付けた後、図２，図４に示すように、金属フレーム２０とインシュレータ５０を対向させ、図３，図５に示すように、金属フレーム２０の連結部２１ｃとインシュレータ５０の中央凹部５１を両面テープ６０を挟んで嵌め合わせ、同時に金属フレーム２０における底板部２１の左右側部２１ａ，２１ｂの内側縁部とインシュレータ５０における左右凹部５２ａ，５２ｂも嵌め合わせ、金属フレーム２０の連結部２１ｃにインシュレータ５０の下面中央部を両面テープ６０の貼り付けにより固着することで、組み立てが完了する。この組み立て完了状態においては、図１に示すように、金属フレーム２０の底板部２１の上面側で左右ガイドフレーム部２４ａ，２４ｂ間にインシュレータ５０が配置されて、このインシュレータ５０によって金属フレーム２０の底板部２１の上面側で左右ガイドフレーム部２４ａ，２４ｂ間にカード挿入方向に対して非対向の前コンタクト３０と対向する後コンタクト４０が、カード挿入方向に沿って前側（手前側）と後側（奥側）の前後２列に対向配置される。また、図３に示すように、金属フレーム２０における底板部２１の下面及び左右脚部２７ａ，２７ｂの下面、インシュレータ５０における前後厚肉部５３ａ，５３ｂの下面、前後コンタクト３０，４０における固定接点部３０ｅ，４０ｅの下面が全て面一になり、回路基板に表面実装可能なフラット下面が構成されている。

上記のように本実施例のカードコネクタ１を組み立てるに際し、金属フレーム２０とインシュレータ５０との接合に省スペースでの接合が可能であり、しかも、回路基板へのリフロー半田付けも可能とする、耐熱性を有する両面テープ６０を使用することで、接着剤を使用する接合方法に比べ、接合に要する手間と時間を大幅に削減することができると共に、両面テープ６０の安定（一定）した厚みＢで、接合後の寸法や接合強度のばらつきを殆どなくすことができ、精度の良い低コストで高い生産性を奏しながら、カードコネクタ１の更なる低背薄型化及び小型化を実現することができる。

また、両面テープ６０により接合する金属フレーム２０とインシュレータ５０間の位置決めを互いの嵌め合い構造により行うことで、両面テープ６０により接合する金属フレーム２０とインシュレータ５０間の位置決めを確実に精度良く行うことができる。しかも、インシュレータ５０の最大厚みＡと両面テープ６０の厚みＢと金属フレーム２０の板厚Ｃの３者の厚み関係をＡ＞Ｂ＋Ｃに設定することで、金属フレーム２０とインシュレータ５０の両面テープ６０による接合と金属フレーム２０とインシュレータ５０の嵌め合いがインシュレータ５０の最大厚みＡ内で行えるので、カードコネクタ１の厚みを非常に薄くすることができる。さらに、金属フレーム２０とインシュレータ５０との嵌め合い形状をＨ型に構成することで、その嵌め合い部分の中央部を金属フレーム２０とインシュレータ５０の両面テープ６０による接合部として確保し、且つ、軽量化で嵌め合い面積の少ない中で比較的大きな接合面積を確保できるので、両面テープ６０により接合する金属フレーム２０とインシュレータ５０間の位置精度をより高く、且つ、接合強度と共に安定維持することができる。

上記のように組み立てられた製品としての本実施例のカードコネクタ１は、図示しない回路基板に表面実装され、金属フレーム２０の左右脚部２７ａ，２７ｂが回路基板にリフロー半田付け固着されると共に、前後コンタクト３０，４０の固定接点部３０ｅ，４０ｅが回路基板の配線パターンに同じくリフロー半田付けで電気的に接続される。ここで、金属フレーム２０とインシュレータ５０との接合に使用されている両面テープ６０は、リフロー半田付け工程（約２６０℃の雰囲気）にも耐える高い耐熱性を有し、熱変形や接着力の低下等、熱損を殆ど生じないため、加えて、金属フレーム２０とインシュレータ５０の嵌め合い構造も手伝って、製品形状及び剛性、強度を適正に維持することができる。しかも、両面テープ６０により接合する金属フレーム２０とインシュレータ５０の少なくとも一方を回路基板に半田付けすることで、回路基板に実装後にさらに製品としての剛性と強度を向上することができる。

次に、本実施例のカードコネクタ１の機能を説明する。図１に示すように、メモリーカード１００を正規挿入姿勢でカード挿入口２６を通して左右ガイドフレーム部２４ａ，２４ｂ間に挿入すると、メモリーカード１００は左右ガイドフレーム部２４ａ，２４ｂに沿ってインシュレータ５０の上面側に挿入され、図５の（ａ）（ｂ）に示すように、インシュレータ５０の上面に突出しているカード挿入方向に対して非対向の前コンタクト３０と対向する後コンタクト４０を順次前後コンタクト収納孔５４ａ，５４ｂ内に押し下げながらインシュレータ５０の上面側を通過し、図１に示すように、メモリーカード１００の後側の側面が左右カード受け止め部２５ａ，２５ｂで受け止められて、それ以上の挿入が規制されるカードセット位置に装着され、このカードセット位置において、前後コンタクト３０，４０の可動接点部３０ｃ，４０ｃがメモリーカード１００の前後電極１１０，１２０と接触して電気的に接続され、これにより、メモリーカード１００と電子機器が前後コンタクト３０，４０を介して電気的に接続され、メモリーカード１００と電子機器間での各種データの入出力を可能にするものである。

本発明に係るカードコネクタの外観斜視図である。 図１のカードコネクタの分解斜視図である。 図１のカードコネクタを裏返した状態の外観斜視図である。 図３のカードコネクタの分解斜視図である。 図１のカードコネクタの断面側面図である。

１ カードコネクタ
２０ 金属フレーム
２１ 底板部
２１ａ，２１ｂ 左右側部
２１ｃ 連結部
２４ａ，２４ｂ 左右ガイドフレーム部
２７ａ，２７ｂ 左右脚部
３０，４０ コンタクト
３０ｃ，４０ｃ 可動接点部
３０ｅ，４０ｅ 固定接点部
５０ インシュレータ
５１ 中央凹部
５２ａ，５２ｂ 左右凹部
１００ メモリーカード
１１０，１２０ 電極
Ａ インシュレータの最大厚み
Ｂ 両面テープの厚み
Ｃ 金属フレームの板厚

Claims (2)

1. 薄板金属からなる金属フレームと、樹脂からなり複数のコンタクトを保持するインシュレータとを含み、前記金属フレームは、前記インシュレータの左右側部に配置しメモリーカードの左右側部を挿抜自在に嵌合させる左右ガイドフレーム部と、前記インシュレータの下面側を横切り前記左右ガイドフレーム部を連結する連結部とを有しており、前記メモリーカードを前記左右ガイドフレーム部の一端側から前記インシュレータの上面側に挿入可能に構成し、この挿入により前記コンタクトが前記メモリーカードの電極と電気的に接続されるカードコネクタであって、前記連結部が前記インシュレータの下面に耐熱性を有する両面テープにより接合され、該インシュレータの下面に前記金属フレームの板厚と前記両面テープの厚みを加算した寸法と略同一の深さを有して前記両面テープを挟んで前記連結部と互いに嵌め合う凹部を形成することを特徴とするカードコネクタ。
2. 前記インシュレータの最大厚みをＡ、前記両面テープの厚みをＢ、前記金属フレームの板厚をＣとし、これら３者の厚み関係をＡ＞Ｂ＋Ｃに設定することを特徴とする請求項１に記載のカードコネクタ。

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