JP4672536B2 - カード用コネクタ - Google Patents

Description

本発明は，カード用コネクタに係り，特にコンタクトピンの保護のためのシャッター部材に対するロック機構の改良を図ったカード用コネクタに関する。

近年，カード形式のメモリデバイスを利用して電子装置の外部記憶装置として利用するシステムが広く普及している。かかるカード形式のメモリデバイスを電子装置と接続するためにはこれに対応したコネクタが必須である。

そして，カード形式のメモリデバイス用のコネクタ（以下，カード用コネクタという）は，多くの種類，形式が開発され，紹介されている。(例えば，特許文献１参照)。

特許文献１に記載されたカード用コネクタは，挿入されたカードの側面が抑圧機構により抑圧保持される構成である。しかし，このコネクタでは，外部から衝撃が加えられると，カードホルダに挿入されたカードが飛び出してしまう恐れがあった。そのためカードが挿入されるカード挿入口を閉塞するシャッターを設け，このシャッターを閉じることによりカードの飛び出しを防止している。したがって，この種のコネクタでは，コネクタとは別にシャッターを設けなければならないので，小型化することが難しく，且つ部品点数が増大して製造コストが高騰してしまうという欠点がある。

この欠点に鑑みて，シャッターを不要としたコネクタも知られている。(例えば，特許文献２参照)。

特許文献２に記載されたカード用コネクタは，カードが挿入される挿入部を形成するハウジングと，ハウジングの内部に形成され，カードの端子（コンタクト）に接触するように挿入方向に延在形成された接触端子（コンタクトピン）と，カードが挿入部に挿入されて所定装着位置付近に至ったとき，カードの側面凹部に係合してカードを装着位置にロックするロック機構とを備えた構成からなっている。

かかるコネクタの構造によると，ハウジングの装着位置に挿入されたカードの脱落及び引き抜きを防止でき，且つ，ハウジングの装着位置に到達した時点でカードをロックできるので，カードが挿入される過程でカードに負荷がかからず，挿入操作がスムーズに行えると共に，カードがロック機構によって損傷することを防止でき，特別にシャッター機構を付設する必要がないものとなっている。

また，カード用コネクタからカードを取り外す際は，通常，カードの端部を指で摘んで引き抜かれているが，コンタクトの接触が強固な場合は容易に引き抜けず，またカードの挿入口も狭い場所でもあることから引き抜きが容易でない。この点に鑑み，カードの排出を容易にしたイジェクト機構を一体にして設けたコネクタも知られている。(例えば，特許文献３参照)。

特許文献３に記載されたカード用コネクタは，ハウジングの一側部にカム部材を有するイジェクト機構を設け，ハウジングの他側部にカム部材により排出されるカードの直線状側縁に係合し，カードの排出方向への移動を規制する弾性係合部材を設けた構成からなっている。この構成によると，カム部材を有するイジェクト機構により収容されたカードを排出する際に，カードの落下が防止できると共に，カードを手にとって容易に取り出すことができる。

ところが，各種カード，例えばコンパクトフラッシュ（登録商標）メモリカード，スマートメディアカード，メモリースティック，及びＰＣカード等は，一部のカードにおいて規格化されたものも存在しているが，これらカードを全て統一化した規格が未だ存在していない。そのため，各種カードは，それぞれ寸法，形状が異なっており，これに伴って，カード用コネクタもそれぞれのカードに適合する構造となっている。

その結果，電子装置の利用者が，小型のカードを大型のカード用挿入口に誤って挿入してしまうことがある。そして適合しないカードが挿入口に無理に押し込まれると，コネクタのコンタクトピンが変形し，或は破損しまうことがある。また，同じ大きさの挿入口においても，カードが逆差し，或は表裏逆さまにして挿入されることがあり，この逆差等によっても同様の破損等が起こってしまう恐れがある。更に，コネクタのコンタクトピンに塵や，埃が付着し易く，接触不良等を起す恐れもある。

また，上記特許文献１に記載されたコネクタでは，挿入されたカードを確実に保持することができず，カード挿入口にカードが飛び出すことを防止するためにはシャッターを設ける必要があり，このシャッターはコネクタとは別に設けなければならない。また，上記特許文献２に記載されたコネクタは，シャッターを設けることなく，ロック機構を付設して，ハウジングの装着位置に挿入されたカードの脱落及び引き抜きを防止できるようになっているが，いずれも写真印刷自動販売機等に設置した場合に発生する上記課題を解決できるものではない。さらに，上記特許文献３に記載のコネクタによっても，解決されない。

かかる点を解決するために，本出願人により，サイズの異なるカードが誤挿入されても接触ピンが曲がったり，損傷したりしないようにした防止機構を備えたカード用コネクタを提供すること，及び挿入されたカードを容易に排出するためのイジェクト機構を備えたカード用コネクタを提供することを目的とする発明を提案している（特許文献４）。
特開2000-251024号公報(図1，第3頁右欄) 特開2003-86296号公報(図2，段落[0015]〜[0021］) 特開平11-26084号公報(図1，段落[0019]〜[0020]30) 特開2005-116240号公報

上記特許文献４に記載の本出願人による発明に従うカード用コネクタは，複数本のコンタクトピンが収容されたコネクタ本体と，このコネクタ本体に移動自在に装着され，前記コンタクトピンの先端部を覆い外部から保護するシャッター部材と，このシャッター部材の移動をカードが挿入される前はロックし，適合するカードの挿入に連動して，前記ロックを解除してカードコンタクトと前記コネクタ本体のコンタクトピンの先端部との接続を許容するロック機構を有する一対の側部フレームとを含む構成である。

そして，前記一対の側部フレームは，コネクタ本体の両側壁に着脱自在に装着され，前記一対の側部フレームには，前記ロック機構がそれぞれ設けられている。そして，前記ロック機構は，カードの装着によって変形して前記シャッター部材が解除され，カードの取り外しによって前記シャッター部材との係合状態に復帰するロック用ばね部材であることを特徴とする構造である。

したがって，かかる先に本出願人により提案されたカード用コネクタは，コネクタ本体の両側壁に一対の側部フレームが着脱自在に装着される構成であり，且つロック機構が，この一対の側部フレームに設けられる構造である。

かかる構成では，横方向に着脱自在に設けられる側部フレームにより，カード用コネクタの小型化という観点において不利であり，更にロック機構をこの側部フレームに設ける構造である。

これにより本出願人が先に提案した発明においても，カード用コネクタの小型化という点において不十分であり，且つ複雑な構造とならざるを得なかった。

したがって，本願の目的はより小型化並びに簡易構造を実現するカード用コネクタを提供することにある。

上記課題を達成する本発明の第１の側面は，カード用コネクタであって，両側に曲折して形成された側部フレームを有するベースフレームと，前記ベースフレームのカードが挿入される側と反対の端側に有し，複数本のコンタクトピンを整列固定するコネクタ本体と，前記コネクタ本体により整列固定された複数本のコンタクトピンに対する貫通穴を有し，前記貫通穴に前記コンタクトピンを通した状態で移動自在のシャッター部材と，前記シャッター部材の移動を前記カードが挿入される前はロックし，適合するカードの挿入に連動して，前記ロックを解除して前記カードのコンタクトと前記コンタクトピンとの接続を許容するシャッターロック機構を有し，前記シャッターロック機構が，前記ベースフレームの両側部フレームの少なくとも一方の側部フレームの切片リードにより形成されていることを特徴とする。

さらに，第２の側面として，前記シャッターロック機構は，前記切片リードの先端部と中間部のそれぞれに前記側部フレームの内側に向く突部が形成され，
カードが非挿入のときは，前記切片リードの先端部の突部とシャッター部材の引掛部が係合して，前記シャッター部材の移動を固定し，前記カードが挿入される際，前記カード端が前記切片リードの中間部の突部に当接して前記切片リードを外方に押して前記片リードの先端部の突部とシャッター部材の引掛部との係合を外すように構成されていることを特徴とする。

また，第３の側面として，第２の側面において，前記シャッター部材は，前記切片リードの先端部の突起と前記シャッター部材の引掛部とが係合状態のときに，スプリングにより前記複数本のコンタクトピンの先端部を前記貫通孔に収容する位置にあり，
前記スプリングのバネ圧に抗して前記カードが挿入されるに従って，前記コンタクトピンの先端部を前記貫通孔から露出させ，前記カードのコンタクトとの接続を可能とし，更に，前記カードが引き抜かれるときに，前記シャッター部材は，前記スプリングにより前記切片リードの先端部の突起と前記シャッター部材の引掛部とが係合する状態に復帰するように構成されていることを特徴とする。
さらに，第４の側面として，上記側面にいずれかにおいて，さらに，前記シャッター部材の長手方向の中央部に形成された引掛部と，前記側部フレームに備えられたスライド可能のプッシュバーと，一端が前記プッシュバーと係合し，他端が前記シャッター部材の中央部に形成された引掛部と係合する回転アームを有し，前記挿入されたカードのコンタクトとコンタクトピンが接続されている状態で，前記カードを引き抜く際に，前記プッシュバーにより前記回転アームの一端に押し圧を与え，前記回転アームの他端に反対方向に押し圧を与え，前記シャッター部材を介して前記カードに引き抜く方向の力を付与するように構成されたことを特徴とする。

本発明によりシャッターロック用バネが，フレーム本体の両側部フレームの少なくとも一方の側部フレームの切片リードにより形成されているので，本体の両側壁に着脱自在に装着される側部フレームを設ける必要が無く，別個にシャッター部材のロック機構を設ける必要はない。これによりカードようコネクタの小型化，構造の簡易化が図れる。

以下に図面に従い，本発明の実施の形態例を説明する。なお，実施の形態例は，本発明の理解のために示されるものであり，本発明の適用がこれに限定されるものではない。

図１は，本発明に従うカード用コネクタの一実施の形態例の平面図である。図１において，（Ａ）は，カードが挿入されていない状態，これに対し（Ｂ）は，カードが挿入された状態を示す図である。

本発明に従うカード用コネクタ１は，金属板のベースフレーム１ａを有している。ベースフレーム１ａの両側部にコ字状に曲折して形成される両側部フレーム１ｄを有する。この両側部フレーム１ｄのコ字状の曲折部により，挿入されるカードを抱えるように保持することが可能である。

ベースフレーム１ａのカードが挿入される側と反対側に複数本のコンタクトピン１ｂを整列固定する樹脂等の絶縁ブロックにより構成されるコネクタ本体１ｃを有している。さらに，前記コネクタ本体１ｃに整列固定された複数のコンタクトピン１ｂの先端部を覆い外部から保護するシャッター部材１ｅを有している。

ここで，カード用コネクタ１の図１に示す面と反対側の面を示す図２を参照して更に説明する。図１（Ａ）は，カード２０の挿入前であり，シャッター部材１ｅによりコンタクトピン１ｂの先端部を覆い保護している。

図２は，図１と反対側の面を示す図であり，図２において，（Ａ）は平面図であり，（Ｂ）は正面図である。さらに，（Ｃ），（Ｄ）は，左右側面図である。

図２（Ｂ）から理解できるように，シャッター部材１ｅは，複数のコンタクトピン１ｂのそれぞれに対応した貫通穴１０を有している。そして，カード２０が挿入されていないときは，図１（Ａ）に示すように，シャッター部材１ｅは，コネクタ本体１ｃとシャッター部材１ｅとの間に介在するコイルスプリング１ｆのバネ圧により，コンタクトピン１ｂの先端部に位置付けられる。この状態で，コンタクトピン１ｂの先端部が保護される。

カード２０が挿入されるときは，図１（Ｂ）に示すように，コイルスプリング１ｆのバネ圧に抗してカード２０の端部によりシャッター部材１ｅが，コネクタ本体１ｃ側に押し込まれる。これにより，コンタクトピン１ｂの先端部が，シャッター部材１ｅの貫通穴１０を突き抜けて，カード２０側に有するコンタクトに挿入され，コンタクトピン１ｂとカード２０のコンタクト間の電気的接続が可能となる。

なお，図１（Ｂ）は，理解容易化のため，コンタクトピン１ｃの先端部がカード側のコンタクトに挿入接続された状態を透視状に図示している。

かかる構成を，更にベースフレーム１ａ及び両側部フレーム１ｄを取り除いた状態で示す図３，図４により説明し，本発明の更なる理解の助けとする。

図３は，カード２０がコンタクトピン１ｂに接続前の状態を示す図である。図３（Ａ）は，ベースフレーム１ａ及び両側部フレーム１ｄを取り除いた状態の斜視図，図３（Ｂ）は，Ａ−Ｂ線に沿うコネクタ本体１ｃ部分の断面図である。

カード２０が非挿入のときは，シャッター部材１ｅが，コネクタ本体１ｃとの間に有るコイルスプリング１ｆにより押し出されて，コネクタ本体１ｃにより整列固定されているコンタクトピン１ｂの先端部を貫通穴１０に収容する状態とされる。これにより，コンタクトピン１ｂの先端部が保護される。

カード２０は，回路部品収容部２０ａと，それに繋がる雌状のコンタクト２０ｂを有している。

ここで，図２に戻り，本発明の特徴であるシャッター部材１ｅのロック機能について説明する。すなわち，図３（Ｂ）に示すように，カード２０が非挿入の状態において，シャッター部材１ｅが，コイルスプリング１ｆによりコンタクトピン１ｂの先端部を貫通穴１０に収容する状態とされている。

このとき，シャッター部材１ｅにコイルスプリング１ｆのバネ圧に抗して押し圧が与えられた際に，容易にコンタクトピン１ｂの先端部が露出する場合にはコンタクトピン１ｂの保護は期待できない。

このために，先に本出願人が先願（特許文献４）により提案した発明では，コネクタ本体の両側壁に一対の側部フレームを着脱自在に装着し，且つロック機構をこの一対の側部フレームに設けた構造である。そして，ロック機構は，カードの装着によって変形して前記シャッター部材との係合が解除され，反対にカードの取り外しによって前記シャッター部材との係合状態に復帰するロック用ばね部材で構成している。

かかる構造は，先に説明したように，コネクタ本体の両側壁に一対の側部フレームを設けることにより，コネクタ本体の幅を大きくすることが避けられないものである。さらに，側部フレームにロック用ばね部材を取り付けるものであり，構造が複雑となることが避けられない。

したがって，本発明は，かかる点に鑑みて案出されたものであり，その特徴は，図２に示されるように，ベースフレーム１ａの両側部フレーム１ｄに形成された切片リード２によりロック機構とするものである。

すなわち，両側部フレーム１ｄの少なくとも一方側，図２に示す例では，左側の側部フレーム１ｄに切片リード２が形成されている。

この切片リード２は，側部フレーム１ｄをプレス成形する際に同時に形成可能である。したがって，切片リード２の一端が側部フレーム１ｄに繋がり，他端が自由端とされることにより，側部フレーム１ｄ自体の剛性により，バネ性が与えられる。

さらに，切片リード２は，図５にその断面図を示すように，中間部と先端部にそれぞれ突部２ａ，２ｂを有するように折り曲げ成型されている。

図５（Ａ）は，カード２０が非挿入の状態を示し，図５（Ｂ）は，カード用コネクタにカード２０の挿入時及び，抜き出し時の状態を示している。

図５（Ａ）において，先に説明したように，カード２０の非挿入時は，シャッター部材１ｅが，コイルスプリング１ｆにより，コンタクトピン１ｂの先端部を保護する位置にある（図３（Ｂ）参照）。

このとき，図５（Ａ）に示すように，切片リード２のバネ性により側部フレーム１ｄの内側方向（図５（Ａ）の右方向）に戻る力が生じているので，切片リード２の先端部の突部２ｂと，シャッター部材１ｅの側部に形成されている引掛部１ｇとが係合する。

これにより，シャッター部材１ｅに押し圧を加えても，シャッター部材１ｅのコンタクトピン１ｂの先端部を保護した状態（図３（Ｂ））が維持される。

一方，図５（Ｂ）に示すように，カード２０が挿入される状態を想定すると，カード２０の先端側部により切片リード２の中間部の突部２ａに対し外方に押し出す力が与えられる。

これにより，切片リード２が変形して先端部の突部２ｂのシャッター部材１ｅの引掛部１ｇとの係合が外れる。ついで，カード２０は，更にカード用コネクタ１内に挿入可能となる。

図４は，カード用コネクタ１内にカード２０が完全に挿入され，カード２０がコンタクトピン１ｂに接続された状態を示す図である。図４（Ａ）は，ベースフレーム１ａ及び両側部フレーム１ｄを取り除いた状態の斜視図，図４（Ｂ）は，Ａ−Ｂ線に沿うコネクタ本体１ｃ部分の断面図である。

カード２０の挿入により，シャッター部材１ｅは，コイルスプリング１ｆのバネ力に抗してコネクタ本体１ｃ側に押し戻される。これにより，コンタクトピン１ｂの先端部はシャッター部材１ｅの貫通穴１０から露出し，カード２０の雌状のコンタクト２０ｂ内に挿入され，カード２０の回路部品収容部２０ａ内の回路と電気的に接続された状態とされる。

図５（Ｂ）において，カード２０のコンタクトがカード用コネクタから抜き出されるときは，カード２０の側部と切片リード２の中間部２ａの突部との接触が開放され，切片リード２は，バネ性により図５（Ａ）の状態に復帰する。このとき，シャッター部材１ｅは，コイルスプリング１ｆにより押し出され，これによりシャッター部材１ｅの側部の引掛部１ｇと切片リード２の先端部２ｂの突部とが再び係合し，図５（Ａ）の状態に維持される。

ここで，カード２０の雌状のコンタクト２０ｂとコンタクトピン１ｂの先端部が接続された状態において，カード２０をカード用コネクタから抜き出す際は，コンタクト２０ｂとコンタクトピン１ｂのバネ性による物理的接触圧に抗して抜き出し力を与えることが必要である。

したがって，先に説明した本発明のロック機構における特徴とともに，好ましい実施の形態例として適用可能な，カード２０をカード用コネクタ１から容易に抜き出すためのイジェクト機構について以下に説明する。

図２に戻ると，ベースフレーム１ａの裏面側に，支持軸３ａを中心に回転可能の回転アーム３が設けられている。

一方，シャッター部材１ｅの樹脂ブロックに一体に取り付けられた金属板１１ａの中央部に引掛部１１ｂを備えている。

回転アーム３の一方端が，この金属板１１ａの中央部に形成された引掛部１１ｂと係合する。

一方，両側部フレーム１ｄの一方側に，先端に押しボタン３０を有するプッシュバー３１がスライド可能に備えられている。プッシュバー３１の他端は，回転アーム３の他方端と契合している。

いま，カード２０がカード用コネクタ１に挿入された状態で，押しボタン３０を図２のコンタクトピン１ｂの方向に押すと，回転アーム３の一端が支持軸３ａを中心に，係合するプッシュバー３１により上向きの太矢印方向に押し上げられる。これにより，回転アーム３の他端が支持軸３ａを中心に，下向きの太矢印方向に押し下げられる。

この回転アーム３の他端は，シャッター部材１ｅの樹脂ブロックに一体に取り付けられた金属板１１ａの中央部の引掛部１１ｂと契合しているので，シャッター部材１ｅを，梃子の作用により，コネクタ本体１ｃと反対方向に容易に押し出す力を与える。

これにより，カード２０とのコンタクト２０ｂとコンタクトピン１ｂの先端部との接続が外れ，容易にカード２０を摘んで抜き出すことが出来る。

本発明に従うカード用コネクタの一実施の形態例の平面図である。 カード用コネクタの図１に示す面と反対側面を示す図である。 カード２０がコンタクトピン１ｂに接続前の状態を示す図である。 カード用コネクタ内にカードが完全に挿入され，カード２０がコンタクトピン１ｂに接続された状態を示す図である。 切片リード２の形状を説明するための断面図である。

符号の説明

１ カード用コネクタ
１ａ ベースフレーム
１ｂ コンタクトピン
１ｃ コネクタ本体
１ｄ 両側部フレーム
１ｅ シャッター部材
１ｇ，１１ｂ シャッター部材の引掛部
２ 切片リード
２ａ 切片リードの中間部
２ｃ 切片リードの先端部
３ 回転アーム
３ａ 支持軸
１０ シャッター部材の貫通穴
２０ カード
３０ 押しボタン
３１ プッシュバー

Claims (4)

1. 両側に曲折して形成された側部フレームを有するベースフレームと，
   前記ベースフレームのカードが挿入される側と反対の端側に有し，複数本のコンタクトピンを整列固定するコネクタ本体と，
   前記コネクタ本体により整列固定された複数本のコンタクトピンに対する貫通穴を有し，前記貫通穴に前記コンタクトピンを通した状態で移動自在のシャッター部材と，
   前記シャッター部材の移動を前記カードが挿入される前はロックし，適合するカードの挿入に連動して，前記ロックを解除して前記カードのコンタクトと前記コンタクトピンとの接続を許容するシャッターロック機構を有し，
   前記シャッターロック機構が，前記ベースフレームの両側部フレームの少なくとも一方の側部フレームの切片リードにより形成されている，
   ことを特徴とするカード用コネクタ。
2. 請求項１において，
   前記シャッターロック機構は，前記切片リードの先端部と中間部のそれぞれに前記側部フレームの内側に向く突部が形成され，
   カードが非挿入のときは，前記切片リードの先端部の突部とシャッター部材の引掛部が係合して，前記シャッター部材の移動を固定し，
   前記カードが挿入される際，前記カード端が前記切片リードの中間部の突部に当接して前記切片リードを外方に押して前記片リードの先端部の突部とシャッター部材の引掛部との係合を外すように構成されている，
   ことを特徴とするカード用コネクタ。
3. 請求項２において，
   前記シャッター部材は，前記切片リードの先端部の突起と前記シャッター部材の引掛部とが係合状態のときに，スプリングにより前記複数本のコンタクトピンの先端部を前記貫通孔に収容する位置にあり，
   前記スプリングのバネ圧に抗して前記カードが挿入されるに従って，前記コンタクトピンの先端部を前記貫通孔から露出させ，前記カードのコンタクトとの接続を可能とし，
   更に，前記カードが引き抜かれるときに，前記シャッター部材は，前記スプリングにより前記切片リードの先端部の突起と前記シャッター部材の引掛部とが係合する状態に復帰する，
   ように構成されていることを特徴とするカード用コネクタ。
4. 請求項１乃至３のいずれかにおいて，
   さらに，前記シャッター部材の長手方向の中央部に形成された引掛部と，
   前記側部フレームに備えられたスライド可能のプッシュバーと，
   一端が前記プッシュバーと係合し，他端が前記シャッター部材の中央部に形成された引掛部と係合する回転アームを有し，
   前記挿入されたカードのコンタクトとコンタクトピンが接続されている状態で，前記カードを引き抜く際に，前記プッシュバーにより前記回転アームの一端に押し圧を与え，前記回転アームの他端に反対方向に押し圧を与え，前記シャッター部材を介して前記カードに引き抜く方向の力を付与する
   ように構成されたことを特徴とするカード用コネクタ。

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