JP6101103B2 - カードコネクタ - Google Patents

Description

本発明は、メモリカード等のカードが挿入されるカードコネクタに関する。

カードコネクタには、カードの挿抜を検出するスイッチを組み込むことが多い。このスイッチは、カードが最終位置まで挿入されたことを検出するスイッチであるため、カードコネクタの奥側に配置される。特許文献１には、それぞれが片持ち梁形状に延びて先端部が互いに接触する２本のスイッチコンタクトを備えたスイッチが開示されている。このスイッチは、カードが挿入されるとその２本のスイッチコンタクトのうちの１本がカードに押されて変形し、もう1本のスイッチコンタクトから離れる構成となっている。

特開平１−１６１５９４号公報

スイッチを構成する２つのスイッチコンタクトどうしの接点にゴミや汚れなどが付着すると接触不良となるおそれがある。この接触不良を防止し信頼性の高い接点を実現するには、カードの挿入や抜取りの際にスイッチコンタクトどうしが互いに擦れる構造(ワイピング構造)とすることが好ましい。こうすることにより付着物等が万一存在するときにはそれが削ぎ落とされ、高い信頼性が維持される。

ここで、上掲の特許文献１に開示されたような片持ち梁形状の２本のスイッチコンタクトを備えたスイッチにおいて、互いの間の十分な擦れ（ワイピング）を実現するには、一方のスイッチコンタクトのバネ力を強くし、もう一方のスイッチコンタクトを軟らかくする。こうすることにより、カードの挿入時および抜取時に長い移動距離に渡って互いに接触させた状態が維持され、互いの間の十分な擦れが実現される。

一方、スイッチの接点には強い接触圧が必要である。接触圧が弱いと接触しているべき接点が僅かな振動等の外乱により離れてしまうおそれがあるなど、高い信頼性を確保し難い。

ところが、互いの間の十分な擦れを実現するために一方のスイッチコンタクトを軟らかくすると互いの間の接触圧が低下することになる。すなわち、上記の高い信頼性を実現するための十分な擦れと接触圧とは相反する関係にある。

本発明は、上記事情に鑑み、２つのスイッチコンタクトの間の十分な擦れとそれらの間の十分な接触圧との双方を実現したスイッチを備えたカードコネクタを提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明のカードコネクタは、カードが挿抜自在に挿入されるカードコネクタであって、
ハウジングと、
ハウジングに一方の端部が固定された片持ち梁形状の第１のスイッチコンタクトと、ハウジングに一方の端部が固定された片持ち梁形状を有し、自由端側先端部が、第１のスイッチコンタクトの自由端側先端部に、カードの挿入方向奥側から当接し、カードの挿入によりカードに押されて挿入方向奥側に弾性変形して第１のスイッチコンタクトから離間する、互いの接触部分にそれぞれ力を加えたときに第１のスイッチコンタクトよりも大きなバネ定数を有する第２のスイッチコンタクトとを備えた、カードの挿抜を検出するスイッチとを有し、
上記ハウジングが、カード抜取時に第２のスイッチコンタクトに押されてカード抜取方向に変形してきた第１のスイッチコンタクトが突き当てられて第１のスイッチコンタクトの更なる変形を防止するストッパを有し、
上記第１のスイッチコンタクトは、カードの挿入により第２のスイッチコンタクトがカードに押され挿入方向に弾性変形して第１のスイッチコンタクトから離間すると、外力の作用を免れて弾性変形から解放された状態となることを特徴とする。

本発明のカードコネクタは、第１のスイッチコンタクトとその第１のスイッチコンタクトよりも強いバネ性を持つ第２のスイッチコンタクトとを備えたスイッチを有する。ここで、第２のスイッチコンタクトは第１のスイッチコンタクトにカード挿入方向奥側から当接し、カードに押されて変形して第１のスイッチコンタクトから離れるスイッチコンタクトである。

この、第１のスイッチコンタクトと第２のスイッチコンタクトとの組合せにより、接点の十分な擦れが実現する。

またハウジングが、カード抜取時に第２のスイッチコンタクトに押されてカード抜取方向に変形してきた第１のスイッチコンタクトが突き当てられるストッパを備えている。このため第１のスイッチコンタクトの更なる変形が防止され、第１のスイッチコンタクトを押す第２のスイッチコンタクトのバネ力により十分な接触圧が実現する。

ここで、本発明のカードコネクタにおいて、第１のスイッチコンタクトが、ハウジングを構成する樹脂にインサート成形された金属部材からなり、第２のスイッチコンタクトが、ハウジングに圧入された金属部材からなることが好ましい。

第１のスイッチコンタクトは第２のスイッチコンタクトと比べ相対的に弱いバネ性を持てばよい。したがって、カードへの接点を構成するコンタクト等と一体的にインサート成形することによりコストが低減化される。第２のスイッチコンタクトは第１のスイッチコンタクトと比べ相対的に強いバネ性が必要であり、ハウジングへの圧入により形成することが好ましい。

以上の本発明のカードコネクタによれば、２つのスイッチコンタクトの間の十分な擦れとそれらの間の十分な接触圧との双方を兼ね備えたスイッチが実現する。

本発明の一実施形態としてのカードコネクタの外観斜視図である。 図１に外観を示すカードコネクタからシェルを外してハウジングの上面側を示した斜視図である。 図２に示したハウジングを裏返しにして、ハウジングの底面側を示した斜視図である。 図２に示したハウジングを裏返しにして、ハウジングの底面側を示した底面図である。 図１に外観を示すカードコネクタのハウジングの上面側を示した斜視図である。 図５に示した状態のハウジング組立体の、底面側を示した斜視図である。 図５に示した状態のハウジング組立体の、底面側を示した底面図である。

以下、本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の一実施形態としてのカードコネクタの外観斜視図である。

また、図２は、図１に外観を示すカードコネクタからシェルを外してハウジングの上面側を示した斜視図である。

さらに図３および図４は、図２に示したハウジングを裏返しにして、ハウジングの底面側を示した、それぞれ斜視図および底面図である。

このカードコネクタ１０は、回路基板（図示せず）に表面実装されるタイプのカードコネクタである。このカードコネクタ１０は、図１に示すように、ハウジング組立体２０と金属製のシェル３０とを有する。それらハウジング組立体２０とシェル３０との間には、メモリカード（図示せず）が挿し込まれるカード挿入口１１が設けられている。

ハウジング組立体２０は、図２，図３に示すように、ハウジング２１と、そのハウジング２１に対しインサート成形された複数のコンタクト２２と、スイッチ２３とを有する。コンタクト２２は、回路基板に接続される基板接続部２２ａを有し、挿入されたメモリカードに電気的に接触して回路基板からのメモリカードへの電源供給やメモリカードへのアクセスの中継を担っている。また、スイッチ２３は、第１のスイッチコンタクト２３１と第２のスイッチコンタクト２３２とを有する。

第１のスイッチコンタクト２３１は、回路基板とメモリカードとの間の中継を担う複数のコンタクト２２とともに、ハウジング２１にインサート成形された金属部材である。第１のスイッチコンタクト２３１や複数のコンタクト２２をインサート成形するにあたっては、これら第１のスイッチコンタクト２３１や複数のコンタクト２２が繋がった形状の金属板（リードフレーム）が用意されてその金属板がインサート成形される。そして成形後に金属板の必要な箇所が切断されて第１のスイッチコンタクト２３１や複数のコンタクト２２のそれぞれが形成される。

第２のスイッチコンタクト２３２は、詳細は後述するが、第１のスイッチコンタクト２３１よりも強いバネ力が必要であり、インサート成形される金属板よりも厚い金属板から作製された金属部材であって、圧入によりハウジング２１に固定されている。これら第１のスイッチコンタクト２３１および第２のスイッチコンタクト２３２は、カードが挿入されていない状態では互いに接触している。このスイッチ２３については後で詳細に説明する。

また、図２に示すように、このハウジング組立体２０にはさらに、スライダ２４、カムバー２５、およびコイルバネ２６が備えられている。スライダ２４は、ハウジング２１に対し、メモリカードの挿入方向（矢印Ａ方向）および抜取方向（矢印Ｂ方向）にスライドする部材である。このスライダ２４は、コイルバネ２６により抜取方向（矢印Ｂ方向）に付勢されている。このスライダ２４は、挿入されてきたメモリカードに押されるカード受け部２４１と、いわゆるハートカム溝２４２を有する。ハートカム溝２４２には、カムバー２５の先端部のカムピン２５１が入り込んでいる。

メモリカードが挿入されてくるとそのメモリカードがカード受け部２４１に当接する。メモリカードがさらに挿入されるとスライダ２４がメモリカードに押され、そのスライダ２４がコイルバネ２６の付勢力に抗して挿入方向（矢印Ａ方向）にスライドする。このスライダ２４が挿入方向最終位置までスライドすると、カムピン２５１がハートカム溝２４２のロック位置２４２ａに入り込み、スライダ２４はその最終位置までスライドした状態のままロックされる。挿入されているメモリカードを指で再度挿入方向に押すと、カムピン２５１がハートカム溝２４２のロック位置２４２ａから外れる。その後メモリカードから指を離すと、スライダ２４がコイルバネ２６に押されて抜取方向（矢印Ｂ方向）にスライドする。これによりメモリカードがスライダ２４に押されて、抜取方向（矢印Ｂ方向）に、カード挿入口１１（図１参照）から一部が食み出した状態となるまで移動する。このメモリカードは指あるいはピンセットなどの道具で摘んで抜き取られる。

次にスイッチ２３について詳細に説明する。

このスイッチ２３は、上述の通り、第１のスイッチコンタクト２３１と第２のスイッチコンタクト２３２を有する。第１のスイッチコンタクト２３１は、その一方の端部である固定端２３１ａがハウジング２１に固定された片持ち梁形状を有し、もう一方の端部である自由端側先端部２３１ｂが第２のスイッチコンタクト２３２との接点となっている。

ハウジング２１は、その表裏面に貫通した穴２１１を有する。

この第１のスイッチコンタクト２３１は、固定端２３１ａ側の基板接続部２３１ｃ（図３参照）がハウジング２１の底面２１ｂに露出しているのを除き、その穴２１１の内側、すなわちハウジング２１の表面２１ａ（図２参照）と底面２１ｂ（図３参照）との間の、ハウジング２１の肉厚内に配置されている。

また、第２のスイッチコンタクト２３２も、その一方の端部である固定端２３２ａがハウジング２１に固定された片持ち梁形状を有する。この第２のスイッチコンタクト２３２は、第１のスイッチコンタクト２３１よりも挿入方向（矢印Ａ方向）奥側に配置されている。このため、この第２のスイッチコンタクト２３２の自由端側先端部２３２ｂは、第１のスイッチコンタクト２３１の自由端側先端部２３１ｂに、挿入方向（矢印Ａ方向）奥側から当接している。また、この第２のスイッチコンタクト２３２は、全体的には、ハウジング２１の表面２１ａ（図２参照）よりも上に配置されている。ただし、この第２のスイッチコンタクト２３２はその自由端側先端部２３２ｂに、突出してハウジング２１の穴２１１に入り込んだ形状を有する接点部２３２ｄを有する。この接点部２３２ｄが第１のスイッチコンタクト２３１に接触する。

ここで、第２のスイッチコンタクト２３２は、第１のスイッチコンタクト２３１と比べ、互いの接触部分にそれぞれ力を加えたときに大きなバネ定数を有する。すなわち互いの接触部分に、それぞれ別々に同一の力を加えると、第１のスイッチコンタクト２３１の方が第２のスイッチコンタクト２３２よりも変形し易いように板厚や寸法等が考慮されている。このため、この第１のスイッチコンタクト２３１は、メモリカード未挿入のときは、第２のスイッチコンタクト２３２に、挿入方向（矢印Ａ方向）奥側から押されて抜取方向（矢印Ｂ方向）に撓み、ハウジング２１の穴２１１の壁面２１１ａに押し当てられている。すなわち、メモリカード未挿入のときは、第１のスイッチコンタクト２３１の自由端側先端部２３１ｂは、穴２１１の壁面２１１ａと第２のスイッチコンタクト２３２の接点部２３２ｄとに挟まれた状態にある。この壁面２１１ａは、本発明にいうストッパの一例に相当する。この壁面２１１ａがストッパとして作用することにより、第１のスイッチコンタクト２３１は、第２のスイッチコンタクト２３２により強く押されても、これ以上には変形しない。このように、第２のスイッチコンタクト２３２が第１のスイッチコンタクト２３１を壁面２１１ａに押し当てていることにより、第１のスイッチコンタクト２３１と第２のスイッチコンタクト２３２との間の接触圧があらかじめ定められた接触圧以上に保たれている。

図１に示すカード挿入口１１からメモリカードが挿入されると、その挿入動作の最終近くにおいてメモリカードの挿入方向（矢印Ａ方向）先端面が第２のスイッチコンタクト２３２に当たってその第２のスイッチコンタクト２３２を挿入方向（矢印Ａ方向）奥側に押す。すると、その第２のスイッチコンタクト２３２は挿入方向（矢印Ａ方向）奥側に弾性的に撓む。このとき、第２のスイッチコンタクト２３２によって穴２１１の壁面２１１ａに押し当てられていた第１のスイッチコンタクト２３１も、その第１のスイッチコンタクト２３１の変形が解除されるまで、第２のスイッチコンタクト２３２に接触したまま追随していく。

図５は、図３と同様、図１に外観を示すカードコネクタのハウジングの上面側を示した斜視図である。ただし、ここには、第１のスイッチコンタクト２３１の変形が丁度解除されるまで第２のスイッチコンタクト２３２がメモリカードに押されたときの状態が示されている。ただしメモリカードは図示していない。

また図６，図７は、図５に示した状態のハウジング組立体２０の、底面側を示した、それぞれ斜視図および底面図である。

第２のスイッチコンタクト２３２は、メモリカードに押されると、図５〜図７に示した状態を経由し、さらに挿入方向（矢印Ａ方向）に押されることにより第１のスイッチコンタクト２３１から離れる。これによりメモリカードが挿入されたことが検知される。

挿入されている状態のメモリカードを再度挿入方向（矢印Ａ方向）に押すとスライダ２４のハートカム溝２４２とカムピン２５１との間のロックが外れ、スライダ２４がコイルバネ２６に押されて抜取方向（矢印Ｂ方向）にスライドする。スライダ２４はこのとき、カード受け部２４１（図２，図５参照）でメモリカードを抜取方向（矢印Ｂ方向）に押し、抜取方向（矢印Ｂ方向）にメモリカードと一緒にスライドする。すると、そのメモリカードにより押されていた第２のスイッチコンタクト２３２の自由端側先端部２３２ｂも、そのメモリカードとともに抜取方向（矢印Ｂ方向）に移動する。

第２のスイッチコンタクト２３２は、その抜取方向（矢印Ｂ方向）への移動の初期において、図５〜図７に示す状態となり、第１のスイッチコンタクト２３１に接触する。第２のスイッチコンタクト２３２が第１のスイッチコンタクト２３１に接触することにより、メモリカードの抜取りが検出される。メモリカードが図５〜図７に示す状態よりも抜取方向（矢印Ｂ方向）にさらにスライドすると、スイッチ２３は、図２〜図４に示す状態、すなわち、第１のスイッチコンタクト２３１が第２のスイッチコンタクト２３２により穴の壁面２１１ａに押し当てられた状態となる。メモリカードが抜取方向（矢印Ｂ方向）にさらにスライドしても穴２１１の壁面２１１ａで第１のスイッチコンタクト２３１の動きが止められている。このため第２のスイッチコンタクト２３２もこの第１のスイッチコンタクト２３１によりその動きが止められている。このため、図２〜図４に示す状態が維持される。

ここで、図４には、メモリカード未挿入あるいはメモリカードが抜かれた状態における、第１のスイッチコンタクト２３１と第２のスイッチコンタクト２３２の接点位置が示されている。この接点位置は、第１のスイッチコンタクト２３１の、穴２１１の壁２１１ａに当接している先端から距離ｄ１の位置にある。

また、図７には、第２のスイッチコンタクト２３２が挿入方向（矢印Ａ方向）に撓んでいって第１のスイッチコンタクト２３１の変形が丁度解除された状態における接点位置が示されている。この接点位置は、第１のスイッチコンタクト２３１の先端から距離ｄ２の位置にある。ここでｄ１＞ｄ２であり、第１のスイッチコンタクト２３１と第２のスイッチコンタクト２３２は、メモリカードの挿入時、および抜取時に距離（ワイピング量）（ｄ１−ｄ２）にわたって互いに擦り合うことになる。

このように本実施形態のカードコネクタによれば、メモリカードの挿入時および抜取時に第１のスイッチコンタクト２３１と第２のスイッチコンタクト２３２との間の接点の十分な擦れが確保される。

また、本実施形態のカードコネクタによれば、第１のスイッチコンタクト２３１が第２のスイッチコンタクト２３２に押されて穴２１１の壁２１１ａに突き当てられるため、十分な接触圧が確保される。

１０ カードコネクタ
１１ カード挿入口
２０ ハウジング組立体
２１ ハウジング
２１ａ 表面
２１ｂ 底面
２２ コンタクト
２２ａ 基板接続部
２３ スイッチ
２４ スライダ
２５ カムバー
２６ コイルバネ
３０ シェル
２１１ 穴
２１１ａ 壁面
２３１ 第１のスイッチコンタクト
２３１ａ，２３２ａ 固定端
２３１ｂ，２３２ｂ 自由端側先端部
２３１ｃ 基板接続部
２３２ 第２のスイッチコンタクト
２３２ｄ 接点部
２４１ カード受け部
２５１ カムピン
２４２ ハートカム溝
２４２ａ ロック位置

Claims (2)

1. カードが挿抜自在に挿入されるカードコネクタであって、
   ハウジングと、
   前記ハウジングに一方の端部が固定された片持ち梁形状の第１のスイッチコンタクトと、該ハウジングに一方の端部が固定された片持ち梁形状を有し、自由端側先端部が、該第１のスイッチコンタクトの自由端側先端部に、カードの挿入方向奥側から当接し、カードの挿入により該カードに押されて該挿入方向奥側に弾性変形して該第１のスイッチコンタクトから離間する、互いの接触部分にそれぞれ力を加えたときに該第１のスイッチコンタクトよりも大きなバネ定数を有する第２のスイッチコンタクトとを備えた、カードの挿抜を検出するスイッチとを有し、
   前記ハウジングが、カード抜取時に前記第２のスイッチコンタクトに押されてカード抜取方向に変形してきた前記第１のスイッチコンタクトが突き当てられて該第１のスイッチコンタクトの更なる変形を防止するストッパを有し、
   前記第１のスイッチコンタクトは、カードの挿入により前記第２のスイッチコンタクトが該カードに押され該挿入方向に弾性変形して該第１のスイッチコンタクトから離間すると、外力の作用を免れて弾性変形から解放された状態となることを特徴とするカードコネクタ。
2. 前記第１のスイッチコンタクトが、前記ハウジングを構成する樹脂にインサート成形された金属部材からなり、
   前記第２のスイッチコンタクトが、前記ハウジングに圧入された金属部材からなることを特徴とする請求項１記載のカードコネクタ。

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