JP2002260763A

JP2002260763A - コネクタ

Info

Publication number: JP2002260763A
Application number: JP2001388208A
Authority: JP
Inventors: John Boakes; ボークスジョン; Simon Paul Vaitkevicius; ポールバイトケビシウスサイモン
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Nokia Oyj
Priority date: 2000-12-21
Filing date: 2001-12-20
Publication date: 2002-09-13
Also published as: EP1220363A2; GB0031366D0; CN1363909A; EP1220363A3; GB2370428B; US20020090842A1; GB2370428A

Abstract

(57)【要約】【課題】ＳＩＭカードとして好適な電子コネクタを提
供する。【解決手段】コネクタは対応する接合部分のコンタク
トに電子接続するためのコンタクトを支える基板を有す
る。電子コネクタのコンタクトは弾性的に変形可能な空
洞突起である。コネクタはスマートカードリーダーとし
て特別に使用できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子コネクタに関
し、特に携帯電話機のＳＩＭカードのような取外し可能
なデータカードのコネクタ用だけに限定されることな
く、ＳＤやＭＭＣカードなどの電子支払カードやデータ
記憶カードなどを含む取外し可能なデータカードのコネ
クタに関する。

【０００２】

【従来の技術、及び、発明が解決しようとする課題】種
々の基準の中で、ＧＳＭ通信基準によって操作する携帯
電話機では、通信リンクがホストネットワークに設定さ
れる前にユーザはＳＩＭ（加入者識別モジュール）カー
ドを挿入する必要がある。ＳＩＭカードはいわゆるスマ
ートカード型で、特定のユーザ特有の情報を含む搭載型
の集積回路を有し、ユーザが通信ネットワークにアクセ
スすることを可能にする。ＳＩＭカードがない場合、携
帯電話機は一般的に予め設定された番号への緊急呼び出
しにのみしか使用することができない。

【０００３】ＳＩＭカードは表面にいくつかの個別のコ
ンタクト部分を有する。これらの部分は内部で搭載型の
集積回路と接続するために、平らで導伝性を有する。そ
れぞれの部分は隣接部から絶縁されており、携帯電話機
などのホストデバイス部分を形成する適切なリーダーに
接触するようになっている。一般的に、ホストデバイス
のリーダーとカードとの接触はＳＩＭカードのそれぞれ
の部分を接触させるために弾性的にバイアスされたばね
である金属コンタクトを使用すると効果がある。

【０００４】ＳＩＭカードリーダーとしての使用に適切
なコネクタの例は図１に示されている。コネクタ１００
は絶縁プラスチック素材で構成された本体部分１１０を
有する。本体部分はいくつかの電子コネクタを収納して
いる。本体部分の上面にはＳＩＭカードの導伝性部分と
接触するように６つのばねのある電気コンタクト１２０
が配置されている。これらは回路基板上にコネクタ１０
０を固定させるためのそれぞれのコンタクト１３０と電
気的に接続されるか、又は一体的に形成されるかどちら
かである。それぞれのコンタクト１３０は印刷回路基板
（ＰＣＢ）上のトレースにハンダ付けされ、接続され
る。

【０００５】ＳＩＭカードとコンタクト１２０との確実
な連結を確保するために、ＳＩＭカードのコンタクトと
コネクタ１００のコンタクト１２０との間の接触が維持
されることを確保するため一定の圧力が必要となる。必
要とされるコンタクト圧力にはいくつかの方法が適用さ
れる。解決策の中にはＳＩＭカードを固定させるための
キャリッジを必要とし、そのキャリッジはコネクタの上
部位置に固定されるものもある。しかし、簡単な解決方
法は図２(ａ)に示されており、図２(ｂ)にはより詳細に
示されている。

【０００６】図２(ａ)はＮＯＫＩＡ６２１０(登録商標)
の携帯電話機のＳＩＭカードリーダーの画像を示し、図
２(ｂ)はそのリーダーを詳細に図示したものである。図
２(ｂ)のＳＩＭカードリーダーはＳＩＭカードを受ける
切り欠き部２２０を有する。切り欠き部の右下隅にはＳ
ＩＭカードが片方向からのみ挿入されるような方位機能
２００を有する。

【０００７】ＳＩＭカードは突出部２１０の下に、その
左端部が位置するように挿入される。突出部２１０はカ
ードを左端部に沿って所定の場所に固着する。そのとき
カードの右端部は切り欠き部２２０へと下がり、コネク
タ１００を覆う。ＳＩＭカードを所定の場所に固着させ
るため、滑りキャッチ２３０が左方向へ動かされ、突出
部２１０とキャッチ２３０との結合によってＳＩＭカー
ドが所定の場所に固定される。

【０００８】キャッチは単なる形状金属部分で、突出部
２４０によって画定された溝を移動して固着される。そ
こで接触が確保され、カードリーダーによって与えられ
た下方圧力がコネクタ１００の弾性的なコンタクト１２
０と接触してカードを保持する。ＳＩＭカードに加え
て、携帯型装置には他の取外し可能なメモリデバイスが
ますます使用されるようになってきている。これらの例
にはe-コマースやm-コマース（電子又は移動コマース）
用電子支払カードが含まれる。このようなシステムにお
いて、ユーザは購入品の代金を例えば銀行口座やクレジ
ットカード口座などからの引き落としを許可された電子
支払カードで支払うことができる。

【０００９】さらに、デジタルカメラ機能、音楽再生機
能、ビデオ再生機能などのマルチメディア特性が携帯型
無線電話機にますます付加されるようになると、大量の
データを身近な場所で発生し、読み取らなければならな
くなる。ついには、高性能なデータ記憶装置が提供さ
れ、携帯型装置に取外し可能に接続されるようになるだ
ろう。例えば、カメラ機能を備えた携帯電話で写真を取
り、データ記憶カードにどのイメージを蓄えるか身近な
場所で選んだり、そのイメージを通信ネットワークを通
して他のユーザに送ったりすることが可能になるかもし
れない。例えば、そのイメージを身近な場所で蓄えれ
ば、ユーザはそのイメージデータを含むカードを取外
し、そのデータをカードから自分のパソコンに転送する
ことができる。

【００１０】図１に示したコネクタの高さはおよそ２．
７mmである。ＳＩＭカード自体の高さは０．８mmであ
る。ＳＩＭカードリーダー用に保持手段を必要とした図
２(ｂ)の滑りキャッチ２３０などと併せると、これらの
二つの寸法は全体の高さがおよそ５乃至６mmとなる。今
後携帯電話装置の小型化が進むと、必要とされ、上記に
記載されている一つまたはそれ以上の取外し可能なメモ
リデバイスをこれ以上収容することがますます困難にな
る。特に、コンタクト１２０が小さくなればなるほどダ
メージを受けやすくなるため、現在のコネクタのサイズ
を縮小することは一般的に実用的でない。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の一態様によれ
ば、接合コネクタに連結され、接合コネクタの接合部分
上の対応コンタクトに電子連結するためのコンタクト
と、これを支持する基板を有し、電子コネクタのコンタ
クトが弾性的に変形可能な空洞突起である電子コネクタ
を提供する。コネクタは完全な多極コネクタが提供され
るようにいくつかのコンタクトを備えるのが有利であ
る。好ましくは、コネクタのコンタクトは一般的にドー
ム型で、例えば、空洞で、一般的に凸状の外部表面と凹
状の内部表面を有するのがよい。

【００１２】コンタクトが取り付けられた基板は好まし
くは柔軟性のあるＰＣＢであるが、硬いＰＣＢも使用す
ることができる。基板は、好ましくは、コンタクトをホ
ストデバイス電子回路にさらに接続するためのトラッキ
ングを備えるのがよい。コンタクトは、好ましくは、適
切なハンダ付けや接着剤を使用して基板に取り付けられ
る。接合部分との確実な連結を確保するために、コネク
タは、好ましくは、電子コンタクトの接合部分をリーダ
ーと保持するための手段を含むのが良い。

【００１３】確実に接触している接合部分を保持するた
めのこのような手段はコネクタが占める体積をそれほど
増加させないのが好ましい。適切な保持装置は単純な滑
りキャッチで、接合部分を所在位置に固定するように操
作可能であれば良い。コンタクトは所望の導伝力があ
り、弾性的な特性を有する金属部材からできているのが
好ましい。しかし、コンタクトが適切な導伝性部材で覆
われたプラスチック部材などの絶縁性材料で構成される
ことも可能である。望ましくは、コンタクトは関連した
回路に更に接続するため基板上の伝導性のあるトラック
に永久接続される。

【００１４】有利な実施例において、コネクタは基板の
二つの対置する面のそれぞれに一つまたは複数のコンタ
クトを含んで構成されている。このように、コネクタは
同時に二つの接合部分を接触させるために使用されてい
る。このような構成による占有体積の増加は接合部分の
分離による占有体積に較べてほんのわずかであるという
利点がある。コネクタの有益な使用はスマートカードリ
ーダーとして使用することであり、このスマートカード
は一つまたはそれ以上の表面に平面的に配列されたコン
タクトを有する。本発明の恩恵を受けるスマートカード
の特有な型が、いわゆる携帯電話機で使われるＳＩＭカ
ードである。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明をよりよく理解してもらう
ために、また本発明の実施方法を理解してもらうために
例示としてのみ添付図面を参照して説明する。図３(a)
は本発明の実施の形態に従ったＳＩＭカードリーダー３
００を示す。リーダーは導伝性トレース３２０が印刷さ
れた基板部材３１０を含む。導伝性トレースの部分に対
応する基板上にはコンタクトとして作動するいくつかの
導伝性の空洞ドーム３３０が取り付けられている。この
ドームは導伝性のある金属でできている。このドームの
代替構成物としては導伝層で覆われたプラスチック部材
がある。本実施の形態において、このドームは空洞の球
体の断面であり、半球よりもやや小さいと考えられる。
本実施の形態のドームは、通常、土台が円形で、くぼみ
がある。しかし、コンタクトは本発明の実施の形態によ
る機能のためにはドーム型である必要はない。

【００１６】ドーム３３０の空洞は、確実な電気接続の
維持を確保するために必要な弾性を供えている。例えば
ＳＩＭカードが接続されるとき、ドームが力を加えられ
て押下されると、ドーム構造は弾性的に変形する。しか
し、力が取り除かれるとすぐにドーム構造は安定した平
衡状態に戻る。疲労の影響を最小限にするためにドーム
の寸法を選べば、何万というこのような操作が期待でき
る。

【００１７】コンタクトは支持構造を必要としない自立
型で自己支持形であるとされている。これはコンタクト
に構造上の完全性を与えるために相対的にかさばった絶
縁物体１１０を必要とする図１の従来のコネクタとは対
照的である。コンタクトが短絡し易かったり、支持構造
がないとダメージを受けたりすることから、従来のコネ
クタの本体部分を取り外すことは容易には出来ないだろ
う。このような本体部分の必要性を取り除く本発明の実
施の形態は、コネクタによって占められた体積を大いに
減少させる。

【００１８】ドームコンタクトは本質的に安定した形状
を保つので、個々のドームを自動機械によって柔軟性の
あるＰＣＢ３１０上に容易に配置出来るという利点があ
る。しかし、他のコンタクトの形状であっても適切に機
能を果たし、本発明の実施の形態に従って使用できる。
例えば、楕円形など、円形の輪郭でないコンタクトも使
用することが出来る。また他には、空洞で端の開いた半
円柱形のコンタクトが使用でき、ドーム型と同じような
弾性的な特性を発揮できる。図３(ｂ)はＡ−Ａ線に沿っ
たリーダー３００の断面図を示す。これはドーム３３０
が基板３１０に取り付けられていることを明白に示す。

【００１９】基板部材は柔軟性のある絶縁性材料で、柔
軟性のあるＰＣＢの製造などにもよく使用される。通常
の方法でいくつかの伝導性トレースが基板上に印刷され
る。トレースは基板の片端から延びて、リーダー３００
とＰＣＢとを接続するためのコネクタに接続するための
コンタクトパッド３４０を提供する。コンタクトパッド
３４０の反対側の端で、トレースは円形のトレースで終
結する。円形のトレースは金属ドーム３３０の輪郭と一
致した寸法で、基板３１０に取り付けられている。ドー
ムはハンダ付けや導伝性のある接着剤を使うなどのいく
つかの方法によって取り付けられる。ドームの円周に一
致する円形のトレースは唯一可能なトレース配置であ
る。トレースは円の円周に置かれている一つまたはそれ
以上の個別の点から成っていても良く、また円形のトレ
ース全体を満たしていても良い。

【００２０】いったん組み立てられると、リーダー３０
０は携帯電話機などのホスト装置に組込まれる。コネク
タを使用し、コンタクトパッド３４０に適合させ、ホス
ト装置の対応コネクタと接合させることによって行う。
他の方法として、リーダーを例えばホスト装置のＰＣＢ
の一部として形成することによりホスト装置に永久接続
しても良い。

【００２１】図４はホスト装置、例えば携帯電話機内に
配置されたリーダー３００を示す。電話機の主回路基板
４００は装置の主要な構成部分すべてを支えている。特
に、メインプロセッサ、ディスプレイドライバ、オーデ
ィオ回路、ＲＦ回路などを収容している。ＲＦ回路は遮
蔽された金属ケース４１０の内部に配置されている。こ
れは、装置内の他の信号に干渉する浮遊ＲＦ信号を防止
するためである。

【００２２】このケース４１０の表面にＳＩＭカードリ
ーダー３００が取り付けられる。ドーム３３０はケース
から離れる方向に向いている。リーダー３００の他端は
コネクタ４２０で終結している。コネクタ４２０は、Ｓ
ＩＭカードがアクセスできるようにリーダーを回路基板
４００に、そして電話機のプロセッサに結合する。ＳＩ
Ｍカード５００は電話機のカバー４３０のくぼみに配置
される。ＳＩＭカードは小さなばねクリップ４４０によ
りくぼみの所定の位置に保持される。所定の位置に保持
する他の手段も採用可能である。例えば、図２(ａ)、
(ｂ)に図示したものと類似する滑りキャッチ機構を用い
てＳＩＭカードを所定の位置に固着することが可能であ
る。

【００２３】いったんＳＩＭカードがくぼみに固着され
ると、単に電話機にカバー４３０を取り付けることでリ
ーダーと接続される。カバーは安定した取り付けができ
るような便利な方法で取り付けられる。例えば、電話機
カバーを取り付ける周知の技術としては、カバーをしっ
かりとつかむラッチを含む滑り接続がある。あるいは、
ねじや他の保持装置でカバーを取り付けることも出来
る。この方法はＳＩＭカードや類似のスマートカードを
定期的に取換える必要がない状況においてより適してい
る。

【００２４】いったんカード５００がリーダー３００と
確実に接続されると、ドーム３３０はＳＩＭカードのそ
れぞれの領域と接触し、電子接続が行われることを可能
にする。ドームは空洞の金属ドームなので、弾力があ
る。そのため、十分な力が供給されると、ドームを基板
に対してほぼ完全に平らにすることができる。この結
果、リーダーが占めていた空間はほとんど無視できるも
のとなる。使用中のＳＩＭカードとリーダーの配置全体
の厚さはリーダーの基板３１０に接続したＳＩＭカード
の厚さよりわずかに厚い。明確にするために、図４では
ＳＩＭカードと基板との隙間は実際よりも大きく表示さ
れている。ＳＩＭカードを含むカバーをいったん取り外
すと、ドーム３３０は図３(ｂ)に示した通常の安定した
位置へ跳ね返る。

【００２５】リーダー３００は図４に示したように遮蔽
されたケース４１０に必ずしも取り付けられる必要はな
い。その代わりに、リーダーは主電話印刷回路基板４０
０に完全に一体化しても良い。この構成は図５に示され
ている。ここで同一部分には同一数字が付されている。
ここでも、ＳＩＭカード５００と基板（この場合は、回
路基板４００）との隙間は明確にするために誇張して示
されている。

【００２６】本発明の拡張機能において、二つのＳＩＭ
カード又は他のスマートカードを読み取ることが可能な
ＳＩＭカードリーダーを提供する。携帯電話機では、異
なるカードに蓄積された二つ以上の情報にアクセスする
ことができる必要がある。例えば、m−コマース（モー
ビルコマース）の使用において、ユーザがある品物をユ
ーザの電話機から直接購入したいとする。購入するため
にユーザは電話機に支払カードを挿入し、その蓄積され
た詳細情報を通信リンクを介して相手側である店側のシ
ステムに送信する必要がある。支払カードは現在携帯電
話機で使われているＳＩＭカードによく似ているスマー
トカードであると予想される。

【００２７】別の構成として、異なるネットワークプロ
バイダにそれぞれに対応した異なるネットワークアカウ
ントを持つ二つのＳＩＭカードをインストールすること
が望ましい場合もある。このようにして、ユーザは一つ
の電話機から二つ以上の電話アカウントにアクセスでき
る。従って、必要ならいつでも二つ以上のスマートカー
ドを受け入れ、アクセスできる電話機が望ましい。

【００２８】従来型のカードリーダーを二つ備え付ける
と、携帯型無線電話機の乏しい容積では、許された容積
を越えて使用する結果となる可能性がある。以下に記載
するような二つのカードリーダーを提供することによ
り、二つのカードリーダーが占めるスペースが従来の一
つのカードリーダーが占めるスペースに相当するように
出来る。

【００２９】図６(ａ)は、対置する面に取り付けられた
導伝性のあるドーム３３０を有する基板３１０’を示
す。図に示すように、二つのＳＩＭカードはリーダーの
それぞれの側に位置するように配置されている。この場
合、基板３１０’は前述の実施例に使用された柔軟性の
あるＰＣＢよりも堅い部材でできている。あるいは、前
述の実施例の柔軟性のあるＰＣＢ３１０を必要な剛性を
持たせるためにより堅いフレーム構造に適合させた方が
良い。

【００３０】図７(ａ)は、本発明の実施例に従ったリー
ダーの平面図を示し、図７(ｂ)はＢ−Ｂ線に沿った断面
図を示す。リーダーは携帯電話機の内部構造６００に配
置される。くぼみ６１０は第１のＳＩＭカードを収納す
るために設けられている。図６(a)に示すリーダーは、
ヒンジ６４０で本体６００に接続されている。このリー
ダーは比較的堅いフレーム６３０に囲まれている基板３
１０’を含む。

【００３１】図７(ｂ)に示すようにフレームは基板に枢
上され第１のＳＩＭカードがくぼみに挿入される。いっ
たん挿入されると、フレームはカードを覆って下がり、
キャッチ６２０はリーダーとカードとの間にコンタクト
圧力を維持するようにスライドされる。第１カードがい
ったん収納されると、第２のドーム一式がリーダーの上
表面に露出される。第２のカード（ＳＩＭカード又は他
の形態のスマートカード）はこれらのドームと接触す
る。第２のカードの接続は第１の実施例で記載されたよ
うに行なわれる。つまり、くぼみが電話機の別のハウジ
ング、例えば後部ハウジングに設けられるので、カード
が取付けられると確実にリーダーと接触する。

【００３２】比較的堅い基板３１０’やフレーム６３０
を使用したこのような構造を採用すれば、二つの利用可
能な溝のどちらか一方に一枚のカードを入れてリーダー
を操作することが出来る。図６(ｂ)のようなカードリー
ダーの使用はある状況においては望ましいかもしれない
が、一枚だけのカードを使用する場合には、コンタクト
圧力を維持するためにダミーのカードを使用する必要が
ある。

【００３３】スマートカード、特にＳＩＭカードのリー
ダーへの使用の観点から記述したが、当業者であればこ
こに記述したコネクタが適切な接合部分と接触すること
が可能な電気コネクタを必要とするいかなる状況におい
ても使用出来ることを直ちに理解するであろう。実施例
としては取り外しが可能、又は半固定プラグインカード
型のものも可能である。本発明はこれに限定されるもの
ではなく、本明細書で開示したすべての新規な特徴また
は特徴の組み合わせをも本発明の範疇に含むものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】スマートカードへの電気接続用に使用される従
来の電気コネクタを示す。

【図２】(ａ)は従来の携帯電話機のＳＩＭカードリーダ
ーの画像を示し、(ｂ)は(ａ)に示すリーダーを詳細に図
示したものである。

【図３】(ａ)は本発明の実施例によるＳＩＭカードリー
ダーの平面図を示し、(ｂ)はａのＳＩＭカードリーダー
の断面図を示す。

【図４】図３に示すカードリーダーを携帯電話機への取
付けた状態を示す。

【図５】他の実施例のカードリーダーの配置を示す。

【図６】(ａ)は同時にニ枚のカードを読み取ることがで
きる配置を示し、(ｂ)は同時にニ枚のカードを読み取る
ことができる他の実施例の配置を示す。

【図７】(ａ)は本発明の実施例による対をなすカードリ
ーダーの平面図を示し、(ｂ)は(ａ)のカードリーダーの
断面図を示す。

【符号の説明】

３００カードリーダー３１０基板３２０導伝性トレース３３０ドーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者サイモンポールバイトケビシウスイギリスピーイー11 １ブイワイリンカンシャースパルディングラトランドクローズ８Ｆターム(参考） 5B058 CA12 CA14 KA24 5E023 AA04 AA18 AA21 BB19 BB29 CC02 DD26 EE16 EE40 FF01 GG01 HH06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】接合コネクタに連結するための電子コネ
クタであって、前記接合コネクタの接合部分上の対応コンタクトに電子
接続するためのコンタクトと、これを支持する基板を有
し、前記電子コネクタの前記コンタクトは弾性的に変形可能
な空洞突起であることを特徴とする電子コネクタ。
【請求項２】請求項１に記載のコネクタにおいて、前記コンタクトの外部表面は一般的に凸状であることを
特徴とするコネクタ。
【請求項３】請求項１又は２に記載のコネクタにおい
て、前記コンタクトは一般的にドーム型であることを特徴と
するコネクタ。
【請求項４】請求項１乃至３の何れかに記載のコネク
タにおいて、前記コンタクトは金属から成ることを特徴とするコネク
タ。
【請求項５】請求項１乃至３の何れかに記載のコネク
タにおいて、前記コンタクトは導伝性を帯びるように処理された絶縁
性材料から成ることを特徴とするコネクタ。
【請求項６】請求項１乃至５の何れかに記載のコネク
タにおいて、前記基板は印刷回路基板（ＰＣＢ）から成ることを特徴
とするコネクタ。
【請求項７】請求項６に記載のコネクタにおいて、前記ＰＣＢは柔軟性があることを特徴とするコネクタ。
【請求項８】請求項１乃至７の何れかに記載のコネク
タにおいて、前記基板は前記コンタクトに電気接続された導伝性のあ
るトラックを支持することを特徴とするコネクタ。
【請求項９】請求項１乃至８の何れかに記載のコネク
タにおいて、前記コネクタと接触する前記接合部分を保持する手段を
含むことを特徴とするコネクタ。
【請求項１０】請求項１乃至９の何れかに記載のコネ
クタにおいて、前記コンタクトはハンダ付けにより前記基板上の所定の
場所に固定されることを特徴とするコネクタ。
【請求項１１】請求項１乃至１０の何れかに記載のコ
ネクタにおいて、前記コネクタは複数のコンタクトから成ることを特徴と
するコネクタ。
【請求項１２】請求項１乃至１１の何れかに記載のコ
ネクタにおいて、前記基板は二つの対置する面のそれぞれでコンタクトを
支持することを特徴とするコネクタ。
【請求項１３】請求項１２に記載のコネクタにおい
て、前記コネクタが前記基板の対置する側に配置された二つ
の接合部分と接触するように配置されることを特徴とす
るコネクタ。
【請求項１４】請求項１乃至１３の何れかに記載のコ
ネクタにおいて、前記コネクタはスマートカードリーダー用であることを
特徴とするコネクタ。
【請求項１５】請求項１４に記載のコネクタにおい
て、前記スマートカードは携帯電話用のＳＩＭカードである
ことを特徴とするコネクタ。
【請求項１６】請求項１乃至１５に記載のコネクタを
有することを特徴とする携帯電話機。