JP3682652B2 - カード接続用コネクタ - Google Patents

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  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プッシュ操作の繰り返しによって、ICカードやメモリカードのようなカードの挿入と排出とを行うカード接続用コネクタに属する。
【0002】
【従来の技術】
先行技術としては、特開2001−267013号公報に、プッシュ−プッシュ式カード接続用コネクタ(以下、コネクタと呼ぶ)が開示されている。コネクタ101は、インシュレータ102と、インシュレータ102に固定された複数のコンタクト103と、インシュレータ102のフレーム部102Aに装着されるイジェクトバー104と、イジェクトバー104を離脱方向へ常時付勢するコイルスプリング105と、イジェクトバー104に形成されたハートカム104Cにガイドされるカムフォロア106とから構成される。図9及び図10(a)に示したカード111は、コネクタ101に挿入され、また、コネクタ101から排出される。
【0003】
個々の部品を説明すると、インシュレータ102は、フレーム部102A,102B,102Cとによって構成されている。各コンタクト103には、一端側に接点部103Aが形成されており、他端側に平坦接点部103Bが形成されている。イジェクトバー104は、ガイド部104Aと直角折曲部104Bとを有している。
【0004】
ガイド部104Aの一面には、ハートカム104Cが形成されている。直角折曲部104Bのカード当接部104Dには、カード111の先端が当接する。イジェクトバー104のガイド部104Aは、フレーム部102Aに形成された溝(図示せず)内にスライド可能に収容され、ガイド部104Aの一面に形成された溝104E内にコイルスプリング105が挿入される。
【0005】
コイルスプリング105の一端は、イジェクトバー104に圧接し、他端は、フレーム部102Cの内面に圧接する。したがって、イジェクトバー104は、コイルスプリング105によってカード111をコネクタ101から排出する離脱方向へ常時付勢されている。
【0006】
カムフォロア106は、バー状に形成され、フレーム部102Aの外側に形成された切欠102D内に所定角度回動可能に配置される。カムフォロア106の基部に形成された穴106Aは、フレーム部102Aに形成された軸102Eにはまっている。また、カムフォロア106の先端部に折曲形成されたガイドピン部106Bは、フレーム部102Aに設けられた穴(図示せず)を貫通してハートカム104Cのカム溝に係合する。
【0007】
次に、イジェクトバー104のハートカム104Cの詳細について図10を参照して説明する。イジェクトバー104のガイド部104Aの一面には、ハートカム104Cが形成される。ハートカム104Cは、カムフォロア106のガイドピン部106Bの出発点▲1▼と、イジェクトバー104のスライド方向に対して傾斜したガイド部分▲2▼と、ハート型の凹部▲3▼と、イジェクトバー4のスライド方向に対して平行なガイド部分▲4▼と、ガイドピン部106Bの終着点▲5▼すなわち出発点▲1▼とから、循環状のガイドレール(カム溝)として構成される。ガイドピン部106Bは、フリー状態では、カムフォロア106の弾力性によって図3における左右へ付勢されている。
【0008】
カード111のコネクタ101に対する挿入と排出(抜去)について図10と図11を参照して説明する。
【0009】
まず、図10(a)は、カード111の一部が本コネクタ101内に挿入されたフリー状態であり、図11において、カムフォロア106のガイドピン部106Bは、ハートカム104Cの出発点▲1▼に位置する。
【0010】
次に、図10(b)は、カード111をコネクタ101内方向へプッシュし、カード111の先端がイジェクトバー104のカード当接部104Dに当接することによって、カード111とイジェクトバー104とが一体となって、コネクタ101内へコイルスプリング105の圧縮力に抵抗しながらスライドする途中の状態である。図11において、ガイドピン部106Bは、ハートカム104Cにおけるイジェクトバー104のスライド方向に対して傾斜したガイド部分▲2▼に位置する。
【0011】
続いて、カード111を最大のストロークまでプッシュした後に、プッシュを中止すると、カード111とイジェクトバー104とは、コイルスプリング105の復元力によってわずかに戻されて図10(c)の状態に至る。図10(c)は、カード111の数のパッド(図示せず)が複数のコンタクト103の各凸状湾曲接点部103Aに接触した嵌合状態であり、図11において、ガイドピン部106Bは、ハートカム104Cのハート型の凹部▲3▼に没入して位置する。以上で、カード111の嵌合操作は完了する。
【0012】
再び、カード111を最大のストロークまでプッシュした後に、プッシュを中止すると、図11において、ガイドピン部106Bは、ハートカム104Cのハート型の凹部▲3▼から脱出してイジェクトバー104のスライド方向に対して平行なガイド部分▲4▼を経て終着点▲5▼すなわち出発点▲1▼に至る。カード111とイジェクトバー104とは、コイルスプリング105の復元力によって図10(d)の状態を経て図10(e)の状態に至る。以上で、カード111の排出操作は、完了する。
【0013】
さらに、特開平10−312854号公報に記載されたカード接続用コネクタにおいては、プッシュ操作の繰り返しによって、カードのコネクタへの挿入とコネクタからの排出とを行う。また、カードがコネクタに嵌合した状態をロックするために、ハート型のカム機構が採用されている。
【0014】
このカード接続用コネクタの要点を説明する。カード接続用コネクタは、ボディと、ボディに固定されるフレームと、カードの挿入及び排出のときにフレームに対してスライドし、カードを載置されるスライダと、スライダに設けられたハート型のカム機構と、ボディに設けられ、カードのコネクタへの嵌合を検出する検出スイッチとを有する。検出スイッチには、ピン体が検出スイッチを開閉することができるように、また、スライダのカム機構をロックすることができるように動作可能に取り付けられている。スライダがコネクタに挿入されて、カードがコネクタと嵌合したとき、ピン体はカム機構の分岐箇所に係合してスライダをロックすると共に、検出スイッチの金属片である可動接片を金属片である固定接片に接触させる。
【0015】
検出スイッチは、カードの外部接続用端子全てがコンタクトと接触した後に、作動しなくてはならない。このように、検出スイッチは、カードの端面に押圧されることにより、変形させられる金属製のバネ片と、バネ片の変形時にバネ片と接触し電気的接続を行う金属片からなるものである。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、カードの嵌合に対するスイッチの作動状態は、カードの端面の位置に依存するので、カードの寸法やコネクタに対するカードの傾きにより変化する。また、コネクタの小型化のため、スイッチを設けるスペースを充分に採ることが困難であり、スイッチを構成する金属片同士の接触を安定させるために接触圧を大きくすることが困難であるという問題がある。
【0017】
それ故に本発明の課題は、カードの嵌合状態の確実な検出が可能であるカード接続用コネクタを提供することにある。
【0018】
また、本発明の他の課題は、接触圧を充分にとることができるカード接続用コネクタを提供することにある。
【0019】
また、本発明の他の課題は、小型化できるカード接続用コネクタを提供することにある。
【0020】
さらに、本発明の他の課題は、製造コストを削減でき、寸法管理も容易となるカード接続用コネクタを提供することにある。
【0021】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、カードの嵌合・離脱を検出するためのスイッチ機構を含むカード接続用コネクタにおいて、前記カードと接続する導電性のコンタクトと、該コンタクトを保持したインシュレータと、前記カードを嵌合方向及び該嵌合方向とは逆向きの離脱方向へ移動させるイジェクト機構とを有し、前記イジェクト機構は、前記カードと当接しかつ前記カードを前記嵌合方向及び前記離脱方向へ摺動自在に移動するイジェクトバーと、前記カードを前記離脱方向へ常時付勢する弾性部材と、前記イジェクトバーに形成したカム溝に係合し外部機器との電気的接続可能な形状をもつ導電性のカムフォロアとを有し、該カムフォロアは弾性を有しかつ前記インシュレータに固定されており、さらに前記カムフォロアの一端が前記カム溝に係合しており、前記カムフォロアの他端には電気的な導通用端子として用いられるカムフォロア端子が形成されており、前記スイッチ機構は、前記カムフォロアと、前記カムフォロアに接離するよう前記カム溝内に配設されている導電部材とを備えていることを特徴とするカード接続用コネクタが得られる。
【0022】
【作用】
カム溝の一部に第1の接触部を設けることにより、カードがコネクタに挿入されて嵌合した状態をカム溝に対するカムフォロアの相対位置から電気的に検出する。また、カム溝に対するカムフォロアの位置によってスイッチを作動させることによりカードの嵌合状態を確実に検出することが可能となる。
【0023】
カードの排出には、弾性部材の力を利用するため、カムフォロアと導電部材との接触圧を充分にとることができる。
【0024】
また、既存部品である弾性部材やカムフォロアを使用し、樹脂部分を金属片である導電部材に変更するため、新たなスイッチ用のスペースを設ける必要がなく、小型化が可能である。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るカード接続用コネクタの実施の形態例について図面を参照して説明する。図1は、第1実施の形態例におけるカード接続用コネクタ(以下、コネクタと呼ぶ)を示している。図2(a)〜図2(c)は、第1実施の形態例に基づくコネクタにカードを嵌合した状態を示している。図3(a)及び図3(b)は、コネクタに対してカードを離脱して排出した状態を示している。
【0026】
コネクタ1は、インシュレータ2と、インシュレータ2に固定されている複数のコンタクト3と、イジェクト機構と、スイッチ機構とを備えている。イジェクト機構は、カード11と当接し、かつカード11を嵌合・離脱方向へ摺動自在に移動するようにインシュレータ2のフレーム部2Aに装着されているイジェクトバー4と、カード11を離脱方向へ常時付勢するコイルスプリング(弾性部材)5と、イジェクトバー4にハート形状に形成されたハートカム4Cにガイドされるカムフォロア(図2(a)を参照)6とを備えている。
【0027】
個々の部品を詳細に説明すると、インシュレータ2は、合成樹脂材料によって略長方形状に作られており、インシュレータ2の3辺によって平面から見ると略コ字形のフレーム部2A,2B,2Cが形成されている。互いに平行に相対するフレーム部2A,2Bには、これらの対向面にカード11を嵌合、離脱方向へガイドするガイドレール部2a,2bが形成されている。
【0028】
各コンタクト3は、導電性でありかつ板バネ形状を呈しており、嵌合時にカード11に設けられているカード接点部11aに接触するように、一端側が凸状に湾曲されている接点部3Aと、他端側に端子部3Bを有している。
【0029】
イジェクトバー4は、金属材でありかつ側面略L字形状を呈しており、ガイド部4Aと、このガイド部4Aに対して直角折曲部4Bとを有している。ガイド部4Aの一面には、ハートカム4Cが形成されている。直角折曲部4Bのカード当接部4Dには、カード11の嵌合方向における先端が当接する。イジェクトバー4は、カードの嵌合・離脱方向へ摺動自在に移動する。イジェクトバー4のガイド部4Aは、フレーム部2Aに形成されている断面略U字状の溝(図示せず)内にスライド可能に収容されている。
【0030】
ガイド部4Aの一面に形成された溝4E内には、コイルスプリング5が挿入される。コイルスプリング5の一端は、イジェクトバー4に圧接している。コイルスプリング5の他端は、フレーム部2Cの内面に圧接する。したがって、イジェクトバー4は、コイルスプリング5によってカード11をコネクタ1から排出する離脱方向へ常時付勢されている。なお、イジェクトバー4と、コイルスプリング5と、ハートカム4Cに係合するカムフォロア6とは、これらでイジェクト機構を構成している。
【0031】
図2(a)〜図2(c)に示したカムフォロア6は、外部機器との電気的接続可能な形状をもっており、金属材である導電性部材によってバー状に作られており、フレーム部2Aの外側に形成された切欠2D内に所定角度回動可能に配置される。また、カムフォロア6の先端部に折曲形成されたガイドピン部6Bは、フレーム部2Aに設けられた穴(図示せず)を貫通してハートカム4Cのハート形状であるカム溝4dに係合する。
【0032】
なお、コネクタ1は、図1に示したように、長方形状のカバー8によって覆われる。また、イジェクトバー4のハートカム4Cの詳細については、先行技術として図10及び図11において説明したハートカム104Cと同様であり、カード11のコネクタ1に対する挿入と排出については、先行技術において説明したカード111のコネクタ101に対する挿入と排出と同様なものであるので説明を省略する。
【0033】
スイッチ機構は、スイッチ機構の一方をカムフォロア6とし、他方がハートカム4Cのカム溝4d内に配設されている平面から見ると略逆コ字板形状に曲げられている長板形状の導電部材15を有している。
【0034】
導電部材15は、カムフォロア6と、図4に示したハートカム4Cのカム溝4dにおける内側面のうち、カード11を嵌合した時におけるカムフォロア6のガイドピン部6Bが引掛かる内側面41aに対向してコイルスプリング5に押圧される面に露出させ、かつこれらの2面を電気的に導通させ得る第1の接触部15aと、第2の接触部15bを有している。
【0035】
第2の接触部15bは、コネクタ1の外部との電気的な導通用端子として使用し得る部分であり、コイルスプリング5の離脱方向における一端と電気的導通可能に配置されている。コイルスプリング5の嵌合方向の他端は、フレーム部2Cに保持されているスイッチ端子部17に常時、接触している。また、カムフォロア6の他端は、電気的な導通用端子として使用し得るカムフォロア端子部6Cとなっている。
【0036】
したがって、図2(a)〜図2(c)に示したように、スイッチ機構は、カムフォロア6のガイドピン部6Bがカード11の嵌合位置にあるときにのみ電気的導通可能となるものであり、図3(a)、図3(b)に示したように、カード11がコネクタ1に嵌合していないときには電気的導通されていない。
【0037】
図4に要部を拡大して示したように、カム溝4dの内側面41aに第1の接触部15aを露出して位置させた場合には、コイルスプリング5によってカムフォロア6のガイドピン部6Bに強い力で押圧されるが、接触ストロークはほぼゼロに近い。ここで、接触ストロークは、インシュレータ2に固定されたカムフォロア6に対し、イジェクトバー4がスライドしたときに、スイッチが導通していられる距離である。
【0038】
図4に示すように、ガイドピン部6Bは、フリー状態でカムフォロア6の弾力性によって左側へ付勢されている。この時、ガイドピン部6Bは、導電部材15の第1の接触部15aには接触していない。カード11を嵌合方向でコネクタ1へプッシュし、カード11の先端がイジェクトバー4のカード当接部4Dに当接することによって、カード11とイジェクトバー4とが一体となって、コネクタ1内へコイルスプリング5の圧縮力に抵抗しながらスライドする。
【0039】
続いて、カード11を最大のストロークまでプッシュした後に、プッシュを中止すると、カード11とイジェクトバー4とは、コイルスプリング5の復元力によってわずかに戻されて図2(a)〜図2(c)の状態に至る。この際、導電部材15の第1の接触部15aに接触する。
【0040】
再び、カード11を最大のストロークまでプッシュした後に、プッシュを中止すると、ガイドピン部6Bは、イジェクトバー4のスライド方向に対して平行なガイド部分を経て終着点すなわち出発点に至る。カード11とイジェクトバー4とは、コイルスプリング5の復元力によって元の位置へ戻る。
【0041】
図5(a)〜図5(c)、図6(a)〜図6(b)は、カード接続用コネクタ1の第2実施の形態例を示している。図5(a)〜図5(c)は,コネクタ1とカード11との嵌合状態を示しており、図6(a)〜図6(b)は、コネクタ1からカード1が排出されたときの状態を示している。
【0042】
なお、この第2の実施の形態例は、第1の実施の形態例における導電部材15の第2の接触部15aのみの形状と位置とが異なっているので、この部分のみの説明をする。
【0043】
第2実施の形態例における導電部材15は、ハートカム4Cのカム溝4dにおける底面41f(図4を参照)に沿って第1の接触部15cが配設されている。すなわち、カード11が嵌合している時におけるカムフォロア6のガイドピン部6Bの先端によって押圧される底面41fに第1の接触部15cが露出している。このスイッチ機構においても、カムフォロア6のガイドピン部6Bがカード11の嵌合位置にあるときにのみ電気的導通可能とであり、ガイドピン部6Bの先端が第1の接触部15cの面を摺動する。
【0044】
このように、カム溝4dの底面に第1の接触部15cを露出した場合は、コイルスプリング5によってカムフォロア6のガイドピン部6Bに接触ストロークをもたせることができる。この場合、カムフォロア6のガイドピン部6Bとの接触力は、カムフォロア6の弾性力によってなされる。
【0045】
図7(a)〜図7(d)、図8(a)〜図8(c)は、カード接続用コネクタ1の第3実施の形態例を示している。図7(a)〜図7(d)は,コネクタ1とカード11との嵌合状態を示しており、図8(a)〜図8(c)は、コネクタ1からカード1が離脱方向へ移動して排出されたときの状態を示している。
【0046】
なお、この第3の実施の形態例は、第2の実施の形態例における導電部材15の第1の接触部15cに導通するスイッチ端子18が異なっているので、この部分のみの説明をする。
【0047】
スイッチ端子18は、ガイドレール部2aに設けられており、導電部材15に接続されている。第3実施の形態例における導電部材15dは、ハートカム4Cのカム溝4dにおける底面41fに沿って第1の接触部15cが配設されている。すなわち、カード11が嵌合している時におけるカムフォロア6のガイドピン部6Bの先端によって押圧される底面41fに第1の接触部15cが露出している。このスイッチ機構においても、カムフォロア6のガイドピン部6Bがカード11の嵌合位置にあるときにのみ電気的導通可能となる。
【0048】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るカード接続用コネクタによると、ハートカムのカム溝に対するカムフォロアのガイドピン部によってスイッチを作動させることにより、カードの嵌合状態の確実な検出が可能となる。
【0049】
また、カードの排出にはコイルスプリングの力を利用するため、カムフォロアと導電部材との接触圧を充分にとることができる。
【0050】
また、既存部品であるコイルスプリングやカムフォロアを使用し、樹脂部分を金属片である導電部材に変更するため、新たなスイッチ用のスペースを設ける必要がなく、小型化が可能となる。
【0051】
さらに、複雑なバネ形状が必要ないため、製造コストを削減でき、寸法管理も容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るカード接続用コネクタの第1実施の形態例を示した斜視図である。
【図2】本発明に係るカード接続用コネクタの第1実施の形態例であって、カードがカード接続用コネクタに嵌合している状態を示しており、(a)は側面図、(b)は(a)のA−A断面図、(c)は(b)の要部を拡大して示した断面図である。
【図3】図2(a)〜図2(c)に示したカードをカード接続用コネクタから排出した状態を示しており、(a)は側面図、(b)は(a)のC−C断面図である。
【図4】図2(a)〜図2(c)におけるカムフォロアと導電部材との接触状態を示した斜視図である。
【図5】本発明に係るカード接続用コネクタの第2実施の形態例であって、カードがカード接続用コネクタに嵌合している状態を示しており、(a)は側面図、(b)は(a)のD−D断面図、(c)は(b)の要部を拡大して示した断面図である。
【図6】図5(a)〜図5(c)に示したカードを排出した状態を示しており、(a)は側面図、(b)は(a)のF−F断面図である。
【図7】本発明に係るカード接続用コネクタの第3実施の形態例であって、カードがカード接続用コネクタに嵌合している状態を示しており、(a)は側面図、(b)は(a)のG−G断面図、(c)は(b)のH−H断面図、(d)は(b)の要部を拡大して示した断面図である。
【図8】図7(a)〜図7(c)に示したカードをカード接続用コネクタから排出した状態を示しており、(a)は側面図、(b)は(a)のJ−J断面図、(c)は(b)のK−K断面図である。
【図9】先行技術におけるカード接続用コネクタを示した斜視図である。
【図10】 (a)〜(e)は、図9に示したカード接続用コネクタに対するカードの挿入と排出の過程を順次示した斜視図である。
【図11】図10に示したカード接続用コネクタにおけるハートカムのカム溝にガイドされるカムフォロアのガイドピン部の過程を示す斜視図である。
【符号の説明】
1,101 コネクタ
2,102 インシュレータ
2A,2B,2C,102A,102B,102C フレーム部
3,103 コンタクト
4,104 イジェクトバー
4A,104A ガイド部
4C,104C ハートカム
4D,104D カード当接部
4d カム溝
5,105 コイルスプリング
6,106 カムフォロア
6B,106B ガイドピン部
11,111 カード
15 導電部材
15a,15c 第1の接触部
15b 第2の接触部
41a 内側面
41f 底面

Claims (6)

  1. カードの嵌合・離脱を検出するためのスイッチ機構を含むカード接続用コネクタにおいて、前記カードと接続する導電性のコンタクトと、該コンタクトを保持したインシュレータと、前記カードを嵌合方向及び該嵌合方向とは逆向きの離脱方向へ移動させるイジェクト機構とを有し、前記イジェクト機構は、前記カードと当接しかつ前記カードを前記嵌合方向及び前記離脱方向へ摺動自在に移動するイジェクトバーと、前記カードを前記離脱方向へ常時付勢する弾性部材と、前記イジェクトバーに形成したカム溝に係合し外部機器との電気的接続可能な形状をもつ導電性のカムフォロアとを有し、該カムフォロアは弾性を有しかつ前記インシュレータに固定されており、さらに前記カムフォロアの一端が前記カム溝に係合しており、前記カムフォロアの他端には電気的な導通用端子として用いられるカムフォロア端子が形成されており、前記スイッチ機構は、前記カムフォロアと、前記カムフォロアに接離するよう前記カム溝内に配設されている導電部材とを備えていることを特徴とするカード接続用コネクタ。
  2. 請求項1記載のカード接続用コネクタにおいて、前記導電部材は、前記カム溝の内側面に配設した第1の接触部と、前記弾性部材に常時、接触している第2の接触部とを有していることを特徴とするカード接続用コネクタ。
  3. 請求項1記載のカード接続用コネクタにおいて、前記導電部材は、前記カム溝の底面に配設した第1の接触部と、前記弾性部材に常時、接触している第2の接触部とを有していることを特徴とするカード接続用コネクタ。
  4. 請求項1記載のカード接続用コネクタにおいて、前記インシュレータは、前記カードを前記嵌合方向および前記離脱方向へガイドする互いに平行な一対のガイドレール部を有し、該ガイドレール部にスイッチ端子が設けられており、該スイッチ端子が前記導電部材に接続していることを特徴とするカード接続用コネクタ。
  5. 請求項1乃至4に記載のいずれか1項記載のカード接続用コネクタにおいて、前記インシュレータは、前記カードをガイドする一対のフレーム部を有し、前記フレーム部の一方に前記イジェクトバーがスライド可能に装着され、前記イジェクトバーは、前記フレーム部の一方にスライド可能に装着されるガイド部と、前記カードの挿入時にその先端に押され、かつ、前記カードの排出時にその先端を押すカード当接部を有することを特徴とするカード接続用コネクタ。
  6. 請求項5記載のカード接続用コネクタにおいて、前記カム溝がハート形状に形成されており、前記カムフォロアは、前記カム溝に沿って移動するガイドピン部を有し、前記カムフォロアを前記イジェクトバーに対して所定角度回動可能に保持していることを特徴とするカード接続用コネクタ。
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