JP3829327B2 - カードエッジコネクタ及びカード部材 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はカードエッジコネクタ及びカード部材に関し、特に、接触不良が発生し難く、且つ、コンタクトの接点に異物が付着し難いカードエッジコネクタ及びカード部材に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のカードエッジコネクタの一例を説明する。カードエッジコネクタ40は、図11(a)、(b)に示すように、プリント配線等(図示なし)を有するカード部材40Aのエッジ付近に形成された電極部40Cと、電子装置等に固定されたボード側コネクタ40Bとから構成される。カード部材40Aは、基板41と基板41上に配設され、電極部40Cに形成された複数のカードエッジ電極42とを有し、カードエッジ電極42の周囲には、ソルダーレジスト43が形成される。基板41のエッジ先端部にはテーパー46が形成される。カードエッジ電極42、ソルダーレジスト43及びテーパー46は、基板41の両面に形成される。
ボード側コネクタ40Bは、カード部材40Aが挿入されるハウジング44と、カードエッジ電極42と対応するコンタクト45を有し、ハウジング44には、カード部材40Aの挿入に際して、カード部材40Aの両側の基板側面41a、41bを案内するガイド44a、44bが形成される。
【0003】
カード部材40Aの電極部40Cをボード側コネクタ40Bに嵌合する際には、基板側面41a、41bをガイド44a、44bに案内させながら、カード部材40Aをボード側コネクタ40Bに挿入する。嵌合後には、コンタクト45は、その接点がカードエッジ電極42上に乗り上げた状態で電気的に接続される。この様子を図12(a)、(b)に示した。
【0004】
上述のような従来のカードエッジコネクタは、ツーピースコネクタなどと比較して、コネクタの一方であるカード部材がコンタクトを備えず、コネクタとしての長さが短いため、良好な電気的特性を有する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
近年、カードエッジ電極の高密度化が進み、カードエッジ電極間の距離が、例えば0.5mmなど、1mm以下のものが必要とされるのに伴い、カードエッジコネクタでは、以下のような問題が生じている。
第1には、カード部材40Aをボード側コネクタ40Bに挿入する際に、図11(a)に示すように、カード部材40Aが傾き易く、この場合、基板側面41a、41bの寸法精度が低いため、嵌合時にカード部材40Aの位置ずれや傾きを生じ易い。嵌合時にカード部材40Aの位置ずれや傾きを生じると、図12(b)に示すコンタクト45の接点が、カードエッジ電極42上からずれて、ソルダーレジスト43や基板41の基材上に乗り上げて未接続(オープン)になるという問題があった。
【0006】
またカード部材40Aを真っ直ぐに挿入した場合であっても、端子が多極・狭ピッチである場合には、カード部材40A側のカードエッジ電極42の位置と、ボード側コネクタ40B側のコンタクト45の位置は、基準位置では整列していても、基準位置から遠い方では互いのズレが大きくなり、ズレが大きい箇所のコンタクト45がカードエッジ電極42上から外れて接触不良を発生しやすくなる。
【0007】
第2には、基板41上のカードエッジ電極42は、基板41の製造上の都合により、基板41の板端(先端)まで配置することができず、カード部材40Aをボード側コネクタ40Bに挿入する際に、コンタクト45の接点が、基板41の基材又はソルダーレジスト43上を擦れながら通過するため、接点に異物が付着し易いという問題があった。
【0008】
そこで、本発明の目的は、接触不良が発生し難く、且つ、コンタクトの接点に異物が付着し難いカードエッジコネクタを提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るカードエッジコネクタは、基板上に複数のカードエッジ電極を有するカード部材と、前記カードエッジ電極と対応するコンタクトを有するボード側コネクタとからなり、前記カード部材を前記ボード側コネクタに挿入することにより、前記カードエッジ電極と前記コンタクトとを電気的に接続するカードエッジコネクタにおいて、
前記カード部材は、前記カードエッジ電極が配列された領域を覆う絶縁カバーを備え、該絶縁カバーは、前記各カードエッジ電極の少なくとも一部を露出させる開口を有することを特徴とする。
【0010】
カード部材が、各カードエッジ電極を露出させる開口を有する絶縁カバーを備えることにより、嵌合状態においてコンタクトの接点位置は、開口の縁部によって開口内に位置するように制限されるため、接触不良が抑制される。
また、開口を有する絶縁カバーを備えることにより、挿入の際に基板が傾き、或いはコンタクトの整列性が良くない場合においても、開口の縁部にコンタクトが導かれて接触し易い。更には、コンタクトが開口に導かれ易く、且つ外れ難いため、カードエッジコネクタの多極・高密度(狭ピッチ)化を実現し易く、カードエッジコネクタの汎用性を更に高めることができる。
【0011】
本発明の好適な実施態様では、前記絶縁カバーは、前記カードエッジ電極の周縁部及び周辺を覆う。絶縁カバーが、カードエッジ電極の周縁部及び周辺を覆うことにより、開口からはカードエッジ電極のみが露出し、嵌合状態においてコンタクトの接点は、必然的にカードエッジ電極に接触するため、より効果的に接触不良を抑制することができる。前記絶縁カバーは、好適には、ねじ止め又は接着によって前記基板に固定される。
また、絶縁カバーが、カードエッジ電極の周縁部及び周辺を覆うことにより、カードエッジ電極と基板の基材又はソルダーレジストとの境界近傍は絶縁カバーに覆われるため、カードエッジ電極の境界の寸法精度の低い基板に対しても高い信頼性を得ることができる。
【0012】
本発明の好適な実施態様では、前記基板及び前記絶縁カバーは、対応する位置に対応する係合部材を備え、該係合部材によって相互の位置関係が規定される。係合部材で基板及び絶縁カバーの相互の位置関係が規定されることにより、高い位置精度で絶縁カバーを基板に固定することができる。係合部材は、例えば、ピン及び穴から構成される。
【0013】
本発明の好適な実施態様では、前記ボード側コネクタは、前記カード部材の挿入に際して前記絶縁カバーのエッジを案内するガイド部を備える。ボード側コネクタがガイド部を備えることにより、カード部材をボード側コネクタに挿入する際、基板側面より高い寸法精度を有し、また上記により高い位置精度を有する絶縁カバーのエッジがガイド部に案内され、基板の傾きや位置ズレを抑制することができる。また、挿入の際に基板側面は案内の基準とされないため、基板側面の寸法精度は接触に影響を及ぼさない。
【0014】
本発明の好適な実施態様では、前記絶縁カバーは、前記各コンタクトが挿入の初期に摺動する位置に金属パッドを備える。絶縁カバーが金属パッドを備えることにより、各コンタクトは挿入の初期に金属パッド上を摺動し、金属パッドがワイピングの機能を有するため、コンタクトの酸化物や異物が除去される。また、コンタクトは基板の基材又はソルダーレジスト上を擦ることが無く、コンタクトに異物が付着し難い。
【0015】
また、本発明に係るカード部材は、ボード側コネクタに挿入され、該ボード側コネクタのコンタクトと電気的に接続されるカードエッジ電極を有するカード部材であって、
前記カードエッジ電極が配列された領域を覆う絶縁カバーを備え、該絶縁カバーは、前記各カードエッジ電極の少なくとも一部を露出させる開口を有することを特徴とする。
本発明の好適な実施態様では、前記絶縁カバーは、前記カードエッジ電極の周縁部及び周辺を覆う。本発明に係るカード部材により、本発明のカードエッジコネクタが奏する効果と同様の効果が得られる。
【0016】
本発明に係るカードエッジコネクタは、電子機器及び電子計算機を構成する電子回路基板等に適用することができる。カード部材としては、例えば、パーソナルコンピュータの増設メモリ等が挙げられる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下に、添付図面を参照し、実施形態例を挙げて本発明の実施の形態を具体的かつ詳細に説明する。
実施形態例1
本実施形態例のカードエッジコネクタ10は、図1に示すように、プリント配線等(図示なし)を有するカード部材10Aのエッジ付近に形成された電極部10Cと、電子装置等に固定されたボード側コネクタ10Bとから構成される。カード部材10Aは、基板21と、基板21上に固定した絶縁カバー11とを有する。
【0018】
基板21は、図3に示すように、カード電極10Cに形成された複数のカードエッジ電極24を有し、カードエッジ電極24の周囲には、ソルダーレジスト25が形成される。基板21のエッジ先端部にはテーパー26が形成される。基板21は、また、後述する絶縁カバー11を固定するための固定用穴22a、22bと、絶縁カバー11の位置を規定するための位置決め穴23a、23b、23c、23dとを有する。カードエッジ電極24及びテーパー26は、基板21の両面に形成される。
【0019】
絶縁カバー11は、図2(a)〜(c)に示すように、カードエッジ電極24が配列された領域を覆う形状の絶縁材料からなり、各カードエッジ電極24に対応する開口14を有する。開口14は、各カードエッジ電極24の一部のみを露出させるように、カードエッジ電極24の大きさ(面積)より小さく形成される。
また、絶縁カバー11は、絶縁カバー11を基板21に固定するための固定用穴12a、12b、及び基板21に対して絶縁カバー11の位置を規定するための位置決め突起13a、13bを有する。両端のエッジ11a、11bは、基板21に取り付けられた際に、ボード側コネクタ10Bへの挿入方向に沿って互いに平行になるように形成され、且つ基板側面21a、21bより高い寸法精度で形成される。
絶縁カバー11は、また、開口14の嵌合面側であって、ボード側コネクタ10Bのコンタクトが挿入の初期に摺動する位置に、四角形の金属パッド15を有する。金属パッド15は絶縁カバー11に対して圧入又は接着により取り付けることができる。また、絶縁カバー11の嵌合面側及び金属パッド15にもテーパー16が設けられている。金属パッド15を除いては、絶縁カバー11は、絶縁材料から成る。
【0020】
絶縁カバー11を基板21に取り付けるには、図4に示すように、先ず、2枚の絶縁カバー11を基板21の表裏に合わせ、一方の絶縁カバー11の位置決め突起13a、13bを、位置決め穴23b、23cに係合することにより、絶縁カバー11を基板21に対して位置決めする。基板21の裏面では、他方の絶縁カバー11を、位置決め穴23a、23dを利用して同様に位置決めする。
次に、絶縁カバー11の固定用穴12a、12bと、基板21の固定用穴22a、22bに、ねじ27を通し、平ワッシャ28とバネワッシャ29とナット30を使用して、表裏2枚の絶縁カバー11を基板21に固定することによりカード部材10Aを完成する。
尚、取り付けには、ねじ27に代えて、タッピングネジを用い、直接絶縁カバー11を固定しても良い。この場合、固定穴12aの直径を固定穴12bよりも大きくし、タッピングネジを基板21の表裏両面から1本づつ使用して固定する。この方法では、平ワッシャ28とバネワッシャ29とナット30は不要となる。また、接着、その他の方法を用いて固定することも可能である。表裏2枚の絶縁カバー11は、上述の何れの固定方法を用いても同じものを使用できる。
【0021】
図5にカード部材10Aの一部を拡大し、また、図5のA−A断面を図6(a)に、B−B断面を図6(c)に、更に、嵌合時における図5のA−A断面を図6(b)に示す。上述のように組み立てられたカード部材10Aは、図5、図6(a)及び(c)に示すように、基板21の上に絶縁カバー11が固定された状態で、開口14からはカードエッジ電極24のみが露出し、ソルダーレジスト25やソルダーレジスト25の外側に位置する基板21の基材は、絶縁カバー11の下に隠れ、開口24からは露出しない。
【0022】
ボード側コネクタ10Bは、図1に示すように、カード部材10Aが挿入されるハウジング31と、カードエッジ電極24と対応するコンタクト33を有し、ハウジング31には、カード部材10Aの挿入に際して、絶縁カバー11のエッジ11a、11bを案内するガイド32a、32bが形成される。
【0023】
カード部材10Aの電極部10Cとボード側コネクタ10Bとを嵌合する際には、図7(a)、(b)に嵌合の前後における側面を示すように、開口14にコンタクト33が嵌入するように嵌合される。嵌合後には、コンタクト33は、図6(b)に示すように、その接点が開口14から露出するカードエッジ電極24上に乗り上げた状態で電気的に接続される。この時コンタクト33の接点は、その可動範囲が開口14の内壁の内側に限られるため、カードエッジ電極24上から外れ難い。
【0024】
カードエッジコネクタ10の嵌合時の動作状況を説明する。まず、第一段階では、カード部材10Aをボード側コネクタ10Bに挿入していくと、上述のようにエッジ11a、11bはガイド32a、32bに案内され、嵌合方向に対して基板21が平行となり真っ直ぐ挿入される。この時のコンタクト33とカード部材10Aの先端付近の様子を図8(a)に示す。次いで、コンタクト33はテーパー26及びテーパー16に案内されて金属パッド15の上に乗り上げる。
続いて、第二段階では、図8(b)に示すように、コンタクト33の接点が金属パッド15の表面を擦りながら移動する。この際、コンタクト33の接点にワイピング
(効果)が発生し、コンタクト33の接点の酸化物(酸化皮膜)や異物が取り除かれる。また、カードエッジ電極24の外縁部及び周囲は絶縁カバー11によって覆われるため、コンタクト33は嵌合の過程で、基板21の基材及びソルダーレジスト25を擦ることは無く、異物の付着をもたらすような動作が存在しない。
続いて、第三段階では、図8(c)に示すように、コンタクト33は開口14の内へと嵌り込み、開口14から露出するカードエッジ電極24に接触し、嵌合する。嵌合後は、コンタクト33の接点は、その可動範囲が開口14の内壁の内側に限られるため、カードエッジ電極24上から外れ難く、接触不良が発生し難い。
【0025】
仮に、カードエッジ電極24の境界の寸法精度が低い基板21を用いた場合でも、カードエッジ電極24の境界の近傍は絶縁カバー11の下に隠れるため、カードエッジ電極24とコンタクト33の接点との接触は影響を受けない。
【0026】
本実施形態例のカードエッジコネクタ10は、上述の構成により、以下の第1〜第7の効果を奏する。第1の効果は、カードエッジ電極24が配列された領域を覆い、各カードエッジ電極24の一部のみを開口14から露出させる絶縁カバー11を備えることにより、嵌合状態においてコンタクト33の接点は、その可動範囲が開口14の内壁の内側に限られるため、カードエッジ電極24上から外れ難く、接触不良が発生し難いことである。従って、信頼性の高いカードエッジコネクタ10を提供することができる。
第2の効果は、位置決め穴23a〜23dと位置決め突起13a、13bにより絶縁カバー11の位置が規定され、カード部材10Aをボード側コネクタ10Bに挿入する際に、高い位置精度を有するエッジ11a、11bがガイド32a、32bに案内されることによって、基板21の傾きや位置ズレが生じ難いことである。従って、接触不良が抑制される。
【0027】
第3の効果は、第1と第2の効果と同様の理由によって、基板21が傾いたりコンタクト33の整列性が良くない場合においても、カードエッジ電極24の上にコンタクト33が導かれて接触することである。第4の効果は、第1と第2の効果と同様の理由によって、カードエッジコネクタ10の多極・高密度(狭ピッチ)化を実現しやすいことである。
第5の効果は、カードエッジ電極24の境界近傍は絶縁カバー11の下に隠れるため、また、第2の効果と同様の理由により、基板側面21a、21bやカードエッジ電極24の境界の寸法精度の低い基板21に対しても高い信頼性を得ることができることである。つまり、基板側面21a、21bや、カードエッジ電極24の境界の公差は接触に影響を及ぼさない。
【0028】
第6の効果は、絶縁カバー11が、各コンタクト33が挿入の初期に摺動する位置に金属パッド15を備えることによって、コンタクト33をワイピングする機能を有することである。第7の効果は、第1と第6の効果と同様の理由により、カード部材10Aをボード側コネクタ10Bに挿入する際に、コンタクト33が基板21の基材及びソルダーレジスト25の上を擦る状況が無いため、異物を付着し難いことである。
【0029】
なお、絶縁カバー11はモールド成型により形成すると良い。絶縁カバー11の材料としては絶縁性のガラス入り樹脂が良く、例えばPBT(ポリブチレンテレフタレート)やLCP(Liquid Crystal Polymer)等のガラス入り樹脂が好適である。また、嵌合時の摩擦や削れを小さくするために、ボード側コネクタ10Bのハウジング31の材料と同じものを選定することが好ましい。
金属パッド15の材料としては銅が適切である。金属パッド15表面の酸化防止のため、またボード側コネクタ10Bのコンタクト33には一般的に金メッキが施されているため、上記の銅の上にニッケル下地1.27〜2μmを成膜し、成膜したニッケル下地の上に硬質金メッキを0.8μm以上施すのが好ましい。
【0030】
実施形態例2
図9に本実施形態例のカードエッジコネクタの絶縁カバー11の一部を拡大して示す。同図中で、図2に示す絶縁カバー11と同様の機能を有する部分については、同じ符号を付した。カードエッジコネクタ34は、実施形態例1のカードエッジコネクタ10で、コンタクト33、カードエッジ電極24、開口14、及び開口14に隣接する金属パッド15の配列が千鳥格子状になっていることを除いて、カードエッジコネクタ10と同様の構成を有する。
本実施形態例のカードエッジコネクタ34は、上記構成により、実施形態例1のカードエッジコネクタ10が奏する効果に加えて、カードエッジコネクタの更なる高密度化を実現するという効果を奏する。即ち、端子の狭ピッチ化は、一列のみの配置では限界があるが、本実施形態例のように千鳥格子に配列することにより更なる高密度化を実現し、カードエッジコネクタの汎用性を高めることができる。
【0031】
実施形態例3
図10に本実施形態例のカードエッジコネクタの絶縁カバー11の一部を拡大して示す。同図中で、図2に示す絶縁カバー11と同様の機能を有する部分については、同じ符号を付した。カードエッジコネクタ35は、実施形態例1のカードエッジコネクタ10で、コンタクト33、カードエッジ電極24、開口14、及び開口14に隣接する金属パッド15の配列が2列となっていることを除いて、カードエッジコネクタ10と同様の構成を有する。
本実施形態例のカードエッジコネクタ35は、上記構成により、実施形態例1のカードエッジコネクタ10が奏する効果に加え、実施形態例2と同様に、カードエッジコネクタの更なる高密度化を実現するという効果を奏する。尚、更に多列の端子及び開口を設けることにより、更なる多極・多様化を実現できることは言うまでもない。
【0032】
以上、本発明をその好適な実施形態例に基づいて説明したが、本発明のカードエッジコネクタは、上記実施形態例の構成にのみ限定されるものではなく、上記実施形態例の構成から種々の修正及び変更を施したカードエッジコネクタも、本発明の範囲に含まれる。
【0033】
【発明の効果】
本発明によれば、カード部材が、カードエッジ電極が配列された領域を覆う絶縁カバーを備え、絶縁カバーが、各カードエッジ電極の少なくとも一部を露出させる開口を有することにより、コンタクトの接点は、嵌合状態において開口によってカードエッジ電極上に位置するように制限され、接触不良が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、実施形態例1のカードエッジコネクタを示す平面図である。
【図2】(a)は、実施形態例1に係る絶縁カバーを示す平面図であり、(b)は、(a)に示す絶縁カバーの正面図であり、(c)は、(a)に示す絶縁カバーの側面図である。
【図3】図3は、実施形態例1に係る基板を示す平面図である。
【図4】図4は、実施形態例1に係る絶縁カバーを基板に取り付ける方法を示す側面図である。
【図5】図5は、実施形態例1に係るカード部材の一部を拡大して示す平面図である。
【図6】(a)は、図5のA−A断面の一部を示す断面図であり、(b)は、(a)に示す断面において、コンタクトが嵌合した状態を示す断面図であり、(c)は、図5のB−B断面の一部を示す断面図である。
【図7】(a)は、実施形態例1に係るカード部材の電極部とボード側コネクタとの嵌合前の状態を示す側面図であり、(b)は、実施形態例1に係るカード部材の電極部とボード側コネクタとの嵌合後の状態を示す側面図である。
【図8】(a)は、実施形態例1に係るカード部材の電極部にボード側コネクタのコンタクトが嵌合する前の状態を示す断面図であり、(b)は、実施形態例1に係るカード部材の電極部にボード側コネクタのコンタクトが嵌合しつつある状態(嵌合途中)を示す断面図であり、(c)は、実施形態例1に係るカード部材の電極部にボード側コネクタのコンタクトが嵌合した後の状態を示す断面図である。
【図9】図9は、実施形態例2に係る絶縁カバーの一部を拡大して示す平面図である。
【図10】図10は、実施形態例3に係る絶縁カバーの一部を拡大して示す平面図である。
【図11】(a)は、従来のカードエッジコネクタの一例を示す平面図であり、(b)は、従来のカードエッジコネクタの一例を示す側面図である。
【図12】(a)は、図11(a)のC−C断面を示す断面図であり、(b)は、(a)に示すカード部材の電極部にコンタクトが嵌合した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
10 実施形態例1のカードエッジコネクタ
10A カード部材
10B ボード側コネクタ
10C 電極部
11 絶縁カバー
11a、11b エッジ
12a、12b 固定用穴
13a、13b 位置決め突起
14 開口
15 金属パッド
16 テーパー
21 基板
21a、21b 基板側面
22a、22b 固定用穴
23a、23b、23c、23d 位置決め穴
24 カードエッジ電極
25 ソルダーレジスト
26 テーパー
27 ねじ
28 平ワッシャ
29 バネワッシャ
30 ナット
31 ハウジング
32a、32b ガイド
33 コンタクト
34 実施形態例2のカードエッジコネクタ
35 実施形態例3のカードエッジコネクタ
40 従来のカードエッジコネクタ
40A カード部材
40B ボード側コネクタ
41 基板
41a、41b 基板側面
42 カードエッジ電極
43 ソルダーレジスト
44 ハウジング
44a、44b ガイド
45 コンタクト
46 テーパー
Claims (4)
- 基板上に複数のカードエッジ電極を有するカード部材と、前記カードエッジ電極と対応するコンタクトを有するボ−ド側コネクタとからなり、前記カード部材を前記ボード側コネクタに挿入することにより、前記カードエッジ電極と前記コンタクトとを電気的に接続するカードエッジコネクタにおいて、
前記カード部材は、前記カードエッジ電極が配列された領域を覆う絶縁カバーを備え、該絶縁カバーは、前記各カードエッジ電極の少なくとも一部を露出させる開口を有し、且つ前記各コンタクトが挿入の初期に摺動する位置に金属パッドを備えることを特徴とするカードエッジコネクタ。 - 前記絶縁カバーは、前記カードエッジ電極の周縁部を覆う、請求項1に記載のカードエッジコネクタ。
- ボード側コネクタに挿入され、該ボード側コネクタのコンタクトと電気的に接続されるカードエッジ電極を有するカード部材であって、
前記カードエッジ電極が配列された領域を覆う絶縁カバーを備え、該絶縁カバーは、前記各カードエッジ電極の少なくとも一部を露出させる開口を有し、且つ前記各コンタクトが挿入の初期に摺動する位置に金属パッドを備えることを特徴とするカード部材。 - 前記絶縁カバーは、前記カードエッジ電極の周縁部を覆う、請求項3に記載のカード部材。
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