JP4024873B2 - マイクロ回路を接続するために接触部をランディングさせるタイプのコネクタ - Google Patents

マイクロ回路を接続するために接触部をランディングさせるタイプのコネクタ Download PDF

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Description

本発明は、接触領域を有する下方フェースを持つ接触タイプのスマートカードを電気的に接続するコネクタに関する。
従って、本発明は、読み出し/書き込みデバイス中に後出のカードを挿入する方向に概して整合された複数の電気的接続領域を有する、チップカード又はマイクロ回路とも呼ばれるカードを接続するコネクタに関する。
本発明は、カードの長手方向の挿入方向に平行に伸張している後出のブレードであり、その接触位置において、カードの接続領域と係合するように後出のベースの上方フェースから突出している湾曲した接触領域を持つ弾性変形可能な電気的接触ブレードのサポートを形成する絶縁材料製のベースを有するタイプのコネクタに関する。
カードを挿入するときには、接触ブレードの湾曲端部分が最初にカードの前部エッジと係合し、これによってこの接触ブレードが、コネクタのベースの上方フェースから突出しているその正常位置から弾性的に偏向する。カードの挿入行程の残りの部分は、それがその最終的な挿入位置に達するまで、カードのプラスチック本体の反対側フェースに当接して接触ブレードの端部分のドーム構造凸状領域を長時間にわたって摩擦することによって明示される。
このように繰り返し摩擦することによる衝撃によって、カードが挿入されたり取り外されたりする度に、接触ブレードの湾曲端部分が非常に急速に摩耗し、カードと読み出し/書き込みデバイス間での接続部の品質が、特に、このような端部分に一般的に装備される特に金などの貴金属のコーティングが非常に急速に消滅するために、急速に影響されるようになる。
ある応用分野では、特にプラスチックカードが情報及び/又は宣伝用メッセージを保存しているのでこのプラスチックカードを破損しないようにするのが望ましい。
このことは、例えば、交換するまで多くの回数だけ挿入しなければならない電子支払いカードの場合に当てはまる。
その上、カードの前部横断方向エッジが第一に、係合するコネクタの接触部の第1の行の接触部がカードのパッドの2行に属する接触パッドによって連続的に摩擦され、したがって、第2の行の接触部の2倍の早さで摩耗する。
最後には、さらに、コネクタが滑動接触タイプのものである場合、カードの接触領域すなわちパッドだけが、カードの横断方向エッジに近接したカードのパッドの第1行目の場合には特にそうであるが、非常に速く摩耗する金や他の貴金属製の薄い層を有する。
これらの欠点を解決するために、文書第EP−B1−0.468.828号にすでに提案されているコネクタがあるが、それは、接触ブレードの接触端の位置を制御するバーが、カードの長手方向の挿入方向に直角なピボット軸の回りでベースに対してピボット旋回するように搭載されたレバーに接続されているタイプのコネクタであるが、
−接触端が、自身の固有の弾力性に逆らってベースの上方フェースから移動して離れ、また、制御バーが弾性手段によって復帰する後退位置と、
−接触端が接触している、また、カードがその挿入行程の端で、制御バーと結合しているカム形成手段と係合する際に移動する方向にある接触位置と、
の間で運動できるように搭載されている。
本書に説明され図示されている設計によれば、制御バーは、1群の平行接触ブレードの各々の側に伸張するレバーの2つの平行な長手方向部材を一緒に接続しており、また、この長手方向部材の自由端は、接触ブレードの接触端の反対側にあるが、レバーと制御バーのピボット旋回運動を制御するカムを有し、また、弾性復帰手段がベースと長手方向部材のこれらの端との間に配置されている1対の圧縮バネから成っている。
この周知の設計によって、接触ブレードの自由接触端がカードの挿入行程の端だけに接触する限り上記の欠点を解決することが可能であるが、この接触は完全には満足すべきものではない。
これは、弾性復帰手段が独立したバネという形態をとる構造ために、構成部品の数が倍加し、このためそのアセンブリが複雑なものとなり、同時にコネクタの高さ、すなわち厚さを増すからである。
制御バーを担持するレバーの長手方向の部材の自由端と同じ領域にバネとカムを位置させているために、特にカードに対する挿入と取り外しの力を制御するために、コネクタの操作に伴ってレバーアームに印加される様々な力を制御することがほとんど不可能となる。
その上、カードのエッジが係合するカム形成表面は、非常に多くの取り扱い動作に耐えるためには、プラスチックで作成するわけにはいかない。周知の解決策によれば、これらの制御用カムを、制御バーを担持しているレバーの長手方向部材中で回転できるように搭載された金属ローラという形態で作成することが提案されてきた。この解決策もまた、コネクタの構成部品の数とアセンブリの複雑さをさらに増すという欠点を有する。
最後に、この文書で周知の設計によれば、接触部を制御するバーを担持するレバーのピボットピンの位置は、レバーアームが短く、また、接触部の後退位置のところでは、接触部の偏向の具合が接触部の2行に対して同じではないように定められる。
本発明の目的は、これらの欠点を解決する文書第EP−B1−0.468.828号に述べられ図示されているタイプのコネクタの新規な設計を提供することである。
この目的のために、本発明は、制御バーの運動とその弾性的復帰を制御する単一のデバイスを有することを特徴とするコネクタを提供する。
このような設計のおかげで、制御バーを担持するレバーはプラスチック製でもよく、また、この単一制御デバイスは、製造が簡単な、特に金属製の一体構成部品であり、接触部ランディング用コネクタが2つの追加片をベースに搭載するだけで製造される。
本発明によれば、
−この単一デバイスは、
−自身が弾性的にそこに復帰し、また、制御バーをそこからその後退位置に復帰させる第1の角度位置と、
−自身がカードによってそこに移動され、また、この単一デバイス上に配置されているカム形成手段とそこで係合し、さらにまた、制御バーがその接触位置に来る第2の角度位置との間で、レバーのピボット軸に平行な回転軸の回りで、ベースに対して揺動するように搭載され、
−この単一デバイスが横断方向部材を有し、その両側の2つの端がトーションバーによってベースに接続され、2つのトーションバーによって弾性的に、この単一デバイスがその第1の角度位置に向かって回転するように駆動され、
−この単一デバイスは半径方向に伸張する制御アームを有しているが、この制御アームの自由端は反対側の表面に伸張していて、これによって、この単一デバイスがその第1の角度位置にあるときはこのアームが制御バーと係合してバーをその後退位置に駆動し、単一デバイスがその第2の位置にあるときはこのアームが制御バーから離れ、これによって、制御ブレードの固有の弾力性の作用によって制御バーをその接触位置に移動させるように制御バーを制御し、
−制御アームは後部から前部に長手方向に、単一デバイスの横断方向部材から、ベースの上方フェースの平面にほぼ並行に伸張し、
−制御アームはベースの停止表面の反対側に伸張し、この表面と係合して単一デバイスの最大の角度位置を定め、
−単一デバイスが2つの平行な制御アームを有し、
−単一デバイスは半径方向に伸張し、カムプロフィールを有する起動タブを有しているが、カードは、このカムプロフィールと係合して、単一デバイスをその第1の角度位置から第2の角度位置に回転させ、
−起動タブの自由端は、カードが存在しない場合は、ベースの上方フェースの上方に突出するように伸張し、
−起動タブは半径方向に、単一デバイスの横断方向部材から、前部から後部に伸張し、
−起動タブは制御アームに対して約45度の角度を成し、
−起動タブの自由端は、カードの挿入位置ではカードの一方のフェースと係合して、特にカードのブレーキを構成するためにそれに対して支承力を印加する湯道(runner;ランナー、溶融した金属を流す通路)という形状をしており、
−単一デバイスは平行な2つの起動タブを有し、カードは2つのカムプロフィールと同時に係合し、
−レバーのピボット軸と、単一デバイスの回転軸と、カム形成手段と、はカードを長手方向に挿入する方向に沿って前部から後部に連続して配置され、
−単一デバイスとレバーはベースの下方フェースの下方に搭載され、
−停止表面がベースの前記の下方フェースに形成され、
−単一デバイスはカッティングされて折り曲げられたシート金属から成る細片であり、
−単一デバイスの静止部は、ベースを支持するボードのプリント回路のアースプレーンに接続することになっている少なくとも1つの電気的接続タブを有し、これによってカードからあらゆる正電荷を除去する、
−制御バーは接触ブレードの長手方向に対して直角に伸張して、湾曲した接触端部のところに伸張している各接触ブレードの嘴形状の自由端と係合し、
−レバーは、制御バーによって一緒に接続され1群の平行接触ブレードの両側で伸張している平行な2つの長手方向部材を有する。
本発明の他の特徴及び利点は、以下の添付図面を参照して次の詳細な説明を読めば明らかであろう。
図1は、本発明の教示による電気的コネクタの実施形態を示す上から見た斜視図であり、
図2は、図1のコネクタの下から見た斜視図であり、
図3は、コネクタの主構成部品が分解されている、図2に類似した斜視図であり、
図4は、図2のコネクタの下から見た拡大立面図であり、
図5は、図4を線5−5で切った断面図であり、
図6は、電気的接触ブレードを制御するバーを担持するレバーの主フェースを示す斜視図であり、
図7は、接続バーを担持するレバーの側面図であり、
図8は、下から見た図7の図であり、
図9は、右から見た図8の側面図であり、
図10は、制御バーの運動と弾性的復帰を制御する単一の揺動デバイスの上から見た斜視図であり、
図11は、図10に示す単一デバイスの下から見た斜視図であり、
図12は、その単一デバイスの側面図であり、
図13は、行程端スイッチだけを装備した、コネクタの裸ベースの下から見た斜視図であり、
図14はと15は、制御バーを担持しているレバーがどのようにしてベース上にはめ合わされるかを2段階で図示する、図13に類似の2つの図であり、
図16と17は、電気的接触ブレードを挿入することによってはめ合わせる2つの段階を示す、図15に類似の2つの図であり、
図17Aは、図17を線A−Aで切った拡大断面図であり、
図18と19は、図10〜12に示す単一デバイスを構成する揺動金属片をはめ合わせる2つの段階を示す、図17に類似の図であり、
図20は、コネクタのベースにカバーをどのようにしてはめ合わせるかを示す、図19に類似の図であり、
図21は、図4を線21−21で切った断面図であり、
図22は、カードがコネクタに部分的に挿入されてその前部横断方向エッジが起動タブのカム表面と接触する位置にあるところを示す、図21に類似の図であり、
図23は、カードが挿入位置にあるところを示す、図22に類似の図であり、
図24〜26は、図4を線24−24で切った、図21〜23に類似の断面図であり、
図27は、レバーと制御ロッカーの1つの実施形態を示す、図3に類似の図であり、
図27Aは、図27の詳細部Aの拡大図であり、
図28は、図27の実施形態を示す、図10に類似の図であり、
図28Aは、図28の詳細部Aの拡大図であり、
図29は、レバーの実施形態を示す拡大図であり、
図30は、特にカード制動手段を含むベースの1実施形態を示す、接触部担持ベースの上から見た斜視図であり、
図31は、接触ブレード96の嘴状の自由端102と係合する制御バー114の、図25の中心部分の1実施形態の拡大詳細図である。
以下の説明及び請求の範囲で、「水平方向」、「縦方向」、「上方」、「下方」などの用語は、説明を簡単にするために特に図21〜26を参照して用いられており、本発明をなんら制限するものではない。
これらの図は、絶縁性材料からなる接触部担持サポートすなわちベース32、及び上方カバー34から実質的に成っている電気的コネクタ30を示すものである。
コネクタ30は矩形の平行六面体の一般的形状を有し、図1の右側にあるその前部端に平面矩形の一般的形状のカードC(図21〜26を参照)を長手方向に挿入するスロット36を有しているが、そのモデルすなわち外形を図22、23及び25、26に部分的に示すが、このカードは、主要な2つの平面フェースすなわち下方フェース38及び上方フェース40と、コネクタ30のスロット36にカードCを挿入する方向Iに対して直角に伸張する前部横断方向エッジ42と、によってその境界を定められている。
カバー34は矩形プレートという概略的な形状を持つプラスチック成形物であり、その前部横断方向エッジ44は、カードCを方向Iに誘導するためにカードCの反対側長手方向エッジと係合するカバー34の側壁50の反対側の内部フェース48の反対側によってカバー34内で横方向の境界を定められるスロット36にカードCを挿入しやすくする面取り部46を有している。
カバー34は、その後部端横断方向エッジ52のところで、その内部フェース54に、横断方向に対面した2つのストップ56を有しているが、この2つのストップ56とカードCの前部エッジ42が係合して、カードCがコネクタ30に挿入される位置を定めている。
カードCは、カバー34の内部フェース上の浮き彫り状に2つの中心リブ上に形成された支承領域58と係合する自身の上方フェース40と、ストップ56近くに形成された同一平面上の支承平面60とによってコネクタ30に導入されるに連れて縦方向上向きに誘導される。
カードCの反対側のフェースが引っ掻かれるのを防止するために、各支承リブ58を、長手方向に沿って連続して配置されている2つのプロフィール付きボスと交換してもよい。この解決策によってまた材料が節約される。
カバー34の前部横断方向エッジ44は中心に凹部すなわち窪み62を有し、これによって、接触ブレードの接続タブを半田付けによって接続する動作が容易となり、接触部分を短くすることができる。
側壁50の下方エッジと縦方向背部壁64の下方エッジは、カバー34をベース32に固定する1連のフック66を有している。
ベース32は、リセス矩形プレートという概略的な形状を有する絶縁性プラスチック製の成形物である。
このベースは、面取り部46と凹部62と同じ機能を持つ面取り部70と凹部72を有する前部横断方向エッジ68によってその長手方向の境界を定められている。
ベース32の上方フェース74は、自身が挿入される際にベース32の上方平面フェース74と係合する下方フェース38を持つカードCを挿入するスロット36を縦方向では上向きと下向きとでその境界を定めているカバー34の表面58と60に平行な平面状表面である。
図21〜26において、コネクタは、接続領域すなわちパッドを担持するカードCのフェース38が下向きに方位付けされるような位置で図示されているが、コネクタが反対側の位置を占めている応用分野、すなわちベースが頂部にあり、これによって、チップを積載しているカードのフェース38が縦方向上向きに方位付けされた上方フェースとなっている応用分野も非常に多い。この位置にあると、カードは当然に、そのフェース40がカバー34のリブ上にある状態で静止しやすい。
カードが挿入されるときに破損しないように、カードのチップの接続領域すなわちパッドがカードの下方フェースから少し突出させると、ベースの上方フェース74に深さ約1/10ミリの溝(図30を参照)を設けることができるが、この値は接触部のレベルと同じであり、すなわち、リブ58同士間を伸張するカバーの対応する領域の反対側にあるベースのその中心部の全長にわたってこの溝を設けることができる。
ベース32の側部フェース78と後部横断方向フェース76の下方エッジは、カバー34のフック66の嘴状端が係合する領域80を有するが、この領域80の縦方向位置は、カバー34の(フック66同士間にある)下方エッジ67が、捕獲領域80同士間に位置付けされている上方支承ファセット81に当たるポイントによって、ベース32に対して画定される。
組立位置では、また、特に図1と2から分かるように、ベース32とカバー34はアセンブリを矩形の箱という形態で構成している。
ベース32は、例えば、ベース32がプリント回路基板上に縦方向に捕獲されるように設計された4対の銛86を後出の脚84の近くに自身も有するベース32の下方で縦方向下向きに伸張する4つの円筒形脚84の環状の下方エッジ82によって縦方向に自身が支承しているプリント回路基板(同図では図示せず)に固定されるように設計されている。
別の配置では、ベースは、簡単な支承プレート上に同じ銛86によって搭載され、折衝部の接続タブはフレキシブルな回路を介して装置の電子系に接続される。
脚84はベース32の下方フェース88から縦方向に伸張して、プリント回路基板に取り付けられた電子構成部品と、下方フェース88に浮き彫り状に形成された部品すなわちこの下方フェースに取り付けられたコネクタの素子と、が伸張することがあり得るコネクタのほぼ全領域にわたるスペースの境界を、プリント回路基板の前記の下方フェースと上方フェースの間で定めている。
ベース32は、自身の短い中心部分90のところでは2つの横断方向エッジすなわち前部横断方向エッジ92と後部横断方向エッジ94によってその境界を定められていて、各々がこの場合は4つの接触部を有する2連の電気的接触部96のサポートを構成している。
ある周知の設計によれば、各電気的接触部96は、コネクタの中心に向けて方位付けされている自身の一方の自由端のところでは、縦方向上向きに面し自身が嘴状端102のところでまで伸張している膨らみを持つ湾曲接触部分100のところで終端する長手方向方位の中心セクション98を有する弾性的に変形可能なブレードとなっている。各中心セクション98は、特に銛106を有する挿入タイプの固定部品104によってその他方の端に接続されている。
各接触部96は、プリント回路基板の上方フェース上の導電トラックに半田付け又はロウ付けによって接続されるはずのタブという形態の接続端108まで自身の固定部分104を越えて伸張している。
ある周知の実施形態によれば、この接触部は、プリント回路基板の穴に突き入れられるタイプのものでもよい。
接触ブレード96は弾性的に変形可能である、すなわち、その自由端100と102はその固定部品104に対して縦方向に撓むことが可能である。
接触部96の湾曲端100は、非撓み静止状態においては、通常はベース32の上方フェース74の平面の上方に縦方向に突出するが、このフェースに当接してカードCの下方フェース38が、ベース32の接触部を担持する中心部品90のこの目的のために形成された開口110を通って滑動する。
接触部の詳細な設計と特にこの接触部が挿入によってどのように固定されるかについては、特に第WO−A−FR94/01532号の内容が参照になる。
文書第EP−B1−0.468.828号の周知の原理に従って、また、接触部96をランディングさせるタイプのコネクタを構成するために、コネクタ30には、ブレード96の接触端100を制御するバー114を担持するピボット旋回レバー112が装備される。
図6〜9からより特定的に分かるように、レバー112は、横断方向制御バー114によって自身の長手方向端近くに接続されている2つの長手方向部材116から成る分岐を持つ概してU字形をしている。
各長手方向部材116の後部長手方向端118は、ベース32と一緒に成形され、また、2つの長手方向方位付けされた縦方向側壁126同士間で後者のフェース88下を伸張する対応するピボットピンセクション124の支承120中に弾性的はめ合いによって挿入できるようにする半径方向スロット122を通ってレバー112の下方フェースに出現する半円筒形ピボット支承120という形態に成形されている。
このように、レバー112は、セクション124の横断方向幾何学的軸X−Xの回りをベース32に対してピボット回転するように搭載される。
制御バー114は、自身の中心部に、4つのレセプタクル128を2連だけ有しているが、その各々が上方仕切130によって縦方向上向きにその境界を定められており、また、接触ブレード96の嘴状接触端102を収納するように後部又は前部に対して長手方向に開放されている。
各レセプタクル128はまた、縦方向下向きに開放されている。
長手方向部材116はその各々が、自身の後部長手方向端132と上方フェース134のところに、リブ140の境界を後部端エッジ138のところで定めている長手方向溝136を有している。
バー114の両端に横断方向に配置されているこの2つのリブ140は、接触部96を制御する自身の中心部分の両側で、以下に説明するように、自身の軸X−Xの周りでレバー112のピボット旋回運動を制御する2つの表面を構成している。
レバー112を起動し、後者をその後退位置、すなわち、例えば図21と24に示すように、ブレード96の湾曲した接触端100が自身の固有の弾力性に逆らってベース32の上方フェース74から縦方向にそこから引き離される前記の位置に弾性的に復帰させる単一デバイスを本発明の教示によって構成する単一デバイス142をここで説明する。
特に図10〜12から分かるように、単一デバイス142(以後、ロッカーと呼ぶ)はカッティングと折り曲げによって成形されたシート金属の1細片から成っている。
ロッカー142は、接触部96のサポートを形成しているベース32の中心部90とレバー112と同じように、コネクタの縦方向中央平面に対して概して対称的な設計をほぼ有している。
ロッカー142は、プレートという形態を持ち、また、ロッカーがその第1の角度位置にあるときにコネクタ30中で実質的に水平方向に方位付けされる中心横断方向部材144を有している。
横断方向部材144から成る中心部はベース32の下方フェース88の下に「吊られ」る。
この目的のために、横断方向部材144は、その2つの両側の横断方向端146の各々のところで、横断方向部材144の平面に対して平行な平面上の外側に向けて横断方向に伸張している細片148のところで広がっている。
各細片148は横断方向部材144と2つの側部プレート150の間にある接続用細片であり、これによってベース32の下方フェース88の下にロッカー142を固定するが、以下に説明するように、横断方向部材144と弾性トーションバーの回転軸すなわち揺動軸を細片148が画定する。
細片148はその各々が、自身の横断方向端152の近くで、前部から後部はプレート150の前部横断方向エッジ156のところまで伸張している長手方向接続ビーム154によって固定プレート150に接続されている。
固定プレート150、長手方向ビーム154及び細片148はすべて、ロッカー142が弾性的に変形されていないとき、すなわち図10〜12に示すような状態にあるときは横断方向部材144とほぼ同じ平面上を伸張している。この設計によって、ロッカーを金属シートから切り出す動作が簡略化され、また、非常に正確な細片の寸法が保証される。
ビーム154は細片148と一緒になって、揺動運動の振幅を増大させ、こうすることによってロッカー142が軸Y−Yに沿って移動する範囲を減少させることを可能とする。
ビーム154は弾性的な移行をするが、これはこのビームが、トーションバーを形成している細片148と剛性静止プレート150間で撓んで弾性的に変形可能であるからである。この弾性的移行が、バー148の端における応力のレベルを下げ、横断方向部材144の弾性的回転に寄与する。
ロッカー142を適切に動作させるためには通常は省いてもかまわないが、ビーム154による弾性的移行によって横断方向部材144が縦方向に少し並進することは二次的なものであり、したがって、無視可能であり、また、横断方向部材144は軸Y−Yの周りで揺動するものと見なされる。
固定プレート150はその各々が、矩形という概略外形を有し、また、プレート150を支持し固定する下方平面領域162の上方に形成されている4つの相補的なハウジングすなわちノッチ160にバヨネット型で搭載されるように4つの同一平面上横断方向タブ158を有している。
このバヨネット型搭載は、後部から前部にノッチ160中にタブ158を長手方向に挿入することによって実行される。
プレート150は、プレート150の前部横断方向エッジ156から前部に向けて長手方向に伸張する2つの同一平面上ブレード164との相互作用によって支持されるるが、このブレード164は各々が、表面162に隣接したベースの相補的表面165の反対側に伸張しこれに当接して支承するようになっている。
図17Aに示す詳細から分かるように、表面162と164は水平方向にない、すなわちベースの上方フェース74の一般的平面に平行ではない。
ロッカー142の一般的平面はしたがって、その搭載位置においては、ベースの下方フェース32の下方で約4度という鋭角「a」を成すように傾斜され、これによって、ロッカー142が、後で説明するように、ロッカーがその第1の角度位置にあるときにトーションバーが事前応力印加される平衡状態になるように配慮される。
各固定プレート150はまた、ベース32に形成されている相補出現穴168の反対側に来るように設計された穴166を有しているが、これらの整合されている穴166と168は、カバー34がベース32に固定されると、カバー34の内部フェース54から縦方向に伸張するフィンガ170を収納するように設計されている。
ロッカー142は、ベース32の下のその搭載位置において、そして特に図2、4及び19から分かるように、ベース32の下方フェースの下でそのプレート150によって固定され、また、特に横断方向部材144によって形成されているその主中心部は、ほぼ細片148に対応している幾何学的回転軸Y−Yの周りで揺動することが可能である。
この揺動運動は、横断方向部材144を弾性的に復帰させる2つのトーションバーを構成している細片148によって自身に印加されるロッカー142の弾性的復帰力に逆らって実行される。
レバー112を動作させるために、またより具体的には、長手方向部材116の後部長手方向端132のところに形成されている制御表面140に作用するように、ロッカー142は横断方向に対向する2つの平行制御アーム174を有しているが、このアーム174は各々が、同一平面上にあるように、横断方向部材144の前部横断方向エッジ176から伸張している。
コネクタの様々な構成部品の組立位置では、また、特に図21〜23から分かるように、制御アーム174の各後部長手方向端180の下方フェース178は表面140を縦方向に当接して支承している。
制御アーム174は、横断方向144と一緒になって剛性アセンブリを形成している、すなわち、これらは横断方向部材144の平面に対して縦方向には屈曲することは不可能であり、それは、その剛度が、横断方向部材144の前部横断方向エッジ中のアーム174同士間に形成されているリブ182によって強化されているからである。
横断方向部材144の後部横断方向エッジはまた、2つのタブ186間で長手方向に伸張している強化リブ184を有し、これによってカードCによってロッカー142を起動させるが、これは、変更例として、リブ184にとっては、タブ186間で横断方向部材の横断方向幅全体にわたって伸張することが可能であるからである。
各起動タブ186は横断方向部材144から長手方向後方に伸張して、後者と制御アーム174の一般的平面に対して約45度の角度を成し、したがって、起動タブ186は後方にまた縦方向上向きに伸張し、このタブ186は各々はべース32に形成されている出現穴188を通り、これによって、各起動タブ186の湾曲自由端190は、特に図21及び22並びに24及び25に示すように、スロット36内部のベース32の上方フェース74の上方縦方向に突出するように伸張しているが、この状況は、カードCがコネクタ30に完全に挿入されるまで続く。
コネクタの性能と信頼性をさらに向上させるには、横断方向部材144に対する角度付きで接続している領域で各起動タブ186に長手方向強化リブ(図示せず)を装備すればよい。
各タブの湾曲端190の凸状上方フェース192は、カードCをコネクタ30に挿入する段階の最後でカードCの前部横断方向エッジ42が係合するカムプロフィールを形成している。
制御アーム174と同様に、起動タブ186は、横断方向部材144と一緒に、カードCに作用によっては変形しない剛性アセンブリを形成しているが、このアセンブリは、トーションバー148とビーム154が変形することによって軸Y−Yの回りで揺動することが可能である。
「バネ」特性を持つ金属片であるロッカー142は、プリント回路基板の各回路(図示せず)に固定プレート150を接続するために2つのタブ196を有しているが、これらのタブ196は、接触部96の電気的接続タブ108と同時にプリント回路基板に半田付けされる。
コネクタを形成する構成部品の組み立て位置においては、各制御アーム174の上方フェース179はベース32の下方フェース中で自身に対向して形成されている停止表面181の反対側に伸張している。
コネクタを製造する目的で様々な構成部品を組み立てる方法をここで、特に図13〜20を参照して説明する。
図13に示すように、ベース32は、カードCがその挿入位置に存在することを検出するスイッチ200を取り付けることによって組立が開始される際の基準部品として用いられるが、このスイッチはここではこれ以上詳細には説明しないが、その引き外しレバー202は図24〜26に示すように、この引き外しレバーは、カードCをコネクタに挿入する端で、カードがストップに当接する約0.8mm前でその状態が変化し、またカードを取り外すときは逆に変化するようにその横断方向エッジがスイッチに作用するシーケンスに従ってカードの前部横断方向エッジ42と係合している。
様々な構成部品を組み立てる動作によって引き続きレバー112が搭載される。
この目的のために、図14に示すように、支承118はピボットピンセクション124の回りで弾性的にはめ合わされ、これによってレバー112を軸X−Xの回りにピボット回転するように搭載する。
このはめ合わせ位置から、図14に示すように、レバー112が次に、4つのレセプタクル128がそれぞれ形成する2連の間に存在する制御バー114のフェース134の部分が空洞110(図14を参照)同士間に存在するベース32の横断方向部材135をこれに当接して支承する図15に示す自身の位置に到達するまでピボット旋回させられる。
レバー112を図15に示すその位置にピボット旋回させた後は、中心スロット113が浮き彫り状の形態(図5と15を参照)の上で反対側に形成されている2つの停止リップ119に対面するように伸張している2つの止め接ぎ手115をその両側の横断方向端として有する限り、軸X−Xの回りにピボット旋回するその能力は制限されるが、この接ぎ手115は、自身を支持するブレード状部が弾性的に変形するおかげで搭載中は弾性的に移動して離れる。
次に、2グループを成すそれぞれ4つの接触部96が長手双方向に挿入することによって導入されるが、各々が4つのブレードを成す2つの連は側部細片97によって一緒に接続され、これによって、接触部を4つ同時に挿入し易くしている。
この挿入動作の間に、接触部96の嘴状自由端102は各々がレバー112の制御バー114の対面するレセプタクル128に進入し、これによって、対応するレセプタクルの上方仕切130に対向して伸張している。
接触部96を挿入したら、次に、ブレード96を接続する側部細片97が切り取られ、これによって図17に示す配置を終了する。
次にステップは、図18と19の連続する2つの段階で示すように、ロッカー142を搭載することである。
こうするために、図18に示すように、制御バー114を縦方向下向きに押し、これによってロッカー142の制御バーの自由端180が制御表面140の下に挿入され、プレート150が図18に対して縦方向下方に移動して支承表面162に対して上から押圧され、次に、タブ158が長手方向にレセプタクル160中に後部から前部に挿入され、これで図19に示す位置に最終的に来るが、この位置でロッカー142が縦方向に固定される、すなわち、プレート150は、表面162に当たり、しかも、前部に向けて長手方向に当接するが、その理由は、タブ158の前部横断方向エッジがレセプタクル160の底部と係合するからである。
次に、レバー112と制御バー114に印加されている力が解除される。この運動の間、トーションバーはその固有の弾力性に逆らって回転するように駆動されるが、その理由は、制御アーム174の前部長手方向端180がレバー112の長手方向部材の長手方向端に形成されている制御表面140によって駆動されるからである。
様々な構成部品のディメンジョン及び、特に制御アーム174が伸張する平面の高さは、レバー112が自身のピボット軸X−Xの回りで図21と24に対して反時計回り方向に回転するように駆動され、これによって、制御バー114が嘴状端102を(図21と24に対して)縦方向下向きに駆動するそのいわゆる後退位置を占有して接触ブレード96を弾性的に変形させ、これによって、湾曲接触端100が接触部担持ベース32の上方フェース74から離れるすなわち後退するような値となっている。
したがって、特に図21と24に示すロッカー142と制御バー114のこの第1の平衡角度位置においては、接触部は上方フェース74から突出することはなく、これによって、カードCを挿入するように後者から完全に離れる。
コネクタ30の構成部品の組立は、図20に示すように、表面を掴むフック66の接ぎ手によってベース32にカバー34を固定して完了である。
この固定動作間に、(図20から見て)カバー34をベース32に対して縦方向下方に移動させることによって、フィンガすなわちスタッド170がベース32の穴168及びロッカー142のプレート150の整合穴166を連続して通過し、これによってベース32に対してプレート150を長手方向にその運動を拘束する。この動作の間に、また、この動作に続いて、特にカードを挿入する際にコネクタが横断方向外側に「開く」という好ましくない結果となることを防ぐために、リッド34の側部エッジ50の前部部品35がベース32の相補的部品33中に相補的にはめ合うようにしてもよい(図3を参照)。
カバー34を組み立てる最終的な動作は、プレート50から縦方向に突出しているフィンガ170の自由端を、加熱変形によって圧着することによって実行するのが好ましい。
この圧着動作によってアセンブリは非常に剛度の高いものとなり、ロッカー142の運動を高い信頼性で拘束し、このプレート150は平面状表面162に当接してこれを縦方向に支承するように「はさみつけ」られ、するとこの平面状表面162はその機能をより良好な条件下で、すなわち幾何学的精度が増し様々な力が良好に制御された状態で発揮できるようになる。
コネクタの設計は、力と応力のすべてが同じ領域、すなわち固定プレート1500がはめ合わされるポイントの周りの領域に限られることに注意されたい。これによって、事前応力印加されて搭載されるロッカー142の弾性的動作に特に起因する内部応力のすべてがコネクタの非常に剛度の高い領域に限られるので、この配置は特に利点となる。したがって、コネクタは、自身を固定して約260℃という温度が必要ないわゆるリフロー技法を用いてそのリード線を接続するために実行される加熱動作中に望ましくない変形をする危険性を免れる。
ユニット全体を構成する完了品としてのコネクタ30を形成するためにカバー34をベース32にはめ合わせる動作を説明した。
もちろん、行程終端スイッチ200接触部96とロッカー142のタブ196の接触部96を電気的に接続するために必要な半田付け又はロウ付け動作を実行することによって図19に示すサブアセンブリをプリント回路基板上に前もって搭載し、次に、続いてプラスチックカバー34を取り付けることは可能であり、もちろん、この搭載モードによって、フィンガ170の加熱圧着という相補的な動作が不必要となる。
カードCがコネクタ30に挿入されたりそれから取り外されたりしている間での制御バー114とロッカー142の動作を図21〜26を参照してここで説明する。
図21と24において、レバー112は、接触部96の端100の後退位置でもあるロッカー142によって自身が弾性的に復帰されられるその後退位置で、その制御バー114を持った状態で図示されている。
これと同じ位置で、ロッカー142を起動するタブ186の自由端190は後者の後部端壁近くでスロット36中に突出している。
図22、23、及び25、26にカードCの長手方向前部端部を示すが、その平均厚さはその反対側の主フェース38と40によってその境界を定められ、カードCもまた局所的にエッチング又は浮き彫りされた部分を有するが、これが、表面部分39と41によって境界を定められた上方厚さが与えられる。
カードCは長手方向に前部から後部に、すなわち図21〜26に対して右から左に挿入され、その前部横断方向エッジ42は、図22と25に示す中間位置に到達するまでスロット36に徐々に移動し、この中間位置で、ロッカー142の起動タブ186の湾曲端部分190と整列するように伸張する。
カードCが、図22と25に示す中間位置を越えて長手方向左にその挿入運動を継続すると、それと同時に、前部横断方向エッジ42が起動タブ186の湾曲端190の凹状表面192と係合し、これによってこれらのタブ186をベース32の穴188を通って移動させて離す。
カードCのエッジ42が起動タブ186に及ぼす作用によって、ロッカー142の中心部全体及び特にその横断方向部材144が図21〜26に対して反時計回り方向にその回転軸Y−Yの周りに揺動する。
カードCの挿入運動の間に、そして、この挿入運動によってカードCの反対側フェースに支承力を及ぼす起動タブ186とそのカードの前部エッジ42が接触するとすぐに、プラスチック製カードCに存在する静電気が読み出し/書き込みデバイスのプリント回路基板の接地回路に、接続タブ196を持つ金属ロッカー142を介してこれらの電荷が転送されて放電されるが、この放電は接触部96〜100がカードCの接続領域すなわちパッドと電気的に接触する以前に達成される。
カードCの挿入運動とロッカー142の揺動運動は、図23と26に示す最終的な挿入位置に達するまで継続される。
ロッカー142のその第2の角度位置に向けての回転運動はトーションバー148の弾力性に逆らって実行され、トーションバーがロッカーの中心部に及ぼす回転復帰トルクはそれに比例して増す。
すると、ロッカー142は、制御アーム174の自由端がレバー112の制御表面140とこれ以上係合しないその第2の角度位置に来る。
この第2の角度位置は、制御アームが停止表面181と当接すればそこが限度である。
その結果、レバー112は、仕切130と係合する嘴状端102を介して制御バー114に及ぼされる弾性的復帰力の作用によって、図21〜26に対して時計回り方向にその軸X−Xの回りで自由にピボット旋回することが可能である。
すると、湾曲接触端100は、縦方向上向きにランディングすることによって、カードCの下方フェース38に形成されている対面導電領域と自由に接触するようになる。
したがって、接触部96〜100のランディング動作は、コネクタ30にカードCが挿入される行程の正に端でだけ、しかもカードがスイッチ200に作用する以前に非常に徐々に発生する。
本発明の設計のおかげで、接触部を制御するバー114を担持するレバー112のピボット軸X−Xの位置は、コネクタの十分前で、レバーアームが非常に長く、また、接触部は、その後退位置で、双方の行の接触部の場合とほぼ同じ程度に撓むような位置となる。
カードCがコネクタ30から取り外される、そして、エッジ42が図22と25に示すその長手方向位置に再び達すると、トーションバー148によってその横断方向部材144に及ぼされる復帰トルクの効果によってロッカー142が軸Y−Yの回りに時計回り方向にピボット旋回し、これによって、制御アーム174が再び制御表面140に作用して、レバー112を軸X−Xの回りで反時計回り方向にピボット旋回させ、これによって制御バー114によって再び、接触ブレード96の接触端100が移動して離れるが、この動作はカードがスイッチ200にもはや作用しないようになる以前に完了される。
図31に示す実施形態を参照すると、嘴状端102と係合する仕切130を非対称形にし、これによって、2つの整合済みの仕切がピボットピン124に対して長手方向の片寄りにもかかわらず、整合した2つのブレード96の湾曲端100はカードが存在しない場合と同じ高さにあり、これによって特に、図31に対して右側のブレードの湾曲端が上方フェース75の平面の少し上方に突出するのを防いでいる。
この目的のために、左側の仕切を薄くし、また、ピン124から最も遠くにある左側の接触ブレード96の嘴状端102の傾斜に応じた角度で傾いた下方ファセット131を持つ形状となっており、これによって、このファセットが左側ブレードの嘴状端102に対して支承表面として働き、同時に右側仕切130の自由横断方向エッジ133が、ピン124に最も近い左側接触ブレード96に属する嘴状端102と係合するようになっている。
取り外しの際には、起動タブ186の湾曲自由端190がカードCの横断方向エッジ42に及ぼす作用によって、このエッジが湾曲部190の凸状ベンドを通過するとすぐにカードCの一部がコネクタから吐出される。
加えて、ロッカー142の構成とコネクタ中でのその配置によって使用者はカードの挿入と取り外しの双方の際に感触を得る。
図23と26に、レバー112が制御バー114の上方フェースによってカードCの対面下方フェースに縦方向に対して押圧されているところを示す。制御バー114は、接触ブレード96の嘴状端102に縦方向に当たるように通常は引力で「落ち戻る」べきである。しかしながら、対応するブレードが結局カードの接続領域から持ち上げられて離れるまでスプリアス振動効果によって制御バーが1つ以上の接触部に対して縦方向に力を印加すると、この仕組みは不満足なものであることが分かる。
この欠点を解決し、また、制御バーが、自身が嘴状接触端102上に静止しないという図23と26に示すその状態を占めるようにするために、図27〜29に示す実施形態を用いてもよい。
この実施形態では、制御アーム174の後部長手方向端180は各々が熊手のような形状をしている、すなわち、制御アーム174の平面に平行で縦方向下向きに片寄っている平面上で長手方向に伸張する留めタブ210を有し、これによって、長手方向部材116の後部自由端近くの制御バー114の下方フェース132に形成されている相補的な留め表面212の下方を伸張している。
このようにして、制御バーと制御アームの運動は双方向で結合している。
もちろん、コネクタが図21〜26に示す位置に対してあべこべに搭載されると、制御バー114のフェース132は当然、陰極によって、図23と26に示すその位置を取る。
すでに述べた利点は別にしても、高価でない材料から作られた簡単な2つの構成部品を用いて、ベースの下方フェースの下方でこれらの2つの部品112と142を付加することによって接触部をランディングさせるタイプのコネクタを製造する本発明による設計によって、ベースをカバー34と結合させることによってそれを何ら変化させずに用いて滑動接触コネクタを製造することができる。
したがって、部品の数が減少し、また、アセンブリを自動化することを非常に容易とする設計となっているので、従来タイプのコンタクトと接触部をランディングさせるタイプのコンタクトとの違いは減少する。
ベースが部品112と142を装備していない場合、挿入位置にカードのブレーキを用いる必要があるかもしれない。
この目的のために、2つの弾性細片214を、カードの下方フェースと係合して後者をカバー34内で上向きに押圧するようにベースの上方フェースに成形することによって製造する図30を示す実施形態を用いてもよい。
本発明はコネクタが2つの平行な行を成す接触部を有する場合に限られるものではなく、1つの行から成る接触部を有するコネクタの場合にも応用され得る。

Claims (20)

  1. 接続領域を有する下方フェース(38)を持つ接触タイプのスマートカード(C)を電気的に接続するためのコネクタ(30)であって、
    前記コネクタは弾性変形可能な電気的接触ブレード(96)のサポートを形成する絶縁材料製のベース(32)を有し、前記接触ブレードは前記カード(C)の長手挿入方向(I)に平行に伸張し、そして前記接触ブレードの湾曲した接触端(100)が、接触位置において、前記カードの前記接続領域と係合するように前記ベース(32)の上方フェース(74)から突出し、
    前記カード(C)の前記長手挿入方向(I)に対して直角なピボット軸(X−X)の回りで前記ベース(32)に対してピボット旋回するように搭載されたレバー(112)に接続されており、前記接触ブレード(96)の前記接触端(100)の位置を制御する制御バー(114)が、
    −前記接触端(100)がその固有の弾力性に逆らって前記ベース(32)の上方フェース(74)から移動して離れ、そして、前記制御バー(114)が弾性手段によって復帰する後退位置と、
    −前記接触端(100)が前記接触位置にあり、そして、前記カード(C)が挿入行程の最後において前記制御バーと結合しているカム形成手段(186、190)と係合すると、前記制御バーが移動して向かう接触位置との間を移動するように搭載されているタイプのコネクタ(30)において、
    前記コネクタ(30)が、前記制御バー(114)の運動及び弾性的復帰を制御する単一デバイス(142)を有することを特徴とするコネクタ(30)。
  2. 前記単一デバイス(142)が、
    −前記単一デバイス(142)が弾性的に復帰し、そして、前記単一デバイス(142)が前記制御バー(114)をその後退位置に弾性的に復帰させる第1の角度位置と、
    −前記単一デバイス(142)が、前記単一デバイス(142)上に配置されているカム形成手段(186、190)と係合している前記カードCによって移動させられ、そして、前記制御バー(114)がその接触位置にある第2の角度位置と、
    の間で、前記レバーの前記ピボット軸に平行な回転軸(Y−Y)の周りで前記ベース(32)に対して揺動するように搭載されることを特徴とする請求項1に記載のコネクタ。
  3. 前記単一デバイス(142)が横断方向部材(144)を有し、前記横断方向部材の2つの両端の各々がトーションバー(148)によって前記ベース(32)に接続され、また、前記2つのトーションバー(148)が前記単一デバイス(142)をその第1の角度位置に向けて回転するように弾性的に駆動することを特徴とする請求項2に記載のコネクタ。
  4. 前記単一デバイス(142)が、前記単一デバイス(142)がその第1の角度位置にあるときは前記制御バー(114)をその後退位置に駆動し、前記単一デバイスが第2の角度位置にあるときは前記制御バー(114)を離すために後出のアームが係合する前記制御バー(114)を制御する表面(140)に対向して伸張する自由端(180)を持つ制御アーム(174)を有し、これによって、前記接触ブレード(96)の固有の弾力性の作用によって前記制御バーがその接触位置に移動できるようにすることを特徴とする請求項2又は3に記載のコネクタ。
  5. 前記制御アーム(174)が、前記単一デバイス(142)の前記横断方向部材(144)から、前記ベース(32)の前記上方フェース(74)の平面にほぼ平行に、長手方向に後部から前部に伸張することを特徴とする請求項4に記載のコネクタ。
  6. 前記制御アーム(174)が前記ベースの停止表面(181)に対向して伸張し、前記停止表面と係合して、前記単一デバイス(142)の最大の角度位置を定めることを特徴とする請求項4又は5に記載のコネクタ。
  7. 前記単一デバイス(142)が2つの平行な制御アーム(174)を有することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載のコネクタ。
  8. 前記単一デバイス(142)が、半径方向に伸張し、そして、前記単一デバイス(142)をその第1の角度位置からその第2の角度位置に回転させるように、前記カード(C)が係合するカムプロフィールを有する、起動タブ(186)を有することを特徴とする請求項2〜7のいずれか1項に記載のコネクタ。
  9. 前記起動タブ(186)の自由端(190)が、カードが不在の時に、前記ベース(32)の前記上方フェース(74)の上方に突出するように伸張することを特徴とする請求項8に記載のコネクタ。
  10. 前記起動タブ(186)が、前記単一デバイス(142)の横断方向部材(144)から、半径方向に前部から後部に伸張することを特徴とする請求項8又は9に記載のコネクタ。
  11. 前記単一デバイス(142)が、前記単一デバイス(142)がその第1の角度位置にあるときは前記制御バー(114)をその後退位置に駆動し、前記単一デバイスが第2の角度位置にあるときは前記制御バー(114)を離すために後出のアームが係合する前記制御バー(114)を制御する表面(140)に対向して伸張する自由端(180)を持つ制御アーム(174)を有し、
    前記起動タブ(186)が前記制御アーム(174)に対して約45度の角度を成すことを特徴とする請求項8〜10のいずれか1項に記載のコネクタ。
  12. 前記起動タブ(186)の自由端(190)、前記カードの挿入位置において、特にカードに対してブレーキを形成するように自身が支承力を及ぼすように、前記カード(C)の下方フェース(38)と係合することを特徴とする請求項8〜11のいずれか1項に記載のコネクタ。
  13. 前記単一デバイス(142)が2つの平行な起動タブ(186)を有し、そして、前記カード(C)が前記2つのカムプロフィールと同時に係合することを特徴とする請求項8〜12のいずれか1項に記載のコネクタ。
  14. 前記レバーの前記ピボット軸(X−X)と、前記制御バー(114)と、前記単一デバイスの前記回転軸(Y−Y)と、前記カム形成手段(186、190)と、が前記カードの前記長手挿入方向に沿って前部から後部に連続的に配置されることを特徴とする請求項2〜13のいずれか1項に記載のコネクタ。
  15. 前記単一デバイス(142)と前記レバー(112)が前記ベース(32)の下方フェース(88)の下方に搭載されることを特徴とする請求項2〜14のいずれか1項に記載のコネクタ。
  16. 前記停止表面(181)が前記ベース(32)の前記下方フェースに形成されていることを特徴とする請求項6に記載のコネクタ。
  17. 前記単一デバイス(142)がカッティングされ折り曲げられたシート金属から成る部品であることを特徴とする請求項2〜16のいずれか1項に記載のコネクタ。
  18. 前記単一デバイス(142)の静止部が、前記ベースを支持するプリント回路基板の接地平面に接続されるはずの少なくとも1つの電気的接続タブ(196)を有し、これによって前記カード(C)からすべての静電気を取り除くことを特徴とする請求項17に記載のコネクタ。
  19. 前記制御バー(114)が前記接触ブレード(96)の長手方向に直角に伸張し、そして、湾曲した接触端(100)まで伸張する各接触ブレード(96)の嘴状自由端(102)と係合することを特徴とする請求項1〜18のいずれか1項に記載のコネクタ。
  20. 前記レバー(112)が、前記制御バー(114)によって一緒に接続され、そして、1群の平行接触ブレード(96)の両側で伸張する2つの平行な長手方向部材(116)を有することを特徴とする請求項1〜19のいずれか1項に記載のコネクタ。
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