JP4442827B2 - カード用電気コネクタ装置 - Google Patents

Description

本発明は、カード用電気コネクタ装置に関する。

この種の装置としては、特許文献１に開示されているものが知られている。

この特許文献１では、カードが挿入された状態で接続位置に向け前進するスライダと、この接続位置まで該スライダにより押されて前進するイジェクトプレートと、このイジェクトプレートの前進により伸長されるスプリングと、上記接続位置まで前進したカードの後端に対し係止そしてその係止を解除するように回動可能なロックプレートと、該ロックプレートを係止方向に回動付勢する他のスプリングとを有している。この装置では、上記カードを接続位置まで前進させると、このカードが挿入されているスライダの前進によりイジェクトプレートも前進しスプリングを伸長し且つイジェクトプレートはロックプレートを係止方向に回動させて、該ロックプレートがカードの後端に係止してカードの抜けを阻止する。

カードの抜出時には、操作用のボタンを押すことにより側方に設けられたイジェクトバーを前進させ、該イジェクトバーでロックプレートを上記他のスプリングの付勢力に抗して係止解除方向に回動せしめ、上記イジェクトプレートにより伸長されていたスプリングの復元力でイジェクトプレートそしてスライダを後退せしめて、カードの抜出を可能としている。
特開２０００−３４０２９３

しかしながら、特許文献１の装置にあっては、接続位置まで挿入されたカードをロックするためのロック機構は、イジェクトプレート、該イジェクトプレートに作用するスプリング、ロックプレート、ロックプレートを付勢する他のスプリングそしてイジェクトバーと、多くの部品を必要とする。

部品点数が多くなるということは、単に製造コストが嵩むというだけにとどまらず、構造が複雑となり組立作業が煩瑣となる上に互に関連して動く部品が多いために作動不良の可能性もあり、さらには装置の大型化にもつながる。また、ロックプレートのロック部とカードとの寸法公差にってガタ付きが生じるのでカード用電気コネクタを移動体に用いた場合には異音等が発生する。

本発明は、このような事状に鑑み、部品点数を減らして構造を単純化し、ひいては低コスト化を可能とするカード用電気コネクタ装置を提供することを課題としている。

本発明に係るカード用電気コネクタ装置は、片面に接続部を有するカードが前方に向け挿入され、該カードが所定位置までに前進移動したときに、カードの接続部がカードの面に直角な方向の成分を有するように移動することによりコネクタの接続部に対して近接して電気的に接続される。

カード用電気コネクタ装置において、本発明は、上記カードがコネクタと接続されるときにカードの面に対して直角な方向に移動するカードにより圧せられる、カードとの間の摩擦係数がカードと接触する他の部材よりも大きい高摩擦弾性部が配設されていることを特徴としている。

このような構成の本発明にあっては、カードが所定位置まで前進すると、カードは該カードの面に直角な方向、すなわちカードの厚み方向でもコネクタに近接してコネクタとの接続時に上記高摩擦弾性部を圧する。したがって、カードは接続時まではこの高摩擦弾性部と何ら摩擦を伴わずに接続位置まで前進して、接続時に高摩擦弾性部を圧し、接続後に外力を受けた場合にこの高摩擦弾性部との間の高い摩擦力によって移動やガタツキが阻止される。又、この高摩擦弾性部の弾性力により、周囲に振動があっても、この振動の多くはここで吸収されてカードに伝達されない。

本発明装置は、カードを支持しつつ前後に移動可能なスライダを有し、該スライダがソケットで案内される被案内部を有し、該被案内部は上記スライダの移動方向に対し側方へ突出する突片であり、ソケットの案内部は該突片が係合する案内溝であるようにすることができる。この場合、案内溝は、カードがコネクタに接続されるときに、該カードをカードの面に対して直角方向でもコネクタに近接するように上記突片を案内する形状とされる。

上記ソケットは、カードに対してコネクタとは反対側で、カードと接する案内面を有し、該案内面が前方に向うにしたがいコネクタ側へ近づいて形成されているようにすることもできる。こうすることにより、案内溝を設けずとも、上記案内面でカードを該カードの面に直角方向でもコネクタに近接させることができる。

本発明において、高摩擦弾性部はゴム材もしくは合成樹脂材で作られ、または、これらでコーティングされているようにすることができる。

高摩擦弾性部はカードにより圧せられたときの圧縮変形を容易とする空洞部が形成されていることが好ましい。

例えば、高摩擦弾性部は中心部と周囲部とを有し、カードにより圧せられたときに中心部が周囲部に対して変位するように、中心部と周囲部との境界に肉薄部が形成されていると圧縮変形が容易となる。

高摩擦弾性部はコネクタを囲む複数位置に設けられていることが好ましい。カードは、特にコネクタとの接続部位でのガタそして振動が好ましくないので、コネクタを囲む複数位置に高摩擦弾性部が設けられることにより、上記接続部位が良好に振動から保護される。

本発明は、以上のように、カードの挿入が接続位置まで挿入されると、この時点で自動的にカードが高摩擦弾性部に圧せられるようにしたので、カードは高摩擦弾性部の圧縮力によって保持され、ガタつきがなくなると共に、周囲に振動があってもこの高摩擦弾性部で振動が吸収される。したがって、カード自体にも、その周囲にもガタつきや振動により影響を低減させることができる。

以下、添付図面はにもとづき、本発明の実施の形態について説明する。

図１（Ａ）は、本実施形態装置の平面図、図１（Ｂ）は側面図、図２は図１装置の要部についての分解斜視図である。

図において、本実施形態のカード用電気コネクタ装置は、カードＣをコネクタとの接続位置で収容するためのソケット１０と、このカード接続位置までカードを支持しつつ前方へ移動するスライダ３０と、カードＣそしてスライダ３０をカード排出可能位置へ後退せしめるイジェクト機構の一部であるイジェクトロッド５０とを有している。

ソケット１０は、プラスチック材等の電気絶材で作られたハウジング１１と、該ハウジング１１に取付けられた金属板製のガイド１２とを有している。

上記ハウジング１１は、板状をなす平板部１３の前端縁に沿って二つの段部１４，１５が順次高く形成されている。上記平板部１３はカードＣがコネクタとの接続位置にまで挿入されたときの該カードＣの占める領域にほぼ対応して設けられ、該平板部１３には、上記接続位置のカードＣの下面前部に設けられた接続部に対応して位置するコネクタ４０を収めるための窓部１３Ａが形成されている。該窓部１３Ａは、前部側で一部が段部１４の領域に及んでいる。上記コネクタ４０は、本実施形態では、ソケット１０の取付対象たるプリント基板Ｐに取付け接続されており、ソケット１０がこのプリント基板Ｐの所定位置に取りつけられたときに、上記窓部１３Ａに収められて端子４１が上記ハウジング１１の平板部１３の上面から上方に突出する。このコネクタ４０は、このようにプリント基板Ｐに取りつけられていなくとも、ハウジングに設けられていることもある。

上記ハウジング１１には、上記コネクタ４０が収められている窓部１３Ａを取り囲む位置、図示の例では三つの位置に、すなわち、段部１４での二位置と、上記窓部１３Ａの後縁側に上記段部１４と同じ高さに形成された段部１６での一位置にゴム製の高摩擦弾性部が取付けられている。この高摩擦弾性部１７自体については、後に詳述する。

上記ハウジング１１の両方の側縁には、上方に開口して前後に延びる取付溝１８が形成されている。この取付溝１８には、後述のガイド１２の下縁が挿入されるようになっている。又、このガイド１２の取付に関しては、上記段部１５の両端部に取付孔１５Ａも上下に貫通するスリット孔として形成されている。このような取付孔は図示しない他の複数位置にも適宜形成されている。上記取付溝１８に近接した位置には、この取付溝１８と平行に、前後方向で、前端近縁位置から中間位置まで長く延びる溝状の凹部１９が形成されており、この凹部１９内には、引張コイルバネ２０が収められていて、該コイルバネ２０の一端２０Ａがこの凹部１９の一端に支持され、他端２０Ｂが後述のスライダ３０に掛けられている。

上記ハウジングに取りつけられているガイド１２は、金属板を屈曲・打ち抜き等を加工して作られており、前半部で上記スライダ３０の移動範囲に対応する部分が略平帯状そして後半部が逆Ｌ字状断面をなしている。略平帯状をなす前半部にも、局部的に逆Ｌ字状に屈曲された部分を有し、ハウジングへの取付けに寄与している。例えば、前端での屈曲部２１、そしてその後方で反対側に向く屈曲部２２，２３が形成されている。屈曲部２１の後縁からは鏃部２１Ｂを有する弾性脚２１Ａが下方に延びて設けられており、該弾性脚２１Ａがハウジングの取付孔１５Ａに貫通し鏃部２１Ｂがハウジング１１の下面から突出してガイド１２のハウジングへの取付を確実としている。

屈曲部２２は、ハウジングの側縁から垂立する対応側壁部（図示せず）に係合して、ガイドのハウジングへの取付けを安定なものとしている。また屈曲部２３は、後述する弾性部の上方位置を定めるように該弾性部に当接する。さらには、屈曲部２２，２３の間に窓状に形成されて板厚方向に斜めに突出する弾性突片２４が設けられていて、この弾性突片２４が上記ハウジングの対応側壁部に弾圧して、この弾圧方向でのハウジングへの取付を安定にしている。上記ガイド１２には、前後方向の二位置に、後述のスライダの案内のための案内部として、案内溝２５，２６が形成されている。案内溝２５，２６はスライダの被案内部としてスライダの側部に設けられた二つの突片がそれぞれ係合案内するようになっている。案内溝２５，２６は、それぞれ、後方水平案内部２５Ａ，２６Ａと前方水平案内部２５Ｂ，２６Ｂとを有し、前者は後者に対し高い位置にあり、両水平案内部２５Ａと２５Ｂそして２６Ａと２６Ｂは中間斜行案内部２５Ｃそして２６Ｃで連絡されている。

案内溝２６の後方位置では、上記ガイド１２は下縁で屈曲され、さらに前方に延出する腕状の弾性部２７を有している。該弾性部２７は、基部２７Ａと、前方に向け上方に傾斜して腕状に延びる斜部２７Ｂ、この斜部２７Ｂにつながる水平部２７Ｃ、この水平部２７Ｃから下方に屈曲されたロック部２７Ｄ、さらには、上記水平部２７Ｃから側方に突出するカム従動部２７Ｅとを有している。このような弾性部２７は、上記斜部２７Ｂで弾性を有していて、上記水平部２７Ｃが既述の屈曲部２３に対して弾圧接触している。

さらに、上記ガイド１２は、スライダよりも後方に位置する後半部で、逆Ｌ字状断面形状をなすように屈曲されていて上面２８を有し、該上面２８がカードをスライダへ挿入する際の案内を行う。

スライダ３０は、金属板を屈曲して形成されており、カードＣの上面に面する平板部３１と、前端面部３２と、側面部３３とを有している。

上記平板部３１には、部分的に下方に突出する押部３１Ａが複数形成されていて、該押部３１Ａの下面がカードＣとの接触を確実としている。

上記前端面部３２は上記平板部３１の前端から下方に屈曲されて形成されていてカードＣがスライダ３０内に挿入されたときにカードＣの前端面が該前端面部３２の内面を前方に押すようになっている。該前端面部３２には、後方に向く舌部３２Ａが設けられておりこの舌部３２Ａに穿設された孔部３２Ｂに、既述のコイルバネ２０の他端２０Ｂが掛けられている。

上記側面部３３は、上記平板部３１の両側端から下方に屈曲されていて、カードＣがスライダ３０内に挿入されたときにカードＣの側端面を案内するようになっており、さらには一部が水平に内方に向け屈曲されていてカードＣの下面を支持する支持部３３Ａを形成している。この支持部３３Ａからは、後方に向け下方へ傾斜して延びる腕状の導入部３３Ｂが形成されており、該導入部３３ＢがカードＣをスライダ３０内に円滑に導入する。

上記側面部３３の下縁部には、前端と後端近傍位置から側外方に突出する突片３４Ａ，３４Ｂが設けられている。特に左側の後端近傍に位置する突片３４Ｂは、前端近傍に位置する突片３４Ａ等よりも長く突出している。上記突片３４Ａ，３４Ｂは、ガイド１２の案内溝２５，２６により案内される被案内部をなしている。

イジェクト機構の一部をなすイジェクトロッド５０は、ソケット１０の側面に沿って配設されており、ソケット１０の開口側（後端側）から後方に突出する操作用のボタン５１とこれから前方へ延出するロッド部５２とを有している。ボタン５１には、前方に開放された溝部５３が形成されていて、この溝部５３には圧縮コイルバネ５４が収められており、このコイルバネ５４は一端が上記溝部５３の端壁面と当接し、他端はハウジング１１から突出する係止部１１Ａと当接していて、イジェクトロッド５０に対して後方へ付勢力を与えている。

上記ロッド部５２は、金属帯体より作られていて、ボタン５１から前方に向け延びているが、ボタン５１の近くでハウジング側へ斜めに屈曲された後に再びハウジングの側面に沿って前方へ延びている。

上記ロッド部５２には、カム溝５５が窓状に形成されている。このカム溝５５には、既述したガイド１２の弾性部２７に形成されたカム従動部２７Ｅが貫入して係合可能となる。

上記カム溝５５は、内縁が略台形状をなし、このカム溝５５には前方に延びる細い被支持溝５６が連通し、この被支持溝５６の前部には導入孔５７が連通している。この導入孔５７は被支持溝５６よりも高さ方向寸法が大きく、ハウジング１１の側壁に設けられた、首部１１Ｂそして頭部１１Ｃを有する支持突起１１Ｄの該頭部１１Ｃが容易に導入されるようになっている。上記ロッド部５２は、組立時に上記導入孔５７にてハウジングの支持突起１１Ｄが導入され、ロッド部５２を前方に移動させることにより、上記支持突起１１Ｄの首部１１Ｂがロッド部５２の被支持溝５６と係合する。しかる後に、上記ガイド１２のカム従動部２７Ｅが上記カム溝５５へ貫入するので、上記ロッド部５２は上記被支持溝５６の範囲内で支持突起１１Ｄと係合するようになり、ハウジングの側壁に沿って前後移動する際、ハウジングから外れることはなくなる。

上記カム溝５５は、水平に前後に延びる下縁５５Ａと、前方に向け上方に傾斜する斜縁５５Ｂと、これにつながる水平な上縁５５Ｃとを有している。したがって、ボタン５１の操作によりロッド部５２が図２の状態から前方へ移動すると、上縁５５Ｃの位置にあるカム従動部２７Ｅは斜縁５５Ｂに圧せられて、下方に移動する。すなわち、弾性部２７は下方に撓むこととなる。

次に、ハウジング１１に取りつけられた高摩擦弾性部１７は、図３のごとく、外形が略二段円筒形状をなし、下方に位置する周囲部１７Ａと、ここから中央部で上方に突出する小径の中心部１７Ｂが一体に形成されている。本実施形態では、高摩擦弾性部１７は、全体としてゴムもしくは比較的軟らかいプラスチックで作られていて、カードとの間の摩擦係数が、カードに接触する他の部材のそれよりも大きい。この高摩擦弾性部は、全体がこのような材料で作られていても、弾性を有する部材の表面にかかる材料をコーティングしてあるものとしてもよい。また、複数の高摩擦弾性部が一体的に連結されていてもよい。

上記高摩擦弾性部１７は、周囲部１７Ａの内部に下方に開口する凹部１７Ｃが形成されていると共に上記中心部１７Ｂに孔部１７Ｄが上記凹部１７Ｃに連通して上下に貫通して形成されている。上記凹部１７Ｃは周域がテーパ面となっていて、上記中心部１７Ｂの直径が上記テーパ面の直径範囲内にあり、中心部１７Ｂの基部における厚さが他の部分よりも小さくなっている。したがって、高摩擦弾性部１７が中心部１７Ｂの上面で下方への力を受けた場合、上記凹部１７Ｃがその空間を狭めるように該中心部１７Ｂが下方へ容易に変位する。その際、凹部１７Ｃ内の空気が孔部１７Ｄを経て駆出され、また、この孔部１７Ｄ自体の内径も小さくなって、上記変位を助長する。このような高摩擦弾性部１７は、ハウジングの対応孔へ下方から圧入され、もしくは圧入と共に接着により取りつけられ、ハウジングの上面からは、中心部１７Ｂのテーパ縁部１７Ｂ−１が突出する。なお、高摩擦弾性部１７の好適な例として円筒形状を示したが、楕円や方形でもよい。

このような本実施形態装置は、次の要領で組み立てられる。

先ず、スライダ３０の突片３４Ａ，３４Ｂを該スライダ３０の両側でガイド１２の対応案内溝２５，２６に係合させ、このガイド１２の下縁をハウジングの溝１８に嵌入せしめるようにして該ハウジング１１に取りつける。このとき、突片３４Ｂは、すでにハウジング１１により支持されているイジェクトロッド５０のカム溝５５を貫通する。また、ハウジング１１の凹部１９内で一端がハウジング掛けられているコイルバネ２０の他端が上記スライダ３０の舌部３２Ａの孔部３２Ｂに掛けられる。かくして、スライダ３０には、常時後方の付勢力が作用している。

次に、高摩擦弾性部１７が取りつけられているハウジング１１に、イジェクト機構の一部たるイジェクトロッド５０を取りつける。この取付は、導入孔５７に支持突起１１Ｄを収めイジェクトロッド５０を前方に移動させて上記支持突起１１Ｄを被支持溝５６に係合させることにより行われる。また、イジェクトロッド５０とハウジング１１の係止部１１Ａとの間に圧縮コイルバネ５４を配する。

次に、イジェクトロッド５０、スライダ３０を支持するガイド１２が取りつけられたハウジング１１は、回路基板の所定位置に取りつけられる。回路基板上にはすでにコネクタ４０が配設されており、上記ハウジング１１を回路基板に取りつけることにより、上記コネクタ４０はハウジング１１の窓部１３Ａに収められ、コネクタ４０の端子４１はハウジング１１の平板部１３の上面レベルから突出する。かくして本実施形態のカード用コネクタ装置の組立ては完了する。

かかる本実施形態装置は、次の要領で使用される。

（１）図１にてカードＣをソケット内に挿入して該カードＣの後端縁を前方へ押して位置Ａから位置Ｂまで前進させる。その際、カードＣはスライダ３０の導入部３３Ｂに案内され、該カードＣの前端面はスライダ３０の前端面部３２に当接してスライダ３０を前方へ押し出す。スライダ３０が前進すると、その突片３４Ａ，３４Ｂはガイド１２の案内溝２５，２６に案内され、該案内溝２５，２６の中間斜行案内部２５Ｃ，２６Ｃを経て前方水平案内部２５Ｂ，２６Ｂに達すると、スライダ３０は下方にも移動するので、スライダ３０により支持されているカードＣは、コネクタ４０に接続される際に該コネクタ４０の端子４１に接続されると共に、その周囲にある三つの高摩擦弾性部１７に圧せられる。高摩擦弾性部１７はカードＣとの間で他の部材よりも高摩擦係数の材料で作られているため、カードＣにより圧縮されると、高い摩擦弾性力によりカードＣの移動を阻止すると共に、弾性圧縮により周囲からの振動をも吸収する。また、コネクタの端子だけでなく高摩擦弾性部でもカードを圧するのでカードに対する片寄った押圧が防止され、車載のような高温環境であってもカードの撓みが防止される。

（２）上記スライダ３０が前方に移動する際には、該スライダ３０の後方の突片３４Ｂはガイド１２の案内溝２７から突出していて弾性部２７の斜部２７Ｂの上面に摺動しながら前進する。上記斜部２７Ｂはこの突片３４Ｂから下方に力を受け、弾性部２７は下方に撓んで上記突片３４Ｂの前進を許容する。前進する突片３４Ｂは、上記弾性部２７の斜部２７Ｂそして水平部２７Ｃを越えてロック部２７Ｄと係止するようになる（図４（Ａ）〜（Ｃ）及び図５参照）。弾性部２７は突片３４Ｂからの力から解放され上記撓みを生ずる前の原状態にもどり、ロック部２７Ｄに突片３４Ｂが係止して、突片３４Ｂは後方移動に対してロックされる。原状態に戻った弾性部２７のカム従動部２７Ｅはイジェクトロッド５０のカム溝５５の上縁５５Ｃ領域に位置するようになる。

（３）次に、カードＣの抜出の際には、イジェクト用のボタン５１をコイルバネ５４の付勢力に抗して前方へ押す。ボタン５１と一体となっているロッド部５２が前進すると、ガイド１２のカム従動部２７Ｅがカム溝５５の斜縁５５Ｂと係合するようになり、この斜縁５５Ｂにより次第に下方に移動する。したがって、弾性部２７は下方に撓み、該弾性部２７のロック部２７Ｄに係止していた突片３４Ｂがロック解除され、スライダ３０はコイルバネ２０の付勢力により後退する。かくして、カードＣはスライダ３０から抜出が可能となる（図６（Ａ）〜（Ｃ）及び図７参照）。

なお、カードＣをソケット内で案内する手段として側壁の案内溝を利用したが、これに限らずソケットの上壁内面にテーパを設けて案内してもよいし、スライダを省略してソケットが直接案内するように形状づけてもよい。

本発明の一実施形態装置の概要構成を示し、（Ａ）は平面図（Ｂ）は側面図である。 図１装置の主要部を、各部材を分離状態で示す斜視図である。 図１そして図２装置に用いられる高摩擦弾性部についての半断面側面図である。 カード挿入完了時における図１装置のイジェクト機構の主要部を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）はガイドの側面図、（Ｃ）はイジェクトロッドの側面図である。 カード挿入完了時における図１装置の断面図である。 カード抜出可能状態における図１装置のイジェクト機構の主要部を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）はガイドの側面図、（Ｃ）はイジェクトロッドの側面図である。 カード抜出可能状態における図１装置の断面図である。

符号の説明

１０ ソケット ３０ スライダ
１７ 高摩擦弾性部 ３４Ａ，３４Ｂ 被案内部（突片）
１７Ｃ，１７Ｄ 空洞部（凹部、孔部） ４０ コネクタ
２５，２６ 案内部（案内溝）

Claims (7)

1. 片面に接続部を有するカードが前方に向け挿入され、該カードが所定位置までに前進移動したときに、カードの接続部がカードの面に直角な方向の成分をも有するように移動することによりコネクタの接続部に対して近接して電気的に接続されるカード用電気コネクタ装置において、上記カードがコネクタと接続されるときにカードの面に対して直角な方向に移動するカードにより圧せられる、カードとの間の摩擦係数がカードと接触する他の部材よりも大きい高摩擦弾性部が配設されていることを特徴とするカード用電気コネクタ装置。
2. コネクタ装置がカードを支持しつつ前後に移動可能なスライダを有し、該スライダがソケットで案内される被案内部を有し、該被案内部は上記スライダの移動方向に対し側方へ突出する突片であり、ソケットの案内部は該突片が係合する案内溝であることとする請求項１に記載のカード用電気コネクタ装置。
3. ソケットは、カードに対してコネクタとは反対側で、カードと接する案内面を有し、該案内面が前方に向うにしたがいコネクタ側へ近づいて形成されていることとする請求項１に記載のカード用電気コネクタ装置。
4. 高摩擦弾性部はゴム材もしくは合成樹脂材で作られ、または、これらでコーティングされていることとする請求項１に記載のカード用電気コネクタ装置。
5. 高摩擦弾性部はカードにより圧せられたときの圧縮変形を容易とする空洞部が形成されていることとする請求項１又は請求項４に記載のカード用電気コネクタ装置。
6. 高摩擦弾性部は中心部と周囲部とを有し、カードにより圧せられたときに中心部が周囲部に対して変位するように、中心部と周囲部との境界に肉薄部が形成されていることとする請求項１、請求項４そして請求項５のうちの一つに記載のカード用電気コネクタ装置。
7. 高摩擦弾性部はコネクタ本体を囲む複数位置に設けられていることとする請求項１、請求項４ないし請求項６のうちの一つに記載のカード用電気コネクタ装置。

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