JP4469803B2 - カードコネクタ - Google Patents

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本発明は、メモリカード等のカードをPCや携帯電話機等の電子機器に接続するためのカードコネクタの中で、カード検出スイッチ機構を備えたカードコネクタに関する。
この種の従来技術として、前側面にカード挿入口を開口した箱状のハウジング内にプッシュ/プッシュ型のイジェクト機構と共にカード検出スイッチ機構を備えたものがある(例えば、特許文献1参照)。
特開2004−349223号公報
前記従来技術のカード検出スイッチ機構は、可動接点としての板バネが、イジェクト機構を構成するスライド部材のカード挿入に伴う移動により、スライド部材の移動方向とは垂直方向に変位し、固定接点に突合せ接触することで、可動接点と固定接点が導通し、カードの装着を検出するが、接点にワイピングをほとんど生じないため、接点表面に異物が付着したり酸化皮膜が形成したりすると、接点の接触不良を招き、接触信頼性が高いとは言えなかった。
スイッチ接点の接触方式には、上記のようなワイピングをほとんど生じない突合せ接触方式の他に、ワイピングを生じる摺動接触方式がある。摺動接触方式は、一方の接点に他方の接点が接触後に摺動し、接点表面がセルフクリーニング効果を受けるため、高い接触信頼性が得られる。しかし、摺動接触方式では、接点の形状が突合せ接触方式に比べて複雑で大きくなり、またそうしないと十分なワイピング量を確保することができないため、前記従来技術のカード検出スイッチ機構のスイッチ接点の接触方式として摺動接触方式を採用すると、カードコネクタの大きさを損なうことになる。
本発明が解決しようとする課題は、カードコネクタの大きさを損なわずにカード検出スイッチ機構の接触信頼性を向上できない点である。
本発明は、一面に複数の接続端子が並設されているカードと、前側面に前記カードのカード挿入口を開口し、該カード挿入口の奥側内部に前記接続端子に接触させて電気的に接続させる複数のコンタクトが並設されている箱状のハウジングと、前記ハウジング内の一側部に配置され、前記カード挿入口から前記ハウジング内に挿入された前記カードと共に前後方向に移動するスライド部材と、前記接続端子に前記コンタクトが接触して電気的に接続される前記カードの装着を検出するカード検出スイッチ機構とを備えたカードコネクタにおいて、前記カード検出スイッチ機構は、前記スライド部材に設ける摺動接点と、前記ハウジングに取付けられ前記スライド部材の移動方向に並ぶ一対の接点と、から構成し、前記カード挿入に伴う前記スライド部材の移動より前記摺動接点が前記ハウジング側の前記各接点と順次接触・摺動し、前記ハウジング側の前記各接点を前記カードの装着時に導通させることを特徴とするものである。
本発明によれば、カード検出スイッチ機構をスライド部材を用いてスライドスイッチ構造に構成するので、各接点にそれらの形状に依存しないワイピングを生じ、しかもワイピング量も十分に確保することができるため、高い接触信頼性が得ることができる。またカード検出スイッチ機構がスライドスイッチ構造で省スペースに組込むことができ、しかも各接点の形状が簡単で小さく、カード検出スイッチ機構がより省スペースに組込むことができるため、カードコネクタの大きさを損なうことはなく、逆に小型化を図ることができる。よって、カードコネクタの大きさを損なわずに小型化を図りながら、カード検出スイッチ機構の接触信頼性を向上することができる。
以下、本発明に係るカードコネクタの一実施形態を図面に基づいて説明する。
図8(A)〜(C)は、本実施形態に装着されるカードを示し、(A)は表面図、(B)は側面図、(C)は裏面図である。カード1は「トランスフラッシュ(登録商標)」や「マイクロSDカード(登録商標)」として周知のものであり、カード1の先端一側に誤挿入防止用の切欠き2が設けられ、この切欠き2より手前側の側面部に係合溝3が設けられている。またカード1の先端部裏面側には複数本(8本)の接続端子4が並設されている。
図2は、本実施形態にカードが挿入された場合の挿入初期の状態を示すの外観斜視図を示し、図3は、本実施形態にカードが挿入されていない場合の内部構造を示す平面図である。
本実施形態は、図2,図3に示すように、前記カード1を挿入するカード挿入口10が前側面の左側に片寄せて開口した箱状(直方体状)のハウジング11を備えている。ハウジング11は、樹脂製(絶縁性)のハウジング本体20と、このハウジング本体20に上方から被着する金属板製(導電性)のカバー30と、から構成されている。ハウジング11の底面部,右側面部,後側面部,カード挿入口10より右側の前側面部が、ハウジング本体20に一体成形した底板部21,右側壁部22,後側壁部23,前側壁部24により樹脂で形成され、ハウジング11の天面部,右側面部のカバー部,左側面部が、カバー30に一体成形した天板部31,右側面カバー部32,左側壁部33により金属で形成されている。
ハウジング本体20にカバー30を位置決めするための手段として、ハウジング本体20の右側壁部22外側面及び底板部21左側端面には、カバー30の板厚寸法と略同じ寸法で突出する位置決め用突起25が設けられ、カバー30の右側面カバー部32及び左側壁部33には、ハウジング本体20側の位置決め用突起25に上方から嵌合する下向きに開放した位置決め用切欠き34が設けられている。またハウジング本体20にカバー30を固定するための手段として、ハウジング本体20の右側壁部22外側面及び底板部21左側端面には、カバー30の板厚寸法と略同じ寸法で突出する係合爪26が設けられ、カバー30の右側面カバー部32及び前記左側壁部33には、ハウジング本体20側の係合爪26を嵌込む係合孔35が設けられている。カバー30には図示しないプリント配線基板に対する半田付け用の脚部36が複数設けられ、この脚部36の下面がハウジング本体20の底板部21裏面(下面)に略面一に露出されている。
本実施形態は、図3に示すように、カード1の各接続端子4と電気的に接続する複数本(8本)のコンタクト40を、ハウジング11内に並設して備えている。各コンタクト40は、金属薄板を打抜き加工及び曲げ加工して、側面視の形状が略「へ」の字形に形成された細幅の板バネからなり、前部がハウジング本体20の底板部21に圧入又はインサート成形により固定支持され、後部がハウジング本体20の底板部21の上に上下方向に弾性変位可能に突出されている。各コンタクト40の前端部には、前記プリント配線基板に対する半田付け用の脚部41が設けられ、この脚部41の下面もハウジング本体20の底板部21裏面に略面一に露出されている。また各コンタクト40の後端部には、カード1の接続端子に接触させる山形の接点部42が設けられている。
本実施形態は、図3に示すように、ハウジング11内の右側部に配置され、カード挿入口10からハウジング11内に挿入されたカード1と共に前後方向に移動する樹脂製(絶縁性)のスライド部材50を備えている。スライド部材50は、底面がハウジング本体20の底板部21表面(上面)に摺動自在に支持され、右側面がハウジング本体20の右側壁部22内面に摺動自在に支持され、上面がカバー30の天板部31内面に摺動自在に支持されて、左右方向の移動が規制され、前後方向の移動のみが許容されている。カバー30の左側壁部33と対向するスライド部材50の左側面には、カード1の切欠き2に嵌込む張出し部51が設けられると共に、この張出し部51の後端部(スライド部材50の後端部)から左側に向かって垂直に突出させてカード1の先端面を当接させるカード受止め部52が設けられている。
スライド部材50は、プッシュ/プッシュ型のイジェクト機構を構成するもので、スライド部材50はこれとハウジング本体20の後側壁部23間に設けられたコイルバネ60により前方(カード排出方向)に向かって常時付勢されている。またスライド部材50の上面にはハート型のカム溝70が設けられており、両端部を一方向に直角に折曲げた細長い金属棒からなり、一端側折曲げ部をハウジング本体20の右側壁部22に回転自在に軸着したカムピン71の他端側折曲げ部が、スライド部材50のカム溝70に摺動自在に嵌込まれている。このカムピン71は、カバー30の天板部31の一部で形成された板バネ37(図2参照)により常時下方に付勢され、ハウジング本体20の右側壁部22に設けられた軸受け孔にカムピン71の一端側折曲げ部が挿入保持されると共に、スライド部材50のカム溝70底面にカムピン71の他端側折曲げ部先端が摺動自在に押当てられている。さらにスライド部材50にはハーフロックバネ80が設けられている。このハーフロックバネ80は、後部をスライド部材50に固定支持し、前部を左右方向に弾性変位可能とした片持ち支持の板バネからなり、スライド部材50の張出し部51より手前側に延出するハーフロックバネ80の前端部にカード1の係合溝3に嵌込む山形の係合部81が設けられている。
而して、プッシュ/プッシュ型のイジェクト機構は、カード挿入口10を通してハウジング11内に挿入されるカード1にハーフロックバネ80等でなる係合部材により係合され、カード1と共にカード挿抜方向に移動可能なスライド部材50と、スライド部材50を常時カード排出方向に付勢するコイルバネ60等でなる付勢部材と、1回目のカード1の押込み操作により付勢部材に抗してスライド部材50をカード1の装着位置に保持するロック機能、及び2回目のカード1の押込み操作によりロックを解除するロック解除機能を有するハート型のカム溝70及びカムピン71等でなるカム機構と、から構成されている。このプッシュ/プッシュ型のイジェクト機構は、カード1が挿入されていない場合、図3に示すように、スライド部材50がカード排出方向の移動終端位置である初期位置に保持され、カムピン71の他端側折曲げ部がカム溝70の一端側起点部70aに嵌込む初期状態に保持されている。
本実施形態は、図1に示すようなカード検出スイッチ機構を備えている。図1は本実施形態に備えるカード検出スイッチ機構の平面説明図である。図1,図3に示すように、カード検出スイッチ機構90は、スライド部材50に設けられた摺動接点91と、ハウジング11のハウジング本体20に取付けられ、スライド部材50の移動方向に並ぶ前後一対の板バネ接点92,93と、からスライドスイッチ構造に構成されている。
摺動接点91は、スライド部材50を配置した側のハウジング本体20の右側壁部22内面に対向するスライド部材50の右側面に、一表面を面一に露出した状態で固定取付けした矩形平板状の金属板からなり、スライド部材50の移動によりスライド部材50と一体に前後方向に移動する。摺動接点91としての金属板は、スライド部材50の右側面に予め設けられた接点嵌合用凹部に接着剤を介して嵌合固定する他、インサート成形によってもスライド部材50に一体に設けることができる。なお、摺動接点91は、金属板以外でも、一対の板バネ接点92,93の電気的接続が可能であれば、導電性樹脂板や表面に金メッキを施した樹脂板を用いることができる。
ハウジング本体20の後部右側部には、ハウジング本体20の右側壁部22を部分的に切欠いて形成された接点収容空間27が設けられると共に、この接点収容空間27内には、接点収容空間27を前後に仕切る隔壁28が立設されている。
前側の板バネ接点92は、前部をハウジング本体20の接点収容空間27より前側の右側壁部22に固定支持し、後部を隔壁28より前側の接点収容空間27前部に左右方向に弾性変位可能に延出支持した片持ち支持の金属板バネからなり、板バネ接点92の後端側には、接点収容空間27前部からハウジング11内右側部のスライド部材50移動領域に突出させる山形の接点部92aが設けられている。
後側の板バネ接点93は、ハウジング本体20の後部右側の角部に沿うようL形に曲げられた金属板バネであって、左右方向に延びる後側の一片をハウジング本体20の後側壁部23右端に固定支持し、前後方向に延びる前側の一片を隔壁28より後側の接点収容空間27後部に左右方向に弾性変位可能に延出支持した片持ち支持の金属板バネからなり、板バネ接点93の前後方向に延びる前側の一片(バネ片部)の前端部を隔壁28に設けた係止面28aに押当てて係止させ、板バネ接点93のバネ片部にプリロードを掛けると共に、この板バネ接点93のバネ片部の中間部には、接点収容空間27後部からハウジング11内右側部のスライド部材50移動領域に突出させる山形の接点部93aが設けられている。
各板バネ接点92,93の固定部分には、プリント配線基板に対する半田付け用の脚部92b,93bが設けられ、この各脚部92b,93bの下面もハウジング本体20の底板部21裏面に略面一に露出されている。
カード検出スイッチ機構90は、カード1が挿入されていない場合、図1の仮想線,図3に示すように、摺動接点91が、初期位置のスライド部材50により各板バネ接点92,93の接点部92a,93aより前側で、何れの接点部92a,93aにも接触しないスイッチ開位置に保持され、スイッチ開状態(スイッチOFF状態)に保持されている。
上記のようにカード検出スイッチ機構90は、一対の板バネ接点92,93に摺動接点91が追加されてスライドスイッチ構造に構成されているが、摺動接点91は、スライド部材50の右側面に埋込む形で設けられ、スライド部材50の外表面に突出しないため、追加部品である摺動接点91の組込みスペース及び移動スペースをハウジング11内に一切確保する必要がなく、カードコネクタの大型化を招くことはない。またカード検出スイッチ機構90がスライドスイッチ構造であるため、一対の板バネ接点92,93の各接点部92a,93bを左右方向で対向配置する必要がなく、各板バネ接点92,93の組込みスペースを左右幅寸法で小さくすることができ、しかも各板バネ接点92,93の接点部92a,93bの形状が簡単で小さく、各板バネ接点92,93の組込みスペースを左右幅寸法でより小さくすることができるため、カードコネクタの大型化を招くことはなく、逆に小型化を図ることができる。
なお、スライド部材50には、この後部右側の角部を斜めに落とし(面取り)、スライド部材50の初期位置から後側への移動時に、各板バネ接点92,93の接点部92a,93aをスライド部材50の右側面に設けられた摺動接点91の上に乗上げさせるための傾斜ガイド面53が設けられている。
上記のように構成された本実施形態は、例えば携帯電話機等の電子機器筺体に内蔵されるプリント配線基板に表面実装され、カバー30の各脚部36と各コンタクト40の脚部41とカード検出スイッチ機構90の各板バネ接点92,93の脚部92b,93bとがプリント配線基板の配線パターンに半田付けされて固着され、電気的に接続された状態で使用される。カバー30の脚部36の全て又はいくつかはアースに電気接続され、人からの静電気をカバー30を通じてアースに逃がし、プリント配線基板に実装される各種電子部品等の静電破壊を防止するようになっている。
次に本実施形態にカード1が挿入された場合の動作について説明する。
図4は、本実施形態にカードが挿入された場合の挿入初期の状態の内部構造を示す平面図、図5は、本実施形態にカードが挿入されて最押込み位置まで押込まれた状態の内部構造を示す平面図、図6は、本実施形態にカードが挿入されて装着された状態の内部構造を示す平面図、図7は、本実施形態にカードが挿入されて最押込み位置まで押込まれた状態のカード検出スイッチ機構部を示す斜視図である。
カード1がこの裏面を下にして幅の小さい先端部からカード挿入口10を通してハウジング11の内部に正規挿入されると、カード1はこの切欠き部2にスライド部材50の張出し部51が嵌込みながらスライド部材50とカバー30の左側壁部33間に嵌込み、カード1の先端面がスライド部材50のカード受止め部52に当接する。この挿入初期において、カード1の切欠き部2がハーフロックバネ80の係合部81を通過する際、ハーフロックバネ80の係合部81は右側への弾性変位を伴ってカード1の切欠き部2と係合溝3間の側面部に乗上がり、スライド部材50の受止め部52がカード1の先端面との当接によりカード1を受止めるのと略同時に、カード1の係合溝3がハーフロックバネ80の係合部81に対向し、ハーフロックバネ80の係合部81がハーフロックバネ80の左側への弾性復帰を伴ってカード1の係合溝3に嵌込む。これにより、カード1とスライド部材50とがカード挿抜方向(前後方向)で係合され、カード1にハーフロックが掛けられる(図4参照)。
カード1が上記挿入初期の状態からさらにハウジング11内の後側(奥側)に挿入されると、カード1はこの先端面でスライド部材50の受止め部52を後側へ押圧し、スライド部材50がコイルバネ60の付勢力に抗してカード1の挿入に伴い初期位置からハウジング11内の後側へと押込まれる。その後、カード1は先端面がハウジング本体20の後側壁部23に突当たる最押込み位置まで押込まれ、スライド部材50もコイルバネ60の付勢力に抗してカード1の押込みに伴い後端面がハウジング本体20の後側壁部23に突当たるカード挿入方向の移動終端位置である最押込み位置まで押込まれる(図5参照)。
上記のようにカード1が最押込み位置に押込まれた状態で、カード1の押込み力を解除すると、スライド部材50がコイルバネ60の付勢力により最押込み位置から前側へ押戻され、これに伴ってカード1も最押込み位置から前側へ押戻される。このスライド部材50の初期位置からの一連の動作により、カムピン71の他端側折曲げ部がカム溝70の一端側起点部70aから往路70bを通過して他端側係止部70cに導入係止され、スライド部材50の前側への移動が最押込み位置より少し手前のカード装着位置で規制され、スライド部材50がハウジング本体20に対してロックされる。これにより、スライド部材50とカード挿抜方向で係合しているカード1はカード装着位置に保持され、カード1の各接続端子4に各コンタクト40の接点部42が接触し、カード1の各接続端子4と各コンタクト40が電気的に接続され、カード装着状態となり、電子機器とカード1間で信号の送受が行えるようになる(図6参照)。
また上記のカード挿入装着時、カード検出スイッチ機構90は、スライド部材50の初期位置から最押込み位置への移動により摺動接点91がスライド部材50と一体にスイッチ開位置から後側へ移動する。摺動接点91はスライド部材50の初期位置から最押込み位置への移動によりスライド部材50の傾斜ガイド面53に接触・摺動して右側への弾性変位を伴い該摺動接点91の上に乗上がる前側の板バネ接点92の接点部92aを右側に押圧しながら接触・摺動し(ワイピングし)、続いて摺動接点91は前側の板バネ接点92の接点部92aと接触したままで、スライド部材50がカード装着位置を通過する直前にスライド部材50の傾斜ガイド面53に接触・摺動して右側への弾性変位を伴って該摺動接点91の上に乗上がる後側の板バネ接点93の接点部93aを右側に押圧しながら接触・摺動し(ワイピングし)、以降、摺動接点91はスライド部材50がカード装着位置を通過する直前から最押込み位置を経てカード装着位置に移動する間、各板バネ接点92,93の接点部92a,93aと接触したままで、スライド部材50と一体に移動し、スライド部材50がカード装着位置に達してハウジング本体20にロックされることにより、各板バネ接点92,93の接点部92a,93aの左側で、両方の接点部92a,93aと接触し、各板バネ接点92,93を導通させるスイッチ閉位置に保持される。これにより、カード検出スイッチ機構90は、各板バネ接点92,93がスイッチ閉位置の摺動接点91を通じて電気的に接続されたスイッチ閉状態(スイッチON状態)となり、カード1の装着を検出することができる(図1,図5,図6,図7参照)。
一方、上記のカード装着状態でカード1の押込み操作を行うことにより、カード1とスライド部材50が共に再び最押込み位置へ押込まれる。このスライド部材50の動作により、カムピン71の他端側折曲げ部が、カム溝70の係止部70cから離脱して復路70dに導入され、スライド部材50のカード装着位置でのロックが解除される。この時点でカード1の押込み力を解除することにより、スライド部材50はコイルバネ60の付勢力により最押込み位置から前方へ押戻されて初期位置へと復帰し、スライド部材50とカード挿抜方向で係合されているカード1が排出(イジェクト)されて挿入初期の位置に保持される。この挿入初期の位置まで排出されたカード1は、カード挿入口10からハウジング11の外側に突出している端部を指で摘んで引っ張ることにより、ハーフロックバネ80の係合部81がハーフロックバネ80の右側への弾性変位を伴ってカード1の係合溝3から抜出してカード1の切欠き部2と係合溝3との間の側面に乗上がり、カード1のハーフロックが解除され、ハウジング11内からカード挿入口10を通して抜去ることができる。
また上記のカードイジェクト時、カード検出スイッチ機構90は、スライド部材50のカード装着位置から初期位置への復帰移動により摺動接点91がスライド部材50と一体にスイッチ閉位置から再び各板バネ接点92,93の接点部92a,93aに対して摺動しながらスイッチ開位置に復帰し、スイッチ開状態(スイッチOFF状態)となる。
上記のように本実施形態は、カード検出スイッチ機構90をスライド部材50を用いてスライドスイッチ構造に構成するので、つまりスライド部材50に接点を設け、スライド部材50と一体に移動する摺動接点91を用いてスライドスイッチ構造に構成するので、各接点91,92,93にそれらの形状に依存しないワイピングを生じ、各接点91,92,93の表面がセルフクリーニング効果を受け、しかもスライド部材50の移動距離分の十分なワイピング量を確保することができるため、高い接触信頼性を得ることができる。またカード検出スイッチ機構90がスライドスイッチ構造で省スペースに組込むことができ、しかも各接点91,92,93の形状が簡単で小さく、カード検出スイッチ機構90がより省スペースに組込むことができるため、カードコネクタの大きさを損なうことはなく、逆に小型化を図ることができる。よって、カードコネクタの大きさを損なわずに小型化を図りながら、カード検出スイッチ機構90の接触信頼性を向上することができる。
以上、本実施形態は本発明の一実施形態を示したが、本発明はそれに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変形実施することができる。例えば本実施形態とは逆にスライド部材側に設ける摺動接点として板バネを用い、ハウジング本体側に設ける前後一対の接点として金属板を用いてそれぞれを固定接点としたスライドスイッチ構造のカード検出スイッチ機構に構成しても良い。
本実施形態に備えるカード検出スイッチ機構の平面説明図である。 本実施形態にカードが挿入された場合の挿入初期の状態を示す外観斜視図である。 本実施形態にカードが挿入されていない場合の内部構造を示す平面図である。 本実施形態にカードが挿入された場合の挿入初期の状態の内部構造を示す平面図である。 本実施形態にカードが挿入されて最押込み位置まで押込まれた状態の内部構造を示す平面図である。 本実施形態にカードが挿入されて装着された状態の内部構造を示す平面図である。 本実施形態にカードが正規挿入されて最押込み位置まで押込まれた状態のカード検出スイッチ機構部を示す斜視図である。 本実施形態に装着されるカードを示し、(A)は表面図、(B)は側面図、(C)は裏面図である。
1 カード
10 カード挿入口
11 ハウジング
50 スライド部材
90 カード検出スイッチ機構
91 摺動接点
92 前側の板バネ接点
93 後側の板バネ接点

Claims (1)

  1. 一面に複数の接続端子が並設されているカードと、前側面に前記カードのカード挿入口を開口し、該カード挿入口の奥側内部に前記接続端子に接触させて電気的に接続させる複数のコンタクトが並設されている箱状のハウジングと、前記ハウジング内の一側部に配置され、前記カード挿入口から前記ハウジング内に挿入された前記カードと共に前後方向に移動するスライド部材と、前記接続端子に前記コンタクトが接触して電気的に接続される前記カードの装着を検出するカード検出スイッチ機構とを備えたカードコネクタにおいて、前記カード検出スイッチ機構は、前記スライド部材に設ける摺動接点と、前記ハウジングに取付けられ前記スライド部材の移動方向に並ぶ一対の接点と、から構成し、前記カード挿入に伴う前記スライド部材の移動より前記摺動接点が前記ハウジング側の前記各接点と順次接触・摺動し、前記ハウジング側の前記各接点を前記カードの装着時に導通させることを特徴とするカードコネクタ。
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