JP5605419B2 - 取出機能付きカードコネクタ - Google Patents

Description

本発明は、ＩＣカード等のカードを基板に接続するためのカードコネクタであって、カードを簡単な操作で取出すことのできる取出機能付きカードコネクタに関する。

ＩＣカード等のカードを基板に接続するためのカードコネクタにおいては、イジェクトバーを直線状に移動させる（カードコネクタ内方に差し込む）ことによってカードを取出すことのできる取出機能付きのものが知られている。

これらの取出機能付きカードコネクタには、イジェクトバーの動きに連動してカードを押出す部材と、カードが取出されたことを検知するカード取出検出スイッチが備えられている。

しかしながら、これらの取出機能付きカードコネクタでは、カードが取出されるタイミングとカード取出検出スイッチによってカードが取出されたことを表す信号が送信されるタイミングとが近接している。
カードを利用する機器によるカード内容の読み書きはカードが取出される前に停止すべきであるが、機器が信号を受信して読み書きを停止する前にカードが取出されてしまうことがあった。この場合には、カードに記憶された情報が消失してしまう等の障害が発生するおそれがあった。
この問題は、特に、信号の受信がカード取出よりも遅くなってしまう場合に発生した。

上記の問題を解決するため、カード取出検出スイッチとは別のスイッチ（ディレイ・スイッチ）によってカード取出の前に時間的余裕を持ってカード取出の前兆の信号を送信する方法が開示されていた。例えば、特許文献１にはカード排出レバーのロックが解除された際に信号を送信するディレイ・スイッチが、特許文献２にはプッシュ・プッシュ型のカードコネクタにおいて取出前にカードが押し込まれた際に信号を送信するディレイ・スイッチが開示されていた。

しかしながら、特許文献１及び特許文献２に開示されたものは、カード取出のための直接的な動作ではない別動作によってディレイ・スイッチを動作させるものであり、かかる別動作を必要とせずにイジェクトバーを直線的に移動させることによってカードを取出すことのできる取出機能付きカードコネクタにおいて用いることはできなかった。
なお、本明細書において、スイッチの「動作」とは、「オン状態からオフ状態への遷移」及び「オフ状態からオン状態への遷移」の両方を含む。本発明においては、状態が変化したことを表す信号が送信されることが重要であり、スイッチの状態がオンであるかオフであるかは設計事項として定められるものである。

出願人は、操作用ピンを挿入することでカード取出を行う取出機能付きカードコネクタにおいて、操作用ピンの挿入を検知してディレイ・スイッチを動作させる発明を行った。この発明は、特許文献３に開示されている。

特許文献３においては、取出機能付きカードコネクタとは分離された操作用ピンを挿入する。このため、まれなケースではあるが、設計された操作用ピンとは異なるサイズの操作用ピンが挿入されてしまうとディレイ・スイッチが安定して動作しないことがあった。

特開２００３−２０３２０９号公報 特開２００７−０２７０３０号公報 特開２０１２−１４６４８７号公報

解決しようとする課題は、カード取出のための直接的な動作ではない別動作を必要とせずにディレイ・スイッチを動作させる取出機能付きカードコネクタであって、ディレイ・スイッチが安定して動作するものを提供することである。

（請求項１の発明）
本発明の取出機能付きカードコネクタは、
イジェクト用のバー部材を備え、前記バー部材をカード使用時位置からカード取出時位置へ直線的に移動させることによってカードを取出すことのできる取出機能付きカードコネクタであって、
バー動作検出スイッチとカード取出検出スイッチとを備え、
前記バー部材を前記カード使用時位置から前記カード取出時位置へ移動させる間に、前記バー部材動作検出スイッチを動作させるバー動作検出位置と、前記カード取出検出スイッチを動作させるカード検出位置とがあり、
前記バー部材が前記バー動作検出位置よりも前記カード使用時位置の側にある時には前記バー動作検出スイッチが動作せず、
前記バー部材が前記カード検出位置よりも前記カード使用時位置の側にある時には前記カード取出検出スイッチが動作せず、
前記バー動作検出位置は前記カード検出位置よりも前記カード使用時位置の側にあり、
前記バー動作検出位置と前記カード検出位置との間に、前記バー部材の移動に一定以上の時間を生じさせるためのクリアランスが設けられており、
前記バー部材のカードコネクタからの分離を防止するバー部材保持機構を備え、
前記バー部材はスイッチを動作させるための凸部を備え、
前記バー動作検出スイッチは、前記バー部材保持機構から片持ちバネ状に延設され、前記バー部材に略平行に配された可動コンタクトを有し、
前記凸部が前記可動コンタクトを押動させることにより前記バー動作検出スイッチが動作するものであり、
前記可動コンタクトが延設されている側とは反対側へ向けて、前記バー部材保持機構に付されて、前記バー部材に略平行に延設された片持ちバネ状の弾性板からなり、前記バー部材を前記カード使用時位置に向けて付勢するバー部材付勢機構を備え、
カードコネクタは略長方形形状であり、
前記長方形のカード挿入箇所の側部に前記バー部材が配されるバー用スペースを備え、
前記バー動作検出スイッチと、前記バー部材付勢機構とが前記バー用スペースに備えられていることを特徴とする。

以上の構成によれば、カード取出のためにイジェクト用のバー部材をカード使用時位置からカード取出時位置へ移動させる際、まず、バー動作検出位置においてバー動作検出スイッチが動作する。その後クリアランス（一定の距離）分の移動を経てカード検出位置に到達し、カード取出検出スイッチが動作する。
カード検出位置に到達するまではカードは正しく装着されている。バー動作検出スイッチが動作してからカードの取出しが開始されるまでに、少なくともクリアランス分の移動に要するだけの時間がある。バー動作検出スイッチがディレイ・スイッチとして機能する。

バー部材保持機構により、バー部材の位置にバー部材に替わる他の物を挿入することができないようになっている。保持されたバー部材（設計されたサイズのバー部材）そのものによってバー動作検出スイッチが動作し、設計と異なるサイズのバー部材が用いられることはなく、ディレイ・スイッチが安定して動作する。

イジェクト用バー部材のカード使用時位置からカード取出時位置への移動は直線的である。カード取出のための直接的な動作ではない別動作を必要とせずにディレイ・スイッチをオン状態にする取出機能付きカードコネクタであって、ディレイ・スイッチが安定して動作するものが提供される。

カード使用時には、バー部材の操作が行われない。この際、カードを利用する機器にカード内容の読み書きが問題なく行えることを伝えるため、バー動作検出スイッチとカード取出検出スイッチとが共に動作しないことが必要である。
バー部材付勢機構によって、バー部材をカード使用時位置に移動して固定することで、スイッチを動作させないことができる。

例えば図５に示すように、凸部２ａが可動コンタクト４ａを押動させて固定コンタクト４ｂから離すことにより、バー動作検出スイッチがオン状態からオフ状態に遷移する動作が行われる。
バー部材２における凸部２ａの位置を設計に基づいて定め、カード使用時にバー動作検出スイッチが動作してしまうこと（誤動作）がなく、かつ、バー動作検出スイッチが動作してからカード取出検出スイッチが動作するまでのクリアランスを十分に得るようにすることができる。

例えば図１に示すように、カードコネクタの幅はトレイ１（又はカード）の幅よりも広く、挿入箇所の側部にバー部材２が配されるバー用スペースを設けることができる。
バー動作検出スイッチをバー用スペースに備えるようにすれば、カードコネクタのサイズを大きくせずにディレイ・スイッチを設けることができる。
なお、「挿入箇所」とはトレイ（又はカード）が使用時に配される箇所であり、「側部」とは挿入箇所に対してトレイ（又はカード）を挿入・取出する方向に垂直な方向に変位した部分（図１においてはトレイ１の左側又は右側）である。

（請求項２の発明）
本発明の取出機能付きカードコネクタは、
前記カード取出時位置が、前記カード使用時位置から前記バー部材を前記トレイの内方に差し込んだ位置であることを特徴とする。

カード取出時位置とカード使用時位置との関係は、バー部材をトレイの内方に差し込んだ位置をカード取出位置とすること（バーを差し込んでカードを取り出す）も、カード使用位置とすること（バーを引き出してカードを取り出す）もできる。
バーを差し込んでカードを取り出すものが一般的であり、ユーザの感覚に合ったものとなる。

（請求項３の発明）
本発明の取出機能付きカードコネクタは、
前記クリアランスは、１ｍｍ以上であることを特徴とする。

バー部材の移動に生じさせる時間を十分に長くするため、クリアランスを１ｍｍ以上とする。

カード取出のための直接的な動作ではない別動作を必要とせずにディレイ・スイッチを動作させる取出機能付きカードコネクタであって、ディレイ・スイッチが安定して動作するものが提供される。

発明の実装形態により、以下のものを更に提供することもできる。これらを提供することが好ましい。
バー部材の操作が行われずカードを使用している際、カードを利用する機器にカード内容の読み書きが問題なく行えることを伝えるため、バー部材をカード使用時位置に移動して固定すること。
バー動作検出スイッチがオン状態となってからカード取出検出スイッチがオン状態となるまでのクリアランスを十分に得るようにすること。
カードコネクタのサイズを大きくせずにディレイ・スイッチを設けること。
バーを差し込んでカードを取り出すようなカードコネクタを提供すること。

図１は、カード使用時のカードコネクタを示す図である。 図２は、カード使用時のカードコネクタを示す図である。 図３は、トレイ及びカードを示す図である。 図４は、トレイ及びカードを示す図である。 図５は、スイッチ機構を示す拡大図である。 図６は、シールドカバーに収められた状態のカードコネクタを示す図である。 図７は、カード取出の初期状態を示す図である。 図８は、バー部材がスイッチに当接した状態を示す図である。 図９は、カードが取出された状態を示す図である。 図１０は、カード取出検出スイッチの動作を示す図である。 図１１は、カード取出検出スイッチの動作を示す図である。 図１２は、バーの挿入深さとスイッチの関係を示す図である。 図１３は、スイッチ機構を示す拡大図である。 図１４は、カード取出の初期状態を示す図である。 図１５は、バー部材がスイッチに当接した状態を示す図である。 図１６は、カードが取出された状態を示す図である。

以下、トレイを用いるカードコネクタを示す実施例１、バー部材及びバー動作検出スイッチのバリエーションを示す実施例２、及びバーを引き出してカードを取り出す実施例３を示す。

（カードコネクタの構成）
図１及び図２は、カード使用時のカードコネクタを示す図である。図１が上面から見た図、図２が下面から見た図である。カード使用時の図であるので、カードの取出において移動するバー部材２はカード使用時位置にある。
図３及び図４は、トレイ及びカードを示す図である。図３及び図４は図１におけるトレイ１を取り出して示したものであり、図３が図１における上面及び正面（図１の下側）から見た図、図４が図１における下面から見た図である。

トレイ１にカード７が載せられ、カード７のデータ伝達端子８がカードコネクタのデータ転送端子６に弾性的に接触し、データ転送端子６を介してカードを利用する機器とカード８との間でのデータの読み書きが行われる。トレイ１には、バー貫通孔１ａが設けられている。

カードコネクタは略長方形状であり、トレイ１（及びカード７）の左側に、図１において点線で囲って示すバースペース２ｃが存在する。バースペース２ｃには、バー部材２が貫通しており、バー動作検出スイッチ４（４ａ及び４ｂ）が設けられている。

図５は、スイッチ機構を示す拡大図である。可動コンタクト４ａは、弾性を持った導電性の金属板である。固定コンタクト４ｂは導電体である。可動コンタクト４ａと固定コンタクト４ｂとが接しているときにバー動作検出スイッチがオン状態となり、可動コンタクト４ａと固定コンタクト４ｂとが離れているときにバー動作検出スイッチがオフ状態となる。

バー部材２はスイッチ移動用の凸部２ａを有する。バー部材２が図の上方に移動すると、凸部２ａが可動コンタクト４ａを図の左方に押し、可動コンタクト４ａが固定コンタクト４ｂから離れてバー動作検出スイッチがオフ状態となる。

図１に戻り、バースペースには、バー部材付勢機構である弾性板３が、バー部材保持機構である凸体１２に付して設けられている。弾性板３は、図の左方に移動すると右方に付勢される。バー部材２が図の上方に移動すると、その図において下方の湾曲部２ｂによって弾性板３が左方に移動される。弾性板３が右方に付勢されることで、バー部材２は湾曲部２ｂを介して下方に付勢される。すなわち、カード取出しのために移動されたバー部材２は、カード取出しの後では付勢されてカード使用時位置に戻る。

凸体１２の存在により、バー部材２は、例えトレイ１がない場合であっても、カードコネクタから分離してしまうことがない。
同一のバー部材２が使用され続けるので、サイズの異なるバー部材を使ってしまうことに起因する動作不安定は発生しない。

カード挿入箇所の奥には、カード取出用レバー５が設けられている。カード取出用レバー５は、支点５ａを中心に回転する。カードトレイ１とカード取出用レバー５との間には、図においては隠れて見えないカード取出検出スイッチ１０が設けられている。

以上の構成のカードコネクタが、導電性の金属薄板で形成されたシールドカバーに収められている。図６は、シールドカバーに収められた状態のカードコネクタを示す図である。

（カード取出時の動作）
以上のカードコネクタの構成により、カード使用時には、カードを利用する機器とカード７との間でのデータの読み書きが行われる。また、カード挿入時はトレイ１及びカード７を図１の下方からカードコネクタに差し込めばよい。以下、カード取出時の動作を説明する。

図７は、カード取出の初期状態を示す図である。イジェクトバー９がバー貫通孔１ａを貫通し、バー部材２に当接している。この時点においては、可動コンタクト４ａと固定コンタクト４ｂとが接しており、バー動作検出スイッチはオン状態である。

図８は、バー部材がスイッチに当接した状態を示す図である。図７の状態からイジェクトバー９を押し込んだものである。凸部２ａが可動コンタクト４ａを押し、可動コンタクト４ａが固定コンタクト４ｂから離れてバー動作検出スイッチがオフ状態となる。

図９は、カードが取出された状態を示す図である。図８の状態から更にイジェクトバー９を押し込んだものである。バー部材２がレバー５を押し、レバー５が支点５ａを中心に回転し、トレイ１を押し出す。
この状態では、トレイ１に下にあるカード取出検出スイッチ１０の可動コンタクト１０ａが見えている。

図１０及び図１１は、カード取出検出スイッチの動作を示す図である。図１０は図７からトレイ１とレバー５を除去したもの。図１１は図９からトレイ１とレバー５を除去したものである。
カード取出検出スイッチ１０は、可動コンタクト１０ａと固定コンタクト１０ｂとからなる。可動コンタクト１０ａは、弾性を持った導電性の金属板であり図の下方に付勢されている。固定コンタクト１０ｂは導電体である。可動コンタクト１０ａと固定コンタクト１０ｂとが接しているときにカード取出検出スイッチがオン状態となり、可動コンタクト１０ａと固定コンタクト１０ｂとが離れているときにカード取出検出スイッチがオフ状態となる。

図１０に示すカード取出の初期状態（カード使用時）においては、可動コンタクト１０ａがトレイ１によって上方に押されている。可動コンタクト１０ａと固定コンタクト１０ｂとが離れており、カード取出検出スイッチはオフ状態である。
図１１に示すカードが取出された状態においては、可動コンタクト１０ａは下方に移動して固定コンタクト１０ｂと接しており、カード取出検出スイッチはオン状態である。

図１２は、バーの挿入深さとスイッチの関係を示す図である。データ伝達端子８とデータ転送端子６との接続は、バーを１．９ｍｍ挿入した時に切断される。これよりも前に信号が送られる（いずれかのスイッチが動作する）ことによって、カードを利用する機器によるカード内容の読み書きを停止し、カードに記憶された情報が消失してしまう等の障害を予防すべきである。

カード取出検出スイッチを用いる方法では、カード取出検出スイッチからの信号とデータ転送の切断とが時間的に近接しており（本実施例ではバーの挿入深さ０．２ｍｍのみの相違であり）、カードに記憶された情報が消失してしまう等の障害を完全に予防することができなかった。このために、ディレイ・スイッチの必要性が提唱されていたのである。

本実施例においては、バー動作検出スイッチからの信号は、バーを０．５ｍｍ挿入した時に送信される。カード取出検出スイッチと比較してデータ転送の切断に対する時間差が大きく（バーの挿入１.２ｍｍ分の時間が相違し）、カードに記憶された情報が消失してしまう等の障害を完全に予防することができる。
この１.２ｍｍ分のクリアランスがあることで、バー動作検出スイッチは、ディレイ・スイッチとして機能する。

（その他）
本実施例は、カードをトレイに載せたものである。しかし、本実施例に示した発明は、バー用スペースに設けられた部材によって実現されており、トレイを取出す部分（レバー５とトレイ１との接触部分）に特別の機構を有するものではない。したがって、トレイを用いずにカードを直接ピンイジェクトするものも本発明を用いることができ、本発明の技術的範囲に含まれる。

本実施例は、バー部材及びバー動作検出スイッチのバリエーションを示すものである。他の部分は実施例１と同様であるので、説明を省略する。

図１３は、スイッチ機構を示す拡大図である。本実施例では、実施例１における図５の部分を、図１３のものに置換する。
バー部材２は導電性であり、可動コンタクト４ａと固定コンタクト４ｂとの間にバー部材が存在することによって、バー動作検出スイッチはオン状態となる。バー部材２の一部に非導電性部分２ｄが設けられている。バーの挿入深さに依存して可動コンタクト４ａと固定コンタクト４ｂとの間に非導電性部分２ｄが入り、バー動作検出スイッチをオフ状態とする。これにより、実施例１と同様のバーの挿入深さとバー動作検出スイッチのオン／オフの関係を実現することができる。

なお、本実施例においてはバー部材２が図示された部分では直線状であるため、実施例１と同一のバー部材保持機構及びバー部材付勢機構を設けることはできないが、これらについては、バー部材２の図示されない部分を非直線状として適宜に設けることが可能である。

本実施例に示すように、バー部材及びバー動作検出スイッチについては各種のバリエーションが考えられる。それらのいずれも、本発明の技術的範囲に含まれる。

本実施例は、バーを引き出してカードを取り出すものである。実施例１と同様の部分については、説明を省略する。

図１４は、カード取出の初期状態を示す図である。図７と対比すると、バースペース内の部品が上下逆に配置されている。すなわち、本実施例は、バー部材２の動作とバー操作検出スイッチの関係が実施例１に対して上下逆になっており、イジェクトバー９を押し込むのでなく引き出すことによってバー操作検出スイッチの動作が行われる。また、レバー５についてはその形状と支点５ａの位置が変更され、バー部材２が下方に動き連結部材１１を介してレバー５を下方に引いてトレイ１を取出すようになっている。尚、連結部材１１は、柔軟な糸状のものであってよい。
以上の構造により、バーを引き出してカードを取り出すカードコネクタが実現される。

イジェクトバー９を引き出してカードを取り出す場合、バー部材２とイジェクトバー９とを分離することは困難である。イジェクトバーを引き出した時にバー部材を下方に移動させることができなくなってしまうためである。そこで、バー部材２とイジェクトバー９とを一体化し、つまみ９ａを設ける。つまみ９ａを引いてカードを取り出すことができる。

また、バー部材２とレバー５との間に空隙を設けることによってクリアランスを設けるも容易ではない。そこで、連結部材１１によってクリアランスを実現する。連結部材１１が伸張するまでの距離をクリアランスとし、その後のバー部材２の下方への移動によってレバー５を動かす。

本実施例に示すように、バーを引き出してカードを取り出すことも、本発明の技術を用いて実現できる。バーを引き出してカードを取り出すカードコネクタも、本発明の技術的範囲に含まれる。

カード取出のための直接的な動作ではない別動作を必要とせずにディレイ・スイッチを動作させる取出機能付きカードコネクタであって、ディレイ・スイッチが安定して動作するものであり、多くのカードコネクタ製造事業者による利用が考えられる。

１ トレイ
１ａ バー貫通孔
２ バー部材
２ａ 凸部
２ｂ 湾曲部
２ｃ バースペース
２ｄ 非導電性部分
３ 弾性板
４ バー動作検出スイッチ
４ａ 可動コンタクト
４ｂ 固定コンタクト
５ レバー
５ａ 支点
６ データ転送端子
７ カード
８ データ伝達端子
９ イジェクトバー
９ａ つまみ
１０ カード取出検出スイッチ
１０ａ 可動コンタクト
１０ｂ 固定コンタクト
１１ 連結部材
１２ 凸体

Claims (3)

1. イジェクト用のバー部材を備え、前記バー部材をカード使用時位置からカード取出時位置へ直線的に移動させることによってカードを取出すことのできる取出機能付きカードコネクタであって、
   バー動作検出スイッチとカード取出検出スイッチとを備え、
   前記バー部材を前記カード使用時位置から前記カード取出時位置へ移動させる間に、前記バー部材動作検出スイッチを動作させるバー動作検出位置と、前記カード取出検出スイッチを動作させるカード検出位置とがあり、
   前記バー部材が前記バー動作検出位置よりも前記カード使用時位置の側にある時には前記バー動作検出スイッチが動作せず、
   前記バー部材が前記カード検出位置よりも前記カード使用時位置の側にある時には前記カード取出検出スイッチが動作せず、
   前記バー動作検出位置は前記カード検出位置よりも前記カード使用時位置の側にあり、
   前記バー動作検出位置と前記カード検出位置との間に、前記バー部材の移動に一定以上の時間を生じさせるためのクリアランスが設けられており、
   前記バー部材のカードコネクタからの分離を防止するバー部材保持機構を備え、
   前記バー部材はスイッチを動作させるための凸部を備え、
   前記バー動作検出スイッチは、前記バー部材保持機構から片持ちバネ状に延設され、前記バー部材に略平行に配された可動コンタクトを有し、
   前記凸部が前記可動コンタクトを押動させることにより前記バー動作検出スイッチが動作するものであり、
   前記可動コンタクトが延設されている側とは反対側へ向けて、前記バー部材保持機構に付されて、前記バー部材に略平行に延設された片持ちバネ状の弾性板からなり、前記バー部材を前記カード使用時位置に向けて付勢するバー部材付勢機構を備え、
   カードコネクタは略長方形形状であり、
   前記長方形のカード挿入箇所の側部に前記バー部材が配されるバー用スペースを備え、
   前記バー動作検出スイッチと、前記バー部材付勢機構とが前記バー用スペースに備えられていることを特徴とする、取出機能付きカードコネクタ。
2. 前記カード取出時位置が、前記カード使用時位置から前記バー部材を前記トレイの内方に差し込んだ位置であることを特徴とする、請求項１に記載の取出機能付きカードコネクタ。
3. 前記クリアランスは、１ｍｍ以上であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の取出機能付きカードコネクタ。

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