JP5852056B2 - カードコネクタおよびコンタクト - Google Patents

Description

本発明は、メモリカード等のカードが挿入されるカードコネクタ、およびそのコンタクトに関する。

メモリカード等のカードは、例えばマイクロＳＩＭ（Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ Ｍｏｄｕｌｅ）カードからそれよりも小型のナノＳＩＭカードへの移行のように、同一機能あるいは追加された機能を備えながら小型化されつつある。以下では、マイクロＳＩＭカードとナノＳＩＭカードを例に挙げて説明する。マイクロＳＩＭカードに適応したカードコネクタを搭載した機器でそれよりも小型のナノＳＩＭカードを使いたいという要請がある。この使用法は、一般には携帯電話会社による保証の対象外であり、ユーザの自己責任で行なわれている。そのような場合、アダプタが利用される。すなわち、ナノＳＩＭカードをアダプタに装着し、そのアダプタに装着されたナノＳＩＭカードをアダプタごと、マイクロＳＩＭカードに適合したカードコネクタに差し込む。こうすることにより、マイクロＳＩＭカード適応のカードコネクタでナノＳＩＭカードを使うことができる。

ここで、特許文献１には、カード挿入方向奥側に自由端を有する片持ち梁状のコンタクトを備えたカードコネクタが開示されている。

上記のような用途に使われるアダプタについては寸法等の規格がない。このため、アダプタによっては、そのアダプタと、そのアダプタに装着されたナノＳＩＭカードとの間に段差が生じることがある。この場合、そのアダプタ付きのナノＳＩＭカードをカードコネクタから抜き取ろうとしたときに、コンタクトの自由端がその段差に引っ掛かって、コンタクトが座屈又は破損し、カードコネクタが故障するおそれがある。

そこで、コンタクトの形状を変更し、両端を固定することにより自由端をなくした両持ち梁状のコンタクトを採用することが考えられる。この両持ち梁状のコンタクトを採用すれば、コンタクトの座屈、破損は防止される。しかしながら、両持ち梁状のコンタクトを採用すると、カードとの接触圧が過剰に高くなり、カードが破損するおそれや、カードの寿命を縮めるおそれがある。

また、特許文献２には、箱型の接触部の前端から折り返され、山形に形成された片持ち梁状のコンタクト舌片の自由端付近が箱型の接触部の底板上を摺動する構造のコンタクトが開示されている。この構造のコンタクトの場合、コンタクト舌片が山形形状を有するため、コンタクト舌片の座屈等を回避することができる。

しかしながら、カードコネクタ用のコンタクトは、１枚の金属板からリードフレーム状に多数形成される。しかるに、コンタクトは比較的長尺な部品であるため、特許文献２のコンタクト舌片のように金属板を折り返してコンタクトを形成することは材料となる金属板として大面積の金属板が必要となり、材料費の高騰につながり、好ましくない。

特開２０１２−１２９０２８号公報 特開平８−３３０００９号公報

本発明は、上記事情に鑑み、上記の座屈や破損が防止されたカードコネクタ、およびそのカードコネクタに採用されるコンタクトを提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明のカードコネクタは、
挿入方向に挿入されてきたカードを受け容れる受容空間が形成されたハウジングと、
そのハウジングに支持されたコンタクトとを備え、
上記コンタクトが、
ハウジングに固定された枠体と、
枠体の第１辺と第２辺とのうちの第２辺の、第１辺から離れた側の縁に繋がり、第２辺に重なる向きに折り返して第１辺に向かって延びる延長部と、
枠体の、第１辺の第２辺寄りの縁に繋がり、第２辺に向かって延びながら受容空間に入り込んだ後に受容空間から外れるように曲がった形状を有するとともに、第２辺側に、カードが未挿入の状態において延長部に接しカード挿入時に延長部と摺動する自由端を有し、受容空間に挿入されてきたカードに押されて受容空間から押し出される向きに弾性変形するコンタクトアームとを有することを特徴とする。

本発明のカードコネクタは、自由端を有するコンタクトであるが、上記のように曲げ加工されているため、前述の座屈や破損のおそれはない。また、本発明では上記の延長部を備え、コンタクトがカードで押されて変形するときにコンタクトの自由端を摺動させている。これにより、カードとの接触圧を適度に保ちつつコンタクトの変形時の姿勢を安定化させている。ここで、延長部は折り返されているが、コンタクトの自由端を摺動させるだけの長さがあればよく、コンタクトアーム自体を折り返すことと比べると材料の無駄は僅かで済む。

ここで、本発明のカードコネクタにおいて、上記コンタクトアームは側面視で山形をなす形状に曲げ加工されていることが好ましい。

コンタクトアームは、例えば円弧状に曲げ加工されたものであってもよいが、山形となるように曲げ加工することにより、円弧状よりも自由端近傍が水平に近づき、延長部上での摺動が一層円滑となる。

また、上記目的を達成する本発明のコンタクトは、挿入方向に挿入されてきたカードを受け容れる受容空間が形成されたハウジングに支持されるコンタクトであって、
ハウジングに固定される枠体と、
枠体の第１辺と第２辺とのうちの第２辺の、第１辺から離れた側の縁に繋がり、第２辺に重なる向きに折り返して第１辺に向かって延びる延長部と、
枠体の、第１辺の第２辺寄りの縁に繋がり、第２辺に向かって延びながら受容空間に入り込んだ後に受容空間から外れるように曲がった形状を有するとともに、第２辺側に、カードが未挿入の状態において延長部に接しカード挿入時に延長部と摺動する自由端を有し、受容空間に挿入されてきたカードに押されて受容空間から押し出される向きに弾性変形するコンタクトアームとを有することを特徴とする。

以上の本発明のカードコネクタおよびコンタクトによれば、コンタクトの座屈や破損が防止される。

本発明の一実施形態としてのカードコネクタの外観を示す斜視図である。 カードコネクタからシェルを外してハウジングの上面側を示した斜視図である。 カードコネクタからシェルを外してハウジングの上面側を示した平面図である。 取り外したシェルを裏返しにしてシェルの内面を示した斜視図である。 カードコネクタの、図３に示す矢印Ｘ−Ｘに沿う断面図である。 カードコネクタに複数配列されているコンタクトのうちの１つのコンタクトの平面図（Ａ）と矢印Ｙ−Ｙに沿う断面図である。 アダプタ付きのナノＳＩＭカードが挿入された状態のカードコネクタの断面図である。

以下、本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の一実施形態としてのカードコネクタの外観を示す斜視図である。

また、図２および図３は、図１に外観を示したカードコネクタからシェルを外してハウジングの上面側を示した、それぞれ斜視図および平面図である。

また、図４は、取り外したシェルを裏返しにしてシェルの内面を示した斜視図である。

このカードコネクタ１０は、回路基板（図示せず）に表面実装されるタイプのカードコネクタである。また、このカードコネクタ１０は、本発明にいうカードの一例であるマイクロＳＩＭカードが挿入されるカードコネクタである。このカードコネクタ１０は、図１に示すように、ハウジング組立体２０と金属製のシェル３０とを有する。それらハウジング組立体２０とシェル３０との間には、マイクロＳＩＭカード（図示せず）が差し込まれるカード挿入口１１が設けられている。また、ハウジング組立体２０には、このカード挿入口１１の奥に、挿入されてきたマイクロＳＩＭカードを受容する受容空間２０Ａが形成されている。

ハウジング組立体２０は、図２，図３に示すように、ハウジング２１と、そのハウジング２１に対しインサート成形された複数のコンタクト２２と、２つのスイッチそれぞれを構成する２つのスイッチコンタクト２３，２７を有する。

図４に示すように、シェル３０にも２つのスイッチコンタクト３１，３２が形成されている。それら２つのスイッチコンタクト３１，３２のうちの一方のスイッチコンタクト３１は、ハウジング組立体２０に備えられた一方のスイッチコンタクト２３と組になって第１のスイッチを構成している。またこれと同様に、シェル３０に形成されたもう一方のスイッチコンタクト３２は、ハウジング組立体２０に備えられたもう一方のスイッチコンタクト２７と組になって第２のスイッチを構成している。

図２，図３に示すハウジング組立体２０の説明に戻る。

コンタクト２２は、回路基板に接続される基板接続部２２１を有する。これらのコンタクト２２は、挿入されたマイクロＳＩＭカードに電気的に接触して、回路基板からマイクロＳＩＭカードへの電源供給やマイクロＳＩＭカードへのアクセスの中継を担っている。

ハウジング組立体２０に備えられた２つのスイッチコンタクト２３，２７のうちの一方のスイッチコンタクト２３は、回路基板とマイクロＳＩＭカードとの間の中継を担う複数のコンタクト２２とともに、ハウジング２１にインサート成形された金属部材である。このスイッチコンタクト２３や複数のコンタクト２２をインサート成形するにあたっては、一枚の金属板の打抜きおよび曲げ加工により、これらスイッチコンタクト２３や複数のコンタクト２２が繋がった形状のリードフレームが作製される。そして、そのリードフレームがインサート成形される。そして、成形後にリードフレームの必要な箇所が切断されてスイッチコンタクト２３や複数のコンタクト２２のそれぞれが回路的に独立して形成される。これらのコンタクト２２の詳細については後で説明する。

ハウジング組立体２０に備えられた２つのスイッチコンタクト２３，２７のうちのもう一方のスイッチコンタクト２７は、圧入によりハウジング２１に固定されている。

このハウジング組立体２０にはさらに、スライダ２４、カムバー２５、およびコイルバネ２６が備えられている。スライダ２４は、ハウジング２１に対し、マイクロＳＩＭカードの挿入方向（矢印Ａ方向）および抜取方向(矢印Ｂ方向)にスライドする部材である。このスライダ２４は、コイルバネ２６により抜取方向（矢印Ｂ方向）に付勢されている。このスライダ２４は、挿入されてきたマイクロＳＩＭカードに押されるカード受け部２４１と、いわゆるハートカム溝２４２を有する。ハートカム溝２４２には、カムバー２５の先端部のカムピン２５１が入り込んでいる。

マイクロＳＩＭカードが挿入されてくると、そのマイクロＳＩＭカードがカード受け部２４１に当接する。マイクロＳＩＭカードがさらに挿入されると、スライダ２４がマイクロＳＩＭカードに押され、そのスライダ２４がコイルバネ２６の付勢力に抗して挿入方向(矢印Ａ方向)にスライドする。このスライダ２４が挿入方向最終位置までスライドすると、カムピン２５１がハートカム溝２４２のロック位置２４２ａに入り込み、スライダ２４はその最終位置までスライドした状態のままロックされる。挿入されているマイクロＳＩＭカードを指で挿入方向に再度押すと、カムピン２５１がハートカム溝２４２のロック位置２４２ａから外れる。その後、マイクロＳＩＭカードから指を離すと、スライダ２４がコイルバネ２６に押されて抜取方向（矢印Ｂ方向）にスライドする。これにより、マイクロＳＩＭカードがスライダ２４に押されて、抜取方向（矢印Ｂ方向）に、カード挿入口１１（図１参照）から一部が食み出した状態となるまで移動する。このマイクロＳＩＭカードは、指あるいはピンセットなどの道具で摘んで抜き取られる。

第１のスイッチを構成している、シェル３０に備えられたスイッチコンタクト３１は、マイクロＳＩＭカードが挿入途中である所定の位置まで挿入されてきたときにそのマイクロＳＩＭカードに押される。そして、そのマイクロＳＩＭカードに押されたスイッチコンタクト３１は、ハウジング組立体２０に備えられたスイッチコンタクト２３に接触する。これにより、マイクロＳＩＭカードがその所定位置まで挿入されたことが検出される。すなわち、この第１のスイッチは、マイクロＳＩＭカードが挿入途中の所定位置まで挿入されたことを検出するスイッチである。

図２，図３に示すハウジング組立体２０には、複数のコンタクト２２が、挿入方向（矢印Ａ方向）手前側と奥側との２段に配列されている。これに対応して、マイクロＳＩＭカードにも各コンタクト２２との接触を担うパッド（図示せず）が２段に配列されている。このため、マイクロＳＩＭカードが挿入方向（矢印Ａ方向）に挿入されてくると、奥側のコンタクト２２に接するべきパッドが、先ずは手前側に並ぶ複数のコンタクト２２に接触する。このときに不用意に電源がオンになると、マイクロＳＩＭカード内のデータが破壊されたり、又はマイクロＳＩＭカードが破損するおそれがある。上記の第１のスイッチは、マイクロＳＩＭカードが挿入方向途中位置まで挿入されてきたことを検出して、このような事故の発生を未然防止するためのものである。

また、第２のスイッチを構成している、ハウジング組立体２０に備えられたスイッチコンタクト２７は、マイクロＳＩＭカードが挿入方向奥まで挿入されたときにそのマイクロＳＩＭカードに押されて、シェル３０に形成されたスイッチコンタクト３２に接触する。これにより、マイクロＳＩＭカードの排出操作が始まったことが検出される。すなわち、この第２のスイッチは、マイクロＳＩＭカードが挿入方向奥まで挿入されたことを検出することにより、マイクロＳＩＭカードの排出操作の開始時点でカード排出を機器に知らせ、早期に電源をオフにできるようにするスイッチである。

尚、ここでは、図１〜図４を参照して説明したカードコネクタ１０にマイクロＳＩＭカードが挿入されるものとして説明している。ただし、このカードコネクタ１０には、ナノＳＩＭカードがアダプタに装着されて、そのアダプタに装着された状態のナノＳＩＭカードについてもそのアダプタと一体に挿入される。

次に、コンタクトの構造について説明する。

図５は、カードコネクタの、図３に示す矢印Ｘ−Ｘに沿う断面図である。

図５（Ａ）は、マイクロＳＩＭカード挿入前、図５（Ｂ）はマイクロＳＩＭカード挿入後のコンタクトの形状を示している。

また、図６は、このカードコネクタに複数配列されているコンタクトのうちの１つのコンタクトの平面図（Ａ）と、矢印Ｙ−Ｙに沿う断面図である。尚、この図６において、図２，図３に示すコンタクト２２の基板接続部２２１は図示省略されている。

図６（Ａ）に示すように、このコンタクト２２は、枠体２２２と、コンタクトアーム２２３と、延長部２２４を有する。

枠体２２２は、前述のインサート成形により、ハウジング２１（図２，図３参照）に固定される。

また、コンタクトアーム２２３は、枠体２２２の、挿入方向（矢印Ａ方向）手前側の第１辺２２２ａから挿入方向奥側に向かって延び、挿入方向奥側に自由端２２３ａを有する。また、このコンタクトアーム２２３は挿入方向（矢印Ａ方向）奥側に向かって延びながら、図２，図３に示すハウジング２１の受容空間２０Ａ（図５参照）に入り込んだ後にその受容空間２０Ａから外れるように曲げ加工されている。本実施形態では、コンタクトアーム２２３は、具体的には図５（Ａ），図６（Ｂ）に示すように山形に加工されている。このコンタクトアーム２２３は、マイクロＳＩＭカードが受容空間２０Ａに挿入されてくると、その受容空間２０Ａに挿入されてきたマイクロＳＩＭカードに押されて受容空間２０Ａから押し出される向きに弾性変形し、図５（Ｂ）の形状となる。

また、このコンタクト２２の延長部２２４は、枠体２２２の挿入方向（矢印Ａ方向）奥側の第２辺２２２ｂ（図６（Ａ）参照）から、加工前の金属板の、その第２辺２２２ｂよりもさらに奥側の部分が折り返されて第１辺２２２ａに向かって延びている。この延長部２２４の上には、コンタクトアーム２２３の自由端２２３ａが乗っている。この自由端２２３ａは、マイクロＳＩＭカードが挿入されていない状態であっても延長部２２４に接している。マイクロＳＩＭカードが受容空間２０Ａに挿入されてくると、コンタクトアーム２２３がそのマイクロＳＩＭカードに、受容空間から押し出される向きに押されて、 図５（Ｂ）の形状に弾性変形する。このとき、コンタクトアーム２２３の自由端２２３ａは、延長部２２４上を挿入方向（矢印Ａ方向）奥向きに摺動する。この摺動により、コンタクトアーム２２３の姿勢が維持される。また、この摺動により、コンタクトアーム２２３の、マイクロＳＩＭカードへの接触圧が適正な圧力に保たれる。

マイクロＳＩＭカードがカードコネクタ１０から抜き取られると、コンタクトアーム２２３が変形から回復して、図５（Ａ）に示す山形の形状に戻る。

前述の通り、このカードコネクタ１０には、マイクロＳＩＭカードだけでなく、アダプタ付きのナノＳＩＭカードが挿入されることがある。

図７は、アダプタ付きのナノＳＩＭカードが挿入された状態のカードコネクタの断面図である。図７（Ａ）は、本実施形態のコンタクトを採用したときのカードコネクタの断面図である。また、図７（Ｂ）は、例えば前掲の特許文献１に開示されている形状のコンタクトを採用したときのカードコネクタの断面図であって、本発明に対する比較例に相当する。尚、ここでは、図７（Ａ）と図７（Ｂ）とで対応する部材には形状等の相違があっても同一の符号を付している。

ナノＳＩＭカード５０は、アダプタ５１に装着され、そのアダプタ５１に装着された状態のまま、ナノＳＩＭカード５０がカードコネクタ１０に挿入される。ナノＳＩＭカード５０の、コンタクトアーム２２３に接するパッドの位置は、マイクロＳＩＭカードとほぼ共通であり、コンタクトアーム２２３は、ナノＳＩＭカード５０のパッドに直接に接触する。

このアダプタ５１は、ナノＳＩＭカード５０とは寸法が一致せず、段差５１ａが形成されている。このため、図７（Ｂ）に示すような、従来型のコンタクトアーム２２３の場合、このアダプタ５１付きのナノＳＩＭカード５０をこのカードコネクタ１０から取り出そうとしたときに、問題が生じるおそれがある。すなわち、このアダプタ５１付きのナノＳＩＭカード５０を取り出すときに、コンタクトアーム２２３の自由端２２３ａがその段差５１ａに引っ掛かり、コンタクトアーム２２３が座屈又は破損するおそれがある。

これに対し、図７（Ａ）に示す形状のコンタクトアーム２２３の場合は、段差５１ａがあってもこのアダプタ５１付きのナノＳＩＭカード５０を円滑に抜き取ることができる。

尚、ここでは、マイクロＳＩＭカード用のカードコネクタを例に挙げて説明したが、本発明は、マイクロＳＩＭカード用のカードコネクタに限られるものではなく、カードが挿入されるカードコネクタ一般に広く適用することができる。

また、本実施形態では、コンタクト２２のコンタクトアーム２２３は挿入方向奥側に向って延びているが、挿入方向手前側に向って延びてもよい。この場合、コンタクト２２の延長部２２４は、挿入方向手前側の第２辺から第１辺に向って延びる。

さらに、延長部２２４は、折り返された後、第２辺の下を通って第１辺に向って延びているが、第２辺の上を通って延びてもよい。

１０ カードコネクタ
１１ カード挿入口
２０ ハウジング組立体
２０Ａ 受容空間
２１ ハウジング
２２ コンタクト
２３，２7，３１，３２ スイッチコンタクト
２４ スライダ
２５ カムバー
２６ コイルバネ
３０ シェル
５０ ナノＳＩＭカード
５１ アダプタ
５１ａ 段差
２２１ 基板接続部
２２２ 枠体
２２２ａ 第１辺
２２２ｂ 第２辺
２２３ コンタクトアーム
２２３ａ 自由端
２２４ 延長部
２４１ カード受け部
２４２ ハートカム溝
２４２ａ ロック位置
２５１ カムピン

Claims (3)

1. 挿入方向に挿入されてきたカードを受け容れる受容空間が形成されたハウジングと、
   前記ハウジングに支持されたコンタクトとを備え、
   前記コンタクトが、
   前記ハウジングに固定された枠体と、
   前記枠体の第１辺と第２辺とのうちの該第２辺の、該第１辺から離れた側の縁に繋がり、該第２辺に重なる向きに折り返して該第１辺に向かって延びる延長部と、
   前記枠体の、前記第１辺の前記第２辺寄りの縁に繋がり、該第２辺に向かって延びながら前記受容空間に入り込んだ後に該受容空間から外れるように曲がった形状を有するとともに、該第２辺側に、カードが未挿入の状態において前記延長部に接しカード挿入時に該延長部と摺動する自由端を有し、該受容空間に挿入されてきたカードに押されて該受容空間から押し出される向きに弾性変形するコンタクトアームとを有することを特徴とするカードコネクタ。
2. 前記コンタクトアームは側面視で山形をなす形状を有することを特徴とする請求項１記載のカードコネクタ。
3. 挿入方向に挿入されてきたカードを受け容れる受容空間が形成されたハウジングに支持されるコンタクトであって、
   前記ハウジングに固定される枠体と、
   前記枠体の第１辺と第２辺とのうちの該第２辺の、該第１辺から離れた側の縁に繋がり、該第２辺に重なる向きに折り返して該第１辺に向かって延びる延長部と、
   前記枠体の、前記第１辺の前記第２辺寄りの縁に繋がり、該第２辺に向かって延びながら前記受容空間に入り込んだ後に該受容空間から外れるように曲がった形状を有するとともに、該第２辺側に、カードが未挿入の状態において前記延長部に接しカード挿入時に該延長部と摺動する自由端を有し、該受容空間に挿入されてきたカードに押されて該受容空間から押し出される向きに弾性変形するコンタクトアームとを有することを特徴とするコンタクト。

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