JP5943208B2 - カードコネクタ - Google Patents

Description

本発明は、携帯電話機やスマートフォン等の電子機器にＩＣカードやフラッシュメモリーカード等のカードを接続するためのカードコネクタに関する。

この種のカードコネクタにおいては、ＩＣカード等のカードが挿入されるカード挿入部を有するハウジングと、カード挿入部の内底部より突出した弾性接触片を有する複数のコンタクトとを備え、カード挿入部に挿入されたカードの片面側に配置された各パッドと対応するコンタクトとが接触することにより、カードコネクタを介して実装基板とカードとを電気的に接続するようになっている。

従来、この様なカードコネクタには、カードに付着した異物が弾性接触片先端の接点に付着すると当該異物によって絶縁され、カードとカードコネクタとの接続に障害が生じる虞があることから、弾性接触片先端の接点部を二股状等に形成し、接点を複数備えるようにして接触信頼性を高めるようにしたコンタクトを使用したものが知られている（例えば、特許文献１を参照）。

このようなカードコネクタでは、カードがカードコネクタに挿入された状態で電子機器の落下等によってカードコネクタに衝撃が加わると、その衝撃によってカードのパッド部からコンタクトが離反して瞬断が発生し、カードに記憶された情報に障害が生じる虞があり、そのためコンタクトの弾性接触片には一定のバネ圧（接触圧）が要求される。

また、カードがカードコネクタに挿入された状態で電子機器の落下等によってカードコネクタに衝撃が加わると、その衝撃によって電子機器の筐体や内蔵された実装基板等に撓みが生じ、その復元力によって機器内部が振動する場合があり、この振動の周波数がコンタクトの弾性接触片の固有周波数と一致すると共振し、弾性接触片がより大きく振動し、この振動によって弾性接触片の接点がカードより離反し、カードとカードコネクタとの間の電気的接続が断たれ、瞬断が生じる場合があった。

そこで、このような問題を鑑み、各コンタクトの弾性接触部をコネクタ幅方向に並列配置した複数のバネ体をもって構成し、各バネ体をそれぞれ独立して作動できるようにするとともに、各バネ体の形状を違えることによって各バネ体の固有振動数を違え、少なくとも一方のバネ体が共振するのを防止し、共振による瞬断を防止したカードコネクタが開発されている（例えば、特許文献２を参照）。

特開２０１１−２１６４３９号公報 特開２００２−２１６９１４号公報

しかしながら、上述の如き従来のカードコネクタでは、弾性接触片の先端部のみを二股状に形成したコンタクトを使用した場合、接点部を複数備えたことで異物に対する接触信頼性は望めるものの、共振に関しては弾性接触片の固有振動数に依存する為、共振による瞬断に対する接触信頼性の向上は期待できないという問題があった。

一方、弾性接触部をコネクタ幅方向に並列配置した複数のバネ体をもって構成した場合では、一の弾性接触部をコネクタ幅方向に並列配置した複数のバネ体で構成する為、その分バネ体毎の板幅を狭くせざるを得ず、その為、各バネ体のバネ圧が上がらず、カードに対する十分な接触圧を確保し難いという問題があった。

そこで、本発明は、このような従来の問題に鑑み、カードに対する十分な接触圧を確保しつつ、異物や共振による瞬断を防止できるカードコネクタの提供を目的としてなされたものである。

上述の如き従来の問題を解決し、所期の目的を達成するための請求項1に記載の発明の特徴は、カードが挿入されるカード挿入部を有するハウジングと、前記カード挿入部の内底面より突出し、前記カードの片面に配置された各パッドと接触する弾性接触部を有する導電性金属材製の複数のコンタクトとを備えたカードコネクタにおいて、前記弾性接触部は、先端側が前記カード挿入部の内底面より浮き上がるように傾斜した傾斜片をそれぞれ有する互いに形状の異なる複数のバネ体を上下に間隔を置いた重ね配置に備えるとともに、前記各傾斜片をその先端部が他の傾斜片の先端部と互いに複数股状を成すように形成し、前記各傾斜片先端部に一体に形成されたパッド接点を互いにカード幅方向に並べて備え、前記カード挿入部にカードが挿入された際、該カードに前記各バネ体が押圧されて上下に重なる各傾斜片が互いに接触し、且つ、前記各弾性接触部の全パッド接点が対応する一の前記パッドに接触するようにしたカードコネクタにある。

請求項２に記載の発明の特徴は、請求項１の構成に加え、前記各傾斜片は、一方の側縁に斜辺部を備えて先端側の板幅が狭く、且つ、前記パッド接点を板幅方向の他の傾斜片のパッド接点とは異なる側に片寄せた形状に形成され、前記各傾斜片の互いに交差する部分で接触するようにしたことにある。

請求項３に記載の発明の特徴は、請求項１又は２の構成に加え、前記各バネ体は、それぞれ他方と互いに上下に間隔を置いて平行に配置された平行片と、該各平行片の一端より斜め上向きに屈曲させた形状の前記傾斜片と、該傾斜片の先端に一体に形成されたパッド接点とを備え、前記各傾斜片の屈曲基点位置をカード挿抜方向でずらして形成してなることにある。

請求項４に記載の発明の特徴は、請求項１、２又は３の構成に加え、前記コンタクトは、導電性金属板材を打ち抜き・折り曲げ加工することにより一体に形成され、下側のバネ体に前記ハウジングに支持される被支持片部を一体に備えるとともに、上側のバネ体が前記下側のバネ体の一端より円弧状の折り返し部を介して折り返された形状に形成され、前記両バネ体を互いに重ね配置に備えたことにある。

本発明に係るカードコネクタは、上述したように、カードが挿入されるカード挿入部を有するハウジングと、前記カード挿入部の内底面より突出し、前記カードの片面に配置された各パッドと接触する弾性接触部を有する導電性金属材製の複数のコンタクトとを備えたカードコネクタにおいて、前記弾性接触部は、先端側が前記カード挿入部の内底面より浮き上がるように傾斜した傾斜片をそれぞれ有する互いに形状の異なる複数のバネ体を上下に間隔を置いた重ね配置に備えるとともに、前記各傾斜片をその先端部が他の傾斜片の先端部と互いに複数股状を成すように形成し、前記各傾斜片先端部に一体に形成されたパッド接点を互いにカード幅方向に並べて備えたことにより、一のパッドに対して複数のパッド接点を有するので、異物に対する高い接触信頼性を得られ、また、各バネ体が独立し、互いに異なる固有振動数を有しているので落下衝撃等によって電子機器の筐体や実装基板が振動した際に、少なくとも一方のバネ体は共振せず安定した接触状態を維持でき、共振による瞬断を防止し、高い接触信頼性を得ることができる。

また、本発明において、上記構成に加え、前記カード挿入部にカードが挿入された際、該カードに前記各バネ体が押圧されて上下に重なる各傾斜片が互いに接触し、且つ、前記各弾性接触部の全パッド接点が対応する一の前記パッドに接触するようにしたことにより、カードに対して両バネ体が一体化して接触するので、一定の接触圧を確保でき、落下衝撃等による瞬断を防止することができる。

更に、本発明において、前記各傾斜片は、一方の側縁に斜辺部を備えて先端側の板幅が狭く、且つ、前記パッド接点を板幅方向の他の傾斜片のパッド接点とは異なる側に片寄せた形状に形成され、前記各傾斜片の互いに交差する部分で接触するようにしたことにより、両バネ体を重ね配置に備えても一定の幅内にパッド接点をカード幅方向に並べて配置できる。

更にまた、本発明において、前記各バネ体は、それぞれ他方と互いに上下に間隔を置いて平行に配置された平行片と、該各平行片の一端より斜め上向きに屈曲させた形状の前記傾斜片と、該傾斜片の先端に一体に形成されたパッド接点とを備え、前記各傾斜片の屈曲基点位置をカード挿抜方向でずらして形成してなることにより、両バネ体で固有振動数を違えることができるとともに、カードに対して両バネ体が円滑に接触する。

また、本発明において、前記コンタクトは、導電性金属板材を打ち抜き・折り曲げ加工することにより一体に形成され、下側のバネ体に前記ハウジングに支持される被支持片部を一体に備えるとともに、上側のバネ体が前記下側のバネ体の一端より円弧状の折り返し部を介して折り返された形状に形成され、前記両バネ体を互いに重ね配置に備えたことにより、上側のバネ体のバネストロークを長く確保でき、カードに対する好適な接触圧を確保することができるとともに、両バネ体の固有振動数を好適に違えることができる。

本発明に係るカードコネクタの一例を示す斜視図である。 同上の分解斜視図である。 （ａ）は図１中のシールドカバーを外した状態を示す平面図、（ｂ）は同底面図である。 同上のカード挿入時の縦断面図である。 （ａ）（ｂ）は図３中のコンタクトを示す斜視図である。 （ａ）は同上の平面図、（ｂ）は同底面図である。 （ａ）〜（ｃ）はカードを挿入した際のカードとコンタクトの接触状態を示す部分拡大断面図である。

次に、本発明に係るカードコネクタの実施の態様を図１〜図７に示した実施例に基づいて説明する。尚、図中符号Ａはフラッシュメモリーカード等のカード、符号１はカードコネクタである。

カードコネクタ１は、カードＡが挿入されるカード挿入部２を有するハウジング３と、カード挿入部２の内底面より突出する弾性接触部４をそれぞれ有する複数のコンタクト５，５...とを備え、カード挿入部２にカードＡを挿入した際、カードＡの片面側に配置された各パッド６，６...が対応する各コンタクト５，５...と接触することにより、カードコネクタ１が実装された実装基板とカードＡとを電気的に接続するようになっている。

ハウジング３は、図２に示すように、ハウジング本体１０と、その上面部、背面部及び側面部を覆う導電性金属材製のシールドカバー１１とを組み合わせることにより、カード挿入方向手前面が開口した中空箱状に形成されている。

ハウジング本体１０は、図３に示すように、絶縁性樹脂からなる平板状の底板部１２と、底板部１２の両側縁部より立ち上げた形状の側壁部１３ａ，１３ｂとを備え、底板部１２と両側壁部１３ａ，１３ｂとによって、上面側が凹んだ形状のカード挿入部２が形成され、その上面がシールドカバー１１の天板によって覆われる。

尚、ハウジング本体１０には、一方の側壁部１３ａの内側にカードＡの側部と互いに係合し、該カードＡと共に移動可能なスライダー１４と、スライダー１４を押し出し方向に付勢する押し出しバネ１５と、スライダー１４を所望の押し込み位置で解除可能にロックするハートカム機構を用いたプッシュイン・プッシュアウト方式のロック手段１６とを備え、初めのカード押し込み動作によりスライダー１４が所望の押し込み位置でロックされ、再度の押し込み動作によってロック手段が解除され、スライダー１４が押し出しバネ１５に押し出され、それに伴ってスライダー１４とともに移動してカードＡが取り出せるようになっている。

図中符号１７は、一端がスライダー１４に枢支され、他端がハートカム式のループ状に形成されたピンガイド溝１８に挿入されるロックピンであって、スライダー１４の移動に伴ってロックピン１７の他端がピンガイド溝１８内を循環することによりロック状態とロック解除状態の切り替えがされるようになっている。

また、このハウジング本体１０の底板部１２には、厚み方向に貫通した矩形状の回避部２０が形成されるとともに、インサート成型により複数のコンタクト５，５...が、各コンタクト５，５...の弾性接触部４が回避部２０の手前側内縁部よりカード挿入部２内に突出するように組み込まれている。

回避部２０は、図３に示すように、手前側内縁部に内側に開放された複数の凹部２１，２１...を備えて櫛刃状に形成され、凹部２１，２１...の内側開口下端に両内側面間に架け渡した形状のコンタクト支持部２２が一体に形成されている。

コンタクト５，５...は、図５、図６に示すように、弾性を有する導電性金属板材を打ち抜き・折り曲げ加工することにより一体に形成され、その底面がコンタクト支持部２２上に支持される被支持片部３０と、被支持片部３０に支持させてカード挿入部２の内底面より突出する弾性接触部４と、実装基板に半田付けされる基板接続端子部３１とを備えている。

弾性接触部４は、先端側がカード挿入部２の内底面より浮き上がるように傾斜した傾斜片３２，３３をそれぞれ有する互いに形状の異なる複数のバネ体３４，３５を上下に間隔を置いた重ね配置に備え、各傾斜片３２，３３をその先端部が他の傾斜片の先端部と互いに複数股状を成すように形成し、各傾斜片３２，３３先端部に一体に形成されたパッド接点３６，３７を互いにカード幅方向に並べて備えている。

下側バネ体３４は、被支持片部３０と一体に形成された下側平行片３８と、下側平行片３８の一端より斜め上向きに屈曲させた形状の下側傾斜片３２と、下側傾斜片３２の先端に一体に形成された下側パッド接点３６とを備え、コンタクト支持部２２に基端を支持させた片持ちばね状を成している。

下側平行片３８は、カード挿入方向に長い細長矩形状に形成され、その両側縁より外向きに突出した一対の突片３９，３９を一体に備え、両突片３９，３９を有する部分がコンタクト支持部２２上に支持される被支持片部３０を成している。

この一方の突片３９には、端部よりカード挿入方向手前側に向けて延出部４０が一体に延出され、この延出部４０がインサート成形によりハウジング３の底板部１２に埋設されることにより各コンタクト５，５...が底板部１２に組み込まれるようになっている。

また、延出部４０の延出方向先端部には、連続配置に基板接続端子部３１が一体に備えられ、この基板接続端子部３１が底板部１２の底面より露出するように配置され、実装基板の表面に形成された接続パターンに半田付けされるようになっている。

下側傾斜片３２は、一方の側縁、即ち、図６（ａ）中の左側側縁に下側斜辺部４１を備えて先端側の板幅が狭い平面視台形状に形成され、且つ、先端に一体に形成された下側パッド接点３６が板幅方向の他の傾斜片３３のパッド接点３７とは異なる側、即ち、図６（ａ）中の右側に片寄せた形状に形成されている。

また、下側傾斜片３２は、その先端部が上側傾斜片３３の先端部と互いに平面視二股状を成すようにやや斜め外側に向けて延出した形状になっている。

更に、下側傾斜片３２は、その屈曲基端を上側傾斜片３３の屈曲基端よりカード挿入方向奥側にずらして形成され、上側傾斜片３３に比べて屈曲角度を大きく確保するとともに、カード未挿入時における下側パッド接点３６の位置を上側パッド接点３７に対してやや下方、且つカード挿入方向奥側となるようにしている。

下側パッド接点３６は、側面視円弧状であって、その幅が下側平行片３８及び下側傾斜片３２基端の幅より狭く、その略半分の幅に形成されている。

上側バネ体３５は、下側バネ体３４の一端より円弧状の折り返し部４２を介して折り返された形状に形成され、一端が折り返し部４２に一体に支持された上側平行片４３と、上側平行片４３の他端より斜め上向きに屈曲させた形状の上側傾斜片３３と、上側傾斜片３３の先端に一体に形成された円弧状の上側パッド接点３７とを備え、折り返し部４２を介して下側平行片３８に基端を支持させた片持ちばね状を成している。

上側平行片４３は、折り返し部４２の上端より水平方向に延出した細長矩形状に形成され、下側平行片３８と互いに上下方向で間隔を置いて対向した平行配置を成している。

上側傾斜片３３は、一方の側縁、即ち、図６（ａ）中の右側側縁に上側斜辺部４４を備えて先端側の板幅が狭い平面視台形状に形成され、且つ、先端に一体に形成された上側パッド接点３７が下側パッド接点３６とは異なる側、即ち、図６（ａ）中の左側に片寄せた形状に形成され、その先端部が下側傾斜片３２の先端部と互いに平面視二股状を成している。

また、上側傾斜片３３は、その屈曲基端を下側傾斜片３２の屈曲基端よりカード挿入方向手前側にずらして形成され、下側傾斜片３２に比べて屈曲角度が小さく、且つ、カード未挿入状態においては、上側パッド接点３７が下側パッド接点３６よりやや上に位置するように形成され、両傾斜片３２，３３が接触しないようにしている。

そして、このコンタクト５の弾性接触部４では、上下に間隔を置いて重ね配置されたバネ体３４，３５に備えられた各パッド接点３６，３７が、上側傾斜片３３の上側斜辺部４４側より下側傾斜片３２の先端側、即ち、下側パッド接点３６が上方に露出することによって、互いにカード幅方向で並列配置に備えられる。尚、このような各パッド接点３６，３７の配置の態様は一例であり、後述するように、カードＡが挿入された場合に各パッド接点３６，３７が共にカードＡのパッド６に接触できる範囲に位置していれば、他の配置であってもよい。

このように構成されたカードコネクタ１は、カード挿入部２にカードＡが挿入されると、先ず、図７（ａ）に示すように、カードＡの前縁が上側バネ体３５の上側傾斜片３３に接触し、更にカードＡを押し込むと、図７（ｂ）に示すように、カードＡに押されて上側傾斜片３３が倒れ込み方向に弾性変形し、上側傾斜片３３と下側傾斜片３２とが斜辺部４１，４４が互いに交差する部分で接触して一体化する。

そして、更にカードＡを押し込むと、図７（ｃ）に示すように、両バネ体３４，３５がカードＡに押圧されて傾斜片３２，３３が接触して一体化した状態で弾性変形し、両パッド接点３６，３７が対応する一つのパッド６に接触する。

この状態においては、両傾斜片３２，３３が接触し、上側バネ体３５の下側に下側バネ体３４が宛がわれた状態にあるので、下側バネ体３４のバネ圧が加わり上側バネ体３５が一定のバネ圧（接触圧）をもってカードＡのパッド６と接触するので、落下衝撃等の衝撃による瞬断を防止し、高い接触信頼性を得ることができる。

一方、落下衝撃等によって電気機器の筐体又は実装基板等が振動した際、その筐体又は実装基板の固有振動数と、下側バネ体３４の固有振動数とが一致して共振したとしても、上側バネ体３５は、下側バネ体３４と形状が異なり固有振動数も異なるので共振せず、そのままパッド６，６...に対する接触状態が維持される。

また、筐体又は実装基板の固有振動数と上側バネ体３５の固有振動数とが一致した場合には、上側バネ体３５が共振により振動しようとするが、両バネ体が接触し、下側バネ体３４が下側に宛がわれている状態にあるので、振動が規制されて瞬断が防止される。

尚、上述の実施例では、コンタクト５，５...を一対のバネ体を一体に備えた例について説明したが、コンタクトの態様はこれに限定されず、例えば、コンタクト５，５...は、それぞれ独立した複数のバネ体をもって構成し、各バネ体の基端をそれぞれハウジングに支持させ、上下に重ね配置に備え、各バネ体を１の基板接続端子部に接続させた構造であってもよい。

また、上述の実施例では、マイクロＳＤカード等のカードを直接カード挿入部に挿入するようにした例について説明したが、カードの態様は上述の実施例に限定されず、各仕様のカードに適用することができ、また、カードには、カードそのものの他、カードトレイ、カードアダプタ等を含み、これらにも適用することができる。

Ａ カード
１ カードコネクタ
２ カードＡ挿入部
３ ハウジング
４ 弾性接触部
５ コンタクト
６ パッド
１０ ハウジング本体
１１ シールドカバー
１２ 底板部
１３ 側壁部
１４ スライダー
１５ 押し出しバネ
１６ ロック手段
１７ ロックピン
１８ ピンガイド溝
２０ 回避部
２１ 凹部
２２ コンタクト支持部
３０ 被支持片部
３１ 基板接続端子部
３２ 下側傾斜片
３３ 上側傾斜片
３４ 下側バネ体
３５ 上側バネ体
３６ 下側パッド接点
３７ 上側パッド接点
３８ 下側平行片
３９ 突片
４０ 延出部
４１ 下側斜辺部
４２ 折り返し部
４３ 上側平行片
４４ 上側斜辺部

Claims (4)

1. カードが挿入されるカード挿入部を有するハウジングと、前記カード挿入部の内底面より突出し、前記カードの片面に配置された各パッドと接触する弾性接触部を有する導電性金属材製の複数のコンタクトとを備えたカードコネクタにおいて、
   前記弾性接触部は、
   先端側が前記カード挿入部の内底面より浮き上がるように傾斜した傾斜片をそれぞれ有する互いに形状の異なる複数のバネ体を上下に間隔を置いた重ね配置に備えるとともに、
   前記各傾斜片をその先端部が他の傾斜片の先端部と互いに複数股状を成すように形成し、前記各傾斜片先端部に一体に形成されたパッド接点を互いにカード幅方向に並べて備え、
   前記カード挿入部にカードが挿入された際、該カードに前記各バネ体が押圧されて上下に重なる各傾斜片が互いに接触し、且つ、前記各弾性接触部の全パッド接点が対応する一の前記パッドに接触するようにしたことを特徴としてなるカードコネクタ。
2. 前記各傾斜片は、一方の側縁に斜辺部を備えて先端側の板幅が狭く、且つ、前記パッド接点を板幅方向の他の傾斜片のパッド接点とは異なる側に片寄せた形状に形成され、前記両傾斜片が前記斜辺部の互いに交差する部分で接触するようにした請求項１に記載のカードコネクタ。
3. 前記各バネ体は、それぞれ他方と互いに上下に間隔を置いて平行に配置される平行片と、該各平行片の一端より斜め上向きに屈曲させた形状の前記傾斜片と、該傾斜片の先端に一体に形成された前記パッド接点とを備え、前記各傾斜片の屈曲基点位置をカード挿抜方向にずらして形成してなる請求項１又は２に記載のカードコネクタ。
4. 前記コンタクトは、導電性金属板材を打ち抜き・折り曲げ加工することにより一体に形成され、下側のバネ体に前記ハウジングに支持される被支持片部を一体に備えるとともに、上側のバネ体が前記下側のバネ体の一端より円弧状の折り返し部を介して折り返された形状に形成され、前記両バネ体を互いに重ね配置に備えた請求項１、２又は３に記載のカードコネクタ。
   

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