JP6237660B2

JP6237660B2 - カードコネクタ

Info

Publication number: JP6237660B2
Application number: JP2015012944A
Authority: JP
Inventors: 裕康鎌谷; 晋也奥村; 良佐々木
Original assignee: SMK Corp
Current assignee: SMK Corp
Priority date: 2015-01-27
Filing date: 2015-01-27
Publication date: 2017-11-29
Anticipated expiration: 2035-01-27
Also published as: CN105826755A; JP2016139497A; CN105826755B

Description

本発明は、カードコネクタに関し、特に、プッシュイン／プッシュイジェクト方式のカードコネクタに関する。

特許文献１には、循環カムを用いたイジェクト機構付きカード用コネクタにおいて、循環カムを摺動するピンを常時安定的に押させることができ、しかも、ピンの長さを長くする必要のないカード用コネクタを提供することが開示されている。このコネクタは、コネクタに対するカードの挿抜時に、カードの動きに応答して、ピンがカードの挿抜方向沿いに循環カムの溝の上を摺動するように構成されており、ピンの摺動時に、ピンの所定部付近を循環カムの溝に向かって押さえつける弾性部材が、カードの挿抜方向に沿って複数設けてある。

特開２００７−１２５５０号公報

図５は、特許文献１に開示されているカードコネクタにおけるピンに係る応力を説明するためのモデル図である。図５には、ピン２０と、ピン２０の支点３０と、ピン２０が係止されるピン溝１０とを示している。支点３０は、イジェクタ（図示しない）との接続箇所に当たる。図５において、カードの挿入時には当該カードは左側から右側に向けて（カード挿入方向に向けて）進行し、カードの抜き出し時には当該カードは右側から左側に向けて（カード抜き出し方向に向けて）進行する。ピン２０は、支点３０から水平に延びる第１部分２２と、第１部分の一端から垂下する第２部分２４とを備える。なお、図５のモデル図では、カードコネクタにカードが挿入されて保持されている場合のピン２０の位置を仮定しており、これは、特許文献１の図７（ｃ）、図８（ｃ）に示されている状態に相当する。

ここでは、理解容易のために、ピン２０及びピン溝１０は、いずれも剛体であり、かつ、これらの間で摩擦は生じないものとし、さらに、これらは並行接触しているものと考えて説明する。

図５に示すように、ピン２０がピン溝１０に係止されている状態で、イジェクタをカード抜き出し方向へ付勢するスプリングによって、支点３０には図面左側へ向けた力が作用しており、これに伴って、ピン２０の第２部分２４に対して相対的に図面左側から右側に向けて力が働く。ピン２０のピン溝１０との接触部分にかかる力は、矢印Ａで示すベクトルで表すことができる。

矢印Ａで示すベクトルは、支点３０と上記端部とを結ぶ線方向と、これに対する垂直方向とに分解して、矢印Ｂで示すベクトルと矢印Ｃで示すベクトルとで表すことができる。矢印Ｂで示すベクトルは、支点３０を中心とするピン２０への回転モーメントとしては寄与しない。一方、矢印Ｃで示すベクトルは、支点３０を中心として、図５の反時計回りの回転モーメントをピン２０に及ぼすことになる。

つまり、特許文献１に開示されているカードコネクタは、ピン２０がピン溝１０に係止されている状態で、ピン２０に対して相対的に図面左側から右側に向けて力が働き、この結果、ピン２０にはピン溝１０から離脱する方向へ回転モーメントが及ぶのである。

そして、ピン２０に対して支点３０を中心としてピン溝１０から離脱する方向への回転モーメントが働くと、ピン溝１０からピン２０が外れるといった事態が生じうる。実際に、ピン２０が外れてしまうと、カードコネクタに対するカードの所要の挿抜が行えなくなるという問題がある。

そこで、本発明は、ピンに対して支点を中心として離脱する方向への回転モーメントが働くことを回避して、ピン溝からピンが外れないようにすることを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は、
カードコネクタ本体のハウジング（例えば、図４のハウジング１３０）と、
前記ハウジング内に搭載されていてカードのプッシュイン又はプッシュイジェクトの際に可動するスライダー（例えば、図４のスライダー８０）と、
前記ハウジングと前記スライダーとの間に接続されるピン（例えば、図４のピン２０）と、
を備える、プッシュイン／プッシュイジェクト方式のカードコネクタにおいて、
前記ハウジングには前記ピンの略垂下する部分（例えば、図４の第２部分２４）を受けるピン溝（例えば、図４のピン溝９０）が形成されており、
当該ピン溝の最上部と前記ピンとの接続箇所が、前記ピンと前記スライダーとの接続箇所よりも高い位置にある（例えば、図４の作用点３５が、図４の支点３０よりも高い位置にある）。

前記ピンは、前記スライダー側の端部に鉤状部分（例えば、図４の第３部分２６を備えること）を有し、
前記スライダーは、底面に支持孔（例えば、図４の支持孔８２）が形成されていて、当該底面と天井面との間が中空となっていて、
前記ピンの端部の先端が前記中空又は前記天井面に接するように位置し、かつ、前記鉤状部分が当該支持孔を通る態様で、前記ピンと前記スライダーとが接続されてもよい。

前記各接続箇所間の高低差は、少なくとも、前記カードの厚みと、前記ピンの剛性と、前記ピンと前記ピン溝との間の摩擦係数と、前記ピンと前記ピン溝との間の並行接触性とのいずれかに基づいて決定してもよい。

前記ピンは、直線状の第１部分と、前記略垂下部分を構成する第２部分と、前記鉤状部分を構成する第３部分とを備えてもよい。

本発明の実施形態のカードコネクタにおけるピンに係る応力を説明するためのモデル図である。図１のモデル図の原理を実現するカードコネクタの内部構成を示す斜視図である。図２の平面図である。図２等に示すピン２０付近におけるカードの挿抜方向に沿った断面図である。特許文献１に開示されているカードコネクタにおけるピンに係る応力を説明するためのモデル図である。

１０ピン溝
２０ピン
３０支点
４０係止部
５０コンタクト
６０端子部
７０カード押え部
９０ピン溝
１００コイルばね
１１０スイッチコンタクト
１５０挿入部

発明の実施の形態

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施形態のカードコネクタにおけるピンに係る応力を説明するためのモデル図である。図１には、図５と同様に、ピン２０と、ピン２０の支点３０と、ピン２０が係止されるピン溝１０とを示している。ピン２０は、水平に延びる第１部分２２と、第１部分の一端から垂下する第２部分２４と、第１部分２２と支点３０とを結ぶ第３部分２６とを備える。なお、図１のモデル図でも、カードコネクタにカードが挿入されて保持されている場合のピン２０の位置を仮定している。

ここでも、理解容易のために、まずは、ピン２０及びピン溝１０は、いずれも剛体であり、かつ、これらの間で摩擦は生じないものとし、さらに、これらは並行接触しているものと考えて説明する。

図１に示すように、上述した従来例の場合と同様に、ピン２０がピン溝１０に係止されている状態で、ピン２０に対して相対的に図面左側から右側に向けて力が働き、ピン２０とピン溝１０との接触部分にかかる力は、矢印Ａで示すベクトルで表すことができる。

矢印Ａで示すベクトルは、支点３０と上記端部とを結ぶ線方向と、これに対する垂直方向とに分解して、矢印Ｂで示すベクトルと矢印Ｃで示すベクトルとで表すことができる。矢印Ｂで示すベクトルは、支点３０を中心とするピン２０への回転モーメントとしては寄与しない。一方、矢印Ｃで示すベクトルは、支点３０を中心として、図１の時計回りの回転モーメントをピン２０に及ぼすことになる。

つまり、本実施形態のカードコネクタは、ピン２０がピン溝１０に係止されている状態で、ピン溝１０に対して相対的に図面左側から右側に向けて力が働き、ピン２０にはピン溝１０から離脱しない方向へ回転モーメントが及ぶのである。

なお、この回転モーメントＭは、矢印Ａで示すベクトルに対応する荷重をｌ、第１部分２２と矢印Ｂとの為す角の角度をθ、支点３０から第２部分２４までの水平方向の長さをＬとすると、
Ｍ＝（ｌ×ｓｉｎθ×ｃｏｓθ）×Ｌ
と表すことができる。

このように、ピン２０に対して支点３０を中心としてピン溝９０から離脱する方向への回転モーメントが働くことを回避すると、ピン溝１０からピン２０が外れることを防止できる。したがって、カードコネクタに対する所望のカードの挿抜を行うことが妨げられることがない。

図２は、図１のモデル図の原理を実現するカードコネクタの内部構成を示す斜視図である。図３は、図２の平面図である。図２，図３においても、カードコネクタにカードが挿入されて保持されている場合のピン２０の位置を示している。

本実施形態のカードコネクタは、半田などによって、パーソナルコンピュータ、携帯電話機、ディジタルカメラなどの所望の装置に内蔵されている印刷配線基板（図示しない）に固定するための固定部１２０が、例えば四隅に設けられている箱型のハウジング１３０を有する。このハウジング１３０の上面には、実際には、図示しないシールドカバーが取り付けられた状態で使用される。

このカードコネクタには、図示しないＳＤメモリカードなどのＩＣカードを含むカードが挿入される挿入部１５０が形成されている。図２の場合には、図面左下側から右上側に向けてカードが挿入され、図３の場合には、図面下側から上側に向けてカードが挿入される。

挿入部１５０の奥には、カードの主面に対して当接する当接面４０が位置する。当接面４０には、カードコネクタのハウジング１３０も貫通する幾つかの開口部が形成されている。

当接面４０の奥には、挿入対象のカードに設けられている複数の端子に各々が接触される、複数のコンタクト５０が設けられている。コンタクト５０は、当接面４０の位置からせりあがっていてカードの端子に弾性接触する端部と、カードコネクタの底面側を通る基端部と、挿入部１５０と反対側の位置でカードコネクタが固定される装置に内蔵されている印刷配線基板に接続される複数の端子部６０とを備えている。

コンタクト５０の上記端部と端子部６０との間には、カードの挿抜状態を検出するためのスイッチコンタクト１１０が設けられている。また、スイッチコンタクト１１０の近傍にも、カードコネクタのハウジング１３０も貫通する幾つかの開口部が形成されている。

本実施形態のカードコネクタは、当接面４０の隣接した位置に、カードがカードコネクタから抜け落ちることを防止するために、係止部７０が設けられている。係止部７０は、挿入対象のカードの側縁に設けられた切り欠き部に係合するように構成されていて、その上面方向に向けた付勢力をカードに対して与えている。

さらに、本実施形態のカードコネクタは、当接面４０及びコンタクト５０に隣接して、カードの挿抜方向に延びているコイルばね１００が配置されている。コイルばね１００は、これに連結されているスライダー８０に付勢力を与えることで、カードの抜き出し時に挿入部１５０の方向に向けて、カードを押し出すものである。

スライダー８０には、以下説明するように、ピン２０の一端が接続されている。また、ピン２０の他端は、図３に示すように、カードが挿入されて保持されている状態において、ハウジング１３０に形成されているピン溝９０内に係止されている。

図４は、図２等に示すピン２０付近におけるカードの挿抜方向に沿った断面図である。図４には、図３に示すピン２０，スライダー８０，ピン溝９０及びハウジング１３０と、図１に示す支点３０及びピンの各部分２２，２４，２６とに加えて、スライダー８０に形成された支持孔８２及びピン２０の作用点３５も示している。

ピン２０は、その基端となる第１部分２２は直線状をしており、一端側の第３部分２６はＵ字状をしている。なお、Ｕ字状のピン２０の形状は例示であり、支点３０の位置が作用点３５の位置よりも図面下側となることが実現できれば、第３部分２６の形状は、例えば、コ字状でもよいし、Ｖ字状でもよい。この種の第３部分２６の形状を、本明細書では総称して鉤状と称する。

また、ピン２０の第３部分２６のうち、支持孔８２と接する付近がピン２０の支点３０となる。ピン２０の第３部分２６側の端部は、ピン２０の第１部分２２の略延長上であって、かつ、第１部分２２と略同軸上に位置する形状とされている。

ここで、スライダー８０は、底面に支持孔８２が形成されていて、底面と天井面との間が中空となっている。ピン２０の第３部分２６側の先端は、支持孔８２を図面下側から上側に向けて通されてから、スライダー８０の長手方向とピン２０の第１部分２２とが略平行となるようにセットされる。

こうすると、ピン２０の第３部分２６側の先端は、スライダー８０の中空又は天井面に接するように位置し、かつ、第３部分２６の鉤状部分は、支持孔８２を通る態様で、ピン２０とスライダー８０とが接続されることになる。係る場合には、支持孔８２の形成方向と、そこを通るピン２０の延在方向とが略一致するため、この状態では、ピン２０がスライダー８０から離脱しない。

また、ピン２０の第１部分２２と第２部分２４とは、相互に略直角となる態様で曲げられている。この曲部付近、つまり、ピン溝９０の最上部がピン２０の作用点３５となる。そして、通常、第２部分２４は略垂下しており、第１部分２２は、これに略直交していて、カードの挿抜方向に平行な態様で配置されている。

本実施形態では、ハウジング１３に第２部分２４の先端を受けるピン溝９０が形成されていることから、支点３０の位置を作用点３５の位置よりも、図面下側になるようにしている。これにより、図１のモデル図を参照して説明したように、ピン２０に対して支点３０を中心とする図４の時計回りの回転モーメントが生じるので、これにより、ピン２０がピン溝９０から離脱することが防止できる。

ここで、ピン２０は、支点３０と作用点３５との高低差は、カードの厚みの例えば５％以上、好ましくは例えば１０％以上とするとよい。

理論的には、図１のモデル図を参照して説明したように、支点３０の位置が作用点３５の位置よりも下側であれば、ピン２０がピン溝９０から離脱することを回避できるが、実際には、図１を用いて説明したような、ピン２０が完全な剛体であるとか、また、ピン２０とピン溝１０との間で摩擦が生じないとか、さらに、これらは並行接触するとか、そのような前提は成り立たないので、このような事情を加味すると、上記のように、カードの厚みの１０％以上とするとよい。

もっとも、例えば、より剛体に近い条件のピン２０を用いるというように、図１のモデル図の説明での前提条件に近い条件のような場合には、支点３０と作用点３５との高低差は、例えば、カードの厚みの５％程度であってもよい。つまり、支点３０と作用点３５との高低差は、カードの厚みと、ピン２０の剛性と、ピン２０とピン溝１０との間の摩擦係数と、ピン２０とピン溝１０との間の並行接触性との少なくともいずれかを考慮して決定すればよい。

なお、上述した実施例は、ピン溝９０をハウジング１３に設けた例であるが、既に公知である、ピン溝９０をスライダー８０に設ける構成の場合でも本発明を実施できる。この場合は、ハウジング１３とピン２０との間の接続箇所が支点３０となり、この支点３０の位置が作用点３５の位置よりも下側になるようにすればよい。

以上説明したように、本実施形態のカードコネクタによれば、ピン２０がピン溝９０から離脱することを回避できるので、カードの挿抜ができなくなることを防止することができる。

また、本実施形態のカードコネクタと、これが固定されたパーソナルコンピュータ、携帯電話機、ディジタルカメラなどの装置とを備える、カードコネクタシステムを構成すると、装置に対してカードの挿抜ができなくなるとった不具合の発生を防止することができる。

Claims

カードコネクタ本体のハウジングと、
前記ハウジング内に搭載されていてカードのプッシュイン又はプッシュイジェクトの際に可動するスライダーと、
前記ハウジングと前記スライダーとの間に接続されるピンと、
を備える、プッシュイン／プッシュイジェクト方式のカードコネクタにおいて、
前記ハウジングには前記ピンの略垂下する部分を受けるピン溝が形成されており、
当該ピン溝の最上部と前記ピンとの接続箇所が、前記ピンと前記スライダーとの接続箇所よりも高い位置にある、カードコネクタ。
前記ピンは、前記スライダー側の端部に鉤状部分を含み、
前記スライダーは、底面に支持孔が形成されていて、当該底面と天井面との間が中空となっていて、
前記ピンの端部の先端が前記中空又は前記天井面に接するように位置し、かつ、前記鉤状部分が当該支持孔を通る態様で、前記ピンと前記スライダーとが接続される、請求項１記載のカードコネクタ。
前記ピンは、直線状の第１部分と、前記略垂下部分を含む第２部分と、前記鉤状部分を含む第３部分とを備える、請求項１記載のカードコネクタ。
請求項１記載のカードコネクタと、前記カードコネクタが固定される装置とを備える、カードコネクタシステム。