カードコネクタ
【課題】 カードコネクタのカード検知機構のスイッチバネ部材の塑性変形を防止し、カードコネクタの小型化の促進を図る。
【解決手段】 カード検知機構１４は、その基本構造がスイッチであり、弾性と導電性をもつスイッチバネ片１５とスイッチ対向片１６を有する。スイッチバネ片１５は、その基端部１５１がコネクタハウジング１１の左側壁１１ａ側に植設され、弾性変形部１５２、係合部１５３、接点部１５４が一体の片持ち状構造に形成される。基端部１５１側が支点となり、接点部１５４が自由端として弾性変位する。係合部１５３は、カード収容空間１２の側部に立設された固定突起１７に係合するようになっており、カード挿抜口１３からのカード挿入による過負荷が掛かると、固定突起１７に係止される。そして、スイッチバネ片１５の弾性限界を超えた変位が抑制される。
【解決手段】 カード検知機構１４は、その基本構造がスイッチであり、弾性と導電性をもつスイッチバネ片１５とスイッチ対向片１６を有する。スイッチバネ片１５は、その基端部１５１がコネクタハウジング１１の左側壁１１ａ側に植設され、弾性変形部１５２、係合部１５３、接点部１５４が一体の片持ち状構造に形成される。基端部１５１側が支点となり、接点部１５４が自由端として弾性変位する。係合部１５３は、カード収容空間１２の側部に立設された固定突起１７に係合するようになっており、カード挿抜口１３からのカード挿入による過負荷が掛かると、固定突起１７に係止される。そして、スイッチバネ片１５の弾性限界を超えた変位が抑制される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばメモリチップなどの電子回路内蔵のカードが着脱されるカードコネクタに係り、特にカードの挿入あるいは装着を検知するカード検知機構を備えたカードコネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パソコン、デジタルカメラ、録音機、携帯電話、携帯型オーディオ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）、各種情報端末機器などの電子機器において、ＩＣ内蔵カード（以下、単にカードともいう）の利用が増大している。情報の記録、伝達あるいは処理をするＩＣを内蔵したカードとして、例えばＰＣカード、ＭＭＣ（Multi Media Card）カード、ＳＤ（Secure Digital）カード、ＳＩＭ（Subscriber Identity Module）カード等と多種類のものが存在する。
【０００３】
通常、これ等のカードは上記機器の回路基板等に取り付けられたカードコネクタ（以下、単にコネクタともいう）に装着され使用される。ここで、カードは、その表面と平行な向きにコネクタの筐体（以下、コネクタハウジングという）に設けられているカード挿抜口からカード収容部へと挿入され、少なくともその先端領域がコネクタハウジング内に収容される。そして、カード内部の電子回路に導通し表面に取り出されているコンタクトパッドが、コネクタハウジングの底部に設けられているコンタクト端子に電気接続する。
【０００４】
また、コネクタには、カードが挿入されるコネクタハウジングの内部にカード検知機構が設けられている。そして、挿入されるカードの状態、例えばライトプロテクトが設定されているか否かを検知できるようになっている（例えば、特許文献１参照）。あるいは、コネクタハウジング内へのカードの挿入を検知し、更にその外形、コンタクトパッド位置等の異なる種類を識別できるようになっている（例えば、特許文献２，３参照）。
【０００５】
カード検知機構は、その基本構造がスイッチであり、コネクタハウジング内部に取り付けられた弾性と導電性をもつスイッチバネ片を有している。このスイッチバネ片は、カードがコネクタハウジング内に挿入されると、そのカードの押圧力を受けて弾性変形する。そして、スイッチバネ片の所定位置に設けられたスイッチの接点が弾性変位し、コネクタハウジング内に設けられたスイッチの別の接点と接触あるいは分離するようになっている。ここで、この一対の接点の接離は、それらの間の電圧印加による電流の有無を検出することにより判定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２３６４６９号公報
【特許文献２】特開２００３−８６２９９号公報
【特許文献３】特許第３６４０３４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、コネクタの小型化、低背化（薄型化）にあって、上記スイッチング動作をするスイッチバネ片は、カードとの接触部が挿抜口近傍に配置される構造では、その基端部から先端部にかける方向がカードの挿入方向に対して逆になるように、コネクタハウジングの側部に取り付けられる。すなわち、コネクタハウジング内のカード収容部の側部に固定される基端部側が支点となり、スイッチバネ片の自由端となる先端部が弾性変位できるようになっている。ここで、スイッチバネ片の先端部をカード収容部のカードの挿入口であるカード挿抜口に近づけるほど、カードの挿入方向におけるコネクタハウジング寸法を短くできる。これにより、コネクタの小型化が促進できるようになる。
【０００８】
しかしながら、従来のカード検知機構では、スイッチバネ片の先端部の位置がカード挿抜口に近づくと、それに伴ってスイッチバネ片のカード挿入操作による損傷が生じ易くなる。
【０００９】
上述したようにカードの小型化、薄型化が進み、大きさの異なる多種類のカードが出現してくると、コネクタに対する正規のカードと異なるカードの使用者による誤挿入操作が発生し易くなる。そして、平面サイズが正規より小さい非正規カードがカード挿抜口から例えば斜めに挿入操作されると、そのカードの前端が適正な押圧力とは異なる想定外の過負荷をスイッチバネ片に与えることがある。この想定外の過負荷には、例えば、カードが挿入操作される方向にスイッチバネ片を強く押し込む力がある。ここで、斜め挿入を是正するためにカードの傾き回転操作が重ねてなされると、スイッチバネ片の先端部をカード収容部の中央方向へ引掻き出す力も働くようになる。このような過負荷は、スイッチバネ片に弾性限界を超える変位を与え、その塑性変形を引き起こすようになる。
【００１０】
また、例えば２種類の異なるカードを１つのカード挿抜口からそれぞれ異なるカード収容部に装填する構造のコネクタにあっても、平面サイズの小さいカードによる上述したのと同様な誤挿入によるスイッチバネ片の塑性変形を発生させる虞がある。従来のカード検知機構に用いられていたスイッチバネ片では、上述したようなバネ損傷を未然に防止するため、その先端部をカード挿抜口からある程度遠ざけて配置せざるを得なかった。そのことがカード検知機構を有するコネクタの小型化、薄型化の阻害要因の１つになっていた。
【００１１】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、カードの斜め挿入のような変則的な操作により発生する想定外の過負荷に対して、カード検知機構に用いられるスイッチバネ片の先端部の耐性を高め、その塑性変形を防止することを目的とする。また、カード検知機構を備えたコネクタの小型化の限界を取り除くことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明にかかるカードコネクタは、カードが収容されるカード収容空間およびそれに連通するカード挿抜口の形成されたハウジングと、このハウジングの底部に設けられ前記収容されたカードに電気接続する複数のコンタクト端子と、前記カード収容空間の側部に配置され、前記カードの前記カード収容空間への挿入あるいは装着を検知するカード検知機構であって、前記カードの挿入により受ける押圧力によってスイッチング動作をする弾性と導電性を有するスイッチバネ部材および該スイッチバネ部材との接離するスイッチ対向部材を有し、前記スイッチバネ部材がその基端部から先端部にかけて前記カードの挿入方向と逆方向に延在して設けられるカード検知機構と、前記カード収容空間の側部に設けられて前記スイッチバネ部材の前記先端部に位置し、前記スイッチバネ部材の前記先端部が前記押圧力を受けて、前記スイッチバネ部材の弾性限界を超える過負荷が加わっても前記先端部が係合し係止される固定突起と、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、カードの例えば斜め挿入のような変則的な操作により発生する想定外の過負荷に対する耐性が向上し、カード検知機構のスイッチバネ片の塑性変形が防止される。そして、カード検知機構を備えたコネクタの小型化が促進される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態にかかるカードコネクタの一例を示し、その上壁の一部を切り欠いた上面図である。
【図２】図１のII−II矢視の拡大断面図である。
【図３】ライトプロテクトを有するカードコネクタの挿入動作の説明に供する図であり、（ａ）はカードの押圧力によりスイッチオンにした状態を示すコネクタ上壁の一部を切り欠いた上面図であり、（ｂ）は（ａ）状態から更にカードをコネクタ内部に挿入した状態を示す上面図である。
【図４】ライトプロテクトを有するカードコネクタの挿入動作の説明に供する図であり、（ａ）はライトプロテクトスイッチがオンのカードをコネクタに装着した状態を示すコネクタ上壁の一部を切り欠いた上面図であり、（ｂ）はライトプロテクトスイッチがオフのカードをコネクタに装着した状態を示すコネクタ上壁の一部を切り欠いた上面図である。
【図５】本発明の実施形態におけるカード検知機構の作用効果の説明に供するためのコネクタ上壁の一部を切り欠いた拡大上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図１ないし図５を参照して説明する。各図において、互いに同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は一部省略される。なお、本明細書では、カードコネクタ構造の説明を判り易くするため、コネクタに対するカードの挿抜方向を基準にした用語に統一する。例えば、カード前端の挿入方向に用語「前」、カード後端の引き出し方向に用語「後」をそれぞれ付す。また、コネクタにおいてコンタクト端子が配置される底部側に用語「下」、その逆方向に用語「上」を付す。
【００１６】
図１、２に示すように、カードコネクタ１０はその外形が略扁平な直方体となるコネクタハウジング１１内にカード収容空間１２を有している。そして、カード収容空間１２は、コネクタハウジング１１の後端においてカード挿抜口１３として開放されている。更に、コネクタハウジング１１内においてカード収容空間１２の側部に、カード挿抜口１３から挿入あるいは装着されるカードを検知するカード検知機構１４が設けられている。
【００１７】
ここで、コネクタハウジング１１は絶縁性の例えば液晶ポリマーのような樹脂材料により一体構造になっている。あるいは、例えば加工性に優れた絶縁性の樹脂材料からなり端子を有するベース部材に、例えばステンレス等の板金カバーのような板バネ金属材料からなるカバー部材が組み合わされた構造にすることができる。この場合には、それぞれ上下に重ね合わされたカバー部材とベース部材により、カード収容空間１２と共にカード検知機構１４が配置される空間が形成される。
【００１８】
カード検知機構１４は、図１に示すように、その基本構造がスイッチであり、弾性と導電性をもつスイッチバネ片１５と、このスイッチバネ片１５に対向するスイッチ対向片１６を一対のスイッチ片として有する。スイッチバネ片１５は、その基端部１５１が例えば絶縁性樹脂からなるコネクタハウジング１１の左側壁１１ａ側に植設され、弾性変形部１５２、係合部１５３および接点部１５４が一体の片持ち状構造に形成されている。ここで、接点部１５４は、スイッチバネ片１５の先端部である係合部１５３の最先端に位置する。そして、コネクタハウジング１１の左側壁１１ａに固定される基端部１５１側が支点となり、スイッチバネ片１５の自由端として弾性変位できるようになっている。
【００１９】
上記スイッチバネ片１５は、その基端部１５１から係合部１５３にかけて、カードの挿入方向と逆方向に延長して設けられ、係合部１５３がコネクタハウジング１１の側部に固設された固定突起１７に係合するようになっている。そして、カード挿抜口１３からのカード挿入による過負荷が係合部１５３に掛っても、係合部１５３は固定突起１７に係止される。そして、スイッチバネ片１５の弾性限界を超え、その塑性変形につながる変位は防止されるようになっている。このため、係合部１５３はカード挿抜口１３に近接する位置に配置できるようになる。
【００２０】
図１、２に示す例では、係合部１５３は、スイッチバネ片１５の自由端となる領域が複数回に屈曲し半環状に形成され、第１の係合部１５３ａ、第２の係合部１５３ｂ、第３の係合部１５３ｃおよび第４の係合部１５３ｄを有している。ここで、第１の係合部１５３ａはその最先端に２つの接点をもつ接点部１５４になり、第４の係合部１５３ｄは弾性変形部１５２につながっている。
【００２１】
固定突起１７は、コネクタ１０に対するカードの着脱において、スイッチバネ片１５の係合部１５３と係合するようにコネクタハウジング１１内においてカード収容部１２の側部に固設されている。更に、スイッチバネ片１５の弾性限界を超える変位を抑制できるように設けられている。
【００２２】
図１、２に示す例では、固定突起１７は、コネクタハウジング１１の下壁１１ｂに固定し上壁１１ｃの方向に立設されている。ここで、その断面形状が多角形の角柱になるように形成され、上記係合部１５３の半環形状に対応した第１突起面１７ａ、第２突起面１７ｂ、第３突起面１７ｃおよび第４突起面１７ｄと、第５突起面１７ｅを有する。そして、上述した第１の係合部１５３ａ、第２の係合部１５３ｂ、第３の係合部１５３ｃおよび第４の係合部１５３ｄが、それぞれに、第１突起面１７ａ、第２突起面１７ｂ、第３突起面１７ｃおよび第４突起面１７ｄに当接できるようになっている。
【００２３】
固定突起１７には絶縁性材料が用いられる。固定突起１７は、コネクタハウジング１１と同じ樹脂材料からなり、コネクタハウジング１１あるいはベース部材と一体構造に形成されると好適である。あるいは、コネクタハウジング１１と同種または別種の絶縁性材料からなる固定突起１７が、コネクタハウジング１１の側部に取り付けられる構造になっていてもよい。
【００２４】
スイッチ対向片１６は、スイッチバネ片１５と同様にコネクタハウジング１１の左側壁１１ａ側に植設された片持ち状金属片であり、スイッチバネ片１５に並置して形設されている。そして、スイッチ対向片１６の自由端の領域は、スイッチバネ片１５の弾性変位により接点部１５４が接触するところになる。ここで、接点部１５４は、スイッチ対向片１６との接触を確実にするために、スイッチ対向片１６の表面を摺接する変位（ワイピング）を受けるようになっている。これは、スイッチバネ片１５の接点部１５４あるいはスイッチ対向片１６の自由端領域の表面に埃や酸化被膜等の異物が存在する場合であっても、これ等の間で確実な電気接続ができるようにするのに有効となる。また、接点部１５４が複数例えば2つの接点を有することにより、スイッチ対向片１６との接触確実性が増し、安定した接触が得られる。
【００２５】
スイッチバネ片１５およびスイッチ対向片１６は、それぞれ、コネクタハウジング１１の前壁１１ｄからハウジング外に延出するスイッチ用外部接続端子１８，１９につながるよう、一体に形成することができる。そして、これ等のスイッチ用外部接続端子１８，１９はカードコネクタ１０が取り付けられる回路基板の配線と例えばハンダ付け等により電気接続する。そして、これ等の回路基板の組み込まれた電子機器は、スイッチバネ片１５およびスイッチ対向片１６のオン、オフすなわちスイッチバネ片１５とスイッチ対向片１６とが接触しているか、または接触していないかを電圧印加による電流の有無から検出し判定するようになっている。
【００２６】
スイッチバネ片１５には、その材料として適度な弾性を示す金属が好適に用いられる。そのような金属材料として、リン青銅、ベリリウム銅等の銅合金が挙げられる。例えば、上記金属板が打ち抜き加工されて細長いバネ片が作製される。そして、上記バネ片の厚さ方向の折り曲げ加工を通して所望の係合面をもつ係合部１５３が形成される。ここで、少なくとも接点部１５４には、その表面に酸化被膜が形成されないように例えば金、白金等からなるメッキ層を形成するとよい。
【００２７】
スイッチ対向片１６には、その材料として導電性を示す金属が用いられる。金属材料として、例えばステンレス、アルミニウム、あるいは合金等であって、機械的強度があり、その加工の容易なものが好適である。あるいは、適度の弾性を併せもつ金属材料として、リン青銅、ベリリウム銅等の銅合金が挙げられる。上記金属板が打ち抜き加工され、細長い金属片のスイッチ対向片１６が作製される。ここで、少なくともスイッチバネ片１５の接点部１５４が接触するスイッチ対向片１６の自由端の領域には、その表面に酸化被膜が形成されないように例えば金、白金等からなるメッキ層を形成してもよい。
【００２８】
そして、カード収容空間１２の後端で開放されたカード挿抜口１３から、カード収容空間１２に対するＳＤカードのようなＩＣ内蔵カードの挿入あるいは引き出しがなされる。ここで、コネクタハウジング１１の底部には、例えばカードの前端部に設けられたコンタクトパッドと加圧接触する複数（図では９個）の弾性接片からなるコンタクト端子２０がそれぞれライン状に設けられている。このコンタクト端子２０はコネクタハウジング１１の下壁１１ｂに埋め込みや、圧入により所望の形状に植設される。そして、コンタクト端子２０の周囲には、コンタクト端子隔壁２１が設けられる。なお、コンタクト端子２０は、コネクタハウジング１１の底部に設けられる例に限られることなく、コネクタハウジング１１の頂部に設けてもよい。
【００２９】
これ等のコンタクト端子２０は、それぞれ、コネクタハウジング１１の前壁１１ｄからハウジング外に延出するコンタクト用外部接続端子２０ａにつながる。これ等のコンタクト用外部接続端子２０ａはカードコネクタ１０が取り付けられる回路基板の配線と例えばハンダ付け等により電気接続する。
【００３０】
例えばＳＤカードは両側縁に段付きガイドが形成されている。カード収容空間１２に対する上記カードの挿出では、ＳＤカードの側縁に対応して、カードの左右側端はそれぞれ例えば左ガイド段部２２および右ガイド段部２３により滑らかに案内されるようになっている。ここで、左ガイド段部２２は、コネクタハウジング１１の左側壁１１ａに並行して設けられ、コネクタハウジング１１内において、カード検知機構が配置される領域とカード収容空間１２との間仕切り部になっている。一方、右ガイド段部２３はコネクタハウジング１１の右側壁１１ｅに沿って設けられている。
【００３１】
カードのカードコネクタ１０への装着において、コンタクト端子２０の周りに設けられたコンタクト端子隔壁２１が、カード前端部に設けられた凹部（図示せず）に嵌合する。そして、カードの前端部の右角に設けられた面取り部（図示せず）が、コネクタハウジング１１の前壁１１ｄと右側壁１１ｅの交わる領域に形成されている傾斜面１１ｆに当接するようになっている。装着の完了では、カード前端部の上記凹部の内面に取り付けられているコンタクトパッドはそれぞれのコンタクト端子２０に電気接続する。なお、上述した傾斜面１１ｆあるいはコンタクト端子隔壁２１は、カードコネクタ１０へのカードの誤挿入防止機構にもなっている。
【００３２】
次に、本実施形態のカードコネクタ１０の動作について図３および図４を参照して説明する。以下、ライトプロテクトの設定が可能なカードコネクタ１０に適合する正規カード１００をカードコネクタ１０に装着する場合について説明する。図３（ａ）に示すように、スライド可能なライトプロテクトボタン１０１が正規カード１００の左側端１００ａの所定箇所に配置され、実線に示す一方の位置にスライドされている。この正規カード１００の前端１００ｂをカードコネクタ１０のカード挿抜口１３に入れ、後端１００ｃを押圧する。この押圧により、前端１００ｂの丸みをもつ左角部１００ｄが、スイッチバネ片１５の係合部１５３において、その第２の係合部１５３ｂに当接し、スイッチバネ片１５は弾性変形する。
【００３３】
そして、係合部１５３は、第２の係合部１５３ｂで受ける正規カード１００からの押圧力によりカードの挿入方向と共にスイッチ対向片１６の方向に変位する。この弾性変位により、第１の係合部１５３ａの最先端すなわち接点部１５４がスイッチ対向片１６に接触しスイッチオンするようになる。それと共に、スイッチバネ片がカード挿入方向にも撓み、その第１の係合部１５３ａが固定突起１７の第１突起面１７ａに当接するようになる。
【００３４】
そして、正規カード１００が更に挿入されると、第１の係合部１５３ａは第１突起面１７ａに係合し係止されるようになる。そして、第１の係合部１５３ａの第１突起面１７ａによる係止により、スイッチバネ片１５の弾性変形による一定以上のカード挿入方向への変位が抑制防止される。また、正規カード１００の左角部１００ｄと第２の係合部１５３ｂとの摩擦により生じる、カード収容空間１２の中央領域への係合部１５３の変位も規制される。
【００３５】
次に、図３（ｂ）に示したカード挿入の段階になると、正規カード１００の左側端１００ａが係合部１５３の第３の係合部１５３ｃに当接する。それと共に、第３の係合部１５３ｃは固定突起１７の第３突起面１７ｃに当接するようになる。そして、正規カード１００はこの第３の係合部１５３ｃによっても挿入ガイドされるようになる。また、このカード挿入の段階において、第１の係合部１５３ａが係合していた固定突起１７の第１突起面１７ａから離間し分離するようになる。そして、それと共に第１の係合部１５３ａが後方に移動し、その尖端の接点部１５４がスイッチ対向片１６に接触したままその接触面を摺動する。すなわちスイッチバネ片１５の接点部１５４のワイピングが生じる。
【００３６】
そして、図４（ａ）に示した正規カード１００の挿入が完了した段階では、正規カード１００の左側端に配置されたライトプロテクトボタン１０１が係合部１５３の第３の係合部１５３ｃに当接する。そして、第３の係合部１５３ｃは固定突起１７の第３突起面１７ｃに当接したままになり、スイッチバネ片１５はスイッチ対向片１６に接点部１５４の接触を通して電気接続する。この電気接続は、例えば上述したように回路基板を介して電子機器により検知される。そして、正規カード１００の属性情報である例えばデータの書き込み可能であることが検出される。
【００３７】
なお、正規カード１００のカードコネクタ１０からの脱着では、正規カード１００の後端１００ｂの側を掴み、挿入の場合とは逆にカード挿抜口１３から正規カード１００を引き出すことにより行われる。この場合の正規カード１００の引き出しでは、スイッチバネ片１５の弾性変形による動きは、カード挿入の場合とほぼ逆となる。
【００３８】
また、ライトプロテクトが非設定となる場合には、図３（ａ）に示したように、ライトプロテクトボタン１０１が破線に示す他方の位置にスライドされている。この場合、正規カード１００の挿入は図３（ａ）および図３（ｂ）と同様になる。そして、正規カード１００の挿入が完了した段階では、図４（ｂ）に示したように正規カード１００の左側端１００ａに配置されたライトプロテクトボタン１０１は係合部１５３の第３の係合部１５３ｃに当接しなくなる。そして、スイッチバネ片１５の接点部１５４はスイッチ対向片１６から分離し接触しないスイッチオフになる。この分離は、上述したように電子機器により検知される。そして、正規カード１００のデータの書き込みが禁止されていることが検出される。
【００３９】
この場合の正規カード１００の脱着では、その後端１００ｂの側を掴み、挿入の場合とは逆にカード挿抜口１３から正規カード１００を引き出すと、初め正規カード１００の左側端１００ａの凹部に係合部１５３の第４の係合部１５３ｄが当接する。そして、その後のスイッチバネ片１５の弾性変形による動きは、カード挿入の場合とほぼ逆となる。
【００４０】
上記ライトプロテクトの設定および非設定は、上述したようにカード検知機構１４におけるスイッチング動作から電子機器により判定される。ここで、逆に、カード検知機構１４のスイッチオンすなわち図４（ａ）の状態を正規カード１００への書き込み禁止とし、スイッチオフすなわち図４（ｂ）の状態を書き込み可能になるように決めても構わない。
【００４１】
次に、上記カード検知機構１４におけるスイッチバネ片１５の作用効果について図５を参照して説明する。以下、本実施形態で説明したスイッチバネ片１５の想定外の過負荷に対する塑性変形耐性を示す。ここで、図５は、例えば平面サイズが小さい非正規カード２００がカードコネクタ１０のカード挿抜口１３から斜め挿入される場合の上面図となっている。
【００４２】
非正規カード２００がカード挿抜口１３から斜めに挿入操作されると、そのカードの前端２００ａの左角部２００ｂがスイッチバネ片１５における係合部１５３の第２の係合部１５３ｂに適正な押圧力とは異なる想定外の過負荷を与える。ここで、斜め挿入を是正するためにカード２００の回転方向Ｍの操作がなされるとすると、その過負荷は、スイッチバネ片１５の係合部１５３に対して働くカード２００が挿入される方向の押込み力Ｆ１と、カード収容空間１２の中央方向へ引掻き出す押出し力Ｆ２になる。
【００４３】
上記非正規カード２００の斜め挿入操作では、真っ先に係合部１５３の第１の係合部１５３ａが固定突起１７の第１突起面１７ａに係合する。そして、この第１の係合部１５３ａは、第１突起面１７ａから上記押込み力Ｆ１と逆方向で絶対値の等しい抗力Ｒ１を受ける。同様に、第１突起面１７ａから上記押出し力Ｆ２と逆方向で絶対値の等しい抗力Ｒ２を受ける。そして、第１の係合部１５３ａは第１突起面１７ａに強く係止される。
【００４４】
上記第１の係合部１５３ａの第１突起面１７ａによる係止により、スイッチバネ片１５はその弾性限界を超える変位が抑制される。そして、スイッチバネ片１５の塑性変形が防止されるようになる。スイッチバネ片１５の塑性変形は、通常、上述したような想定外の過負荷が繰り返されることにより大きくなり易い。しかし、本実施形態のスイッチバネ片１５では、過負荷に対する抗力が固定突起１７から係合部１５３に常に働くために、そのような塑性変形も抑止される。
【００４５】
上記スイッチバネ片１５では、色々の想定外の過負荷が発生した場合に、係合部１５３が固定突起１７に常に係合できるのがよい。そのためには、図１に示したような状態にあるスイッチバネ片１５において、第１の係合部１５３ａの最先端すなわち接点部１５４は、固定突起１７よりもカードの挿入方向の前方に位置するのが好ましい。図１，２に示す例では、接点部１５４は、固定突起１７における第１突起面１７ａと第２突起面１７ｂの交わる稜線Ｐよりも挿入方向の前方に位置する。このような配置にあれば、図５に説明した押出し力Ｆ２の絶対値が押込み力Ｆ１の絶対値に較べて大きくなる想定外の過負荷の場合であっても、第１の係合部１５３ａは第１突起面１７ａに容易に係合できる。
【００４６】
次に、上述したカード検知機構１４におけるスイッチバネ片１５、スイッチ対向片１６、固定突起１７の変形例について説明を加える。スイッチバネ片１５は片持ち梁状板バネとして説明されているが、これは弾性のある棒状のバネになっていてもよい。あるいは、棒状バネの部分と板状バネの混成になっても構わない。また、その係合部１５３は固定突起１７に係合するようにフック状になっていればよく、上述したような半環状の他に半円環状でもよく、あるいは、これ等の部分が混成した半環状でもよい。この場合、係合部１５３は立設する固定突起１７の一部表面を取り囲みカード収容空間１２側に凸となるよう半環状に形成される。
【００４７】
その他にも種々の変形例が考えられるが、いずれにしても、カード挿抜口１３からのカード挿入による過負荷が係合部１５３に掛っても、係合部１５３は固定突起１７に係止される。そして、スイッチバネ片１５の弾性限界を超え、その塑性変形につながる変位は防止されるようになっていればよい。また、スイッチバネ片１５において、その接点部１５４は係合部１５３の最先端に限らず、例えば弾性変形部１５２の所定の箇所に設けるようにしてもよい。
【００４８】
スイッチ対向片１６は、スイッチバネ片１５と共にスイッチを構成すればよく、バネ状になっていなくてもよい。例えば、図１において左側壁１１ａの内面に接合により固定されるようになっていてもよい。あるいは、下壁１１ｂにその一部が埋め込まれて固定されるようになっていても構わない。そして、例えば弾性変形部１５２にスイッチ対向片１６側に向かって延びるように設けられている接点部が、このような固定されたスイッチ対向片１６の所定位置を接点として接触または接触しないようになる。
【００４９】
固定突起１７は必ずしも柱状でなくても構わない。そして、固定突起１７は筒状になっていてもよい。あるいは、その断面形状は多角形の他に三角形、円形、楕円形等になっていても構わない。いずれにしても、カードコネクタ１０に対するカードの着脱において、スイッチバネ片１５の係合部１５３と係合するようにコネクタハウジング１１においてカード収容空間１２の側部に固設される。そして、スイッチバネ片１５の弾性限界を超える過負荷に対して係合部１５３を係止するようになっていればよい。
【００５０】
本実施形態では、コネクタへのカードの挿入あるいは装着を検知するカード検知機構はカード収容空間の側部に設けられる。その基本構造のスイッチを構成するスイッチバネ片がその基端部から先端部にかけて、カードの挿入方向と逆方向に延在して設けられる。この先端部にある係合部がカード収容空間の側部に固設された固定突起に係合するようになっている。そして、カード挿抜口からのカード挿入による過負荷が係合部に掛っても、係合部は固定突起に係止され、スイッチバネ片の弾性限界を超え、その塑性変形につながる変位は防止されるようになっている。
【００５１】
このために、本実施形態のカード検知機構では、例えば斜め挿入のようなカードの誤挿入操作による想定外の過負荷に対して、スイッチバネ片の耐性が極めて高くなり塑性変形が防止される。ここで、想定外の過負荷には予測できない種々の力があるが、例えばカードが挿入される方向への強い押込み力あるいはカード収容空間の中央方向へ引掻き出す押出し力等が考えられる。そして、信頼性の高い高品質のコネクタが可能になる。
【００５２】
また、上述したスイッチバネ片の想定外の過負荷に対する耐性が高くなることから、スイッチバネ片の先端部をカード挿抜口の傍に位置させることが可能になる。このために、スイッチバネ片は、コネクタにおけるカード挿入方向の寸法が従来のカード検知機構における場合に較べて短くできる。そして、コネクタの小型化が容易になる。
【００５３】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、上述した実施形態は本発明を限定するものでない。当業者にあっては、具体的な実施態様において本発明の技術思想および技術範囲から逸脱せずに種々の変形、変更を加えることが可能である。
【００５４】
例えば、実施形態におけるカード検知機構は、カード収容空間の左側部に設けられた場合について説明しているが、カード収容空間の右側部に取り付けられてもよい。
【００５５】
また、コネクタは、カード収容空間に装着したカードを引き出すイジェクト機構が備えられた構造になっていてもよい。あるいは、２種以上のカードの着脱が可能の複数のカード収容空間が形成され、それ等のカードの誤挿入防止機構が備えられた構造になっていても構わない。
【符号の説明】
【００５６】
１０…カードコネクタ、１１…コネクタハウジング、１１ａ…左側壁、１１ｂ…下壁、１１ｃ…上壁、１１ｄ…前壁、１１ｅ…右側壁、１１ｆ…傾斜面、１２…カード収容空間、１３…カード挿抜口、１４…カード検知機構、１５…スイッチバネ片（スイッチバネ部材）、１５１…基端部、１５２…弾性変形部、１５３…係合部（先端部）、１５３ａ…第１の係合部、１５３ｂ…第２の係合部、１５３ｃ…第３の係合部、１５３ｄ…第４の係合部、１５４…接点部、１６…スイッチ対向片（スイッチ対向部材）、１７…固定突起、１７ａ…第１突起面、１７ｂ…第２突起面、１７ｃ…第３突起面、１７ｄ…第４突起面、１７ｅ…第５突起面、１８，１９…スイッチ用外部接続端子、２０…コンタクト端子、２０ａ…コンタクト用外部接続端子、２１…コンタクト端子隔壁、２２…左ガイド段部、２３…右ガイド段部、１００…正規カード、１００ａ…左側端、１００ｂ，２００ａ…前端、１００ｃ…後端、１００ｄ，２００ｂ…左角部、１０１…ライトプロテクトボタン、２００…非正規カード
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばメモリチップなどの電子回路内蔵のカードが着脱されるカードコネクタに係り、特にカードの挿入あるいは装着を検知するカード検知機構を備えたカードコネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パソコン、デジタルカメラ、録音機、携帯電話、携帯型オーディオ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）、各種情報端末機器などの電子機器において、ＩＣ内蔵カード（以下、単にカードともいう）の利用が増大している。情報の記録、伝達あるいは処理をするＩＣを内蔵したカードとして、例えばＰＣカード、ＭＭＣ（Multi Media Card）カード、ＳＤ（Secure Digital）カード、ＳＩＭ（Subscriber Identity Module）カード等と多種類のものが存在する。
【０００３】
通常、これ等のカードは上記機器の回路基板等に取り付けられたカードコネクタ（以下、単にコネクタともいう）に装着され使用される。ここで、カードは、その表面と平行な向きにコネクタの筐体（以下、コネクタハウジングという）に設けられているカード挿抜口からカード収容部へと挿入され、少なくともその先端領域がコネクタハウジング内に収容される。そして、カード内部の電子回路に導通し表面に取り出されているコンタクトパッドが、コネクタハウジングの底部に設けられているコンタクト端子に電気接続する。
【０００４】
また、コネクタには、カードが挿入されるコネクタハウジングの内部にカード検知機構が設けられている。そして、挿入されるカードの状態、例えばライトプロテクトが設定されているか否かを検知できるようになっている（例えば、特許文献１参照）。あるいは、コネクタハウジング内へのカードの挿入を検知し、更にその外形、コンタクトパッド位置等の異なる種類を識別できるようになっている（例えば、特許文献２，３参照）。
【０００５】
カード検知機構は、その基本構造がスイッチであり、コネクタハウジング内部に取り付けられた弾性と導電性をもつスイッチバネ片を有している。このスイッチバネ片は、カードがコネクタハウジング内に挿入されると、そのカードの押圧力を受けて弾性変形する。そして、スイッチバネ片の所定位置に設けられたスイッチの接点が弾性変位し、コネクタハウジング内に設けられたスイッチの別の接点と接触あるいは分離するようになっている。ここで、この一対の接点の接離は、それらの間の電圧印加による電流の有無を検出することにより判定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２３６４６９号公報
【特許文献２】特開２００３−８６２９９号公報
【特許文献３】特許第３６４０３４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、コネクタの小型化、低背化（薄型化）にあって、上記スイッチング動作をするスイッチバネ片は、カードとの接触部が挿抜口近傍に配置される構造では、その基端部から先端部にかける方向がカードの挿入方向に対して逆になるように、コネクタハウジングの側部に取り付けられる。すなわち、コネクタハウジング内のカード収容部の側部に固定される基端部側が支点となり、スイッチバネ片の自由端となる先端部が弾性変位できるようになっている。ここで、スイッチバネ片の先端部をカード収容部のカードの挿入口であるカード挿抜口に近づけるほど、カードの挿入方向におけるコネクタハウジング寸法を短くできる。これにより、コネクタの小型化が促進できるようになる。
【０００８】
しかしながら、従来のカード検知機構では、スイッチバネ片の先端部の位置がカード挿抜口に近づくと、それに伴ってスイッチバネ片のカード挿入操作による損傷が生じ易くなる。
【０００９】
上述したようにカードの小型化、薄型化が進み、大きさの異なる多種類のカードが出現してくると、コネクタに対する正規のカードと異なるカードの使用者による誤挿入操作が発生し易くなる。そして、平面サイズが正規より小さい非正規カードがカード挿抜口から例えば斜めに挿入操作されると、そのカードの前端が適正な押圧力とは異なる想定外の過負荷をスイッチバネ片に与えることがある。この想定外の過負荷には、例えば、カードが挿入操作される方向にスイッチバネ片を強く押し込む力がある。ここで、斜め挿入を是正するためにカードの傾き回転操作が重ねてなされると、スイッチバネ片の先端部をカード収容部の中央方向へ引掻き出す力も働くようになる。このような過負荷は、スイッチバネ片に弾性限界を超える変位を与え、その塑性変形を引き起こすようになる。
【００１０】
また、例えば２種類の異なるカードを１つのカード挿抜口からそれぞれ異なるカード収容部に装填する構造のコネクタにあっても、平面サイズの小さいカードによる上述したのと同様な誤挿入によるスイッチバネ片の塑性変形を発生させる虞がある。従来のカード検知機構に用いられていたスイッチバネ片では、上述したようなバネ損傷を未然に防止するため、その先端部をカード挿抜口からある程度遠ざけて配置せざるを得なかった。そのことがカード検知機構を有するコネクタの小型化、薄型化の阻害要因の１つになっていた。
【００１１】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、カードの斜め挿入のような変則的な操作により発生する想定外の過負荷に対して、カード検知機構に用いられるスイッチバネ片の先端部の耐性を高め、その塑性変形を防止することを目的とする。また、カード検知機構を備えたコネクタの小型化の限界を取り除くことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明にかかるカードコネクタは、カードが収容されるカード収容空間およびそれに連通するカード挿抜口の形成されたハウジングと、このハウジングの底部に設けられ前記収容されたカードに電気接続する複数のコンタクト端子と、前記カード収容空間の側部に配置され、前記カードの前記カード収容空間への挿入あるいは装着を検知するカード検知機構であって、前記カードの挿入により受ける押圧力によってスイッチング動作をする弾性と導電性を有するスイッチバネ部材および該スイッチバネ部材との接離するスイッチ対向部材を有し、前記スイッチバネ部材がその基端部から先端部にかけて前記カードの挿入方向と逆方向に延在して設けられるカード検知機構と、前記カード収容空間の側部に設けられて前記スイッチバネ部材の前記先端部に位置し、前記スイッチバネ部材の前記先端部が前記押圧力を受けて、前記スイッチバネ部材の弾性限界を超える過負荷が加わっても前記先端部が係合し係止される固定突起と、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、カードの例えば斜め挿入のような変則的な操作により発生する想定外の過負荷に対する耐性が向上し、カード検知機構のスイッチバネ片の塑性変形が防止される。そして、カード検知機構を備えたコネクタの小型化が促進される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態にかかるカードコネクタの一例を示し、その上壁の一部を切り欠いた上面図である。
【図２】図１のII−II矢視の拡大断面図である。
【図３】ライトプロテクトを有するカードコネクタの挿入動作の説明に供する図であり、（ａ）はカードの押圧力によりスイッチオンにした状態を示すコネクタ上壁の一部を切り欠いた上面図であり、（ｂ）は（ａ）状態から更にカードをコネクタ内部に挿入した状態を示す上面図である。
【図４】ライトプロテクトを有するカードコネクタの挿入動作の説明に供する図であり、（ａ）はライトプロテクトスイッチがオンのカードをコネクタに装着した状態を示すコネクタ上壁の一部を切り欠いた上面図であり、（ｂ）はライトプロテクトスイッチがオフのカードをコネクタに装着した状態を示すコネクタ上壁の一部を切り欠いた上面図である。
【図５】本発明の実施形態におけるカード検知機構の作用効果の説明に供するためのコネクタ上壁の一部を切り欠いた拡大上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図１ないし図５を参照して説明する。各図において、互いに同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は一部省略される。なお、本明細書では、カードコネクタ構造の説明を判り易くするため、コネクタに対するカードの挿抜方向を基準にした用語に統一する。例えば、カード前端の挿入方向に用語「前」、カード後端の引き出し方向に用語「後」をそれぞれ付す。また、コネクタにおいてコンタクト端子が配置される底部側に用語「下」、その逆方向に用語「上」を付す。
【００１６】
図１、２に示すように、カードコネクタ１０はその外形が略扁平な直方体となるコネクタハウジング１１内にカード収容空間１２を有している。そして、カード収容空間１２は、コネクタハウジング１１の後端においてカード挿抜口１３として開放されている。更に、コネクタハウジング１１内においてカード収容空間１２の側部に、カード挿抜口１３から挿入あるいは装着されるカードを検知するカード検知機構１４が設けられている。
【００１７】
ここで、コネクタハウジング１１は絶縁性の例えば液晶ポリマーのような樹脂材料により一体構造になっている。あるいは、例えば加工性に優れた絶縁性の樹脂材料からなり端子を有するベース部材に、例えばステンレス等の板金カバーのような板バネ金属材料からなるカバー部材が組み合わされた構造にすることができる。この場合には、それぞれ上下に重ね合わされたカバー部材とベース部材により、カード収容空間１２と共にカード検知機構１４が配置される空間が形成される。
【００１８】
カード検知機構１４は、図１に示すように、その基本構造がスイッチであり、弾性と導電性をもつスイッチバネ片１５と、このスイッチバネ片１５に対向するスイッチ対向片１６を一対のスイッチ片として有する。スイッチバネ片１５は、その基端部１５１が例えば絶縁性樹脂からなるコネクタハウジング１１の左側壁１１ａ側に植設され、弾性変形部１５２、係合部１５３および接点部１５４が一体の片持ち状構造に形成されている。ここで、接点部１５４は、スイッチバネ片１５の先端部である係合部１５３の最先端に位置する。そして、コネクタハウジング１１の左側壁１１ａに固定される基端部１５１側が支点となり、スイッチバネ片１５の自由端として弾性変位できるようになっている。
【００１９】
上記スイッチバネ片１５は、その基端部１５１から係合部１５３にかけて、カードの挿入方向と逆方向に延長して設けられ、係合部１５３がコネクタハウジング１１の側部に固設された固定突起１７に係合するようになっている。そして、カード挿抜口１３からのカード挿入による過負荷が係合部１５３に掛っても、係合部１５３は固定突起１７に係止される。そして、スイッチバネ片１５の弾性限界を超え、その塑性変形につながる変位は防止されるようになっている。このため、係合部１５３はカード挿抜口１３に近接する位置に配置できるようになる。
【００２０】
図１、２に示す例では、係合部１５３は、スイッチバネ片１５の自由端となる領域が複数回に屈曲し半環状に形成され、第１の係合部１５３ａ、第２の係合部１５３ｂ、第３の係合部１５３ｃおよび第４の係合部１５３ｄを有している。ここで、第１の係合部１５３ａはその最先端に２つの接点をもつ接点部１５４になり、第４の係合部１５３ｄは弾性変形部１５２につながっている。
【００２１】
固定突起１７は、コネクタ１０に対するカードの着脱において、スイッチバネ片１５の係合部１５３と係合するようにコネクタハウジング１１内においてカード収容部１２の側部に固設されている。更に、スイッチバネ片１５の弾性限界を超える変位を抑制できるように設けられている。
【００２２】
図１、２に示す例では、固定突起１７は、コネクタハウジング１１の下壁１１ｂに固定し上壁１１ｃの方向に立設されている。ここで、その断面形状が多角形の角柱になるように形成され、上記係合部１５３の半環形状に対応した第１突起面１７ａ、第２突起面１７ｂ、第３突起面１７ｃおよび第４突起面１７ｄと、第５突起面１７ｅを有する。そして、上述した第１の係合部１５３ａ、第２の係合部１５３ｂ、第３の係合部１５３ｃおよび第４の係合部１５３ｄが、それぞれに、第１突起面１７ａ、第２突起面１７ｂ、第３突起面１７ｃおよび第４突起面１７ｄに当接できるようになっている。
【００２３】
固定突起１７には絶縁性材料が用いられる。固定突起１７は、コネクタハウジング１１と同じ樹脂材料からなり、コネクタハウジング１１あるいはベース部材と一体構造に形成されると好適である。あるいは、コネクタハウジング１１と同種または別種の絶縁性材料からなる固定突起１７が、コネクタハウジング１１の側部に取り付けられる構造になっていてもよい。
【００２４】
スイッチ対向片１６は、スイッチバネ片１５と同様にコネクタハウジング１１の左側壁１１ａ側に植設された片持ち状金属片であり、スイッチバネ片１５に並置して形設されている。そして、スイッチ対向片１６の自由端の領域は、スイッチバネ片１５の弾性変位により接点部１５４が接触するところになる。ここで、接点部１５４は、スイッチ対向片１６との接触を確実にするために、スイッチ対向片１６の表面を摺接する変位（ワイピング）を受けるようになっている。これは、スイッチバネ片１５の接点部１５４あるいはスイッチ対向片１６の自由端領域の表面に埃や酸化被膜等の異物が存在する場合であっても、これ等の間で確実な電気接続ができるようにするのに有効となる。また、接点部１５４が複数例えば2つの接点を有することにより、スイッチ対向片１６との接触確実性が増し、安定した接触が得られる。
【００２５】
スイッチバネ片１５およびスイッチ対向片１６は、それぞれ、コネクタハウジング１１の前壁１１ｄからハウジング外に延出するスイッチ用外部接続端子１８，１９につながるよう、一体に形成することができる。そして、これ等のスイッチ用外部接続端子１８，１９はカードコネクタ１０が取り付けられる回路基板の配線と例えばハンダ付け等により電気接続する。そして、これ等の回路基板の組み込まれた電子機器は、スイッチバネ片１５およびスイッチ対向片１６のオン、オフすなわちスイッチバネ片１５とスイッチ対向片１６とが接触しているか、または接触していないかを電圧印加による電流の有無から検出し判定するようになっている。
【００２６】
スイッチバネ片１５には、その材料として適度な弾性を示す金属が好適に用いられる。そのような金属材料として、リン青銅、ベリリウム銅等の銅合金が挙げられる。例えば、上記金属板が打ち抜き加工されて細長いバネ片が作製される。そして、上記バネ片の厚さ方向の折り曲げ加工を通して所望の係合面をもつ係合部１５３が形成される。ここで、少なくとも接点部１５４には、その表面に酸化被膜が形成されないように例えば金、白金等からなるメッキ層を形成するとよい。
【００２７】
スイッチ対向片１６には、その材料として導電性を示す金属が用いられる。金属材料として、例えばステンレス、アルミニウム、あるいは合金等であって、機械的強度があり、その加工の容易なものが好適である。あるいは、適度の弾性を併せもつ金属材料として、リン青銅、ベリリウム銅等の銅合金が挙げられる。上記金属板が打ち抜き加工され、細長い金属片のスイッチ対向片１６が作製される。ここで、少なくともスイッチバネ片１５の接点部１５４が接触するスイッチ対向片１６の自由端の領域には、その表面に酸化被膜が形成されないように例えば金、白金等からなるメッキ層を形成してもよい。
【００２８】
そして、カード収容空間１２の後端で開放されたカード挿抜口１３から、カード収容空間１２に対するＳＤカードのようなＩＣ内蔵カードの挿入あるいは引き出しがなされる。ここで、コネクタハウジング１１の底部には、例えばカードの前端部に設けられたコンタクトパッドと加圧接触する複数（図では９個）の弾性接片からなるコンタクト端子２０がそれぞれライン状に設けられている。このコンタクト端子２０はコネクタハウジング１１の下壁１１ｂに埋め込みや、圧入により所望の形状に植設される。そして、コンタクト端子２０の周囲には、コンタクト端子隔壁２１が設けられる。なお、コンタクト端子２０は、コネクタハウジング１１の底部に設けられる例に限られることなく、コネクタハウジング１１の頂部に設けてもよい。
【００２９】
これ等のコンタクト端子２０は、それぞれ、コネクタハウジング１１の前壁１１ｄからハウジング外に延出するコンタクト用外部接続端子２０ａにつながる。これ等のコンタクト用外部接続端子２０ａはカードコネクタ１０が取り付けられる回路基板の配線と例えばハンダ付け等により電気接続する。
【００３０】
例えばＳＤカードは両側縁に段付きガイドが形成されている。カード収容空間１２に対する上記カードの挿出では、ＳＤカードの側縁に対応して、カードの左右側端はそれぞれ例えば左ガイド段部２２および右ガイド段部２３により滑らかに案内されるようになっている。ここで、左ガイド段部２２は、コネクタハウジング１１の左側壁１１ａに並行して設けられ、コネクタハウジング１１内において、カード検知機構が配置される領域とカード収容空間１２との間仕切り部になっている。一方、右ガイド段部２３はコネクタハウジング１１の右側壁１１ｅに沿って設けられている。
【００３１】
カードのカードコネクタ１０への装着において、コンタクト端子２０の周りに設けられたコンタクト端子隔壁２１が、カード前端部に設けられた凹部（図示せず）に嵌合する。そして、カードの前端部の右角に設けられた面取り部（図示せず）が、コネクタハウジング１１の前壁１１ｄと右側壁１１ｅの交わる領域に形成されている傾斜面１１ｆに当接するようになっている。装着の完了では、カード前端部の上記凹部の内面に取り付けられているコンタクトパッドはそれぞれのコンタクト端子２０に電気接続する。なお、上述した傾斜面１１ｆあるいはコンタクト端子隔壁２１は、カードコネクタ１０へのカードの誤挿入防止機構にもなっている。
【００３２】
次に、本実施形態のカードコネクタ１０の動作について図３および図４を参照して説明する。以下、ライトプロテクトの設定が可能なカードコネクタ１０に適合する正規カード１００をカードコネクタ１０に装着する場合について説明する。図３（ａ）に示すように、スライド可能なライトプロテクトボタン１０１が正規カード１００の左側端１００ａの所定箇所に配置され、実線に示す一方の位置にスライドされている。この正規カード１００の前端１００ｂをカードコネクタ１０のカード挿抜口１３に入れ、後端１００ｃを押圧する。この押圧により、前端１００ｂの丸みをもつ左角部１００ｄが、スイッチバネ片１５の係合部１５３において、その第２の係合部１５３ｂに当接し、スイッチバネ片１５は弾性変形する。
【００３３】
そして、係合部１５３は、第２の係合部１５３ｂで受ける正規カード１００からの押圧力によりカードの挿入方向と共にスイッチ対向片１６の方向に変位する。この弾性変位により、第１の係合部１５３ａの最先端すなわち接点部１５４がスイッチ対向片１６に接触しスイッチオンするようになる。それと共に、スイッチバネ片がカード挿入方向にも撓み、その第１の係合部１５３ａが固定突起１７の第１突起面１７ａに当接するようになる。
【００３４】
そして、正規カード１００が更に挿入されると、第１の係合部１５３ａは第１突起面１７ａに係合し係止されるようになる。そして、第１の係合部１５３ａの第１突起面１７ａによる係止により、スイッチバネ片１５の弾性変形による一定以上のカード挿入方向への変位が抑制防止される。また、正規カード１００の左角部１００ｄと第２の係合部１５３ｂとの摩擦により生じる、カード収容空間１２の中央領域への係合部１５３の変位も規制される。
【００３５】
次に、図３（ｂ）に示したカード挿入の段階になると、正規カード１００の左側端１００ａが係合部１５３の第３の係合部１５３ｃに当接する。それと共に、第３の係合部１５３ｃは固定突起１７の第３突起面１７ｃに当接するようになる。そして、正規カード１００はこの第３の係合部１５３ｃによっても挿入ガイドされるようになる。また、このカード挿入の段階において、第１の係合部１５３ａが係合していた固定突起１７の第１突起面１７ａから離間し分離するようになる。そして、それと共に第１の係合部１５３ａが後方に移動し、その尖端の接点部１５４がスイッチ対向片１６に接触したままその接触面を摺動する。すなわちスイッチバネ片１５の接点部１５４のワイピングが生じる。
【００３６】
そして、図４（ａ）に示した正規カード１００の挿入が完了した段階では、正規カード１００の左側端に配置されたライトプロテクトボタン１０１が係合部１５３の第３の係合部１５３ｃに当接する。そして、第３の係合部１５３ｃは固定突起１７の第３突起面１７ｃに当接したままになり、スイッチバネ片１５はスイッチ対向片１６に接点部１５４の接触を通して電気接続する。この電気接続は、例えば上述したように回路基板を介して電子機器により検知される。そして、正規カード１００の属性情報である例えばデータの書き込み可能であることが検出される。
【００３７】
なお、正規カード１００のカードコネクタ１０からの脱着では、正規カード１００の後端１００ｂの側を掴み、挿入の場合とは逆にカード挿抜口１３から正規カード１００を引き出すことにより行われる。この場合の正規カード１００の引き出しでは、スイッチバネ片１５の弾性変形による動きは、カード挿入の場合とほぼ逆となる。
【００３８】
また、ライトプロテクトが非設定となる場合には、図３（ａ）に示したように、ライトプロテクトボタン１０１が破線に示す他方の位置にスライドされている。この場合、正規カード１００の挿入は図３（ａ）および図３（ｂ）と同様になる。そして、正規カード１００の挿入が完了した段階では、図４（ｂ）に示したように正規カード１００の左側端１００ａに配置されたライトプロテクトボタン１０１は係合部１５３の第３の係合部１５３ｃに当接しなくなる。そして、スイッチバネ片１５の接点部１５４はスイッチ対向片１６から分離し接触しないスイッチオフになる。この分離は、上述したように電子機器により検知される。そして、正規カード１００のデータの書き込みが禁止されていることが検出される。
【００３９】
この場合の正規カード１００の脱着では、その後端１００ｂの側を掴み、挿入の場合とは逆にカード挿抜口１３から正規カード１００を引き出すと、初め正規カード１００の左側端１００ａの凹部に係合部１５３の第４の係合部１５３ｄが当接する。そして、その後のスイッチバネ片１５の弾性変形による動きは、カード挿入の場合とほぼ逆となる。
【００４０】
上記ライトプロテクトの設定および非設定は、上述したようにカード検知機構１４におけるスイッチング動作から電子機器により判定される。ここで、逆に、カード検知機構１４のスイッチオンすなわち図４（ａ）の状態を正規カード１００への書き込み禁止とし、スイッチオフすなわち図４（ｂ）の状態を書き込み可能になるように決めても構わない。
【００４１】
次に、上記カード検知機構１４におけるスイッチバネ片１５の作用効果について図５を参照して説明する。以下、本実施形態で説明したスイッチバネ片１５の想定外の過負荷に対する塑性変形耐性を示す。ここで、図５は、例えば平面サイズが小さい非正規カード２００がカードコネクタ１０のカード挿抜口１３から斜め挿入される場合の上面図となっている。
【００４２】
非正規カード２００がカード挿抜口１３から斜めに挿入操作されると、そのカードの前端２００ａの左角部２００ｂがスイッチバネ片１５における係合部１５３の第２の係合部１５３ｂに適正な押圧力とは異なる想定外の過負荷を与える。ここで、斜め挿入を是正するためにカード２００の回転方向Ｍの操作がなされるとすると、その過負荷は、スイッチバネ片１５の係合部１５３に対して働くカード２００が挿入される方向の押込み力Ｆ１と、カード収容空間１２の中央方向へ引掻き出す押出し力Ｆ２になる。
【００４３】
上記非正規カード２００の斜め挿入操作では、真っ先に係合部１５３の第１の係合部１５３ａが固定突起１７の第１突起面１７ａに係合する。そして、この第１の係合部１５３ａは、第１突起面１７ａから上記押込み力Ｆ１と逆方向で絶対値の等しい抗力Ｒ１を受ける。同様に、第１突起面１７ａから上記押出し力Ｆ２と逆方向で絶対値の等しい抗力Ｒ２を受ける。そして、第１の係合部１５３ａは第１突起面１７ａに強く係止される。
【００４４】
上記第１の係合部１５３ａの第１突起面１７ａによる係止により、スイッチバネ片１５はその弾性限界を超える変位が抑制される。そして、スイッチバネ片１５の塑性変形が防止されるようになる。スイッチバネ片１５の塑性変形は、通常、上述したような想定外の過負荷が繰り返されることにより大きくなり易い。しかし、本実施形態のスイッチバネ片１５では、過負荷に対する抗力が固定突起１７から係合部１５３に常に働くために、そのような塑性変形も抑止される。
【００４５】
上記スイッチバネ片１５では、色々の想定外の過負荷が発生した場合に、係合部１５３が固定突起１７に常に係合できるのがよい。そのためには、図１に示したような状態にあるスイッチバネ片１５において、第１の係合部１５３ａの最先端すなわち接点部１５４は、固定突起１７よりもカードの挿入方向の前方に位置するのが好ましい。図１，２に示す例では、接点部１５４は、固定突起１７における第１突起面１７ａと第２突起面１７ｂの交わる稜線Ｐよりも挿入方向の前方に位置する。このような配置にあれば、図５に説明した押出し力Ｆ２の絶対値が押込み力Ｆ１の絶対値に較べて大きくなる想定外の過負荷の場合であっても、第１の係合部１５３ａは第１突起面１７ａに容易に係合できる。
【００４６】
次に、上述したカード検知機構１４におけるスイッチバネ片１５、スイッチ対向片１６、固定突起１７の変形例について説明を加える。スイッチバネ片１５は片持ち梁状板バネとして説明されているが、これは弾性のある棒状のバネになっていてもよい。あるいは、棒状バネの部分と板状バネの混成になっても構わない。また、その係合部１５３は固定突起１７に係合するようにフック状になっていればよく、上述したような半環状の他に半円環状でもよく、あるいは、これ等の部分が混成した半環状でもよい。この場合、係合部１５３は立設する固定突起１７の一部表面を取り囲みカード収容空間１２側に凸となるよう半環状に形成される。
【００４７】
その他にも種々の変形例が考えられるが、いずれにしても、カード挿抜口１３からのカード挿入による過負荷が係合部１５３に掛っても、係合部１５３は固定突起１７に係止される。そして、スイッチバネ片１５の弾性限界を超え、その塑性変形につながる変位は防止されるようになっていればよい。また、スイッチバネ片１５において、その接点部１５４は係合部１５３の最先端に限らず、例えば弾性変形部１５２の所定の箇所に設けるようにしてもよい。
【００４８】
スイッチ対向片１６は、スイッチバネ片１５と共にスイッチを構成すればよく、バネ状になっていなくてもよい。例えば、図１において左側壁１１ａの内面に接合により固定されるようになっていてもよい。あるいは、下壁１１ｂにその一部が埋め込まれて固定されるようになっていても構わない。そして、例えば弾性変形部１５２にスイッチ対向片１６側に向かって延びるように設けられている接点部が、このような固定されたスイッチ対向片１６の所定位置を接点として接触または接触しないようになる。
【００４９】
固定突起１７は必ずしも柱状でなくても構わない。そして、固定突起１７は筒状になっていてもよい。あるいは、その断面形状は多角形の他に三角形、円形、楕円形等になっていても構わない。いずれにしても、カードコネクタ１０に対するカードの着脱において、スイッチバネ片１５の係合部１５３と係合するようにコネクタハウジング１１においてカード収容空間１２の側部に固設される。そして、スイッチバネ片１５の弾性限界を超える過負荷に対して係合部１５３を係止するようになっていればよい。
【００５０】
本実施形態では、コネクタへのカードの挿入あるいは装着を検知するカード検知機構はカード収容空間の側部に設けられる。その基本構造のスイッチを構成するスイッチバネ片がその基端部から先端部にかけて、カードの挿入方向と逆方向に延在して設けられる。この先端部にある係合部がカード収容空間の側部に固設された固定突起に係合するようになっている。そして、カード挿抜口からのカード挿入による過負荷が係合部に掛っても、係合部は固定突起に係止され、スイッチバネ片の弾性限界を超え、その塑性変形につながる変位は防止されるようになっている。
【００５１】
このために、本実施形態のカード検知機構では、例えば斜め挿入のようなカードの誤挿入操作による想定外の過負荷に対して、スイッチバネ片の耐性が極めて高くなり塑性変形が防止される。ここで、想定外の過負荷には予測できない種々の力があるが、例えばカードが挿入される方向への強い押込み力あるいはカード収容空間の中央方向へ引掻き出す押出し力等が考えられる。そして、信頼性の高い高品質のコネクタが可能になる。
【００５２】
また、上述したスイッチバネ片の想定外の過負荷に対する耐性が高くなることから、スイッチバネ片の先端部をカード挿抜口の傍に位置させることが可能になる。このために、スイッチバネ片は、コネクタにおけるカード挿入方向の寸法が従来のカード検知機構における場合に較べて短くできる。そして、コネクタの小型化が容易になる。
【００５３】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、上述した実施形態は本発明を限定するものでない。当業者にあっては、具体的な実施態様において本発明の技術思想および技術範囲から逸脱せずに種々の変形、変更を加えることが可能である。
【００５４】
例えば、実施形態におけるカード検知機構は、カード収容空間の左側部に設けられた場合について説明しているが、カード収容空間の右側部に取り付けられてもよい。
【００５５】
また、コネクタは、カード収容空間に装着したカードを引き出すイジェクト機構が備えられた構造になっていてもよい。あるいは、２種以上のカードの着脱が可能の複数のカード収容空間が形成され、それ等のカードの誤挿入防止機構が備えられた構造になっていても構わない。
【符号の説明】
【００５６】
１０…カードコネクタ、１１…コネクタハウジング、１１ａ…左側壁、１１ｂ…下壁、１１ｃ…上壁、１１ｄ…前壁、１１ｅ…右側壁、１１ｆ…傾斜面、１２…カード収容空間、１３…カード挿抜口、１４…カード検知機構、１５…スイッチバネ片（スイッチバネ部材）、１５１…基端部、１５２…弾性変形部、１５３…係合部（先端部）、１５３ａ…第１の係合部、１５３ｂ…第２の係合部、１５３ｃ…第３の係合部、１５３ｄ…第４の係合部、１５４…接点部、１６…スイッチ対向片（スイッチ対向部材）、１７…固定突起、１７ａ…第１突起面、１７ｂ…第２突起面、１７ｃ…第３突起面、１７ｄ…第４突起面、１７ｅ…第５突起面、１８，１９…スイッチ用外部接続端子、２０…コンタクト端子、２０ａ…コンタクト用外部接続端子、２１…コンタクト端子隔壁、２２…左ガイド段部、２３…右ガイド段部、１００…正規カード、１００ａ…左側端、１００ｂ，２００ａ…前端、１００ｃ…後端、１００ｄ，２００ｂ…左角部、１０１…ライトプロテクトボタン、２００…非正規カード
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カードが収容されるカード収容空間およびそれに連通するカード挿抜口の形成されたハウジングと、
このハウジングに設けられ前記収容されたカードに電気接続する複数のコンタクト端子と、
前記カード収容空間の側部に配置され、前記カードの前記カード収容空間への挿入あるいは装着を検知するカード検知機構であって、前記カードの挿入により受ける押圧力によってスイッチング動作をする弾性と導電性を有するスイッチバネ部材および前記押圧力により弾性変形した該スイッチバネ部材と接触するスイッチ対向部材を有し、前記スイッチバネ部材がその基端部から先端部にかけて前記カードの挿入方向と逆方向に延在して設けられるカード検知機構と、
前記カード収容空間の側部に設けられて前記スイッチバネ部材の前記先端部に位置し、前記スイッチバネ部材の前記先端部が係合し、前記スイッチバネ部材のカード挿入方向への変位を抑制する固定突起と、
を具備することを特徴とするカードコネクタ。
【請求項２】
前記先端部は、その最先端が前記カードの挿入方向において前記固定突起よりも前方に位置するようになっていることを特徴とする請求項１に記載のカードコネクタ。
【請求項３】
前記先端部は、前記固定突起の一部表面を取り囲み前記カード収容空間側に凸となるよう半環状に形成され、前記カード挿抜口から前記カード収容空間に挿入される前記カードに当接するようになっていることを特徴とする請求項２に記載のカードコネクタ。
【請求項４】
前記先端部は、板バネであり、その最先端から前記基端部に向かって板厚方向に複数回に屈曲し、前記カードの挿入方向の前方から後方に前記カード収容空間側に傾斜する第１の係合部、前記カードの挿入方向の後方から前方に前記カード収容空間側に傾斜する第２の係合部、前記カードの挿入方向にほほ並行する第３の係合部および前記カードの挿入方向の後方から前方に前記カード収容空間の外側に傾斜する第４の係合部から構成され、前記固定突起は、多角柱状あるいは多角筒状であり、前記第１の係合部、第２の係合部、第３の係合部および第４の係合部にそれぞれ当接する側面を有していることを特徴とする請求項３に記載のカードコネクタ。
【請求項５】
前記先端部は、その最先端が前記スイッチ対向部材と接触するようになっていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載のカードコネクタ。
【請求項６】
前記先端部の最先端は、複数の接点部を有していることを特徴とする請求項５記載のカードコネクタ。
【請求項７】
前記固定突起は、前記ハウジングの下壁に固定され前記ハウジングの上壁に向かって立設されていることを特徴とする請求項１に記載のカードコネクタ。
【請求項１】
カードが収容されるカード収容空間およびそれに連通するカード挿抜口の形成されたハウジングと、
このハウジングに設けられ前記収容されたカードに電気接続する複数のコンタクト端子と、
前記カード収容空間の側部に配置され、前記カードの前記カード収容空間への挿入あるいは装着を検知するカード検知機構であって、前記カードの挿入により受ける押圧力によってスイッチング動作をする弾性と導電性を有するスイッチバネ部材および前記押圧力により弾性変形した該スイッチバネ部材と接触するスイッチ対向部材を有し、前記スイッチバネ部材がその基端部から先端部にかけて前記カードの挿入方向と逆方向に延在して設けられるカード検知機構と、
前記カード収容空間の側部に設けられて前記スイッチバネ部材の前記先端部に位置し、前記スイッチバネ部材の前記先端部が係合し、前記スイッチバネ部材のカード挿入方向への変位を抑制する固定突起と、
を具備することを特徴とするカードコネクタ。
【請求項２】
前記先端部は、その最先端が前記カードの挿入方向において前記固定突起よりも前方に位置するようになっていることを特徴とする請求項１に記載のカードコネクタ。
【請求項３】
前記先端部は、前記固定突起の一部表面を取り囲み前記カード収容空間側に凸となるよう半環状に形成され、前記カード挿抜口から前記カード収容空間に挿入される前記カードに当接するようになっていることを特徴とする請求項２に記載のカードコネクタ。
【請求項４】
前記先端部は、板バネであり、その最先端から前記基端部に向かって板厚方向に複数回に屈曲し、前記カードの挿入方向の前方から後方に前記カード収容空間側に傾斜する第１の係合部、前記カードの挿入方向の後方から前方に前記カード収容空間側に傾斜する第２の係合部、前記カードの挿入方向にほほ並行する第３の係合部および前記カードの挿入方向の後方から前方に前記カード収容空間の外側に傾斜する第４の係合部から構成され、前記固定突起は、多角柱状あるいは多角筒状であり、前記第１の係合部、第２の係合部、第３の係合部および第４の係合部にそれぞれ当接する側面を有していることを特徴とする請求項３に記載のカードコネクタ。
【請求項５】
前記先端部は、その最先端が前記スイッチ対向部材と接触するようになっていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載のカードコネクタ。
【請求項６】
前記先端部の最先端は、複数の接点部を有していることを特徴とする請求項５記載のカードコネクタ。
【請求項７】
前記固定突起は、前記ハウジングの下壁に固定され前記ハウジングの上壁に向かって立設されていることを特徴とする請求項１に記載のカードコネクタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−５４８８５（Ｐ２０１３−５４８８５Ａ）
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９１８４１（Ｐ２０１１−１９１８４１）
【出願日】平成２３年９月２日（２０１１．９．２）
【出願人】（０００１７７６９０）山一電機株式会社 (233)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２日（２０１１．９．２）
【出願人】（０００１７７６９０）山一電機株式会社 (233)
【Ｆターム（参考）】
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