JP5147658B2 - カード用コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、カード用コネクタに関するものである。

従来、パーソナルコンピュータ、携帯電話機、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ：個人用携帯情報端末）、デジタルカメラ、ビデオカメラ、音楽プレーヤ、ゲーム機、車両用ナビゲーション装置等の電子機器においては、ＳＩＭ（Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ Ｍｏｄｕｌｅ）カード、ＭＭＣ（Ｍｕｌｔｉ Ｍｅｄｉａ Ｃａｒｄ）（Ｒ）、ＳＤ（Ｓｅｃｕｒｅ Ｄｉｇｉｔａｌ）（Ｒ）カード、ｍｉｎｉＳＤ（Ｒ）カード、ｘＤピクチャーカード（ｘＤ−Ｐｉｃｔｕｒｅ ｃａｒｄ）（Ｒ）、メモリスティック（Ｒ）、メモリスティックＤｕｏ（Ｒ）、スマートメディア（Ｒ）、Ｔｒａｎｓ−Ｆｌａｓｈメモリカード、マイクロＳＤ（Ｒ）カード等の各種メモリカードを利用するために、カード用コネクタを備えている。

近年ではメモリカードの記憶容量の増加に伴い、電子機器とメモリカードとの間でのデータの伝送速度の高速化が必要とされるので、カード用コネクタにおける特性インピーダンスを整合させ、クロストークを低減させるためにグランド板を配設する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

図９は従来のカード用コネクタを示す図である。

図において、８１１は、カード用コネクタのハウジングであり、絶縁性材料から成り、プリント基板８９１の表面に取付けられている。また、８５１は、前記ハウジング８１１に装填（てん）された複数のピン端子であり、下端がプリント基板８９１に形成されたスルーホール８９３に挿入され、はんだ付によって接続される。さらに、９０１はメモリカードであり、前記ハウジング８１１の凹溝８１２内に挿入される。前記メモリカード９０１は複数の端子収容孔（こう）９５１を備え、各端子収容孔９５１に対応するピン端子８５１の先端が収容されることによって、電気的に接続される。

また、８６１は金属製のグランド板であり、ハウジング８１１から露出するピン端子８５１のはんだ付部分を覆うようにハウジング８１１に取付けられる。そして、グランド板８６１のフランジ部８６２が、ハウジング８１１及びプリント基板８９１を貫通するボルト８６３によって固定される。なお、該ボルト８６３の下端はプリント基板８９１のグランドパターン８９２に電気的に接続される。

これにより、ピン端子８５１の露出部分がグランドパターン８９２に接続されたグランド板８６１によって覆われるので、特性インピーダンスを整合させることができる。
特開平５−１８９６２５号公報

しかしながら、前記従来のカード用コネクタは、ピン端子８５１の露出部分であるはんだ付部分のみをグランド板８６１で覆うようになっているので、特性インピーダンスを整合させることができない。近年の広く普及しているメモリカードは、前記端子収容孔９５１を有しておらず、一面にコンタクトパッドが並列に配設された平板状のカードである。そして、カード用コネクタの端子は、細長い板から成るカンチレバー状の部材であり、その基端部がハウジングに固定され、先端部が端子自体のばね性によってカードのコンタクトパッドに押付けられるようになっている。この場合、カードの寸法公差を許容する必要があるので、端子の基端部から先端部までの長さをある程度長くする必要がある。そのため、端子の基端部から先端部に亘（わた）る範囲の特性インピーダンスをコントロールしないとカード用コネクタにおける特性インピーダンスを整合させることができない。

本発明は、前記従来のカード用コネクタの問題点を解決して、接続端子の可撓（とう）部分を、基端部側の幅が広く、先端部側の幅が狭い形状とし、可撓部分に少なくとも対応する大きさのグランド板を配設し、カードが接続端子と接触すると、先端ほどグランド板との間隔が短くなるように可撓部分を変形させることによって、端子の基端部から先端部に亘る範囲において特性インピーダンスを適切にコントロールすることができ、信号伝送路全体における特性インピーダンスを整合させることができ、高速信号伝送に使用してもクロストークが生じることがなく、低背化することができ、構造が簡素でコストが低いカード用コネクタを提供することを目的とする。

そのために、本発明のカード用コネクタにおいては、端子部材を備えるカードを収容するハウジングと、該ハウジングに取付けられ、前記カードの端子部材と接触する接続端子とを有するカード用コネクタであって、前記接続端子は、前記ハウジングに保持される基端部と、該基端部から延出する可撓部分と、該可撓部分の先端に接続された先端部とを備え、前記可撓部分は、基端部側の幅が広く、先端部側の幅が狭い形状を備え、前記ハウジングは、少なくとも前記可撓部分の範囲に対応するグランド板を備え、前記カードがハウジングに収容され、前記先端部が前記カードの端子部材と接触すると、前記可撓部分は、その先端に行くに従ってグランド板との間隔が短くなるように変形する。

本発明の他のカード用コネクタにおいては、さらに、前記可撓部分とグランド板との間隔は、前記接続端子を信号ラインとし、前記グランド板をグランドラインとする信号の伝送路の特性インピーダンスが一定となるように、前記可撓部分の幅に応じて変化する。

本発明の更に他のカード用コネクタにおいては、さらに、前記接続端子とグランド板とは、マイクロストリップライン構造を形成する。

本発明の更に他のカード用コネクタにおいては、さらに、前記接続端子のうちの互いに隣接する一対の接続端子とグランド板とは、差動信号を伝送するマイクロストリップライン構造を形成する。

本発明の更に他のカード用コネクタにおいては、さらに、前記接続端子は、前記ハウジングの底壁部の上面側に配設され、前記グランド板は前記底壁部の下面に配設される。

本発明の更に他のカード用コネクタにおいては、さらに、前記ハウジングの上側にはカバー部材が取付けられ、前記接続端子は前記カバー部材の天板部に近接する位置に配設され、前記天板部が前記グランド板として機能する。

本発明によれば、カード用コネクタは、接続端子の可撓部分を、基端部側の幅が広く、先端部側の幅が狭い形状とし、可撓部分に少なくとも対応する大きさのグランド板を配設し、カードが接続端子と接触すると、先端ほどグランド板との間隔が短くなるように可撓部分を変形させるようになっている。これにより、端子の基端部から先端部に亘る範囲において特性インピーダンスを適切にコントロールすることができ、信号伝送路全体における特性インピーダンスを整合させることができ、高速信号伝送に使用してもクロストークが生じることがなく、低背化することができ、構造を簡素化し、コストを低減することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本発明の実施の形態におけるカード用コネクタの分解図、図２は本発明の実施の形態におけるカード用コネクタの下面図、図３は本発明の実施の形態におけるカード用コネクタのハウジングの上面図、図４は本発明の実施の形態におけるカード用コネクタの端子の上面図である。

図において、１は本実施の形態におけるカード用コネクタであり、図示されない電子機器に取付けられる。そして、前記カード用コネクタ１の内部には後述されるカード１０１が挿入され、前記カード用コネクタ１を介して、前記電子機器にカード１０１が装着される。なお、前記電子機器は、例えば、パーソナルコンピュータ、携帯電話機、ＰＤＡ、デジタルカメラ、ビデオカメラ、音楽プレーヤ、ゲーム機、車両用ナビゲーション装置等であるが、いかなる種類の機器であってもよい。

また、カード１０１は、例えば、ＳＩＭカード、ＭＭＣ（Ｒ）、ＳＤ（Ｒ）カード、ｍｉｎｉＳＤ（Ｒ）カード、ｘＤピクチャーカード（Ｒ）、メモリスティック（Ｒ）、メモリスティックＤｕｏ（Ｒ）、スマートメディア（Ｒ）、Ｔ−Ｆｌａｓｈ（Ｔｒａｎｓ−Ｆｌａｓｈ）メモリカード、マイクロＳＤ（Ｒ）カード等のＩＣカードであり、いかなる種類のカードであってもよいが、本実施の形態においては、マイクロＳＤ（Ｒ）カードであるものとして説明する。

なお、本実施の形態において、カード用コネクタ１の各部の構成及び動作を説明するために使用される上、下、左、右、前、後等の方向を示す表現は、絶対的なものでなく相対的なものであり、カード用コネクタ１又はその部品が図に示される姿勢である場合に適切であるが、カード用コネクタ１又はその部品の姿勢が変化した場合には、姿勢の変化に応じて変更して解釈されるべきものである。

ここで、前記カード用コネクタ１は、合成樹脂等の絶縁性材料によって一体的に成形されたハウジング１１と、金属等の導電性材料から成る板材に打抜き、折曲げ等の加工を施すことによって一体的に成形され、ハウジング１１の上側に取付けられたカバー部材としてのシェル６１とを有する。該シェル６１は、ハウジング１１及び該ハウジング１１に収容されたカード１０１の少なくとも一部の上方を覆うようになっている。そして、前記カード用コネクタ１は、概略、扁（へん）平な直方体形状を備え、前記電子機器に取付けられ、前方（図１における左下方）からカード１０１が挿入される。

図に示されるように、ハウジング１１は、カード１０１の挿入方向に関して手前側となる前縁側（図３における下側）が略Ｕ字状又は略コ字状に切取られた形状を備える底壁部１１ｂ、及び、該底壁部１１ｂの奥部において奥側（図３における上側）の縁に沿って延在し、底壁部１１ｂから立設する奥壁部１１ａを有する。ここで、底壁部１１ｂの上面には、接続端子としての端子５１が収容される端子収容溝１１ｅが、前後方向（図３における上下方向）に延在するように、複数本形成されている。なお、各端子収容溝１１ｅの前縁側の部分には、端子５１を保持する端子保持部１１ｆが形成されている。

そして、各端子５１は、金属等の導電性及び弾性を備える材料の板材から一体的に形成され、前記端子保持部１１ｆに保持される基端部５１ａと、該基端部５１ａから奥壁部１１ａに向けて、すなわち、後方（図１における右上方）に延出する可撓部分としてのアーム部５１ｄと、該アーム部５１ｄの先端に接続された先端部としての接触部５１ｂと、前記基端部５１ａから前方に延出するソルダーテール部５１ｃとを備える。

前記アーム部５１ｄは、図４に示されるように、先端に行くに従って幅が狭くなる先細形状の平面形状を備え、基端部５１ａ側の部分が最も幅の広い幅広部５１ｅであり、接触部５１ｂ側の部分が最も幅の狭い幅狭部５１ｆである。換言すると、前記アーム部５１ｄの平面形状は、テーパ形状である。なお、図４に示される例において、前記アーム部５１ｄの両側縁は、直線状に形成されているが、曲線状に形成されていてもよい。つまり、前記アーム部５１ｄの平面形状は、幅広部５１ｅから幅狭部５１ｆまでの間に幅が単調減少するような形状であれば、いかなる形状であってもよい。なお、前記アーム部５１ｄの厚さ寸法、すなわち、板厚は幅広部５１ｅから幅狭部５１ｆまでの間で均一である。

また、前記アーム部５１ｄは基端部５１ａに対して斜めに接続されており、端子５１がハウジング１１に装填された状態では、端子保持部１１ｆに保持された基端部５１ａが底壁部１１ｂの下面に対してほぼ平行となるのに対し、前記アーム部５１ｄは、底壁部１１ｂの下面に対して、先端に近付くに従って上昇するように傾斜する。

そして、前記接触部５１ｂは、アーム部５１ｄの先端から上方に向けて突出するように湾曲した側面形状を備える。そのため、端子５１がハウジング１１に装填された状態で、かつ、カード１０１が挿入されていない状態では、基端部５１ａが底壁部１１ｂの上面より下方に位置するのに対し、接触部５１ｂの少なくとも一部は、底壁部１１ｂの上面より上方に突出する。なお、端子５１がハウジング１１に装填された状態では、上から観ると、基端部５１ａ、アーム部５１ｄ及び接触部５１ｂは、すべて端子収容溝１１ｅ内に収容される。また、前記接触部５１ｂは、図４に示されるように、その先端を除き、幅が幅狭部５１ｆと同等で、ほぼ均一な平面形状を備える。

一方、前記ソルダーテール部５１ｃは、底壁部１１ｂの手前側の縁から前方に、かつ、下面方向に延出し、前記電子機器における後述される配線基板９１に形成された信号線、コンタクトパッド、端子等、すなわち、相手側端子部材に、はんだ付等によって電気的に接続される。

また、ハウジング１１は、底壁部１１ｂの一方の側縁に沿って前後方向に延在する断面Ｌ字状の側壁としての第１側壁部１１ｃ、及び、底壁部１１ｂの他方の側縁に沿って前後方向に延在する側壁としての第２側壁部１１ｄを有する。該第２側壁部１１ｄの内側にはカード案内機構収容部１１ｇが形成され、該カード案内機構収容部１１ｇ内にはカード用コネクタ１内に挿入されたカード１０１を案内するためのカード案内機構のスライド部材２１が前後方向にスライド可能に取付けられている。

ここで、スライド部材２１は、カード１０１を保持するためのカード保持部と、移動カム部材としてのスライドカム部とを備える。そして、前記カード保持部がカード１０１の側面と係合することによって、スライド部材２１は、カード１０１を保持し、該カード１０１とともに前後方向に移動する。また、前記スライド部材２１は、コイルスプリングから成る付勢部材８１の付勢力を受け、カード１０１の挿入方向と反対の方向、すなわち、カード１０１の排出方向に付勢される。

そして、前記カード用コネクタ１は、該カード用コネクタ１内にカード１０１を挿入する際にも、カード用コネクタ１内からカード１０１を取出す際にも、カード１０１を押込む動作を必要とする、いわゆる、プッシュインプッシュアウトタイプ、又は、プッシュ／プッシュタイプと通称されるものである。このような動作は、押しボタンスイッチの分野におけるオルタネイト動作（位置保持型、プッシュオン・プッシュオフ型）と同様のものである。そして、前記スライド部材２１のスライドカム部は、プッシュ／プッシュタイプの動作を行うためのハート状カムのカム機構におけるスライドカムとして機能する。

そのため、スライドカム部の上面には、カム溝２３が形成され、該カム溝２３には固定カム部材としての細長いピン部材７１の自由端が係合している。また、該ピン部材７１の他端は、固定端として、ハウジング１１に掛止され、ピボット結合されている。そして、前記ピン部材７１とカム溝２３とが協働することによって、カード１０１とともに移動するスライド部材２１にプッシュ／プッシュタイプの動作を行わせるようになっている。これにより、前記カード案内機構は、カード１０１を挿入方向に押込むプッシュ動作によってカード１０１が挿入方向に移動して終端点まで到達すると、前記付勢部材８１の付勢力により、前記カード１０１を終端点から挿入方向と反対の方向に移動させて排出することができる。

前記ピン部材７１は、シェル６１の板ばね６６によって上から下方向に付勢されることにより保持されている。前記板ばね６６は、シェル６１の一部をハウジング１１の底壁部１１ｂの方向に押圧可能に折曲げ加工することによって形成されており、ピン部材７１は、前記板ばね６６とスライド部材２１又はハウジング１１との間に位置し、スライド部材２１又はハウジング１１から離脱しないように保持されている。

また、カード１０１の端子部材としてのコンタクトパッドと端子５１とが接触していることを検出して、カード１０１がカード用コネクタ１に装填されていることを検出するカード検出スイッチの第１接点部材５２が第１側壁部１１ｃに取付けられ、前記カード検出スイッチの第２接点部材５３が奥壁部１１ａに取付けられている。そして、カード１０１が挿入されていない状態においては、第１接点部材５２と第２接点部材５３とは非接触であり、カード検出スイッチは非導通状態、すなわち、オフ（ＯＦＦ）になっている。また、カード１０１が挿入されると、第１接点部材５２と第２接点部材５３とが接触し、カード検出スイッチは導通状態、すなわち、オン（ＯＮ）になる。

さらに、シェル６１は、概略矩（く）形の天板部６２と、該天板部６２の側縁の複数箇所から立設する複数の側板部６４とを有する。該側板部６４には、複数の掛止開口６３が形成され、シェル６１をハウジング１１の上側に取付けると、該ハウジング１１の奥壁部１１ａ、第１側壁部１１ｃ及び第２側壁部１１ｄの外側面に形成された掛止突起１３に前記掛止開口６３が掛止され、これにより、シェル６１がハウジング１１に固定される。また、一部の側板部６４の下端には、掛止用突片６５が形成され、シェル６１をハウジング１１の上側に取付けると、底壁部１１ｂの下面に前記掛止用突片６５が掛止し、これにより、シェル６１がハウジング１１によって確実に固定される。

また、該ハウジング１１はグランド板としての金属底板５６を備える。該金属底板５６は、底壁部１１ｂの下面に取付けられ、図２に示されるように矩形の形状を備える。そして、金属底板５６の前後方向（図２における上下方向）の寸法は、端子５１のアーム部５１ｄの全長以上であり、図に示される例においては、基端部５１ａの中間から接触部５１ｂの先端までの寸法以上である。また、金属底板５６の幅方向（図２における左右方向）の寸法は、図に示される例においては、幅方向に並んでハウジング１１装填された端子５１の列における左端に位置する端子５１の左側縁から右端に位置する端子５１の右側縁までの寸法にほぼ等しい。そして、金属底板５６の幅方向の両側からは、取付用帯部５７が延出し、該取付用帯部５７の先端には掛止突部５８が形成されている。該掛止突部５８はハウジング１１の掛止突起１３とともにシェル６１の掛止開口６３に掛止し、これにより、金属底板５６は、ハウジング１１に固定されるとともに、シェル６１と電気的に接続し、該シェル６１と同電位となる。

また、前記金属底板５６は、底壁部１１ｂの下面に当接するとともに、上又は下から観て、基端部５１ａの中間から接触部５１ｂの先端までの範囲、及び、端子５１の列における左端に位置する端子５１の左側縁から右端に位置する端子５１の右側縁までの範囲に対応するように配設される。これにより、すべての端子５１における基端部５１ａの中間から接触部５１ｂの先端までの部分の直下に、極めて近接して金属底板５６が位置することとなり、すべての端子５１についてマイクロストリップライン構造が形成される。

なお、すべての端子５１についてマイクロストリップライン構造を形成する必要がなく、いくつかの端子５１のみを対象としてマイクロストリップライン構造を形成する場合には、金属底板５６の幅方向の寸法を短く設定し、かつ、上又は下から観て、対象となる端子５１の列における左端に位置する端子５１の左側縁から右端に位置する端子５１の右側縁までの範囲に対応するように前記金属底板５６を配設する。

また、端子５１の長手方向に関して金属底板５６が対応する範囲は、少なくともアーム部５１ｄの全範囲であればよいので、金属底板５６の前後方向の寸法を短く設定し、かつ、上又は下から観て、アーム部５１ｄの幅広部５１ｅから幅狭部５１ｆまでの範囲に対応するように前記金属底板５６を配設することもできる。

なお、前記金属底板５６は、必ずしも、ハウジング１１と別個に形成された部材である必要はなく、ハウジング１１の底壁部１１ｂの下面にめっき、塗布等の方法によって付着形成された金属被膜であってもよい。

次に、前記構成のカード用コネクタ１にカード１０１を挿入した場合の端子５１と金属底板５６との関係について説明する。

図５は本発明の実施の形態におけるカード用コネクタにカードを挿入した状態を示す斜視図、図６は本発明の実施の形態におけるカード用コネクタにカードを挿入した状態の断面図であり図５のＡ−Ａ矢視断面図である。

ここでは、図５及び６に示されるように、カード用コネクタ１は配線基板９１の表面に実装されている。この場合、端子５１のソルダーテール部５１ｃの下面は、配線基板９１の表面に露出する信号線、コンタクトパッド、端子等の相手側端子部材の上面に当接し、はんだ付等によって電気的に接続されている。また、シェル６１の掛止用突片６５の下面は、配線基板９１の表面に露出するグランド線、接地トパッド等の相手側グランド部材９２の上面に当接し、はんだ付等によって電気的に接続されている。

まず、利用者は、手指等によってカード１０１をカード用コネクタ１の前方（図５における左下方、図６における左方）から挿入する。なお、カード１０１は、前端１０１ａがハウジング１１の奥壁部１１ａの方を向き、図示されないコンタクトパッドが配設された面が底壁部１１ｂと対向し、コンタクトパッドが配設されていない面がシェル６１の天板部６２と対向するような姿勢で挿入される。

続いて、利用者がカード１０１をプッシュして更に押込むと、スライド部材２１のカード保持部と係合し、前記カード１０１は、スライド部材２１とともに、奥壁部１１ａに向けて移動する。この際、前記スライド部材２１がコイルスプリングから成る付勢部材８１を圧縮する。そして、スライド部材２１及びカード１０１は、最も前進した位置である終端点に到達してフルストローク状態となる。

続いて、利用者がカード１０１をプッシュする動作を止め、カード１０１に対する押圧力を解除すると、付勢部材８１の反発力によって、スライド部材２１及びカード１０１は奥壁部１１ａから離脱する向きに移動させられる。そして、スライド部材２１のカム溝２３と係合しているピン部材７１の自由端が、カム溝２３の一部に掛止されてスライド部材２１の動きを停止させることによって、スライド部材２１及びカード１０１は、図５及び６に示されるように、ロック位置で停止する。これにより、カード１０１はハウジング１１に確実に収容された状態となる。

このように、カード１０１は、ロック位置に保持されることによって、カード用コネクタ１が実装された基板を備える電子機器の演算手段等との間でデータの送受信を行うことができる状態となる。なお、カード１０１がロック位置に保持されている場合、カード検出スイッチの第１接点部材５２がカード１０１によって押されて変位し、第２接点部材５３と接触しているので、カード検出スイッチはオンになっている。また、カード１０１の各コンタクトパッドは、対応する端子５１の接触部５１ｂと接触して導通している。

この場合、図６に示されるように、端子５１の接触部５１ｂがカード１０１のコンタクトパッドによって上から押されるので、端子５１は弾性的に変形し、これにより、ばね力を発揮して接触部５１ｂをコンタクトパッドに押圧する。したがって、コンタクトパッドと端子５１との接触が確実に維持される。

ここで、図６に示されるような端子５１の変形状態を微細に観察すると、基端部５１ａ、接触部５１ｂ及びソルダーテール部５１ｃは実質的に変形することがなく、主として、平板状のカンチレバーのようなアーム部５１ｄのみが変形していることが見て取れる。しかも、該アーム部５１ｄは、その一部のみが変形するのではなく、幅広部５１ｅから幅狭部５１ｆまでの全体がほぼ均一に変形していることが分かる。これは、前述のように、アーム部５１ｄが、板厚は均一であるが、先端に行くに従って幅が狭くなる先細形状の平面形状、すなわち、幅広部５１ｅから幅狭部５１ｆまでの間に幅が単調減少するような形状を備えているからである。

仮に、アーム部５１ｄの全体に亘って幅が均一であると、カード１０１のコンタクトパッドによって押されることにより生じる曲げモーメントが基端部５１ａ側の部分で最大となるので、該基端部５１ａ側の部分は、大きな曲げ応力を受けて破断する可能性がある。また、破断を回避するためには、アーム部５１ｄ又は端子５１全体の板厚を厚くする必要があり、コストが上昇するだけでなく、カード用コネクタ１全体の高さが高くなり、該カード用コネクタ１を小型化することができなくなってしまう。

これに対し、本実施の形態におけるアーム部５１ｄは、幅広部５１ｅから幅狭部５１ｆまでの間に幅が単調減少するような形状を備えているので、曲げモーメントが大きい部分で幅が広く、曲げモーメントが小さい部分で幅が狭くなるので、アーム部５１ｄの全体に亘って曲げ応力が均一になる。したがって、アーム部５１ｄは、その一部のみが変形するのではなく、幅広部５１ｅから幅狭部５１ｆまでの全体がほぼ均一に変形する。これにより、アーム部５１ｄの一部が大きな曲げ応力を受けて破断することがないので、アーム部５１ｄ又は端子５１全体の板厚を薄くすることができ、その結果、コストを低減することができ、かつ、カード用コネクタ１を低背化及び小型化することができる。

さらに、図６に示されるような端子５１の変形状態を微細に観察すると、アーム部５１ｄは、先端に行くに従って低くなるように傾斜し、その結果、先端に行くに従って金属底板５６に近付いていることが見て取れる。すなわち、アーム部５１ｄは、幅広部５１ｅから幅狭部５１ｆまでの間に幅が単調減少するに従って金属底板５６との間隔が短くなるように変形している。これにより、端子５１を信号ラインとし、金属底板５６をグランドラインとする信号の伝送路における特性インピーダンスを適切にコントロールすることができる。換言すると、端子５１と金属底板５６とによって形成されるマイクロストリップライン構造における特性インピーダンスを適切にコントロールして一定にすることができる。

次に、マイクロストリップライン構造における特性インピーダンスのコントロールについて説明する。

図７は本発明の実施の形態におけるカード用コネクタにおけるマイクロストリップライン構造を説明する第１の図、図８は本発明の実施の形態におけるカード用コネクタにおけるマイクロストリップライン構造を説明する第２の図である。

図７には、いずれか１つの端子５１とグランド板として機能する金属底板５６とから形成されるシングルモードのマイクロストリップライン構造の模式図が示されている。図において、３０は端子５１と金属底板５６との間に介在する誘電体であり、ハウジング１１の底壁部１１ｂ及び／又は空気層から成る。また、Ｗは端子５１の幅であり、ｔは端子５１の板厚であり、ｈは誘電体３０の厚さ、すなわち、端子５１と金属底板５６との距離であり、ε_r は誘電体３０の誘電率である。

そして、図７に示されるようなシングルモードのマイクロストリップライン構造の特性インピーダンスＺ₀ は、次の式（１）で表される。

前記式（１）から、特性インピーダンスＺ₀ を一定にしようとすると、端子５１の幅Ｗが変化する場合には、端子５１と金属底板５６との距離ｈを変化させなければならないことが分かる。例えば、誘電体３０の誘電率ε_r ＝３．８、端子５１の板厚ｔ＝０．２であるとすると、特性インピーダンスＺ₀ を５０〔Ω〕で一定にするためには、端子５１の幅Ｗ及び端子５１と金属底板５６との距離ｈは、次の式（１−１）〜（１−３）のように変化させる必要がある。
Ｗ＝０．８：ｈ＝０．４５ ・・・式（１−１）
Ｗ＝０．５：ｈ＝０．２９ ・・・式（１−２）
Ｗ＝０．３：ｈ＝０．１９ ・・・式（１−３）
また、隣接する一対の端子５１のうちの一方を正の信号の信号ラインとし、他方を負の信号の信号ラインとするように差動信号を伝送するマイクロストリップライン構造を端子５１と金属底板５６とが形成する場合、図８に示されるような構造となる。図において、Ｓは隣接する端子５１間の空間の幅であり、Ｐは端子５１のピッチである。すなわち、Ｓ＝Ｐ−Ｗである。

そして、図８に示されるような差動信号のマイクロストリップライン構造の特性インピーダンスＺ_diffは、次の式（２）で表される。

前記式（２）から、特性インピーダンスＺ_diffを一定にしようとすると、端子５１の幅Ｗが変化する場合には、端子５１のピッチＰが固定されていれば、端子５１間の空間の幅Ｓが変化するので、端子５１と金属底板５６との距離ｈを変化させなければならないことが分かる。例えば、誘電体３０の誘電率ε_r ＝３．８、端子５１の板厚ｔ＝０．２であるとすると、特性インピーダンスＺ_diffを５０〔Ω〕で一定にするためには、端子５１の幅Ｗ及び端子５１と金属底板５６との距離ｈは、次の式（２−１）〜（２−３）のように変化させる必要がある。
Ｗ＝０．８：ｈ＝１．０５ ・・・式（２−１）
Ｗ＝０．５：ｈ＝０．３４ ・・・式（２−２）
Ｗ＝０．３：ｈ＝０．１９ ・・・式（２−３）
差動信号のマイクロストリップライン構造の場合には、端子５１のピッチＰが固定されると、端子５１の幅Ｗを広くした際にはカップリングが強くなるので、金属底板５６を端子５１からより遠ざける必要がある。

なお、本実施の形態においては、カード用コネクタ１が、コンタクトパッドが配設された面が底壁部１１ｂと対向し、コンタクトパッドが配設されていない面がシェル６１の天板部６２と対向するような姿勢でカード１０１が挿入されるタイプのものである場合についてのみ説明したが、前記カード用コネクタ１は、コンタクトパッドが配設された面がシェル６１の天板部６２と対向し、コンタクトパッドが配設されていない面が底壁部１１ｂと対向するような姿勢でカード１０１が挿入されるタイプのものであってもよい。この場合、端子５１は、底壁部１１ｂの上面に取付けられるのではなく、例えば、特開２００６−３１３４５９号公報に開示されているように、シェル６１の天板部６２に近接するように、すなわち、挿入されたカード１０１とシェル６１の天板部６２との間に位置するように配設される。そのため、シェル６１の天板部６２を、少なくとも、上又は下から観て、基端部５１ａの中間から接触部５１ｂの先端までの範囲に対応するように形成すれば、前記天板部６２がグランド板である金属底板５６の機能を果たし、前記端子５１と天板部６２とで前述したようなマイクロストリップライン構造を形成することができる。

このように、本実施の形態において、カード用コネクタ１は、コンタクトパッドを備えるカード１０１を収容するハウジング１１と、ハウジング１１に取付けられ、カード１０１のコンタクトパッドと接触する端子５１とを有し、端子５１は、ハウジング１１に保持される基端部５１ａと、基端部５１ａから延出するアーム部５１ｄと、アーム部５１ｄの先端に接続された接触部５１ｂとを備え、アーム部５１ｄは、基端部５１ａ側の幅が広く、接触部５１ｂ側の幅が狭い形状を備え、ハウジング１１は、少なくともアーム部５１ｄの範囲に対応する金属底板５６を備え、カード１０１がハウジング１１に収容され、接触部５１ｂがカード１０１のコンタクトパッドと接触すると、アーム部５１ｄは、その先端に行くに従って金属底板５６との間隔が短くなるように変形する。

これにより、端子５１の基端部５１ａから接触部５１ｂに亘る範囲において特性インピーダンスを適切にコントロールすることができ、信号伝送路全体における特性インピーダンスを整合させることができ、カード用コネクタ１を信号の高速伝送に使用してもクロストークが生じることがない。また、カード用コネクタ１を低背化することができ、さらに、コストを低減することができる。

また、アーム部５１ｄと金属底板５６との間隔は、端子５１を信号ラインとし、金属底板５６をグランドラインとする信号の伝送路の特性インピーダンスが一定となるように、アーム部５１ｄの幅に応じて変化する。これにより、特性インピーダンスを整合させることができ、信号伝送路における信号の反射、減衰、共振、放射等の損失を低減することができる。

さらに、端子５１は、ハウジング１１の底壁部１１ｂの上面側に配設され、金属底板５６は底壁部１１ｂの下面に配設される。これにより、金属底板５６の大きさ及び位置を変化させ、任意の端子５１の任意の部分に対応するマイクロストリップライン構造を形成することができる。

さらに、ハウジング１１の上側にはシェル６１が取付けられ、端子５１はシェル６１の天板部６２に近接する位置に配設され、天板部６２が金属底板５６として機能するようにしてもよい。この場合、コンタクトパッドが配設された面がシェル６１の天板部６２と対向し、コンタクトパッドが配設されていない面が底壁部１１ｂと対向するような姿勢でカード１０１が挿入されるタイプのカード用コネクタ１を得ることができる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明の実施の形態におけるカード用コネクタの分解図である。 本発明の実施の形態におけるカード用コネクタの下面図である。 本発明の実施の形態におけるカード用コネクタのハウジングの上面図である。 本発明の実施の形態におけるカード用コネクタの端子の上面図である。 本発明の実施の形態におけるカード用コネクタにカードを挿入した状態を示す斜視図である。 本発明の実施の形態におけるカード用コネクタにカードを挿入した状態の断面図であり図５のＡ−Ａ矢視断面図である。 本発明の実施の形態におけるカード用コネクタにおけるマイクロストリップライン構造を説明する第１の図である。 本発明の実施の形態におけるカード用コネクタにおけるマイクロストリップライン構造を説明する第２の図である。 従来のカード用コネクタを示す図である。

符号の説明

１ カード用コネクタ
１１、８１１ ハウジング
１１ａ 奥壁部
１１ｂ 底壁部
１１ｃ 第１側壁部
１１ｄ 第２側壁部
１１ｅ 端子収容溝
１１ｆ 端子保持部
１１ｇ カード案内機構収容部
１３ 掛止突起
２１ スライド部材
２３ カム溝
３０ 誘電体
５１ 端子
５１ａ 基端部
５１ｂ 接触部
５１ｃ ソルダーテール部
５１ｄ アーム部
５１ｅ 幅広部
５１ｆ 幅狭部
５２ 第１接点部材
５３ 第２接点部材
５６ 金属底板
５７ 取付用帯部
５８ 掛止突部
６１ シェル
６２ 天板部
６３ 掛止開口
６４ 側板部
６５ 掛止用突片
６６ 板ばね
７１ ピン部材
８１ 付勢部材
９１ 配線基板
９２ 相手側グランド部材
１０１ カード
１０１ａ 前端
８１２ 凹溝
８５１ ピン端子
８６１ グランド板
８６２ フランジ部
８６３ ボルト
８９１ プリント基板
８９２ グランドパターン
８９３ スルーホール
９０１ メモリカード
９５１ 端子収容孔

Claims (6)

1. （ａ）端子部材を備えるカード（１０１）を収容するハウジング（１１）と、
   （ｂ）該ハウジング（１１）に取付けられ、前記カード（１０１）の端子部材と接触する接続端子（５１）とを有するカード用コネクタ（１）であって、
   （ｃ）前記接続端子（５１）は、前記ハウジング（１１）に保持される基端部（５１ａ）と、該基端部（５１ａ）から延出する可撓部分（５１ｄ）と、該可撓部分（５１ｄ）の先端に接続された先端部（５１ｂ）とを備え、
   （ｄ）前記可撓部分（５１ｄ）は、基端部（５１ａ）側の幅が広く、先端部（５１ｂ）側の幅が狭い形状を備え、
   （ｅ）前記ハウジング（１１）は、少なくとも前記可撓部分（５１ｄ）の範囲に対応するグランド板（５６）を備え、
   （ｆ）前記カード（１０１）がハウジング（１１）に収容され、前記先端部（５１ｂ）が前記カード（１０１）の端子部材と接触すると、前記可撓部分（５１ｄ）は、その先端に行くに従ってグランド板（５６）との間隔が短くなるように変形することを特徴とするカード用コネクタ（１）。
2. 前記可撓部分（５１ｄ）とグランド板（５６）との間隔は、前記接続端子（５１）を信号ラインとし、前記グランド板（５６）をグランドラインとする信号の伝送路の特性インピーダンスが一定となるように、前記可撓部分（５１ｄ）の幅に応じて変化する請求項１に記載のカード用コネクタ（１）。
3. 前記接続端子（５１）とグランド板（５６）とは、マイクロストリップライン構造を形成する請求項１又は２に記載のカード用コネクタ（１）。
4. 前記接続端子（５１）のうちの互いに隣接する一対の接続端子（５１）とグランド板（５６）とは、差動信号を伝送するマイクロストリップライン構造を形成する請求項１又は２に記載のカード用コネクタ（１）。
5. 前記接続端子（５１）は、前記ハウジング（１１）の底壁部（１１ｂ）の上面側に配設され、前記グランド板（５６）は前記底壁部（１１ｂ）の下面に配設される請求項１〜４のいずれか１項に記載のカード用コネクタ（１）。
6. 前記ハウジング（１１）の上側にはカバー部材（６１）が取付けられ、前記接続端子（５１）は前記カバー部材（６１）の天板部（６２）に近接する位置に配設され、前記天板部（６２）が前記グランド板（５６）として機能する請求項１〜４のいずれか１項に記載のカード用コネクタ（１）。

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