用于便携式电子设备的卡托盘结构的专利技术研究探讨

张亚东

摘要：随着电子及信息科技的发展，手机、数码相机、便携式电脑、MP3等便携式电子设备已广泛应用于人们的日常生活中，应用于这些电子设备中的存储卡、智能卡、SIM卡等电子卡具有体积小巧、携带方便、使用简单的有点，由于它们大多具有良好的兼容性，便于在不同的电子设备之间进行数据交换。这些卡装设在电子设备的卡連接器上，卡内的数据信息通过卡连接器在电子设备间进行读取和交换。

关键词：便携设备;卡连接器;托盘;专利分析

引言

卡连接器结构一般为槽状，固定于电子设备的电路板上，并且具有一供电子卡插拔的插入口，电子卡由插入口插入连接器，则通过连接器端子与设备的电路板电性连接以用于传输数据信号。最初的手机等便携设备，需要打开设备外壳或后盖，然后拔出电池才能露出SIM卡或存储卡的插入口，这使得更换SIM卡或存储卡变得麻烦。接着人们将卡连接器设置于电子设备侧面，在设备外壳侧壁上设置插入口，从而不需要拔出电池就能更换电子卡。电子卡的插拔一般采用滑动式（slide）或者推进-推出式（push-push）。而电子卡在插拔过程中，容易与连接器结构发生摩擦进而产生磨损，影响信号传输或造成资料流失。

1、用于便携电子设备的卡托盘的一般结构

卡连接器的塑胶结构和铁壳组装成卡槽主体，形成了卡托盘的插入空间，卡托盘可以从卡槽主体中取出或者插入。塑胶结构包括：绝缘塑胶、接触弹片端子、顶杆、转轴。其中，绝缘塑胶与接触弹片端子注塑连接在一起，构成塑胶结构的外形，绝缘塑胶提供对接触弹片端子的固定。将顶杆装配到绝缘塑胶上，绝缘塑胶上有对顶杆的限位槽，最后将转轴装配到绝缘塑胶上。卡托盘包括了凹陷部位和尾部。顶杆上设有折弯机构，该折弯机构与卡托盘的凹陷部位向配合，提供对卡托盘的锁紧力，防止卡托盘在非正常取出时，意外跌落。当卡托盘插入后，顶杆的折弯部位会和卡托的凹陷部位配合，提供对卡连接器的塑胶结构的塑胶结构的锁紧力。同时卡托盘插入后，顶杆处于伸出的状态。

2、用于便携电子设备的卡托盘的简单技术分解

随着电子产品越来越普及，手机等便携电子设备中放置多张电子卡的情况也越来越多，如双卡手机内装有两张SIM卡，还有的手机内装一张SIM卡和一张或多张存储卡，这会迫使手机电路板上需要设置多个卡连接器来满足读卡需求，但是由于电路板尺寸以及手机空间的限制，托盘上的电子卡区往往不能直接平铺并排设置，也不能简单地进行卡区的叠加，因此，多卡位的卡托盘的合理结构布局成为相关专利申请的主要解决的技术问题。实际使用过程中，由于手机在抖动或者意外跌落等状况下，极易出现卡托盘意外退出或飞出手机壳体等不良现象，造成信号的中断进而影响使用。卡连接器内具有退卡机构以方便用于使用过程中取换电子卡，由于电子产品的越来越小型化，留给卡连接器的空间也极为有限，因此，需要简单、可靠以及可使托盘稳定退出的退卡机构。

3、用于便携电子设备的卡托盘的专利申请情况分析

3.1国外专利申请趋势

第一阶段（1985-2004年）：从1985年到2004年之间，申请量相对较少，每年的申请量维持在10件以下。这个期间的专利申请主要关注于抽屉式的卡托盘，目的在于如何将托盘固定或锁定于锁定位置以在电子卡与连接器之间形成稳定的电性连接，卡托盘弹性地连接于卡连接器。这个期间，日本的专利申请占了市场的将近一半，其次是美国、台湾、韩国、欧专局，而中国专利申请仅有一件，这也从侧面印证了当时中国经济较上述几个国家地区相对落后，手机等便携电子设备的市场在中国起步较晚。随着电子技术的蓬勃发展，各类电子产品趋于小型化、智能化，对卡连接器的尺寸要求更小，电连接可靠性要求更高，而传统的卡托盘的连接方式已经不能满足使用这样的需求，对于卡托盘的结构提出了新的要求。

第二阶段（2005年至今）：从2005年开始，关于用于便携电子设备的卡托盘的专利申请量比2005年之前的申请量明显增多，但是申请人数量增长并没有那么多。可以看出此阶段，进入该领域的申请人数量有限，大量的专利申请由少量的申请人所贡献。该时期内中国的专利申请量大幅增加，已经为总申请量的一半以外，占据了绝对优势;而其他国家和地区中，以日本和台湾申请量较多，但是绝对数量均不大。可以看出，这段时期内，中国在超导故障限流器领域投入了大量研发资源，发展十分迅速，取代了日本成为该领域最大的专利申请国。

3.2中国专利申请趋势

用于便携电子设备的卡托盘中国专利申请趋势，从历年申请量来看，用于便携电子设备的卡托盘的专利申请经历了逐步上升发展的过程。2002-2010年的第一阶段是技术发展的萌芽期，这个期间内，关于用于便携电子设备的卡托盘的专利申请数量很少，甚至出现了个别年份的专利申请量为零的情况，这与当时国内的电子产品的技术发展有关。而从2011年往后，专利申请量呈快速增长趋势，在这一期间，外国来华申请对专利申请量做出了重要的贡献，台湾、日本、美国的相关企业开始进入中国市场，这也刺激了中国企业的发展，以富士康为代表的国内企业申请量迅速上升，中国企业的自主创新意识和知识产权保护意识不断增强。至于2020年专利申请数量的下降，主要原因可能在于近两年专利申请还有大量未公开，因此上述2020年的专利申请数据不能代表实际申请数量。

4、总结

从该领域整体的发展趋势不难看出，由于电子技术及电子产品在国外发展的比较早，尤其是日本在这一领域研究一直处于领先地位，引领着用于便携电子设备的卡托盘的研究及发展方向，同时注重对结构细节的改进，且具有延续性，很多技术已经趋于成熟，这一点值得国内申请人学习。而国内在这一领域的发展起步较晚，国内现阶段的零件加工以及各种制造业都是与国外大公司的合作，但近年来我国推行自主创新政策，重视电子产业发展，国内企业的创新意识不断增强，对于这一领域的专利申请呈快速上升的趋势，相信在不久的将来，我国在这一领域的专利质量能够做到与国外公司相抗衡。