JP2015032619A - 取り換え式コネクタ内蔵電気機器筐体 - Google Patents

取り換え式コネクタ内蔵電気機器筐体 Download PDF

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Abstract

【課題】コネクタと電気機器筐体との固定が容易で、かつコネクタの取り外しも容易となるコネクタ内蔵電気機器筐体を提供する。
【解決手段】複数の部分筐体(11、12)が互いに組み合わされて成る電気機器筐体(10)と、複数の部分筐体のいずれかに固定されるコネクタ(20)と、を備えたコネクタ内蔵電気機器筐体であって、コネクタ(20)は一端に被圧入部(22G)と他端近傍に接触端子(24C)を備え、部分筐体(11、12)側に、被圧入部(22G)を圧入する圧入部(11G)と、接触端子(24C)と接触する接触板(12C)とを備え、コネクタ(20)の被圧入部(22G)が部分筐体の圧入部(11G)に圧入された状態で複数の部分筐体が互いに組み合わされることで、接触端子(24C)と接触板(12C)とが接触するようにした。
【選択図】図5

Description

本発明は、取り換え式コネクタとこの取り換え式コネクタを簡単に固定でき、かつ取り外しも簡単に行える電気機器筐体から成る取り換え式コネクタ内蔵電気機器筐体に関するものである。
従来、コネクタを収容する電気機器筐体には多種多様のものがあるが、そのうち、基板への固定強度および電磁雑音特性の向上を目的とした特許文献1記載のコネクタや、液密対策を講じた特許文献2記載のコネクタが知られている。
〈特許文献1記載のコネクタ〉
特許文献1記載のコネクタは、基板への固定強度目的、EMI(電磁雑音)特性向上を目的として設置されているシールドケースにおいて、基板への固定部を折り返すことにより、弾性接触片としているものである。
しかし、問題点としては、ユーザが使用する際のこじり、逆挿入などの影響により破損・故障(導通不良を含む)が発生し易いことである。
これに対して様々な改善方法が考えられているが、課題を完全に克服することはできていない。破損や故障に対しては、実際は、実装基板/ハーネス毎に交換することで対応しているため、コスト高となっていた。
〈特許文献2記載のコネクタ〉
特許文献2記載の防水コネクタは、金属端子がインサート成形により合成樹脂に一体成形されてなる端子部とこの端子を収容する箱状の合成樹脂製のケース部とを有し、端子部とケース部はシール構造を介して互いに液密に結合されている。
しかし、問題点としては、防水ニーズが高まり、電気機器内への止水は保障されているものの、接触部についての保証は曖昧であり、導通不良を始め故障が発生している。
故障に対しては、実際はここでも、実装基板/ハーネス毎に交換することで対応しているため、コスト高となっていた。
特開2012−069353号公報 特開2012−238481号公報
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、電気機器筐体との固定が容易でかつ取り外しが容易で、したがってまた、カスタマーセンターなどでの交換が可能で、電気機器筐体と嵌め合わせの際、こじり・押し込みに対する強度も十分ある、そして基板などの接触媒体の接触信頼性および液密を確保できる取り換え式コネクタを提供することを目的としている。
上記課題を解決するため、本願発明に係るコネクタ内蔵電気機器筐体(1)〜(4)は次のことを特徴としている。
(1) 複数の部分筐体が互いに組み合わされて成る電気機器筐体と、前記複数の部分筐体のいずれかに固定されるコネクタと、を備えたコネクタ内蔵電気機器筐体であって、
前記コネクタは一端に被圧入部を備え、他端近傍に接触端子を備え、前記部分筐体側に、前記コネクタの前記被圧入部を圧入する圧入部を備え、さらに前記コネクタの前記接触端子と接触する接触板とを備え、前記コネクタの前記被圧入部が前記部分筐体の前記圧入部に一方向から圧入された状態で前記複数の部分筐体が前記方向と直角な他の方向から互いに組み合わされることで、前記コネクタの前記接触端子と前記部分筐体側の前記接触板とが接触すること。
(2) 上記(1)のコネクタ内蔵電気機器筐体において、前記コネクタの前記被圧入部にシール部材を用いることにより、防水性を確保すること。
(3) 上記(1)又は(2)のコネクタ内蔵電気機器筐体において、前記コネクタの端子入口側と前記部分筐体の前記接触板との間で、前記接触端子によりピッチ変換していること。
(4) 上記(1)〜(3)のいずれかのコネクタ内蔵電気機器筐体において、前記接触板を有する接触媒体との位置決め用のボスを前記コネクタが備えていること。
上記コネクタ内蔵電気機器筐体(1)によれば、コネクタの被圧入部が部分筐体の圧入部に一方向から圧入された状態で複数の部分筐体が前記方向と直角な他の方向から互いに組み合わされることで、コネクタの接触端子と部分筐体側の接触板とが接触するので、コネクタと電気機器筐体との固定が容易となり、この逆を行うことで取り換え式コネクタの取り外しが容易となる。したがってカスタマーセンターなどでのコネクタの交換が可能となる。
また、コネクタ外形部に凹凸形状を設け、かつコネクタ形状とは逆に凹凸形状を設けることで、各方向に力を受けるストッパーを設置することができるので、電気機器筐体と嵌め合わせの際のこじりや押し込み動作にも強度が十分保証される。
上記コネクタ内蔵電気機器筐体(2)によれば、被圧入部にシール部材を用いることにより防水性を確保することができる。
上記コネクタ内蔵電気機器筐体(3)によれば、接触端子によりピッチ変換をし、端子幅を増やすことが可能で、隣接端子との距離も同時に確保できるので、信頼性が向上する。
上記コネクタ内蔵電気機器筐体(4)によれば、接触媒体との位置決め用のボスをコネクタが備えているので、位置決めが正確に行われ、信頼性が向上する。
図1は本発明に係る取り換え式コネクタの斜視図である。 図2は図1の取り換え式コネクタの分解斜視図である。 図3は図1の取り換え式コネクタの五面(正面・平面・底面・側面・背面)図である。 図4は図1の取り換え式コネクタを一例としてスマートフォン筐体に組み付けた斜視図で、図4(A)は化粧面側、図4(B)は液晶表示面側を上にした図である。 図5は図4のスマートフォン筐体のコネクタ周辺の分解拡大斜視図である。 図6(A)は取り換え式コネクタ内蔵電気機器筐体の組み立て手順を説明する第1ステップ(挿入前)の斜視図、図6(B)はその平面図である。 図7(A)は取り換え式コネクタ内蔵電気機器筐体の組み立て手順を説明する第2ステップ(挿入後)の斜視図、図6(B)はその平面図である。 図8は取り換え式コネクタ内蔵電気機器筐体の組み立て手順を説明する第3ステップ(上ケース装着前)の斜視図である。 図9は取り換え式コネクタ内蔵電気機器筐体の組み立て手順を説明する第4ステップ(完成)の斜視図である。 図10(A)は図9の取り換え式コネクタ内蔵電気機器筐体の正面図、図10(B)は図10(A)の10B−10B矢視断面図である。 図11は接触媒体の形状の一例を示す平面図である。 図12は図10の電気機器筐体から下筐体11と上筐体12とを取り除いて、取り換え式コネクタ20の接触端子24Cと接触媒体12Aの接触関係のみが分かるようにした図で、図12(A)は正面図、図12(B)はその側面図である。
以下、電気機器筐体との固定が容易でかつ取り外しが容易で、したがってカスタマーセンターなどでの交換が可能で、電気機器筐体と嵌め合わせの際、こじり・押し込みに対する強度も十分あり、そして基板などの接触媒体の接触信頼性、液密を確保できる本発明に係る取り換え式コネクタと、この取り換え式コネクタを使用する電気機器筐体について図面を用いて説明する。
〈本発明に係る取り換え式コネクタ20〉
本発明に係る取り換え式コネクタ20は、図1に示すように、防水用のゴム21が外部ハウジング22のゴム装填部22G(図2)に圧入・固定され、外部ハウジング22の内部空間には金属製のシェル23が圧入・固定されている。
シェル23には、図1では見えないが内部ハウジング24(図2)が収容されている。
内部ハウジング24には複数本の接触端子24Cがインサートモールドされており、この接触端子24Cを露出させるようにロケーター25が囲んでシェル23を絶縁保護している。
〈取り換え式コネクタ20の分解斜視図〉
図2は図1の取り換え式コネクタ20の分解斜視図で、図1で見えなかった部品が見えている。取り換え式コネクタ20は、図の左より、ゴム21、外部ハウジング22、シェル23、内部ハウジング24、ロケーター25より成っている。
以下、これらについて簡単に説明する。
《ゴム21》
ゴム21は、外部ハウジング22のゴム装填部(一般には、「被圧入部」)22Gに圧入・固定されるため、外部ハウジング22のゴム装填部22Gの外形と同じ形状の開口形状をしているが、ゴム装填部22Gの外形よりも若干小さめに形成されている。ゴム21は防水の役割の他に、筐体との位置決めの役割をしている。
なお、本発明ではゴム21に限るものではなく、ゴムの代わりをするシール部材(合成樹脂)であれば、何を用いても良い。
《外部ハウジング22》
外部ハウジング22はゴム21、シェル23、ロケーター25の固定部である。外部ハウジング22のゴム装填部22Gにはゴム21が圧入・固定される。外部ハウジング22の内部空間22Nには金属製のシェル23が収容される。そして、外部ハウジング22の両端の膨出部22Dには、そのロケーター25側に、図では見えないが角柱挿入穴が設けられており、この角柱挿入穴にロケーター25の位置決め用角柱25Dが挿入されることで外部ハウジング22とロケーター25との位置決めと固定がなされる。
《シェル23》
シェル23は金属製でできており、シェル23の内部空間23Nには内部ハウジング24が収容される。シェル23の後方の両端から先端がカギ状をしたグランド端子23P、23Pがシェル23と同電位で延設しており、コネクタ内蔵電気機器筐体の完成時には、グランド端子23P、23Pは、接触媒体12A(図11および図12)に設けられた2個の接触用パッド12P、12Pとそれぞれ接触するようになる。
《内部ハウジング24》
内部ハウジング24は、外部からの相手側コネクタが取り換え式コネクタ20に挿入されたときこれと電気的に接触する端子を内部に収容する端子収容部24Tを前方に備え、また、インサートモールドされた接触端子24Cを後方に備えている。そして、シェル23の内側に切り出された係止片23Kと係止する係止溝24Kが上部両側に形成され、係止溝24Kにシェル23の係止片23Kが係止することによりシェル23と内部ハウジング24との位置決めがなされる。
接触端子24Cは、その一端はそれぞれ取り換え式コネクタ20の嵌合間口側のコネクタ端子に接続されており、その他端は上筐体12の内部に設けられている後述の接触媒体12A(図8)の接触板12C(図11)と電気的に接続されるようになっているので、接触端子24Cの介在によりピッチ変換がなされることで、コネクタ端子のピッチズレを吸収することができる。
《ロケーター25》
ロケーター25は、上方両端に位置決め用ボス25Bと、正面側両端に位置決め用角柱25Dを備えている。位置決め用ボス25Bが上筐体12の対応箇所に形成された位置決めボス穴12B(図11)に挿入されることで、上筐体12と取り換え式コネクタ20との位置決めがなされる。
そして位置決め用角柱25Dが外部ハウジング22の膨出部22Dの角柱挿入穴に挿入されることで外部ハウジング22との位置決めがなされる。
ロケーター25には、内部ハウジング24にインサートモールドされた接触端子24Cを収容する溝25Cが形成されており、この溝25Cに接触端子24Cが収容される。
〈取り換え式コネクタ20の五面図〉
図3は図1の取り換え式コネクタの五面図で、図の左側に上下に3つある図の真ん中に位置するのが正面図、正面図の上の図が平面図、正面図の下の図が底面図、そして、正面図の右の図、すなわち紙面の中央に位置するのが側面図、その側面図の右が背面図である。
上述したゴム21、外部ハウジング22、シェル23、内部ハウジング24、ロケーター25のそれぞれの配置関係が五面図から確認できる。
すなわち、防水用のゴム21が外部ハウジング22のゴム装填部22G(正面図、平面図、底面図、側面図)に圧入・固定されており、外部ハウジング22の内側に金属製のシェル23(正面図)が圧入・固定されており、さらに、シェル23に内部ハウジング24(正面図)が収容されている。内部ハウジング24には複数本の接触端子24Cがインサートモールドされており、この接触端子24Cを露出させるように(側面図、配面図)ロケーター25が内部ハウジング24を囲んで絶縁保護している。25Bはロケーター25に立設された位置決め用ボスである。
〈スマートフォン筐体に適用〉
図4は図1の取り換え式コネクタを一例としてスマートフォン筐体に組み付けた斜視図である。スマートフォン筐体10は、液晶表示面11Lを外側に備えた下筐体11と化粧面12Lを外側に備えた上筐体12とが互いに嵌め合わせされて成るもので、本発明に係る取り換え式コネクタ20はこのような下筐体11と上筐体12とから成る筐体に用いられる。取り換え式コネクタ20は、まず下筐体11に挿入され、次に上筐体12を下筐体11に嵌め合わせることにより、図4のスマートフォンが完成するので、取り換え式コネクタとスマートフォン筐体との固定が簡易となり、強度対策も可能となり、接触信頼性も向上させることができる。
以下、スマートフォン筐体のコネクタ周辺部について説明する。
〈スマートフォン筐体の構成〉
図5は図4のスマートフォン筐体のコネクタ嵌合部の近傍の部分拡大図の分解斜視図である。スマートフォン筐体(以下、「電気機器筐体」と言う)10は下筐体11と上筐体12とから構成され、下筐体11と上筐体12が互いに嵌め合わせされて成るものである。
《下筐体11》
下筐体11は取り換え式コネクタ20のゴム21が圧入されるゴム圧入部11Gを周縁に立設している。ゴム圧入部11Gは取り換え式コネクタ20のゴム21の外形形状より若干小さめの開口11Kを有する枠体である。ゴム圧入部11Gの高さHは下筐体11と上筐体12が互いに嵌め合わせされた状態で上筐体12の周壁12Wにまで食い込む高さHとなっている。
《上筐体12》
上筐体12は下筐体11のゴム圧入部11Gが上筐体12の周壁12Wに圧入できるようにゴム圧入部11Gの外形形状に合った圧入開口12Gが周壁12Wに形成されている。また、上筐体12の内部の後方には、下筐体11と上筐体12が互いに嵌め合わせされた状態で取り換え式コネクタ20の後方上部に露出している接触端子24Cと電気的に接触する導電性の接触媒体12Aを備えている。
《変形例》
なお、本発明では、電気機器筐体を上筺体11と下筐体12の2個から成るものとして説明したが、本発明では2個に限るものではなく、上筺体と中筺体と下筐体から成ったり、上筺体と下筐体がそれぞれ複数の筐体から成ってもよい。
〈電気機器筐体10の組立手順〉
次に、図5の下筐体11と上筐体12と取り換え式コネクタ20を組み合わせて図9の電気機器筐体10を完成する組立手順を図6〜図9を用いて説明する。
《組立手順の第1ステップ》
図6(A)は組立手順の第1ステップの斜視図で、下筐体11のゴム圧入部11Gの開口11Kに取り換え式コネクタ20のゴム21を嵌合させるために、取り換え式コネクタ20をゴム圧入部11Gの開口11Kに向けて図の矢印方向から近づけている状態を示している。図6(B)はその平面図で、下筐体11のゴム圧入部11Gの開口11Kに向けて図の上方から取り換え式コネクタ20がゴム21を先端にして近づいている。そして、取り換え式コネクタ20の支持部20Sが下筐体11のゴム圧入部11Gの突き当て面11Sに突き当たるまで挿入すると図7のようになる。
《組立手順の第2ステップ》
図6(A)の組立手順の第1ステップの結果、取り換え式コネクタ20の支持部20Sが下筐体11のゴム圧入部11Gの突き当て面11Sに突き当たると、図7(A)および(B)のように、取り換え式コネクタ20のゴム21が下筐体11のゴム圧入部11Gの開口11Kに嵌合して防水構造が形成され、かつ下筐体11に取り換え式コネクタ20が固定される。
《組立手順の第3ステップ》
図8は組立手順の第3ステップの斜視図で、次に、上筐体12を上方から矢印方向に降下させて、上筐体12の圧入開口12Gに下筐体11のゴム圧入部11Gを嵌合させようとしている。
《組立手順の第4ステップ》
第3ステップの結果、上筐体12の圧入開口12Gに下筐体11のゴム圧入部11Gが嵌合して、図9の組立手順の第4ステップ(完成)の斜視図のように、下筐体11と上筐体12とが固定される。この嵌合状態で組立手順の全ステップが終了して、コネクタ内蔵電気機器筐体(図4参照)が完成する。この状態で、取り換え式コネクタ20の後方上部にある接触端子24C(図8)は上筐体12の内部に設けられている接触媒体12A(図8)と、図10で示すように、電気的かつ機械的に接触している。
図10(A)は図9のコネクタ内蔵電気機器筐体の正面図、図10(B)は図10(A)の10B−10B矢視断面図である。上筐体12の圧入開口12Gが下筐体11のゴム圧入部11Gの外側に嵌合して、上筐体12が下筐体11に固定すると、10B−10B矢視断面拡大図に見られるように、下筐体11の下筐体支持部11H(図10(B))と上筐体12の上筐体支持部12H(図10(B))とでコネクタのコネクタ支持部22H(図10(B))を挟み込むことで、コネクタは確実に固定される。そして、取り換え式コネクタ20側にある接触端子24Cは上筐体12側にある次に述べる接触媒体12Aに押さえつけられて、電気的かつ機械的に接触状態となる。
《接触媒体12A》
ここで、接触媒体12Aについて説明する。
図11は接触媒体の形状の一例を示す平面図である。図12は図10の電気機器筐体から下筐体11と上筐体12とを取り除いて、取り換え式コネクタ20の接触端子24Cと接触媒体12Aの接触関係が分かるようにした図で、図12(A)は正面図、図12(B)はその側面図である。図11および図12において、接触媒体12Aは、上筐体12の内側に取り付けられている長尺状合成樹脂基板である。長尺状合成樹脂板の中央部位に複数個(図では5個)の金属製の接触板12Cとこれらを挟んで両側に2個の金属製の接触用パッド12P、12Pを備え、さらにその両外側に位置決めボス穴12B、12Bが形成されている。
位置決めボス穴12Bは、上筐体12が下筐体11に嵌合される際に、取り換え式コネクタ20側のロケーター25の両端に立設形成されている位置決めボス25B(図2)が入り込むことで、正確な位置決めがなされる。
接触用パッド12Pは、アース用の導電性金属板で、上筐体12が下筐体11に嵌合した状態で、シェル23(図2)の後方の両端から延設している先端がカギ状をしたグランド端子23P、23Pのその先端がそれぞれ接触して、両者は電気的に接続され、グランドが取られる。
接触板12Cは導電性の金属板で、上筐体12が下筐体11に嵌合した状態で、取り換え式コネクタ20側の内部ハウジング24に設けられている導電性の接触端子24C(図2)が接触して両者は電気的に接続されるので、フレキシブルフラットケーブルや基板用コネクタなどの接触媒体の信頼性が向上する。
また、接触媒体12Aと接続する接触端子24C、およびシェル23と接続するグランド端子23Pによりアライメント精度が向上する。
〈本発明に係る取り換え式コネクタの取り出し方法〉
このように組み立てた図9のコネクタ内蔵電気機器筐体から、取り換え式コネクタ20を取り出すには、以上述べた組立手順を逆に行えばよい。すなわち、図9のコネクタ内蔵電気機器筐体10から、図8の矢印を逆向きにして上筐体12を下筐体11から引き外し、上筐体12が引き外された図7の下筐体11の嵌合間口からマイナスドライバーなどを差し込み、図6の矢印の逆向きに押し出すことで、取り換え式コネクタ20は下筐体11から簡単に外すことができる。そして、新しい取り換え式コネクタ20を電気機器筐体に組み込むには、図6から図9に向けての手順を再度行えばよい。
〈取り換え式コネクタ20の位置決め〉
以上説明した取り換え式コネクタ20の位置決めは次のようになる。
(1)幅方向の位置決めは、取り換え式コネクタ20と下筐体11のゴム装填部22Gで行われる。
(2)高さ方向の位置決めは、取り換え式コネクタ20と下筐体11のゴム装填部22G、および上筐体12と下筐体11とでの押さえ付けで行われる。
(3)奥行き方向の位置決めは、上筐体12と下筐体11とでの挟み込みで行われる。
〈本発明の特徴〉
以上説明したように、本発明の特徴は、
(1)取り換え式コネクタ20のゴム21が下筐体11のゴム圧入部11Gの開口11Kに圧入して、取り換え式コネクタ20が下筐体11に固定していることである。
(2)さらに、上筐体12の圧入開口12Gが下筐体11のゴム圧入部11Gの外側に嵌合して、上筐体12が下筐体11に固定していることである。
(3)そして、上筐体12が下筐体11に固定している状態において、取り換え式コネクタ20側にある接触端子24Cが、上筐体12側にある接触媒体12Aと電気的に接触状態となることである。
したがって、上筐体と下筐体とで本発明に係る取り換え式コネクタを挟み込むことで、取り換え式コネクタは簡単にかつ堅固に固定され、また、上筐体と下筐体を分解することで取り換え式コネクタを容易に交換することができる。
〈まとめ〉
以上のように、本発明によれば、取り換え式コネクタのゴムが下筐体のゴム圧入部の開口に圧入することで取り換え式コネクタが下筐体に固定され、さらに、上筐体の圧入開口が下筐体のゴム圧入部の外側に嵌合することで、上筐体が下筐体に固定され、その間に取り換え式コネクタが挟み込まれることで、電気機器筐体との固定が容易となり、この逆を行うことで取り換え式コネクタの取り外しが容易となるので、したがってカスタマーセンターなどでの交換が可能となる。
また、電気機器筐体と嵌め合わせの際、こじり・押し込みに対する強度も下筐体のゴム圧入部の形状により十分保証される。
そして取り換え式コネクタ側にある接触端子が上筐体側にある接触媒体と電気的かつ機械的に接触状態となることで基板などの接触媒体の接触信頼性が確保される。
また、取り換え式コネクタのゴムが下筐体のゴム圧入部の開口に圧入することでは、液密が確保できる。
10 スマートフォン筐体(電気機器筐体)
11 下筐体
11G ゴム圧入部
11H 下筐体支持部
11K 開口
11L 液晶表示面
11S 突き当て面
12 上筐体
12A 接触媒体
12B 位置決めボス穴
12C 接触板
12G 圧入開口
12H 上筐体支持部
12L 化粧面
12P 接触用パッド
12W 上筐体周壁
20 本発明に係る取り換え式コネクタ
21 ゴム
22 外部ハウジング
22D 膨出部
22G ゴム装填部
22H コネクタ支持部
22N 内部空間
23 シェル
23K 係止片
23N 内部空間
23P グランド端子
24 内部ハウジング
24C 接触端子
24K 係止溝
24T 端子収容部
25 ロケーター
25B 位置決め用ボス
25C 溝
25D 位置決め用角柱

Claims (4)

  1. 複数の部分筐体が互いに組み合わされて成る電気機器筐体と、前記複数の部分筐体のいずれかに固定されるコネクタと、を備えたコネクタ内蔵電気機器筐体であって、
    前記コネクタは一端に被圧入部を備え、他端近傍に接触端子を備え、
    前記部分筐体側に、前記コネクタの前記被圧入部を圧入する圧入部を備え、さらに前記コネクタの前記接触端子と接触する接触板とを備え、
    前記コネクタの前記被圧入部が前記部分筐体の前記圧入部に一方向から圧入された状態で前記複数の部分筐体が前記方向と直角な他の方向から互いに組み合わされることで、前記コネクタの前記接触端子と前記部分筐体側の前記接触板とが接触することを特徴とするコネクタ内蔵電気機器筐体。
  2. 前記コネクタの前記被圧入部にシール部材を用いることにより、防水性を確保することを特徴とする請求項1記載のコネクタ内蔵電気機器筐体。
  3. 前記コネクタの端子入口側と前記部分筐体の前記接触板との間で、前記接触端子によりピッチ変換していることを特徴とする請求項1又は2記載のコネクタ内蔵電気機器筐体。
  4. 前記接触板を有する接触媒体との位置決め用のボスを前記コネクタが備えていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載のコネクタ内蔵電気機器筐体。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107293890A (zh) * 2016-04-11 2017-10-24 连展科技(深圳)有限公司 插座电连接器
JP2019067891A (ja) * 2017-09-29 2019-04-25 サクサ株式会社 基板の取付構造
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