JP2017168407A - プラグコネクタ - Google Patents

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Abstract

【課題】機器の組み立て時間を短縮するとともに、電子部品への熱の影響を軽減する。【解決手段】絶縁性のハウジングは、FPC50を挿入する内部空間が設けられている。グランドコンタクト13は、ハウジングに取り付けられ、リセプタクルコネクタに接続された同軸ケーブルの外部導体と接続可能な導電性のある部材である。導電性の信号コンタクト12は、ハウジングに取り付けられ、同軸ケーブルの中心導体と接続可能な導電性の部材である。グランドコンタクト13は、内部空間に挿入されたFPC50を係止する係止部13dと、FPC50に配設されたグランド接点51gに接触する接点接触部13cと、を備える。信号コンタクト12は、係止部13dに係止されたFPC50に配設された信号接点51sに押し当てられる弾性部材である押当部12bを備える。【選択図】図7

Description

本発明は、プラグコネクタに関する。
特許文献1には、同軸ケーブルと基板上の電気回路とを電気的に接続する電気コネクタが開示されている。この電気コネクタは、例えば、プラグコネクタと、そのプラグコネクタに嵌合されるリセプタクルコネクタとで構成されている。
プラグコネクタ及びリセプタクルコネクタは、互いの嵌合部分に、同軸ケーブルの中心導体又は基板の信号線と導通する信号伝送用の中心コンタクトと、同軸ケーブルの外部導体又は基板のグランド線と導通し、中心コンタクトと同心状に配置されたグランド用の外部コンタクトとをそれぞれ備えている。プラグコネクタ及びリセプタクルコネクタが嵌合する際に、中心コンタクト同士が接触するとともに外部コンタクト同士が接触することで、同軸ケーブルの中心導体と基板の信号線とが導通し、同軸ケーブルの外部導体と基板のグランド線とが導通して、同軸ケーブルと基板上の電気回路との電気的な接続が実現される。
特開2013−101753号公報
上記プラグコネクタ及びリセプタクルコネクタのうち、基板側のコネクタでは、中心コンタクトが基板の信号線とはんだ付けで接続され、外部コンタクトが基板のグランド線とはんだ付けで接続される。しかしながら、コネクタと基板とのはんだ付け作業は手間のかかる作業であり、この作業が、機器全体の組み立て時間を短縮する際の障害となっている。
また、中心コンタクト、外部コンタクトと基板とのはんだ付けは、リフロー等の熱処理によって行われる。しかしながら、この熱により、基板に既に実装されている他の電子部品が劣化するおそれがある。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、機器の組み立て時間を短縮するとともに、電子部品への熱の影響を軽減することができるプラグコネクタを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明のプラグコネクタは、
同軸ケーブルに電気的に接続されたリセプタクルコネクタと嵌合し、前記同軸ケーブルと基板とを電気的に接続するプラグコネクタであって、
前記基板を挿入する内部空間が設けられた絶縁性のハウジングと、
前記ハウジングに取り付けられ、前記リセプタクルコネクタに接続された前記同軸ケーブルの外導体と接続可能な導電性のグランド用コンタクトと、
前記ハウジングに取り付けられ、前記同軸ケーブルの内導体と接続可能な導電性の信号用コンタクトと、
を備え、
前記グランド用コンタクトは、
前記内部空間に挿入された前記基板を係止する係止部と、前記基板に配設された接地接点に接触する接触部と、を備え、
前記信号用コンタクトは、
前記係止部に係止された前記基板に配設された信号接点に押し当てられる弾性部材である押当部を備える。
この場合、前記押当部は、
前記信号用コンタクトに固定された一方の固定端から、開放された他方の開放端まで延びる弾性部材であり、
前記固定端と前記開放端との間に前記信号接点と接触する突出部が形成され、
前記基板が前記内部空間に挿入されると、前記突出部が前記信号接点に押し当てられて、弾性変形する、
こととしてもよい。
前記グランド用コンタクトは、
前記基板の挿入方向に直交し、かつ、前記基板の幅広面に平行な方向において前記基板の両端を保持する一対の部材を有し、
前記係止部及び前記接触部は、前記一対の部材に形成されている、
こととしてもよい。
前記一対の部材それぞれは、前記内部空間に挿入される前記基板に押されて弾性変形可能であり、
前記係止部は、前記内部空間に挿入された前記基板に設けられた切り欠きと係止する、
こととしてもよい。
前記一対の部材は、
前記内部空間に挿入された前記基板をその厚み方向に挟み込むU字状の部材である、
こととしてもよい。
本発明によれば、同軸ケーブルの外導体と接続可能な導電性のグランド用コンタクトの係止部で基板を係止するとともに接触部で基板に配設された接地接点に接触し、同軸ケーブルの内導体と接続可能な導電性の信号用コンタクトの押当部で基板に配設された信号接点と押圧接触する。これにより、基板との間ではんだ付けを行う必要がなくなるため、機器の組み立て時間を短縮するとともに、電子部品への熱の影響を軽減することができる。
図1(A)及び図1(B)は、本発明の一実施の形態に係るプラグコネクタの斜視図である。 図2(A)は、ハウジングの斜視図である。図2(B)は、ハウジングの正面図である。図2(C)は、ハウジングの上面図である。 フレキシブル基板の斜視図である。 図4(A)は、信号コンタクトの斜視図である。図4(B)は、グランドコンタクトの斜視図である。 図5(A)は、フレキシブル基板が挿入される際に信号コンタクトが弾性変形する様子を示す図である。図5(B)及び図5(C)は、フレキシブル基板が挿入される際にグランドコンタクトが弾性変形する様子を示す図である。 プラグコネクタにフレキシブル基板が挿入された状態を示す図である。 内部空間におけるフレキシブル基板と信号コンタクト及びグランドコンタクトとの接触状態を示す図である(ハウジングは省略している)。 図8(A)は、リセプタクルコネクタの斜視図である。図8(B)は、リセプタクルコネクタの側面図である。図8(C)は、図8(B)のF−F断面図である。 プラグコネクタの信号コンタクトの変形例である。 プラグコネクタのグランドコンタクトの変形例(その1)である。 プラグコネクタのグランドコンタクトの変形例(その2)である。 プラグコネクタのグランドコンタクトの変形例(その3)である。
以下、本発明の一実施の形態に係るプラグコネクタについて説明する。図1(A)及び図1(B)に示すように、プラグコネクタ10は、全体として直方体状である。
プラグコネクタ10は、直方体状のハウジング11と、FPC50(フレキシブルプリント基板、図3参照)の信号接点51sと接続される接点である信号コンタクト12と、FPC50のグランド接点51gと接続されるグランドコンタクト13と、を備える。
図2(A)に示すように、ハウジング11は、樹脂等の絶縁体で形成されている。ハウジング11には、+x側から−x側にFPC50を挿入する矩形状の挿入口11aが設けられている。図2(B)に示すように、挿入口11aは、ハウジング11の内部空間11bに連通している。この内部空間11bにFPC50が収容される。
図3に示すように、FPC50は、平板状のフレキシブル基板であり、その幅広面のy軸方向中央部に2つの信号接点51sが設けられている。また、FPC50では、幅広面のy軸方向両端部にグランド接点51gが設けられている。信号接点51sは、FPC50内に設けられた信号線とつながっており、グランド接点51gは、FPC50内に設けられたグランド線とつながっている。FPC50の−x側端部近傍の両端には、切り欠き52が設けられている。このFPC50の端部がハウジング11の挿入口11aから内部空間11bに挿入される。
この他、図2(C)に示すように、ハウジング11の+z側の面の中央には、相手方のリセプタクルコネクタ20(図8等参照)との嵌合部分に入り込む凸部11cが設けられている。さらに、その凸部11cの中央には、相手方のリセプタクルコネクタ20の嵌合部分の中心にある中心コンタクト22が入り込む貫通穴11dが設けられている。貫通穴11dは、ハウジング11の+z側上部と内部空間11bとを連通する。
また、ハウジング11では、凸部11cの外周には、円環状の溝11eが設けられており、溝11eのy軸方向両端には、一対の直線状の溝11fが設けられている。これらの溝11e,11fには、グランドコンタクト13の外部コンタクト13a、保持部13b(図4(B)参照)が挿入される。
図4(A)に示すように、信号コンタクト12は、リセプタクルコネクタ20に接続された同軸ケーブル30の内部導体と接続可能な導電性の部材である。信号コンタクト12は、図4(A)に示すように、x軸方向に延びる本体部12aと、本体部12aの+x側端部に設けられた一対の押当部12bと、本体部12aの−x側の端部にそれぞれ設けられた、一対の中心コンタクト12cと、ハウジング11と係止する係止片12dと、を備える。
本体部12aは、+x側の端部で二股に分岐し、各分岐の先端にそれぞれ押当部12bが形成されている。押当部12bは、本体部12aの端部を基点として、+x方向から+z方向、+z方向から+x方向、+x方向から−z方向、さらに−x方向に折れ曲がっており、全体として約360度湾曲した形状となっている。押当部12bの−x方向に延びる部分は、中央が−z側に突出している。この突出した部分がFPC50の信号接点51sと接触する突出部12eである。
言い換えると、押当部12bは、信号コンタクト12に固定された一方の固定端から、開放された他方の開放端まで延びる弾性部材である。そして、固定端と開放端との間にFPC50の信号接点51sと接触する突出部12eが形成されている。押当部12bは、FPC50が内部空間11bに挿入されると、突出部12eがFPC50に押されて、押当部12bが弾性変形する。
一対の中心コンタクト12cは、本体部12aの−x側の端部のy軸方向両端にそれぞれ設けられている。中心コンタクト12c同士は、互いに向かい合うようにして+z方向に延びている。各中心コンタクト12cは弾性力を有しており、中心コンタクト12c間に後述するリセプタクルコネクタ20の中心コンタクト22(図8(C)参照)が挿入されると、中心コンタクト12cの間がy軸方向に開くように中心コンタクト12cが変形し、一対の中心コンタクト12cが中心コンタクト22をy軸方向に挟みこむ。
信号コンタクト12は、押当部12bが+x方向を向き、中心コンタクト12cが押当部12bに対して−x側に位置する状態で、内部空間11bの−z側からハウジング11に挿入される。このとき、押当部12bは、挿入口11aから+x方向に突出するように配置される。また、係止片12dは、ハウジング11に係止され、この係止により信号コンタクト12がハウジング11に取り付けられ、固定される。
図4(B)に示すように、グランドコンタクト13は、+x側の一部が欠けた円環状の外部コンタクト13aと、外部コンタクト13aからy軸方向両側に張り出す一対の保持部13bと、を備える。外部コンタクト13aは、相手方のリセプタクルコネクタ20の外部コンタクト23(図8(A)参照)と接触する部分である。外部コンタクト13aの外周には、ハウジング11と係止する係止部13fが設けられている。
保持部13bは、U字状の部材であり、+z側の上ビーム13buと、−z側の下ビーム13bdとを、備える。上ビーム13buと下ビーム13bdとは、−x側で連結されている。
上ビーム13buには、ハウジング11の挿入口11aに差し込まれるFPC50のグランド接点51gに接触する凸状の接点接触部13cと、FPC50の切り欠き52と係止する係止部13dとが設けられている。また、下ビーム13bdの先端には、接点接触部13cに対向する凸状の基板保持部13eが設けられている。言い換えれば、保持部13bは、FPC50の挿入方向に直交し、かつ、FPC50の幅広面に平行な方向においてFPC50の幅広面の両端を保持する一対の部材である。
外部コンタクト13aは、ハウジング11の円環状の溝11eに+z側から挿入され、保持部13bは、ハウジング11の溝11fに+z側から挿入される。グランドコンタクト13がハウジング11に挿入されると、外部コンタクト13aの外周側壁に形成された係止部13fがハウジング11に係止し、この係止により、ハウジング11にグランドコンタクト13が固定される。
(FPCの固定)
FPC50は、ハウジング11の挿入口11aから差し込まれる。この際、図5(A)に示すように、突出部12eはFPC50に当接して、押当部12bが弾性変形する。また、図5(B)の点線で示すように、グランドコンタクト13の接点接触部13c、基板保持部13eがFPC50に当接して、それらの間隔を広げるように上ビーム13bu、下ビーム13bdが弾性変形する。FPC50が内部空間11bのさらに奥に挿入されると、図5(C)の点線で示すように、グランドコンタクト13に形成された係止部13dがFPC50に当接し、上ビーム13bu、下ビーム13bdはさらに弾性変形する。
FPC50が内部空間11bの最奥端まで差し込まれると、図6に示すように、FPC50の挿入が完了する。この状態では、ハウジング11を省略した図7に示すように、FPC50の信号接点51sが信号コンタクト12の突出部12eと押圧接触し、信号コンタクト12とFPC50の信号線とが導通する。さらに、FPC50のグランド接点51gがグランドコンタクト13の接点接触部13cと押圧接触し、グランドコンタクト13とFPC50の接地線とが導通する。
また、FPC50が内部空間11bの最奥端まで差し込まれると、グランドコンタクト13の係止部13dはFPC50の切り欠き52と係止する。これにより、ハウジング11からのFPC50の抜けが防止される。
(リセプタクルコネクタとの嵌合)
本実施の形態に係るプラグコネクタ10には、図8(A)〜図8(C)に示すリセプタクルコネクタ20が差し込まれる。リセプタクルコネクタ20は、ハウジング21と、ハウジング21の中央に設けられた円柱状の中心コンタクト22と、中心コンタクト22と同心に設けられた外部コンタクト23と、を備える。このハウジング21、中心コンタクト22及び外部コンタクト23によって、プラグコネクタ10との嵌合部分が構成されている。
図8(A)に示すように、リセプタクルコネクタ20におけるプラグコネクタ10との嵌合部分は、その一端側に設けられ、その嵌合部分には、同軸ケーブル30が接続される。リセプタクルコネクタ20には、同軸ケーブル30をカバーするカバー部24が設けられている。カバー部24は金属の薄板状の部材である。カバー部24では、+x方向にケーブル支持部25が張り出しており、ケーブル支持部25の固定保持板25aが、同軸ケーブル30の外周被覆材を外方側から覆うように折り曲げられてカシメ固定されている。
同軸ケーブル30の端末部分は、外周被覆材が皮剥きされることによって中心導体31と外部導体32とが同軸状を成すように露出されており、同軸ケーブル30の中心軸線に沿うようにして配置された中心導体31が、中心コンタクト22に接続されている。また、同軸ケーブル30の外部導体32は、ケーブル支持部25の固定保持板25bが外部導体32を外方側から覆うように折り曲げられてカシメ固定され、カバー部24及びケーブル支持部25を介して外部導体32が外部コンタクト23に接続されている。これにより、同軸ケーブル30の中心導体31と中心コンタクト22とが導通し、同軸ケーブル30の外部導体32と外部コンタクト23とが導通する。
プラグコネクタ10と、図8(A)に示すリセプタクルコネクタ20とが、図8(B)に示すように、それぞれの嵌合部分同士で嵌合すると、図8(C)に示すように、リセプタクルコネクタ20の中心コンタクト22が、プラグコネクタ10の一対の中心コンタクト12cの間に挿入され、中心コンタクト12cと接触し、導通する。さらに、リセプタクルコネクタ20の外部コンタクト23が、プラグコネクタ10のグランドコンタクト13の外部コンタクト13aの内周側に挿入され、外部コンタクト13aと接触し、導通する。ここで、中心コンタクト12c(信号コンタクト12)はFPC50の信号接点51sと電気的に接続され、外部コンタクト13a(グランドコンタクト13)はFPC50のグランド接点51gと電気的に接続されている。これにより、同軸ケーブル30の中心導体がFPC50の信号線と電気的に接続され、同軸ケーブル30の外部導体がFPC50のグランド線と電気的に接続され、同軸ケーブル30とFPC50との間で信号の送受信が可能となる。
以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば、同軸ケーブル30の内部導体と接続可能な導電性のグランドコンタクト13の保持部13bでFPC50を保持するとともに接点接触部13cでFPC50に配設されたグランド接点51gに接触し、更には、同軸ケーブル30の中心導体と接続可能な導電性の信号コンタクト12の突出部12eでFPC50に配設された信号接点51sと押圧接触する。これにより、FPC50との間ではんだ付けを行う必要がなくなるため、機器の組み立て時間を短縮するとともに、電子部品への熱の影響を軽減することができる。
なお、上記実施の形態では、プラグコネクタ10において、FPC50の信号接点51sと接触する信号コンタクト12の押当部12bを2つ備えていたが、本発明はこれには限られない。例えば、図9に示すように、プラグコネクタ10では、信号コンタクト12の代わりに、押当部62bを1つ備える中心コンタクト62を備えるようにしてもよい。この場合も、押当部62bは、突出部62eを備える。
また、上記実施の形態では、プラグコネクタ10において、係止部13dをU字状の保持部13bの下ビーム13bdに設けたグランドコンタクト13を備えるようにした。しかしながら、本発明はこれには限られない。グランドコンタクト13の代わりに、図10に示すグランドコンタクト63を備えるようにしてもよい。グランドコンタクト63では、FPC50の切り欠き52と係止する係止部63dが、保持部63bの上ビーム63buではなく、下ビーム63bdに設けられている。また、上ビーム63buと下ビーム63bdの両方に係止部63dを設けるようにしてもよい。
また、上記実施の形態では、接点接触部13c、係止部13d及び基板保持部13eが形成される保持部13bをU字状としたが、本発明はこれには限られない。例えば、図11に示すように、グランドコンタクト73のように、保持部13bに代わりに設けられる保持部73bをFPC50の上側に配置される直線状のビームとし、そのビームに接点接触部73cと係止部73dとを設けるようにしてもよい。このように、FPC50が他のもの、例えばハウジング11に保持されるのであれば、基板保持部13eはなくてもよい。
また、図12に示すように、グランドコンタクト83のように、保持部13bに代えて設けられる保持部83bを、FPC50の下側に配置されるビームを備えるものとし、そのビームに接点接触部83cと係止部83dとを設けるようにしてもよい。この場合には、FPC50の−z側の幅広面にグランド接点51gが設けられるようにし、他の部材、例えばハウジング11と接点接触部83cとでFPC50を挟むようにする必要がある。
また、ハウジング11に挿入されるFPC50も図3に示すものには限られない。例えば、信号接点51s、グランド接点51gは1つでもよいし、3つ以上であってもよい。また、信号接点51sが+z側の幅広面に形成され、グランド接点51gが−z側の幅広面に形成されるようにしてもよい。この場合、押当部12b、接点接触部13cについては、信号接点51s、グランド接点51gが設けられる側に形成されるようにすればよい。
また、押当部12bの形状は、約360度折れ曲がった形状の物には限られない。例えば、単に鈍角に折れ曲がった部分を1つだけ有する全体として直線状の板バネであってもよいし、全体としてU字状のものであってもよい。しかしながら、本実施の形態のように、押当部12bを約360度折れ曲がった形状とすれば、押当部12bの変形方向を、FPC50の挿入口11aへの挿入感の良好なものとすることができる。
また、上記実施の形態では、FPC50の切り欠き52と係止する係止部13dをグランドコンタクト13に設けたが、グランドコンタクト13とは別のロック部材を設け、そのロック部材でグランドコンタクト13と係止するようにしてもよい。
この発明は、この発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、この発明の範囲を限定するものではない。すなわち、この発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。
本発明は、同軸ケーブルと基板とを接続するコネクタに適用することができる。
10 プラグコネクタ、11 ハウジング、11a 挿入口、11b 内部空間、11c 凸部、11d 貫通穴、11e 溝、11f 溝、12 信号コンタクト、12a 本体部、12b 押当部、12c 中心コンタクト、12d 係止片、12e 突出部、13 グランドコンタクト、13a 外部コンタクト、13b 保持部、13bu 上ビーム、13bd 下ビーム、13c 接点接触部、13d 係止部、13e 基板保持部、13f 係止部、20 リセプタクルコネクタ、21 ハウジング、22 中心コンタクト、23 外部コンタクト、24 カバー部、25 ケーブル支持部、25a 固定保持板、25b 固定保持板、30 同軸ケーブル、31 中心導体、32 外部導体、50 FPC(フレキシブルプリント基板)、51g グランド接点、51s 信号接点、52 切り欠き、62 中心コンタクト、62b 押当部、62e 突出部、63 グランドコンタクト、63b 保持部、63bu 上ビーム、63bd 下ビーム、63d 係止部、73 グランドコンタクト、73b 保持部、73c 接点接触部、73d 係止部、83 グランドコンタクト、83b 保持部、83c 接点接触部、83d 係止部

Claims (5)

  1. 同軸ケーブルに電気的に接続されたリセプタクルコネクタと嵌合し、前記同軸ケーブルと基板とを電気的に接続するプラグコネクタであって、
    前記基板を挿入する内部空間が設けられた絶縁性のハウジングと、
    前記ハウジングに取り付けられ、前記リセプタクルコネクタに接続された前記同軸ケーブルの外導体と接続可能な導電性のグランド用コンタクトと、
    前記ハウジングに取り付けられ、前記同軸ケーブルの内導体と接続可能な導電性の信号用コンタクトと、
    を備え、
    前記グランド用コンタクトは、
    前記内部空間に挿入された前記基板を係止する係止部と、前記基板に配設された接地接点に接触する接触部と、を備え、
    前記信号用コンタクトは、
    前記係止部に係止された前記基板に配設された信号接点に押し当てられる弾性部材である押当部を備える、
    プラグコネクタ。
  2. 前記押当部は、
    前記信号用コンタクトに固定された一方の固定端から、開放された他方の開放端まで延びる弾性部材であり、
    前記固定端と前記開放端との間に前記信号接点と接触する突出部が形成され、
    前記基板が前記内部空間に挿入されると、前記突出部が前記信号接点に押し当てられて、弾性変形する、
    請求項1に記載のプラグコネクタ。
  3. 前記グランド用コンタクトは、
    前記基板の挿入方向に直交し、かつ、前記基板の幅広面に平行な方向において前記基板の両端を保持する一対の部材を有し、
    前記係止部及び前記接触部は、前記一対の部材に形成されている、
    請求項1に記載のプラグコネクタ。
  4. 前記一対の部材それぞれは、前記内部空間に挿入される前記基板に押されて弾性変形可能であり、
    前記係止部は、前記内部空間に挿入された前記基板に設けられた切り欠きと係止する、
    請求項3に記載のプラグコネクタ。
  5. 前記一対の部材は、
    前記内部空間に挿入された前記基板をその厚み方向に挟み込むU字状の部材である、
    請求項4に記載のプラグコネクタ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111525353A (zh) * 2019-02-01 2020-08-11 广濑电机株式会社 电连接器

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