JP2017216074A - コネクタ及びコネクタ構造体 - Google Patents

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Takao Yamauchi
貴生 山内
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Abstract

【課題】より作業性を高めたコネクタを提供すること。【解決手段】本開示に係るリセプタクルコネクタ20は、FPC30に形成された貫通孔31に応じた形状とされた本体部28と、FPC30に設けられた導電性の接点部32と接触する導電性のコンタクト21と、を備え、本体部28(詳細には壁部23)が貫通孔31に嵌合することにより、FPC30に接続可能に構成されている。【選択図】図1

Description

本開示は、基板同士の接続に係るコネクタ、及び基板同士を接続するコネクタ構造体に関する。
スマートフォン、ノートパソコン、及びデジタルカメラ等の製品の製造において、多機能化を実現すべく、複数枚に分かれた基板同士を接続する技術がある。複数枚に分かれた基板同士の接続には、いわゆる基板対基板(ボード・トゥ・ボード:Board to board)接続用の電気コネクタが用いられる。製品の小型化及び多機能化が進むにつれて、基板対基板接続用の電気コネクタには、高いレベルでの低背化及び省スペース化が求めるようになってきている。例えば特許文献1では、低背化を実現する電気コネクタが開示されている。
特開2009−301741号公報
ここで、基板対基板接続を行う際には、基板によって電気コネクタの接続部分が隠れてしまうため、嵌合時の狙いがつけにくく、誤嵌合の可能性が高まる。このことは、上述した低背化が進み、基板同士の間隔が狭くなることによってより顕著になる。そこで、本開示は、基板同士の接続における作業性を高めるコネクタ及びコネクタ構造体を説明する。
本開示に係るコネクタは、対向する基板に形成された貫通孔に応じた形状とされた本体部と、対向する基板に設けられた導電性の接点部と接触する導電性のコンタクトと、を備え、本体部が貫通孔に嵌合することにより、対向する基板に接続可能に構成されている。
本開示に係るコネクタでは、本体部が、対向する基板に形成された貫通孔に応じた形状とされている。このため、コネクタに対して上記基板を接続する際には、貫通孔からコネクタを視認することができる。このことにより、コネクタに対して上記基板を適切に位置決めすることができ、コネクタに対する上記基板の誤嵌合を抑制することができる。そして、本開示に係るコネクタでは、本体部が貫通孔に嵌合すると共に、コンタクトが上記基板の接点部に接触するので、上記基板との接続及び導通を容易に実現することができる。以上より、本開示のコネクタによれば、接続時の作業性を向上させることができる。
本開示に係るコネクタは、貫通孔を覆うように設けられ、対向する基板を本体部に固定するロックカバーを更に備えていてもよい。このようなロックカバーを設けることにより、コネクタに係る接続強度を向上させることができると共に、貫通孔から埃等がコネクタに侵入することを抑制できる。
本開示に係るコネクタ構造体は、第1の基板と、第1の基板の表面に載置された、導電性のコンタクトを有するリセプタクルコネクタと、第1の基板に対向するように設けられ、リセプタクルコネクタに嵌合された第2の基板と、を備え、第2の基板は、リセプタクルコネクタの形状に応じた貫通孔が形成されており、第1の基板との対向面に、コンタクトと接触する導電性の接点部を有する。
本開示に係るコネクタ構造体では、第2の基板にリセプタクルコネクタの形状に応じた貫通孔が形成されている。このため、リセプタクルコネクタに対して第2の基板を嵌合させる際には、当該貫通孔からリセプタクルコネクタを視認することができる。このことにより、リセプタクルコネクタに対して第2の基板を適切に位置決めすることができ、リセプタクルコネクタに対する第2の基板の誤嵌合を抑制することができる。そして、第2の基板の裏面(第1の基板との対向面)には接点部が設けられているので、当該接点部及びリセプタクルコネクタのコンタクトを介して、第1の基板及び第2の基板を容易に導通させることができる。以上より、本開示のコネクタ構造体によれば、接続時の作業性を向上させることができる。
本開示に係るコネクタ構造体は、貫通孔を覆うように設けられ、第2の基板をリセプタクルコネクタに固定するロックカバーを更に備えていてもよい。このようなロックカバーを設けることにより、コネクタ構造体の接続強度を向上させることができると共に、貫通孔から埃等がリセプタクルコネクタに侵入することを抑制できる。
また、ロックカバーは、第2の基板における対向面の反対側の面に載置されていてもよい。第2の基板の表面(対向面の反対側の面)にロックカバーが載置されていることにより、コネクタ構造体の外部から容易にロックカバーを着脱することができる。
本開示に係るコネクタ構造体によれば、より作業性を高めることができる。
図1は、本発明の実施形態に係るコネクタ構造体の分解斜視図である。 図2は、図1のコネクタ構造体に含まれたリセプタクルコネクタを説明する図であり、図2(a)はリセプタクルコネクタの斜視図、図2(b)はリセプタクルコネクタの平面図、図2(c)はリセプタクルコネクタの側面図、図2(d)はリセプタクルコネクタの底面図である。 図3は、図1のコネクタ構造体に含まれたFPCを説明する図であり、図3(a)はFPCの平面図、図3(b)はFPCの底面図である。 図4は、ロックカバーを説明する図であり、図4(a)はロックカバーの平面図、図4(b)はロックカバーの底面側の斜視図である。 図5は、非嵌合状態のコネクタ構造体を説明する図であり、図5(a)はコネクタ構造体の斜視図、図5(b)はコネクタ構造体の側面図、図5(c)は図5(b)におけるV(c)−V(c)線に沿った断面図、図5(d)は図5(b)におけるV(d)−V(d)線に沿った断面図である。 図6は、嵌合状態のコネクタ構造体を説明する図であり、図6(a)はコネクタ構造体の斜視図、図6(b)はコネクタ構造体の側面図、図6(c)は図6(b)におけるVI(c)−VI(c)線に沿った断面図、図6(d)は図6(b)におけるVI(d)−VI(d)線に沿った断面図である。 図7は、FPC及び基板の導通を説明する図である。 図8は、嵌合方法を説明する図であり、図8(a)はリセプタクルコネクタを準備する工程を示す図、図8(b)はFPCをセットする工程を示す図、図8(c)はロックカバーでロックする工程を示す図である。 図9は、変形例に係るロックカバーを示す図である。
以下に説明される本開示に係る実施形態は本発明を説明するための例示であるので、本発明は以下の内容に限定されるべきではない。以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
[コネクタ構造体]
図1を参照して、コネクタ構造体の全体構成について説明する。図1に示されるように、コネクタ構造体1は、基板10(第1の基板)と、リセプタクルコネクタ20(コネクタ)と、FPC(Flexible printed circuits)30(対向する基板,第2の基板)と、ロックカバー40と、を備えている。コネクタ構造体1は、基板同士を互いに接続する、いわゆる基板対基板接続に用いられるコネクタの構造体である。本実施形態では、基板とは、プリント配線基板又はFPCであるとして説明するが、電子回路を搭載する他の基板であってもよい。コネクタ構造体1では、基板10に実装されたリセプタクルコネクタ20と、リセプタクルコネクタ20に応じた貫通孔31が形成されたFPC30とが嵌合すると共に、貫通孔31を覆うようにロックカバー40が設けられ、FPC30がリセプタクルコネクタ20に固定される。
リセプタクルコネクタ20は、導電性のコンタクト21を複数有している。コンタクト21は、リセプタクルコネクタ20の幅方向の両端部において、それぞれ、リセプタクルコネクタ20の長手方向に所定のピッチで配置されている。FPC30は、裏面34に、コンタクト21と接触する導電性の接点部32を複数有している(図3(b)及び図7参照)。当該接点部32は、リセプタクルコネクタ20とFPC30とが嵌合した状態において、コンタクト21と接触可能な位置に、所定のピッチで配置されている。
なお、以下の説明においては、リセプタクルコネクタ20及びFPC30の嵌合方向(すなわち、基板10及びFPC30の対面方向)を「Z方向」、Z方向に交差する方向であるリセプタクルコネクタ20の長手方向(すなわち、複数のコンタクト21が隣り合う方向)を「Y方向」、Z方向及びY方向に交差する方向であるリセプタクルコネクタ20の幅方向を「X方向」として説明する場合がある。また、Z方向において、基板10側を下側、ロックカバー40側を上側として説明する場合がある。
[リセプタクルコネクタ]
次に、図2(a)〜図2(d)を参照して、リセプタクルコネクタ20の詳細について説明する。図2(a)〜図2(d)に示されるように、リセプタクルコネクタ20は、コンタクト21と、本体部28とを有している。また、リセプタクルコネクタ20には、ロックシェル50が設けられている。リセプタクルコネクタ20は、基板10の表面11(図1参照)に載置されている。
本体部28は、基板10の表面11に載置される部材であり、対向するFPC30に形成された貫通孔31に応じた形状とされている。貫通孔31に応じた形状とは、例えば、FPC30とリセプタクルコネクタ20とが接近した状態において、貫通孔31から本体部28における嵌合箇所が視認可能であり、貫通孔31に本体部28を嵌合可能とされた形状をいう。リセプタクルコネクタ20は、本体部28が貫通孔31に嵌合することにより、対向するFPC30に接続可能に構成されている。本体部28は、基部22と壁部23とを有している。
基部22は、板状部材である。基部22には、幅方向であるX方向の両端部において、それぞれ、Y方向に沿って所定のピッチで切欠き部22xが形成されている。切欠き部22xは、基部22におけるY方向の両端部を除いた領域に形成されている。当該切欠き部22xは、コンタクト21を収容する収容空間である。
壁部23は、基部22の表面から立設する部分であり、FPC30の貫通孔31との嵌合箇所とされる(詳細は後述)。壁部23は、X方向の両端部に形成された切欠き部22xに隣接するように、切欠き部22xの奥側に設けられており、Y方向において切欠き部22xが形成された領域全域に設けられている。すなわち、壁部23は、基部22のX方向の両端部側(詳細には、切欠き部22xの奥側)において、基部22のY方向の両端部を除いた領域に設けられている。壁部23は、テーパー形状の上端部23xを有している(図2(a)及び図5(c)参照)。これにより、壁部23に対してFPCの貫通孔31を容易に嵌合させることができる。
コンタクト21は、Y方向に所定のピッチで形成された各切欠き部22xに収容されている。コンタクト21は、略V字状に折り曲げ加工された状態で切欠き部22xに収容されており、基板10のプリント配線(図示せず)と接触する基板側接触部21xと、切欠き部22xから上方に突き出てFPC30の接点部32と接触するFPC側接触部21yとを有する。
ロックシェル50は、ロックカバー40(図1参照)に係合される部材である。ロックシェル50は、基部22におけるY方向の両端部に設けられている。また、ロックシェル50のX方向の長さ(より詳細には、ロックシェル50における基部22に載置された部分のX方向の長さ)は、基部22におけるX方向の両端部側に設けられた一対の壁部23の外側面間の長さに略一致している。ロックシェル50は、載置部51と、立設部52と、側壁部53と、突出部54とを有している。
載置部51は、基板10の表面11に載置される部分である。立設部52は、載置部51から立ち上がる部分であり、基部22のY方向の端面と略面一に配置される部分である。側壁部53は、立設部52に連続する部分であり、Y方向における壁部23の延長線上に配置される部分である。突出部54は、側壁部53に連続する部分であり、基部22におけるX方向の中央側に突出する部分である。突出部54は、Z方向において上側の上端突出部54xと下側の下端突出部54yとを有している。上端突出部54xは、下端突出部54yと比べて突出量が大きい(図2(a)参照)。上端突出部54xは、後述するロックカバー40の係合孔45と係合する。上端突出部54xは、下方に向かうにつれて突出量が徐々に大きくなる形状とされている。これにより、突出量が小さい部分でロックカバー40を案内できるので、ロックカバー40の係合孔45と上端突出部54xとを係合し易く(ロックカバー40をロックシェル50側に挿入し易く)することができる。
[FPC]
次に、図3(a)及び図3(b)を参照して、FPC30の詳細について説明する。FPC30は、基板10に対向するように設けられ(図1参照)、リセプタクルコネクタ20に嵌合される。図3(a)及び図3(b)に示されるように、FPC30は、貫通孔31と、接点部32とを有している。なお、FPC30には、プラグコネクタが設けられていない。
貫通孔31は、FPC30の表面33から裏面34に向かってFPC30をZ方向に貫通する孔である。貫通孔31は、リセプタクルコネクタ20の形状に応じて形成されている。より具体的には、貫通孔31は、X方向の長さがリセプタクルコネクタ20の一対の壁部23の外側面間の長さに略一致しており、Y方向の長さが基部22のY方向の長さに略一致している。これにより、貫通孔31を壁部23に対して嵌合させることができる。
接点部32は、コンタクト21のFPC側接触部21yと接触する導電性のプリント配線である。接点部32は、FPC30の裏面34における貫通孔31の縁に複数設けられている。より詳細には、接点部32は、リセプタクルコネクタ20とFPC30とが嵌合した状態においてコンタクト21のFPC側接触部21yと接触可能な位置に、所定のピッチで配置されている。
[ロックカバー]
次に、図4を参照して、ロックカバー40の詳細について説明する。ロックカバー40は、貫通孔31を覆うように設けられ、FPC30をリセプタクルコネクタ20に固定する部材である(図1参照)。ロックカバー40は、FPC30の表面33に載置される(図6参照)。図4に示されるように、ロックカバー40は、平板部41と、貫通孔42と、突出部43とを有している。
平板部41は、FPC30に載置される板状部材である。平板部41には、Y方向の両端部付近に貫通孔42が形成されている。貫通孔42は、平板部41の表面46から裏面47に向かって平板部41をZ方向に貫通する孔である。突出部43は、当該貫通孔42から下方(−Z方向)に折り曲げられるようにして、平板部41の裏面47よりも下方に延在する部分である。突出部43は、各貫通孔42において、貫通孔42のX方向の両端部からそれぞれ下方に突出している。突出部43には、突出部43をX方向に貫通する係合孔45が形成されている。係合孔45は、ロックシェル50の上端突出部54xと係合する。これにより、ロックカバー40がロックシェル50に固定され、ロックカバー40によって、FPC30がリセプタクルコネクタ20に固定される。
[リセプタクルコネクタとFPCとの嵌合]
次に、図5(a)〜図5(d)、図6(a)〜図6(d)、及び図7を参照して、リセプタクルコネクタ20とFPC30との嵌合について説明する。なお、リセプタクルコネクタ20の基板側接触部21xは、基板10のプリント配線(図示せず)に、例えば半田付けされている。図5(a)〜図5(d)及び図6(a)〜図6(d)に示されるように、リセプタクルコネクタ20とFPC30との嵌合は、FPC30の貫通孔31内にリセプタクルコネクタ20の壁部23が収まるように、FPC30がリセプタクルコネクタ20に載置されることにより行われる。当該載置された状態においては、貫通孔31の側壁と、壁部23の外側面とが接している。
そして、リセプタクルコネクタ20とFPC30とが嵌合された状態においては、貫通孔31を覆うようにロックカバー40が取り付けられる。この際、ロックカバー40の係合孔45が、リセプタクルコネクタ20に設けられたロックシェル50の突出部54(より詳細には上端突出部54x)と係合する(図5(d)及び図6(d)参照)ことにより、ロックカバー40がロックシェル50に固定される。係合孔45と上端突出部54xとの係合は、合計4箇所で行われる。ロックカバー40がロックシェル50に固定されることにより、FPC30をリセプタクルコネクタ20に固定することができる。
嵌合状態において、切欠き部22xに収容されたコンタクト21は、基板側接触部21xが基板10のプリント配線(図示せず)と接触し(図6(c)参照)、切欠き部22xから上方に突き出るFPC側接触部21yがFPC30の接点部32と接触する(図7参照)。FPC30の接点部32はFPC側接触部21yに対応して所定のピッチで配置されているので、接点部32とFPC側接触部21yとは一対一で対応して接触する。このようにして、嵌合状態のコネクタ構造体1において、基板10とFPC30とが導通する。
[嵌合方法]
次に、図8を参照して、リセプタクルコネクタ20とFPC30との嵌合方法について説明する。図8(a)に示されるように、まず、リセプタクルコネクタ20を準備する工程として、基板10にリセプタクルコネクタ20が実装される。この際、基板10のプリント配線(図示せず)とリセプタクルコネクタ20の基板側接触部21xとが接触するように、リセプタクルコネクタ20が載置され、基板側接触部21xがプリント配線に例えば半田付けされる。
つづいて、図8(b)に示されるように、FPC30をセットする工程として、リセプタクルコネクタ20上にFPC30が載置される。より詳細には、リセプタクルコネクタ20の壁部23と、FPC30の貫通孔31とが嵌合するように、FPC30が配置される。この際、FPC30の裏面34に設けられた接点部32と、切欠き部22xから上方に突き出たFPC側接触部21yとが接触するように、FPC30が配置される。当該FPC30をセットする工程においては、FPC30の貫通孔31からリセプタクルコネクタ20を視認しながら、FPC30を適切な位置に配置する。
つづいて、図8(c)に示されるように、ロックカバー40でロックする工程として、貫通孔31を覆うようにロックカバー40が設けられる。より詳細には、ロックカバー40は、FPC30の表面33に載置されることによって貫通孔31を覆うと共に、貫通孔31を覆った状態において突出部43の係合孔45が、ロックシェル50の上端突出部54xに係合される。これにより、ロックカバー40がロックシェル50に固定され、ロックカバー40によって、FPC30がリセプタクルコネクタ20に固定される。
[作用効果]
次に、上述したコネクタ構造体1の作用効果について説明する。
本実施形態のリセプタクルコネクタ20は、FPC30に形成された貫通孔31に応じた形状とされた本体部28と、FPC30に設けられた導電性の接点部32と接触する導電性のコンタクト21と、を備え、本体部28(詳細には壁部23)が貫通孔31に嵌合することにより、FPC30に接続可能に構成されている。
本実施形態に係るリセプタクルコネクタ20では、本体部28が、FPC30に形成された貫通孔31に応じた形状とされている。このため、リセプタクルコネクタ20に対してFPC30を接続する際には、貫通孔31からリセプタクルコネクタ20を視認することができる。このことにより、リセプタクルコネクタ20に対してFPC30を適切に位置決めすることができ、リセプタクルコネクタ20に対するFPC30の誤嵌合を抑制することができる。そして、リセプタクルコネクタ20では、本体部38の壁部23が貫通孔31に嵌合すると共に、コンタクト21がFPC30の接点部32に接触するので、FPC30との接続及び導通を容易に実現することができる。以上より、本実施形態のリセプタクルコネクタ20によれば、接続時の作業性を向上させることができる。
本実施形態のコネクタ構造体1は、基板10と、基板10の表面11に載置された、導電性のコンタクト21を有するリセプタクルコネクタ20と、基板10に対向するように設けられ、リセプタクルコネクタ20に嵌合されたFPC30と、を備え、FPC30は、リセプタクルコネクタ20の形状に応じた貫通孔31が形成されており、基板10との対向面である裏面34に、コンタクト21と接触する導電性の接点部32を有する。
本実施形態に係るコネクタ構造体1では、FPC30にリセプタクルコネクタ20の形状に応じた貫通孔31が形成されている。具体的には、貫通孔31は、X方向の長さがリセプタクルコネクタ20の一対の壁部23の外側面間の長さに略一致しており、Y方向の長さが基部22のY方向の長さに略一致している。このため、リセプタクルコネクタ20に対してFPC30を嵌合させる際には、当該貫通孔31からリセプタクルコネクタ20を視認することができる。このことにより、リセプタクルコネクタ20に対してFPC30を適切に位置決めすることができ、リセプタクルコネクタ20に対するFPC30の誤嵌合を抑制することができる。すなわち、貫通孔31と壁部23とを適切に嵌合することができる。そして、FPC30の裏面34には接点部32が設けられているので、当該接点部32及びリセプタクルコネクタ20のコンタクト21を介して、基板10及びFPC30を容易に導通させることができる。以上より、コネクタ構造体1によれば、接続時の作業性を向上させることができる。
また、本コネクタ構造体1では、FPC30の裏面34の接点部32とリセプタクルコネクタ20のコンタクト21とを接触させる構造を採用することにより、リセプタクルコネクタ20に嵌合するコネクタ(プラグコネクタ)の実装が不要となっている。このことにより、嵌合高さが低くなり、より一層、コネクタ構造体の低背化を実現することができる。また、プラグコネクタが不要になることによって、部品点数が少なくなり低コスト化を実現することができる。
また、コネクタ構造体1は、貫通孔31を覆うように設けられ、FPC30をリセプタクルコネクタ20に固定するロックカバー40を更に備える。当該ロックカバー40を設けることにより、コネクタ構造体1の接続強度を向上させることができると共に、貫通孔31から埃等がリセプタクルコネクタ20に侵入することを抑制できる。
更に、ロックカバー40は、FPC30の表面33に載置されている。FPC30の表面33にロックカバー40が載置されていることにより、コネクタ構造体1の外部から容易にロックカバー40を着脱することができる。すなわち、FPC30をリセプタクルコネクタ20に固定するロックカバー40が、FPC30よりも表側に配置されていることにより、治具等を利用してロックカバー40を容易に着脱することができる。
[他の実施形態]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、第2の基板としてFPC30を用いるとして説明したがこれに限定されず、第2の基板としてプリント配線基板等の他の基板を用いてもよい。
また、FPC30をリセプタクルコネクタ20に固定するロックカバー40を用いるとして説明したがこれに限定されず、FPC30とリセプタクルコネクタ20との相関的な位置関係を固定する他の手段を用いてもよい。また、FPC30とリセプタクルコネクタ20との相関的な位置関係を固定する手段を用いなくてもよい。
また、ロックカバー40はFPC30の表面33に載置されているとして説明したがこれに限定されず、例えば、図9に示されるように、ロックカバー40の一部分がFPC30の表面33に載置され、ロックカバー40の大部分が貫通孔31内に収容されるものであってもよい。
また、リセプタクルコネクタ20を視認するための貫通孔31が、リセプタクルコネクタ20(詳細には、壁部23)との嵌合箇所であるとして説明したがこれに限定されず、貫通孔31は単にリセプタクルコネクタ20の位置を視認するために用いられ、FPC30におけるリセプタクルコネクタ20との嵌合箇所が他の部分に設けられていてもよい。
1…コネクタ構造体、10…基板(第1の基板)、11…表面(第1の基板の表面)、20…リセプタクルコネクタ(コネクタ)、21…コンタクト、28…本体部、30…FPC(対向する基板,第2の基板)、31…貫通孔、32…接点部、33…表面(第1の基板との対向面の反対側の面)、34…裏面(第1の基板との対向面)、40…ロックカバー。

Claims (5)

  1. 対向する基板に形成された貫通孔に応じた形状とされた本体部と、
    前記対向する基板に設けられた導電性の接点部と接触する導電性のコンタクトと、を備え、
    前記本体部が前記貫通孔に嵌合することにより、前記対向する基板に接続可能に構成されている、コネクタ。
  2. 前記貫通孔を覆うように設けられ、前記対向する基板を前記本体部に固定するロックカバーを更に備える、請求項1記載のコネクタ。
  3. 第1の基板と、
    前記第1の基板の表面に載置された、導電性のコンタクトを有するリセプタクルコネクタと、
    前記第1の基板に対向するように設けられ、前記リセプタクルコネクタに嵌合された第2の基板と、を備え、
    前記第2の基板は、
    前記リセプタクルコネクタの形状に応じた貫通孔が形成されており、
    前記第1の基板との対向面に、前記コンタクトと接触する導電性の接点部を有する、コネクタ構造体。
  4. 前記貫通孔を覆うように設けられ、前記第2の基板を前記リセプタクルコネクタに固定するロックカバーを更に備える、請求項3記載のコネクタ構造体。
  5. 前記ロックカバーは、前記第2の基板における前記対向面の反対側の面に載置されている、請求項4記載のコネクタ構造体。
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