JP2023001455A - コネクタ、及びコネクタ組立体 - Google Patents

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Abstract

【課題】部品点数をより少なくしつつ、フレームの性能を向上させたコネクタ及びコネクタ組立体を提供する。【解決手段】本発明のコネクタは、第1方向において相手側コネクタと嵌合可能であり、コネクタ嵌合状態で相手側コネクタを取り囲む側壁を有するフレームと、フレームの内側で第2方向において異なる位置に配置された第1端子及び第2端子と、第2方向において第1端子と第2端子との間に配置された遮断部とを備える。側壁が、フレームの全周に亘ってシームレスに連続し、フレーム及び遮断部が、同一の部材によって構成されて一体化しており、遮断部は、第3方向におけるフレームの一端部と他端部とを連結する連結部分を有し、連結部分が、フレームの一端部から他端部までの範囲にて連続して基板に接した状態で、基板に固定されている。【選択図】図9

Description

本発明は、相手側コネクタと嵌合可能なコネクタ、及び、コネクタが相手側コネクタと嵌合することで構成されるコネクタ組立体に関する。
相手側コネクタと嵌合可能なコネクタの一例としては、特許文献1に記載のコネクタ(以下、コネクタ1という)が挙げられる。コネクタ1は、図21に示すレセプタクルコネクタであり、一端に開口2が設けられた角筒形状のフレーム3を有する。開口2を通じてフレーム3の内側に不図示の相手側コネクタが入り込むことにより、コネクタ1は、相手側コネクタと嵌合する。
フレーム3の内側には、図21に示す信号伝送用の端子4が配置されており、端子4に対する外部からの電磁的干渉がフレーム3によって遮断される。フレーム3は、金属板を加工して成形される場合があり、金属板に対して絞り加工を施すことで、図22に示すフレーム3が得られる。同図に示すフレーム3は、周方向にシームレスに連続しているため、強度及び遮断性の面で優れたものとなる。
フレーム3の内側において、図22に示すように、互いに異なる位置に配置された端子4同士の間に遮断部5が配置される場合がある。遮断部5は、電磁シールドであり、端子4同士の間の干渉、具体的にはクロストークを抑える。
中国実用新案第211126218号明細書
コネクタは、より簡単に組み立て可能であることが好ましく、コネクタの構成部品の数が少なくなるほど、より簡単且つ低コストでコネクタが組み立てられる。そのため、部品点数がより少ないコネクタの開発が期待されている。
さらに、図21及び22に示すようにフレーム3をシームレスな構造とすることでフレーム3の強度を向上させることができるが、より一層の強度向上が求められる。特に、コネクタの嵌合方向と交差する向きにコネクタを動かそうとする力が作用する場合があり、そのような力に対する強度を高めることは、コネクタの品質向上の観点から重要である。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、以下に示す目的を解決することを課題とする。本発明は、従来技術の問題点を解決し、部品点数をより少なくしつつ、フレームの性能を向上させたコネクタ及びコネクタ組立体を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明のコネクタは、第1方向において相手側コネクタと嵌合させることが可能であり、基板に固定されたコネクタであって、コネクタが相手側コネクタと嵌合した状態で相手側コネクタを取り囲む側壁を有するフレームと、フレームの内側に位置し、第1方向と交差する第2方向において異なる位置に配置された第1端子及び第2端子と、第2方向において第1端子と第2端子との間に配置された遮断部と、を備え、側壁が、フレームの全周に亘ってシームレスに連続しており、フレーム及び遮断部が、同一の部材によって構成されて一体化しており、遮断部は、第1方向及び第2方向の各々と交差する第3方向におけるフレームの一端部と他端部とを連結する連結部分を有し、連結部分が、フレームの一端部から他端部までの範囲にて連続して基板に接した状態で、基板に固定されていることを特徴とする。
本発明によれば、フレームの側壁がフレームの全周に亘ってシームレスに連続しているため、フレームの強度及び遮断性が確保される。
また、フレームの側壁と遮断部とが同一部材によって構成されて一体化しているので、部品点数がより少なくなる。この結果、コネクタの組み立て作業がより簡単になり、コネクタの製造コストを下げることができる。
さらに、フレームに設けられた連結部が、第3方向におけるフレームの一端部から他端部までの範囲にわたって連続して基板に接した状態で、基板に固定されている。これにより、第3方向にコネクタを動かそうとする力が作用したとしても、その力に対してフレームが良好に抗することができる。この結果、コネクタの強度をより高めることができる。
また、本発明のコネクタにおいて、連結部分が、第3方向に延出しており、連結部分の延出方向一端から延出方向他端までの範囲にて連続して基板に半田によって固定されてもよい。
上記の構成によれば、第3方向にコネクタを動かそうとする力が作用した際に、その力に対してフレームがより良好に抗することができる。
また、本発明のコネクタにおいて、連結部分が、第3方向に沿って直線状に延出してもよい。
上記の構成によれば、連結部分とその周辺の部品との干渉を避けて連結部分を設けることが容易となる。
また、本発明のコネクタにおいて、フレームが、第1方向における一端に開口を有し、第1方向において開口とは反対側の端部に底壁を有し、相手側コネクタは、開口からフレームの内側に入り込んでコネクタと嵌合し、連結部分が、底壁の一部を構成し、第3方向における底壁の一端部と他端部とを連結してもよい。
上記の構成によれば、フレームの開口を広く確保しつつ、フレームにおける開口とは反対側の端部を利用して連結部分を適切に設けることができる。
また、本発明のコネクタにおいて、側壁、底壁、及び遮断部が同一の部材によって構成されており、且つ、シームレスに繋がっていてもよい。
上記の構成によれば、フレームの側壁及び底壁を構成する部材の一部分を利用して遮断部を形成することが、より容易になる。
また、本発明のコネクタにおいて、遮断部は、連結部分から第1方向において開口側に向かって突出した突出部分を有し、コネクタが相手側コネクタと嵌合した状態において、突出部分が、相手側コネクタが有する相手側遮断部と第2方向に接触することにより、遮断部及び相手側遮断部が電磁シールドを構成してもよい。
上記の構成によれば、コネクタ嵌合状態では遮断部及び相手側遮断部が電磁シールドを構成することにより、第1端子と第2端子との間の信号のクロストークを抑えることができる。
また、本発明のコネクタにおいて、側壁、底壁、及び遮断部が同一の金属板によって構成されており、連結部分及び突出部分が連続しており、突出部分が、金属板における連結部分と突出部分との境界位置にて金属板を曲げることで形成されてもよい。
上記の構成によれば、フレームの側壁及び底壁を構成する部材の一部分を利用して遮断部を形成することが、より一層容易になる。
また、本発明のコネクタにおいて、フレームは、導電性を有し、第1端子及び第2端子は、高周波信号伝送用の端子であり、第2方向において、第1端子及び第2端子との間には複数の遮断部が配置されてもよい。
上記の構成によれば、第1端子と第2端子との間の信号のクロストークを複数の遮断部によって効果的に抑えることができる。
また、本発明のコネクタにおいて、遮断部が接地電位に接続されてもよい。
上記の構成によれば、遮断部が端子間のクロストークを適切に抑えることができる。
また、前述した課題を解決するために、本発明のコネクタ組立体は、基板に固定されたコネクタと、相手側コネクタとを第1方向において嵌合させることによって構成されるコネクタ組立体であって、コネクタが相手側コネクタと嵌合した状態で相手側コネクタを取り囲む側壁を有するフレームと、フレームの内側に位置し、第1方向と交差する第2方向において異なる位置に配置された第1端子及び第2端子と、第2方向において第1端子と第2端子との間に配置された遮断部と、を備え、側壁が、フレームの全周に亘ってシームレスに連続しており、フレーム及び遮断部が、同一の部材によって構成されて一体化しており、遮断部は、第1方向及び第2方向の各々と交差する第3方向におけるフレームの一端部と他端部とを連結する連結部分を有し、連結部分が、フレームの一端部から他端部までの範囲にて連続して基板に接することを特徴とする。
上述した本発明のコネクタ組立体であれば、コネクタを構成する部品の数をより少なくしつつ、コネクタが有するフレームの強度及び遮断性を確保することができる。また、第3方向にコネクタを動かそうとする力に対するコネクタの強度を高めることができる。
本発明によれば、部品点数をより少なくしつつ、フレームの性能を向上させたコネクタ及びコネクタ組立体が実現される。
本発明の一つの実施形態に係るコネクタの斜視図である。 本発明の一つの実施形態に係る相手側コネクタの斜視図である。 本発明の一つの実施形態に係るコネクタ組立体の斜視図である。 本発明の一つの実施形態に係るコネクタ組立体の平面図である。 本発明の一つの実施形態に係るコネクタ組立体の側面図である。 図5のI-I断面を示す図である。 図5のJ-J断面を示す図である。 本発明の一つの実施形態に係るコネクタの平面図である。 本発明の一つの実施形態に係るコネクタの底面図である。 本発明の一つの実施形態に係るコネクタの側面図である。 本発明の一つの実施形態に係るコネクタの前面図である。 本発明の一つの実施形態に係るコネクタの斜視図であり、コネクタを下側から見たときの図である。 本発明の一つの実施形態に係るコネクタの分解機器図である。 ハウジングが2つの固定用凸部の間に圧入されている状態を示す断面図である。 絞り加工についての説明図である。 コネクタの組み立て手順についての図であり、組立途中の段階を示す断面図である。 コネクタの組み立て手順についての図であり、組立完了の段階を示す断面図である 本発明の一つの実施形態に係る相手側コネクタの分解機器図である。 電磁シールドの構成を示す断面図である。 コネクタ嵌合状態にあるコネクタ及び相手側コネクタの各々を、ハウジング及びコンタクトを除いて示した平面図である。 一つの従来例に係るコネクタの斜視図である。 一つの従来例に係るコネクタが備えるフレーム及び遮断部を示す斜視図である。
以下、本発明のコネクタ及びコネクタ組立体について、添付の図面に示した構成例を参照しながら説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、本発明の理解を容易にするために挙げた一例にすぎず、本発明を限定するものではない。すなわち、本発明は、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、以下の実施形態から変更又は改良され得る。
また、本発明のコネクタ組立体を構成する各部品の材質、形状及び設計寸法等は、本発明の用途及び本発明の実施時点での技術水準等に応じて設定することができる。また、本発明には、その等価物が含まれる。
また、以下では、互いに直交する3つの方向をX,Y,Z方向とする。Z方向は、コネクタ及びコネクタ組立体の各々の上下方向であり、コネクタ及び相手側コネクタの嵌合方向、すなわち第1方向に相当する。なお、以下では、+Z側をコネクタ及びコネクタ組立体の上側とする。ここで、+Z側は、Z方向においてコネクタから相手側コネクタが位置する側である。
Y方向は、コネクタ及びコネクタ組立体の各々の前後方向であり、X方向及びZ方向の各々と交差し、詳しくは直交しており、第2方向に相当する。
X方向は、コネクタ及びコネクタ組立体の各々の横幅方向であり、Z方向と交差し、詳しくは直交しており、第3方向に相当する。
また、本明細書において、「直交」及び「平行」は、本発明の技術分野において一般的に許容される誤差の範囲を含み、厳密な直交及び平行に対して数度(例えば2~3°)未満の範囲内でずれている状態も含むものとする。
また、説明上の便宜のため、以下では、コネクタが相手側コネクタと嵌合することを「コネクタ嵌合」と呼ぶこととし、コネクタが相手側コネクタと嵌合している状態を「コネクタ嵌合状態」と呼ぶこととする。
<<コネクタ組立体の構成例について>>
本発明の一つの実施形態に係るコネクタ組立体(以下、コネクタ組立体100)の構成の概要について、図1~7を参照しながら説明する。図6は、図5のI-I断面を示し、I-I断面は、後述する相手側遮断部80を通過するXZ平面である。図7は、図5のJ-J断面を示し、J-J断面は、後述する固定用凸部42を通過するXY平面である。
コネクタ組立体100は、図1に示すコネクタ10、及び、図2に示す相手側コネクタ50を構成要素として有する。コネクタ組立体100において、コネクタ10は、レセプタクルコネクタであり、相手側コネクタ50は、プラグコネクタである。そして、コネクタ10が有するフレーム30の内側に相手側コネクタ50が入り込むことでコネクタ同士が嵌合し、コネクタ組立体100が構成される。以下、コネクタ10及び相手側コネクタ50のそれぞれの構成について概説する。
(コネクタ)
コネクタ10は、Z方向において相手側コネクタ50と嵌合させることが可能であり、図1に示すように、下端(-Z側の端)が基板Cの表面に半田によって固定されている。コネクタ10は、平面視で略矩形の外観をなし、X方向よりもY方向に長く延びている。コネクタ10は、X方向及びY方向のそれぞれの中央位置を境にして対称な構造である。
コネクタ10は、図1に示すように、信号伝送用のコンタクト12,14と、コンタクト12,14を保持するハウジング20と、ハウジング20を囲むフレーム30と、電磁シールド120を構成する遮断部41と、を有する。
ハウジング20のY方向における中央部であるハウジング中央部21には、コンタクト12が保持され、コンタクト12は、低周波信号伝送用若しくは給電用のコンタクトである。図1に示す構成では、複数(例えば6個)のコンタクト12がハウジング中央部21に保持されている。
ハウジング20のY方向における端部であるハウジング端部22には、コンタクト14が保持され、コンタクト14は、高周波信号伝送用のコンタクトであり、つまりはRF(Radio Frequency)用の端子である。高周波とは、例えば6GHz以上の周波数帯域が該当し、5G(5th Generation)に利用される28GHz帯域を含む周波数帯域である。
図1に示すコネクタ10では、+Y側及び-Y側のハウジング端部22に、それぞれ1つずつコンタクト14が保持されている。+Y側のコンタクト14及び-Y側のコンタクト14は、対をなし、Y方向において互いに異なる位置に配置されている。そして、一方のコンタクト14が第1端子に該当し、他方のコンタクト14が第2端子に該当する。一対のコンタクト14,14の各々は、X方向において同じ位置、あるいは互いに異なる位置に配置されている。
ハウジング20は、絶縁性樹脂材料からなる成型品であり、上記のコンタクト12,14を保持した状態でフレーム30の内側に配置される。つまり、コネクタ10のコンタクト12,14は、フレーム30の内側に位置する。
フレーム30は、平面視で矩形状をなす金属製の枠体であり、図1に示すように、上端(Z方向における一端)に開口Mを有し、フレーム30の内側に配置されたハウジング20を支持する。コネクタ嵌合時、相手側コネクタ50は、開口Mを通じてコネクタ10の内側に入り込む。そして、コネクタ嵌合状態では、図3、4及び7に示すように、相手側コネクタ50全体がフレーム30の内側空間に収容され、フレーム30の側壁32が相手側コネクタ50を取り囲む。
遮断部41は、Y方向において一対のコンタクト14,14の間に配置され、本実施形態では一対のコンタクト14,14の間に複数配置されている。具体的に説明すると、+Y側のハウジング端部22に保持されたコンタクト14と、ハウジング中央部21に保持されたコンタクト12との間に一つの遮断部41が配置されている。また、-Y側のハウジング端部22に保持されたコンタクト14と、ハウジング中央部21に保持されたコンタクト12との間に一つの遮断部41が配置されている。
なお、遮断部41の個数は、特に限定されず、少なくとも1個以上の遮断部41がY方向において一対のコンタクト14,14の間に配置されればよい。
各遮断部41は、接地電位に接続されている。詳しくは、コネクタ10が固定されている基板Cに形成された不図示の接地用の導電パターンに、遮断部41の下端(詳しくは、後述の連結部分39の下面)が接している。そして、コネクタ嵌合状態において、各遮断部41は、相手側コネクタ50が有する相手側遮断部80とともに電磁シールド120を構成する。電磁シールド120は、一対のコンタクト14,14の間における信号、特に高周波信号のクロストークを抑える。
(相手側コネクタ)
相手側コネクタ50は、図2に示すように、平面視で略矩形の外観をなし、X方向よりもY方向に長く延びている。相手側コネクタ50は、X方向及びY方向のそれぞれの中央位置を境にして対称な構造である。
相手側コネクタ50は、図2に示すように、信号伝送用の相手側コンタクト52,54と、相手側コンタクト52,54を保持する相手側ハウジング60と、相手側ハウジング60を囲む相手側フレーム70と、電磁シールド120を構成する相手側遮断部80と、を有する。
相手側ハウジング60のY方向における中央部であるハウジング中央部61には、コンタクト12と同数(図2では6個)の相手側コンタクト52が保持されている。相手側ハウジング60における+Y側及びY側の端部、すなわち各ハウジング端部62には、高周波信号伝送用の相手側コンタクト54が1つずつ保持されている。それぞれの相手側コンタクト52,54は、コンタクト12,14と対応する位置に配置されており、コネクタ嵌合状態では、対応するコンタクト12,14と電気的に接続される。これにより、コネクタ間での低周波信号又は高周波信号の伝送が可能となる。
相手側ハウジング60は、絶縁性樹脂材料からなる成型品であり、相手側コンタクト52,54を保持した状態で相手側フレーム70の内側に配置される。相手側フレーム70は、平面視で矩形状をなす金属製の枠体であり、相手側フレーム70の内側に配置された相手側ハウジング60を支持する。
相手側遮断部80は、コネクタ嵌合状態において遮断部41とともに電磁シールド120を構成する。本実施形態の相手側遮断部80は、黄銅及び青銅等の金属プレートからなり、図2に示すようにX方向に延び、インサート成形によって相手側ハウジング60に取り付けられている。
<<コネクタの詳細構成について>>
コネクタ10の詳細構成について、図8~17を参照しながら説明する。
なお、図14に示す断面は、固定用凸部42を通過するXZ平面である。また、図16及び17が示す断面は、遮断部41の突出部分40を通過するYZ平面である。
ハウジング20は、ハウジング中央部21と、+Y側及び-Y側のハウジング端部22とに分かれる。ハウジング中央部21は、図8及び13に示すように、中央凸部23と、X方向において中央凸部23の両脇に位置する側方凸部24とを備える。中央凸部23及び2つの側方凸部24は、Y方向に沿って延びており、中央凸部23と側方凸部24の間には嵌め込み溝25が設けられている。嵌め込み溝25には、Y方向に間隔を上げて複数のコンタクト12が嵌め込まれている。
ハウジング20のうち、+Y側及び-Y側のハウジング端部22の各々は、図8及び13に示すように、X方向の中央部分に、Y方向内側に窪んで形成された嵌め込み凹部26を有する。嵌め込み凹部26において、Y方向外側の端は、開口端となっており、それ以外の端は、+Z側に垂直に立ち上がった壁面によって閉じられている。そして、図12及び13から分かるように、嵌め込み凹部26にはコンタクト14がY方向内側に圧入されて嵌め込まれている。
2つのハウジング端部22の各々には、図8及び13に示すように、Y方向外側に窪んで形成された係合凹部27が設けられている。本実施形態では、X方向において互いに離れた位置に2つの係合凹部27が、それぞれのハウジング端部22に設けられている。係合凹部27において、Y方向内側の端は、開口端となっており、それ以外の端は、+Z側に垂直に立ち上がった壁面によって閉じられている。そして、それぞれの係合凹部27には、図9及び12に示すように、遮断部41の突出部分40が入り込む。
フレーム30は、導電性を有し、接地電位に接続されていることでシールド機能を発揮し、コンタクト12,14に対する外界からの影響、詳しくは電磁的干渉を遮断する。本実施形態において、フレーム30は、X方向よりもY方向に長く延びている。
フレーム30は、図8~14に示すように、Z方向において開口Mとは反対側の端部、すなわち下端部に設けられた底壁31と、底壁31の外縁から+Z側に立ち上がった側壁32とを有する。側壁32は、図8に示すように平面視で矩形状をなし、ハウジング20の外側面を取り囲む。
側壁32は、図8及び13に示すように、Y方向に延びる一対の長辺部分33と、X方向に延びる一対の短辺部分34とを有する。一対の長辺部分33と一対の短辺部分34は、図8及び12に示すように、継ぎ目なく且つ切れ目なく繋がっている。つまり、側壁32は、フレーム30の全周に亘ってシームレスに連続している。フレーム30の全周とは、フレーム30の周方向における全範囲であり、フレーム30の周方向は、フレーム30の内側空間を取り囲む方向であり、換言すると、フレーム30の内側空間の縁に沿う方向である。
また、側壁32の上端部は、図12及び13に示すように、フレーム30の外側に向かって屈曲し、フランジ部分35を形成している。フランジ部分35は、フレーム30において開口Mを取り囲むように設けられている。このようなフランジ部分35が側壁32の上端部に設けられていることで、コネクタ嵌合時には、相手側コネクタ50がフレーム30の内側に適切に案内される。この結果、コネクタ嵌合が完了した時点で、相手側コネクタ50がフレーム30の内側で正しく位置決めされる。
また、側壁32の内壁面には、図8及び12に示すように、フレーム30の内側に隆起した隆起部36が部分的に設けられている。隆起部36は、側壁32の壁体を内側に押し込むことで形成される。コネクタ嵌合状態では、側壁32の内壁面のうち、隆起部36が相手側コネクタ50の外周面、詳しくは相手側フレーム70の外壁面と接触する。
底壁31は、XY平面に沿った平板からなり、図9及び12に示すようにフレーム30の内側に向かって延出している。また、底壁31の上面にはハウジング20が載置され、底壁31の下面は基板Cに固定される。本実施形態では、底壁31は、下面全体が基板Cに接した状態で半田にて基板Cに固定される。底壁31と基板Cとの固定は、半田付けに限定されず、溶接等による固定であってもよい。
本実施形態の底壁31は、図9、12及び13に示すように、縁部37と隅角部38と連結部分39とによって構成されている。縁部37は、図9及び12に示すように、フレーム30の内側空間の外縁に沿って設けられた細幅な部分である。隅角部38は、フレーム30の底部の四隅において略矩形の断片状に存在する。
連結部分39は、X方向に延出した部分であり、X方向における底壁31の一端部と他端部とを連結し、詳しくは、縁部37における+X側の端部と-X側の端部とを連結する。連結部分39は、底壁31の一部を構成するとともに、遮断部41の一部を構成している。換言すると、遮断部41は、その一部分として連結部分39を有する。
本実施形態において、連結部分39は、その周辺に位置する部品(例えば、ハウジング中央部21及びハウジング端部22等)との干渉を避けるため、最短経路を通るようにX方向に沿って直線状に延出している。ただし、これに限定されず、連結部分39が、X方向に対して円弧状に湾曲して延出してもよく、あるいはX方向に蛇行しながら延出してもよい。
また、連結部分39は、図9及び12に示すように、Y方向において互いに離れた位置に複数(具体的には2個)設けられている。複数の連結部分39は、いずれも、Y方向において一対のコンタクト14,14の間に複数配置されている。具体的に説明すると、+Y側のハウジング端部22に保持されたコンタクト14と、ハウジング中央部21に保持されたコンタクト12との間に一つの連結部分39が配置されている。また、-Y側のハウジング端部22に保持されたコンタクト14と、ハウジング中央部21に保持されたコンタクト12との間に一つの連結部分39が配置されている。
それぞれの連結部分39は、底壁31の一部を構成し、フレーム30における+X側の端部から-X側の端部までの範囲にて連続して基板Cに接した状態で、基板Cに固定されている。本実施形態において、各連結部分39は、その延出方向一端から延出方向他端までの範囲(すなわち、+X側の端から-X側の端までの範囲全域)に亘って連続して基板Cに半田にて固定されている。
それぞれの連結部分39からは、図9、12及び13に示すように突出部分40がZ方向において開口M側に突出している。突出部分40は、側面視で略S字形状をなす金属片であり、連結部分39と連続し、連結部分39とともに遮断部41を構成している。また、本実施形態では、+Y側及び-Y側の連結部分39の各々から突出部分40が2個ずつ突出している。
突出部分40は、連結部分39のY方向外側の端面から突出してL字状に屈曲した後に+Z側に延び、先端部(+Z側の端部)にてY方向外側に向かって再度L字状に屈曲している。また、突出部分40は、弾性を有し、Y方向に押圧されると、押圧される向きに撓むように弾性変形する。
突出部分40は、図9、12及び13に示すように、係合凹部27に入り込んで係合凹部27の内壁面のうち、Y方向外側に位置する内壁面と係合する。具体的には、図16及び17に示すように、係合凹部27におけるY方向外側の内壁面にはY方向内側に突出した凸部(以下、内壁面の凸部28)が設けられている。内壁面の凸部28は、側面視で略台形型の凸部であり、その下端部(-Z側の端部)に傾斜面29を有する。傾斜面29は、上側に向かうほどY方向内側に位置するように傾斜している。
ハウジング20をフレーム30に組み付ける過程において、突出部分40が、対応する係合凹部27内に、当該係合凹部27の下側開口端から入り込む。このとき、図16に示すように、内壁面の凸部28に設けられた傾斜面29が、突出部分40の先端部に当接し、突出部分40をY方向内側に押圧する。これにより、突出部分40がY方向内側に撓むように弾性変形する。
突出部分40が係合凹部27にさらに入り込むと、突出部分40の先端部が内壁面の凸部28に沿って上方へ移動し、やがて凸部28の上側角部に乗り上げる。この時点で、突出部分40は、Y方向内側に撓むように弾性変形した状態から元の状態に復帰してY方向外側に変位する。この結果、突出部分40の先端部が内壁面の凸部28の上側角部に引っ掛かり、突出部分40が係合凹部27におけるY方向外側の内壁面と係合する。
底壁31の四隅付近には、図8及び13に示すように、上側(+Z側)に突出した固定用凸部42がさらに設けられている。固定用凸部42は、柱状の凸部であり、底壁31の上面からの突出量は、約0.1mmである。固定用凸部42は、X方向において互いに離れた位置に2つ配置され、図8及び13に示すように、2つの固定用凸部42は、+Y側及び-Y側に一組ずつ設けられている。
+Y側及び-Y側にそれぞれ設けられた2つの固定用凸部42は、コネクタ10のX方向中央を境にして対称な構造である。2つの固定用凸部42の各々は、Y方向において同じ位置に配置されている。また、X方向における2つの固定用凸部42の間隔は、ハウジング20のハウジング端部22の横幅と略同じ長さである。さらに、図13及び14に示すように、固定用凸部42のX方向内側の端面、つまり、対をなす固定用凸部42と対向する側の端面は、山状に膨出している。
本実施形態では、上記の固定用凸部42の機能によって、ハウジング20がフレーム30に取り付けられる。具体的には、ハウジング20を開口M側からフレーム30内に入れて所定位置にセットすると、図14に示すように、ハウジング端部22が2つの固定用凸部42の間に圧入されて固定用凸部42同士の間に挟み込まれる。これにより、ハウジング20がフレーム30に取り付けられる。
ところで、本実施形態では、コネクタ10の部品数を削減する目的から、フレーム30と遮断部41とが同一の部材によって構成されている。具体的には、底壁31と側壁32と遮断部41と固定用凸部42とが同一の部材によって一体成形されており、詳しくは同じ金属板により構成されて一体化している。
より詳しく説明すると、図8~13に示すフレーム30は、一枚の金属板から製造される。金属板の材質は、特に限定されないが、例えば黄銅及び青銅等の銅合金、又はステンレス等が利用可能である。金属板の板厚は、特に限定されないが、例えば0.06mm~0.15mmに設定される。
フレーム30は、例えば、図15に示すように金属板Nに対して絞り加工(厳密には角筒絞り加工)を適用することで製造される。具体的には、金属板Nの外縁部分をダイス等によって挟んで保持しながら、金属板Nのうち、外縁部分よりも内側に位置する部分にパンチ等の押し付け器具Pを押し当てる。これにより、図15に示すように、絞り底部を有する角筒型の金属成型品であるフレーム基材Fが得られる。絞り底部は、絞り加工時に金属板Nを押し込んで形成される部分のうち、最奥部(底部)に位置する部分である。
フレーム基材Fのうち、押し付け器具Pが押し当たった上面側には開口が形成され、この開口は、フレーム30の完成時点で開口Mとなる。また、フレーム基材F中の角筒部分は、フレーム30の完成時点で側壁32となる。このように形成された側壁32は、フレーム30の全周に亘ってシームレスに連続し、強度及び遮断性(シールド性)が確保されたものとなる。また、金属板Nのうち、絞り加工の実施中に挟まれていた外縁部分は、フレーム基材Fの上面側にて鍔状の縁部として残り、フレーム30の完成時点ではフランジ部分35となる。
絞り加工の実施後、絞り底部の大部分が打ち抜かれる。打ち抜き後、絞り底部には、縁部37、隅角部38及び連結部分39をなす部分と、突出部分40をなす部分と、固定用凸部42をなす部分とが残る。この段階では、連結部分39をなす部分と、突出部分40をなす部分とが、Y方向に連続して繋がっている。また、隅角部38をなす部分と、固定用凸部42をなす部分とが、X方向に連続して繋がっている。
その後、連結部分39と突出部分40との境界位置にて絞り底部(すなわち、金属板N)を折り曲げ、詳しくは、突出部分40をなす部分を、連結部分39に対して略90度折り曲げて起立させる。そして、起立部分を略S字状に屈曲させることで突出部分40が形成される。
また、各隅角部38における内側の端部に切り曲げ加工を施し、その部分を隅角部38に対して略90度折り曲げて起立させることで固定用凸部42が構成される。
以上のように、本実施形態では、フレーム30の底壁31及び側壁32、遮断部41の突出部分40、及び、固定用凸部42が、一枚の金属板Nから形成され、すべて一体化し、且つシームレスに繋がっている。なお、固定用凸部42は、フレーム30とは別部品によって構成されてもよい。
以上のように、本実施形態では、フレーム30と遮断部41とが一体化されているため、これらが別部品に分かれている構成と比べて、コネクタ10の部品数が少なくなる。
より詳しく説明すると、特許文献1に記載されたコネクタ1のフレーム3を絞り加工によって製造する場合、加工時に押し付け器具Pが押し当たった面、換言すると、フランジ部分が形成される側の面が基板に固定される。他方、押し付け器具Pを押し付けて形成される絞り底部は、打ち抜かれ、その打ち抜き孔が、相手側コネクタをフレーム3の内側に嵌め入れるための開口2となる。こうした手順により製造されたフレーム3の内側に遮断部5を設ける場合には、遮断部5を構成する部品をフレーム3とは別に用意し、その部品をフレーム3の基板側の端部に備え付けることになる。
これに対して、本発明のコネクタ10のフレーム30は、絞り加工によって製造されるものであるが、加工時に押し付け器具Pが押し当たった面を上面とし、絞り底部を下端部とする。この構成では、絞り底部の一部を利用して遮断部41を形成するため、遮断部41を別部品とする必要がなくなり、その分、部品数が削減される。
また、特許文献1に記載のコネクタ1に備えられたフレーム3を絞り加工によって製造する場合、絞り底部を打ち抜いて、相手側コネクタを嵌め込むための開口2を形成する。この際、相手側コネクタの寸法に応じて比較的大きいサイズの孔を打ち抜く必要がある。
これに対して、本発明のコネクタ10のフレーム30では、絞り加工時に押し付け器具Pが押し当たって形成された開口が、相手側コネクタ50を嵌め込むための開口Mとして、そのまま利用される。この結果、開口Mを確保するために絞り底部を大きく打ち抜く必要がなく、必要なサイズの開口Mを有するフレーム30を絞り加工によって容易に製造することができる。
また、本発明のコネクタ10のフレーム30によれば、側壁32がフレーム30の全周に亘ってシームレスに連続しているため、フレームの強度及び遮断性(シールド性)を確保することができる。
さらに、本発明のコネクタ10のフレーム30によれば、底壁31の+X側の端部と-X側の端部とを連結する連結部分39が、その延出方向全域に亘って基板Cに接した状態で基板Cに半田にて固定されている。これにより、コネクタ10の強度をより一層高めることができる。より詳しく説明すると、コネクタ10に対して、Z軸を中心に捩じる方向(図4中、太線矢印にて示す向き)にコネクタ10を変位させる力が作用する場合がある。この捩りの力は、フレーム30の側壁32、特に側壁32の角付近にてX方向に沿って作用する傾向にある。これに対して、本発明のコネクタ10では、連結部分39がX方向に沿って長く連続しており、連結部分39の延出方向一端から他端まで基板Cに固定される。このため、連結部分39と基板Cとの接合力を十分に確保し、上記の捩りの力に対して適切に抗する(耐える)ことができる。
なお、本実施形態では、フレーム30において底壁31と側壁32とが一体化しており、つまり、側壁32と連結部分39とが繋がっており、厳密には、縁部37を介して連続している。この場合、フレーム30の側壁32に作用する捩りの力を、基板Cに固定された連結部分39にて適切に耐えることができる。
より詳しく説明すると、仮に側壁32と連結部分39とが互いに別部材によって構成されていると、側壁32に作用する捩りの力が分散し易くなり、側壁32とは分かれた連結部分39では、捩りの力を受け難くなる。これに対して、側壁32と連結部分39とが連続している場合には、捩りの力の分散が抑えられる。この結果、連結部分39にて捩りの力を適切に受け、その力に対して適切に抗することができるようになる。
<<相手側コネクタの構成部品、及びコネクタ嵌合状態について>>
相手側コネクタ50の構成部品、及びコネクタ嵌合状態について、図18及び19を参照しながら説明する。図19は、電磁シールド120を示す断面図であり、この断面は、遮断部41の突出部分40及び相手側遮断部80の突出部分(相手側突出部分83)を通過するYZ平面である。
相手側コネクタ50が備える相手側ハウジング60は、ハウジング中央部61と、+Y側及び-Y側のハウジング端部62とに分かれる。ハウジング中央部61は、図18に示すように、Y方向に延出した2つのコンタクト保持部63を有する。2つのコンタクト保持部63は、X方向において間隔を空けて配置されており、それぞれ、複数の相手側コンタクト52を保持する。
ハウジング端部62は、図18に示すように、コンタクト保持部64と、コンタクト保持部64の外側にある側壁65,66と、を有する。コンタクト保持部64は、Y方向内側に形成された窪みを有し、その窪みに相手側コンタクト54が圧入されている。側壁65は、ハウジング端部62のX方向外側の縁部分に立設されている。側壁66は、ハウジング端部62のY方向外側の縁部分に立設されており、X方向において、相手側コンタクト54が圧入される窪みを挟んで2つの側壁66が設けられている。
また、側壁65には、図18に示すように、X方向外側に窪んで形成された側壁凹部67が設けられている。また、側壁66には、図18に示すように、Y方向外側に窪んで形成された係合凹部68が設けられている。
相手側フレーム70は、金属板からなり、例えば黄銅及び青銅等の銅合金又はステンレスの板材により構成される。本実施形態では、図18に示すように、平面視で略C字状をなす2つの断片を、それぞれのリップ側の端が互いに向かい合うように配置することで相手側フレーム70が構成される。ただし、これに限定されず、相手側フレーム70は、一つの連続体で分割不可能な枠体でもよい。
相手側フレーム70を構成する2つの断片の各々は、図18に示すように、X方向に間隔を空けて平行に並ぶ一対の第1壁部71と、X方向において一対の第1壁部71の間に位置する第2壁部72とを有する。第1壁部71は、Z方向に垂直に立ち上がり且つY方向に延びた延出壁73と、延出壁73の-Z側の端からX方向内側に向かって円弧状に湾曲した湾曲壁74とを有する。
また、図18に示すように、湾曲壁74におけるY方向外側の端部のうち、X方向内側に位置する部分には、平面視で台形状の切り欠きが形成されている。この切り欠きは、コネクタ嵌合時にコネクタ10の固定用凸部42が相手側フレーム70の第1壁部71と干渉するのを避けるために設けられている。
また、湾曲壁74のうち、切り欠きが形成された部分は、コネクタ嵌合状態において相手側コネクタ50のX方向及びY方向の位置ずれを規制する。換言すると、湾曲壁74において切り欠きが形成された部分は、相手側コネクタ50の変位を規制する規制部78を構成する。
規制部78は、図18に示すように、相手側フレーム70の四隅付近、すなわち角部の付近に設けられている。具体的に説明すると、+Y側に設けられた規制部78は、+Y側の相手側遮断部80よりも相手側コネクタ50の+Y側の角部に近い位置に設けられている。-Y側に設けられた規制部78は、-Y側の相手側遮断部80よりも相手側コネクタ50の-Y側の角部に近い位置に設けられている。
第2壁部72は、図18に示すように、Z方向に垂直に立ち上がってX方向に延びた延出壁75と、延出壁75の-Z側の端からY方向内側に向かって円弧状に湾曲した湾曲壁76とを有する。湾曲壁76には、図18に示すように、Y方向内側の端から-Z側に向かって逆さJ字状に湾曲した係合片部77が形成されている。係合片部77が係合凹部68に差し込まれることで、相手側ハウジング60に相手側フレーム70が組み付けられる。また、第1壁部71及び第2壁部72の各々には、図18に示すように、延出壁73,75の外表面からビード状に隆起した突起部79が設けられている。
相手側遮断部80は、Y方向において複数の位置に配置されている。具体的に説明すると、+Y側のハウジング端部62に保持された相手側コンタクト54と、ハウジング中央部61に保持された相手側コンタクト52との間に一つの相手側遮断部80が配置されている。また、-Y側のハウジング端部62に保持された相手側コンタクト54と、ハウジング中央部61に保持された相手側コンタクト52との間に一つの相手側遮断部80が配置されている。
相手側遮断部80は、+Z側の端部に、X方向に沿って直線状に延出する延出部分81を有する(図6参照)。延出部分81のX方向中央部からは、舌状の中央突出部分82が-Z側に向かって垂直に突出している(図6参照)。
X方向において中央突出部分82の両脇位置には、図18に示すように、-Z側に向かって湾曲しながら突出した相手側突出部分83が設けられている。相手側突出部分83は、その先端部が横向きV字状に屈曲した突出片であり、弾性を有し、Y方向に押圧されると、押圧される向きに撓むように弾性変形する。相手側遮断部80には、X方向において相手側突出部分83よりも外側の位置に、延出部分81の-Z側の端面から突出した突出端部84が設けられている(図6参照)。
以上のように構成された相手側コネクタ50がコネクタ10のフレーム30の内側に入り込むことで、コネクタ10が相手側コネクタ50と嵌合する。コネクタ嵌合状態では、相手側フレーム70が突起部79にてフレーム30の側壁32の内壁面と接触する(図6参照)。また、フレーム30が隆起部36にて相手側フレーム70の外壁面と接触する(図6参照)。
また、コネクタ嵌合状態では、図19に示すように、相手側遮断部80が備える2つの相手側突出部分83の各々が、対応する遮断部41の突出部分40と接触する。これにより、遮断部41と相手側遮断部80とが電磁シールド120を構成する。ここで、突出部分40及び相手側突出部分83は、それぞれY方向に弾性変形しながら、Y方向において互いに接触する。これにより、突出部分40及び相手側突出部分83の接触状態が安定し、電磁シールド120が良好に維持される。
また、突出部分40及び相手側突出部分83の各々がY方向に弾性変形可能であるため、コネクタ嵌合時に相手側突出部分83が突出部分40と接した後にも、フレーム30の内側にて相手側コネクタ50をZ方向にスムーズに(力を入れずに)入れ込むことができる。
また、コネクタ嵌合状態では、図20に示すように、コネクタ10において+Y側及び-Y側にそれぞれ配置された2つの固定用凸部42の各々が、相手側フレーム70に設けられた規制部78と対向する。具体的に説明すると、X方向において、各固定用凸部42よりも外側の位置に規制部78が配置され、固定用凸部42と規制部78の縁とが若干のクリアランスを空けて隣り合う。
以上の構成により、コネクタ嵌合状態において、規制部78は、コネクタ10に対する相手側コネクタ50のX方向の変位、具体的には図4に示す矢印の向きへの変位を規制する。具体的には、固定用凸部42から見て相手側コネクタ50が変位する向きと同じ側にある規制部78が、X方向において固定用凸部42に接して固定用凸部42を係止する。これにより、相手側コネクタ50の変位が規制される。相手側コネクタ50の変位が規制される結果、その変位に起因する相手側コネクタ50の変形及び損傷等を抑えることができる。
<<その他の実施形態>>
以上までに本発明のコネクタ及びコネクタ組立体について、具体例を挙げて説明してきたが、上述の実施形態は、本発明の理解を容易にするために挙げた一例に過ぎず、上記以外の実施形態も考えられ得る。
また、上述の実施形態では、シームレス構造のフレーム30を絞り加工によって製造する例を説明したが、これに限定されず、シームレス構造のフレーム30を製造することができる限り、他の加工方法を用いてもよい。例えば、削り出し及び引き抜き加工等を用いてもよい。
また、フレーム30を鋳造及びダイキャスト等によって製造してもよい。この場合、連結部分39の側方端面(Y方向外側の端面)から突出部分40が突出する構成には限定されず、連結部分39の上端面(+Z側の端面)から突出部分40が突出する構成であってもよい。
また、上述の実施形態では、フレーム30の底壁31に矩形枠状で細幅の縁部37が設けられ、連結部分39が縁部37の+X側端部と-X側端部との間を連結することとした。ただし、これに限定されず、フレーム30には縁部37が設けられてなくてもよい。その場合、連結部分39が側壁32の+X側の端部(すなわち、+X側の長辺部分33)と、-X側の端部(すなわち、-X側の長辺部分33)とを直接に連結することになる。
また、上述の実施形態では、フレーム30及び相手側フレーム70の各々の外形形状が、平面視で矩形状であることとしたが、これに限定されず、平面視で円状、台形又は菱形等の矩形以外の四角形、あるいは四角形以外の多角形状であってもよい。
1 コネクタ
2 開口
3 フレーム
4 端子
5 遮断部
10 コネクタ
12 コンタクト(第1端子,第2端子)
14 コンタクト
20 ハウジング
21 ハウジング中央部
22 ハウジング端部
23 中央凸部
24 側方凸部
25 嵌め込み溝
26 嵌め込み凹部
27 係合凹部
28 内壁面の凸部
29 傾斜面
30 フレーム
31 底壁
32 側壁
33 長辺部分
34 短辺部分
35 フランジ部分
36 隆起部
37 縁部
38 隅角部
39 連結部分
40 突出部分
41 遮断部
42 固定用凸部
50 相手側コネクタ
52,54 相手側コンタクト
60 相手側ハウジング
61 ハウジング中央部
62 ハウジング端部
63,64 コンタクト保持部
65,66 側壁
67 側壁凹部
68 係合凹部
70 相手側フレーム
71 第1壁部
72 第2壁部
73,75 延出壁
74,76 湾曲壁
77 係合片部
78 規制部
79 突起部
80 相手側遮断部
81 延出部分
82 中央突出部分
83 相手側突出部分
84 突出端部
100 コネクタ組立体
120 電磁シールド
C 基板
F フレーム基材
M 開口
N 金属板
P 押し付け器具

Claims (10)

  1. 第1方向において相手側コネクタと嵌合させることが可能であり、基板に固定されたコネクタであって、
    前記コネクタが前記相手側コネクタと嵌合した状態で前記相手側コネクタを取り囲む側壁を有するフレームと、
    前記フレームの内側に位置し、前記第1方向と交差する第2方向において異なる位置に配置された第1端子及び第2端子と、
    前記第2方向において前記第1端子と前記第2端子との間に配置された遮断部と、を備え、
    前記側壁が、前記フレームの全周に亘ってシームレスに連続しており、
    前記フレーム及び前記遮断部が、同一の部材によって構成されて一体化しており、
    前記遮断部は、前記第1方向及び前記第2方向の各々と交差する第3方向における前記フレームの一端部と他端部とを連結する連結部分を有し、
    前記連結部分が、前記フレームの前記一端部から前記他端部までの範囲にて連続して前記基板に接した状態で、前記基板に固定されている、コネクタ。
  2. 前記連結部分が、前記第3方向に延出しており、前記連結部分の延出方向一端から延出方向他端までの範囲にて連続して前記基板に半田によって固定されている、請求項1に記載のコネクタ。
  3. 前記連結部分が、前記第3方向に沿って直線状に延出している、請求項1又は2に記載のコネクタ。
  4. 前記フレームが、前記第1方向における一端に開口を有し、前記第1方向において前記開口とは反対側の端部に底壁を有し、
    前記相手側コネクタは、前記開口から前記フレームの内側に入り込んで前記コネクタと嵌合し、
    前記連結部分が、前記底壁の一部を構成し、前記第3方向における前記底壁の一端部と他端部とを連結する、請求項1乃至3のいずれか一項に記載のコネクタ。
  5. 前記側壁、前記底壁、及び前記遮断部が同一の部材によって構成されており、且つ、シームレスに繋がっている、請求項4に記載のコネクタ。
  6. 前記遮断部は、前記連結部分から前記第1方向において前記開口側に向かって突出した突出部分を有し、
    前記コネクタが前記相手側コネクタと嵌合した状態において、前記突出部分が、前記相手側コネクタが有する相手側遮断部と前記第2方向に接触することにより、前記遮断部及び前記相手側遮断部が電磁シールドを構成する、請求項4又は5に記載のコネクタ。
  7. 前記側壁、前記底壁、及び前記遮断部が同一の金属板によって構成されており、
    前記連結部分及び前記突出部分が連続しており、
    前記突出部分が、前記金属板における前記連結部分と前記突出部分との境界位置にて前記金属板を曲げることで形成された、請求項6に記載のコネクタ。
  8. 前記フレームは、導電性を有し、
    前記第1端子及び前記第2端子は、高周波信号伝送用の端子であり、
    前記第2方向において、前記第1端子及び前記第2端子との間には複数の前記遮断部が配置された、請求項1乃至7のいずれか一項に記載のコネクタ。
  9. 前記遮断部が接地電位に接続された、請求項1乃至8のいずれか一項に記載のコネクタ。
  10. 基板に固定されたコネクタと、相手側コネクタとを第1方向において嵌合させることによって構成されるコネクタ組立体であって、
    前記コネクタが前記相手側コネクタと嵌合した状態で前記相手側コネクタを取り囲む側壁を有するフレームと、
    前記フレームの内側に位置し、前記第1方向と交差する第2方向において異なる位置に配置された第1端子及び第2端子と、
    前記第2方向において前記第1端子と前記第2端子との間に配置された遮断部と、を備え、
    前記側壁が、前記フレームの全周に亘ってシームレスに連続しており、
    前記フレーム及び前記遮断部が、同一の部材によって構成されて一体化しており、
    前記遮断部は、前記第1方向及び前記第2方向の各々と交差する第3方向における前記フレームの一端部と他端部とを連結する連結部分を有し、
    前記連結部分が、前記フレームの前記一端部から前記他端部までの範囲にて連続して前記基板に接するコネクタ組立体。
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