JP4987646B2

JP4987646B2 - 二重構造の電気コネクタ

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Publication number: JP4987646B2
Application number: JP2007240273A
Authority: JP
Inventors: 大智宮本; 健渡邊; 桂治黒田
Original assignee: JST Mfg Co Ltd
Current assignee: JST Mfg Co Ltd
Priority date: 2007-09-14
Filing date: 2007-09-14
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2027-09-14
Also published as: JP2009070752A

Description

本発明は、シールドケーブルをプリント配線板等に接続するための電気コネクタの技術分野に属する。

この種の電気コネクタとして、特許文献１は、高周波信号を伝送するシールドケーブルの信号線と接続され、プリント基板上の信号パターンと半田接続される内導体端子と、該シールドケーブルのシールド線と接続され、少なくともプリント基板との接続側の後面が開口した外導体端子と、これらの間に介在される絶縁材よりなる誘電体とによって一体化されたコネクタ端子を、樹脂製のハウジングに設けられた収容部へ組み込み、上記外導体端子後面の開口部分の上記誘電体表面を覆って該外導体端子と電気的に接触して、ノイズを遮蔽するシールド部材を抜脱不能に係合させ、該シールド部材には上記プリント基板上のグランドパターンと半田接続される接続端子が形成されている基板用シールドコネクタの接続構造を開示している。

他の電気コネクタとして、特許文献２は、複数本のアンテナケーブルとプリント回路基板との間を電気的に接続するダイバーシティ受信機用基板コネクタを開示している。このコネクタは、上記アンテナケーブルが接続されたケーブル端子に接続されるケーブル側接続部とプリント回路基板に接続される基板側接続部とを有する内導体端子と、内導体端子を覆う誘電体と、誘電体を覆うと共に内導体端子を電磁的に遮蔽する外導体端子とを備えたシールド端子をハウジング内に収容してなるものであり、上記外導体端子には、上記内導体端子が複数収容され、隣接する内導体端子間を電磁的に遮蔽する遮蔽部が一体に設けられている。

特開２００２−３３１６１号公報特開２００４−５５２０３号公報

特許文献１の基板用シールドコネクタに相手側シールドコネクタを接続する場合、相手側シールドコネクタの外導体端子を基板用シールドコネクタの外導体端子に押し付けて嵌めるが、基板用シールドコネクタにおける金属製の外導体端子に、相手側シールドコネクタにおける金属製の外導体端子を嵌めることになるため、他の接続形態に較べると押し付け力が大きくなる。そのため、基板用シールドコネクタの内導体端子におけるプリント配線板へのハンダ付け部に、この大きな押し付け力がかかり、ハンダ付け部分の負荷負担が大きくなる。

同様に特許文献２のダイバーシティ受信機用基板コネクタのシールド端子にケーブル端子を接続する場合、ケーブル端子をシールド端子の外導体端子に押し付けて嵌めるが、シールド端子における金属製の外導体端子に、ケーブル端子における金属製の外導体端子を嵌めることになるため、他の接続形態に較べると押し付け力が大きくなる。そのため、シールド端子の内導体端子におけるプリント配線板へのハンダ付け部に、この大きな押し付け力がかかり、ハンダ付け部分の負荷負担が大きくなる。

また、このようなコネクタの、内導体端子、誘電体、及び外導体端子からなる基本的な接続部分のシールド性をさらに高めて、例えば高周波・高速伝送特性などを改善したいという要請がある。

本発明は、このような点に着目してなされたもので、その目的とするところは、シールドケーブルをプリント配線板等の実装先部材に接続するための内部コアの外側に外部コアを設け、この外部コアのハウジングを外部シェルで覆って内部コアのシールド性を向上させると共に、内部コアが相手側電気コネクタから受ける押し付け力を外部コアで受け止めることで内部コアのコンタクトにおけるプリント配線板等へのハンダ付け部が受ける負荷負担を軽減し、電気コネクタの信頼性を向上させることにある。

本発明の二重構造の電気コネクタは、導電性のコンタクトが設けられた絶縁性の内部ハウジングを嵌合側が開口した導電性の内部シェルで覆ってなる内部コアと、この内部コアの外側に設けられ、絶縁性の外部ハウジングを嵌合側が開口した導電性の外部シェルで覆ってなる外部コアとを備え、導電性のコンタクトが設けられた絶縁性の内部ハウジングを嵌合側が開口した導電性の内部シェルで覆ってなる内部コアと、この内部コアの外側に設けられた絶縁性の外部ハウジングとを備えた相手側電気コネクタとの接続を、双方の内部コア同士の雄雌嵌合と双方の外部ハウジング同士の雄雌嵌合により行い、これによってコンタクト同士及び内部シェル同士をそれぞれ接触させるように構成し、外部コアが、反嵌合側に設けられた奥壁と、奥壁の周縁から内部コアを囲んで嵌合側へ延びるほぼ筒形の周壁と、外部コアを実装先部材に固定するための固定部材とを備え、内部コアが外部コアに、内部シェルが外部シェルに接触するように連結され、外部コアの周壁には、内部コアが通過できる形状の導入口が開口し、コンタクトにおける実装先部材にハンダ付けされる接続部が外部コアの外側へ引き出され、内部コアが外部コアの奥壁に接触するように配置され、又は内部コアがコンタクトの弾性変形により外部コアの奥壁に接触するように配置されている。

この二重構造の電気コネクタは、内部コアを外部コアの導入口から外部コアの内方へ挿入することで組み立てられる。この二重構造の電気コネクタに相手側電気コネクタを押し付けると、双方の内部コア同士が雄雌嵌合し、双方の外部ハウジング同士が雄雌嵌合し、これによってコンタクト同士、及び内部シェル同士がそれぞれ接触し、これによって両コネクタが接続する。

その場合、内部コアを外部シェルが覆い、内部シェルが外部シェルに接触するので、電気コネクタの基本的な接続部分である内部コアのシールド性が向上し、例えば高周波・高速伝送特性などが改善される。

また、相手側電気コネクタの押し付け力は内部コアにかかるが、この内部コアにかかった押し付け力は外部コアの奥壁に伝わり、固定部材から実装先部材へ伝わる。そのため、コンタクト接続部における実装先部材へのハンダ付け部の負荷負担が軽減される。

本発明の二重構造の電気コネクタの固定部材は、外部シェルに一体的に設けられた導電性の部材であってもよい。

このようにすれば、固定部材を実装先部材のグランド機能部に接続すると、固定部材を介して外部シェルのグランド接続が実現する。

本発明の二重構造の電気コネクタの内部シェルには、導入口側と反対側に延びて外部ハウジングに圧入される突片が設けられていてもよい。

このようにすれば、内部コアを外部コアの導入口から外部コアの内方へ挿入すると、突片が外部ハウジングに圧入される。

本発明の二重構造の電気コネクタは、シールドケーブルを実装先部材に接続するための内部コアの外側に外部コアを設け、この外部コアを外部シェルで覆ったので、内部コアのシールド性を向上させることができる。また、内部コアが相手側電気コネクタから受ける押し付け力を外部コアで受け止めるので、内部コアのコンタクトにおけるプリント配線板等へのハンダ付け部が受ける負荷負担が軽減され、電気コネクタの信頼性を向上させることができる。

固定部材を外部シェルに一体的に設けられた導電性の部材で構成したときには、固定部材を実装先部材のグランド機能部に接続することで、固定部材を介して外部シェルのグランド接続を実現することができる。

内部シェルに、導入口側と反対側に延びて外部ハウジングに圧入される突片を設けたときには、簡単な構造でもって、内部コアと外部コアとを連結することができる。

以下、本発明の実施の形態を説明する。図１ないし図７は本発明の二重構造の電気コネクタの第１の実施形態を示す。この二重構造の電気コネクタＡは、内部コア１００と、この内部コア１００の外側に設けられた外部コア２００とを備えている。この二重構造の電気コネクタＡは、実装先部材Ｃにハンダ付けにより実装され、そして相手側電気コネクタＢと雄雌嵌合する。この実施形態の場合、実装先部材Ｃはプリント配線板であるが、ハンダ付けにより実装できる対象であれば筐体又はその他の部材であってもよい。この内部コア１００は、絶縁性の内部ハウジング１１０と、この内部ハウジング１１０に設けられた導電性のコンタクト１２０と、嵌合側つまり相手側電気コネクタＢと嵌合する側が開口し且つ内部ハウジング１１０を覆う導電性の内部シェル１３０とを備えている。内部ハウジング１１０と内部シェル１３０とは相対移動しないように組み付けられているが、これは内部ハウジング１１０を内部シェル１３０に嵌合する、圧入する、又は一体成形するなどの方法により行われる。また、外部コア２００は、絶縁性の外部ハウジング２１０と、嵌合側つまり相手側電気コネクタＢと嵌合する側が開口し且つ外部ハウジング２１０を覆う導電性の外部シェル２２０とを備えている。外部ハウジング２１０と外部シェル２２０とは相対移動しないように組み付けられているが、これは外部ハウジング２１０を外部シェル２２０に嵌合する、圧入する、又は一体成形するなどの方法により行われる。コンタクト１２０は極数に応じた数だけ設けられる。

図６に示すように、相手側電気コネクタＢは、内部コア３００と、この内部コア３００の外側に設けられた外部ハウジング４００とを備えている。そして、内部コア３００は、絶縁性の内部ハウジング３１０と、この内部ハウジング３１０に設けられた導電性のコンタクト３２０と、嵌合側つまり二重構造の電気コネクタＡと嵌合する側が開口し且つ内部ハウジング３１０を覆う導電性の内部シェル３３０とを備えている。内部ハウジング３１０と内部シェル３３０とは相対移動しないように組み付けられている。また、外部ハウジング４００は絶縁性の部材である。外部ハウジングの外側に、嵌合側つまり二重構造の電気コネクタと嵌合する側が開口し且つ外部ハウジングを覆う導電性の外部シェルを設け、この外部シェルと外部ハウジングとにより外部コアを構成してもよい。相手側電気コネクタＢの内部コア３００及び外部ハウジング４００の反嵌合側つまり嵌合側と反対側には、コンタクト３２０に接続するシールドケーブルＤを通す孔が開いている。シールドケーブルＤは、内部導体Ｄ１を内部絶縁被覆Ｄ２で覆ってなる内部電線と、この内部電線を覆う外部導体Ｄ３と、この外部導体Ｄ３を覆う外部絶縁被覆Ｄ４とを備えている。この実施形態の二重構造の電気コネクタＡと相手側電気コネクタＢは、いずれも二極の電気コネクタであり、シールドケーブルＤには二本の内部電線が内蔵されている。しかし、この実施形態によって本発明の二重構造の電気コネクタの極数が限定解釈されることはない。本発明の二重構造の電気コネクタは、内部電線が一本であるシールドケーブルにも、内部電線が三本以上であるシールドケーブルにも対応することができる。コンタクト３２０は極数に応じた数だけ設けられる。コンタクト３２０にはシールドケーブルＤの内部導体Ｄ１が接続され、内部シェル３３０にはシールドケーブルＤの外部導体Ｄ３が接続される。

二重構造の電気コネクタＡのコンタクト１２０は、相手側電気コネクタＢのコンタクト３２０に接触する接触部１２１と、実装先部材Ｃにハンダ付けされる接続部１２２とを備えている。コンタクト１２０は、内部ハウジング１１０に圧入されている。しかし、コンタクトを内部ハウジングと一体成形し、又はその他の形態で内部ハウジングに組み込むようにしてもよい。その場合、一体成形は、例えば内部ハウジングの成形型にコンタクトを入れて内部ハウジングを成形することで行われる。内部シェル１３０は内部ハウジング１１０の全周を覆うほぼ筒形に形成されており、内部シェル１３０の内面と内部ハウジング１１０の表面との間に嵌合凹部が形成されている。コンタクト１２０の接触部１２１は嵌合凹部に面するように内部ハウジング１１０に設けられている。一方、相手側電気コネクタＢの内部ハウジング３１０には嵌合凸部が形成され、この嵌合凸部の一方側は内部シェル３３０が覆っており、他方側にはコンタクト３２０の接触部が設けられている。これとは逆に、二重構造の電気コネクタＡに嵌合凸部を設け、相手側電気コネクタＢに嵌合凹部に設けてもよい。

二重構造の電気コネクタＡの外部ハウジング２１０は、嵌合側が開口するほぼ箱形に形成されており、外部シェル２２０は外部ハウジング２１０における嵌合側の面及び実装側の面を除く他の面を覆っているが、外部シェルにより実装側の面をも覆うようにしてもよい。実装側とは、二重構造の電気コネクタＡが実装先部材Ｃに実装されたときに実装先部材Ｃに近い側である。一方、相手側電気コネクタＢの外部ハウジング４００は、嵌合側が開口するほぼ箱形に形成されている。

そして、図６に示すように、二重構造の電気コネクタＡの内部コア１００の嵌合凹部に相手側電気コネクタＢの内部コア３００の嵌合凸部が雄雌嵌合すると共に、二重構造の電気コネクタＡの外部コア２００に相手側電気コネクタＢの外部ハウジング４００が雄雌嵌合することにより二重構造の電気コネクタＡと相手側電気コネクタＢとの接続が行われ、これによってコンタクト同士１２０、３２０、及び内部シェル同士１３０、３３０がそれぞれ接触する。

二重構造の電気コネクタＡの外部コア２００は、反嵌合側に設けられた奥壁２０１と、奥壁２０１の周縁から内部コア１００を囲んで嵌合側へ延びるほぼ筒形の周壁２０２と、外部コア２００を実装先部材Ｃに固定するための固定部材２０３とを備えている。奥壁２０１は、ほぼ嵌合側を向いており、外部ハウジング２１０を構成する壁と外部シェル２２０を構成する壁との二重構造になっている。しかし、この部位に外部ハウジングを構成する壁又は外部シェルを構成する壁のみを設けることで奥壁を、いずれかの壁のみで構成してもよい。周壁２０２は、実装側の面を除いて外部ハウジング２１０を構成する壁と外部シェル２２０を構成する壁との二重構造になっている。しかし、さらに実装側の面も二重構造にしてもよい。上記固定部材２０３は、外部シェル２２０に一体的に設けられた導電性の部材である。すなわち、外部シェル２２０における実装側の端縁から外部ハウジング２１０から遠ざかる方向へ板片が延びており、この板片が固定部材２０３となっている。この固定部材２０３は実装先部材Ｃに対してハンダ付けされ又はネジどめされる。固定部材は外部ハウジングに設けてもよい。

内部コア１００は外部コア２００に、内部シェル１３０が外部シェル２２０に接触するように連結されている。内部シェル１３０には、導入口側と反対側に延びる導電性の突片１３１が設けられ、外部ハウジング２１０には突片１３１が圧入される穴が形成されており、この突片１３１が外部ハウジング２１０に圧入されている。さらに突片の先端を外部シェルまで至らしめてこれに接触させるようにしてもよい。導入口側は、後述する導入口２０４に近い側である。外部シェル２２０には外部ハウジング２１０の内方へ延びて内部シェル１３０の導入口側と反対側の面に接触する接触片２２１が設けられている。内部コアは外部コアに他の連結構造でもって連結されていてもよい。その場合、内部シェルが外部シェルに接触するようにする。

外部コア２００の周壁２０２には、内部コア１００が通過できる形状の導入口２０４が開口している。この導入口２０４は、周壁２０２のうち実装側の壁に開口している。この実装側の壁は外部ハウジング２１０により形成されているので、導入口２０４は外部ハウジング２１０に開口している。外部シェルが外部ハウジングの実装側の壁を覆っているときは、導入口２０４は外部シェルにも開口することになる。そして、コンタクト１２０における実装先部材Ｃにハンダ付けされる接続部１２２が外部コア２００の外側へ引き出されている。ここでは接続部１２２は導入口２０４から外部コア２００の外側へ引き出されている。

内部コア１００は、外部コア２００の奥壁２０１に接触するように配置されている。ここでは内部ハウジング１１０の反嵌合側の面が外部ハウジング２１０に接触しているが、内部コアの内部ハウジング又は内部シェルが外部コアの外部ハウジング又は外部シェルに接触しておればよい。これに代えて、内部コアを、コンタクトの弾性変形により外部コアの奥壁に接触するように配置してもよい。つまり、通常は内部コアと外部コアとの間に隙間があるが、内部コアが相手側電気コネクタから押し付け力を受けるとコンタクトが弾性変形してこの隙間がなくなって内部コアが外部コアの奥壁に接触するように構成することである。

図２及び図３に示すように、この二重構造の電気コネクタＡは、内部コア１００を外部コア２００の導入口２０４から外部コア２００の内方へ挿入することで組み立てられる。この二重構造の電気コネクタＡに相手側電気コネクタＢを押し付けると、双方の内部コア同士１００、３００が雄雌嵌合し、双方の外部ハウジング同士２１０、４００が雄雌嵌合し、これによってコンタクト同士１２０、３２０、及び内部シェル同士１３０、３３０がそれぞれ接触し、これによって両コネクタＡ、Ｂが接続する。

その場合、内部コア１００を外部シェル２２０が覆い、内部シェル１３０が外部シェル２２０に接触するので、二重構造の電気コネクタＡの基本的な接続部分である内部コア１００のシールド性が向上し、例えば高周波・高速伝送特性などが改善される。

また、図６及び図７に示すように、相手側電気コネクタＢの押し付け力は内部コア１００にかかるが、この内部コア１００にかかった押し付け力は外部コア２００の奥壁２０１に伝わり、固定部材２０３から実装先部材Ｃへ伝わる。そのため、コンタクト１２０の接続部１２２における実装先部材Ｃへのハンダ付け部の負荷負担が軽減され、電気コネクタの信頼性を向上させることができる。

本発明の二重構造の電気コネクタの固定部材は、外部コアを実装先部材に固定する機能を発揮すればどのような構成であってもよい。しかし、第１実施形態では、固定部材２０３を、外部シェル２２０に一体的に設けた導電性の部材で構成した。このようにすれば、固定部材２０３を実装先部材Ｃのグランド機能部に接続すると、固定部材２０３を介して外部シェル２２０のグランド接続が実現する。

本発明の二重構造の電気コネクタの内部コアは外部コアに、内部シェルが外部シェルに接触するように連結されておればよく、その連結構造を限定しない。しかし、第１実施形態では、内部シェル１３０から導入口側と反対側に延びる突片１３１を外部ハウジング２１０に圧入した。このようにすれば、内部コア１００を外部コア２００の導入口２０４から外部コア２００の内方へ挿入すると、突片１３１が外部ハウジング２１０に圧入されるので、比較的簡単な構造でもって、内部コア１００と外部コア２００とを連結することができる。

図８ないし図１１は第２の実施形態の二重構造の電気コネクタＡを示す。本発明の二重構造の電気コネクタでは外部コアの周壁に、内部コアが通過できる形状の導入口を開口し、コンタクトにおける実装先部材にハンダ付けされる接続部を外部コアの外側へ引き出した。その場合、第１実施形態の二重構造の電気コネクタＡでは導入口２０４を周壁２０２のうち実装側の壁に開口し、この導入口２０４からコンタクト１２０の接続部１２２を外部コア２００の外側へ引き出した。これに対して第２実施形態の二重構造の電気コネクタＡでは、導入口２０４を、周壁２０２のうち実装側の壁と反実装側の壁との間に設けられた二つの側壁のうちの一方に設けた。その場合、導入口２０４は外部ハウジング２１０にのみ設け、外部シェル２２０には導入口を設けていない。そして、周壁２０２のうち実装側の壁に連通口２０５を開口し、この連通口２０５を導入口２０４に連続して設けた。実装側の壁は外部ハウジング２１０により形成されているので、連通口２０５は外部ハウジング２１０に開口している。外部シェルが外部ハウジングの実装側の壁を覆っているときは、連通口２０５は外部シェルにも開口することになる。そして、コンタクト１２０の接続部１２２が連通口２０５から外部コア２００の外側へ引き出されている。第１実施形態と同様に、内部コア１００は外部コア２００に、内部シェル１３０が外部シェル２２０に接触するように連結されている。図１１に示すように、内部シェル１３０には、導入口側と反対側に延びる導電性の突片１３１が設けられ、外部ハウジング２１０には突片１３１が圧入される穴が形成されており、この突片１３１が外部ハウジング２１０に圧入されている。さらに突片の先端を外部シェルまで至らしめてこれに接触させるようにしてもよい。導入口側は、導入口２０４に近い側である。外部シェル２２０には外部ハウジング２１０の内方へ延びて内部シェル１３０の導入口側と反対側の面に接触する接触片２２１が設けられている。外部ハウジング２１０と外部シェル２２０とは相対移動しないように組み付けられているが、これは外部ハウジング２１０を外部シェル２２０に嵌合する、又は圧入するなどの方法により行われる。図９に示すように、この二重構造の電気コネクタＡを組み立てる場合、内部コア１００を外部コア２００のうち外部ハウジング２１０の導入口２０４から外部ハウジング２１０の内方へ挿入する。そのときコンタクト１２０の接続部１２２は連通口２０５に沿って導入口２０４が開口する側壁に対向する側壁へ向かって移動する。そして、外部ハウジング２１０に外部シェル２２０を組み付ける。その他の構成は第１実施形態の二重構造の電気コネクタＡの構成と同様である。この第２実施形態の二重構造の電気コネクタＡは、第１実施形態の二重構造の電気コネクタＡで得られた作用及び効果と同様の作用及び効果を得ることができる。

本発明は、以上の実施形態の特徴を組み合わせた実施形態を含んでいる。さらに、以上の実施形態は本発明の二重構造の電気コネクタのいくつかの例を示したに過ぎない。したがって、これらの実施形態の記載によって本発明の二重構造の電気コネクタが限定解釈されることはない。

第１実施形態の二重構造の電気コネクタの斜視図である。第１実施形態の二重構造の電気コネクタを外部コアと内部コアとに分解して示した斜視図である。第１実施形態の二重構造の電気コネクタを外部コアと内部コアとに分解して示した斜視図であり、図２とは別の方向からみている。第１実施形態の二重構造の電気コネクタを実装側の面からみた底面図である。図４のＶ−Ｖ線における断面図である。第１実施形態の二重構造の電気コネクタに相手側電気コネクタを接続するときを示す、一部を断面した斜視図である。第１実施形態の二重構造の電気コネクタの、一部を断面した斜視図である。第２実施形態の二重構造の電気コネクタの斜視図である。第２実施形態の二重構造の電気コネクタを外部ハウジングと、外部シェルと、内部コアとに分解して示した斜視図である。第２実施形態の二重構造の電気コネクタを実装側の面からみた底面図である。図１０のＸＩ−ＸＩ線における断面図である。

符号の説明

Ａ二重構造の電気コネクタ
１００内部コア
１１０内部ハウジング
１２０コンタクト
１２２接続部
１３０内部シェル
１３１突片
２００外部コア
２１０外部ハウジング
２２０外部シェル
２２１接触片
２０１奥壁
２０２周壁
２０３固定部材
２０４導入口
Ｂ相手側電気コネクタ
３００内部コア
３１０内部ハウジング
３２０コンタクト
３３０内部シェル
４００外部ハウジング
Ｃ実装先部材
Ｄシールドケーブル

Claims

導電性のコンタクトが設けられた絶縁性の内部ハウジングを嵌合側が開口した導電性の内部シェルで覆ってなる内部コアと、
この内部コアの外側に設けられ、絶縁性の外部ハウジングを嵌合側が開口した導電性の外部シェルで覆ってなる外部コアとを備え、
導電性のコンタクトが設けられた絶縁性の内部ハウジングを嵌合側が開口した導電性の内部シェルで覆ってなる内部コアと、この内部コアの外側に設けられた絶縁性の外部ハウジングとを備えた相手側電気コネクタとの接続を、双方の内部コア同士の雄雌嵌合と双方の外部ハウジング同士の雄雌嵌合により行い、これによってコンタクト同士及び内部シェル同士をそれぞれ接触させるように構成し、
外部コアが、反嵌合側に設けられた奥壁と、奥壁の周縁から内部コアを囲んで嵌合側へ延びるほぼ筒形の周壁と、外部コアを実装先部材に固定するための固定部材とを備え、
内部コアが外部コアに、内部シェルが外部シェルに接触するように連結され、
外部コアの周壁には、内部コアが通過できる形状の導入口が開口し、
コンタクトにおける実装先部材にハンダ付けされる接続部が外部コアの外側へ引き出され、
内部コアが外部コアの奥壁に接触するように配置され、又は内部コアがコンタクトの弾性変形により外部コアの奥壁に接触するように配置されている二重構造の電気コネクタ。
固定部材が、外部シェルに一体的に設けられた導電性の部材である請求項１の二重構造の電気コネクタ。
内部シェルに、導入口側と反対側に延びて外部ハウジングに圧入される突片が設けられている請求項１又は請求項２の二重構造の電気コネクタ。