JP5190742B2 - レセプタクルコネクタ - Google Patents

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Description

本発明は、パーソナルコンピュータ、携帯電話、スマートフォンの電子機器に搭載され、他の機器に備わるプラグコネクタに接続されるレセプタクルコネクタに関する。
パーソナルコンピュータ、携帯電話、スマートフォンの電子機器には、他の機器に備わるプラグコネクタと接続するためのレセプタクルコネクタが設けられる。その一例は、Micro−USB規格準拠のインタフェースコネクタである。このようなレセプタクルコネクタは、プラグコネクタが何度も挿抜されることによって変形してしまう。このようなレセプタクルコネクタの変形を防ぐ発明が開示されている(例えば、特許文献1)。
特開2004−087462号公報
特許文献1に記載のロック機構付USBコネクタ10は、レセプタクル側シェル13が樹脂部15を囲い込んで形成されるものである。ここで、樹脂部15を形成するために金型を用いることからコスト高の懸念がある。また、この樹脂部15に代えて金属薄板をプレス加工して筒状に作られたシールドを採用したものが普及しているという実情もある。そこで、発明者は、このようなシールドを用いて作られたレセプタクルコネクタの変形の防止手法を、以下に示す第一の仮想例及び第二の仮想例のように考えた。
図6は、第一の仮想例でのレセプタクルコネクタ801を正面側から見た斜視図である。図7は、第一の仮想例でのレセプタクルコネクタ801を背面側から見た斜視図である。第一の仮想例として示すレセプタクルコネクタ801は、扁平な第1開口802を形成する筒状のシールド803と、第1開口802とは反対側にあるシールド803の第2開口804に嵌め込まれるハウジング805と、を有する。第1開口802にはプラグコネクタ(図示せず)が装着され、プラグコネクタに備わるコンタクト(図示せず)は、ハウジング805に設けられシールド803内に位置付けられるターミナル806に接触する。シールド803からは、下方に突出する脚部807が、シールド803の第2開口804側から突出する部分を折り曲げたり、シールド803の下面を切り起こしたりして形成される。シールド803は、脚部807が基板808に形成された挿込孔809に挿入された状態でシールド803の下面が基板808の上面にハンダ付けされることで、基板808に固定される。
第一の仮想例のレセプタクルコネクタ801は、基板808に固定された後に、補強金具810に覆われる。補強金具810は、第1開口802側から見て下方に開くコ字形をなしている。また、補強金具810の下方には、シールド803から離れる方向に延びる脚部811が設けられる。補強金具810は、シールド803にその上方から装着され、脚部811を基板808の上面にハンダ付けされる。これにより、補強金具810は、シールド803の上面に接し、かつ、シールド803の両側面を挟み込んで、シールド803を補強する。
ここで、第一の仮想例に示すレセプタクルコネクタ801は、シールド803が基板808に固定された後に、シールド803に覆い被せられて基板808に固定される。このため、シールド803の側面と基板808の上面との狭い隙間でハンダ付けを行わなければならず、シールド803に対する補強金具810の位置合わせが難しい。また、シールド803と補強金具810とは互いに固定されておらず、プラグコネクタが挿入されたときにシールド803が補強金具810に対して位置ズレするおそれがある。また、補強金具810とハウジング805との間の接触が無く、補強金具810はハウジング805の固定に寄与しない。
図8は、第二の仮想例でのレセプタクルコネクタ901の斜視図である。第二の仮想例として示すレセプタクルコネクタ901は、第二の仮想例のシールド803を形成するための金属プレートの一部を折り返すことで、シールド902と補強金具903とを一体に形成したものである。このレセプタクルコネクタ901では、第二の仮想例でのシールド803と補強金具810との位置合わせや位置ズレに関する問題は解消される。しかしながら、補強金具903はハウジング(図示せず)の固定に寄与しないままである。さらには、金属プレートを折り返すことにより、シールド902の上面と補強金具903の下面との間に隙間904が生じて、シールド902と補強金具903とが密着固定されないという別の問題も生じてしまう。
本発明は、上記の点を鑑みてなされたものであり、基板に対する固定が容易で強固な二重シェル構造のレセプタクルコネクタを提供することを目的とする。
本発明のレセプタクルコネクタは、(α)XYZ座標系に見てXY面に平行な一対の第1側部とXZ面に平行な一対の第2側部とを有しY方向に延びる筒状をなし、第1端部からプラグコネクタが挿通されるシールドと、(β)前記シールドの第2端部から装着され、前記第2端部の端面による前記第1端部側への抜け止めがなされ、前記シールド外に位置付けられY方向に延びる嵌合筒部を有するハウジングと、(γ)前記ハウジングから延び、前記シールド内に位置付けられ、前記プラグコネクタに備わるコンタクトに接触するターミナルと、(δ)一方の前記第1側部の外側面に接する基部と、前記基部から延び前記第2側部を外側から挟む挟持部と、前記基部から延び前記嵌合筒部に嵌入する嵌入部とを有し、Z方向に移動させて前記シールドとこのシールドに装着された状態の前記ハウジングとを固定する補強金具と、を備える。
本発明によれば、シールドとハウジングと補強金具との三者の間でそれぞれが互いに保持され、したがって、二重シェル構造のレセプタクルコネクタが強固なものになる。また、レセプタクルコネクタは、シールドとハウジングと補強金具とを組み付けた状態で取り扱うことができるようになり、レセプタクルコネクタの基板に対する固定が容易になる。
第一の実施の形態での、レセプタクルコネクタを上方正面側から見た斜視図である。 第一の実施の形態での、レセプタクルコネクタを上方背面側から見た斜視図である。 第一の実施の形態での、レセプタクルコネクタを下方背面側から見た斜視図である。 第一の実施の形態での、レセプタクルコネクタの分解斜視図である。 第四の実施の形態での、レセプタクルコネクタを下方正面側から見た斜視図である。 第一の仮想例でのレセプタクルコネクタを正面側から見た斜視図である。 第一の仮想例でのレセプタクルコネクタを背面側から見た斜視図である。 第二の仮想例でのレセプタクルコネクタの斜視図である。
実施の一形態を、図1ないし図4に基づいて説明する。説明の便宜上、本実施の形態を第一の実施の形態と呼ぶ。なお、本実施の形態では、特許請求の範囲で示されるXY方向を水平方向に、Z方向を上下方向に見立てて示しているが、これは説明のためであって、XYZ方向はこのような例に限られない。
図1は、レセプタクルコネクタ101を上方正面側から見た斜視図である。図2は、レセプタクルコネクタ101を上方背面側から見た斜視図である。図3は、レセプタクルコネクタ101を下方背面側から見た斜視図である。図2では、説明のために、補強金具104の外形をフレームで示している。また、プラグコネクタ201は、図2にのみ示される。レセプタクルコネクタ101は、シールド102と、ハウジング103と、ターミナル103aと、補強金具104とを備える。
シールド102は、銅、銅合金、アルミニウム合金、ステンレス等の導電性薄板をプレス加工して断面略矩形の筒状に形成される。これにより、シールド102は、上下に並び互いに平行な一対の第1側部102aと、レセプタクルコネクタ101の幅方向Bに並び互いに平行な一対の第2側部102bとを有する。シールド102の一方の端部(第1端部102c)には、プラグコネクタ201が挿通されるプラグ装着孔102dが開口する。
ハウジング103は、樹脂成形により形成され、シールド102の他方の端部(第2端部102e)に形成されたハウジング装着孔102f(図4参照)に装着される。ハウジング103は、上下方向に延びる嵌合筒部103bを有する。ハウジング103の形状の詳細については、図4に基づいて後述することにし、ここでは概要を説明する。
ターミナル103aは、複数本のコンタクト部材を幅方向Bに並べた状態でハウジング103に一体成形され、片持ち状態に延出させて構成される。ターミナル103aの一部は、ハウジング103がシールド102に装着されたときに、シールド102内に位置付けられる。ターミナル103aは、シールド102に装着されたプラグコネクタ201に備わっているコンタクト202と接触して電気信号の伝達経路の一部となる。
嵌合筒部103bは、ハウジング103の一部をなし、上下方向に延び、断面が細長い矩形状となっている筒状をなしている。嵌合筒部103bは、ハウジング103がシールド102に装着されたときに、シールド102の外側で第2端部102eに接する箇所に位置付けられる。このとき、第2端部102eの端面は嵌合筒部103bの外周面に引っかかり、これにより、ハウジング103の第1端部102cへの抜け止めがなされる。
補強金具104は、シールド102の上方から下方向に移動させてシールド102に取付けられ、シールド102と、シールド102に装着された状態のハウジング103との両方を固定する。補強金具104の形状の詳細については、図4に基づいて後述することにし、ここでは概要を説明する。
補強金具104は、銅、銅合金、アルミニウム合金、ステンレス等の導電性薄板をプレス加工して形成される。補強金具104は、シールド102の上方の第1側部102aの外側面に接する基部104aを有する。基部104aにおける幅方向Bの両側部からは、挟持部104bが下方に延びている。挟持部104bは、シールド102の第2側部102bを外側から挟み、シールド102が幅方向Bに動くことを防ぐ。また、基部104aにおいてシールド102の第2端部102e側に近い縁部からは、嵌入部104cが延びている。嵌入部104cは、補強金具104がハウジング103に取付けられるときに、嵌合筒部103bに嵌入される。嵌入部104cの先端は、脚部104dになっている。脚部104dは、レセプタクルコネクタ101を基板301(図1のみに示す)にハンダ付けする際に、基板301に形成された挿込孔302に挿入される。このような脚部104dは、補強金具104の挟持部104bの下端からも突出している。
図4は、レセプタクルコネクタ101の分解斜視図である。図4に基づいて、シールド102、ハウジング103及び補強金具104の構造の詳細、及び、レセプタクルコネクタ101の組み立て方法について述べる。
まず、シールド102について説明する。シールド102の一対の第2側部102bのそれぞれには、スナップ爪111が設けられる。スナップ爪111は、シールド102を構成する導電性薄板をシールド102の外側方向に切り起こして形成される。
シールド102の上方の第1側部102aからは、カシメ部112が延びている。カシメ部112は、シールド102を構成する導電性薄板をプレス加工された際には、図4で一点鎖線で示すように第1側部102aの延展方向に延びている。カシメ部112内には孔部112aが形成される。
シールド102の上方の第1側部102aには、プラグ係合爪113が設けられる。プラグ係合爪113は、シールド102を構成する導電性薄板を下方に切り起こして形成される。プラグ係合爪113は、プラグ装着孔102d(図1参照)からプラグコネクタ201(図2参照)が挿通されたときに、このプラグコネクタ201に形成されている係合溝203(図2参照)に入り込み、プラグコネクタ201をレセプタクルコネクタ101から抜けにくくする。ここで、補強金具104の基部104aには、プラグ係合爪113に対応する箇所に逃げ孔121が設けられている。この逃げ孔121には、プラグコネクタ201の挿抜の際にスプリングバックしたプラグ係合爪113が入り込む。
シールド102の下方の第1側部102aで第2端部102e側の端部は、幅方向Bの中央部分で離間しており、この離間した部分を挟む一対の内側端部102gは、上方に折り曲げられている。これにより、シールド102の第2端部102e側の端面は、内側に巻き込まれるような渦状をなしている。
シールド102の上方の第1側部102aで第2端部102e寄りの領域には、幅方向Bに対称となる二箇所に、第1嵌合孔114が設けられる。第1嵌合孔114は、プラグコネクタ201(図2参照)の挿通方向Aに長い矩形形状に開口している。
シールド102には、第2嵌合孔115が設けられる。第2嵌合孔115は、第1嵌合孔114と幅方向Bに並んでいて、幅方向Bに対称となる二箇所で、第2側部102bと上方の第1側部102aとの境界部分にかかる箇所に設けられる。第1嵌合孔114は、プラグコネクタ201(図2参照)の挿通方向Aに短い矩形形状に開口している。
次いで、ハウジング103について説明する。ハウジング103は、幅方向Bに対称な形状をなし、嵌合筒部103bから、装着部132、ターミナル保持部131に向かうにつれて先細る形状をなしている。
ハウジング103は、ターミナル保持部131を有する。ターミナル保持部131は、ハウジング103がシールド102に装着された際にシールド102内に位置付けられ最も第1端部102cに近づく。ターミナル保持部131からは、プラグコネクタ201のコンタクト202(図2参照)に接触するターミナル103aの一方の端部が露出している。
ハウジング103は、ターミナル保持部131と嵌合筒部103bとの間に、装着部132を有する。装着部132は、ハウジング103がシールド102に装着された際にシールド102の第2端部102e側に微圧入状態で嵌合され、この第2端部102eの内壁面に接触する。
前述した嵌合筒部103bは、ハウジング103においてターミナル保持部131とは反対側に位置し、幅方向Bに対称なる二箇所に離間して設けられる。嵌合筒部103bは、第1端部102c側から見て装着部132よりも外側にはみ出すように形成される。このため、渦状をなすシールド102の第2端部102e側の端面のほぼ全てに接触する。
ハウジング103において二つの嵌合筒部103bの間の領域からは、前述したターミナル103aが、下方に延びた後に装着部132から離れる方向に曲がっている。この端部(ターミナル103aの他方の端部)は、プラグコネクタ201の上面に設けられたランドパターン(図示せず)に接続される。
ハウジング103において、装着部132の上面には、角柱状の突起133が突出する。突起133は、装着部132の幅方向Bの中央で嵌合筒部103b側に寄せて設けられる。突起133は、ハウジング103がシールド102に装着される際に、孔部112aに入り込む。この状態でカシメ部112が図4で一点鎖線で示すように折り曲げられることで、ハウジング103はシールド102にカシメ固定される。
次いで、補強金具104について説明する。補強金具104の挟持部104bは、第2側部102bとほぼ同じ高さに形成される。このため、挟持部104bの下端から突出する脚部104dは、補強金具104がハウジング103に装着されたときに、シールド102よりも下方に突出する。
補強金具104の挟持部104bには、シールド102のスナップ爪111に対応する箇所にスナップ係合孔122が開口する。スナップ係合孔122は、補強金具104がハウジング103に装着されたときに、スナップ爪111に係合してスナップロックにより固定される。
前述した嵌入部104cは、嵌合筒部103bに嵌合される形状をなし、ハウジング103の二つの嵌合筒部103bのそれぞれに対応するように、補強金具104の基部104aの幅方向Bの両端部から延びている。このような嵌入部104cは、嵌合筒部103bの長さよりも長い。また、嵌入部104cの幅方向Bに向く側面からは、圧入突起104eが突出している。嵌入部104cは、補強金具104がハウジング103に装着されたときに、嵌合筒部103bに圧入される。圧入されると、圧入突起104eは嵌合筒部103bの内壁面に引っかかって、補強金具104がハウジング103から上方に抜けてしまうことが防がれる。また、嵌入部104cの先端に設けられた脚部104dは、挟持部104bの下端から突出する脚部104dと同じ高さ位置に設けられ、嵌合筒部103bに挿通されたときにこの嵌合筒部103bから下方に突出する。
補強金具104の基部104aには、第1嵌合突部123が設けられる。第1嵌合突部123は、シールド102の第1嵌合孔114に対応する箇所に設けられる。第1嵌合突部123は、挿通方向Aに二本のカット線を入れ、これらのカット線の間を下方に押し出すことによって形成される。補強金具104がハウジング103に装着されたとき、第1嵌合突部123は第1嵌合孔114に嵌合される。ここで、補強金具104がシールド102に対して幅方向Bに動こうとしても、第1嵌合突部123の幅方向Bに向く端面が第1嵌合孔114の内壁面に接触し、補強金具104の幅方向Bの動きが防がれる。
補強金具104には、基部104aと挟持部104bとの境界部分にかけて、第2嵌合突部124が設けられる。第2嵌合突部124は、シールド102の第2嵌合孔115に対応する箇所に設けられる。第2嵌合突部124は、幅方向Bに二本のカット線を入れ、これらのカット線の間を押し込んで厚み方向に圧縮するようにして形成される。補強金具104がハウジング103に装着されたとき、第2嵌合突部124は第2嵌合孔115に嵌合される。ここで、補強金具104がシールド102に対して幅方向Bに動こうとしても、第2嵌合突部124の挿通方向Aに向く端面が第2嵌合孔115の内壁面に接触し、補強金具104の挿通方向Aの動きが防がれる。
第1嵌合孔114及びこれに嵌合する第1嵌合突部123、並びに、第2嵌合孔115及びこれに嵌合する第2嵌合突部124は、上述のように、シールド102に対する補強金具104が平面方向に動くことを防ぐ。ここに、凹凸嵌合部126が構成される。
ここで、第1嵌合突部123も第2嵌合突部124も、両持ち状態のままで補強金具104に連結されている。このため、補強金具104に対してシールド102が平面方向に動いても、第1嵌合突部123や第2嵌合突部124は補強金具104から外れにくい。また、第2嵌合突部124は、基部104aと挟持部104bとの境界部分を圧縮して形成されるため、厚みが増大して強度が増し一層外れにくくなる。
レセプタクルコネクタ101は、以下の手順で作られる。まず、ハウジング103が、ターミナル保持部131からハウジング装着孔102fに入り込ませて、シールド102の第2端部102e側のハウジング装着孔102fに挿入される。このとき、装着部132がシールド102の第2端部102eに嵌めこまれる。また、嵌合筒部103bがシールド102の第2端部102eの端面に突き当たる。また、突起133がカシメ部112の孔部112aに入り込む。
続いて、シールド102のカシメ部112が折り曲げられて、ハウジング103がシールド102にカシメ固定される。
続いて、補強金具104が、シールド102の上方から嵌めこまれる。このとき、スナップ係合孔122とスナップ爪111とは、スナップロックされる。また、嵌入部104cは、嵌合筒部103bに圧入固定される。また、第1嵌合突部123は、第1嵌合孔114に嵌合される。また、第2嵌合突部124は、第2嵌合孔115に嵌合される。
このように、本実施の形態のレセプタクルコネクタ101は、シールド102とハウジング103と補強金具104とが互いに組み付けられて構成され、これら三者の間でそれぞれが互いに保持される。したがって、レセプタクルコネクタ101が二重シェル構造で強固なものになる。
このように、本実施の形態のレセプタクルコネクタ101は、シールドとハウジングと補強金具とを組み付けた状態で取り扱うことができる。つまり、レセプタクルコネクタ101を基板301(図2参照)に固定するときには、シールド102や補強金具104を別個にハンダ付けすることなく、脚部104dを基板301の挿込孔302(図2参照)に挿入してシールド102の下方の第1側部102aの下面を基板301の上面にハンダ付けして、レセプタクルコネクタ101を一度に基板301に固定することができる。つまり、レセプタクルコネクタ101の基板301に対する固定が容易になる。
さらに、本実施の形態のレセプタクルコネクタ101は、シールドによるハウジングのカシメ固定、嵌合筒部103bへの嵌入部104cの圧入、並びに、スナップ爪111とスナップ係合孔122とのスナップロックにより、シールド102やハウジング103から補強金具104が外れない。
なお、第一の実施の形態に準じた別の実施の形態(第二の実施の形態)として、補強金具104に設けられる第1嵌合突部123や第2嵌合突部124を、押し出し形成ではなく、補強金具104に対してコ字状のカット線を入れて切り起こすことで片持ち状態に形成してもよい。
第一の実施の形態に準じたさらに別の実施の形態(第三の実施の形態)として、補強金具104の基部104aの下面に突起体を溶接固定して、補強金具104に設けられる第1嵌合突部123や第2嵌合突部124を形成しても良い。
次いで、さらに別の実施の形態を、図5に基づいて説明する。説明の便宜上、本実施の形態を第四の実施の形態と呼ぶ。本実施の形態は、第一の実施の形態に準じたものであり、おいて、第一の実施の形態と同一の部分には同一の符号を用い、説明も省略する。
図5は、レセプタクルコネクタ101を下方正面側から見た斜視図である。本実施の形態では、シールド102の下方の第1側部102aに、挿通方向Aのほぼ中央で幅方向Bの両端部の二箇所に、脚部104fが切り起こして形成される。この脚部104fは、補強金具104の挟持部104bや嵌入部104cに設けられた脚部104dと同様に、基板301の挿込孔302(図2参照)に挿入される。
本実施の形態のレセプタクルコネクタ101でも、シールド102とハウジング103と補強金具104とが互いに組み付けられて構成され、これら三者の間でそれぞれが互いに保持されて、レセプタクルコネクタ101が二重シェル構造で強固なものになる。また、レセプタクルコネクタ101を一度に基板301に固定することができる。さらに、本実施の形態のレセプタクルコネクタ101では、シールド102もハウジング103も脚部104d,104fを有して基板301に刺さり込むので、レセプタクルコネクタ101の基板301に対する固定が一層強固になる。
なお、各実施の形態で具体的に説明している部分を、他の実施の形態と適宜組み合わせることができるのは、言うまでもない。
101 レセプタクルコネクタ
102 シールド
102a 第1側部
102b 第2側部
102c 第1端部
102e 第2端部
103 ハウジング
103a ターミナル
103b 嵌合筒部
104 補強金具
104a 基部
104b 挟持部
104c 嵌入部
104e 圧入突起
111 スナップ爪
112 カシメ部
114 第1嵌合孔
115 第2嵌合孔
122 スナップ係合孔
123 第1嵌合突部
124 第2嵌合突部
126 凹凸嵌合部
201 プラグコネクタ
202 コンタクト

Claims (7)

  1. XYZ座標系に見てXY面に平行な一対の第1側部とXZ面に平行な一対の第2側部とを有しY方向に延びる筒状をなし、第1端部からプラグコネクタが挿通されるシールドと、
    前記シールドの第2端部から装着され、前記第2端部の端面による前記第1端部側への抜け止めがなされ、前記シールド外に位置付けられY方向に延びる嵌合筒部を有するハウジングと、
    前記ハウジングから延び、前記シールド内に位置付けられ、前記プラグコネクタに備わるコンタクトに接触するターミナルと、
    一方の前記第1側部の外側面に接する基部と、前記基部から延び前記第2側部を外側から挟む挟持部と、前記基部から延び前記嵌合筒部に嵌入する嵌入部とを有し、Z方向に移動させて前記シールドとこのシールドに装着された状態の前記ハウジングとを固定する補強金具と、
    を備えるレセプタクルコネクタ。
  2. 前記ハウジングは、前記シールドに装着された状態で前記シールドにカシメ固定される、
    請求項1に記載のレセプタクルコネクタ。
  3. 前記補強金具の嵌入部は、前記ハウジングの嵌合筒部に圧入される、
    請求項1又は2に記載のレセプタクルコネクタ。
  4. 前記シールドの第2側部と前記補強金具の挟持部とは、スナップロックにより固定される、
    請求項1から3のいずれか一に記載のレセプタクルコネクタ。
  5. 前記シールドに対する前記補強金具のXY平面方向の動きを防ぐ凹凸嵌合部を備える、請求項1から4のいずれか一に記載のレセプタクルコネクタ。
  6. 前記凹凸嵌合部は、
    前記シールドに形成される嵌合孔と、
    前記補強金具から突出し前記嵌合孔に嵌合する嵌合突部と、
    を含む、請求項5記載のレセプタクルコネクタ。
  7. 前記嵌合突部は、前記補強金具に入れられた一対のカット線の間の領域を前記シールドに向けて押し出して形成され、前記補強金具に両持ちで支持される、
    請求項6記載のレセプタクルコネクタ。
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