JP6522298B2

JP6522298B2 - コネクタ

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Publication number: JP6522298B2
Application number: JP2014157966A
Authority: JP
Inventors: 加藤　宣和; 宣和加藤; 世用申
Original assignee: Aces Electronics Co Ltd
Current assignee: Aces Electronics Co Ltd
Priority date: 2014-08-01
Filing date: 2014-08-01
Publication date: 2019-05-29
Anticipated expiration: 2034-08-01
Also published as: JP2016035823A; US20160036176A1; US9543722B2

Description

本発明は、電子機器の接続端子に接続されるコネクタに関するものである。

従来、携帯情報端末の接続端子に接続されるバネ状の端子を有する第１のコネクタと、情報処理装置に接続するためのケーブル（例えばUSBケーブル）が接続される第２のコネクタとが搭載された配線基板を備える携帯情報端末用クレードルが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、バネ状の端子に代えてバネで伸縮する可動性のピン（ポコピン）を複数備えたポコピンコネクタなども知られている。

特開２００６−１７３４７３号公報

しかしながら、上述の携帯情報端末用クレードルにおいては、第１のコネクタの複数のバネ状端子と、その複数のバネ状端子それぞれに対応する第２のコネクタの複数の端子とを相互に接続する接続線が形成される配線基板を備えているため、本体のサイズが大きくなるという問題があった。また、ポコピンを複数備えたポコピンコネクタにおいても、同様の配線基板を備えているためコネクタ本体のサイズが大きくなり、かつ製造コストも高くなるという問題があった。

本発明の目的は、コンパクト化及び低コスト化を図ることができるコネクタを提供することである。

本発明のコネクタは、外部機器が対向する対向面を有するケースと、前記ケースに内蔵される平板状のコンタクトとを備えるコネクタであって、前記ケースは、前記対向面に形成され、前記コンタクトの前記外部機器の接続端子と接続する接点を前記対向面上に突出させるための第１開口部と、外部接続用コネクタを受け入れる受入部と、前記コンタクトを保持する保持部とを備え、前記コンタクトは、前記第１開口部に配置され、前記外部機器の接続端子と接触する接点と、前記ケース内に配置され、前記対向面に対して前記接点を略垂直方向に移動させる弾性部と、前記受入部に配置され、前記外部接続用コネクタの接続端子と接触する接触部と、前記弾性部と前記接触部との間に形成され、前記ケース内において前記保持部に保持される被保持部と、前記弾性部と前記接触部との間に形成され、前記ケース内において前記接点と前記接触部とを連結する連結部とを備えることを特徴とする。

また、本発明のコネクタは、前記ケースが前記受入部及び前記保持部を有するケース本体と、前記第１開口部が設けられている前記対向面を有する保護ケースとを備え、前記ケース本体は、前記外部機器が対向する側の面に前記保護ケースを装着するための第２開口部を有し、前記保護ケースは、前記ケース本体の前記第２開口部に前記対向面に対して略垂直方向に移動可能に装着されていることを特徴とする。

また、本発明のコネクタは、前記保持部が前記コンタクトの前記被保持部を保持する前記対向面と略平行な保持面を有することを特徴とする。

また、本発明のコネクタは、複数の前記コンタクトを備え、前記ケースが複数の前記コンタクトそれぞれの前記接点それぞれを前記対向面上に突出させる前記第１開口部を備えることを特徴とする。

また、本発明のコネクタは、前記連結部が複数の前記コンタクトの前記接点の配列ピッチと複数の前記コンタクトの前記接触部の配列ピッチとが異なる場合において複数の前記コンタクトの前記接点の配列ピッチを変更するピッチ変更部を備えることを特徴とする。

また、本発明のコネクタは、前記連結部が複数の前記コンタクトの前記接点の配列順序と複数の前記コンタクトの前記接触部の配列順序とが異なる場合において複数の前記コンタクトの前記接点の配列順序を変更する配列順序変更部を備えることを特徴とする。

また、本発明のコネクタは、複数の前記コンタクトが差動ペアを構成する第１コンタクト及び第２コンタクトを備え、前記第１コンタクト及び前記第２コンタクトは、前記第１コンタクトの前記接点から前記接触部までの長さ及び前記第２コンタクトの前記接点から前記接触部までの長さが同一となるように構成されていることを特徴とする。

また、本発明のコネクタは、前記第１コンタクト及び前記第２コンタクトが平面状または立体状に構成されることを特徴とする。

また、本発明のコネクタは、前記第１コンタクトの前記接点と前記第２コンタクトの前記接点とを結ぶ線上の中心位置及び前記第１コンタクトの前記接触部と前記第２コンタクトの前記接触部とを結ぶ線上の中心位置が、前記接点の配列方向及び前記接触部の配列方向に対して垂直方向に延びる線上に位置するように、前記第１コンタクト及び前記第２コンタクトが配置されることを特徴とする。

また、本発明のコネクタは、前記外部接続用コネクタがMicroUSB、USBType-CまたはUSB3.1であることを特徴とする。

また、本発明のコネクタは、前記外部接続用コネクタの挿抜方向が前記対向面に対して略平行方向、略垂直方向または傾斜させた方向であり、前記接点の配列方向と前記接触部の配列方向が略平行であることを特徴とする。

また、本発明のコネクタは、前記外部接続用コネクタの挿抜方向が前記対向面に対して略平行方向、略垂直方向または傾斜させた方向であり、前記接点の配列方向と前記接触部の配列方向が略垂直であることを特徴とする。

また、本発明のコネクタは、前記接点と前記外部機器の接続端子とが接続されている間、前記外部機器を前記ケースに係止させるための係止部を備えることを特徴とする。

また、本発明のコネクタは、前記ケースが前記外部機器が対向する側の面を有する第１ケース及び前記保持部を有する第２ケースを備え、前記第１ケース及び前記第２ケースは、前記外部機器が対向する方向に結合されており、前記係止部は、前記第２ケースに設けられることを特徴とする。

また、本発明のコネクタは、前記ケース内にインサートされ、前記外部機器と接続するための接続部を前記外部機器が対向する側の面に有する第１シェルと、前記受入部内に形成され、前記第１シェルと接触する第２シェルとを備え、前記第１シェルは、少なくとも前記弾性部及び前記被保持部を覆う形状であることを特徴とする。

本発明によれば、コンパクト化及び低コスト化を図ることができ、且つ高速伝送特性に優れたコネクタを提供することができる。

第１の実施の形態に係るコネクタの外観を示す斜視図である。第１の実施の形態に係るコネクタの構成を示す断面図である。第１の実施の形態に係るコンタクトの構成を示す斜視図である。第１の実施の形態に係るコンタクトの構成を示す平面図である。第２の実施の形態に係るコネクタの外観を示す斜視図である。第２の実施の形態に係るコネクタの構成を示す断面図である。第２の実施の形態に係るコンタクトの構成を示す斜視図である。第２の実施の形態に係るコンタクトの構成を示す平面図である。第３の実施の形態に係るコネクタの外観を示す斜視図である。第３の実施の形態に係るコネクタの構成を示す断面図である。第３の実施の形態に係るケース本体内の構成を示す斜視図である。第３の実施の形態に係るケース本体内の構成を示す斜視図である。第３の実施の形態に係るケース本体内の構成を示す斜視図である。第４の実施の形態に係るコネクタの外観を示す斜視図である。第４の実施の形態に係るコネクタの外観を示す斜視図である。第４の実施の形態に係るコネクタの構成を示す断面図である。第４の実施の形態に係るケース内の構成を示す斜視図である。第４の実施の形態に係るコンタクトの構成を示す斜視図である。実施の形態に係るコンタクトの他の構成を示す斜視図である。実施の形態に係るコンタクトの他の構成を示す平面図である。実施の形態に係るコネクタの他の構成を示す図である。実施の形態に係るコンタクトの他の構成を示す斜視図である。実施の形態に係るコンタクトの他の構成を示す平面図である。実施の形態に係るコンタクトの他の構成を示す斜視図である。実施の形態に係るコンタクトの他の構成を示す平面図である。実施の形態に係るコンタクトの他の構成を示す斜視図である。実施の形態に係るコネクタの他の構成を示す斜視図である。実施の形態に係るコネクタの他の構成を示す斜視図である。実施の形態に係るコネクタの他の構成を示す斜視図である。実施の形態に係るコネクタの他の構成を示す平面図である。実施の形態に係るコネクタの他の構成を示す斜視図である。実施の形態に係るコネクタの他の構成を示す側面図である。

以下、図面を参照して本発明の第１の実施の形態に係るコネクタについて説明する。図１は、第１の実施の形態に係るコネクタの外観を示す斜視図である。なお、この実施の形態に係るコネクタの構成等を示す図面（図１〜図４）においてはＸＹＺ直交座標系を設定し、この直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係等について説明する。Ｘ軸は後述するMicroUSBコネクタを後述する受入部１２に嵌合させる嵌合方向に平行となるように、Ｙ軸は後述する複数のコンタクト８ａ〜８ｅの配列方向に平行となるように、Ｚ軸は後述するケース本体４の上面に対して直交する方向に設定されている。また、MicroUSBコネクタを抜去させる抜去方向が＋Ｘ方向及び嵌合させる嵌合方向が−Ｘ方向となるように、コンタクト８ａ側が＋Ｙ方向及びコンタクト８ｅ側が−Ｙ方向となるように、ケース本体４の上面側が＋Ｚ方向及びケース本体４の下面側が−Ｚ方向となるように設定されている。

コネクタ２は、図１に示すように、ケース本体４、保護ケース６、複数（この実施の形態においては５つ）のコンタクト８ａ〜８ｅ及びマグネット２９ａ，図示しないマグネットを備えて構成されている。コネクタ２においては、携帯情報端末等の外部機器（図示せず）を保護ケース６の上面に押し付けることにより、コンタクト８ａ〜８ｅの接点１８ａ〜１８ｅと外部機器の接続端子とが接触し電気的に接続される。

ケース本体４は、絶縁性を有する部材により構成されている上側ケース４ｂと下側ケース４ｃとを上下（Ｚ方向）に結合させて構成されており、コンタクト８ａ〜８ｅを内蔵している。また、ケース本体４（上側ケース４ｂ）は、外部機器が対向する側の面、即ちケース本体４の上側（＋Ｚ方向側）の面４ａに保護ケース６を装着するための矩形状の第２開口部１０を備えている。また、ケース本体４（下側ケース４ｃ）は、外部接続用コネクタ（この実施の形態においてはMicroUSBコネクタ、図示せず）を受け入れる受入部１２を備えている。

図２は、第１の実施の形態に係るコネクタ２のＸＺ断面を＋Ｙ方向側から視た図である。図２に示すように、ケース本体４（下側ケース４ｃ）は、コンタクト８ａ〜８ｅの被保持部２４ａ〜２４ｅ（図３参照）を保持する保持部１４を備えており、保持部１４は、対向面６ａ（ＸＹ平面）と略平行な保持面１４ａを有している。保持部１４は、コンタクト８ａ〜８ｅの弾性部２０ａ〜２０ｅ，２２ａ〜２２ｅ（図３参照）による弾性力を受けるために設けられている。また、ケース本体４（下側ケース４ｃ）は、コンタクト８ａ〜８ｅの被保持部２５ａ（図３参照），２５ｃ及び図示しない３つの被保持部を保持する保持部１５を備えており、保持部１５は、MicroUSBコネクタが受入部１２に押し込まれる際に押し込まれる力によりコンタクト８ａ〜８ｅがケース本体４に対してずれるのを防止するために設けられている。

保護ケース６は、図１に示すように、外部機器が対向する対向面６ａを有しており、ケース本体４の第２開口部１０に対向面６ａに対して略垂直方向（Ｚ方向）に移動可能に装着されている。また、保護ケース６は、対向面６ａに形成され、接点１８ａ〜１８ｅのそれぞれを対向面６ａ上に突出させるための第１開口部１６ａ〜１６ｅを備えている。

図３及び図４は第１の実施の形態に係るコネクタ２が備える５つのコンタクト８ａ〜８ｅの構成を示す斜視図及び上方向から視た平面図である。コンタクト８ａ〜８ｅのそれぞれは、平板状であって、図１〜図４に示すように、接点１８ａ〜１８ｅ、弾性部２０ａ〜２０ｅ，２２ａ〜２２ｅ、被保持部２４ａ〜２４ｅ、被保持部２５ａ，２５ｃと図示しない３つの被保持部、連結部２６及び接触部２８ａ〜２８ｅを備えて構成されている。接点１８ａ〜１８ｅのそれぞれは、第１開口部１６ａ〜１６ｅのそれぞれに配置され、外部機器が保護ケース６の対向面６ａに押し付けられた際に外部機器の接続端子と接触する。接点１８ａ〜１８ｅは対向面６ａ上に常に突出しているため、外部機器を保護ケース６の対向面６ａに押し付けた際に接点１８ａ〜１８ｅと外部機器の接続端子とを確実に接触させることができる。

弾性部２０ａ〜２０ｅ，２２ａ〜２２ｅのそれぞれは、ケース本体４内に配置され、対向面６ａに対して接点１８ａ〜１８ｅをそれぞれ略垂直方向（Ｚ方向）に移動させる。即ち、外部機器が対向面６ａに押し付けられると、弾性部２０ａ〜２０ｅ，２２ａ〜２２ｅが圧縮され、接点１８ａ〜１８ｅ及び保護ケース６が−Ｚ方向に移動する。被保持部２４ａ〜２４ｅのそれぞれは、弾性部２２ａ〜２２ｅと接触部２８ａ〜２８ｅとの間に形成され、ケース本体４内において保持部１４の保持面１４ａに保持されている。被保持部２５ａ，２５ｃ及び図示しない３つの被保持部のそれぞれは、弾性部２２ａ〜２２ｅと接触部２８ａ〜２８ｅとの間に形成され、ケース本体４内において保持部１５に保持されている。

連結部２６は、弾性部２２ａ〜２２ｅと接触部２８ａ〜２８ｅとの間に形成され、ケース本体４内において接点１８ａ〜１８ｅのそれぞれと接触部２８ａ〜２８ｅのそれぞれとを連結している。また、連結部２６は、図３及び図４に示すように、接点１８ａ〜１８ｅの配列方向（Ｙ方向）における配列ピッチ（配列間隔）と、接触部２８ａ〜２８ｅの配列方向（Ｙ方向）における配列ピッチ（配列間隔）とが異なるため、接点１８ａ〜１８ｅの配列ピッチを変更するピッチ変更部としても機能する。

接触部２８ａ〜２８ｅのそれぞれは、受入部１２に配置され、受入部１２内において−Ｚ方向に露出した面を有しており、MicroUSBコネクタが受入部１２に嵌合されるとMicroUSBコネクタの接続端子と接触する。

マグネット２９は、図１に示すように、下側ケース４ｃ内のコンタクト８ａ側（＋Ｙ方向側）に装着されている。また、図示しないマグネットは、下側ケース４ｃ内のコンタクト８ｅ側（−Ｙ方向側）に装着されている。マグネット２９及び図示しないマグネットは、コンタクト８ａ〜８ｅの接点１８ａ〜１８ｅと外部機器の接続端子とが接続している間に、外部機器を対向面６ａに係止させるための係止部として設けられている。

なお、係止部としてのマグネットは、保持部１４（保持面１４ａ）を有する下側ケース４ｃに設けることが望ましい。保持部１４を有さない上側ケース４ｂにマグネットを設けると、上側ケース４ｂと下側ケース４ｃとが分離するおそれがあるからである。即ち、保持部１４（保持面１４ａ）は、外部機器を対向面６ａに押し付けた際に−Ｚ方向に生じる外力を受けている。ここで、ケース本体４内にマグネットを設けることにより、外力と反対方向（＋Ｚ方向）に外部機器を係止させるための係止力が生じる。したがって、保持部１４を有さない上側ケース４ｂにマグネットを設けると、上側ケース４ｂを＋Ｚ方向に押し上げる係止力と下側ケース４ｃを−Ｚ方向に押し付ける外力とが反発し、上側ケース４ｂと下側ケース４ｃとの結合を弱める。一方、保持部１４を有する下側ケース４ｃにマグネットを設けると、＋Ｚ方向に働く係止力及び−Ｚ方向に働く外力の双方が下側ケース４ｃにかかるため、上側ケース４ｂと下側ケース４ｃとの結合を弱めない。

次に、第１の実施の形態に係るコネクタ２に、外部機器及びMicroUSBコネクタを嵌合させた場合について説明する。図１及び図２に示すコネクタ２の受入部１２内にMicroUSBコネクタが挿入されると、コンタクト８ａ〜８ｅの接触部２８ａ〜２８ｅのそれぞれがMicroUSBコネクタの接続端子のそれぞれと接触する。また、図１及び図２に示すコネクタ２の保護ケース６の対向面６ａに外部機器が押し付けられると、コンタクト８ａ〜８ｅの接点１８ａ〜１８ｅのそれぞれが外部機器の接続端子のそれぞれと接触する。また、マグネット２９及び図示しないマグネットは、外部機器を磁力により対向面６ａに係止する。そして、コネクタ２を介して外部機器とMicroUSBコネクタとが電気的に接続され、外部機器へのデータ通信または電力供給が行われる。

この第１の実施の形態に係るコネクタによれば、接点と接触部を連結するコンタクトがケース本体に内蔵されているため、配線基板等をケース本体に内蔵する必要がなく、コネクタ本体のサイズをコンパクト化することができ、且つ製造コストを安くすることができる。また、既存のMicroUSBコネクタを用いて外部機器へのデータ通信や充電を容易に行うことができる。

次に、図面を参照して本発明の第２の実施の形態に係るコネクタについて説明する。図５は、第２の実施の形態に係るコネクタの外観を示す斜視図である。なお、第２の実施の形態に係るコネクタについては、図１及び図２に示すコネクタ２の構成と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。また、この実施の形態に係るコネクタ等の構成を示す図面（図５〜図８）においても、図１〜図４と同様のＸＹＺ直交座標系を設定し、この直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係等について説明する。

コネクタ３０は、図５に示すように、ケース３２及び複数（この実施の形態においては５つ）のコンタクト３４ａ〜３４ｅを備えて構成されている。コネクタ３０においては、携帯情報端末等の外部機器（図示せず）がケース３２の上面に装着されることにより、コンタクト３４ａ〜３４ｅの接点３８ａ〜３８ｅと外部機器の接続端子とが接触し電気的に接続される。

図６は、第２の実施の形態に係るコネクタ３０のＸＺ断面を＋Ｙ方向側から視た図である。ケース３２は、略直方体状であって絶縁性を有する部材により構成されており、コンタクト３４ａ〜３４ｅを内蔵している。また、ケース３２は、図５に示すように、外部機器が対向する対向面３２ａを有している。また、ケース３２は、対向面３２ａに形成され、接点３８ａ〜３８ｅのそれぞれを対向面３２ａ上に突出させるための第１開口部３６ａ〜３６ｅを備えている。

図７及び図８は第２の実施の形態に係るコネクタ３０が備える５つのコンタクト３４ａ〜３４ｅの構成を示す斜視図及び上方向から視た平面図である。コンタクト３４ａ〜３４ｅのそれぞれは、平板状であって、図５〜図８に示すように、接点３８ａ〜３８ｅ、弾性部３９ａ〜３９ｅ，２２ａ〜２２ｅ、被保持部２４ａ〜２４ｅ、被保持部２５ａ，２５ｃと図示しない３つの被保持部、連結部２６及び接触部２８ａ〜２８ｅを備えて構成されている。接点３８ａ〜３８ｅのそれぞれは、第１開口部３６ａ〜３６ｅのそれぞれに配置され、外部機器がケース３２の対向面３２ａに装着された際に外部機器の接続端子と接触する。

弾性部３９ａ〜３９ｅ，２２ａ〜２２ｅのそれぞれは、ケース３２内に配置され、対向面３２ａに対して接点３８ａ〜３８ｅをそれぞれ略垂直方向（Ｚ方向）に移動させる。即ち、外部機器が対向面３２ａに装着されると、弾性部３９ａ〜３９ｅ，２２ａ〜２２ｅが圧縮され、接点３８ａ〜３８ｅが−Ｚ方向に移動する。

次に、第２の実施の形態に係るコネクタ３０に、外部機器及びMicroUSBコネクタを嵌合させた場合について説明する。図５及び図６に示すコネクタ３０の受入部１２内にMicroUSBコネクタが挿入されると、コンタクト３４ａ〜３４ｅの接触部２８ａ〜２８ｅのそれぞれがMicroUSBコネクタの接続端子のそれぞれと接触する。また、図５及び図６に示すコネクタ３０のケース３２の対向面３２ａに外部機器が押し付けられると、コンタクト３４ａ〜３４ｅの接点３８ａ〜３８ｅのそれぞれが外部機器の接続端子のそれぞれと接触する。また、マグネット２９及び図示しないマグネットは、外部機器を磁力により対向面３２ａに係止する。そして、コネクタ３０を介して外部機器とMicroUSBコネクタとが電気的に接続され、外部機器へのデータ通信または電力供給が行われる。

この第２の実施の形態に係るコネクタによれば、接点と接触部を連結するコンタクトがケースに内蔵されているため、配線基板等をケースに内蔵する必要がなく、コネクタ本体のサイズをコンパクト化することができ、且つ製造コストを安くすることができる。また、既存のMicroUSBコネクタを用いて外部機器へのデータ通信や充電を容易に行うことができる。

次に、図面を参照して本発明の第３の実施の形態に係るコネクタについて説明する。図９は第３の実施の形態に係るコネクタの外観を示す斜視図、図１０は第３の実施の形態に係るコネクタのＸＺ断面を＋Ｙ方向側から視た図である。なお、第３の実施の形態に係るコネクタについては、図１及び図２に示すコネクタ２の構成と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。また、この実施の形態に係るコネクタ等の構成を示す図面（図９〜図１３）においても、図１〜図４と同様のＸＹＺ直交座標系を設定し、この直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係等について説明する。

コネクタ１００は、図９及び図１０に示すように、MicroUSBコネクタシェル（以下、単にコネクタシェルという。）１０１、上側シェル１０２及び下側シェル１０３を備えている。図１１及び図１２はケース本体４内の構成を示す上方向から視た斜視図、図１３はケース本体４内の構成を示す下方向から視た斜視図である。

コネクタシェル１０１は、受入部１２内に形成されており、ケース本体４の下側ケース４ｃに圧入されている。コネクタシェル１０１は上側シェル１０２と接触しており、具体的には、図１０及び図１２に示すように、コネクタシェル１０１のコネクタ側接触部１０１ａと上側シェル１０２の上側シェル接触部１０２ａとが接続されている。また、コネクタシェル１０１は下側シェル１０３と接触しており、具体的には、図１０及び図１３に示すように、コネクタシェル１０１のコネクタ側接触部１０１ｂと下側シェル１０３の下側シェル接触部１０３ａとが接続されている。

上側シェル１０２は、ケース本体４の上側ケース４ｂにインサートモールドされており、図９に示すように、外部機器が対向する側の面４ａに外部機器と接続するための接続部１０２ｂ，１０２ｃを露出させている。上側シェル１０２は、図１１及び図１２に示すように、コンタクト８ａ〜８ｅの弾性部２０ａ〜２０ｅ，２２ａ〜２２ｅ、被保持部２４ａ〜２４ｅ及び連結部２６を覆う形状であり、下側シェル１０３の内側に下側シェル１０３と接触して配置されている。

下側シェル１０３は、ケース本体４の下側ケース４ｃにインサートモールドされており、図１１及び図１２に示すように、コンタクト８ａ〜８ｅの弾性部２０ａ〜２０ｅ，２２ａ〜２２ｅ、被保持部２４ａ〜２４ｅ及び連結部２６を覆う形状であり、上側シェル１０２の外側に上側シェル１０２と接触して配置されている。なお、この実施の形態においては、上側シェル１０２及び下側シェル１０３が弾性部２０ａ〜２０ｅ，２２ａ〜２２ｅ、被保持部２４ａ〜２４ｅ及び連結部２６を覆う形状であるが、上側シェル１０２及び下側シェル１０３の少なくとも一方が少なくとも弾性部２０ａ〜２０ｅ，２２ａ〜２２ｅ及び被保持部２４ａ〜２４ｅを覆う形状であればよい。

次に、第３の実施の形態に係るコネクタ１００に、外部機器及びMicroUSBコネクタを嵌合させた場合について説明する。コネクタ１００の受入部１２内にMicroUSBコネクタが挿入されると、コネクタシェル１０１とMicroUSBコネクタのプラグシェルとが接触する。また、コネクタ１００の対向面６ａに外部機器が押し付けられると、上側シェル１０２の接続部１０２ｂ、１０２ｃと外部機器のシャーシとが接触する。MicroUSBコネクタのプラグシェルと接触するコネクタシェル１０１は、上側シェル１０２及び下側シェル１０３に接触しており、上側シェル１０２は、下側シェル１０３と外部機器のシャーシに接触しているため、MicroUSBコネクタのプラグシェルのグランドと外部機器のシャーシのグランドとが接続される。

この第３の実施の形態に係るコネクタによれば、接点と接触部を連結するコンタクトがケース本体に内蔵されているため、配線基板等をケース本体に内蔵する必要がなく、コネクタ本体のサイズをコンパクト化することができ、且つ製造コストを安くすることができる。また、既存のMicroUSBコネクタを用いて外部機器へのデータ通信や充電を容易に行うことができる。また、ケース本体にインサートモールドされ、少なくとも弾性部及び被保持部を覆う形状の上側シェル及び下側シェルを備え、この上側シェル及び下側シェルが外部機器のシャーシ及びMicroUSBコネクタのプラグシェルに接続されるため、コネクタ内で発生したノイズの外部への放射及び外部からのノイズの侵入を防止することができる。

なお、第３の実施の形態に係るコネクタにおいては、上側シェル１０２が下側シェル１０３の内側に配置されているが、これに限定されず、例えば上側シェルが下側シェルの外側に配置される構成にすることもできる。

次に、図面を参照して本発明の第４の実施の形態に係るコネクタについて説明する。図１４及び図１５は、第４の実施の形態に係るコネクタの外観を示す上方向から視た斜視図及び下方向から視た斜視図である。なお、第４の実施の形態に係るコネクタについては、図１及び図２に示すコネクタ２の構成と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。また、この実施の形態に係るコネクタ等の構成を示す図面（図１４〜図１８）においても、図１〜図４と同様のＸＹＺ直交座標系を設定し、この直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係等について説明する。Ｘ軸は後述する複数のコンタクト５３ａ〜５３ｅの配列方向に対して直交する方向であって対向面５２ａに平行となるように、Ｙ軸は複数のコンタクト５３ａ〜５３ｅの配列方向に平行となるように、Ｚ軸は後述するケース本体５６の上面に対して直交する方向に設定されている。

コネクタ６０は、図１４及び図１５に示すように、ケース本体５６、保護ケース５２、複数（この実施の形態においては５つ）のコンタクト５３ａ〜５３ｅ及びマグネット５５ａ，５５ｂ（図１７参照）を備えて構成されている。コネクタ６０においては、携帯情報端末等の外部機器（図示せず）を保護ケース５２の上面５２ａに押しつけることにより、コンタクト５３ａ〜５３ｅの接点５７ａ〜５７ｅと外部機器の接続端子とが接触し電気的に接続される。

ケース本体５６は、図１４に示すように、コンタクト５３ａ〜５３ｅを内蔵しており、外部機器が対向する側の面、即ちケース本体５６の上側（＋Ｚ方向側）の面５４に保護ケース５２を装着するための矩形状の第２開口部５９を備えている。また、ケース本体５６は、図１５に示すように、外部機器が対向する側の面５４と対向する面、即ちケース本体５６の下側（−Ｚ方向側）の面５８に外部接続用コネクタ（この実施の形態においてはMicroUSBコネクタ、図示せず）を受け入れる受入部５１を備えている。

保護ケース５２は、図１４に示すように、外部機器が対向する対向面５２ａを有しており、ケース本体５６の第２開口部５９に対向面５２ａに対して略垂直方向（Ｚ方向）に移動可能に装着されている。また、保護ケース５２は、対向面５２ａに形成され、接点５７ａ〜５７ｅのそれぞれを対向面５２ａ上に突出させるための第１開口部６１ａ〜６１ｅを備えている。

図１６は、第４の実施の形態に係るコネクタ６０のＸＺ断面を＋Ｙ方向側から視た図である。図１６に示すように、ケース本体５６は、コンタクト５３ａ〜５３ｅの被保持部１０８ａ〜１０８ｅ（図１８参照）を保持する保持部１０５を備えており、保持部１０５は、対向面５２ａ（ＸＹ平面）と略平行な保持面１０５ａを有している。保持部１０５は、コンタクト５３ａ〜５３ｅの弾性部１０６ａ〜１０６ｅ，１０７ａ〜１０７ｅ（図１８参照）による弾性力を受けるために設けられている。

図１７は、ケース本体５６内の構成を示す斜視図である。マグネット５５ａは、図１７に示すように、ケース本体５６内のコンタクト５３ａ側（＋Ｙ方向側）に装着されている。また、マグネット５５ｂは、ケース本体５６内のコンタクト５３ｅ側（−Ｙ方向側）に装着されている。マグネット５５ａ，５５ｂは、コンタクト５３ａ〜５３ｅの接点５７ａ〜５７ｅと外部機器の接続端子とが接続している間に、外部機器を対向面５２ａに係止させるための係止部として設けられている。

図１８は、第４の実施の形態に係るコネクタ６０が備える５つのコンタクト５３ａ〜５３ｅの構成を示す斜視図である。コンタクト５３ａ〜５３ｅのそれぞれは、平板状であって、図１８に示すように、接点５７ａ〜５７ｅ、弾性部１０６ａ〜１０６ｅ，１０７ａ〜１０７ｅ、被保持部１０８ａ〜１０８ｅ、連結部１０９及び接触部１１０ａ〜１１０ｅを備えて構成されている。接点５７ａ〜５７ｅのそれぞれは、第１開口部６１ａ〜６１ｅのそれぞれに配置され、外部機器が保護ケース５２の対向面５２ａに押し付けられた際に外部機器の接続端子と接触する。接点５７ａ〜５７ｅは対向面５２ａ上に常に突出しているため、外部機器を保護ケース５２の対向面５２ａに押し付けた際に接点５７ａ〜５７ｅと外部機器の接続端子とを確実に接触させることができる。

弾性部１０６ａ〜１０６ｅ，１０７ａ〜１０７ｅのそれぞれは、ケース本体５６内に配置され、対向面５２ａに対して接点５７ａ〜５７ｅをそれぞれ略垂直方向（Ｚ方向）に移動させる。即ち、外部機器が対向面５２ａに押し付けられると、弾性部１０６ａ〜１０６ｅ，１０７ａ〜１０７ｅが圧縮され、接点５７ａ〜５７ｅ及び保護ケース５２が−Ｚ方向に移動する。被保持部１０８ａ〜１０８ｅのそれぞれは、弾性部１０７ａ〜１０７ｅと接触部１１０ａ〜１１０ｅとの間に形成され、ケース本体５６内において保持部１０５の保持面１０５ａに保持されている。

連結部１０９は、弾性部１０７ａ〜１０７ｅと接触部１１０ａ〜１１０ｅとの間に形成され、ケース本体５６内において接点５７ａ〜５７ｅのそれぞれと接触部１１０ａ〜１１０ｅのそれぞれとを連結している。また、連結部１０９は、図１８に示すように、接点５７ａ〜５７ｅの配列方向（Ｙ方向）における配列ピッチ（配列間隔）と、接触部１１０ａ〜１１０ｅの配列方向（Ｙ方向）における配列ピッチ（配列間隔）とが異なるため、接点５７ａ〜５７ｅの配列ピッチを変更するピッチ変更部としても機能する。

接触部１１０ａ〜１１０ｅのそれぞれは、受入部５１に配置され、受入部５１内において−Ｘ方向に露出した面を有しており、MicroUSBコネクタが受入部５１に嵌合されるとMicroUSBコネクタの接続端子と接触する。

次に、第４の実施の形態に係るコネクタ６０に、外部機器及びMicroUSBコネクタを嵌合させた場合について説明する。図１５及び図１６に示すコネクタ６０の受入部５１内にMicroUSBコネクタが挿入されると、コンタクト５３ａ〜５３ｅの接触部１１０ａ〜１１０ｅのそれぞれがMicroUSBコネクタの接続端子のそれぞれと接触する。また、図１４及び図１６に示すコネクタ６０の保護ケース５２の対向面５２ａに外部機器が押し付けられると、コンタクト５３ａ〜５３ｅの接点５７ａ〜５７ｅのそれぞれが外部機器の接続端子のそれぞれと接触する。また、マグネット５５ａ，５５ｂは、外部機器を磁力により対向面５２ａに係止する。そして、コネクタ６０を介して外部機器とMicroUSBコネクタとが電気的に接続され、外部機器へのデータ通信または電力供給が行われる。

この第４の実施の形態に係るコネクタによれば、接点と接触部を連結するコンタクトがケース本体に内蔵されているため、配線基板等をケース本体に内蔵する必要がなく、コネクタ本体のサイズをコンパクト化することができ、且つ製造コストを安くすることができる。また、既存のMicroUSBコネクタを用いて外部機器へのデータ通信や充電を容易に行うことができる。

なお、上述の各実施の形態においては、５つのコンタクト８ａ〜８ｅ（３４ａ〜３４ｅ）を有するコネクタ２（３０，１００）を例に挙げて説明したが、１つ〜４つまたは６つ以上のコンタクトを有するコネクタであってもよい。例えば図１９の斜視図及び図２０の上方向から視た平面図に示すように、７つのコンタクト９ａ〜９ｇを備えたコネクタ（図示せず）であってもよい。

また、上述の各実施の形態においては、コンタクト８ａ〜８ｅ（３４ａ〜３４ｅ）の接点１８ａ〜１８ｅ（３８ａ〜３８ｅ）それぞれが第１開口部１６ａ〜１６ｅ（３６ａ〜３６ｅ）それぞれから対向面６ａ（３２ａ）上に突出する構成を例に挙げて説明したが、２つ以上の接点が１つの第１開口部から対向面上に突出する構成にしてもよい。例えば図２１に示すコネクタ３１のように、接点３８ａ〜３８ｅのそれぞれを対向面３２ａ上に突出させる１つの第１開口部３６を備える構成にすることもできる。

また、上述の各実施の形態においては、コンタクト８ａ〜８ｅ（３４ａ〜３４ｅ）の接点１８ａ〜１８ｅ（３８ａ〜３８ｅ）の配列順序と、コンタクト８ａ〜８ｅ（３４ａ〜３４ｅ）の接触部２８ａ〜２８ｅの配列順序とが同一の場合、即ち外部機器の接続端子の配列順序とMicroUSBコネクタの接続端子の配列順序とが同一の場合を例に挙げて説明している。これに対し、コンタクト８ａ〜８ｅ（３４ａ〜３４ｅ）の接点１８ａ〜１８ｅ（３８ａ〜３８ｅ）の配列順序と、コンタクト８ａ〜８ｅ（３４ａ〜３４ｅ）の接触部２８ａ〜２８ｅの配列順序とを異ならせてもよい。この場合には、連結部２６がコンタクト８ａ〜８ｅ（３４ａ〜３４ｅ）の接点１８ａ〜１８ｅ（３８ａ〜３８ｅ）の配列順序を変更する配列順序変更部として機能する。図２２及び図２３は、接点の配列順序と接触部の配列順序が異なる場合のコンタクト４０ａ〜４０ｅの構成を示す斜視図及び上方向から視た平面図である。

図２２及び図２３に示すように、コンタクト４０ａ〜４０ｅの接点４１ａ〜４１ｅの配列順序と接触部４２ａ〜４２ｅの配列順序が異なる場合には、連結部４３は、接点の４１ａ〜４１ｅの配列順序を変更する。即ち、接点４１ａ〜４１ｅの配列順序を、コンタクト４０ｂ〜４０ｄを交差させることにより、配列順序４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅから配列順序４１ａ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｂ，４１ｅに変更する。

また、上述の各実施の形態において、コンタクト８ａ〜８ｅ（３４ａ〜３４ｅ）が差動ペアを有する場合には、差動ペアにおける高速データ通信や高速充電等を実現するために、差動ペアを構成する２つのコンタクト（以下、第１コンタクト及び第２コンタクトという。）の接点から接触部までの長さが同一であることが望ましい。図２４及び図２５は、差動ペアを構成する第１コンタクト及び第２コンタクトを備えるコンタクトの構成の一例を示す斜視図及び上方向から視た平面図である。

図２４及び図２５に示すように、差動ペアを構成する第１コンタクト４４ｃ及び第２コンタクト４４ｄは、第１コンタクト４４ｃの接点４５ｃから接触部４６ｃまでの長さ及び第２コンタクト４４ｄの接点４５ｄから接触部４６ｄまでの長さが同一となるように構成されている。即ち、第１コンタクト４４ｃ及び第２コンタクト４４ｄは、図２５に示すように、第１コンタクト４４ｃの接点４５ｃと第２コンタクト４４ｄの接点４５ｄとを結ぶ線Ａ上の中心位置Ｂ及び第１コンタクト４４ｃの接触部４６ｃと第２コンタクト４４ｄの接触部４６ｄとを結ぶ線Ｃ上の中心位置Ｄが、コンタクト４４ａ〜４４ｅの接点４５ａ〜４５ｅの配列方向Ｅ及び接触部４６ａ〜４６ｅの配列方向Ｆに対して垂直方向に延びる線Ｇ上に位置するように、配置されている。なお、第１コンタクト４４ｃ及び第２コンタクト４４ｄの連結部は、平面状に構成されており、接点４５ｃから接触部４６ｃまでの長さと接点４５ｄから接触部４６ｄまでの長さとが同一となるように構成されている。このように構成することにより、第１コンタクト４４ｃの接点４５ｃから接触部４６ｃまでの長さ及び第２コンタクト４４ｄの接点４５ｄから接触部４６ｄまでの長さが同一となるように、第１コンタクト４４ｃ及び第２コンタクト４４ｄを容易に構成することができる。また、このように構成することにより、高速伝送特性を向上させることができる。

また、コンタクトが複数の差動ペアを有する場合においては、各差動ペアを構成する第１コンタクト及び第２コンタクトの接点から接触部までの長さをそれぞれ同一とすることが望ましい。図２６は、複数の差動ペアを構成する第１コンタクト及び第２コンタクトを備えるコンタクトの構成の一例を示す斜視図である。図２６に示すように、一方の差動ペアを構成する第１コンタクト４７ｂ及び第２コンタクト４７ｃは、第１コンタクト４７ｂの接点４８ｂから接触部４９ｂまでの長さ及び第２コンタクト４７ｃの接点４８ｃから接触部４９ｃまでの長さが同一となるように構成されている。具体的には、第２コンタクト４７ｃの接点４８ｃと接触部４９ｃとを連結している部分５０ｃを立体状に構成することにより、第１コンタクト４７ｂの接点４８ｂから接触部４９ｂまでの長さと第２コンタクト４７ｃの接点４８ｃから接触部４９ｃまでの長さとが同一となるように調整されている。

また、図２６に示すように、他方の差動ペアを構成する第１コンタクト４７ｅ及び第２コンタクト４７ｆも、第１コンタクト４７ｅの接点４８ｅから接触部４９ｅまでの長さ及び第２コンタクト４７ｆの接点４８ｆから接触部４９ｆまでの長さが同一となるように構成されている。具体的には、第１コンタクト４７ｅの接点４８ｅと接触部４９ｅとを連結している部分５０ｅを立体状に構成することにより、第１コンタクト４７ｅの接点４８ｅから接触部４９ｅまでの長さと第２コンタクト４７ｆの接点４８ｆから接触部４９ｆまでの長さとが同一となるように調整されている。このように構成することにより、高速伝送特性を向上させることができる。

また、上述の第１〜第３の実施の形態においては、MicroUSBコネクタの挿抜方向が対向面に対して略平行方向であり、接点の配列方向と接触部の配列方向が略平行であるコネクタについて、上述の第４の実施の形態においては、MicroUSBコネクタの挿抜方向が対向面に対して略垂直方向であり、接点の配列方向と接触部の配列方向が略平行であるコネクタについて説明したが、MicroUSBコネクタの挿抜方向が対向面に対して傾斜させた方向であり、接点の配列方向と接触部の配列方向が略平行であるコネクタであってもよい。例えば図２７の上方向から視た斜視図、図２８の下方向から視た斜視図に示すように、MicroUSBコネクタを受け入れる受入部６２を、保護ケース６４が配置される面６６に対して傾斜させたケース本体６８の面７０に備えたコネクタ７２であってもよい。

また、MicroUSBコネクタの挿抜方向が対向面に対して略平行方向であり、接点の配列方向と接触部の配列方向が略垂直であるコネクタであってもよい。例えば図２９の上方向から視た斜視図、図３０の平面図に示すように、MicroUSBコネクタを受け入れる受入部７４を、保護ケース７６が配置される面７８に対して垂直なケース本体８０の面８２に備えたコネクタ８４であってもよい。または、例えば図３１の上方向から視た斜視図、図３２の側面図に示すように、MicroUSBコネクタを受け入れる受入部８６を、保護ケース８８が配置される面９０に対して垂直なケース本体９２の面９４に備えたコネクタ９６であってもよい。

また、MicroUSBコネクタの挿抜方向が対向面に対して略垂直方向であり、接点の配列方向と接触部の配列方向が略垂直であるコネクタであってもよく、MicroUSBコネクタの挿抜方向が対向面に対して傾斜させた方向であり、接点の配列方向と接触部の配列方向が略垂直であるコネクタであってもよい。

また、上述の各実施の形態においては、外部接続用コネクタとしてMicroUSBコネクタを例に挙げて説明しているが、外部接続用コネクタとして他のコネクタ、例えばUSBType-CコネクタまたはUSB3.1コネクタを用いてもよい。

また、上述の各実施の形態においては、係止部としてマグネットを備えたコネクタを例に挙げて説明したが、マグネットに代えて例えば爪等を有するメカニカルロックを備えたコネクタであってもよい。この場合においても、メカニカルロックは、上側ケースと下側ケースとの分離を防止するために、保持部（保持面）を有する下側ケースに設けることが望ましい。

２，３０，１００…コネクタ、４…ケース本体、４ｂ…上側ケース、４ｃ…下側ケース、６…保護ケース、６ａ…対向面、８ａ〜８ｅ，３４ａ〜３４ｅ…コンタクト、１０…第２開口部、１２…受入部、１４…保持部、１４ａ…保持面、１６ａ〜１６ｅ，３６ａ〜３６ｅ…第１開口部、１８ａ〜１８ｅ，３８ａ〜３８ｅ…接点、２０ａ〜２０ｅ，２２ａ〜２２ｅ…弾性部、２４ａ〜２４ｅ…被保持部、２６…連結部、２８ａ〜２８ｅ…接触部、２９ａ，２９ｂ…マグネット、３２…ケース、１０１…MicroUSBコネクタ側シェル、１０２…上側シェル、１０３…下側シェル。

Claims

外部機器が対向する対向面を有するケースと、前記ケースに内蔵される平板状のコンタクトとを備えるコネクタであって、
前記ケースは、
前記対向面に形成され、前記コンタクトの前記外部機器の接続端子と接続する接点を前記対向面上に突出させるための第１開口部と、
外部接続用コネクタを受け入れる受入部と、
前記対向面に平行な面で前記コンタクトを保持する保持部と、を備え、
前記コンタクトは、
前記第１開口部に配置され、前記外部機器の接続端子と接触する接点と、
前記ケース内に配置され、前記対向面に対して前記接点を略垂直方向に移動させる弾性部と、
前記受入部に配置され、前記外部接続用コネクタの接続端子と接触する接触部と、
前記弾性部と前記接触部との間に形成され、前記ケース内において前記保持部に保持される被保持部と、
前記弾性部と前記接触部との間に形成され、前記ケース内において前記接点と前記接触部とを連結する連結部と、を備え、
前記被保持部は、前記接触部を含む前記対向面に平行な面を境界として、前記対向面を含む領域と異なる領域に配置されることを特徴とするコネクタ。
外部機器が対向する対向面を有するケースと、前記ケースに内蔵される平板状のコンタクトとを備えるコネクタであって、
前記ケースは、
前記対向面に形成され、前記コンタクトの前記外部機器の接続端子と接続する接点を前記対向面上に突出させるための第１開口部と、
前記対向面に背向する面から前記対向面に向けて外部接続用コネクタを受け入れる受入部と、
前記コンタクトを保持する保持部と、を備え、
前記コンタクトは、
前記第１開口部に配置され、前記外部機器の接続端子と接触する接点と、
前記ケース内に配置され、前記対向面に対して前記接点を略垂直方向に移動させる弾性部と、
前記受入部に配置され、前記対向面と略直交する面内で前記外部接続用コネクタの接続端子と接触する接触部と、
前記弾性部と前記接触部との間に形成され、前記ケース内において前記保持部に保持される被保持部と、
前記弾性部と前記接触部との間に形成され、前記ケース内において前記接点と前記接触部とを連結する連結部と、を備えることを特徴とするコネクタ。
前記ケースは、前記受入部及び前記保持部を有するケース本体と、前記第１開口部が設けられている前記対向面を有する保護ケースとを備え、
前記ケース本体は、前記外部機器が対向する側の面に前記保護ケースを装着するための第２開口部を有し、
前記保護ケースは、前記ケース本体の前記第２開口部に前記対向面に対して略垂直方向に移動可能に装着されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載のコネクタ。
前記保持部は、前記コンタクトの前記被保持部を保持する前記対向面と略平行な保持面を有することを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか一項に記載のコネクタ。
複数の前記コンタクトを備え、
前記ケースは、複数の前記コンタクトそれぞれの前記接点それぞれを前記対向面上に突出させる前記第１開口部を備えることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか一項に記載のコネクタ。
前記連結部は、複数の前記コンタクトの前記接点の配列ピッチと複数の前記コンタクトの前記接触部の配列ピッチとが異なる場合において複数の前記コンタクトの前記接点の配列ピッチを変更するピッチ変更部を備えることを特徴とする請求項５記載のコネクタ。
前記連結部は、複数の前記コンタクトの前記接点の配列順序と複数の前記コンタクトの前記接触部の配列順序とが異なる場合において複数の前記コンタクトの前記接点の配列順序を変更する配列順序変更部を備えることを特徴とする請求項５または請求項６記載のコネクタ。
複数の前記コンタクトは、差動ペアを構成する第１コンタクト及び第２コンタクトを備え、
前記第１コンタクト及び前記第２コンタクトは、前記第１コンタクトの前記接点から前記接触部までの長さ及び前記第２コンタクトの前記接点から前記接触部までの長さが同一となるように構成されていることを特徴とする請求項５〜請求項７の何れか一項に記載のコネクタ。
前記第１コンタクト及び前記第２コンタクトは、平面状または立体状に構成されることを特徴とする請求項８記載のコネクタ。
前記第１コンタクトの前記接点と前記第２コンタクトの前記接点とを結ぶ線上の中心位置及び前記第１コンタクトの前記接触部と前記第２コンタクトの前記接触部とを結ぶ線上の中心位置が、前記接点の配列方向及び前記接触部の配列方向に対して垂直方向に延びる線上に位置するように、前記第１コンタクト及び前記第２コンタクトが配置されることを特徴とする請求項８または請求項９記載のコネクタ。
前記外部接続用コネクタは、MicroUSB、USBType-CまたはUSB3.1であることを特徴とする請求項１〜請求項１０の何れか一項に記載のコネクタ。
前記外部接続用コネクタの挿抜方向は、前記対向面に対して略平行方向、略垂直方向または傾斜させた方向であり、
前記接点の配列方向と前記接触部の配列方向は、略平行であることを特徴とする請求項１〜請求項１１の何れか一項に記載のコネクタ。
前記外部接続用コネクタの挿抜方向は、前記対向面に対して略平行方向、略垂直方向または傾斜させた方向であり、
前記接点の配列方向と前記接触部の配列方向は、略垂直であることを特徴とする請求項１〜請求項１１の何れか一項に記載のコネクタ。
前記接点と前記外部機器の接続端子とが接続されている間、前記外部機器を前記ケースに係止させるための係止部を備えることを特徴とする請求項１〜請求項１３の何れか一項に記載のコネクタ。
前記ケースは、前記外部機器が対向する側の面を有する第１ケース及び前記保持部を有する第２ケースを備え、
前記第１ケース及び前記第２ケースは、前記外部機器が対向する方向に結合されており、
前記係止部は、前記第２ケースに設けられることを特徴とする請求項１４記載のコネクタ。
前記ケース内にインサートされ、前記外部機器と接続するための接続部を前記外部機器が対向する側の面に有する第１シェルと、前記受入部内に形成され、前記第１シェルと接触する第２シェルとを備え、
前記第１シェルは、少なくとも前記弾性部及び前記被保持部を覆う形状であることを特徴とする請求項１〜請求項１５の何れか一項に記載のコネクタ。