JP6866648B2 - Electronic device housing - Google Patents
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本発明は、電子機器の筐体に関し、特に、屋外に設置される電子機器の筐体の防水構造に関する。 The present invention relates to a housing of an electronic device, and more particularly to a waterproof structure of a housing of an electronic device installed outdoors.
屋外の雨水に曝される電子機器においては、その電子回路への防水目的で、密閉される筐体が一般的に採用されている。 In electronic devices exposed to outdoor rainwater, a sealed housing is generally adopted for the purpose of waterproofing the electronic circuits.
例えば、特許文献1には、筐体の一部から放熱フィンの一部を露出させるように、放熱フィンがインサート成形法により封止プラスチックで封止され、筐体と一体成形される構造が記載されている。 For example, Patent Document 1 describes a structure in which the heat radiating fins are sealed with a sealing plastic by an insert molding method and integrally molded with the housing so that a part of the heat radiating fins is exposed from a part of the housing. Has been done.
特許文献1に記載された従来の電子機器の筐体は、図9に示すように、発熱体である電子部品を実装した回路基板が放熱シートを介してアルミ合金からなる放熱フィンに接続され、放熱フィンの一部が露出するように筐体に穴が空けられ、封止プラスチックで一体化された筐体構造を有している。この場合、放熱フィンを熱伝導の高い金属により形成した場合、屋外設置の環境ではプラスチックと金属の特性の違いによる応力の発生、外力による剥離が発生するという問題があった。これにより、放熱フィン周りに隙間が発生し得るため、浸水が発生する等、密閉性が十分に確保できず、屋外設置されるべき電子機器の筐体としては適さない。 In the housing of the conventional electronic device described in Patent Document 1, as shown in FIG. 9, a circuit board on which an electronic component as a heating element is mounted is connected to a heat radiation fin made of an aluminum alloy via a heat radiation sheet. A hole is made in the housing so that a part of the heat radiating fin is exposed, and the housing structure is integrated with a sealing plastic. In this case, when the heat radiating fin is made of a metal having high thermal conductivity, there is a problem that stress is generated due to the difference in the characteristics of the plastic and the metal and peeling due to an external force occurs in an outdoor installation environment. As a result, a gap may be generated around the heat radiation fins, so that sufficient airtightness cannot be ensured due to inundation of water, and the case is not suitable as a housing for electronic devices to be installed outdoors.
本発明は、以上の従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、放熱性能を維持しつつ、防水性を改善できる電子機器の筐体を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a housing of an electronic device capable of improving waterproofness while maintaining heat dissipation performance.
本発明の電子機器の筐体は、電子回路を担う基板を含む基板アセンブリを収容する電子機器の筐体であって、前記基板アセンブリを囲む樹脂製の壁部と、前記壁部の開口の接合面に一体成形された樹脂製の放熱部と、を有し、前記壁部と前記放熱部との前記接合面は、前記放熱部の厚み方向に対して直角方向に伸びる凸部及び前記凸部に嵌合する凹部を含むことを特徴とする。 The housing of the electronic device of the present invention is a housing of an electronic device that houses a substrate assembly including a substrate that carries an electronic circuit, and joins a resin wall portion that surrounds the substrate assembly and an opening of the wall portion. It has a resin heat-dissipating portion integrally molded on the surface, and the joint surface between the wall portion and the heat-dissipating portion is a convex portion extending in a direction perpendicular to the thickness direction of the heat-dissipating portion and the convex portion. It is characterized by including a recess that fits into the.
本発明の電子機器の筐体によれば、前記壁部と前記放熱部との前記凸部及び前記凹部の接合面により、電子回路の熱を前記放熱部から筐体の外に効率よく伝達でき且つ密閉性が向上して、放熱性能と防水性能を両立させ得、高熱伝導樹脂の放熱部を部分的に形成することにより、低コストで高放熱な筐体が実現可能となる。 According to the housing of the electronic device of the present invention, the heat of the electronic circuit can be efficiently transferred from the heat radiating portion to the outside of the housing by the joint surface of the convex portion and the concave portion between the wall portion and the heat radiating portion. Moreover, the airtightness is improved, heat dissipation performance and waterproof performance can be achieved at the same time, and by partially forming the heat dissipation portion of the high heat conductive resin, it is possible to realize a housing having high heat dissipation at low cost.
本発明の電子機器の筐体において、前記接合面は、前記壁部の表面に対して90度以外の所定の角度で交差する面を複数含むように構成でき、これにより、筐体の強度を改善でき、応力分散を促進できる。 In the housing of the electronic device of the present invention, the joint surface can be configured to include a plurality of surfaces that intersect the surface of the wall portion at a predetermined angle other than 90 degrees, thereby increasing the strength of the housing. It can be improved and stress distribution can be promoted.
本発明の電子機器の筐体において、前記放熱部の外郭が円形状であるように構成でき、これにより、経年変化による前記壁部と前記放熱部の剥離を抑制することができる。 In the housing of the electronic device of the present invention, the outer shell of the heat radiating portion can be configured to have a circular shape, whereby peeling of the wall portion and the heat radiating portion due to aging can be suppressed.
本発明の電子機器の筐体において、前記凹部には前記凸部へ向かう食い込み部が設けられているように構成でき、これにより、接合面の密着性を高めるとともに、経年変化による前記壁部と前記放熱部の剥離をさらに抑制することができる。 In the housing of the electronic device of the present invention, the concave portion can be configured to be provided with a bite portion toward the convex portion, thereby improving the adhesion of the joint surface and the wall portion due to aging. The peeling of the heat radiating portion can be further suppressed.
本発明の電子機器の筐体において、前記放熱部が前記壁部の樹脂よりも高い熱伝導性を有するように構成でき、これにより、放熱性能を改善できる。 In the housing of the electronic device of the present invention, the heat radiating portion can be configured to have higher thermal conductivity than the resin of the wall portion, whereby the heat radiating performance can be improved.
本発明の電子機器の筐体において、前記放熱部は前記筐体の外部空間へ突出している複数の放熱突出部を有するように構成でき、これにより、さらに放熱性能を改善できる。 In the housing of the electronic device of the present invention, the heat radiating portion can be configured to have a plurality of heat radiating protrusions protruding into the external space of the housing, whereby the heat radiating performance can be further improved.
本発明の電子機器の筐体において、前記放熱部及び前記壁部が二色成形されているように構成でき、これにより、筐体の組み立て容易性を改善できる。 In the housing of the electronic device of the present invention, the heat radiating portion and the wall portion can be configured to be molded in two colors, whereby the ease of assembling the housing can be improved.
以下、図面を参照しつつ本発明による実施例の屋外設置用電子機器の筐体について詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、実施例において、実質的に同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Hereinafter, the housing of the electronic device for outdoor installation according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following examples. In the examples, components having substantially the same function and configuration are designated by the same reference numerals, so that duplicate description will be omitted.
図1は、実施例1である電子機器の筺体10の外観を示す蓋体本体側から見た斜視図である。図2は、図1の線xxにおける電子機器の筺体10を示す概略断面図である。
FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of the
図1、図2に示すように、実施例の電子機器の樹脂製の筐体10は略長方体形状を有している。筐体10は、一対の筒箱状の筐体本体11及び蓋体12から構成され、それぞれの開口部において互いに嵌合されている。筐体本体11は、その開口端面側壁から外側に突出するフランジ11Fを有している。蓋体12は、その開口端面側壁から外側に突出して互いにフランジ12Fを有している。筐体本体11及び蓋体12のフランジ11F及び12Fのフランジ側面が嵌合されることによって、筐体本体11及び蓋体12の内側に、電子部品又は電子装置等を収容する密閉された収容空間SPが画定される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図2に示すように、筐体本体11及び蓋体12は、フランジ12F、11Fの対向面の間にパッキン24を挟み込ませて嵌合した状態で、ネジSc等(図1)により締結され、互いに固着される。筐体10からの蓋体12の取り外しにより、筐体内部にアクセス可能となる。
As shown in FIG. 2, the
筐体本体11は、その底部の壁部の開口と一体となった熱伝導性樹脂製の放熱部14を有する。放熱部14は、該底部の壁部の開口に嵌合された放熱本体14Aと、該放熱本体から外部に露出する放熱突出部14P(所定ピッチで平行に突出する複数のフィン)とからなる。放熱部14は、筐体本体11の樹脂よりも高い熱伝導性を有する熱伝導性樹脂から一体成形されている。
The
放熱本体14A(筐体本体11の内側)には、直接張った熱伝導シート16を介して、発熱体である電子部品17が実装された電子回路18の基板(基板アセンブリ)が固定されている。熱伝導シート16は、例えば銅やアルミニウム等の金属やセラミックスから成る。このように発熱体(電子部品17)は熱伝導シートにより放熱部14に熱的に接続されている。
A substrate (board assembly) of an
図1、図2に示すように、筐体本体11と接合している放熱部14の接合面Jの外郭は、円形状である。図3は、図2における電子機器の筺体の筐体本体と放熱部の接合面部分Jp(破線の円)を拡大した拡大部分概略断面図である。図3に示すように、例えば、放熱部14の放熱本体14Aの接合面Jは、筐体内部へテーパー状の接合面JAと、板状の放熱部の表面に略平行な接合面JBと、接合面JAと異なる角度方向で相反して筐体内部へ逆テーパー状の接合面JCと、で構成される。すなわち、接合面Jは、放熱部14の厚み方向に対して直角方向に伸びる凸部P及び該凸部に嵌合する凹部Rを含むように、形成されている。さらに、凹部Rには凸部Pへ向かう食い込み部R1が設けられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the outer shell of the joint surface J of the
本実施例の電子機器を含む筺体10が現場に設置された場合、電子部品の発熱体の熱や周囲の気温により、筐体全体の温度が変化する。そのような状況では、異種材料の筐体本体11と放熱部14は線膨張係数が異なっている故に、図3に示すように、筐体本体11と放熱部14の接合面Jに応力が発生する。
When the
放熱本体14Aの接合面Jは接合面JA,JB,JCの複合形状を有している故に、接合面Jの面積は従来構造の接合面積に比べて飛躍的に大きくなる(例えば、全体を示さない比較例の電子機器の筺体の筐体本体と放熱部の接合面部分を拡大した拡大部分概略断面図(図4)に示す接合面JD(凹部、凸部のない接合面)を参照してください)。よって、温度変化により生じた放熱部14の応力(図3)が広い接合面にて分散される。さらに、放熱部14が円形(図1)に形成されていることから、接合面Jには応力集中も発生しない。なお、放熱部14は円形の他に楕円形や、多角形を有しもよく、成形金型に応じて種々の形状を採用してもよい。
Since the joint surface J of the heat radiation
また、図5、図6に示すように、放熱部14に外力が加わった場合、接合面JAと接合面JCが互いに反対の向きにテーパー状になっているため、外力は接合面JA、JCそれぞれの面に沿った力と面に垂直な力に分散される。すなわち、図5に示すように外力が内側から外側へ放熱部14に加わったとき、逆テーパー状の接合面JCの面に沿った力と面に垂直な力に外力が分散される。また、図6に示すように外力が外側から内側へ放熱部14に加わったとき、テーパー状の接合面JAの面に沿った力と面に垂直な力に外力が分散される。特に、接合面JAの凹部に設けられた食い込み部R1によって外力が分散される。
Further, as shown in FIGS. 5 and 6, when an external force is applied to the
図7〜図10を用いて実施例の電子機器の筐体の製造工程を説明する。製造工程において、二色成形で放熱部14と一体の筐体本体11を形成し、部品配置工程と封止工程を経て電子機器の筐体を製造する。
The manufacturing process of the housing of the electronic device of the Example will be described with reference to FIGS. 7 to 10. In the manufacturing process, the
図7に示すように、二色成形の第1成形工程では、ベース金型BDの上に放熱部用の金型D1を型締めして、その内部空間に放熱部キャビティを形成し、そこに所定の放熱部用樹脂材料を注入して、放熱部14を一色成形する。金型BDの上から金型D1のみを取り外して成形品の放熱部14をベース金型BD上で露出させ、バリ等を除去する。なお、放熱部用金型D1は放熱突出部14Pの複数の平行フィンの伸長方向に可動な一対の金型である故に、金型D1を水平方向に開いたときに、金型D1が成形品の放熱部14の凸部Pを傷つけることはない。
As shown in FIG. 7, in the first molding step of two-color molding, the mold D1 for the heat radiating portion is molded on the base mold BD to form a heat radiating portion cavity in the internal space thereof, and the heat radiating portion cavity is formed therein. A predetermined resin material for the heat radiating part is injected, and the
放熱部用樹脂材料としては、例えば、高熱伝導PC(ポリカーボネート)、高熱伝導PBT(ポリブチレンテレフタレート)、高熱伝導PPS(ポリフェニレンスルファイド)、高熱伝導PA(ポリアミド)等が挙げられる。放熱部用樹脂材料の高熱伝導樹脂材料については基本的に、既存の樹脂材料に熱伝導性を上がるためにフィラー、カーボン等と配合したものである。 Examples of the resin material for the heat radiating part include high heat conductive PC (polycarbonate), high heat conductive PBT (polybutylene terephthalate), high heat conductive PPS (polyphenylene sulfide), high heat conductive PA (polyamide) and the like. The high thermal conductivity resin material of the resin material for the heat radiating part is basically a mixture of an existing resin material with a filler, carbon, etc. in order to improve the thermal conductivity.
次に、図8に示すように、二色成形の第2成形工程では、ベース金型BD上の放熱部14の上に筐体用の金型D2を型締めして、筐体用の金型D2の内部空間に放熱部14の放熱本体14Aのみが配置された状態で、該内部空間に所定の筐体用樹脂を注入して、筐体本体11を二色成形する。二色成形により、放熱部14の放熱本体14Aが筐体本体11と一体化されて、放熱本体14Aが筐体本体11に嵌合、接合される。次に、ベース金型BD及び金型D2から放熱部14と一体の筐体本体11の成形品を取り出し、バリ等を除去する。
Next, as shown in FIG. 8, in the second molding step of the two-color molding, the mold D2 for the housing is molded on the
筐体用樹脂材料としては、ABS(アクリルニトリルブタジエンスチレン)、PC(ポリカーボネート)、ASA(アクリレートスチレンアクリルニトリル)、AES(アクリロニトリルエチレン−プロピレン−ジエンスチレン)、ABS−PC等が挙げられる。 Examples of the resin material for the housing include ABS (acrylic nitrile butadiene styrene), PC (polycarbonate), ASA (acrylate styrene acrylic nitrile), AES (acrylonitrile ethylene-propylene-diene styrene), ABS-PC and the like.
次に、図9に示すように、部品配置工程では、放熱部14(放熱本体14Aの平坦底部)上に熱伝導シート16を直接張る。その後、発熱体である電子部品17が実装された電子回路18の基板アセンブリを、ネジ等(図示せず)により一定の荷重で固定する。
Next, as shown in FIG. 9, in the component arranging step, the heat
次に、図10に示すように、封止工程では、筐体本体11のフランジ11F上に、パッキン24を介して蓋体12のフランジ12Fを合わせて、フランジ側面同士を嵌合させ、ネジ等(図示せず)により一定の荷重で固定する。これによって、図2に示す電子部品17を収容する密閉された電子機器の筐体10が完成する。なお、筐体本体11の放熱部14を除く側壁の一部において、収容された電子回路を動作させるための外部の給電ケーブルや入出力ケーブル等を通過させるための接続孔(図示せず)が設けられている。
Next, as shown in FIG. 10, in the sealing step, the
以上のように、筐体本体11と放熱部14を二色成形することにより、放熱部14と筐体本体11の密着性は高くなる。また、筐体本体11と放熱部14の接合面(境界面)の接触熱抵抗が小さいくなる故に、発熱体から効率よく熱が放熱部14に伝わり、放熱部14の放熱突出部14Pが大気に露出することにより、熱は筐体本体11を介さず直接大気に輻射される。
As described above, by molding the
このように、本実施例によれば、筐体内部においては放熱部14と筐体本体11を二色成形することにより、樹脂製の筐体の放熱構造において、密閉性を確保し、放熱性の向上が期待できる。
As described above, according to the present embodiment, the
さらに、放熱性向上の効果の他にも、本実施例によれば、放熱部14と筐体本体11が一体化され且つ電子部品を覆う封止プラスチックが不要になることにより、組立工数の削減が可能となり、さらには封止プラスチックが不要なことから、電子回路18の基板アセンブリが故障した場合でも基板アセンブリの交換が可能となる。
Further, in addition to the effect of improving heat dissipation, according to this embodiment, the
また、従来の構造では、発熱を伴う電子部品を搭載した基板を収容した場合、一般的な筐体樹脂材料では熱伝導率が小さく放熱性が低いため、放熱性を上げるためには筐体全体を大きくするか、あるいは、筐体全体の樹脂材料を熱伝導性の高い樹脂とする必要があった。そこで、筐体を大きくした場合は、装置サイズが大きくなり、且つ重量も増加するため設置条件が悪くなる。また、筐体全体に高熱伝導樹脂を使用した場合は一般的な樹脂の使用に比して、製造コストが高くなるという問題があった。しかし、本実施例によれば、必要な部分に部分的に高熱伝導樹脂を使用できるので、製造コストの削減の効果が得られる。 Further, in the conventional structure, when a substrate on which an electronic component that generates heat is mounted is housed, the heat conductivity is small and the heat dissipation is low with a general housing resin material. Therefore, in order to improve the heat dissipation, the entire housing is required. It was necessary to increase the size or to use a resin having high thermal conductivity as the resin material for the entire housing. Therefore, when the housing is enlarged, the size of the device is increased and the weight is also increased, so that the installation conditions are deteriorated. Further, when a high thermal conductive resin is used for the entire housing, there is a problem that the manufacturing cost is higher than that of using a general resin. However, according to this embodiment, since the high thermal conductive resin can be partially used in the required portion, the effect of reducing the manufacturing cost can be obtained.
上記の実施例1では放熱部14を筐体本体11側に設けたが、放熱部14を筐体本体の底部以外の側面や蓋体側にも設けることができる。例えば、図11に示すように、実施例2では、蓋体12側にも放熱部14を二色成形して、電子部品17と熱伝導シート16等を介して接触させることにより、さらに放熱性が改善され得る。
In the first embodiment described above, the
実施例3は、図12に示すように、放熱部14の放熱本体14Aの接合面Jが、放熱部の表面に略平行な接合面を設けず、筐体内部へテーパー状の接合面JAと、接合面JAと異なる角度方向で相反して筐体内部へ逆テーパー状の接合面JCで構成される以外、実施例1と同様の構成の電子機器を含む筺体10である。すなわち、本実施例3における放熱部14の放熱本体14Aの接合面Jは、放熱部14の厚み方向に対して直角方向に伸びる凸部P及び該凸部に嵌合する凹部Rを含むように形成され、さらに、凹部Rには凸部Pへ向かう食い込み部R1が2つ設けられている。これによれば、2つの食い込み部R1で凸部Pを挟む故に、筐体本体11の強度の向上が期待できる。
In the third embodiment, as shown in FIG. 12, the joint surface J of the
10…筐体
11…筐体本体
12…蓋体
11F、12F…フランジ
14…放熱部
14A…放熱本体
16…熱伝導シート
17…電子部品
18…電子回路
24…パッキン
JA,JB,JC…接合面
R1…食い込み部
Sc…ネジ
SP…収容空間
10 ...
Claims (6)
前記基板アセンブリを囲む樹脂製の壁部と、
前記壁部の開口の接合面に一体成形された樹脂製の放熱部と、を有し、
前記壁部と前記放熱部との前記接合面は、前記放熱部の厚み方向に対して直角方向に伸びる凸部及び前記凸部に嵌合する凹部を含み、
前記放熱部は前記筐体の外部空間へ突出している複数の放熱突出部を有することを特徴とする電子機器の筐体。 A housing for electronic devices that houses a board assembly that includes a board that carries electronic circuits.
A resin wall surrounding the substrate assembly and
It has a resin heat-dissipating portion integrally molded on the joint surface of the opening of the wall portion.
The junction surface between the heat radiating portion and the wall portion, viewed contains a recess to be fitted to the convex portion and the convex portion extending in a direction perpendicular to the thickness direction of the heat radiating portion,
The housing of an electronic device, characterized in that the heat radiating portion has a plurality of heat radiating protrusions protruding into the external space of the housing.
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