JP7286998B2 - 電子機器筐体 - Google Patents

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Description

本発明は、筐体に関し、特に、屋内外に設置される電子機器筐体の防水構造に関する。
屋外の雨水に曝される電子機器においては、その電子部品への防水と共に電気部品の振動を防止できる電気部品用防水ケースが提案されている(特許文献1)。
実開平5-38962号公報
特許文献1に記載された電気部品用防水ケースは、図12に示すように、両端に開口4を有し内部に電気部品5を収納する筒状のケース本体1と、開口4に着脱可能に密閉取付けされた防振兼用の防水パッキン2と、この防水パッキン2に取付けられて外部取付部6を有するエンドカバー3とを備えている構造を有している。
従来の電気部品用防水ケースにおいては、防水パッキン2は防振を兼用しかつケース本体1はエンドカバー3の外部取付部6によって被取付部(図示せず)に取付けられる。この電気部品用防水ケースにおいては、ケース本体1の開口4の接触面と防水パッキン2の接触面とエンドカバー3が平面度を有している。また、従来ケースではビス11による面圧での密着度で浸入を防止し、ビス11による締結によって防水パッキン2の防振機能を発揮させている。しかしながら、当該接触面の密着度が不均一であると面接触に粗密が生じ、接触面の粗の部分から水分が浸入する問題点があった。防水機能を満たすために接触面同士の高い密着度が必要であり、ケース本体1の開口4、防水パッキン2、エンドカバー3のそれぞれの平面加工精度を高めることが求められる。また、従来ケースでは量産化を行う際の電気部品用防水ケースでの開口4、防水パッキン2、エンドカバー3のそれぞれの接触平面の馴染みが発生し、結果的に部品コストを大きくしてしまうことと、防水品質のバラつきが発生するという問題点があった。
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、防水性と防振性を維持できる電子機器筐体を提供することを目的とする。
本発明の電子機器筐体は、電子部品を収容する収容空間を有する電子機器筐体であって、
第1の環状溝を開口端面に有するカバーと、
前記第1の環状溝に対向する第2の環状溝を開口端面に有するベースと、
前記カバー及び前記ベースの前記開口端面同士の間に配置され、かつ、前記第1の環状溝及び前記第2の環状溝にそれぞれ嵌合する一対の環状リブを表面及び裏面に有する防水防振材と、を有し、
前記一対の環状リブの各々は前記第1の環状溝及び前記第2の環状溝の各々の底部を押圧する頂上を有することを特徴とする。
本発明の電子機器筐体によれば、前記一対の環状リブの各々は前記第1の環状溝及び前記第2の環状溝の各々の底部を押圧する頂上を有することにより、電子部品を防水(防塵)し、且つ、外部からの振動を緩和させる筐体実装構造を有する電子機器筐体が実現可能となる。
本発明による第1の実施例である電子機器の筺体の外観を示すカバー側から見た斜視図である。 図1の線xxの断面図である。 第1の実施例における防水防振材の斜視図である。 図2の二点鎖線Bで示す部分の筺体の部分断面図である。 図4の二点鎖線Cで示す部分の筺体の部分断面図である。 電子機器筺体のベース及びカバーと防水防振材とが接合される前における状態を示す部分断面図である。 本発明による第2の実施例である電子機器の筺体を示す部分断面図である。 第2の実施例における防水防振材の斜視図である。 図7の二点鎖線Eで示す部分の部分断面図である。 本発明による第3の実施例における防水防振材の斜視図である。 第3の実施例における筺体の部分断面図である。 電気部品用防水ケースの斜視図である。
以下、図面を参照しつつ本発明による実施例の屋内外設置用電子機器の電子機器筐体ついて詳細に説明する。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。さらに、実施例に例示される形状に本発明は限定されるものではない。
図1は、第1の実施例である電子機器の筺体101を示す斜視図である。
(構成の説明)
図1に示すように、本実施例の電子機器の筐体101は略長方体形状部分を有している。筐体101は、それぞれの開口端面の間に防水防振材104を挟む、筒箱状部分を有するベース102と筒箱状のカバー105とから構成される。電子部品106を覆う筐体101のこれらベース102及びカバー105はそれぞれの開口端面に環状のフランジ部102F及び105Fを有している。フランジ部102F及び105Fは、ベース102とカバー105のそれぞれの開口端面側壁から外側に互いに平行に突出している。ベース102はその筒箱状部分を支える板状部分102Pをも有する。
ベース102とカバー105のフランジ部102F及び105Fには、それらのコーナー付近に取付ネジ107a、107b、107c、107dが配置され、これらネジで防水防振材104を挟んでベース102とカバー105を締結することにより接合され、筐体101が完成される。電子部品106は、カバー105の凹部の略中央に予め固定されている。
ベース102の板状部分102Pには、そのコーナー付近に、被取付部(図示せず)に取付けられる筐体101を固定するボルト103a、103b、103c、103dが配置されている。
図2に示すように、ベース102及びカバー105は、それぞれの開口端面にフランジ部102F及び105Fにて互いに環状の防水防振材104を介して接合されている。ベース102及びカバー105の内側に、例えばプリント基板アセンブリ等の電子部品106が収容される密閉された収容空間SPが画定される。筐体のベース102とカバー105は樹脂材料や金属材料を用いて形成されてもよい。防水防振材104はゴム材やエラストマー材等の粘性弾性体材で一体成型で形成される。
図2の例えば二点鎖線Bで示す部分すなわちベース102及びカバー105のそれぞれの開口端面には、互いに対向する第1の環状溝であるカバー環状溝及び第2の環状溝であるベース環状溝(後述する)が設けられている。また、防水防振材104は、同開口端面同士の間に該カバー環状溝及びベース環状溝にそれぞれ嵌合する一対の環状リブ(後述する)を有している。
(防水防振材の環状リブ)
図3は、電子機器の筺体の防水防振材104を示す斜視図である。図3に示すように、実施例の電子機器筐体における防水防振材104は、環状に連結された一定厚さの外側の平坦部104a1及び内側の平坦部104a3と、平坦部104a1、104a3の挟まれた中間に形成された表(おもて)面と裏面に突出する環状凸形状を有する一対の環状リブ109a、109bとから構成される。
防水防振材104は環状の略矩形形状であり、フランジ部102F及び105Fの外郭も同様の矩形形状である。防水防振材104の平坦部104a1及び104a3の間の一対の環状リブ109a、109bは重なるように互いに背合わせで位置する。一対の環状リブ109a、109bは、筐体組み立て工程において環状リブ109a、109bが対向溝への位置合わせの目安となるので、接合工程の作業効率の改善に寄与することができる。平坦部104a1、104a3は、ベース102とカバー105の平坦な開口端面に略密着できる平坦形状を有する。
(ベース及びカバーのカバー環状溝及びベース環状溝)
図4は図2の二点鎖線Bで示す部分の部分断面図である。図4に示すように、ベース102はその開口端面にベース環状溝108を有する。カバー105は、その開口端面にベース102のベース環状溝108に対向するカバー環状溝110を有する。ベース102に環状配置されたベース環状溝108とカバー105に環状配置されたカバー環状溝110とは、防水防振材104に関して互いに対向して面対称に形成されている。また、ベース環状溝108及びカバー環状溝110は、防水防振材104の表面と裏面の一対の環状リブ109b及び109aにそれぞれ対向する。
防水防振材104の環状リブ109bの頂上TP1は、ベース102の底部BM1に接触しつつ押圧している。防水防振材104の環状リブ109aの頂上TP2は、カバー105のカバー環状溝110の底部BM2に接触しつつ押圧している。これにより、底部BM2、BM1が一対の環状リブ109a、109bの各々の頂上の形状を押し潰し変形して図5に示す溝底接触面120a2、120b2を形成すると共に、各リブと各溝との間に環状の水溜空間WPSを形成する。なお、図5は図4の二点鎖線Cで示す部分の部分断面図である。
図4、図5に示すように、ベース102及びカバー105は、それらの外側のフランジ部102F及び105Fが防水防振材104の外側の平坦部104a1を挟み、それらの開口端面内縁側が防水防振材104の内側の平坦部104a3を挟むように、密着接合されている。
このように、本実施例において、カバー105及びベース102並びに防水防振材104は、カバー環状溝110及びベース環状溝108に一対の環状リブ109a、109bが互いに遊嵌して、各リブと各溝との間に環状の水溜空間WPSが形成されるように、構成されている。
環状の水溜空間WPSが存在することにより、例えば、図2に示す矢印AW方向(全周)から水等がカバー105及びベース102並びに防水防振材104の間に浸入する場合、水溜空間WPSで水が溜まり、内部空間へ水等の浸入を遅らせることができる。すなわち、水が浸水して来ても、カバー105及びベース102と防水防振材104の平坦部104a1の密着に加えて、図5に示す水溜空間WPS内の環状リブ109a、109bの頂上の溝底部の接触により止水し、平坦部104a3への水等の浸入を遅らせる効果が得られる。
図5に示すように、カバー105は防水防振材104と共に、平坦部104a1に接する外縁側接触面120a1とカバー環状溝110の底部である溝底接触面120a2と平坦部104a3に接する内縁側接触面120a3を有する。溝底接触面120a2が環状リブ109aの頂上で押圧される接触面である。外縁側接触面120a1と溝底接触面120a2と内縁側接触面120a3は、外縁から内縁に沿って3段階の防水形状を構成する。
ベース102は防水防振材104との接触面として、平坦部104a1に接する外縁側接触面120b1と、ベース環状溝108の底部である溝底接触面120b2と、平坦部104a3に接する内縁側接触面120b3を有する。溝底接触面120b2が環状リブ109bの頂上で押圧される接触面である。外縁側接触面120b1と溝底接触面120b2と内縁側接触面120b3は、外縁から内縁に沿って3段階の防水形状を構成する。
図6は、電子機器筺体の102及びカバー105と防水防振材104とが接合される前における状態を示す部分断面図である。図6に示すように、ベース102及びカバー105と防水防振材104との接合前において、一対の環状リブ109b及び109aの各々は、ベース環状溝108及びカバー環状溝110の深さD1及びD2より大なる高さH1及びH2をそれぞれ有するように、ベース102、カバー105及び防水防振材104は予め形成されている。
ベース環状溝108の深さD1は、ベース102の外縁側接触面120b1及び内縁側接触面120b3から底部BM1までの距離である。カバー環状溝110の深さD2は、カバー105の外縁側接触面120a1及び内縁側接触面120a3から底部BM2までの距離である。環状リブ109bの高さH1は平坦部104a1又は104a3から頂上TP1までの距離である。環状リブ109aの高さH2は平坦部104a1又は104a3から頂上TP2までの距離である。水溜空間WPSが形成されるように構成するためには、一対の環状リブ109a、109bの各々の幅はそれぞれカバー環状溝110及びベース環状溝108の幅以下の大きさに設定され、更に、カバー環状溝110及びベース環状溝108が矩形であり、一対の環状リブ109a、109bの各々の横断面を半円、半楕円又は等脚台形の形状とすることが好ましい。さらに、ベースとカバーの接合前の状態で各環状溝と環状リブの大きさの関係をD1<H1、D2<H2となるように形成すれば、接合後の環状リブによる環状溝の底部への押圧状態が達成される。
(動作の説明)
防水防振構造を有する筐体101において、固定されているベース102の上に防水防振材104を挟んで、カバー105が取付ネジ107a、107b、107c、107dにて締結されることにより、ベース102から防水防振材104及びカバー105を介して伝播する電子部品106への振動を抑えることができる。さらに、ベース102側には外側の接触面120b1から接触面120b2そして内側の接触面120b3へ、カバー105側には外側の接触面120a1から接触面120a2そして内側の接触面120a3へ、の水分等の浸入経路を構成することで、外部からの水分等の圧力を減ずることで浸入を防止することができる。
(効果の説明)
以上のように第1の実施例によれば、防水防振材104に背中合わせの一対の環状リブ109a、109bを形成したことにより、外縁から内縁に沿って3段階の防水形状を配置することができる。これにより、一般的な面精度・形状公差で防水機能が保てるという効果を得られる。更に、一対の環状リブ109a及び109bへのカバー環状溝110及びベース環状溝108の底部の押圧接触は一対の環状リブ109a、109bの各々の頂上の形状を押し潰し変形して溝底接触面120a2、120b2を形成しているので、防水機能がより大きくなるという効果が得られる。
第2の実施例は、第1の実施例のカバー環状溝110及びベース環状溝108に一対の環状リブ109a、109bが互いに遊嵌して密着する構造(図5)に代えて、図7~図9に示すように、カバー105とベース102のそれぞれの開口端面において、カバー環状溝及びベース環状溝と一対の環状リブとが成す対(209a1-209b1)(209a2-209b2)(209a3-209b3)が入子状態で複数設けられている構造を用いた以外、第1の実施例と同一である。よって、第1の実施例と第2の実施例の違いのみを説明する。
図7は、第2の実施例である電子機器の筺体101を示す断面図である。
(構成の説明)
図7の例えば二点鎖線Eで示す部分すなわちベース102及びカバー105のそれぞれの開口端面には、互いに対向する複数対のカバー環状溝及びベース環状溝(後述する)が設けられている。また、防水防振材104は、同開口端面同士の間に該複数対のカバー環状溝及びベース環状溝にそれぞれ嵌合する複数対の環状リブ(後述する)を有している。
(防水防振材の環状リブ)
図8は、電子機器の筺体の防水防振材104を示す斜視図である。図8に示すように、防水防振材104は、環状に連結された一定厚さの外側の平坦部104a1及び内側の平坦部104a3と、平坦部104a1、104a3の挟まれた中間に形成された表(おもて)面と裏面に突出する環状凸形状を有する三対の環状リブ209a1、209a2、209a3と209b1、209b2、209b3とから構成される。おもて面では外縁側から内縁側に向けて第1、第2及び第3の環状リブ209a1、209a2、209a3が入子状に配置され、裏面では外縁側から内縁側に向けて第1、第2及び第3の環状リブ209b1、209b2、209b3が入子状に配置されている。
図9は図7の二点鎖線Eで示す部分の部分断面図である。図9に示すように、防水防振材104の第1、第2及び第3の環状リブ(209a1-209b1)(209a2-209b2)(209a3-209b3)の各対は防水防振材104において重なるように互いに背合わせで位置する。
(ベース及びカバーのカバー環状溝及びベース環状溝)
図9に示すように、ベース102の開口端面には、外縁側から内縁側に向けて第1、第2及び第3のベース環状溝208b1、208b2、208b3が入子状に配置されている。カバー105の開口端面には、外縁側から内縁側に向けて第1、第2及び第3のカバー環状溝210a1、210a2、210a3が入子状に配置されている。
カバー105の開口端面の第1、第2及び第3のカバー環状溝210a1、210a2、210a3は、ベース102の開口端面の第1、第2及び第3のベース環状溝208b1、208b2、208b3にそれぞれ対向する。
また、第1、第2及び第3のベース環状溝208b1、208b2、208b3並びに第1、第2及び第3のカバー環状溝210a1、210a2、210a3は、防水防振材104の表面と裏面の三対の環状リブ(209a1-209b1)(209a2-209b2)(209a3-209b3)にそれぞれ対向する。
防水防振材104の表裏面の第1、第2及び第3の環状リブ209a1、209a2、209a3、209b1、209b2、209b3の各頂上は、ベース102及びカバー105の第1、第2及び第3のベース環状溝208b1、208b2、208b3並びに第1、第2及び第3のカバー環状溝210a1、210a2、210a3の各底部に接触しつつ押圧している。これにより、当該環状溝の底部の各々が表裏面の第1、第2及び第3の環状リブの各々の頂上の形状を押し潰し変形して、図9に示す溝底接触面である第2、第4及び第6の接触面220a2、220a4、220a6並びに第2、第4及び第6の接触面220b2、220b4、220b6を形成すると共に、各リブと各溝との間に環状の水溜空間WPSを形成する。
防水防振材104とカバー105の接触面は、外縁側から内縁側に向けて第1、第2、第3、第4、第5、第6及び第7の接触面220a1、220a2、220a3、220a4、220a5、220a6、220a7からなる。第1、第2、第3、第4、第5、第6及び第7の接触面220a1、220a2、220a3、220a4、220a5、220a6、220a7は外縁から内縁に沿って7段階の防水形状を構成する。
ベース102と防水防振材104の接触面は、外縁側から内縁側に向けて第1、第2、第3、第4、第5、第6及び第7の接触面220b1、220b2、220b3、220b4、220b5、220b6、220b7からなる。第1、第2、第3、第4、第5、第6及び第7の接触面220b1、220b2、220b3、220b4、220b5、220b6、220b7は外縁から内縁に沿って7段階の防水形状を構成する。
尚、図示した様に第2、第4及び第6の接触面220a2、220a4、220a6並びに第2、第4及び第6の接触面220b2、220b4、220b6は外縁から内縁へ徐々に接合位置を、第1、第3、第5及び第7の接触面220a1、220a3、220a5、220a7並びに第1、第3、第5及び第7の接触面220b1、220b3、220b5、220b7に対して深い(遠い)位置としている。すなわち、複数設けられている第1、第2及び第3のカバー環状溝210a1、210a2、210a3並びに第1、第2及び第3のベース環状溝208b1、208b2、208b3と防水防振材104の表面と裏面の三対の環状リブ(209a1-209b1)(209a2-209b2)(209a3-209b3)とが成す対において、各対の環状リブの高さが外縁側から内縁側へ段階的に高くなるようにカバー環状溝及びベース環状溝が形成されている。なお、図示しない変形例において、各対の環状リブの高さが外縁側から内縁側へ段階的に低くなるように、又は、一定となるようにカバー環状溝及びベース環状溝が形成されてもよい。
(動作の説明)
防水防振構造を有する電子機器筐体101において、ベース102とカバー105で防水防振材104を挟んで取付ネジ207a、207b、207c、207dにて締結することにより、カバー105を介して伝播する電子部品106への振動を抑えると共に、ベース102側には第1、第2、第3、第4、第5、第6及び第7の接触面220b1、220b3、220b5、220b7まで、カバー105側には接触面220a1から接触面220a7までを浸入経路に構成することで、外部からの水等の圧力を減ずることで浸入を防止する。
(効果の説明)
以上のように第2の実施例によれば、第1、第2及び第3の環状リブ209a1、209a2、209a3、209b1、209b2、209b3を形成した防水防振材104により、外縁から内縁に沿って7段階の防水形状を配置したことで、入子状態のラビリンス構造が構成され、第1の実施例より、更に高い防水機能が保てるという効果を得られる。また、接触面220a2、220a4、220a6並びに接触面220b2、220b4、220b6を段階的に高くしたことにより、前述の多段に加えて二重の防水機能を付与している。
第3の実施例は、第1の実施例の防水防振材104がゴム材やエラストマー材等の同一の粘性弾性体材で一体成型で形成される構造に代えて、防水防振材104と一対の環状リブの各々が二色成形されている以外、第1の実施例と同一である。よって、第1の実施例と第3の実施例の違いのみを説明する。
二色成形とは、樹脂ベースの成形パーツ(防水防振材本体)に別の樹脂層(環状リブ)を追加して、単一の材料では実現できない樹脂特性の組み合わせを可能にする射出成形の方法である。第1、第2の実施例では防水防振材を同一材料に環状リブ形状を形成した適用例を説明したが、図10、図11に示すように防振に適した防振材に、防水に適した防水材を一対の環状リブ309a、309bとして二色成形することで、防水、防振それぞれに適した機能を組み合わせた防水防振材を用いることもできる。二色成形は第2の実施例にも適用してもよい。
いずれの実施例でも、筒箱状のカバー105及びベース102を説明したが、これに限定されず、従来技術のように、電子部品を収容する筒状のカバーの両端面にそれぞれベースを設けた形態としてもよい。
なお、いずれの実施例でも、カバー105及びベース102のフランジを除く一部において、収容された電子部品106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の配線を通過させるための接続孔(図示せず)が設けられてもよい。
防水防振材104の材料としては、水素化ニトリルゴム、フッ素ゴム(FKM)、シリコーンゴム(VMQ)、エチレンプロピレンゴム(EPDM)、ウレタンゴム(U)、フッ素樹脂・テフロン(登録商標)(PTFE)、ポリアミド(PA)、ポリエチレン(PE)、ポリアセタール(POM)等の樹脂やゴムが挙げられる。
筐体用樹脂としては、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。
101…筐体
102…ベース
104…防水防振材
105…カバー
109a、109b、209a1、209a2、209a3、209b1、209b2、209b3、309a、309b…環状リブ
108、110、208b1、208b2、208b3、210a1、210a2、210a3…環状溝

Claims (5)

  1. 電子部品を収容する収容空間を有する電子機器筐体であって、
    第1の環状溝を開口端面に有するカバーと、
    前記第1の環状溝に対向する第2の環状溝を開口端面に有するベースと、
    前記カバー及び前記ベースの前記開口端面同士の間に配置され、かつ、前記第1の環状溝及び前記第2の環状溝にそれぞれ嵌合する一対の環状リブを表面及び裏面に有する防水防振材と、を有し、
    前記一対の環状リブの各々は前記第1の環状溝及び前記第2の環状溝の各々の底部を押圧する頂上を有し、
    前記カバーと前記ベースの前記開口端面において、前記第1の環状溝及び前記第2の環状溝と前記一対の環状リブとが成す対が入子状態で複数設けられ、
    前記複数設けられている前記第1の環状溝及び前記第2の環状溝と前記一対の環状リブとが成す対において、前記一対の環状リブの高さが外縁側から内縁側へ又は内縁側から外縁側へ段階的に高くなるように前記第1の環状溝及び前記第2の環状溝が形成されていることを特徴とする電子機器筐体。
  2. 前記一対の環状リブの各々が前記第1の環状溝及び前記第2の環状溝の各々の底部に接触し、前記底部と前記環状リブとの間に水溜空間が設けられていることを特徴とする請求項に記載の電子機器筐体。
  3. 前記防水防振材と前記一対の環状リブの各々が二色成形されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の電子機器筐体。
  4. 前記電子部品は前記カバーに固定され、前記ベースは外部の被取付部に取付けられることを特徴とする請求項1乃至のいずれか1つに記載の電子機器筐体。
  5. 前記カバー及び前記ベースの前記開口端面は前記カバー及び前記ベースのそれぞれのフランジに設けられていることを特徴とする請求項1乃至のいずれか1つに記載の電子機器筐体。
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