JP2012135567A - 小型電気機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】回路基板を本体ケースに対してより自由に配置でき、回路基板に制約されることもなく本体ケースの外観デザインの自由度を向上できる小型電気機器を提供する。
【解決手段】本体ケース1の外面に発光表示部30を設ける。発光表示部30は、本体ケース1の内部に収容した回路基板18に実装される発光体31〜34を含む。回路基板18は、本体ケース1の左右中央を通る垂直面Pと平行に配置する。発光体31〜34は、その発光面38が本体ケース1の前面を指向する状態で回路基板18の前縁部分に実装し、発光面38を導光体35の入光面46と正対させる。
【選択図】図1

Description

本発明は、電気かみそり、電動歯ブラシ、手持ち式のマッサージ器などの小型電気機器に関し、小型電気機器の本体ケースに設けられる発光表示部の構造を改良したものである。
この種の発光表示部は、例えば、特許文献1の電気かみそりに見ることができる。そこでは、グリップを兼ねる本体ケースの前面に発光表示部を設けている。発光表示部は、回路基板に実装したLEDと、本体ケースに設けた導光窓などで構成してある。回路基板は、本体ケースの前壁の内面に配置してあり、その後面に配置した2次電池とともに内フレームに固定してある。回路基板には、スイッチ、運転状態を制御する制御回路、充電制御回路、発光表示用のLEDなどが実装してあり、多くの場合、1個の基板に全ての電子部品やスイッチが集約して配置してある。因みに、特許文献1の電気かみそりにおいては、本体ケースの上部に設けた副発光表示部のために、小さな回路基板を別途設けて、そこに副発光表示部用のLEDを実装している。
特許第4341887号公報(段落番号0025、図4)
近年では、発光表示部の光源として表面実装型のチップLEDが使用されることが多く、この種のLEDは、矩形状のチップの平坦面が回路基板の表面に密着する状態で半田付けされる。このように、基板表面に密着する状態で固定したチップLEDは、基板表面と直交する向きに発光することとなり、そのため本体ケースに対する回路基板の配置形態に選択の余地がなく、画一的にならざるをえなかった。例えば、本体ケースの前面に発光表示部を設ける場合には、回路基板を本体ケースの前面と平行に配置せざるをえなかった。もちろん、回路基板を本体ケースの前面と直交する状態で配置することはできる。しかし、その場合には、発光表示部を本体ケースの側面に設けることとなり、使い勝手が悪くなる。
上記のように、回路基板の配置形態に選択の余地がないことは、本体ケースの外観デザインを決めるうえで大きな制約となる。回路基板には多くの電子部品やスイッチが集約して配置されるので、その縦横寸法をむやみに小さくすることができない。そのため、本体ケースの左右幅や外観形状を決定する際には、回路基板を収容するスペースを確保することが大前提となり、このことが設計の自由度を阻むからである。回路基板を複数個設けて、これらを本体ケースの内部に分散配置すると、本体ケースの左右幅や外観形状を決めるときの選択の幅を拡大できる。しかし、個々の基板ごとに固定構造を設け、さらに基板同士を結線する必要があるため、組立に多くの手間が掛かり、小型電気機器の製造コストが嵩むのを避けられない。
本発明の目的は、回路基板を本体ケース内の空間を有効に利用しながら、より自由に配置でき、さらに、回路基板に制約されることもなく本体ケースの外観デザインの自由度を向上できる小型電気機器を提供することにある。
本発明に係る小型電気機器は、本体ケース1の前面に発光表示部30を設ける。発光表示部30は、本体ケース1の内部に収容した平板状の回路基板18に実装される発光体31〜34を含む。図1に示すように、回路基板18は、本体ケース1の左右中央を通る垂直面Pと平行に配置する。発光体31〜34は、発光面38が本体ケース1の前面を指向する状態で回路基板18の前縁部分に実装され、発光面38が導光体35の入光面46と正対していることを特徴とする。発光体31〜34としては、各種のLED(発光ダイオード)、小型ハロゲン電球、あるいはニップル球などを適用できる。なお、本発明における本体ケース1とは、本体ケース1と、同ケース1に固定される化粧カバー13や、スイッチパネルなどを含む概念である。
本体ケース1の内部に、小型電気機器の作動部11に電力を供給する電池17と、回路基板18と、これら両者17・18を支持する電池ホルダー16を収容する。回路基板18には、複数の発光体31〜34を所定間隔おきに列状に実装する。電池ホルダー16に、隣接する発光体31〜34の間の光漏れを防ぐ遮光壁36を一体に形成する。
幅寸法に対して上下寸法が大きな前記回路基板18を、電池ホルダー16で縦長姿勢に支持する。回路基板18の上下方向の中途部に複数の発光体31〜34を実装する。回路基板18の上下端と、上下方向の中途部とのそれぞれを、電池ホルダー16に設けた取付部24・25と、遮光壁36に設けた基板受部50とで支持する。
本発明に係る小型電気機器においては、回路基板18に実装される発光体31〜34を主要部品にして発光表示部30を構成した。また、回路基板18を本体ケース1の左右中央を通る垂直面Pと平行に配置して、本体ケース1の前面の左右幅が回路基板18の大きさに左右されるのを解消した。さらに、回路基板18の前縁部分に発光体31〜34を実装して、その発光面38を本体ケース1の前面に向かって指向させて、本体ケース1の前面で発光表示を行えるようにした。したがって、本発明の小型電気機器によれば、本体ケース1内の空間を有効に利用しながら回路基板18の配置形態の自由度を向上できるうえ、本体ケース1の外観デザイン、とくにケース前面のデザインの自由度を向上して、小型電気機器の外観を多様化できる。
電池17と回路基板18を電池ホルダー16で支持し、同ホルダー16に設けた遮光壁36で隣接する発光体31〜34の間の光漏れを防ぐようにすると、発光表示部30による表示を誤認する余地のない状態でより明確化できる。また、遮光壁36を電池ホルダー16と一体に形成することにより、発光表示部30の構成部品点数が増えるのを防止して、発光表示部30を備えた小型電気機器を低コスト化できる。
縦長姿勢の回路基板18の上下端と、上下方向の中途部とのそれぞれを、電池ホルダー16に設けた取付部24・25と、遮光壁36に設けた基板受部50とで支持すると、回路基板18を前後、左右、上下の各方向へ移動不能な状態で強固に固定できる。したがって、落下衝撃を受けて回路基板18が電池ホルダー16から脱落し、あるいは電池ホルダー16に対する取り付け姿勢が変わるのを確実に防止して、長期使用時の信頼性を向上できる。回路基板18の前縁から突出する発光体31〜34の発光面38を遮光壁36で保護できる利点もある。
図2におけるA−A線断面図である。 本発明に係る電気かみそりの正面図である。 本発明に係る電気かみそりの側面図である。 本発明に係る電装品部の縦断正面図である。 本発明に係る電装品部の分解斜視図である。 本発明に係る電装品部の側面図である。 本発明に係る発光表示部の斜視図である。 図6におけるB−B線断面図である。 本発明に係る発光表示部の縦断側面図である。 別の実施例に係る電装品部の横断平面図である。 発光体の別の実施例を示す斜視図である。 発光体のさらに別の実施例を示す斜視図である。 発光表示部の別の実施例を示す断面図である。 発光表示部のさらに別の実施例を示す断面図である。 発光表示部のさらに別の実施例を示す断面図である。
(実施例) 図1ないし図9は本発明を往復動式の電気かみそりに適用した実施例を示す。なお、この実施例における前後、左右、上下とは、図2および図3に示す交差矢印と、各矢印の近傍に表記した前後、左右、上下の表示に従う。
図2において電気かみそりは、グリップを兼ねる本体ケース1と、その上部に設けられるかみそりヘッド2と、本体ケース1に収容される電装品部などを主な構造体にして構成する。本体ケース1の前面上部には、モーター起動用のスイッチノブ5が配置され、スイッチノブ5の下方で右側面寄りに後述する発光表示部30が配置してある。本体ケース1の背面側には、きわぞり刃ユニット6と、同ユニット6を駆動位置へ押し上げ操作するスライドノブ7が設けてある。本体ケース1のグリップ部分における前後方向の幅寸法は、左右方向の幅寸法に比べて大きく設定してある。
図3に示すように、かみそりヘッド2の内部上面には、前後一対の仕上げ剃り用のメイン刃8と、背面側のメイン刃8を前後に挟む前後一対の粗そり刃9とが配置してある。メイン刃8および粗そり刃9は、それぞれ振動子10で往復駆動される内刃と、内刃の上面を覆う外刃とで構成してある。モーター(作動部)11の出力軸には偏心カムが設けてあり、この偏心カムと振動子10によって、モーター11の回転動力が往復動力に変換される。モーター11はかみそりヘッド2のヘッドフレームに組み付けてあり、かみそりヘッド2の全体が内ケース15で、前後、左右、および上下の全方位方向へフロート自在に支持してある。
図4に示すように、本体ケース1の内部には上向きに開口する内ケース15が配置してあり、内ケース15の内部に電装品部が収容してある。電装品部は、電池ホルダー16と、同ホルダー16に装着される2個の2次電池(電池)17、および回路基板18で構成してある。
図5において電池ホルダー16は、長円形の上端壁21と、扇形の下端壁22と、これら両者21・22を繋いでホルダー内部を前後に区分する区画壁23とを一体に備えている。上端壁21と下端壁22の対向面の上下には、回路基板18用の上取付部(取付部)24と下取付部(取付部)25とが設けてあり、下端壁22の底面の左右にはねじボス26が下向きに突設してある(図4参照)。
区画壁23は、各電池17の周面を受止める波形の中央壁27と、中央壁27の左側から後ろ向きに延びる後側壁28と、中央壁27の右側から前向きに延びる前側壁29とで断面がZ字状に形成してある(図1参照)。電池ホルダー16に装着した状態の2個の2次電池17は、後側の2次電池17の中心が、本体ケース1の左右中央を通る垂直面P上に位置しているのに対して、前側の2次電池17の中心は、先の垂直面Pより本体ケース1の左側に位置している。つまり2個の2次電池17は、前後方向へ斜めに隣接する状態で配置してある。先の上取付部24および下取付部25は、前側壁29の外側方に配置してある。
回路基板18は、前後方向の幅寸法に対して上下寸法が大きな平板状の基板からなり、その表面にはスイッチノブ5で切り換え操作されるスイッチ12と、運転状態を制御する制御回路、充電制御回路、発光表示部30を構成する4個のチップLED31〜34などが実装してある。回路基板18の前後方向の最大幅寸法は、内ケース15の左右方向の内法幅寸法より大きい。図2ないし図4において、符号63はスイッチ12をオン状態とオフ状態のいずれかに切り換えるスイッチレバー、符号64はスイッチノブ5と同行移動してスイッチレバー62を切り換え操作するカム片である。
2次電池17の充電状態を表示するために、本体ケース1の前面と電装品部との間に発光表示部30を設けている。発光表示部30は、回路基板18の上下方向中途部の前縁に実装した4個のチップLED(発光体)31〜34と、チップLED31〜34が発した光を本体ケース1の前面へ向かって案内する導光体35と、各チップLED31〜34の間の光漏れを防ぐ遮光壁36などで構成する。各チップLED31〜34は、厚みが薄い直方体状の表面実装型のサイドビュー構造のチップからなり、回路基板18の前縁表面に半田付けされるマウント面37と、マウント面37と交差する外表面のうち前面側に設けられる発光面38とを備えている(図7参照)。回路基板18に固定されたLED31〜34は、それぞれの発光面38が回路基板18の前縁から前方へ突出して、導光体35の入光面46と正対している。各チップLED31〜34の発光中心軸は、本体ケース1の左右中央を通る垂直面Pと平行であり、水平軸に沿って本体ケース1の前面を指向している。
図9において導光体35は、透明なプラスチック材を素材とする射出成形品からなり、縦に長い長方形状のフランジ壁40と、各チップLED31〜34に対応してフランジ壁40に上下多段状に設けられる4個の扁平な導光壁41〜44を一体に備えている。図2に示すように4個の導光壁41〜44のうち、最上段の導光壁41の左右幅が最大であり、下段になるほど左右幅が小さく設定してある。各導光壁41〜44の内端の入光面を符号46で、外端の部分円弧状の表示面を符号47で示している。入光面46は、垂直面に沿って支持されたフランジ壁40と平行に形成してある。
図1に示すように、導光体35は、内ケース15に設けた装填穴48に装填されて、その入光面46が回路基板18の前縁に臨ませてある。また、導光体33の表示面47は、本体ケース1および化粧カバー13に開口した表示開口49を介して本体ケース1の外面に露出させてある。表示開口49は本体ケース1の左右中央より右寄りに形成してある。
遮光壁36は、先の区画壁23を構成する前側壁29の前部から右側方へ張り出した四角形状の壁面からなり、各チップLED31〜34の隣接部の上下中央において回路基板18に接当して、各チップLED31〜34間の光漏れを防止している(図7参照)。この遮光壁36を利用して、回路基板18の上下中途部を支持する基板受部50を設けている。基板受部50は、遮光壁36の突端と、同突端からさらに外側方へ突設された突起とにわたって形成されるL字状の切欠部からなり、回路基板18の前周面と、前周面に連続する左側面を受止めて、回路基板18が厚み方向へたわみ変形するのを防止する。
回路基板18は次のように電池ホルダー16に組み付けてある。本体ケース1の左右中央を通る垂直面P(図1参照)と平行に、しかも2次電池17の右外方に隣接する状態で、回路基板18を電池ホルダー16に縦長姿勢で固定する。固定時の位置決めのために、回路基板18の上縁の前後中央に位置決め溝51を形成し、さらに回路基板18の下縁の前後中央に位置決め溝52と位置決め段部53を設けている。
図5および図6に示すように、電池ホルダー16の上取付部24には、先の位置決め溝51に係合する位置決め突起55が下向きに形成してあり、その前後に回路基板18の板面を係合捕捉する弾性爪56が上端壁21と一体に形成してある。また、下取付部25には、回路基板18の下縁を受け入れる装填溝57と、先の位置決め溝52に係合する位置決め突起58とが形成してある。位置決め突起58は、装填溝57の前後中途部に、溝を横断する状態で形成してある。
回路基板18の位置決め溝52が下取付部25の位置決め突起58と係合し、さらに基板の下縁を装填溝57に嵌め込んだ状態で、回路基板18の上縁を図8に想像線で示すように弾性爪56の傾斜面にあてがって押し込むことにより、回路基板18を上取付部24に係合して電池ホルダー16に固定できる。この状態の、回路基板18の上側の位置決め溝51は位置決め突起55と係合している。また、位置決め段部53は下取付部25の前端面で受止められており(図6参照)、さらに、回路基板18の上下中途部が基板受部50で受止められている。したがって、回路基板18は前後、左右、上下へ移動不能に固定される。
上記のように、回路基板18、および2次電池17が組付けられた電池ホルダー16を内ケース15の内部に収容したのち、内ケース15の底壁の外面から挿通したビス61をねじボス26にねじ込むことにより、電池ホルダー16が内ケース15と一体化される。こののち、導光体35を内ケース15の装填穴48に装填することにより、各チップLED31〜34の発光面38が、各導光壁41〜44の入光面46に対して僅かな隙間を間にして正対する。なお、電池ホルダー16を内ケース15と一体化した状態においては、モーターホルダーの下端に固定したケースパッキン62の下周壁が、上端壁21と内ケース15の開口内縁との間に固定される(図4参照)。最後に、本体ケース1が内ケース15に組付けられる。
以上のように、回路基板18を本体ケース1の左右中央を通る垂直面Pと平行に配置すると、本体ケース1のとくにグリップ部分の左右幅が大きくなるのを避けることができる。また、2次電池17を前後方向へ斜めに隣接する状態で配置するときにできる、2次電池17の右横の空間を有効に利用して回路基板18を配置できる。したがって、回路基板18に制約されることもなく本体ケース1の外観デザインの自由度を向上でき、従来の回路基板の配置構造では採用することができなかったケース外観やケース構造を、選択肢の一つとすることが可能となる。また、回路基板18を本体ケース1の左右中央を通る垂直面と平行に配置しているにも拘らず、回路基板18に電子部品やスイッチ12を集約して配置するので、より少ない手間で組立を行える。
電気かみそりの使用時に、スイッチノブ5を上向きにスライドしてスイッチ12をオン状態に切り換えると、その時点の2次電池17の電圧に応じてチップLED31〜34が発光して、2次電池17の充電状態(残量)を表示する。例えば、2次電池17がフル充電された状態では、4個のチップLED31〜34が発光して、電池の状態が適正であることを表示する。また、2次電池17が所定の電圧値に満たない場合には、最上段のチップLED31が発光を停止し、電圧値が徐々に低下するのに伴い、2番目、3番目のチップLED32・33の発光を順に停止させる。最下段のチップLED34のみが発光する状態では、チップLED34を点滅させて、2次電池17が充電すべき状態であることを表示してユーザーの注意を喚起する。
各チップLED31〜34は次の発光表示状態とすることができる。上段の側から数えて3番目までのチップLED31〜33を、上記と同様の2次電池17の残量表示に充当し、最下段のチップLED34は、2次電池17が充電中である場合にのみ発光させ、フル充電状態に復旧した場合に発光を停止させる。また、2個のチップLED31・32で発光表示を行う場合には、例えば上段のチップLED31はパイロットランプとして機能させ、下段側のチップLED32は充電ランプとして機能させることができる。4個のチップLED31〜34の発光色は同じであってもよいが、各チップLED31〜34の発光色を異ならせて、発光する光の色にも意味を持たせることができる。
上記の実施例では、2次電池17を前後方向へ斜めに隣接する状態で配置し、その側面に隣接回路基板18を配置したがその必要はない。例えば、図10に示すように、2個の2次電池17を電池ホルダー16に対して左右に隣接する状態で装着し、両電池17の間に回路基板18を配置することができる。この場合の回路基板18は、本体ケース1の左右中央を通る垂直面Pに沿って配置する。電池ホルダー16には、各チップLED31〜34の間の光漏れを防ぐ遮光壁36が一体に設けてある。他は先の実施例と同じであるので、同じ部材に同じ符号を付してその説明を省略する。
図11は、発光体の別の実施例を示しており、そこでは、砲弾型のLED31〜34で発光体を構成している。砲弾型のLED31〜34には、2個(または3個)の接続リード66が設けてあり、これらの接続リード66を回路基板18の挿通穴67に差し込んだのち、基板の裏面側で半田付けして実装する。さらに、接続リード66をL字状に折り曲げて、その発光面38が本体ケース1の前面に向かって指向させてある。この場合の、LED31〜34の周面は回路基板18の板面から離れており、接続リード66のみで実装姿勢が保持されている。接続リード66は、その中途部を予めL字状に折り曲げておいて、半田付けしてもよい。
図12は、発光体のさらに別の実施例を示す。そこでは、ニップル球31〜34で発光体を構成し、回路基板18に実装したソケット68に対してニップル球31〜34を着脱できるようにした。ソケット68には一対の接続リード69が設けてあり、これらの接続リード69が回路基板18に半田付けしてある。この場合にも、ニップル球31〜34の発光面38は、本体ケース1の前面に向かって指向させるようにした。
図13は発光表示部30の別の実施例を示す。そこでは、2個の発光体31・32と、各発光体31・32に対応して設けた2組の導光体35と、上下の発光体31・32の間に配置した遮光壁36などで発光表示部30を構成した。発光体31・32は、砲弾型のLEDで構成してあり、その半球状の発光面38が回路基板18の前縁と面一になる状態で配置してある。
導光体35は、本体ケース1に溶着されるプリズム状の第1導光体35aと、化粧カバー13に溶着される第2導光体35bとで構成した。第1導光体35aは、各発光体31・32が発した光を斜めの出光面71から放射して第2導光体35bに照射する。第2導光体35bは、先の出光面71と平行な入射面72と鋸刃状の拡散面73を備えており、入射面72から入射した光を拡散面73で拡散させて、本体ケース1の前方外面へと表示光を放射する。この実施例から理解できるように、導光体35を複数個の部品で構成して、発光体31・32が発した光を本体ケース1の前面へ案内することができる。本発明における本体ケース1とは、本体ケース1と、同ケース1に固定される化粧カバー13を含む概念である。
図14は発光表示部30のさらに別の実施例を示す。そこでは、砲弾型のLEDからなる2個の発光体31・32と、各発光体31・32に対応して設けた2個の導光体35と、上下の発光体31・32の間に配置した遮光壁36などで発光表示部30を構成した。発光体31・32の半球状の発光面38は、回路基板18の前縁と面一になる状態で配置した。導光体35は、光分散レンズとして構成してあり、その内面に光を拡散させる拡散面73を有し、外面にレンズ面74を備えていて、本体ケース1に溶着してある。この実施例から理解できるように、導光体35とは、光を透過させ、あるいは光を分散させ、あるいは光を反射する光学部品であってもよい。
図15は発光表示部30のさらに別の実施例を示す。そこでは、砲弾型のLEDからなる2個の発光体31・32と、各発光体31・32に対応して設けた2個の導光窓(導光体)35と、上下の発光体31・32の間に配置した遮光壁36などで発光表示部30を構成した。この実施例では、各発光体31・32の発光面38を導光窓35の内面に密着させて、表示光を導光窓35を介して直接視認できるようにした。このように、導光体35とは、本体ケース1に形成した開口や窓を含む概念である。
上記の実施例以外に、回路基板18は、本体ケース1の左右中央を通る垂直面Pと平行に配置するのが好ましいが、必要があれば、本体ケース1の左右中央を通る垂直面Pと概ね平行に配置することができる。電池17は2次電池である必要はなく、1次電池であってもよい。作動部11としては、モーター以外に、バイブレータやヒーターであってもよい。
図1から図9の実施例においては、発光体31〜34の発光面38を回路基板18の前縁から前方へ突出させるようにしたが、その必要はなく、図13および図14で説明したように、発光面38は回路基板18の前縁と面一か、あるいは回路基板18の前縁より後方に位置する状態で実装できる。その場合には、回路基板18を電池ホルダー16に組付ける際に、たとえば発光体31〜34が電池ホルダー16や遮光壁36に当って破損するのを避けることができる。また、発光体31〜34を回路基板18の前縁の近傍に設けるので、発光体31〜34の照射光量が低減することもない。発光体31〜34の発光中心軸は、水平軸に沿ってケース前面を指向させるのが好ましいが、必要があれば、水平軸に対して下向き、あるいは上向きに傾斜していてもよい。その場合の傾斜角度は水平軸に対して10度以内であることが好ましい。
1 本体ケース
15 内ケース
16 電池ホルダー
17 2次電池(電池)
18 回路基板
30 発光表示部
31〜34 チップLED(発光体)
35 導光体
36 遮光壁
38 発光面
41〜44 導光壁
46 入光面
47 表示面
50 基板受部

Claims (3)

  1. 本体ケース(1)の前面に発光表示部(30)が設けてある小型電気機器であって、
    発光表示部(30)は、本体ケース(1)の内部に収容した平板状の回路基板(18)に実装される発光体(31〜34)を含み、
    回路基板(18)は、本体ケース(1)の左右中央を通る垂直面(P)と平行に配置されており、
    発光体(31〜34)は、発光面(38)が本体ケース(1)の前面を指向する状態で回路基板(18)の前縁部分に実装されて、発光面(38)が導光体(35)の入光面(46)と正対していることを特徴とする小型電気機器。
  2. 本体ケース(1)の内部に、小型電気機器の作動部(11)に電力を供給する電池(17)と、前記回路基板(18)と、これら両者(17・18)を支持する電池ホルダー(16)とが収容されており、
    前記回路基板(18)には、複数の発光体(31〜34)が所定間隔おきに列状に実装されており、
    電池ホルダー(16)に、隣接する発光体(31〜34)の間の光漏れを防ぐ遮光壁(36)が一体に形成してある請求項1に記載の小型電気機器。
  3. 幅寸法に対して上下寸法が大きな前記回路基板(18)が、電池ホルダー(16)で縦長姿勢に支持されており、
    前記回路基板(18)の上下方向の中途部に複数の発光体(31〜34)が実装されており、
    前記回路基板(18)の上下端と、上下方向の中途部とのそれぞれが、電池ホルダー(16)に設けた取付部(24・25)と、前記遮光壁(36)に設けた基板受部(50)とで支持してある請求項2に記載の小型電気機器。
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