JP6872979B2 - 電気機器 - Google Patents

Description

この発明は、開閉式のカバーを備える電気機器に関するものである。

特許文献１に係る電気機器では、ヒンジにより、蓋体が筐体に開閉自在に支承される。ヒンジは、軸部と、軸部が嵌合する軸受け孔とにより構成される。軸受け孔の周辺部には、蓋体に過大な外力が作用した際に広がって、軸部より軸受け孔を離脱させる切り欠きが形成される。また、軸受け孔を挟んで切り欠きと対抗する位置に円孔が形成され、軸受け孔と円孔の間はスリット上の長孔によりつながれる。長孔の端部に設けられた円孔は、切り欠きが広がった際に長孔の端部に応力が集中して破損するのを防止する。

特開２００３−３１８５６４号公報

従来のヒンジは、軸受け孔、長孔および円孔が長孔の長手方向に一列に配置された構造であり、長手方向の小型化について考慮されていなかった。そのため、小さいカバーでは、軸受け孔、長孔および円孔を形成する面積を確保できない場合があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、カバーに過大な外力が作用しても破損しない小型のヒンジを有する電気機器を提供することを目的とする。

この発明に係る電気機器は、パネルと、カバーと、カバーをパネルに対して開閉可能に連結するヒンジとを備える電気機器であって、ヒンジは、パネルまたはカバーの一方が有する軸部と、パネルまたはカバーのもう一方が有する爪部とを備え、爪部は、軸部が回転可能に嵌まる第一の穴部、爪部の外縁から第一の穴部までをつなぐ溝部、および第一の穴部の溝部とは反対側において第一の穴部に直接接合し第一の穴部の直径以上の直径を有する第二の穴部を有し、第一の穴部と第二の穴部との接合部の幅は、前記軸部が前記第二の穴部へ入らないように軸部の直径より小さいものである。

この発明によれば、爪部は、軸部が回転可能に嵌まる第一の穴部、爪部の外縁から第一の穴部までをつなぐ溝部、および第一の穴部の溝部とは反対側において第一の穴部に隣接する第二の穴部を有するので、カバーに過大な外力が作用しても破損しない小型のヒンジを有する電気機器を提供することができる。

実施の形態１に係る電気機器１の構成例を示す図である。 実施の形態１のパネルの構成例を示す図であり、カバーが無い状態である。 図２に示されるパネルのうちのカバーで覆われる部分を拡大した図である。 実施の形態１のカバーの裏面の構成例を示す図である。 実施の形態１のカバーの爪部の構成例を示す図である。 実施の形態１に係る電気機器のカバーが開いた状態を示し、図６Ａは正面図、図６Ｂは側面図である。 実施の形態１のカバーの裏面の構成例を示す図であり、バネ支持部を示す。 実施の形態１のカバーの裏面の構成例を示す図であり、バネ支持部に支持されたコイルバネを示す。 実施の形態１のパネルの裏面の構成例を示す図であり、貫通部を示す。 実施の形態１のパネルとカバーの寸法関係を示し、図１０Ａは正面図、図１０ＢはＢ−Ｂ線に沿って切断した断面図、図１０ＣはＣ−Ｃ線に沿って切断した断面図である。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る電気機器１の構成例を示す図である。この図１では、電気機器１の意匠面側が示される。電気機器１は、例えば、車両のダッシュボードに設置されるナビゲーション装置であり、パネル２と、カバー３と、カバー３をパネル２に対して開閉可能に連結するヒンジと、ディスプレイ４とを備える。パネル２およびカバー３は、ＰＣ／ＡＢＳ（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ／Ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ Ｂｕｔａｄｉｅｎｅ Ｓｔｙｒｅｎｅ）等の樹脂で構成される。

図２は、実施の形態１のパネル２の構成例を示す図であり、カバー３が無い状態である。図３は、図２に示されるパネル２のうちのカバー３で覆われる部分を拡大した図である。パネル２のカバー３で覆われる部分は左右に長い形状であり、長手方向に３つの軸部２１ａ，２１ｂ，２１ｃが配置される。軸部２１ａ，２１ｂ，２１ｃの軸方向は、パネル２のカバー３で覆われる部分の長手方向と同じ方向である。
なお、実施の形態１ではカバー３を上開きとするために、軸部２１ａ，２１ｂ，２１ｃは、パネル２のカバー３で覆われる部分の上部に配置されている。

図４は、実施の形態１のカバー３の裏面の構成例を示す図である。図５は、実施の形態１のカバー３の爪部３１ａの構成例を示す図である。カバー３は、軸部２１ａ，２１ｂ，２１ｃの軸方向に長い形状である。カバー３の裏面、つまりカバー３のパネル２を向く面には、軸部２１ａ，２１ｂ，２１ｃに相対する爪部３１ａ，３１ｂ，３１ｃが配置される。軸部２１ａと爪部３１ａとで１つのヒンジが構成され、軸部２１ｂと爪部３１ｂとで１つのヒンジが構成され、軸部２１ｃと爪部３１ｃとで１つのヒンジが構成される。
なお、ヒンジの数および配置位置は、カバー３の大きさおよび開閉方向に応じて変更可能である。

図５に示されるように、爪部３１ａには、溝部３２、第一の穴部３３、第二の穴部３４、および接合部３５が形成される。溝部３２は、爪部３１ａの外縁から第一の穴部３３までをつなぐ切り欠きであり、溝部３２の幅は軸部２１ａの直径より小さい。第一の穴部３３は、溝部３２に連なり、軸部２１ａが回転可能に嵌まる穴である。第二の穴部３４は、第一の穴部３３の溝部３２とは反対側において第二の穴部３４に隣接する穴であり、第一の穴部３３を広げるためのものである。接合部３５は、第一の穴部３３と第二の穴部３４とが接合する部分であり、接合部３５の幅は軸部２１ａの直径より小さい。
爪部３１ａと同様に、爪部３１ｂおよび爪部３１ｃにも、溝部３２、第一の穴部３３、第二の穴部３４、および接合部３５が形成される。

図６は、実施の形態１に係る電気機器１のカバー３が開いた状態を示し、図６Ａは正面図、図６Ｂは側面図である。パネル２とカバー３の組み付け時、パネル２の軸部２１ａ，２１ｂ，２１ｃは、カバー３の爪部３１ａ，３１ｂ，３１ｃの各溝部３２を広げながら各第一の穴部３３へ入り嵌まる。第二の穴部３４への入り口である接合部３５は軸部２１ａ，２１ｂ，２１ｃの直径より小さいため、軸部２１ａ，２１ｂ，２１ｃは爪部３１ａ，３１ｂ，３１ｃの各接合部３５で止まり、第二の穴部３４へ入らない。

爪部３１ａの第一の穴部３３に嵌まった軸部２１ａ、爪部３１ｂの第一の穴部３３に嵌まった軸部２１ｂ、および爪部３１ｃの第一の穴部３３に嵌まった軸部２１ｃが回転することで、カバー３は上方に開き、下方に閉じる。

カバー３に外力が作用した場合、軸部２１ａ，２１ｂ，２１ｃに保持されている第一の穴部３３と溝部３２が広がり、この第一の穴部３３に隣接した第二の穴部３４の縁である応力集中部３６に応力が集中する。第二の穴部３４の直径は第一の穴部３３の直径と同じかそれ以上であるため、応力集中部３６は、曲率が小さく応力が集中しても亀裂等の破損が生じにくい。
なお、カバー３は上開きであるため、カバー３が開いた状態でカバー３に上から外力が作用した場合、カバー３は閉じる方向に動くため、応力集中部３６に応力が集中しにくく破損しにくい。

カバー３に爪部３１ａ，３１ｂ，３１ｃが形成されているため、カバー３に過大な外力が作用した場合、溝部３２と第一の穴部３３が広がることによって軸部２１ａ，２１ｂ，２１ｃから爪部３１ａ，３１ｂ，３１ｃが外れてカバー３がパネル２から脱落する。パネル２の軸部２１ａ，２１ｂ，２１ｃは破損しない。そのため、脱落したカバー３をパネル２に再組み付けするか破損したカバー３を交換するだけでよく、パネル２を車両から取り外して交換する必要がない。

また、特許文献１に係るヒンジでは、応力集中を防止するために、軸受け孔と円孔との間に長孔が形成された。そのため、ヒンジは長孔の長さ分だけ大型化する。これに対し、実施の形態１では第一の穴部３３と第二の穴部３４とが直接接合されるため、溝部３２から応力集中部３６までの長さＡが長孔が無い分短くなりヒンジが小型になる。

次に、カバー３の位置決め方法を説明する。
図３において、パネル２のカバー３で覆われる部分の長手方向における中央部に配置された軸部２１ｂによって、カバー３が位置決めされる。軸部２１ｂの両端部２３，２４の直径は、軸部２１ｂの中央部２２の直径および第一の穴部３３の直径より大きい。そのため、軸部２１ｂの中央部２２が第一の穴部３３に嵌まった状態では、両端部２３，２４が爪部３１ｂを挟んだ状態になる。爪部３１ｂが軸部２１ｂの軸方向に移動しようとすると両端部２３，２４に当接するため、カバー３は軸方向に位置決めされる。

車両のような温度差が激しい環境で電気機器１が使用される場合、パネル２およびカバー３には熱による変形等が生じる。また、パネル２およびカバー３には寸法ばらつきおよび反り等が生じる。熱による変形、寸法ばらつき、および反り等の影響は、中央部では小さく、端部へ行くほど大きい。そこで、熱による変形等の影響を最も受けにくい中央部に配置された軸部２１ｂがカバー３の位置決めを行う。

次に、保持機構４０を説明する。
図７は、実施の形態１のカバー３の裏面の構成例を示す図であり、バネ支持部４４を示す。図８は、実施の形態１のカバー３の裏面の構成例を示す図であり、バネ支持部４４に支持されたコイルバネ４３を示す。図９は、実施の形態１のパネル２の裏面の構成例を示す図であり、貫通部４５を示す。

電気機器１は、カバー３を開閉する保持機構４０を備える。図３および図７〜図９に示されるように、保持機構４０は、ラッチ４１、ラッチ用爪４２、コイルバネ４３、バネ支持部４４および貫通部４５を備える。ラッチ４１およびラッチ用爪４２は「保持部」であり、コイルバネ４３、バネ支持部４４および貫通部４５は「付勢部」である。

パネル２のカバー３で覆われる部分の長手方向における中央部の下方にはラッチ４１が設けられ、上方にはコイルバネ４３の一端部４３ｂが入る貫通部４５が形成される。ラッチ４１には周知のラッチを用いればよいため詳細な説明は省略する。貫通部４５は、パネル２の表裏面を貫通する穴である。カバー３の裏面において、ラッチ４１に相対する位置にはラッチ用爪４２が形成され、貫通部４５に相対する位置にはバネ支持部４４が形成される。コイルバネ４３は、バネ支持部４４によってカバー３の裏面に支持され、コイルバネ４３の一端部４３ａはカバー３の裏面に保持され、反対側の一端部４３ｂは貫通部４５を通ってパネル２の裏面に保持される。このコイルバネ４３は、カバー３を開く方向へ付勢する。

カバー３が閉じると、カバー３のラッチ用爪４２がパネル２のラッチ４１に引っ掛かることによって、カバー３が閉じた状態に保持される。カバー３が閉じた状態でカバー３が押下されると、ラッチ４１がパネル２内に押し込まれることによって、ラッチ用爪４２がラッチ４１から外れて保持が解除される。ラッチ４１によるラッチ用爪４２の保持が解除されると、カバー３はコイルバネ４３の付勢力によって上方に付勢されて自動的に開く。

保持機構４０がカバー３の中央部に配置されているので、カバー３の中央部が押下された場合にカバー３がたわむことなくラッチ４１を押し込んでラッチ用爪４２の保持を解除する。この場合、カバー３のパネル２側へのストロークは短い。
一方、カバー３において保持機構４０から離れた位置、例えばカバー３の長手方向における端部が押下された場合、中央部が押下された場合に比べてカバー３のたわみ量が大きい。そのため、ラッチ４１とラッチ用爪４２の保持を解除するためには長いストロークが必要となる。

図１０は、実施の形態１のパネル２とカバー３の寸法関係を示し、図１０Ａは正面図、図１０ＢはＢ−Ｂ線に沿って切断した断面図、図１０ＣはＣ−Ｃ線に沿って切断した断面図である。カバー３の板厚Ｄは、カバー３の長手方向における端部が押下された場合に、ラッチ４１とラッチ用爪４２の保持を解除可能な厚み、かつ、コイルバネ４３がカバー３を開く方向に付勢可能な厚みである。図１０ではカバー３の平均板厚が板厚Ｄとして例示される。カバー３の板厚Ｄが薄すぎる場合、カバー３において保持機構４０から離れた位置が押下された場合にカバー３が大きくたわみ、ラッチ４１とラッチ用爪４２の保持が解除されない。一方、カバー３の板厚Ｄが厚すぎる場合、カバー３が重くなりコイルバネ４３の付勢力によりカバー３が開かない。また、カバー３の板厚Ｄが厚すぎると、コイルバネ４３等を配置するスペースを確保できない。そのため、カバー３の板厚Ｄは、薄すぎず厚すぎない適切な厚みであることが好ましい。例えば、カバー３のストローク量が０．９ｍｍ、カバー３の長手方向の長さが２００ｍｍ、カバー３の短手方向の長さが２６ｍｍである場合、カバー３の板厚Ｄは平均２．５ｍｍ程度であることが好ましい。

また、カバー３の長手方向の端部におけるカバー３とパネル２との間のクリアランスＥは、カバー３の長手方向の端部が押下された場合にラッチ４１とラッチ用爪４２の保持が解除される量であることが好ましい。上述のように、カバー３において保持機構４０から離れた位置が押下された場合、カバー３が大きくたわむため、ラッチ４１とラッチ用爪４２の保持を解除するためには長いストロークが必要である。そのため、長いストロークを確保できるようなクリアランスＥが設定されることが好ましい。

なお、保持機構４０がパネル２およびカバー３の長手方向における一端部に配置された場合、カバー３の長手方向における他端部が押下されると保持機構４０までの距離が長いため、カバー３のたわみ量が大きく、長いストロークが必要となる。この場合の保持機構４０と保持機構４０から最も離れた押下位置との間の距離に比べ、保持機構４０がパネル２およびカバー３の長手方向における中央部に配置された場合の保持機構４０と保持機構４０から最も離れた押下位置との間の距離のほうが短い。そのため、保持機構４０がパネル２およびカバー３の長手方向における一端部に配置された場合に比べ、保持機構４０がパネル２およびカバー３の長手方向における中央部に配置された場合のほうがストロークが短くてすみ、クリアランスＥも小さくてすむ。

以上のように、実施の形態１に係る電気機器１は、パネル２が有する軸部２１ａ，２１ｂ，２１ｃと、カバー３が有する爪部３１ａ，３１ｂ，３１ｃとで構成されるヒンジを備える。爪部３１ａ，３１ｂ，３１ｃは、軸部２１ａ，２１ｂ，２１ｃが回転可能に嵌まる第一の穴部３３、爪部３１ａ，３１ｂ，３１ｃの外縁から第一の穴部３３までをつなぐ溝部３２、第一の穴部３３の溝部３２とは反対側において第一の穴部３３に隣接する第二の穴部３４を有し、第一の穴部３３と第二の穴部３４との接合部３５の幅は軸部２１ａ，２１ｂ，２１ｃの直径より小さい。この構成により、カバー３に過大な外力が作用しても破損しない小型のヒンジを有する電気機器１を提供することができる。

また、実施の形態１に係る電気機器１は、パネル２が軸部２１ａ，２１ｂ，２１ｃを有し、カバー３が爪部３１ａ，３１ｂ，３１ｃを有する構成である。そのため、カバー３に過大な外力が作用した場合、カバー３がパネル２から脱落するだけで、パネル２は破損しない。

また、実施の形態１では、第二の穴部３４の直径が第一の穴部３３の直径と同じである。そのため、ヒンジは大型にならず、かつ、応力集中部３６は曲率が小さく破損しにくい。

また、実施の形態１では、軸部２１ｂの両端部２３，２４は、軸部２１ｂの中央部２２および第一の穴部３３より大きい直径であり、軸部２１ｂの中央部２２が第一の穴部３３に嵌まった状態で軸方向における爪部３１ｂの位置決めを行う。この構成により、ヒンジが大型にならずに位置決めできる。

また、実施の形態１では、軸部２１ａ，２１ｂ，２１ｃおよび爪部３１ａ，３１ｂ，３１ｃが、軸部２１ａ，２１ｂ，２１ｃの軸方向に沿って複数組配置される。そして、軸方向におけるパネル２の中央部に配置された軸部２１ｂが位置決めを行う。この構成により、パネル２とカバー３との位置決めは、部品の寸法ばらつき、反り、熱による変形等の影響を受けにくい。

また、実施の形態１の保持機構４０は、軸部２１ａ，２１ｂ，２１ｃの軸方向におけるパネル２およびカバー３の中央部に配置される。この構成により、軸部２１ａ，２１ｂ，２１ｃの軸方向におけるカバー３の端部が押下された場合でも保持機構４０によるカバー３の保持を解除できる。また、保持機構４０が配置された中央部には軸部２１ｂと爪部３１ｂとで構成されるヒンジも配置されるので、カバー３が閉じている際に中央部が押下されることで発生する塑性変形および破損を防止できるとともに、熱による反りを抑制できる。

また、実施の形態１のカバー３の板厚Ｄは、軸部２１ａ，２１ｂ，２１ｃの軸方向におけるカバー３の端部が押下された場合に保持機構４０のラッチ４１とラッチ用爪４２の保持を解除可能な厚み、かつ、保持機構４０のコイルバネ４３がカバー３を開く方向に付勢可能な厚みである。この構成により、カバー３のどの位置が押下された場合でもカバー３が開く。

また、実施の形態１のカバー３は、左右方向に長い形状、かつ上開きする構成である。カバー３の左端部および右端部におけるカバー３とパネル２との間のクリアランスＥは、カバー３の左端部または右端部が押下された場合に保持機構４０のラッチ４１とラッチ用爪４２の保持が解除される量である。この構成により、カバー３のどの位置が押下された場合でもカバー３が開く。

なお、本発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、または実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。
例えば、実施の形態１では、カバー３が上方に開く構成を例示したが、カバー３が下方等に開く構成であってもよい。また、カバー３に爪部３１ａ，３１ｂ，３１ｃが形成され、パネル２に軸部２１ａ，２１ｂ，２１ｃが形成された構成を例示したが、カバー３に軸部２１ａ，２１ｂ，２１ｃが形成され、パネル２に爪部３１ａ，３１ｂ，３１ｃが形成された構成であってもよい。

１ 電気機器、２ パネル、３ カバー、４ ディスプレイ、２１ａ〜２１ｃ 軸部、２２ 中央部、２３，２４ 端部、３１ａ〜３１ｃ 爪部、３２ 溝部、３３ 第一の穴部、３４ 第二の穴部、３５ 接合部、３６ 応力集中部、４０ 保持機構、４１ ラッチ（保持部）、４２ ラッチ用爪（保持部）、４３ コイルバネ（付勢部）、４３ａ，４３ｂ 一端部、４４ バネ支持部（付勢部）、４５ 貫通部（付勢部）。

Claims (7)

1. パネルと、カバーと、前記カバーを前記パネルに対して開閉可能に連結するヒンジとを備える電気機器であって、
   前記ヒンジは、
   前記パネルまたは前記カバーの一方が有する軸部と、
   前記パネルまたは前記カバーのもう一方が有する爪部とを備え、
   前記爪部は、
   前記軸部が回転可能に嵌まる第一の穴部、前記爪部の外縁から前記第一の穴部までをつなぐ溝部、および前記第一の穴部の前記溝部とは反対側において前記第一の穴部に直接接合し第一の穴部の直径以上の直径を有する第二の穴部を有し、前記第一の穴部と前記第二の穴部との接合部の幅は、前記軸部が前記第二の穴部へ入らないように前記軸部の直径より小さいことを特徴とする電気機器。
2. 前記パネルは前記軸部を有し、前記カバーは前記爪部を有することを特徴とする請求項１記載の電気機器。
3. 前記軸部の両端部は、前記軸部の中央部および前記第一の穴部より大きい直径であって、前記軸部の中央部が前記第一の穴部に嵌まった状態で前記軸部の軸方向における前記爪部の位置決めを行うことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の電気機器。
4. 前記軸部と前記爪部は、前記軸部の軸方向に沿って複数組配置され、
   前記軸方向における前記パネルまたは前記カバーの中央部に配置された前記軸部が位置決めを行うことを特徴とする請求項４記載の電気機器。
5. 前記カバーを閉じた状態に保持する保持部および前記保持部の保持が解除されると前記カバーを開く方向に付勢する付勢部を有する保持機構を備え、
   前記保持機構は、前記軸部の軸方向における前記パネルおよび前記カバーの中央部に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載の電気機器。
6. 前記カバーは、前記軸部の軸方向における前記カバーの端部が押下された場合に前記保持部が保持を解除可能な厚み、かつ、前記付勢部が前記カバーを開く方向に付勢可能な厚みであることを特徴とする請求項６記載の電気機器。
7. 前記カバーは、左右方向に長い形状、かつ上開きする構成であり、
   前記カバーの左端部および右端部における前記カバーと前記パネルとの間のクリアランスは、前記カバーの左端部または右端部が押下された場合に前記保持部の保持が解除される量であることを特徴とする請求項６または請求項７記載の電気機器。

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