JP7076064B2

JP7076064B2 - ケースのヒンジ構造

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Publication number: JP7076064B2
Application number: JP2018144154A
Authority: JP
Inventors: 泰史高橋
Original assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Current assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Priority date: 2018-07-31
Filing date: 2018-07-31
Publication date: 2022-05-27
Anticipated expiration: 2038-07-31
Also published as: JP2020019349A

Description

本発明は、ケースのヒンジ構造に関する。

機器等を収容するケースのヒンジ構造として、例えば、特許文献１に開示されたものがある。

特許文献１に開示された車両用計器は、ケースを構成するケース本体に対して開閉する蓋となるカバーとの間にヒンジ構造を有する。この計器は、例えば予めケース本体にスピーカー等を取り付けて組み立てた後、スピーカーの配線用のコネクタを、開いた状態のカバーを利用してケース本体内の回路基板に接続する。これにより、回路基板とスピーカーを接近させ最短な配線として組立時の噛み込み等による配線の損傷等を防止する。

ケースのヒンジ構造は、ケース本体とカバーとの間に厚さ方向に薄肉部を残して切り込み溝を形成し、薄肉部で折り曲げ可能としてカバーを開閉可能とする。

特開２００８－２６１１７号公報

ケース本体に対して蓋となるカバーを閉じる場合に、ヒンジ構造の薄肉部が想定範囲よりも曲がり過ぎてしまうと、薄肉部に過大な応力が加わり、カバーがケース本体から破断する等損傷が生じる虞がある。また、カバーの開閉に伴う回転時、薄肉部において回転が不安定となり、カバーをケース本体に固定するためのフック及びフック保持部の掛かり合いのための動作が不安定になる虞がある。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、カバーの開閉動作性を向上することができるケースのヒンジ構造を提供することを目的とする。

本発明に係るヒンジ構造は、上述した課題を解決するために、ケース本体と前記ケース本体に対して開閉するカバーとの間に形成されるケースのヒンジ構造であって、前記ケース本体と前記カバーとを接続するヒンジ部と、前記ヒンジ部の前記ケース本体と前記カバーとの接続方向に直交する方向に沿って設けられ、２つの溝側面が溝底部で交わることにより形成される複数の切り込み溝と、前記複数の切り込み溝のうち少なくとも一方の切り込み溝の一方の前記溝側面から突出して形成され、前記カバーが閉じたときに他方の前記溝側面に当接することで前記カバーの閉じる位置を規制する位置規制部と、を備え、前記カバーが前記ケース本体に対して閉じる際、前記カバーは、前記位置規制部により前記一方の切り込み溝部分の位置が規制された後、他方の切り込み溝部分を支点に回転する。

本発明によれば、カバーの開閉動作性を向上することができる。

本実施形態におけるケースのヒンジ構造を有する車両用計器の正面図。本実施形態におけるケースのヒンジ構造を有する車両用計器の背面図。カバーが開いた状態を示す、車両用計器の背面側の斜視図。カバーが閉じた状態を示す、車両用計器の背面側の斜視図。受けリブ及び凸部を特に示す拡大断面図。検査窓を特に示す拡大断面図。カバーが開いた状態のヒンジ部を特に示す拡大断面図。カバーが開いた状態から閉じた状態に遷移し位置規制部が作用しているヒンジ部を特に示す拡大断面図。カバーが閉じた状態のヒンジ部を特に示す拡大断面図。カバーが開いた状態から閉じた状態の遷移の様子を説明する断面図。

本発明の一実施形態に係るケースのヒンジ構造を、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本実施形態におけるケースのヒンジ構造１０を有する車両用計器１の正面図である。

図２は、本実施形態におけるケースのヒンジ構造１０を有する車両用計器１の背面図である。

図３は、カバー４０が開いた状態を示す、車両用計器１の背面側の斜視図である。

図４は、カバー４０が閉じた状態を示す、車両用計器１の背面側の斜視図である。

以下の説明において、「前面側」は、図１における手前側、及び図２における奥側を意味する。「背面側」は、図１における奥側、及び図２における手前側を意味する。

本発明のケースのヒンジ構造は、例えば車両用計器１のケース本体３２とカバー４０とのヒンジ部分に適用される。車両用計器１（計器１）は、車両のインストルメントパネル内に搭載される。計器１は、速度計２及びエンジン回転数計３を介して、運転者（視認者）に種々の情報を表示する。

計器１は、指針４と、文字板５と、回路基板６と、電子部品と、ケース８と、で主に構成される。ケースのヒンジ構造１０（ヒンジ構造１０）は、ケース８の背面側に設けられる。

指針４は、回路基板６に設けられた指針駆動部の指針軸に接続されており、文字板５の面に平行する面上を回転する。指針４は、車両の速度やエンジン回転数に応じて、文字板５に形成された目盛や数字（意匠）を指し示す。

文字板５は、基材と、意匠層と、を有する。基材は、例えば透過性（透光性）の合成樹脂（例えばポリカーボネート）の板状部材である。意匠層は、基材の前面側又は背面側に形成された黒色の遮光性インキで印刷された印刷層である。意匠層は、抜き文字状に形成された目盛、数字、文字及び記号等の意匠を有する。意匠は、文字板５の背面側から照射された意匠用の光源の光が透過することにより、点灯表示される。意匠用の光源は、回路基板６に搭載される。

回路基板６は、例えばガラスエポキシ樹脂（Glass Fiber Reinforced Plastics）からなる絶縁性を有する板状の基材と、基材上にプリントされた各種配線と、を有する。回路基板６は、必要な電子部品として、例えば指針駆動部、スピーカー１１、これらの制御に必要な回路を構成する抵抗やコンデンサを有し、これら電子部品と電気的に接続される。

回路基板６は、電子部品を制御するための制御部を有する。制御部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を有し、例えば、ＲＯＭに書き込まれたプログラムに従って所定の演算処理を実行する。制御部は、例えば、指針駆動部を制御し、速度計２及びエンジン回転数計３で車両の速度等の車両情報を表示させる。制御部は、計器１の外部装置（例えば、車両のＥＣＵ（Electronic Control Unit））から車両情報を取得し、取得した情報に基づいて指針駆動部を制御する。

スピーカー１１は、車両情報に基づき音声や警報音等を発する。スピーカー１１は、ケース本体３２の内側（前面側）の係止爪に係止固定される。スピーカー１１は、回路基板６に実装されたコネクタ２１に、スピーカー１１の配線用のコード１２のコネクタ１３を介して電気的に接続される。このコード１２は、組み付け作業に好適な長さを有する。

なお、スピーカー１１は、以下の手順により回路基板６と接続される。すなわち、スピーカー１１が係止固定され、切り欠き３３にコネクタ１３を配置したケース本体３２と、表側ケース３１とを、回路基板６を収容した状態で組み立てる。その後、ケース本体３２に設けられたカバー４０を開けた状態で、スピーカー１１の配線用のコード１２のコネクタ１３を回路基板６のコネクタ２１に接続する。

ケース８は、指針４、文字板５や回路基板６を囲む（収容する）ように設けられ、回路基板６等の部品を保持し、塵や水滴等が内部へ浸入することを防止する。また、ケース８は、前面側の表側ケース３１と、背面側のケース本体３２と、を有する。

表側ケース３１は、速度計２及びエンジン回転数計３の表示を透過し車両利用者に視認させる透過部材３５を有する。透過部材３５は、透明や半透明等の光透過性の合成樹脂材からなり、フックを介して表側ケース３１の保持部に係止されて保持される。

ケース本体３２は、表側ケース３１の背面側を覆う。ケース本体３２は、合成樹脂材からなり、例えば、遮光性のある白色のポリプロピレン（Polypropylene）樹脂から構成される。ケース本体３２は、ケース８内の回路基板６等を覆い、フックを介して表側ケース３１の保持部に係止して保持される。ケース本体３２は、後述するヒンジ構造１０を介して開閉されるカバー４０を有する。

カバー４０は、回路基板６に実装されたコネクタ２１を臨むことができる位置のケース本体３２に設けられる。カバー４０は、ケース本体３２に形成された略コの字状の切り欠き３３を塞ぐように、ケース本体３２に一体に形成される。カバー４０は、ヒンジ構造１０によってケース本体３２に対して開閉可能な蓋として機能する。カバー４０は、カバー本体４１と、側壁４２と、保持部４４と、を有する。

カバー本体４１は、閉じた状態においてケース本体３２の主表面３２ａと同一面となるような面方向を有し、主表面３２ａと共に、計器１の背面を構成する。側壁４２は、カバー本体４１のケース本体３２と接続される側の端部４１ｂ（図３）に対向する端部４１ａから略垂直に、カバー４０が閉じた状態において背面から前面方向（図４のＺ方向）に延びている。側壁４２は、先端４２ａよりも端部４１ａ側の内側（回路基板６側）に、受けリブ４３を有する。受けリブ４３は、側壁４２に対して略垂直に、端部４１ｂ方向（図４のＹ方向）に延びている。受けリブ４３は、カバー４０が閉じる際に、後述するフック面５２の端面５２ａ（凸部５５）と接触し撓むような厚さ（例えば１．０ｍｍ）を有する。

保持部４４は、側壁４２の例えば２箇所に並列して設けられ、側壁４２の面方向（図４のＺ方向）に沿って、先端４２ａから前面側へ突出して延びる片である。保持部４４は、フック孔４５と、押し込み面４７と、を有する。フック孔４５は、ケース本体３２に設けられた突起状のフック５１を保持部４４に引っ掛け、係止固定する。押し込み面４７は、保持部４４の先端４４ａにおいて略垂直に計器１の外側（図４のＹ方向とは逆の方向）に向って延びている部分である。押し込み面４７は、後述する抜き孔５６を覆うような寸法を有する。押し込み面４７は、カバー４０をフック５１に掛ける際に、作業者が指を掛ける場所として利用されることにより、カバー４０を閉じる際の作業性を向上させることができる。また、押し込み面４７は、カバー４０を閉じた際に後述する抜き孔５６を背面側から覆うことができ、計器１内への塵埃等の侵入を防止することができる。

ケース本体３２は、カバー４０の保持部４４に掛かり合い、カバー４０をケース本体３２に固定するためのフック５１を有する。フック５１は、ケース本体３２の側面３２ｂの一部であり、側面３２ｂから計器１の内側（図３及び図４のＹ方向）に奥まったフック面５２に設けられる。このように、フック５１及び保持部４４を計器１の外表面から視認可能な位置に設けることにより、目視で掛かり合いの良否を確認することができる。なお、フック５１は、計器１の内側に奥まらせることなく、ケース本体３２の側面３２ｂに設定してもよい。

更に、ケース本体３２は、凸部５５と、抜き孔５６と、検査窓５７と、を有する。

図５は、受けリブ４３及び凸部５５を特に示す拡大断面図である。

凸部５５は、フック面５２の先端面であり、受けリブ４３に対向する端面５２ａの、保持部４４の位置に対応して例えば各保持部４４に２個ずつ、計４個設けられる半球状の突起である。凸部５５は、カバー４０が閉じられた際、受けリブ４３と当接する。また、カバー４０が閉じられた際に、カバー４０がガタつく場合には、凸部５５の高さを調整することにより、ガタつきを解消することができる。

図３及び図４に示すように、抜き孔５６は、射出成形によりケース本体３２を成形する際に、フック５１を成形するために意図せずフック５１に対応して設けられてしまう孔である。抜き孔５６は、ケース本体３２内部に貫通した穴であるが、上述したとおり、カバー４０を閉じた際に押し込み面４７により覆われることにより、計器１内への塵埃等の侵入が防止される。

図６は、検査窓５７を特に示す拡大断面図である。

検査窓５７は、２つのフック５１の並列する間の位置に設けられており、端面５２ａから略コの字状に切り欠かれた部分である。検査窓５７は、カバー４０が閉じた状態で、カバー４０の側壁４２の端面（先端４２ａ）とこれに対向するフック面５２の端面５２ａとに所定長さ（例えば２．０ｍｍ以上）の隙間を形成することにより、カバー４０の内部の切り欠き３３に位置する回路基板６のコネクタ２１と、コード１２のコネクタ１３との接続部を視認可能に設けられ、両者の接続状態を作業者等に確認させることができる。なお、検査窓５７は、２つのフック５１の並列する間の位置に限るものではない。

次に、ヒンジ構造１０の詳細について説明する。

図７は、カバー４０が開いた状態のヒンジ部６０を特に示す拡大断面図である。

図８は、カバー４０が開いた状態から閉じた状態に遷移し位置規制部６２が作用しているヒンジ部６０を特に示す拡大断面図である。

図９は、カバー４０が閉じた状態のヒンジ部６０を特に示す拡大断面図である。

ヒンジ構造１０は、ケース本体３２と、ケース本体３２に対して開閉するカバー４０との間に形成される。ヒンジ構造１０は、ヒンジ部６０と、このヒンジ部６０に設けられた切り込み溝６１ａ、６１ｂと、位置規制部６２と、を有する。

ヒンジ部６０は、ケース本体３２とカバー４０とを接続する。ヒンジ部６０は、ケース本体３２とカバー４０との接続方向に直交する方向である幅方向（図３及び図４のＸ方向）において３分割される。ヒンジ部６０を３分割することで、例えば、ヒンジ部６０の１つが破損した場合でも、残った２つのヒンジ部６０でケース本体３２とカバー４０を接続した状態を維持することができる。

切り込み溝６１ａ、６１ｂは、ヒンジ部６０の内側（回路基板６側）に設けられ、２つの溝側面６５が溝底部６６で交わることにより形成される。２つの切り込み溝６１ａ、６１ｂは、ヒンジ部６０に薄肉部を形成することにより、ケース本体３２に対するカバー４０の開く角度を大きくしている。溝側面６５は、溝底部６６で曲線的に交わることにより、図９に示すように、カバー４０が閉じた状態において隙間６８を有する。切り込み溝６１ａ、６１ｂは、ヒンジ部６０の幅方向に沿って、並列して２本設けられる。具体的には、ヒンジ部６０には、カバー４０側に位置するカバー側切り込み溝６１ａと、ケース本体３２側に位置するケース本体側切り込み溝６１ｂと、が設けられる。各切り込み溝６１ａ、６１ｂは、ヒンジ部６０と同様に、幅方向において３分割される。

カバー側切り込み溝６１ａの溝底部６６部分のヒンジ部６０の板厚は、他方の切り込み溝としてのケース本体側切り込み溝６１ｂの溝底部６６部分のヒンジ部６０の板厚よりも薄い。

位置規制部６２は、複数の切り込み溝６１ａ、６１ｂのうちカバー側切り込み溝６１ａの一方の溝側面６５ａから他方の溝側面６５ｂに向い突出して形成される。位置規制部６２は、カバー４０が閉じたときに他方の溝側面６５ｂに当接することでカバー４０の閉じる位置を規制する。すなわち、位置規制部６２は、カバー４０とヒンジ部６０との成す角度がカバー側切込み溝６１ａ部分において略１８０度となった際に、カバー側切込み溝６１ａ部分を支点に更に回転しないよう、カバー４０の回転を規制する。

なお、本実施形態においては、カバー４０側に近い溝側面６５ａと、ケース本体３２側に近い溝側面６５ｂと、のうち、カバー４０側に近い溝側面６５ａに位置規制部６２を設けたが、もう一方の溝側面６５ｂに設けてもよい。また、位置規制部６２は、カバー４０の幅方向全体の溝側面６５に設けてもよいし、カバー４０の幅方向に複数に分割して設けてもよい。

次に、カバー４０が開いた状態から閉じた状態へと遷移する際の、ヒンジ構造１０の作用を説明する。

図１０は、カバー４０が開いた状態から閉じた状態の遷移の様子を説明する断面図である。

カバー４０が開いた状態から閉じた状態に遷移する場合、作業者に押し込み面４７等が保持されながらヒンジ部６０を軸にカバー４０が回転する。このとき、カバー側切り込み溝６１ａの溝底部６６部分の板厚が、ケース本体側切り込み溝６１ｂの溝底部６６部分の板厚よりも薄いので曲がりやすい。このため、ケース本体側切り込み溝６１ｂ部分よりも、カバー側切り込み溝６１ａ部分を支点に、カバー４０は回転し（曲り）やすくなる。

カバー側切込み溝６１ａ部分においてヒンジ部６０とカバー４０との成す角度が略１８０度となると、カバー４０は、位置規制部６２により位置が規制された後、ケース本体側切り込み溝６１ｂ部分を支点に回転する。具体的には、カバー側切り込み溝６１ａの一方の溝側面６５ａから位置規制部６２が突出して形成されるので、位置規制部６２がカバー側切り込み溝６１ａの他方の溝側面６５ｂに当接する。これにより、カバー４０は、ヒンジ部６０においてカバー側切り込み溝６１ａ部分の位置が規制され、カバー４０はカバー側切り込み溝６１ａ部分に関して回転しなくなる。カバー４０は、以後は、ケース本体側切り込み溝６１ｂを支点に回転することになる。カバー４０は、回転支点（折れ曲がる部分）がケース本体側切り込み溝６１ｂ部分の１箇所となるため、以後の回転を安定して行うことができる。

また、ケース本体３２のリブ３２ｃ等の近傍のように、構造強度が高い位置、すなわち、最もケース本体３２側に設けられたケース本体側切り込み溝６１ｂ部分を回転支点としてカバー４０が回転することにより、回転時のふらつきを低減することができる。このため、位置規制部６２は、カバー４０側に位置する切り込み溝６１ａに設け、最もケース本体３２側に位置する切り込み溝６１ｂには設けないのが好ましい。

保持部４４がフック５１に到達するまでカバー４０が回転し、例えば押し込み面４７を介して保持部４４がフック５１を乗り越えるよう押し込まれると、保持部４４のフック孔４５がフック５１と掛かり合い（係合し）、カバー４０は閉じた状態でケース本体３２に固定される。押し込まれる際、ケース本体側切り込み溝６１ｂの隙間６８が設けられるため、カバー本体４１は、ケース本体側切り込み溝６１ｂの溝側面６５同士が接触するまでケース本体３２の主表面３２ａよりも沈み込むことができる。すなわち、カバー４０は、ケース本体側切り込み溝６１ｂ部分において、ヒンジ部６０とカバー４０との成す角度が略１８０度より大きくなるまで回転できる。また、受けリブ４３が撓むことにより、フック５１を引っ掛ける際の作業性を向上させる。

このようなヒンジ構造１０は、カバー側切り込み溝６１ａに位置規制部６２を有するため、カバー４０を閉じる際に、ケース本体側切り込み溝６１ｂ部分において、ヒンジ部６０とカバー４０との成す角度が略１８０度になると位置規制部６２がカバー側切り込み溝６１ａ部分の回転を規制し、以後の回転をケース本体側切り込み溝６１ｂ部分で行わせることができる。これにより、ヒンジ構造１０は、カバー４０の回転を安定させることができ、フック５１と保持部４４との掛かり合い動作をも安定させることができる。すなわち、ヒンジ構造１０は、カバー４０の回転時の位置を安定させた結果、フック５１と保持部４４との位置をずらすことなく、掛かり合いをスムーズに行うことができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、ヒンジ構造は、２本以上の切り込み溝を有してもよい。切り込み溝の本数は、ケース本体に対するカバーの開く角度に応じて設定すればよく、数を多くすることで開く角度を大きくできる。

位置規制部は、最もカバー側に位置する切り込み溝に限らず、他方の切り込み溝に設けてもよい。また、少なくとも１本の切り込み溝に設けられればよく、複数の切り込み溝や、全ての切り込み溝に設けられてもよい。この場合、切り込み溝部分のヒンジ部の肉厚を任意に設定することにより切り込み溝部分間で回転のしやすさを調整することにより、回転支点となる位置の順序を設定することができる。

検査窓５７は、ケース本体３２に形成されていたが、カバー４０の側壁４２に形成されてもよい。凸部５５は、ケース本体３２に形成されていたが、カバー４０の受けリブ４３に形成されてもよい。

１車両用計器（計器）
２速度計
３エンジン回転数計
４指針
５文字板
６回路基板
８ケース
１０ヒンジ構造
１１スピーカー
１２コード
１３、２１コネクタ
３１表側ケース
３２ケース本体
３２ａ主表面
３２ｂ側面
３２ｃリブ
３３切り欠き
３５透過部材
４０カバー
４１カバー本体
４１ａ、４１ｂ端部
４２側壁
４２ａ先端
４３受けリブ
４４保持部
４４ａ先端
４５フック孔
４７押し込み面
５１フック
５２フック面
５２ａ端面
５５凸部
５６抜き孔
５７検査窓
６０ヒンジ部
６１ａカバー側切り込み溝
６１ｂケース本体側切り込み溝
６２位置規制部
６５、６５ａ、６５ｂ溝側面
６６溝底部
６８隙間

Claims

ケース本体と前記ケース本体に対して開閉するカバーとの間に形成されるケースのヒンジ構造であって、
前記ケース本体と前記カバーとを接続するヒンジ部と、
前記ヒンジ部の前記ケース本体と前記カバーとの接続方向に直交する方向に沿って設けられ、２つの溝側面が溝底部で交わることにより形成される複数の切り込み溝と、
前記複数の切り込み溝のうち少なくとも一方の切り込み溝の一方の前記溝側面から突出して形成され、前記カバーが閉じたときに他方の前記溝側面に当接することで前記カバーの閉じる位置を規制する位置規制部と、を備え、
前記カバーが前記ケース本体に対して閉じる際、前記カバーは、前記位置規制部により前記一方の切り込み溝部分の位置が規制された後、他方の切り込み溝部分を支点に回転する、ケースのヒンジ構造。
前記一方の切り込み溝の前記溝底部の板厚は、前記他方の切り込み溝の前記溝底部の板厚よりも薄い、請求項１記載のケースのヒンジ構造。
前記一方の切り込み溝は、最も前記カバー側に位置する切り込み溝である、請求項１又は２記載のケースのヒンジ構造。
前記ケース本体又は前記カバーは、内部を視認可能な検査窓を有する、請求項１記載のケースのヒンジ構造。
前記カバーは、前記ケース本体のフックに係合する保持部を有し、
前記ケース本体は、前記フックに対応する抜き孔を有し、
前記保持部は、前記抜き孔を覆う押し込み面を有する、請求項１記載のケースのヒンジ構造。
前記ヒンジ部は、前記ケース本体と前記カバーとの接続方向に直交する方向である幅方向において３分割される、請求項１記載のケースのヒンジ構造。
前記ケース本体は、前記カバーが閉じられた際に、前記カバーのガタつきを調整する凸部を有する、請求項１記載のケースのヒンジ構造。