JP7101870B2 - 電子式指示計器 - Google Patents

Description

本発明は、取付パネルの前方に一部が突出した状態で取り付けられる電子式指示計器に関する。

従来、電子式指示計器は、電気回路を構成する複数の部品が搭載された基板を有し、かかる基板は、例えば、スナップフィット方式によって電子式指示計器のケースに取り付けられる。例えば、特許文献１には、ケースの底壁部からケースの側壁部に沿った方向に突出するスナップフィット方式の係合片を設け、かかる係合片によって基板をケースに取り付ける技術が開示されている。

特開２００６－９０９４９号公報

しかしながら、スナップフィット方式の係合片で基板を筐体に取り付ける構造では、基板をケースに取り付ける際に係合片にたわみが生じ、かかるたわみの大きさに応じた応力が基板に加わる。そして、上述した特許文献１に記載の技術では、ケースの底壁部から係合片をケースの側壁部に沿った方向に突出させている。そのため、基板をケースに取付ける際に基板に加わる応力を低減しようとすると、ケースの底壁部からの突出させる係合片の長さが長くなり、電子式指示計器が大型化する可能性がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、大型化を抑制しつつ、基板に加わる応力を低減することができる電子式指示計器を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の電子式指示計器は、ケースと、カバーとを備える。ケースは、取付パネルの前方に一部が突出する状態で取付パネルに取り付けられ、取付パネルから突出する位置にある開口部から基板が内部に収納される。カバーは、ケースの開口部を覆う。ケースは、取付パネルから突出する領域に片持ち支持されて取付パネルの後方に向けて延伸し、先端にケースの内部に向けて突出する突出部を各々有し、基板と係合する複数の係合片が設けられる側壁部を備える。カバーは、複数の係合片と側壁部の外方で対向し、複数の係合片に当接することで側壁部の外方への変位を抑制する変位抑制部を備える。

本発明によれば、大型化を抑制しつつ、基板に加わる応力を低減することができる、という効果を奏する。

本発明の実施の形態１にかかる電子式指示計器の一例を示す外観斜視図 実施の形態１にかかる電子式指示計器が取付パネルに取り付けられた状態を示す図 実施の形態１にかかるケースの外観斜視図 実施の形態１にかかるケースの側面図 実施の形態１にかかるケースの正面図 実施の形態１にかかるケースの一部の領域を示す外観斜視図 実施の形態１にかかるケースの一部を示す側面図 図７に示すVIII－VIII線に沿った断面図 実施の形態１にかかる基板ユニットのケースへの取り付け工程を説明するための図 実施の形態１にかかるケースの底壁部から係合片を開口部に向けて突出させたと仮定した場合に係合片によって基板に加わる応力を説明するための図 実施の形態１にかかる係合片によって基板に加わる応力を説明するための図 実施の形態１にかかる電子式指示計器の側面図 図１２に示すXIII-XIII線に沿った断面図 図１３の一部拡大図

以下に、本発明の実施の形態にかかる電子式指示計器を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる電子式指示計器の一例を示す外観斜視図である。図２は、実施の形態１にかかる電子式指示計器が取付パネルに取り付けられた状態を示す図である。

図１および図２に示す電子式指示計器１は、電路の電圧、電流、または電力などの電気的な値を計測し、かかる計測の結果を表示する。例えば、電子式指示計器１は、電力系統から需要家へ供給される電流、電圧、および電力量などを計測し、かかる計測の結果を表示する。

図１に示すように、電子式指示計器１は、樹脂などの絶縁性部材によって形成されるケース１０と、ケース１０の内部に収納される基板ユニット２０と、ケース１０に嵌め込まれ、ケース１０の開口部１１を覆うカバー３０とを備える。

基板ユニット２０は、基板２１と、基板２１を支持する基板支持部２２とを備える。かかる基板ユニット２０は、ケース１０の開口部１１から挿入され、ケース１０に取り付けられる。そして、基板ユニット２０がケース１０に取り付けられた状態のケース１０の開口部１１をカバー３０で覆うことで、電子式指示計器１が組み立てられる。

カバー３０は、カバー筐体３１と、カバー筐体３１の前面側に設けられる表示部３２および複数の操作ボタン３３とを備える。基板２１には、電圧、電流、または電力などの電気的な値を計測し、かかる計測の結果を表示部３２に表示する電気回路を構成する複数の部品が配置されている。かかる電気回路は、操作ボタン３３への操作に基づいて、表示部３２に表示する情報を切り替えることができる。

図２に示すように、電子式指示計器１は、取付パネル４０の前方に一部が突出した状態で取付パネル４０に取り付けられる。ケース１０には開口部１１側の外周に外方に張り出す張出部１６が形成されている。かかる張出部１６を取付パネル４０の取付面４０ａに当接させることで、取付パネル４０の前方に一部が突出した状態で電子式指示計器１を容易に取付パネル４０に取り付けることができる。

カバー３０は、電子式指示計器１が取付パネル４０に取り付けられた状態において、取付パネル４０の取付面４０ａよりも前方に配置される。かかるカバー３０は、電子式指示計器１が取付パネル４０に取り付けられた状態で、ケース１０から取り外すことができる。

図３は、実施の形態１にかかるケースの外観斜視図である。図４は、実施の形態１にかかるケースの側面図である。図５は、実施の形態１にかかるケースの正面図である。図６は、実施の形態１にかかるケースの一部の領域を示す外観斜視図である。図７は、実施の形態１にかかるケースの一部を示す側面図であり、図４に示す領域７０の拡大図である。図８は、図７に示すVIII－VIII線に沿った断面図である。

図３～図５に示すように、ケース１０は、開口部１１を有するケース筐体１２と、基板２１を支持する基板支持部１５とを有する。ケース筐体１２は、底壁部１３と、側壁部１４とを備える。基板支持部１５は、ケース筐体１２の内部に形成され、底壁部１３から開口部１１へ向かう方向に突出している。

側壁部１４は、複数の側壁部１４１，１４２，１４３，１４４を含む。側壁部１４１，１４２は互いに対向する位置に配置され、側壁部１４３，１４４は互いに対向する位置に配置される。各側壁部１４１，１４２には、取付パネル４０から突出する領域に片持ち支持される複数の係合片５が形成される。

例えば、図４では、側壁部１４２のうち取付パネル４０から突出する領域１４２ａに片持ち支持される複数の係合片５が形成されることが示されている。また、図６では、側壁部１４１のうち取付パネル４０から突出する領域１４１ａに片持ち支持される複数の係合片５が形成されることが示されている。これら複数の係合片５は、取付パネル４０の後方、すなわち、ケース筐体１２の底壁部１３に向けて延伸する。

図６～図８に示すように、各係合片５は、側壁部１４のうち取付パネル４０から突出する領域１４１ａ，１４２ａのうち対応する領域に連続する支持端５１を有する。また、各係合片５は、支持端５１に基端が連続し取付パネル４０の後方に向けて延伸する延伸部５２と、延伸部５２の先端に連続しケース筐体１２の内部に向けて突出する突出部５３とを有する。係合片５は、側壁部１４にＵ字状のスリット６を形成することによって形成される。

延伸部５２は、弾性を有しており、側壁部１４の壁面に垂直する方向の力が働いたときにたわむ。このように、延伸部５２は、外部からの力によってたわむため、たわみ柱とも呼ぶことができる。突出部５３は、図６および図８に示すように、取付パネル４０の後方に向かうほどケース１０の内部に向けて突出する傾斜面５３ａと、基板２１を支持する基板支持面５３ｂとを有する。傾斜面５３ａは、基板２１をガイドする機能を有しており、ガイド面と呼ぶこともできる。基板支持面５３ｂは、平坦面であり、基板２１がケース１０に取り付けられた状態において、基板２１の主面２１ａに当接する。

ここで、基板ユニット２０をケース１０に取り付ける工程について説明する。図９は、実施の形態１にかかる基板ユニットのケースへの取り付け工程を説明するための図である。なお、図９においては、理解を容易にするために、基板ユニット２０のうち基板２１のみを図示している。

図９に示すように、側壁部１４１に形成された係合片５と側壁部１４２に形成された係合片５との間には、開口９１が形成される。かかる開口９１の幅Ｗ１は、側壁部１４１と側壁部１４２とが互いに対向する方向における、側壁部１４１に片持ち支持される係合片５の突出部５３における傾斜頂点５３ｃと側壁部１４２に片持ち支持される係合片５の突出部５３における傾斜頂点５３ｃとの間の距離である。

図９に示すように、基板２１をケース１０の開口部１１から挿入しケース１０の底壁部１３に向けて移動させていくと、基板２１の両側端が係合片５の突出部５３に形成された傾斜面５３ａに接触する。この状態でさらに基板２１をケース１０の底壁部１３に向けて移動させていくと、延伸部５２の弾性によって、延伸部５２が側壁部１４の外方へ変位していき開口９１の幅Ｗ１が変位していく。そのため、開口９１の幅Ｗ１が大きくなっていく。このとき、基板２１に加わる応力は、開口９１の幅Ｗ１の変位量に正比例し、開口９１の幅Ｗ１の変位量が大きくなるほど大きくなる。

基板２１が突出部５３の傾斜頂点５３ｃを通過すると、係合片５の突出部５３に基板２１から加わる力が無くなる。そのため、開口９１の幅Ｗ１は、係合片５の延伸部５２の弾性によって、ケース１０に基板２１が挿入される前の状態に戻る。そして、突出部５３の傾斜頂点５３ｃを通過した基板２１は、突出部５３の基板支持面５３ｂと基板支持部１５との間で固定される。

このように、基板２１をケース１０に取り付ける際に開口９１に変位が生じたときに基板２１に加わる応力は、開口９１の幅Ｗ１の変位量に正比例するが、係合片５の支持端５１を基点としたケース１０への基板２１の挿入の深さＤ１の３乗に反比例して小さくなる。したがって、延伸部５２の長さを長くし、支持端５１から傾斜頂点５３ｃまでの距離を長くすることで、基板２１をケース１０に取り付ける際に基板２１に加わる応力を効果的に緩和することができる。

係合片５は、側壁部１４のうち取付パネル４０から突出する領域１４１ａ，１４２ａに片持ち支持されて取付パネル４０の後方に向けて延伸する。これにより、例えば、底壁部１３から係合片５を開口部１１に向けて突出させたと仮定した場合に係合片５を長くできないような状況であっても、側壁部１４の領域１４１ａ，１４２ａに係合片５を片持ち支持させることで、係合片５を長くすることができる。そのため、電子式指示計器１が大型化することを抑制しつつ、基板２１に加わる応力を低減することができる。

図１０は、実施の形態１にかかるケースの底壁部から係合片を開口部に向けて突出させたと仮定した場合に係合片によって基板に加わる応力を説明するための図である。図１１は、実施の形態１にかかる係合片によって基板に加わる応力を説明するための図である。

図１０に示す係合片５’では、ケース１０への基板２１の挿入の深さが深くなるほど、基板２１が係合片５’の支持端５１’側へ向かう。そのため、ケース１０への基板２１の挿入の深さが深くなるほど、延伸部５２’のたわみによる基板２１にかかる応力が大きくなる。また、係合片５’の先端に形成された突出部５３’の傾斜面５３ａ’は、基板２１の挿入方向に向けて延伸部５２’から離れる方向に傾斜する。そのため、図１０に示す係合片５’では、突出部５３’に形成される傾斜頂点５３ｃ’の支持端５１’からの距離Ｌ２が、係合片５’の長さＬ１よりも短くなる。

実施の形態１にかかる係合片５では、図１１に示すように、ケース１０への基板２１の挿入の深さが深くなるほど、基板２１が係合片５の先端側へ向かう。そのため、ケース１０への基板２１の挿入の深さが深くなるほど、延伸部５２のたわみによる基板２１にかかる応力が小さくなる。また、係合片５は、先端に形成された突出部５３の傾斜面５３ａは、基板２１の挿入方向に向けて延伸部５２から離れる方向に傾斜するが、突出部５３に形成される傾斜頂点５３ｃの支持端５１からの距離は、係合片５の長さＬと同等である。

このように、係合片５’は、ケース１０への基板２１の挿入の深さが深くなるほど、延伸部５２’のたわみによる基板２１にかかる応力が大きくなる。しかしながら、係合片５は、ケース１０への基板２１の挿入の深さが深くなるほど延伸部５２のたわみによる応力が小さくなる。また、図１０に示す係合片５’の長さＬ１と図１１に示す係合片５の長さＬとが同じであると仮定すると、変位量Ｉ１だけ係合片５，５’の先端を変位させた場合、係合片５’に加えられる力Ｐ１’は、係合片５に加えられる力Ｐ１よりも大きくなる。したがって、実施の形態１にかかる係合片５では、係合片５’に比べて、基板２１に加わる応力を低減することができる。

また、係合片５の支持端５１は、側壁部１４のうち取付パネル４０から前方に突出する位置に配置されることから、底壁部１３から係合片５を突出させたと仮定した場合に比べ、係合片５の位置を前方にずらすことができる。そのため、電子式指示計器１は、底壁部１３から係合片５を突出させたと仮定した場合に比べ、電子式指示計器１の奥行方向の長さを短くすることができ、小型化を図ることができる。

また、基板２１をケース１０に保持する力である基板保持力より製品小型化を優先したい場合は、必要な強度を確保することができる範囲で、係合片５における延伸部５２の断面積を小さくし、延伸部５２の長さを短くすることができる。これにより、取付面４０ａから底壁部１３までの長さを短くすることができ、電子式指示計器１の小型化を図ることができる。

また、基板保持力より基板２１に加わる応力である基板応力の低減を優先したい場合、必要な強度を確保することができる範囲で、係合片５における延伸部５２の断面積を小さくすることができる。これにより、電子式指示計器１の奥行方向の長さを短くすることができ、電子式指示計器１の小型化を図ることができる。

また、ケース１０の開口部１１から基板２１を有する基板ユニット２０を挿入した後、カバー３０をケース１０に嵌め込むだけで、容易に電子式指示計器１を組み立てることができる。

また、係合片５の長さを長くすることで、ケース１０に基板２１を固定する工程において、係合片５によって基板２１に加わる力を小さくすることができ、軽い力で容易に基板２１をケース１０に固定することができる。また、基板２１が傾斜頂点５３ｃを超えた瞬間に基板支持面５３ｂが戻る振動と音によって作業者は挿入工程の完了を容易に認識することができる。

また、ケース１０に基板２１が固定された状態では、係合片５における延伸部５２のたわみによる応力が基板２１に応力が加わらないことから、作業者の作業レベルによって、基板２１へかかる応力が変化しない。そのため、作業者は、決められた手順による組み立て作業を行うことで、規定を超える応力が基板２１に発生することがなく、作業性を高めることができる。

図１２は、実施の形態１にかかる電子式指示計器の側面図である。図１３は、図１２に示すXIII-XIII線に沿った断面図である。図１４は、図１３の一部拡大図であり、図１３に示す領域７１の拡大図である。

図１２～図１４に示すように、カバー３０には、複数の係合片５と側壁部１４の外方で対向し、複数の係合片５に当接することで側壁部１４の外方への変位を抑制する変位抑制部３４を有する。かかる変位抑制部３４は、取付面４０ａに向けて延伸し、複数の係合片５のうち対応する係合片５に各々外方で対向する複数のリブ部３４ａを有する。

各リブ部３４ａは、係合片５のうち支持端５１から延伸部５２の中途部までの領域と対向する。換言すれば、各リブ部３４ａは、係合片５のうち取付面４０ａよりも前方の領域と対向する。これにより、係合片５に側壁部１４の外方への力が働いた場合に、係合片５のうち支持端５１から延伸部５２の中途部までの領域がリブ部３４ａを押す状態になる。

図１４に示すように、リブ部３４ａの厚みＴ１は、係合片５の厚みＴ２よりも厚い。図１４に示す例では、リブ部３４ａの厚みＴ１は、係合片５の厚みＴ２の２倍以上である。このように、リブ部３４ａの厚みＴ１は、係合片５の厚みＴ２よりも厚いことから、係合片５の突出部５３に外方に力が加わった場合において、係合片５のうち支持端５１から延伸部５２の中途部までの領域の変位がリブ部３４ａによって阻止される。

そのため、係合片５の突出部５３に外方に力が加わった場合において、係合片５のうちリブ部３４ａと対向しない領域が主に側壁部１４の外方へ変位する領域になるため、変位する領域が短くなる。これにより、カバー３０に変位抑制部３４を設けない場合に比べ、係合片５の突出部５３を外方に変位させるために必要な力が大きくなることから、ケース１０への基板２１の固定強度を高めることができる。

なお、側壁部１４の外面および係合片５の外面を変位抑制部３４の表面と実質的に面一にすることで、基板２１から基板支持面５３ｂに加わる応力によって係合片５の延伸部５２が外方に湾曲することを変位抑制部３４によって抑制することができる。そのため、ケース１０への基板２１の固定強度をより高めることができる。

また、端子台への締付などによって基板２１に生じる荷重を、延伸部５２の重心線よりもケース１０の内部側となるように配置することにより、基板支持面５３ｂに基板２１からの荷重が加わった時、延伸部５２が側壁部１４の外方に向けて凸状に湾曲する。そのため、延伸部５２はリブ部３４ａに荷重を加え続けることで延伸部５２がリブ部３４ａに密着し、ケース１０への基板２１の固定強度をより高めることができる。なお、上述した延伸部５２の重心線は、基板２１の主面２１ａに直交する方向における延伸部５２の重心線である。

さらに、変位抑制部３４は、側壁部１４に形成されたスリット６のうち取付パネル４０の取付面４０ａから前方に露出する領域を外方から覆う。これにより、係合片５の支持端５１が取付パネル４０の取付面４０ａよりも前方にある場合であっても、スリット６から虫または埃などの異物が電子式指示計器１の内部に侵入することを防止することができる。

また、ケース１０とカバー３０を嵌め合わせた際に、変位抑制部３４のリブ部３４ａの先端が取付パネル４０の取付面４０ａと実質的に面一になるように変位抑制部３４がカバー筐体３１に形成される。これにより、スリット６が密閉状態で変位抑制部３４に覆われることから、スリット６を介して虫または埃などの異物が電子式指示計器１の内部に侵入することを精度よく防止することができる。

以上のように、実施の形態１にかかる電子式指示計器１は、ケース１０と、カバー３０とを備える。ケース１０は、取付パネル４０の前方に一部が突出する状態で取付パネル４０に取り付けられ、取付パネル４０から突出する位置にある開口部１１から基板２１が内部に収納される。カバー３０は、ケース１０の開口部１１を覆う。ケース１０は、取付パネル４０から突出する領域１４１ａ，１４２ａに片持ち支持されて取付パネル４０の後方に向けて延伸し、先端にケース１０の内部に向けて突出する突出部５３を各々有し、基板２１と係合する複数の係合片５が形成される側壁部１４を備える。これにより、電子式指示計器１の大型化を抑制しつつ、基板２１に加わる応力を低減することができる。

また、カバー３０は、複数の係合片５と側壁部１４の外方で対向し、複数の係合片５に当接することで側壁部１４の外方への変位を抑制する変位抑制部３４を有する。これにより、ケース１０から基板２１を取り外すために要する力が増加するため、基板２１のケース１０の内部への挿入時には、基板２１に加わる応力を効果的に緩和しつつも、意図しない力によってケース１０による基板２１の固定が解除されることを抑制できる。

また、側壁部１４は、複数の係合片５を形成するために設けられた複数のスリット６を有する。変位抑制部３４は、複数のスリット６を側壁部１４の外方から覆う。これにより、スリット６から虫または埃などの異物が電子式指示計器１の内部に侵入することを防止することができる。

また、突出部５３は、取付パネル４０の後方に向かうほどケース１０の内部に向かう傾斜面５３ａを有する。これにより、基板２１に加わる応力を低減することができる。

また、ケース１０は、基板２１の一方の主面２１ａに当接する基板支持部１５を備える。突出部５３は、基板２１の他方の主面２１ｂと対向し、基板支持部１５と共に基板２１を支持する基板支持面５３ｂを有する。これにより、例えば、基板２１から力が加わった場合において、かかる力の方向は係合片５の延伸方向に沿った方向になり、基板２１がケース１０から外れるために必要な力を、基板２１をケース１０に固定する際に必要な力よりも大きくすることができる。そのため、基板２１のケース１０への固定を安定して行うことができる。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ 電子式指示計器、５，５’ 係合片、６ スリット、１０ ケース、１１ 開口部、１２ ケース筐体、１３ 底壁部、１４，１４１，１４２，１４３，１４４ 側壁部、１５，２２ 基板支持部、１６ 張出部、２０ 基板ユニット、２１ 基板、２１ａ，２１ｂ 主面、３０ カバー、３１ カバー筐体、３２ 表示部、３３ 操作ボタン、３４ 変位抑制部、３４ａ リブ部、４０ 取付パネル、４０ａ 取付面、５１，５１’ 支持端、５２，５２’ 延伸部、５３，５３’ 突出部、５３ａ，５３ａ’ 傾斜面、５３ｂ 基板支持面、５３ｃ，５３ｃ’ 傾斜頂点、７０，７１，１４１ａ，１４２ａ 領域、９１ 開口、Ｄ１ 深さ、Ｉ１ 変位量、Ｌ２ 距離、Ｐ１，Ｐ１’ 力、Ｔ１，Ｔ２ 厚み。

Claims (4)

1. 取付パネルの前方に一部が突出する状態で前記取付パネルに取り付けられ、前記取付パネルから突出する位置にある開口部から基板が内部に収納されるケースと、
   前記ケースの前記開口部を覆うカバーと、を備え、
   前記ケースは、
   前記取付パネルから突出する領域に片持ち支持されて前記取付パネルの後方に向けて延伸し、先端に前記ケースの内部に向けて突出する突出部を各々有し、前記基板と係合する複数の係合片が設けられる側壁部を備え、
   前記カバーは、
   前記複数の係合片と前記側壁部の外方で対向し、前記複数の係合片に当接することで前記側壁部の外方への変位を抑制する変位抑制部を備える
   ことを特徴とする電子式指示計器。
2. 前記側壁部は、
   前記複数の係合片を形成する複数のスリットを有し、
   前記変位抑制部は、
   前記複数のスリットを前記側壁部の外方から覆う
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子式指示計器。
3. 前記突出部は、
   前記取付パネルの後方に向かうほど前記ケースの内部に向かう傾斜面を有する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の電子式指示計器。
4. 前記ケースは、
   前記基板の一方の主面に当接する基板支持部を備え、
   前記突出部は、
   前記基板の他方の主面と対向し、前記基板支持部と共に前記基板を支持する基板支持面を有する
   ことを特徴とする請求項３に記載の電子式指示計器。

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