(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
計器ユニットのハウジングに設けられた固定機構部によって前記計器ユニットを取付板に固定する計器ユニットの固定構造であって、
前記固定機構部には、周方向に複数に分割された係止爪を先端部に有し、前記取付板に形成された取付孔へ先端部が差し込まれことにより、前記取付板の裏面側における前記取付孔の縁部を係止する円筒係合部と、
前記円筒係合部の前記係止爪に囲まれる係合孔に押し込まれることにより、前記係止爪を径方向外方へ広げるボスと、
前記係合孔に押し込まれた前記ボスの前記係合孔への押し込み方向と逆方向への移動を規制する移動規制部とを備えたことを特徴とする計器ユニットの固定構造。
【請求項２】
前記移動規制部は、
前記ボスに形成されて径方向外方へ広がる弾性変形可能なアーム部と、
前記係合孔に形成された、前記ボスが該係合孔の係合位置へ押し込まれた状態で前記アーム部が配置可能な係合溝部とを有し、
前記アーム部は、前記ボスが前記係合孔へ向かって押し込まれると、該係合孔の内周面に当接して径方向内方へ弾性変形し、前記ボスが該係合孔の係合位置まで押し込まれると、前記係合溝部に到達して復元し、前記係合溝部に係合することを特徴とする請求項１に記載の計器ユニットの固定構造。
【請求項３】
前記ボスは、前記ハウジングに一体に形成され、前記係合孔へ向かう押圧力によって前記ハウジングから分離可能とされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の計器ユニットの固定構造。
【請求項４】
前記ハウジングは、前記円筒係合部を有する下側ケースと、前記ボスを有する上側ケースとから構成され、前記下側ケースに前記上側ケースを装着することにより、前記円筒係合部に対して前記ボスが位置決めされることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の計器ユニットの固定構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種の計器装置に用いられる、指針を回転駆動させる計器ユニットをフレームや基板に固定する計器ユニットの固定構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両には、車両速度を指示する車両速度メータ、エンジン回転数を指示するエンジン回転数メータ、燃料残量を指示する燃料残量メータ、冷却水の温度を指示する水温メータ、等の種々のメータ（計器）が装備されており、これらの各種メータ機能を取り込んだ、所謂コンビネーションメータ型の車両用計器装置が用いられている。
【０００３】
このような計器装置に用いられる計器ユニットを電気回路基板へ取り付ける固定構造として、例えば、計器装置の合成樹脂製のケースに一体に形成された係止爪を回路基板に形成され孔部へ差し込み、係止爪を孔部の開口縁に係止させるものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１３８７５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のように、孔部の開口縁に係止爪を係止させる固定構造においては、時間が経過するにしたがって、経年変化によって係止爪が変形し、回路基板への固定力が低下するおそれがある。特に、車両の駆動源からの振動あるいは走行時の振動を受けることにより、固定力の低下が顕著に生じてしまう。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、時間の経過や設置環境によらず、良好かつ安定した固定力を維持し、信頼性を高めることが可能な計器ユニットの固定構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述した目的を達成するために、本発明に係る計器ユニットの固定構造は、下記（１）〜（４）を特徴としている。
（１）  計器ユニットのハウジングに設けられた固定機構部によって前記計器ユニットを取付板に固定する計器ユニットの固定構造であって、
前記固定機構部には、周方向に複数に分割された係止爪を先端部に有し、前記取付板に形成された取付孔へ先端部が差し込まれことにより、前記取付板の裏面側における前記取付孔の縁部を係止する円筒係合部と、
前記円筒係合部の前記係止爪に囲まれる係合孔に押し込まれることにより、前記係止爪を径方向外方へ広げるボスと、
前記係合孔に押し込まれた前記ボスの前記係合孔への押し込み方向と逆方向への移動を規制する移動規制部とを備えたこと。
（２）  上記（１）の構成の計器ユニットの固定構造において、
前記移動規制部は、
前記ボスに形成されて径方向外方へ広がる弾性変形可能なアーム部と、
前記係合孔に形成された、前記ボスが該係合孔の係合位置へ押し込まれた状態で前記アーム部が配置可能な係合溝部とを有し、
前記アーム部は、前記ボスが前記係合孔へ向かって押し込まれると、該係合孔の内周面に当接して径方向内方へ弾性変形し、前記ボスが該係合孔の係合位置まで押し込まれると、前記係合溝部に到達して復元し、前記係合溝部に係合すること。
（３）  上記（１）または（２）の構成の計器ユニットの固定構造において、
前記ボスは、前記ハウジングに一体に形成され、前記係合孔へ向かう押圧力によって前記ハウジングから分離可能とされていること。
（４）  上記（１）から（３）のいずれかの構成の計器ユニットの固定構造において、
前記ハウジングは、前記円筒係合部を有する下側ケースと、前記ボスを有する上側ケースとから構成され、前記下側ケースに前記上側ケースを装着することにより、前記円筒係合部に対して前記ボスが位置決めされること。
【０００８】
上記（１）の構成の計器ユニットの固定構造では、円筒係合部の先端を取付板の取付孔へ差し込むことにより、係止爪を取付孔の裏面側における縁部へ係止させ、計器ユニットを取付板に固定することができる。
この状態にて、ボスが円筒係合部の係合孔における係合位置まで押し込まれると、係止爪が径方向外方へ広げられ、取付板の取付孔の縁部へ係止爪が確実に係止され、取付板に強固に固定された状態となる。
しかも、この状態にて、ボスは、移動規制部によって係合孔への押し込み方向と逆方向への移動が規制されるので、ボスが係合位置から移動して抜け出すことが防止される。これにより、時間の経過や振動などによらず、取付板への計器ユニットの良好な固定力を安定して維持することができ、その係止の信頼性を高めることができる。
上記（２）の構成の計器ユニットの固定構造では、ボスが係合位置へ向かって押し込まれると、係合孔の内周面に当接して径方向内方へ弾性変形し、ボスが係合位置まで押し込まれると、係合溝部に到達して復元し、係合溝部に係合するアーム部を有するので、ボスを容易に係合位置へ押し込むことができるとともに、アーム部と係合溝部との係合力によって、係合位置へ押し込んだボスの押し込み方向と逆方向への移動を確実に規制することができる。このように、移動規制部が、係合溝部とボスに形成されたアーム部とからなる簡単な構成とされているので、時間の経過や振動などによらず、取付板への計器ユニットの良好な固定力を維持することができる固定構造を低コストにて実現することができる。
上記（３）の構成の計器ユニットの固定構造では、ハウジングにボスが一体に形成され、係合孔へ向かう押圧力によってボスが分離可能とされているので、別体のボスを用いる場合と比較して、部品点数の削減による低コスト化を図ることができ、また、別体のボスが紛失しないように管理するような煩雑な手間を不要とすることができる。
上記（４）の構成の計器ユニットの固定構造では、下側ケースに上側ケースを装着することにより、円筒係合部に対してボスが位置決めすることができ、この位置決めされたボスを係合孔の係合位置まで押し込んで、取付板に対する計器ユニットの固定状態を確実に維持させることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、時間の経過や設置環境によらず、良好かつ安定した固定力を維持し、信頼性を高めることが可能な計器ユニットの固定構造を提供できる。
【００１０】
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態に係る計器ユニットの固定構造を説明する回路基板に固定された計器ユニットの斜視図である。
【図２】回路基板に固定された計器ユニットの側面図である。
【図３】回路基板に固定された計器ユニットの背面図である。
【図４】計器ユニットのハウジングと回路基板との分解斜視図である。
【図５】計器ユニットのハウジングの裏面側から視た分解斜視図である。
【図６】固定機構部の構成及び構造を説明する分解斜視図である。
【図７】固定機構部の構成及び構造を説明する断面図である。
【図８】アーム部の連結部の拡大断面図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は計器ユニットの固定機構部が回路基板に固定される際の動きを説明するそれぞれ断面図である。
【図１０】円筒係合部に対して、別体のボスを差し込む固定機構部の参考例を示す断面図である。
【図１１】円筒係合部にボスが一体化された固定機構部の参考例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る実施の形態の例を、図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は、本実施形態に係る計器ユニットの固定構造を説明する回路基板に固定された計器ユニットの斜視図である。図２は、回路基板に固定された計器ユニットの側面図である。図３は、回路基板に固定された計器ユニットの背面図である。図４は、計器ユニットのハウジングと回路基板との分解斜視図である。図５は、計器ユニットのハウジングの裏面側から視た分解斜視図である。図６は、固定機構部の構成及び構造を説明する分解斜視図である。図７は、固定機構部の構成及び構造を説明する断面図である。図８は、アーム部の連結部の拡大断面図である。
【００１４】
図１から図３に示すように、計器ユニット１１は、本実施形態の固定構造によって回路基板（取付板）１２に固定されている。
【００１５】
計器ユニット１１は、車両の速度メータ、エンジン回転数メータ、燃料残量メータ、水温メータ、等の指標となる目盛や数字などを指示する、指針を回転駆動させるための駆動装置である。
【００１６】
この計器ユニット１１は、ハウジング２０の内部に、ステッピングモータ等の電気式ムーブメント（図示略）が収容されており、このムーブメントは、車両速度、エンジン回転数、燃料残量、冷却水の温度、等の計測値に応じて駆動する。この計器ユニット１１は、ムーブメントによって回転される指針軸１４が設けられており、この指針軸１４に、指標を指示するための指針（図示略）が取り付けられる。
【００１７】
図４及び図５に示すように、ハウジング２０は、例えば合成樹脂を射出成形して形成されており、下側ケース３０及び上側ケース４０から構成されている。
【００１８】
下側ケース３０は、その内部が、ムーブメントが収容されるムーブメント収容空間３１とされており、また、この下側ケース３０には、その周面に、爪部３２が形成されている。
【００１９】
上側ケース４０には、その上面に、指針軸１４が挿通される挿通孔４１が形成されており、また、この上側ケース４０には、その周面に、窓部４２ａを有する固定片４２が形成されている。
【００２０】
そして、この下側ケース３０に対して上側ケース４０を被せると、下側ケース３０の爪部３２が、上側ケース４０の固定片４２の窓部４２ａに入り込んで係合し、これにより、下側ケース３０に対して上側ケース４０が取り付けられる。
【００２１】
上記構造の下側ケース３０と上側ケース４０とからなるハウジング２０には、その周囲の２箇所に、計器ユニット１１を回路基板１２に固定するための固定機構部２１が設けられている。これらの固定機構部２１は、回路基板１２に形成された取付孔１３へ嵌合されるようになっている。
【００２２】
図６及び図７に示すように、固定機構部２１は、下側ケース３０側に一体に形成された下側固定機構部５１と、上側ケース４０側に一体に形成された上側固定機構部６１とを備えている。
【００２３】
下側固定機構部５１は、中心に孔部５２が形成された円筒状の円筒係合部５３を有しており、この円筒係合部５３の下端部が回路基板１２の取付孔１３へ嵌合される。この円筒係合部５３は、その下端側が、軸方向に形成された複数のスリット５４によって周方向に分割された複数の係止爪５５とされている。
【００２４】
この下側固定機構部５１は、円筒係合部５３の下端における外周に、径方向外方へ膨出する爪部５６を有しており、円筒係合部５３の下端部を回路基板１２の取付孔１３に挿入することにより、爪部５６が回路基板１２の裏面側へ配置され、取付孔１３の縁部へ係止する。
【００２５】
また、円筒係合部５３の孔部５２は、スリット５４よりも上方側が拡径テーパ孔５２ａとされており、上方へ向かって次第に拡径されている。また、この孔部５２は、拡径テーパ孔５２ａよりも下方のスリット５４が形成された部分は、後述するボス６３が押し込まれる係合孔５２ｂとされている。ここで、円筒係合部５３の下端部を回路基板１２の取付孔１３へ嵌合させると、それぞれの係止爪５５が弾性変形して窄まる。これにより、円筒係合部５３の係合孔５２ｂは、径が変わらない上端での内径Ａに対して下端の内径Ｂが小さくなる。
【００２６】
また、この下側固定機構部５１の上端には、上方へ突出する円筒突出部５７が係止されており、この円筒突出部５７には、互いに対向する位置にガイド溝５７ａが形成されている。これらのガイド溝５７ａは、その周方向の位置が、円筒係合部５３の下端に形成された複数のスリット５４のうちの対向して配置されたスリット（係合溝部）５４ａと周方向の同一位置に配置されている。
【００２７】
上側固定機構部６１は、環状に形成された環状部６２を有しており、下側ケース３０に対して上側ケース４０を取り付けることにより、この上側固定機構部６１の環状部６２が、下側固定機構部５１の円筒係合部５３に重なるようになっている。また、このとき、円筒係合部５３に形成された円筒突出部５７が環状部６２に嵌合され、これにより、円筒係合部５３と環状部６２とが連結されて位置決めされる。
【００２８】
上側固定機構部６１の環状部６２の内周側には、ボス６３が形成されている。このボス６３は、断面円形に形成されたもので、その上端には、環状部６２の上端に延びるアーム部６４が形成されている。これらのアーム部６４は、その上端に、側方へ延びる連結部６５を有しており、この連結部６５の先端部が環状部６２に連結されている。これにより、ボス６３は、環状部６２の中心における下方側に配置された状態に支持されている。また、環状部６２に連結されたアーム部６４は、互いに対向位置に形成されており、下側固定機構部５１の円筒係合部５３に上側固定機構部６１の環状部６２が重ね合わされる際に、円筒係合部５３の円筒突出部５７に形成されたガイド溝５７ａへアーム部６４が嵌合されて位置決めされるようになっている。
【００２９】
図８に示すように、アーム部６４の連結部６５は、環状部６２側へ向かって次第に厚みが薄くされており、これにより、連結部６５は、ボス６３に対して下側固定機構部５１側へ向かう押圧力が付与されると、環状部６２との連結箇所にて破断されるようになっている。なお、連結部６５の厚みを同じにし、連結部６５の環状部６２側の端部に切欠きを形成しても良く、この場合も、ボス６３に対して下側固定機構部５１側へ向かう押圧力が付与されると、環状部６２との連結箇所にて破断される。
【００３０】
ボス６３は、下端側へ向かって僅かに窄まる断面テーパ形状に形成されており、その下端における外径Ｃは、回路基板１２の取付孔１３へ下側固定機構部５１の円筒係合部５３の下端部を嵌合させた状態にて、その円筒係合部５３の係合孔５２ｂの上端の内径Ａよりも小径とされ、かつ係合孔５２ｂの下端の内径Ｂよりも大径とされている。
【００３１】
また、ボス６３から延びるアーム部６４は、その連結部６５の端部同士の間隔Ｄが、円筒係合部５３の係合孔５２ｂの上端側の内径Ａよりも大きくされている。
【００３２】
次に、上記の計器ユニット１１を回路基板１２へ固定する場合について説明する。
【００３３】
図９は計器ユニット１１の固定機構部２１が回路基板１２に固定される際の動きを説明する図である。
【００３４】
まず、下側ケース３０に上側ケース４０を装着する。すると、上側固定機構部６１の環状部６２が、下側固定機構部５１の円筒係合部５３に重なり、円筒係合部５３の円筒突出部５７が環状部６２に嵌合され、円筒係合部５３と環状部６２とが連結される。そして、円筒係合部５３の円筒突出部５７に形成されたガイド溝５７ａにアーム部６４が嵌合されて位置決めされ、これにより、円筒係合部５３に対してボス６３も位置決めされる。
【００３５】
上記のように、下側ケース３０に上側ケース４０を装着したら、固定機構部２１の下端部を回路基板１２に形成された取付孔１３へ、下側固定機構部５１の円筒係合部５３に形成された爪部５６が回路基板１２の裏面側へ到達するまで差し込む。
【００３６】
すると、円筒係合部５３の中心側へ変形された係止爪５５が復元して外側へ広がり、爪部５６が回路基板１２の裏面側における取付孔１３の開口縁部に係止する。これにより、計器ユニット１１が回路基板１２に仮固定される。
【００３７】
次に、図９（ａ）に示すように、固定機構部２１の上方側から棒状の工具Ｔによってボス６３を下方である回路基板１２側へ向かって押し込む。
【００３８】
すると、図９（ｂ）に示すように、ボス６３のアーム部６４が、その厚さが一番薄くされた環状部６２との連結箇所にて破断する。これにより、ボス６３が下側固定機構部５１の係合孔５２ｂへ押し込まれる。また、このとき、アーム部６４は、円筒係合部５３の拡径テーパ孔５２ａの内周面に対して摺動しながら中心側へ向かって弾性変形される。
【００３９】
ボス６３がさらに係合孔５２ｂへ押し込まれると、円筒係合部５３の各係止爪５５が径方向外方へ弾性変形されて押し広げられ、爪部５６がさらに確実に回路基板１２を係止する。このように、係止爪５５が押し広げられるボス６３の位置が係合位置とされている。
【００４０】
そして、ボス６３が係合位置に到達すると、アーム部６４の上端が拡径テーパ孔５２ａを超えて係合孔５２ｂに達し、図９（ｃ）に示すように、アーム部６４が径方向外方へ復元し、円筒係合部５３のスリット５４ａ内へ入り込む。これにより、係合孔５２ｂへ嵌合されたボス６３は、アーム部６４がスリット５４ａ内へ入り込んでいることより、係合孔５２ｂへの押し込み方向と逆方向への移動が規制される。つまり、ボス６３が押し込み方向と逆方向へ移動されようとしても、アーム部６４がスリット５４ａの端部に係合するので、ボス６３が押し込み方向と逆方向へ移動することなく、係合孔５２ｂの係合位置に嵌合した状態に維持される。これにより、計器ユニット１１は、回路基板１２に対して強固に固定された状態とされる。このように、固定機構部２１には、スリット５４ａとアーム部６４とから、係合位置に押し込まれたボス６３の押し込み方向と逆方向への移動を規制する移動規制部が設けられている。
【００４１】
以上、説明したように、上記実施形態おける計器ユニットの固定構造によれば、ボス６３が円筒係合部５３の係合孔５２ｂにおける係合位置まで押し込まれると、係止爪５５が径方向外方へ広げられ、回路基板１２の取付孔１３の縁部へ係止爪５５が確実に係止され、計器ユニット１１が取付板１２に強固に固定された状態となる。
【００４２】
しかも、ボス６３が係合位置へ向かって押し込まれると、係合孔５２ｂの内周面に当接して径方向内方へ弾性変形し、ボス６３が係合位置まで押し込まれると、スリット５４ａに到達して復元し、スリット５４ａに係合するアーム部６４を有するので、ボス６３を容易に係合位置へ押し込むことができるとともに、アーム部６４とスリット５４ａの縁部との係合力によって、係合位置へ押し込んだボス６３の押し込み方向と逆方向への移動を確実に規制することができる。
【００４３】
つまり、ボス６３は、スリット５４ａとアーム部６４とからなる移動規制部によって係合孔５２ｂへの押し込み方向と逆方向への移動が規制されるので、ボス６３が係合位置から移動して抜け出すことが防止される。これにより、時間の経過や振動などによらず、回路基板１２への計器ユニット１１の良好な固定力を安定して維持することができ、計器ユニット１１の指示特性を安定させて信頼性を高めることができる。
【００４４】
また、ボス６３の押し込み方向と逆方向への移動を規制する移動規制部が、スリット５４ａとボス６３に形成されたアーム部６４とからなる簡単な構成とされているので、時間の経過や振動などによらず、回路基板１２への計器ユニット１１の良好な固定力を維持することができる固定構造を低コストにて実現することができる。
【００４５】
しかも、ハウジング２０を構成する上側ケース４０にボス６３が一体に形成され、係合孔５２ｂへ向かう押圧力によってボス６３が分離可能とされているので、別体のボスを用いる場合と比較して、部品点数の削減による低コスト化を図ることができ、また、別体のボスが紛失しないように管理するような煩雑な手間を不要とすることができる。
【００４６】
また、下側ケース３０に上側ケース４０を装着することにより、円筒係合部５３に対してボス６３が位置決めすることができ、この位置決めされたボス６３を係合孔５２ｂの係合位置まで押し込んで、回路基板１２に対する計器ユニット１１の固定状態を確実に維持させることができる。
【００４７】
ここで、本発明の更なる優位性を説明するため、図１０及び図１１に参考例を示す。
【００４８】
図１０に示すものは、円筒係合部５３に対して、その下端側から係合孔５２ｂへボス６３を差し込む固定機構部である。
【００４９】
また、図１１に示すものは、本実施形態と同様に、円筒係合部５３に一体化されたボス６３を上方側から押圧することにより、円筒係合部５３とボス６３との連結箇所を破断させ、円筒係合部５３の係合孔５２ｂへ押し込む固定機構部である。
【００５０】
これら図１０及び図１１に示す固定機構部においても、円筒係合部５３の係止爪５５を径方向外方へ広げることにより、回路基板１２の取付孔１３への係止力を維持することができる。
【００５１】
しかし、上記の固定機構部では、いずれもボス６３が円筒係合部５３の係合孔５２ｂ内に摩擦力によって保持される構造であるので、時間の経過や振動によってボス６３が押し込み方向と逆方向へ移動してしまい、回路基板１２への固定力が低下するおそれがある。
【００５２】
特に、ボス６３が別部品である図１０の構造の固定機構部では、部品点数が多くなり、コストアップを招くとともに、別体のボスが紛失しないように管理するような煩雑な手間を要することとなる。
【００５３】
なお、上記実施形態では、メータ等の計器ユニット１１を回路基板１２からなる取付板に固定する場合を例にとって説明したが、取付板に固定する計器ユニットはメータ等の計器ユニットに限定されず、また、計器ユニットが固定される取付板も回路基板に限定されない。
【００５４】
尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
【符号の説明】
【００５５】
１１  計器ユニット
１２  回路基板（取付板）
１３  取付孔
２０  ハウジング
２１  固定機構部
３０  下側ケース
４０  上側ケース
５３  円筒係合部
５４ａ  スリット（係合溝部，移動規制部）
５５  係止爪
６３  ボス
６４  アーム部（移動規制部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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