(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複数の係止脚を取付板に形成された複数の取付孔へそれぞれ挿入することにより、前記係止脚が前記取付孔に係合して前記計器ユニットが取付板に固定される計器ユニットの固定構造であって、
前記係止脚は、スリットを形成することにより、脚部本体と、該脚部本体に対して近接及び離間する方向へ弾性変形可能とされた係止爪とに分割され、
前記係止爪における前記取付孔への挿入方向の後方側は、前記挿入方向の前方へ向かって次第に突出量が増加するテーパ形状の係止部とされ、
該係止部には、前記取付板の縁部が係合可能な複数の段部が形成され、
いずれかの前記段部に前記取付孔の縁部が係合された前記取付板の裏面に前記段部を構成する角部が接触し、かつ前記取付板の内周面に前記段部を構成する角部が接触した状態で、前記取付板が前記係止爪に係止されることを特徴とする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回路基板へ取り付ける固定構造として、例えば、計器装置側に設けられた合成樹脂製のアームを回路基板に形成された孔部へ挿し込み、アームに形成された爪をアームの弾性力で孔部の開口縁に係止させるものがある（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００４】
また、円筒状のボス部を回路基板の孔部へ挿し込み、ボス部に形成された爪を爪の弾性力で孔に係止させるものも知られている（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１１１３６７号公報
【特許文献２】特開２００１−３２４３５６号公報
【特許文献３】特開２００８−１５７７４１号公報
【特許文献４】特開２０１０−１９０７４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のように、孔部の開口縁に爪を係止させる固定構造においては、経年変化や温度変化などによって孔部へ爪を係合させるための弾性力が低減し、回路基板への固定力が低下し、固定箇所にガタつきが生じるおそれがある。すると、車両の駆動源からの振動あるいは走行時の振動を受け、固定箇所から異音が発生したり、計器装置が回路基板から外れるおそれがある。
【０００７】
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】
【０００８】
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）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複数の係止脚を取付板に形成された複数の取付孔へそれぞれ挿入することにより、前記係止脚が前記取付孔に係合して前記計器ユニットが取付板に固定される計器ユニットの固定構造であって、
前記係止脚は、スリットを形成することにより、脚部本体と、該脚部本体に対して近接及び離間する方向へ弾性変形可能とされた係止爪とに分割され、
前記係止爪における前記取付孔への挿入方向の後方側は、前記挿入方向の前方へ向かって次第に突出量が増加するテーパ形状の係止部とされ、
該係止部には、前記取付板の縁部が係合可能な複数の段部が形成され、
いずれかの前記段部に前記取付孔の縁部が係合された前記取付板の裏面に前記段部を構成する角部が接触し、かつ前記取付板の内周面に前記段部を構成する角部が接触した状態で、前記取付板が前記係止爪に係止されること。
【０００９】
上記（１）の構成の計器ユニットの固定構造では、取付板の複数の取付孔に係止脚をそれぞれ挿入することで、取付孔の内周面に接触した脚部本体に対してスリットを介して対向位置に配置された係止爪の係止部の段部が取付孔の縁部に係合する。すると、取付板の裏面に段部を構成する角部が接触し、かつ取付板の内周面に段部を構成する角部が接触した状態となる。これにより、計器ユニットに、取付板から離間する方向へ外力が生じ、取付板が外れようとする荷重が作用すると、この荷重は、段部の角部と取付板の裏面との接触箇所に、取付孔への挿入方向に沿って作用することとなる。
これにより、取付孔に対する係止爪の引き抜き方向への固定力を増加させ、計器ユニットを、取付板に安定した強固な固定力で固定することができる。したがって、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、ガタつきや振動時の異音発生を防止することができ、よって、指針指示精度の向上を図り、信頼性を高めることができる。
また、段部に取付孔の縁部が係合された取付板の内周面に、段部を構成する角部が接触した状態で取付板が係止爪に係止されるので、係止爪の弾性力が取付孔の内周面に確実に作用する。したがって、係止爪を取付板の取付孔に対してガタつきなく係合した状態に維持することができ、良好な固定状態を確保することができる。
【発明の効果】
【００１０】
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。
【００１１】
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】
【００１２】
【図１】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る計器ユニットの斜視図である。
【図３】計器ユニットの内部構造を説明する分解斜視図である。
【図４】回路基板の取付孔への固定構造を示す図であって、図４（ａ）は計器ユニットの係止脚及び回路基板の断面図、図４（ｂ）は係止部の断面図である。
【図５】回路基板の取付孔への固定構造を示す図であって、図５（ａ）は計器ユニットの係止脚及び回路基板の断面図、図５（ｂ）は取付孔へ係合した係止部の断面図である。
【図６】回路基板の取付孔への固定構造を示す取付孔へ係合した係止部の断面図である。
【図７】段部のない係止部における取付孔への係合状態を示す図であって、図７（ａ）は計器ユニットの係止脚及び回路基板の断面図、図７（ｂ）は取付孔へ係合した係止部の断面図である。
【図８】角部が回路基板の裏面に接触しない形状の段部を有する係止部における取付孔への係合状態を示す取付孔へ係合した係止部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
図１は、回路基板に固定された計器ユニットの斜視図、図２は、回路基板に固定される計器ユニットの斜視図、図３は、計器ユニットの内部構造を説明する分解斜視図、図４は、回路基板の取付孔への固定構造を示す図であって、図４（ａ）は計器ユニットの係止脚及び回路基板の断面図、図４（ｂ）は係止部の断面図、図５は、回路基板の取付孔への固定構造を示す図であって、図５（ａ）は計器ユニットの係止脚及び回路基板の断面図、図５（ｂ）は取付孔へ係合した係止部の断面図、図６は、回路基板の取付孔への固定構造を示す取付孔へ係合した係止部の断面図である。
【００１５】
図１及び図２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に固定される。
【００１６】
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１３を回転駆動させるための駆動装置である。
【００１７】
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後述する電気式のムーブメント１０が収容されており、このムーブメント１０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１０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１３が取り付けられる。
【００１８】
図３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２１及び上側ケース２２から構成されている。
【００１９】
ハウジング２０の内部には、指針軸１４、モータ１５、中間ギア１６及び出力ギア１７からなるムーブメント１０を備えている。
【００２０】
モータ１５は、指針１３を回動させるためのものであり、中間ギア１６及び出力ギア１７を介して指針軸１４を回動させることにより、指針１３を回動させ、必要な各種情報を指し示すようになっている。モータ１５は、適宜の導電性材料で形成されたステータ３１と、このステータ３１の開口された内部に設けられたロータ３２と、を備えており、ステッパモータを構成している。
【００２１】
ステータ３１は、下側ケース２１に固定されており、開口された内部にコイル３４が装着されている。
【００２２】
ロータ３２は、適宜の磁性材料で略円筒形状に形成されてステータ３１の開口された内部に回転自在に設置されており、上部にはロータギア３５が同芯状に固設されている。なお、ロータ３２は、下側ケース２１に設けた軸受け３２Ａに回転自在に軸支されている。
【００２３】
中間ギア１６は、下側ケース２１に設けた軸受け１６Ａに回転自在に軸支されている。この中間ギア１６は、外周に設けた歯数の多い大歯４１が、ロータ３２の上部に設けた小さなロータギア３５の小歯に噛合しており、ロータ３２からの回転速度（回転力）が減速されて伝達される。また、この中間ギア１６には、歯数の少ない小径のピニオン４２が同軸的に固着されている。
【００２４】
出力ギア１７は、指針軸１４に設けられたもので、外周に設けた歯数の多い大歯４３が中間ギア１６のピニオン４２に噛合しており、中間ギア１６の回転速度がさらに減速されて伝達され、回転する。
【００２５】
指針軸１４は、上端側が上側ケース２２の軸孔２２ａから外部に突出しており、この突出した上端部に指針１３が取り付けられる。この指針軸１４は、その下端部が下側ケース２１に設けた軸受け１４Ａに回転自在に軸支されている。
【００２６】
下側ケース２１は、その内部が、ムーブメント１０が収容されるムーブメント収容空間２３とされており、また、この下側ケース２１には、その周面に、固定爪２４が形成されている。
【００２７】
上側ケース２２には、ムーブメント収容空間２３を塞ぐように下側ケース２１の上部に被せられるもので、その周囲には、窓部２５ａを有する固定片２５が形成されている。
【００２８】
そして、下側ケース２１に対して上側ケース２２を被せると、下側ケース２１の固定爪２４が、上側ケース２２の固定片２５の窓部２５ａに入り込んで係合し、これにより、下側ケース２１に対して上側ケース２２が取り付けられる。
【００２９】
また、上側ケース２２には、その両側部に、下方へ突出する一対の係止脚５１が設けられている。
【００３０】
これらの係止脚５１は、円筒状に形成されており、下側ケース２１に上側ケース２２を装着した状態で、これらの下側ケース２１と上側ケース２２とからなるハウジング２０の下面から下方へ突出する。
【００３１】
そして、これらの係止脚５１を、回路基板１２に形成された取付孔（図１及び図２参照）５２へ挿し込むことにより、係止脚５１が取付孔５２に係合し、よって、回路基板１２に計器ユニット１１が固定される。
【００３２】
図４（ａ）に示すように、係止脚５１は、高さ方向の略中間部から下端へわたってスリット５５を形成することにより、脚部本体５６と係止爪５７とに分割されており、係止爪５７は、脚部本体５６に対して近接及び離間する方向へ弾性変形可能とされている。
【００３３】
この係止爪５７には、外方へ突出する爪部５８が形成されており、この爪部５８は、上下方向の中間部が最も突出する最大突出部６１とされている。
【００３４】
この爪部５８の下方側である取付孔５２への挿入方向（図４（ａ）中矢印ア方向）の前方側は、取付孔５２への挿入方向前方へ向かって次第に突出量が減少するテーパ形状のガイド面６２とされており、また、この爪部５８の上方側である取付孔５２への挿入方向後方側は、取付孔５２への挿入方向前方へ向かって次第に突出量が増加するテーパ形状の係止部６３とされている。
【００３５】
また、この爪部５８の係止部６３には、複数の段部６４が等間隔に形成されている。これらの段部６４は、取付孔５２への挿入方向に沿った押圧面６５と、取付孔５２への挿入方向と交差する係止面６６とを有している。それぞれの段部６４における係止面６６は、押圧面６５との隅部６７から外側へ離れるにしたがって、取付孔５２への挿入方向後方側へ向かって傾斜角αで傾斜する傾斜面とされている。
【００３６】
そして、上記係止脚５１を回路基板１２の取付孔５２へ挿し込むと、爪部５８のガイド面６２が回路基板１２の表面１２ａ側における取付孔５２の内周縁である上面内周縁５２ａに当接することにより、係止爪５７が脚部本体５６側へ押圧されて弾性変形する。その後、図５（ａ）に示すように、爪部５８の最大突出部６１が回路基板１２の裏面１２ｂ側へ移動すると、爪部５８の係止部６３側に回路基板１２の裏面１２ｂ側における取付孔５２の内周縁である裏面内周縁５２ｂが配置され、よって、弾性変形していた係止爪５７が復元し、この係止爪５７の弾性力によって裏面１２ｂ側における取付孔５２の裏面内周縁５２ｂが爪部５８の係止部６３を係止する。
【００３７】
ここで、係止部６３には、複数の段部６４が等間隔に形成されているので、図６に示すように、取付孔５２の裏面内周縁５２ｂは、これらの段部６４のいずれかに係合する。そして、この段部６４への裏面内周縁５２ｂの係合力が固定力となり、計器ユニット１１が回路基板１２へ確実に固定される。
【００３８】
ここで、それぞれの段部６４の係止面６６は、押圧面６５との隅部６７から外側へ離れるにしたがって取付孔５２への挿入方向後方側へ向かって傾斜する傾斜面とされている。このことから、上記のような係合状態において、その係合箇所では、回路基板１２の裏面内周縁５２ｂが係止面６６に接触せず、段部６４を構成する押圧面６５と係止面６６との角部６８が回路基板１２の裏面１２ｂに当接する。
【００３９】
なお、それぞれの段部６４における係止面６６の傾斜角αは、係止状態で係止爪５７が脚部本体５６側へ弾性変形されて傾いた状態でも、回路基板１２の裏面内周縁５２ｂが係止面６６に接触せず、回路基板１２の裏面１２ｂに角部６８が当接する角度とされている。
【００４０】
また、上記の係合状態では、係止爪５７が脚部本体５６側へ弾性変形されて傾いた状態とされていることから、その係合箇所では、回路基板１２の裏面内周縁５２ｂは、押圧面６５にも接触せず、段部６４を構成する押圧面６５と係止面６６との角部６８が取付孔５２の内周面５２ｃに当接する。
【００４１】
このように、回路基板１２の裏面内周縁５２ｂが係止面６６に接触せず、段部６４を構成する押圧面６５と係止面６６との角部６８が回路基板１２の裏面１２ｂに当接した状態では、取付孔５２への挿入方向に沿う断面で、段部６４の角部６８と回路基板１２の裏面１２ｂとが点接触することとなる。これにより、回路基板１２に外力が作用し、計器ユニット１１に回路基板１２が外れようとする荷重Ｐが加わると、この荷重Ｐは、段部６４の角部６８と回路基板１２の裏面１２ｂとの点接触箇所に、取付孔５２への挿入方向に沿って作用することとなり、この点接触箇所には、荷重Ｐと略等しい反力ａで吊り合った状態となる。これにより、取付孔５２に対する係止脚５１の引き抜き方向への固定力を増加させ、計器ユニット１１を、回路基板１２に安定した強固な固定力で固定することができる。したがって、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、ガタつきや振動時の異音発生を防止することができ、よって、指針指示精度の向上を図り、信頼性を高めることができる。
【００４２】
また、回路基板１２の裏面内周縁５２ｂが押圧面６５に接触せず、段部６４を構成する押圧面６５と係止面６６との角部６８が取付孔５２の内周面５２ｃに当接した状態では、係止爪５７の弾性力が取付孔５２の内周面５２ｃに確実に作用する。したがって、係止脚５１を回路基板１２の取付孔５２に対してガタつきなく係合した状態に維持することができ、良好な固定状態を確保することができる。
【００４３】
ここで、図７（ａ）、図７（ｂ）に示すように、係止部６３に段部６４が形成されていない係止爪５７では、回路基板１２の裏面内周縁５２ｂが爪部５８の傾斜面からなる係止部６３に接触することとなる。この構造では、計器ユニット１１に、回路基板１２に外力が作用し、回路基板１２が外れようとする荷重Ｐが加わると、この荷重Ｐは、裏面内周縁５２ｂと係止部６３の表面との接触箇所に作用することとなり、この係止部６３には、荷重Ｐに対する反力ａによって回路基板１２から受ける係止部６３の斜面での垂直抗力ｂが増加する。これにより、係止爪５７に対して爪部５８の突出方向と反対側へ押圧する係止爪５７の弾性力に反する押圧力ｃが増加することとなる。そして、この押圧力ｃは、係止爪５７を爪部５８の突出方向と反対側へ押圧して取付孔５２から爪部５８が外れ易くなる力となる。したがって、この押圧力ｃによって回路基板１２との固定力が低減することとなる。すると、回路基板１２との間でガタつきが生じ、振動時における異音の発生や指針精度の低下を招いてしまう。
【００４４】
また、図８に示すように、係止部６３に段部６４を形成したとしても、この段部６４の係止面６６が、押圧面６５との隅部６７から外側へ離れるにしたがって取付孔５２への挿入方向前方側へ傾斜する傾斜面であると、回路基板１２の裏面内周縁５２ｂが段部６４の係止面６６に接触することとなる。この構造では、回路基板１２に外力が作用し、計器ユニット１１に回路基板１２が外れようとする荷重Ｐが加わると、この荷重Ｐは、裏面内周縁５２ｂと係止面６６の表面との接触箇所に作用することとなり、この係止面６６には、荷重Ｐに対する反力ａによって回路基板１２から受ける係止面６６の斜面での垂直抗力ｂが増加し、係止爪５７に対して爪部５８の突出方向と反対側へ押圧する押圧力ｃも増加する。したがって、この押圧力ｃによって回路基板１２との固定力が低減することとなる。すると、回路基板１２との間でガタつきが生じ、振動時における異音の発生や指針精度の低下を招いてしまう。
【００４５】
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】
【００４６】
１１  計器ユニット
１２  回路基板
１２ｂ  裏面
２０  ハウジング
５１  係止脚
５２  取付孔
５２ｂ  裏面内周縁（縁部）
５２ｃ  内周面
５７  係止爪
６３  係止部
６４  段部
６８  角部
【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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