JP2006201010A - 計量器用キー操作部と計量表示部の組立構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】 スイッチストロークの安定化。
【解決手段】 計量器は、ケース１０の前面上部に配置され、計量表示部の表示素子２４ａの表示状態を上方から視認可能にする表示部分２２ａと、キー操作部の押圧部となるキートップ２２ｂとが一体に形成された表示用フィルター２２と、表示素子２４ａとキートップ２２ｂの押圧操作部２２１ｂに対応するメカニカルスイッチ２４ｂとが搭載された表示制御基板２４とを備えている。表示用フイルター２２は、背面側に位置決め部２２ｃと係止部２２ｄとが設けられている。表示素子２４ａが表示部分２２ａに臨み、メカニカルスイッチ２４ｂが押圧操作部２２１ｂに位置対応するように表示制御基板２４の外縁を位置決め部２２ｃに当接させた状態で、表示制御基板２４の下面側を係止部２２ｄに係止して、表示制御基板２４と表示用フィルター２２とを一体化させた組立構造体２０とする。
【選択図】 図２

Description

この発明は、計量器におけるキー操作部と計量表示部との組立構造体に関するものであって、特に、これらを一体化させた組立構造体に関するものである。

計量器、例えば、電子天秤の操作部に設けられているキー構造は、ケースの上側にシートを複数層貼り合わせたメンブレンスイッチを接着する方式から始まり、その後に、キー寿命と操作のクリック感を改善するために、スイッチボード上にメカニカルスイッチを配置し、キートップを介して、これらのスイッチを押圧操作する方式になっている。

メカニカルスイッチとキートップの組合わせからなるキー構造では、エンボス加工したキーシートを利用することにより、スイッチの操作距離を稼げる方式となり、クリック感を持たせられるとともに、長時間に及ぶキー操作で、仮に、キーシートが破損しても、メンブレンスイッチのようにスイッチとしての機能を損なうことがなく、機器の信頼性向上にも貢献することができる。

ところが、このようなメカニカルスイッチとキートップの組合わせからなるキー構造では、メカニカルスイッチが電気基板上に配置され、その上方にキートップが別部品として配置され、樹脂製のケースにキートップが一体化されるために、部品の寸法公差と組み立て誤差が累積し、キー構造の垂直方向のストロークが安定し難くなり、また、水平方向の位置決めにも問題があった。

この場合、人の指先感覚は、非常に鋭いものがあって、例えば、キー構造の垂直方向のストロークが、０．１ｍｍ変化すると、キーを押圧した際の感覚が相違し、複数のキーの全てを同じ押圧感覚に揃えることは、非常に難しいことであるとの認識が、この種の計量器の機械設計者に内在していた。

そこで、例えば、特許文献１には、以下のようなキー構造およびその組立手段が提案されている。特許文献１に開示されているキー構造は、メカニカルスイッチを制御基板に搭載し、この制御基板は、下ケースに固定されるとともに、キートップは、上ケースに一体に連接されている。

上，下ケースには、それぞれ対向する位置にボスがそれぞれ設けられ、これらのボスによって、制御基板を挟み、ボス同士を止ねじで結合し、キートップにくり抜き状に設けた操作レバーを、下方に押圧することより、メカニカルスイッチのオン，オフが行えるように構成している。

このような構成を採用すると、制御基板にメカニカルスイッチを搭載するので、別に表示制御基板を設けることが不要になり、下ケースに上ケースを装着することによって、自然に操作レバーの押しボタン部分が、メカニカルスイッチの頭部に対して適切な位置に配置されるとされているが、以下に説明する技術的な課題があった。
特開平９−６８４５９号公報

すなわち、上記特許文献１に開示されているキー構造およびその組立手段では、制御基板を下ケースに固定し、上および下ケースを位置合わせして、ボスによって制御基板を挟み込み、ボス同士を止めねじで結合するので、組立が非常に面倒になる。

また、この際に、下ケースに上ケースを装着することによって、自然に操作レバーの押しボタン部分が、メカニカルスイッチの頭部に対して適切な位置に配置されると説明されている。

ところが、特許文献１に開示されている組立手段では、メカニカルスイッチが搭載されている制御基板が下ケースに固定され、これに対向する操作レバーは、上ケース側に配置されているので、まず、制御基板が下ケースに正確に位置決め固定されていることが必須となり、かつ、その上で、上および下ケースとの間の相互の位置決め精度が確保されていなければ、このような状態にすることが難しく、実際には、メカニカルスイッチとその操作レバーとの関係を適切な位置にすることが困難な状況になっていた。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、スイッチのストロークを安定した状態で高精度に確保することができる計量器用キー操作部と計量表示部の組立構造体を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、計量器のケース前面上部に配置され、計量表示部の表示素子の表示状態を上方から視認可能にする表示部分と、キートップの押圧操作部とが一体に形成された樹脂製の表示用フィルターと、前記表示素子と前記押圧操作部に対応するメカニカルスイッチとが搭載された表示制御基板とを備えた計量器の組立構造体であって、前記表示用フイルターの背面側に位置決め部と係止部とを設け、前記表示素子が前記表示部分に臨み、前記メカニカルスイッチが前記押圧操作部に位置対応するように前記表示制御基板の外縁を前記位置決め部に当接させた状態で、前記表示制御基板の下面側を前記係止部に係止して、前記表示制御基板と前記表示用フィルターとを一体化させるようにした。

このように構成した計量器用キー操作部と計量表示部の組立構造体よれば、表示用フイルターの背面側に位置決め部と係止部とを設け、表示素子が表示部分に臨み、メカニカルスイッチが押圧操作部に位置対応するように表示制御基板の外縁を位置決め部に当接させた状態で、表示制御基板の下面側を係止部に係止して、表示制御基板と表示用フィルターとを一体化させるので、キートップの押圧操作部とメカニカルスイッチとの位置関係が、所定の状態に維持され、スイッチのストロークを安定した状態で高精度に確保することができる。

前記表示用フィルターと前記表示制御基板とが一体化された組立構造体は、前記表示用フィルターの外周縁を、前記ケースに設けられた透孔の周縁に嵌着固定することより、前記ケースに取付けることができる。

この構成によれば、表示制御基板と表示用フィルターとを一体化させて、キートップの押圧操作部とメカニカルスイッチとの位置関係を、所定の状態に維持し、スイッチのストロークを安定した状態で高精度に確保した組立体を、ケースに簡単に組み付けることができる。

また、前記表示用フィルターの表面には、前記押圧操作部に位置対応するエンボス加工部が設けられたキーシートを貼着することができる。

前記表示制御基板は、前記表示用フィルターよりも外径が小さい長方形状に形成され、前記位置決め部は、前記長方形状の角部に当接可能なコーナー位置決め部と、前記長方形の長辺と短辺とに当接可能な幅方向および長さ方向位置決め部とを備え、前記表示制御基板を前記各位置決め部に当接させることで、前記表示部分と前記表示素子との間、および、前記押圧操作部と前記メカニカルスイッチとの間の平面内の位置決めを行うことができる。

前記表示制御基板は、前記表示用フィルターよりも外径が小さい長方形状に形成され、前記係止部は、前記長方形状の対向する長辺に沿って所定の間隔を隔てて複数配置し、かつ、一対がそれぞれ対向するよう配置され、前記表示素子の上面を前記表示部分の裏面に当接した状態て、前記係止部の各先端を前記表示制御基板の下面側に係止させて、前記押圧操作部と前記メカニカルスイッチとの間の間隔を位置決めすることができる。

本発明にかかる計量器用キー操作部と計量表示部の組立構造体によれば、キー操作部の押圧部となるキートップとメカニカルスイッチとの位置関係が、所定の状態に維持され、スイッチのストロークを安定した状態で高精度に確保することができる。

以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。

図１から図５は、本発明に係る計量器用キー操作部と計量表示部との組立構造体の一実施例を示している。これらの図に示した組立構造体は、本発明を計量器として電子天秤に適用した場合を例示している。

計量器（電子天秤）は、図１に分解斜視図を示すように、ケース１０と、秤量皿１２と、センサユニット１４と、電池パネル１６と、組立構造体２０とを備えている。

ケース１０は、合成樹脂の一体成形体であって、上面中央には、秤量皿１２の取付け部１０ａが設けられており、また、前面上部には、組立構造体１８が嵌着固定される透孔１０ｂが開口形成されている。

秤量皿１２は、ほぼ円盤状に形成され、測定対象物がその上部に載置される。センサユット１４は、ロードセルなどの荷重センサを有し、秤量皿１２上に載置される測定対象物の重量を検出し、これに対応した大きさの電気信号を後述する表示制御基板２４側に送出する。

センサユニット１４は、ケース１０の後面側から、ケース１０に装着される。電池パネル１６は、計量器の駆動電源として複数の乾電池が装着され、ケース１０の下面側から、ケース１０に装着される。

本実施例の組立構造体２０は、図２〜図５に組立状態の詳細を示すように、表示用フィルター２２と、表示制御基板２４とから構成されている。表示用フィルター２２は、概略平板状のものであって、本実施例の場合には、透明な合成樹脂から一体的に形成されていて、中央部分に長方形状の表示部分２２ａが設けられ、この表示部分の右側方にキートップ２２ｂが配置され、これらは、一体に形成されている。

表示部分２２ａは、後述する表示素子２４ａとともに計量表示部を構成するものであって、表示素子２４ａの表示状態を上方から視認可能にしており、本実施例の場合には、透明な合成樹脂の一部に、表示素子２４ａの表示部とほぼ同じ形状で、平坦な長方形状を枠形に形成し、この部分を表示部分２２ａとしている。

なお、この表示部分２２ａは、上方から表示素子２４ａの表示状態が視認可能であればよいので、例えば、表示用フィルター２２を不透明な着色樹脂とし、表示部分２２ａを開口する透孔としてもよい。

キートップ２２ｂは、後述するメカニカルスイッチ２４ｂおよびエンボス加工部２６ｂとともにキー操作部を構成するものであって、このキートップ２２ｂには、プレート状の表示用フィルター２２に略Ω状のスリット孔２２０ｂを貫通形成して、スリット孔２２０ｂの内方部分が、片持ち梁状に支持された形態の押圧操作部２２１ｂが形成されている。

押圧操作部２２１ｂは、本実施例の場合３個設けられていて、各押圧操作部２２１ｂの基端側には、略Ｕ字状の屈曲部２２２ｂが形成されていて、押圧操作部２２１ｂは、上方からの外力を受けると、下方に移動して、その直下に配置されるメカニカルスイッチ２４ｂをオンさせるとともに、外力の除去により元の位置に弾性復帰して、メカニカルスイッチ２４ｂをオフさせることができるように、上下移動可能に構成されている。

また、表示フィルター２２の背面側には、複数の位置決め部２２ｃと、複数の係止部２２ｄとが設けられている。一方、表示制御基板２４は、平板状のプリント配線板であって、表示制御基板２４には、図１に示すように、一方の表面側に表示素子２４ａと、複数のメカニカルスイッチ２４ｂとが搭載されている。

なお、図１に示した表示制御基板２４では、搭載部品として、表示素子２４ａとメカニカルスイッチ２４ｂとしか示していないが、実際には、これ以外の抵抗やコンデンサなどの各種の電子部品が搭載される。

表示素子２４ａは、測定対象物の重量値を数値表示したり、あるいは、キー操作部の操作状態などを表示するものであって、平板長方形状に形成された表示面が上面側を向くように、表示制御基板２４に実装されている。

メカニカルスイッチ２４ｂは、上方から押圧されることにより、オン，オフするものであって、キートップ２２ｂに配置された押圧操作部２２１ｂに対応するように３個が所定の位置に配置されている。

本実施例の場合、表示用フィルター２２は、図３に示すように、表示制御基板２４よりも大きく形成され、外周縁に沿って、ケース１０の透孔１０ｂに嵌合する環状の突起２２ｅが設けられている。なお、透孔１０ｂの外形は、表示用フィルター２２の外形と相似形に形成されている。

また、本実施例の場合、表示用フィルター２２に設けられた位置決め部２２ｃは、図３に示すように、表示制御基板２４の上側の２つの角部に当接可能なＬ字状に形成された一対のコーナー位置決め部２２０ｃと、長方形状の表示制御基板２４の長辺上の中央部分に当接可能な板状に形成された一対の幅方向位置決め部２２１ｃと、長方形状の表示制御基板２４の短辺上の下方部分に当接可能な板状に形成された一対の長さ方向位置決め部２２２ｃとから構成されている。

このように構成された位置決め部２２ｃによれば、各位置決め部２２０ｃ〜２２２ｃに、表示制御基板２４の長方形の角部と長辺および短辺とを、それぞれ当接させると、表示制御基板２４の４辺の移動が規制されて、その位置決めが一義的に行われ、これにより、表示部分２２ａと表示素子２４ａとの間、および、押圧操作部２２１ｂとメカニカルスイッチ２４ｂとの間の平面内の位置決め、すなわち、２次元方向の位置決めを行うことができる。

また、係止部２２ｄは、図３に示すように、長方形状の表示制御基板２４の長辺に対応するように、上下左右方向に所定の間確保隔てて合計４個が配置され、かつ、一対ずつが対向するように設けられている。

各係止部２２ｄは、先端側がＬ字状に屈曲して、弾性変形させてこの先端側を、表示制御基板２４の下面側に係止することで、表示制御基板２４を保持することができる。

このように構成された係止部２２ｄでは、表示素子２４ａの上面を表示部分２２ａの裏面に当接した状態で、前記係止部２２ｄの各先端を表示制御基板２４の下面側に係止させると、押圧操作部２２１ｂとメカニカルスイッチ４２ｂとの間の間隔を所定の状態に位置決めすることができ、位置決め部２２ｃによる２次元方向の位置決めとあわせると、３次元方向での位置決めが正確に行われる。

以上のように構成された表示用フィルター２２と表示用制御基板２４とは、ケース１０に装着する際に、両者が一体化された組立構造体２０とされる。組立構造体２０とする際には、表示用フィルター２２の背面側に、表示用制御基板２４を係止部２２ｄに係止させることで、これを保持させる。

この場合、表示制御基板２４は、搭載された表示素子２４ａが表示用フィルター２２の表示部分２２ａに臨み、かつ、メカニカルスイッチ２４ｂがキートップ２２ｂに位置対応するように位置決めすることになるが、この際に、本実施例の場合には、表示用フィルター２２に位置決め部２２ｃが設けられているので、これが簡単に行える。

すなわち、表示制御基板２４は、表示素子２４ａとメカニカルスイッチ２４ｂとが搭載されている面を表示用フィルター２２の背面側に位置させて、上方側の角部をコーナー位置決め部２２０ｃに当接させ、かつ、上下方向の端面を幅方向位置決め部２２１ｃに当接させて、左右方向の端面を長さ方向位置決め部２２２ｃに当接させると、表示素子２４ａと表示部分２２ａの平面内での位置決めと、メカニカルスイッチ２４ｂとキートップ２２ｂとの平面内での位置決めが所定の関係で、かつ、正確に行われる。

そして、表示素子２４ａの上面を表示部分２２ａの裏面に当接した状態で、表示用フィルター２２の係止部２２ｄを弾性変形させて、その先端側を表示制御基板２２の下面側に係止すると、図２，３に示すように、両者が一体化された組立構造体２０が構成される。

このようにして得られた組立構造体２０は、突起２２ｅをケース１０の透孔１０ｂに嵌合すると、その装着が完了し、その後に、表示用フィルター２２の表面にキーシート２６を貼着することになる。キーシート２６は、表示用フィルター２２の外形と相似形であって、フィルター２６の外形よりも若干大きく形成され、表示部分２２ａに相当する位置に窓孔２６ａが設けられると共に、キートップ２２ｂに対応する位置には、複数のエンボス加工部２６ｂが設けられている。

このようなキーシート２６は、窓孔２６ａが表示部分２２ａに臨み、かつ、エンボス加工部２６ｂが各キートップ２２ｂに位置対応するように貼着される。

さて、以上のように構成した計量器用キー操作部と計量表示部の組立構造体２０よれば、表示用フイルター２２の背面側に位置決め部２２ｃと係止部２２ｄとを設け、表示素子２４ａが表示部分２２ａに臨み、メカニカルスイッチ２４ｂがキートップ２２ｂの押圧操作部２２１ｂに位置対応するように表示制御基板２４の外縁を位置決め部２２ｃに当接させた状態で、表示制御基板２４の下面側を係止部２２ｄに係止して、表示制御基板２４と表示用フィルター２２とを一体化させるので、キートップ２２ｂ押圧操作部２２１ｂとメカニカルスイッチ２４ｂとの位置関係が、所定の状態に維持され、スイッチのストロークを安定した状態で高精度に確保することができる。

本発明にかかる計量器用キー操作部と計量表示部の組立構造体によれば、キートップとメカニカルスイッチとの位置関係が、所定の状態に維持され、スイッチのストロークを安定した状態で高精度に確保することができるので、計量器の分野でこれを有効に活用することができる。

本発明にかかる計量器用キー操作部と計量表示部の組立構造体を適用した計量器の分解斜視図である。 本発明にかかる計量器用キー操作部と計量表示部の組立構造体の一例示す正面図である。 図２に示した組立構造体の裏面図である。 図２に示した組立構造体のＡ−Ａ線断面図である。 図２に示した組立構造体のＢ−Ｂ線断面図である。

符号の説明

１０ ケース
１２ 秤量皿
１４ センサユニット
１６ 電池パネル
２０ 組立構造体
２２ 表示用フィルター
２２ａ 表示部分
２２ｂ キートップ
２２ｃ 位置決め部
２２ｄ 係止部
２４ 表示制御基板
２６ キーシート

Claims (5)

1. 計量器のケース前面上部に配置され、計量表示部の表示素子の表示状態を上方から視認可能にする表示部分と、キートップの押圧操作部とが一体に形成された樹脂製の表示用フィルターと、
   前記表示素子と前記押圧操作部に対応するメカニカルスイッチとが搭載された表示制御基板とを備えた計量器の組立構造体であって、
   前記表示用フイルターの背面側に位置決め部と係止部とを設け、
   前記表示素子が前記表示部分に臨み、前記メカニカルスイッチが前記押圧操作部に位置対応するように前記表示制御基板の外縁を前記位置決め部に当接させた状態で、前記表示制御基板の下面側を前記係止部に係止して、前記表示制御基板と前記表示用フィルターとを一体化させることを特徴とする計量器用キー操作部と計量表示部の組立構造体。
2. 前記表示用フィルターと前記表示制御基板とが一体化された組立構造体は、前記表示用フィルターの外周縁を、前記ケースに設けられた透孔の周縁に嵌着固定することより、前記ケースに取付けることを特徴とする請求項１記載の計量器用キー操作部と計量表示部の組立構造体。
3. 前記表示用フィルターの表面には、前記押圧操作部に位置対応するエンボス加工部が設けられたキーシートを貼着することを特徴とする請求項２記載の計量器用キー操作部と計量表示部の組立構造体。
4. 前記表示制御基板は、前記表示用フィルターよりも外径が小さい長方形状に形成され、
   前記位置決め部は、前記長方形状の角部に当接可能なコーナー位置決め部と、前記長方形の長辺と短辺とに当接可能な幅方向および長さ方向位置決め部とを備え、
   前記表示制御基板を前記各位置決め部に当接させることで、前記表示部分と前記表示素子との間、および、前記押圧操作部と前記メカニカルスイッチとの間の平面内の位置決めを行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の計量器用キー操作部と計量表示部の組立体。
5. 前記表示制御基板は、前記表示用フィルターよりも外径が小さい長方形状に形成され、
   前記係止部は、前記長方形状の対向する長辺に沿って所定の間隔を隔てて複数配置し、かつ、一対がそれぞれ対向するよう配置され、
   前記表示素子の上面を前記表示部分の裏面に当接した状態て、前記係止部の各先端を前記表示制御基板の下面側に係止させて、
   前記押圧操作部と前記メカニカルスイッチとの間の間隔を位置決めすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の計量器用キー操作部と計量表示部の組立構造体。

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