JP2009190534A - 表示装置および表示装置を備えた自転車および表示装置の回路基板の保持方法 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数を削減することができる表示装置を提供する。
【解決手段】ケース２１の内部に、表示画面部２２と回路基板２３とが収納された表示装置２０であって、ケース２１に、回路基板２３に設けられたタクトスイッチ２７ａ，２７ｂを外部から押すための押しボタン４１ａ，４１ｂが一体成型されており、押しボタン４１ａ，４１ｂは、弾性変形自在な弾性材からなり、ケース２１の外部に露出する外部操作部４５と、タクトスイッチ２７ａ，２７ｂに当接してタクトスイッチ２７ａ，２７ｂを押す押圧操作部４６と、ケース２１と回路基板２３との間に挟まれてケース２１から回路基板２３へ伝わる衝撃又は振動をやわらげる緩衝部４７とを有している。
【選択図】図６

Description

本発明は、表示画面部に表示されている表示内容を切換える場合等に操作される操作体を備えた表示装置、および、このような表示装置を備えた自転車、および、表示画面部を作動させる回路基板の保持方法に関する。

従来、電動自転車のハンドルには、例えば電池の残量，走行距離，走行速度，電動機によるアシストモード等を表示する液晶表示装置が取り付けられている。図２０に示すように、液晶表示装置７１は、ケース７２と、液晶表示画面部７３と、液晶表示画面部７３を作動させる回路基板７４とを有している。回路基板７４は複数のタクトスイッチ７５ａ，７５ｂを有している。

ケース７２は、外装ケース体７６と、外装ケース体７６の内部に納められた内ケース７７とで、内外二重構造に構成されている。内ケース７７は内上ケース部材７７ａと内下ケース部材７７ｂとからなる上下二分割構造を有し、回路基板７４は内下ケース部材７７ｂ側に固定され、液晶表示画面部７３は内上ケース部材７７ａに保持されている。

また、外装ケース体７６は外装上ケース部材７６ａと外装下ケース部材７６ｂとからなる上下二分割構造を有している。外装上ケース部材７６ａには、各タクトスイッチ７５ａ，７５ｂを外部から操作するための複数の押しボタン７８ａ，７８ｂが設けられている。タクトスイッチ７５ａ，７５ｂと押しボタン７８ａ，７８ｂとの間には、押しボタン７８ａ，７８ｂに連動してタクトスイッチ７５ａ，７５ｂを押圧するための内部押圧部材７９ａ，７９ｂが設けられている。これら内部押圧部材７９ａ，７９ｂは、ゴム製であり、内上ケース部材７７ａに取り付けられており、防水用のパッキンを兼ねている。

外装上ケース部材７６ａの上部には、透明な保護板８１で覆われた表示窓８２が設けられており、液晶表示画面部７３に表示された表示内容は表示窓８２を通して目視できる。
これによると、押しボタン７８ａを押すことによって、押しボタン７８ａに連動して、内部押圧部材７９ａが押圧方向へ弾性変形し、内部押圧部材７９ａを介してタクトスイッチ７５ａが押されてオンになる。これにより、液晶表示画面部７３の表示内容が切換えられて、走行距離や走行速度が順次液晶表示画面部７３に表示される。同様に、押しボタン７８ｂを押すことによって、内部押圧部材７９ｂが押圧方向へ弾性変形し、内部押圧部材７９ｂを介してタクトスイッチ７５ｂが押されてオンになる。これにより、液晶表示画面部７３に表示されるアシストモードが切換えられる。

尚、雨水等の水分が外装上ケース部材７６ａと押しボタン７８ａ，７８ｂとの隙間から外装ケース体７６の内部に侵入する虞れがあるが、外装ケース体７６の内部に侵入した水分は、防水用のパッキンを兼ねた内部押圧部材７９ａ，７９ｂによってシールされるため、内ケース７７の内部にまで侵入することは防止される。これにより、液晶表示画面部７３と回路基板７４とが水分から保護される。

また、下記特許文献には、携帯情報端末装置のケース内に液晶ディスプレイが収納され、弾性部材からなるガスケットが液晶ディスプレイの外周端部を覆うように嵌められ、ケースから液晶ディスプレイへ伝わる衝撃をガスケットによってやわらげる構成が開示されている。
特開２００１−１７５６０８

前記図２０に示した液晶表示装置７１では、水分から液晶表示画面部７３と回路基板７４とを保護するために、押しボタン７８ａ，７８ｂとは別個に、防水用の内部押圧部材７９ａ，７９ｂが必要であり、さらに、ケース７２を外装ケース体７６と内ケース７７との二重構造に構成している。このため、部品点数が増加するといった課題がある。

また、電動自転車が転倒したりぶつかったりして、外装ケース体７６が外部から衝撃を受けた場合、この衝撃や振動によって回路基板７４が損傷する虞れがある。この対策として、前記特許文献１に示されるように、ガスケットを回路基板７４と内ケース７７との間に設けて、内ケース７７から回路基板７４へ伝わる衝撃や振動をガスケットによってやわらげる構成が考えられる。しかしながらこのような構成では、押しボタン７８ａ，７８ｂとは別個に、緩衝用のガスケットが必要となるため、部品点数がさらに増加するといった課題がある。

本発明は、部品点数を削減することができる表示装置、および、このような表示装置を備えた自転車、および、このような表示装置の回路基板の保持方法を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本第１発明は、ケースに、回路基板に設けられたスイッチを外部から操作するための操作体が設けられ、
操作体は、弾性変形自在な弾性材からなり、ケースの外部に露出する外部操作部と、スイッチに当接してスイッチを操作する内部操作部と、ケースと回路基板との間に挟まれてケースから回路基板へ伝わる衝撃又は振動をやわらげる緩衝部とを有している。

これによると、操作体は、表示画面部の表示切換え操作を行う機能（表示切換え操作機能）に加えて、回路基板に対する衝撃や振動をやわらげる機能（緩衝機能）をも有している。これにより、操作体とは別個に緩衝部材を設ける構成に比べて、部品点数を削減することができる。

以上のように本発明によれば、操作体は、表示画面部の表示切換え操作を行う機能（表示切換え操作機能）に加えて、回路基板に対する衝撃や振動をやわらげる機能（緩衝機能）をも有しているため、操作体とは別個に緩衝部材を設ける構成に比べて、部品点数を削減することができる。

本第１発明は、ケースの内部に、表示画面部と、表示画面部を作動させる回路基板とが収納された表示装置であって、
ケースに、回路基板に設けられたスイッチを外部から操作するための操作体が設けられ、
操作体は、弾性変形自在な弾性材からなり、ケースの外部に露出する外部操作部と、スイッチに当接してスイッチを操作する内部操作部と、ケースと回路基板との間に挟まれてケースから回路基板へ伝わる衝撃又は振動をやわらげる緩衝部とを有しているものである。

これによると、人が操作体の外部操作部に外力を加えて操作することにより、操作体が弾性変形し、操作体の内部操作部がスイッチに当接してスイッチを操作する。これにより、例えば、表示画面部に表示される表示内容等が切換えられたり、或いは、照明の点灯・消灯等が切換えられたりする。

また、表示装置をぶつける等して、ケースが外部から衝撃を受けた場合、ケースから回路基板へ伝わる衝撃や振動は操作体の緩衝部によってやわらげられるため、回路基板の損傷を防止することができる。このように、前記操作体は、表示画面部の表示切換え操作を行う機能（表示切換え操作機能）に加えて、回路基板に対する衝撃や振動をやわらげる機能（緩衝機能）をも有している。これにより、操作体とは別個に緩衝部材を設ける構成に比べて、部品点数を削減することができる。

本第２発明は、操作体はケースに一体成形されているものである。
これによると、一体成形することによって、操作体とケースとの隙間が無くなるため、水分が前記隙間からケース内に浸入することは無く、操作体とケースとの防水性が確保され、表示画面部と回路基板とを水分から保護することができる。したがって、操作体とは別個に防水用のパッキン等を設ける必要は無く、さらに部品点数を削減することができる。

本第３発明は、ケースの内部に、回路基板を厚さ方向において支持する支持部材が設けられ、
操作体は、ケースに複数個設けられており、前記厚さ方向に直交する一方向において相対向しているものである。

これによると、回路基板は一方向において相対向する操作体の緩衝部間に保持され、ケースから回路基板へ伝わる前記一方向の衝撃が操作体の緩衝部によってやわらげられるため、回路基板の損傷を防止することができる。

本第４発明は、前記第１発明から第３発明のいずれか１項に記載の表示装置を備えたことを特徴とする自転車である。
これによると、自転車が転倒したり衝突して、表示装置のケースが外部から衝撃を受けた場合、ケースから回路基板へ伝わる衝撃や振動は操作体の緩衝部によってやわらげられるため、回路基板の損傷を防止することができる。

本第５発明は、表示装置のケース内に収納され且つ表示画面部を作動させる回路基板の保持方法であって、
ケースに、回路基板に設けられたスイッチを外部から操作するための弾性変形自在な複数の操作体を設け、
相対向する一方の操作体の内側の一部と他方の操作体の内側の一部との間に回路基板を挟んだものである。

これによると、回路基板は弾性変形自在な一方の操作体の内側の一部と他方の操作体の内側の一部との間に挟まれているため、ケースから回路基板へ伝わる衝撃や振動は操作体の一部によってやわらげられ、回路基板の損傷を防止することができる。このように、操作体は、回路基板のスイッチを操作して表示画面部の表示切換え操作を行う機能（表示切換え操作機能）に加えて、回路基板に対する衝撃や振動をやわらげる機能（緩衝機能）をも有しており、これにより、操作体とは別個に緩衝部材を設ける構成に比べて、部品点数を削減することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
実施の形態１において、図１，図２に示すように、１１は電動自転車であり、車体フレーム１２と、ハンドル１３と、動力補助用の電動機１４と、電動機１４に電力を供給する電池１５と、車体フレーム１２の前部に設けられた照明装置１６とを有している。

ハンドル１３には、電池１５の残量，走行距離，積算距離，平均速度，最高速度，走行速度，電流値，電動機１４によるアシストモード等を表示する液晶表示装置２０（表示装置の一例）が取り付けられている。図３〜図６に示すように、液晶表示装置２０は、ケース２１と、表示画面部２２と、表示画面部２２を作動させる回路基板２３とを有している。

表示画面部２２と回路基板２３とはケース２１の内部に収納されている。表示画面部２２は、液晶画面２５とバックライト２６とを有しており、回路基板２３上に接続されている。回路基板２３は、複数の電子部品（図示せず）と、複数のタクトスイッチ２７ａ〜２７ｄ（スイッチの一例）とを有している。

ケース２１は上部ケース体２９と下部ケース体３０とからなる上下二分割構造を有し、これら上部および下部ケース体２９，３０の材質には、例えば耐候性の優れたプラスチック（ＡＳＡ樹脂等）が用いられる。上部ケース体２９と下部ケース体３０とは複数本のねじ（図示省略）によって着脱自在に連結されている。尚、上部ケース体２９と下部ケース体３０との連結部分はパッキン３２によってシールされている。また、下部ケース体３０は環状の取付部材３３によりハンドル１３に取り付けられている。

上部ケース体２９の上部には、透明な保護板３４で覆われた表示窓３５が形成されており、液晶画面２５に表示された表示内容は表示窓３５を通して目視できる。図３，図８に示すように、回路基板２３の一方片側は複数のねじ３７（連結部材）によって上部ケース体２９の一方片側に連結されている。

図６〜図１１に示すように、ケース２１の内部には、回路基板２３を厚さ方向において支持する上部支持部材３８と下部支持部材３９とが設けられている。上部支持部材３８は、縦板状の部材であり、上部ケース体２９の内部の他方片側に前後一対設けられている。下部支持部材３９は、下部ケース体３０の内側底面から上向きに突出した複数の突起状の部材である。回路基板２３は上部支持部材３８と下部支持部材３９とに挟まれた状態でケース２１の内部に収納されている。

図３，図５，図６に示すように、上部ケース体２９には、前記各タクトスイッチ２７ａ〜２７ｄを外部から操作するための複数の押しボタン４１ａ〜４１ｄ（操作体の一例）が設けられている。各押しボタン４１ａ〜４１ｄは上部ケース体２９に一体成形されている。このうち、第１の押しボタン４１ａ（一方の操作体の一例）と第２の押しボタン４１ｂ（他方の操作体の一例）とは回路基板２３の厚さ方向Ａ（上下方向）に直交する前後方向Ｂ（一方向）において相対向しており、第１の押しボタン４１ａと第２の押しボタン４１ｂとの間に回路基板２３が配置されている。

第１の押しボタン４１ａは、照明装置１６の点灯・消灯を切換えるものであり、上部ケース体２９の前部の他方片側に設けられている。第２の押しボタン４１ｂは、表示画面部２２の表示内容を切換えるものであり、上部ケース体２９の後部の他方片側に設けられている。第３の押しボタン４１ｃは、電動機１４によるアシストモードを切換えて表示するものであり、上部ケース体２９の後部に設けられている。第４の押しボタン４１ｄは、電源のオン・オフを切換えるものであり、上部ケース体２９の上部の他方片側に設けられている。

図５〜図７に示すように、第１〜第４の押しボタン４１ａ〜４１ｄは、弾性変形自在な弾性材からなり、外周部に形成された凹部４４と、上部ケース体２９の外部に露出する外部操作部４５と、タクトスイッチ２７ａ〜２７ｄに当接離間自在な押圧操作部４６（内部操作部の一例）とを有している。

また、第１および第２の押しボタン４１ａ，４１ｂは、上部ケース体２９と回路基板２３との間に挟まれて上部ケース体２９から回路基板２３へ伝わる衝撃又は振動をやわらげる緩衝部４７（操作体の内側の一部の一例）を有している。さらに、第１および第２の押しボタン４１ａ，４１ｂは、下端部に、回路基板２３の下方へ突出する突起部４８を有している。突起部４８には、上方ほど内側へ傾斜する傾斜面５０が形成されており、第１の押しボタン４１ａの傾斜面５０と第２の押しボタン４１ｂの傾斜面５０とが前後方向Ｂにおいて相対向している。

尚、前記押しボタン４１ａ〜４１ｄの材質である弾性材としては、例えばエラストマー（例えば、ゴム、アクリル系樹脂等）が用いられている。また、上部ケース体２９に形成された凸部４９が各押しボタン４１ａ〜４１ｄの凹部４４に嵌まり込んでいる。押しボタン４１ａ〜４１ｄの外部操作部４５に外力が作用していない状態では、押圧操作部４６の内端はタクトスイッチ２７ａ〜２７ｄから離間している。

以下、前記構成における作用を説明する。
図４，図７に示すように、先ず、第４の押しボタン４１ｄの外部操作部４５を指等で押すことにより、第４の押しボタン４１ｄが押圧方向に弾性変形し、押圧操作部４６が第４のタクトスイッチ２７ｄに当接してタクトスイッチ２７ｄを押圧し、第４のタクトスイッチ２７ｄがオンになって、液晶表示装置２０の電源がオンされる。これにより、図２（ａ）に示すように、液晶画面２５に、電池１５の残量や最高速度，走行速度，電流値，電動機１４によるアシストモード等が表示される。

その後、例えば、図６に示すように、第２の押しボタン４１ｂの外部操作部４５を指等で押すことにより、第２の押しボタン４１ｂが押圧方向に弾性変形し、押圧操作部４６が第２のタクトスイッチ２７ｂに当接してタクトスイッチ２７ｂを押圧し、第２のタクトスイッチ２７ｂがオンになる。これにより、液晶画面２５の表示内容が例えば図２（ｂ）に示すように最高速度から走行距離等に切換えられる。

同様に、図４に示すように、第３の押しボタン４１ｃの外部操作部４５を指等で押すことにより、電動機１４によるアシストモードが切換えられる。例えば、アシストモードが標準から強に切換えられた場合、図２（ｂ）に示すように、液晶画面２５のアシストモードの表示内容が標準から強に切換り、電動機１４による補助動力が増大する。

また、図６に示すように、第１の押しボタン４１ａの外部操作部４５を指等で押すことにより、照明装置１６が点灯し、さらに、もう一度第１の押しボタン４１ａの外部操作部４５を指等で押すことにより、照明装置１６が消灯する。

また、図６，図７に示すように、各押しボタン４１ａ〜４１ｄは上部ケース体２９に一体成形されているため、押しボタン４１ａ〜４１ｄと上部ケース体２９との隙間が無くなり、雨水等の水分が前記隙間からケース２１の内部に浸入することは無く、押しボタン４１ａ〜４１ｄとケース２１との防水性が確保される。したがって、押しボタン４１ａ〜４１ｄとは別個に防水用のパッキン等を設ける必要は無く、部品点数を削減することができる。

また、回路基板２３は第１の押しボタン４１ａの緩衝部４７と第２の押しボタン４１ｂの緩衝部４７との間に挟まれているため、電動自転車１１が転倒したり衝突して、液晶表示装置２０のケース２１が外部から衝撃を受けた場合、ケース２１から回路基板２３へ伝わる前後方向Ｂ（一方向）の衝撃や振動は第１および第２の押しボタン４１ａ，４１ｂの緩衝部４７によってやわらげられる。これにより、回路基板２３の損傷を防止することができる。

このように、前記第１および第２の押しボタン４１ａ，４１ｂは、表示画面部２２の表示切換え操作を行う機能（表示切換え操作機能）に加えて、回路基板２３に対する衝撃や振動をやわらげる機能（緩衝機能）をも有している。これにより、第１および第２の押しボタン４１ａ，４１ｂとは別個に緩衝部材（ガスケット等）を設ける構成に比べて、さらに部品点数を削減することができる。

尚、液晶表示装置２０を工場等で組立てる場合、図１２に示すように、上部ケース体２９を上下反対向きに置き、表示画面部２２と回路基板２３とを上方から上部ケース体２９の内部に挿入する。この際、表示画面部２２が第１および第２の押しボタン４１ａ，４１ｂの突起部４８の傾斜面５０に当接し、突起部４８が外向きに圧縮された状態で、表示画面部２２と回路基板２３とが上方から下方へ通過し、その後、図８，図９に示すように、回路基板２３が上部支持部材３８で支持されるとともに、図１２の実線で示すように、前記突起部４８が、伸長して復元し、回路基板２３の上方へ突出する。

その後、図８に示すように、作業者がねじ３７を締め込んで回路基板２３の一方片側を上部ケース体２９に連結する。このような組立作業の際、回路基板２３は上部支持部材３８と突起部４８との間で上下方向に仮固定されるため、誤って上部ケース体２９を落下しても、回路基板２３が上部ケース体２９から外れてしまうことはない。その後、上部ケース体２９に下部ケース体３０を取付け、ねじ（図示省略）で上部および下部ケース体２９，３０を締結することにより、液晶表示装置２０が組み立てられる。
（実施の形態２）
実施の形態２として、図１３に示すように、第１および第２の押しボタン４１ａ，４１ｂに突起部４８を形成していないものであってもよい。
（実施の形態３）
実施の形態３として、図１４に示すように、第１および第２の押しボタン４１ａ，４１ｂは、下端部に、回路基板２３の端部を保持する凹形状の保持部５５を有している。

これによると、回路基板２３の端部が保持部５５に嵌り込むことによって、回路基板２３の他方片側が第１および第２の押しボタン４１ａ，４１ｂで保持される。
前記各実施の形態では、図３に示すように、押しボタン４１ａ〜４１ｄを上部ケース体２９の前後両側部と上部とに設けているが、上部ケース体２９の左右両側部に設けて、ケース２１から回路基板２３へ伝わる左右方向の衝撃や振動を緩衝部４７によってやわらげてもよい。

前記各実施の形態では、スイッチの一例としてタクトスイッチ２７ａ〜２７ｄを用いたが、タクトスイッチ２７ａ〜２７ｄ以外の形式のスイッチを用いてもよい。
前記各実施の形態では、液晶表示装置２０を電動自転車１１に設けているが、電動自転車１１に限定されるものではなく、例えば、その他の実施の形態として、図１５〜図１９に示すように、液晶表示装置２０をゲーム機５８や無線機５９、目覚まし時計６０，体温計６１，ストップウォッチ６２等に設けてもよい。

また、液晶表示装置２０は、電池１５の残量，走行距離，積算距離，平均速度，最高速度，走行速度，電流値，電動機１４によるアシストモード等を表示するが、これらの表示内容に限定されるものではなく、それ以外の表示内容を表示してもよい。

本発明は、自転車に備えられる表示装置に適しているが、自転車以外に設けられる表示装置にも適用できる。

本発明の実施の形態１における液晶表示装置を備えた電動自転車の側面図 同、電動自転車のハンドルに取り付けられた液晶表示装置の図 同、液晶表示装置の平面図 同、液晶表示装置の斜視図 前記図４におけるＸ−Ｘ断面図 前記図３におけるＸ−Ｘ断面図 前記図３におけるＹ−Ｙ断面図 同、液晶表示装置の回路基板を上部ケース体内に取付けて、上部ケース体を底側から見た斜視図 前記図８における一部拡大図 同、液晶表示装置の上部ケース体を底側から見た斜視図 前記図１０における一部拡大図 同、液晶表示装置の組立て工程を示す断面図 本発明の実施の形態２における液晶表示装置の断面図 本発明の実施の形態３における液晶表示装置の断面図 本発明の他の実施の形態における液晶表示装置を備えたゲーム機の図 本発明の他の実施の形態における液晶表示装置を備えた無線機の図 本発明の他の実施の形態における液晶表示装置を備えた目覚まし時計の図 本発明の他の実施の形態における液晶表示装置を備えた体温計の図 本発明の他の実施の形態における液晶表示装置を備えたストップウォッチの図 従来の液晶表示装置の断面図

符号の説明

１１ 電動自転車
２０ 液晶表示装置
２１ ケース
２２ 表示画面部
２３ 回路基板
２７ａ〜２７ｄ タクトスイッチ
３８ 上部支持部材
３９ 下部支持部材
４１ａ〜４１ｄ 押しボタン（操作体）
４５ 外部操作部
４６ 押圧操作部（内部操作部）
４７ 緩衝部（操作体の内側の一部）

Claims (5)

1. ケースの内部に、表示画面部と、表示画面部を作動させる回路基板とが収納された表示装置であって、
   ケースに、回路基板に設けられたスイッチを外部から操作するための操作体が設けられ、
   操作体は、弾性変形自在な弾性材からなり、ケースの外部に露出する外部操作部と、スイッチに当接してスイッチを操作する内部操作部と、ケースと回路基板との間に挟まれてケースから回路基板へ伝わる衝撃又は振動をやわらげる緩衝部とを有していることを特徴とする表示装置。
2. 操作体はケースに一体成形されていることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
3. ケースの内部に、回路基板を厚さ方向において支持する支持部材が設けられ、
   操作体は、ケースに複数個設けられており、前記厚さ方向に直交する一方向において相対向していることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の表示装置。
4. 前記請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の表示装置を備えたことを特徴とする自転車。
5. 表示装置のケース内に収納され且つ表示画面部を作動させる回路基板の保持方法であって、
   ケースに、回路基板に設けられたスイッチを外部から操作するための弾性変形自在な複数の操作体を設け、
   相対向する一方の操作体の内側の一部と他方の操作体の内側の一部との間に回路基板を挟んだことを特徴とする表示装置の回路基板の保持方法。

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