(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【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、上記特許文献1に記載された計量装置では、圧電素子と補助電源部とが、リード線によってそれぞれ接続されている。したがって、計量装置の組立に際して、リード線を圧電素子にはんだ付けする工程が発生する。すなわち、リード線によって圧電素子と補助電源部とを予め接続した後に、計量皿を配置する必要があるため、組立工程に制約が生じる可能性がある。
さらに、はんだ付けやリード線を用いていることから、長期的な使用に伴って、はんだ付け部分が劣化したり、リード線が断線したりすることで、電気的な接続に不良を生じる可能性もある。
【0006】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、簡便に組み立てることができるとともに、長期にわたって安定的に使用することのできる測定装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するため、本発明は以下の手段を採用している。
即ち、本発明の一の態様によれば、測定装置は、 測定電極を配置した第一ケースと、
前記測定電極が対面する領域と異なる領域に端子を有し測定処理を行う基板を収納し、
前記端子から前記測定電極に向かう方向に沿って延びる直線状の収納溝を有し、前記第一ケースに結合する第二ケースと、前記第一ケースと前記第二ケースとの間に配置され
、前記収納溝に収納されるとともに、前記第一ケースと前記第二ケースとが結合される方向に弾性変形可能である導電部材と、前記第一ケースと前記第二ケースとが結合される方向に直交する方向に向かって直線状に延びるリード部材とが一体となった単一部材から形成され
、前記導電部材の端部が自身の弾性力によって前記測定電極に当接し、前記リード部材の端部が前記端子に接続する接続部材と
、を備え
、前記第一ケースは、前記測定電極を複数有し、前記基板は、前記端子を複数有し、前記第二ケースは、前記収納溝を複数有し、前記接続部材は、複数で、互いに同一の形状及び寸法を有し、それぞれが前記収納溝の各々に収納されることを特徴とする。
さらに、前記収納溝には前記基板と離間する側の端部に導電部材保持部が設けられ、前記導電部材保持部に前記導電部材が配置され、前記導電部材から前記端子までのそれぞれの寸法が互いに同一であってもよい。
【0008】
このような構成によると、単一部材から形成された接続部材の一端を基板の端子に接続し、他端を自身の弾性力によって測定電極に当接するので、作業工数が低減して簡便に組み立てることができるとともに、特に測定電極と接続部材との接続部分にはんだ等の接続媒体による劣化を起こすことがないため、長期にわたって安定的に使用することができる。
さらに、このような構成では、接続部材は弾性変形可能な部材で形成される。これにより、第一ケースと第二ケースとを互いに結合するのみで、接続部材は、第一ケース上に設けられた測定電極に対して当接し、電気的に接続される。
加えて、このような構成によれば、複数の端子と、複数の測定電極とを接続する上で、共通の形状と寸法を有する接続部材を用いることができる。これにより、部品点数を削減することができる。
【0009】
さらに、本発明の一の態様によれば、前記接続部材は、前記第一ケースと前記第二ケースとが結合される方向に沿って弾性変形可能であってもよい。
【0011】
さらに、本発明の一の態様によれば、前記測定電極に形成されて、
前記導電部材の端部の形状と対応する形状の凹部を有する構成であってもよい。
【0012】
このような構成によれば、測定電極に形成された凹部に対して、
導電部材の端部を嵌合させることができる。これにより、接続部材と測定電極との間で生じる位置ずれを抑制することができる。
【0013】
さらに、本発明の一の態様によれば、
前記導電部材は、前記第一ケースと前記第二ケースとが結合される方向回りに巻回されてなるコイルバネであってもよい。
【0014】
このような構成によれば、コイルバネの有する弾性復元力によって、導電部材は、第一ケース上に設けられた測定電極に対して接触し、電気的に接続される。
加えて、コイルバネは金属線材を巻回することによって容易かつ安価に形成することができる。したがって、測定装置の製造コストを低減することができる。
【0015】
さらに、本発明の一の態様によれば、
前記導電部材は、前記第一ケースと前記第二ケースとが結合される方向にそって弾性変形可能な板バネであってもよい。
【0016】
このような構成によれば、板バネの有する弾性復元力によって、導電部材は、第一ケース上に設けられた測定電極に対して接触し、電気的に接続される。
加えて、板バネは金属板材を曲折することによって容易かつ安価に形成することができる。したがって、測定装置の製造コストを低減することができる。
【発明の効果】
【0021】
本発明によれば、簡便に組み立てることができるとともに、長期にわたって安定的に使用することのできる測定装置を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、本発明の実施形態に係る測定装置1について図面を参照して説明する。
図1と
図2に示すように、測定装置1は、上面に複数の測定電極10を有する第一ケース2と、第一ケース2に結合されるとともに、基板40を内部に格納する第二ケース3と、第一ケース2と第二ケース3との間に配置される複数の接続部材20,21,22,23と、を有している。
【0024】
第一ケース2は、上面視で方形に形成された天板2Aと、天板2Aからそれぞれ下方に向かって延びる左側壁2Lと、右側壁2Rと、前方壁2Fと、後方壁2Bと、を有している。
なお、以下の説明では、前方壁2Fから後方壁2Bに向かう方向(使用者が使用に際して乗り降りする方向)を前後方向と呼ぶ。すなわち、前方壁2Fが位置する側を前方、前側などと表現し、後方壁2Bが位置する側を後方、後側などと表現する。
【0025】
天板2Aと、左側壁2L、および右側壁2Rとの接続部分は湾曲した形状を有している。より詳細には、天板2Aから左側壁2L、および右側壁2Rにかけて、一方から他方に向かうにしたがって次第に湾曲した形状を有している。
【0026】
天板2Aと、前方壁2F、および後方壁2Bとは、互いに概ね直角をなして交差している。前方壁2F、および後方壁2Bを前後方向から見ると、上側に位置する2つの角部がともに湾曲して形成されている。すなわち、これらの角部は、天板2Aと、側壁2L,2Rとがなす湾曲形状に対応した円弧状に形成されている。一方で、前方壁2F、および後方壁2Bにおける下側の2つの角部は、概ね直角をなして形成されている。
【0027】
さらに、天板2Aの下側で、前方壁2Fと、後方壁2Bと、左側壁2Lと、右側壁2Rとによって囲まれた領域は、空間S1とされている。空間S1は、下方に向かって開口されている。また、前方壁2Fと、後方壁2Bと、左側壁2Lと、右側壁2Rのそれぞれの上下方向における寸法は互いに同一に設定されている。
以上のように構成された第一ケース2は、樹脂材料等によって一体に形成される。
【0028】
さらに、天板2Aには、測定対象の人体に接触することで種々の計測を行うための複数の測定電極10が設けられている。測定電極10は、それぞれ上面視で方形をなすとともに、薄肉板状に形成された電極部材である。測定電極10は、天板2Aにおける4つの角部の近傍にそれぞれ1つずつ設けられている。
【0029】
より詳細には、測定電極10は、天板2A上における左側壁2Lに近接する一辺に沿って前後方向に配列された、第一測定電極11と、第二測定電極12と、右側壁2Rに近接する一辺に沿って前後方向に配列された第三測定電極13と、第四測定電極14と、を有する。
さらに、第一測定電極11と第三測定電極13とは、通電用の電極とされている。すなわち、これら第一測定電極11と第三測定電極13との間には、不図示の電流供給装置により供給される電流が流れる。この電流は、使用者の身体内部に向かって流れる。
一方で、第二測定電極12と第四測定電極14とは、計測用の電極とされている。ここで、上述のように第一測定電極11と第三測定電極13との間に電流が流れているとき、第二測定電極12と第四測定電極14との間には電位差が生じる。この電位差は、これら第二測定電極12と第四測定電極14とによって検出される。
第一測定電極11と、第二測定電極12、及び第三測定電極13と、第四測定電極14とは、それぞれ互いに所定の距離だけ離間している。具体的には、第一測定電極11(第三測定電極13)における一辺と、この一辺に対向する第二測定電極12(第四測定電極14)における一辺との間の距離Sは、例えば70mm程度とされている。
【0030】
測定電極10の上側の面は、平滑な平面上に形成されるとともに、天板2Aの上方から外部に向かって露出している。一方で、測定電極10の下側の面は、平滑に形成されるとともに、天板2Aの下方から上述の空間S1に向かって露出している。すなわち、測定電極10は、天板2Aを厚さ方向に貫通するようにして配置されている。なお、測定電極10は、天板2Aに対して、不図示の固定部によって脱落不能に固定されている。
また、ここでは、測定電極10は、天板2Aを厚さ方向に貫通するようにして配置されるものとしたが、天板2Aの上側の面に凹み部を形成し、凹み部の一部分に天板2Aの下側まで抜けた孔を設け、この凹み部に測定電極10が配置されるようにしてもよい。
【0031】
さらに、測定電極10の上側の面と、天板2Aの上側の面とは、互いに平滑になるように形成されている。これにより、測定電極10が人体に当接する際に、測定電極10の凸部が不要な圧迫を与えることなく測定を行うことができる。さらに、製品としての審美性をも確保することができる。
【0032】
天板2A上における第一測定電極11と、第三測定電極13との間の領域には、表示窓100が設けられている。表示窓100の一部は、透明な樹脂やガラス等で形成されており、後述の基板40上に設けられた表示部45に表示される測定結果が表示窓100を通じて外部に通知されるようになっている。
【0033】
第二ケース3は、上述の第一ケース2と上下方向から結合される、有底箱状の部材である。第二ケース3は、上面視で概ね方形に形成された底板3Uと、底板3Uから上方に向かってそれぞれ概ね直角に延びる第二ケース前方壁3Fと、第二ケース後方壁3Bと、第二ケース左側壁3Lと、第二ケース右側壁3Rと、を有している。これら第二ケース前方壁3Fと、第二ケース後方壁3Bと、第二ケース左側壁3Lと、第二ケース右側壁3Rとの上下方向における寸法は、いずれも上述の第一ケース2における前方壁2Fと、後方壁2Bと、左側壁2Lと、右側壁2Rの上下方向における寸法と概ね同一に設定されている。
第二ケース3における底板3Uの上側の領域は、第二ケース前方壁3Fと、第二ケース後方壁3Bと、第二ケース左側壁3Lと、第二ケース右側壁3Rとで囲まれて、空間S2をなしている。
【0034】
空間S2は、前後方向に延びる複数の縦リブ61と、縦リブ61と直交する方向に延びる複数の横リブ62とによって、複数の区画に画成されている。縦リブ61と横リブ62は、それぞれ底板3Uから上方に向かって延びる板状の部材である。空間S2が複数の縦リブ61と横リブ62とによって区画されていることによって、測定装置1上に使用者が乗った場合であっても、縦リブ61と横リブ62とが負荷を受け止めることができる。したがって、使用者の体重によって空間S2はつぶされず、測定装置1はその形状を維持することができる。
【0035】
ここで、空間S2における前方の領域には、上述の縦リブ61と横リブ62とは設けられておらず、基板収納部S3とされている。この基板収納部S3には、後述の基板40が収納される。すなわち、基板収納部S3の形状および寸法はこの基板40の形状と寸法によって決定される。本実施形態では、基板収納部S3は上面視で概ね方形とされている。
【0036】
基板40は、上述の測定電極10を介して取得された信号を用いて演算処理を行う不図示の回路と、回路の出力結果を表示する表示部45と、を有する。さらに、基板40上にはプリント配線等を介して回路と電気的に接続された端子41,42,43,44が設けられている。複数の測定電極10を介して取得された測定値は、複数の接続部材20,21,22,23によって、これら端子41,42,43,44に入力される。
【0037】
接続部材20,21,22,23は、それぞれ第二ケース3における空間S2に収納される。ここで、第二ケース3における空間S2には、上述のようにそれぞれ複数の縦リブ61と横リブ62とが設けられているが、これら接続部材20,21,22,23が収納される領域においては、縦リブ61と横リブ62とが上下方向に切欠かれて、収納溝63とされている。収納溝63は、基板40上における端子41,42,43,44から、それぞれ第一測定電極11,第二測定電極12,第三測定電極13,第四測定電極14に向かう方向に沿って同一平面上に延びる直線状の溝である。
【0038】
すなわち、端子41から第一測定電極11に向かう収納溝63は、基板40から概ね左前方に向かって斜めに延びる。端子42から第二測定電極12に向かう収納溝63は、基板40から概ね左後方に向かって斜めに延びる。端子43から第三測定電極13に向かう収納溝63は、基板40から概ね右前方に向かって斜めに延びる。端子44から第四測定電極14に向かう収納溝63は、基板40から概ね右後方に向かって斜めに延びる。
【0039】
さらに、収納溝63における基板40と離間する側の端部には、導電部材保持部63Aが設けられている。導電部材保持部63Aは、空間S2における底板3Uから上方に向かって延びる略円柱状のボス部である。各導電部材保持部63Aは、後述の導電部材20A,21A,22A,23Aと係合してこれらを保持する。なお、上述のように空間S2は、第二ケース前方壁3Fと、第二ケース後方壁3Bと、第二ケース左側壁3Lと、第二ケース右側壁3Rとで囲まれた、第二ケース3における底板3Uの上側の領域である。
【0040】
接続部材20,21,22,23は、互いに同一の形状、及び寸法を有している。したがって、ここでは一の接続部材20について、その詳細な構成を説明する。
接続部材20は、上下方向に沿って延びる軸線の回りに巻回されたコイルバネである導電部材20Aと、導電部材20Aの下側の端部から上下方向に直交する方向に向かって延びるとともに、導電部材20Aと一体に形成された線状のリード部材20Bと、を有している。導電部材20Aは、上下方向(すなわち、第一ケースと第二ケースとが結合される方向)に沿って弾性変形可能であるとともに、良好な導電性を有する金属材料で形成される。
【0041】
続いて、測定装置1の組立方法について説明する。
まず、測定装置1の下半を構成する第二ケース3を用意する。
続いて、第二ケース3に対して、基板40と、接続部材20,21,22,23を配置する。基板40は、上述の基板収納部S3に収納されて、ビス等によって脱落不能に固定される。
接続部材20,21,22,23は、上述の第一ケース2と第二ケース3との間の領域である、4つの収納溝63,63,63,63に収納される。すなわち、接続部材20,21,22,23におけるリード部材20B,21B,22B,23Bが、第二ケース3の空間S2に設けられた収納溝63,63,63,63に収納される。そして、導電部材20A,21A,22A,23Aが、上述の導電部材保持部63A,63A,63A,63Aによって保持される(
図3参照)。
次に、リード部材20B,21B,22B,23Bにおける導電部材20A,21A,22A,23Aが設けられる側とは反対側の端部は、基板40上に設けられた端子41,42,43,44にそれぞれはんだ付け等によって接続される。
【0042】
より詳細には、導電部材20A,21A,22A,23Aは、導電部材保持部63A,63A,63A,63Aに対して上方から嵌合されることで保持される。換言すれば、導電部材保持部63A,63A,63A,63Aの径方向における寸法は、導電部材20A,21A,22A,23Aにおけるコイルバネの内径寸法と略同一(同一、わずかに大きく、又はわずかに小さく)設定されている。なお、導電部材保持部63A,63A,63A,63Aの下端部から上端部に向かうにしたがって径方向における寸法が小さくなるように形成されていてもよい。
【0043】
なお、予め接続部材20,21,22,23を基板40の端子41,42,43,44に接続した状態で、基板収納部S3及び収納溝63,63,63,63にこれらを収納することも可能であるが、基板40を基板収納部S3に収納した後に、接続部材20,21,22,23を基板40の端子41,42,43,44に接続することで組み立てることが、作業性、品質性の点から好ましい。
【0044】
次に、第一ケース2を、第二ケース3に対して結合する。なお、組立に先立って第一ケース2には、上述の測定電極10が予め固定された状態であるものとする。
第一ケース2と第二ケース3はそれぞれ不図示の結合部によって結合される。このような結合部としては、例えば、弾性変形可能な係止爪と、該係止爪と係合する係止フックによる方法が考えられる。その他、ねじとねじ穴を、第一ケース2と第二ケース3にそれぞれ設けることでこれらを互いに結合する方法も考えられる。
以上により、測定装置1の組立が完了する。
【0045】
組立が完了した測定装置1では、
図4に示すように、第一ケース2と第二ケース3とが結合される方向、すなわち上下方向から見て、導電部材20A,21A,22A,23Aが支持される位置が、それぞれ第一測定電極11,第二測定電極12,第三測定電極13,第四測定電極14と重なるように構成される。
【0046】
上記の状態を換言すると、組立が完了した測定装置1(
図5参照)において、導電部材20A,21A,22A,23Aの上側の端部は、第一ケース2における第一測定電極11,第二測定電極12,第三測定電極13,第四測定電極14のそれぞれの下面に当接している。また、導電部材20A,21A,22A,23Aは、それぞれ上下方向から圧縮された状態となっている。換言すれば、導電部材20A,21A,22A,23Aは、自身の有する弾性復元力によって第一測定電極11,第二測定電極12,第三測定電極13,第四測定電極14とそれぞれ当接した状態となっている。これにより、第一測定電極11,第二測定電極12,第三測定電極13,第四測定電極14は、接続部材20,21,22,23を介して、基板40と電気的に接続された状態となる。
【0047】
上述のような測定装置1では、導電部材20A,21A,22A,23Aとリード部材20B,21B,22B,23Bとが一体に形成されている。したがって、測定装置1の組立に際して、導電部材20A,21A,22A,23Aとリード部材20B,21B,22B,23Bとを互いにはんだ付けすることなく接続することができる。
例えば、上述のリード部材20B,21B,22B,23Bとして、別個にリード線を用いた場合、導電部材20A,21A,22A,23Aに対してそれぞれはんだ付け等の処理を施すことで電気的に接続される。しかしながら、本実施形態ではそのような工程は生じないため、工程を簡略化することができる。
【0048】
さらに、本実施形態に係る測定装置1では、導電部材20A,21A,22A,23Aが、それぞれコイルバネである弾性部材によって形成されている。このような構成であれば、第一ケース2を第二ケース3に対して上方から結合するのみで、第一ケース2に設けられた第一測定電極11,第二測定電極12,第三測定電極13,第四測定電極14と、導電部材20A,21A,22A,23Aとが、それぞれ当接するとともに、導電部材20A,21A,22A,23Aの弾性復元力が維持される限りにおいて、半永久的にこの状態を維持することができる。これにより、長期にわたって測定装置1を安定的に使用することができる。
【0049】
さらに、上述の測定装置1では、導電部材20A,21A,22A,23Aから、基板40上の端子41,42,43,44までのそれぞれの寸法は、互いに同一とされている。
【0050】
このような構成によれば、導電部材20A,21A,22A,23Aから端子41,42,43,44までの距離に応じて複数種類の接続部材20,21,22,23を用意することなく、測定電極10と端子41,42,43,44とを接続することができる。また、測定装置1の組立に際して、接続部材20,21,22,23をそれぞれ区別することなく組立を行うことができる。これにより、部品点数を削減することができるとともに、測定装置1をより簡便に組み立てることができる。
【0051】
さらに、上述のような構成によれば、第一ケース2と第二ケース3とが結合される方向、すなわち上下方向から見て、第二ケース3における導電部材20A,21A,22A,23Aが支持される位置が、測定電極10の領域と重なるように構成されている。このような構成によれば、測定電極10の領域の大きさに応じて、導電部材20A,21A,22A,23Aの配置される位置を自在に変更することができる。これにより、測定装置1の設計の自由度を増すことができる。
【0052】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【0053】
例えば、上述の実施形態では、測定電極10の下面は平滑な平面上に形成されている。しかしながら、
図6に示すように、測定電極10の下面に凹部Rが形成されていてもよい。凹部Rは、測定電極10の下面から上方に向かって凹むようにして設けられている。この場合、凹部Rは導電部材20A,21A,22A,23Aの外径寸法よりも若干大きく形成される。すなわち、導電部材20A,21A,22A,23Aの上側の端部は、凹部Rの内側に収容される。
このような凹部Rを設けた場合、凹部Rに対して、導電部材20A,21A,22A,23Aの上側の端部をそれぞれ嵌合させることができるため、導電部材20A,21A,22A,23Aと測定電極10との間で生じる位置ずれを抑制することができる。
【0054】
さらに、上述の実施形態では、導電部材20A,21A,22A,23Aは、コイルバネによって構成される。しかしながら、導電部材20A,21A,22A,23Aの態様はコイルバネに限定されず、第一ケース2と第二ケース3とが結合される方向において弾性変形可能で、かつ導電性を有する限りにおいては、これに限定されない。
【0055】
例えば、
図7、
図8に示すように、接続部材200,210,220,230として、第一ケース2と第二ケース3とが結合される方向に沿って弾性変形可能な板バネである導電部材200A,210A,220A,230Aを設けた構成としてもよい。なお、接続部材200,210,220,230はそれぞれ互いに同一の形状と寸法を有しているため、以下では一の接続部材200についてのみ説明する。
【0056】
接続部材200は、帯板状に形成されたリード部材200Bと、リード部材200Bと一体に形成された板バネである導電部材200Aと、を有している。より詳細には、
図8に示すように、導電部材200Aには、直線状に延在するリード部材200Bに対して所定の角度をもって曲折されることで斜め上方に向かって延在する斜行部201Aが設けられている。さらに、導電部材200Aは、この斜行部201Aに対して所定の角度をもって曲折されることでリード部材200Bに対してわずかに角度を有して斜め上方に延在する直線部202Aを有している。
【0057】
ここで、直線部202Aは、リード部材200Bに対して、わずかに角度を有して斜め上方に向かって延在していることから、上方から負荷を加えた場合に、導電部材200Aの有する弾性復元力によって板バネとして作用する。
【0058】
また、接続部材200の幅方向における寸法は、上述の収納部63における幅方向の寸法よりもわずかに小さく設定されている。これにより、接続部材200は収納溝63に収納することができる。
【0059】
このような構成では、上述の実施形態と同様に、導電部材200Aとリード部材200Bとが一体に形成されている。したがって、測定装置1の組立に際して、導電部材200Aとリード部材200Bとを互いにはんだ付けすることなく接続することができる。したがって、測定装置1の組立工程を簡略化することができる。
【0060】
さらに、このような構成であっても、上述の実施形態と同様に、第一ケース2を第二ケース3に対して上方から結合するのみで、第一ケース2に設けられた第一測定電極11,第二測定電極12,第三測定電極13,第四測定電極14と、導電部材200A,210A,220A,230Aとが、それぞれ当接するとともに、導電部材200A,210A,220A,230Aの弾性復元力が維持される限りにおいて、半永久的にこの状態を維持することができる。これにより、長期にわたって測定装置1を安定的に使用することができる。
【解決手段】測定装置は、測定電極を配置した第一ケースと、端子を有し測定処理を行う基板を収納し、前記第一ケースに結合する第二ケースと、前記第一ケースと前記第二ケースとの間に配置されるとともに、一端が前記端子に接続され、他端が自身の弾性力によって前記測定電極に当接する、単一部材から形成された接続部材とを備える。これにより、簡便に組み立てることができるとともに、長期にわたって安定的に使用することのできる測定装置を提供することができる。