JP2006234426A

JP2006234426A - 電波時計

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Publication number: JP2006234426A
Application number: JP2005045953A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Kasai; 正広笠井; Akihiro Tanaka; 昭裕田中; Junji Sato; 淳司佐藤; Takeshi Fukaya; 毅深谷
Original assignee: Toyota Motor Corp; Jeco Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Jeco Corp
Priority date: 2005-02-22
Filing date: 2005-02-22
Publication date: 2006-09-07

Abstract

【課題】受信アンテナと、受信アンテナにより受信された標準電波に基づいて計時時刻を修正する信号処理回路とを有する電波時計に関し、駐車時に標準電波を確実に受信できる電波時計を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、受信アンテナと、該受信アンテナにより受信された標準電波に基づいて計時時刻を修正する信号処理回路とを有する電波時計であって、受信アンテナは、方向を調整可能に取り付けられたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は電波時計に係り、特に、受信アンテナと、受信アンテナにより受信された標準電波に基づいて計時時刻を修正する信号処理回路とを有する電波時計に関する。

日本においては時間と周波数の標準、並びに協定世界時（ＵＴＣ）に基づく日本標準時（ＪＳＴ）を国内外に知らせるために、標準電波ＪＪＹが送信されている。標準電波ＪＪＹは、周波数４０ｋＨｚ又は６０ｋＨｚの搬送波にタイムコードを重畳したものである。このタイムコードを検出することにより標準時刻を取得可能とされている。

標準電波に重畳されるタイムコードについて説明する。

タイムコードは、１周期６０秒で、１秒に１パルスの信号が含まれた構成とされている。パルス幅に応じてポジションマーカ「Ｐ」、符号「０」、「１」が表現されている。ポジションマーカ「Ｐ」は、パルス幅が０．２ｓ±５ｍｓのパルスで表現される。また、符号「０」は、パルス幅が０．８ｓ±５ｍｓのパルスで表現される。さらに、符号「１」は、パルス幅が０．５ｓ±５ｍｓのパルスで表現される。

タイムコードは、パルス幅に基づいて「０」、「１」、「Ｐ」の３つのコードを判定していた。このとき、従来は、パルスのエッジ間の時間幅を検出し、符号を判定していた（特許文献１）。

このような電波時計は、時刻と周波数の標準となる標準電波を受信し、標準時刻を検出し、時計の表示時刻を調整するものである。この電波時計は、現在、掛置き時計や腕時計等に用いられている。

電波時計を自動車に搭載する場合、電子機器やエンジンなどが動作した状態では、電気的なノイズが大きいため、標準電波を受信することが困難であった。このため、電子機器やエンジンが停止したアクセサリスイッチをオフした状態、例えば、駐車時に受信するようにしていた。

特開２００１−１０８７７０号参照

しかるに、自動車の駐車状態は、車や駐車位置によって異なるため、駐車時に電波時計の受信アンテナが標準電波に対して感度の良い方向を向くとは限らず、標準電波を受信できない場合があるなどの課題があった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、駐車時に標準電波を確実に受信できる電波時計を提供することを目的とする。

本発明は、受信アンテナと、該受信アンテナにより受信された標準電波に基づいて計時時刻を修正する信号処理回路とを有する電波時計であって、受信アンテナは、方向を調整可能に取り付けられたことを特徴とする。

また、受信アンテナは、水平方向に少なくとも９０度に亘って回動可能とされたことを特徴とする。

さらに、受信アンテナを水平方向に回動させる回動機構を有することを特徴とする。回動機構は、組み付け後、受信アンテナを回動可能とされた操作部を有することを特徴とする。

また、受信アンテナを駆動する駆動手段と、外部より位置情報及び進行方向情報を取得し、取得した位置情報及び進行方向情報に基づいて受信アンテナにより標準電波を受信するのに適した回動角度を算出し、算出した回動角度となるように駆動手段を駆動させる制御手段を有することを特徴とする。

本発明によれば、受信アンテナは、方向を調整可能に取り付けることにより、車載時に駐車位置によって、受信効率が最も良好となる状態となるように受信アンテナの方向を調整することができ、これによって、標準電波を確実に受信でき、正確な時刻を表示することが可能となる。

図１は本発明の一実施例の分解斜視図、図２は本発明の一実施例の構成図を示す。

本実施例の電波時計１００は、例えば、自動車に搭載され、異なる２つの周波数帯域ｆ１（＝４０ｋＨｚ）、ｆ２（＝６０ｋＨｚ）の標準電波を受信して、標準電波から時刻情報を抽出して、抽出した時刻情報に基づいて計時時刻を修正する車載用時計であり、プリント配線板１１１、受信アンテナ１１２、表示装置１１３、回動機構１１４から構成されている。電波時計１００は、矢印Ｘ１、Ｘ２方向が水平方向、矢印Ｙ１方向が上、矢印Ｙ２方向が下となるように自動車に搭載される。

プリント配線板１１１は、矢印Ｚ１方向の面に受信アンテナ１１２が搭載され、矢印Ｚ２方向側の面に表示装置１１３が搭載される。

図３は受信アンテナ１１２の斜視図を示す。

受信アンテナ１１２は、例えば、フェライトコアに銅線を巻いた構成とされており、アンテナ部１２１及び接続部１２２並びに回動部１２３を含む構成とされており、プリント配線板１１１に対して矢印Ａ方向に略９０度の範囲で、回動可能な構成とされている。アンテナ部１２１は、フェライトコア１３１に巻線１３２を巻回し、樹脂ケース１３３に収納した構成とされている。アンテナ部１２１を構成する巻線１３２の端部は、樹脂ケース１３３から引き出されて、接続部１２２に導かれている。

接続部１２２は、ブリッジ部１４１及び接続線１４２を含む構成とされている。ブリッジ部１４１は、樹脂ケース１３３の上部である矢印Ｚ１方向側に配設されている。ブリッジ部１４１の矢印Ｚ２方向側にスペースＳができるように構成されている。また、ブリッジ部１４１は、受信アンテナ１２１の延在方向である矢印Ｘ１方向に延在されており、ブリッジ部１４１は、アンテナ部１２１の樹脂ケース１３３から矢印Ｚ１、Ｙ１、Ｙ２方向に突出しないように形状とされている。

接続線１４２は、金属線材を折曲して形成されており、ブリッジ部１４１に埋設するように係合される。接続線１４２は、第１の接続端１５１、連結部１５２、第２の接続端１５３から構成されている。第１の接続端１５１は、一端がブリッジ部１４１から矢印Ｚ２方向に延出されており、アンテナ部１２１から延出された巻線が巻回され、半田付けされる。また、第１の接続端１５１の他端は、ブリッジ部１４１の矢印Ｚ１方向端面で連結部１５２の一端に結合されている。

連結部１５２は、樹脂ケース１３３の矢印Ｚ１方向から延出して、矢印Ｘ１、Ｘ２方向に配設されている。連結部１５２の矢印Ｘ２方向の端部には、第２の接続端１５３の一端が連結される。第２の接続端１５３は、ブリッジ部１４１本体内部を貫通して矢印Ｚ２方向に延長される。第２の接続端１５３の他端には、ケーブル１５４の一端が半田付けされる。また、ケーブル１５４の他端は、プリント配線板１１１上のアンテナ接続用パターンに半田付けされる。

回動部１２３は、樹脂ケース１３３、ブリッジ部１４１と一体成形されており、矢印Ｚ２方向が略半円筒状に形成されている。回動部１２３には、矢印Ｙ１、Ｙ２方向に貫通孔１７１が形成されている。貫通孔１７１には、回転軸１７２が圧入される。回転軸１７２の矢印Ｙ１方向側の端部は、軸受部１７３に回転自在に軸承され、軸受部１７３の矢印Ｙ２方向側で係止手段１７４により矢印Ｙ２方向への移動が規制される。

回転軸１７２の矢印Ｙ２方向側の端部は、軸受部１７５に回転自在に軸承され、軸受部１７５の矢印Ｙ２方向側で回動機構１１４に係合している。

回動機構１１４は、回転ギヤ１８１、操作軸１８２、スクリューギヤ１８３、軸受１８４から構成され、回転軸１７２を矢印Ａ方向に回動させる。

回転ギヤ１８１は、回転軸１７２の矢印Ｙ２方向の端部に、軸受部１７５の矢印Ｙ２方向側で圧入されている。操作軸１８２は、受信アンテナ１１２を矢印Ａ方向に回動させるための操作軸であり、矢印Ｚ１、Ｚ２方向に延長して配置されている。操作軸１８２の矢印Ｚ１方向側の端部は、プリント配線板１１１を貫通して、プリント配線板１１１の矢印Ｚ１方向側の面に延出される。プリント配線板１１１の矢印Ｚ１方向側の面に延出された操作軸１８２の矢印Ｚ１方向側の端部には、スクリューギヤ１８３が圧入される。スクリューギヤ１８３は、回転ギヤ１８１に噛合する。

また、操作軸１８２は、プリント配線板１１１の矢印Ｚ２方向側の面で軸受１８４に回転自在に軸承される。なお、操作軸１８２は、スクリューギヤ１８３と軸受１８４とでプリント配線板１１１を挟むことによりプリント配線板１１１に回転自在に保持されている。操作軸１８２の矢印Ｚ２方向の端部には、操作ツマミ１８５が圧入されている。操作ツマミ１８５は、電波時計１００の前面より突出しており、ユーザやディーラなどによって、容易に矢印Ｂ１、Ｂ２方向に回転可能なように配置されている。

図４は回動機構１１４の動作説明図を示す。

図４（Ａ）に示すように、受信アンテナ１１２がプリント配線板１１１に平行に配置された状態で、操作軸１８２を図１に示す矢印Ｂ１方向に回転させると、スクリューギヤ１８３が図１に示す矢印Ｂ１方向に回転し、回転ギヤ１８１が図４に示す矢印Ａ１方向に回転する。回転ギヤ１８１が矢印Ａ１方向に回転することにより、回転軸１７２が矢印Ａ１方向に回転し、受信アンテナ１１２が回転軸１７２を中心に矢印Ａ１方向に回転する。これによって、受信アンテナ１１２が図４（Ｂ）に示すようにプリント配線板１１１に対して傾斜して配置される。

さらに、操作軸１８２を矢印Ｂ１方向に回転させると、スクリューギヤ１８３が矢印Ｂ１方向に回転し、回転ギヤ１８１が矢印Ａ１方向に回転する。回転ギヤ１８１が矢印Ａ１方向に回転することにより、回転軸１７２が矢印Ａ１方向に回転し、受信アンテナ１１２が回転軸１７２を中心に矢印Ａ１方向に回転する。これによって、受信アンテナ１１２が図４（Ｃ）に示すようにプリント配線板１１１に対して直交するように配置される。

なお、受信アンテナ１１２のアンテナ部１２１は、プリント配線板１１１の矢印Ｚ１方向側の面に形成された接地パターン１６１によりアンテナ部１２１をプリント配線板１１１からシールドされた状態とされている。これにより、受信アンテナ１１２をプリント配線板１１１に密着させた状態としても、プリント配線板１１１のアンテナ部１２１の裏面側、矢印Ｚ１方向側の面に搭載されたＩＣなどの電子部品１１５から発生されるノイズがアンテナ部１２１に入力されることを防止できる。

図５は本発明の一実施例のブロック構成図を示す。

本実施例のアンテナ付き受信装置１００を構成するプリント配線板１１１上には、上記受信アンテナ１１２及び表示装置１１３に加えて、電子部品１１５が搭載されており、電子部品１１５により切換回路１９１、増幅回路１９２、フィルタ１９３、検波回路１９４、制御回路１９５、ＡＧＣ回路１９６が構成されている。

受信アンテナ１１２により受信された信号は、まず、切換回路１９１に供給される。切換回路１９１は、制御回路１９５からの周波数切替信号に応じて受信アンテナ１１２で受信した４０ｋＨｚに同調した信号又は６０ｋＨｚに同調した信号のいずれか一方を選択的に出力する。切換回路１９１から出力された信号は、増幅回路１９２に供給される。

増幅回路１９２は、可変利得増幅回路から構成されており、ＡＧＣ回路１９６から供給されるＡＧＣ信号に応じて利得が制御され、出力信号の振幅が一定となるように増幅する。増幅回路１９２で増幅された信号は、フィルタ１９３に供給される。

フィルタ１９３は、ローパスあるいはバンドパスフィルタから構成されており、増幅回路１９２から供給された信号から不要成分を除去する。フィルタ１９３で不要成分が除去された信号は、検波回路１９４に供給される。

検波回路１９４は、フィルタ１９３から供給された信号を検波する。検波回路１９４で検波された信号は、制御回路１９５に供給される。

制御回路１９５は、検波回路１９４から供給される信号のレベルを閾値レベルと比較し、ハイレベルかローレベルかを検出し、検出されたハイレベル又はローレベルの時間に基づいて「０」、「１」、「Ｐ」の３種類のコードを認識し、認識したコードに基づいて時刻情報を抽出する。制御回路１９５は、内部で現在時刻を計時しており、計時されている現在時刻情報を表示装置１１３に供給している。表示装置１１３は、制御回路１９５から供給される現在時刻情報に基づいて駆動されて、現在時刻情報に基づいた表示を行なう。なお、表示装置１１３は、例えば、アクセサリスイッチがオンしたときに、駆動されて表示を行なう。アクセサリスイッチは、自動車のキーを操作したときにイグニッションスイッチがオンする前にオンするスイッチであり、イグニッションスイッチをオンさせる前に自動車に搭載されたメータや時計などの各種電装装置に電源を供給するためのスイッチである。

また、制御回路１９５は、抽出された時刻情報により内部で計時している現在時刻を修正する。これによって、制御回路１９５で計時している現在時刻は標準電波から抽出された標準時刻情報となるように修正され、表示装置１１３に標準時刻にきわめて近似した時刻を表示することができる。

このとき、制御回路１９５は、アクセサリスイッチオフしたときに、標準電波の受信動作を開始し、４０ｋＨｚ及び６０ｋＨｚの周波数帯域の標準電波を順次に受信して、受信が容易な周波数帯域の標準電波を受信するように制御する。

表示装置１１３は、矢印Ｙ１方向側側面から矢印Ｚ１方向に向けて複数の端子２１１が延出されるとともに、矢印Ｙ２方向側側面から矢印Ｚ１方向に向けて端子２１２、２１３が延出されている。複数の端子２１１は、表示装置１１３の矢印Ｙ１方向側側面の全面に亘って延出されている。端子２１１の先端は、プリント配線板１１１の矢印Ｙ１方向端部に形成された図示しないスルーホールに装着され、プリント配線板１１１に半田付けされる。

また、端子２１２は、表示装置１１３の矢印Ｙ２方向側の側面の矢印Ｘ２方向寄り側面から矢印Ｚ１方向に向けて設けられている。さらに端子２１３は、表示装置１１３の矢印Ｙ２方向側の側面の矢印Ｘ１方向より側面から矢印Ｚ１方向に向けて設けられている。

端子２１２は、プリント配線板１１１の矢印Ｙ２方向端部、矢印Ｘ２方向寄りに形成された図示しないスルーホールに装着されて、プリント配線板１１１に半田付けされる。端子２１３は、プリント配線板１１１の矢印Ｙ２方向側、矢印Ｘ２方向寄りに形成された図示しないスルーホールに装着されて、プリント配線板１１１に半田付けされる。

受信アンテナ１１２は、プリント配線板１１１の矢印Ｙ２方向端部に沿ってプリント配線板１１１の矢印Ｚ１方向側の面に配置されている。受信アンテナ１１２は、アンテナ部１２１が表示装置１１３の端子２１２と端子２１３との間に配置され、接続部１２２により表示装置１１３の端子２１３を飛び越えて、接続線１４２を設け、ケーブル１５４を介してプリント配線板１１１に接続する構成とされている。

〔効果〕
本実施例によれば、操作軸１８２を矢印Ｂ１、Ｂ２方向に回転させることにより、受信アンテナ１１２を矢印Ａ１、Ａ２方向に略９０度回転させることができ、これによって、例えば、駐車位置によって、受信アンテナ１１２の長手方向が標準電波の送信局に対して直交する、すなわち、受信効率が最も良好となる状態となるように受信アンテナ１１２の方向を調整することができる。また、本実施例では調整用の操作ツマミ１８５を矢印Ｂ１、Ｂ２方向に回転させるによって容易に調整でき、ユーザ自身やディーラなどによって容易に調整を行なうことができる。
〔その他〕
なお、本実施例では、回転ギヤ１８１とスクリューギヤ１８３とを用いた回動機構を用いて、操作軸１８２の回転により受信アンテナ１１２を矢印Ａ１、Ａ２方向に回動させるようにしたが、これに限定されるものではなく、例えば、受信アンテナ１１２を矢印Ａ１、Ａ２方向に回動自在にプリント配線板１１１に搭載し、受信アンテナ１１２の回動軸から変位した位置でスクリューネジの先端を受信アンテナ１１２にリンクさせておき、スクリューネジをプリント配線板１１１に対してネジ込む、引き出すことにより、受信アンテナ１１２を矢印Ａ１、Ａ２方向に回動させる構成としてもよい。

〔他の実施例〕
図６は本発明の他の実施例のブロック構成図、図７は本発明の他の実施例の分解斜視図を示す。同図中、図１、図５と同一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する。

本実施例の電波時計２００は、操作ツマミ１８５に代えてアンテナ駆動装置２３１を設け、アンテナ駆動装置２３１を駆動することにより、受信アンテナ１１２の角度を調整可能な構成とされている。アンテナ駆動装置２３１は、例えば、ステッピングモータなどから構成されている。アンテナ駆動装置２３１の回転軸２８２は、プリント配線板１１１を貫通して、プリント配線板１１１の矢印Ｚ１方向側の面に貫通し、スクリューギヤ１８３が圧入される。電波時計２００は、制御回路１９５により、アクセサリスイッチ１０１がオフした時にナビゲーションシステム１０２から位置情報を獲得するとともに、自車の進行方向を示す進行方向情報を取得して、獲得した位置情報及び進行方向情報に基づいてアンテナ駆動装置２３１を駆動して、受信アンテナ１１２の長手方向が標準電波の送信局に対して直交する方向を向くように制御する構成とされている。

図８は本発明の他の実施例の制御回路１９５の処理フローチャートを示す。

制御回路１９５は、ステップＳ１−１でアクセサリスイッチ１０１がオフされると、ステップＳ１−２でアンテナ駆動装置２３１を駆動して、受信アンテナ１１２を初期位置、すなわち、プリント配線板１１１に対して平行、０度となる位置に受信アンテナ１１２を回動させる。次に制御回路１９５は、ステップＳ１−３でナビゲーションシステム１０２から位置情報及び自車の進行方向を示す進行方向情報を取得する。制御回路１９５は、ステップＳ１−４で取得した位置情報及び自車の進行方向情報からプリント配線板１１１に対して受信アンテナ１１２の長手方向が標準電波の送信局に対して直交する方向を向くための角度を算出する。制御回路１９５は、ステップＳ１−５で、受信アンテナ１１２がプリント配線板１１１に対して算出された角度となるようにアンテナ駆動装置２３１を駆動する。これによって、受信アンテナ１１２をその長手方向が標準電波の送信局に対して直交する方向となるように配置できる。

また、制御回路１９５は、ステップＳ１−６で取得した位置情報に基づいて受信周波数を４０ｋＨｚ又は６０ｋＨｚに切り換える。

本実施例によれば、受信アンテナ１１２の方向を自動的に標準電波の受信効率が最良となる方向に向けることが可能となる。よって、常に、最良の状態で標準電波を受信することができる。

本発明の一実施例の分解斜視図である。本発明の一実施例の構成図である。本発明の一実施例の受信アンテナの斜視図である。回動機構１１４の動作説明図である。本発明の一実施例のブロック構成図である。本発明の他の実施例のブロック構成図である。本発明の他の実施例の分解斜視図である。本発明の他の実施例の制御回路１９５の処理フローチャートである。

符号の説明

１００電波時計
１１１プリント配線板、１１２受信アンテナ、１１３表示装置、１１４回動機構
１１５電子部品
１２１アンテナ部、１２２接続部、１２３回動部
１７１貫通孔、１７２回転軸、１７３、１７５軸受部、１７４係止手段
１８１回転ギヤ、１８２操作軸、１８３スクリューギヤ
１９１切換回路、１９２増幅回路、１９３フィルタ、１９４検波回路
１９５制御回路、１９６ＡＧＣ回路
２３１アンテナ駆動装置

Claims

受信アンテナと、該受信アンテナにより受信された標準電波に基づいて計時時刻を修正する信号処理回路とを有する電波時計であって、
前記受信アンテナは、方向を調整可能に取り付けられたことを特徴とする電波時計。
前記受信アンテナは、水平方向に少なくとも９０度に亘って回動可能とされたことを特徴とする請求項１記載の電波時計。
前記受信アンテナを水平方向に回動させる回動機構を有することを特徴とする請求項１又は２記載の電波時計。
前記回動機構は、組み付け後、前記受信アンテナを回動可能とされた操作部を有することを特徴とする請求項３記載の電波時計。
前記受信アンテナを駆動する駆動手段と、
外部より位置情報及び進行方向情報を取得し、取得した位置情報及び進行方向情報に基づいて前記受信アンテナにより標準電波を受信するのに適した回動角度を算出し、算出した回動角度となるように前記駆動手段を駆動させる制御手段を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項記載の電波時計。