JP2008076325A - 電波修正時計 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の電波修正時計は、発生した共振電流によって生じた磁束がアンテナ近傍に存在する金属を貫くときに渦電流が発生し、この渦電流損失がアンテナの損失として働いていた。
【解決手段】本発明の電波修正時計は、アンテナ近傍の金属物との間に、このアンテナまたはムーブメントを支持する支持部材を有しており、この支持部材のアンテナと対向する部分に磁性体を有している。磁性体は、固体状態として板状部材やフィルム状部材とすることができる。また、磁性体は、粉体化してもよく、支持部材の形成時に支持部材の形成材料に含有させることで、できあがった支持部材の表面または内部に盛り込むことができる。こうした構成の支持部材を用いることにより、アンテナ近傍の金属物とアンテナとの渦電流損の削減が可能となり受信感度の低下を防ぐことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、時刻情報を含む標準電波を受信して時刻を修正する電波修正時計に関するものである。

近年、電波修正腕時計が広く普及してきており、標準電波（時刻修正電波）を内蔵するアンテナによって受信し、その情報を処理し正確な時刻を表すように時刻修正する機能が広く認知されるに至った。

そのような機能を搭載するにあたり、標準電波を受信するための受信感度の向上は、電波修正時計の性能に大きく関わる重要な要素であり、色々な受信感度向上の取り組みが散見される。
その中でも特に、アンテナ近傍に存在する金属物を磁束が貫き、その部分の金属物に渦電流損が発生し、これにより標準電波の受信性能を劣化してしまうという現象が知られており、解決すべき問題として知られている。
この渦電流損は、捕捉した標準電波による磁束とは反対向きの反磁束がアンテナのコイルにより生成し、この反磁束がアンテナ近傍に存在する金属物を貫くことによって生じるものである。

そのような課題を解決する方法や手段は、多くの提案を見るところである。例えば、金属物とアンテナとの間に磁性体を配置するという技術である（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１に示した従来技術は、金属で構成する時計外装内面、またはムーブメント外面のいずれかに磁性体シートを貼り付けるものである。このような構成にすることによって、外部から到来した標準電波がアンテナコイルを貫いたときに生じる反磁束が近傍の金属よりも磁気抵抗が低い磁性体シートを通過することによって、近傍の金属との間に生じる渦電流損を減らすことができる。

特開２００６−５３１５８号公報（第４−６頁、第１図）

しかしながら、金属で構成する時計外装内面、またはムーブメント外面のいずれかに磁性体シートを貼り付ける構成では、その磁性体シートがずれてしまい、正確にアンテナの近傍に配置できないことがあり、効果を半減してしまうという問題があった。

つまり、裏蓋がねじ式の場合においては、磁性体シートを裏蓋の時計外装側に貼り付けると、裏蓋を回転させてねじ込み終わったときに、その裏蓋の回転により、貼り付けた磁性体シートとアンテナとの位置がずれてしまうのである。
これを防止するためには、正確に裏蓋が回転する数と位置とを知り得ないとならず、裏蓋または時計外装のねじ機構の製造精度のために時計ごとに異なるばらつきをも考慮に入れたうえ、時計の組み立てや設計を行わなければならない。これは、実際には大変な労力を伴い、現実的ではない。

また、磁性体シートを時計外装の内側に貼り付けると、時計の製造時において、ムーブメントやアンテナの組み込みのときに磁性体シートが剥がれたり、位置がずれたりするこ
とがある。この場合においても、それを防止するために時計の組み立てに大きな労力を伴うばかりか、ムーブメントなどの構成物を磁性体シートに製造途中接触しないようにそのサイズを小さくしなければならない場合もある。

ところで、ムーブメントとは、電池や時計動作に必要な計時回路などの回路要素、基板などを１ユニットにまとめた複合部品をいい、場合によっては、文字盤や液晶表示装置などの時刻表示手段も含むこともある。
ムーブメントの回路要素を搭載してある回路基板には、配線などの用途で金属が用いられている。その金属配線がグランド線として時計外装に導通している場合もある。
このような場合は、金属で構成する時計外装内面、またはムーブメント外面のいずれかに磁性体シートを貼り付ける構成では、ムーブメント内部での金属に発生する渦電流損を防ぐことはできなかった。

本発明の目的は、このような課題を解決するためになされたものであって、効率的に磁束が補足できるような構成でありながら、製造がしやすい電波修正時計の構造を提供するものである。

上記目的を達成する為に、本発明の電波修正時計は、次のような構造を採用する。

時計外装にアンテナと時計機能を有するムーブメントとを内蔵し、アンテナで標準電波を受信し、ムーブメントを構成する回路によって時刻情報を得る電波修正時計において、
時計外装に組み込まれ、アンテナと時計外装またはムーブメントを構成する金属体とが対向する部分に設け、アンテナまたはムーブメントを保持する支持部材を有し、
支持部材は、アンテナと支持部材とが対向する領域に磁性体を設けることを特徴とする。

磁性体は、板状部材またはフィルム状部材であることを特徴とする。

磁性体は、支持部材に接着もしくは塗布、または支持部材に設ける凹部に嵌め込むことを特徴とする。

磁性体は、結晶または非結晶の状態で磁性粒子の形態を有していることを特徴とする。

磁性粒子は、粉状，球体状または小片状であることを特徴とする。

本発明の電波修正時計によれば、アンテナと時計外装と、アンテナとムーブメント内の金属との間に、このアンテナやムーブメントを支持する支持部材を有し、この支持部材のアンテナと対向する領域に磁性体を有している。
このような構成とすることにより、支持部材とアンテナとの位置関係が保たれるうえに、磁性体によって、アンテナ近傍の金属との間に生じる渦電流損を低減することができる。
アンテナやムーブメントを支持する支持部材に磁性体を設けているので、新たに磁性体シートを時計外装などに貼り付ける必要はなく、内部のスペースに余裕のない時計であっても用いることができる。

本発明の電波修正時計は、内蔵するアンテナと時計外装との間に、またはアンテナとムーブメントとの間に、このアンテナやムーブメントを支持する支持部材を有しており、こ
の支持部材とアンテナとが対向する領域に磁性体を有している。

磁性体は、磁性を帯びることができる物質をいい、例えば、酸化鉄，酸化クロム，フェライト，コバルトなどである。特にフェライトは、磁気異方性がなく高い透磁率を得ることが可能なので好適である。
磁性体は、結晶状態でも非結晶状態でもよい。非結晶状態の磁性体をアモルファス磁性体と呼ぶことにする。

磁性体を固体状態として板状部材やフィルム状部材とすることができる。板状部材とは、磁性体で形成する磁石のようなプレート状の部材であって、使用するアンテナのサイズに合わせて自由に選択することができる。フィルム状部材は、例えば、ベースとなるフィルムに磁性体を塗布するなどして形成することができる。またアモルファス磁性体は、薄膜状にすることもできる。
これらは、支持部材に接着するかこの支持部材に設ける凹部（くぼみ）に嵌め込む。

磁性体は、粉体化してもよく、ビーズのような球体状で構成してもよい。また、小片状にしてもよい。小片状とは、例えば、固体状態の磁性体を細かく砕かれ、ばらばらの状態などをいう。
これらの場合、それぞれが小さいから支持部材に直接塗布してもよい。また、支持部材の製造時に、その材料（例えば、樹脂）にこのような磁性体を適当量を添加することで、支持部材成型時にはすでに支持部材の内部や表面に磁性体が盛り込まれているようにしてもよい。

大切なことは、この支持部材とアンテナとが対向する領域に磁性体を有することであって、その磁性体が支持部材の表面にあっても内部にあってもよいのである。

［支持部材の領域の説明：図１］
次に、支持部材とアンテナとが対向する領域について説明する。図１は、支持部材とアンテナとが対向する領域を説明するために模式的に示す図であって、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は切断線Ａ−Ａ’における断面図である。図１において、１０はアンテナ、１１は支持部材、２０，２１は持部材１１とアンテナ１０とが対向する領域である。１１ａは支持部材１１の底部、１１ｂは支持部材１１の立設部である。

図１に示す例では、支持部材１１は、底部１１ａと立設部１１ｂとの両方を有する形状を例示しているが、もちろん時計の形状に応じてそのどちらかしか有しない場合もある。なお、支持部材１１は、説明しやすいようにそのアンテナ１０を保持する部分については省略する。

図１（ｂ）に示すように、アンテナ１０から支持部材１１の立設部１１ｂへの方向をＸ方向、底部１１ａへの方向をＹ方向と定義すると、領域２０，２１は、それぞれアンテナ１０からみてＸ方向に領域２１とＹ方向に領域２０がある。図１（ａ）には、説明しやすいように、領域２１も実線で示している。
この領域２０，２１は、それぞれアンテナ１０と支持部材１１とが対向する領域に、アンテナ１０がＸ方向またはＹ方向にそれぞれ投影される領域とほぼ同じ大きさである。
このような領域２０，２１に磁性体を有することで、アンテナ１０の磁束を磁性体に流すことで金属外装などへの影響を防ぐことができるのである。

この領域２０または領域２１の大きさがアンテナ１０よりも小さいと、発生する磁束を効果的に流しきれなくなる。
逆に領域２０または領域２１が大きすぎる場合には、磁束がアンテナよりも支持部材に
設置した磁性体を迂回してしまう磁束が増えるので渦電流損は改善してもアンテナ利得が改善しなくなる。
つまり、これらの領域、つまり磁性体を有するエリアは、アンテナ１０とほぼ同等の大きさ程度あれば充分である。

しかしながら、渦電流損を減らす作用そのものは、この領域２０または領域２１の面積の大小問わず、支持部材とアンテナとが対向する面に磁性体を配置することによって齎されるため、アンテナの形状やアンテナに要求される利得などの電気特性、または時計外装の内部の他の部材との位置関係などを鑑みて、この領域２０または領域２１の面積は適宜変更してもかまわない。

大切なことは、アンテナ１０と支持部材１１とを平面的にみたとき、アンテナ２０が支持部材１１に投影される領域より、これら領域２０または領域２１が少なくともほぼ同じ大きさであればよい。

次に、本発明の電波修正時計の内部を図面を用いて詳述する。

［磁性体の設置の説明１：図２］
図２は、本発明の電波修正時計における第１の実施形態を説明するための図であって、時計を側面から見たときの断面図である。図２において、１０はアンテナ、１１１はアンテナ支持部材、１１０は時計基板や時計機構部品またはムーブメントを支持するムーブメント支持部材、１２は磁性体、１３は時計外装、１４は時計基板、１４０は時計基板１４の金属配線、１５は受信用ＩＣなどの回路部材である。金属配線１４０は、図示しない手段で時計外装１３と接続しており、グランド（ＧＮＤ）配線である。ムーブメントは、時計基板１４や回路部材１５で構成しているが、説明に必要がない部分は図示していない。

アンテナ支持部材１１１は、時計外装１３の内部に組み込まれており、アンテナ１０を保持している。アンテナ支持部材１１１は、ムーブメント支持部材１１０と固定され、時計を構成するその他の部材との相互の位置関係が適切になるように決められている。
このように、アンテナ支持部材１１１によって、アンテナ１０の位置を正確に位置決めすることができるため、アンテナ１０と時計外装１３やムーブメントとが対向する位置もずれることはない。

また、アンテナ支持部材１１１は、時計の設計の際に、時計のデザインや機能、またはアンテナ１０の形状に合わせてその形状を決定することができるため、時計基板１４や回路部材１５の形状などに合わせることができ、アンテナ１０を保持する部材は必須でもあるので時計内部のスペースに無駄が生じることはない。もちろん、図１に示す領域２０または領域２１を確保できればよいから、アンテナ１０と比べて何倍も大きくなくてもよいため、時計外装１３の内部を圧迫するものではない。

図２に示すように、磁性体１２は、アンテナ支持部材１１１とアンテナ１０とが対向する領域に設ける。図２に示す例では、アンテナ支持部材１１１に磁性体１２を嵌め込むように設けている。
磁性体１２は、板状部材やフィルム状部材とすることができる。例えば、板状部材として形成し、アンテナ支持部材１１１に嵌め込むのである。これは、所謂、インサートモールドによってアンテナ支持部材１１１に磁性体を挿入している構成であり、アンテナ支持部材１１１に凹部を設け、そこに磁性体１２を嵌め込むのである。このような構成にすることで、アンテナ支持部材１１１に対する磁性体１２はガタつくことがなく、耐衝撃性に優れた構成となっている。

また、磁性体１２は、粉体化してもよく、ビーズのような球体状で構成してもよい。図２に示す例では、このような磁性体１２をアンテナ支持部材１１１とアンテナ１０とが対向する領域に直接塗布してもよい。磁性体１２の塗布は、すでに知られている手段または工程を用いることができるため、説明は省略する。

アンテナ支持部材１１１は、アンテナ１０と時計外装１３との間だけではなく、アンテナ１０と時計基板１４とが対向する領域にも設けている。このような構成にすることで、アンテナ１０近傍の金属配線１４０による渦電流損も削減することができる。

大切なことは、アンテナ１０と時計外装１３またはアンテナ１０の周囲の金属物体との間にアンテナ支持部材１１１を設けるのである。

［磁性体の設置の説明２：図３］
図３は、本発明の電波修正時計における第２の実施形態を説明するための図であって、時計を側面から見たときの断面図である。図３において、すでに説明した構成には同一の番号を付与しており、説明を省略する。図３に示す構成は、磁性体１２をアンテナ支持部材１１１に含有するように設けている。
磁性体１２は、結晶状態またはアモルファス磁性体の状態で、磁性粒子としてもよい。磁性粒子は、粉状（所謂、粉体化），球体状，小片状の形態を有している。磁性粒子は、粉状でもよく、ビーズのような細かい粒のような球体状、または固体を細かく砕いたような小片状で構成してもよい。

このような形状の磁性体１２をアンテナ支持部材１１１を形成する際に用いる材料、例えば、樹脂に適当量を添加することでアンテナ支持部材１１１成型時にはすでにアンテナ支持部材１１１に盛り込まれるのである。
磁性体１２は、アンテナ支持部材１１１の内部または表面にある一定の密度で含有される。アンテナ支持部材１１１に添加する磁性体１２の量にもよるが、アンテナ支持部材１１１にほぼ均一に含有されるようにすることもできる。

磁性体１２のサイズなどは、形成するアンテナ支持部材１１１に形状や製造方法に応じて自由に選択することができる。図２においては説明しやすいように磁性体１２は球体状に表現している。この構成によれば、アンテナ支持部材１１１と磁性体１２とは一体となっており、耐衝撃性に優れた構成となっている。

時計外装１３を金属で構成しても、本発明の電波修正時計は、アンテナ支持部材１１１に設ける磁性体１２によって、金属の時計外装１３とアンテナ１０との渦電流損の削減を行うことができる。もちろん、時計外装１３を樹脂などで構成しても、本発明の電波修正時計を置いた部分（例えば、テーブルや机、または壁）が金属であったとき、その金属とアンテナ１０との渦電流損の削減が可能となるのである。

すでに説明した本発明の電波修正時計における第１の実施形態と第２の実施形態とは、それぞれアンテナ１０とアンテナ支持部材１１１とが対向する部分に磁性体１２を設ける構成である。第１の実施形態は、磁性体１２をアンテナ支持部材１１１に嵌め込むような構成であり、第２の実施形態は、アンテナ支持部材１１１に磁性体１２を含有させるような構成である。
このような構成は、アンテナ支持部材１１１から磁性体１２が大きく突出することがなく、例えば、女性持ち用の腕時計型電波修正時計に本発明の電波修正時計を用いるときなど、その時計内部のスペースに余裕がない場合において、大変有効である。

［支持部材の説明１：図４］
図４は、本発明の電波修正時計における第３の実施形態を説明するための図であって、時計を側面から見たときの断面図である。図４において、１１２は支持部材である。すでに説明した構成には同一の番号を付与しており、説明は省略する。
図４において、支持部材１１２は、図２，図３に示すアンテナ支持部材１１１とムーブメント支持部材１１０とを兼ねた構成になっている。支持部材１１２は、粉体化した磁性体１２をその内部や表面に盛り込まれているようにし、この支持部材１１２がアンテナ１０とムーブメントとを一体に支持するものである。

盛り込まれる磁性体１２は、本発明の電波修正時計における第２の実施形態で説明したとおり、粉状，球体状，小片状の状態を用いることができ、支持部材１１２を形成する際に用いる材料、例えば、樹脂に適当量を添加することで支持部材１１２成型時にはすでに支持部材１１２に盛り込まれるのである。
磁性体１２は、支持部材１１２の内部または表面にある一定の密度で含有される。支持部材１１２に添加する磁性体１２の量にもよるが、支持部材１１２にほぼ均一に含有されるようにすることもできる。
磁性体１２のサイズなどは、形成するアンテナ支持部材１１に形状や製造方法に応じて自由に選択することができる。図４においては説明しやすいように磁性体１２は球体状に表現している。

図４に示すように、支持部材１１２は、アンテナ１０とムーブメントとを支持するようになっており、アンテナ１０に比して大きな領域が磁性体１２で構成している。この場合には、磁性体１２の添加量を調整して透磁率が上がりすぎないようにすることでアンテナ１０での捕捉出来る磁束を妨げない工夫をすることができる。
この場合では、透磁率が低下することにより金属との渦電流損の軽減効果も下がるが、ムーブメント全体を支持する部材はその強度を保つためにも極端な薄肉にはならないので、ある程度の厚みを持つこととなる。この厚みにより渦電流損を軽減させる効果も効力を失わず、効果を維持できるのである。
このように、支持部材１１２は、所望の透磁率や強度、あるいは電波修正時計の形状などによって自由に選択することができる。

支持部材１１２は、アンテナ１０と時計外装１３との間だけではなく、アンテナ１０と時計基板１４とが対向する領域にも設けている。このような構成にすることで、アンテナ１０近傍の金属配線１４０による渦電流損を削減することができる。
もちろん、すでに説明した構成と同じように、時計外装１３を樹脂などで構成しても、本発明の電波修正時計を置いた部分が金属であったとき、その金属とアンテナとの渦電流損の削減が可能となるのである。

本発明の電波修正時計における第３の実施形態は、支持部材１１２がアンテナ１０とムーブメントとを一体に支持するものである。このため、ムーブメントを支持する部材を別途設ける必要がなく、時計を構成する部品数が減ることによる製造方法の簡略化やコストダウンに有利である。

本発明の電波修正時計は、アンテナ近傍の金属による渦電流損の削減が可能であることから、アンテナの周囲に金属が近接して配置されるような小型の電波修正時計に適用することができる。特に、小型の腕時計型の電波修正腕時計に好適である。

本発明の電波修正時計の支持部材とアンテナとの対向領域を説明する図である。 本発明の電波修正時計の第１の実施形態における構造を説明する断面図である。 本発明の電波修正時計の第２の実施形態における構造を説明する断面図である。 本発明の電波修正時計の第３の実施形態における構造を説明する断面図である。

符号の説明

１０ アンテナ
１１ 支持部材
１１０ ムーブメント支持部材
１１１ アンテナ支持部材
１１２ 支持部材
１１ａ 底部
１１ｂ 立設部
１２ 磁性体
１３ 時計外装
１４ 時計基板
１４０ 金属配線
１５ 回路部材
２０ 領域
２１ 領域

Claims (5)

1. 時計外装にアンテナと時計機能を有するムーブメントとを内蔵し、該アンテナで標準電波を受信し、該ムーブメントを構成する回路によって時刻情報を得る電波修正時計において、
   前記時計外装に組み込まれ、前記アンテナと前記時計外装または前記ムーブメントを構成する金属体とが対向する部分に、前記アンテナまたは前記ムーブメントを保持する支持部材を有し、
   前記支持部材は、前記アンテナと前記支持部材とが対向する領域に磁性体を設けることを特徴とする電波修正時計。
2. 前記磁性体は、板状部材またはフィルム状部材であることを特徴とする請求項１に記載の電波修正時計。
3. 前記磁性体は、前記支持部材に接着もしくは塗布、または前記支持部材に設ける凹部に嵌め込むことを特徴とする請求項１または２に記載の電波修正時計。
4. 前記磁性体は、結晶または非結晶の状態で磁性粒子の形態を有していることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の電波修正時計。
5. 前記磁性粒子は、粉状，球体状または小片状であることを特徴とする請求項４に記載の電波修正時計。

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