JP2009186373A - アンテナ内蔵式電子時計 - Google Patents
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Abstract
【課題】時計サイズを大型化させることなく、アンテナ特性を向上させることができるアンテナ内蔵式電子時計を提供する。
【解決手段】電波修正時計1は、金属製の裏蓋130を備える外装ケース100と、電波を受信するアンテナ21と、これらアンテナ21および受信手段が内部に収納されるとともに、外装ケース100内に格納されるモジュール10と、を備える。そして、裏蓋130の内面には、コイル212に対向するコイル対向領域134と重ならない位置で、かつリード部211Dに対向するリード部対向領域135の少なくとも一部に重なる位置にそれぞれ、裏蓋130より透磁率が大きいアモルファス箔材140が設けられる。
【選択図】図5
【解決手段】電波修正時計1は、金属製の裏蓋130を備える外装ケース100と、電波を受信するアンテナ21と、これらアンテナ21および受信手段が内部に収納されるとともに、外装ケース100内に格納されるモジュール10と、を備える。そして、裏蓋130の内面には、コイル212に対向するコイル対向領域134と重ならない位置で、かつリード部211Dに対向するリード部対向領域135の少なくとも一部に重なる位置にそれぞれ、裏蓋130より透磁率が大きいアモルファス箔材140が設けられる。
【選択図】図5
Description
本発明は、アンテナにより外部無線情報を受信可能なアンテナ内蔵式電子時計に関する。
従来、外部から時刻情報を有する外部無線情報をアンテナにて受信し、時刻修正などの処理を実施する電波修正時計などのアンテナ内蔵式電子時計が知られている。このようなアンテナ内蔵式電子時計において、アンテナ特性を向上させるために、アンテナにおける集磁効果を向上させる各種構成が考えられている(例えば、特許文献1および2参照)。
特許文献1に記載の腕時計は、積層コア部と、積層コアに巻線を巻き回した巻線部と、積層コア部の両端側に固定されるエンドキャップとを備えたアンテナを内蔵する構成が採られている。
また、特許文献2に記載の腕時計は、コアと、コアを収納するコアケースと、コアケースに巻装されるコイルと、コアのコイルが巻装されていない位置に貼り付けられるアモルファス薄膜とを備えた構成が採られている。
ところで、特許文献1に記載のようにアンテナの積層コア部の両端にエンドキャップに取り付ける従来の構成では、エンドキャップの分だけ時計モジュールが大型化し、時計の薄型化および小型化が困難となるという問題がある。
また、特許文献2に記載のようにコアにアモルファス薄膜を固定する構成では、時計に衝撃が加わった際に、アモルファス薄膜が破損しやすくなるという問題がある。新たに保持部材を設けるなどの構成を設けることによりアモルファス薄膜の破損防止が可能であるが、このような保持部材を設けると、時計が大型化してしまうという問題がある。
また、特許文献2に記載のようにコアにアモルファス薄膜を固定する構成では、時計に衝撃が加わった際に、アモルファス薄膜が破損しやすくなるという問題がある。新たに保持部材を設けるなどの構成を設けることによりアモルファス薄膜の破損防止が可能であるが、このような保持部材を設けると、時計が大型化してしまうという問題がある。
本発明は、上記のような問題に鑑みて、時計サイズを大型化させることなく、アンテナ特性を向上させることができるアンテナ内蔵式電子時計を提供することを目的とする。
本発明のアンテナ内蔵式電子時計は、金属製の裏蓋を備える外装ケースと、磁性材料により形成される長手状の磁性体コア、およびこの磁性体コアに巻装されるコイルを有するとともに、外部無線情報を受信するアンテナと、前記アンテナで受信された前記外部無線情報を処理する受信手段と、前記アンテナおよび前記受信手段が内部に収納されるとともに、前記外装ケース内に格納されるモジュールと、を備えたアンテナ内蔵式電子時計であって、前記磁性体コアは、長手方向における中央部に設けられる前記コイルが巻装されるコイル巻部と、コイル巻部の両端側に突出する一対のリード部と、を備え、前記裏蓋の前記モジュールに対向する内面には、前記アンテナの前記コイル巻部に対向するコイル対向領域に重ならない位置で、かつ前記リード部に対向するリード部対向領域の少なくとも一部に重なる位置にそれぞれ透磁率が前記裏蓋の透磁率より大きい一対の金属製磁性箔材が設けられたことを特徴とする。
この発明では、裏蓋の内面において、コイル巻部に対向するコイル対向領域に重ならず、リード部に対向するリード部対向領域の一部に重なる位置に金属製磁性箔材が設けられる。ここで、コイル対向領域およびリード部対向領域とは、裏蓋の内面に直交する方向から、この内面を見た平面視において、アンテナのコイル巻部が対向する領域、およびリード部が対向する領域であり、コイル対向領域は、コイル巻部に最も近接する領域、リード部対向領域は、リード部に最も近接する領域となる。
この発明によれば、リード部に最も近接する位置に、強磁性体である金属製磁性箔材が設けられているので、この金属製磁性箔材にて集められた磁束線が磁性体コアを介してアンテナに入力され、アンテナにおける受信性能が向上する。この時、コイル対向領域に金属製磁性箔材が設けられていないため、磁性体コアの両端部のリード部に磁束線を効果的に集めることができ、磁性体コアに置ける一方端から他方端に亘る磁路を容易に形成することができる。これにより、アンテナの受信性能をより高めることができる。
この発明によれば、リード部に最も近接する位置に、強磁性体である金属製磁性箔材が設けられているので、この金属製磁性箔材にて集められた磁束線が磁性体コアを介してアンテナに入力され、アンテナにおける受信性能が向上する。この時、コイル対向領域に金属製磁性箔材が設けられていないため、磁性体コアの両端部のリード部に磁束線を効果的に集めることができ、磁性体コアに置ける一方端から他方端に亘る磁路を容易に形成することができる。これにより、アンテナの受信性能をより高めることができる。
また、本発明のアンテナ内蔵式電子時計では、前記金属製磁性箔材は、アモルファス金属により構成されるアモルファス箔材であることが好ましい。
ここで、本発明における金属製磁性箔材としては、例えば、コバルト系アモルファス(Co-Fe-Ni-B-Si)などが挙げられる。
アモルファス金属は、裏蓋を構成する例えばチタンや真鍮などといった金属よりもはるかに大きい透磁率を有する。したがって、アモルファス箔材を用いることでより集磁効果を高めることができ、磁性体コアのリード部からアンテナ内に入力される磁束線も増大し、アンテナ特性をより向上させることができる。
ここで、本発明における金属製磁性箔材としては、例えば、コバルト系アモルファス(Co-Fe-Ni-B-Si)などが挙げられる。
アモルファス金属は、裏蓋を構成する例えばチタンや真鍮などといった金属よりもはるかに大きい透磁率を有する。したがって、アモルファス箔材を用いることでより集磁効果を高めることができ、磁性体コアのリード部からアンテナ内に入力される磁束線も増大し、アンテナ特性をより向上させることができる。
さらに、本発明のアンテナ内蔵式電子時計では、前記金属製磁性箔材は、前記リード部に対向するリード部対向領域より大きい面積に形成されることが好ましい。
この発明によれば、リード部対向領域よりも大きい面積の金属製磁性箔材を用いることで、より集磁効果を高めることができ、磁性体コアの一対のリード部間を通過する磁束線の量も増大する。したがって、アンテナの受信感度をより向上させることができ、アンテナ特性を良好にできる。
この発明によれば、リード部対向領域よりも大きい面積の金属製磁性箔材を用いることで、より集磁効果を高めることができ、磁性体コアの一対のリード部間を通過する磁束線の量も増大する。したがって、アンテナの受信感度をより向上させることができ、アンテナ特性を良好にできる。
そして、本発明のアンテナ内蔵式電子時計では、前記金属製磁性箔材は、接着層を介して裏蓋の内面に貼り付け固定されることが好ましい。
この発明によれば、金属製磁性箔材を接着剤などにより形成される接着層を介して容易に固定することができる。また、接着層による固定では、樹脂シートなどを用いて金属製磁性箔材を固定する場合に比べて、厚み寸法を小さくすることができる。これにより、裏蓋とモジュールとの間の隙間寸法をより小さくすることができ、アンテナ内蔵式電子時計の薄型化を図ることができる。
この発明によれば、金属製磁性箔材を接着剤などにより形成される接着層を介して容易に固定することができる。また、接着層による固定では、樹脂シートなどを用いて金属製磁性箔材を固定する場合に比べて、厚み寸法を小さくすることができる。これにより、裏蓋とモジュールとの間の隙間寸法をより小さくすることができ、アンテナ内蔵式電子時計の薄型化を図ることができる。
また、本発明のアンテナ内蔵式電波時計では、前記金属製磁性箔材は、複数積層されて設けられることが好ましい。
この発明では、金属製磁性箔材が複数層に積層されているので、金属製磁性箔材の厚み寸法が増大し、より多くの磁束線を通過可能となる。したがって、集磁効果をより高めることができるため、アンテナの受信感度もより良好にできる。また、リード部と金属製磁性箔材との距離をより近接させることができ、金属製磁性箔材に集まった磁束線がリード部に入りやすくなり、アンテナの受信感度をより良好にすることができる。
この発明では、金属製磁性箔材が複数層に積層されているので、金属製磁性箔材の厚み寸法が増大し、より多くの磁束線を通過可能となる。したがって、集磁効果をより高めることができるため、アンテナの受信感度もより良好にできる。また、リード部と金属製磁性箔材との距離をより近接させることができ、金属製磁性箔材に集まった磁束線がリード部に入りやすくなり、アンテナの受信感度をより良好にすることができる。
さらに、本発明のアンテナ内蔵式電波時計では、前記金属製磁性箔材は、前記裏蓋の内面上に非導電性部材を介して設けられることが好ましい。
このような構成では、裏蓋とアンテナとの間に十分な隙間がある場合に、金属製磁性箔材をアンテナに近接させることができ、集磁効果がより向上させることができ、アンテナ特性をより良好にできる。また、金属製磁性箔材から裏蓋に磁束の一部が流れて、裏蓋で渦電流が発生してしまう不都合を防止することができる。さらには、アンテナ内蔵式電子時計に衝撃が加わった際に、非導電性部材が緩衝材として働くため、裏蓋からの応力が直接金属製磁性箔材に加わらず、金属製磁性箔材の破損を防止することができる。
このような構成では、裏蓋とアンテナとの間に十分な隙間がある場合に、金属製磁性箔材をアンテナに近接させることができ、集磁効果がより向上させることができ、アンテナ特性をより良好にできる。また、金属製磁性箔材から裏蓋に磁束の一部が流れて、裏蓋で渦電流が発生してしまう不都合を防止することができる。さらには、アンテナ内蔵式電子時計に衝撃が加わった際に、非導電性部材が緩衝材として働くため、裏蓋からの応力が直接金属製磁性箔材に加わらず、金属製磁性箔材の破損を防止することができる。
[第一の実施の形態]
以下、本発明に係る第一の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の第一の実施の形態に係るアンテナ内蔵式電子時計としての電波修正時計の正面図である。
以下、本発明に係る第一の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の第一の実施の形態に係るアンテナ内蔵式電子時計としての電波修正時計の正面図である。
図1において、電波修正時計1は、指針11,12,13および文字板14を備えた指針式時計(アナログ時計)であり、時刻情報を有する外部無線情報としての長波標準電波を受信して、受信した時刻情報に基づいて指針11,12,13を指針位置の補正を実施可能な時計である。
この電波修正時計1は、指針11,12,13と、文字板14と、標準電波を受信するアンテナ21および指針11,12,13の駆動を制御する各種構成が組み込まれたモジュール10と、これらの指針11,12,13、文字板14、モジュール10などを内部に収納する外装ケース100と、を備えている。
この電波修正時計1は、指針11,12,13と、文字板14と、標準電波を受信するアンテナ21および指針11,12,13の駆動を制御する各種構成が組み込まれたモジュール10と、これらの指針11,12,13、文字板14、モジュール10などを内部に収納する外装ケース100と、を備えている。
〔モジュールの構成〕
電波修正時計1を構成するモジュール10を図2ないし図5に基づいて説明する。
図2は、前記第一の実施の形態の電波修正時計の内部を裏蓋側からみた概略構成を示す平面図である。
図3は、前記第一の実施の形態の電波修正時計の概略構成を示すブロック図である。
図4は、前記第一の実施の形態の電波修正時計の受信回路部の構成を示すブロック図である。
図5は、前記第一の実施の形態の電波修正時計の厚み方向に断面した際の側断面図である。
電波修正時計1を構成するモジュール10を図2ないし図5に基づいて説明する。
図2は、前記第一の実施の形態の電波修正時計の内部を裏蓋側からみた概略構成を示す平面図である。
図3は、前記第一の実施の形態の電波修正時計の概略構成を示すブロック図である。
図4は、前記第一の実施の形態の電波修正時計の受信回路部の構成を示すブロック図である。
図5は、前記第一の実施の形態の電波修正時計の厚み方向に断面した際の側断面図である。
モジュール10は、平面視円形状で合成樹脂製のモジュール中枠101を有している。このモジュール中枠101の側面には、径方向に向かって外装ケース100の内周面に当接する複数の突出部(図示せず)が形成され、これらの突出部は、外装ケース100の内周面に沿って配置されている。
モジュール中枠101(図5参照)の側面で突出部が形成されていない部分においては、モジュール中枠101の側面の全周にわたって外装ケース100の内周面と突出部の突出寸法分の隙間が形成されている。
そして、モジュール10は、外装ケース100内に収納される際、モジュール中枠101に設けられた各突出部が外装ケース100の内面とそれぞれ当接することで位置が固定される。
モジュール中枠101(図5参照)の側面で突出部が形成されていない部分においては、モジュール中枠101の側面の全周にわたって外装ケース100の内周面と突出部の突出寸法分の隙間が形成されている。
そして、モジュール10は、外装ケース100内に収納される際、モジュール中枠101に設けられた各突出部が外装ケース100の内面とそれぞれ当接することで位置が固定される。
また、モジュール10には、モジュール中枠101の内部に、受信IC86、CPU87、基準振動子311(図3参照)などが取り付けられた図示略の回路基板、駆動手段4の一部を構成するモータ411,421や輪列などが組み込まれた時計体(ムーブメント)、電力供給手段7を構成する高容量二次電源(二次電池)72などの各構成部材が組み込まれている。さらに、モジュール10には、外装ケース100に近接する位置に電波を受信する前記アンテナ21が組み込まれている。
モジュールに組み込まれる回路基板には、図3に示すように、受信した電波を処理する受信手段2と、駆動制御回路部3と、指針を駆動する駆動手段4と、時刻をカウントするカウンタ部6と、が各種回路構成として設けられている。
モジュールに組み込まれる回路基板には、図3に示すように、受信した電波を処理する受信手段2と、駆動制御回路部3と、指針を駆動する駆動手段4と、時刻をカウントするカウンタ部6と、が各種回路構成として設けられている。
受信手段2は、電波を受信するアンテナ21と、コンデンサなどで構成されてアンテナ21で受信する電波に同調させる同調回路部22と、アンテナ21で受けた情報を処理する受信回路部23と、受信回路部23で処理された時刻データを記憶する時刻データ記憶回路部24とを備えて構成されている。
同調回路部22は、図4に示されるように、アンテナ21に対して並列に接続された2つのコンデンサ22A,22Bを備えて構成され、一方のコンデンサ22Bはスイッチ22Cを介してアンテナ21に接続されている。
そして、駆動制御回路部3から出力される周波数切替え制御信号により、前記スイッチ22Cをオンまたはオフすることで、アンテナ21で受信する電波の周波数を切り替えるように構成されている。これにより、例えば、日本国内において、送信周波数40kHzのおおたかどや山(東日本)の標準電波出力局と、送信周波数60kHzのはがね山(西日本)の標準電波出力局とから出力されている2種類の周波数の長波標準電波を切り替えて受信することができるように構成されている。
そして、駆動制御回路部3から出力される周波数切替え制御信号により、前記スイッチ22Cをオンまたはオフすることで、アンテナ21で受信する電波の周波数を切り替えるように構成されている。これにより、例えば、日本国内において、送信周波数40kHzのおおたかどや山(東日本)の標準電波出力局と、送信周波数60kHzのはがね山(西日本)の標準電波出力局とから出力されている2種類の周波数の長波標準電波を切り替えて受信することができるように構成されている。
受信回路部23は、図4に示されるように、アンテナ21によって受信された長波標準電波信号を増幅する増幅回路231と、増幅された長波標準電波信号から所望の周波数成分のみを抜き出すバンドパスフィルタ232と、長波標準電波信号を平滑化し復調する復調回路233と、増幅回路231のゲインコントロールを行ない長波標準電波信号の受信レベルが一定になるように制御するAGC(Automatic Gain Control)回路234と、復調された長波標準電波信号をデコードして出力するデコード回路235とを備えて構成されている。
受信回路部23で受信され信号処理された時刻データは、図3に示すように、時刻デー
タ記憶回路部24に出力されて記憶される。
受信回路部23は、予め設定されたスケジュールや外部入力装置8による強制受信操作などによって、駆動制御回路部3から出力される受信制御信号に基づいて時刻情報の受信を開始する。
受信回路部23で受信され信号処理された時刻データは、図3に示すように、時刻デー
タ記憶回路部24に出力されて記憶される。
受信回路部23は、予め設定されたスケジュールや外部入力装置8による強制受信操作などによって、駆動制御回路部3から出力される受信制御信号に基づいて時刻情報の受信を開始する。
駆動制御回路部3には、図3に示されるように、パルス合成回路31からのパルス信号が入力される。パルス合成回路31は、水晶振動子などの基準振動子311からの基準パルスを分周してクロックパルスを生成し、また、基準パルスからパルス幅やタイミングの異なるパルス信号を発生させる。なお、この基準振動子311は、CPU87に接続されて、回路のクロック信号となるが、周波数が長波受信周波数に近く、アンテナ21にノイズとして信号が混入する可能性があるため、アンテナ21から離して配置されている。
駆動制御回路部3は、一秒に一回出力され秒針を駆動させる秒駆動パルス信号PS1と、一分間に一回出力され時分針を駆動させる時分駆動パルス信号PS2とを、秒駆動回路41、時分駆動回路42に出力して、指針の駆動を制御する。すなわち、駆動回路41,42は、当該駆動回路41、42からのパルス信号によって駆動されるステッピングモータからなる秒モータ411,時分モータ421を駆動し、これによりモータ411,421に接続された秒針と、分針および時針とを駆動する。そして、各指針、文字板、モータ411,421、駆動回路41,42によって時刻を表示する時刻表示手段が構成されている。なお、時刻表示手段としては、1つのモータで、時針、分針、秒針を駆動するものでもよい。
カウンタ部6は、秒をカウントする秒カウンタ回路部61と、時分をカウントする時分カウンタ回路部62とを備えて構成されている。
秒カウンタ回路部61は、秒位置カウンタ611と、秒時刻カウンタ612と、一致検出回路613とを備えて構成されている。秒位置カウンタ611および秒時刻カウンタ612はともに60カウント、つまり1Hzの信号が入力された場合には60秒でループするカウンタである。秒位置カウンタ611は、駆動制御回路部3から秒駆動回路41に供給される駆動パルス信号(秒駆動パルス信号PS1)をカウントしている。つまり、秒針を駆動させる駆動パルス信号をカウントすることによって、秒針が示している秒針の位置をカウントしている。
秒時刻カウンタ612は、通常は、駆動制御回路部3から出力される1Hzの基準パルス信号(クロックパルス)をカウントする。また、受信手段2で時刻データを受信した場合には、この時刻データのうちの秒データに合わせてカウンタ値が修正される。
秒カウンタ回路部61は、秒位置カウンタ611と、秒時刻カウンタ612と、一致検出回路613とを備えて構成されている。秒位置カウンタ611および秒時刻カウンタ612はともに60カウント、つまり1Hzの信号が入力された場合には60秒でループするカウンタである。秒位置カウンタ611は、駆動制御回路部3から秒駆動回路41に供給される駆動パルス信号(秒駆動パルス信号PS1)をカウントしている。つまり、秒針を駆動させる駆動パルス信号をカウントすることによって、秒針が示している秒針の位置をカウントしている。
秒時刻カウンタ612は、通常は、駆動制御回路部3から出力される1Hzの基準パルス信号(クロックパルス)をカウントする。また、受信手段2で時刻データを受信した場合には、この時刻データのうちの秒データに合わせてカウンタ値が修正される。
同様に、時分カウンタ回路部62は、時分位置カウンタ621と、時分時刻カウンタ622と、一致検出回路623とを備えて構成されている。時分位置カウンタ621および時分時刻カウンタ622はともに24時間分の信号が入力されるとループするカウンタである。時分位置カウンタ621は、駆動制御回路部3から時分駆動回路42に供給される駆動パルス信号(時分駆動パルス信号PS2)をカウントし、時針、分針が示している時分針の位置をカウントしている。
時分時刻カウンタ622は、通常は、駆動制御回路部3から出力される1Hzのパルス(クロックパルス)をカウントする(正確には1Hzを60回計数したところで1カウントとする)。また、受信手段2で時刻データを受信した場合には、この時刻データのうちの時分データに合わせてカウンタ値が修正される。
時分時刻カウンタ622は、通常は、駆動制御回路部3から出力される1Hzのパルス(クロックパルス)をカウントする(正確には1Hzを60回計数したところで1カウントとする)。また、受信手段2で時刻データを受信した場合には、この時刻データのうちの時分データに合わせてカウンタ値が修正される。
一致検出回路613,623は、位置カウンタ611,621と時刻カウンタ612,622とのカウント値の一致を検出し、一致しているか否かを示す検出信号を駆動制御回路部3に出力する。
駆動制御回路部3は、一致検出回路613,623から不一致信号が入力されると、一致信号が入力されるまで駆動パルス信号PS1,PS2を出力し続ける。このため、通常運針時は、駆動制御回路部3から1Hzの基準信号によって時刻カウンタ612,622のカウンタ値が変化して位置カウンタ611,621と不一致となると、駆動パルス信号PS1,PS2が出力されて各指針が動くとともに、位置カウンタ611,621が時刻カウンタ612,622と一致することになり、この動作を繰り返すことで、通常の運針制御が行われる。
また、受信した時刻データで時刻カウンタ612,622が修正されると、そのカウンタ値に位置カウンタ611,621のカウンタ値が一致するまで、駆動パルス信号PS1,PS2が出力され続け、指針が早送りされて正しい時刻に修正される。
駆動制御回路部3は、一致検出回路613,623から不一致信号が入力されると、一致信号が入力されるまで駆動パルス信号PS1,PS2を出力し続ける。このため、通常運針時は、駆動制御回路部3から1Hzの基準信号によって時刻カウンタ612,622のカウンタ値が変化して位置カウンタ611,621と不一致となると、駆動パルス信号PS1,PS2が出力されて各指針が動くとともに、位置カウンタ611,621が時刻カウンタ612,622と一致することになり、この動作を繰り返すことで、通常の運針制御が行われる。
また、受信した時刻データで時刻カウンタ612,622が修正されると、そのカウンタ値に位置カウンタ611,621のカウンタ値が一致するまで、駆動パルス信号PS1,PS2が出力され続け、指針が早送りされて正しい時刻に修正される。
電力供給手段7は、自動巻発電機や太陽電池(ソーラー発電機)などによって構成された発電手段としての発電装置71と、発電装置71で発電された電力を蓄電する高容量二次電源72とを備えて構成されている。高容量二次電源72は、リチウムイオン電池のような二次電池が利用できる。なお、電力供給手段7としては、銀電池などの一次電池を用いてもよい。また、高容量二次電源72は、ステンレス製のケースで構成されており、アンテナ特性への影響を抑えるため、図2に示すように、モジュール10内においてアンテナ21から離れた時計の3時方向の位置に配置されている。
外部入力手段としての外部入力装置8は、リュウズなどを備え、受信動作や時刻合わせなどを行うために利用される。
アンテナ21は、モジュール中枠101の内側面に略沿って時計の9時方向の位置に配置されている。
このアンテナ21は、磁性体コア211およびこの磁性体コア211に巻かれたコイル212により構成されている。
磁性体コア211は、図5に示すように、断面が略正方形に形成されている。また、この磁性体コア211は、図2に示すように、コイル212が巻装される直線状のコイル巻部211Cと、コイル巻部211Cの両端側から外装ケース100の胴部を構成するケーシング110に内周に沿う状態に突出するリード部211Dとを備えている。
このアンテナ21は、磁性体コア211およびこの磁性体コア211に巻かれたコイル212により構成されている。
磁性体コア211は、図5に示すように、断面が略正方形に形成されている。また、この磁性体コア211は、図2に示すように、コイル212が巻装される直線状のコイル巻部211Cと、コイル巻部211Cの両端側から外装ケース100の胴部を構成するケーシング110に内周に沿う状態に突出するリード部211Dとを備えている。
この磁性体コア211は、例えば、コバルト系のアモルファス箔(例;Co50wt%以上のアモルファス箔)を型で打ち抜くか、エッチングで成形したものを10〜30枚程接着して重ね合わせ、焼鈍などの熱処理を行って磁気特性を安定化させたものである。すなわち、磁性体コア211は、平面状のアモルファス箔を時計の厚み方向に積層して構成されている。なお、磁性体コア211としては、積層アモルファス箔に限定されず、フェライトを用いてもよく、この場合には、型などで成形し、熱処理して製造すればよい。
コイル212は、長波標準電波(40〜77.5kHz)を受信する場合は、10mH程度のインダクタンス値が必要となる。このため、本実施形態では、コイル212として直径0.1μm程度のウレメット線を数百ターンほど巻いて構成している。そして、このコイル212は、磁性体コア211の一方の端部(第一コア端部211A)から所定寸法となる第一コイル端部212A、および磁性体コア211の他端部(第二コア端部211B)から所定寸法となる第二コイル端部212Bの間に亘るコイル巻部211Cに、磁性体コア211の長手方向を軸とした周方向に沿って周面に巻装されている。
また、アンテナ21と受信IC86とは2本の配線で接続されている。すなわち、コイル212をアンテナ端部から取り出して回路基板にはんだ付けすることにより、アンテナ21と受信IC86とは電気的に接続されている。これにより、アンテナ21で受信された標準電波が受信手段2に出力可能となる。なお、前記電気的接続は、アンテナ21にポリイミドなどからなるフレキシブル基板を取り付け、この基板を回路基板にネジ留めすることなどで行ってもよい。
〔外装ケースの構成〕
次に、電波修正時計1の外装ケース100の構成について説明する。
外装ケース100は、図2および図5に示すように、胴部としてのケーシング110と、ケーシング110の表面側に装着されたカバーガラス120と、ケーシング110の裏面(下端面)側に取り付けられた金属製の裏蓋130とを備えている。
次に、電波修正時計1の外装ケース100の構成について説明する。
外装ケース100は、図2および図5に示すように、胴部としてのケーシング110と、ケーシング110の表面側に装着されたカバーガラス120と、ケーシング110の裏面(下端面)側に取り付けられた金属製の裏蓋130とを備えている。
ケーシング110は、例えばステンレス鋼、真鍮、チタンなどの金属材で構成されている。このケーシング110は、略円筒状に形成され、内周面が平面略円形に形成されている。
裏蓋130は、上述したように、ケーシング110の下端面に例えばねじ止めなどにより固定されている。図6は、第一の実施の形態の裏蓋の内面の構成を示す平面図である。
この裏蓋130は、図6に示すように、ケーシング110の内周面より径大に形成される円盤状の円盤部131と、この円盤部131から径外方向に突出する4つのねじ止め部132とを備えている。ねじ止め部132は、それぞれ、ネジを挿通可能な孔部133が形成されている。そして、裏蓋130は、ケーシング110の下端面の所定位置に位置決めされ、ねじ止め部132の孔部133からケーシング110の下端面にねじ止めされることで、ケーシング110に固定される。
この裏蓋130は、図6に示すように、ケーシング110の内周面より径大に形成される円盤状の円盤部131と、この円盤部131から径外方向に突出する4つのねじ止め部132とを備えている。ねじ止め部132は、それぞれ、ネジを挿通可能な孔部133が形成されている。そして、裏蓋130は、ケーシング110の下端面の所定位置に位置決めされ、ねじ止め部132の孔部133からケーシング110の下端面にねじ止めされることで、ケーシング110に固定される。
そして、この裏蓋130の内面(モジュール10に対向する面)には、図6に示すように、金属製磁性箔材としてのアモルファス箔材140が貼り付け固定されている。
具体的には、このアモルファス箔材140は、裏蓋130の内面において、コイル212に対向するコイル対向領域134と重ならない位置で、かつ一対のリード部211Dに対向する一対のリード部対向領域135の一部と重なる位置に、それぞれ設けられている。ここで、これらの一対のアモルファス箔材140は、平面視においてそれぞれリード部211Dの突出方向(コイル212から離れる方向)に延出して形成されている。これらのアモルファス箔材140は、接着層を介して裏蓋130に貼り付け固定されている。
具体的には、このアモルファス箔材140は、裏蓋130の内面において、コイル212に対向するコイル対向領域134と重ならない位置で、かつ一対のリード部211Dに対向する一対のリード部対向領域135の一部と重なる位置に、それぞれ設けられている。ここで、これらの一対のアモルファス箔材140は、平面視においてそれぞれリード部211Dの突出方向(コイル212から離れる方向)に延出して形成されている。これらのアモルファス箔材140は、接着層を介して裏蓋130に貼り付け固定されている。
また、このアモルファス箔材140としては、例えばコバルト系アモルファス(Co-Fe-Ni-B-Si)などが挙げられる。このアモルファス箔材140は、例えばコバルト系アモルファス(Co-Fe-Ni-B-Si)の場合で比透磁率が20000である。これに対して、裏蓋130として例えばステンレス鋼が用いられる場合、比透磁率は1.4、真鍮が用いられる場合の比透磁率は1.0、チタンが用いられる場合の比透磁率は1.0001である。したがって、アモルファス箔材140の透磁率は、裏蓋130を構成する金属よりはるかに大きい値となる。したがって、アモルファス箔材140には、周囲の磁束線が集められ磁界が強くなる。これにより、アモルファス箔材140に対向するリード部211Dから磁性体コアを通過する磁束線も多くなり磁束密度が大きくなる。
また、アモルファス箔材140は、裏蓋130を構成する金属よりも低導電性であり、このアモルファス箔材140に磁束線が通過することで、裏蓋130に磁束線が通過する場合に比べて、渦電流の発生が抑えることができる。
また、アモルファス箔材140は、裏蓋130を構成する金属よりも低導電性であり、このアモルファス箔材140に磁束線が通過することで、裏蓋130に磁束線が通過する場合に比べて、渦電流の発生が抑えることができる。
〔電波修正時計の作用効果〕
上述したように、上記第一の実施の形態の電波修正時計1は、裏蓋130の内面でアンテナ21のコイル対向領域134に重ならない位置で、かつリード部対向領域135の一部に重なるように、一対のアモルファス箔材140が設けられている。
このため、アモルファス箔材140にて集められた磁束線がリード部211Dから磁性体コア211内を通過し、集磁効果を向上させることができる。一般に、アンテナ21の受信電圧は、磁性体コア211の中心の磁束密度に対して比例するため、上記のように、集磁効果を高めることにより受信電圧も増大し、アンテナ21の受信感度を良好にすることができる。
また、アンテナ21のリード部211Dの形状変更やサイズ変更をするなど、アンテナ21を形状やサイズを変える必要がないので、アンテナ21の大型化に伴う電波修正時計1の大型化がない。したがって、良好な意匠性を維持したまま、集磁効果を良好に高めることができる。さらに、電波修正時計1に衝撃が加わったとしても、アモルファス箔材140が直接アンテナ21に当接していないため、衝撃時の振動などによる破損が防止できる。したがって、別途アモルファス箔材140を保護する部材などが不要となる。
以上により、上記電波修正時計1では、簡単な構成で時計の薄型化、小型化に対応できるとともに、アンテナ21のアンテナ特性を良好にできる。
上述したように、上記第一の実施の形態の電波修正時計1は、裏蓋130の内面でアンテナ21のコイル対向領域134に重ならない位置で、かつリード部対向領域135の一部に重なるように、一対のアモルファス箔材140が設けられている。
このため、アモルファス箔材140にて集められた磁束線がリード部211Dから磁性体コア211内を通過し、集磁効果を向上させることができる。一般に、アンテナ21の受信電圧は、磁性体コア211の中心の磁束密度に対して比例するため、上記のように、集磁効果を高めることにより受信電圧も増大し、アンテナ21の受信感度を良好にすることができる。
また、アンテナ21のリード部211Dの形状変更やサイズ変更をするなど、アンテナ21を形状やサイズを変える必要がないので、アンテナ21の大型化に伴う電波修正時計1の大型化がない。したがって、良好な意匠性を維持したまま、集磁効果を良好に高めることができる。さらに、電波修正時計1に衝撃が加わったとしても、アモルファス箔材140が直接アンテナ21に当接していないため、衝撃時の振動などによる破損が防止できる。したがって、別途アモルファス箔材140を保護する部材などが不要となる。
以上により、上記電波修正時計1では、簡単な構成で時計の薄型化、小型化に対応できるとともに、アンテナ21のアンテナ特性を良好にできる。
また、金属製磁性箔材として、アモルファス箔材140を用いている。このアモルファス箔材140は、アンテナ21の磁性体コア211以外の時計部品、例えばケーシング110や裏蓋130などに比べて透磁率がはるかに大きい値となる。このため、このアモルファス箔材140に周囲の磁束を効率的に集めることができる。したがって、アモルファス箔材140からリード部211Dを介して磁性体コア211に入力される磁束線の量も増大し、アンテナ21の集磁効果が向上するため、アンテナ特性もより良好にできる。
また、アモルファス箔材140は、リード部211Dに対向するリード部対向領域135からコイル対向領域134と離れる方向に延出して形成されている。したがって、アモルファス箔材140は、リード部対向領域135よりも大きい範囲に形成される。よって、リード部211Dに入力される磁束線がより多くなるため、磁性体コアの中心部における磁束密度もより大きくなり、受信感度をより一層向上させることができる。
さらに、アモルファス箔材140は、箔状に形成されており、接着剤を塗布することで形成される接着層により貼り付け固定されている。このため、例えば樹脂シートにアモルファス金属を配合させた従来の磁性シートを用いる構成に比べて、十分にアモルファス箔材140および接着層の厚み寸法を小さくでき、裏蓋130とモジュール10との隙間寸法を小さくすることができる。したがって、電波修正時計1の厚み寸法が増大せず、意匠性も良好にできる。
[第二の実施の形態]
次に本発明に係る第二の実施の形態について、図面に基づいて説明する。なお、以下の図面および実施の形態において、前記第一の実施の形態の電波修正時計1と同一の構成のものは、同符号を付し、その説明を簡略もしくは省略する。
図7は、第二の実施の形態に係る電波修正時計における裏蓋の構成を示す図である。
第二の実施の形態は、第一の実施の形態の裏蓋130に形成されるアモルファス箔材140を変形したものである。
次に本発明に係る第二の実施の形態について、図面に基づいて説明する。なお、以下の図面および実施の形態において、前記第一の実施の形態の電波修正時計1と同一の構成のものは、同符号を付し、その説明を簡略もしくは省略する。
図7は、第二の実施の形態に係る電波修正時計における裏蓋の構成を示す図である。
第二の実施の形態は、第一の実施の形態の裏蓋130に形成されるアモルファス箔材140を変形したものである。
すなわち、第二の実施の形態の電波修正時計における裏蓋130には、図7に示すように、リード部対向領域135の略全領域に重なり、かつコイル対向領域134に重ならない範囲に、一対のリード部対向領域135に対してそれぞれアモルファス箔材141が設けられている。このアモルファス箔材141は、裏蓋130におけるケーシング110の内周面に対向する面に沿って、時計中心線(12時方向と6時方向とを結ぶ線)近傍まで延出形成されている。このアモルファス箔材141としては、上記第一の実施の形態のアモルファス箔材140と同様のもアモルファス金属を利用でき、例えばコバルト系アモルファスが用いられる。
なお、アモルファス箔材141の延出量や面積は上記に限らず、例えば図8に示すように、コイル対向領域134の延長領域を挟んで、12時方向および6時方向の大半にそれぞれアモルファス箔材141が設けられる構成などとしてもよい。その他、一対のアモルファス箔材141が、コイル対向領域134に重ならない位置で、かつそれぞれ一対のリード部対向領域135に重なる位置に配置され、これら一対のアモルファス箔材141が接触せずに独立して設けられていれば、どのような範囲に形成されているものであってもよい。このような場合、アモルファス箔材141の面積が大きくなり、より多くの磁束が集まるが、リード部211Dに対向するリード部対向領域135から離れた位置では、アモルファス箔材141に磁束線が入力されても分散されてしまう。したがって、実際には、図7に示すような、アモルファス箔材140が時計中心線近傍まで延出される程度が最も効率よくリード部211Dへ入力可能な磁束線を集めることが可能となる。
〔第二の実施の形態の作用効果〕
上記第二の実施の形態の電波修正時計1では、裏蓋130の内面に、コイル対向領域134に重ならない位置で、かつリード部対向領域135のほぼ全域に重なる位置から、ケーシング内周面に略沿って、時計中心線近傍位置まで演出するアモルファス箔材141が設けられている。
このため、アモルファス箔材141は、第一の実施の形態のアモルファス箔材140よりも大きい面積に形成されることになり、より集磁効果を高めることができる。また、アモルファス箔材141にて集められた磁束線がリード部211Dのほぼ全域に対して入力されるため、リード部211Dから磁性体コア211に入力される磁束線の量も増大し、よりアンテナ21における受信感度を向上させることができる。
上記第二の実施の形態の電波修正時計1では、裏蓋130の内面に、コイル対向領域134に重ならない位置で、かつリード部対向領域135のほぼ全域に重なる位置から、ケーシング内周面に略沿って、時計中心線近傍位置まで演出するアモルファス箔材141が設けられている。
このため、アモルファス箔材141は、第一の実施の形態のアモルファス箔材140よりも大きい面積に形成されることになり、より集磁効果を高めることができる。また、アモルファス箔材141にて集められた磁束線がリード部211Dのほぼ全域に対して入力されるため、リード部211Dから磁性体コア211に入力される磁束線の量も増大し、よりアンテナ21における受信感度を向上させることができる。
[第三の実施の形態]
次に本発明に係る第三の実施の形態の電波修正時計について、図面に基づいて説明する。
図9は、第三の実施の形態の電波修正時計における側断面図である。
次に本発明に係る第三の実施の形態の電波修正時計について、図面に基づいて説明する。
図9は、第三の実施の形態の電波修正時計における側断面図である。
上記第一の実施の形態の電波修正時計1では、裏蓋130の一対のリード部対向領域135にそれぞれ1枚のアモルファス箔材140を接着固定する構成を示したが、第三の実施の形態の電波修正時計1Aでは、裏蓋130の一対のリード部対向領域135に、それぞれアモルファス箔材140を積層して、アモルファス箔層142を形成する。
また、このアモルファス箔層142は、上面(モジュール10に対向する面)とモジュール10との間に例えば1mm程度の隙間を設けられるように形成される。
また、このアモルファス箔層142は、上面(モジュール10に対向する面)とモジュール10との間に例えば1mm程度の隙間を設けられるように形成される。
〔第三の実施の形態の電波修正時計の作用効果〕
上記したように、第三の実施の形態の電波修正時計1Aでは、裏蓋130の内面において、コイル212に対向するコイル対向領域134と重ならない位置で、かつリード部211Dに対向するリード部対向領域135の少なくとも一部に重なる位置で、アモルファス箔材140が積層されたアモルファス箔層142が形成されている。
このため、単一のアモルファス箔材140が貼り付けられる構成に比べて、アモルファス箔層142の層厚み寸法が増大し、より多くの磁束線を集めることが可能となり集磁効果をより高めることができる。また、アモルファス箔層142とリード部211Dとの距離が小さくなるため、アモルファス箔層142で集められた磁束線が良好にリード部211Dに入力され、磁性体コア211の中心部を通る磁束密度も大きくなる。したがって、アモルファス箔層142による集磁効率をより向上させることができ、アンテナ21の受信感度をより高めることができる。
上記したように、第三の実施の形態の電波修正時計1Aでは、裏蓋130の内面において、コイル212に対向するコイル対向領域134と重ならない位置で、かつリード部211Dに対向するリード部対向領域135の少なくとも一部に重なる位置で、アモルファス箔材140が積層されたアモルファス箔層142が形成されている。
このため、単一のアモルファス箔材140が貼り付けられる構成に比べて、アモルファス箔層142の層厚み寸法が増大し、より多くの磁束線を集めることが可能となり集磁効果をより高めることができる。また、アモルファス箔層142とリード部211Dとの距離が小さくなるため、アモルファス箔層142で集められた磁束線が良好にリード部211Dに入力され、磁性体コア211の中心部を通る磁束密度も大きくなる。したがって、アモルファス箔層142による集磁効率をより向上させることができ、アンテナ21の受信感度をより高めることができる。
また、アモルファス箔層142の上面とモジュール10との間には、僅かな隙間が設けられている。このため、例えば衝撃などにより振動が加わったとしても、アモルファス箔層142がモジュール10に接触せず、アモルファス箔層142の破損を防止できる。
[第四の実施の形態]
次に本発明に係る第四の実施の形態の電波修正時計について、図面に基づいて説明する。
図10は、第四の実施の形態の電波修正時計における側断面図である。
次に本発明に係る第四の実施の形態の電波修正時計について、図面に基づいて説明する。
図10は、第四の実施の形態の電波修正時計における側断面図である。
第三の実施の形態では、裏蓋130の内面に直接アモルファス箔材140を積層してアモルファス箔層142を形成した。これに対して、第四の実施の形態の電波修正時計1Bでは、裏蓋130の内面に非導電性部材としての樹脂シート143を貼り付け、この樹脂シート上にアモルファス箔材140を積層し、アモルファス箔層144を形成する。なお、図10において、樹脂シート143上に積層されるアモルファス箔材140は一枚であるが、これに限定されず、複数のアモルファス箔材140を積層させる構成としてもよい。
なお、このアモルファス箔層144の形成位置としては、第一および第三の実施の形態と同様であり、コイル対向領域134に重ならない位置で、かつリード部対向領域135の少なくとも一部に重なる位置に設置する。なお、樹脂シートは、アモルファス箔材140の積層位置にのみ貼り付けられている構成に限られず、例えば裏蓋130の内面全体に貼り付け固定されている構成であってもよい。
〔第四の実施の形態の作用効果〕
上記第四の実施の形態の電波修正時計1Bでは、裏蓋130の内面に、樹脂シート143を貼り付け、この樹脂シート143上にアモルファス箔材140を積層してアモルファス箔層144を形成している。
このため、アンテナ21にて電波を受信した際に発生する磁束線が、アモルファス箔材140から裏蓋130に流れず、裏蓋130における渦電流の発生をより効果的に抑制できる。また、電波修正時計1Bに衝撃が加わった場合でも、樹脂シート143が緩衝材となり、裏蓋130からアモルファス箔材140に直接応力が加わらない。これにより、衝撃によるアモルファス箔材140の破損も防止できる。さらに、上記第三の実施の形態と同様に、アモルファス箔材140をリード部211Dに近接させることができるため、アンテナ21における集磁効果がより向上し、アンテナ特性を良好にできる。
上記第四の実施の形態の電波修正時計1Bでは、裏蓋130の内面に、樹脂シート143を貼り付け、この樹脂シート143上にアモルファス箔材140を積層してアモルファス箔層144を形成している。
このため、アンテナ21にて電波を受信した際に発生する磁束線が、アモルファス箔材140から裏蓋130に流れず、裏蓋130における渦電流の発生をより効果的に抑制できる。また、電波修正時計1Bに衝撃が加わった場合でも、樹脂シート143が緩衝材となり、裏蓋130からアモルファス箔材140に直接応力が加わらない。これにより、衝撃によるアモルファス箔材140の破損も防止できる。さらに、上記第三の実施の形態と同様に、アモルファス箔材140をリード部211Dに近接させることができるため、アンテナ21における集磁効果がより向上し、アンテナ特性を良好にできる。
[他の実施の形態]
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良などは本発明に含まれるものである。
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良などは本発明に含まれるものである。
例えば、金属製磁性箔材として、強磁性部材であるアモルファス金属の箔状部材を用いたが、これに限定されない。例えば裏蓋130の透磁率よりも大きい透磁率を有する金属であれば特に限定されず、裏蓋130を構成する金属素材により適宜選択されるものであってもよい。
さらに、第三および第四の実施の形態において、アモルファス箔層142,144を第一の実施の形態のアモルファス箔材140が設けられる位置に設けたが、例えば第二の実施の形態や図8に示されるようなアモルファス箔材141が貼り付けられる位置に、これらアモルファス箔層142,144を設ける構成としてもよい。
その他、本発明の実施の際の具体的な構造および手順は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造などに適宜変更できる。
1,1A,1B…アンテナ内蔵式電子時計としての電波修正時計、2…受信手段、10…モジュール、21…アンテナ、100…外装ケース、110…胴部としてのケーシング、130…裏蓋、134…コイル対向領域、135…リード部対向領域、140…金属製磁性箔材としてのアモルファス箔材、142,144…アモルファス箔層、143…非導電性部材としての樹脂シート、211…磁性体コア、211C…コイル巻部、211D…リード部、212…コイル。
Claims (6)
- 金属製の裏蓋を備える外装ケースと、
磁性材料により形成される長手状の磁性体コア、およびこの磁性体コアに巻装されるコイルを有するとともに、外部無線情報を受信するアンテナと、
前記アンテナで受信された前記外部無線情報を処理する受信手段と、
前記アンテナおよび前記受信手段が内部に収納されるとともに、前記外装ケース内に格納されるモジュールと、
を備えたアンテナ内蔵式電子時計であって、
前記磁性体コアは、長手方向における中央部に設けられる前記コイルが巻装されるコイル巻部と、コイル巻部の両端側に突出する一対のリード部とを備え、
前記裏蓋の前記モジュールに対向する内面には、前記アンテナの前記コイル巻部に対向するコイル対向領域に重ならない位置で、かつ前記リード部に対向するリード部対向領域の少なくとも一部に重なる位置にそれぞれ透磁率が前記裏蓋の透磁率より大きい一対の金属製磁性箔材が設けられた
ことを特徴とするアンテナ内蔵式電子時計。 - 請求項1に記載のアンテナ内蔵式電子時計において、
前記金属製磁性箔材は、アモルファス金属により構成されるアモルファス箔材である
ことを特徴とするアンテナ内蔵式電子時計。 - 請求項1または請求項2に記載のアンテナ内蔵式電子時計において、
前記金属製磁性箔材は、前記リード部に対向するリード部対向領域より大きい面積に形成された
ことを特徴とするアンテナ内蔵式電子時計。 - 請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のアンテナ内蔵式電子時計において、
前記金属製磁性箔材は、接着層を介して裏蓋の内面に貼り付け固定される
ことを特徴とするアンテナ内蔵式電子時計。 - 請求項1ないし請求項4のいずれかに記載のアンテナ内蔵式電子時計において、
前記金属製磁性箔材は、複数積層されて設けられる
ことを特徴とするアンテナ内蔵式電子時計。 - 請求項1ないし請求項4のいずれかに記載のアンテナ内蔵式電子時計において、
前記金属製磁性箔材は、前記裏蓋の内面上に非導電性部材を介して設けられる
ことを特徴とするアンテナ内蔵式電子時計。
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