JP2013040805A - Impact buffer structure of electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、腕時計などの電子機器に用いられて外部から受けた衝撃の緩衝をはかるための電子機器の衝撃緩衝構造に関する。 The present invention relates to an impact buffering structure for an electronic device used for an electronic device such as a wristwatch to buffer an impact received from the outside.
以前より、腕時計などの携帯型電子機器は、落下などの際に該携帯型電子機器にかかる衝撃の緩衝を図る衝撃緩衝構造を備えている。この衝撃緩衝構造としては、電子機器の内部に設けられるものと、外面に設けられるものとがある。外面に設けられる衝撃緩衝構造には、従来、ウレタン樹脂といった弾性体が用いられ、腕時計における時計ケースの裏面側や側面部に取り付けられたり、腕時計のバンドの位置に合わせて取り付けられたりする(例えば、特許文献1)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a portable electronic device such as a wristwatch has an impact buffering structure for buffering an impact applied to the portable electronic device when dropped. As this shock-absorbing structure, there are one provided inside the electronic device and one provided on the outer surface. Conventionally, an elastic body such as urethane resin is used for the shock absorbing structure provided on the outer surface, and it is attached to the back side or the side part of the watch case in the wristwatch or attached in accordance with the position of the wristwatch band (for example, Patent Document 1).
しかしながら、従来、操作に用いられる押釦スイッチには、同様の耐衝撃機能を備えさせることは困難であった。更に、押釦スイッチに大きな衝撃が加わることによって押釦スイッチが破損するだけでなく、押釦スイッチを介して内部の時計モジュールにも大きな力が加わって時計モジュールの故障に繋がるという問題があった。従って、押釦スイッチが落下時に直接落下面に接触しないように、時計ケースの窪みに配置されたり、ベゼルの凸部の際に設けられたりする必要が生じるといった構造上の制約があった。 However, hitherto, it has been difficult to provide the same impact resistance function to the push button switch used for the operation. Furthermore, there is a problem that not only the push button switch is damaged by applying a large impact to the push button switch, but also a large force is applied to the internal watch module via the push button switch, leading to a failure of the watch module. Therefore, there is a structural restriction that the pushbutton switch needs to be disposed in the depression of the watch case or provided at the convex portion of the bezel so that the pushbutton switch does not directly contact the drop surface.
この発明の目的は、外部から操作部に衝撃が加えられた場合でも、操作部を破損又は破壊から確実に保護することができるとともに、デザイン上の制約を減らすことのできる電子機器の衝撃緩衝構造を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an impact buffering structure for an electronic device capable of reliably protecting an operation unit from damage or destruction and reducing design constraints even when an impact is applied to the operation unit from the outside. Is to provide.
本発明は、上記目的を達成するため、
機器モジュールと、
当該機器モジュールを収納する外装部と、
前記外装部の内外を繋いで設けられ、外部操作を前記機器モジュールに伝達する操作部と、
前記機器モジュールが収納された前記外装部の開口部を封じる閉塞部材と、
前記操作部における前記外装部の外側の端部に設けられた外部緩衝部材とを備え、
前記外部緩衝部材には、
外部から前記操作部に衝撃が加えられた際に、当該衝撃の大きさに応じた形状変化に伴い運動エネルギーを熱エネルギーに変換することで、前記操作部及び前記機器モジュールに伝達される前記衝撃を低減させると共に、前記形状変化に伴う前記運動エネルギーから弾性エネルギーへの変換を低減させて前記操作部及び前記機器モジュールに対する弾性力を速やかに低減させる粘弾性体が用いられていることを特徴とする電子機器の衝撃緩衝構造である。
In order to achieve the above object, the present invention
An equipment module;
An exterior part for storing the device module;
An operation unit that is provided by connecting the inside and outside of the exterior unit, and transmits an external operation to the device module;
A closing member for sealing the opening of the exterior part in which the device module is stored;
An external cushioning member provided at an outer end of the exterior part in the operation part,
In the external buffer member,
When an impact is applied to the operation unit from the outside, the impact transmitted to the operation unit and the device module by converting kinetic energy into thermal energy in accordance with a shape change corresponding to the magnitude of the impact. And a viscoelastic body that reduces the conversion from the kinetic energy to the elastic energy accompanying the shape change and quickly reduces the elastic force on the operation unit and the device module is used. This is an impact buffer structure for electronic equipment.
この発明によれば、外部から操作部に衝撃が加えられた際に、当該操作部及び機器モジュールに伝達される衝撃を大幅に低減させることができるばかりでなく、操作部及び機器モジュールに対する弾性力を速やかに低下させることができる。この結果、操作部としての例えば押釦スイッチを確実に破損又は破壊から保護するとともに、デザイン上の制約を減らすことができるという効果がある。 According to the present invention, when an impact is applied to the operation unit from the outside, not only can the impact transmitted to the operation unit and the device module be greatly reduced, but also the elastic force on the operation unit and the device module. Can be quickly reduced. As a result, it is possible to reliably protect, for example, a push button switch as an operation unit from damage or destruction, and to reduce design constraints.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
先ず、図1〜図5を参照して、本発明を適用した実施形態の腕時計の構造を説明する。
図1は、本実施形態の腕時計100の正面図である。図2は、図1の矢視A−Aにおける断面図である。また、図3は、図1の矢視B−Bにおける断面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, the structure of a wristwatch according to an embodiment to which the present invention is applied will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a front view of a
この腕時計100は、腕時計ケース1(外装部)を備えている。腕時計ケース1の上部開口部には、時計ガラス2がパッキン2aを介して装着されており、また、腕時計ケース1の下部には、裏蓋3が防水リング3aを介して取り付けられている。これらの時計ガラス2及び裏蓋3により閉塞部材が構成される。この腕時計ケース1の内側には、ハウジング12により外周が覆われた時計モジュール4(機器モジュール)が配置されている。この時計モジュール4及びハウジング12と腕時計ケース1との間には、内部緩衝部材5及びクッション材6が設けられている。
The
腕時計ケース1は、図2及び図3に示すように、硬質の合成樹脂からなるケース本体7と、このケース本体7の上部側外周面に設けられた2層構造のベゼル8とを備えている。ケース本体7には、金属製の補強部材7aが内側上部から内部に向けて突出した状態でインサート成形によって設けられている。また、ベゼル8は、ケース本体7の外周面に設けられた内側ベゼル8aと、この内側ベゼル8aの外表面に設けられた外側ベゼル8bとで構成されている。
ここで、内側ベゼル8aは、アルファゲル(登録商標)により形成され、外側ベゼル8bは、硬質の弾性体、例えば、ウレタン樹脂によって形成されている。アルファゲルについては、後に詳述する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
Here, the
この腕時計ケース1における12時側及び6時側の各側部には、図1及び図2に示すように、時計バンド9を取り付けるためのバンド取付部10が設けられている。更に、この腕時計ケース1における3時側及び9時側の各側部には、ユーザからの外部操作を受け付けるための押釦スイッチ11(操作部)が2つずつ設けられている。この押釦スイッチ11は、例えば、SUS(ステンレス鋼)により形成されている。また、この押釦スイッチ11は、各々その先端部に外部緩衝部材21を備えている。この外部緩衝部材21は、粘弾性体であり、好ましくは、アルファゲルが用いられる。外部緩衝部材21については、後に詳述する。外部緩衝部材21は、押釦スイッチ11に接着剤を用いて接着されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, a
ハウジング12は、硬質の合成樹脂からなる。このハウジング12の上部には、時刻などの情報を電気光学的に表示する表示パネル13が設けられている。この表示パネル13は、液晶表示素子やEL(エレクトロルミネッセンス)表示素子などの平面型の表示素子で構成されている。
The
図4は、図1及び図2の矢視C−Cにおける断面図である。
時計モジュール4には、表示パネル13を駆動するための電子回路部4aや、時計機能に必要な各種の電子部品4bが組み込まれている。また、ハウジング12の側面には、時計モジュール4と外部とを接続する2つの端子部材11cが設けられている。一の端子部材11cには、2つの押釦スイッチ11によりそれぞれ押し込み操作される端子板11bが接続されている。
4 is a cross-sectional view taken along the line CC in FIGS. 1 and 2.
The
この時計モジュール4は、図2及び図3に示すように、その外周を覆うハウジング12の外周面に、後述する押え部材15を介して内部緩衝部材5が被せられた状態で腕時計ケース1の内部に収納されている。また、この時計モジュール4の下面では、クッション材6が押え板14によって押さえられた状態になっており、これらのクッション材6及び押え板14は、更に、裏蓋3によって腕時計ケース1の内部に押し付けられて配置されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
クッション材6は、ゴムなどの弾性材料からなり、平板状に形成されている。
押え部材15は、ポリアセタール(POM)などの硬質の合成樹脂又は金属からなり、時計モジュール4のハウジング12の上面における周縁部上に配置されるリング状部15aと、ハウジング12の外周面に配置される筒状部15bとを有し、これらが一体に形成された構成になっている。
The
The holding
この押え部材15は、腕時計ケース1が外部から衝撃を受けた際に、その衝撃を全体で受け止めて時計モジュール4の一部分に衝撃力が集中するのを緩和する緩和機能を備えている。また、この押え部材15には、腕時計ケース1の所定位置に対する位置決め用の突起又は凹部(いずれも図示せず)がその内周面に設けられている。押え部材15は、この突起又は凹部により、腕時計ケース1内において時計モジュール4が水平方向に回転するのを防止し、腕時計ケース1に対する時計モジュール4の位置決めを行う位置決め機能も併せて備える。
The
図5は、時計モジュール4及び内部緩衝部材5の斜視図である。
押え部材15の筒状部15bにおける3時側と9時側とには、図1及び図5に示すように、複数の押釦スイッチ11の各軸部11aが挿入された際の逃げとなる切欠部15cが設けられている。押え部材15の上面に位置するリング状部15aの中央部には、図2及び図3に示すように、表示用の開口部15dが表示パネル13に対応して設けられている。表示パネル13は、その上面が押え部材15の上面と同一平面で、この開口部15dから上方に露呈するように配置されている。
FIG. 5 is a perspective view of the
As shown in FIGS. 1 and 5, the
内部緩衝部材5は、図2〜図5に示すように、時計モジュール4のハウジング12の外周面に配置された押え部材15と腕時計ケース1の内周面との間に配置されている。この内部緩衝部材5は、粘弾性体によって形成されており、好ましくは、アルファゲルが用いられる。
As shown in FIGS. 2 to 5, the
ここで、アルファゲルについて説明する。
内側ベゼル8a、外部緩衝部材21、及び、内部緩衝部材5に用いられるアルファゲルは、シリコーンを主成分としたゲル状樹脂素材であり、例えば、シリコーンゲルに、充填材であるフィラーを配合してなるシート状のものである。この場合、フィラーは、例えば、シリコーンゲルの100重量部に対して1〜3重量部の合成樹脂の外殻を有する微小中空体、および10〜30重量部のシリカからなる。また、このゲル状素材の硬さは、アスカーC硬度が15〜60であり、その厚みは、例えば、0.5〜2.0mm程度である。このゲル状素材を衝撃緩衝材として用いない場合の衝撃加速度に対してゲル状素材を衝撃緩衝材として用いた場合の衝撃加速度の減少率を示す衝撃緩衝率は、70%以上ある。
Here, the alpha gel will be described.
The alpha gel used for the
図6は、腕時計100(近似的に剛体と見做せるもの)に接着されたアルファゲル(粘弾性体)及びウレタン樹脂(弾性体)に外力を加えた場合に腕時計100にかかる加速度の特性を示す模式図である。図6(a)は、アルファゲル又はウレタン樹脂に外力として撃力(ここでは、水平面への落下衝撃)が加えられた場合に、アルファゲル又はウレタン樹脂が接着された腕時計100にかかる衝撃加速度(外力)の時間変化を示す模式図である。また、図6(b)は、アルファゲル又はウレタン樹脂に調和振動を与えた場合に接着された腕時計100に伝わる加速度の伝達率の周波数特性を示す模式図である。
FIG. 6 shows the characteristics of acceleration applied to the
通常、剛体的なものが剛体面に直接落下した際の衝撃力は、極めて短時間で落下速度から0又は上向きの速度に変化することで、デルタ関数的な非常に大きい値となる。これに対し、図6(a)に示すように、ウレタン樹脂のような弾性体が落下面と接触する場合には、破線Uで示されるように、ウレタン樹脂の垂直方向への変形量、即ち収縮距離に対応する反発力が生じ、上向き加速度が徐々に増加して腕時計100が減速される。そして、ステンレス板及びウレタン樹脂は、その速度が下向きから上向きに転じて跳ね返される。従って、この場合に腕時計100にかかる衝撃加速度は、ウレタン樹脂が落下面に接触してから、収縮及び反発して再び落下面から離れるまでの間に亘って分布する波形となり、衝撃加速度のピーク値は、腕時計100が直接落下した場合と比較して大きく低下する。
Usually, the impact force when a rigid object falls directly on a rigid surface changes from a falling speed to 0 or an upward speed in a very short time, and becomes a very large value like a delta function. On the other hand, as shown in FIG. 6A, when an elastic body such as a urethane resin comes into contact with the dropping surface, as shown by a broken line U, the deformation amount of the urethane resin in the vertical direction, that is, A repulsive force corresponding to the contraction distance is generated, the upward acceleration is gradually increased, and the
一方、アルファゲルのような粘弾性体が落下面と接触する場合には、図6(a)の実線Fに示すように、弾性体を用いた場合と比較して、ステンレス板にかかる力の増加が遅れ、また、そのピーク値が低い。即ち、アルファゲルの弾性定数は、ウレタン樹脂弾性体と比較して弾性定数が低い。一般的に、アルファゲルなどのゲル状粘弾性体は、弾性体と比較して、遥かに弾性定数が小さい(ヤング率で2〜4桁程度)。また、弾性定数の低い弾性体を用いる場合には、衝撃の際に生じる大きな歪みが弾性限界を超えないように弾性定数に対応する厚さが必要となる。これに対して、アルファゲルは、落下面から上向きの力を受けると、この落下面からの衝撃力と腕時計100の慣性力とにより両側から圧縮されて変形するが、このとき、落下面から受ける仕事量及びステンレス板から受け取った運動エネルギーを急速且つ効率的に熱エネルギーに変換して放出する。即ち、アルファゲルは、先ず、腕時計100を粘性抵抗で減速させることでその運動エネルギーを急激に減衰させる。また、アルファゲルの圧縮変形に伴う弾性力の増加は、腕時計100の減速による変形速度の低下と緩和時間の経過とにより鈍化する。その結果、運動エネルギーから弾性エネルギーへの変換は、少量に抑えられて、腕時計100は、垂直上向きに跳ね返ることなく素早く停止することになる。このような変化により、落下の衝撃に際し、薄いアルファゲルの層を介して腕時計100へ伝達される上向き加速度のピーク値が減少し、また、腕時計100の運動エネルギーが速やかにゼロとなる。
このような一連の過程において、最適な加速度のピーク値を設定するために、アルファゲルの厚さ、アルファゲルの接着範囲、及び、アルファゲルの材質を公知の技術に基づいて適宜調整することが出来る。
On the other hand, when a viscoelastic body such as alpha gel comes into contact with the falling surface, as shown by a solid line F in FIG. The increase is delayed and its peak value is low. That is, the elastic constant of alpha gel is lower than that of the urethane resin elastic body. In general, a gel-like viscoelastic body such as alpha gel has a much smaller elastic constant (about 2 to 4 digits in Young's modulus) than an elastic body. When an elastic body having a low elastic constant is used, a thickness corresponding to the elastic constant is required so that a large strain generated upon impact does not exceed the elastic limit. In contrast, when alpha gel receives an upward force from the drop surface, it is compressed and deformed from both sides by the impact force from the drop surface and the inertial force of the
In such a series of processes, in order to set an optimum acceleration peak value, the thickness of the alpha gel, the adhesion range of the alpha gel, and the material of the alpha gel can be appropriately adjusted based on a known technique. I can do it.
次に、図6(b)には、腕時計100に接着されたウレタン樹脂(弾性ゴム)及びアルファゲル粘弾性体に様々な周波数の調和振動を加えた場合の振動周波数を横軸に示し、ウレタン樹脂及びアルファゲルに加える振動加速度に対する腕時計100にかかる振動加速度の比を表す応答倍率(振動伝達率)を縦軸に示す。振動周波数が0の場合には、応答倍率は0dB、つまり1倍(振動伝達率が1)であり、腕時計100に直接加速度を加えた場合と、ウレタン樹脂及びアルファゲルを介して加速度を加えた場合とで、腕時計100に加わる加速度が等しい。応答倍率は、ウレタン樹脂(破線U)及びアルファゲル(実線F)のいずれの場合にも振動周波数が上昇するにつれて徐々に上昇し、やがてピーク値を示す。このピーク値を示す周波数は、ウレタン樹脂又はアルファゲルの弾性定数と、腕時計100の質量とにより定まる固有振動数(共振周波数)である。振動周波数が更に上昇すると、今度は応答倍率が低下し、所定の値(固有振動数の√2倍)より振動周波数が大きくなると、それぞれ応答倍率が0dBより小さくなる。即ち、ウレタン樹脂及びアルファゲルに加えられた加速度は、振動周波数が固有振動数から外れる程、ウレタン樹脂及びアルファゲルによってより効率的に吸収されて熱に変換される。そして、腕時計100にかかる加速度は、ウレタン樹脂及びアルファゲルに加えられた加速度よりも小さくなっていく。
Next, in FIG. 6 (b), the horizontal axis indicates the vibration frequency when harmonic vibrations of various frequencies are applied to the urethane resin (elastic rubber) and the alpha gel viscoelastic body bonded to the
ここで、図6(b)に示すように、上記した弾性定数の違いに基づき、ウレタン樹脂を用いた場合の固有振動数よりアルファゲルを用いた場合の固有振動数の方が低い。従って、応答倍率が0dBより小さくなる防振効果領域もアルファゲルを用いた場合の方が小さい周波数から現れる。具体的には、腕時計100に利用可能な本実施形態のアルファゲルの防振効果領域は、約140Hz以上(固有振動数が100Hz)である。ここで、時計モジュール4に係る電子部品や駆動回路の構成部品は、当該周波数以上の高周波数振動により故障、騒音や電磁ノイズが生じやすくなる。従って、アルファゲルのような粘弾性体を用いることによって、時計モジュール4に係る電子部品や駆動回路の構成部品の故障、騒音や電磁ノイズを誘発するこれら高周波数振動をより効率的に除去することができる。
なお、この防振効果領域、即ち、固有振動数の設定は、時計モジュール4に含まれる電子部品の点数が少ない場合や問題となる部品が少ない場合などは、上記設定値よりも高く設定することが可能である。
Here, as shown in FIG. 6B, the natural frequency when alpha gel is used is lower than the natural frequency when urethane resin is used, based on the difference in elastic constant described above. Therefore, the anti-vibration effect region in which the response magnification is smaller than 0 dB also appears from a smaller frequency when alpha gel is used. Specifically, the anti-vibration effect region of the alpha gel of the present embodiment that can be used for the
The anti-vibration effect area, that is, the natural frequency is set higher than the above set value when the number of electronic parts included in the
次に、アルファゲルを用いた内部緩衝部材5及び外部緩衝部材21について、詳しく説明する。
Next, the
先ず、本実施形態の内部緩衝部材5としては、図2及び図3に示すように、押え部材15の外周面における所定箇所に配置された第1のアルファゲル部16と、この第1のアルファゲル部16の箇所を除いて、押え部材15の外周面における他の所定箇所に配置された第2のアルファゲル部17と、押え部材15の開口部15dから露呈した表示パネル13の上面の周縁部に配置された第3のアルファゲル部18とを有し、これらが一体に形成された構成になっている。
First, as shown in FIGS. 2 and 3, the
第1のアルファゲル部16は、図2〜図5に示すように、押え部材15のリング状部15aの上面に配置された上面部16aと、押え部材15の筒状部15bの外周面における所定箇所に配置された複数の側面部16bとを有している。また、上面部16aの円周方向両隣には、図5に示すように、波形状の補助緩衝部16cが放射状に設けられている。
As shown in FIGS. 2 to 5, the first
この補助緩衝部16cは、図2に示すように、上面部16aの厚みよりも薄い肉厚で波形状に形成され、その高さが第1のアルファゲル部16の上面部16aの厚みと略同一で形成されている。これにより、補助緩衝部16cは、押え部材15の上面と腕時計ケース1の補強部材7aの下面との間に挟まれ、この状態で補強部材7aによって押圧されると、第1のアルファゲル部16の上面部16aの変形に伴って、先ず、波形状が弾力的に潰れるように弾性変形した後に、更に、圧縮変形する構成になっている。
As shown in FIG. 2, the
また、第1のアルファゲル部16の側面部16bには、図4および図5に示すように、補助緩衝突起部16dが上下方向に設けられている。この補助緩衝突起部16dは、図4に示すように、押え部材15の筒状部15bの外周面における所定箇所である1時、5時、7時、11時の各付近に対応する箇所に設けられている。この補助緩衝突起部16dは、図4に示すように、その先端面が腕時計ケース1の内周面に接触することにより、第1のアルファゲル部16の側面部16bを腕時計ケース1の内周面から弾力的に離すように構成されている。
Further, as shown in FIGS. 4 and 5,
また、この補助緩衝突起部16dは、先端面が後述する第2のアルファゲル部17の外面と略同一の円周上に位置するように形成されている。これにより、第1のアルファゲル部16の側面部16bは、補助緩衝突起部16dが腕時計ケース1の内周面によって押圧されると、第2のアルファゲル部17と共に形状が変化して腕時計ケース1の内周面に弾接するように構成されている。
Further, the
第2のアルファゲル部17は、図4、図5に示すように、押え部材15における12時、3時、6時、9時の各箇所に配置されている。この第2のアルファゲル部17は、図2、図5に示すように、押え部材15のリング状部15aの上面に配置された上片部17aと、押え部材15の筒状部15bの外面に配置された側片部17bとを有した構成になっている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the second
第2のアルファゲル部17の上片部17aは、図2、図3に示すように、第1のアルファゲル部16における上面部16aとほぼ同じ厚みで形成されている。また、この第2のアルファゲル部17の側片部17bは、図4に示すように、第1のアルファゲル部16における側面部16bの厚みよりも厚く形成されている。
The
第3のアルファゲル部18は、図5に示すように、時計モジュール4の表示パネル13に対応するほぼ四角形の枠状に形成され、図2及び図3に示すように、その外周部が第1のアルファゲル部16の上面部16aにおける内周部に連結されている。これにより、第3のアルファゲル部18は、押え部材15のリング状部15aに設けられた表示用の開口部15dの上面における周縁部と、押え部材15の開口部15dから露呈した表示パネル13の上面における周縁部との双方に跨った状態で配置されている。
As shown in FIG. 5, the third
この第3のアルファゲル部18は、図2及び図3に示すように、その周縁部が表示パネル13の上面における周縁を押える見切り部18aに形成されている。この第3のアルファゲル部18は、その厚みが第1のアルファゲル部16における上面部16aの厚みよりも、腕時計ケース1の補強部材7aの厚み分だけ、厚く形成されている。また、この第3のアルファゲル部18は、腕時計ケース1のケース本体7の内周面よりも内側に配置され、この状態で時計ガラス2を通して外部から見えるように構成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the third
このような構成により、第1〜第3のアルファゲル部16〜18は、衝撃が外部から腕時計ケース1に加わった際に、先ず、衝撃力に応じて形状変化するとともに、形状変化の際に運動エネルギーを熱エネルギーに変換することで時計モジュール4に伝達される反発力を低減させる。そして、その後、第1〜第3のアルファゲル部16〜18は、徐々に元の形状に戻る。従って、弾性力による減衰振動も抑えることができる。
With such a configuration, when the impact is applied to the
次に、本実施形態の外部緩衝部材21の配置について詳しく説明する。
Next, the arrangement of the
図7は、本実施形態の押釦スイッチ11の形状を示す側面図である。
FIG. 7 is a side view showing the shape of the
押釦スイッチ11は、円盤状の形状をしており、円盤の中心から細い円柱状の軸部11aが伸びている。軸部11aは、その周囲にばねを備えている。このばねは、押釦スイッチ11が押下されたときに押釦スイッチ11を元の位置へ戻すためのものであり、押釦スイッチ11が押下された際には、軸部11aを押し返すと共に、腕時計100の内部でもその中心方向に同等の力をかけることになる。押釦スイッチ11の押圧面には、更に、球冠状に外部緩衝部材21が設けられている。この外部緩衝部材21は、接着剤を用いて押釦スイッチ11に接着される。本実施形態の外部緩衝部材21の厚さは、球冠の頂上部分から押釦スイッチ11の押圧面まで0.5mm以上2.0mm以下に設定され、例えば、1.0mmである。
なお押釦スイッチ11の押圧面は、平面であっても良いし、若干の凹凸を含むものとしても良い。
The
The pressing surface of the
この0.5mm及び2.0mmの値は、腕時計100の質量及び外部緩衝部材21に用いられるアルファゲルの弾性定数の値に基づき、ユーザの操作性などを加味して設定される値である。本実施形態の腕時計100では、緩衝機能を発揮するのに必要な最短の厚みが0.5mmであり、操作機能を阻害しない厚みが2.0mmである。外部緩衝部材21が薄すぎると必要な緩衝機能が得られずに、落下時に時計モジュール4に過重な負荷がかかる。一方、外部緩衝部材21が厚過ぎると、ユーザが押釦スイッチ11を押下する際の抵抗となって、快適且つ確実な操作に支障を来たすことになる。そこで、例えば、機能性を重視するシンプルな腕時計では、外部緩衝部材21を最も薄い0.5mmとし、デザイン性を重視する腕時計では、外部緩衝部材21を厚めに1.5mmなどに設定することができる。アルファゲルは、透明であり、また、種々の色に着色することも可能である。
The values of 0.5 mm and 2.0 mm are values set in consideration of user operability and the like based on the mass of the
図8は、図5において示した断面図のうち、一の押釦スイッチ11の部分を拡大して示した図である。
FIG. 8 is an enlarged view of a portion of one
押釦スイッチ11の押圧面は、腕時計ケース1の外周面よりも0.5mm低い位置に設けられている。従って、押釦スイッチ11の押圧面上に設けられた厚さ1.0mmの外部緩衝部材21は、腕時計ケース1の外周面よりも0.5mm低い位置から0.5mm高い位置に亘って設けられている。
The pressing surface of the
このように押釦スイッチ11の押圧面に外部緩衝部材21が配置されることにより、衝突などにより外部緩衝部材21に瞬間的に大きな力がかかる場合であっても、外部緩衝部材21は、運動エネルギーを十分に吸収することが出来る。従って、押釦スイッチ11自体には過重な負荷がかかることは無く、押釦スイッチ11の破損や時計モジュール4の故障を防ぐことが出来る。
By arranging the
また、外部緩衝材21に振動がかかった場合でも、外部緩衝材21の固有振動数を低くすることで内部に振動が伝わるのを防ぎ、電子部品や駆動回路の破損や故障の発生を抑えることができる。
Further, even when vibration is applied to the
また、外部緩衝材21としてシリコーン樹脂にフィラーを加えたアルファゲルを用いることで、衝撃緩衝率を70%とすることができるので、外部から受けた衝撃加速度を大きく低減し、また、弾性力による跳ね返りを抑えることができる。
Further, by using alpha gel obtained by adding a filler to silicone resin as the
また、押釦スイッチ11の押圧面を腕時計ケース1の外面より内部に配置し、押釦スイッチ11の押圧面に設けられた外部緩衝部材21の上部を腕時計ケース1の外面より外側に配置することで、従来どおり押釦スイッチ11の衝撃による故障を防ぎながら操作性を向上させることが出来る。
Further, by disposing the pressing surface of the
[変形例1]
次に、本実施形態の腕時計100における押釦スイッチ11の押圧面に設けられた外部緩衝部材21の配置の変形例1について説明する。
図9は、変形例1の押釦スイッチ11における押圧面の平面図及び押釦スイッチ11の側面図である。
[Modification 1]
Next, a modified example 1 of the arrangement of the
FIG. 9 is a plan view of a pressing surface and a side view of the
変形例1の押釦スイッチ11は、上記実施の形態の押釦スイッチ11と同一であり、その押圧面に設けられた外部緩衝部材21aの配置のみが異なる。
The
図9(a)に示すように、変形例1の押釦スイッチ11の押圧面に設けられた外部緩衝部材21aは、複数個所に個別の突起部を形成するように配置されている。具体的には、外部緩衝部材21aに係るこれらの突起部は、それぞれ、押圧面の縁をなす円周に内接するように90度毎に4個設けられている。外部緩衝部材21aにおけるこれら4個の突起部は、図9(b)に示すように、各々、厚さ0.55mmに形成されている。
As shown in FIG. 9A, the
このように、変形例1の外部緩衝部材21の配置を備えた押釦スイッチ11は、押圧面の中央部には外部緩衝部材21aが設けられないので、ユーザが指先や指の腹で押釦スイッチ11を押下する操作を行う際に、余分な力を必要とせず快適に操作可能な一方で、押圧面の周縁部に設けられた0.5mm以上の厚さを有する外部緩衝部材21aにより十分な衝撃緩衝効果を得ることができるので、衝撃による押釦スイッチ11の損傷及び時計モジュール4の故障から腕時計100を保護することが出来る。
なお、上記変形例1では、4個が個別に設けられた外部緩衝部材21aを例に挙げたが、突起部の数は他の個数であっても良いし、中央部に孔部を設けた円環状に外部緩衝部材21aを形成することとしても良い。
As described above, the
In the first modification, the four
[変形例2]
上記実施の形態では、押釦スイッチについて説明したが、アナログ時計に用いられるリュウズについても同様に外部緩衝部材を設けることが出来る。
図10は、変形例2の腕時計100に設けられたリュウズ40の断面図を示す。
[Modification 2]
Although the push button switch has been described in the above embodiment, an external cushioning member can be similarly provided for a crown used in an analog timepiece.
FIG. 10 is a cross-sectional view of the
リュウズ40は、細い円柱状の軸部40aにこの軸部40aよりも太い略円柱状の端部40bが接続された形状となっている。ユーザは、この端部40bを腕時計ケース1の外周部から更に外側へ引き出し、それから、リュウズ40を回転させることで時刻データなどの修正を行う。端部40bの側面には、図示略の溝や凹凸が設けられて、ユーザがリュウズ40を摘まんで操作を行いやすいように形成されている。
The
変形例2の腕時計100に設けられたリュウズ40には、端部40bの上部及び側面にそれぞれ個別に外部緩衝部材21bが設けられている。これらの外部緩衝部材21bは、それぞれ、高さが0.5mm以上の球冠状に形成されている。また、例えば、端部40bの上面と側面とをなす角の部分に環状の外部緩衝部材21bを設けることとしても良い。
In the
このように、変形例2の腕時計100において、リュウズ40の端部40bに外部緩衝部材21bを接着することで、押釦スイッチと同様に操作に用いられるリュウズ40が折れたり曲がったりするといった損傷、及び、リュウズ40に接続された内部の時計モジュール4を落下などの衝撃から保護することが出来る。また、端部40bの側面に設けられた外部緩衝部材21bは、ユーザがリュウズ40を回転操作する際の滑り止めとしての効果も備える。
As described above, in the
[変形例3]
次に、本実施形態の腕時計100における押釦スイッチ11の押圧面に設けられた外部緩衝部材の配置の変形例3について説明する。
図11は、変形例3の押釦スイッチ11の側面図である。
[Modification 3]
Next, a third modification of the arrangement of the external cushioning member provided on the pressing surface of the
FIG. 11 is a side view of the
変形例3の押釦スイッチ11は、上記実施の形態の押釦スイッチ11と同一であり、その押圧面に設けられた外部緩衝部材21cの形状配置のみが異なる。
The
変形例3の押釦スイッチ11の端部に設けられた外部緩衝部材21cは、薄膜状に押圧面の略全面を覆うと共に、複数個所に離散的に突起部が配置されている。これらの突起部の配置は、例えば、変形例1における突起部の配置と同一である。外部緩衝部材21cにおいて、例えば、薄膜の厚さと薄膜上の突起部の高さがそれぞれ0.5mmに形成されている。
The external shock-absorbing
このように、薄膜と突起部とを組み合わせて外部緩衝部材21cを配置することで、衝撃緩衝機能を確保しながらデザイン性や触感などの多様性に配慮した押釦スイッチ11とすることができる。
In this way, by arranging the
[変形例4]
次に、本実施形態の腕時計100における押釦スイッチ11の端部に設けられた外部緩衝部材の配置の変形例4について説明する。
図12は、変形例4の押釦スイッチ11を備えた腕時計100において、図1及び図2の矢視C−Cにおける断面を示す図である。
[Modification 4]
Next, a fourth modification of the arrangement of the external cushioning member provided at the end of the
FIG. 12 is a view showing a cross section taken along the line CC of FIGS. 1 and 2 in the
この変形例4の腕時計100では、3時方向の2個の押釦スイッチ11のみが設けられている。この変形例4の腕時計100において、3時前方向の押釦スイッチ11は、例えば、腕時計100の表示画面の表示内容の切り替えに係るモードの切替に用いられる。一方、3時過ぎ方向の押釦スイッチ11は、例えば、ストップウォッチ機能における計測開始や終了の操作に用いられる。
In the
ここで、3時前の方向の押釦スイッチ11には、押圧面に上記実施の形態と同一の外部緩衝部材21が設けられているのに対し、3時過ぎの方向の押釦スイッチ11には、その押圧面に上記変形例1の外部緩衝部材21aが設けられている。
更に、3時過ぎの方向の押釦スイッチ11の押圧面に設けられた外部緩衝部材21aは、3時前方向の押釦スイッチ11の押圧面に設けられた外部緩衝部材21よりも弾性定数が高い、即ち、硬く形成されたものとしても良い。
Here, the
Furthermore, the
このように、変形例4の外部緩衝部材の配置を備えた腕時計100によれば、押釦スイッチ11及び内部の時計モジュール4を衝撃から保護しつつ、押釦スイッチ11の用途に合わせて外部緩衝部材21が適切な形状で設けられている。具体的には、機能の切り替えといった、タイミングの正確性が要求されず、ゆっくり確実に押下される押釦スイッチ11に対しては、押釦スイッチ11の押圧面全体を覆う形状の外部緩衝部材21を設けることで、均一な操作感をユーザに与える。また、弾性定数の低い外部緩衝部材21を用いることで、更に操作性を改善することが出来る。一方、操作のタイミングが重要な押釦スイッチ11に対しては、押釦スイッチ11の押圧面中央に外部緩衝部材21を設けない部分を設けることで、ユーザは、外部緩衝部材21の抵抗無しに反応良く押釦スイッチ11の操作を行うことが出来る。また、弾性定数の高い外部緩衝部材21を用いることで、更に操作の反応を改善することができる。
As described above, according to the
なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。
例えば、上記実施の形態では、デジタル電子時計を例に挙げて説明したが、これに限られない。例えば、指針及び指針の駆動機構を備えたアナログ電子時計であっても良い。アナログ電子時計に本発明を適用することで、電子部品や駆動回路の故障防止と共に、針飛びや指針の損傷を防ぐことも出来る。
また、腕時計に限らず、血圧計や歩数計などの他の腕装着型電子機器や、押ボタンを備えた携帯型装置に対して同様に用いることが出来る。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made.
For example, in the above embodiment, the digital electronic timepiece has been described as an example, but the present invention is not limited to this. For example, an analog electronic timepiece having a pointer and a pointer driving mechanism may be used. By applying the present invention to an analog electronic timepiece, it is possible to prevent the jumping of hands and the damage of hands as well as the failure of electronic components and drive circuits.
Further, the present invention is not limited to a wristwatch, and can be similarly used for other arm-mounted electronic devices such as a sphygmomanometer and a pedometer, and a portable device provided with a push button.
また、上記実施の形態に係る説明では、腕時計100の側面部に押釦スイッチが設けられた構成を示したが、これに限られない。例えば、前面の表示パネル下部に押釦スイッチが設けられているような電子機器の押釦スイッチに対しても適用可能である。
In the description of the above embodiment, the configuration in which the push button switch is provided on the side surface portion of the
また、上記実施の形態に係る説明では、弾性体の例としてウレタン樹脂を挙げ、粘弾性体の例としてアルファゲルを挙げたが、多くの高分子プラスチック素材には、粘弾性の性質が含まれる。本発明に係る粘弾性体としては、粘性的な性質が弾性的な性質よりも強いものが利用可能であり、即ち、例えば、衝撃緩衝率が50%以上となるものを用いることが出来る。
その他、上記実施の形態で示した具体的な構造、配置や制御の順番などは、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
In the description of the above embodiment, urethane resin is given as an example of the elastic body, and alpha gel is given as an example of the viscoelastic body. However, many polymer plastic materials include viscoelastic properties. . As the viscoelastic body according to the present invention, those having a viscous property stronger than the elastic property can be used. That is, for example, a material having an impact buffering rate of 50% or more can be used.
In addition, the specific structure, arrangement, control order, and the like shown in the above embodiment can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む。
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
Although several embodiments of the present invention have been described, the scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, but includes the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.
The invention described in the scope of claims attached to the application of this application will be added below. The item numbers of the claims described in the appendix are as set forth in the claims attached to the application of this application.
[付記]
<請求項1>
機器モジュールと、
当該機器モジュールを収納する外装部と、
前記外装部の内外を繋いで設けられ、外部操作を前記機器モジュールに伝達する操作部と、
前記機器モジュールが収納された前記外装部の開口部を封じる閉塞部材と、
前記操作部における前記外装部の外側の端部に設けられた外部緩衝部材とを備え、
前記外部緩衝部材には、
外部から前記操作部に衝撃が加えられた際に、当該衝撃の大きさに応じた形状変化に伴い運動エネルギーを熱エネルギーに変換することで、前記操作部及び前記機器モジュールに伝達される前記衝撃を低減させると共に、前記形状変化に伴う前記運動エネルギーから弾性エネルギーへの変換を低減させて前記操作部及び前記機器モジュールに対する弾性力を速やかに低減させる粘弾性体が用いられていることを特徴とする電子機器の衝撃緩衝構造。
<請求項2>
前記操作部に前記外部緩衝部材を介して外部から衝撃を与えた場合に前記操作部にかかる衝撃加速度は、当該操作部に前記外部緩衝部材無しで外部から前記衝撃を与えた場合に前記操作部にかかる衝撃加速度に比して30%以下であり、
当該外部緩衝部材は、前記衝撃の一部を熱に変換して吸収及び発散させると共に、前記衝撃の残りを遅延及び分散させて前記操作部に伝えることを特徴とする請求項1に記載の電子機器の衝撃緩衝構造。
<請求項3>
前記外部緩衝部材に用いられる粘弾性体は、電子機器の重量に基づき、前記機器モジュールを構成する電子部品の破損に係る予め設定された振動周波数よりも固有振動数が低くなるように材質が選択されていることを特徴とする請求項1に記載の電子機器の衝撃緩衝構造。
<請求項4>
前記外部緩衝部材は、シリコーン樹脂を主成分とした樹脂素材であることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の電子機器の衝撃緩衝構造。
<請求項5>
前記操作部は、押釦スイッチであり、前記外部緩衝部材は、当該押釦スイッチの押圧面に設けられていることを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の電子機器の衝撃緩衝構造。
<請求項6>
前記押釦スイッチの押圧面に設けられた前記外部緩衝部材は、当該押圧面の周縁部に設けられていることを特徴とする請求項5に記載の電子機器の衝撃緩衝構造。
<請求項7>
前記押釦スイッチの押圧面に設けられた前記外部緩衝部材は、一又は複数の突起部を含む形状であることを特徴とする請求項5又は6に記載の電子機器の衝撃緩衝構造。
<請求項8>
前記押釦スイッチは、その押圧面が前記外装部の外面よりも内側に位置し、且つ、当該押釦スイッチの押圧面に設けられた前記外部緩衝部材の上部が前記外装部の外面よりも外側に位置するように配置されていることを特徴とする請求項5〜7の何れか一項に記載の電子機器の衝撃緩衝構造。
<請求項9>
前記外部緩衝部材は、複数箇所に離散的に設けられ、当該複数箇所において各々異なる形状で形成されていることを特徴とする請求項1〜8の何れか一項に記載の電子機器の衝撃緩衝構造。
<請求項10>
前記外部緩衝部材は、複数箇所に離散的に設けられ、当該複数箇所において各々異なる硬度で形成されていることを特徴とする請求項1〜9の何れか一項に記載の電子機器の衝撃緩衝構造。
[Appendix]
<Claim 1>
An equipment module;
An exterior part for storing the device module;
An operation unit that is provided by connecting the inside and outside of the exterior unit, and transmits an external operation to the device module;
A closing member for sealing the opening of the exterior part in which the device module is stored;
An external cushioning member provided at an outer end of the exterior part in the operation part,
In the external buffer member,
When an impact is applied to the operation unit from the outside, the impact transmitted to the operation unit and the device module by converting kinetic energy into thermal energy in accordance with a shape change corresponding to the magnitude of the impact. And a viscoelastic body that reduces the conversion from the kinetic energy to the elastic energy accompanying the shape change and quickly reduces the elastic force on the operation unit and the device module is used. Shock absorbing structure for electronic equipment.
<Claim 2>
The impact acceleration applied to the operation unit when an impact is applied to the operation unit from the outside via the external buffer member is the operation unit when the impact is applied to the operation unit from the outside without the external buffer member. 30% or less compared to the impact acceleration applied to the
2. The electron according to
<Claim 3>
The material of the viscoelastic body used for the external cushioning member is selected based on the weight of the electronic device so that the natural frequency is lower than a preset vibration frequency related to breakage of the electronic components constituting the device module. The shock-absorbing structure for an electronic device according to
<Claim 4>
The impact buffering structure for an electronic device according to any one of
<Claim 5>
The shock absorber for an electronic device according to any one of
<Claim 6>
6. The shock absorbing structure for an electronic device according to
<Claim 7>
The shock absorbing structure for an electronic device according to
<Claim 8>
The push button switch has a pressing surface located inside the outer surface of the exterior portion, and an upper portion of the external buffer member provided on the pressing surface of the push button switch is located outside the outer surface of the exterior portion. The shock-absorbing structure for an electronic device according to any one of
<Claim 9>
The impact buffering of an electronic device according to any one of
<Claim 10>
The impact buffering of an electronic device according to any one of
1 腕時計ケース
2 時計ガラス
2a パッキン
3 裏蓋
3a 防水リング
4 時計モジュール
4a 電子回路部
4b 電子部品
5 内部緩衝部材
6 クッション材
7 ケース本体
7a 補強部材
8 ベゼル
8a 内側ベゼル
8b 外側ベゼル
9 時計バンド
10 バンド取付部
11 押釦スイッチ
11a 軸部
11b 端子板
11c 端子部材
12 ハウジング
13 表示パネル
14 押え板
15 押え部材
15a リング状部
15b 筒状部
15c 切欠部
15d 開口部
16 第1のアルファゲル部
16a 上面部
16b 側面部
16c 補助緩衝部
16d 補助緩衝突起部
17 第2のアルファゲル部
17a 上片部
17b 側片部
18 第3のアルファゲル部
18a 見切り部
21、21a〜21c 外部緩衝部材
40 リュウズ
40a 軸部
40b 端部
100 腕時計
DESCRIPTION OF
Claims (10)
当該機器モジュールを収納する外装部と、
前記外装部の内外を繋いで設けられ、外部操作を前記機器モジュールに伝達する操作部と、
前記機器モジュールが収納された前記外装部の開口部を封じる閉塞部材と、
前記操作部における前記外装部の外側の端部に設けられた外部緩衝部材とを備え、
前記外部緩衝部材には、
外部から前記操作部に衝撃が加えられた際に、当該衝撃の大きさに応じた形状変化に伴い運動エネルギーを熱エネルギーに変換することで、前記操作部及び前記機器モジュールに伝達される前記衝撃を低減させると共に、前記形状変化に伴う前記運動エネルギーから弾性エネルギーへの変換を低減させて前記操作部及び前記機器モジュールに対する弾性力を速やかに低減させる粘弾性体が用いられていることを特徴とする電子機器の衝撃緩衝構造。 An equipment module;
An exterior part for storing the device module;
An operation unit that is provided by connecting the inside and outside of the exterior unit, and transmits an external operation to the device module;
A closing member for sealing the opening of the exterior part in which the device module is stored;
An external cushioning member provided at an outer end of the exterior part in the operation part,
In the external buffer member,
When an impact is applied to the operation unit from the outside, the impact transmitted to the operation unit and the device module by converting kinetic energy into thermal energy in accordance with a shape change corresponding to the magnitude of the impact. And a viscoelastic body that reduces the conversion from the kinetic energy to the elastic energy accompanying the shape change and quickly reduces the elastic force on the operation unit and the device module is used. Shock absorbing structure for electronic equipment.
当該外部緩衝部材は、前記衝撃の一部を熱に変換して吸収及び発散させると共に、前記衝撃の残りを遅延及び分散させて前記操作部に伝えることを特徴とする請求項1に記載の電子機器の衝撃緩衝構造。 The impact acceleration applied to the operation unit when an impact is applied to the operation unit from the outside via the external buffer member is the operation unit when the impact is applied to the operation unit from the outside without the external buffer member. 30% or less compared to the impact acceleration applied to the
2. The electron according to claim 1, wherein the external buffer member converts a part of the impact into heat to absorb and diverge, and transmits the remainder of the impact to the operation unit with delay and dispersion. Equipment shock absorbing structure.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2011176501A JP2013040805A (en) | 2011-08-12 | 2011-08-12 | Impact buffer structure of electronic apparatus |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017053831A (en) * | 2015-09-10 | 2017-03-16 | カシオ計算機株式会社 | Component protection device and timepiece |
-
2011
- 2011-08-12 JP JP2011176501A patent/JP2013040805A/en not_active Withdrawn
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