JP2014025797A - 電子時計 - Google Patents

Abstract

【課題】装着状態に関わらず、衝撃用圧電素子の動作安定性を確保できる電子時計を提供する。
【解決手段】開口部５ｂを有するとともに、内部にムーブメント２０が収納されるケース本体３と、開口部５ｂを閉塞する裏蓋４と、を有する電子時計１において、裏蓋４は、裏蓋本体５２と、裏蓋本体５２に対して上方に間隔をあけて配設された内側部材５１と、を備え、内側部材５１には、外部からの衝撃により振動することで、電気信号を出力する衝撃用圧電素子７１が配設されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子時計に関するものである。

従来から、内部にムーブメントが収納されるケース本体と、ケース本体の開口部を閉塞する裏蓋（裏蓋本体）と、を有する電子時計では、裏蓋本体に圧電素子が取り付けられ、この圧電素子を用いて例えばアラームやスイッチ操作等をブザー（電子音）により報知する報知機能を有する構成が知られている。
また、近時では、上述した報知機能に加え、時計自体を叩く（タップ）等して外部から衝撃が加わったときに圧電素子から電気信号を出力することで、ラップタイム計測等のスイッチ操作を行うことができるスイッチ機能を有したものも知られている。

ところで、上述した報知機能とスイッチ機能とを有する電子時計において、双方の機能を１枚の圧電素子で達成させる場合に、双方の機能を同時に作動させることができなかった。
そこで、例えば特許文献１には、裏蓋本体に配置された第１電極と、圧電素材を挟んで第１電極の反対側に形成された第２電極と、を有し、第２電極がブザー発生のための電極と、電子時計に加わる衝撃を検出するための電極と、に分割して形成された圧電素子の構成が記載されている。

特開昭６３−７９０９１号公報

上述した従来技術にあっては、圧電素子が裏蓋本体に直接取り付けられているため、電子時計を腕時計としてユーザが装着した場合、圧電素子と腕とが裏蓋本体を挟んで接触することになる。
この場合、腕時計はユーザによって装着状態（例えば、ベルトをきつく締めたり、緩く締めたり等）が異なり、この装着状態によって時計をタップしたときの圧電素子への衝撃の伝わり方が異なる。例えば、ベルトをきつく締めている場合には、時計（裏蓋本体）と腕との接触部分において衝撃（振動）が減衰されてしまうため、圧電素子まで衝撃が入力され難くなり、圧電素子の感度が低下する。
このように、従来の電子時計では装着状態による圧電素子の感度にばらつきが生じるという問題がある。

そこで、本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、装着状態に関わらず、衝撃用圧電素子の動作安定性を確保できる電子時計を提供するものである。

上述した課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明に係る電子時計は、ケース開口部を有するとともに、内部にムーブメントが収納されるケースと、前記ケース開口部を閉塞する裏蓋と、を有する電子時計において、前記裏蓋は、裏蓋本体と、前記裏蓋本体に対して前記ケース本体側に間隔をあけて配設された内側部材と、を備え、前記内側部材には、外部からの衝撃により振動することで、第１電気信号を出力する衝撃用圧電素子が配設されていることを特徴としている。

この構成によれば、裏蓋本体に対して離間した内側部材に衝撃用圧電素子を配設することで、例えばユーザの装着状態において、衝撃用圧電素子が腕等の装着部分から離間することになる。そのため、電子時計をタップしたとき等に外部から加えられた衝撃が衝撃用圧電素子に入力されるまでの間に、裏蓋本体と腕等との接触部分で減衰され難くなる。これにより、従来のように裏蓋本体に衝撃用圧電素子（及びブザー用圧電素子）を直接取り付ける場合に比べて、電子時計をタップしたときに衝撃用圧電素子に入力される衝撃の、電子時計の装着状態の違いによるばらつきを抑制できる。
したがって、電子時計に加えられた衝撃が衝撃用圧電素子に安定して入力されることになるので、電子時計に加えられた衝撃に応じて衝撃用圧電素子を安定して振動させることができる。よって、衝撃用圧電素子の振動によって出力される第１電気信号に基いて、スイッチ操作等の安定した動作が可能になる。
その結果、装着状態に関わらず、衝撃用圧電素子の動作安定性を確保できるので、高品質で信頼性の高い電子時計を提供できる。

また、前記裏蓋本体には、第２電気信号が入力されることで振動し、電子音を発生するブザー用圧電素子が配設されていることを特徴としている。
この構成によれば、衝撃用圧電素子とは別体のブザー用圧電素子を裏蓋本体に取り付けることで、衝撃用圧電素子とブザー用圧電素子とを独立して動作させることが可能になる。
そのため、例えばラップタイム計測等のスイッチ機能と、アラームやスイッチ操作等を報知する報知機能と、を同時に出力することが可能になり、利便性を向上できる。また、衝撃用圧電素子のスイッチ動作に伴う、ブザー用圧電素子の動作に時間差が生じることがないので、ユーザに与える違和感を解消できる。

また、前記内側部材には、前記内側部材と前記裏蓋本体との間の裏蓋空間と、前記ケース内との間を連通させる連通孔が形成されていることを特徴としている。
この構成によれば、裏蓋空間とケース内のケース空間とを連通させる連通孔を内側部材に形成したため、ブザー用圧電素子の共振空間を確保でき、ブザーの音量を確保できる。

本発明の電子時計によれば、装着状態に関わらず、衝撃用圧電素子の動作安定性を確保できるので、高品質で信頼性の高い電子時計を提供できる。

本発明の実施形態に係る電子時計であって、図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 電子時計の底面図である。 本実施形態の他の構成を示す電子時計であって、図４のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 本実施形態の他の構成を示す電子時計の底面図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
（電子時計）
図１は図２のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、図２は電子時計の底面図である。なお、図２においては、分かり易くするために後述するケース２を鎖線で示し、内側部材５１及び衝撃用圧電素子７１を破線で示し、裏蓋本体５２及びブザー用圧電素子７２を実線で示している。
図１，２に示すように、電子時計１は、腕時計型電子時計であって、ケース本体３と裏蓋４とからなるケース２を備え、ケース２の内部にムーブメント２０が収納されて構成されている。なお、以下の説明では、図１においてカバーガラス６側（図１中上側）を上側、裏蓋４側（図１中下側）を下側として、上下方向を言うものとする。

ケース本体３は、上下を開口させ内部がムーブメント収納部１０となっているプラスチック製の筒状の外枠５と、外枠５の上側の開口部５ａに固定された透明なカバーガラス６と、を備えている。そして、外枠５の下側の開口部（ケース開口部）５ｂは、ネジ７（図２参照）により取り外し可能に取り付けられた裏蓋４によって塞がれている。
外枠５の外周部には、周方向に沿って互いに１８０度離間する位置に、図示しないベルトを取り付けるためのベルト取付部９（図２参照）が形成されている。なお、以下の説明では、外枠５の軸線Ｏに直交する方向を単に径方向といい、軸線Ｏ回りに周回する方向を単に周方向という。

外枠５における開口部５ａの下側には、外枠５の径方向内側（水平方向内側）に向けて内フランジ部１４が突設されている。そして、上述したカバーガラス６は、開口部５ａ内に嵌合された状態で、外周部分が内フランジ部１４により下方から支持されている。

図１に示すように、ムーブメント２０は、平面視で略同形状の駆動ユニット２１と電池ユニット２２とが上下に積層され、これら駆動ユニット２１及び電池ユニット２２が図示しない連結部材により一体化されて構成されている。なお、ムーブメント収納部１０内において、駆動ユニット２１は上側（カバーガラス６側）に配置され、電池ユニット２２は下側（裏蓋４側）に配置されている。

駆動ユニット２１は、後述する液晶ディスプレイ２５（以下、ＬＣＤ２５という）を保持する樹脂製のＬＣＤ保持枠２４を備え、ＬＣＤ保持枠２４の内側にＬＣＤ２５が固定されている。ＬＣＤ２５はカバーガラス６に対向して配置されている。ＬＣＤ２５は、周知技術であるので詳細説明を省略するが、液晶を挟んで対向配置されたガラス基板２５ａ，２５ｂと、これらガラス基板２５ａ，２５ｂの外側に配置された偏光フィルタ２５ｃ，２５ｄと、から構成されている。ＬＣＤ保持枠２４の下側には、ＩＣ２７等が実装された回路基板２６が取り付けられている。
ＬＣＤ２５はＩＣ２７によって制御され、時刻等の像をデジタル表示する。これにより、ユーザは、カバーガラス６を通してＬＣＤ２５に表示された像を視認することができる。

電池ユニット２２は、ボタン型の電池３０と、電池３０を収容する樹脂製の電池ケース３１と、電池３０を電池ケース３１に固定する金属製の電池押さえ板３２と、を備えている。
電池ケース３１の中央部には、下方に向けて開放された電池収容部３５が形成されている。そして、電池３０は、厚さ方向を上下方向とした状態で、電池収容部３５内に収容されている。電池３０の正極及び負極は、電池収容部３５内において、図示しない接続導体により回路基板２６の正極端子及び負極端子（いずれも不図示）に電気的に接続され、電池３０から回路基板２６に電気を供給できるように構成されている。
また、電池ケース３１における電池収容部３５の外側には、電池収容部３５を挟んで径方向で互いに対向する位置に、電池ケース３１を上下方向に貫通するスリット状の係合孔３３が形成されている。

電池ケース３１の上面における外周部分には、上方に向けて突出する上側ガイドピン３６が形成されている。この上側ガイドピン３６は、回路基板２６に形成されたガイド孔３７及びＬＣＤ保持枠２４に形成されたガイド凹部３８内に案内され、これにより駆動ユニット２１、回路基板２６、及び電池ユニット２２が相対的に位置決めされている。一方、電池ケース３１の下面における外周部分には、下方に向けて突出する下側ガイドピン４１が形成されている。この下側ガイドピン４１は、裏蓋４の後述する内側部材５１に形成されたガイド凹部４２内に案内され、これにより電池ユニット２２と内側部材５１とが相対的に位置決めされている。

電池押さえ板３２は、電池３０を下方から支持するものであって、断面視でコ字状に形成されている。具体的に、電池押さえ板３２は、中央部が電池収容部３５を下方から覆うように配置されるとともに、両端部が電池ケース３１の係合孔３３内に係合されている。

本実施形態の裏蓋４は、上下方向に間隔をあけて配置された金属導体からなる二重蓋構造のものであって、内側部材５１と、内側部材５１を下方から覆うように配設された裏蓋本体５２と、を備えている。

内側部材５１は、円板形状のものであり、外枠５の開口部５ｂ内に保持されている。具体的に、開口部５ｂの開口縁には、内径が拡大するように拡径部５ｃが形成され、この拡径部５ｃ内に内側部材５１の外周部分が収容されている。内側部材５１のうち、周方向に沿う各ベルト取付部９に対応する部分には、それぞれ径方向の外側に向けて延在する取付片５３が一対ずつ形成されている。

また、内側部材５１のうち、各ベルト取付部９からそれぞれ離間した位置（周方向に沿う各ベルト取付部９の間に位置する部分）には、内側部材５１を上下方向に貫通する一対の連通孔５４が形成されている。これら連通孔５４は、内側部材５１の外周縁に沿ってそれぞれ円弧状に形成され、内側部材５１の径方向に沿って対向している。そして、内側部材５１と裏蓋本体５２との間に形成された裏蓋空間Ｓ１と、内側部材５１とカバーガラス６との間に形成されたケース空間Ｓ２と、がこれら連通孔５４を通して連通している。なお、上述したガイド凹部４２は、連通孔５４よりも径方向外側に形成されている。

裏蓋本体５２は、内側部材５１よりも大径に形成された円板形状のものであり、図１に示す断面視において、外周部分に形成されたフランジ部６１と、中央部分に形成されるとともに、フランジ部６１に対して下方に向けて窪む底板部６２と、を備えている。フランジ部６１は、内周部分が外枠５の拡径部５ｃとの間で内側部材５１を挟持するとともに、外周部分が外枠５の下面にパッキン６３を挟んだ状態で外枠５に固定されている。具体的に、裏蓋本体５２のフランジ部６１うち、周方向に沿う各ベルト取付部９に対応する部分には、径方向の外側に向けて延在する取付片６４がそれぞれ形成されている。そして、この裏蓋本体５２の取付片６４と、上述した内側部材５１の各取付片５３と、がネジ７によって外枠５に共締めされている。

底板部６２は、上述した内側部材５１との間に上下方向に沿って間隔をあけた状態で、内側部材５１と平行に配置されている。したがって、底板部６２は、ユーザが電子時計１を装着した場合における腕との接触部分となる。

ここで、上述した二重蓋構造からなる裏蓋４（内側部材５１及び裏蓋本体５２）には、それぞれ圧電素子７１，７２が配設されている。具体的には、裏蓋４のうち、内側部材５１の上面には衝撃用圧電素子７１が配設され、裏蓋本体５２の上面にはブザー用圧電素子７２がそれぞれ取り付けられている。

まず、衝撃用圧電素子７１は、平面視で円形状に形成され、内側部材５１の上面における中央部に配設されている。衝撃用圧電素子７１は、内側部材５１の上面に配設されたＰＺＴ等からなる圧電素材と、圧電素材の上面に形成された上部電極（何れも不図示）と、を有している。なお、本実施形態の内側部材５１は、導体によって形成されているため、内側部材５１自体が衝撃用圧電素子７１の下部電極としても機能する。また、衝撃用圧電素子７１の下部電極（内側部材５１）は、図示しないアース用導通部材により電池３０の正極に電気的に接続され、電源電圧ＶＤＤに保持されている。

衝撃用圧電素子７１の上部電極は、コイルばね等からなる導通部材７３を介して回路基板２６のＩＣ２７に接続されている。具体的に、上述した電池ケース３１の外周部分のうち、衝撃用圧電素子７１の外周部分に上下方向で重なる部分には、電池ケース３１を貫通する貫通孔７４が形成され、この貫通孔７４を通して衝撃用圧電素子７１の上部電極と回路基板２６の下面とが、導通部材７３により電気的に接続されている。なお、貫通孔７４の開口縁には、下方に向けて突出するガイド筒部７５が形成されており、このガイド筒部７５の下端面が衝撃用圧電素子７１の上部電極に近接している。

また、ブザー用圧電素子７２は、平面視で円形状に形成され、裏蓋本体５２の上面において中心に対して径方向にオフセットした位置に取り付けられている。具体的に、ブザー用圧電素子７２は、内側部材５１に形成された一対の連通孔５４のうち、一方の連通孔５４寄りに配設され、一方の連通孔５４とブザー用圧電素子７２の外周部分とが上下方向に重なるように配設されている。

ブザー用圧電素子７２は、裏蓋本体５２の上面に配設されたＰＺＴ等からなる圧電素材と、圧電素材の上面に形成された上部電極（何れも不図示）と、を有している。なお、本実施形態の裏蓋本体は、導体によって形成されているため、裏蓋本体５２自体がブザー用圧電素子７２の下部電極としても機能する。また、ブザー用圧電素子７２の下部電極（裏蓋本体５２）は、フランジ部６１において内側部材５１を介してアース用導通部材に電気的に接続され、内側部材５１と同様に電源電圧ＶＤＤに保持されている。

ブザー用圧電素子７２の上部電極は、コイルばね等からなる導通部材７６を介して回路基板２６のＩＣ２７に接続されている。具体的に、上述した電池ケース３１の外周部分のうち、ブザー用圧電素子７２の外周部分、及び一方の連通孔５４に上下方向で重なる部分には、電池ケース３１を貫通する貫通孔７７が形成され、この貫通孔７７を通してブザー用圧電素子７２の上部電極と回路基板２６の下面とが、導通部材７６により電気的に接続されている。なお、貫通孔７７の開口縁には、下方に向けて突出するガイド筒部７８が形成されており、このガイド筒部７８が一方の連通孔５４を通してブザー用圧電素子７２の上部電極に近接している。

本実施形態の電子時計１において、まずブザー用圧電素子７２を作動させる場合には、導通部材７６を介して回路基板２６のＩＣ２７からブザー用圧電素子７２にブザー用信号（第２電気信号）を出力する。すると、ブザー用圧電素子７２にはブザー用信号に応じた電圧が印加されることで、ブザー用圧電素子７２が振動してブザーが発生する。
これにより、アラームやスイッチ操作等をユーザに報知することができる。

一方、衝撃用圧電素子７１を作動させる場合には、電子時計１自体（ケース２）をタップして電子時計１に外部から衝撃を加える。すると、電子時計１に加えられた衝撃がケース２を伝わり、衝撃用圧電素子７１に到達することで、衝撃用圧電素子７１が振動する。すると、衝撃用圧電素子７１の上部電極と下部電極（内側部材５１）との間に電圧が発生して、この電気信号（第１電気信号）が導通部材７３を介して回路基板２６のＩＣ２７に入力される。そして、入力された電気信号に基いてラップタイム計測等のスイッチ操作が行われる。

このように、本実施形態では、裏蓋本体５２に対して上下方向に間隔をあけて内側部材５１を配置し、この内側部材５１に衝撃用圧電素子７１を配置する構成とした。
この構成によれば、裏蓋本体５２に対して離間した内側部材５１に衝撃用圧電素子７１を配設することで、例えばユーザの装着状態において、衝撃用圧電素子７１が腕等の装着部分から離間することになる。そのため、電子時計１をタップしたとき等に外部から加えられた衝撃が衝撃用圧電素子７１に入力されるまでの間に、裏蓋本体５２と腕等との接触部分で減衰され難くなる。これにより、従来のように裏蓋本体５２に衝撃用圧電素子７１（及びブザー用圧電素子７２）を直接取り付ける場合に比べて、電子時計１をタップしたときに衝撃用圧電素子７１に入力される衝撃の、電子時計１の装着状態の違いによるばらつきを抑制できる。
したがって、電子時計１に加えられた衝撃が衝撃用圧電素子７１に安定して入力されることになるので、電子時計１に加えられた衝撃に応じて衝撃用圧電素子７１を安定して振動させることができる。よって、衝撃用圧電素子７１の振動によって出力される電気信号に基いて、スイッチ操作等の安定した動作が可能になる。その結果、装着状態に関わらず、衝撃用圧電素子７１の動作安定性を確保できるので、高品質で信頼性の高い電子時計１を提供できる。

しかも、本実施形態では、衝撃用圧電素子７１とは別体のブザー用圧電素子７２を裏蓋本体５２に取り付けたため、衝撃用圧電素子７１とブザー用圧電素子７２とを独立して動作させることが可能になる。そのため、ラップタイム計測等のスイッチ機能と、アラームやスイッチ操作等を報知する報知機能と、を同時に出力することが可能になり、利便性を向上できる。また、衝撃用圧電素子７１のスイッチ操作に伴う、ブザー用圧電素子７２の動作に時間差が生じることがないので、ユーザに与える違和感を解消できる。
また、衝撃用圧電素子７１とブザー用圧電素子７２とを異なる部材（内側部材５１及び裏蓋本体５２）に取り付けることで、各圧電素子７１，７２の配置面積を確保できるため、高出力の圧電素子７１，７２を使用することが可能になる。

さらに、裏蓋空間Ｓ１とケース空間Ｓ２とを連通させる連通孔５４を内側部材５１に形成したため、ブザー用圧電素子７２の共振空間を確保でき、ブザーの音量を確保できる。
また、衝撃用圧電素子７１を内側部材５１の中央部に配置したため、電子時計１のタップ位置に関わらず、衝撃用圧電素子７１に安定した衝撃を入力できる。

なお、本発明の技術範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上述した実施形態では、衝撃用圧電素子７１及びブザー用圧電素子７２の双方を備える構成としたが、これに限らず、少なくとも衝撃用圧電素子７１が内側部材５１に取り付けられていれば構わない。

また、各圧電素子７１，７２の形状やレイアウト等については、適宜設計変更が可能である。例えば、図３，４に示す電子時計１では、内側部材５１のうち、径方向に沿う一方側（一方のベルト取付部９側）に半円板状の衝撃用圧電素子７１が取り付けられるとともに、他方側（他方のベルト取付部９側）に半円状の連通孔５４が形成されている。そして、衝撃用圧電素子７１の外周部分には、衝撃用圧電素子７１の上部電極と回路基板２６とを電気的に接続する導通部材７３が配設されている。
一方、裏蓋本体５２の中央部には、円板状のブザー用圧電素子７２が取り付けられている。ブザー用圧電素子７２の上部電極には、上述した連通孔５４を通して回路基板２６に電気的に接続される導通部材７６が配設されている。

なお、上述した実施形態では、内側部材５１及び裏蓋本体５２が各圧電素子７１，７２の下部電極を兼ねる構成について説明したが、これに限らず、下部電極及び上部電極の間に圧電素材を挟んだ圧電素子７１，７２を内側部材５１及び裏蓋本体５２に取り付けても構わない。

また、上述した実施形態では、衝撃用圧電素子７１から出力される電気信号に基いてラップタイムの計測等、スイッチ動作等を行う構成としたが、これに限らず、種々の機能を有するようにしても構わない。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上述した変形例を適宜組み合わせてもよい。

１…電子時計 ３…ケース本体 ４…裏蓋 ５ｂ…開口部（ケース開口部） ２０…ムーブメント ５１…内側部材 ５２…裏蓋本体 ５４…連通孔 ７１…衝撃用圧電素子 ７２…ブザー用圧電素子 Ｓ１…裏蓋空間 Ｓ２…ケース空間

Claims (3)

1. ケース開口部を有するとともに、内部にムーブメントが収納されるケース本体と、
   前記ケース開口部を閉塞する裏蓋と、を有する電子時計において、
   前記裏蓋は、裏蓋本体と、前記裏蓋本体に対して前記ケース本体側に間隔をあけて配設された内側部材と、を備え、
   前記内側部材には、外部からの衝撃により振動することで、第１電気信号を出力する衝撃用圧電素子が配設されていることを特徴とする電子時計。
2. 前記裏蓋本体には、第２電気信号が入力されることで振動し、電子音を発生するブザー用圧電素子が配設されていることを特徴とする請求項１記載の電子時計。
3. 前記内側部材には、前記内側部材と前記裏蓋本体との間の裏蓋空間と、前記ケース本体内との間を連通させる連通孔が形成されていることを特徴とする請求項２記載の電子時計。

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