JP2015052543A - スイッチ機構及び時計 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成により、ケース内の気密性を確保しつつ、回転ベゼルを用いたスイッチング操作が可能なスイッチ機構及び時計を提供する。
【解決手段】スイッチ機構１０を、内側面に凸部７１が形成され回転可能に設けられる回転ベゼル７と、支持部材８１と、この支持部材８１に貼付された圧電素子８２とを有し、基端側に回路基板５と電気的に接続される接点端子８３を備え自由端側が回転ベゼル７の内側面に当接し少なくとも自由端側が弾性変形可能に構成された振動体８とを備え、圧電素子８２に回転ベゼル７の回転に応じた出力をさせ、この出力に基づくスイッチ操作を行うように構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、スイッチ機構及び時計に関するものである。

従来、時計機械体（時計モジュール）を保持するケースに対して回転可能に構成された回転ベゼルを備える場合に、回転ベゼルの内周部下面部に電気接点部を設け、この電気接点部を時計機械体（時計モジュール）のスイッチ接点部と接触可能に構成することでスイッチ操作を行うことができるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
このようなスイッチ機構を備える場合、回転ベゼルを回転させることでスイッチのＯＮ／ＯＦＦ操作を行うことができる。

特開平５−２９７１５８号公報

しかしながら、特許文献１に記載されているように、回転ベゼルの内周部下面部に電気接点部を設けた場合には、気密性を確保することが難しい。
このため、防水性が要求されないものに適用するか、若しくは、気密性を確保するための部材をさらに設ける必要がある。そして、気密性確保のための部材を設ける場合には、構造が複雑化し、装置も大型化してしまうという問題があった。
また、回転ベゼルの回転に伴って動く部分である内周部下面部に電気的接点部を設けることは、内部回路への配線の取り回しも複雑になる他、回転に伴う経時劣化が起こりやすく、耐久性が低くなるという問題もある。

本発明は以上のような事情に鑑みてなされたものであり、簡易な構成により、ケース内の気密性を確保しつつ、回転ベゼルを用いたスイッチング操作が可能なスイッチ機構及び時計を提供することを目的とするものである。

前記課題を解決するために、本発明に係る外装部材の固定構造は、
内側面に凸部が形成され回転可能に設けられる回転ベゼルと、
支持部材と、この支持部材に貼付された圧電素子とを有し、基端側に回路基板と電気的に接続される接点端子を備え自由端側が前記回転ベゼルの前記内側面に当接し少なくとも前記自由端側が弾性変形可能に構成された振動体と、
を備え、
前記圧電素子に、前記回転ベゼルの回転に応じた出力をさせ、この出力に基づくスイッチ操作を行うことを特徴としている。

本発明によれば、簡易な構成により、ケース内の気密性を確保しつつ、回転ベゼルを用いたスイッチング操作を可能とするという効果を奏する。

第１の実施形態におけるスイッチ機構を適用した腕時計の要部断面図である。 第１の実施形態の回転ベゼルを正回転させる場合における凸部と振動体との位置関係を説明する図であり、（ａ）は、振動体が中立位置にある状態を示し、（ｂ）は、振動体が凸部の下に潜り込んだ状態を示し、（ｃ）は、振動体が元の中立位置に戻った状態を示している。 第１の実施形態の回転ベゼルを逆回転させる場合における凸部と振動体との位置関係を説明する図であり、（ａ）は、振動体が中立位置にある状態を示し、（ｂ）は、振動体が凸部の上に乗り上げた状態を示し、（ｃ）は、振動体が元の中立位置に戻った状態を示している。 （ａ）は、図２の場合に圧電素子から出力される信号パターンを示した図であり、（ｂ）は、図３の場合に圧電素子から出力される信号パターンを示した図である。 第２の実施形態の回転ベゼルをゆっくり回転させる場合における凸部と振動体との位置関係を説明する図であり、（ａ）は、振動体が中立位置にある状態を示し、（ｂ）は、振動体が凸部の上に乗り上げた状態を示し、（ｃ）は、振動体が元の中立位置に戻った状態を示している。 第２の実施形態の回転ベゼルを速い速度で回転させる場合における凸部と振動体との位置関係を説明する図であり、（ａ）は、振動体が中立位置にある状態を示し、（ｂ）は、振動体が凸部の上に乗り上げた状態を示し、（ｃ）は、振動体が元の中立位置に戻った状態を示し、（ｄ）は、再び振動体が凸部の上に乗り上げた状態を示している。 （ａ）は、図５の場合に圧電素子から出力される信号パターンを示した図であり、（ｂ）は、図６の場合に圧電素子から出力される信号パターンを示した図である。 第３の実施形態の回転ベゼルを回転させる場合における凸部と振動体との位置関係を説明する図であり、（ａ）は、振動体が中立位置にある状態を示し、（ｂ）は、振動体が凸部の上に乗り上げた状態を示し、（ｃ）は、振動体が元の中立位置に戻った状態を示している。 図８の場合に圧電素子から出力される信号パターンを示した図である。 スイッチ機構を適用した腕時計の一変形例を示す要部断面図である。 図１０に示す回転ベゼルを回転させた場合における凸部と振動体との位置関係を説明する図であり、（ａ）は、振動体が中立位置にある状態を示し、（ｂ）は、振動体が凸部の下に潜り込んだ状態を示し、（ｃ）は、振動体が元の中立位置に戻った状態を示している。

［第１の実施形態］
まず、図１から図４を参照しつつ、本発明に係るスイッチ機構及びこれを備える時計の第１の実施形態を説明する。なお、本実施形態では、スイッチ機構を腕に装着するタイプの時計（以下「腕時計」という。）に設ける場合を例として説明する。

図１は、本実施形態に係る時計（腕時計）の要部断面図である。
本実施形態に係る腕時計１００は、例えば、図示しない指針（秒針、分針、時針）を回転させて時刻を表示するアナログ方式の表示部又は時刻やカレンダ情報等の各種情報を表示させる液晶パネル等からなる表示部を備えるデジタル方式の時計である。また、デジタル方式の表示部及びアナログ方式の表示部の両方を備える時計であってもよい。なお、図１では、表示部について図示を省略している。

図１に示すように、腕時計１００は、中空の短柱形状に形成されており、上下（図１において上下）に開口した時計ケース１を備えている。
本実施形態において時計ケース１は、例えばステンレス、チタニウム等の金属材料によって形成されている。なお、時計ケース１は、金属材料で形成されているものに限定されず、例えば樹脂等により形成されているものであってもよい。
本実施形態の時計ケース１は、下ケース１１及び上ケース１２からなり、下ケース１１と上ケース１２との間にはパッキン２が配置されている。下ケース１１及び上ケース１２はこのパッキン２を介して重畳されることで気密が確保されている。
下ケース１１の上部（腕時計１００における表面側、図２において上側）には、周方向に沿ってほぼ水平に切り欠かれた環状の切り欠き部１１ａが形成されている。この切り欠き部１１ａ内には、後述する回転ベゼル７の外周部７ａ及び後述する振動体８の自由端側の少なくとも一部が収容される。

時計ケース１の内部には、例えば回路基板５や図示しない指針等を動作させるための駆動源となるモータ等が搭載された時計モジュール６が収容されている。回路基板５には図示しない制御装置等、各種の電子部品が実装されている。
また、時計ケース１の下側（図１において下側、腕時計１００の裏面側）には、裏蓋部材３が防水リング３１等を介して裏面側の開口を閉塞するように取り付けられている。なお、時計ケース１（下ケース１１）と裏蓋部材３とを一体成型し、時計ケース１の下側に開口を設けない構成としてもよい。
時計ケース１の上側（図１において上側、腕時計１００の表面側）には、時計ケース１の上部の開口を覆うように風防部材としてのカバーガラス４が設けられている。カバーガラス４は、防水リング４１等を介して時計ケース１（上ケース１２）と密着し、気密性が確保された状態で表面側の開口を閉塞するようになっている。

本実施形態において、時計ケース１の上部には、時計ケース１の外周縁に沿って環状（リング状）に形成された回転ベゼル７が設けられている。回転ベゼル７は、例えばステンレスやチタン等の金属材料や樹脂等により形成されている。なお、回転ベゼル７を形成する材料はここに例示したものに限定されない。
回転ベゼル７は、上ケース１２と嵌合し、外周部７ａが下ケース１１の切り欠き部１１ａ内に嵌め込まれることにより、時計ケース１に係止されており、回転ベゼル７の環状中心を中心として（すなわち、本実施形態では時計ケース１の周方向に沿って）回転可能となっている。本実施形態の回転ベゼル７は正逆回転可能に構成されており、回転ベゼル７を回転させるときには、ユーザが回転ベゼル７の外周縁を持って回転ベゼル７を所望の方向（時計回り又は反時計回り）に回転させる。

図２（ａ）から図２（ｃ）及び図３（ａ）から図３（ｃ）は、図１において一点鎖線で囲んだ部分の回転ベゼル７の外周部７ａの内側面を拡大したものである。
なお、図２（ａ）から図２（ｃ）及び図３（ａ）から図３（ｃ）において黒矢印は、回転ベゼル７の回転方向を示しており、図２（ａ）から図２（ｃ）は、回転ベゼル７を正転方向（時計回り）に回転させる場合を示し、図３（ａ）から図３（ｃ）は、回転ベゼル７を逆転方向（反時計回り）に回転させる場合を示している。

図２（ａ）から図２（ｃ）及び図３（ａ）から図３（ｃ）に示すように、外周部７ａの内側面には、凸部７１（７１ａ，７１ｂ，７１ｃ・・・）が形成されている。なお、凸部７１の数や配置等は特に限定されない。外周部７ａの周方向に沿って内側面全体に凸部７１が設けられていてもよいし、内側面の一部のみに凸部７１が設けられていてもよい。凸部７１の数や配置等は、後述する振動体８の圧電素子８２にどのような出力をさせるかに応じて適宜決定される。
凸部７１は、回転ベゼル７の回転方向に延在するとともに、回転ベゼル７の回転方向に対して傾斜している。本実施形態では、各凸部７１（７１ａ，７１ｂ，７１ｃ・・・）は、回転ベゼル７の正転方向（時計回り）に向かって徐々に高さが上がるように傾斜している。

本実施形態において、下ケース１１と上ケース１２との間には時計ケース１の内部側から外側に突出するように振動体８が設けられている。
振動体８は、支持部材８１と、この支持部材８１に貼付された圧電素子８２とを有し、基端側には接点端子８３を備え、自由端側は回転ベゼル７の内側面に当接している。
接点端子８３には回路基板５と接続された導電スプリング９が接続されており、接点端子８３は、この導電スプリング９を介して回路基板５と電気的に接続されている。

振動体８の支持部材８１は、例えば薄い金属板等で構成されている。また、本実施形態における圧電素子８２は、比較的振動や衝撃に強く割れにくい材料で構成されている。これにより、振動体８は、少なくとも自由端側が弾性変形可能となっており、回転ベゼル７の回転に伴って先端部が凸部７１に突き当たると凸部７１を避けるように変形し、凸部７１を乗り越えるとまた元の状態に復帰する。
振動体８の先端部が凸部７１に突き当たって変形すると、支持部材８１に貼付されている圧電素子８２にも変形が生じ、この変形に応じた信号が圧電素子８２から出力される。圧電素子８２から出力された信号は、接点端子８３及びこれと接続された導電スプリング９を介して回路基板５に実装された制御装置（図示せず）に出力される。
本実施形態では、回転ベゼル７と振動体８とによってスイッチ機構１０が構成されている。

ここで、図２（ａ）から図２（ｃ）、図３（ａ）から図３（ｃ）及び図４（ａ）、図４（ｂ）を参照しつつ、本実施形態における圧電素子８２からの出力について説明する。
本実施形態の圧電素子８２は、凸部７１の摺接によって、回転ベゼル７の正転又は逆転に応じて、凸部７１の上に乗り上げる第１の位置と凸部７１の下に潜り込む第２の位置とを取り得るように構成され、第１の位置と第２の位置とで異なる出力をするようになっている。

具体的には、振動体８の先端部が凸部７１に摺接していない状態（図２（ａ）では、振動体８の先端部が凸部７１ｂと凸部７１ｃとの間に位置する状態）では、図２（ａ）に示すように、圧電素子８２は、凸部７１とほぼ横並びとなる中立位置に位置している。この状態では、図４（ａ）に示すように圧電素子８２からの出力信号は０である。
この状態から回転ベゼル７を正転方向（時計回り）に回転させた場合、振動体８の先端部は、凸部７１ｂの下側の傾斜面に押されて凸部７１ｂの傾斜に沿って徐々に下側に押し下げられるように摺動し、図２（ｂ）に示すように、圧電素子８２が凸部７１ｂの下に潜り込む第２の位置を取る。このとき、圧電素子８２からは、図４（ａ）に示すようにプラスの信号が出力される。
そして、さらに回転ベゼル７が正転方向（時計回り）に回転し、図２（ｃ）に示すように、再び振動体８の先端部が凸部７１に摺接していない状態（図２（ｃ）では、振動体８の先端部が凸部７１ａと凸部７１ｂとの間に位置する状態）となると、圧電素子８２も元の中立位置に復帰し、図４（ａ）に示すように圧電素子８２からの出力信号は０になる。
このように、回転ベゼル７を正転方向（時計回り）に回転させた場合には、回転ベゼル７の回転に伴い、圧電素子８２が凸部７１の下に潜り込む第２の位置を取る度に圧電素子８２からプラスの信号が出力される。

他方、圧電素子８２が中立位置にある状態（図３（ａ）では、振動体８の先端部が凸部７１ｂと凸部７１ｃとの間に位置する状態）から回転ベゼル７を逆転方向（反時計回り）に回転させた場合、振動体８の先端部は、凸部７１ｃの上側の傾斜面に押されて凸部７１ｃの傾斜に沿って徐々に上側に押し上げられるように摺動し、図３（ｂ）に示すように、圧電素子８２が凸部７１ｃの上に乗り上げる第１の位置を取る。このとき、圧電素子８２からは、図４（ｂ）に示すようにマイナスの信号が出力される。
そして、さらに回転ベゼル７が逆転方向（反時計回り）に回転し、図３（ｃ）に示すように、再び振動体８の先端部が凸部７１に摺接していない状態（図３（ｃ）では、振動体８の先端部が凸部７１ｃと凸部７１との間に位置する状態）となると、圧電素子８２も元の中立位置に復帰し、図４（ｂ）に示すように圧電素子８２からの出力信号は０になる。
このように、回転ベゼル７を逆転方向（反時計回り）に回転させた場合には、回転ベゼル７の回転に伴い、圧電素子８２が凸部７１の上に乗り上げる第１の位置を取る度に圧電素子８２からマイナスの信号が出力される。

次に、本実施形態におけるスイッチ機構１０及びこれを備える腕時計１００の作用について説明する。

本実施形態において、スイッチ機構１０及び腕時計１００を組み立てる際には、下ケース１１と上ケース１２との間に振動体８を挟み込んで、振動体８の先端部分（自由端側の端部）が回転ベゼル７の外周部７ａの内側面に当接するように配置する。また、振動体８の基端側に設けられた接点端子８３を導電スプリング９を介して回路基板５と電気的に接続する。
時計ケース１の下側に裏蓋部材３を取り付け、時計ケース１の上側にカバーガラス４を取り付け、さらに、時計ケース１の上に回転ベゼル７を嵌め込む。これにより腕時計１００の組み立てが完了する。
図２（ａ）から図２（ｃ）に示すように、ユーザが、回転ベゼル７を正転方向（時計回り）に回転させると、回転ベゼル７の回転に伴い、圧電素子８２が凸部７１の下に潜り込む第２の位置を取る度に、図４（ａ）に示すように、圧電素子８２からプラスの信号が出力される。
また、図３（ａ）から図３（ｃ）に示すように、ユーザが、回転ベゼル７を逆転方向（反時計回り）に回転させると、回転ベゼル７の回転に伴い、圧電素子８２が凸部７１の上に乗り上げる第１の位置を取る度に、図４（ｂ）に示すように、圧電素子８２からマイナスの信号が出力される。
回路基板５に設けられた制御装置は、圧電素子８２からの出力を読み取り、当該出力に応じたスイッチング制御を行う。
例えば、圧電素子８２からプラスの信号が出力されたときには図示しないライトを点灯させ、圧電素子８２からマイナスの信号が出力されたときには図示しない表示部に日付を表示させるというように、各信号とスイッチング内容とが対応付けられている場合には、ユーザが、回転ベゼル７を正転方向に回転させると、制御装置がこれに応じてライトを点灯させ、ユーザが、回転ベゼル７を逆転方向に回転させると、制御装置がこれに応じて表示部に日付を表示させる。
なお、圧電素子８２からの出力に応じたスイッチング制御はこれに限定されない。例えば、同じ回転ベゼル７の正回転でも、それが回転ベゼル７の周方向の４分の１程度の回転か、２分の１程度の回転か、１周回転したか等、回転量に応じてさらに細かくスイッチングの内容を分けてもよい。例えば、回転ベゼル７を正回転させた場合、回転量が少ない場合にはライトを弱く点灯させ、回転量が多くなるにしたがって強い光で点灯させる等の切り替え制御を行ってもよい。

以上のように、本実施形態では、内側面に凸部が形成され回転可能に設けられる回転ベゼル７と、自由端側が回転ベゼル７の内側面に当接し基端側が接点端子を介して回路基板と電気的に接続され少なくとも自由端側が弾性変形可能に構成された振動体８とによってスイッチ機構１０を構成し、圧電素子８２に、回転ベゼル７の回転に応じた出力をさせるようにしている。これにより、簡易な構成により、時計ケース１内の気密性を確保しつつ、回転ベゼル７を用いたスイッチング操作が可能となる。
すなわち、振動体８は、薄板状の支持部材８１に圧電素子８２を貼り付けた、極薄いものであるため、これを時計ケース１の内部から外部に突出させても、パッキン２による下ケース１１及び上ケース１２間の気密性を維持することができる。このため、気密性を確保するための別部材等を設ける必要がなく、部品点数の増加を抑え、構造を単純化することができ、装置（例えば腕時計１００）全体の大型化を回避することができる。
また、回転ベゼル７自体に電気的な接点を設けず、振動体８に設けられた圧電素子８２の変形による出力をスイッチングのための信号として利用するため、回転ベゼル７の回転に伴って電気的接点部分が損傷したり劣化することもなく、耐久性に優れている。
また、圧電素子８２と回路基板５との電気的な接続は時計ケース１の内部で行うことができるため、配線の取り回し等も簡易な構成で実現することができる。さらに、時計ケース１の外部に突出させた振動体８の動きを電気的信号に変えて時計ケース１内部の回路基板５に出力させる構成となっているため、回転部分に電気的接点を設ける必要がなく、回転部分に防水性を必要としないため、防水構造が複雑とならない。
また、本実施形態の回転ベゼル７は、正逆回転自在に構成されており、圧電素子８２は、凸部７１の摺接によって、回転ベゼル７の正転又は逆転に応じて、凸部７１の上に乗り上げる第１の位置と凸部７１の下に潜り込む第２の位置とを取り得るように構成され、第１の位置と第２の位置とで異なる出力をするようになっている。このため、回転ベゼル７の正転、逆転に、それぞれ異なる内容のスイッチング制御を対応付けておくことで、回転ベゼル７の操作に応じて複数のスイッチング制御を行うことが可能になる。
また、このようなスイッチ機構を備えた時計（腕時計１００）では、時計全体を大型化することなく、回転ベゼル７の操作だけで各種のスイッチングを行うことができる。このため、デザイン的にも優れている。

［第２の実施形態］
次に、図５（ａ）から図５（ｃ）、図６（ａ）から図６（ｄ）及び図７（ａ）、図７（ｂ）を参照しつつ、本発明に係るスイッチ機構及びこれを備える時計の第２の実施形態について説明する。なお、本実施形態は、回転ベゼル７に設けられる凸部の構成のみが第１の実施形態と異なるものであるため、以下においては、特に第１の実施形態と異なる点について説明する。

図５（ａ）から図５（ｃ）及び図６（ａ）から図６（ｄ）は、本実施形態における回転ベゼル７の外周部７ａの内側面を拡大したものである。
なお、図５（ａ）から図５（ｃ）及び図６（ａ）から図６（ｄ）において黒矢印は、回転ベゼル７の回転方向及び回転速度を示しており、図５（ａ）から図５（ｃ）は、回転ベゼル７を正転方向（時計回り）にゆっくりと回転させる場合を示し、図６（ａ）から図６（ｄ）は、回転ベゼル７を正転方向（時計回り）に速く回転させる場合を示している。

図５（ａ）から図５（ｃ）及び図６（ａ）から図６（ｄ）に示すように、外周部７ａの内側面には、凸部７２（７２ａ，７２ｂ，７２ｃ・・・）が形成されている。なお、凸部７２の数や配置等は特に限定されない。外周部７ａの周方向に沿って内側面全体に凸部７２が設けられていてもよいし、内側面の一部のみに凸部７２が設けられていてもよい。凸部７２の数や配置等は、後述する振動体８の圧電素子８２にどのような出力をさせるかに応じて適宜決定される。
本実施形態において、凸部７２は、中央部が最も高く端部に行くほど低くなるほぼ山型に形成されている。凸部７２は、最も高さの低い両端部の位置が、振動体８が凸部と摺接していない状態における圧電素子８２の位置（中立位置）よりも僅かに低くなるように配置されている。なお、凸部７２の形状は図示例に限定されない。例えば、凸部７２は、中央部が最も低く端部に行くほど高くなるほぼ逆三角形型に形成されていてもよい。この場合には、凸部７２における最も高さの高い両端部の位置を、振動体８が凸部と摺接していない状態における圧電素子８２の位置（中立位置）よりも僅かに高くなるように配置する。

ここで、図５（ａ）から図５（ｃ）、図６（ａ）から図６（ｄ）及び図７（ａ）、図７（ｂ）を参照しつつ、本実施形態における圧電素子８２からの出力について説明する。
本実施形態の圧電素子８２は、回転ベゼル７の回転速度に応じて異なる出力をするようになっている。

具体的には、振動体８の先端部が凸部７２に摺接していない状態（図５（ａ）では、振動体８の先端部が凸部７２ｂと凸部７２ｃとの間に位置する状態）では、図５（ａ）に示すように、圧電素子８２は、凸部７２の最も低い部分よりも僅かに上となる中立位置に位置している。この状態では、図７（ａ）に示すように圧電素子８２からの出力信号は０である。
この状態から回転ベゼル７を正転方向（時計回り）にゆっくりと回転させた場合、振動体８の先端部は、凸部７２ｂの傾斜面に押されて凸部７２ｂの傾斜に沿って徐々に上側に押し上げられるように摺動し、図５（ｂ）に示すように、圧電素子８２が凸部７２ｂの上に乗り上げた状態となる。このとき、圧電素子８２からは、図７（ａ）に示すようにプラスの信号が出力される。
そして、さらに回転ベゼル７が正転方向（時計回り）に回転し、図５（ｃ）に示すように、再び振動体８の先端部が凸部７２に摺接していない状態（図５（ｃ）では、振動体８の先端部が凸部７２ａと凸部７２ｂとの間に位置する状態）となると、圧電素子８２も元の中立位置に復帰し、図７（ａ）に示すように圧電素子８２からの出力信号は０になる。
このように、回転ベゼル７を正転方向（時計回り）にゆっくりと回転させた場合には、回転ベゼル７の回転に伴い、圧電素子８２が中立位置にある状態と凸部７２の上に乗り上げた状態とを交互にとり、圧電素子８２が凸部７２の上に乗り上げたときに圧電素子８２からプラスの信号が出力される。

他方、圧電素子８２が中立位置にある状態（図６（ａ）では、振動体８の先端部が凸部７２ｂと凸部７２ｃとの間に位置する状態）から回転ベゼル７を正転方向（時計回り）に速い速度で回転させた場合、振動体８の先端部は、凸部７２ｂに突き当たると凸部７２ｂの傾斜面に押されて凸部７２ｂの傾斜に沿って徐々に上側に押し上げられるように摺動し、図６（ｂ）に示すように、圧電素子８２が凸部７２ｂの上に乗り上げた状態となる。このとき、圧電素子８２からは、図７（ｂ）に示すようにプラスの信号が出力される。
そして、さらに回転ベゼル７が正転方向（時計回り）に回転すると、図６（ｃ）に示すように、再び振動体８の先端部が凸部７２に摺接していない状態（図６（ｃ）では、振動体８の先端部が凸部７２ａと凸部７２ｂとの間に位置する状態）となる。しかし、回転ベゼル７を速い速度で回転させた場合には、圧電素子８２が元の中立位置に復帰する前に、すなわち、図７（ｂ）に示すように圧電素子８２からの出力信号が０となる前に、圧電素子８２が次の凸部７２ａに突き当たり、再び凸部７２ａの傾斜面に押されて凸部７２ａの傾斜に沿って上側に押し上げられ、図６（ｄ）に示すように、圧電素子８２が凸部７２ａの上に乗り上げた状態となる。このとき、圧電素子８２からは、図７（ｂ）に示すようにプラスの信号が出力される。

このように、本実施形態では、回転ベゼル７を正転方向（時計回り）にゆっくり回転させた場合には、回転ベゼル７の回転に伴い、圧電素子８２が中立位置にある状態と、凸部７２の上に乗り上げた状態とを繰り返すため、図７（ａ）に示すように、圧電素子８２からの出力は０とプラスの信号が出力された状態とが繰り返される。これに対して、回転ベゼル７を正転方向（時計回り）に速い速度で回転させた場合には、回転ベゼル７の回転に伴い、圧電素子８２が一旦凸部７２の上に乗り上げた後は、中立位置まで戻り切らないまま次々と凸部７２の上に乗り上げた状態を繰り返すため、図７（ｂ）に示すように、圧電素子８２からの出力は０に戻らず、常にプラスの信号が出力された状態で、信号値の起伏が繰り返される。

制御装置は、このような出力の違いを、例えば信号値の閾値の違いで判断している。
すなわち、制御装置は、上側の閾値（例えば、１０以上）と下側の閾値（例えば、１以下）とを記憶しており、圧電素子８２からの出力が、この上下の閾値をともに満たしている場合（すなわち、圧電素子８２が凸部７２の上に乗り上げたときのピーク出力が上側の閾値１０を超え、次のピーク出力までの間に圧電素子８２からの出力が下側の閾値１を下回った場合）には回転ベゼル７をゆっくり回転させているパターンに対応したスイッチング制御を行い、圧電素子８２からの出力が、この上下の閾値の少なくともいずれか一方を満たしていない場合（すなわち、例えば、圧電素子８２が凸部７２の上に乗り上げたときのピーク出力は上側の閾値１０を超えたが、次のピーク出力までの間に圧電素子８２からの出力が２を下回らなかった場合等）には回転ベゼル７を速い速度で回転させているパターンに対応したスイッチング制御を行う。

なお、その他の構成は、第１の実施形態で説明したものと同様であることから、同一部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。

次に、本実施形態におけるスイッチ機構１０及びこれを備える腕時計１００の作用について説明する。なお、スイッチ機構１０及び腕時計１００の組み立て手順等は第１の実施形態で説明したものと同様であることから、その説明を省略する。

図５（ａ）から図５（ｃ）に示すように、ユーザが、回転ベゼル７を正転方向（時計回り）にゆっくりと回転させると、回転ベゼル７の回転に伴い、圧電素子８２が凸部７２の上に乗り上げる度に、図７（ａ）に示すように、圧電素子８２からプラスの信号が出力され、圧電素子８２が凸部７２と摺接していないときには圧電素子８２が元の中立位置まで戻って出力は０となる。
また、図６（ａ）から図６（ｄ）に示すように、ユーザが、回転ベゼル７を正転方向（時計回り）に速い速度で回転させると、回転ベゼル７の回転に伴い、圧電素子８２が凸部７２の上に乗り上げる度に、図７（ｂ）に示すように、圧電素子８２からプラスの信号が出力されるが、圧電素子８２が凸部７２の上を通過した後、圧電素子８２が元の中立位置まで戻り切る前に次の凸部７２の上に乗り上げてプラスの信号を出力し、出力が０に戻らない状態が繰り返される。

制御装置は、圧電素子８２からの出力を読み取り、当該出力に応じたスイッチング制御を行う。
例えば、制御装置に圧電素子８２からの出力について予め上下の閾値（例えば、上側の閾値１０以上、下側の閾値１以下）が記憶されている場合、圧電素子８２からの出力の上限が上側の閾値（例えば１０）を超え、圧電素子８２からの出力の下限が下側の閾値（例えば１）を下回った場合には、図示しないライトを点灯させ、圧電素子８２からの出力がいずれかの閾値を満たさない場合（例えば圧電素子８２からの出力の上限が１１であり、圧電素子８２からの出力の下限が２である場合）には、図示しない表示部に日付を表示させるというように、各信号パターンとスイッチング内容とが対応付けられている場合には、ユーザが、回転ベゼル７を正転方向にゆっくりと回転させると、制御装置がこれに応じてライトを点灯させ、ユーザが、回転ベゼル７を正転方向に速い速度で回転させると、制御装置がこれに応じて表示部に日付を表示させる。
なお、制御装置は、圧電素子８２からの最も低い出力信号値に応じて、ライトの点灯における光の強さを変える等、より細かいスイッチング制御を行ってもよい。すなわち、回転ベゼル７の回転速度が速くなるほど圧電素子８２は元の中立位置に戻りきらないまま次のピーク出力を行うようになり、圧電素子８２からの最低出力信号値が高くなる。このため、例えば、圧電素子８２からの最低出力信号値が高くなるほど、点灯させるライトの光を強くしてもよい。
また、制御装置は、圧電素子８２からの最高出力信号値（ピーク出力）と最低出力信号値との差によって、スイッチング制御の内容を切り替えてもよい。
なお、本実施形態では、回転ベゼル７は、正逆回転自在となっていてもよいし、逆回転しないように構成されていてもよい。本実施形態では、凸部７２の形状が左右対称の三角形状となっているため、回転ベゼル７が正逆回転可能である場合でも、回転ベゼル７の回転が正転方向であるか、逆転方向であるかによって圧電素子８２からの出力は変化はない。

以上のように、本実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得られる他、以下の効果を得ることができる。
すなわち、本実施形態では、回転ベゼル７の回転速度に応じて異なる出力をするように構成されているため、ユーザが回転ベゼル７の回転操作の速度を変えるだけで各種のスイッチング制御を実現することができる。

［第３の実施形態］
次に、図８（ａ）から図８（ｃ）及び図９を参照しつつ、本発明に係るスイッチ機構及びこれを備える時計の第３の実施形態について説明する。なお、本実施形態は、回転ベゼル７に設けられる凸部の構成のみが第１の実施形態及び第２の実施形態と異なるものであるため、以下においては、特に第１の実施形態及び第２の実施形態と異なる点について説明する。

図８（ａ）から図８（ｃ）は、本実施形態における回転ベゼル７の外周部７ａの内側面を拡大したものである。
なお、図８（ａ）から図８（ｃ）において黒矢印は、回転ベゼル７の回転方向を示している。

図８（ａ）から図８（ｃ）に示すように、外周部７ａの内側面には、凸部７３（７３ａ，７３ｂ，７３ｃ・・・）が形成されている。なお、凸部７３の数や配置等は特に限定されない。外周部７ａの周方向に沿って内側面全体に凸部７３が設けられていてもよいし、内側面の一部のみに凸部７３が設けられていてもよい。凸部７３の数や配置等は、後述する振動体８の圧電素子８２にどのような出力をさせるかに応じて適宜決定される。

本実施形態において、凸部７３は、図８（ａ）等における右側が最も高く左側端部に行くほど低くなるほぼ直角三角形状に形成されている。凸部７３は、最も高さの低い左端部の位置が、振動体８が凸部７３と摺接していない状態における圧電素子８２の位置（中立位置）よりも僅かに低くなるように配置されている。なお、凸部７３の形状は図示例に限定されない。
このように、凸部７３は左側のみに傾斜面を有する直角三角形状であることにより、逆回転防止用の係止突起として機能する。
すなわち、本実施形態の回転ベゼル７は、図８（ａ）から図８（ｃ）に黒矢印で示す逆転方向（反時計回り）へは、振動体８の自由端が凸部７３の傾斜面を乗り越えられるため回転することができるが、これとは逆の正転方向（時計回り）に回転ベゼル７を回転させようとすると、振動体８の自由端が凸部７３の右側部分に突き当たるため回転しない。これにより、本実施形態の回転ベゼル７は、逆転方向（反時計回り）のみに回転し、正転方向（時計回り）には回転（逆回転）させることができないように構成されている。

ここで、図８（ａ）から図８（ｃ）及び図９を参照しつつ、本実施形態における圧電素子８２からの出力について説明する。
本実施形態の圧電素子８２は、回転ベゼル７の回転に応じた出力をするようになっている。

具体的には、振動体８の先端部が凸部７３に摺接していない状態（図８（ａ）では、振動体８の先端部が凸部７３ｂと凸部７３ｃとの間に位置する状態）では、図８（ａ）に示すように、圧電素子８２は、凸部７３の最も低い部分よりも僅かに上となる中立位置に位置している。この状態では、図９に示すように圧電素子８２からの出力信号は０である。
この状態から回転ベゼル７を逆転方向（反時計回り）に回転させた場合、振動体８の先端部は、凸部７３ｃの傾斜面に押されて凸部７３ｃの傾斜に沿って徐々に上側に押し上げられるように摺動し、図８（ｂ）に示すように、圧電素子８２が凸部７３ｃの上に乗り上げた状態となる。このとき、圧電素子８２からは、図９に示すようにプラスの信号が出力される。
そして、さらに回転ベゼル７が逆転方向（反時計回り）に回転し、図８（ｃ）に示すように、再び振動体８の先端部が凸部７３に摺接していない状態（図８（ｃ）では、振動体８の先端部が凸部７３ｃと凸部７３との間に位置する状態）となると、圧電素子８２も元の中立位置に復帰し、図９に示すように圧電素子８２からの出力信号は０になる。
このように、回転ベゼル７を逆転方向（反時計回り）に回転させた場合には、回転ベゼル７の回転に伴い、圧電素子８２が中立位置にある状態と凸部７３の上に乗り上げた状態とを交互にとり、圧電素子８２が凸部７３の上に乗り上げたときに圧電素子８２からプラスの信号が出力される。このため、図９に示すように、圧電素子８２からの出力は０とプラスの信号が出力された状態とが繰り返される。

制御装置は、このような圧電素子８２からの出力に応じて各種のスイッチング制御を行う。
すなわち、例えば、プラスの信号が出力されたか否かや、プラスの信号が出力された場合にいくつの信号が出力されたか等に応じて、ライトや各種の表示等をＯＮ／ＯＦＦするスイッチング制御を行う。

なお、その他の構成は、第１の実施形態等で説明したものと同様であることから、同一部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。

次に、本実施形態におけるスイッチ機構１０及びこれを備える腕時計１００の作用について説明する。なお、スイッチ機構１０及び腕時計１００の組み立て手順等は第１の実施形態等で説明したものと同様であることから、その説明を省略する。

図８（ａ）から図８（ｃ）に示すように、ユーザが、回転ベゼル７を逆転方向（反時計回り）に回転させると、回転ベゼル７の回転に伴い、圧電素子８２が凸部７３の上に乗り上げる度に、図９に示すように、圧電素子８２からプラスの信号が出力され、圧電素子８２が凸部７３と摺接していないときには圧電素子８２が元の中立位置まで戻って出力は０となる。
また、ユーザが回転ベゼル７を正転方向（時計回り）に回転させようとすると、振動体８の先端部が凸部７３に突き当たって回転を阻害し、回転ベゼル７の逆回転が防止される。

制御装置は、圧電素子８２からの出力を読み取り、当該出力に応じたスイッチング制御を行う。なお、スイッチング制御の内容は第１の実施形態等で説明したものと同様であることから、その説明を省略する。

以上のように、本実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得られる他、以下の効果を得ることができる。
すなわち、本実施形態では、凸部７３が逆回転防止用の係止突起として機能する。これにより、ユーザが回転ベゼル７を正転方向（時計回り）に回転させようとしても、振動体８の先端部が凸部７３に突き当たって回転を阻害し、回転ベゼル７の逆回転が防止される。このように、スイッチング制御のための信号を出力させるための凸部７３に逆回転防止用の係止突起としての機能を持たせることにより、潜水用の時計における回転ベゼルのように、逆回転防止機能を備える場合にも、部品等を増やすことなく、簡易な構成で、回転ベゼルの回転操作によるスイッチング制御を実現することができる。

なお、以上本発明の実施形態について説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変形が可能であることは言うまでもない。

例えば、上記各実施形態では、回転ベゼル７の外周部７ａの内側面の内周面に凸部を設ける場合を例示したが、凸部を設ける位置は回転ベゼル７の外周部７ａの内側面の内周面に限定されない。
例えば、図１０に示すように、下ケース１３と上ケース１４とからなる時計ケース１の上面にパッキン１５を介して回転ベゼル７０を配置し、時計ケース１（上ケース１４）の上面に対向する回転ベゼル７０の内側面の下面に、回転ベゼル７０の周方向に沿って凸部７４（図１１参照）を設けてもよい。
この場合、振動体８０の先端部は、時計ケース１（上ケース１４）の上面と回転ベゼル７０の下面との間に配置される。
この場合も回転ベゼル７０と振動体８０とによりスイッチ機構が構成される。

図１１（ａ）から図１１（ｃ）は、図１０において一点鎖線で囲んだ部分の回転ベゼル７の下面と振動体８０との位置関係を拡大して示したものである。
なお、図１１（ａ）から図１１（ｃ）において黒矢印は、回転ベゼル７の回転方向を示しており、図１１（ａ）から図１１（ｃ）は、回転ベゼル７を正転方向（時計回り）に回転させる場合を示している。

上記の構成をとった場合、回転ベゼル７０の回転に伴って、振動体８０の先端部は、凸部７４の間に位置している状態（図１１（ａ）及び図１１（ｃ））と、凸部７４の下に押し下げられた状態（図１１（ｂ））とを取り得る。
例えば、振動体８０の先端部が凸部７４の下に押し下げられた状態のときに圧電素子８２からマイナスの信号が出力されるように構成すれば、制御装置は、この出力に応じたスイッチング制御を行うことができる。
また、図１１（ａ）から図１１（ｃ）に示すように、凸部７４を、左右いずれかのみ（図１１（ａ）から図１１（ｃ）では左側のみ）に傾斜面を有する鋸歯状に形成した場合には、振動体８０が傾斜面側から突き当たった場合のみ振動体８０が凸部７４を乗り越えることができ、逆方向から凸部７４に突き当たった場合には、凸部７４の間に振動体８０が挟まって移動できなくなる。このため、第３の実施形態で示したものと同様に、凸部７４を逆回転防止用の係止突起として機能させることができる。なお、凸部７４の形状は図示したものに限定されず、例えば、左右両側に傾斜部を有する山型形状としてもよい。この場合には、回転ベゼル７０は正逆回転ともに可能となる。

また、第１の実施形態、第３の実施形態で示す形状の凸部を備える場合にも、第２の実施形態のように、制御装置が回転ベゼル７の回転速度に応じて異なる信号を検出し、当該信号パターンに応じたスイッチング制御を行うようにしてもよい。
このように構成した場合、例えば、第１の実施形態のように、正逆回転自在であって、正転方向の回転の場合と逆転方向の回転の場合とで、圧電素子８２から異なる信号が出力されるようにした場合には、正転方向にゆっくり回転させた場合、正転方向に速い速度で回転の場合、逆転方向にゆっくり回転させた場合、逆転方向に速い速度で回転の場合、という４種類の異なる信号パターンを出力させることができ、各信号パターンに応じて異なるスイッチング制御を行うことにより、回転ベゼル７の回転操作のみで、より複雑なスイッチング制御を行うことが可能となる。

また、上記各実施形態では、スイッチ機構１０を時計に組み込む場合を例示したが、スイッチ機構１０は時計に適用される場合に限定されない。
例えば、歩数計や心拍数計、高度計、気圧計等の端末装置にスイッチ機構１０を適用してもよい。

以上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。
〔付記〕
＜請求項１＞
内側面に凸部が形成され回転可能に設けられる回転ベゼルと、
支持部材と、この支持部材に貼付された圧電素子とを有し、基端側に回路基板と電気的に接続される接点端子を備え自由端側が前記回転ベゼルの前記内側面に当接し少なくとも前記自由端側が弾性変形可能に構成された振動体と、
を備え、
前記圧電素子に、前記回転ベゼルの回転に応じた出力をさせ、この出力に基づくスイッチ操作を行うことを特徴とするスイッチ機構。
＜請求項２＞
前記回転ベゼルは、正逆回転自在に構成されており、
前記凸部は、前記回転ベゼルの回転方向に延在するとともに、前記回転ベゼルの回転方向に対して傾斜しており、
前記圧電素子は、前記凸部の摺接によって、前記回転ベゼルの正転又は逆転に応じて、前記凸部の上に乗り上げる第１の位置と前記凸部の下に潜り込む第２の位置とを取り得るように構成され、前記第１の位置と第２の位置とで異なる出力をすることを特徴とする請求項１に記載のスイッチ機構。
＜請求項３＞
前圧電素子は、前記回転ベゼルの回転速度に応じて異なる出力をすることを特徴とする請求項１に記載のスイッチ機構。
＜請求項４＞
前記凸部は、逆回転防止用の係止突起であり、
前記回転ベゼルは、前記凸部に前記振動体の前記自由端が前記凸部に突き当たることで逆回転しないように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のスイッチ機構。
＜請求項５＞
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のスイッチ機構と、
時計モジュールと、
を備えることを特徴とする時計。

１ 時計ケース
５ 回路基板
６ 時計モジュール
７ 回転ベゼル
８ 振動体
９ 導電スプリング
１０ スイッチ機構
１１ 下ケース
１２ 上ケース
８１ 支持部材
８２ 圧電素子
８３ 接点端子
１００ 腕時計

Claims (5)

1. 内側面に凸部が形成され回転可能に設けられる回転ベゼルと、
   支持部材と、この支持部材に貼付された圧電素子とを有し、基端側に回路基板と電気的に接続される接点端子を備え自由端側が前記回転ベゼルの前記内側面に当接し少なくとも前記自由端側が弾性変形可能に構成された振動体と、
   を備え、
   前記圧電素子に、前記回転ベゼルの回転に応じた出力をさせ、この出力に基づくスイッチ操作を行うことを特徴とするスイッチ機構。
2. 前記回転ベゼルは、正逆回転自在に構成されており、
   前記凸部は、前記回転ベゼルの回転方向に延在するとともに、前記回転ベゼルの回転方向に対して傾斜しており、
   前記圧電素子は、前記凸部の摺接によって、前記回転ベゼルの正転又は逆転に応じて、前記凸部の上に乗り上げる第１の位置と前記凸部の下に潜り込む第２の位置とを取り得るように構成され、前記第１の位置と第２の位置とで異なる出力をすることを特徴とする請求項１に記載のスイッチ機構。
3. 前圧電素子は、前記回転ベゼルの回転速度に応じて異なる出力をすることを特徴とする請求項１に記載のスイッチ機構。
4. 前記凸部は、逆回転防止用の係止突起であり、
   前記回転ベゼルは、前記凸部に前記振動体の前記自由端が前記凸部に突き当たることで逆回転しないように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のスイッチ機構。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のスイッチ機構と、
   時計モジュールと、
   を備えることを特徴とする時計。

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