JP2018105666A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】防水性の低下、及び、アンテナの性能の低下を防止できる電子機器を提供する。【解決手段】電子機器１０は、開口部４３を有するケース３０と、開口部４３の開口内に、開口を塞ぐように配置されたカバー部材５０と、カバー部材５０の外周面、及び、開口部４３の内周面の間に設けられたシール部材６０と、ケース３０において、内周面に対して開口部４３の軸方向に直交する方向に外側の部分に設けられ、非導電性材料から形成された補強部７０と、アンテナ１１０と、ケース３０内に配置され、アンテナ１１０が受信した電波を処理する電子部品１２０と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、アンテナを有する電子機器に関する。

アンテナを有し、このアンテナにより電波を送信または受信する電子機器として、全地球測位システム（Global Positioning System: GPS）を利用する腕時計が知られている。

腕時計は、一般的に、有底筒状のケース内の端部にカバーガラスが設けられており、このカバーガラスを通して内部に配置された時間を表示する表示装置を視認することが可能に構成されている。また、防水性を高める為に、カバーガラス、及び、ケースの内面の間に環状のシール部材が設けられている（例えば、特許文献１参照。）。シール部材のケース内の嵌め合いを締まり嵌めとすることにより、シール部材がケース内面に密着し、高い防水性が得られる。

このような腕時計では、ケースの内周面は、シール部材により径方向外側方向に作用する荷重を受ける。すなわち、ケースは、径方向外側に押し広げようとする荷重を受ける。ケースが長時間この荷重を受けることにより変形すると、シール部材、及び、ケースの内面の間に隙間が形成され、防水性が低下する。

この為、ケースの外周部に、金属材料から形成された環状の補強部材を設け、この補強部材によりケースの強度を向上させてケースの変形を防止する技術が知られている。この補強部材は、金属材料で形成されることにより、高い強度を有している。

特開２０１６−５０８１６号公報

上述のように、金属材料から形成された補強部材を有する腕時計には、以下の問題があった。すなわち、アンテナを有する電子機器としての腕時計では、補強部材が金属材料から形成されることにより、補強部材により電波が遮断されるなどしてアンテナの性能が低下するという問題がある。

この為、本発明は、防水性の低下、及び、アンテナの性能の低下を防止できる電子機器を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に係る電子機器は、開口部を有するケースと、前記開口部の開口内に、当該開口を塞ぐように配置されたカバー部材と、前記カバー部材の外周面、及び、前記開口部の内周面の間に設けられたシール部材と、前記ケースにおいて、前記内周面に対して前記開口部の軸方向に直交する方向に外側の部分に設けられ、非導電性材料から形成された補強部と、アンテナと、前記ケース内に配置され、前記アンテナが受信した電波を処理する電子部品と、を備える。

本発明の第２の態様に係る電子機器は、大径部、及び、前記大径部に連続して形成され、外径が前記大径部よりも小径に形成された小径部を具備する筒状のケースと、前記小径部内に配置されたカバー部材と、前記カバー部材の外周面、及び、前記小径部の内周面の間に設けられた環状のシール部材と、前記小径部の軸方向に直交する方向に内側に前記小径部を配置して前記小径部が嵌合する、非導電性材料から形成された環状の補強部材と、前記ケースの開口端面に配置されたアンテナと、前記ケース内に配置され、前記アンテナが受信した電波を処理する電子部品と、を備える。

本発明によれば、防水性の低下、及び、アンテナの性能の低下を防止できる電子機器を提供できる。

本発明の一実施形態に係る腕時計の要部を示す平面図。 同腕時計の要部を示す断面図。 同腕時計の変形例を示す断面図。

本発明の一実施形態に係る電子機器である腕時計１０を、図１乃至図３を用いて説明する。図１は、腕時計１０の要部を示す平面図である。図２は、腕時計１０の要部を示す断面図である。腕時計１０は、本実施形態では、全地球測位システム（Global Positioning System: GPS）を利用し、使用者の位置情報を取得可能に構成されている。

図１に示すように、腕時計１０は、腕時計本体２０、及び、使用者の腕に巻き付けることにより腕時計１０を使用者に固定可能なベルト１４０を有している。

腕時計本体２０は、図２に示すように、有底筒状のケース３０、ケース３０の開口端部内に配置されたカバー部材５０、ケース３０及びカバー部材５０の間に設けられたシール部材６０、ケース３０内に収容された表示装置１００、ケース３０に設けられたアンテナ１１０、ケース３０内に収容され、アンテナ１１０が受信した電波を処理する電子部品１２０、並びに、ケース３０に設けられ、腕時計本体２０の外観の一部を形成する外観形成部材１３０を有している。

有底筒状のケース３０は、開口部を有するケースの一例である。ケース３０は、筒状に形成されたケース部材４０、ケース部材４０の一方の開口端部に設けられた補強部７０、及び、ケース３０の他方の開口端部４２に設けられた蓋部材８０を有している。ここで、本実施形態では、ケース３０の軸方向のうち、蓋部材８０からカバー部材５０に向かう方向を上方向として上下方向を定義する。

ケース部材４０は、筒状に形成されたケース部材本体（大径部）４１、及び、ケース部材本体４１の上方に配置されるとともにケース部材本体４１に連続して形成され、ケース部材本体４１より外周面が小径に形成された小径部４３を有している。ケース部材本体４１は、筒状に形成されている。

小径部４３は、ケース部材本体４１の上端に形成されている。小径部４３は、ケース部材４０の上方の開口端部を構成している。小径部４３は、ケース３０の開口部の一例である。小径部４３は、円筒状に形成されている。小径部４３は、ケース部材本体４１と、同軸または略同軸に形成されている。小径部４３の外径は、ケース部材本体４１の外径よりも小さい。小径部４３の内径は、ケース部材本体４１の内径よりも大きい。この為、小径部４３及びケース部材本体４１の境には、第１の端面４５、及び、第２の端面４６が形成されている。第１の端面４５は、小径部４３の内側に配置されており、環状に形成されている。第２の端面４６は、小径部４３の外側に配置されており、環状に形成されている。第２の端面４６は、第１の端面４５より低い位置に配置されている。

カバー部材５０は、小径部４３の内側に配置されている。すなわち、カバー部材５０は、小径部４３の内側に規定される開口内に、当該開口を塞ぐように配置される。カバー部材５０は、小径部４３の内径よりも若干小さい外径を有する円板状に形成されている。カバー部材５０の周縁部は、第１の端面４５上に載置されている。カバー部材５０は、ガラス等の透明な材料から形成されている。カバー部材５０の厚みは、第１の端面４５からの高さと同じ、または、略同じである。

シール部材６０は、筒状に形成されている。シール部材６０は、小径部４３の内周面４３ａ、及び、カバー部材５０の外周面５１の間に配置されており、内周面４３ａ及び外周面５１の間を液密にシール可能に形成されている。具体的には、シール部材６０外径は、シール部材６０及びカバー部材５０の一体物が、小径部４３内に嵌まり、その嵌め合いが締まり嵌めとなる径に設定されている。なお、シール部材６０は、小径部４３内での嵌め合いが締まり嵌めとなることに限定されない。要するに、シール部材６０により、小径部４３の内周面４３ａ及びカバー部材５０の外周面５１の間がシールされればよい。なお、本実施形態のように、シール部材６０及びカバー部材５０の一体物が、小径部４３内に嵌まり、その嵌め合いが締まり嵌めとなることで、防水性がより向上する。

補強部７０は、小径部４３の外周面４３ｂに設けられており、小径部４３の内周面４３ａを内側に配置する筒状に形成されている。すなわち、補強部７０は、ケース３０において、小径部４３の軸方向に直交する方向となる径方向に小径部７３の内周面４３ａの外側の部分に設けられている。なお、小径部４３の軸方向は、ケース３０の軸方向と同じである。補強部７０は、好ましくは、小径部４３の少なくとも上端を含む範囲に設けられる。本実施形態では、補強部７０は、小径部４３の軸方向全域に設けられている。

補強部７０は、本実施形態では、円環状の補強部材７１が小径部４３に固定されることにより、形成されている。補強部材７１は、その内側に小径部４３が嵌合可能な円環に形成されており、小径部４３を内側に嵌合することにより小径部４３に固定されている。補強部材７１の内径は、小径部４３の外径と同じ、または、若干小さい。補強部材７１内の小径部４３の嵌め合いは、例えば締まり嵌めである。補強部材７１の内周面は、小径部７３の外周面４３ｂに面接触している。

補強部材７１の高さは、小径部４３の第２の端面４６からの高さと同じである。補強部材７１の上端面は、小径部４３の上端面４３ｃと面一となる。補強部材７１の厚みは、第２の端面４６の径方向の幅と同じ、または、略同じである。

補強部材７１は、非導電性材料から形成されている。また、補強部材７１は、小径部４３が径方向に外側に広がることを防止可能な強度を有している。補強部材７１の強度について、具体的に説明する。本実施形態では、シール部材６０及びカバー部材５０の一体物が、小径部４３内に嵌まり、その嵌め合いが締まり嵌めとなる為、小径部４３の内周面４３ａは、シール部材６０から、径方向外側に向かって荷重が入力される。これは、上述の通り、シール部材６０及びカバー部材５０の一体物の小径部４３内での嵌め合いが締まり嵌めである為である。

補強部材７１は、小径部４３がこの荷重を受けることにより変形することを防止可能な強度を有している。補強部材７１は、一例として、非導電性の樹脂材料、及び、樹脂材料内に配置されたガラス繊維を有する材料から形成されている。補強部材７１は、ガラス繊維が補強部材７１の周方向に延びていることにより、径方向の強度が強くなり、径方向に広がりにくくなる。なお、補強部材７１は、上述の材料から形成されることに限定されない。他の例では、アラミド繊維やポリエチレン繊維等のスーパー繊維を有してもよい。要するに、必要な強度を有する繊維であればよい。このように繊維を有する場合は、繊維は、その長手方向が補強部材の周方向に平行となるように配置される。

蓋部材８０は、円板状に形成されており、ケース部材本体４１の他方の開口端部４２に固定されている。蓋部材８０は、ケース部材４０の他端の開口端面を閉塞している。外観形成部材１３０は、開口１３１を有する椀形状に形成されている。外観形成部材１３０は、アンテナ１１０を覆っている。外観形成部材１３０は、樹脂等の非導電性の材料から形成されている。なお、図１では、外観形成部材１３０は、省略されている。表示装置１００は、時刻、及び、腕時計１０の位置情報を表示可能に形成されている。表示装置１００は、液晶等の表示部１０１、及び、表示部を制御する制御部を有している。

アンテナ１１０は、人工衛星の発する電波を受信可能に形成されている。アンテナ１１０は、例えば金属材料から形成されている。アンテナ１１０は、図１に示すように、小径部４３の上端面４３ｃ上に載置されたアンテナ本体１１１、及び、電子部品１２０に電気的に接続された接続部１１３を有している。

アンテナ本体１１１は、小径部４３の上端面４３ｃに沿った平面Ｃ字状に形成されている。また、アンテナ本体１１１は、薄い板状に形成されている。アンテナ本体１１１は、アンテナ本体１１１をケース３０に固定する固定部１１２を有している。接続部１１３は、アンテナ本体１１１に連続して形成されている。接続部１１３は、アンテナ１１０が受信した電波を電子部品１２０に伝達可能に形成されている。

電子部品１２０は、直接または間接的に接続部１１３に接続されている。電子部品１２０は、アンテナ１１０が受信した電波により、腕時計１０の位置を検出可能に、かつ、検出した位置情報を表示装置１００に表示可能に形成されている。この、位置の検出、及び、表示は、アンテナ１１０が受信した電波を処理することの一例である。電子部品１２０は、例えば、ケース３０内に配置された基板１２１に搭載されている。なお、この基板１２１は、他の電子部品も搭載し、この電子部品とともに、上述の表示装置１００の制御部を構成してもよい。

このように構成された腕時計１０では、補強部７０により、シール部材６０、及び、内周面４３ａの間に隙間が形成されることを防止できるので、腕時計１０の防水性の低下を防止できる。さらに、補強部７０が非導電性材料から形成される。この為、人工衛星からの電波が補強部７０により遮断されることを防止できるので、アンテナ１１０の電波の受信性能の低下を防止できる。また、補強部７０は、補強部材７１の径方向内側に小径部４３を嵌合するだけで形成できるので、簡単に形成することができる。また、補強部材７１は、樹脂及びガラス繊維から形成されており、比較的簡単に、強い強度を有することができる。また、補強部材７１が小径部４３の上端面４３ｃと面一となることにより、補強部７０により小径部４３の上端が支持されることとなるので、小径部４３が径方向外側に広がることが、より一層防止される。

また、アンテナ本体１１１が、小径部４３の上端面４３ｃに配置されることにより、腕時計１０を小型化することができる。この効果について、具体的に説明する。アンテナ１１０をケース３０内に配置する場合、ケース３０内に配置される導電性材料によるアンテナ１１０の受信性能の低下を防止する為に、ケース３０を大きくし、アンテナ１１０、及び、ケース３０内の導電性材料の間の距離を長くする必要がある。しかしながら、腕時計１０は、アンテナ本体１１１を、小径部４３の上端面４３ｃに配置することにより、アンテナ１１０の多くの部分をケース３０外に配置することができるので、ケース３０の大型化を防止できる。さらに、元々デッドスペースであった小径部４３の上端面４３ｃを利用することにより、アンテナ本体１１１の設置スペースを改めて形成する必要がない。

なお、本実施形態では、補強部７０は、補強部材７１を小径部４３に組み付けることにより形成されたが、これに限定されない。他の例では、補強部７０は、小径部４３の外周面４３ｂに一体に形成されてもよい。この例としては、補強部７０は、小径部４３の外周面４３ｂに、ガラス繊維等の非導電性材料から形成された繊維を周方向に巻き付けることにより形成されてもよい。このように、ケース部材４０の開口部の外周面に補強部７０を形成する材料を固定することにより、補強部７０をケース部材４０と一体に形成することは、開口部が円筒状以外の形状である場合に有効である。すなわち、ケース部材４０の開口端部の平面形状が多角形である場合、開口部を、開口部と同様の形状を有する補強部材内に嵌合することは難しい為である。

または、補強部７０は、ケース部材４０の開口部の外周面に設けられることに限定されない。例えば、補強部７０は、ケース部材４０の開口部の厚み内にインサート成形等により一体に形成されてもよい。この変形例に係る腕時計１０Ａについて、図３を用いて説明する。腕時計１０Ａは、ケース部材４０に変えてケース部材４０Ａを有し、補強部７０に変えて補強部７０Ａを有している。他の構成は、腕時計１０と同じである。なお、図３では、ケース部材４０Ａ、カバー部材５０、シール部材６０、補強部７０Ａ、及び、アンテナ１１０以外の構成は、省略している。

図３に示すように、ケース部材４０Ａは、筒状に形成されている。アンテナ１１０のアンテナ本体１１１は、ケース部材４０の上端部となる開口端部４８の上端面４８ａ上に配置されている。補強部７０Ａは、ケース部材４０の開口端部４８においてシール部材６０の近傍に補強部材７１Ａが配置されることにより形成されている。補強部材７１Ａは、開口端部４８が径方向外側に向かって変形することを防止可能な強度を有している。補強部材７１Ａは、樹脂等の非導電性材料から形成されている。補強部材７１Ａは、その少なくとも一部が、シール部材６０に対して、シール部材６０の径方向外側に配置されている。

補強部材７１Ａは、開口端部４８の内周面４７を内側に配置する、筒状に形成された補強部材本体７５、及び、補強部材本体７５に形成され、径方向内側に延出する環状の縁部７６を有している。補強部材本体７５は、シール部材６０の下端から上方に中途部までの部分の径方向外側に配置されている。縁部７６は、その一部がケース部材４０Ａの内周面４７から突出している。縁部７６の内周面４７から突出した部分は、カバー部材５０及びシール部材６０が載置される。このように、補強部７０Ａが、開口端部４８の厚み内に形成される構造も、開口端部４８が円筒状以外の形状である場合に有効である。

なお、本実施形態では、腕時計１０，１０Ａは、外観形成部材１３０を有しているが、これに限定されない。例えば、腕時計１０，１０Ａは、外観形成部材１３０を有さない構造であってもよい。または、ケース３０は、外観形成部材が一体に構成されてもよい。また、本実施形態では、ケース部材４０、及び、蓋部材８０は、それぞれ別体に構成されているが、これに限定されない。例えば、ケース部材４０、及び、蓋部材８０は、一体に形成されてもよい。

また、アンテナ１１０は、ケース部材４０の小径部４３の上端面４３ｃに設けられた。しかしながら、これに限定されない。アンテナ１１０は、例えば、ケース３０内に収容されてもよい。

なお、本実施形態では、本発明の電子機器の一例として、腕時計１０，１０Ａが用いられたが、これに限定されない。本発明の電子機器は、腕時計１０，１０Ａ以外であってもよく、例えばGPSポッド、スマートウォッチ、または、携帯電話であってもよい。要するに、アンテナを有し、このアンテナにより受信した電波を処理する電子部品を有する装置であれば、本発明を用いることができる。また、本実施形態では、補強部材７１は、樹脂及びガラス繊維から形成されているが、これに限定されない。補強部材７１を形成する材料は、非導電性を有すればよい。他の例では、補強部材７１は、樹脂のみから形成されてもよい。

なお、本発明、及び、本実施形態で言う筒状は、円筒に限定されるものではなく、平面視で矩形状となる筒状等の円筒以外の筒状も含む。同様に、本発明で言う環状は、円環に限定されるものでなく、平面視で矩形状となる環状等の、円環以外も含む。

本実施形態では、小径部４３は、一例として円筒に形成されたが、これに限定されない。例えば。小径部４３は、平面視矩形状となる筒状等の、円筒以外の筒状に形成されてもよい。また、本実施形態では、シール部材６０は一例として、円環状に形成されたが、これに限定されない。シール部材６０は、カバー部材５０の形状に応じて形成される。例えばカバー部材５０が平面視矩形状である場合は、シール部材６０は、平面視矩形状となる環状に形成されてもよい。また、シール部材６０は、環状以外の形状であってもよい。シール部材６０は、ケースの開口部の内周面、及び、カバー部材の外周面の間に、周方向に部分にて設けられてもよい。

また、本実施形態では、補強部材７１は、一例として円環に形成されたが、これに限定されない。補強部材７１は、平面視矩形状となる環状等の円環以外の環状に形成されてもよい。例えば、小径部４３が平面矩形状の筒状に形成される場合は、補強部材７１は、小径部４３にならって、平面区形状となる筒状に形成される。または、補強部７０，７０Ａ、及び、補強部材７１，７１Ａは、環状に形成されたが、これに限定されない。補強部７０，７０Ａ、及び、補強部材７１，７１Ａは、平面視Ｃ字状に形成されてもよい。要するに、補強部７０，７０Ａ、及び、補強部材７１，７１Ａは、ケースの開口部が外側に変形することによる防水性の低下を防止できる強度をケースに付与可能に形成されればよい。

また、本実施形態では、図２及び図３に示すように、補強部７０，７０Ａは、その少なくとも一部が、シール部材６０に対して、開口部となる小径部４３または開口端部４８の軸方向に直交する方向に外側に並ぶ位置に配置されている。開口部の外周面に、補強部を形成する材料となる繊維等を直接固定することにより補強部を構成する場合においても、この補強部の少なくとも一部が、シール部材６０に対して開口部の軸方向に直交する方向に外側に配置されること好ましい。このように、補強部の少なくとも一部が、シール部材に対して、開口部の軸方向に直交する方向に並ぶ位置に配置されることにより、開口部においてシール部材から力を受ける部分の強度を向上しやすくなる。

なお、本願発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］
開口部を有するケースと、
前記開口部の開口内に、当該開口を塞ぐように配置されたカバー部材と、
前記カバー部材の外周面、及び、前記開口部の内周面の間に設けられたシール部材と、
前記ケースにおいて、前記内周面に対して前記開口部の軸方向に直交する方向に外側の部分に設けられ、非導電性材料から形成された補強部と、
アンテナと、
前記ケース内に配置され、前記アンテナが受信した電波を処理する電子部品と、
を具備する電子機器。
［２］
前記補強部は、前記開口部の前記内周面を内側に配置する環状に形成される
［１］に記載の電子機器。
［３］
前記シール部材は、環状に形成される
［１］または［２］に記載の電子機器。
［４］
前記補強部は、前記開口部の外周面に嵌合された環状の補強部材である
［１］乃至項［３］の何れか１に記載の電子機器。
［５］
前記補強部は、前記開口部の外周面に一体に形成される
［１］乃至［３］の何れか１に記載の電子機器。
［６］
前記アンテナは、前記ケースの開口端面に配置される
［１］乃至［５］の何れか１に記載の電子機器。
［７］
前記非導電性材料は、樹脂を具備する
［１］乃至［６］の何れか１に記載の電子機器。
［８］
前記非導電性材料は、ガラス繊維を具備する［１］乃至［７］の何れか１に記載の電子機器。
［９］
大径部、及び、前記大径部に連続して形成され、外径が前記大径部よりも小径に形成された小径部を具備する筒状のケースと、
前記小径部内に配置されたカバー部材と、
前記カバー部材の外周面、及び、前記小径部の内周面の間に設けられた環状のシール部材と、
前記小径部の軸方向に直交する方向に内側に前記小径部を配置して前記小径部が嵌合する、非導電性材料から形成された環状の補強部材と、
前記ケースの開口端面に配置されたアンテナと、
前記ケース内に配置され、前記アンテナが受信した電波を処理する電子部品と、
を具備する電子機器。

１０…腕時計（電子機器）、１０Ａ…腕時計（電子機器）、３０…ケース、４１…ケース部材本体（大径部）、４３…小径部（開口部）、４３ａ…内周面、４３ｂ…外周面、４３ｃ…上端面（端面）、４８…開口端部（開口部）、５０…カバー部材、５１…外周面、６０…シール部材、７０…補強部、７０Ａ…補強部、７１…補強部材、７１Ａ…補強部材、１１０…アンテナ、１２０…電子部品。

Claims (9)

1. 開口部を有するケースと、
   前記開口部の開口内に、当該開口を塞ぐように配置されたカバー部材と、
   前記カバー部材の外周面、及び、前記開口部の内周面の間に設けられたシール部材と、
   前記ケースにおいて、前記内周面に対して前記開口部の軸方向に直交する方向に外側の部分に設けられ、非導電性材料から形成された補強部と、
   アンテナと、
   前記ケース内に配置され、前記アンテナが受信した電波を処理する電子部品と、
   を具備する電子機器。
2. 前記補強部は、前記開口部の前記内周面を内側に配置する環状に形成される
   請求項１に記載の電子機器。
3. 前記シール部材は、環状に形成される
   請求項１または２に記載の電子機器。
4. 前記補強部は、前記開口部の外周面に嵌合された環状の補強部材である
   請求項１乃至項３の何れか１項に記載の電子機器。
5. 前記補強部は、前記開口部の外周面に一体に形成される
   請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の電子機器。
6. 前記アンテナは、前記ケースの開口端面に配置される
   請求項１乃至５の何れか１項に記載の電子機器。
7. 前記非導電性材料は、樹脂を具備する
   請求項１乃至６の何れか１項に記載の電子機器。
8. 前記非導電性材料は、ガラス繊維を具備する請求項１乃至７の何れか１項に記載の電子機器。
9. 大径部、及び、前記大径部に連続して形成され、外径が前記大径部よりも小径に形成された小径部を具備する筒状のケースと、
   前記小径部内に配置されたカバー部材と、
   前記カバー部材の外周面、及び、前記小径部の内周面の間に設けられた環状のシール部材と、
   前記小径部の軸方向に直交する方向に内側に前記小径部を配置して前記小径部が嵌合する、非導電性材料から形成された環状の補強部材と、
   前記ケースの開口端面に配置されたアンテナと、
   前記ケース内に配置され、前記アンテナが受信した電波を処理する電子部品と、
   を具備する電子機器。