JP2018151229A - センサー取付構造体および腕時計 - Google Patents

Abstract

【課題】ケースに設けるセンサー収容部の規模を小さくする。【解決手段】センサー収容体６に設けられた収容部６ｂにセンサー５が収容される。情報機器のケース２の外面に、センサー収容体６の取付け面部２ｄが設けられる。センサー収容体６の収容部６ｂに収容されたセンサー５をセンサー収容体６との間で固定するセンサーカバー８を備える。センサー５を収容したセンサー収容体６が、センサーカバー８と共に、ケース２に設けられた取付け面部２ｄに取付けられる。【選択図】図６

Description

本発明は、情報機器にセンサーを実装するためのセンサー取付構造体および腕時計に関する。

腕時計などの携帯用機器には、特許文献１に記載のように、潜水時の深度あるいは登山時等の高度等を計測するための圧力センサーを実装したものがある。この特許文献１に記載の情報機器は、ケースの環状部に、環状部を内外に貫通する開口部からなるセンサー収容部を設け、そのセンサー収容部内に圧力センサーとその外側を覆うキャップを内蔵させて圧力センサーを取付けた構造を有している。またこの従来の情報機器においては、キャップと、ケースの内側に設ける固定フレームとを結合し、キャップと固定フレームとの間で圧力センサーを固定している。

特開２００５−１８１３２７号公報

前述した従来の情報機器においては、ケースの環状部に、圧力センサーを覆うキャップを収容し固定するための開口部を設ける必要がある。さらに、従来の情報機器はケースの環状部の内側にも圧力センサーを取付けるための固定フレームを設ける必要がある。このため、ケースのセンサー収容のためのスペースを確保する必要があった。また、そのセンサー収容部を確保するために、ケース内部の設計に制約を与えていた。

そこで、本発明は、ケース内に設けるセンサー実装のために必要となるスペースを小さくすることができるセンサー取付構造体、情報機器および腕時計を提供することを解決課題としている。

上述の課題を解決するため、本発明のセンサー取付構造体の一態様は、腕時計のケースに圧力センサーを取り付けるセンサー取付構造体において、前記ケースの外面に取り付けられ、前記圧力センサーを収容する収容部を備えたセンサー収容体と、前記収容部に収容された圧力センサーと、外気を前記圧力センサーに連通させる連通部を備え、前記収容部を閉じるセンサーカバーと、を備える。

上述したセンサー取付構造体の一態様によれば、センサーを収容するセンサー収容体が、ケースの外面に取付けられるため、センサー取付けのためにケース内に要するスペースが小さくてすむ。

上述したセンサー取付構造体の一態様において、前記センサーカバーと前記圧力センサーとの間にカバーが設けられ、前記カバーは、前記連通部の開口面積と比較して小さい開口面積の孔を有することが好ましい。

この態様によれば、異物侵入防止用カバーは、連通部の開口面積より小さい面積の孔を有するので、センサーへの塵埃の侵入が防止されると共に、センサーカバーの連通部を通しての塵埃等のセンサーへの直接的な接触が防止される。

上述したセンサー取付構造体の一態様において、前記連通部は、前記センサーカバーの前記収容部側の面に設けられた溝として設けられていることが好ましい。

この態様によれば、センサーカバーに設ける連通部が、センサーカバーにおけるケース側の面である内側の面に設けられた溝として形成されることにより、センサーへの塵埃の侵入が生じにくくなる。

上述した本発明のセンサー取付構造体の一態様において、前記収容部と前記圧力センサーとの隙間を封止するパッキンを備えることが好ましい。

この態様によれば、パッキンは収容部とセンサーとの隙間を封止するので、気水密性を確保することができる。

上述した本発明のセンサー取付構造体の一態様において、前記パッキンは、前記圧力センサーと前記収容部との隙間の位置に対応して切れ込みが設けられていることが好ましい。

この態様によれば、センサーに外側から接するパッキンを、内周側、外周側の環状突出部を備えた２山構造とする。パッキンの内周側の第１の環状突出部が、センサーにおけるセンサーにおけるカバー部の方向の面（ケースの反対側の面）に接し、一方、外周側の第２の環状突出部は、センサー収容体におけるカバー部の方向の面（ケースの反対側の面）に接する。このため、センサー収容体においてセンサーを収容する収容部の内周面とセンサーの外周面との間からの空気や水等の流体の漏れが防止され、高い気水密性を確保される。また、第１の環状突出部と第２の環状突出部がそれぞれ独立した伸縮性を発揮し、内周側の第１の環状突出部がセンサーの外面に接することにより、センサーの内外方向の位置を規制する位置決めする機能を発揮する。

上述した本発明のセンサー取付構造体の一態様において、前記センサー収容体は、前記収容部に連なって設けられ、前記パッキンを嵌め込む段状凹部を有することが好ましい。

この態様によれば、センサー収容体に、パッキンを収容する段状凹部を形成することにより、センサーやパッキンがセンサー収容体に組み込み易くなる。

本発明に係る腕時計の一態様は、気圧センサーをケースの外部から装着した腕時計において、前記ケースの外面に取り付けられ、前記気圧センサーを収容する収容部を備えたセンサー収容体と、 前記収容部に収容された圧力センサーと、外気を前記圧力センサーに連通させる連通部を備え、前記収容部を閉じるセンサーカバーと、を備えたセンサー取付構造体を４時の位置に設けたことを特徴とする。

この態様によれば、腕時計の大型化を防ぐことができる。また、センサーを腕時計の４時の位置に設ければ、操作の必要がないセンサーを腕時計における操作が容易でない位置に設けることとなり、２時や８時や１０時の位置等の好適な位置に操作子を設けることができる。また、圧力センサーが手首の表面に当たり難くなる。

本発明の情報機器の一実施形態であるセンサー取付構造体を備えた腕時計の要部を示す平面図である。 本実施形態のセンサー取付構造体を示す分解斜視図である。 本実施形態のセンサー取付構造体における組立後の状態を図２の矢印Ｅ方向から見て示す図である。 （Ａ）は図２のセンサー収容体を拡大して示す斜視図、（Ｂ）は本実施形態のセンサー収容体をケース側から見て示す斜視図、（Ｃ）は本実施形態のセンサー収容体を図２の矢印Ｅ方向から見て示す図である。 （Ａ）は本実施形態のセンサー収容体と異物侵入防止用カバーとの間に設けるパッキンを、ケースの側から見て示す図、（Ｂ）は（Ａ）のＦ−Ｆ断面図、（Ｃ）は図４の一部拡大断面図である。 本実施形態のセンサー取付構造体の断面を示す断面図である。 本実施形態のセンサーカバーをケースの反対側から見て示す図である。 本実施形態の異物侵入防止用カバーをケースの反対側から見て示す図である。 本実施形態の腕時計に用いられるセンサーカバーの他の例を、ケース側から見て示す斜視図である。

図１ないし図４は、本発明のセンサー取付構造体の一実施形態およびセンサー取付構造体を用いて構成される腕時計を示す図である。図１ないし図４において、腕時計１は、腕に装着するためのバンドの図示を省略している。この腕時計１は気圧や水圧を測定する機能を有する。このような機能としては、例えば検出した気圧に基づく高度推定機能、天気予想機能、水深推定機能、ダイビング情報表示機能がある。

腕時計１のケース２は、環状部２ａと、ケース２の表面部に設けられる透明のカバーガラス２ｂとを有する。ケース２の裏面には裏蓋（図示せず）が取付けられる。環状部２ａの両端には不図示のバンドを接続するバンド取付け部２ｃ，２ｃが設けられている。ケース２内には時刻やセンサーによる検知信号から得られた測定値を表示するための電子回路や電源（いずれも図示せず）が収容される。ユーザーが操作するための操作子３がケース２に取付けられている。

図２において、腕時計１に取付けられる圧力センサー５を取付けるためのセンサー取付構造体は、ケース２の環状部２ａの外面に設けられたセンサー取付け面部２ｄと、圧力センサー５を収容するセンサー収容体６と、センサー収容体６とセンサー取付け面部２ｄとの間に設ける防水シール用のパッキン７と、カバー部Ｃとを備える。カバー部Ｃは、センサー収容体６との間で圧力センサー５を固定する。具体的には、カバー部Ｃは、センサーカバー８および取付けねじ９と、異物侵入防止用カバー１０と、防水シール用のパッキン１１とを備える。センサーカバー８は、圧力センサー５を覆うとともに、圧力センサー５をセンサー収容体６との間で固定する。異物侵入防止用カバー１０は、センサー収容体６とセンサーカバー８との間に設けられる。パッキン１１は、センサー収容体６と異物侵入防止用カバー１０との間に設けられる。

図２に示すように、センサー取付け面部２ｄは、センサー収容体６の一部が嵌め込まれる凹部としてケース２の外面部に形成されている。このセンサー取付け面部２ｄの中央に、圧力センサー５と、ケース２の内部に収容する電子回路とを接続する接続線あるいは接触子等の接続ライン（図示せず）を通すための貫通孔２ｅが設けられる。貫通孔２ｅにおけるケース２の半径方向の外側には、防水シール用のパッキン７の一部を嵌め込むための段状凹部２ｆが形成されている。また、センサー取付け面部２ｄ内における貫通孔２ｅの両側には、センサーカバー８をセンサー収容体６に取付ける取付けねじ９を螺合するためのねじ孔２ｇが設けられている。
図３に示すように、センサー取付構造体における組立後の状態を図２の矢印Ｅ方向から見ると、取付けねじ９によって、センサーカバー８がセンサー収容体６に押圧されて、ケース２の環状部２ａに取り付けられる。

図４（Ｂ）に示すように、センサー収容体６は、そのケース２側である内側に突出する突出部６ａを有する。この突出部６ａは、図２に示したセンサー取付け面部２ｄの貫通孔２ｅに嵌め込まれるものである。図４（Ａ），（Ｃ）に示すように、センサー収容体６は、突出部６ａを含めた領域に、ケース２の半径方向に向けて、圧力センサー５を収容する円形の収容部６ｂを有する。また、センサー収容体６におけるカバー部Ｃの方向の面であって、収容部６ｂに連なるように、防水シール用のパッキン１１を嵌め込む段状凹部６ｃが形成されている。

また、センサー収容体６の突出部６ａに、圧力センサー５をケース側から支持するセンサー支持部６ｄが、円形をなす収容部６ｂの半径方向の内側に突出させて形成されている。センサー収容体６は、収容部６ｂの両側に設けられた貫通孔６ｅを備え、この貫通孔６ｅは取付けねじ９を挿通するものである。センサー収容体６はセンサーカバー接する面６ｇから外側に突出させて形成された突出縁６ｆを有する。この突出縁６ｆで囲まれた領域に、センサーカバー８および異物侵入防止用カバー１０を嵌め込んで位置決めするものである。

パッキン７，１１の材料は例えばフッ素系ゴム等であり、弾性を有する。図５（Ａ）にパッキン１１の平面図を示し、図５（Ｂ）に図５（Ａ）の破断線Ｆ−Ｆで切断したパッキン１１の断面図を示す。パッキン１１は、円環状の形状をしており、内側の第１の環状突出部１１ａの中心と、外側の第２の環状突出部１１ｂの中心とが略一致する同芯形状となっている。

図６に本実施形態のセンサー取付構造体の断面を示す。同図に示すように、圧力センサー５におけるケース２の反対側の突出部５ａの周囲には外面部５ｂが設けられている。外面部５ｂは、収容部６ｂに収容された圧力センサー５におけるカバー部Ｃの方向の面である。外面部５ｂはパッキン１１の第１の環状突出部１１ａは外面部５ｂに接する。一方、パッキン１１の第１の環状突出部１１ａはセンサー収容体６の段状凹部６ｃに嵌め込まれる。すなわち、パッキン１１は２山の構造をしており、外側の山がセンサー収容体６に押圧され、内側の山が圧力センサー５に押圧される。このように２つの構造の各々に各山が変形しながら接するので、センサー収容体６と圧力センサー５との間に隙間を確実に封止すことができる。

図７に示すように、センサーカバー８は、中央部に圧力センサー５に備える圧力検知部（図示せず）に圧力を伝えるために、センサーカバー８を介して外界を圧力センサーに連通させる貫通孔からなる連通部８ａを備える。また、センサーカバー８は連通部８ａの両側に、取付けねじ９を挿通する貫通孔８ｂを備える。図８に示すように、異物侵入防止用カバー１０は、センサーカバー８の連通部８ａに対面する中央の領域に、外界と空気または水を連通させる一方、塵埃等の小さな異物の通過を防止するための複数の小孔１０ａを備える。この小孔１０ａは、連通部８ａの開口面積と比較して小さな面積の円孔からなる。異物侵入防止用カバー１０における複数の小孔１０ａを設けた領域の両側に、取付けねじ９を通す貫通孔１０ｂ，１０ｂを備える。なお、図７のセンサーカバー８と図８の異物進入防止用カバー１０との間に、例えば、空気を通過させ異物を通過させないテフロン（登録商標）シートを介在させても良い。

本実施形態の圧力センサー５は、図６に示す構造でケース２に取付けられる。すなわち、ケース２の環状部２ａに設けられた取付け面部２ｄの貫通孔２ｅの周囲の段状凹部２ｆにパッキン７を嵌め、センサー収容体６に設けられた突出部６ａを、取付け面部２ｄの貫通孔２ｅに嵌めて、センサー収容体６の一部を取付け面部２ｄに嵌め込む。また、センサー収容体６に設けられた圧力センサー５の収容部６ｂに圧力センサー５を嵌め込み、圧力センサー５の外側に設けた突出部５ａとセンサー収容体６の段状凹部６ｃとの間に、パッキン１１を嵌める。また、パッキン１１に重ねて、異物侵入防止用カバー１０とセンサーカバー８とを、センサー収容体６の外周の突出縁６ｆ内に重ねて嵌め込む。

そして、取付けねじ９を、センサーカバー８の貫通孔８ｂ、異物侵入防止用カバー１０の貫通孔１０ｂ、およびセンサー収容体６の貫通孔６ｅに挿通して、ケース２の取付け面部２ｄに設けられたねじ孔２ｇに螺合し締結する。これにより、センサー収容体６、パッキン１１．異物侵入防止用カバー１０およびセンサーカバー８と共に圧力センサー５がケース２に取付けられる。また、この取付けねじ９によるセンサー収容体６等の締結により、パッキン７，１１が圧縮される。なお、これらの部材の組み立て順序は、種々に変更でき、ケース２内の電子回路と圧力センサー５との電気的な接続は、不図示の接続ラインを介して行なわれる。

このように圧力センサー５をセンサー収容体６と共にケース２に取付けた状態においては、図６に示すように、パッキン１１の内周側の第１の環状突出部１１ａが圧力センサー５の突出部５ａの周囲の外面部５ｂに圧接して圧縮される。また、パッキン１１の外周側の第２の環状突出部１１ｂはセンサー収容体６の段状凹部６ｃに圧接して圧縮される。これにより、圧力センサー５の周囲と収容部６ｂとの内壁との間の隙間を封止して、外界との間の水や空気を遮断することができる。

このように、本実施形態においては、圧力センサー５を収容するセンサー収容体６が、ケース２の外面に設けられた取付け面部２ｄに取付けられるため、センサー取付けのためにケース２に設けるセンサー収容部の規模が小さくてすむ。

また、センサーカバー８とセンサー収容体６との間に挟持される異物侵入防止用カバー１０を備え、その異物侵入防止用カバー１０は、センサーカバー８に設けられた連通部８ａの開口面積と比較して小さい面積の小孔１０ａを複数、備えることにより、圧力センサー５への塵埃の侵入が防止されると共に、センサーカバー８の連通部８ａを通しての塵埃等の圧力センサー５への直接的な接触が防止される。

また、本実施形態においては、圧力センサー５の内側を支持するセンサー支持部６ｄを有する収容部６ｂに圧力センサー５を収容し、圧力センサー５の外側に設けるパッキン１１は、圧力センサー５の外面に接する第１の環状突出部１１ａと、その第１の環状突出部１１ａの外周側に位置して、センサー収容体６におけるセンサーの周囲の面に接する第２の環状突出部１１ｂとを備える２山構造としている。このため、これらの環状突出部１１ａ，１１ｂがそれぞれ個別に圧力センサー５の外面部５ｂと段状凹部６ｃとに接し、それぞれの環状突出部１１ａ，１１ｂが圧力センサー５の外面部５ｂと段状凹部６ｃとに位置ずれがあっても、その位置ずれに環状突出部１１ａ，１１ｂが対応して圧縮され、優れた気水密性が得られる。

また、内周側の第１の環状突出部１１ａが圧力センサー５の外面部５ｂに接することにより、センサーの内外方向の位置を規制する位置決めする機能を発揮する。また、本実施形態においては、第１の環状突出部１１ａにより圧力センサー５の突出部５ａを嵌め込んだ構造を有するため、第１の環状突出部１１ａが圧力センサー５の半径方向の位置決め機能も発揮する。

また、本実施形態においては、センサー収容体６に設ける圧力センサー５の収容部６ｂの周囲に、パッキン１１を収容する段状凹部６ｃを設けているので、圧力センサー５やパッキン１１がセンサー収容体６に組み込み易くなる。

図９はセンサーカバーの他の例であり、このセンサーカバー８Ｘは、ケース２側、すなわち圧力センサー５側の面に、圧力センサー５を外界に連通させるための連通部８ｃを溝状に形成したものである。

このように、図９の例においては、センサーカバー８Ｘに設ける連通部８ｃを、センサーカバー８Ｘにおけるケース２側の面である内側の面に設けられた溝として形成しているので、センサーカバー８の連通部８ｃはセンサーカバー８Ｘの表面に露出しないから、圧力センサー５への異物の侵入が生じにくくなる。なお、溝の方向は任意に設計可能である。例えば、図面ではセンサーカバー８Ｘの短辺方向に沿って設けているが、貫通孔８ｂの双方を連結するように溝を形成しても良い。

本実施形態においては、図１に示すように、圧力センサー５を腕時計１の４時の位置に設けている。この４時の位置は、操作子３を設けた場合に、押し込み等の操作が困難な位置である。このように、操作の必要がない圧力センサー５を腕時計１の４時の位置に設けることにより、２時や８時や１０時の位置等に操作が必要な操作子３を設けることができ、合理的な配置が実現される。また、圧力センサー５が手首の表面に当たり難くなる。

上記実施形態においては、ケース２や圧力センサー５を円形に形成しているが、これらは４角形等の多角形に形成してもよい。

また、本発明は腕時計として構成されるものではなく、高度計や深度計専用の機器あるいは時計以外の他の機能を有する機構と複合して構成されるものであってもよい。また、ケース２に取付けられるセンサーは、圧力センサー以外のものであってもよい。

また、本発明は、腕時計として構成されるもののみならず、ユーザーに情報を表示する情報機器及び他の機器との間で情報を送受信する情報機器にも適用することができる。特に、本発明をウエラブル機器に適用すれば、ウエラブル機器は体に装着する関係上小型であることが好ましいため、センサーを設ける際にケースの大型化を抑制できるという重要な効果を発揮する。

その他、本発明を実施する場合、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、構成部材やその組み合わせについて、種々の変更、付加が可能である。

１…時計、２…ケース、２ｄ…取付け面部、５…圧力センサー、６…センサー収容体、６ｂ…収容部、６ｃ…段状凹部、８，８Ｘ…センサーカバー、８ａ…連通部、８ｃ…連通部（溝）、９…取付けねじ、１０…異物侵入防止用カバー、１０ａ…小孔、１１…パッキン、１１ａ…第１の環状突出部、１１ｂ…第２の環状突出部、Ｃ…カバー部。

Claims (7)

1. 腕時計のケースに圧力センサーを取り付けるセンサー取付構造体において、
   前記ケースの外面に取り付けられ、前記圧力センサーを収容する収容部を備えたセンサー収容体と、
   前記収容部に収容された圧力センサーと、
   外気を前記圧力センサーに連通させる連通部を備え、前記収容部を閉じるセンサーカバーと、
   を備えることを特徴とするセンサー取付構造体。
2. 前記センサーカバーと前記圧力センサーとの間にカバーが設けられ、前記カバーは、前記連通部の開口面積と比較して小さい開口面積の孔を有することを特徴とする請求項１に記載のセンサー取付構造体。
3. 前記連通部は、前記センサーカバーの前記収容部側の面に設けられた溝として設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のセンサー取付構造体。
4. 前記収容部と前記圧力センサーとの隙間を封止するパッキンを備えることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載のセンサー取付構造体。
5. 前記パッキンは、前記圧力センサーと前記収容部との隙間の位置に対応して切れ込みが設けられていることを特徴する請求項５に記載のセンサー取付構造体。
6. 前記センサー収容体は、前記収容部に連なって設けられ、前記パッキンを嵌め込む段状凹部を有することを特徴とする請求項４または５に記載のセンサー取付構造体。
7. 気圧センサーをケースの外部から装着した腕時計において、
   前記ケースの外面に取り付けられ、前記気圧センサーを収容する収容部を備えたセンサー収容体と、
   前記収容部に収容された圧力センサーと、
   外気を前記圧力センサーに連通させる連通部を備え、前記収容部を閉じるセンサーカバーと、を備えたセンサー取付構造体を４時の位置に設けたことを特徴とする腕時計。
   

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