JP2022176758A - Electronic watch - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はリング状のアンテナを有する電子時計に関する。 The present invention relates to an electronic timepiece having a ring-shaped antenna.
特許文献1には、ムーブメントとカバーガラスとの間に導体板を配置し、導体板の外周縁に沿って略環状のアンテナを配置し、導体板を回路基板の接地端子に接続させることによりグランド板として機能させることが開示されている。
In
導体板は、複数のネジでムーブメントに確実に固定することが好ましい。導体板の固定には、通常、金属製のネジが用いられる。このネジを介して、導体板と回路基板のグランドとを複数箇所で導通すると、インピーダンスの偏りなどによって電流分布の集中していないアンテナの給電点から遠い経路での電流分散が支配的に行われ、電流分布に偏りが生じ、受信感度が低下する恐れがあった。 Preferably, the conductor plate is securely fixed to the movement with a plurality of screws. Metal screws are usually used to fix the conductor plate. If the conductor plate and the ground of the circuit board are connected at multiple points via this screw, the current distribution will be dominant in the path far from the antenna feeding point where the current distribution is not concentrated due to impedance bias etc. , there is a risk that the current distribution will be biased and the reception sensitivity will decrease.
本開示の電子時計は、環状の基材およびアンテナ素子を備えて電波を受信するアンテナと、前記アンテナで受信した電波を処理する受信部と、前記アンテナに給電する給電端子と、グランド端子とを備える回路基板と、前記アンテナ素子と前記給電端子とを導通する給電部材と、前記アンテナの中心軸に直交する方向から見た側面視において、前記アンテナと前記回路基板との間に配置される導体板と、前記導体板と前記回路基板とを固定する第1の固定部材および第2の固定部材と、を備え、前記第1の固定部材は、前記中心軸の方向から見た平面視において、前記第2の固定部材よりも前記給電部材に近い位置に配置され、前記導体板と前記グランド端子とを導通状態で固定し、前記第2の固定部材は、前記導体板と前記グランド端子とを絶縁状態で固定することを特徴とする。 An electronic timepiece of the present disclosure includes an antenna for receiving radio waves, which includes an annular base material and an antenna element, a receiver for processing radio waves received by the antenna, a power supply terminal for feeding power to the antenna, and a ground terminal. a circuit board, a power supply member that electrically connects the antenna element and the power supply terminal, and a conductor arranged between the antenna and the circuit board in a side view viewed from a direction orthogonal to a central axis of the antenna. A plate, and a first fixing member and a second fixing member for fixing the conductive plate and the circuit board, wherein the first fixing member has, in a plan view seen from the direction of the central axis, The second fixing member is arranged at a position closer to the power supply member than the second fixing member, and fixes the conductor plate and the ground terminal in a conductive state, and the second fixing member connects the conductor plate and the ground terminal. It is characterized in that it is fixed in an insulated state.
[第1実施形態]
以下、本開示の第1実施形態に係る電子時計を図面に基づいて説明する。
図1は電子時計10を示す概略図であり、図2は電子時計10を表面側から見た平面図であり、図3は電子時計10の概略を示す断面図であり、図4は電子時計10の要部の分解斜視図である。
本実施形態の電子時計10は、地球の上空を所定の軌道で周回している複数のGPS衛星や準天頂衛星などの位置情報衛星Sからの衛星信号を受信して衛星時刻情報を取得し、内部時刻情報を修正する腕時計である。なお、GPSは、Global Positioning Systemの略語である。GPS衛星は、地球の上空において、所定の軌道上を周回する航法衛星であり、1.57542GHzの電波に航法メッセージを重畳させて地上に送信している。以降の説明では、航法メッセージが重畳された1.57542GHzの電波を衛星信号という。衛星信号は、右旋偏波の円偏波である。
[First embodiment]
An electronic timepiece according to a first embodiment of the present disclosure will be described below with reference to the drawings.
1 is a schematic diagram showing an
The
電子時計10は、図2および図3に示すように、外装ケース30と、カバーガラス33と、金属製の裏蓋34とを備えている。外装ケース30は、金属製の円筒状のケース胴31に、金属製のベゼル32が嵌合されて構成されている。以下の説明では、電子時計10の各部品において、カバーガラス33側を表面または上面、裏蓋34側を裏面または下面と定義する。
外装ケース30の側面には、文字板11の平面中心に対して、8時方向の位置にAボタン17Aが設けられ、10時方向の位置にBボタン17Bが設けられ、2時方向の位置にCボタン17Cが設けられ、4時方向の位置にDボタン17Dが設けられ、3時方向の位置にリュウズ14が設けられている。
The
On the side surface of the
外装ケース30の内側には、図3および図4に示すように、ベゼル32の内周に取り付けられているダイヤルリング40と、アンテナ200と、光透過性の文字板11と、指針21,22,23,71,81,91と、ソーラーパネル50と、リング状のカレンダー車16と、導体板160と、地板100と、回路基板120と、耐磁板170と、回路押さえ122と、駆動機構140とが配置されている。
文字板11の平面中心には指針軸25が配置されている。指針軸25は、3重の指針軸25A,25B,25Cを備えている。指針軸25A,25B,25Cは、文字板11の平面中心を通り、表裏方向つまり電子時計10の厚さ方向に沿って設けられ、指針21,22,23が取り付けられている。
Inside the
A
文字板11には、その平面中心に対して2時方向に円形の第1小窓70と指針71とが設けられ、10時方向に円形の第2小窓80と指針81とが設けられ、6時方向に円形の第3小窓90と指針91とが設けられ、4時方向に矩形のカレンダー小窓15が設けられている。文字板11、指針21,22,23、第1小窓70、第2小窓80、第3小窓90およびカレンダー小窓15などは、ベゼル32の開口に取り付けられたカバーガラス33を透して、視認可能となっている。
The
文字板11は、外装ケース30の内側で時刻を表示する円形の板材であり、合成樹脂製の光透過性の材料で形成され、カバーガラス33との間に指針21,22,23などを備え、ダイヤルリング40の内側に配置されている。本実施形態の文字板11は、ポリカーボネイト製である。
文字板11の裏面には、光発電を行うソーラーパネル50が配置されている。ソーラーパネル50は、図4にも示すように、光エネルギーを電気エネルギーに変換する複数のソーラーセルを直列接続した円形の平板である。
文字板11およびソーラーパネル50は重ねて配置され、その外周は、図3に示すように、ダイヤルリング40の内周部の下面に配置されている。すなわち、文字板11およびソーラーパネル50の外周縁はダイヤルリング40で被覆されている。このため、ダイヤルリング40は、文字板11の外周を見切る見切り材として機能し、ダイヤルリング40の内周開口の直径が、文字板11の見切り径とされている。
文字板11およびソーラーパネル50には、指針軸25A,25B,25Cと、指針71の指針軸26と、指針81の指針軸27と、指針91の指針軸28とが貫通する穴が形成されているとともに、カレンダー小窓15の開口部が形成されている。
また、ソーラーパネル50の裏面側にはカレンダー車16と、軸29Aに取り付けられた日回し車29が配置されている。カレンダー車16はカレンダー小窓15から視認可能となっている。
The
A
The
The
A
カレンダー車16の裏面側には導体板160が配置され、導体板160の裏面側には地板100が配置されている。地板100は、合成樹脂製の材料で形成され、アンテナ給電ピン240が配置される貫通孔105が形成されている。
A
図5および図6は裏蓋側から見たムーブメントを示す平面図であり、図7はカバーガラス側から見たムーブメントを示す平面図であり、図8および図9はムーブメントの要部の断面図である。図5は、耐磁板170および回路押さえ122を取り外して回路基板120を露出させた平面図であり、図6は、耐磁板170および回路押さえ122を取り付けた状態を示す平面図である。図7は文字板11、ソーラーパネル50、カレンダー車16を取り外して導体板160を露出させた状態を示す平面図である。図8および図9はモーターの固定構造を示す断面図であり、モーター141~145よりも裏蓋34側に配置される回路押さえ122を上側、文字板11を下側にしている。
地板100には、駆動機構140が取り付けられ、回路基板120で裏面側から覆われている。駆動機構140は、ステップモーターと歯車などの輪列とを有する。本実施形態では、秒針である指針81を駆動する第1モーター141と、分針である指針22および時針である指針23を駆動する第2モーター142と、クロノグラフ秒針である指針21およびクロノグラフ分針である指針71を駆動する第3モーター143と、インジケーター針およびクロノグラフ時針を兼用する指針91を駆動する第4モーター144と、カレンダー車16を駆動する第5モーター145とを備える。
各モーター141~145の構成を、第2モーター142を例に説明する。図5および図9に示すように、第2モーター142は、コア151に巻回されたコイル152と、ステーター153と、ローター154とを備えるステップモーターである。第2モーター142は、さらに、コア151に重ねられた基板座155と、コイル152が導通されるモーター基板156とを備える。他のモーター141、143、144、145も同様の構成である。地板100および導体板160には、各モーター141~145で駆動される指針軸25A、25B、25C、26、27、28、軸29Aが貫通する穴が形成されている。
そして、文字板11と、少なくとも時分秒針である指針22、23、81とを備えて時刻を表示する時刻表示部が構成されている。
5 and 6 are plan views showing the movement as seen from the back cover side, FIG. 7 is a plan view showing the movement as seen from the cover glass side, and FIGS. 8 and 9 are sectional views of the essential parts of the movement. is. 5 is a plan view showing the
A
The configuration of each of the
The
地板100の裏面側に配置される回路基板120は、図4および図5に示すように、GPS受信部300、制御表示部400を備えている。また、回路基板120には、各モーター141~145のモーターコイルが配置される開口と、二次電池130が配置される切欠部とが形成されている。さらに、回路基板120の表面には、図3および図4に示すように、給電部材であるアンテナ給電ピン240が当接する給電端子121が形成されている。
GPS受信部300および制御表示部400は集積回路で構成され、回路基板120の裏面に取り付けられている。二次電池130は、リチウムイオン電池などで構成され、ソーラーパネル50が発電した電力で充電される。
The
The
回路基板120の裏面側には、耐磁板170を介して回路押さえ122が設けられている。回路押さえ122は、金属板で構成され、図6に示すように、裏蓋34に接触する第1の導通バネ123と、回路基板120側に折曲して設けられた固定片124とを有し、地板100にねじ止めされている。すなわち、第1の導通バネ123は、回路押さえ122に一体に形成されている。また、回路基板120の裏面には、図9に示すように、回路押さえ122の固定片124に接触するグランド端子125が形成されている。
これにより、回路基板120のグランドパターンは、グランド端子125、回路押さえ122の固定片124および第1の導通バネ123を介して金属製の裏蓋34に導通している。
耐磁板170および回路押さえ122は、平面視で二次電池130と重ならない形状で形成され、裏蓋34を取り外すことで、回路押さえ122や耐磁板170を取り外さずに二次電池130を交換できる。ここで、平面視とは、指針軸25に沿った方向、つまり文字板11の表面に直交する第1方向から見た状態を意味する。また、側面視とは、前記第1方向に直交する第2方向から見た状態を意味する。
A
As a result, the ground pattern of the
The
[導体板]
導体板160は、図4に示すように、地板100の文字板11側、具体的にはカレンダー車16と地板100との間に配置され、時針である指針23が取り付けられる筒車を押さえる筒車押さえである。導体板160は、図7に示すように、地板100の表面のほぼ全面を覆う略円板状に形成された板状部161と、板状部161の外周から延出された延出部162とを備える導電性を有する金属板である。さらに、導体板160は、駆動機構140の各モーター141~145に平面視で重なるように構成され、耐磁板としても機能する。すなわち、導体板160は、金属製であるため、外部磁界の影響を受けてモーター141~145が誤動作することを防止する耐磁板としても機能する。
板状部161は、地板100および回路基板120に複数箇所でねじ止めされ、一部のネジで回路基板120のグランド端子125と電気的に接続つまり導通される。また、板状部161には、指針軸25と、指針軸26、27,28と、日回し車29の軸29Aが配置される穴と、アンテナ給電ピン240が配置される穴165とが形成されている。
延出部162は、板状部161の外周の複数箇所、例えば4箇所から延出されている。延出部162の外周端部には上方に延びたフック部163が設けられている。延出部162には、導通バネ部164が切起し加工で斜め上方に向かって形成されている。
[Conductor plate]
As shown in FIG. 4, the
The plate-
The extending
ここで、図5~図9を参照して、導体板160、各モーター141~145、回路基板120、回路押さえ122の固定構造について説明する。
図8、9に示すように、地板100には、複数箇所にネジ挿通用の貫通孔106が形成され、貫通孔106の表面側の開口には段部106Aが形成されている。
本実施形態では、貫通孔106に配置される第1の固定部材180Aおよび第2の固定部材180Bによって、導体板160は地板100に複数箇所で固定されている。
第1の固定部材180Aは、図8に示すように、導体板160と、回路基板120のグランド端子125とを導通状態で固定するものであり、第2の固定部材180Bは、図9に示すように、導体板160と回路基板120のグランド端子125とを絶縁状態つまり電気が流れない非導通状態で固定するものである。
Here, the fixing structure of the
As shown in FIGS. 8 and 9, the
In this embodiment, the
As shown in FIG. 8, the first fixing
第1の固定部材180Aは、図8に示すように、導電性を有するネジピン181A、ネジ191A、192Aを備えており、導体板160を固定するのに加えて、第3モーター143を地板100および回路基板120間に固定する固定部材を兼用する。
ネジピン181Aは、金属製のパイプ部材とされ、地板100の貫通孔106に配置されている。ネジピン181Aの一端側にはフランジ182Aが形成されている。このフランジ182Aは、地板100の貫通孔106の段部106Aに係合されている。
ステーター153、コア151、基板座155、モーター基板156には貫通孔が形成され、これらの貫通孔に地板100の裏面から突出するネジピン181Aが挿入されている。
ネジピン181Aの一端側には、導体板160側から金属製のネジ191Aが螺合されている。ネジピン181Aの他端側には、金属製のネジ192Aが螺合されている。なお、本実施形態では、第3モーター143を固定するネジ192Aは、ネジ192Aの頭部が回路基板120のグランド端子125に直接当接してネジピン181Aに螺合されている。
これにより、導体板160、地板100、第3モーター143、回路基板120は、ネジピン181Aにねじ込まれる2本のネジ191A、192Aによって挟み込まれて固定されている。
そして、回路基板120には、ネジ192Aが当接するグランド端子125が形成されている。また、金属製の導体板160には、ネジ191Aと、ネジピン181Aのフランジ182Aとが当接している。さらに、金属製のネジピン181Aに、金属製のネジ191A、192Aが螺合している。このため、第1の固定部材180Aは、導体板160と、回路基板120のグランド端子125とを導通状態で固定する。
As shown in FIG. 8, the first fixing
The
A
Thereby, the
A
第2の固定部材180Bは、図9に示すように、ネジピン181B、ネジ191B、192B、スペーサー193を備えており、導体板160を固定するのに加えて、第1モーター141、第2モーター142、第4モーター144、第5モーター145を地板100および回路基板120間に固定する固定部材を兼用する。図9では、第2モーター142の固定構造を例示している。
ネジピン181Bは、ネジピン181Aと同様に、金属製のパイプ部材であり、一端側にフランジ182Bが形成されている。ただし、フランジ182Bの厚さは、フランジ182Aよりも薄くされ、フランジ182Bが貫通孔106の段部106Aに係合された際に導体板160との間に隙間が確保されて非接触状態となるように構成されている。
ネジ191Bの頭部と導体板160との間には、合成樹脂製のスペーサー193が配置されている。導体板160のネジ191Bが挿通される孔は、ネジ191Bのネジ部よりも大きな孔径とされている。このため、ネジ191Bは、スペーサー193および導体板160の孔によって、導体板160に非接触状態でネジピン181Bに螺合される。
ネジ192Bは、図9に示すように、回路押さえ122に折曲して設けられた固定片124および回路基板120に形成された切欠を介してネジピン181Bに螺合されている。
他の第1モーター141、第4モーター144、第5モーター145は、第2モーター142と同じく、第2の固定部材180Bによって、導体板160とグランド端子125とが非導通状態で固定されている。
なお、図8、9に示すように、導体板160とソーラーパネル50との間には、カレンダー車16の文字板11側への移動を規制するカレンダー押さえ18が配置されている。このカレンダー押さえ18は、導体板160を介して地板100に固定されている。また、カレンダー押さえ18において、ネジ191Bと平面視で重なる部分は、スペーサー193よりも大きな直径の貫通孔18Aが形成され、スペーサー193およびネジ191Bの頭部が配置されている。
The
Like the
A
The
The other
As shown in FIGS. 8 and 9, a
駆動機構140の各モーター141~145は、導体板160および耐磁板170で挟まれている。近年、スマートフォンなどの携帯端末用のケースに、高性能な磁石が多く使われるようになり、腕時計にも耐磁性が求められている。このため、外部磁界を迂回させて、ステップモーターの誤動作を防止するために、純鉄などの高透磁率材からなる導体板160および耐磁板170が、平面的に各モーター141~145と重なる位置に配置されている。
なお、モーター141~145のうち、コイル152は外部磁界の影響を受けにくいため、耐磁板を兼ねる導体板160および耐磁板170とは必ずしも平面的に重ならなくてもよい。このため、導体板160、耐磁板170は、各モーター141~145の少なくとも一部に平面的な重なり、特に、ステーター153やローター154と平面的に重なることが好ましい。
また、本実施形態では、導体板160および耐磁板170の2枚の耐磁板を設けていたが、導体板160のみを設けてもよい。ただし、導体板160、耐磁板170で各モーター141~145を挟んだほうが、耐磁性能を向上できる。
Each
Of the
Also, in the present embodiment, two anti-magnetic plates, the
耐磁板170は、図3、4に示すように、回路基板120と回路押さえ122との間に配置され、回路押さえ122と類似する平面形状とされ、平面視で各モーター141~145と重なり、二次電池130とは重ならない形状とされている。耐磁板170は、地板100にねじ止めされている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
ダイヤルリング40は、平板部41および傾斜部42を備えたリング状の合成樹脂材で構成されている。
平板部41は、カバーガラス33と平行に設けられ、外周端の上面がベゼル32の内周の下面に接している。傾斜部42は、平板部41から延出され、内周端が文字板11に接触する。傾斜部42の表面つまりダイヤルリング40の内周面は、平板部41に接続する上端から文字板11に接触する下端まで、電子時計10の裏面つまり下方に向かって傾斜されている。このため、ダイヤルリング40の内周面は、電子時計10の内側に向かうほど文字板11に対する高さが小さくなり、文字板11は広い角度範囲で視認することができる。
The
The
ダイヤルリング40と、ベゼル32とによりドーナツ形状の収納空間が形成され、この収納空間内には、アンテナ200が収納されている。
ダイヤルリング40は、合成樹脂などの非導電性材料で形成されているので、アンテナ200による電波受信を妨げない。また、ダイヤルリング40がアンテナ200を覆うため、アンテナ200が隠され、電子時計10の外観上の違和感を与えることが防止され、電子時計10の意匠性を向上できる。
A doughnut-shaped storage space is formed by the
Since
電子時計10は、回路基板120に配置されたGPS受信部300と、制御表示部400とを有する。
GPS受信部300は、GPS用のアンテナ200を用いてGPS衛星から衛星信号を受信して処理する受信部であり、衛星信号を受信する電子時計で用いられているため説明を省略する。なお、GPS受信部300は、受信した衛星信号に基づいて取得した測位データや時刻データを制御表示部400に出力する。
The
The
制御表示部400は、制御部と、指針等の駆動を実施する駆動回路と、水晶発振器とを備え、水晶発振器を用いて時刻を計時するとともに、GPS受信部300に制御信号を出力してその動作を制御し、さらに、駆動回路によって指針22、23、81の運針動作を制御する。GPS受信部300および制御表示部400は、二次電池130の電力で動作する。
The
[アンテナの構成]
図10は、アンテナ200を示す概略斜視図であり、図11は、アンテナ200および導体板160を示す概略斜視図である。
GPS衛星信号を受信するアンテナであるアンテナ200は、誘電体で構成された環状の基材であるアンテナ基材210に、めっきや銀ペースト印刷などによりアンテナ素子220を形成したものである。
本実施形態のアンテナ基材210は、ボタン17A~17Dとの干渉を避ける円弧状の凹部217が形成されている。また、アンテナ基材210の内周面には、ソーラーパネル50や文字板11の固定部との干渉を防止するために複数の凹部218が形成されている。なお、図11に示す導体板160では、各指針軸が挿通される穴やネジが配置される穴の図示を省略している。
[Antenna configuration]
10 is a schematic perspective
The
The
次に、アンテナ基材210の構成について説明する。なお、本実施形態において、環状のアンテナ基材210の中心軸方向は、指針軸25の軸方向、つまり電子時計10の厚さ方向と一致し、電子時計10の平面視の方向、つまり文字板11の表面に直交する第1方向に一致する。また、電子時計10の厚さ方向において、電子時計10の表面側を上方、裏面側を下方と定義する。
アンテナ基材210は、上面211と、外周面212と、下面213と、内周面214とを備える。内周面214は、上面211に連続する第1内周面215と、第1内周面215および下面213の間に設けられる第2内周面216とを備える。このため、アンテナ基材210は断面五角形とされている。
Next, the configuration of the
アンテナ基材210を形成する誘電体としては、酸化チタンなどの高周波で使えるセラミック誘電材料を合成樹脂に混ぜて成形したものを利用できる。
誘電体のベース樹脂材は、無電解めっきが付やすい点で、PPS(Poly Phenylene Sulfide:ポリフェニレンスルファイド)、LCP(Liquid Crystal Polymer:液晶ポリマー)、ポリカーボネイトが望ましい。これにより誘電体の波長短縮と相俟ってアンテナ200をより小型化できる。
すなわち、GPS衛星からの電波の周波数は約1.575GHzであり、1波長は約19cmとなる。円偏波を受信するためには、波長の1.0~1.2倍程度のアンテナ長が必要であるため、GPS衛星からの電波を受信するためには、約19~24cmのループアンテナが必要となる。このようなアンテナ長のループアンテナを腕時計の内部に収める場合、腕時計が大型化してしまう。
これに対して、本実施形態では、アンテナ200は、比誘電率εrが7~15程度の誘電体で形成されたリング状のアンテナ基材210を有している。ここで、比誘電率εrのアンテナ基材210を用いる場合、当該アンテナ基材210による波長短縮率は一般的に(εr)-1/2となる。比誘電率εrは7~15程度であり、このような高誘電率のアンテナ基材210を備えない場合に比べて、波長短縮効果によってアンテナ長を短縮することができ、アンテナ200を腕時計内部に収納できるサイズに小型化できる。
As the dielectric that forms the
PPS (Poly Phenylene Sulfide), LCP (Liquid Crystal Polymer), and polycarbonate are preferable for the base resin material of the dielectric because they are easily electroless plated. Accordingly, the
That is, the frequency of radio waves from GPS satellites is about 1.575 GHz, and one wavelength is about 19 cm. In order to receive circularly polarized waves, an antenna length of about 1.0 to 1.2 times the wavelength is required, so a loop antenna with a length of about 19 to 24 cm is required to receive radio waves from GPS satellites. necessary. When a loop antenna with such an antenna length is housed inside a wristwatch, the wristwatch becomes large.
On the other hand, in this embodiment, the
アンテナ素子220を構成する無電解めっきは、銅、ニッケル、金からなり、めっきの厚みは十数μm程度と薄い。このため、アンテナ素子220の抵抗値を下げるには、アンテナ素子220の幅は、0.5mm程度以上は必要となる。
ここで、本実施形態のアンテナ200のアンテナ基材210は、前述のとおり、断面五角形とされ、上面211の幅寸法は小さいため、アンテナ基材210の上面211にアンテナ素子220を形成すると、アンテナ素子220の幅が狭くなり、抵抗値が大きくなって損失が増えることでアンテナ利得が低下してしまう。
このため、本実施形態では、アンテナ基材210の外周面212に、グランド素子221を形成し、内周面214に給電素子225を形成している。
The electroless plating forming the
Here, as described above, the
Therefore, in this embodiment, the
グランド素子221は、アンテナ基材210の外周面212に形成され、アンテナ200を電子時計10の表面から見た平面視で、円環の一部を切り欠いたC字形状に形成されている。グランド素子221は、GPS衛星からの電波、つまり衛星信号に共振するようなアンテナ長を有している。さらに、グランド素子221は、アンテナ基材210の周方向の一部の箇所、具体的には、導体板160の導通バネ部164に当接する箇所において、外周面212から下面213まで延長されている。このため、グランド素子221は、導通バネ部164を介してグランド板として機能する導体板160に導通する。
The
給電素子225は、アンテナ基材210の内周面214に形成された円弧状の素子であり、第1内周面215に形成された第1内周部225Aと、第2内周面216に形成された第2内周部225Bとを備えている。また、給電素子225は、アンテナ基材210の周方向の一部の箇所、本実施形態では約12時位置において、下面213に形成された給電端子を備える。
給電素子225は、導体板160の穴165、地板100の貫通孔105を貫通して設けられるアンテナ給電ピン240によって、回路基板120の給電端子121に導通されて給電される励振素子とも呼ばれる素子である。給電素子225の長さを適宜設定することによって、アンテナ200に電気的に接続されたGPS受信部300のインピーダンスとアンテナ200のインピーダンスを整合させることが可能となる。
The
The
なお、本実施形態では、グランド素子221の周方向の角度範囲は、例えば、170度から330度の範囲で設定されている。また、給電素子225の周方向の角度範囲は、例えば、40度から160度の範囲で設定されている。これにより、アンテナ200の給電素子である給電素子225は平面視で略C型となり、アンテナ200は円偏波の電波を受信するC型リングアンテナとして機能する。
In this embodiment, the angular range of the
次に、図11を参照してアンテナ200の取付構造について説明する。
アンテナ200の外周面212には、複数箇所、具体的には4箇所に凹部212Aが形成され、凹部212Aには庇状の突出部219が形成されている。突出部219の外周面はアンテナ200の下面213から上方に向かうに従って外周側に突出する傾斜面とされている。
また、導体板160の延出部162の外周端部には、上方に延びたフック部163が設けられ、フック部163には、突出部219に係合する貫通孔163Aが形成されている。延出部162には、導通バネ部164が切起し加工で斜め上方に向かって形成されている。
Next, a mounting structure for the
An outer
A
導体板160は、ネジによって地板100に固定されており、弾性力を有する金属で形成されている。このため、アンテナ200を地板100に向かって移動すると、導体板160は突出部219の傾斜面に沿って外側に撓み、その後、貫通孔163Aが突出部219に係合する。このようにして、アンテナ200は導体板160に取り付けられる。また、導通バネ部164がアンテナ200の下面213のグランド素子221に接触する。これにより、グランド素子221は、4箇所の導通バネ部164を介して導体板160に電気的に接続する。このように、グランド素子221と導体板160とを複数箇所で電気的に接続することで、グランド素子221および導体板160つまりグランドプレーンとの間で電位差が小さくなり、グランドプレーンとしての効果が大きくなる。
また、導体板160は平面視でアンテナ200と重なる大きさとされている。このため、導体板160をグランドプレーンとして利用し、アンテナ200に設けたグランド素子221と電気的に接続することで、グランドプレーンの面積を大きくでき、グランドプレーンのインピーダンスを下げてアンテナ性能を向上できる。なお、導体板160は、側面視でアンテナ200と回路基板120との間に配置されていればよく、必ずしも平面視でアンテナ200と重なる必要はない。例えば、導体板160は、アンテナ200の内側に納まる平面サイズに形成されてもよい。
また、回路基板120のグランド端子125は、回路押さえ122の第1の導通バネ123を介して裏蓋34に導通されている。このため、金属製の裏蓋34と、この裏蓋34が取り付けられている金属製の外装ケース30はグランド電位に接続される。したがって、本実施形態では、導体板160に加えて、外装ケース30および裏蓋34もグランドプレーンとして利用でき、グランドプレーンの面積を最大限大きくできて、アンテナ性能を向上できる。
The
Also, the
Also, the
アンテナ200を取り付けた後、アンテナ200の内周側にソーラーパネル50および文字板11を取り付ける。ソーラーパネル50および文字板11の取付構造は従来と同様の構造が採用できる。例えば、アンテナ200の凹部218に地板100に形成された固定用突起を配置し、ソーラーパネル50や文字板11の外周縁に形成した溝を係合することで、ソーラーパネル50および文字板11を地板100に固定すればよい。さらに、地板100に形成された固定ピン等にダイヤルリング40に形成された図示略の孔部を嵌め込むことで、ダイヤルリング40を地板100に固定すればよい。
After attaching the
以上により、アンテナ200は、文字板11の外周つまり時刻表示部の周囲に配置され、ベゼル32の内側に配置され、さらに合成樹脂で形成されたダイヤルリング40およびカバーガラス33で覆われているため、良好な受信を確保することが可能となっている。
そして、アンテナ200は、アンテナ200の下面213に設けられた給電端子を通じて給電され、この給電端子には、図4に示すように、給電部材であるアンテナ給電ピン240が当接されている。アンテナ給電ピン240は金属で形成されたピン状のコネクターであり、導体板160および地板100を貫通して配置され、回路基板120の給電端子121に当接している。これにより、回路基板120の給電端子121とアンテナ200の給電素子225とが、アンテナ給電ピン240を介して導通されている。
As described above, the
The
次に、アンテナ200の特性に影響する第1の固定部材180Aおよび第2の固定部材180Bの配置位置と、第1の導通バネ123の形成位置について説明する。
本実施形態では、導体板160において、平面視でアンテナ200の給電点の位置、つまり給電部材であるアンテナ給電ピン240が配置される穴165の位置を基準とし、導体板160の平面視で、穴165に近い位置では第1の固定部材180Aを用い、給電点から離れた位置では第2の固定部材180Bを用いて固定している。
具体的には、図7に示すように、第1の固定部材180Aは第1範囲166に配置され、第2の固定部材180Bは第1範囲166の外側に配置される。第1範囲166は、アンテナ給電ピン240の位置つまり穴165の位置と、時計の平面中心位置すなわち指針軸25の位置とを結ぶ線166Aを中心に、時計の外周方向に+90°~-90°の扇形の範囲である。すなわち、第1範囲166は、指針軸25を通り線166Aに直交する直線167と、導体板160の外周に沿った円弧とで囲まれる半円状の領域である。この第1範囲166は、導体板160において電界強度および磁界強度の少なくともいずれか一方が最大値となる領域にほぼ一致する。一方、第1範囲166の外側の領域は、導体板160において電界強度および磁界強度の少なくともいずれか一方が最大値より3dB以上小さくなる領域である。
そして、導体板160とグランド端子125とを導通状態で固定する第1の固定部材180Aを、第1範囲166内のみに配置し、第1範囲166の外側では、第2の固定部材180Bによって導体板160とグランド端子125とを非導通状態で固定することで、第1範囲166の外側でも第1の固定部材180Aを用いて固定した場合に比べて、受信感度を3dB向上することができた。
すなわち、導体板160はムーブメントに確実に固定するため、地板100に対して複数箇所で固定することが好ましい。導体板160の固定には、ムーブメントの組立性や固定強度を向上でき、分解修理も可能とするため、金属などの導電性のネジが用いられる。導電性のネジを介して、導体板160と回路基板120のグランド端子125とが複数箇所で接続された場合、受信感度が低下する現象が生じた。
この現象を本発明者が解析したところ、電流分布の集中していない経路つまり給電点から遠い経路からの電流分散が支配的に行われた際に、電流の分布に偏りが生じて受信感度が低下することが判明した。
この受信感度の低下を抑制するためには、電流分布の偏りを解消する必要がある。そこで、導体板160における電界強度及び磁界強度の分布をシミュレーションしたところ、給電点に近い領域では強度が高く、給電点から離れると強度が低下する点と、導体板160における電界強度および磁界強度の少なくとも一方が最大値より3dB以上小さくなる領域で導体板160とグランド端子125とを導通させると受信感度も低下する点が判明した。この最大値より3dB以上小さくなる領域は、腕時計である電子時計10においては、第1範囲166の外側の領域とほぼ一致した。そのため、電流分布の集中しているところのみ、つまり給電点に近い第1範囲166内の位置のみで導体板160とグランド端子125との導通経路を設けることで、効果的に電流分散を図ることができ、受信感度の低下を抑制できた。
Next, the arrangement positions of the first fixing
In this embodiment, in the
Specifically, as shown in FIG. 7, the first fixing
A first fixing
That is, in order to securely fix the
According to the inventor's analysis of this phenomenon, when the current distribution is dominant from the path where the current distribution is not concentrated, that is, the path far from the feeding point, the current distribution is biased and the reception sensitivity is reduced. found to decrease.
In order to suppress this decrease in reception sensitivity, it is necessary to eliminate the bias in the current distribution. Therefore, when the distribution of the electric field strength and the magnetic field strength in the
さらに、回路基板120のグランド端子125と裏蓋34とを導通する回路基板120の第1の導通バネ123に関しても、給電点に近い位置に設けたほうが、給電点から離れた位置に設けた場合に比べて、受信感度が向上した。図12に示すグラフは、第1の導通バネ123の給電点からの距離と相対アンテナ利得の関係を示すグラフである。このグラフから分かるように、給電点からの距離が15mmを超えると、相対アンテナ利得が低下する。このため、第1の導通バネ123は、平面視で給電部材であるアンテナ給電ピン240からの平面距離が、相対アンテナ利得に応じて設定される第1閾値以内、本実施形態では15mm以内となる位置に設ければよい。
ここで、腕時計サイズの電子時計10では、給電点から時計中心までの長さは13mm程度である。このため、図6に示すように、平面視でアンテナ200の給電点の位置に一致する給電端子121の位置と、時計中心とを結ぶ線126Aを中心に、電子時計10の外周方向に+60°~-60°の扇形の第2範囲126内に第1の導通バネ123を設ければ、給電点から第1閾値である15mm以内の位置に第1の導通バネ123を配置できる。
また、第2範囲126内での第1の導通バネ123の配置箇所は実験の結果、1~2箇所が最適であり、第1の導通バネ123の配置箇所が0箇所の場合や3箇所以上に設けた場合に比べて相対アンテナ利得が向上した。
さらに、第2範囲126内の1箇所または2箇所のみに第1の導通バネ123を設けた場合のアンテナ利得と、第2範囲126内の2箇所と第2範囲126の外側の3箇所との計5箇所に第1の導通バネ123を設けた場合のアンテナ利得とをシミュレーションで比較すると、第2範囲126内のみに第1の導通バネ123を設けた場合のアンテナ利得が約7dBic向上する結果が得られた。
Furthermore, regarding the
Here, in the wristwatch-sized
Further, as a result of experiments, 1 to 2 locations are optimal for the placement locations of the first conduction springs 123 within the
Furthermore, the antenna gain when the
[実施形態の作用効果]
本実施形態によれば、第1の固定部材180Aおよび第2の固定部材180Bを用いて、導体板160を複数箇所で地板100に固定しているので、導体板160を確実にムーブメントに固定できる。
また、導体板160と回路基板120のグランド端子125を導通状態で固定する第1の固定部材180Aは、アンテナ200の給電点に近い1箇所のみに設け、その他は、導体板160とグランド端子125とを絶縁状態で固定する第2の固定部材180Bで固定しているので、電流分布の集中する給電点の周辺で、効果的に電流分散を図ることができ、アンテナ200の受信感度を向上することができる。
[Action and effect of the embodiment]
According to this embodiment, since the
In addition, the first fixing
また、第2の固定部材180Bが配置される第1範囲166の外側の領域は、導体板160における電界強度及び磁界強度の少なくともいずれかが最大値より3dB以上小さくなる領域であり、この領域に配置される第2の固定部材180Bは、導体板160とグランド端子125とを非接触状態で固定するものであるため、アンテナ200の受信感度の低下を防止できる。
Further, the region outside the
さらに、第1の固定部材180Aを、平面視において、アンテナ給電ピン240と時計中心とを結ぶ線166Aを中心に、時計の外周方向に+90°~-90°の扇形の第1範囲166に配置しているので、アンテナ200の受信感度を向上できる。
また、第1範囲166は、アンテナ200の給電点の位置が決まれば設定できるので、電界強度や磁界強度をシミュレーションなどで求めて第1範囲166を設定する必要が無く、第1の固定部材180Aを配置する位置を容易に設計できる。
さらに、第1範囲166は、導体板160の約半分の領域に設定されるので、第1の固定部材180Aを配置できる範囲も比較的広く、モーターの配置位置などに応じて容易に設定できる。
Further, the first fixing
Further, since the
Furthermore, since the
第2の固定部材180Bにおいて、ネジ191Bの頭部と導体板160との間に樹脂製のスペーサー193を挟んで絶縁しているので、導電性のネジ191Bを用いても非導通状態を実現できる。
さらに、ネジピン181Bのフランジ182Bの厚さを薄くして、導体板160に接触しない構造としたので、導電性のネジピン181Bを用いても非導通状態を実現できる。
このため、金属製のネジピン181Bに、金属製のネジ191B、192Bを螺合して導体板160、回路基板120を絶縁状態でかつ強固に固定できる。
In the second fixing
Furthermore, since the thickness of the
Therefore, by screwing the metal screws 191B and 192B onto the metal screw pins 181B, the
導体板160は、筒車押さえおよび耐磁板を兼用できるので、部品点数を削減できる。
また、金属製の導体板160の導通バネ部164をグランド素子221に当接させることで、導体板160をグランドプレーンとして用いているので、アンテナ特性をより向上できる。さらに、導体板160は、モーター141~145が外部磁界の影響を受けて誤動作することを防止する耐磁機能と、指針23である時針が取り付けられる筒車を押さえる機能とを備えて設けられている時計の既存部品であり、この既存部品をグランドプレーンとして用いるために、グランドプレーン用の新たな部品を用いる必要が無く、部品点数の増加を抑制できる。
さらに、グランドプレーンが必要な不平衡給電アンテナで、筒車押さえである導体板160を活用してグランドプレーンを大きく構成できるので、時計の小型化とアンテナ性能の向上とを両立できる。
Since the
Further, by bringing the
Furthermore, in the case of an unbalanced feeding antenna that requires a ground plane, the
金属製の裏蓋34と、回路基板120のグランド端子125とを導通する第1の導通バネ123を備え、第1の導通バネ123は、平面視で給電点からの平面距離が第1閾値である15mm以内に配置されているので、電流分布の集中する給電点の周辺で効果的に電流分散を図ることができ、アンテナ200の受信感度を向上できる。
A first
第1の導通バネ123は、アンテナ200の給電点つまりアンテナ給電ピン240と時計中心とを結ぶ線126Aを中心に、電子時計10の外周方向に+60°~-60°の扇形の第2範囲126に配置されているので、平面視で給電点からの平面距離が第1閾値以内に配置でき、電流分布の集中する給電点の周辺で効果的に電流分散を図ることができ、アンテナ200の受信感度を向上できる。
さらに、第1の導通バネ123は、回路押さえ122に一体に形成されているので、第1の導通バネ123を別部品で構成する必要が無く、部品点数を少なくできる。
The
Furthermore, since the
回路基板120のグランド端子125と、導体板160とを、複数箇所に設けた導通バネ部164で電気的に接続しているので、アンテナ200のグランド素子221を導体板160を介して回路基板120のグランド端子125に導通でき、グランドプレーンの効果を向上できる。さらに、アンテナ200のグランド素子221と、回路基板120のグランド端子125とは、地板100や駆動機構140を挟んで配置されるため、直接導通させることが構造上難しいが、導体板160は回路基板120と同様に平面サイズが大きいため、輪列やモーター141~145等との干渉を避けて容易に導通させることができ、導通構造の簡略化やムーブメントの構造の自由度を拡大でき、ムーブメントの小型化も実現できる。
その上、前記実施形態では、導体板160および回路基板120のグランド端子125を導通する第1の固定部材180Aは、地板100に、導体板160、第3モーター143、回路基板120を固定する用途にも兼用されているので、導体板160と回路基板120との導通用のピンなどを別途設ける場合に比べて部品数を低減でき、ムーブメントも小型化できる。
Since the
Moreover, in the above-described embodiment, the first fixing
導体板160は、アンテナ200と平面視で重なるため、アンテナ200と同程度の直径サイズで構成できる。このため、グランドプレーンとして用いる導体板160のサイズを大きくでき、アンテナ性能を向上できる。
また、アンテナ200のグランド素子221と導体板160とが複数箇所で導通されているので、1箇所で導通される場合に比べて、グランド素子221と導体板160との電位差を小さくでき、グランドプレーンとしての効果を向上できる。
Since the
Further, since the
アンテナ200は、給電素子225を第1内周面215に形成して、グランド素子221よりもグランドプレーンの平面中央部側に配置しているので、グランドプレーンの効果を向上できる。
グランド素子221をアンテナ基材210の下面213に形成しているので、導体板160と容易に導通できる。また、グランド素子221をアンテナ基材210の外周面212にも形成しているので、グランド素子221の面積を確保できる。このため、アンテナ200の幅寸法を小さくすることで、リング状のアンテナ200の内周側に配置される文字板11の見切り径を大きくでき、かつ、アンテナ性能を向上できる。
また、導体板160に加えて電子時計10の外装ケース30および裏蓋34をグランドプレーンとして機能させることができるので、グランドプレーンの大きさを最大化でき、アンテナ性能を向上できる。
In the
Since the
In addition to the
アンテナ200に突出部219を形成し、導体板160にフック部163を形成し、突出部219とフック部163とを係合させることで、導体板160を介してアンテナ200を地板100に取り付けることができる。このため、アンテナ200をねじ止めする場合に比べて容易に組み立てることができ、電子時計10の組立作業性を向上でき、製造コストを低減できる。
アンテナ200は、合成樹脂製のダイヤルリング40に覆われるため、アンテナ性能を妨げずにデザイン性を向上できる。また、金属製のベゼル32を用いているので、電子時計10の外観を向上でき、高級感を高めることができる。
The
Since the
[第2実施形態]
第2実施形態の電子時計10Bについて、図13および図14を参照して説明する。図13は電子時計10Bを示す概略断面図であり、図14は電子時計10Bの回路押さえ122を示す概略平面図である。
電子時計10Bは、電子時計10とは、回路押さえ122Bの構成が相違し、その他の構成は同一である。このため、第1実施形態の電子時計10と同一の構成には同一符号を付して説明を省略する。
[Second embodiment]
An
The
電子時計10Bの回路押さえ122Bは、裏蓋34に当接する第1の導通バネ123は備えず、ケース胴31の内周面に当接する第2の導通バネ129を備える。回路押さえ122Bは、平面視で給電部材であるアンテナ給電ピン240からの平面距離が第2閾値以内に配置されている。本実施形態では、第2閾値は、第1閾値と同じく15mmであるが、ケース胴31と導通する点を踏まえて第1閾値と異なる値としてもよい。
第2の導通バネ129は、ムーブメントの外側に向かって延出されており、回路押さえ122Bをケース胴31内に配置した際にケース胴31の内周面に接触するように構成されている。
The
The
第2実施形態の電子時計10Bにおいても、金属製のケース胴31と、回路基板120のグランド端子125とを回路押さえ122Bを介して導通する第2の導通バネ129を備え、第2の導通バネ129は、平面視でアンテナ給電ピン240からの平面距離が第2閾値以内に配置されているので、電流分布の集中する給電点の周辺で効果的に電流分散を図ることができ、アンテナ200の受信感度を向上できる。
The
[変形例]
なお、本開示は前述の実施形態に限定されるものではなく、本開示の目的を達成できる範囲での変形、改良などは本開示に含まれるものである。
前記実施形態では、導体板160にアンテナ200の突出部219に係合するフック部163を形成し、導体板160によってアンテナ200をムーブメントに取り付けていたが、例えば、地板100にアンテナ200の突出部219に係合するフックを形成し、これによりアンテナ200を地板100に固定してもよい。この場合、導体板160にフック部163を形成する必要が無いため、導体板160の形状が単純になり、折り曲げ加工も少なくなるため、コストを低減できる。
また、図15に示すように、アンテナ200Bを地板100にネジ止めしてもよい。すなわち、平面リング状のアンテナ200Bの内周面の複数箇所に、ねじ止め用のフランジ226を形成し、フランジ226と、フランジ226の下面に配置される導体板160Bの延出部162Bと、地板100とに形成された貫通孔106Bに、地板100側からネジピン260を挿入し、スペーサー270を挟んでフランジ226側からネジ250をネジピン260に螺合することで、アンテナ200Bと地板100とを延出部162Bを挟んで固定してもよい。
[Modification]
It should be noted that the present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and includes modifications, improvements, and the like within a range that can achieve the purpose of the present disclosure.
In the above-described embodiment, the
Also, as shown in FIG. 15, the
また、導体板160とグランド端子125とを絶縁状態で固定する第2の固定部材は前記実施形態の構成に限定されない。例えば、図16に示すように、地板100の段部106Aに係合するネジピン181Cと、ネジピン181Cに回路基板120側からねじ込まれるネジ192Cとを備える第2の固定部材180Cを用い、ネジピン181Cのフランジ182Cよりも直径が大きな開口169を有する導体板160Cと組み合わせて使用してもよい。すなわち、構造上、導体板160Cを固定するネジ191Bが不要な場合、導体板160Cに開口169を形成してフランジ182Cが導体板160Cに導通しないように構成し、ネジピン181Cとネジ192Cとで第2モーター142や回路基板120を固定すれば良い。
さらに、第2の固定部材としては、非導電性のネジやネジピンなどを用いてもよい。
Moreover, the second fixing member that fixes the
Furthermore, a non-conductive screw, screw pin, or the like may be used as the second fixing member.
静電気対策などの目的で、回路押さえ122と、裏蓋34またはケース胴31とを導通する第3の導通バネを配置する場合、第3の導通バネは、平面視でアンテナ給電ピン240からの平面距離が第1閾値および第2閾値つまり15mmよりも大きな位置に配置され、第1の導通バネおよび第2の導通バネよりも高いインピーダンスで導通されるように構成すればよい。これにより、静電気対策を向上でき、給電点の付近の第1の導通バネ123、第2の導通バネ129のインピーダンスが相対的に低くなるので、受信感度の低下を防止できる。なお、第3の導通バネのインピーダンスを高める方法としては、例えば、第3の導通バネを、回路押さえ122とは別体のスプリングばねで構成し、スプリングばねの性質を変更してインピーダンスを調整してもよい。例えば、スプリングばねの材質や線の太さなどを変えてインピーダンスを調整すればよい。また、第3の導通バネが導通する回路基板120のグランド端子側に抵抗成分などの素子を設けてインピーダンスを調整してもよい。
When disposing a third conduction spring that electrically connects the
前記実施形態では、筒車押さえである導体板160をグランドプレーンとして利用していたが、ソーラーパネル50を支持する金属製のソーラーパネル支持基板を設け、このソーラーパネル支持基板を導体板として利用してもよい。
In the above-described embodiment, the
前記各実施形態では、導電性材料の裏蓋34やケース胴31を第1の導通バネ123や第2の導通バネ129によって回路基板120のグランド端子125に導通してグランドプレーンとして機能させていたが、ケース胴31のみ、あるいは裏蓋34のみをグランドプレーンとして機能させてもよい。さらに、導体板160のみをグランドプレーンとして機能させてもよい。
In each of the above-described embodiments, the
環状のアンテナ200のアンテナ素子220は、1波長で共振するように設定されたものに限定されず、1/2波長で共振するものや、1/4波長で共振するように設定されたものでもよい。
前記実施形態では、位置情報衛星Sの例として、GPS衛星について説明したが、位置情報衛星Sとしては、ガリレオ、GLONASS、Beidouなどの他の全地球的航法衛星システム(GNSS)や、静止衛星型衛星航法補強システム(SBAS)や、準天頂衛星等の特定の地域のみで検索できる地域的衛星測位システム(RNSS)などの各衛星も適用できる。
アンテナ200は、GPS衛星信号を受信するものに限定されず、Bluetooth(登録商標)、BLE(Bluetooth Low Energy)、Wi-Fi(登録商標)、NFC(Near Field Communication)、LPWA(Low Power Wide Area)等の他の電波を送受信するものでもよい。
The
In the above embodiment, the GPS satellite was explained as an example of the positioning information satellite S. However, as the positioning information satellite S, other global navigation satellite systems (GNSS) such as Galileo, GLONASS, and Beidou, and geostationary satellite type Satellites such as Satellite Navigation Augmentation System (SBAS) and Regional Satellite Positioning System (RNSS) that can search only in a specific area such as Quasi-Zenith Satellites can also be applied.
[本開示のまとめ]
本開示の電子時計は、環状の基材およびアンテナ素子を備えて電波を受信するアンテナと、前記アンテナで受信した電波を処理する受信部と、前記アンテナに給電する給電端子と、グランド端子とを備える回路基板と、前記アンテナ素子と前記給電端子とを導通する給電部材と、前記アンテナの中心軸に直交する方向から見た側面視において、前記アンテナと前記回路基板との間に配置される導体板と、前記導体板と前記回路基板とを固定する第1の固定部材および第2の固定部材と、を備え、前記第1の固定部材は、前記中心軸の方向から見た平面視において、前記第2の固定部材よりも前記給電部材に近い位置に配置され、前記導体板と前記グランド端子とを導通状態で固定し、前記第2の固定部材は、前記導体板と前記グランド端子とを絶縁状態で固定することを特徴とする。
本開示の電子時計によれば、第1の固定部材および第2の固定部材を用いているので、導体板を複数箇所で回路基板に確実に固定できる。また、導体板と回路基板のグランド端子を導通状態で固定する第1の固定部材は、アンテナの給電部材に近い1箇所のみに設け、その他は、導体板とグランド端子とを絶縁状態で固定する第2の固定部材で固定しているので、電流分布の集中する給電点の周辺で、効果的に電流分散を図ることができ、アンテナの受信感度を向上することができる。
[Summary of this disclosure]
An electronic timepiece of the present disclosure includes an antenna for receiving radio waves, which includes an annular base material and an antenna element, a receiver for processing radio waves received by the antenna, a power supply terminal for feeding power to the antenna, and a ground terminal. a circuit board, a power supply member that electrically connects the antenna element and the power supply terminal, and a conductor arranged between the antenna and the circuit board in a side view viewed from a direction orthogonal to a central axis of the antenna. A plate, and a first fixing member and a second fixing member for fixing the conductive plate and the circuit board, wherein the first fixing member has, in a plan view seen from the direction of the central axis, The second fixing member is arranged at a position closer to the power supply member than the second fixing member, and fixes the conductor plate and the ground terminal in a conductive state, and the second fixing member connects the conductor plate and the ground terminal. It is characterized in that it is fixed in an insulated state.
According to the electronic timepiece of the present disclosure, since the first fixing member and the second fixing member are used, the conductor plate can be reliably fixed to the circuit board at a plurality of points. In addition, the first fixing member for fixing the conductive plate and the ground terminal of the circuit board in an electrically conductive state is provided only at one location near the power feeding member of the antenna, and the other portions fix the conductive plate and the ground terminal in an insulated state. Since it is fixed by the second fixing member, it is possible to effectively distribute the current around the feeding point where the current distribution concentrates, thereby improving the receiving sensitivity of the antenna.
本開示の電子時計において、前記第2の固定部材は、前記導体板における電界強度及び磁界強度の少なくともいずれかが最大値より3dB以上小さくなる領域に位置していることを特徴とする。
本開示の電子時計によれば、導体板における電界強度及び磁界強度の少なくともいずれかが最大値より3dB以上小さくなる領域に配置する固定部材を、導体板とグランド端子とを非接触状態で固定する第2の固定部材としたので、アンテナの受信感度の低下を防止できる。
The electronic timepiece of the present disclosure is characterized in that the second fixing member is positioned in a region where at least one of the electric field strength and the magnetic field strength in the conductor plate is 3 dB or more smaller than the maximum value.
According to the electronic timepiece of the present disclosure, the fixing member arranged in a region where at least one of the electric field strength and the magnetic field strength in the conductor plate is 3 dB or more smaller than the maximum value is fixed to the conductor plate and the ground terminal in a non-contact state. Since it is the second fixing member, it is possible to prevent the reception sensitivity of the antenna from being lowered.
本開示の電子時計において、前記第1の固定部材は、前記平面視において、前記給電部材と時計中心とを結ぶ線を中心に、時計の外周方向に+90°~-90°の扇形の第1範囲に配置されることを特徴とする。
本開示の電子時計によれば、第1の固定部材を第1範囲に配置しているので、アンテナ200の受信感度を向上できる。また、第1範囲は、アンテナの給電点の位置が決まれば設定できるので、電界強度や磁界強度をシミュレーションなどで求めて第1範囲を設定する必要が無く、第1の固定部材を配置する位置を容易に設計できる。さらに、第1範囲は、導体板の約半分の領域に設定されるので、第1の固定部材を配置できる範囲も比較的広く、モーターの配置位置などに応じて容易に設定できる。
In the electronic timepiece of the present disclosure, the first fixing member has a fan-shaped first fixing member extending +90° to −90° in the outer peripheral direction of the timepiece centered on a line connecting the power supply member and the center of the timepiece in plan view. It is characterized by being arranged in a range.
According to the electronic timepiece of the present disclosure, the reception sensitivity of
本開示の電子時計において、前記第2の固定部材は、導電性材料で構成され、樹脂製のスペーサーによって前記導体板と絶縁されていることを特徴とする。
本開示の電子時計によれば、樹脂製のスペーサーで絶縁しているので、第2の固定部材は第1の固定部材と同じ導電性材料で構成できる。
In the electronic timepiece of the present disclosure, the second fixing member is made of a conductive material and is insulated from the conductor plate by a resin spacer.
According to the electronic timepiece of the present disclosure, insulation is provided by the resin spacer, so the second fixing member can be made of the same conductive material as the first fixing member.
本開示の電子時計において、前記導体板は、筒車押さえであることを特徴とする。
本開示の電子時計によれば、導体板が筒車押さえを兼用するため、部品点数を削減できる。
The electronic timepiece of the present disclosure is characterized in that the conductor plate is an hour wheel retainer.
According to the electronic timepiece of the present disclosure, the conductor plate also serves as an hour wheel retainer, so the number of parts can be reduced.
本開示の電子時計において、金属製の裏蓋と、前記グランド端子および前記裏蓋を導通する第1の導通バネと、を備え、前記第1の導通バネは、前記平面視で前記給電部材からの平面距離が第1閾値以内となる位置に配置されることを特徴とする。
本開示の電子時計によれば、第1の導通バネを、給電部材に近い位置に配置できるので、電流分布の集中する給電点の周辺で効果的に電流分散を図ることができ、アンテナの受信感度を向上できる。
The electronic timepiece of the present disclosure includes a back cover made of metal and a first conduction spring that electrically connects the ground terminal and the back cover, and the first conduction spring extends from the power supply member in plan view. is arranged at a position where the planar distance of is within the first threshold.
According to the electronic timepiece of the present disclosure, since the first conductive spring can be arranged at a position close to the power supply member, it is possible to effectively distribute the current around the power supply point where the current distribution is concentrated. Sensitivity can be improved.
本開示の電子時計において、金属製のケース胴と、前記グランド端子および前記ケース胴を導通する第2の導通バネと、を備え、前記第2の導通バネは、前記平面視で前記給電部材からの平面距離が第2閾値以内となる位置に配置されることを特徴とする。
本開示の電子時計によれば、金属製のケース胴と、回路基板のグランド端子とを回路押さえを介して第2の導通バネで導通でき、この第2の導通バネは、平面視で給電部材からの平面距離が第2閾値以内に配置されているので、電流分布の集中する給電点の周辺で効果的に電流分散を図ることができ、アンテナの受信感度を向上できる。
The electronic timepiece of the present disclosure includes a metal case body and a second conduction spring that electrically connects the ground terminal and the case body, and the second conduction spring extends from the power supply member in plan view. is arranged at a position where the planar distance of is within the second threshold.
According to the electronic timepiece of the present disclosure, the metal case body and the ground terminal of the circuit board can be electrically connected by the second conduction spring via the circuit retainer. Since the planar distance from the feed point is within the second threshold, current distribution can be effectively achieved around the feeding point where the current distribution concentrates, and the reception sensitivity of the antenna can be improved.
本開示の電子時計において、前記第1の導通バネは、前記平面視において、前記給電部材と時計中心とを結ぶ線を中心に、時計の外周方向に+60°~-60°の扇形の第2範囲に配置されることを特徴とする。
本開示の電子時計によれば、第1の導通バネを、平面視で給電部材からの平面距離が第1閾値以内に配置でき、電流分布の集中する給電点の周辺で効果的に電流分散を図ることができ、アンテナの受信感度を向上できる。
In the electronic timepiece of the present disclosure, the first conduction spring has a fan-shaped second spring of +60° to −60° in the outer peripheral direction of the timepiece about a line connecting the power supply member and the center of the timepiece in plan view. It is characterized by being arranged in a range.
According to the electronic timepiece of the present disclosure, the first conduction spring can be arranged within the first threshold in plan view from the power supply member, and the current can be effectively distributed around the power supply point where the current distribution concentrates. It is possible to improve the reception sensitivity of the antenna.
本開示の電子時計において、前記回路基板を保持する導電性の回路押さえを備え、前記第1の導通バネは、前記回路押さえと一体に形成されていることを特徴とする。
本開示の電子時計によれば、第1の導通バネを回路押さえに一体に形成されているので、第1の導通バネを別部品で構成する必要が無く、部品点数を少なくできる。
The electronic timepiece of the present disclosure is characterized by comprising a conductive circuit retainer for holding the circuit board, wherein the first conductive spring is integrally formed with the circuit retainer.
According to the electronic timepiece of the present disclosure, since the first conduction spring is formed integrally with the circuit retainer, there is no need to configure the first conduction spring as a separate part, and the number of parts can be reduced.
本開示の電子時計において、前記グランド端子と、前記裏蓋とを導通する第3の導通バネを備え、前記第3の導通バネは、前記平面視で前記給電部材からの平面距離が前記第1閾値よりも大きな位置に配置され、前記第1の導通バネよりも高いインピーダンスで導通されることを特徴とする。
本開示の電子時計によれば、第3の導通バネを設けているので静電気対策を向上できる。また、第3の導通バネは、第1の導通バネよりもインピーダンスが高いため、電流分布の集中する給電点の周辺で効果的に電流分散を図ることができ、アンテナの受信感度を向上できる。
In the electronic timepiece of the present disclosure, a third conduction spring that electrically connects the ground terminal and the back cover is provided, and the third conduction spring has a planar distance from the power supply member that is the first It is characterized in that it is arranged at a position greater than the threshold value and conducts with impedance higher than that of the first conduction spring.
According to the electronic timepiece of the present disclosure, since the third conductive spring is provided, the countermeasure against static electricity can be improved. Also, since the third conductive spring has a higher impedance than the first conductive spring, it is possible to effectively distribute the current around the feed point where the current distribution concentrates, thereby improving the reception sensitivity of the antenna.
10…電子時計、10B…電子時計、11…文字板、29A…軸、30…外装ケース、31…ケース胴、34…裏蓋、50…ソーラーパネル、100…地板、105…貫通孔、106…貫通孔、106A…段部、120…回路基板、121…給電端子、122…回路押さえ、122B…回路押さえ、123…第1の導通バネ、125…グランド端子、126…第2範囲、129…第2の導通バネ、130…二次電池、140…駆動機構、160…導体板、160B…導体板、160C…導体板、161…板状部、162…延出部、162B…延出部、163…フック部、163A…貫通孔、164…導通バネ部、165…穴、166…第1範囲、169…開口、170…耐磁板、180A…第1の固定部材、180B…第2の固定部材、181A…ネジピン、181B…ネジピン、181C…ネジピン、182A…フランジ、182B…フランジ、182C…フランジ、191A…ネジ、191B…ネジ、192A…ネジ、192B…ネジ、192C…ネジ、193…スペーサー、200…アンテナ、200B…アンテナ、210…アンテナ基材、220…アンテナ素子、221…グランド素子、225…給電素子、240…アンテナ給電ピン、270…スペーサー、300…GPS受信部、400…制御表示部。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記アンテナで受信した電波を処理する受信部と、前記アンテナに給電する給電端子と、グランド端子とを備える回路基板と、
前記アンテナ素子と前記給電端子とを導通する給電部材と、
前記アンテナの中心軸に直交する方向から見た側面視において、前記アンテナと前記回路基板との間に配置される導体板と、
前記導体板と前記回路基板とを固定する第1の固定部材および第2の固定部材と、を備え、
前記第1の固定部材は、前記中心軸の方向から見た平面視において、前記第2の固定部材よりも前記給電部材に近い位置に配置され、前記導体板と前記グランド端子とを導通状態で固定し、
前記第2の固定部材は、前記導体板と前記グランド端子とを絶縁状態で固定する
ことを特徴とする電子時計。 an antenna that receives radio waves and that includes an annular base material and an antenna element;
a circuit board comprising a receiver for processing radio waves received by the antenna, a power supply terminal for supplying power to the antenna, and a ground terminal;
a power supply member that electrically connects the antenna element and the power supply terminal;
a conductor plate disposed between the antenna and the circuit board in a side view viewed from a direction perpendicular to the central axis of the antenna;
a first fixing member and a second fixing member for fixing the conductor plate and the circuit board;
The first fixing member is arranged at a position closer to the power supply member than the second fixing member in a plan view seen in the direction of the central axis, and the conductor plate and the ground terminal are electrically connected. fixed,
The electronic timepiece, wherein the second fixing member fixes the conductor plate and the ground terminal in an insulated state.
前記第2の固定部材は、前記導体板における電界強度及び磁界強度の少なくともいずれかが最大値より3dB以上小さくなる領域に位置している
ことを特徴とする電子時計。 The electronic timepiece according to claim 1,
The electronic timepiece, wherein the second fixing member is positioned in a region where at least one of the electric field intensity and the magnetic field intensity in the conductor plate is 3 dB or more smaller than a maximum value.
前記第1の固定部材は、前記平面視において、前記給電部材と時計中心とを結ぶ線を中心に、時計の外周方向に+90°~-90°の扇形の第1範囲に配置される
ことを特徴とする電子時計。 In the electronic timepiece according to claim 1 or claim 2,
The first fixing member is arranged in a fan-shaped first range of +90° to -90° in the outer peripheral direction of the timepiece centered on a line connecting the power supply member and the center of the timepiece in the plan view. An electronic clock characterized by:
前記第2の固定部材は、導電性材料で構成され、樹脂製のスペーサーによって前記導体板と絶縁されている
ことを特徴とする電子時計。 In the electronic timepiece according to any one of claims 1 to 3,
An electronic timepiece, wherein the second fixing member is made of a conductive material and is insulated from the conductor plate by a resin spacer.
前記導体板は、筒車押さえである
ことを特徴とする電子時計。 In the electronic timepiece according to any one of claims 1 to 4,
An electronic timepiece, wherein the conductive plate is an hour wheel retainer.
金属製の裏蓋と、
前記グランド端子および前記裏蓋を導通する第1の導通バネと、を備え、
前記第1の導通バネは、前記平面視で前記給電部材からの平面距離が第1閾値以内となる位置に配置される
ことを特徴とする電子時計。 In the electronic timepiece according to any one of claims 1 to 5,
metal back cover,
a first conduction spring that conducts the ground terminal and the back cover,
The electronic timepiece according to claim 1, wherein the first conductive spring is arranged at a position where a planar distance from the power supply member is within a first threshold value in plan view.
金属製のケース胴と、
前記グランド端子および前記ケース胴を導通する第2の導通バネと、を備え、
前記第2の導通バネは、前記平面視で前記給電部材からの平面距離が第2閾値以内となる位置に配置される
ことを特徴とする電子時計。 In the electronic timepiece according to any one of claims 1 to 5,
a metal case body,
a second conduction spring that conducts the ground terminal and the case body,
The electronic timepiece according to claim 1, wherein the second conductive spring is arranged at a position where a planar distance from the power supply member is within a second threshold value in plan view.
前記第1の導通バネは、前記平面視において、前記給電部材と時計中心とを結ぶ線を中心に、時計の外周方向に+60°~-60°の扇形の第2範囲に配置される
ことを特徴とする電子時計。 The electronic timepiece according to claim 6,
The first conduction spring is arranged in a fan-shaped second range of +60° to -60° in the outer circumferential direction of the timepiece centered on a line connecting the power supply member and the center of the timepiece in the plan view. An electronic clock characterized by:
前記回路基板を保持する導電性の回路押さえを備え、
前記第1の導通バネは、前記回路押さえと一体に形成されている
ことを特徴とする電子時計。 In the electronic timepiece according to claim 6 or claim 8,
A conductive circuit holder that holds the circuit board is provided,
The electronic timepiece, wherein the first conductive spring is formed integrally with the circuit retainer.
前記グランド端子と、前記裏蓋とを導通する第3の導通バネを備え、
前記第3の導通バネは、前記平面視で前記給電部材からの平面距離が前記第1閾値よりも大きな位置に配置され、前記第1の導通バネよりも高いインピーダンスで導通される
ことを特徴とする電子時計。 In the electronic timepiece according to claim 6, claim 8, or claim 9,
A third conduction spring that conducts between the ground terminal and the back cover,
The third conduction spring is arranged at a position where the plane distance from the power supply member in plan view is larger than the first threshold value, and is conducted with impedance higher than that of the first conduction spring. electronic clock.
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