JP2023124933A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】裏蓋の材質によらずに効率的にビープ音を生じさせることのできる電子機器を提供する。【解決手段】電子機器は、少なくとも一端が開放しているケース（１１）と、少なくとも一部が非金属である平板部分（１２ａ）と、平板部分（１２ａ）を取り囲み、ケース（１１）に対して固定される環状の枠状部分（１２ｂ）と、を有する裏蓋（１２）と、ケース（１１）の内側に平板部分（１２ａ）の非金属の部分と対向して位置し、平板部分（１２ａ）と対向する部分の少なくとも一部が平板部分（１２ａ）に対して固定されていない振動板（２５）と、振動板（２５）上に設けられている圧電板（２４）と、を備える。【選択図】図２

Description

この発明は、電子機器に関する。

従来、電子機器には、ビープ音を発生させる（ブザーを鳴らす）ことで報知動作を行う機構を有するものがある。ビープ音は、圧電素子に変動電圧を印加することで周期的に変形させ、当該圧電素子が貼り付けられた振動板を可聴帯域の周波数で振動させることにより生じる。

携帯型の電子機器、特に腕などに装着される小型軽量なウェアラブル機器では、限られたスペースでビープ音を発生させる必要がある。特許文献１では、電子腕時計の厚さの増大を抑制するために、裏蓋と内部機構の間に両側から離隔して位置していた振動板及び圧電素子を内部機構と並列配置させている。また、電子腕時計の金属製の裏蓋自体を振動板とする技術がある。

実開昭５６－１９７８８号公報

しかしながら、裏蓋が金属製ではない場合には圧電素子の変形に応じて十分な振動が裏蓋に生じず、効率的に適宜な音量のビープ音が得られないという課題がある。

この発明の目的は、裏蓋の材質によらずに効率的にビープ音を生じさせることのできる電子機器を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、
少なくとも一端が開放している筐体と、
少なくとも一部が非金属である覆い部と、当該覆い部を取り囲み、前記筐体に対して固定される環状の枠部と、を有する裏蓋と、
前記筐体の内側に前記覆い部の前記非金属の部分と対向して位置し、当該覆い部と対向する部分の少なくとも一部が前記覆い部に対して固定されていない振動板と、
前記振動板上に設けられている圧電部材と、
を備える電子機器である。

本発明に従うと、裏蓋の材質によらずに効率的にビープ音を生じさせることができるという効果がある。

本実施形態の電子機器である電子時計の底面図である。 電子時計の断面図である。 電子時計の底面図の変形例である。 振動板の固定に係る変形例を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態の電子機器である電子時計１の底面図である。
電子時計１は、外面に露出した構成として、ケース１１（筐体）と、裏蓋１２と、ベゼル１４などを備える。ケース１１の側面には、りゅうずＣが位置している。ここでは、裏蓋１２の一部分の表示を一部省略して、下側を図示している。

ケース１１は、両端が開放している円筒状の部材である。ケース１１は、金属部材であって、内側には電子機器の制御部、動作部やバッテリなどが位置している。動作部は、指針、当該指針を回転動作させる歯車列（輪列機構）や駆動部（ムーブメント）などを有する。あるいは、電子時計がデジタル表示方式の場合には、動作部は、上記各構成の代わりに液晶表示画面などの表示画面を有する。制御部は、日時を計数して、動作部により日時の表示動作を行わせる制御動作を行う。これら動作部と制御部とをまとめてモジュール２２と記す。

裏蓋１２は、ケース１１の一端を封止する。裏蓋１２により封止される一端は、電子時計１の裏側、すなわち、上記指針や表示画面による表示が露出される表側の一端とは反対側である。特には限られないが、裏蓋１２の中央付近の平板部分１２ａ（覆い部）は、内部を透視可能な材質のものである。ここでは、当該平板部分１２ａの内側に位置する金属板である振動板２５が、その下方を覆っている平板部分１２ａを透過して視認可能となっている。振動板２５の中央付近であって、裏蓋１２とは反対側には、振動板２５により不可視の状態で圧電板２４（圧電部材）が位置している。

ベゼル１４は、ケース１１の周囲に環状に位置し、電子時計１の堅牢性を増したり、装飾的用途に用いられたりする。

りゅうずＣは、ケース１１を貫通して電子時計１の側方に突出している。りゅうずＣは、ユーザなどにより引き出し、押し戻し及び回転操作が可能となっており、これらの操作に応じた操作信号がケース１１の内部の制御部に伝達される。

図２は、図１の断面線ＡＡで切断した電子時計１の断面図である。
ケース１１の底面側は、上述のように裏蓋１２によりパッキン１７（Ｏリング）を介して封止されており、上面側は、ベゼル１４及び風防部材１５によりパッキン１３（Ｏリング）を介して封止されている。風防部材１５は、パッキン１６により環状のベゼル１４の内側面上端付近にはめ込まれている。

裏蓋１２は、上記の平板部分１２ａと、当該平板部分１２ａを取り囲み、ケース１１に対して固定される枠状部分１２ｂ（枠部）とを含む。平板部分１２ａは、上記のように光透過性の部材であってパッキン１８を介して枠状部分１２ｂの内側面にはめ込まれて（嵌合）いる。平板部分１２ａと枠状部分１２ｂとの嵌合部分は、併せて接着剤で固定されていてもよい。平板部分１２ａは、非金属部材であって絶縁性を有し、例えば上記のように内部を視認可能なサファイア板である。枠状部分１２ｂは、ここでは金属部材であり、例えば、ステンレス又はチタンなどである。枠状部分１２ｂは、周回方向に溝を有して、ケース１１の内側面に位置する溝に対してねじ込み固定される。あるいは、枠状部分１２ｂは、ねじ穴を有し、ねじによりケース１１に対して固定されてもよい。

風防部材１５は、内部を視認可能に光を透過させる部材であり、例えばサファイア板である。風防部材１５は、パッキン１６を介してベゼル１４の内側面にはめ込まれている。
パッキン１３、１６～１８は、いずれも樹脂部材であり、特には限られないが、例えばゴムである。あるいは、ケース１１との隙間に位置するパッキン１３、１７（Ｏリング）と、他のパッキン１６、１８とでは、互いに異なる材質であってもよく、例えば、パッキン１６、１８はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などであってもよい。

ケース１１の内側には、中枠２１と、当該中枠２１に支持された上記のモジュール２２と、見切り板２３と、圧電板２４と、振動板２５と、第１接続端子２６と、第２接続端子２７などが位置している。

中枠２１は、裏蓋１２の枠状部分１２ｂの角にはまり込む形状を有する支持部材であり、モジュール２２をケース１１の内部で安定的に固定する。見切り板２３は、モジュール２２の上面側にベゼル１４の内縁に沿って位置している環状の部材であり、動作部による表示範囲を規定している。ここでは、見切り板２３は２つの部材に分離しているが、これには限られない。見切り板２３とベゼル１４との間には、緩衝部材１９が挟まれており、これにより、見切り板２３は、モジュール２２と風防部材１５との間で上下方向の位置が固定されている。

振動板２５は、導電性の金属であって、薄い板（少なくとも裏蓋１２の平板部分１２ａよりも薄い。例えば、約０．１～０．３ｍｍ）であり、裏蓋１２の平板部分１２ａ上に当該平板部分１２ａと対向して（略平行であって、平面透視で重なって）位置している。振動板２５は、平板部分１２ａに接しているが接着固定はされておらず、すなわち、裏蓋１２上で振動可能である。振動板２５の外縁は、裏蓋１２の枠状部分１２ｂと平板部分１２ａとの間に挟まった状態で裏蓋１２に対して固定されている。したがって、裏蓋１２の下面側（外側）から見ると、平板部分１２ａ全体を透過して振動板２５が視認される。振動板２５は、例えば、ステンレス（ＳＵＳ。オーステナイト系など）、銅合金（黄銅、真鍮など）といった非鉄金属であり、特に、強磁性を有さないものがより好ましい。

モジュール２２から振動板２５に対して第２接続端子２７が伸びて互いに接している。第２接続端子２７は、断面視で折れ曲がり部分を有し、当該折れ曲がり箇所付近が振動板２５と接している。折れ曲がり部分とモジュール２２との間は、振動板２５に対して傾いており、電子時計１の振動や衝撃などでモジュール２２と振動板２５（裏蓋１２）との距離が一時的に変化した場合には、この傾き角度が変化することで振動板２５と第２接続端子２７との接触状態が維持される。この第２接続端子２７は、モジュール２２内の筐体接地面と電気的につながっており、したがって、振動板２５は、筐体接地されている。

圧電板２４は、振動板２５上に設けられている。圧電板２４は、振動板２５の上面（裏蓋１２と反対側）の中央付近に接着されている。圧電板２４は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛などであり、電圧の印加に応じて変形する。圧電板２４の振動板２５への固定には、例えば、エポキシ系の成分を含む導電性接着剤が用いられているが、導通可能であれば他のもので固定されていてもよい。

圧電板２４の振動板２５との接着面とは反対側には、第１接続端子２６が接している。第１接続端子２６は、例えば、断面視Ｌ字形状であり、圧電板２４と線又は面で接するとともに、当該圧電板２４と垂直方向に伸びる部分はばねなどで伸縮可能となっている。裏蓋１２がケース１１に取り付けられる際にこのばねが圧縮された状態で保持されることで、電子時計１に振動や衝撃がかかった場合でも、第１接続端子２６と圧電板２４との接触状態が維持される。第１接続端子２６は、モジュール２２から伸びて圧電板２４に駆動電圧を供給する。当該駆動電圧が接地電圧に対して周期的に差分を有するパルス波形（台形波などを含む）であることにより、圧電板２４が周期的に変形し、これに応じて振動板２５が振動する。振動周期（周波数）が可聴帯域とされることで、ビープ音が生じる。なお、電子時計１のような小型の電子機器では、振動板２５の固定された外縁は、振動の完全な固定端とならず、反対に、振動の一部が裏蓋１２（枠状部分１２ｂを介してケース１１まで伝わり得る。ビープ音の発生という観点からは、このような振動の伝わりはむしろビープ音の発生効率を向上させ得る。

図３は、図１に示した電子時計１の底面図の変形例である。
上記実施の形態では、振動板２５は、裏蓋１２の平板部分１２ａを完全に覆う円板形状であったが、図３に示すように一部が欠けた形状であってもよい。

ここでは、振動板２５が欠けている部分は、平面透視でモジュール２２内（ケース１１内）でアンテナ２２１が位置している範囲である。アンテナ２２１は、例えば、長波を受信するフェライトコアアンテナである。振動板２５が十分に薄いことで、従来の金属製裏蓋に比してアンテナ２２１に対する電波の遮蔽効果は小さくなっているが、更に振動板２５が平面透視でアンテナ２２１の少なくとも一部に対して重ならない形状であることで、より高感度での電波受信が可能になる。

図４は、振動板２５の固定に係る変形例を示す断面図である。断面の位置は、図２に示したものと同一である。
振動板２５の外縁は、裏蓋１２の平板部分１２ａに直接接着されてもよい。ここでは、裏蓋１２は、両面テープ２８により接着されている。この場合、振動板２５の接着されていない中央部分（少なくとも一部）は、平板部分１２ａに対して両面テープ２８の分だけ微小な隙間（例えば、０．２～０．３ｍｍ程度など）で離隔していてもよい。この変形例では、振動板２５の振動可能部分は、両面テープ２８に接着されている分だけ上記実施形態の振動板２５の振動可能部分よりも狭くなる。

以上のように、本実施形態の電子機器である電子時計１は、少なくとも一端が開放しているケース１１と、少なくとも一部が非金属である平板部分１２ａと、当該平板部分１２ａを取り囲み、ケース１１に対して固定される環状の枠状部分１２ｂと、を有する裏蓋１２と、ケース１１の内側に平板部分１２ａの非金属の部分と対向して位置し、この非金属の部分と対向している部分のうち少なくとも一部が裏蓋１２の平板部分１２ａ（非金属部分）に対して固定されていない振動板２５と、振動板２５上に接着されて固定されている圧電板２４と、を備える。
このように、振動板２５を裏蓋１２の平板部分１２ａ上で当該平板部分１２ａと独立に振動させることが可能な構造であるので、平板部分１２ａが適切な音圧を得るのに必要な振動を生じない材質の場合でも電子時計１の厚さを増さずに効率的にビープ音を生じさせることができる。特に、裏蓋１２の平板部分１２ａを非金属とすることができるので、金属とは異なる質感で腕に接触させることができ、金属が苦手なユーザでも快適に腕時計を利用することができる。

特に振動板２５の平板部分１２ａに固定されていない部分は、裏蓋１２（特に、平板部分１２ａ）に接している。圧電板２４の変形に応じて適切に振動する程度の厚さの振動板２５は十分に薄いので、当該振動板２５の厚さをほとんど考慮する必要がない程度とすることができ、電子時計１の厚さをほとんど増大させない。

また、振動板２５の外縁は、裏蓋１２に固定されている。振動板２５の外縁が裏蓋１２に固定されていることで、振動板２５が固定されている裏蓋１２を容易にケース１１に対して固定することができる。また、振動板２５の裏蓋１２への固定も、当該裏蓋１２のケース１１への取り付け前に行うことができるので容易である。また、特に振動板２５が裏蓋１２の枠状部分１２ｂに接触固定されることで、振動が当該枠状部分１２ｂを介してケース１１にも伝わるので、より効率的にビープ音を発することができる。

また、裏蓋１２は、金属の枠状部分１２ｂに対して非金属の平板部分１２ａが嵌合されており、振動板２５の外縁は、裏蓋１２の嵌合されている部分で枠状部分１２ｂと平板部分１２ａに挟持されて固定されている。これにより接着部材を用いずに容易かつ確実に振動板２５を固定することができるので、必要な部材を低減することができる。また、接着スペースを確保する必要がない。

また、電子時計１は、ケース１１の内側に位置するアンテナ２２１を備える。振動板２５は、平面透視でアンテナ２２１の少なくとも一部と重ならない範囲に位置している。これにより、アンテナ２２１が受信する電波が振動板２５により遮蔽されないので、よりアンテナ２２１の受信感度を向上させることができる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。
例えば、振動板２５の形状は、上記実施の形態及び変形例で示したものに限られない。他の形状であってもよい。

また、上記の実施形態では、裏蓋１２の枠状部分１２ｂが金属部材であるものとして説明したが、平板部分１２ａと枠状部分１２ｂの全体が非金属部材であってもよい。この場合、平板部分１２ａと枠状部分１２ｂとが同一の材質であってもよいし、異なる材質であってもよい。また、平板部分１２ａと枠状部分１２ｂとが別部材を嵌合させたものではなくてもよい。初めから一体の裏蓋１２であってもよい。

また、枠状部分１２ｂに囲まれる平板部分１２ａは、両面とも完全な平面ではなくてもよい。外面側の形状は、装着感の向上などに応じて適宜調整されていてもよく、また内面側の形状は、不要に裏蓋１２の厚みが増さず、かつ振動板２５の振動を著しく妨げない範囲で折れ曲がりや凹凸を有していてもよい。また、裏蓋１２の内面側の形状に応じて振動板２５の形状も適宜に振動する範囲で平面形状とは異なっていてもよい。

また、上記実施の形態では、振動板２５の外縁が平板部分１２ａと枠状部分１２ｂとの間に挟持される例と、平板部分１２ａに接着される例とを挙げて、裏蓋１２に固定されているものとして説明したが、これに限られない。裏蓋１２をケース１１に固定する際に、中枠２１などケース１１の内部の構成と裏蓋１２の一部との間で振動板２５の外縁が挟持されて固定されてもよい。

また、振動板２５は、裏蓋１２に対して振動可能であれば、環状の外縁に沿ってだけではなく、より内側の範囲で裏蓋１２に対して一部固定されている部分があってもよい。

また、上記実施の形態では、電子時計１がアンテナ２２１を有するものとして説明したが、電子機器は、必ずしもケース１１の内側にアンテナを有していなくてもよい。また、アンテナは、受信専用のものである必要はなく、電波送信が可能なアンテナであってもよい。例えば、アンテナ２２１は、長波を受信するものに加えて又は代えて、その他の電波、例えば、ブルートゥース（登録商標）などに係る通信電波を受信するものであってもよい。

また、上記実施の形態では、電子機器として電子時計１を例に挙げて説明したが、軽量かつ小型であることが要求されるその他の携帯型、身体装着型の電子機器、例えば、活動量計や各種センサなどであってもよい。
その他、上記実施の形態で示した具体的な構成、処理動作の内容及び手順などは、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

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＞
少なくとも一端が開放している筐体と、
少なくとも一部が非金属である覆い部と、当該覆い部を取り囲み、前記筐体に対して固定される環状の枠部と、を有する裏蓋と、
前記筐体の内側に前記覆い部の前記非金属の部分と対向して位置し、当該覆い部と対向する部分の少なくとも一部が前記覆い部に対して固定されていない振動板と、
前記振動板上に設けられている圧電部材と、
を備える電子機器。
＜請求項２＞
前記振動板の前記覆い部に対して固定されていない部分は、前記裏蓋に接している請求項１記載の電子機器。
＜請求項３＞
前記振動板の外縁は、前記裏蓋に固定されている請求項１又は２記載の電子機器。
＜請求項４＞
前記裏蓋は、金属の前記枠部に対して非金属の前記覆い部が嵌合されており、
前記振動板の外縁は、前記嵌合されている部分で前記枠部と前記覆い部との間で固定されている
請求項３記載の電子機器。
＜請求項５＞
前記筐体の内側に位置するアンテナを備え、
前記振動板は、前記一端の側から見た平面透視で前記アンテナの少なくとも一部と重ならない範囲に位置している
請求項１～４のいずれか一項に記載の電子機器。

１ 電子時計
１１ ケース
１２ 裏蓋
１２ａ 平板部分
１２ｂ 枠状部分
１３、１６－１８ パッキン
１４ ベゼル
１５ 風防部材
１９ 緩衝部材
２１ 中枠
２２ モジュール
２２１ アンテナ
２３ 見切り板
２４ 圧電板
２５ 振動板
２６ 第１接続端子
２７ 第２接続端子
２８ 両面テープ

Claims (5)

1. 少なくとも一端が開放している筐体と、
   少なくとも一部が非金属である覆い部と、当該覆い部を取り囲み、前記筐体に対して固定される環状の枠部と、を有する裏蓋と、
   前記筐体の内側に前記覆い部の前記非金属の部分と対向して位置し、当該覆い部と対向する部分の少なくとも一部が前記覆い部に対して固定されていない振動板と、
   前記振動板上に設けられている圧電部材と、
   を備える電子機器。
2. 前記振動板の前記覆い部に対して固定されていない部分は、前記裏蓋に接している請求項１記載の電子機器。
3. 前記振動板の外縁は、前記裏蓋に固定されている請求項１又は２記載の電子機器。
4. 前記裏蓋は、金属の前記枠部に対して非金属の前記覆い部が嵌合されており、
   前記振動板の外縁は、前記嵌合されている部分で前記枠部と前記覆い部との間で固定されている
   請求項３記載の電子機器。
5. 前記筐体の内側に位置するアンテナを備え、
   前記振動板は、前記一端の側から見た平面透視で前記アンテナの少なくとも一部と重ならない範囲に位置している
   請求項１～４のいずれか一項に記載の電子機器。

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