JP3134377B2 - センサを備えた小型電子機器 - Google Patents

センサを備えた小型電子機器

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は温度,圧力等を検出する
センサを備えた小型電子機器に関する。
【0002】
【従来の技術】小型電子機器の一種である電子腕時計に
は時刻表示,時刻アラームなどの本来の機能に加えて、
外気温や水圧などを検出して表示する付加機能を備えた
ものが知られている。このような付加機能を備える小型
電子機器では、温度センサ,圧力センサなどの所定のセ
ンサを収納したセンサユニットを機器ケース内に取り付
ける必要があり、このため機器ケースに開口部を形成し
て、この開口部内にセンサユニットを収納し、パッキン
等によって防水している。この機器ケース内に取り付け
られたセンサユニットは機能を制御する電子回路、例え
ばLSI等が取付けられた回路基板と配線によって電気
的に接続されることにより、温度,圧力等の所定の検出
を行う。これにより、検出内容が機器の表示装置に可視
表示等される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の小
型電子機器では、センサユニットと機器側の回路基板と
の電気的接続を行う配線が外部衝撃によってずれたり、
外れることが多く、これによりセンサユニットが機能し
なかったり、誤った電気的接続状態となって誤動作する
ことがあった。また、センサユニットのセンサ回路には
例えば温度補償用の抵抗やコンデンサなどの電子部品を
必要とするが、これらのセンサユニット用の電子部品は
外部衝撃からの保護の必要上、センサユニット側に取り
付けることなく、機器側の回路基板に実装されている。
このため、必然的に回路基板が大きくなるため、機器全
体としても大型化する問題を有していた。
【0004】本発明はこのような問題点を考慮してなさ
れたものであり、外部衝撃が作用してもセンサユニット
と回路基板との電気的接続を良好に保ことができると共
にセンサユニット用の電子部品を回路基板に実装するこ
となく、機器の小型化を可能とした構造のセンサを備え
た小型電子機器を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の小型電子機器
は、電子回路が取付けられた回路基板と、この回路基板
を収納した機器ケースと、この機器ケース内に取り付け
られるセンサユニットと、このセンサユニットと前記回
路基板とを電気的に接続する接続基板と、この接続基板
の周囲を回路基板に押え付けて両基板の電極の接触状態
を保持する保持部材と、この保持部材を前記機器ケース
に固定する固定部材とを備えていることを特徴とする。
【0006】また、本発明の小型電子機器は、電子回路
が取付けられた回路基板と、この回路基板を収納した機
器ケースと、この機器ケース内に取り付けられるセンサ
ユニットと、このセンサユニット用の電子部品が実装さ
れると共に前記回路基板とセンサユニットとを電気的に
接続する接続基板と、少なくともこの接続基板における
前記電子部品の実装部位を回路基板に押え付けながら接
続基板および回路基板の電極相互の接触状態を保持する
保持部材とを備えていることをも特徴としている。
【0007】この場合、保持部材は接続基板における電
子部品の実装部位の両側部分を回路基板に押え付ける押
え片を形成しても良く、また、この押え片としては弾性
を有するように保持部材に形成しても良い。さらに保持
部材と接続基板との間に弾性部材を設けて接続基板を回
路基板に弾性的に押圧しても良い。
【0008】
【作用】上記構成では、保持部材がセンサユニットから
の接続基板の周囲を回路基板に押え付けて両基板の接触
状態を保持すると共に、この保持部材の保持状態を固定
部材が固定するため、外部衝撃があっても接続基板と回
路基板との電気的接続を良好に保つことができる。
【0009】またセンサユニット用の電子部品を接続基
板に実装する構成では、回路基板への電子部品の実装が
削減または不要となり、回路基板を小型にすることがで
きる。しかも接続基板における電子部品実装部位を回路
基板に押え付けるため、電子部品の実装状態を良好に保
ことができる。
【0010】
【実施例】図1ないし図7は本発明の小型電子機器を電
子腕時計に適用した第1実施例を示す。図1に示すよう
に、時刻をデジタルやアナログによって表示する表示部
2を上面に有すると共に、複数のスイッチ3,3・・・
を側面部分に有して機器ケース1が構成されている。こ
の機器ケース1は図2に示す時計モジュール4を収納す
ると共に、時計モジュール4に接続されるセンサユニッ
ト5を収納するようになっている。図2は時計モジュー
ル4の底面部分を示し、合成樹脂製のハウジング6と、
ハウジング6下面にねじ止めされた地板7と、ハウジン
グ6内に挿入されたボタン型電池8とを備えている。ま
た、時計モジュール4はハウジング6および地板7に覆
われた回路基板9(図3参照)を内部に有している。こ
の回路基板9には電子腕時計本来の機能を制御するため
のLSI等の電子回路(図示省略)が取付けられてい
る。このような時計モジュール4が収納される機器ケー
ス1は図1に示すように、3時側の側面部分10が外側
に幾分、長く延びている。そして、この3時側の側面部
分10に開口部(図示省略)が形成され、この開口部内
にセンサユニット5が収納されるようになっている。図
1において、11はセンサユニット5収納後の開口部を
封鎖するため、側面部分10にねじ止めされる蓋プレー
トである。センサユニット5は時刻表示などの電子腕時
計の本来の機能に対し、他の機能を電子腕時計に付与す
るものであり、金属ケース5a内に所定のセンサを収納
したユニット形態となっている。この場合、センサユニ
ット5に収納されるセンサとしては、外気温を検出する
温度センサ(サーミスタ等),水圧等を検出する半導体
圧力センサ(ブリッジ抵抗体)等である。このセンサユ
ニット5は図2に示すように、フレキシブルな接続基板
12を介して時計モジュール4の回路基板9と電気的に
接続されて、検出データを回路基板9に出力する。
【0011】図4および図5は接続基板12の平面図
(上面図)および底面図(下面図)を、図6はこの接続
基板12と電気的に接続される回路基板9の接続部位の
平面図を示す。接続基板12は右端部がセンサユニット
5に接続されるセンサ側接続部12a,左端部が回路基
板9に接続される機器側接続部12bとなっている。接
続基板12におけるセンサ側接続部12aの上面には図
4に示すように、センサユニット5下面の電極に接触す
る電極パッド13,13・・・が形成される一方、機器
側接続部12bの下面には図5に示すように回路基板9
の電極パッドに接触する電極パッド14,14・・・が
形成されている。そして、これらの電極パッドは接続基
板12に形成された接続回路およびスルーホール15を
介して電気的に導通している。また、接続基板12の上
面には後述する電子部品を半田付けなどにより実装する
ためのランド部16,16が形成されている。これに対
し、回路基板9の接続部位には、図6に示すように、接
続基板12下面の電極パッド14,14が接触する電極
パッド17,17・・・が形成されている。
【0012】次に、この接続基板12と回路基板9の接
続構造を図2および図3により説明する。接続基板12
の機器側接続部12bと回路基板9との接続は保持部材
18により行われる。保持部材18はその電極パッド1
4が回路基板9の各電極パッド17に接触した状態の接
続基板12上に当接して、これらの電極パッド14,1
7の接触状態を保持するものである。本実施例におい
て、この保持部材18は図2に示すように、接続基板1
2の機器側接続部12bの全体を覆う形状および大きさ
に成形されており、図3に示すように、その下端面が接
続基板12の機器側接続部12bの周囲全体に当接して
いる。そして、この状態の保持部材18に対し、ビス1
9を挿通させて、時計モジュール4のハウジング6に螺
合することにより、保持部材18の固定が行われる。ビ
ス19はハウジング6に嵌め込まれたクリップ20に螺
合することにより、保持部材18をハウジング6(機器
ケース1)に固定する固定部材として作用しており、ビ
ス19の取り付けにより、保持部材18は接続基板12
の機器側接続部12bの周囲全体をハウジング6(機器
ケース1)に押し付けた状態となる。図3において、2
1は保持部材18と接続基板12との間に介挿されたス
ペーサである。このスペーサ21は図7に示すように、
全体が弾性材に成形されており、下面に形成された突起
部21aが接続基板12に当接するように、接続基板1
2の機器側接続部12bと保持部材18との間に介挿さ
れる。そして、ビス19により保持部材18を固定する
と、弾性的に圧縮変形して接続基板12をハウジング6
に押え付ける。このためスペーサ21はその弾性により
衝撃等を緩和するように作用する。また、スペーサ21
に形成された貫通孔21c内にビス19を挿入するとと
もに、貫通孔21d内にビス22を挿入するようにして
いるので、スペーサ21自体の水平方向の位置ずれを未
然に防止することができる。
【0013】このような接続基板12と回路基板9との
接続構造では、保持部材18が接続基板12の機器側接
続部12bの周囲を回路基板9に押え付けると共に、こ
の状態をビス19が固定するため、接続基板12と回路
基板9との強固な電気的な接続ができ、外部衝撃があっ
ても、接続基板12が外れたり、ずれたりすることがな
い。このため、機器の作動不良や誤作動を防止すること
ができる。この場合、図示例においては、回路基板9,
接続基板12および保持部材18にそれぞれ形成された
ピン孔9a,12c,18a内に、図3に示すようにハ
ウジング6からのピン22,22が挿通して、これらの
横ずれが防止されており、これにより、さらに強固な電
気的接続がなされている。
【0014】前記保持部材18は図3に示すように、中
空部18aが形成される一方、接続基板12はそのラン
ド部16(図4参照)が、この中空部18a内に位置す
るように位置決めされる。このランド部16には、半田
付け等によって電子部品23が実装されており、保持部
材18の中空部18a内に収納された状態となってい
る。保持部材18はこの電子部品23を中空部18aに
収納すると共に、電子部品23の実装部位の接続基板1
2の周囲を回路基板9に押え付けた状態でビス19によ
り固定されている。電子部品23はセンサユニット5用
の電子部品であり、例えばセンサの温度補償用抵抗ある
いは定電流供給用コンデンサなどが選択される。このセ
ンサユニット5用の電子部品23が接続基板12に実装
されることにより、電子部品23を回路基板9に実装す
る必要がなくなり、これにより回路基板9を小さくする
ことができ、機器全体の小型化が可能となる。しかも電
子部品23の実装部位の周囲が保持部材18によって回
路基板9に押え付けられるため、電子部品23の実装状
態を確実に維持することができる。これにより電子部品
23の脱落がなく、センサユニット5の安定した作動を
確保することができる。
【0015】図8ないし図14は本発明の第2実施例を
示し、前記第1実施例と同一の要素は同一の符号で対応
させることにより、重複する説明を省略する。この第2
実施例においても、図8および図9に示すように、ビス
19をハウジング6に取り付けることにより、保持部材
18が固定されて接続基板12が回路基板9に押え付け
られるが、この保持部材18は図10ないし図12に示
す形状に成形されている。これらの図において、18c
および18dはピン22,ビス19がそれぞれ挿入され
るように本体18bに形成されたピン孔およびビス孔で
あり、これらピン孔18c,ビス孔18dの左側の本体
部分が電子部品23に臨んでいる(図9および図13参
照)。そして、この電子部品23に臨む本体18bの長
手方向両側部分には下方に屈曲された押え片18eが形
成されている。この押え片18eは本体18bの下面よ
りも幾分下方に延びるように本体18bの両側部分に形
成されており(図11参照)、図14に示すようにその
下面が接続基板12における電子部品23の実装部位両
側部分に当接している。この当接により電子部品実装部
位の接続基板12が押圧されて、確実に回路基板9に押
し付けられる。これにより接続基板12における電子部
品23の実装部位が強固に固定され、振動,衝撃等が作
用しても電子部品23が接続基板12から外れることが
ないと共に、接続基板12の接続回路が断線,破損する
ことがなくなり、電気的接続および実装の信頼性が向上
する。この場合、各押え片18eの両サイドにはスリッ
ト18fが形成されており、このスリット18fにより
各押え片18eが弾性を有しており、この弾性によって
振動,衝撃等を吸収あるいは減衰するため、電子部品2
3の実装の信頼性がさらに向上している。なお、押え片
18eとしては、電子部品23の実装部位を押え付ける
ものであれば、複数に分割して電子部品の数に合わせて
も良く、また、図示例のように弾性を有した構造とする
必要もない。図13において、24は保持部材18の本
体18bと接続基板12との間に介挿入された両面接着
テープであり、これらを相互に固定して、相対的なずれ
を防止している。
【0016】図15ないし図17は本発明の第3実施例
を示す。この実施例においては、第1実施例と同様に保
持部材18におけるビス19側にスペーサ21が設けら
れるが(図16参照)、このスペーサ21は図18に示
すように、肉厚状の本体21bと、本体21bの下面に
肉厚状に突出した突起部21aとを備えている。このス
ペーサ21は全体がゴム,弾性プラスチックなどの弾性
材により形成されており、ビス19をハウジング6に取
り付けて保持部材18を固定すると、保持部材18によ
り押圧されて接続基板12を回路基板9に弾性的に押し
付ける弾性部材として作用する。このようなスペーサ2
1を設けることにより、接続基板12に常時、押圧力が
作用すると共に、温度変化による各部材の膨張,収縮を
吸収するため,接続基板12と回路基板9との電気的接
続をさらに確実に行うことができるメリットがある。な
お、図17において、21cはスペーサ21に形成され
たビス19挿通用の貫通孔であり、この貫通孔21cに
ビス19を挿入することにより、スペーサ21自体の位
置ずれを防止するようになっている。
【0017】本発明は上記実施例に限定されることな
く、種々変更が可能である。例えば、センサユニット5
を機器ケース1の3時側以外に収納しても良い。また、
センサユニット5に収納されるセンサは磁気を検出する
磁気センサ,脈拍を測定する脈拍を測定する脈拍検出セ
ンサ,歩数をカウントする歩数検出センサ,煙や放射能
等を検出するその他のセンサであっても良い。さらに本
発明は電子腕時計以外の他の電子機器、例えば小型電子
計算機,ゲーム機,ラジオ装置,ページャ等の無線装
置,玩具などに対しても、同様に適用することができ
る。
【0018】
【発明の効果】本発明はセンサユニットと回路基板とを
電気的に接続する接続基板を保持部材により回路基板に
押え付ける構成としているため、接続基板と回路基板と
の強固な電気的接続ができ、外部衝撃があっても強固な
電気的接続を確保することができる。また、センサユニ
ット用の電子部品を接続基板上に実装し、その代わり、
回路基板に実装しない構成としているので、その分、回
路基板および機器全体を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の全体の平面図。
【図2】機器ケースに収納される時計モジュールおよび
センサユニットを示す底面図。
【図3】接続基板と回路基板との接続構造を示す断面
図。
【図4】接続基板の平面図。
【図5】接続基板の底面図。
【図6】回路基板の接続部位の平面図。
【図7】スペーサの斜視図。
【図8】本発明の第2実施例の底面図。
【図9】図8の矢印A部分の拡大図。
【図10】第2実施例の保持部材の平面図。
【図11】第2実施例の保持部材の断面図。
【図12】第2実施例の保持部材の底面図
【図13】図9のB−B線断面図。
【図14】図9のC−C線断面図。
【図15】本発明の第3実施例の底面図。
【図16】本発明の第3実施例の断面図。
【図17】第3実施例のスペーサの斜視図。
【符号の説明】
1 機器ケース 5 センサユニット 9 回路基板 12 接続基板 18 保持部材 19 ビス 23 電子部品
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松永 光夫 東京都西多摩郡羽村町栄町3丁目2番1 号 カシオ計算機株式会社 羽村技術セ ンター内 (56)参考文献 特開 平4−282489(JP,A) 特開 昭61−152466(JP,A) 特開 平4−64085(JP,A) 実開 平5−8491(JP,U) 実開 平1−136484(JP,U) 実開 昭59−158082(JP,U) 実開 昭58−50422(JP,U) 実開 昭64−22072(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G04B 47/06 G04B 37/08 G04G 1/00 315

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子回路が取付けられた回路基板と、こ
    の回路基板を収納した機器ケースと、この機器ケース内
    に取り付けられるセンサユニットと、このセンサユニッ
    トと前記回路基板とを電気的に接続する接続基板と、こ
    の接続基板の周囲を前記回路基板に押え付けて両基板の
    電極の接触状態を保持する保持部材と、この保持部材を
    前記機器ケースに固定する固定部材とを備えていること
    を特徴とするセンサを備えた小型電子機器。
  2. 【請求項2】 電子回路が取付けられた回路基板と、こ
    の回路基板を収納した機器ケースと、この機器ケース内
    に取り付けられるセンサユニットと、このセンサユニッ
    ト用の電子部品が実装されると共に前記回路基板と前記
    センサユニットとを電気的に接続する接続基板と、少な
    くともこの接続基板における前記電子部品の実装部位を
    前記回路基板に押え付けながら前記接続基板および前記
    回路基板の電極相互の接触状態を保持する保持部材とを
    備えていることを特徴とするセンサを備えた小型電子機
    器。
  3. 【請求項3】 前記保持部材は、前記接続基板における
    電子部品の実装部位の両側部分を前記回路基板に押え付
    ける押え片を有していることを特徴とする請求項2記載
    のセンサを備えた小型電子機器。
  4. 【請求項4】 前記押え片は弾性を有して前記接続基板
    に当接するように前記保持部材に形成されていることを
    特徴とする請求項3記載のセンサを備えた小型電子機
    器。
  5. 【請求項5】 前記接続基板を前記回路基板に弾性的に
    押圧する弾性部材が前記保持部材と前記接続基板との間
    に設けられていることを特徴とする請求項1または2記
    載のセンサを備えた小型電子機器。
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