JP3671648B2

JP3671648B2 - 時計

Info

Publication number: JP3671648B2
Application number: JP02108398A
Authority: JP
Inventors: 則久碓氷
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1998-02-02
Filing date: 1998-02-02
Publication date: 2005-07-13
Anticipated expiration: 2018-02-02
Also published as: JPH11219834A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁誘導、その他の用途に用いられるコイルを使用した時計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９は、電磁誘導によって電力が供給されるコードレス電話機を示し、このような電磁誘導による電力供給形態は、電動歯ブラシ、電動シェーバなどの各種の電子機器に使用されている。
【０００３】
図９の構造では、コードレス電話機１００が充電器１１０にセットされることによって、コードレス電話機１００に充電が行われる。充電器１００の内部には、電源に接続された一次側コイル１２０が設けられており、この一次側コイル１２０に対応する二次側コイル１３０がコードレス電話機１００の内部に設けられている。そして、一次側コイル１２０に給電することにより、電磁誘導作用で二次側コイル１３０に起電力が発生し、この電力がコードレス電話機１００内部の二次電池（図示省略）に充電される。
【０００４】
このようなコイル１２０、１３０は、線径０．１〜０．２ｍｍ程度の銅等からなる導線を渦巻き状に巻回することによって全体がドーナツ状となるように成形されるものである。そして、それぞれのコイル１２０，１３０の先端の引き出し線（図示省略）を回路基板に半田付けすることによって回路と接続される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の構造では、コードレス電話機や充電器などのそれぞれの機器のケースに対し、回路基板の組み込みとは別個にコイルの組み込みを行う必要があり、組立工程が多くなっている。しかも、これらの組み込みに加えて、コイルと回路基板とを接続する作業が必要であり、組立が面倒となっている。
【０００６】
また、コイルを設置するための突起やフック、その他の構造物をケースに専用に形成する必要があるばかりでなく、コイルを収容するためのスペースが必要となっている。このようなことから機器のケース内のかなりの部分がコイルを収容するために費やされ、ケース内のスペースの有効利用ができないと共に、ケースを小型化することができない問題を有している。
【０００７】
本発明は、このような従来の問題点を考慮してなされたものであり、時計ケースへの組み込みを簡単に行うことができるコイルを用いた時計を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明の時計は、刳り抜き孔が厚さ方向に形成された電気回路基板と、この電気回路基板の刳り抜き孔の周囲にドーナツ状に形成された渦巻き状の配線パターンと、前記電気回路基板の厚さ方向で隣り合う前記配線パターンを電気的に接続する接続手段とを有するコイルと、表示部材及びモジュールを収容するプラスチックによって成形された時計ケースと、を備え、前記時計ケースと前記コイルとが一体成形され、前記配線パターンが接続部材によって前記モジュールと接続されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項１の発明では、プラスチックからなる時計ケースとコイルとが一体成形され、時計ケースの成形と同時にコイルを時計ケースに組み込むことができるため、時計ケースへのコイルの組み込みを簡素化できる。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１記載の時計であって、前記電気回路基板が多層からなり、前記配線パターンがそれぞれの電気回路基板に形成されていることを特徴とする。
【００１２】
この請求項２発明では、配線パターンを多層の電気回路基板に形成することにより、コイルの必要巻き数を確保することができ、巻き数が多いコイルであっても、多層の電気回路基板の設置スペース内に納めることができ、時計が大型化することがなくなる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は、本発明の第１の実施形態のコイル１を示し、２は電気回路基板である。電気回路基板２は２枚のプリント配線基板３，４が積層された４層の多層基板によって構成されている。これらのプリント配線基板３，４の上下面には、配線パターン５，６，７，８がそれぞれ形成されている。５は上層のプリント配線基板３の上面３ａに形成された配線パターン、６は上層のプリント配線基板３の下面３ｂに形成された配線パターンであり、７は下層のプリント配線基板４の上面４ａに形成された配線パターン、８は下層のプリント配線基板４の下面４ｂに形成された配線パターンである。
【００２４】
これらの配線パターン５，６，７，８は、いずれも渦巻き状となるように形成されている。図示例において、いずれの配線パターン５，６，７，８も中央部分に形成されることなく、中央部分を除いた周辺部分にドーナツ状となって形成されている。この場合、内側に位置する渦巻き線と一つ外側に位置する渦巻き線との間のピッチは、０．２ｍｍ程度となっている。このような渦巻き状とすることによって、それぞれの配線パターン５，６，７，８がコイルの一要素を構成する。
【００２５】
プリント配線基板３，４に形成されている渦巻き状の配線パターン５，６，７，８はプリント配線基板３，４を厚さ方向に貫通するスルーホール９，１０，１１，１２によって順次、電気的に接続される。
【００２６】
すなわち図２において、上層のプリント配線基板３の上下面に形成された配線パターン５，６は、上層のプリント配線基板３を厚さ方向に貫通する右側のスルーホール９によって接続され、これにより、同図の矢印Ｂで示すように、配線パターン４から配線パターン５へ電流が流れる。この接続を行うため、スルーホール９の内部には、導通メッキ１３が施されると共に、導通メッキ１３と基板３の両面のそれぞれの配線パターン５，６との間に接続パターン１４が形成されている。
【００２７】
次に、上層のプリント配線基板３の下面の配線パターン６及び下層のプリント配線基板４の上面の配線パターン７は、プリント配線基板３，４の左側に形成したスルーホール１０，１１を介して接続され、この接続によってこれらの間には矢印Ｃで示す方向に電流が流れる。この場合、スルーホール１０，１１は同軸上で貫通する連通位置に形成されると共に、これらの内部には導通メッキ１５が掛け渡し状に形成されている。そして、導通メッキ１５と上層のプリント配線基板３の配線パターン６とが接続パターン１６によって接続される一方、導通メッキ１５を下層のプリント配線基板４の配線パターン７とが接続パターン１７によって接続されている。
【００２８】
下層のプリント配線基板４の上下面における配線パターン７，８は同基板４の右側に貫通したスルーホール１２を介して接続されている。この接続を行うため、スルーホール１２の内部には、導通メッキ１８が施されると共に、基板４両面の接続パターン１９と導通メッキ１８とが接続されている。この接続によって矢印Ｄで示すように電流が流れる。
【００２９】
以上のような接続によってプリント配線基板３，４の４層に形成された渦巻き状の配線パターン５，６，７，８がスルーホール９，１０，１１，１２を介して電気的に接続され、この接続によってコイル１が構成される。これにより、電気回路基板２と一体となった状態でコイル１が電気回路基板２に形成される。このようにコイル１と電気回路基板２とが一体化した状態では、電気回路基板２を機器に組み込むことによりコイル１を同時に組み込むことができ、コイル１を別個に組み込む必要がなくなり、機器の組立を簡素することができる。これに加えて、コイル組み込みのための専用のスペースが不要となり、機器を小型化することができる。さらには、独立したコイルがなくなるため、部品点数を削減することができる。
【００３０】
本実施形態において、それぞれの配線パターン５，６，７，８の形成は、通常のプリント配線基板の製造に沿って行われる。すなわち、銅箔が積層された絶縁基板にスルーホールを打ち抜いた後、レジストを印刷して感光させ、その後、エッチングする処理によって作製することができる。このような形成では、コイル１が電気回路基板２に形成されるため、コイル１の成形と同時にコイル１と電気回路基板２とを接続することができる。このため、コイル１及び電気回路基板２を接続するための工程が不要となる。
【００３１】
また、この実施形態では、配線パターン５，６，７，８が多層の電気回路基板２の各面に形成されると共に、各面の配線パターン５，６，７，８がスルーホール９，１０，１１，１２によって接続されることによってコイル１が構成されている。このため、コイルの必要巻き数を確保することができ、しかも巻き数の多いコイルであっても多層の電気回路基板２の設置スペース内に収めることができ、機器が大型化することがない。
【００３２】
なお、図１において、２０はコイル１の入出力端となる電極パターンである。２１はＬＳＩチップ、抵抗チップ、コンデンサチップなどの電子部品（図示省略）を実装するためのランドパターン、２２は回路パターンである。この実施形態では、４層の電気回路基板２への適用を示したが、４層以外の多層であっても良く、単層のプリント配線基板からなる電気回路基板であっても良い。
【００３３】
図３は、本発明の第２の実施形態を示す。この実施形態は、電気回路基板としてチップオンボード（以下、ＣＯＢ）２３を用いるものである。ＣＯＢ２３はパッケージに入っていない裸のチップをプリント配線基板に直接に実装する基板であり、２４は直接実装されたチップ状電子部品である。また、５５はＣＯＢ２３の表面にパターン形成された電極部である。このＣＯＢ２３においても、プリント配線基板を多数積層することによって形成されている。
【００３４】
このようなＣＯＢ２３に対し、コイルとなるための渦巻き状の配線パターン２５は内層側にのみ形成されるものである。すなわち、配線パターン２５は積層されて対向するプリント配線基板の対向面にのみ形成され、ＣＯＢ２３の外側に露出することがない。このように配線パターン２５が内層部分にだけ形成される場合には、ＣＯＢ２３表面に設けられるチップ状電子部品２４の実装の障害となることがなく、電子部品２４の実装に対し、設計変更を要することがなく、効率的な実装を確保することができる。
【００３５】
図４は、本発明の第３の実施形態である時計２６を示し、図５はこの時計２６に組み込まれるコイル２７を示す。コイル２７は第１の実施形態と同様に、電気回路基板に渦巻き状の配線パターン２８を形成することによって作製される。この場合、電気回路基板は多層であっても良く、単層であっても良い。
【００３６】
この実施形態におけるコイル２７の配線パターン２８は、図５に示すように電気回路基板に形成した刳り抜き孔２９の周囲にドーナツ状に形成されている。図５において、３０は各層の配線パターン２８を接続するためのスルーホール、３１はスルーホール３０と接続された状態で電気回路基板の上面に形成された電極パターンである。
【００３７】
時計２６は図４に示すように、時計ケース３２と、時計ケース３２の内部に配置されたモジュール３３と、時計ケース３２の上面に取り付けられた時計ガラス３４と、時計ケース３２の下面に取り付けられた裏蓋３５とを備えている。モジュール３３は時計全体の作動を制御する制御回路基板３６及び液晶等によって時刻その他の表示を行う表示部材３７が組み付けられることによって構成されている。また、時計ケース３２の側面には、釦スイッチ３８が取り付けられ、このボタンスイッチ３８と制御回路基板３６とがフレキシブル接続基板３９によって接続されている。
【００３８】
上述したコイル２７は、裏蓋３５上に接着剤４０によって固定されている。これにより、コイル２７は裏蓋３５とモジュール３３との間に配置されている。そして、電極パターン３１とモジュール３３の下面の電極端子４１との間に導電性のスプリングコイルからなる接続部材４２が介挿されることによって、コイル２７とモジュール３３とが接続され、これらの間で信号の入出力が行われる。
【００３９】
さらに、裏蓋３５上には、ピエゾ素子４３が接着されている。ピエゾ素子４３はモジュール３３から信号が入力されることによって振動し、この振動によって時刻を音によって告知するものである。このピエゾ素子４３はコイル２７に設けらた刳り抜き孔２９の内部に位置するように裏蓋３５に固定されている。
【００４０】
このような実施形態では、配線パターン２８が形成されることのないコイル２７の中央部分に刳り抜き孔２９を形成し、この刳り抜き孔２９にピエゾ素子４３を配置するため、ピエゾ素子４３の厚さをコイル２７が吸収する。このため、ピエゾ素子４３の配置を効率的に行うことができると共に、時計ケース３２を薄くすることができる。
【００４１】
図６及び図７は、本発明の第４の実施形態である時計４４を示し、図４及び図５と同一の要素は同一の符号によって対応させてある。図６において、４５は文字板である。この文字板４５は図７に示すように、中央部分に刳り抜き孔２９が形成されたドーナツ状となっていると共に、その内部には渦巻き状の配線パターン２８が形成されている。この渦巻き状の配線パターン２８は多層であっても良く、単層であっても良い。さらに、文字板４５の下面には、スルーホール３０を介して配線パターン２８と接続された電極パターン３１が形成されている。これらの配線パターン２８，スルーホール３０，電極パターン３１によってコイルが構成される。
【００４２】
このように、文字板４５に渦巻き状の配線パターン２８を形成することにより、コイルと文字板４５と一体的に成形される。このため、コイル及び文字板を別個に作製する必要がなくなると共に、部品点数を削減することができる。なお、裏蓋３５の上面には、ピエゾ素子４３が接着されているが、このピエゾ素子４３とモジュール３３とは別のコイルスプリング４６によって接続がなされるものである。
【００４３】
以上のようにしてコイルと一体化した文字板４５は、モジュール３３の上方に位置するように、時計ケース３２の内部に配置される。そして、文字板４５下面の電極パターン３１と制御回路基板３６上面の電極端子４１とをコイルスプリングなどの接続部材４２によって接続することにより、文字板４５のコイルとモジュール３３との間で信号の入出力が行われる。
【００４４】
このような実施形態では、文字板４５を時計ケース３２内に組み込むことによってコイルが同時に組み込まれるため、組立を簡素化することができる。また、文字板４５の中央部分には刳り抜き孔２９が形成されており、この刳り抜き孔２９を通してモジュール３３の表示部材３７を見ることができ、表示部材３７が表示している表示内容を確実に読み取ることができる。
【００４５】
図８は、本発明の第５の実施形態である時計５０を示す。この実施形態の時計５０では、時計ケース３２がプラスチックによって成形されている。また、時計ケース３２の内部にコイル５１が埋め込まれている。コイル５１は図５，図７で示す構造と同様のドーナツ状であり、内部には渦巻き状の配線パターンが形成されている。この場合、電極パターン３１はコイル５１の下面に形成され、この電極パターン３１と制御回路基板３６とが接続部材４２によって接続されている。
【００４６】
この実施形態では、時計ケース３２を成形する成形型内にコイル５１をインサートしておき、成形型によって成形するインサート成形によってコイル５１が一体化した時計ケース３２を作製することができる。この成形によってコイル５１と時計ケース３２とが一体となるため、コイル５１を時計ケース３２に組み込む必要がなく、簡単に組み立てることができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、時計ケースとコイルとが一体成形されるため、時計ケースへのコイルの組み込みを簡素化できる。
【００４８】
請求項２発明によれば、コイルの必要巻き数を確保することができ、巻き数が多いコイルであっても、多層の電気回路基板の設置スペース内に納めることができ、時計が大型化することがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態のコイルの斜視図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態を示し、（Ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態における時計の断面図である。
【図５】第３の実施形態に使用するコイルの平面図である。
【図６】本発明の第４の実施形態における時計の断面図である。
【図７】第４の実施形態におけるコイルと一体化した文字板の平面図である。
【図８】本発明の第５の実施形態における時計の断面図である。
【図９】従来のコイルを用いたコードレス電話機の斜視図である。
【符号の説明】
１コイル
２電気回路基板
３４プリント配線基板
５６７８配線パターン
９１０１１１２スルーホール

Claims

刳り抜き孔が厚さ方向に形成された電気回路基板と、この電気回路基板の刳り抜き孔の周囲にドーナツ状に形成された渦巻き状の配線パターンと、前記電気回路基板の厚さ方向で隣り合う前記配線パターンを電気的に接続する接続手段とを有するコイルと、
表示部材及びモジュールを収容するプラスチックによって成形された時計ケースと、
を備え、
前記時計ケースと前記コイルとが一体成形され、前記配線パターンが接続部材によって前記モジュールと接続されていることを特徴とする時計。
前記コイルの前記電気回路基板が多層からなり、前記配線パターンがそれぞれの電気回路基板に形成されていることを特徴とする請求項１記載の時計。