JP4020116B2 - 電子機器 - Google Patents
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Description
標準電波を受信するためのアンテナは、磁性体のコアと、このコアに巻きつけられたコイルとからなる。そして、該コイル内部に標準電波による磁界(以下、「信号磁界」という。)による磁束(以下、「信号磁束」という。)を通過させることによってコイルに電流を発生させて、時刻修正を行う。
標準時刻信号をのせた信号を確実に受信するためには、アンテナによる標準電波の受信感度を上げる必要があり、受信感度を上げるために、コアの両端部の断面積を大きくしてより多くの信号磁束をコイル内に通過可能としたアンテナが知られている(例えば、特許文献1参照)。
ここで、アンテナのコイル内部を信号磁束が通過すると、コイルには信号磁束の変化を妨げる方向に電流が流れ、該電流によって、信号磁束とは逆向きの磁束(以下、「発生磁束」という。)が発生する。この発生磁束がアンテナの近傍に位置する金属体を突き抜ける際、磁束に直角の同心円状に、渦電流とよばれる電流が流れる。金属体に渦電流が発生すると、金属体の持つ電気抵抗によって熱が放出され、エネルギーが失われることが知られている。
(実施形態1)
腕時計100には、時計計時部1を内部に収納する機器ケースとしての金属製の時計ケース2が備えられ、時計ケース2の上部中央には時計ガラス2aがパッキン2bを介して装着されている。
また、この時計ケース2の下面には、裏蓋2cが防水リング2dを介して取り付けられており、時計計時部1と裏蓋2cとの間には、緩衝部材2eが設けられている。
ケース本体2Aの側面には、底面側に開口した矩形状の二つの切欠部20A、20Aが形成されている。
切欠部20A、20Aは、ケース本体2A側面に、バンド取付部2Bを挟んで略対向する位置に形成されている。また、切欠部20Aは、6時方向側のバンド取付部2Bよりも12時方向側のバンド取付部2Bに近い位置に設けられている。
バンド取付部2B、2Bは、3時9時方向に間隔を開けて対向する2本のピン固定部102P、102Pと、ピン固定部102P、102Pの間に、バンド1Bを取り付けて腕時計100を腕に装着可能とするバンド固定ピン2Pを備え、このピン固定部102Pとバンド固定ピン2Pとケース本体2Aとによって囲まれた領域に、略矩形状の貫通した開口部30Aが形成される。
図5は、図3のV−V線における概略断面図である。コア5aは、図5に示すように、例えば、コア5aの長手方向中央部分に位置する、略四角柱形状の中央部51と、中央部51の両端部分に設けられた端部52、52とを備えている。
端部52は、平面視において中央部51との境界面から、長手方向に離れるに従って幅が広がった形状を有しており、端部52の端面部53の外形は、時計ケース2に設けられた切欠部20Aの形状と略一致し、端面部53の面は、ケース本体2Aの外周面と同一の曲率の曲面となっている。
また、端部52は、図4に示すように、側面視において、ケース本体2Aの内部空間に位置する部分は、中央部51と略同一の厚みとなっており、ケース本体2Aと重なる部分は、端面部53に近づくにつれて厚みが厚くなっている。即ち、端部52の断面積は、ケース本体2Aと重なる部分が端面部53に近づくにつれて大きくなるように形成されている。従って、コア5aの端面部53の面積は、中央部51の断面積よりも大きくなるよう形成されている。
さらに、アンテナ5は、時計ケース2内部に、切欠部20Aにアンテナ5の端面部53を嵌め込むようにして配置される。即ち、コア5aの両端面部53が時計ケース2から外部に露出するように配置されている。そして、切欠部20Aに位置する端部52と裏蓋2cとの間に、絶縁材2hを設けることによって、端面部53とケース本体2Aとが連続的な曲面を形成しないようにし、端部52がケース本体2Aから成る導電体により周回されて、高周波的(交流的)にショート状態にならないように腕時計100の側面が構成されている。絶縁材2hは、裏蓋2cと接触すると共に防水効果を有する。また、絶縁材2hとしては、例えば、塩化ビニル系、ポリエチレン系、エチレンプロピレン系の材料を用いることができる。
バルク状のアモルファス金属は、具体的には、例えば、Fe系合金,Pd系合金,Zr系合金,Ni系合金等であり、Fe系合金には、Fe−M−B(M=Cr,W,Ta,Nb,Hf,Zr)系合金、Fe−Co−RE−B(RE=Nb,Sm,Tb,Dy)系合金等がある。そして、より具体的には、アモルファス金属は、Pd40Cu30Ni10P20やFe81B13Si14C2等の組成からなる。そして、溶解した上記合金は、例えば、鋳造によってバルク状に加工される際に、内部組織がアモルファス化されるようになっている。
ここで、コア5aは、アモルファス金属により形成することにより、例えば、フェライトのコアよりも中央部51を細くしても、同等以上の強度を得ることができる。
信号磁界中に、アンテナ5を、コア5aの軸線が信号磁界方向と平行になるように載置すると、図6に示すように、信号磁界による磁束(以下「信号磁束」という。)M1は周辺空間よりも透磁率の高いコア5aに集中する。
信号磁束M1がコア5aに集中することによって、信号磁束M1がコイル5bと鎖交し、コイル5bにはレンツの法則に従って、コイル5bの内部での信号磁束M1の発生を妨げる方向に磁束(以下、「発生磁束」という。)M2を発生させる誘導起電力Vが生じる。
RAM62は、CPU61の作業領域として用いられ、ROM63から読み出されたプログラムやCPU61で処理されたデータ等を一時的に記憶する。
ROM63は、腕時計100にかかるシステムプログラムやアプリケーションプログラム、本実施の形態を実現するためのプログラムやデータ等を記憶する。
表示部65は、文字板3や、CPU61によって制御されるアナログ指針機構4を含み、時計回路部68より出力された現在時刻を表示する。
タイムコード変換部67は、電波受信装置66から入力された電気信号をデジタル信号に変換し、標準時刻コードや積算コード、曜日コードなどの時計機能に必要なデータを含む標準タイムコードを生成してCPU61に出力する。
時計回路部68は、発振回路部69から入力される信号に基づいて現在時刻を算出し、算出した現在時刻をCPU61に出力する。発振回路部69は、常時一定周波数のクロック信号を出力する回路である。
また、標準電波を捕えるコア5aの両端面部53、53の面積が、コア5aの中央部51の断面積よりも大きい形状であることによって、標準電波の受信感度を向上させることができ、さらに受信可能な方向が増えるので、指向性を緩和させることができる。
従って、標準電波を受信したことによりアンテナ5の近傍で発生する渦電流によるエネルギー損失を補うことができ、高い精度で時刻修正を行うことができる。
さらに、コア5aをアモルファス金属で成形することによって、コア5aが高い強度と透磁性とを備えることとなって、より確実に電波を捕捉することができる。更に、コア5aをバルク状のアモルファス金属により形成することによって、コア5aの成形の自由度を高めることができる。
また、本実施形態においては、図3に示すように、端面部53を、時計ケース2の一部分を切り欠くことによって外部に露出させると共に、切欠部20Aに位置する端部52と裏蓋2cとの間に絶縁材2hを設けた。これは、金属から成る時計ケース2の一部を刳り貫くことによって端面部53を露出させた場合、端部52の周回が刳り貫き部分に接触することで刳り貫き部分を周回する金属が交流的短絡(ショート状態)を生じさせるために、受信電波の適切な受信が困難となるからである。従って、時計ケースが非導電性素材(例えば樹脂など)によって成形される場合には、時計ケースを刳り貫くことによって端面部53を露出させることとしても構わない。また、交流的短絡防止などの適切な加工を施すことによって、金属製の時計ケース2を刳り貫いて端面部53を露出させることとしても良い。
また、切欠部20Aに位置する端部52と裏蓋2cの間のみに絶縁材2hを設けることとしたが、例えば端部52と時計ケース2との接触面全体に絶縁リングを設けることもできる。
(実施形態2)
ケース本体202Aの側面には底面側に開口した矩形状の二つの切欠部220A、220Aが形成されている。切欠部220A、220Aは、バンド取付部2Bを挟んで略対向する位置に設けられている。
端部252は、平面視において中央部51との境界面から、長手方向に離れるに従って幅が広がった拡幅部252aと、拡幅部252aの先端において6時方向に更に延出した延出部252bとを備えている。また、端部252の端面部253の外形は、時計ケース202に設けられた切欠部220Aの形状と略一致し、端面部253の面は、ケース本体202Aの外周面と同一の曲率の曲面となっている。
端部252の断面積は、中央部51から離れるに従って、即ち、端面部253に近づくにつれて広くなるように形成される。従って、コア205aの端面部253の面積は、中央部51の断面積よりも大きくなるよう形成されている。
(実施形態3)
ケース本体302Aの側面には底面側に開口した矩形状の二つの切欠部320A、320Aが形成されている。切欠部320A、320Aは、ケース本体302Aにおいて6時方向と12時方向からなるバンド取り付け方向の位置にそれぞれ設けられている。
端部352は、中央部51の両端から長手方向外側に向かって平面視において略三角状に幅が拡がるように延出した拡幅部352aと、この拡幅部352aからコア305aの長手方向外側に向かってさらに平面視において略矩形状に延出した矩形部352bと、矩形部352bからコア305aの長手方向外側に突出するとともに、3時9時方向に間隔を開けて対向する2本のピン固定部302P、302Pとを備えている。矩形部352bにおける縦断面形状は、切欠部320Aの形状と略一致する。従って、コア305aの端面部353の面積は、中央部51の断面積よりも大きくなるよう形成されている。
また、ピン固定部302P、302Pの間には、バンド1Bを取り付けて腕時計300を腕に装着可能とするバンド固定ピン2Pが取り付けられ、このピン固定部302Pとバンド固定ピン2Pとによって、バンド取付部302Bを構成している。そして、ピン固定部302Pとバンド固定ピン2Pと矩形部352bとによって囲まれた領域に、略矩形状の貫通した開口部330Aが形成される。
(実施形態4)
ケース本体402Aの側面には底面側に開口した矩形状の二つの切欠部420A、420Aが形成されている。切欠部420A、420Aは、ケース本体402Aにおいて6時方向と12時方向の位置にそれぞれ設けられている。
端部452は、中央部51の両側から長手方向外側に向かって平面視において略三角状に幅が拡がって延出した拡幅部452aと、拡幅部452aの先端において3時および9時方向に向かって各々延出した延出部452b、452bと、拡幅部452bのさらに長手方向外側に略矩形状に延出した矩形部452cと、矩形部452cからコア405aの長手方向外側に突出するとともに、3時9時方向に間隔を開けて対向する2本のピン固定部402P、402Pを備える。従って、コア405aの端面部453の面積は、中央部51の断面積よりも大きくなるよう形成されている。
延出部452b、452bの外形は、時計ケース402に設けられた切欠部420Aの形状と略一致し、延出部452b、452bの外表面は、ケース本体402Aの外周面と同一の曲率の曲面となっている。
また、ピン固定部402P、402Pの間には、バンド1Bを取り付けて腕時計400を腕に装着可能とするバンド固定ピン2Pが取り付けられ、このピン固定部402Pとバンド固定ピン2Pとによって、バンド取付部402Bを構成している。そして、ピン固定部402Pとバンド固定ピン2Pと矩形部452cとによって囲まれた領域に、略矩形状の貫通した開口部430Aが形成される。
更に、アンテナ405は、端部452に延出部452bを備えているので、実施形態3のアンテナ305に比べて、ケース本体402Aから露出する面積を大きくすることができる。従って、標準電波を捕捉するコア405aの両端面部453の面積が、中央部51の断面積よりも充分に大きくなるよう形成されることとなって、アンテナ405の受信感度をさらに向上させることができるのみならず、受信可能な方向が大きく広がって、さらに指向性を緩和させることができる。
(実施形態5)
ケース本体502Aの側面には、底面側に開口した矩形状の二つの切欠部520A、520Aが形成されている。
バンド取付部502B、502Bは、3時9時方向に間隔を開けて対向する2本のピン固定部502P、502Pと、ピン固定部502P、502Pの間に、バンド1Bを取り付けて腕時計500を腕に装着可能とするバンド固定ピン2Pを備え、このピン固定部502Pとバンド固定ピン2Pとケース本体502Aとによって囲まれた領域に、略矩形状の貫通した開口部530Aが形成される。切欠部520Aは、ケース本体502Aにおけるバンド取付部502Bの付け根部分に形成され、バンド取付部502Bの開口部530Aに臨むように設けられている。
端部552は、中央部51との境界面でやや3時方向に屈曲し、バンド取付部502Bの付け根部分で、コイル5bの軸線方向と略平行となる方向に屈曲してなる。また、端部552の端面部553の面積は、中央部51の断面積よりも大きくなるように成形されている。また、切欠部520Aに位置する端部552と裏蓋2cとの間に、絶縁材502hを設けることによって、端面部553とケース本体502Aとが連続的な曲面を形成しないようにし、端部552がケース本体502Aから成る導電体により周回されて、高周波的(交流的)にショート状態にならないように腕時計500の側面が構成されている。絶縁材502hは、裏蓋2cと接触すると共に防水効果を有する。また、絶縁材502hとしては、例えば、塩化ビニル系、ポリエチレン系、エチレンプロピレン系の材料を用いることができる。
従って、バンド取付部502Bのバンド固定ピン2Pにバンド1Bが取り付けられることによって、バンド1Bと開口部530Aに臨んで露出する端面部553とが対向することとなる。
(実施形態6)
ケース本体602Aの側面には、底面側に開口した矩形状の二つの切欠部620A、620Aが形成されている。
バンド取付部602B、602Bは、3時9時方向に間隔を開けて対向する2本のピン固定部602P、602Pと、ピン固定部602P、602Pの間に、バンド1Bを取り付けて腕時計600を腕に装着可能とするバンド固定ピン2Pを備え、このピン固定部602Pとバンド固定ピン2Pとケース本体602Aとによって囲まれた領域に、略矩形状の貫通した開口部630Aが形成される。
さらに、コア605aは、時計ケース602の内側に配置される第1の磁性部材615と、時計ケース602から露出して配置される第2の磁性部材625と、第1の磁性部材615と第2の磁性部材625とを当接させた状態で連結してなる磁性材料からなる連結部材635などを備えて構成されている。
第1の磁性部材615は、略中央部分に位置する略四角柱状の中央部615aと、中央部615aの両端部に設けられ、中央部615aとの境界面で3時9時方向に斜めに屈曲し、バンド取付部602Bの付け根部分で、中央部615aの長手方向と略平行となる方向に屈曲する屈曲部615b、615bとで構成される。屈曲部615bの端部には、連結部材635を通すためのねじ孔615cが設けられている。
第2の磁性部材625は、略直方体形状となっており、その断面積は、第1の磁性部材615の屈曲部615bにおける断面積よりも大きくされている。開口部630Aに臨む第1の磁性部材615に当接する第2の磁性部材625の当接面には、屈曲部615bのねじ孔615cに対応するねじ穴615dが設けられている。そして、第1の磁性部材615のねじ孔615cに連結部材635を貫通させて第2の磁性部材625のねじ穴615dに挿入することにより、第1の磁性部材615と第2の磁性部材625とが当接した状態で連結されるようになっている。
即ち、コア605aの端部652は、第1の磁性部材615の屈曲部615bと第2の磁性部材625および連結部材635によって構成されている。また、端部652の端面部653は、開口部630Aに面した第2の磁性部材625の外表面により構成されている。従って、端面部653の面積は、中央部51の断面積よりも大きくなるように形成されている。
第1の磁性部材615と第2の磁性部材625および連結部材635はいずれも磁性体であれば良く、例えば透磁率が異なるといった異なる種類の部材であっても構わない。また、連結部材としては、例えば、ボルトやネジなどを用いることができ、その他にも好適な連結機能を有する部材を適宜用いることができる。
実施形態6の変形例である腕時計700を図16、17に示した。図16は、腕時計700の概略断面図である。図17は、図16のXVII−XVII線での断面図である。実施形態6と同様の構成については符号を付して説明を省略した。
コア705aは、時計ケース602の内側に配置される第1の磁性部材715と、時計ケース602から露出して配置される第2の磁性部材725と、第1の磁性部材715と第2の磁性部材725とを当接させた状態で連結してなる磁性材料からなる連結部材635などを備えて構成される。
第1の磁性部材715は、略中央部分に位置する略四角柱状の中央部715aと、中央部715aの両端部に設けられ、中央部715aとの境界面で3時9時方向に斜めに屈曲し、バンド取付部602Bの付け根部分で、中央部715aの長手方向と略平行となる方向に屈曲する屈曲部715bとで成形される。屈曲部715bの端部には、連結部材635を通すためのねじ穴715cが設けられている。
開口部630Aに臨む第1の磁性部材715に当接する第2の磁性部材725の当接面には、屈曲部715bのねじ穴715cに対応するねじ孔715dが設けられている。そして、第2の磁性部材715のねじ孔715dに連結部材635を貫通させて第1の磁性部材715のねじ穴715cに挿入することにより、第1の磁性部材715と第2の磁性部材725とが当接した状態で連結されるようになっている。
即ち、コア705aの端部725は、第1の磁性部材725の屈曲部715bと第2の磁性部材725および連結部材635によって構成されている。端部752の端面部753は、開口部730Aに設けられた第2の磁性部材725の外表面により構成される。従って、端面部753の面積は、中央部715aの面積よりも大きくなるように形成されている。
腕時計700によれば、腕時計600と同様の効果が得られることは無論のこと、コア705aを構成する第2の磁性部材725側から連結部材635を締結することができるため、連結部材635の締付作業をより簡便に行うことができる。
なお、本発明の実施形態では、電子機器として腕時計型の電波時計に適用した場合について説明したが、本発明の適用はこれに限定されるものではない。例えば、車載用の電子機器や携帯無線端末などに適用されても良い。
また、実施形態2〜6におけるコアの材料は、実施形態1における材料と同じである。
2、202、302、402、502、602 時計ケース
2A、202A、302A、402A、502A、602A ケース本体
2B、302B、402B、502B、602B バンド取付部
20A、220A、320A、420A、520A、620A 切欠部
30A、330A、430A、530A、630A、730A 開口部
5、205、305、405、505、605、705 アンテナ
5a、205a、305a、405a、505a、605a、705a コア
5b コイル
51、615a、715a 中央部
52、252、352、452、552、652、752 端部
53、253、353、453、553、653、753 端面部
615、715 第1の磁性部材
625、725 第2の磁性部材
635 連結部材
100、200、300、400、500、600、700 腕時計
Claims (6)
- コアと、このコアに巻回されたコイルとを備えるアンテナを機器ケースに配置した電子機器において、
前記コアの両端面部が前記機器ケースから外部に露出していることを特徴とする電子機器。 - 前記両端面部の面積が、前記コアの中央部の断面積よりも大きく形成されてなることを特徴とする請求項1に記載の電子機器。
- 前記コアの両端に、バンドを取り付けるバンド取付部を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の電子機器。
- 前記機器ケースは、バンドを取り付けるバンド取付部を備え、
前記コアの両端面部が、前記バンド取付部に取り付けられたバンドに対向していることを特徴とする請求項1または2に記載の電子機器。 - 前記コアが、
前記機器ケースの内側に配置される第1の磁性部材と、
前記機器ケースから露出して配置される第2の磁性部材と、
磁性材料からなり、前記第1の磁性部材と前記第2の磁性部材とを連結する連結部材と、を備えることを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の電子機器。 - 前記コアは、アモルファス金属からなることを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載の電子機器。
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