JP5218630B2 - 電波受信機器、および、電波受信機器の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、電波受信機器、および、電波受信機器の製造方法に関するものである。

電波受信機器として、時刻データを含む標準電波を受信するアンテナを機器内部に備え、このアンテナで受信した標準電波に基づいて時刻修正を行なう電波時計が知られている。

このような電波時計では、ケース本体と裏蓋とが金属で形成されている場合、両者が電気的に導通していると、ケース本体と裏蓋とを還流する電流が増大し、アンテナの受信感度が著しく低下してしまう。そこで、金属製のケース本体と金属製の裏蓋との間に、電気抵抗の大きい絶縁部材またはスペーサ部材を設け、ケース本体と裏蓋との接触を回避することによって、ケース本体と裏蓋とを還流する電流を抑制し、アンテナの受信感度の低下を抑制する電波時計が知られている（例えば、特許文献１）。

ところで、金属製のケース本体と金属製の裏蓋との間の電気的な導通は、ケース本体と裏蓋との直接接触の場合だけでなく、ケース本体と裏蓋とが金属製の固定ねじでねじ結合された場合にも生じる。ケース本体と固定ねじ、固定ねじと裏蓋とが電気的に接続され、結果的に、ケース本体と裏蓋とが電気的に導通してしまうからである。

そこで、近年、金属製のケース本体と金属製の裏蓋との間に、電気抵抗の大きい絶縁部材を設けるとともに、ケース本体と裏蓋とを固定するために、表面に絶縁部材（絶縁被膜）が形成された金属製の固定ねじを使用する電波腕時計が知られている（例えば、特許文献２）。

特開２００６−１１２８６６号公報 特開２００８−８２７２２号公報

しかしながら、この電波時計の場合、固定ねじの締め付けの際に、固定ねじがケース本体および裏蓋と擦れ合うため、固定ねじに形成した絶縁性被膜が破損する場合がある。この場合には、固定ねじの絶縁性被膜の破損部を介して、ケース本体と裏蓋とが電気的に導通してしまう虞がある。

本発明は、固定ねじによって結合される金属製の機器本体と金属製の閉塞部材との間の電気的な絶縁をより確実にした電波受信機器、および、電波受信機器の製造方法を提供することを目的としている。

請求項１の発明は、
第１のねじ部を備えた筒状の金属製の機器本体、この機器本体の一端開口を閉塞する金属製の第１の閉塞部材、前記機器本体の他端開口を閉塞する電波透過性の第２の閉塞部材、第２のねじ部及び頭部を備え、前記機器本体と前記第１の閉塞部材とを締結する固定ねじ、および、前記機器本体内に配置されたアンテナを備えている電波受信機器において、
前記固定ねじは、第２のねじ部が前記第１の閉塞部材に形成された貫通孔に挿入された状態で、かつ、前記第２のねじ部が前記機器本体側に形成された第１のねじ部と螺合されており、
前記固定ねじと前記貫通孔との間には、当該貫通孔の壁面に形成されているナノメートルサイズの多数の凹凸部を介して前記第１の閉塞部材に接合されているとともに、当該固定ねじの第２のねじ部が挿入された通し孔と当該固定ねじの頭部が当接された壁面とを有する電気絶縁性の接合樹脂部材が配置されていることを特徴とする電波受信機器である。

請求項２の発明は、請求項１に記載の電波受信機器であって、
前記貫通孔は、前記頭部が受容可能な大きさを有していることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２に記載の電波受信機器であって、前記貫通孔の壁面と前記接合樹脂部材の端面とによって構成され、前記固定ねじの頭部の厚みよりも深い座繰り穴が形成され、この座繰り穴には前記固定ねじの頭部が着座されるように構成されていることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１から３いずれか一項に記載の電波受信機器であって、前記接合樹脂部材は、前記第１の閉塞部材の内面から突出していることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１から４いずれか一項に記載の電波受信機器であって、前記機器本体はケース本体であり、前記第１の閉塞部材は裏蓋であり、前記第２の閉塞部材は時計ガラスであることを特徴とする。

請求項６の発明は、
第１のねじ部を備えた筒状の金属製の機器本体、この機器本体の一端開口を閉塞する金属製の第１の閉塞部材、前記機器本体の他端開口を閉塞する電波透過性の第２の閉塞部材、 第２のねじ部及び頭部を備え、前記機器本体と前記第１の閉塞部材とを締結する固定ねじ、および、前記機器本体内に配置されたアンテナを備えている電波受信機器の製造方法において、
前記第１の閉塞部材の貫通孔の壁面にナノメートルサイズの多数の凹凸部を形成する工程と、
射出成形によって前記第１の閉塞部材に前記凹凸部を介して電気絶縁性の樹脂ブロックを接合させる工程と、
前記樹脂ブロックに、前記固定ねじの第２のねじ部および軸部が挿入される通し孔を形成する工程と、
を備えることを特徴とする電波受信機器の製造方法である。

本発明によれば、固定ねじの第２のねじ部の通し孔を電気絶縁性の接合樹脂部材に形成しているため、この接合樹脂部材によって、第１の閉塞部材（例えば裏蓋）と第２のねじ部との導通が妨げられるので、機器本体と第１の閉塞部材とが第２のねじ部を介して電気的に接続されることを防止することができる。このために、固定ねじによって結合される金属製の機器本体と金属製の閉塞部材との間の電気的な絶縁をより確実に防止しつつ、アンテナの電波受信の感度の向上を図ることができる。
また、第１の閉塞部材に座繰り穴を形成したものでは、その座繰り穴の深さが固定ねじの頭部の厚みより大きいので、固定ねじの頭部が座繰り穴に着座した際に、第１の閉塞部材の外面から固定ねじの頭部が突出することがないことから、見栄えの良い電波受信機器を実現できる。
さらに、接合樹脂部材を第１の閉塞部材の内面から突出させたものでは、機器本体に第１の閉塞部材を締結する際に、接合樹脂部材の突出部が機器本体に当たり、機器本体と第１の閉塞部材との接触が妨げられるので、この点でも、機器本体と第１の閉塞部材とが電気的に接続されるのが防止される。
また、接合樹脂部材は凹凸部に強固に結合されるので、機器本体と第１の閉塞部材の結合，分解を繰り返しても接合樹脂部材が第１の閉塞部材から脱落する虞がない。

本発明に係る電波時計の一部を示す断面図である。 図１の電波時計の接合樹脂部材付き裏蓋を示した図であり、（Ａ）は内面側から見た場合の斜視図、（Ｂ）は外面側から見た場合の斜視図である。 図２の接合樹脂部材付き裏蓋の製造の手順を示し、（Ａ）は裏蓋の要部断面図、（Ｂ）は多数の凹凸部を形成した裏蓋の要部断面図、（Ｃ）は接合樹脂ブロックを形成した状態の裏蓋の要部断面図、（Ｄ）は接合樹脂部材付きの裏蓋の要部断面図である。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る電波時計の一部を示す断面図である。
である。
この電波時計１は、筒状の機器本体であるケース本体１０、第１の閉塞部材である裏蓋２０、および第２の閉塞部材である時計ガラス３０を備えている。そして、ケース本体１０の下端開口は裏蓋２０によって閉塞され、ケース本体１０の上端開口は電波透過性の時計ガラス３０によって閉塞されている。また、ケース本体１０と裏蓋２０との間にはシール部材２が介装され、ケース本体１０と時計ガラス３０との間にはシール部材３が介装されている。これによって、ケース本体１０の内部の防水性が確保されている。
また、第１のねじ部１１を備えたケース本体１０の内部には、時計モジュール４や、時刻データを含む標準電波を受信するアンテナ５の他、見切り部材６、その他図示しない文字板および指針等が収容されている。
一方、ケース本体１０の外側には、装飾用のベゼル７が取り付けられている。

ここで、ケース本体１０に対する裏蓋２０の締結または結合は固定ねじ５０を用いてなされている。この固定ねじ５０は、第２のねじ部５０ａおよび頭部５０ｂを備えている。この固定ねじ５０の第２のねじ部５０ａは雄ねじとなっている。

また、上記ケース本体１０は金属製、例えばチタン製で、筒状に形成されている。このケース本体１０の下端面には、シール部材２を設置するための環状溝１０ｃが形成されている。また、このケース本体１０の下端面には、周方向に所定の間隔で４個の第１のねじ部１１が形成されている。この第１のねじ部１１は雌ねじである。

続いて、裏蓋２０について説明する。
図２は、電波時計１の接合樹脂部材４０付きの裏蓋２０を示したもので、同図（Ａ）は当該裏蓋２０を内面側から見た場合の斜視図、同図（Ｂ）は当該裏蓋２０を外面側から見た場合の斜視図である。
この裏蓋２０は金属製、例えばチタン製で板状に形成されている。この裏蓋２０の外面周縁部には傾斜面２０ａが形成され、さらに、この傾斜面２０ａには周方向に所定の間隔で４個の貫通孔２０ｂが形成されている。各貫通孔２０ｂの径は上記固定ねじ５０の頭部５０ｂの径よりも大きく設定されている。この４個の貫通孔２０ｂは、１対１で、上記ケース本体１０の４個の第１のねじ部１１に対応する位置に形成されている。
また、各貫通孔２０ｂの壁面にはナノメートルサイズの多数の凹凸部２６が形成されている。そして、この貫通孔２０ｂ内には筒状の接合樹脂部材４０が設置されている。ここで、ナノメートルサイズとは、１０〜３００ｎｍのサイズをいう。この実施の形態の場合は、多数の凹凸部２６の超微細な穴の直径は、１０〜１００ｎｍのサイズの穴径であるが、例えば、２０〜３００ｎｍ、２０〜３０ｎｍのサイズの穴径であってもよい。

この接合樹脂部材４０は外周が上記貫通孔２０ｂに合致する形状を有し、この接合樹脂部材４０の外周壁面は多数の凹凸部２６を介して貫通孔２０ｂの壁面に接合されている。一方、接合樹脂部材４０の中央には通し孔２１ａが形成されている。
この接合樹脂部材４０は貫通孔２０ｂ内の上部に位置している。換言すれば、接合樹脂部材４０の下端は貫通孔２０ｂの内方に位置している。その結果、貫通孔２０ｂの壁面と接合樹脂部材４０の下壁面（端面）とによって座繰り穴２０ｃが構成されている。この座繰り穴２０ｃは、上記固定ねじ５０の頭部５０ｂが着座する場所である。
この座繰り穴２０ｃの深さは、固定ねじ５０の頭部５０ｂの厚み以上となっている。その結果、固定ねじ５０の頭部５０ｂが座繰り穴２０ｃに着座した際に、頭部５０ｂは裏蓋２０の傾斜面２０ａから突出しない。また、固定ねじ５０の頭部５０ｂが座繰り穴２０ｃに着座した際に、頭部５０ｂの底壁面は接合樹脂部材４０の下壁面に当接する。
また、接合樹脂部材４０の上端は裏蓋２０の上面（内面）から僅かばかり突出している。この接合樹脂部材４０の突出部は、ケース本体１０に裏蓋２０を締結した際に、ケース本体１０の下面に当接し、ケース本体１０と裏蓋２０との接触を防止する働きをする。もっとも、この突出部はなくてもよい。絶縁性のシール部材２によってもケース本体１０と裏蓋２０との接触を回避できるからである。しかし、ケース本体１０と裏蓋２０との接触回避を確実にするためには、突出部を設けておくことが好ましい。

次に、接合樹脂部材４０付きの裏蓋２０の製造方法、特に、裏蓋２０への接合樹脂部材４０の接合方法について説明する。この製造方法には、金属部材と樹脂部材の射出成形による一体成形化技術による製造方法を用いる。すなわち、この製造方法には、金属部材への表面処理によりナノメートルサイズの微細な凹凸部を金属表面に形成し、この凹凸部に射出成形方法により、硬質樹脂を入れ込み、金属部材と樹脂部材とを一体化する技術を用いる。この技術は、公知であるので、その説明は省略する。

まず、図３（Ａ）に示すように、４箇所に貫通孔２０ｂを形成した裏蓋２０を準備する。この裏蓋２０は、チタン、アルミニウム、ニッケル、鉄、マンガン、銅、モリブデン、コバルト、タングステン若しくはマグネシウム、又は、これらの金属元素のうちの少なくとも１つを含有する合金から成るグループのうちから選ばれた少なくとも一種の金属によって形成されることが好ましい。ここで、鉄合金は、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６Ｌ、ＳＵＳ３１６Ｆ）を含み、チタンは例えば純Ｔｉを含み、チタン合金は例えば６４チタン合金を含む。これらの金属材料のうちでも、６４チタン合金（アルミニウム約６％、バナジュウム約４％およびチタン約９０％を含有する合金）が特に好ましい。また、ケース本体１０も、裏蓋母体２１と同様な金属材料を用いることが好ましい。
次に、裏蓋２０の貫通孔２０ｂをアルカリ液に浸漬して脱脂処理を行ない、その後、酸液に浸漬して中和を図って洗浄する。

次に、裏蓋２０を侵食性液に浸漬して、図３（Ｂ）に示すように、貫通孔２０ｂの内面にナノレベルサイズの多数の凹凸部２６を形成する。この多数の凹凸部２６を構成している各くぼみそれぞれの直径および深さは、この実施の形態の場合、２０ナノメートル程度の寸法であるが、これに限られず、他の寸法でもよい。
その後、裏蓋２０を水洗し、乾燥機によって乾燥する。このナノレベルサイズの凹凸部２６を形成するための侵食性水溶液または侵食性懸濁液としては、ヒドラジン，アンモニア，水溶性アミン類，またはアルカリ土類金属水酸化物等が使用されるが、これに限定されない。

次に、射出成形によって、成形樹脂を図３（Ｃ）に示すように貫通孔２０ｂに入れ込み、そこに柱状の樹脂ブロック４０Ａを形成する。この状態における樹脂ブロック４０Ａの上端は、裏蓋２０の上面（内面）よりも突出している。
この場合の成形樹脂はとしては、例えば、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）が使用される。
ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）は、単独で使用される場合のほか、（Ａ）ポリフェニレンスルファイド７０〜９９重量％およびポリオレフィン系樹脂１〜３０重量％を含む樹脂分組成物、（Ｂ）ポリフェニレンスルファイド７０〜９９重量％と、無水マレイン酸変性エチレン系共重合体，グリシジルメタクリレート変性エチレン系共重合体，グリシジルエーテル変性エチレン系共重合体，エチレンアルキルアクリレート共重合体の中から選択される１種以上のポリオレフィン系樹脂１〜３０重量％とを含む樹脂分組成物の混合の形で使用される。
この実施の形態の場合、成形樹脂として、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）を用いたが、これに限られず、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）に、ガラス繊維２０％を含有させた材料を使用したもの、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリアリレート（ＡＸＧ）を用いてもよい。

次に、図３（Ｄ）に示すように、樹脂ブロック４０Ａの下部を切削して、固定ねじ５０の頭部５０ｂが収容される座繰り穴２０ｃを形成するとともに、ドリル等によって中心に通し孔２１ａを穿設することによって、接合樹脂部材４０を形成する。これによって、接合樹脂部材４０付きの裏蓋２０が製造される。

なお、貫通孔２０ｂの内面に多数の凹凸部２６を形成するには、冶具等を使用して貫通孔２０ｂにのみ選択的に侵食性液を供給して凹凸部２６を形成するか、裏蓋２０の全体をそのまま侵食性液に浸漬することによって凹凸部２６を形成する。ここで、裏蓋２０の全体をそのまま侵食性液に浸漬する場合には、貫通孔２０ｂの内面以外の部分にも凹凸部が形成されてしまうことになるが、その後に研磨することによって不要な凹凸部を除去することが好ましい。

この実施形態の電波時計１によれば次のような効果が得られる。
すなわち、ケース本体１０に裏蓋２０を締結した状態では、固定ねじ５０と裏蓋２０との間に接合樹脂部材４０が配置されているので、固定ねじ５０と裏蓋２０とが確実に電気絶縁される。したがって、ケース本体１０と裏蓋２０とが第２のねじ部５０ａを介して電気的に導通されることが防止される。
また、裏蓋２０に形成した座繰り穴２０ｃの深さは固定ねじ５０の頭部５０ｂの厚みよりも大きいので、固定ねじ５０の頭部５０ｂが座繰り穴２０ｃに着座した際に、裏蓋２０の外面から頭部５０ｂが突出することがないことから、見栄えの良い電波時計１を実現できる。
さらに、接合樹脂部材４０のケース本体１０側が裏蓋２０の内面から突出しているので、ケース本体１０と裏蓋２０との当接が確実に防止でき、この点でも、ケース本体１０と裏蓋２０とが電気的に結合されるのが防止される。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能であることは言うまでもない。

例えば、上記実施形態の電波時計では、ケース本体１０や裏蓋２０等がチタンで形成されている場合だけでなく、前述したとおり、アルミニウム部品，アルミニウム合金部品，マグネシウム部品，マグネシウム合金部品、銅部品，銅合金部品，チタン合金部品，ステンレス部品，鉄部品，黄銅部品等で形成されている場合にも、本願発明を適用できる。

また、成形樹脂としては、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリアミド（ナイロンＰＡ６，ＰＡ６６）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）が使用できる。

さらに、成形樹脂に加えられる充填剤としては、ガラス繊維，炭素繊維，アラミド繊維，炭酸カルシウム，シリカ，タルク，粘土，ガラス等が使用されるが、これに限定されない。

さらに、上記実施形態は電波時計に本発明を適用した場合について説明したが、その他の電波受信機器にも本発明は適用できる。

１ 電波時計（電波受信機器）
５ アンテナ
１０ ケース本体（機器本体）
１１ ねじ部
２０ 裏蓋（閉塞部材）
２０ｂ 貫通孔
２１ａ 通し孔
２６ 凹凸部
３０ 時計ガラス
４０ 接合樹脂部材
５０ 固定ねじ
５０ａ ねじ部
５０ｂ 頭部

Claims (6)

1. 第１のねじ部を備えた筒状の金属製の機器本体、この機器本体の一端開口を閉塞する金属製の第１の閉塞部材、前記機器本体の他端開口を閉塞する電波透過性の第２の閉塞部材、第２のねじ部及び頭部を備え、前記機器本体と前記第１の閉塞部材とを締結する固定ねじ、および、前記機器本体内に配置されたアンテナを備えている電波受信機器において、
   前記固定ねじは、第２のねじ部が前記第１の閉塞部材に形成された貫通孔に挿入された状態で、かつ、前記第２のねじ部が前記機器本体側に形成された第１のねじ部と螺合されており、
   前記固定ねじと前記貫通孔との間には、当該貫通孔の壁面に形成されているナノメートルサイズの多数の凹凸部を介して前記第１の閉塞部材に接合されているとともに、当該固定ねじの第２のねじ部が挿入された通し孔と当該固定ねじの頭部が当接された壁面とを有する電気絶縁性の接合樹脂部材が配置されていることを特徴とする電波受信機器。
2. 前記貫通孔は、前記頭部が受容可能な大きさを有していることを特徴とする請求項１に記載の電波受信機器。
3. 前記貫通孔の壁面と前記接合樹脂部材の端面とによって構成され、前記固定ねじの頭部の厚みよりも深い座繰り穴が形成され、この座繰り穴には前記固定ねじの頭部が着座されるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の電波受信機器。
4. 前記接合樹脂部材は、前記第１の閉塞部材の内面から突出していることを特徴とする請求項１から３いずれか一項に記載の電波受信機器。
5. 前記機器本体はケース本体であり、前記第１の閉塞部材は裏蓋であり、前記第２の閉塞部材は時計ガラスであることを特徴とする請求項１から４いずれか一項に記載の電波受信機器。
6. 第１のねじ部を備えた筒状の金属製の機器本体、この機器本体の一端開口を閉塞する金属製の第１の閉塞部材、前記機器本体の他端開口を閉塞する電波透過性の第２の閉塞部材、第２のねじ部及び頭部を備え、前記機器本体と前記第１の閉塞部材とを締結する固定ねじ、および、前記機器本体内に配置されたアンテナを備えている電波受信機器の製造方法において、
   前記第１の閉塞部材の貫通孔の壁面にナノメートルサイズの多数の凹凸部を形成する工程と、
   射出成形によって前記第１の閉塞部材に前記凹凸部を介して電気絶縁性の樹脂ブロックを接合させる工程と、
   前記樹脂ブロックに、前記固定ねじの第２のねじ部および軸部が挿入される通し孔を形成する工程と、
   を備えることを特徴とする電波受信機器の製造方法。

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