JP5921382B2 - 時計 - Google Patents

Description

本発明はアナログ時計における針付構造に関するものである。

従来から、中央部に時分秒針を配置し、その周囲に小針を配置したアナログ時計が実用化されている。（特許文献１）
このような小針付のアナログ時計では、小針を小針車に取付ける際に、その押込力によって、小針車に荷重が加わる。小針車は、地板の下面側のほぞ穴に案内軸支されているため、地板がプラスチック製の場合は、地板が、この荷重を受けることで、たわみあるいは変形を生じ、最悪の場合前記ほぞ穴部が欠損することがある。

特許文献１に記載の小針付の時計は、小針車が案内軸支されている地板のほぞ穴の近傍であって、小針車の載置面とは反対側に厚肉部を設けている。そして、小針車に加わり、厚肉部に伝わる荷重を、荷重を受けることができる部品で受けることにより、ほぞ穴部の欠損等を防いでいる。

実開平３−１１５８８９号公報

しかし、前記地板の厚肉部側に回路基板を配置する場合は、地板の厚肉部を回路基板に当てると、厚肉部に伝わる荷重が、回路基板の厚肉部が当たる部分に集中して回路基板が変形し、回路部品が破損してしまう。これを避けるためには、回路基板に貫通孔を形成して厚肉部を貫通させる必要があった。従って、貫通孔の部分には回路部品を配置することができず、また、周辺に複数の配線が密集するＩＣを貫通孔近傍に配置することができなかった。すなわち、針付けをする際に加わる荷重を伝える地板の厚肉部を回路基板に当てることが出来ず、また、針付けをする針の指針軸と平面的に重なる部分やその近傍に回路部品を配置出来ない問題があった。

本発明の目的は、針付けをする時計の針の指針軸に平面的に重なる位置やその近傍に回路部品を配置しても、回路基板と回路部品の変形、破損を防ぐことである。

上記目的を達成するため、本発明は、地板と、回路基板と、指針軸に指針が取り付けられる指針車と、前記指針軸を挿入するように前記地板に形成した軸孔と、前記指針軸の延長線上に配置され、前記回路基板に実装される回路部品と、を有する時計であって、前記地板には、前記回路部品が実装される前記回路基板の第１の面に接し、且つ、前記回路部品を挟むか又は囲むように配置された第１の複数の凸部が形成され、前記第１の複数の凸部に対向する位置に配置されるとともに、前記回路基板の前記第１の面とは反対側の第２の面に接する第２の複数の凸部が形成された荷重受け部材を有することを特徴とする。
また、前記第１の複数の凸部の数は３つ以上であり、前記第１の複数の凸部の全てを対象として、隣り合う第１の凸部どうしを直線で結んだときに描かれる環状の図形の領域内に、前記指針軸の延長線が位置するように構成したことを特徴とする。
また、前記回路部品はＩＣであり、該ＩＣの周囲には、配線パターンと該配線パターンを被覆するレジストが形成され、前記第１の複数の凸部を、前記配線パターンと前記レジス
トとに重なる位置に配置したことを特徴とする。
また、前記第２の複数の凸部を、前記回路基板の第２の面に形成された配線パターンと該配線パターンを被覆するレジストとに重なる位置に配置したことを特徴とする。
また、前記第２の複数の凸部における前記回路基板に接する部分が平面形状を有するように、前記第２の複数の凸部が金属板の半抜き加工で形成されていることを特徴とする。
また、前記指針軸における前記回路基板側の端部から、それぞれの前記第１の複数の凸部までの距離が等距離になるように前記第１の複数の凸部を配置したことを特徴とする。

本発明は、上記に示した構成を採用しているので、指針軸の延長線上に回路部品を配置した場合でも、回路部品の外周部の回路基板に荷重を分散させることで、表示指針の取付けの際に指針軸に伝達される荷重を、回路部品、及び回路基板の変形、破損させることなく、前記回路基板を介して前記荷重受け部材となる回路押さえに伝達させることが可能になった。このため回路構成部品配置の制約が緩和されたことで、ムーブメントサイズの縮小化に効果を発揮するものである。

本発明の実施の形態における文字板側からの指針配置、及びＩＣの配置を示した図である。 本発明の実施の形態における２４時間表示車周辺部断面の模式図である。 本発明の実施の形態における２４時間表示車周辺部の詳細断面図である。 本発明の実施の形態における回路のＩＣ周辺部の平面透視図であり、地板の凸部の受面配置を示す図である。 本発明の実施の形態における回路のＩＣ周辺部の平面透視図であり、回路押さえの凸部の受面配置を示す図である。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる好適な実施の形態を詳細に説明する。

図１は本発明の実施形態における時計を文字板側から見た図である。時計中心に時針７と、分針８とを配置し、９時位置に２４時間表示針６が配置されている。これらは、文字板１０よりも視認側に設けられている。２４時間表示針６の直下で文字板１０の背面側に点線で示すようにＩＣ２ａが配置されている。

図２を用いて、本実施形態における時計の荷重分散構造について説明する。

図２は、本発明の時計における指針軸と回路部品の部分を模式的に示した断面図である。

１は地板、１ａは、地板１に形成された２４時間表示車用の軸孔、２ｂは回路基板、２ａは回路基板２ｂに実装された回路部品であるＩＣ、３は２４時間表示車、４は回路押さえ、４ａは回路押さえ４に形成された凸部である。また、表示針取付けの際に使用する機械台１３は回路押さえ４を受ける。

ＩＣ２ａは２４時間表示車３の指針軸である２４時間表示車真３ａの延長線上に配置されている。地板１には、第１の複数の凸部である複数の凸部１ｃが形成され、これらは、ＩＣ２ａの周囲に配置されている。また、回路押さえ４には、回路基板２ｂを挟んで地板１のそれぞれの凸部１ｃに対向する位置に第２の複数の凸部である複数の凸部４ａが形成されている。

そして、地板１の凸部１ｃから回路基板２ｂに伝達された荷重は、矢印で示すように、地板１の複数の凸部１ｃに分散され、これらの凸部１ｃに対向する位置で、回路基板２ｂから回路押え４の凸部４ａに伝達される。回路押さえ４は、地板１から回路基板２ｂを介して伝わった荷重を受ける荷重受け部材として機能する。このように、回路基板２ｂから見て、地板１から回路基板２ｂに荷重が伝達される位置と回路基板２ｂから回路押え４に荷重を伝達する位置とが一致しているため、回路基板２ｂにねじれなどの変形を生じさせず、これに実装されるＩＣ２ａも損傷しない。また、回路基板２ｂに加わる荷重は分散されるため、１箇所に大きな荷重が加わって回路基板２ｂが損傷することもない。尚、本実施形態では、２４時間表示車の軸の延長線上にＩＣ２ａを配置しているが、ＩＣ以外のコンデンサー、抵抗等の電子部品にも適用することができる。

次に、具体的な時計の構成を、図３〜図５を用いて説明する。

図３は本発明の実施形態による２４時間表示車部の断面図である。

樹脂材料で形成された地板１に、電源（図示なし）、モーター（図示なし）、回路２、で駆動される輪列を介して、２４時間表示車３が回転表示されるように構成されている。前記２４時間表示車３の２４時間表示車真３ａの延長線上には前記回路２に実装されたＩＣ ２ａが配置されている。地板１にはパイプ１ｂがアセンブリされており、前記回路２の回路基板２ｂを貫通して、回路押さえ４を回路押さえねじ５により押さえる。前記２４時間表示車３への表示針付けでは前記回路押さえ４を図示しない機械台により受ける。

地板１は、前記２４時間表示車の２４時間表示車真３ａを構成するほぞを挿入する軸孔１ａが設けてあり、前記ＩＣ２ａを囲むように凸部１ｃを４箇所に形成している。凸部１ｃの先端部は平面形状に形成されている。４つの前記凸部１ｃは前記２４時間表示車真３ａにおける回路基板２ｂ側の端部３ａ１からほぼ等距離であり、前記ＩＣ２ａを固定するポッティング樹脂２ｃ外周の回路基板レジスト２ｄ上に配置されている。

回路押さえ４は金属部品であり前記地板１の凸部１ｃと対向する位置に凸部４ａがプレス加工の半抜きにより形成されている。前記回路２の回路基板２ｂは、ＩＣ２ａが実装される第１面側が前記地板１の凸部１ｃと接し、第１面とは反対側でＩＣ２ａが実装されていない第２面側が、前記回路押さえ４の凸部４ａに接し、地板１の凸部１ｃと回路押さえ４の凸部４ａとにより挟まれる。

凸部４ａ１〜４ａ４には回路基板２ｂを傷付けることなく、力を分散させるために、回路基板２ｂに接する部分が平面である必要がある。また、各平面に均等に力を分散させるためにも、凸部４ａ１〜４ａ４の高さの精度が必要となる。プレス加工の半抜きは曲げ加工等と比較して、高さ精度を高めることが可能である。

また、仮に回路押さえ４が凸部のない平板形状で表面がほぼ平滑である場合、メッキ処理の洗浄で、回路押さえ４同士を重ね合わせたときに、その間に洗浄液が残ることで回路押さえ４同士の間に張力が発生して貼り付きが起こる。また、回路押さえ４同士が貼り付いた状態で乾燥させた場合には汚れが残ってしまう。前記回路押さえ４の凸部４ａは回路押さえ４の平面同士が密着することを防止するため、回路押さえ４同士の貼り付きを防ぐ
効果もある。

尚、凸部４ａを曲げ加工や絞り加工で形成することも可能である。この場合、凸部４ａは半抜き加工と比較して平面スペースを占有してしまう。このため、回路押さえ４における凸部４ａ形成部の周辺に、アース接点や機能表示のための刻印等が設けられていないこと、及び、凸部４ａ形成のために広く回路押さえ４の平面スペースを使用できることが条件となる。また、凸部４ａが受ける回路基板２ｂに対しても、回路配線の密集がなく回路配線の変更が比較的可能であることが望ましい。

これは、曲げ加工の場合に荷重を受けても曲げ部が撓まない大きさ（強度）で凸部４ａに相当する曲げ部を設定しなければならず、設計当初の曲げ部の設定から適切な曲げ部の設定に変えるときに、一旦設計した回路配線を変更する必要があるためである。回路押さえ４は金属であるが薄いため、曲げ部で荷重を受けても撓まない強度を設定するためには、曲げ部の幅を広く設定する必要があり、この幅は凸部４ａの半抜き加工先端部の平面の大きさに比べて非常に大きくなり、この大きさに、回路配線が影響を受ける。

また、曲げ加工、絞り加工は半抜き加工よりも凸部４ａの高さが大きくなってしまうため、回路基板２ｂと回路押さえ４との断面隙は少なくとも回路押さえ４の板厚以上が必要となる。また、プレス加工の半抜きにより凸部４ａを形成する場合と比較して、曲げ加工や絞り加工で凸部４ａを形成する場合には、凸部４ａの高さのばらつきが生じやすいため、このばらつきが生じないように管理する必要がある。

尚、カレンダー裏板１１と日車押さえ１２は、時計を構成する部品であるが、荷重の分散には作用しない部品であるため、これらの説明を省略する。
図４は、回路のＩＣ周辺部の平面透視図であり、地板の凸部の受面の配置を示す。回路裏面のレジスト内輪郭２ｄ１とレジスト外輪郭２ｄ２が点線で示されている。レジスト内輪郭２ｄ１の内側はレジスト樹脂が塗布されており、レジスト外輪郭２ｄ２の外側もレジスト樹脂が塗布された領域であり、レジスト内輪郭２ｄ１とレジスト外輪郭２ｄ２の間は前記ポッティング樹脂２ｃが塗布される領域であり、レジスト樹脂は塗布されていない。２ｅ（実細線）は、配線パターンとして形成された回路配線である。
ＩＣ２ａを囲む前記ポッティング樹脂２ｃは凸部１ｃ１、１ｃ２、１ｃ３、１ｃ４により囲まれており、前記凸部１ｃ１、１ｃ２、１ｃ３、１ｃ４は全て前記レジスト２ｄと回路配線２ｅとに重なる位置に配置されることで、これらの凸部を回路基板２ｂの同じ高さの部分で受け、前記回路基板２ｂへの荷重が均等に伝達される。本実施形態では、ＩＣ２ａ周辺部の回路配線２ｅの密集範囲に地板１の凸部を配置するため、凸部１ｃ１〜１ｃ４を、レジスト２ｄと回路配線２ｅとが重なる位置に配置する。これは回路基板２ｂにおいて凸部１ｃ１〜１ｃ４が接する部分の高さを揃えることで、２４時間表示車からの荷重を凸部１ｃ１〜１ｃ４に均等に伝達することが目的である。
比較的レジストや回路配線２ｅが密集していないコンデンサーや抵抗等の回路部品の周辺部に地板１の凸部を配置する場合は、レジストと回路配線２ｅが無い場所に凸部１ｃ１〜１ｃ４を配置して、回路基板２ｂの表面に同じ高さ位置で接するように構成することも荷重を均等に伝達させるために有効な手段である。このように、凸部１ｃ１〜１ｃ４におけるレジストと回路配線２ｅとの重なり条件を同じにすることで、回路基板２ｂの同じ高さの面を、凸部１ｃ１〜１ｃ４で受ることができ、各凸部に均等に力を分散させることが可能となる。

ＩＣ２ａ周辺の回路基板２ｂは、ＩＣ２ａに接続するための回路配線２ｅが密集しているため、凸部１ｃ１〜１ｃ４が回路配線２ｅと重ならないように、回路配線２ｅがない部分を設けることは設計上の大きな制約となる。レジストと回路配線２ｅとに重なるように凸部１ｃ１〜１ｃ４を配置することで、回路基板２ｂの回路配線２ｅの制約が緩和される
。

図４において、Ｐは２４時間表示車真３ａの延長線と、回路基板２ｂにおけるＩＣ２ａの実装面との交点である。地板１の凸部１ｃ１〜１ｃ２は、２４時間表示車真３ａの端部３ａ１から等距離に配置されている。従って、このＰ点から凸部１ｃ１まで距離と、Ｐ点から凸部１ｃ２までの距離と、Ｐ点から１ｃ３までの距離と、Ｐ点から１ｃ４までの距離がほぼ等しい。

このような凸部１ｃ１〜１ｃ４の配置により、荷重の分散が均等になり、回路基板２ｂへの局所的な荷重の集中を防ぐことで回路基板２ｂの変形、及び回路基板２ｂの変形による回路配線２ｅの剥離を防止する効果がある。

また、この例では、ＩＣ２ａの４辺のうち、３辺に対向する位置に４つの凸部１ｃ１〜１ｃ４を配置し、残りの１辺に対向する位置には凸部を設けていない。前記ＩＣ２ａの周囲に荷重をバランス良く分散させるためには、前記ＩＣ２ａの４辺に対し、各辺外周の中央部の４箇所に前記凸部１ｃ１〜１ｃ４を設けることが理想的である。これに対し、本発明の実施形態では前記凸部１ｃ１と１ｃ２の２つを１つの辺の外側に配置しており、この辺と反時計回りに隣に位置する辺には凸部１ｃを設けていない。

このような凸部１ｃの配置でも、針付けによる前記回路基板２ｂの変形及び、破損は生じない。本実施形態のように、複数の前記凸部がＮ個以上あり（Ｎは３以上の整数）、これらを結んでできるＮ角形の図形（図４のＬ）が、２４時間表示車３の２４時間表示車真３ａの延長線（図４のＰ点）と重なる位置にあれば、２４時間表示車３に加えられる荷重がＮ個の凸部に分散され、荷重分散の効果は有効である。言い換えると、凸部１ｃの数は３つ以上であり、凸部１ｃの全ての凸部１ｃ１〜１ｃ４を対象として、凸部１ｃ１と凸部１ｃ２、凸部１ｃ２と凸部１ｃ３、凸部１ｃ３と凸部１ｃ４、凸部１ｃ４と凸部１ｃ１の隣り合う凸部１ｃどうしを直線で結んだときに描かれる環状の図形Ｌの領域内に、２４時間表示車真３ａの延長線Ｐが位置するように構成すると良い。

仮に、地板１の凸部１ｃをＩＣ２ａを挟むように２箇所だけに設け、対となる回路押さえ４の凸部４ｃで荷重を受けるように構成した場合は、２ヶ所の凸部１ｃを結ぶ直線に対して垂直であって回路基板２ｂの面に沿った直線の方向、すなわち、凸部１ｃが設けられていない方向では荷重を受けることができない。

前記針付け荷重は２４時間表示車の２４時間表示車真３ａの軸方向に対して平行に加えられるとは限らないため、凸部１ｃが設けられていない方向に荷重が傾いて加えられると、回路基板２ｂが変形してＩＣ２ａが破損するだけではなく、２４時間表示車真３ａの曲がりや、２４時間表示車真３ａを構成するほぞを挿入する軸孔１ａの変形や破損に繋がる可能性がある。安定して荷重を分散させるためには、前記２４時間表示車真３ａを中心として３ヶ所以上の凸部１ｃ及び、対となる凸部４ｃで荷重を分散させる必要がある。

尚、ＩＣ２ａを挟む地板１の２つの凸部１ｃに対してバランスを崩さない方向に針付け荷重を加えることができる場合には、凸部１ｃ１を２つだけにして、ＩＣ２ａを挟む位置に配置することも可能である。

図５は、回路のＩＣ周辺部の平面透視図であり、回路押さえの凸部の受面の配置を示す。
前記凸部１ｃ１、１ｃ２、１ｃ３、１ｃ４に平面的に重なるように４ａ１、４ａ２、４ａ３、４ａ４が配置されている。前記地板１の凸部１ｃ１〜１ｃ４と、前記回路押さえ４の凸部４ａ１〜４ａ４が確実に重なるように、前記回路押さえ４の凸部４ａ１〜４ａ４の平
面広さに対して前記地板１の凸部１ｃ１〜１ｃ４の平面広さを大きく設定している。

凸部４ａ１〜４ａ４は、アースに接続された回路配線２ｆとレジストが形成された位置に配置されている。点線で示したレジスト輪郭２ｄ３によって凸部４ａ１〜４ａ４が配置される領域と凸部４ａ１〜４ａ４が配置されていない領域に２分され、前者の領域のうちの凸部４ａ１〜４ａ４を含む所定の範囲にレジストが形成されている。

回路押さえ４は金属部品であるため、アース以外の回路配線と電気的に接触した場合に短絡や、機能異常が発生する可能性があるが、本実施形態のように、凸部４ａ１〜４ａ４をアースに接続された回路配線上に配置すれば、この問題は生じない。凸部４ａで受ける回路基板２ｂは荷重を受けるため、剛性を高めて変形し難いことが望まれる。回路基板２ｂの剛性を高めるために回路配線と、レジストとを重ねて形成することは有効な手段である。凸部４ａを回路配線と、レジストとが重なる位置に配置することで前記回路基板２ｂの面高さにばらつきも生じないため、回路押さえ４の凸部４ａ１〜４ａ４に均等に荷重が分散される。

図５において、Ｐ’は、回路基板２ｂにおけるＩＣ２ａの実装面の反対側の面と、２４時間表示車真３ａの延長線との交点である。回路押さえ４の凸部４ａ１〜４ａ４は、地板１の凸部１ｃ１〜１ｃ４に対向する位置に設けられているため、Ｐ’点と回路押さえ４の凸部４ａ１〜４ａ４の位置関係は、Ｐ点と地板１の凸部１ｃ１〜１ｃ４との位置関係と同様である。

また、本実施形態は、２４時間表示車の軸の延長線上にＩＣ２ａを配置した例であるが、９時位置に配置された２４時間表示車に限らず、文字板上の他の位置に配置された小秒針車や、充電量表示車等の機能表示車の表示車真の延長線上に回路部品が配置される場合に適用することも可能である。

また、第１の複数の凸部を全て指針軸から等距離に配置する必要はなく、第１の複数の凸部の一部を補助的に配置する場合は、主要凸部と指針軸との距離と、補助的に配置する凸部と指針軸との距離を同じにする必要はない。
本実施形態では、回路押さえ４で荷重を受けるようにしたが、回路押さえ４とは別部品の荷重を受ける部材を設けることもできる。例えば、回路押さえ４の凸部４ａをなくして、前記凸部４ａに代えて、複数の凸部を形成した樹脂性スペーサーを回路基板２ｂと回路押さえ４の間に挟むことで代用することも可能である。ただし、一般的に薄さが求められる腕時計の場合は、回路押さえ４に複数の凸部を形成するのが良い。

１ 地板
１ａ 地板 ２４時間表示車 軸孔
１ｂ 地板 パイプ
１ｃ 凸部
２ 回路
２ａ ＩＣ
２ｂ 回路基板
２ｃ ポッティング樹脂
２ｄ レジスト
２ｄ１ レジスト内輪郭
２ｄ２ レジスト外輪郭
２ｅ 回路配線
３ ２４時間表示車
３ａ ２４時間表示車真
４ 回路押さえ
４ａ 回路押さえ 凸部
５ 回路押さえねじ
６ ２４時間表示針
７ 時針
８ 分針

Claims (6)

1. 地板と、回路基板と、指針軸に指針が取り付けられる指針車と、前記指針軸を挿入するように前記地板に形成した軸孔と、前記指針軸の延長線上に配置され、前記回路基板に実装される回路部品と、を有する時計であって、前記地板には、前記回路部品が実装される前記回路基板の第１の面に接し、且つ、前記回路部品を挟むか又は囲むように配置された第１の複数の凸部が形成され、前記第１の複数の凸部に対向する位置に配置されるとともに、前記回路基板の前記第１の面とは反対側の第２の面に接する第２の複数の凸部が形成された荷重受け部材を有することを特徴とする時計。
2. 前記第１の複数の凸部の数は３つ以上であり、前記第１の複数の凸部の全てを対象として、隣り合う第１の凸部どうしを直線で結んだときに描かれる環状の図形の領域内に、前記指針軸の延長線が位置するように構成したことを特徴とする、請求項１に記載の時計。
3. 前記回路部品はＩＣであり、該ＩＣの周囲には、配線パターンと該配線パターンを被覆するレジストが形成され、前記第１の複数の凸部を、前記配線パターンと前記レジストとに重なる位置に配置したことを特徴とする請求項１又は２に記載の時計。
4. 前記第２の複数の凸部を、前記回路基板の第２の面に形成された配線パターンと該配線パターンを被覆するレジストとに重なる位置に配置したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の時計。
5. 前記第２の複数の凸部における前記回路基板に接する部分が平面形状を有するように、前記第２の複数の凸部が金属板の半抜き加工で形成されていることを特徴とする請求項４に記載の時計。
6. 前記指針軸における前記回路基板側の端部から、それぞれの前記第１の複数の凸部までの距離が等距離になるように前記第１の複数の凸部を配置したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の時計。

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