JP6665427B2 - 機器ケース及び時計 - Google Patents

Description

本発明は、機器ケース及び時計に関するものである。

従来、時計等の機器ケースの風防部材や加飾部材（装飾部材）としては、無機ガラスや有機ガラス（例えばアクリルガラス等）が用いられている。
無機ガラスは、表面硬度が高く、傷がつきにくい反面、重量が重く、風防部材等に用いた場合、機器全体が重くなってしまう。
また、無機ガラスは形状加工が難しいため、各種のデザイン性の高い形状の装飾部品等には適用しにくい。

他方、有機ガラスは、無機ガラスに比べて軽量であり、形状加工もしやすいため、各種形状の風防部材や加飾部材（装飾部材）として適用することができる。
しかし、有機ガラスの表面硬度は低く、繰り返し使用するうちに擦れや傷がつきやすい。このため、特に有機ガラスを風防部材として使用した場合には、繰り返しの使用によって視認性が低下するおそれもある。

この点、例えば特許文献１には、腕時計のケース等において、プラスチック製半製品に硬質ラッカーで被覆することにより光学的および機械的表面仕上げ処理を行うことが記載されている。
そこで、アクリル樹脂等で形成される有機ガラスについても、このような表面被覆処理を施すことで無機ガラスに近い表面強度を持たせることが考えられる。

特開２００１−１６４０１０号公報

しかしながら、有機ガラスの表面にハードコーティングを施しただけでは、表面硬度は鉛筆硬度で３Ｈ程度しか向上せず、ガラス表面の損傷を十分に防止することができず、無機ガラスと同等の表面硬度、耐衝撃性を実現することは難しい。

本発明は以上のような事情に鑑みてなされたものであり、無機ガラスと同等の表面硬度、耐衝撃性を実現しつつ、有機ガラスのような軽量で加工性に優れたガラスユニットを備える機器ケース及び時計を提供することを目的とするものである。

前記課題を解決するために、本発明に係る機器ケースは、
第１の層の表面に前記第１の層よりも硬質な第２の層が重畳されてなるユニット部材と、
前記第１の層の裏面側に設けられた印刷層と、
前記ユニット部材を嵌装する嵌装部を有するケース本体と、
を備え、
前記嵌装部は、前記ユニット部材を前記嵌装部内に嵌装した際に、その上端面が前記第２の層における重畳面よりも高い位置にくるように形成され、
前記ケース本体は、前記嵌装部である溝部を有し、
前記ユニット部材は、前記溝部に嵌装される加飾リング部材であることを特徴としている。

本発明によれば、無機ガラスと同等の表面硬度、耐衝撃性を実現しつつ、有機ガラスのような軽量で加工性に優れたガラスユニットを機器ケースに設けることができるという効果を奏する。

本実施形態における時計の正面図である。 図１のII-II線に沿う模式的な要部断面図である。 従来のガラスユニットをケース本体に嵌着した状態を示す要部断面図である。 ガラスユニットをその接合部分がケース本体の外側に露出した状態でケース本体に嵌着した状態を示す要部断面図である。

図１から図４を参照しつつ、本発明に係る機器ケース及び時計の一実施形態について説明する。 なお、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

図１は、本実施形態における時計の正面図である。
図１に示すように、本実施形態における時計１００は、機器ケース１と、この機器ケース１内に収容される表示部２及びモジュール３とを有している。

本実施形態の機器ケース１は、中空の短柱形状に形成されたケース本体１０と、このケース本体１０に装着されるユニット部材であるガラスユニット（後述する第１のガラスユニット４、第２のガラスユニット５）とを備えている。
図１に示すように、ケース本体１０は、時計１００の表面側（時計における視認側）に開口部１１を有している。
ケース本体１０は、例えば、ＡＢＳ樹脂、ポリアリレート（ＰＡＲ）等のスーパーエンジニアリング・プラスチックやポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等のエンジニアリング・プラスチック等の硬質の合成樹脂によって形成されている。なお、ケース本体１０を形成する材料はここに例示したものに限定されない。
ケース本体１０の外側面には、対向する位置（図１においては時計１００の上下位置）に図示しないバンドが取り付けられる一対のバンド取付け部１２が設けられている。
また、ケース本体１０の側部（図１においては時計１００の左右位置）には、ユーザが各種入力操作を行う操作ボタン１３が設けられている。

ケース本体１０の内部には、表示部２が収容されている。
本実施形態において表示部２は、デジタル表示機能を備える液晶表示パネル２１を有している。表示部２の液晶表示パネル２１には、例えば時刻やカレンダー等が表示される。
なお、表示部２は、液晶表示パネル２１を有するものに限定されず、例えば有機ＥＬディスプレイ等を備えるものであってもよい。
また、表示部２は、デジタル方式の表示部に限定されず、文字板と指針等を備えるアナログ方式の表示部であってもよいし、アナログ方式、デジタル方式の両方を備える表示部であってもよい。

また、ケース本体１０の内部には、表示部２を動作させるモジュール３が収容されている。
モジュール３は、例えば図示しない各種電子部品等が実装された回路基板等が、樹脂等で形成されたハウジング内に収容されたものである。
また、モジュール内には、時計各部に電源を供給する図示しない電池が設けられている。

ケース本体１０の表面側の開口部１１には、風防部材である第１のガラスユニット４を嵌装する嵌装部１４が形成されている。
図２は、図１におけるII-II線に沿う模式的な断面図である。
図２に示すように、開口部１１には、ケース本体１０の上端面から所定の深さ下がった位置に、ケース本体１０の内側面からケース本体１０の内側に向かって張り出す内向きフランジ１４１が設けられている。
本実施形態では、開口部１１におけるケース本体１０の内側面と内向きフランジ１４１とによって嵌装部１４が構成されている。

嵌装部１４には、第１のガラスユニット４が開口部１１を閉塞するように嵌装されている。
第１のガラスユニット４（風防部材）は、第１の層である有機ガラス４１の表面に第２の層である有機無機共重合ガラス層４３が重畳されてなるものである。
有機ガラス４１は、例えば、アクリルガラス等である。
有機無機共重合ガラス層４３は、例えば、例えばSiO₂ガラス等の無機ガラスの成分と有機モノマーとを共重合させたものである。有機無機共重合ガラス層４３としては、その表面硬度が無機ガラスと同等の硬度（例えば鉛筆硬度で９Ｈ程度）を有するものを用いることが好ましい。
なお、有機ガラス４１及び有機無機共重合ガラス層４３の厚み（例えば２ｍｍ程度）は、機器ケース１の大きさや用途等に応じて適宜設定されるが、有機無機共重合ガラス層４３の厚み（図２における厚みＴ、例えば０．５ｍｍ程度）は後述するように、嵌装部１４の上端面から第１のガラスユニット４の上面までの高さＡ（図２参照）よりも厚くなっている。
有機ガラス４１と有機無機共重合ガラス層４３とは透明な接着剤や両面テープ（例えば高透明性接着剤転写テープ等のように基材のない粘着剤のみで構成されたテープが好ましい。）等で構成される接着層４２を介して接合されている。また、本実施形態では、有機ガラス４１の裏面側（図２における下側）に各種文字等が印刷された印刷層４４が設けられている。

第１のガラスユニット４（風防部材）は、例えば図示しない防水リング等を介して開口部１１に嵌め込まれ、内向きフランジ１４１の上面に保持され、例えば内向きフランジ１４１やケース本体１０の内側面に有機ガラス４１の部分を超音波溶着させることにより嵌装部１４内に固定される。
なお、第１のガラスユニット４（風防部材）を嵌装部１４内に固定する手法は超音波溶着に限定されず、各種の溶着や接着による固定等によってもよい。

図２に示すように、嵌装部１４は、第１のガラスユニット４（風防部材）を当該第１のガラスユニット４（風防部材）の表面と直交する方向から嵌装部１４内に嵌装した際に、その上端面が有機無機共重合ガラス層４３における重畳面（すなわち有機無機共重合ガラス層４３の下側の面）よりも高い位置にくるように形成されている。
本実施形態では、第１のガラスユニット４の上面は、嵌装部１４の上端面よりも高い位置にあり、第１のガラスユニット４がケース本体１０の上端面よりも上に盛り上がるデザインとなっているが、図２に示すように、嵌装部１４の上端面から第１のガラスユニット４の上面までの高さＡは、有機無機共重合ガラス層４３の厚みＴ（すなわち、有機無機共重合ガラス層４３の重畳面から第１のガラスユニット４の上面までの高さ）よりも低くなっている。

また、図１及び図２に示すように、本実施形態のケース本体の上面には、開口部１１を囲むように嵌装部としての溝部１５が形成されており、この溝部１５には、第２のガラスユニット５（加飾リング部材）が嵌装されている。
第２のガラスユニット５（加飾リング部材）は、第１のガラスユニット４（風防部材）と同様に、有機ガラス５１の表面に有機無機共重合ガラス層５３が重畳されてなり、有機ガラス５１と有機無機共重合ガラス層５３とは接着層５２を介して接合されている。
有機ガラス５１、有機無機共重合ガラス層５３、接着層５２の具体的な材料等は、第１のガラスユニット４（風防部材）の有機ガラス４１、有機無機共重合ガラス層４３、接着層４２と同様であるため説明を省略する。

図２に示すように、溝部１５は、第２のガラスユニット５（加飾リング部材）を当該第２のガラスユニット５（加飾リング部材）の表面と直交する方向から溝部１５内に嵌装した際に、その上端面が有機無機共重合ガラス層５３における重畳面（すなわち有機無機共重合ガラス層５３の下側の面）よりも高い位置にくるように形成されている。
第２のガラスユニット５（加飾リング部材）は、接着剤５４により溝部１５内に固定されている。
なお、第２のガラスユニット５（加飾リング部材）を溝部１５内に固定する手法は接着剤５４による固定に限定されず、例えば溝部１５の底面等に有機ガラス５１の部分を超音波溶着させる等、各種の溶着によってもよいし、両面テープ等により固定してもよい。

次に、本実施形態における機器ケース１及びこれを適用した時計１００の作用について説明する。

本実施形態において、機器ケース１を組み立てる際には、ケース本体１０内に表示部２及びモジュール３等を収納する。
そして、風防部材である第１のガラスユニット４をケース本体１０の開口部１１に防水リング等を介して嵌め込み、内向きフランジ１４１やケース本体１０の内側面に有機ガラス４１の部分を超音波溶着させることにより第１のガラスユニット４（風防部材）を嵌装部１４内に固定する。
さらに、溝部１５内に加飾リング部材である第２のガラスユニット５を嵌め込み、接着材５４により溝部１５の底面等に接着させることにより第２のガラスユニット５（加飾リング部材）を溝部１５内に固定する。
これにより、本実施形態における機器ケース１を備える時計１００が完成する。

図３は、従来の風防部材６をケース本体１０の嵌装部１４に装着する様子を示した要部断面図である。
図３に示す従来の風防部材６は、アクリルガラス等の有機ガラス６１の表面（図３における上側の面）にハードコーティング層６２を設けたものである。有機ガラス６１の裏面（図３における下側の面）には、印刷層６３が設けられている。
このような従来の構成の風防部材６は、ハードコーティング層６２が設けられていてもその表面硬度は、鉛筆硬度において３Ｈ程度である。このため、使用により風防部材６の表面に擦れや傷等がつきやすい構造となっている。

また、図４は、本実施形態の第１のガラスユニット４（風防部材）と同様に、有機ガラス７１の表面に有機無機共重合ガラス層７３が重畳されてなり、有機ガラス７１と裏面側に印刷層７４が設けられた有機無機共重合ガラス層７３とを接着層７２を介して接合したガラスユニット７（風防部材）をケース本体１０の嵌装部１４に装着する様子を示した要部断面図である。
図４では、嵌装部１４が、ガラスユニット７を当該ガラスユニット７の表面と直交する方向から嵌装部１４内に嵌装した際に、その上端面が有機無機共重合ガラス層７３における重畳面（すなわち有機無機共重合ガラス層７３の下側の面）よりも低い位置にくる場合を示している。
すなわち、図４に示すケース本体は、嵌装部１４の上端面からガラスユニット７の上面までの高さＡが、有機無機共重合ガラス層７３の厚みＴ（すなわち、有機無機共重合ガラス層７３の重畳面からガラスユニット７の上面までの高さ）よりも高くなっており、有機ガラス７１と有機無機共重合ガラス層７３との接合部分がケース本体１０の外側に露出している。
この場合には、ガラスユニット７を有機ガラス７１の表面に有機無機共重合ガラス層７３が重畳した場合でも、振子試験のような継続的衝撃を加えると、衝撃により、特に有機ガラス７１と有機無機共重合ガラス層７３との接合部分から外周部の欠け（剥離）が発生してしまい、ガラスユニット７の外周が次第に削れて、傷がついてしまう。

これに対して、本実施形態では、有機ガラス４１，５１の表面に有機無機共重合ガラス層４３，５３が重畳されたガラスユニット４，５（風防部材や加飾リング部材）を、有機ガラス４１，５１と有機無機共重合ガラス層４３，５３との接合部分である有機無機共重合ガラス層４３，５３の重畳面が嵌装部１４や溝部１５の上端面よりも低い位置にくるように装着し、有機ガラス４１，５１と有機無機共重合ガラス層４３，５３との接合部分がケース本体１０の外側に露出しないように配置している。
これにより、ガラスユニット４，５（風防部材や加飾リング部材）の表面硬度を無機ガラスと同等の硬度とすることができるとともに、有機ガラス４１，５１と有機無機共重合ガラス層４３，５３との接合部分からの外周部の欠け（剥離）や削れ等の損傷も防いで、振子試験のような継続的な衝撃にも耐え得るガラスユニット４，５（風防部材や加飾リング部材）等を備える機器ケース１とすることができる。

以上のように、本実施形態によれば、有機ガラス４１，５１の表面に有機無機共重合ガラス層４３，５３が重畳されてなるガラスユニット（第１のガラスユニット４、第２のガラスユニット５）を風防部材や加飾リング部材として用い、これを嵌装する嵌装部１４、溝部１５は、ガラスユニット４，５を当該ガラスユニット４，５の表面と直交する方向から嵌装部１４、溝部１５内に嵌装した際に、その上端面が有機無機共重合ガラス層４３，５３における重畳面よりも高い位置にくるように形成されている。
これにより、風防部材や加飾リング部材であるガラスユニット４，５の表面硬度を無機ガラスと同等の硬度（例えば鉛筆硬度で９Ｈ程度）とすることができ、風防部材や加飾リング部材の表面に擦れや傷がつくのを防ぐことができる。
また、有機ガラス４１，５１と有機無機共重合ガラス層４３，５３との接合部分である有機無機共重合ガラス層４３，５３における重畳面がケース本体１０の外側に露出しないため、接合部分からの欠け（剥離）や削れ等の損傷も防ぐことができ、振子試験のような継続的な衝撃にも耐え得るガラスユニット４，５（風防部材や加飾リング部材）を備える機器ケース１とすることができる。
さらに、ガラスユニット４，５は、軽量な有機ガラス４１，５１に強度の高い有機無機共重合ガラス層４３，５３を貼り合わせることで形成されているため、このように無機ガラスと同等の耐衝撃性等を確保しつつも、ガラスユニット４，５（風防部材や加飾リング部材）全体を無機ガラスで形成した場合と比較して軽量化することが可能である。
また、ガラスユニット４，５（風防部材や加飾リング部材）は、有機ガラス４１，５１の部分において樹脂材料で形成されたケース本体１０等と溶着させることができる。このため、ガラスユニット４，５（風防部材や加飾リング部材）のケース本体１０への固定を容易に行うことができる。
また、ガラスユニット４，５（風防部材や加飾リング部材）は、有機ガラス４１，５１に有機無機共重合ガラス層４３を重畳したものであるため、無機ガラスよりも加工が容易であり、無機ガラスでは製造が難しいリング状等、各種形状とすることができる。このため、デザインの自由度が向上し優れた意匠を実現することができる。
そして、このようなガラスユニット４，５（風防部材や加飾リング部材）を備える機器ケース１を時計１００に適用した場合には、風防部材等に傷がつきにくいため、繰り返し使用しても優れた視認性を維持することができる。
また、耐衝撃性に優れるため、過酷な環境での使用が想定されるようなスポーツ用の時計であっても、安全に使用することができる。
さらに、上記のようにガラスユニット４，５（風防部材や加飾リング部材）全体を軽量化することができるため、例えばランニング用の時計等、軽量化が要請される時計に適用した場合には、優れた視認性、耐衝撃性と、時計全体の軽量化とを両立させることができ、軽くて走りやすい時計を提供することができる。

なお、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ず、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、本実施形態では、風防部材及び加飾リング部材が有機ガラス４１，５１に有機無機共重合ガラス層４３，５３とを重畳したガラスユニット４，５で構成されている場合を例として示したが、ガラスユニット４，５で構成される部材は風防部材と加飾リング部材に限定されない。
ガラスユニット４，５は、高い表面硬度や耐衝撃性が要求されるような部分に用いられる部材として広く適用可能であり、例えば、ケース本体１０に嵌め込まれるワンポイントの装飾部材等に本実施形態と同様のガラスユニットを用いてもよい。

また、第１の層である有機ガラス４１の表面に重畳される第２の層は、有機無機共重合ガラス層４３，５３に限定されない。例えば、有機無機共重合ガラス層４３，５３に代えて、第２の層として無機ガラス層を重畳してガラスユニット４，５を構成してもよい。

また、本実施形態では、ケース本体１０が硬質な合成樹脂で形成されている場合を例示したが、ケース本体１０を形成する材料は樹脂に限定されず、例えば、チタニウムやステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属等の硬質材料で形成されていてもよい。
この場合には、第１のガラスユニット４（風防部材）や第２のガラスユニット５（加飾リング部材）は、接着等の手法によりケース本体の嵌装部１４、溝部１５に固定される。

また、本実施形態では、第１のガラスユニット４（風防部材）や第２のガラスユニット５（加飾リング部材）を備える機器ケース１が時計１００のケースである場合を例示したが、機器ケースは時計に適用される場合に限定されない。
例えば、歩数計、心拍数計、高度計、気圧計等の機器ケースや、携帯電話機等の端末装置の機器ケースについて、本発明の機器ケースを適用してもよい。

以上本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む。
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
〔付記〕
＜請求項１＞
第１の層の表面に前記第１の層よりも硬質な第２の層が重畳されてなるユニット部材と、
前記ユニット部材を嵌装する嵌装部を有するケース本体と、
を備え、
前記嵌装部は、前記ユニット部材を前記嵌装部内に嵌装した際に、その上端面が前記第２の層における重畳面よりも高い位置にくるように形成されていることを特徴とする機器ケース。
＜請求項２＞
前記第１の層は、有機ガラスであり、
前記第２の層は、無機ガラス層又は有機無機共重合ガラス層であり、
前記ユニット部材は、ガラスユニットであることを特徴とする請求項１に記載の機器ケース。
＜請求項３＞
前記ケース本体は、開口部を有し、
前記嵌装部は、前記開口部に形成され、
前記ユニット部材は、前記開口部を閉塞する風防部材であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の機器ケース。
＜請求項４＞
前記ケース本体は、前記嵌装部である溝部を有し、
前記溝部は環状に形成され、前記ユニット部材は、前記溝部に嵌装される加飾リング部材であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の機器ケース。
＜請求項５＞
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の機器ケースと、
前記機器ケース内に収容される表示部と、
前記表示部を動作させるモジュールと、
を備えていることを特徴とする時計。

１ 機器ケース
２ 表示部
３ モジュール
４ 第１のガラスユニット（風防部材）
５ 第２のガラスユニット（加飾リング部材）
１０ ケース本体
１１ 開口部
１４ 嵌装部
１５ 溝部
４１ 有機ガラス
５１ 有機ガラス
４２ 接着層
５２ 接着層
４３ 有機無機共重合ガラス層
５３ 有機無機共重合ガラス層
１００ 時計
１４１ 内向きフランジ

Claims (5)

1. 第１の層の表面に前記第１の層よりも硬質な第２の層が重畳されてなるユニット部材と、
   前記第１の層の裏面側に設けられた印刷層と、
   前記ユニット部材を嵌装する嵌装部を有するケース本体と、
   を備え、
   前記嵌装部は、前記ユニット部材を前記嵌装部内に嵌装した際に、その上端面が前記第２の層における重畳面よりも高い位置にくるように形成され、
   前記ケース本体は、前記嵌装部である溝部を有し、
   前記ユニット部材は、前記溝部に嵌装される加飾リング部材であることを特徴とする機器ケース。
2. 第１の層の表面に前記第１の層よりも硬質な第２の層が重畳されてなるユニット部材と、
   前記ユニット部材を嵌装する嵌装部を有するケース本体と、
   を備え、
   前記嵌装部は、前記ユニット部材を前記嵌装部内に嵌装した際に、その上端面が前記第２の層における重畳面よりも高い位置にくるように形成され、
   前記ケース本体は、前記嵌装部である溝部を有し、
   前記溝部は環状に形成され、前記ユニット部材は、前記溝部に嵌装される加飾リング部材であることを特徴とする機器ケース。
3. 前記第１の層は、有機ガラスであり、
   前記第２の層は、無機ガラス層又は有機無機共重合ガラス層であり、
   前記ユニット部材は、ガラスユニットであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の機器ケース。
4. 前記ケース本体は、開口部を有し、
   前記嵌装部は、前記開口部に形成され、
   前記ユニット部材は、第１ユニット部材及び第２ユニット部材を備え、
   前記第１ユニット部材は、前記開口部を閉塞する風防部材であることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の機器ケース。
5. 請求項１から請求項４の何れか一項に記載の機器ケースと、
   前記機器ケース内に収容される表示部と、
   前記表示部を動作させるモジュールと、
   を備えていることを特徴とする時計。

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