JP2009229068A - 電波修正時計 - Google Patents

Abstract

【課題】電波修正腕時計において、一般的な金属文字盤を用いると、標準電波の受信感度が低下してしまう。
【解決手段】文字盤の上部に、時間を報知するための部材である時字を設けている。時字は、文字盤に設ける開口部と平面的に重なるように設け、その端部は、その開口部に固定用仲介材を介して文字盤と直接接触することなく固定している。アンテナは、文字盤の下部に設け、その端部に有する拡張部と時字の端部とを近接配置することで、互いが磁気的に結合するようにした。これにより、時字がアンテナナの一部となり、標準電波の受信感度が向上する。
【選択図】図１

Description

本発明は、時刻情報を含む所定の電波を受信し、その情報に基づいて時刻を修正する機能を有する電波修正時計に関し、特に腕時計型の電波修正時計に関するものである。

電波修正時計は、１００万年に１秒の精度を持つセシウム原子時計による時刻情報や日付情報を含む標準電波（例えば、４０ｋＨｚの電波）を内蔵するアンテナで受信し、時刻の誤差を修正する機能を具備している時計である。このため、一ヶ月あたり２０秒程度の誤差が生じるクォーツ時計と比べて常時正確な時刻を表示することが可能であり、時刻修正の手間を省くことができるため、近年急速に普及しつつある。

電波修正時計において、受信性能を決めるのは、アンテナ特性と受信回路特性とである。
受信アンテナの種類としては、標準電波の波長が５ｋｍ前後と長く、腕時計内部において波長の長さに依存したアンテナでの共振を行うことが難しいため、強磁性体などで構成するコアに導線を巻き付けたコイル状のバーアンテナを用いるのが一般的である。このバーアンテナを透過する磁束によってコイルに起電力を得る。

受信回路は、受信アンテナの出力を元に時刻情報を検知し、時計用ムーブメントに伝えるものである。時計用ムーブメントとは、電池や時計動作に必要な計時回路などの回路要素を１ユニットにまとめた複合部品をいう。場合によっては、文字盤や液晶表示装置などの時刻表示手段も含むこともある。

腕時計型の電波修正時計は、時計としての機能のほかに趣向品としての役割も持つことから、デザイン性や質感は重要である。しかしながら、初期の頃の腕時計型の電波修正時計では、標準電波を受信するためのアンテナの性能が高くなかったため、少しでも受信感度を向上させようとする試みから、アンテナを時計外装の外に設置したり、腕時計では一般的とはいえない非金属外装を用いたりしていた。このような電波修正時計は、時計としてのデザイン性や質感が高いとはいえなかった。

このように、装飾品としての一面を持つ腕時計においては、その機能もさることながら、デザイン性や質感、それに基づく高級感という人の感性に訴えかける要素が非常に重要であり、外装や裏蓋が金属で構成された電波修正時計の出現が待ち望まれていた。

金属外装を有する腕時計型の電波修正時計は、主として風防ガラス側から標準電波を取り込む必要がある。金属外装は、標準電波を遮断してしまうからである。
先の説明の通り、時計としてのデザイン性や質感を高くするためには、アンテナは文字盤の表面に設けるより、その裏面に設ける方がよい。なぜなら、文字盤自体のデザインなどに制約を加えることがないためである。

このため、文字盤を非導電性の材料にして、その下部にアンテナを配設し、標準電波は文字盤を通して受信する工夫がなされている。このようにすることで、文字盤や時計のデザインに制約を加えることなく、標準電波の受信が可能となり、金属外装を有することと、標準電波を受信可能とすることとを両立することができるようになった。
近年、そのような金属外装を有する腕時計型の電波修正時計の実現により、電波修正時計は、本格的な普及を見たのである。

しかしながら、さらに時計の質感を向上させたいという要求が出てきた。すなわち、文字盤も従来の時計同様に、金属で構成する必要が出てきたのである。

このような要求に対して、文字盤全てを金属で構成してしまうと、標準電波を受信できなくなってしまうことから、さまざまな提案がなされている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１に示した従来技術は、金属文字盤を用いた電波修正時計の構成に関して、時計内部のアンテナが配置される場所に相当する金属文字盤位置に開口部を設けて電波の進入経路を確保している。

特開２００６−１８９３７９号公報（第４頁、第１図）

標準電波を受信するためのアンテナは、時計部品としてはサイズが大きい。特許文献１に示した従来技術は、文字盤とアンテナとが平面的に重なる部分の文字盤に開口部を設けているため、その開口部も大きく、文字盤のデザインに制限を加えてしまうばかりか、見た目にも質感が高いものとはいえなかった。
また、標準電波をより多く受信しようとすすると、その開口部をさらに大きくしなければならない。

ところで、従来から、標準電波による磁束をより多く取り入れようとすると、アンテナを構成する磁性体を大きくすることがよいといわれている。しかし、アンテナに用いる磁性体（フェライトなど）は、透磁率が高く、電気伝導率が少ないことが求められるが、これらの材質は機械的強度がない。つまり、アンテナを主に構成する材質は、大型化に適さない。

本発明の電波修正時計は、このような課題を解決するためになされたものであって、文字盤のデザイン性や質感を落とさず、またアンテナ自体も大型化せずに、金属文字盤の使用においても標準電波の受信が行える電波修正時計を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の電波修正時計は、次のような構造を採用する。

標準電波を受信するためのアンテナおよび受信手段を有し、標準電波を受信して時刻情報を得て、時刻情報を文字盤を用いて報知し、アンテナは、文字盤の下部に設ける電波修正時計において、
文字盤は、一部または全部を磁性体で構成する時字を有し、時字は、文字盤に設ける開口部と平面的に重なるように設け、その端部は、開口部に固定用仲介材を介して文字盤と直接接触することなく固定し、アンテナは、その端部に拡張部を有し、拡張部を時字の端部と近接配置することで、互いが磁気的に結合することを特徴とする。

時字とアンテナとの間に、磁性体で構成するスペーサ部材を有し、スペーサ部材を介して、双方が磁気的に結合することを特徴とする。

固定用仲介材は、延設部を有し、延設部は、アンテナと文字盤との間に設けるとことを特徴とする。

延設部は、アンテナと文字盤とが平面的に重なる部分を覆うように設けることを特徴と
する。

文字盤は、金属で構成することを特徴とする。

本発明の電波修正時計は、文字盤の上部に設けた磁性体からなる時字と文字盤の下部に設けたアンテナとが、磁気的に結合する。時字はアンテナの一部となり、標準電波の受信感度を向上させることができる。
これにより、文字盤のデザイン性や質感を落とさず、またアンテナ自体も大型化せずに、標準電波の受信が行えるのである。

時計において時字とは、文字盤に設ける時間を報知するための数字や図形を表す部材のことである。例えば、１２時の位置に「１２」、３時の位置に「３」などの形状を有して配設したり、四角形や幾何学模様など表した図形である場合もある。このような時字を時計の短針や長針が指すことで時刻を報知する。
時字は、文字盤とは異なる色や材質で設けることで時刻を認識しやすくしたり、デザインを強調したりすることがある。

本発明の電波修正時計は、時字を、標準電波を受信するためのアンテナの一部とするものである。文字盤を隔ててその上部と下部とに分かれて配設している時字とアンテナとを磁気的に結合させるのである。

本発明の電波修正時計は、一部を磁性体で構成する時字を文字盤の上部に配置し、文字盤に設けた開口部に固定用仲介材を介して接続させる。時字はこの固定用仲介材により文字盤と接触することなく固定される。

導電性材料で構成した文字盤，時計外装，裏蓋などとアンテナとが接近すると、これら導電性材料に渦電流が生じ、渦電流損失による受信感度の低下を招く。固定用仲介材は、文字盤と磁性体からなる時字との絶縁構造を維持するためにある。このため、導電性材料で文字盤を構成しても渦電流損失を発生することはない。

文字盤の下部に設けるアンテナは、その端部が時字の端部と近接配置するように設けてある。このアンテナと時字とが磁気的に結合することにより、時字がアンテナの一部になり、標準電波による磁束を文字盤の下部に設置したアンテナに導くことができる。

本発明の電波修正時計は、時字をアンテナの一部とすることができるため、標準電波修正時計の受信感度を向上させるためにアンテナ自体を大きくする必要はない。
また、文字盤の開口部は、時字を固定するものであるから、大きく開口する必要はなく、時字で覆い隠すことができる。このため、文字盤のデザイン性や質感を低下させることはない。
次に、本発明の電波修正時計を図面を用いて詳述する。なお、本発明の実施形態では、文字盤、時計外装、裏蓋を金属で構成する例で説明する。また、電波修正時計は、その構造が複雑である。説明や図面の記載にあっては、発明に関係のない部分は省略している。

［本発明の電波修正時計の第１の実施形態の説明：図１、図２］
以下、図面を用いて本発明の電波修正時計の第１の実施形態について説明する。図１は、本発明の電波修正時計の概略構成を模式的に表す断面図であり、時計の側面からみた時計内部の一部を表す断面図である。
図２は、本発明の電波修正時計の裏蓋側から文字盤側を見たときの様子を模式的に示す平面図である。
次に、図１，図２を参照しつつ本発明の電波修正時計を説明する。

まず、図１において、１０はアンテナコア、１１はアンテナコア１０に巻回された巻線部、１２はアンテナコア１０の拡張部、１３は拡張部１２の端部であり、これらでアンテナ１４を構成する。２０は時字、２１は時字２０の柱部、２２は柱部２１の端部、３０は固定用仲介材、４０は時計用ムーブメント、４１はムーブメント支持部材、４２は時計外装、４３は裏蓋、５０は文字盤、５１は文字盤５０に設ける開口部である。
図２において、２０ａは１２時位置の時字２０であり、同じく２０ｂは３時位置の時字２０、２０ｃは６時位置の時字２０、２０ｄは９時位置の時字２０である。５２は時計の中心である。

アンテナ１４を構成するアンテナコア１０は、フェライトなどの磁性体で構成することができる。このアンテナコア１０に金属製の細線を所定数だけ巻回してアンテナとする。
巻線部１１は、実際は細線が整然と巻回されているが、見やすくするために筒状に図示している。
アンテナコア１０の端部にはこのアンテナコア１０と磁気的に結合している拡張部１２を設けている。拡張部１２もフェライトなどの磁性体で構成する。拡張部１２は、アンテナコア１０と一体に構成していてもよく、別体で構成した後、知られている接続手段を用いて接続固定してもよい。このような構成のアンテナは、電波修正時計用のアンテナとして広く知られており、詳細な説明は省略する。
アンテナコア１０の拡張部１２は、図１に示すように、文字盤５０の方向にその端部１３が向くような形状を有している。

時字２０は、一部または全部をフェライトなどの磁性体で構成する。絶縁性材料で構成し、フェライトなどを吹き付けて構成してもよい。柱部２１およびその端部２２も磁性体で構成するか、絶縁性材料で構成してフェライトなどを吹き付けて構成する。

固定用仲介材３０は、後述するように時字２０を文字盤５０に固定するための部材であり、例えば、プラスティック部材で構成することができる。また、例えば、エポキシ樹脂による接着剤で構成することもできる。詳しくは後述するが、このようにすれば、時字２０と文字盤５０とは接着固定することができる。
なお、大切なことは、固定用仲介材３０は、非導電性の部材であるという点である。

時計用ムーブメント４０とは、すでに説明したように、電池や時計動作に必要な計時回路、指針を駆動するための歯車やモータなどを１ユニットにまとめた複合部品である。図１に示す例では、詳細は省略している。

ムーブメント支持部材４１は、アンテナ１４や時計用ムーブメント４０や文字盤５０を支持するために設ける部材であって、例えば、固定用フレームである。このムーブメント支持部材４１によって、これらは、時計外装４２や裏蓋４３といった時計を構成する時計ケースの内部に固定される。

文字盤５０は、開口部５１を有している。開口部５１の開口径は、時字２０の柱部２１の径より大きく構成しており、この開口部５１に時字２０の柱部２１を嵌め込むようにすると共に、柱部２１と文字盤５０との間に固定用仲介材３０を介して固定している。
時字２０は、この固定用仲介材３０によって、文字盤５０とは接触していない。
時字２０は、柱部２１の端部２２が文字盤５０の開口部５１よりアンテナ１４側（図面下側）に突出している。

アンテナ１４は、文字盤５０の下部にこの文字盤５０と離間して設けている。なお、時計用ムーブメント４０に組み込まれていてもよい。
図１に示すように、柱部２１の端部２２とアンテナ１４に設ける拡張部１２の端部１３とは、近接配置している。

文字盤５０に設ける時字２０は、どのようなデザインであっても、文字盤５０の中ではある程度配置する場所が決まっている。例えば、図２に示す例では、時字２０を１２時，３時，６時，９時の位置に設けている。これら時字２０は、それぞれ時字２０ａ〜時字２０ｄで示している。
したがって、柱部２１の端部２２と拡張部１２の端部１３とを近接配置させるときは、おおよそ決まった位置に設ける時字２０に時計内のアンテナ１４の方を調整しての配置することでなされる方が現実的である。

この配置にあっては、時計用ムーブメント４０にアンテナ１４を組み込む場合であっても、そうではない場合であっても、時計の設計段階から配置を考慮に入れていけば、容易に行うことができる。
図２に示す例では、アンテナ１４は、時計中心５２からおおよそ１０時の方向にずれて設けており、このためアンテナ１４の双方の拡張部１２は、時字２０ａと時字２０ｄとに平面的に重なるような位置に配置している。もちろんこれは一例であり、アンテナ１４を時計内のどの位置に設けても、その拡張部１２が端部時字２０（の端部２２）と近接配置するようにする。

図１に示す例では、柱部２１の端部２２と拡張部１２の端部１３とは、双方の構成を図示しやすくするため、わずかに隙間を設けるように図示している。もちろん、柱部２１の端部２２と拡張部１２の端部１３とが接触するように配置してもよい。すなわち、時字２０とアンテナ１４とを近接配置するという意味は、双方を構成する端部同士が接触するという意味も含んでいる。

［本発明の電波修正時計の構成の特徴］
以上、図１，図２用いて説明したように、本発明の電波修正時計は、文字盤５０の上部に時字２０を設け、文字盤５０の下部にアンテナ１４を設けている。
時字２０は、柱部２１を有し、その端部２２は、文字盤５０からアンテナ１４の方向（時計内部方向）に突出しており、アンテナ１４のアンテナコア１０と磁気的に結合している拡張部１２は、時計内部から時字２０の方向に向いて形成している。
時字２０は、全部または一部を磁性体で構成している。アンテナコア１０の拡張部１２も磁性体で構成している。これにより、柱部２１の端部２２と拡張部１２の端部１３とは、磁気的に結合する。

これにより、アンテナ１４に備える拡張部１２が文字盤５０の上部にまで延長されたことになる。すなわち、時字２０はアンテナ１４の一部となる。これにより、文字盤５０の下部にアンテナ１４を設けていても、標準電波を容易に受信することができ、受信感度が向上するのである。

文字盤５０が金属などの導電性材料である場合は、時字２０と接するか非常に狭い間隔を有することにより、文字盤５０に渦電流が生じてアンテナ１４に渦電流損が発生してしまい、電波の受信感度を下げてしまう。
しかしながら、本発明の電波修正時計の時字２０は、文字盤５０の開口部５１の開口径を時字２０の柱部２１の径よりも大きくすると共に、固定用仲介材３０を設けることにより、時字２０と文字盤５０とが接触しないようにしている。これは文字盤５０を金属など
の導電性材料で構成する場合に重要なことであって、標準電波の到来に合わせて、文字盤５０に渦電流が生じてアンテナ１４に渦電流損発生することはない。つまり、金属などの導電性材料を文字盤５０に用いても、標準電波の受信に際しては何らの障害にはならないのである。

［本発明の電波修正時計の第２の実施形態の説明：図３］
次に、図面を用いて本発明の電波修正時計の第２の実施形態について説明する。図３は、その概略構成を模式的に表す断面図である。図３において、６０はスペーサ部材である。なお、すでに説明した構成には同一の番号を付与している。

図３に示すように、アンテナ１４を構成するアンテナコア１０の端部に設ける拡張部１２は、図１に示す例とは異なり、フラットな形状を有している。
時字２０の柱部２１の端部２２と拡張部１２との間には、スペーサ部材６０を有している。スペーサ部材６０は、フェライトなどの磁性体で構成することができる。
スペーサ部材６０は、時計用ムーブメント４０に固定されていてもよいし、図示しない固定手段を有していてもよい。

図３に示すような構成とすることによって、時字２０とアンテナ１４とはスペーサ部材６０を介して磁気的に結合することができる。
このため、第１の実施形態と同様に、時字２０はアンテナ１４の一部となり、文字盤５０の下部にアンテナ１４を設けていても、標準電波を容易に受信することができ、受信感度が向上するのである。

ところで、アンテナ１４は、アンテナコア１０に導電性の線材を所定回数だけ巻回した巻線部１１を有している。この巻線部１１を形成するとき、アンテナコア１０は、棒状のような直線的な形状を有している方が形成しやすい。
図３に示す例では、アンテナコア１０と接続する拡張部１２はフラットな形状を有していることから、アンテナコア１０を延長して拡張部１２とすることもできる。そのようにすれば、アンテナ１４の巻線部１１は形成しやすくなる。

スペーサ部材６０は、その形状を自由に選択することができる。たとえば、直方体，切頭角錐，切頭円錐，円柱形状などである。したがって、アンテナ１４を本発明の電波修正時計の内部に設置したとき、時字２０と離間してしまっても、その間の領域にスペーサ部６０を設けることにより、時字２０とアンテナ１４とは磁気的に結合することができるのである。

文字盤５０を導電性材料で構成したとき、その下部に設けるアンテナ１４と文字盤５０とが接近してしまうと、文字盤５０に渦電流が生じてアンテナ１４に渦電流損が発生してしまい、電波の受信感度を下げてしまう。
しかし、スペーサ部材６０があるため、文字盤５０に渦電流が生じない程度にアンテナ１４を遠ざけることができ、渦電流損の問題を解消することができる。

このように、図１に示す第１の実施形態では、アンテナコア１０と磁気的に結合している拡張部１２が時字２０の方向に向いている形状であるため、文字盤５０とアンテナ１４とを遠ざけると、拡張部１２の形状を大きくする必要がある。したがって、拡張部１２の大きさによっては、アンテナ１４の機械的な強度が低下する可能性があるが、図３に示す第２実施形態の構成では、そのような場合であっても、スペーサ部材６０の形状を大きくするだけでよく、そのスペーサ部材６０は、直方体や切頭角錐などの単純な形状で構成することができるため、アンテナ１４の機械的な強度に影響はない。

図１，図２に示すように、第１の実施形態では、アンテナ１４の拡張部１２が時字２０と平面的に重なるようにアンテナ１４の設置位置を決めているが、図３に示す第２の実施形態では、アンテナ１４を時字２０と平面的に重なる位置に設けなくても、スペーサ部材６０を設けているため、スペーサ部材６０の形状を選択することで、アンテナ１４と時字２０とは磁気的に結合することができ、アンテナ１４の配置の自由度が増すのである。

時計の内部でアンテナ１４の設置位置に自由度が増すということは、アンテナ１４をより時計の中心５２の方向に寄せて配置することができるということである。こうすることにより、時計外装４２とアンテナ１４とを遠ざけることができる。つまり、時計外装４２に渦電流が生じることがなく、アンテナ１４の受信感度を向上させることができる。

［本発明の電波修正時計の第３の実施形態の説明：図４］
次に、図面を用いて本発明の電波修正時計の第３の実施形態について説明する。図４は、その概略構成を模式的に表す断面図である。図４において、３１固定用仲介材３０の延設部である。なお、すでに説明した構成には同一の番号を付与している。

図４に示すように、アンテナ１４と文字盤５０との間に、時字２０を文字盤５０に固定するための固定用仲介材３０を延設した延設部３１を設けている。延設部３１は、文字盤５０とその下部に設けるアンテナ１４とが平面的に重なる領域を覆うように設けている。

文字盤５０を導電性材料で構成したとき、その下部に設けるアンテナ１４と文字盤５０とが接近してしまうと、すでに説明したように、文字盤５０に渦電流が生じてしまう。
このような場合であっても、延設部３１により文字盤５０とアンテナ１４とは絶縁されており、アンテナ１４の受信感度を下げてしまうことはない。

図４に示す第３の実施形態は、特に、時計の組み立て時などに誤ってアンテナ１４が文字盤５０に接近して固定されてしまっても、延設部３１によって、それを防止することができる。

本発明の電波修正時計は、以上説明した構成に限定するものではない。例えば、時字２０の表面に時刻を目視しやすいように、蛍光塗料等を施してもよい。このような場合であっても、時字２０への金属膜のような導電性の高い塗装などは好ましくないのは言うまでもない。

本発明の電波修正時計は、文字盤を導電性材料で構成する電波修正時計に適用することができる。特に、受信感度を向上させたい腕時計型の電波修正時計に好適である。

本発明の電波修正時計の第１の実施形態を説明する断面図である。 本発明の電波修正時計の第１の実施形態を説明する平面図である。 本発明の電波修正時計の第２の実施形態を説明する断面図である。 本発明の電波修正時計の第３の実施形態を説明する断面図である。

符号の説明

１０ アンテナコア
１１ 巻線部
１２ 拡張部
１３ 拡張部１２の端部
１４ アンテナ
２０ 時字
２１ 時字２０の柱部
２２ 柱部２１の端部
３０ 固定用仲介材
４０ 時計用ムーブメント
４１ ムーブメント支持部材
４２ 時計外装
４３ 裏蓋
５０ 文字盤
５１ 文字盤５０に設ける開口部
５２ 時計の中心

Claims (5)

1. 標準電波を受信するためのアンテナおよび受信手段を有し、
   前記標準電波を受信して時刻情報を得て、該時刻情報を文字盤を用いて報知し、
   前記アンテナは、前記文字盤の下部に設ける電波修正時計において、
   前記文字盤は、一部または全部を磁性体で構成する時字を有し、
   前記時字は、前記文字盤に設ける開口部と平面的に重なるように設け、その端部は、該開口部に固定用仲介材を介して文字盤と直接接触することなく固定し、
   前記アンテナは、その端部に拡張部を有し、該拡張部を前記時字の端部と近接配置することで、互いが磁気的に結合することを特徴とする電波修正時計。
2. 前記時字と前記アンテナとの間に、磁性体で構成するスペーサ部材を有し、該スペーサ部材を介して、双方が磁気的に結合することを特徴とする請求項１に記載の電波修正時計。
3. 前記固定用仲介材は、延設部を有し、
   前記延設部は、前記アンテナと前記文字盤との間に設けるとことを特徴とする請求項１または２に記載の電波修正時計。
4. 前記延設部は、前記アンテナと前記文字盤とが平面的に重なる部分を覆うように設けることを特徴とする請求項３に記載の電波修正時計。
5. 前記文字盤は、金属で構成することを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の電波修正時計。

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