JP2010066045A - 電波受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アンテナ構造体及びこれを組み込んだ装置の小型化と効率よく電波の磁束を捉えて受信感度を向上させることとを両立させることのできる電波受信装置を提供する。
【解決手段】アンテナ構造体８を収納する腕時計ケース１の内側であってアンテナ構造体８のコア８１の両端部８５、８５に近接する位置に、それぞれ凹部２１を形成し、この凹部２１内にコア８１と同程度の透磁率を有する磁性材料で形成されコア８１の両端部８５と磁気的に結合される外部磁性部材２２を埋設した。
【選択図】図３

Description

本発明は、電波受信装置に関する。

従来、時刻情報を含む標準電波を受信して自動的に現在時刻を修正する電波時計等の電子機器が知られている。そして、例えば電波時計において標準電波を受信するアンテナとしては、受信感度のよい磁性材料であるアモルファス金属やフェライト等からなるコアにコイルが巻回されてなるアンテナ構造体が多く用いられている。

アンテナ構造体は、コアの長さが長く電波受信面積が大きいほど受信感度が向上する。しかし、特に腕時計型の電波時計のような小型の電子機器に組み込む場合には、アンテナ構造体の収納スペースに限界があるため、小型のアンテナ構造体を用いる必要がある。

そこで、アンテナ構造体を小型化した場合でも受信感度を向上させる構成として、コアの両端部にアモルファス薄膜を磁気的に連結させる構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、電子機器が腕時計である場合には、デザイン性や高級感を演出するために、腕時計の本体ケースをチタンやステンレス等の金属材料で形成することも行われている。しかし、アンテナ構造体を金属製の本体ケースに収納すると、電波の流れ（磁束の流れ）が筐体によって遮蔽されるとともに、磁束が本体ケース内を通過する際に渦電流が発生し、この渦電流損失により十分な受信感度が得られないとの問題がある。

そこで、金属製の本体ケースにアンテナ構造体を収納する場合の受信感度の低下を防止するため、本体ケース内にアンテナ構造体に沿って凹部を設け、ここに高透磁率かつ低導電率である磁性部材を嵌め込む構成が提案されている（例えば、特許文献２参照）。このような構成とすることにより、渦電流の発生を抑え、アンテナ構造体の受信感度を向上させることができる。
特開２００７−１８４８９４号公報 特開２００７−１７０９９１号公報

しかしながら、本体ケースにスペースを確保できない場合には、特許文献１に記載されているようなアモルファス薄膜を配置することができない場合もある。

また、特許文献１に記載されている技術のように、本体ケースに高透磁率かつ低導電率である磁性部材を嵌め込んだ場合、金属による渦電流損失を低減させることはできるが、アンテナ構造体の受信感度自体を向上させることはできない。このため、アンテナ構造体を小型化した場合に、十分な受信感度を確保することが困難であるとの問題があった。

そこで、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、アンテナ構造体及びこれを組み込んだ装置の小型化と効率よく電波の磁束を捉えて受信感度を向上させることとを両立させることのできる電波受信装置を提供することを目的としている。

このような問題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
磁性材料で形成された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構造体と、
このアンテナ構造体を内部に収納配置した本体ケースと、
この本体ケースの内側に埋設された外部磁性部材とを備え、
前記外部磁性部材は、前記コアと同程度の透磁率を有する磁性材料で形成され、前記コアの両端部と磁気的に結合されるように、前記本体ケースの内側であって、前記アンテナ構造体のコアの両端部に近接する位置にそれぞれ形成された凹部内に埋設されていることを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電波受信装置において、
前記本体ケースは、絶縁性を有する絶縁材料で形成されていることを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の電波受信装置において、
前記凹部の内側に、絶縁材料で形成され、前記外部磁性部材と前記凹部の内壁との間の間隙を埋める補強部材が埋め込まれていることを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の電波受信装置において、
前記本体ケースは、金属材料で形成されており、
前記凹部の内壁と前記外部磁性部材との間に絶縁性を有する絶縁部材を配置したことを特徴としている。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の電波受信装置において、
前記絶縁部材と前記外部磁性部材との間に、さらに比透磁率が１０〜１００Ｈ／ｍ程度で磁気損失の小さい磁性部材を介在させることを特徴としている。

請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電波受信装置において、
前記外部磁性部材は、アモルファス金属又は積層されたパーマロイ薄膜で構成されていることを特徴としている。

請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の電波受信装置において、
前記外部磁性部材と前記コアとの間に、前記コアと前記外部磁性部材とを磁気的に結合させる磁性スペーサを備えていることを特徴としている。

請求項８に記載の発明は、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の電波受信装置において、
前記外部磁性部材は、前記アンテナ構造体の前記コイルの巻回部分よりも外側であり、かつ、前記本体ケースの中心点を通り前記アンテナ構造体の延在方向と同じ方向に延在する線と直交し、この線が前記本体ケースの内側と接する点を通る前記本体ケースとの接線よりも外側に配置されていることを特徴としている。

本発明によれば、コアの両端部に外部磁性部材を磁気的に結合させることができる。このために、コアの長さが短い小型のアンテナ構造体の場合でも、十分な電波受信面積を確保して、受信感度を向上させることができるとの効果を奏する。

以下、図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、以下では、本発明に係る電波受信装置を腕時計型の電波時計（以下「電波腕時計」と称する。）に適用した場合を例として説明するが、本発明を適用可能な実施形態がこれに限定されるものではない。

［第１の実施の形態］
先ず、図１から図６を参照しつつ、本発明に係る電波受信装置及び電波受信装置を備えた電波腕時計の第１の実施形態を説明する。

図１は、本実施形態に係る電波受信装置１０（図３参照）を備えた電波腕時計の概略構成を示す正面図である。また、図２は、図１のII−II線断面図である。

電波腕時計１００には、図２に示すように、環状の短柱形状に形成された腕時計ケース（本体ケース）１が設けられている。本実施形態において腕時計ケース１はセラミックスで形成されており、内部が中空で、電波腕時計１００における表面側端部及び裏面側端部に開口部１ａ，１ｂを有している。
腕時計ケース１を形成する材料は、電気的に絶縁性を有する材料であればよく、特にセラミックスに限定されないが、時計としてのデザイン性の観点から、表面に金属光沢が現れるようなファインセラミックスを用いることが好ましい。また、金属光沢を有さない材料を用いる場合には、表面に金属光沢が現れるような加工を施すことが好ましい。

腕時計ケース１の図１における上下両端部、つまり時計の１２時方向側端部及び６時方向側端部には時計バンド２が取り付けられるバンド取付部３が形成されている。また、腕時計ケース１の外周部には、時刻合わせの指示などの種々の操作指示が入力される複数の操作ボタン４が設けられている。

この腕時計ケース１の表面側端部の開口部１ａには、非導電性の材料で形成された風防ガラス５が開口部１ａを閉塞するように取り付けられており、また、腕時計ケース１の裏面側端部の開口部１ｂには、裏蓋６が開口部１ｂを閉塞するように防水リング１６を介して取り付けられている。裏蓋６は、腕時計ケース１と同様にセラミックスで形成されていてもよいし、金属等で形成されていてもよい。

また、この腕時計ケース１の内部には、例えば樹脂等によって形成されたハウジング７が設けられている。ハウジング７は、電波を遮蔽しない材料で形成されていることが好ましい。
ハウジング７の内部には、各種の電子部品（図示せず）が実装されたＰＷＢ（プリント配線板 Printed Wiring Board）等の回路基板９が収納されている。

電波腕時計１００は、各種機能を実現させる時計計時部（図示せず）を備えており、回路基板９の上には、この時計計時部を構成するＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及び各種回路部（いずれも図示せず）等が実装されている。

また、図２に示すように、ハウジング７には、電波腕時計１００が各種動作を行うための電源としての電池１８が組み込まれている。

また、ハウジング７には、アンテナ構造体８を収納するアンテナ収納部７１が形成されている。アンテナ収納部７１は、ハウジング７を腕時計ケース１に収納した際に電波腕時計１００の１２時側（図１における上側）に位置する場所に設けられており、アンテナ収納部７１は、ハウジング７を腕時計ケース１に収納した際の電波腕時計１００の９時側（図１における左側）から３時側（図１における右側）にかけて貫通している。

アンテナ収納部７１の内部には、保持部材１５が設けられており、この保持部材１５の上には、アンテナケース８３（図３参照）に収納されたアンテナ構造体８が載置され、保持されている。
保持部材１５は、例えばクッション性を有する接着剤等であり、アンテナ構造体８のがたつきを防ぐとともに、アンテナ構造体８に加わる衝撃等を緩和する緩衝部材としても機能する。

ハウジング７と風防ガラス５との間には、腕時計ケース１の内周に沿って見切部材１７が配置されている。見切部材１７は、例えば樹脂等の非導電性部材で構成されている。

また、腕時計ケース１の内部には、風防ガラス５の裏面側（図２における下側の面）に対向して文字板１１が配置されている。文字板１１の周縁部は、ハウジング７と見切部材１７との間に支持されている。
図１に示すように、文字板１１の表面側（図２における上側の面）の周縁部には、時計の１時から１２時に対応する１２個の時字部材１１ａがほぼ等間隔に設けられている。

文字板１１のほぼ中央部には軸孔１２が形成されており、指針軸１３が軸孔１２を通して下方から上方に突出している。指針軸１３には風防ガラス５と文字板１１との間に配置された時針や分針等の指針１４が取り付けられている。前記時計計時部は、この指針軸１３に取り付けられた指針１４を文字板１１の上方で運針させるようになっている。

アンテナ構造体８は、コア８１とこのコア８１に巻回されたコイル８２とを備えており、コア８１に電波が透過すると、コイル８２に誘起電流が発生するように構成されている。コイル８２の端部は、回路基板９上に設けられた接続端子９ａに接続されている。

コア８１は、アモルファス金属等の透磁率（magnetic permeability）（磁場または磁界の強さ H と磁束密度 B との間の関係を B = μ H で表した時の比例定数 μをいう）または比透磁率（真空の透磁率 μ0 との比 μs=μ/μ0 をいう）が高く、導電率が小さい磁性材料からなる複数の板状部材（図示せず）を積層して形成されている。板状部材としては、アモルファス合金、Fe-Cu-Nb-Si-B系等のナノ結晶磁性合金、Fe-Si系磁性合金等の軟磁性金属箔帯を板厚２０μｍ以下に薄く形成して用いているが、これに限られない。透磁率の大きなFe-Niの合金であるパーマロイ（permalloy）等を、コア８１を形成する材料として用いてもよい。コア８１をこのような材料で形成することにより、磁束を効率よく捉え、アンテナ構造体８の受信感度を向上させることができる。
コア８１は柔軟性を有し、ある程度の曲折、変形が可能な構成となっている。

図３に示すように、腕時計ケース１の内側であって、アンテナ構造体８を腕時計ケース１の内部に収納した際にアンテナ構造体８のコア８１の両端部８５に近接する位置には、それぞれ凹部２１が形成されている。凹部２１には、コア８１と同じ材料で形成された外部磁性部材２２が埋設されている。例えば、コア８１がアモルファス合金で形成されている場合には、外部磁性部材２２もアモルファス合金で形成され、コア８１がパーマロイで形成されている場合には、外部磁性部材２２も積層されたパーマロイ薄膜で形成される。このように、外部磁性部材２２をコア８１と同じ材料で形成することにより、より効率よく磁束を集めることが可能となる。
なお、外部磁性部材２２は、磁性材料で形成されていればよく、必ずしもコア８１と同じ材料で形成されていなくてもよい。

図４は、図３のIV-IV線断面図であり、アンテナ構造体８と腕時計ケース１との接触関係を示したものである。
本実施形態においては、アンテナ構造体８をハウジング７とともに腕時計ケース１の内部に収納した際、コア８１の両端部８５が腕時計ケース１の内壁に当接し、この内壁に沿って、風防ガラス５の設けられている側（図２における上側）に向かってほぼＬ字状に曲折する（図４参照）。そして、この曲折したコア８１の両端部８５が、それぞれ腕時計ケース１に埋設されている外部磁性部材２２と接触し、磁気的に結合されるようになっている。
本実施形態では、コア８１を備えるアンテナ構造体８と、外部磁性部材２２を備える腕時計ケース１とによって電波受信装置１０が構成されている。

図５は、コアに入る磁束の流れを模式的に示したものである。
図５（ａ）は、従来のアンテナ構造体１１０を示している。従来のアンテナ構造体１１０は、コア１０１の長さＬ１に比例して、コア１０１の長さＬ１が大きいほど磁束を集めることができ、コア１０１に巻回されたコイル１０２に交流電流が誘導されて（誘起電流）、アンテナとしての受信感度が向上する。

これに対して、本実施形態では、図５（ｂ）に示すように、コア８１の長さＬ２は、図５（ａ）のコア１０１の長さＬ１よりも小さいが、外部磁性部材２２とコア８１とを足し合わせた長さは図５（ａ）のコア１０１の長さと同じＬ１となる。したがって、外部磁性部材２２をコア８１の端部８５にそれぞれ接続させることによって、コア８１自体の長さを小さくしても、受信感度を維持することができる。さらに、外部磁性部材２２は、コア８１よりも表面積が広いため、コア８１だけを長くした場合よりもより効率よく磁束を集めることができ、受信感度をより向上させることができる。

図６は、外部磁性部材２２を設ける位置を示す説明図である。なお、図６では、アンテナ構造体８の延在方向に外部磁界の流れがあり、この外部磁界の流れと直交する方向に電波の流れがある場合を仮定的に示している。
外部磁性部材２２を大きくすればその分磁束を集めやすくなるが、外部磁性部材２２がアンテナ構造体８のコイル８２部分よりも内側に入り込むと、磁束を効率よく導くことができず、受信感度が低下する。この点、磁束が最短経路でコイル８２に流れ込むような位置に外部磁性部材２２を配置すれば、効率よく磁束を集めることができ、受信感度を向上させることができる。

具体的には、アンテナ構造体８のコイル８２の巻回部分よりも外側であり、かつ、腕時計ケース１の円中心（本体ケースの中心点）を通る線であって、アンテナ構造体８の延在方向と同じ方向に延在する線（図６において二点鎖線で示した線）を引いたとき、この線と直交し、この線が腕時計ケース１の内側と接する点を通る腕時計ケース１との接線（図６において一点鎖線で示した線）よりも外側に、外部磁性部材２２を配置することが好ましい。この範囲内であれば、外部磁性部材２２の大きさ・形状や設ける位置等は特に限定されず、例えば図６に示すように、外部磁性部材２２を腕時計ケース１の円周に沿って長く設けてもよい。

次に、本実施形態の作用について説明する。
まず、電波受信装置１０を形成する場合には、セラミックスで形成された腕時計ケース１の内壁の所定位置に凹部２１を設け、この凹部２１に外部磁性部材２２を埋め込む。ハウジング７に収納したアンテナ構造体８を腕時計ケース１の内部に収納する。このとき、アンテナ構造体８のコア８１の端部８５が腕時計ケース１の内壁に沿って曲折し、腕時計ケース１の凹部２１に埋め込まれている外部磁性部材２２とコア８１の端部８５とを磁気的に結合させる。

電波受信装置１０による標準電波受信時においては、電波の磁界成分が、電波を遮蔽しない材料によって形成された非導電性の部材である風防ガラス５、文字板１１上をそれぞれ透過して、アンテナ構造体８のコア８１に進入する。また、腕時計ケース１に埋め込まれた外部磁性部材２２により磁束が集められ、外部磁性部材２２と磁気的に結合されているコア８１の一方側の端部８５からアンテナ構造体８に進入する。アンテナ構造体８に進入した磁束は、コア８１の他方側の端部８５へと通過する。この通過の際に、コア８１に巻回されたコイル８２に交流電流が誘導され（誘起電流）、これに伴ってコイル８２の両端に交流電圧が発生する。そして、この交流電圧がアナログ受信信号として図示しない受信回路に送られる。
そして、受信回路により、このアナログ受信信号について増幅、復調、デコード等の処理が行われ、デジタルの時刻データが取得される。電波腕時計１００は、取得された時刻データに基づいて、適宜現在時刻の修正を行う。

以上のように、本実施形態によれば、電波腕時計１００は、コア８１の端部８５を外部磁性部材２２と接続させることにより、コア８１の長さを実質的に延長するとともに、その表面積を広く確保することができる。これにより、アンテナ構造体８のコア８１の長さを短くした場合でも、効率よく磁束を集めることが可能となり、コイル８２に十分な起電力を発生させることができる。このため、アンテナ構造体８及びこれを備える電波受信装置１０の小型化、ひいてはこれを収納する電波腕時計１００の小型化を実現しつつ、電波の受信感度を大幅に向上させることができる。

本実施形態では、腕時計ケース１を形成する材料として、電気的に絶縁性を有する絶縁材料であるセラミックスを用いているので、金属製のケースと比較してアンテナ構造体８の受信感度の低下を抑えることができる。

なお、本発明が上記実施の形態に限らず適宜変更可能であるのは勿論である。

［第２の実施形態］
次に、図７を参照しつつ、本発明に係る電波受信装置の第２の実施形態について説明する。なお、第２の実施形態は、アンテナ構造体のコアの端部の構成が第１の実施形態と異なるものであるため、以下においては、特に第１の実施形態と異なる部分について説明する。

本実施形態において、電波受信装置は第１の実施形態と同様に、セラミックス製の腕時計ケース１とアンテナ構造体３０とを備えており、電波腕時計に適用されている。
図７は、アンテナ構造体３０と腕時計ケース１との接触関係を示した要部断面である。
本実施形態において、アンテナ構造体３０のコア３１は、第１の実施形態と同様にアモルファス合金等からなる複数の板状部材（図示せず）を積層して形成されている。そのコア３１の端部３３は、コア３１の厚み方向（図７における上下方向）に２つに分割され、上下に開いた形状となっている。

また、腕時計ケース１の内側には、第１の実施形態と同様に凹部２１が設けられており、この凹部２１には外部磁性部材２２が埋め込まれている。

アンテナ構造体３０をハウジングとともに腕時計ケース１の内部に収納した際、コア３１の両端部３３は腕時計ケース１の内壁に当接し、それぞれ腕時計ケース１に埋設されている外部磁性部材２２と接触して、磁気的に結合されるようになっている。

なお、その他の構成は、第１の実施形態と同様であるため、同一の部材には同一の符号を付してその説明を省略する。

次に、本実施形態の作用について説明する。
まず、セラミックスで形成された腕時計ケース１の内壁の所定位置に凹部２１を設け、この凹部２１に外部磁性部材２２を埋め込む。そして、アンテナ構造体３０を腕時計ケース１の内部に収納する。このとき、アンテナ構造体３０のコア３１の端部３３が腕時計ケース１の内壁に沿って柔軟に変形しながら接触し、腕時計ケース１の凹部２１に埋め込まれている外部磁性部材２２とコア３１の端部３３とを磁気的に結合させる。

標準電波を受信するときは、電波の磁界成分が、図示しない風防ガラス及び文字板１１上をそれぞれ透過して、アンテナ構造体３０のコア３１に進入する。また、腕時計ケース１に埋め込まれた外部磁性部材２２により磁束が集められ、外部磁性部材２２と磁気的に結合されているコア３１の一方側の端部３３からアンテナ構造体３０に進入する。アンテナ構造体３０に進入した磁束は、コア３１の他方側の端部３３へと通過する。この通過の際に、コア３１に巻回されたコイル３２に交流電流が誘導され（誘起電流）、これに伴ってコイル３２の両端に交流電圧が発生する。そして、この交流電圧がアナログ受信信号として図示しない受信回路に送られる。
そして、受信回路により、このアナログ受信信号について増幅、復調、デコード等の処理が行われ、デジタルの時刻データが取得される。電波腕時計は、取得された時刻データに基づいて、適宜現在時刻の修正を行う。

以上のように、本実施形態によれば、電波腕時計は、コア３１の端部３３を外部磁性部材２２と接続させることにより、コア３１の長さを実質的に延長するとともに、その表面積を広く確保することができる。これにより、アンテナ構造体３０のコア３１の長さを短くした場合でも、効率よく磁束を集めることが可能となり、コイル３２に十分な起電力を発生させることができる。このため、アンテナ構造体３０及びこれを備える電波受信装置の小型化、ひいてはこれを収納する電波腕時計の小型化を実現しつつ、電波の受信感度を大幅に向上させることができる。

そして、本実施形態では、コア３１の端部３３が上下に開かれた形状となっているので、外部磁性部材２２との接続時の安定性が増すとともに、外部磁性部材２２との接続面積を広くすることができる。

なお、本発明が上記実施の形態に限らず適宜変更可能であるのは第１の実施形態と同様である。

［第３の実施形態］
次に、図８及び図９を参照しつつ、本発明に係る電波受信装置の第３の実施形態について説明する。なお、第３の実施形態は、アンテナ構造体のコアの端部と外部磁性部材との接続部分の構成が第１の実施形態及び第２の実施形態と異なるものであるため、以下においては、特に第１の実施形態及び第２の実施形態と異なる部分について説明する。

本実施形態において、電波受信装置は第１の実施形態及び第２の実施形態と同様に、セラミックス製の腕時計ケース１とアンテナ構造体４０とを備えており、電波腕時計に適用されている。
図８は、アンテナ構造体４０と腕時計ケース１との接触関係を示した要部断面である。
本実施形態において、アンテナ構造体４０のコア４１は、第１の実施形態等と同様にアモルファス合金等からなる複数の板状部材（図示せず）を積層して形成されている。

また、腕時計ケース１の内側には、第１の実施形態と同様に凹部２１が設けられており、この凹部２１には外部磁性部材２２が埋め込まれている。

本実施形態において、腕時計ケース１の内部には、外部磁性部材２２に接してコア受け部材４５が設けられている。
図９は、図８のIX-IX線断面図である。コア受け部材４５は、アンテナ構造体４０のコア４１の端部４３を支持する部材であり、例えばフェライト等の磁性材料で形成されている。なお、コア受け部材４５を形成する材料は、磁性材料であればよく、特に限定されない。

図９に示すように、コア受け部材４５は、コア受け部材４５の下側に位置し外部磁性部材２２に固定されているコア受け下部４５ａと、コア受け部材４５の上側に位置し取り外し可能なコア受け上部４５ｂとから構成されている。コア受け部材４５は、コア受け下部４５ａとコア受け上部４５ｂとにより、コア４１の端部４３を上下から挟み込むようにして支持するようになっている。

アンテナ構造体４０をハウジングとともに腕時計ケース１の内部に収納した際、コア４１の両端部４３は、それぞれコア受け下部４５ａによって下方から支持される。その後上からコア受け上部４５ｂを載置してコア受け下部４５ａとコア受け上部４５ｂとを接合させる。これによりコア４１の両端部４３は、コア受け部材４５を介して腕時計ケース１に埋設されている外部磁性部材２２と接触し、これと磁気的に結合されるようになっている。

なお、その他の構成は、第１の実施形態及び第２の実施形態と同様であるため、同一の部材には同一の符号を付してその説明を省略する。

次に、本実施形態の作用について説明する。
まず、セラミックスで形成された腕時計ケース１の内壁の所定位置に凹部２１を設け、この凹部２１に外部磁性部材２２を埋め込む。そして、外部磁性部材２２と接触する位置にコア受け部材４５のコア受け下部４５ａを固定する。次にアンテナ構造体４０を腕時計ケース１の内部に収納する。このとき、アンテナ構造体４０のコア４１の端部４３がコア受け下部４５ａにより下方から支持される。その後上からコア受け上部４５ｂを載置してコア受け下部４５ａとコア受け上部４５ｂとを接合させる。これによりコア４１の両端部４３は、コア受け部材４５を介して腕時計ケース１に埋設されている外部磁性部材２２と接触し、これと磁気的に結合される。

標準電波を受信するときは、電波の磁界成分が、図示しない風防ガラス及び文字板１１上をそれぞれ透過して、アンテナ構造体４０のコア４１に進入する。また、腕時計ケース１に埋め込まれた外部磁性部材２２により磁束が集められ、コア受け部材４５を介して外部磁性部材２２と磁気的に結合されているコア４１の一方側の端部４３からアンテナ構造体４０に進入する。アンテナ構造体４０に進入した磁束は、コア４１の他方側の端部４３へと通過する。この通過の際に、コア４１に巻回されたコイル４２に交流電流が誘導され（誘起電流）、これに伴ってコイル４２の両端に交流電圧が発生する。そして、この交流電圧がアナログ受信信号として図示しない受信回路に送られる。
そして、受信回路により、このアナログ受信信号について増幅、復調、デコード等の処理が行われ、デジタルの時刻データが取得される。電波腕時計は、取得された時刻データに基づいて、適宜現在時刻の修正を行う。

以上のように、本実施形態によれば、電波腕時計は、コア４１の端部４３を外部磁性部材２２と接続させることにより、コア４１の長さを実質的に延長するとともに、その表面積を広く確保することができる。これにより、アンテナ構造体４０のコア４１の長さを短くした場合でも、効率よく磁束を集めることが可能となり、コイル４２に十分な起電力を発生させることができる。このため、アンテナ構造体４０及びこれを備える電波受信装置の小型化、ひいてはこれを収納する電波腕時計の小型化を実現しつつ、電波の受信感度を大幅に向上させることができる。

そして、本実施形態では、コア４１の端部４３をコア受け部材４５によって支持し、このコア受け部材４５を介して外部磁性部材２２と接続させるので、コア４１の端部４３に十分な柔軟性がない場合等、外部磁性部材２２に直接接触させても十分な接触が確保できないような場合でも安定した接続を行うことができる。

なお、本実施形態では、コア受け部材４５として、コア受け下部４５ａとコア受け上部４５ｂとから構成され、上下に２分割できる構成のものを例として説明したが、コア受け部材４５の構成はここに例示したものに限定されない。
例えば、図１０に示すように、コア受け部材４７を一体的なものとして形成し、その開口部４７ａを、奥に行くに従って径が小さくなるテーパ形状としてもよい。なお、この場合、コア４１の端部４３を、コア受け部材４７の開口部４７ａの形状に沿う形状となるように形成してもよい。
また、コア受け部材を一体的なものとして形成し、予めコア４１の両端部４３にコア受け部材を装着してから、アンテナ構造体４０を腕時計ケース１の内部に収納するようにしてもよい。
なお、コア受け部材４５及びこれに支持されるコア４１の両端部４３の形状は、適宜変更可能である。

その他、本発明が上記実施の形態に限らず適宜変更可能であるのは第１の実施形態及び第２の実施形態と同様である。

［第４の実施形態］
次に、図１１及び図１２を参照しつつ、本発明に係る電波受信装置の第４の実施形態について説明する。なお、第４の実施形態は、アンテナ構造体のコアの端部の構成が第１の実施形態から第３の実施形態と異なるものであるため、以下においては、特に第１の実施形態等と異なる部分について説明する。

本実施形態において、電波受信装置は第１の実施形態等と同様に、セラミックス製の腕時計ケース１とアンテナ構造体５０とを備えており、電波腕時計に適用されている。
図１１は、アンテナ構造体５０と腕時計ケース１との接触関係を示した要部断面である。
本実施形態において、アンテナ構造体５０のコア５１は、第１の実施形態等と同様にアモルファス合金等からなる複数の板状部材（図示せず）を積層して形成されている。

また、腕時計ケース１の内側には、第１の実施形態と同様に凹部２１が設けられており、この凹部２１には外部磁性部材５５が埋め込まれている。
本実施形態において、外部磁性部材５５の形状は腕時計ケース１の外側に向かって厚みが増す断面楔形形状となっている。外部磁性部材５５をこのような形状とすることにより、図１２に示すように、外部から進入する磁束をより効率的に捉えてコイル５２に導くことができる。

また、凹部２１の内部には、絶縁材料で形成され、外部磁性部材５５と凹部２１の内壁との間の間隙を埋める補強部材５６が埋め込まれている。補強部材５６を形成する材料は特に限定されないが、例えば樹脂等を適用することができる。

アンテナ構造体５０をハウジングとともに腕時計ケース１の内部に収納した際、コア５１の両端部５３は腕時計ケース１の内壁に当接し、それぞれ腕時計ケース１に埋設されている外部磁性部材５５と接触して、磁気的に結合されるようになっている。

なお、その他の構成は、第１の実施形態等と同様であるため、同一の部材には同一の符号を付してその説明を省略する。

次に、本実施形態の作用について説明する。
まず、セラミックスで形成された腕時計ケース１の内壁の所定位置に凹部２１を設けて、この凹部２１に外部磁性部材５５を埋め込み、さらに、凹部２１の内壁と外部磁性部材５５との間の間隙を埋める補強部材５６を埋め込む。そして、アンテナ構造体５０を腕時計ケース１の内部に収納する。このとき、アンテナ構造体５０のコア５１の端部５３が腕時計ケース１の内壁に接触し、腕時計ケース１の凹部２１に埋め込まれている外部磁性部材５５とコア５１の端部５３とが磁気的に結合させる。

標準電波を受信するときは、電波の磁界成分が、図示しない風防ガラス及び文字板１１上をそれぞれ透過して、アンテナ構造体５０のコア５１に進入する。また、腕時計ケース１に埋め込まれた外部磁性部材５５により磁束が集められ、外部磁性部材５５と磁気的に結合されているコア５１の一方側の端部５３からアンテナ構造体５０に進入する。アンテナ構造体５０に進入した磁束は、コア５１の他方側の端部５３へと通過する。この通過の際に、コア５１に巻回されたコイル５２に交流電流が誘導され（誘起電流）、これに伴ってコイル５２の両端に交流電圧が発生する。そして、この交流電圧がアナログ受信信号として図示しない受信回路に送られる。
そして、受信回路により、このアナログ受信信号について増幅、復調、デコード等の処理が行われ、デジタルの時刻データが取得される。電波腕時計は、取得された時刻データに基づいて、適宜現在時刻の修正を行う。

以上のように、本実施形態によれば、電波腕時計は、コア５１の端部５３を外部磁性部材５５と接続させることにより、コア５１の長さを実質的に延長するとともに、その表面積を広く確保することができる。これにより、アンテナ構造体５０のコア５１の長さを短くした場合でも、効率よく磁束を集めることが可能となり、コイル５２に十分な起電力を発生させることができる。このため、アンテナ構造体５０及びこれを備える電波受信装置の小型化、ひいてはこれを収納する電波腕時計の小型化を実現しつつ、電波の受信感度を大幅に向上させることができる。

そして、本実施形態では、外部磁性部材５５を腕時計ケース１の外部に向かって厚みを増すテーパ形状としているので、より効率的に磁束を捉えることができる。

さらに、このような外部磁性部材５５を凹部２１の内部に埋め込んだ場合でも、補強部材５６により外部磁性部材５５と凹部２１の内壁との間の間隙を埋めているので、腕時計ケース１の強度の低下を防ぐことができる。

なお、本実施形態では、コア５１として、棒状のものを例として説明したが、コア５１はこれに限定されない。例えば、第１の実施形態に示したように、端部が上方向に曲折しているものを適用してもよい。また、第２の実施形態で示したように、端部が上下に分割されている形状のものを適用してもよい。
さらに、外部磁性部材５５とコア５１の端部５３との間に、第３の実施形態で示したようなコア受け部材を設けて、外部磁性部材５５とコア５１の端部５３とをコア受け部材を介して磁気的に結合させるようにしてもよい。

なお、本発明が上記実施の形態に限らず適宜変更可能であるのは第１の実施形態等と同様である。

［第５の実施形態］
次に、図１３及び図１４を参照しつつ、本発明に係る電波受信装置の第５の実施形態について説明する。なお、第５の実施形態は、腕時計ケースの構成が第１の実施形態から第４の実施形態と異なるものであるため、以下においては、特に第１の実施形態等と異なる部分について説明する。

図１３は、腕時計ケースの内部にアンテナ構造体を収納した状態を示す平面図である。また、図１４は、図１３におけるXIV-XIV線断面図であり、アンテナ構造体５０と腕時計ケース１との接触関係を示したものである。
本実施形態において、電波受信装置は、チタン、ステンレス等の金属で形成された腕時計ケース６５とアンテナ構造体６０とを備えており、電波腕時計に適用されている。
本実施形態において、アンテナ構造体６０のコア６１は、第１の実施形態等と同様にアモルファス合金等からなる複数の板状部材（図示せず）を積層して形成されている。

腕時計ケース６５の内側には、第１の実施形態と同様に凹部６６が設けられており、この凹部６６には外部磁性部材６７が埋め込まれている。
また、凹部６６の内壁と外部磁性部材６７との間には、絶縁性を有する材料からなる絶縁部材６８が配置されている。絶縁部材６８を形成する材料は特に限定されないが、例えば絶縁性の樹脂等を適用することができる。

アンテナ構造体６０をハウジングとともに腕時計ケース１の内部に収納した際、コア６１の両端部６３は腕時計ケース１の内壁に当接し、この内壁に沿って、文字板１１の設けられている側（図１４における上側）に向かってほぼＬ字状に曲折する。そして、この曲折したコア６１の両端部６３が、それぞれ腕時計ケース６５に埋設されている外部磁性部材６７と接触し、磁気的に結合されるようになっている。
本実施形態では、コア６１を備えるアンテナ構造体６０と、外部磁性部材６７を備える腕時計ケース６５とによって電波受信装置８０が構成されている。

なお、その他の構成は、第１の実施形態等と同様であるため、同一の部材には同一の符号を付してその説明を省略する。

次に、本実施形態の作用について説明する。
まず、金属で形成された腕時計ケース６５の内壁の所定位置に凹部６６を設けて、この凹部６６内に絶縁部材６８を配置し、この絶縁部材６８の上から凹部６６内に外部磁性部材６７を埋め込む。そして、アンテナ構造体６０を腕時計ケース６５の内部に収納する。このとき、アンテナ構造体６０のコア６１の端部６３が腕時計ケース６５の内壁に接触し、腕時計ケース６５の凹部６６に埋め込まれている外部磁性部材６７とコア６１の端部６３とを磁気的に結合させる。

標準電波を受信するときは、電波の磁界成分が、図示しない風防ガラス及び文字板１１上をそれぞれ透過して、アンテナ構造体６０のコア６１に進入する。また、腕時計ケース６５に埋め込まれた外部磁性部材６７により磁束が集められ、外部磁性部材６７と磁気的に結合されているコア６１の一方側の端部６３からアンテナ構造体６０に進入する。アンテナ構造体６０に進入した磁束は、コア６１の他方側の端部６３へと通過する。この通過の際に、コア６１に巻回されたコイル６２に交流電流が誘導され（誘起電流）、これに伴ってコイル６２の両端に交流電圧が発生する。そして、この交流電圧がアナログ受信信号として図示しない受信回路に送られる。
そして、受信回路により、このアナログ受信信号について増幅、復調、デコード等の処理が行われ、デジタルの時刻データが取得される。電波腕時計は、取得された時刻データに基づいて、適宜現在時刻の修正を行う。

以上のように、本実施形態によれば、電波腕時計は、金属製の腕時計ケース６５を備えているので、腕時計としてのデザイン性、高級感の演出の点で優れている。
そして、このように腕時計ケース６５を金属で形成した場合でも、凹部６６の内部に絶縁部材６８を配置することにより、外部磁性部材６７が直接金属製の腕時計ケース６５に触れることを防止することができる。
このため、第１の実施形態から第４の実施形態と同様に、コア６１の端部６３を外部磁性部材６７と接続させることにより、コア６１の長さを実質的に延長するとともに、その表面積を広く確保することができ、アンテナ構造体６０のコア６１の長さを短くした場合でも、効率よく磁束を集めることが可能となる。これにより、アンテナ構造体６０及びこれを備える電波受信装置の小型化、ひいてはこれを収納する電波腕時計の小型化を実現しつつ、電波の受信感度を大幅に向上させることができる。

なお、本実施形態では、コア６１として、端部が上方向に曲折しているものを例として説明したが、コア６１はこれに限定されない。例えば、第２の実施形態で示したように、端部が上下に分割されている形状のものを適用してもよいし、第４の実施形態で示したような棒状のものを適用してもよい。
さらに、外部磁性部材６７とコア６１の端部６３との間に、第３の実施形態で示したようなコア受け部材を設けて、外部磁性部材６７とコア６１の端部６３とをコア受け部材を介して磁気的に結合させるようにしてもよい。

また、図１５に示すように、絶縁部材７６と外部磁性部材７５との間に、渦電流の発生を抑える磁性部材７７を配置してもよい。この場合、磁性部材７７を形成する材料は特に限定されないが、金属製の腕時計ケース６５に対して漏れ磁束が生じることによる渦電流損を低減させることを目的とするものであるので、磁性部材７７は、比透磁率が１０〜１００Ｈ／ｍ程度で磁気損失の小さい磁性部材であることが好ましく、より好ましくは、比透磁率が２０〜１００Ｈ／ｍ程度で導電率ができるだけ小さいものであることが好ましい。

絶縁部材７６と外部磁性部材７５との間に、このような磁性部材７７を介在させることにより、腕時計ケース６５が金属で形成されている場合でも、腕時計ケース６５に対する漏れ磁束の発生を防止して渦電流の発生を抑え、渦電流損を低減させることができ、受信感度をいっそう向上させることができる。

また、上記各実施形態では、腕時計ケースの内周が円形状である場合を例としたが、腕時計ケースの形状はこれに限定されない。例えば、図１６に示すように、腕時計ケース９５の内周が多角形形状となっているものでもよい。この場合、腕時計ケース９５の内壁の一辺に凹部９６を設け、この凹部９６に外部磁性部材９７を埋め込む。この場合、アンテナケース９４に収納されたアンテナ構造体９０を腕時計ケース９５の内部に収納した際、コア９１の端部９３が外部磁性部材９７と磁気的に接触する。これにより、外部磁性部材９７を介してより多くの磁束がコイル９２に導かれる。
なお、凹部９６を設ける位置、外部磁性部材９７の形状等は特に限定されない。さらに広い範囲に凹部９６及び外部磁性部材９７を設けてもよい。

また、上記各実施形態では、アンテナ構造体のコアとしてアモルファス合金等の板状部材を複数積層したものを用いる例を説明しているが、コアの構成はこれに限定されない。例えば、フェライト等により一体的に形成されたコアを適当してもよい。この場合、外部磁性部材との接触が十分確保できない場合には、例えば、第３の実施形態で示したようなコア受け部材を介してコアと外部磁性部材とを接続させるようにしてもよい。

また、上記各実施形態では、アンテナ構造体がアンテナケースに収納されている場合を例としているが、アンテナケースは必須の構成要素ではなく、アンテナケースに収納されていないものでも本発明を適用可能である。

なお、その他、本発明が上記各実施形態に限らず適宜変更可能であるのは勿論である。

また、上記各実施形態では、液晶表示パネルが多角形型に形成されている場合を例としたが、液晶表示パネルの形状はこれに限定されず、例えば円形等でもよい。

また、ハウジング等を形成する合成樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、フラン樹脂、ポリブタジエン樹脂、アイオノマー樹脂、EEA 樹脂、AAS 樹脂（ASA 樹脂）、AS樹脂、ACS 樹脂、エチレン酢ビコポリマー、エチレンビニルアルコール共重合樹脂、ABS 樹脂、塩化ビニル樹脂、塩素化ポリエチレン樹脂、酢酸繊維素樹脂、フッ素樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂6,66、ポリアミド樹脂11,12 、ポリアリレート樹脂、熱可塑性ポリウレタンエラストマー、液晶ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン、ポリサルフォン樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、メタクリル樹脂、メチルペンテンポリマー等の樹脂等を用いても良く、これらの中でも耐熱性、寸法安定性、強度等の点からフェノール樹脂、エポキシ樹脂等が好ましい。

また、上記実施形態では、電波受信装置を電波腕時計に適用する例を示したが、電波受信装置を適用可能な電子機器はこれに限られるものではなく、アンテナ構造体により電波を受信する構成のものであれば如何なるものであってもよい。例えば、固定式の電波時計や、小型ラジオ、携帯端末等に電波受信装置を適用してもよい。

本発明に係る電波受信装置の好適な一例として例示する電波腕時計の一実施形態を示す正面図である。 図１の電波腕時計のII−II線断面図である。 第１の実施形態においてアンテナ構造体を腕時計ケースに収納した状態を示す要部正面図である。 図３のIV−IV線断面図である。 コアに流れ込む磁束の流れを示した説明図であり、（ａ）は従来の構成を示し、（ｂ）第１の本実施形態の構成を示している。 外部磁性部材を設ける位置を説明する説明図である。 第２の実施形態におけるアンテナ構造体と腕時計ケースとの接触関係を示した要部断面図である。 第３の実施形態におけるアンテナ構造体と腕時計ケースとの接触関係を示した要部断面図である。 図８のIX−IX線断面図である。 図８に示すコア受け部材の一変形例を示す側面図である。 第４の実施形態におけるアンテナ構造体と腕時計ケースとの接触関係を示した要部断面図である。 図１１に示すアンテナ構造体のコアに流れ込む磁束の流れを示した説明図である。 第５の実施形態においてアンテナ構造体を腕時計ケースに収納した状態を示す要部正面図である。 図１３のXIV−XIV線断面図である。 第５の実施形態の一変形例を示した図である。 腕時計ケースの一変形例を示した正面図である。

符号の説明

１ 腕時計ケース（本体ケース）
４ 風防ガラス
８ アンテナ構造体
１０ 電波受信装置
１１ 文字板
２１ 凹部
２２ 外部磁性部材
４５ コア受け部材
７６ 絶縁部材
７７ 磁性部材
８１ コア
８２ コイル
８５ 端部
１００ 電波腕時計

Claims (8)

1. 磁性材料で形成された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構造体と、
   このアンテナ構造体を内部に収納配置した本体ケースと、
   この本体ケースの内側に埋設された外部磁性部材とを備え、
   前記外部磁性部材は、前記コアと同程度の透磁率を有する磁性材料で形成され、前記コアの両端部と磁気的に結合されるように、前記本体ケースの内側であって、前記アンテナ構造体のコアの両端部に近接する位置にそれぞれ形成された凹部内に埋設されていることを特徴とする電波受信装置。
2. 前記本体ケースは、絶縁性を有する絶縁材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電波受信装置。
3. 前記凹部の内側に、絶縁材料で形成され、前記外部磁性部材と前記凹部の内壁との間の間隙を埋める補強部材が埋め込まれていることを特徴とする請求項２に記載の電波受信装置。
4. 前記本体ケースは、金属材料で形成されており、
   前記凹部の内壁と前記外部磁性部材との間に絶縁性を有する絶縁部材を配置したことを特徴とする請求項１に記載の電波受信装置。
5. 前記絶縁部材と前記外部磁性部材との間に、さらに比透磁率が１０〜１００Ｈ／ｍ程度で磁気損失の小さい磁性部材を介在させることを特徴とする請求項４に記載の電波受信装置。
6. 前記外部磁性部材は、アモルファス金属又は積層されたパーマロイ薄膜で構成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電波受信装置。
7. 前記外部磁性部材と前記コアとの間に、前記コアと前記外部磁性部材とを磁気的に結合させる磁性スペーサを備えていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の電波受信装置。
8. 前記外部磁性部材は、前記アンテナ構造体の前記コイルの巻回部分よりも外側であり、かつ、前記本体ケースの中心点を通り前記アンテナ構造体の延在方向と同じ方向に延在する線と直交し、この線が前記本体ケースの内側と接する点を通る前記本体ケースとの接線よりも外側に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の電波受信装置。

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