JP2004029036A - 電子時計 - Google Patents
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Abstract
【課題】 回転錘を備える発電機構で発電することができ、かつ、無線情報を受信することができる電子時計および電子機器を提供する。
【解決手段】 回転錘21およびこの回転錘21の回転による機械的エネルギーを電気的エネルギーに変換する発電機を有する発電機構2と、時刻を計時する計時機構と、無線情報を受信するアンテナ6を有する受信機構とを備え、アンテナ6は、回転錘21の外周縁の回転軌跡よりも回転錘21の半径方向外側に設けられている。
【選択図】 図1
【解決手段】 回転錘21およびこの回転錘21の回転による機械的エネルギーを電気的エネルギーに変換する発電機を有する発電機構2と、時刻を計時する計時機構と、無線情報を受信するアンテナ6を有する受信機構とを備え、アンテナ6は、回転錘21の外周縁の回転軌跡よりも回転錘21の半径方向外側に設けられている。
【選択図】 図1
Description
本発明は、電子時計および電子機器に関し、特に、回転錘による発電機構と無線情報を受信する受信機構とを備える電子時計および電子機器に関する。
無線情報を受信する機能を備えた電子時計等の電子機器として、例えば、無線(標準電波)で送信される時刻情報を受信して時刻修正を行う電波時計が知られている。このような電波時計は、通常は電池によって駆動されるが、電波受信に電力が消費されるため、通常の時計に比べて電池の寿命が短くなり、電池交換頻度が増えるという課題があった。
このため、電波時計に発電機構として太陽光発電装置を組み込んだものが知られている(例えば、特許文献1)。
この太陽光発電装置を備えた電波時計は、太陽光発電装置としての太陽電池と、時刻情報を受信するアンテナを有する受信機構と、時刻を計時する計時機構とを備えて構成され、アンテナで受信した時刻情報に従って計時機構の時刻を修正するものである。
このような構成によれば、太陽光発電により発電した電力を用いて計時機構、受信機構を駆動できる。よって、光で太陽電池が発電、充電される限り半永久的に駆動する電波時計とすることができる。
この太陽光発電装置を備えた電波時計は、太陽光発電装置としての太陽電池と、時刻情報を受信するアンテナを有する受信機構と、時刻を計時する計時機構とを備えて構成され、アンテナで受信した時刻情報に従って計時機構の時刻を修正するものである。
このような構成によれば、太陽光発電により発電した電力を用いて計時機構、受信機構を駆動できる。よって、光で太陽電池が発電、充電される限り半永久的に駆動する電波時計とすることができる。
ところで、太陽光発電は、日照量(例えば、曇りや雨)、季節(例えば、冬)、地域(例えば、高緯度地域)などの条件によっては、効率的に発電できず、電力を供給することができない場合があるという問題がある。電波時計は、受信した時刻情報を受信機構で処理(増幅、復調など)するために大きな電力を要する。そのため、受信機構に十分な電力が供給されないと、時刻情報を受信できないか、または、時刻情報を誤受信するなど、受信機構の受信感度が低くなる。また、太陽電池は、光が弱ければ充電したいときに急速充電できないという問題もある。
これらのため、太陽光発電機構付の電波時計は、必ずしも使い勝手の良いものではなかった。
これらのため、太陽光発電機構付の電波時計は、必ずしも使い勝手の良いものではなかった。
そこで、本発明者は、回転錘を用いた発電装置を電波時計に組み込むことを研究した。この回転錘を用いる発電機構は、回転可能に設けられた回転錘と、この回転錘による機械的エネルギーを電気的エネルギーに変換する発電機とを備えて構成され、発電機のロータを回転錘によって回転し、その回転に伴う磁束変化により発電コイルで発電するものである。このような構成によれば、例えば、この発電装置が組み込まれた電子時計を腕に装着するなどして、回転錘を動かすことで発電できる。よって、太陽光発電に比べて季節、日照量等の条件に左右されずに発電でき、さらに急速発電も容易に行うことができる利点がある。
ところで、回転錘の運動によって十分なエネルギーを生み出すためには、回転錘が十分な慣性モーメントを有している必要がある。そのため、回転錘の材質としては、通常、タングステン合金や金合金等の比重の大きな金属(重金属)が用いられる。このような回転錘による発電機構を電波時計に単純に組み込むと、金属製で導電性を有する回転錘がアンテナで受信する時刻情報を遮蔽してしまう。よって、回転錘による発電機構を電波時計に組み込むと、標準電波を受信することができないという問題が新たに生じる。
このような問題は、電波修正機能を有する電子時計に限らず、回転錘による発電装置を備え、かつ外部からの無線情報を受信するアンテナを備えた各種の電子機器においても共通する問題である。
このような問題は、電波修正機能を有する電子時計に限らず、回転錘による発電装置を備え、かつ外部からの無線情報を受信するアンテナを備えた各種の電子機器においても共通する問題である。
本発明の目的は、従来の問題を解消し、回転錘を備える発電機構で発電することができ、かつ、無線情報を受信することができる電子時計および電子機器を提供することである。
本発明の電子時計は、導電性材料を有する回転錘および前記回転錘の回転による機械的エネルギーを電気的エネルギーに変換する発電機を有する発電機構と、時刻を計時する計時機構と、無線情報を受信するアンテナを有する受信機構とを備え、前記アンテナは、前記回転錘外周縁の回転軌跡よりも回転錘の半径方向外側に設けられていることを特徴とする。
すなわち、アンテナは、回転錘が回転する際にその外周縁の回転軌跡に対して、回転錘の回転中心側である半径方向内側ではなく、半径方向外側に設けられている。従って、回転錘の回転中心から回転錘外周縁の回転軌跡までの半径を回転半径とすると、アンテナは、回転錘の回転中心からその半径方向において前記回転半径以上離して配置されていることになる。
ここで、発電機構は、電磁発電でもよく、あるいはピエゾ発電でもよい。なお、電磁発電は、エネルギー変換効率の点でピエゾ発電に勝るので好適である。
すなわち、アンテナは、回転錘が回転する際にその外周縁の回転軌跡に対して、回転錘の回転中心側である半径方向内側ではなく、半径方向外側に設けられている。従って、回転錘の回転中心から回転錘外周縁の回転軌跡までの半径を回転半径とすると、アンテナは、回転錘の回転中心からその半径方向において前記回転半径以上離して配置されていることになる。
ここで、発電機構は、電磁発電でもよく、あるいはピエゾ発電でもよい。なお、電磁発電は、エネルギー変換効率の点でピエゾ発電に勝るので好適である。
このような構成によれば、回転錘の回転によって生み出される機械的エネルギーをロータおよび発電コイルを備える発電機によって電気的エネルギーに変換する。この発電機で得られた電力で計時機構や受信機構が駆動される。無線情報をアンテナで受信して、例えば、この無線情報が時刻情報を含む標準電波であれば、この時刻情報に基づいて計時機構の時刻を修正する。
アンテナは、回転錘の外周縁回転軌跡よりもその半径方向外側に設けられるので、回転錘がどの位置にいても、アンテナと回転錘が互いにオーバーラップして平面的に重なることがない。よって、アンテナで無線情報を受信している際中に、回転錘が回転したとしても、無線情報(電波)が回転錘によって遮断されることがなく、アンテナで無線情報を確実に受信することができる。以上において、無線情報は時刻情報に限られず、例えば、ニュース、天気予報などでもよい。
したがって、本発明の電子時計は、無線情報を受信できるとともに、回転錘および発電機による発電を行えるため、天候や季節などに左右されずに発電を行え、かつ急速発電も容易に実現できるため、利便性の高い電子時計とすることができる。なお、回転錘とロータとの間には、増速輪列が設けられていることが好ましい。
アンテナは、回転錘の外周縁回転軌跡よりもその半径方向外側に設けられるので、回転錘がどの位置にいても、アンテナと回転錘が互いにオーバーラップして平面的に重なることがない。よって、アンテナで無線情報を受信している際中に、回転錘が回転したとしても、無線情報(電波)が回転錘によって遮断されることがなく、アンテナで無線情報を確実に受信することができる。以上において、無線情報は時刻情報に限られず、例えば、ニュース、天気予報などでもよい。
したがって、本発明の電子時計は、無線情報を受信できるとともに、回転錘および発電機による発電を行えるため、天候や季節などに左右されずに発電を行え、かつ急速発電も容易に実現できるため、利便性の高い電子時計とすることができる。なお、回転錘とロータとの間には、増速輪列が設けられていることが好ましい。
なお、回転錘は、360度以上回転可能に設けられてもよく、あるいは、中心角が360度未満の所定角度に規制された範囲内で回転可能に設けられていてもよい。回転錘の回転角度が所定範囲内に規制されていれば、アンテナの回転軌跡が小さくなるので、時計の中でアンテナを配置できるスペースが広くなる。すると、アンテナ配置の自由度が向上する。また、アンテナと回転錘との距離を大きくとることも可能になるので、アンテナでの受信感度を向上させることができる。
本発明の電子時計は、前記アンテナと前記発電機の発電コイルとは、前記回転錘の半径方向において回転錘の回転中心を挟んで互いに対向して配置されていることが好ましい。
アンテナに対して発電コイルで発生する磁界が影響すると、この磁界が無線情報とともにアンテナに重畳されることがあり、アンテナで無線情報を正確に受信できない場合が発生する。このため、再度、無線情報を受信し直す等の処理が必要となり、受信効率が低下する。このため、アンテナと発電コイルとはできる限り離して配置して、発電コイルによる磁界の影響を軽減することが好ましい。一方で、回転錘を備える電子時計において小型化を図るためには、発電機等の各部材を回転錘の回転軌跡の内側に配置し、その外側には前記アンテナのみを配置することが好ましい。
これらの点から、アンテナと発電コイルとを回転錘の回転中心を挟んで互いに対向した位置に配置すれば、アンテナと発電コイルとをできるだけ離して配置できるとともに、電子時計の小型化を図ることができる。
これらの点から、アンテナと発電コイルとを回転錘の回転中心を挟んで互いに対向した位置に配置すれば、アンテナと発電コイルとをできるだけ離して配置できるとともに、電子時計の小型化を図ることができる。
ここで、前記アンテナの鎖交磁束が通る中心軸と前記発電機の発電コイルの鎖交磁束が通る中心軸とが、前記発電コイルを含む平面に前記アンテナを投影した場合、60度以上かつ120度以下の角度をなして交差していることが好ましい。特に、アンテナおよび発電コイルの各中心軸は、時刻表示部の視認方向から投影された投影面において略90度で交差していることが好ましい。
また、前記発電機の発電コイルの鎖交磁束が通る中心軸を含む平面に対して前記アンテナの鎖交磁束が通る中心軸が60度以上かつ120度以下の角度で交差していることが好ましい。特に、前記交差角度は略90度であることが好ましい。
このような構成によれば、アンテナに対して発電コイルから生じる磁界の影響を低減させることができ、この磁界によるアンテナでの誤受信を少なくできる。すなわち、アンテナおよび発電コイルの各中心軸が投影面上で90度±30度の角度範囲で交差するか、または、発電コイルの中心軸を含む平面に対してアンテナの中心軸が90度±30度の角度範囲で交差すると、アンテナが発電コイルからの磁束線に沿わないので、発電コイルからの磁界がアンテナに干渉し難くなり、アンテナでの誤受信を防止できる。
また、前記アンテナと前記発電機の発電コイルとの間に、前記発電コイルで発生した磁界が前記アンテナに流入することを遮蔽する磁界遮蔽手段が設けられていることが好ましい。
磁界遮蔽手段としては、発電機からの磁力線を引き寄せて通過させ易い強磁性体からなる磁界遮蔽部材をアンテナに沿って1つ以上配置して構成されたものなどが利用できる。この磁界遮蔽部材は、具体的には、鉄、ニッケル、コバルト、あるいはこれらの合金(例えば、パーマロイなどの高透磁率部材)で構成される。
磁界遮蔽手段としては、発電機からの磁力線を引き寄せて通過させ易い強磁性体からなる磁界遮蔽部材をアンテナに沿って1つ以上配置して構成されたものなどが利用できる。この磁界遮蔽部材は、具体的には、鉄、ニッケル、コバルト、あるいはこれらの合金(例えば、パーマロイなどの高透磁率部材)で構成される。
このような構成によれば、アンテナと発電コイルとの間に磁界遮蔽手段が配置されているので、発電コイルからの磁界(磁力線)は磁界遮蔽手段(磁界遮蔽部材)を通過してバイパスし、アンテナを通る磁力線を少なくできるため、磁界遮蔽部材はアンテナに対する磁界シールドとして機能し、アンテナを通る磁気回路を遮蔽することができる。このため、アンテナで無線情報を受信している際に、回転錘の回転により発電コイルで発電され、磁界が発生しても、その磁束は、アンテナよりも発電コイルに近い磁界遮蔽手段に流れやすくなる。よって、アンテナに発電コイルからの磁界が届きにくくなり、その結果、標準電波のような比較的弱い無線情報であっても確実に受信することができる。
また、時刻を示す指針を駆動するステッピングモータが設けられ、前記磁界遮蔽手段の磁界遮蔽部材は、前記ステッピングモータのモータコイルが巻かれたコイルコアを含んで構成されていることが好ましい。
また、前記発電機構で発電された電力を蓄電する二次電池が設けられ、前記磁界遮蔽手段の磁界遮蔽部材は、前記二次電池のケースを含んで構成されていることが好ましい。
磁界遮蔽部材としては、磁界シールド用の部材を新たに設けて構成してもよいが、モータのコイルコアや二次電池のケース等の時計用部品を流用すれば、部品点数の増加を防ぐことができて受信アンテナと発電機とを近接させることが可能となるので省スペース化が図れ、部品コストを低減でき、生産性の低下も防止できる。
なお、ステッピングモータや二次電池においては、コイルコアやケースに前記磁束が流れてもモータの駆動や二次電池の動作に影響しないので問題は無い。
ここで、磁界遮蔽手段は、1つ以上のステッピングモータのみで構成されていてもよく、1つ以上の二次電池のみで構成されていてもよく、さらには、1つ以上のステッピングモータと1つ以上の二次電池とで構成されていてもよい。
そして、ステッピングモータや二次電池等の2つ以上の磁界遮蔽部材が設けられている場合には、これらの磁界遮蔽部材は、アンテナの発電コイル側にアンテナに沿って配置されていることが好ましい。
なお、ステッピングモータや二次電池においては、コイルコアやケースに前記磁束が流れてもモータの駆動や二次電池の動作に影響しないので問題は無い。
ここで、磁界遮蔽手段は、1つ以上のステッピングモータのみで構成されていてもよく、1つ以上の二次電池のみで構成されていてもよく、さらには、1つ以上のステッピングモータと1つ以上の二次電池とで構成されていてもよい。
そして、ステッピングモータや二次電池等の2つ以上の磁界遮蔽部材が設けられている場合には、これらの磁界遮蔽部材は、アンテナの発電コイル側にアンテナに沿って配置されていることが好ましい。
なお、アンテナのアンテナコアは時計体外部から時計体内部に侵入してくる外部磁界をステッピングモータの手前で遮蔽し、ステッピングモータに対してアンテナは磁界遮蔽部材として作用する。そして、アンテナにて前記外部磁界が遮蔽されることにより、ステッピングモータの誤作動を抑止することができる。
本発明の電子時計は、前記無線情報は時刻情報を含む標準電波であり、当該電子時計は、前記標準電波を受信して前記計時機構の時刻を修正する電波修正時計であることが好ましい。
このような構成によれば、無線情報の時刻コードを受信機構で受信して、受信した時刻コードに基づいて計時機構の時刻を修正するので、時刻情報として、例えば、長波標準電波を利用すれば、自動的に時刻を正確に修正する電波時計とすることができる。特に、標準電波は、比較的微弱な電波であるため、導電性材料からなる回転錘がアンテナに平面的に重なると、ほとんど受信できなくなるが、本発明では、アンテナが回転錘に対し平面的に重なることがないため、確実に受信できる。
なお、本発明の電子時計は、回転錘で発電するため、通常は腕時計や懐中時計等の利用者に携帯され、利用者の動作等によって回転錘による発電を行う携帯時計であることが好ましい。
なお、本発明の電子時計は、回転錘で発電するため、通常は腕時計や懐中時計等の利用者に携帯され、利用者の動作等によって回転錘による発電を行う携帯時計であることが好ましい。
本発明において、前記発電機構および前記計時機構を収納する非導電性部材で形成されたケース体と、前記回転錘の回転軸方向に交差する方向で前記ケース体の外部に突出する外部操作部とを備え、前記アンテナは前記外部操作部の側に配置されていることが好ましい。また、外部操作機構はケース体の胴部を貫通して設けられた金属性の巻真を有し、この巻真は前記アンテナの軸線の延長線上に位置していることが好ましい。
このような構成によれば、外部操作部の巻真によりアンテナの軸線に標準電波が誘導され、アンテナの鎖交磁束が大きくなるので、アンテナの受信感度を向上させることができる。
また、前記アンテナにて前記無線情報を受信する状態での前記回転錘は前記回転軌跡の前記アンテナから最も離隔する位置にあることが好ましい。時計を載置する場合には、ケース体から外部に突出した巻真を上方にした状態で載置することが多いと考えられる。巻真を上方にすると、回転錘は巻真とは反対位置の下方に移動する。従って、回転錘とアンテナとが最も離隔する状態で載置されることとなる。回転錘とアンテナとが離隔しているので、標準電波が回転錘に遮蔽されることなくアンテナに到達するので、アンテナでの受信感度を向上させることができる。特に、標準電波の受信時刻を午前2時などの深夜に設定する場合には、時計が載置された状態で標準電波の受信を行う可能性が高いので、載置した状態で回転錘とアンテナとが最も離隔する構成により、受信時におけるアンテナの受信感度を向上させることができる。
また、前記アンテナにて前記無線情報を受信する状態での前記回転錘は前記回転軌跡の前記アンテナから最も離隔する位置にあることが好ましい。時計を載置する場合には、ケース体から外部に突出した巻真を上方にした状態で載置することが多いと考えられる。巻真を上方にすると、回転錘は巻真とは反対位置の下方に移動する。従って、回転錘とアンテナとが最も離隔する状態で載置されることとなる。回転錘とアンテナとが離隔しているので、標準電波が回転錘に遮蔽されることなくアンテナに到達するので、アンテナでの受信感度を向上させることができる。特に、標準電波の受信時刻を午前2時などの深夜に設定する場合には、時計が載置された状態で標準電波の受信を行う可能性が高いので、載置した状態で回転錘とアンテナとが最も離隔する構成により、受信時におけるアンテナの受信感度を向上させることができる。
ここで、前記アンテナは、扁平形状の軸芯に巻かれたコイルを有するフラット形状であることが好ましい。このようなフラット型のアンテナであれば、アンテナと巻真とを同じ側に配設することができる。
本発明では、前記アンテナが、時計用ムーブメントの外周部に沿う形状に湾曲しているとともに前記ムーブメントの外周部に沿って配置されていることが好ましい。
このような構成によれば、アンテナがムーブメントに対して沿うので、外形上はムーブメントとアンテナとが連続的に一体化される。すると、ムーブメントからアンテナが突出することないので、全体として小型化されるとともにデザイン性が向上される。
ここで、前記アンテナは、軸芯となるアンテナコアおよび前記アンテナコアに巻きまわされたアンテナコイルを有し、前記アンテナコアは、薄板状のアモルファス金属を複数枚積層して形成されていることが好ましい。
このような構成によれば、アモルファス金属は比較的曲げやすく、フェライトなどに比べて湾曲させやすい。よって、アンテナをムーブメントの外周に沿って曲成可能となり、アンテナをムーブメントに沿わせることで、時計のデザイン性を向上させることができる。
ここで、前記アンテナは、軸芯となるアンテナコアおよび前記アンテナコアに巻きまわされたアンテナコイルを有し、前記アンテナコアは、薄板状のアモルファス金属を複数枚積層して形成されていることが好ましい。
このような構成によれば、アモルファス金属は比較的曲げやすく、フェライトなどに比べて湾曲させやすい。よって、アンテナをムーブメントの外周に沿って曲成可能となり、アンテナをムーブメントに沿わせることで、時計のデザイン性を向上させることができる。
あるいは、ムーブメントは、制御回路およびこの制御回路を搭載する絶縁部材で形成された回路受座を備え、前記アンテナは前記回路受座に搭載されていることが好ましい。
このような構成において、アンテナが回路受座に搭載されているので、同じく回路受座に搭載された制御回路にアンテナを近接して配置することができる。すると、回路配線を簡単にすることができるので、組み立て性を向上させることがでできる。
このような構成において、アンテナが回路受座に搭載されているので、同じく回路受座に搭載された制御回路にアンテナを近接して配置することができる。すると、回路配線を簡単にすることができるので、組み立て性を向上させることがでできる。
本発明の電子時計において、前記発電機構および前記計時機構を収納する非導電性部材で形成されたケース体を備え、前記アンテナの少なくとも一部は前記ケース体に埋設されていることが好ましい。ここで、ケース体を形成する非導電性部材としては合成樹脂やセラミック等が例示される。
このような構成によれば、合成樹脂で形成されたケース体は電磁波を遮蔽しないので、アンテナでの受信強度を確保することができる。合成樹脂の強度が金属に比べれば弱いところ、アンテナを合成樹脂に埋設することによりケース体の強度を補強することができる。また、アンテナを合成樹脂で保護することにより、アンテナの耐食性を向上させることができる。合成樹脂であれば、材料コストも低廉であり、また、射出成形によってアンテナを埋設しながら成形可能であるので、製造コストを削減することができる。
本発明の電子時計において、前記回転錘の回転軸とムーブメントの中心軸とは互いに偏心していることが好ましい。
ここで、回転錘の回転軸とムーブメントの中心軸とは互いに偏心しているとは、回転錘の回転軸の位置とムーブメントの中心位置とが異なっていることを意味する。
このような構成によれば、回転錘がムーブメントの中心を回転軸とする場合に比べて、電子時計に与えられる運動から回転錘に作用するトルクがより大きくなる。よって、回転錘の回転により生じる回転エネルギーが大きくなり、結果として発電機での発電性能が向上される。
また、回転錘の回転軸がムーブメントの中心に対して偏心していれば、回転錘の回転軌跡の半径方向外側にムーブメントの地板が残り、回転錘の回転軌跡の外側で地板上にアンテナを配置するスペースを設けることができる。すると、地板上にアンテナを配設できるので、アンテナ配置を含めて組み立てが容易となり製造効率を向上させることができる。
なお、地板は、合成樹脂、セラミック等の非導電性部材や、黄銅、金合金などの反磁性体材料により形成されていることが好ましい。
ここで、回転錘の回転中心と時刻を示す指針の回転中心とは異なることが好ましい。このような構成によれば、指針の指針軸と回転錘の回転軸とが重ならないので、時計を薄型化することができる。
このような構成によれば、回転錘がムーブメントの中心を回転軸とする場合に比べて、電子時計に与えられる運動から回転錘に作用するトルクがより大きくなる。よって、回転錘の回転により生じる回転エネルギーが大きくなり、結果として発電機での発電性能が向上される。
また、回転錘の回転軸がムーブメントの中心に対して偏心していれば、回転錘の回転軌跡の半径方向外側にムーブメントの地板が残り、回転錘の回転軌跡の外側で地板上にアンテナを配置するスペースを設けることができる。すると、地板上にアンテナを配設できるので、アンテナ配置を含めて組み立てが容易となり製造効率を向上させることができる。
なお、地板は、合成樹脂、セラミック等の非導電性部材や、黄銅、金合金などの反磁性体材料により形成されていることが好ましい。
ここで、回転錘の回転中心と時刻を示す指針の回転中心とは異なることが好ましい。このような構成によれば、指針の指針軸と回転錘の回転軸とが重ならないので、時計を薄型化することができる。
本発明の電子時計は、前記回転錘と前記アンテナとは、前記回転錘の回転軸方向に沿う方向で所定距離だけ離間していることが好ましい。
このような構成によれば、アンテナが回転錘の回転軌跡の外側に位置することに加えて、回転錘の回転軸方向でもアンテナと回転錘との間に距離があるので、回転錘の回転軸に交差する進行方向の電波でもアンテナで受信することができる。例えば、アンテナと回転錘とが、回転錘の回転軸に略直交する平面上で同一高さに配置されていると、回転錘の回転軸に交差して回転錘側からアンテナに向けて進行する電波はアンテナに到達する前に回転錘で遮蔽されてしまう。しかし、本発明によれば、回転錘の回転軸に交差して回転錘側から進行する電波が回転錘に遮蔽されずにアンテナに到達し、アンテナで標準電波を受信することができる。
ここで、両端面が開口した短筒形状のケース体の一端面に裏蓋が設けられ、他端面に文字板が設けられる場合には、回転錘は裏蓋側に配置され、アンテナは文字板側に配置されることが例示される。
このような構成によれば、アンテナと回転錘とを回転錘の回転軸に沿う方向で一定距離をもって配置することができ、回転錘で電波が遮蔽されずにアンテナで受信することができる。
このような構成によれば、アンテナと回転錘とを回転錘の回転軸に沿う方向で一定距離をもって配置することができ、回転錘で電波が遮蔽されずにアンテナで受信することができる。
なお、このとき、裏蓋は非導電性部材で形成されることが好ましい。そして、例えば、裏蓋を光透過性および絶縁性を有するサファイアガラス等の無機ガラスやポリカーボネート、アクリル樹脂等の有機ガラスで形成することが好ましい。
このような構成によれば、裏蓋によって電磁波が遮蔽されずにアンテナに到達するので、アンテナにて標準電波を良好に受信することができる。そして、裏蓋がガラスであれば、非導電性部材が電磁波を遮蔽しないことに加えて、光透過性により時計の内部構造を見せることで美観性を向上させることができる。
このような構成によれば、裏蓋によって電磁波が遮蔽されずにアンテナに到達するので、アンテナにて標準電波を良好に受信することができる。そして、裏蓋がガラスであれば、非導電性部材が電磁波を遮蔽しないことに加えて、光透過性により時計の内部構造を見せることで美観性を向上させることができる。
本発明の電子時計は、前記発電機構にて発電された電力を蓄電する蓄電機構と、前記蓄電機構に蓄電された電力により駆動される駆動機構と、前記駆動機構の駆動力により回動される時刻表示用の指針とを備えていることが好ましい。
このような構成によれば、回転錘の回転から発電機構で発電された電力が蓄電機構に蓄電される。蓄電された電力により駆動機構が駆動されて時刻表示用の指針が駆動される。そして、指針により計時機構で計時された現時刻が表示される。また、所定の送信所から送信される無線情報例えば時刻情報を含む標準電波をアンテナで受信して、この受信した時刻情報により計時機構で計時される時刻が修正される。そして、修正された時刻に従って指針位置が駆動機構により修正される。
本発明の電子時計は、前記回転錘の回転により生じる回転エネルギーを機械エネルギーとして蓄積する機械エネルギー蓄積機構と、前記機械エネルギー蓄積機構に蓄積された機械的エネルギーを前記発電機に伝達するとともに途中に時刻表示用の指針が結合されたエネルギー伝達機構と、前記発電機の回転周期を制御する回転制御機構とを備えていることが好ましい。
ここで、回転制御機構は、回転周期が一つのみに限定されず、複数種類の周期を切り換えて回転周期を制御できることが好ましい。
ここで、回転制御機構は、回転周期が一つのみに限定されず、複数種類の周期を切り換えて回転周期を制御できることが好ましい。
このような構成によれば、回転錘の回転にて生じたエネルギーが機械エネルギー蓄積機構に蓄積される。機械エネルギー蓄積機構に蓄積されたエネルギーはエネルギー伝達機構により指針に向けて伝達され、時刻表示が行われる。回転制御機構は、例えば計時機構で計時される時刻パルスにより発電機の回転周期を制御している。発電機はエネルギー伝達機構に繋がっており、回転制御機構で発電機の回転が制御されることで、機械エネルギー伝達機構から指針に伝達されるエネルギーの量やタイミングが制御される。すると、指針の回転が計時に合わせた一定周期となり、現時刻表示が行われる。また、複数種類の周期を制御すれば、クロノグラフ、タイマーなどの多機能表示を演出できる。そして、アンテナにて受信された無線情報に含まれる時刻情報に基づいて指針の位置が修正されることにより、正確な時刻表示が行われる。
ここで、前記発電機は、前記回転錘の回転による機械エネルギーにて回転されるとともに前記アンテナのアンテナコアを含む平面に略直交方向で所定間隔をもって対向配置された一対の回転子円板と、前記回転子円板の互いの対向面にそれぞれ対向配置された磁石と、前記回転子円板間に前記アンテナのアンテナコアを含む平面に略直交方向に軸線を有して配設された発電コイルと、を備えて構成されていることが好ましい。
このような構成によれば、発電機の発電コイルから発生する磁界がアンテナのアンテナコアに略直交する。よって、発電コイルからの磁束がアンテナのアンテナコアに沿わないこととなり、発電コイルからの磁界がアンテナに干渉しにくい。その結果、アンテナで無線情報を良好に受信することができる。
ここで、前記発電機はムーブメントの内側に配置され、前記アンテナはムーブメントの外周に配置されていることが好ましい。このような構成によれば、時計体の外部からの外部磁界がアンテナのアンテナコアで遮蔽されて、発電機に到達することがない。すると、耐磁性能が向上され、発電機の回転に外部磁界が影響することがなく、指針による時刻表示が正確に行われる。
ここで、導電性材料からなる腕時計用バンドを備え、時刻視認方向からの投影で前記アンテナと前記腕時計用バンドとの投影像は互いに離間していることが望ましい。
このような構成によれば、アンテナと腕時計用バンドとが重ならないので、アンテナに鎖交する無線電波を確保でき、アンテナの受信感度を高く維持することができる。腕時計用バンドが導電性材料であれば無線電波が時計用バンドにも引き寄せられてしまうが、時計用バンドとアンテナとが重なっていなければ、時計用バンドに無線電波が引き寄せられるとしてもアンテナの鎖交磁束に対する影響を小さくすることができる。
このような構成によれば、アンテナと腕時計用バンドとが重ならないので、アンテナに鎖交する無線電波を確保でき、アンテナの受信感度を高く維持することができる。腕時計用バンドが導電性材料であれば無線電波が時計用バンドにも引き寄せられてしまうが、時計用バンドとアンテナとが重なっていなければ、時計用バンドに無線電波が引き寄せられるとしてもアンテナの鎖交磁束に対する影響を小さくすることができる。
本発明の電子機器は、回転錘および前記回転錘の回転による機械的エネルギーを電気的エネルギーに変換する発電機を有する発電機構と、無線情報を受信するアンテナを有する受信機構とを備え、前記アンテナは、前記回転錘外周縁の回転軌跡よりも回転錘の半径方向外側に設けられていることが好ましい。
このような構成によれば、回転錘の回転によって生み出される機械的エネルギーを発電コイルによって電気的エネルギーに変換する。この発電機構で得られた電力で電子機器を駆動させることができる。無線情報をアンテナで受信して、例えば、この無線情報が時刻情報を含むものであれば、この時刻情報に基づいて時刻を表示し、無線情報がニュースであれば、このニュースを表示する。
アンテナは、回転錘の外周縁の回転軌跡よりも回転錘の半径方向外側に設けられるので、回転錘がどの位置にいても、アンテナと回転錘が平面的に重なることがない。よって、アンテナで無線情報を受信している際中に、回転錘が回転したとしても、無線情報が回転錘によって遮断されることがなく、アンテナで無線情報を受信することができる。
以上において、無線情報は時刻情報、ニュースに限られず、例えば、天気予報、電車の時刻表情報等の各種情報でもよい。
アンテナは、回転錘の外周縁の回転軌跡よりも回転錘の半径方向外側に設けられるので、回転錘がどの位置にいても、アンテナと回転錘が平面的に重なることがない。よって、アンテナで無線情報を受信している際中に、回転錘が回転したとしても、無線情報が回転錘によって遮断されることがなく、アンテナで無線情報を受信することができる。
以上において、無線情報は時刻情報、ニュースに限られず、例えば、天気予報、電車の時刻表情報等の各種情報でもよい。
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
(第1実施形態)
図1に、本発明の電子時計に係る第1実施形態として腕時計型の電波時計を示す。図1は、この電波時計の裏蓋をはずした状態の平面図である。図2は、図1の要部の断面図である。なお、図1中紙面上方を6時方向、図1中紙面下方を12時方向、図1中紙面右方向を3時方向とする。
電波時計1は、本体ケース7と、本体ケース7の内部に配設された時計用ムーブメント100と、無線情報として時刻情報を含んだ標準電波を受信するアンテナ6とを備えている。
(第1実施形態)
図1に、本発明の電子時計に係る第1実施形態として腕時計型の電波時計を示す。図1は、この電波時計の裏蓋をはずした状態の平面図である。図2は、図1の要部の断面図である。なお、図1中紙面上方を6時方向、図1中紙面下方を12時方向、図1中紙面右方向を3時方向とする。
電波時計1は、本体ケース7と、本体ケース7の内部に配設された時計用ムーブメント100と、無線情報として時刻情報を含んだ標準電波を受信するアンテナ6とを備えている。
本体ケース7は、略リング形状で、セラミック、合成樹脂等の非導電性材料や黄銅、金、金合金などの反磁性体材料から形成されている。本体ケース7の外周で互いに反対位置には、腕時計用バンド77を取り付ける取付部が形成されている。
この本体ケース7の一端面側には、時刻表示部76が設けられているとともに、時刻表示部76の外側から風防75として非導電性のガラス(サファイアガラスなど)が嵌設されている(図2参照)。時刻表示部76は、本体ケース7のリング内に取り付けられた文字板761と、文字板761上を回動する図示しない指針とを備えて構成されている。
略円形状の文字板761の背面と本体ケース7の内壁とにより、略円形状の凹部71が形成されている。凹部71は、時刻表示部76とは反対側に向けて開口しており、この凹部71に時計用ムーブメント100が配設されている。図2に示されるように、凹部71は、裏蓋74によって閉塞されている。なお、文字板761および裏蓋74は非導電性部材(セラミック、合成樹脂など)で形成されている部分があることが望ましい。
この本体ケース7の一端面側には、時刻表示部76が設けられているとともに、時刻表示部76の外側から風防75として非導電性のガラス(サファイアガラスなど)が嵌設されている(図2参照)。時刻表示部76は、本体ケース7のリング内に取り付けられた文字板761と、文字板761上を回動する図示しない指針とを備えて構成されている。
略円形状の文字板761の背面と本体ケース7の内壁とにより、略円形状の凹部71が形成されている。凹部71は、時刻表示部76とは反対側に向けて開口しており、この凹部71に時計用ムーブメント100が配設されている。図2に示されるように、凹部71は、裏蓋74によって閉塞されている。なお、文字板761および裏蓋74は非導電性部材(セラミック、合成樹脂など)で形成されている部分があることが望ましい。
本体ケース7には、図2中の断面図に示されるように、アンテナ6を収納する収納空間72が本体ケース7を中空状にくり貫いて形成されている。収納空間72と凹部71とは連通路によって連通されており、アンテナ6からの配線がムーブメント100に接続可能である。
本体ケース7の略3時側方向に外部操作機構73が設けられている。外部操作機構73としては、0段目、1段目、2段目の三段階で位置設定可能に設けられた竜頭731と、竜頭731を間にして互いに反対側に設けられた第1スイッチ732および第2スイッチ733とを備えて構成されている。
本体ケース7の略3時側方向に外部操作機構73が設けられている。外部操作機構73としては、0段目、1段目、2段目の三段階で位置設定可能に設けられた竜頭731と、竜頭731を間にして互いに反対側に設けられた第1スイッチ732および第2スイッチ733とを備えて構成されている。
時計用ムーブメント100は、発電機構としての発電装置2と、発電装置2で発電された電力を蓄電する二次電池3と、二次電池3を電源として駆動される駆動部4と、水晶振動子51や制御用IC52等が実装された回路ブロック5と、これらを挟持して一体化する地板81および輪列受け82とを備えて構成されている。
発電装置2は、半円形の板で回転中心がムーブメント100にボールベアリングを介して回転可能に支持された回転錘21と、この回転錘21の回転による機械的エネルギーを歯車列によって伝達する動力伝達部22と、この動力伝達部22によって伝達された動力によって発電する発電機とを備える。この発電機は、動力伝達部22により伝達された動力で回転される発電用ロータ23と、発電用ステータ24(パーマロイ材使用)および発電用コイル25とを備えた一般的な発電機である。
回転錘21は、回転中心と重心とが偏心した略半円形の導電性の部材で構成され、具体的には、図2に示されるように、回転軸部分を有する薄板状の腕部21Aと、この腕部21Aの外周部に固定された重錘部21Bとを備える。重錘部21Bは、タングステン合金や金合金等の比重の大きい材質から形成され、回転によって発電に十分なエネルギーを発生させる。腕部21Aと重錘部21Bとは一体成形されていてもよい。
発電用ロータ23は、2極以上の円形磁石等で構成される。
二次電池3は、従来知られた構成であり、そのケース(外缶)が強磁性体の金属で形成されている。ケース(外缶)を形成する強磁性体としては、例えば、SUS304などが用いられる。
発電用ロータ23は、2極以上の円形磁石等で構成される。
二次電池3は、従来知られた構成であり、そのケース(外缶)が強磁性体の金属で形成されている。ケース(外缶)を形成する強磁性体としては、例えば、SUS304などが用いられる。
駆動部4は、時刻表示部76の指針(不図示)を駆動するためのステッピングモータである指針駆動用モータ41と、この指針駆動用モータ41の動力を指針に伝達する輪列部42とを備えて構成されている。
指針駆動用モータ41は、棒状のコイルコア415に巻かれたモータ用コイル411と、このモータ用コイル411からの誘起磁界を伝達する板状のモータ用ステータ412と、モータ用ステータ412のステータ孔部分に回転自在に配置されて誘起磁界によって回転されるモータ用ロータ413とを備えて構成されている。モータ用ロータ413のロータ磁石414は、2極以上に着磁された希土類磁石を使用し、例えば、サマリウムコバルト系を用いることが望ましい。モータ用ロータ413は輪列部42に噛合されている。
指針駆動用モータ41の棒状のコイルコア415、板状のモータ用ステータ412は、パーマロイ材等の高透磁率部材によって形成されている。
輪列部42の歯車列の歯車軸は、主に炭素鋼やステンレス鋼などの鋼材によって形成されている。
指針駆動用モータ41は、棒状のコイルコア415に巻かれたモータ用コイル411と、このモータ用コイル411からの誘起磁界を伝達する板状のモータ用ステータ412と、モータ用ステータ412のステータ孔部分に回転自在に配置されて誘起磁界によって回転されるモータ用ロータ413とを備えて構成されている。モータ用ロータ413のロータ磁石414は、2極以上に着磁された希土類磁石を使用し、例えば、サマリウムコバルト系を用いることが望ましい。モータ用ロータ413は輪列部42に噛合されている。
指針駆動用モータ41の棒状のコイルコア415、板状のモータ用ステータ412は、パーマロイ材等の高透磁率部材によって形成されている。
輪列部42の歯車列の歯車軸は、主に炭素鋼やステンレス鋼などの鋼材によって形成されている。
回路ブロック5は、一定周期の発振を行う水晶振動子51と、制御用IC52等を備えて構成されている。
水晶振動子51としては、基準クロックを発振する計時用の水晶振動子511と、標準電波の周波数に同調する同調信号生成用の同調用水晶振動子512、513とが設けられている.同調用水晶振動子は、たとえば、日本国内では、60kHzの標準電波に同調するための水晶振動子513と、40kHzの標準電波に同調するための水晶振動子512との二つが設けられる。また、例えば、欧米では、60kHzの水晶振動子、77.5kHzの水晶振動子を用いる。
制御用IC(Integrated Circuit)52は、水晶振動子51からの周波数を分周して基準クロックを生成する分周回路や、基準クロックをカウントして時刻を計時する計時回路や、計時回路からの信号をもとに指針駆動用モータ41を制御する制御回路や、アンテナ6で受信した時刻情報を処理(増幅、復調)する受信回路などを備えて構成されている。制御用IC52は、可能な回路部分を共有化したり、アナログ回路ではなくコンピュータ等でソフト的に構成してもよい。ここで、水晶振動子51、分周回路および計時回路を備えて計時機構が構成されている。
水晶振動子51としては、基準クロックを発振する計時用の水晶振動子511と、標準電波の周波数に同調する同調信号生成用の同調用水晶振動子512、513とが設けられている.同調用水晶振動子は、たとえば、日本国内では、60kHzの標準電波に同調するための水晶振動子513と、40kHzの標準電波に同調するための水晶振動子512との二つが設けられる。また、例えば、欧米では、60kHzの水晶振動子、77.5kHzの水晶振動子を用いる。
制御用IC(Integrated Circuit)52は、水晶振動子51からの周波数を分周して基準クロックを生成する分周回路や、基準クロックをカウントして時刻を計時する計時回路や、計時回路からの信号をもとに指針駆動用モータ41を制御する制御回路や、アンテナ6で受信した時刻情報を処理(増幅、復調)する受信回路などを備えて構成されている。制御用IC52は、可能な回路部分を共有化したり、アナログ回路ではなくコンピュータ等でソフト的に構成してもよい。ここで、水晶振動子51、分周回路および計時回路を備えて計時機構が構成されている。
地板81は、略円板形状に形成された非導電性部材(たとえばプラスチックを使用)または反磁性体材料(たとえば黄銅を使用)であって、本体ケース7の凹部71に載置されるとともに文字板761上にネジ止めされている。そして、発電装置2、二次電池3、駆動部4、水晶振動子51および回路ブロック5は地板81上に載置されている。
輪列受け82は、裏蓋74側に設けられている。発電装置2、二次電池3、駆動部4、水晶振動子51および回路ブロック5は、地板81及び輪列受け82によって挟持されている。なお、輪列受け82は、地板81と同じ材質で構成されている。
輪列受け82は、裏蓋74側に設けられている。発電装置2、二次電池3、駆動部4、水晶振動子51および回路ブロック5は、地板81及び輪列受け82によって挟持されている。なお、輪列受け82は、地板81と同じ材質で構成されている。
アンテナ6は、フェライトからなる棒状のアンテナコア61と、このアンテナコア61に巻回されたアンテナコイル62とを備えて構成されている。アンテナ6は、本体ケース7の収納空間72に収納されている。アンテナ6で受信された時刻情報(無線情報)は制御用IC52の受信回路に出力されて、信号処理がなされる。ここに、アンテナ6と制御用IC52の受信回路とから受信機構が構成される。
なお、アンテナ6で受信する時刻情報としては、例えば、長波標準電波(JJY)などを利用できる。
なお、アンテナ6で受信する時刻情報としては、例えば、長波標準電波(JJY)などを利用できる。
次に、電波時計1の構成のレイアウトについて説明する。
アンテナ6は、回転錘21の外周縁の回転軌跡よりも回転錘21の半径方向外側に配置されている。換言すれば、アンテナ6は、回転中心Oから回転錘21の回転軌跡までの回転半径Rに対し、回転中心Oからアンテナ6の回転中心O側の内側面までの距離Lが大きくなるように配置されている。なお、本実施形態では、アンテナ6と回転錘21との間に寸法Wの隙間が生じるように、アンテナ6が配置されている。
電波時計1を裏蓋74側から平面的に見た場合、図1に示すように、アンテナ6は、アンテナ6の中心軸6Aつまりアンテナコア61の中心軸が発電用コイル25の中心軸25Aと略90度の角度θ1で交差するように配置されている。
アンテナ6は、回転錘21の外周縁の回転軌跡よりも回転錘21の半径方向外側に配置されている。換言すれば、アンテナ6は、回転中心Oから回転錘21の回転軌跡までの回転半径Rに対し、回転中心Oからアンテナ6の回転中心O側の内側面までの距離Lが大きくなるように配置されている。なお、本実施形態では、アンテナ6と回転錘21との間に寸法Wの隙間が生じるように、アンテナ6が配置されている。
電波時計1を裏蓋74側から平面的に見た場合、図1に示すように、アンテナ6は、アンテナ6の中心軸6Aつまりアンテナコア61の中心軸が発電用コイル25の中心軸25Aと略90度の角度θ1で交差するように配置されている。
また、時計用バンド77がSUS(ステンレス鋼)、チタン合金、金合金、真鍮などの導電性材料を含んで形成されている場合、アンテナ6と時計用バンド77とは平面的に重ならない位置関係に配設されていることが望ましい。このような構成において、腕時計用バンド77が導電性材料であれば標準電波が時計用バンド77にも引き寄せられてしまうが、時計用バンド77とアンテナ6とが重ならないので、時計用バンド77がアンテナ6の鎖交磁束に与える影響を小さくすることができる。
平面的な配置において、アンテナ6と発電用コイル25との間に、二次電池3および指針駆動用モータ41が配置されている。この二次電池3のケースおよびモータ41のコイルコア415は発電用コイル25から発生した磁束がアンテナ6に流れるのを抑止する磁界遮蔽部材として機能し、この2つの部材を含んで磁界遮蔽手段が構成されている。
すなわち、本実施形態では、磁界遮蔽手段は、主として二次電池3のケースおよびモータ41のコイルコア415で構成されるが、アンテナ6と発電用コイル25との間に配列される輪列部42や動力伝達部22などの歯車列および回転錘21などの金属製部品も磁界遮蔽手段に含まれる。
なお、磁界遮蔽部材(磁界遮蔽手段)がアンテナ6と発電用コイル25との間に配置されているとは、発電用コイル25で発生した磁界がアンテナ6を通って閉じる磁気回路に比べ、磁界遮蔽部材を通って閉じる磁気回路のほうの回路長が短くなることを意味する。すなわち、発電用コイル25の各両端と、アンテナ6の両端との間の距離よりも、二次電池3や指針駆動用モータ41で構成される磁界遮蔽手段の両端との間の距離のほうが近いことを意味する。
ここで、発電コイル25のコイルコア251(パーマロイ材を使用)の両端は、地板81の外周に沿って配置されることが望ましい。これにより、棒状のコイルコア251の総丈を長くできるから、コイルの巻数を多くでき、発電性能を向上させることができる。そして、アンテナ6と発電コイル25とは、略90度の角度θ1で交差されていると、コイルコア251の総丈が長くなっても受信時の誤動作を防止できる。
すなわち、本実施形態では、磁界遮蔽手段は、主として二次電池3のケースおよびモータ41のコイルコア415で構成されるが、アンテナ6と発電用コイル25との間に配列される輪列部42や動力伝達部22などの歯車列および回転錘21などの金属製部品も磁界遮蔽手段に含まれる。
なお、磁界遮蔽部材(磁界遮蔽手段)がアンテナ6と発電用コイル25との間に配置されているとは、発電用コイル25で発生した磁界がアンテナ6を通って閉じる磁気回路に比べ、磁界遮蔽部材を通って閉じる磁気回路のほうの回路長が短くなることを意味する。すなわち、発電用コイル25の各両端と、アンテナ6の両端との間の距離よりも、二次電池3や指針駆動用モータ41で構成される磁界遮蔽手段の両端との間の距離のほうが近いことを意味する。
ここで、発電コイル25のコイルコア251(パーマロイ材を使用)の両端は、地板81の外周に沿って配置されることが望ましい。これにより、棒状のコイルコア251の総丈を長くできるから、コイルの巻数を多くでき、発電性能を向上させることができる。そして、アンテナ6と発電コイル25とは、略90度の角度θ1で交差されていると、コイルコア251の総丈が長くなっても受信時の誤動作を防止できる。
このような構成において、電波時計1を腕に装着して腕を振ると、回転錘21が回転する。すると、回転錘21の回転による機械的エネルギーが動力伝達部22の歯車列を介して発電用ロータ23に伝達され、発電用ロータ23が回転される。発電用ロータ23が回転すると、発電用ステータ24に磁界の変動が生じ、この磁界の変動によって発電用コイル25に誘導電流が生じる。この誘導電流は二次電池3に蓄電される。この蓄電された電力によって、水晶振動子51や制御用IC52、指針駆動用モータ41が駆動される。
水晶振動子51に電圧が印加された際に出力される発振信号が制御用IC52上の分周回路で分周されて基準信号が生成され、この基準信号をもとに制御用IC52上の計時回路で時刻が計時されるとともに、指針駆動用モータ41が駆動され、モータ用ロータ43が回転される。モータ用ロータ43の回転は輪列部42によって指針に伝達され、時刻が表示される。
アンテナ6によって、時刻情報を受信すると、この時刻情報に基づいて制御用IC52上の計時回路で計時される時刻が修正され、この修正された時刻が指針によって示される。
アンテナ6によって、時刻情報を受信すると、この時刻情報に基づいて制御用IC52上の計時回路で計時される時刻が修正され、この修正された時刻が指針によって示される。
次に、この電波時計1の操作について説明する。
操作モードとしては、竜頭0段目での時刻表示モードと、竜頭1段目での時刻手動修正モードと、竜頭2段目での指針0位置修正モードとの三つのモードがある。
竜頭0段目の時刻表示モードにおいて、通常は現時刻表示が行われる。この状態で、第1スイッチ732を2秒以上押すと、標準電波の強制受信モードに移行し、標準電波の受信が行われる。受信が完了すると受信した時刻情報に従って時刻修正が行われ、その後、通常の運針に移行する。標準電波の受信に成功しなかった場合でも、通常の現時刻カウンタに従った運針に移行する。また、第2スイッチ733を押すと、受信確認モードに移行する。受信確認モードでは、直近の数時間以内に受信に成功していれば受信成功の合図として秒針が30秒位置(文字板761上で"6"を指す)に移動される。受信に成功していなければ、指針の運針が停止される。受信確認モードは5秒間行われ、その後通常の運針に移行する。
操作モードとしては、竜頭0段目での時刻表示モードと、竜頭1段目での時刻手動修正モードと、竜頭2段目での指針0位置修正モードとの三つのモードがある。
竜頭0段目の時刻表示モードにおいて、通常は現時刻表示が行われる。この状態で、第1スイッチ732を2秒以上押すと、標準電波の強制受信モードに移行し、標準電波の受信が行われる。受信が完了すると受信した時刻情報に従って時刻修正が行われ、その後、通常の運針に移行する。標準電波の受信に成功しなかった場合でも、通常の現時刻カウンタに従った運針に移行する。また、第2スイッチ733を押すと、受信確認モードに移行する。受信確認モードでは、直近の数時間以内に受信に成功していれば受信成功の合図として秒針が30秒位置(文字板761上で"6"を指す)に移動される。受信に成功していなければ、指針の運針が停止される。受信確認モードは5秒間行われ、その後通常の運針に移行する。
竜頭1段目の時刻手動修正モードにおいて、第1スイッチ732を一回押すと、秒針が一目盛り早送りされ、第1スイッチ732を所定時間継続して押すと、秒針が128Hzのパルスで早送りされる。第2スイッチ733を一回押すと、分針が一目盛り早送りされ、第2スイッチ733を所定時間継続して押すと、分針が128Hzのパルスで早送りされる。
竜頭2段目の指針0位置修正モードにおいて、第1スイッチ732を押すと、秒針が帰零される。また、第2スイッチ733を押すと、分針が帰零される。
竜頭2段目の指針0位置修正モードにおいて、第1スイッチ732を押すと、秒針が帰零される。また、第2スイッチ733を押すと、分針が帰零される。
このような構成における第1実施形態によれば次の効果を奏することができる。
(1)アンテナ6は、回転錘21の回転中心Oから回転錘21の回転半径R以上離隔して配置されているので、回転錘21が回転してどの位置にいても、回転錘21がアンテナ6に平面的に重なることはない。よって、回転錘21がどの位置にいても、アンテナ6に入射する時刻情報を遮断することはないので、回転錘21の位置にかかわらず、アンテナ6は時刻情報を受信することができる。すなわち、回転錘21を有する発電装置2で発電しながら、アンテナ6で時刻情報を受信することができる。
(1)アンテナ6は、回転錘21の回転中心Oから回転錘21の回転半径R以上離隔して配置されているので、回転錘21が回転してどの位置にいても、回転錘21がアンテナ6に平面的に重なることはない。よって、回転錘21がどの位置にいても、アンテナ6に入射する時刻情報を遮断することはないので、回転錘21の位置にかかわらず、アンテナ6は時刻情報を受信することができる。すなわち、回転錘21を有する発電装置2で発電しながら、アンテナ6で時刻情報を受信することができる。
(2)アンテナ6は、アンテナ6のアンテナコア61の中心軸6Aが発電用コイル25の中心軸25Aと略90度の角度θ1で交差するように配置されている。よって、アンテナ6で時刻情報を受信している最中に、回転錘21が回転して発電用ロータ23から磁界が発生しても、この磁界の磁束とアンテナ6のアンテナコイル62とが略直交しているため、磁界の磁束がアンテナ6に重畳しにくい。その結果、アンテナ6に対する発電用コイル25からの磁界の影響を低減することができて誤受信を無くすことができ、アンテナ6の受信感度も良好にできる。
(3)アンテナ6と発電用コイル25との間に、二次電池3や指針駆動用モータ41等の磁界遮蔽部材が配置されているので、発電用コイル25から発生する磁界の磁束は、アンテナ6に届く前に、二次電池3や指針駆動用モータ41等を通過して、再び発電用コイル25に戻る閉ループを形成しやすくなる。特に、指針駆動用モータ41のコイルコア415、モータ用ステータ412をパーマロイ材等の高透磁率材で形成したので、この高透磁率の媒体に磁束をより多く通過させ、アンテナ6の方へまわる磁束を減少させることができる。よって、発電用コイル25からの磁界がアンテナ6に届きにくくなるので、アンテナ6に対する発電用コイル25からの磁界の影響を低減し、アンテナ6の受信感度をより一層良好にすることができる。なお、動力伝達部22、輪列部42、回転錘21などの歯車の軸は、炭素鋼やステンレス鋼などの鋼材によって形成されているので、このような鋼材によっても発電用コイル25からの磁界がアンテナ6に届かないように遮蔽することができる。
これらの磁界遮蔽部材は、電波時計1の部品として機能するものであり、磁界遮蔽用の新たな部品を組み込む必要が無く、アンテナ6、二次電池3、指針駆動用モータ41、発電コイル25の平面的なレイアウトを調整するだけでよいため、部品点数の増加を抑え、コスト増や生産性の低下を防止できる。
これらの磁界遮蔽部材は、電波時計1の部品として機能するものであり、磁界遮蔽用の新たな部品を組み込む必要が無く、アンテナ6、二次電池3、指針駆動用モータ41、発電コイル25の平面的なレイアウトを調整するだけでよいため、部品点数の増加を抑え、コスト増や生産性の低下を防止できる。
(4)アンテナコア61は磁性体であるフェライトで形成されているので、外部から電波時計1に侵入してくる磁界はアンテナコア61に引き寄せられて電波時計1の内部までは侵入しない。よって、外部からの磁界が指針駆動用モータ41の磁気回路内部まで侵入するのを抑止し、指針駆動用モータ41が外部磁界によって誤作動するのを防止することができる。
(5)磁界遮蔽部材によって、発電用コイル25からの磁界がアンテナ6に届きにくくなるので、アンテナ6のアンテナコア61の磁歪(磁気ひずみ)を抑えることができる。よって、磁歪によるアンテナ6の内部破壊促進を抑えることができ、アンテナ6の寿命を延ばすことができる。
磁歪によって生じるアンテナコア61の伸縮が抑止できるので、アンテナコイル62の表面に施されている電気的絶縁被覆膜とアンテナコア61との擦れを防ぐことができる。よって、アンテナコイル62とアンテナコア61との電気的な絶縁状態を長く維持することができる。
磁歪によって生じるアンテナコア61の伸縮が抑止できるので、アンテナコイル62の表面に施されている電気的絶縁被覆膜とアンテナコア61との擦れを防ぐことができる。よって、アンテナコイル62とアンテナコア61との電気的な絶縁状態を長く維持することができる。
(第2実施形態)
図3に本発明の電子時計に係る第2実施形態としての電波時計1を示す。この電波時計1は、基本的構成は第1実施形態と同様であり、第2実施形態が第1実施形態と異なるのは、アンテナ6、二次電池3、発電用コイル25、モータ用コイル411の配置である。
本実施形態では、アンテナ6と発電用コイル25とは、回転錘21の回転中心Oを挟んで互いに対向して配置されている。そして、電波時計1の構成上、アンテナ6と発電用コイル25とは、互いに最も離れた位置に配置されていることがより好ましい。
図3に本発明の電子時計に係る第2実施形態としての電波時計1を示す。この電波時計1は、基本的構成は第1実施形態と同様であり、第2実施形態が第1実施形態と異なるのは、アンテナ6、二次電池3、発電用コイル25、モータ用コイル411の配置である。
本実施形態では、アンテナ6と発電用コイル25とは、回転錘21の回転中心Oを挟んで互いに対向して配置されている。そして、電波時計1の構成上、アンテナ6と発電用コイル25とは、互いに最も離れた位置に配置されていることがより好ましい。
発電用コイル25とアンテナ6との間には、二次電池3と指針駆動用モータ41とが配置されている。このモータ用コイル411のコイルコア415と二次電池3のケースを含んで磁界遮蔽手段が構成されている。磁界遮蔽手段は、主としてモータ用コイル411のコイルコア415と二次電池3のケースで構成されるが、アンテナ6と発電用コイル25との間に配列される輪列部42や動力伝達部22などの歯車列および回転錘21などの金属製部品も磁界遮蔽手段として含まれる。このため、発電用コイル25で発生する磁界の磁気回路は、アンテナ6を通らずに、モータ用コイル411のコイルコア415、二次電池3、歯車列等を通して閉じるように形成される。
ここで、発電用コイル25のコイルコア251は棒状となっており、そのコイルコア251の両端は、地板81の外周縁に沿って配置されていることが望ましい。これによって、アンテナ6と発電用コイル25が、回転錘21の回転中心Oを挟んで互いに反対側で、その構成上最も離れた位置に配置されていることになる。また、発電用コイル25のコイルコア251は棒状となっており、そのコイルコア251の両端は、地板81の外周縁に沿って配置されているので、発電コイル25の巻数を増やすことが可能となって、発電性能を向上させることができる。さらに、発電性能向上を図るためには、発電コイル25は、地板の外周形状に沿って巻かれていてもよい。
ちなみに、アンテナ6が回転錘21の回転軌跡の径方向外側に配置されている点は前記第1実施形態と同じである。
ここで、発電用コイル25のコイルコア251は棒状となっており、そのコイルコア251の両端は、地板81の外周縁に沿って配置されていることが望ましい。これによって、アンテナ6と発電用コイル25が、回転錘21の回転中心Oを挟んで互いに反対側で、その構成上最も離れた位置に配置されていることになる。また、発電用コイル25のコイルコア251は棒状となっており、そのコイルコア251の両端は、地板81の外周縁に沿って配置されているので、発電コイル25の巻数を増やすことが可能となって、発電性能を向上させることができる。さらに、発電性能向上を図るためには、発電コイル25は、地板の外周形状に沿って巻かれていてもよい。
ちなみに、アンテナ6が回転錘21の回転軌跡の径方向外側に配置されている点は前記第1実施形態と同じである。
このような構成によれば、第1実施形態の効果(1)、(3)、(4)、(5)と同様の効果に加えて次の効果を奏することができる。
(6)アンテナ6と発電用コイル25が、回転錘21の回転中心Oを挟んで互いに反対側で、その構成上最も離れた位置に配置されているので、発電用コイル25から発生された磁界がアンテナ6に届きにくい。このため、アンテナ6での受信時にコイル25からの磁界の影響を受けにくくできて誤受信も抑えることができる。
(6)アンテナ6と発電用コイル25が、回転錘21の回転中心Oを挟んで互いに反対側で、その構成上最も離れた位置に配置されているので、発電用コイル25から発生された磁界がアンテナ6に届きにくい。このため、アンテナ6での受信時にコイル25からの磁界の影響を受けにくくできて誤受信も抑えることができる。
(第3実施形態)
図4に、本発明の電子時計にかかる第3実施形態としての電波時計1を示す。この電波時計1は、基本的構成は第2実施形態と同様であり、第3実施形態が第2実施形態と異なるのは、次の点である。
すなわち、第2実施形態では、二次電池3は1つしか設けられていなかったが、本実施形態では、2つの二次電池3a、3bが設けられている。そして、発電用コイル25とアンテナ6との間には、2つの二次電池3a、3bと、指針駆動用モータ41とが配置されている。
図4に、本発明の電子時計にかかる第3実施形態としての電波時計1を示す。この電波時計1は、基本的構成は第2実施形態と同様であり、第3実施形態が第2実施形態と異なるのは、次の点である。
すなわち、第2実施形態では、二次電池3は1つしか設けられていなかったが、本実施形態では、2つの二次電池3a、3bが設けられている。そして、発電用コイル25とアンテナ6との間には、2つの二次電池3a、3bと、指針駆動用モータ41とが配置されている。
従って、磁界遮蔽手段は、主としてモータ用コイル411のコイルコア415と、二次電池3a、3bの各ケースとで構成されるが、アンテナ6と発電用コイル25との間に配列される輪列部42や動力伝達部22などの歯車列および回転錘21などの金属製部品も磁界遮蔽手段として含まれる点は前記実施形態と同じである。このため、発電用コイル25で発生する磁界の磁気回路は、アンテナ6を通らずに、モータ用コイル411のコイルコア415、二次電池3a、3b、歯車列等を通して閉じるように形成される。
このような構成によれば、上記実施形態の効果(1)、(3)、(4)、(5)、(6)と同様の効果に加えて次の効果を奏することができる。
(7)アンテナ6と発電用コイル25との間に、2つの二次電池3a、3bとモータ用コイル411とが配置されているので、磁界遮蔽手段の全長を前記各実施形態よりも長くでき、発電用コイル25から発生する磁界の磁束が、二次電池3a、3bおよびモータ用コイル411を通過して、再び発電用コイル25に戻る閉ループをより一層形成しやすくなる。よって、磁界遮蔽手段による磁界シールド効果を向上でき、アンテナ6に対する発電用コイル25からの磁界の影響をより一層低減することができる。
(7)アンテナ6と発電用コイル25との間に、2つの二次電池3a、3bとモータ用コイル411とが配置されているので、磁界遮蔽手段の全長を前記各実施形態よりも長くでき、発電用コイル25から発生する磁界の磁束が、二次電池3a、3bおよびモータ用コイル411を通過して、再び発電用コイル25に戻る閉ループをより一層形成しやすくなる。よって、磁界遮蔽手段による磁界シールド効果を向上でき、アンテナ6に対する発電用コイル25からの磁界の影響をより一層低減することができる。
(第4実施形態)
図5に、本発明の電子時計にかかる第4実施形態としての電波時計1を示す。図6に、図5中VI-VI線での断面図を示す。この電波時計1は、基本的構成は第2実施形態と同様であり、第4実施形態が第2実施形態と異なるのは、次の点である。
すなわち、第2実施形態では、指針駆動用モータ41は1つしか設けられていなかったが、本実施形態では、2つの指針駆動用モータ41a、41bを設けている。
発電用コイル25とアンテナ6との間には、二次電池3と2つの指針駆動用モータ41a、41bとが配置されている。指針駆動用モータ41a、41bはそれぞれ秒針駆動用のモータと時分針駆動用のモータである。
二次電池3は、アンテナ6に隣接して配置されているが、二次電池3はアンテナ6の両端部ではなくアンテナ6の長手の辺に対して隣接して配置されている。
磁界遮蔽手段は、主としてモータ用コイル411a、411bの各コイルコア415a,415bと二次電池3のケースで構成されるが、アンテナ6と発電用コイル25との間に配列される輪列部42や動力伝達部22などの歯車列および回転錘21などの金属製部品も磁界遮蔽手段として含まれる点は前記実施形態と同じである。
図5に、本発明の電子時計にかかる第4実施形態としての電波時計1を示す。図6に、図5中VI-VI線での断面図を示す。この電波時計1は、基本的構成は第2実施形態と同様であり、第4実施形態が第2実施形態と異なるのは、次の点である。
すなわち、第2実施形態では、指針駆動用モータ41は1つしか設けられていなかったが、本実施形態では、2つの指針駆動用モータ41a、41bを設けている。
発電用コイル25とアンテナ6との間には、二次電池3と2つの指針駆動用モータ41a、41bとが配置されている。指針駆動用モータ41a、41bはそれぞれ秒針駆動用のモータと時分針駆動用のモータである。
二次電池3は、アンテナ6に隣接して配置されているが、二次電池3はアンテナ6の両端部ではなくアンテナ6の長手の辺に対して隣接して配置されている。
磁界遮蔽手段は、主としてモータ用コイル411a、411bの各コイルコア415a,415bと二次電池3のケースで構成されるが、アンテナ6と発電用コイル25との間に配列される輪列部42や動力伝達部22などの歯車列および回転錘21などの金属製部品も磁界遮蔽手段として含まれる点は前記実施形態と同じである。
図7に、発電装置2で発電された電力を二次電池3に蓄電する回路9を示す。
この回路9は、発電機の発電コイル25と、発電コイル25で発電された電流を整流する整流回路91と、整流された電力を蓄電する二次電池3と、発電コイル25と整流回路91との間に設けられ二次電池3の過充電を防止する過充電防止回路92とを備えて構成されている。さらに、二次電池3に対して二次電池3に蓄電された電力にて駆動され現時刻カウンタおよびモータドライバ等を含む時計回路が接続され、時計回路には、指針駆動用モータ41a、41bが接続されている。
この回路9は、発電機の発電コイル25と、発電コイル25で発電された電流を整流する整流回路91と、整流された電力を蓄電する二次電池3と、発電コイル25と整流回路91との間に設けられ二次電池3の過充電を防止する過充電防止回路92とを備えて構成されている。さらに、二次電池3に対して二次電池3に蓄電された電力にて駆動され現時刻カウンタおよびモータドライバ等を含む時計回路が接続され、時計回路には、指針駆動用モータ41a、41bが接続されている。
整流回路91は、発電コイル25に対して接続されたブリッジ回路で構成されている。ブリッジ回路は、四つのダイオード911が矩形状に直列に接続されたものであり、矩形の対角線を境にして一方側と他方側とがそれぞれ発電コイル25に接続されている。整流回路91によって発電コイル25で発電された電流が全波整流され、整流された電力は二次電池3に充電される。
過充電防止回路92は、順方向を互いに逆向きにして直列に接続された二つのダイオード912と、二つのダイオード912のうち一方に並列に設けられたリミッタスイッチ手段913とを備えて構成されている。
リミッタスイッチ手段913は、たとえば、電界効果型トランジスタ(MOS−FET)を有して構成されている。リミッタスイッチ手段913は、通常はOFF状態となり発電コイル25で発電された電流を整流回路に流すが、二次電池3の蓄電電圧がしきい値以上になるとスイッチがON状態になり、発電コイル25の両端をショートさせる。
また、アンテナ6で標準電波を受信する際には、リミッタスイッチ手段913はON状態になり、発電コイル25の両端をショートさせる。発電コイル25の両端がショートされることにより、二次電池3への充電が停止される。
リミッタスイッチ手段913は、たとえば、電界効果型トランジスタ(MOS−FET)を有して構成されている。リミッタスイッチ手段913は、通常はOFF状態となり発電コイル25で発電された電流を整流回路に流すが、二次電池3の蓄電電圧がしきい値以上になるとスイッチがON状態になり、発電コイル25の両端をショートさせる。
また、アンテナ6で標準電波を受信する際には、リミッタスイッチ手段913はON状態になり、発電コイル25の両端をショートさせる。発電コイル25の両端がショートされることにより、二次電池3への充電が停止される。
このような構成によれば、上記実施形態の効果(1)、(3)、(4)、(5)、(6)と同様の効果に加えて次の効果を奏することができる。
(8)アンテナ6と発電用コイル25との間に、二次電池3とモータ用コイル411a、411bが配置されているので、磁界遮蔽手段の全長を前記各実施形態よりも長くでき、発電用コイル25から発生する磁界の磁束が、二次電池3およびモータ用コイル411a、411bのコイルコア415a,415bを通過して、再び発電用コイル25に戻る閉ループを形成しやすくなる。よって、磁界遮蔽手段による磁界シールド効果を向上でき、アンテナ6に対する発電用コイル25からの磁界の影響をより一層低減することができる。特に、各コイルコア415a,415bは二次電池に比べて長さが大きいため、第3実施形態の2つの二次電池3a、3bと1つのモータ41を設けた場合よりも、本実施形態の磁界遮蔽手段のほうが全長を大きくできるため、磁界シールド効果もより一層向上できる。
(8)アンテナ6と発電用コイル25との間に、二次電池3とモータ用コイル411a、411bが配置されているので、磁界遮蔽手段の全長を前記各実施形態よりも長くでき、発電用コイル25から発生する磁界の磁束が、二次電池3およびモータ用コイル411a、411bのコイルコア415a,415bを通過して、再び発電用コイル25に戻る閉ループを形成しやすくなる。よって、磁界遮蔽手段による磁界シールド効果を向上でき、アンテナ6に対する発電用コイル25からの磁界の影響をより一層低減することができる。特に、各コイルコア415a,415bは二次電池に比べて長さが大きいため、第3実施形態の2つの二次電池3a、3bと1つのモータ41を設けた場合よりも、本実施形態の磁界遮蔽手段のほうが全長を大きくできるため、磁界シールド効果もより一層向上できる。
(9)過充電防止回路92にリミッタスイッチ手段913が設けられ、アンテナ6で標準電波を受信する最中には、リミッタスイッチ手段913がON状態になって二次電池3の充電が停止される。二次電池3を充電すると電池の電界変化により磁界が生じ、この磁界がアンテナ6での電波受信に影響を与えることが考えられるが、アンテナ6で受信中には二次電池3の充電が停止されるので、二次電池3からの磁界が電波受信に影響するのを防止してアンテナ6の受信感度を向上させることができる。二次電池3がアンテナ6の電波受信に影響しないことから、二次電池3を図6に示すように、アンテナ6に近接させることができるなどレイアウトの自由度が向上する。そして、二次電池3をアンテナ6の近傍に配設することにより、二次電池で磁界遮蔽手段を構成することができる。なお、アンテナ6での電波受信時間は、1日に数分から数十分程度であり、この間だけ充電を停止するとしても、二次電池の充電量に影響を与えることはほとんどない。
(10)二次電池3は、アンテナ6の端部ではなく長手の辺に隣接している。アンテナ6の端部に二次電池が位置していると、アンテナ6への鎖交磁束が二次電池3の外缶の方に引き寄せられてしまい、アンテナ6の鎖交磁束が減少してしまうこととなる。しかし、二次電池3はアンテナ6の端部ではなく長手の辺に隣接しているので、アンテナ6の鎖交磁束には影響することなく発電機からの磁界を遮蔽することができる。
なお、二次電池3をアンテナ6の長手の辺に隣接させる場合、アンテナ6の中央部側に位置していることが好ましい。二次電池3がアンテナ6の中央部側に位置した方が、アンテナ6の鎖交磁束への影響を少なくすることができる。例えば、図5に比べて、図1に示すように二次電池3がアンテナ6の中央部によって配設されている方が、二次電池3からアンテナ6の鎖交磁束への影響を低減することができる。
なお、二次電池3をアンテナ6の長手の辺に隣接させる場合、アンテナ6の中央部側に位置していることが好ましい。二次電池3がアンテナ6の中央部側に位置した方が、アンテナ6の鎖交磁束への影響を少なくすることができる。例えば、図5に比べて、図1に示すように二次電池3がアンテナ6の中央部によって配設されている方が、二次電池3からアンテナ6の鎖交磁束への影響を低減することができる。
(第5実施形態)
図8に、本発明の電子時計にかかる第5実施形態としての電波時計1を示す。
この電波時計1は、アンテナ6が回転錘21の回転軌跡の径方向外側に配置されている点は、前記各実施形態と同様であるが、発電装置2と駆動部4の具体的構成が相違する。
発電装置2は、2つの発電機28と、この発電機28を駆動する回転錘21と、回転錘21の動力を各発電機28に伝達する2組の動力伝達部22と、外部から回転操作可能に設けられたリューズ731の巻真26と、巻真26の回転を各発電機28に伝達する2組の輪列27とを備えて構成されている。
図8に、本発明の電子時計にかかる第5実施形態としての電波時計1を示す。
この電波時計1は、アンテナ6が回転錘21の回転軌跡の径方向外側に配置されている点は、前記各実施形態と同様であるが、発電装置2と駆動部4の具体的構成が相違する。
発電装置2は、2つの発電機28と、この発電機28を駆動する回転錘21と、回転錘21の動力を各発電機28に伝達する2組の動力伝達部22と、外部から回転操作可能に設けられたリューズ731の巻真26と、巻真26の回転を各発電機28に伝達する2組の輪列27とを備えて構成されている。
発電機28は、図9の断面図に示されるように動力伝達部22や輪列27によって伝達される回転(機械的エネルギー)によって回転されるとともに、所定間隔を有しかつ同軸心に設けられた一対の回転子円板281、282と、この回転子円板281、282に90度間隔で4点に対向して設けられた磁石284と、回転子円板281、282の間に配置された3つのコイル285とを備えて構成されている。
回転子円板281、282の回転軸、コイル285の中心軸方向は、図8の紙面直交方向である。すなわち、コイル285の軸方向は、アンテナ6のアンテナコア61を含む平面に対して略直交する方向である。
回転子円板281、282の回転軸、コイル285の中心軸方向は、図8の紙面直交方向である。すなわち、コイル285の軸方向は、アンテナ6のアンテナコア61を含む平面に対して略直交する方向である。
駆動部4は、多極モータ43で構成されている。この多極モータ43は、多極モータ用コイル431と、モータ用コイル431からの磁界を伝達する多極モータ用ステータ432と、多極モータ用ステータ432のステータ孔に回転自在に設けられた多極モータ用ロータ433とを備えて構成されている。多極モータ用ロータ433の外周には多極の磁石が形成されている。多極モータ用ステータ432には、多極モータ用ロータ433に向かって多数の歯が形成されている。多極モータ用ロータ433の回転軸には時刻を表示する指針が設けられている。
このような構成において、回転錘21が回転するかまたは巻真26が手巻き操作によって回転すると、動力伝達部22または輪列27によって動力が伝達され、発電機28の回転子円板281、282が回転される。回転子円板281、282の回転とともに、磁石284が回転されると、コイル285を貫く磁束密度が変化されるので、コイル285に電流が発生する。
多極モータ用コイル431に指針駆動のパルスが出力されると磁界が発生する。この磁界が多極モータ用ステータ432を介して多極モータ用ロータ433に作用して、多極モータ用ロータ433がステップ回転され、指針がステップ駆動される。
多極モータ用コイル431に指針駆動のパルスが出力されると磁界が発生する。この磁界が多極モータ用ステータ432を介して多極モータ用ロータ433に作用して、多極モータ用ロータ433がステップ回転され、指針がステップ駆動される。
このような第5実施形態によれば、上記実施形態の効果(1)、(3)、(4)、(5)と同様の効果に加えて次の効果を奏することができる。
(11)発電機28のコイル285はアンテナ6のアンテナコア61を含む面に対して略直交しているので、発電機28の発電コイル285から発生する磁界の磁束に対して、アンテナ6が直交する。よって、アンテナ6が発電機28の発電コイル285からの磁界の磁束線に沿わないので、発電機28の発電コイル285からの磁界がアンテナ6に干渉し難くなり、アンテナ6に対するコイル285からの磁界の影響を低減できるため、アンテナ6の受信感度を良好にすることができる。
(11)発電機28のコイル285はアンテナ6のアンテナコア61を含む面に対して略直交しているので、発電機28の発電コイル285から発生する磁界の磁束に対して、アンテナ6が直交する。よって、アンテナ6が発電機28の発電コイル285からの磁界の磁束線に沿わないので、発電機28の発電コイル285からの磁界がアンテナ6に干渉し難くなり、アンテナ6に対するコイル285からの磁界の影響を低減できるため、アンテナ6の受信感度を良好にすることができる。
(12)アンテナ6に対して発電機28の発電コイル285から発生する磁界の磁束が干渉しにくいので、アンテナ6に対する磁歪作用を抑止することができる。よって、第1実施形態の効果(5)と同様の効果を奏することができる。つまり、磁歪によるアンテナ6の内部破壊促進を抑えることができ、また、アンテナコイル62とアンテナコア61との電気的な絶縁状態を長く維持することができる。
(第6実施形態)
図10に、本発明の電子時計にかかる第6実施形態としての電波時計1を示す。図10は、第6実施形態の部分断面図である。
この電波時計1は、基本的構成は第1実施形態と同様であり、第6実施形態が第1実施形態と異なるのは、次の点である。
電波時計1は、本体ケース7と、本体ケース7の内部に配設された時計用ムーブメント100と、無線情報として時刻情報を含んだ標準電波を受信するアンテナ6とを備えている。
図10に、本発明の電子時計にかかる第6実施形態としての電波時計1を示す。図10は、第6実施形態の部分断面図である。
この電波時計1は、基本的構成は第1実施形態と同様であり、第6実施形態が第1実施形態と異なるのは、次の点である。
電波時計1は、本体ケース7と、本体ケース7の内部に配設された時計用ムーブメント100と、無線情報として時刻情報を含んだ標準電波を受信するアンテナ6とを備えている。
本体ケース7は、略リング形状で、非磁性体である合成樹脂から形成されている。この本体ケース7の一端面側には、本体ケース7のリング内に取り付けられた文字板761と、文字板761よりも外側から本体ケース7に嵌設された風防ガラス75とが設けられている。また、本体ケース7の他端面側には、裏蓋74が設けられている。
そして、文字板761は合成樹脂、セラミック等の非導電性材料または黄銅などの反磁性体材料で形成されており、裏蓋74は非導電性のガラスで形成されている。
そして、文字板761は合成樹脂、セラミック等の非導電性材料または黄銅などの反磁性体材料で形成されており、裏蓋74は非導電性のガラスで形成されている。
アンテナ6は、第1実施形態と同様に本体ケース7内に設けられているが、アンテナ6は、本体ケース7の合成樹脂に埋設されそのアンテナ外周面がすべて被覆されている。アンテナ6を本体ケース7に埋設する際には、アンテナ6を所定位置にセットした状態で射出成形にて本体ケース7を成形することが例示される。合成樹脂としては、ポリカーボネート、ABS(アクリロニトリル‐ブタジエン‐スチレン樹脂)などが使用される。
このような構成によれば、上記実施形態の効果(1)(3)(4)(5)に加えて、次の効果を奏することができる。
(13)本体ケース7が合成樹脂で形成されているので、金属などと違って電磁波を遮蔽することがない。裏蓋74も非導電性材料からなるガラスで形成されているので、電磁波を遮蔽することがない。従ってアンテナ6の受信感度を向上させることができる。
(13)本体ケース7が合成樹脂で形成されているので、金属などと違って電磁波を遮蔽することがない。裏蓋74も非導電性材料からなるガラスで形成されているので、電磁波を遮蔽することがない。従ってアンテナ6の受信感度を向上させることができる。
(14)裏蓋74が非導電性材料のガラスであるので、アンテナ6に流れこむ電磁界を遮蔽しないことに加えて、内部を見せるシースルー構造とすることができ美観性を向上させることができる。
(15)合成樹脂の本体ケース7にアンテナ6を埋設するので、アンテナコア61の剛性により本体ケース7の強度を高めることができる。また、アンテナ6を合成樹脂に埋設することにより、アンテナ6のコイルやコア等の金属を腐食などから保護してアンテナ6の耐食性を向上させ、さらに電気絶縁性を向上させることができる。さらに、永年使用した場合、発電機構の増速輪列等から発生する金属の磨耗粉がアンテナ6の外周部表面に少しずつ付着されて、受信感度が徐々に低下するといった不具合を防止できる。すなわち、アンテナ6と回転錘21との距離のみならず、アンテナ6と金属の磨耗粉との距離も一定に保たれるので、長期間にわたる受信感度が保障される。
(15)合成樹脂の本体ケース7にアンテナ6を埋設するので、アンテナコア61の剛性により本体ケース7の強度を高めることができる。また、アンテナ6を合成樹脂に埋設することにより、アンテナ6のコイルやコア等の金属を腐食などから保護してアンテナ6の耐食性を向上させ、さらに電気絶縁性を向上させることができる。さらに、永年使用した場合、発電機構の増速輪列等から発生する金属の磨耗粉がアンテナ6の外周部表面に少しずつ付着されて、受信感度が徐々に低下するといった不具合を防止できる。すなわち、アンテナ6と回転錘21との距離のみならず、アンテナ6と金属の磨耗粉との距離も一定に保たれるので、長期間にわたる受信感度が保障される。
(第7実施形態)
次に、本発明の第7実施形態について、図11、図12、図13を参照して説明する。図11に、第7実施形態の平面図を示し、図12に第7実施形態の要部の部分断面図を示し、図13にアンテナ6の断面図を示す。
第7実施形態の基本的構成は、上記実施形態と同様であるが、アンテナ6の形状および配置に特徴を有する。
次に、本発明の第7実施形態について、図11、図12、図13を参照して説明する。図11に、第7実施形態の平面図を示し、図12に第7実施形態の要部の部分断面図を示し、図13にアンテナ6の断面図を示す。
第7実施形態の基本的構成は、上記実施形態と同様であるが、アンテナ6の形状および配置に特徴を有する。
アンテナ6は、アンテナコア61と、アンテナコア61に巻きまわされたアンテナコイル62とを備えて構成されている。アンテナコア61は、図13に示されるように、0.01mm〜0.05mm程度の厚さからなる薄板状で長細いアモルファス金属板611を複数枚積層されている。アモルファス金属板611の材質としては、たとえば、Co50wt%以上のアモルファス金属で構成される。ここで、アモルファス金属板611の厚みが0.05mmより厚くなると、板圧中央部は迅速な冷却を行うことが困難なため、金属はアモルファス化させることなく結晶化されてしまう。すなわち、アモルファス金属を製造するには、金属が結晶化される以前に、迅速な冷却作業を行う必要があり、そのためには、金属の厚みを薄くしなくてはならない。また、アモルファス金属板611の厚みが0.01mmより薄くなると、組立作業等において、アモルファス金属板611の強度が弱くなって変形しやすくなるので、部品の位置決め作業や部品の取扱作業等が非常にやりにくくなる。
アモルファス金属板611の厚みは総て略同程度であるが、積層方向で上方および下方に積層されるアモルファス金属板611の幅は、中央に積層されるアモルファス金属板611に比べてしだいに幅狭に形成されている。アモルファス金属板611同士は、互いにエポキシ系樹脂などの絶縁性の接着材によって接着されている。そして、積層されたアンテナコア61の断面形状は略楕円形状になっている。また、アンテナコア61の長さは、地板81の円周長の略半分程度である。
アモルファス金属板611の厚みは総て略同程度であるが、積層方向で上方および下方に積層されるアモルファス金属板611の幅は、中央に積層されるアモルファス金属板611に比べてしだいに幅狭に形成されている。アモルファス金属板611同士は、互いにエポキシ系樹脂などの絶縁性の接着材によって接着されている。そして、積層されたアンテナコア61の断面形状は略楕円形状になっている。また、アンテナコア61の長さは、地板81の円周長の略半分程度である。
アンテナコア61は、地板81の外周に沿う形状に湾曲され、図11および図12に示されるように、地板81の外周の端面に設けられている。なお、図11中で紙面上方を6時方向とし、紙面下方を12時方向とすると、アンテナコア61は、地板81の外周で略3時から略9時の範囲に付設されている。
アンテナコイル62は、アンテナコア61の略中央部分で所定幅に巻きまわされている。アンテナ6が地板81の外周に付設された状態では、アンテナコイル62は略5時から略7時の範囲に対応して設けられている。
アンテナコイル62は、アンテナコア61の略中央部分で所定幅に巻きまわされている。アンテナ6が地板81の外周に付設された状態では、アンテナコイル62は略5時から略7時の範囲に対応して設けられている。
発電装置2は、発電機28と、この発電機28を駆動する回転錘21と、回転錘21の動力を発電機28に伝達する動力伝達部22と、外部から回転操作可能に設けられたリューズの巻真26と、巻真26の回転を発電機28に伝達する輪列27とを備えて構成されている。
ここで、発電機28の構成は、第5実施形態で説明した構成と同様である。なお、回転錘21の回転半径は地板81の半径に同程度であり、アンテナ6は、回転錘21の回転軌跡の半径方向外側に配置されている。
リューズ731の巻真26は略3時方向に設けられ、強磁性体の金属部材で形成されている。
ここで、発電機28の構成は、第5実施形態で説明した構成と同様である。なお、回転錘21の回転半径は地板81の半径に同程度であり、アンテナ6は、回転錘21の回転軌跡の半径方向外側に配置されている。
リューズ731の巻真26は略3時方向に設けられ、強磁性体の金属部材で形成されている。
地板81上には、発電機28の他、回路ブロック5、駆動部4および二次電池3が配設されている。
回路ブロック5上には、基準クロックを発振する計時用の水晶振動子511と、標準電波の周波数に同調する同調信号生成用の同調用水晶振動子512、513と、現時刻を計時するとともに受信した時刻情報にて時刻修正を行う制御用IC52とが設けられている。同調用水晶振動子は、たとえば、日本国内では、60kHzの標準電波に同調するための水晶振動子513と、40kHzの標準電波に同調するための水晶振動子512との二つが設けられる。また、例えば、欧米では、60kHzの水晶振動子、77.5kHzの水晶振動子を用いる。計時用水晶振動子511と同調用水晶振動子512、513との間に制御用IC52が配設され、計時用水晶振動子511と制御用IC52とは近接配置され、同調用水晶振動子512、513と制御用IC52とは近接配置されている。
回路ブロック5上には、基準クロックを発振する計時用の水晶振動子511と、標準電波の周波数に同調する同調信号生成用の同調用水晶振動子512、513と、現時刻を計時するとともに受信した時刻情報にて時刻修正を行う制御用IC52とが設けられている。同調用水晶振動子は、たとえば、日本国内では、60kHzの標準電波に同調するための水晶振動子513と、40kHzの標準電波に同調するための水晶振動子512との二つが設けられる。また、例えば、欧米では、60kHzの水晶振動子、77.5kHzの水晶振動子を用いる。計時用水晶振動子511と同調用水晶振動子512、513との間に制御用IC52が配設され、計時用水晶振動子511と制御用IC52とは近接配置され、同調用水晶振動子512、513と制御用IC52とは近接配置されている。
駆動部4および二次電池3については第1実施形態に説明した通りである。
駆動部4を構成する指針駆動用モータ41は、略6時から略9時の範囲に配設されているところ、アンテナコア61が設けられた範囲内に対応して配置されている。
本体ケース7は、プラスチック等の非導電性部材で形成されている。また、凹部71の径は、図11、図12に示すように、アンテナ6のスペース分だけ全体に大きく形成されている。なお、凹部71の径を全体に大きくすることなく、アンテナ6のアンテナコイル62に対応する部分にのみ時計の略中央に向けて開口する凹み部分を形成してもよい。
裏蓋74は非導電性のガラスで形成され、文字板761は非導電性部材で形成されている。
駆動部4を構成する指針駆動用モータ41は、略6時から略9時の範囲に配設されているところ、アンテナコア61が設けられた範囲内に対応して配置されている。
本体ケース7は、プラスチック等の非導電性部材で形成されている。また、凹部71の径は、図11、図12に示すように、アンテナ6のスペース分だけ全体に大きく形成されている。なお、凹部71の径を全体に大きくすることなく、アンテナ6のアンテナコイル62に対応する部分にのみ時計の略中央に向けて開口する凹み部分を形成してもよい。
裏蓋74は非導電性のガラスで形成され、文字板761は非導電性部材で形成されている。
以上、このような構成を備える第7実施形態によれば、上記実施形態の効果(1)(3)(4)(5)(6)(11)(12)に加えて、次の効果を奏することができる。
(16)アンテナ6が地板81の外周に沿う形状であり、地板81の外周の端面に設けられている。すると、地板81とアンテナ6とが一体化され、ムーブメント100からアンテナ6が突出することない。また、本体ケース7にアンテナ6を収納するスペースを取る必要がないので、本体ケース7の胴を細くして本体ケース7の外形を小さくすることができる。その結果、全体として電波時計1を小型化でき、地板形状を自由に選択できるので時計のデザイン性も向上できる。
(16)アンテナ6が地板81の外周に沿う形状であり、地板81の外周の端面に設けられている。すると、地板81とアンテナ6とが一体化され、ムーブメント100からアンテナ6が突出することない。また、本体ケース7にアンテナ6を収納するスペースを取る必要がないので、本体ケース7の胴を細くして本体ケース7の外形を小さくすることができる。その結果、全体として電波時計1を小型化でき、地板形状を自由に選択できるので時計のデザイン性も向上できる。
(17)アンテナコア61は、薄板状のアモルファス金属板611を複数枚積層して形成されているので、比較的曲げやすく、アンテナ6をムーブメント100の外周に沿って曲成することができる。また、一枚のアモルファス金属板611は薄いうえ、エポキシ樹脂で互いに絶縁されているので、各アモルファス金属板611に生じる渦電流を小さくすることができる。すると、渦電流により生じる磁界を抑制することができ、結果としてアンテナ6の受信感度を向上させることができる。
(18)巻真26が略3時方向に配置されており、また、アンテナコア61の端部が略3時付近に位置している。すると、巻真26により誘導された電磁波がアンテナコア61に鎖交しやすくなり、アンテナ6の鎖交磁束を増大させてアンテナ6の受信感度を向上させることができる。
(19)計時用水晶振動子511が制御用IC52に近接され、同調用水晶振動子512、513が制御用IC52に近接されている。よって、水晶振動子511〜513と制御用IC52とを接続する配線の浮遊容量を低減することができる。その結果、計時誤差を低減でき、また、配線距離が短くなることによりインピーダンスが低減されるので、信号を伝送するエネルギーも減少させることができる。
(20)指針駆動用モータ41のロータ413はステータ412から浮遊して回転するので、外部から外部磁界により回転周期に誤差が生じる場合もあるが、指針駆動用モータ41の外側にアンテナコイル62が設けられ、このアンテナコイル62により時計体外部から侵入してくる外部磁界が遮蔽される。従って、指針駆動用モータ41のロータ回転が正確に制御されるとともに、耐磁性能が小さいモータでも使用することができる。
ここで、アンテナ6を地板81の外周に沿って配置する場合には、図14(A)に示すように、地板81の面上で最外縁に沿って配置してもよい。このような構成によれば、次の効果を奏することができる。
(21)アンテナ6がムーブメント100内に収められるので、より一層、時計を小型化することができる。なお、地板81のアンテナコイル62に対応する位置に凹み部を形成することにより、アンテナコイル62の巻径を太くしても地板81に邪魔されない構成とすることができる。
(21)アンテナ6がムーブメント100内に収められるので、より一層、時計を小型化することができる。なお、地板81のアンテナコイル62に対応する位置に凹み部を形成することにより、アンテナコイル62の巻径を太くしても地板81に邪魔されない構成とすることができる。
あるいは、アンテナ6を地板81の外周に沿って配置する場合に、図14(B)に示すように、ムーブメント100の中心と回転錘21の中心とを偏心させてもよい。すなわち、回転錘21の回転軸をムーブメント100の中心から一方へ偏心させる。図14(B)中では紙面下方、つまり12時方向へ偏心させる。そして、アンテナ6は、地板81の面上で最外縁に沿って、略6時方向を中心に略4時から略8時の範囲に配置されている。
このような構成によれば、次の効果を奏することができる。
(22)ムーブメント100と回転錘21とが偏心することにより、外部衝撃によって時計体に与えられる運動から回転錘21に作用するトルクが増大して、発電性能が向上する。
(23)回転錘21が6時方向に偏心して配置されているのに対して、アンテナ6は略6時方向に配置されている。従って、回転錘21とアンテナ6との距離が広くなり、回転錘21で電磁波が遮蔽されずにアンテナ6に到達しやすくなる。その結果、アンテナ6での受信性能を向上させることができる。
(24)ムーブメント100の中心に位置する指針軸と回転錘21の回転軸とが重ならないことにより、時計の厚みを薄くすることができる。
このような構成によれば、次の効果を奏することができる。
(22)ムーブメント100と回転錘21とが偏心することにより、外部衝撃によって時計体に与えられる運動から回転錘21に作用するトルクが増大して、発電性能が向上する。
(23)回転錘21が6時方向に偏心して配置されているのに対して、アンテナ6は略6時方向に配置されている。従って、回転錘21とアンテナ6との距離が広くなり、回転錘21で電磁波が遮蔽されずにアンテナ6に到達しやすくなる。その結果、アンテナ6での受信性能を向上させることができる。
(24)ムーブメント100の中心に位置する指針軸と回転錘21の回転軸とが重ならないことにより、時計の厚みを薄くすることができる。
(第8実施形態)
次に、図15を参照して、本発明の電子時計の第8実施形態を説明する。図15(A)に、第8実施形態の要部の平面図を示し、図15(B)に第8実施形態の要部の部分断面図を示す。
第8実施形態の基本的構成は、上記実施形態と同様であるが、アンテナ6の形状および配置と、回転錘21の回転軸の位置に特徴を有する。
図15(A)において、第8実施形態は、ムーブメント100を構成する地板81と、アンテナ6と、発電装置2を構成する回転錘21と、外部操作機構73を構成する巻真26とを備えている。
アンテナ6は、略扁平矩形状のアンテナコア61にアンテナコイル62が巻きまわされて形成されたフラット型アンテナ6である。アンテナ6は、地板81の面上の略3時方向で長手方向を6時から12時に向かう方向に略平行にして配置されている。
回転錘21は、ムーブメント100の中心から略9時方向に偏心して設けられている。ここで、図15(B)に示されるように、回転錘21は、ガラスで形成された裏蓋74側に位置しているのに対し、地板81上に配設されたフラット型アンテナ6は、文字板761側に位置している。
巻真26は、略3時方向から設けられ、フラット型アンテナ6の上をフラット型アンテナ6の短手方向で横断している。
なお、回転錘21の回転軸を偏心させる方向やフラット型アンテナ6を配設する位置は特に限定されるものではなく、他の部品の配置によって種種選択できるものである。
次に、図15を参照して、本発明の電子時計の第8実施形態を説明する。図15(A)に、第8実施形態の要部の平面図を示し、図15(B)に第8実施形態の要部の部分断面図を示す。
第8実施形態の基本的構成は、上記実施形態と同様であるが、アンテナ6の形状および配置と、回転錘21の回転軸の位置に特徴を有する。
図15(A)において、第8実施形態は、ムーブメント100を構成する地板81と、アンテナ6と、発電装置2を構成する回転錘21と、外部操作機構73を構成する巻真26とを備えている。
アンテナ6は、略扁平矩形状のアンテナコア61にアンテナコイル62が巻きまわされて形成されたフラット型アンテナ6である。アンテナ6は、地板81の面上の略3時方向で長手方向を6時から12時に向かう方向に略平行にして配置されている。
回転錘21は、ムーブメント100の中心から略9時方向に偏心して設けられている。ここで、図15(B)に示されるように、回転錘21は、ガラスで形成された裏蓋74側に位置しているのに対し、地板81上に配設されたフラット型アンテナ6は、文字板761側に位置している。
巻真26は、略3時方向から設けられ、フラット型アンテナ6の上をフラット型アンテナ6の短手方向で横断している。
なお、回転錘21の回転軸を偏心させる方向やフラット型アンテナ6を配設する位置は特に限定されるものではなく、他の部品の配置によって種種選択できるものである。
以上、このような構成を備える第8実施形態によれば、上記実施形態の効果(1)(4)(14)に加えて、次の効果を奏することができる。
(25)フラット型アンテナ6で薄型であるので巻真26とを平面的に重ねて同じ側に配置することができる。そして、時計を身体からはずして、時計を机上面などに載置する場合には、巻真26を上方(机上面とは反対側である)にする状態で載置するのが一般的である。すると、回転錘21は9時側の下方に移動するところ、3時方向のアンテナ6と回転錘21とが最も離隔することになる。よって、時計が机上面に載置された状態でアンテナ6の受信感度を向上させることができる。特に、電波受信の設定時刻を深夜に設定することにより、時計を載置した状態で電波受信を行う可能性が高くなる。その結果、アンテナ6で正確に標準電波を受信することができる。
(25)フラット型アンテナ6で薄型であるので巻真26とを平面的に重ねて同じ側に配置することができる。そして、時計を身体からはずして、時計を机上面などに載置する場合には、巻真26を上方(机上面とは反対側である)にする状態で載置するのが一般的である。すると、回転錘21は9時側の下方に移動するところ、3時方向のアンテナ6と回転錘21とが最も離隔することになる。よって、時計が机上面に載置された状態でアンテナ6の受信感度を向上させることができる。特に、電波受信の設定時刻を深夜に設定することにより、時計を載置した状態で電波受信を行う可能性が高くなる。その結果、アンテナ6で正確に標準電波を受信することができる。
(26)フラット型アンテナ6が地板上に配設されるのに対して、回転錘21は、裏蓋74側に位置する。よって、フラット型アンテナ6と回転錘21とを回転錘21の回転軸方向で離隔させることができる。すると、回転錘21の回転軸に交差して進行する電磁波でも回転錘21に遮蔽されずにアンテナ6で受信することができ、アンテナ6の受信感度を向上させることができる。
(27)回転錘21の回転軸とムーブメント100との中心とが偏心しているので、地板81の面上で回転錘21の回転軌跡から外側に出る部分ができる。よって、この回転錘21の回転軌跡から外側の地板81上にフラット型アンテナ6を配置できる。よって、組み立て時にアンテナ6を地板81上に載置するだけでよいので、組み立てが簡単になり製造効率を向上させることができる。
(第9実施形態)
次に、本発明の電子時計の第9実施形態について図16、図17、図18を参照して説明する。図16に第9実施形態のムーブメント100を裏蓋74側から見た平面図を示し、図17にぜんまい221を示し、図18に第9実施形態の部分断面図を示す。なお、図16において、紙面上方を6時方向とし、紙面右方を3時方向とする。
第9実施形態において、本体ケース7、時計用ムーブメント100、アンテナ6、文字板761、風防75および裏蓋74を備えている点は上記実施形態と同様である。
次に、本発明の電子時計の第9実施形態について図16、図17、図18を参照して説明する。図16に第9実施形態のムーブメント100を裏蓋74側から見た平面図を示し、図17にぜんまい221を示し、図18に第9実施形態の部分断面図を示す。なお、図16において、紙面上方を6時方向とし、紙面右方を3時方向とする。
第9実施形態において、本体ケース7、時計用ムーブメント100、アンテナ6、文字板761、風防75および裏蓋74を備えている点は上記実施形態と同様である。
図16に示されるように、時計用ムーブメント100は、地板81および輪列受け82と、地板81の略中心を回転中心とする回転錘21と、外部操作機構73としての巻真26と、回転錘21および巻真26にて巻き上げられる機械エネルギー蓄積機構としてのぜんまい221と、ぜんまい221の力で発電する発電機28と、ぜんまい221と発電機28とを連結するエネルギー伝達機構としての動力伝達部22と、回路ブロック5とを備えて構成されている。
地板81は、略円形板状であり、非導電性部材(たとえば合成樹脂)または反磁性体材料(例えば黄銅)により形成されている。
地板81の略中心を回転軸とする回転錘21が設けられている。回転錘21は、中心角が略90度程度であり、360度以上回転可能に設けられている。回転錘21は、導電性材料たとえば金や金合金、タングステン合金などの重金属で形成されている。
地板81の略中心を回転軸とする回転錘21が設けられている。回転錘21は、中心角が略90度程度であり、360度以上回転可能に設けられている。回転錘21は、導電性材料たとえば金や金合金、タングステン合金などの重金属で形成されている。
地板81上には、回転錘21の回転にて巻き上げられる機械エネルギー蓄積機構としてのぜんまい221が設けられている。ぜんまい221は、図17に示すように、香箱車222内に収納されており、また、着磁等によるトルク変動を防止するためアモルファス非磁性材で形成されている。
回転錘21の回転軸は、香箱真と一体回転する角穴車223に噛合しており、回転錘21の回転により角穴車223が回転され、ぜんまい221が巻き上げられる。また、略3時方向にぜんまい221を手動で巻き上げる巻真26が設けられている。巻真26は、強磁性体からなる金属部材で形成されている。巻真26の回転は、伝え車224を有する輪列により角穴車223に伝達され、巻真26の回転によりぜんまい221が巻き上げられる。
ぜんまい221は、略11時から略2時の範囲にわたって位置している。
ぜんまい221は、略11時から略2時の範囲にわたって位置している。
香箱車222の回転は、動力伝達部22により発電機28に伝達される。発電機28の基本的構成は、第5実施形態で説明した発電機28と同様の構成である。また、動力伝達部22の途中には図示しない指針の軸が噛合しており、ぜんまい221のほどける力によって指針が回動される。発電機28は、略7時から略8時の範囲に位置している。
地板81上に略三日月形状の回路ブロック5が設けられている。回路ブロック5の地板81に対向する面には配線パターンが設けられている。回路ブロック5には、基準クロックを発振する計時用水晶振動子511と、標準電波に同調する信号を生成する同調信号用水晶振動子512、513と、制御用IC52とが設けられている。同調信号用水晶振動子は、40kHz用(512)と60kHz用(513)の二つが設けられている。制御用IC52は、略6時から略7時方向の範囲に位置して設けられている。計時用水晶振動子511、同調信号用水晶振動子512、513は、制御用IC52を間にして設けられている。回路ブロック5には、図示しない電源ブロックが設けられ、発電機28で発電された電力は電源ブロックに蓄電される。
制御用IC52は、計時用水晶振動子511の発振から生成される基準クロックに基づいて現時刻をカウントするとともに、発電コイル285に流れる電流値を制御することで回転子円板281、282の回転速度を調整(回転制御)して輪列27に接続された指針(不図示)の運針を正確に制御する。そして、指針による時刻表示が遅れた場合には、発電機28に加速パルスを印加する。なお、時刻表示の確認は、秒針が接続された秒車の歯車の一つを他の歯車よりも負荷が大きくなるように形成し、発電コイルの誘起電圧と秒車の回転速度とを比較して基準通りのタイミングで秒車が回転しているか確認することが例示される。あるいは、秒車の歯車の一つに光が通過する貫通孔を形成して、この貫通孔を通過する光のタイミングで秒車の回転を確認してもよい。
また、制御用IC52は、アンテナ6で受信した標準電波の時刻情報に基づいて現時刻カウントを修正し、併せて指針位置を修正する。
また、制御用IC52は、アンテナ6で受信した標準電波の時刻情報に基づいて現時刻カウントを修正し、併せて指針位置を修正する。
回路ブロック5は、FPC(Flexible Printed Circuit)で形成され可撓性を有し、回路受座53と回路受け54とによって挟持された状態で地板81上に搭載されている。回路受座53および回路受け54はセラミックや合成樹脂等の電気絶縁部材で形成されている。
ムーブメント100の外周に沿ってアンテナ6が設けられている。アンテナ6は、回路受座53の外周端部に設けられている。アンテナ6の構成は、第7実施形態で説明したのと同様である。アンテナコア61は、略12時方向から略8時方向に渡って回路受座53の外周の端部に設けられている。アンテナコイル62は、略4時方向を中心としてアンテナコア61に巻きまわされている。アンテナコイル62と制御用IC52とは図示しない配線によって接続されている。
以上、このような構成を備える第9実施形態によれば上記実施形態の効果(1)(2)(4)(11)(12)(14)(16)(17)(18)(19)に加えて、次の効果を奏することができる。
(28)アンテナコイル62が略12時方向から略8時方向に渡りムーブメント100を囲んでいるので、アンテナコア61により時計体の外部から侵入してくる外部磁界が時計体の内部に入る前に遮蔽される。よって、発電機28に外部磁界が影響せず耐磁性能を向上させることができる。発電機28に外部磁界が影響しないことから発電機28による回転制御が正確に行われ、正確な指針の運針を行うことができる。
(28)アンテナコイル62が略12時方向から略8時方向に渡りムーブメント100を囲んでいるので、アンテナコア61により時計体の外部から侵入してくる外部磁界が時計体の内部に入る前に遮蔽される。よって、発電機28に外部磁界が影響せず耐磁性能を向上させることができる。発電機28に外部磁界が影響しないことから発電機28による回転制御が正確に行われ、正確な指針の運針を行うことができる。
(29)アンテナ6は、回路受座53の外周端部に設けられているので、回路受座53に支持される回路ブロック5とアンテナ6との配線距離を短くすることができ、同時に、制御用IC52とアンテナ6とを近接させることができる。
(30)発電機28の発電コイル285の軸線が地板81に略直交する方向を向いており、すなわち、アンテナ6の軸線に対して略直交している。従って、発電機28からの磁界の方向とアンテナ6の磁界の方向とが略直交することとなり、互いに干渉しにくい配置となる。また、図9に示されるように、発電機28に生じる磁界は、発電機28の発電コイル285と磁石284とで閉ループを描くので、外に漏れにくい構成となっている。よって、アンテナ6と発電機28とが磁気的に互いに干渉しにくくなり(相互インダクタンス減少)、アンテナ6と発電機28とを互いに近接させて配置することができる。
(30)発電機28の発電コイル285の軸線が地板81に略直交する方向を向いており、すなわち、アンテナ6の軸線に対して略直交している。従って、発電機28からの磁界の方向とアンテナ6の磁界の方向とが略直交することとなり、互いに干渉しにくい配置となる。また、図9に示されるように、発電機28に生じる磁界は、発電機28の発電コイル285と磁石284とで閉ループを描くので、外に漏れにくい構成となっている。よって、アンテナ6と発電機28とが磁気的に互いに干渉しにくくなり(相互インダクタンス減少)、アンテナ6と発電機28とを互いに近接させて配置することができる。
尚、本発明の電子時計および電子機器は、上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
回転錘21は、360度以上回転するものでなく、360度未満で揺動するものであってもよい。
第1実施形態において、アンテナ6の中心軸6Aと発電用コイル25の中心軸25Aとが交差する角度は、略90度でなくても60度以上、120度以下の範囲でもよい。このような構成によっても、発電用コイル25からの磁界の磁束がアンテナ6に沿わないので、アンテナ6にこの磁界が影響しにくい。
上記各実施形態において、指針駆動用モータ41または二次電池3の数は特に限定されず、一つでも二つ以上でもよい。
回転錘21は、360度以上回転するものでなく、360度未満で揺動するものであってもよい。
第1実施形態において、アンテナ6の中心軸6Aと発電用コイル25の中心軸25Aとが交差する角度は、略90度でなくても60度以上、120度以下の範囲でもよい。このような構成によっても、発電用コイル25からの磁界の磁束がアンテナ6に沿わないので、アンテナ6にこの磁界が影響しにくい。
上記各実施形態において、指針駆動用モータ41または二次電池3の数は特に限定されず、一つでも二つ以上でもよい。
上記各実施形態において、磁界遮蔽部材は、モータ41のコイルコア415や二次電池3のケースに限らず、例えば、磁界遮蔽用の磁界シールド材を新たに設けて構成してもよい。
この磁界遮蔽部材としては、鉄、ニッケルや、パーマロイ、アモルファス金属等の各種合金が利用でき、いわゆる高透磁率の強磁性体であればよい。
指針駆動モータ41のコイルコア415はCo(コバルト)が50wt%以上となるコバルト系アモルファス金属で形成されてもよい。モータ用ステータ412は鉄が50wt%以上の鉄系アモルファス金属で形成されていてもよい。このようなアモルファス金属は透磁率が高いので、コイルコア415やモータ用ステータ412を磁界遮蔽部材として利用することができる。さらに、コイルコア415がCo50wt%以上のアモルファス金属で形成された場合、鉄損を防ぎモータの効率を上げることができる。
この磁界遮蔽部材としては、鉄、ニッケルや、パーマロイ、アモルファス金属等の各種合金が利用でき、いわゆる高透磁率の強磁性体であればよい。
指針駆動モータ41のコイルコア415はCo(コバルト)が50wt%以上となるコバルト系アモルファス金属で形成されてもよい。モータ用ステータ412は鉄が50wt%以上の鉄系アモルファス金属で形成されていてもよい。このようなアモルファス金属は透磁率が高いので、コイルコア415やモータ用ステータ412を磁界遮蔽部材として利用することができる。さらに、コイルコア415がCo50wt%以上のアモルファス金属で形成された場合、鉄損を防ぎモータの効率を上げることができる。
さらに、上記各実施形態において、磁界遮蔽手段は、必ずしも設けなくてもよい。すなわち、本発明では、アンテナ6は回転錘21の回転軌跡の径方向外側に配置されていればよく、アンテナ6と発電コイル25間の磁界遮蔽手段の有無は限定されない。磁界遮蔽手段が設けられていなくても、発電コイル25とアンテナ6との間の寸法がある程度確保されれば、発電コイル25からの磁界の影響を低減できるためである。
上記各実施形態において、アンテナ6で無線情報を受信している間は、指針駆動用モータ41の駆動を停止してもよい。このように無線情報に受信時に指針駆動用モータ41の電流を停止しておけば、指針駆動用モータ41から発生する磁界がアンテナ6に重畳されることがなく、また、指針駆動用モータ41のモータ用コイル411で発電コイル25からの磁界を効率よく遮蔽することができる。ちなみに、指針を駆動させるために必要な電流は間欠的で微弱なものでよいので、このような電流が指針駆動用モータ41に流れていても、モータ用コイル411から発生する磁界は弱いものであり、磁界遮蔽手段としても十分に機能するものである。
上記実施形態において、アンテナ6をムーブメント100の外周に沿って配置する場合に、地板81や回路受座53にアンテナ6を取り付けるとして説明したが、この他、例えば、アンテナ6をムーブメントの外周に沿った形状に湾曲させて、このアンテナ6をムーブメント100の外縁に沿って本体ケース7に取り付けてもよい。
第8実施形態の図15において、ムーブメント100の中心と回転錘の回転軸とが異なっている場合について説明したが、この際、地板81を楕円形として回転錘21の回転半径を地板81の楕円の長軸よりも短く形成してもよい。このような構成においても地板81上で回転錘21の回転半径の外側となる領域ができるからである。
また、上記各実施形態において、回転錘21の回転中心と指針の指針軸とをずらす場合には、指針の指針軸がムーブメント100の中心で回転錘21の回転軸がムーブメント100の中心からずれていてもよく、あるいは、回転錘21の回転軸をムーブメント100の中心にして指針の指針軸をムーブメント100の中心からずらすようにしてもよい。さらに、回転錘21は文字板の上部とガラスとの間にあってもよい。
また、上記各実施形態において、回転錘21の回転中心と指針の指針軸とをずらす場合には、指針の指針軸がムーブメント100の中心で回転錘21の回転軸がムーブメント100の中心からずれていてもよく、あるいは、回転錘21の回転軸をムーブメント100の中心にして指針の指針軸をムーブメント100の中心からずらすようにしてもよい。さらに、回転錘21は文字板の上部とガラスとの間にあってもよい。
第9実施形態において、機械エネルギー蓄積機構はぜんまいとして説明したが、機械エネルギー蓄積機構はぜんまいに限られず、例えば、ゴムやスプリング等を利用することができる。
ここで、各実施形態において、アンテナコイルは整列巻きされていることが望ましい。このような構成によれば、外観上見栄え良く精緻な印象を与えることができる。また、鎖交磁束のベクトルを揃えることにより受信感度を向上させることができる。なお、巻線の材質として銅線、銀線等を用いることが例示される。
そして、アンテナコイルの巻線の断面形状は略正方形であることが望ましい。すると、巻線の断面を円形にする場合に比べ、アンテナコアに巻線を巻きつけたときに巻線同士の間に隙間が生じない。その結果、巻き数を多くするとともに巻線を隙間無く集中させて巻くことができ、鎖交磁束を増大かつ集中させることで受信感度を向上させることができる。また、同じ巻き数であればアンテナ8自身を小型化することができ。電波修正時計自体を小型化することができる。
また、アンテナコイルの巻線の断面が円形状である場合には、アンテナコアに巻線を巻き付ける際に、巻線の塑性変形域内の引っ張り応力で引っ張りながら巻線の断面形状を略六角形に変形させた状態で巻き付けてもよい。すると、巻線が蜂の巣状に巻かれるのでデッドスペースがなくなり小型化を図ることができる。また、巻線を隙間無く集中して巻くことができるので、鎖交磁束を集中させて受信感度を向上させることができる。
ここで、各実施形態において、アンテナコイルは整列巻きされていることが望ましい。このような構成によれば、外観上見栄え良く精緻な印象を与えることができる。また、鎖交磁束のベクトルを揃えることにより受信感度を向上させることができる。なお、巻線の材質として銅線、銀線等を用いることが例示される。
そして、アンテナコイルの巻線の断面形状は略正方形であることが望ましい。すると、巻線の断面を円形にする場合に比べ、アンテナコアに巻線を巻きつけたときに巻線同士の間に隙間が生じない。その結果、巻き数を多くするとともに巻線を隙間無く集中させて巻くことができ、鎖交磁束を増大かつ集中させることで受信感度を向上させることができる。また、同じ巻き数であればアンテナ8自身を小型化することができ。電波修正時計自体を小型化することができる。
また、アンテナコイルの巻線の断面が円形状である場合には、アンテナコアに巻線を巻き付ける際に、巻線の塑性変形域内の引っ張り応力で引っ張りながら巻線の断面形状を略六角形に変形させた状態で巻き付けてもよい。すると、巻線が蜂の巣状に巻かれるのでデッドスペースがなくなり小型化を図ることができる。また、巻線を隙間無く集中して巻くことができるので、鎖交磁束を集中させて受信感度を向上させることができる。
本発明は電波時計に限られず、回転錘21とアンテナ6を備え、無線情報を受信する電子時計、または、計時機構を備えない電子機器でもよい。そして、携帯ラジオやオルゴール、携帯電話、携帯無線機、電子手帳など種々の電子機器に適用でき、特に回転錘21を利用して発電するため、短時間で速効充電ができるので、利用者が携帯する小型の電子機器に適している。例えば、気圧、ガス濃度、電圧、電流などの物理特性の測定結果が無線情報で送信され、その無線情報を受信する電子機器が指針を駆動して測定値をアナログ表示するなどでもよい。
また、無線情報は長波標準電波による時刻情報に限られない。例えば、FMやGPSあるいはブルーツースや非接触ICカードでの無線情報でもよく、ニュースや天気予報、株価情報など無線情報の内容も限定されない。
受信された外部無線情報が、例えば、天気予報であれば、予め設けられた晴れ、曇り、雨といった情報を指針で指し示すように、指針駆動によって表示されてもよく、また、ニュースや株価情報などは液晶表示装置などの電子表示装置によって表示されてもよい。
また、上記実施形態は、適宜組み合わせてもよい。
受信された外部無線情報が、例えば、天気予報であれば、予め設けられた晴れ、曇り、雨といった情報を指針で指し示すように、指針駆動によって表示されてもよく、また、ニュースや株価情報などは液晶表示装置などの電子表示装置によって表示されてもよい。
また、上記実施形態は、適宜組み合わせてもよい。
以上、説明したように本発明の電波時計および電子機器によれば、回転錘を備える発電機構で発電することができ、かつ、無線情報を受信することができるという優れた効果を奏し得る。
2…発電装置(発電機構)、3、3a、3b…二次電池(磁界遮蔽手段)、6…アンテナ、1…電波時計(電子時計、電子機器)、21…回転錘、25…発電用コイル、41、41a、41b…指針駆動用モータ(ステッピングモータ)、51…水晶振動子、52…制御用IC(計時機構、受信機構)、61…アンテナコア、O…回転中心、R…回転半径
Claims (1)
- 導電性材料を有する回転錘および前記回転錘の回転による機械的エネルギーを電気的エネルギーに変換する発電機を有する発電機構と、時刻を計時する計時機構と、無線情報を受信するアンテナを有する受信機構とを備え、
前記アンテナは、前記回転錘外周縁の回転軌跡よりも回転錘の半径方向外側に設けられ、
前記発電機構は、前記機械的エネルギーによって回転されるとともに所定間隔を有しかつ同心軸に設けられた一対の回転子円板と、
それぞれの前記回転子円板の対向面において対向して設けられ前記回転子円板と一体的に回転する磁石と、
前記回転子円板の間に配置されたコイルと、を備える
ことを特徴とする電子時計。
Priority Applications (1)
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JP2003338304A JP2004029036A (ja) | 2002-03-27 | 2003-09-29 | 電子時計 |
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Cited By (2)
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JP2019138692A (ja) * | 2018-02-07 | 2019-08-22 | シチズン時計株式会社 | 電子時計 |
CN115032873A (zh) * | 2021-02-22 | 2022-09-09 | 精工爱普生株式会社 | 电子钟表 |
-
2003
- 2003-09-29 JP JP2003338304A patent/JP2004029036A/ja not_active Withdrawn
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