(57)【要約】【課題】金属時計ケースを使用しても、何の支障もなく電波を受信することができ、防水品質及び外観品質の向上並びにデザインバリエーションの拡大を図ることが可能な電波時計を提供することにある。【解決手段】この電波時計における胴３０及び裏蓋３３は金属で形成され、胴厚又は裏蓋厚と、アンテナ３７から胴３０又は裏蓋３３までの距離を、受信感度に基づいて設定している。このように胴厚又は裏蓋厚とアンテナ３７から胴３０又は裏蓋３３までの距離を受信感度に基づいて設定すると、金属材料に起因するアンテナ近傍での共振現象の乱れを低減することができるため、金属時計ケースであっても十分な受信感度を得ることが可能となる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナと時計装置とを時計ケース内に収納し、該時計ケースが金属で構成されていることを特徴とする電波時計。
【請求項２】
前記アンテナは、前記時計ケースの内面に接するように配設されていることを特徴とする請求項１記載の電波時計。
【請求項３】
前記アンテナは、前記時計ケースの内面と隙間を持って配設されていることを特徴とする請求項１記載の電波時計。
【請求項４】
前記時計ケースと前記アンテナは、前記時計ケースの胴厚が、３００μｍから５０００μｍとなるように設定されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の電波時計。
【請求項５】
前記時計ケースと前記アンテナは、前記時計ケースの胴厚が、５００μｍから２０００μｍとなるように設定されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の電波時計。
【請求項６】
前記時計ケースと前記アンテナは、前記胴内面からアンテナまでの間隙が、０から４００００μｍとなるように設定されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の電波時計。
【請求項７】
前記時計ケースと前記アンテナは、前記胴内面からアンテナまでの間隙が、５００μｍから１００００μｍとなるように設定されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の電波時計。
【請求項８】
前記時計ケースと前記アンテナは、前記時計ケースの裏蓋厚が、１００μｍから５０００μｍとなるように設定されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の電波時計。
【請求項９】
前記時計ケースと前記アンテナは、前記時計ケースの裏蓋厚が、３００μｍから２０００μｍとなるように設定されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の電波時計。
【請求項１０】
前記時計ケースと前記アンテナは、前記裏蓋内面からアンテナまでの間隙が、０から５０００μｍとなるように設定されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の電波時計。
【請求項１１】
前記時計ケースと前記アンテナは、前記裏蓋内面からアンテナまでの間隙が、１００μｍから７００μｍとなるように設定されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の電波時計。
【請求項１２】
前記時計ケースの胴は、ステンレス鋼、チタン、チタン合金からなることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の電波時計。
【請求項１３】
前記時計ケースの胴は、金、銀、銅、黄銅、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、またはそれらの合金の中の少なくとも１つからなることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の電波時計。
【請求項１４】
前記時計ケースの胴は、超硬金属からなることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の電波時計。
【請求項１５】
前記時計ケースの裏蓋は、ステンレス鋼、チタン、チタン合金からなることを特徴とする請求項１から３、８から１１のいずれかに記載の電波時計。
【請求項１６】
前記時計ケースの裏蓋は、金、銀、銅、黄銅、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、またはそれらの合金の中の少なくとも１つからなることを特徴とする請求項１から３、８から１１のいずれかに記載の電波時計。
【請求項１７】
前記時計ケースの裏蓋は、超硬金属からなることを特徴とする請求項１から３、８から１１のいずれかに記載の電波時計。
【請求項１８】
前記時計ケースの胴または裏蓋の少なくとも１つに、表面処理及び／または硬化処理が施されていることを特徴とする請求項１から１７のいずれかに記載の電波時計。
【請求項１９】
前記時計ケースの胴の内面と前記アンテナの外面とが略平行をなすことを特徴とする請求項１から７、１２から１４、１８のいずれかに記載の電波時計。
【請求項２０】
前記時計ケースの裏蓋の内面と前記アンテナの外面とが略平行をなすことを特徴とする請求項１から３、８から１１、１５から１８のいずれかに記載の電波時計。
【請求項２１】
前記時計ケースの裏蓋は平面的な２次元形状からなることを特徴とする請求項１から３、８から１１、１５から１８、２０のいずれかに記載の電波時計。
【請求項２２】
前記時計ケースの裏蓋の内面に対して前記アンテナの両端部の一端面を略垂直方向に配設したことを特徴とする請求項１から３、８から１１、１５から１８、２０、２１のいずれかに記載の電波時計。
【請求項２３】
前記時計ケースの内面に、電気抵抗率が７．０μΩ・ｃｍ以下の非磁性部材が少なくとも１つ固定されていることを特徴とする請求項１から２２のいずれかに記載の電波時計。
【請求項２４】
前記非磁性部材は金、銀、銅、黄銅、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、またはそれらの合金の中の少なくとも１つからなることを特徴とする請求項２３記載の電波時計。
【請求項２５】
前記アンテナは、磁芯材とこの磁芯材に複数巻かれたコイルとから構成され、前記磁芯材の軸線を含む少なくとも１つの平面に沿って、前記アンテナが平行に投影される部材または該部材の投影される部分が前記非磁性部材でできていることを特徴とする請求項２３または２４に記載の電波時計。
【請求項２６】
前記アンテナは、磁芯材とこの磁芯材に複数巻かれたコイルとから構成され、少なくとも前記アンテナの端部とそれぞれ相対する部材または該部材の相対する部分が前記非磁性部材でできていることを特徴とする請求項２３または２４に記載の電波時計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、時刻情報を含む所定の電波を受信して時刻を表示する電波時計に関するものであり、特に、金属時計ケースを使用した場合における電波受信性能の向上を目指した電波時計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
標準電波を受信する電子時計、即ち時刻情報を含む標準電波（搬送波）を受信し、この電波から時刻情報を取り出すことにより、正確な時刻を得ることのできる電波時計は既に知られている。この時刻情報を含む電波は、各国毎に周波数が異なり、例えば、日本では総務省、郵政事業庁の管轄下において、４０ｋＨｚ及び６０ｋＨｚの標準電波が発信されている。
【０００３】
図１０は、このような電波時計の機能の概略を示すブロック図である。この電波時計は、アンテナ１、電波時計受信機２、ＣＰＵ３、表示駆動部４、入力装置５等から構成されている。その他、図示していないが時分秒の各指針又は液晶等による表示部が含まれている。
【０００４】
この電波時計においては、はじめにアンテナ１で時刻情報を含む電波を受信する。電波時計受信機２は、アンテナ１が受信した電波を増幅検波し、電波から時刻情報を取り出して出力する。ＣＰＵ３は、電波時計受信機２から出力された時刻情報に基づき、現在時刻データを出力する。表示駆動部４は、ＣＰＵ３から出力された現在時刻データに基づき、表示部に現在時刻を表示させる。尚、入力装置５は、例えば、ＣＰＵ３に対してリセット等の操作情報を入力する際に使用される。
【０００５】
電波に含まれている時刻情報（タイムコード）は、６０秒周期のパルス信号であり、国によって異なるが、日本の場合は１秒ごとに、２００、５００、８００ｍｓｅｃのいずれかの幅を有するパルスが１つ乗っている。これらパルスの組み合わせにより、６０秒で時刻情報が得られる。ＣＰＵ３は、受け取ったパルス信号から１秒ごとのパルスのパルス幅を読み取っていくことにより、時刻情報（現在時刻）を取得する。そして、ＣＰＵは、取得した時刻情報により、表示駆動部４を介して表示部における表示時刻を修正する。よって、電波時計は、受信した時刻情報に基づき、表示時刻が所定間隔毎に修正されることにより、常に正確な時刻を表示できる。
【０００６】
このような電波時計として、アンテナ、電波時計受信機、ＣＰＵ、表示駆動部および表示部を、アンテナ収納体であるケースの中に収納した腕時計が、すでに提供されている。このケースの素材には、アンテナが電波を受信するために合成樹脂やセラミックなどの非導電性材料が主として用いられてきた。即ち、金属などの導電材料からなるケース内部にアンテナを収納すると、アンテナ近傍に発生する磁束が導電材料に吸い取られ、共振現象が妨げられるため、アンテナの受信機能が著しく低下してしまうからである。
【０００７】
しかしながら、このようなアンテナの受信障害を避けるため、合成樹脂製のケースを用いると、ケースの耐傷性、あるいは耐薬品性の低下をまねくばかりか、装身具としての腕時計に必要とされる高級感や美観も損なわれることになる。このため、ケースに金属を用いた電波腕時計が提案されている。
【０００８】
図１１は、ケースの一部に金属を用いた電波腕時計の構造の一例を示す断面図である。この腕時計のケース１０は、胴１１と裏蓋１２と風防１３とから概略構成されている。バンド（図示せず）が連結される胴内部に、ムーブメント１４が公知の手段で配置されている。ムーブメント１４の上方には、時刻表示部である文字板１５と針１６が、同じく公知の手段で配置されている。そして、ムーブメント１４の下方で、かつ裏蓋１２の上方に位置するように、磁気長波アンテナであるバーアンテナ１７が配置されている。このバーアンテナ１７は、磁芯部材１８と、この磁芯部材１８に巻回されたコイル２０とよりなり、合成樹脂製の保持部材の上面に固定されている。
【０００９】
ムーブメント１４は、前述した電波時計受信機、ＣＰＵ、および表示駆動部を備え、導線２１によってバーアンテナ１７と電気的に導通される。従って、バーアンテナ１７が受信した標準電波に基づいて、ムーブメント１４のＣＰＵが、表示駆動部における、図示しないギア機構を動作させて、表示部の針１６の位置を常に修正するように駆動する。なお、ここで、上下方向とは、図１１における上下を示している。
【００１０】
胴１１は導電材料で中空でない、即ちソリッド金属、たとえばソリッドステンレス鋼からなる。胴１１の最上部には、非導電材料であるガラスからなる風防１３が、接着等の公知の手段で固定される。文字板１５は、非導電材料である合成樹脂やセラミックなどからなる。裏蓋１２は、胴１１に固定されたステンレス鋼からなる環状の縁枠２２と、縁枠内に固定されたガラス２３とからなる。このように、この腕時計は、ケースの上下面には非導電材料が視認されるものの、ケースの側面部分を金属で構成しているため、装身具としての高級感や美観を損なわないという利点がある（特許文献１参照）。
【００１１】
【特許文献１】
特開２００１−３３５７１号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１１に示される腕時計は、携帯使用する上での電波受信性能について大きな問題はないが、裏蓋１２の縁枠２２にガラス２３が固定されているため、腕時計を落とす等の衝撃を与えるとガラス２３が破損するという問題がある。また、裏蓋１２は、腕に密接しているので、長期の使用において、汗等によりガラス２３が縁枠２２から外れたり、腕時計内部のムーブメント（アンテナ１、電波時計受信機２、ＣＰＵ３、表示駆動部４等）に汗、水、ホコリ等が入り込み、腕時計としての機能を著しく低下させる恐れもある。
【００１３】
また、裏蓋１２にガラス２３が設けられているので、部品点数が増えると共に組立工数も増え、コストアップをまねくという問題を有していた。また、非金属部材が外装に使用されているため、腕時計としての重厚感に欠け、高級感や外観品質にも問題を有していた。
【００１４】
本発明は、上記従来技術の課題に鑑みなされたもので、通常の金属時計ケースを使用しても、携帯上、何の支障もなく時刻情報等、所定の情報を含んだ電波を受信することができ、安定した防水品質及び高級感を有する外観品質の向上並びに一般の時計と同様のデザインバリエーションの拡大を図ることが可能な電波時計を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の電波時計は、請求項１に示すように、アンテナと時計装置とを時計ケース内に収納し、該時計ケースが金属で構成されている。また、請求項２に示すように、前記アンテナは、前記時計ケースの内面に接するように配設されるか、又は請求項３に示すように、前記時計ケースの内面と隙間を持って配設されている。また、請求項４及び５に示すように、前記時計ケースと前記アンテナは、前記時計ケースの胴厚が、３００μｍから５０００μｍ、好ましくは５００μｍから２０００μｍになるように設定されている。また、請求項６及び７に示すように、前記胴内面からアンテナまでの間隙が、０から４００００μｍ、好ましくは５００μｍから１００００μｍとなるように設定されている。また、請求項８及び９に示すように、前記時計ケースと前記アンテナは、前記時計ケースの裏蓋厚が、１００μｍから５０００μｍ、好ましくは３００μｍから２０００μｍとなるように設定されている。また、請求項１０及び１１に示すように、前記裏蓋内面からアンテナまでの間隙が、０から５０００μｍ、好ましくは１００μｍから７００μｍとなるように設定されている。また、請求項１２又は１５に示すように、前記時計ケースの胴又は裏蓋は、ステンレス鋼、チタン、チタン合金からなる。また、請求項１３又は１６に示すように、前記時計ケースの胴又は裏蓋は、金、銀、銅、黄銅、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、またはそれらの合金の中の少なくとも１つからなる。また、請求項１４又は１７に示すように、前記時計ケースの胴又は裏蓋は、超硬金属からなる。また、請求項１８に示すように、前記時計ケースの胴または裏蓋の少なくとも１つに、表面処理及び／または硬化処理が施されている。また、請求項１９又は２０に示すように、前記時計ケースの胴又は裏蓋の内面と前記アンテナの外面とが略平行をなすように設定されている。また、請求項２１に示すように、前記時計ケースの裏蓋は平面的な２次元形状からなる。また、請求項２２に示すように、前記時計ケースの裏蓋の内面に対して前記アンテナの両端部の一端面を略垂直方向に配設したものとしている。また、請求項２３に示すように、前記時計ケースの内面には、電気抵抗率が７．０μΩ・ｃｍ以下の非磁性部材が少なくとも１つ固定されている。また、請求項２４に示すように、前記非磁性部材は金、銀、銅、黄銅、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、またはそれらの合金の中の少なくとも１つからなる。また、請求項２５に示すように、前記アンテナは、磁芯材とこの磁芯材に複数巻かれたコイルとから構成され、前記磁芯材の軸線を含む少なくとも１つの平面に沿って、前記アンテナが平行に投影される部材または該部材の投影される部分が前記非磁性部材でできている。また、請求項２６に示すように、前記アンテナは、磁芯材とこの磁芯材に複数巻かれたコイルとから構成され、少なくとも前記アンテナの端部とそれぞれ相対する部材または該部材の相対する部分が前記非磁性部材でできている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明においては、アンテナと時計装置とを収納した時計ケースを金属で形成し、時計ケースの胴厚又は裏蓋厚と、アンテナから胴又は裏蓋までの距離を、受信感度に基づいて設定している。このように胴厚又は裏蓋厚とアンテナから胴又は裏蓋までの距離を受信感度に基づいて設定すると、金属材料に起因するアンテナ近傍での共振現象の乱れを低減することができるため、金属時計ケースであっても受信感度を向上させることが可能となる。これにより、電波時計であっても胴、裏蓋、ベゼル等にチタン、ステンレス鋼等を使用することができるようになり、受信感度を低下させることなく、電波時計の機構上及び外観上の機能を向上させることができる。また、胴又は裏蓋の材質、裏蓋の形状、アンテナと胴又は裏蓋との位置関係、非磁性部材の付加等により、更に受信感度を向上させることもできる。尚、胴厚又は裏蓋厚とアンテナから胴又は裏蓋までの距離等に関しては、実験による検証を重ねることで得られた最も効果的な値を提示している。
【００１７】
【実施例】
以下図面に基づいて本発明の実施例を説明する。はじめに、受信感度と時計ケースとの関係を調べるため、図２及び図３に示すように、胴２５の胴厚Ｔ１、アンテナ２６と胴２５の内面との距離Ｄ１、裏蓋２７の裏蓋厚Ｔ２、アンテナ２６と裏蓋２７の内面との距離Ｄ２をパラメータとして選定し、この４つのパラメータとアンテナ２６が受信した信号のピーク高さである利得との関係をそれぞれ実験から求めた。尚、以下に示す各実験における胴２５、アンテナ２６、裏蓋２７は、時計として用いることを前提として形成した実験用のものを使用した。また、胴２５と裏蓋２７の材質としては、加工性の良さ、耐久性、耐食性、製品としての外観品質の良さ、価格等を考慮してステンレス鋼、チタン、チタン合金、金、銀、銅、黄銅、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、またはそれらの合金、及び超硬金属としてタングステンカーバイド及びタンタルカーバイドを含む合金を選定したが、何れの実験においても数ｄＢの利得の上下はあったが、各パラメータと利得との関係（グラフ曲線形状）にはほぼ変化がなかったため、以下に示す各実験では何れもステンレス鋼（特に、オーステナイト系ステンレス鋼が好ましいため、例えば、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０４Ｌ、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌ等）を胴２５と裏蓋２７に使用した場合の数値を示している。
【００１８】
第１の実験では、胴厚Ｔ１を０〜５０００μｍに変化させたときの受信した信号の利得を計測した。この実験においては、胴２５内に設置されるアンテナとして導体径６５μｍコイル１５００ターンの実験用アンテナを使用し、胴２５とアンテナ２６との距離を１０００μｍで一定に設定し、裏蓋２７として裏蓋厚８００μｍのものを使用し、アンテナ２６と裏蓋２７との距離を１００μｍで一定に設定し、所定位置に設置された送信アンテナから４０ｋＨｚの信号を送信する実験を行った。この結果、図４に示すように、受信した信号の利得は、胴厚Ｔ１が０μｍ（胴２５が無い状態）の約−５０ｄＢから胴厚が増すと徐々に低下し、胴厚Ｔ１が５０００μｍになると低下が飽和する。なお、図４に示す実線は、実験データから求めた近似曲線である。
【００１９】
上記第１の実験によれば、胴厚Ｔ１が５０００μｍを越えると利得の低下が飽和して一定となり、このときの値が最低値となることがわかった。このため、胴厚Ｔ１を０〜５０００μｍの間で設定すれば前記最低値に対して利得を向上させることができることになる。上記範囲内で、時計ケースとして使用可能な強度等を考慮すると、胴厚Ｔ１を３００μｍから実用上最大となる５０００μｍの範囲に設定することが好ましい。また、時計ケースとして外観、加工性、耐食性等を考慮して最も適した胴を形成するには、５００〜２０００μｍの範囲で胴厚Ｔ１を設定することが好ましい。
【００２０】
第２の実験では、アンテナ２６と胴２５との距離Ｄ１を０〜４００００μｍに変化させたときの受信した信号の利得を計測した。尚、図５には０〜２００００μｍまでの測定結果を示してある。この実験においては、胴２５内に設置されるアンテナとして導体径６５μｍコイル１５００ターンの実験用アンテナを使用し、胴２５として胴厚２０００μｍのものを使用し、裏蓋２７として裏蓋厚８００μｍのものを使用し、アンテナ２６と裏蓋２７との距離を１００μｍで一定に設定し、所定位置に設置された送信アンテナから４０ｋＨｚの信号を送信する実験を行った。この結果、図５に示すように、受信した信号の利得は、距離Ｄ１が０μｍ（胴２５にアンテナ２６の一部が接触した状態）の約−５４．５ｄＢから距離が離れて行くと徐々に上昇する。この実験において、裏蓋２７のみの場合（即ち、胴２５を取り除いた場合）の受信信号の利得は−５０．３４ｄＢとなるため、利得がこの値になったときのアンテナ２６と胴２５との距離Ｄ１において利得の上昇は飽和することになる。このように利得の上昇が飽和する距離Ｄ１は４００００μｍであり、これ以上アンテナ２６と胴２５を離しても、利得を上げることはできないことになる。なお、図５に示す実線は、実験データから求めた近似曲線である。
【００２１】
上記第２の実験によれば、アンテナ２６と胴２５との距離Ｄ１は離した方が利得が上昇し受信感度が良い状態になるが、距離Ｄ１が４００００μｍを越えると利得の上昇が飽和して一定となることがわかった。このため、距離Ｄ１を０〜４００００μｍの間で設定すれば利得を向上させることができることになる。上記範囲内で、時計ケースとして使用可能な大きさ等を考慮すると、距離Ｄ１を５００〜１００００μｍに設定することが好ましい。
【００２２】
第３の実験では、裏蓋厚Ｔ２を０〜５０００μｍに変化させたときの受信した信号の利得を計測した。尚、図６には０〜３０００μｍまでの測定結果を示してある。この実験においては、アンテナとして導体径６５μｍコイル１５００ターンの実験用アンテナを使用し、裏蓋２７とアンテナ２６との距離を１０００μｍで一定に設定し、胴２５として胴厚２０００μｍのものを使用し、アンテナ２６と裏蓋２７との距離を１００μｍで一定に設定し、所定位置に設置された送信アンテナから４０ｋＨｚの信号を送信する実験を行った。この結果、図６に示すように、受信した信号の利得は、裏蓋厚Ｔ２が０μｍ（裏蓋２７が無い状態）の約−４３．４ｄＢから８００μｍまでは急激に低下し、裏蓋厚Ｔ２が８００μｍから５０００μｍまでは利得にそれほど変化がないことがわかった。つまり、裏蓋厚Ｔ２が８００μｍのときに最低値になることがわかった。なお、図６に示す実線は、実験データから求めた近似曲線である。
【００２３】
前記最低値でも実用上は差し支えなく、上記範囲内で、時計ケースとして使用可能な強度等を考慮すると、裏蓋厚Ｔ２を１００μｍから実用上最大となる５０００μｍの範囲に設定することが好ましい。また、時計ケースとして外観、加工性、耐食性等を考慮して最も適した裏蓋を形成するには、３００〜２０００μｍの範囲で裏蓋厚Ｔ２を設定することが好ましい。
【００２４】
第４の実験では、アンテナ２６と裏蓋２７との距離Ｄ２を０〜５０００μｍに変化させたときの受信した信号の利得を計測した。この実験においては、設置されるアンテナとして導体径６５μｍコイル２０００ターンの実験用アンテナを使用し、胴２５として胴厚２０００μｍのものを使用し、裏蓋２７として裏蓋厚８００μｍのものを使用し、胴２５とアンテナ２６との距離Ｄ１を１０００μｍに設定し、所定位置に設置された送信アンテナから４０ｋＨｚの信号を送信する実験を行った。この結果、図７に示すように、受信した信号の利得は、距離Ｄ２が０μｍ（裏蓋２７にアンテナ２６の一部が接触した状態）の約−４９．６ｄＢから距離が離れて行くと徐々に上昇する。この実験において、胴２５のみの場合（即ち、裏蓋２７を取り除いた場合）の受信信号の利得は−３８．８ｄＢとなるため、利得がほぼこの値になったときのアンテナ２６と裏蓋２７との距離Ｄ２において利得の上昇は飽和することになる。このように利得の上昇が飽和する距離Ｄ２は５０００μｍであり、これ以上アンテナ２６と裏蓋２７を離しても、利得を上げることはできないことになる。なお、図７に示す実線は、実験データから求めた近似曲線である。
【００２５】
上記第４の実験によれば、アンテナ２６と裏蓋２７との距離Ｄ２は離した方が利得が上昇し受信感度が良い状態になるが、距離Ｄ２が５０００μｍを越えると利得の上昇が飽和して一定となることがわかった。このため、距離Ｄ２を０〜５０００μｍの間で設定すれば利得を向上させることができることになる。上記範囲内で、時計ケースとして使用可能な大きさ等を考慮すると、距離Ｄ２を１００〜７００μｍに設定することが好ましい。
【００２６】
次に、上記実験の結果に基づく実施例を説明する。図１は本発明の第１実施例に係る電波時計を示す断面図である。胴３０は、略筒状をなし、その図中上方の開口部の内周縁にある段部３０ａにパッキン３１を介してガラス３２が取り付けられ、図中下方の開口部に裏蓋３３が圧入、螺合、ネジ等の手段により取り付けられている。尚、図１に示す裏蓋３３は圧入にて胴３０に取り付けられており、その立ち上がり部３３ａと胴３０の内側面３０ｃとの間にパッキン４４が挟み込まれている。
【００２７】
また、胴３０の中には、前述した図１０に示す電波時計受信機、ＣＰＵ、及び表示駆動部等を備えたムーブメント３４が収められている。ムーブメント３４の図中上方には、時刻表示部である文字板３５と指針３６が設けられている。このムーブメント３４は、胴３０の段部３０ａを形成する内方突出部３０ｂの図中下面に文字板３５が当接することにより位置決めされ、裏蓋３３の立ち上がり部３３ａの上面に配設された樹脂中枠４５との間に挟み込まれることで固定されている。また、このムーブメント３４と裏蓋３３との間には所定の空間が設けられており、その空間の中にアンテナ３７が配置されている。このアンテナ３７は、棒状の磁芯材３８と、この磁芯材３８に巻回されたコイル４０とから構成されており、ムーブメント３４の下面に固定されている。
【００２８】
本実施例においては、胴３０と裏蓋３３が共にオーステナイト系ステンレス鋼（例えばＳＵＳ３１６Ｌ）からなるものを用いている。また、前記実験結果に基づいて、胴３０の胴厚を１６００μｍに設定し、アンテナ３７から胴３０の内面までの距離を２０００μｍに設定している。また、裏蓋３３の裏蓋厚を８００μｍに設定し、アンテナ３７から裏蓋３３の内面までの距離を３０００μｍに設定している。
【００２９】
上記構成からなる電波時計においては、アンテナ３７が受信した標準電波に基づいて、ムーブメント３４内のＣＰＵが、表示駆動部を動作させて、指針３６を常に修正するように駆動する。このときに、本実施例では、胴３０及び裏蓋３３が金属で形成されているが、胴厚、裏蓋厚、アンテナと胴及び裏蓋との距離を、それぞれ受信感度を最良にする実験結果に基づく値に設定しているので、アンテナ近傍での共振現象の乱れを低減し、受信感度を向上させている。
【００３０】
尚、裏蓋３３の内面あるいは胴３０の内面に、金、銀、銅、黄銅、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、またはそれらの合金のような、電気抵抗率が７．０μΩ・ｃｍ以下である非磁性部材を取り付けると、利得が２〜３ｄＢ程度向上することが実験にて確認されている。
【００３１】
また、胴３０と裏蓋３３の一方又は両方に浸炭処理等の硬化処理を施すことも可能であり、硬化処理を施したことによる受信感度の低下は認められなかった。
【００３２】
図８は本発明の第２実施例に係る電波時計を示す断面図である。この第２実施例は、胴３０や裏蓋３３の形状等に関する基本的構成が第１実施例と同様であり、胴３０と裏蓋３３の材質、胴３０の胴厚、アンテナ３７と胴３０との距離、裏蓋３３の裏蓋厚、アンテナ３７と裏蓋３３との距離が異なるため、これらに関して詳述する。本実施例における胴３０と裏蓋３３はチタンで形成されている。チタンからなる胴３０と裏蓋３３の場合、その胴厚は、高気圧防水に対応する規格を想定し、第１実施例よりも厚めの２０００μｍに設定し、裏蓋厚も同様に１０００μｍに設定している。また、胴３０及び裏蓋３３の材質との関係により、アンテナ３７と胴３０及び裏蓋３３との距離を狭めても、差し支えない受信感度を得ることが可能であるため、アンテナ３７と胴３０との距離を５００μｍに設定し、アンテナ３７と裏蓋３３との距離を４００μｍに設定している。
【００３３】
本実施例においても、胴３０及び裏蓋３３が金属で形成されているが、胴厚、裏蓋厚、アンテナと胴及び裏蓋との距離を、それぞれ受信感度を最良にする実験結果に基づく値に設定しているので、アンテナ近傍での共振現象の乱れを低減し、受信感度の向上を果たしている。
【００３４】
尚、本実施例の場合にも、裏蓋３３の内面あるいは胴３０の内面に、前述した実施例と同様の非磁性部材を取り付けることにより、利得を２〜３ｄＢ程度向上させることが可能である。
【００３５】
また、胴３０と裏蓋３３の一方又は両方に窒化処理等の硬化処理を施すことも可能であり、硬化処理を施したことによる受信感度の低下も認められていない。
【００３６】
図９は本発明の第３実施例に係る電波時計を示す断面図である。この第３実施例は、胴３０及び裏蓋３３の形状等に関する基本的構成が第１及び第２実施例とほぼ同様であり、胴３０と裏蓋３３の材質が異なるため、これらに関して詳述する。本実施例における胴３０と裏蓋３３は黄銅材からなる本体部３０ｄ、３３ｄで形成され、鏡面仕上げが施され、その後、湿式メッキにより表面にＰｄ等のメッキ層３０ｅ、３３ｅが形成されて仕上げられたものとなっている。黄銅材は、実験にて確認された受信感度を良好な状態にする電気抵抗率が７．０μΩ・ｃｍ以下の非磁性部材であり、胴厚等の設定と共に受信感度をより向上させるものである。本実施例における胴３０と裏蓋３３の場合、メッキを施した以外は第１実施例と同様であり、その胴厚は１６００μｍに設定し、裏蓋厚は８００μｍに設定している。また、アンテナ３７と胴３０及び裏蓋３３との距離は、アンテナ３７と胴３０との距離を２０００μｍに設定し、アンテナ３７と裏蓋３３との距離を３０００μｍに設定している。
【００３７】
胴３０と裏蓋３３のメッキ層３０ｅ、３３ｅは、以下に示すような湿式メッキにより形成される。はじめに、下地メッキ層を形成するため、本体部３０ｄ、３３ｄに、メッキ浴（組成：Ｎａ２ＳｎＯ３・３Ｈ２Ｏ  ６０ｇ／ｌ（リットル）、ＣｕＣＮ  ２０ｇ／ｌ、Ｋ２ＳＯ３Ｈ  １０ｇ／ｌ、ＫＣＮ（フリー）  ３０ｇ／ｌ、ＫＯＨ  ６０ｇ／ｌ、Ｚｎ（ＣＮ）２  ５ｇ／ｌ）、浴温５０℃、電流密度２．４Ａ／ｄｍ２、ｐＨ１２．５、析出速度０．３３μｍ／ｍｉｎ、時間６分の条件でメッキを施す。これにより本体部３０ｄ、３３ｄの表面に、約２μｍのＣｕ−Ｓｎ−Ｚｎ合金の下地メッキ層が形成される。
【００３８】
次に、この下地メッキ層の上に以下の条件でメッキを施すことによりＳｎ−Ｃｕ−Ｐｄ合金メッキ層を形成する。メッキ浴（組成：Ｎａ２ＳｎＯ３・３Ｈ２Ｏ  ６０ｇ／ｌ（Ｓｎ換算量２６．７ｇ／ｌ）、ＣｕＣＮ  ２０ｇ／ｌ（Ｃｕ換算量１４．２ｇ／ｌ）、Ｋ２ＳＯ３Ｈ  １０ｇ／ｌ、ＫＣＮ（フリー）  ３０ｇ／ｌ、ＫＯＨ  ６０ｇ／ｌ、Ｋ２Ｐｄ（ＣＮ）４・３Ｈ２Ｏ  ３０ｇ／ｌ（Ｐｄ換算量９．３ｇ／ｌ））。メッキ条件：浴温５０〜５５℃、電流密度２．０Ａ／ｄｍ２、電流効率４７．８％、ｐＨ１２．５〜１３、析出速度０．３３μｍ／ｍｉｎ、時間９分。このメッキにより下地メッキ層の上に、厚み約３μｍ、硬度（Ｈｖ）約３００、密度９．６ｇ／ｃｍ３のＳｎ−Ｃｕ−Ｐｄ合金メッキ層が形成される。このメッキ層の組成を走査電顕とＸ線マイクロアナライザーで簡易定量したところ、Ｓｎ：１７．１２重量％、Ｃｕ：４４．２２重量％、Ｐｄ：３８．６６重量％の３元合金であることが確認された。
【００３９】
その後、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｐｄ合金メッキ層の上に次のような条件でメッキを施すことにより、仕上げメッキ層が形成される。メッキ浴（日本高純度化学（株）製の「パラブライト−ＳＳＳ」（商品名））。メッキ条件：浴温５５℃、電流密度１．５Ａ／ｄｍ２、ｐＨ７．６、析出速度０．３３μｍ／ｍｉｎ、時間６分。このメッキにより、厚み約２μｍで白色光沢を有するＰｄメッキ層が形成され、メッキ層３０ｅ、３３ｅが完成される。
【００４０】
上記のようにメッキ層３０ｅ、３３ｅが形成された胴３０と裏蓋３３は、塩化ナトリウム９．９ｇ／ｌ、硫化ナトリウム０．８ｇ／ｌ、尿素７．１ｇ／ｌ、アンモニア水０．１９ｍｌ／ｌ、サッカロース０．２ｇ／ｌ、乳酸（５０％）０．８ｍｌ／ｌからなる人工汗（温度４０℃）に２４時間浸漬する耐食試験を行っても、表面が変色することはなく、良好な耐食性を有している。また、この胴３０と裏蓋３３は、温度２００℃に５時間放置する加熱試験を行ってもメッキ層３０ｅ、３３ｅの剥離が全く認められず、耐熱性も良好なものとなる。
【００４１】
本実施例においても、胴３０及び裏蓋３３が金属で形成されているが、胴厚、裏蓋厚、アンテナと胴及び裏蓋との距離を、それぞれ受信感度を最良にする実験結果に基づく値に設定しているので、アンテナ近傍での共振現象の乱れを低減し、受信感度の向上を果たしている。また、胴３０と裏蓋３３に表面仕上げを施しているため、時計として使用する際に必要な耐食性及び耐熱性を備えており、また、重厚で高級感のある白色系金属光沢を有しているため、外観品質も高いものとなる。
【００４２】
尚、上記何れの実施例においても、図９に示す裏蓋３３のように、裏蓋３３に立ち上がり部を形成せずに内面を平坦にし、裏蓋３３を平面的な２次形状にすると、立ち上がり部を設けた場合に比べてアンテナ３７周辺の共振現象の乱れを低減し、受信感度を約２ｄＢ向上させることができる。
【００４３】
また、時計の更なる小型化、薄型化のため、アンテナ３７の指向性を考慮に入れて、アンテナ３７と胴３０あるいは裏蓋３３との距離を０にすることも可能である。
【００４４】
更に、アンテナ３７の指向性を考慮しつつ、アンテナ３７の外面と胴３０の内面又は裏蓋３３の内面が平行になるようにアンテナ３７を配置したり、裏蓋３３の内面に対してアンテナ３７の一端面を略垂直方向に配置して縦に立てた状態に配置することも可能である。
【００４５】
また、上記各実施例における時計ケースは、胴３０と裏蓋３３で構成されているが、胴３０の上部にベゼルやリングを設けたものを用いることもできる。更に、この場合、後述するように、胴、ベゼル、裏蓋の何れかが非磁性部材で形成されていれば、受信感度をより向上させることができる。また、ベゼル等を胴と別体とすることで、受信感度を向上させることができる。
【００４６】
また、胴、ベゼル、裏蓋それぞれの全体を非磁性部材で形成するだけでなく、それらの一部分だけを非磁性部材で形成しても受信感度を向上させることができる。その場合、アンテナ３７が平行に投影される部分、あるいはアンテナ３７の端部に相対する部分のみを非磁性部材で形成することが効果的であり、好ましい。
【００４７】
また、金属及び非磁性部材は一種類だけを用いるだけでなく、複数の金属及び非磁性部材を組み合わせて使用することも可能である。
【００４８】
尚、胴３０や裏蓋３３に使用する材質の選定に関しては、前述した実験と同様に、使用する材質で形成した実験用の胴及び裏蓋の中に、実験用アンテナを設置し、所定位置に設置された送信アンテナから信号を送信する実験を行って選定した。この実験の結果、金、銀、銅、黄銅、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、それらの合金あるいはタングステンカーバイドの場合は、ステンレス鋼、チタン、チタン合金、タンタルカーバイドの場合に比べて、利得が２〜３ｄＢ（デシベル）高くなった。また、同様の実験により、受信感度が良好となる金属で時計ケースを形成した場合だけでなく、受信感度が低下する金属で時計ケースを形成したとしても、その一部に受信感度が良好となる金属を設けることで、時計ケース内側にあるアンテナの受信感度を向上させることが可能であることも検証した。
【００４９】
また、実験に使用した金属の電気抵抗率を比較し、電気抵抗率が７μΩ・ｃｍ以下のものが良好な受信感度を保つことが可能であることが判明した。その結果、金、銀、銅、黄銅、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、またはそれらの合金及び超硬金属のような非磁性部材で時計ケース全体又はその一部を形成すれば、金属を使用した時計ケースであっても受信感度を良好にすることができることが判明した。更に、外観品質に優れたステンレス鋼、チタン、チタン合金、タンタルカーバイドのように電気抵抗率が高い金属からなる時計ケースであっても、その一部に上記非磁性部材からなる部分があれば受信感度を良好にすることが可能であることも検証できている。
【００５０】
また、胴や裏蓋等の材質については、色彩を豊かにするためベゼル等に樹脂部品を使用したり、装飾のために胴の側面に樹脂のデコレーションを取り付けたものがあるが、このような構成のものであっても基本的な構成部分に金属を使用しているものは、本発明における金属ケースの範囲に含まれることは言うまでもない。
【００５１】
【発明の効果】
本発明によれば、時計ケースの胴や裏蓋の構成にガラス等の特殊な構成を使用することなく、金属を使用して受信感度を高めることができるので、携帯上、何の支障もなく時刻情報等を含む電波を受信する電波時計を提供することができる。
【００５２】
また、時計ケースの胴や裏蓋にステンレス鋼、チタン等を使用することができるので、安定した防水品質と、高級感のある外観品質とを有するケース構造にすることができる。
【００５３】
更に、時計ケースの胴や裏蓋を、電波時計ではない一般の時計と同様に設計・製造することができるので、電波時計におけるケースのデザインバリエーションを一般の時計並に拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る電波時計を示す断面図である。
【図２】本発明における胴とアンテナの設定状態を示す説明用平面図である。
【図３】本発明における裏蓋とアンテナの設定状態を示す説明用断面図である。
【図４】実験結果に基づく受信信号の利得と胴厚との関係を示す図である。
【図５】実験結果に基づく受信信号の利得とアンテナと胴との距離の関係を示す図である。
【図６】実験結果に基づく受信信号の利得と裏蓋厚との関係を示す図である。
【図７】実験結果に基づく受信信号の利得とアンテナと裏蓋との距離の関係を示す図である。
【図８】本発明の第２実施例に係る電波時計を示す断面図である。
【図９】本発明の第３実施例に係る電波時計を示す断面図である。
【図１０】電波時計の機能の概略を示すブロック図である。
【図１１】ケースの一部に金属を用いた電波腕時計の構造の従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
１  アンテナ
２  電波時計受信機
３  ＣＰＵ
４  表示駆動部
５  入力装置
１０  ケース
１１  胴
１２  裏蓋
１３  風防
１４  ムーブメント
１５  文字板
１６  針
１７  バーアンテナ
１８  磁芯部材
２０  コイル
２１  導線
２２  縁枠
２３  ガラス
３０  胴
３０ａ  段部
３０ｂ  内方突出部
３０ｃ  内側面
３０ｄ  本体部
３０ｅ  メッキ層
３１  パッキン
３２  ガラス
３３  裏蓋
３３ａ  立ち上がり部
３３ｄ  本体部
３３ｅ  メッキ層
３４  ムーブメント
３５  文字板
３６  指針
３７  アンテナ
３８  磁芯材
４０  コイル
４４  パッキン
４５  樹脂中枠
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2004251707.tif 000010
【図９】
2004251707.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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