(57)【要約】【課題】枠部や裏蓋、ムーブメントなどの構成部品の材料に関わらず、アンテナを内部に組み込んで動作させることができる電波時計及び電波時計用アンテナの提供。【解決手段】外側の筐体（枠部３）と裏蓋４とムーブメント７（デジタル式の場合は回路部）との間のスペースに時刻情報を含む電波を受信するアンテナ９が配置される電波時計１において、枠部３や裏蓋４、ムーブメント７などの構成部品とアンテナ９との間の少なくとも一部に、軟磁性金属のフレーク又は粒子又は軟磁性フェライトの粒子とプラスチックとの複合材からなる軟磁性材１０、又は、アルミ、銅、銀、金などの電気伝導性の良い導電材の少なくとも一方を配置する。これにより、構成部品に金属材料や強磁性材料が含まれる場合であってもアンテナ９のＱ値の低下を抑制して、電波を確実に受信できるようにすることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナを用いて時刻情報を含む電波を受信し、該時刻情報に基づいて時刻を修正する機能を備える電波時計において、
前記アンテナは、前記電波時計内部の空間に設置され、
前記アンテナと該アンテナ周囲の前記電波時計を構成する構成部品の少なくとも一つとの間に、軟磁性材又は導電材の少なくとも一方が配設されていることを特徴とする電波時計。
【請求項２】
アンテナを用いて時刻情報を含む電波を受信し、該時刻情報に基づいて時刻を修正する機能を備える電波時計において、
前記アンテナは、環状の枠体と、該枠体の裏面を封止する裏蓋と、時刻指示針を駆動する駆動部とを含む構成部品の間の空間に設置され、
前記アンテナと前記構成部材の少なくとも一つとの間に、軟磁性材又は導電材の少なくとも一方が配設されていることを特徴とする電波時計。
【請求項３】
アンテナを用いて時刻情報を含む電波を受信し、該時刻情報に基づいて時刻を修正する機能を備える電波時計において、
前記アンテナは、環状の枠体と、該枠体の裏面を封止する裏蓋と、時刻表示部を制御する回路部とを含む構成部品の間の空間に設置され、
前記アンテナと前記構成部材の少なくとも一つとの間に、軟磁性材又は導電材の少なくとも一方が配設されていることを特徴とする電波時計。
【請求項４】
前記構成部材に金属材料が含まれる場合は少なくとも前記軟磁性材が配設され、前記構成部材に強磁性材料が含まれる場合は少なくとも前記導電材が配設されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の電波時計。
【請求項５】
前記軟磁性材は、軟磁性金属のフレーク又は粒子、又は、軟磁性フェライトの粒子とプラスチックとの複合材であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載の電波時計。
【請求項６】
前記導電材は、Ａｌ又はＣｕであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一に記載の電波時計。
【請求項７】
前記導電材の厚さをｔ（ｍｍ）、固有抵抗をρ（μΩｃｍ）とした場合には、ｔ／ρの値が略０．０６以上であることを特徴とする請求項６記載の電波時計。
【請求項８】
時刻情報を含む電波を受信するコイルの周りに軟磁性材又は導電材の少なくとも一方が配設された電波時計用アンテナであって、
前記アンテナは、電波時計を構成する環状の枠体と、該枠体の裏面を封止する裏蓋と、時刻指示針を駆動する駆動部とを含む構成部品の間の空間に設置可能な形状に加工されていることを特徴とする電波時計用アンテナ。
【請求項９】
時刻情報を含む電波を受信するコイルの周りに軟磁性材又は導電材の少なくとも一方が配設された電波時計用アンテナであって、
前記アンテナは、電波時計を構成する環状の枠体と、該枠体の裏面を封止する裏蓋と、時刻表示部を制御する回路部とを含む構成部品の間の空間に設置可能な形状に加工されていることを特徴とする電波時計用アンテナ。
【請求項１０】
前記軟磁性材は、軟磁性金属のフレーク又は粒子、又は、軟磁性フェライトの粒子とプラスチックとの複合材であることを特徴とする請求項８又は９に記載の電波時計用アンテナ。
【請求項１１】
前記導電材は、Ａｌ又はＣｕであることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか一に記載の電波時計用アンテナ。
【請求項１２】
前記導電材の厚さをｔ（ｍｍ）、固有抵抗をρ（μΩｃｍ）とした場合には、ｔ／ρの値が略０．０６以上であることを特徴とする請求項１１記載の電波時計用アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、時刻情報を含む電波を受信して時刻を修正する機能を備えた電波時計及び該電波時計に内蔵される電波時計用アンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
時計は正確に時を刻むことによりその機能を発揮するため、定期的に時刻を修正する必要がある。この時刻の修正は煩雑であることから、近年、時刻情報を含む電波を受信して自動的に時刻を修正する機能を備えた電波時計が提供されている。この電波時計には時刻情報を含む電波を受信するためのアンテナを電波時計内部又は電波時計に近接して設置する必要がある。
【０００３】
ここで、置き時計や掛け時計などのサイズの大きい時計の場合は内部に空間的な余裕があり、また、アンテナが突出していても支障が無いために、上記アンテナを容易に設置することができるが、腕時計のようなサイズの小さい時計の場合は内部にわずかなスペースしかないため、アンテナをどのような形態で設置するかが問題となる。
【０００４】
ここで、図１１を参照して電波時計の構造について説明すると、電波時計１は、電波時計本体と電波時計本体を腕に装着するためのベルト８とで構成され、電波時計本体は、環状の筐体（以下、枠部３と呼ぶ。）と、枠部３の表側を封止するガラス、プラスチック等の窓部２と、枠部３の裏側を封止する裏蓋４と、図示しないパッキングなどのシール部材とを含む時計ケースと、時刻を表示する文字盤（図示せず）及び文字盤上で回動する時針、分針、秒針等の時刻指示針６と、時刻指示針６を駆動するムーブメント７とを備えている。そして、裏蓋４や枠部３がプラスチックなどの非金属材料で形成されている場合は、枠部３と裏蓋４とムーブメント７とで囲まれるスペースにアンテナ９が設置される。
【０００５】
また、アンテナ９の別の設置形態として、図１２に示すようにアンテナ９をベルト８上に配置して電波時計本体内部に設置された回路と接続する構成や、図１３に示すようにアンテナ９を枠部３の外側に設置してプラスチックケース３ａなどの非金属材料によって保護する構成などがある。例えば、特開２００１−３３７１８１号公報には、フェライト又は金属の粉末又はフレークとプラスチックとを混合してなる第１複合材により形成される棒状芯材の両端を除く部分にコイルを巻回した電波時計用アンテナに接続ピンを設け、該接続ピンを用いて枠部３の側面に固定し、該アンテナをプラスチックで覆う構造が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３３７１８１号公報（第５−９頁、第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した従来の電波時計１では以下に示す問題がある。
【０００８】
第１の問題は、電波時計１の枠部３や裏蓋４などの時計ケースの材料が限定されてしまうということである。すなわち、枠部３や裏蓋４がプラスチックなどの非金属材料で形成されている場合はアンテナ９を電波時計１内部に設置することができるが、枠部３や裏蓋４が金属材料で形成されている場合は、アンテナ９を電波時計１内部に設置するとアンテナ９のＱ値が著しく低下してしまい、アンテナ９で電波を受信することができなくなってしまう。
【０００９】
また、第２の問題は、枠部３や裏蓋４がプラスチックなどの非金属材料で形成されている場合であっても、電波時計１を構成するムーブメント７などの他の構成部品に導電性、または強磁性の部材が含まれている場合には、ムーブメント７などの影響を受けてアンテナ９のＱ値が低下してしまうということである。また、枠部３や裏蓋４をプラスチックで形成すると、電波時計１の高級感を損なってしまい、更にプラスチックでは十分な強度が得られなくなってしまうという問題もある。
【００１０】
また、第３の問題は、ベルト８にアンテナ９を設置する構造では、アンテナ９と電波時計本体１内に設置される回路とを接続するための結線が必要であるが、ベルト８が動くと結線が屈曲し、結線が金属疲労により断線してしまうということである。また、この構造ではベルト８を金属材料で形成することができないために高級感を損なってしまい、ベルト８を樹脂などの非金属材料で形成すると十分な強度が得られなくなってしまうという問題もある。
【００１１】
また、第４の問題は、特許文献１に記載されているように金属製の枠部３の外側に距離を隔ててアンテナ９を設置し、アンテナ９をプラスチックケース３ａなどで覆う構造では、アンテナ９やプラスチックケース３ａが枠部３から突出して電波時計１自体が大きくなってしまい、また、見栄えが悪くなってしまうということである。
【００１２】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、枠部や裏蓋、ムーブメントなどの構成部品の材料に関わらず、アンテナを内部に組み込んで動作させることができる電波時計及び電波時計用アンテナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明の電波時計は、アンテナを用いて時刻情報を含む電波を受信し、該時刻情報に基づいて時刻を修正する機能を備える電波時計において、前記アンテナは、前記電波時計内部の空間に設置され、前記アンテナと該アンテナ周囲の前記電波時計を構成する構成部品の少なくとも一つとの間に、軟磁性材又は導電材の少なくとも一方が配設されているものである。
【００１４】
また、本発明の電波時計は、アンテナを用いて時刻情報を含む電波を受信し、該時刻情報に基づいて時刻を修正する機能を備える電波時計において、前記アンテナは、環状の枠体と、該枠体の裏面を封止する裏蓋と、時刻指示針を駆動する駆動部とを含む構成部品の間の空間に設置され、前記アンテナと前記構成部材の少なくとも一つとの間に、軟磁性材又は導電材の少なくとも一方が配設されているものである。
【００１５】
また、本発明の電波時計は、アンテナを用いて時刻情報を含む電波を受信し、該時刻情報に基づいて時刻を修正する機能を備える電波時計において、前記アンテナは、環状の枠体と、該枠体の裏面を封止する裏蓋と、時刻表示部を制御する回路部とを含む構成部品の間の空間に設置され、前記アンテナと前記構成部材の少なくとも一つとの間に、軟磁性材又は導電材の少なくとも一方が配設されているものである。
【００１６】
本発明においては、前記構成部材に金属材料が含まれる場合は少なくとも前記軟磁性材が配設され、前記構成部材に強磁性材料が含まれる場合は少なくとも前記導電材が配設される構成とすることができる。
【００１７】
また、本発明においては、前記軟磁性材は、軟磁性金属のフレーク又は粒子、又は、軟磁性フェライトの粒子とプラスチックとの複合材であることが好ましい。
【００１８】
また、本発明においては、前記導電材は、Ａｌ又はＣｕであり、前記導電材の厚さをｔ（ｍｍ）、固有抵抗をρ（μΩｃｍ）とした場合には、ｔ／ρの値が略０．０６以上とすることができる。
【００１９】
また、本発明のアンテナは、時刻情報を含む電波を受信するコイルの周りに軟磁性材又は導電材の少なくとも一方が配設された電波時計用アンテナであって、前記アンテナは、電波時計を構成する環状の枠体と、該枠体の裏面を封止する裏蓋と、時刻指示針を駆動する駆動部とを含む構成部品の間の空間に設置可能な形状に加工されているものである。
【００２０】
また、本発明のアンテナは、時刻情報を含む電波を受信するコイルの周りに軟磁性材又は導電材の少なくとも一方が配設された電波時計用アンテナであって、前記アンテナは、電波時計を構成する環状の枠体と、該枠体の裏面を封止する裏蓋と、時刻表示部を制御する回路部とを含む構成部品の間の空間に設置可能な形状に加工されているものである。
【００２１】
このように、本発明によれば、電波時計の外側の筐体（枠部）と裏蓋と駆動部（ムーブメント）との間のスペースにアンテナが配置される構造において、枠部や裏蓋、ムーブメントなどの構成部品とアンテナとの間の少なくとも一部に、軟磁性材又は導電材の少なくとも一方を配置することにより、構成部品に金属材料や強磁性材料が含まれる場合であってもアンテナのＱ値の低下を抑制して、電波を確実に受信できるようにすることができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように、本発明の電波時計及び電波時計用アンテナによれば、枠部や裏蓋、ムーブメントなどの構成部品の材料に関わらず、アンテナのＱ値の低下を抑制することができる。
【００２３】
その理由は、アンテナから発する電波を受けるエネルギーを消耗させ、アンテナのＱ値を低下させる枠部や裏蓋、ムーブメントとアンテナとの間に電波を反射させるアルミや銅のような良導電材を配設して電波を反射させ、また、電波を通過させる軟磁性材を配設してアンテナから発する電波を誘導し、枠部や裏蓋、ムーブメントの位置に電波が到達しないようにし、これにより、枠部や裏蓋、ムーブメントなどの構成部品の影響をなくしてエネルギーの消耗を防止し、アンテナのＱ値の低下を抑制することができるからである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
従来技術で示したように、時刻情報を含む電波を受信するアンテナを備えた電波時計では、高級感を損なわないためには該アンテナを時計内部に設置することが望ましいが、その場合、電波時計側面の枠部や裏面の裏蓋、ムーブメントなどの構成部品に金属材料や強磁性材料を含む場合にはアンテナのＱ値が低下してしまうという問題があった。
【００２５】
ここで、電波を受けるアンテナに発生する電圧は電波の強さとアンテナのＱ値に比例するため、Ｑ値が低下すると電波が強い位置でなければ電波時計が正常に作動しなくなる。そのため、従来の構造では電波時計を作動させる環境が制限され、例えば、電波の発信アンテナ側に窓のない建物の中などでは電波が弱いため正常に作動させることができない場合があった。
【００２６】
腕時計の枠部や裏蓋は多くの場合ＳＵＳ３０４等で構成されている。この材料は固有抵抗が高く電波時計の電波（４０ｋＨｚ又は６０ｋＨｚ）を受けると渦電流によりエネルギーの損失が生じる。また、ムーブメントには電池が配設されており、そのケースは強磁性の鉄である場合があり、その場合はヒステリシスによりエネルギーの損失が生じる。これらの損失はアンテナの特性としてはＱ値の低下となる。一方、導電材は電波を受けると渦電流が流れるが固有抵抗が小であるためエネルギーを損失することなく反射させる。また、軟磁性材はヒステリシスが小であるため電波の損失を生じることなく通過させる。
【００２７】
このため、アンテナと枠部、裏蓋又はムーブメントの間に導電材を配設して電波を反射させ、枠部、裏蓋又はムーブメントの位置にアンテナから発する電波が達することを防止し、枠部等で渦電流又はヒステリシス損が生じることを防止しＱ値の低下を防ぐ。又は、アンテナと枠部、裏蓋又はムーブメントの間に軟磁性材を配設してその中を電波を通過させることにより、枠部、裏蓋又はムーブメントの位置にアンテナから発する電波が達することを防止し、枠部等で渦電流又はヒステリシス損が生じることを防止しＱ値の低下を防ぐ。更に、枠部、裏蓋又はムーブメント側に導電材を配設し、アンテナ側に軟磁性材を配設して、軟磁性材によりアンテナの発する電波を枠部等の方向に達しないように誘導し、枠部等の方向に多少漏洩した電波を導電材により反射させる構成とすると、枠部等の影響を完全に排除することができる。特に枠部、裏蓋ないしはムーブメントに強磁性の材料を含む場合は、導電材と軟磁性材とを配設することが好適である。
【００２８】
この導電材としては固有抵抗の低いアルミニウム、銅、銀及び金が好適である。また、固有抵抗が低くても厚さが薄いと抵抗が高くなり渦電流による損失が生じるため、厚さをｔ（ｍｍ）、固有抵抗をρ（μΩｃｍ）とした場合、ｔ／ρの値が０．０６以上とする必要があり、取り扱いの容易さも考慮すれば上述の金属の厚さ０．１ｍｍ以上の板が好適である。
【実施例】
【００２９】
上記した本発明の実施の形態についてさらに詳細に説明すべく、本発明の一実施例に係る電波時計について図１乃至図１０を参照して説明する。図１及び図２は、本実施例の電波時計の構成を示す図であり、図３乃至図９は、アンテナ設置部分の構造のバリエーションを示す断面図である。また、図１０は、本実施例の実験の構成を示す図である。なお、以下では腕に装着可能な腕時計型の電波時計１について記載するが、電波時計１の形態は腕時計型に限らず、同等の大きさの懐中時計や、置き時計、掛け時計などにも同様に適用することができる。また、電波時計１はアナログ式又はデジタル式のどちらでもよいし、アナログとデジタルとが混在したものであってもよい。また、電波時計１は少なくとも時計機能と時刻修正機能を備えていればよく、演算処理機能などの他の機能を兼ね備えていてもよいし、電波時計１が他の機器、例えば、コンピュータ機器に内蔵される形態であってもよい。
【００３０】
本実施例に係るアンテナ９を備える電波時計１の構造について図１を参照して説明する。図１の上図は、電波時計１を上面から見た図であり、本実施形態の特徴部分であるアンテナ９及び軟磁性材１０を識別しやすいようにハッチングで示している。また、図１の下図は、上図のＡ−Ａ’線における断面を示す図である。図１に示すように、本実施例の電波時計１は、電波時計本体と電波時計本体を腕に装着するためのベルト８とで構成され、時計本体は、枠部３と、枠部３の表側を封止するガラス、プラスチック等の窓部２と、枠部３の裏側を封止する裏蓋４と、図示しないパッキングなどのシール部材とを含む時計ケースと、時刻を表示する文字盤及び文字盤上で回動する時針、分針、秒針等の時刻指示針６（デジタル式の場合は液晶などの時刻表示画面）と、時刻指示針６を駆動すると共に時刻情報に基づいて時刻を修正するムーブメント７（デジタル式の場合は駆動回路や制御回路などの回路部）とを備え、枠部３と裏蓋４とムーブメント７との間のスペースに、該スペースに合わせて円弧状に形成された磁芯材料に巻線をしたアンテナ９が配設され、上記構成部品とアンテナ９との間に軟磁性材１０が配設されている。そして、この軟磁性材１０により、枠部３や裏蓋４、ムーブメント７などの構成部品の影響を遮断し、アンテナ９のＱ値の低下を抑制している。
【００３１】
なお、本発明は電波時計１のアンテナ９を設置する領域の構造に特徴を有するものであり、電波時計１を構成する他の部材（枠部３や裏蓋４、ムーブメント７やアンテナ９など）の構造や形状、材料は特に限定されない。また、この軟磁性材１０は上記構成部品とアンテナ９との間の少なくとも一部に配設されていればよいが、上記構成部品の影響を防止するためには、図１に示すようにアンテナ９全体を覆うように軟磁性材１０を配置することが好ましく、図２に示すように上記スペース全面に軟磁性材１０を配設すればなお好ましい。また、アンテナ９の固定方法も限定されず、例えば、図３に示すように、電波時計１の構成部品（非金属材料で形成されている文字盤５など）にアンテナ９を固定してもよいし、軟磁性材１０とアンテナ９との間に樹脂などを充填してアンテナ９を固定してもよい。
【００３２】
この軟磁性材１０は、任意の磁性材料を用いて任意の製造方法で形成することができるが、枠部３と裏蓋４とムーブメント７との間の狭いスペースに配設でき、かつ、薄くしても所望の性能を有するように、アモルファス箔やアモルファス箔の積層材、金属粉、カーボニル鉄粉、還元鉄粉、アトマイズ粉（純鉄、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｌ等を含む鉄、パーマロイ、Ｃｏ−Ｆｅ等の粉末）、アモルファス（Ｂ、Ｐ、Ｓｉ等を含む鉄、コバルト、ニッケル合金を水アトマイズまたはガスアトマイズした粉末）等の粒状の粉体若しくはフレークとプラスチック、ゴム等の有機物との複合材、又は上記粉体若しくはフレークを含む塗料の塗膜等により形成することが好ましい。
【００３３】
また、上記複合材を製造する方法としては、射出成形、塗布、圧縮成形、圧延等を用いることができる。射出成形又は圧縮成形により形成された磁性材はフェライトにより形成されたものと比較して、強靭であるため薄くしても割れ難いという特徴がある。塗布の場合は、例えば、粒状粉体をアトラター、ボールミル、スタンプミル等で扁平化してフレークとした後、フレーク又は粒状粉体を含む塗料をフィルム上に塗布／乾燥を繰り返して形成することができ、その際、塗布中に磁場を印加することによりフレークを一定の方向に配向させることができ、特性を向上させることができる。
【００３４】
また、複合材におけるプラスチックとしては加工性の良い熱可塑性のプラスチックを用いたり、或いは耐熱性の良い熱硬化性のプラスチックを用いたりすることができ、また、絶縁性を有するアクリル、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリスチレン、エポキシ等の樹脂を用いることもできる。
【００３５】
また、図１乃至図３は、枠部３、裏蓋４及びムーブメント７の全ての構成部品に金属材料を含む場合の構成であるが、構成部品のいずれかに金属材料が含まれていない場合や金属材料が含まれているがアンテナ９に対する影響が小さい場合は、該構成部品とアンテナ９との間には軟磁性材１０を配置する必要はない。例えば、枠部３がプラスチックなどの非金属材料で形成されている場合は、図４に示すように、裏蓋４及びムーブメント７とアンテナ９との間にのみ軟磁性材１０を配置すればよいし、裏蓋４が強化ガラスなどの非金属材料で形成され、ムーブメント７の影響が問題とならない場合には、図５に示すように枠部３とアンテナ９との間にのみ軟磁性材１０を配置すればよい。
【００３６】
また、枠部３、裏蓋４及びムーブメント７のいずれかの構成部品に強磁性材料が含まれている場合は、軟磁性材１０ではアンテナ９のＱ値の低下を確実に抑制することができない場合もある。そのような場合には、該構成部品とアンテナ９との間に電気伝導性の良い導電材を配置することもできる。例えば、ムーブメント７に強磁性材料を含む場合は、図６に示すようにムーブメント７とアンテナ９との間に導電材１１を配置する。
【００３７】
この導電材１１としては、後述する実験で明らかなように、アルミニウム、銅、銅合金、銀、金などを用いることができ、０．１ｍｍ程度の厚さの板とすれば強磁性材料の影響を有効に抑制することができる。なお、枠部３や裏蓋４などがＳＵＳ３０４等の通常、強磁性材とされていない材料を含む場合でも、これらの材料は冷間加工後焼鈍していない等の製造履歴によっては強磁性を呈することがあるため導電材１１を配置する方が安全である。また、電池のケースは非磁性のものと強磁性のものがあり、その表示はないことが多いため、電池のケースがアンテナ９近傍に配置される場合も同様に導電材１１を配置する方が安全である。
【００３８】
また、図１乃至図６では、構成部品とアンテナ９との間に、軟磁性材１０又は導電材１１のいずれか一方を配置したが、軟磁性材１０と導電材１１の双方を組み合わせて配置することもできる。例えば、枠部３に金属材料が含まれ、ムーブメント７に強磁性材料が含まれる場合には、図７に示すように、枠部３とアンテナ９との間に軟磁性材１０を配置し、ムーブメント７とアンテナ９との間に導電材１１を配置したり、枠部３、裏蓋４及びムーブメント７の影響を完全に排除するために、図８に示すように、ムーブメント７とアンテナ９との間に、ムーブメント７側から導電材１１と軟磁性材１０を組み合わせて配置したり、図９に示すように枠部３とアンテナ９との間にも枠部３側から導電材１１と軟磁性材１０を組み合わせて配置することもでき、構成部品の材料に応じて軟磁性材１０と導電材１１を適宜選択して配置することにより、Ｑ値の低下を効果的に抑制することができる。
【００３９】
次に、導電材１１を配置することの意義を明確にし、また、導電材１１の好ましい材料及び厚さを設定するために以下の実験を行った。まず、構成部品の影響でアンテナ９のＱ値が変化することを確認するために、図１０（ａ）に示すように、１００ｍｍ×２０ｍｍ、厚さ０．３ｍｍの金属板１２（枠部３、裏蓋４、ムーブメント７などの構成部品の代替）の上に、１２．５ｍｍ×５０ｍｍのＣｏ系の磁性シートを３０枚積層した磁芯材料に０．２ｍｍφの巻線を３８０回巻回して形成したコイル１３（アンテナ９の代替）を設置し、金属板１２の材料を変えた場合の４０ｋＨｚ及び６０ｋＨｚにおけるインダクタンスＬ（ｍＨ）及びＱ値を測定した。その結果を表１に示す。なお、表１中のステンレスはＳＵＳ３０４（１８％Ｃｒ、８％Ｎｉ）であり、チタン合金は６Ａｌ４Ｖ（６％Ａｌ、４％Ｖ）である。
【００４０】
【表１】
2005147689.tif 000003
【００４１】
表１より、コイル１３のみを単体で動作させた場合（表１の最下欄）、Ｑ値は４０ｋＨｚで２６．７、６０ｋＨｚで２４．９、Ｌは４０ｋＨｚで４．９２、６０ｋＨｚで４．９６８と大きな値を示すが、コイル１３を金属板１２上に設置するといずれの材料でもＱ値及びＬの双方が低下していることがわかる。特に、電波時計１の枠部３や裏蓋４は通常ステンレスやチタン、チタン合金などで形成されているため、アンテナ９を単に電波時計１の内部に設置しただけではＱ値が著しく低下してしまい、電波の強さによっては正常に作動しなくなる可能性があることがわかる。
【００４２】
なお、金属板１２の中でステンレスや軟鋼、チタン合金などはＱ値の低下が著しく、一方、純銅及び純アルミはＱ値の低下がそれほど大きくないがＬの低下が大きい。このように金属の種類によってその影響が異なるのは、金属板１２の電気抵抗の違い、すなわち、渦電流の流れやすさに起因すると考えられるが、Ｌの低下はコイル１３の巻数を増やすことにより対応可能である。従って、銅やアルミを導電材１１として使用してもステンレスなどに比べてＱ値の低下を抑制することができ、また、アンテナ１１の巻線の数を増やすことによってＬの低下も抑制することができる。このような観点から、導電材１１の材料としては銅又はアルミニウム又は同様に電気抵抗の小さい銀や金などが適していると言える。
【００４３】
次に、導電材１１の好ましい厚さを規定するために、各々の材料の厚さを変えた場合の４０ｋＨｚ及び６０ｋＨｚにおけるインダクタンスＬ（ｍＨ）及びＱ値を測定した。その結果を表２に示す。なお、表中のｔ／ρは導電材１１の厚さを固有抵抗で除算した値であり、表３に各々の材料の固有抵抗を示す。
【００４４】
【表２】
2005147689.tif 000004
【００４５】
【表３】
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【００４６】
表２より、各々の材料について厚みが増すに従って電気抵抗が下がり、それに伴ってＱ値が徐々に大きく、Ｌが徐々に小さくなっていることがわかる。この傾向は異なる金属間でも同様であり、固有抵抗の小さい銅では厚さが０．１ｍｍでもＱ値は１３．７（＠４０ｋＨｚ）、１６．７（＠６０ｋＨｚ）と１０を超えているのに対して、Ａｌでは０．２ｍｍ、黄銅では０．３ｍｍの厚さでＱ値が１０以上となる。このことから厚さを固有抵抗で割った値（ｔ／ρ）で評価すれば材料の種類に依存しない評価が可能であり、本願発明者の知見によれば、ｔ／ρの値としては０．０６以上、好ましくは０．１以上が適当であると言える。また、固有抵抗が１０以上となると必要な厚さが過大（１ｍｍ以上）となるため、腕時計型の電波時計１の小さいスペースに配置するのが困難となる。
【００４７】
以上の実験では、導電材１１の厚さの差を明確にするためにコイル１３を導電材１１に密着させたが、より実際の使用状況に近い状態で実験するために、図１０（ｂ）に示すように導電材１１（又は軟磁性材１０又はその双方）とコイル１３との間に厚さ３ｍｍのスペーサ１４を介在させて同様の実験を行った。その結果を表４に示す。なお、軟磁性材１０はフレークを含む複合材とし、厚さ０．４５ｍｍのものを用い、金属板１２のＳＵＳ、導電材１１のＡｌ、Ｃｕは共に厚さ０．３ｍｍのものを用いた。
【００４８】
また、実際の電波時計１に挿入するアンテナ９は微小であるため、この実験では大型の模型（５倍程度）で行っており、導電材１１とコイル１３との間隔はアンテナ９の寸法に比例することから、上記３ｍｍの間隔は実際の電波時計１では０．６ｍｍ程度に相当すると考えられる。また、金属板１２の厚さの影響は電波の波長との関係で決まるため、コイル１３を大型にしても厚さの影響は同じであり、本実験の結果をそのまま実際の電波時計１にも適用することができる。
【００４９】
【表４】
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【００５０】
表４より、比較例１と実施例１とを比較すると、コイル１３単体では、Ｑ値及びＬ共に大きいがＳＵＳ（金属板１２）上にコイル１３を配置した状態ではＱ値が著しく低下しており、ＳＵＳで形成される枠体３や裏蓋４、ムーブメント７で囲まれるスペースにアンテナ９を配置してもアンテナ９を正常に動作させることが困難である。しかしながら、ＳＵＳとコイル１３との間にＡｌ（導電材１１）を介在させた場合（実施例２）及びＣｕを介在させた場合（実施例３）では、Ｑ値の低下が大幅に改善されており、電波時計１の構成部品とアンテナ９との間にＡｌやＣｕなどの導電材１１を挿入することによって構成部品の影響を抑制できることが分かる。また、ＳＵＳとコイル１３との間に軟磁性材１０を介在させた場合（実施例４）も、導電材１１に比べると効果は小さいがＱ値の減少が抑制されており、その効果は軟磁性材１０の枚数が増える（実施例５では２枚）ほど大きくなることが分かる。また、ＳＵＳとコイル１３との間に導電材１１と軟磁性材１０の双方を介在させた場合（実施例６及び実施例７）、Ｑ値及びＬの双方の低下が抑制されており、導電材１１と軟磁性材１０とを組み合わせて使用することにより、より効果的に枠体３や裏蓋４、ムーブメント７の影響を抑制できることが分かる。
【００５１】
このように、枠部３や裏蓋４、ムーブメント７などの構成部品で囲まれた領域にアンテナ９を配置する電波時計１において、これらの構成部品に金属材料が含まれる場合は該構成部品とアンテナ９との間に軟磁性材１０を配置し、これらの構成部品に強磁性材が含まれる場合は該構成部品とアンテナ９との間に導電材１１を配置し、又は、軟磁性材１０と導電材１１とを組み合わせて配置することにより、構成部品によるアンテナ９のＱ値の低下を抑制することができ、構成部品の材料によらず、安定して電波を受信することができる電波時計１を提供することができる。
【００５２】
なお、上記実施例では、本発明のアンテナの構造を電波時計用アンテナに適用する場合について示したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、任意のアンテナ、例えば、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムのタグアンテナやリーダ／ライタアンテナなどにも同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施例に係る電波時計の構造を模式的に示す図である。
【図２】本発明の一実施例に係る電波時計の他の構造を模式的に示す図である。
【図３】本発明の一実施例に係る電波時計のアンテナ設置部分の構造を示す図である。
【図４】本発明の一実施例に係る電波時計のアンテナ設置部分の構造を示す図である。
【図５】本発明の一実施例に係る電波時計のアンテナ設置部分の構造を示す図である。
【図６】本発明の一実施例に係る電波時計のアンテナ設置部分の構造を示す図である。
【図７】本発明の一実施例に係る電波時計のアンテナ設置部分の構造を示す図である。
【図８】本発明の一実施例に係る電波時計のアンテナ設置部分の構造を示す図である。
【図９】本発明の一実施例に係る電波時計のアンテナ設置部分の構造を示す図である。
【図１０】本発明の実験の構成を模式的に示す図である。
【図１１】従来の電波時計の構造を模式的に示す図である。
【図１２】従来の電波時計の構造を模式的に示す図である。
【図１３】従来の電波時計の構造を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１  電波時計
２  窓部
３  枠部
３ａ  プラスチックケース
４  裏蓋
５  文字盤
６  時刻指示針
７  ムーブメント
８  ベルト
９  アンテナ
１０  軟磁性材
１１  導電材
１２  金属板
１３  コイル
１４  スペーサ
【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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