(57)【要約】【課題】  ケース内にある磁性材料を積極的に活用して磁場検出を行い得るようにした電子時計を提供すること【解決手段】  電子時計１，１Ａは、運針用モータ３０の磁気コア３１を細長い軟磁性材料からなる時計部品としてケース８内に有し、該ケース８内において、該時計部品３１の長手方向Ｘに平行な向きに指向性に有する状態で該時計部品３１の近傍に配置された磁気センサ８０を備える。電子時計１，１Ａは、更に、軟磁性材料製の細長い集磁材６０，６５をＸ方向に延在する状態で磁気センサ８０の近傍に備える。この電子時計１，１Ａは、典型的には、長波の形態で時刻情報を含む標準電波を受信して、表示時刻を修正する電波時計（電波修正時計）である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
細長い軟磁性材料からなる時計部品をケース内に備えた電子時計であって、
該ケース内において、前記時計部品の長手方向に平行な向きに指向性を有する状態で該時計部品の近傍に配置された磁気センサを備える電子時計。
【請求項２】
軟磁性材料製の細長い集磁材が前記方向に延在する状態で前記磁気センサの近傍に配置されている請求項１に記載の電子時計。
【請求項３】
前記磁気センサは、その一端が前記集磁材の一端面に対面する状態で配置されている請求項２に記載の電子時計。
【請求項４】
前記集磁材に対して平行に前記磁気センサが配置されている請求項３に記載の電子時計。
【請求項５】
前記磁気センサが前記時計部品の端部に配置されている請求項１から４までのいずれか一つの項に記載の電子時計。
【請求項６】
前記磁気センサが前記時計部品の側面に沿って配置されている請求項１から４までのいずれか一つの項に記載の電子時計。
【請求項７】
前記時計部品が、モータのコイルの磁気コアからなる請求項１から６までのいずれか一つの項に記載の電子時計。
【請求項８】
前記磁気センサが時刻情報を含む標準電波の磁場成分を検出するように構成されている請求項１から７までのいずれか一つの項に記載の電子時計。
【請求項９】
前記磁気センサを実装したセンサ基板、又は該磁気センサを含む集積回路が前記時計部品に支持されている請求項１から８までのいずれか一つの項に記載の電子時計。
【請求項１０】
前記磁気センサを実装したセンサ基板、又は該磁気センサを含む集積回路が、前記集磁材に支持されている請求項１から８までのいずれか一つの項に記載の電子時計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子時計に係り、より詳しくは、電波時計（電波修正時計）として用いられるのに適した電子時計に係る。
【背景技術】
【０００２】
時刻情報を含むいわゆる標準電波から時刻情報を取り出して、時刻修正を行う電波時計（電波修正時計）は周知である。
【０００３】
この標準電波は長波であり、金属部品や磁性材料部品が複雑に配置された腕時計のような小型の電子時計のケース内における電磁波の分布・伝播状態は定かではなく、実験的及び半経験的に、アンテナ等の配置を決めている一面がある。この経験則には、金属部品による電磁波の遮蔽や電磁波の磁場成分が金属部品の表面に生起させる渦電流のような導体に対する考慮は含まれる。しかしながら、経験則では、ケース内の磁性材料については、余り考慮されていないか、考慮されるとしてもノイズ源になる虞れのある磁性材料からは極力遠ざけるという程度の消極的なものに限られた。
【０００４】
ところが、アナログ式の電子時計においては、例えば、モータの運針コイルの磁気コアは比較的大きな場所を占める。
【０００５】
このような状況下で、本発明者は、電子時計において実際上不可欠な磁性材料部分を積極的に利用することを検討し、本発明に至った。
【０００６】
なお、検出すべき信号を増幅した後センサで検出すること自体は、周知である。
【０００７】
また、例えば、ＭＩ（磁気インピーダンス）センサにおいてバイアス磁場を与えるべく永久磁石層を積層することは知られている（特許文献１）。
【特許文献１】特開平８−７５８３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前記した点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、ケース内にある磁性材料を積極的に活用して磁場検出を行い得るようにした電子時計を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の電子時計は、前記目的を達成すべく、細長い軟磁性材料からなる時計部品をケース内に備えた電子時計であって、該ケース内において、前記時計部品の長手方向に平行な向きに指向性を有する状態で該時計部品の近傍に配置された磁気センサを備える。この明細書において、「向き」等に関して、「『平行な』状態」とは、特に断らない限り、「『実質的に平行な』状態」を含む（以下同）。
【００１０】
本発明の電子時計では、ケース内に細長い軟磁性材料があるので、長波の形態の標準電波の磁場成分のように向きが厳密には規定されていない磁場は、該細長い磁性材料の近傍では、多少なりとも、該磁性材料の長手方向に沿った向きに向く。また、本発明の電子時計では、「該ケース内において、前記時計部品の長手方向に平行な向きに指向性を有する状態で該時計部品の近傍に磁気センサが配置され」ているので、磁気センサは、前記の細長い軟磁性材料製の時計部品によって向きが整えられた磁場を効果的に検出し得る。
【００１１】
すなわち、細長い軟磁性材料は、その形状に起因する磁化容易軸を長手方向に有する。従って、軟磁性材料製の時計部品は、外部磁場の影響を受けて長手方向に磁化される。その結果、該軟磁性材料の近傍においても、外部磁場は、当該軟磁性材料の磁化の向きと同様な向きに向く傾向がある。特に、外部磁場が、例えば地磁気のように空間的な向き及び大きさが規定された静磁場ではなくて電磁波の磁場成分のように空間的な境界条件によってその向き及び大きさの分布が左右され得るものであるから、該外部磁場は、細長い当該軟磁性材料の周辺において、当該軟磁性材料の長手方向に沿った向きを有することになる。すなわち、時計ケース内に配置された細長い軟磁性材料からなる時計部品は、それ自体が、時計ケース内で当該時計部品の近傍における電磁波の磁場成分をその長手方向に整えるように当該時計ケース内における電磁波の伝播を規定することになる。この軟磁性材料製の時計部品の働きは、当該軟磁性材料体が実際上軟磁性を呈し且つ磁気的に飽和していない限り、当該軟磁性材料体がそれ自体として別の機能を果たすこととは一応独立とみなしてよい。
【００１２】
軟磁性材料は、アモルファス合金でもパーマロイの如き合金でも、他のものでもよい。
【００１３】
本発明の電子時計では、典型的には、軟磁性材料製の細長い集磁材が前記方向に延在する状態で磁気センサの近傍に配置されている。
【００１４】
この場合、外部磁場によって集磁材が磁化された際、該集磁材が外部磁場を強めるような磁場を磁気センサのところに生成するので、磁気センサによる外部磁場の検出感度が高められ得る。なお、ここで、細長い集磁材は、前記向きに延在するように配置されているので、該集磁材が磁場の向きを乱す虞れが少ない。
【００１５】
本発明の電子時計では、典型的には、磁気センサはその一端が集磁材の一端面に対面する状態で配置されている。その場合、集磁材が磁気センサのところに生成する磁場が最大限強められ得る。
【００１６】
本発明の電子時計では、典型的には、集磁材に対して平行に前記磁気センサが配置されている。その場合、集磁材が磁気センサのところに生成する磁場が最大限強められ得る。
【００１７】
本発明の電子時計では、磁気センサが、例えば、前記時計部品の端部に配置されている。その場合、前記時計部品自体が磁気センサにとって集磁材として働くので、該時計部品が外部磁場に応じて磁気センサのところに生成する磁場が最大限強められ得る。
【００１８】
なお、時計部品が用いられる本来の用途に応じて磁化される場合でも、例えば、検出されるべき外部磁場が標準電波の磁場成分であり且つ時計部品が運針用モータのコイルの磁気コア等として用いられているような場合、運針のための励磁パルスによる磁気コアの磁化と標準電波の磁場成分による磁化とはその周波数が全く異なるので、適切なフィルタを介して信号として分離・抽出され得る。また、通常、標準電波の磁場成分は運針用励磁パルスに応じてコイルが生成する磁場よりもはるかに小さいので、運針コイルが標準電波の磁場成分によって変調された磁化を受けても、その影響は無視し得るから、運針用モータのロータの回転に影響を与える虞れは実際上無視し得る。
【００１９】
また、本発明の電子時計では、磁気センサが、例えば、前記時計部品の側面に沿って配置される。時計部品の端部と比較して磁場が長手方向に平行に向く傾向にあるから、磁気センサが当該センサの指向性に合った磁場として効果的に検出しやすい。なお、時計部品の端部と比較して時計部品の側面では磁場が相対的には弱くなるとしても、当該磁場が磁気センサの指向性にあった向きを向く割合が高くなるので、磁気センサの検出感度が高い場合、ノイズの影響を最低限にした状態で、より効果的に磁場を検出し易い。
【００２０】
本発明の電子時計では、前記時計部品は、典型的には、モータのコイルの磁気コアからなり、より詳しくは、例えば、運針用のモータからなる。但し、時計部品が細長い軟磁性材料からなる限り、他の用途に用いられるものであってもよい。
【００２１】
本発明の電子時計では、前記磁気センサが、典型的には、前述のように、時刻情報を含む標準電波の磁場成分を検出するように構成されている。但し、磁気センサにより検出されるべき磁場は、軟磁性材料からなる時計部品により生成される磁場と比較して、周波数等で区別して抽出可能な信号を与えるものである限り、他の種類のものでもよい。
【００２２】
本発明の電子時計では、典型的には、前記磁気センサを実装したセンサ基板、又は該磁気センサを含む集積回路が、前記時計部品に支持されている。これにより、磁気センサが安定に配置され得る。磁気センサを含む集積回路は、時計用の集積回路と一体化されていてもよく、時計が電波時計（電波修正時計）である場合、標準電波からの時刻情報の抽出及び時刻表示指針の時刻修正制御のための回路部分も一体に集積化されていてもよい。
【００２３】
本発明の電子時計において、磁気センサを実装したセンサ基板、又は該磁気センサを含む集積回路が、前記集磁材に支持されていてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の好ましい実施の形態のいくつかを添付図面に示した好ましい実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２５】
図１及び図５には、本発明による好ましい第一実施例の電子時計１が示されている。電子時計１では、想像線で示した裏蓋７及び時計ガラス８、ケース４並びに文字板９に囲まれた領域Ｒ内にあるムーブメント部分２のみが図５に示され、その詳細は省かれている。
【００２６】
電子時計１は、地板３上に、運針用モータ２０、指針用輪列５、電池６及び主基板５０等を備える。電子時計１のうち運針用モータ２０及び主基板５０を含む部分は、図５の断面図に示されている。
【００２７】
運針用モータ２０は、磁気コア３１及びコイル巻線３２を含む運針用コイル構造体３０と、ステータ４１とロータ４８とを備える。磁気コア３１は、図１において、Ｘ方向に直線状に延在した細長い軟磁性材料体からなる。ここで、この磁気コア３１が、細長い軟磁性材料からなる時計部品に該当する。磁気コア３１は、比較的太い両端部３４，３５と、該両端部３４，３５間に位置し該端部３４，３５よりも細くＸ方向に長いコア本体部３６とを有し、該コア本体部３６にコイル巻線３２が巻回されている。
【００２８】
磁気コア３１の両端部３４，３５にはステータ４１の端部４２，４３が静磁的に連続する状態で連結・固定され、ステータ４１の凹所４４にはロータ磁石４８が配置されている。
【００２９】
このような運針用モータ２０の構造自体は、周知であるので、その詳細の図示及び説明は省く。
【００３０】
ロータ４８の歯車部分は、指針用輪列５に噛合され、運針用コイル構造体３０のコイル巻線３２に与えられる運針用パルスに応じたロータ４８のステップ状回転に伴って、指針用輪列５の各輪が回転して、時刻表示針（図示せず）の形態の指針を回す。
【００３１】
電子時計１は、主基板５０と、集磁材６０とセンサ基板７０及び磁気センサ８０とを有する。
【００３２】
主基板５０は、図１及び図５に示したように、磁気コア３１の端部３４に固定・支持された状態で、時計１の延在面に沿って拡がっている。
【００３３】
集磁材６０は、磁気コア３１と平行にＸ方向に延在した細長い軟磁性材料体からなり、集磁材６０の一端６１が磁気センサ８０の一端８１に対面するように配置される。
【００３４】
なお、図１において想像線で示し図６に示したように、集磁材６５を集磁材６０と一列に且つ磁気センサ８０の他端８２に一端６６が対面するように配置して時計１Ａを形成してもよい。
【００３５】
図５からわかるように、主基板５０には、センサ基板７０が実装（該主基板５０に対して所定の電気的な接続を達成する状態で載置固定）され、該センサ基板７０上には、磁気センサ８０が実装されている。磁気センサ８０は、ＭＩ（磁気インピーダンス）センサからなる。但し、その代わりに、ＭＲ（磁気抵抗センサ）やＧＭＲセンサ等他の磁気センサであってもよい。
【００３６】
センサ基板７０には、磁気センサ８０の作動回路や磁気センサ８０により感知された磁場信号の検出回路を構成する電気・電子部品（図示せず）が実装される。センサ基板７０のこれらの回路は、集積化され一体化された専用のＩＣでもよい。磁気センサ８０がＭＩセンサである場合には、磁気センサ８０の作動回路は、高周波電流の発生・供給回路等を含み得る。なお、符号７０で示したものは、磁気センサ８０が実装されるセンサ基板である代わりに、磁気センサ８０とその駆動回路及び検出回路とが一体的に集積化されたセンサ集積回路であってもよい。
【００３７】
主基板５０には、水晶発振器を含む発振回路（図示せず）やモータ駆動回路（図示せず）等を含む運針制御回路（図示せず）を形成する電気・電子部品等が実装されており、電池６からの給電を受けて運針用モータ２０の運針用コイル構造体３０のコイル巻線３２に運針用パルスを与えて、時刻表示針（図示せず）の運針を行わせる。
【００３８】
なお、水晶発振器及びそれに直接的に付随する回路部品以外の回路部分は、運針制御回路を含めて、符号７０で示した部分をなす時計用集積回路に一体的に集積化されていてもよい。
【００３９】
電子時計１が電波時計（電波修正時計）である場合、センサ基板７０又は主基板５０のうちの一方には、磁気センサ８０で検出した標準電波の磁場成分から時刻情報を抽出する時刻情報検出回路や該時刻情報に基づいて、時刻表示針（図示せず）の表示時刻を修正するための修正信号発生回路を含み得る。なお、標準電波受信回路や時刻修正信号発生回路等も集積回路（符号７０で示した部分をなす）に一体的に集積化されていてもよい。すなわち、電波時計（電波修正時計）を構成する回路部分は、機械的振動を無視し難い水晶発振器（水晶缶）を除いて、磁気センサ８０と一体的な一つの集積回路チップ（符号７０で示した部分をなす）に集積化されていてもよい。
【００４０】
磁気センサ８０は、Ｘ方向に最大感度を有するように且つＸ方向に延在する状態で配置される。図１及び図５に示した例では、磁気コア３１の近傍において磁場がＸ方向に向き易い磁気コア３１の側面に対面する領域に磁気センサ８０が配置されている。
【００４１】
すなわち、長波の形態で時刻情報を含む標準電波は、各種金属部品や磁性材料が配置された時計１のケース内では、極めて複雑な伝播状態を有する虞れがあるけれども、細長くＸ方向に延びた磁性材料からなる磁気コア３１の近傍では、多少なりとも、該磁気コア３１の長手方向Ｘに沿う磁場成分を有する。従って、この磁気コア３１の近傍においてＸ方向に最大感度ないし指向性を有する状態で配置された磁気センサ８０は、時計１の向き等に係らず、標準電波の磁場成分を拾い得、該磁場成分に含まれる時刻情報を検出し得る。
【００４２】
なお、時計１や１Ａにおいて、ケース４内の領域Ｒに入る電波の強度を高めたり集磁材６０，６５の外側端部が金属部品に近接するのを避けるために、ケース４の一部又は全部が電気絶縁材料でできていてもよい。また、磁気センサ８０は、運針用モータ２０の文字板側に配設される代わりに、裏蓋側に配設されていてもよい。その場合、裏蓋７の一部又は全部が電気絶縁材料でできていてもよい。また、磁気センサ８０は、運針用モータ２０のコイル構造体３０のステータ４１側に配設される代わりに、ステータ４１の影響を受けるのを避けるべく、その反対側に配設されてもよい。
【００４３】
但し、磁気センサ８０がＭＩセンサのように指向性が高い磁気センサである場合、例えば、図２及び図７に示したように、磁気コア３１の存在により近傍の磁場が強くなり易い該コア３１の端部（例えば端部３４）の端面より外の領域に配置された時計１Ｂであってもよい。この場合、Ｘ方向に対して交差する向きの磁場成分も大きくなるけれども、この磁場成分がセンサ８０に与える影響は実際上無視され得るから、強められたＸ方向成分を効果的に検出し得る。集磁材６０Ｂは集磁材６０と同様にＸ方向に延在している。ここで、集磁材６０Ｂが磁気センサ８０のところに形成するＸ方向磁場の大きさを最大限にするためには、図１において想像線で示し図６に示した集磁材６５と同様な集磁材を更に設けてもよい。
【００４４】
反対に、磁気センサが比較的指向性の低い磁気センサ８０Ｃである場合、図３に示したように、磁気センサ８０Ｃは、磁気コア３１の端部３４，３５よりも内側で磁気コア３１の側面に対面する領域において、Ｘ方向に平行に配置することにより時計１Ｃを形成する。この場合、標準電波の磁場成分に対応する磁束が磁気コア３１を通り易いことから、該Ｘ方向磁場成分の大きさ自体は比較的小さくなり易いけれども、Ｘ方向に延在する磁気コア３１の存在により、当該領域の磁場成分はＸ方向に配向され易い。従って、磁気センサ８０Ｃが十分な感度を有する限り、該磁気センサ８０ＣがＳ／Ｎ比の高い信号を受信し易い。この場合にも、集磁材６０と同様な集磁材６０Ｃに加えて集磁材６５と同様な集磁材６５Ｃを設けて磁気センサ８０Ｃのところにおいて、標準電波の磁場成分を最大限強い状態でＸ方向に配向させるようにしてもよい。
【００４５】
また、磁気センサ８０の感度が比較的高い場合には、時計１や１Ａのように集磁材６０や６５の端部６１や６６を磁気センサ８０の端部８１や８２に対面させる代わりに、図８に示したように、集磁材６０，６５の全体を一つながりの集磁材６０Ｄで形成し、該集磁材６０Ｄが側面６３Ｄで磁気センサ８０Ｄの表面８３Ｄに対面するようにしてもよい。その場合、磁気センサ８０Ｄのところにおける磁場成分は、比較的弱いけれども、Ｘ方向に向いたものになり易い。従って、磁気センサ８０では、比較的Ｓ／Ｎ比の高い磁場信号が得られ易い。
【００４６】
この場合、図８の時計１Ｄのように磁気センサ８０Ｄが磁気コア３１の端部３４の外側に配置される代わりに、図４及び図９に示した時計１Ｅのように、磁気センサ８０Ｅが、磁気コア３１の端部３４のところにおいて、表面８３Ｅで集磁材６０Ｅの側面６３Ｅに対面するように配置されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の好ましい一実施例の電子時計の本体部分の平明説明図。
【図２】本発明の別の好ましい一実施例の電子時計の本体部分についての図１と同様な平明説明図。
【図３】本発明の更に別の好ましい一実施例の電子時計の本体部分についての図１と同様な平明説明図。
【図４】本発明の更に別の好ましい一実施例の電子時計の本体部分についての図１と同様な平明説明図。
【図５】図１の電子時計の本体部分についての断面説明図。
【図６】図１の電子時計のうち想像線で示した変形例についての図５と同様な断面説明図。
【図７】図７の電子時計についての図５と同様な断面説明図。
【図８】本発明の更に別の好ましい一実施例の電子時計についての図５と同様な断面説明図。
【図９】図４の電子時計についての図５と同様な断面説明図。
【符号の説明】
【００４８】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｄ，１Ｅ  電子時計
２  ムーブメント
３  地板
４  ケース
５  輪列
６  電池
７  裏蓋
８  時計ガラス
９  文字板
２０  運針用モータ
３０  運針用コイル構造体
３１  磁気コア
３２  コイル巻線
３４，３５  端部
３６  コア本体部
４１  ステータ
４２，４３  端部
４８  ロータ磁石
５０  主基板
６０，６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄ，６０Ｅ  集磁材
６１，６１Ｂ，６１Ｃ  端部
６３Ｄ，６３Ｅ  側面
６５，６５Ｃ  集磁材
６６  端部
７０  センサ基板（又はセンサ用ＩＣ又は時計ＩＣ）
８０，８０Ｃ，８０Ｄ，８０Ｅ  磁気センサ
８１，８１Ｃ，８２，８２Ｃ  端部
８３Ｄ，８３Ｅ  表面
Ｘ  延在方向
【図１】
2007218765.tif 000003
【図２】
2007218765.tif 000004
【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】
2007218765.tif 000009
【図８】
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【図９】
2007218765.tif 000011