(57)【要約】【課題】押釦スイッチを確実に保護するとともに、デザイン上の制約を減らすことのできる電子機器の衝撃緩衝構造を提供する。【解決手段】機器モジュール４を収納する外装部１の内外を繋いで設けられ、外部操作を機器モジュール４に伝達する操作部１１を備えた電子機器において、この操作部１１における外装部１の外側の端部には、外部緩衝部材２１が設けられている。外部緩衝部材２１には、外部から操作部１１に衝撃が加えられた際に、当該衝撃の大きさに応じた形状変化に伴い運動エネルギーを熱エネルギーに変換することで、操作部１１及び機器モジュール４に伝達される衝撃を低減させると共に、形状変化に伴う運動エネルギーから弾性エネルギーへの変換を低減させて操作部１１及び機器モジュール４に対する弾性力を速やかに低下させる粘弾性体が用いられている。【選択図】図８
2013040805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機器モジュールと、
当該機器モジュールを収納する外装部と、
前記外装部の内外を繋いで設けられ、外部操作を前記機器モジュールに伝達する操作部と、
前記機器モジュールが収納された前記外装部の開口部を封じる閉塞部材と、
前記操作部における前記外装部の外側の端部に設けられた外部緩衝部材とを備え、
前記外部緩衝部材には、
外部から前記操作部に衝撃が加えられた際に、当該衝撃の大きさに応じた形状変化に伴い運動エネルギーを熱エネルギーに変換することで、前記操作部及び前記機器モジュールに伝達される前記衝撃を低減させると共に、前記形状変化に伴う前記運動エネルギーから弾性エネルギーへの変換を低減させて前記操作部及び前記機器モジュールに対する弾性力を速やかに低減させる粘弾性体が用いられていることを特徴とする電子機器の衝撃緩衝構造。
【請求項２】
前記操作部に前記外部緩衝部材を介して外部から衝撃を与えた場合に前記操作部にかかる衝撃加速度は、当該操作部に前記外部緩衝部材無しで外部から前記衝撃を与えた場合に前記操作部にかかる衝撃加速度に比して３０％以下であり、
当該外部緩衝部材は、前記衝撃の一部を熱に変換して吸収及び発散させると共に、前記衝撃の残りを遅延及び分散させて前記操作部に伝えることを特徴とする請求項１に記載の電子機器の衝撃緩衝構造。
【請求項３】
前記外部緩衝部材に用いられる粘弾性体は、電子機器の重量に基づき、前記機器モジュールを構成する電子部品の破損に係る予め設定された振動周波数よりも固有振動数が低くなるように材質が選択されていることを特徴とする請求項１に記載の電子機器の衝撃緩衝構造。
【請求項４】
前記外部緩衝部材は、シリコーン樹脂を主成分とした樹脂素材であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の電子機器の衝撃緩衝構造。
【請求項５】
前記操作部は、押釦スイッチであり、前記外部緩衝部材は、当該押釦スイッチの押圧面に設けられていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の電子機器の衝撃緩衝構造。
【請求項６】
前記押釦スイッチの押圧面に設けられた前記外部緩衝部材は、当該押圧面の周縁部に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の電子機器の衝撃緩衝構造。
【請求項７】
前記押釦スイッチの押圧面に設けられた前記外部緩衝部材は、一又は複数の突起部を含む形状であることを特徴とする請求項５又は６に記載の電子機器の衝撃緩衝構造。
【請求項８】
前記押釦スイッチは、その押圧面が前記外装部の外面よりも内側に位置し、且つ、当該押釦スイッチの押圧面に設けられた前記外部緩衝部材の上部が前記外装部の外面よりも外側に位置するように配置されていることを特徴とする請求項５〜７の何れか一項に記載の電子機器の衝撃緩衝構造。
【請求項９】
前記外部緩衝部材は、複数箇所に離散的に設けられ、当該複数箇所において各々異なる形状で形成されていることを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載の電子機器の衝撃緩衝構造。
【請求項１０】
前記外部緩衝部材は、複数箇所に離散的に設けられ、当該複数箇所において各々異なる硬度で形成されていることを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載の電子機器の衝撃緩衝構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、腕時計などの電子機器に用いられて外部から受けた衝撃の緩衝をはかるための電子機器の衝撃緩衝構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
以前より、腕時計などの携帯型電子機器は、落下などの際に該携帯型電子機器にかかる衝撃の緩衝を図る衝撃緩衝構造を備えている。この衝撃緩衝構造としては、電子機器の内部に設けられるものと、外面に設けられるものとがある。外面に設けられる衝撃緩衝構造には、従来、ウレタン樹脂といった弾性体が用いられ、腕時計における時計ケースの裏面側や側面部に取り付けられたり、腕時計のバンドの位置に合わせて取り付けられたりする（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−４６９６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来、操作に用いられる押釦スイッチには、同様の耐衝撃機能を備えさせることは困難であった。更に、押釦スイッチに大きな衝撃が加わることによって押釦スイッチが破損するだけでなく、押釦スイッチを介して内部の時計モジュールにも大きな力が加わって時計モジュールの故障に繋がるという問題があった。従って、押釦スイッチが落下時に直接落下面に接触しないように、時計ケースの窪みに配置されたり、ベゼルの凸部の際に設けられたりする必要が生じるといった構造上の制約があった。
【０００５】
この発明の目的は、外部から操作部に衝撃が加えられた場合でも、操作部を破損又は破壊から確実に保護することができるとともに、デザイン上の制約を減らすことのできる電子機器の衝撃緩衝構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記目的を達成するため、
機器モジュールと、
当該機器モジュールを収納する外装部と、
前記外装部の内外を繋いで設けられ、外部操作を前記機器モジュールに伝達する操作部と、
前記機器モジュールが収納された前記外装部の開口部を封じる閉塞部材と、
前記操作部における前記外装部の外側の端部に設けられた外部緩衝部材とを備え、
前記外部緩衝部材には、
外部から前記操作部に衝撃が加えられた際に、当該衝撃の大きさに応じた形状変化に伴い運動エネルギーを熱エネルギーに変換することで、前記操作部及び前記機器モジュールに伝達される前記衝撃を低減させると共に、前記形状変化に伴う前記運動エネルギーから弾性エネルギーへの変換を低減させて前記操作部及び前記機器モジュールに対する弾性力を速やかに低減させる粘弾性体が用いられていることを特徴とする電子機器の衝撃緩衝構造である。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、外部から操作部に衝撃が加えられた際に、当該操作部及び機器モジュールに伝達される衝撃を大幅に低減させることができるばかりでなく、操作部及び機器モジュールに対する弾性力を速やかに低下させることができる。この結果、操作部としての例えば押釦スイッチを確実に破損又は破壊から保護するとともに、デザイン上の制約を減らすことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態の腕時計全体を示す正面図である。
【図２】図１の矢視Ａ−Ａにおける腕時計の断面図である。
【図３】図１の矢視Ｂ−Ｂにおける腕時計の断面図である。
【図４】図１及び図２の矢視Ｃ−Ｃにおける腕時計の断面図である。
【図５】時計モジュール及び内部緩衝部材の斜視図である。
【図６】アルファゲル及びウレタン樹脂の外力に対する特性を示す模式図である。
【図７】本実施形態の押釦スイッチの断面図である。
【図８】押釦スイッチと腕時計ケースとの位置関係を説明する図である。
【図９】変形例１の押釦スイッチにおける外部緩衝部材の形状を説明する図である。
【図１０】変形例２のリュウズの断面図である。
【図１１】変形例３の押釦スイッチの断面図である。
【図１２】変形例４の押釦スイッチを含む腕時計の図１及び図２の矢視Ｃ−Ｃにおける断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
先ず、図１〜図５を参照して、本発明を適用した実施形態の腕時計の構造を説明する。
図１は、本実施形態の腕時計１００の正面図である。図２は、図１の矢視Ａ−Ａにおける断面図である。また、図３は、図１の矢視Ｂ−Ｂにおける断面図である。
【００１０】
この腕時計１００は、腕時計ケース１（外装部）を備えている。腕時計ケース１の上部開口部には、時計ガラス２がパッキン２ａを介して装着されており、また、腕時計ケース１の下部には、裏蓋３が防水リング３ａを介して取り付けられている。これらの時計ガラス２及び裏蓋３により閉塞部材が構成される。この腕時計ケース１の内側には、ハウジング１２により外周が覆われた時計モジュール４（機器モジュール）が配置されている。この時計モジュール４及びハウジング１２と腕時計ケース１との間には、内部緩衝部材５及びクッション材６が設けられている。
【００１１】
腕時計ケース１は、図２及び図３に示すように、硬質の合成樹脂からなるケース本体７と、このケース本体７の上部側外周面に設けられた２層構造のベゼル８とを備えている。ケース本体７には、金属製の補強部材７ａが内側上部から内部に向けて突出した状態でインサート成形によって設けられている。また、ベゼル８は、ケース本体７の外周面に設けられた内側ベゼル８ａと、この内側ベゼル８ａの外表面に設けられた外側ベゼル８ｂとで構成されている。
ここで、内側ベゼル８ａは、アルファゲル（登録商標）により形成され、外側ベゼル８ｂは、硬質の弾性体、例えば、ウレタン樹脂によって形成されている。アルファゲルについては、後に詳述する。
【００１２】
この腕時計ケース１における１２時側及び６時側の各側部には、図１及び図２に示すように、時計バンド９を取り付けるためのバンド取付部１０が設けられている。更に、この腕時計ケース１における３時側及び９時側の各側部には、ユーザからの外部操作を受け付けるための押釦スイッチ１１（操作部）が２つずつ設けられている。この押釦スイッチ１１は、例えば、ＳＵＳ（ステンレス鋼）により形成されている。また、この押釦スイッチ１１は、各々その先端部に外部緩衝部材２１を備えている。この外部緩衝部材２１は、粘弾性体であり、好ましくは、アルファゲルが用いられる。外部緩衝部材２１については、後に詳述する。外部緩衝部材２１は、押釦スイッチ１１に接着剤を用いて接着されている。
【００１３】
ハウジング１２は、硬質の合成樹脂からなる。このハウジング１２の上部には、時刻などの情報を電気光学的に表示する表示パネル１３が設けられている。この表示パネル１３は、液晶表示素子やＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示素子などの平面型の表示素子で構成されている。
【００１４】
図４は、図１及び図２の矢視Ｃ−Ｃにおける断面図である。
時計モジュール４には、表示パネル１３を駆動するための電子回路部４ａや、時計機能に必要な各種の電子部品４ｂが組み込まれている。また、ハウジング１２の側面には、時計モジュール４と外部とを接続する２つの端子部材１１ｃが設けられている。一の端子部材１１ｃには、２つの押釦スイッチ１１によりそれぞれ押し込み操作される端子板１１ｂが接続されている。
【００１５】
この時計モジュール４は、図２及び図３に示すように、その外周を覆うハウジング１２の外周面に、後述する押え部材１５を介して内部緩衝部材５が被せられた状態で腕時計ケース１の内部に収納されている。また、この時計モジュール４の下面では、クッション材６が押え板１４によって押さえられた状態になっており、これらのクッション材６及び押え板１４は、更に、裏蓋３によって腕時計ケース１の内部に押し付けられて配置されている。
【００１６】
クッション材６は、ゴムなどの弾性材料からなり、平板状に形成されている。
押え部材１５は、ポリアセタール（ＰＯＭ）などの硬質の合成樹脂又は金属からなり、時計モジュール４のハウジング１２の上面における周縁部上に配置されるリング状部１５ａと、ハウジング１２の外周面に配置される筒状部１５ｂとを有し、これらが一体に形成された構成になっている。
【００１７】
この押え部材１５は、腕時計ケース１が外部から衝撃を受けた際に、その衝撃を全体で受け止めて時計モジュール４の一部分に衝撃力が集中するのを緩和する緩和機能を備えている。また、この押え部材１５には、腕時計ケース１の所定位置に対する位置決め用の突起又は凹部（いずれも図示せず）がその内周面に設けられている。押え部材１５は、この突起又は凹部により、腕時計ケース１内において時計モジュール４が水平方向に回転するのを防止し、腕時計ケース１に対する時計モジュール４の位置決めを行う位置決め機能も併せて備える。
【００１８】
図５は、時計モジュール４及び内部緩衝部材５の斜視図である。
押え部材１５の筒状部１５ｂにおける３時側と９時側とには、図１及び図５に示すように、複数の押釦スイッチ１１の各軸部１１ａが挿入された際の逃げとなる切欠部１５ｃが設けられている。押え部材１５の上面に位置するリング状部１５ａの中央部には、図２及び図３に示すように、表示用の開口部１５ｄが表示パネル１３に対応して設けられている。表示パネル１３は、その上面が押え部材１５の上面と同一平面で、この開口部１５ｄから上方に露呈するように配置されている。
【００１９】
内部緩衝部材５は、図２〜図５に示すように、時計モジュール４のハウジング１２の外周面に配置された押え部材１５と腕時計ケース１の内周面との間に配置されている。この内部緩衝部材５は、粘弾性体によって形成されており、好ましくは、アルファゲルが用いられる。
【００２０】
ここで、アルファゲルについて説明する。
内側ベゼル８ａ、外部緩衝部材２１、及び、内部緩衝部材５に用いられるアルファゲルは、シリコーンを主成分としたゲル状樹脂素材であり、例えば、シリコーンゲルに、充填材であるフィラーを配合してなるシート状のものである。この場合、フィラーは、例えば、シリコーンゲルの１００重量部に対して１〜３重量部の合成樹脂の外殻を有する微小中空体、および１０〜３０重量部のシリカからなる。また、このゲル状素材の硬さは、アスカーＣ硬度が１５〜６０であり、その厚みは、例えば、０．５〜２．０ｍｍ程度である。このゲル状素材を衝撃緩衝材として用いない場合の衝撃加速度に対してゲル状素材を衝撃緩衝材として用いた場合の衝撃加速度の減少率を示す衝撃緩衝率は、７０％以上ある。
【００２１】
図６は、腕時計１００（近似的に剛体と見做せるもの）に接着されたアルファゲル（粘弾性体）及びウレタン樹脂（弾性体）に外力を加えた場合に腕時計１００にかかる加速度の特性を示す模式図である。図６（ａ）は、アルファゲル又はウレタン樹脂に外力として撃力（ここでは、水平面への落下衝撃）が加えられた場合に、アルファゲル又はウレタン樹脂が接着された腕時計１００にかかる衝撃加速度（外力）の時間変化を示す模式図である。また、図６（ｂ）は、アルファゲル又はウレタン樹脂に調和振動を与えた場合に接着された腕時計１００に伝わる加速度の伝達率の周波数特性を示す模式図である。
【００２２】
通常、剛体的なものが剛体面に直接落下した際の衝撃力は、極めて短時間で落下速度から０又は上向きの速度に変化することで、デルタ関数的な非常に大きい値となる。これに対し、図６（ａ）に示すように、ウレタン樹脂のような弾性体が落下面と接触する場合には、破線Ｕで示されるように、ウレタン樹脂の垂直方向への変形量、即ち収縮距離に対応する反発力が生じ、上向き加速度が徐々に増加して腕時計１００が減速される。そして、ステンレス板及びウレタン樹脂は、その速度が下向きから上向きに転じて跳ね返される。従って、この場合に腕時計１００にかかる衝撃加速度は、ウレタン樹脂が落下面に接触してから、収縮及び反発して再び落下面から離れるまでの間に亘って分布する波形となり、衝撃加速度のピーク値は、腕時計１００が直接落下した場合と比較して大きく低下する。
【００２３】
一方、アルファゲルのような粘弾性体が落下面と接触する場合には、図６（ａ）の実線Ｆに示すように、弾性体を用いた場合と比較して、ステンレス板にかかる力の増加が遅れ、また、そのピーク値が低い。即ち、アルファゲルの弾性定数は、ウレタン樹脂弾性体と比較して弾性定数が低い。一般的に、アルファゲルなどのゲル状粘弾性体は、弾性体と比較して、遥かに弾性定数が小さい（ヤング率で２〜４桁程度）。また、弾性定数の低い弾性体を用いる場合には、衝撃の際に生じる大きな歪みが弾性限界を超えないように弾性定数に対応する厚さが必要となる。これに対して、アルファゲルは、落下面から上向きの力を受けると、この落下面からの衝撃力と腕時計１００の慣性力とにより両側から圧縮されて変形するが、このとき、落下面から受ける仕事量及びステンレス板から受け取った運動エネルギーを急速且つ効率的に熱エネルギーに変換して放出する。即ち、アルファゲルは、先ず、腕時計１００を粘性抵抗で減速させることでその運動エネルギーを急激に減衰させる。また、アルファゲルの圧縮変形に伴う弾性力の増加は、腕時計１００の減速による変形速度の低下と緩和時間の経過とにより鈍化する。その結果、運動エネルギーから弾性エネルギーへの変換は、少量に抑えられて、腕時計１００は、垂直上向きに跳ね返ることなく素早く停止することになる。このような変化により、落下の衝撃に際し、薄いアルファゲルの層を介して腕時計１００へ伝達される上向き加速度のピーク値が減少し、また、腕時計１００の運動エネルギーが速やかにゼロとなる。
このような一連の過程において、最適な加速度のピーク値を設定するために、アルファゲルの厚さ、アルファゲルの接着範囲、及び、アルファゲルの材質を公知の技術に基づいて適宜調整することが出来る。
【００２４】
次に、図６（ｂ）には、腕時計１００に接着されたウレタン樹脂（弾性ゴム）及びアルファゲル粘弾性体に様々な周波数の調和振動を加えた場合の振動周波数を横軸に示し、ウレタン樹脂及びアルファゲルに加える振動加速度に対する腕時計１００にかかる振動加速度の比を表す応答倍率（振動伝達率）を縦軸に示す。振動周波数が０の場合には、応答倍率は０ｄＢ、つまり１倍（振動伝達率が１）であり、腕時計１００に直接加速度を加えた場合と、ウレタン樹脂及びアルファゲルを介して加速度を加えた場合とで、腕時計１００に加わる加速度が等しい。応答倍率は、ウレタン樹脂（破線Ｕ）及びアルファゲル（実線Ｆ）のいずれの場合にも振動周波数が上昇するにつれて徐々に上昇し、やがてピーク値を示す。このピーク値を示す周波数は、ウレタン樹脂又はアルファゲルの弾性定数と、腕時計１００の質量とにより定まる固有振動数（共振周波数）である。振動周波数が更に上昇すると、今度は応答倍率が低下し、所定の値（固有振動数の√２倍）より振動周波数が大きくなると、それぞれ応答倍率が０ｄＢより小さくなる。即ち、ウレタン樹脂及びアルファゲルに加えられた加速度は、振動周波数が固有振動数から外れる程、ウレタン樹脂及びアルファゲルによってより効率的に吸収されて熱に変換される。そして、腕時計１００にかかる加速度は、ウレタン樹脂及びアルファゲルに加えられた加速度よりも小さくなっていく。
【００２５】
ここで、図６（ｂ）に示すように、上記した弾性定数の違いに基づき、ウレタン樹脂を用いた場合の固有振動数よりアルファゲルを用いた場合の固有振動数の方が低い。従って、応答倍率が０ｄＢより小さくなる防振効果領域もアルファゲルを用いた場合の方が小さい周波数から現れる。具体的には、腕時計１００に利用可能な本実施形態のアルファゲルの防振効果領域は、約１４０Ｈｚ以上（固有振動数が１００Ｈｚ）である。ここで、時計モジュール４に係る電子部品や駆動回路の構成部品は、当該周波数以上の高周波数振動により故障、騒音や電磁ノイズが生じやすくなる。従って、アルファゲルのような粘弾性体を用いることによって、時計モジュール４に係る電子部品や駆動回路の構成部品の故障、騒音や電磁ノイズを誘発するこれら高周波数振動をより効率的に除去することができる。
なお、この防振効果領域、即ち、固有振動数の設定は、時計モジュール４に含まれる電子部品の点数が少ない場合や問題となる部品が少ない場合などは、上記設定値よりも高く設定することが可能である。
【００２６】
次に、アルファゲルを用いた内部緩衝部材５及び外部緩衝部材２１について、詳しく説明する。
【００２７】
先ず、本実施形態の内部緩衝部材５としては、図２及び図３に示すように、押え部材１５の外周面における所定箇所に配置された第１のアルファゲル部１６と、この第１のアルファゲル部１６の箇所を除いて、押え部材１５の外周面における他の所定箇所に配置された第２のアルファゲル部１７と、押え部材１５の開口部１５ｄから露呈した表示パネル１３の上面の周縁部に配置された第３のアルファゲル部１８とを有し、これらが一体に形成された構成になっている。
【００２８】
第１のアルファゲル部１６は、図２〜図５に示すように、押え部材１５のリング状部１５ａの上面に配置された上面部１６ａと、押え部材１５の筒状部１５ｂの外周面における所定箇所に配置された複数の側面部１６ｂとを有している。また、上面部１６ａの円周方向両隣には、図５に示すように、波形状の補助緩衝部１６ｃが放射状に設けられている。
【００２９】
この補助緩衝部１６ｃは、図２に示すように、上面部１６ａの厚みよりも薄い肉厚で波形状に形成され、その高さが第１のアルファゲル部１６の上面部１６ａの厚みと略同一で形成されている。これにより、補助緩衝部１６ｃは、押え部材１５の上面と腕時計ケース１の補強部材７ａの下面との間に挟まれ、この状態で補強部材７ａによって押圧されると、第１のアルファゲル部１６の上面部１６ａの変形に伴って、先ず、波形状が弾力的に潰れるように弾性変形した後に、更に、圧縮変形する構成になっている。
【００３０】
また、第１のアルファゲル部１６の側面部１６ｂには、図４および図５に示すように、補助緩衝突起部１６ｄが上下方向に設けられている。この補助緩衝突起部１６ｄは、図４に示すように、押え部材１５の筒状部１５ｂの外周面における所定箇所である１時、５時、７時、１１時の各付近に対応する箇所に設けられている。この補助緩衝突起部１６ｄは、図４に示すように、その先端面が腕時計ケース１の内周面に接触することにより、第１のアルファゲル部１６の側面部１６ｂを腕時計ケース１の内周面から弾力的に離すように構成されている。
【００３１】
また、この補助緩衝突起部１６ｄは、先端面が後述する第２のアルファゲル部１７の外面と略同一の円周上に位置するように形成されている。これにより、第１のアルファゲル部１６の側面部１６ｂは、補助緩衝突起部１６ｄが腕時計ケース１の内周面によって押圧されると、第２のアルファゲル部１７と共に形状が変化して腕時計ケース１の内周面に弾接するように構成されている。
【００３２】
第２のアルファゲル部１７は、図４、図５に示すように、押え部材１５における１２時、３時、６時、９時の各箇所に配置されている。この第２のアルファゲル部１７は、図２、図５に示すように、押え部材１５のリング状部１５ａの上面に配置された上片部１７ａと、押え部材１５の筒状部１５ｂの外面に配置された側片部１７ｂとを有した構成になっている。
【００３３】
第２のアルファゲル部１７の上片部１７ａは、図２、図３に示すように、第１のアルファゲル部１６における上面部１６ａとほぼ同じ厚みで形成されている。また、この第２のアルファゲル部１７の側片部１７ｂは、図４に示すように、第１のアルファゲル部１６における側面部１６ｂの厚みよりも厚く形成されている。
【００３４】
第３のアルファゲル部１８は、図５に示すように、時計モジュール４の表示パネル１３に対応するほぼ四角形の枠状に形成され、図２及び図３に示すように、その外周部が第１のアルファゲル部１６の上面部１６ａにおける内周部に連結されている。これにより、第３のアルファゲル部１８は、押え部材１５のリング状部１５ａに設けられた表示用の開口部１５ｄの上面における周縁部と、押え部材１５の開口部１５ｄから露呈した表示パネル１３の上面における周縁部との双方に跨った状態で配置されている。
【００３５】
この第３のアルファゲル部１８は、図２及び図３に示すように、その周縁部が表示パネル１３の上面における周縁を押える見切り部１８ａに形成されている。この第３のアルファゲル部１８は、その厚みが第１のアルファゲル部１６における上面部１６ａの厚みよりも、腕時計ケース１の補強部材７ａの厚み分だけ、厚く形成されている。また、この第３のアルファゲル部１８は、腕時計ケース１のケース本体７の内周面よりも内側に配置され、この状態で時計ガラス２を通して外部から見えるように構成されている。
【００３６】
このような構成により、第１〜第３のアルファゲル部１６〜１８は、衝撃が外部から腕時計ケース１に加わった際に、先ず、衝撃力に応じて形状変化するとともに、形状変化の際に運動エネルギーを熱エネルギーに変換することで時計モジュール４に伝達される反発力を低減させる。そして、その後、第１〜第３のアルファゲル部１６〜１８は、徐々に元の形状に戻る。従って、弾性力による減衰振動も抑えることができる。
【００３７】
次に、本実施形態の外部緩衝部材２１の配置について詳しく説明する。
【００３８】
図７は、本実施形態の押釦スイッチ１１の形状を示す側面図である。
【００３９】
押釦スイッチ１１は、円盤状の形状をしており、円盤の中心から細い円柱状の軸部１１ａが伸びている。軸部１１ａは、その周囲にばねを備えている。このばねは、押釦スイッチ１１が押下されたときに押釦スイッチ１１を元の位置へ戻すためのものであり、押釦スイッチ１１が押下された際には、軸部１１ａを押し返すと共に、腕時計１００の内部でもその中心方向に同等の力をかけることになる。押釦スイッチ１１の押圧面には、更に、球冠状に外部緩衝部材２１が設けられている。この外部緩衝部材２１は、接着剤を用いて押釦スイッチ１１に接着される。本実施形態の外部緩衝部材２１の厚さは、球冠の頂上部分から押釦スイッチ１１の押圧面まで０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下に設定され、例えば、１．０ｍｍである。
なお押釦スイッチ１１の押圧面は、平面であっても良いし、若干の凹凸を含むものとしても良い。
【００４０】
この０．５ｍｍ及び２．０ｍｍの値は、腕時計１００の質量及び外部緩衝部材２１に用いられるアルファゲルの弾性定数の値に基づき、ユーザの操作性などを加味して設定される値である。本実施形態の腕時計１００では、緩衝機能を発揮するのに必要な最短の厚みが０．５ｍｍであり、操作機能を阻害しない厚みが２．０ｍｍである。外部緩衝部材２１が薄すぎると必要な緩衝機能が得られずに、落下時に時計モジュール４に過重な負荷がかかる。一方、外部緩衝部材２１が厚過ぎると、ユーザが押釦スイッチ１１を押下する際の抵抗となって、快適且つ確実な操作に支障を来たすことになる。そこで、例えば、機能性を重視するシンプルな腕時計では、外部緩衝部材２１を最も薄い０．５ｍｍとし、デザイン性を重視する腕時計では、外部緩衝部材２１を厚めに１．５ｍｍなどに設定することができる。アルファゲルは、透明であり、また、種々の色に着色することも可能である。
【００４１】
図８は、図５において示した断面図のうち、一の押釦スイッチ１１の部分を拡大して示した図である。
【００４２】
押釦スイッチ１１の押圧面は、腕時計ケース１の外周面よりも０．５ｍｍ低い位置に設けられている。従って、押釦スイッチ１１の押圧面上に設けられた厚さ１．０ｍｍの外部緩衝部材２１は、腕時計ケース１の外周面よりも０．５ｍｍ低い位置から０．５ｍｍ高い位置に亘って設けられている。
【００４３】
このように押釦スイッチ１１の押圧面に外部緩衝部材２１が配置されることにより、衝突などにより外部緩衝部材２１に瞬間的に大きな力がかかる場合であっても、外部緩衝部材２１は、運動エネルギーを十分に吸収することが出来る。従って、押釦スイッチ１１自体には過重な負荷がかかることは無く、押釦スイッチ１１の破損や時計モジュール４の故障を防ぐことが出来る。
【００４４】
また、外部緩衝材２１に振動がかかった場合でも、外部緩衝材２１の固有振動数を低くすることで内部に振動が伝わるのを防ぎ、電子部品や駆動回路の破損や故障の発生を抑えることができる。
【００４５】
また、外部緩衝材２１としてシリコーン樹脂にフィラーを加えたアルファゲルを用いることで、衝撃緩衝率を７０％とすることができるので、外部から受けた衝撃加速度を大きく低減し、また、弾性力による跳ね返りを抑えることができる。
【００４６】
また、押釦スイッチ１１の押圧面を腕時計ケース１の外面より内部に配置し、押釦スイッチ１１の押圧面に設けられた外部緩衝部材２１の上部を腕時計ケース１の外面より外側に配置することで、従来どおり押釦スイッチ１１の衝撃による故障を防ぎながら操作性を向上させることが出来る。
【００４７】
［変形例１］
次に、本実施形態の腕時計１００における押釦スイッチ１１の押圧面に設けられた外部緩衝部材２１の配置の変形例１について説明する。
図９は、変形例１の押釦スイッチ１１における押圧面の平面図及び押釦スイッチ１１の側面図である。
【００４８】
変形例１の押釦スイッチ１１は、上記実施の形態の押釦スイッチ１１と同一であり、その押圧面に設けられた外部緩衝部材２１ａの配置のみが異なる。
【００４９】
図９（ａ）に示すように、変形例１の押釦スイッチ１１の押圧面に設けられた外部緩衝部材２１ａは、複数個所に個別の突起部を形成するように配置されている。具体的には、外部緩衝部材２１ａに係るこれらの突起部は、それぞれ、押圧面の縁をなす円周に内接するように９０度毎に４個設けられている。外部緩衝部材２１ａにおけるこれら４個の突起部は、図９（ｂ）に示すように、各々、厚さ０．５５ｍｍに形成されている。
【００５０】
このように、変形例１の外部緩衝部材２１の配置を備えた押釦スイッチ１１は、押圧面の中央部には外部緩衝部材２１ａが設けられないので、ユーザが指先や指の腹で押釦スイッチ１１を押下する操作を行う際に、余分な力を必要とせず快適に操作可能な一方で、押圧面の周縁部に設けられた０．５ｍｍ以上の厚さを有する外部緩衝部材２１ａにより十分な衝撃緩衝効果を得ることができるので、衝撃による押釦スイッチ１１の損傷及び時計モジュール４の故障から腕時計１００を保護することが出来る。
なお、上記変形例１では、４個が個別に設けられた外部緩衝部材２１ａを例に挙げたが、突起部の数は他の個数であっても良いし、中央部に孔部を設けた円環状に外部緩衝部材２１ａを形成することとしても良い。
【００５１】
［変形例２］
上記実施の形態では、押釦スイッチについて説明したが、アナログ時計に用いられるリュウズについても同様に外部緩衝部材を設けることが出来る。
図１０は、変形例２の腕時計１００に設けられたリュウズ４０の断面図を示す。
【００５２】
リュウズ４０は、細い円柱状の軸部４０ａにこの軸部４０ａよりも太い略円柱状の端部４０ｂが接続された形状となっている。ユーザは、この端部４０ｂを腕時計ケース１の外周部から更に外側へ引き出し、それから、リュウズ４０を回転させることで時刻データなどの修正を行う。端部４０ｂの側面には、図示略の溝や凹凸が設けられて、ユーザがリュウズ４０を摘まんで操作を行いやすいように形成されている。
【００５３】
変形例２の腕時計１００に設けられたリュウズ４０には、端部４０ｂの上部及び側面にそれぞれ個別に外部緩衝部材２１ｂが設けられている。これらの外部緩衝部材２１ｂは、それぞれ、高さが０．５ｍｍ以上の球冠状に形成されている。また、例えば、端部４０ｂの上面と側面とをなす角の部分に環状の外部緩衝部材２１ｂを設けることとしても良い。
【００５４】
このように、変形例２の腕時計１００において、リュウズ４０の端部４０ｂに外部緩衝部材２１ｂを接着することで、押釦スイッチと同様に操作に用いられるリュウズ４０が折れたり曲がったりするといった損傷、及び、リュウズ４０に接続された内部の時計モジュール４を落下などの衝撃から保護することが出来る。また、端部４０ｂの側面に設けられた外部緩衝部材２１ｂは、ユーザがリュウズ４０を回転操作する際の滑り止めとしての効果も備える。
【００５５】
［変形例３］
次に、本実施形態の腕時計１００における押釦スイッチ１１の押圧面に設けられた外部緩衝部材の配置の変形例３について説明する。
図１１は、変形例３の押釦スイッチ１１の側面図である。
【００５６】
変形例３の押釦スイッチ１１は、上記実施の形態の押釦スイッチ１１と同一であり、その押圧面に設けられた外部緩衝部材２１ｃの形状配置のみが異なる。
【００５７】
変形例３の押釦スイッチ１１の端部に設けられた外部緩衝部材２１ｃは、薄膜状に押圧面の略全面を覆うと共に、複数個所に離散的に突起部が配置されている。これらの突起部の配置は、例えば、変形例１における突起部の配置と同一である。外部緩衝部材２１ｃにおいて、例えば、薄膜の厚さと薄膜上の突起部の高さがそれぞれ０．５ｍｍに形成されている。
【００５８】
このように、薄膜と突起部とを組み合わせて外部緩衝部材２１ｃを配置することで、衝撃緩衝機能を確保しながらデザイン性や触感などの多様性に配慮した押釦スイッチ１１とすることができる。
【００５９】
［変形例４］
次に、本実施形態の腕時計１００における押釦スイッチ１１の端部に設けられた外部緩衝部材の配置の変形例４について説明する。
図１２は、変形例４の押釦スイッチ１１を備えた腕時計１００において、図１及び図２の矢視Ｃ−Ｃにおける断面を示す図である。
【００６０】
この変形例４の腕時計１００では、３時方向の２個の押釦スイッチ１１のみが設けられている。この変形例４の腕時計１００において、３時前方向の押釦スイッチ１１は、例えば、腕時計１００の表示画面の表示内容の切り替えに係るモードの切替に用いられる。一方、３時過ぎ方向の押釦スイッチ１１は、例えば、ストップウォッチ機能における計測開始や終了の操作に用いられる。
【００６１】
ここで、３時前の方向の押釦スイッチ１１には、押圧面に上記実施の形態と同一の外部緩衝部材２１が設けられているのに対し、３時過ぎの方向の押釦スイッチ１１には、その押圧面に上記変形例１の外部緩衝部材２１ａが設けられている。
更に、３時過ぎの方向の押釦スイッチ１１の押圧面に設けられた外部緩衝部材２１ａは、３時前方向の押釦スイッチ１１の押圧面に設けられた外部緩衝部材２１よりも弾性定数が高い、即ち、硬く形成されたものとしても良い。
【００６２】
このように、変形例４の外部緩衝部材の配置を備えた腕時計１００によれば、押釦スイッチ１１及び内部の時計モジュール４を衝撃から保護しつつ、押釦スイッチ１１の用途に合わせて外部緩衝部材２１が適切な形状で設けられている。具体的には、機能の切り替えといった、タイミングの正確性が要求されず、ゆっくり確実に押下される押釦スイッチ１１に対しては、押釦スイッチ１１の押圧面全体を覆う形状の外部緩衝部材２１を設けることで、均一な操作感をユーザに与える。また、弾性定数の低い外部緩衝部材２１を用いることで、更に操作性を改善することが出来る。一方、操作のタイミングが重要な押釦スイッチ１１に対しては、押釦スイッチ１１の押圧面中央に外部緩衝部材２１を設けない部分を設けることで、ユーザは、外部緩衝部材２１の抵抗無しに反応良く押釦スイッチ１１の操作を行うことが出来る。また、弾性定数の高い外部緩衝部材２１を用いることで、更に操作の反応を改善することができる。
【００６３】
なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。
例えば、上記実施の形態では、デジタル電子時計を例に挙げて説明したが、これに限られない。例えば、指針及び指針の駆動機構を備えたアナログ電子時計であっても良い。アナログ電子時計に本発明を適用することで、電子部品や駆動回路の故障防止と共に、針飛びや指針の損傷を防ぐことも出来る。
また、腕時計に限らず、血圧計や歩数計などの他の腕装着型電子機器や、押ボタンを備えた携帯型装置に対して同様に用いることが出来る。
【００６４】
また、上記実施の形態に係る説明では、腕時計１００の側面部に押釦スイッチが設けられた構成を示したが、これに限られない。例えば、前面の表示パネル下部に押釦スイッチが設けられているような電子機器の押釦スイッチに対しても適用可能である。
【００６５】
また、上記実施の形態に係る説明では、弾性体の例としてウレタン樹脂を挙げ、粘弾性体の例としてアルファゲルを挙げたが、多くの高分子プラスチック素材には、粘弾性の性質が含まれる。本発明に係る粘弾性体としては、粘性的な性質が弾性的な性質よりも強いものが利用可能であり、即ち、例えば、衝撃緩衝率が５０％以上となるものを用いることが出来る。
その他、上記実施の形態で示した具体的な構造、配置や制御の順番などは、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【００６６】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む。
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
【００６７】
［付記］
＜請求項１＞
機器モジュールと、
当該機器モジュールを収納する外装部と、
前記外装部の内外を繋いで設けられ、外部操作を前記機器モジュールに伝達する操作部と、
前記機器モジュールが収納された前記外装部の開口部を封じる閉塞部材と、
前記操作部における前記外装部の外側の端部に設けられた外部緩衝部材とを備え、
前記外部緩衝部材には、
外部から前記操作部に衝撃が加えられた際に、当該衝撃の大きさに応じた形状変化に伴い運動エネルギーを熱エネルギーに変換することで、前記操作部及び前記機器モジュールに伝達される前記衝撃を低減させると共に、前記形状変化に伴う前記運動エネルギーから弾性エネルギーへの変換を低減させて前記操作部及び前記機器モジュールに対する弾性力を速やかに低減させる粘弾性体が用いられていることを特徴とする電子機器の衝撃緩衝構造。
＜請求項２＞
前記操作部に前記外部緩衝部材を介して外部から衝撃を与えた場合に前記操作部にかかる衝撃加速度は、当該操作部に前記外部緩衝部材無しで外部から前記衝撃を与えた場合に前記操作部にかかる衝撃加速度に比して３０％以下であり、
当該外部緩衝部材は、前記衝撃の一部を熱に変換して吸収及び発散させると共に、前記衝撃の残りを遅延及び分散させて前記操作部に伝えることを特徴とする請求項１に記載の電子機器の衝撃緩衝構造。
＜請求項３＞
前記外部緩衝部材に用いられる粘弾性体は、電子機器の重量に基づき、前記機器モジュールを構成する電子部品の破損に係る予め設定された振動周波数よりも固有振動数が低くなるように材質が選択されていることを特徴とする請求項１に記載の電子機器の衝撃緩衝構造。
＜請求項４＞
前記外部緩衝部材は、シリコーン樹脂を主成分とした樹脂素材であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の電子機器の衝撃緩衝構造。
＜請求項５＞
前記操作部は、押釦スイッチであり、前記外部緩衝部材は、当該押釦スイッチの押圧面に設けられていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の電子機器の衝撃緩衝構造。
＜請求項６＞
前記押釦スイッチの押圧面に設けられた前記外部緩衝部材は、当該押圧面の周縁部に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の電子機器の衝撃緩衝構造。
＜請求項７＞
前記押釦スイッチの押圧面に設けられた前記外部緩衝部材は、一又は複数の突起部を含む形状であることを特徴とする請求項５又は６に記載の電子機器の衝撃緩衝構造。
＜請求項８＞
前記押釦スイッチは、その押圧面が前記外装部の外面よりも内側に位置し、且つ、当該押釦スイッチの押圧面に設けられた前記外部緩衝部材の上部が前記外装部の外面よりも外側に位置するように配置されていることを特徴とする請求項５〜７の何れか一項に記載の電子機器の衝撃緩衝構造。
＜請求項９＞
前記外部緩衝部材は、複数箇所に離散的に設けられ、当該複数箇所において各々異なる形状で形成されていることを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載の電子機器の衝撃緩衝構造。
＜請求項１０＞
前記外部緩衝部材は、複数箇所に離散的に設けられ、当該複数箇所において各々異なる硬度で形成されていることを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載の電子機器の衝撃緩衝構造。
【符号の説明】
【００６８】
１     腕時計ケース
２     時計ガラス
２ａ   パッキン
３     裏蓋
３ａ   防水リング
４     時計モジュール
４ａ   電子回路部
４ｂ   電子部品
５     内部緩衝部材
６     クッション材
７     ケース本体
７ａ   補強部材
８     ベゼル
８ａ   内側ベゼル
８ｂ   外側ベゼル
９     時計バンド
１０   バンド取付部
１１   押釦スイッチ
１１ａ 軸部
１１ｂ 端子板
１１ｃ 端子部材
１２   ハウジング
１３   表示パネル
１４   押え板
１５   押え部材
１５ａ リング状部
１５ｂ 筒状部
１５ｃ 切欠部
１５ｄ 開口部
１６   第１のアルファゲル部
１６ａ 上面部
１６ｂ 側面部
１６ｃ 補助緩衝部
１６ｄ 補助緩衝突起部
１７   第２のアルファゲル部
１７ａ 上片部
１７ｂ 側片部
１８   第３のアルファゲル部
１８ａ 見切り部
２１、２１ａ〜２１ｃ 外部緩衝部材
４０   リュウズ
４０ａ 軸部
４０ｂ 端部
１００ 腕時計
【図１】
2013040805.tif 000003
【図２】
2013040805.tif 000004
【図３】
2013040805.tif 000005
【図４】
2013040805.tif 000006
【図５】
2013040805.tif 000007
【図６】
2013040805.tif 000008
【図７】
2013040805.tif 000009
【図８】
2013040805.tif 000010
【図９】
2013040805.tif 000011
【図１０】
2013040805.tif 000012
【図１１】
2013040805.tif 000013
【図１２】
2013040805.tif 000014