JP2009079998A - 電波修正時計 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の電波修正時計は、標準電波による磁束を収集するための磁性体で構成する磁束収集部を備える板状部材を有し、この磁束収集部とアンテナとを磁気的に結合させる。このようにすることで、実質的に板状部材に設ける磁束収集部の分だけアンテナが大きくなり、より多くの磁束をアンテナに導くことができる。さらに、この板状部材を回転することで、磁束収集部とアンテナとの磁気的な結合を変更することもできる。このようにすることで、時計の環境に応じて受信感度を変更することができる。
【選択図】図2
Description
受信アンテナの種類としては、標準電波の波長が5km前後と長く、腕時計内部において波長方向による共振を行うことが難しいため、強磁性体などで構成するコアに導線を巻き付けたコイル状のバーアンテナを用いるのが一般的である。このバーアンテナを透過する磁束によってコイルに起電力を得る。
腕時計型の電波修正時計は、すでに説明したとおりバーアンテナを用いる場合が多く、バーアンテナの形状を改良して受信感度を向上させる技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
図8において、501は金属からなる時計外装、502はアンテナコア、503はアンテナコア502の長手方向に導線を巻回した巻線部、504はアンテナコア502の膨出
部、505は磁性シート部、506は文字盤、507は時計外装501と図示しない時計バンドとを結合するためのかん足である。
特許文献1に示した従来技術のアンテナは、アンテナコア502,巻線部503,膨出部504,磁性シート部505で構成している。なお、巻線部503は、実際は細い導線が整然と巻回されているが、見やすくするために筒状に図示している。また、説明に必要がない部分は省略してある。
しかしながら、発明者が検討したところによると、次に示す2つの問題があることがわかった。
電波修正時計は、使用する場所によって標準電波の発信局との距離に違いがある。特に腕時計型の電波修正時計は、使用者と共に移動することがあるため、標準電波を受信するたびに発信局までの距離が変わることがある。
また、上述のように使用する場所と標準電波の発信局との距離のほかにも、標準電波は、気候や建物などの遮蔽物の影響、また電離層の影響も受けるとされており、同一の地域であっても電界強度に違いが生じる。
に発生する問題である。
特許文献1に示した従来技術に記載の発明では、磁性シート部505は、文字盤506の裏に貼り付けているが、時計の種類によっては、カレンダー付き時計のように、曜日を表す曜日板や日付を表す日板と呼ばれる回転するリング形状を有する板材が文字盤506の直下に配置されている。これら曜日板や日板のような磁性シート部505とは異なる構造物を文字盤506の下面に設けると、磁性シート部505を設けにくくなるばかりか、アンテナコア502を曜日板や日板の内周のごくわずかな半径のエリア内に収めなくてはならなくなる。
このような制限を受けると、アンテナコア502の巻線部503が縮小されたり、アンテナサイズそのものが減少されるなどして、アンテナの磁束の収集効率が低下してしまうのである。
標準電波による磁束を収集するための磁性体で構成する磁束収集部を備えるとともに、回転自在な板状部材を有し、アンテナが前記標準電波を受信するとき、板状部材が回転して磁束収集部とアンテナの一部とが平面的に重なるようになり、アンテナの一部と磁束収集部とが磁気的に結合することを特徴とする。
ける磁束収集部の分だけアンテナが大きくなり、より多くの磁束をアンテナに導くことができる。
さらに、この板状部材を回転することで、磁束収集部とアンテナとの磁気的な結合を解除することもできる。このようにすることで、時計の環境に応じて受信感度を変更することができる。
また、磁束収集部があるため、アンテナ自体は小型化することができる。このため、時計内部の限られた部分にでもアンテナを搭載できる。
さらに、時計の指針などを駆動するモータを搭載している場合、アンテナが標準電波を受信していないとき、板状部材を回転させて、モータと板状部材に設ける磁束収集部とが平面的に重なるようにする。すなわち、磁束収集部を耐磁板として機能させる。これにより、標準電波の電界強度が高くても、モータの耐磁性が向上し、誤動作がなくなるのである。
ムーブメントは、電池や時計動作に必要な計時回路などの回路要素がユニット化されているが、省略して表示している。文字盤は、実際には装飾を施された時字や時刻報知のための立体構造物、文字盤装飾のためのプリントなどが施されていたりする。そしてその構造も、積層構造になっていることもあるが、省略して表示している。
図1から図4において、100はアンテナコア、101はアンテナコア100に導線を巻回した巻線部、102a,102bはアンテナコア100の端部に設けられた拡張部、103a,103bは磁束収集部、104は板状部材、106は文字盤、108は駆動軸、109は時計用ムーブメント、110は時計外装、111はモータ、112はモータ111と接続する複数のギアなどから構成する機械駆動部である。
モータ111は、機械駆動部112を介して駆動軸108と板状部材104とを回転駆動する。駆動軸108には、図示しない長針や短針の時計針が接続されており、時計針の指し示す方向で時刻を報知する。
アンテナコア100および拡張部102a,102bは、磁性体で構成しており、例えば、フェライト材で構成することができる。もちろん、アモルファス薄膜の積層体で構成してもよい。
アンテナコア100と拡張部102a,102bとは、一体で構成するか、物理的にネジ止めや接着剤などを用いて接続しているか、磁気的に結合する状態になっており、磁束が流れるようになっている。双方が磁気的に接続しているとは、このような状態をいう。
次に、本発明の電波修正時計が標準電波を受信する際の様子を説明する。本発明の電波修正時計の動作モードは2つあり、標準電波を受信する電波受信モード、通常の運針をしているときのような標準電波を受信しない運針モードである。
本発明の電波修正時計は、電波受信モードにおいて、板状部材104を回転させ、アンテナ200の電波受信感度を変更するものである。
波受信モードにおいて、アンテナ200の拡張部102a,102bと板状部材104の磁束収集部103a,103bとは、それぞれ平面的に重なっている位置にある様子を示している。図2(b)は、運針モードにおいて、アンテナ200の拡張部102a,102bと板状部材104の磁束収集部103a,103bとは、それぞれ平面的に重なっていない位置にある様子を示している。
拡張部と磁束収集部との双方は、磁性体で構成しており、このように双方が平面的に重なると磁気的に結合する。
図2(a)に示す状態のときであって、電波受信モードであれば、アンテナ200の磁束を収集する部分である拡張部102a,102bは、それぞれ磁束収集部103a,103bの分だけ大きくなったことになり(実質的にアンテナ200が大きくなっているのと同じ状態)、より多くの磁束をアンテナコア100に導くことができるようになっている。このため、アンテナ200の受信感度が向上するので標準電波の電界強度が低くても、受信することができる。
このような状態は、標準電波を受信していない運針モードであるか、または、アンテナ200単体で標準電波による磁束を収集する状態である。
図2(b)に示す状態のときであって、電波受信モードであれば、標準電波の電界強度が高くても、磁束収集部103a,103bが作用していないアンテナのゲインが落ちた状態(アンテナ200単体での受信状態)であるので、受信回路内で信号が飽和することなく信号処理を行うことができる。
また、図2(b)に示す位置に磁束収集部が来るように板状部材104を回転させたとき、磁束収集部103aは、モータ111の上部を覆うようになっている。このとき、標準電波を受信していない運針モードであると、磁束収集部103aは、磁束収集部は磁性体で構成しているため、標準電波による磁束がモータ111のコイルに影響ことを防ぐシールドとして機能することができる。つまり、磁束収集部103aがモータ111の耐磁板として働くのである。これにより、標準電波の電界強度が高くても、モータ111の耐磁性が向上し、誤動作することはなく、安定した運針を行うことができる。
磁束収集部103a,103bは、上述のように板状部材104の円周方向に沿って所定の長さで設けるが、その長さには制限がある。板状部材104の円周方向に沿って長くしたとき、磁束収集部同士が接近しすぎてはならない。
その理由は、磁束収集部103aと磁束収集部103bとの間で磁束経路ができてしまうためである。この不測の磁束経路ができてしまうと、アンテナ200のアンテナコア100の方に流れる磁束が減ってしまい、受信感度の向上は望めなくなるのである。
板状部材104はリング形状を有しているが、その幅をリング中心方向(駆動軸108の方向)に伸ばし、平板形状に近い形状としてもよいが、その際も、磁束収集部同士が接近し過ぎないよう配慮する必要がある。
そのような距離は、磁束収集部103a,103bを構成する磁性体の特性や厚さなどの形状により変わるものであるから、搭載する電波修正時計の形状、アンテナ200の形状や受信感度に合わせて選択する。
上述の説明では、板状部材104に設ける磁束収集部103a,103bは、図1,図2に示すように、板状部材104の円周方向に沿って所定の長さ、所定の幅で2つ設ける例を示したが、もちろん、これに限定はされない。
例えば、本発明の電波修正時計が受ける標準電波の電界強度が低いとき(標準電波の発信局から遠いときなど)、板状部材104を回転させ、図2(a)に示す位置とすることで、アンテナ200の拡張部と板状部材104の磁束収集部とが磁気的に結合して、受信感度を向上させることができ、標準電波の電界強度が高いとき(標準電波の発信局から近いときなど)、板状部材104を回転させ、図2(b)に示す位置とすることで、アンテナ200単体での受信とすることができるが、電波修正時計が受ける標準電波の電界強度が高低の中間であることもある。
るようになっており、磁束収集部103c,103dだけが拡張部102a,102bと平面的に重なっている。
アンテナ200の拡張部102a,102bは、すでに説明したとおり、その平面形状を多角形状や扇形状のような羽形状としており、その断面形状は、図4に示すように文字盤106の方向に曲がっている。双方が近づくようにすれば、拡張部と磁束収集部との間の磁気的な結合は強くなるのであって、図4(a)と図4(b)との違いは、拡張部および磁束収集部の形状の違いを表すものである。
どちらの形状も本発明の電波修正時計の時計内部の形状などから自由に選択することができる。例えば、電波修正時計を構成する他の部品を逃げるために突起を設けるなどしてもよいのである。いずれにしても、拡張部と磁束収集部との間の距離が近づけば、磁気的な結合はより強くなるため、拡張部および磁束収集部の材質や平面的な形状などを鑑みて選択してもよい。
なお、図4(b)に示す構成では、突起を拡張部102a(102b)と磁束収集部103a(103b)との両方に設ける例を示しているが、拡張部または磁束収集部のどちらか一方に設けてもよいことは言うまでもなく、前述のとおり、時計内部の形状などから自由に選択することができる。
次に、本発明の電波修正時計の第2の実施形態について説明する。
板状部材104は、時計内部に独立して設ける部材である。しかし、すでに知られている時計の構成要素と兼用することもできる。このようにすることで、時計内部の省スペース化に貢献できる。以下図面を用いて本発明の電波修正時計の第2の実施形態について説明する。なお、同一の構成には同一の番号を付与し、説明は省略する。
図5,図6において、105は曜日を表示するための曜日板、107は文字盤106に
設ける表示窓、114は日付を表示するための日板である。113a,113bは、日板114に設ける磁束収集部である。
日板114の下面には、板状部材104に設ける磁束収集部103a,103bと同様に、磁束収集部113a,113bが設けてある。
すでに説明したように、図6では、日板114に表示されている日の情報と磁束収集部113a,113bとの位置関係およびアンテナ200との位置関係を説明するために、日板114を透過したように示しており、アンテナ200は点線で表示している。
また、電波受信モードであり、本発明の電波修正時計が受ける標準電波の電界強度が高いとき(標準電波の発信局から近いときなど)、日板114を回転させ、図6(b)に示
す位置とすることで、アンテナ200の拡張部と日板114の磁束収集部とが磁気的に結合せず、アンテナ200単体で標準電波による磁束を収集するため、標準電波の電界強度が高くても、磁束収集部が作用していないアンテナのゲインが落ちた状態であるので受信回路内で信号が飽和することなく信号処理を行うことができる。
日板114は、本来は日付を報知するものである。例えば、日板114が1日に所定の角度だけ1度回転し、表示窓107の位置で読み取れる数字などから日付を確認するものである。本発明の電波修正時計は、日板114を回転させる。この回転中または回転後は、正しい日付を表示していないこともある。通常、日付が変更されるのは1日に1回なので、使用者の感覚からとくに問題はないが、使用者への利便性を鑑みて、電波を受信しているときの電波捕捉状態を報知することもできる。
図6(a)では、磁束収集部113a,113bと拡張部102a,102bとは磁気的に結合しており、アンテナ200は、より多くの磁束を収集できる状態にあり、このようなアンテナ形態が必要な電界強度が低い環境であることを報知するために「LOW」という文字で表している。
図6(b)では、磁束収集部113a,113bと拡張部102a,102bとは磁気的に結合しておらず、アンテナ200単体で磁束を収集する状態にあるから、図6(a)に示すような電界強度が弱い環境に対して、その逆の状態を表す「HIGH」という文字で表している。
次に、本発明の電波修正時計の板状部材104または日板104を回転駆動する例を説明する。
図7は、アンテナ200を制御するための回路ブロック図である。図6において、201は増幅回路、201aは増幅回路201のゲイン制御端子、202はデコーダー、203は板状部材104または日板114の回転位置を検出するセンサーである。
モータ111を制御することによって、図6には図示しない機械駆動部112を介して板状部材104または日板114の回転を行う。
センサー203によって板状部材104または日板114の位置は、常に検出されており、デコーダー202の要求に対して、位置情報を送信する。
その後に、増幅回路201のゲインの調整をデコーダー202からゲイン制御端子201aにゲインを調整する命令を再送信する事により行う。
つまり、増幅回路201のゲイン設定に応じてモータ111は、板状部材104または日板114、すなわち磁束収集部103a(113a),103b(113b)の位置を先に制御して、その状態で増幅回路201のゲインを再度調整することにより、最適な受信を行うのである。もちろんこのような最適ゲイン調整はこれ以外にも存在するが、いずれにせよ従来の固定アンテナと増幅回路との組み合わせで対応可能なゲインの幅よりも、実質的にアンテナの大きさ変えることによるゲイン幅の分だけ対応可能な調整範囲が広がるのは言うまでもないことである。
101 巻線部
102a,102b 拡張部
103a〜103d、113a,113b 磁束収集部
104 板状部材
105 曜日板
106 文字盤
107 表示窓
108 駆動軸
109 時計用ムーブメント
110 時計外装
111 モータ
112 機械駆動部
114 日板
200 アンテナ
Claims (6)
- 標準電波を受信するためのアンテナおよび受信手段を有し、前記標準電波を受信して時刻情報を得て、該時刻情報をもとにして時刻修正を行う電波修正時計であって、
前記標準電波による磁束を収集するための磁性体で構成する磁束収集部を備えるとともに、回転自在な板状部材を有し、
前記アンテナが前記標準電波を受信するとき、前記板状部材が回転して前記磁束収集部と前記アンテナの一部とが平面的に重なるようになり、前記アンテナの一部と前記磁束収集部とが磁気的に結合することを特徴とする電波修正時計。 - 前記磁束収集部は、前記板状部材の円周方向に沿って所定の長さで設けられることを特徴とする請求項1に記載の電波修正時計。
- 前記磁束収集部に、前記アンテナの方向に突出する突起を有するか、前記アンテナの一部に、前記磁束収集部の方向に突出する突起を有するかして、双方いずれかの前記突起と前記アンテナまたは前記磁束収集部との距離が接近するようにしたことを特徴とする請求項1または2に記載の電波修正時計。
- 前記板状部材は、日付もしくは曜日に関する情報、または時計の状態に関する情報を表示するためのものであることを特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載の電波修正時計。
- 時刻、または日付もしくは曜日の情報、または時計の状態のうち、いずれかを報知するための報知手段を駆動するモータを有し、
前記アンテナが前記標準電波を受信していないとき、前記板状部材を回転させて、前記モータと前記磁束収集部とが平面的に重なるようにする制御手段を有することを特徴とする請求項1から4のいずれか1つに記載の電波修正時計。 - 前記アンテナは、
磁性体で構成するアンテナコアと、
前記アンテナコアの周囲に導線を巻回してなる巻線部と、
前記アンテナコアの長手方向の少なくとも一方の端部に前記アンテナコアと同一体または前記アンテナコアと磁気的に接続している磁性体で構成する拡張部と、
を有し、
前記アンテナコアの一部とは、前記拡張部であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1つに記載の電波修正時計。
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