JP6187776B2 - 電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、体に装着して使用する、いわゆるウェアラブル端末に適用することができる電子機器に関する。

近年、体に装着して運動時や日常生活における各種の生体情報や物理情報を取得したり、有益な情報を提供したりすることができるウェアラブル端末の開発や製品化が盛んに行われている。例えば特許文献１には、腕時計型の外観を有し、使用者の手首に装着して心拍数や移動速度を検出し、それに基づく各種の情報を通知手段や表示部を介して通知する有酸素運動維持装置が開示されている。

このようなウェアラブル端末は、手首や腕等の人体の部位に直接装着して使用されるため、薄型軽量であって、かつ、装着する部位に応じた曲率を有する形状を備えていることが市場や利用者から求められている。また、近年の健康ブームやスポーツブームにおいては、ウェアラブル端末をはじめ、スポーツウェアやグッズ、トレーニングマシン等に対するデザイン性や機能性の高さも求められるようになってきている。例えば特許文献２には、薄型でスタイリッシュなリストバンド型の外観を有し、装着する手首や腕に応じて湾曲して設けられた表示パネルを介して時刻や計時情報等の各種の情報を提供する携帯機器が開示されている。

特開２００７−０７５２０１号公報 特開２００７−０７８６７０号公報

上述したようなリストバンド型のウェアラブル端末においては、装着する部位に応じた曲率を有する湾曲した外観形状を実現するために、機器に内蔵される各種の電子部品や構造部材も薄く、かつ、湾曲した構造又は湾曲に対応した構造を有している必要がある。また、ウェアラブル端末の高機能化に伴って、様々な電子部品等を内蔵する必要もある。

しかしながら、薄型で湾曲形状を有する電子機器においては、次のような問題を有している。すなわち、薄型で湾曲形状を有する電子機器を実現するためには、例えばフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）を適用することにより、湾曲形状に対応させた内部構造を実現することができるが、電子機器の製造時や使用時に外部から加わる力に対して耐えうる強度を確保することが難しくなるという問題を有している。

このような問題を解決するためには、外装部材の剛性を高めたり、内部に補強部材を設けたりする方法があるが、電子機器を構成する部品や部材を特定の曲率を有する湾曲形状に組み付ける場合、それぞれ重なり合ったり隣接したりして配置される部品同士が曲率に応じて周長が微妙に変化したり、部品や部材の製造時のばらつきや、電子機器製造時における部品や部材の組み付け時の作業ばらつきが生じるため、部品同士、部品や部材、或いは部材同士が互いに接触しやすくなるという問題を有している。

また、薄型で湾曲形状を有する電子機器においては、外力による撓みや変形により発生する寸法差による接触を回避することも難しいという問題を有している。そのため、これらのばらつきや、寸法差の発生に起因して、部品や部材の破損や剥離等を招く可能性があり、製品の品質に大きな影響を及ぼす場合があるという問題を有していた。

そこで、本発明の目的は、上述した問題点に鑑み、薄型で湾曲した形状を有する機器に組み付ける部品や部材に、製造ばらつきや組付け時の作業ばらつき、撓みや変形による寸法差が生じた場合であっても、良好な製品品質を実現することができる電子機器を提供することを目的とする。

本発明に係る電子機器は、
少なくとも一部が湾曲形状である収納部を有する本体ケースと、
第１のフレーム部と、前記第１のフレーム部の幅より短い幅の第２のフレーム部と、を有し、前記収納部内に収納されるフレームと、
前記収納部内に前記フレームと積層するように収納され、前記フレームの積層方向から見て前記第２のフレーム部と重ならないように設けられている回路基板と、を備える、
ことを特徴とする。

本発明によれば、薄型で湾曲した形状を有する機器に組み付ける部品や部材の破損や剥離等の発生を抑制し、良好な製品品質を実現することができる。

本発明に係る電子機器の一実施形態を示す概略構造図である。 一実施形態に係る電子機器の、人体への装着例を示す概略図である。 一実施形態に係る電子機器における機能構成を示す概略ブロック図である。 一実施形態に係る電子機器における組み付け構造（内部構造）を示す分解斜視図である。 一実施形態に係る電子機器における要部断面図である。 一実施形態に係る電子機器における作用効果を説明するための概略断面図である。

以下、本発明に係る電子機器について、実施形態を示して詳しく説明する。ここでは、本発明に係る電子機器として、人体の手首に装着するリストバンド型やブレスレット型の機器に適用した場合について説明する。

図１は、本発明に係る電子機器の一実施形態を示す概略構造図である。ここで、図１（ａ）は、本実施形態に係る電子機器の外観構成を示す概略斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示した電子機器を図面左斜め前方向（矢印Ｘ方向）から見た正面図であり、図１（ｃ）は、図１（ａ）に示した電子機器を図面右斜め前方向（矢印Ｙ方向）から見た側面図である。また、図２は、本実施形態に係る電子機器の、人体への装着例を示す概略図である。図３は、本実施形態に係る電子機器における機能構成を示す概略ブロック図である。

（外観構成）
本発明の一実施形態に係る電子機器１００は、例えば図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、大別して、湾曲形状を有する機器本体１０１と、機器本体１０１に対して回動可能に設けられた開閉部１０２と、を備えた外観形状を有している。

具体的には、機器本体１０１は、図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、略帯状の部材が長手方向に所定の曲率を有して湾曲し、側面側（図１（ｃ）の矢印Ｙ方向）から見て、略Ｕ字形状又は略Ｃ字形状に形成された構造を有している。機器本体１０１の長手方向の一方の端部（図１（ａ）、（ｃ）の上方側の端部）には回転軸を備えた回動部１０３が設けられている。

また、開閉部１０２は、図１（ａ）、（ｃ）に示すように、略帯状の部材により形成され、一方の端部（図１（ａ）、（ｃ）の上方側の端部）が回動部１０３を介して、機器本体１０１に接続されている。そして、開閉部１０２は、回動部１０３の回転軸を支点（中心）にして回動することにより、開閉部１０２の他方の端部（図１（ａ）、（ｃ）の下方側の端部）が、機器本体１０１の他方の端部（図１（ａ）、（ｃ）の下方側の端部）に対して、近接又は密着する閉止状態（図２（ｂ）に実線で示す）と、所定の寸法以上離間する開放状態（図２（ｂ）に二点鎖線で示す）に変化するように設計されている。

（装着例）
このような構造を有する電子機器１００において、図２（ｂ）に二点鎖線で示すように、回動部１０３の回転軸を支点にして、開閉部１０２を機器本体１０１に対して回動させて、機器本体１０１と開閉部１０２の他方の端部同士が離間した開放状態にする。これにより、機器本体１０１の湾曲形状の内方の装着空間１０１ｓが開放され、電子機器１００の手首ＵＳｈへの装着、又は、手首ＵＳｈからの離脱が可能な状態になる。そして、機器本体１０１と開閉部１０２の他方の端部同士が離間した開放状態において、機器本体１０１の装着空間１０１ｓに手首ＵＳｈを挿入し、図２（ｂ）に実線で示すように、開閉部１０２を機器本体１０１に対して回動させて、機器本体１０１と開閉部１０２の他方の端部同士が近接又は密着した閉止状態にする。ここで、開閉部１０２の回動動作は、予め設定された閉止状態となる位置でのみ回動が停止されるものであってもよいし、回動部１０３に設けられた回動調整部材によって所定の角度ごとに段階的に回動が一時停止できるものであってもよいし、無段階に回動が一時停止されるものであってもよい。これにより、機器本体１０１の装着空間１０１ｓが確定されて、図１（ｃ）及び図２（ａ）、（ｂ）に示すように、機器本体１０１及び開閉部１０２の内面側（装着空間１０１ｓ側の面）が手首ＵＳｈに接触又は密着して、電子機器１００が手首ＵＳｈに装着される。なお、図示を省略したが、電子機器１００は、図２（ｂ）に実線で示した閉止状態において、近接又は密着した機器本体１０１と開閉部１０２の他方の端部同士を、相互に接続するロック、アンロック機構を備えているものであってもよい。これにより、電子機器１００を装着しロックすれば、電子機器１００の使用中に、機器本体１０１と開閉部１０２の他方の端部同士が離間して手首ＵＳｈから脱落する事故を確実に防止することができる。

（機能構成）
本実施形態に係る電子機器１００は、例えば、次のような機能構成を有するものを適用することができる。電子機器１００は、例えば図３に示すように、大別して、表示部１１０と、センサ部１２０と、操作部１３０と、通信部１４０と、制御部１５０と、記憶部１６０と、電源部１７０と、を有している。本実施形態においては、これらの構成が上述した機器本体１０１に内蔵されている。なお、機器本体１０１の内部構造（組み付け構造）については後述する。

表示部１１０は、例えば図１、図２に示すように、上述した湾曲形状を有する機器本体１０１の長手方向に沿って、外面側の略中央領域に帯状に延在するように設けられている。表示部１１０は、機器本体１０１の外面側に、例えば現在時刻やユーザの動作中や運動中に取得した生体情報や運動情報等を表示する。このような表示部１１０は、液晶方式や、有機ＥＬ等の発光素子方式、電子ペーパー方式等の各種の表示パネルを適用することができる。ここで、表示部１１０により表示される各種の情報は、カラー表示されるものであってもよいし、モノクロ表示されるものであってもよい。また、表示部１１０により表示される各種の情報は、文字情報や静止画像に限らず、動画像であってもよい。

センサ部１２０は、例えば、ユーザの動作中や運動中の脈拍や体温、血圧等の生体情報、加速度や角速度等の運動情報、地理的な位置等の物理情報、気圧や湿度、地磁気等の環境情報を取得するセンサを有している。センサ部１２０により取得された生体情報や運動情報等は、記憶部１６０の所定の記憶領域にセンサデータとして保存される。

操作部１３０は、機器本体１０１や開閉部１０２の外面に設けられた操作ボタン（押しボタンやスライドボタン、タッチボタン等）や、上述した表示部１１０の視野側（前面側）に設けられたタッチパネル等のスイッチを有している。操作部１３０は、例えば電子機器１００を起動するための電源操作や、電子機器１００における各種の動作（表示部１１０の表示やセンサ部１２０の動作等）を設定するための操作に用いられる。

通信部１４０は、電子機器１００の外部の機器（例えばスマートフォンやタブレット、パーソナルコンピュータ等）やネットワークとの間で、取得したセンサデータや各種信号の送受信を行うインターフェースとして機能する。ここで、通信部１４０を介して、電子機器１００と外部の機器等との間で、センサデータ等を送受信する手法としては、各種の無線通信方式や有線通信方式が適用される。特に、無線通信方式を適用する場合には、通信部１４０は、例えばデジタル機器用の近距離無線通信規格であるブルートゥース（Bluetooth（登録商標））や、低消費電力型の通信規格として策定されたブルートゥースローエナジー（Bluetooth（登録商標） low energy（LE））、ＮＦＣ（Near field communication）、ワイファイ（Wi-Fi；wireless fidelity（登録商標））等の通信方式を良好に適用することができる。

制御部１５０は、所定のプログラムを実行することにより、表示部１１０における表示動作や、センサ部１２０におけるセンシング動作、通信部１４０におけるセンサデータ等の送受信動作、記憶部１６０への書込み読出し動作、電源部１７０における電源供給動作等の、各種の動作を制御する。

記憶部１６０は、例えば、センサ部１２０により取得されたセンサデータ等を保存する。また、記憶部１６０は、制御部１５０により制御される、上記の各種の動作を実行する際に使用又は生成されるデータや情報を保存する。なお、記憶部１６０は、制御部１５０で実行されるプログラムを格納するものであってもよい。また、記憶部１６０は、例えばメモリカード等のリムーバブル記憶媒体としての形態を有し、電子機器１００に対して着脱可能に設定されているものであってもよい。

電源部１７０は、上述した湾曲形状を有する機器本体１０１の長手方向に沿って帯状に延在する、薄型で湾曲した電池を有し、当該電池から出力される駆動電力を、電子機器１００の各構成に供給する。ここで、本実施形態に適用される電池としては、例えばリチウムイオン電池やニッケル水素電池等の、繰り返し充放電が可能な二次電池が適用される。この場合、電源部１７０は、電池から各構成への駆動電力の供給動作に加え、電池への充電動作を行う。なお、電源部１７０は、上記の二次電池に加え、市販のボタン型電池等の一次電池や、振動や光、熱、電磁波等のエネルギーにより発電する環境発電（エナジーハーベスト）技術による電源等を併用する構造を有するものであってもよい。

（組み付け構造／断面構造）
次に、本実施形態に係る電子機器１００の組み付け構造（内部構造）について説明する。

図４は、本実施形態に係る電子機器における組み付け構造（内部構造）を示す分解斜視図である。また、図５は、本実施形態に係る電子機器における要部断面図である。ここで、図５（ａ）は、図１（ｂ）に示した電子機器におけるＶＡ−ＶＡ線（本明細書においては図１中に示したローマ数字の「５」に対応する記号として便宜的に「Ｖ」を用いる。）に沿った断面構造を示す概略図である。また、図５（ｂ）は、図１（ｂ）に示した電子機器におけるＶＢ−ＶＢ線に沿った断面構造を示す概略図であり、図５（ｃ）は、図１（ｂ）に示した電子機器におけるＶＣ−ＶＣ線に沿った断面構造を示す概略図である。なお、図５においては、図示を明瞭にするために、断面を示すハッチングの一部を便宜的に省略して示した。

図１に示した外観形状を有する機器本体１０１は、例えば図４、図５（ａ）に示すように、大別して、本体ケース１１と、フレーム１２と、電池１３（図３に示した電源部１７０に対応する）と、回路基板１４と、外装カバー１５と、表示部１６（図３に示した表示部１１０に対応する）と、を有している。そして、機器本体１０１は、本体ケース１１と外装カバー１５により形成される収納空間１１ｓに、フレーム１２や電池１３、回路基板１４、表示部１６を収納した構造を有している。

本体ケース１１は、例えば図４に示すように、略帯状の絶縁性の部材により形成され、帯状の長手方向に所定の曲率で湾曲した湾曲形状を有している。また、本体ケース１１は、少なくとも帯状の部材の長手方向に沿って、その両辺部が一方向（図４の外装カバー１５方向）に屈曲又は突出した構造を有し、これにより図４、図５（ａ）に示すように、凹状の収納空間１１ｓを備えた断面を有している。また、本体ケース１１は、少なくとも帯状の部材の長手方向の一方の端部（図４の上方側の端部）に、開閉部１０２側に設けられた回動部１０３に接続するための取り付け穴Ｈ１１が複数設けられている。なお、本体ケース１１は、少なくとも本体ケース１１に後述するフレーム１２や外装カバー１５が組み付けられた電子機器１００を、ユーザが手首に装着して使用した際に、ある程度の変形を許容しつつ、収納空間１１ｓの形状が保持できる程度の剛性や強度を備えるとともに、人体（肌）に接触しても違和感を持たない程度の質感を有していることが好ましい。

フレーム１２は、例えば図４に示すように、帯状の平面形状を有する金属の薄板により形成され、本体ケース１１が有する所定の曲率に対応した湾曲形状を有している。又は、フレーム１２は、上記の所定の曲率に対応して湾曲する可撓性や変形性を有する程度の適度な剛性を有しており、外部からの一時的な小さい力によって機器本体１０１が撓みすぎたり、変形しすぎたりしないよう設定されている。また、フレーム１２は、図４に示すように、帯状の薄板の長手方向の両端部を除く中間部分の幅方向の両辺部が幅方向に所定寸法だけ内側に位置するように欠落し且つ幅寸法が狭く形成された幅狭部１２ａが長手方向に沿って設けられている。また、フレーム１２は、少なくとも帯状の薄板の長手方向の一方の端部（図４の上方側の端部）に、本体ケース１１の収納空間１１ｓ内に組み付け固定するための取り付け穴Ｈ１２が複数設けられている。また、少なくともフレーム１２の長手方向の一方の端部には、後述する回路基板１４との組み付け位置を確定するための基板固定ピンＰ１２が設けられている。なお、フレーム１２は、例えば鉄やステンレス、アルミニウム合金等の金属材料が適用されるが、適度の剛性を維持できれば金属材料に限らない。

電池１３は、例えば図４に示すように、樹脂フィルムによるラミネートパッケージや薄型の金属パッケージ等を有する電池が帯状に形成され、上記のフレーム１２の一面側（本体ケース１１側）の面に一体的に固定されて、上記の所定の曲率に対応した湾曲形状を有している。又は、電池１３は、上記の所定の曲率に対応して湾曲する可撓性や変形性を有している。ここで、電池１３は、例えばフレーム１２の略全域に対応した寸法の帯状の平面形状を有し、図４に示すように、フレーム１２の一面側の略全域に取り付けられた構造を有している。これにより、フレーム１２の幅狭部１２ａが形成された領域においては、幅狭部１２ａの両側に、電池１３が露出した構造を有している。なお、図示を省略したが、このような電池１３の出力端子は、例えばフレーム１２の長手方向の両端部に対応する領域において、後述する回路基板１４や表示部１６に電気的に接続される。

回路基板１４は、上述した機能構成において説明した通信部１４０や制御部１５０、記憶部１６０等が搭載される機能部品搭載部（第１の基板領域）と、信号配線やアンテナ配線等の配線パターンのみが形成されるパターン形成部（第２の基板領域）と、を有している。回路基板１４は、例えば図４に示すように、上記のフレーム１２及び電池１３の略全域に対応した寸法の帯状の平面形状を有する絶縁性基板により形成され、帯状の長手方向の両端部には機能部品搭載部が設けられ、また、両端部を除く中間部分にはパターン形成部が設けられる。少なくともパターン形成部が設けられる回路基板１４は、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）のような薄膜状又はフィルム状の薄型の絶縁性基板が帯状に形成され、例えば図４に示すように、上記の所定の曲率に対応した湾曲形状を有している。又は、パターン形成部が設けられる回路基板１４は、上記の所定の曲率に対応して湾曲する可撓性や変形性を有している。また、パターン形成部が設けられる回路基板１４は、図４に示すように、帯状の長手方向の両端部を除く中間部分に、略中央部が幅方向に所定寸法だけ欠落され且つ長手方向に延在する開口部１４ｈが設けられている。すなわち、回路基板１４は、開口部１４ｈの幅方向両側にそれぞれ形成された２本の幅狭部１４ａにより長手方向の両端部が接続された構造を有している。ここで、回路基板１４に設けられる開口部１４ｈの幅寸法は、上記のフレーム１２に設けられる幅狭部１２ａの幅寸法よりも大きくなるように設定されている。これにより、後述するように、本体ケース１１に、フレーム１２や電池１３、回路基板１４からなるユニットが略密着して組み付けられた状態で、図５（ａ）に示すように、回路基板１４の開口部１４ｈを形成する幅狭部１４ａ、１４ａ間に、フレーム１２の幅狭部１２ａが位置するように形成されている。すなわち、フレーム１２の幅狭部１２ａと回路基板１４の幅狭部１４ａとは、フレーム１２と回路基板１４との積層方向（図４の左斜め前方向、又は、図５（ａ）の下方）から見て平面的に相互に重ならないように形成されているので、仮に機器本体１０１を撓ませたり、変形させたりしても回路基板１４の幅狭部１４ａは、フレーム１２の幅狭部１２ａと接触することがないように設定されている。また、電池１３が経時的に膨張してフレーム１２の幅狭部１２ａを回路基板１４側に押しつけても、フレーム１２の幅狭部１２ａは開口部１４ｈ内の収納空間１１ｓにあるので、幅狭部１４ａがフレーム１２の幅狭部１２ａと接触することがない。また、少なくとも回路基板１４の長手方向の一方の端部（図４の上方側の端部）には、上記フレーム１２との組み付け位置を確定するための位置決め穴Ｈ１４が設けられている。なお、パターン形成部が設けられる回路基板１４の幅狭部１４ａには、具体的には、例えばセンサ部１２０から出力される検出信号を制御部１５０に送信するためのセンサ信号線や、電源部１７０から供給される駆動電力を各構成に供給するための電源線、通信部１４０に適用される無線通信方式に対応したアンテナ配線等の配線パターンが形成される。ここで、開口部１４ｈを形成する２本の幅狭部１４ａのうちの一方にセンサ信号線を形成し、他方に電源線を形成して、両者を開口部１４ｈにより隔離することにより、電源線において発生する電界の影響を抑制して、センサ部１２０から出力される微弱な検出信号を制御部１５０に良好に送信することができる。また、回路基板１４は、上記の機能部品や配線パターンが絶縁性基板の一面側にのみ搭載又は形成されているものであってもよいし、裏表両面側に搭載又は形成されているものであってもよい。ここで、回路基板１４に搭載又は形成される機能部品や配線パターンは、周知の絶縁保護膜により被覆されて保護されている。

外装カバー１５は、例えば図４に示すように、帯状の平面形状を有する絶縁性の薄板により形成され、上記の本体ケース１１の湾曲形状に対応した湾曲形状を有している。又は、外装カバー１５は、本体ケース１１の湾曲形状に対応して湾曲する可撓性や変形性を有している。また、外装カバー１５は、図５（ａ）に示すように、上記の本体ケース１１に設けられた収納空間１１ｓの開放端側（図面下方側）を閉止して密閉するように組み付けられる。ここで、外装カバー１５は、少なくとも電子機器１００の外部からの圧力（外圧）や周辺環境（温度や湿度、薬品等）に対して、収納空間１１ｓに収納される各構成を保護することができる程度の特性（剛性や耐熱性、耐湿性、耐薬品性等）を有している。また、本実施形態においては、外装カバー１５は、例えば透明な樹脂材料やガラス材料により形成され、外装カバー１５の一面側（収納空間１１ｓ側）の面に、後述する表示部１６が一体的に設けられた構造を有している。これにより、表示部１６に表示された情報が、透明な外装カバー１５を介して視野側に透過されて、ユーザに視認される。また、外装カバー１５は、少なくとも帯状の薄板の長手方向の一方の端部（図４の上方側の端部）に、本体ケース１１の収納空間１１ｓを閉止するための取り付け穴Ｈ１５が複数設けられている。

表示部１６は、例えば図４に示すように、薄型の表示デバイスが帯状の平面形状を有するように形成され、上記の外装カバー１５の一面側（収納空間１１ｓ側）の面に一体的に設けられ、外装カバー１５の湾曲形状に対応した湾曲形状を有している。又は、表示部１６は、外装カバー１５の湾曲形状に対応して湾曲する可撓性や変形性を有している。表示部１６は、可撓性のフィルム樹脂基板間に液晶が封入された液晶表示パネルや、可撓性のフィルム樹脂基板に有機ＥＬ層が設けられた有機ＥＬ表示パネルや、可撓性のフィルム樹脂基板間に色粒子が封入された電子ペーパー表示パネルのように、撓んだり、変形したりしても表示を維持することが可能である。ここで、表示部１６に表示される各種の情報は、透明な外装カバー１５を介してユーザの視野側に透過されて視認される。なお、図示を省略したが、例えば表示部１６又は外装カバー１５の長手方向の一方の端部には、表示部１６のドライバＩＣが設けられ、その近傍において回路基板１４や電池１３に電気的に接続される。

また、開閉部１０２は、例えば図４に示すように、略帯状の部材の長手方向の一方の端部（図４の上方側の端部）に、回動部１０３が設けられた構造を有している。回動部１０３は、回転軸を備え、回転軸を支点にして開閉部１０２が回動するように形成されている。また、回動部１０３は、少なくとも機器本体１０１と接続するための取り付け穴Ｈ１３が複数設けられている。

（組み付け手順例）
次に、上述した電子機器の組み付け手順について、図４及び図５を用いて説明する。まず、図４及び図５（ｂ）に示すように、回動部１０３に設けられた取り付け穴Ｈ１３と、本体ケース１１に設けられた取り付け穴Ｈ１１と、フレーム１２に設けられた取り付け穴Ｈ１２との各位置を整合させて、本体ケース１１及び回動部１０３の内方側（装着空間１０１ｓ側；図５（ｂ）の下方側）から雄ネジＢ１１を挿通させて、ホルダーＰ１１に設けられた雌ネジにネジ止めして固定する。これにより、本体ケース１１の収納空間１１ｓに、フレーム１２、及び、フレーム１２に一体的に設けられた電池１３が、湾曲した状態で組み付けられる。

次いで、回路基板１４に設けられた位置決め穴Ｈ１４に、フレーム１２に設けられた基板固定ピンＰ１２を嵌合させて、フレーム１２に対する回路基板１４の組み付け位置を確定する。そして、フレーム１２と回路基板１４の長手方向の端部同士を、例えば接着剤や両面接着テープ等により接着して固定する。これにより、本体ケース１１の収納空間１１ｓに、各種の機能部品が搭載された回路基板１４が、フレーム１２に略密着して湾曲した状態で組み付けられる。また、このとき、フレーム１２と回路基板１４の長手方向の端部に対応する領域において、電池１３と回路基板１４が電気的に接続される。なお、フレーム１２と回路基板１４とを位置決めして固定する手法としては、上記の接着剤や両面接着テープの他に、ネジ固定や樹脂による溶着やホットメルト等を適用することができる。

次いで、図４及び図５（ｃ）に示すように、本体ケース１１の収納空間１１ｓを閉止するように、表示部１６が一体的に設けられた外装カバー１５を配置し、外装カバー１５に設けられた取り付け穴Ｈ１５に外方側（図４及び図５（ｃ）の上方側）から雄ネジＢ１２を挿通させて、ホルダーＰ１１に設けられた雌ネジにネジ止めして固定する。これにより、フレーム１２と、電池１３と、回路基板１４とが組み付けられ、さらに表示部１６が収納された本体ケース１１の収納空間１１ｓが密閉される。また、このとき、外装カバー１５と回路基板１４の長手方向の端部に対応する領域において、外装カバー１５側に設けられた表示部１６のドライバＩＣ１６ａと、回路基板１４のコネクタ１６ｂや電池１３とがフラットケーブルやバネ性の電極端子等を介して電気的に接続される。

そして、外装カバー１５を、ホルダーＰ１１を介して本体ケース１１にネジ止め固定した雄ネジＢ１２及び取り付け穴Ｈ１５の周辺を覆うようにカバー部品Ｃ１１を取り付ける。これにより、密閉された本体ケース１１の収納空間１１ｓへの水分等の侵入を防止するとともに、電子機器１００のデザイン性が高まる。なお、図４及び図５（ｂ）、（ｃ）においては、図示の都合上、回動部１０３が接続される機器本体１０１の一方の端部（図４の上方側の端部）について詳しく説明したが、他方の端部（図４の下方側の端部）についても同様にして組み付けを行って、フレーム１２及び回路基板１４、外装カバー１５の両端部において本体ケース１１に固定するものであってもよい。また、図４において、Ｃ１２は、外装カバー１５の他方の端部を、本体ケース１１に固定する雄ネジ（図示を省略）周辺を覆うカバー部品であり、Ｃ１３は、本体ケース１１の他方の端部に取り付けられる、その他のカバー部品である。

次に、本実施形態に係る電子機器における作用効果について説明する。
図６は、本実施形態に係る電子機器における作用効果を説明するための概略断面図である。ここでは、図５（ａ）に示した断面図に基づいて作用効果を説明する。

上述した背景技術において説明したように、手首や腕等に装着するリストバンド型の電子機器においては、薄型で、かつ、所定の曲率の湾曲形状を有している必要がある。このような電子機器を実現するためには、機器に内蔵される回路基板として、可撓性を有するＦＰＣを適用する構造が考えられるが、この場合、回路基板自体の剛性や強度が低いため、電子機器の製造時や使用時に加わる外圧により撓みや変形が生じやすくなり、内蔵される各種の機能部品や構造部材が回路基板に接触して破損や剥離等を招く可能性がある。

本実施形態に係る電子機器１００においては、ある程度の剛性や強度を有する薄板により形成され、所定の曲率に対応した湾曲形状を有するフレーム１２を備え、当該フレーム１２に電池１３や回路基板１４が一体的又は部分的に固定された構造を有している。具体的には、図４及び図５に示したように、電子機器１００は、フレーム１２の一面側に二次電池からなる電池１３が一体的に固定され、他面側（外装カバー１５側）に通信部１４０や制御部１５０、記憶部１６０等の機能部品が搭載された回路基板１４が両端固定された構造を有している。すなわち、電池１３及び回路基板１４は、フレーム１２によりそれぞれの配置領域が確定（位置決め）されているとともに、図５（ａ）に示すように、フレーム１２をはさむように両面側に密着して配置されている。これにより、本実施形態によれば、電子機器の製造時や使用時に加わる外圧に対して撓みや変形を抑制して、内蔵される機能部品や構造部材の破損や剥離等を抑制することができる。

これに加えて、本実施形態に係る電子機器においては、図４に示したように、フレーム１２の両端部を除く中間部分に、長手方向に延在する幅狭部１２ａが設けられ、また、フレーム１２に両端固定された回路基板１４の両端部を除く中間部分に、長手方向に延在する開口部１４ｈ、及び、長手方向の両辺部に沿って（又は、開口部１４ｈの両側に）延在する２本の幅狭部１４ａが設けられた構造を有している。ここで、開口部１４ｈは、フレーム１２に設けられた幅狭部１２ａに対応する領域に設けられるとともに、当該幅狭部１２ａよりも幅寸法が大きくなるように設定されている。

そして、本実施形態において、フレーム１２に電池１３や回路基板１４を積層するように一体的又は部分的に固定したユニットを、本体ケース１１に組み付けた場合、フレーム１２及び回路基板１４の中間部分では、図５（ａ）に示したように、回路基板１４の開口部１４ｈを形成する幅狭部１４ａ間に、フレーム１２の幅狭部１２ａが位置して、両者が離間した状態となる。また、このフレーム１２及び回路基板１４の中間部分においては、機器本体１０１を厚み方向（図５（ａ）の上下方向）に見ると、フレーム１２の一面側に設けられる電池１３と、フレーム１２の他面側に設けられる回路基板１４の幅狭部１４ａとの間に、隙間１１ｃが形成される。この隙間１１ｃは、フレーム１２に対して回路基板１４を両端部で位置決め固定することにより、両者間に形成されるものである。そして、この隙間１１ｃは、少なくとも電子機器を構成する部品や部材の製造ばらつきや組立て時の作業ばらつき、電子機器の使用時に生じる撓みや変形により、フレーム１２及び回路基板１４の曲率の違いに応じて周長が微妙に変化して生じる寸法差に対して、両者が接触しない程度の隙間に設定されている。

このように、本実施形態においては、フレーム１２に電池１３や回路基板１４を積層するように固定し、かつ、フレーム１２及び回路基板１４の両端部を除く中間部分に形成された幅狭部１２ａ及び１４ａが、フレーム１２と回路基板１４との積層方向から見て、平面的に重ならないように相互に離間して配置される。さらに、回路基板１４の幅狭部１４ａが電池１３に接触しないように所定の隙間１１ｃを有するように形成される。これにより、本実施形態に係る構成を、薄型で所定の曲率の湾曲形状を有する電子機器に適用した場合、次のような作用効果を有している。

すなわち、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、フレーム１２や回路基板１４、電池１３等を機器本体１０１に組み付ける際の、部品や部材の製造ばらつきや作業ばらつき、また、電子機器１００の使用時に加わる外圧に起因して生じる寸法差に対して、回路基板１４の開口部１４ｈ内に、フレーム１２の幅狭部１２ａが入り込んで、幅狭部１２ａ、１４ａ同士が接触することがない。また、このとき、回路基板１４と電池１３との間に形成された隙間１１ｃがなくならない程度に確保される。これにより、本実施形態によれば、上記のばらつきや寸法差を吸収することができ、電子機器の製造時や使用時における部品や部材の破損や剥離等の発生を防止して、良好な製品品質を実現することができる。

また、本実施形態においては、電子機器の各構成に駆動電流を供給するための電池１３として、リチウムイオン電池等の二次電池を適用した構成を示した。このような電池においては、充電時や、使用による経年劣化により電池の筐体に膨れが生じることが知られている。本実施形態においては、上述したように、フレーム１２及び回路基板１４の両端部を除く中間部分において、幅狭部１２ａ、１４ａ同士が接触しないように離間して配置されているとともに、電池１３と回路基板１４の幅狭部１４ａとの間に隙間１１ｃが形成されている。したがって、電池１３で発生する膨れを隙間１１ｃにより吸収することができ、機器本体１０１に内蔵される部品や部材相互の接触や干渉を防止して、良好な製品品質を実現することができる。

（変形例）
次に、上述した実施形態に係る電子機器の変形例について説明する。
上述した実施形態においては、電子機器１００を構成する機器本体１０１の本体ケース１１に組み付けるフレーム１２として、本体ケース１１の曲率に対応して湾曲する金属の薄板が適用されることを説明した。ここで、本発明は、フレームを次の変形例のように構成することにより、新たな作用効果をさらに得ることができる。

すなわち、近年の携帯機器や情報機器においては、高機能化や高性能化により、制御部の演算処理スピードも高速化している。そのため、機器内部で発生する熱量も増大する傾向にある。また、近年のほとんどの携帯機器は、通信機能を備えており、外部の機器とのデータの送受信や連携動作は必要不可欠な機能になっている。このような状況に鑑み、本実施形態は以下のような変形例を有している。

本実施形態に係る電子機器の第１の変形例は、上述した回路基板１４に搭載される機能部品等のうち、動作に伴う発熱が生じる箇所又は機能部品搭載部、あるいは、その近傍の領域の回路基板１４の裏面側（フレーム１２側）において、フレーム１２に接続固定した構造を有している。ここで、回路基板１４とフレーム１２との接続固定の手法としては、熱伝導性が高い材料を用いて接続することが好ましく、例えば熱伝導性の高い接着剤や、熱伝導性シートを挟んだ構造を適用することができる。これにより、回路基板１４で発生する熱をフレーム１２に良好に伝達して拡散させることができ、電子機器１００の内部温度の上昇を抑えることができる。

本実施形態に係る電子機器の第２の変形例は、上述した第１の変形例において、本体ケース１１に組み付け固定されるフレーム１２を、例えば長手方向に２分割（又は複数に分割）して熱源側と冷却側に分け、それぞれをヒートパイプにより接続した構造を有している。これにより、２分割したフレーム１２間の熱の伝達、拡散を促進することができ、電子機器１００の内部温度の上昇を抑えることができる。

本実施形態に係る電子機器の第３の変形例は、上述したフレーム１２として、アルミニウム合金や銅合金等の熱伝導性の高い材料を適用し、さらに、当該フレーム１２の一部を、機器本体１０１を構成する本体ケース１１や外装カバー１５から露出させて、外気に触れるように延在させた構造を有している。ここで、フレーム１２の露出箇所は、一箇所であってもよいし、複数箇所であってもよい。このとき、露出したフレーム１２が人体（ユーザの身体）に直接触れないように露出箇所が配置されていることが好ましい。これにより、フレーム１２を放熱板として利用して、機器内部で発生した熱を電子機器１００の外部に良好に放出することができ、内部温度の上昇を抑えることができる。

本実施形態に係る電子機器の第４の変形例は、上述したフレーム１２に設けられた幅狭部１２ａに、通信部１４０に適用される無線通信方式に対応したアンテナ配線を配置した構造を有している。ここで、フレーム１２に設けられた幅狭部１２ａにおいては、その周辺に回路部品等が搭載されておらず、ノイズの発生も少ないので、電波環境が比較的良好な状態にある。これにより、電子機器の外部の機器との間で良好な通信を実現することができる。

本実施形態に係る電子機器の第５の変形例は、上述したフレーム１２として、ある程度の柔軟性を有する材料を適用した構造を有している。これにより、電子機器１００を装着した際の人体への密着性を確保することができるとともに、外力による電子機器１００の撓みや変形を抑制して、内蔵される部品や部材の破損や剥離等を抑制することができる。

本実施形態に係る電子機器の第６の変形例は、上述したフレーム１２として、常温での形状保持性を有する形状記憶合金を適用した構造を有している。これにより、電子機器１００を装着して常温で使用する際に、外力による電子機器１００の撓みや変形に対して対抗力（耐性）を持たせることができる。

本実施形態に係る電子機器の第７の変形例は、上述したフレーム１２として、熱による形状復元性を有する形状記憶合金を適用した構造を有している。これにより、外力による電子機器１００の撓みや変形が生じた場合であっても、電子機器１００を装着した際の体温等により形状を復元させることができる。

なお、上述した実施形態においては、鉄やステンレス、アルミニウム合金等の金属材料からなるフレーム１２を適用した構造を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、ある程度の剛性や強度を有する非金属の材料や構造を適用するものであってもよいし、熱伝導性の高い部材を適用するものであってもよい。

また、上述した実施形態においては、フレーム１２の両端部を除く中間部分に１本の幅狭部１２ａを設け、回路基板１４の両端部を除く中間部分に２本の幅狭部１４ａからなる開口部１４ｈを設けた構造を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明は、上述した作用効果において説明したように、部品や部材の製造ばらつきや作業ばらつき、電子機器１００の使用時に加わる外圧に起因する寸法差を、フレーム１２や回路基板１４の形状やその配置、隙間により吸収することができるものであれば、他の構造を有するものであってもよい。例えば、本発明は、フレームの両端部を除く中間部分に２本の幅狭部からなる開口部を設け、回路基板の両端部を除く中間部分に１本の幅狭部を設けた構造を有するものであってもよいし、フレーム及び回路基板のそれぞれの両端部を除く中間部分に、それぞれ１本の幅狭部を設けた構造を有するものであってもよい。

また、上述した実施形態においては、電子機器１００に表示部１１０を備え、各種の情報を表示する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明は、表示部１１０を備えず、センサ部１２０により取得したセンサデータを記憶部１６０に蓄積する機能のみを有する電子機器であってもよい。この場合、外装カバー１５は、外圧や周辺環境に対して、機器本体１０１に内蔵された回路基板１４や電池１３等を保護する機能のみを有することになる。

また、上述した実施形態においては、電子機器１００を人体の手首に装着する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明は、手首や腕に装着する場合のほか、足首等の所定の曲率を有する部位に良好に装着して使用することができる。また、本発明は、装着対象を人体に限るものではなく、例えばペットの生体情報や物理情報等を取得するための首輪型の機器等に適用するものであってもよい。

以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲を含むものである。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。

（付記）
［１］
少なくとも湾曲形状を有する本体ケースと、
前記本体ケースに設けられた収納空間に、前記湾曲形状に対応して組み付けられ、第１の幅狭部を有するフレームと、
前記収納空間に、前記フレームに密着して組み付けられ、第２の幅狭部を有する回路基板と、
を備え、
前記フレーム及び前記回路基板の積層方向から見て、前記第１の幅狭部及び前記第２の幅狭部が平面的に重ならないように配置されていることを特徴とする電子機器。

［２］
前記第１の幅狭部及び前記第２の幅狭部は、それぞれ、前記フレーム及び前記回路基板の長手方向の両端部を除く中間部分に設けられていることを特徴とする［１］に記載の電子機器。

［３］
前記回路基板は、少なくとも、機能部品が搭載される第１の基板領域と、所定の配線パターンのみが設けられる第２の基板領域と、を有し、
前記第２の幅狭部に前記第２の基板領域が設定されていることを特徴とする［１］又は［２］に記載の電子機器。

［４］
前記第２の基板領域は、所定の信号が伝送される信号線、前記機能部品を駆動させるための電力を供給するための電源線、又は、前記機能部品において所定の電波を送受信するためのアンテナ線のいずれか一つ以上が設けられていることを特徴とする［３］に記載の電子機器。

［５］
前記フレームは、少なくとも前記本体ケースに外圧が加わった場合であっても、前記湾曲形状に復元させる材料特性を有していることを特徴とする［１］乃至［４］のいずれかに記載の電子機器。

［６］
前記フレームの一面側に配置された電池を備え、
前記回路基板は、前記フレームの他面側に配置されていることを特徴とする［１］乃至［５］のいずれかに記載の電子機器。

［７］
少なくとも前記回路基板と前記電池との間に所定の隙間を有していることを特徴とする［６］に記載の電子機器。

１１ 本体ケース
１１ｓ 収納空間
１１ｃ 隙間
１２ フレーム
１２ａ 幅狭部
１３ 電池
１４ 回路基板
１４ａ 幅狭部
１４ｈ 開口部
１５ 外装カバー
１６ 表示部
１００ 電子機器
１０１ 機器本体
１０１ｓ 装着空間
１０２ 開閉部
１０３ 回動部
１１０ 表示部
１２０ センサ部
１３０ 操作部
１４０ 通信部
１５０ 制御部
１６０ 記憶部
１７０ 電源部
ＵＳｈ 手首

Claims (13)

1. 少なくとも一部が湾曲形状である収納部を有する本体ケースと、
   第１のフレーム部と、前記第１のフレーム部の幅より短い幅の第２のフレーム部と、を有し、前記収納部内に収納されるフレームと、
   前記収納部内に前記フレームと積層するように収納され、前記フレームの積層方向から見て前記第２のフレーム部と重ならないように設けられている回路基板と、を備える、
   ことを特徴とする電子機器。
2. 前記回路基板は、
   前記第２のフレーム部の幅より広い幅の開口部と、
   前記開口部の幅方向の少なくとも片側に位置する１本の幅狭回路基板部と、
   を備える、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. 前記回路基板は、
   前記第２のフレーム部の幅より広い幅の開口部と、
   前記開口部の幅方向の両方向に位置する２本の幅狭回路基板部と、を備える、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
4. 前記２本の幅狭回路基板部のうちの一方の幅狭回路基板部にセンサ信号線が形成され、他方の幅狭回路基板部に電源線が前記開口部により前記センサ信号線から隔離されて形成されている、
   ことを特徴とする請求項３に記載の電子機器。
5. 前記第２のフレームは、前記フレームの長手方向の両端部を除く中間部分に設けられており、前記幅狭回路基板部は、前記回路基板の長手方向の両端部を除く中間部分に設けられている、
   ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項に記載の電子機器。
6. 前記開口部に前記第２のフレーム部が位置するように、前記収納部内に前記フレーム及び前記回路基板を重ねて収納されている、
   ことを特徴とする請求項２乃至５のいずれか一項に記載の電子機器。
7. 前記回路基板と前記第２のフレーム部は、可撓性や変形性を有しており、前記湾曲形状の形状が変形した場合でも、前記フレームの積層方向から見て重ならないように設けられている、
   ことを特徴とする請求項２乃至６のいずれか一項に記載の電子機器。
8. 前記回路基板は、少なくとも、機能部品が搭載される第１の基板領域と、所定の配線パターンのみが設けられる第２の基板領域と、を有し、
   前記幅狭回路基板部に前記第２の基板領域が設定されている、
   ことを特徴とする請求項２乃至７のいずれか一項に記載の電子機器。
9. 前記第２の基板領域は、所定の信号が伝送される信号線、前記機能部品を駆動させるための電力を供給するための電源線、又は、前記機能部品において所定の電波を送受信するためのアンテナ線のいずれか一つ以上が設けられている、
   ことを特徴とする請求項８に記載の電子機器。
10. 前記フレームは、少なくとも前記本体ケースに外圧が加わった場合であっても、前記湾曲形状に復元させる材料特性を有している、
    ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の電子機器。
11. 前記フレームの一面側に配置された電池を備え、
    前記回路基板は、前記フレームの他面側に配置されている、
    ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の電子機器。
12. 少なくとも前記回路基板と前記電池との間に所定の隙間を有している、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の電子機器。
13. 前記フレームは、帯状の薄板の長手方向の両端部を除く中間部分の幅方向の両辺部が幅方向に所定寸法だけ内側に位置するように欠落し且つ幅寸法が狭く形成された幅狭部が、長手方向に沿って設けられている、
    ことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の電子機器。

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