CN1380994A - 热发电钟表及其所用的后盖 - Google Patents
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Abstract
一种热发电钟表,由固定有防风玻璃(20)的金属制表壳(10)与后盖(70)形成的密闭空间,在该密闭空间内具有表盘(30)和机心(40)及热传导板(50),在热传导板(50)与后盖(70)之间收纳有热电元件(60)而构成热发电钟表(1),该后盖(70)由在所述热电元件(60)对面处以比该热电元件(60)大的状态设置的、由热传导率高的金属等构成的热传导部(71),和形成于其外侧的由热传导率低的塑料等构成的隔热部(72)构成。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用由多个热电偶构成的热电元件作为电源的热发电钟表以及其所用的后盖的结构。
背景技术
利用各种金属材料的电子部件每年都向着微小化的方向进展。作为其代表性的电子部件为热电元件。热电元件为在其两端施加温度差而发生电压的元件。这种电压作为电能利用构成热电发电。由于用于热电发电的热电元件构造简单，与其他的发电机或发电元件相比具有微小化的优点，没有氧化还原电池那样的电力消耗及电解液泄露的问题，在作为电子钟表那样的携带型电子机械的动力源的应用上引起了重视。
另一方面，作为最近的倾向，产品开发以考虑环境问题为前提。在携带型电子机械的场合，由于小型及薄型，动力源使用纽扣型的银电池或锂电池。这些在电池电力消耗更换后丢弃时会成为引起环境污染的原因。因此，一直希望实现不需要更换电池的携带型电子机械，热电元件担负起实现这个目的的重要任务。
这种热电元件由多个p型热电半导体和n型热电半导体构成的热电偶串连地排列，使用这种动力源的手表的热发电钟表为已知技术。以往的热发电钟表中，例如通过外界温度为25℃，其佩戴的手腕皮肤的温度为32℃，即使双方有7℃的温差，在热电元件的冷接点和热接点上也只有1.3℃的温差。因此，1对元件大约得到约400μv/℃的热发电力，由于即使高性能的BiTe系的热电偶直列地连接2000对，也只能得到1v左右的热发电力，必须要尽可能多地连接热电偶。并且，由于热电元件需要收纳在钟表内所限定的空间中，为了从小的元件上就可得到高的热发电力，不能回避微细化及高密度化，但这种微细化及高密度化也是有限的。在此，为了从热电元件得到高热发电力，需要扩大其热接点和冷接点的温度差，这就要通过在热发电钟表的构造的改进上来实现。
在此，对以往的热发电钟表的构造进行具体说明。图20为以往的热发电钟表200的剖视图。该热发电钟表200在固定有防风玻璃20的金属制的表壳15、隔热罩180及后盖185构成的密闭的钟表本体内，具有表盘30、机心40、热传导板50及热电元件60，后盖185与表壳15之间发生的温差通过热电元件60转换为电能，作为驱动钟表用的动力源。热电元件60通过下保护板62，使其一面与后盖185接触，另一面通过上保护板61与热传导板50接触地方式设置。热传导板50设置于机心40与上保护板61之间，其端部与表壳15接触的方式设置。
该热发电钟表200佩戴在手腕上时，后盖185通过体温加热，表壳15由于外部空气而冷却。此时，从后盖185向表壳15的直接热传递由于塑料等构成的隔热壳180遮断，使后盖185成为高温侧，表壳15成为低温侧。因而，由于其后盖185的热通过下保护板62向热电元件60传递，表壳15的热通过热传导板50与保护板61向热电元件60传递，热电元件60的下面成为热接点，上面成为冷接点，向热电元件60施加温度差。通过该温差转换为电压向机心40送电，热发电钟表200动作。
在此，向热电元件60施加的温差转换为电压是由热电元件60所包含的热电偶的温差电动势起作用的原因。由于由热电偶得到的电压为贝塞克系数与温差的函数，需要在热电元件60上施加尽可能大的温差以加大热起电力，使热发电钟表200稳定地驱动。因而，在热发电钟表200中后盖185与表壳15的温差的扩大是非常重要的要素。
作为在热发电钟表中扩大温差的方法，可以考虑降低隔热罩180的热传导，抑制从后盖185向表壳15的热传递。一般地，由于部件传递热量在其材料的热传导率为Q、面积为S、长度为L时，与(Q×S)/L所求出的值成比例，在抑制热的传递上可以降低热传导率来进行。
但是，一般隔热罩180将热传导率低的塑料用作其材料，比这种塑料热传导率还要低，并且适合隔热罩180的材料还没有适合的材料。
此外，还考虑减小隔热罩180的半径方向的宽度以缩小截面积。在此，塑料制的隔热壳180的宽度减小时，在强度上会存在问题，同时由于为了能够在隔热罩180上以螺丝固定后盖185，必须要保证一定尺寸的宽度，缩小截面积的考虑并不适当。
再者，还考虑将隔热罩180在轴方向上加长。但是，即使加长隔热罩180，在抑制热的传递上，热吸收的部分和热放出的部分必须留有距离，因此热传导板50与后盖185之间的距离必须加长。这样，就要过大地增加发热电钟表200全体的厚度。并且，与热传导板50和后盖185之间的距离加长相对应，热电元件60的尺寸也必须改变。这样，热电元件60的元件特性发生变化，不能在最适当的状态下动作。
因此，在以往的热发电钟表200中，通过改进隔热壳180的构造来扩大施加在热电元件60上的温度以提高热发电力是困难的，如果这样做只能是加大钟表的整体来提高表壳15的放热效率。
另一方面，为了扩大施加给热电元件60的温度差，使热发电钟表200的内部构造成为提高热传递效率的构造也是十分重要的。作为提高热传递效率的条件，必须使后盖185与热电元件60的热接点及表壳15与热电元件60的冷接点分别可靠地接触，进行可靠地热传递，以减少损失。
使从热电元件到表壳的热传递可靠的手段记载于例如日本特许(专利)第2998088号公报中。该手段为在与具有热电元件的热发电组件的冷接点相接触的第2传热板的上面设置热传导体的方法，根据这种方法，能够让热量从热电组件向第2传热板、热传导体、表壳流动，起到作为向表壳放热的壳体的作用。但是，由于该热传导体在第2传导板的上面重叠地设置，单单是其热传导体的厚度也会对时钟全体的厚度有影响。
此外，由于在机心与热传导板之间具有空间，仅仅是该空间的厚度就增加了钟表相应的厚度。并且，从热传导板向机心的热传递不利，热传递的效率恶化。
因此，为了尽量不对钟表的厚度等造成外观上的影响，并且提高热传递效率，需要在热发电钟表的结构上进行改进。
本发明的目的是解决上述问题，在具有作为电源的热电元件的热发电钟表中，在整体的尺寸与以往大致相同，不影响钟表整体外观，通过确保增加对热电元件施加的温度差，得到充分的热发电力，提高热发电钟表的性能。
发明内容的公开
本发明的热发电钟表为，在由固定有防风玻璃的金属制表壳与后盖形成的密闭空间内，具有表盘和机心及热传导板，在该传导板与上述后盖之间收纳有构成上述驱动机构的电源的热电元件的结构的热发电钟表中，其特征为，上述后盖由热传导率不同的二种以上材料构成。
这种热发电钟表由于能够在由上述后盖的热传导率高的材料将来自手腕的热量有效率地向热电元件传递的同时，由热传导率低的材料阻止向金属制表壳的热量的传递，能够向热电元件施加大的温差。
此外，上述后盖可以具有在上述热电元件对面处以该热电元件的外形以上的尺寸形成的热传导率高的热传导部，以及形成于其外侧的热传导率低的隔热部。
上述后盖可以是上述热传导部由金属材料构成，上述隔热部由塑料或陶瓷构成。
上述后盖能够通过金属材料和塑料的插入(インサ-ト)成型形成。
此外，上述热传导部与上述隔热部通过螺栓固定成为一体。
再者，上述热传导部与上述隔热部由设置于相互结合面上的螺纹槽彼此拧合成为一体。
上述隔热部可以由塑料构成，在该隔热部的与上述表壳接触面部分上设置有金属制结合部。
此外上述的后盖的隔热部可以具有朝向其外周缓缓倾斜的倾斜面。该后盖的热传导部可以具有以覆盖上述倾斜面状态伸出的边缘部。
此外，本发明还提供一种热发电钟表，具有在固定有防风玻璃的金属制表壳与后盖形成的密闭空间内，具有表盘及机心，在该机心与上述后盖之间，通过与该机心接触的上保护板及与上述后盖接触的下保护板收纳有作为该机心的电源的热电元件的结构，其中，具有比上述热电元件的外形大的孔部的圆环状热传导板接触于上述上保护板的与上述热电元件接触侧的面上，同时夹持于上述表壳与上述后盖中地方式设置。
在该热发电钟表的场合，上述热传导板可以由金属材料构成。
此外，可以在上述下保护板与上述后盖之间、在上述上保护板与机心之间、在上述表壳与上述热传导板之间、在上述上保护板与上述热传导板之间的至少1处以上设置弹性部件。
再者，可以在上述上保护板与上述机心之间设置衬垫。
在此情况下，可以分别在上述下保护板与上述后盖之间设置第1弹性部件、在上述上保护板与机心之间设置第2弹性部件、在上述表壳与上述热传导板之间设置第3弹性部件、在上述上保护板与上述热传导板之间设置第4弹性部件，在上述上保护板与上述机心之间设置衬垫。
在以上的情况下，上述弹性部件为可压缩的热传导率高的热传导薄片。此外，上述衬垫可以由金属材料构成。
此外本发明还提供一种热发电钟表用后盖，与固定有防风玻璃的金属制表壳一同形成具有表盘、机心及热传导部的密闭空间，在与该热传导板之间形成收纳有作为上述机心的电源的热电元件的空间，该后盖的特征为，由热传导率不同的二种以上材料构成。
该热发电钟表用后盖，最好具有形成于上述热电元件对面处、同时具有在该热电元件的外形的尺寸以上尺寸的热传导率高的热传导部，以及形成于其外侧的热传导率低的隔热部。
再者，该后盖的隔热部具有向其外周缓缓倾斜的倾斜面。
附图的简单说明
图1为本发明的热发电钟表的第1实施例的结构的剖视图。
图2为图1的热发电钟表用后盖的结构与第1图上下相反的剖视图。
图3为使用与图2不同的后盖的热发电钟表的构造的、与图1相同的剖视图。
图4为本发明的热发电钟表用后盖的变型例的部分放大剖视图。
图5为使用与图2不同的后盖的热发电钟表的构造的、与图1相同的剖视图。
图6为本发明的热发电钟表的第2实施例的结构的剖视图。
图7为本发明的热发电钟表的第3实施例的结构的剖视图。
图8为使用与图7不同的后盖的热发电钟表的构造的、与图7相同的剖视图。
图9为使用与图7更加不同的后盖的热发电钟表的构造的、与图7相同的剖视图。
图10为具有圆锥状倾斜面的后盖的宽度方向的中间形成的切断面的示意性的立体图。
图11为本发明的热发电钟表中使用的热电元件放大的示意性立体图。
图12为将固定上保护板与下保护板的热电元件放大的示意性立体图。
图13为本发明的热发电钟表的第4实施例的结构省略左侧一半部分的剖视图。
图14为使用相同的热发电钟表的弹性部件的变型例的、与图13相同的剖视图。
图15为使用相同的热发电钟表的其它弹性部件的变型例的、与图13相同的剖视图。
图16为使用相同的热发电钟表的再一种弹性部件的变型例的、与图13相同的剖视图。
图17为使用相同的热发电钟表的再一种弹性部件的变型例的、与图13相同的剖视图。
图18为本使用发明的热发电钟表的第4实施例的空间的变型例的与图13相同的剖视图。
图19为图13的固定架放大的示意性剖视图。
图20为以往的热发电钟表的结构的剖视图。
实施发明的较佳实施例
以下利用附图对实施本发明的热发电钟表及热发电钟表用后盖的较佳实施例进行说明。与图20中所示的以往的热发电钟表200同样的部分以相同的符号加以说明。
(第1实施例：图1～图5，图10～图12)
图1为使用本发明的热发电钟表用后盖(以下称为后盖)的第1实施例的结构的剖视图。该热发电钟表1的结构为，在由固定有防风玻璃20的金属制表壳10和后盖70形成的密闭的钟表本体内，具有表盘30和机心40及热传导板50，在热传导板50与后盖70之间收纳有作为机心40电源的热电元件60。
热电元件60如图11所示，由设置的多个通过将n型热电半导体加工为棒状的n型棒状元件63及将p型热电半导体加工为棒状的p型棒状元件64来形成的热电偶构成，各n型和p型棒状元件63、64通过环氧树脂构成的绝缘树脂层65一体化地固定。各n型棒状元件63和p型棒状元件64由BiTe系的合金构成，如图12所示，通过形成于各端上的导电体67形成热电偶。
此外，各热电偶通过导电体67串连地连接。再者，各导电体67由镍或金通过蒸镀法设置形成。n型棒状元件63与p型棒状元件64呈各端面尺寸约90×110μm，长度1500μm的细长柱状，热电元件60的尺寸约7×7.5×1.5mm，含有1240对的热电偶。
该热电元件60一方的端面55构成热接点，另一相反侧的端面56构成冷接点。在这些端面55及端面56上，分别通过硅酮粘接剂构成的粘接层69粘接着上保护板61和下保护板62，上保护板61和下保护板62与各n型及p型棒状元件63、64形成垂直相交。这些上保护板61和下保护板62均为在热传导性良好的铝板的表面上进行阿罗表依斗(アルマイト、商品名)的涂布，对于各n型及p型棒状元件63、64绝缘。
在以下的说明中，为方便起见，以从热发电钟表1的机心40侧看，靠近防风玻璃20一方为“上侧”，靠近后盖70一方为“下侧”来说明。
该热电元件60如图1所示，通过上保护板61与热传导板50的下侧面接触，同时下保护板62与后盖70的上侧面接触而收纳于热发电钟表1的内部。
该热传导板50设置于机心40的下侧，其周端部夹在表壳10与后盖70之间，与表壳10以能够热传递的状态直接或通过薄板接触。此外，也与上保护板61以能够热传递状态接触，为了良好地进行热传递，以在其间设置润滑脂或薄板为好。该热传导板50以和以往相同的热传导性好物质为好，铝或铜板较适合。
后盖70由热传导率相互不同的2种材料构成。该后盖70由热传导部71和隔热部72构成，该热传导部71与隔热部72通过注射成型接合，成为一体。
热传导部71由金属等热传导性良好的材料构成，在热电元件60对面的位置以比热电元件60的外形大，同时比下保护板62稍大的尺寸形成薄圆板状。
隔热部72由塑料等热传导率低的材料构成，形成于热传导部71的外侧。该隔热部72如图2所示，其中央具有与热传导部71相对应形状的孔部72a和固定热传导部71用的承受部72b，在该孔72a的周围，形成向外周缓缓倾斜的圆锥状倾斜面部72c，并且在该圆锥状倾斜面部72c的周缘部形成与表壳10的连接面部72d。
该后盖70的热传导部71从传导板50看为突出状态，连接面部72d通过螺丝90螺纹固定于表壳10上。在由该后盖与热传导板50形成的空间中，热电元件60通过下保护板62与上保护板61分别与热传导部71与热传导板50接触地设置。
在以上所述结构的热发电钟表1从热传导板50向表壳10传递热量，通过该表壳10由外部空气冷却，放出传递给其的热。因而，上保护板61冷却，与其接触的热电元件60的端面成为冷接点。此外，热发电钟表1佩戴于手腕上时，手腕的热从后盖70的热传导部71传递至下保护板62，加热下保护板62。因而，接触热电元件60的下保护板62的端面成为热接点。
但是，由于在热传导部71的周围形成热传导率低的隔热部72，手腕的热通过隔热部72遮断，不易向表壳10传递，手腕的热几乎没有从热传导部71通过隔热部72向表壳10传递。
因而，由于能够充分地称抑制后盖70向表壳10的热传递，能够保证在热电元件60上充分的温度差。通过施加充分的温差，从热电元件60中得到与该温差相对应的用于驱动机心40的充分的热发电力。
此外，由于后盖70在隔热部72具有圆锥状倾斜面部72c的同时，热传导部71从传导板50看为突出状态地固定，在热发电钟表1佩戴于手腕上时，即使热传导部71与手腕接触时，该手腕与圆锥状倾斜面部72c之间形成若干的间隙。因而，能够防止隔热部72本体由于手腕的热量而被加热。
再者，后盖70的热传导部71可由金属等热传导率高的材料形成，作为钟表一般可以使用不锈钢、铝、钛、黄铜、铜等。此外隔热部72可由热传导率低的材料形成，除了塑料以外，也可由与构成后盖70的金属等材料相比热传导率低的陶瓷或玻璃等形成。
在此，使用模型对于本发明的第1实施例热发电钟表1与以往的热发电钟表200的隔热性进行比较。
其外形的大小相同，如图1及图20分别示出的，直径W约30mm，整体的厚度t约8mm。此外，表壳10、15的壁厚t1都约为3.5mm。
首先，在以往的热发电钟表200中，隔热罩180的径向厚度w1为2mm时，其截面积s为s＝π(152-132)≈176mm2。此外，由于在隔热罩180的轴方向的长度b1为5mm时，其隔热罩180不仅其端面180a，侧面180b也与表壳15接触，因此从侧面180b也向表壳15传递热。因而，隔热罩180的实质性的隔热长度比5mm短，考虑大约为3mm。
另一方面，由于塑料的热传导率大致为0.3W/mK，在以往的热发电钟表200中，绝缘部分每1℃的热传导为下式
0.3×176÷3×0.001≈0.018W
与此相对，在本发明的热发电钟表1中，图2所示后盖70的厚度w2为0.8mm，热传导部71的直径w3为16mm。由于连接面部72d与表壳10直接接触，后盖70的隔热性可以考虑为实质依靠圆锥状的倾斜面部72c来隔热。
如图1及图2所示，由于表壳10的壁厚t1约3.5mm，圆锥状倾斜面部72c的宽度t2约为3.5mm。因而，考虑在圆锥状倾斜面部72c的宽度方向的中间如图2所示e-e线切断时的切断面时，该切断面st如图10所示，由于形成直径w4约为16+3.5＝19.5mm，宽约w2＝0.8mm的圆环状，其面积为π×1.95×0.8＝约49mm2。因而，在该热发电钟表1中，绝缘部分每1℃的热传导为下式
0.3×49÷3.5×0.001≈0.004W
因此，在本发明的热发电钟表1中，将从后盖70向表壳10的热传导抑制为以往热发电钟表200的一半以下。因而，在该热发电钟表1中，能够对热电元件60施加的温差比以往扩大。再者，在上述的热发电钟表1和热发电钟表200各自中，模拟进行向热电元件60施加的温差的计算，在以往的热发电钟表200中约为1.3℃，在与此相对应的本发明的热发电钟表1中约为2.0℃，温差飞跃性地提高。
(后盖的变型例)
以下，对第1实施例的后盖70的变型例进行说明。上述的后盖70为热传导部71与隔热部72通过注射成型一体化，但在注射成型困难的场合可如图所示通过螺丝78进行螺丝连接，使热传导部71与隔热部72一体化。该后盖70具有与通过注射成型结合的场合相同的作用效果。但是，对于该后盖70，在热传导部71与隔热部72使用螺丝78连接的场合，最好能够在热传导部71与隔热部72之间通过密封材料提高防水性能。在防水性没有这样必要的场合，也可使热传导部71与隔热部72的结合面直接结合。
此外，也可如图4所示，在热传导部71和隔热部72的双方的结合面上刻有螺纹槽74a、74b，通过其双方的螺纹槽74a、74b螺纹结合，使热传导部71与隔热部72一体化。
再者，后盖70如图5所示，可在隔热部72的接触面部72d上设置金属制的结合部79，并固定于表壳10上。
图1所示的后盖70使用螺丝90固定于表壳10上。由于与隔热部72由塑料等热传导率低的材料形成相对应，表壳10由金属形成，在双方设有结合部，相互的结合部彼此嵌合，这在钟表性能上没有问题，但在强度上有困难。并且在组装简易问题上，考虑维修作业容易问题，结合部彼此的配合还是以固定后盖70的手段为适当。
在此，可在隔热部72的与表壳10的相接触面72d上设置金属制的结合部79，通过其与表壳10的结合部相互嵌合，将后盖70固定于表壳10上。这样，由于后盖70的开闭容易，热发电钟表1的组装变的简单，也提高了维修作业的容易性。
结合部79可设置为与隔热部72的接触面72d接触，也可以与隔热部72同时注射成型地设置。或是接触面部72d上以螺纹连接方式设置。由于设置该结合部79，后盖70由热传导部71、隔热部72和结合部79构成，能够由热传导率不同的2种以上(3种)材料构成。
即使不设置结合部79，也可由塑料等热传导率低的材料配合玻璃纤维形成隔热部72，后盖70能够由热传导率不同的2种以上(3种)材料构成，并且能够提高后盖70的强度。
(第2实施例，图6)
以下，对本发明的热发电钟表及热发电钟表用后盖的第2实施例进行说明。图6为该热发电钟表的结构的剖视图。该热发电钟表2与第1实施例的热发电钟表1相比较，只是热发电钟表用后盖(以下称为“后盖”)75不同，其它是相同的，以下以该不同点为中心进行说明，省略或简化对相同点的说明。
该热发电钟表2具有不在乎例如比手腕的粗细相比宽裕地佩戴，或与手腕的粗细准确地适应地佩戴等由于使用者佩戴在手腕上携带时的条件不同，在多种携带条件下都能对热电元件60施加效率高的温差的结构。
该热发电钟表2的后盖75与前述的第1实施例的后盖70相比较，不同为其热传导部71变为热传导部73。该热传导部73具有比下保护板62略大的圆板部73a及以覆盖圆状倾斜面部72c状态向平坦的方向伸出的圆环状的边缘部76。
该热发电钟表2佩戴于手腕上时，得到以下与热发电钟表1不同的作用效果。与佩戴热发电钟表2状态下手腕以各种角度的弯曲相对应，热发电钟表2会沿手腕的表面移动。在此场合，由于热发电钟表1没有边缘部76，手腕与隔热部72接触，手腕的表面的温度有可能向隔热部72的传递。
但是，如热发电钟表2那样的后盖75上设置边缘部76时，由于该边缘部76在隔热部72与手腕的表面之间以覆盖隔热部72的状态装置，即使热发电钟表2的姿态改变，手腕也不会接触隔热部72，手腕与隔热部72之间平常形成间隙。因此，能够遮断手腕的热量而不向表壳传递，提高隔热效率。
图6所示的边缘部76从圆板部73a向平坦的方向伸出，但也可沿隔热部72稍许倾斜。这样，边缘部76与隔热部72的间隙变窄，在尘土不易进入这一点上有利。
(第3实施例，图7～图9)
以下，对本发明的热发电钟表及热发电钟表用后盖的第3实施例进行说明。图7为该热发电钟表结构的剖视图。该热发电钟表3与第1实施例的热发电钟表1相比较，只是热发电钟表用后盖(以下称为“后盖”)85不同，其它是相同的，以下以该不同点为中心进行说明，省略或简化对相同点的说明。
第1实施例的后盖70由热传导部71及隔热部72构成，该隔热部72具有圆锥状倾斜面部72c，而第3实施例的后盖85由与后盖70相同的热传导部71和与隔热部72不同的隔热部82构成。该热传导部71与隔热部82以热传导率不同的材料来形成。该隔热部82由与热传导部71相对应的形状的孔部82a、形成于该孔部82a的周围的圆环状平面部82b、形成于该圆环状平面部82b的周围的台阶部82c、以及形成于其周围的与表壳10的接触面部82d构成。
该后盖85的热传导部71及环状平面部82b以从热传导板50看去的突出状态通过螺丝90将接触面部82d螺纹固定于表壳10上。
该第3实施例的热发电钟表3由于与第1实施例的热发电钟表10同样地在热传导部71的周围形成热传导率低的隔热部82，手腕的热量不易向表壳10传递，手腕的热几乎不会从热传导部71通过隔热部82向表壳10传递。
但是，由于隔热部82的环状平面部82b与热传导部71相同，以从热传导板50看去的突出的状态固定，具有手腕与环状平面部82b接触的可能性。但由于环状平面部82b由塑料等热传导率低的材料形成，手腕的热量几乎不会传递到表壳10上。因而，在该热发电钟表3中，也能得到与热发电钟表1同等的作用效果，能够确保对于热电元件60充分的温度差。
而且，该后盖85也与后盖70同样，热传导部71与隔热部82不仅可通过注射成型，如图8所示，也可将热传导部71和隔热部82通过螺丝78固定成一体。
此外，如图9所示，也可在隔热部82的接触面部82d上设置金属制的结合部79并固定于表壳10上。无论哪种情况，都可得到与第1实施例的热发电钟表1同等的作用效果。
(第4实施例，图13～图19)
以下，对本发明的热发电钟表的第4实施例进行说明。图13为该热发电钟表结构的剖视图。在图示中将该热发电钟表4的左侧一半省略，仅示出了右侧一半，但其具有以轴线v为中心的左右对称结构。
该热发电钟表4在固定有防风玻璃的表壳10与后盖95形成的密闭的钟表本体内，具有表盘30，机心40，秒针、分针、时针构成的钟表指针44，热传导板51及热电元件60，与第1实施例的热发电钟表1相比，是能够提高钟表内部的热传递效率的结构。
热电元件60与第1实施例的热发电钟表1中使用的热电元件60同样，如图12所示，在其端面55及端面56上，分别通过硅酮粘接剂构成的粘接层69与上保护板61、下保护板62接合，通过这些上保护板61与下保护板62以与机心40及后盖95接触的状态收纳于热发电钟表4的内部。
后盖95由使用者在佩戴热发电钟表4时与手腕接触，吸收其体温的吸热部93及阻止从吸热部93吸收的热的传递的隔热部94构成。其吸热部93最好由热传导率高的金属形成。在本实施例中为不锈钢。此外，吸热部93与下保护板62最好通过热传导率高的材料来固定。作为该材料可以使用例如热传导性润滑脂。
另一方面，隔热部94使用可以遮断从吸热部93向表壳10的热量传递的材料例如ABS(丙烯腈一丁二烯-苯乙烯共聚合树脂)或聚碳酸酯等塑料。
吸热部93与隔热部94在其接触面上刻有图中未示出的螺纹槽，两者通过螺纹槽的拧合结合。此外，为了增加吸热部93与隔热部94的接合面的强度，设有由环氧树脂系的粘接剂构成的粘接层96。
热传导板51具有比热电元件60的外形尺寸大的孔部51，形成比隔热部94的宽度大的圆环状，使用热传导率高的金属，例如不锈钢。该热传导板51在其孔部51a内放置热电元件60的同时，其半径方向内侧的缘部51c与上保护板61与热电元件60相接触侧的面61a接触，在表壳10与隔热部94之间分别通过由树脂材料构成的密封件a、b被夹持地设置。
然后，在隔热部94上形成螺纹孔，与同样形成螺纹孔的热传导板51及表壳10由螺栓91一体地固定组装。此时通过密封件a、b被压缩，得到防水的效果。
机心40如图19所示，端部40a连接于由塑料构成的固定架19上并固定。在该固定架19上形成狭缝19a及突起19b。该固定架19具有通过隔热部94安装于表壳10上时推压热传导板51、使狭缝19a与突起19b适当变形、以将表壳10和上保护板61可靠地与热传导板51接触的功能。此外，在机心40上具有在热电元件60的冷接点侧的弹簧或线圈等的凸部(图中未示出)，但在上保护板61上开有与其相对应的孔，使其不与上保护板61相碰。
以上结构的热发电钟表4中，以与上保护板61接触的图12所示的端面55为冷接点，与下保护板62接触的端面56为热接点，向热电元件60施加温差。
在此，如第1实施例的热发电钟表1那样，在上保护板61的上面叠加热传导板50，以从上保护板61的上侧接触的状态设置热传导板50，从该热传导板50的上侧向表壳10传递热量的场合中，由于上保护板61与热传导板50及表壳10的厚度分别包含于热发电钟表1的全体厚度中，难以减小热发电钟表1的尺寸。
与此相对，本实施例的热发电钟表4由于在孔部51a内放置热电元件60的同时，以缘部51c从下侧与上保护板61接触的状态设置热传导板51，热传导板51与上保护板61重合，不增加厚度，不对全体的厚度产生影响。并且，由于能够可靠地进行从上保护板61通过热传导板51向表壳10的热量传递，表壳10的放热有效率地进行。
但是在该热发电钟表4那样多个部件接触的结构中，各部件的尺寸误差的调整很重要。这对于提高钟表内部的热传递效率，从吸收体温的后盖95到放出热量的表壳10，各部件相互可靠地接触，有效地进行在它们之间的热量的交换是必要的。此外，由于板状的部件都使用热传导率高的金属材料，会产生弯曲的问题。为此，在该热发电钟表4中，最好通过以下所述的适当设置弹性部件，吸收各部件的尺寸误差，使各部件可靠地接触。
即，如图14所示的热发电钟表4那样，最好在后盖95的吸热部93与下保护板62之间设置作为第1弹性部件的弹性部件25。
弹性部件25为形成与下保护板62相对应形状的薄板状部件，由热传导率高的热传导性良好、可压缩的热传导性薄板构成，作为其材质以硅酮树脂为好。例如可以采用信越化学公司制的硅酮树脂薄片。
该弹性部件25由于形成可压缩的薄片状，在设置于吸热部93与下保护板62之间时，在将后盖95安装于表壳10中之际，由下保护板62与后盖95压缩而变形。因此，即使热电元件60或其他的部件在尺寸上有误差，也能吸收这些误差，此外即使有板状部件的弯曲，也能吸收这些弯曲，使上保护板61与热传导板51的接触及热传导板51与表壳10的接触可靠。
因此，从上保护板61经过热传导板51向表壳10的热传递良好，从表壳10的放热可高效地进行。此外，由于弹性部件25热传导效率高，热的传导性好，通过设置于吸热部93与下保护板62之间，从吸热部93吸收的使用者的热量向下保护板62有效地传递。因此，能够提高施加于热电元件60上的温差。
此外，可如图15所示的热发电钟表4那样，在机心40与上保护板61之间设置作为第2弹性部件的弹性部件26。
该弹性部件26由与弹性部件25相同的材料形成，但不同点为其形状上形成与上保护板61相对应的形状。该弹性部件26设置于机心40与上保护板61之间时，在向表壳10内安装后盖95之际由机心40与上保护板61压缩。为此，即使热电元件60或其他部件的尺寸有误差，也能吸收该误差，使上保护板61与热传导板51的接触及热传导板51与表壳10的接触可靠。由此，从上保护板61经过热传导板51向表壳10的热传递良好，从表壳10的放热可高效率地进行。这样，通过设置弹性部件26，在调整厚度方向的尺寸误差的同时，使从机心40开始到弹性部件26及上保护板61的各自接触良好，热量传递良好地进行，使从机心40的热量放出无损失并有效地进行。
再者，弹性部件26接触机心40的下面，但为了避开与图中未示出的线圈或弹簧的突出部分的接触，在弹性部件26与上保护板61的一部分上开孔。
再者，也可如图16所示的热发电钟表4那样，在表壳10与热传导板51之间设置作为第3弹性部件的弹性部件27。
该弹性部件27由与弹性部件25相同的材料形成，但与弹性部件25不同点为其形状上形成具有比热传导板51的孔部51a大的孔部的圆环状。将该弹性部件27设置于表壳10与热传导板51之间时，在向表壳10内安装后盖95之际由表壳10和热传导板51压缩。为此，即使热电元件60或其他的部件尺寸有误差也能吸收该误差，使上保护板61与热传导板51的接触及热传导板51与表壳10的接触可靠。由此，从上保护板61经过热传导板51向表壳10的热传递良好，从表壳10的放热可高效率地进行。
再者，也可如图17所示的热发电钟表4那样，在上保护板61与热传导板51之间设置作为第4弹性部件的弹性部件28。
该弹性部件28由与弹性部件25相同的材料形成，但与弹性部件25不同点为其形状上形成与具有尺寸与热传导板51的孔部51a相应的孔部的缘部51c相对应的圆环状。
该弹性部件28设置于上保护板61与热传导板51之间时，在向表壳10内安装后盖95之际，由表壳10和热传导板51压缩。为此，即使热电元件60或其他的部件尺寸有误差也能吸收该误差，使上保护板61与热传导板51的接触及热传导板51与表壳10的接触可靠。由此，从上保护板61经过热传导板51向表壳10的热传递良好，从表壳10的放热可高效率地进行。
此外，可如图18所示的热发电钟表4那样，在上保护板61与机心40之间设置衬垫29。
该衬垫29形成与上保护板61相对应尺寸的薄圆板状，由热传导率高的金属材料构成。从形状加工的容易方面看，在衬垫29的材料上最好使用例如不锈钢。将该衬垫29设置于机心40与上保护板61之间时，使驱动机构与上保护板61的接触良好，热传导的效率好，从机心40的热量的放出有效率地进行。
再者，在衬垫29上形成沿机心40的销、弹簧、线圈等部件的突出部形状的孔，不与各突出部相碰。
上述各热发电钟表4如图14～图18各自所示，对关于设置第1至第4的各弹性部件25～28及衬垫29任意一个的热发电钟表4进行了说明。但是，这些弹性部件25～28每个及衬垫29可以将其2个以上组合地设置。这样，这些弹性部件25～28每个及衬垫29的作用可共同发挥，从热电元件60到表壳10的热量放出以进一步的效率进行。因而，向热电元件60施加更大的温差。
产业上利用的可能性
根据本发明的热发电钟表及热发电钟表用后盖，由于比以往的热发电钟表提高了后盖的隔热性，具有施加给热电元件的温差飞跃性地增大的效果。该热电元件的输出以由于施加于两端的温度差以2倍的比例增加，本发明的热发电钟表能量效率非常大。因而，不但容易进行通常的钟表驱动，并且由于不用于驱动部分的能量也增加，能够将这些增加的能量蓄存于充电电池中。因而，即使与以往的热发电钟表佩戴时间相同，也能够通过非形态时长时间地驱动。
此外，由于通过扩大温差使每单位面积的发电量增加，即使缩小热电元件的面积也能够保证必要的热发电力。因而，能够使钟表全体小型化，能够降低热电元件的成本。
再者，通过表壳与后盖夹持热传导板的设置，能够不影响钟表全体的外观而提高内部的热传递效率，扩大施加在热电元件两端的温差。此外，通过在内部各处设置弹性部件或衬垫，使各结构部件的接触可靠，没有损失地进行热传递，能够进一步扩大热电元件的温差。
Claims (24)
1.一种热发电钟表，具有在由固定有防风玻璃的金属制表壳与后盖形成的密闭空间内，具有表盘和机心及热传导板，在该传导板与所述后盖之间收纳有构成所述机心的电源的热电元件的结构，其特征为，所述后盖由热传导率相异的二种以上材料构成。
2.按照权利要求1所述的热发电钟表，其特征为，所述后盖具有在所述热电元件对面处以该热电元件的外形以上的尺寸形成的、热传导率高的热传导部，以及形成于其外侧的热传导率低的隔热部。
3.按照权利要求2所述的热发电钟表，其特征为，所述后盖的所述热传导部由金属材料构成，所述隔热部由塑料或陶瓷构成。
4.按照权利要求3所述的热发电钟表，其特征为，所述后盖通过金属材料和塑料的插入成型形成。
5.按照权利要求3所述的热发电钟表，其特征为，所述热传导部与所述隔热部通过螺栓固定成为一体。
6.按照权利要求3所述的热发电钟表，其特征为，所述后盖的所述热传导部由所述隔热部由设置于相互结合面上的螺纹槽彼此拧合成为一体。
7.按照权利要求3所述的热发电钟表，其特征为，所述后盖的所述隔热部由塑料构成，在该隔热部的与所述表壳接触面部分上设置有金属制结合部。
8.按照权利要求2所述的热发电钟表，其特征为，所述的后盖的隔热部具有朝向其外周缓缓倾斜的倾斜面。
9.按照权利要求3所述的热发电钟表，其特征为，所述后盖的隔热部具有朝向其外周缓缓倾斜的倾斜面。
10.按照权利要求8所述的热发电钟表，其特征为，所述后盖的热传导部具有以覆盖所述倾斜面状态伸出的边缘部。
11.按照权利要求9所述的热发电钟表，其特征为，所述后盖的热传导部具有以覆盖所述倾斜面状态伸出的边缘部。
12.一种热发电钟表，具有在固定有防风玻璃的金属制表壳与后盖形成的密闭空间内，具有表盘及机心，在该机心与所述后盖之间，通过与该机心接触的上保护板及与所述后盖接触的下保护板收纳有作为该机心的电源的热电元件的结构，其特征为：
具有比所述热电元件的外形大的孔部的圆环状热传导板接触于所述上保护板的与所述热电元件接触侧的面上，同时夹持于所述表壳与所述后盖中地被设置。
13.按照权利要求12所述的热发电钟表，其特征为，所述热传导板由金属材料构成。
14.按照权利要求12所述的热发电钟表，其特征为，在所述下保护板与所述后盖之间设置弹性部件。
15.按照权利要求12所述的热发电钟表，其特征为，在所述上保护板与所述机心之间设置弹性部件。
16.按照权利要求12所述的热发电钟表，其特征为，在所述表壳与所述热传导板之间设置弹性部件。
17.按照权利要求12所述的热发电钟表，其特征为，在所述上保护板与所述热传导板之间设置弹性部件。
18.按照权利要求12所述的热发电钟表，其特征为，在所述上保护板与所述机心之间设置衬垫。
19.按照权利要求12所述的热发电钟表，其特征为，
在所述下保护板与所述后盖之间设置第1弹性部件，
在所述上保护板与所述机心之间设置第2弹性部件，
在所述表壳与所述热传导板之间设置第3弹性部件，
在所述上保护板与所述热传导板之间设置第4弹性部件，
在所述上保护板与所述机心之间设置衬垫。
20.按照权利要求12所述的热发电钟表，其特征为，所述弹性部件为可压缩的热传导率高的热传导薄片。
21.按照权利要求18所述的热发电钟表，其特征为，所述衬垫由金属材料构成。
22.一种热发电钟表用后盖，与固定有防风玻璃的金属制表壳一同形成具有表盘、机心及热传导部的密闭空间，在与该热传导板之间形成收纳有作为所述机心的电源的热电元件的空间，其特征为，由热传导率相异的二种以上材料构成。
23.按照权利要求22所述的热发电钟表用后盖，其特征为，具有形成于所述热电元件对面处、同时具有在该热电元件的外形的尺寸以上尺寸的热传导率高的热传导部，以及形成于其外侧的热传导率低的隔热部。
24.按照权利要求23所述的热发电钟表用后盖，其特征为，所述后盖的隔热部具有向其外周缓缓倾斜的倾斜面。
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