JP2002071848A - 発電機を持つ電子時計の充電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発電開始時の電圧増大機能を備えるととも
に、二次電源の接地電圧側端子を直接接地可能とする発
電機を持つ電子時計の充電装置を提供する。 【解決手段】 発電機１００が所定値以上の発電電流を
出力したときの充電電流による二次電源ＳＳの電圧降下
により、時計駆動回路２００の最低駆動電圧以上の電圧
が発電機１００によって時計駆動回路２００に印加され
るように二次電源ＳＳの抵抗成分の抵抗値が設定され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一又は複数の外部
エネルギーを取り込み、それらを電気エネルギーに変換
する発電機と、その発電機で得られた電気エネルギーを
蓄電するための蓄電手段とを備える発電機を持つ電子時
計の充電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】腕時計などの小型の電子時計において
は、時刻を計測するための計時回路や運針機構に連結さ
れたモータを駆動させる駆動回路からなる時計駆動回路
の他に、発電機を内蔵し電池交換なしに動作するものが
実現されている。これらの電子時計においては、発電機
で発生した電力をいったんコンデンサ等の二次電源など
に充電する機能を備えており、発電が行われないときは
二次電源から放電される電力で時刻表示が行われるよう
になっている。このため、電池なしでも長時間安定した
動作が可能であり、電池の交換の手間あるいは電池の廃
棄上の問題などを考慮すると、今後、多くの電子時計に
発電機が内蔵されるものと期待されている。腕時計など
に内蔵される発電機には、照射された光を電気エネルギ
ーに変換する太陽電池、ユーザの腕の動きなどを捉えて
運動エネルギーを電気エネルギーに変換する発電システ
ムなどがある。これらの発電機はユーザの周囲のエネル
ギーを電気エネルギーに変換して使用するという面では
非常に優れているが、利用可能なエネルギー密度が低
く、さらに、継続したエネルギーが得られないという問
題がある。従って、継続した発電は行われず、その間は
二次電源に蓄積された電力で電子時計は動作する。

【０００３】例えば、太陽電池を用いた電子機器におい
ては、夜間は太陽電池から電力が供給されないため、蓄
電装置を放電させて処理装置を稼動させることになる。
従って、発電装置から電力が供給されない場合に備えて
蓄電装置の容量を大きくすることが望ましい。しかしな
がら、蓄電装置の容量を大きくすると充電時間が長くな
り、いったん蓄電装置が放電してしまうと、処理装置が
稼動できる電圧が確立されるまでに長い時間が必要にな
る。このため、例えば太陽電池を用いた装置において
は、いったん停止すると、次に明るい環境になって発電
が行われても装置がスタートするまでに時間がかかるこ
とになる。このような状況において、処理装置のスター
ト時間を短縮するために幾つかの回路が考えられてい
る。図８は、その一例を示すものであって、特開平９−
２６４９７１号公報「電力制御装置、発電装置および電
子機器」に記載されている太陽電池を備えた携帯型の電
子機器（電子時計）を示すブロック図である。図８の電
子時計は、太陽光のエネルギーを電力に変換する太陽電
池５０１と、この太陽電池５０１から供給された電力を
大容量の蓄電装置５１３および計時装置などの処理装置
５０９に供給する電力制御部５２０を備えている。蓄電
装置５１３は、電気２重層型などの大容量のコンデンサ
５０２によって構成されていて、直列に接続された２つ
のダイオード５２１および５２２と、一方のダイオード
５２１をバイパスするスイッチ５２３と、ダイオード５
２１および５２２の両方をバイパスするスイッチ５２４
とを介してＶＤＤ電圧に接地されている。ここで、この
図に示す電子時計は、高電圧側ＶＤＤが接地電圧（基準
電圧）となっている。

【０００４】ダイオード５２９は、太陽電池５０１が発
電を行っていない状態でコンデンサ５０２から放電され
た電圧が太陽電池５０１に印加されないように、太陽電
池５０１とコンデンサ５０２のＶＳＳ電圧（低電圧）側
の端子との間に設置されたものであって、コンデンサ５
０２から太陽電池５０１への逆電流を防止している。さ
らに、太陽電池５０１に対し小容量のコンデンサ５０３
からなる補助蓄電装置５１６から電流が逆流しないよう
にダイオード５１７が設置されている。スイッチ５１８
は、蓄電装置５１３から補助蓄電装置５１６へ放電制御
を行うためのスイッチである。リミットスイッチ５１９
は、太陽電池５０１から供給される電圧が高くなりすぎ
た場合に備えて、高電圧側ＶＤＤと低電圧側ＶＳＳを短
絡するものであり、蓄電装置５１３への過充電を防止
し、処理装置５０９などに高電圧が印加されないように
なっている。制御回路５３０は、電圧制御部５２０内の
諸電圧を監視してスイッチ類を制御する制御回路であ
る。制御回路５３０は、蓄電装置５１３の高電圧側の電
圧ＶSCP、低電圧側の電圧ＶSCN 、処理装置５０９に供
給される電圧ＶＳＳ等を検出し、ダイオード５２１およ
び５２２をバイパスするためのスイッチ５２３および５
２４のそれぞれを制御する制御信号、蓄電装置５１３か
ら補助蓄電装置５１６へ放電制御を行うスイッチ５１８
を制御する制御信号、およびリミットスイッチ５１９を
制御する制御信号を出力する。

【０００５】以上のような構成においては、蓄電装置５
１３の充電電圧VSCは、その端子電圧である高電位側の
電圧ＶSCP と低電位側の電圧ＶSCN の差になるが、蓄電
装置５１３に殆ど電荷が蓄積されておらず、充電電圧Ｖ
SCがほぼ０Ｖの状態で太陽電池５０１に光が照射された
場合、スイッチ５２３および５２４をオフし、太陽電池
５０１から供給された電力をダイオード５２１および５
２２の順方向バイアス電圧によって降下させた後、蓄電
装置５１３に供給する。これによって、ダイオード５２
１および５２２による電圧降下が発生するので、その電
圧降下の分だけ、処理装置５０９へ印加される電圧を上
昇させることができる。一方、コンデンサ５０２の充電
電圧ＶSCが徐々に増大し、所定の設定電圧に達した場
合、スイッチ５２３、スイッチ５２４を順にオンするこ
とで、ダイオード５２１および５２２をバイパスし、コ
ンデンサ５０２への充電電圧ＶSCを増大させる制御が行
われる。なお、図８に示す従来例では、処理装置５０９
の印加電圧の上昇手段として２個のダイオード５２１お
よび５２２を用いているが、他の回路構成として、ダイ
オード５２１、５２２に代えて抵抗素子を用いることも
可能である（例えば、米国特許５００１６８５号、同第
４７３０２８７号等参照）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の例においては、発電開始時に時計駆動回路等の処理
装置への印加電圧を増大させるための手段として、ダイ
オード、抵抗等の電圧降下手段を、二次電源となるコン
デンサと接地電圧ＶＤＤとの間に介在させ、さらに、コ
ンデンサの充電電圧（図８のＶSCP,ＶSCN間の電圧）を
検出するための配線をコンデンサの端子に接続して設け
ている。このような構成においては、二次電源の一方の
端子（図８の端子Ａ）を、接地電圧ＶＤＤから絶縁する
必要があるとともに、制御回路、時計駆動回路等を搭載
する回路基板に対して、端子Ａの電圧を供給するための
電源線を接地電圧ＶＤＤから絶縁した状態で供給する必
要がある。

【０００７】図９は、電子時計における回路基板の搭載
状態を示す部分断面図である。図９において、二次電源
（コンデンサ５０２）は回路基板６０１とは別に設けら
れていて、コンデンサ５０２の一方の端子Ａは、例えば
接点バネ等の接続部材６０２によって回路基板６０１上
の所定の接点に接続されている。回路基板６０１は、接
地電圧ＶＤＤの電位を有するステンレス等の導電材から
なる回路押え板６０３と、絶縁部材からなる回路スペー
サ６０４とに挟まれた状態で、回路スペーサ６０４に圧
入されている圧入部材６０５とねじ６０６によって固定
されている。また、回路基板６０１と回路押え板６０３
の間には、回路基板６０１上の配線を接地電圧ＶＤＤか
ら絶縁するための絶縁材からなる回路絶縁板６０７が設
けられている。そして、回路スペーサ６０４には地板６
０８が圧入部材６０５によって固定されていて、さらに
地板６０８は回路ケース６０９によって固定されるよう
になっている。

【０００８】上記のように、二次電源（コンデンサ５０
２）の一方の端子（端子Ａ）を接点バネ等（波線６０２
の部分）によって回路基板６０１上の所定の接点に接続
する構成を用いた場合、例えば、衝撃によって導通部材
の接触抵抗が変化するため、二次電源の電源電位が不安
定になる可能性がある。また、回路基板６０１上には、
二次電源の電源線から信号線や接地点を絶縁するための
絶縁機構や沿面距離等の接地空間の確保が必要となるの
で、回路基板６０１の小型化に支障があった。このた
め、例えば、女性用のアナログ電子時計等には、上記の
ような電圧上昇のための構成を採用することができない
という課題があった。また、二次電源の接地電圧（ＶＤ
Ｄ）側の端子Ａが、接地電圧ＶＤＤとは異なる電圧を持
つので、二次電源の正極端子や接続部材６０２を、接地
点に直接接続することができないばかりか、接地点から
絶縁するための絶縁手段を設ける必要があるという課題
があった。さらに、図８に示すように、電圧降下を発生
させる回路をダイオードを用いて構成した場合、スイッ
チ５２３、５２４をオフした状態で、かつ非発電状態の
ときには、ダイオード５２１、５２２に電流が流れない
ので、電圧ＶSCPの検出端子および配線がハイインピー
ダンス状態となり、ノイズの影響を受けやすくなるとい
う課題があった。本発明は、上述した事情に鑑み、発電
開始時の電圧上昇機能を備えるとともに、二次電源の接
地電圧側端子を直接接地可能とすることができる発電機
を持つ電子時計の充電装置を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、発電機を有する電子時計の充電装置は、前記発電機
によって得られた電気エネルギーを蓄電する蓄電手段
と、計時動作を行う時計回路と、を備え、前記発電機が
所定値以上の発電電流を出力したときの充電電流による
前記蓄電手段の電圧降下により、前記時計回路の最低駆
動電圧以上の電圧が前記発電機によって前記時計回路に
印加されるように前記蓄電手段の抵抗成分の値が設定さ
れていることを特徴としている。上記構成によれば、発
電機が所定値以上の発電電流を出力したときの充電電流
による蓄電手段の電圧降下により、時計回路の最低駆動
電圧以上の電圧が発電機によって時計回路に印加される
ように抵抗成分の抵抗値が設定されているので、発電機
の起動時に時計回路を駆動可能となる。

【００１０】この場合において、一又は複数の外部エネ
ルギーを取り込み、それらを電気エネルギーに変換する
発電機と、発電機によって得られた電気エネルギーを蓄
電する蓄電手段からなる充電装置と、発電機によって得
られた電気エネルギー又は蓄電手段に蓄えられた電気エ
ネルギーによって駆動され、計時動作を行う時計回路
と、時計回路による計時情報を表示する表示手段とを備
える電子時計において、時計回路が、蓄電手段と並列に
接続されていて、蓄電手段が、電荷を蓄積する等価的容
量成分と、等価的容量成分の構成部材によって形成され
る抵抗成分とからなり、その抵抗成分の充電電流による
電圧降下が、前記発電機が所定値以上の発電電流を出力
したときに、発電機によって時計回路に印加される電圧
がその時計回路が動作を開始する電圧以上になるよう
に、その抵抗値が設定されているようにしてもよい。

【００１１】また、前記抵抗成分が、前記時計回路の動
作開始電圧を前記発電機の発電電流で除した値以上又は
前記時計回路の動作開始電圧からその時計回路停止時の
蓄電手段の残存充電電圧を引いた値を前記発電機の発電
電流で除した値以上の抵抗値を有しているようにしても
よい。さらに、前記発電機が、ソーラ、電磁、熱、又は
ピエゾによる発電機を有して構成されているようにして
もよい。さらにまた、前記蓄電手段が、等価的に、直列
に接続された各１個の容量成分と抵抗成分とから形成さ
れているようにしてもよい。また、前記蓄電手段が、等
価的に、直列に接続された各１個の容量成分と抵抗成分
とが複数組並列に接続されたものから形成されているよ
うにしてもよい。

【００１２】さらに、前記蓄電手段が、リチウム塩を溶
解した有機溶媒の電解液と、酸化チタンを用いた負極活
性物と、酸化マンガンを用いた正極活性物とから形成さ
れるリチウム二次電池であるようにしてもよい。さらに
また、前記蓄電手段が、リチウム塩を溶解した有機溶媒
の電解液と、炭素材を用いた負極活性物と、チタン酸リ
チウムを用いた正極活性物とから形成されるリチウム二
次電池であるようにしてもよい。また、前記蓄電手段
が、電解コンデンサから形成されるようにしてもよい。
さらに、前記発電機が交流発電機からなり、前記蓄電手
段の充電時定数が発電電流の半波又は全波整流波形の１
周期以下であるようにしてもよい。さらにまた、前記蓄
電手段の一方の端子が、前記発電機、前記時計回路、及
び蓄電手段に対して共通の接地電位となる電位を有する
導電性の取り付け部材に接地されているようにしてもよ
い。

【００１３】また、上記各充電装置を有する電子時計を
構成してもよい。さらに、一又は複数の外部エネルギー
を取り込み、それらを電気エネルギーに変換する発電機
と、発電機によって得られた電気エネルギーを蓄電する
蓄電手段からなる充電装置と、発電機によって得られた
電気エネルギー又は蓄電手段に蓄えられた電気エネルギ
ーによって駆動され、計時動作を行う時計回路と、時計
回路による計時情報を表示する表示手段とを備える発電
機を持つ電子時計の充電装置の制御方法において、時計
回路を、蓄電手段と並列に接続し、蓄電手段を、電荷を
蓄積する等価的容量成分と、等価的容量成分の構成部材
によって形成される抵抗成分とから形成し、その抵抗成
分の抵抗値によって、前記発電機が所定値以上の発電電
流を出力したときに、発電機によって時計回路に印加さ
れる電圧がその時計回路が動作を開始する電圧以上にな
るように、発電機から蓄電手段への充電電流による電圧
降下を発生させるようにしてもよい。

【００１４】さらにまた、一又は複数の外部エネルギー
を取り込み、それらを電気エネルギーに変換する発電機
と、発電機によって得られた電気エネルギーを蓄電する
蓄電手段からなる充電装置と、発電機によって得られた
電気エネルギー又は蓄電手段に蓄えられた電気エネルギ
ーによって駆動され、計時動作を行う時計回路と、時計
回路による計時情報を表示する表示手段とを備える発電
機を持つ電子時計の充電装置において、時計回路が蓄電
手段と並列に接続されており、蓄電手段は、少なくとも
電荷を蓄積する等価的容量成分と、抵抗成分とを有し、
前記蓄電手段における前記時計回路に供給する電圧が前
記時計回路の動作開始電圧未満であり、前記時計回路が
動作停止している場合に、前記発電装置の発電によって
前記蓄電手段に充電電流が流れた際に、前記蓄電手段
が、少なくとも前記抵抗成分によってもたらされる電圧
差を利用して前記時計回路の動作開始電圧以上の電圧を
前記時計回路に供給するようにしてもよい。

【００１５】また、一又は複数の外部エネルギーを取り
込み、それらを電気エネルギーに変換する発電機と、発
電機によって得られた電気エネルギーを蓄電する蓄電手
段からなる充電装置と、発電機によって得られた電気エ
ネルギー又は蓄電手段に蓄えられた電気エネルギーによ
って駆動され、計時動作を行う時計回路と、時計回路に
よる計時情報を表示する表示手段とを備える発電機を持
つ電子時計の充電装置の制御方法において、時計回路
を、蓄電手段と並列に接続し、蓄電手段を、少なくとも
電荷を蓄積する等価的容量成分と、抵抗成分とから構成
し、前記蓄電手段における前記時計回路に供給する電圧
が前記時計回路の動作開始電圧未満であり、前記時計回
路が動作停止している場合に、前記発電装置の発電によ
って前記蓄電手段に充電電流が流れた際に、前記蓄電手
段によって、少なくとも前記抵抗成分によってもたらさ
れる電圧差を利用して前記時計回路の動作開始電圧以上
の電圧を前記時計回路に供給させるようにしてもよい。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態について説明する。図１は、本発明による電
子時計の一実施形態を示すブロック図である。図１に示
す電子時計は、腕時計であって、使用者は時計装置本体
に連結されたベルトを手首に巻き付けて使用するように
なっている。発電機１００は、ソーラ、電磁、熱、また
はピエゾによる発電効果を利用した発電機から構成され
ている。発電機１００には、発電機１００が発電した電
力を蓄電する二次電源ＳＳが逆流防止用ダイオードＤ１
を介して接続されている。二次電源ＳＳの一方の端子
は、発電機１００の正側出力端子、時計駆動回路２００
の正側電源端子等と共通の接地電圧ＶＤＤに直接接続さ
れ、他方の端子は、時計駆動回路２００の低電位側電源
電圧ＶＳＳの端子に接続されている。なお、この例で
は、二次電源ＳＳの高電位側の電圧ＶＤＤ（高電位側電
圧）を接地（基準）電位ＧＮＤとし、低電位側の電圧を
ＶＳＳとしている。ただし、他の構成として、電圧ＶＳ
Ｓを接地電位ＧＮＤとしてもよい。

【００１７】時計駆動回路２００は、例えば３２ｋＨｚ
の振動周波数を持つ水晶発振子ＸＴＡＬによって発振し
たクロックに基づいて時刻を計時し、時針、分針等から
なるアナログ表示回路または液晶ディジタル表示回路か
らなる時計表示手段３００の駆動制御を行う。また、時
計駆動回路２００は、発電機１００による発電電圧が所
定の電圧を越えた場合に、それを検出し、信号ＬＩＭを
ローレベルにすることで、発電機１００の両出力端に並
列に接続されているスイッチＳ１をオンにし、発電機１
００の出力端子間を短絡して、二次電源ＳＳや他の回路
に高電圧が印加されないように制限を掛けるリミット制
御を行う。この場合、スイッチＳ１は、ＰチャネルＭＯ
Ｓ（金属酸化物半導体）トランジスタによって構成され
ている。なお、時計駆動回路２００には、電圧ＶＤＤと
電圧ＶＳＳを高電位および低電位とする電源電圧が印加
され、それらの電源電圧端子には、二次電源ＳＳと補助
コンデンサＣＢが並列に接続されている。

【００１８】二次電源ＳＳは、例えば、リチウム二次電
池からなり、等価的には、電荷を充電するための容量成
分Ｃと、等価的容量成分Ｃの構成部材によって形成され
る抵抗成分Ｒとから構成されている。リチウム二次電池
は、有機系（リチウム）溶剤を電解液として用いるもの
であって、例えば他のＮｉ−Ｃｄ二次電池等の水系（Ｋ
ＯＨ＋Ｈ2Ｏ）の電解液を用いる二次電池に比べ、抵抗
成分Ｒが大きな値をとる特性を有している。本発明は、
この二次電源ＳＳ自体が構造上有している抵抗成分Ｒ
を、例えば図８に示すダイオード５２１、５２２の代わ
りとして用い、この抵抗成分Ｒで生じる発電機１００か
らの充電電流による電圧降下によって発電開始時（二次
電源ＳＳの充電電圧低下時）に時計駆動回路２００に印
加される電圧を上昇させることを主要な特徴とするもの
である。

【００１９】二次電源ＳＳとしては、上述した有機系溶
剤を電解液として用いるリチウム二次電池が適している
が、特に、リチウム塩を溶解した有機溶媒の電解液と、
酸化チタンを用いた負極活性物と、酸化マンガンを用い
た正極活性物とから形成されるリチウム二次電池（特公
昭６３−１７０８号公報「有機電解液二次電池」参照）
や、リチウム塩を溶解した有機溶媒の電解液と、炭素材
を用いた負極活性物と、チタン酸リチウムを用いた正極
活性物とから形成されるリチウム二次電池（特開平１０
−６４５９２号公報「リチウム二次電池」参照）が、抵
抗成分Ｒを大きくすることができるという特性を有して
おり、これらの構成を有するリチウム二次電池が、本発
明の二次電源ＳＳとして用いるのに好適である。また、
他の構成としては、二次電源ＳＳとして電解液を利用す
るスーパーコンデンサ等の電解コンデンサを用いること
も可能である。

【００２０】二次電源ＳＳは、図２（ａ）に示すよう
に、等価的に、直列に接続された各１個の容量成分Ｃと
抵抗成分Ｒとから形成するようにしてもよいし、図２
（ｂ）に示すように、等価的に、直列に接続された各１
個の容量成分Ｃ１〜Ｃｎと抵抗成分Ｒ１〜Ｒｎとを複数
組（ｎ組）並列に接続するものから形成してもよい。抵
抗成分Ｒの抵抗値は、止まった時計を駆動させる、すな
わち発電機１００が非発電状態にあり、かつ二次電源Ｓ
Ｓの充電電圧が時計駆動回路２００を駆動するに十分で
ない値に低下した状態の時計を駆動させるために、発電
機１００の起動時（発電開始時）において、図３（ａ）
に示すように、二次電源ＳＳの抵抗成分Ｒによって時計
駆動回路２００への印加電圧（ＶＤＤ−ＶＳＳ間の電
圧）を、時計駆動回路２００が駆動可能な電圧（図中波
線で示した電圧＝最低駆動電圧）まで上昇させることが
できる値に設定する。図３（ｂ）は、参考に、図３
（ａ）と同様な発電状態で、充電抵抗成分がない場合
（図１において抵抗成分Ｒを除いた構成）における時計
駆動回路２００の印加電圧の時間変化を示したものであ
る。抵抗成分Ｒの抵抗値としては、時計駆動回路２００
における発振開始電圧、時計停止時の二次電源ＳＳの電
圧残量、および時計起動時の発電機１００の発電電流の
各値に基づいて、抵抗値Ｒ［Ω］＝（発振開始電圧
［Ｖ］−時計の停止時の残留電圧［Ｖ］）／発電電流
［Ａ］の関係から設定することが可能である。例えば、
発振開始電圧が０．７Ｖ、時計の停止時の残留電圧が
０．１Ｖ、発電電流が０．００６Ａであるとすると、抵
抗値は１００Ωと求められる。この場合、抵抗成分Ｒの
抵抗値を１００Ωに設定することで、時計停止状態から
の迅速な起動が可能となる。なお、上記の関係式におけ
る時計の停止時の残留電圧の項は、例えば常に０Ｖとす
る場合には省略可能である。

【００２１】また、抵抗値は、上記の関係式で求められ
る値以上の値であれば、起動時において、時計駆動回路
２００の印加電圧を最低駆動電圧以上にすることが可能
になる。ただし、抵抗成分Ｒの値が大きくなるほど、容
量成分Ｃに印加される電圧は低くなるので、充電がしに
くくなる。したがって、抵抗値の設定は、上記の値から
ある程度の範囲内に設定することが望ましい。また、上
記の条件は、発電能力が高い発電機を用いれば、抵抗成
分Ｒの値を小さくすることができ、一方、発電能力が低
いものに関しては抵抗成分Ｒの値を大きくすることで、
起動時の電圧を確保できることを示している。なお、上
記の条件では、抵抗値が１００Ω以上あれば二次電源の
電圧が０Ｖ付近であっても即刻起動を掛けることが可能
となっているが、１００Ω程度抵抗値の抵抗成分は、上
記酸化チタンと酸化マンガンを用いたリチウム二次電池
や、炭素材とチタン酸リチウムを用いるリチウム二次電
池のどちらにおいても実現可能な値である。

【００２２】なお、図１に示す構成では、二次電源ＳＳ
と補助コンデンサＣＢを並列に接続しているが、二次電
源ＳＳと補助コンデンサＣＢの間に例えば複数のコンデ
ンサとスイッチとからなるチャージポンプ回路によって
構成される昇降圧回路を設けて、二次電源ＳＳの充電電
圧あるいは発電機１００の発電電圧を昇圧あるいは降圧
し、その電圧を補助コンデンサＣＢおよび時計駆動回路
２００に印加するようにしてもよい。この場合、昇降圧
回路は、二次電源ＳＳのＶＳＳ側端子と、補助コンデン
サＣＢのＶＳＳ側端子の電圧を昇降圧するように設ける
ようにすれば、接地電圧ＶＤＤ側の接続は変更する必要
がない。

【００２３】以上のように、図１に示した本発明による
実施形態によれば、二次電源ＳＳが構造上有する抵抗成
分を用いて、起動時に必要な電圧降下を発生させるの
で、図８を参照して説明した従来の技術で用いていたコ
ンデンサ５０２の端子電圧ＶSCPの検出に用いる接続、
および電源線を省略することが可能となる。ここで、図
４を参照して、図１に示す電子時計における二次電源Ｓ
Ｓの接続方法について説明する。図４において、図９に
示すものと同一の構成には同一の符号を付けて説明を省
略する。本実施の形態においては、二次電源ＳＳの高電
圧側（正側）端子を直接ＶＤＤ電圧点に接地することが
可能となる。したがって、二次電源ＳＳの高電圧側（正
側）端子Ｂを直接または剛性の高い接続端子もしくはね
じ等を用いた固定部材（符号４０１で示す波線部分）を
用いて、回路押え板６０３に電気的に直接接続すること
が可能である。また、回路基板６０１ａ上では、図８の
従来の構成において必要としていた端子電圧ＶSCPの電
源線の配線が不要となるので、絶縁に要する基板上の面
積を節約することができ、さらに、端子電圧ＶSCPを検
出するための接点バネの相手側となる接点を省略するこ
とができるので、従来に比べ回路基板６０１ａの小型化
を図ることが可能となる。

【００２４】次に、図５および図６を参照して、図１に
示す本発明の実施の形態の詳細構成例、または変形例に
ついて説明する。図５は、図１の発電機１００の構成の
一例を具体的に示したブロック図である。図５において
は、図１の発電機１００の部分に、ソーラ発電機（太陽
電池）１０１を設けている。また、他の光発電、熱発電
等の直流発電機を用いる場合も、同様にそのまま図１の
発電機１００をそれらの具体的な構成に代えるだけでよ
い。図６は、図１の発電機１００を、電磁発電、ピエゾ
発電等の交流発電機１０２に変更する場合の構成を示す
ブロック図である。この場合、交流発電機１０２の発電
電圧を４個のダイオードＤ２〜Ｄ５からなる全波整流回
路を用いて整流し、直流に変換している。ここでは図１
の逆流防止ダイオードＤ１は不要である。また、リミッ
ト制御用のスイッチＳ１のドレインに対して共にアノー
ドを接続し、カソードをそれぞれ交流発電機１０２の両
方の出力端子に接続したダイオードＤ６とダイオードＤ
７を設けることで、スイッチＳ１による交流発電機１０
２の出力端の短絡動作を可能としている。

【００２５】図７は、図６に示す交流発電機１０２を磁
界発電による発電機とした場合の全波整流後の発電電流
の時間変化を示す図である。図７に示すように、交流発
電の場合、発電電流が周期的に変動する。したがって、
二次電源ＳＳの充電の時定数は、この発電電流の変化
（全波または半端整流後の周期）に応答できる範囲内の
大きさであることが望ましい。例えば、図示するように
交流発電電流の全波整流波形のゼロクロスの間隔が１ｍ
ｓである場合、二次電源ＳＳの等価的容量成分Ｃと抵抗
成分Ｒに基づく時定数ＲＣは１ｍｓ以下であることが望
ましい。上述したように、本実施形態によれば、電圧上
昇用のダイオードや抵抗を省略することができるととも
に、二次電源の充電電圧検出用の電源線およびその電源
線接続用の接続手段を省略することができるので、
（１）従来の回路に設けられていた端子電圧ＶSCPの電
源線が無くなることにより回路基板上の回路ブロックの
スペース効率を向上させることができ、（２）同電源線
が無くなることによりＶＤＤ電位を有する外装部材に対
する回路基板上または回路基板との接続部において従来
必要としていた絶縁フィルム等の絶縁部材を省略するこ
とが可能となり、（３）二次電源の正側端子の外装部材
（ＶＤＤ電圧）に対する絶縁が不要となり、そして、
（４）端子電圧ＶSCPの電源線における電位の変動やノ
イズによる影響を受けることがなくなることにより、ノ
イズによる回路全体での誤作動の発生の可能性を減少さ
せることができる、という効果を得ることができる。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、発電機が所定値以上の
発電電流を出力したときの充電電流による蓄電手段の電
圧降下により、時計回路の最低駆動電圧以上の電圧が発
電機によって時計回路に印加されるように抵抗成分の抵
抗値が設定されているので、発電開始時の電圧上昇機能
を実現でき、発電機の起動時に時計回路を駆動可能とな
る。また、二次電源の接地電圧側端子を直接接地可能と
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による電子時計の一実施形態を示すブ
ロック図

【図２】 図１の二次電源ＳＳの２種類の構成例
（ａ），（ｂ）を示す等価回路図

【図３】 図１の実施形態における時計駆動回路２００
の印加電圧の変化（ａ）と、比較のための充電用の抵抗
成分Ｒが無い場合の印加電圧の変化（ｂ）を示す図

【図４】 図１の電子時計の一部構造の概略を示す断面
図

【図５】 図１の発電機１００に具体例（ソーラ発電機
１０１）を用いた場合の構成を示すブロック図

【図６】 図１の実施形態の変形例を示すブロック図

【図７】 図６の実施形態における発電電流の時間変化
を示す波形図

【図８】 従来の電子時計の構成を示すブロック図

【図９】 図８の電子時計の一部構造の概略を示す断面
図

【符号の説明】

１００ 発電機 １０１ ソーラ発電機 １０２ 交流発電機 ２００ 時計駆動回路 ３００ 時計表示手段 ＳＳ 二次電源 Ｒ 抵抗成分 Ｃ 等価的容量成分 Ｄ１ 逆流防止用ダイオード ６０１ａ 回路基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯島 好隆 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 Ｆターム(参考） 2F002 AA00 AB06 AE01 2F084 AA00 CC03 GG02 JJ01 JJ07 5G003 AA06 AA07 BA01 DA04 DA18 GA01 5G015 FA10 JA62 JA64

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発電機を有する電子時計の充電装置にお
   いて、 前記発電機によって得られた電気エネルギーを蓄電する
   蓄電手段と、 計時動作を行う時計回路と、を備え、 前記発電機が所定値以上の発電電流を出力したときの充
   電電流による前記蓄電手段の電圧降下により、前記時計
   回路の最低駆動電圧以上の電圧が前記発電機によって前
   記時計回路に印加されるように前記蓄電手段の抵抗成分
   の値が設定されていることを特徴とする発電機を持つ電
   子時計の充電装置。