JP2002257961A - 熱電発電時計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 時計に衝撃などの外力が加わっても熱電素子
には応力が加わらず熱電素子の耐久性および信頼性が高
まり、同時に寸法誤差による熱伝導不良が生じない構造
を示すことにある。 【解決手段】 熱電素子６０はムーブメント４０と裏蓋
７０との間に配置し、熱電素子６０はその一端を裏蓋７
０に熱伝導可能に接続し、熱電素子６０はその他端を熱
伝導体５０に熱伝導可能に接続し、熱伝導体５０は上胴
１０と熱伝導可能に接続し、さらに、熱伝導体５０は弾
性変形可能なシート状の材料で構成し、熱伝導体５０と
熱電素子６０との接続部とムーブメント４０との間には
すきまを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子時計に関し、
特に熱電素子の発電エネルギーで駆動する熱電発電時計
の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術における熱電発電時計は、携帯
時の気温と体温によって温度差を与えると、ゼーベック
効果によって温度差に比例した電圧を生じる熱電素子を
時計内部に備えている。

【０００３】熱電発電時計は、熱電素子に生じる起電力
により２次電池やキャパシタなどの蓄電手段を充電し、
熱電素子および充電された蓄電手段を電源として駆動し
ている。

【０００４】このような熱電発電時計の場合、熱電素子
に温度差を与えるために、空気で冷却される上胴と、体
温で加温される裏蓋との間には断熱部材を設けることに
よって、上胴と裏蓋には温度差が生じる構造となってい
る。

【０００５】そして温度差が確保された上胴と裏蓋の両
方に熱電素子の冷接点と温接点をそれぞれ熱伝導可能に
接続することにより、熱電素子の冷接点と温接点の間に
温度差が生じる構造となっている。

【０００６】図５は従来技術の熱電発電時計の構造を示
す断面図である。上胴１０には風防ガラス２０が接続さ
れ、上胴１０の内側に文字板３０およびムーブメント４
０が固定されている。

【０００７】熱電素子６０の上下面には、第１の保護板
６１と第２の保護板６２が設けてあり、熱電素子６０の
温接点である第２の保護板６２は、裏蓋７０に熱伝導可
能に接続されている。熱電素子６０の冷接点である第１
の保護板６１は、熱伝導率の高い銅やアルミニウムなど
の金属板からなる熱伝導板５１を介して熱伝導可能に上
胴１０に接続されている。また、上胴１０と裏蓋７０の
間には断熱部材８０を設けて温度差が確保される構造と
なり、熱電素子６０に温度差が生じる。

【０００８】熱電素子６０は生じた温度差に比例した電
圧を発生し、発生した電圧によりムーブメント４０の蓄
電手段に充電し、蓄電手段を電源としてムーブメント４
０は駆動する。

【０００９】このような熱電発電時計の場合、熱電素子
６０は熱伝導板５１と裏蓋７０との間に挟み込まれる構
造となる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ここで、熱電素子６０
の構造について説明する。図６は熱電素子６０の構造を
示す断面図である。熱電素子６０は、第１の保護板６
１、第２の保護板６２、ｐ型熱電半導体６３、ｎ型熱電
半導体６４、電極６５、絶縁部材６６、および充填部材
６７から構成されている。

【００１１】熱電素子６０の構造は、複数の非常に細長
い柱状のｐ型熱電半導体６３とｎ型熱電半導体６４が交
互に電気的に直列になるように、電極６５によって接続
してある。また、ｐ型熱電半導体６３とｎ型熱電半導体
６４との間には、電気的絶縁のために充填部材６７が注
入されている。そして、電極６５を保護するために、接
着性のある絶縁部材６６を介して第１の保護板６１、第
２の保護板６２を接合してある。

【００１２】熱電素子６０を構成するｐ型熱電半導体６
３およびｎ型熱電半導体６４の構成材料としては、常温
付近で最も性能が良いＢｉＴｅ系合金を使用する。この
ＢｉＴｅ系合金は脆性材料であり、もろい性質を持って
いる。さらに、ｐ型熱電半導体６３およびｎ型熱電半導
体６４は、それぞれ非常に細長い柱状の形状をしてい
る。そのため外力等によって応力が加わると、ｐ型熱電
半導体６３、およびｎ型熱電半導体６４が破断してしま
い、熱電素子６０が破壊されてしまう。

【００１３】時計を落としたり、ぶつけたりして衝撃な
どが加わる場合、また気圧や水圧などの変化がある場
合、裏蓋７０が時計内部側や外部側へ変形する力が加わ
る。このとき、裏蓋７０と熱伝導板５１に挟み込まれて
いる図５に示す従来の熱電発電時計では、熱電素子６０
に応力が加わってしまう。

【００１４】熱電素子６０に前述のような応力が加わる
と、熱電素子６０は上記のように機械的強度が低いた
め、熱電素子６０のｐ型熱電半導体６３およびｎ型熱電
半導体６４が破壊されてしまい、起電力が得られず時計
が止まるという致命的な問題があった。

【００１５】また図５において、熱電素子６０に裏蓋７
０および熱伝導板５１を熱伝導可能に接続するには、す
きまなく密着させる必要があり熱電素子６０の厚さと熱
伝導板５１と裏蓋７０との間隔を同じ寸法にする必要が
ある。

【００１６】しかし、実際には熱電素子６０には、熱電
素子６０の加工誤差から生じる寸法誤差があり、熱伝導
板５１の厚さのばらつき、断熱部材８０の加工誤差およ
び上胴１０との接続によって生じる寸法誤差などの重ね
合わさり、熱伝導板５１と裏蓋７０との間隔には大きな
寸法差が生じる。

【００１７】そのような寸法差が生じるので、従来技術
では熱電素子６０下面と裏蓋７０との間、あるいは熱電
素子６０上面と熱伝導板５１との間にすきまが生じ、熱
伝導が充分にできず、温度差が得られず、起電力が得ら
れないという問題があった。

【００１８】〔発明の目的〕そこで、本発明の目的は上
記の課題点を解決して、時計に衝撃などの外力が加わっ
ても熱電素子には応力が加わらず熱電素子の耐久性およ
び信頼性が高まり、同時に寸法誤差による熱伝導不良が
生じない熱電発電時計構造を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の熱電発電時計においては、下記記載の構
成を採用する。

【００２０】本発明の熱電発電時計は、風防ガラスを設
けた上胴と、裏蓋と、温度差により発電を行う熱電素子
と、熱伝導体と、前記上胴と前記裏蓋の間に設ける断熱
部材とを具備した熱電発電時計であって、前記熱電素子
の温接点側が前記裏蓋に熱伝導可能に接続し、冷接点側
が前記熱伝導体に熱伝導可能に接続し、前記熱伝導体が
前記上胴と熱伝導可能に接続し、前記熱伝導体は弾性変
形可能なシート状部材からなることを特徴とする。

【００２１】〔作用〕本発明の熱電発電時計において
は、熱電素子の温接点と上胴、あるいは熱電素子の冷接
点と裏蓋との接続を、弾性変形可能なシート状の熱伝導
体で熱伝導可能に行っている。

【００２２】熱電素子が接続された裏蓋が外力で変形し
ても、熱電素子に接続した熱伝導体が弾性変形可能なシ
ート状であることから、外力に対応して熱伝導体がフレ
キシブルに変形する。そのため、熱電素子に加わる応力
は熱伝導体で緩和され、熱電素子には応力が加わらない
ので、熱電素子が破壊されることがなく、熱電素子の耐
衝撃性および耐圧力性などの耐久性が高まり、所定の起
電力が得られ、本発明の熱電発電時計では信頼性を高く
することができる。

【００２３】また、熱伝導体がフレキシブル性を持ち変
形するので、熱電素子や断熱部材の加工誤差等による寸
法誤差を、熱伝導体の変形量で吸収することができるた
め、より確実に熱伝導可能な接続をすることができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の熱電発電時計の構
成を実施するための最良の形態における実施の形態を、
図面を用いて説明する。

【００２５】［第１の実施の形態：図１、図２、図６］
はじめに図１を用いて、本発明の第１の実施の形態にお
ける熱電発電時計の構成を説明する。図１は本発明の第
１の実施の形態における熱電発電時計の断面図である。

【００２６】本発明の熱電発電時計は、上胴１０、風防
ガラス２０、文字板３０、ムーブメント４０、熱伝導体
５０、熱電素子６０、裏蓋７０、断熱部材８０により構
成されている。

【００２７】まずはじめに熱電素子６０の構造を、図６
を用いて説明する。図６は熱電素子６０の構造を示す断
面図である。熱電素子６０は第１の保護板６１、第２の
保護板６２、ｐ型熱電半導体６３、ｎ型熱電半導体６
４、電極６５、絶縁部材６６、および充填部材６７から
構成されている。

【００２８】熱電素子６０は、複数の非常に細長い柱状
のｐ型熱電半導体６３とｎ型熱電半導体６４を、電極６
５によって、交互に直列に多数個接続して構成されたも
のである。また、ｐ型熱電半導体６３とｎ型熱電半導体
６４との間には、電気的絶縁のために充填部材６７が注
入されている。そして、電極６５を保護するために、熱
電素子６０の冷接点には第１の保護板６１を、温接点に
は第２の保護板６２を、それぞれ接着性のある絶縁部材
６６によって接合している。また、ｐ型熱電半導体６３
およびｎ型熱電半導体６４は、第１の保護板６１および
第２の保護板６２に対して柱がほぼ直角になるように配
設されている。

【００２９】熱電素子６０を構成するｐ型熱電半導体６
３の構成材料としては、たとえばＢｉＳｂＴｅ合金を使
用し、ｎ型熱電半導体６４の構成材料としては、たとえ
ばＢｉＴｅ合金やＢｉＴｅＳｅ合金を使用する。

【００３０】ｐ型熱電半導体６３とｎ型熱電半導体６４
とを直列に接続する電極６５には、銅、ニッケル、金な
どの薄膜を真空蒸着法やスパッタリング法またはメッキ
処理でパターン形成するか、あるいは銅やアルミニウム
の板を半田で接続するか、銅粉などをエポキシ樹脂に混
ぜた導電性接着剤などで接続して形成する。

【００３１】絶縁部材６６としては、熱電素子６０と第
１の保護板６１および第２の保護板６２とを、熱伝導よ
く接合するために、たとえばシリコーン樹脂にアルミナ
などの粉を混ぜた熱伝導性接着剤を使用する。また充填
部材６７としては、ｐ型熱電半導体６３およびｎ型熱電
半導体６４が隣りどうしで電気的にショートしないよう
に、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂などの電気絶縁性の
樹脂を使用する。

【００３２】第１の保護板６１と第２の保護板６２と
は、熱伝導の良い銅やアルミニウムや真鍮などの金属板
や、アルミナなどの熱伝導率のよいセラミックス板で構
成されており、熱電素子６０の電極６５が断線しないよ
うに保護する役割をもつ。よって、第１の保護板６１と
第２の保護板６２の代わりに、電極６５を覆って保護で
きる厚さに絶縁部材６６を塗布して固化して構成する手
段、あるいはアルミナなどのセラミックスの保護膜を膜
形成して形成する手段などのの手段を採用して電極６５
を保護できる構成としてもよい。

【００３３】ここで、本発明の説明の都合上、各図面に
おいて、腕時計の風防ガラス２０側に近い方を上、裏蓋
７０側に近い方を下として規定して実施形態の説明をす
ることとする。

【００３４】つぎに上記した熱電素子６０を有する本実
施形態の熱電発電時計の構成を詳しく説明する。上胴１
０は空気への放熱性を良くするために金属性材料で構成
する。ここで、金属性材料はステンレスやチタンなど、
時計の外装に普通使われる金属であればなんでも良い。
また、普通の時計の外装に使われないアルミニウムや銅
に耐腐食のためのステンレスやニッケル等のメッキ処理
を施したものでも上胴１０として使用できる。

【００３５】上胴１０の上部内周には風防ガラス２０が
固着されている。また上胴１０の下部にはリング状に断
熱部材８０が固着され、断熱部材８０の下部には裏蓋７
０が固着される。すなわち、断熱部材８０は上胴１０と
裏蓋７０とで挟み込む構造とし、上胴１０と裏蓋７０と
の熱伝導を極力小さくしている。上胴１０、風防ガラス
２０、断熱部材８０、および裏蓋７０により腕時計の外
装ケースが構成される。

【００３６】断熱部材８０には、空気で冷却される上胴
１０と腕から熱を吸収して加温される裏蓋７０との温度
差を大きくするために、熱伝導率の低いプラスチック材
料を主に用いるが、熱伝導率の低いセラミックスや木材
でもよい。

【００３７】文字板３０およびムーブメント４０は、上
胴１０と断熱部材８０の内側に配置されている。

【００３８】熱電素子６０は裏蓋１０とムーブメント４
０との間に設け、熱電素子６０は裏蓋１０に熱伝導可能
な状態で固着してある。裏蓋７０側が熱電素子６０の温
接点となる

【００３９】熱電素子６０の裏蓋１０への熱伝導可能な
状態で固着手段としては、たとえば熱伝導性接着剤や熱
伝導性両面テープ等を用いて、熱電素子６０の第２の保
護板６２と裏蓋１０とを接着固定する。

【００４０】熱電素子６０と裏蓋７０とは前述の他に、
第２の保護板６２と裏蓋１０とを、ネジやバネ等で機械
的に固定する手段でもよい。この場合、熱伝導グリース
や熱伝導シートを裏蓋１０と第２の保護板６２の間に施
すことによって、両者間の熱伝導がより良くなるので好
ましい。

【００４１】熱伝導性接着剤、熱伝導性両面テープ、熱
伝導グリース、熱伝導シートとしては、たとえばシリコ
ーン樹脂やエポキシ樹脂にアルミナや窒化アルミニウム
やボロンナイトライドの粉を熱伝導率を高めるために混
ぜて電気絶縁性と熱伝導性をもたせ、それぞれ接着性の
もの、粘着テープ状のもの、グリース状のもの、シート
状に形成したものを使用する。具体的な提供メーカーと
しては、信越化学工業（株）、電気化学工業（株）、
（株）シーゲル、住友スリーエム（株）、グレースジャ
パン（株）などで各種販売されており、容易に入手でき
る。

【００４２】熱電素子６０の上側の冷接点である第１の
保護板６１と熱伝導体５０の中央部を熱伝導可能に固着
するため熱伝導体５０を設けている。この熱伝導体５０
は、その外周部で上胴１０に熱伝導可能に接続されてい
る。熱伝導体５０は、図示するように直線的でなく、寸
法の余裕をもたせたるみを形成する。さらに上胴１０と
熱伝導体５０の固着は、上胴１０の全周で行うことが好
ましい。

【００４３】本発明の熱伝導体５０は、銅やアルミニウ
ムやグラファイトなどの熱伝導性の高い材質で弾性変形
可能なシート状か、またはたるみのあるシート状のもの
で、フレキシブルに変形する性質を持っている。この熱
伝導体５０は、厚さ０．１ｍｍから０．５ｍｍのものを
使用する。図５に示す従来の熱伝導板５１は金属板から
なり、フレキシブルに変形する性質は持っていない。

【００４４】また、特に熱伝導体５０の材質がグラファ
イトのものを使用した場合は、高分子フィルムをグラフ
ァイト化する方法で、グラファイトの六角板状の結晶の
配向性を高めて熱伝導率に平面方向と厚さ方向で異方性
を持たせることができる。そのためシートの平面方向の
熱伝導率をグラファイトの平均熱伝導率よりも高くする
ことができる。

【００４５】グラファイトを用いた熱伝導率に異方性を
持つ熱伝導体５０としては、たとえば平面方向の熱伝導
率が銅の２倍の８００Ｗ／（ｍ・Ｋ）で、厚さ方向の熱
伝導率が５Ｗ／（ｍ・Ｋ）のシートが、松下電子部品
（株）からＰＧＳ高熱伝導グラファイトシートとして販
売されている。

【００４６】このようなシートを熱伝導体５０の材料と
して用いることによって、熱電素子６０と上胴１０と
を、より一層熱伝導性よく接続することができる。

【００４７】さらに、平面方向の熱伝導率を高くする
と、厚さ方向の熱伝導率が悪くなるので、途中経路での
熱流の漏れが少なくなり、熱を必要なところにのみ伝え
ることが可能となる。したがって熱伝導体５０が、熱電
素子６０と上胴１０との間で時計内部部品などに接触し
ても、時計内部部品に熱流が漏れにくくなるという効果
がある。

【００４８】熱電素子６０と熱伝導体５０との固着方法
としては、熱電素子６０の第１の保護板６１と熱伝導体
５０とを熱伝導性接着剤で接着固定する。あるいは、接
着材の代わりに熱伝導グリースや、熱伝導シートなどで
密着固定してもよい。

【００４９】熱伝導体５０と上胴１０との固着方法も、
熱伝導性接着剤で接着固定するのが最も簡単である。そ
の場合、時計の組み立て方法としては、たとえば、組み
立て前に第１の保護板６１と熱伝導体５０とを固着し、
第２の保護板６２と裏蓋７０とを固定し、組み立て時に
上胴１０と熱伝導体５０との接続部に接着剤を塗布し
て、裏蓋７０を閉めるときに同時に接着固定する手段が
挙げられる。

【００５０】この場合、裏蓋７０を閉めた後は裏蓋７０
は開かない構造となる。熱電発電時計の場合、腕に装着
して発電し、２次電池などの蓄電手段に充電し続けるた
め、１次電池の交換などを必要としないので、裏蓋７０
を開ける必要がない。

【００５１】そのため、裏蓋７０と断熱部材８０をネジ
等で固定せず、接着剤などで接合することもできる。接
着剤で接合した場合、気密性がネジ止めよりも高まり、
防水性が高まる利点を持つ。さらに、時計の組み立て時
に、裏蓋７０と断熱部材８０と上胴１０とを接着剤など
で接合し一体化（ワンピース化）して、時計外装ケース
のデザイン性を高める利点を持つ。

【００５２】また、熱伝導体５０と上胴１０との他の接
続方法として、図２に示すようにプラスチックやゴムな
どの断熱性材料からなり、裏蓋７０を閉めるときに、弾
性変形可能な固定部材９０を、裏蓋７０と熱電素子６０
に固定した熱伝導体５０との間に設けて、裏蓋７０を閉
めるときに固定部材９０を同時に押し込み、固定部材９
０を介して熱伝導体５０を上胴１０に密着するように押
しつける手段がある。

【００５３】この図２に示す手段は、上記のように接着
で熱伝導体５０を上胴１０に接続する方法とは異なり、
時計の組み立て作業が非常にやりやすくなり、かつ裏蓋
７０を何度も開け閉めすることができるのでメンテナン
ス性が良くなるという異なる利点を持つ。

【００５４】上記のように異なる利点を持つ構造が、図
１および図２に示すように複数あることは、時計構造の
バリエーションを増やすという効果がある。

【００５５】図１には示していないが、熱電素子６０と
ムーブメント４０はフレキシブルプリント基板（ＦＰ
Ｃ）などで電気的に配線してあり、熱電素子６０の発電
する電力をムーブメント４０の時計を駆動する回路に供
給できるように接続している。

【００５６】時計を腕に装着すると、腕から伝わる熱
は、熱電素子６０の下側の温接点を加温する。さらにそ
の熱は熱電素子６０の温接点から冷接点へ伝わり、冷接
点から熱伝導体５０および上胴１０を経由して空気へ放
熱され、冷接点は冷却される。熱電素子６０はそれ自身
に熱抵抗があるので、熱電素子６０の温接点と冷接点に
は、熱電素子６０内部の熱の流れに比例した温度差が生
じ、熱電素子６０は、その温度差に比例した電圧を発生
することで、熱エネルギーを電気エネルギーに変換し、
時計を駆動することができる。

【００５７】ここで、本発明の特徴的な構成として、熱
伝導体５０が弾性変形可能なシート状の部材であること
がある。

【００５８】熱電素子６０の冷接点である第１の保護板
６１と上胴１０との間を、弾性変形可能なシート状の熱
伝導体５０にて熱伝導可能に接続している。

【００５９】時計を腕にする場合、携帯者の不注意など
で時計を落としたり、ぶつけたりして衝撃などの外力が
時計加わる場合がある。また飛行機に乗ったり、高い山
に登ったり、水泳やダイビングで水に潜ったりして気圧
や水圧などの変化で外力が加わる場合がある。このとき
裏蓋７０には、時計内部側や外部側へ変形する外力が加
わる。

【００６０】熱電素子６０の温接点である第１の保護板
６２が接続してある裏蓋７０が、上記のような外力で変
形しても、熱電素子６０に接続してある熱伝導体５０は
弾性変形可能なシート状であり、熱電素子６０を固着し
た熱伝導体５０と、ムーブメント４０との間にはすきま
があるので、外力による変形に対応して熱伝導体５０が
他の部材から拘束力を受けずにフレキシブルに変形す
る。

【００６１】そのため、熱電素子６０に加わる応力は熱
伝導体５０にて緩和され、熱電素子６０自体には応力が
加わらない。つまり、外力が加わり上下方向に裏蓋７０
が変形して動く場合、裏蓋７０と熱電素子６０と熱伝導
体５０は一体となって動くので、熱電素子６０には圧縮
や引っ張りの応力は加わらない。そのため熱電素子６０
が破壊されることがなく、熱電素子６０の耐久性、信頼
性が高まり、時計が壊れることがない。これに対して図
５に示す従来技術では、熱伝導板５１が外力を受けたと
き変形することがなく、熱電素子６０に圧縮や引っ張り
応力が加わり、熱電素子６０が破壊してしまう。

【００６２】また、熱伝導体５０がフレキシブル性を持
ち変形するので、熱電素子６０や断熱部材８０の加工誤
差等による寸法誤差を、熱伝導体５０の変形量で吸収す
ることができるため、より確実に熱伝導可能な接続をす
ることができる。

【００６３】図１および図２では熱電素子６０が第１の
保護板６１と第２の保護板６２を有する形状で説明した
が、第１の保護板６１および第２の保護板６２を設ける
代わりに、熱電素子６０の表面に蒸着や塗布法などで保
護膜を設けて電極６５を保護する構成の場合も、熱電素
子６０を保護膜を介して裏蓋７０および熱伝導体５０と
を直接接着固定することができ、上記説明と同じ効果を
もつ構造とすることができる。

【００６４】［第２の実施の形態：図３、図４］次に図
３を用いて、本発明の第２の実施の形態における熱電発
電時計の構成を説明する。図３は本発明の第２の実施の
形態における熱電発電時計の断面図である。

【００６５】第１の実施の形態と第２の実施の形態との
構造の相違点をまず説明すると、熱伝導体５０または熱
伝導体５２を、熱電素子６０の温接点側である第１の保
護板６１に接続する構造（第１の実施の形態）と、冷接
点側である第２の保護板に接続する構造（第２の実施の
形態）との違いである。

【００６６】本発明の熱電発電時計は、上胴１０、風防
ガラス２０、文字板３０、ムーブメント４０、熱伝導板
５１、熱伝導体５２、熱電素子６０、裏蓋７０、および
断熱部材８０により構成されている。

【００６７】上胴１０、風防ガラス２０、文字板３０、
ムーブメント４０、断熱部材８０の構成は第１の実施の
形態と同様である。

【００６８】熱電素子６０の冷接点である第１の保護板
６１は、熱伝導板５１に熱伝導可能な状態で固着してあ
る。

【００６９】熱電素子６０の熱伝導板５１への熱伝導可
能な状態で固着手段として、熱伝導性接着剤、熱伝導性
両面テープ、ネジ、バネ等を用いて、熱電素子６０の第
１の保護板６１と熱伝導板５１とを固定する。

【００７０】熱伝導板５１は上胴１０と熱伝導可能に接
続している。その固着方法としてはネジ止め等で固着す
るのが最も簡単な方法である。

【００７１】熱電素子６０の下側の温接点である第２の
保護板６２と熱伝導体５２の中央部を熱伝導可能に接続
している。この熱伝導体５２は、その外周部で裏蓋７０
に熱伝導可能に固着されている。

【００７２】熱伝導体５２は第１の実施の形態と同様
に、銅やアルミニウムやグラファイトなどの熱伝導性の
高い材質で弾性変形可能なシート状か、またはたるみの
あるシート状のもので、フレキシブルに変形する性質を
持っている。熱伝導体５２は、０．１ｍｍから０．５ｍ
ｍの厚さを有するものを使用する。

【００７３】熱電素子６０と熱伝導体５２との固着方法
としては、熱電素子６０の第２の保護板６２と熱伝導体
５２とを熱伝導性接着剤あるいは、熱伝導グリース、熱
伝導シートなどで固定する。

【００７４】熱伝導体５２と裏蓋７０との固着手段も、
熱伝導性接着剤で接着固定するのが最も簡単である。時
計の組み立て方法としては、まず熱電素子６０の第２の
保護板６２と熱伝導体５２とを固定し、熱電素子６０お
よび熱伝導体５２を固定した熱伝導板５１を上胴１０に
固定して、組み立て時に裏蓋７０と熱伝導体５２との接
続部に接着剤を塗布して、裏蓋７０を閉めるときに同時
に接着固定する方法が挙げられる。この場合も、第１の
実施の形態で説明したように、裏蓋７０を閉めた後は裏
蓋７０は開かない構造となる。

【００７５】また、第１の実施の形態と同様に、熱伝導
体５２と裏蓋７０との固着手段として、図４に示すよう
に、プラスチックやゴムなどの断熱性材料からなり裏蓋
７０を閉めるときに弾性変形可能な固定部材９１を、熱
伝導板５１と、熱電素子６０に固定した熱伝導体５２と
の間に設ける。そして裏蓋７０を閉めるときに固定部材
９１を同時に押し込み、固定部材９１を介して熱伝導体
５０を裏蓋７０に押しつける手段がある。この手段もメ
ンテナンス性が良くなるという利点を持つ。

【００７６】第１の実施の形態と同様に熱伝導体５２が
弾性変形可能なシート状の部材を用いることから、第１
の実施形態と同様の効果がある。すなわち、図３および
図４に示す熱電発電時計は、裏蓋７０が外力で変形して
も、熱伝導体５２と熱電素子６０との固着部と、裏蓋７
０との間にはすきまがあり、裏蓋７０の外力による変形
に対応して熱伝導体５２がフレキシブルに変形する。そ
のため熱電素子６０自体には応力が加わらないので、熱
電素子６０が破壊されることがなく、熱電素子６０の耐
久性、信頼性が高まり、時計が壊れることがない。

【００７７】また、熱伝導体５２がフレキシブル性を持
ち変形するので、熱電素子６０や断熱部材８０の加工誤
差等による寸法誤差を、熱伝導体５２の変形量で吸収す
ることができるため、より確実に熱伝導可能な接続をす
ることができる。

【００７８】第２の実施の形態で、第１の実施の形態と
異なる効果としては、裏蓋７０には他の部品はなにも無
いので、時計の組み立て作業がやりやすくなる。

【００７９】そして、固定部材９１で固定する場合は、
熱電素子６０または裏蓋７０の不具合が生じた場合、第
１の実施の形態では、熱電素子６０は裏蓋７０に接着固
定されているため、熱電素子６０と裏蓋７０の両方を同
時に交換する必要がある。しかし、第２の実施の形態で
は、熱電素子６０と裏蓋７０とは固定されていないの
で、熱電素子６０または裏蓋７０だけを交換すればよい
という利点も持つ。

【００８０】以上の実施形態の説明においては、アナロ
グ式電子時計を例にして行ったが、液晶表示パネルやラ
イトエミッチングダイオード（ＬＥＤ）やエレクトロル
ミネッセンス（ＥＬ）を使用したデジタル表示の電子時
計にも本発明は適用することができる。

【００８１】

【発明の効果】以上の実施形態の説明で明らかなよう
に、本発明の熱電発電時計は、弾性変形可能なシート状
の熱伝導体で熱電素子と上胴または熱電素子と裏蓋を接
続することによって、裏蓋に加わる外力が熱電素子に伝
わることを防ぎ、熱電素子の耐久性が飛躍的に向上し、
さらに熱電素子および断熱部材の寸法誤差を吸収して熱
電素子の冷接点および温接点の良好な熱伝導を確保でき
るという効果がある。なお、本発明の第１および第２の
実施形態の熱電発電時計を、６０ｃｍ落下に相当するハ
ンマー衝撃試験、および水深１０ｍに相当する圧力印加
試験を行ったが、熱電素子の破損は発生していなかっ
た。

【００８２】熱電素子はＢｉＴｅ系合金のような脆性材
料によって形成されているので、裏蓋に加わる外力や落
下衝撃で壊れやすいというのが従来技術の熱電発電時計
の大きな問題点であったが、本発明の熱電発電時計にお
いては、応力を緩和する熱伝導体にて熱電素子と接続し
ており、このため熱電素子が外力や落下衝撃で壊れなく
なる。

【００８３】さらに、熱伝導体はフレキシブル性を持つ
ので、板材に比べて時計内部での引き回しが自由にでき
るために、コンパクトな構造設計が可能となり、本発明
の熱電発電時計は時計の設計自由度が大きくなり、多様
な外装デザインが可能となる効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態における熱電発電時計
の構造を示す断面図である。

【図２】本発明の第１の実施形態の変形例における熱電
発電時計の構造を示す断面図である。

【図３】本発明の第２の実施形態における熱電発電時計
の構造を示す断面図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態の変形例における熱
電発電時計の構造を示す断面図である。

【図５】従来技術における熱電発電時計を示す断面図で
ある。

【図６】従来技術および本発明の熱電発電時計に用いる
熱電素子の構造を示す断面図である。

【符号の説明】

１０：上胴 ２０：風防ガラス ３
０：文字板 ４０：ムーブメント ５０，５２：熱伝導体 ５１：熱伝導板 ６０：熱電素子 ６１：第１の保護板 ６２：第２の保護板 ６３：ｐ型熱電半導体 ６４：ｎ型熱電半導体
６５：電極 ６６：絶縁部材 ６７：充填部材
７０：裏蓋 ８０：断熱部材 ９０，９１：固定部材

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 風防ガラスを設けた上胴と、裏蓋と、温
   度差により発電を行う熱電素子と、熱伝導体と、前記上
   胴と前記裏蓋の間に設ける断熱部材とを具備した熱電発
   電時計であって、 前記熱電素子の温接点側が前記裏蓋に熱伝導可能に接続
   し、冷接点側が前記熱伝導体に熱伝導可能に接続し、 前記熱伝導体が前記上胴と熱伝導可能に接続し、 前記熱伝導体は弾性変形可能なシート状部材からなるこ
   とを特徴とする熱電発電時計。
2. 【請求項２】 風防ガラスを設けた上胴と、裏蓋と、温
   度差により発電を行う熱電素子と、前記上胴に接続する
   熱伝導板と、熱伝導体と、前記上胴と前記裏蓋の間に設
   ける断熱部材とを具備した熱電発電時計であって、 前記熱電素子の冷接点側が前記熱伝導板に熱伝導可能に
   接続し、温接点側が前記熱伝導体に熱伝導可能に接続
   し、 前記熱伝導体が前記裏蓋と熱伝導可能に接続し、 前記熱伝導体は弾性変形可能なシート状部材からなるこ
   とを特徴とする熱電発電時計。
3. 【請求項３】 前記熱伝導体の前記上胴への接続部と、
   前記裏蓋との間に固定部材を設けることを特徴とする請
   求項１に記載の熱電発電時計。
4. 【請求項４】 前記熱伝導体の前記裏蓋への接続部と、
   前記熱伝導板との間に固定部材を設けることを特徴とす
   る請求項２に記載の熱電発電時計。
5. 【請求項５】 前記固定部材が、断熱性を有するととも
   に弾性変形する部材であることを特徴とする請求項３ま
   たは４に記載の熱電発電時計。
6. 【請求項６】 前記熱伝導体が、銅、アルミニウム、ま
   たはグラファイトからなることを特徴とする請求項１ま
   たは２に記載の熱電発電時計。
7. 【請求項７】 前記熱伝導体は、熱伝導率が平面方向と
   厚さ方向で異方性をもち、前記平面方向の熱伝導率が高
   いことを特徴とする請求項１または２に記載の熱電発電
   時計。