JP2002365382A

JP2002365382A - 熱発電時計

Info

Publication number: JP2002365382A
Application number: JP2001168986A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Ogawa; 愼一小川
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 2001-06-05
Filing date: 2001-06-05
Publication date: 2002-12-18

Abstract

(57)【要約】【課題】熱発電素子の発電効率が良い熱発電時計を提
供する。【解決手段】熱伝導性材料よりなる裏蓋と、熱伝導性
材料よりなるベゼルと、裏蓋とベゼルの間に挟み込まれ
た断熱材料よりなるケースと、裏蓋及びベゼルの、温度
差により発電する熱発電素子と、を備え、熱発電素子が
発電した電力を時計の駆動電力に利用する熱発電時計に
おいて、裏蓋に裏蓋放熱部を備えたこと、および、ケー
スにケース放熱部を備えたこと、を特徴とする熱発電時
計。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱発電時計に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の熱発電時計５１の構造を第８図に
示す。第８図において、この熱発電時計５１は、裏蓋５
２と、ベゼル５３と、ケース５４と、熱発電素子５５
と、風防５６と、ムーブメント５７と、文字板５８と、
から構成されている。熱発電素子５５の上面側は、ベゼ
ル５３の熱が伝わるようにベゼル５３と接触する。熱発
電素子５５の下面側は、裏蓋５２の熱が伝わるように裏
蓋５２と接触する。

【０００３】裏蓋５２は、腕からの熱を効率よく集め
て、その熱を熱発電素子５５に効率よく伝えるために、
熱伝導性材料を使用している。ベゼル５３は、効率よく
放熱して、裏蓋５２より温度が低くなった熱を熱発電素
子５５に効率よく伝えるために熱伝導性材料を使用して
いる。ケース５４は、裏蓋５２に集めた熱を極力ベゼル
５３に伝えないようにするために、熱伝導性の低い断熱
性材料を使用している。

【０００４】裏蓋５２は固定用のネジ５９によりケース
５４に固定されている。裏蓋５２とケース５４の間に
は、防水パッキン６０が配設されて、裏蓋５２とケース
５４との間の防水性が確保されている。ケース５４は、
固定用ネジ（図示せず）によりベゼル５３に固定されて
いる。ベゼル５３とケース５４の間には、防水パッキン
６１が配設されて、ベゼル５３とケース５４との間の防
水性が確保されている。ベゼル５３の上方には風防５６
が配設されている。符号５７はムーブメント、および符
号５８は文字板である。

【０００５】このような構造により、腕の熱が裏蓋５２
に伝わる。裏蓋５２に伝わった熱は熱発電素子５５の下
面側に伝わる。一方、ベゼル５３はその熱を外気に放熱
することにより冷却される。冷却されて、裏蓋５２より
温度が低くなった熱は熱発電素子５５の上面側に伝わ
る。熱発電素子５５には、前記のようにして伝わった、
その下面側と上面側の温度差により電力が発生する。そ
の温度差が大きいほど電力が多く発生する。赤道直下の
ような暑い地域においては、ベゼル５３の温度より裏蓋
５２の温度が高くなる場合も考えられる。しかしなが
ら、熱発電素子５５の上面側と下面側に温度差が生じて
いれば、熱発電素子５５は発電する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の熱
発電時計５１の構造には下記のような問題がある。裏蓋
５２の熱が、ケース５４に伝わり易い。詳しくは、ケー
ス５４に対して、裏蓋５２の外縁６６の上面側が、全面
的に接触している。ケース５４は断熱性材料を使用して
いるため、熱は伝わりにくいが、まったく伝わらない訳
ではない。そのため、熱伝導性材料と比べるとその量は
少ないが、裏蓋５２の熱が、ケース５４に伝わり易かっ
た。

【０００７】すると、ケース５４に伝わった熱がベゼル
５３に伝わり、ベゼル５３の温度が高くなる。よってベ
ゼル５３と接触した熱発電素子５５の上面側の温度も高
くなってしまう。従って、熱発電素子５５にかかる温度
差が小さくなり、熱発電素子５５の発電効率が悪くなっ
てしまった。

【０００８】本発明の目的は、熱発電素子の発電効率が
良い熱発電時計を提供することである。

【０００９】

【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、本発明の請求項１は、「裏蓋に裏蓋放熱部を備え
たこと」を特徴とする。

【００１０】この構成により、裏蓋が放熱されて温度が
下がる。よって、裏蓋からケースに伝わる熱、さらにケ
ースからベゼルに伝わる熱が減少する。従って、ベゼル
の温度の上昇を抑えることができるので、熱発電素子に
かかる温度差が大きくなり、熱発電素子の発電効率が良
い熱発電時計を提供することが出来る。

【００１１】本発明の請求項２は、「ケースにケース放
熱部を備えたこと」を特徴とする。この構成により、裏
蓋からケースに伝わった熱は放熱される。すると、ケー
スの温度は下がる。ケースの温度が下がると、ケースか
らベゼルに伝わる熱が減少する。従って、ベゼルの温度
の上昇を抑えることができるので、熱発電素子にかかる
温度差が大きくなり、熱発電素子の発電効率が良い熱発
電時計を提供することが出来る。

【００１２】本発明の請求項３は、「裏蓋放熱部が、ケ
ースとの接触する部分の近傍に形成されたこと」を特徴
とする。この構成により、裏蓋の、ケースとの接触する
部分の近傍が、放熱される。すると、裏蓋のケースに接
触している部分の温度が下がる。よって、ケースに伝わ
る熱は、減少する。一方、裏蓋には、腕の熱を集めて、
その熱を、熱発電素子に伝える役目もある。しかしなが
ら、裏蓋が放熱されるのは、ケースとの接触する部分の
近傍のみである。従って、裏蓋全体として裏蓋が腕の熱
を集める作用には大きく影響しない。

【００１３】本発明の請求項４は、「裏蓋に、ケースの
外側に延出するような、延出部が形成されたこと」を特
徴とする。この構成により、裏蓋の、ケースの外側に延
出部分が、外気に触れる。すると、裏蓋の外気に触れた
部分が、放熱される。よって、裏蓋のケースに接触して
いる部分の温度が下がる。従って、ケースに伝わる熱
は、減少する。

【００１４】本発明の請求項５は、「延出部が、ケース
の最外周面の内側に、位置するように形成されたこと」
を特徴とする。この構成により、ケースの最外周面に隠
されて、延出部が上から見えない。よって、延出部を設
けても、時計の美観を損ねない。

【００１５】本発明の請求項６は、「ケース放熱部が、
外気との接触表面積を増やすように形成されたこと」を
特徴とする。この構成により、外気との接触表面積が増
えて、ケースの熱が放熱し易くなる。

【００１６】本発明の請求項７は、「ケース放熱部に、
フィン部を備えたこと」を特徴とする。この構成によ
り、フィン部から、ケースの熱が放熱し易くなる。

【００１７】本発明の請求項８は、「フィン部が、ケー
スの側面に形成された周状溝からなること」を特徴とす
る。この構成により、周状溝から、ケースの熱が放熱し
易くなる。

【００１８】本発明の請求項９は、「フィン部が、ケー
スの上下方向に形成された溝からなること」を特徴とす
る。この構成により、ケースの上下方向に形成された溝
から、ケースの熱が放熱し易くなる。

【００１９】本発明の請求項１０は、「フィン部が、ケ
ースに形成された有底孔からなること」を特徴とする。
この構成により、ケースに形成された有底孔から、ケー
スの熱が放熱し易くなる。

【００２０】本発明の請求項１１は、「裏蓋とケースと
の間に防水手段を備えたこと」を特徴とする。この構成
により、ケース内に水が入らないようにできる。

【００２１】本発明の請求項１２は、「裏蓋におけるケ
ースに当接する面に凹部を備え、凹部に防水パッキンを
備えたこと」を特徴とする。この構成により、簡単な構
造でケース内に水が入らないようにできる。

【００２２】本発明の請求項１３、「ケースにおける裏
蓋に当接する面に凹部を備え、凹部に防水パッキンを配
設したこと」を特徴とする。この構成により、簡単な構
造でケース内に水が入らないようにできる。

【００２３】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）

【００２４】以下図面を用いて本発明の実施の形態１を
説明する。図１は実施の形態１の組立断面図である。

【００２５】本発明の熱発電時計１は、熱伝導性材料よ
りなる裏蓋２と、熱伝導性材料よりなるベゼル６と、裏
蓋２とベゼル６の間に挟み込まれた断熱材料よりなるケ
ース３を備える。さらに、裏蓋２及びベゼル６の、温度
差により発電する熱発電素子７とを備える。よって、熱
発電素子７が発電した電力を時計の駆動電力に利用でき
るようになっている。

【００２６】ここで、熱伝導性材料とは、熱伝導率が高
い材料のことを言う。例えばステンレススチール材、ア
ルミ材、黄銅材などが挙げられる。断熱材料とは、熱伝
導率が低い材料のことを言う。例えば樹脂材、セラミッ
ク材などが挙げられる。

【００２７】詳しくは、風防１１がベゼル６の上方に配
置される。文字板１２が風防１１の下方に配置される。
ムーブメント１３が文字板１２の下方に配置される。こ
こで上下方向とは図１における上下方向を示す。ムーブ
メント１３は中枠１４によって支持される。ムーブメン
ト１３には熱発電素子７により得られた電力を蓄電する
バッテリー（２次電池）（図示せず）が格納されてい
る。時刻を表示するための針（図示せず）を備えていて
も良い。あるいは時刻表示に、液晶による表示装置（図
示せず）を用いても良い。

【００２８】ケース３とベゼル６は、複数のネジ１５に
よって固定される。第１の熱伝導板１６は、ケース３と
ベゼル６の間に挟持される。ネジ１５には、座金１７が
配置されている。座金１７は用いなくても良い。第２の
熱伝導板１８が、ムーブメント１３の下方に熱発電素子
７に挟まれるように配置される。第１の熱伝導シート１
９が、第１の熱伝導板１６と第２の熱伝導板１８の間に
位置する。

【００２９】第１の熱伝導板１６と、第２の熱伝導板１
８と、第１の熱伝導シート１９は、複数の位置決めピン
２０により位置決めされる。ベゼル６と第１の熱伝導板
１６の間には、防水パッキン２１が配置され、ベゼル６
と第１の熱伝導板１６の間の、防水が確保される。ケー
ス３と第１の熱伝導板１６の間には、防水パッキン２２
が配置され、ケース３と第１の熱伝導板１６の間の、防
水が確保される。

【００３０】ケース３の下方には、裏蓋２が固定され
る。裏蓋２の上方には、保護板２３が配置される。保護
板２３の上には第２の熱伝導シート２４が配置される。
第2の熱伝導シート２４の上方に熱発電素子７が配置さ
れる。裏蓋２には座板４をネジ５により裏蓋２に固定す
るための複数のネジ孔２５を備える。

【００３１】第１の熱伝導板１６と第２の熱伝導板１８
は、熱伝導性材料よりなる。第１の熱伝導シート１９と
第２の熱伝導シート２４は、熱伝導性材料であって、各
部品の加工寸法公差を吸収できるように、圧縮変形可能
な材料が望ましい。例えば、シリコン材等が好ましい。
保護板２３は熱伝導性材料よりなる。

【００３２】このようにして、本発明の熱発電時計１に
おいては、腕の熱は裏蓋２を伝わる。裏蓋２に伝わった
熱は保護板２３に伝わる。保護板２３に伝わった熱は第
2の熱伝導シート２４に伝わる。第2の熱伝導シート２４
に伝わった熱は熱発電素子７の下面に伝わる。一方ベゼ
ル６の熱は第１の熱伝導板１６に伝わる。第１の熱伝導
板１６に伝わった熱は第１の熱伝導シート１９に伝わ
る。第１の熱伝導シート１９に伝わった熱は第２の熱伝
導板１８に伝わる。第２の熱伝導板１８に伝わった熱は
熱発電素子７の上面に伝わる。

【００３３】ケース３の内縁には、ケース３の内側全周
に亘って突出する突出部２６が形成される。ケース３の
下部には、ケース３の下部全周に亘って突出する凸部３
ａが形成される。ケース３の凸部３ａからケース３の外
周面３ｂへは、上方向に傾斜する傾斜面３ｃが形成され
る。

【００３４】突出部２６の上には、座板４が配置され
る。座板４を貫通し、裏蓋２に螺合される複数のネジ５
が配置される。裏蓋２には上方に突出した段部２７が備
えられる。この段部２７がケース３の突出部２６と嵌合
可能な形状、例えば円柱状に形成される。裏蓋２の段部
２７をケース３の突出部２６と嵌合させる。すると、裏
蓋２の外縁８が、ケース３の凸部３ａに当接する。よっ
て、座板４と裏蓋２との間で、ケース３の突出部２６が
挟持されて、裏蓋２がケース３に固定される。

【００３５】裏蓋２の外縁８にケース３の凸部３ａより
も外側に延出される延出部２８が形成される。これによ
り、延出部２８は、ケースとの接触する部分であるケー
ス３の凸部３ａの近傍に位置する。例えば、延出部２８
は段部２７の外側全周に亘って形成される。ここで、延
出部２８は裏蓋２の裏蓋放熱部を構成する。

【００３６】この構成により、ケース３の傾斜面３ｃ
と、ケース３の凸部３ａと、裏蓋２の延出部２８とで、
隙間部９が構成される。隙間部９に外気が流れることに
より、裏蓋２の、ケース３との接触する部分の近傍が、
外気に触れる。詳しくは、裏蓋２の、ケース３の凸部３
ａよりも外側に延出した部分が、外気に触れる。裏蓋２
の外気に触れた部分が、放熱される。すると、裏蓋２の
外気に触れた部分の温度が下がる。また、裏蓋２のケー
ス３に接触している部分の温度も下がる。よって、裏蓋
２からケース３に伝わる熱、さらにケース３からベゼル
６に伝わる熱は減少する。従って、ベゼル６の温度の上
昇を抑えることができる。また、図示はしていないが、
ケース３の傾斜面３ｃの代わりに、裏蓋２と隙間をもっ
て裏蓋２と閉口に形成される水平面をケース３に備え
て、この水平面と裏蓋２の延出部２８とで隙間部９を構
成してもかまわない。

【００３７】延出部２８は、ケース３の外周面３ｂの内
側に、位置するように形成される。この構成により、ケ
ース３の外周面３ｂに隠されて、延出部２８が上から見
えない。すなわち、ケース３の傾斜面３ｃが、裏蓋２の
延出部２８に対して略屋根の役割をはたし、延出部２８
が上から見えない。よって、延出部２８を設けても、時
計の美観を損ねない。また、裏蓋２のケース３に当接す
る面、詳しくは、延出部２８の上面に凹部２９が備えら
れる。段部２７の側面に凹部２９があってもかまわな
い。凹部２９には防水パッキン３０が備えられる。防水
パッキン３０が裏蓋２とケース３との間の防水をする防
水手段である。このようにして簡単な構造でケース３内
に水が入らないようにできる。

【００３８】一方、裏蓋３には、腕の熱を集めて、その
熱を、熱発電素子７に伝える役目もある。しかしなが
ら、裏蓋３が放熱されるのは、ケース３との接触する部
分の近傍のみである。従って、裏蓋３全体として裏蓋３
が腕の熱を集める作用には大きく影響しない。このよう
な構成により、熱発電素子７にかかる温度差が大きくな
り、熱発電素子７の発電効率が良い熱発電時計を提供す
ることが出来る。

【００３９】（実施の形態２）

【００４０】以下図面を用いて本発明の実施の形態２を
説明する。ただし実施の形態１と同じ部品には実施の形
態１と同じ符号を付けて説明は省略する。図２は本発明
の熱発電時計３９の実施の形態２の組立断面図である。
図３は本発明の熱発電時計３９の実施の形態２の下面組
立図である。

【００４１】本発明の実施の形態１との構造上の違い
は、ケース４０と裏蓋４１のみである。説明はケース４
０と裏蓋４１の形状だけにとどめる。ケース４０の裏蓋
４１に当接する面、詳しくは、ケース４０の突出部４２
の下方に凹部４３が備えられる。突出部４２の側面の中
程あるいは下面に凹部４３があってもかまわない。凹部
４３には防水パッキン４４が備えられる。防水パッキン
４４が裏蓋４１とケース４０との間の防水をする防水手
段である。このようにして簡単な構造でケース４０内に
水が入らないようにできる。

【００４２】裏蓋４１は実施の形態１における凹部２９
が無い以外は、実施の形態１と同様のため、詳細な説明
は省略する。

【００４３】ケース４０の外面には、ケース４０の上下
方向に複数の溝４５が形成される。ここで上下方向とは
図４および図５における上下方向を示す。詳しくは、ケ
ース４０の下面には、傾斜面４０ａが形成される。傾斜
面４０ａは実施の形態１の傾斜面３ｃと同様に形成され
るため、詳細な説明は省略する。溝４５は、傾斜面４０
ａからケース４０の上面方向、およびケース４０の中心
方向に向かって、残肉を有して形成される。また、溝４
５は裏蓋４１に面する部分に形成される。すなわち、ケ
ース４０の上面が略屋根の役割をはたし、熱発電時計３
９の上面から溝４５が見えない。よって、熱発電時計の
美観を損なわない。隣り合う溝４５の間には、壁状のフ
ィン部４６が形成される。溝４５とフィン部４６が、外
気との接触表面積を増やすように形成された、ケース４
０のケース放熱部を構成する。

【００４４】この構成により、裏蓋４１からケース４０
に伝わった熱は放熱される。すなわち、外気との接触表
面積を増やすように形成された、ケース４０の溝４５と
フィン部４６から、熱が放熱し易くなる。すると、ケー
ス４０の温度は下がる。ケース４０の温度が下がると、
ケース４０からベゼル６に伝わる熱が減少する。従っ
て、ベゼル６の温度の上昇を抑えることができるので、
熱発電素子７にかかる温度差が大きくなり、熱発電素子
の発電効率が良い熱発電時計を提供することが出来る。
（実施の形態３）

【００４５】以下図面を用いて本発明の実施の形態３を
説明する。ただし実施の形態２と同じ部品には実施の形
態２と同じ付号を付けて説明は省略する。図４は本発明
の熱発電時計４７の実施の形態３の組立断面図である。
図５は本発明の熱発電時計４７の実施の形態３の側面組
立図である。

【００４６】本発明の実施の形態２との構造上の違い
は、ケース４８に備えたケース放熱部のみである。詳し
くは、ケース４８のフィン部４９および、周囲溝５０の
形状のみである。説明はケース４８のフィン部４９の形
状だけにとどめる。ケース４８には、その外側面に複数
の周状溝５０が形成されている。上下の周状溝５０の間
には、壁状のフィン部４９が形成される。ここで上下方
向とは図４および図５における上下方向を示す。図中で
は、複数の周状溝５０が形成されているが、１箇所であ
ってもかまわない。この構成により、ケース４８の外気
と接触する表面積が増加する。すると、ケース４８の側
面に形成された複数箇所のフィン部４９から、ケース４
８の熱が放熱し易くなる。これによる作用と効果は、実
施の形態２と同じである。（実施の形態４）

【００４７】以下図面を用いて本発明の実施の形態４を
説明する。ただし実施の形態２と同じ部品には実施の形
態２と同じ符号を付けて説明は省略する。図６は本発明
の熱発電時計６２の実施の形態３の組立断面図である。
図７は本発明の熱発電時計６２の実施の形態４の側面組
立図である。

【００４８】本発明の実施の形態２との構造上の違い
は、ケース６３に備えたケース放熱部のみである。詳し
くは、ケース６３の有底孔６５の形状のみである。説明
はケース６３の有底孔６５の形状だけにとどめる。ケー
ス６３の側面には複数箇所の有底孔６５が形成されてい
る。詳しくは、ケース６３の側面より、ケース６３の中
心方向に向かって複数の有底孔６５が形成される。図中
では、その断面が円形からなる、円柱状の有底孔６５を
示しているが、形状はこれにこだわらない。例えば、そ
の断面が多角形からなる、多角柱状の有底孔６５を備え
ても良い。この構成により、ケース６３の外気と接触す
る表面積が増加する。すると、ケース６３に形成された
複数の有底孔６５から、ケース６３の熱が放熱し易くな
る。これによる作用と効果は、実施の形態２と同じであ
る。

【００４９】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の組立断面図である。

【図２】本発明の実施の形態２の組立断面図である。

【図３】本発明の実施の形態２の下面組立図である。

【図４】本発明の実施の形態３の組立断面図である。

【図５】本発明の実施の形態３の側面図である。

【図６】本発明の実施の形態４の組立断面図である。

【図７】本発明の実施の形態４の側面図である。

【図８】従来構造の組立断面図である。

【符号の説明】

１、３９、４７、５１、６２熱発電時計２、４１、５２裏蓋３、４０、４８、５４、６３ケース３ａ凸部３ｂ外周面３ｃ傾斜面４座板５、１５、５９ネジ６、５３ベゼル７、５５熱発電素子８、６６外縁９隙間部１１、５６風防１２、５８文字板１３、５７ムーブメント１４中枠１６第１の熱伝導板１７座金１８第２の熱伝導板１９第１の熱伝導シート２０位置決めピン２１、２２、３０、４４、６０、６１防水パッキン２３保護板２４第２の熱伝導シート２５ネジ孔２６、４２突出部２７段部２８延出部２９、４３凹部４２突出部４５溝４６フィン部６５有底孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱伝導性材料よりなる裏蓋と、熱伝導性
材料よりなるベゼルと、裏蓋とベゼルの間に挟み込まれ
た断熱材料よりなるケースと、裏蓋及びベゼルの、温度
差により発電する熱発電素子と、を備え、熱発電素子が
発電した電力を時計の駆動電力に利用する熱発電時計に
おいて、裏蓋に裏蓋放熱部を備えたこと、を特徴とする
熱発電時計。
【請求項２】熱伝導性材料よりなる裏蓋と、熱伝導性
材料よりなるベゼルと、裏蓋とベゼルの間に挟み込まれ
た断熱材料よりなるケースと、裏蓋及びベゼルの、温度
差により発電する熱発電素子と、を備え、熱発電素子が
発電した電力を時計の駆動電力に利用する熱発電時計に
おいて、ケースにケース放熱部を備えたこと、を特徴と
する熱発電時計。
【請求項３】裏蓋放熱部が、ケースとの接触する部分
の近傍に形成されたこと、を特徴とする請求項１に記載
の熱発電時計。
【請求項４】裏蓋放熱部が、裏蓋に、ケースの外側に
延出するように形成された、延出部を備えたこと、を特
徴とする請求項３に記載の熱発電時計。
【請求項５】延出部が、ケースの最外周面の内側に、
位置するように形成されたこと、を特徴とする請求項４
に記載の熱発電時計。
【請求項６】ケース放熱部が、外気との接触表面積を
増やすように形成されたこと、を特徴とする請求項２に
記載の熱発電時計。
【請求項７】ケース放熱部が、フィン部を備えたこ
と、を特徴とする請求項２に記載の熱発電時計。
【請求項８】フィン部が、ケースの側面に形成された
周状溝からなること、を特徴とする請求項７に記載の熱
発電時計。
【請求項９】フィン部が、ケースの上下方向に沿って
形成された溝からなること、を特徴とする請求項７に記
載の熱発電時計。
【請求項１０】フィン部が、ケースに形成された有底
孔からなること、を特徴とする請求項７に記載の熱発電
時計。
【請求項１１】裏蓋とケースとの間に防水手段を備え
たこと、を特徴とする請求項１あるいは請求項２に記載
の熱発電時計。
【請求項１２】裏蓋におけるケースに当接する面に凹
部を備え、凹部に防水パッキンを備えたこと、を特徴と
する請求項１１に記載の熱発電時計。
【請求項１３】ケースにおける裏蓋に当接する面に凹
部を備え、凹部に防水パッキンを配設したこと、を特徴
とする請求項１１に記載の熱発電時計。