JP2010078507A - ソーラーセル搭載の電子時計 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ソーラーセル1とソーラーセル2を有する電子時計である。
面状のソーラーセル1は接続ばね5で、リング状のソーラーセル2は導電体6で、回路基板3と接続している。面状のソーラーセル1と、リング状のソーラーセル2が、回路基板上で電気的に接続されていることを特徴とする。接続状態は、直列でも並列でも良い。また、分割することなく、単一セルとすることも有効である。
【選択図】図2
Description
時刻等の表示面上に配置される面状ソーラーセルと、
前記表示面の外周に、前記表示面に略垂直に受光面が配置されるリングソーラーセルを少なくとも有することを特徴とする。
前記リングソーラーセルが前記第2直線にて別個のセルに分割されていることを特徴とする。
ことを特徴とする。
ムーブメント内に配置される回路基板上で行うことを特徴とする。
具体的には、複数のソーラーセルを電気的に直列接続した場合、1つのソーラーセルの単一セルへの分割数を少なくした場合でも、複数のソーラーセルの総計にて出力電圧を確保できる。それにより、1つのソーラーセルの単一セル表面積を大きくできるので、出力電流を向上することができる。従って、充電性能の良い多機能電子時計を提供することができる。また、光が透過しにくい文字板を使用することができるので、多様なデザインに対応できる。
で出力電流を向上することができる。従って、充電性能の良い多機能電子時計を提供することができる。また、光が透過しにくい文字板を使用することができるので、多様なデザインに対応できる。
それにより、ソーラーセルに開口部を設けた場合の充電不足を解消することができるので、充電性能の良い多機能電子時計を提供することが出来る。また、光が透過しにくい文字板を使用することができるので、多様なデザインに対応できる。
さらに、リング状のソーラーセルを隠す見返しリングの色も濃く出来るので、リング状のソーラーセルの色も目立たなく出来るため、よりデザイン性を向上できる。
また、リングソーラーセルは、文字板で反射した光も受光できるので、従来面状ソーラーセルのみでは利用できなかった文字板で反射した光を利用して発電できるので、さらに、光の利用効率を向上することが出来る。
本発明においては、リングソーラーセルで発電量を補えるので、開口部もそれほど大きくする必要が無く、また、半透過部材の使用も可能となる。これにより、デザイン制約を無くすことができ、金属文字板本来の見栄えを達成することが出来る。
面状ソーラーセルを単一セルにすれば、分割線が開口部に現れることも無いので、開口部の見栄えは更によくなり、金属文字板の良さを更に引き立てることが出来る。
また、直列、並列の接続状態の変更も、例えば、基板配線を変更することで実施できるので、仕様変更にも簡単に対応可能である。
図1は、この発明の実施形態における電子時計の文字板側から見た平面図であり、図2は、図1のII−II矢視断面図、図3は、面状のソーラーセルの平面図、図4は、リング状のソーラーセルの斜視図である。
図4に示すリング状のソーラーセル2には、ソーラーセルから突出した導電体6があり、裏蓋側に配置している回路基板3と接続し、ソーラーセル2からの発電電力を回路基板3へ導くものである。
面状のソーラーセル1と、リング状のソーラーセル2とは、回路基板上の回路にて直列接続されている。回路基板上での接続方法としては、回路基板上の配線により行う方法や、充電制御用IC内で行う方法などが有り、適切な方法を適宜採用可能である。
尚、面状のソーラーセル1とリング状のソーラーセル2を、別途接続部材にて直接、直列接続しても良い。
図3(a)に示す面状のソーラーセル1は、約2.0V〜2.5Vの2次電池への充電を面状のソーラーセル1のみで行う場合を想定し、分割線1eにより5つの分割セル1f、1g、1h、1i、1jに分割され、これら分割セル1f、1g、1h、1i、1jは、図3(b)に示すように直列接続されている。
また、リング状のソーラーセル2は、文字板8で反射した光も受光できるので、従来面状のソーラーセル1のみでは利用できなかった文字板8で反射した光も利用して発電できるので、さらに、光の利用効率を向上することが出来る(図2参照)。
さらに、デザイン上大きな開口部を有し、モジュール4の内部が可視できる電子時計(スケルトンモデル)に適用しても良い。さらに、開口部を有さずとも、アラーム等を有することにより大きな消費電流が発生する電子時計においても有効である。
以下で、リング状のソーラーセル2を併用することによる有効性を、さらに詳細に述べる。なお、以下の面状のソーラーセルは、説明を簡単にするために、単純な円板状のもので説明を行う。
図5(a)には、面状のソーラーセル12を有する従来例の電子時計の平面図が示されている。図5の電子時計では、4分割された面状のソーラーセル12のみを有し、リング状のソーラーセル2を有していない。図5(b)の等価回路図に示すように、各分割は直列接続されている。
この変形例1が第1実施例と異なる点は、第1実施例が面状のソーラーセル1が液晶等を搭載するための開口部1c、1dを有し、面状のソーラーセル1を分割線1eにて5つの単一セルに分割しているのに対して、変形例1の面状のソーラーセル13は、液晶等を搭載するための開口部がなく、面状のソーラーセル13を分割線13cにて2つの単一セルに分割している点である。その他の構成は上記実施形態と同様である。
図6(b)に等価回路図を示す。面状のソーラーセル13の分割セル13a、13bとリング状のソーラーセル2が直列接続されている。
なお、図6の変形例の場合、図5の従来例に比べ、セル段数が1段少ないため発電電圧が約1.2〜1.5Vと低くなってしまうが、約1.2〜1.5Vの起電圧の時計用2次電池は一般に市販されており、特に問題はない。
図7(a)には、変形例2の電子時計の平面図が示されている。
この変形例2が上記実施形態と異なる点は、変形例2の面状のソーラーセル14は分割線のない単一セルである点である。その他の構成は上記実施形態と同様である。
この変形例2のソーラーセル14の単一セル面積は、図5に示す従来例の面状のソーラーセル12の4倍であり、4倍の出力電流を得ることが出来る。また、図7(b)に示すように、リング状のソーラーセル2を直列接続することで、出力電圧は確保している。
但し、セル直列段数としては2段になり、発電電圧が約0.8〜1.0Vとなり、電池の選択幅が狭まるので、必要に応じて、昇圧回路を併用しても良い。
即ちこの変形例2では、光が透過しにくい厚い文字板を使用した場合でも、発電電力を確保することができるので、ソーラーセル特有の濃紫色が見えにくく、分割線がないため、外観的な調和をより取りやすくなる。
本変形例は、第1実施例に金属文字板を適用した変形例である。ソーラー時計用の金属文字板は、1次電池式時計に使われるような通常の金属製文字板に、ソーラーセルに光を当てるための開口部を設けたものである。半透過型文字板に対し、装飾性に優れているが、開口部以外は光を透過しないために、光照射量が大幅に減少する欠点がある。
この変形例3は、上記変形例2に金属文字板15を使用している。ここで、図8に示すような金属文字板15は、面状のソーラーセル14が光発電を行なうための開口部15a、15b、15cを有している。この金属文字板15は、面状のソーラーセル14上に直接配置しても良いし、光を透過する文字板16に重ねる構造としてもよい。
即ちこの変形例3では、光を透過しない金属文字板を使用した場合でも、一部の開口部15a、15b、15cで発電電力を確保することができ、かつ、分割線がないため、多様なデザインに対応できる。
さらに、リング状のソーラーセル2により、発電電力を稼ぐことが出来るので、開口部15a、15b、15cの大きさが小さくても発電電力が不足することが無いので、開口部の大きさの制限がゆるやかになり、デザイン制約が大幅に解消される。
前者は薄型化に有利であり、後者は金属文字板15が製造しやすく、コストダウンできるメリットがある。
今までの全実施例では、面状のソーラーセル1(12,13,14)とリング状のソーラーセル2を直列接続し、出力電圧を大きくする実施例であったが、面状のソーラーセル1(12,13,14)とリング状のソーラーセル2が同じ分割数(単一セルの場合も含む)、すなわち、ソーラーセルとしての出力電圧が同じという前提で(同じ電圧でないと低い電圧の方に制限されてしまう)、両者を並列接続しても良い。
図7(c)に、面状のソーラーセル14とリング状のソーラーセル2を並列接続した場合の等価回路図を示す。
並列接続することで、出力電流を増加させることが可能となる。並列接続は、大きな電流を必要とするブザーやセンサーなどの重負荷を駆動する多機能時計に対し好適である。但し、出力電圧は減少するので、2次電池への充電の際は、適宜昇圧回路などの併用を考慮すべき場合もある。
第2実施例は、各ソーラーセルの分割と接続を工夫することにより、従来に無い効果を生むことが出来ることを示す実施例である。
図10は、第2実施例の電子時計の平面図であり、図11は、ソーラーセル部の電気回路図である。
もちろん長袖により時計が覆われる事象に限るモノではなく、左半分、上半分、下半分
が覆われた場合でも同様であり、使用上の環境に影響されにくい時計を提供できる。
1a 正電極
1b 負電極
1c 開口部1
1d 開口部2
1e 面状のソーラーセルの分割線
2 リング状のソーラーセル
3 回路基板
4 時計モジュール
5a、5b 接続バネ
6 導電体
7 見返しリング
8 文字板
9 ケース
10 裏蓋
11 風防ガラス
12 従来例のソーラーセル
12a従来例のソーラーセルの分割線
13 本発明の第1施形態の変形例1を表す面状のソーラーセル
13c本発明の第1施形態の変形例1を表す面状のソーラーセルの分割線
14 本発明の第1施形態の変形例2を表す面状のソーラーセル
15 金属文字板
15a、15b、15c 金属文字板の開口部
16 本発明の第2実施形態における電子時計の文字板
17 本発明の第2実施形態を表す面状のソーラーセル
17a、17b 本発明の第2実施形態を表す面状のソーラーセルの単一セル
18 本発明の第2実施形態を表すリング状のソーラーセル
18a、18b 本発明の第2実施形態を表すリング状のソーラーセルの単一セル
19a、19b 本発明の第2実施形態における接続バネ
21 本発明の第2実施形態における導電体
22 リューズ
30 長袖
Claims (7)
- 発電手段としてソーラーセルを有するソーラーセル搭載の電子時計であって、
時刻等の表示面上に配置される面状ソーラーセルと、
前記表示面の外周に、前記表示面に略垂直に受光面が配置されるリングソーラーセルを
少なくとも有することを特徴とするソーラーセル搭載の電子時計。 - 時計の中心を通る第1直線と、該第1直線と略直交し時計の中心を通る第2直線に対し、前記面状ソーラーセルが前記第1直線にて別個のセルに分割され、
前記リングソーラーセルが前記第2直線にて別個のセルに分割されている
ことを特徴とする請求項1に記載のソーラーセル搭載の電子時計。 - 上記面状ソーラーセルの分割セルの1つと前記リングソーラーセルの分割セルの1つが並列接続されて1グループを形成し、該グループ同士は直列接続される
ことを特徴とする請求項2に記載のソーラーセル搭載の電子時計。 - 前記面状ソーラーセルと前記リングソーラーセルの少なくとも一方が、単一セルで構成される
ことを特徴とする請求項1に記載のソーラーセル搭載の電子時計。 - 前記面状ソーラーセルの視認側に、受光用の開口部を設けた金属文字板を配置した
ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載のソーラーセル搭載の電子時計。 - 前記受光用開口部に半透過部材を配置した
ことを特徴とする請求項5に記載の充電式電子時計。 - 前記面状ソーラーセルと前記リングソーラーセル間の電気的接続を、
ムーブメント内に配置される回路基板上で行う
ことを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1つに記載のソーラーセル搭載の電子時計。
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