JP2013029469A5 - - Google Patents

Description

太陽電池付電子時計

本発明は太陽電池付電子時計の構造に関し、とくに太陽電池を時計文字板の表面に対してほぼ垂直に配置する太陽電池付電子時計に関するものである。

太陽電池を時計ムーブメントに配置する電子時計は、電池交換の必要がないことから、広く一般的に普及してきており、通常の秒針分針時針を有する３針タイプの時計だけでなく、クロノグラフ機能や標準電波を受信する自動時刻修正機能付などの付加機能を搭載した製品が実用化されている。太陽電池を搭載する電子時計は、文字板を光半透過性の材料で形成し、この文字板と時計駆動部の間に、板状の太陽電池を配設する構造が一般的である。上記の配置構造を採用した場合、文字板を光半透過性の材料で形成する必要があることから、文字板のデザインに制約が生じる問題点がある。

このような文字板のデザイン制約を解消するために、例えば特許文献１に記載されたように、太陽電池を文字板の下ではなく、文字板の外周に環状に配置した太陽電池付電子時計が提案されている。この時計では太陽電池の受光面（発電面）が時刻表示部の中心側を向くように文字板の外周に配置されているので、文字板はデザイン面での制約を受けることがなくなった。

また特許文献１の時計では、太陽電池の受光面が文字板面に対してほぼ垂直に配置されるので、光を受ける面では従来より多少不利になる。それを補うために特許文献１の時計では、文字板外縁と太陽電池の間に配置された導光部材によって太陽電池に対して効率良く光を導くようにしている。さらに、導光部材によって太陽電池の発電面が有する暗褐色を見え難くして使用者に太陽電池の存在を意識させないようにもしている。

さらに特許文献１では、太陽電池の発電面が時刻表示部の中心側を向いて、かつ文字板の面に対してほぼ垂直に配置されているので、発電面にある出力電極と時計駆動部の回路基板とを、弾性を有する接続バネで導通するように構成している。

特開２００３−１３０９７４号公報（図１、図５）

しかしながら、特許文献１のように太陽電池と回路基板とを導通する接続バネがあると、接続バネの一部が視認される問題があった。特許文献１の場合、同文献の図５に示したように、接続バネの一部は時刻表示領域の２時位置にあるので、一般的な６時位置と１２時位置に装着用のバンドが取り付けられている時計では、使用者が時刻を確認するときに、接続バネの金色が視野に入ってくることになる。接続バネの位置は文字板の表面よりも下側なので、一見すると見えないと思われるが、実際には導光部材を通して文字板の下側まで導かれた光の一部が接続バネまで到達し、それが接続バネ表面で反射して導光部材にもどり、それが視認されていると考えられる。

文字板外縁と接続バネを結ぶ直線上に文字板スペーサー等で遮蔽を設けることで接続バネの金色を直接確認することは出来なくなるが、それでもソーラーセル、文字板スペーサーの暗褐色の中では、接続バネの金色の光沢は反射により僅かながら外観に漏れ出して視認される場合がある。

また同様な問題として太陽電池の端部も視野に入る問題があった。特許文献１の時計で使用する太陽電池は帯の形状をしたフィルム状の太陽電池である。そして文字板外縁に環状に湾曲させて配置しているが、通常ソーラーセルの長さは、文字板外縁の長さよりも少し長くなるように設定され、両端部は重ねて配置するようにしている。その重なり部分が視認されてしまうという問題もあった。

本発明は上記の太陽電池付電子時計において、文字板の外縁部に配置したソーラーセルと時計駆動部の回路基板とを導通する接続バネの存在を視認し難くさせるための時計構造を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明における太陽電池付電子時計は下記記載の手段を採用する。
時刻表示部を構成する文字板と、時計駆動部と、前記時計駆動部を動作させるための電力を発生する太陽電池であって、受光面に出力端子を有するとともに、前記受光面が前記時刻表示部の中心側を向きながら前記文字板の外周に環状に配置された太陽電池と、前記太陽電池の電力を前記時計駆動部の回路基板に導通させるための接続部材とを有する太陽電池付電子時計において、前記接続部材と前記太陽電池との接続位置は、時計使用者が時刻を視認したときに死角になる位置に配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、時計駆動部の回路基板と太陽電池とを導通させるための導通部材の接続位置が、時計使用者が時刻を視認したときに死角になる位置に配置されているので、時刻を確認する場合に接続部材が視認され難くなる。
本発明を限定するものではないが、例えば一般的な時計の時刻表示部の構造では、６時位置を挟んで３時から９時位置の範囲内に接続バネを配置した場合、６時位置が使用者の手前になり使用者の視界からはケース内縁により接続バネから反射される光は遮られるので、接続部材から反射される不快な光は、使用者に認識され難くなる。

本発明の実施形態における太陽電池付電子時計を示す断面図である。 本発明の実施形態における太陽電池付電子時計の６時位置における断面図である。 本発明の実施形態における太陽電池付電子時計に使用するソーラーセルを示す平面図である。 （ａ）は腕時計使用者が６時側を手前にして時刻を視認したときの表示状態を示す説明図であり、（ｂ）は（ａ）の状態で時刻を視認したときに四角となる領域を斜線で示した説明図である。 本発明の実施形態における太陽電池付電子時計を腕に装着した状態を示す説明図である。

以下、図面を用いて本発明の実施形態における太陽電池付電子時計の構成を詳しく説明する。

図１は、本発明の実施形態における太陽電池付電子時計を示す断面図であり、図２は６時位置における断面図である。図３は、本発明の実施形態におけるソーラーセルの平面図である。図４は本発明の実施形態における太陽電池付電子時計の外観を示す平面図である。図５は本発明の実施形態における太陽電池付電子時計を使用した状態を示す説明図である。

図１において、１０は時計駆動部、３は時計駆動部１０に搭載された文字板である。２は太陽電池、４は太陽光などの光を太陽電池２へ導くとともに、太陽電池２を見えにくくするためのプリズムである。５はケース、６は時刻表示部を覆うガラスである。１は太陽電池２とプリズム４を保持するとともに、時計駆動部１０と文字板３をケース５に適合させるために介在している支持部材である。図１に示すように、支持部材１は時計駆動部１０の外周側に配置されて時計駆動部１０と文字板３を保持する。そして時計駆動部１０を保持した支持部材１はケース５内に収納される。

時計駆動部１０は、図示しないが、時計駆動部１０の基台となって、図示しない輪列機構や回路基板などの構成要素を保持する地板と輪列受との間に、指針を駆動する輪列を回転可能に軸支している。
さらに地板には、時間基準源となる水晶振動子や半導体集積回路を保持した回路基板などが配置されている。本実施例の太陽電池付時計は、回路基板に実装した半導体集積回路装置によって水晶振動子の基準信号を分周して、ステップモータのロータを所定周期、たとえば１秒周期で回転している。ロータの回転は、減速輪列である四番車および三番車を介して中心車に伝達し、中心車は１時間で１回転する。中心車の回転は、減速輪列である日の裏車を介して筒車に伝達し、筒車は１２時間で１回転する。

図1に示す支持部材１は樹脂材料からなり、その外周部に凸部１ｆと、この凸部１ｆと少
し間隔をあけてさらに外周部側にソーラーセルガイド１ｂを設けてある。
凸部１ｆは、文字板３の端面３ａが対向する内側壁１ｃと、ソーラーセルガイド１ｂと所定の間隙を介して対向する外側壁１ｇと、内側壁１ｃと外側壁１ｇとの間の頂部１ｅを有する。さらに支持部材１には、文字板３を載置して、文字板裏面３ｂと接する文字板受面１ｄを設けてある。

ソーラーセルガイド１ｂの内周壁面と外側壁１ｇとの間の間隙は、ソーラーセル２を収納保持するソーラーセル収納部１ａになっている。ソーラーセル収納部１ａに収納保持されるソーラーセル２は、凸部１ｆの外側壁１ｇによって斜めに傾くことを抑えられ、文字板３の表面に対して発電面（符号つけること）をほぼ垂直に保持可能となっている。

ソーラーセル２は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエーテルニトリル（Ｐ
ＥＮ）に代表される樹脂基板上に、導電型が異なるアモルファスシリコン層を積層して構成している。樹脂材料からなる基板は可撓性を有しており、発電の特性を損なうことなく、ソーラーセル２はある程度自由に丸めたり曲げたりすることができるようになっている。

ソーラーセル２の受光面２ａ側には、透光性材料からなる環状のプリズム４が配設されている。プリズム４は、ソーラーセル２をガラス６側から視認したとき、ソーラーセル２を見にくくする役割と、ガラス６を透過してプリズム４に入射する光を屈折させてソーラーセル２の受光面に効率よく光照射させる役割とをもつ。

プリズム４は、プリズム面を具備し、６つの面をもつ断面形状を有する。
プリズム４は、支持部材１の頂部１ｅとケース５の鍔部５ａとの間に挟持されて固定されている。

このプリズム４は、光を透過しやすい無色透明のポリカーボネート材で形成する。したがって、ガラス６を透過して文字板３側から入射する光は、プリズム４を透過してソーラーセル２の発電面へと入射し、ソーラーセル２に光起電力が発生する。

ケース５のガラス６固定面と反対側には、ケース５内部を密閉する裏蓋１１が固定されている。

ソーラーセル２は、前述のように、樹脂材料からなる基板上に形成していることから、支持部材１のソーラーセル収納部１ａに組み込むと、樹脂基板の弾性力によって広がろうとする力が働き、ソーラーセルガイド１ｂの内壁壁面に張り付くように保持される。
また、ソーラーセル２の長さは、文字板３の外周長さより長くなるように構成されている。このため、ソーラーセル２をソーラーセル収納部１ａに組み込むと、図２に示すように、６時位置のソーラーセルガイド１ｂと凸部１ｆ間で、ソーラーセル２の長さ方向の両端部が重なって配置されている。

このように、ソーラーセル２の長さ方向の端部が重なるようにソーラーセル収納部１ａに収納保持することによって、ソーラーセル２を支持部材１に組み込んだ後におけるハンドリングや組立て工程において、ソーラーセル２がソーラーセルガイド１ｂから外れることはなく、作業性が良好となる効果を得ることができる。

この効果を発揮させるために、ソーラーセルガイド１ｂの内側壁面と外側壁１ｇとの間の間隙寸法、すなわちソーラーセル収納部１ａの幅寸法は、ソーラーセル２の厚さ寸法の２倍より若干大きくなるように設定している。

ソーラーセル２と時計駆動部１０の回路基板との接続構造は次にようになっている。図２に示すように、ソーラーセル２はソーラーセル受光部２ａとソーラーセル接続端子部２ｂとからなり、支持部材1の文字板の６時表示位置に配置するソーラーセルガイド１ｂ部分に、ソーラーセル接続端子部２ｂが形成されている一端を挿入して固定する。

本発明の一番の特徴は、ソーラーセル２と接続バネ７とのとの接続位置が、時刻表示部の６時位置を挟んで３時位置から９時位置の範囲内に配置されていることである。本実施例では、６時位置に接続バネ７とソーラーセル２との接続位置を配置し、接続バネ７は時計駆動部１０の回路基板１０ａ面に配置して固定されている。つまり、６時位置において、ソーラーセル接続端子部２ｂが形成されたソーラーセル２の一方の端部は、支持部材１のソーラーセル収納部１ａの底面を貫通させた部分に挿入されて位置決めされており、ソーラーセル受光部２ａは支持部材１のソーラーセル収納部１ａに沿って1周環状に
配置され、他方の端部はソーラーセル接続端子部２ｂが形成された一方の端部の内周部分で重なるように配置されている。

そして、接続バネ７とソーラーセル接続端子部２ｂを導通させるために、支持部材１のソーラーセルガイド１ｂでソーラーセル接続端子部２ｂが形成された端部を保持している。ソーラーセルガイド1ｂは図２に示すように、文字板３よりさらに下にある接続バネ７側
まで延長した形状になっている。これによりソーラーセル２の背面を保持して、ソーラーセル接続端子部２ｂから時計駆動部１０の回路基板１０ａに、接続バネ７でソーラーセル２により得られた電気的エネルギーを導通させている。

このように構成した太陽電池付時計を視認したときの状態を図４、図５に示す。図４（ａ）は腕時計使用者が６時側を手前にして時刻を視認したときの表示状態を示す説明図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）の状態で時刻を視認したときに死角となる領域を斜線で示した説明図である。図５は、本発明の実施形態における太陽電池付電子時計を腕に装着した状態を示す説明図である。

通常時刻表示部を視認する場合は、図５に示したように、６時側が手前になる。したがって、図４（ａ）に示すように、１２時を挟んで３時から９時の領域１３は、その内側内面が使用者からも視認できる状態になるが、使用者の手間になる６時側は死角となって時刻表示領域の縁の部分が見え難くなる。つまり図４（ｂ）に斜線部で示したように、文字板の６時位置斜め上方より文字板３を見た場合には、ケース内縁５ａにより遮られる領域１２が発生する。

このケース内縁５ａにより遮られる領域１２は、６時位置を挟んで３時位置から９時位置の範囲内になるので、接続バネ７とソーラーセル２のソーラーセル接続端子部２ｂとの接続位置をこの領域内に配置することにより、時計使用者から接続バネ７で反射される光を視認されることがなくなる。同様にソーラーセル２の両端が重なる位置もこの領域内に配置することにより、視認されることがなくなる。

なお本実施例では、腕時計を実施例として説明したが、本発明は腕時計に限定されるものではない。例えば、壁掛け時計などは目線よりもやや高い壁面に配置されることが多いので、腕時計と同様に効果がある。

また時計のデザインによっては、必ずしも時計使用者の死角になる範囲が６時位置を挟んで３時位置から９時位置の範囲内にならないデザインになる場合もあるが、その場合は適宜、時計使用者の死角になる範囲に接続バネ７とソーラーセル２のソーラーセル接続端子部２ｂとの接続位置を配置すればよい。本発明の特徴を逸脱しない範囲での改良は本発明に含まれるものである。

１ 支持部材
１ａ ソーラーセル収納部
１ｂ ソーラーセルガイド
１ｆ 凸部
２ ソーラーセル
３ 文字板
４ プリズム
５ ケース
６ ガラス
８ 文字板装飾部
１０ ムーブメント主要部