JP2576869B2

JP2576869B2 - 小型充電装置

Info

Publication number: JP2576869B2
Application number: JP62176401A
Authority: JP
Inventors: 研二坂本; 求早川
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1987-07-15
Filing date: 1987-07-15
Publication date: 1997-01-29
Anticipated expiration: 2012-01-29
Also published as: JPS6423730A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は充電可能なアナログクォーツ時計の充電装置
に関するものである。

〔従来の技術〕

従来アナログクォーツの充電方式としては、文字板の
一部に太陽電池をとりつけ、太陽電池からのエネルギー
を２次電池に充電する方法や、特開昭52−154665、特開
昭49−118467、実新公告56−4240等に見られる様に、腕
時計ケース外部に充電用の端子を設け、外部電源と接触
することにより２次電池に充電する方法が提案されてい
る。また、さらに特開昭61−29783に見られるように、
時計内部に配置された電磁結合充電用コイルに外部より
磁界を加え、２次電池に充電する方式が提案されてい
る。同方式では、充電中はモータを規正し、モータ駆動
回路をOFFし、充電中の時計を計数する計数・一致回路
を設け、充電動作終了後に、充電時間分の遅れを補正す
る為の手段を有している。

〔発明が解決しようとする問題点〕しかし、従来の技術では以下の様な問題点を有してい
る。

第一に、太陽電池方式や充電端子方式であるが、腕時
計サイズではデザイン上の制約があり、装飾的な美しさ
を売り物とするアナログクォーツ腕時計に採用すること
は困難である。

次に、特開昭61−29783の電磁結合方式であるが、同
方式では充電の為に腕時計に加える磁界が、運針用ステ
ップモータに影響し、運針ミスリ、針のビビリ等を生じ
る。このため充電中のモータ規正手段、計数・一致手段
等を必要とし、充電可能腕時計の設計上の制約、コスト
アップの要因が大きい。また、充電可能腕時計の店頭デ
ィスプレイとして充電装置を利用することを考えた場
合、充電中に運針をストップすることは商品のイメージ
ダウンにつながる。また、ディスプレイ付近に展示して
ある他のアナログ時計に影響を与えることも大きな問題
である。また、こうした充電装置の具体的かつ有効的手
段は未だ実用化されていないのが現状である。特に、電
磁結合効率を高め、短時間、低消費電力で腕時計を充電
できる小型、低コストの充電装置の実用化は極めて困難
であった。

そこで本発明はこのような問題点を解決するもので、
その目的とするところは、充電可能腕時計を、その設
計、デザイン上の制約を与えず、また運針に影響するこ
となく、短時間、低消費電力で店頭ディスプレイ用とし
ても、また個人ユースとしても手軽に充電できる小型、
低コストの充電装置を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の小型充電装置は、励磁周波数を設定する発振
部と、この励磁周波数で励磁される充電コイル部とを有
し、充電コイル部の上方に設置された電子時計の２次コ
イルに誘起電流を発生させることにより電子時計に充電
可能な小型充電装置であって、充電コイル部は、平板状
のコイルヨークと、このコイルヨーク上に上下方向に磁
極を形成するように平面的に配置された一対の充電コイ
ルとを備えており、それぞれの充電コイルに形成される
磁極の向きが反対であることを特徴としている。

〔作用〕

本発明の小型充電装置は、一方の充電コイル、コイル
ヨーク、他方の充電コイルおよび電子時計の２次コイル
によって磁気回路が効果的に形成され、磁束の漏れが少
なくなるので充電効率を高くできる。さらに、それぞれ
の充電コイルで形成される磁極の向きが反対となるの
で、２次コイルを鎮交する磁束が強め合い、いっそう充
電効率を高めることができる。さらに、平板状のコイル
ヨークの上に平面的に充電コイルを配置してあるので、
薄く小型で充電効率の良い小型充電装置を実現できる。

例えば、発振部からスイッチング素子により充電コイ
ルに一定の励磁周波数の交流電流が一対の充電コイルに
流れると、この電流により発生した磁束は、鉄板または
他の電磁銅板などからなるコイルヨークおよびこのコイ
ルヨーク上に固定された充電コイル、さらに電子時計内
部に配在された２次コイルの磁心により構成される磁気
回路を流れる。従って、２次コイルは電磁誘導の原理に
より誘起電圧が発生し、２次コイルから整流回路を通じ
て充電電流が流れ、電子時計の２次電池などが充電され
る。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例における電子時計用充電装置
の回路であって、１は発振部、２、３、４、５はスイッ
チング素子、６はスイッチング素子により励磁される充
電コイル部である。また、７はスイッチ、８はタイマー
部であり、スイッチ７を押すと充電動作を開始し、タイ
マー部８により設定された一定時間経過後に充電動作を
終了する。また、９は充電動作中であることをLED等の
手段により表示するための表示部である。第２図は充電
コイル部６の構成を示す詳細図である。同図より分かる
様に、本実施例においては、充電コイル部は一対の充電
コイル10、11を鉄板または他の電磁鋼板よりなるコイル
ヨーク12上に貼り付けた構成になっている。充電コイル
の形状は、平面状おむすび型形状となっているが、他の
任意形状例えば円型形状等にしても良く、本発明の域を
出るものではない。また一対の充電コイル10、11は直列
接続されている。また、この充電コイル10、11を並列接
続しても良い。第１図O₁、O₂はそれぞれ接続されたコイ
ルの両端を示している。この両端に交流電圧を印加する
ことにより、一対の充電コイルにはそれぞれ交流磁界が
発生し、それぞれの上面及び下面に磁極（Ｎ極又ハＳ
極）を形成する。本実施例においては、充電コイル10及
び充電コイル11に形成される磁極の向きが反対となる様
に構成されている（例えば、充電コイル10の上面がＮ極
である時は充電コイル11の上面はＳ極となる）。この構
成は例えば、充電コイル10、11の巻き始め同士あるいは
巻き終り同士を接続する、またはそれぞれの充電コイル
の巻き方向を逆にする、またはそれぞれの充電コイルの
貼り付け方向（表裏）を逆にする等の手段により容易に
実現でき、本実施例では充電コイルの巻き終り同士を接
続している。

第３図は、本実施例における充電コイルの励磁タイミ
ングを示すタイミングチャートである。同図SOは発振部
１より出力される信号で、この信号により充電コイルの
励磁周波数、即ち充電用交流磁界の周波数が設定され
る。この励磁周波数を500Hz以上に設定すれば、アナロ
グ電子腕時計の運針用ステップモータにミスリが発生し
ないことが実験上確認されている（即ち、ステップモー
タのロータが追従しない）。従って、充電中にもアナロ
グ電子時計の運針をストップする必要はない。

第４図は、充電コイルの励磁周波数と、２次コイルか
ら２次電池へと流れる充電電荷量の関係を示すグラフで
ある。本実施例の場合、充電コイルの仕様は線径0.3m
m、巻数170ターン、インダクタンス0.64mHで、２次コイ
ルの仕様は線径0.035mm巻数3830ターン、インダクタン
ス0.5Hとなっている。第４図から分かる様に、充電電荷
量は、充電コイルの励磁周波数が1000Hz付近で最大とな
る。

また、前述した様に、励磁周波数を500Hz以上に設定
すれば運針への影響もない。従って、本実施例では充電
コイルの励磁周波数、即ち発振部１の出力信号SOの周波
数を1000Hzに設定している。

また、第３図S1、S2はそれぞれスイッチング素子２、
４及び３、５に印加される信号を示している。また、S
3、S4はそれぞれコイル両端O₁、O₂の電圧（コイル励磁
電圧）のタイミングを示している。これにより充電コイ
ルに流れる電流の向きは1msec（即ち1000Hz）ごとに切
り換わる。P1,P2はこの時充電コイル10、11の上面に形
成される磁極の方向を示している。

以上の様なタイミングで充電コイルを励磁することに
より発生した磁束は、第５図に示した様に、コイルヨー
ク12、充電装置上に置かれた電子時計13内部に配在され
た２次コイル14の磁心15により構成される磁気回路を通
して流れ（即ち、充電コイル11の上面のＮ極→２次コイ
ル磁心15→充電コイル10の上面のＳ極→同下面のＮ極→
コイルヨーク12→充電コイル11下面のＳ極といった経
路）、２次コイル14には誘起電圧が発生し、整流回路16
を通して充電電流が流れ、２次電池17が充電される。

本発明の場合、一対の充電コイル10、11を磁性体のコ
イルヨーク12上に固定した構造であるため、充電コイル
より発生した磁束の大部分はコイルヨーク12の内部を通
り、上述した磁束の経路が効果的に形成される。このコ
イルヨークがないと、空気中に漏れる磁束が多くなり、
充電効率が低下する。

また、本発明の場合、充電コイル10、11に発生する磁
極が180゜位相差、即ち反対向きとなる様に構成されて
いるため、２次コイル磁心15を鎮交する磁束は強め合
う。即ち一方の充電コイルより発生した磁束は２次コイ
ル磁心15を通り、もう一方の充電コイルに確実に鎮交す
ることにより、充電効率が高められる。もし充電コイル
10、11に発生する磁極が同方向となる様に構成すると、
それぞれの磁束は反発し合い、２次コイル磁心15を鎮交
する磁束数が減少し、充電効率が低下する。

以上の様に、本発明の構成では充電効率が高められて
いる。

第６図は本発明の実施例における電子時計用充電装置
の外観図であって、18は外装ケース、７はスイッチ、９
は充電中であることを表示する表示部である。また、21
は内部に２次コイルを配在した充電機能付アナログ電子
腕時計であり、本実施例における充電装置は、前述した
充電コイルをコイルヨークに貼り付けた充電コイル部を
外装ケース内に収納し、外装ケース上の充電コイル部上
方に対応する位置に前記充電機能付アナクグ電子腕時計
21を設置可能な構造となっている。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、励磁周波数を設定
する発振部と、この励磁周波数で励磁される充電コイル
部とを有し、この充電コイル部の上方に設置された電子
時計の２次コイルに誘起電流を発生させることにより電
子時計に充電可能な小型充電装置において、充電コイル
部に平板状のコイルヨークと、このコイルヨーク上に上
下方向に磁極を形成するように平面的に配置された一対
の充電コイルとを備えており、それぞれの充電コイルに
形成される磁極の向きが反対となるので、電子時計の２
次コイルとの間に磁気回路を効果的に形成できる。この
ため、磁気回路からの磁束の漏れを防止でき、さらに、
２次コイルを鎮交する磁束を高められる。さらに、平面
的な充電装置を形成できるので、簡単な回路構成で小型
かつ充電効率の良い小型充電装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図。第２図は充電コイル部の構成を示す詳細図。第３図は本発明の一実施例における充電コイルの励磁タ
イミングチャート。第４図は充電コイル励磁周波数と、充電電荷量の関係
図。第５図は本発明の一実施例における磁路構成説明図。第６図は本発明の一実施例における電子時計用充電装置
の外観図。１……発振部２、３、４、５……スイッチング素子６……充電コイル部 12……コイルヨーク 18……外装ケース

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】励磁周波数を設定する発振部と、前記励磁
周波数で励磁される充電コイル部とを有し、この充電コ
イル部の上方に設置された電子時計の２次コイルに誘起
電流を発生させることにより前記電子時計に充電可能な
小型充電装置において、前記充電コイル部は、平板状のコイルヨークと、このコイルヨーク上に上下方向に磁極を形成するように
平面的に配置された一対の充電コイルとを備えており、
それぞれの前記充電コイルに形成される前記磁極の向き
が反対であることを特徴とする小型充電装置。