JP3041357B2 - 熱発電ユニット付き発電ブロック - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ゼーベック効果に
基づく起電力を発生する熱電素子を収容した熱発電ユニ
ットを含む熱発電ユニット付き発電ブロックに関する。
特に、本発明は、熱発電ユニットにより発生した起電力
を昇圧するための昇圧回路を含む昇圧回路ブロックと、
熱発電ユニットにより発生した起電力を蓄電させる動作
を制御し、かつ、昇圧回路の動作を制御するためのため
の電源動作制御回路とを備えていることを特徴とする熱
発電ユニット付き発電ブロックに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の熱電式腕時計では、例えば、特開
昭５５−２０４８３号公報に開示されているように、多
数の個々の要素部品からできている熱電式発電機が、金
属製のケーシング底部と支持リングとの間に配置されて
いる。この熱電式発電機（ペルチェ・バッテリー）は、
熱極がケーシング底部に対向して置かれ、冷極が金属製
カバーに対向して置かれている。また、他の構造では、
熱電式発電機は、ショックアブゾーバを介して中間リン
グに対して保持されている。従来の他の電子時計では、
特開平８−４３５５５号公報に開示されているように、
第一の絶縁体を吸熱側とし、第二の絶縁体を放熱側とし
て、出力端部に起電力を得て、この起電力を蓄電部材に
蓄え、この蓄電部材により時刻表示手段を作動させてい
る。

【０００３】また、従来の発電素子を有する時計では、
特開平９−１５３５３号公報に開示されているように、
４個の熱電素子が、腕時計内部の空間においてムーブメ
ントによって占められる部分以外に分割されて配置され
ている。この熱電素子では、ｐ型熱電体とｎ型熱電体と
が端部において接続され、熱電対を形成している。熱電
対のすべてを直列に接続して熱電素子を構成している。
また、従来の熱電発電腕時計では、実開平７−３２５９
０号公報に開示されているように、熱電発電素子が、裏
蓋とモジュールカバーとの間に配置されている。熱電発
電素子は多数の熱電対を含んでいる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】いずれの従来文献も、
１つ以上の熱電素子を収容した熱発電ユニットを開示し
ていない。熱電素子は外力に対する抵抗力が弱い。特
に、熱電素子では、細長い柱状の形態の多数のｐ型熱電
体とｎ型熱電体とが並べられているので、ｐ型熱電体及
びｎ型熱電体に、それらの長手方向に直角の向きの力が
加わると、熱電素子が破壊するおそれがあった。また、
ｐ型熱電体及びｎ型熱電体に、それらの長手方向に沿う
力が加わった場合にも、その力が一定の大きさを超える
と、熱電素子が破壊するおそれがあった。従来、熱電素
子を熱発電ユニットとして実装することなしに、熱電素
子を直接に腕時計内部の空間に配置しているので、熱電
素子の強度を高めることができなかった。また、複数の
熱電素子を用いる場合には、それらの熱電素子を接続す
るための手段を必要としていた。

【０００５】更に、従来、複数の熱電素子を含む熱発電
ユニットを有し、昇圧回路及び昇圧回路の動作を制御す
るためのための電源動作制御回路を備えた熱発電ユニッ
ト付き回路ブロックは開発されていなかった。

【０００６】

【発明の目的】本発明の目的は、発電効率が良い熱発電
ユニット付き発電ブロックを提供することにある。本発
明の他の目的は、小型で薄型の熱発電ユニット付き発電
ブロックを提供することにある。本発明の他の目的は、
製造が簡単な熱発電ユニット付き発電ブロックを提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の熱発電ユニット付き発電ブロックは、ゼー
ベック効果に基づく起電力を発生する１つ以上の熱電素
子を収容し、かつ、吸熱板を構成する第１伝熱板を含
み、放熱板を構成する第２伝熱板を含む熱発電ユニット
と、熱伝導性のある材料で作られ、第２伝熱板と接触す
るように配置された熱伝導体と、熱発電ユニットにより
発生した起電力を昇圧するための昇圧回路を含む昇圧回
路ブロックと、熱発電ユニットにより発生した起電力を
蓄電させる動作を制御し、かつ、昇圧回路の動作を制御
するためのための電源動作制御回路と、電気的に絶縁性
のある材料で作られている発電ブロックわくとを備えて
おり、熱発電ユニットと、熱伝導体と、昇圧回路ブロッ
クと、発電ブロックわくとは、止めねじと、発電ブロッ
クわくに固定されたねじピンとにより固定されているこ
とを特徴とする。この構成により、小型で発電効率が良
い熱発電ユニット付き発電ブロックを実現することがで
きる。

【０００８】更に、本発明の熱発電ユニット付き発電ブ
ロックでは、第２伝熱板は、その外側面が熱伝導体に接
触した状態で、熱発電ユニットが熱伝導体に取付けられ
ているのが好ましい。この構成により、製造が簡単な熱
発電ユニット付き発電ブロックを実現することができ
る。また、本発明の熱発電ユニット付き発電ブロックに
おいては、昇圧回路ブロックが昇圧回路基板を有し、熱
発電ユニットは、発電した起電力を伝達させるためのリ
ード基板を有し、該リード基板のパターンが昇圧回路基
板のパターンに接触した状態で、リード基板が発電ブロ
ックわくに固定されているのが好ましい。

【０００９】この構成により、製造が簡単な熱発電ユニ
ット付き発電ブロックを実現することができる。また、
本発明の熱発電ユニット付き発電ブロックは、昇圧回路
ブロックの電気素子が、熱発電ユニットの周囲に配置さ
れているのが好ましい。この構成により、小型で薄型の
熱発電ユニット付き発電ブロックを実現することができ
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。 （１）本発明の熱発電ユニット付き発電ブロックの実施
の形態に用いられる熱発電ユニットの構造及びその製造
方法 本発明の熱発電ユニットの製造方法について説明する。
図１を参照すると、最初に、第１伝熱板１２０を準備す
る（工程１０１）。図２及び図３を参照すると、第１伝
熱板１２０は、伝熱性の良い金属、例えば、アルミニウ
ム又は銅等で作られる。第１伝熱板１２０を銅で製造す
る場合には、その表面にニッケルめっきを付けるのがよ
い。第１伝熱板１２０は、ほぼ長方形の平面形状を有す
る薄板状部材である。第１伝熱板１２０は、リード基板
を取付けるためのリード基板台部分１２０ａと、リード
基板を取付けるときにリード基板を案内するための取付
け案内穴１２０ｂ１と、加工案内穴１２０ｂ２と、熱電
素子を取付けるための熱電素子台部分１２０ｄ１及び１
２０ｄ２とを有する。

【００１１】１０個の熱電素子を使用する場合には、５
個の熱電素子が熱電素子台部分１２０ｄ１に取付けら
れ、５個の熱電素子が熱電素子台部分１２０ｄ２に取付
けられる。従って、熱電素子台部分１２０ｄ１、１２０
ｄ２の平面形状は、熱電素子の平面形状に合わせて決定
される。熱電素子台部分１２０ｄ１、１２０ｄ２の厚さ
は、リード基板台部分１２０ａの厚さより薄い。図４を
参照すると、リード基板１３０は細長い部分を含む形状
である。リード基板１３０は、ガラスエポキシ基板であ
ってもよいし、或いは、ポリイミドフィルム基板であっ
てもよい。１０個の熱電素子を直列に配線するためのリ
ードパターン１３０ａ１〜１３０ａ９と、熱発電ユニッ
トの出力端子を構成する２つの出力端子パターン１３０
ｔ１、１３０ｔ２とがリード基板１３０に設けられてい
る。

【００１２】リード基板１３０を第１伝熱板１２０に取
付けるときにリード基板１３０を位置決めするための取
付け案内穴１３０ｂ１、１３０ｂ２が、リード基板１３
０に設けられる。更に、組立案内穴１３０ｂ３、１３０
ｂ４もリード基板１３０に設けられる。案内穴１３０ｂ
１の位置は、第１伝熱板１２０の取付け案内穴１２０ｂ
１の位置に対応して決定される。図１を参照すると、次
に、第１伝熱板１２０のリード基板台部分１２０ａに接
着剤を塗布する（工程１０２）。この接着剤は、好まし
くは、エポキシ系接着剤である。この接着剤は、感熱接
着剤等の他の種類の接着剤であってもよいし、或いは、
シート接着剤であってもよい。図５及び図６を参照する
と、次に、第１伝熱板１２０の取付け案内穴１２０ｂ１
とリード基板１３０の取付け案内穴１３０ｂ１とを合わ
せて、リード基板１３０を第１伝熱板１２０に接着剤１
３２で接着する（工程１０３）。

【００１３】図７から図９を参照すると、本発明の熱発
電ユニットの熱電素子１４０は、上熱電素子基板１４２
と、下熱電素子基板１４４と、複数のＰ型半導体１４６
と、複数のＮ型半導体１４８とを含む。上熱電素子基板
１４２は、Ｐ型半導体１４６とＮ型半導体１４８とを導
通させるための複数の導通用パターン１４２ａを有す
る。下熱電素子基板１４４は、Ｐ型半導体１４６とＮ型
半導体１４８とを導通させるための複数の導通用パター
ン１４４ａと、熱電素子１４０の端子パターン１４４ｂ
１、１４４ｂ２とを有する。図７から図１０を参照する
と、複数のＰ型半導体１４６と複数のＮ型半導体１４８
とは、各Ｐ型半導体１４６と各Ｎ型半導体１４８とが交
互に直列に接続されるように、上熱電素子基板１４２の
パターンと下熱電素子基板１４４のパターンに接続され
ている。

【００１４】このように構成された熱電素子１４０にお
いて、例えば、上熱電素子基板１４２のある側を放熱側
とし、下熱電素子基板１４４のある側を吸熱側とする
と、Ｎ型半導体１４８の中では、電子が放熱側の上熱電
素子基板１４２に向かって移動し、Ｐ型半導体１４６の
中では、電子が吸熱側の下熱電素子基板１４４に向かっ
て移動する。それぞれのＰ型半導体１４６とそれぞれの
Ｎ型半導体１４８とは上熱電素子基板１４２の導通用パ
ターン１４２ａと下熱電素子基板１４４の導通用パター
ン１４４ａとを介して電気的に直列に接続されているた
め、Ｐ型半導体１４６及びＮ型半導体１４８の中で熱の
伝達が電流に変換され、下熱電素子基板１４４の端子パ
ターン１４４ｂ１と１４４ｂ２との間に起電力が生じ
る。図１及び図２を参照すると、次に、第１伝熱板１２
０の熱電素子台部分１２０ｄ１及び１２０ｄ２に接着剤
を塗布する（工程１０４）。この工程１０４で用いられ
る接着剤は、例えば、銀ペーストのような熱伝導性のあ
る接着剤である。この接着剤は、エポキシ系接着剤で熱
伝導性のあるものであってもよいし、或いは、熱伝導性
のある他の種類の接着剤であってもよい。

【００１５】図１、図１１及び図１２を参照すると、次
に、５個の熱電素子１４０ａ１〜１４０ａ５を第１伝熱
板１２０の一方の熱電素子台部分１２０ｄ１に固着し、
５個の熱電素子１４０ａ６〜１４０ａ１０を第１伝熱板
１２０の他方の熱電素子台部分１２０ｄ２に固着する
（工程１０５）。この工程１０５では、それぞれの下熱
電素子基板１４４の端子パターン１４４ｂ１及び１４４
ｂ２をリード基板１３０の近くに配置した状態で、熱電
素子１４０の下熱電素子基板１４４の下側面を熱電素子
台部分１２０ｄ１、１２０ｄ２に銀ペースト１３４で接
着する。これにより、熱電素子１４０の下熱電素子基板
１４４と第１伝熱板１２０とを熱伝導可能にする。従っ
て、図１１に示すように、５個の熱電素子１４０ａ１〜
１４０ａ５がリード基板１３０に対して一方の側（図で
右側）に配置され、５個の熱電素子１４０ａ６〜１４０
ａ１０がリード基板１３０に対して他方の側（図で左
側）に配置される。

【００１６】上述した熱発電ユニットの実施の形態で
は、１０個の熱電素子１４０ａ１〜１４０ａ１０を用い
ているが、熱電素子１４０の数は１個であってもよい
し、或いは、２個以上であってもよい。更に、熱電素子
１４０の数は、偶数であるのが好ましいが、奇数であっ
てもよい。図１を参照すると、次に、工程１０５で用い
た銀ペーストを乾燥させる（工程１０６）。この工程１
０６では、例えば、乾燥温度は１２０°Ｃ〜１５０°Ｃ
であり、乾燥時間は２時間〜５時間であるのが好まし
い。次に、工程検査（１）を行う（工程１０７）。工程
検査（１）では、各熱電素子１４０の抵抗を測定する。
図１、図１３及び図１４を参照すると、次に、１０個の
熱電素子１４０ａ１〜１４０ａ１０のそれぞれの端子パ
ターン１４４ｂ１、１４４ｂ２と、リード基板１３０の
リードパターン１３０ａ１〜１３０ａ９及び出力端子パ
ターン１３０ｔ１、１３０ｔ２との間をワイヤボンディ
ング１５０で導通させる（工程１０８）。このワイヤボ
ンディング１５０は、複数の熱電素子１４０が直列に接
続されるように熱電素子１４０を配線する。

【００１７】図１３を参照すると、熱電素子１４０ａ１
の端子パターン１４４ｂ１とリード基板１３０の出力端
子パターン１３０ｔ１との間をワイヤボンディング１５
０で導通させる。熱電素子１４０ａ１の端子パターン１
４４ｂ２とリード基板１３０のリードパターン１３０ａ
１との間をワイヤボンディング１５０で導通させる。同
様に、ワイヤボンディング１５０により、熱電素子１４
０ａ１から熱電素子１４０ａ５を直列に配線し、熱電素
子１４０ａ６から熱電素子１４０ａ１０を直列に配線す
る。熱電素子１４０ａ５と熱電素子１４０ａ１０とを、
ワイヤボンディング１５０により、リード基板１３０の
リードパターン１３０ａ９を介して直列に配線する。熱
電素子１４０ａ６の端子パターン１４４ｂ１とリード基
板１３０のリードパターン１３０ａ５との間をワイヤボ
ンディング１５０で導通させる。熱電素子１４０ａ６の
端子パターン１４０ｂ２とリード基板１３０の出力端子
パターン１３０ｔ２との間をワイヤボンディング１５０
で導通させる。

【００１８】この工程１０８により、１０個の熱電素子
１４０ａ１〜１４０ａ１０が直列に接続され、リード基
板１３０のパターン１３０ｔ１及び１３０ｔ２は、熱発
電ユニットの出力端子を構成する。図１を参照すると、
次に、工程検査（２）を行う（工程１０９）。工程検査
（２）では、１０個の熱電素子１４０ａ１〜１４０ａ１
０を直列に接続した熱発電ユニットの抵抗を測定する。
図１５及び図１６を参照すると、本発明の熱発電ユニッ
トのユニット枠１６０は、ほぼ長方形の輪郭を有する部
材で、１０個の熱電素子１４０ａ１〜１４０ａ１０の周
囲を取り囲むことができるような形状に構成されてい
る。ユニット枠１６０は、第１伝熱板１２０を取付ける
ための下方取付け部１６０ｄと、第２伝熱板を取付ける
ための上方取付け部１６０ｅと、リード基板１３０を逃
げるためのリード基板にげ部１６０ｆとを有する。

【００１９】ユニット枠１６０の下方取付け部１６０ｄ
と上方取付け部１６０ｅとの間の距離は、第１伝熱板１
２０及び第２伝熱板１７０をユニット枠１６０に取付け
たときに、第２伝熱板１７０の下面と熱電素子１４０の
上熱電素子基板１４２の上面との間に隙間があるように
構成されている。ユニット枠１６０を、ＡＢＳ樹脂、ポ
リカーボネート、アクリルのようなプラスチックで製造
するのがよい。図１及び図１７を参照すると、次に、ユ
ニット枠１６０が１０個の熱電素子１４０ａ１〜１４０
ａ１０の周囲を取り囲むように、ユニット枠１６０を第
１伝熱板１２０に固定する（工程１１０）。このとき
に、ユニット枠１６０のリード基板にげ部１６０ｆはリ
ード基板１３０の上面を逃げるように配置される。

【００２０】ユニット枠１６０の第１伝熱板１２０への
固定は、はめ込みであってもよいし、接着であってもよ
いし、或いは、ユニット枠１６０の一部分を第１伝熱板
１２０へ溶着してもよい。図１を参照すると、次に、グ
リースを１０個の熱電素子１４０ａ１〜１４０ａ１０の
上熱電素子基板１４２の上面に付ける（工程１１１）。
この工程１１１で用いるグリースは熱伝導性が良いシリ
コーングリースであるのがよく、例えば、商品名「東芝
シリコーンコンパウンド」を用いる。図１８及び図１９
を参照すると、次に、第２伝熱板１７０をユニット枠１
６０の上方取付け部１６０ｅに固定する（工程１１
２）。このときに、第２伝熱板１７０の下面と熱電素子
１４０の上熱電素子基板１４２の上面との間には隙間が
あり、この隙間にシリコーングリース１７２が配置され
る。従って、シリコーングリース１７２により、第２伝
熱板１７０と上熱電素子基板１４２とが熱伝導可能にさ
れる。

【００２１】第２伝熱板１７０は、伝熱性の良い金属、
例えば、アルミニウム又は銅等で作られる。第２伝熱板
１７０を銅で製造する場合には、その表面にニッケルめ
っきを付けるのがよい。第２伝熱板１７０は、ほぼ長方
形の平面形状を有する薄板状部材である。第２伝熱板１
７０の外形形状は、ユニット枠１６０の上方取付け部１
６０ｅに取付けることができるような寸法及び形状に形
成される。第２伝熱板１７０のユニット枠１６０への固
定は、はめ込みであってもよいし、接着であってもよい
し、或いは、ユニット枠１６０の一部分を第２伝熱板１
７０へ溶着してもよい。第２伝熱板１７０をユニット枠
１６０に取付けることにより、熱発電ユニット１８０に
収容されている１０個の熱電素子１４０ａ１〜１４０ａ
１０を確実に保護することができる。熱発電ユニット１
８０を他の部材に取付けるときに用いるための案内ピン
１７０ｃ及び１７０ｄが第２伝熱板１７０の一方の面に
設けられている。これらの案内ピン１７０ｃ及び１７０
ｄが外側を向く状態で、第２伝熱板１７０はユニット枠
１６０に取付けられている。案内ピンの数は２本が好ま
しいが、１本であってもよいし、或いは、３本以上であ
ってもよい。

【００２２】図１を参照すると、次に、工程検査（３）
を行う（工程１１３）。工程検査（３）では、熱発電ユ
ニット１８０の抵抗を測定する。次に、工程検査（４）
を行う（工程１１４）。工程検査（４）では、熱発電ユ
ニットの発電性能を測定する。発電性能の測定は、ヒー
タにより熱発電ユニット１８０の一方の伝熱板を加熱し
て、熱発電ユニット１８０の出力する電圧を電圧計で測
定して行う。この測定を行うときには、熱発電ユニット
１８０を配置する室内の温度と、ヒータの加熱温度との
差を一定に保持するようにする。必要に応じて、いずれ
かの工程検査を省略してもよいし、或いは、追加の工程
検査を行ってもよい。

【００２３】本発明の熱発電ユニット１８０と、この熱
発電ユニットに用いられる構成部品の大きさの一例を以
下に示す。 熱発電ユニットの長手方向の長さ： １５．２ミリメートル 熱発電ユニットの横方向の幅： １０．０ミリメートル 熱発電ユニットの厚さ： ２．７ミリメートル 熱電素子の長手方向の長さ： ２．４ミリメートル 熱電素子の横方向の幅： ２．２ミリメートル 熱電素子の厚さ： １．３ミリメートル 第１伝熱板の最大厚さ： ０．５ミリメートル 第２伝熱板の厚さ： ０．５ミリメートル ユニット枠の外側面と内面との間の距離： ０．８ミリメートル 熱発電ユニット１８０を使用して電圧を発生させる場合
には、第１伝熱板１２０を吸熱板としかつ第２伝熱板１
７０を放熱板としてもよいし、或いは、第１伝熱板１２
０を放熱板としかつ第２伝熱板１７０を吸熱板としても
よい。吸熱板及び放熱板の決定の仕方により、リード基
板１３０のパターン１３０ｔ１と１３０ｔ２との間に発
生する電圧の極性が変わる。

【００２４】なお、本発明の熱発電ユニットは、以下に
示す工程によって製造してもよい。第１伝熱板を準備
し、第１伝熱板１２０のリード基板台部分１２０ａにエ
ポキシ系接着剤を塗布し、リード基板１３０を第１伝熱
板１２０に接着し、ユニット枠１６０を第１伝熱板１２
０に固定する。次に、第１伝熱板１２０の熱電素子台部
分１２０ｄ１〜１２０ｄ１０に銀ペーストのような熱伝
導性のある接着剤を塗布し、１０個の熱電素子１４０ａ
１〜１４０ａ１０をそれぞれ第１伝熱板１２０の熱電素
子台部分１２０ｄ１、１２０ｄ２に固着する。次に、前
述した工程１０５で用いた銀ペーストを乾燥させ、各熱
電素子１４０の抵抗を測定する。次に、１０個の熱電素
子１４０ａ１〜１４０ａ１０のそれぞれの端子パターン
１４４ｂ１、１４４ｂ２と、リード基板１３０のリード
パターン１３０ａ１〜１３０ａ９及び出力端子パターン
１３０ｔ１、１３０ｔ２との間をワイヤボンディング１
５０で導通させる。このワイヤボンディング１５０は、
複数の熱電素子１４０が直列に接続されるように熱電素
子１４０を配線する。

【００２５】次に、１０個の熱電素子１４０ａ１〜１４
０ａ１０を直列に接続した熱発電ユニットの抵抗を測定
する。次に、シリコーングリースを１０個の熱電素子１
４０ａ１〜１４０ａ１０の上熱電素子基板１４２の上面
に付ける。次に、第２伝熱板１７０をユニット枠１６０
の上方取付け部１６０ｅに固定する。シリコーングリー
ス１７２により、第２伝熱板１７０と上熱電素子基板１
４２とが熱伝導可能にされる。次に、熱発電ユニット１
８０の抵抗を測定し、熱発電ユニットの発電性能を測定
する。 （２）本発明の熱発電ユニット付き発電ブロックを備え
た時計の外装ケースの実施の形態の構造 次に、本発明の熱発電ユニット付き発電ブロックを備え
た時計の構造について説明する。

【００２６】図２０及び図２１を参照すると、本発明の
熱発電ユニット付き発電ブロックを備えた時計のコンプ
リート、即ち、時計体２００は、外装ケース２０２と、
ムーブメント２０４と、発電ブロック２０６と、文字板
２０８と、指針２１０と、中わく２１２と、りゅうず２
１４とを備えている。外装ケース２０２は、上胴２２０
と、飾り縁２２２と、下胴２２４と、裏ぶた２２６と、
ガラス２２８とを含む。上胴２２０は熱伝導性のある材
料で作られている。上胴２２０を、黄銅、ステンレス鋼
等で作るのが好ましい。飾り縁２２２を、黄銅又はステ
ンレスで作るのが好ましい。飾り縁２２２は上胴２２０
に取付けられるが、飾り縁２２２を設けなくてもよい。
下胴２２４は、断熱性のよい材料で構成される。すなわ
ち、下胴２２４は、上胴２２０と裏ぶた２２６とを断熱
するために断熱部材で構成する。下胴２２４を、Ｕポリ
マー又はＡＢＳ樹脂等のプラスチックで作るのが好まし
い。

【００２７】裏ぶた２２６は熱伝導性のある材料で作ら
れる。裏ぶた２２６をステンレス鋼等の金属で作るのが
好ましい。中わく２１２は、例えば、プラスチックで作
られている。ガラス２２８は上胴２２０に取付けられて
いる。「ムーブメント」とは、時計を駆動する部分を含
む機械体を意味する。ムーブメント２０４は、電源と、
この電源により動作し、時計を駆動するための時計駆動
回路と、この時計駆動回路の出力する信号により動作す
るステップモータ等の転換機と、この転換機の動作に基
づいて回転する輪列と、指針２１０の位置の修正を行う
ための切換機構とを備えている。指針２１０は輪列に取
付けられており、輪列の回転により時刻又は時間に関す
る情報を表示する。指針２１０は、例えば、時針、分
針、秒針を含む。

【００２８】「ムーブメント」について、裏ぶた２２６
のある側を「ムーブメント」の「裏ぶた側」と称し、ガ
ラス２２８のある側を「ムーブメント」の「ガラス側」
と称する。文字板２０８はムーブメント２０４の「ガラ
ス側」に位置している。中わく２１２は、ムーブメント
２０４の「裏ぶた側」から取付けられている。 （３）本発明の熱発電ユニット付き発電ブロックの構造 図２２から図２８を参照すると、本発明の熱発電ユニッ
ト付き発電ブロック２０６は、熱発電ユニット１８０
と、昇圧回路ブロック２４０と、回路絶縁板２４２と、
熱伝導体２４４と、発電ブロックわく２４６とを備え
る。図２９を参照すると、熱伝導体２４４は外周形状が
ほぼ円形の板状部材であり、熱伝導のある材料で作られ
ている。熱伝導体２４４を、銅、黄銅等の金属で作るの
が好ましい。熱伝導体２４４は平らな形状で形成し、曲
げ加工を行わないのが好ましい。この構成により、簡単
な加工工程で熱伝導体２４４を製造することができる。

【００２９】図３０を参照すると、回路絶縁板２４２は
外周形状がほぼ円形の薄板状部材であり、電気的に絶縁
性のある材料で作られている。回路絶縁板２４２を、ポ
リイミド、ポリエステル等のプラスチックで作るのが好
ましい。図３１を参照すると、発電ブロックわく２４６
は外周形状がほぼ円形の部材であり、電気的に絶縁性の
ある材料で作られている。発電ブロックわく２４６を、
ポリカーボネート、ポリアセタール等のプラスチックで
作るのが好ましい。３本のねじピン２４６ａ〜２４６ｃ
が発電ブロックわく２４６に固定されている。図３２を
参照すると、昇圧回路ブロック２４０は外周形状がほぼ
円形の昇圧回路基板２５０を備える。昇圧回路基板２５
０は、例えば、ガラスエポキシ基板又はポリイミド基板
で構成される。昇圧回路を構成するための昇圧用集積回
路２５２と、複数のコンデンサ２６０と、タンタルコン
デンサ２６２と、複数のダイオード２６４とが昇圧回路
基板２５０に取付けられている。そして、本発明の熱発
電ユニット付き発電ブロック２０６においては、昇圧回
路ブロックの電気素子、即ち、昇圧用集積回路２５２、
複数のコンデンサ２６０、タンタルコンデンサ２６２、
複数のダイオード２６４は、熱発電ユニット１８０の周
囲に配置されている。なお、この昇圧回路の構成につい
ては、後で詳細に説明する。

【００３０】再び、図２２から図２８を参照すると、発
電ブロック２０６を製造するときには、案内ピン１７０
ｃ及び１７０ｄを熱伝導体２４４に挿入して、第２伝熱
板１７０の外側面を熱伝導体２４４に接触させた状態
で、熱発電ユニット１８０を熱伝導体２４４に取付け
る。熱発電ユニットリード端子止めねじ２９０により、
熱発電ユニット１８０のリード基板１３０の出力端子パ
ターン１３０ｔ１及び１３０ｔ２を昇圧回路基板２５０
のパターンに接触させて、リード基板１３０を発電ブロ
ックわく２４６に固定する。この状態では、昇圧回路基
板２５０と、回路絶縁板２４２と、熱伝導体２４４と
が、リード基板１３０と発電ブロックわく２４６との間
に介在している。その結果、リード基板１３０の出力端
子パターン１３０ｔ１及び１３０ｔ２は昇圧回路基板２
５０のパターンに導通される。更に、２本の熱伝導体止
めねじ２９２により、熱伝導体２４４を発電ブロックわ
く２４６に固定する。 （４）本発明の熱発電ユニット付き発電ブロックを備え
た時計の実施の形態の構造 図２０を参照すると、文字板２０８及び指針２１０を取
付けたムーブメント２０４は上胴２２０に組み込まれ、
中わく２１２はムーブメント２０４の裏ぶた側に組み込
まれる。発電ブロック２０６はムーブメント２０４の裏
ぶた側に配置され、発電ブロック止めねじ３１０によ
り、上胴２２０に固定される。

【００３１】熱伝導スペーサ３２０は熱発電ユニット１
８０の裏ぶた側に配置される。裏ぶた２２６は下胴２２
４に固定される。この状態では、熱伝導スペーサ３２０
は、一方の面が熱発電ユニット１８０の第１伝熱板１２
０に接触し、他方の面が裏ぶた２２６の内側面に接触す
るように配置されている。図３３を参照すると、本発明
の熱発電ユニット付き発電ブロックを備えた時計の実施
の形態において、ムーブメント２０４は、時計の動作を
制御するための時計駆動用集積回路を取付けた回路ブロ
ック３５０を含む。回路ブロック３５０の裏ぶた側の面
の一部分は、発電ブロックわく２４６のガラス側の面の
一部分と相対して配置されている。図３４を参照する
と、昇圧回路リード端子２１６は、ばね鋼等の弾性材料
で作られ、コイルばねの形状を有する。

【００３２】再び、図３３を参照すると、昇圧回路リー
ド端子２１６は、一端が昇圧回路基板２５０のパターン
と接触し、他端が回路ブロック３５０のパターンと接触
している。昇圧回路リード端子２１６は、圧縮した状態
で昇圧回路基板２５０のパターンと回路ブロック３５０
のパターンとを導通させている。図３５を参照すると、
本発明の熱発電ユニット付き発電ブロックを備えた時計
の実施の形態において、８個の昇圧回路リード端子２１
６が設けられ、それぞれが、８個の昇圧回路基板２５０
のパターンと８個の回路ブロック３５０のパターンとを
導通させている。これらの昇圧回路リード端子２１６
は、２つが昇圧回路用クロック信号を伝達するために設
けられ、１つが充電切換信号を伝達するために設けら
れ、１つが発電検出信号を伝達するために設けられ、２
つが二次電池電圧検出信号を伝達するために設けられ、
１つがプラス電極のために設けられ、１つがＧＮＤ（グ
ランド）のために設けられている。

【００３３】図３６を参照すると、昇圧回路ブロック２
４０の昇圧回路基板２５０と、回路絶縁板２４２と、熱
伝導体２４４とを、リード基板１３０と発電ブロックわ
く２４６との間に介在させた状態で、リード基板１３０
を発電ブロックわく２４６に固定する。リード基板１３
０は、リード基板押さえ板２９１をリード基板１３０の
上に配置して、熱発電ユニットリード端子止めねじ２９
０を発電ブロックわく２４６に設けられたねじピン２４
６ａにねじ締めすることによって、発電ブロックわく２
４６に固定される。図３７を参照すると、上胴２２０
は、裏ぶたのある方向に突出した凸部分２２０ａを有す
る。この凸部分２２０ａは、ほぼ円周に沿ってリング状
に形成されている。すなわち、この凸部分２２０ａは、
時計のムーブメントのほぼ外周に沿って、ムーブメント
の外側に配置されている。

【００３４】熱伝導体２４４は、そのガラス側の面が上
胴２２０の凸部分２２０ａと接触している。熱伝導体２
４４は平らな部材であり、熱伝導体２４４の製造には、
曲げ加工を必要としない。熱伝導体２４４は、熱伝導体
止めねじ２９２を上胴２２０に設けられた雌ねじにねじ
締めすることによって、上胴２２０に固定される。熱伝
導体２４４が上胴２２０に接触しているので、熱発電ユ
ニット１８０から伝達される熱は、熱伝導体２４４を通
って上胴２２０の凸部分２２０ａに伝えられる。本発明
の熱発電ユニット付き発電ブロックを備えた時計に用い
られる熱伝導体２４４は、曲げ加工を行っていた従来の
熱伝導体より、表面積が小さい。その結果、このような
熱伝導体２４４を用いることにより、第２伝熱板１７０
から上胴２２０の凸部分２２０ａに極めて効率的に熱を
伝達することができる。

【００３５】図３８を参照すると、熱伝導スペーサ３２
０は、一方の面が熱発電ユニット１８０の第１伝熱板１
２０に接触し、他方の面が裏ぶた２２６の内側面に接触
している。図３９を参照すると、熱伝導スペーサ３２０
は、円形を一部分切除したような形状に構成される。熱
伝導スペーサ３２０の形状は、第１伝熱板１２０の形状
に対応するように決められる。熱伝導スペーサ３２０
は、熱伝導性の良い材料で作られる。熱伝導スペーサ３
２０は、シリコーンゴムシートで作られるのが好まし
い。このようなシリコーンゴムシートは、例えば、信越
化学工業株式会社の「放熱シリコーンゴムシートＴＣ−
ＴＨタイプ」、北川工業株式会社の「ギャップパッド」
及び「ソフトパッド」として入手することができる。こ
のようなシリコーンゴムシートは、柔らかくて圧縮可能
であり、熱伝導性がよい。

【００３６】図３８を参照すると、熱発電ユニット１８
０を時計に取り付けたとき、熱発電ユニット１８０の裏
ぶた側の面１８０ｆと、裏ぶた２２６の内側面２２６ｆ
との間の隙間Ｔ３は、関連する部品の寸法のばらつきに
より、一定の値にならない。すなわち、上胴２２０の厚
さ、熱伝導体２４４の厚さ、熱発電ユニット１８０の厚
さ、裏ぶた２２６の内側面２２６ｆの位置、下胴２２４
の厚さが、それぞれ公差（製造寸法のばらつき）をもっ
ているので、熱発電ユニット１８０の裏ぶた側の面１８
０ｆと、裏ぶた２２６の内側面２２６ｆとの間の隙間Ｔ
３もばらつく。従って、熱発電ユニット１８０の裏ぶた
側の面１８０ｆと、裏ぶた２２６の内側面２２６ｆとを
直接接触させるように裏ぶた２２６を下胴２２４に固定
することはできない。しかしながら、熱伝導スペーサ３
２０は圧縮可能であるので、熱伝導スペーサ３２０を熱
発電ユニット１８０の裏ぶた側の面１８０ｆと、裏ぶた
２２６の内側面２２６ｆとの間に配置すれば、熱伝導ス
ペーサ３２０が圧縮することにより、熱発電ユニット１
８０の第１伝熱板１２０と裏ぶた２２６とを熱伝導可能
にすることができる。

【００３７】このような構造においては、熱伝導スペー
サ３２０の厚さは、関連する部品の公差を考慮して、熱
発電ユニット１８０の裏ぶた側の面１８０ｆと、裏ぶた
２２６の内側面２２６ｆとの間の隙間の最大値よりも大
きく構成している。例えば、熱伝導スペーサ３２０の厚
さを０．５ミリメートルとし、この熱伝導スペーサ３２
０を時計に組み込み、裏ぶた２２６を下胴２２４に固定
したとき、熱伝導スペーサ３２０の厚さが０．１ミリメ
ートルから０．４ミリメートルになるように、関連する
部品の公差を決めることができる。このように構成する
ことにより、常に、裏ぶた２２６から熱伝導スペーサ３
２０を介して熱発電ユニット１８０の第１伝熱板１２０
に、熱を効率的に伝達させることができる。図４０を参
照すると、下胴２２４に設けられた雌ねじに裏ぶた止め
ねじ３７２をねじ締めすることにより、裏ぶた２２６を
下胴２２４に固定する。裏ぶた止めねじ３７２を、複数
個数、例えば、４本設けるのが好ましい。ぱっきん３７
４が上胴２２０と下胴２２４との間に配置され、ぱっき
ん３７６が裏ぶた２２６と下胴２２４との間に配置され
る。

【００３８】図４１及び図４２を参照すると、時計の電
源、すなわち、二次電池６００がムーブメント２０４に
設けられる。二次電池６００は、熱発電ユニット１８０
により発生した起電力を蓄電するための蓄電部材４２０
を構成する。二次電池６００は、例えば、イオンリチウ
ム二次電池のような充電可能な電池で構成するのが好ま
しい。このような充電可能な電池は、例えば、松下電池
株式会社の「チタンリチウムイオン二次電池ＭＴ９２
０」（直径９．５ミリメートル×厚さ２．０ミリメート
ル、公称容量３．０ｍＡｈ、公称電圧１．５ボルト）と
して入手することができる。変形例として、二次電池６
００の代わりに、充電可能なキャパシタを利用すること
もできる。ムーブメント２０４は回路ブロック３５０を
備える。時計の動作を制御するための時計駆動用集積回
路６３０が回路ブロック３５０に取付けられている。時
計駆動用集積回路６３０は時計駆動回路４１８を含む。
源振を構成する水晶振動子６０２が回路ブロック３５０
に取付けられている。時計駆動用集積回路６３０は、時
計駆動用発振回路、時計駆動用分周回路及びモータ駆動
回路を含む。

【００３９】ムーブメント２０４は、巻真６３２、おし
どり（図示せず）、かんぬき（図示せず）、つづみ車
（図示せず）を含む切換機構と、コイルブロック６１
０、ステータ６１２、ロータ６１４を含む転換機と、五
番車６１６、四番車６１８、三番車６２０、二番車６２
２、日の裏車６２４及び筒車６２６を含む輪列とを備え
る。秒針６４０が四番車６１８に取付けられる。分針６
４２が二番車６２２に取付けられる。時針６４６が筒車
６２６に取付けられる。秒針６４０、分針６４２及び時
針６４６は指針２１０を構成する。図２０を参照する
と、りゅうず２１４は巻真６３２に取付けられる。 （５）本発明の熱発電ユニット付き発電ブロックに用い
られる昇圧回路の構成 図４３を参照すると、昇圧回路４１０は、熱発電ユニッ
ト１８０が発電した電圧を昇圧するために設けられる。
発振回路４１２は、昇圧回路４１０を駆動させるために
設けられる。ショットキーダイオード４１４は、熱発電
ユニット１８０が発電した電圧と、昇圧回路４１０によ
り昇圧した電圧とを整流するために設けられる。電源動
作制御回路４１６は、昇圧回路４１０により昇圧した電
圧の値に応じて、昇圧回路４１０から時計駆動回路４１
８への電力の流れ、昇圧回路４１０から蓄電部材４２０
への電力の流れ、及び、蓄電部材４２０から時計駆動回
路４１８への電力の流れを制御するために設けられてい
る。蓄電部材４２０は、昇圧回路４１０により昇圧した
電力を蓄電し、時計駆動回路４１８に電力を供給するた
めに設けられている。時計駆動回路４１８は、昇圧回路
４１０により昇圧した電力、又は、蓄電部材４２０に蓄
えられた電力により動作するように構成されている。

【００４０】熱発電ユニット１８０の出力端子は昇圧回
路４１０の起電圧入力端子に接続される。ショットキー
ダイオード４１４のＰ型の電極は、熱発電ユニット１８
０の出力端子と接続される。ショットキーダイオード４
１４のＮ型の電極は、発振回路４１２の発振回路電源端
子と接続される。昇圧回路４１０の昇圧電圧出力端子
は、電源動作制御回路４１６の入力端子と接続される。
電源動作制御回路４１６の蓄電端子は、蓄電部材４２０
の入力端子と接続される。電源動作制御回路４１６の出
力端子は、時計駆動回路４１８の電源端子と接続され
る。熱発電ユニット１８０の出力端子の電圧をＶｐとす
る。昇圧回路４１０の昇圧電圧出力端子の電圧をＶｐｐ
とする。時計駆動回路４１８の電源端子の電圧をＶｉｃ
とする。蓄電部材４２０の入力端子の電圧をＶｃａとす
る。

【００４１】図４４、図４６及び図４７を参照すると、
本発明の熱発電ユニット付き発電ブロックの実施の形態
において、昇圧回路４１０は「スイッチドキャパシタ方
式」の昇圧回路により構成されている。昇圧回路４１０
は、第１昇圧回路４３０と、第２昇圧回路４３２と、第
３昇圧回路４３４と、第４昇圧回路４３６と、インバー
タ回路４３８と、平滑コンデンサ４４０、４４２、４４
４とを含む。昇圧回路４１０の起電圧入力端子４５０
は、第１昇圧回路４３０の入力端子と接続される。第１
昇圧回路４３０の出力端子は、第２昇圧回路４３２の入
力端子と接続され、かつ、平滑コンデンサ４４０の一方
の電極と接続される。平滑コンデンサ４４０の他方の電
極はＧＮＤ端子に接続される。第２昇圧回路４３２の出
力端子は、第３昇圧回路４３４の入力端子と接続され、
かつ、平滑コンデンサ４４２の一方の電極と接続され
る。平滑コンデンサ４４２の他方の電極はＧＮＤ端子に
接続される。第３昇圧回路４３４の出力端子は、第４昇
圧回路４３６の入力端子と接続され、かつ、平滑コンデ
ンサ４４４の一方の電極と接続される。平滑コンデンサ
４４４の他方の電極はＧＮＤ端子に接続される。第４昇
圧回路４３６の出力端子が昇圧回路４１０の昇圧電圧出
力端子４５２を構成する。

【００４２】発振回路４１２からのパルス信号を入力す
るパルス信号入力端子４５４は、インバータ回路４３８
の入力端子に接続され、かつ、第１昇圧回路４３０の第
１パルス信号入力端子４９４、第２昇圧回路４３２の第
１パルス信号入力端子５２４、第３昇圧回路４３４の第
１パルス信号入力端子５５４、第４昇圧回路４３６の第
１パルス信号入力端子５５４に接続される。インバータ
回路４３８の出力端子は、第１昇圧回路４３０の第２パ
ルス信号入力端子４９８、第２昇圧回路４３２の第２パ
ルス信号入力端子５２８、第３昇圧回路４３４の第２パ
ルス信号入力端子５５８、第４昇圧回路４３６の第２パ
ルス信号入力端子５５８に接続される。次に、昇圧回路
４１０の動作について説明する。第１昇圧回路４３０、
第２昇圧回路４３２、第３昇圧回路４３４、第４昇圧回
路４３６は、発振回路４１２からのパルス信号を入力す
る。第１昇圧回路４３０は、起電圧入力端子４５０から
入力した電圧を約２倍に昇圧する。第２昇圧回路４３２
は、第１昇圧回路４３０が出力する電圧を、更に約２倍
に昇圧する。第３昇圧回路４３４は、第２昇圧回路４３
２が出力する電圧を、更に約２倍に昇圧する。第４昇圧
回路４３６は、第３昇圧回路４３４が出力する電圧を、
更に約２倍に昇圧する。従って、第１昇圧回路４３０、
第２昇圧回路４３２、第３昇圧回路４３４、第４昇圧回
路４３６により、合計で約１６倍の昇圧が行われる。

【００４３】次に、発振回路４１２について説明する。
図４５を参照すると、インバータ回路４６０の出力端子
が、インバータ回路４６２の入力端子に接続され、か
つ、コンデンサ４６４の第１の電極に接続される。イン
バータ回路４６２の出力端子が、インバータ回路４６６
の入力端子に接続され、かつ、コンデンサ４６８の第１
の電極に接続される。インバータ回路４６６の出力端子
が、インバータ回路４６０の入力端子、及び、インバー
タ回路４７０の入力端子に接続され、かつ、コンデンサ
４７２の第１の電極に接続される。インバータ回路４７
０の出力端子が、インバータ回路４７４の入力端子に接
続される。インバータ回路４７４の出力端子が、パルス
信号出力端子４７６に接続される。パルス信号Ｐ１がパ
ルス信号出力端子４７６から出力されるように構成され
ている。コンデンサ４６４、４６８、４７２の第２の電
極は、蓄電部材４２０の低電位電極であるＧＮＤ端子４
７８と接続される。

【００４４】各インバータ回路の電源端子は、発振回路
４１２の電源端子４８０と接続される。各インバータ回
路の接地端子は、ＧＮＤ端子４７８と接続される。この
ような回路の構成により、デューティが約５０％である
パルス信号を得ることができる。発振回路４１２におい
て、インバータ回路内のＮチャネル型トランジスタ、Ｐ
チャネル型トランジスタのしきい値電圧が、例えば、
０．３Ｖであるとすれば、発振回路４１２の最低駆動電
圧は０．７Ｖである。次に、第１昇圧回路４３０の構成
について説明する。図４６を参照すると、昇圧回路４１
０の起電圧入力端子４５０は、Ｎチャネル型ＭＯＳトラ
ンジスタ４９０のドレインに接続され、かつ、Ｎチャネ
ル型ＭＯＳトランジスタ４９２のソースに接続される。
第１パルス信号入力端子４９４は、Ｎチャネル型ＭＯＳ
トランジスタ４９２のゲートに接続され、かつ、Ｎチャ
ネル型ＭＯＳトランジスタ４９６のゲートに接続され
る。第２パルス信号入力端子４９８は、Ｎチャネル型Ｍ
ＯＳトランジスタ４９０のゲートに接続され、かつ、Ｎ
チャネル型ＭＯＳトランジスタ５０２のゲートに接続さ
れる。Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ４９０のソース
は、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ４９６のドレイン
に接続され、かつ、コンデンサ５０４の第２電極に接続
される。コンデンサ５０４の第１電極は、Ｎチャネル型
ＭＯＳトランジスタ４９２のドレインに接続され、か
つ、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ５０２のソースに
接続される。昇圧した電圧を出力するための出力端子５
０６は、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ５０２のドレ
インに接続される。ＧＮＤ端子５０８は、Ｎチャネル型
ＭＯＳトランジスタ４９６のソースに接続される。従っ
て、第１昇圧回路４３０では、昇圧した電圧は出力端子
５０６から出力されるように構成されている。

【００４５】次に、第１昇圧回路４３０の動作について
説明する。最初に、第１パルス信号入力端子４９４から
入力される第１パルス信号が「ＨＩＧＨ」であるとき、
第２パルス信号入力端子４９８から入力される第２パル
ス信号は「ＬＯＷ」になり、Ｎチャネル型ＭＯＳトラン
ジスタ４９２及び４９６はオンし、Ｎチャネル型ＭＯＳ
トランジスタ４９０及び５０２はオフする。起電圧入力
端子４５０に供給された電圧がＮチャネル型ＭＯＳトラ
ンジスタ４９２を介してコンデンサ５０４の第１電極に
供給され、コンデンサ５０４の第１電極は電圧Ｖａまで
上昇する。ＧＮＤの電圧がＮチャネル型ＭＯＳトランジ
スタ４９６を介してコンデンサ５０４の第２電極に供給
され、コンデンサ５０４の第２電極は「ＬＯＷ」にな
る。

【００４６】次に、第１パルス信号入力端子４９４から
入力される第１パルス信号が「ＬＯＷ」であるとき、第
２パルス信号入力端子４９８から入力される第２パルス
信号は「ＨＩＧＨ」になり、Ｎチャネル型ＭＯＳトラン
ジスタ４９２及び４９６はオフし、Ｎチャネル型ＭＯＳ
トランジスタ４９０及び５０２はオンする。起電圧入力
端子４５０に供給された電圧がＮチャネル型ＭＯＳトラ
ンジスタ４９０を介してコンデンサ５０４の第２電極に
供給され、コンデンサ５０４の第２電極は電圧Ｖｂまで
上昇する。コンデンサ５０４の第１電極は、電圧Ｖａと
Ｖｂをプラスした電圧まで上昇する。この上昇した電圧
は、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ５０２を介して出
力端子５０６に供給され、出力端子５０６の電圧はＶｃ
まで上昇する。

【００４７】電圧Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃの値は、Ｎチャネル
型ＭＯＳトランジスタがオンしたときに、そのソースと
ドレインとの間に流すことができる最大電圧値と関係が
ある。Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタは、そのソース
とドレインとの間に加える電圧が最大電圧値以下である
場合には、どのような小さい電圧でも加えることができ
る。しかしながら、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ
は、そのソースとドレインとの間に加える電圧が最大電
圧値より高い場合には、どのように大きい電圧を加えた
としても、最大電圧値までしか加えることができない。
すなわち、起電圧入力端子４５０から供給される電圧
が、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ４９２の最大電圧
値以下である場合には、起電圧入力端子４５０から供給
される電圧とＶａは同じ電圧になる。起電圧入力端子４
５０から供給される電圧が、Ｎチャネル型ＭＯＳトラン
ジスタ４９２の最大電圧値より高い場合には、ＶａはＮ
チャネル型ＭＯＳトランジスタ４９２の最大電圧値にな
る。

【００４８】また、起電圧入力端子４５０から供給され
る電圧が、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ４９０の最
大電圧値以下である場合には、起電圧入力端子４５０か
ら供給される電圧とＶｂは同じ電圧になる。起電圧入力
端子４５０から供給される電圧が、Ｎチャネル型ＭＯＳ
トランジスタ４９０の最大電圧値より高い場合には、Ｖ
ｂはＮチャネル型ＭＯＳトランジスタ４９０の最大電圧
値になる。また、コンデンサ５０４の第１電極に発生す
るＶａとＶｂをプラスした電圧が、Ｎチャネル型ＭＯＳ
トランジスタ５０２の最大電圧値以下である場合には、
ＶｃはＶａとＶｂをプラスした電圧になる。コンデンサ
５０４の第１電極に発生するＶａとＶｂをプラスした電
圧が、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ５０２の最大電
圧値より高い場合には、ＶｃはＮチャネル型ＭＯＳトラ
ンジスタ５０２の最大電圧値になる。

【００４９】ここで、上述した各Ｎチャネル型ＭＯＳト
ランジスタの「最大電圧値」とは、各Ｎチャネル型ＭＯ
Ｓトランジスタのゲートに入力される各パルス信号の
「ＨＩＧＨ」の電圧、即ち、Ｎチャネル型ＭＯＳトラン
ジスタに加えられる電圧からしきい値電圧を引いた電圧
である。第１昇圧回路４３０をこのように構成すること
により、第１昇圧回路４３０は、昇圧すべき入力電圧が
低い場合においても、この電圧を効率的に昇圧すること
ができる。この構成は、特に、起電圧入力端子４５０の
電圧がＮチャネル型ＭＯＳトランジスタのしきい値電圧
より低い場合に有効である。第１昇圧回路４３０は、オ
ンしているＭＯＳトランジスタがオフすると同時に、オ
フしているＭＯＳトランジスタがオンするように構成さ
れているが、オンしていたＭＯＳトランジスタがオフ
し、しかる後、オフしているＭＯＳトランジスタがオン
するように構成することにより、貫通電流をなくすこと
ができ、昇圧の効率を高めることができる。

【００５０】次に、第２昇圧回路４３２の構成について
説明する。図４７を参照すると、第１昇圧回路４３０の
出力端子５０６に接続した第２昇圧回路４３２の入力端
子５１０は、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ５２０の
ドレインに接続され、かつ、Ｎチャネル型ＭＯＳトラン
ジスタ５２２のソースに接続される。第１パルス信号入
力端子５２４は、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ５２
２のゲートに接続され、かつ、Ｎチャネル型ＭＯＳトラ
ンジスタ５２６のゲートに接続され、かつ、Ｐチャネル
型ＭＯＳトランジスタ５３２のゲートに接続される。第
２パルス信号入力端子５２８は、Ｎチャネル型ＭＯＳト
ランジスタ５２０のゲートに接続される。Ｎチャネル型
ＭＯＳトランジスタ５２０のソースは、Ｎチャネル型Ｍ
ＯＳトランジスタ５２６のドレインに接続され、かつ、
コンデンサ５３４の第２電極に接続される。コンデンサ
５３４の第１電極は、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ
５２２のドレインに接続され、かつ、Ｐチャネル型ＭＯ
Ｓトランジスタ５３６のドレインに接続される。昇圧し
た電圧を出力するための出力端子５３６は、Ｐチャネル
型ＭＯＳトランジスタ５３２の基板接地されたソースに
接続される。ＧＮＤ端子５３８は、Ｎチャネル型ＭＯＳ
トランジスタ５２６のソースに接続される。従って、第
２昇圧回路４３２では、昇圧した電圧は出力端子５３６
から出力されるように構成されている。

【００５１】次に、第２昇圧回路４３２の動作について
説明する。最初に、第１パルス信号入力端子５２４から
入力される第１パルス信号が「ＨＩＧＨ」であるとき、
第２パルス信号入力端子５２８から入力される第２パル
ス信号は「ＬＯＷ」になり、Ｎチャネル型ＭＯＳトラン
ジスタ５２２及び５２６はオンし、Ｎチャネル型ＭＯＳ
トランジスタ５２０及びＰチャネル型ＭＯＳトランジス
タ５３２はオフする。入力端子５１０に供給された電圧
がＮチャネル型ＭＯＳトランジスタ５２２を介してコン
デンサ５３４の第１電極に供給され、コンデンサ５３４
の第１電極は電圧Ｖａ１まで上昇する。ＧＮＤの電圧が
Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ５２６を介してコンデ
ンサ５３４の第２電極に供給され、コンデンサ５３４の
第２電極は「ＬＯＷ」になる。

【００５２】次に、第１パルス信号入力端子５２４から
入力される第１パルス信号が「ＬＯＷ」であるとき、第
２パルス信号入力端子５２８から入力される第２パルス
信号は「ＨＩＧＨ」になり、Ｎチャネル型ＭＯＳトラン
ジスタ５２２及び５２６はオフし、Ｎチャネル型ＭＯＳ
トランジスタ５２０及びＰチャネル型ＭＯＳトランジス
タ５３２はオンする。入力端子５１０に供給された電圧
がＮチャネル型ＭＯＳトランジスタ５２０を介してコン
デンサ５３４の第２電極に供給され、コンデンサ５３４
の第２電極は電圧Ｖｂ１まで上昇する。従って、コンデ
ンサ５３４の第１電極は、電圧Ｖａ１とＶｂ１をプラス
した電圧まで上昇する。この上昇した電圧は、Ｐチャネ
ル型ＭＯＳトランジスタ５３２を介して出力端子５３６
に供給され、出力端子５３６の電圧はＶｃ１まで上昇す
る。

【００５３】ここで、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ
５３２は、コンデンサ５３４の第１電極の電圧が、Ｐチ
ャネル型ＭＯＳトランジスタ５３２のソースとドレイン
との間に電流を流すことができる最低電圧値より低い場
合に、２つの動作モードがある。すなわち、コンデンサ
５３４の第１電極の電圧が、０．６Ｖ（即ち、Ｐチャネ
ル型ＭＯＳトランジスタ５３２のドレインから基板方向
に順方向に電流が流れるような電圧）未満であるとき、
電圧を出力端子５３６に供給することはできない。コン
デンサ５３４の第１電極の電圧が０．６Ｖ以上であり、
かつ、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ５３２のソース
とドレインとの間に電流を流すことができる最低電圧値
未満であるとき、「（コンデンサ５３４の第１電極の電
圧）−（０．６Ｖ）」の電圧が出力端子５３６に供給さ
れる。

【００５４】これに対して、コンデンサ５３４の第１電
極の電圧が、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ５３２の
ソースとドレインとの間に電流を流すことができる最低
電圧値以上であるとき、コンデンサ５３４の第１電極の
電圧がどのような電圧であっても、その電圧を出力端子
５３６に供給することができる。ここで、上述した「Ｐ
チャネル型ＭＯＳトランジスタ５３２のソースとドレイ
ンとの間に電流を流すことができる最低電圧値」とは、
このＰチャネル型ＭＯＳトランジスタ５３２のゲートの
電圧からこのＰチャネル型ＭＯＳトランジスタ５３２の
しきい値電圧をマイナスした値である。従って、図４７
に示すＰチャネル型ＭＯＳトランジスタ５３２の「最低
電圧値」は、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ５３２の
ゲートの「ＬＯＷ」の電圧値からしきい値電圧をマイナ
スした値であり、すなわち、ＧＮＤ電位からしきい値電
圧をマイナスした値である。その結果、Ｐチャネル型Ｍ
ＯＳトランジスタ５３２の「最低電圧値」は、「しきい
値電圧の絶対値」になる。

【００５５】第２昇圧回路４３２をこのように構成する
ことにより、第２昇圧回路４３２は、入力端子の電圧が
Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ５３２の最低電圧値以
上である場合に、効率的に昇圧を行うことができるとい
う特徴を有する。第２昇圧回路４３２は、オンしている
ＭＯＳトランジスタがオフすると同時に、オフしていた
ＭＯＳトランジスタがオンするように構成されている
が、オンしているＭＯＳトランジスタがオフし、しかる
後、オフしているＭＯＳトランジスタがオンするように
構成することにより、貫通電流をなくすことができ、昇
圧の効率を高めることができる。次に、第３昇圧回路４
３４の構成について説明する。図４８を参照すると、第
２昇圧回路４３２の出力端子５３６に接続した第３昇圧
回路４３４の入力端子５４０は、Ｐチャネル型ＭＯＳト
ランジスタ５５０の基板接地されたソースに接続され、
かつ、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ５５２のドレイ
ンに接続される。第１パルス信号入力端子５５４は、Ｐ
チャネル型ＭＯＳトランジスタ５５０のゲートに接続さ
れ、かつ、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ５６２のゲ
ートに接続され、かつ、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジス
タ５５６のゲートに接続される。第２パルス信号入力端
子５５８は、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ５５２の
ゲートに接続される。Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ
５５０のドレインは、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ
５５６のドレインに接続され、かつ、コンデンサ５６４
の第２電極に接続される。コンデンサ５６４の第１電極
は、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ５５２の基板接地
されたソースに接続され、かつ、Ｐチャネル型ＭＯＳト
ランジスタ５６２のドレインに接続される。昇圧した電
圧を出力するための出力端子５６６は、Ｐチャネル型Ｍ
ＯＳトランジスタ５６２の基板接地されたソースに接続
される。ＧＮＤ端子５６８は、Ｎチャネル型ＭＯＳトラ
ンジスタ５５６のソースに接続される。従って、第３昇
圧回路４３４では、昇圧した電圧は出力端子５６６から
出力されるように構成されている。

【００５６】次に、第３昇圧回路４３４の動作について
説明する。最初に、第１パルス信号入力端子５５４から
入力される第１パルス信号が「ＨＩＧＨ」であるとき、
第２パルス信号入力端子５５８から入力される第２パル
ス信号は「ＬＯＷ」になり、Ｎチャネル型ＭＯＳトラン
ジスタ５５６及びＰチャネル型ＭＯＳトランジスタ５５
２はオンし、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ５５０及
び５６２はオフする。入力端子５４０に供給された電圧
がＰチャネル型ＭＯＳトランジスタ５５２を介してコン
デンサ５６４の第１電極に供給され、コンデンサ５６４
の第１電極は電圧Ｖａ２まで上昇する。ＧＮＤの電圧が
Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ５５６を介してコンデ
ンサ５６４の第２電極に供給され、コンデンサ５６４の
第２電極は「ＬＯＷ」になる。

【００５７】次に、第１パルス信号入力端子５５４から
入力される第１パルス信号が「ＬＯＷ」であるとき、第
２パルス信号入力端子５５８から入力される第２パルス
信号は「ＨＩＧＨ」になり、Ｎチャネル型ＭＯＳトラン
ジスタ５５６及びＰチャネル型ＭＯＳトランジスタ５５
２はオフし、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ５５０及
び５６２はオンする。入力端子５４０に供給された電圧
がＰチャネル型ＭＯＳトランジスタ５５０を介してコン
デンサ５６４の第２電極に供給され、コンデンサ５６４
の第２電極は電圧Ｖｂ２まで上昇する。従って、コンデ
ンサ５６４の第１電極は、電圧Ｖａ２とＶｂ２をプラス
した電圧まで上昇する。この上昇した電圧は、Ｐチャネ
ル型ＭＯＳトランジスタ５６２を介して出力端子５６６
に供給され、出力端子５６６の電圧はＶｃ２まで上昇す
る。

【００５８】ここで、コンデンサ５６４の第１電極の電
圧が、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタのソースとドレ
インとの間に電流を流すことができる最低電圧より低い
場合には、効率的に昇圧を行うことはできない。これに
対して、コンデンサ５６４の第１電極の電圧が、Ｐチャ
ネル型ＭＯＳトランジスタのソースとドレインとの間に
電流を流すことができる最低電圧より高い場合には、コ
ンデンサ５６４の第１電極の電圧がとのような電圧であ
っても、その電圧を出力端子５６６に供給することがで
きる。第３昇圧回路４３４は、オンしているＭＯＳトラ
ンジスタがオフすると同時に、オフしていたＭＯＳトラ
ンジスタがオンするように構成されているが、オンして
いるＭＯＳトランジスタがオフし、しかる後、オフして
いるＭＯＳトランジスタがオンするように構成すること
により、貫通電流をなくすことができ、昇圧の効率を高
めることができる。

【００５９】次に、第４昇圧回路４３６の構成について
説明する。図４９を参照すると、第４昇圧回路４３６の
入力端子５７０は、第３昇圧回路４３４の出力端子５６
６に接続されている。昇圧した電圧を出力するための出
力端子５９６は、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ５６
２の基板接地されたソースに接続される。従って、第４
昇圧回路４３６では、昇圧した電圧は出力端子５９６か
ら出力されるように構成されている。第４昇圧回路４３
６の他の部分の構成は、前述した第３昇圧回路４３４の
構成と同様である。従って、第４昇圧回路４３６の他の
部分の構成についての詳細な説明を省略する。次に、第
４昇圧回路４３６の動作について説明する。第４昇圧回
路４３６の動作は、上述した第３昇圧回路４３４の動作
と同様である。

【００６０】すなわち、最初に、第１パルス信号入力端
子５５４から入力される第１パルス信号が「ＨＩＧＨ」
であるとき、第２パルス信号入力端子５５８から入力さ
れる第２パルス信号は「ＬＯＷ」になり、Ｎチャネル型
ＭＯＳトランジスタ５５６及びＰチャネル型ＭＯＳトラ
ンジスタ５５２はオンし、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジ
スタ５５０及び５６２はオフする。入力端子５７０に供
給された電圧がＰチャネル型ＭＯＳトランジスタ５５２
を介してコンデンサ５６４の第１電極に供給され、コン
デンサ５６４の第１電極は電圧Ｖａ３まで上昇する。Ｇ
ＮＤの電圧がＮチャネル型ＭＯＳトランジスタ５５６を
介してコンデンサ５６４の第２電極に供給され、コンデ
ンサ５６４の第２電極は「ＬＯＷ」になる。次に、第１
パルス信号入力端子５５４から入力される第１パルス信
号が「ＬＯＷ」であるとき、第２パルス信号入力端子５
５８から入力される第２パルス信号は「ＨＩＧＨ」にな
り、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ５５６及びＰチャ
ネル型ＭＯＳトランジスタ５５２はオフし、Ｐチャネル
型ＭＯＳトランジスタ５５０及び５６２はオンする。入
力端子５７０に供給された電圧がＰチャネル型ＭＯＳト
ランジスタ５５０を介してコンデンサ５６４の第２電極
に供給され、コンデンサ５６４の第２電極は電圧Ｖｂ３
まで上昇する。従って、コンデンサ５６４の第１電極
は、電圧Ｖａ３とＶｂ３をプラスした電圧まで上昇す
る。この上昇した電圧は、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジ
スタ５６２を介して出力端子５９６に供給され、出力端
子５９６の電圧はＶｃ３まで上昇する。

【００６１】ここで、コンデンサ５６４の第１電極の電
圧が、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタのソースとドレ
インとの間に電流を流すことができる最低電圧より低い
場合には、効率的に昇圧を行うことはできない。これに
対して、コンデンサ５６４の第１電極の電圧が、Ｐチャ
ネル型ＭＯＳトランジスタのソースとドレインとの間に
電流を流すことができる最低電圧より高い場合には、コ
ンデンサ５６４の第１電極の電圧がとのような電圧であ
っても、その電圧を出力端子５９６に供給することがで
きる。第４昇圧回路４３６は、オンしているＭＯＳトラ
ンジスタがオフすると同時に、オフしていたＭＯＳトラ
ンジスタがオンするように構成されているが、オンして
いるＭＯＳトランジスタがオフし、しかる後、オフして
いるＭＯＳトランジスタがオンするように構成すること
により、貫通電流をなくすことができ、昇圧の効率を高
めることができる。

【００６２】以上説明したように、図４４に示す昇圧回
路４１０は、第１昇圧回路４３０と、第２昇圧回路４３
２と、第３昇圧回路４３４と、第４昇圧回路４３６とで
構成されている。このように構成された昇圧回路４１０
においては、第１昇圧回路４３０が昇圧した電圧は第２
昇圧回路４３２により更に昇圧される。第２昇圧回路４
３２が昇圧した電圧は第３昇圧回路４３４により更に昇
圧される。第３昇圧回路４３４が昇圧した電圧は第４昇
圧回路４３６により更に昇圧される。そのうえ、このよ
うに構成された昇圧回路４１０においては、Ｎチャネル
型ＭＯＳトランジスタとＰチャネル型ＭＯＳトランジス
タを、それぞれの有する特徴に応じて適切な箇所に配置
している。その結果、起電力端子４５０の電圧が発振回
路４１２の最低駆動電圧以下である場合であっても、起
電力端子４５０の電圧を第１昇圧回路４３０により昇圧
し、更に、この昇圧した電圧を、第２昇圧回路４３２
と、第３昇圧回路４３４と、第４昇圧回路４３６とによ
り、更に昇圧することができる。

【００６３】再び図４３から図４５を参照すると、熱発
電ユニット１８０の出力電圧Ｖｐが出力されていない状
態（出力電圧＝０Ｖ）から時間的に変化して、発振回路
４１２の最低駆動電圧を超えたとき、熱発電ユニット１
８０の出力電圧Ｖｐがショットキーダイオード４１４を
通して発振回路４１２の発振回路電源端子４８０に入力
される。これにより、発振回路４１２は動作を開始し、
発振が始まる。発振を開始した発振回路４１２は、パル
ス信号をパルス信号出力端子４７６に出力し、この出力
されたパルス信号は、昇圧回路４１０のパルス信号入力
端子に入力される。昇圧回路４１０は、このパルス信号
を入力することにより、熱発電ユニット１８０の出力電
圧の昇圧を開始する。この状態において、昇圧回路４１
０の昇圧電圧出力端子４５２と発振回路４１２の発振回
路電源端子４８０が接続されているから、昇圧された電
圧が発振回路４１２の電源になる。ショットキーダイオ
ード４１４が熱発電ユニット１８０の出力端子と発振回
路電源端子４８０との間に接続されているから、いった
ん、発振回路４１２が動作して昇圧を開始すると、発振
回路４１２は昇圧回路４１０により昇圧した電圧を電源
として使用する。従って、いったん、熱発電ユニット１
８０の出力電圧Ｖｐが発振回路４１２の最低駆動電圧を
超えたならば、熱発電ユニット１８０の出力電圧Ｖｐが
時間の経過により変化して発振回路４１２の最低駆動電
圧より低くなったとしても、昇圧回路４１０は昇圧を続
けることができる。

【００６４】この構成においては、蓄電部材４２０の電
圧を発振回路４１２の発振開始電圧として用いることも
できる。この場合には、蓄電部材４２０の電圧を電源動
作制御回路４１６を通して発振回路電源端子４８０に供
給して、発振回路４１２の発振を開始させる。いった
ん、発振回路４１２が動作して昇圧を開始すると、上述
した動作と同様に、発振回路４１２は昇圧回路４１０に
より昇圧した電圧を電源として使用する。電源動作制御
回路４１６は昇圧された電圧Ｖｐｐを入力し、この昇圧
された電圧Ｖｐｐの値により、電力を時計駆動回路４１
８と蓄電部材４２０に分配する。もし、昇圧された電圧
Ｖｐｐが、時計駆動回路４１８を駆動するのに必要な電
圧と等しいならば、電源動作制御回路４１６は昇圧回路
４１０により昇圧した電圧を時計駆動回路４１８に供給
する。

【００６５】もし、昇圧された電圧Ｖｐｐが、時計駆動
回路４１８を駆動するのに必要な電圧より大きい電圧で
あるならば、電源動作制御回路４１６は昇圧回路４１０
により昇圧した電圧を時計駆動回路４１８と蓄電部材４
２０の両方に供給する。もし、昇圧された電圧Ｖｐｐ
が、時計駆動回路４１８を駆動するのに必要な電圧より
小さい電圧であるならば、電源動作制御回路４１６は蓄
電部材４２０から電圧を時計駆動回路４１８に供給す
る。電源動作制御回路４１６をこのように動作するよう
に構成することにより、昇圧された電圧Ｖｐｐが時計駆
動回路４１８を駆動することができる電圧より小さい電
圧になった場合においても、蓄電部材４２０からの電圧
により時計駆動回路４１８を駆動させ続けることができ
る。従って、この構成により、熱発電ユニット１８０の
出力電圧を効率的に利用することができる。 （６）本発明の熱発電ユニット付き発電ブロックを備え
た時計の作動 本発明の熱発電ユニット付き発電ブロックを備えた時計
において、図４２を参照すると、熱発電ユニット１８０
の出力電圧は、昇圧回路４１０又は電源動作制御回路４
１６に入力される。昇圧回路４１０により昇圧した電圧
は時計駆動回路４１８に供給される。

【００６６】時計駆動回路４１８は、時計駆動用発振回
路と、時計駆動用分周回路と、モータ駆動回路とを含ん
でいる。水晶振動子６０２は源振を構成し、例えば、３
２，７６８ヘルツで振動して、基準信号を時計駆動用発
振回路に出力する。時計駆動用分周回路は、発振回路の
出力信号を入力して所定の分周動作を行い、例えば、１
ヘルツの信号を出力する。モータ駆動回路は、時計駆動
用分周回路の出力信号を入力して、ステップモータを駆
動するための駆動信号を出力する。時計駆動回路４１８
は、昇圧回路４１０により昇圧した電圧、又は、二次電
池６００の電圧により動作する。電源動作制御回路４１
６が、昇圧回路４１０により昇圧した電圧の時計駆動回
路４１８への供給、及び、二次電池６００の電圧の時計
駆動回路４１８への供給を制御する。

【００６７】コイルブロック６１０が、モータ駆動回路
が出力したステップモータを駆動するための駆動信号を
入力して、ステータ６１２の複数の極を磁化させる。ロ
ータ６１４は、ステータ６１２の磁力により回転する。
ロータ６１４は、前述の１ヘルツ信号に基づいて、１秒
ごとに１８０度ずつ回転する。五番車６１６は、ロータ
６１４の回転により回転する。四番車６１８は、五番車
６１６の回転により、１秒ごとに６度ずつ回転する。三
番車６２０は、四番車６１８の回転により回転する。二
番車６２２は三番車６２０の回転により回転する。日の
裏車６２４は、二番車６２２の回転により回転する。筒
車６２６は日の裏車６２４の回転により回転する。四番
車６１８に取り付けられた秒針６４０で「秒」を表示す
る。二番車６２２に取り付けられた分針６４２で「分」
を表示する。筒車６２６に取り付けられた時針６４６で
「時」を表示する。

【００６８】図２０及び図５０を参照すると、本発明の
熱発電ユニット付き発電ブロックを備えた時計を腕につ
けたとき、腕６５０の熱は裏ぶた２２６に伝達される。
裏ぶた２２６の熱は熱伝導スペーサ３２０を介して熱発
電ユニット１８０の第１伝熱板１２０に伝達される。す
なわち、第１伝熱板１２０は吸熱板を構成する。熱発電
ユニット１８０の熱電素子１４０は、ゼーベック効果に
より起電力を発生する。従って、熱発電ユニット１８０
の第２伝熱板１７０は放熱板を構成する。第２伝熱板１
７０の放熱する熱は、熱伝導体２４４を介して、上胴２
２０に伝達され、外気６５２に放出される。図２０を参
照すると、熱伝導体２４４は上胴２２０の凸部分２２０
ａと接触している。この構成では、前述したように、平
らな熱伝導体２４４を用いることにより、熱を第２伝熱
板１７０から上胴２２０の凸部分２２０ａに極めて効率
的に伝達することができる。すなわち、このような平ら
な熱伝導体２４４を上胴２２０の凸部分２２０ａに接触
させるような構成により、放熱経路における熱抵抗を下
げることができる。従って、この構成により、熱発電ユ
ニットの発電効率を向上させることができる。

【００６９】本発明の熱発電ユニット付き発電ブロック
を備えた時計の実施の形態では、熱電素子１４０は、例
えば、ＰＮ接合５０対を含むモジュールを１０対、直列
に接続するように構成され、発振回路４１２及び昇圧回
路４１０に含まれるトランジスタのしきい値電圧は０．
３となるように構成されている。本発明の熱発電ユニッ
ト付き発電ユニットを備えた時計では、熱電素子１４０
を構成している熱電材料エレメントの１本の発電量が、
例えば、約２００μＶ／°Ｃである。従って、時計の動
作電圧を１．５Ｖとすると、熱発電ユニットにより直接
時計を駆動するためには、第１伝熱板１２０と第２伝熱
板１７０との間の温度差が２°Ｃであるときに、１８１
２５対のＰＮ接合を有する熱電素子１４０が必要とな
る。

【００７０】しかしながら、本発明の熱発電ユニット付
き発電ユニットを備えた時計は、前述したような昇圧回
路４１０、発振回路４１２、電源動作制御回路４１６を
有するように構成されているので、時計を腕に付けた直
後の発電電圧が発振回路４１２の最低駆動電圧を超えて
いれば、その後の定常状態における発電電圧が発振回路
４１２の最低駆動電圧より低い電圧になっても、昇圧回
路４１０による昇圧が可能である。例えば、本発明の熱
発電ユニット付き発電ユニットを備えた時計についての
実験では、時計を腕に付けた直後の発電電圧が２Ｖであ
り、その後の定常状態における発電電圧は約０．５Ｖで
あった。本発明の熱発電ユニットを備えた時計の実施の
形態では、発振回路４１２に含まれるトランジスタのし
きい値電圧が約０．３Ｖであるときに、発振回路４１２
の最低駆動電圧は約０．７Ｖであった。

【００７１】例えば、本発明の熱発電ユニット付き発電
ユニットを備えた時計では、前述したように、電源動作
制御回路４１６は昇圧された電圧Ｖｐｐを入力し、この
昇圧された電圧Ｖｐｐの値により、電力を時計駆動回路
４１８と蓄電部材４２０に分配する。もし、昇圧された
電圧Ｖｐｐが、時計駆動回路４１８を駆動するのに必要
な電圧１．２Ｖから１．５Ｖの間にあるならば、電源動
作制御回路４１６は昇圧回路４１０により昇圧した電圧
を時計駆動回路４１８に供給する。もし、昇圧された電
圧Ｖｐｐが、時計駆動回路４１８を駆動するのに必要な
電圧１．５Ｖより大きい電圧であるならば、電源動作制
御回路４１６は昇圧回路４１０により昇圧した電圧を時
計駆動回路４１８と蓄電部材４２０の両方に供給する。

【００７２】もし、昇圧された電圧Ｖｐｐが、時計駆動
回路４１８を駆動するのに必要な電圧１．２Ｖより小さ
い電圧であるならば、電源動作制御回路４１６は二次電
池６００から電圧を時計駆動回路４１８に供給する。電
源動作制御回路４１６をこのように動作するように構成
することにより、昇圧された電圧Ｖｐｐが時計駆動回路
４１８を駆動することができる電圧より小さい電圧にな
った場合においても、二次電池６００からの電圧により
時計駆動回路４１８を駆動させ続けることができる。従
って、この構成により、昇圧された電圧が時計駆動回路
４１８を駆動するのに必要な電圧１．２Ｖより小さくな
っても、時計を駆動させ続けることができる。 （７）本発明の熱発電ユニット付き発電ユニットを備え
た電子機器の構造 図５１及び図５２を参照すると、本発明の熱発電ユニッ
ト付き発電ユニットを備えた携帯用電子機器は、携帯用
電子機器７００は、液晶パネル７１０と、スピーカ７１
２と、ランプ７１８とを備える。

【００７３】駆動制御回路７２０が、電源動作回路４１
６から供給される電圧により動作する。この実施の形態
では、熱発電ユニット１８０、昇圧回路４１０、発振回
路４１２、電源動作回路４１６、二次電池６００、水晶
振動子の構成及び作用は、前述した本発明の熱発電ユニ
ット付き発電ユニットを備えた時計の実施の形態と同様
である。従って、それらについての詳細な説明は省略す
る。駆動制御回路７２０は、水晶振動子６０２の振動に
基づいて時刻に関する情報、アラーム時刻に関する情
報、経過時間に関する情報を計時するように構成されて
いる。表示制御回路７３０は、駆動制御回路７２０の出
力する信号に基づいて、液晶パネル７１０を動作させる
ための信号を液晶パネル７１０に出力する。従って、液
晶パネル７１０は、表示制御回路７３０の出力する信号
に基づいて、時刻又は時間に関する情報を表示する。

【００７４】スピーカ制御回路７３２は、駆動制御回路
７２０の出力する信号に基づいて、スピーカ７１２を動
作させるための信号をスピーカ７１２に出力する。スピ
ーカ７１２は、スピーカ制御回路７３２の出力する信号
に基づいて、アラーム音を発すべき時刻になるとアラー
ム音を発する。スピーカ７１２が発する音は、報音口７
１２ａより携帯用電子機器７００の外部に出る。携帯用
電子機器７００の操作を行うための４つのボタン、すな
わち、第１ボタン７４０、第２ボタン７４２、第３ボタ
ン７４４、第４ボタン７４６が設けられる。図５１に
は、第１ボタンだけを示す。第１スイッチ端子７５０が
第１ボタン７４０の押し作動によりスイッチの動作を行
うように設けられる。第２スイッチ端子７５２が第２ボ
タン７４２の押し作動によりスイッチの動作を行うよう
に設けられる。第３スイッチ端子７５４が第３ボタン７
４４の押し作動によりスイッチの動作を行うように設け
られる。第４スイッチ端子７５６が第４ボタン７４６の
押し作動によりスイッチの動作を行うように設けられ
る。スイッチの動作は、各スイッチ端子が駆動制御回路
７２０の対応するスイッチ入力端子に入力信号を与える
こきによって行われる。

【００７５】ランプ制御回路７３８は、駆動制御回路７
２０の出力する信号に基づいて、ランプ７１８を点灯さ
せるための信号をランプ７１８に出力する。例えば、ラ
ンプ制御回路７３８は、第４ボタン７４６を押すことに
より作動して、ランプ７１８を点灯させるように構成さ
れる。本発明の熱発電ユニット付き発電ユニットを備え
た電子機器では、携帯用電子機器７００は液晶パネル７
１０だけを有していてもよいし、液晶パネル７１０とス
ピーカ７１２とを有していてもよいし、液晶パネル７１
０とランプ７１８を有していてもよいし、液晶パネル７
１０とスピーカ７１２とランプ７１８を有していてもよ
い。また、携帯用電子機器７００は、図４２に示すよう
な時計駆動回路と、この時計駆動回路により作動する指
針を更に有していてもよい。このように構成することに
より、アナログ式の表示と、デジタル式の表示の両方を
備えた複合表示式携帯用電子機器を実現することができ
る。

【００７６】携帯用電子機器７００において、液晶パネ
ル７１０において時刻情報を表示するように構成して、
デジタル腕時計を実現することができる。また、携帯用
電子機器７００において、予め設定した時刻になると、
スピーカ７１２がアラーム音を発するように構成して、
アラーム又はアラーム付き時計を実現することができ
る。また、携帯用電子機器７００において、予め設定し
た時間が経過したときに、スピーカ７１２がアラーム音
を発するように構成して、タイマー又はタイマー付き時
計を実現することができる。

【００７７】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように、熱発電
ユニット付き発電ブロックにおいて、上記のように構成
したので、小型で薄型で発電効率が良い熱発電ユニット
付き発電ブロックを実現することができる。また、本発
明の熱発電ユニット付き発電ブロックは、製造が簡単で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の熱発電ユニットを製造するための工程
を示す工程図である。

【図２】本発明の熱発電ユニットの第１伝熱板の平面図
である。

【図３】図２の線３Ａ−３Ａにおける第１伝熱板の断面
図である。

【図４】本発明の熱発電ユニットのリード基板の平面図
である。

【図５】本発明の熱発電ユニットにおいて、リード基板
を第１伝熱板に接着した状態を示す平面図である。

【図６】図５の線６Ａ−６Ａにおける、リード基板を第
１伝熱板に接着した状態を示す断面図である。

【図７】本発明の熱発電ユニットの熱電素子の概略側面
図である。

【図８】本発明の熱発電ユニットの熱電素子上基板の平
面図である。

【図９】本発明の熱発電ユニットの熱電素子下基板の平
面図である。

【図１０】図７の線１０Ａ−１０Ａにおける、熱電素子
の横断面図である。

【図１１】本発明の熱発電ユニットにおいて、熱電素子
を第１伝熱板に接着した状態を示す平面図である。

【図１２】図１１の線１２Ａ−１２Ａにおける、熱電素
子を第１伝熱板に接着した状態を示す断面図である。

【図１３】本発明の熱発電ユニットにおいて、熱電素子
の端子パターンとリード基板のリードパターンとの間を
ワイヤボンディングで導通させた状態を示す平面図であ
る。

【図１４】図１３の線１４Ａ−１４Ａにおける、熱電素
子の端子パターンとリード基板のリードパターンとの間
をワイヤボンディングで導通させた状態を示す断面図で
ある。

【図１５】本発明の熱発電ユニットのユニット枠の平面
図である。

【図１６】本発明の熱発電ユニットのユニット枠の断面
図である。

【図１７】本発明の熱発電ユニットにおいて、ユニット
枠を第１伝熱板に固定した状態を示す平面図である。

【図１８】本発明の熱発電ユニットの平面図である。

【図１９】本発明の熱発電ユニットの断面図である。

【図２０】本発明の熱発電ユニット付き発電ブロックを
備えた時計の時計体の断面図である。

【図２１】裏ぶた及びりゅうずを外して裏ぶた側から見
た、本発明の熱発電ユニット付き発電ブロックを備えた
時計の時計体の裏平面図である。

【図２２】裏ぶた側から見た、熱発電ユニット付き発電
ブロックの裏平面図である。

【図２３】裏ぶた側から見た、本発明の熱発電ユニット
付き発電ブロックの拡大部分裏平面図（その１）であ
る。

【図２４】裏ぶた側から見た、本発明の熱発電ユニット
付き発電ブロックの拡大部分裏平面図（その２）であ
る。

【図２５】裏ぶた側から見た、本発明の熱発電ユニット
付き発電ブロックの拡大部分裏平面図（その３）であ
る。

【図２６】裏ぶた側から見た、本発明の熱発電ユニット
付き発電ブロックの拡大部分裏平面図（その４）であ
る。

【図２７】本発明の熱発電ユニット付き発電ブロックの
部分断面図（その１）である。

【図２８】本発明の熱発電ユニット付き発電ブロックの
部分断面図（その２）である。

【図２９】本発明の熱発電ユニット付き発電ブロックに
含まれる熱伝導体の平面図である。

【図３０】本発明の熱発電ユニット付き発電ブロックに
含まれる回路絶縁板の平面図である。

【図３１】本発明の熱発電ユニット付き発電ブロックに
含まれる発電ブロックわくの平面図である。

【図３２】本発明の熱発電ユニット付き発電ブロックに
含まれる昇圧回路ブロックの平面図である。

【図３３】本発明の熱発電ユニット付き発電ブロックを
備えた時計において、ムーブメントの回路ブロックと昇
圧回路ブロックの電気的接続部を示す拡大部分断面図で
ある。

【図３４】本発明の熱発電ユニット付き発電ブロックを
備えた時計において、ムーブメントの回路ブロックと昇
圧回路ブロックの電気的接続のために用いられる回路リ
ード端子の正面図である。

【図３５】本発明の熱発電ユニット付き発電ブロックを
備えた時計において、昇圧回路ブロックとの電気的接続
のために設けられたムーブメントの回路ブロックのパタ
ーンと、このパターンに接触するように配置されている
回路リード端子の拡大部分平面図である。

【図３６】本発明の熱発電ユニット付き発電ブロックに
おいて、熱発電ユニットと昇圧回路ブロックの電気的接
続部の拡大部分断面図である。

【図３７】本発明の熱発電ユニット付き発電ブロックを
備えた時計の実施の形態において、熱伝導体を上胴に固
定した部分を示す拡大部分断面図である。

【図３８】本発明の熱発電ユニット付き発電ブロックを
備えた時計の実施の形態において、裏ぶたと、熱伝導ス
ペーサと、熱発電ユニットの部分を示す拡大部分断面図
である。

【図３９】本発明の熱発電ユニット付き発電ブロックを
備えた時計に用いられる熱伝導スペーサの平面図であ
る。

【図４０】本発明の熱発電ユニット付き発電ブロックを
備えた時計において、裏ぶたを下胴に固定している部分
を示す拡大部分断面図である。

【図４１】本発明の熱発電ユニット付き発電ブロックを
備えた時計のムーブメントにおいて、裏ぶた側から見た
平面図である。

【図４２】本発明の熱発電ユニット付き発電ブロックを
備えた時計において、駆動部分と輪列を示す概略ブロッ
ク図である。

【図４３】本発明の熱発電ユニット付き発電ブロックを
備えた時計において、回路の構成を示す概略ブロック図
である。

【図４４】本発明の熱発電ユニット付き発電ブロックの
昇圧回路の構成を示す概略ブロック図である。

【図４５】本発明の熱発電ユニット付き発電ブロックの
昇圧回路に用いられる発振回路の構成を示す回路図であ
る。

【図４６】本発明の熱発電ユニット付き発電ブロックの
第１昇圧回路の構成を示す回路図である。

【図４７】本発明の熱発電ユニット付き発電ブロックの
第２昇圧回路の構成を示す回路図である。

【図４８】本発明の熱発電ユニット付き発電ブロックの
第３昇圧回路の構成を示す回路図である。

【図４９】本発明の熱発電ユニット付き発電ブロックの
第４昇圧回路の構成を示す回路図である。

【図５０】本発明の熱発電ユニット付き発電ブロックに
おいて、熱発電の原理を示す概略ブロック図である。

【図５１】本発明の熱発電ユニット付き発電ブロックを
備えた携帯用電子機器を示す断面図である。

【図５２】本発明の熱発電ユニット付き発電ブロックを
備えた携帯用電子機器の概略ブロック図である。

【符号の説明】

１２０ 第１伝熱板 １２０ａ リード基板台部分 １２０ｂ１ リード基板取付け案内穴 １２０ｂ２ 加工案内穴 １２０ｄ１〜１２０ｄ１０ 熱電素子台部分 １３０ リード基板 １３０ａ１〜１３０ａ９ リードパターン １３０ｂ１、１３０ｂ２ 取付け案内穴 １３０ｂ３、１３０ｂ４ 組立案内穴 １３０ｔ１、１３０ｔ２ 出力端子パターン １４０ 熱電素子 １４２ 上熱電素子基板 １４２ａ 導通用パターン １４４ 下熱電素子基板 １４４ａ 導通用パターン １４４ｂ１、１４４ｂ２ 端子パターン １４６ Ｐ型半導体 １４８ Ｎ型半導体 １５０ ワイヤボンディング １６０ ユニット枠 １６０ｄ 下方取付け部 １６０ｅ 上方取付け部 １７０ 第２伝熱板 １７２ シリコーングリース １８０ 熱発電ユニット ２００ 時計体 ２０２ 外装ケース ２０４ ムーブメント ２０６ 発電ブロック ２０８ 文字板 ２１０ 指針 ２１２ 中わく ２１４ りゅうず ２１６ 昇圧回路リード端子 ２２０ 上胴 ２２２ 飾り縁 ２２４ 下胴 ２２６ 裏ぶた ２２８ ガラス ２４０ 昇圧回路ブロック ２４２ 回路絶縁板 ２４４ 熱伝導体 ２４６ 発電ブロックわく ２５０ 昇圧回路基板 ２５２ 昇圧用集積回路 ２６０ コンデンサ ２６２ タンタルコンデンサ ２６４ ダイオード ２９０ 熱発電ユニットリード端子止めねじ ２９１ リード基板押さえ板 ２９２ 熱伝導体止めねじ ３１０ 発電ブロック止めねじ ３２０ 熱伝導スペーサ ３５０ 回路ブロック ３７２ 裏ぶた止めねじ ３７４ ぱっきん ３７６ ぱっきん ４１０ 昇圧回路 ４１２ 発振回路 ４１４ ショットキーダイオード ４１６ 電源動作制御回路 ４１８ 時計駆動回路 ４２０ 蓄電部材 ４３０ 第１昇圧回路 ４３２ 第２昇圧回路 ４３４ 第３昇圧回路 ４３６ 第４昇圧回路 ４３８ インバータ回路 ４４０ 平滑コンデンサ ４４２ 平滑コンデンサ ４４４ 平滑コンデンサ ４５２ 昇圧電力出力端子 ６００ 二次電池 ６０２ 水晶振動子 ６１０ コイルブロック ６１２ ステータ ６１４ ロータ ６１６ 五番車 ６１８ 四番車 ６２０ 三番車 ６２２ 二番車 ６２４ 日の裏車 ６２６ 筒車 ６３０ 時計駆動用集積回路 ６３２ 巻真 ６４０ 秒針 ６４２ 分針 ６４６ 時針 ６５０ 腕 ６５２ 外気 ７００ 携帯用電子機器 ７１０ 液晶パネル ７１２ スピーカ ７１８ ランプ ７２０ 駆動制御回路 ７３０ 表示制御回路 ７３２ スピーカ制御回路 ７３８ ランプ制御回路 ７４０ 第１ボタン ７４２ 第２ボタン ７４４ 第３ボタン ７４６ 第４ボタン ７５０ 第１スイッチ端子 ７５２ 第２スイッチ端子 ７５４ 第３スイッチ端子 ７５６ 第４スイッチ端子

フロントページの続き (72)発明者 吉田 宜史 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 株式会社 エスアイアイ・アールディセ ンター内 (72)発明者 宇都宮 文靖 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 株式会社 エスアイアイ・アールディセ ンター内 (72)発明者 岸 松雄 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 株式会社 エスアイアイ・アールディセ ンター内 (56)参考文献 特開 平10−31081（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 35/28 G04C 10/00 G04G 1/00 301 G04G 1/00 310 H01L 35/32

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ゼーベック効果に基づく起電力を発生す
   る１つ以上の熱電素子（１４０）を収容し、かつ、吸熱
   板を構成する第１伝熱板（１２０）を含み、放熱板を構
   成する第２伝熱板（１７０）を含む熱発電ユニット（１
   ８０）と、 熱伝導性のある材料で作られ、前記第２伝熱板（１７
   ０）と接触するように配置された熱伝導体（２４４）
   と、 前記熱発電ユニット（１８０）により発生した起電力を
   昇圧するための昇圧回路（４１０）を含む昇圧回路ブロ
   ック（２４０）と、 前記熱発電ユニット（１８０）により発生した起電力を
   蓄電させる動作を制御し、かつ、前記昇圧回路（４１
   ０）の動作を制御するためのための電源動作制御回路
   （４１６）と、 電気的に絶縁性のある材料で作られている発電ブロック
   わく（２４６）とを備えており、 前記熱発電ユニット（１８０）と、前記熱伝導体（２４
   ４）と、前記昇圧回路ブロック（２４０）と、前記発電
   ブロックわく（２４６）とは、止めねじ（２９０、２９
   ２）と、前記発電ブロックわく（２４６）に固定された
   ねじピン（２４６ａ〜２４６ｃ）とにより固定されてい
   ることを特徴とする熱発電ユニット付き発電ブロック。
2. 【請求項２】 前記第２伝熱板（１７０）は、その外
   側面が前記熱伝導体（２４４）に接触した状態で、前記
   熱発電ユニット（１８０）が前記熱伝導体（２４４）に
   取付けられていることを特徴とする請求項１に記載の熱
   発電ユニット付き発電ブロック。
3. 【請求項３】 前記昇圧回路ブロック（２４０）が昇
   圧回路基板（２５０）を有し、前記熱発電ユニット（１
   ８０）は、発電した起電力を伝達させるためのリード基
   板（１３０）を有し、該リード基板（１３０）のパター
   ンが前記昇圧回路基板（２５０）のパターンに接触した
   状態で、前記リード基板（１３０）が前記発電ブロック
   わく（２４６）に固定されていることを特徴とする請求
   項１又は請求項２に記載の熱発電ユニット付き発電ブロ
   ック。
4. 【請求項４】 前記昇圧回路ブロック（２４０）の電
   気素子が、前記熱発電ユニット（１８０）の周囲に配置
   されていることを特徴とする請求項１から請求項３のい
   ずれか１項に記載の熱発電ユニット付き発電ブロック。