JP3349397B2

JP3349397B2 - 時計

Info

Publication number: JP3349397B2
Application number: JP17375197A
Authority: JP
Inventors: 精司吉村; 佳典喜田; 丸男神野; 俊之能間; 晃治西尾
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1997-06-30
Filing date: 1997-06-30
Publication date: 2002-11-25
Anticipated expiration: 2017-06-30
Also published as: JPH1123742A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は時計に関し、特に時
計用の電池が時計の裏蓋に固定される構造の腕時計に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、金属リチウム又はリチウムイオン
を吸蔵、放出し得る合金若しくは炭素材料などを負極材
料とし、リチウム−遷移金属複合酸化物を正極材料とす
る非水系二次電池が、高エネルギー密度を有する電池と
して注目されつつある。

【０００３】このような電池は、種々の電気機器等に用
いられる他、高エネルギー密度を有するという利点から
時計の電源としても用いられる。具体的には、時計の内
部空間に充放電可能な二次電池を収納すると共に、この
二次電池と電気的に接続された太陽電池を電池表面に形
成することにより、人為的に充放電を行うことなく時計
を作動させる構成のものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の時計では、二次電池が電池内で完全に固定されてい
なかったため、時計に振動が加わると、電池内の電解液
が漏れたり、電池内に空気や水分が進入することによ
り、徐々に電池容量が低下するという課題を有してい
た。特に、振動が加わりやすい腕時計では上記課題が顕
著であった。

【０００５】本発明は、以上の事情に鑑みなされたもの
であって、長期間にわたって振動が加えられた場合であ
っても電池容量の低下を抑制することができる時計の提
供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のうちで請求項１記載の発明は、表示部を備
えた本体部と、この本体部に固定された裏蓋と、この裏
蓋及び上記本体部により形成される内部空間内に配置さ
れた電池とを有し、且つこの電池が、発電要素と、この
発電要素を収納する正極缶及び負極缶と、電池を封口す
るための封口体とを備えた構造の時計において、前記電
池は樹脂により前記裏蓋に固定されており、且つ、前記
裏蓋が前記正極缶または前記負極缶を兼用し、且つ、前
記樹脂が前記封口体を兼ねることを特徴とする。

【０００７】このような構造であれば、電池が時計の裏
蓋に固定されていない場合に比べて、電池の振動による
電池の衝撃が減少する。したがって、電池内の電解液が
漏れたり、電池内に空気や水分が進入したりするのを抑
えることができるので、長期使用による電池容量の低下
を抑制することができる。また、樹脂により電池が裏蓋
に固定されていれば、強固に電池が固定されると共に、
その効果が長期間維持されることになる。また、裏蓋が
正極缶または負極缶を兼用していれば、正極缶または負
極缶の分だけ正極及び負極の体積を増大することができ
る。さらに、樹脂が封口体を兼ねていれば、封口体の体
積分だけ正極及び負極の体積を増大することができる。
したがって、電池のエネルギー密度を大きくすることが
できる。

【０００８】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の発明において、時計は腕時計であることを特徴とす
る。このように腕時計に本発明を適用すると、腕時計に
は多くの振動が加えられることから、本発明の作用が一
層発揮される。

【０００９】また、請求項３記載の発明は、請求項１ま
たは２記載の発明において、電池は二次電池から構成さ
れると共に、本体部には太陽電池が形成され、且つ二次
電池と太陽電池とが電気的に接続されていることを特徴
とする。このように、二次電池と太陽電池とを電源とす
る時計にも、本発明は対応することができる。

【００１０】また、請求項４記載の発明は、請求項３記
載の発明において、二次電池が固体電解質二次電池であ
ることを特徴とする。二次電池として固体電解質二次電
池を用いれば、電解液の漏れを無くすことができるの
で、電池の特性が更に向上する。

【００１１】

【発明の実施の形態】参考例及び本発明の実施の形態
を、図１〜図６に基づいて、以下に説明する。（参考例の形態）図１は、参考例に係る腕時計を示す斜視図であり、腕時
計１は、表示部４と太陽電池３とを備えた本体部５と、
この本体部５に固定されリード端子を兼用する裏蓋２
（ステンレス製）とを有している。また、図２に示すよ
うに、上記裏蓋２は皿状を成し、この裏蓋２により形成
される内部空間６内には、図示しない時計駆動部と電気
的に接続された二次電池７が内装され、更に、この二次
電池７は上記太陽電池３と電気的に接続されている。こ
れにより、太陽電池３によって二次電池７が充電され、
更に二次電池７によって時計駆動部が駆動される構造で
ある。

【００１２】また、上記二次電池７は、正極８（直径１
４ｍｍ、厚み２００μｍ）と、負極９（直径１４ｍｍ、
厚み２００μｍ）と、これら両極８・９を互いに離間す
る固体電解質１０（直径１４ｍｍ、厚み５０μｍ）とか
ら成る発電要素１１を有している。この発電要素１１
は、上記正極８と電気的に接続されるステンレス製の正
極缶１３（直径２０ｍｍ、厚み１００μｍ）と、上記負
極９と電気的に接続されるステンレス製の負極缶１２
（直径２０ｍｍ、厚み１００μｍ）と、上記発電要素１
１を囲むリング状の封口体１４とにより封口されてい
る。更に、上記二次電池７の外周には、ポリプロピレン
から成り二次電池７を囲む構造の接着リング１５が形成
されており、この接着リング１５により二次電池７と前
記裏蓋２とが固定される。

【００１３】ここで、上記構造の時計を以下のようにし
て作製した。ＬｉＣｏＯ2 から成る正極活物質粉末と、
導電剤としての炭素粉末と、結着剤としてのポリテトラ
フルオロエチレン（ＰＴＦＥ）とを、重量比８０：１
０：１０で混合して正極合剤を調製し、この正極合剤を
正極缶１３の一方の表面に塗布した後、所定の圧力で加
圧成型することにより正極８を作製した。

【００１４】これと並行して、黒鉛と、ＰＴＦＥとを、
重量比９０：１０で混合して負極合剤を調製し、この負
極合剤を負極缶１２の一方の表面に塗布した後、所定の
圧力で加圧成型することにより負極９を作製した。更
に、加熱溶融したポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）１ｋ
ｇに、１ｍｏｌのＬｉＰＦ6 を添加したものを、正極８
上に塗布することにより固体電解質１０を作製した。

【００１５】次に、上記固体電解質１０上に負極９を配
置すると共に、発電要素１１の外周部にリング状の封口
体１４を配置し、更に封口体１４を加熱することにより
発電要素１１を封口して、二次電池７を作製した。しか
る後、二次電池７の外周に接着リング１５を配置し、更
に２００℃で２秒間加熱することにより、二次電池７と
前記裏蓋２と固定した。

【００１６】また、図３に、封口体１４を形成しない
（即ち、接着リング１５が封口体を兼ねる）他は、図２
と同様の構造である腕時計の要部断面図を示す。このよ
うな構造であれば、封口体１４の体積分だけ正極８及び
負極９の体積を増大することができるので、電池のエネ
ルギー密度を大きくすることができるという効果があ
る。

【００１７】さらに、図４に、接着リングを形成せず、
二次電池７と裏蓋２とをポリプロピレンから成る接着剤
層１６で固定すると共に、正極缶１３と裏蓋２とをリー
ド線１７により接続する他は、図２と同様の構造である
腕時計の要部断面図を示す。このような構造であれば、
二次電池７と裏蓋２との接着面積が大きくなるので、両
者の接着強度が大きくなるという効果がある。

【００１８】（本願発明の形態）本願発明の形態においては、上記参考例の形態と同一の
機能を有する部材については、同一の符号を付し、その
説明を省略する。本願発明の形態は、図５に示すよう
に、正極缶１３を設けず、しかも接着リングを形成せず
封口体１４により二次電池７と裏蓋２とを固定する他
は、図１及び図２と同様の構造である。このような構造
であれば、正極缶１３及び接着リングの体積分だけ正極
８及び負極９の体積を増大することができるので、電池
のエネルギー密度を大きくすることができるという効果
がある。

【００１９】尚、上記形態では、太陽電池３と二次電池
７とにより時計の駆動回路を駆動するものについて説明
したが、これに限定するものではなく、一次電池により
時計の駆動回路を駆動するものであっても良いことは勿
論である。また、上記正極８、負極９及び固体電解質１
０の材料としては上記のものに限定するものではなく、
例えば、以下のものを用いることができる。正極材料と
しては、上記コバルト酸リチウムの他、ニッケル酸リチ
ウム、マンガン酸リチウム、酸化マンガン、酸化バナジ
ウム、硫化チタン、セレン化ニオビウム等のリチウムを
活物質とするものを用いることができる。

【００２０】負極材料としては、上記炭素の他、リチウ
ム、リチウム合金、チタン酸リチウム、酸化チタン、酸
化鉄、酸化ニオビウム等のリチウムを活物質とするもの
を用いることができる。固体電解質としては、上記ポリ
エチレンオキシド−リチウム塩から成るものに限定する
ものではなく、ポリプロピレンオキシド−リチウム塩、
ポリエチレンオキシドの誘導体−リチウム塩、或いはこ
れらに電解液（有機溶媒−リチウム塩）を含ませた可塑
剤入りのもの、またはポリアクリロニトリル、ポリメタ
アクリル酸メチル等に電解液（有機溶媒−リチウム塩）
を含ませたゲル状のものを用いることができる。

【００２１】また、上記有機溶媒としては、プロピレン
カーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボ
ネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネー
ト、メチルエチルカーボネート、１，２−ジメトキシエ
タン、１，３−ジオキソラン、テトラヒドロフラン等が
例示され、上記リチウム塩としては、トリフルオロメタ
ンスルホン酸リチウム、リチウムトリフルオロメタンス
ルホン酸イミド、リチウムトリフルオロメタンスルホン
酸メチド、ヘキサフルオロリン酸リチウム、ヘキサフル
オロヒ酸リチウム、ヘキサフルオロホウ酸リチウム等が
例示される。また、正負両極間に介装するものとしては
固体電解質に限定するものではなく、セパレータに電解
液を含浸したものを用いても良い。

【００２２】

【実施例】〔参考例１〕参考例１の時計としては、前記発明の参考例の形態にお
ける図1及び図２で示した時計を用いた。このような時
計を、以下、参考時計Ｓと称する。〔実施例１〕実施例１の時計としては、前記本願発明の形態における
図1及び図５で示した時計を用いた。このような時計
を、以下、本発明時計Ａと称する。

【００２３】〔比較例〕〔比較例１〕比較例１の電池としては、図６に示すように、二次電池
７と裏蓋２とを固定しない他は、上記参考例と同様にし
て時計を作製した。このような時計を、以下、比較時計
Ｘと称する。

【００２４】〔実験１〕上記参考時計Ｓ及び比較時計Ｘの振動試験を１年間行
い、振動試験前の電池容量に対する振動試験後の電池容
量の残存比率（下記数１により算出）を求めたので、そ
の結果を表１に示す。

【００２５】

【数１】

【００２６】尚、振動試験は、振幅２ｍｍで周期５ヘル
ツ／秒という条件で行った。また、電池の充放電条件
は、１ｍＡの電流値で充電終止電圧が４．２Ｖになるま
で充電した後、１ｍＡの電流値で放電終止電圧が３．０
Ｖになるまで放電するという条件である。

【００２７】

【表１】

【００２８】表１から明らかなように、二次電池７と裏
蓋２とが固定された参考時計Ｓは二次電池７と裏蓋２と
が固定されていない比較時計Ｘに比べて、振動試験後の
電池容量の残存比率が大きくなっていることが認められ
る。

【００２９】〔実験２〕上記本発明時計Ａ及び比較時計Ｘにおいて、上記実験１
と同様にして振動試験後の電池容量の残存比率を求め、
且つ両時計Ａ・Ｘにおけるエネルギー密度を調べたの
で、それらの結果を表２に示す。

【００３０】

【表２】

【００３１】表２から明らかなように、二次電池７と裏
蓋２とが固定された本発明時計Ａは二次電池７と裏蓋２
とが固定されていない比較時計Ｘに比べて、振動試験後
の電池容量の残存比率が大きくなっていることが認めら
れる。また、裏蓋２が正極缶を兼用する本発明時計Ａ
は、裏蓋２と共に正極缶１３が設けられた比較時計Ｘに
比べて、エネルギー密度が大きくなっていることが認め
られる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
長期間にわたって振動が加えられた場合であっても電池
容量の低下を抑制することができる、且つエネルギー密
度の増大を図ることができるという優れた効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】参考例及び本発明の第１の形態に係る腕時計を
示す斜視図である。

【図２】参考例及び本発明の第１の形態に係る腕時計の
要部断面図である。

【図３】参考例及び本発明の第２の形態に係る腕時計の
要部断面図である。

【図４】参考例及び本発明の第３の形態に係る腕時計の
要部断面図である。

【図５】参考例及び本発明の第４の形態に係る腕時計の
要部断面図である。

【図６】比較例に係る腕時計の要部断面図である。

【符号の説明】

１：腕時計２：裏蓋３：太陽電池４：表示部５：本体部８：正極９：負極１０：固体電解質１１：発電要素１２：負極缶１３：正極缶１４：封口体１５：接着リング１６：接着剤層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者能間俊之大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内 (72)発明者西尾晃治大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内 (56)参考文献特開昭54−98648（ＪＰ，Ａ) 特開昭53−26168（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G04G 1/00 310 G04C 10/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】表示部を備えた本体部と、この本体部に
固定された裏蓋と、この裏蓋と上記本体部により形成さ
れる内部空間内に配置された電池とを有し、且つこの電
池が、発電要素と、この発電要素を収納する正極缶及び
負極缶と、電池を封口するための封口体とを備えた構造
の時計において、前記電池は樹脂により前記裏蓋に固定されており、且
つ、前記裏蓋が前記正極缶または前記負極缶を兼用し、
且つ、前記樹脂が前記封口体を兼ねることを特徴とする
時計。
【請求項２】前記時計は腕時計である請求項１記載の
時計。
【請求項３】前記電池は二次電池から構成されると共
に、前記本体部には太陽電池が形成され、且つ上記二次
電池と上記太陽電池とが電気的に接続されている請求項
１または２記載の時計。
【請求項４】前記二次電池が固体電解質二次電池であ
る請求項３記載の時計。