JP4327551B2 - 太陽電池付時計 - Google Patents

Description

本発明は、光エネルギーを電気エネルギーに変換して時計を駆動する太陽電池付時計に関するものである。

従来の太陽電池付時計の一般的な構造は、多くの発電効率を得るために、文字板の裏面に太陽電池を配置していた。文字板は太陽光を透過させるため、少なくとも半透過性であることが必要であり、材料が限定されると同時に、文字板を通して太陽電池本来の濃紫色の色調が視認され、外観品質を損なうという問題があった。また、文字板の下に日板、曜板を配設するカレンダー時計においては、文字板と日板、曜板の間に太陽電池を配設するために曜、日の視認性も極めて悪く、発電効率への影響を考慮すると日窓、曜窓の位置に自由度がない。

しかし、これらの問題点に鑑み公知の太陽電池付時計の例として、風防ガラスと文字板との間の隙間で、文字板の外周周縁に位置する見返しリングの外周部に直立したリング状の太陽電池を配設した太陽電池付時計の構造のものがある。（例えば、特許文献１参照）
特開２００１−３０５２４９号公報（第３頁、図１） 上記した特許文献１に開示されている太陽電池付時計は、風防ガラスと文字板との間の隙間で、文字板の外周周縁に位置する透過性の見返しリングの外周部に、文字板に対して直立したリング状の太陽電池が配設されている。前記風防ガラスを透過して直接入射する光と、文字板表面で反射を繰り返した光のそれぞれが、前記見返しリング内に入射し、見返しリングの外周部に配設した太陽電池に光を導くことができる。そこで得た光を光電変換し電流としてムーブメント内に配した二次電池に供給することができる。

解決しようとする問題点は、前記見返しリングの材質は透光性材料で構成されているため、太陽電池本来の濃紫色の色調が透視され、外観品質を損なうと同時に、見返しリングが透光性を持たせる理由で金属を使用できず、金属色の持つ重厚さや、高級感の表現が極めて困難である。また、入射効率を上げるため、見返しリングに切分などのデザインができなくなる等の問題があった。

上記課題を解決するために、本発明における太陽電池付時計は、風防ガラスと文字板との間の隙間で、文字板の外周周縁に位置する見返しリングの外周部にリング状の太陽電池を配設した太陽電池付時計において、前記見返しリングは複数の部材で構成され、文字板の中心から外縁部に向かって、第１の見返しリング、第２の見返しリングの順に配設されており、前記第１の見返しリングは非透光性材料であり、前記第２の見返しリングは透光性材料であることを特徴とするものである。

また、前記第１の見返しリングの材質は金属、プラスティックもしくはセラミックであり、前記第２の見返しリングの材質は透光性樹脂であることを特徴とするものである。

また、前記第１の見返しリングの上面が、前記第２の見返しリングの上面の一部を覆うように構成したことを特徴とするものである。

また、前記第２の見返しリングの上面に、前記第１の見返しリングに設けた斜面に一部を張り出すように張り出し部を形成したことを特徴とするものである。

また、前記第２の見返しリングの外周部に略リング状に太陽電池を配設すると共に、太陽電池の受光面が、前記文字板に対して、０から９０度の角度を有して配設されていることを特徴とするものである。

また、前記太陽電池は、可撓性部材であることを特徴とするものである。

また、前記第２の見返しリングと前記太陽電池は、接着により固着したことを特徴とするものである。

また、前記第２の見返しリングは、前記第１の見返しリングとの境界面および底面のいずれか一方または両方に反射膜を形成したことを特徴とするものである。

また、前記第２の見返しリングに、蛍光材、光分散材、光反射材の少なくとも１つを混合したことを特徴とするものである。

また、前記第１の見返しリングと第２の見返しリングの間に、蛍光部材、光分散部材、光反射部材の少なくとも１つを配設したことを特徴とするものである。

また、前記課題を解決する手段のうちいずれかの特徴を備える太陽電池付時計において、前記見返しリングの外周部に配設された太陽電池の更に外周部に、反射手段を有する第３の見返しリングを配設したことを特徴とするものである。

また、前記反射手段を有する第３の見返しリングの材質は、金属であることを特徴とするものである。

また、前記反射手段を有する第３の見返しリングの反射手段は、反射膜であることを特徴とするものである。

本発明の太陽電池付時計は、第１の見返しリングが金属で構成され高級感に優れる。また、見返しリングの切分表示が可能でデザイン性が向上する。さらに、文字板の直下に日板、曜板を配設できるため、日、曜の視認性が向上する。

以上述べたように、太陽電池本来の濃紫色の色調が透視されないで、光の入射効率を上げ発電効率をアップし、デザイン性に優れた太陽電池付時計を提供することが可能である。

以下の実施例を用いて本発明の太陽電池付時計を説明する。

図１および図２は、本発明の第１の実施例に係わり、図１は、太陽電池付時計の断面図、図２は、図１の見返しリング部の要部断面図である。図１および図２において、１は風防ガラス、２は文字板、１１は時計ケース、１２は裏蓋である。３、４は前記風防ガラス１と文字板２との間の隙間で、文字板２の外周周縁に位置する見返しリングで、文字板２の中心から外縁部に向かって、第１の見返しリング３、第２の見返しリング４の順に配設されている。第１の見返しリング３には、切分がデザインされている（切分は図示せず）。さらに、前記第２の見返しリング４の外周部に太陽電池５を配設する。該太陽電池５は、可撓性部材よりなり、略リング状に配設され、また、その受光面５ａが前記文字板２に対して略９０度の角度を有するように配設する。文字板２には日窓、曜窓（いずれも図示せず）を設け、文字板２の下には日板、曜板（いずれも図示せず）が配設されている。なお、時計時刻を表示する指針、指針を駆動させるためのモジュールは図示していない。

前記第１の見返しリング３は、非透光性材料、例えば、黄銅やステンレス鋼などの金属材よりなり、内周面は逆円錐状の斜面３ａを有し、外周面は階段状に段部３ｂが形成されている。また、前記第２の見返しリング４は、透光性材料、例えば、ポリカーボネイト、ポリエーテルサルフォン、環状非昌質ポリオレフィン、アクリル等の透光性樹脂よりなり、内周面は階段状に段部４ａを形成し、前記第１の見返しリング３の外周面に形成された階段状の段部３ｂと係合している。第１の見返しリング３と第２の見返しリング４は紫外線硬化型の接着剤などで固着されていて、さらに、前記第２の見返しリング４の外周面４ｂには、前記太陽電池５が配設され、第２の見返しリング４と太陽電池５が紫外線硬化型の接着剤などで固着されている。前記第２の見返しリング４と前記太陽電池５を接着することで、接着しない場合と比較して、発電効率が５０％以上向上し、前記第１の見返しリング３と前記第２の見返しリング４も接着することでさらに発電効率が向上することが確認された。
なお、前記接着剤は紫外線硬化型に限るものではなく、例えば熱硬化型のものなどを使用しても問題なく、特に接着剤の種類に限定はない。また、粘着剤を使用しても良いことは言うまでもない。強いて言うならば、接着剤を使用したときに形成される接着層、粘着剤を使用したときに形成される粘着層は、光学上劣化の少ないものが望ましい。
また、第２の見返しリング４と太陽電池５の接着と、第１の見返しリング３と第２の見返しリング４の接着は、いずれかの箇所の接着のみでも時計を携帯する上での発電効率には何ら問題なく、さらには、いずれの箇所の接着を行わなくても時計を携帯する上での発電効率には問題ないことが確認されている。第１の見返しリング３と第２の見返しリング４を接着しない場合は、カシメなど嵌合方法を使用することが望ましい。

上述した構成の太陽電池付時計は、前記風防ガラス１を介し、前記第２の見返しリング４の上面４ｃより入射する光と、前記文字板２の表面で反射し前記第２の見返しリング４の内側の側面４ｆから入射する光は、前記第１の見返しリング３が金属のため、第１の見返しリング３と第２の見返しリング４の境界から外部に出ることなく、第２の見返しリング４内に閉じ込められる。前記第２の見返しリング４に形成された階段状の段部４ａはプリズムの機能を有し、第２の見返しリング４内に閉じ込められた光が反射・拡散して、効率良く太陽電池５に入射する。また、第１の見返しリング３の材質が金属であるため、高級感がある。さらに、前記第１の見返しリング３の斜面部３ａに切分などのデザインが可能である。
また、従来と異なり、文字板２のすぐ下に日板、曜板を配設できたため、日、曜の視認性が格段に向上した。
さらに、前記段部４ａは階段状に形成したが、形状を変えても時計を携帯する上での発電効率には何ら問題が無く、段部の形状は限定されないことが確認されている。
なおまた、前記太陽電池５の受光面５ａは前記文字板２に対して略９０度の角度を有して配設したが、０度（文字板２と同平面）から９０度の間の配設では、発電効率に差異は
有ったが、時計を携帯する上での発電効率には全く問題なかった。そして、文字板に対して太陽電池を配設する角度を小さくすると、見返しリングの厚みをより薄くすることが可能で、ひいては時計そのものの薄型化にもつながる。

上記した第１の実施例に、図２に示すように、さらに、前記第２の見返しリング４と前記第１の見返しリング３との境界面である段部４ａおよび底面４ｄのいずれか一方または両方に反射膜として、例えば、アルミニウム、銀、プラチナ、金など可視光域での光に対して反射率の高い金属薄膜６を設ける。以上述べた構成により、第２の見返しリング４で採光した光を前記金属薄膜６により反射させて、効率良く太陽電池５の受光面５ａに入射させることができる。

上記した第１および第２の実施例に、図３に示すように、さらに、前記第２の見返しリング４に、蛍光材、光分散材、光反射材などよりなる高反射率の微粒子７の少なくとも１つを混合する。以上述べた構成により、微粒子７により散乱した入射光は、第２の見返しリング４の外周面４ｂである光導出面から取り出され、太陽電池５の受光面５ａに導光され、効率良く光電変換をすることができる。

また、上記した第２の実施例の金属薄膜６の代わりに、図４に示すように、前記第１の見返しリング３と第２の見返しリング４の間に、蛍光部材、光分散部材、光反射部材などよりなる高反射部材８の少なくとも１つを配設する。上記した同様な作用・効果を奏するものである。

図５に示すように、前記文字板２の中心から外縁部に向かって、前記第１の見返しリング３、第２の見返しリング４および第３の見返しリング９の順に配設し、前記第２の見返しリング４と前記第３の見返しリング９の間に、太陽電池５を介在させる。前記第３の見返しリング９は反射手段として、金属または反射膜を使用する。金属や反射膜の材質としては、ステンレス鋼、黄銅はもちろんのこと、アルミニウム、銀、プラチナ、金など可視光域での光に対して反射率の高いものを使用しても良い。以上述べた構成により、前記太陽電池５から外に漏れる光を第３の見返しリング９で戻し、上述した第１から第４の実施例と共同して、採光した光を効率良く利用するものである。なお、第３の見返しリングは金属でも樹脂でも問題なく、材質に制限はない。透光性の材料や、反射率の低い材料であっても、前記反射膜を形成することで効率良く光を利用できる。

図６に示すように、前記透光性樹脂よりなる第２の見返しリング４の上面から採光する光量が、太陽電池５の受光面５ａに照射する光量が満足される（時計を携帯する上での発電効率に問題が無い）範囲で、前記第１の見返しリング３の上面が、前記第２の見返しリング４の上面の一部を覆うようにオーバーハング部３ｃを形成する。上記構成により、見返しリング部のデザインに変化をもたすことができる。

図７に示すように、前記第２の見返しリング４の上面が、前記第１の見返しリング３の逆円錐状の斜面３ａに一部を張り出すように張り出し部４ｅを形成する。上記構成により、見返しリング部のデサインバリエーションを増すことができる。

全ての実施例において、第１の見返しリング３の材質を、金属に限らずデザイン性、加工性を考慮して、プラスティックやセラミックで構成しても良く、より見返しリング部のデザインバリエーションを増すことができる。

なお、上記各実施例は、組み合わせ可能なものは組合せて使用しても問題ないことは言うまでもない。
また、時計ケースや見返しリングの形状にも制限はなく、前記形状に合わせて太陽電池を配設すればよい。さらに、時計を携帯する上での発電効率に問題がなければ、太陽電池を第２の見返しリングの外周部の一部にのみ配置するだけでも問題ないことは言うまでもない。

以上述べた太陽電池付時計は、太陽電池本来の濃紫色の色調が透視されず、金属の見返しリングは高級感を向上させると同時に、切分などのデザインができ、透光性樹脂の見返しリングは導光機能を有し、デザイン性に優れた太陽電池付時計を提供することができる。

本発明の第１の実施例に係わる太陽電池付時計の断面図である。 本発明の第２の実施例に係わる見返しリング部の要部断面図である 本発明の第３の実施例に係わる見返しリング部の要部断面図である。 本発明の第４の実施例に係わる見返しリング部の要部断面図である。 本発明の第５の実施例に係わる見返しリング部の要部断面図である。 本発明の第６の実施例に係わる見返しリング部の要部断面図である。 本発明の第７の実施例に係わる見返しリング部の要部断面図である。

符号の説明

１ 風防ガラス
２ 文字板
３ 第１の見返しリング
３ａ 斜面
３ｂ、４ａ 段部
３ｃ オーバーハング部
４ 第２の見返しリング
４ｂ 外周面
４ｃ 上面
４ｄ 底面
４ｆ 側面
４ｅ 張り出し部
５ 太陽電池
５ａ 受光面
６ 金属薄膜
７ 微粒子
８ 高反射部材
９ 第３の見返しリング
１１ 時計ケース
１２ 裏蓋

Claims (13)

1. 風防ガラスと文字板との間の隙間で、文字板の外周周縁に位置する見返しリングの外周部に太陽電池を配設した太陽電池付時計において、前記見返しリングは複数の部材で構成され、文字板の中心から外縁部に向かって、第１の見返しリング、第２の見返しリングの順に配設されており、前記第１の見返しリングは非透光性材料であり、前記第２の見返しリングは透光性材料であることを特徴とする太陽電池付時計。
2. 前記第１の見返しリングの材質は金属、プラスティックもしくはセラミックであり、前記第２の見返しリングの材質は透光性樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池付時計。
3. 前記第１の見返しリングの上面が、前記第２の見返しリングの上面の一部を覆うように構成したことを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池付時計。
4. 前記第２の見返しリングの上面に、前記第１の見返しリングに設けた斜面に一部を張り出すように張り出し部を形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池付時計。
5. 前記第２の見返しリングの外周部に略リング状に太陽電池を配設すると共に、太陽電池の受光面が、前記文字板に対して、０から９０度の角度を有して配設されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の太陽電池付時計。
6. 前記太陽電池は、可撓性部材であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の太陽電池付時計。
7. 前記第２の見返しリングと前記太陽電池は、接着により固着したことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の太陽電池付時計。
8. 前記第２の見返しリングは、前記第１の見返しリングとの境界面および底面のいずれか一方または両方に反射膜を形成したことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の太陽電池付時計。
9. 前記第２の見返しリングに、蛍光材、光分散材、光反射材の少なくとも１つを混合した
   ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の太陽電池付時計。
10. 前記第１の見返しリングと第２の見返しリングの間に、蛍光部材、光分散部材、光反射部材の少なくとも１つを配設したことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の太陽電池付時計。
11. 請求項１から１０のいずれかに記載の太陽電池付時計において、前記見返しリングの外周部に配設された太陽電池の更に外周部に、反射手段を有する第３の見返しリングを配設したことを特徴とする太陽電池付時計。
12. 前記反射手段を有する第３の見返しリングの材質は、金属であることを特徴とする請求項１１に記載の太陽電池付時計。
13. 前記反射手段を有する第３の見返しリングの反射手段は、反射膜であることを特徴とする請求項１１に記載の太陽電池付時計。
    

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