JP5144448B2

JP5144448B2 - ソーラーセル付電子時計

Info

Publication number: JP5144448B2
Application number: JP2008245653A
Authority: JP
Inventors: 和弘小林; 樋口　　晴彦
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 2008-09-25
Filing date: 2008-09-25
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2028-09-25
Also published as: JP2010078403A

Description

この発明は、光を利用して発電するソーラーセルを文字板に対し略垂直に配置したソーラーセル付電子時計の構造に関するものである。

従来からソーラーセルを有し、太陽光などの光を発電電源として利用する電子時計が実用化されている。そのほとんどは、光透過性のある風防ガラス等の風防部材と時計ケース内部に、前記風防部材と平行に配置された光透過性のある文字板と、前記文字板の前記風防部材とは反対の面側にソーラーセルを配置している。そして、前記風防部材と前記文字板を透過してきた光がソーラーセルに到達することでソーラーセルが発電し、その電力を使用して時計を駆動している。この方法によると、光を透過する文字板が必須となり、光の透過具合によっては下面のソーラーセルの色が透けて見えることもあり、デザイン性を損なっていた。また、時計によく使用している光を透過しない金属板製の文字板を使用できないなど、デザイン上の制約が大きかった。

そこで、ソーラーセルを文字板の下に配置するのではなく、特許文献１や特許文献２のように、風防部材と文字板の間に配置し、文字板を取り囲むように、文字板に対し略垂直に配置する構造が提案されている。図５は、特許文献１の図１に示された電子時計（電子時計の要部断面図）である。図５において、１０２は風防部材、１０５は文字板、１０７はソーラーセル、１００は時計ケース、１０３は裏蓋である。また、１０６は光透過性の部材である見返しリング、１０４は時計ムーブメント、１０４ｂは、ムーブメント１０４の構成部品であり、ソーラーセル１０７等を保持するソーラーセル保持部である。

このように、風防部材１０２と見返しリング１０６を透過した光を、文字板１０５の周囲に配置したソーラーセル１０７が受光して発電する構造とすることにより、文字板１０５として、従来の金属文字板の使用が可能となり、文字板下面側に配置したソーラーセルの色が透けて見えることもなく、文字板のデザインの制約を解消したソーラーセル付電子時計を実現している。
特開２００４−２１２３８９号公報（１１頁、第１図）ＷＯ２００４／０６６０４２号公報（１２頁、第６図）

しかしながら、ソーラーセル１０７を風防部材１０２と文字板１０５の間に配置し、文字板１０５を取り囲むように文字板１０５に対し略垂直に配置する構造の場合、時計充電仕様を満足するようにソーラーセル１０７の発電面積を確保するためには、ソーラーセル１０７の形状は必然的に時計厚み方向の拡大が必要となる。これにより、通常の文字板の下にソーラーセルを配置するソーラーセル付電子時計に比べ、風防部材１０２からみた文字板１０５の位置が時計奥にならざるをえなくなり、薄型の時計には使用が難しくなるなど、「奥目」のデザインに制限されるという、欠点があった。

また、特許文献１の図１に示された構造によると、実際には、ソーラーセル１０７の光発電領域１０７ａ以外にも、ソーラーセル発電部１０７ａを湿度温度等の外乱から保護するためにソーラーセル１０７の上端部に非発電領域１０７ｂが形成される。特許文献１に示された構造では、この非発電領域１０７ｂにも光が照射されていて、ソーラーセル面に到
達する光を、すべて発電に利用できない非効率的な配置となっているという欠点があった。

本発明は、以上のような課題を解決しようとするもので、文字板に対してソーラーセルを略垂直に配置した時計の奥目の緩和と発電効率の向上を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明では、時計ムーブメントと文字板と時計ムーブメントを収納する時計ケースと、前記文字板の上部に配置される光透過性の風防部材と、前記風防部材を透過した光を受光して起電力を発生するための発電部を有するソーラーセルとを有し、前記発電部の少なくとも一部が前記文字板と前記風防部材との間に位置するように前記文字板に対し前記ソーラーセルを略垂直に配置したソーラーセル付電子時計において、前記時計ケースに前記ソーラーセルの上端部を収納する収納凹部を形成したことを特徴とする。

また、前記ソーラーセルは、前記上端部に非発電部が形成されていることを特徴とする。

また、前記ソーラーセルは前記文字板の平面視で前記風防部材の外周部の外側に配置され、前記時計ケースは前記風防部材を配置する開口部を有し、開口部の内周には前記風防部材の外周部を載置するための所定の断面高さを有する段部が形成され、前記収納凹部は前記段差部の断面高さ範囲内まで前記非発電部が位置するように形成されていることを特徴とする。

また、前記収納凹部は前記非発電部のすべてを収納する深さに形成されていることを特徴とする。

また、前記ソーラーセルは、前記発電部より前記文字板側にも、さらに非発電部を有し、前記文字板における前記風防部材側の面よりも、前記時計モジュール側に前記文字板側の非発電部が位置するよう、前記ソーラーセルを配置したことを特徴とする。

また、前記ソーラーセルは、前記文字板の平面視で、前記風防部材の外周部の全周を取り囲むように配置されていることを特徴とする。

また、前記ソーラーセルは、前記文字板の平面視で、前記文字板の外周部の全周を取り囲むように配置されていることを特徴とする。

また、前記ソーラーセルの内側であって、前記文字板と前記風防部材との間の領域に光透過性の見返しリングが配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、時計ケースに形成された収納凹部にソーラーセルの上端部を収納することにより、従来構造に比べ、風防部材と文字板の間の距離を短縮することが可能となり、「奥目」を緩和することができる。
また、ソーラーセルの上端部である非発電部を時計ケースに設けられた収納凹部に収納することで、従来ソーラーセル非発電部に照射されることで発電に寄与できなかった光がソーラーセル発電部に照射され、より、多くの光を発電に使用できることにより、発電効率のよい配置が可能となる。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかるソーラー付電子時計の好適な実施の形態を詳細に説明する。

図１は本発明の第１の実施の形態にかかるソーラーセル配置構造を示すソーラーセル付電子時計の要部断面図であり、図２は本発明の第１の実施の形態にかかるソーラーセルの斜視図であり、図３は本発明の第１の実施の形態にかかるソーラーセル搭載時のソーラーセルと時計ケースとの関係を示す時計ケースの背面図であり、図４は本発明の第２の実施の形態にかかるソーラーセル配置構造を示すソーラーセル付電子時計の要部断面図である。

図１において、ソーラーセル付電子時計は、時刻表示部（図示しない）を有する時計ムーブメント４と、前記時計ムーブメント４に取り付けられ、時刻を判別するための切り分や装飾をほどこした文字板５と、前記時計ムーブメント４および、前記文字板５を収納し、前記時計ムーブメント４の時刻表示部を時計の外部から視認するための第１の開口部１ｂを有する時計ケース１と、前記時計ケース１の第１の開口部１ｂに設けられ、時計表示部の保護を行う光透過性の風防部材２と、前記時計ケース１の内部に収容され、前記風防部材２と前記時計ムーブメント４の間に、前記文字板５に対し略垂直に配置されたソーラーセル７と、前記時計ケース１の内部に収容され、前記風防部材２と前記文字板５の間に配置され光透過性部材で形成された見返しリング６と、前記時計ケース１と嵌合し、前記時計ケース１の第１の開口部１ｂと反対側の第２の開口部１ｃ側を密封するための裏蓋３とを備えている。

風防部材２は、時計ケース１の第１の開口部１ｂの内側に設けられた段部１ｄに載置して取り付けられている。また、ソーラーセル７は、文字板５の平面視で前記風防部材２の外周部よりも外側であり、かつ、文字板５の外周部よりも外側に配置されている。また、見返しリング６は、ソーラーセル７と同様に文字板５に対して略垂直に配置されるとともに、ソーラーセル７よりも内側に配置されている。

前記時計ムーブメント４は時刻表示が可能な、例えば、液晶セルや、指針等の時刻表示部（図示しない）を備え、また前記ソーラーセル７と接続し、前記ソーラーセル７により発電された起電力を蓄電する蓄電装置（図示しない）を備え、前記時刻表示部は前記蓄電装置に蓄えられた電力により駆動し、時刻を表示する。

前記ソーラーセル７は、図２に示すように、前記風防部材２を透過した光を受光して起電力を発生するソーラーセル発電部７ａと、前記ソーラーセル発電部７ａの前記風防部材２側および前記時計ムーブメント４側の端部に構成され、前記ソーラーセル発電部７ａを湿度温度等の外乱から保護するためのソーラーセル非発電部７ｂ、７ｃを有している。ここで、前記ソーラーセル非発電部７ｂ、７ｃは光を受光しても発電をしない。
従って、ソーラーセル７を用いて発電するためには、前記ソーラーセル発電部７ａの少なくとも一部が、前記風防部材２と前記文字板５の間の光が照射される部分に位置するように配置する必要がある。
なお、本発明は、非発電部が形成されないソーラーセルにも適用可能である。

また前記ソーラーセル発電部７ａで発生した電力を前記時計ムーブメント４内に搭載された蓄電装置（図示しない）に蓄電するため、前記ソーラーセル７は、前記蓄電装置と接続するためのソーラーセル端子８を備えている。

通常、前記ソーラーセル７は直線状の平板形状にて形成される。図１に示すように、時計ムーブメント４に溝４ａが環状に形成される。平板形状のソーラーセル７は、図２のように所望の形に曲げながら、溝４ａに前記ソーラーセル非発電部７ｂを収めるように搭載す
る。これにより、ソーラーセル非発電部７ｂは、文字板５の表面（文字板５の風防部材２側の面）よりも、時計ムーブメント４側の光が照射されない部分に位置する。
また、時計ムーブメント４には、溝４ａの外側に、文字板５に対して略垂直に形成されたソーラーセル保持部４ｂが形成される。ソーラーセル７は、溝４ａに搭載されると、その外側の面がソーラーセル保持部４ｂの内面に密着することによりガイドされる。

前記時計ケース１はソーラーセル非発電部７ｃの一部を収納する収納凹部１ａを備えている。この収納凹部１ａは、時計ケース１において、ソーラーセル７の上端側のソーラーセル非発電部７ｃの上方に位置するとともに、ソーラーセル非発電部７ｃと平面的に重なる部分に設けられている。また、収納凹部１ａは、風防部材２を取り付ける段部１ｄの外側に設けられている。
図１、図３に示すように前記収納凹部１ａにソーラーセル非発電７ｃが収納される。本実施の形態では、ソーラーセル非発電７ｃの略上半分が、時計ケース１の収納凹部１ａに収納されている。この収納凹部１ａには、ソーラーセル保持部４ｂの上端部も収納される。

図１に示すように、ソーラーセル７の上端部であるソーラーセル非発電部７ｃを時計ケース１に設けられた収納凹部１ａに収納することで、収納凹部１ａの深さだけ、風防部材２を文字板５側に近づけて配置することができ、従来に比べ風防部材２から文字板５の距離を短縮することができ、問題となっていた「奥目」を緩和することができる。
また、風防部材２から文字板５の距離を短縮せずに、ソーラーセル発電部７ａの高さ方向の長さを従来よりも長くして、ソーラーセル非発電部７ｃを時計ケース１に設けられた収納凹部１ａに収納することで、従来と同じ奥目のままで、従来ソーラーセル非発電部７ｃに照射されることで発電に寄与できなかった光がソーラーセル発電部７ａに照射され、より、多くの光を発電に使用できることにより、発電効率のよい配置が可能となる。

次に、本発明の第２の実施の形態を図４を用いて説明する。

図１〜３に示した第１の実施の形態と同じ構成要素には、同じ参照符号を付与してその説明を省略する。

１１は時計ケースであり、第１の実施の形態と異なるのは、時計ケース１１に形成した凹部１１ａの深さである。
前記時計ケース１１には、ソーラーセル非発電部７ｃのすべてを収納するような深さに収納凹部１１ａが形成されている。これにより、ソーラーセル７のうち、見返しリング６と対向する部分は全てソーラーセル発電部７ａとなるため、従来ソーラーセル非発電部に照射されることで発電に寄与できなかった光がすべてソーラーセル発電部７ａに照射され、ソーラーセル面に到達する光のすべてを発電に使用できる効率のよい配置が可能となる。

第１の実施の形態のように、ソーラーセル非発電部７ｃの一部を収納凹部１ａに収納するか、または、第２の実施の形態のように、ソーラーセル非発電部７ｃの全てを収納凹部１１ａに収納するのかは、時計の大きさや外装ケース１，１１の大きさ、形状によって、適切な方を採用することができる。例えば、時計ケースに肉厚の薄いケースが用いられており、収納凹部を深く形成できない場合は、第１の実施の形態の時計ケース１を採用し、時計ケースに肉厚の厚いケースが用いられていて収納凹部を深く形成できる場合は、第２の実施の形態の時計ケース１１を採用することができる。

また、第１、第２の実施の形態においては外形形状が丸型の時計を例に説明しているが、楕円や、角型等の異形の時計であってもよい。

また、第１、第２の実施の形態においては１つの環状のソーラーセルを配置した構造を例
に説明しているが、複数のソーラーセルに分割して配置し、分割したそれぞれのソーラーセルの非発電部を時計ケース１や時計ケース１１の収納凹部１ａや収納凹部１１ａに収納してもよい。

また、図４に示した第２の実施の形態の収納凹部１１ａの深さを、風防部材２の断面高さ範囲内まで、さらに深く形成するとともに、見返しリング６の上端部まで、時計中心方向に収納凹部１１ａの幅を広げ、ソーラーセル非発電部７ｃとソーラーセル発電部７ａの上端側の一部、及び、上部に延在させた見返しリング６の上端部が、収納凹部１１ａに収納されるようにして、ソーラーセル７の受光領域を収納凹部内まで拡張しても良い。すなわち、文字板５側の周縁部に、文字板５の断面高さ範囲内まで、ソーラーセル発電部７ａと見返しリング６を延在させて受光領域を拡張しているように、収納凹部１１ａ側も受光領域を拡張してもよい。

本発明の第１の実施の形態にかかるソーラーセル付電子時計の要部断面図である。本発明の第１の実施の形態にかかるソーラーセルの斜視図である。本発明の第１の実施の形態にかかるソーラーセル搭載構造を示す時計ケースの背面図である。本発明の第２の実施の形態にかかるソーラーセル付電子時計の要部断面図である。従来のソーラーセル付電子時計の要部断面図である。

符号の説明

１、１１時計ケース
１ａ、１１ａ収納凹部
１ｂ第１の開口部
１ｃ第２の開口部
１ｄ段部
２風防部材
３裏蓋
４時計ムーブメント
４ａ溝
４ｂソーラセル保持部
５文字板
６見返しリング
７ソーラーセル
７ａソーラーセル発電部
７ｂソーラーセル非発電部
７ｃソーラーセル非発電部
８ソーラーセル端子

Claims

時計ムーブメントと、文字板と、前記時計ムーブメントと前記文字板とを収納する時計ケースと、該文字板の上部に配置される光透過性の風防部材と、該風防部材を透過した光を受光して起電力を発生するための発電部を有するソーラーセルとを有し、前記発電部の少なくとも一部が前記文字板と前記風防部材との間に位置するように、前記文字板に対して前記ソーラーセルを略垂直に配置したソーラーセル付電子時計において、前記時計ケースに前記ソーラーセルの上端部を収納する収納凹部を形成し、
前記ソーラーセルは、前記上端部に非発電部が形成され、
前記ソーラーセルは、前記文字板の平面視で前記風防部材の外周部の外側に配置され、前記時計ケースは、前記風防部材を配置する開口部を有し、該開口部の内側には、前記風防部材の外周部を載置するための所定の断面高さを有する段部が形成され、前記収納凹部は、前記段部の断面高さ範囲まで前記非発電部が位置するように形成されていることを特徴とするソーラーセル付電子時計。
前記収納凹部は、前記非発電部のすべてを収納する深さに形成されていることを特徴とする請求項１に記載のソーラーセル付電子時計。
前記ソーラーセルは、前記発電部より前記文字板側にも、さらに非発電部を有し、前記文字板における前記風防部材側の面よりも、前記時計モジュール側に、前記文字板側の非発電部が位置するように前記ソーラーセルを配置したことを特徴とする請求項１又は２に記載のソーラーセル付電子時計。
前記ソーラーセルは前記文字板の平面視で、前記風防部材の外周部の全周を取り囲むように配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のソーラーセル付電子時計。
前記ソーラーセルは、前記文字板の平面視で、前記文字板の外周部の全周を取り囲むように配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のソーラーセル付電子時計。
前記ソーラーセルの内側であって、前記文字板と前記風防部材との間の領域に、光透過性の見返しリングが配置されていることを特徴とする請求項４又は５のいずれかに記載のソーラーセル付電子時計。