JP5933990B2 - 太陽電池付き時計 - Google Patents

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Description

本発明は太陽電池付き時計に関し、特に文字板の裏側に太陽電池を配置した腕時計その他の時計に関する。
文字板の裏側に太陽電池が配置されており、文字板を透過した光を太陽電池が受けることにより、動作電力を生成する太陽電池付き時計が知られている。ここで、一般に太陽電池のセルは濃紫色をしており、文字板の透光性が高いと、このセルが存在する領域と存在しない領域との色調の違いが文字板を介して透けて見える可能性がある。特に、太陽電池でより多くの電力を得ようとすると、文字板を薄くして透光性を高める必要があり、こうした可能性が高くなるという問題がある。
この点、下記特許文献1には、ソーラーセルと同色調を有する板状部材を文字板の裏側に配置して、この板状部材に設けられた開口にソーラーセルを嵌め込むことにより、ソーラーセルが存在する領域と存在しない領域との境界が文字板の表側から目立たないようにする技術が開示されている。
特開2002−221581号公報
しかしながら上記従来技術によると、ソーラーセル周囲が文字板の表側に透けて見えないようにして外観体裁を向上させるためには、板状部材の開口にソーラーセルを隙間無く嵌め込む必要がある。このため、板状部材の開口やソーラーセルの外形状を正確に形成しなければならないという問題がある。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は製造容易であり、しかも外観体裁の向上を図ることができる太陽電池付き時計を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明に係る太陽電池付き時計は、透光性を有する文字板
と、該文字板の裏側に部分的に配置される太陽電池と、前記太陽電池と重なるよう前記文
字板の裏側に配置されるとともに、前記太陽電池が配置される配置領域の少なくとも一部
と、前記太陽電池が配置されない非配置領域の少なくとも一部と、に広がるとともに、少
なくとも前記非配置領域の裏面及び、前記非配置領域の周縁において前記配置領域と平面的に重なる領域の裏面が着色された遮蔽シートと、前記文字板の裏面及び前記遮蔽シートの表面の少なくともいずれかに設けられた艶消し構造と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、遮蔽シートにより非配置領域が遮蔽されるので外観体裁の向上を図る
ことができる。しかも、遮蔽シートと太陽電池とを重なるよう配置するので、高い精度で
遮蔽シートや太陽電池を形成しなくても、太陽電池の裏側の部材が文字板の表側に透けて
見えないようにできるという効果がある。さらに、着色を遮蔽シートの裏面に施した場合にも、着色と太陽電池の見え方を合わせることができる。
本発明の実施形態に係る衛星電波腕時計の平面図である。 太陽電池の平面図である。 遮蔽シートの平面図である。 遮蔽シート及び太陽電池を重ねた状態を示す図である。 衛星電波腕時計の部分断面図である。 変形例1に係る衛星電波腕時計の部分断面図である。 変形例2に係る衛星電波腕時計の部分断面図である。 変形例3に係る衛星電波腕時計の遮蔽シートの平面図である。 太陽電池及び変形例3に係る遮蔽シートを重ねた状態を示す図である。 変形例3に係る衛星電波腕時計の部分断面図である。 変形例4に係る衛星電波腕時計の平面図である。 変形例4に係る衛星電波腕時計の遮蔽シートの平面図である。 変形例5に係る衛星電波腕時計の太陽電池の平面図である。 変形例5に係る衛星電波腕時計の遮蔽シートの平面図である。
以下、本発明の実施形態について図面に基づき詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る衛星電波腕時計100を示す平面図である。同図には、衛星電波腕時計の外装(時計ケース)である胴1、胴1内に配置された文字板2と時刻を示す指針である時針3、分針4、秒針5が示されている。また、胴1の3時側の側面にはユーザが種々の操作を行うための竜頭6、ボタン7が配置されている。胴1の12時側及び6時側の側面からは、バンドを固定するためのバンド固定部8が伸びている。
なお、同図に示した衛星電波腕時計100のデザインは一例である。ここで示したもの以外にも、例えば、胴1を丸型でなく角型にしてもよいし、竜頭6やボタン7の有無、数、配置は任意である。また、本実施形態では、指針を時針3、分針4、秒針5の3本としているが、これに限定されず、秒針5を省略しても、あるいは、曜日、タイムゾーンやサマータイムの有無、電波の受信状態や電池の残量、各種の表示を行う指針や、日付表示等を追加したりしてもよい。
なお、本明細書では、衛星電波腕時計という用語を、腕時計であって、かつ、GPS衛星などの日付や時刻に関する情報を含む衛星信号を送信する衛星から当該衛星信号を受信し、それに含まれる日付や時刻に関する情報、すなわち基準情報に基づき、腕時計内部に保持している時刻の情報である内部時刻を修正する機能を有している腕時計を指すものとして用いる。但し、本発明は衛星電波腕時計に限らず、一般的な標準電波を受信して内部時刻を修正する電波腕時計にも適用してよいし、こうした時刻修正機能を備えない腕時計に適用してもよい。さらに、腕時計だけでなく、置き時計や掛け時計に適用してもよい。
なお、衛星電波腕時計100では、文字板2を覆うようにガラス等の透明材料により形成された風防が胴1に取り付けられている。また、風防の反対側においては裏蓋が胴1に取り付けられている。本明細書では、以降、衛星電波腕時計100の風防が配置される方向(図1における紙面手前方向)を表側、裏蓋が配置される方向(図1における紙面奥方向)を裏側と呼ぶ。
文字板2の裏側には、太陽電池11が配置され、表側から入光した光により発電がなされる。そのため、文字板2はある程度光線を透過する材質で形成される。図1に示されるように太陽電池11は概略円形をなし、6時の位置が矩形状に切りかかれている。そして、文字板2の裏側において、この切りかかれた部分に衛星信号を受信するためのパッチアンテナ14が配置されている。パッチアンテナ14には、その厚み方向を貫くように給電ピン14bが設けられ、表側の面が衛星からの電波を受信する受信面14aとなっている。パッチアンテナ14の受信面14a、太陽電池11の受光面、文字板2は、互いに平行に設けられており、いずれも表側を向いている。
ところで、一般に長波帯を用いて地上局から送信される標準電波を用いて時刻修正を行う電波時計では、フェライトあるいはアモルファス合金等の磁芯にコイルを巻いた形式のいわゆるバーアンテナが用いられることが多い。これに対し、本実施形態に係る衛星電波腕時計100では、はるかに周波数の高いUHF帯を用いて衛星から送信される信号を受信する。そのため、UHF帯の信号の受信に適した小型のアンテナとして、パッチアンテナ14を用いている。そして、衛星信号は高周波であるので、太陽電池11の電極がパッチアンテナ14の表側に配置されると、著しくその受信感度が低下する。そこで、上記のように太陽電池11の一部に切り欠き部を形成し、そこにパッチアンテナ14を配置して、受信面14aの上方、すなわち表側に太陽電池11の電極が配置されないようにしている。なお、パッチアンテナ14に代えて、チップアンテナや逆Fアンテナを採用してもよい。
その他、衛星電波腕時計100の胴1の内部には、指針を駆動するための機構、太陽電池11で発電された電力を蓄積する蓄電池、衛星電波腕時計100の動作制御のためのコントローラ、受信した衛星信号を処理する受信回路などが収容されている。
なお、文字板2は胴1の表側の開口よりも広く、その周縁部を胴1が覆っている。このため、文字板2は、胴1の開口の輪郭線(見切り線)Xよりも内側の領域(露出領域)のみが風防を介して外部から見えるようになっており、輪郭線Xよりも外側の領域(非露出領域)は胴1により隠されて外部から見えない。
図2は、衛星電波腕時計100の胴1の内部に収容される太陽電池11を示す平面図であり、図3は、衛星電波腕時計100の胴1の内部に収容される遮蔽シート12を示す平面図である。また、図4は、太陽電池11の表側に遮蔽シート12を重ねた状態を示す平面図である。同図に示される状態で太陽電池11及び遮蔽シート12は胴1内に収容される。さらに、図5は、太陽電池11及びパッチアンテナ14が隣接する領域を中心に示す衛星電波腕時計100の部分断面図である。
図2に示すように、太陽電池11は、概略円形から6時の位置を矩形に切り欠いた形状を有する基板11bを備えている。上述したように、6時の位置の切欠部11cの内側領域(非配置領域)には、受信面14aが風防側を向くようにしてパッチアンテナ14が配置される。
基板11bの周縁には互いに離間した位置に複数の係合部(凹凸形状)が設けられており、これら係合部が胴1自体或いは胴1の内部に収容される図示しない枠体である地板に係合している。これにより、基板11bは衛星電波腕時計100内で回動不能に支持される。なお、図4に示すように、これら係合部は上記輪郭線Xよりも外側に形成されており、文字板2の表側からは透けて見えないようになっている。さらに、太陽電池11の中央には指針軸を挿通するための開口11dが形成されており、表面には半導体薄膜及び電極を備えた発電単位であるセル11aが複数形成されている。
遮蔽シート12は太陽電池11の表側に配置され、太陽電池11の切欠部11cを遮蔽するものである。遮蔽シート12は、図3に示すように概略円形をなす透明な樹脂製のシート本体12aを有している。シート本体12aの表面の6時の位置には、概略矩形状に着色12bが施されている。その色調は太陽電池11のセル11aの色調(濃紫色)に合わせるようにしている。こうして、文字板2の表側から見て着色12bの領域にもセル11aが存在しているかに見せるようにしている。また、着色12bの色調は太陽電池11の基板11bの色調に合わせてもよい。そうすれば、文字板2の表側から見て着色12bの領域にも太陽電池11の基板11bが存在しているかに見せることができる。また、着色12bの色調を太陽電池11の基板11bの色調とセル11aの色調との中間の色調としてもよい。こうしても、文字板2の表側から見て切り欠き部11cの存在を目立たなくすることができる。さらに、着色12bの施される領域は、太陽電池11の切欠部11cを完全に覆うようになっており、これにより文字板2の表側から、パッチアンテナ14等、切欠部11cの奥に配置された部材が透けて見えないようになっている。
なお、着色12bは、任意の不透明塗料による塗膜であってもよいし、太陽電池11のセル11aを構成する層から電極として機能する導電層を除いた半導体層としてもよく、さらにその両者を積層するようにしてもよい。着色12bを塗膜とした場合には遮蔽シート12の製造が安価かつ容易であるのに対し、着色12bを半導体層とした場合には、着色12bとセル11aの色調や質感を合わせやすい利点がある。半導体層である着色12bに、微調整のためさらに塗膜を追加してもよい。なお、着色12bを半導体層とした場合に導電層を除く理由は、パッチアンテナ14による衛星からの電波の受信を妨げないためである。また、着色12bを半導体層とする場合には、セル11aの半導体層として用いられるPIN層(P層とN層の間に真正半導体層であるI層を介在させた形式のPINダイオードの層)を半導体層として用いてよいが、これに替え、I層、若しくはP層又はN層のいずれかのみを用いて半導体層としてもよい。着色12bは太陽電池11としては機能しないため、その色調や質感のみセル11aと近似していればよく、太陽電池11としての機能は必要ないからである。
遮蔽シート12の周縁にも互いに離間した位置に複数の係合部(凹凸形状)が設けられており、これら係合部が胴1自体或いは胴1の内部に収容される図示しない地板に係合している。これにより遮蔽シート12も衛星電波腕時計100内で回動不能に支持される。図4に示すように、これら係合部も輪郭線Xより外側に形成されている。
なお、遮蔽シート12の着色12b以外の領域は透明なので、図4に示すように、その裏側に配置された太陽電池11の領域は文字板2側から見える。このため、各セル11aは文字板2を透過した光を受けて十分に発電することができる。
また、図5に示すように、着色12bとセル11aとは平面的に重なるように設けられており(符号W参照)、着色12bのセル11aに対する相対的な位置が僅かに変化しても、セル11aの隣に着色12bの領域が確実に位置するようにできる。こうして、セル11aと着色12bの間において基板11bが表側に露呈することを防止でき、また、切欠部11cの全てを着色12bにより確実に遮蔽することができる。
なお、図5に示すように遮蔽シート12と太陽電池11とは互いに離間させて配置してもよいが、図6に示すように遮蔽シート12と太陽電池11とを互いに接触させて配置してもよい。この場合、遮蔽シート12を太陽電池11に接着してもよい。こうすれば、太陽電池11と遮蔽シート12とを一体にでき、扱いが容易となる。
さらに、図5に示すように、着色12bをシート本体12aの表面に施してもよいが、図7に示すように、着色12bをシート本体12aの裏面に施してもよい。但し、図5に示す形態の方が、文字板2側に着色12bが直接露呈するので、文字板2の表側から見た着色12bとセル11aの見え方を合わせることが容易となる。
すなわち、図5に示す形態では、着色12bの自由表面が文字板2側に露出するため、その表面の光沢等の質感は着色12bに用いる塗料の組成などにより調整することができるのに対し、図7に示す形態では、着色12bの文字板2側の表面はシート本体12aとの界面であるため、その表面粗さはシート本体12aの裏面の状態に依存し、自由な調整が難しい。一般に透明シートであるシート本体12aの表面はなめらかであるため、図7に示す形態では、着色12bの文字板2側の面は艶面となり光沢を有するため、セル11aの見え方と異なる場合がある。
そこで、図7に示す形態では、文字板2とシート本体12aとの間に艶消し構造を設けることが好ましい。艶消し構造とは、透明塗料による艶消し層又は、適宜の表面処理による艶消し加工面をいい、かかる艶消し構造は、文字板2の裏面又はシート本体12aの表面若しくはその両方に設けてよい。
さらに、以上の説明では太陽電池11の表側に遮蔽シート12を配置するようにしたが、裏側に配置するようにしてもよい。図8は、変形例に係る遮蔽シート13を示す平面図である。また、図9は、太陽電池11の裏側に遮蔽シート13を重ねた状態を示す平面図である。変形例においては、同図に示される状態で太陽電池11及び遮蔽シート13は胴1内に収容される。さらに、図10は、太陽電池11及びパッチアンテナ14が隣接する領域を中心に示す衛星電波腕時計100の部分断面図である。
図8に示すように、遮蔽シート13は概略円形をなしており、全体が、太陽電池11のセル11a又は基板11bのいずれか少なくとも一方の色調に合致する単一の色調を有している。遮蔽シート13の色調は、素材(例えば樹脂)自体の色調であってよいし、他の色調のシートの表面を着色してもよい。この着色は、先に述べたように、任意の不透明塗料による塗膜であってもよいし、太陽電池11のセル11aを構成する層から電極として機能する導電層を除いた半導体層であってもよい。半導体層が必ずしもPIN層でなくてもよい点も同様である。遮蔽シート13は単一の色調を有してよいので作成が容易であり、コストダウンが可能となる。なお、着色の場合は、遮蔽シート13の全面を着色してもよいが、遮蔽シート13の表面のうち上述の非配置領域(6時の位置)だけ着色しさえすれば十分である。遮蔽シート13の周縁にも互いに離間した位置に複数の係合部(凹凸形状)が設けられており、これら係合部が胴1自体或いは胴1の内部に収容される図示しない地板に係合している。これにより遮蔽シート13も衛星電波腕時計100内で回動不能に支持される。
図10に示すように、この変形例においては、太陽電池11の裏側に遮蔽シート13が接触するようにして設けられている。太陽電池11と遮蔽シート13は互いに接着されてもよい。こうすれば、太陽電池11と遮蔽シート13とを一体にでき、扱いが容易となる。この変形例によれば、太陽電池11の切欠部11cから遮蔽シート13の一部(6時の位置)が露呈することになる。パッチアンテナ14は不透明の遮蔽シート13の裏側に設けられるので、文字板2の表側にパッチアンテナ14が透けて見えることがない。また、遮蔽シート13の色調は太陽電池11のセル11a又は基板11bの少なくとも一方の色調に合致する色調を有しているので、文字板2の表側から見て、太陽電池11の切欠部11cの存在を目立たなくできる。
以上例示した衛星電波腕時計100は、指針による時刻表示のみをする形式のものとして説明したが、これ以外のさらなる情報、例えば、日や曜日の表示をする形式のものとしてもよい。図11に示す変形例は、図1に示す衛星電波腕時計にさらに日表示を追加した例である。同図に示すように、パッチアンテナ14の直上において、文字板2に日窓2aが開口されており、日板15の表面に印刷された日表示が見えている。
日板15は、文字板2、太陽電池11及び遮蔽シート12のさらに裏側に配置される。ここで日窓2aは太陽電池11の6時の位置の切欠部11cに位置しているため、太陽電池11により日窓2aが遮られることはないが、遮蔽シート12により日窓2aが遮られないようにする必要がある。
図12は、本変形例に係る遮蔽シート12の平面図である。文字板2の日窓2aに対応する位置に、開口12dが設けられており、かかる開口12dを通して日板15が視認できるようになされている。なお、遮蔽シート12は透明な樹脂製のシート本体12aにより形成されているため、開口12dに替え、日窓2aに対応する位置に着色12bを設けない非着色部を設けることとしてもよい。
また、以上例示した衛星電波腕時計100では、太陽電池11の6時位置に設けられた切欠部11cの形状はパッチアンテナ14の受信面14aの形状に沿うものとして示したが、これに限定されない。図13は、変形例に係る衛星電波腕時計100の太陽電池11の平面図である。同図に示すように、太陽電池11の複数のセル11aの外形を、衛星電波腕時計100の指針軸の中心(開口11dの中心と一致する)から径方向に放射状に延びる直線と、該中心に対する円弧により構成するようにしてもよい。これは、一般に腕時計のデザインや文字板2に設けられる模様やパターンは、指針軸の中心に対し放射状に或いは同心円状に設けられることが多いことから、セル11aの境界を指針軸の中心に対し放射状に或いは同心円状に形成することにより、セル11aの境界が視認されたとしてもその境界がデザインの模様やパターンに溶け込み、目立たないようにするためである。
図14は同変形例に係る衛星電波腕時計100の遮蔽シート12の平面図である。この例では、同図に示すように、着色12bの形状は切欠部11cの形状に対応して扇形となっている。
以上説明した衛星電波腕時計100によれば、文字板2の裏側における太陽電池11を配置していない領域、すなわち非配置領域が遮蔽シート12又は13により遮蔽されるので外観体裁の向上を図ることができる。しかも、遮蔽シート12,13と太陽電池11とを重なるよう配置するので、高い精度で遮蔽シート12,13や太陽電池11を形成しなくても、太陽電池11の裏側の部材が文字板2の表側に透けて見えないようにできるという効果がある。
1 胴、2 文字板、2a 日窓、3 時針、4 分針、5 秒針、6 竜頭、7 ボタン、8 バンド固定部、9 風防、10 裏蓋、11 太陽電池、12,13 遮蔽シート、14 パッチアンテナ、14a 受信面、14b 給電ピン、15 日板、100 衛星電波腕時計。

Claims (1)

  1. 透光性を有する文字板と、
    該文字板の裏側に部分的に配置される太陽電池と、
    前記太陽電池と重なるよう前記文字板の裏側に配置されるとともに、前記太陽電池が配置される配置領域の少なくとも一部と、前記太陽電池が配置されない非配置領域の少なくとも一部と、に広がるとともに、少なくとも前記非配置領域の裏面及び、前記非配置領域の周縁において前記配置領域と平面的に重なる領域の裏面が着色された遮蔽シートと、
    前記文字板の裏面及び前記遮蔽シートの表面の少なくともいずれかに設けられた艶消し構造と、
    を備えることを特徴とする太陽電池付き時計。
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