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

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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