JP6644885B2

JP6644885B2 - ウオッチ又は計時装置などの可搬体用ソーラー針

Info

Publication number: JP6644885B2
Application number: JP2018523490A
Authority: JP
Inventors: トルトラ，ピエルパスクワーレ
Original assignee: ザ・スウォッチ・グループ・リサーチ・アンド・ディベロップメント・リミテッド
Priority date: 2015-12-11
Filing date: 2016-09-09
Publication date: 2020-02-12
Anticipated expiration: 2036-09-09
Also published as: CN108475042B; EP3387494B1; US20180314210A1; HK1259375A1; US10768578B2; WO2017097449A1; JP2018533015A; CN108475042A; EP3387494A1; EP3179317A1

Description

本発明は、可搬体用ソーラー表示針に関する。本発明は、特に、アナログ表示付き腕時計又は計時装置などの計時器用のソーラー表示針一式に関する。

よく知られているように、計時器には、基板と、ウオッチなどの計時器の測時回路又は電気回路に給電するために光放射に曝されるようにする第１の電極を構成する、少なくとも１つのｎ−ｉ−ｐ素子又はｐ−ｉ−ｎ素子と導電層を画成する少なくとも１つの複数の重畳層と、から構成された太陽電池からなる文字板が備えられている。

欧州特許第０８７２７８３号公報には、計時器用太陽電池からなる文字板が開示されている。このような文字板は、美的外観に問題があり、その電気的性能は並みのものである。実際に、太陽電池からなる文字板は、半透明で、電池が見えにくく且ついかなる種類の仕上がり又は特定の色も認めることができないようでなければならない。

本発明の目的は、これらの既知の技術の各種欠点を克服することである。

更に詳しくは、本発明の目的は、太陽電池からなる表示針を提供しソーラー文字板を不要とすることである。

これらの目的は、以下に更に明確になるその他の目的に加え、充電式電気エネルギー源を内蔵し、少なくとも第１の表示針と第２の表示針を備えた、可搬体によって本発明により達成される。

本発明によれば、前記第１の表示針と前記第２の表示針は、少なくとも１つの太陽電池からなり、電気エネルギー源が充電用表示針に接続される。

本発明の好適な実施例によれば、太陽電池はヘテロ接合電池である。

本発明の有利な特徴によれば、第１の表示針と第２の表示針は重畳され、各々には駆動アーバを通すための穴が備えられ、第２の表示針の駆動アーバは第１の表示針の駆動アーバの内部に同心円状に配置され、２つの駆動アーバ間に絶縁層の挿入を伴い、第１と第２の表示針は各々、第１の極と第２の極をそれぞれ備え、第１の表示針の第１の極が、第１の表示針の駆動アーバを介して、エネルギー源の第１の端子に電気的に接続され、第１の表示針の第２の極が、第１と第２の表示針間の電気的導通を確実にする接触子を介して、第２の表示針の第１の極に接続され、第２の表示針の第２の極が、第２の表示針の駆動アーバを介して、エネルギー源の第２の端子に接続される。

別の好適な特徴によれば、接触子は、駆動アーバを軸とする。

有利なことには、第１と第２の表示針は各々、第１の環状体と第２の環状体をそれぞれ備え、環状体は各々、第１の表示針、第２の表示針の駆動アーバを通すための穴をその中心にそれぞれ有し、第１と第２の環状体には各々、観察者に向いた上面部と、上面部に対向する下面部が備えられ、第１と第２の環状体は導電性物質からなり、第１と第２の環状体は各々、第１と第２の表示針を進める。

本発明はまた、本発明による少なくとも１本の針を備えた計時器に関する。

本発明のその他の特性及び利点は、例示的且つ非限定的な目的のみに提示されている、後述の本発明の具体的な実施形態の説明を読むことにより、及び添付図面により更に明確になる。
図１は、本発明による太陽電池を備えた針一式の上面図である。図２は、本発明による太陽電池を備えた針一式の下面図である。図３は、本発明による太陽電池を備えた針一式の分解図である。図４は、本発明による太陽電池を備えた針一式の分解図である。図５は、本発明による太陽電池を備えた針一式の断面図である。

特定の実施形態によるコントロール部材について、図１及び図２を合わせて参照して、以下に説明する。

本発明は、表示針１により指標となり、電気エネルギー源３６が内蔵されている、可搬装置用表示針１に関する。

本発明によれば、表示針１は、少なくとも１つの太陽電池からなり、電気エネルギー源３６が充電を目的として表示針１に接続される。

当業者はソーラー針１，２一式が文字板と比較して十分なエネルギー源になりえないと思うかもしれないが、本発明者等はソーラー針一式がそれに見合うエネルギー源を供給できることを証明した。

ウオッチの表面において輝度Ｌがあるとすると、ソーラー文字板ウオッチにより発生される出力は、下記式により与えられる。
Ｐ_C＝Ｌ×Ｓ_C×Ｔ_C×Ｅ_C×Ｔ_G （１）

式中、Ｓ_Cは文字板の表面積、Ｔ_Cは透過率、Ｅ_Cは太陽電池の効率、Ｔ_Gは結晶の透過率である。

典型的には、式（１）に関して下記の値が実測される。
Ｓ_C＝８×１０^-4ｍ²；Ｔ_C＝０．３５；Ｅ_C＝０．０４

式（１）にこれらの数値を入れることにより、式（２）が得られる。
Ｐ_C＝Ｌ×Ｔ_G×１．１２×１０^-5Ｗ（２）

ソーラー針を有する、ウオッチなどの可搬装置に関して、発生出力は下記式（３）により与えられる。

Ｐ_A＝Ｌ×Ｓ_A×Ｅ_A×Ｔ_G （３）

式中、Ｓ_Aは２本の針の表面積、Ｅ_Aは針の太陽電池の効率である。

時針と分針一式に関して、表面積Ｓ_AはＳ_A＝４．４×１０^-5ｍ²である。

本発明の好適な実施形態によれば、表示針１を構成する太陽電池はヘテロ接合電池である。

ヘテロ接合太陽電池は、異なるエネルギーギャップを持つ物質を接触させて載置することにより得られる。例えば、シリコンヘテロ接合は、水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）を結晶性シリコン（ｃ−Ｓｉ）と接触させて載置することからなる。ａ−Ｓｉ：Ｈのエネルギーギャップは、ｃ−Ｓｉのエネルギーギャップよりもはるかに大きいからである。ａ−Ｓｉ：Ｈの導電性は、ｃ−Ｓｉの導電性よりもはるかに低いので、電流を集めるためには導電層がその表面全体に渡って付加されなければならない。電池の光照射側において、この導電層は、一般に透明の導電性酸化物（ＴＣＯ）からなり、電流を集める。このＴＣＯはまた、反射防止層として作用しつつ、金属電極との十分な接触を確実にする。

現在利用できるヘテロ接合電池の効率は、Ｅ_A＝０．２２である。このような電池の厚みは１５０μｍであり、ウオッチなどの可搬体に従来から使用されている針厚に匹敵する。

式（３）に前記数値を入れることにより、下記式（４）が得られる。
Ｐ_A＝Ｌ×Ｔ_G×０．９７×１０^-5Ｗ（４）

輝度と結晶の透過率はどちらの場合も同じなので、式（２）と（４）において得られる出力は、どちらの場合もかなり遜色がない。

このようにして、ソーラー針という解決策が、例えば、ウオッチの文字板用の装飾に関する制限を克服するという利点を有するのは、文字板が所望の素材、色、仕上がりをもって作ることができるからである。

ソーラー針は、アスラブ・エスアー名義の欧州特許第０９４８０６０号公報に記載の公知の方法により製造できる。この特許においては、ウオッチなどの計時器用文字板を構成する円形の太陽電池の製造が記載されている。この特許においては、しかしながら、当該発明は文字板に限定されず、その他のいかなる形態の太陽電池の製造にも、特にソーラー針の製造にも利用できる。

ソーラー針によって集められたエネルギーを輸送するためには、特定の構造が提供され、１本のソーラー針の極のうちの１つが、２本の針間の電気的な接触を介して他方のソーラー針の極のうちの１つに接続され、エネルギー源の端子へのソーラー針の電気接続のために２本の針の駆動アーバを使用できるようにしなければならない。このような構造が欧州特許出願第１４１７００９４．８号において出願人により記載されている。以下の説明において、その特許出願の構造がソーラー針の使用に合うように適合されている。

図１と図２に示した例において、本発明による針一式は、第１と第２の表示針、すなわち、表示針１と表示針２をそれぞれ備える。第１の表示針１は、第１の環状体４からなり、針部６が延び、少なくとも１つの太陽電池により構成でき、略直線状に延びている。第１の環状体４は、第１の表示針１の駆動アーバ１０を通すための穴８をその中央に有する。第１の環状体４には、観察者に向いた上面部１２と、上面部１２に対向する下面部１４が備わっている。第１の環状体４の上面部１２と下面部１４は、側面１６によりその周囲の全長に渡ってお互いに接続される。下記に更に詳述する発明の特徴によれば、第１の環状体４には、その上面部１２と下面部１４に渡って及び駆動アーバ１０が係合する穴８の内部が導電性物質層により覆われている。

第１の表示針１と同様に、第２の表示針２は、第２の環状体１８からなり、針部２０が延び、少なくとも１つの太陽電池により構成でき、略直線状に延びている。第２の表示針２の第２の環状体１８は、第１の表示針１の駆動アーバ１０内部に同心円状に配置される、駆動アーバ２４を通すための穴２２をその中心に有する。第２の環状体１８には、観察者に向いた上面部２６と上面部２６に対向する下面部２８が備わっている。第２の環状体１８の上面部２６と下面部２８は、側面３０により周囲の全長に渡ってお互いに接続される。下記に更に詳述する発明の特徴によれば、第２の環状体１８には、その上面部２６と下面部２８に渡って及び駆動アーバ２４が係合する穴２２の内部が導電性物質層により覆われている。

第１と第２の表示針１と２は、フレーム内蔵された、例えば表示針１と２一式が装着された腕時計などの電気エネルギー源３６との電気接続のために、第１と第２の極、すなわち極３２Ａ、３２Ｂ及び３４Ａ、３４Ｂをそれぞれ備える。電気エネルギー源３６は、例えば二次電池である。

第１の光源の第１の極３２Ａは、第１の表示針１の駆動アーバ１０を介してエネルギー供給源３６に接続され、第１の光源３２の第２の極３２Ｂは、第２の光源の第１の極３４Ａと、以下に詳述する方法で接続される。第２の光源３４の第２の極３４Ｂは、第２の表示針２の駆動アーバ２４を介してエネルギー供給源３６に接続される。この目的を達成するために、第１と第２の表示針１と２の駆動アーバ１０と２４は、導電性でなければならず、絶縁層３８の挿入によりお互いに電気的に絶縁されていなければならない。

上述のとおり、第１と第２の環状体４と１８は、その上面部と下面部に渡って導電性物質層により覆われている。すなわち、駆動アーバ２４は、第２の環状体１８に配置された金属で被覆された穴２２に押し込まれている。その結果、第２の環状体１８の上面部２６は、駆動部２４と同じ電位となる。逆に（図４参照）、第２の環状体１８の下面部２８に配置され、導電性物質の局部除去により電気的に絶縁にされた連続溝４０は、下面部２８が駆動アーバ２４から電気的に絶縁されるように、駆動アーバ２４を取り囲んでいる。同様に、それ自体が閉じた、連続溝４０と同様に絶縁されている連続溝４２が、第２の環状体１８の上面部２６に配置され、上面部２６のその他の部分から電気的に絶縁されたアイランド４４を形成するようにしている。第２の環状体１８の厚みに形成された金属で被覆された貫通孔４６は、上面部２６に配置されたアイランド４４と下面部２８をお互いに電気的に接続できるようにしている。

同様に、駆動アーバ１０は第１の環状体４の金属で被覆された穴８に押し込まれている。その結果、第１の環状体４の下面部１４は駆動アーバ１０と同じ電位を持つことになる。逆に、第１の環状体４の上面部１２に配置され導電性物質の局部除去により電気的に絶縁にされた連続溝４８は、上面部１２が駆動アーバ１０から電気的に絶縁されるように、駆動アーバ１０を取り囲んでいる。同様に、それ自体が閉じた、連続溝４８と同様に絶縁されている連続溝５０が、第１の環状体４の下面部１４に配置されており、下面部１４のその他の部分から電気的に絶縁したアイランド５２を作るようにしている。第１の環状体４の厚みに形成された金属で被覆された貫通孔５４は、下面部１４に配置されたアイランド４４と上面部１２をお互いに電気的に接続できるようにしている。

最後に、第２の環状体１８の下面部２８は、第１と第２の表示針１と２の間に配され駆動アーバ１０を軸とする導電性且つ機械的弾性の接触子５６を介して、第１の環状体４の上面部１２と接触して載置されている。上面部２６に配置されたアイランド４４は、このように第１の環状体４の上面部１２に電気的に接続され、次にこの上面部１２は第１の環状体４の下面部１４に配置されたアイランド５２と電気的に接続される。

本発明によれば、第１の極３２Ａは、第１の表示針１の駆動アーバ１０を介してエネルギー供給源３６の第１の端子に電気的に接続される。この目的を達成するために、第１の極３２Ａは、例えばワイヤボンディング技術によって、第１の環状体４の下面部１４に接続される。第２の極３２Ｂは、接触子５６を介して第１の極３４Ａに接続され、第１と第２の表示針１と２間の電気的導通を確実にする。このために、第２の極３２Ｂは、第１の環状体４の下面部１４に配置されたアイランド５２に接続される。第１の環状体４の厚みに形成された金属で被覆された貫通孔５４により、アイランド５２は第１の環状体４の上面部１２と電気的に接続され、次にこの上面部１２が、接触子５６により第２の環状体１８の下面部２８に接続される。第２の環状体１８の下面部２８は、次に金属で被覆された貫通孔４６により第２の環状体１８の上面部２６に配置されたアイランド４４に接続される。最後に、第１の極３４Ａは、第２の環状体１８の上面部２６に配置されたアイランド４４に電気的に接続される。第２の極３４Ｂは、駆動アーバ２４を介してエネルギー源３６の第２の端子に接続される。このために、第２の極３４Ｂは、第２の環状体１８の上面部２６に電気的に接続される。

本発明は、例示された例に限定されず、当業者が想到する各種の変形と変更ができることは、言うまでもない。

１第１の表示針
２第２の表示針
４環状体
６略直線状に延びる針部
８穴
１０駆動アーバ
１２上面部
１４下面部
１６側面
１８環状体
２０略直線状に延びる針部
２２穴
２４駆動アーバ
２６上面部
２８下面部
３０側面
３２Ａ，３２Ｂ第１と第２の極
３４Ａ，３４Ｂ第１と第２の極
３６電気エネルギー源
３８絶縁層
５６接触子

Claims

充電式電気エネルギー源（３６）が内蔵された可搬体であり、少なくとも第１の表示針と第２の表示針（１、２）から構成されている可搬体であって、
前記第１の表示針と前記第２の表示針（１、２）は、少なくとも１つの太陽電池からなり、前記電気エネルギー源（３６）が充電を目的として前記表示針に接続され、
前記第１と前記第２の表示針（１，２）が重畳され、各々には、駆動アーバ（１０，２４）が備えられ、前記駆動アーバ（１０、２４）を介して、前記第１と第２の表示針（１，２）と前記電気エネルギー源（３６）とが接続している
ことを特徴とする、可搬体。
前記電池が、ヘテロ接合電池である、請求項１に記載の可搬体。
前記重畳された前記第１と前記第２の表示針（１，２）の各々には、駆動アーバ（１０，２４）を通すための穴（８，２２）が備えられ、前記第２の表示針（２）の前記駆動アーバ（２４）は、前記第１の表示針（１）の前記駆動アーバ（１０）内部に同心円状に配置され、前記２つの駆動アーバ（１０，２４）間に絶縁層（３８）の挿入を伴い、前記第１と第２の前記表示針（１，２）は各々、第１と第２の極（３２Ａ，３２Ｂ；３４Ａ，３４Ｂ）を有し、前記第１の表示針（１）の前記第１の極（３２Ａ）が、前記第１の表示針（１）の前記駆動アーバ（１０）を介して前記エネルギー源（３６）の第１の端子と電気的に接続され、前記第１の表示針（１）の前記第２の極（３２Ｂ）が、前記第１と前記第２の表示針（１，２）間の電気的導通を確実にする接触子（５６）を介して、前記第２の表示針（２）の前記第１の極（３４Ａ）に接続され、前記第２の表示針（２）の前記第２の極（３４Ｂ）が、前記第２の表示針（２）の前記駆動アーバ（２４）を介して、前記エネルギー源（３６）の第２の端子に接続される、請求項１又は２に記載の可搬体。
前記接触子（５６）が、前記駆動アーバ（１０）を軸とする、請求項３に記載の可搬体。
前記第１と前記第２の表示針（１，２）は各々、第１と第２の環状体（４，１８）をぞれぞれ備え、各々が第１と第２の表示針（１，２）の駆動アーバ（１０，２４）に通すための穴（８，２２）をその中心にそれぞれ有し、前記第１と前記第２の環状体（４，１８）の各々には、観察者に向いた上面部（１２，２６）と、前記上面部（１２，２６）に対向する下面部（１４，２８）が備わっており、前記第１と前記第２の環状体（４，１８）が導電性物質からなる、請求項１〜４の何れか１項に記載の可搬体。
前記第１と前記第２の環状体（４，１８）は各々、前記第１と前記第２の表示針（１，２）を進める、請求項５に記載の可搬体。
請求項１〜６の何れか１項に記載の少なくとも１本の針を備える、計時器。