JPH11248866A - 充電電極付き電子時計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 蓄電手段の電力が減少したときに、外部から
充電を行うこと。 【解決手段】 熱発電時計外装ケースの断熱材を絶縁手
段としてケースを複数に絶縁し、時計の外装ケースを充
電用の電極として用いる事で、蓄電手段の電力が減少し
た場合に外部から充電することを可能とし、充電用の接
続端子を専用に設ける事を不要にした。また、外部から
外部エネルギーを用いて時計内の蓄電手段充電するので
充電時間を短時間で行うことを可能とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蓄電手段を有する
充電電極付き電子時計に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子時計に内蔵したソーラー発電器や、
熱発電器や、回転垂を用いてローターを回転させ発電す
る発電器で発電したエネルギーを二次電池やキャパシタ
などに充電して時計駆動のエネルギーとして利用する電
子時計や、電磁誘導を用いて時計に内蔵したコイルで発
電して蓄電手段に充電して時計駆動のエネルギーとする
電子時計はよく知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】蓄電手段内臓の電子時
計はソーラー発電などの何らかの発電手段を用いて充電
する必要が有る。発電は常に行われているとは限らず蓄
電手段は蓄電した電力を全て消費してしまう恐れがあ
る。また、電子時計に内蔵の発電手段は発電電力が小さ
いので、蓄電手段に蓄電した電力を全て消費してしまう
と再び充電するのに時間がかかるという問題点を持って
いる。

【０００４】この問題を解決する一つの方法として、蓄
電電圧が低下すると、時計の秒針の駆動回数を減らして
消費電力を低減させる方法が提案されている（特開平７
−２８７０８０号参照）。しかしながら、この方法で
も、消費電力は低減できるものの、消費電力が皆無にな
るわけではないので、発電手段の発電が長時間停止すれ
ば蓄電手段が完全に消費してしまい再度充電するのに時
間がかかるという問題があった。

【０００５】本発明は、蓄電手段への充電時間の短縮と
信頼性向上を課題としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の充電電極付き電
子時計は、蓄電手段と、導体ケースと絶縁体ケースで構
成している外装ケースとを有する電子時計において、前
記導体ケースは前記絶縁体ケースで複数に分割してそれ
ぞれの前記導体ケースが電気的に絶縁状態になる構成と
して、前記導体ケースの一部を前記蓄電手段へ充電する
ための電極として用いる構成により前記電子時計の外部
より外部エネルギーを前記蓄電手段へ充電が可能とな
る。

【０００７】また、静電気保護手段を有することで、静
電気による電子回路や蓄電手段の誤動作や破壊や劣化を
防止する事ができる。また、充電保護手段を有すること
で、電子回路や蓄電手段の誤動作や破壊や劣化を防止す
る事ができる。また、発電手段を有することで、通常は
前記発電手段で発電した電力を前記蓄電手段へ充電して
前記電子時計の電源とするが、前記蓄電手段の蓄電電力
が枯渇した時や、少なくなった時は充電が必要となる。
前記導体ケースの一部を前記蓄電手段へ充電するための
電極として用いる構成により外部より外部エネルギーを
前記蓄電手段へ充電することが可能となり、両者を併用
することで急速充電したいときには外部から充電する事
が可能となり、利用者にとっても電池が枯渇したときの
心配が無くなり使用しやすくなる。

【０００８】熱発電時計は熱電素子により多くの温度差
をつけるために断熱材を使用して吸熱側と放熱側に熱絶
縁させる構成が提案されている（特開昭５５−２０４８
３号参照）。発電手段に熱発電器を用いる構成をするこ
とは、前記熱発電時計の断熱材部分を熱絶縁させるとと
もに電気的に絶縁する構成にすることにより、前記導体
ケースを前記蓄電手段へ充電するための電極として用い
る構成がとれ、外部より外部エネルギーを前記蓄電手段
へ充電することが可能となる。また、専用充電端子を新
たに設ける必要もない。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の形態を示
すブロック図で、充電電極付き電子時計の例を示してい
る。図１では、発電器付き時計として熱発電時計を例に
して説明する。図1において第一の外部電極１０１は、
第一の接続手段１１４を介して静電気保護手段１０２の
入力端子に接続されている。静電気保護手段１０２の出
力は第一のダイオード１０３を介して充電保護回路１０
８の入力部と第二のダイオード１０６のカソードとに接
続されている。熱発電器１０４の出力部は第二の接続手
段１１３を介して昇圧回路１０５の入力部に接続してい
る。昇圧回路１０５の出力部は第二のダイオード１０６
を介して充電保護回路１０８の入力部と第一のダイオー
ド１０３のカソードとに接続している。充電保護回路１
０８の出力部は蓄電手段１０９の入力部に接続してい
る。蓄電手段１０９の出力部は時計回路１１０に電源と
してプラス電位１１２を与えている。第二の外部電極１
０７の出力部は熱発電器１０４と昇圧回路１０５と充電
保護回路１０８と蓄電手段１０９と時計回路１１０との
電源の基準電位１１１として接続している。

【００１０】熱発電器１０４はゼーベック効果を利用し
た熱電素子である。熱電素子は１対のＰＮ接合により約
４００μＶ／℃の起電圧が生じる。これを５００対用い
れば０．２Ｖ／℃の起電圧となる。時計の裏蓋側を吸熱
側として腕の熱を吸熱して、風防ガラス側のケースを放
熱側として外気に熱を放熱し、吸熱側と放熱側の間を断
熱する事で熱電素子により多くの熱を流すことで効率を
上げることができる。

【００１１】ここで、熱電素子に２℃の温度差を与える
ことで熱発電器１０４は０．４Ｖの起電圧が得られ、そ
の起電圧を昇圧回路１０５で昇圧する事で１．５Ｖの電
圧が得られる。この電圧は、電子時計を駆動する事が可
能な電圧である。昇圧回路１０５で昇圧した電力は充電
保護回路１０８で時計回路１１０や蓄電手段１０９に過
電圧などの悪影響がかからないように制御して蓄電また
は消費する。第二の接続手段１１３は熱発電器１０４と
昇圧回路１０５を電気的に接続するためのワイヤーなど
の導線や金属板やバネなどを用いる。第一の接続手段１
１４は第一の外部電極１０１と静電気保護回路１０２と
を電気的に接続するワイヤーなどの導線や金属板やバネ
などである。第一のダイオード１０３は昇圧回路１０５
の出力が静電気保護手段１０２の方向に電流を流さない
ための逆流防止のためのダイオードである。第二のダイ
オード１０６は静電気防止手段１０２の出力が昇圧回路
１０５の方向に電流を流さないための逆流防止のための
ダイオードである。蓄電手段１０９はリチュウムイオン
二次電池、リチュウム二次電池、電気二重層コンデンサ
などの二次電池やコンデンサである。時計回路１１０は
発振回路、分周回路、モーター駆動回路、ＣＰＵ、表示
装置などを含む電子時計の電子回路である。

【００１２】昇圧回路１０５は熱発電器１０４で発電し
た電圧を昇圧する回路である。例えば、コンデンサを二
個並列にして充電し、そのコンデンサを直列に切り替え
る事で２倍に昇圧する回路などの昇圧回路やコイルで昇
圧する回路を用いることができる。また、熱発電器１０
４が１．５Ｖ程度の十分な起電圧を発電すれば、昇圧回
路１０５は無くとも良い。充電保護回路１０８は例えば
電圧検出器とスイッチ回路を用いてある電圧値を越えた
らスイッチを切り替えて電流を切断する回路や定電圧ダ
イオードなどがある。第一の外部電極１０１は熱発電時
計の放熱側であるケースに設け電気的に接続するために
接続手段１１４を用いて静電気保護手段１０２に接続す
る。第二の外部電極１０７は熱発電時計の吸熱側である
裏蓋に設け基準電位１１１に接続する。第一の外部電極
１０１と第二の外部電極１０７は断熱胴２０３により熱
的に断熱しているとともに電気的にも絶縁している。

【００１３】次に静電気保護手段の詳細回路を図３を用
いて説明する。入力端子３０１は図１の第一の接続手段
１１４の一方に接続している。入力端子３０１は抵抗３
０２に接続している。抵抗３０２は出力端子３０５と第
３のダイオード３０３のアノードと第四のダイオード３
０４のカソードとに接続している。第３のダイオード３
０３のカソードは蓄電手段１０９のプラス側であるプラ
ス電位１１２に接続している。第４のダイオード３０４
のアノードは蓄電手段１０９のマイナスである基準電位
１１１に接続している。出力端子３０５は第一のダイオ
ード１０３を介して充電保護回路１０８の入力部と第二
のダイオード１０６のアノードとに接続している。静電
気が入力端子３０１に入ってきたら抵抗３０２で減圧し
てさらに第三のダイオード３０３または第４のダイオー
ド３０４に流れることで、出力回路３０５以降に起きる
静電気の影響を減少させ破壊や誤動作を防止する。ま
た、別の静電気保護回路としてコンデンサと抵抗を用い
たフィルタ回路や、ショットキーバリアダイオードなど
静電気がかかっても電子回路に入る影響を低減する回路
や素子を用いることもできる。

【００１４】図２は本発明の実施の形態である充電電極
付き電子時計の構造を示す断面図である。ムーブメント
２０１は図１で説明した電極付き電子時計の電子回路や
モーターや輪列や表示装置を含む時計のムーブメントで
ある。風防ガラス２０２は時計の風防ガラスである。断
熱胴２０３は熱発電器１０４が効率的に発電するように
放熱側と吸熱側とを断熱する断熱材である。断熱材２０
３は放熱側の導体ケースである第一の外部電極１０１と
吸熱側の導体ケースである第二の外部電極１０７とを断
熱するととも電気的に絶縁している。絶縁することで充
電用の電極としてケースの一部を用いることができる。
断熱材２０３は成形性が良く、熱伝導率が低く、絶縁体
であるもの有用である。例えば、プラスチックやゴムや
セラミクスやガラスなどを断熱材２０３の材料として用
いることが考えられる。第一の外部電極１０１は外装ケ
ースの一部であり、外気に熱を放熱するように外気と接
触しやすい位置に配置してある放熱部を使用している。
第二の外部電極１１３は外装ケースの一部であり、腕か
ら熱を吸熱するため時計の裏蓋を用いている。腕の熱を
裏蓋で吸熱して、外気と接するケースで放熱する構成で
ある。充電電極から電子回路への電気的な経路は、第一
の外部電極１０１からは第一の接続手段１１４を用い、
第二の外部電極１１３からは基準電位１１１を用いて行
う。接続手段はワイヤーなどの導線や金属の板やバネな
どの導体を用いることができる。また、基準電位１１１
と第二の接続手段１１３は熱発電器１０４の出力を昇圧
回路１０５へ接続するためにワイヤーや金属板やバネな
どを用いる。

【００１５】また、断熱胴２０３の代わりにゴムやプラ
スチックの絶縁体のパッキンを裏蓋と胴の間に挿入して
電気的な絶縁を計ることも可能である。尚、本実施の形
態では、熱発電時計の場合を説明したが、電極の形状や
配置を変えることでソーラー発電時計など発電器と蓄電
器を持つ電子時計、発電器は持たないが蓄電器を持つ電
子時計、携帯電子機器、家電機器にも適用可能である。

【００１６】

【発明の効果】本発明によれば、特に、熱発電時計の断
熱材を絶縁体として用い吸熱側のケースと放熱側のケー
スを外部充電用電極端子として使用することで、外部エ
ネルギーによる充電が可能となる。また、外部エネルギ
ーを用いるので急速充電も可能となる。さらに、充電保
護回路や静電気保護回路を持つことにより電子回路や部
品の破壊や誤動作や劣化を防止して安全に充電が可能と
なる。さらに、外装ケースを電極として用いるので新た
に接続端子を付ける必要が無くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態である充電電極付き電子
時計のブロック図である。

【図２】 本発明の実施の形態である充電電極付き電子
時計の構造を示す断面図である。

【図３】 図１の静電気保護手段の詳細回路を示す図

【符号の説明】

１１３ 第二の接続手段 １１４ 第一の接続手段 １０３ 第一のダイオード １０６ 第二のダイオード １１１ 基準電位 １１２ プラス電位 ２０１ ムーブメント ２０２ 風防ガラス ２０３ 断熱胴 ３０１ 入力端子 ３０２ 抵抗 ３０３ 第三のダイオード ３０４ 第四のダイオード ３０５ 出力端子

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 蓄電手段と、導体ケースと絶縁体ケース
   で構成している外装ケースとを有する電子時計におい
   て、前記導体ケースは絶縁体ケースで複数に分割してそ
   れぞれの導体ケースが電気的に絶縁状態になる構成であ
   る事を特徴とする充電電極付き電子時計。
2. 【請求項２】 前記導体ケースの一部が蓄電手段に充電
   するための電極である事を特徴とする請求項１記載の充
   電電極付き電子時計。
3. 【請求項３】 静電気保護手段を有することを特徴とす
   る請求項２記載の充電電極付き電子時計。
4. 【請求項４】 充電保護手段を有することを特徴とする
   請求項３記載の充電電極付き電子時計。
5. 【請求項５】 発電手段を有することを特徴とする請求
   項４記載の充電電極付き電子時計。
6. 【請求項６】 前記発電手段はゼーベック効果により発
   電する熱発電素子を有する事を特徴とする請求項５記載
   の充電電極付き電子時計。
7. 【請求項７】 ゼーベック効果により発電する熱発電素
   子を有するとともに外装ケースを吸熱部と放熱部とに断
   熱材で断熱している外装ケースを有する熱発電時計にお
   いて、前記断熱材は前記絶縁体ケースであり、前記吸熱
   部と前記放熱部とは前記導体ケースである事を特徴とす
   る請求項６記載の充電電極付き電子時計。