KR102069410B1 - 솔라 스켈레톤 시계 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스켈레톤 시계 (1) 로서, 백 커버 (4) 와 크리스털 (3) 을 구비하는 케이스, 및 상기 스켈레톤 시계 (1) 의 무브먼트 (5) 를 형성하는 한 세트의 부품들을 포함하고, 상기 부품들은 상기 백 커버 (4) 와 상기 크리스털 (3) 사이에 상기 케이스 내측에 배치되고, 상기 크리스털 (3) 을 통해 전적으로 또는 부분적으로 보이며, 상기 스켈레톤 시계 (1) 는 적어도 하나의 태양 전지 (7) 를 포함하는, 스켈레톤 시계 (1) 에 관한 것이다.

Description

솔라 스켈레톤 시계{SOLAR SKELETON WATCH}

본 발명은 시계학 기술분야에 관한 것이다. 더 구체적으로는 태양 전지를 포함하는 스켈레톤 타입의 시계에 관한 것이다. "스켈레톤 시계" 는 무브먼트의 요소들이 시계를 차고 있는 사람에게 보이도록 몇몇 부분, 전형적으로 다이얼, 메인 플레이트 및/또는 브리지들이 천공되어 있는, 무브먼트를 포함하는 시계를 의미한다.

전자 무브먼트에 동력을 공급하기 위하여 시계에 태양 전지를 제공하는 것이 일반적이다. 태양 전지는 크리스털 아래의 다이얼의 주변에 일반적으로 배치되거나, 또는 최대한 광을 흡수하기 위해 다이얼을 대체할 수도 있다. 태양 전지가 투명한 또는 반투명한 수지로 제조된 다이얼 아래에 위치되는, US 특허 8693290 및 EP 특허 2796946 에서와 같은 대안도 또한 존재한다.

그러한 구성에서, 시계 무브먼트는 다이얼에 의해 또는 태양 전지에 의해 가려지며, 이는 이른바 스켈레톤 시계와 양립할 수 없는데, 그 이유는 스켈레톤 시계가 중실 다이얼을 일반적으로 포함하지 않고 그의 구성 부품의 전부 또는 일부를 노출시키기 때문이다. 실제로, 그러한 경우에, 요소들을 보이게 유지하는 것은 태양 전지 장치와 양립할 수 없는데, 그 이유는 태양 전지가 광을 흡수하기 위해 그리고 쿼츠 무브먼트 (quartz movement) 를 구동하기에 충분한 에너지를 생성하기 위해 또한 보여야 하기 때문이다.

본 발명의 목적은, 쿼츠 시계 무브먼트를 구동하기에 충분한 노출 표면적 또는 기계식 시계 무브먼트의 경우에 부가적인 전자 기능을 유지하면서, 스켈레톤 타입의 시계에 광전지 (photovoltaic cell) 를 포함시키는 것이다.

이를 위해, 여기에 첨부된 청구항 1 에 따른 스켈레톤 시계가 제안되고, 특정 실시형태들은 종속 청구항들에서 커버된다.

본 발명의 특징 및 이점은 이하의 도면을 참조하여 이하의 상세한 설명을 읽음으로써 드러날 것이다.

도 1 및 도 2 는 각각, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 태양 전지가 제공된 스켈레톤 시계의 평면도와 단면도를 보여준다. 이러한 제 1 실시형태에 따르면, 태양 전지는 케이스 백과 무브먼트의 요소들 사이에 놓인다.
도 3 및 도 4 는 각각, 본 발명의 다른 바람직한 실시형태에 따른 태양 전지가 제공된 스켈레톤 시계의 평면도와 분해도를 보여준다. 이러한 제 2 실시형태에 따르면, 태양 전지는 크리스털을 통해 보이는 요소들 상에 놓이고, 더 구체적으로는 도 3 에서는 브리지 상에 그리고 도 4 에서는 집적 회로 상에 놓인다.

본 발명은 적어도 하나의 광전지 ("태양 전지" 또는 이 문서의 맥락에서 간단히 "전지" 로도 지칭됨) 가 제공된 스켈레톤 타입의 시계에 관한 것이다.

도 1 내지 도 4 는, 케이스 미들 (2), 크리스털 (3) 및 백 커버 (4) 로 형성된 케이스를 통상적인 방식으로 포함하는 스켈레톤 시계 (1) 를 보여준다. 크리스털은 베젤 (L) 의 도움으로 종래의 방식으로 케이스 미들 (2) 에 고정된다. 도시된 예에서, 케이스는 종래의 쿼츠 무브먼트 (5) 의 모든 요소들을 수납한다 (도 4). 도면들은, 특히, 여러 컷아웃부 (A₁, A₂, A₃, A₄, A₅, A₆, A₇ 및 A₈) 를 포함하는 메인 플레이트 (P), 전기 모터 (M), 기어 트레인 (R) 및 집적 회로 (6) 를 보여준다. 요소들은 케이스 백 (4) 과 크리스털 (3) 사이에 배치되고, 크리스털을 통해 전적으로 또는 부분적으로 보인다. 이 예에서, 무브먼트 (5) 는 케이스 링을 또한 형성하는 플랜지 (9) 의 도움으로 케이스 미들 (2) 내측에 유지된다. 도시되지 않은 변형예에 따르면, 무브먼트 (5) 는 기계식 시계 무브먼트일 수도 있다.

스켈레톤 시계의 독창성은 태양 전지의 부가 그리고 케이스 내측에의 그의 위치결정에 있다.

도 1 및 도 2 에 나타낸 제 1 실시형태에 따르면, 광전지 (7) 는 시계 케이스 백과 무브먼트 (5) 사이에 시계 케이스 백 (4) 상에 배치된다. 광은 크리스털 (3) 을 통과하고, 무브먼트 부품들 사이에, 특히 플레이트 (P) 에 형성된 컷아웃부 (A₁, A₂, A₃, A₄, A₅, A₆, A₇ 및 A₈) 를 통해 광전지 (7) 에 도달한다. 이 무브먼트 부품들은 케이스 백 (4) 의 표면적의 65 내지 90% 에 포함되는 표면적을 가린다. 이는 컷아웃부 (A₁, A₂, A₃, A₄, A₅, A₆, A₇ 및 A₈) 가 이 표면적의 10 내지 35% 에 해당한다는 것을 의미한다. 일례로서, 직경 2.9 ㎝ 의 원형 공동 (circular cavity) 을 갖는 케이스 미들, 즉 약 660 ㎟ 의 케이스 백 표면적을 구비하는 시계의 경우, 컷아웃부의 표면적은 약 146 ㎟, 즉 케이스 백 표면적의 22% 이다. 그러한 조명 (illuminated) 유효 표면적의 경우, 전지에 의해 포착되는 파워는 22 % 의 투과를 갖는 다이얼 아래에 배치된 직경 2.9 ㎝ 의 전지에 의해 포착되는 것과 동등하다. 예컨대, 강성의 또는 가요성의 기판에 물리 및 화학 증착 (PVD, CVD) 에 의해 형성된 비정질 실리콘 태양 전지에 의해 획득되는 파워는 연간 평균 4.4 μW 이다. 이 파워는 2 개의 핸드를 갖는 쿼츠 무브먼트의 소비 (일반적으로 0.3 μW 임) 보다 훨씬 더 높다. 필요에 따라, 무브먼트 부품들 중의 일부, 예컨대 바아, 브리지 및 기어 트래인을 투명한 또는 반투명한 재료로 제조함으로써 조명 유효 표면적을 증가시키는 것이 가능하다는 점에 유의해야 한다. 따라서, 조명 유효 표면적을 35% 까지 증가시키는 것이 가능하고, 이는 7 μW 의 평균 연간 포착 파워에 해당한다. 예컨대, 결정질 실리콘, 이종접합 (heterojunction) 실리콘, CuInGaSe, CuInSe, CdTe, AsGa, 또는 유기 재료를 사용하는 전지와 같은 다른 태양 전지 기술이 사용될 수도 있다. 예컨대, AsGa 기술은 동일한 146 ㎟ 의 노출 표면적의 경우 16.8 μW 의 평균 연간 파워를 제공할 수도 있다. 더욱이, 예컨대, 금색 외관과 같은 무브먼트 부품과 양립가능한 특정 심미감을 부여하기 위해 부가적인 층으로, 예컨대 반투명 재료의 장식 층으로 태양 전지가 코팅될 수도 있다는 것이 언급될 것이다. 그러한 층의 추가로부터 발생하는 투과 손실은 더 효과적인 태양 전지 기술에 의해, 일반적으로 CuInGaSe-기반 또는 AsGa-기반 태양 전지를 사용함으로써 상쇄될 수도 있다.

바람직하게는, 단일 태양 전지가 케이스 백 (4) 에 배치되고, 전체 케이스 백 또는 그의 특히 잘 조명된 부분을 덮는다. 그렇지만, 서로 연결된 여러 개의 개별 전지들을, 각 전지가 컷아웃부를 향하게 배치하도록 케이스 백 (4) 에 위치시키는 것을 예상하는 것도 또한 가능하다. 더 높은 출력 전압을 얻기 위해 전지들이 직렬로 접속된 경우에는, 최소 노출 표면적을 갖는 전지에 의해 부과된 전류 제한을 피하기 위해 각 전지의 표면적이 유사한 것이 바람직하다. 전지들을 병렬로 접속하는 것은 표면적으로 인한 전류 제한을 회피하지만, 출력 전압은 더 낮다. 와이어들의 전기 접속은 예컨대 적절한 합금 (주석 등) 을 사용한 납땜에 의해, 열 압축 (가능하게는 초음파-지원형) 에 의해 달성된다.

도 3 및 도 4 에 도시된 제 2 실시형태에 따르면, 광전지 (7) 는 요소와 크리스털 (3) 사이에, 보이도록 노출된 요소 상에 위치된다. 이러한 방식에서, 광은 크리스털을 통과하여 광전지 (7) 에 직접 도달한다. 전지는 바람직하게는, 스켈레톤 시계의 매력인 이동 부품들을 적어도 부분적으로 보이게 유지하도록 무브먼트의 고정 부품 상에 위치된다. 예컨대, 전지 (7) 는 도 3 에 도시된 것처럼 브리지 (8) 상에 위치될 수도 있다. 또한, 도 4 에 도시된 것처럼 쿼츠 무브먼트의 집적 회로 (6) 상에 위치되거나 또는 상보적인 전자 모듈과 끼워 맞춰진 기계식 무브먼트의 도시되지 않은 변형예의 경우에 동력을 받는 전자 기능부의 집적 회로 상에 위치될 수도 있다. 일 변형예에서, 전지 (7) 는 대안적으로 또는 부가적으로, 집적 회로 (6) 를 지니는 인쇄 회로 (CI) 상에 위치될 수도 있다. 하나의 전지가 여러 요소들에 걸쳐 있거나, 또는 각 전지가 더 작은 노출 표면적을 갖는다면 다시 최소 전지에 의해 부과된 전류 제한을 피하기 위해 전지들이 요소들 상에 배치될 수도 있다. 이러한 실시형태에서, 목적은 크리스털을 통해 보이는 총 표면적의 8 내지 27% 에 포함되는 조명 유효 표면적, 즉, 비정질 실리콘의 경우 1.6 내지 5.4 μW 그리고 AsGa 의 경우 6.1 내지 20.6 μW 에 포함되는 평균 연간 획득 파워이다.

본 발명은 두 실시형태의 조합, 즉 전지들을 케이스 백 상에 그리고 크리스털을 통해 보이는 부품 상에 위치시키는 것을 배제하지 않는다.

케이스에의 전지의 조립은 전지를 지니는 구조를 생성할 필요없이 매우 간단히 달성될 수 있다. 예컨대, 전지 (7) 는 선택된 실시형태에 따라, 케이스 백 (4) 에 또는 부품에 접착 결합되거나 스냅 피팅될 수도 있다. 케이스의 제조 중에 스탬핑 작업을 수정하게 하는 특정 하우징을 제공할 필요가 없다. 필요하다면, 전지가 케이스 백 상에 위치되는 경우, 무브먼트 (5) 는 전지의 두께에 의해 간단히 들어 올려질 수도 있다. 또한, 이러한 타입의 조립은, 선택된 광전지 기술에 따라 예컨대 유리 기판의 경우에서처럼 본질적으로 부서지기 쉬울 수도 있는 전지를 더 양호하게 보호한다.

생산된 전기 에너지를 저장하기 위해, 집적 회로는 바람직하게는 저장 커패시터 또는 충전식 배터리 (도시 안 됨) 와 연관된다. 전지(들) 및 인쇄 회로 사이의 전기적 연결은 커패시터 및 집적 회로를 지니는 인쇄 회로 기판 (CI) 아래에 배치된 접촉 스프링들에 의해 또는 2 개의 와이어들에 의해 달성될 수도 있다.

생산된 전기 에너지는 쿼츠 무브먼트 또는 기계식 시계의 부가적인 기능, 예컨대 조명 (lighting) 기능에 동력을 공급하는데 사용된다.

Claims (15)

1. 스켈레톤 시계 (1) 로서,
   백 커버 (4) 와 크리스털 (3) 을 구비하는 케이스, 및
   상기 스켈레톤 시계 (1) 의 무브먼트 (5) 를 형성하는 한 세트의 부품들
   을 포함하고,
   상기 부품들은 상기 백 커버 (4) 와 상기 크리스털 (3) 사이에 상기 케이스 내측에 배치되고, 상기 크리스털 (3) 을 통해 전적으로 또는 부분적으로 보이며,
   상기 스켈레톤 시계 (1) 는 적어도 하나의 태양 전지 (7) 를 포함하고,
   하나 이상의 태양 전지 (7) 가 상기 백 커버 (4) 와 상기 세트의 부품들 사이에 배치되고, 각 전지 (7) 는 상기 무브먼트를 형성하는 상기 부품들 사이에 그리고 상기 부품들 중에 형성된 컷아웃 부분들을 통해 광에 노출되고,
   상기 스켈레톤 시계 (1) 는 상기 백 커버 (4) 의 전체 표면을 덮는 태양 전지 (7) 를 포함하고,
   상기 태양 전지 또는 전지들 (7) 의 광-노출 표면적이 상기 크리스털 (3) 을 통해 광에 노출되는 총 표면적의 10 내지 35 % 인, 스켈레톤 시계 (1).
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 부품들 중의 하나 이상이 투명한 또는 반투명한 재료로 제조된 것을 특징으로 하는 스켈레톤 시계 (1).
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 태양 전지 또는 전지들 (7) 이 상기 크리스털 (3) 을 통해 보이는 적어도 하나의 부품 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 스켈레톤 시계 (1).
4. 제 3 항에 있어서,
   태양 전지 (7) 를 지탱하는 상기 부품들 중의 하나가 상기 무브먼트의 고정 구조물인 것을 특징으로 하는 스켈레톤 시계 (1).
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 부품은 브리지 (8) 또는 집적 회로 (6) 또는 인쇄 회로 (CI) 인 것을 특징으로 하는 스켈레톤 시계 (1).
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   복수의 태양 전지 (7) 의 경우, 각 태양 전지 (7) 가 상기 크리스털 (3) 을 통해 광에 노출되는 동일한 표면적을 갖는 것을 특징으로 하는 스켈레톤 시계 (1).
7. 삭제
8. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 태양 전지 또는 전지들 (7) 은 비정질 실리콘 (amorphous silicon) 으로 제조된 것을 특징으로 하는 스켈레톤 시계 (1).
9. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   각 태양 전지 (7) 는 상기 케이스 내측에 접착 결합 (adhesive bonding) 에 의해 조립되는 것을 특징으로 하는 스켈레톤 시계 (1).
10. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스켈레톤 시계 (1) 는 쿼츠 무브먼트 또는 기계식 무브먼트를 포함하는 것을 특징으로 하는 스켈레톤 시계 (1).
11. 제 2 항에 있어서,
    상기 태양 전지들은 직렬로 접속되는 것을 특징으로 하는 스켈레톤 시계 (1).
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 태양 전지들은 동일한 표면적을 각각 갖는 것을 특징으로 하는 스켈레톤 시계 (1).
13. 제 2 항에 있어서,
    상기 태양 전지들은 병렬로 접속되는 것을 특징으로 하는 스켈레톤 시계 (1).
14. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 태양 전지들은 반투명 (semi-transparent) 장식층으로 코팅되는 것을 특징으로 하는 스켈레톤 시계 (1).
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 태양 전지들은 AsGa-기반 또는 CuInGaSe-기반 태양 전지들인 것을 특징으로 하는 스켈레톤 시계 (1).

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