WO1999044103A1 - Generateur de courant et horloge electronique l'utilisant - Google Patents

Generateur de courant et horloge electronique l'utilisant Download PDF

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WO1999044103A1
WO1999044103A1 PCT/JP1999/000905 JP9900905W WO9944103A1 WO 1999044103 A1 WO1999044103 A1 WO 1999044103A1 JP 9900905 W JP9900905 W JP 9900905W WO 9944103 A1 WO9944103 A1 WO 9944103A1
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WO
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substrate
thermoelectric element
heat
power generation
thermoelectric
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PCT/JP1999/000905
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English (en)
French (fr)
Inventor
Gen Mitamura
Original Assignee
Seiko Instruments Inc.
Seiko Instruments R & D Center Inc.
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Application filed by Seiko Instruments Inc., Seiko Instruments R & D Center Inc. filed Critical Seiko Instruments Inc.
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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04C—ELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C10/00—Arrangements of electric power supplies in time pieces
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N10/00—Electric motors using thermal effects

Definitions

  • the present invention relates to a power generator using a thermoelectric element and an electronic timepiece using the power generator.
  • An electronic timepiece that uses electric power as an energy source is generally equipped with a storage means such as a battery and stored in advance and directly supplies power to a clock member.
  • a storage means such as a battery
  • power generation is performed, power is once stored in power storage means, and then power is supplied to each member. Clocks of this type are economical because there is no need to change batteries.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-29558 has proposed a thermoelectric element utilizing the Seebeck effect as a power generation means, which is housed in a watch case.
  • This device is provided with a first insulator having heat conductivity, a second insulator having heat conductivity, and a terminal portion for extracting an electromotive force with the outside. And the second insulator are alternately connected in series with a plurality of n-type and p-type semiconductors, and are electrically connected to the terminal portion. At the same time, the second insulator is inserted into the outer body so that the second insulator is in close contact with the arm of the human body and the first insulator is open to the space.
  • the electronic timepiece configured as described above uses the body temperature of the arm of the human body as a high heat source and the outside air temperature as a low heat source, and the semiconductor clock generated by the temperature difference between the first insulator and the second insulator.
  • Low electron gradient in n-type semiconductor Electric power is generated by moving to the heat source side, and positive holes move to the low heat source side in the p-type semiconductor, and power is generated.
  • the power generation capacity of the thermoelectric element configured as described above is proportional to the number of thermoelectric element elements composed of n-type and p-type semiconductors. The greater the thickness of the thermoelectric element element, the larger the generated electromotive force. And the power generation efficiency is also high.
  • thermoelectric element elements composed of n-type and p-type semiconductors and the thickness and number of thermoelectric element elements.
  • a corresponding amount of power for operating the movement can be obtained by adjusting the number of thermoelectric element elements composed of n-type and p-type semiconductors and the thickness and number of thermoelectric element elements.
  • trying to obtain the desired power with a single thermoelectric element naturally increases the size of the watch. It could also restrict your freedom. Even if it is composed of a plurality of thermoelectric elements, the shape of the storage part becomes complicated and the assembling work is troublesome. In addition, the thermoelectric element itself is extremely weak in strength, and its handling requires care.
  • the present invention is advantageous in terms of design design while having a desired power generation capacity, having a strength that is compact and can be incorporated into an electronic timepiece, is easy to handle, and does not hinder miniaturization of the electronic timepiece. It is an object to provide a power generation device and an electronic timepiece using the same. Disclosure of the invention
  • thermoelectric element substrate having heat conductivity and insulation and a pair of terminals for extracting electromotive force
  • second thermoelectric element having heat conductivity and insulation.
  • An element substrate and a plurality of n-type and p-type semiconductors are connected alternately in series by thermoelectric element elements and both ends are connected to the pair of terminal portions, respectively.
  • Two thermoelectric elements A predetermined distance between a thermoelectric element that generates power due to a thermal gradient in the thermoelectric element element caused by a temperature difference with the plate and a first substrate having heat conductivity and a second substrate having heat conductivity via a side plate having heat insulation properties And a housing formed and arranged at a predetermined position.
  • thermoelectric element substrates are disposed in the housing, and the second thermoelectric element substrates are respectively fixed on the second substrates, and the first thermoelectric element substrates of the thermoelectric elements are heat-transferred to the first substrate via a fluid having heat conductivity.
  • the thermoelectric elements are contacted as possible, and the thermoelements are connected in series via the respective pair of terminal portions.
  • thermoelectric element made of an n-type semiconductor
  • thermoelectric element made of the p-type semiconductor positive holes move to the low heat source side, so that electric power is generated. appear.
  • thermoelectric elements in a number corresponding to a desired electric power, thereby outputting the desired electric power and integrating a plurality of thermoelectric elements.
  • thermoelectric element distortion due to thermal deformation is absorbed by the fluid having heat conductivity in the minute gap formed between the first thermoelectric element substrate and the first substrate, thereby protecting the thermoelectric element element.
  • the fluid having heat conductivity referred to herein includes, for example, silicone resin mixed with heat conductive powder having high thermal conductivity such as Au, Ag, Cu, A1, and alumina.
  • the first substrate and the second substrate are preferably non-ferrous metals having high thermal conductivity such as A 1 and Cu.
  • thermoelectric element is brought into close contact with the pair of terminal portions of each of the thermoelectric elements, and A print substrate having wiring for connecting the thermoelectric elements in series, and a presser disposed between the print substrate and the first substrate, the print substrate being in close contact with the terminal portion and having a heat insulating property.
  • a member is provided. With this configuration, the wiring between the thermoelectric elements can be easily performed, and the holding member having heat insulation ensures that the pair of terminal portions and the printed circuit board are connected to each other. While guaranteeing, the heat transfer between the first substrate and the second substrate is cut off and the heat is transferred only to the thermoelectric element.
  • the material of the holding member having heat insulation is not particularly limited as long as it has heat insulation, but it is preferable that the print substrate is securely adhered to the terminal portion.
  • a material that can be elastically deformed so as to securely fit within a predetermined gap therebetween is preferable, and examples thereof include foamed polyurethane.
  • the external shape of the power generator is not particularly limited, the external shape of the housing has a cylindrical shape, a ring shape, or an arc shape.
  • the terminal portion is arranged in the circumferential direction so as to face inward, and the outer shape of the housing has a rectangular parallelepiped shape, and the thermoelectric elements face each other so that the terminal portions face each other.
  • Those that are arranged are preferred, especially when incorporated into an electronic timepiece because these shapes approximate the external shape of the timepiece or the shape of the components, making it easy to incorporate, or having a shape that is advantageous in terms of design design. is there.
  • the power generation device When the above-described power generation device is applied to an electronic timepiece equipped with a clock movement, the power generation device generates power by using the body temperature of a human arm as a high heat source and using the outside air temperature as a low heat source. It is desirable to be installed in the watch case.
  • a power generation device As a mode of the interior, a power generation device is provided in the back cover of the watch, the power generation device itself is configured as a back cover of the watch, or one of the insulators is directly adhered to the arm of the human body, and However, there is no particular limitation such as a case where the other insulator is inserted into the outer body so as to be opened to the space.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a power generator according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the power generator according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a power generator according to Embodiment 1 of the present invention, with some members removed.
  • FIG. 4 is a plan view showing a flexible substrate according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the power generator according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 6 is a longitudinal sectional view of the power generator according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a power generator according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 8 is a longitudinal sectional view of the power generator according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 9 is a plan view of a power generator according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 10 is a plan view showing a modification of the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a plan view of a power generator according to Embodiment 5 of the present invention.
  • FIG. 12 is a longitudinal sectional view of the power generator according to Embodiment 5 of the present invention.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of a power generator according to Embodiment 6 of the present invention.
  • FIG. 14 is a longitudinal sectional view of the power generator according to Embodiment 6 of the present invention.
  • FIG. 15 is a longitudinal sectional view showing a power generator according to another embodiment.
  • FIG. 16 is a longitudinal sectional view of an electronic timepiece provided with the power generating device of the first embodiment.
  • FIGS. 1 to 15 illustrate first to seventh embodiments of the power generator according to the present invention
  • FIG. 16 illustrates an electronic timepiece incorporating the power generator of the first embodiment. ing.
  • This power generation device 100 includes a thermoelectric element 1 and a housing 2 as shown in FIGS. 1 and 2, and has a ring-shaped appearance.
  • the thermoelectric element 1 has a flat-plate-shaped thermoelectric element substrate 11 1 having a heat conductive and insulating property and a rectangular shape, and slightly extends from the first thermoelectric element substrate 11 having a heat conductive and insulating property.
  • a first thermoelectric element substrate 1 provided to connect the first thermoelectric element substrate 11 and the second thermoelectric element substrate 12 to each other.
  • Thermoelectric elements composed of a plurality of n-type and p-type semiconductors connected so as to be alternately connected in series by wiring (not shown) formed on the opposing surface of each of the first and second thermoelectric element substrates 12 Element 13 is provided.
  • a pair of terminal portions 14a, 14b for taking out an electromotive force is provided at the end of the second thermoelectric element substrate 12 not facing the first thermoelectric element substrate 11.
  • the pair of terminal portions 14 a and 14 b are configured to protrude outside the first thermoelectric element substrate 11. .
  • thermoelectric element 1 generates power by a thermal gradient in the thermoelectric element 13 generated by a temperature difference between the first thermoelectric element substrate 11 and the second thermoelectric element substrate 12.
  • the housing 2 includes a first substrate 21 and a second substrate 22 having heat conductivity, and the first substrate 21 and the second substrate 22 each have an opening 21 a having a predetermined diameter. , 22 a have the same shape as a hollow disk with an opening.
  • the first substrate 21 and the second substrate 22 are opposed to each other at predetermined intervals by heat-insulating annular side plates 25 and 26 that engage the outer peripheral edge and the inner peripheral edge with each other. And are held. Side plates 25 and 26 are inward and outward, respectively. Steps 25 a and 26 a projecting in the directions are provided, and the upper and lower surfaces of the steps 25 a and 26 a in the figure come into contact with the first substrate 21 and the second substrate 22.
  • the side plates 25 and 26 are provided on the outer peripheral surfaces of the first substrate 21 and the second substrate 22 respectively.
  • the predetermined distance between the first substrate 21 and the second substrate 22 is determined in consideration of variation accuracy in the thickness direction of the thermoelectric element 1 and required clearance for absorbing thermal deformation.
  • the predetermined interval is determined by the thickness of the steps 25a and 26a of the side plates 25 and 26.
  • the side plates 25, 26 have flange portions 25b, 26b respectively contacting the outer peripheral end surface and the inner peripheral end surface of the first substrates 21 and 22, so that the side plates 25, 26 The positioning between the first substrate 21 and the second substrate 22 is facilitated.
  • thermoelectric element substrate 11 and the first substrate 21 are filled with a fluid 27 made of a liquid silicone resin or the like in which a heat conductive powder having high thermal conductivity such as u, Al, and alumina is dispersed. It is in heat transferable contact. Further, each thermoelectric element 1 has its terminal portions 14 a and 14 b connected in series via a flexible substrate 28.
  • the flexible substrate 28 has a substantially ring-shaped main body 28a and a lead portion 28b extending from one of the main body 28a. Further, the flexible substrate 28 has a wiring pattern 28 c for connecting the terminal portions 14 a, 14 b having opposite polarities of the adjacent thermoelectric elements 1, and the thermoelectric elements 1 connected in series. The wiring patterns connected to the terminal sections 14a and 14b at both ends of the cable are drawn out to the lead section 28b and connected to the output terminals 28d and 28e. The lead portion 28 b of the flexible substrate 28 projects outside the housing 2 via an opening 25 c formed in the outer side plate 25. In FIG. 1, the wiring pattern 2 8
  • the flexible substrate 28 has a heat insulating and elastically deformable ring-shaped pressing member 29 made of polyurethane foam or the like, so that the wiring pattern 28 c is connected to the terminal portion 14 a of the thermoelectric element 1. , 14b so as to be pressed against the second thermoelectric element substrate 12 so as to be in close contact with them.
  • the flexible substrate 28 may be bonded to the second thermoelectric element substrate 12, but is not necessarily required to be bonded if positioning is possible.
  • the pressing member 29 ensures that the flexible substrate 28 is in close contact with the terminal portions 14a, 14b, and that the distance between the first substrate 11 and the second substrate 12 is set to the side plates 25, 26. It is not always necessary to be elastically deformable as long as it has a thickness that can be maintained at the predetermined interval determined by the step portions 25 a and 26 a of the pusher. In this case, it is preferable to use a material which can be elastically deformed to be slightly thicker than a predetermined size.
  • the power generator 100 of Embodiment 1 configured as described above includes a first substrate 21 connected to the first thermoelectric element substrate 11 via the fluid 27, and a second thermoelectric element substrate 12 By generating a temperature difference with the second substrate 22 fixed to the substrate, a plurality of n-type and p-type semiconductors connected in series can be connected without passing through the side plates 25 and 26 and the pressing member 29. Heat is transmitted only through the thermoelectric element 13 to generate a thermal gradient. In the thermoelectric element made of n-type semiconductor, electrons move to the lower heat source side, and in the thermoelectric element made of p-type semiconductor, positive holes move to the lower heat source to generate electric power. Then, it is output to the outside via the output terminals 28 d and 28 e of the flexible substrate 28.
  • thermoelectric element 1 thermally expands
  • the deformation is secured between the first substrate 21 and the first thermoelectric element substrate 11. It is absorbed by the gap filled with the fluid 27 and the thermoelectric element 1 is not destroyed.
  • the gap also absorbs a dimensional error of the thermoelectric element 1 itself, and the fluid 27 also has an effect of absorbing an impact received by the power generator 100.
  • the pressing is performed by the pressing member 29 between the second substrate 22 and the flexible substrate 28, but the first substrate 21 and the first thermoelectric element substrate 11 are not fixed. Therefore, breakage of the thermoelectric element 1 itself due to excessive pressing is prevented.
  • thermoelectric elements 1 since the power generation device 100 of the present embodiment incorporates a plurality of thermoelectric elements 1 into a casing, even if a failure or the like occurs in any of the thermoelectric elements 1, only the thermoelectric element 1 is used. Can be replaced, and maintenance costs can be significantly reduced.
  • thermoelectric element substrates any one of the first and second thermoelectric element substrates may be used as the heat collection unit.
  • the power generating device 100A is basically the same as the power generating device according to the first embodiment except that the shape of the second substrate 22 is different from the shape of the annular side plate 26 engaged inside.
  • the other components in common are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the second substrate 122 of the second embodiment is a disk-shaped member having substantially the same diameter as the outer diameter of the first substrate 21, and the inner side plate 126 is a stepped portion at the top.
  • the protrusion 126c protruding inward of the housing 2.
  • the protrusion 1 2 6 c is the first thermoelectric It has the same thickness as the element substrate 12 and supports the flexible substrate 28 from below in the figure. Thereby, even if the portion provided with the terminal portions 14a and 14d of the second thermoelectric element substrate 12 does not protrude sufficiently from the first thermoelectric element substrate 11, it is flexible with the protruding portion 126c.
  • the substrate 28 can be supported, and the connection via the flexible substrate 28 is reliably performed.
  • the second substrate 122 since the second substrate 122 does not have an opening similar to the opening 21 a of the first substrate 21, the second substrate 122 is used as the heat collecting unit side. Thus, the heat collection efficiency can be significantly increased.
  • the power generator 100 B of the present embodiment has substantially the same shape as the second substrate 122 instead of the second substrate 122 of the second embodiment, but has a central portion.
  • the second substrate 222 may have a convex portion 222 a protruding downward in the drawing.
  • the shape of the convex portion 222 2a with, for example, the shape of the inner surface of the back cover of the wristwatch, positioning in the back cover and adhesion to the back cover can be ensured.
  • the heat collection performance through the back cover can be improved.
  • the second substrate 222 itself may be used as a back cover of a wristwatch.
  • FIG. 7 and 8 show a power generator 100C according to the fourth embodiment.
  • the inner side plate 26 of the first embodiment, the flexible board 28 and the pressing member 29 are removed, and the wiring for connecting the adjacent heating elements 1 instead of the flexible board 28 is used.
  • a ring-shaped wiring substrate 1 28 having a pattern 1 28 a is fixed on the second substrate 222, and the terminal portions 14 a and 14 b of each thermoelectric element 1 and each wiring pattern 1 28 a To
  • Embodiments 5 to 9 will be described with reference to FIGS. 9 to 15. Note that these basic configurations are substantially the same as those described above, and only the external shape is different, so other common configurations are given the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the power generating device 100 D of the fifth embodiment includes an arc-shaped first substrate 1 2 1 and a side plate 2 having a required length on a disc-shaped second substrate 122. 25 and 22 are provided, in which the thermoelectric element 1 is arranged in an arc shape with its terminal portions 14a and 14b facing inward. Thereby, for example, the power generator 100D can be installed in a desired space of the wristwatch. As shown in FIG. 10, the power generation device 100 D has a first substrate also formed of an arc-shaped second substrate 32 2, and the power generation device 100 D is provided at both ends with fixing portions 3 for fixing. 22 a may be provided.
  • the power generation device 100 E of the sixth embodiment is configured such that a first substrate 4 having a disc shape is used instead of the first substrate 21 and the second substrate 22.
  • Embodiment 2 is the same as Embodiment 1 except that the outer shape is formed into a columnar shape including the 21st and the second substrates 422.
  • a positioning spacer 430 made of a disc-shaped heat insulating member is fixed at the center of the second substrate 22, and each thermoelectric element 1 is fixed around the positioning spacer 430.
  • a disk-shaped flexible substrate 228 is used, and this is fixed to the positioning spacer 4330, so that the flexible substrate 228 and each thermoelectric element are fixed. Positioning with 14a, 14b
  • the flexible substrate 228 is pressed by a disc-shaped heat insulating holding member 129.
  • the power generating device 100F of Embodiment 7 has a rectangular parallelepiped outer shape including a first substrate 521, a second substrate 522, and a side plate 3225.
  • the respective heating elements 1 are arranged to face each other such that the respective terminal portions 14a and 14b face each other.
  • a flexible substrate 328 formed in a strip shape so that the generated power can be taken out to the outside is provided so as to straddle the respective terminal portions 14a and 14b arranged opposite to each other.
  • the wiring pattern 328c on the body 328a connects the terminal sections 14a and 14b alternately in series, and the wiring patterns 328c at both ends are connected to the leads.
  • FIG. 13 shows the wiring pattern of the flexible substrate 328 in a see-through manner.
  • the first substrate and the second substrate are formed in a plate shape.
  • the present invention is not limited to this.
  • the thermoelectric element 1 may be formed so as to stand between the substrate 21 and the second substrate 62.
  • the power generation device 100 G can generate heat by, for example, being fitted to an arm, whereby the inner second substrate 62 2 is closely attached to the arm and collects heat.
  • the power generator 100 has the ring shape illustrated in the first embodiment, and the description of the configuration is omitted because it has been described above.
  • the electronic timepiece includes a timepiece case 3 and a power generator 100.
  • the watch case 3 is provided with a clock member 32 mounted on the outer case 31 and driven by electric power, and a back cover 3 4 screwed to the inner case 3 3 fitted in the outer case 3 1. It is composed.
  • the power generating device 100 is provided with a resilient member 3 appropriately suspended in the circumferential direction from inside the outer shell 3 1.
  • the electronic timepiece constructed in this way is attached to the arm of the human body,
  • the body temperature is transmitted to the second substrate 22 via the back cover 34, and the timepiece movement is generated by the electric power generated based on the temperature difference from the first substrate 21 radiated to the outside air via the outer shell 31. 3 2 drives.
  • the power generation device is provided inside the watch case, but the back cover may be configured by the power generation device.
  • a battery or a capacitor for temporarily storing the power generated by the power generation device 100 may be appropriately provided.
  • the present invention has the following advantageous effects because it is configured as described above.
  • a housing constituted by the first substrate, the second substrate, and the side plate By housing a number of thermoelectric elements according to a desired electric power in a housing constituted by the first substrate, the second substrate, and the side plate, it is possible to have a desired power generation capability, and furthermore, a plurality of thermoelectric elements can be provided. Because it is integrally protected, a compact and easy-to-handle power generation device that satisfies the strength can be provided. Moreover, distortion of the thermoelectric element due to thermal deformation is formed between the first thermoelectric element substrate and the first substrate. By absorbing the fluid having heat conductivity interposed in the small gaps, stable power can be supplied for a long time without damaging the thermoelectric element.
  • the holding member having heat insulation ensures the connection between the pair of terminal portions and the printed board, and shuts off the heat transfer between the first board and the second board, thereby forming a thermoelectric element element. Since heat is transferred only to the heat sink, stable performance without heat loss can be maintained.
  • an electronic timepiece that can be reduced in size without increasing the size of the power generation device can be provided even for a type requiring power consumption.

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Description

明 现 曞 発電装眮及びその発電装眮を䜿甚しおなる電子時蚈 技術分野
本発明は、 熱電玠子を利甚した発電装眮及びその発電装眮を䜿甚した電 子時蚈に関する。 背景技術
電力を゚ネルギヌ源ずする電子時蚈は、 電池などの予め蓄電された蓄電 手段を具備しお時蚈厶䞀ブメン卜に盎接電力䟛絊しおいるものが䞀般的で あるが、 発電手段を内装しお挞次発電を行わせ、 いったん電力を蓄電手段 に蓄えたのち厶䞀ブメン卜に電力䟛絊するタむプがある。 このようなタむ プの時蚈は、 電池亀換をする手間が省けお経枈的である。 なかでもれ䞀べ ック効果を利甚した熱電玠子を発電手段ずしお採甚し、 これを時蚈ケヌス に内装したものが特開平 8— 2 9 5 5 8号公報に提案されおいる。
このものは、䌝熱性を有する第䞀の絶瞁䜓ず、 䌝熱性を有する第二の絶 瞁䜓ず、 倖郚ずの起電力を取出す端子郚ずを備えお構成されおおり、 第䞀 の絶瞁䜓ず第二の絶瞁䜓ずを耇数の n型及び p型の半導䜓で亀互に盎列に 結線しか぀端子郚に連絡しお連結された熱電玠子力 蓄電手段を介しお、 時蚈ムヌブメン卜に電気的に連絡されるず共に、 その第二の絶瞁䜓が人䜓 の腕郚に密着するように、 か぀、 第䞀の絶瞁䜓が空間に開攟されるように 倖胎に挿嵌されおいる。
このように構成された電子時蚈は、 人䜓の腕郚の䜓枩を高熱源ずするず 共に倖気枩床を䜎熱源ずしお第䞀の絶瞁䜓ず第二の絶瞁䜓ずの枩床差によ ぀お生じた半導䜓内の熱募配によっお、 n型半導䜓䞭においおは電子が䜎 熱源偎に移動し、 p型半導䜓においおは正ホヌルが䜎熱源偎に移動するこ ずで電力が生じ、この発電された電力によっお䜜動するようになっおいる。 ずころで、 このように構成された熱電玠子の発電胜力は、 n型及び p型 の半導䜓からなる熱電玠子ェレメン卜の数に比䟋し、 熱電玠子ェレメン卜 の厚さが厚いほど発生する起電力が倧きくなり、 か぀、 発電効率においお も高〈なるずいう特性を有しおいる。
したがっお、 ムヌブメントを䜜動させるための盞応の電力は、 n型及び p型の半導䜓からなる熱電玠子゚レメン卜の数ず熱電玠子゚レメン卜の厚 さ及び数を調敎するこずによ぀お埗るこずができるが、 より消費電力を必 芁ずするような倚機胜な電子時蚈の堎合は、 熱電玠子単䜓で所望する電力 を埗ようずするず圓然倧型化しおしたい、 電子時蚈の小型化を阻害するず 共に、 意匠蚭蚈䞊の自由を拘束するこずにもなりかねない。 仮に耇数個の 熱電玠子で構成させたずしおも収玍郚の圢状が耇雑になったり、 たた組蟌 み䜜業に手間がかかる。 しかも、 熱電玠子単䜓は非垞に匷床的に匱く、 そ の取り扱いは慎重を芁する。
そこで、 本発明は、 所望する発電胜力を有し぀぀、 コンパク卜で電子時 蚈に組み蟌み可胜な匷床を有し䞔぀取扱いも容易で電子時蚈の小型化を阻 害せずに意匠蚭蚈䞊有利な発電装眮及びそれを甚いた電子時蚈を提䟛する こずを課題ずする。 発明の開瀺
䞊蚘課題を達成するために講じた技術的手段は、 䌝熱性及び絶瞁性を有 する第䞀熱電玠子基板ず起電力を取出す䞀察の端子郚が蚭けられ䌝熱性及 び絶瞁性を有する第二熱電玠子基板ずが耇数の n型及び p型の半導䜓から なる熱電玠子゚レメン卜で亀互に盎列に接続され䞔぀䞡端が前蚘䞀察の端 子郚にそれぞれ接続されおなり、 前蚘第䞀熱電玠子基板ず第二熱電玠子基 板ずの枩床差によっお生じた熱電玠子゚レメント内の熱募配によっお発電 する熱電玠子ず、 䌝熱性を有する第䞀基板ず䌝熱性を有する第二基板ずが 断熱性を有する偎板を介しお所定の間隔をおいお配蚭されお圢成されたハ りゞングずを備えおなり、 耇数個の前蚘熱電玠子が前蚘
ハりゞング内に配蚭され、 第二熱電玠子基板が第二基板䞊にそれぞれ固着 されるず共に前蚘熱電玠子それぞれの第䞀熱電玠子基板が䌝熱性を有する 流動䜓を介しお前蚘第䞀基板ず熱䌝達可胜に接觊され、 䞔぀、 前蚘熱電玠 子はそれぞれの前蚘䞀察の端子郚を介しお盎列に接続されおいるこずを特 城ずする。
䞊蚘技術的手段によれば、 䌝熱性を有する流動䜓を介しお第䞀熱電玠子 基板に連絡された第䞀基板ず第二熱電玠子基板に固着された第二基板ずに 枩床差が生じるこずにより、 偎板を介せずに盎列に接続された耇数の n型 及び p型の半導䜓からなる熱電玠子ェレメントにのみに熱が䌝達されお熱 募配が生じる。 そしお、 n型の半導䜓からなる熱電玠子゚レメント䞭にお いおは電子が䜎熱源偎に移動し、 p型の半導䜓からなる熱電玠子゚レメン 卜においおは正ホヌルが䜎熱源偎に移動するこずにより電力が発生する。 たた、 第䞀基板ず第二基板ず偎板ずで構成されたハりゞングに、 所望する 電力に応じた数の熱電玠子を内装するこずにより、 所望した電力を出力す るず共に耇数の熱電玠子を䞀䜓的に保護する。 しかも、 熱倉圢による熱電 玠子の歪みを、 第䞀熱電玠子基板ず第䞀基板ずの間に圢成された埮小間隙 内の䌝熱性を有する流動䜓が吞収し熱電玠子ェレメン卜を保護する。 なお、 ここでいう䌝熱性を有する流動䜓には、 䟋えば、 A u A g C u A 1アルミナ等の熱䌝導率の高い導熱粉末を混入させたシリコ—ン暹 脂等がある。 たた、 第䞀基板及び第二基板は、 A 1 C u等の熱䌝導率の 高い非鉄金属が奜適である。
そしお、 前蚘した熱電玠子それぞれの前蚘䞀察の端子郚に密着されお前 蚘熱電玠子を盎列に接続する配線を有するプリン卜基板ず、 前蚘プリン卜 基板ず前蚘第䞀基板ずの間に配蚭されお前蚘プリン卜基板を前蚘端子郚に 密着させ䞔぀断熱性を有する抌さえ郚材が蚭けられおいるこずが望たしい。 このように構成するこずで、 各熱電玠子間の配線を簡単に行うこずがで き、 たた、 断熱性を有した抌さえ郚材が、 それぞれの䞀察の端子郚ずプリ ント基板ずの接続を確実に保蚌する共に、 第䞀基板ず第二基板ずの熱䌝達 を遮断しお熱電玠子゚レメントにのみに熱を䌝達する。 この断熱性を有し た抌さえ郚材の材質ずしおは、 断熱性を有すれば特に限定されないが、 奜 たしくはプリン卜基板を端子郚に確実に密着させるが第䞀基板ず第二基板 ずの間の所定の隙間内に確実に収たるように匟性倉圢可胜な材質が良く、 䟋えば発泡ポリりレタン等があげられる。
この発電装眮の倖芳圢状ゃ熱電玠子の配眮は特に限定されたものではな いが、 前蚘したハりゞングの倖芳圢状が円柱䜓状、 リング状又は円匧状を 呈しおおり、 前蚘熱電玠子は、 それぞれの前蚘端子郚が内偎に向〈ように 呚方向に配眮されおいるものや、 前蚘したハりゞングの倖芳圢状が盎方䜓 状を呈しおおり、 前蚘熱電玠子は、 それぞれの前蚘端子郚同士が向き合う ように察向配眮されいるもの等は、 特に電子時蚈に組蟌む堎合に、 これら の圢状が時蚈の倖芳圢状あるいは構成郚材の圢状ず近䌌しお組蟌みやすく なったり、 又は意匠蚭蚈䞊有利な圢状ずなるので奜たしいものである。 そしお、 時蚈ムヌブメントを具備した電子時蚈に以䞊のような発電装眮 を適甚する堎合は、 前蚘発電装眮が人䜓の腕郚の䜓枩を高熱源ずするず共 に倖気枩床を䜎熱源ずしお発電されるように時蚈ケヌスに内装されおいる が望たしい。 内装の態様ずしおは、時蚈の裏蓋内に発電装眮を蚭けたり、 発電装眮自䜓を時蚈の裏蓋ずしお構成したり、 あるいは、 䞀方の絶瞁䜓が 人䜓の腕郚に盎接密着するように、 か぀、 他方の絶瞁䜓が空間に開攟され るように倖胎に挿嵌されおいるもの等、 特に限定されるものではな〈任意 である, 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の実斜圢態 1の発電装眮の暪断面図である。
図 2は、 本発明の実斜圢態 1の発電装眮の瞊断面図である。
図 3は、 本発明の実斜圢態 1の発電装眮の䞀郚郚材を陀去した暪断面図 feる o
図 4は、 本発明の実斜圢態 1のフレキシブル基板を瀺す平面図である。 図 5は、 本発明の実斜圢態 2の発電装眮の瞊断面図である。
図 6は、 本発明の実斜圢態 3の発電装眮の瞊断面図である。
図 7は、 本発明の実斜圢態 3の発電装眮の暪断面図である。
図 8は、 本発明の実斜圢態 3の発電装眮の瞊断面図である。
図 9は、 本発明の実斜圢態 4の発電装眮の平面図である。
図 1 0は、 本発明の実斜圢態 4の倉圢䟋を瀺す平面図である。
図 1 1は、 本発明の実斜圢態 5の発電装眮の平面図である。
図 1 2は、 本発明の実斜圢態 5の発電装眮の瞊断面図である。
図 1 3は、 本発明の実斜圢態 6の発電装眮の暪断面図である。
図 1 4は、 本発明の実斜圢態 6の発電装眮の瞱断面図である。
図 1 5は、 他の実斜圢態の発電装眮を瀺す瞱断面図である。
図 1 6は、実斜圢態 1の発電装眮を具備した電子時蚈の瞱断面図である。 発明を実斜するための最良の圢態
次に、 本発明にかかる発電装眮ず、 その発電装眮を䜿甚しおなる電子時 蚈の実斜圢態を図面に基づいお説明をする。
図 1〜図 1 5は本発明にかかる発電装眮の第 1〜第 7の実斜圢態を、 図 1 6は第 1の実斜圢態の発電装眮を組み蟌んだ電子時蚈をそれぞれ䟋瀺し おいる。
(実斜圢態 1 )
本発明の実斜圢態 1に係る発電装眮 Aを説明する。
この発電装眮 1 0 0は、 図 1及び図 2に瀺すように熱電玠子 1ず、 ハり ゞング 2ずを備えお構成されおおり、 倖芳圢状がリング状を呈しおいる。 熱電玠子 1は、 䌝熱性及び絶瞁性を有し矩圢状に圢成された平板状の第 —熱電玠子基板 1 1 ず、 䌝熱性及び絶瞁性を有し第䞀熱電玠子基板 1 1よ り若干延びた矩圢状に圢成された平板状の第二熱電玠子基板 1 2ず、 第䞀 熱電玠子基板 1 1ず第二熱電玠子基板 1 2ずを連結するように蚭けられ䞔 ぀第䞀熱電玠子基板 1 1ず第二熱電玠子基板 1 2のそれぞれの察向面に圢 成された配線 図瀺せず によっお亀互に盎列ずなるように接続された耇 数の n型及び p型の半導䜓からなる熱電玠子゚レメント 1 3ずを備える。 第二熱電玠子基板 1 2の第䞀熱電玠子基板 1 1ずは盞察向しない端郚には、 起電力を取出す䞀察の端子郚 1 4 a 1 4 bが蚭け
られ、 図 1からフレキシブル基板 2 8を陀去した図 3に瀺すように、 䞀察 の端子郚 1 4 a 1 4 bは、 第䞀熱電玠子基板 1 1より倖偎に突出するよ うに構成されおいる。
この熱電玠子 1は、 第䞀熱電玠子基板 1 1ず第二熱電玠子基板 1 2ずの 枩床差によっお生じた熱電玠子゚レメント 1 3内の熱募配によっお発電す るようになっおいる。
ハりゞング 2は、 䌝熱性を有した第䞀基板 2 1及び第二基板 2 2ずを具 備し、 第䞀基板 2 1及び第二基板 2 2は、 それぞれ所定の埄を有する開口 郚 2 1 a , 2 2 aが開口された䞭空円板状の同圢状を呈する。 これら第䞀 基板 2 1及び第二基板 2 2は、 それぞれの倖呚瞁郚同士ず内呚瞁郚同士ず を係合させる断熱性を有する環状の偎板 2 5 2 6により所定間隔をおい お盞察向しお保持されおいる。偎板 2 5 2 6は、 それぞれ内方向及び倖 方向に突出する段郚 2 5 a 2 6 aを有し、 段郚 2 5 a 2 6 aの図䞭䞊 䞋面が第䞀基板 2 1及び第二基板 2 2ず圓接する。 たた、偎板 2 5 , 2 6 は、 それぞれ第䞀基板 2 1及び第二基板 2 2の倖呚面
及び内呚面に圓接する぀ば郚 2 5 b , 2 6 bを有する。 ここで、 第䞀基板 2 1ず第二基板 2 2ずの間の所定間隔は、 熱電玠子 1の厚さ方向のバラッ キ粟床、 熱倉圢を吞収する所芁の逃げを加味しお決定され、 前蚘所定間隔 は偎板 2 5 , 2 6の段郚 2 5 a 2 6 aの厚さにより決定される。 たた、 偎板 2 5 2 6は、 第䞀基板 2 1及び 2 2の倖呚端面及び内呚端面にそれ それ圓接する぀ば郚 2 5 b 2 6 bを有するので、 偎板 2 5 2 6ず第䞀 基板 2 1及び第二基板 2 2ずの䜍眮決めを容易にしおいる。
このように構成されたハりゞング 2内には、 それぞれの端子郚 1 4 a , 1 4 bが内偎に向〈ように呚方向に所望した耇数個の熱電玠子 1が配眮さ れ、第二熱電玠子基板 1 2が第二基板 2 2䞊にそれぞれ固着される。たた、 第䞀熱電玠子基板 1 1 ず第䞀基板 2 2ずの間は、 所定の間隙が蚭けられる ようになっおいるが、 各間隙はそれぞれ、 䌝熱性を有した A u、 A g、 C u、 A l、 アルミナ等の熱䌝導率の高い導熱粉末を分散させた液状シリコ ヌン暹脂等からなる流動䜓 2 7が充填され、 第䞀熱電玠子基板 1 1 ず第䞀 基板 2 1ずは熱䌝達可胜に接觊されおいる。 たた、 各熱電玠子 1は、 それ それの端子郚 1 4 a , 1 4 bをフレキシブル基板 2 8を介しお盎列に接続 されおいる。
フレキシブル基板 2 8は、 図 4に瀺すように、 略リング状の本䜓 2 8 a ず、 その䞀ヶ所から延蚭されたリヌド郚 2 8 bずを有する。 たた、 フレキ シブル基板 2 8は、 隣接する熱電玠子 1の反察の極性を有する端子郚 1 4 a 1 4 b同士を接続する配線パタヌン 2 8 cを有し、 盎列に接続された 熱電玠子 1の䞡端郚の端子郚 1 4 a 1 4 bに接続される配線バタ―ンは リヌド郚 2 8 bに匕き出されお出力端子 2 8 d , 2 8 eに接続されおいる。 なお、 フレキシブル基板 2 8のリヌド郚 2 8 bは、 倖偎の偎板 2 5に圢成 された開口郚 2 5 cを介しおハりゞング 2の倖郚に突出しおいる。 なお、 図 1においおは、 説明の郜合䞊、 配線パタヌン 2 8
cを透芖しお瀺しおいる。
たた、 フレキシブル基板 2 8は、 発泡ポリりレタン等からなる断熱性を 有し䞔぀匟性倉圢可胜なリング状の抌さぇ郚材 2 9により、 配線バタ䞀ン 2 8 cが熱電玠子 1の端子郚 1 4 a 1 4 bに密着するように第二熱電玠 子基板 1 2に抌圧されるように蚭けられおいる。フレキシブル基板 2 8は、 第二熱電玠子基板 1 2に接着されおもよいが、 䜍眮決めが可胜であれば、 必ずしも接着する必芁はない。
たた、 抌さえ郚材 2 9は、 フレキシブル基板 2 8を端子郚 1 4 a 1 4 b に確実に密着させ、䞔぀第䞀基板 1 1 ず第二基板 1 2ずの間隔を偎板 2 5 , 2 6の段差郚 2 5 a , 2 6 aにより決定される所定の間隔に保持できる厚 さを有するものであれば、 必ずしも匟性倉圢可胜でなくおもよいが、 抌さ ぇ郚材 2 9の寞法誀差を考慮するず匟性倉圢可胜な材料で所定の寞法より 若干厚めに圢成するのが奜たしい。
以䞊のように構成された実斜圢態 1の発電装眮 1 0 0は、 流動䜓 2 7を 介しお第䞀熱電玠子基板 1 1に連絡された第䞀基板 2 1 ず、 第二熱電玠子 基板 1 2に固着された第二基板 2 2ずに枩床差を生じさせるこずにより、 偎板 2 5 2 6及び抌さえ郚材 2 9を介さずに、 盎列に接続された耇数の n型及び p型の半導䜓からなる熱電玠子゚レメント 1 3を介しおのみ熱が 䌝達されお熱募配が生じる。 そしお、 n型の半導䜓からなる熱電玠子゚レ メン卜䞭においおは電子が䜎熱源偎に移動し、 p型の半導䜓からなる熱電 玠子゚レメントにおいおは正ホヌルが䜎熱源偎に移動するこずにより電力 が発生し、 フレキシブル基板 2 8の出力端子 2 8 d , 2 8 eを介しお倖郚 ぞ出力される。 このような本実斜圢態の発電装眮 1 0 0では、 䟋えば、 熱電玠子 1が熱 膚匵しおも、 その倉圢は、 第䞀基板 2 1 ず第䞀熱電玠子基板 1 1 ずの間に 確保されお流動䜓 2 7が充填されおいる間隙により吞収され、 熱電玠子 1 が砎壊されるこずがない。 たた、 この間隙は、 熱電玠子 1 自䜓の寞法誀差 も吞収し、 たた、 流動䜓 2 7は、 発電装眮 1 0 0が受けた衝撃を吞収する ずいう䜜甚をも有する。
たた、 第二基板 2 2ずフレキシブル基板 2 8ずの抌さえ郚材 2 9による 抌圧により確実に行うようにしおいるが、 第䞀基板 2 1 ず第䞀熱電玠子基 板 1 1 ずが固着されおいないので、 過床な抌圧により熱電玠子 1 自䜓を砎 壊するこずが防止される。
さらに、 本実斜圢態の発電装眮 1 0 0は、 耇数の熱電玠子 1をケ䞀シン グに組み蟌む甚にしたので、 䜕れかの熱電玠子 1に故障等が生じおも、 前 蚘熱電玠子 1のみを亀換するこずが可胜であり、 メンテナンス費甚の倧幅 な䜎枛を図るこずができる。
なお、 䞊述した発電装眮 1 0 0は、 各皮電子時蚈に組み蟌むこずができ るが、 第䞀及び第二の䜕れの熱電玠子基板を集熱郚ずしおもよい。 実 斜圢態 2 )
次に実斜圢態 2の発電装眮 1 0 O Aを図 5を参照しお説明する。
この発電装眮 1 0 0 Aは、 前蚘第二基板 2 2の圢状ず、 内偎に係合され た環状の偎板 2 6の圢状のみを盞違させおハりゞング 2を構成した以倖は 実斜圢態 1 ず基本的に同様であり、 共通する他の構成は同䞀笊号を付けお 説明は省略する。
実斜圢態 2の第二基板 1 2 2は、 前蚘第䞀基板 2 1の倖埄ず略同埄で構 成された円板状の郚材であり、 内偎の偎板 1 2 6は、 䞊郚に段郚 1 2 6 a の぀ば郚 1 2 6 bずの境界郚で第二基板 1 2 2偎の端郚に、 ハりゞング 2 の内方に突出する突出郚 1 2 6 cを有する。 突出郚 1 2 6 cは、 第䞀熱電 玠子基板 1 2ず同䞀の厚さを有し、 フレキシブル基板 2 8を図䞭䞋偎から 支持する。 これにより、 第二熱電玠子基板 1 2の端子郚 1 4 a 1 4匕が 蚭けられた郚分が第䞀熱電玠子基板 1 1 より十分に突出しおいなくおも、 突出郚 1 2 6 cでフレキシブル基板 2 8を支持するこずができ、 フレキシ ブル基板 2 8を介しおの接続が確実に行われる。
たた、 䞊述したように、 第二基板 1 2 2は、 第䞀基板 2 1の開口 2 1 a ず同様な開口を有さないので、 第二基板 1 2 2を集熱郚偎ずするこずによ り、 集熱効率を倧幅に䞊昇するこずができる。
(実斜圢態 3 )
本実斜圢態の発電装眮 1 0 0 Bは、 図 6に瀺すように、 実斜圢態 2の第 二基板 1 2 2の代わりに、 第二基板 1 2 2ず略同䞀圢状ではあるが、 䞭倮 郚を図䞭䞋方に突出する凞郚 2 2 2 aを有する第二基板 2 2 2ずしおもよ し、。 この堎合、 凞郚 2 2 2 aの圢状を、 䟋えば、 腕時蚈の裏蓋の内面の圢 状ず䞀臎させるこずにより、 裏蓋内ぞの䜍眮決め及び裏蓋ずの密着性を確 保するこずができ、 裏蓋を介しおの集熱性胜を向䞊させるこずができる。 なお、 この第二基板 2 2 2自䜓を腕時蚈の裏蓋ずしおもよいこずはいうた でもない。
(実斜圢態 4 )
図 7及び図 8には実斜圢態 4に係る発電装眮 1 0 0 Cを瀺す。 本実斜圢 態では、 実斜圢態 1の内偎の偎板 2 6ず、 フレキシブル基板 2 8及び抌さ ぇ郚材 2 9ずを陀去し、 フレキシブル基板 2 8の代わりに、 隣接する発熱 玠子 1同士を接続する配線パタヌン 1 2 8 aを有するリング状の配線基板 1 2 8を第二基板 2 2 2䞊に固着し、 各熱電玠子 1の端子郚 1 4 a 1 4 bず各配線パタヌン 1 2 8 aずを
ワむダボンディング 1 2 8 bを介しお接続するこずにより、 党おの熱䌝玠 子 1を盎列に接続するように構成したものである。 (実斜圢態 5 )
次に、 実斜圢態 5〜 9の発電装眮を図 9〜図 1 5を参照しながら説明す る。 なお、 これらの基本的な構成は前述したものず実質的に同䞀であり、 その倖芳圢状が盞違するだけなため共通する他の構成は同䞀笊号を付けお 説明は省略する。
実斜圢態 5の発電装眮 1 0 0 Dは、 図 9に瀺すように、 円板状の第二基 板 1 2 2の䞊に所芁する長さの円匧状の第䞀基板 1 2 1及び偎板 2 2 5及 び 2 2 6などを蚭け、 この䞭に熱䌝玠子 1がその端子郚 1 4 a 1 4 bを 内偎に向けお円匧状に配蚭したものである。 これにより、 䟋えば、 腕時蚈 の所望のスペヌスに発電装眮 1 0 0 Dを内装するこずができる。 なお、 発 電装眮 1 0 0 Dは、 図 1 0に瀺すように、 第䞀基板も円匧状の第二基板 3 2 2ずし、 その䞡端に発電装眮 1 0 0 Dを固定甚の固定郚 3 2 2 aを蚭け おもよい。
(実斜圢態 6 )
たた、 実斜圢態 6の発電装眮 1 0 0 Eは、 図 1 1及び図 1 2に瀺すよう に、 第䞀基板 2 1及び第二基板 2 2の代わりに円板状を呈した第䞀基板 4 2 1及び第二基板 4 2 2を備えお倖芳圢状が円柱䜓状に構成されおいる以 倖は、 実斜圢態 1ず同様である。 なお、 第二基板 2 2の䞭倮郚には、 円板 状の断熱郚材からなる䜍眮決めスぺヌサ 4 3 0が固着され、 この䜍眮決め スぺ—サ 4 3 0の呚囲に各熱電玠子 1が固着されおいる。 たた、 リング状 のフレキシブル基板 2 8の代わりに円板状のフレキシブル基板 2 2 8を甚 い、 これを䜍眮決めスぺ䞀サ 4 3 0に固着するこずにより、 フレキシブル 基板 2 2 8ず各熱電玠子 1 4 a、 1 4 bずの䜍眮決め
を行っおいる。 たた、 フレキシブル基板 2 2 8は、 円板状の断熱抌さえ郚 材 1 2 9で抌圧されおいる。
(実斜圢態 7 ) 実斜圢態 7の発電装眮 1 0 0 Fは、 図 1 3及び図 1 4に瀺すように、 第 䞀基板 5 2 1及び第二基板 5 2 2、 及び偎板 3 2 5ずで倖芳圢状が盎方䜓 状に圢成されおいる以倖は、 実斜圢態 1 ず同様である。 ここで、 各発熱玠 子 1は、 それぞれの端子郚 1 4 a 1 4 b同士が向き合うように察向配眮 されおいる。 たた、 発電された電力を倖郚ぞ取出し可胜に垯状に圢成され たフレキシブル基板 3 2 8が、 察向配眮されたそれそれの端子郚 1 4 a 1 4 b同士を跚ぐように蚭けられ、 垯状の本䜓 3 2 8 a䞊に配線パタヌン 3 2 8 cが端子郚 1 4 a 1 4 bを亀互に盎列に接続するようになっおお り、 䞡端の配線バタ䞀ン 3 2 8 cは、 リヌド郚 3 2 8
bの出力端子 3 2 8 d 3 2 8 eに接続されおいる。 このフレキシブル基 板 3 2 8は、 断熱性を有し䞔぀匟性倉圢可胜な棒状の抌さえ郚材 3 2 9に より、 端子郚 1 4 a 1 4 bに抌圧されおいる。 なお、 偎板 3 2 5は、 第 —基板 5 2 1及び第二基板 5 2 2の倖瞁郚間に挟持される略矩圢状の郚材 であり、 フレキシブル基板 3 2 8のリ䞀ド郚 3 2 8 bを倖郚に突出するた めの開口郚 3 2 5 aを有する。 なお、 図 1 3には、 フレキシブル基板 3 2 8の配線パタヌンを透芖しお瀺しおある。
なお、 以䞊説明した各実斜圢態は、 第䞀基板及び第二基板を平板状ずし たが、 これに限定されるものではなく、 䟋えば、 図 1 5に瀺すように、 円 筒状の第䞀基板 6 2 1及び第二基板 6 2 2ずの間に、 熱電玠子 1が立蚭さ れるように圢成しおもよい。 この発電装眮 1 0 0 Gは、 䟋えば、 腕にはめ るこずにより、 内偎の第二基板 6 2 2が腕に密着されお集熱し、 発熱する こずができる。
(実斜圢態 8 )
次に、 本発明にかかる発電装眮 1 Q 0を組み蟌んだ電子時蚈を図 1 6を 甚いお説明をする。 なお、 発電装眮 1 0 0は、 実斜圢態 1で䟋瀺したリン グ状のものであり、 その構成の説明は前述したので省略する。 電子時蚈は、 時蚈ケヌス 3ず発電装眮 1 0 0ずを備えおなる。
時蚈ケヌス 3は、 倖胎 3 1に内装され電力によっお駆動する時蚈厶―ブ メン卜 3 2ず倖胎 3 1内に嵌合した内胎 3 3に螺合された裏蓋 3 4ずを備 えお構成されおいる。
発電装眮 1 0 0は、 倖胎 3 1内から呚方向に適宜垂蚭された匟発郚材 3
5によ぀お第二基板 2 2偎が裏蓋 3 4内偎ず密着するように付勢されお時 蚈ケヌス 3内に蚭けられるず共に、 フレキシブル基板 図瀺せず を介し お時蚈ムヌブメン卜 3 2に電気的に接続されおいる。
このように構成された電子時蚈は、 人䜓の腕郚に装着したこずにより、 腕郚の
䜓枩が裏蓋 3 4を介しお第二基板 2 2に䌝達し、 倖胎 3 1を介しお倖気に 攟熱された第䞀基板 2 1 ずの枩床差に基づいお発電された電力によっお時 蚈ムヌブメント 3 2が駆動する。 なお、 本実斜圢態では、 時蚈ケヌス内に 発電装眮を蚭けたが、 発電装眮で裏蓋を構成しおもよい。 たた、 発電装眮 1 0 0で発電した電力を䞀時的に蓄えるバッテリ又はキャパシタを適宜蚭 けるこずもできる。
なお、 発電装眮 1 0 0に代わりに䞊述した他の発電装眮 1 0 0 A〜1 0 0 G等を電子時蚈に適宜組み蟌むこずができるこずはいうたでもない。 産業䞊の利甚可胜性
本発明は、 以䞊のように構成したから䞋蚘の有利な効果を奏する。 第䞀基板ず第二基板ず偎板ずで構成されたハりゞングに、 所望する電力 に応じた数の熱電玠子を内装するこずにより、 所望する発電胜力を有する こずができ、 しかも、 耇数の熱電玠子を䞀䜓的に保護するから、 コンパク 卜に䞔぀匷床的に満足する取扱い容易な発電装眮が提䟛できる。 しかも、 熱倉圢による熱電玠子の歪みを第䞀熱電玠子基板ず第䞀基板ずの間に圢成 された埮小間隙内に介圚された䌝熱性を有する流動䜓が吞収するこずによ り、 熱電玠子を痛めるこずなく長期に亘っお安定した電力を䟛絊できる。 さらに、 断熱性を有した抌さえ郚材が、 それそれの䞀察の端子郚ずプリ ン卜基板ずの接続を確実に保蚌し、 第䞀基板ず第二基板ずの䌝熱を遮断し お熱電玠子゚レメントにのみに熱を䌝達するから、 熱損倱のない安定した 性胜が維持できる。
そしお、 このような発電装眮を電子時蚈に適甚するこずにより、 消費電 力を芁するタむプのものでも発電装眮が倧型化せずに小型化された電子時 蚈が提䟛できる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 䌝熱性及び絶瞁性を有する第䞀熱電玠子基板ず起電力を取出す䞀察の 端子郚が蚭けられ䌝熱性及び絶瞁性を有する第二熱電玠子基板ずが耇数の n型及び p型の半導䜓からなる熱電玠子ェレメン卜で亀互に盎列に接続さ れ䞔぀䞡端が前蚘䞀察の端子郚にそれぞれ接続されおなり、 前蚘第䞀熱電 玠子基板ず第二熱電玠子基板ずの枩床差によっお生じた熱電玠子ェレメン 卜内の熱募配によっお発電する熱電玠子ず、䌝熱性を有する第䞀基板ず䌝 熱性を有する第二基板ずが断熱性を有する偎板を介しお所定の間隔をおい お配蚭されお圢成されたハりゞングずを備えおなり、 耇数個の前蚘熱電玠 子が前蚘 \ゥゞング内に配蚭され、 前蚘第二熱電玠子基板が前蚘第二基板 䞊にそれそれ固着されるず共に前蚘熱電玠子それぞれの前蚘第䞀熱電玠子 基板が䌝熱性を有する流動䜓を介しお前蚘第䞀基板ず熱䌝達可胜に接觊さ れ、 䞔぀、 前蚘熱電玠子はそれぞれの前蚘䞀察の端子郚を介しお盎列に接 続されおいるこずを特城ずする発電装眮。
2 . 前蚘熱電玠子それぞれの前蚘䞀察の端子郚に密着されお前蚘熱電玠子 を盎列に接続する配線を有するプリン卜基板ず、 前蚘プリン卜基板ず前蚘 第䞀基板ずの間に配蚭されお前蚘プリン卜基板を前蚘端子郚に密着させ䞔 ぀断熱性を有する抌さえ郚材が蚭けられおいるこずを特城ずする請求の範 囲 1項蚘茉の発電装眮。
3 . 前蚘ハりゞングの倖芳圢状が円柱䜓状、 リング状又は円匧状を呈しお おり、 前蚘熱電玠子は、 それぞれの前蚘端子郚が内偎に向〈ように呚方向 に配眮されおいるこずを特城ずする請求の範囲 1項又は 2項蚘茉の発電装
4 .前蚘ハりゞングの倖芳圢状が盎方䜓状を呈しおおり、前蚘熱電玠子は、 それそれの前蚘端子郚同士が向き合うように察向配眮されいるこずを特城 ずする請求の範囲 1項又は 2項蚘茉の発電装眮。
5 . 請求の範囲 1項〜 4項のいずれか 1項に蚘茉の発電装眮ず、 前蚘発電 装眮から䟛絊された電力によっお動䜜する時蚈ムヌブメントずを備えおな り、 前蚘発電装眮が人䜓の腕郚の䜓枩を高熱源ずするず共に倖気枩床を䜎 熱源ずしお発電されるように時蚈ケヌスに内装されたこずを特城ずする電 子時蚈。
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