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【発明の名称】 太陽電池付電子時計
【発明者】 【氏名】浦野 信之

【氏名】小林 稔

【要約】 【課題】文字板外周部に、この文字板表面に対してほぼ垂直にソーラーセルを配置する太陽電池付電子時計構造において、ソーラーセル根元付近の受光は、文字板端面によって遮蔽されるため、文字板の奥目感をなくすことと、ソーラーセルの受光効率向上は相反する課題となる。文字板の奥目感をなくし、さらにソーラーセルの受光効率を向上させ、電子時計の止まりや表示時刻の狂いの発生をなくす。

【構成】文字板3の表面に対してほぼ垂直に配置するソーラーセル2と、外側壁1gと内側壁1cと頂部1eからなる凸部1fとソーラーセルガイド1bを有する支持部材1を備え、凸部1fとソーラーセルガイド1bとの間にソーラーセル2を収納する太陽電池付電子時計において、文字板3は内側壁1cの内側に配設し、この内側壁1cは文字板3の端面3aと対向することを特徴とする太陽電池付電子時計。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
文字板の表面に対してほぼ垂直に配置するソーラーセルと、外側壁と内側壁と頂部からなる凸部とソーラーセルガイドを有する支持部材を備え、前記凸部と前記ソーラーセルガイドとの間に前記ソーラーセルを収納する太陽電池付電子時計において、
前記文字板は、前記内側壁の内側に配設し、該内側壁は、前記文字板の端面と対向することを特徴とする太陽電池付電子時計。
【請求項2】
前記ソーラーセルの受光面側にプリズムを配設し、該プリズムは前記頂部に載置することを特徴とする請求項1に記載の太陽電池付電子時計。
【請求項3】
前記文字板は、中央部より周縁部の厚さが薄いことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の太陽電池付電子時計。
【請求項4】
前記文字板は、周縁部にテーパ面または段差を設けることを特徴とする請求項3に記載の太陽電池付電子時計。
【請求項5】
前記文字板は、周縁部に文字板装飾部を設けることを特徴とする請求項1に記載の太陽電池付電子時計。
【請求項6】
前記凸部は、島状を有するとともに複数箇所に設けることを特徴とする請求項1に記載の太陽電池付電子時計。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は太陽電池付電子時計の構造に関し、とくにソーラーセルを時計文字板の表面に対してほぼ垂直に配置する太陽電池付電子時計に関するものである。
【背景技術】
【0002】
ソーラーセルを時計ムーブメントに配置する電子時計は、電池交換の必要がないことから、広く一般的に普及してきており、通常の秒針分針時針を有する3針タイプの時計だけでなく、クロノグラフ機能や標準電波を受信する自動時刻修正機能付などの付加機能を搭載した製品が実用化されている。
ソーラーセルを搭載する電子時計は、文字板を光半透過性の材料で形成し、この文字板とムーブメントの間に、板状のソーラーセルを配設する構造が一般的である。
【0003】
上記の配置構造を採用した場合、文字板を光半透過性の材料で形成する必要があることから、文字板のデザインに制約が生じる問題点がある。
またソーラーセル表面は、暗褐色を呈している。この暗褐色を目立たなくするために、文字板をソーラーセルの光入射面側に配置する必要がある。
【0004】
しかしながら、文字板はソーラーセルの暗褐色を遮蔽すると同時に、ソーラーセルに光発電を行なわせるためにある所定量の光は透過させ必要があることから、色調制約のない美しい文字板を時計に搭載することは困難である。ソーラーセルの発電効率を向上させるために、光透過率が高い材料で文字板を構成すると、発電効率は向上するが、ソーラーセルの暗褐色が文字板を透過して見えてしまうため、白色文字板の場合、白色と暗褐色が混色して、ややくすんだ白色文字板になってしまう。
これとは逆に、光透過率が低い材料で文字板を構成すると、前述の混色は発生せず、完成時計としての外観品質は向上するが、発電効率が低下してしまうため、結果として、二次電池への充電不足で時計は停止してしまう。
【0005】
そこで、前述の文字板への制約、およびデザイン制約のない、美しい文字板を搭載可能な太陽電池付電子時計の一例として、特許文献1がある。
特許文献1の太陽電池付電子時計では、ソーラーセルの発電面を、文字板外周部の外側領域で、文字板表面に対してほぼ垂直に配置している。
【0006】
この特許文献1におけるソーラーセルを備える電子時計の構造を、特許文献1の第7図を使用して説明する。
フレキシブルプリント基板18に固定されたソーラーセル(太陽電池セル)17は、後ケース11に設ける環状支持壁19と、この環状支持壁19の内周側に形成する凸部との間の環状溝20内に配置する。そして、凸部の頂部上に文字板14を配置している。また、前面カバー15に形成する環状溝23の外周側にプリズム部22を設ける。このプリズム部22は、ソーラーセル17と対向するように配置することによって、導光体として機能し、ソーラーセル17に効率よく光照射できる。
【0007】
【特許文献1】特公昭62-32425号公報(第3欄第16行から第4欄第25行目、および第7図)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
特許文献1においては、ソーラーセル17の発電面を、文字板14の表面に対して垂直
に配置している。このことから、ソーラーセルの受光面側に文字板を重ねて配置する必要がないため、文字板14を光半透過性材料で形成する必要がなくなり、結果として、文字板14素材は高質感を具備する金属素材で構成することが可能となるという優れた利点を具備している。
【0009】
しかしながら、特許文献1においては、ソーラーセル17を支持する環状支持壁19の内周側に形成する凸部の頂部上に文字板14を載置している。このため、ソーラーセル17の下面側(環状溝20の底面側)は、凸部と文字板14に遮蔽されて光が到達しないことから、ソーラーセル17には光が照射されない領域が生じる。
この結果、ソーラーセル17は、電子時計を駆動するに充分な光起電力が得られず、電力不足によって、電子時計は表示時刻に狂いが発生する不都合や、電子時計に止まりが発生する不都合がある。
【0010】
本発明の目的は、上記課題を解決して、電子時計を駆動するに充分なソーラーセルにおける光起電力を得ることが可能な太陽電池付電子時計を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
上記目的を達成するため、本発明における太陽電池付電子時計は下記記載の手段を採用する。
【0012】
本発明における太陽電池付電子時計は、文字板の表面に対してほぼ垂直に配置するソーラーセルと、外側壁と内側壁と頂部からなる凸部とソーラーセルガイドを有する支持部材を備え、前記凸部と前記ソーラーセルガイドとの間に前記ソーラーセルを収納する太陽電池付電子時計において、前記文字板は、前記内側壁の内側に配設し、該内側壁は、前記文字板の端面と対向することを特徴とする。
【0013】
本発明における太陽電池付電子時計は、前記ソーラーセルの受光面側にプリズムを配設し、該プリズムは前記頂部に載置することを特徴とする。
【0014】
本発明の太陽電池付電子時計における前記文字板は、中央部より周縁部の厚さが薄いことを特徴とする。
【0015】
本発明の太陽電池付電子時計における前記文字板は、周縁部にテーパ面または段差を設けることを特徴とする。
【0016】
本発明の太陽電池付電子時計における前記文字板は、周縁部に文字板装飾部を設けることを特徴とする。
【0017】
本発明の太陽電池付電子時計における前記凸部は、島状を有するとともに複数箇所に設けることを特徴とする。
【発明の効果】
【0018】
本発明における太陽電池付電子時計は、文字板の表面に対してほぼ垂直に配置するソーラーセルと、外側壁と内側壁と頂部からなる凸部とソーラーセルガイドを有する支持部材を備え、凸部とソーラーセルガイドとの間にソーラーセルを収納する太陽電池付電子時計において、文字板は内側壁の内側に配設し、内側壁は文字板の端面と対向している。
【0019】
特許文献1では、ソーラーセルの内周側(受光面側)に設ける凸部の頂部上に文字板を載置していたのに対して、本発明の太陽電池付電子時計は凸部の内側壁の内側に文字板を配置し、さらに内側壁が文字板の端面と対向するように構成する。
この結果、凸部の頂部上に文字板を載置していないことから、本発明の太陽電池付電子時計では、ソーラーセル収納部の底面まで光照射されることになり、ソーラーセルのほぼ全面に光照射が可能となる。よって本発明では、電子時計を駆動するに充分な光起電力がソーラーセルから得られる。したがって、電力不足によって、電子時計は表示時刻に狂いが発生する不都合、および電子時計に止まりが発生する不都合は、本発明では生じることはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
以下、図面を用いて本発明の実施形態における太陽電池付電子時計の構成を詳しく説明する。
図1は、本発明の実施形態における太陽電池付電子時計を示す断面図である。図2は、本発明の実施形態における太陽電池付電子時計を示す平面図である。以下、図1と図2を交互に参照して説明する。
【0021】
図1に示すように、ムーブメント主要部10の外周側に配置し、このムーブメント主要部10を保持する支持部材1を設ける。ムーブメント主要部10を保持した支持部材1をケース5内に収納する。ムーブメント主要部10は、図示しないが、ムーブメント主要部10の基材であるとともに輪列機構や回路基板などの時計ムーブメントの構成要素を保持する部材である地板と輪列受との間に、分針を駆動する輪列である中心車を軸支する。中心車は分針を押込固定する。
地板には、時間基準源となる水晶振動子を保持する。回路基板に実装する半導体集積回路装置によって水晶振動子の振動を分周して、ステップモータを構成するコイルブロックに、所定周期たとえば1秒周期の信号として与え、ロータを所定周期で回転させる。ロータの回転は、減速輪列である四番車および三番車を介して中心車に伝達し、中心車は1時間で1回転する。中心車の回転は、減速輪列である日の裏車を介して筒車に伝達し、筒車は12時間または24時間で1回転する。筒車には時針を押込固定する。
【0022】
支持部材1は樹脂材料からなり、支持部材1の外周部に凸部1fと、この凸部1fの外周部側にソーラーセルガイド1bを設ける。
凸部1fは、文字板3の端面3aが対向する内側壁1cと、ソーラーセルガイド1bと所定の間隙を介して対向する外側壁1gと、内側壁1cと外側壁1gとの間の頂部1eを有する。さらに支持部材1には、文字板3を載置して、文字板裏面3bと接する文字板受面1dを設ける。文字板3は凸部1fの内側領域に配設している。
【0023】
ソーラーセルガイド1bの内周壁面と外側壁1gとの間の間隙が、ソーラーセル2を収納保持するソーラーセル収納部1aとなる。ソーラーセル収納部1aに収納保持されるソーラーセル2は、凸部1fの外側壁1gによって斜めに傾くことを抑えることができ、文字板3表面に対して発電面をほぼ垂直に保持可能となる。
ソーラーセル2は、ポリエチレンテレフタレート(PET)やポリエーテルニトリル(PEN)に代表される樹脂基板上に、導電型が異なるアモルファスシリコン層を積層して構成している。樹脂材料からなる基板の特性上、特性を損なうことなく、ソーラーセル2は自由に丸めたり曲げたりすることができる。
【0024】
ソーラーセル2の受光面側には、透光性材料からなる環状のプリズム4を配設する。プリズム4は、ソーラーセル2をガラス6側から視認したとき、ソーラーセル2を見にくくする役割と、ガラス6を透過してプリズム4に入射する光を屈折させてソーラーセル2の受光面に効率よく光照射させる役割とをもつ。
プリズム4はプリズム面を具備し、6つの面をもつ断面形状を有する。また、環状のプリズム4は固定用の凹凸を形成しない平坦形状とする。
【0025】
文字板3の端面3aの上面側(ガラス6側)には傾斜面からなるテーパ面を形成し、ソーラーセル2の発電面に光照射量が多くなるように構成している。なおテーパ面の代わりに、文字板3端面3aに段差を設け、文字板3中央部より周縁部の厚さを薄くするように構成してもよい。さらに文字板3は、ガラス6内面に対向する面側を凸球面状にして、文字板3中央部より周縁部の厚さを薄くするように構成してもよい。
上記の段差や凸球面状に文字板3を形成する場合も、前記のテーパ面とほぼ同じ機能を発揮でき、ソーラーセル2への光照射量が多くなり、結果として大きな光起電力が得られる。
【0026】
このように文字板3の端面3aにテーパ面や段差を形成する手段、または文字板3のガラス6内面と対向する面側に凸球面状を形成する手段を採用すると、奥目感を解消することができる。
すなわち、文字板とソーラーセルを平面的に重さねるように配置する従来の太陽電池付電子時計と異なり、時計ムーブメントの消費電力を賄うに足る充分な発電電力を得るためには、ある程度、ソーラーセル2は高さ方向(図1紙面の上下方向)における寸法が必要となる。このため、従来の太陽電池付電子時計と比較して、文字板3表面からガラス6内面までの距離が長くなることに起因して、いわゆる奥目感が出やすい問題がある。この実施形態の場合、ソーラーセル2の高さ方向の寸法、すなわちソーラーセル収納部1aの底面からソーラーセル2上端までの距離は約1.5mmである。このため、断面形状が平板状の文字板3を採用すると、前述の奥目感が目立ち、デザイン的に不満足な太陽電池付電子時計となってしまう。
【0027】
これに対して本実施形態では、文字板3の端面3aにテーパ面や段差、または文字板3のガラス6内面と対向する面側に凸球面状を形成する手段を採用していることから、文字板3の断面形状を、周縁部側を薄肉に、時計中心部を厚肉に構成している。
これにより、時計中心部では、文字板3とガラス6の間隙寸法を小さくし、その間に図示しない時針分針をバランスよく配置することにより、前述の奥目感を解消することを可能としている。
【0028】
プリズム4は支持部材1の頂部1eとケース5の鍔部5aとの間に挟持するように固定し、頂部1eに当接するプリズム底面4aと、鍔部5aに当接するプリズム頂面4bを有する。
また、文字板3の端面3aのテーパ面と合致するようにプリズム4に傾斜面を形成する。
このように、プリズム4と、文字板3の端面3aのテーパ面との間に隙間をなくして、両者を密着するように構成すると、電子時計の外観品質が向上する。
【0029】
このプリズム4は、光を透過しやすい無色透明のポリカーボネート材で形成する。したがって、ガラス6を透過して文字板3側から入射する光は、プリズム4を透過してソーラーセル2の発電面へと入射し、ソーラーセル2に光起電力が発生する。
また文字板3の端面3aをテーパ面にしていることから、テーパ面に到達した光は、このテーパ面で反射してソーラーセル2の受光面に照射され、光起電力を増大させることができる。文字板3の端面3aに段差を形成する場合、または文字板3のガラス6内面と対向する面側に凸球面状を形成する場合も、段差または凸球面で光反射させることができ、ソーラーセル2の光起電力を増大させることができる。
【0030】
ケース5のガラス6固定面と反対側には、ケース5内部を密閉する裏蓋11を固定する。裏蓋11とケース5との間には、密閉構造を確保するためにパッキング(図示せず)を配設する。
【0031】
凸部1fは、図2に示すように、島状に分割し、同一円周上の8箇所に設けている。すなわち、凸部1fと凸部1fの間の領域は切り欠かれており、この切り欠きを介して光がソーラーセル2に照射されるように構成している。この凸部1f間の切欠きによっても、ソーラーセル2の光起電力を増大させることができる。この光起電力を増大させる効果を発揮させるために、島状の凸部1f領域より切り欠き領域を大きくすることが好ましい。
【0032】
ソーラーセル2は、前述のように、樹脂材料からなる基板上に形成していることから、支持部材1のソーラーセル収納部1aに組み込むと、ソーラーセル2は樹脂基板の弾性力によって広がろうとする力が働き、ソーラーセルガイド1bの内壁壁面に張り付くように保持される。
そして、ソーラーセル2の長さは、文字板3の外周長さより長くなるように構成する。このため、ソーラーセル2をソーラーセル収納部1aに組み込むと、図2に示すように、巻真12と反対側のソーラーセルガイド1bと凸部1f間では、ソーラーセル2の長さ方向の両端部は重なる。
【0033】
このように、ソーラーセル2の長さ方向の端部が重なるようにソーラーセル収納部1aに収納保持することによって、ソーラーセル2を支持部材1に組み込んだ後におけるハンドリングや組立て工程において、ソーラーセル2がソーラーセルガイド1bから外れることはなく、作業性が良好となる効果を得ることができる。
この効果を発揮させるために、ソーラーセルガイド1bの内側壁面と外側壁1gとの間の間隙寸法、すなわちソーラーセル収納部1aの幅寸法は、ソーラーセル2の厚さ寸法の2倍より若干(0.05mmから0.1mm程度)大きくなるように設定する。
【0034】
本発明の太陽電池付電子時計おける文字板3は、特許文献1のように凸部の頂部に載置するのではなく、図1に示すように、凸部1fの内周壁1cの内側に配設している。
本発明は、特許文献1と比較してソーラーセル2の受光面への光照射を遮る部材の高さが低くなり、ソーラーセル収納部1aの底面まで光照射されることになり、ソーラーセル2のほぼ全面に光照射が可能となる。この結果、本発明では、電子時計を駆動するに充分な光起電力がソーラーセルから得られる。したがって、電力不足によって、電子時計は表示時刻に狂いが発生する不都合、および電子時計に止まりが発生する不都合は、本発明では生じることはない。
【0035】
さらに本発明では、文字板3を中央部より周縁部の厚さを薄くする構成や、凸部1f間に切り欠きを設ける構成を採用していることから、ソーラーセル2への光照射量が多くなり光起電力を増大させることができる。
【0036】
また本発明においては、凸部1fの内側壁1cは、文字板3の端面3aと対向する構造を採用している。このため、太陽電池付電子時計に、外部から振動や落下によって衝撃が加わった場合、凸部1fは、図1紙面水平方向の文字板3の移動を抑制する緩衝材として役割を果たす。
このため、本発明は支持部材1の凸部1fによって、衝撃を緩衝でき、文字板3の破損や、文字板3の端面3aがソーラーセル2に衝突することによるソーラーセル2の破損を防止することもできる。
【0037】
またさらに本発明では、プリズム底面4aは平坦形状として、プリズム4固定用の凹凸は形成していない。
このため、プリズム4内に入射する光は、プリズム底面4aで反射または散乱させてソーラーセル2に入射でき、光の利用効率が向上して、ソーラーセル2の光起電力向上に寄与する。
【0038】
以上の説明と異なる実施形態を、図3を用いて説明する。図3は、本発明のほかの実施形態における太陽電池付電子時計を示す断面図である。なお、図3において、図1および図2と同じ構成部分には同一の符号を付け、共通する構成については詳細な説明を省略または簡略化して行なう。
【0039】
図3に示す構成と、図1に示す構成との相違点は、前述の奥目感をなくす構成が相違する。図3に示す構成では、文字板3の周縁部でプリズム4の近傍に、文字板装飾部8を設ける。この文字板装飾部8は、島状に設けてもよく、またはプリズム4の内周部の全周に設けてもよい。また、文字板装飾部8は指針による時刻表示を行なう切分と兼用してもよく、さらに文字板装飾部8表面に模様を形成してもよい。
この文字板装飾部8を設けることにより、ガラス6内面と文字板3表面との距離は短くなり、奥目感をなくすことができる。
【0040】
図3の太陽電池付電子時計では、文字板装飾部8を設ける以外の構成は、図1と図2を用いて説明した実施形態とほぼ同じ構成であり、作用効果もほぼ同じである。
【図面の簡単な説明】
【0041】
【図1】本発明の実施形態における太陽電池付電子時計を示す断面図である。
【図2】本発明の実施形態における太陽電池付電子時計を示す平面図である。
【図3】本発明の実施形態における太陽電池付電子時計を示す断面図である。
【符号の説明】
【0042】
1 支持部材
1a ソーラーセル収納部
1b ソーラーセルガイド
1f 凸部
2 ソーラーセル
3 文字板
4 プリズム
5 ケース
6 ガラス
8 文字板装飾部
10 ムーブメント主要部
【出願人】 【識別番号】000001960
【氏名又は名称】シチズンホールディングス株式会社
【出願日】 平成18年9月6日(2006.9.6)
【代理人】
【公開番号】 特開2008−64527(P2008−64527A)
【公開日】 平成20年3月21日(2008.3.21)
【出願番号】 特願2006−241179(P2006−241179)