JP6944005B2

JP6944005B2 - 太陽電池付き時計

Info

Publication number: JP6944005B2
Application number: JP2020052228A
Authority: JP
Inventors: 和也今村; 隆太郎植村
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 2016-02-18
Filing date: 2020-03-24
Publication date: 2021-10-06
Anticipated expiration: 2036-02-18
Also published as: JP2020128983A

Description

本発明は、太陽電池を備えた太陽電池付き時計に関する。

太陽電池で発生した電力により、指針や表示部などを駆動する太陽電池付きの時計（以下、太陽電池付き時計という。）が知られている。ここで、太陽電池は、薄板状で、動力源（モータや香箱等）や時間基準などの装置からなる時計の機械体がパッケージされたムーブメントと光透過性を有する文字板との間に配置されている。このように、太陽電池は、ムーブメントと文字板との間に積層されるため、時計の厚さが厚くなり易い。

そこで、ソーラーセルをドーナツ状にして、時計基礎ムーブメント（ベースムーブメント）とは平面的に重ならないようにムーブメントに組み込んで、断面高さ位置の配置を考慮した時計が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−０６９６２６号公報

ところで、時計には、時刻指示の指針の位置修正等のために、ケースから突出したりゅうずが備えられており、りゅうずは、ベースムーブメントからケースまで延びた巻真に取り付けられている。このため、特許文献１に記載された時計は、巻真とソーラーセルとが平面視で重なり、時計の厚さ方向に積層されるため、時計を薄くする上で障害になっている。

そこで、巻真を時計の厚さ方向の下の方（文字板から遠ざかる方向）に偏らせて配置することも考えられるが、この場合、巻真に取り付けられるりゅうずの位置も下方に偏り、りゅうずの一部がケースの下面よりも下方に突出し、結果的に、りゅうずも含めた時計の厚さが厚くなる。なお、この問題は、巻真だけに生じるものではなく、ベースムーブメントから外方に延びたがプッシュボタン等の外部操作部材についても同様である。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、時計の厚さを薄くすることができる太陽電池付き時計を提供することを目的とする。

本発明は、ベースムーブメントと、光透過性を有する文字板と、前記ベースムーブメントに対して半径方向の外方であって前記文字板の下方に配置された太陽電池部材と、を備え、前記太陽電池部材は、太陽電池と、前記太陽電池の、前記文字板から遠い側の面に積層して前記太陽電池を保持する保持部材と、を有し、前記保持部材のみに、前記ベースムーブメントに向けて突出した突出部が形成され、前記ベースムーブメントは、前記突出部を前記太陽電池部材の上方から押さえることにより、前記太陽電池部材を下方に押さえている太陽電池付き時計である。

本発明に係る太陽電池付き時計によれば、時計の厚さを薄くすることができる。

本発明に係る太陽電池付き時計の一実施形態である電子時計におけるムーブメントを、文字板の側から見た平面図である。図１におけるＩ−Ｉ線に沿った面による断面を示す断面図であり、図１では記載を省略した文字板も含む。図１に示した太陽電池部材における切欠きを含む部分の詳細を示す拡大図である。切欠きの無い太陽電池部材を備えた電子時計を示す、図１相当の平面図である。

以下、本発明に係る太陽電池付き時計の実施形態について、図面を用いて説明する。
＜電子時計の構成＞
図１は、本発明に係る太陽電池付き時計の一実施形態である電子時計１００におけるムーブメント１を、文字板３（後述する図２参照）の側から見た平面図である。図２は、図１におけるＩ−Ｉ線に沿った面による断面を示す断面図であり、図１では記載を省略した文字板３も含む。図３は、図１に示した太陽電池部材１０における切欠き１０ｃを含む部分の詳細を示す拡大図である。

図示の電子時計１００のムーブメント１は、図１，２に示すように、地板６の上に、ベースムーブメント２、太陽電池部材１０及び太陽電池支持枠５を備えている。そして、電子時計１００は、ムーブメント１に加えて、文字板３及び巻真４を備えている。電子時計１００は、この他に、ムーブメント１や文字板３等を内部に収容するケースや、風防ガラス、指針等、一般の電子時計が備えているものを当然に備えているが、これらケース等は図示を省略している。

ここで、ベースムーブメント２は、地板６と輪列受８とで挟んで支持された、指針を駆動する歯車輪列、輪列受８にねじ止めされた、指針の位置を修正するための裏周り（巻真４周辺の部材)、輪列受８にねじ止めされた回路部材、地板６にねじ止めされたモータ２２及び二次電池２１を備えている。なお、本発明におけるベースムーブメントは、これらモータ２２、歯車輪列等の全てを備えたものに限定されない。

ベースムーブメント２は、これらモータ２２や歯車輪列等を全体的に、時刻指針用の軸が配置された中心Ｃ付近に集中させた配置として、中心Ｃからの半径方向のサイズが小さく形成されている。文字板３は光透過性を有していて太陽光などの一部を透過させ、図２に示すように、電子時計１００の厚さ方向において、ベースムーブメント２よりも上方に配置されている。

太陽電池部材１０は、薄板状であり、図２に示すように、ムーブメント１の地板６の上方で、かつ文字板３の下方、すなわちベースムーブメント２が配置されている側に配置されている。太陽電池部材１０は、複数のセル１１ｓが周方向に並んだフィルム状の太陽電池１１と、太陽電池１１の、文字板３から遠い側の面１１ａから、略全面に亘って積層され、太陽電池１１を保持する保持部材１２とにより形成されている。保持部材１２は、例えばＳＵＳなどの磁性材料で形成された薄板である。太陽電池１１と保持部材１２とは、例えば接着剤により一体に接合されている。

なお、保持部材１２は、太陽電池１１よりも剛性の高いものであることが好ましく、この場合、太陽電池１１と保持部材１２とが接合された太陽電池部材１０は、仮にこの太陽電池部材１０と同じ厚さの太陽電池１１単体よりも、剛性を高くすることができる。また、保持部材１２は、ＳＵＳに限定されるものでもなく、金属に限定されるものでもなく、さらに、磁性材料に限定されるものでもない。また、太陽電池１１と保持部材１２とは、接着剤で接合されているものに限定されるものではなく、他の接合方法で一体に接合されているものであってもよい。

太陽電池部材１０は、図１に示すように、ベースムーブメント２に対して中心Ｃの半径方向の外方に、ベースムーブメント２を略全周に亘って囲むように配置されている。つまり、太陽電池部材１０は、図３に示すように、太陽電池部材１０によって仕切られた半径方向の外側の領域３１と内側の領域３２とを通じさせる切れ目である切欠き１０ｃが形成されていて、図１の平面視において、切欠き１０ｃを除いて略円環状に延び、全体としてＣ字形状に形成されている。なお、「Ｃ字状」は、アルファベットの文字「Ｃ」を想起させるように、環状の形状のうち周方向の一部が無い形状を総称して表現したものである。
したがって、環状は、円弧が周方向に繋がった円環状であってもよいし、直線の線分が周方向に繋がった矩形環状であってもよいし、円弧と直線の線分とが周方向に繋がった環状であってもよい。

太陽電池１１は、図３に示すように、ベースムーブメント２と電気的な導通を得るための接点ばね（図示せず）が図２の下方から接触する２つの接点１０ｄ，１０ｄを有している。これらの接点１０ｄ，１０ｄは電気的な短絡を防止する必要があるため、接点１０ｄ，１０ｄには保持部材１２が接合されていない。

また、図１の平面視において、太陽電池部材１０は、後述する突出部１２ａを除いてベースムーブメント２とは重ならない。太陽電池部材１０は、ベースムーブメント２を略全周に亘って電子時計１００の厚さ方向に関して、図２に示すように、ベースムーブメント２が配置されている高さの範囲Ｈ内に配置されている。

巻真４は、図１に示すように、ベースムーブメント２から半径方向の外方に、ケースの外側まで延びていて、外側の先端には、図示しないりゅうずが取り付けられる。そして、太陽電池部材１０の切欠き１０ｃは、この巻真４を通す部分に配置されている。つまり、切欠き１０ｃは、図１の平面視で巻真４と重なり、かつ図２の電子時計１００の厚さ方向においても重なる位置に形成されている。したがって、この切欠き１０ｃにより、太陽電池部材１０は巻真４と干渉しない状態で配置されている。

なお、ベースムーブメント２が備えるモータ２２は、巻真４とは、中心Ｃを挟んで反対側の半分の領域（巻真４を中心とする、中心Ｃ回りの角度１８０［度］の領域αとは反対側の領域）βに配置されている。

また、太陽電池部材１０は、Ｃ字形状の内周縁１０ｂのうち切欠き１０ｃを挟んで対向する周方向の両端縁１０ｅ，１０ｆにそれぞれ近接した２つの位置に、半径方向の内方（内側の領域３２）のベースムーブメント２に向けて突出した半円状の突出部１２ａが形成されている。これら２つの突出部１２ａ，１２ａは、いずれも保持部材１２のみに形成されていて、太陽電池１１には形成されていない。なお、各突出部１２ａ，１２ａは、それぞれの接点１０ｄ，１０ｄよりも、切欠き１０ｃに近い位置に形成されている。

一方、ベースムーブメント２の輪列受８は、外周部分のうち、図１の平面視で太陽電池部材１０の２つの突出部１２ａ，１２ａに重なる部分に、図２に示すように、各突出部１２ａ，１２ａに電子時計１００の厚さ方向の上方から接触する庇８ａ，８ａが形成されている。庇８ａ，８ａは、各突出部１２ａ，１２ａを上方から押さえて、端縁１０ｅ，１０ｆの内周縁１０ｂ側を上方に浮き上がらせないようにしている。つまり、太陽電池部材１０の内周縁１０ｂの端縁１０ｅ，１０ｆの近くの部分が、下方に押さえられている。

太陽電池支持枠５は、太陽電池部材１０の半径方向外側に円環状に形成されていて、全周に亘って、半径方向内側に突出した鍔５ａが形成されている。鍔５ａは、太陽電池部材１０の外周部１０ａに電子時計１００の厚さ方向の上方から接触して外周部１０ａを上方から押さえ、外周部１０ａが上方に浮き上がらないようにしている。なお、太陽電池支持枠５は、電子時計１００のケースの外周部分や文字板３の外周部に設けられることがある見返しリングなどの既存の部品などで兼用してもよい。

＜電子時計の作用、効果＞
上述した本実施形態の電子時計１００によると、文字板３に太陽光等の光が入射すると、その入射した光の一部が文字板３を透過して、文字板３の下方に配置された太陽電池部材１０の太陽電池１１に入射する。太陽電池１１は、入射した光のエネルギにより電気エネルギを発生する。太陽電池１１で発生した電気エネルギは、太陽電池１１の接点１０ｄ，１０ｄに接した接点ばね（図示省略）を通じてベースムーブメント２に供給され、ベースムーブメント２を構成するモータ２２や電子回路を駆動したり、ベースムーブメント２に設けられた二次電池２１（図１参照）に蓄えられたりする。

ここで、太陽電池部材１０は、ベースムーブメント２に対して半径方向の外方に配置されていて、ベースムーブメント２と太陽電池部材１０とは、突出部１２ａを除いて、平面視で重ならず、電子時計１００の厚さ方向に積層されない。したがって、ベースムーブメント２と太陽電池部材１０とが厚さ方向に重なる従来の太陽電池付き時計に比べて、電子時計１００の厚さを薄くすることができる。

加えて、電子時計１００は、太陽電池部材１０の切欠き１０ｃに巻真４が通された配置であるため、太陽電池部材１０は、巻真４とも、平面視で重ならず、電子時計１００の厚さ方向に積層されない。したがって、太陽電池部材１０と巻真４とが厚さ方向に重なる、切欠き１０ｃを有しない、周方向について完全に繋がった円環状の太陽電池部材を備えた従来の太陽電池付き時計よりも、電子時計１００の厚さをさらに薄くすることができる。

また、本実施形態の電子時計１００は、太陽電池部材１０の内周縁１０ｂ側に形成された突出部１２ａ，１２ａの上面がベースムーブメント２の庇８ａ，８ａに接しているため、太陽電池部材１０の端縁１０ｅ，１０ｆの内周縁１０ｂ側が上方すなわち文字板３に近づく方に浮き上がるのを防止することができる。一方、太陽電池部材１０の外周部１０ａの上面は、太陽電池支持枠５の鍔５ａに接しているため、太陽電池部材１０の外周部１０ａが上方すなわち文字板３に近づく方に浮き上がるのを防止することができる。

太陽電池部材１０は単体では撓み易く、仮に撓むと、光透過性を有する文字板３に近接して、文字板３を通して濃紫色の太陽電池１１が透けて見えるため、外観品質の低下を招く。特に、太陽電池部材１０は、接点ばねが接点１０ｄを文字板３の方に押圧するため、この押圧力により、太陽電池部材１０は変形する環境にある。

しかも、本実施形態における太陽電池部材１０は、切欠き１０ｃによって全周が繋がっていないため、切欠き１０ｃが無く全周が繋がっているものに比べて剛性が低く、したがって、切欠き１０ｃが無く全周が繋がっているものに比べて撓み易い。そして、周方向の両端縁１０ｅ，１０ｆは互いに相手側に拘束されない自由端となるため、接点ばねから接点１０ｄ，１０ｄに受ける荷重によって、大きく変形し易い。

しかし、本実施形態の電子時計１００は上述したように、太陽電池部材１０が、内周縁１０ｂの側も外周部１０ａも文字板３に近づくことが防止されているため、文字板３を通して濃紫色の太陽電池１１が透けて見えることがなく、外観品質の低下を防止することができる。なお、この効果は、太陽電池部材１０が切欠き１０ｃにより全周が繋がっていないものであるか、切欠き１０ｃが無く全周が繋がっているかに拘わらず発揮されるが、相対的に変形し易い、切欠き１０ｃがある太陽電池部材１０において、より効果的である。

図４は、切欠き１０ｃの無い太陽電池部材１１０（切欠き１０ｃの無い太陽電池１１に相当する太陽電池１１１と、切欠き１０ｃの無い保持部材１２に相当する保持部材１１２とにより構成される）を備えた電子時計１０１を示す、図１相当の平面図である。

上述したように、本実施形態の電子時計１００における太陽電池部材１０を、図４に示す切欠き１０ｃの無い、全周が繋がった円環形状の太陽電池部材１１０に置き換えた電子時計１０１においても、太陽電池部材１１０の内周縁１１０ｂに、複数の突出部１１２ａ（電子時計１００における突出部１２ａに相当）を形成し、ベースムーブメント１０２の輪列受１０８の、各突出部１１２ａに対応する部分に庇１０８ａ（電子時計１００における庇８ａに相当）を形成した構成により、太陽電池部材１１０が、内周縁１１０ｂの側も外周部１１０ａも文字板３（図２参照）に近づくことが防止されて、文字板３を通して濃紫色の太陽電池１１１が透けて見えることがなく、外観品質が低下するのを防止することができる。

また、本実施形態の電子時計１００は、突出部１２ａが、接点１０ｄよりも、切欠き１０ｃに近い位置に形成されている。したがって、接点ばねが接点１０ｄを文字板３の方に押圧しても、各接点１０ｄ，１０ｄと対応する自由端に相当することにより大きく撓み易い端縁１０ｅ，１０ｆとの間に形成された突出部１２ａが、文字板３側への浮き上がりを防止して、端縁１０ｅ，１０ｆが大きく撓むのを有効に防止することができる。

また、本実施形態の電子時計１００は、太陽電池部材１０の突出部１２ａが、太陽電池１１には形成されずに、保持部材１２のみに形成されているため、ベースムーブメント２の庇８ａを、太陽電池部材１０の太陽電池１１が配置される高さの範囲に形成することができる。これにより、太陽電池１１に突出部１２ａが形成されている場合に比べて、庇８ａの下面の高さ位置を低くすることができる。したがって、電子時計１００は、太陽電池１１に突出部１２ａが形成されている場合に比べて、電子時計１００の厚さを一層薄くすることができる。

また、本実施形態の電子時計１００は、保持部材１２が磁性材料で形成されているため、保持部材１２が、ベースムーブメント２が備えているモータ２２に対する外部磁界に対する耐磁板としても機能する。なお、太陽電池部材１０はベースムーブメント２と平面視で重ならないため、保持部材１２はベースムーブメント２に備えられたモータ２２とは積層されないが、文字板３に水平な方向の磁界に対する耐磁を発揮することができる。すなわち、電子時計は一般的に文字板に水平な方向からの磁界に対して最も弱いが、上述した構成により、そのような磁界に対して十分な耐磁を図ることができる。

なお、保持部材１２が磁性材料で形成されている構成については、図４に示した電子時計１０１における保持部材１１２にも適用することができる。すなわち、電子時計１０１は、保持部材１１２が磁性材料で形成されていることにより、ベースムーブメント１０２に備えられたモータ２２に対して、文字板３に水平な方向の磁界に対して十分な耐磁性能を発揮することができる。

本実施形態の電子時計１００は、ベースムーブメント２のモータ２２が、巻真４とは、中心Ｃを挟んで反対側の半分の領域βに配置されているため、モータ２２は、巻真４が配置された切欠き１０ｃに対しても、中心Ｃを挟んで反対側の半分の領域βに配置されていることになる。

耐磁板として機能する太陽電池部材１０の保持部材１２は、切欠き１０ｃの部分では耐磁性能が低いが、モータ２２は、切欠き１０ｃに対して、中心Ｃを挟んで反対側の領域βという、切欠き１０ｃから遠い位置に配置されている。したがって、モータ２２は、耐磁性能が相対的に低くなる切欠き１０ｃの影響を受け難く、耐磁板として機能する保持部材１２は、切欠き１０ｃがあってもモータ２２に対する耐磁性能を発揮することができる。

＜変形例＞
電子時計１００は、太陽電池部材１０が太陽電池１１と保持部材１２とが接合されたものであるが、本発明の太陽電池付き時計における太陽電池部材は、保持部材を有しない太陽電池の単体であってもよい。この場合、太陽電池の単体が、ガラスや金属等の基板を有しているものであれば、その基板を保持部材１２とみなすこともできる。電子時計１０１における太陽電池部材１１０についても同様である。

本実施形態の電子時計１００は、太陽電池部材１０の内周縁１０ｂの側を、内周縁１０ｂから突出した突出部１２ａをベースムーブメント２の庇８ａに引っ掛ける構成によって、内周縁１０ｂが文字板３に向けて浮き上がるのを防止したものであるが、本発明の太陽電池付き時計は、この構成を備えたものに限定されるものではなく、この構成を備えなくてもよい。例えば、実施形態の電子時計１００における突出部１２ａを庇８ａに引っ掛ける構成に代えて、ベースムーブメント２に、太陽電池部材１０の内周縁１０ｂの側に突出した突出部を形成して、そのベースムーブメント２に形成された突出部が太陽電池部材１０の内周縁１０ｂを下方に押さえるようにしてもよい。

また、ベースムーブメント２とは別に備えた、鍔が付いたピンやねじなどの他の拘束手段を用いて、突出部１２ａをベースムーブメント２に拘束する構成により、太陽電池部材１０の内周縁１０ｂの、特に端縁１０ｅ，１０ｆの近くの部分を下方に押さえて、文字板３に向けて浮き上がるのを防止してもよい。

なお、太陽電池部材１０の外周部１０ａに突出部１２ａを形成し、この突出部１２ａを太陽電池支持枠５の鍔５ａに引っ掛けて、太陽電池部材１０の外周側が文字板３の側に浮き上がるのを防止してもよい。

本実施形態の電子時計１００は、各突出部１２ａがそれぞれ、接点１０ｄよりも切欠き１０ｃに近い位置に形成されているが、本発明の太陽電池付き時計は、この構成に限定されるものではなく、各突出部１２ａがそれぞれ、接点１０ｄよりも切欠き１０ｃから遠い位置に形成されていてもよいし、また、接点１０ｄが形成されていなくてもよい。

上述した実施形態は、時刻の指針をモータ２２で駆動する、いわゆる電子時計１００であるが、本発明に係る太陽電池付き時計は電子時計に限定されるものではなく、時刻の指針をぜんまいなどの機械の動力源を用いて駆動する機械式時計に適用することもできる。
ただし、機械式時計の場合であっても、太陽電池部材で発電された電力を用いて駆動される電子機器（液晶表示装置など）を備えているものに適用される。

上述した実施形態は、本発明における外部操作部材の一例として巻真４を適用したものであるが、本発明に係る太陽電池付き時計は、外部操作部材として巻真を適用したものに限定されず、例えば、プッシュボタンなど、主に時計のケースに設けられてベースムーブメントまで延びた種々の外部操作部材を適用することができる。

なお、上述した実施形態においては、ベースムーブメント２の輪列受８，１０８に庇８ａ，１０８ａを形成した構成であるが、本発明における庇は、輪列受に形成したものに限定されず、ベースムーブメントを構成するいずれかの部品に形成されていればよい。

１ムーブメント
２ベースムーブメント
３文字板
４巻真
５太陽電池支持枠
５ａ鍔
８輪列受
８ａ庇
１０太陽電池部材
１０ｃ切欠き
１１太陽電池
１２保持部材
１２ａ突出部
１００電子時計（太陽電池付き時計）
Ｃ中心

Claims

ベースムーブメントと、
光透過性を有する文字板と、
前記ベースムーブメントに対して半径方向の外方であって前記文字板の下方に配置された太陽電池部材と、を備え、
前記太陽電池部材は、太陽電池と、前記太陽電池の、前記文字板から遠い側の面に積層して前記太陽電池を保持する保持部材と、を有し、
前記太陽電池は、ベースムーブメントが配置されている高さの範囲内に配置され、
前記保持部材のみに、前記ベースムーブメントに向けて半径方向に突出した突出部が形成され、
前記ベースムーブメントは、前記突出部を前記太陽電池部材の上方から押さえることにより、前記太陽電池部材を下方に押さえている太陽電池付き時計。