CN107077098B - 带静电感应型发电器的电子表 - Google Patents

Abstract

在本发明的带静电感应发电器的电子表中，静电感应发电器具有：摆轮锤，其相对于支架而转动自如；转动构件，其相对于支架而转动自如；对置基板，其固定在支架上；带电膜，其设置在转动构件和对置基板两者中的任意一方；以及对置电极，其与带电膜相对地设置在所述两者中的另一方；本发明的带静电感应发电器的电子表将带电膜与对置电极之间所产生的电力输出至石英机芯，且在表盘、支架或外壳体中的任一方或多处设置窗部，从而可观察转动构件的转动或转动传动。

Description

带静电感应型发电器的电子表

技术领域

本发明涉及一种使用者可了解发电状态的带静电感应发电器的电子表。

背景技术

在手表等便携式电子表中，内置太阳电池等发电装置从而不更换电池地工作的钟表早已实现。除了直射阳光下，太阳电池这样的发电装置在室内等可利用的能量密度较低，进而存在无法获得持续的能量这一问题。因此，具有如下节能功能：当检测到光未照射至太阳能电池而已有一定时间未进行发电这一情况时，自动进入省电状态。

此外，如专利文献1所示，即便是带有捕捉使用者的手臂的运动等而将动能转换为电能的电磁感应型发电器的电子表也具有省电功能，即，在处于非携带状态的情况下自动进入省电状态以减少蓄电池(二次电池)的电力消耗。

进入了这种省电状态的电子表的液晶显示会消失、指针会停止，因此，使用者常常误认为是故障的情况时有发生。因此，使用者经常询问“表停了，该怎么办呢？”，而各制造商以FAQ(Frequently Asked Questions)的形式准备有该问题的答复。为了避免发生这种误认，已知有特意使用使省电标志闪烁等的显示单元来告知使用者的方法。但存在如下问题，即，与显示单元的设置相应地，成本会上升，不仅如此，还需要确保显示单元的显示器用的空间，导致钟表的尺寸相应地增大。此外，如下情况也常见，即，在二次电池的充电量变少而充电不足的情况下，需要使直射阳光照射太阳能电池进行充电来确认钟表是否会运转，无法立刻判别是否为故障，从而需要应对这种消费者的疑问。

另一方面，如专利文献2～5中所揭示，近年来利用由驻极体(electret)材料产生的静电感应的实用性发电装置已被开发出来。所谓静电感应，是指当使带电的物体接近导体时极性与带电的物体相反的电荷被吸引的现象。所谓利用静电感应现象的发电装置，是指在配置有“保持电荷的膜”(以下，称为带电膜(electrically charged film))和“对置电极(electrode)”的结构中利用该现象来提取使两者相对移动而感应出来的电荷的发电。

图1为说明利用静电感应现象的发电的原理的说明图。

以利用驻极体材料的情况为例，驻极体是将电荷打入至介电体而成，以半永久的方式产生静电场。在利用该驻极体的发电中，如图1所示，若使驻极体3与对置电极2接近而通过由驻极体形成的静电场来使对置电极产生感应电荷并使驻极体与对置电极的重叠的面积发生变化(振动等)，则可在外部电路300中作为交流电流提取。利用该驻极体的发电的结构相对简单，相较于利用电磁感应而言，在低频区域内获得较高的输出而较为有利，近年来作为所谓的“环境发电(Energy Harvesting)”而受到关注。

在专利文献2中揭示有如下发电装置：在设置在钟表模块中的相对于主夹板而转动的转动板上配置形成为放射状的电极及驻极体膜，另一方面，在主夹板上配置形成为放射状的电极，使转动板相对于主夹板而转动，将转动动能转换为电能。专利文献3也揭示有一种发电装置，其与专利文献2的发电装置相同，且在转动体的侧面及其相对面设置有电极或驻极体膜。进而，在专利文献4、5中揭示有一种使用游丝(螺旋弹簧的一种，钟表术语，hairspring)来进行驻极体膜和电极的往复周期转动的静电感应型发电装置。在将这些发电装置运用于便携式电子表的情况下，与前面叙述过的太阳电池等的电子表一样，会产生使用者常常将省电状态误认为是故障的上述问题。

专利文献2～5的现有技术都是将配置有驻极体膜、电极的转动板装入在表壳或主夹板的内部深处，无法从外部观察驻极体的转动动作。因此，在省电状态或者二次电池的充电量变少而充电不足的情况下，使用者无法立即确认发电状态。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3484704号公报

专利文献2：日本专利特开2010-279192号公报

专利文献3：日本专利特开2013-219897号公报

专利文献4：日本专利特开2013-59149号公报

专利文献5：日本专利特开2013-135544号公报

发明内容

本发明的目的在于应对使用者的误认等而实现从外部观察静电感应发电器的转动构件(驻极体)的动作，从而使得使用者能够容易地了解发电状态。

本发明的带静电感应发电器的电子表的特征在于具有：外壳体，其包括表镜；表盘(dial plate)；支架；石英机芯，其配置在所述支架内；静电感应发电器，其配置在所述支架内，具有摆轮锤、转动构件、对置基板、带电膜及对置电极，所述摆轮锤相对于所述支架而转动自如，所述转动构件相对于所述支架而转动自如，所述对置基板固定在所述支架上，所述带电膜设置在所述转动构件和所述对置基板两者中的任意一方，所述对置电极与所述带电膜相对地设置在所述转动构件和所述对置基板两者中的任意另一方；窗部，其设置在所述表盘、所述支架及所述外壳体中的任意一方或多处，以观察所述转动构件的转动或转动传动；以及输出部，其将所述带电膜与所述对置电极之间所产生的电力输出至所述石英机芯。

图2为以视觉方式展示本发明的概要的图。

如图2所示，可从外部观察转动构件4的转动动作，因此使用者可容易地了解发电状态。进而，如图2所示，形成放射状的形状等而唤起视觉趣味的转动构件4的转动会在设计上吸引使用者关注发电状态，因此可时常促使使用者进行发电。此外，使用者一方面可从外部观察转动构件4的转动动作，另一方面可掌握在携带时转动构件4于何种振动状态下才会高效转动。因此，本发明可通过从外部进行观察来减少是省电状态还是故障的误认，不仅如此，还可通过让使用者意识到可高效发电的携带时的振动状态来尽可能减少充电不足的机会。

附图说明

图1为说明利用静电感应现象的发电的原理的说明图。

图2为以视觉方式展示本发明的概要的图。

图3为表示本发明的第1实施方式的与图2的A-A线有关的示意性截面图。除了一部分配置以外，还表示了本发明的第2实施方式。

图4为本发明的第1实施方式的主夹板的俯视图。

图5为表示本发明的第1实施方式的内部结构的概要。

图6为用以说明本发明的第1实施方式的部分立体图。

图7为表示本发明的第1实施方式的对置电极2和带电膜3的图案的图。

图8为表示本发明的第1实施方式的对置电极2和带电膜3的另一图案的图。

图9为在本发明的第1、2实施方式中对齿轮传动机构的配置位置进行了变更的情况下的示意性截面图。

图10为表示本发明的第3实施方式的示意性截面图。除了一部分配置以外，还表示了本发明的第4实施方式。

图11为说明本发明的第3实施方式的组装工序(a)～(d)的说明图。

图12为说明本发明的第3实施方式的组装工序(e)～(g)的说明图。

图13为表示本发明的第5实施方式的一例的示意性截面图。

图14为表示本发明的第5实施方式的太阳电池(a)～(c)的示意性俯视图。

图15为表示本发明的第6实施方式的一例的示意性截面图。

图16为表示本发明的第7实施方式的示意性截面图。

图17为表示本发明的第8实施方式的示意性截面图。

图18为表示本发明的第9实施方式的示意性截面图。

图19为表示本发明的第10实施方式的示意性截面图。

图20为表示本发明的第11实施方式的示意性截面图。

图21为表示本发明的第11实施方式的立体图及侧视图。

图22的(a)为表示本发明的窗部的1例的示意性截面图，图22的(b)为表示图22的(a)中的主夹板的俯视图。

图23为表示本发明的第12实施方式的主夹板的俯视图。

图24为表示本发明的第13实施方式的示意性截面图。

具体实施方式

下面，将以视觉方式展示本发明的概要的图2作为一例，结合参考各附图而对本发明的一实施方式进行说明。对于各实施方式，对同一构成的部分标注同一符号并省略其说明。

窗部的设置在静电感应发电器中会产生意料之外的反效果。若外部光线直接照射至带电膜，则某些带电膜的特性会发生劣化，不仅如此，还存在因入射至石英机芯的电路基板上的IC等的外部光线而导致电流消耗增大或者导致IC的误动作的情况，就减少电力消耗和防止误动作的观点而言，较为不利。因此，为了防止外部光线直接照射至带电膜，针对每一实施方式而采取了各种对策。在以下的各实施方式中，将利用手表来说明实施方式，但并非一定限定于手表。只要是便携式的带静电感应发电器的电子电气设备，都可设置窗部而同样地发挥本发明的效果，都可加以运用。

(第1实施方式)

图3为表示本发明的第1实施方式的与图2的A-A线有关的示意性截面图。图4为本发明的第1实施方式的主夹板的俯视图。图5为表示本发明的第1实施方式的内部结构的概要。图6为用以说明本发明的第1实施方式的部分立体图。图7为表示本发明的第1实施方式的对置电极2和带电膜3的图案的图。图8为表示本发明的第1实施方式的对置电极2和带电膜3的另一图案的图。在图3的截面图中，将表镜(glass)24侧称为上部、上侧、上方，将后盖(case back)42侧称为下部、下侧、下方。

下面，参考各附图，对第1实施方式进行说明。

本实施方式为运用于手表等便携式电子表的情况下的实施方式。便携式电子表具有：包含表镜24的外壳体41、42(后盖42)；表盘25；支架33、34；石英机芯200，其配置在该支架内；以及静电感应发电器，其配置在支架内。表镜24经由垫圈43而镶嵌在外壳体41上。表镜24由塑料等普通的透明材料形成，并不限于矿物玻璃。

关于支架，以下将以在手表的情况下常用的称呼即主夹板(main plate)33、夹板(bridge or plate)34的形式进行说明。主夹板33为支架的一种，意指装入各种部件的基座、支承板、内壳体等。此外，所谓夹板，是在起到支撑转动体的轴或者固定/保持零件的作用的情况下常用的术语。在表盘25和主夹板33上分别设置有可供观察内部的窗部(表盘的窗部51、主夹板的窗部52)。在图2中，在表盘25的6点的位置设置有窗部，但也可设置在12点或3点、9点等。在图4中，展示有主夹板的窗部52的形状的一例。表盘的窗部51也是设为同样的形状，但表盘的窗部51、主夹板的窗部52的形状只要为可透过两者来观察内部(转动构件4)的形状，则可为任意形状，并不限定于此。表盘的窗部51、主夹板的窗部52通常由孔部构成，但也可在孔部镶嵌透光性材料。

石英机芯200在此处是定义为包括水晶振子28、电路基板5、具备线圈26及马达用转子和定子的步进马达、指针运行用齿轮以及二次电池22等。在电路基板5上装入有振荡电路、分频电路、步进马达的驱动电路、整流电路、电源电路等。在齿轮驱动部21中包含有作为石英机芯的一部分的线圈26、步进马达、指针运行用齿轮等。如图3所示，以指针轴从齿轮驱动部21朝表盘25的上方突出的方式安装有时针、分针、秒针(秒针未图示)等指针23。图5表示石英机芯200和静电感应发电器等钟表内部结构的概要，图5的Z部分是酌情布置主夹板、石英机芯200的一部分的概略区域。27表示表冠(crown)。在Z部分配置石英机芯中的齿轮驱动部21、电路基板5等，但其布置以设计方式酌情决定即可。

接着，参考图3、图6，对静电感应发电器的构成进行叙述。

在轴8上固定有转动构件4，在转动构件4的下表面配置有带电膜3。另一方面，以与带电膜3相对的方式在上部表面配置有对置电极2的对置基板1设置固定在主夹板33上。与对置基板一样，石英机芯200的电路基板5也设置固定在主夹板33上。

此处，为了精密地管理对置基板1与带电膜3的间隙，对置基板1与电路基板5是单独制作的，但只要满足同样的位置精度，则也可将电路基板5和对置基板1形成为同一基板。在电路基板5与对置基板1为不同基板的情况下，利用接合连接器、导通弹簧、连接端子等来进行导通。这些在后文叙述的实施方式中也是一样的。

当转动构件4转动时，会引起静电感应发电，并将带电膜3与对置电极2之间所产生的电力输出至石英机芯200(电路基板5)。在图6中，以立体图示意性地展示有在转动构件4的下表面配置有带电膜3、并且以与带电膜3相对的方式配置有对置电极2的状况。在本实施方式中，从上部朝下部是按照表盘25的窗部51、主夹板33的窗部52、转动构件4、带电膜3、对置电极2、对置基板1、夹板34的顺序配置。

如图6、7所示，转动构件4及其下表面的带电膜3分别形成为放射状，在放射状的各片之间形成有空白部(透孔、通孔)。此处，由于外部光线会透过窗部51、52而入射，因此在非透光性材料的转动构件4的下表面配置带电膜3这一点(被遮光)较为重要。轴8由分别设置在主夹板33、夹板34上的上下抗震装置(shock protection systems)(作为一例，有parashock)等的轴承50加以轴支承。在主夹板的2个扇形主夹板窗部52之间形成有桥52'(图4)，在桥52'上设置有轴承50。桥52'的方向为与A-A线呈直角的方向，但并不限定于此，酌情设定为任意方向即可。

轴8由桥52'的轴承50加以轴支承，而且贯穿对置基板1而在夹板34上由轴承50加以轴支承。摆轮锤(rotor)10捕捉手臂的运动等而转动。在轴8的对置基板1的下侧设置有固定在轴9上的齿轮15和固定在轴8上的齿轮14作为从固定在轴9上的摆轮锤10到轴8的齿轮传动机构。在该情况下，当以摆轮锤10的转动增速的方式使轴8转动时，可使设置在转动构件上的带电膜(驻极体膜)3相对于在主夹板上静止的对置电极2而增速转动。当转动构件4的转速提高时，可使发电量上升。再者，作为齿轮传动机构，并不限于2块齿轮，也可构成将3块以上的齿轮组合而成的齿轮系，此外，在途中介存有特殊齿轮、凸轮、连杆、单向联轴器等的机构也包括在此处的齿轮传动机构之内。轴9在此处经由轴承16而轴支承在夹板34上。关于轴9的轴支承，也可由主夹板33和夹板34加以轴支承。

作为从固定在轴9上的摆轮锤10到轴8的齿轮传动机构，可借用机械式手表中目前公知的自动上弦的转动驱动技术。例如，若将由手臂的运动等振动产生的固定在轴9上的摆轮锤10的正反两个方向的转动通过存在于齿轮传动机构内部的转换联轴器机构而始终转换为一个方向的转动，则可进一步提高发电效率。

这种转换联轴器机构以双向联轴器机构的形式作为机械式自动上弦手表的公知技术而广为人知，因此可运用这些公知技术等。此外，也可利用单向联轴器而仅将由摆轮锤10产生的轴9的转动或摆动的正反一个方向传动至轴8。在该情况下，在摆轮锤10的轴9(转动构件4的轴8)的转动为反转时不会阻碍运动，因此不会浪费动能，从而可提高发电效率。以上所述的转动构件4与摆轮锤10的齿轮传动机构在以下所述的实施方式中也可酌情加以运用。

接着，下面对本实施方式的详情进行说明。

本发明中用作带电膜的驻极体材料使用容易带电的材料，例如，作为带负电的材料，使用硅氧化物(SiO₂)或氟树脂材料等。具体而言，作为一例，作为带负电的材料，有旭硝子制造的氟树脂材料即CYTOP(注册商标，Amorphous Fluoropolymer)等。

进而，除此以外，作为驻极体材料，还有作为高分子材料的聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)等，作为无机材料，也可使用前文所述的硅氧化物(SiO₂)或硅氮化物(SiN)等。另外，可使用公知的带电膜。

参考图7、8，对带电膜3和对置电极2进行说明。

由于在带电膜3(驻极体膜)的内面保持有负电荷，因此正电荷因静电感应而被吸引至对置电极2。设置在对置基板1上的对置电极2、设置在转动构件4的下表面的带电膜3为图7所示那样的图案，从中心等间隔形成有相等角度的放射部2'、3'。在图7的图案中，如图6的立体图所示，放射部3'、3'相互之间分别为空白部(透孔)，放射部2'、2'相互之间未设置有电极，对置基板1露出，或者也可在对置基板1上形成空白部。再者，放射部3'、3'相互之间也可由透明性构件构成而不是空白，在该情况下，通过在所述透明性构件的窗部侧设置突显转动的印刷或凹凸等，容易从钟表上表面透过窗部51和52而了解转动构件4转动时的情况。当然，所述印刷或凹凸也可在放射部3'的窗部侧实施。

以下，将该图7的带电膜和对置电极的图案称为“第1图案”。带电膜3形成为由各个放射部3'构成的图案，经由电接点与导电构件的轴8连接而进行输出(可为每一放射部3'分别与轴8连接，或者也可将各放射部3'连结布线之后连接至轴8)。在转动构件(基板)4为金属的情况下，各放射部3'分别通过基板与轴8直接连接。另一方面，对置电极的输出也是从外周侧的电极部提取。两输出端子与整流电路20连接。关于来自轴8的电流的提取方法，利用刷状电极或者轴承部的导电体构成部而一边转动一边进行电性连接即可。

当通过摆轮锤10而使得固定在轴8上的转动构件4转动时，带电膜(驻极体膜)3与对置电极2之间的重叠面积发生增减，使得被吸引至对置电极2的正电荷发生增减，从而在带电膜(驻极体膜)3与对置电极2之间产生交流电流。将对置电极2与带电膜3之间的产生电流通过作为输出部的整流电路20进行直流转换而输出至石英机芯200。

整流电路20为桥式，具备4个二极管，在输入侧分别连接有对置电极2和带电膜3。在输出侧经由平流电路而连接有转换为规定电压的未图示的电源电路，该经直流转换之后的发电电流作为电力被供给至石英机芯200，而且被积蓄至二次电池22。本实施方式中的带电膜及对置电极是图案化为放射状，但只要在相对于对置基板1、转动构件4作相对旋动时重叠面积发生增减，则也可图案化为其他形状。

作为其他图案的一例，不同于图7的下部所示的图案，可像图8的下部所示那样使对置基板1上的对置电极2的各自独立，有间隔地连接布线的放射部2'作为2端子分别连接至整流电路20的输入侧。图8的上部的带电膜3的图案与图7的上部的情况相同，但不需要输出端子。(参考专利文献5的图9、10的实施例的原理说明。引用补充专利文献5)在该情况下，只需从静止的对置基板1上的对置电极2提取电流即可，因此不需要转动的转动构件的电性连接，较为便利。

此处，以下将图8的下部所示的对置基板1上的对置电极2的放射部2'的图案和图8的上部所示的带电膜3的图案称为“第2图案”。再者，放射部3'、3'相互之间也可由透明性构件构成而不是空白，在该情况下，通过在所述透明性构件的窗部侧设置突显转动的印刷或凹凸等，容易从钟表上表面透过窗部51和52而了解转动构件4转动时的情况。当然，所述印刷或凹凸也可在放射部3'的窗部侧实施。

在第1实施方式中，是在表盘25和主夹板33的窗部51、52的正下方直接配置转动构件，而且在转动构件4的下部设置带电膜3，因此带电膜3不会从窗部51、52直接接收到外部光线，从而不会发生带电膜的特性劣化，所以，不管是图7的“第1图案”还是图8的“第2图案”，均可加以实施。但在后文叙述的实施方式中，因各构件的配置顺序不同、转动构件4的观察上或者带电膜3的外部光线遮蔽上的原因等，存在限定于某一图案的情况，但通常而言，双方都可运用。

在本实施方式中，在转动构件4的下表面配置带电膜3，带电膜3处于与窗部51、52相反一侧。因此，不会从窗部51、52直接接收到外部光线，所以可防止带电膜3的劣化。若转动构件4的带电膜以外的部分为空白部，则可透过窗部51、52而在视觉上明确地确认转动情况，因此使用者可了解发电状态。

在本实施方式中，在将轴8、转动构件4、对置电极2装入至钟表时需要进行位置对准，尤其是带电膜3与对置电极2的间隙，因涉及到发电特性，因此需要微调整，详细的钟表制作工序将于后文叙述。因而，在第1图案中，在将位于转动构件4的放射部3'、3'相互之间和对置基板1的放射部2'、2'相互之间的部位设为空白或透明构件的情况下，可一边从钟表的后盖42侧或者钟表的表镜侧24目视观察相互的位置和状态一边进行调整。由此，可简化调整工序。在该调整作业中，位于放射部3'、3'相互之间和对置基板1的放射部2'、2'相互之间的部位无须全部以空白或透明构件构成，也可分别只在一部分设置能够确认相互的位置的由空白或透明构件形成的窗口。

(第2实施方式)

本发明的第2实施方式是在图3的第1实施方式中的转动构件4的下表面设置对置电极2代替带电膜3、且在对置基板1的上表面设置带电膜3代替对置电极2，其他构成与第1实施方式相同。因而，在本实施方式中，从上部朝下部是按照表盘25的窗部51、主夹板33的窗部52、转动构件4、对置电极2、带电膜3、对置基板1、夹板34的顺序配置。对置电极2、带电膜3的图案采用的是图7的第1图案，对置电极2从固定有转动构件4的轴8抽出输出端子，从静止的对置基板1的上表面上所设置的带电膜3也抽出有输出端子。

在本实施方式的情况下，由于带电膜3配置在对置基板1的上表面，因此会暴露在来自窗部51、52的方向的外部光线中。因此，在本实施方式中，宜采用如下构成。在采用图7的第1图案且转动构件4上有空白部的情况下，宜在带电膜3上涂敷遮光涂料。作为遮光涂料，宜以数微米左右或以上的厚度涂敷UV遮断材料。另一方面，为了避免外部光线从空白部通过，将转动构件4设为非透光性而且不设置空白部也可实现遮光。在该情况下，可在转动构件4的窗部侧设置突显转动的印刷或凹凸等。即便转动构件4为透光性，也能利用非透光性材料来构成对置电极2，以使得对置电极2整面不透光。

在本实施方式中，也可透过窗部51、52而在视觉上确认转动情况，因此使用者可确认发电状态，而且可防止外部光线直接照射至带电膜3。在第1图案中，在将位于转动构件4的放射部3'、3'相互之间和对置基板1的放射部2'、2'相互之间的部位设为空白或透明构件的情况下，可一边从钟表的后盖42侧或者钟表的表镜24侧目视观察相互的位置和状态一边进行间隙调整等调整作业，从而可简化调整工序。在该目的下，也可只在转动构件4和对置基板1的一部分设置能够确认相互的位置的由空白或透明构件形成的窗口。

图9为在本发明的第1、2实施方式中对齿轮传动机构的配置位置进行了变更的情况下的示意性截面图。

在前面说明过的图3的第1、2实施方式中，是在轴8的对置基板1的下侧设置固定在轴8上的齿轮14和固定在轴9上的齿轮15作为从固定在轴9上的摆轮锤10到轴8的齿轮传动机构。相对于此，在图9的情况下，是在主夹板33的窗部52与转动构件4之间设置固定在轴8上的齿轮14和固定在轴9上的齿轮15作为从固定在轴9上的摆轮锤10到轴8的齿轮传动机构。由于对置基板1设置在夹板34上，因此，即便在对置基板1发生翘曲的情况下，也会被矫正为夹板34的平坦度，所以组装调整变得容易。其他构成与之前叙述过的第1、2实施方式相同。

(第3实施方式)

图10为表示本发明的第3实施方式的示意性截面图。

参考图10，对静电感应发电器的构成进行叙述。与前面叙述过的第1、2实施方式的不同点在于，是在窗部52侧设置对置基板1。因此，将对置基板1设为玻璃等透明性构件，对置电极2也使用透明性氧化铟锡膜(ITO膜)等透明电极。由此，可透过表盘25的窗部51、主夹板33的窗部52而观察转动构件的转动。其他构成与之前叙述过的第1实施方式相同。

继主夹板33的窗部52之后，载置设置有对置基板1(在组装时比较方便，将于后文叙述)。在本实施方式中，在对置基板1的下表面配置有对置电极2。对置基板1和对置电极2均为透明性，可从窗部51、52观察内部。再者，若对置基板1和对置电极2都有空白部，则即便不是一定将双方设为透明性，也可观察内部。转动构件4固定在轴8上。在转动构件4的上表面配置有带电膜3。由于外部光线会透过窗部51、52而入射，因此在带电膜3上涂敷有遮光涂料。如此一来，不会从窗部51、52直接接收到光，因此可防止带电膜3的劣化。关于带电膜和对置电极的图案，第1、第2图案都可实施。

与对置基板一样，石英机芯200的电路基板5也设置固定在主夹板33上。当转动构件4转动时，会引起静电感应发电，并将带电膜3与对置电极2之间所产生的电力输出至石英机芯200(电路基板5)。在图10的实施方式中，利用接合连接器、导通弹簧、连接端子等而从对置基板1导通至电路基板5，来自对置基板1的电力供给通过该接合连接器、导通弹簧、连接端子等而供给至电路基板5，进行石英机芯200的驱动和对二次电池22的充电。

在本实施方式中，从上部朝下部是按照表盘25的窗部51、主夹板33的窗部52、对置基板1、对置电极2、带电膜3、转动构件4、夹板34的顺序配置。在轴8的转动构件4的下侧设置有固定在轴8上的齿轮14和固定在轴9上的齿轮15作为从固定在轴9上的摆轮锤10到轴8的齿轮传动机构。

图11为说明本发明的第3实施方式的组装工序(a)～(d)的说明图。图12为说明本发明的第3实施方式的组装工序(e)～(g)的说明图。在图11、12中，为了说明而省略主夹板33的一部分和零件，并将工序示意化而易于理解。

通常，作为钟表的组装方向，是使主夹板33的表盘侧朝下来进行组装，因此，下侧有主夹板33，按照对置基板1、转动构件4、夹板34的顺序进行组装，确认转动构件4的运转状况。因此，在组装顺序中设为从下方起组装对置基板1、转动构件4，但由于可在一开始决定对置电极2与带电膜3的间隙调整(在驻极体膜的发电效率上极为重要)，所以，像本实施方式这样按照主夹板33、对置基板1、对置电极2、带电膜3、转动构件4、夹板34的顺序(或者按照后文叙述的第4实施方式的主夹板33、对置基板1、带电膜3、对置电极2、转动构件4、夹板34的顺序)进行配置在作业工序上较为有利。夹板34上需要能够在组装时确认所述转动构件的设置状况及运转状况的作业确认窗53。

参考图11、12的(a)～(g)，对本实施方式的以下的组装工序(a)～(g)进行说明。

(a)在主夹板33上装入设置有对置电极2的对置基板1。

(b)装入石英机芯(齿轮驱动部21、电路基板5等)，并将电路基板5与对置基板1导通。

(c)设置用以将转动构件4朝上方推动(推压)的弹簧7。

(d)将在下表面设置有带电膜3的转动构件4***至弹簧7上所设置的孔。此时，确认转动构件的带电膜3与对置基板的对置电极2未接触。

(e)摆轮锤10和齿轮15固定在轴9上，轴9由轴承支承在夹板34上而一体化。在夹板34上设置有对安装有转动构件4的轴8进行轴支承的轴承50。一边使齿轮15咬合至固定在轴8上的齿轮14、一边通过轴承50的高度调整来进行转动构件的带电膜3与对置基板的对置电极2的间隙调整。此时，可一边从作业确认窗53进行目视观察一边进行间隙调整。若带电膜3与对置基板1相接触，则电荷会逃逸而导致带电量减少，因此必须注意避免接触。

(f)安装摆轮锤。

(g)在主夹板33上载置二次电池22。

在本实施方式中，使用者也可透过窗部51、52而在视觉上确认转动情况，因此使用者可了解发电状态。此外，根据本实施方式，组装时的转动构件4的带电膜3与对置基板1的对置电极2的间隙调整在作业工序上较为有利。先行结束带电膜3与对置电极2的间隙调整，之后组装齿轮15等，这在作业上较为有利。因而，在组装上，若先行将对置基板1设置在主夹板33的表盘侧，则带电膜(驻极体)3容易组装。进而，由于在夹板34上设置有作业确认窗53，因此在组装时可确认所述转动构件的设置状况及运转状况。

(第4实施方式)

本发明的第4实施方式是在图10的第3实施方式中的对置基板1的下表面设置带电膜3代替对置电极2、且在转动构件4的上表面设置对置电极2代替带电膜3。因而，在本实施方式中，从上部朝下部是按照表盘25的窗部51、主夹板33的窗部52、对置基板1、带电膜3、对置电极2、转动构件4、夹板34的顺序配置。

在第3实施方式中，对置基板1和对置电极2均为透明性，可从窗部51、52观察内部。在第4实施方式中，是在窗部51、52的正下方直接配置对置基板1，而且在对置基板1的下部设置带电膜3。因此，将对置基板1设为非透光性并且设置放射状的空白部，从而可透过空白部观察转动构件4的动作状态。在该情况下，采用图7的第1图案。由于是在非透光性对置基板1的下部设置带电膜3，因此带电膜3不会直接接收到来自窗部51、52的外部光线。在转动构件的上部设置有对置电极2。再者，就转动构件4而言，即便不设置空白部也可加以实施。在该情况下，可在转动构件4的窗部侧设置突显转动的印刷或凹凸等。在本实施方式中，组装时的转动构件4的带电膜3与对置基板1的对置电极2的间隙调整在作业工序上也较为有利。其他构成、效果与第3实施方式相同。

(第5实施方式)

图13为表示本发明的第5实施方式的一例的示意性截面图。图14为表示本发明的第5实施方式的太阳能电池(a)～(c)的示意性俯视图。

图13是在图10的第3实施方式中在转动构件4的下方设置太阳能电池6而成的第5实施方式的一例。在本说明书中的各实施方式中，能以被照射来自窗部的外部光线的方式设置太阳能电池6(也称为第1太阳能电池)，并不限定于图13的一例。

在第3实施方式的情况下，为了避免来自窗部51、52的外部光线被对置基板1遮蔽，对置基板1和对置电极2均为透明性。此外，在第4实施方式的情况下，将对置基板1设为非透光性并且设置放射状的空白部，使得外部光线透过空白部而通过。通过设置在转动构件4下方的太阳能电池6，将这些外部光线用于发电。太阳能电池6为单级太阳能电池。像图14的(a)那样在单级太阳能电池的情况下，发电量不会因有放射状空白部的转动构件4的转动而发生变化，因而较佳。所谓太阳能电池的级数，是指串联的太阳能电池的数量，在像图14的(a)那样设为单级的情况下，来自太阳能电池6的发电电压低于钟表的动作电压，因此较理想为进行升压充电。63为轴8的贯通孔。

此外，也可像图14的(b)那样将太阳能电池呈同心圆状设为多级而能够稳定地发出高电压。由于是同心圆状，因此，即便是有放射状空白部的转动构件4的转动，也不会导致发电量发生变化。在该情况下，宜将各太阳能电池61、62的面积设为相同而使得太阳能电池61、62的输出分别达到最大。此外，也可像图3的(c)那样在太阳能电池6上设置孤立的转动检测太阳能电池64来检测转动电极的转动状态，在转动构件处于动作状态时，将来自带电膜(驻极体)3和对置电极2的发电电力进行降压充电，在转动构件4处于停止状态时，进行利用太阳能电池6的充电(当然，也可不论转动构件4是否停止均进行利用太阳能电池6的充电)。设置转动检测太阳能电池64来检测转动电极的转动状态省去了设置振动传感器的工夫，还可用于判断钟表的携带状况，从而可有效用于钟表的省电状态的控制。如此，本实施方式的特征在于，第1太阳能电池的级数构成为单级或多级，并且，在多级的情况下，呈同心圆状地形成各级太阳能电池。此外，第1太阳能电池上也可设置有用以检测转动构件的转动的转动检测太阳电池。

第5实施方式主要是使用第3实施方式来记载，但显然也可使用第4实施方式。若考虑太阳能电池6的受光量，则较理想为第3实施方式。其原因在于，在第3实施方式的情况下，对置基板1、对置电极为透光性材料，遮光构件只有转动构件4。在第4实施方式的情况下，设置有空白的对置基板1、转动构件4为遮光构件，因此，相较于第3实施方式而言，太阳电池6的受光量较少。

在使用第1实施方式的情况下，若与第3实施方式一样使用透明性基板、电极作为对置电极2、对置基板1，则可在它们下方设置太阳能电池6，因此可实现第5实施方式。此外，在使用第2实施方式的情况下，若将转动构件的空白部设为透明性构件、孔等，在对置基板1上的带电膜3上涂敷遮光涂料，并将放射状的非带电膜部分设为透明性构件、空白部等，则可实现第5实施方式。第5实施方式在后文叙述的实施方式中也可同样加以运用。

(第6实施方式)

图15为表示本发明的第6实施方式的一例的示意性截面图。

图15是在图10的第3实施方式中在转动构件4的侧方设置环状的太阳能电池6'而成的第6实施方式的一例。在本说明书中的各实施方式中，能以被照射来自窗部的外部光线的方式在主夹板33的内部侧方表面设置太阳能电池6'(也称为第2太阳能电池)，并不限定于图15的环状的一例。

第6实施方式是在第3实施方式的转动构件的半径方向的周边设置太阳能电池6'，从而与第5实施方式同样地提高发电能力。在串联有多个太阳电池的情况下，发电量较少的太阳能电池会导致整体的发电量大大降低。因而，由于光的入射角度会导致受光量产生差异，所以太阳电池6'的级数较理想为设为单级。在对置基板1上设置有空白部的第4实施方式的情况下，像第6实施方式这样在侧面配置太阳能电池将使得来自窗部51、52的光稳定地照射至侧面的太阳能电池6'，因此较理想为在侧面有太阳能电池6'。第6实施方式若与第5实施方式并用，则可获取更多的电力。此外，通过对齿轮14、15或夹板34等来自窗部51、52的光会到达的部位的表面实施反射、散射加工，可使得太阳能电池6'的受光量提高而增加发电量。在转动构件4与齿轮14之间设置谋求反射、散射的板也会获得与所述效果相同的效果。

此外，在图15中，是使用第3实施方式来说明第6实施方式，但并不限定于此，第6实施方式可运用于本说明书中所记载的各实施方式。若将环状的太阳能电池6'配置为如下形态，则更为有效：使太阳能电池6'具有遮光壁的作用以避免外部光线照射至电路基板5等IC。

(第7实施方式)

图16为表示本发明的第7实施方式的示意性截面图。

本实施方式是在转动构件4上一体化地设置有摆轮锤10'(附加锤)的实施方式。即，本实施方式的特征在于将转动构件和所述摆轮锤一体化。因而，无须设置单独的摆轮锤10和齿轮传动机构，容易组装，而且可使得钟表结构极薄。由于摆轮锤10'设置在转动构件的周边部，因此也不会妨碍表盘25和主夹板33的窗部51、52的正下方的转动构件的运动的观察。对置基板1、电路基板5设置在夹板34上。其他构成与第1实施方式相同。在图16中，是在转动构件4的下表面设置带电膜3、在对置基板1的上表面设置对置电极2，而将带电膜3与对置电极2调换配置的情况当然也包含在该实施方式之内。在本实施方式中，也可透过窗部51、52而在视觉上确认转动构件4的转动情况，因此使用者可了解发电状态。也可不同于上述实施方式而在转动构件4的上方将单独的摆轮锤10设置在轴8上，这包含在本发明之内。即，也可在转动构件的转动轴上设置摆轮锤。

(第8实施方式)

图17为表示本发明的第8实施方式的示意性截面图。

本实施方式是在轴8上分别固定半圆形摆轮锤10和转动构件4，并在轴8与主夹板34之间设置游丝12(钟表术语，螺旋弹簧)，通过摆轮锤10的振动使游丝12弯曲而增大转动构件4的转动振幅，从而提高发电效率。即，本实施方式的特征在于，游丝的一端固定在支架上，游丝的另一端固定在转动构件的转动轴上。与第7实施方式一样，也可设为与摆轮锤一体化的转动构件。

在转动构件4的下表面配置有带电膜3。另一方面，以与带电膜3相对的方式配置对置基板1上的对置电极2，对置基板1载置固定在夹板34上。当转动构件4转动时，会引起静电感应发电，并将带电膜3与对置电极2之间所产生的电力输出至石英机芯200。轴8由设置在主夹板33、夹板34上的上下抗震装置50(此处为Parashock)加以轴支承。游丝12的一端由从主夹板33突出来的托架36上所设置的游丝外桩(stud)13加以固定，游丝12的另一端由游丝内桩(hairspring collet)12'通过压入或铆接而固定在轴8上。

电路基板5也设置在夹板34上。其他构成与第1实施方式相同。在图17中，是在转动构件4的下表面设置带电膜3、在对置基板1的上表面设置对置电极2，而将带电膜3与对置电极2调换配置的情况当然也包含在该实施方式之内。在本实施方式中，也可透过窗部51、52而在视觉上确认转动构件4的转动情况，因此使用者可确认发电状态。

(第9实施方式)

图18为表示本发明的第9实施方式的示意性截面图。

第9实施方式不同于前面叙述过的实施方式，如图18所示，转动构件4的转动可经由齿轮传动机构而以转动构件4的转动传动(转动体17)的形式从窗部51、52加以观察。

在转动构件4的上方设置有固定在轴8上的齿轮14和固定在轴9上的齿轮15。进而，与齿轮15咬合的齿轮17固定在轴8'上。转动构件4的转动传动通过构成齿轮系的齿轮14、15、17而传动至齿轮17。该齿轮系的构成的方法应根据支架内的布置来酌情设定，因此不限定于图18的实施方式。齿轮17(转动体)设置在可从窗部51、52清楚地观察的位置。由此，容易将带电膜3设置在远离窗部51、52的深处或者利用壁体加以遮蔽，以使得即便外部光线透过窗部51、52入射也不会照射至静电感应发电器内的带电膜3。

在本实施方式中，为摆轮锤10的转动通过轴9而传动至轴8和轴8'的构成，但也可在轴8'而不是轴9上固定摆轮锤10，按照齿轮17、15、14(或者17、14)的顺序将转动传动至转动构件4。并且，也可设为从窗部51、52观察摆轮锤10的转动。其他构件的构成与之前叙述过的第1、2实施方式等相同。

在本实施方式中，转动构件4的转动情况可通过转动传动而以齿轮17的转动(或者摆轮锤10的转动)的形式透过窗部51、52在视觉上进行确认，由此使用者可确认发电状态。此外，由于不会直接从窗部51、52接收到光，因此可防止带电膜3的劣化，并且可容易且完整地进行带电膜的遮蔽。也可在齿轮17等的窗部侧设置突显转动的印刷或凹凸等。此外，关于电路基板1的设置，也宜以不会被外部光线照射的方式设置在远离窗部51、52的深处或者利用壁体加以遮蔽。由此，可对电路基板上的IC进行光遮蔽，因此可避免电力消耗的增大和误动作。

(第10实施方式)

图19为表示本发明的第10实施方式的示意性截面图。

与第9实施方式一样，第10实施方式可从窗部51、52观察转动构件4的转动传动。本实施方式如下：将转动构件4与摆轮锤10一体化，沿摆轮锤10的转动轴即轴9的圆周方向以呈环状相对的方式配置带电膜3和对置电极2，将摆轮锤10(转动构件)的转动从固定在轴9上的齿轮14而齿轮传动至齿轮15，并且，与第9实施方式一样，可观察齿轮15(转动体)的转动。也可将带电膜3和对置电极2设置在摆轮锤10的侧方外周圆筒面与外壳体41的侧方内周圆筒面之间。摆轮锤10可为半圆形，也可为全圆形带附加锤(以下的第11实施方式也一样)。

在本实施方式中，可以说摆轮锤10兼作转动构件4，在摆轮锤10的侧方内周圆筒面设置有转动构件(基板)4，在转动构件(基板)4上设置有带电膜3。此外，在主夹板33的侧方外周圆筒面设置有对置基板1，且设置有对置电极2。当摆轮锤10转动时，会引起静电感应发电，并将带电膜3与对置电极2之间所产生的电力经由接合连接器(未图示)、导通弹簧、连接端子等而输出至石英机芯200(电路基板5)。在图19中，是在转动构件4上设置带电膜3、在对置基板1上设置对置电极2，而将带电膜3与对置电极2调换配置的情况当然也包含在该实施方式之内。

齿轮15设置在可从窗部51、52清楚地观察的位置。由此，容易遮蔽来自窗部51、52的外部光线，以使得即便外部光线透过窗部51、52入射也不会照射至带电膜3。在本实施方式中，摆轮锤10的转动情况也可通过转动传动而以齿轮15的转动的形式透过窗部51、52在视觉上进行确认，因此使用者可了解发电状态。

(第11实施方式)

图20为表示本发明的第11实施方式的示意性截面图。图21为表示本发明的第11实施方式的立体图及侧视图。

第11实施方式是将第10实施方式的窗部的设置位置变更至外壳体41。是将由透视构件构成的窗部54设置在外壳体41上，从而可从窗部54直接观察转动构件4的转动。转动构件4与摆轮锤10一体化，沿摆轮锤10的转动轴即轴9的圆周方向呈环状配置有带电膜3和对置电极2。在摆轮锤10上设置有转动构件4，在转动构件4上设置有带电膜3。此外，在主夹板33的侧方外周圆筒面设置有对置基板1，且设置有对置电极2。当摆轮锤10转动时，会引起静电感应发电，并将带电膜3与对置电极2之间所产生的电力经由接合连接器(未图示)、导通弹簧、连接端子等而输出至石英机芯200(电路基板5)。在图20中，是在转动构件4上设置带电膜3、在对置基板1上设置对置电极2，而将带电膜3与对置电极2调换配置的情况当然也包含在该实施方式之内。转动构件4设为非透光性材料。

由此，摆轮锤10的转动情况可透过窗部54而在视觉上进行确认，因此使用者可确认发电状态。

在除第10和第11实施方式以外的上述各实施方式中，若对置基板1与石英机芯的电路基板5形成于同一基板上，则可实现基板的共用化，从而有利于钟表的薄型化。此外，也可像图22所示那样表盘25和主夹板33的窗部各为1个，并且，图21的第11实施方式的窗部54也可为1个。在各实施方式中视需要酌情设定窗部的个数即可。在第1～9实施方式中，也可省略表盘25而仅由主夹板33的窗部构成。

(第12实施方式)

图23为表示本发明的第12实施方式的主夹板的俯视图。

第12实施方式是第1～10实施方式的相对于1个转动构件4的窗部51、51、52、52的组合设置有多组的实施方式。图23为第12实施方式的一例，设置有表盘25的窗部51、51和主夹板33的窗部52、52以及表盘25的窗部55、55和主夹板33的窗部56、56。(图23的括号内的符号表示表盘的情况)如图23所示，各转动构件4的转动情况可透过表盘25的窗部51、55和主夹板33的窗部52、56而在视觉上进行确认。窗部并不限定于图23的一例的2组，也可设置2组以上的多组。

(第13实施方式)

图24为表示本发明的第13实施方式的示意性截面图。

第13实施方式可从后盖42观察转动构件4的转动。在本实施方式中，由透明材料构成的窗部58经由垫圈43'而镶嵌在后盖42上。在本实施方式中，表盘25、主夹板33上未设置有窗部，但也可像第9实施方式那样在表盘25、主夹板33上设置窗部，以便可观察齿轮14(转动体)的转动。在夹板34上设置有与图4的窗部52相同的窗部57(有2处)，可观察转动构件4的转动。轴8由设置在2个窗部57之间的桥上的轴承50加以轴支承，而且贯穿对置基板1而在夹板34上由轴承50加以轴支承。对置基板1和电路基板5被支承在主夹板33上。在转动构件4上设置有带电膜3，在对置基板1上设置有对置电极2，而将带电膜3与对置电极2调换配置的情况当然也包含在该实施方式之内。其他构成、作用效果与其他实施方式相同。

再者，本发明的技术范围并不限定于上述实施方式，而是包括在不脱离本发明的宗旨的范围内对上述实施方式加入各种变更而得的实施方式。即，实施方式中所列举的具体构成只是一例，可酌情加以变更。

符号说明

1 对置基板

2 对置电极

3 带电膜

4 转动构件

8、8'、9 轴

10 摆轮锤

14、15、17 齿轮

21 齿轮驱动部

22 二次电池

24 表镜

25 表盘

33、34 支架

200 石英机芯

51、52、54、55、56、57、58 窗部。

Claims (12)

1.一种带静电感应发电器的电子表，其特征在于，具有：

外壳体，其包括表镜；

表盘；

支架；

石英机芯，其配置在所述支架内；

静电感应发电器，其配置在所述支架内且在所述表盘的下方，具有摆轮锤、转动构件、对置基板、带电膜、对置电极以及齿轮传动机构，所述摆轮锤相对于所述支架而转动自如，所述转动构件相对于所述支架而转动自如，所述对置基板固定在所述支架上，所述带电膜设置在所述转动构件和所述对置基板两者中的任意一方，所述对置电极与所述带电膜相对地设置在所述转动构件和所述对置基板两者中的任意另一方，所述齿轮传动机构连结所述转动构件的转动轴与所述摆轮锤的转动轴，对所述摆轮锤的转动轴的转动进行增速并传递至所述转动构件的转动轴；

窗部，其设置在所述表盘、所述支架及所述外壳体中的任意一方或多处，以观察所述转动构件的转动或转动传动；以及

输出部，其将所述带电膜与所述对置电极之间所产生的电力输出至所述石英机芯。

2.根据权利要求1所述的带静电感应发电器的电子表，其特征在于，所述窗部为分别设置在所述表盘、所述支架上的孔部或透光性材料。

3.根据权利要求1或2所述的带静电感应发电器的电子表，其特征在于，所述支架具有主夹板和夹板，所述转动构件被轴支承在所述主夹板与所述夹板之间，所述支架的窗部设置于所述主夹板，按照所述表盘的窗部、所述主夹板的窗部、所述转动构件、所述带电膜、所述对置电极、所述对置基板、所述夹板的顺序配置。

4.根据权利要求1或2所述的带静电感应发电器的电子表，其特征在于，所述支架具有主夹板和夹板，所述转动构件被轴支承在所述主夹板与所述夹板之间，所述支架的窗部设置于所述主夹板，按照所述表盘的窗部、所述主夹板的窗部、所述转动构件、所述对置电极、所述带电膜、所述对置基板、所述夹板的顺序配置。

5.根据权利要求1或2所述的带静电感应发电器的电子表，其特征在于，所述支架具有主夹板和夹板，所述转动构件被轴支承在所述主夹板与所述夹板之间，所述支架的窗部设置于所述主夹板，按照所述表盘的窗部、所述主夹板的窗部、所述对置基板、所述对置电极、所述带电膜、所述转动构件、所述夹板的顺序配置，所述对置基板和所述对置电极由透光性材料构成或者具有空白部。

6.根据权利要求4所述的带静电感应发电器的电子表，其特征在于，在所述带电膜上涂敷有遮光涂料。

7.根据权利要求1或2所述的带静电感应发电器的电子表，其特征在于，所述支架具有主夹板和夹板，所述转动构件被轴支承在所述主夹板与所述夹板之间，所述支架的窗部设置于所述主夹板，按照所述表盘的窗部、所述主夹板的窗部、所述对置基板、所述带电膜、所述对置电极、所述转动构件、所述夹板的顺序配置，所述对置基板具有空白部且空白部以外不透光。

8.根据权利要求5所述的带静电感应发电器的电子表，其特征在于，通过在所述夹板上设置作业确认窗，可在组装时确认所述转动构件的设置状况及运转状况。

9.根据权利要求3所述的带静电感应发电器的电子表，其特征在于，将所述对置电极及所述对置基板设为透光性材料，在所述对置基板与所述夹板之间配置有第1太阳能电池。

10.根据权利要求5所述的带静电感应发电器的电子表，其特征在于，在所述转动构件与所述夹板之间配置有第1太阳能电池。

11.根据权利要求3所述的带静电感应发电器的电子表，其特征在于，在所述转动构件的转动轴的半径方向上、在离开所述转动构件的位置配置有第2太阳能电池。

12.根据权利要求1所述的带静电感应发电器的电子表，其特征在于，还具有转动体，所述转动体经由所述齿轮传动机构对所述转动构件的转动进行传动，并且，该带静电感应发电器的电子表构成为能够从所述窗部观察所述转动体的转动而且所述静电感应发电器被遮光。