JP3267286B2 - 発電装置付電子時計 - Google Patents
発電装置付電子時計Info
- Publication number
- JP3267286B2 JP3267286B2 JP2000249829A JP2000249829A JP3267286B2 JP 3267286 B2 JP3267286 B2 JP 3267286B2 JP 2000249829 A JP2000249829 A JP 2000249829A JP 2000249829 A JP2000249829 A JP 2000249829A JP 3267286 B2 JP3267286 B2 JP 3267286B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- permanent magnet
- weight
- transmission
- gear
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G04—HOROLOGY
- G04C—ELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
- G04C10/00—Arrangements of electric power supplies in time pieces
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromechanical Clocks (AREA)
- Electric Clocks (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Motor Or Generator Frames (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、回転錘の回転で
永久磁石ロータを回転させ、それにともないコイルに発
生する誘起電圧を蓄電手段に充電し、その蓄電手段の出
力によって時計回を作動する発電装置付電子時計の具体
的な構成に関する。
永久磁石ロータを回転させ、それにともないコイルに発
生する誘起電圧を蓄電手段に充電し、その蓄電手段の出
力によって時計回を作動する発電装置付電子時計の具体
的な構成に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から電池を用いた腕時計にあって
は、電池寿命を長くすることが大きな課題であった。し
かし小型な腕時計に用いられる電池の大きさには自ずと
限界があった。これらを解決するための1つの手段とし
て実現されているのが、米国特許4653931号に示
されるように太陽電池を文字板上等表示面に設け、太陽
電池によって二次電池あるいは充電用コンデンサを充電
し、該二次電池あるいはコンデンサの出力によって時計
回路を駆動する電子腕時計である。しかしこの構成では
黒色もしくは青色の太陽電池が文字板上に配置されるた
めデザイン的な限定を与えることになり、デザインを売
りものとする電子時計として好ましいものではなかっ
た。
は、電池寿命を長くすることが大きな課題であった。し
かし小型な腕時計に用いられる電池の大きさには自ずと
限界があった。これらを解決するための1つの手段とし
て実現されているのが、米国特許4653931号に示
されるように太陽電池を文字板上等表示面に設け、太陽
電池によって二次電池あるいは充電用コンデンサを充電
し、該二次電池あるいはコンデンサの出力によって時計
回路を駆動する電子腕時計である。しかしこの構成では
黒色もしくは青色の太陽電池が文字板上に配置されるた
めデザイン的な限定を与えることになり、デザインを売
りものとする電子時計として好ましいものではなかっ
た。
【0003】更に他の手段として時計内に回転錘等の機
械的な作動部を設け、これにもとづいて永久面のロータ
ーを回転させ発電させようとする考え方もあった。しか
し発電機自体が大型になり、腕時計として実現されたも
のはかつて1つもなかったのが現状である。
械的な作動部を設け、これにもとづいて永久面のロータ
ーを回転させ発電させようとする考え方もあった。しか
し発電機自体が大型になり、腕時計として実現されたも
のはかつて1つもなかったのが現状である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来の充電式電子時計の欠点の存在しない、薄型で充電
効率の良い発電装置付電子時計を実現させるものであ
る。
従来の充電式電子時計の欠点の存在しない、薄型で充電
効率の良い発電装置付電子時計を実現させるものであ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の発電装置付電子
時計は、回転錘から得られる機械エネルギーを電気エネ
ルギーに変換する発電装置付電子時計において、前記回
転錘からの動力を伝達する動力伝達部と、前記動力伝達
部により回動される永久磁石ロータと、前記永久磁石ロ
ータの周囲に配置されたステータと、前記永久磁石ロー
タを軸支する受部材と地板とを備え、前記動力伝達部
は、回転錘の回動を前記永久磁石ロータ側に伝えうるよ
う前記回転錘に備えられた回転錘歯車と、前記回転錘歯
車と噛み合う伝達かな及び前記回動を前記永久磁石ロー
タ側に伝えうる伝達歯車を備えた伝え車とを有する輪列
より構成され、前記伝え車は前記受部材と前記地板によ
って軸支され、前記回転錘歯車及び前記伝達かなは前記
回転錘と前記受部材との断面方向間に配置され、前記伝
達歯車は前記受部材と前記地板との断面方向間に配置さ
れ、前記永久磁石ロータは、カナを備えたロータ真と永
久磁石からなるロータ磁石とを備え、前記ロータ磁石は
希土類磁石を用いて2極以上に着磁され、前記ロータの
直径と前記ロータの厚さの比は0.05〜0.5である
ことを特徴とする。
時計は、回転錘から得られる機械エネルギーを電気エネ
ルギーに変換する発電装置付電子時計において、前記回
転錘からの動力を伝達する動力伝達部と、前記動力伝達
部により回動される永久磁石ロータと、前記永久磁石ロ
ータの周囲に配置されたステータと、前記永久磁石ロー
タを軸支する受部材と地板とを備え、前記動力伝達部
は、回転錘の回動を前記永久磁石ロータ側に伝えうるよ
う前記回転錘に備えられた回転錘歯車と、前記回転錘歯
車と噛み合う伝達かな及び前記回動を前記永久磁石ロー
タ側に伝えうる伝達歯車を備えた伝え車とを有する輪列
より構成され、前記伝え車は前記受部材と前記地板によ
って軸支され、前記回転錘歯車及び前記伝達かなは前記
回転錘と前記受部材との断面方向間に配置され、前記伝
達歯車は前記受部材と前記地板との断面方向間に配置さ
れ、前記永久磁石ロータは、カナを備えたロータ真と永
久磁石からなるロータ磁石とを備え、前記ロータ磁石は
希土類磁石を用いて2極以上に着磁され、前記ロータの
直径と前記ロータの厚さの比は0.05〜0.5である
ことを特徴とする。
【0006】また、本発明の発電装置付電子時計は、前
記ステータは一体形または二体形であることを特徴とす
る。
記ステータは一体形または二体形であることを特徴とす
る。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明をより詳細に説述するため
に、以下図面に従ってこれを説明する。図1は本発明の
発電電子腕時計の表側平面図である。地板1の上面には
時刻表示輪列、ステップモーター、蓄電手段、発電装置
及び回路基板が配置されている。各々の部分を図面と対
応させて順次説明していく。また図2(a),(b),
(c)は図1の要部断面図であり、図1と併せて説明を
していく。
に、以下図面に従ってこれを説明する。図1は本発明の
発電電子腕時計の表側平面図である。地板1の上面には
時刻表示輪列、ステップモーター、蓄電手段、発電装置
及び回路基板が配置されている。各々の部分を図面と対
応させて順次説明していく。また図2(a),(b),
(c)は図1の要部断面図であり、図1と併せて説明を
していく。
【0008】時刻表示輪列はコイルブロック3、板状の
ステータ4及び永久磁石ロータ5からなるステップモー
タにより駆動され、ロータ5に順次噛合する中間車6、
四番車7、三番車8、二番車9、日の裏車10、筒車1
1からなる。輪列受12は、ロータから三番車8までの
表側輸列を地板1との間で軸支している。コイル3はコ
イルとそれを貫通する磁芯からなり、コイルブロック3
を輪列受12から離して重ねないよう構成することによ
り輪列部が厚くなるのを防いでいる。
ステータ4及び永久磁石ロータ5からなるステップモー
タにより駆動され、ロータ5に順次噛合する中間車6、
四番車7、三番車8、二番車9、日の裏車10、筒車1
1からなる。輪列受12は、ロータから三番車8までの
表側輸列を地板1との間で軸支している。コイル3はコ
イルとそれを貫通する磁芯からなり、コイルブロック3
を輪列受12から離して重ねないよう構成することによ
り輪列部が厚くなるのを防いでいる。
【0009】発電装置は図2に示されるように、輪列受
の上側に配置された回転錘受13にベアリング14を介
して回動自在に軸支されている回転錘15と、該回転錘
と一体に固定された回転錘歯車16と、該回転錘歯車1
6に順次噛合して回動される伝え車17と発電用永久磁
石ロータ18と、発電のために発電用ロータ18の周囲
に配置された発電用ステータ19と発電用コイルブロッ
ク20からなる。回転錘15は回転錘体15aと回転重
錘15bを溶接して一体にしたものである。ベアリング
14に固着される回転錘車真21は上端部で回転錘体1
5aをカシメ固定し、下端部に回転錘歯車16を固着し
ている。べアリング14は周知のものであり、回転錘受
13に固着される外輪部14aと、回転錘車真21と固
着する内輪部14bとそれらの間に配置されるボール1
4cからなる。伝え車17はカナを備えた伝え車真17
aとそれに摩擦結合する伝え歯車17bとからなる。永
久磁石ロータ18はカナを備えたロータ真18aと永久
磁石18bとからなり、発電効率を高めるために偏平に
形成されている。実験によればロータの直径bRdとロ
ータの厚さの比が0.05〜0.5、より好ましくは
0.1〜0.3のときに充電効率が高なることがわかっ
た。ロータ磁石は軽量で磁束密度の高いSm2 Co17等
の希土類磁石が用いられ2極着磁されているが、6極、
8極等でも可能である。伝え車17と発電用ロータ18
は地板1と回転錘受13によって軸支されており、コイ
ルブロック20は回転錘受13と離して重ならないよう
配置し時計体が厚くなるのを防いでいる。又図1から明
らかなように発電輪列となる伝え車17と発電用ロータ
18は表示輪列は互いに重ならないよう分散配置され、
時計用コイルブロック3と、発電用コイルブロック20
も厚くなるのを防ぐため地板外周の異なる位置に分散し
て配置されている。
の上側に配置された回転錘受13にベアリング14を介
して回動自在に軸支されている回転錘15と、該回転錘
と一体に固定された回転錘歯車16と、該回転錘歯車1
6に順次噛合して回動される伝え車17と発電用永久磁
石ロータ18と、発電のために発電用ロータ18の周囲
に配置された発電用ステータ19と発電用コイルブロッ
ク20からなる。回転錘15は回転錘体15aと回転重
錘15bを溶接して一体にしたものである。ベアリング
14に固着される回転錘車真21は上端部で回転錘体1
5aをカシメ固定し、下端部に回転錘歯車16を固着し
ている。べアリング14は周知のものであり、回転錘受
13に固着される外輪部14aと、回転錘車真21と固
着する内輪部14bとそれらの間に配置されるボール1
4cからなる。伝え車17はカナを備えた伝え車真17
aとそれに摩擦結合する伝え歯車17bとからなる。永
久磁石ロータ18はカナを備えたロータ真18aと永久
磁石18bとからなり、発電効率を高めるために偏平に
形成されている。実験によればロータの直径bRdとロ
ータの厚さの比が0.05〜0.5、より好ましくは
0.1〜0.3のときに充電効率が高なることがわかっ
た。ロータ磁石は軽量で磁束密度の高いSm2 Co17等
の希土類磁石が用いられ2極着磁されているが、6極、
8極等でも可能である。伝え車17と発電用ロータ18
は地板1と回転錘受13によって軸支されており、コイ
ルブロック20は回転錘受13と離して重ならないよう
配置し時計体が厚くなるのを防いでいる。又図1から明
らかなように発電輪列となる伝え車17と発電用ロータ
18は表示輪列は互いに重ならないよう分散配置され、
時計用コイルブロック3と、発電用コイルブロック20
も厚くなるのを防ぐため地板外周の異なる位置に分散し
て配置されている。
【0010】かかる発電装置は、回転錘15が回動する
と回転錘歯車16、伝え車17を介してロータ18か増
速回動されるので、コイルブロックに誘起電圧を発生す
る。この誘起電圧を後述する回路ブロックを介して蓄電
手段となるキャパシタに充電していくものである。回転
錘は携帯時の腕の自然な振れによって容易に回動するの
で、充分な充電が得られるものである。実験によれば、
回転錘15からロータ18までの増連比は、30〜20
0の範囲に設定する必要かあることが判った。尚ステー
タ19は本発明では1体形ステータとしたが、これは2
体形ステータ(USPAT.3984972に記述され
る)になるとロータとステータの引き力が大きくなり回
転錘の回動のブレーキとなるのを防ぐためである。もち
ろん設定を厳密にすれば2体形ステータでも使用でき
る。
と回転錘歯車16、伝え車17を介してロータ18か増
速回動されるので、コイルブロックに誘起電圧を発生す
る。この誘起電圧を後述する回路ブロックを介して蓄電
手段となるキャパシタに充電していくものである。回転
錘は携帯時の腕の自然な振れによって容易に回動するの
で、充分な充電が得られるものである。実験によれば、
回転錘15からロータ18までの増連比は、30〜20
0の範囲に設定する必要かあることが判った。尚ステー
タ19は本発明では1体形ステータとしたが、これは2
体形ステータ(USPAT.3984972に記述され
る)になるとロータとステータの引き力が大きくなり回
転錘の回動のブレーキとなるのを防ぐためである。もち
ろん設定を厳密にすれば2体形ステータでも使用でき
る。
【0011】又上述した発電装置の場合、落下等によっ
て回転錘15に強い衝撃負荷トルクが加わると、動力伝
達部の歯車の支持部分、及び歯車の歯が破損してしまい
耐衝撃性能に劣るという問題を有する。耐衝撃性能を向
上させるためには、個々の部品を衝撃力に耐えられる様
に強度アップさせる必要があるが、これには構造の大型
化が伴い、腕時計の様な小さな製品に採用するのは困難
となるといった問題がある。
て回転錘15に強い衝撃負荷トルクが加わると、動力伝
達部の歯車の支持部分、及び歯車の歯が破損してしまい
耐衝撃性能に劣るという問題を有する。耐衝撃性能を向
上させるためには、個々の部品を衝撃力に耐えられる様
に強度アップさせる必要があるが、これには構造の大型
化が伴い、腕時計の様な小さな製品に採用するのは困難
となるといった問題がある。
【0012】そこで本発明では、前記回転錘の動力伝達
部に摩擦力で動力を伝達する機構を少なくとも1つ有し
ているものであり、落下等による強い衝撃負荷トルクの
回転重衝に加わったときに、前記摩擦力で動力を伝達す
る機構がスリップし、前記機構以降の動力伝達部に強い
衝撃負荷トルクが伝わるのを回避することができる。
部に摩擦力で動力を伝達する機構を少なくとも1つ有し
ているものであり、落下等による強い衝撃負荷トルクの
回転重衝に加わったときに、前記摩擦力で動力を伝達す
る機構がスリップし、前記機構以降の動力伝達部に強い
衝撃負荷トルクが伝わるのを回避することができる。
【0013】具体的には前述した如く伝え車17の伝え
車真17aと伝え歯車17bが摩擦力をもって取り付け
られている。図3に伝え歯車17bの平面図を示す。伝
え歯車17bに弾性腕17cによって伝え車真に弾着し
ている。
車真17aと伝え歯車17bが摩擦力をもって取り付け
られている。図3に伝え歯車17bの平面図を示す。伝
え歯車17bに弾性腕17cによって伝え車真に弾着し
ている。
【0014】この摩擦力は、次の関係から設定されてい
る。まず通常時を考えるとスリップせずに伝達しなけれ
ばならないので、ロータ18とステータ19に生じる磁
力による負荷分及び輪列部の摩擦などの機械的な負荷よ
り大きな摩擦力になっている。次に衝撃時を考えると、
磁力による負荷はロータ18の回転速度が速くなると電
磁誘導作用から大きくなるので、摩擦力はこの負荷及び
先程の機械的な負荷より小さくなっている。
る。まず通常時を考えるとスリップせずに伝達しなけれ
ばならないので、ロータ18とステータ19に生じる磁
力による負荷分及び輪列部の摩擦などの機械的な負荷よ
り大きな摩擦力になっている。次に衝撃時を考えると、
磁力による負荷はロータ18の回転速度が速くなると電
磁誘導作用から大きくなるので、摩擦力はこの負荷及び
先程の機械的な負荷より小さくなっている。
【0015】これらの値は、簡易的に次の考え方で求め
れば実使用を満足する。摩擦力の下限値は歯数比でトル
ク換算し回転錘のアンバランストルクに打ちかつ様に設
定する。たとえば回転錘のアンバランストルクをWgc
m、回転錘歯車の歯数をZ1 、伝え車かなの歯数をZ2
としたときの伝え車摩擦力は、WX(Z2 /Z1 )以上
に設定すれば良い。こうすれば時計を静かに携帯する時
は、回転錘に1G程度の加速度が加わっているのだけな
のでスリップしてしまうことはない。摩擦力の上限値
は、車のほぞ、歯部等機械的な強度限界よりも小さな値
とすれば良い。
れば実使用を満足する。摩擦力の下限値は歯数比でトル
ク換算し回転錘のアンバランストルクに打ちかつ様に設
定する。たとえば回転錘のアンバランストルクをWgc
m、回転錘歯車の歯数をZ1 、伝え車かなの歯数をZ2
としたときの伝え車摩擦力は、WX(Z2 /Z1 )以上
に設定すれば良い。こうすれば時計を静かに携帯する時
は、回転錘に1G程度の加速度が加わっているのだけな
のでスリップしてしまうことはない。摩擦力の上限値
は、車のほぞ、歯部等機械的な強度限界よりも小さな値
とすれば良い。
【0016】以上の構成によれば、通常携帯時は、腕の
動き等によって発生する回転重錘15のトルクより、摩
擦力が大きいため、伝え歯車17bは回転重錘2の回転
をそのままロータ18に伝えるが、例えば落下等の強い
衝撃が回転錘15に加わった時は、回転錘15のトルク
が摩擦力を上まわるので、伝え歯車17bがスリップ
し、回転錘15の回転は以降の車に伝えられない。
動き等によって発生する回転重錘15のトルクより、摩
擦力が大きいため、伝え歯車17bは回転重錘2の回転
をそのままロータ18に伝えるが、例えば落下等の強い
衝撃が回転錘15に加わった時は、回転錘15のトルク
が摩擦力を上まわるので、伝え歯車17bがスリップ
し、回転錘15の回転は以降の車に伝えられない。
【0017】尚摩擦係合する位置は他の車の位置でも良
い。即ち回転錘歯車16と回転錘車真21の間、ロータ
カナ18aとロータ磁石18bの間に摩擦係合部を設け
てもよい。
い。即ち回転錘歯車16と回転錘車真21の間、ロータ
カナ18aとロータ磁石18bの間に摩擦係合部を設け
てもよい。
【0018】この場合の摩擦力は、それぞれの歯数比に
より異なり、前者の場合には、回転錘のアンバランスト
ルク以上必要で、後者の場合には、伝え歯車とロータ真
のかなの歯数比分だけ、さらに小さくて良い。
より異なり、前者の場合には、回転錘のアンバランスト
ルク以上必要で、後者の場合には、伝え歯車とロータ真
のかなの歯数比分だけ、さらに小さくて良い。
【0019】又、摩擦力を発生させる構造については、
前述に限定されず、分車のスリップ機構として使われる
周知の筒カナつぶし方法や磁石の磁力を設いた方法な
ど、様々な構造が考えられる。
前述に限定されず、分車のスリップ機構として使われる
周知の筒カナつぶし方法や磁石の磁力を設いた方法な
ど、様々な構造が考えられる。
【0020】磁石を設いた構造の一例を図5に示し、図
に沿って説明する。17aは磁性体よりなる伝え車のか
な、17dは磁石、17bは伝え車の歯車を示す。磁石
17dは歯車17bと固着され、歯車17bはかな17
aとガタで係合している。歯車17bは、磁石17dと
かな17aの吸着力により、かな17aと固着されてい
る。回転錘からの力が吸着力より弱い時は、回転を伝達
し、吸着力より強い時はかな17aが空回りすることに
なる。又、この構造を、発電用ガタに応用すれば、磁石
を、ロータ磁石と兼用することも可能である。
に沿って説明する。17aは磁性体よりなる伝え車のか
な、17dは磁石、17bは伝え車の歯車を示す。磁石
17dは歯車17bと固着され、歯車17bはかな17
aとガタで係合している。歯車17bは、磁石17dと
かな17aの吸着力により、かな17aと固着されてい
る。回転錘からの力が吸着力より弱い時は、回転を伝達
し、吸着力より強い時はかな17aが空回りすることに
なる。又、この構造を、発電用ガタに応用すれば、磁石
を、ロータ磁石と兼用することも可能である。
【0021】蓄電手段はキャパシタ2によって構成され
る。キャパシタ2は図1及び図28(c)から明らかな
ように凸状電極部2aにリード板23が溶接固着されて
いる。キャパシタ2はリード板23が表になるように地
極の凹所に設置され、絶縁板25を介してリング状のキ
ャパシタ押さえ24で押圧保持される。キャパシタ押さ
え24はネジ26,27によって地板1に固着される。
この際回路基板28のパターン28aがリード板23と
地板1の間で挟持され負極の電気的導通をとっている。
キャパシタの正極は回路基板パターンと導通するプラス
リード39をキャパシタ2のサイドに弾性接触させて導
通をとる。
る。キャパシタ2は図1及び図28(c)から明らかな
ように凸状電極部2aにリード板23が溶接固着されて
いる。キャパシタ2はリード板23が表になるように地
極の凹所に設置され、絶縁板25を介してリング状のキ
ャパシタ押さえ24で押圧保持される。キャパシタ押さ
え24はネジ26,27によって地板1に固着される。
この際回路基板28のパターン28aがリード板23と
地板1の間で挟持され負極の電気的導通をとっている。
キャパシタの正極は回路基板パターンと導通するプラス
リード39をキャパシタ2のサイドに弾性接触させて導
通をとる。
【0022】回路基板28はフレキシブル基板をベース
として、その地板と対向する面上にICチップ30、ダ
イオード31、昇圧用コンデンサ32、補助コンデンサ
33、水晶振動子34が固着され電極パターンによって
互いに接続している。回路基板28の一方の端部28b
には発電用コイルブロック20に設けられたコイルリー
ド基板20aのパターンと接続するパターンが設けられ
ておりネジ35によって圧着接続させている。又回路基
板28の他端28cには前述したキャパシタ2との接続
部としてのパターン28aが回路基板から突出してい
る。また回路基板28の中間には時計用コイルブロック
3と水晶振動子34を逃げるための孔部28dが構成さ
れ、時計が厚くなることを防いでいる。孔部28dの周
辺には時計用コイルブロック3のコイルリード基板3a
のパターンと接続するパターンが形成されネジ36によ
って圧着接続されている。回路基板28に固着されるI
Cチップ30、ダイオード31、昇圧用コンデンサ3
2、補助コンデンサ33、水晶振動子4といった電子部
品は各々プラスチック地板1の凹所に収納され保護され
るとともに、時計体が厚くならないように工夫されてい
る。また回路基板28は表示輪列及び発電輪列と重ねな
いように分散して配置し時計か厚くなるのを防いでい
る。
として、その地板と対向する面上にICチップ30、ダ
イオード31、昇圧用コンデンサ32、補助コンデンサ
33、水晶振動子34が固着され電極パターンによって
互いに接続している。回路基板28の一方の端部28b
には発電用コイルブロック20に設けられたコイルリー
ド基板20aのパターンと接続するパターンが設けられ
ておりネジ35によって圧着接続させている。又回路基
板28の他端28cには前述したキャパシタ2との接続
部としてのパターン28aが回路基板から突出してい
る。また回路基板28の中間には時計用コイルブロック
3と水晶振動子34を逃げるための孔部28dが構成さ
れ、時計が厚くなることを防いでいる。孔部28dの周
辺には時計用コイルブロック3のコイルリード基板3a
のパターンと接続するパターンが形成されネジ36によ
って圧着接続されている。回路基板28に固着されるI
Cチップ30、ダイオード31、昇圧用コンデンサ3
2、補助コンデンサ33、水晶振動子4といった電子部
品は各々プラスチック地板1の凹所に収納され保護され
るとともに、時計体が厚くならないように工夫されてい
る。また回路基板28は表示輪列及び発電輪列と重ねな
いように分散して配置し時計か厚くなるのを防いでい
る。
【0023】また回路基板28の表側には金属薄板で形
成された回路押さえ板29が載置されている。回路押さ
え板29はネジ35,36,26及びコイルブロック3
を固定するネジ38のネジ類と回路基板の間に介在する
よう配置され、多ネジによって地板に固定される。回路
押さえ板29の1部には回転重錘の軌跡を障げないよう
地板周辺部の回路基板28を押さえつけるばね部29
a、29bが形成されており、またネジ38の近傍に巻
真の位置決めをなすオシドリ(図示せず)を押圧するバ
ネ部29Cを形成している。バネ部29cと対向する回
路基板は孔部が形成されている。また水晶振動子34を
地板に押圧するバネ部29dと、ケースに接触してアー
スをとるバネ部29eIとを一体に備えている。尚アー
スリード用のバネ部29eを時計体の側面に設けたのは
回転錘15の軌跡を妨げないようにするためである。
成された回路押さえ板29が載置されている。回路押さ
え板29はネジ35,36,26及びコイルブロック3
を固定するネジ38のネジ類と回路基板の間に介在する
よう配置され、多ネジによって地板に固定される。回路
押さえ板29の1部には回転重錘の軌跡を障げないよう
地板周辺部の回路基板28を押さえつけるばね部29
a、29bが形成されており、またネジ38の近傍に巻
真の位置決めをなすオシドリ(図示せず)を押圧するバ
ネ部29Cを形成している。バネ部29cと対向する回
路基板は孔部が形成されている。また水晶振動子34を
地板に押圧するバネ部29dと、ケースに接触してアー
スをとるバネ部29eIとを一体に備えている。尚アー
スリード用のバネ部29eを時計体の側面に設けたのは
回転錘15の軌跡を妨げないようにするためである。
【0024】以上、時刻表示輪列、ステップモーター、
蓄電手段、発電装置及び回路基板について順次説明して
きた。ここで全体レイアウトについての特徴を述べる。
蓄電手段、発電装置及び回路基板について順次説明して
きた。ここで全体レイアウトについての特徴を述べる。
【0025】本実施例におけるレイアウトは、表示輪列
5,6,7,8と発電輪列17,18、時計用のコイル
ブロック3、発電用コイルブロック20、キャパシタ
2、回路基板28を互いに平面的に重ねることなく分散
して配置し、回路基板上の電気素子は地板1上の凹所に
収納して厚くなることを防いでおり、更に水晶振動子3
4を時計用コイル3の外側の不要空間部に配置してスペ
ースをかせぐ等工夫することにより、回転錘15を除い
た機械体を全体として偏平な形状に作ることができる。
また回転錘15はその外周の厚肉箇所15cがコイルの
外側の地板外周部に設けられて断面的にコイルと同一平
面上にくるよう構成したので、回転錘15と回転錘受1
3の隙間も最小限にすることができ、回転錘をもちなが
らも、全体として通常の時計の厚さと比べても何等遜色
のない電子時計を提供できるものである。併せて回転重
錘の最重量部を時計の最外周部にもってくることによ
り、発電効率の高い発電装置付電子時計を提供できるも
のである。
5,6,7,8と発電輪列17,18、時計用のコイル
ブロック3、発電用コイルブロック20、キャパシタ
2、回路基板28を互いに平面的に重ねることなく分散
して配置し、回路基板上の電気素子は地板1上の凹所に
収納して厚くなることを防いでおり、更に水晶振動子3
4を時計用コイル3の外側の不要空間部に配置してスペ
ースをかせぐ等工夫することにより、回転錘15を除い
た機械体を全体として偏平な形状に作ることができる。
また回転錘15はその外周の厚肉箇所15cがコイルの
外側の地板外周部に設けられて断面的にコイルと同一平
面上にくるよう構成したので、回転錘15と回転錘受1
3の隙間も最小限にすることができ、回転錘をもちなが
らも、全体として通常の時計の厚さと比べても何等遜色
のない電子時計を提供できるものである。併せて回転重
錘の最重量部を時計の最外周部にもってくることによ
り、発電効率の高い発電装置付電子時計を提供できるも
のである。
【0026】尚本実施例に用いられる発電回路について
図4(a),(b)に略記する。図4(a)は全波整流
回路を用いた例である。発電用コイル40に全波整流用
ダイオード41,42,43,44が接続されており、
そこに蓄電用キャパシタ45が接続されている。46は
補助コンデンサでありキャパシタ45に比べて容量を小
さくしてある。キャパシタ45の電荷で補助コンデンサ
46を充電し、それによって時計回路47が駆動され
る。回転錘の一方の回転にともない実線の如き電流が流
れ、他方の回転によって破線の如く電流が流れる。これ
によって回転重錘のいかなる回転も充電に利用すること
ができるものである。尚48はリミッターであり、キャ
パシタ45が過充電状態になったときそれを検出してコ
イル両端を端絡させ、それ以上の充電がされないように
するものである。
図4(a),(b)に略記する。図4(a)は全波整流
回路を用いた例である。発電用コイル40に全波整流用
ダイオード41,42,43,44が接続されており、
そこに蓄電用キャパシタ45が接続されている。46は
補助コンデンサでありキャパシタ45に比べて容量を小
さくしてある。キャパシタ45の電荷で補助コンデンサ
46を充電し、それによって時計回路47が駆動され
る。回転錘の一方の回転にともない実線の如き電流が流
れ、他方の回転によって破線の如く電流が流れる。これ
によって回転重錘のいかなる回転も充電に利用すること
ができるものである。尚48はリミッターであり、キャ
パシタ45が過充電状態になったときそれを検出してコ
イル両端を端絡させ、それ以上の充電がされないように
するものである。
【0027】図4(b)は半波整流回路を用いた例であ
る。図中、コイル40、キャパシタ45、補助コンデン
サ46、時計回路47、リミッター48は図4(a)と
同様である。本実施例においては電流素子としてダイオ
ード49が1つだけ用いられている。この場合ダイオー
ド数が少なくなるのでその分抵抗成分が減じられるよう
効率の良い充電が可能となる。
る。図中、コイル40、キャパシタ45、補助コンデン
サ46、時計回路47、リミッター48は図4(a)と
同様である。本実施例においては電流素子としてダイオ
ード49が1つだけ用いられている。この場合ダイオー
ド数が少なくなるのでその分抵抗成分が減じられるよう
効率の良い充電が可能となる。
【0028】尚キャパシタ45の蓄電電圧をより有効に
利用するために、キャパシタ45と補助コンデンサ46
の間に昇圧回路を挿入することも可能である。この具体
的な構成は、同一出願人により既にアメリカに出願され
ているSerialNo.06/849,932に詳述
されている。
利用するために、キャパシタ45と補助コンデンサ46
の間に昇圧回路を挿入することも可能である。この具体
的な構成は、同一出願人により既にアメリカに出願され
ているSerialNo.06/849,932に詳述
されている。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、永久磁石ロータは、カ
ナを備えたロータ真と永久磁石からなるロータからな
り、ロータ磁石は希土類磁石を用いて2極以上に着磁さ
れ、ロータの直径とロータの厚さの比は0.05〜0.
5であるので、ロータが偏平となって発電機構を薄くで
きるとともに充電効率も向上させることができるので、
発電機構が薄くできてデザイン性に優れ、かつ充電効率
の良い発電装置付電子時計を実現させることができる。
ナを備えたロータ真と永久磁石からなるロータからな
り、ロータ磁石は希土類磁石を用いて2極以上に着磁さ
れ、ロータの直径とロータの厚さの比は0.05〜0.
5であるので、ロータが偏平となって発電機構を薄くで
きるとともに充電効率も向上させることができるので、
発電機構が薄くできてデザイン性に優れ、かつ充電効率
の良い発電装置付電子時計を実現させることができる。
【図1】本発明に係る発電電子腕時計の平面図。
【図2】(a)は図1の電子腕時計の部分断面図、
(b)は図1の電子腕時計の部分断面図、(c)は図1
の電子腕時計の部分断面図。
(b)は図1の電子腕時計の部分断面図、(c)は図1
の電子腕時計の部分断面図。
【図3】伝え歯車の平面図。
【図4】本発明の発電電子腕時計に用いられる発電回路
の概略図。
の概略図。
【図5】発明の他の実施例を示すAG中間車の断面図。
1………地板 2………キャパシタ 3………コイルブロック 4………ステータ 5………コイルブロックロータ 12……輪列受 15……回転錘 16……回転錘歯車 17……伝え車 18……発電用永久磁石ロータ 19……発電用ステータ 20……発電用コイルブロック 28……回路押さえ板 29……回路基板 40……発電用コイル 41、42、43、44……ダイオード 45……蓄電用キャパシタ 46……補助コンデンサ 47……時計回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G04C 10/00 G04C 3/14 H02K 1/27 501
Claims (2)
- 【請求項1】 回転錘から得られる機械エネルギーを電
気エネルギーに変換する発電装置付電子時計において、
前記回転錘からの動力を伝達する動力伝達部と、前記動
力伝達部により回動される永久磁石ロータと、前記永久
磁石ロータの周囲に配置されたステータと、前記永久磁
石ロータを軸支する受部材と地板とを備え、 前記動力伝達部は、回転錘の回動を前記永久磁石ロータ
側に伝えうるよう前記回転錘に備えられた回転錘歯車
と、前記回転錘歯車と噛み合う伝達かな及び前記回動を
前記永久磁石ロータ側に伝えうる伝達歯車を備えた伝え
車とを有する輪列より構成され、前記伝え車は前記受部
材と前記地板によって軸支され、前記回転錘歯車及び前
記伝達かなは前記回転錘と前記受部材との断面方向間に
配置され、前記伝達歯車は前記受部材と前記地板との断
面方向間に配置され、 前記永久磁石ロータは、カナを備えたロータ真と永久磁
石からなるロータ磁石とを備え、前記ロータ磁石は希土
類磁石を用いて2極以上に着磁され、前記ロータの直径
と前記ロータの厚さの比は0.05〜0.5であること
を特徴とする発電装置付電子時計。 - 【請求項2】 請求項1において、前記ステータは一体
形または二体形であることを特徴とする発電装置付電子
時計。
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---|---|---|---|
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ID=13930500
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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HK (1) | HK107397A (ja) |
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JP3174245B2 (ja) | 1994-08-03 | 2001-06-11 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | 電子制御時計 |
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