JP5486087B2 - 腕時計の外装要素 - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも１つの電子機能を備えた腕時計の外装要素に関する。より詳細には、本発明は、腕時計ムーブメントに対して完全に自律的な少なくとも１つの電子機能を備えた腕時計の外装要素に関する。

特に、本発明は、機械式ムーブメントを有する腕時計に関するが、それに限定するものではない。ユーザが純粋な機械式時計に対して抱く愛着については、知られている。しかしながら、機械式時計を装着する人々は、電子機能によって提供可能な利点を享受していない。

本発明の目的は、少なくとも１つの電子機能を腕時計に備え、該機能の動作を完全に時計ムーブメントの動作に対して自律的なものとすることで、この問題を解消することである。

従って、本発明は、完全に腕時計ムーブメントから独立した自律型電子モジュールを形成するために、少なくとも１個の光源と、該光源を電気エネルギで駆動する１個の光電池とを、文字盤の厚さ内に収容することを特徴とする腕時計の文字盤に関する。

本発明の更に別の特徴によれば、電源が少なくとも１個の光電池を含む場合、光電池は、二次電池を介して電子装置を駆動するが、該二次電池は、光電池で生成したエネルギを蓄え、電子装置を作動させると、エネルギを放出する。

こうした特徴によって、本発明は、１個又は複数の電子装置を含み、該電子装置の動作が、腕時計に対して完全に自律的である腕時計を提供する。これは機械式腕時計に特に有利であることが分かる。確かに、この腕時計は、純粋な機械的動作によって提供される情緒性を保持するだけでなく、１個又は複数の追加の電子装置も享受でき、ユーザに提供できる機能範囲を拡大できる。勿論、外装要素に組込んだ電子装置（複数可）が腕時計ムーブメントから独立していれば、本発明を、電気機械式腕時計又は純粋な電子時計にも同等に上手く適用できる。

また、別の実施形態によれば、本発明は、腕時計のベゼルにも関し、このベゼルで内容積を画定し、該内容積に、１個又は複数の直列接続した光電池と、少なくとも１個の二次電池と共に、少なくとも１個の電子装置を収容することを特徴とする。

本発明の他の特徴及び利点については、本発明の外装要素の様々な実施形態に関する以下の詳細な説明から一層明確になるであろう。またこれらの実施例は、添付図を参照して、単なる非限定的な例示として示すものとする。

文字盤を含む腕時計ケースの概略断面図であり、該文字盤は、光電池、二次電池、光源と共に、完全に腕時計ムーブメントから独立した、本発明による電子モジュールを形成している。 図１と同様の図であり、照明機能に加えて電子コンパス機能を文字盤に収容している。 文字盤を含む腕時計ケースの概略断面図であり、該文字盤を、光電池と光源を組込んだフランジで保持している。 図３と同様の図であり、光源を、フランジの脚部付近で文字盤に組込んでいる。 本発明による腕時計ケースの概略断面図であり、プリント回路上に構築した太陽電池によって形成され、かつ光源が組込まれた文字盤を含んでいる。 ベゼルの断面図であり、該ベゼルには、光電池、スーパーキャパシタ、液晶セルを組込んで、腕時計ムーブメントに対して全く自律的な完全な電子モジュールを形成している。 ベゼルの平面図であり、該ベゼルには、光電池、スーパーキャパシタ、液晶セルを組込んで、腕時計ムーブメントに対して全く自律的な完全な電子モジュールを形成している。 本発明による電子モジュール用の制御手段を示す概略斜視図である。 本発明による電子モジュール用の別の制御手段を示す概略斜視図である。 本発明による電子モジュール用の別の制御手段を示す概略斜視図である。 本発明による腕時計文字盤に関する別の実施形態の平面図である。

本発明は、光源、それに関連する電源、制御手段を腕時計文字盤内に組込む、という全体的な創意工夫から進展したものである。光源は、腕時計ムーブメントに対して完全に自律的となるように、組込まれる。その結果、１つ又は複数の電子機能を純粋な機械式腕時計と関連付けることができ、機械式腕時計の情緒性を損なわずに、腕時計によって提供する機能範囲を拡大できる。また、腕時計の文字盤を着脱可能に取付ければ、腕時計によって提供する機能を変更することもできる。また、当然、本発明の文字盤は、電気機械式腕時計又は純粋な電子時計にも、取付可能である。唯一の満たすべき条件は、文字盤が、腕時計ムーブメントに対して完全に自律的な電子モジュールを形成することである。１つ又は複数の紫外線光源、コンパス、加速度計等の各種電子装置が想定できる。

図１は、本発明による腕時計ケースの概略断面図である。以下の説明では、前図を参照して説明したものと同じ要素については、同じ参照番号で表す。全体を、概して参照番号１で表し、本発明による腕時計ケースは、基本的な機械式ムーブメント２を含み、該ムーブメントの上方に、水晶６で被覆された文字盤４を配置する。ムーブメント２は従来の方法で１組の針８を駆動するが、該針組は、時針１０、分針１２、秒針１４を含む。このために、文字盤４は、その中心に時管１７を通すための貫通孔１６を有する。

本発明によると、例えば単結晶シリコン製の少なくとも１個の光電池１８を、文字盤４の厚さ内に収容する。入射する自然光を変換して光電池１８が供給する電気エネルギを使用して、１個又は複数の光源２０を駆動するが、該光源も文字盤４の厚さ内に収容する。例えば、文字盤４の上にある時間記号と同数の光源２０を設けてもよい。例えば、これらの光源２０を、発光ダイオード式の紫外線光源としてもよい。そうしたダイオードで発生させた紫外光を、水晶６で反射させて、時針１０、分針１２、秒針１４を照らすが、そのために、各針を有利には、蛍光又は蓄光顔料の層で被覆する。蛍光又は蓄光効果を向上させために、文字盤４と対面する水晶６の面を、紫外光を反射し、可視光スペクトルの大部分を通過させることができる１つ又は複数の薄層２２で被覆してもよい。

光源２０によって発生させた紫外光を、上記針を照らすために、水晶６によって針１０、１２、１４に向けて反射させる。蛍光と蓄光によって、針の表面に被着した顔料が、腕時計の水晶６を通して拡散する可視光を発生させる。

光源２０（複数可）を、直接、又は好適には二次電池２４を介して、光電池１８で駆動する。二次電池２４を、ボタン電池、薄膜電池、スーパーキャパシタ又は他の装置で形成してもよい。二次電池２４を、文字盤４の背面に取付ける。以下に詳しく説明するように、二次電池２４により、光電池１８で生成した電気エネルギを蓄積して、ユーザの命令で光源２０に放出する。図示しない変形例によると、光電池１８を非二次電池と置換できる。

前述から明らかなように、それと関連する構成要素、つまり光電池１８と、二次電池２４と、光源２０とで、文字盤４は完全な電子モジュールを形成し、該モジュールで、時間記号及び針１０、１２、１４を照らすが、該モジュールは、本発明による腕時計の基本的な機械式ムーブメント２に対して完全に自律的である。本発明による腕時計では、情緒性を与える純粋に機械的な外観を維持するのに加えて、ユーザに更なる使用の可能性を提供する電子機能を更に享受できる。勿論、そして本発明の決定的な利点によると、電子機能を腕時計に追加することによって、機械式ムーブメントに対して性状の修正や適合を全く行う必要はない。せいぜい、１．０〜１．５ミリ程度となる文字盤４の厚さ追加分に考慮して、時針１０、分針１２、秒針１４の高さを、僅かに高くしなければならないだけである。

図２は図１と同様な図であり、更なる電子機能、例えばコンパスを追加したところを示している。従って、針２８の管２６を通すために、穴を光電池１８に設けている。この針２８を、管２６を介して、文字盤４の背面に取付けたマイクロモータ３０で駆動する。このマイクロモータ３０を、微小電子機械システム即ちＭＥＭＳとしてもよい。また、超扁平Ｌａｖｅｔモータ、圧電モータ又は他のタイプのモータとしてもよい。更なる電子機能の他の実施例については、高度計や温度センサ、より一般的には物理量に関するセンサ等が想定できる。

図３は、本発明の別の実施形態に関する概略図である。この実施形態によると、光電池１８を、文字盤４の外縁部に環状に配置し、半透明のフランジ３２を文字盤４の法線に対して、例えば４５°斜めに配置することで、ユーザの視線から隠蔽する。より詳しく述べると、光電効果が起きるように、フランジ３２のユーザに対向する前面３２ａを環境光が通過できるようにするが、光電池１８は、フランジ３２の背面３２ｂで覆われ隠蔽される。光源２０（複数可）を、フランジ３２の傾斜面３４に組込む。

図４は、図３に示した本発明の別の実施形態に関する概略図である。この変形例によると、光電池１８を、文字盤４の外縁部に沿って環状に配置し、直角三角形の断面形状を有するフランジ３２で、その傾斜面３４で光電池１８を覆い、ユーザの視界から隠す。フランジ３２の傾斜面３４を、斜めに、例えば、文字盤４の法線に対して４５°で配置する。フランジ３２を半透明とする：それにより、光電効果が起きるように環境光を通過させることができるが、拡散によって光電池１８を隠蔽して、該電池をユーザに視認できなくする。紫外光を発する光源２０（複数可）を、フランジ３２の底面３６付近に配置した文字盤４の厚さ内に収容する。光源２０が発した紫外光を、水晶６によって、時針１０、分針１２、秒針１４に反射する。蓄光顔料及び蛍光顔料は、紫外光によって励起されて、水晶６を通過する可視光の波長範囲内の光を放射する。

図５は、本発明の更に別の実施形態に関する概略図である。この実施例によると、腕時計の文字盤を、事実上の光電池１８によって形成し、該電池を、プリント回路３８上に構築し、該回路を、堅牢性と剛性の理由でセラミック又はエポキシ材料で作製してもよい。アップリケや他の装飾図案４０を、粘着要素によって、又はシルクスクリーン印刷によって光電池１８の視認可能な表面に加える。貫通孔４２を、時針１０の管１７を通すために光電池１８に設ける。また、光電池１８は、光源２０の数と一致する、１つ又は複数のキャビティ４４を有する。光源２０を、これらのキャビティ４４に収容する。光電池１８によって形成した文字盤を、所定の位置に一般的なフランジ４６で保持するが、このフランジは半透明である必要はない。フランジ４６の断面形状を直角三角形とし、その傾斜面４８は、光電池１８面の法線に対して４５°の角度を成す。

以上、本発明について、腕時計文字盤に関して説明したが、該文字盤は、光電池、二次電池、１つ又は複数の光源と、適宜、電子コンパス等の関連機能とで、腕時計ムーブメントとは完全に独立した自律型電子モジュールを形成する。この文字盤は、如何なる種類の腕時計、特に機械式腕時計に、腕時計ムーブメントに修正を加える必要なしに、嵌合して、機械式腕時計の情緒性を損なわずに保ったまま、追加機能をユーザに提供できる。しかしながら、本発明による文字盤が、本発明を適用できる唯一の外装要素でなく、ベゼル等他の外装要素も、本発明の教示に従い、独立したモジュールに変換できることは、言うまでもない。

図６Ａ及び図６Ｂは、本発明によるベゼルの其々断面図と平面図であり、このベゼルは参照番号５０で示している。ベゼル５０は、略円形であり、少なくとも１個の光電池１８と複数の二次電池５２を収容する内容積を画定する。より詳しく述べると、好適には、３個の光電池１８を存在させるが、これに限定するものではない。これら３個の光電池１８を直列接続し、基板５４に取付け、該基板をベゼル５０の内側肩部５６に載置する。光電池１８を、ベゼル５０の上面５８付近で、上面５８の下に取付ける。少なくとも３個の光電池１８を配置した領域では、ベゼル５０の上面５８を透明又は半透明とする。

また、２本のリングの二次電池５２を、ベゼル５０の内容積に、プリント回路６０の両面で収容する。例えば、二次電池５２を、表面実装デバイス（ＳＭＤ）であるスーパーキャパシタ５２としてもよい。１リングの各スーパーキャパシタ５２を並列接続して取付け、２リングのスーパーキャパシタ５２を並列接続して取付ける。これら２リングのスーパーキャパシタ５２を、光電池１８で生成した電気エネルギを蓄積し、ユーザの要求に応じて放出するよう使用して、ベゼル５０に収容した電子装置（複数可）を駆動する。勿論、互いに重ねても重ねなくてもよいような形状に成形された電池又は薄膜電池といった他の種類の二次電池も、想定できる。

図面の実施例では、電子装置を、液晶セルや双安定性セル等のデジタル表示装置５９とし、例えばアクティビティを計時するのに使用してもよい。ベゼル５０を、固定して又は回転可能に取付けてもよい。また、ベゼルを脱着可能に取付けて、別の電子機能を格納したベゼルと交換可能にしてもよい。

単純化した実施形態では、本発明による外装要素は、１個のエネルギ源と、該エネルギ源で駆動する１個の電子装置のみを含む。１個又は複数の光電池で駆動し、継続的に動作するコンパス等の１個の電子装置を想定できる。

しかしながら、本発明の好適実施形態によれば、本発明による文字盤又はベゼルに収容した電子装置（複数可）を、ユーザの要求に応じて、作動できる。そのために、電子機能に対して制御手段を提供する必要がある。そうした制御手段は様々な形をとることができ、その中の３つを図面で説明する。

図７に示す第１実施形態によれば、制御手段は、回転ベゼル５０に収容した磁石６２と、文字盤４のフランジ４６に収容したリード接点６４とを含む。回転ベゼル５０を枢動させると、磁石６２がリード接点６４の上方を通過する。リード接点６４により、磁石６２を検出して、信号を生成し、該信号を使用して、電子装置を制御する。

図８に示す第２変形例によれば、タッチ感応式制御ボタンを形成する電極６６を、フランジ４６に構築する。

第３変形例によれば、ＳＭＤスイッチ６８を、腕時計文字盤の下に取付けて、ユーザが、腕時計ケースの中間部分（図示せず）を通る押ボタン７０によって、腕時計ケースの外側から作動させる。

図示しない変形例によれば、制御手段を、ユーザの腕の運動による加速度を検出すると電子機能を開始する加速度計といった、自動式のものにしてもよい。

明らかに、本発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、当業者は、様々な簡単な変更例や変形例を、付記した特許請求の範囲で規定した本発明の範囲から逸脱せずに、想定できる。従って、文字盤又はベゼル以外の他の外装要素、例えば、リストバンドや腕輪リンク等に、或いは腕時計の裏蓋にさえ１つ又は複数の電子機能を組込むことも可能である。

図１０は、本発明による腕時計の文字盤部材に関する別の実施形態の斜視図である。この実施形態によれば、文字盤７２上の時間記号を、太陽電池７４で形成し、該太陽電池を、文字盤７２の表面と同一平面に配置し、該太陽電池の延長上に配置した発光ダイオード７６を駆動する。これらの発光ダイオード７６で、時針、分針、秒針を、水晶６への反射によって照らすようにする。

Claims (15)

1. 少なくとも１個の光源（２０）と、該光源（２０）を電気エネルギで駆動する少なくとも１個の光電池（１８）とを、文字盤（４、７２）の厚さ内に収容し、これにより腕時計のムーブメントから完全に独立した自律型電子モジュールを形成したことを特徴とする、腕時計の文字盤。
2. 前記光電池（１８）により、二次電池（２４、５２）を介して前記光源（２０）を駆動することを特徴とする、請求項１に記載の腕時計文字盤。
3. 前記二次電池（２４）を前記文字盤（４）の下に取付けることを特徴とする、請求項２に記載の腕時計文字盤。
4. 針（２８）の管（２６）を通すために、前記光電池（１８）に穴を設け、前記針を、前記管（２６）を介して、前記文字盤（４）の裏面に取付けたマイクロモータ（３０）によって駆動することを特徴とする、請求項１乃至３の何れかに記載の腕時計の文字盤。
5. 前記光源（２０）を、紫外光を発する光源とし、紫外光を、前記文字盤（４）を覆う水晶（６）で反射させ、前記文字盤（４）の上方で移動する前記針（１０、１２、１４）を照らし、前記針（１０、１２、１４）を、蛍光顔料又は蓄光顔料の層で被覆することを特徴とする、請求項１乃至４の何れかに記載の腕時計の文字盤。
6. 前記文字盤（４）に対向する前記水晶（６）の前記表面を、前記紫外光を反射して、可視スペクトルを通過させることができる１つ又は複数の層（２２）で被覆することを特徴とする、請求項５に記載の腕時計の文字盤。
7. 前記文字盤（７２）の時間記号を、前記文字盤（７２）の前記面と同一平面に配置する太陽電池（７４）によって形成し、該太陽電池（７４）の延長上に配置した発光ダイオード（７６）を駆動することを特徴とする、請求項１乃至６の何れかに記載の腕時計の文字盤。
8. 前記光電池（１８）を、前記文字盤（４）の外縁部に沿って環状に配置し、半透明のフランジ（３２）によってユーザ視線から隠蔽することを特徴とする、請求項１乃至６の何れかに記載の腕時計の文字盤。
9. 前記フランジ（３２）の断面形状を直角三角形とし、前記光源（２０）を、前記フランジ（３２）の底面（３６）付近に配置することを特徴とする、請求項８に記載の腕時計の文字盤。
10. 前記光電池（１８）で、前記腕時計の文字盤を形成し、前記光源（２０）を、前記光電池（１８）に配設したキャビティ（４４）に収容し、アップリケや装飾図案（４０）を、粘着要素によって、又はシルクスクリーン印刷によって前記光電池（１８）の視認可能な表面に加えることを特徴とする、請求項１乃至６の何れかに記載の腕時計の文字盤。
11. ベゼル（５０）で内容積を画定し、該内容積で、１個又は複数の直列接続した光電池（１８）と、少なくとも１個の二次電池（５２）と、少なくとも１個の電子装置（５９）を収容して、腕時計のムーブメントから完全に独立した自律型電子モジュールを形成したことを特徴とする、腕時計のベゼル。
12. ３個の直列接続した光電池（１８）を存在させ、前記二次電池を、２リングのスーパーキャパシタ（５２）で形成し、１リングの各スーパーキャパシタを並列接続して取付け、前記２リングをプリント回路（６０）の両面に並列接続して取付けることを特徴とする、請求項１１に記載の腕時計ベゼル。
13. 前記自律型電子モジュールに対する少なくとも１個の制御要素を、前記文字盤又はベゼルに組込むことを特徴とする、請求項１乃至１２の何れかに記載の腕時計の文字盤又はベゼル。
14. 前記制御要素を、磁石（６２）及びリード接点（６４）によって、又はタッチ感応式ボタンを形成する電極、又は押ボタン（７０）で制御する表面実装デバイスのスイッチによって、又は自動要素によって形成することを特徴とする、請求項１３に記載の腕時計の文字盤又はベゼル。
15. フランジ（４６）を含み、前記磁石（６２）を前記ベゼル（５０）に収容して前記リード接点（６４）を前記フランジ（４６）に収容する、又は前記電極（６６）を前記フランジ（４６）の面に構築することを特徴とする、請求項１４に記載の腕時計の文字盤又はベゼル。

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