JPH01157232A - 電子時計用充電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電磁結合により充電可能な電子時計の充電装
置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来より、電子時計内部に２次コイルを配置し、充電器
のコイルとの電磁結合により、非接触にて電子時計を充
電する技術が提案されている。

例えば、特開昭６１−２９７８３がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、従来の技術では、電子時計の充電が完了したこ
とをユーザーに知らせる、あるいは充電完了後、充電動
作を停止する手段を具備していないため、以下の様な問
題点を有する。

第一に、ユーザーは電子時計の充電が完了したかどうか
判断できず不安であり、これを解消するためには、自ら
充電時間を判断する等しなければならず、非常に不便で
ある。

第二に、充電が完了したにもかかわらず、引き続き充電
器が作動しているのは、エネルギーの浪費である。

第三に、充電完了後に、充電器の作動停止手段がないと
いうことは、安全上（例えば火災防止上）でも問題があ
る。

だからといって、電子時計の２次電池の電圧を検出する
端子、手段等を付加することは、電磁結合充電という非
接触充電のメリットを損なうばかりか、装置の複雑化、
コストアップ、さらには電子時計のデザイン上の制約に
もつながり、問題である。

そこで本発明はこの様な問題点を解決するもの−で、そ
の目的とするところは、電磁結合充電のメリットを損な
うことなく、簡単な構成で、充電動作自動停止手段を備
えた、電子時計用充電器を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の電子時計用充電装置は、少な（とも充電コイル
、および、タイマーを有し、電磁結合充電により電子時
計を充電する電子時計用充電装置に於いて、充電動作開
始後より、前記タイマーによりあらかじめ設定された時
間経過後、充電動作を停止することを特徴とする。

〔作　用〕

本発明の上記構成によれば、充電動作が開始されると同
時にタイマーが作動し、タイマーによりあらかじめ設定
された時間を経過すると、充電器の電源が切れ、充電動
作を自動的に停止する。

〔実施例〕 第１図は本発明の実施例における電子時計用充電装置の
回路図であり、ｌは発振部、２，３．４゜５はスイッチ
ング素子、６はスイッチング素子により励磁される充電
コイルである。発振部ｌより出力される信号ＳＯにより
、充電コイルの励磁周波数、即ち、充電用磁界の周波数
が決定される。

また、７はタイマーコンデンサ８及びタイマー抵抗９よ
り成るＣＲタイマ一部であり、１０は単安定型スイッチ
である。また、１１は発光ダイオード（今後ＬＥＤと書
く）であり、充電動作中は点灯して、充電中であること
を表示するものである。

また、■＋は電源電圧を示している。次に、本実施例の
回路動作をタイミングチャートに従い説明する。

第２図は、本発明の実施例における回路のタイミングチ
ャートである。図中ＳＯは発振部１の発振　型波形を示
しており、この周波数ｆが充電磁界周波数となる。スイ
ッチ１０がＯＮした直後より、タイマーコンデンサ８に
電荷がたまり始める。ｖｃはこの時のタイマーコンデン
サ８の両端電圧を示している。ｖｃが回路により設定さ
れる　ｖｔｈ（本実施例の場合、Ｖｔｈ”ＧＶ”）に到
達すると、ＮＡＮＤゲート１４の出力Ｓ３はＨｉｇｈか
らＬＯ−Ｗとなる０図示した期間Ｔにより充電動作区間
、即ち充電時間が決定される。Ｓｌ、Ｓ２はそれぞれＮ
ＡＮＤゲー）　１５．１６の出力信号、即ち、それぞれ
スイソチン・グ素子２及び３，３及び５のベース入力信
号を示している０図に示した様に　、充電区間Ｔの間は
、Ｓｌ及びＳ２は極性逆でＨｉｇｈ／Ｌｏ−をくり返し
、その周波数はｆである。また、第１図に示した様に、
２．３はＰチャンネルルトランジスタ、４．５はＮチャ
ンネルトランジスタであるので、Ｓｌが）（ｉｇｈ、Ｓ
２がＬｏｗの時には、２．５がＯＮとなり、３．４がＯ
ＦＦとなる。同様に、ＳｌがＬｏｗ、Ｓ２がＨｉｇｈの
時には、３．４がＯＮとなり、２．５がＯＦＦとなる。

この様にして、スイッチング素子２〜５は、周波数ｆで
０Ｎ１０ＦＦをくり返し、充電コイル６には周波数ｆに
より向きの変わる電流が流れる。従って、充電コイル６
には周波数ｆの交流磁界が発生する。また、第２図Ｐ１
．　Ｐ２はそれぞれ充電コイル両端１２．１３に発生す
る磁極の向きを示している０図に示した様に、コイル両
端の磁極の向きは周波数ｆにより反転する。

また、充電区間Ｔの間は、ＬＥＤはＯＮ即ち点灯し、Ｔ
以外の区間はＯＦＦ即ち消灯する。これにより、充電中
であるか否かをユーザーに知らせることができる− 第３図は、本発明の実施例における電子時計用充電装置
の外観図であり、ｌＯはスイッチ、１１は発光ダイオー
ドである。また、１７は電子時計で、１８は電子時計１
７を！！１可能な外装ケースである。また、６，６゛は
外装ケースを１８内に配置された充電コイルである。ま
た、１９．１９°は電子時計固定部材、２０は電源コー
ドである。

第４図は、充電コイル６の詳細図である。同図より分か
る様に、一対の充電コイル６．６゛は、電磁鋼板より成
るコイルヨーク２１に貼り付けられている。また充電コ
イル１つの巻線仕様は、線径０．３鶴、巻数１７０ター
ン、インダクタンス０．６ｓＨである、形状は、平面状
おむすび型形状となっているが、他の任意形状、例えば
円型等にしても良い。

第５図は、充電コイルの外装ケース１８への取付構造を
示す断面図である。充電コイル６．６”およびコイルヨ
ーク２１は、取付ネジ２２．２２°により、外装ケース
１８に直接取付られている。また、ネジによる取付以外
に、接着等により固定する方法を用いても良い、　゛ 第６図は、本発明の実施例における電子時計用充電装置
の充電原理を示す図である。充電コイルより発生した磁
束２３は、コイルヨーク２１及び電子時計内部の２次コ
イル２４の磁心２５により構成される磁気回路を通して
流れ（即ち、充電コイル６の上面のＮ極→２次コイル磁
心２５ブ充電コイル６゛の上面のＳ極→同下面のＮ極→
コイルヨーク２１→充電コイル６の下面のＳ極という経
路）、２次コイル２４には誘起電圧が発生し、整流ダイ
オード２６を通して電流が流れ、２次電池２７が充電さ
れる。

本発明の場合、一対の充電コイル６．６°をコイルヨー
ク２１に固定した構造であるため、充電コイルより発生
した磁束の大部分はコイルヨーク２１の内部を通り、上
述した磁路が効果的に形成される。

このコイルヨーク２１がないと、空気中に漏れる磁束が
多くなり、充電効率が低下する。また、本発明の場合、
充電コイル６及び６°に発生する磁極が１８０度位相差
、即ち反対向きとなる様構成されているため、２次コイ
ル磁心２５を鎖交する磁束は強め合う、即ち【一方の充
電コイルより発生した磁束は２次コイル磁心を通り、も
う一方の充電コイルに確実に鎖交することにより、充電
効率が高められる。

次に、第１図における発振部１の出力信号ＳＯの周波数
について説明する。第７図は、充電用交流磁界により、
電子時計のステップモーターのロータが振動又は回転し
、運針のミスリ、とビリ等の影響を受は始める限界の周
波数と、ロータの慣性モーメント（直径をパラメータに
示しである）の関係を示す図である０図より分かる様に
、ロータ慣性モーメントがｔｓ　　（ロータ径３ｍ）の
時には、２００Ｈｚ以上の磁界にはロータが追従せず、
運針への影響はない。同様に、ロータの慣性モーメント
が１．（ロータ径１＋ｏｔ）の時には、磁界周波数を６
００　Ｈｚ以上にすれば運針への影響はない。

一般に、アナログクォーツウォッチにおいては、その寸
法制約上からロータ径は３日程度が最大であり、また、
ロータの加工能力上、ロータ径は１日程度が最小である
。さらに、現在主流である小型薄型アナログクォーツに
おいては、ロータ径は１．５寵以下のものがほとんどで
ある。従って、実用的には、充電用交流磁界周波数、即
ち、ＳＯの周波数は５００Ｈ２以上に設定しておけば問
題はない。

第８図は、充電磁界周波数と、２次コイルから２次電池
へと流れる充電電流の関係を示す図である。本実施例の
場合、充電コイルの仕様は線径０．３鶴、巻数１７０タ
ーン、インダクタンス０．６ｄで、インダクタンス０．
５Ｈとなっている。図から分かる様に、充電電流は、周
波数１０００Ｈｚ付近で最大となる。また、前述した様
に、磁界の周波数を５００Ｈｚ以上に設定すれば運針へ
の影響もない。従って、本実施例では充電磁界周波数、
即ち発振周波数ＳＯを１０００Ｈｚに設定している。

次に、本発明の実施例におけるタイマーの設定時間（第
２図のＴ）について説明する。第９図は本実施例におけ
る充電装置による、充電時間と電子時計２次電池の電圧
上昇の関係を示した図である。本実施例の場合、充電コ
イルの仕様は線径０．３報、巻数１７０ターン、インダ
クタンス０．６ｄであり、電子時計の２次コイルの仕様
は線径０．０３５　ｍ、巻数３８３０ターン、インダク
タンス０．５Ｈである。

また、電源電圧Ｖ”＝８Ｖ、発振部の周波数は、１００
０Ｈｚである。図に示した様に５分間充電を行えば、２
次電池や電圧は１．５　Ｖを越え、ウォッチ用２次電池
の充電量としては実用上充分である。

さちに、停止している電子時計でも、電池電圧は０．４
〜０．８ｖ程度はあり、実際には３分充電すれば実用上
問題ない。

タイマー設定時間Ｔは、第１図のタイマーコンデンサの
容量Ｃおよびタイマー抵抗の抵抗値Ｒに比例する。即ち
、Ｔζ０．６９３　ＣＲで表せる。

本実施の場合、Ｃ＝４７μＦ、Ｒ＝６ＭΩとしてりイマ
ー時間Ｔを約３分に設定している。

（発明の効果〕 以上述べた様に本発明は、少なくとも充電コイル、およ
び、タイマーを有し、電磁結合充電により電子時計を充
電する電子時計用充電装置に於いて、充電動作開始後よ
り、前記タイマーによりあらかじめ設定された時間経過
後、充電動作を停止することにより、電磁結合充電のメ
リット（電気的、機械的接合手段を必要としない非接触
充電）を損なうことなく、簡単な構成で１．充電動作自
動停止機能を備えた電子の時計充電装置を実現できると
いう効果を有する。

さらに、充電装置は自動的に停止するため、ユーザーは
常にそばにいる必要はなく、手軽に使える。また、発熱
、火災等の心配もない。

以上、本発明の実用上の効果は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における電子時計用充電装置の
回路図。 第２図は本発明の実施例における電子時計用充電装置の
回路タイミングチャート。 第３図は本発明の実施例における電子時計用充電装置の
外観図。 第４図は充電コイルの詳細図。 第５図は充電コイルの取付構造断面図。 第６図は充電原理図 第７図は限界周波数とロータ慣性モーメントの関係図。 第８図は充電磁界周波数と充電電流の関係図。 第９図は充電時間と２次電池電圧の関係図。 ６−・−充電コイル　　　７・−・−タイマ一部。 以　　　上 出願人　セイコーエプソン株式会社 代理人　弁理士　最　上　　務他１名 範３　図 菖４−図 １　図 茅　′７　　図 第　ｇ　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 少なくとも充電コイル、およびタイマーを有し、電磁結
   合充電により電子時計を充電する電子時計用充電装置に
   於いて、充電動作開始後より、前記タイマーによりあら
   かじめ設定された時間経過後、充電動作を停止すること
   を特徴とする電子時計用充電装置。