JPH0643758Y2 - 太陽電池付腕時計 - Google Patents

太陽電池付腕時計

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JPH0643758Y2
JPH0643758Y2 JP1986039239U JP3923986U JPH0643758Y2 JP H0643758 Y2 JPH0643758 Y2 JP H0643758Y2 JP 1986039239 U JP1986039239 U JP 1986039239U JP 3923986 U JP3923986 U JP 3923986U JP H0643758 Y2 JPH0643758 Y2 JP H0643758Y2
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solar cell
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wristwatch
unit
band
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JP1986039239U
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泰夫 神山
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Citizen Watch Co Ltd
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Citizen Watch Co Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549Organic PV cells

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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は時計への太陽電池の配置構造に関するもので、
さらに詳しくは腕時計の携帯中に効率良く利用出来る腕
時計用太陽電池の配置に関するものである。
〔従来の技術〕
ガラスや鏡面金属基板上にアモルファスシリコンをプラ
ズマ放電形成した太陽電池は高効率であるばかりでな
く、製造工程が比較的簡単であり、しかも、大板化が可
能であるため、製造コストが安価であり、そのレイアウ
トも自由に設計出来ることから、時計用の電源として多
用されつつある。
アモルファス太陽電池の出力電圧は通常1ユニット
(個)に付き0.55V程度であり、腕時計の場合、電卓な
どと違い、暗い場所にても動作させる必要があるため
に、通常、二次電源として高容量のキャパシター、又
は、リチャージャブルバッテリーに充電をして使用して
いる。前述のキャパシターや、バッテリーは、その耐圧
が1.7〜3V程度のものが多く、有効に充電するには、太
陽電池により得られた出力電圧をその耐圧以上にする必
要があり、複数ユニットを直列接続して使う必要があ
る。その配置に関しては各種のレイアウトが従来より実
施されている。第8図、第9図は従来の腕時計用太陽電
池の各ユニットのレイアウトを示す平面図である。
第8図は太陽電池ユニット41を6個円形に配置し矢印42
方向に直列接続したものであり、43は出力端子の取出し
部である。また、図の12h、6hは時計の12時、6時方向
を示している。
第9図は太陽電池ユニット45を3個づつ2列に配置し矢
印46のように直列接続したものであり、出力端子47より
出力電圧を得るようになっている。
また、従来の他の配置は、第3図に示す実公昭53−5349
1号でも明らかな様にカレンダー窓周辺の1個を削除し
5個を直列に接続して使用しているものもある。
〔考案が解決しようとする問題点〕
しかしながら、腕時計の通常使用状態は第6図に示す如
くであり、腕50に携帯した時に時計51全体が表面に露出
している時は夏場の半袖シーズンくらいであり、春、
秋、冬の各期は長袖シーズンであるため完全に時計51が
露出することは難しく時計51の略半分程度が袖52にかく
れてしまうことが多い。このように第8図、第9図の如
くのレイアウトの場合半分のユニットが袖52に塞がれて
しまうため、その出力電圧が低下して、前述の二次電源
に充分に充電することが出来ない等の欠点があった。
また、腕時計という狭い面積の中で第3図の如くカレン
ダー窓周辺の太陽電池ユニットを削除することは太陽電
池の面積を必要以上に少なくする事であり、その充電効
率を考えると非常に無駄である。
本考案の目的は前述の欠点に鑑み成されもので、二次電
源への充電を効率良くできる配置構造を提供するもので
あり、更に狭い腕時計の面積の中で有効に使用できる腕
時計用の太陽電池ユニットの配置構造を提供するもので
ある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的を達成するために本考案の構成は、ガラスまた
は鏡面の金属基板に形成されたアモルファスシリコン太
陽電池を、腕へ装着用のバンドを取り付けるバンド取付
部を備えた外装内の表示部に配置した太陽電池付腕時計
において、アモルファスシリコン太陽電池ユニットはそ
の横方向が長手形状を有するとともに、ユニットの短手
方向は縦一列に且つすべてが平行に複数個を直列接続さ
れており、すべてのユニットの長手方向はバンドの長手
方向に対して垂直で、更に表示部のほぼ両サイドにわた
って配列されていることを特徴とするものである。
更に、ユニット内には、太陽電池を覆うような文字や太
陽電池として作用しない切り欠き部などの非起電部を有
していて、複数個のユニットの1個1個は、ユニット内
の太陽電池としての有効作動表面積を同一面積としたこ
とを特徴とするものである。
〔実施例〕
以下図面に基づいて本考案の実施例を詳細に説明する。
第1図は本考案による太陽電池の構造を示す平面図、第
2図は第1図のAA断面図、第4図は本考案による太陽電
池付腕時計の外観平面図であり、第5図はアモルファス
シリコン太陽電池の照度特性を示すグラフである。
太陽電池1は、そのユニットが横長形状を有しており、
第4図に見るように、図示しないがバンド取付部に取り
付けられるバンドの長手方向に対して垂直になるように
配置されており、これは第6図でみると、腕に対して平
行になるように配置されているものであり、且つ全ての
ユニットが時計の表示部の3時−9時方向のほぼ両サイ
ドにわたって配置されている。そして、ガラス基板2上
に透明電極3を12時−6時方向に縦一列に5分割して且
つ平行に形成し、その上にアモルファスシリコン(以下
α−Siと略記する)太陽電池4を形成し、さらにその上
部にわずかに重なる形でメタル電極5を形成して太陽電
池の各ユニット7、8、9、10、11が直列接続になるよ
うに形成されている。さらにその上部にエポキシ系樹脂
による保護コート6を印刷形成して構成されている。上
記において、わずかに重ねるのは透明電極3間の隙間又
はα−Si太陽電池4間の隙間にα−Si太陽電池4又はメ
タル電極5を確実に入れるためである。
このように太陽電池1を形成することによって、一方の
電極から最上の太陽電池1の透明電極へ、そしてα−Si
太陽電池4を経てメタル電極5へ、更に最上のメタル電
極5から次段の透明電極3へまたα−Si太陽電池4を経
てメタル電極5というように5個の太陽電池1が直列接
続され、最終的に他方の電極に接続されることとなる。
そして太陽電池1を保護するためにメタル電極5の上に
樹脂による保護コート6が印刷形成される。太陽電池1
の最大出力電圧は1ユニット当り約0.55Vであるから5
ユニットで約2.75Vになっている。一方、充電に使用さ
れる高容量キャパシター耐圧は約2.7V程度になってい
る。この高容量キャパシターをフルに充電するには太陽
電池の出力電圧は最低でも2.7V以上必要である。
第7図は太陽電池1の出力特性の概略を示す特性図であ
り、横軸は出力電圧(V)、縦軸は出力電流(I)であ
る。
曲線21は太陽電池1の全面がフル充電可能な照度の下で
露出した場合の特性図であり最大出力電圧は3V以上確保
されている。曲線22は同照度にて第1図に示すような配
置の太陽電池1が12時−6時方向に対して左半分が塞が
れた場合の出力特性図であり電流値Iは曲線21に対して
半分程度しかないが最大出力電圧は3V近く得られること
が分る。
又、曲線23は第1図の如く配置された太陽電池1のうち
下半分が塞がれた場合の出力特性図であり、電流値Iは
曲線21と同等程度得られるが最大出力電圧は約半分にな
ってしまい、高容量キャパシターは1.5V程度以上は充電
されない事になりフルに充電することができないことと
なる。第1図に戻って更に説明を付加すれば、太陽電池
1のユニット8にはメーカ名や製品名等のマーク12が設
けられており、ガラス基板2の上面に印刷により形成す
るか、又はα−Si太陽電池4、メタル電極5をマーク12
の部分より除いて保護コート6を形成し、保護コート6
の色調をガラス基板2上面に表示するようにしている。
ユニット9には中心部に針穴13がガラス基板2に貫通さ
れて明けられており、時針15、分針16、秒針17の各軸が
針穴13より表面側へ出るようになっている。さらにユニ
ット9にはカレンダー窓14が設けられており、α−Si太
陽電池4、メタル電極5、保護コート6を除き、ガラス
基板2のみ又はガラス基板2と透明電極3のみの面とな
っており、ガラス基板2の下面側にある日板18や曜板19
のカレンダー表示がガラス基板2の上面から見えるよう
になっている。
第5図はα−Si太陽電池4の照度特性であり、α−Si太
陽電池4の出力電流は同一照度に於いては太陽電池1の
表面積に比例する。すなわち、横軸を電圧、縦軸を単位
面積当りの電流値を示し、照度100Lxの時の得られる電
流値は約7μA/cm2、200Lxでは約14μA/cm2、300Lxでは
約21μA/cm2というように一定面積においては電流値は
照度に比例して得られる。本実施例の如く太陽電池1を
5ユニット直列接続する場合、電圧は前述の如く2.5〜3
V得られるが、その電流値は各ユニットの最少電流値に
よって決まってしまうため、出来だけ最少電流値を大き
くする、すなわち太陽電池1の表面積を大きくする必要
がある。本実施例の如く、マーク12や中心の針穴13ある
いはカレンダー窓14等がある場合、太陽電池1の各ユニ
ット7、8、9、10、11を単に5分割した場合、当然中
心部のユニット9やマーク部のユニット8の太陽電池表
面積が他のユニットに対して減ってしまうこととなり、
そのユニットによって太陽電池全体の出力電流が決まり
有効な出力が得られないことになる。そこで本考案では
各ユニットの面積が同一になるように各中心部のユニッ
ト9、マーク部のユニット8の巾を他のユニット7、1
0、11の巾dより広げ、マーク12や針穴13、カレンダー
窓14等の太陽電池として作用しない部分の面積に応じて
プラスして、ユニット8の巾をd+d1、ユニット9の巾
をd+d2と設定し各ユニットの実効面積が同一になるよ
うにしている。
〔考案の効果〕
以上説明したように、本考案の如く太陽電池の各ユニッ
トを12時−6時方向に対して縦に一列で且つ平行に配置
し直列接続することにより、たとえ第6図に示すよう
な、腕時計としてはどうしても避けることのできない携
帯中に袖に一部塞がれたとしても、高容量キャパシター
に得られる電流値は少ないものの、腕時計を駆動するに
必要な電圧をフルに充電することができるので、同一セ
ル面積の他の配列より長時間の持続時間を得ることがで
き、携帯中に簡単に止まってしまうことを防ぐことがで
きて、太陽電池付腕時計の品質確保を達成することを可
能とした。
また、本考案によれば、携帯機器としての腕時計のよう
に狭い表示部に複数個の太陽電池ユニットを直列に接続
して使用する場合、太陽電池ユニットの有効作動表面積
を同一とすることによって効率の良い発電を得ることが
できるという大きな効果を上げることもできた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案による太陽電池の平面図、第2図は第1
図のAA断面図、第3図は従来の太陽電池付時計の外観平
面図、第4図は本考案による太陽電池付時計の外観平面
図、第5図は太陽電池の照度特性を表わすグラフであ
る。第6図は時計携帯時の斜視図、第7図は太陽電池の
出力特性図、第8図は従来の時計用太陽電池の配置を示
す平面図、第9図も従来の時計用太陽電池の配置を示す
平面図である。 1…太陽電池、2…ガラス基板、3…透明電極、4…α
−Si太陽電池、5…メタル電極、6…保護コート、7,8,
9,10,11…太陽電池の各ユニット、12…マーク、13…針
穴、14…カレンダー窓、15,16,17…各指針、18…日板、
19…曜板。

Claims (2)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】ガラスまたは鏡面の金属基板に形成された
    アモルファスシリコン太陽電池を、腕へ装着用のバンド
    を取り付けるバンド取付部を備えた外装内の表示部に配
    置した太陽電池付腕時計において、前記アモルファスシ
    リコン太陽電池のユニットはその横方向が長手形状を有
    するとともに、前記ユニットの短手方向は縦一列に且つ
    すべてが平行に複数個を直列接続されており、前記すべ
    てのユニットの長手方向は前記バンドの長手方向に対し
    て垂直で、更に前記表示部のほぼ両サイドにわたって配
    列されていることを特徴とする太陽電池付腕時計。
  2. 【請求項2】ユニット内には、太陽電池を覆うような文
    字や太陽電池として作用しない切り欠き部などの非起電
    部を有していて、複数個のユニットの1個1個は、ユニ
    ット内の太陽電池としての有効作動表面積を同一面積と
    したことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第1項記
    載の太陽電池付腕時計。
JP1986039239U 1986-03-18 1986-03-18 太陽電池付腕時計 Expired - Lifetime JPH0643758Y2 (ja)

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JP2023522296A (ja) * 2020-03-20 2023-05-30 ガーミン スウィッツァランド ゲーエムベーハー 携帯電子装置用のマルチセル光起電力

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