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JP2010286428A - Power generator for watch and power generator - Google Patents

Power generator for watch and power generator Download PDF

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JP2010286428A
JP2010286428A JP2009141971A JP2009141971A JP2010286428A JP 2010286428 A JP2010286428 A JP 2010286428A JP 2009141971 A JP2009141971 A JP 2009141971A JP 2009141971 A JP2009141971 A JP 2009141971A JP 2010286428 A JP2010286428 A JP 2010286428A
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JP
Japan
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electrode
power generation
rotating member
generation device
hand wheel
Prior art date
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Pending
Application number
JP2009141971A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiyuki Murata
嘉行 村田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Casio Computer Co Ltd filed Critical Casio Computer Co Ltd
Priority to JP2009141971A priority Critical patent/JP2010286428A/en
Publication of JP2010286428A publication Critical patent/JP2010286428A/en
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Abstract

【課題】 簡単な構造で、装置全体の小型化を図ることができると共に、静電誘導により効率良く発電することができる時計用発電装置および発電装置を提供する。
【解決手段】 秒針車38の下面に、当該秒針車38の回転中心部から放射状に形成された放射状部58を備えた第1電極56とこの第1電極56上に電荷保持体であるエレクトレット膜59とを設ける一方で、これらエレクトレット膜59および第1電極56と対向するように平板状の輪列受34上面に、秒針車38の回転中心部から放射状に形成された放射状部62を備えた第2電極60を設けた。従って、秒針車38が回転すると、この秒針車38の第1電極56およびエレクトレット膜59と輪列受34の第2電極60とが相対的に回転駆動し、エレクトレット膜59に保持されている電荷が静電誘導の働きにより第2電極60に流れ、この結果、こうした静電誘導の働きによって秒針車38の機械的な回転運動エネルギを効率良く電気エネルギに変換して蓄電部へ供給することができる。
【選択図】 図14
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power generator for a watch and a power generator capable of reducing the overall size of the device with a simple structure and capable of generating power efficiently by electrostatic induction.
SOLUTION: A first electrode 56 having a radial portion 58 formed radially from a rotation center portion of the second hand wheel 38 on a lower surface of the second hand wheel 38, and an electret film which is a charge holding body on the first electrode 56. 59, and a radial portion 62 formed radially from the center of rotation of the second hand wheel 38 on the upper surface of the plate-shaped train wheel bridge 34 so as to face the electret film 59 and the first electrode 56. A second electrode 60 was provided. Therefore, when the second hand wheel 38 rotates, the first electrode 56 and electret film 59 of the second hand wheel 38 and the second electrode 60 of the train wheel bridge 34 are relatively driven to rotate, and the electric charge held on the electret film 59 Flows to the second electrode 60 by the action of electrostatic induction. As a result, the mechanical rotational kinetic energy of the second hand wheel 38 can be efficiently converted into electric energy and supplied to the power storage unit by the action of electrostatic induction. it can.
[Selection] FIG.

Description

この発明は、静電誘導を利用した時計用発電装置および自転車などの走行体に用いられて静電誘導により発電する発電装置に関する。   The present invention relates to a power generation device for a watch that uses electrostatic induction and a power generation device that is used in a traveling body such as a bicycle to generate power by electrostatic induction.

従来、発電装置として、特許文献1に記載されているように、自転車の車軸に設けられて自転車の走行に応じて発電する発電装置が知られている。この発電装置は、自転車のフレームに取り付けられた車軸に固定された固定板と、この車軸に回転自在に取り付けられた車輪のハブに取り付けられた回転板とを備え、固定板に複数のコイル部を設け、回転板に複数の磁石をコイル部に対向させて設け、車輪の回転に応じて複数の磁石と複数のコイル部とが相対的に回転した際に、電磁誘導によってコイル部に電流が流れることにより、発電するように構成されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, as described in Patent Document 1, a power generation device that is provided on a bicycle axle and generates power in accordance with the traveling of the bicycle is known as a power generation device. The power generation device includes a fixed plate fixed to an axle attached to a bicycle frame, and a rotating plate attached to a wheel hub rotatably attached to the axle, and a plurality of coil portions on the fixed plate. When a plurality of magnets are provided on the rotating plate so as to face the coil portion, and the plurality of magnets and the plurality of coil portions rotate relative to each other according to the rotation of the wheel, current is generated in the coil portion by electromagnetic induction. It is configured to generate electricity by flowing.

特開平11−150928号公報JP-A-11-150928

しかしながら、このような従来の発電装置では、コイル部と磁石との相対的な回転によってコイル部に電流が流れる電磁誘導を利用しているので、実用的な出力電圧を得るためにはコイル部と磁石とを多数設けて高周波数で相対的に動作させる必要があるばかりか、コイル部を多重巻にする必要があり、このため発電装置全体が大型化すると共に、コイル部の構造が複雑になるなどの問題がある。   However, in such a conventional power generator, electromagnetic induction in which a current flows through the coil portion by the relative rotation of the coil portion and the magnet is used. Therefore, in order to obtain a practical output voltage, It is necessary not only to provide a large number of magnets and relatively operate at a high frequency, but also to make the coil part multiplex winding, which increases the size of the entire power generation device and complicates the structure of the coil part. There are problems such as.

この発明が解決しようとする課題は、簡単な構造で、装置全体の小型化を図ることができると共に、静電誘導により効率良く発電することができる時計用発電装置および発電装置を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide a power generator for a watch and a power generator capable of reducing the size of the entire apparatus with a simple structure and generating power efficiently by electrostatic induction. is there.

この発明は、上記課題を解決するために、次のような構成要素を備えている。
請求項1に記載の発明は、平板状の基板と、この基板の平面に対面して回転する回転部材と、この回転部材により回転駆動される時刻指示用の指針と、前記回転部材に当該回転部材の回転中心部から放射状に形成された放射部を備えた第1電極と、この第1電極の前記放射部と対向するように前記平板状の基板に形成された放射部を備えた第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との一方に設けられた電荷保持体とを備えていることを特徴とする時計用発電装置である。
In order to solve the above problems, the present invention includes the following components.
According to the first aspect of the present invention, there is provided a flat substrate, a rotating member that rotates while facing the plane of the substrate, a time indicating hand that is rotated by the rotating member, and the rotating member that rotates. A first electrode provided with a radiating portion formed radially from the rotation center of the member, and a second electrode provided with a radiating portion formed on the flat substrate so as to face the radiating portion of the first electrode. A timepiece power generator comprising: an electrode; and a charge holding body provided on one of the first electrode and the second electrode.

請求項2に記載の発明は、回転駆動する回転駆動部と、この回転駆動部の駆動により回転する円板状の回転部材と、この回転部材の平面に対面して配置された平板状の基板と、前記回転部材に当該回転部材の回転中心部から放射状に形成された放射部を備えた第1電極と、この第1電極の前記放射部と対向するように前記平板状の基板に形成された放射部を備えた第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との一方に設けられた電荷保持体とを備えていることを特徴とする発電装置である。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a rotary drive unit that rotationally drives, a disk-like rotary member that rotates by driving of the rotary drive unit, and a flat plate-like substrate disposed so as to face the plane of the rotary member And a first electrode having a radiating portion formed radially on the rotating member from a rotation center portion of the rotating member, and formed on the flat substrate so as to face the radiating portion of the first electrode. And a charge holding body provided on one of the first electrode and the second electrode.

請求項3に記載の発明は、前記第1電極と前記第2電極との相対的な回転により発生する電荷を蓄電する蓄電部を備えていることを特徴とする請求項2に記載の発電装置である。   The invention according to claim 3 is provided with a power storage unit that stores electric charges generated by relative rotation of the first electrode and the second electrode. It is.

請求項4に記載の発明は、前記第1電極と前記第2電極との相対的な回転により発生した電気を電気エネルギとして送信する送信手段と、この送信手段で送信された前記電気を電気エネルギとして受信する受信手段とを備えていることを特徴とする請求項2または請求項3に記載の発電装置である。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided transmission means for transmitting electricity generated by relative rotation of the first electrode and the second electrode as electric energy, and the electricity transmitted by the transmission means is converted into electric energy. The power generation device according to claim 2, further comprising: a receiving unit that receives the signal as a receiving device.

請求項5に記載の発明は、前記第1電極が前記回転部材の両面にそれぞれ設けられており、前記基板は前記回転部材の一方の面に対向する第1基板と前記回転部材の他方の面に対向する第2基板とを備えており、前記第2電極は前記回転部材の両面に対面する前記第1、第2の各基板にそれぞれ前記第1電極と対向して設けられていることを特徴とする請求項2〜請求項4のいずれかに記載の発電装置である。   According to a fifth aspect of the present invention, the first electrode is provided on both surfaces of the rotating member, and the substrate is a first substrate facing one surface of the rotating member and the other surface of the rotating member. And the second electrode is provided on each of the first and second substrates facing both surfaces of the rotating member so as to face the first electrode. The power generator according to any one of claims 2 to 4, which is characterized in that it is a power generator.

請求項6に記載の発明は、前記第1電極が設けられた前記回転部材と、この回転部材に対面する前記平板状の基板とで、発電ユニットを構成し、この発電ユニットを複数組配列させたことを特徴とする請求項2〜請求項5のいずれかに記載の発電装置である。 According to a sixth aspect of the present invention, a power generation unit is constituted by the rotary member provided with the first electrode and the flat substrate facing the rotary member, and a plurality of sets of the power generation units are arranged. The power generator according to any one of claims 2 to 5, wherein the power generator is provided.

請求項7に記載の発明は、回転部を備えた本体部に装着可能な発電装置本体を備えた発電装置であって、前記発電装置本体は、前記本体部に係合して固定された平板状の固定基板と、この固定基板の平面に対面した状態で前記回転部に係合して回転駆動される回転部材と、この回転部材に当該回転部材の回転中心部から放射状に形成された放射部を備えた第1電極と、この第1電極の前記放射部と対向するように前記固定基板に形成された放射部を備えた第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との一方に設けられた電荷保持体とを備えていることを特徴とする発電装置である。   The invention according to claim 7 is a power generation device including a power generation device main body that can be attached to a main body portion including a rotating portion, wherein the power generation device main body is engaged with and fixed to the main body portion. A fixed substrate having a shape, a rotating member that is driven to rotate by being engaged with the rotating portion in a state of facing the plane of the fixed substrate, and radiation that is radially formed on the rotating member from the rotation center portion of the rotating member. A first electrode having a portion, a second electrode having a radiation portion formed on the fixed substrate so as to face the radiation portion of the first electrode, and the first electrode and the second electrode. And a charge holding body provided on one side.

この発明によれば、回転部材に設けられた第1電極と平板状の基板に設けられた第2電極との一方に設けられた電荷保持体がその他方の電極に対して相対的な回転移動すると、電荷保持体の電荷が他方の電極に流れることにより、静電誘導によって回転部材の機械的な回転運動エネルギを効率良く電気エネルギに変換することができる。このため、簡単な構造で、装置全体の小型化を図ることができると共に、静電誘導により効率良く発電することができる。   According to this invention, the charge holding body provided on one of the first electrode provided on the rotating member and the second electrode provided on the flat substrate is rotated relative to the other electrode. Then, the electric charge of the charge holding body flows to the other electrode, so that the mechanical rotational kinetic energy of the rotating member can be efficiently converted into electric energy by electrostatic induction. For this reason, it is possible to reduce the size of the entire apparatus with a simple structure and to efficiently generate power by electrostatic induction.

この発明の発電装置を適用した電子腕時計の実施形態1を示した拡大断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view showing Embodiment 1 of an electronic wristwatch to which a power generation device of the present invention is applied. 図1の電子腕時計を下面側から見た拡大底面図である。It is the enlarged bottom view which looked at the electronic wristwatch of FIG. 1 from the lower surface side. 図2の電子腕時計において裏蓋を取り外した状態を示した拡大底面図である。FIG. 3 is an enlarged bottom view showing a state where a back cover is removed from the electronic wristwatch of FIG. 2. 図3の時計モジュールを示した拡大底面図である。FIG. 4 is an enlarged bottom view showing the timepiece module of FIG. 3. 図4の時計モジュールを示した拡大斜視図である。It is the expansion perspective view which showed the timepiece module of FIG. 図3の時計モジュールにおいて回転板を取り外した状態を示した拡大底面図である。FIG. 4 is an enlarged bottom view showing a state where a rotating plate is removed from the timepiece module of FIG. 3. 図1のA部を示した拡大断面図である。It is the expanded sectional view which showed the A section of FIG. 図5の回転板を表裏反転させて示した拡大斜視図である。FIG. 6 is an enlarged perspective view showing the rotating plate of FIG. 図8の回転板を上方から見た拡大平面図である。It is the enlarged plan view which looked at the rotating plate of FIG. 8 from upper direction. 図1の時計モジュールにおける時計ムーブメントを示した拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a timepiece movement in the timepiece module of FIG. 1. 図10の時計ムーブメントにおける輪列機構を示した拡大底面図である。FIG. 11 is an enlarged bottom view showing a train wheel mechanism in the timepiece movement of FIG. 10. 図10の時計ムーブメントにおける要部を示した拡大断面図である。FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view showing a main part of the timepiece movement of FIG. 10. 図12における秒針車と輪列受との要部を示した拡大断面図である。It is the expanded sectional view which showed the principal part of the second hand wheel and train wheel bridge in FIG. 図12における秒針車と輪列受とを分解して示した拡大斜視図である。It is the expansion perspective view which decomposed | disassembled and showed the second hand wheel in FIG. 図1の電子腕時計に組み込まれた第1発電装置と第2発電装置とを組み合わせた回路構成を示した図である。It is the figure which showed the circuit structure which combined the 1st electric power generating apparatus and the 2nd electric power generating apparatus incorporated in the electronic wristwatch of FIG. 実施形態1における秒針車の第1電極と輪列受の第2電極との変形例を示した要部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the important section showing the modification of the 1st electrode of the second hand wheel and the 2nd electrode of the train wheel bridge in Embodiment 1. この発明の発電装置を適用した自転車の実施形態2において自転車の前輪側を示した側面図である。It is the side view which showed the front-wheel side of the bicycle in Embodiment 2 of the bicycle to which the electric power generating apparatus of this invention is applied. 図17のA−A矢視における要部を示した拡大断面図である。It is the expanded sectional view which showed the principal part in the AA arrow of FIG. 図18における発電装置の要部を示した拡大断面図である。It is the expanded sectional view which showed the principal part of the electric power generating apparatus in FIG. 図18の回転板および固定板を示し、(a)は回転板を示した拡大右側面図、(b)は固定板を示した拡大左側面図である。18 shows the rotating plate and the fixed plate of FIG. 18, (a) is an enlarged right side view showing the rotating plate, and (b) is an enlarged left side view showing the fixed plate. この発明の発電装置を適用した自転車の実施形態3において自転車の前輪側の要部を示した拡大側面図である。It is the expanded side view which showed the principal part by the side of the front wheel of a bicycle in Embodiment 3 of the bicycle to which the electric power generating apparatus of this invention is applied. 図21のB−B矢視における要部を示した拡大断面図である。It is the expanded sectional view which showed the principal part in the BB arrow of FIG. 図22における発電装置の要部を示した拡大断面図である。It is the expanded sectional view which showed the principal part of the electric power generating apparatus in FIG. 図22における固定板を示した拡大右側面図である。FIG. 23 is an enlarged right side view showing the fixing plate in FIG. 22. 図22における回転板を示した拡大左側面図である。FIG. 23 is an enlarged left side view showing a rotating plate in FIG. 22. 実施形態2、3において1つの回転板の両面に第1電極を設けた変形例を示した要部の拡大断面図である。FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a modification in which first electrodes are provided on both surfaces of one rotating plate in the second and third embodiments. 実施形態2、3において1つの回転板と1つの固定とからなる発電ユニットを複数個設けた多重構造の発電装置の変形例を示した要部の拡大断面図である。FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view of a main part illustrating a modification of a power generating device having a multiple structure in which a plurality of power generating units each including one rotating plate and one fixed are provided in the second and third embodiments. 実施形態2、3において両面に第1電極を設けた回転板とこれに対向する一対の固定板とからなる発電ユニットを複数個設けた多重構造の発電装置の変形例を示した要部の拡大断面図である。In the second and third embodiments, the main part is enlarged to show a modified example of the power generating device having a multiple structure in which a plurality of power generating units each including a rotating plate provided with first electrodes on both surfaces and a pair of fixed plates opposed to the rotating plate are provided. It is sectional drawing.

(実施形態1)
以下、図1〜図15を参照して、この発明を指針式の電子腕時計に適用した実施形態1について説明する。
この電子腕時計は、図1に示すように、腕時計ケース1を備えている。この腕時計ケース1は、ケース本体2と、このケース本体2の上部外周に設けられたリング状のべゼル3とを備えている。
(Embodiment 1)
A first embodiment in which the present invention is applied to a pointer-type electronic wristwatch will be described below with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the electronic wristwatch includes a wristwatch case 1. The wristwatch case 1 includes a case main body 2 and a ring-shaped bezel 3 provided on the upper outer periphery of the case main body 2.

この腕時計ケース1の上部開口部、すなわちべゼル3の上部開口部には、時計ガラス4がパッキン4aを介して取り付けられており、腕時計ケース1の下部つまりケース本体2の下部には、図1および図2に示すように、裏蓋5が防水リング5aを介して取り付けられている。また、この腕時計ケース1内には、時計モジュール6が設けられている。 A watch glass 4 is attached to the upper opening of the watch case 1, that is, the upper opening of the bezel 3, via a packing 4a. And as shown in FIG. 2, the back cover 5 is attached via the waterproof ring 5a. A watch module 6 is provided in the watch case 1.

この時計モジュール6は、図1に示すように、上部ハウジング7と下部ハウジング8とを備え、これらの間に回路基板9が設けられた構成になっている。この場合、上部ハウジング7の上面には、文字板10が設けられている。この上部ハウジング7内には、後述する時計ムーブメント11が設けられている。 As shown in FIG. 1, the timepiece module 6 includes an upper housing 7 and a lower housing 8, and a circuit board 9 is provided therebetween. In this case, a dial plate 10 is provided on the upper surface of the upper housing 7. A clock movement 11 described later is provided in the upper housing 7.

また、下部ハウジング8内には、図3〜図6に示すように、電池12を収納する電池収納部13が設けられていると共に、標準時刻データを含む電波を受信するアンテナ14が設けられている。この下部ハウジング8の下面(図6では表面)には、図6に示すように、金属製の地板15が電池収納部13およびアンテナ14に対応する箇所を除いて設けられている。この地板15は、その周縁部に複数のフック部15aが設けられ、この複数のフック部15aが上部ハウジング7の側面に係止されることにより、上部ハウジング7を下部ハウジング8に対して固定するように構成されている。 Further, as shown in FIGS. 3 to 6, the lower housing 8 is provided with a battery housing portion 13 for housing the battery 12 and an antenna 14 for receiving radio waves including standard time data. Yes. As shown in FIG. 6, a metal base plate 15 is provided on the lower surface (the front surface in FIG. 6) of the lower housing 8 except for portions corresponding to the battery housing portion 13 and the antenna 14. The base plate 15 is provided with a plurality of hook portions 15 a at the peripheral edge thereof, and the plurality of hook portions 15 a are locked to the side surface of the upper housing 7, thereby fixing the upper housing 7 to the lower housing 8. It is configured as follows.

この下部ハウジング8の下面側(図6では表面側)には、図1および図7に示すように、第1発電装置16が設けられている。この第1発電装置16は、平板状の基板である地板15と、この地板15の平面に対面して回転する回転板17とを備えている。この回転板17は、導電性を有する金属からなり、図1に示すように、その中心部が下部ハウジング8に取り付けられて地板15の下側に突出した固定軸18に、ベアリング19を介して取り付けられている。 As shown in FIGS. 1 and 7, a first power generator 16 is provided on the lower surface side (the front surface side in FIG. 6) of the lower housing 8. The first power generation device 16 includes a ground plate 15 that is a flat substrate and a rotating plate 17 that rotates to face the plane of the ground plate 15. The rotating plate 17 is made of a conductive metal. As shown in FIG. 1, the center portion of the rotating plate 17 is attached to the lower housing 8 and protrudes below the ground plate 15. It is attached.

すなわち、固定軸18は、図1に示すように、回転板17の中心部に設けられた軸孔17a(図8および図9参照)を通して、下部ハウジング8に埋め込まれたナット部8aに螺着することにより、下部ハウジング8に取り付けられている。回転板17は、その中心部の軸孔17aに対応してベアリング19が設けられ、このベアリング19が固定軸18に回転自在に取り付けられることにより、地板15の下面に対して常に一定間隔を保った状態で、固定軸18を中心に回転するように構成されている。 That is, as shown in FIG. 1, the fixed shaft 18 is screwed into a nut portion 8 a embedded in the lower housing 8 through a shaft hole 17 a (see FIGS. 8 and 9) provided in the center portion of the rotating plate 17. By doing so, it is attached to the lower housing 8. The rotary plate 17 is provided with a bearing 19 corresponding to the shaft hole 17a at the center thereof, and the bearing 19 is rotatably attached to the fixed shaft 18, so that a constant interval is always maintained with respect to the lower surface of the main plate 15. In this state, it is configured to rotate around the fixed shaft 18.

この場合、固定軸18とナット部8aとは、導電性を有する金属からなり、図1に示すように、ナット部8aが上部ハウジング7と下部ハウジング8との間に配置された回路基板9と電気的に接続されている。これにより、回転板17は、固定軸18およびナット部8aを介して回路基板9と電気的に接続されている。なお、固定軸18は、後述する時計ムーブメント11の指針軸と同一軸上に配置されているが、必ずしも指針軸と同一軸上に配置される必要はない。 In this case, the fixed shaft 18 and the nut portion 8a are made of a conductive metal, and as shown in FIG. 1, the nut portion 8a is disposed between the upper housing 7 and the lower housing 8; Electrically connected. Thus, the rotating plate 17 is electrically connected to the circuit board 9 via the fixed shaft 18 and the nut portion 8a. Although the fixed shaft 18 is disposed on the same axis as a pointer shaft of the timepiece movement 11 described later, it is not always necessary to be disposed on the same axis as the pointer shaft.

また、この回転板17は、図5、図8および図9に示すように、小径の円形部20と、この小径の円形部20よりも大径でほぼ半円弧状に形成された半円弧部21とを備えている。小径の円形部20は、その中心部に固定軸18が挿入する軸孔17aが設けられている。半円弧部21は、その外周部に錘部21aが設けられた状態で、小径の円形部20の外周部に一体に形成されている。これにより、回転板17は、腕時計ケース1を振るなどの外部振動を受けると、半円弧部21の錘部21aによる慣性によって固定軸18を中心に回転するように構成されている。 Further, as shown in FIGS. 5, 8, and 9, the rotating plate 17 includes a small-diameter circular portion 20 and a semicircular arc portion having a larger diameter than the small-diameter circular portion 20 and formed in a substantially semicircular arc shape. 21. The small-diameter circular portion 20 is provided with a shaft hole 17a into which the fixed shaft 18 is inserted at the center thereof. The semicircular arc portion 21 is integrally formed on the outer peripheral portion of the small-diameter circular portion 20 with the weight portion 21a provided on the outer peripheral portion. Thereby, the rotating plate 17 is configured to rotate around the fixed shaft 18 by the inertia of the weight portion 21a of the semicircular arc portion 21 when receiving external vibration such as shaking the wristwatch case 1.

また、この回転板17の上面には、図1、図7〜図9に示すように、第1電極22が絶縁膜23を介して設けられている。この場合、絶縁膜23は、図8および図9に示すように、回転板17の半円弧部21における上面のほぼ全域に設けられている。この絶縁膜23上に設けられた第1電極22は、回転板17の回転中心部である軸孔17aから放射状に形成された放射状部24を備えている。 Further, as shown in FIGS. 1 and 7 to 9, the first electrode 22 is provided on the upper surface of the rotating plate 17 via an insulating film 23. In this case, as shown in FIGS. 8 and 9, the insulating film 23 is provided over almost the entire upper surface of the semicircular arc portion 21 of the rotating plate 17. The first electrode 22 provided on the insulating film 23 includes a radial portion 24 that is formed radially from the shaft hole 17 a that is the rotation center portion of the rotating plate 17.

この放射状部24は、図7、図8および図9に示すように、回転板17の半円弧部21に設けられた絶縁膜23上に多数の電極片24aが一定間隔で放射状に配列された構成になっている。すなわち、この放射状部24は、多数の電極片24aがほぼ一定の幅で放射方向に向けて細長く形成されていると共に、互いに隣接する各電極片24aが一定間隔の隙間をもって配列されている。 As shown in FIGS. 7, 8, and 9, the radial portion 24 has a large number of electrode pieces 24 a radially arranged on the insulating film 23 provided on the semicircular arc portion 21 of the rotating plate 17 at regular intervals. It is configured. That is, in the radial portion 24, a large number of electrode pieces 24a are elongated in the radial direction with a substantially constant width, and adjacent electrode pieces 24a are arranged with a gap of a constant interval.

また、この放射状部24は、多数の電極片24aがその内周端と外周端とにおいてすべて接続された状態で、絶縁膜23の側方に導かれて回転板17と電気的に接続されている。これにより、第1電極22は、回転板17および固定軸18を介して回路基板9と電気的に接続されている。また、この各電極片24a上には、図7に示すように、電荷保持体であるエレクトレット膜25が形成されている。このエレクトレット膜25は、半永久的な電荷をもつ絶縁体であり、フロロカーボン樹脂やアモルファスフッ素樹脂などの電荷保持材料からなっている。 Further, the radial portion 24 is guided to the side of the insulating film 23 and electrically connected to the rotating plate 17 in a state where a large number of electrode pieces 24a are all connected at the inner peripheral end and the outer peripheral end. Yes. Thereby, the first electrode 22 is electrically connected to the circuit board 9 via the rotating plate 17 and the fixed shaft 18. Further, as shown in FIG. 7, an electret film 25 that is a charge holding member is formed on each electrode piece 24a. The electret film 25 is an insulator having a semi-permanent charge, and is made of a charge holding material such as a fluorocarbon resin or an amorphous fluororesin.

このエレクトレット膜として使用可能な電荷保持材料は、例えば、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリビニルクロライド(PVC)、ポリスチレン(PS)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体(ETFE)、ポリビニルデンジフルオライド(PVDF)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、クロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体(ECTFE)、およびポリビニルフルオライド(PVF)のような高分子電荷保持材料、またはシリコン酸化物(SiO)およびシリコン窒化物(SiN)のような無機電荷保持材料である。 Examples of the charge holding material that can be used as the electret film include polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET), polyvinyl chloride (PVC), polystyrene (PS), polytetrafluoroethylene (PTFE), and tetrafluoroethylene-perfluoro. Alkyl vinyl ether copolymer (PFA), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), tetrafluoroethylene-ethylene copolymer (ETFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE) ), chlorotrifluoroethylene - ethylene copolymer (ECTFE), and polyvinyl fluoride polymeric charge retaining material such as chloride (PVF) or silicon oxide, (SiO 2) Contact An inorganic charge retaining material such as microcrystalline silicon nitride (SiN).

一方、回転板17に対向する基板である地板15の下面には、図6および図7に示すように、第2電極26が絶縁膜27を介して設けられている。この場合、絶縁膜27は、図6に示すように、回転板17の第1電極22が回転移動する移動軌跡上に対応する箇所に、第1電極22の半円弧に対して更に半分程度(約90°の角度範囲)の大きさで設けられており、この絶縁膜27の下面(図6では表面)には、第2電極26が設けられている。この第2電極26は、導電性を有する金属からなり、回転板17の回転中心部である固定軸18から放射状に形成された放射状部28を備えている。 On the other hand, as shown in FIGS. 6 and 7, a second electrode 26 is provided via an insulating film 27 on the lower surface of the ground plate 15, which is a substrate facing the rotating plate 17. In this case, as shown in FIG. 6, the insulating film 27 is approximately half of the semicircular arc of the first electrode 22 at a position corresponding to the movement locus on which the first electrode 22 of the rotating plate 17 rotates ( The second electrode 26 is provided on the lower surface (the front surface in FIG. 6) of the insulating film 27. The second electrode 26 is made of a conductive metal and includes radial portions 28 that are formed radially from the fixed shaft 18 that is the rotation center portion of the rotating plate 17.

この放射状部28は、図6に示すように、地板15に設けられた絶縁膜27上に多数の電極片28aが一定間隔で放射状に配列された構成になっている。すなわち、この放射状部28は、第1電極22の放射状部24と同様、多数の電極片28aがほぼ一定の幅で放射方向に向けて細長く形成されていると共に、互いに隣接する各電極片28aが一部を除いて一定間隔の隙間をもって配列されている。また、この放射状部28は、多数の電極片28aがその内周端と外周端とにおいてすべて接続された状態で、絶縁膜27の上面に露出し、図7に示すように、露出した部分がコイルばねなどの接続部材29によって回路基板9と電気的に接続されている。 As shown in FIG. 6, the radial portion 28 has a configuration in which a large number of electrode pieces 28 a are radially arranged on the insulating film 27 provided on the ground plane 15 at regular intervals. That is, in the radial portion 28, like the radial portion 24 of the first electrode 22, a large number of electrode pieces 28 a are elongated in the radial direction with a substantially constant width, and the electrode pieces 28 a adjacent to each other are formed. Except for a part, they are arranged with gaps at regular intervals. The radial portion 28 is exposed on the upper surface of the insulating film 27 in a state where a large number of electrode pieces 28a are all connected at the inner and outer peripheral ends, and the exposed portion is exposed as shown in FIG. The circuit board 9 is electrically connected by a connection member 29 such as a coil spring.

これにより、この第1発電装置16は、回転板17が回転して、回転板17に設けられた第1電極22が地板15に設けられた第2電極26に対して相対的に回転移動すると、第1電極22の多数の電極片24a上に形成されたエレクトレット膜25と第2電極26の多数の電極片28aとが相対的に移動して、第1電極22のエレクトレット膜25と第2電極26との間の誘導電荷量が変化することにより、発電するように構成されている。すなわち、第1電極22のエレクトレット膜25と第2電極26とが相対的に移動すると、静電誘導によりエレクトレット膜25側の電荷がこれに対向する第2電極26側に流れることにより、発電が行なわれる。 Thus, in the first power generation device 16, when the rotating plate 17 rotates and the first electrode 22 provided on the rotating plate 17 rotates relative to the second electrode 26 provided on the ground plate 15. The electret film 25 formed on the large number of electrode pieces 24a of the first electrode 22 and the large number of electrode pieces 28a of the second electrode 26 move relatively, and the electret film 25 of the first electrode 22 and the second Electricity is generated when the amount of induced charge between the electrode 26 and the electrode 26 changes. That is, when the electret film 25 and the second electrode 26 of the first electrode 22 move relative to each other, the electric charge on the electret film 25 side flows to the second electrode 26 side opposite thereto due to electrostatic induction, thereby generating power. Done.

ところで、時計モジュール6の時計ムーブメント11は、図10〜図12に示すように、秒針30aを運針させる第1駆動系31と、分針30bおよび時針30cを運針させる第2駆動系32と、秒針30a、分針30b、時針30cの運針位置を検出すための検出部33とを備えている。
第1、第2駆動系31、32は、地板35a、輪列受34、中受35bに取り付けられた状態で、上部ハウジング7と下部ハウジング8との間に配置されている。
By the way, as shown in FIGS. 10 to 12, the timepiece movement 11 of the timepiece module 6 includes a first drive system 31 that moves the second hand 30a, a second drive system 32 that moves the minute hand 30b and the hour hand 30c, and a second hand 30a. , And a detection unit 33 for detecting the moving position of the minute hand 30b and the hour hand 30c.
The first and second drive systems 31 and 32 are disposed between the upper housing 7 and the lower housing 8 in a state where they are attached to the main plate 35a, the train wheel bridge 34, and the core holder 35b.

第1駆動係31は、図10〜図12に示すように、第1ステッピングモータ36と、この第1ステッピングモータ36によって回転される五番車37と、この五番車37によって回転される四番車である秒針車38とを備えている。秒針30aは、この秒針車38の秒針軸38aに取り付けられている。
第1ステッピングモータ36は、図10および図11に示すように、コイルブロック36aと、ステータ36bと、ロータ36cとを備え、コイルブロック36aに電流を流すと、磁界を発生し、ロータ36cが180度の角度ずつステップ回転されるように構成されている。
As shown in FIGS. 10 to 12, the first drive unit 31 includes a first stepping motor 36, a fifth wheel 37 rotated by the first stepping motor 36, and a fourth wheel rotated by the fifth wheel 37. And a second hand wheel 38 which is a number wheel. The second hand 30 a is attached to the second hand shaft 38 a of the second hand wheel 38.
As shown in FIGS. 10 and 11, the first stepping motor 36 includes a coil block 36a, a stator 36b, and a rotor 36c. When a current is passed through the coil block 36a, a magnetic field is generated, and the rotor 36c is 180. It is configured to be rotated step by step.

五番車37は、図10〜図12に示すように、第1ステッピングモータ36におけるロータ36cのロータカナ36dに噛み合って回転する。秒針車38は、五番車37のカナ37aに噛み合って回転する。この秒針車38の中心部には、秒針軸38aが設けられている。この秒針軸38aは、図10に示すように、上部ハウジング7、ソーラーパネル39、および文字板10の各貫通孔10aを通して上方に突出する。この突出した先端部には、図10および図12に示すように、秒針30aが取り付けられている。また、この秒針車38には、図11、図12、図14に示すように、第1光透過孔部40が設けられている。 As shown in FIGS. 10 to 12, the fifth wheel 37 is engaged with the rotor kana 36 d of the rotor 36 c in the first stepping motor 36 and rotates. The second hand wheel 38 meshes with the pinion 37a of the fifth wheel 37 and rotates. A second hand shaft 38 a is provided at the center of the second hand wheel 38. The second hand shaft 38a protrudes upward through the through holes 10a of the upper housing 7, the solar panel 39, and the dial plate 10 as shown in FIG. As shown in FIGS. 10 and 12, a second hand 30a is attached to the protruding tip. Further, the second hand wheel 38 is provided with a first light transmission hole portion 40 as shown in FIGS. 11, 12, and 14.

一方、第2駆動係32は、図10〜図12に示すように、第2ステッピングモータ41と、この第2ステッピングモータ41によって回転する中間車42と、この中間車42によって回転する三番車43と、この三番車43によって回転する二番車である分針車44と、この分針車44によって回転する日の裏車45と、この日の裏車45によって回転する筒車である時針車46とを備えている。分針30bは、分針車44の分針軸44aに取り付けられている。時針30cは、時針車46の時針軸46aに取り付けられている。   On the other hand, as shown in FIGS. 10 to 12, the second drive unit 32 includes a second stepping motor 41, an intermediate wheel 42 rotated by the second stepping motor 41, and a third wheel rotated by the intermediate wheel 42. 43, a minute hand wheel 44 that is a second wheel that is rotated by the third wheel 43, a minute wheel 45 that is rotated by the minute wheel 44, and an hour wheel that is a hour wheel that is rotated by the minute wheel 45 46. The minute hand 30 b is attached to the minute hand shaft 44 a of the minute hand wheel 44. The hour hand 30 c is attached to the hour hand shaft 46 a of the hour hand wheel 46.

第2ステッピングモータ41は、図10および図11に示すように、コイルブロック41aと、ステータ41bと、ロータ41cとを備え、コイルブロック41aに電流を流すと、磁界が発生して、ロータ41cが180度ずつステップ回転されるように構成されている。
中間車42は、図10〜図12に示すように、第2ステッピングモータ41におけるロータ41cのロータカナ41dに噛み合って回転する。この中間車42には、図12に示すように、第4光透過孔部47が設けられている。三番車43は、中間車42のカナ42aに噛み合って回転し、分針車44は、三番車43のカナ43aに噛み合って回転する。
As shown in FIGS. 10 and 11, the second stepping motor 41 includes a coil block 41a, a stator 41b, and a rotor 41c. When a current is passed through the coil block 41a, a magnetic field is generated, and the rotor 41c It is configured to rotate step by 180 degrees.
As shown in FIGS. 10 to 12, the intermediate wheel 42 meshes with the rotor kana 41 d of the rotor 41 c in the second stepping motor 41 and rotates. As shown in FIG. 12, the intermediate wheel 42 is provided with a fourth light transmission hole 47. The third wheel 43 is meshed with the pinion 42a of the intermediate wheel 42 and rotated, and the minute hand wheel 44 is meshed with the pinion 43a of the third wheel 43 and rotated.

この分針車44の中心部には、図10および図12に示すように、秒針車38の秒針軸38aが回転自在に挿入して上方に突出する円筒状の分針軸44aが設けられている。この分針軸44aは、図10に示すように、上部ハウジング7、ソーラーパネル39、および文字板10の各貫通孔10aを通して上方に突出する。この突出した先端部には、図10に示すように、分針30bが取り付けられている。これにより、分針車44は、秒針車38の上側に重なった状態で秒針車38と同一軸上に配置されている。また、この分針車44には、図12に示すように、第2光透過孔部48が設けられている。 As shown in FIGS. 10 and 12, a cylindrical minute hand shaft 44 a is provided at the center of the minute hand wheel 44. The second hand shaft 38 a of the second hand wheel 38 is rotatably inserted and protrudes upward. As shown in FIG. 10, the minute hand shaft 44 a protrudes upward through the through holes 10 a of the upper housing 7, the solar panel 39, and the dial 10. As shown in FIG. 10, a minute hand 30b is attached to the protruding tip. Thereby, the minute hand wheel 44 is arranged on the same axis as the second hand wheel 38 in a state where the minute hand wheel 44 overlaps the upper side of the second hand wheel 38. Further, the minute hand wheel 44 is provided with a second light transmission hole 48 as shown in FIG.

日の裏車45は、図10に示すように、分針車44のカナ44bに噛み合って回転する。時針車46は、日の裏車45のカナ45aに噛み合って回転する。この時針車46の中心部には、分針車44の分針軸44aが回転自在に挿入して上方に突出する筒状の時針軸46aが設けられている。この時針軸46aは、図10に示すように、上部ハウジング7、ソーラーパネル39、および文字板10の各貫通孔10aを通して上方に突出する。時針30cは、この突出した先端部に図12に示すように取り付けられている。これにより、時針車46は、分針車44の上側に重なった状態で、秒針軸38aおよび分針軸44aと同一軸上に配置されている。また、この時針車46には、図12に示すように、第3光透過孔部49が設けられている。 As shown in FIG. 10, the date wheel 45 rotates while meshing with a pinion 44 b of the minute hand wheel 44. The hour hand wheel 46 is engaged with the pinion 45a of the minute wheel 45 and rotates. At the center of the hour hand wheel 46, a cylindrical hour hand shaft 46a is provided, which is rotatably inserted by the minute hand shaft 44a of the minute hand wheel 44 so as to protrude upward. At this time, the needle shaft 46 a protrudes upward through the through holes 10 a of the upper housing 7, the solar panel 39, and the dial 10 as shown in FIG. 10. The hour hand 30c is attached to the protruding tip as shown in FIG. Thereby, the hour hand wheel 46 is arranged on the same axis as the second hand shaft 38 a and the minute hand shaft 44 a in a state where the hour hand wheel 46 is overlapped with the upper side of the minute hand wheel 44. Further, the hour wheel 46 is provided with a third light transmission hole 49 as shown in FIG.

検出部33は、図10および図12に示すように、上部ハウジング7と回路基板9とにそれぞれ設けられたLED(発光ダイオード)からなる発光素子51とフォトトランジスタからなる受光素子52を有していて、秒針車38の光透過孔部40a,40b,40cの1つ:分針車44の光透過孔部48:時針車46の光透過孔部490の1つ:中間車42の光透過孔部47が全て発光素子51と受光素子52の間の光通路即ち検出位置P(この実施形態の場合、検出位置Pとして正午位置(0時00分00秒位置)に設けた)と一致または一部重なったときに、それらの光透過部を通して発光素子51からの光を受光素子52が受光することにより、秒針車38、分針車44、時針車46の各回転位置を検出するように構成されている。検出位置Pとしては、11時55分位置など、他の位置に設けても良い。 As shown in FIGS. 10 and 12, the detection unit 33 includes a light emitting element 51 made of an LED (light emitting diode) and a light receiving element 52 made of a phototransistor provided on the upper housing 7 and the circuit board 9, respectively. One of the light transmission holes 40a, 40b, 40c of the second hand wheel 38: The light transmission hole 48 of the minute hand wheel 44: One of the light transmission holes 490 of the hour hand wheel 46: The light transmission hole of the intermediate wheel 42 47 coincides with or part of the light path between the light emitting element 51 and the light receiving element 52, that is, the detection position P (in this embodiment, the detection position P is provided at the noon position (00:00:00 position)). When they overlap, the light receiving element 52 receives the light from the light emitting element 51 through the light transmitting portions, and thereby the rotational positions of the second hand wheel 38, the minute hand wheel 44, and the hour hand wheel 46 are detected. Yes. The detection position P may be provided at other positions such as 11:55.

この電子腕時計においては、秒針30a、分針30b、時針30cの位置を検出部33で検出する場合、秒針車38、分針車44、時針車46を高速で回転させながら、検出部33の発光素子51を発光させ、その光が時針車46の光透過孔部49、分針車44の光透過孔部48、秒針車38の光透過孔部40を透過した際に、その透過した光を受光素子52が受光することにより、秒針車38、分針車44、時針車46の各回転位置を検出して、秒針30a、分針30b、時針30cの運針位置を検出し、これに基づいて時刻修正をするように構成されている。 In this electronic wristwatch, when the position of the second hand 30a, the minute hand 30b, and the hour hand 30c is detected by the detection unit 33, the light emitting element 51 of the detection unit 33 is rotated while the second hand wheel 38, the minute hand wheel 44, and the hour hand wheel 46 are rotated at high speed. When the light passes through the light transmission hole portion 49 of the hour hand wheel 46, the light transmission hole portion 48 of the minute hand wheel 44, and the light transmission hole portion 40 of the second hand wheel 38, the transmitted light is received by the light receiving element 52. Is detected, the rotational positions of the second hand wheel 38, the minute hand wheel 44, and the hour hand wheel 46 are detected, and the hand moving positions of the second hand 30a, the minute hand 30b, and the hour hand 30c are detected, and the time is adjusted based on this. It is configured.

このような時計ムーブメント11には、図12〜図14に示すように、第2発電装置55が設けられている。この第2発電装置55は、第1駆動係31の秒針車38の秒針軸38aを回転自在に支持する平板状の輪列受34と、この輪列受34に対面して回転する回転部材である秒針車38とを備えている。この秒針車38の下面には、図13および図14に示すように、第1電極56が絶縁膜57を介して設けられている。 As shown in FIGS. 12 to 14, the timepiece movement 11 is provided with a second power generation device 55. The second power generation device 55 is a flat wheel train receiver 34 that rotatably supports the second hand shaft 38 a of the second hand wheel 38 of the first drive unit 31, and a rotating member that rotates to face the wheel train receiver 34. A second hand wheel 38 is provided. As shown in FIGS. 13 and 14, the first electrode 56 is provided on the lower surface of the second hand wheel 38 through an insulating film 57.

この場合、絶縁膜57は、図13および図14に示すように、秒針車38の下面における第1光透過孔部40(40a、40b、40c)よりも内周側に位置する箇所に円形状に設けられており、この絶縁膜57の下面に第1電極56が設けられている。この第1電極56は、秒針車38の回転中心部である秒針軸38aから放射状に形成された放射状部58を備えている。この放射状部58は、図13および図14に示すように、秒針車38に設けられた円形状の絶縁膜57上に多数の電極片58aが一定間隔で放射状に配列された構成になっている。 In this case, as shown in FIGS. 13 and 14, the insulating film 57 has a circular shape at a position located on the inner peripheral side of the first light transmission hole 40 (40 a, 40 b, 40 c) on the lower surface of the second hand wheel 38. The first electrode 56 is provided on the lower surface of the insulating film 57. The first electrode 56 includes radial portions 58 that are formed radially from the second hand shaft 38 a that is the rotation center of the second hand wheel 38. As shown in FIGS. 13 and 14, the radial portion 58 has a structure in which a large number of electrode pieces 58 a are radially arranged on a circular insulating film 57 provided on the second hand wheel 38 at regular intervals. .

すなわち、この放射状部58は、第1発電部装置16と同様、多数の電極片58aがほぼ一定の幅で放射方向に向けて細長く形成されていると共に、互いに隣接する各電極片58aが一定間隔の隙間をもって配列されている。また、この放射状部58は、多数の電極片58aがその内周端と外周端とにおいてすべて接続された状態で、絶縁膜57の側方に導かれて秒針車38と電気的に接続されている。 That is, in the radial portion 58, as in the first power generation device 16, a large number of electrode pieces 58a are elongated in the radial direction with a substantially constant width, and the electrode pieces 58a adjacent to each other are spaced at a constant interval. It is arranged with a gap of. The radial portion 58 is guided to the side of the insulating film 57 and electrically connected to the second hand wheel 38 in a state where a large number of electrode pieces 58a are all connected at the inner and outer peripheral ends. Yes.

この場合、秒針車38および秒針軸38aは、導電性を有する金属からなり、秒針軸38aが輪列受34に回転自在に支持された際に、秒針軸38aの下端部が輪列受34の下面に設けられた接続配線34aに接続され、この接続配線34aが回路基板9と電気的に接続されている。これにより、第1電極56は、秒針車38、秒針軸38aおよび輪列受34の接続配線34aを介して回路基板9と電気的に接続されている。 In this case, the second hand wheel 38 and the second hand shaft 38 a are made of conductive metal, and when the second hand shaft 38 a is rotatably supported by the train wheel bridge 34, the lower end portion of the second hand shaft 38 a is connected to the train wheel bridge 34. It is connected to a connection wiring 34 a provided on the lower surface, and this connection wiring 34 a is electrically connected to the circuit board 9. Thereby, the first electrode 56 is electrically connected to the circuit board 9 via the second hand wheel 38, the second hand shaft 38 a and the connection wiring 34 a of the train wheel bridge 34.

また、この第1電極56の各電極片58aの下面には、図13に示すように、電荷保持体であるエレクトレット膜59が形成されている。このエレクトレット膜59は、第1発電装置16と同様、半永久的な電荷をもつ絶縁体であり、第1発電装置16のエレクトレット膜25と同じ材料で形成されている。 Further, as shown in FIG. 13, an electret film 59 that is a charge holding body is formed on the lower surface of each electrode piece 58 a of the first electrode 56. The electret film 59 is an insulator having a semi-permanent charge, like the first power generation device 16, and is formed of the same material as the electret film 25 of the first power generation device 16.

一方、秒針車38に対向する基板である輪列受34の上面には、図12〜図14に示すように、第2電極60が絶縁膜61を介して設けられている。この場合、絶縁膜61は、図14に示すように、秒針車38の第1電極56が回転移動する移動軌跡上に対応する箇所に、第1電極56と同じ大きさの円形状に設けられており、この絶縁膜61の上面には、第2電極60が設けられている。この第2電極60は、導電性を有する金属からなり、秒針車38の回転中心部である秒針軸38aから放射状に形成されたほぼ円形状の放射状部62を備えている。 On the other hand, as shown in FIGS. 12 to 14, the second electrode 60 is provided on the upper surface of the train wheel bridge 34, which is a substrate facing the second hand wheel 38, via an insulating film 61. In this case, as shown in FIG. 14, the insulating film 61 is provided in a circular shape having the same size as the first electrode 56 at a position corresponding to the movement locus on which the first electrode 56 of the second hand wheel 38 rotates. A second electrode 60 is provided on the upper surface of the insulating film 61. The second electrode 60 is made of a conductive metal, and includes a substantially circular radial portion 62 that is formed radially from the second hand shaft 38 a that is the rotation center portion of the second hand wheel 38.

この放射状部62は、図13および図14に示すように、輪列受34に設けられた絶縁膜61上に多数の電極片62aが一定間隔で放射状に配列された構成になっている。すなわち、この放射状部62は、第1電極56の放射状部58と同様、多数の電極片62aがほぼ一定の幅で放射方向に向けて細長く形成されていると共に、互いに隣接する各電極片62aが一定間隔の隙間をもって配列されている。 As shown in FIGS. 13 and 14, the radial portion 62 has a structure in which a large number of electrode pieces 62 a are radially arranged on the insulating film 61 provided on the train wheel bridge 34 at regular intervals. That is, in the radial portion 62, like the radial portion 58 of the first electrode 56, a large number of electrode pieces 62 a are formed elongated in the radial direction with a substantially constant width, and the electrode pieces 62 a adjacent to each other are formed. They are arranged with gaps at regular intervals.

また、この放射状部62は、図14に示すように、多数の電極片62aがその内周端と外周端とにおいてすべて接続された状態で、輪列受34の上面に設けられた接続配線34bに接続されている。この接続配線34bは、輪列受34の下面に設けられた接続配線34aと接触することなく、回路基板9と電気的に接続されている。これにより、第2電極60は、輪列受34の上面側の接続配線34bによって回路基板9と電気的に接続されている。 Further, as shown in FIG. 14, the radial portion 62 includes a connection wiring 34 b provided on the upper surface of the train wheel bridge 34 in a state where a large number of electrode pieces 62 a are all connected at the inner peripheral end and the outer peripheral end. It is connected to the. The connection wiring 34 b is electrically connected to the circuit board 9 without coming into contact with the connection wiring 34 a provided on the lower surface of the train wheel bridge 34. Thus, the second electrode 60 is electrically connected to the circuit board 9 by the connection wiring 34 b on the upper surface side of the train wheel bridge 34.

これにより、この第2発電装置55は、秒針車38が第1ステッピングモータ36によって駆動回転して、秒針車38に設けられた第1電極56が輪列受34に設けられた第2電極60に対して相対的に回転移動すると、第1電極56の多数の電極片58a上に形成されたエレクトレット膜59と第2電極60の多数の電極片62aとが相対的に移動して、第1電極56のエレクトレット膜59と第2電極60との間の誘導電荷量が変化することにより、第1発電装置16と同様、発電するように構成されている。 Thus, in the second power generation device 55, the second hand wheel 38 is driven and rotated by the first stepping motor 36, and the first electrode 56 provided on the second hand wheel 38 is provided on the train wheel bridge 34. Is moved relatively, the electret film 59 formed on the multiple electrode pieces 58a of the first electrode 56 and the multiple electrode pieces 62a of the second electrode 60 move relatively, and the first Similar to the first power generation device 16, it is configured to generate power by changing the amount of induced charge between the electret film 59 of the electrode 56 and the second electrode 60.

次に、この電子腕時計に組み込まれた第1発電装置16および第2発電装置55の回路構成について、図15に示された原理的な図を参照して説明する。
この電子腕時計の第1発電装置16においては、その第1電極22が第1、第2の各整流器63、64に接続され、第2電極26が第3、第4の各整流器65、66に接続されている。第1整流器63は蓄電池67の正極(+)に接続され、第2整流器64は蓄電池67の負極(−)に接続され、第3整流器65は蓄電池67の正極(+)に接続され、第4整流器66は蓄電池67の負極(−)に接続された構成になっている。
Next, circuit configurations of the first power generation device 16 and the second power generation device 55 incorporated in the electronic wristwatch will be described with reference to the principle diagram shown in FIG.
In the first power generator 16 of the electronic wristwatch, the first electrode 22 is connected to the first and second rectifiers 63 and 64, and the second electrode 26 is connected to the third and fourth rectifiers 65 and 66. It is connected. The first rectifier 63 is connected to the positive electrode (+) of the storage battery 67, the second rectifier 64 is connected to the negative electrode (−) of the storage battery 67, the third rectifier 65 is connected to the positive electrode (+) of the storage battery 67, and the fourth The rectifier 66 is connected to the negative electrode (−) of the storage battery 67.

この場合、第1整流器63と第4整流器66とは、第1電極22が第2電極26に対して一方向(例えば、時計回り方向)に回転移動した際に、電荷を蓄電池67に蓄えるように電流の流れを整流するように構成されている。また、第2整流器64と第3整流器65とは、第1電極22が第2電極26に対して逆方向(例えば、反時計回り方向)に回転移動した際に、電荷を蓄電池67に蓄えるように電流の流れを整流するように構成されている。 In this case, the first rectifier 63 and the fourth rectifier 66 store charges in the storage battery 67 when the first electrode 22 rotates in one direction (for example, clockwise direction) with respect to the second electrode 26. It is configured to rectify the current flow. Further, the second rectifier 64 and the third rectifier 65 store the electric charge in the storage battery 67 when the first electrode 22 rotates in the reverse direction (for example, counterclockwise direction) with respect to the second electrode 26. It is configured to rectify the current flow.

一方、第2発電装置55においては、その第1電極56が第1、第2の各整流器68、69に接続され、第2電極60が第3、第4の各整流器70、71に接続されている。第1整流器68は蓄電池67の正極(+)に接続され、第2整流器69は蓄電池67の負極(−)に接続され、第3整流器70は蓄電池67の正極(+)に接続され、第4整流器71は蓄電池67の負極(−)に接続された構成になっている。 On the other hand, in the second power generation device 55, the first electrode 56 is connected to the first and second rectifiers 68 and 69, and the second electrode 60 is connected to the third and fourth rectifiers 70 and 71. ing. The first rectifier 68 is connected to the positive electrode (+) of the storage battery 67, the second rectifier 69 is connected to the negative electrode (-) of the storage battery 67, the third rectifier 70 is connected to the positive electrode (+) of the storage battery 67, and the fourth The rectifier 71 is connected to the negative electrode (−) of the storage battery 67.

この場合、第1整流器68と第4整流器71とは、第1電極56が第2電極60に対して一方向(例えば、時計回り方向)に回転移動した際に、電荷を蓄電池67に蓄えるように電流の流れを整流するように構成されている。また、第2整流器69と第3整流器70とは、第1電極56が第2電極60に対して逆方向(例えば、反時計回り方向)に回転移動した際に、電荷を蓄電池67に蓄えるように電流の流れを整流するように構成されている。 In this case, the first rectifier 68 and the fourth rectifier 71 store charges in the storage battery 67 when the first electrode 56 rotates in one direction (for example, clockwise direction) with respect to the second electrode 60. It is configured to rectify the current flow. In addition, the second rectifier 69 and the third rectifier 70 store charges in the storage battery 67 when the first electrode 56 rotates in the reverse direction (for example, counterclockwise direction) with respect to the second electrode 60. It is configured to rectify the current flow.

次に、この電子腕時計を腕に取り付けて使用する場合について説明する。
まず、腕を振って歩きながら電子腕時計を軽く振った場合には、腕時計ケース1に組み込まれた第1発電装置16が発電する。すなわち、第1発電装置16は、腕の振りに応じて回転板17が小径の円形部20の外周部に設けられた半円弧部21の錘部21aによる慣性によって回転する。このときには、半円弧部21の外周部に錘部21aが設けられているので、腕の振りに応じて回転板17に慣性力が発生し、この慣性力によって回転板17が地板15に対して一定間隔を保って回転する。
Next, the case where the electronic wristwatch is used by being attached to the arm will be described.
First, when the electronic wristwatch is lightly shaken while walking with arms, the first power generation device 16 incorporated in the wristwatch case 1 generates power. That is, in the first power generation device 16, the rotating plate 17 is rotated by the inertia of the weight portion 21 a of the semicircular arc portion 21 provided on the outer peripheral portion of the small-diameter circular portion 20 according to the swing of the arm. At this time, since the weight portion 21 a is provided on the outer peripheral portion of the semicircular arc portion 21, an inertial force is generated in the rotating plate 17 according to the swing of the arm, and the rotating plate 17 is made to the ground plate 15 by this inertial force. Rotates at regular intervals.

このとき、回転板17は、必ずしも1回転(360°の角度回転)せず、腕の振りによる慣性力に応じた角度範囲で揺動する。このため、回転板17は例えば時計周りに所定の角度回転した後、反時計回りに所定の角度回転し、この動作を繰り返すことにより、発電を繰り返して蓄電池34に蓄電する。このとき、回転板17が180°の角度範囲で回転する場合には、常に第1電極22の多数の電極片24a上に形成されたエレクトレット膜25と第2電極26の多数の電極片28aとが互いに対向した状態で相対的に移動するので、連続して発電する。 At this time, the rotating plate 17 does not necessarily rotate once (360 ° angle rotation) but swings within an angle range corresponding to the inertial force caused by the arm swing. For this reason, the rotating plate 17 rotates, for example, clockwise by a predetermined angle and then rotates counterclockwise by a predetermined angle. By repeating this operation, the power generation is repeated and stored in the storage battery 34. At this time, when the rotating plate 17 rotates within an angular range of 180 °, the electret film 25 formed on the multiple electrode pieces 24a of the first electrode 22 and the multiple electrode pieces 28a of the second electrode 26 are always Since they move relative to each other in a state of facing each other, power is generated continuously.

すなわち、回転板17が時計周りに180°の角度範囲内における角度で回転するときに、第1電極22の多数の電極片24a上に形成されたエレクトレット膜25と第2電極26の多数の電極片28aとが相対的に移動して、第1電極22の多数のエレクトレット膜25と第2電極26の多数の電極片28aとの間の誘導電荷量が変化することにより、発電して電荷を蓄電池34に蓄える。 That is, when the rotating plate 17 rotates clockwise by an angle within an angular range of 180 °, the electret film 25 and the second electrode 26 formed on the electrode pieces 24a of the first electrode 22 are formed. The pieces 28a move relative to each other, and the amount of induced charges between the many electret films 25 of the first electrode 22 and the many electrode pieces 28a of the second electrode 26 changes. Store in the storage battery 34.

また、回転板17が反時計周りに180°の角度範囲内における角度で回転するときにも、第1電極22の多数の電極片24a上に形成されたエレクトレット膜25と第2電極26の多数の電極片28aとが相対的に移動して、第1電極22の多数のエレクトレット膜25と第2電極26の多数の電極片28aとの間の誘導電荷量が変化することにより、発電して電荷を蓄電池34に蓄える。 In addition, when the rotating plate 17 rotates counterclockwise at an angle within an angle range of 180 °, a large number of electret films 25 and second electrodes 26 formed on a large number of electrode pieces 24 a of the first electrode 22. The electrode pieces 28a of the first electrode 22 move relative to each other, and the amount of induced charges between the many electret films 25 of the first electrode 22 and the many electrode pieces 28a of the second electrode 26 changes, thereby generating electric power. The electric charge is stored in the storage battery 34.

また、電子腕時計が取り付けられた腕を曲げて上下方向に速く動かした場合には、腕時計ケース1に組み込まれた第1発電装置16の回転板17が小径の円形部20の外周部に設けられた半円弧部21の錘部21aによる慣性によって同じ方向(時計方向または反時計方向)に連続して回転する。このときには、多数のエレクトレット膜25を備えた第1電極22が半円弧部21に設けられているので、回転板17が半回転(180°回転)するときに、第2電極26が第1電極22の一部に必ず対向するが、次の半回転(180°〜360°の角度回転)のときには、第2電極26が第1電極22に対向する範囲が狭くなり、第1、第2の各電極22、26の両者が対向しない範囲がある。 Further, when the arm to which the electronic wristwatch is attached is bent and moved quickly in the vertical direction, the rotating plate 17 of the first power generator 16 incorporated in the wristwatch case 1 is provided on the outer peripheral portion of the small-diameter circular portion 20. The semicircular arc portion 21 rotates continuously in the same direction (clockwise or counterclockwise) due to the inertia of the weight portion 21a. At this time, since the first electrode 22 having a large number of electret films 25 is provided on the semicircular arc portion 21, the second electrode 26 is moved to the first electrode when the rotating plate 17 is rotated halfway (rotated 180 °). However, in the next half rotation (angle rotation of 180 ° to 360 °), the range in which the second electrode 26 faces the first electrode 22 becomes narrower, and the first and second There is a range where the electrodes 22 and 26 do not face each other.

このため、第2電極26が第1電極22の一部に対向した状態で、回転板17が半回転するときに、第1電極22の多数の電極片24aに形成されたエレクトレット膜25と第2電極26の多数の電極片28aとが相対的に移動して、第1電極22の多数のエレクトレット膜25と第2電極26の多数の電極片28aとの間の誘導電荷量が変化することにより、発電して電荷を蓄電池34に蓄える。 For this reason, when the rotating plate 17 rotates halfway with the second electrode 26 facing a part of the first electrode 22, the electret film 25 formed on the many electrode pieces 24a of the first electrode 22 and the first electrode 22 A large number of electrode pieces 28a of the two electrodes 26 move relatively, and the amount of induced charge between the many electret films 25 of the first electrode 22 and the many electrode pieces 28a of the second electrode 26 changes. Thus, electric power is generated and electric charges are stored in the storage battery 34.

また、次の半回転(180°〜360°の角度回転)のときには、第2電極26が第1電極22に対向する範囲が狭くなるため、第1電極22の多数のエレクトレット膜25と第2電極26の多数の電極片28aとの間の誘導電荷量が変化する範囲が狭くなり、発電量が少なくなり、第1、第2の各電極22、26の両者が対向しない範囲のときには発電しない。これにより、回転板17が連続して一方向に回転するときには、回転板17のほぼ半回転ごとに発電を行うため、ほぼ半回転ごとに間欠的に電荷を蓄電池34に蓄電する。 Further, at the next half rotation (angle rotation of 180 ° to 360 °), the range in which the second electrode 26 faces the first electrode 22 becomes narrow, and therefore, the plurality of electret films 25 of the first electrode 22 and the second electrode The range in which the induced charge amount between the electrode pieces 28a of the electrode 26 changes is narrowed, the power generation amount is reduced, and no power is generated when the first and second electrodes 22 and 26 are not opposed to each other. . As a result, when the rotating plate 17 continuously rotates in one direction, electric power is generated approximately every half rotation of the rotating plate 17, so that the electric charge is intermittently stored in the storage battery 34 approximately every half rotation.

一方、この電子腕時計において時刻修正をする場合には、第2発電装置55が発電する。すなわち、時刻修正する際には、秒針車38、分針車44、時針車46を高速で回転させながら、検出部33の発光素子51を発光させ、その光が時針車46の光透過孔部49、分針車44の光透過孔部48、秒針車38の光透過孔部40を透過した際に、その透過した光を受光素子52が受光することにより、秒針車38、分針車44、時針車46の各回転位置を検出して、秒針30a、分針30b、時針30cの運針位置を検出し、これに基づいて時刻を修正する。 On the other hand, when the time is adjusted in the electronic wristwatch, the second power generation device 55 generates power. That is, when the time is corrected, the light emitting element 51 of the detection unit 33 is caused to emit light while rotating the second hand wheel 38, the minute hand wheel 44, and the hour hand wheel 46 at high speed, and the light is transmitted through the light transmission hole 49 of the hour hand wheel 46. When the light passing through the light transmitting hole 48 of the minute hand wheel 44 and the light transmitting hole 40 of the second hand wheel 38 is received by the light receiving element 52, the second hand wheel 38, the minute hand wheel 44, and the hour hand wheel are received. Each rotational position of 46 is detected, and the moving positions of the second hand 30a, the minute hand 30b, and the hour hand 30c are detected, and the time is corrected based on this.

このため、第2発電装置55の回転部材である秒針車38が高速で回転すると、第1電極56の放射状部58における多数の電極片58aに形成されたエレクトレット膜59と第2電極60の放射状部62における多数の電極片62aとが常に対向した状態で相対的に回転移動する。 For this reason, when the second hand wheel 38 which is the rotating member of the second power generation device 55 rotates at a high speed, the electret film 59 formed on the large number of electrode pieces 58a in the radial portion 58 of the first electrode 56 and the radial shape of the second electrode 60. The plurality of electrode pieces 62a in the portion 62 are relatively rotated while being opposed to each other.

すなわち、多数のエレクトレット膜59を備えた第1電極56は、秒針車38の下面に円形状に形成されており、多数の電極片62aを備えた第2電極60は、輪列受34の上面に第1電極と対応する大きさの円形状に形成されているので、第1電極56の多数のエレクトレット膜59と第2電極60の多数の電極片62aとが常に対向した状態で相対的に回転移動する。 That is, the first electrode 56 having a large number of electret films 59 is formed in a circular shape on the lower surface of the second hand wheel 38, and the second electrode 60 having a large number of electrode pieces 62 a is the upper surface of the train wheel bridge 34. Are formed in a circular shape corresponding to the first electrode, so that a large number of electret films 59 of the first electrode 56 and a large number of electrode pieces 62a of the second electrode 60 are relatively opposed to each other. Rotate and move.

これにより、第1電極56の多数のエレクトレット膜59と第2電極60の多数の電極片62aとの間の誘導電荷量が変化するので、秒針車38が正回転(時計回り)しても、また逆回転(反時計回り)に回転しても、連続して発電を行ない、蓄電部67に蓄電する。この場合、秒針車38は、通常の運針では1秒間に6°回転するだけであるから、発電量は少ないが、時刻修正の際には高速で回転するので、第1電極56の多数のエレクトレット膜59と第2電極60の多数の電極片62aとの間における誘導電荷量の変化が大きく、十分な発電量が得られる。 As a result, the amount of induced charge between the many electret films 59 of the first electrode 56 and the many electrode pieces 62a of the second electrode 60 changes, so that even if the second hand wheel 38 rotates forward (clockwise), Further, even if it rotates in the reverse direction (counterclockwise), it continuously generates power and stores it in the power storage unit 67. In this case, since the second hand wheel 38 only rotates 6 ° per second in a normal hand movement, the amount of power generation is small, but it rotates at a high speed when the time is adjusted, so that a large number of electrets of the first electrode 56 are used. A change in the amount of induced charge between the film 59 and the many electrode pieces 62a of the second electrode 60 is large, and a sufficient power generation amount is obtained.

このように、この電子腕時計によれば、腕時計ケース1を腕に取り付けて使用している際には、その腕の動きに応じて腕時計ケース1内に組み込まれた第1発電装置16によって発電することができ、また時刻修正をする際には、腕時計ケース1内に組み込まれた時計ムーブメント11の秒針車38が高速で回転するので、第2発電装置55によって発電することができ、これにより第1発電装置16と第2発電装置55とで効率よく発電することができると共に、発電した電力を蓄電池67に良好に蓄えることができる。 As described above, according to this electronic wristwatch, when the wristwatch case 1 is attached to the arm and used, the first power generation device 16 incorporated in the wristwatch case 1 generates power according to the movement of the arm. In addition, when the time is adjusted, the second hand wheel 38 of the watch movement 11 incorporated in the watch case 1 rotates at a high speed, so that the second power generation device 55 can generate electric power. The first power generation device 16 and the second power generation device 55 can generate power efficiently, and the generated power can be well stored in the storage battery 67.

この場合、第1発電装置16は、時計モジュール6に設けられた平板状の基板である地板15と、この地板15の平面上を回転する回転板17と、この回転板17にその回転中心部である軸孔17aから放射状に形成された放射状部24を備えた第1電極22と、この第1電極22の放射状部24と対向するように地板15上に形成された放射状部28を備えた第2電極26と、第1電極22に設けられた電荷保持体であるエレクトレット膜25とを備えているので、簡単な構造で、装置全体の小型化を図ることができると共に、効率良く発電することができる。 In this case, the first power generation device 16 includes a ground plate 15 that is a flat substrate provided in the timepiece module 6, a rotating plate 17 that rotates on the plane of the ground plate 15, and a rotational center portion of the rotating plate 17. A first electrode 22 having a radial portion 24 formed radially from the shaft hole 17a, and a radial portion 28 formed on the ground plate 15 so as to face the radial portion 24 of the first electrode 22. Since the second electrode 26 and the electret film 25 that is a charge holding body provided on the first electrode 22 are provided, the entire device can be reduced in size with a simple structure, and the power can be generated efficiently. be able to.

すなわち、この発電装置16によれば、腕振りなどの外部振動によって回転板17が平板状の地板15の平面上を回転する構成であるから、地板15に対して回転板17を固定軸18によって一定間隔に保って回転させることができると共に、回転板17に設けられた第1電極22上に電荷保持体であるエレクトレット膜25が形成され、この第1電極22のエレクトレット膜25と地板15に設けられた第2電極26とが相対的に回転移動するので、回転板17の機械的な回転運動エネルギを効率良く電気エネルギに変換することができる。このため、構造が簡単で、装置全体の小型化を図ることができると共に、効率良く発電することができる。 That is, according to the power generation device 16, the rotating plate 17 is configured to rotate on the plane of the flat plate 15 due to external vibration such as arm swinging. The electret film 25 which is a charge holding body is formed on the first electrode 22 provided on the rotating plate 17 and can be rotated at a constant interval. The electret film 25 of the first electrode 22 and the ground plane 15 are formed on the first electrode 22. Since the provided second electrode 26 is relatively rotated, the mechanical rotational kinetic energy of the rotating plate 17 can be efficiently converted into electric energy. Therefore, the structure is simple, the entire apparatus can be reduced in size, and power can be generated efficiently.

また、第2発電装置55は、時計ムーブメント11に組み込まれた平板状の基板である輪列受34と、この輪列受34の平面に対面して回転する回転部材である秒針車38と、この秒針車38により回転駆動される時刻指示用の指針である秒針30aと、秒針車38にその回転中心部である秒針軸38aから放射状に形成された放射状部58を備えた第1電極56と、この第1電極56の放射状部58と対向するように輪列受34に形成された放射状部62を備えた第2電極60と、第1電極56に設けられた電荷保持体であるエレクトレット膜59とを備えているので、既存の時計構造に第1、第2の各電極56、60追加するだけの簡単な構造で、効率良く発電することができる。 The second power generation device 55 includes a train wheel bridge 34 that is a flat substrate incorporated in the timepiece movement 11, a second hand wheel 38 that is a rotating member that rotates to face the plane of the train wheel bridge 34, and A second hand 30a which is a pointer for indicating the time which is rotationally driven by the second hand wheel 38, and a first electrode 56 which is provided on the second hand wheel 38 with a radial portion 58 formed radially from the second hand shaft 38a which is the center of rotation thereof. The second electrode 60 having the radial portion 62 formed on the train wheel bridge 34 so as to face the radial portion 58 of the first electrode 56, and the electret film that is a charge holding body provided on the first electrode 56 59, it is possible to generate electric power efficiently with a simple structure in which the first and second electrodes 56, 60 are added to the existing timepiece structure.

すなわち、この第2発電装置55によれば、時刻修正の際に秒針車38が第1ステッピングモータ36によって高速で回転することにより、秒針車38が平板状の輪列受34の平面上を回転する構成であるから、輪列受34に対して秒針車38を秒針軸38aによって一定間隔に保って高速で回転させることができると共に、秒針車38に設けられた第1電極56上に電荷保持体であるエレクトレット膜59が形成され、この第1電極56のエレクトレット膜59と輪列受34に設けられた第2電極60とが相対的に回転移動するので、秒針車38の機械的な回転運動エネルギを効率良く電気エネルギに変換することができる。このため、既存の時計構造に第1、第2の各電極56、60追加するだけの簡単な構造で、効率良く発電することができる。 That is, according to the second power generation device 55, the second hand wheel 38 rotates at a high speed by the first stepping motor 36 when the time is adjusted, so that the second hand wheel 38 rotates on the plane of the plate-shaped train wheel bridge 34. Therefore, the second hand wheel 38 can be rotated at a high speed at a constant interval by the second hand shaft 38a with respect to the train wheel bridge 34, and the charge is held on the first electrode 56 provided on the second hand wheel 38. The electret film 59, which is a body, is formed, and the electret film 59 of the first electrode 56 and the second electrode 60 provided on the train wheel bridge 34 relatively rotate, so that the second hand wheel 38 is mechanically rotated. Kinetic energy can be efficiently converted into electrical energy. Therefore, power can be generated efficiently with a simple structure in which the first and second electrodes 56 and 60 are added to the existing timepiece structure.

なお、上記実施形態1の第2発電装置55では、秒針車38および輪列受34が導電性を有する金属で形成されている場合について述べたが、これに限らず、例えば図16に示すように、秒針車38および輪列受34を絶縁性の合成樹脂で形成しても良い。この場合には、秒針車38および輪列受34の互いに対向する各面に、絶縁膜57、61を設ける必要がなく、図16に示すように、直接、各対向面に第1、第2の各電極56、60を設けることができる。 In the second power generation device 55 of the first embodiment, the case where the second hand wheel 38 and the train wheel bridge 34 are formed of conductive metal has been described. However, the present invention is not limited to this, and for example, as shown in FIG. In addition, the second hand wheel 38 and the train wheel bridge 34 may be formed of an insulating synthetic resin. In this case, it is not necessary to provide the insulating films 57 and 61 on the mutually facing surfaces of the second hand wheel 38 and the train wheel bridge 34, and as shown in FIG. The electrodes 56 and 60 can be provided.

(実施形態2)
次に、図17〜図20を参照して、この発明の発電装置を自転車に適用した実施形態2について説明する。
この自転車用の発電装置80は、図17および図18に示すように、自転車の前輪側に設けられている。
(Embodiment 2)
Next, with reference to FIGS. 17-20, Embodiment 2 which applied the electric power generating apparatus of this invention to the bicycle is demonstrated.
As shown in FIGS. 17 and 18, the power generation device 80 for a bicycle is provided on the front wheel side of the bicycle.

この場合、自転車の前輪側は、図17および図18に示すように、自転車の前側フレーム81に金属製の車軸82が複数のナット82aによって取り付けられており、この車軸82には、円筒形状のハブ83が2つのベアリング84によって回転自在に取り付けられている。このハブ83には、車輪85がスポーク86によって取り付けられている。ハブ83は、図18に示すように、車軸82の両側にそれぞれベアリング84によって回転自在に取り付けられる絶縁性の一対の円板部83aと、この一対の円板部83aの外周を連結する導電性を有する金属からなるカバー部83bとを備えている。 In this case, as shown in FIGS. 17 and 18, the front wheel side of the bicycle has a metal axle 82 attached to the front frame 81 of the bicycle by a plurality of nuts 82a, and the axle 82 has a cylindrical shape. A hub 83 is rotatably attached by two bearings 84. Wheels 85 are attached to the hub 83 by spokes 86. As shown in FIG. 18, the hub 83 includes a pair of insulating disk parts 83a that are rotatably mounted on both sides of the axle 82 by bearings 84, and a conductive member that connects the outer circumferences of the pair of disk parts 83a. And a cover portion 83b made of a metal.

この自転車用の発電装置80は、図18に示すように、ハブ83内に設けられている。すなわち、この発電装置80は、図18〜図20に示すように、ハブ83内に位置して車軸82にナット82bによって固定された固定板87と、ハブ83における一方(図18では左側)の円板部83aの内面にボルト89によって取り付けられて固定板87に対面して回転する回転板88と、ハブ83における他方(図18では右側)の円板部83aの内面に設けられた蓄電池90とを備えている。 The bicycle power generation device 80 is provided in a hub 83 as shown in FIG. That is, as shown in FIGS. 18 to 20, the power generation device 80 includes a fixing plate 87 positioned in the hub 83 and fixed to the axle 82 by the nut 82 b, and one of the hubs 83 (the left side in FIG. 18). A rotating plate 88 attached to the inner surface of the disc portion 83a by a bolt 89 and rotating to face the fixed plate 87, and a storage battery 90 provided on the inner surface of the other disc portion 83a (right side in FIG. 18) of the hub 83. And.

この蓄電池90は、充電池またはコンデンサからなり、全体がリング状に形成され、その中心部に車軸82が挿入された状態で、一対の円板部83aのうち、他方側(図18では右側)の円板部83aの内面に固定されている。この蓄電池90は、その正極(+)である裏面(図18では右側面)が接続部材91aによってハブ83のカバー部83bと電気的に接続されていると共に、負極(−)である表面(図18では右側面)が車軸82のナット82bに接触する接触板91bによって車軸82と電気的に接続されている。 The storage battery 90 is formed of a rechargeable battery or a capacitor, is formed in a ring shape as a whole, and the axle 82 is inserted in the center thereof, and the other side (the right side in FIG. 18) of the pair of disk portions 83a. This is fixed to the inner surface of the disc part 83a. The storage battery 90 has a back surface (right side surface in FIG. 18) that is a positive electrode (+) electrically connected to a cover portion 83b of the hub 83 by a connecting member 91a and a front surface that is a negative electrode (−) (FIG. 18, the right side surface) is electrically connected to the axle 82 by a contact plate 91 b that contacts the nut 82 b of the axle 82.

また、この発電装置80の回転板88には、図18および図19に示すように、第1電極92が絶縁膜93を介して設けられている。この絶縁膜93は、図20(a)に示すように、車軸82およびボルト89を除く箇所にリング状に形成されている。この絶縁膜93の一面つまり固定板87に対向する面(図19では下面)には、第1電極92が設けられている。この第1電極92は、回転板88の回転中心部である車軸82から放射状に形成された放射状部94を備えている。この放射状部94は、図20(a)に示すように、回転板88に設けられたリング状の絶縁膜93上に多数の電極片94aが一定間隔で放射状に配列された構成になっている。 Further, as shown in FIGS. 18 and 19, the first electrode 92 is provided on the rotating plate 88 of the power generation device 80 via an insulating film 93. As shown in FIG. 20A, the insulating film 93 is formed in a ring shape at portions other than the axle 82 and the bolts 89. A first electrode 92 is provided on one surface of the insulating film 93, that is, the surface facing the fixing plate 87 (the lower surface in FIG. 19). The first electrode 92 includes a radial portion 94 that is formed radially from the axle 82 that is the rotation center portion of the rotary plate 88. As shown in FIG. 20A, the radial portion 94 has a configuration in which a large number of electrode pieces 94a are radially arranged on a ring-shaped insulating film 93 provided on the rotating plate 88 at regular intervals. .

すなわち、この放射状部94は、多数の電極片94aがほぼ一定の幅で放射方向に向けて細長く形成されていると共に、互いに隣接する各電極片94aが一定間隔の隙間をもって配列されている。また、この放射状部94は、多数の電極片94aがその内周端と外周端とにおいてすべて接続された状態で、絶縁膜93の側方に導かれてハブ83のカバー部83bに接続部材95によって電気的に接続されている。これにより、第1電極92は、接続部材95およびハブ83のカバー部83bを介して蓄電池90の正極(+)と電気的に接続されている。 That is, in the radial portion 94, a large number of electrode pieces 94a are elongated in the radial direction with a substantially constant width, and the electrode pieces 94a adjacent to each other are arranged with a gap of a constant interval. Further, the radial portion 94 is guided to the side of the insulating film 93 in a state where a large number of electrode pieces 94a are all connected at the inner peripheral end and the outer peripheral end, and is connected to the cover portion 83b of the hub 83 to the connecting member 95. Are electrically connected. As a result, the first electrode 92 is electrically connected to the positive electrode (+) of the storage battery 90 via the connection member 95 and the cover portion 83 b of the hub 83.

また、この第1電極92の各電極片94aの表面(図19では下面)には、図18および図19に示すように、電荷保持体であるエレクトレット膜96が形成されている。このエレクトレット膜96は、実施形態1の第1、第2の各発電装置16、55と同様、半永久的な電荷をもつ絶縁体であり、第1、第2の各発電装置16、55のエレクトレット膜25、59と同じ材料で形成されている。 Further, as shown in FIGS. 18 and 19, an electret film 96 as a charge holding body is formed on the surface (the lower surface in FIG. 19) of each electrode piece 94a of the first electrode 92. The electret film 96 is an insulator having a semi-permanent charge, like the first and second power generation devices 16 and 55 of the first embodiment, and the electret of the first and second power generation devices 16 and 55. The films 25 and 59 are made of the same material.

一方、回転板88に対向する固定板87には、図18〜図20に示すように、第2電極97が絶縁膜98を介して設けられている。この場合、絶縁膜98は、図20(b)に示すように、回転板88の第1電極92が回転移動する移動軌跡上に対応する箇所に、第1電極92と同じ大きさのリング状に設けられており、この絶縁膜98の上面には、第2電極97が設けられている。この第2電極97は、導電性を有する金属からなり、回転板88の回転中心部である車軸82から放射状に形成された放射状部99を備えている。 On the other hand, the second electrode 97 is provided on the fixed plate 87 facing the rotating plate 88 with an insulating film 98 interposed therebetween as shown in FIGS. In this case, as shown in FIG. 20B, the insulating film 98 has a ring shape having the same size as that of the first electrode 92 at a position corresponding to a movement locus on which the first electrode 92 of the rotating plate 88 rotates. The second electrode 97 is provided on the upper surface of the insulating film 98. The second electrode 97 is made of a conductive metal and includes a radial portion 99 that is formed radially from the axle 82 that is the rotation center portion of the rotating plate 88.

この放射状部99は、図19および図20(b)に示すように、固定板87に設けられた絶縁膜98上に多数の電極片99aが一定間隔で放射状に配列された構成になっている。すなわち、この放射状部99は、第1電極92の放射状部94と同様、多数の電極片99aがほぼ一定の幅で放射方向に向けて細長く形成されていると共に、互いに隣接する各電極片99aが一定間隔の隙間をもって配列されている。 As shown in FIGS. 19 and 20B, the radial portion 99 has a configuration in which a large number of electrode pieces 99a are radially arranged on the insulating film 98 provided on the fixed plate 87 at regular intervals. . That is, in the radial portion 99, as in the radial portion 94 of the first electrode 92, a large number of electrode pieces 99a are formed elongated in the radial direction with a substantially constant width, and the electrode pieces 99a adjacent to each other are formed. They are arranged with gaps at regular intervals.

また、この放射状部99は、図20(b)に示すように、多数の電極片99aがその内周端と外周端とにおいてすべて接続された状態で、図18に示すように、車軸82と電気的に接続されている。これにより、第2電極97は、図18に示すように、車軸82、ナット82b、および接触板91bを介して蓄電池90の負極(−)と電気的に接続されている。 Further, as shown in FIG. 20 (b), the radial portion 99 is in a state in which a large number of electrode pieces 99a are all connected at the inner peripheral end and the outer peripheral end, and as shown in FIG. Electrically connected. Thereby, as shown in FIG. 18, the 2nd electrode 97 is electrically connected with the negative electrode (-) of the storage battery 90 via the axle shaft 82, the nut 82b, and the contact plate 91b.

この自転車用の発電装置80は、自転車が走行して車輪85が回転すると、この車輪85と共にハブ83が車軸82を中心に回転し、このハブ83の回転に伴って回転板88が回転するので、回転板88に設けられた第1電極92が固定板87に設けられた第2電極97に対して相対的に回転移動し、第1電極92の多数の電極片94a上に形成されたエレクトレット膜96と第2電極97の多数の電極片99aとが相対的に移動して、第1電極92のエレクトレット膜96と第2電極97との間の誘導電荷量が変化することにより、発電して蓄電池90に蓄電するように構成されている。 In the bicycle power generator 80, when the bicycle travels and the wheel 85 rotates, the hub 83 rotates around the axle 82 together with the wheel 85, and the rotating plate 88 rotates as the hub 83 rotates. The first electrode 92 provided on the rotating plate 88 rotates relative to the second electrode 97 provided on the fixed plate 87, and electrets formed on a large number of electrode pieces 94 a of the first electrode 92. The film 96 and the many electrode pieces 99a of the second electrode 97 move relatively, and the amount of induced charge between the electret film 96 of the first electrode 92 and the second electrode 97 changes, thereby generating electric power. The battery 90 is configured to store electricity.

また、この自転車用の発電装置80は、蓄電池90に蓄電された電気を電気エネルギとして送信する送信部100を備えている。この送信部100は、図18に示すように、蓄電池90が設けられたハブ83の円板部83aに設けられている。一方、自転車の前側フレーム81には、図17に示すように、照明装置101が設けられており、この照明装置101は、発光ダイオードなどの光源部102と、受信部103とを備えている。この受信部103は、発電装置80の送信部100で送信された電気を電気エネルギとして受信し、この受信した電気エネルギによって光源部102を点灯させるように構成されている。 The bicycle power generator 80 includes a transmission unit 100 that transmits electricity stored in the storage battery 90 as electric energy. As shown in FIG. 18, the transmission unit 100 is provided in a disc part 83 a of a hub 83 provided with a storage battery 90. On the other hand, as shown in FIG. 17, the front frame 81 of the bicycle is provided with a lighting device 101. The lighting device 101 includes a light source unit 102 such as a light emitting diode and a receiving unit 103. The receiving unit 103 is configured to receive the electricity transmitted by the transmitting unit 100 of the power generation device 80 as electric energy and turn on the light source unit 102 by the received electric energy.

このような自転車用の発電装置80によれば、回転駆動する回転駆動部である車輪85のハブ83と、このハブ83の駆動回転により回転する円板状の回転板88と、この回転板88の平面に対面して車軸82に固定された平板状の基板である固定板87と、回転板88にその回転中心部である車軸82から放射状に形成された放射状部94を備えた第1電極92と、この第1電極92の放射状部94と対向するように固定板87に形成された放射状部99を備えた第2電極97と、第1電極92に設けられた電荷保持体であるエレクトレと膜96とを備えているので、簡単な構造で、装置全体の小型化を図ることができると共に、効率良く発電することができる。 According to such a power generation device 80 for a bicycle, the hub 83 of the wheel 85 that is a rotational drive unit that rotationally drives, the disk-shaped rotational plate 88 that rotates by the drive rotation of the hub 83, and the rotational plate 88. A first electrode provided with a fixed plate 87 which is a flat substrate fixed to the axle 82 facing the plane of the above and a radial portion 94 formed radially on the rotary plate 88 from the axle 82 which is the center of rotation thereof. 92, a second electrode 97 having a radial portion 99 formed on the fixing plate 87 so as to face the radial portion 94 of the first electrode 92, and an electret that is a charge holding body provided on the first electrode 92. And the membrane 96, the entire apparatus can be miniaturized with a simple structure, and power can be generated efficiently.

すなわち、この発電装置80によれば、自転車が走行して車輪85が回転すると、この車輪85と共にハブ83が車軸82を中心に回転し、このハブ83の回転に伴って回転板88が回転する際に、この回転板88が固定板87の平面に対面して回転する構成であるから、固定板87に対して回転板88を車軸82によって一定間隔に保って回転させることができると共に、回転板88に設けられた第1電極92にエレクトレット膜96が形成され、この第1電極92のエレクトレット膜96と固定板87に設けられた第2電極97とが相対的に回転移動するので、回転板88の機械的な回転運動エネルギを効率良く電気エネルギに変換することができる。   That is, according to the power generation device 80, when the bicycle travels and the wheel 85 rotates, the hub 83 rotates around the axle 82 together with the wheel 85, and the rotating plate 88 rotates as the hub 83 rotates. At this time, since the rotating plate 88 is rotated so as to face the plane of the fixed plate 87, the rotating plate 88 can be rotated at a constant interval by the axle 82 with respect to the fixed plate 87 and rotated. An electret film 96 is formed on the first electrode 92 provided on the plate 88, and the electret film 96 of the first electrode 92 and the second electrode 97 provided on the fixed plate 87 relatively rotate and move. The mechanical rotational kinetic energy of the plate 88 can be efficiently converted into electric energy.

このため、この発電装置80では、簡単な構造で、装置全体の小型化を図ることができると共に、効率良く発電することができるほか、回転板88が固定板87に対して非接触状態で回転するので、発電装置80が発電を行なっていても、自転車の走行に負荷を与えることがなく、良好に自転車を走行させることができる。また、この発電装置80は、第1電極92と第2電極97との相対的な回転により発生する電荷を蓄電する蓄電池90を備えていることにより、自転車の走行に伴って回転する回転板88の回転動作に応じて第1電極92のエレクトレット膜96と固定板87に設けられた第2電極97との間に発生した電荷を良好に且つ確実に蓄電池90に蓄えることができる。 For this reason, in this power generation device 80, it is possible to reduce the size of the entire device with a simple structure and to generate power efficiently, and the rotating plate 88 rotates in a non-contact state with respect to the fixed plate 87. Therefore, even if the power generation device 80 is generating power, the bicycle can be run well without imposing a load on the bicycle. In addition, the power generation device 80 includes a storage battery 90 that stores electric charges generated by the relative rotation of the first electrode 92 and the second electrode 97, so that a rotating plate 88 that rotates as the bicycle travels. The electric charge generated between the electret film 96 of the first electrode 92 and the second electrode 97 provided on the fixed plate 87 in accordance with the rotation operation can be stored in the storage battery 90 in a good and reliable manner.

さらに、この発電装置80では、第1電極92と第2電極97との相対的な回転により発生した電気を電気エネルギとして送信する送信部100と、この送信部100で送信された電気を電気エネルギとして受信する受信部103とを備えていることにより、面倒な配線を必要とせず、発電した電気を照明装置101の受信部103に送電することができ、これにより照明装置101の光源部102を良好に点灯させることができる。   Further, in the power generation device 80, the transmission unit 100 that transmits electricity generated by the relative rotation of the first electrode 92 and the second electrode 97 as electric energy, and the electricity transmitted by the transmission unit 100 is converted into electric energy. And the receiving unit 103 that receives the power as a power source, the generated electricity can be transmitted to the receiving unit 103 of the lighting device 101 without requiring troublesome wiring. It can be lit well.

(実施形態3)
次に、図21〜図25を参照して、この発明の発電装置を自転車に適用した実施形態3について説明する。なお、図17〜図20に示された実施形態2と同一部分には同一符号を付して説明する。
この自転車用の発電装置110は、図21および図22に示すように、自転車の車軸82およびハブ83に外付けする構成であり、これ以外は実施形態2とほぼ同様に構成されている。
(Embodiment 3)
Next, a third embodiment in which the power generation device of the present invention is applied to a bicycle will be described with reference to FIGS. In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to the same part as Embodiment 2 shown by FIGS.
As shown in FIGS. 21 and 22, the bicycle power generation device 110 is configured to be externally attached to the bicycle axle 82 and the hub 83, and is otherwise configured in substantially the same manner as in the second embodiment.

すなわち、この発電装置110は、図22に示すように、車軸82に着脱可能に装着して前側フレーム81に対して固定される固定板111と、この固定板111に対向した状態でハブ83の外側面に取り付けられる回転板112とを備えている。この回転板112は、図25に示すように、全体がほぼ円形リング状に形成されている。 That is, as shown in FIG. 22, the power generator 110 includes a fixing plate 111 that is detachably attached to the axle 82 and fixed to the front frame 81, and a hub 83 that is opposed to the fixing plate 111. And a rotating plate 112 attached to the outer side surface. As shown in FIG. 25, the rotating plate 112 is formed in a substantially circular ring shape as a whole.

この場合、この回転板112の中心部には、図22および図25に示すように、車軸82が挿入する挿入孔112aが設けられており、この挿入孔112aの周囲に位置する箇所には、スポーク86の取付端部86aがそれぞれ係合する複数の係合孔112bが設けられている。これにより、回転板112は、ハブ83の外側面に取り付けられてハブ83と共に回転するように構成されている。 In this case, as shown in FIG. 22 and FIG. 25, an insertion hole 112a into which the axle 82 is inserted is provided at the center of the rotating plate 112, and at a position located around the insertion hole 112a, A plurality of engagement holes 112b with which the attachment end portions 86a of the spokes 86 are respectively engaged are provided. Thus, the rotating plate 112 is attached to the outer surface of the hub 83 and is configured to rotate together with the hub 83.

また、この回転板112には、図22および図23に示すように、第1電極113が絶縁膜114を介して設けられている。この絶縁膜114は、図22および図25に示すように、スポーク86の取付端部86aがそれぞれ係合する複数の係合孔112bの外周側に位置する箇所にリング状に形成されている。この絶縁膜114には、第1電極113が設けられている。 Further, as shown in FIGS. 22 and 23, the rotating plate 112 is provided with a first electrode 113 through an insulating film 114. As shown in FIGS. 22 and 25, the insulating film 114 is formed in a ring shape at a position located on the outer peripheral side of the plurality of engagement holes 112b with which the attachment end portions 86a of the spokes 86 are engaged. A first electrode 113 is provided on the insulating film 114.

この第1電極113は、回転板112の回転中心部である挿入孔112aから放射状に形成された放射状部115を備えている。この放射状部115は、図25に示すように、回転板112に設けられたリング状の絶縁膜114上に多数の電極片115aが一定間隔で放射状に配列された構成になっている。すなわち、この放射状部115は、多数の電極片115aがほぼ一定の幅で放射方向に向けて細長く形成されていると共に、互いに隣接する各電極片115aが一定間隔の隙間をもって配列されている。 The first electrode 113 includes a radial portion 115 that is formed radially from the insertion hole 112 a that is the rotation center portion of the rotating plate 112. As shown in FIG. 25, the radial portion 115 has a configuration in which a large number of electrode pieces 115a are radially arranged on a ring-shaped insulating film 114 provided on the rotating plate 112 at regular intervals. That is, in this radial portion 115, a large number of electrode pieces 115a are elongated in the radial direction with a substantially constant width, and adjacent electrode pieces 115a are arranged with a gap of a constant interval.

また、この放射状部115は、多数の電極片115aがその内周端と外周端とにおいてすべて接続された状態で、絶縁膜114の側方に導かれてハブ83に接続されていると共に、このハブ83内のベアリング84(図18参照)によって車軸82と電気的に接続されている。これにより、第1電極113は、図22に示すように、車軸82の端面に弾接する接触板116に接続された接続線117によって照明装置101と電気的に接続されている。 Further, the radial portion 115 is guided to the side of the insulating film 114 and connected to the hub 83 in a state in which a large number of electrode pieces 115a are all connected at the inner peripheral end and the outer peripheral end. It is electrically connected to the axle 82 by a bearing 84 (see FIG. 18) in the hub 83. Thereby, as shown in FIG. 22, the first electrode 113 is electrically connected to the lighting device 101 by the connection line 117 connected to the contact plate 116 that elastically contacts the end surface of the axle 82.

また、この第1電極113の各電極片115aには、図22および図23に示すように、電荷保持体であるエレクトレット膜96が形成されている。このエレクトレット膜96は、実施形態2の発電装置80と同様、半永久的な電荷をもつ絶縁体であり、第1実施形態の第1発電装置16のエレクトレット膜25と同じ材料で形成されている。 Further, as shown in FIGS. 22 and 23, each electrode piece 115a of the first electrode 113 is formed with an electret film 96 which is a charge holding body. The electret film 96 is an insulator having a semi-permanent charge, like the power generation device 80 of the second embodiment, and is formed of the same material as the electret film 25 of the first power generation device 16 of the first embodiment.

一方、回転板112に対向する固定板111は、絶縁性を有する合成樹脂からなり、図21および図24に示すように、全体がほぼ円板状に形成され、その中心部に車軸82が挿入してナット82aによって取り付けられる取付孔111aが設けられ、この取付孔111aの外周から固定板11の外周部に亘って装着溝111bが設けられ、この装着溝111bに前側フレーム81が装着するように構成されている。 On the other hand, the fixed plate 111 opposed to the rotating plate 112 is made of an insulating synthetic resin, and as shown in FIGS. 21 and 24, the whole is formed in a substantially disc shape, and the axle 82 is inserted in the center thereof. An attachment hole 111a attached by a nut 82a is provided, and an attachment groove 111b is provided from the outer periphery of the attachment hole 111a to the outer periphery of the fixing plate 11, so that the front frame 81 is attached to the attachment groove 111b. It is configured.

この固定板111には、図22〜図24に示すように、第2電極120が絶縁膜121を介して設けられている。この場合、絶縁膜121は、図23に示すように、回転板112の第1電極113が回転移動する移動軌跡上に対応する箇所に、装着溝111bを除いて第1電極112と同じ大きさのほぼリング状に設けられており、この絶縁膜121の上面には、第2電極120が設けられている。 As shown in FIGS. 22 to 24, the fixing plate 111 is provided with a second electrode 120 via an insulating film 121. In this case, as shown in FIG. 23, the insulating film 121 has the same size as that of the first electrode 112 except for the mounting groove 111b at a position corresponding to the movement locus on which the first electrode 113 of the rotating plate 112 rotates. The second electrode 120 is provided on the upper surface of the insulating film 121.

この第2電極120は、導電性を有する金属からなり、回転板112の回転中心部である車軸82の取付孔111aから放射状に形成された放射状部122を備えている。この放射状部122は、図24に示すように、固定板111に設けられた絶縁膜121上に多数の電極片122aが一定間隔で放射状に配列された構成になっている。 The second electrode 120 is made of a conductive metal and includes a radial portion 122 that is formed radially from the mounting hole 111 a of the axle 82 that is the rotation center portion of the rotating plate 112. As shown in FIG. 24, the radial portion 122 has a configuration in which a large number of electrode pieces 122a are radially arranged on the insulating film 121 provided on the fixed plate 111 at regular intervals.

すなわち、この放射状部122は、第1電極113の放射状部115と同様、多数の電極片122aがほぼ一定の幅で放射方向に向けて細長く形成されていると共に、互いに隣接する各電極片122aが一定間隔の隙間をもって配列されている。また、この放射状部122は、図24に示すように、多数の電極片122aがその内周端と外周端とにおいてすべて接続された状態で、図22に示すように、固定板111に接続された接続配線123によって照明装置101と電気的に接続されている。 That is, in the radial portion 122, like the radial portion 115 of the first electrode 113, a large number of electrode pieces 122 a are formed elongated in the radial direction with a substantially constant width, and the electrode pieces 122 a adjacent to each other are formed. They are arranged with gaps at regular intervals. Further, as shown in FIG. 24, the radial portion 122 is connected to the fixing plate 111 as shown in FIG. 22 in a state where a large number of electrode pieces 122a are all connected at the inner and outer peripheral ends. The connection wiring 123 is electrically connected to the lighting device 101.

これにより、この自転車用の発電装置110は、自転車が走行して車輪85が回転すると、この車輪85と共にハブ83が車軸82を中心に回転し、このハブ83の回転に伴って回転板112が回転するので、この回転板112に設けられた第1電極113が固定板111に設けられた第2電極120に対して相対的に回転移動し、第1電極113の多数の電極片115a上に形成されたエレクトレット膜96と第2電極120の多数の電極片122aとが相対的に移動して、第1電極113のエレクトレット膜96と第2電極120との間の誘導電荷量が変化することにより、発電して照明装置101の光源部102を点灯させるように構成されている。 As a result, when the bicycle runs and the wheel 85 rotates, the power generation device 110 for the bicycle rotates the hub 83 together with the wheel 85 about the axle 82, and the rotating plate 112 moves along with the rotation of the hub 83. Since the first electrode 113 provided on the rotating plate 112 rotates relative to the second electrode 120 provided on the fixed plate 111, the first electrode 113 provided on the rotating plate 112 moves on the electrode pieces 115 a of the first electrode 113. The formed electret film 96 and the many electrode pieces 122a of the second electrode 120 move relatively, and the amount of induced charge between the electret film 96 of the first electrode 113 and the second electrode 120 changes. Therefore, the light source unit 102 of the lighting device 101 is turned on by generating power.

このような自転車用の発電装置110によれば、回転駆動する回転駆動部である車輪85のハブ83と、このハブ83の駆動回転により回転する円板状の回転板112と、この回転板112の平面に対面して車軸82および前側フレーム82に固定された固定板111と、回転板112にその回転中心部である車軸82の挿入孔112aから放射状に形成された放射状部115を備えた第1電極113と、この第1電極113の放射状部115と対向するように固定板111に形成された放射状部122を備えた第2電極120と、第1電極113に設けられた電荷保持体であるエレクトレと膜96とを備えているので、実施形態2と同様、簡単な構造で、装置全体の小型化を図ることができると共に、効率良く発電することができる。 According to such a power generator 110 for a bicycle, the hub 83 of the wheel 85 that is a rotational drive unit that rotationally drives, the disk-shaped rotational plate 112 that rotates by the driving rotation of the hub 83, and the rotational plate 112. A fixed plate 111 fixed to the axle 82 and the front frame 82 and a radial portion 115 formed radially from the insertion hole 112a of the axle 82 which is the rotation center portion of the rotation plate 112. A first electrode 113, a second electrode 120 having a radial portion 122 formed on the fixed plate 111 so as to face the radial portion 115 of the first electrode 113, and a charge holding body provided on the first electrode 113. Since the certain electre and the film 96 are provided, as in the second embodiment, the entire apparatus can be miniaturized with a simple structure, and power can be generated efficiently.

すなわち、この発電装置110によれば、実施形態2と同様、自転車が走行して車輪85が回転すると、この車輪85と共にハブ83が車軸82を中心に回転し、このハブ83の回転に伴って回転板88が回転する際に、この回転板112が平板状の固定板111の平面に対面して回転する構成であるから、固定板111に対して回転板112を車軸82によって一定間隔に保って回転させることができると共に、回転板112に設けられた第1電極113にエレクトレット膜96が形成され、この第1電極113のエレクトレット膜96と固定板111に設けられた第2電極120とが相対的に回転移動するので、回転板112の機械的な回転運動エネルギを効率良く電気エネルギに変換することができる。 That is, according to the power generation device 110, as in the second embodiment, when the bicycle travels and the wheel 85 rotates, the hub 83 rotates around the axle 82 together with the wheel 85, and with the rotation of the hub 83. When the rotating plate 88 rotates, the rotating plate 112 rotates so as to face the flat surface of the flat fixed plate 111. Therefore, the rotating plate 112 is kept at a fixed interval by the axle 82 with respect to the fixed plate 111. The electret film 96 is formed on the first electrode 113 provided on the rotating plate 112, and the electret film 96 of the first electrode 113 and the second electrode 120 provided on the fixed plate 111 are connected to each other. Since the rotational movement is relatively performed, the mechanical rotational kinetic energy of the rotating plate 112 can be efficiently converted into electric energy.

この場合、固定板111は、その中心部が車軸82に位置した状態で、前側フレーム81に着脱可能に取り付けられ、回転板112は、スポーク86の取付端部が係合孔112bに係合してハブ83の外側面に取り付けられる構成であるから、固定板111を車軸82および前側フレーム81に対して容易に取り付けることができると共に、回転板112をハブ83に簡単に取り付けることができ、これにより既存の自転車に簡単に後付けすることができる。また、この発電装置110では、回転板112が固定板111に対して非接触状態で回転するので、発電装置110が発電を行なっていても、自転車の走行に負荷を与えることがなく、良好に自転車を走行させることができる。 In this case, the fixed plate 111 is detachably attached to the front frame 81 with its central portion positioned on the axle 82, and the rotating plate 112 has the attachment end portion of the spoke 86 engaged with the engagement hole 112b. The fixing plate 111 can be easily attached to the axle 82 and the front frame 81, and the rotating plate 112 can be easily attached to the hub 83. Can be easily retrofitted to existing bicycles. Further, in this power generation device 110, since the rotating plate 112 rotates in a non-contact state with respect to the fixed plate 111, even if the power generation device 110 is generating power, it does not give a load to the traveling of the bicycle. Bicycle can be run.

なお、上述した実施形態2、3では、1つの回転板88、112に対して1つの固定板87、111を対面させた構成である場合について述べたが、これに限らず、例えば図26に示す第1変形例のように、1つの回転板130の両面(図26では上下の両面)にそれぞれ第1電極131を設け、この回転板130の両面に対面させて一対の固定板132を設け、この一対の固定板132にそれぞれ第2電極133を第1電極131に対向させて設けた構成にしても良い。この場合にも、第1電極131にエレクトレット膜96設ければ良い。このように構成すれば、実施形態2、3の発電装置80、110よりも、発電量を2倍に高めることができる。 In the second and third embodiments described above, the case where the single rotating plates 88 and 112 are configured to face one fixed plate 87 and 111 has been described. As shown in the first modified example, the first electrodes 131 are provided on both surfaces (upper and lower surfaces in FIG. 26) of one rotating plate 130, and a pair of fixed plates 132 are provided to face both surfaces of the rotating plate 130. The second electrode 133 may be provided on the pair of fixing plates 132 so as to face the first electrode 131, respectively. Also in this case, the electret film 96 may be provided on the first electrode 131. If comprised in this way, electric power generation amount can be raised twice compared with the electric power generating apparatuses 80 and 110 of Embodiment 2,3.

また、これに限らず、例えば図27に示す第2変形例のように、1つの固定板135に1つの回転板136を対向させ、この対向する回転板136にエレクトレット膜96を有する第1電極137を設け、固定板135に第2電極138を第1電極137に対向させて設けることにより、発電ユニット140を構成し、この発電ユニット140を車軸82に複数個設けた多重構造にしても良い。このように構成すれば、実施形態2、3の発電装置80、110よりも、発電量を複数倍に高めることができる。 Further, the present invention is not limited to this, for example, as in the second modification shown in FIG. 27, the first electrode having one rotating plate 136 facing one fixed plate 135 and the electret film 96 on the facing rotating plate 136. The power generation unit 140 may be configured by providing the first plate 137 with the second electrode 138 facing the first electrode 137 on the fixed plate 135, and a multiple structure in which a plurality of the power generation units 140 are provided on the axle 82 may be employed. . If comprised in this way, the electric power generation amount can be raised several times rather than the electric power generating apparatuses 80 and 110 of Embodiment 2,3.

また、これに限らず、例えば図28に示す第3変形例のように、1つの回転板130の両面(図28では上下の両面)にそれぞれエレクトレット膜96を有する第1電極131を設け、この回転板130の両面に対面させて一対の固定板132を設け、この一対の固定板135にそれぞれ第2電極133を第1電極131に対向させて設けることにより、発電ユニット141を構成し、この発電ユニット141を車軸82に複数個設けた多重構造にしても良い。このように構成すれば、実施形態2、3の発電装置80、110よりも、発電量を更に数倍に高めることができる。 Further, the present invention is not limited to this, for example, as in the third modification shown in FIG. 28, the first electrode 131 having the electret films 96 is provided on both surfaces (upper and lower surfaces in FIG. 28) of one rotating plate 130, respectively. A pair of fixed plates 132 are provided facing both surfaces of the rotating plate 130, and the second electrode 133 is provided on each of the pair of fixed plates 135 so as to face the first electrode 131, thereby forming the power generation unit 141. A multiple structure in which a plurality of power generation units 141 are provided on the axle 82 may be employed. If comprised in this way, the electric power generation amount can be raised several times compared with the electric power generating apparatuses 80 and 110 of Embodiment 2,3.

さらに、上述した実施形態1〜3およびその各変形例では、第1電極22、56、92、113、131、137にエレクトレット膜25、59、96を設けた場合について述べたが、必ずしも第1電極22、56、92、113、131、137にエレクトレット膜25、59、96を設ける必要はなく、第1電極22、56、92、113、131、137に代えて第2電極26、60、97、120、133、138にエレクトレット膜25、59、96を設けた構成でも良い。このように構成しても、実施形態1〜3およびその各変形例と同様の作用効果がある。 Further, in the first to third embodiments and the modifications thereof, the case where the electret films 25, 59, and 96 are provided on the first electrodes 22, 56, 92, 113, 131, and 137 has been described. It is not necessary to provide the electret films 25, 59, 96 on the electrodes 22, 56, 92, 113, 131, 137. Instead of the first electrodes 22, 56, 92, 113, 131, 137, the second electrodes 26, 60, A configuration in which electret films 25, 59, and 96 are provided on 97, 120, 133, and 138 may be employed. Even if comprised in this way, there exists an effect similar to Embodiment 1-3 and each modification.

なおまた、上記実施形態2、3およびその各変形例では、自転車の車軸82に発電装置80、110を設けた場合について述べたが、必ずしも自転車である必要はなく、例えば自動車、電車などの走行体の車軸に適用することができるほか、風車や船舶などの外部の駆動手段によって回転する回転駆動装置にも広く適用することができる。 In addition, in the above-described Embodiments 2 and 3 and their modifications, the case where the power generation devices 80 and 110 are provided on the bicycle axle 82 has been described. However, the bicycle does not necessarily have to be a bicycle. In addition to being applicable to body axles, it can also be widely applied to rotary drive devices that are rotated by external drive means such as windmills and ships.

1 腕時計ケース
6 時計モジュール
9 回路基板
11 時計ムーブメント
15 地板
16、55、80、110 第1発電装置
17、88、112、130、136 回転板
18 固定軸
19 ベアリング
22、56、92、113、131、137 第1電極
23、57、93、114 第1電極の絶縁膜
24、58、94、115 第1電極の放射状部
25、59、96 エレクトレット膜
26、60、97、120、133、138 第2電極
27、61、98、121 第2電極の絶縁膜
28、62、99、122 第2電極の放射状部
34 輪列受
38 秒針車
38a 秒針軸
55 第2発電装置
67、90 蓄電池
80、110 発電装置
81 前側フレーム
82 車軸
83 ハブ
85 車輪
87、111、132、135 固定板
100 送信部
101 照明装置
103 受信部
140、141 発電ユニット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Watch case 6 Watch module 9 Circuit board 11 Watch movement 15 Ground plate 16, 55, 80, 110 1st power generator 17, 88, 112, 130, 136 Rotating plate 18 Fixed shaft 19 Bearing 22, 56, 92, 113, 131 137 First electrode 23, 57, 93, 114 Insulating film 24, 58, 94, 115 of first electrode Radial part 25, 59, 96 of first electrode Electret film 26, 60, 97, 120, 133, 138 First Two electrodes 27, 61, 98, 121 Insulating films 28, 62, 99, 122 of the second electrode Radial part 34 of the second electrode 34 Train wheel receiver 38 Second hand wheel 38a Second hand shaft 55 Second power generator 67, 90 Storage batteries 80, 110 Power generator 81 Front frame 82 Axle 83 Hub 85 Wheels 87, 111, 132, 135 Fixed plate 100 Transmitter 101 Illumination Location 103 receiving section 140, 141 Power unit

Claims (7)

平板状の基板と、
この基板の平面に対面して回転する回転部材と、
この回転部材により回転駆動される時刻指示用の指針と、
前記回転部材に当該回転部材の回転中心部から放射状に形成された放射部を備えた第1電極と、
この第1電極の前記放射部と対向するように前記平板状の基板に形成された放射部を備えた第2電極と、
前記第1電極と前記第2電極との一方に設けられた電荷保持体と
を備えていることを特徴とする時計用発電装置。
A flat substrate;
A rotating member that rotates to face the plane of the substrate;
A time indicating hand that is rotationally driven by the rotating member;
A first electrode provided with a radiating portion formed radially from the rotation center of the rotating member on the rotating member;
A second electrode provided with a radiation portion formed on the flat substrate so as to face the radiation portion of the first electrode;
A timepiece power generator comprising a charge holding body provided on one of the first electrode and the second electrode.
回転駆動する回転駆動部と、
この回転駆動部の駆動により回転する円板状の回転部材と、
この回転部材の平面に対面して配置された平板状の基板と、
前記回転部材に当該回転部材の回転中心部から放射状に形成された放射部を備えた第1電極と、
この第1電極の前記放射部と対向するように前記平板状の基板に形成された放射部を備えた第2電極と、
前記第1電極と前記第2電極との一方に設けられた電荷保持体と
を備えていることを特徴とする発電装置。
A rotational drive unit for rotational driving;
A disk-shaped rotating member that is rotated by driving of the rotation driving unit;
A flat substrate disposed facing the plane of the rotating member;
A first electrode provided with a radiating portion formed radially from the rotation center of the rotating member on the rotating member;
A second electrode provided with a radiation portion formed on the flat substrate so as to face the radiation portion of the first electrode;
A power generation device comprising a charge holding body provided on one of the first electrode and the second electrode.
前記第1電極と前記第2電極との相対的な回転により発生する電荷を蓄電する蓄電部を備えていることを特徴とする請求項2に記載の発電装置。   The power generation device according to claim 2, further comprising a power storage unit that stores electric charges generated by relative rotation between the first electrode and the second electrode. 前記第1電極と前記第2電極との相対的な回転により発生した電気を電気エネルギとして送信する送信手段と、
この送信手段で送信された前記電気を電気エネルギとして受信する受信手段と、
を更に備えていることを特徴とする請求項2または請求項3に記載の発電装置。
Transmitting means for transmitting electricity generated by relative rotation between the first electrode and the second electrode as electric energy;
Receiving means for receiving the electricity transmitted by the transmitting means as electric energy;
The power generation device according to claim 2, further comprising:
前記第1電極は、前記回転部材の両面にそれぞれ設けられており、
前記基板は、前記回転部材の一方の面に対向する第1基板と前記回転部材の他方の面に対向する第2基板とを備えており、
前記第2電極は、前記回転部材の両面に対面する前記第1、第2の各基板にそれぞれ前記第1電極と対向して設けられていることを特徴とする請求項2〜請求項4のいずれかに記載の発電装置。
The first electrodes are respectively provided on both surfaces of the rotating member,
The substrate includes a first substrate facing one surface of the rotating member and a second substrate facing the other surface of the rotating member;
5. The second electrode according to claim 2, wherein the second electrode is provided on each of the first and second substrates facing both surfaces of the rotating member so as to face the first electrode. The power generator according to any one of the above.
前記第1電極が設けられた前記回転部材と、この回転部材に対面する前記平板状の基板とで、発電ユニットを構成し、この発電ユニットを複数組配列させたことを特徴とする請求項2〜請求項5のいずれかに記載の発電装置。 The power generation unit is constituted by the rotary member provided with the first electrode and the flat substrate facing the rotary member, and a plurality of sets of the power generation units are arranged. The power generation device according to claim 5. 回転部を備えた本体部に装着可能な発電装置本体を備えた発電装置であって、
前記発電装置本体は、
前記本体部に係合して固定された平板状の固定基板と、
この固定基板の平面に対面した状態で前記回転部に係合して回転駆動される回転部材と、
この回転部材に当該回転部材の回転中心部から放射状に形成された放射部を備えた第1電極と、
この第1電極の前記放射部と対向するように前記固定基板に形成された放射部を備えた第2電極と、
前記第1電極と前記第2電極との一方に設けられた電荷保持体と
を備えていることを特徴とする発電装置。

A power generation device including a power generation device main body attachable to a main body portion including a rotating part,
The power generator main body is:
A flat fixed substrate engaged and fixed to the main body,
A rotating member that is driven to rotate by engaging with the rotating portion in a state of facing the plane of the fixed substrate;
A first electrode provided with a radiating portion radially formed from the rotation center of the rotating member on the rotating member;
A second electrode provided with a radiation portion formed on the fixed substrate so as to face the radiation portion of the first electrode;
A power generation device comprising a charge holding body provided on one of the first electrode and the second electrode.

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