(57)【要約】【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
2010286428.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１５０９２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【発明の効果】
【００１３】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】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。
【図２】図１の電子腕時計を下面側から見た拡大底面図である。
【図３】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。
【図４】図３の時計モジュールを示した拡大底面図である。
【図５】図４の時計モジュールを示した拡大斜視図である。
【図６】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。
【図７】図１のＡ部を示した拡大断面図である。
【図８】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。
【図９】図８の回転板を上方から見た拡大平面図である。
【図１０】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。
【図１１】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。
【図１２】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。
【図１３】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。
【図１４】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。
【図１５】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。
【図１６】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。
【図１７】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。
【図１８】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。
【図１９】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。
【図２０】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。
【図２１】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。
【図２２】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。
【図２３】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。
【図２４】図２２における固定板を示した拡大右側面図である。
【図２５】図２２における回転板を示した拡大左側面図である。
【図２６】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。
【図２７】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。
【図２８】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。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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（ＳｉＯ２）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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
（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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
（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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【符号の説明】
【０１０５】
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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