JP2000162341A - Electronic clock with solar cell - Google Patents

Electronic clock with solar cell

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JP2000162341A
JP2000162341A JP10336340A JP33634098A JP2000162341A JP 2000162341 A JP2000162341 A JP 2000162341A JP 10336340 A JP10336340 A JP 10336340A JP 33634098 A JP33634098 A JP 33634098A JP 2000162341 A JP2000162341 A JP 2000162341A
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Japan
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solar cell
storage means
secondary battery
power storage
voltage
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JP10336340A
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Japanese (ja)
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Yoshihiko Momose
嘉彦 百瀬
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Seiko Epson Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide new structure of an electronic clock with a solar cell that can be manufactured by lower costs than before. SOLUTION: A solar cell 11 that is provided at a light reception part 11 is provided with two generation parts 11a, where the two generation parts 11a are connected in series. Back flow check circuit 12 consisting of a diode or the like is connected to a light reception part 10, the back flow check circut 12 is connected, and then an output terminal 11b and an output terminal piece 11c are provided. A clock movement 20 that is arranged at the reverse side of the light reception part 10 is provided with a chemical secondary battery 21 that is connected to the above output terminal 11b, a clock control circuit 22 that is connected to both the ends of the chemical secondary battery 21, and a clock drive part 24. The clock control circuit 22 is in the same configuration as a normal battery clock and does not include any additional functions for a clock with solar cell.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は太陽電池付き電子時
計に関する。
The present invention relates to an electronic timepiece with a solar cell.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、時刻表示部の文字板面に太陽
電池を配置し、太陽電池に光を当てることによって発電
をして時計ムーブメントを駆動するように構成された太
陽電池付き電子時計がある。この太陽電池付き電子時計
は、外光を電力に変換することによって電池交換を不要
にしたものであり、特に腕時計として多く販売されてい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been provided an electronic timepiece with a solar cell in which a solar cell is arranged on a dial surface of a time display section, and light is applied to the solar cell to generate power and drive a clock movement. is there. This electronic timepiece with a solar cell converts external light into electric power, thereby eliminating the need for battery replacement, and is often sold as a wristwatch.

【0003】上記の太陽電池付き電子時計の給電系の構
成ブロック図を図8に示す。ただし、図8に示す構成ブ
ロック図は実際の回路構成を大幅に簡略化して示してあ
る。受光部80に設置された太陽電池81は例えば円盤
状のステンレス鋼製の支持基板上に積層されたシリコン
半導体の層状構造によって構成され、文字板面にそれぞ
れ受光電極部を備えた4つの発電部81aを直列に接続
して成り、支持基板に接続された回路基板の裏面側に出
力端子81bを備えている。一方、受光部80の裏側に
設置された時計ムーブメント90には、太陽電池81の
発電した電力を蓄える大容量キャパシタ91と、時計動
作を制御する時計制御回路92と、補助コンデンサ93
と、指針を回転駆動させるための駆動モータ、液晶表示
パネルを駆動するための液晶表示回路などを含む時計駆
動部94とが設けられる。
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a power supply system of the electronic timepiece with a solar cell. However, the configuration block diagram shown in FIG. 8 shows the actual circuit configuration in a greatly simplified manner. The solar cell 81 installed in the light receiving section 80 is composed of a silicon semiconductor layered structure laminated on, for example, a disk-shaped support substrate made of stainless steel, and includes four power generating sections each having a light receiving electrode section on the dial surface. An output terminal 81b is provided on the back side of the circuit board connected to the support board. On the other hand, a clock movement 90 installed on the back side of the light receiving unit 80 includes a large-capacity capacitor 91 for storing the power generated by the solar cell 81, a clock control circuit 92 for controlling the clock operation, and an auxiliary capacitor 93.
And a clock motor 94 including a drive motor for rotating the hands and a liquid crystal display circuit for driving the liquid crystal display panel.

【0004】上記の回路構成において、太陽電池付き電
子時計に特有の構成は、大容量キャパシタ91に対して
太陽電池81側に取り付けられたダイオードなどからな
る逆流防止回路95、太陽電池81の両極の出力端子8
1bと81cとの間に接続されたリミッタ回路96、大
容量キャパシタ91に接続された充放電制御回路97、
及び、大容量キャパシタ91と時計制御回路92との間
に設けられた昇圧回路98である。これらの各回路は時
計制御回路92とともに、太陽電池付き電子時計のため
の専用ICとして構成される。
In the above-described circuit configuration, the configuration specific to the electronic timepiece with a solar cell includes a backflow prevention circuit 95 composed of a diode and the like attached to the solar cell 81 with respect to the large-capacity capacitor 91, Output terminal 8
A limiter circuit 96 connected between 1b and 81c, a charge / discharge control circuit 97 connected to a large-capacity capacitor 91,
And a booster circuit 98 provided between the large-capacity capacitor 91 and the clock control circuit 92. Each of these circuits, together with the clock control circuit 92, is configured as a dedicated IC for an electronic timepiece with a solar cell.

【0005】上記太陽電池付き電子時計においては、大
容量キャパシタ91の充電電圧が太陽電池81の出力電
圧よりも高くなった場合、上記の逆流防止回路95によ
って電流の逆流が防止される。リミッタ回路96は、大
容量キャパシタ91の充電電圧が耐圧値を越えようとす
る場合、太陽電池81の出力端子の両極間を短絡して大
容量キャパシタ91の過充電を防止する過充電防止手段
である。充放電制御回路97は大容量キャパシタ91の
蓄電電圧に応じて大容量キャパシタ91の充電及び放電
の制御を行うための回路であり、時計制御回路92など
に対する太陽電池81からの充分な電力供給に支障がな
ければ大容量キャパシタ91に充電を行い、時計制御回
路92などへの太陽電池81からの電力供給が不足しそ
うな場合には大容量キャパシタ91を放電させる。ま
た、この充放電制御回路97は、大容量キャパシタ91
の充電量が少なく、太陽電池81が発電を開始したばか
りのときには、時計駆動のスタートをなるべく早くする
ために大容量キャパシタ91への充電を抑制するスター
ト時間短縮手段をも構成する。昇圧回路98は、一次側
の電圧を高めて時計体へと供給するための回路であり、
太陽電池81の発電電圧が低く、しかも、大容量キャパ
シタ91の充電電圧が低い場合に、昇圧により時計体の
駆動時間を延長させるためのものである。
In the electronic timepiece with a solar cell, when the charging voltage of the large-capacity capacitor 91 becomes higher than the output voltage of the solar cell 81, the backflow preventing circuit 95 prevents the backflow of the current. When the charging voltage of the large-capacitance capacitor 91 exceeds the withstand voltage, the limiter circuit 96 is a short-circuit between both electrodes of the output terminal of the solar cell 81 to prevent overcharging of the large-capacity capacitor 91 by overcharge prevention means. is there. The charge / discharge control circuit 97 is a circuit for controlling charging and discharging of the large-capacity capacitor 91 in accordance with the storage voltage of the large-capacity capacitor 91, and is used for supplying sufficient power from the solar battery 81 to the clock control circuit 92 and the like. If there is no problem, the large-capacity capacitor 91 is charged, and if the power supply from the solar battery 81 to the clock control circuit 92 and the like is likely to be insufficient, the large-capacity capacitor 91 is discharged. The charge / discharge control circuit 97 includes a large-capacity capacitor 91
When the solar cell 81 has just started to generate power, the start time shortening means for suppressing the charging of the large-capacity capacitor 91 is also configured to make the clock drive start as soon as possible. The booster circuit 98 is a circuit for increasing the voltage on the primary side and supplying it to the clock body.
When the power generation voltage of the solar cell 81 is low and the charging voltage of the large-capacity capacitor 91 is low, the driving time of the clock body is extended by boosting.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記太陽電
池付き電子時計においては、上記のように太陽電池付き
の場合にのみ必要な機能を備えた専用ICを内蔵した専
用の時計ムーブメントを構成する必要があり、一般の電
池交換の必要な時計に比べて数量も多くないことから、
製造コストが大きくなるという問題点がある。特に、太
陽電池を内蔵するために文字板近傍の受光部もまた特殊
な構造にする必要があるために、全体として通常の電池
時計に比べて大幅に製造コストが増大する。
However, in the above electronic timepiece with a solar cell, it is necessary to construct a special timepiece movement having a built-in exclusive IC having a function necessary only when the electronic timepiece has a solar cell as described above. Because there is not much in comparison with the clock which needs a general battery exchange,
There is a problem that the manufacturing cost increases. In particular, since the light receiving portion near the dial needs to have a special structure in order to incorporate the solar cell, the manufacturing cost as a whole is greatly increased as compared with a normal battery timepiece.

【0007】そこで本発明は上記問題点を解決するもの
であり、その課題は、太陽電池付き電子時計において、
従来よりも低コストで製造することができる新規の構造
を提供することにある。
Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide an electronic timepiece with a solar cell.
An object of the present invention is to provide a novel structure that can be manufactured at a lower cost than before.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明が講じた手段は、一次電池からの電力供給を受
けて動作するために必要な機能を備えた時計ムーブメン
トを有し、前記一次電池の代わりに充電可能な蓄電手段
を装備し、前記時計ムーブメントの最低動作電圧以上の
最大発電電圧を有するとともに前記蓄電手段に対して接
続される出力端子を備え、発電部を2段に直列接続して
なる構造を有する太陽電池と、該太陽電池と前記蓄電手
段との間に接続された逆流防止回路とを設け、前記蓄電
手段を二次電池とするとともに、前記最大発電電圧に対
応する前記蓄電手段への最大充電電圧値が前記蓄電手段
の定格電圧値以下になるように構成したことを特徴とす
る太陽電池付き電子時計である。
Means taken by the present invention to solve the above-mentioned problem is to provide a timepiece movement having a function necessary to operate by receiving power supply from a primary battery. Equipped with a rechargeable power storage means instead of a primary battery, provided with an output terminal connected to the power storage means and having a maximum generated voltage equal to or higher than the minimum operation voltage of the timepiece movement, and a power generation unit connected in two stages. A solar cell having a structure formed by connection and a backflow prevention circuit connected between the solar cell and the power storage means are provided, and the power storage means is a secondary battery and corresponds to the maximum power generation voltage. An electronic timepiece with a solar cell, wherein a maximum charging voltage value to the power storage means is configured to be equal to or lower than a rated voltage value of the power storage means.

【0009】この手段によれば、電池時計用の時計ムー
ブメントに蓄電手段を装備して、時計ムーブメントの最
低動作電圧以上の最大発電電圧を有する太陽電池と逆流
防止回路とを設けることによって太陽電池付き時計を構
成でき、しかも、太陽電池を発電部が2段直列接続した
構造とすることによって最大充電電圧を下げるとともに
発電電流を増大させることができるので、過充電防止回
路が不要になるとともに二次電池である蓄電手段の充電
特性が改善され、放電状態からのスタート時間を短縮す
ることができ、さらに、太陽電池の最大発電電圧に対応
する最大充電電圧が前記蓄電手段の定格電圧以下である
ので、蓄電手段の特性劣化を防止して蓄電手段の低コス
ト化及び長寿命化を図ることができる。したがって、太
陽電池付き時計を構成する場合に、従来のように専用回
路を備えた時計ムーブメントを別途製造する必要がなく
なり、また、専用回路の構成要素の一部(即スタート回
路、昇圧回路、過充電防止回路など)を設けずに済むと
ともに、汎用の時計ムーブメントをそのまま用いること
ができるので、製造コストを大幅に低減することができ
る。
According to this means, the timepiece movement for the battery timepiece is provided with the power storage means, and the solar cell having the maximum generated voltage equal to or higher than the minimum operating voltage of the timepiece movement and the backflow prevention circuit are provided, so that the solar cell has A timepiece can be configured, and the solar cell has a structure in which the power generation unit is connected in two stages in series, so that the maximum charging voltage can be reduced and the generated current can be increased. The charging characteristics of the storage means as a battery are improved, the start time from the discharge state can be shortened, and the maximum charging voltage corresponding to the maximum power generation voltage of the solar cell is equal to or less than the rated voltage of the storage means. In addition, it is possible to prevent the characteristics of the power storage means from being deteriorated, thereby achieving cost reduction and long life of the power storage means. Therefore, when configuring a timepiece with a solar cell, it is not necessary to separately manufacture a timepiece movement equipped with a dedicated circuit as in the related art, and some of the components of the dedicated circuit (immediate start circuit, booster circuit, overvoltage This eliminates the need for providing a charge prevention circuit, etc., and allows a general-purpose timepiece movement to be used as it is, thereby significantly reducing manufacturing costs.

【0010】請求項1において、前記蓄電手段及び前記
時計ムーブメントに対して、前記太陽電池及び前記逆流
防止回路を備えた太陽電池モジュールを接続して成る構
造を備えていることが好ましい。太陽電池及び逆流防止
回路を備えた太陽電池モジュールを接続して成る構造を
有することにより、通常の時計ムーブメントに太陽電池
モジュールを装着するだけで組み立てられるために組み
立て行程も簡略化可能であり、さらに製造コストを低減
できる。
[0010] In the first aspect, it is preferable that the power storage means and the timepiece movement have a structure in which a solar cell module having the backflow prevention circuit is connected to the power storage means and the timepiece movement. By having a structure formed by connecting a solar cell and a solar cell module provided with a backflow prevention circuit, it is possible to assemble simply by mounting the solar cell module on a normal watch movement, so that the assembly process can be simplified, and Manufacturing costs can be reduced.

【0011】次に、太陽電池と、該太陽電池の発生電力
を蓄える蓄電手段と、前記太陽電池若しくは前記蓄電手
段から供給される電力により動作する時計ムーブメント
とを備え、前記蓄電手段及び前記時計ムーブメントに対
して、前記太陽電池と、前記太陽電池に接続された逆流
防止回路と、前記蓄電手段に接続可能な出力端子とを備
えた太陽電池モジュールを接続した構造を備えているこ
とを特徴とする太陽電池付き電子時計である。太陽電池
と逆流防止回路とを備えた太陽電池モジュールを時計ム
ーブメントに接続するだけで構成できるので、太陽電池
モジュールとして種々の時計ムーブメントに対しても用
いることができるとともに、専用設計の時計ムーブメン
トでなく、通常の電池時計の機能のみを有するムーブメ
ントを用いることも可能であり、製造コストを低減させ
ることができる。
Next, a solar cell, a power storage means for storing power generated by the solar cell, and a clock movement operated by power supplied from the solar cell or the power storage means, wherein the power storage means and the clock movement In contrast, the solar cell module has a structure in which a solar cell module including a solar cell, a backflow prevention circuit connected to the solar cell, and an output terminal connectable to the power storage means is connected. It is an electronic timepiece with a solar cell. Since it can be configured simply by connecting a solar cell module equipped with a solar cell and a backflow prevention circuit to a watch movement, it can be used for various watch movements as a solar cell module, and is not a specially designed watch movement. It is also possible to use a movement having only the functions of a normal battery timepiece, so that the manufacturing cost can be reduced.

【0012】請求項2又は請求項3において、前記太陽
電池モジュールはその構成要素を保持するための保持部
材を備えており、該保持部材は前記時計ムーブメントに
係合可能に構成されていることが好ましい。太陽電池モ
ジュールの保持部材を時計ムーブメントに係合するよう
に構成しているので、太陽電池モジュールと時計ムーブ
メントとの接続が容易になり、また、保持部材によって
太陽電池モジュールの各部品が保持されるので、製造工
程における取り扱いも容易になる。この場合、特に、保
持部材を時計ムーブメントに係合させたときに前記出力
端子が自ずから前記蓄電手段に導電接続されるように構
成されていることが好ましい。
[0012] In the second or third aspect, the solar cell module may include a holding member for holding a component thereof, and the holding member may be configured to be engageable with the timepiece movement. preferable. Since the holding member of the solar cell module is configured to engage with the timepiece movement, the connection between the solar cell module and the timepiece movement is facilitated, and each part of the solar cell module is held by the holding member. Therefore, handling in the manufacturing process is also facilitated. In this case, it is particularly preferable that the output terminal is naturally electrically connected to the power storage means when the holding member is engaged with the timepiece movement.

【0013】請求項2から請求項4までのいずれか1項
において、前記太陽電池は絶縁基板上の積層構造によっ
て構成され、前記出力端子は前記絶縁基板に形成された
スルーホールを介して引き出された導電体に接続され前
記絶縁基板の裏面上に設けられていることが好ましい。
絶縁基板のスルーホールを介して引き出された導電体に
接続され、しかも絶縁基板の裏面上に設けられているこ
とによって、蓄電手段に対する導電接続が容易になると
ともに、太陽電池の外周部に別途絶縁基板を取り付ける
必要がなくなるので、時計の内部構造の小型化を図るこ
とができる。
The solar cell according to any one of claims 2 to 4, wherein the solar cell has a laminated structure on an insulating substrate, and the output terminal is drawn out through a through hole formed in the insulating substrate. It is preferable to be provided on the back surface of the insulating substrate so as to be connected to the conductor.
By being connected to the conductor drawn out through the through hole of the insulating substrate and being provided on the back surface of the insulating substrate, the conductive connection to the power storage means is facilitated and the solar cell is insulated separately at the outer periphery. Since there is no need to attach a substrate, the internal structure of the timepiece can be reduced in size.

【0014】請求項3から請求項5までのいずれか1項
において、前記蓄電手段を放電電圧特性に平坦領域を有
する二次電池とすることが好ましい。放電電圧特性に平
坦領域を有することによって放電時における出力電圧の
変動が抑制されるので、平坦領域を有しないキャパシタ
などを用いる場合に比べて、昇圧回路などを用いること
なく、時計体を直接蓄電手段によって駆動しても支障が
生じない。ここで、平坦領域とは、化学二次電池の放電
特性一般に見られる、放電容量と出力電圧とが比例しな
い領域のことを言い、必ずしも厳密に出力電圧が一定に
なることを意味しない。例えば、最大蓄電容量に対する
放電容量の比が50%以上の領域であって、しかも、出
力電圧の変動幅が当該領域における出力電圧の50%以
下である領域を言う。
[0014] In any one of claims 3 to 5, it is preferable that the power storage means is a secondary battery having a flat region in discharge voltage characteristics. By having a flat region in the discharge voltage characteristics, fluctuations in output voltage during discharge are suppressed, so that the timepiece can be directly stored without using a booster circuit, etc., compared to using a capacitor without a flat region. No problem occurs even when driven by means. Here, the flat region refers to a region where the discharge capacity is not proportional to the output voltage, which is generally seen in the discharge characteristics of a chemical secondary battery, and does not necessarily mean that the output voltage is strictly constant. For example, it refers to a region where the ratio of the discharge capacity to the maximum storage capacity is 50% or more, and furthermore, the fluctuation range of the output voltage is 50% or less of the output voltage in the region.

【0015】請求項6において、前記太陽電池の最大発
生電圧を前記二次電池における前記平坦領域の電圧値と
ほぼ等しくすることが好ましい。太陽電池の最大発生電
圧を平坦領域の電圧値、すなわち、放電特性の平坦領域
における二次電池の出力電圧の値とほぼ等しくすること
によって、二次電池を完全な満充電状態にすることはで
きないが、時計動作に充分な程度に二次電池を充電可能
であるとともに、このようにすると太陽電池の発生電圧
が二次電池の耐圧を越えることはあり得ないため、過充
電防止回路を不要にすることができる。ここで、請求項
1及び請求項7で言う太陽電池の最大発生電圧とは、時
計の通常使用状態において得られる最大の出力電圧のこ
とであり、人工的な光照射によってのみ得られる通常使
用でない場合の電圧値を考慮しない。この場合、特に、
太陽電池の最大発電電圧を上記平坦領域の中でも最も高
い放電電圧値とほぼ等しくすることによって、化学二次
電池の充電率を支障なく高めることができる。
[0015] In claim 6, it is preferable that the maximum generated voltage of the solar cell is substantially equal to the voltage value of the flat region in the secondary battery. By making the maximum generated voltage of the solar cell substantially equal to the voltage value in the flat region, that is, the output voltage value of the secondary battery in the flat region of the discharge characteristics, the secondary battery cannot be completely charged. However, the rechargeable battery can be charged to an extent sufficient for clock operation, and in this case, the generated voltage of the solar cell cannot exceed the withstand voltage of the rechargeable battery. can do. Here, the maximum generated voltage of the solar cell referred to in claims 1 and 7 is a maximum output voltage obtained in a normal use state of the timepiece, and is not a normal use obtained only by artificial light irradiation. Do not consider the voltage value of the case. In this case, in particular,
By making the maximum power generation voltage of the solar cell substantially equal to the highest discharge voltage value in the flat region, the charge rate of the chemical secondary battery can be increased without any trouble.

【0016】請求項6又は請求項7において、前記二次
電池は、低充電状態において充電開始時に一時的に出力
電圧の上昇が生ずる特性を備えていることが好ましい。
この特性を備えていることにより、二次電池が時計ムー
ブメントを駆動できない程度の低充電状態にある場合
に、太陽電池から給電が開始され、二次電池が充電され
始めた時点で一時的に二次電池の出力電圧が上昇するの
で、この電圧上昇によって時計ムーブメントを駆動させ
ることが可能であるから、時計ムーブメントのスタート
時間(動作開始時間)を短縮することができるので、従
来の太陽電池付き電子時計に特有のスタート時間短縮手
段を設ける必要がなくなり、製造コストを低減しつつ、
初動性能を高めることができる。
Preferably, the secondary battery has a characteristic in which the output voltage temporarily increases at the start of charging in a low charge state.
With this characteristic, when the secondary battery is in a low charge state that cannot drive the timepiece movement, power is started from the solar battery and the secondary battery is temporarily charged when the secondary battery starts to be charged. Since the output voltage of the secondary battery rises, it is possible to drive the clock movement by this voltage rise, so that the start time (operation start time) of the clock movement can be shortened. It is no longer necessary to provide a means for shortening the start time that is unique to watches.
Initial movement performance can be improved.

【0017】請求項6から請求項8までのいずれか1項
において、前記二次電池はリチウムイオン二次電池であ
ることが充分な平坦領域を備えているとともに、請求項
8に記載した特性を備えている点で望ましい。特に、後
述するチタンリチウムイオン二次電池であることが最も
望ましい。
In any one of claims 6 to 8, the secondary battery has a flat region sufficient to be a lithium ion secondary battery and has the characteristics described in claim 8. It is desirable because it has. In particular, a titanium lithium ion secondary battery described below is most desirable.

【0018】上記各手段においては、前記太陽電池は直
列に接続された複数の発電部を備え、前記太陽電池の最
大発生電圧を前記蓄電手段の耐圧値以下に制限するため
に前記発電部の直列接続数を設定していることが好まし
い。発電部の直列接続数を設定することによって太陽電
池の最大発生電圧を抑制しているので二次電池への充電
電圧を降下させるための回路が不要になるとともに、出
力電圧を抑制する代わりに大きな電流を取り出すことが
可能になるため、供給電圧の変動を抑制することができ
るとともに二次電池の低充電状態における充電効率を向
上させることができる。
In each of the above means, the solar cell includes a plurality of power generation units connected in series, and the power generation units are connected in series in order to limit the maximum generated voltage of the solar cell to a withstand voltage of the power storage means or less. It is preferable to set the number of connections. Since the maximum generation voltage of the solar cell is suppressed by setting the number of series connection of the power generation unit, a circuit for lowering the charging voltage to the secondary battery is not required, and the output voltage is large instead of being suppressed. Since the current can be taken out, the fluctuation of the supply voltage can be suppressed, and the charging efficiency of the secondary battery in the low charging state can be improved.

【0019】上記各手段において、前記蓄電手段に対す
る過充電防止手段を備えていないことが好ましい。ま
た、上記各手段において、前記蓄電手段の蓄電量が少な
い場合に前記時計ムーブメントの動作開始時点を早める
ためのスタート時間短縮手段を備えていないことが好ま
しい。さらに、上記各手段において、前記蓄電手段から
前記時計体までの間に昇圧回路を備えていないことが好
ましい。
It is preferable that each of the above means does not include an overcharge prevention means for the power storage means. Further, it is preferable that each of the above-mentioned means does not include a start time reducing means for hastening the operation start time of the timepiece movement when the amount of power stored in the power storage means is small. Furthermore, in each of the above means, it is preferable that a booster circuit is not provided between the power storage means and the clock body.

【0020】上記各手段においては、前記太陽電池にお
いて直列接続された前記発電部の数は2、すなわち2段
に構成されていることが好ましい。このことによって通
常のアモルファスシリコンを用いた太陽電池では最大発
電電圧を1.6V程度とし、逆流防止回路の電圧降下を
考慮しても1.4Vの最大充電電圧若しくは動作電圧を
得ることができるので、通常の電池時計における時計ム
ーブメントを充分に動作させることができるとともに、
蓄電手段の過充電を回避することができる。
In each of the above means, the number of the power generation units connected in series in the solar cell is preferably two, that is, two stages. As a result, in a solar cell using ordinary amorphous silicon, the maximum power generation voltage is about 1.6 V, and a maximum charging voltage or operating voltage of 1.4 V can be obtained even in consideration of the voltage drop of the backflow prevention circuit. , While being able to fully operate the watch movement in a normal battery watch,
Overcharging of the storage means can be avoided.

【0021】なお、本発明の二次電池とは、リチウムイ
オン二次電池のような化学二次電池が好ましいが、それ
以外の化学二次電池でも、あるいは化学二次電池以外の
二次電池でもよく、リチウムイオン二次電池の放電特正
に類似するフラット状の放電特性を有するものならばど
のような充電可能素子をも含むものである。
The secondary battery of the present invention is preferably a chemical secondary battery such as a lithium ion secondary battery, but may be any other chemical secondary battery or a secondary battery other than a chemical secondary battery. In addition, any rechargeable element having a flat discharge characteristic similar to the discharge characteristics of a lithium ion secondary battery is included.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】次に、本発明に係る実施形態につ
いて詳細に説明する。図1は太陽電池付き電子腕時計で
ある本実施形態の電力供給系の構成ブロック図である。
この実施形態では、受光部10に設けられた太陽電池1
1に2つの発電部11aが設けられ、これらは直列に接
続されている。受光部10にはダイオードなどからなる
逆流防止回路12が接続され、この逆流防止回路12を
接続した後に、出力端子11b及び出力端子片11cが
設けられている。なお、太陽電池11の出力端子間に図
示点線のように補助コンデンサ23を接続してもよい。
Next, an embodiment according to the present invention will be described in detail. FIG. 1 is a configuration block diagram of a power supply system of the present embodiment, which is an electronic wristwatch with a solar cell.
In this embodiment, the solar cell 1 provided in the light receiving unit 10
One is provided with two power generation units 11a, which are connected in series. A backflow prevention circuit 12 composed of a diode or the like is connected to the light receiving unit 10, and after the backflow prevention circuit 12 is connected, an output terminal 11b and an output terminal strip 11c are provided. The auxiliary capacitor 23 may be connected between the output terminals of the solar cell 11 as shown by the dotted line in the figure.

【0023】上記の受光部10の裏面側に配置された時
計ムーブメント20には、上記の出力端子11b及び出
力端子片11cに接続された化学二次電池21と、化学
二次電池21の両極に接続された時計制御回路22と、
時計駆動部24とが設けられている。時計制御回路22
は通常の電池時計と同様構成のものであり、太陽電池付
き時計のための付加機能は何ら含まれていない。
The timepiece movement 20 arranged on the back side of the light receiving section 10 has a chemical secondary battery 21 connected to the output terminal 11b and the output terminal piece 11c, and a pair of electrodes of the chemical secondary battery 21. A connected clock control circuit 22,
A clock drive unit 24 is provided. Clock control circuit 22
Has the same configuration as a normal battery clock, and does not include any additional functions for a clock with solar batteries.

【0024】図2は上記太陽電池11の具体的構造例を
示すものであり、図2(a)は太陽電池11の平面図、
図2(b)は太陽電池11の底面図である。太陽電池1
1は、合成樹脂製のフィルムやガラス製の基板などから
なる絶縁基材11Aの表面上に、金属電極層、半導体
層、絶縁層、配線電極層、透光性の封止樹脂層などを積
層することによって構成されている。太陽電池11の表
面には半円形の2つの受光領域11Bが形成され、その
周りの太陽電池11の周縁部には、表面側の配線電極層
に接続された配線を通すための配線領域11Fが設けら
れている。
FIG. 2 shows a specific example of the structure of the solar cell 11, and FIG.
FIG. 2B is a bottom view of the solar cell 11. Solar cell 1
1. A metal electrode layer, a semiconductor layer, an insulating layer, a wiring electrode layer, a light-transmitting sealing resin layer, and the like are laminated on the surface of an insulating base material 11A made of a synthetic resin film, a glass substrate, or the like. It is constituted by doing. Two semicircular light receiving regions 11B are formed on the surface of the solar cell 11, and a wiring region 11F for passing the wiring connected to the wiring electrode layer on the front surface is formed around the periphery of the solar cell 11 around the light receiving region 11B. Is provided.

【0025】この太陽電池11においては、絶縁基材1
1Aを用いていることにより、絶縁基材11Aにレーザ
ー加工などによりスルーホールを形成し、図2(b)に
示すように、このスルーホールを介して絶縁基材11A
の裏面上に金属電極層や配線電極層に接続された配線1
1d,11eが引き出され、配線11dには導電ゴムな
どにより形成された出力端子11bが導電接続され、絶
縁基材11Aの裏面上に突出している。従来は扇形状の
4つの受光領域に分割され、各受光領域を有する4つの
発電部が直列に接続されていたのを、本実施形態の場
合、図2(a)に示すように半円形状の2つの受光領域
11Bに分割し、2つの発電部が直列に接続されるよう
に構成している。したがって、後述するように発生電圧
は低くなるが電流を多く取り出せる。
In this solar cell 11, the insulating base material 1
By using 1A, a through hole is formed in the insulating base material 11A by laser processing or the like, and as shown in FIG. 2B, the insulating base material 11A is formed through the through hole.
1 connected to the metal electrode layer and the wiring electrode layer on the back surface of
1d and 11e are drawn out, an output terminal 11b formed of conductive rubber or the like is conductively connected to the wiring 11d, and protrudes on the back surface of the insulating base material 11A. Conventionally, four fan-shaped light receiving areas are divided and four power generating units having each light receiving area are connected in series. In the case of the present embodiment, as shown in FIG. Is divided into two light receiving regions 11B, and two power generating units are connected in series. Therefore, as described later, the generated voltage is low, but a large amount of current can be obtained.

【0026】図3は時計内部に配置される受光部10と
時計ムーブメント20とを接続した状態を時計の裏蓋側
から見た底面図であり、図4(a)は受光部10と時計
ムーブメント20とを分解した状態を示す模式的な側面
一部断面図、図4(b)は受光部10と時計ムーブメン
ト20とが接続された状態を示す模式的な側面一部断面
図である。上記各図において時計ムーブメント20内の
細部構造は省略して示してある。
FIG. 3 is a bottom view of the timepiece when the light receiving unit 10 and the timepiece movement 20 arranged inside the timepiece are connected as viewed from the back cover side of the timepiece. FIG. 4A shows the light receiving unit 10 and the timepiece movement. FIG. 4B is a schematic partial side sectional view showing a state in which the light receiving unit 10 and the timepiece movement 20 are connected to each other. In each of the above drawings, the detailed structure inside the timepiece movement 20 is omitted.

【0027】時計ムーブメント20には、内蔵された時
計制御回路22(時計用ICとしてムーブメント内の回
路基板上に実装されている。)に接続されたバネ性を有
する端子片20aが設けられている。この端子片20a
は時計ムーブメント20に設けられた回路基板に実装さ
れ、回路基板上から電池内蔵用の凹部に張り出してお
り、この凹部には上記の化学二次電池21が収容されて
いる。このとき、端子片20aは化学二次電池21の正
極に接触している。また、端子片20aは化学二次電池
21の正極とともに受光部10側に向けて露出してい
る。
The timepiece movement 20 is provided with a terminal piece 20a having a spring property and connected to a built-in timepiece control circuit 22 (mounted on a circuit board in the movement as a timepiece IC). . This terminal strip 20a
Is mounted on a circuit board provided in the timepiece movement 20, and projects from the circuit board into a recess for incorporating a battery, and the recess accommodates the chemical secondary battery 21 described above. At this time, the terminal piece 20a is in contact with the positive electrode of the chemical secondary battery 21. The terminal piece 20a is exposed toward the light receiving unit 10 together with the positive electrode of the chemical secondary battery 21.

【0028】一方、受光部10は、上述の太陽電池11
と、この太陽電池11を保持するように外周部に装着さ
れたリング状(或いは枠状)の合成樹脂などからなる基
板受け部材13(上記の保持部材に相当する。)と、太
陽電池11の表面側(図示下側)に配置若しくは貼着さ
れた光透過性を有する表面板14とから構成されてい
る。光透過板14はガラスや合成樹脂などからなる透明
板でもよいが、太陽電池11の発電量を必要以上に低下
させないものであれば、半透明の白色板その他の半透過
性の素材で形成されていてもよい。
On the other hand, the light receiving unit 10 is provided with the solar cell 11
And a substrate receiving member 13 (corresponding to the above-mentioned holding member) made of a ring-shaped (or frame-shaped) synthetic resin or the like mounted on the outer peripheral portion so as to hold the solar cell 11, and the solar cell 11. A light-transmitting surface plate 14 disposed or adhered to the front side (the lower side in the figure). The light transmitting plate 14 may be a transparent plate made of glass, synthetic resin, or the like, but is formed of a translucent white plate or other translucent material as long as the power generation of the solar cell 11 is not reduced unnecessarily. May be.

【0029】太陽電池11の裏面に張り出した配線11
eの先端には逆流防止回路12の一方の端子部が導電接
着されていて、太陽電池11の裏面上に固着された出力
端子片11cの基部に逆流防止回路12の他方の端子部
が導電接着されている。出力端子片11cは化学二次電
池21の負極である外周面にバネ圧を持って接触するよ
うに構成された立ち上がり部分を備えている。また、太
陽電池11の裏面上に突設された出力端子11bは、化
学二次電池21の正極に接触している上述の端子片20
aに下方から接触している。なお、出力端子11bが端
子片20aを回避して化学二次電池21の正極に直接に
接触していてもよい。
Wiring 11 projecting from the back of solar cell 11
One end of the backflow prevention circuit 12 is electrically conductively bonded to the tip of e, and the other terminal of the backflow prevention circuit 12 is conductively bonded to the base of the output terminal piece 11c fixed on the back surface of the solar cell 11. Have been. The output terminal strip 11c has a rising portion configured to come into contact with the outer peripheral surface, which is the negative electrode of the chemical secondary battery 21, with spring pressure. The output terminal 11 b protruding from the back surface of the solar cell 11 is connected to the above-described terminal piece 20 that is in contact with the positive electrode of the chemical secondary battery 21.
a from below. Note that the output terminal 11b may be in direct contact with the positive electrode of the chemical secondary battery 21 avoiding the terminal piece 20a.

【0030】上記逆流防止回路12は実際にはダイオー
ド素子である。このダイオード素子は上記のように太陽
電池11の裏面上に直接に実装されていてもよく、或い
は、太陽電池に取り付けられた補助回路基板に実装され
ていてもよい。いずれにしても逆流防止回路12が太陽
電池に対して取り付けられていることによって、太陽電
池モジュールとして一体に取り扱うことができ、通常の
時計ムーブメントに対しても容易に組み付けることがで
きる。
The backflow prevention circuit 12 is actually a diode element. This diode element may be mounted directly on the back surface of the solar cell 11 as described above, or may be mounted on an auxiliary circuit board attached to the solar cell. In any case, since the backflow prevention circuit 12 is attached to the solar cell, the backflow prevention circuit 12 can be integrally handled as a solar cell module, and can be easily assembled to a normal watch movement.

【0031】時計ムーブメント20は文字板受け部材1
3に対して軽く押しつけることにより文字板受けリング
13の係合部13aに対して係合し、受光部10に対し
て保持されるようになっている。このとき、上記出力端
子11bは端子片20a又は化学二次電池21の正極に
接触し、出力端子片11cは化学二次電池21の負極に
接触した状態で保持されている。
The timepiece movement 20 includes the dial receiving member 1.
By lightly pressing against the light receiving member 3, it engages with the engaging portion 13 a of the dial receiving ring 13 and is held by the light receiving portion 10. At this time, the output terminal 11b is in contact with the terminal piece 20a or the positive electrode of the chemical secondary battery 21, and the output terminal piece 11c is held in contact with the negative electrode of the chemical secondary battery 21.

【0032】なお、本実施形態では太陽電池11が絶縁
基材11A上に形成されたものとなっているが、ステン
レス鋼などの金属基板上に形成されたものであってもよ
い。この場合には太陽電池の外周部に絶縁基板を取り付
けて裏面側に出力を引き出すことができる。また、太陽
電池11は他部材に完全に固着されている必要はなく、
時計に組み付けた状態で固定されていればよいが、絶縁
基材11Aが合成樹脂のフィルムなどのように可撓性を
有するものの場合には、上記の表面板14や時計ムーブ
メント20の表面に貼着するように構成してもよい。
In the present embodiment, the solar cell 11 is formed on the insulating base material 11A, but may be formed on a metal substrate such as stainless steel. In this case, an output can be drawn out to the back side by attaching an insulating substrate to the outer peripheral portion of the solar cell. Further, the solar cell 11 does not need to be completely fixed to another member,
It is sufficient if the insulating base material 11A is flexible such as a synthetic resin film or the like. However, if the insulating base material 11A is flexible such as a synthetic resin film, the insulating base material 11A is attached to the surface plate 14 or the surface of the watch movement 20. You may be comprised so that it may wear.

【0033】本実施形態の化学二次電池21は、具体的
には、チタンリチウムイオン二次電池である。チタンリ
チウムイオン二次電池は、正極にリチウム・マンガン複
合酸化物(LiXMnOY)を用い、負極にリチウム・チ
タン複合酸化物(LiXTiY4)を用い、電解液とし
てリチウム塩、有機溶媒からなるものを用いたものであ
る。図5は、本実施形態に用いるチタンリチウムイオン
二次電池A,B(Aは松下電池社製のMT621、Bは
MT920である。)の放電特性を示す。この特性自体
はチタンリチウムイオン二次電池に限らず、イオン交換
作用を用いた種々の化学二次電池に共通の特性である。
化学二次電池は、図示のキャパシタC,D,E(C及び
Eはポリアセンキャパシタ、Dはゴールドキャパシタ)
のように電圧と蓄電容量とが比例関係にあるものとは異
なり、放電過程の大部分において比較的狭い変動範囲内
で出力電圧を維持することができ、その結果、充電状態
の通常使用領域における出力電圧の変動量を低く抑制す
ることができる。
The chemical secondary battery 21 of the present embodiment is, specifically, a titanium lithium ion secondary battery. A titanium lithium ion secondary battery uses a lithium-manganese composite oxide (Li X MnO Y ) for a positive electrode, uses a lithium-titanium composite oxide (Li X Ti Y O 4 ) for a negative electrode, and uses a lithium salt as an electrolyte. An organic solvent was used. FIG. 5 shows the discharge characteristics of the titanium lithium ion secondary batteries A and B (A is MT621 and B is MT920 manufactured by Matsushita Battery) used in the present embodiment. This characteristic is not limited to a titanium lithium ion secondary battery, but is a characteristic common to various chemical secondary batteries using an ion exchange action.
Chemical secondary batteries are shown as capacitors C, D, E (C and E are polyacene capacitors, D is a gold capacitor)
Unlike the case where the voltage and the storage capacity are proportional to each other, the output voltage can be maintained within a relatively narrow fluctuation range in most of the discharging process, and as a result, in the normal use region of the charged state. The fluctuation amount of the output voltage can be suppressed low.

【0034】本実施形態に用いた化学二次電池は、比較
的小さな、出力電圧の変動範囲X内に収まる平坦領域S
A,SBを有する。これらの平坦領域SA,SBとは、放電
特性において完全に平坦な出力電圧特性でなくてもよ
く、上記のキャパシタのような直線的な放電特性から多
少でも外れた特性を有する部分を言う。ただし、本実施
形態として非常に望ましい平坦領域Sの定義としては、
例えば、化学二次電池の全放電容量(最大蓄電容量)に
対して70〜80%以上の放電容量に対応する領域であ
り、平坦領域Sにおける出力電圧値に対する変動範囲X
の幅の比が30%以下になる範囲である。ここで、図に
示す本実施形態の二次電池の場合には、変動範囲Xでは
出力電圧値が約1.15〜1.4Vとなっており、この
変動範囲Xの幅は0.25V程度であるから、上記比は
17〜22%程度である。
The chemical secondary battery used in the present embodiment has a relatively small flat region S which falls within the output voltage fluctuation range X.
A and S B. These flat regions S A and S B do not have to be completely flat output voltage characteristics in the discharge characteristics, but are portions having characteristics slightly deviating from the linear discharge characteristics such as the above-mentioned capacitors. . However, a very desirable definition of the flat region S as the present embodiment is as follows.
For example, it is a region corresponding to a discharge capacity of 70% to 80% or more of the total discharge capacity (maximum storage capacity) of the chemical secondary battery, and a fluctuation range X with respect to the output voltage value in the flat region S.
Is in a range where the ratio of the widths is 30% or less. Here, in the case of the secondary battery of this embodiment shown in the figure, the output voltage value is about 1.15 to 1.4 V in the fluctuation range X, and the width of the fluctuation range X is about 0.25 V Therefore, the above ratio is about 17 to 22%.

【0035】なお、化学二次電池の特性としての実用範
囲としては、上記非常に望ましい範囲よりも広く、変動
範囲Xの変動幅の出力電圧値に対する割合は50%以下
であり、最大蓄電(放電)容量に対する平坦領域Sに対
応する放電容量の割合は50%以上であればよい。上記
変動範囲Xが時計ムーブメント20の最低動作電圧Yよ
りも高くなっていることによって、本実施形態では通常
時においては時計ムーブメントの駆動に支障はない。ま
た、化学二次電池において上記平坦領域における放電電
圧値よりも低い出力電圧しか得られない領域は全体に比
べるときわめて僅かであるので、昇圧回路を設けなくて
も特に重大な問題は生じない。
The practical range of the characteristics of the chemical secondary battery is wider than the above-mentioned very desirable range, and the ratio of the fluctuation width of the fluctuation range X to the output voltage value is 50% or less. The ratio of the discharge capacity corresponding to the flat region S to the capacity may be 50% or more. Since the fluctuation range X is higher than the minimum operating voltage Y of the timepiece movement 20, in the present embodiment, there is no problem in driving the timepiece movement in normal times. Further, in the chemical secondary battery, a region where an output voltage lower than the discharge voltage value in the flat region can be obtained is extremely small as compared with the whole region. Therefore, even if the boosting circuit is not provided, no particularly serious problem occurs.

【0036】本実施形態に用いる上記の化学二次電池の
定格電圧は約1.5Vであり、この定格電圧を超える
と、僅かながらも正極の電気分解や電解液の分解などに
より電池の劣化が早くなる。また、最大許容印加電圧
2.6Vを越えると正極の分解反応が急激に上昇し、電
解液の劣化も急激に進む。
The rated voltage of the above-mentioned chemical secondary battery used in the present embodiment is about 1.5 V. When the rated voltage is exceeded, the battery is slightly deteriorated due to electrolysis of the positive electrode or decomposition of the electrolytic solution. Be faster. If the maximum allowable applied voltage exceeds 2.6 V, the decomposition reaction of the positive electrode sharply increases, and the deterioration of the electrolytic solution also proceeds rapidly.

【0037】次に、上記の化学二次電池において、完全
放電状態から一定の電流量にて充電を開始した際の初期
充電特性を図6に示す。ここで、Fは充電電流が0.1
mA、Gは0.5mA、Hは1.0mA、Iは2.0m
Aのときの特性を示す。このグラフにおいては、定電流
による充電を充電開始後10分で停止した場合を示して
いる。因みに、10分経過後の電圧値は化学二次電池の
本来の放電電圧に近い値を示す。この化学二次電池にお
いては、充電開始時において出力電圧が一時的に高くな
る性質を備えており、図6に示すように、充電電流値が
高くなるほど、出力電圧の一時的な上昇は大きくなる。
したがって、この種の化学二次電池を用いることによっ
て、化学二次電池が完全放電状態にあるときに充電を開
始した初期時点で、迅速に時計ムーブメントの動作可能
電圧Yよりも出力電圧を高くすることができるから、即
スタート回路などのスタート時間短縮手段を設けること
が不要になる。
Next, FIG. 6 shows the initial charging characteristics of the above-mentioned chemical secondary battery when charging is started at a constant current from a completely discharged state. Here, F is a charge current of 0.1
mA, G is 0.5 mA, H is 1.0 mA, I is 2.0 m
The characteristics at the time of A are shown. This graph shows a case where charging with a constant current is stopped 10 minutes after the start of charging. Incidentally, the voltage value after the lapse of 10 minutes shows a value close to the original discharge voltage of the chemical secondary battery. This chemical secondary battery has a property that the output voltage temporarily increases at the start of charging, and as shown in FIG. 6, the higher the charging current value, the greater the temporary increase in the output voltage. .
Therefore, by using this kind of chemical secondary battery, the output voltage is quickly increased to be higher than the operable voltage Y of the timepiece movement at the initial time when charging is started when the chemical secondary battery is in a completely discharged state. Therefore, it is not necessary to provide a start time reducing means such as an immediate start circuit.

【0038】図7は本実施形態の発電部の直列接続数を
2段に構成した太陽電池11と、従来の4段に構成した
太陽電池81との発電時における電圧と電流との関係を
示すIV特性を表したものである。ただし、このIV特
性は室内よりやや暗い700ルックスの照度下で測定し
たものであり、実際には昼間ではこれよりも発電電力は
大きくなる。このグラフからわかるように、本実施形態
では、太陽電池11の発電部11aの段数を2段に減少
させたことによって、電圧の最大値は1.4V程度に低
下しているが電流は従来よりも2倍程度得られる。した
がって、従来よりも充電電圧は低くなるが充電電流を大
きくとることができるため、図6に示す充電開始時にお
ける出力電圧の上昇効果を高めることが可能である。
FIG. 7 shows the relationship between the voltage and the current at the time of power generation of the solar cell 11 of the present embodiment in which the number of power generation units connected in series is two, and the conventional solar cell 81 of four stages. It shows the IV characteristics. However, this IV characteristic is measured under an illuminance of 700 lux, which is slightly darker than in a room, and actually generated power becomes larger in the daytime. As can be seen from this graph, in the present embodiment, the maximum value of the voltage is reduced to about 1.4 V by reducing the number of stages of the power generation unit 11a of the solar cell 11 to two, but the current is lower than that of the related art. Can be obtained about twice. Therefore, although the charging voltage is lower than before, the charging current can be increased, so that the effect of increasing the output voltage at the start of charging shown in FIG. 6 can be enhanced.

【0039】本実施形態では、太陽電池11の出力電圧
を高々1.6V程度とし、逆流防止回路12における電
圧降下を0.2V程度見込んでも最大1.4Vの充電電
圧を確保できる。一方、上記の化学二次電池21の特性
では、1.4Vで充電することによって充電容量の大部
分を充電可能である。また、最大1.4Vの充電電圧
は、上記化学二次電池21の最大許容印加電圧2.6V
よりも明らかに低いため、過充電防止回路が不要になる
とともに、最大充電電圧が定格電圧1.5Vよりも低い
ため、二次電池における正極や電解液の分解反応が低く
抑制され、二次電池の劣化を低減することができる。ま
た、最大充電電圧が定格電圧以下であることにより、正
極の分解を抑制するために二次電池の正極内面にアルミ
ニウムや特殊なステンレス鋼からなる部材を用いる必要
がなく、また、電解液の分解電圧も低く設定することが
できるなど、二次電池の構成自由度が高められるので、
二次電池の製造コストを低減でき、二次電池の選択範囲
を広げることができる。
In the present embodiment, a charging voltage of 1.4 V at the maximum can be ensured even if the output voltage of the solar cell 11 is at most about 1.6 V and the voltage drop in the backflow prevention circuit 12 is about 0.2 V. On the other hand, according to the characteristics of the chemical secondary battery 21, most of the charging capacity can be charged by charging at 1.4V. The maximum charging voltage of 1.4 V is the maximum allowable applied voltage of the chemical secondary battery 21 of 2.6 V.
Overcharge prevention circuit becomes unnecessary, and since the maximum charging voltage is lower than the rated voltage of 1.5 V, the decomposition reaction of the positive electrode and the electrolyte in the secondary battery is suppressed to be low. Degradation can be reduced. Further, since the maximum charging voltage is equal to or lower than the rated voltage, it is not necessary to use a member made of aluminum or special stainless steel on the inner surface of the positive electrode of the secondary battery in order to suppress the decomposition of the positive electrode. As the voltage can be set low, the degree of freedom in the configuration of the secondary battery is increased,
The manufacturing cost of the secondary battery can be reduced, and the selection range of the secondary battery can be expanded.

【0040】ここで、太陽電池を上記のように2段で直
列接続した場合と、3段で直列接続した場合との違いを
述べる。2段に接続した場合には最大発電電圧は約1.
6V、最大充電電圧は上記のように約1.4Vであるの
に対し、3段に接続した場合には最大発電電圧は約2.
4V、最大充電電圧は約2.2Vである。したがって、
2段に接続した場合には最大充電電圧は定格電圧より低
いが、3段に接続した場合には最大充電電圧が定格電圧
を超えることとなり、二次電池の劣化を早めることとな
る。一方、2段に接続した場合には、同じ受光面積にお
いて3段に接続した場合に比べると、発電電流は約1.
5倍となるので、充電電流が多くとれることとなること
から、充電効率が上昇し、かつ、放電状態からの時計の
スタート時間も短縮される。
Here, the difference between the case where solar cells are connected in series in two stages as described above and the case where solar cells are connected in series in three stages will be described. When connected in two stages, the maximum generated voltage is about 1.
6V and the maximum charging voltage are about 1.4V as described above, whereas when connected in three stages, the maximum power generation voltage is about 2.
4V, the maximum charging voltage is about 2.2V. Therefore,
When connected in two stages, the maximum charging voltage is lower than the rated voltage, but when connected in three stages, the maximum charging voltage exceeds the rated voltage, and the deterioration of the secondary battery is accelerated. On the other hand, when connected in two stages, the generated current is about 1.10 compared to when connected in three stages with the same light receiving area.
Since it is five times, the charging current can be increased, so that the charging efficiency is increased and the time for starting the watch from the discharging state is also shortened.

【0041】以上のように、本実施形態では、通常の時
計ムーブメント20に対して受光部10を装着するだけ
で太陽電池付き電子時計を形成することができるととも
に、従来の太陽電池付き電子時計の専用回路に必要であ
った過充電防止回路、即スタート回路(スタート時間短
縮手段)、昇圧回路などの機能を必要としないことか
ら、製造コストを著しく低減することができる。したが
って、安価な太陽電池付き電子時計を市場に供給するこ
とが可能になり、電池交換の手間が不要になるととも
に、廃棄電池を出すこともない電子時計を普及すること
ができるという顕著な効果を奏する。
As described above, in the present embodiment, an electronic timepiece with a solar cell can be formed only by attaching the light receiving section 10 to a normal timepiece movement 20, and the conventional electronic timepiece with a solar cell can be formed. Since functions such as an overcharge prevention circuit, an immediate start circuit (start time reducing means), and a booster circuit, which are required for a dedicated circuit, are not required, manufacturing costs can be significantly reduced. Therefore, it is possible to supply an inexpensive electronic timepiece with a solar cell to the market, and it is not necessary to replace the battery, and it is possible to spread the electronic timepiece without disposing of a waste battery. Play.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、太
陽電池付き時計を構成する場合に、従来のように専用回
路を備えた時計ムーブメントを別途製造する必要がなく
なり、また、専用回路の構成要素の一部(即スタート回
路、昇圧回路、過充電防止回路など)を設けずに済むと
ともに、汎用の時計ムーブメントをそのまま用いること
ができるので、製造コストを大幅に低減することができ
る。
As described above, according to the present invention, when constructing a timepiece with a solar cell, it is not necessary to separately manufacture a timepiece movement having a dedicated circuit as in the prior art. It is not necessary to provide some components (such as an immediate start circuit, a boost circuit, and an overcharge prevention circuit), and a general-purpose watch movement can be used as it is, so that the manufacturing cost can be significantly reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る太陽電池付き電子時計の実施形態
における電力供給系の構成を示す概略構成ブロック図で
ある。
FIG. 1 is a schematic block diagram showing a configuration of a power supply system in an embodiment of an electronic timepiece with a solar cell according to the present invention.

【図2】同実施形態の太陽電池の構造を示す平面図
(a)及び底面図(b)である。
FIG. 2 is a plan view (a) and a bottom view (b) showing the structure of the solar cell of the embodiment.

【図3】同実施形態における受光部及び時計ムーブメン
トの組立体の底面図である。
FIG. 3 is a bottom view of an assembly of the light receiving unit and the timepiece movement in the embodiment.

【図4】同実施形態における受光部及び時計ムーブメン
トの分解状態(a)及び組立状態(b)をそれぞれ示す
概略側面一部断面図である。
FIG. 4 is a partial side sectional view schematically showing a disassembled state (a) and an assembled state (b) of the light receiving unit and the timepiece movement in the embodiment.

【図5】同実施形態における化学二次電池の放電特性を
示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing discharge characteristics of the chemical secondary battery in the same embodiment.

【図6】同実施形態における化学二次電池の充電開始初
期特性を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing initial charging start characteristics of the chemical secondary battery in the same embodiment.

【図7】同実施形態における太陽電池のIV特性を示す
グラフである。
FIG. 7 is a graph showing IV characteristics of the solar cell in the same embodiment.

【図8】従来の太陽電池付き電子時計の電力供給系の構
成を示す概略構成ブロック図である。
FIG. 8 is a schematic configuration block diagram showing a configuration of a power supply system of a conventional electronic timepiece with a solar cell.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 受光部 11 太陽電池 11a 発電部 11b 出力端子 11c 出力端子片 12 逆流防止回路(ダイオード) 20 時計ムーブメント 20a 端子片 21 化学二次電池 22 時計制御回路 23 補助コンデンサ 24 時計駆動部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Light-receiving part 11 Solar cell 11a Power generation part 11b Output terminal 11c Output terminal piece 12 Backflow prevention circuit (diode) 20 Clock movement 20a Terminal piece 21 Chemical secondary battery 22 Clock control circuit 23 Auxiliary capacitor 24 Clock drive part

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一次電池からの電力供給を受けて動作す
るために必要な機能を備えた時計ムーブメントを有し、
前記一次電池の代わりに充電可能な蓄電手段を装備し、 前記時計ムーブメントの最低動作電圧以上の最大発電電
圧を有するとともに前記蓄電手段に対して接続される出
力端子を備え、発電部を2段に直列接続してなる構造を
有する太陽電池と、 該太陽電池と前記蓄電手段との間に接続された逆流防止
回路とを設け、 前記蓄電手段を放電電圧特性に平坦領域を有する二次電
池とするとともに、前記最大発電電圧に対応する前記蓄
電手段への最大充電電圧値が前記蓄電手段の定格電圧値
以下になるように構成したことを特徴とする太陽電池付
き電子時計。
1. A watch movement having a function required to operate by receiving power supply from a primary battery,
Equipped with a rechargeable power storage means in place of the primary battery, having a maximum power generation voltage equal to or higher than the minimum operation voltage of the timepiece movement and having an output terminal connected to the power storage means, the power generation unit in two stages A solar cell having a structure connected in series, and a backflow prevention circuit connected between the solar cell and the power storage means are provided, and the power storage means is a secondary battery having a flat region in discharge voltage characteristics. An electronic timepiece with a solar cell, wherein a maximum charging voltage value to the power storage means corresponding to the maximum power generation voltage is equal to or less than a rated voltage value of the power storage means.
【請求項2】 請求項1において、前記蓄電手段及び前
記時計ムーブメントに対して、前記太陽電池及び前記逆
流防止回路を備えた太陽電池モジュールを接続して成る
構造を備えていることを特徴とする太陽電池付き電子時
計。
2. The device according to claim 1, further comprising a structure in which the solar battery and a solar cell module including the backflow prevention circuit are connected to the power storage means and the timepiece movement. Electronic clock with solar cells.
【請求項3】 太陽電池と、該太陽電池の発生電力を蓄
える蓄電手段と、前記太陽電池若しくは前記蓄電手段か
ら供給される電力により動作する時計ムーブメントとを
備え、前記蓄電手段及び前記時計ムーブメントに対し
て、前記太陽電池と、前記太陽電池に接続された逆流防
止回路と、前記蓄電手段に接続可能な出力端子とを備え
た太陽電池モジュールを接続した構造を備えていること
を特徴とする太陽電池付き電子時計。
3. A solar battery, a power storage means for storing power generated by the solar cell, and a clock movement operated by power supplied from the solar cell or the power storage means, wherein the power storage means and the clock movement On the other hand, the solar system has a structure in which a solar cell module having a solar cell, a backflow prevention circuit connected to the solar cell, and an output terminal connectable to the power storage means is connected. Electronic clock with battery.
【請求項4】 請求項2又は請求項3において、前記太
陽電池モジュールはその構成要素を保持するための保持
部材を備えており、該保持部材は前記時計ムーブメント
に係合可能に構成されていることを特徴とする太陽電池
付き電子時計。
4. The solar cell module according to claim 2, further comprising a holding member for holding a component of the solar cell module, and the holding member is configured to be engageable with the timepiece movement. An electronic timepiece with a solar cell, characterized in that:
【請求項5】 請求項2から請求項4までのいずれか1
項において、前記太陽電池は絶縁基板上の積層構造によ
って構成され、前記出力端子は前記絶縁基板に形成され
たスルーホールを介して引き出された導電体に接続され
前記絶縁基板の裏面上に設けられていることを特徴とす
る太陽電池付き電子時計。
5. One of claims 2 to 4
In the paragraph, the solar cell is constituted by a laminated structure on an insulating substrate, and the output terminal is connected to a conductor drawn out through a through hole formed in the insulating substrate and provided on a back surface of the insulating substrate. An electronic timepiece with a solar cell, comprising:
【請求項6】 請求項3から請求項5までのいずれか1
項において、前記蓄電手段を放電電圧特性に平坦領域を
有する二次電池とすることを特徴とする太陽電池付き電
子時計。
6. One of claims 3 to 5
9. The electronic timepiece with a solar cell according to item 1, wherein the power storage means is a secondary battery having a flat region in discharge voltage characteristics.
【請求項7】 請求項6において、前記太陽電池の最大
発生電圧を前記二次電池における前記平坦領域の電圧値
とほぼ等しくすることを特徴とする太陽電池付き電子時
計。
7. The electronic timepiece with a solar cell according to claim 6, wherein a maximum generated voltage of the solar cell is substantially equal to a voltage value of the flat region in the secondary battery.
【請求項8】 請求項6又は請求項7において、前記二
次電池は、低充電状態において初期開始時に一時的に出
力電圧の上昇が生ずる特性を備えていることを特徴とす
る太陽電池付き電子時計。
8. The electronic device with a solar cell according to claim 6, wherein the secondary battery has a characteristic that an output voltage temporarily increases at the time of initial start in a low charge state. clock.
【請求項9】 請求項6から請求項8までのいずれか1
項において、前記二次電池はリチウムイオン二次電池で
あることを特徴とする太陽電池付き電子時計。
9. Any one of claims 6 to 8
In the paragraph, the secondary battery is a lithium ion secondary battery, wherein the electronic timepiece with a solar cell is provided.
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