JPH10274680A - 太陽電池付き時計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 太陽電池から得られた電力エネルギーが充電
される二次電池の過充電を防止する。 【解決手段】 二次電池はマンガンチタンリチウム二次
電池を使用し、太陽電池のセルを３段直列に接続して二
次電池がフル充電後も電池の耐圧が保てるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、時計の駆動用二次
電池に対して電力を供給する太陽電池を備えた太陽電池
付き時計に関する。特に太陽電池のセルが直列接続され
ている段数と二次電池を指定した太陽電池付き時計に関
する。

【０００２】

【従来の技術】光エネルギーを電気エネルギーに変換す
る光電変換手段（太陽電池）は時計、電卓などの小型携
帯機器などに幅広く利用されている。時計の場合、前記
太陽電池から得られた電力を二次電池に充電する事によ
り光が当たらない時間でも連続動作をするような構造に
なっている。又、前記二次電池はキャパシタ系の物が主
流であった。

【０００３】図３（ａ），（ｂ），（ｃ）に従来の太陽
電池セルの直列接続構成を示す。太陽電池セル３００が
４枚直列に接続されており、その形状および配置が異な
る例を３通り示す。従来の太陽電池付き時計は、主とし
て前記キャパシタ系二次電池を充電させる事で、時計の
主電源としていた。前記キャパシタ系二次電池は公称電
圧が２．０から最大で３．３Ｖ程度という電圧であるた
め、太陽電池はセルが４段以上で直列接続されている物
でないと電池に対する充電が効率よく出来なかった。

【０００４】図４にて、従来の太陽電池付き時計の回路
接続図の１例と基本的な動作方法を示す。図４の中でセ
ルが４段直列に接続されている太陽電池４００はセルに
対して光が当たることにより起電力を発生する。発生し
た起電力はＶＤＤライン４０５を介して二次電池４０４
に充電される。前記太陽電池４００より前記二次電池４
０４に対して連続的に充電がされる事により、前記二次
電池４０４の充電電圧は上昇していき、時計駆動回路４
０７が動作可能な電圧に達すると、前記時計駆動回路４
０７に接続されている水晶振動子４０９、時計運針用転
換機４０８が動作を開始する。時計が動作中も前記太陽
電池４００に光が当たり続ける事で、前記二次電池４０
４の電池電圧は上昇を続ける。前記二次電池４０４の電
池電圧が電圧検出回路４０２で設定した電圧まで上昇す
ると、前記電圧検出回路４０２は過充電防止スイッチ４
０１の制御信号を出力する。前記電圧検出回路４０２か
ら出力された信号により前記過充電防止スイッチ４０１
がＯＮ状態となり、前記太陽電池４００から出力される
起電力は前記二次電池４０４に充電されなくなり、二次
電池への過充電防止機能が成立している。又、光が前記
太陽電池４００に当たっていないときは、逆流防止ダイ
オード４０３によりＶＳＳライン４０６に対する電流の
逆流防止を防ぎ、通常の時計動作を可能としている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】太陽電池付き時計は太
陽電池から得られた電気エネルギーを二次電池に充電し
てから、時計の駆動用電源として使用している。しか
し、二次電池がフル充電後も光が当たれば充電を続けて
しまうので、二次電池に対する過充電防止回路が必要で
あった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決する為
に、二次電池はマンガンチタンリチウム二次電池を使用
し、太陽電池はセルを３段直列にする事で二次電池がフ
ル充電後も電池の耐圧が保てるようにする。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１（ａ），（ｂ），（ｃ）に本
発明で採用した太陽電池セルを３段直列接続した実施例
を３通り示す。太陽電池セル１００が３枚直列に接続さ
れており、その形状および配置が異なる例を３通り示し
ている。太陽電池はその性質上から光電変換手段にあた
るが、セル１個当たりの発生電圧は光の強弱によって、
０．５〜０．８５Ｖ程度まで変動している。この電圧は
太陽電池から取り出す出力電流によっても変動する。

【０００８】そこで、本発明では時計駆動用の二次電池
としてマンガンチタンリチウム二次電池を採用してい
る。前記マンガンチタンリチウム二次電池は充電特性
上、前記キャパシタ系二次電池に比べて低い電圧（１．
６Ｖ以上の電圧であればフル充電可能）で充電が可能で
あり、放電特性も１．２〜１．５Ｖの範囲でフラットな
特性を持っている事が特徴として上げられる。この前記
マンガンチタンリチウム二次電池の特性を利用する事
で、図１に示すような太陽電池のセルを３段直列に接続
した太陽電池で二次電池の充電が成立する。

【０００９】図２にて、本発明により考えられる回路接
続図の１例と基本的動作の説明を示す。セルを３段直列
に接続した太陽電池２００に光が当たることで、前記太
陽電池２００に発生した起電力はＶＤＤライン２０３を
介して、二次電池２０２に充電される。前記二次電池２
０２の電池電圧が時計駆動回路２０５の動作電圧以上に
達したとき、前記時計駆動回路２０５は動作を開始し
て、水晶振動子２０７、時計運針用転換機２０６も動き
始める。前記時計駆動回路２０５が動作している間でも
更に前記太陽電池２００に対して光りが当たり続ける事
で、前記太陽電池２００から発生した起電力は前記二次
電池２０２に対して充電を続ける。前記二次電池２０２
は前記太陽電池２００からの起電力で充電され続けられ
る為、電池電圧は断続的に上昇していくが、前記太陽電
池２００のセルは３段直列に接続された構造になってい
るため、過充電電圧領域に電池電圧が達しない構成にす
る事が可能になっている。又、光が前記太陽電池２００
に当たっていないときは、逆流防止ダイオード２０１に
よりＶＳＳライン２０４へ電流が流れ込まないよう逆流
防止の行為を行っている。この前記逆流防止ダイオード
２０１があることにより、本発明の回路接続では通常の
時計動作を可能としている。

【００１０】前記図４の回路接続図から判るように、従
来の太陽電池、二次電池の組合せでは二次電池に対する
過充電防止回路は必要不可欠であったが、本発明では太
陽電池のセルを３段直列に接続して使用する事により、
過充電防止回路が無くても回路的に成立させる事が可能
となる。以上の説明から判るように、従来の太陽電池、
二次電池の組合せでは二次電池に対する過充電防止回路
は必要不可欠であったが、本発明では太陽電池のセルを
３段直列に接続する事と、二次電池をマンガンチタンリ
チウム二次電池にする事により、過充電防止回路が無く
ても太陽電池付き時計を成立させる事が可能となる。

【００１１】

【発明の効果】太陽電池のセルを３段直列に接続した構
造とする事で、従来必要であった二次電池の過充電防止
回路が不要となり、回路が非常に簡単な構成で出来るよ
うになると共にコスト的にも低価格の太陽電池付き時計
が可能となる。又、普通の時計ムーブメントをそのまま
利用した太陽電池付き時計が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の太陽電池セルの構成図を示す。

【図２】本発明による回路接続図を示す。

【図３】従来一般的に使用されていた太陽電池セルの構
成図を示す。

【図４】従来の回路接続図を示す。

【符号の説明】

１００ 太陽電池のセル ２００ セルを３段直列に接続した太陽電池 ２０１ 逆流防止ダイオード ２０２ マンガンチタンリチウム二次電池 ２０３ ＶＤＤライン ２０４ ＶＳＳライン ２０５ 時計駆動回路 ２０６ 転換機（モータ） ２０７ 水晶振動子 ３００ 太陽電池のセル ４００ セルを４段直列に接続した太陽電池 ４０１ 過充電防止スイッチ ４０２ 検出回路 ４０３ 逆流防止ダイオード ４０４ 二次電池 ４０５ ＶＤＤライン ４０６ ＶＳＳライン ４０７ 時計駆動回路 ４０８ 転換機（モータ） ４０９ 水晶振動子

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 時計のムーブメント表面に光電変換手段
   （太陽電池）があり、 前記太陽電池からの出力を前記時計ムーブメントに内蔵
   されている二次電池に供給して時計駆動用の電力として
   いる太陽電池付き時計において、 前記太陽電池のセルを３段直列にして使用している事を
   特徴とする太陽電池付き時計。
2. 【請求項２】 前記太陽電池を使用することにより、前
   記二次電池の過充電防止回路が不要になることを特徴と
   する太陽電池付き時計。
3. 【請求項３】 前記太陽電池を使用した太陽電池付き時
   計において、 時計駆動用の主電源である前記二次電池がマンガンチタ
   ンリチウム二次電池であることを特徴とする太陽電池付
   き時計。