(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面上に受光面を備えた太陽電池構造を有する太陽電池基板と、
前記太陽電池基板に接続され、前記太陽電池構造に導電接続され且つ出力端子を備えた配線基板と、
前記太陽電池基板における前記受光面側の周縁部分の表面部分を押さえるための押圧部分を有する基板押さえ部材と、
計時機能を有するムーブメントと、
透光性を有し、前記太陽電池基板の受光面側に配置される表示板とを備えた計時装置であって、
前記配線基板は、前記表面部分の周縁部分に接続される表面接続部を有し、
前記押圧部分は、前記表面接続部を避けるように配置されており、
前記表示板は、前記押圧部分上に載置され、かつ、前記表面接続部に平面的に重なるように配置されていることを特徴とする計時装置。
【請求項２】
請求項１において、前記基板押さえ部材は、他部材に取り付けるための取付構造が形成されていることを特徴とする計時装置。
【請求項３】
請求項１または２において、前記押圧部分は、前記太陽電池基板の周縁部の１８０度を越える方位角範囲に亘って前記太陽電池基板を押さえていることを特徴とする計時装置。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１項において、前記配線基板は、前記表面接続部から前記太陽電池基板の裏面側に回り込んだ裏面配置部を備え、該裏面配置部に前記出力端子が形成されていることを特徴とする計時装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は太陽電池モジュールを備えた計時装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、表示部内に受光面を配置した太陽電池構造を有する太陽電池基板を内蔵し、この太陽電池によって発電された電力によって動作する電子腕時計が市販されている。このような電子時計の構造は例えば以下のようになっている。
【０００３】
図５は太陽電池付き電子時計の概略構造を示す縦断面図である。外装ケースを構成する胴１の表面側の開口部に透明ガラスなどからなる風防２を取付け、胴１の内部には計時機能を有するムーブメント３が収容され、胴１の裏面側の開口部を裏蓋４が封鎖している。ムーブメント３には、図示しない地板に対して駆動用のステップモータ、蓄電手段であるキャパシタや化学二次電池などからなる二次電池、ステップモータによって駆動され図示しない指針（時針、分針、秒針など）に回転を伝達する時計輪列、ステップモータを制御する時計制御回路を実装した図示しない回路基板などがそれぞれ取り付けられている。
【０００４】
ムーブメント３は胴１及び裏蓋４に対して中枠５によって位置決めされている。また、中枠５には太陽電池基板６もまた位置決めされる。太陽電池基板６には種々の構造を有するものがあるが、例えば、ステンレス基板の表面上に絶縁膜を介してアモルファスシリコン層などの活性層が積層され、この活性層の表面上にＩＴＯなどからなる透明導電体により形成された透明電極が被着されたものが用いられる。この種の太陽電池基板は、ガラス基板を用いた太陽電池に較べて薄く構成でき、フィルム素材を用いた太陽電池に較べて高い剛性を備えているという利点があるが、太陽電池構造を備えた表面側に形成された後述する出力取出部から太陽電池基板の裏側に配線を引き回さなければならないという欠点がある。
【０００５】
太陽電池基板６はムーブメント３の表面側に配置され、そのさらに表面上に合成樹脂などで形成された透明若しくは半透明の文字板７が配置される。この例では、文字板７の周縁部を胴１に係合したダイヤルリング８が表面側から押さえ付ける構造となっている。
【０００６】
太陽電池基板６は、上述のようにステンレス基板の表面上に太陽電池構造が形成されたものであるため、表面上に形成された太陽電池構造と、ムーブメント３の内部回路とを導電接続するためにフレキシブル配線基板９が用いられる。このフレキシブル配線基板９は、太陽電池基板６の周縁部の表面上に配置され、太陽電池構造に導電接続されている。太陽電池基板６、文字板７及びフレキシブル配線基板９の平面形状の概略を図６に模式的に示す。図６に示すように、太陽電池基板６には、４分割の受光部６ａが相互に直列に接続され、その両端に相当する出力取出部６ｂ，６ｃはそれぞれフレキシブル配線基板９の配線パターン９ａ，９ｂに対して図示しない異方性導電膜を介して導電接続されている。太陽電池基板６には周縁部に切り欠き部６ｄ，６ｅが形成され、この切り欠き部６ｄ，６ｅに臨むようにフレキシブル配線基板９の配線パターン９ａ，９ｂが伸び、その先端に出力端子９ｃ，９ｄが形成されている。切り欠き部６ｄ，６ｅに臨む出力端子９ｃ，９ｄには、図示しないムーブメントから伸びる弾性導通部材（コイルバネなど）が圧接し、出力端子９ｃ，９ｄをムーブメント内の内部回路に導通させている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の電子腕時計に内蔵された太陽電池基板及びフレキシブル配線基板からなる太陽電池モジュールにおいては、図６に示すように、太陽電池基板６上に文字板７を押し当てる構造となっているため、文字板７とフレキシブル配線基板９とを重ねることができず、太陽電池基板６が文字板７よりも大きくなり、時計の小型化を図ることが難しいという問題点がある。
【０００８】
また、腕時計の文字板の形状も円形、楕円形、矩形など種々のものがあるが、文字板の形状を変更した場合、共通のムーブメントを用いても上記の構造では太陽電池基板の設計をやり直し、形状や寸法を変更しなくてはならないという問題点がある。
【０００９】
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、太陽電池モジュールの小型化を図るとともに、太陽電池モジュールを計時装置に適用した場合、計時装置のデザインバリエーションに容易に対応することができる構造を提供しようとするものである。
【００１０】
【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の計時装置は、表面上に受光面を備えた太陽電池構造を有する太陽電池基板と、前記太陽電池基板に接続され、前記太陽電池構造に導電接続され且つ出力端子を備えた配線基板と、前記太陽電池基板における前記受光面側の周縁部分の表面部分を押さえるための押圧部分を有する基板押さえ部材と、計時機能を有するムーブメントと、透光性を有し、前記太陽電池基板の受光面側に配置される表示板とを備えた計時装置であって、前記配線基板は、前記表面部分の周縁部分に接続される表面接続部を有し、前記押圧部分は、前記表面接続部を避けるように配置されており、前記表示板は、前記押圧部分上に載置され、かつ、前記表面接続部に平面的に重なるように配置されていることを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、基板押さえ部材の押圧部分は、配線基板の表面接続部を避けるように、すなわち前記表面接続部と平面的に重ならないこと、すなわち、押圧部分と表面接続部とが太陽電池基板の周縁部分の異なる表面部分に接していることにより、太陽電池基板と、太陽電池基板の周縁部に接続された配線基板と、太陽電池基板の周縁部を太陽電池基板の表面側、すなわち、受光面の形成されている表面側から押さえる基板押さえ部材とから構成されている太陽電池モジュールの厚さの増大を抑制することができるとともに、基板押さえ部材によって太陽電池基板を確実に押さえ、位置決めすることができるため、太陽電池基板を他の部材、例えば表示板（文字板）などによって押さえる必要がなくなるから、太陽電池モジュール周辺の構造の自由度を増大させることができる。
さらに、透光性を有する表示板を基板押さえ部材の押圧部分上にかかるように配置することによって、配線基板を避けることなく太陽電池モジュールの表面側に表示板を配置することができる。したがって、計時装置の厚さの増大を抑制しつつ、太陽電池モジュールを種々の形状を有する表示板に対して適用させることが可能になる。この場合、特に、基板押さえ部材の押圧部分の表面上に表示板を載置するようにして位置決めすることが好ましい。
【００１２】
この発明において、
前記基板押さえ部材は、他部材に取り付けるための取付構造が形成されていることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、基板押さえ部材の取付構造によって太陽電池基板を押さえた状態で他部材に取り付けることが可能になる。この場合、基板押さえ部材を太陽電池基板の裏面側に配置される他部材に対して取り付けることができるように構成することが好ましく、特に、当該他部材に係合する裏面側に突出したフック状の係合突起を有することが望ましい。
【００１６】
この発明において、前記押圧部分は、前記太陽電池基板の周縁部の１８０度を越える方位角範囲に亘って前記太陽電池基板を押さえていることが望ましい。
【００１７】
この発明によれば、基板押さえ部材の押圧部分が太陽電池基板の周縁部の１８０度を超える方位角範囲に亘って表面部分を押さえることにより、太陽電池基板を確実に押さえ、位置決めすることができる。
【００１８】
上記各発明において、前記配線基板は、前記表面接続部から前記太陽電池基板の裏面側に回り込んだ裏面配置部を備え、該裏面配置部に前記出力端子が形成されていることが好ましい。
【００１９】
この発明によれば、配線基板が表面接続部から太陽電池基板の裏面側に回り込み、裏面配置部を備えているため、裏面配置部に形成された出力端子に弾性導通部材などを圧接させても、表面接続部と太陽電池基板との導電接続部が剥離することを防止できる。なお、この場合において、前記配線基板は前記表面接続部と前記裏面配置部との間に可撓性を有する連結部を備えていることが望ましい。
【００２６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る太陽電池モジュール及びこれを備えた計時装置の実施形態について詳細に説明する。図１は電子腕時計のムーブメントの表面側に搭載された太陽電池モジュールの平面構造を示す平面図であり、図３はこの太陽電池モジュールを電子腕時計に適用した状態を示す断面構造図である。なお、以下の説明において、図１に示す平面上の方位角を示すものとして、時計の１２時、３時、６時、９時方向にそれぞれ相当する太陽電池モジュールの方向を１２Ｈ方向、３Ｈ方向、６Ｈ方向、９Ｈ方向という。
【００２７】
図１に示すように、太陽電池モジュール２０は、図２に示す平面視が楕円形状の太陽電池基板２１と、太陽電池基板２１の６Ｈ方向の周縁部に接続されたフレキシブル配線基板２２と、太陽電池基板２１の周縁部を太陽電池基板２１の表面側、すなわち、受光面の形成されている表面側から押さえる基板押さえ部材２３とから構成されている。
【００２８】
太陽電池基板２１は、図２に示すように４分割された受光部２１ａが相互に直列接続されたものであり、図１及び図２に示す左上と右上の２つの受光部２１ａには、外縁に向けて突出した出力取出部２１ｂ，２１ｃが設けられている。太陽電池基板２１の中央部には、後述するムーブメントの指針取付部を挿通させるための平面円形状の丸孔２１ｄが形成されている。また、太陽電池基板２１の外縁には、前記基板押さえ部材２３に形成された位置決め突起、或いは、後述するムーブメントの地板２５に形成された図示の位置決め突起２５ａ，２５ｂに係合するように窪んだ輪郭形状を構成する位置決め窪み２１ｅ，２１ｆが形成されている。
【００２９】
太陽電池基板２１の周縁部における６Ｈ方向の表面上に形成された出力取出部２１ｂ及び２１ｃは、図１に示すように、太陽電池基板２１の表面上に図示しない異方性導電膜を介してフレキシブル配線基板２２に形成された配線パターン２２ａ，２２ｂに導電接続されている。なお、図１において配線パターン２２ａ，２２ｂは模式的に描いてある。異方性導電膜はホットメルト型の樹脂（接着剤）中に導電性粒子（例えば樹脂球の外面にニッケルメッキなどで導電層を形成したもの）を分散させたものであり、常温では樹脂が硬化しているが熱圧着することによって樹脂が軟化し、その後、圧着方向に導電性粒子が相互に繋がった状態で固化することによって、加圧方向には導電性を有するようになるが、接着面の方向には導電性が無いように構成されたものである。
【００３０】
フレキシブル配線基板２２は、太陽電池基板２１の周縁部の表面上に形成された出力取出部２１ｂ，２１ｃに接続される表面接続部２２ｃと、この表面接続部２２ｃから太陽電池基板２１の外周に沿って伸びる細幅の延長部２２ｄと、延長部２２ｄの先に繋がり、太陽電池基板２１の裏面側に回り込むように配置されている裏面配置部２２ｅとから構成されている。配線パターン２２ａ，２２ｂは表面接続部２２ｃから延長部２２ｄ内を通過して裏面配置部２２ｅに伸び、裏面配置部２２ｅに形成された出力端子２２ｆ，２２ｇに接続されている。フレキシブル配線基板２２の太陽電池基板２１への接続は、表面接続部２２ｃの一端寄りに形成された切り欠き部２２ｉと、裏面配置部２２ｅの外周部に形成された孔２２ｈとを用いて位置決めして行われる。
【００３１】
太陽電池基板２１の外周には、合成樹脂などからなるリング状の基板押さえ部材２３が配置され、この基板押さえ部材２３は、太陽電池基板２１の周縁部における、９Ｈ方向から１２Ｈ方向を経て３Ｈ方向に至る部分を表面側から押さえる押圧枠部２３ａを備えている。この押圧枠部２３ａは、太陽電池基板２１の周縁部における６Ｈ方向の部分に接続されたフレキシブル配線基板２２の表面接続部２２ｃを避けるように、すなわち、フレキシブル配線基板２２の表面接続部２２ｃと平面的に重ならないように形成されている。また、基板押さえ部材２３には、フレキシブル配線基板２２の表面接続部２２ｃの外側に配置され、太陽電池基板２１の外縁部を表面側から押さえる押圧枠部２３ｂも設けられている。この押圧枠部２３ｂは、フレキシブル配線基板２２の接続側（６Ｈ方向）に設けられているが、上記の押圧枠部２３ａと同様にフレキシブル配線基板２２の表面接続部２２ｃに平面的に重ならないように形成されている。
【００３２】
この実施形態においては、押圧枠部２３ａは太陽電池基板２１の周縁部を約２７０度の方位角（太陽電池基板２１の中心から基板面内において外周に向かう方向の方位を表す角度）範囲に亘って太陽電池基板２１の周縁部を押さえている。押圧枠部２３ｂは約１０度程度の方位角範囲にて押さえている。基板押さえ部材２３としては、合計で１８０度を超える方位角の範囲で太陽電池基板２１を押さえるように構成されていることが太陽電池基板２１を確実に押さえるために好ましい。押圧枠部は一つのみでもよく、複数でもよい。しかし、なるべく押圧枠部は一つに繋がった方位角範囲で太陽電池基板２１を押さえるようにすることが基板押さえ部材２３の構造を簡易に構成する上で望ましい。
【００３３】
図３には、図１に示すＡ−Ａ線に沿って切断した断面（ａ）、Ｂ−Ｂ線に沿って切断した断面（ｂ）、Ｃ−Ｃ線に沿って切断した断面（ｃ）、Ｄ−Ｄ線に沿って切断した断面（ｄ）及びＥ−Ｅ線に沿って切断した断面（ｅ）を示す。
【００３４】
基板押さえ部材２３の外周部には、太陽電池基板２１の外縁部に３箇所で係合し、ムーブメントの地板２５の外縁部に４箇所で係合する合計７つのフック部２３ｃが形成されている。図１には、各フック部２３ｃを点線で示し、図１及び図２には各フック部２３ｃの上部に形成された開口部が示されている。これらの開口部は基板押さえ部材２３を射出成形などによって成形する場合、良く知られているようにフック部２３ｃの成形部分を離型可能とするためのものである。また、基板押さえ部材２３の一部は地板２５に嵌合して位置決めされている。基板押さえ部材２３の外周には、図１に示すように、ほぼ対角位置に一対の切り欠き部２３ｉ，２３ｊが形成されている。これらの切り欠き部２３ｉ，２３ｊは、ムーブメントを位置決めするための図示しない中枠に設けられた突起部が嵌合し、基板押さえ部材２３を中枠に対して位置決めするためのものである。
【００３５】
図３（ｄ）に示すように、地板２５にはムーブメント内に配置された回路基板２６の接続端子部２６ａに圧接されたコイルバネ状の一対の弾性導通部材２７が挿通されている。なお、図３（ｄ）には弾性導通部材２７の一方のみを示している。この弾性導通部材２７は太陽電池基板２１の裏面側に配置されたフレキシブル配線基板２２の裏面配置部２２ｅの下面に形成された出力端子２２ｆ，２２ｇに下方から圧接している。図１に示すように、裏面配置部２２ｅの外周部には位置決め孔２２ｈが形成され、この位置決め孔２２ｈには基板押さえ部材２３に形成された図示しない位置決め突起が嵌合し、裏面配置部２２ｅを基板押さえ部材２３に対して相対的に位置決めしている。なお、この位置決め孔２２ｈは他の部材、例えば、太陽電池基板２１や地板などに対して位置決めされるように構成してもよい。
【００３６】
この実施形態においては、太陽電池基板２１の周縁部の表面上を基板押さえ部材２３の押圧枠部２３ａ，２３ｂが押さえているとともに、この押圧枠部２３ａ，２３ｂが押さえている太陽電池基板２１の表面部分以外の周縁部の表面部分にフレキシブル配線基板２２の表面接続部２２ｃが接続されている。したがって、太陽電池基板２１の周縁部の表面上においては、基板押さえ部材２３と、フレキシブル配線基板２２とが相互に重ならないように配置されていることとなる。図３にも示すように、太陽電池基板２１の表面側に配置される透明若しくは半透明の文字板２８は、基板押さえ部材２３の表面上に載置され、基板押さえ部材２３と胴や中枠などの他の部材によって文字板の法線方向に位置決めされる。この実施形態においては、基板押さえ部材２３の押圧枠部２３ａ，２３ｂはフレキシブル配線基板２２の表面接続部２２ｃよりも厚く形成されているため、文字板２８を基板押さえ部材２３の押圧枠部２３ａ，２３ｂ上に載置しても、文字板２８がフレキシブル配線基板２２と平面的に重なるように配置することができる。したがって、文字板２８は太陽電池基板２１の平面形状やフレキシブル配線基板２２の平面配置にほとんど影響されず、時計デザインに応じた平面形状、或いは、外装ケースの形状に応じた平面形状とすることができる。言い換えると、文字板形状或いは見切り形状を変更しても太陽電池基板２１、フレキシブル配線基板２２、基板押さえ部材２３などを変えずに用いることができ、これらの部品の共通化を複数種類の製品に対して図ることができる。
【００３７】
また、上述のように文字板２８を太陽電池基板２１を押さえる基板押さえ部材２３の押圧枠部２３ａ，２３ｂの上に配置することにより、文字板２８をフレキシブル配線基板２２に平面的に重ねることができるため、外装ケースの大きさに対して文字板２８の面積を大きくすることができる。すなわち、時刻表示面の見切りを従来よりも外側寄りに配置することができる。
【００３８】
図４（ａ）は、上記の実施形態の変形例として構成した円形の見切りを有する腕時計における内部構造を模式的に描いたものである。この構造においては、太陽電池モジュール２０は上記実施形態と共通の構造を有している。胴１の表面側に風防２が取り付けられ、さらに裏側から裏蓋４が圧入されている。胴１の内部にはムーブメント３が収容され、ムーブメント３は中枠５の位置決め面５ａによって位置決めされている。ムーブメント３の表面上には太陽電池基板２１が配置され、この太陽電池基板２１の周縁部の表面側には基板押さえ部材２３の押圧枠部２３ｂ（押圧枠部としては上記の押圧枠部２３ａも形成されているが図示しない。）が表面側から当接し、また、フレキシブル配線基板２２の表面接続部２２ｃが図示しない異方性導電膜を介して熱圧着されている。基板押さえ部材２３は中枠５の位置決め突起部５ｂにより位置決めされている。
【００３９】
基板押さえ部材２３の表面上には透明若しくは半透明の円形の文字板３８が配置されており、文字板３８は基板押さえ部材２３の押圧枠部２３ａ，２３ｂの上に載置され、中枠５の位置決め突起部５ｃによって位置決めされている。この文字板３８と中枠５の位置決め突起部５ｃとの平面上の位置決め構造は図４（ｂ）に示してある。
【００４０】
このように、本実施形態の太陽電池モジュール２０は、基板押さえ部材２３の押圧枠部２３ａ，２３ｂによって太陽電池基板２１の外周部を表面側から押さえ、この押圧枠部２３ａ，２３ｂと平面的に重ならない部分においてフレキシブル配線基板２２の表面接続部２２ｃを配置しているため、太陽電池基板２１を文字板で押さえる必要がなく、しかも、文字板２８，３８を押圧枠部２３ａ，２３ｂ上に配置することができるので、文字板２８，３８の形状や寸法に影響されずに種々の時計製品に対して共通して用いることができる。上記の文字板２８，３８は楕円形状や円形状のものであるが矩形状の文字板でもよく、平面形状は任意である。また、サイズについても大小様々な文字板を用いることができる。
【００４１】
尚、本発明の太陽電池モジュール及びこれを備えた計時装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００４２】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、基板押さえ部材の押圧部分と配線基板の表面接続部とが平面的に重ならないこと、すなわち、押圧部分と表面接続部とが太陽電池基板の異なる表面部分に接していることにより、太陽電池モジュールの厚さの増大を抑制することができるとともに、基板押さえ部材によって太陽電池基板を確実に押さえ、位置決めすることができるため、太陽電池基板を他の部材、例えば表示板（文字板）などによって押さえる必要がなくなるから、太陽電池モジュール周辺の構造の自由度を増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る太陽電池モジュールの実施形態の構成を示す概略平面図である。
【図２】同実施形態の太陽電池基板の形状を示す概略平面図である。
【図３】同実施形態の太陽電池モジュールを備えた電子腕時計の断面構造を示す部分断面図（ａ）〜（ｅ）である。
【図４】同実施形態の変形例における腕時計内部の構造を示す概略断面図（ａ）及び文字板と中枠の係合構造を示す部分平面図（ｂ）である。
【図５】従来の太陽電池付き電子腕時計の内部構造を示す概略断面図である。
【図６】従来の太陽電池付き電子腕時計における太陽電池モジュールの平面構造を示す概略平面図である。
【符号の説明】
１  胴
２  風防
３  ムーブメント
４  裏蓋
５  中枠
２０  太陽電池モジュール
２１  太陽電池基板
２２  フレキシブル配線基板
２２ｃ  表面接続部
２２ｅ  裏面配置部
２３  基板押さえ部材
２３ａ，２３ｂ  押圧枠部
２３ｃ  フック部
【図１】
0003593917.tif 000002
【図２】
0003593917.tif 000003
【図３】
0003593917.tif 000004
【図４】
0003593917.tif 000005
【図５】
0003593917.tif 000006
【図６】
0003593917.tif 000007