(57)【要約】【課題】複数のソーラーセルが直列接続された構造を低コストで製造することが可能なソーラー時計を提供する。【解決手段】複数のソーラーセル１２１，１２２と、複数のソーラーセル１２１，１２２から電力の供給を受けるムーブメント１００と、配線１３２，１３５及び端子１３１，１３３，１３４，１３６が一体成型された接続部品１３０を備え、接続部品１３０は、複数のソーラーセル１２１，１２２をムーブメント１００に固定するとともに、配線１３５を介して複数のソーラーセル１２１，１２２を直列接続させる。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のソーラーセルと、前記複数のソーラーセルから電力の供給を受けるムーブメントと、配線及び端子が一体成型された接続部品を備え、
前記接続部品は、前記複数のソーラーセルを前記ムーブメントに固定するとともに、前記配線を介して前記複数のソーラーセルを直列接続させることを特徴とするソーラー時計。
【請求項２】
前記ムーブメントに対して着脱自在の押さえリングを備え、前記複数のソーラーセルが前記押さえリングと前記ムーブメントとの間に挟み込まれ、前記押さえリングが前記接続部品であることを特徴とする請求項１に記載のソーラー時計。
【請求項３】
前記複数のソーラーセルが、前記ムーブメントと前記接続部品との間に挟み込まれることにより、前記ムーブメントに固定される構造であることを特徴とする請求項１に記載のソーラー時計。
【請求項４】
前記接続部品が文字盤を兼ねることを特徴とする請求項３に記載のソーラー時計。
【請求項５】
前記接続部品は両端に端子を有し、前記接続部品の一端が前記ムーブメントに取り付けられ、前記接続部品の他端にキャップが取り付けられ、前記複数のソーラーセルが前記接続部品と前記キャップとの間に挟み込まれることにより、前記複数のソーラーセルが前記ムーブメントに対して固定される構造であることを特徴とする請求項１に記載のソーラー時計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソーラー時計に関する。
【背景技術】
【０００２】
ソーラー時計は、電池交換が不要で、機構が簡単なことから、普及が拡大している。ソーラー時計用のソーラーセル（太陽電池）は、室内光でも発電効率の高いアモルファスシリコン型の半導体が主に使用されている。
特許文献１には、円周形状を有する太陽電池が複数の扇型を有する光電変換素子から構成され、それぞれの光電変換素子を電極により直列接続した太陽電池において、樹脂フィルムの基板上に形成した光電変換層をレーザースクライブにより切断することにより、複数の扇型を有する光電変換素子を形成する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−３９０５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の技術の場合、各光電変換素子を電気的に絶縁するため、基板にまで達する開溝がレーザーで形成される。開溝を形成する際、基板上に接する下部電極が分断されないと、光電変換素子間のショートが生じやすい。また、基板の深くまで開溝を形成すると、基板が損傷して必要な強度を維持できないおそれがある。さらに、直列接続される複数の光電変換素子となる領域を基板上に所定の円周形状として規定してから各種加工が施されるため、当該領域の１箇所で不良が発生すると、その領域内のすべての部材が無駄になってしまう。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、複数のソーラーセルが直列接続された構造を低コストで製造することが可能なソーラー時計を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係るソーラー時計は、複数のソーラーセルと、前記複数のソーラーセルから電力の供給を受けるムーブメントと、配線及び端子が一体成型された接続部品を備え、前記接続部品は、前記複数のソーラーセルを前記ムーブメントに固定するとともに、前記配線を介して前記複数のソーラーセルを直列接続させることを特徴とする。
この態様によれば、複数のソーラーセルを一体化する作業と、複数のソーラーセルの間を電気的に接続する作業とが、同一の接続部品を用いて実現することができるので、部品点数の削減、導通作業に伴う工数の削減を図ることができ、結果的にコスト低減を図ることができる。
【０００７】
上記のソーラー時計において、前記ムーブメントに対して着脱自在の押さえリングを備え、前記複数のソーラーセルが前記押さえリングと前記ムーブメントとの間に挟み込まれ、前記押さえリングが前記接続部品であることが好ましい。
この態様によれば、接続部品が押さえリングを兼ねることができるので、さらに部品点数の削減を図ることができ、結果的にコスト低減を図ることができる。
【０００８】
上記のソーラー時計において、前記複数のソーラーセルが、前記ムーブメントと前記接続部品との間に挟み込まれることにより、前記複数のソーラーセルが前記ムーブメントに対して固定される構造であることが好ましい。
この態様によれば、ムーブメントに対して複数のソーラーセルを押さえる部材が、接続部品と兼ねることができるので、さらに部品点数の削減を図ることができ、結果的にコスト低減を図ることができる。
【０００９】
上記のソーラー時計において、前記接続部品が文字盤を兼ねることが好ましい。
この態様によれば、文字盤が接続部品を兼ねることができるので、さらに部品点数の削減を図ることができ、結果的にコスト低減を図ることができる。
【００１０】
上記のソーラー時計において、前記接続部品は両端に端子を有し、前記接続部品の一端が前記ムーブメントに取り付けられ、前記接続部品の他端にキャップが取り付けられ、前記複数のソーラーセルが前記接続部品と前記キャップとの間に挟み込まれることにより、前記ムーブメントに固定される構造であることが好ましい。
この態様によれば、ムーブメントに取り付けた接続部品とキャップとの組み合わせで複数のソーラーセルを固定することができるので、複数のソーラーセルをムーブメントに向けて押さえ込む際の受け部が、樹脂成型部を含む接続部品と兼ねることができるので、さらに部品点数の削減を図ることができ、結果的にコスト低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ソーラー時計の概略構成について一例を示す平面図である。
【図２】ソーラー時計の概略回路図である。
【図３】第１実施形態におけるムーブメントの一例を示す平面図である。
【図４】図３のムーブメントにソーラーセルを取り付けた状態を示す平面図である。
【図５】図３のムーブメントにコネクタを取り付けた状態を示す平面図である。
【図６】図６（ａ）はムーブメントの端子とコネクタとの結合状態を示す断面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）の分解図である。
【図７】図７（ａ）は図５のＡ−Ｂ断面図であり、図７（ｂ）は図５のＣ−Ｄ断面図である。
【図８】第２実施形態における内部ユニットの一例を示す分解斜視図である。
【図９】図８のムーブメントに押さえリングを取り付ける状態を示す断面図である。
【図１０】図８のムーブメントの周囲における接続構造を模式的に示す斜視図である。
【図１１】第３実施形態におけるムーブメントの一例を示す平面図である。
【図１２】図１１のムーブメントにソーラーセルを取り付けた状態を示す平面図である。
【図１３】図１１のムーブメントにおける端子周辺の部分拡大図である。
【図１４】第３実施形態におけるコネクタの一例を示す平面図である。
【図１５】図１１のムーブメントに図１４のコネクタを取り付けた状態を示す断面図である。
【図１６】第４実施形態におけるコネクタをムーブメントに取り付けた状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図を参照しながら、本発明の実施形態に係るソーラー時計について説明する。
なお、本発明の範囲は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。
【００１３】
図１に、ソーラー時計の概略構成として、ウオッチ（腕時計）の一例を示す。このウオッチ４０１は、時計ケース４０２と、時計ケース４０２に連結された一対のバンド４０３，４０３を備える。時計ケース４０２は、ステンレス等の金属材、プラスチック樹脂等で形成される。時計ケース４０２の外面には、操作子として竜頭４１０が設けられている。時刻合わせ等の操作や操作のオンオフ等は、竜頭４１０の押し引きや回転等によって行うことができる。
【００１４】
時計ケース４０２には、文字盤４０５、秒針４２１、分針４２２、時針４２３、日車４３１等が収容されている。秒針４２１、分針４２２及び時針４２３は、同軸上に設置されている。日車４３１は、文字盤４０５に形成された日窓４３２を通して、日付を表示する。日窓４３２には、曜日を表示する曜車４３３を設けてもよい。
【００１５】
文字盤４０５は、時刻を示す文字、目盛等の表示（図示せず）を有する平板である。文字盤４０５の下にはソーラーセル（図示せず）が設けられている。ソーラー時計用の文字盤４０５は、透光性を有している。文字盤４０５の光透過率は、例えば、２０％である。
【００１６】
図２に、ソーラー時計の概略回路図を示す。ソーラーセル５０１は、秒針４２１、分針４２２、時針４２３、日車４３１等の表示手段を駆動するムーブメント５０２に電力を供給する。また、余剰の電力は、二次電池５０３に充電される。ムーブメント５０２は、ソーラーセル５０１の発電量が不足する場合には、二次電池５０３から電力の供給を受けることができる。ソーラー時計は、屋内で使用することも多いことから、ソーラー時計においては、通常２〜４個程度のソーラーセルが直列接続されている。
【００１７】
（第１実施形態）
図３に、第１実施形態におけるムーブメント１０を示す。図４に、ムーブメント１０にソーラーセル２１，２２を取り付けた状態を示す。図５に、ソーラーセル２１，２２にコネクタアッシー３０，３５を取り付けた状態を示す。図６及び図７に、コネクタアッシー３０，３５による取り付け構造の詳細を示す。ソーラー時計の内部ユニットは、ムーブメント１０、ソーラーセル２１，２２、コネクタアッシー３０，３５及び文字盤（図１の符号４０５参照）によって構成される。本実施形態では、ムーブメント１０は文字盤と同様に略円形である。
【００１８】
図３に示すムーブメント１０の表面１０ａには、ソーラーセル２１，２２（図４参照）を保持するガイド１１，１２と、ソーラーセル２１，２２と接続される端子１３，１４，１５，１６と、時分秒を表示する針を取り付ける軸１７と、日車を設置する日窓１８を備える。ムーブメント１０の内部には、例えばインサート成型法により、二次電池５０や配線及び端子等（図示せず）が設けられている。さらにムーブメント１０は、針が取り付けられる軸を所定の速度で回転させるための歯車、時間の基準となる発振器などの内部機構を含むことができる。ムーブメント１０の内部機構は、取扱い性の向上のため、絶縁樹脂等から構成されるケースに収容され、ムーブメントユニットとしてユニット化されることが好ましい。
【００１９】
正極入力端子１３及び負極入力端子１６は、図７（ａ）に示すように、ムーブメント１０に内蔵される二次電池５０の正極５１及び負極５２にそれぞれ接続されている。また、負極直列接続端子１４及び正極直列接続端子１５は、図７（ｂ）に示すように、直列接続配線１９により互いに接続されている。
【００２０】
ソーラーセル２１，２２は、光エネルギーを電気エネルギーに変換可能な光電変換型の発電素子（太陽電池ともいう。）である。光エネルギーの源となる光としては、太陽光、室内光、人工照明光、可視光、赤外光、紫外光など、多くの種類が挙げられる。本実施形態においては、図４に示すように、ソーラーセルは第１ソーラーセル２１と第２ソーラーセル２２とからなる。二つのソーラーセル２１，２２は、略半円状であり、ムーブメント１０上で組み合わせることにより、二つのソーラーセル２１，２２が全体で略円形となるように構成される。ガイド１１，１２は、ムーブメント１０の表面１０ａから上方に突出し、さらに内方に屈曲した形状である。
【００２１】
ソーラーセル２１，２２は、端子１３，１４，１５，１６に対応する位置に、それぞれ突起状の端子部２３，２４，２５，２６を有する。各端子部２３，２４，２５，２６には、コネクタアッシー３０，３５（図７参照）を取り付けるための取付穴２３ａ，２４ａ，２５ａ，２６ａとして貫通孔が形成されている。さらに各ソーラーセル２１，２２は、針を取り付ける軸１７の周囲に円弧状の切欠き２７を有し、ソーラーセル２２は日窓１８の上に窓穴２８を有する。本実施形態のソーラーセルの場合、外周に突出した端子部に取付穴が設けられているので、コネクタアッシーの取り付けにより端子部における受光及び発電の効率が低下するとしても、受光面積を確保し、発電性能を高めることができる。
【００２２】
図７に示すように、各ソーラーセル２１，２２は、表面側（受光側）の電極である正極２１ａ，２２ａと、裏面側の電極である負極２１ｂ，２２ｂを有する。正極２１ａ，２２ａは、例えばＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）等の透明導電層であり、負極２１ｂ，２２ｂはステンレス（例えばＳＵＳ）などの不透明な金属層である。ソーラーセル２１，２２の正極２１ａ，２２ａ及び負極２１ｂ，２２ｂは、それぞれ端子部２３，２４，２５，２６まで形成されている。
【００２３】
端子部を有するソーラーセルの加工工程は、例えば大面積のソーラーセルから円周部と端子部を含む所定の形状に成型する工程と、端子部に例えば導電ペーストをスクリーン印刷する等の手法により端子を形成する工程を含むことができる。ソーラーセルの平面形状の成型は、材質にもよるが、エッチング、機械的切断、レーザー加工等、適宜選択して行うことができる。
【００２４】
ソーラーセルにおいて正極と負極の間に積層される発電構造（図示せず）は、特に限定されないが、一例として、裏面側の電極であるＳＵＳ基板と、アルミニウム層（Ａｌ層）と、酸化亜鉛層（ＺｎＯ層）と、発電層と、表面側の電極であるＩＴＯ層を順に積層した構造が挙げられる。アルミニウム層は、表面に凹凸が形成され、ＩＴＯ層から入射した光のうち発電層を透過した光を散乱して反射する層である。酸化亜鉛層は、発電層とアルミニウム層との間で、光の屈折率を調整する層である。
【００２５】
発電層は、例えば、多層構造（マルチジャンクション構造）の多接合型の発電層が好ましい。三層の発電層がそれぞれ異なる波長の光を吸収することにより、発電効率を向上することができる。発電層としては、室内光のように照度の低い光でも発電効率が良好であることから、アモルファスシリコンゲルマニウム層（ａ−ＳｉＧｅ層）、アモルファスシリコン層（ａ−Ｓｉ層）等の半導体層が好ましい。
【００２６】
より低コストな発電構造としては、ＳＵＳ基板（負極）の上にアモルファスシリコン層（発電層）を積層し、さらにアモルファスシリコン層の上にＩＴＯ層（正極）を積層した構造が挙げられる。ＩＴＯ層などの透明導電層の表面は傷や静電気に弱いため、透明な絶縁樹脂をスクリーン印刷でコーティングすることにより、透明導電層の上に保護膜を設けることができる。
ソーラーセルの発電構造についての説明は、本実施形態に限られず、他の実施形態でも同様に適用することができる。
【００２７】
図３〜図５に示すように、第１ソーラーセル２１の正極２１ａをコネクタアッシー３０により正極入力端子１３に接続し、第１ソーラーセル２１の負極２１ｂをコネクタアッシー３５により負極直列接続端子１４に接続し、第２ソーラーセル２２の正極２２ａをコネクタアッシー３０により正極直列接続端子１５に接続し、第２ソーラーセル２２の負極２２ｂをコネクタアッシー３５により負極入力端子１６に接続することにより、ソーラーセル２１，２２が直列接続されるとともに、ソーラーセル２１，２２と二次電池５０とが閉回路を構成する。第１ソーラーセル２１がガイド１１により保持された状態で端子部２３，２４にコネクタアッシー３０，３５を取り付け、これと同様に、第２ソーラーセル２２がガイド１２により保持された状態で端子部２５，２６にコネクタアッシー３０，３５を取り付けるので、正確に位置決めをすることができる。
【００２８】
図６（ａ）及び（ｂ）を参照して、第１ソーラーセル２１の端子部２３における正極２１ａを正極入力端子１３と接続するためのコネクタアッシー３０の構成を説明する。コネクタアッシー３０は、コネクタ４０、キャップ４３、導電パッド３１、絶縁パッド３２の組み合わせからなる集合体（アッシー、Ａｓｓｙ＝Ａｓｓｅｍｂｌｙ）である。
【００２９】
コネクタ４０は、両端に端子４１ａ，４１ｂを有する導体部４１の周囲に絶縁樹脂部４２を設けた複合部品である。端子４１ａ，４１ｂは雄型嵌合部としても機能し、端子４１ａ，４１ｂ間の軸部４１ｃは配線としても機能する。本実施形態の場合、端子４１ａ，４１ｂは軸部４１ｃの横断面よりも大きい径を有する略球状である。配線の断面形状は、円形、四角形など適宜でよい。コネクタ４０の絶縁樹脂部４２は、上部の小径部４２ａと下部の大径部４２ｂの間に段差部４２ｃを有する。キャップ４３は、上部の端子４１ａと嵌合可能な雌型の凹部４３ａを有する絶縁樹脂成型品である。コネクタ４０の製法としては、所定形状に形成した導体部４１の周囲に樹脂を供給して成型する、インサート成型法が挙げられる。キャップ４３の製法としては、射出成型法が挙げられる。
【００３０】
ムーブメント１０の表面１０ａには、下部の端子４１ｂと嵌合可能な雌型の嵌合穴１０ｂが形成され、正極入力端子１３は嵌合穴１０ｂの底部に露出されている。嵌合穴１０ｂの内面は、例えば端子４１ｂの外面形状と概略相似形で、やや寸法を小さくすることにより、抜け止めとなればよい。嵌合穴１０ｂに端子４１ｂを挿入すると、端子４１ｂが嵌合穴１０ｂに嵌合してコネクタ４０がムーブメント１０に固定されると同時に、導体部４１が嵌合穴１０ｂの奥の端子１３と接触し、導通可能になる。嵌合後にコネクタ４０を引き抜くことで、ムーブメント１０からコネクタ４０を分離可能とすることもできる。コネクタ４０が着脱自在となれば、作業のやり直しも可能となり、部品のロスを低減できる。
【００３１】
図６（ａ）に示すように、ムーブメント１０の表面１０ａとコネクタ４０との間には、絶縁パッド３２が挟み込まれている。絶縁パッド３２は、図６（ｂ）に示すように、コネクタ４０の導体部４１を挿通することが可能な通し穴３３を有する。組立時は、絶縁パッド３２を端子４１ｂに取り付けた後に端子４１ｂを嵌合穴１０ｂに挿入すれば、端子４１ｂに対する絶縁パッド３２の位置決めが容易である。樹脂等の絶縁物の塗布や製膜により、絶縁樹脂部４２の表面に所望の厚さの絶縁パッド３２を形成することもできる。
【００３２】
さらに第１ソーラーセル２１の端子部２３における取付穴２３ａをコネクタ４０の小径部４２ａに取り付けると、端子部２３は段差部４２ｃ上に載置される。導電パッド３１は、コネクタ４０の導体部４１を挿通することが可能な通し穴３３を有する。小径部４２ａ上で導体部４１の周囲に導電パッド３１を配置し、端子４１ａにキャップ４３を被せると、導電パッド３１がコネクタ４０とキャップ４３の間に挟み込まれ、ソーラーセル２１の正極２１ａとコネクタ４０の導体部４１の間を接続する。これにより、正極入力端子１３がソーラーセル２１の正極２１ａと電気的に接続される。
【００３３】
図７（ａ）には、第１ソーラーセル２１の正極２１ａをコネクタアッシー３０により正極入力端子１３に接続するとともに、第２ソーラーセル２２の負極２２ｂをコネクタアッシー３５により負極入力端子１６に接続する箇所の断面構造を示す。コネクタアッシー３０におけるコネクタ４０の内部の配線４１ｃは、正極入力端子１３とソーラーセル２１の正極２１ａとを接続する配線の一部となる。また、コネクタアッシー３５におけるコネクタ４０の内部の配線４１ｃは、負極入力端子１６とソーラーセル２２の負極２２ｂとを接続する配線の一部となる。
【００３４】
また、図７（ｂ）には、第１ソーラーセル２１の負極２１ｂをコネクタアッシー３５により負極直列接続端子１４に接続するとともに、第２ソーラーセル２２の正極２２ａをコネクタアッシー３０により正極直列接続端子１５に接続する箇所の断面構造を示す。負極直列接続端子１４と正極直列接続端子１５との間は、ムーブメント１０内部の直列接続配線１９により接続されているので、コネクタアッシー３０，３５の取り付けにより、ソーラーセル２１，２２が直列に接続される。コネクタアッシー３０，３５におけるコネクタ４０の内部の配線４１ｃは、ソーラーセル２１の負極２１ｂとソーラーセル２２の正極２２ａとを接続する直列接続配線の一部となる。
【００３５】
負極の接続に用いられるコネクタアッシー３５は、正極の接続に用いられるコネクタアッシー３０と同様に、コネクタ４０、キャップ４３、導電パッド３６、絶縁パッド３７の組み合わせからなる。コネクタアッシー３０，３５のコネクタ４０及びキャップ４３は同一の形状及び寸法を有するが、導電パッド３１，３６及び絶縁パッド３２，３７の配置及び形状は、コネクタアッシー３０とコネクタアッシー３５とで異なる。図７の各端子１３〜１６は、図６（ｂ）の正極入力端子１３と同様に、端子４１ｂと嵌合可能な雌型の嵌合穴１０ｂの底部に設けられている。
【００３６】
コネクタアッシー３５においては、ソーラーセル２１，２２の正極２１ａ，２２ａとコネクタ４０の導体部４１との間を導通させる必要がないので、コネクタ４０とキャップ４３の間には、導電パッド３１と同じ厚さの絶縁パッド３７が配置される。コネクタ４０の上部において、導電パッド３１の代わりに絶縁パッド３７を設けることで、コネクタ４０及びキャップ４３の仕様を共通化でき、正極接続用と負極接続用とを作り分ける必要がない。
【００３７】
また、コネクタアッシー３５によりソーラーセル２１，２２の負極２１ｂ，２２ｂとコネクタ４０の導体部４１との間を導通させるため、大径部４２ｂの周囲に導電パッド３６が設けられる。導電パッド３６の厚さは、絶縁パッド３２と同じ厚さである。コネクタ４０の下部において、絶縁パッド３２の代わりに導電パッド３６を設けることで、コネクタ４０及びムーブメント１０の嵌合穴１０ｂの仕様を共通化でき、正極接続用と負極接続用とを作り分ける必要がない。導電パッド３６は、負極２１ｂ，２２ｂとコネクタ４０の間に挟み込まれていないので、接続を確実にするためには、あらかじめ導電パッド３６が絶縁樹脂部４２に固定されていることが好ましい。絶縁樹脂の上に導体層を積層する方法としては、インサート成型に限られず、導電ペーストの印刷、メッキなどでもよい。印刷やメッキによる場合、絶縁樹脂部４２の成型後に導体層を積層することができる。
【００３８】
本実施形態では、接続部品として、両端に端子４１ａ，４１ｂを有するコネクタ４０を用い、コネクタ４０の一端の端子４１ｂがムーブメント１０に取り付けられ、コネクタ４０の他端の端子４１ａにキャップ４３が取り付けられ、ソーラーセル２１，２２がコネクタ４０とキャップ４３との間に挟み込まれることにより、ムーブメント１０に固定される。これにより、ソーラーセル２１，２２を一体化して電気的に接続する作業を、同一のコネクタを用いて実現することができるので、部品点数の削減、導通作業に伴う工数の削減を図ることができ、結果的にコスト低減を図ることができる。
【００３９】
雄型の端子４１ａ，４１ｂが金属部品からなるので、耐久性に優れる。端子４１ａが挿入されるキャップ４３の凹部４３ａが樹脂部品に形成されているので、弾性変形しやすく、押し込みにより挿入が容易であり、嵌合も確実である。ソーラーセル２１，２２をムーブメント１０に向けて押さえ込む際の受け部が、コネクタ４０の絶縁樹脂による段差部４２ｃとして形成されているので、押し込みによるソーラーセル２１，２２の損傷を抑制することができる。
【００４０】
以上のように、第１実施形態では、ムーブメント上に接置された二個のソーラーセルを直列接続する場合について示したが、三個以上でも同様に、十個まで直列接続して設置可能であることを確認した。また、直列接続をせずに、一個のソーラーセルをムーブメント上に設置して、ソーラーセルの電極をムーブメントの端子と接続することも可能である。
【００４１】
（第２実施形態）
図８に、第２実施形態における内部ユニット１４０の一例を示す。図９の断面図は、図８の配線１０５，１３２の近傍におけるムーブメント１００及び押さえリング１３０を示す。図９に示すように、ムーブメント１００は、金属部品と絶縁樹脂をインサート成型で一体化することにより、端子、配線、ガイド等を形成した構造を有する。ムーブメント１００において絶縁樹脂から構成される部分は、主として、歯車や発振器などの内部機構を収容するケース部分である。図９では、内部機構の図示は省略する。
【００４２】
ムーブメント１００の表面１１０には、ソーラーセル１２１，１２２を保持する複数のガイド１１１，１１２と、ソーラーセル１２１，１２２の負極端子１２１ｂ，１２２ｂと接続される負極接続端子１０４，１０７と、時分秒を表示する針を取り付ける軸１１７と、日車を設置する日窓１１８を備える。ムーブメント１００は、針が取り付けられる軸を所定の速度で回転させるための歯車、時間の基準となる発振器などの機構を内部に含むことができる。
【００４３】
図８では、ソーラーセル１２１，１２２の裏面全体に形成される負極のうち、負極接続端子１０４，１０７と接触する部位を特に負極端子１２１ｂ，１２２ｂとして表している。負極端子１２１ｂ，１２２ｂは、裏面全体の負極と同一の構造でもよく、負極とは異なる材質で局所的に形成した端子であってもよい。各ソーラーセル２２１，２２２は、針を取り付ける軸１１７の周囲に円弧状の切欠き１２７を有し、ソーラーセル１２１は日窓１１８の上に窓穴１２８を有する。
【００４４】
図９には、負極接続端子１０４がムーブメント１００の表面１１０に形成された突起１０４ａに形成されている様子を示す。ソーラーセル１２１をムーブメント１００の上に配置すると、ソーラーセル１２１の負極端子１２１ｂがムーブメント１００の負極接続端子１０４と接触して互いに接続される。特に図示はしないが、負極接続端子１０７も同様である。ソーラーセル１２２をムーブメント１００の上に配置すると、ソーラーセル１２２の負極端子１２２ｂがムーブメント１００の負極接続端子１０７と接触して互いに接続される。
【００４５】
ムーブメント１００の底面には、ムーブメント１００の下方に配置される二次電池（図示せず）に対して電力を出力することが可能な出力端子として、正極出力端子１０１及び負極出力端子１０９が形成されている。ムーブメント１００の側面には、配線１０２を介して正極出力端子１０１に接続された正極中継端子１０３と、配線１０５を介して負極接続端子１０４に接続された直列接続端子１０６と、負極出力端子１０９を負極接続端子１０７と接続する配線１０８が形成されている。負極出力端子１０９と負極接続端子１０７との間には、あらかじめ配線１０８が形成されているので、後述する押さえリング１３０を用いなくても、上述したように、ソーラーセル１２２をムーブメント１００の上に配置するだけで、ソーラーセル１２２の負極端子１２２ｂと負極出力端子１０９との間が接続される。
【００４６】
押さえリング１３０は、円環状の上面１３０ａと、上面１３０ａから下方に連続した側面主部１３０ｂ及びジョイント部１３０ｃを有する。ジョイント部１３０ｃは、間隙を介して側面主部１３０ｂから分離しているので、側面主部１３０ｂに影響を与えることなく、上面１３０ａ側を支点として、片持ち状に弾性変形することが可能である。
【００４７】
押さえリング１３０の上面１３０ａの内側には、ソーラーセル１２１，１２２の正極端子１２１ａ，１２２ａと接続される正極接続端子１３３，１３６が形成されている。図８では、ソーラーセル１２１，１２２の表面全体に形成される正極のうち、正極接続端子１３３，１３６と接触する部位を特に正極端子１２１ａ，１２２ａとして表している。正極端子１２１ａ，１２２ａは、表面全体の正極と同一の構造でもよく、正極とは異なる材質で局所的に形成した端子であってもよい。
【００４８】
押さえリング１３０の側面には、配線１３２を介して正極接続端子１３３と接続される正極中継端子１３１と、配線１３５を介して正極接続端子１３６と接続される直列接続端子１３４が形成されている。正極中継端子１３１及び直列接続端子１３４は、ジョイント部１３０ｃの先端に設けられている。配線１３２，１３５は、ジョイント部１３０ｃの長手方向に沿って形成されている。
【００４９】
ジョイント部１３０ｃの先端部内側には、ムーブメント１００の側面に形成された凹部と嵌合する凸部（図９の符号１０３ａ，１３１ａ参照）が形成されている。凹部と凸部の嵌合により、押さえリング１３０がムーブメント１００に取り付けられる。その結果、ソーラーセル１２１，１２２は、押さえリング１３０の上面１３０ａとムーブメント１００の表面１１０との間に挟み込まれて固定される。
【００５０】
押さえリング１３０の端子１３１，１３３，１３４，１３６と配線１３２，１３５の形成方法としては、例えば、金属部品を絶縁樹脂にインサート成型で一体化する方法が挙げられる。端子及び配線を構成する金属部品は、金属箔や金属板などの加工により形成することができる。絶縁樹脂の上に端子及び配線を構成する導体層を積層する方法としては、インサート成型に限られず、導電ペーストの印刷、メッキなどでもよい。印刷やメッキによる場合、絶縁樹脂部の成型後に導体層を積層することができる。
【００５１】
図９には、正極中継端子１０３，１３１同士が接続される様子を示す。押さえリング１３０側の正極中継端子１３１は凸部１３１ａに設けられ、ムーブメント１００側の正極中継端子１０３は凹部１０３ａに設けられている。凸部１３１ａを凹部１０３ａに嵌合すると、正極中継端子１０３，１３１同士が接触する。また、正極接続端子１３３は突起１３３ａに形成されている。押さえリング１３０をムーブメント１００に取り付けると、正極接続端子１３３がソーラーセル１２１の正極端子１２１ａ（図８参照）に接触する。したがって、ソーラーセル１２１の正極が、配線１０２，１３２を介して正極出力端子１０１に接続される。
【００５２】
直列接続端子１０６，１３４の接続は、図９に示す正極中継端子１０３，１３１の接続と同様に、ムーブメント１００側の凹部と押さえリング１３０側の凸部が嵌合すると同時に端子同士が接触することでなされる。これにより、ソーラーセル１２１の負極とソーラーセル１２２の正極が、配線１０５，１３５を介して接続される。
【００５３】
図８に示す内部ユニット１４０の組み立て工程では、まず、ムーブメント１００上にソーラーセル１２１，１２２を配置する。ソーラーセル１２１が複数のガイド１１１，１１１により保持され、これと同様に、ソーラーセル１２２が複数のガイド１１２，１１２により保持されるので、正確に位置決めをすることができる。そして、押さえリング１３０をムーブメント１００の上に被せ、ジョイント部１３０ｃを押し込むことにより、ソーラーセル１２１，１２２が押さえリング１３０とムーブメント１００との間に挟み込まれて固定される。この固定と同時に、正極出力端子１０１と負極出力端子１０９との間には、複数のソーラーセル１２１，１２２を含む直列回路が形成される。
【００５４】
この直列回路は、具体的には、正極出力端子１０１、配線１０２、正極中継端子１０３、正極中継端子１３１、配線１３２、正極接続端子１３３、ソーラーセル１２１、負極接続端子１０４、配線１０５、直列接続端子１０６、直列接続端子１３４、配線１３５、正極接続端子１３６、ソーラーセル１２２、負極接続端子１０７、配線１０８、負極出力端子１０９の順である。図１０には、押さえリングの樹脂成型部を省略して表した、ムーブメントの周囲における接続構造を模式的に示す。
【００５５】
図９に示すように、正極出力端子１０１の下には入力端子１５０が設けられている。入力端子１５０は、例えばバネピン端子である。特に図示しないが、負極出力端子１０９の下にも同様に入力端子が設けられている。これらの入力端子は、それぞれ二次電池の正極又は負極に接続されている。本実施形態では、二次電池がムーブメントに内蔵されておらず、ムーブメント１００の下に二次電池（図示せず）が配置される。例えば、時計ケースの底部に二次電池を収容し、時計ケース内に内部ユニット１４０を設置すると、ソーラーセル１２１，１２２で発電された電力を二次電池に充電可能とする閉回路が形成される。
【００５６】
本実施形態によれば、複数のソーラーセル１２１，１２２を一体化する作業と、複数のソーラーセル１２１，１２２の間を直列接続する作業とが、一つの押さえリング１３０を用いて実現することができるので、部品点数の削減、導通作業に伴う工数の削減を図ることができ、結果的にコスト低減を図ることができる。押さえリング１３０が接続部品を兼ねることができるので、部品点数の削減を図ることができ、結果的にコスト低減を図ることができる。端子が形成される凹凸が樹脂成型により形成されているので、微細な凹凸を容易に再現することができる。樹脂の凹凸部の表面に金属層を形成することで端子が形成されているので、平坦な金属同士を接触させる場合に比べて接点に隙間が生じにくく、確実に導通させることができる。
【００５７】
以上のように、第２実施形態では、ムーブメント上に接置された二個のソーラーセルを直列接続する場合について示したが、三個以上でも同様に、十個まで直列接続して設置可能であることを確認した。
【００５８】
（第３実施形態）
図１１は、第３実施形態におけるムーブメント２１０を示す。図１２は、ムーブメント２１０にソーラーセル２２１，２２２を取り付けた状態を示す。図１３は、ムーブメント２１０における端子の周辺部を示す。図１５は、ムーブメント２１０に図１４のコネクタ２３０を取り付けた状態を示す。図１１及び図１５に示すように、ムーブメント２１０は、金属部品と絶縁樹脂をインサート成型で一体化することにより、端子、配線、ガイド等を形成した構造を有する。ムーブメント２１０において絶縁樹脂から構成される部分は、主として、歯車や発振器などの内部機構を収容するケース部分である。
【００５９】
図１１に示すように、ムーブメント２１０の表面２１０ａには、ソーラーセル２２１，１２２を保持する複数のガイド２１１，２１２と、ソーラーセル２２１，２２２の負極２２１ｂ，２２２ｂ（図１５参照）と接続される負極接続端子２１４，２１６と、コネクタ２３０を介してソーラーセル２２１，２２２の正極２２１ａ，２２２ａ（図１５参照）と接続される雌型接続端子２１３，２１５と、時分秒を表示する針を取り付ける軸２１７と、日車を設置する日窓２１８を備える。ムーブメント２１０は、針が取り付けられる軸を所定の速度で回転させるための歯車、時間の基準となる発振器などの機構を内部に含むことができる。ムーブメント２１０は、内蔵された二次電池２５０に対して電力を出力することが可能な出力端子として、正極出力端子及び負極出力端子を備える。雌型接続端子２１３は正極出力端子として機能し、負極接続端子２１６は負極出力端子として機能する。
【００６０】
図１５に、負極接続端子２１４，２１６が、ムーブメント２１０の表面２１０ａから突出して形成されている様子を示す。ソーラーセル２２１，２２２をムーブメント２１０の上に配置すると、負極２２１ｂ，２２２ｂがそれぞれムーブメント２１０の負極接続端子２１４，２１６と接触して互いに接続される。負極接続端子２１４，２１６の周囲には、導電パッド２１４ａ，２１６ａが設けられている。
【００６１】
図１２に示すように、ソーラーセル２２１をムーブメント２１０の上に配置すると、ソーラーセル２２１は複数のガイド２１１，２１１により保持される。ソーラーセル２２２も同様に、複数のガイド２１２，２１２により保持される。ソーラーセル２２１，２２２は、負極接続端子２１４，２１６に対応する位置に、それぞれ突起状の端子部２２３，２２４を有する。雌型接続端子２１３，２１５の上は、ソーラーセル２２１，２２２に覆われることなく、露出される。また、各ソーラーセル２２１，２２２は、針を取り付ける軸２１７の周囲に円弧状の切欠き２２７を有し、ソーラーセル２２２は日窓２１８の上に窓穴２２８を有する。ソーラーセル２２１，２２２がムーブメント２１０に配置したガイド２１１，２１２により保持されるので、端子の位置を正確に位置決めすることができる。
【００６２】
ムーブメント２１０に端子２１３〜２１６が設けられた周辺部を拡大して、図１３に示す。雌型接続端子２１３，２１５は、ムーブメント２１０の表面２１０ａに形成された嵌合穴２１０ｂの底部（図１５参照）に露出されている。負極接続端子２１４，２１６の間は、直列接続配線２１９により接続されている。
【００６３】
図１４及び図１５に示すように、コネクタ２３０は、雌型接続端子２１３，２１５に嵌合可能な雄型接続端子２３１，２３４と、ソーラーセル２２１，２２２の正極２２１ａ，２２２ａと接続される正極接続端子２３３，２３６と、雄型接続端子２３１及び正極接続端子２３３の間を接続する配線２３２と、雄型接続端子２３４及び正極接続端子２３６の間を接続する配線２３５を有する。本実施形態の場合、雄型接続端子２３１，２３４は配線２３２，２３５の横断面よりも大きい径を有する略球状である。
【００６４】
コネクタ２３０は、金属部品と絶縁樹脂をインサート成型で一体化することにより、端子、配線等を形成した構造を有する。Ｌ字状の配線２３２とその両端の雄型接続端子２３１及び正極接続端子２３３は一つの金属部品として、Ｌ字状の配線２３５とその両端の雄型接続端子２３４及び正極接続端子２３６は別の金属部品として形成される。二つの金属部品の間は、絶縁樹脂部２３７により電気的に絶縁されている。正極接続端子２３３，２３６の周囲には、導電パッド２３３ａ，２３６ａが設けられている。
【００６５】
導電パッド２１４ａ，２１６ａ，２３３ａ，２３６ａは導電性樹脂、導電性ゴム等により構成されている。導電パッドを構成する導電性樹脂、導電性ゴム等は、導電性シリコーンゴムなど、弾性変形が可能で、抵抗値が１ｋΩ以下の樹脂であれば良い。導電性樹脂又は導電性ゴムとしては、導電性を付与するため、金属や炭素などの導電性粒子や導電性ポリマーを配合した樹脂やゴムが挙げられる。負極接続端子２１４，２１６及び正極接続端子２３３、２３６は、ソーラーセル２２１，２２２と対向する端部が軸部よりも径が大きく拡大された円板状に形成されている。この点は、導電パッドの固定、導通時の接触面積の確保、ソーラーセルの損傷防止などに有利である。
【００６６】
コネクタ２３０の雄型接続端子２３１，２３４をムーブメント２１０の嵌合穴２１０ｂに挿入すると、雄型接続端子２３１，２３４が雌型接続端子２１３，２１５と導通する。このとき、正極接続端子２３３，２３６は、ソーラーセル２２１，２２２の端子部２２３，２２４（図１４参照）における正極２２１ａ，２２２ａ上に配置される。本実施形態のソーラーセルの場合、外周に突出した端子部２２３，２２４にコネクタ２３０が取り付けられるので、コネクタ２３０の取り付けにより端子部２２３，２２４における受光及び発電の効率が低下するとしても、受光面積を確保し、発電性能を高めることができる。
【００６７】
ムーブメント２１０にコネクタ２３０を取り付けると、ソーラーセル２２１，２２２は、負極接続端子２１４，２１６と正極接続端子２３３、２３６との間に挟み込まれることにより、ムーブメント２１０上に固定される。また、この固定と同時に、正極出力端子（雌型接続端子２１３）と負極出力端子（負極接続端子２１６）との間に、複数のソーラーセル２２１，２２２を含む直列回路が形成される。この直列回路は、具体的には、雌型接続端子２１３、雄型接続端子２３１、配線２３２、正極接続端子２３３、ソーラーセル２２１、負極接続端子２１４、直列接続配線２１９、雌型接続端子２１５、雄型接続端子２３４、配線２３５、正極接続端子２３６、ソーラーセル２２２、負極接続端子２１６の順である。
【００６８】
本実施形態によれば、複数のソーラーセル２２１，２２２を一体化する作業と、複数のソーラーセル２２１，２２２の間を直列接続する作業とが、一つのコネクタ２３０を用いて実現することができるので、部品点数の削減、導通作業に伴う工数の削減を図ることができ、結果的にコスト低減を図ることができる。組立作業は、ムーブメント２１０の上にソーラーセル２２１，２２２を配置してから、端子部にコネクタ２３０を取り付けるという、簡単な作業でよい。コネクタ２３０は小型であるので、ソーラーセルの上に文字盤を配置する際、コネクタ２３０を文字盤の下に収容するか、または文字盤の円周の外側に配置することが可能である。
【００６９】
以上のように、第３実施形態では、ムーブメント上に接置された二個のソーラーセルを直列接続する場合について示したが、三個以上でも同様に、十個まで直列接続して設置可能であることを確認した。
【００７０】
（第４実施形態）
続いて、第４実施形態に係るコネクタについて説明する。本実施形態と第３実施形態との違いは、コネクタの構造であり、それ以外の構成は共通である。そのため、以下の説明では、第３実施形態と同一の部材および共通の構成については同じ符号を付し、その詳細な説明については省略する。図１６に、第４実施形態におけるコネクタ２４０をムーブメント２１０上に取り付けた状態を示す。本実施形態に用いるムーブメント２１０及びソーラーセル２２１，２２２の形状及び構造は、第３実施形態と同様であるので、外観の図示は省略する。
【００７１】
本実施形態のコネクタ２４０は、概略、第３実施形態のコネクタ２３０を文字盤２４３と一体化した構造を有する。すなわち、正極接続端子２３３，２３６が文字盤２４３の裏面に埋め込まれ、文字盤２４３の裏面に二本の脚部２４１，２４２が形成されている。脚部２４１，２４２の先端に雄型接続端子２３１，２３４が形成され、雄型接続端子２３１，２３４と正極接続端子２３３，２３６との間は配線２３２，２３５により接続されている。ソーラーセル２２１，２２２の発電に必要な透光性を文字盤２４３に付与するため、透光性を有する絶縁樹脂がコネクタ２４０の成型に用いられる。
【００７２】
ムーブメント２１０にコネクタ２４０を取り付けると、正極出力端子（雌型接続端子２１３）と負極出力端子（負極接続端子２１６）との間には、第３実施形態と同様に、複数のソーラーセル２２１，２２２を含む直列回路が形成される。組立作業は、ムーブメント２１０の上にソーラーセル２２１，２２２を配置した後に、端子が接続されるように文字盤２４３付きのコネクタ２４０を取り付けるという、簡単な作業でよい。本実施形態によれば、文字盤２４３がコネクタ２４０と一体化されているので、部品点数の削減を図ることができ、結果的にコスト低減を図ることができる。
【００７３】
以上のように、第４実施形態では、ムーブメント上に接置された二個のソーラーセルを直列接続する場合について示したが、三個以上でも同様に、十個まで直列接続して設置可能であることを確認した。
【００７４】
本発明の各実施形態によれば、ムーブメントにソーラーセルを一体化して電気的に接続する作業において、上述のコネクタアッシー、押さえリング、コネクタ等の接続部品を用いることにより、接着剤を用いることなく組立が可能であり、従来の実装品と同等以上の品質が得られる。接続部品をムーブメントに取り付けることで、複数のソーラーセルを挟み込みによりムーブメントに固定されると同時に、接続部品の配線を介して複数のソーラーセルの直列接続とムーブメントの端子への接続を行うことができる。本発明の各実施形態によれば、従来における、ソーラーセルの加工時にレーザー加工及びスクリーン印刷を用いて直列接続配線を形成する方法に比べると、差し込み式によりソーラーセルの固定及び接続を簡単に行うことができるので、大幅なコストダウンを実現可能になる。
【００７５】
第１実施形態の符号４１ａ，４１ｂ、第２実施形態の符号１３１、第３及び第４実施形態の符号２３１，２３４のような雄型接続端子の形状は、嵌合に適する形状であれば良く、特に限定されない。嵌合部の形状は、略球形、円柱形、角柱形などが挙げられる。挿入方向に対して、嵌合部の先端部又は中間部が膨らんだ部分を有すると、抜け止めの効果が高い。嵌合部の形状が挿入方向に中心軸を有する柱形であると、挿入方向に垂直な横断面の形状が変化しないので、挿入しやすい。
【００７６】
以上、本発明を好適な実施形態に基づいて説明してきたが、本発明は上述の実施形態に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で種々の改変が可能である。
ソーラーセルが配置される面の形状は、文字盤と略同一形状又は略相似形状であってもよく、異なる形状であってもよい。円形以外の形状としては、八角形、四角形などの多角形、角に丸みを持たせた多角形、楕円形などが挙げられる。
【００７７】
ムーブメント上にソーラーセルや文字盤を保持するため、押さえリングを用いてもよい。押さえリングを取り付ける前にソーラーセルの接続が済んでいる場合は、押さえリングに端子や配線を設けず、絶縁樹脂のみで形成するほかは、第３実施形態の押さえリングと同様の構造としてもよい。押さえリングの外周部がムーブメントの側面に係合又は嵌合することにより、ムーブメントに対して押さえリングを着脱自在とすることができる。
【符号の説明】
【００７８】
１０…ムーブメント、２１，２２…ソーラーセル、４０…コネクタ（接続部品）、４１…導体部、４１ａ，４１ｂ…端子、４１ｃ…軸部（配線）、４２…絶縁樹脂部、４３…キャップ、５０…二次電池、１００…ムーブメント、１０１…正極出力端子、１０２，１０５，１０８…配線、１０３…正極中継端子、１０４，１０７…負極接続端子、１０６…直列接続端子、１０９…負極出力端子、１２１，１２２…ソーラーセル、１３０…押さえリング（接続部品）、１３１…正極中継端子、１３２，１３５…配線、１３３，１３６…正極接続端子、１３４…直列接続端子、２１０…ムーブメント、２１３，２１５…雌型接続端子、２１４，２１６…負極接続端子、２１９…直列接続配線、２２１，２２２…ソーラーセル、２３０…コネクタ（接続部品）、２３１，２３４…雄型接続端子、２３２，２３５…配線、２３３，２３６…正極接続端子、２４０…コネクタ（接続部品）、２４３…文字盤、４０１…ウオッチ（ソーラー時計）。
【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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