CN101201587B - 用于时计的磁控制设备 - Google Patents

Abstract

用于时计的磁控制设备(1)包括密封管(3)，该密封管包括插入到该时计的开口中的封闭端，而该管的另一端向外开口。提供控制杆(12)以便在该管(3)内滑动。其携带与该管内的杆整体位移的磁体(21)。通过操纵该杆从该管(3)突出的端部，该表的佩戴者可以使该磁体选择性地占据三个位置。沿该密封管在该时计内布置具有两个状态的第一和第二磁传感器(22，23)，以便该第一传感器(22)的状态与第二传感器(23)的状态的三个不同的组合分别与该第一磁体(21)的三个预定位置相关联。

Description

用于时计的磁控制设备

技术领域

本发明涉及一种用于时计的磁控制设备，更特别地涉及一种磁设备，该磁设备包括可手动促动的控制元件，并且能够选择性占据多个位置，并且能够经由平移运动从一个位置移动到另一个位置。

背景技术

这种磁控制设备对本领域技术人员来说是已知的。专利文件US4038814特别描述了这种设备的几个实施例。特别地，参照图6和7描述的实施例涉及一种通常具有矩形外形的手表，其一侧携有导轨。提供包含磁体的塑料指针，以便沿此导轨滑动。面对该导轨在手表中设置非特定数量的簧片触点。通过使磁体滑动，手表的佩戴者可以选择性地闭合一个或其它的簧片触点，因而能够控制手表。因此该控制设备可在手表的外部和内部之间没有机械或电连接的情况下运行。

现有技术的该设备具有一定的缺陷。首先其很引人注目，这是由于该导轨几乎在手表一侧的整个长度上延伸。此外，看起来不能大大地减少现有技术设备的尺寸。事实上，所描述的结构必然将所有的簧片触点在一条线上并排地布置。然而，已知的最小簧片触点的宽度接近一毫米。此外，磁场必须足够强以便穿过手表中间部分的厚度作用。在这些条件下，必须使触点隔开足够的间隔，以便两个触点不会同时闭合。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种控制设备，其在时计的外部和内部之间没有机械或电连接的情况下运行，并且其比现有技术更紧凑。

本发明的另一个目的是提供一种控制设备，在该控制设备内，大大地减少了控制元件必须执行的平移运动的幅度。

另一个目的是提供一种磁控制设备，其具有传统的机械控制设备的外观。

本发明的又一个目的是提供一种磁控制设备，其控制元件容易适应，以便以传统的控制杆的方式同等地促动旋转。

本发明通过提供如下所述的磁控制设备来实现这些目的。一种时计的磁控制设备，包括可从所述时计的外部手动促动的可移动控制元件，和固定到所述控制元件的第一磁体，所述第一磁体提供为当表的佩戴者操纵所述控制元件时，在连接至少三个预定位置的轨道上平移位移，所述设备还包括位于所述时计内的检测装置，所述检测装置提供为以便检测在所述三个预定位置中由所述第一磁体占据的位置，所述检测装置至少包括一个第一和一个第二磁传感器，所述磁传感器能够处于第一或第二状态，并且布置在所述第一磁体的轨道附近，以便与所述第一磁体合作；所述设备的特征在于：包括具有由非磁材料产生的壁的密封管，该密封管包括向所述时计的内部延伸的远侧封闭端和向所述时计的外部开口的近端，所述设备的特征还在于：所述控制元件具有杆的一般形式，所述杆提供为以便在所述密封管内部滑动；并且所述第一磁体提供为以便在用所述杆支持的密封管内位移，所述第一和第二磁传感器沿所述密封管间隔开布置，以便所述第一磁体的三个预定位置分别与所述第一传感器的状态和所述第二传感器的状态的三个不同的组合相关联。

与表壳自身相反，保护该密封管免于可能的冲击。因此，该管壁不需要如该时计的外壁一样厚。因此，在强场梯度区中，可以以距离该磁体的轨道小的距离排列簧片触点。其结果是，本发明的优点在于能够提供一种设备，该设备甚至能够检测磁体的小位移。

本发明的另一优点是将该杆和第一磁体插入该密封管中。在这些条件下，只有该杆从该时计突出的端部是可见的。因而该磁体和该控制设备的其余部分是不可见的。因此，能够提供具有传统控制杆外观的控制设备。

本发明的另一优点是两个磁传感器足够允许该电子装置区分该第一磁体的三个位置(并且甚至是根据一个变型的四个位置)。由于此特征，根据本发明的控制设备能够更紧凑。另一方面，限制磁传感器数量的事实可以减少成本价格。

根据本发明的有利变型，该第一和第二簧片触点的位置相对于该密封管的轴线是成角度地偏移的。因此不会将触点设置在彼此的范围内，可以在该杆的纵轴线方向上自由选择它们的间隔，而不需要考虑触点之间可能的干扰。因此，根据这种变型，能够产生一种控制设备，在该控制设备内，将该控制元件必须执行的平移运动的幅度减小到最小。

附图说明

在阅读下面仅通过非限制例子并且参照附图给出的描述的基础上，本发明的其它特征和优点将变得显而易见，其中：

-图1A是根据本发明的特定实施例的用于时计的磁控制设备的截面的顶视图；

-图1B是根据图1A的轴线1-1的横截面；

-图2A是根据图1A的轴线2-2的横截面；

-图2B是在作为磁体位置函数的簧片微触点的叶片中的磁通量的图表；

-图3A是顶视图，其表示根据图1A的实施例的第一变型的磁体以及第一和第二簧片触点的结构；

-图3B是顶视图，其表示根据图1的实施例的第二变型的磁体以及第一和第二簧片触点的结构；

-图3C是顶视图，其表示根据图1的实施例的第四变型的磁体以及第一和第二簧片触点的结构；

-图4是根据图1的轴线IV-IV的横截面视图。

具体实施方式

图1A表示根据本发明的控制设备的特定实施例。在此例子中，将磁控制设备1安装在表的中间部分2中。从该图中可以看到：管(参考标记3)插入在中间部分2的边缘中提供的开口4中。管3例如由非磁性材料如不锈钢制成。管是气密的，并且仅在其一端开口。可以在图1A中看到，在当前例子的主题的实施例中，管3几乎完全地包含在中间部分的内部。只有该管的开口端向表的外部开口。然而，可以理解，根据本发明的其它实施例，可以仅将管在闭口端(或封闭端)附近的远端部分插入中间部分中。在这些条件下，管靠近该开口端的近端部分将从该中间部分伸出，从而提升按钮13。

可以看出，在管3的位于其开口端附近的部分(此后称作管的近端部分，参考标记为7)，管壁具有较大的厚度。部分7形成为以便在中间部分的开口4中调整，以致形成尽可能紧密的密封。另一方面，又如图1A所示的，通过“O形环”型密封件(参考标记5)加强不渗透性，该密封件设置在同样在部分7提供的环形槽6中。部分7还提供有外圆形肩部9，以便邻接开口4的互补肩部10。还在图1A中看到在该管的近端提供的凹槽14。该凹槽提供为用于接收螺旋弹簧15。

根据该实施例，在表的中心方向上，管3从中间部分2的边缘径向延伸。因此应当理解，该管的存在会对在组装表的时候将某些零件引入表壳构成阻碍。特别地，在模拟表的情况下，管3会对在将机芯引入外壳时构成障碍。为避免此类问题，可以仅在安装完其它需要放置在表壳中的部件后将管安放到位。一旦管被插入，其能够一劳永逸地保持到位置。因此，管3和中间部分2之间的接合是静态接合。在这些条件下，将描述的密封装置能够确保长期的不渗透性。

在本例中，根据本发明设备的手动控制元件由插入管3中的圆柱形杆12形成。杆12提供为以便在管3内部滑动和转动。杆12的一端经由开口4从该管突出，且如图所示，此端部端接于冠状按钮13。同样可见的，按钮13在其下表面具有环形凹槽，其中容纳管3的圆柱形近端以及螺旋弹簧15。可以看到，按钮13以帽的方式覆盖该近端和弹簧15。将管的近端的外圆柱形表面设计成在该按钮的环形凹槽中滑动，以便改变管3和按钮13的嵌套程度。该按钮与杆12是集成的，并且该按钮相对于管3的轴向运动会引起杆12在该管中的位移。

返回弹簧15是螺旋弹簧，其由靠着按钮13的环形凹槽底部的一端，以及靠着凹槽14的底部的另一端支撑。在这些条件下，当手表的佩戴者按压按钮13时，他压缩返回弹簧15并使管3的近端沉入该环形凹槽。然后，当手表的佩戴者释放其在按钮13上的压力时，返回弹簧15具有使按钮13和杆12返回到它们的初始位置的趋势。

又如图1中所示，杆12具有大致小于该杆的其余部分的直径的轮廓截面。该轮廓截面位于该管的近端部分7的水平，基本上由两个槽(参考标记16和17)和倾斜部分18形成。该两个槽16，17和倾斜部分18提供为以便与簧环19合作，以形成索引装置，该索引装置用于保持该杆或使其返回到选定的轴向位置。管3具有双对称的磨铁部(milling)20，其提供为以便允许簧环19的两个分支通过，并且将该簧环保持到位置。相应于图1B中所示的，杆12在该簧环的两个分支之间延伸。

遵循已知的具有按键的传统上发条按钮的例子，通过按压或者拉按钮13，手表的佩戴者可移动本例中的磁控制设备1的杆12，以选择性地占据三个不同的预定位置：

-第一位置(称为静止位置或位置“0”)，其中该簧环接合在第一槽16中；

-第二位置(称为拉出位置或位置“1”)，其中该簧环接合在第二槽17中；

-第三位置(称为推进位置或位置“-1”)，其中该簧环与倾斜部分18合作。

在该暂时位置中，当手表的佩戴者释放在按钮13上的压力时，杆12通过倾斜部分18和返回弹簧15的组合效果返回到静止位置。

根据本发明，与该杆12集成的第一磁体(参考标记21)可以在该密封管3内平移位移。磁体21提供为以便通过管壁与放置在该时计内的第一和第二磁传感器合作。这些磁传感器可以是簧片微触点，此后指定为缩写MR，并且分别具有参考标记22和23。如图1A中所示，将这两个MR沿密封管3间隔排列，以便它们位于距管的远端不同的距离。如图1A和2A所示，在该例子中，将第一磁体21同轴地插入到在该杆的端部中形成的孔眼中。该图中还可以看到携带第一和第二MR22和23的支撑板25。如进一步看到的，支撑板25可以有利地由表的电子电路的印刷电路板25形成。

簧片微触点(或者MR)是对磁场敏感的触点。该MR可处于两种状态。事实上，其在存在在MR的轴线方向上的分量是足够强的磁场时闭合。在相反的情形下，当该磁场在MR的轴线方向上的分量值没有超过一定的阈值时，该触点保持开启。因此MR适于用作具有两种状态的磁传感器，以检测在给定方向上的强度超过一定的值的磁场的存在。

根据本发明作为当前例子的主题的变型，将MR22和23的轴线定向成平行于密封管3的轴线，因此同样定向成平行于第一磁体21的南北轴。现在参照图2B解释与MR22和23以及磁体21的平行定向有关的优点。该图是指示簧片微触点的叶片内部的磁场的磁通量强度作为由该磁体占据的纵向位置的函数变化的图表。如所观察的，该图表实际上包括两条曲线。第一条曲线是实线，对应于用于MR闭合的情况(因此MR的两个叶片接触)计算的值。第二条曲线是虚线，对应于MR开启的情况。可以特别地验证，当MR闭合时磁通量的强度总是较大。另一方面，可以看到，在该图表中心的横坐标零点处该磁通量达到最大值。该横坐标零点对应于该磁体和MR并排的情况。可以观察，在该图表的中心区域，该磁通量的强度表示为负的。此特征对应于下面的事实，即当磁体和MR并排时，MR叶片的磁化与该磁体的极化方向相反。

在图2B中，将两条水平线设置在零纵坐标的上面和下面相等的距离，该两条水平线表示该MR的灵敏度阈值。在该例子中可见，同时将磁力选择得足够大，以致磁通量的强度在该图表中心广泛地超过闭合阈值，以及足够小，以致该磁通量的强度在其它任何地方都保持在阈值之下。实际上可见的，当该磁体相对于MR位移时，该磁通量的强度幅度迅速地减少。达到这样的程度，以致该磁通量的强度在横坐标零点的两侧迅速地达到零值，然后再次增长以达到两个次级幅度的局部最大值。如更进一步可见的，存在两个位于与最大值距离相对短的以及磁流量为零的位置，这不是归因于弱的磁场，而是归因于与MR的轴线垂直的场力线的定向。参考图1A和3A，现在解释该特征的优点。在这些图中，第一磁体21的位置对应杆12的静止位置(位置0)。在该静止位置，可以看到第一和第二MR22和23相对于磁体21对称地布置，因此该磁体位于两者之间一半的距离。此外，如在图3A中观察的，MR22和23的位置对应两个位置，其中场力线大致与MR的轴线垂直。进一步可见，该场力线的垂直定向使MR的轴线上的磁通量等于零。因此，该表示的构造对应于两个MR开启的情况。此外，根据前述内容，可以理解，该两个MR是开启的事实首先是通过几何考虑解释的，并且仅最低限度地依赖于该磁场的强度。该情况的优点在于：可以以常规的制造公差大规模地制造本发明，而不需要过多的关注源于样品之间灵敏度变化的可能后果。

因此，将两个MR22和23布置在场力线的定向大致与磁体21的轴线垂直的位置。更细致地检查场力线的分布可以意识到：两个MR之间的纵向间距对应于由这些场力线画出的回路之一的宽度。因此，在该例子中，MR的轴线距离该磁体的轴线越远，则MR越多地纵向间隔开。因此，可以理解，由于使用管3，该管具有低厚度的壁且因而能够使MR接近该杆的轴线，因此可以显著地减少分开磁体21的三个预定位置“1”，“0”，“-1”的距离，因而显著地缩短杆12的行程。

图3A的实线表示的磁体21的位置对应于该杆的静止位置(0)。然而，该磁体对应于拉出位置(1)和推进位置(-1)的磁体位置又由两个虚线矩形表示。该图显示当杆12位于拉出位置时，该磁体直接位于第一MR22附近。在这个位置，该磁场足够闭合MR22。对第二MR23来说，其距离磁体21足够远以便在此位置开启。当杆12位于推进位置时，情况正相反。在位置(-1)，磁体21直接位于第二MR23附近。因此MR23闭合，同时第一MR22开启。又如图3A所示，在拉出位置“1”，磁体21和MR22不是完全并排的。事实上，在该磁力适合MR的灵敏度的范围内，该磁场足够闭合该MR，即使当在MR与磁体之间有一定的偏移时。因此，对应于图3A中所示的，杆12的行程，或者换言之，推进位置“-1”与拉出位置“1”分开的距离可以比MR22和23之间的间隔显著地缩短。

图3B示出根据第二变型的磁体21’以及MR22’和23’的构造。如前述变型，将这两个MR对称地设置在该磁体的静止位置“0”的两侧。然而，在图3B的变型中，这两个MR22’和23’非常接近，以致于在静止位置，它们都是闭合的。图3B的实线表示的磁体21’的位置对应于该杆的拉出位置(1)。在图中可见，MR23’的位置对应于场力线的定向大致垂直于该MR的轴线的位置。因此在拉出位置“1”，MR23’是开启的。对MR22’来说，其是闭合的。另一方面，可以理解，因为两MR的对称配置，在磁体21’的推进位置“-1”，MR22’是开启的，而MR23’是闭合的。根据第二变型，杆的行程略微长于前述变型。然而，图3B的变型具有能够具有磁体的第四预定位置(图中参考标记“2”)的优点。在该第四预定位置，例如第二拉出位置，两个MR都是开启的。同样地，图3B能够再次设想具有三个预定位置的第三变型。事实上，如果由于一个或者其它原因，必须限制密封管3的长度，可以有利地不使用该图中具有参考标记“-1”的位置，，并且将磁体21’的行程限制到位置“2”和“0”之间的间距。

图3C表示根据第四变型的磁体21”以及MR22”和23”的结构。相似于第三变型，第四变型是不对称的变型，例如相容于使用小长度的密封管3。在图3C中的实线上表示的磁体21”的位置对应于该杆的静止位置“0”。如图中所示，MR23”的位置对应于该场力线的定向大致与MR的轴线垂直的位置。因此，在静止位置“0”，MR23”是开启的。对MR22”来说，其直接相对于磁体定位。因此，它是闭合的。另一方面，应当理解：因为对称，在推进位置“-1”，情况相反。因此，在该位置，MR23”闭合，而MR22”开启。最后，在磁体21”的拉出位置“1”，场力线垂直于MR22”的轴线，其因此开启。对第二MR23”来说，其充分地远离磁体21”，以便同样地开启。

应当理解，在该例子中描述的MR必须是小尺寸的。然而，存在足够小以适应这种应用的MR。特别是在由ASULAB SA，CH-2074Marin，Switzerland公司开发的MicroReed-14中引证的。

另一方面，可以理解，在不脱离由附加的权利要求书限定的本发明的范围的情况下，可以在为当前描述的主题的实施例中提供多种对本领域技术人员来说是显而易见的修改和/或改进。特别地，该静止位置和推进位置之间的行程长度不需要与静止位置和拉出位置之间的长度相等。另一方面，本发明明显地不限于使用簧片触点作为磁传感器的实施例。演绎地，本发明适合使用任何对磁场强度敏感的传感器。特别地，能够用霍耳效应传感器。

参照图1A的实施例的第一变型(图3A)给出继续的描述。根据该变型，如所见的，可以通过该杆12带动第一磁体21以选择性地占据下面三个预定的轴向位置：

-位置(0)(对应于杆12的静止位置)，其中第一和第二MR22、23都开启；

一位置(1)(对应于杆12的拉出位置)，其中第一MR22闭合而第二MR23开启；

-位置(-1)(对应于杆12的推进位置)，其中第一MR22开启而第二MR23闭合。

如果再次参考图1A，可以看到：所表示的控制设备包含相对于第三和第四MR(分表具有参考标记27和28)定位的第二磁体(参考标记26)。同样如图4所示，将磁体26插入到在杆12中形成的横向通道中。在该例子中，将MR27和28安装在其本身固定在支撑板25上的支撑件29，30上，支撑板25已经携带了两个第一MR22和23。另一方面，MR27和28使其轴线垂直于杆12的轴线定向，且紧邻密封管3在板25上的杆12的轴线投影两侧对称地布置。

磁体26以及MR27和28提供为以便检测杆12的旋转。当表的佩戴者转动按钮13时，他在横向于杆12的轴线的平面内驱使第二磁体26旋转。磁体26的旋转引起两个MR27和28中的每一个的开启和闭合的循环连续。应当理解，MR在该磁体的每转期间打开和关闭两次。因此，MR27和28以每转两个循环的频率换向，因此分开相同MR的两个连续的闭合(或两个开启)的周期对应于该杆12的180°的旋转。此外，两个MR27和28以相同的频率切换，并且可以理解，该频率依赖于该杆的旋转速度。

又如图4所示，两个MR27和28相对于杆12的旋转轴线一起形成近似135°的角度。由MR之一完成的一个完整的循环对应于180°，在MR27和MR28之间偏移的135°对应四分之三循环。该角度的偏移由两个MR的循环之间π/2(或-π/2)的相移表明。该相移的符号，或者换言之MR开启和闭合的顺序给出了杆12的旋转方向。

本领域技术人员应当理解，根据简化的变型，单个簧片触点(MR27或MR28)足够检测杆12的旋转。事实上，如所见的，使用两个角度偏移的MR可以检测该杆的旋转方向。然而，在不需要区别旋转的一个方向和另一个方向的应用中，手表的电子电路获取单个MR的切换是足够的。

如果再次参考图1A，可以再次注意到，在该图中，MR27和28没有确切地面对磁体26放置。事实上，在该例子中，MR27和28提供为以便不仅在杆12在如图1A所示的静止位置(位置0)时，而且同样在将杆12拉出(位置1)时与磁体26合作。这是在MR和第二磁体间提供轻微的偏移的原因。事实上，将触点放置在该杆的拉出位置中该磁体的位置以及在静止位置中该磁体的位置之间的一半。

装配有本例中的磁控制设备的表特别地以常规的方式包括包含时基的电子装置(未表示)，和由这些电子装置控制的显示装置。将四个磁传感器(MR22，23，27和28)以本领域技术人员熟知的方式连接到电子装置。电子装置提供为检测每个磁传感器的状态，并且将该信息处理为四个二进制信号。一般地，二进制表示“是”和“否”优选于表示“开启”和“闭合”，以在附图中指出根据本发明的磁传感器的状态。

Claims (13)

1.一种时计的磁控制设备(1)，包括可从所述时计的外部手动促动的可移动控制元件(12)，和固定到所述控制元件的第一磁体(21)，所述第一磁体提供为当表的佩戴者操纵所述控制元件(12)时，在连接至少三个预定位置(“1”，“0”，“-1”)的轨道上平移位移，所述设备还包括位于所述时计内的检测装置，所述检测装置提供为以便检测在所述三个预定位置中由所述第一磁体(21)占据的位置，所述检测装置至少包括一个第一和一个第二磁传感器(22，23)，所述磁传感器能够处于第一或第二状态(是或否)，并且布置在所述第一磁体(21)的轨道附近，以便与所述第一磁体合作；所述设备的特征在于：包括具有由非磁材料产生的壁的密封管(3)，该密封管包括向所述时计的内部延伸的远侧封闭端和向所述时计的外部开口的近端，所述设备的特征还在于：所述控制元件(12)具有杆的一般形式，所述杆提供为以便在所述密封管(3)内部滑动；并且所述第一磁体(21)提供为以便在用所述杆(12)支持的密封管(3)内位移，所述第一和第二磁传感器(22，23)沿所述密封管(3)间隔开布置，以便所述第一磁体(21)的三个预定位置(“1”，“0”，“-1”)分别与所述第一传感器(22)的状态和所述第二传感器(23)的状态的三个不同的组合相关联。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于：所述第一磁体(21)的南北轴与所述杆(12)同轴地定向。

3.如权利要求1所述的设备，其特征在于：所述第一和第二磁传感器(22，23)的轴线是与所述密封管(3)的纵轴线平行定向的。

4.如权利要求1所述的设备，其特征在于：所述第一和第二磁传感器(22，23)相对于所述密封管(3)的纵轴线相对于彼此成角度地偏移。

5.如权利要求1所述的设备，其特征在于：所述第一和第二磁传感器(22，23)安装在相同的印刷电路板(25)上，所述印刷电路板平行于所述密封管(3)的纵轴线。

6.如权利要求1所述的设备，其特征在于：所述杆(12)提供为以便在所述密封管(3)内转动；

并且检测装置提供为以便同样检测所述杆的旋转。

7.如权利要求6所述的设备，其特征在于：所述检测装置包括至少一个第三磁传感器(27)，所述第三磁传感器提供为以便与第二磁体(26)合作，所述第二磁体刚性地固定于所述杆(12)，并且相对于所述杆的旋转轴线横向定向。

8.如权利要求6所述的设备，其特征在于：所述检测装置包括相对于所述杆(12)的旋转轴线成角度地偏移的第三和第四磁传感器(27，28)，所述第三和第四传感器提供为以便与第二磁体(26)合作，所述第二磁体刚性地固定于所述杆(12)，并且相对于所述杆的旋转轴线横向定向。

9.如权利要求8所述的设备，其特征在于：所述第三和第四磁传感器(27，28)成角度地偏移近似135°。

10.如权利要求1所述的设备，其特征在于：所述密封管(3)提供有在所述近端附近布置的密封接合件(5)，所述密封接合件提供为以便确保所述管(3)与所述时计的中间部分(2)之间的密封。

11.如上述任一权利要求所述的设备，其特征在于：当所述磁体(21)占据第一预定位置时，所述第一磁传感器(22)处于第一状态(是)，而所述第二传感器(23)处于第二状态(否)；和

当所述磁体占据第二预定位置时，所述两磁传感器处于相同的状态；和

当所述磁体占据第三预定位置时，所述第一磁传感器处于第二状态(否)，而所述第二传感器处于第一状态(是)。

12.如权利要求1-10之一所述的设备，其特征在于：当所述磁体(21)占据第一预定位置时，所述两个磁传感器(22，23)处于第一状态(是)；

当所述磁体占据第二预定位置时，所述两个传感器处于不同的状态(是，否)；和

当所述磁体占据第三预定位置时，所述两个磁传感器处于第二状态(否)。

13.包括根据前述任一权利要求所述的磁控制设备的时计。

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