CN1794114B - 具有金属表盘的无线电手表 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有一个表壳、一个表盘(1)和一个由表壳容纳的用于接收时间信号的天线(4)的无线电手表。根据本发明规定，表盘(1)由一种金属材料制成，并且天线(4)以距离表盘(1)大于0.5毫米的距离(a_ZA)、优选地以1至4毫米的距离(a_ZA)、最优选地以1至3毫米的距离(a_ZA)地进行设置，其中表盘(1)具有0.5至1毫米的厚度(d_Z)。

Description

具有金属表盘的无线电手表

技术领域

本发明涉及一种无线电手表。

背景技术

根据现有技术已公开了许多类型的无线电手表。这些无线电手表适于接收、解码由长波时间信号发送器发射的时间信号，并将相应的时间显示在显示屏上，和/或借助指针进行显示。大多数的无线电手表至少每天两次自动地接通到接收，以便接收由相应的时间信号发送器发送的时间信号，并根据这个规定调节表的时间。在当天的其它时间由一个内部的石英装置继续进行工作。

通常，长波时间信号发送器以20和100kHz之间的频率进行发射。例如在日本有两个其发送频率为40和60kHz的时间信号发送台。到目前为止的唯一的德国时间信号发送台DC下77用77.5kHz的频率进行发射。

从事无线电手表开发的工程技术人员的一大挑战是，在保留手表中通常使用的表壳、特别是在保留用于制造表壳所使用的材料的同时又能保证总是足够地接收无线电信号。

因为在能导电的、也就是特别是金属材料的附近，天线的接收受到干扰，因此曾在第一批无线电手表中将长波天线设置在金属表壳的外部。因此，例如由DE 35 08 366 A1或者DE 88 15 967 U1公开了将天线安装到表带中。这种设置有如下缺点，即该天线由于它的曝露的位置而易于损坏。此外还存在的危险是，由于机械载荷而中断天线和表机构之间的电连接。

更新的研制目标是将天线设置在表壳本身之内。而且表机构和天线之间机械的和电的连接对外界的作用不敏感。

DE 93 18 224 U1公开了将长波天线安装到一个非金属的表壳内。建议将表盘和长波天线彼此靠近设置，其中表盘完全地、或者至少在天线的附近由非金属材料制成。事实表明，主要由于外形的原因使用由非金属材料制成的壳体不被市场所接受，或者只小规模地被市场所接受。此外，例如表盘不能使用长期以来所采用的标准部件，而这些标准部件一方面由于所采用的材料而具有人们所希望的机械特性，另一方面也具有用户所熟悉的、并且为他们所希望的外观特征。

DE 296 07 866 U1已知将长波天线安装到具有金属中间部件的表壳中。然而这个文献告戒将天线沿机构轴向方向尽可能远离表壳的中心点地移到一个塑料底部中或者表玻璃的下方。此外，还要与金属中间件保持一个径向的最小距离。在表玻璃下方的设置，一方面只能用于无磁芯的空气线圈，另一方面这种布局由于可以看到天线而被用户认为是干扰。由于外观上的原因，将天线设置在塑料底部的做法也常常受到排斥。

从作为本发明依据的DE 299 23 446 U1得到一种在它的壳体中容纳有一个磁性的长波天线的无线电手表。这种无线电手表的表壳由一个金属中间件和一个由非导电材料制成的底盘所组成。长波天线的天线磁芯在壳体中心的径向方向上相对于金属的壳体中间件错位地设置，然而，该天线磁芯仍然位于金属的中间件的轴向区域中。为了保证天线磁芯与导电的壳体中间件的内壁全方位的径向距离，将一个由塑料注塑而成的隔离环置入到该壳体中间件中。虽然这种设计从原理上得到证明，但为了保证能足够地接收无线电信号，表盘仍然以本身非寻常的方式由一种非导电材料制成。

发明内容

本发明的任务是设计和继续开发这种类型的无线电手表，即能使用具有石英机构、或者纯机械手表机构的通常的手表的其它构件。

在这种类型的无线电手表中，这个任务通过一种无线电手表得以完成。该手表具有一个表壳、一个表盘和一个由表壳容纳的用于接收时间信号的天线。根据本发明，表盘由一种金属材料制成；并且天线以距离表盘大于0.5毫米的距离、优选地以1至4毫米的距离、最优选地以1至3毫米的距离进行设置，其中表盘具有0.5至1毫米的厚度。

本发明还涉及其它有利的设计和改进方案。

根据本发明的无线电手表与根据现有技术的无线电手表的区别在于，代替一个不导电的、特别是非金属的表盘的是该无线电手表具有一个由一种金属材料制成的表盘。此外，用于接收时间信号的天线位于表壳之内。然而该天线设置在离金属表盘大于0.5毫米的地方。与到目前为止仍然盛行的意见相反，据此在一个无线电手表中由于它的尺寸小而根本不能使用金属的表盘，这并不如此地影响时间信号的接收，即不可能有意义地再利用，事实表明，这种距离已足够能保证信号的充分接收。

虽然能表明这个大于0.5毫米的距离是足够的，但是出于能遵守制造公差的原因有利的是，磁性长波天线按离金属表盘1至4毫米的距离设置。一方面在安装时所述距离能比较可靠地调节，另一方面天线振荡回路的调整也更加容易，因为天线和金属表盘之间的电磁相互作用比较小。

通常天线按距离金属表盘2至3毫米的距离设置，这将轴向结构空间要求限制在具有非金属表盘的无线电手表的到目前为止的常用尺寸上。

虽然原则上讲可以用不同的金属材料、或者具有金属涂层的材料来制造表盘，但是在本发明的一个特别有利的变型方案中规定表盘全部由黄铜制成。黄铜表盘由于它易于加工而通常装在石英手表或者机械手表中。此外，这种材料也为钟表设计师设计多种外形的手表提供了理想的基础。

事实证明，通过上述合理地选择天线到金属表盘之间的距离就可以使用其本身具有通常厚度的常规表盘。若表盘、特别是黄铜表盘具有0.5至1毫米的厚度则是理想的。

事实表明，只要按照上述规则选择所述距离，原则上可以使用任何类型的天线。特别是可以使用线性的、棒形的铁氧体天线—例如在DE 93 18 224 U1或者在DE 299 23 446 U1中描述的具有一个由柔性的熟铁-薄板制成的磁芯的、弯成弧形的天线，例如在EP 0 896 262 A1中描述的短的线圈天线、例如在EP 0 382 130 B2中描述的，或者也可以使用具有不同构形的有磁芯或者无磁芯的长波天线，例如在DE296 07 866 U1中所描述的。

特别是在上述类型的线性的、棒形的铁氧体天线中，或者在一种至少部分地弯曲成弧形的薄片天线中，有利的是，所述天线对于一个(必要时设想的)指针轴线非对称地设置。这样，所述表机构就可容易地与天线设置在同一平面中，或者与天线相邻地设置。

原则上讲，所述金属表盘可以与一个非金属的壳体结合使用。然而正如上面已经讲过的，因为一个非金属壳体很少为顾客接受，所以根据本发明金属表盘在一个优选的实施方案中与一个具有金属中间件的壳体相关地得到应用，例如DE 299 23 446 U1所述的。下述材料可特别考虑用作金属中间件的材料：(例如采用压力注塑方法制造的)具有金属涂层的塑料或者陶瓷、特种钢或者钛。

正如上所述，不要求天线远离壳体中心之外设置。若保持与金属表盘有足够的(轴向)距离，并且保持与金属中间件有足够的(径向)距离，若天线轴向地设置在金属的壳体中间件的部位处、或者换一种表达方式、设置在金属的壳体中间件的平面内，则可保证接收功能性。

为了使通过无线电手表的、特别是金属表盘的、并且必要时金属的中间件的相邻的金属的和/或能导电的构件对天线的接收特性的干扰保持得尽可能地小，本发明规定，天线相对于表盘和必要时金属的壳体中间件不动地固定在表壳中。所谓不动的固定的意思是，在当使用人将手表戴在手臂上的正常使用条件下，天线相对于相邻的金属部件的位置没有变化。

为了调节天线和金属的壳体中间件之间的上面已指出的最小距离，并且在必要时将这个距离尽可能地保持这么大、也就是说为了在必要时按这个距离固定天线，本发明在金属的壳体中间件和天线之间设置一个壳体中间件垫片、特别是一个由一种不导电的材料制成的隔离环，该隔离环按照到金属的壳体中间件的预先规定的(径向)距离支承天线。

出于类似的原因，本发明规定，在一个特别有利的实施方案中在表盘和天线之间设置一个由一种不导电的材料制成的表盘垫片，该表盘垫片按照到表盘的预先规定的(轴向)距离支承天线。

可考虑将塑料(例如压力注塑件)或者陶瓷用作这两种垫片、也就是表盘垫片和壳体中间件垫片的材料。这两个垫片可以互不相干地制造，并且在必要时可用不同的材料制成。然而也可以使表盘垫片和壳体中间件垫片材料统一地和/或整体地构成。

证明有利的是，将表盘垫片设计成一个支承表机构和/或天线的机构板(Werkplatte)。因此，该机构板不仅承担支承表机构的功能，而且也能承担与天线保持距离的功能。除了强制性地使天线和表盘(并且必要时天线和壳体中间件)之间保持距离的功能外，该机构板也可以有一个(在必要时与机构板成整体的)用于天线的支承机构。该机构板也能承担天线相对于表盘并优选地相对于(必要时金属的)中间件的固定功能。

为了保证不可退回的连接、并因此保证在很大程度上已预先规定的、天线相对于表盘和必要时金属中间件的定位，根据本发明规定，表盘垫片、特别是机构板以插接连接的方式与表盘连接。

若天线具有一个其感应率超过数值1毫亨(mH)的天线线圈，则可达到足够的接收特性，这种接收特性使得所接收到的时间信号无需费事的误差修正或者无抑制干扰地转换成相应的钟表时间成为可能。

在目前不可能在没有特别费事地设计金属底盘的情况下，在一个安装到金属表壳(Carrure)的天线中、且在与金属表盘组合的情况下，能保证有足够的接收。因此，出于制造技术的原因，本发明设置了一个由一种不导电材料、特别是塑料或者玻璃制成的底盘。

附图说明

现在借助附图对本发明进行更详细的说明。这些附图是：

图1

a)：一个根据本发明的无线电手表的一种第一实施例的装有机构板的表盘的俯视图，

b)：按照图1a)的装有机构板的表盘的横截面图，

c)：在按照附图1a)和1b)布局的表盘和机构板之间的插接连接机构的详细视图；

图2

a)：一个根据本发明的无线电手表的一种第二实施例的装有机构板的表盘的俯视图，

b)：按照图2a)的装有机构板的表盘的横截面图，

c)：在按照图2a)和2b)布局的表盘和机构板之间的插接连接机构的详细视图；

图3用于一个根据本发明的无线电手表的天线振荡回路的一种第一实施例；

图4用于一个根据本发明的无线电手表的天线振荡回路的一种第二实施例。

具体实施方式

从图1中可得知一种根据本发明的无线电手表的第一实施例的主要构件。但在图中未示出具有一个表面玻璃、一个由导电材料也就是特种钢制成的中间件、以及一个由用一个金属环镶边的玻璃制成的底盘的壳体。

在未示出的壳体中装有一个黄铜表盘1。该黄铜表盘1如同在石英表中常用的一个表盘那样设计。该表盘的厚度dz约为0.5至1毫米。

将一个机构板2安装到黄铜表盘1上。机构板2同样按常规方式设计。它由塑料制成，并且用压力注塑方法生产。机构板2用于支承一个表机构3、一个用于接收时间信号的薄片天线4形式的磁性长波天线、一个控制和调节无线电接收以及表机构的电子机构5、以及一个电池6。机构板2的厚度dW通常为0.5至1毫米。

在本实施例中，机构板2的整体的构件是一个机构支承环7，它在外圆周侧包围着表机构3、电子机构5以及电池6。在本实施例中在天线4区域中所述机构支承环7是空着的。然而，它也可设计成环形的，例如在DE 299 23 446 U1中所描述的。在此，机构支承环7的轴向延伸是通过一个容纳电子元件的薄板8的位置而规定的。该薄板支承着所述机构支承环7。然而也可以放弃机构支承环7，或者它也可以例如一直延伸到表壳的底盘。

在本实施例中机构板2与黄铜表盘1为刚性连接。这种刚性连接是借助一个插接连接机构实现的。相应于图1b)和1c)，该插接连接机构包括多个成形在黄铜表盘1上的销子9。这些销子主要是形状和功能互补地嵌入到机构板2中相应的凹槽中、优选地是孔10中。

在本实施例中表机构3是一个指针机构。驱动(在此未示出的)指针的轴11在中央穿过机构板2和黄铜表盘1。

薄片天线4类似于在文献EP 0 896 262 A1中所述的磁性长波天线。这个薄片天线包括一个由一叠用具有高磁导率的软磁性体的材料(例如无定形的薄片材料)制成的柔性带所构成的片状磁芯12，所述磁芯支承着一个天线线圈13。该天线线圈的感应率为大于/等于1毫亨(1mH)。

薄片天线4对于指针轴线ax非对称地设置，并且和环形的金属壳体中间件设置在相同的轴向位置处。在本实施例中，指针轴线ax到天线轴线15的距离a_axA为10毫米。

薄片天线4安装到一个容纳套筒14中，该容纳套筒几乎完全容纳和包围着天线线圈13和天线磁芯12的弧形弯曲的、且两侧高出天线-线圈13的端部。容纳套筒14由一种非导电材料、优选地由塑料制成。在本实施例中它设计成单独的、安装在机构板2上的部件，并且优选地与该机构板刚性连接。当然，容纳套筒14也可以与机构板2整体地构成，和/或与机构板2统一材料地构成。

容纳套筒14和机构板2一起用于支承并强制天线4与黄铜表盘1及周围的金属壳体中间件保持距离。在本实施例中表盘1和天线4之间的距离a_ZA选择到1.4毫米。壳体中间件和天线线圈13之间的距离a_GS为8毫米。壳体中间件和天线磁芯12之间的距离a_GK为10毫米。

除了容纳套筒14以外，也可附加地设置一个也是起强制保持距离作用的、在DE 299 23 446 U1中所描述类型的隔离环。当然，该隔离环也可与机构板2统一材料地构成，并且必要时与机构板2整体地构成。

从图2中可以得知一个根据本发明的无线电手表的第二实施例的主要构件。该无线电手表在主要细节方面与按照图1的实施例是一致的。因此在图2中相同的、或者功能相同的部件使用相同的附图标记。

在一个无线电手表的这个第二实施方案中也未示出壳体，该壳体具有一个表面玻璃、一个由导电材料也就是钛制成的中间件、以及一个由用一种钛环镶边的玻璃所制成的底盘。

一个黄铜表盘1安装到所述未示出的壳体中。黄铜表盘1与根据图1的表盘一样地构成。该表盘具有约0.5到1毫米的厚度d_Z。

在此，也将一个上文描述类型的机构板2安装到黄铜表盘1上，并且通过嵌入到相应的孔10中的销子9与这个机构板不可移动地连接。机构板2用于支承一个表机构3、一个用于接收时间信号的、铁氧体天线16形式的磁性长波天线、一个控制和调节无线电接收以及表机构3的电子机构5、以及一个电池6。机构板2的厚度d_w在此也大约为0.5到1毫米。

在本实施例中，机构板2的主要部件也是一个机构支承环7，它在圆周侧包围着表机构3。

铁氧体天线16类似于在文献DE 299 23 446 U1文献中描述的磁性长波天线。该天线包括一个菱形伸展的天线铁氧体磁芯17，该磁芯承载着天线线圈18。所采用的天线线圈的感应率大于/等于1毫亨(1mH)。

铁氧体天线16对于指针轴线ax非对称地设置，并且设置在与环形的金属壳体中间件相同的轴向位置处。在本实施例中指针轴线ax到天线轴线19的距离a_axA为8毫米。

目前铁氧体天线16直接安装到机构板2上。该铁氧体天线通过两个彼此平行设置的、并且安装在机构板2上的凸缘20、21支承。没有设置铁氧体天线16的一个套筒形的包封。

在此，机构板2仅用于强制性地使天线16与黄铜表盘1之间保持距离。因此在本实施例中表盘1和天线16之间的距离a_ZA与机构板的厚度d_W相同，约为0.5至1毫米。壳体中间件和天线线圈18之间的距离a_GS为0.5毫米。壳体中间件和天线磁芯17之间的距离a_GK为1.3毫米。

因为在此未设置容纳套筒14，所以设置了一个在DE 299 23 446 U1中所描述类型的起强制保持距离作用的(然而在此未示出的)隔离环。当然该隔离环也可以和机构板2统一材料地构成，在必要时也可与机构板2整体地构成。

原则上讲，可以考虑所有已公开类型的天线振荡回路。例如从图3和4中得到两个天线振荡回路。图3表示一种具有所谓的“单端输入(single-ended input)”的天线振荡回路，从图4中得到一种具有所谓的“差分输入(differential input)”的天线振荡回路。

根据图3的“单端输入”天线振荡回路22包括一个由一个所使用的天线4，16(无定形的，铁氧体)所规定的天线感应率L_ANT和一个天线电容C_ANT所组成的并联电路，其一个接线柱与基准电位连接。RFI接头与接收器ICs的非对称的天线引入端连接。

根据图4的“差分输入”天线振荡回路23包括一个由一个天线感应率L_ANT和一个天线电容C_ANT组成的并联电路，其一个接线柱与基准电位连接。RFIP接头和接收器ICs的正的对称的天线引入端连接。RFIM接头和接收器ICs的负的对称的天线接头连接。

根据表盘材料和壳体材料，将各天线振荡回路的谐振频率分别调整到接收频率时的最大电压增益。对称或者非对称地进行天线振荡回路耦合。

附图标记列表

1     黄铜表盘           19    天线轴线

2     机构板             20    凸缘

3     表机构             21    凸缘

4     薄片天线           22    天线振荡回路(非对称)

5     电子设备           23    天线振荡回路(对称)

6     电池               24    基准电位

7     支持环

8     板                 d_z    表盘厚度

9     销子               d_w    机构板厚度

10    孔                 ax    轴线

11    轴                 a_ZA   表盘-天线之间的距离

12    天线磁芯           a_GS   壳体-线圈之间的距离

13    天线线圈           a_GX   壳体-磁芯之间的距离

14    容纳套筒           a_axA  指针轴线-天线之间的距离

15    天线轴线

16    铁氧体天线         L_ANT  天线感应率

17    天线磁芯           C_ANT  天线电容

18    天线线圈

Claims (19)

1.无线电手表，它具有一个表壳、一个表盘(1)和一个由表壳容纳的用于接收时间信号的天线(4，16)，其特征在于，表盘(1)由一种金属材料制成；并且天线(4，16)以距离表盘(1)大于0.5毫米的距离(a_ZA)进行设置，其中表盘(1)具有0.5至1毫米的厚度(d_Z)。

2.按照权利要求1所述的无线电手表，其特征在于，表盘(1)由黄铜制成。

3.按照权利要求1所述的无线电手表，其特征在于，天线(4，16)以距离表盘(1)1至4毫米的距离(a_ZA)进行设置。

4.按照权利要求1所述的无线电手表，其特征在于，天线(4，16)以距离表盘(1)1至3毫米的距离(a_ZA)进行设置。

5.按照权利要求1至4中任一项所述的无线电手表，其特征在于，天线(4，16)对于指针轴线(ax)非对称地设置。

6.按照权利要求1至4中任一项所述的无线电手表，其特征在于，表壳具有一个金属的壳体中间件。

7.按照权利要求6所述的无线电手表，其特征在于，天线(4，16)轴向地设置在金属的壳体中间件的部位处。

8.按照权利要6所述的无线电手表，其特征在于，天线(4，16)相对于表盘(1)和必要时的金属的壳体中间件不动地固定在表壳中。

9.按照权利要求7所述的无线电手表，其特征在于，在金属的壳体中间件和天线(4，16)之间设置一个由一种不导电材料制成的壳体中间件垫片，该壳体中间件垫片以距金属的壳体中间件规定的距离(a_GK)支承着天线(4，16)。

10.按照前述权利要求9所述的无线电手表，其特征在于，所述壳体中间件垫片设置为一个隔离环和/或一个容纳套筒(14)。

11.按照前述权利要求9所述的无线电手表，其特征在于，所述天线(4，16)是一个天线磁芯(12，17)。

12.按照权利要求1至4中任一项所述的无线电手表，其特征在于，在表盘(1)和天线(4，16)之间设置一个由一种不导电的材料制成的表盘垫片(2，14)，该垫片以距表盘(1)规定的距离(a_ZA)支承着天线(4，16)。

13.按照权利要求12所述的无线电手表，其特征在于，表盘垫片是一个支承着一个表机构(3)和/或天线(4，16)的机构板(2)。

14.按照权利要求12所述的无线电手表，其特征在于，表盘垫片(2，14)以一种插接连接机构(9，10)的方式与表盘(1)连接。

15.按照权利要求13所述的无线电手表，其特征在于，所述机构板(2)以一种插接连接机构(9，10)的方式与表盘(1)连接。

16.按照权利要求1至4中任一项所述的无线电手表，其特征在于，天线(4，16)具有一个其感应率(L_ANT)超过数值1毫亨(mH)的天线线圈(13，18)。

17.按照权利要求1至4中任一项所述的无线电手表，其特征在于，表壳具有一个由一种不导电材料制成的底盘。

18.按照权利要求17所述的无线电手表，其特征在于，所述不导电材料是塑料、陶瓷或者玻璃。

19.按照权利要求1至4中任一项所述的无线电手表，其特征在于，各天线振荡回路的谐振频率分别调整到时间信号发送器频率的最大电压增益。

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