JP2002533733A - 気圧計または高度計の読みを備える腕時計、およびその腕時計を製造する方法 - Google Patents
気圧計または高度計の読みを備える腕時計、およびその腕時計を製造する方法Info
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Abstract
Description
し、その腕時計は、 分離手段によって、シールされた部分と、環境圧力を受けるようにケースの外
部と連絡する圧力室とに内部が分割されているケースと、 電源と、 片側が圧力室に行き渡っている圧力に曝される圧力センサと、 時間指示および前記気圧計または高度計の読みを提供する表示手段と、 ケースのシールされた部分内に配置され、計時回路、および圧力センサからの
出力信号を受信して処理し、気圧計または高度計の表示手段を制御するように構
成された電子回路を備えたプリント回路ボードとを含む。
640896号から知られている。その特許は、腕時計の文字盤に関連する針に
よって、気圧、そのような気圧の傾向、および高度のアナログ表示を提供する。
シールされた部分と圧力室との間の圧力差のために、空間要件、腕時計防水性、
電気的接続、および内部変形に関して問題を生じる。その圧力室には、腕時計が
水中に浸けられた場合に水圧が追加される周囲圧力すなわち気圧が行き渡ってい
る。
ように特に設計され、外部環境に連絡するオリフィスを有する側方付属装置を含
む。例えば、米国特許第4783772号、および欧州特許第345929号を
参照されたい。この解決方法は、従来の腕時計ケースのシーリング・システムを
維持する利点を有するが、この付属装置は、魅力がなく時には不便である。圧力
センサは、ケース内に圧力室を必要とする通常の形状の腕時計ケースの内側に設
置されることになる。このことが、ケース内に行き渡っている圧力に対するシー
リングおよび抵抗を確実にする、さらなる困難性をもたらす。
は、圧力センサが保持される時計ムーブメントのプレートの下に、中央部に近接
したケース内に収容される。小さな圧力室が、センサの上部とプレートとの間に
配置され、プレートおよび中央部を通過し回転ベゼルの下に開口するチャネルを
介して、外部に連絡する。ケースの裏カバーとセンサとの間に配置されたカバー
が、センサを集積回路に接続する電気接続を支持し、その集積回路は、センサの
近くに配置され、気圧計および/または高度計の読みを提供するために信号を処
理する。追加の電気接続が、この集積回路を腕時計の他の電子回路に、特に表示
を制御する電子回路に接続するために必要である。
り、および圧力室を外部へ接続するチャネルの周りのシーリングを確実にするた
めに、特別の配置を必要とする。
、同じタイプのあるセンサと別のセンサでは異なる。10℃の変化に対して、比
較的安価であり現在使用されている圧電センサによって提供される高度計の読み
は、高度において約100mまで変化することがある。
算し、およびセンサに結合される電子回路内にそれらを格納することを考えた。
しかし、そのようなプロセスは、欧州特許第640896号による腕時計の工業
的な製造では甚だしく高価になるであろう。なぜなら、センサと関連する電子回
路が組み立てられたときだけ、すなわちケース内にそれらのアセンブリされた後
で、利用できるからである。
計ムーブメントを含むシールされた部分と、内側の底部といつくかの孔があけら
れた外側底部との間に形成された圧力室とへ分離することを提案している。内側
の底部に圧力センサを支持し、その圧力センサは、吸収された圧力によって内側
の底部のあらゆる曲がりを可能にする、柔軟な接触舌状部によって電子ムーブメ
ント制御装置に電気接続されている。しかしながらこの構造は、比較的大きな厚
みを有し、前述の較正の問題を解決しない。
な圧力センサによって与えられる読みの個別の較正を可能にする、腕時計特にリ
ストウオッチ、およびそれを経済的に許容できる製造方法に関する。
化の結果生じる変形による問題を解消するように腕時計を構成することである。
ボードに圧力センサを固定したことを特徴とする、上記に規定されるタイプの電
子腕時計が提供される。
よう意図された電子回路に結合することができる。したがって、温度測定手段を
プリント回路ボード上に設置することができ、電子回路は、圧力センサの個別の
較正パラメータを格納することができる不揮発性メモリを含むことができる。こ
れらのパラメータは、以下に説明されるように、機器がアセンブリされる前に決
定され、メモリ内に格納される。
保証された圧力センサか、あるいは温度に関して低いドリフトを有する圧力セン
サが許容できる価格で入手できるような場合は、温度測定手段を有さず、したが
って個別の圧力センサの較正パラメータのためのメモリを使用しない機器にも実
施することができることに留意しなければならない。
れ、前記センサが配置される開口を有する分離壁を含む。
る圧力室とにケース内部をうまく分割することができる。この壁は、圧力室内の
外部圧力の作用を担い、したがって表示部材、および必要であればシールされた
部分内の時計ムーブメントを載せるプレートを保護する。分離壁は、二重底のよ
うにその周辺に沿ってシールされるように、ケースに容易に取り付けることがで
き、この二重底とケースの裏カバーとの間に延びる圧力室は、有利には、外部に
連絡するこの室に音を伝達するように構成された電気音響変換器を含むことがで
きる。
り、このセンサは、ブリッジ抵抗が温度の関数としてだけ変化し、一方圧力にお
ける変化がブリッジの非平衡を作り出す、ホイートストーンブリッジに接続され
る抵抗を含む。
子回路は、個別の圧力センサの較正パラメータを格納するように意図された非揮
発性メモリを含み、以下の連続するステップを含む。 a)プリント回路ボードを製造し、サブ・アセンブリを形成するために、この
ボード上に少なくとも圧力センサと前記電子回路を取り付けるステップ、 b)前記サブ・アセンブリを、異なる温度および圧力状態で較正し、そのよう
な状態の関数としてセンサ較正パラメータを決定するステップ、 c)電子回路の非揮発性メモリ内に較正パラメータを格納するステップ、 d)必要に応じて、プリント回路ボードに載せられるべき他の部品でサブ・ア
センブリを完成するステップ、 e)ケース内に前記サブ・アセンブリおよび他の腕時計部品を取り付けるステ
ップ。
られる、好ましい実施形態の以下の説明で明らかであろう。
ケット4を用いて中間部分に取り付けられた取り外し可能な裏カバー3と、中間
部分に固定され文字盤6を覆うガラス蓋5とを備えたケース1を含む。中間部分
2は、方位マーキング8を持つ回転ベゼル7を支持している。ベゼルは、図を簡
略にするために、図2および図3では省略している。通常の方法で、外部制御部
材が3個の側方押しボタン10、11、および12の形状で設けられる。ケース
1はリストバンド13に取り付けられる。アナログ時間表示のために、文字盤6
上に通常の時間スケールと協働する時間針14および分針15がある。これらの
針は、以降に記載されるように、他のものを表示ためにも使用される。さらに、
デジタル表示が、好ましくは文字盤6の透明窓の下に配置された液晶セル(LC
D)17によって形成されており、操作押しボタン11および12によって通常
の方法で得られる測定された時間、ならびに以降で述べられる他の値を表示する
ようになっている。
たは指示を実行する電子機器も構成する。これらの追加の機能、より正確には腕
時計の対応する動作モードは、文字盤6上に記号20から23で示されており、
一方他の記号24(TIME)は腕時計の通常の時間表示モードを表している。
この例では、使用者は、対応する記号20から24上のガラス蓋5の下に固定さ
れた透明電極(図示なし)を含む容量性制御部材によって所望のモードに切り換
えることができる。そのような制御部材は、良く知られており、特に特許JP4
9−13168A、CH607872、およびEP674247に記載されてい
る。しかしながら、異なる制御部材を本発明の範囲内で設けることができる。
温度表示モードを表している。この温度は、以降に説明される圧力および温度セ
ンサ26を用いて測定される。雲と太陽を含む記号21は、重ねられ、雲又は太
陽の上に置かれる針14、14によって指示される気圧計傾向の指示モードに対
応する。この傾向は、センサ26によって与えられる圧力読みから計算される。
山の形状の記号22は、LCDセル17にデジタルで示される高度表示モードに
対応する。この高度は、センサ26を用いて得られる気圧読みから計算される。
ウインドローズの形状の符号23は、コンパス機能に対応し、すなわち整列した
位置にセットした針14、15による北の指示し、方位をベゼル7で読み取らせ
る。この方向は、例えば欧州特許第713162号に記載されるような機器に組
み込まれる磁界方向センサ27を用いて決定される。本発明が、気圧計または高
度計読みを与えるために用いられる手段に本質的に関係しているので、腕時計の
他の機能を本明細書では詳細には記載しない。そのような腕時計は、例えば、ク
ロノグラフ、所定の時間または所定の高度でのアラーム、バッテリの寿命切れの
指示、無線制御された時間調整、無線呼の受信(ページング)などの更なる機能
を含むこともできることに留意しなければならない。
のプレートとしても作用するプリント回路ボード30を含む。この目的のため、
ボード30は、比較的剛体で、例えば約1.0mmの厚い基板を有する。プリン
ト回路ボード30の上面には、特に以下が取り付けられる。 特に水晶共振器および集積回路を含む符号31で概略的に示される計時回路、 針14、15を載せる2つの同心の出力シャフト33および34をそれぞれ駆
動する2つのロータを有するステッピング・モータ32、 非揮発性メモリ36(例えばEEPROM)を備え、センサ26からの出力信
号を処理することを意図された電子回路35、 磁気センサ27、 磁気センサ27からの信号を処理することを意図された、図示されていない他
の電子回路、 文字盤6に固定され、フランジ38とLCDセル17を支持するスペーサ37
。
プリント回路は、要素31、32、35、36の間の接続、押しボタン10,1
2によって作動される前述した制御部材との接続、ボードの周辺に配置されたコ
ネクタ29との間の電気接続を確実にする。
面のプリント回路、センサ26、ケース1の底部に収容されたバッテリ40へこ
れらの回路を接続する電源接続に接続される。
ードとガラス蓋5との間に配置される全ての要素を含むシールされた部分と圧力
室42とに分離手段によって分割される。この分離手段は、主に、周辺がOリン
グ・シーリング・ガスケット・ジョイント44によってシールされて中間部分2
に取り付けられた剛体の分離壁43からなる。壁43の上面は、前記周辺に沿っ
て、かつセンサ26の領域の周りに水平支持面45を有する。この水平支持面は
、ボード30に当接し、ボード30を介して中間部分2の適切なショルダー46
に当接する。ボード30は、壁の厚い部分47内にねじ込まれる図示しないねじ
によって壁43に固定される。支持面45の外側、壁43の上面には、壁43の
上面とボード30との間に小さな垂直方向ギャップ48を残すように、わずかに
くぼみが設けられている。これによって、腕時計ムーブメントのプレートを形成
するボード30が変形する危険なしに、壁43が外部圧力の作用による曲がりを
可能にする。
ダイバーウオッチでの高圧に耐えるために十分に剛体である。壁43は、合成材
料や金属などで作ることができる。壁43、ボード30、およびスペーサ37に
よって形成される内部構造は、示されていない通常のクランプによってケース1
内に固定される。クランプは、中間部分2に固定され、ショルダー46に対して
前記構造を押圧するために、壁43のより低い面に対して当接する。
空気を含み、圧力室が常に外部の環境圧力を受けるように、例えば裏カバー3の
周辺を通るように構成された一つまたは複数のオリフィス49を介して大気と連
絡する。
よび温度センサ26、および使用者に音響信号を供給するように意図された電子
音響変換器54で占められる、3つの開口51、52、および53を含む。この
変換器は、壁43に接着された振動プレート55と、振動プレート55の腕時計
のシールされた側に固定された圧電セラミック要素56とを含む。
支持面45が、この開口の全周をボード30に当てるようになっている。壁43
の曲がりがこの周辺ゾーンではわずかであるので、腕時計ムーブメント・プレー
トとして作用するボード30の過剰な変形の危険性がない。
され、ボード30の底面に固定される。バッテリは、Oリング・シーリング・ガ
スケット59によって壁43の開口51内にシールされて係合するキャップ58
によって圧力室42から分離される。キャップは、バッテリによる磁気センサ2
7への磁気的な影響を防止するように構成されたシールディング60で内面をカ
バーされている。キャップ58は、バヨネット・タイプ・システムによって壁4
3に固定され、または他の適切な手段によって保持されることができる。
つの部分に分割するために、壁43と協働していることに留意されたい。しかし
ながら、これらの要素は、異なる方法で分離手段の部分を構成せず構成されるこ
とができる。
あり、微細加工されたシリコン要素から作られる。その要素は、一方の面が圧力
室42内の環境圧力に曝され、一方他方の面が、例えば米国特許第478377
2号で提供されているようなホイートストーン・ブリッジに接続されている抵抗
を設けている膜を含む。本例において、ブリッジの全体の抵抗が温度の関数だけ
で変化し、一方圧力における変化がブリッジにおける非平衡を作り出し、その結
果2つの出力端子両端の電圧の変化を生じるように抵抗が構成されている。した
がって、センサ26は、端子をボード30に直接接続したボンディング・ワイヤ
60を介して、センサが曝される圧力と温度の両方を示す出力信号を集積回路3
5に供給する。このセンサは、例えば、スイスのBevaixのInterse
ma Sensoric社によって販売されているAM761タイプでよい。
1とワイヤも覆っているシリコン・ゲル62によって保護される。このゲルは、
電気絶縁性でありまた耐水性である。Oリング・タイプのシーリング・ガスケッ
ト63が、リング61と壁の端部との間で、好ましくは軸方法に、すなわち腕時
計の中央軸65に平行に圧縮されており、その中間部分が膜64によってシール
されて閉鎖されている。その膜は圧力を室42からゲル62とセンサ26に伝達
することができる柔軟性を持っている。この膜は任意であるが、この膜は、ゲル
62を移動することまたは汚染されることから防ぐ利点を有することに留意され
たい。変形形態として、膜のないシーリング・ガスケット63を開口52の上部
端部の周りに配置した環状リセス内に、ボード30と壁43との間に直接配置さ
れることができる。
もに分離壁43が、剛体のシール化された内側底部を構成し、その内側の底部が
腕時計の全ての電子および時計部品を圧力および外部から保護していることであ
り、かつ、分離壁とケースの裏カバー3との間に裏カバー3の全範囲にわたる圧
力室の構成を可能にし、したがって、裏カバー3が外部圧力によって応力が加え
られないので、裏カバーを簡単に容易に分解できるように中間部分2に固定でき
ることである。その結果、バッテリ40の再配置は容易であり、内側の腕時計を
損傷することはほとんどない。さらに、圧力室42内の変換器54によって伝送
される音響信号は、裏カバー3自身を通過する必要なしに、外部に向かって容易
に伝播することができる。
関連する電子回路35を支持するプリント回路ボード30に直接固定され、電気
接続される事実にある。このように、製造プロセスにわずかな費用で、同じセン
サによって(あるいは、同じプリント回路ボードに取り付けられた別の温度セン
サによって)、供給される温度信号の関数として圧力信号を個別に較正するステ
ップを組み込むことが可能となる。本製造プロセスは、腕時計のアセンブリの前
、あるいはモータ32や水晶共振器などの他の構成部品をボード30に組み込む
前に、少なくとも1つのプリント回路ボード30と、圧力および温度センサ26
と、センサ出力信号を受信し処理するように構成された関連する電子回路35と
を含む各腕時計のサブ・アセンブリを形成することができる。したがって、所定
の温度および圧力状態にしたエンクロージャ内にそのサブ・アセンブリを集めて
置き(バッチ処理)、それらが電子回路35によって処理される前および/また
は後に各センサ26の出力信号を測定し、電子回路によってこれらの信号を後で
修正するためにセンサの個別の信号較正パラメータを決定し、かつ電子回路35
がその較正パラメータを後でいつでも使用することができるように、これらの較
正パラメータを非揮発性メモリ36に格納することが容易にできる。
かかるので、バッチ処理は、高い生産性を確実にする利点を有し、1つのバッチ
は、信号を較正装置へ伝送できる共通の支持体に、全て電気接続された数百のサ
ブ・アセンブリを含むことが可能である。したがって、較正装置は、高いレート
で連続してサブ・アセンブリを較正し監視することができる。
ない他の要素によって完成されることができる。前述の構造で、プレートとして
作用する各ボード30は、一方ではスペーサ37に、他方では分離壁43に固定
され、文字盤および針が取り付けられる。このように、アセンブリは底部からケ
ース内の所定の位置に設置することができる。このアセンブリ・モードにおいて
、シーリング・リング63が軸方向に圧縮されるので、アセンブリを容易にし、
センサ26の領域を長期間の良好なシーリングに保つことを保証する。シーリン
グ・リング63は、ボード30を壁43に固定するねじによってグリップされる
ので、これら2つの要素がケースに固定される方法には関係が無い。
個別に決定された較正パラメータを使用して修正されると仮定すると、それによ
って製造される腕時計は、前述の従来技術の腕時計より正確な気圧計および高度
計の指示を提供できる。発明者は、10°の変化に対して、高度測定にわたる約
100mの範囲の分散が5m以下、例えば約3mに低減されることを観察した。
Claims (14)
- 【請求項1】 環境圧力に基づく気圧計および高度計の読みを与える電子腕
時計であって、 分離手段によって、シールされた部分と、環境圧力を受けるようにケースの外
部と連絡する圧力室(42)とに内部が分割されているケース(1)と、 電源(40)と、 片側が前記圧力室に行き渡った圧力に曝される圧力センサ(26)と、 時間指示、および前記気圧計または高度計の読みを提供する表示手段(14、
15、17)と、 前記ケースの前記シールされた部分に配置され、計時回路(31)、および前
記圧力センサからの出力信号を受信して処理し、前記気圧計または高度計の読み
表示手段を制御するように構成された電子回路(35)を備えるプリント回路ボ
ード(30)とを含み、 前記圧力センサ(26)が、前記プリント回路ボード(30)に電気接続(6
0)によって直接接続されて固定されることを特徴とする、環境圧力に基づく気
圧計および高度計の読みを提供する電子腕時計。 - 【請求項2】 温度測定手段が前記プリント回路ボード上に設置され、前記
電子回路(35)が、温度の関数として前記圧力センサ(26)の個別の較正パ
ラメータが格納された不揮発性メモリ(36)を含むことを特徴とする請求項1
に記載の腕時計。 - 【請求項3】 前記表示手段が、アナログ表示手段を含むことを特徴とする
請求項1または2に記載の腕時計。 - 【請求項4】 前記プリント回路ボード(30)が、剛体で、前記圧力セン
サの反対側に少なくとも前記アナログ表示手段のための電気モータ(32)を支
持するプレートを構成することを特徴とする請求項3に記載の腕時計。 - 【請求項5】 前記分離手段が、その周辺に沿ってシールされて前記ケース
に接続され、前記センサが配置される開口(52)を有する分離壁(43)を含
むことを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の腕時計。 - 【請求項6】 前記分離壁(43)が、その周囲に沿ってシールされて前記
ケース(1)に接続され、前記開口(52)が前記周囲に近接して配置されてい
ることを特徴とする請求項5に記載の腕時計。 - 【請求項7】 圧力センサの領域の外側に、前記分離壁(43)が前記壁と
前記プリント回路ボードとの間に配置され曲がることを可能にするギャップ(4
8)が存在することを特徴とする請求項6に記載の腕時計。 - 【請求項8】 前記壁(43)と前記ボード(30)との間のシーリング手
段(61、63)が、前記開口(52)内にまたは前記開口(52)の周囲に配
置されることを特徴とする請求項5から7のいずれか一項に記載の腕時計。 - 【請求項9】 前記圧力センサを側方に囲むリング(61)が、前記プリン
ト回路ボードに接合され、前記分離壁の前記開口(52)内に延び、前記シーリ
ング手段が、前記リングと前記壁との間に挿入されたシーリング・ガスケット(
63)を含むことを特徴とする請求項8に記載の腕時計。 - 【請求項10】 前記シーリング・ガスケット(63)が、前記圧力室から
前記圧力センサを分離するシールされた膜(64)に結合されることを特徴とす
る請求項9に記載の腕時計。 - 【請求項11】 前記圧力室(42)が、前記分離壁(43)と前記ケース
の裏カバー(3)との間に延びることを特徴とする請求項5から10のいずれか
一項に記載の腕時計。 - 【請求項12】 前記圧力室に音を伝送するように構成された電子音響変換
器(54)を含むことを特徴とする請求項11に記載の腕時計。 - 【請求項13】 前記センサ(26)が、ホイートストーン・ブリッジに接
続された抵抗を含む、圧電抵抗タイプの圧力および温度センサであり、前記ホイ
ートストーン・ブリッジのブリッジ抵抗が、温度の関数としてだけ変化し、一方
圧力変化は前記ブリッジ内に非平衡を作り出すことを特徴とする請求項2に記載
の腕時計。 - 【請求項14】 請求項2に記載の腕時計を製造する方法であって、 a)前記プリント回路ボードを製造し、少なくとも前記圧力センサ(26)を
温度測定手段および前記電子回路(35)とともにこのボード上に取り付けて、
サブ・アセンブリを形成するステップと、 b)前記サブ・アセンブリを異なる温度および圧力で較正し、そのような状態
の関数としてセンサ較正パラメータを決定するステップと、 c)前記電子回路の前記不揮発性メモリ(36)内に前記較正パラメータを格
納するステップと、 d)必要であれば、前記プリント回路ボードに載せられるべき他の構成部品で
、前記サブ・アセンブリを完成するステップと、 e)前記サブ・アセンブリおよび他の腕時計構成部品を前記ケース(1)内に
取り付けるステップとを、連続して含む腕時計を製造する方法。
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