JP2005535902A - 時計のケースの耐密性試験装置およびその方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、標準周波数信号を生成するために使用されるタイム・ベース（４２）と、前記標準信号からの時間を求めるために使用される中央処理装置（４４）とを備える電子時計（１）のケース（２）の耐密性試験装置に関する。本発明は、ケース（２）内に封じ込められた空気のガスの濃度の変動を測定可能な電子センサ（３２）を備えることを特徴とする。本発明によれば、電子センサ（３２）による測定の結果が中央処理装置（４４）によって処理され、中央処理装置は、必要な場合には、測定信号に応じて可聴または可視警報を発する。

Description

本発明は、時計のケースが水密であること、または外部に対して密封されていることを保証するための装置に関する。本発明はまた、そのようなケースの水密性または密封性を調べる方法に関する。

既に、ウオッチケース内部に空気圧より高い圧力を持たせ、水、蒸気、ガス、塵埃などのケース内への侵入を引き起こさせる、ケース内の圧力より高い外部圧力を防止することが提案されている（スイス特許第３１２７４０号）。したがって、そのケースには、不活性ガスを１．１から１．５気圧で圧入可能なバルブと、ウオッチ着用者がケース内部の圧力を知ることができるマノメータとが設けられる。

しかし、マノメータは複雑、微妙かつ高価な器具であり、ウオッチケースの封止装置が故障した場合には、ムーブメントがそうであるように損傷を被りやすく、そのために修理費用が相当にかさむ。

これらの問題を克服するため、マノメータをウオッチケース内の過剰圧力検査する装置に代えることが提案され（スイス特許第５４４９５９号）、その装置には、異なる圧力が優勢な閉鎖空間からケースを気密状態に分離する双安定、弾性変形可能な膜と、その膜の２つの安定状態の一方または他方をユーザに見えるようにする手段とを含む。

以上に記載したタイプの装置は、比較的単純かつきわめて堅牢で、マノメータより安価とされる利点がある。しかし、このような装置には、例えば警報灯により得られる情報と同等のオール・オア・ナッシング式の情報を与える欠点がある。したがって、装置は、ウオッチケース内部の過剰圧力が所定値まで低下したときに、その第１状態から、ウオッチ着用者にウオッチの水密性に問題ありと指示する第２安定状態に移るにすぎない。したがって、ウオッチの水密性に問題がありながら、ウオッチ内の過剰圧力が水密性の質を検査する装置を起動するのに必要なしきい値に達していないことがある。このようにして、ウオッチ着用者の知らないうちにムーブメントが損傷することがある。さらに、不活性ガスを検査装置の起動しきい値より高い固定圧力でケースに圧入しなければならず、それに要する適切な工具は、ともすれば必ずしも全ての時計師が持っているとは限らない。最後に、そのような装置で実行された測定は、ケース内に含まれる空気の圧力に影響する周囲温度の変化のために、誤ることがある。

本発明は、ウオッチに水密性の欠陥が出始めるとすぐにユーザに警告可能な、ウオッチケースの水密性モニタ装置を提案することにより、前述の欠点ならびに他の欠点を克服することが目的である。

本発明は、したがって、標準周波数信号を生成するタイム・ベースと、標準信号からの時間を求める中央処理装置とを含む、電子時計のケースをモニタする装置において、モニタ装置に、ケースに封じ込められた空気中のガスの濃度の変動を測定可能な電子センサを含み、電子センサによって実行された測定の結果が中央処理装置によって処理され、中央処理装置は測定信号に応じ、必要な場合には、音響もしくは視覚警報を発することを特徴とするモニタ装置に関する。

これらの特徴により、本発明は、ウオッチ着用者にウオッチケース内の水密性欠陥を瞬時に警告するための装置を提供することができる。現に、ウオッチの水密性に欠陥が出るとすぐに、それによって周辺空気とウオッチケース内に含まれる空気の間にガス交換が生起し、センサによって検知された低下に付随して、ケース内に含まれる空気中のガス濃度の低下が生じる。着用のウオッチの水密性損失を迅速に警告され、ユーザはウオッチを時計師に持ち込み、時計師はウオッチをバキューム・ベル下に置いて試験し、必要ならば修理することができる。したがって、ウオッチ・ムーブメントを損傷するリスクが大幅に減少する。

本発明の別の利点は、ガス・センサがウオッチの電子的手段に連動して作動し、その手段を使用して、必要の場合には、音響または視覚警報を生成する事実に存する。したがって、ウオッチケース内にさらに電子部品を収容する必要がなく、部品のコストと組立時間において相当に節減が達成され、ウオッチケース内のスペース節減にもなる。

本発明の相補的な特徴によれば、ガス・センサに差分測定ブリッジが含まれる。このタイプの回路は、規則的時間間隔で短い間オンに切り換えるだけのため、信頼性がよく、コンパクトかつエネルギー消費が少ない。さらにまた、移動する部材を含まないため、一層信頼性が高まる。

本発明の別の特徴によれば、ウオッチケース内に含まれる空気中に存在するガスが、例えば二酸化炭素のように、その熱伝導率が空気の熱伝導率と異なる重い不活性ガスとされる。ウオッチは民間の時計師によって、水密性損失を調べ、次いで修理の後、きわめて容易に調整可能とされる。事実、ウオッチケースが開いている間に重い不活性ガスがケース内に導入され、ガスの濃度がモニタされるだけでよい。したがって、エアゾール・カンとして容易に入手可能なガスである二酸化炭素の場合には、何ら特殊な用具を要しない。ケースにガスを一杯もしくは部分的に満たした後、ケースを封止するだけでよく、本発明の装置で濃度の絶対値でなく相対値が使用される限り、ガスの濃度のことは気にする必要がない。

不活性ガスを使用する利点は他にもある。したがって、不活性ガスは中性であるため、ウオッチ構成品と反応せず、したがってケースに封じ込められた空気中のガスの濃度の変化には、ケースと周囲空気の間で生じているガス交換が忠実に反映される。もちろん、選択される不活性ガスは毒性であったり空気中に散乱してはならず、すなわちケース内のその濃度が空気中のその濃度より高くなければならない。

１つの変形によれば、不活性ガスはバルブを介してケース内に圧入可能である。この変形は、ヘリウムのように空気より軽い不活性ガスをウオッチケース内に圧入するときに、特に有利である。事実、そのような軽い不活性ガスは、単にケースを開けてエアゾール・カンを使用してケースに満たしてもガスが逃げるので、充填不可能であろう。さらに、ヘリウムの熱伝導率係数は周囲空気のそれに対して１０の割合とされ、したがって検知感度が高められる。またさらに、ヘリウムのような軽いガスはより拡散しやすく、それによってさらに検知感度が補強される。

本発明はまた、時計のケースの水密性をモニタする方法であって、
初期濃度を有するガスをケースに封じ込められた空気に導入するステップと、
前記ガスの初期濃度を測定するステップと、
ガス濃度を連続的または断続的に測定するステップと、
測定されたガス濃度が前記ガスの初期濃度と違ったとき、または漏れ速度が所定値を超えたときに警報を生成するステップと
を含むことを特徴とする方法に関する。

本発明の他の特徴および利点は、本発明によるモニタ装置に関する以下の詳細な説明ならびに添付図面から明らかとなろう。その実施形態は、理解のために例示するにすぎず、何ら本発明を制限するものではない。

本発明は、ウオッチケース内に含まれる空気中のガス濃度の変動を測定する発明の概念から発生したものである。ガス濃度の低下が検知されるとすぐに、警報が生成され、ウオッチの着用者にそのウオッチの水密性に欠陥があることが警告される。ウオッチケース内の過剰圧力を設定して、その過剰圧力の低下をモニタするのがほとんどとされる従来技術による知られた解決策に比して、本発明は、モニタ中のパラメータがしきい起動値に達したときに情報を与えるだけのオール・オア・ナッシング式システムを形成するのではなく、逆に、ウオッチが水密性損失の兆候を示し始めるとすぐにウオッチ着用者に警告するきわめて高感度のシステムを提供することを主たる利点とする。さらに、本発明によるシステムは、絶対値ではなく相対値を測定する。したがって、ガスの初期濃度をある固定した値に定める必要がない。なぜなら、その初期濃度の値がわかるだけでよいからである。最後に、本発明による装置は受動型とされるため、移動する部分を含まず、したがって信頼性が高い。

以下、本発明を腕時計タイプの時計に関して説明する。いうまでもなく、本発明は腕時計に限らず、いずれのタイプの時計の場合であれ、水密性の損失測定に等しく応用可能とされる。

本出願に添付の図１は、本発明によるガス検知装置を備える時計の断面図である。総括符号１により全体を示すこの時計には、従来様式により、ケース２を含み、これに中間部４およびケース２の下部となっている裏蓋６を備える。図示の実施形態においては、裏蓋６は中間部４と一体とされる。但し、本発明が中間部と別個の裏蓋を含む非モノシェル・ケースにも同様に適用されることはいうまでもない。ケース２は、例えば、よく知られている射出技法によるプラスチック材製とすることができる。しかし、本発明はそのような材料の選択に限定せず、時計製造業界の要件に適するいかなるタイプの材料製、とりわけスチール製等とすることもできる。

時計１は、ケーシング・リング１０に取り付けられたのホロメトリック・ムーブメント８を含む。このムーブメント８は電池１２により給電される。電池は、必要な場合には、消耗時に充電もしくは交換可能とされる。模式的に図示の電池１２は、一般的にはボタン型電池とされる。電池は、ウオッチ１の裏蓋６に収容可能である。電池１２の下面は、電池の一方の極を形成し、ウオッチ１のアースに、例えばウオッチ１の裏蓋６に固定のスプリング接触子１３を介して接続される。電池１２の上面により形成される他方の極は、通常様式により、ホロメトリック・ムーブメント８に電気的に接続される。

上部において、ケース２は時間情報表示手段１６を覆うガラス１４を備えている。図示の実施形態においては、この表示手段１６は文字板１８により形成され、その上で時針２０、分針２２、秒針２４が動る。したがってこれらはアナログ時間表示手段とされる。これらは液晶セルにより形成のディジタル表示手段とすることもできる。

最後に、ケース２はその上部周辺に切込み２６を含み、これにガラス縁２８が係合し、それによってガラス１４がケース２に固定される。ガラス縁２８はケース２に、接着、超音波溶接、もしくは打込み等により固定状態に取り付けられる。ガラス１４は、ケースとの間にガスケット３０を詰込んで使用することによってケース２に対して水密とされる。

図１でわかるように、時計１は、ケース２内部に収納のセンサ３２をも含む。このセンサ３２は、ケース２内に含まれる空気中の、例えば二酸化炭素等のガスの濃度変動を検知することができる。センサ３２は、小型かつエネルギー消費が僅少の電子式とするのが好ましい。そのようなセンサの一例は、Ｍｉｃｒｏｓｅｎｓ Ｐｒｏｄｕｃｔ社よりＭＴＣＳ２２００として販売されているものによって形成される。

この種センサの作動原理は以下の通りである。電気的加熱手段が、センサの必須部分を形成する熱的かつ電気的に絶縁された膜を所定の基準温度に維持する役目をする。ケース内に含まれる空気の熱伝導率は、その空気中の不活性ガスの濃度の変動によって変わり、したがって膜をその基準温度に維持するには、加熱手段に多少のエネルギーを与えなければならない。対応表により、与えられたエネルギーから使用された不活性ガスの空気中の濃度が求められる。二酸化炭素の場合は、その熱伝導率は空気の熱伝導率の３分の１より少なく、そのためこのガスの濃度の変化を下は１％まで検知可能とされる。別の実施形態においては、濃度変動を測定するガスによって相互に分離された、加熱された膜と温度センサの間の熱流束が測定される。

ガス・センサ２３を使用するときは、ウオッチに先ず不活性ガスを充填しなければならない。これを行うには、２つの解決策が考えられる。第１は、ウオッチ１のケース２を開いてその内部にガスを吹き付けることで、これが最も簡単とされる。したがって、エアゾール・カン３４（図２参照）として容易に得られるガスである二酸化炭素の場合は、何ら特別の用具を必要としない。ケース２にガスを満たした後は、ケースを水密封止するだけでよい。１つの変形例によれば、ウオッチ１に外部からの加圧で開く、チューブ３８を含むバルブ３６（図３参照）を取り付け、チューブに加圧ガス供給導管を取り付けることができる。

図４に示すように、ウオッチ１のホロメトリック・ムーブメント８には、従来様式により、標準周波数信号を生成するタイム・ベース４２と、標準信号から時間を決め、時針２０、分針２２、秒針２４を図示しない輪列を介して駆動するモータ４６に駆動パルスを供給する中央処理装置４４とを含む。１つの変形によれば、中央処理装置４４は、電気的制御信号を液晶ディスプレイに供給して、時間をディジタル表示させることもできる。

本発明の好ましい実施形態によれば、圧力センサ３２には、電流生成器５０または電圧生成器５２を使用して作動でき、抵抗器５４、５６をそれぞれ含み、かつ直列接続された４つの分岐により形成される差分測定ブリッジ４８が含まれる。電流源に並列に取り付けられた分岐の対の抵抗器は等しく、それに対して分岐の他の対の抵抗器５６は、ウオッチ１のケース２内に含まれる空気中の不活性ガスの濃度により変わる抵抗を有する。ガス濃度が減少すると、分岐の２つの対の間の平衡が崩れ、それによって不活性ガスの濃度に比例する電位差が生じる。この電位差が差動増幅器６０を介してアナログ・ディジタル変換器５８の入力に印加される。最後に、変換器５８の出力がウオッチ１の中央処理装置４４の入力の１つに接続される。

ウオッチに液晶ディスプレイを備える場合には、中央処理装置４４はウオッチ１の漏れ速度をユーザに示すことができる。漏れ速度は、ミリバールで表される圧力差と秒で表される時間の長さとの間の比で、その全体にリットルで表されるウオッチケースからの体積を乗じたものとされる。実際には、漏れ速度を計算するには、中央処理装置が実行された最後の２つの圧力測定値間の差を計算し、次いでその結果を圧力測定が実行された瞬間の間の時間の長さで除する。中央処理装置は、次いでこの比にウオッチケースの体積を表す定数を乗じるのみである。漏れ速度の実際の値は、液晶ディスプレイ・セルに表示可能である。中央装置メモリには、ウオッチにより許容可能な最大漏れ速度を表す公称値を入力し、測定された漏れ速度の値を公称値の百分率として表すようにすることもできる。同様に、精度を高めるため、中央処理装置によって、過去に測定した圧力値の幾つかの対について平均漏れ速度を計算することが可能である。漏れ速度を計算する利点は、ウオッチケース内に含まれる空気中のガス濃度が警報が起動される臨界しきい値より未だ下にならなくても、認知できるようにすることが可能とされる点にある。ユーザはしたがって、自分でウオッチ１の水密性の質を調べ、時計師に修理に出す必要があるかどうか決めることができる。

ガスがケース２内に導入されると、センサ３２がガスの初期濃度測定を実行し、次いでその後の測定を連続的または断続的に実行する。センサは、ケース内に含まれる空気中の不活性ガス濃度に所定値より高い変化を検知するとすぐに、警報を生成する。事実、不活性ガス濃度が変化すれば、それは空気が外部からケースに侵入したことを意味する。警報は、視覚式として液晶スクリーンのメッセージもしくは記号とすることができる。センサは、警告ライトの点灯を命令することもでき、あるいは音響シグナルをも出させることができる。そのときから、ウオッチ１の着用者はウオッチの水密性に欠陥があり、時計師に修理に出すべしと警告される。ユーザへの通報が迅速であるから、ウオッチ・ムーブメントが劣化するリスクはきわめて限定される。

本発明が以上に説明の実施形態に限定されないこと、かつ様々な変更および簡単な変形が考えられ、それらが本発明の範囲内に属することはいうまでもない。特に、ガス・センサによって所望のガス濃度測定の前に周囲温度測定を実行することが考えられる。確かに、時計は一般的に温度範囲摂氏−２０度と＋７０度の間で作動するものとされる。このような温度差はケース内部の圧力に影響することが理解されよう。周囲温度を予め測定することにより、センサはその測定結果を考慮して、その後に実行する圧力測定を補正することができる。

本発明による水密性モニタ装置を備えた腕時計の断面図である。 図１に示すウオッチケースにエアゾール・カンを使用してガスを満たした瞬間の図である。 ガスをウオッチケース内に圧入するバルブを設けたウオッチの図である。 ウオッチのガス・センサと中央処理装置の電子的ダイヤグラムである。

Claims (12)

1. 標準周波数信号を生成するタイム・ベース（４２）と、標準信号からの時間を求める中央処理装置（４４）とを含む電子時計（１）のケース（２）の水密性をモニタする装置において、モニタ装置にケース（２）内に含まれる空気中のガスの濃度の変動を測定可能な電子センサ（３２）を含み、電子センサ（３２）によって実行された測定の結果が中央処理装置（４４）によって処理され、中央処理装置は測定信号に応じ、必要な場合には、音響もしくは視覚警報を発することを特徴とする装置。
2. 電子センサ（３２）に差分測定ブリッジ（４８）を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 閉鎖された空間に含まれる空気中に存在するガスを不活性ガスとする請求項１または２に記載の装置。
4. 閉鎖された空間の空気中の不活性ガスの濃度が空気中の不活性ガスの濃度より低いことを特徴とする請求項３に記載の装置。
5. 不活性ガスを二酸化炭素またはヘリウムとすることを特徴とする請求項３または４に記載の装置。
6. 閉鎖された空間に該空間内にガスを圧入するためのバルブ（３６）を設けることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の装置。
7. センサ（３２）がガスの初期濃度を測定し、次いで前記濃度を連続的または断続的に測定し、ガスの濃度の値に所定値より大きな変動を検知するとすぐに警報信号を生成することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の装置。
8. センサ（３２）に電気的加熱手段を含み、加熱手段は熱的かつ電気的に絶縁された膜を一定温度に維持することをその役目とすることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の装置。
9. 時計（１）のケース（２）の水密性をモニタする方法であって、
   初期濃度を有するガスをケース内に含まれる空気に導入するステップと、
   ガスの初期濃度を測定するステップと、
   ガスの濃度を連続的または断続的に測定するステップと、
   測定されたガスの濃度が前記ガスの初期濃度と違ったとき、または漏れ速度が所定値を超えたときに警報を生成するステップと
   を含むことを特徴とする方法。
10. ガスの濃度測定の前に、周囲温度を測定することを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. ケースを開いてこれにガスを充填し、ケースにガスを満たし、次いでケースを水密封止することを特徴とする請求項８から１０のいずれかに記載の方法。
12. 閉鎖した空間にバルブを介してガスを充填することを特徴とする請求項８から１０のいずれかに記載の方法。

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