JP2006170985A - 圧力センサーを具備する時計 - Google Patents

Abstract

【課題】ダイバーズウォッチあるいは高度計を具備した時計のバックカバー（１１）に圧力センサー（３１）を簡単かつ正確に搭載すること。
【解決手段】本発明の時計の圧力センサー（３１）はセンサーモジュール（３０）の一部を形成する中間リング（３３）内に具備され、更に追加のプリント回路基板（ＰＣＢ）（３４）と、センサー支持部（３５）と接触要素（３８）とを有する。この接触要素（３８）は、追加のＰＣＢ（３４）とメインのＰＣＢとの間に配置される。バックカバー（１１）に対し正確に配置することを可能とするために、中間リング（３３）は、追加のＰＣＢ（３４）とセンサー支持部（３５）に形成された孔に係合するセンサー支持部（３５）を有する。Ｏリング封止ジョイント（３２）は、バックカバー（１１）のオリフィス（１２）の壁と圧力センサー（３１）の剛性管状ケース（４７）との間に半径方向に圧縮される。バックカバー（１１）は多孔性カバーで外部からカバーされる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、圧力センサーを具備する時計に関する。

本発明の時計は、周囲圧力に耐えるバックカバーと、前記バックカバーのオリフィス内に中間リングで搭載される圧力センサーと、前記圧力センサーの端子に接続されるプリント回路基板とをケース内に有する。前記圧力センサーは、前記端末を具備した剛性基板と、前記剛性基板に、防水仕様で取り付けられ、前記中間リングに適合する管状ケースと、前記剛性基板上に搭載され、前記管状ケース内に配置される感圧半導体要素とを有する。

時計ケースに防水性機能を有するバックカバーに搭載された圧力センサーを有するある種の時計においては、垂直方向の螺旋スプリングを具備し、センサーの端子と時計のメインのプリント回路とを電気的に接続させている。特許文献１は、時計ケースのバックカバー内のセンサーの様々な配列例を開示している。しかしいずれの場合においても接触スプリングは、メインのプリント回路とバックカバーとの間に伸びる絶縁性支持プレート手段により、その場所に保持されている。しかしセンサーと出力信号を直接処理するプリント回路要素とを接触させようとする場合、特に各センサーに対し個別に決定されパラメータを校正することにより、圧力測定値を校正する為には、この構造体は、より複雑となり、電気接点を相互に正確に配置することが難しくなる。

ヨーロッパ特許第６６７ ７９８号明細書 特開２０００−２９２５５９Ａ号

上記に記載した種類の圧力センサーを具備する時計は、特許文献２に開示されている。圧力センサーは、ポット型の中間要素内に組み込まれ、中間要素の周囲の円筒状壁自体が、外側からケースのバックカバーのオリフィス内に組み込まれる。この組み立て体は、ゴム製のシールガスケットを取り除くことができる。しかし、この組み立て体の方向性、特に中間要素のバックカバーに対する適正な方向性は、目に見えるマーカの補助によってのみ保証されている。実際にこのケースには、高レベルの正確さで配置する必要性はない。その理由は、センサーと時計の電子回路との間の電気的接続は、センサーの端子に溶接されたフレキシブルなプリント回路の手段により達成されるからである。しかしこのフレキシブルなプリント回路要素は、センサーを追加のプリント回路基板（ＰＣＢ）に接続して、センサーの信号を処理する場合には、複数の連続する困難な作業が、これらの構成部品をバックカバー上とケース内にそれぞれ搭載するために、必要である。

本発明の目的は、圧力センサーを時計ケースのバックカバーに搭載する従来装置の欠点を解決することである。本発明は、様々な構成要素を配置する際に、非常に高いレベルの精度を提供する。特に構成要素を互いに配置する前に、電気的接点の相互配置を保証し、圧力センサーの搭載装置の部品を組み立てを、そして時計自身を組み立てる方法を、単純かつ容易にする。更に本発明の搭載装置では、市販の標準の圧力センサーを用いることができる。

本発明の時計は、センサーモジュールをさらに有する。前記センサーモジュールは、少なくとも中間リングと、前記圧力センサーと、前記プリント回路基板と、前記センサー支持部とを有し、前記センサー支持部は、前記圧力センサーの反対側で、前記プリント回路基板に当たり、周囲圧力から発生し、圧力センサーにかかる力に耐えるよう配列され、前記力は、前記センサー支持部からバックカバーに、センサーモジュールを固定する部材により伝搬され、前記センサーモジュールは、防水仕様でバックカバーのオリフィスの中心に搭載され、前記中間リングは、前記プリント回路基板の孔内にあそび無く係合されるよう配列された円筒状脚部を有する。

かくして本発明の中間リングにより、プリント回路要素をセンサーに対し極めて正確に配置することができる。これにより、プリント回路要素の接点パッドとセンサーの端子との間を溶接することなく、電気的接触を接点により形成できる。これによりセンサーモジュールの組み立てを容易にする。更にこの中間リングにより、プリント回路基板とセンサーモジュールの組み立て体とを、ケースのバックカバーに対し、ひいてはケースの残りの部分に対し、モジュールが電気的に接続されるメインのプリント回路基板に対し、センサーサポート内に収納されるスプリングのような接続要素手段により、極めて正確に配置することができる。バックカバーのオリフィスの中心にセンサーモジュールを配置することは、オリフィス内の中間リング、あるいはオリフィス内に組み込まれるセンサーの筒状ケースのいずれかで達成できる。これらの構成により時計の組み立てが容易となる。その理由は、センサーモジュールと他の回路との間の電気的接触を確立することにより、特にフレキシブルなプリント回路基板を使うことなく行うことができるからである。センサーモジュールの出力部材を時計に対しできるだけ直接配置することができる為、従来の搭載装置により累積した一連の制作誤差をなくすことができる。

本発明の好ましい実施例においては、センサーの管状ケースは、中間リングの前面から、バックカバーの外側に向いて突出している。環状のシーリングガスケット（例えばＯリングジョイント）が、センサーモジュールをバックカバーに防水仕様で搭載させる。このＯリングジョイントは、前記の管状ケースとバックカバーオリフィスとの壁との間で半径方向に圧縮される。前記の環状シーリングガスケットは、中間リングの前面に軸方向で当接する。言い換えると、この中間リングは、環状シールガスケットの裏面に配置され、その結果、外部からの圧力と水分が、バックカバーと中間リングとの間の接触表面には到達せず、あるいは中間リングとセンサーとの間の接触表面には到達しない。更にシーリングガスケットは、小さく、センサーモジュールとバックカバーとの組み立て作業も容易となる。

図１に示されたダイバーズウォッチ１は、従来と同様にケースを有する。このケースの中間部品２が、絶縁材料製のプレート４により支持されている時計用ムーブメント３を収納している。図１に示すように、プレート４は、特に圧力センサーモジュール３０を収納するハウジング５と、時計に電力を与えるバッテリ用のハウジング６とを有する。圧力センサーモジュール３０は、圧力センサーを有する。この圧力センサーが、特に周囲圧力を表す出力信号を供給し、その信号がムーブメント３により処理され、時計の表示手段を介して周囲圧力を示す。その機能は、クラウン（竜頭）７とプッシュボタン８，９の手段によりユーザが制御できる。

圧力センサーモジュール３０は、バックカバー１１のオリフィス１２内に搭載される。バックカバー１１は、時計ケースの底部を防水仕様で封止する。これは、中間部品２の溝内に収納された環状封止ガスケット１３を圧縮することにより行われる。本発明では、バックカバー１１は、外側カバー１５により中間部品２に押しつけられる。このカバー１５は、ラグ（突起）１６を具備し、ラグ（突起）１６の孔を介して、中間部品２のネジ孔１８にネジ部材１７を係合させることにより、外側カバー１５を中間部品２に固定する。バックカバー１１とカバー１５の間に浅いチェンバー２０がある。このチェンバー２０は、時計の周囲環境と、カバー１５の傾斜側面に形成された孔１９を介して連通する。孔１９が傾斜部に形成されていることにより、時計の装着者の手首がこの孔１９を塞ぐのを回避できる。これらの孔により時計の外側の周囲圧力が、永久にチェンバー２０内に入る。圧力が、孔１９とオリフィス１２（バックカバー１１の比較的厚い第１領域２１に配置されている）の間で障害なしに伝わるようにするために、溝２２がバックカバー１１の第１領域２１の外側表面に配置され、オリフィス１２を孔１９あるいはカバーの他の側にある別の開口と導通させる。

バックカバー１１の第２領域２３は、第１領域２１よりもよりフレキシブルな部分２４を有する。第１領域２１は、溝２２から剛性のリブ２５で分離されている。フレキシブル部分２４は、その内側表面にピエゾ電子素子を有し、接触スプリング２８を介して、電力が与えられる音響トランデューサを形成する。カバー１５のチェンバー２０内を伝搬する音響信号は、外部に、好ましくはバックカバー１１の周囲エッジ２７のノッチ２６に面して配置された孔１９を介して、外部に伝搬される。

本発明は、特にセンサーモジュールの配置と、それをバックカバー１１の上に搭載する方法に関する。これを図２−４を参照して以下説明する。図２の断面図は、バックカバー１１の溝２２の長手方向軸に沿って取ったものである。

圧力センサーモジュール３０は、公知の圧力センサー３１と、Ｏリング封止ジョイント３２と、中間リング３３と、追加のプリント回路基板（ＰＣＢ）３４と、センサー支持部３５と、追加のプリント回路基板（ＰＣＢ）３４とセンサー支持部３５の孔を通るネジ部材３６とを有する。このネジ部材３６が、バックカバー１１の突起部３９の未貫通ネジ切り孔３７に係合し、その中に圧力センサーモジュール３０を固定収納する。他の孔はセンサー支持部３５を貫通し、螺旋スプリング３８は前記孔内に収納され、追加のプリント回路基板（ＰＣＢ）３４とメインのプリント回路基板（ＰＣＢ）との間の電気的接続を行う。前記メインのプリント回路基板は、図１のプレート４の上部表面に配置される。円筒状壁５８の代わりに、zebrasの名で知られたエラストマ層状コネクタを使用することも可能である。

図２から解るように、圧力センサー３１は、矩形の絶縁性基板４２、例えばセラミック材料製の絶縁性基板を有し、この絶縁性基板はプリント回路基板を具備し、その底表面には、感圧性半導体要素４３が配置され、周囲圧力をそこに伝達する保護用ジェル４４でコーティングされる。絶縁性基板４２の他の表面は、感圧半導体要素４３と電気的に接続された電気端子４６と適合し、追加のプリント回路基板（ＰＣＢ）３４の接点パッドに当たる。感圧半導体要素４３の周囲に、圧力センサー３１は、剛性管状ケース４７を有する。その後部端は、防水仕様で絶縁性基板４２に取り付けられ、保護用ジェル４４を含むポットを形成している。この種の圧力センサー３１は、公知であり様々な製造業者により市販されている。

図４において、中間リング３３は好ましくは合成モールド成形部品である。中間リング３３は、環状部品５０を有しその外壁５１と内壁５２は円筒形である。中間リング３３は、更に２つの突起部対５３，５４を有し、突起部対５３，５４は、平面状の内表面をし、圧力センサー３１の絶縁性基板４２を方向付ける矩形のハウジングを規定する。さらに、突起部対５３は、前記矩形のハウジングの外側この場合突起部５３上に配置され、時計の内側方向に向かってリングの中心軸に平行に伸びる円筒状脚部５５を有する。図３において、この２個の円筒状脚部５５は、追加のプリント回路基板（ＰＣＢ）３４の２個の孔５６内にあそび無く適合するよう配列され、追加のプリント回路基板（ＰＣＢ）３４を、圧力センサー３１の電気端子４６に対し、それ自身の面に正確に、配置する。更に円筒状脚部５５は、追加のプリント回路基板（ＰＣＢ）３４を突き抜け、かつセンサー支持部３５の孔５７に適合する。これによりスプリング３８を追加のプリント回路基板（ＰＣＢ）３４に対向して正確に配置し、圧力センサーモジュール３０の外部に面する。

図４において、圧力センサー３１は、中間リング３３内に配置され、その剛性管状ケース４７は、中間リング３３の内壁５２に当接し、互いに完全に同心となるよう配置されている。絶縁性基板４２の配置は、極めて大きな許容差が得られる利点がある。その理由は、電気端子４６は追加のプリント回路基板（ＰＣＢ）３４に対し非常に高い配置精度を必要としないからである。

図２を参照すると、センサー３１の剛性管状ケース４７は、中間リング３３の下側の前面に対し底部の方向に向かって突出している。これによりＯリング封止ジョイント３２が剛性管状ケース４７の周囲に適合する。かくして予め組み立てられた圧力センサーモジュール３０を時計のバックカバー１１上に搭載することができる。これはＯリング封止ジョイント３２と中間リング３３をバックカバー１１のオリフィス１２内に挿入することにより行われる。Ｏリング封止ジョイント３２は、剛性管状ケース４７とオリフィス１２の円筒状壁５８の間に圧縮され、センサーとバックカバーとの間に防水シールを提供し、中間リング３３の下側面に軸方向で当接する。ここに記載した実施例においては、この中間リング３３は、バックカバー１１に対し若干の横方向のあそびを有し、その結果圧力センサーモジュール３０は、オリフィス１２内にＯリング封止ジョイント３２により、中心に配置される。しかし他の実施例においては、中間リング３３が、圧力センサーモジュール３０をオリフィス１２内にその外側円筒状表面５１により中心に配置してもよい。圧力センサーモジュール３０の構成要素は、オリフィス１２の中心軸６０に、未貫通ネジ切り孔３７に係合したネジ部材３６と、中間リングの円筒状脚部５５により方向付けられる。圧力センサーモジュール３０とバックカバー１１の突起部３９が、図１に示されたハウジング５内を占有する。

周囲圧力が高い時、特に深く潜った時は、オリフィス１２内にある圧力センサー３１にかかる力は、絶縁性基板４２と電気端子４６と追加のプリント回路基板（ＰＣＢ）３４を介して、センサー支持部３５迄伝搬される。このセンサー支持部３５は、十分高い剛性を有し、前記の要素の変形を阻止し、この力をバックカバー１１にネジ部材３６を介して伝搬する。

上記したように本発明により、圧力センサーモジュール３０の構成要素をバックカバー１１の上に防水機能を持たせながら正確に簡単に組み立てることができる。その結果バックカバー１１が時計のケースに配置されると、圧力センサーモジュール３０のスプリングである接触要素３８は、時計の指示部材３３が支持する時計回路の対応する接点に当たるのに必要な正確な位置を取ることができる。

本発明は圧力センサーを含む如何なる時計、特にダイバーズウォッチあるいは高度計を具備した時計に適用可能である。

以上の説明は、本発明の一実施例に関するもので、この技術分野の当業者であれば、本発明の種々の変形例を考え得るが、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。特許請求の範囲の構成要素の後に記載した括弧内の番号は、図面の部品番号に対応し、発明の容易なる理解の為に付したものであり、発明を限定的に解釈するために用いてはならない。また、同一番号でも明細書と特許請求の範囲の部品名は必ずしも同一ではない。これは上記した理由による。

本発明のダイバーズウオッチを底部から見た展開図で、ケースが多孔性カバーでカバーされた防水性バックカバーを有する図。 バックカバーとこのバックカバー上に搭載された圧力センサーモジュールの断面図。 図２の組み立て体の展開斜視図。 図３に示された２つの部品の拡大図。

符号の説明

１ ダイバーズウオッチ
２ 中間部品
３ ムーブメント
４ プレート
５ ハウジング
６ ハウジング
７ クラウン（竜頭）
８、９ プッシュボタン
１１ バックカバー
１２ オリフィス
１３ 環状封止ガスケット
１５ カバー
１６ ラグ（突起）
１７ ネジ部材
１８，１９ 孔
２０ チェンバー
２１ 第１領域
２２ 溝
２３ 第２領域
２４ フレキシブル部分
２５ リブ
２６ ノッチ
２７ 周囲エッジ
２８ 接触スプリング
３０ 圧力センサーモジュール
３１ 圧力センサー
３２ Ｏリング封止ジョイント
３３ 中間リング
３４ ＰＣＢ
３５ センサー支持部
３６ ネジ部材
３７ 未貫通ネジ切り孔
３８ スプリング
３９ 突起部
４２ 絶縁性基板
４３ 感圧半導体要素
４４ 保護用ジェル
４６ 電気端子
４７ 剛性管状ケース
５０ 環状部品
５１ 外側円筒状表面
５２ 内壁
５３，５４ 突起部
５５ 円筒状脚部
５６ 孔
５８ 円筒状壁
６０ 中心軸

Claims (11)

1. 周囲圧力に耐えるバックカバー（１１）と、
   前記バックカバー（１１）のオリフィス（１２）内に中間リング（３３）で搭載される圧力センサー（３１）と、
   前記圧力センサー（３１）の端子に接続されるプリント回路要素（３４）と
   を有するケースを具備する時計において
   前記圧力センサー（３１）は、
   前記端末を具備した剛性基板（４２）と、
   前記剛性基板（４２）に、防水仕様で取り付けられ、前記中間リング（３３）に適合する管状ケース（４７）と、
   前記剛性基板（４２）上に搭載され、前記管状ケースの内側に配置される感圧半導体要素（４３）と
   を有し、
   前記時計は、センサーモジュール（３０）を有し、
   前記センサーモジュール（３０）は、少なくとも中間リング（３３）と、前記圧力センサー（３１）と、前記プリント回路要素（３４）と、前記センサー支持部（３５）とを有し、
   前記センサー支持部（３５）は、前記圧力センサー（３１）の反対側で、前記プリント回路要素（３４）に当たり、周囲圧力から発生する圧力センサー（３１）にかかる力に耐えるよう配列され、
   前記力は、前記センサー支持部（３５）からバックカバー（１１）に、センサーモジュール（３０）を固定する部材により伝搬され、
   前記センサーモジュール（３０）は、防水仕様でバックカバー（１１）のオリフィス（１２）の中心に搭載され、
   前記中間リング（３３）は、前記プリント回路要素（３４）の孔（５６）内にあそび無く係合されるよう配列された脚部（５５）を有する
   ことを特徴とする時計。
2. 前記脚部（５５）は、前記センサー支持部（３５）の孔に係合する
   ことを特徴とする請求項１記載の時計。
3. 前記脚部（５５）は、円筒形状である
   ことを特徴とする請求項１記載の時計。
4. 前記圧力センサー（３１）の管状ケース（４７）は、中間リング（３３）の前面に対し、バックカバー（１１）の外側方向に突出し、
   前記センサーモジュール（３０）は、前記バックカバー（１１）内に、管状シーリングガスケット（３２）による防水仕様で搭載され
   前記管状シーリングガスケット（３２）は、管状ケース（４７）とバックカバー（１１）のオリフィス（１２）の壁との間に半径方向に圧縮され、
   前記管状シーリングガスケット（３２）は、前記中間スプリングの前面に対し軸方向で当たる
   ことを特徴とする請求項１−３のいずれかに記載の時計。
5. 前記センサーモジュール（３０）は、前記オリフィス（１２）の中心に、管状シーリングガスケット（３２）により配置される
   ことを特徴とする請求項４記載の時計。
6. 前記センサーモジュール（３０）は、前記オリフィス（１２）の中心に、中間リング（３３）をオリフィス（１２）内に組み込むことにより、配置される
   ことを特徴とする請求項４記載の時計。
7. 前記時計は、
   前記バックカバー（１１）が防水仕様で取り付けられる中間部品（２）と、
   前記バックカバー（１１）を外部からカバーするカバー（１５）とを有し、
   前記バックカバー（１１）と前記カバー（１５）との間にチェンバーが形成され、 大気がカバー（１５）の孔（１９）を介して前記チェンバー内に導通される
   ことを特徴とする請求項１記載の時計。
8. 前記カバー（１５）は、中間部品（２）に取り付けられ、前記バックカバー（１１）を防水仕様で中間部品（２）に当接させる
   ことを特徴とする請求項７記載の時計。
9. 前記バックカバー（１１）は、中間部品（２）に防水仕様で取り付けられ
   前記カバー（１５）が、前記バックカバー（１１）に取り付けられる
   ことを特徴とする請求項７記載の時計。
10. 前記バックカバー（１１）は、第１領域（２１）と第２領域（２３）とを有し、
    前記第１領域（２１）内に、オリフィス（１２）と溝（２２）が、前記チェンバーの側に配置され、前記オリフィス（１２）を前記カバー（１５）の孔（１９）に連通し、
    前記第２領域（２３）は、前記第１領域（２１）よりもより柔軟性のあるフレキシブル部分（２４）を有し、
    前記フレキシブル部分（２４）と溝（２２）とは、リブ（２５）で分離されている
    ことを特徴とする請求項７記載の時計。
11. ピエゾ電子素子が、フレキシブル部分（２４）に取り付けられて音響トランデューサを構成する
    ことを特徴とする請求項１０記載の時計。

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