JP5681299B2 - デジタル表示デバイスとプリント回路基板との間を電気的に接続するためのゼブラコネクタを備える時計及びこのタイプの時計のアセンブリ方法 - Google Patents

Description

本発明は、腕時計の中央部分に風防を超音波溶着する方法に関する。より具体的には、本発明は、風防の底面に固定される表示デバイスと、表示デバイスの下方に位置し、かつこのデバイスと離れて配置されるプリント回路基板との間の良好な電気的接触を保証する、このタイプの溶着方法に関する。

産業的な製造の分野では、可能な限り最高レベルの信頼性を達成することが望まれる一方で、経済的な理由から、製品を製造するための様々なステップを可能な限り自動化することが常に求められている。腕時計の大量製造も例外ではない。この分野において、様々な構成部品の固定の質及び電気的接続の信頼性は決定的な要素である。実際、腕時計の密封は、特にその構成部品の固定の質に左右される。更に、確実な電気的接続は、腕時計が長期間適切に動作することを保証する。

本発明は、デジタル時刻表示装置を有する電子腕時計に関する。この腕時計は特に、風防の内面に接着され、ゼブラコネクタを用いてプリント回路基板に接続される、液晶表示セル等のデジタル表示デバイスを備え、プリント回路基板には、腕時計を制御する様々な電子構成部品が設置される。プリント回路基板は腕時計ケースの内部に、表示デバイスの下方にそこから離れた状態で格納される。

この腕時計の最初の試作品の製造中に、２つの課題に直面した。まず、表示デバイスとプリント回路基板との間の電気的接触は、常に確実ではないことがわかった。腕時計の密封を保証するために、風防を腕時計の中央部分に固定する最良の方法に関しても考慮した。

本発明の目的は、デジタル表示デバイスとプリント回路基板との間の電気的接続の信頼性の改善を提案することにより、上述の課題を克服することである。同時に、超音波溶着によって、腕時計の風防を固定することが求められている。実際、超音波溶着は、完全に密封でき、かつ長持ちする様式で、風防を腕時計の中央部分に固定することが知られている。

上述の目的を、風防と共に腕時計ケースを画定する中央部分を備える腕時計を開示する本発明の結果として達成する。風防は、ユーザの方を向いた上面と、上面の反対側に位置する、腕時計ケースの方を向いた底面とを備える。デジタル表示デバイスは風防の底面に固定され、プリント回路基板は腕時計ケースの内部に、表示デバイスの下方に、そこから離れて配置される。デジタル表示デバイスは、ゼブラタイプの電気的コネクタを用いてプリント回路基板に電気的に接続され、風防は中央部分に配設された肩部に当接する。この腕時計は、プリント回路基板に対する肩部の高さが、風防を肩部に固定する際、ゼブラコネクタがデジタル表示デバイスとプリント回路基板の間で圧縮されるような高さであることを特徴とする。

別の態様によると、本発明は時計の風防を超音波溶着する方法を教示し、ここで腕時計は、風防と共に腕時計ケースを画定する中央部分を備え、風防はユーザの方を向いた上面と、上面の反対側に、腕時計ケースの方を向いた底面とを備える。デジタル表示デバイスは風防の底面に固定され、プリント回路基板は腕時計ケースの内部に、表示デバイスの下方に、そこから離れて配置される。デジタル表示デバイスは、ゼブラタイプ電気的コネクタを用いて、プリント回路基板に電気的に接続される。この方法は、風防は中央部分に配設された肩部に当接し、超音波を肩部に向けて肩部を溶融し、風防の高度をプリント回路基板の方向に下げ、これにより、ゼブラコネクタを液晶表示セルデバイスとプリント回路基板の間で圧縮することを特徴とする。

本発明の第１の変形例によると、超音波溶着ステップの前のゼブラコネクタは、応力がかかっていない状態である。

本発明の第２の変形例によると、超音波溶着ステップの後のゼブラコネクタは、圧縮された状態である。

これらの特徴の結果として、本発明は、腕時計ケースの内部に配置されたプリント回路基板に対する風防の高度は、風防を腕時計の中央部分に固定する際、ゼブラコネクタがプリント回路基板と風防の下方に固定されたデジタル表示デバイスとの間の電気的接続を、最適な圧縮率で提供するような高度である時計を提供する。従って、風防の中央部分への固定、システムの密封、及び表示デバイスと、表示デバイスの適切な動作に必要な電子構成部品を担持するプリント回路基板との間の確実な電気的接続が、単一ステップで可能となる。

超音波溶着はソノトロードを使用して実施する。ソノトロードを腕時計の風防に適用すると、風防がエネルギガイドの働きをする中央部分の肩部に当接し、ゼブラコネクタに予備応力を印加する。ゼブラコネクタには、風防を中央部分に溶着する際に更に応力がかかる。実際、振動エネルギの供給の結果として、肩部は溶融し、風防の高度はプリント回路基板の方向に下がる。

本発明はまた、腕時計の中央部分への風防の固定、及び、表示デバイスと、表示デバイスの適切な動作に必要な電子構成部品が設置されたプリント回路基板との間の確実な電気的接続の提供を同時に行う、超音波溶着方法も開示する。超音波溶着は、完全に密封でき、かつ耐久性のある様式で、風防を腕時計の中央部分に固定することが知られている。更に、超音波溶着中、風防が当接する中央部分の肩部の少なくとも一部分は溶融し、これにより、プリント回路基板に対する表示デバイスの高度が下がる。表示デバイスとプリント回路基板の間の空間が削減されるため、表示デバイスは、ゼブラコネクタを最適な圧縮に供し、これはゼブラコネクタが、表示デバイスとプリント回路基板との間の確実な電気的接続を提供することを意味する。

本発明のその他の特徴及び利点は、本発明による方法の実装の下記の詳細な説明によってより明らかとなり、この例は添付の図を参照しつつ単に非限定的な説明として示す。

図１は、超音波溶着ステップ前の、本発明による方法を実装する腕時計ケースの部分断面図である。 図２は、超音波溶着ステップ後の、図１と同じ図である。 図３は、本発明の第２の態様による腕時計ケースの部分断面図である。

本発明は、中央部分へのベゼルの固定、及び電子構成部品のための確実な電気的接続の提供の両方を、単一の製造ステップで行うことができるような高度で、風防が固定される時計を提供することからなる、一般的な発明的着想に由来する。

本発明の特定の有利な実施形態では、風防を腕時計の中央部分に超音波溶着する。風防は、その底面にデジタル表示デバイスを備え、デジタル表示デバイスは、ゼブラコネクタを介してプリント回路基板に接続され、プリント回路基板には、少なくとも表示デバイスの適切な動作に必要な電子構成部品が設置される。本発明の便益は、以下の２点からなる：第１に、超音波溶着は完全に密封でき、かつ耐久性のある様式で腕時計の中央部分にベゼルを固定し、第２に、デジタル表示デバイスとプリント回路基板との間の電気的接続は、確実である。実際、超音波溶着によって生じる温度上昇の結果として、エネルギガイドの働きをする中央部分の一部（肩部とも呼ぶ）が破壊され、これにより、プリント回路基板に対する風防の高度及びそれに伴って表示デバイスの高度が下がり、この高度はゼブラコネクタの所望の圧縮に適合する。表示デバイスがプリント回路基板のより近くに移動するにつれて、ゼブラコネクタは供給業者の指示に応じて圧縮され、よって完璧な電気的接続を提供する。

図１は、超音波溶着ステップ前の、本発明による方法を実装する腕時計ケースの部分断面図である。全体を通して一般参照符号１で示すこの腕時計ケースは、中央部分２及び腕時計の風防４によって画定される。中央部分２及び腕時計の風防４は、超音波溶着に適した材料で作製される。風防４は、中央部分２の肩部６に当接する。以下で詳細に示すように、肩部６はエネルギガイドとして働き、時計の風防４を中央部分２に固定するために使用する超音波ビームのスイッチが入るとすぐに、これら２つの接触している構成部品を形成するプラスチック材料の溶融を開始させる。

腕時計の風防４は、２つの表面、即ち腕時計のユーザの側に面する上面８と、腕時計ケース１の側に面する底面１０とを有する。デジタル表示デバイスは、風防の底面１０に固定される。単なる非限定的な例として、このデジタル表示デバイスは、平行に延在し、互いから離間し、液晶を閉じ込めるための密封容積を画定する密封フレーム（図示せず）で互いに対して連接された前方基板１４及び後方基板１６を備える、可撓性プラスチック製の液晶表示セル１２であってよい。これら２つの前方基板１４及び後方基板１６は、第１及び第２の偏光子（それぞれ１８及び２０で示す）の間に配置され、第１及び第２の偏光子１８、２０の偏光方向は交差している。２つの基板１４、１６及び２つの偏光子１８、２０が形成するこのアセンブリは、光学接着剤２２によって腕時計の風防４の底面１０に接着される。

図１を詳細に見ると、前方基板１４の寸法は、後方基板１６の寸法を上回ることがわかる。これは接触表面２４を形成し、その上には表示セル１２の制御電極をセル１２の電子制御構成部品（図示せず）に電気的に接続するための導電性パス２５が開いている。このような電子制御構成部品は、腕時計ケース１の内部に、表示セル１２の下方に、そこから離間して配設されるプリント回路基板２６に設置される。本発明によると、液晶表示セル１２の制御電極の電気的接続のための導電性パス２５は、ほぼ垂直に延在するエラストマコネクタ３０を用いて、プリント回路基板２６上に構成された対応する導電性パス２８に接続される。ゼブラコネクタという商品名でも知られるエラストマコネクタは、エラストマ絶縁シートによって互いに分離された複数の導電性シートから形成される、可撓性コネクタであることに留意されたい。プリント回路基板２６が担持し、バックライト液晶表示セル１２のために使用されるライトガイド３２によって、このアセンブリを完成させる。ライトガイド３２は、ゼブラコネクタ３０をガイド及び垂直に保持するスロット３４を含むことに留意されたい。

図１に示すように、腕時計の風防４が中央部分２に超音波溶着される前のゼブラコネクタ３０は、応力がかかっていない状態である。本発明の目的において「圧縮された」は、ゼブラコネクタの高さが、その上に応力がかかっていないときの高さよりも低いことを意味することに留意されたい。

既に上で述べたように、腕時計の風防４は、中央部分２の肩部６に当接する（図２参照）。この肩部６は、腕時計の風防４を中央部分２に溶着するために使用する振動エネルギのためのエネルギガイドの役割をする。従って、本発明の方法によると、超音波を肩部６の上３６に向けて、肩部６を溶融し、風防４の高度をプリント回路基板２６の方向に下げ、これにより、ゼブラコネクタ３０を液晶表示セル１２とプリント回路基板２６の間で圧縮する。溶着中に破壊される肩部６の一部、及び圧縮によって起こるゼブラコネクタ３０の高さの減少は、図２において、円で囲われたエリアに点線で示す。例として、ゼブラコネクタ３０の溶着後の圧縮率は、約１５％である。

このように、本発明の方法の結果として、腕時計の風防４は、超音波によって中央部分２に溶着され、これにより、完全な密封及び耐久性のある溶着を保証し、同時にゼブラコネクタ３０は圧縮され、これにより、液晶表示セル１２とプリント回路基板２６に設置されるセル１２の電子制御構成部品との間の、確実な電気的接続を保証する。

図３は、本発明の別の態様を示す。この図では、図１及び２を参照して上で説明した構成要素と同一のものには、同じ参照番号を付す。図３は、腕時計の風防４が中央部分２の肩部３８に当接していることを示し、風防４のプリント回路基板２６に対する仰角又は高さは、風防４を肩部３８に配置するとゼブラコネクタ３０が圧縮されるような仰角又は高さである。言い換えると、ゼブラコネクタ３０の高さは、応力が全くかかっていない状態のゼブラコネクタ３０の高さより低い。この差異は、供給業者が推奨するゼブラコネクタの圧縮率を表す。この特徴により、液晶表示セル１２とプリント回路基板２６との間の確実な電気的接続が保証される。腕時計の風防４は、接着剤のライン４０によって腕時計の中央部分２に固定される。

本発明は、ここで説明した実施形態に限定されるものではなく、当業者が添付の請求項に定義された本発明の範囲を逸脱することなく、様々な簡単な代替例及び変形例を想定し得ることは、言うまでもない。特に、可能な限り損失を減らすために、溶着前に、液晶表示デバイスが固定される風防を、可能な限り中央部分のエネルギガイドに押しつけることにより、表示デバイスを電気的に検査することができる。これにより、ゼブラコネクタを圧縮し、表示デバイスとプリント回路基板構成部品との間の良好な電気的接続を提供し、これにより、いずれの必要なテストの実施が可能となる。

Claims (4)

1. 風防（４）と共に腕時計ケース（１）を画定する中央部分（２）を備える腕時計であって、
   前記風防（４）は、ユーザの方を向いた上面（８）と、前記上面（８）の反対側に位置する、前記腕時計ケース（１）の方を向いた底面（１０）とを備え、デジタル表示デバイス（１２）は前記風防（４）の前記底面（１０）に固定され、プリント回路基板（２６）は、前記腕時計ケース（１）の内部に、前記デジタル表示デバイス（１２）の下方に、かつ前記デジタル表示デバイス（１２）から離れて配置され、前記デジタル表示デバイス（１２）は、ゼブラタイプのコネクタ（３０）を用いて前記プリント回路基板（２６）に電気的に接続され、前記風防（４）は前記中央部分（２）に配設された超音波により溶融可能な材料によって形成された肩部（６）に当接し、
   前記肩部（６）は前記中央部分（２）から突出し、これにより、前記肩部（６）に超音波を向けることによって前記風防（４）を前記中央部分（２）に超音波溶着する前においては、前記風防（４）は、前記中央部分（２）と最終位置で接触せず、前記肩部（６）の前記プリント回路基板（２６）に対する高さは、前記ゼブラコネクタ（３０）が、前記超音波溶着中に前記肩部（６）の破壊が終了した後で、前記デジタル表示デバイス（１２）と前記プリント回路基板（２６）の間で圧縮されるような高さになり、前記風防の固定及び前記ゼブラコネクタによる電気的接続の両方を単一の製造ステップで行うことを特徴とする、時計。
2. 腕時計の風防（４）を超音波溶着する方法であって、
   ここで前記腕時計は、前記風防（４）と共に腕時計ケース（１）を画定する中央部分（２）を備え、前記風防（４）は、ユーザの方を向いた上面（８）と、前記上面（８）の反対側に位置する、前記腕時計ケース（１）の方を向いた底面（１０）とを備え、デジタル表示デバイス（１２）は、前記風防（４）の前記底面（１０）に固定され、プリント回路基板（２６）は、前記腕時計ケース（１）の内部に、前記デジタル表示デバイス（１２）の下方に、かつ前記デジタル表示デバイス（１２）から離れて配置され、前記デジタル表示デバイス（１２）は、ゼブラタイプのコネクタ（３０）を用いて前記プリント回路基板
   （２６）に電気的に接続され、
   前記方法は、以下のステップ：
   −前記中央部分（２）に配設される超音波により溶融可能な材料によって形成された肩部（６）に当接するよう前記風防（４）を配置するステップであって、ここで、前記肩部（６）は前記中央部分（２）から突出し、これにより、前記肩部（６）に超音波を向けることによって前記風防（４）を前記中央部分（２）に超音波溶着する前においては、前記風防（４）は、前記中央部分（２）と最終位置で接触しない、ステップ；
   −超音波振動を前記肩部（６）に向けて前記肩部（６）を溶融し、前記風防（４）の高度を前記プリント回路基板（２６）の方向へ下げ、これにより、前記ゼブラコネクタ（３０）を、前記デジタル表示デバイス（１２）と前記プリント回路基板（２６）の間で圧縮し、前記風防の固定及び前記ゼブラコネクタによる電気的接続の両方を単一の製造ステップで行う、ステップ
   を含むことを特徴とする、方法。
3. 溶着ステップ前の前記ゼブラコネクタ（３０）は、応力がかかっていない状態であることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
4. 溶着ステップ後の前記ゼブラコネクタ（３０）は、圧縮された状態であり、最適な電気的接続を提供することを特徴とする、請求項２又は３に記載の方法。

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