KR100204919B1 - 전자기계적 시계 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자기계적 형태의 시계에 관한 것이다.

이 발명은 공진기와 연결된 전자회로와 특히 전지와 같은 전기적 에너지원, 그리고 제1공급통로의 매개체를 통해 제어수단에 이 전지를 연결하는 전기연결수단 등과 같은 제어수단을 가진 무브먼트를 가지며 여기서 무브먼트는 연결수단이 제어수단과 전지의 양극중 최소한의 한 극과 본질적으로 영구적이고 확실하게 연결을 할 수 있는 제2의 평행한 공급통로를 이루게 된다.

이 발명은 특히, 팔목시계와 같은 전자기계적 시계에 널리 응용될 수 있다.

Description

전자기계식 시계(timepiece)

제1도는 본 발명 시계 무브먼트의 평면도.

제2도는 동일 평면상에 배치된 제2공급통로를 구성하는 요소를 보다 상세히 도시한 제1도의 무브먼트의 부분 개략도.

제3도는 본 발명 시계의 전자회로와 모터의 두 인쇄회로 사이에 전기적 접촉을 유지하게 하는 다른 스트립을 도시하는 제1도의 선 III-III에 따른 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 무브먼트(movement) 2 : 판(plate)

4 : 모터(motor) 6 : 고정자(stator)

8 : 회전자(rotor) 10 : 케이지(cage)

12 : 고정자 같은 부분(stator-like part)

14 : 극장(劇場)(polar field) 16 : 코일(coil)

20a, 20b : 단부(the end) 30 : 공지기(resonator)

32 : 전자회로(electronic circuit)

40 : 전지(battery) 42 : 원주형 변부(cylindrical edge)

44, 46 : 큰 표면지역(large surface)

50, 54, 56, 62, 82, 84, 100 : 스트립(strip)

52 : 스프링 핀(spring pin) 58, 59 : 인쇄회로(printed circuit)

60 : 금속부분(metal part) 64 : 케비티(cavity)

70 : 스터업(stirrup) 72 : 베이스(base)

73 : 스터드(stud) 74, 76 : 아암(arm)

78, 102 : 자유단부(free extremity)

80 : 헤드(head) 82 : 접촉요소(contact strip element)

83 : 절삭변부(cutting edge) 84 : 연결스트립(connection strip)

90, 92 : 주부분(main section) 100 : 지지스트립(retaining strip)

C1 : 제1공급통로(first supply path)

C2 : 제2공급통로(second supply path)

T : 핀 F1, F2 : 고정수단(fixing means)

본 발명은 전자기계적 시계 특히 보턴 배터리(a button battery)라고 불리우는 전지를 에너지원으로 갖는 시계에 관한 것이다.

이러한 형태의 재래식 전자 시계는 수정공진기(a quartz resonator)와 같은 공진기를 갖는 전자제어회로로 작동되는 계측 무브먼트를 가졌다.

이런 전지는 공진기의 진동을 전자회로에 공급되고 또한 예를 들어, 스텝핑(stepping)형태의 모터에 모터 충격을 제공하고 이로 인하여 시계 바늘 형태로 되어 있는 시간표시수단에 연결되고 작동된다. 공급통로를 가진 전기연결수단을 통해 전지가 전자제어회로에 연결된다.

이 공급통로는 일반적으로 전방(음극)으로 그리고 측면(양극)으로 각각 연결된 두 전기연결 스트립(strips)으로 구성되고 전자는 본질적으로 전지의 평면지역의 하나와 기계적으로 접촉하도록 그리고 두 번째 것은 전지의 원통형 변부에 반하여 위치하도록 배열된다.

특히, 사출성형된 플라스틱 물질로된 판(a plate)을 갖는 계시 무브먼트에서 측면지지 스트립은 엠보싱 금속 웨이퍼(an embossed metal wafer)로 형성된 스프링 핀(a spring pin)위에 위치하며 이 웨이퍼에는 추가적인 스트립을 갖는데 한쪽은 시간 베이스(the time base)를 기계적으로 유지하며 다른 쪽은 전자제어회로에 전원을 공급한다.

측면스트립과 전지의 원통형 변부사이의 접촉이 일정기간동안 또는 그이상 가능하고 확실하고 균일하게 유지되도록 보장하기 위하여 탄성적인 스터업(a resilient stirrup)은 판(the plate)에 견고하게 장착된 이 스트립의 정반대되는 지역에 위치하며 양극전자연결부(the positive electric connection)를 형성하는 측면 스트립에 대항하는 위치에서 전지의 원통형변부에 압력을 가한다.

그러나, 특정한 주파수에서의 시간계기 실험중 특별히 내진동 시험중 탄성적인 지지스터업은 전지의 변부가 측면전기 연결스트립으로부터 떨어져서 공급의 중단이 자연적으로 일어나서 시간상의 손실이 있게 되므로 지속적이고 영구적인 방법으로 그 기능을 수행하지 못하는 것으로 알려져 있다.

결과적으로 본 발명의 목적은 무브먼트의 다양한 작동수단과 전지사이의 전기연결수단이 실패할 위험없이 나타나는 시간과 실제시간사이의 차이와 공급의 차단이 발생하지 않고 이 작동수단과 전지사이에 영구적 전기연결을 보장하는 시계를 갖추므로써 이러한 불편을 제거하는데 있다.

따라서 본 발명의 목적은 다음 특성을 갖는 전자기계적 시계를 얻는 것이다.

- 공진기와 결합되고 시계바늘과 같은 시간표시수단에 운동학적으로 연결된 모터를 구동시키는 전자회로와 같은 제어수단을 갖춘 무브먼트.

- 전술한 제어수단에 전원을 공급할 수 있는 전지와 같은 에너지공급수단.

- 제1의 공급통로에 의해 제어수단에 전지의 극을 연결하고 전지의 양극사이의 하나가 측면변부와 제어수단에 영구적으로 믿을 만하게 연결토록 하는 부가적인 전기통로를 평행하게 형성한 제2의 공급통로를 포함하여 구성된 전기연결수단.

따라서 이 경우 제1공급통로에 제2공급통로를 갖추므로써 시계에 영향을 주는 진동에 의한 접촉손실위험을 전적으로 줄일 수 있다는 것을 알게 되었다.

발명의 다른 특징은 제2공급통로가 최소한 부분적으로 모터 고정자와 연결되는 것이다.

더욱이 이 제2공급통로는 제어수단 특히 전자회로에 전기적으로 연결되는 접촉요소로 구성되는 것이다. 이 접촉요소는 스프링 핀과 일체로된 지지스트립으로 구성하는 것이 유리하다.

본 발명을 첨부된 도면을 참조로 그 구체적 예를 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부도면에는 사출성형된 플라스틱 물질과 같은 합성물질로된 판(2)으로 구성된 무브먼트(1)를 갖는 본 발명에 따른 시계가 도시되어 있다. 이 무브먼트(1)는 케이지(10)내부의 두 축에서 자유롭게 피봇트 회전하도록 영구자석(a compound-filled permanent magnet)(도시되지 않음)과 같은 회전자(8)를 가진 고정자(6)를 갖는 예를 들어, 스테핑 형태(the stepping type)의 모터(4)를 갖추고 있다.

고정자(6)는 트립코일(a trip coil)(16)에 의해 생긴 플럭스(the flux)를 회전자(8)로 안내되도록 하는 극장(劇場)(14)을 유도하는 고정자 형태의 부분(a stator-like part)(12)으로 구성된다. 코일(16)은 근본적으로 심(core)주위를 전도선을 여러번 평행하고 겹치도록 감아서 형성하며 심의 단부(the ends)(20a와 20b)는 제3도의 단부(20b)와 제2도의 단부(20a)의 경우가 도시된 것처럼 고정자형태의 부분(12)위에서 근접 평면접촉하도록 되어 있다. 고정자형태의 부분(12)은 등록상표 Vacoperm 또는 등록상표 Permanorm와 같은 물질로 만들어진다. 본 발명의 무브먼트(1)는 또한 주파수 안정화된 수정 크리스탈로 구성된 공진기(30)를 가지며 또한 이 공진기(30)는 공진기(30)의 안정화된 주파수의 기능을 위해 모터(4)와 보다 특별히 코일(16)에 본질적으로 인버트 모터충격(invert motor impulses)을 공급할 수 있도록 전자회로(32)에 연결된다. 그러므로 이 트립코일(16)이 고정자형태의 부분(12)안에 자장(a magnetic flux)을 형성할 수가 있다. 이 플럭스(flux)는 회전자(8)를 예정된 회전비율에 따라 회전하도록 한다. 이런 조작작동으로 재래식 전자기계적 시계의 작동이 이루어지며 여기서는 더 이상 상세히 설명되지 않겠다.

회전자 피니언(rotar pinion)(8)이 표시수단과 모터(4)사이에 운동학적으로 연결시키므로서 시계바늘과 같은 시간을 나타내는 수단을 조작하는 기어트레인(a gear train)의 한 바퀴(one wheel)의 작동을 유도하게 된다. 그러므로 이 경우 전자기계적 수단을 사용하여 시간의 아날로그정보를 얻는 것이 가능하다.

그러나, 이런 전자기계적 조립체는 에너지원 없이는 조작이 불가능하며 이런 경우 보턴전지(button battery) 형태의 전지(40)로 구성된 에너지원 없이는 작동될 수 없다. 그러므로 이러한 전지(40)는 전자회로(32)에 충분한 전력을 공급할 수가 있으며 충분한 전력은 공진기(30)의 진동을 유지하고 또한 일단의 트랜지스터의 매개로 모터(4)의 코일(16)이 작동하게 된다. 공진기(30)와 전자회로(32) 그리고 모터(4)는 무브먼트(1)의 작동 제어체계를 구성한다.

보턴전지(40)와 같은 이러한 형태의 전지는 광범위하게 시판되고 있으며 본 발명의 대상물에서와 같이 전자기계적 시계에 매우 일반적으로 사용되고 있다.

이 전지(40)는 본질적으로 모양이 원통형이고 실린더의 부분같은 모양을 가진 원주형변부(42)나 변부(an edge)를 가지며 더욱이 큰 표면의 두 평면의 양측부에는 각기 지역(44와 46)을 갖는다. 이들 지역의 하나인 예를 들어 지역(46)과 원주형 변부(42)는 전지의 양(+)과 음(-)의 두극을 구성한다.

이 특정한 예에서, 원주형 변부(42)는 전지의 양극을 구성하고 판(2)을 마주보는, 무브먼트(1)의 반대편에 위치한 정면표면(46)는 음극을 구성한다.

전지(40)는 무브먼트(1)의 다양한 작동요소 즉, 제어수단(4, 30과 32)의 조작요소에 전원을 공급하게 되며 본 발명의 시계는 제1공급 통로를 형성하는 전기연결수단의 단지 한 부분인 양극부분(C1)만이 도시되었다. 음극부분은 재래식의 것으로 구조와 상세한 내용은 기술에 익숙한 사람에게는 이미 알려져 있는 바와 같다.

제1공급통로(C1)를 형성하는 전기연결수단은 주로 전기적으로 전도되는 물질로된 스프링 핀(52)과 일체를 이루는 측면지지스트립(a lateral support strip)(50)으로 구성된다. 더욱 상세히 설명하면 스프링 핀(52)은 엠보스 웨이퍼(a embossed wafer)로 만들어지고 핀(5)을 적절한 위치에 지지토록 한다. 측면지지 스트립(50)은 선택적으로 핀(52)과 동일한 물질로 이루어진다. 스프링 핀(52)은 공진기(30)를 보유하고 그것을 적절한 위치에 유지시키는 제2스트립(54)을 갖는다. 이것은 전력을 전자회로(32)에 공급하기 위한 이 인쇄회로의 표면에 있는 금속부분(60)에 대향하여 지탱하도록 전자제어회로(32)의 인쇄회로(58)의 부분을 향하여 판(the plate)(2)쪽으로 수직방향으로 뻗어가는 제3스트립(a third strip)(56)을 갖는다.

더욱이, 전지(40)의 음극단자와 전기적으로 연결되도록 구성된 정면지지 스트립(62)은 판(2)내에 형성된 케비티(a cavity)(64)의 바닥에 배열된다. 이 스트립은 또한 (여기에 도시되지 않은) 전기연결수단의 일부에 의해 전자제어회로(32)에 전기적으로 연결된다.

측면지지 스트립(50)이 배열된 무브먼트(2)의 지역(R1)과 직경상으로 반대편 지역(R2)에는, 전지(40)의 원주형 변부(42)와 압력접촉되도록 배열된 측면지지물을 구성하는 탄성적인 측면지지 스터업(a resilient stirrup)(70)이 있다. 이 탄성 측면지지 스터업(70)은 한편으로는 플라스틱 웨이퍼와 같은 물질로된 스터드(a stud)(73)위에 장착된 베이스(72)(제2도)를 갖추고 있으며 다른 한편으로는 전지(40)의 원주형 변부(42)에 평행하게 그 외부를 향하여 판(plate)(2)에 수직으로 뻗어가는 제1아암(a first arm)(74)을 갖추고 있는 엠보스 웨이퍼로 구성된다. 탄성 측면지지 스터업(70)의 제1아암(74)은 제2단자아암(76)에 의해 확장되며 제2단자아암의 자유단부(78)는 원주형 변부(42)와 실제적인 전기접촉을 한다. 이 제2아암(76)은 가요성 자성변형에 의해 케비티(64)내의 전지(40)의 어떠한 과도한 운동도 흡수할 수가 있다. 이런 의미에서 제2아암(76)의 자유단부(the free extremity)(78)는 무브먼트(2)의 외부를 향하여 뻗어나간다. 그리하여 자유단부(78)가 제1전기공급통로(C1)의 측면지지 스트립(50)에 연관하여 거의 직경상으로 반대위치에 배열되도록 하는 방법으로 측면원주를 향하도록 됨을 알게 된다.

그리하여 탄성측면지지 스터업(70)의 베이스(the base)(72)는 무브먼트(1)의 플라스틱 웨이퍼에 대향하여 지탱되고 한편으로 고정자같은 부분(the stator-like part)(12)과 다른 한편으로 심(the core)(8)의 단부(20a)가 겹치도록 쌓인다. 베이스(72), 정지자같은 부분(12)과 단부(20a)의 조립체는 스터드(73)의 헤드(80)보다 특별히 자유단부에 의해 판(2)위에 단단히 장착된다. 헤드(80)는 초음파 용융물로 형성된다. 베이스(72)의 상부표면과 고정자같은 부분(12)의 하부표면간의 평면접촉은 고정자같은 부분(12)과 전지(40)의 양극사이에 우수한 전기접촉을 하도록 한다.

더욱이, 스프링 핀(52)은 고정자(6)의 상부표면에 접하는 접촉요소와 동일 물질로 만들어진 부가적 스트립(an additional strip)(82)을 가지며 이 부가적 스트립(82)은 터미널 스트립(56)에 연결된다. 그러므로 탄성측면지지 스트립(70)과 고정자같은 부분(12) 그리고 접촉요소(82)는 연결 스트립(84)과 함께 제2공급통로(C2)의 일부분을 구성하며 제1공급통로와 평행하고 고정자(6)를 통해 전지의 양극과 전자회로(32)와 같은 무브먼트의 제어장치간에 영구적이고 믿을 수 있는 연결을 제공함을 알게 된다. 제2공급통로(C2)는 제2공급통로(C1)와 공통 부분을 가지며 이 공통 부분은 발명의 전기연결수단의 (도시되지 않은) 음극 부분을 이룬다. 제2공급통로(C2)의 부가적 스트립(82)의 자유단부는 (도시된 바와 같이) 본질적으로 고정자같은 부분(12)을 관통할 수 있는 절삭변부(a cutting edge)(83)를 형성하는 예각(a sharp angle)을 이루고 있음을 알 수 있다.

스프링 핀(52)과 보다 상세히 말하면 부가 접촉스트립(82)은 등록상표 듀립피(Durimphy)의 물질로 제조되며 또한 부가 지지스트립(82)과 고정자같은 부분(12)을 형성하는 물질은 고정자같은 부분(12)의 물질의 표면강도가 접촉스트립(82)의 강도보다 적도록 하는 방법에 따라 선택된다. 예를 들어 고정자같은 부분(12)은 200정도의 비커 피라미드강도(a Vicker pyramid hardness)를 가지며 스트립(82)은 일반적으로 540 비커정도의 강도를 갖는다. 고정자같은 부분(12)의 상부표면안으로 부가 스트립(82)의 표면침투는 이 요소사이에 좋은 전기적 접촉을 하도록 한다.

스프링 핀(52)은 두 특징적인 지역을 가지며 첫 번째 지역은 본질적으로 스프링 핀을 형성하고 그것으로부터 전자회로(32)의 인쇄회로(58)에 연결된 단자스트립(56)과 연결스트립(84) 및 지지스트립(54)과 전기적 연결스트립(50)이 뻗어나오는 주부분(90)으로 구성된다. 이 제1주부분(90)은 제1공급통로(C1)의 필수적 특징중의 하나이다.

이 스프링 핀(52)은 또한 제2공급통로(C2)와 일체를 이루는 부분이며 그것으로부터 고정자 통로의 방향으로 부가 접촉스트립(82)이 뻗어나오는 제2주부분(92)을 갖는다. 두 개의 주부분(90과 92)은 이러한 두 부분사이의 전기적 연결수단을 형성하는 연결스트립(84)에 의해 서로에 연결된다. 그러므로 같은 물질로 제조된 모든 이러한 요소(the element)는 매우 경제적으로 제조되고 신속하게 판(the plate)위에 장착될 수 있고 간단한 단순작동에 의해 동시에 운반하고 세공조작할 수 있다는 것을 알 수가 있다. 또한 이들 두 주부분(90과 92) 각각은 그들 각자의 고정수단(fixing means)(F1과 F2)의 매개체에 의해 플라스틱 판(2)위에 고정되고 제1주부분(90)의 고정수단(F1)은 스터드(73)에 유사한 스터드의 머리와 나사로 구성되고 제2부분(92)의 고정수단(F2)은 또한 스터드(73)에 유사한 스터드로 구성된다.

또한 제1주부분(90)으로부터 자유단부(102)가 코일(16)에 연결되고 모터(4)의 인쇄회로(59)위에 지탱되도록 배열된 전자제어회로(32)의 인쇄회로(58)위에 단지 기계적으로 지탱되도록 판(2)의 방향으로 유도되는 제2지역(92)을 향해 유도되는 다른 지지스트립(100)이 뻗어나간다. 결과적으로 스프링 핀(52)의 제1주부분(90)에 의해 지지되는 이 지지스트립(100)은 접촉요소(82)에 의해 발생하는 스트레스(the stress)가 스터드(F2)의 머리를 파괴하게 되는 경우에도 두 인쇄회로(58과 59)각각을 그 자체에 의해 지탱할 수 있게 된다.

Claims (8)

1. 공지기(reasonator))(30)와 연결되고 또한 시계표시수단에 운동학적으로 연결된 회전자(8)와 고정자(6)로 구성된 모터(4)를 구동하는 전자회로(32) 포함하는 제어장치(32)를 가진 무브먼트(movement)(1),

   - 에너지원으로 전술한 제어장치에 전원을 공급하는 전지(40),

   - 전술한 전지(40)의 극을 전술한 제어장치(32)에 연결하고 이들 전기연결수단(50,52,56,62)이 전지의 측면단부(lateral edge)에 있는 양극의 한극과 전술한 제어장치 사이에서 평행위치로 영구적 연결을 하는 제1(C1) 및 제2(C2) 공급통로를 갖는 전기연결수단과 그리고 전술한 제2(C2) 공급통로가 전술한 고정자(6)의 한 부분을 이르는 구성을 갖는 일련의 구조를 포함함을 특징으로 하는 전기기계적 시계.
2. 제1항에 있어서, 전술한 제2공급통로가 전술한 전자회로(32)와 전기적으로 연결되고 전술한 고정자(6)의 일부를 이르는 접촉스트립(contact strip)(82)을 포함함을 특징으로 하는 시계.
3. 제2항에 있어서, 전술한 접촉스트립(82)이 엠버스 웨이퍼(embossed wafer)로 구성되고 이로 인해 전술한 고정자(6)에 대하여 탄력성을 갖는 스프링 핀(spring pin)(52)과 일체로 되어 있음을 특징으로 하는 시계.
4. 제3항에 있어서, 전술한 접촉스트립(82)은 전술한 스프링 핀(52)과 동일한 물질로 제조되고 절단됨을 특징으로 하는 시계
5. 제4항에 있어서, 전술한 웨이퍼로 형성된 스프링 핀(52)이 두 부분(90 및 92)으로 절단되고 제1주부분(90)은 스프링 핀(52)과 제1공급통로(C1)를 형성하고 제2주부분(92)은 제2공급통로(C2)와 일체가 되어 이들 두 부분이 전기연결수단(84)에 의해 서로 연결됨을 특징으로 하는 시계.
6. 제5항에 있어서, 연결스트립(84)이 두 주부분(90,92)과 동일한 물질로 제조됨을 특징으로 하는 시계.
7. 제6항에 있어서, 두 주부분(90,92)이 각기 고정장치(F1,F2)에 의해 판(plate)(2)에 각각 장착됨을 특징으로 하는 시계.
8. 제7항에 있어서, 적어도 하나의 추가적 지지스트립(additional retaining strip)(100)이 제2부분(92)의 방향으로 제1부분(90)으로부터 뻗어가며 전자제어회로(32)의 인쇄회로(58)에 대해 탄성적으로 지탱하며 이 인쇄회로는 모터(40)에 연결된 인쇄회로(59)에 직접적으로 연결됨을 특징으로 하는 시계.