KR20050061384A - 압력센서를 포함한 휴대용 전자장치 - Google Patents

Abstract

다이버 시계 또는 고도계 같은 손목에 차는 전자장치에서, 압력센서(10)가 하우징(11) 외부로부터 부착되고, 장치의 케이스의 옆에 위치하고 상기 하우징으로 외부 압력을 전달하기 위하여 최소한 하나의 오리피스(32)가 제공된 캡(13)으로 닫는다. 센서는 하우징에 실 가스킷(12)으로 부착된다. 보호 스크린(14)은 캡의 중앙벽(31) 및 센서의 노출면 사이에 위치하여, 강체 및/또는 일광이 센서에 손상을 주는 것을 방지한다. 대개, 스크린은 캡에 고정된 천공판으로 형성되고 구멍(42)은 캡의 각 오리피스(32)에 대해서 측방으로 이격되어, 외부에서 센서의 노출면으로의 압력 전달경로가 곡선이다.

Description

압력센서를 포함한 휴대용 전자장치{PORTABLE ELECTRONIC APPLIANCE INCLUDING A PRESSURE SENSOR}

본 발명은 케이스 및 상기 케이스의 하우징내에 장착되고 대기압을 수용하기 위해 상기 하우징내에서 노출표면을 가진 압력센서를 포함하고, 상기 하우징이 상기 케이스의 외측면을 향해 개방되고 캡에 의해 상기 면위에서 밀폐되며, 상기 케이스의 외측으로부터 상기 하우징을 향해 대기압을 전달하기 위하여 상기 캡이 하우징의 전방부에서 한 개이상의 오리피스를 가진 외측벽을 가지며 손목시계와 같이 손목에 착용되는 전자장치에 관한 것이다.

상기 이런 손목시계는 유럽특허 제 195,636호에 나타나고 압력센서 하우징이 케이스의 측부 돌기에 제공되고 케이스의 상부가 열리고, 센서는 상부에 위치한다. 이런 것은 가장 흔하고, 압력센서는 실리콘 피조-저항요소를 포함하고 단지형 구조에 수납되고 실리콘겔을 넣어서 물로부터 보호한다. 이 겔은 유연층의 실리콘 레진 또는 고무로 도포되고, 이는 센서의 노출면을 형성하고 여압을 피에조-저항요소에 전달한다. 상기에서, 캡은 구멍을 막는다. 판의 오리피스는 주위에 배열되고 실리콘요소에 반대되지 않고 겔이 채워진다. 이 배열의 목적은 실리콘요소 또는 겔을 손상시키는 다른 몸체가 오리피스에 걸리는 것을 방지하는 것이다.

그러나, 이런 배열은 두 가지 단점이 있다. 하나는, 닫는 판이 커져서 오리피스가 센서가 차지한 중앙의 외부에 있는 것이다. 다른 하나는, 실리콘요소가 일광에 장기간 노출되는 것은 바람직하지 않다. 여기에 기술된 구조는 센서 내의 빛의 확산을 충분히 저지하지 않는다.

유럽특허 제 677,798호는 손목시계에 관이 놓여지고 후방에 압력을 위한 공동을 형성한다. 케이스가 착용자의 손목을 간섭하는 것을 방지하기 위하여 케이스의 후면은 홈이 있고 하우징은 외면에 커버 또는 리드가 있는 표면 플러시가 있고, 착용자의 손목을 누르고 홈과 센서 사이의 소통을 한다. 이런 구조는 시계가 두꺼워지는 단점이 있다. 반면, 시계를 손목에 차지 않고 있을 때, 일광이 센서에 도달하는 것을 방지하기 위해 배열하지 않는다.

상기 종래의 단점을 극복하는 것이 본 발명의 목적이고, 간단하고 효과적인 부재배열의 센서의 하우징 부착을 이용한다. 한 특정 목적은 부재를 간단하게 센서의 넓은 부분에 걸치고 장치의 요소를 자동화하는 것이다.

본 발명에 의하면, 케이스의 상기 외측면이 사용자의 손목과 접촉하지 않는 케이스의 측면에 위치하고,캡의 오리피스들 및 압력센서의 노출표면사이에서 직선연결되는 것을 방지하기 위하여 보호기능을 가진 한 개이상의 스크린이 오리피스의 후방에서 하우징내에 배열되고, 센서의 노출표면까지 대기압이 전달되는 경로가 곡선으로 구성된다.

따라서 보호 스크린은 센서를 강체 및 빛으로부터 이중보호한다. 구조는 간단하고 작으며, 캡의 아래에 배열된 구멍을 가진 추가 판은 센서를 닫는다. 더욱이, 이 구성은 외부 또는 캡의 오리피스가 센서의 노출 전방부에 위치하게 한다. 캡의 중앙부는 외부 치수 및 캡의 시각충격을 줄인다. 센서 하우징을 구성하는 케이스의 측면은 케이스의 측면 또는 상면이다.

간단하고 저렴한 실시예에 따르면, 특히 캡이 몰딩된 플라스틱 부품일 때, 보호기능의 스크린이 캡의 상기 벽과 평행하게 연장된 천공판을 포함하고, 천공판의 구멍이 캡의 오리피스에 대해서 횡방향으로 전환되고, 천공판위에서 오리피스들로부터 직교하는 돌출부가 구멍들로부터 이격되어 구성된다.

본 발명의 다른 특징들이 하기 실시예들에서 더 잘 이해될 것이다.

도 1 내지 도 4를 참고할 때, 다이빙 손목시계(1)는 강성의 합성재료로 제조된 케이스(2)를 가지고, 상기 케이스는 전자시계의 무브먼트(movement), 상기 케이스외부에 형성된 대기압을 감지하는 압력센서, 아날로그 및/또는 디지털 표시부재 및 압력데이타를 처리하고 표시수단을 통해 결과를 표시하는 전자회로들을 가진다. 케이스(2)는 합성재료로 제조된 중간부(3)를 가지고 상기 중앙부가 (도 4의) 중앙공동(4)을 둘러싸며, 상기 공ㅇ은 하부에서 후항덮개(5)에 의해 밀폐되고 상부에서 유리(6)에 의해 밀폐되며, 상기 유리가 베젤(7)과 경계를 형성한다. 상기 중앙공동(4)은 시계의 주요 전자회로들을 가진 인쇄회로기판(8)과 같은 다이빙 시계의 주요 부품들을 포함한다.

도 2 및 도4를 참고할 때, 중간부(3)내에 배열되고 케이스(2)의 좌측 외측면(9)위로 개방된 하우징(11)내에 상기 압력센서(10)가 배열되어, 케이스의 외부로부터 하우징내에 상기 센서가 장착될 수 있다. 도 2에 도시된 두 개의 요소들 즉 O 링으로 밀봉된 가스켓(12) 및 캡(13)을 이용하여 상기 하우징내에 센서(10)가 고정되고, 캡(13)내에 장착된 천공판(14)에 의해 형성된 스크린에 의해 상기 센서가 보호된다. 외측에서 캡(13)의 표면은 케이스(2)의 외측면(9)과 일치되게 구성된다. 손목시계가 착용될 때 상기 외측면(9)은 사용자의 손목(15)과 접촉하지 못하여, 공기중 또는 수중에서 대기압이 아무런 간섭없이 상기 캡의 외측면에 도달한다.

압력센서(10)의 구성이 공개된다. 압력센서(10)는 실리콘으로 제조되고 정사각형 기질(7)위에 장착된 피에조저항 요소(16)를 포함하고, 상기 기질은 전도체들을 가지며 세라믹으로 제조되며, 상기 전도체들에 의해 기질의 배면에 배열된 접촉부들과 요소(16)들이 연결된다. 상기 접촉부들은 기질(17)뒤에 부착된 인쇄회로필름(18)과 접촉한다. 또한 압력센서(10)는 대기압을 수용하기 위해 원통형 측벽(20)을 포함하고, 상기 측벽(20)은 기질(17)의 전방면에 고정되고 실리콘 요소(16)를 둘러싸는 용기형상을 구성하며, 상기 요소(16)가 실리콘 젤(21)내에 포함되고, 대기압을 수용하기 nl해 실리콘젤의 전방면(22)이 센서의 노출표면을 형성한다.

도 3을 참고할 때, 하우징(11)이 케이스의 중간부내에 센서를 수용하기 위해 제공되고, 평평하고 정사각형인 하부벽(24)이 상기 하우징(11)에 구성되며, 상기 하부벽에 대해 센서구조체 및 인쇄회로 필름(18)이 지지되고, 상기 하우징(11) 및 중앙공동(4)의 상호작용을 형성하는 구멍(25)이 상기 하부벽내에 배열된다. 하우징(11)이 원형의 돌출벽(26)에 의해 횡방향으로 윤곽을 형성하고, 상기 돌출벽(26)은 외측면위에서 불연속적인 반경방향의 변부(27)을 가진다. 상기 변부가 요홈(28)내부로 연장구성되고, 막힌 안내구멍(29)을 가진 부분을 제외하고 상기 요홈은 전체 원주부에 걸쳐서 벽(26)을 둘러싼다.

센서의 측벽(20)주위에서 탄성중합체의 밀봉가스켓(12)이 배열되고, 상기 측벽 및 하우징(11)의 돌출벽(26)사이에서 상기 밀봉가스켓(12)이 반경방향으로 압축된다. 상기 밀봉가스켓(12)은 상기 케이스에 발생할 수 있는 모든 충격에 대해 센서를 보호하는 탄성의 서스펜션을 제공하고 또한 밀봉기능을 제공한다.

도 2 및 도 5를 참고할 때, 상기 캡(13)은 불투명한 특성을 가지고 몰딩된 합성재료로 제조되거나 불투명한 코팅을 가진다. 상기 캡(13)은 중앙영역에서 가변두께를 가지는 원형판형상으로 외측벽(31)을 포함하고, 외측벽을 통해 세 개의 오리피스(32)들이 통과하며, 상기 오리피스는 약 1.5mm의 직경을 가진다. 상기 오리피스들은 외측으로 개방되어 오목한 표면(33)내부로 개방되며, 오리피스가 평평한 외부물체에 의해 쉽게 방해되는 것을 방지하기 위하여 상기 오목한 표면들은 장식 및 기능상 효과를 가진다. 내부면위에서 상기 캡(13)의 벽(31)은 보호판(14)을 가압하기 위한 돌출표면(34,35), 판을 측면에서 쐐기고정시키기 위한 횡방향돌출측부(36)들 및 세 개의 고정위치들을 가진다. 상기 캡의 주변부가 원형 변부(38)를 포함하고, 상기 센서하우징(11)을 구성하는 벽(26)의 외측변부(27)위에 후크고정하기 위해 상기 변부(38)가 배열되어, 케이스(2)위에 상기 캡(13)이 간단히 스냅끼워맞춤될 수 있다. 따라서 캡(13)이 고정되거나, 압력센서(10)가 변경될 때 제거될 수 있다. 또한 상기 캡(13)의 적합한 방향설정을 보장하여 세 개의 오리피스(32)들의 소요위치를 보장하기 위해 구멍(29)내에 연결되는 안내핑거(39)가 상기 캡에 추가로 구성될 수 있다.

도 6을 참고할 때, 보호판(14)의 형상이 상세히 도시되고 실시예에서 상기 보호판은 예를 들어, 카프톤과 같은 상당한 강성을 가진 합성재료로 제조된 간단한 원판으로 제공되지만, 해수에 대해 내식성을 가지는 강성재료로 제조될 수 있다. 캡(13)의 돌출측부(36)과 함께 작동하기 위한 세 개의 방향설정 요홈(40) 및 캡내에서 판을 기계적으로 위치설정하기 위한 확인요홈(41)이 제공된다. 상기 판이 사용자에 의해 제위치에 설정되면 시각적 확인을 위해 상기 요홈(41)이 이용될 수 있다. 크기가 작은 (도 5의 )돌출부품(44)들이 탄성을 통해 판(14)을 고정하기 위해 캡의 내측부에 형성된다.

대기압이 압력센서(10)를 향해 전달되도록 상기 판(14)이 복수개의 구멍(42)들로 천공된다. 실시예를 참고할 때, 약 20개의 구멍(42)들은 약 0.5mm의 직경을 가진다. 모든 구멍들은 캡(13)의 오리피스(32)들에 대해 횡방향으로 전환되고, 판(14)위에서 상기 오리피스들이 수직으로 돌출된 위치가 세 개의 원(32a)들에 의해 도 6에 도시된다. 모든 구멍들이 상기 원(32a)들로부터 0.75mm이하의 거리만큼 떨어져 위치하지 못하도록 판(14)위에서 상기 구멍(42)들이 분포된다. 커버의 고정위치(37)들이 구멍들을 통과하도록 세 개의 구멍(42)들이 배열되고, 압력센서(10)의 원통형 벽(20)에 형성된 전방면을 하우징내에 고정하기 위하여 상기 고정위치들이 상기 전방면에 지지된다.

보호판이 캡(13)내에서 제위치에 설정되면 보호판(14)은 캡의 벽(31)으로부터 약 0.1mm의 일정한 거리를 유지한다. 그 결과 케이스(2)외측에 형성된 대기압이 압력센서(10)의 노출표면(22)에 전달되고 캡(13)의 오리피스(32)를 통과하고 판(14,31)들사이에서 0.1mm의 간격이상을 형성하며, 판(14)의 구멍(42)들을 통과하여 압력센서(10)의 하우징(11)내에 도달한다. 따라서 압력센서(10)의 노출표면(22)까지 대기압이 전달되는 전체경로는 극도로 구불구불하게 형성된다. 그 결과 두 개의 판들사이의 간격이 매우 작기 때문에 이물질이 침입하여 압력센서(10)가 손상될 수 있는 위험이 제거된다. 모래입자들과 같은 이물질들이 통과하는 것을 방지하기 위하여 상기 간격의 두께는 0.2mm이하이다. 또한 상기 압력센서(10)는 대체로 외부광선으로부터 회피되어 실리콘요소를 둘러싸는 젤(21)은 불투명하게 구성되거나 투명한 막으로 코팅되는 것이 불필요하다. 대기압이 전달경로를 따라 판(14,31)들이 어두운 색상을 가지면 상기 경로를 따라 광선의 전달은 추가로 감소될 수 있다.

따라서 제조 및 조립작업이 단순하고 효율적이고 이물질의 침입을 방지하며 센서를 향하는 주위광선을 방지하는 스크린에 의해 보호판(14)이 구성된다. 상기 형태의 스크린이 가지는 장점에 의하면, 상기 캡의 중심에서 캡(13)의 오리피스들이 센서의 노출표면(22)과 마주보게 위치하여 캡의 외형크기 이 경우 캡의 직경을 최소크기로 감소시킨다. 본 발명에 의해 시계의 전체적인 미적외관을 손상시키지 않고 케이스의 플랭크내에서 압력센서(10)가 구분되어 배열될 수 있기 때문에 본 발명이 손목시계에 적용될 때 특히 유리하다.

도 4를 참고할 때, 시계의 주요 인쇄회로기판(8) 및 압력센서(10)사이의 전기적 연결이 가요성을 가진 네 개의 접촉스트립(46)들에 의해 구성되고, 상기 접촉스트립들은 합성절연재료의 블록(47)내에 몰딩되어 수용되고 러그(lug)(48)형태로 상기 블록의 다른 측면으로 돌출하며 상기 러그들은 접착에 의해 기판(8)의 회로에 연결될 수 있다. 무브먼트를 가진 판(50)에 가열용접으로 고정되는 고정부(49) 및 판(50)과 기판(8)에 대해 적합하게 위치설정하기 위한 다른 한 개의 고정다리가 상기 블록(47)에 제공된다.

구멍(25)을 통과하고 가요성을 가진 스트립(46)들은 가요성에 의해 인쇄회로기판(18)위에서 압력센서(10)와 연속적으로 제공된 접촉영역에 대해 부착되고, 압력센서(10)가 충격에 의해 경미하게 이동하더라도 센서의 전기적 출력신호는 적합하게 전달된다. 또한 본 발명의 주요 장점에 의하면, 시계부품들의 배열을 용이하게 한다. 예를 들어, 시계의 전체적인 조립작업 특히 중앙공동(4)내에 시계부품들을 조립하기 전에 압력센서(10)가 캡(13)에 의해 케이스의 중간부(3)내에 장착되고 고정될 수 있다. 조립작업동안 기판(8)위에 예비조립되는 전자모듈이 공동내에 배열되어, 가요성을 가진 접촉스트립(46)은 압력센서(10)와 자동으로 적합한 전기접촉부를 형성한다. 시계의 내부부품들이 조립된 후에만 특히 센서를 조립하기 전에 접촉스트립(46)들을 이용하여 시험을 해야된다면 사용자는 상기 압력센서(10)를 중간부(3)내에 배열할 수 있다.

예를 들어, 기판(8)내부로 꽂혀지는 평평한 케이블과 같은 다른 공ㄴ지수단에 의해 구멍(25)을 통해 요소(8,10)들사이에 전기적 연결부를 구성할 수 있다.

도면들을 참고하여 설명되는 보호기능의 스크린이 천공판을 추가하여 구성되더라도, 청구범위에 정의된 발명을 벗어나지 않고 다르게 실시될 수 있다. 예를 들어, 상기 보호기능의 스크린은 서로 이격되고 평행한 두 개의 천공판들을 포함하고, 상기 판내부에 형성된 각각의 구멍들은 서로에 대해 횡방향으로 전환되어, 한 개의 판위에서 다른 한 개의 판들로부터 구멍들의 수직 돌출부들이 한 개의 판에 형성된 구멍들로부터 이격되어 구성된다. 다른 실시예에 있어서, 보호기능을 가진 스크린의 두께가 단순판의 두께보다 더 크고, 스크린의 두께내에서 중간판내부로 연장된 복수개의 채널들이 상기 스크린내에 포함되며, 채널들의 단부들은 각각 구성요소들의 두 개의 면들로 개방된다. 몰딩된 합성재료로 제조된 두 개의 판들을 조립하여 상기 구성요소가 용이하게 제조되고, 상기 판들중 한 개의 면위에 채널들이 형성된다.

본 발명의 적용예는 상기 실시예들에 국한되지 않고, 예를 들어, 고도계 또는 다이빙 컴퓨터와 같은 장치에 있어서 케이스의 외측면위로 개방된 하우징내에 장착된 압력센서를 포함한 휴대용 전자장치에 적용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 원리를 따라 배열되고 압력센서를 포함한 손목시계의 측면도.

도 2는 압력센서 및 도 1의 시계케이스내에 상기 압력센서를 장착하기 위한 요소들을 도시한 분해 투시도.

도 3은 압력센서를 위한 하우징의 정면도.

도 4는 도 1의 선 IV-IV를 따라 본 시계의 부분 단면도.

도 5는 도 2에 도시된 캡의 후면을 도시한 투시도.

도 6은 도 2의 보호판을 도시한 정면도.

*부호설명*

1 : 다이빙 손목시계 6 : 유리

2 : 케이스 7 : 베젤

4 : 구멍

5 : 뒷덮개

Claims (9)

1. 케이스(2) 및 상기 케이스(2)의 하우징(11)내에 장착되고 대기압을 수용하기 위해 상기 하우징(11)내에서 노출표면(22)을 가진 압력센서(10)를 포함하고, 상기 하우징(11)이 상기 케이스(2)의 외측면을 향해 개방되고 캡(13)에 의해 상기 면위에서 밀폐되며, 상기 케이스의 외측으로부터 상기 하우징(11)을 향해 대기압을 전달하기 위하여 상기 캡이 하우징의 전방부에서 한 개이상의 오리피스(32)를 가진 외측벽(31)을 가지는 손목에 착용되는 전자장치에 있어서,

   케이스의 상기 외측면(9)이 사용자의 손목과 접촉하지 않는 케이스의 측면에 위치하고,캡의 오리피스들 및 압력센서(10)의 노출표면(22)사이에서 직선연결되는 것을 방지하기 위하여 보호기능을 가진 한 개이상의 스크린(14)이 오리피스(32)의 후방에서 하우징(11)내에 배열되고, 센서의 노출표면까지 대기압이 전달되는 경로가 곡선인 것을 특징으로 하는 손목에 착용되는 전자장치.
2. 제 1항에 있어서, 보호기능의 스크린이 캡의 상기 벽(31)과 평행하게 연장된 천공판(14)을 포함하고, 천공판의 구멍(42)이 캡의 오리피스(32)에 대해서 횡방향으로 전환되고, 천공판위에서 오리피스들로부터 직교하는 돌출부(32a)가 구멍들로부터 이격되어 구성되는 것을 특징으로 하는 손목에 착용되는 전자장치.
3. 제 1항에 있어서, 보호기능을 가진 스크린이 서로 이격되고 평행한 두 개의 천공판들을 포함하고, 판들내부에 위치한 각 구멍이 서로에 대해 횡방향으로 전환되고, 판들중 한 개에 구성된 구멍들로부터 다른 한 개의 판위로 수직 돌출하는 돌출부가 판의 구멍들로부터 이격되는 것을 특징으로 하는 손목에 착용되는 전자장치.
4. 제 2 또는 3항에 있어서, 상기 스크린(14)이 캡(13)의 내측면에 부착되고 주변부에서 노치(40)들을 포함하며, 캡의 일부분을 형성하고 위치설정기능을 가진 돌출측부(36)위에 상기 노치들이 연결되는 것을 특징으로 하는 손목에 착용되는 전자장치.
5. 제 2 또는 3항에 있어서, 스크린(14) 및 캡의 상기 벽(31)사이의 거리가 0.2mm 이하인 것을 특징으로 하는 손목에 착용되는 전자장치.
6. 전항들 중 한 항에 있어서, 캡에 구성된 한 개이상의 오리피스(32)들이 캡의 중앙부에 위치하고, 압력센서의 노출표면(22)과 마주보게 위치하는 것을 특징으로 하는 손목에 착용되는 전자장치.
7. 전항들 중 한 항에 있어서, 센압력센서(10)가 평평한 기질(17)을 포함한 단지형상구조를 포함하고 센서의 상기 노출표면을 둘러싼 원통형의 측벽(20)을 포함하며, 원형의 돌출벽(26)에 의해 상기 하우징(11)이 횡방향을 경계를 형성하고, O링 씰의 가스킷(12)이 센서의 원통형 측벽 및 돌출벽사이에서 반경방향으로 가압되며, 캡(13)이 상기 케이스의 외측부위에서 상기 돌출벽(26)을 덮고 상기 돌출벽위에 후크고정되며 배열되는 것을 특징으로 하는 손목에 착용되는 전자장치.
8. 제 7항에 있어서, 센서(10)의 구조가 캡(13) 또는 스크린(14)과 접촉하는 원통형의 측벽(20)에 의해 하우징(11)내에 유지되는 것을 특징으로 하는 손목에 착용되는 전자장치.
9. 전항들 중 한 항에 있어서, 상기 하우징(11)이 하부벽(24)에 의해 케이스의 중앙공동(4)으로부터 분리되고, 상기 중앙공동내에 배열된 전자모듈의 가요성 접촉스트립(46)을 통과시키기 위한 구멍(25)이 상기 하부벽에 구성되며, 상기 접촉스트립은 압력센서(10)에 연결된 접촉부들을 가압하는 것을 특징으로 하는 손목에 착용되는 전자장치.