KR20190033619A

KR20190033619A - 2 개의 유도 센서들에 의해서 작동이 감지되는 회전 제어 스템을 포함하는 휴대물

Info

Publication number: KR20190033619A
Application number: KR1020197006878A
Authority: KR
Inventors: 비토리오 차네스코; 파스깔 라고르제뜨; 파스깔 마이어; 다미앙 슈뮈츠; 라파엘 발메르
Original assignee: 에타 쏘시에떼 아노님 마누팍투레 홀로게레 스위세
Priority date: 2016-12-06
Filing date: 2017-10-05
Publication date: 2019-03-29
Also published as: EP3475768B1; EP3333646A1; US20190171166A1; US11385598B2; CN109791392B; JP2019525207A; CN109791392A; CN207439424U; JP6792710B2; EP3475768A1; KR102255085B1; WO2018103914A1

Abstract

본 발명은 휴대물에 관한 것으로서, 상기 휴대물은 제어 스템 (4) 으로서, 상기 제어 스템 (4) 의 작동은 상기 휴대물의 적어도 하나의 전자적 또는 기계적 기능을 회전 상태로 제어할 수 있는, 상기 제어 스템 (4) 과, 상기 제어 스템 (4) 에 의해서 회전 상태로 구동되는 자화 링 (18) 을 포함하고, 상기 제어 스템 (4) 의 회전 및 상기 제어 스템 (4) 의 위치는 서로 평행하거나 동일한 포인트로 수렴하는 공간에서의 2 개의 방향들로만 자기 유도의 변화에 민감하도록 배열된 2 개의 유도 센서들 (150) 에 의해서 감지되며, 이들 2 개의 방향들이 서로 수직인 경우는 제외된다.

Description

2 개의 유도 센서들에 의해서 작동이 감지되는 회전 제어 스템을 포함하는 휴대물

본 발명은 타임피스와 같은 작은 치수들의 휴대물 (portable object) 에 관한 것으로서, 상기 휴대물은 상기 휴대물의 적어도 하나의 전자적 또는 기계적 기능을 제어하기 위한 회전 제어 스템을 포함한다. 보다 구체적으로, 본 발명은 2 개의 유도 센서들에 의해서 자기 유도를 측정함으로써 회전 제어 스템의 작동이 감지되는 이런 휴대물에 관한 것이다.

본 발명은 회전 제어 스템을 포함하는 손목 시계들과 같은 작은 치수들의 휴대물들에 관한 것으로서, 상기 회전 제어 스템의 작동은 회전 제어 스템이 배열되는 휴대물의 기계적 또는 전자적 기능을 제어한다.

해당 기계적 또는 전자적 기능을 적절하게 수행하기 위하여, 회전 제어 스템의 작동을 감지할 수 있어야 한다. 다양한 가능한 해결책들 중 하나는 제어 스템과 일체인 자석의 회전에 의해서 생성된 자기 유도의 변화를 측정하는 것으로 이루어진다. 자기 유도의 이런 변화를 감지하기 위하여, 홀 효과 센서와 같은 자기 센서를 사용할 수 있고, 상기 자기 센서는 이것이 위치되는 환경의 자기 유도값을 측정할 수 있다.

자기 유도를 측정함으로써 제어 스템의 회전을 감지하는 분야에서 발생하는 반복적인 문제는 얼마나 멀리 있는지를, 그리고 제어 스템이 어느 방향으로 회전되는지를 정확하게 아는 것이다. 이런 문제를 극복하기 위하여, 자기 저항 소자들 (magnetoresistors) 또는 홀 효과 센서들과 같은 한 쌍의 자기 센서들을 포함하는 시스템들이 이미 제안되었다. 이들 공지된 시스템들에서, 자기 센서들은 공간에서 2 개의 직교하는 방향들로 제어 스템과 일체인 자석의 회전에 의해서 발생된 자기 유도의 변화를 감지한다.

이런 시스템들의 하나의 단점은, 자기 센서들이 2 개의 직교하는 방향들로 자기 유도의 변화들을 측정하기 때문에, 이들 자기 교란들 (magnetic disturbances) 이 2 개의 자기 센서들 중 하나만의 측정 축선을 따라서 지향될 때 휴대물 외부의 자기 교란들로 인한 영향들을 자기 센서들에 의해서 생성된 측정 신호로부터 뺄 수 없다는 사실에 있다. 실제로, 이런 경우에, 다른 자기 센서는 외부 자기 교란을 감지하지 못하고 2 개의 측정 신호들에 대한 이런 자기 교란의 영향은 대칭이 아니므로 제거될 수 없다. 따라서, 휴대물에 전자기 차폐를 제공하는 것이 필요하며, 이는 특히 번거롭고 비용이 많이 든다. 다른 해결책들은 공지되어 있지만, 특히 지구의 자기장을 측정하기 위한 것이다. 이런 적용들에서, 자기 센서 또는 센서들은 측정될 지구의 자기장이 매우 낮고, 일반적으로 20 ~ 60 μT 정도이기 때문에 높은 감도를 나타낸다. 하지만, 이들 자기 센서들은 일반적으로 5 mT 를 초과하는 자기 유도를 측정할 수 없는 반면에, 작은 치수들의 자석들과 관련된 값들은 종종 100 mT 에 도달한다.

본 발명의 목적은 휴대물의 적어도 하나의 기계적 또는 전자적 기능을 제어하기 위한 회전 스템을 포함하는 휴대물을 제공함으로써, 다른 것들 이외에, 전술한 문제점들을 극복하는데 있고, 상기 회전 스템의 작동은 유도 센서들에 의해서 신뢰성 있고 재현 가능한 방식으로 감지된다.

이를 위해, 본 발명은 휴대물에 관한 것으로서, 상기 휴대물은 제어 스템으로서, 상기 제어 스템의 작동은 상기 휴대물의 적어도 하나의 전자적 또는 기계적 기능을 회전 상태로 제어할 수 있는, 상기 제어 스템과, 회전하는 상기 제어 스템에 의해서 회전 상태로 구동되는 자화 링을 포함하고, 상기 제어 스템의 회전 및 상기 제어 스템의 위치는 서로 평행한 공간에서의 2 개의 방향들로만 상기 자화 링의 회전에 의해서 생성된 자기 유도의 변화에 민감하도록 배열된 2 개의 유도 센서들에 의해서 감지된다.

종속 청구항들의 주제를 형성하는 본 발명의 다른 특징들에 따르면:

- 2 개의 유도 센서들은 자화 링의 회전 중심을 통과하는 평면에 대해 대칭적으로 자화 링의 회전 중심으로부터 등거리에 배열되고;

- 2 개의 유도 센서들은 수직 방향으로의 자기 유도의 변화에만 민감하고;

- 2 개의 유도 센서들은 제어 스템에 대해 배열되어, 제어 스템의 작동 결과로서 자화 링이 회전할 때, 2 개의 유도 센서들은 60°~ 120°의 값 만큼 서로에 대해 위상 시프트되는 신호들을 생성하고;

- 휴대물은 제어 스템을 위한 크래들로서 역할을 하도록 배열된 프레임을 포함하고, 유도 센서들은 상기 유도 센서들이 탄성 수단에 의해서 내부에 유지되는 프레임에 제공된 적어도 하나의 하우징 내부에 배치되고;

- 2 개의 유도 센서들은 프레임에 배열된 2 개의 별개의 하우징들 내부에 배치되고;

- 휴대물은 적어도 하나의 탄성 핑거가 제공된 홀딩 플레이트를 포함하고, 상기 탄성 핑거는, 유도 센서들에 대한 압력에 의해서, 상기 유도 센서들이 내부에 배치되는 적어도 하나의 하우징 내부에 유도 센서들을 유지하고;

- 홀딩 플레이트는 2 개의 탄성 핑거들이 제공되고, 그리고 유도 센서들은 인쇄 회로 시트에 고정되고, 유도 센서들이 고정되는 위치들에서 탄성 핑거들은 인쇄 회로 시트를 가압하고;

- 인쇄 회로 시트는 가요성이고, 그리고 유도 센서들이 하우징들 내부에 배치되도록 프레임 상으로 접히게 되고;

- 탄성 핑거들은 수직 방향으로 유도 센서들을 고정시키고;

- 탄성 핑거들은 유도 센서들이 내부에 배치되는 하우징들의 바닥에 유도 센서들을 강제하도록 배열된다.

'유도 센서' 는 렌츠의 법칙과 패러데이의 법칙에 의해서 규정된 유도 현상으로 인해 통과하는 자기장을 전기 전압으로 변환시키는 센서를 의미한다. 예로서, 이것은 AMR (anisotropic magnetoresistance), GMR (giant magnetoresistance) 또는 TMR (tunneling magnetoresistance) 타입의 홀 효과 센서 또는 자기 저항 구성 요소 (magnetoresistance component) 일 수도 있다.

이들 특징들의 결과로서, 본 발명은 휴대물의 적어도 하나의 기계적 또는 전기적 기능을 제어하는 제어 스템의 회전 감지가 2 개의 유동 센서들에 의해서 제어 스템에 의해서 구동된 자석의 회전에 의해서 발생된 자기 유동의 변화를 측정함으로써 얻어지는 휴대물을 제공한다. 이들 2 개의 유도 센서들은 공간에서 한 방향으로만 자기 유도의 변화에 민감하게 배열된다. 휴대물이 위치되는 환경에 의해서 생성된 자기 유도가 자화 링에 의해서 생성된 자기 유도에 부가되는 것이 분명하다. 한 쌍의 유도 센서들이 한 방향으로만 자기 유도에 대한 감도를 나타내도록 배열되어 있음을 교시함으로써, 본 발명은, 적합한 신호 가공 처리를 통해, 휴대물이 내부에 위치되는 환경의 자기 유도의 영향을 측정 결과로부터 완전히 제거할 수 있게 한다. 실제로, 이들 측정들의 결과로서, 휴대물이 내부에 위치되는 환경에 의해서 발생된 자기 교란들이 2 개의 유도 센서들 중 하나만의 측정 축선을 따라서 지향되는 경우는 발생할 수 없다. 결과적으로, 2 개의 유도 센서들 중 하나가 외부 자기 교란을 감지하지 못하는 경우가 없으므로 측정 신호들에 대한 외부 자기 교란의 영향은 유도 센서들 모두에 대해서 동일하므로 제거될 수 있다. 결과적으로, 휴대물 외부의 자기 유도의 영향을 회피하기 위하여 휴대물을 자기적으로 차폐할 필요가 없고, 이는 공간을 절약한다. 이것은 이용 가능한 공간이 필수적으로 매우 제한된 작은 치수들의 휴대물의 경우에 매우 유리하다. 차폐의 부재 (lack) 는 또한 휴대물의 제조를 단순화하고, 따라서 더 나은 신뢰성 및 더 낮은 원가를 보장한다.

또한, 본 발명은 제어 스템의 위치를 감지하기 위한 방법에 관한 것으로서, 상기 제어 스템의 작동은 상기 제어 스템 및 상기 제어 스템에 의해서 회전 상태로 구동되는 자화 링이 제공된 휴대물의 전자적 또는 기계적 기능을 회전 상태로 제어하고, 상기 제어 스템의 회전 및 상기 제어 스템의 위치는 공간에서의 한 방향으로만 상기 자화 링의 회전에 의해서 생성된 자기 유도의 변화에 민감하도록 배열된 2 개의 유도 센서들에 의해서 감지되고, 상기 방법은 상기 제어 스템의 회전 방향과 위치를 결정하기 위하여 상기 유도 센서들의 각각에 의해서 생성된 신호들간의 비율의 역탄젠트 함수 (arctangent function) 를 계산하는 것으로 이루어진 단계를 포함한다.

이들 특징들의 결과로서, 제어 스템의 회전 방향에 관계없이, 제어 스템의 절대 위치를 결정할 수 있고, 즉, 언제든지 제어 스템의 각도 위치를 알 수 있다. 따라서, 제어 스템의 위치 감지 측정의 분해능 (resolution) 은, 대량 생산의 경우에서 조차, 높고 하나의 대상으로부터 다른 대상으로 재현 가능하다.

본 발명의 다른 특징들 및 이점들은 본 발명에 따른 휴대물의 예시적인 실시 형태의 이하의 상세한 설명으로부터 더욱 명확하게 나타날 것이고, 이 예는 첨부된 도면을 참조하여 비제한적인 설명으로 순전히 제공된다.

- 도 1 은 작은 치수들의 휴대물의 적어도 하나의 전자 기능을 제어하기 위한 디바이스의 분해 상태에서의 사시도이다.
- 도 2 는 하부 프레임의 상부 사시도이다.
- 도 3 은 도면에서 우측에서 좌측으로 그 후방 단부로부터 전방 단부까지 연장되는 제어 스템의 사시도이다.
- 도 4 는 지지 링 및 자화 링으로 형성된 자기 조립체 및 스무스 베어링의 분해 상태에서의 사시도이다.
- 도 5 는 지지 링 및 자화 링으로 형성된 자기 조립체 및 스무스 베어링이 내부에 배열되는 제어 디바이스의 수직 평면을 따른 종단면도이다.
- 도 6 은 상부 프레임의 하부 사시도이다.
- 도 7 의 (A) 는 제어 스템의 위치를 인덱싱하기 위한 플레이트의 상부 사시도이다.
- 도 7 의 (B) 는 도 7 의 (A) 에서 둘러싸인 영역의 확대도이다.
- 도 8 은 제어 스템의 위치를 인덱싱하기 위해 플레이트와 협력하도록 배열된 위치 결정 스프링의 사시도이다.
- 도 9 는 제어 스템 위치 인덱싱 플레이트의 변위를 제한하기 위한 스프링의 상부 사시도이다.
- 도 10 은 분해 플레이트의 사시도이다.
- 도 11 은 위치 인덱싱 플레이트로부터 제어 스템을 해제하기 위하여 뾰족한 공구가 내부로 삽입되는 홀을 도시하는 제어 디바이스의 일부의 종단면도이다.
- 도 12a 는 위치 인덱싱 플레이트 및 위치 결정 스프링과 협력하는 제어 스템을 도시하는 사시도로서, 상기 제어 스템은 안정된 위치 (T1) 에 있다.
- 도 12b 는 도 12a 의 도면과 유사한 도면으로서, 제어 스템은 불안정한 푸쉬 인 (pushed-in) 위치 (T0) 에 있다.
- 도 12c 는 도 12a 의 도면과 유사한 도면으로서, 제어 스템은 안정된 푸쉬 아웃 (pushed-out) 위치 (T2) 에 있다.
- 도 13 은 접촉 스프링들 (T0, T2) 의 사시도이다.
- 도 14a 및 도 14b 는 제어 스템 위치 인덱싱 플레이트의 핑거들과 접촉 스프링들 (T2) 사이의 협력을 예시하는 개략도들이다.
- 도 15 는 접촉 스프링들 (T0, T2) 의 접촉 패드들이 배열되는 가요성 인쇄 회로 시트의 부분 사시도이다.
- 도 16 은 유도 센서들이 고정되는 가요성 인쇄 회로 시트의 자유 부분의 사시도이다.
- 도 17a 는 제어 디바이스의 사시도로서, 상기 제어 디바이스의 배면에 가요성 인쇄 시트의 자유 부분이 접히게 된다.
- 도 17b 는 제어 디바이스의 사시도로서, 상기 제어 디바이스의 배면에 가요성 인쇄 회로 시트의 자유 부분이 접히게 되고, 그리고 상기 제어 디바이스에 나사들에 의해서 고정된 홀딩 플레이트에 의해서 유지된다.
- 도 18 은 2 개의 유도 센서들에 의해서 자화 링의 위치를 감지하기 위한 시스템의 입면도이다.
- 도 19 는 단일 유도 센서에 의해서 자화 링의 회전을 감지하기 위한 시스템의 입면도이다.
- 도 20 은 휴대물에 설치된 제어 디바이스의 사시도이다.
- 도 21 은 도 20 의 도면과 유사한 도면으로서, 제어 스템은 휴대물로부터 제거되어 있다.
- 도 22 는 유도 센서의 감지 요소 및 이 감지 요소가 자기 유도의 변동에 민감한 방향의 개략 사시도이다.

본 발명은 하나의 휴대물로부터 다른 휴대물로 신뢰성 있고 재현 가능한 방식으로, 특히 대량 생산의 경우에 타임피스와 같은 작은 치수들의 휴대물에 장착된 제어 스템의 회전을 감지하는 것으로 이루어지는 일반적인 발명 아이디어로부터 진행된다. 이런 문제를 극복하기 위하여, 제어 스템을 통해 회전 상태로 자화 링을 구동시키고, 그리고 한 쌍의 유도 센서들에 의해서 자화 링의 회전에 의해서 유발된 자기 유도의 변화를 감지하는 것이 제안된다. 이들 2 개의 유도 센서들은 공간에서 한 방향으로만 자기 유도의 변동들에 민감하게 배열된다. 결과적으로, 휴대물 외부의 자기 유도의 영향은 유도 센서들 모두의 측정 신호들에서 동일하므로, 적합한 신호 프로세싱 프로세스를 통해, 휴대물이 위치되는 환경의 자기 유도의 영향을 측정 결과로부터 완전히 제거할 수 있다.

또한, 본 발명은 회전 제어 스템의 위치 및 회전 방향을 감지하기 위한 방법에 관한 것으로서, 상기 방법은 공간에서의 한 방향으로만 자기 유도의 변동들에 민감하도록 배열된 2 개의 유도 센서들에 의해서 생성된 신호들간의 비율의 역탄젠트 함수를 계산하는 것으로 이루어진다. 휴대물이 위치되는 환경의 자기 유도가 공간에서의 한 방향으로 2 개의 유도 센서들의 감지 요소들에만 영향을 미치기 때문에, 이들 2 개의 유도 센서들에 의해서 생성된 신호들간의 비율의 역탄젠트 함수를 계산하는 것은 휴대물 외부의 자기 유도의 영향으로 인한 신호 성분을 제거할 수 있다.

이하의 모두에서, 전후 방향 (back-to-front direction) 은 제어 디바이스가 장착된 휴대물의 내부를 향하여 외부 작동 크라운으로부터 제어 스템의 종방향 대칭 축선 (X-X) 을 따라서 수평 방향으로 연장되는 직선 방향이다. 따라서, 제어 스템은 후방으로부터 전방으로 밀리게 되고, 그리고 전방으로부터 후방으로 당겨지게 될 것이다. 게다가, 수직 방향은 제어 스템이 연장되는 평면에 수직으로 연장되는 방향이다.

도 1 은 손목 시계와 같은 작은 치수들의 휴대물의 적어도 하나의 전자 기능을 제어하기 위한 디바이스의 분해 상태에서의 사시도이다. 상기 제어 디바이스는 전체로서 도면 번호 1 로 지정되고, 예를 들면, 사출된 플라스틱 재료 또는 황동과 같은 비자성 금속 재료로 제조된 하부 프레임 (2) 을 포함하고, 그리고 종방향 대칭 축선 (X-X) 이 제공된, 바람직하게는, 세장형, 그리고 실질적으로는 원통형 형상의 제어 스템 (4) 을 위한 크래들로서 역할을 한다. 상기 제어 스템 (4) 은 종방향 대칭 축선 (X-X) 을 따라서 전방으로부터 후방으로 그리고 후방으로부터 전방으로 슬라이딩하도록, 그리고/또는 시계 방향 및 시계 반대 방향으로 상기 종방향 대칭 축선 (X-X) 을 중심으로 회전하도록 배열된다.

제어 스템 (4) 은, 일단 휴대물에 제어 디바이스 (1) 가 장착되면 휴대물 외부에 위치될 후방 단부 (6) 에서, 작동 크라운 (8) 을 수용할 것이다 (도 20 참조).

제어 스템 (4) 은, 일단 제어 디바이스 (1) 가 조립되면 제어 디바이스 (1) 내부에 위치될 전방 단부 (10) 에서, 예를 들면, 정방형 섹션 (12) 을 갖고, 그리고 연속적으로 자기 조립체 (14) 및 스무스 베어링 (16) 을 수용한다.

자기 조립체 (14) 는 자화 링 (18) 및 지지 링 (20) 을 포함하고, 상기 지지 링에는 일반적으로 접착 결합에 의해서 자화 링 (18) 이 고정된다 (도 4 참조). 지지 링 (20) 은 일반적으로 원통형 형상의 구성 요소이다. 도 5 에 도시된 바와 같이, 지지 링 (20) 은, 후방으로부터 전방으로, 자화 링 (18) 이 맞물리게 되는 제 1 외부 직경 (D1) 을 갖는 제 1 섹션 (22a) 과, 제 1 외부 직경 (D1) 보다 큰 제 2 외부 직경 (D2) 을 갖고 자화 링 (18) 이 맞닿음 상태로 이동되는 숄더부 (24) 를 제한하는 제 2 섹션 (22b) 을 갖는다. 지지 링 (20) 의 제 1 섹션 (22a) 에는 정방형 홀 (26) 이 관통 형성되고, 상기 정방형 홀은 제어 스템 (4) 의 정방형 섹션 (12) 에 대해 형상 및 크기가 조정되고, 그리고 제어 스템 (4) 과 함께 슬라이딩 피니언 타입 시스템을 형성한다. 다시 말해서, 지지 링 (20) 및 자화 링 (28) 은 제어 스템 (4) 이 축선 방향으로 슬라이딩될 때 움직이지 않게 유지한다. 하지만, 제어 스템 (4) 은 제어 스템 (4) 이 회전될 때, 회전 상태로 지지 링 (20) 및 자화 링 (18) 을 구동한다. 지지 링 (20) 에 의해서 지탱된 자화 링 (18) 은 제어 스템 (4) 과 접촉하지 않고, 이는 제어 디바이스 (1) 가 장착된 휴대물에 충격이 가해지는 경우에 이를 보호할 수 있게 한다는 것은 상기로부터 명백하다.

스무스 베어링 (16) 은 원통형 하우징 (28) 을 규정하고 (도 5 참조), 상기 원통형 하우징의 제 1 내부 직경 (D3) 은 제어 스템 (4) 이 축선 방향으로 슬라이딩하고, 그리고/또는 상기 원통형 하우징 (28) 내부에서 회전하도록 하기 위하여 제어 스템 (4) 의 정방형 섹션 (12) 이 내접하는 원의 직경 보다 매우 약간 더 크다. 따라서, 스무스 베어링 (16) 은 제어 스템 (4) 의 완벽한 축선 방향 안내를 보장한다.

지지 링 (20) 의 제 1 섹션 (22a) 에 제공된 정방형 홀 (26) 은 환형 홀 (30) 에 의해서 제어 디바이스의 전방을 향하여 연장되고, 상기 환형 홀의 제 2 내부 직경 (D4) 은 스무스 베어링 (16) 의 제 3 외부 직경 (D5) 에 끼워 맞춤된다는 것을 알 수 있다. 따라서, 지지 링 (20) 은 스무스 베어링 (16) 상에서 자유 회전을 위해 끼워 맞춤되고, 그리고 스무스 베어링 (16) 에 대해 축선 방향 맞닿음 상태로 이동되고, 이는 이들 2 개의 구성 요소들의 완벽한 축선 방향 정렬을 보장하고, 그리고 슬라이딩 피니언 타입 커플링에 의해서 발생될 수도 있는 동심도 (concentricity) 에 대한 임의의 문제점들을 보정하는 것을 가능하게 한다.

축선 방향 고정을 위하여, 스무스 베어링 (16) 은 그 외부 표면에 원형 칼라 (32) 가 제공되고, 상기 원형 칼라는 하부 프레임 (2) 을 덮도록 배열되고, 그리고, 예를 들면, 사출된 플라스틱 재료 또는 황동과 같은 비자성 재료로 제조된 상부 프레임 (도 6 참조) 및 하부 프레임 (2) (도 2 참조) 에 각각 배열된 제 1 홈 (34a) 및 제 2 홈 (34b) 내로 돌출하는 것이 관찰된다. 이들 2 개의 하부 프레임 (2) 및 상부 프레임 (36) 은 이하에서 상세하게 설명될 것이다.

전술한 자기 조립체 (14) 및 스무스 베어링 (16) 은 설명의 목적으로만 나타내어진다는 것이 중요하다. 실제로, 예를 들면, 강 또는 황동으로 제조된 스무스 베어링 (16) 은, 예를 들면, 강으로 제조된 제어 스템 (4) 이 하부 프레임 (2) 및 상부 프레임 (36) 에 대하여 러빙하는 것과, 이들 2 개의 하부 프레임 (2) 및 상부 프레임 (36) 을 일반적으로 제조하는 플라스틱 재료가 마모되는 것을 방지하도록 배열된다. 하지만, 단순화된 실시 형태에서, 이런 스무스 베어링 (16) 을 사용하지 않고 제어 스템 (4) 이 하부 프레임 (2) 에 의해서 직접 지탱되도록 배열하는 것이 가능하다.

마찬가지로, 자화 링 (18) 및 상기 자화 링 (18) 이 고정되는 지지 링 (20) 은 제어 스템 (4) 의 회전이 자화 링 (18) 의 피봇팅에 의해서 유도된 자기장의 국부적인 변화에 의해서 감지되는 경우를 위한 것이다. 하지만, 자기 조립체 (14) 를, 예를 들면, 슬라이딩 피니언으로 교체하는 것이 전적으로 가능하며, 상기 슬라이딩 피니언은, 그 위치에 따라, 예를 들면, 메인 스프링의 권취 또는 제어 디바이스 (1) 가 장착된 와치의 시간 설정을 제어할 것이다.

또한, 정방형 섹션이 길이의 일부에 제공된 제어 스템 (4) 의 예가 설명의 목적으로만 제공된다는 것이 중요하다. 실제로, 자기 조립체 (14) 를 회전 상태로 구동하기 위하여, 제어 스템 (4) 은, 예를 들면, 삼각형 또는 타원형의 원형 섹션 이외의 임의의 타입의 섹션을 가질 수 있다.

하부 프레임 (2) 및 상부 프레임 (36) 은, 예를 들면, 일반적으로 평행육면체 형상이고, 이들 하부 프레임과 상부 프레임의 결합된 조립체는 제어 디바이스 (1) 의 외부 기하학적 구조를 규정한다. 하부 프레임 (2) 은 제어 스템 (4) 을 수용하는 크래들을 형성한다. 이를 위해 (도 2 참조), 하부 프레임 (2) 은 정면을 향하여 반원형 프로파일의 제 1 수용 표면 (38) 을 포함하고, 상기 제 1 수용 표면은 스무스 베어링 (16) 을 위한 시트로서 역할을 하고, 상기 제 1 수용 표면에는 원형 칼라 (32) 를 수용하는 제 1 홈 (34a) 이 제공된다. 따라서, 스무스 베어링 (1) 의 축선 방향 및 회전 방향 모두의 고정이 보장된다.

하부 프레임 (2) 은, 후방을 향하여, 제 2 수용 표면 (40) 을 더 포함하고, 상기 제 2 수용 표면의 반원형 프로파일은 제어 스템 (4) 의 종방향 대칭 축선 (X-X) 의 중심에 있지만 그 직경은 제어 스템 (4) 의 직경 보다 더 크다. 제어 스템 (4) 은 조립된 제어 디바이스 (1) 가 휴대물에 통합되기 전에 테스트되는 단계에서 제 2 수용 표면 (40) 에만 놓여 있음을 이해하는 것이 중요하다. 이 조립 단계에서, 제어 스템 (4) 은 테스트 목적으로 제어 디바이스 (1) 내로 삽입되고, 그리고 그 전방 단부 (10) 에서 스무스 베어링 (16) 에 의해서 그리고 그 후방 단부 (6) 에서 제 2 수용 표면 (40) 을 통해 수평 방향으로 연장되고, 지지되고 축선 방향으로 안내된다. 하지만, 일단 제어 디바이스 (1) 가 휴대물에 통합되면, 제어 스템 (4) 은 이것이 안내되고 지지되는 휴대물의 케이스 중간부 (48) 에 제공된 홀 (42) 을 통과한다 (도 21 참조).

반원형 프로파일의 제 3 및 제 4 클리어런스 표면들 (44a, 46a) 은 또한 하부 프레임 (2) 에 제공되고, 그리고 상보적인 클리어런스 표면들 (44b, 46b) (도 6 참조) 은 자화 링 (18) 및 그의 지지 링 (20) 으로 형성되는 자기 조립체 (14) 를 수용하기 위해 상부 프레임 (36) 에 제공된다. 제어 디바이스 (1) 가 휴대물에 조립 및 장착될 때, 자화 링 (18) 및 그의 지지 링 (20) 은 제 3 및 제 4 클리어런스 표면들 (44a, 46a) 및 상보적인 클리어런스 표면들 (44b, 46b) 과 접촉하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, 제 3 클리어런스 표면 (44a) 및 이에 대응하는 상보적인 클리어런스 표면 (44b) 은 자기 조립체 (14) 를 축선 방향으로 잠금하기 위한 환형 칼라 (50) 에 의해서 한정된다.

도 3 에서 볼 수 있는 바와 같이, 정방형 섹션 (12) 뒤에서, 제어 스템 (4) 은 원통형 섹션 (52) 을 갖고, 상기 원통형 섹션의 직경은 제어 스템 (4) 의 내접 정방형 섹션 (12) 이 있는 원의 직경과 상기 제어 스템 (4) 의 후방 섹션 (54) 의 원시 직경 (primitive diameter) 사이에 포함되고, 상기 제어 스템의 단부에는 작동 크라운 (8) 이 고정된다. 감소된 직경의 상기 원통형 섹션 (52) 은 홈 (56) 을 형성하고, 상기 홈의 내부에는 제어 스템 (4) 을 위한 위치 인덱싱 플레이트 (58) 가 위치된다 (도 7 의 (A) 참조). 이를 위해, 위치 인덱싱 플레이트 (58) 는 감소된 직경의 원통형 섹션 (52) 의 프로파일을 따르는 만곡부 (60) 를 갖는다. 위치 인덱싱 플레이트 (58) 는, 예를 들면, 얇은 도전성 금속 시트를 스탬핑함으로써 얻어질 수도 있다. 하지만, 예를 들면, 전도성 입자들이 로딩된 경질 플라스틱 재료를 성형함으로써 위치 인덱싱 플레이트 (58) 를 제조하는 것을 또한 고려할 수 있다. 홈 (56) 내의 위치 인덱싱 플레이트 (58) 의 맞물림은 제어 스템 (4) 과 위치 인덱싱 플레이트 (58) 사이에서 전방으로부터 후방으로, 그리고 후방으로부터 전방으로의 병진 이동 상태로 커플링을 보장한다. 하지만, 이하에서 더 명확해지는 바와 같이, 위치 인덱싱 플레이트 (58) 는 제어 스템 (4) 의 종방향 대칭 축선 (X-X) 에 수직인 수직 방향 (z) 으로 제어 스템 (4) 에 대해 자유롭다.

도 7 의 (A) 에서 볼 수 있는 바와 같이, 위치 인덱싱 플레이트 (58) 는 실질적으로 편평하고, 그리고 일반적으로 U 자 형상 부분이다. 상기 위치 인덱싱 플레이트 (58) 는 2 개의 실질적으로 직선형 가이드 아암들 (62) 을 포함하고, 상기 가이드 아암들은 서로 평행하게 연장되고 만곡부 (60) 에 의해서 서로 연결된다. 이들 2 개의 가이드 아암들 (62) 은, 예를 들면, 하부 프레임 (2) 에 배열된 2 개의 스터드들 (64) 에 대해 축선 방향으로 안내된다 (특히, 도 2 참조). 이들 2 개의 가이드 아암들 (62) 에 의해서 안내되면, 위치 인덱싱 플레이트 (58) 는 상부 프레임 (36) 에 배열된 림 (68) 을 따라서 슬라이딩하고, 그리고 상기 림의 둘레는 위치 인덱싱 플레이트 (58) 의 둘레에 대응한다 (도 6 참조). 위치 인덱싱 플레이트 (58) 는 또한 2 개의 핑거들 (66a, 66b) 을 포함하고, 상기 핑거들은 2 개의 가이드 아암들 (62) 의 양측에서 수직 하향으로 연장된다. 림 (68) 을 따라서 슬라이딩할 때, 위치 인덱싱 플레이트 (58) 는 전방으로부터 후방으로, 그리고 후방으로부터 전방으로 제어 스템 (4) 의 병진 이동 안내를 보장하는 기능을 갖는다. 특히, 핑거들 (66a, 66b) 은, 위치 인덱싱 플레이트 (58) 가 병진 이동으로 이동할 때 위치 인덱싱 플레이트 (58) 가 브레이싱되는 것을 방지하기 위한 것이다.

대략 직사각형 윤곽을 나타내는 2 개의 구멍들 (70) 은 위치 인덱싱 플레이트 (58) 의 가이드 아암들 (62) 에 제공된다 (특히, 도 7 의 (B) 참조). 이들 2 개의 구멍들 (70) 은 제어 스템 (4) 의 종방향 대칭 축선 (X-X) 의 양측에서 대칭으로 연장된다. 제어 스템 (4) 의 종방향 대칭 축선 (X-X) 에 가장 가까운 2 개의 구멍들 (70) 의 양측은 피크 (76) 에 의해서 분리된 제 1 및 제 2 리세스 (74a, 74b) 로 형성된 실질적으로 사인 곡선 형상의 캠 경로 (72) 를 갖는다.

가이드 아암들 (62) 에 제공된 2 개의 구멍들 (70) 은 위치 결정 스프링 (80) 의 2 개의 단부들 (78) 을 수용하기 위한 것이다 (도 8 참조). 상기 위치 결정 스프링 (80) 은 2 개의 아버들 (82) 을 갖는 일반적으로 U 자 형상이고, 상기 아버들은 수평 평면에서 연장되고 베이스 (84) 에 의해서 서로 연결된다. 자유 단부에서, 2 개의 아버들 (82) 은 수직으로 세워진 2 개의 실질적으로 직선형 아암들 (86) 에 의해서 연장된다. 위치 결정 스프링 (80) 은 아암들 (86) 의 단부들 (78) 이 위치 인덱싱 플레이트 (58) 의 구멍들 (70) 내로 돌출하도록 하부 프레임 (2) 의 바닥을 통하여 제어 디바이스 (1) 에 장착되도록 의도된다. 위치 인덱싱 플레이트 (58) 와 위치 결정 스프링 (80) 사이의 협력은 불안정한 푸쉬 인 위치 (T0) 와 2 개의 안정된 위치들 (T1, T2) 사이에서 제어 스템 (4) 의 위치를 인덱싱하는 것을 가능하게 한다는 것을 이하에서 알 수 있을 것이다.

위치 인덱싱 플레이트 (58) 가 제어 스템 (4) 에 병진 이동 상태로 커플링되어 있지만, 수직 방향 (z) 으로 제어 스템 (4) 에 대하여 자유롭다는 것은 위에서 언급되어 있었다. 따라서, 위치 인덱싱 플레이트 (58) 가, 예를 들면, 중력의 영향 하에서 정상적인 사용 조건들에서 제어 스템 (4) 으로부터 분리되는 방지하는 단계들을 취할 필요가 있다. 이를 위해 (도 9 및 도 11 참조), 수직 방향 (z) 으로 위치 인덱싱 플레이트 (58) 의 변위를 제한하기 위한 스프링 (88) 은 위치 인덱싱 플레이트 (58) 의 위에서, 그리고 상기 위치 인덱싱 플레이트로부터 조금 떨어져서 위치된다. 변위 제한 스프링 (88) 은 제어 디바이스 (1) 의 하부 프레임 (2) 과 상부 프레임 (36) 사이에 고정되어 있지만, 정상적인 사용 조건들에서는, 위치 인덱싱 플레이트 (58) 와 접촉하지 않으며, 이는 상기 제어 스템의 작동을 어렵게 만들고 마모 문제들을 일으키는 기생 마찰력들 (parasitic friction forces) 이 제어 스템 (4) 에 가해지는 것을 방지한다. 하지만, 변위 제한 스프링 (88) 은 위치 인덱싱 플레이트가 제어 스템 (4) 으로부터 부주의하게 분리되는 것을 방지하기 위해 위치 인덱싱 플레이트 (58) 에 충분히 가깝게 있다.

변위 제한 스프링 (88) 은 실질적으로 직선형 중심 부분 (90) 을 포함하고, 상기 직선형 중심 부분의 단부들로부터 2 쌍의 탄성 아암들 (92, 94) 이 연장된다. 이들 탄성 아암들 (92, 94) 은 변위 제한 스프링 (88) 의 중심 부분 (90) 의 양측에서 중심 부분 (90) 이 연장되는 수평면으로부터 상향으로 연장된다. 이들 탄성 아암들 (92, 94) 은 상부 프레임 (36) 이 하부 프레임 (2) 에 결합될 때 압축되기 때문에, 이들 탄성 아암들은 수직 방향 (z) 을 따라서 변위 제한 스프링 (88) 에 탄성을 부여한다. 한 쌍의 탄성 아암들 (92, 94) 사이에는 또한 변위 제한 스프링 (88) 의 중심 부분 (90) 의 양측에서 수직 하향으로 연장되는 한 쌍, 바람직하게는 2 쌍의 강성 러그들 (96) 이 제공된다. 상부 프레임 (36) 이 하부 프레임 (2) 에 위치될 때 하부 프레임 (2) 상에서 맞닿음 상태로 이동하는 이들 강성 러그들 (96) 은 제어 디바이스 (1) 의 정상 작동 조건들에서 위치 인덱싱 플레이트 (58) 와 변위 제한 스프링 (88) 사이에 최소한의 공간이 제공되도록 보장한다.

변위 제한 스프링 (88) 은 제어 디바이스 (1) 의 해체능 (dismantability) 을 보장한다. 실제로, 변위 제한 스프링 (88) 의 부재시, 위치 인덱싱 플레이트 (58) 는 제어 스템 (4) 과 일체가 되어야 하고, 결과적으로 제어 스템 (4) 은 더 이상 해체될 수 없다. 제어 스템 (4) 이 해체될 수 없으면, 제어 디바이스 (1) 가 장착된 타임피스의 무브먼트도 해체될 수 없으며, 이는 특히 고가의 타임피스의 경우에는 생각할 수 없다. 따라서, 하부 프레임 (2) 및 상부 프레임 (36) 을 결합시킴으로써 형성된 제어 디바이스 (1) 가 휴대물 내부에 장착되고 제어 스템 (4) 이 휴대물 외부로부터 제어 디바이스 (1) 내로 삽입될 때, 제어 스템 (4) 은 변위 제한 스프링 (88) 의 탄성력에 대항하여 위치 인덱싱 플레이트 (58) 를 약간 들어 올린다. 제어 스템 (4) 이 계속 전방으로 밀리게 되면, 중력의 영향 하에서 위치 인덱싱 플레이트 (58) 가 홈 (56) 내로 떨어지는 순간이 생긴다. 이어서, 제어 스템 (4) 및 위치 인덱싱 플레이트 (58) 는 병진 이동으로 커플링된다.

분해 플레이트 (98) 는 제어 스템 (4) 의 분해를 허용하도록 제공된다 (도 10 참조). 상기 분해 플레이트 (98) 는 일반적으로 H 자 형상이고, 그리고 직선 세그먼트 (100) 를 포함하고, 상기 직선 세그먼트는 제어 스템 (4) 의 종방향 대칭 축선 (X-X) 에 평행하게 연장되고 제 1 횡방향 피스 (102) 및 제 2 횡방향 피스 (104) 는 상기 직선 세그먼트에 부착된다. 제 1 횡방향 피스 (102) 는 또한 그 자유 단부들에 실질적으로 직각으로 접혀진 2 개의 러그들 (106) 이 제공된다. 분해 플레이트 (98) 는 하부 프레임 (2) 에 제공되고 제어 스템 (4) 아래에 위치된 하우징 (108) 내부에 수용된다. 상기 하우징 (108) 은 제어 디바이스 (1) 의 하부면 (112) 내로 개방되는 홀 (110) 을 통해 제어 디바이스 (1) 외부와 연통한다 (도 11 참조). 홀 (110) 내로 뾰족한 공구를 삽입함으로써, 분해 플레이트 (98) 에 추진력이 가해질 수 있고, 상기 분해 플레이트는, 그의 2 개의 러그들 (106) 을 통해, 차례로 변위 제한 스프링 (88) 의 탄성력에 대항하여 위치 인덱싱 플레이트 (58) 를 밀어낸다. 이어서, 위치 인덱싱 플레이트 (58) 는 제어 스템 (4) 에 제공된 홈 (56) 을 떠나고, 그리고 제어 스템 (4) 에 약간의 후방 견인력을 가하는 것으로 제어 디바이스 (1) 로부터 상기 제어 스템을 제거하는 것이 충분하다.

안정된 휴지 위치 (T1) 로부터, 제어 스템 (4) 은 불안정한 위치 (T0) 로 전방으로 밀리게 되거나 안정된 위치 (T2) 로 당겨지게 될 수 있다. 제어 스템 (4) 의 이들 3 개의 위치들 (T0, T1 및 T2) 은 위치 인덱싱 플레이트 (58) 와 위치 결정 스프링 (80) 사이의 협력에 의해서 인덱싱된다. 보다 정확하게는 (도 12a 참조), 제어 디바이스 (1) 가 장착된 휴대물에 어떤 명령들도 입력될 수 없는 안정된 휴지 위치 (T1) 는 위치 결정 스프링 (80) 의 아암들 (86) 의 단부들 (78) 이 위치 인덱싱 플레이트 (58) 의 가이드 아암들 (62) 에 제공된 2 개의 구멍들 (70) 의 제 1 리세스 (74a) 내로 돌출하는 위치에 대응한다. 이런 안정된 휴지 위치 (T1) 로부터, 제어 스템 (4) 은 불안정한 위치 (T0) 로 전방으로 밀리게 될 수 있다 (도 12b 참조). 이 변위 동안, 위치 결정 스프링 (80) 의 아암들 (86) 의 단부들 (78) 은 제 1 리세스들 (74a) 을 떠나고, 그리고 제 1 램프 프로파일 (114) 을 따라가고, 상기 제 1 램프 프로파일은 제 1 급경사 (α) 로 제어 스템 (4) 의 종방향 대칭 축선 (X-X) 으로부터 점진적으로 멀어지게 이동한다 (도 7 의 (B) 참조). 따라서, 서로 멀어지게 이동함으로써 제 1 리세스들 (74a) 을 떠나고 제 1 램프 프로파일 (114) 에 맞물리도록 위치 결정 스프링 (80) 의 아암들 (86) 의 단부들 (78) 을 강제하기 위하여, 사용자는 상당한 저항력을 극복해야 한다.

이들 단부들이 전이점 (116) 에 도달하면, 아암들 (86) 의 단부들 (78) 은 제 2 램프 프로파일 (118) 에 맞물리고, 상기 제 2 램프 프로파일은 제 1 램프 프로파일 (114) 의 제 1 급경사 (α) 보다 작은 제 2 경사 (β) 로 제 1 램프 프로파일 (114) 을 연장한다. 위치 결정 스프링 (80) 의 아암들 (86) 의 단부들 (78) 이 전이점 (116) 을 가로 지르고 제 2 램프 프로파일 (118) 에 맞물리는 순간에, 사용자로부터 제어 스템 (4) 을 계속 이동시키는데 요구되는 힘은 급격하게 약해지고, 그리고 사용자는 위치 (T1) 와 위치 (T0) 사이의 제어 스템 (4) 의 전이를 나타내는 클릭을 느끼게 된다. 상기 단부들이 제 2 램프 프로파일 (118) 을 따라갈 때, 위치 결정 스프링 (80) 의 아암들 (86) 은 이들의 휴지 위치로부터 약간 떨어져 계속 이동하고, 그리고 사용자에 의해서 제어 스템 (4) 에 가해지는 추진력에 대항하는 이들의 탄성 복귀력의 영향 하에서 서로를 향해 다시 이동하려는 경향이 있다. 사용자가 제어 스템 (4) 에 대한 압력을 해제하자마자, 위치 결정 스프링 (80) 의 아암들 (86) 은 자연스럽게 제 1 램프 프로파일 (114) 로 복귀될 것이고, 그리고 이들 단부들 (78) 은 다시 위치 인덱싱 플레이트 (58) 의 가이드 아암들 (62) 에 제공된 2 개의 구멍들 (70) 의 제 1 리세스들 (74a) 내부에 머무르게 될 것이다. 따라서, 제어 스템 (4) 은 그의 불안정한 위치 (T0) 로부터 그의 제 1 안정된 위치 (T1) 로 자동으로 복귀된다.

제 1 및 제 2 접촉 스프링들 (120a, 120b) 은 하부 프레임 (2) 에 제공된 제 1 및 제 2 캐비티 (122a, 122b) 내부에서 압축되어 배열된다. 이들 제 1 및 제 2 접촉 스프링들 (120a, 120b) 은 나선형 접촉 스프링들, 스트립 스프링들 또는 다른 스프링들일 수 있다. 2 개의 캐비티들 (122a, 122b) 은 바람직하게는, 반드시 그런 것은 아니지만, 수평으로 연장된다. 2 개의 접촉 스프링들 (120a, 120b) 은 압축된 상태로 설치되기 때문에, 이들의 위치 결정 정밀도는 하부 프레임 (2) 의 제조 공차에 의존한다. 하부 프레임 (2) 의 제조 정밀도는 이들 제 1 및 제 2 접촉 스프링들 (120a, 120b) 의 제조 정밀도 보다 더 높다. 결과적으로, 제어 스템 (4) 의 위치 (T0) 가 감지되는 정밀도는 높다.

도 13 및 도 15 에 볼 수 있는 바와 같이, 제 1 및 제 2 접촉 스프링들 (120a, 120b) 의 단부들 중 하나는 2 개의 접촉 러그들 (124) 을 형성하도록 구부러지고, 상기 접촉 러그들은 가요성 인쇄 회로 시트 (128) 의 표면에 제공된 2 개의 대응하는 제 1 접촉 패드들 (126) 에서 맞닿음 상태로 이동될 것이다. 위치 결정 스프링 (80) 의 아암들 (86) 의 단부들 (78) 이 위치 인덱싱 플레이트 (58) 에 제공된 2 개의 구멍들 (70) 의 제 2 램프 프로파일 (118) 에 맞물리는 순간은 위치 인덱싱 플레이트 (58) 의 핑거들 (66a, 66b) 이 제 1 및 제 2 접촉 스프링들 (120a, 120b) 과 접촉하게 되는 순간과 일치한다. 상기 위치 인덱싱 플레이트 (58) 가 도전성이기 때문에, 핑거들 (66a, 66b) 이 제 1 및 제 2 접촉 스프링들 (120a, 120b) 과 접촉하게 될 때, 전류는 위치 인덱싱 플레이트 (58) 를 통과하고 제 1 접촉 스프링 (120a) 과 제 2 접촉 스프링 (120b) 사이의 전기 접촉의 폐쇄가 감지된다.

제 1 및 제 2 접촉 스프링들 (120a, 120b) 은 동일한 길이이다. 하지만, 바람직하게는, 제 1 캐비티 (122a) 는, 예를 들면, 특히 공차 문제들 (2 개의 캐비티들 (122a, 122b) 사이의 길이의 차이가 수십 밀리미터임) 을 고려하여, 제 2 캐비티 (122b) 보다 더 길것이다. 따라서, 제어 스템 (4) 이 위치 (T0) 로 전방으로 밀리게 될 때, 제 1 최장 캐비티 (122a) 내부에 수용된 제 1 접촉 스프링 (120a) 과 정렬되는 위치 인덱싱 플레이트 (58) 의 핑거 (66a) 는 제 1 접촉 스프링 (120a) 과 접촉하게 되어 상기 제 1 접촉 스프링을 압축시키기 시작한다. 제어 스템 (4) 은 전방으로 계속 이동할 것이고, 그리고 위치 인덱싱 플레이트 (58) 의 제 2 핑거 (66b) 는 제 2 최단 캐비티 (122b) 내부에 수용된 제 2 접촉 스프링 (120b) 과 접촉하게 될 것이다. 그 순간에, 위치 인덱싱 플레이트 (58) 는 제 1 및 제 2 접촉 스프링들 (120a, 120b) 과 접촉하게 될 것이고, 그리고 전류는 위치 인덱싱 플레이트 (58) 를 통하여 흐르게 될 것이고, 이는 제 1 접촉 스프링 (120a) 과 제 2 접촉 스프링 (120b) 사이의 전기 접촉의 폐쇄가 감지되도록 허용한다. 위치 인덱싱 플레이트 (58) 의 핑거들 (66a, 66b) 은 제 1 및 제 2 접촉 스프링들 (120a, 120b) 과 맞닿음 상태로 이동한다는 것을 알 수 있다. 따라서, 제어 스템 (4) 이 위치 (T0) 로 전방으로 밀리게 되고 제 1 접촉 스프링 (120a) 과 제 2 접촉 스프링 (120b) 사이의 회로를 폐쇄할 때 마찰 또는 마모가 없다. 또한, 제 1 및 제 2 캐비티들 (122a, 122b) 의 길이의 차이는 클릭이 느껴진 후에만 제어 디바이스 (1) 가 장착된 휴대물로의 대응하는 명령의 입력 및 전기 접촉의 폐쇄가 발생한다는 것을 보장한다는 것을 알 수 있다.

위치 인덱싱 플레이트 (58) 의 2 개의 핑거들 (66a, 66b) 이 제 1 및 제 2 접촉 스프링들 (120a, 120b) 과 접촉할 때, 제 1 최장 캐비티 (122a) 내부에 수용된 제 1 접촉 스프링 (120a) 은 압축된 상태로 있다. 결과적으로, 사용자가 제어 스템 (4) 에 대한 압력을 해제하면, 상기 제 1 접촉 스프링 (120a) 은 이완되고 불안정한 푸시 인 위치 (T0) 로부터 제 1 안정된 위치 (T1) 로 복귀하도록 제어 스템 (4) 을 강제한다. 따라서, 제 1 및 제 2 접촉 스프링들 (120a, 120b) 은 제 1 안정된 위치 (T1) 에서 제어 스템 (4) 을 위한 탄성 복귀 수단 및 전기 접촉 부분들로서 동시에 작용한다.

제 1 안정된 위치 (T1) 로부터, 제 2 안정된 위치 (T2) 로 제어 스템 (4) 을 후방으로 당기는게 가능하다 (도 12c 참조). 이런 움직임 동안, 위치 결정 스프링 (80) 의 아암들 (86) 의 단부들 (78) 은 제 1 리세스들 (74a) 로부터 제 2 리세스들 (74b) 로 통과하도록 탄성 변형되어 위치 인덱싱 플레이트 (58) 의 가이드 아암들 (62) 에 제공된 2 개의 구멍들 (70) 의 피크들 (76) 을 가로지르게 될 것이다. 제어 스템 (4) 이 제 2 안정된 위치 (T2) 에 도달하면, 위치 인덱싱 플레이트 (58) 의 2 개의 핑거들 (66a, 66b) 은 제 3 및 제 4 접촉 스프링들 (130a, 130b) (도 13 참조) 과 맞닿음 상태로 이동되고, 상기 제 3 및 제 4 접촉 스프링들은 하부 프레임 (2) 에 제공된 제 3 및 제 4 캐비티들 (132a, 132b) 내부에 수용된다. 이들 제 3 및 제 4 접촉 스프링들 (130a, 130b) 은 나선형 접촉 스프링들, 스트립 스프링들 또는 다른 스프링들일 수 있다. 제 3 및 제 4 캐비티들 (132a, 132b) 은 제어 디바이스 (1) 의 공간을 고려하여 수직으로 연장되는 것이 바람직하다. 위치 인덱싱 플레이트 (58) 가 도전성이기 때문에, 핑거들 (66a, 66b) 이 제 3 및 제 4 접촉 스프링들 (130a, 130b) 과 접촉하게 될 때, 전류는 위치 인덱싱 플레이트 (58) 를 통하여 흐르고 이들 제 3 및 제 4 접촉 스프링들 (130a, 130b) 사이의 전기 접촉의 폐쇄 (T2) 가 감지된다.

안정된 위치 (T2) 의 경우에, 위치 인덱싱 플레이트 (58) 의 핑거들 (66a, 66b) 은 또한 제 3 및 제 4 접촉 스프링들 (130a, 130b) 과 맞닿음 접촉하고, 이에 따라 마찰로부터의 마모의 위험을 회피할 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 게다가, 제 3 및 제 4 접촉 스프링들 (130a, 130b) 은 위치 인덱싱 플레이트 (58) 의 핑거들 (66a, 66b) 이 이들과 충돌할 때 구부러질 수 있고, 그리고 따라서 위치 인덱싱 플레이트 (58) 의 위치 결정에 있어서 어떠한 정밀도의 부족도 흡수할 수 있다.

바람직하게는, 반드시 그런 것은 아니지만, 제 3 및 제 4 접촉 스프링들 (130a, 130b) 은 굴곡 상태로 작동하도록 배열된다 (도 14a 및 도 14b 참조). 실제로, 직경이 일정한 접촉 스프링들 (130a, 130b) 에 의해서, 위치 인덱싱 플레이트 (58) 의 핑거들 (66a, 66b) 은 하부 프레임 (2) 과 상부 프레임 (36) 의 부착 지점들에 가까운 큰 표면에 걸쳐서 접촉 스프링들 (130a, 130b) 과 접촉하게 된다. 접촉 스프링들 (130a, 130b) 의 부착 지점들에 대한 접촉 표면의 근접은 접촉 스프링들 (130a, 130b) 의 전단 응력들을 유도하고, 이는 상기 접촉 스프링들의 조기 마모 및 파손을 초래할 수 있다. 이런 문제를 극복하기 위하여, 접촉 스프링들 (130a, 130b) 은, 바람직하게는 실질적으로 중간 높이에서, 증경부 (134; increase in diameter) 를 갖고, 상기 증경부는 제어 스템 (4) 이 안정된 위치 (T2) 로 당겨지게 될 때 위치 인덱싱 플레이트 (58) 의 핑거들 (66a, 66b) 과 접촉하게 된다. 제 3 및 제 4 접촉 스프링들 (130a, 130b) 은 이들이 상단부가 상부 프레임 (36) 에 제공된 2 개의 홀들 (136) 에서 안내되고, 그리고 가요성 인쇄 회로 시트 (128) 의 표면에 제공된 제 2 접촉 패드들 (138) 과 접촉하게 된다. 제어 스템 (4) 이 안정된 위치 (T2) 로 후방으로 당겨지게 될 때, 위치 인덱싱 플레이트 (58) 의 핑거들 (66a, 66b) 은 감소된 표면에서 제 3 및 제 4 접촉 스프링들 (130a, 130b) 의 최대 직경부 (134) 와 접촉하게 되고, 이는 접촉 스프링들 (130a, 130b) 이 하부 프레임 (2) 및 상부 프레임 (36) 에서 이들의 2 개의 부착 지점들 사이에서 구부러지게 한다는 것은 명백하다.

도 15 에서, 상기 도면의 이해를 돕기 위하여, 하부 및 상부 프레임들 (2, 36) 이 의도적으로 생략되었다. 도 15 에 도시된 바와 같이, 가요성 인쇄 회로 시트 (128) 는 휴대물의 다이얼측에 위치된 플레이트 (140) 에 고정된다. 상기 가요성 인쇄 회로 시트는, 특히, 상부 프레임 (36) 을 수용하도록 형상 및 크기가 조정된 절개부 (142) 의 형태를 취한다. 가요성 인쇄 회로 시트 (128) 의 일부 (144) 는 자유롭게 유지된다 (도 16 참조). 가요성 인쇄 회로 시트 (128) 의 이런 자유 부분 (144) 은, 적어도 하나, 예시적으로 2 개의 유도 센서들 (150) 이 고정되는 제 3 접촉 패드들 (148) 이외에, 복수의 전자 구성 요소들 (146) 을 지탱한다. 제 3 접촉 패드들 (148) 에 유도 센서들 (150) 을 고정하는 것은 이들 유도 센서들 (150) 이, 가요성 인쇄 회로 시트 (128) 를 통해, 휴대물 내부에 수용된 마이크로 프로세서 (미도시) 및 전원에 연결되도록 허용한다. 전원은 작동에 필요한 에너지를 유도 센서들 (150) 에 공급할 것이고, 그리고 마이크로 프로세서는 유도 센서들 (150) 에 의해서 공급된 신호들을 수신 및 처리할 것이다.

가요성 인쇄 회로 시트 (128) 의 자유 부분 (144) 은 2 개의 스트립들 (152) 에 의해서 나머지 가요성 인쇄 회로 시트 (128) 에 연결되고, 상기 스트립들은 자유 부분 (144) 이 상부 프레임 (36) 과 하부 프레임 (2) 의 조립체 둘레로 접히게 하고, 그리고 나서 하부 프레임 (2) 의 하부면 (112) 에 대하여 접히게 되어 유도 센서들 (150) 이 하부 프레임 (2) 의 하부면 (112) 에 배열된 2 개의 하우징들 (156) 을 관통한다. 이들 하우징들 (156) 내부에 이렇게 위치된 유도 센서들 (150) 은 자화 링 (18) 아래에 정확하게 위치되고, 이는 제어 스템 (4) 의 회전 방향의 신뢰할 수 있는 감지를 보장한다.

일단 가요성 인쇄 회로 시트 (128) 의 자유 부분 (144) 이 하부 프레임 (2) 에 대해 접히게 되면 (도 17a 참조), 조립체는 적어도 하나의 탄성 핑거 (160) (도시된 예에서는 2 개) 가 제공된 홀딩 플레이트 (158) 에 의해서 덮이게 되고, 상기 탄성 핑거는 하우징들 (156) 의 바닥에 대해 이들 유도 센서들 (150) 을 가압하도록 수직 상향으로 향하는 탄성 압력을 유도 센서들 (150) 에 가한다 (도 17b 참조). 탄성 핑거들 (160) 은 바람직하게는 유도 센서들 (150) 이 고정되는 위치에서 가요성 인쇄 회로 시트 (128) 를 가압한다. 홀딩 플레이트 (158) 는, 예를 들면, 2 개의 나사들 (162) 에 의해서 플레이트 (140) 에 고정된다.

제어 스템 (4) 은 크래들로서 역할을 하는 하부 프레임 (2) 에 의해서 지탱된다. 마찬가지로, 2 개의 유도 센서들 (150) 은 상기 하부 프레임 (2) 에 제공된 2 개의 하우징들 (156) 내부에 배치되고, 그리고 하나 또는 2 개의 탄성 핑거들 (160) 에 의해서 이들 하우징들 (156) 의 바닥에 대해 가압된다 (도 18 참조). 결과적으로, 제어 스템 (4) 에 대해 회전 가능하게 고정 장착되는 자화 링 (18) 및 유도 센서들 (150) 의 상대적인 위치 결정 정밀도는 하부 프레임 (2) 을 제조하는 정밀도에 의해서만 결정된다. 예를 들면, 사출된 플라스틱으로 제조되는 하부 프레임 (2) 의 제조 정밀도는 대량 생산의 경우에도 유도 센서들 (150) 및 자화 링 (18) 의 적절한 위치 결정을 보장하기에 충분하다. 게다가, 유도 센서들 (150) 이 탄성 핑거(들) (160) 에 의해서 하우징들 (156) 의 바닥에 대해 탄성적으로 강제되기 때문에, 이것은 제조 공차들로부터 야기된 임의의 유극을 보상할 수 있게 한다. 이들 제조 공차들은, 특히, 가요성 인쇄 회로 시트 (128) 상에 홀 효과 구성 요소들 (150) 을 납땜하는 단계로부터 초래될 수 있다. 이런 납땜 작동은, 예를 들면, 가요성 인쇄 회로 시트 (128) 의 접촉 패드들 (148) 상에 디포짓된 납땜 페이스트를 사용하여 노에서 수행된다.

유도 센서 또는 센서들 (150) 은 각각, 단순한 방식으로, 평행육면체의 큰 측면에 수직인 방향 (S) 으로 자기 유도의 변동에 민감한 평행육면체 요소의 형태를 취하는 감지 요소 (154) 를 포함한다 (도 22 참조). 도 18 에서 예시된 예에서, 유도 센서들 (150) 은 바람직하게는 이들의 감지 요소 (154) 가 수직 방향 (z) 에서만 자기 유도의 변동을 감지하도록 배향된다. 다시 말해서, 유도 센서들은 자기 유도의 직각 축선들 (x, y) 을 따라서 수평 성분들에 완전히 둔감하다.

단일 유도 센서 (150) 가 제공되는 경우에 (도 19 참조), 제어 스템 (4) 의 회전 진폭 및 위치는 단지 평균 정밀도로 결정될 수도 있다. 실제로, 자화 링 (18) 이 제어 스템 (4) 의 작동의 결과로서 회전할 때, 유도 센서 (150) 는 해당 각도의 값에 따라 변화의 진폭이 변동하는 사인 곡선 신호를 생성한다. 예를 들면, 값 π/2 에 가까운 영역에서, 사인 곡선 신호는 거의 변하지 않으므로 제어 스템 (4) 은 유도 센서 (150) 에 의해서 제공된 신호의 임의의 현저한 변경 없이 상당히 크게 회전될 수 있다. 따라서, 제어 스템 (4) 의 위치 및 변위는 평균 정밀도로만 감지될 수 있다. 하지만, 값 π 에 가까운 영역 내에서, 사인 곡선 신호는 급격하게 변동하여 제어 스템 (4) 의 회전량 및 위치가 높은 정밀도로 결정될 수 있다. 제어 스템 (4) 의 위치 및 회전량의 감지시 평균 정밀도로 만족될 수 있는 경우에, 전술한 시스템은 완전히 적합하다. 하지만, 매우 높은 측정 정밀도가 요구되는 경우에, 본 발명에 따른 휴대물에 2 개의 유도 센서들 (150) 을 장착하는 것이 바람직하다 (도 18 참조). 실제로, 2 개의 유도 센서들 (150) 의 사용을 제공함으로써, 증가된 정밀도로 제어 스템 (4) 의 회전의 진폭 및 방향 모두를 결정하는 것이 가능하다. 따라서, 2 개의 유도 센서들 (150) 은 자화 링 (18) 의 회전 중심 (O) 을 통과하는 평면 (P) 에 대해 대칭적으로 자화 링 (18) 의 회전 중심 (O) 으로부터 동일한 거리에 배열된다. 바람직하게는, 2 개의 유도 센서들 (150) 은 제어 스템 (4) 에 대해 배열되어, 자화 링 (18) 이 제어 스템 (4) 의 작동의 결과로서 회전할 때, 2 개의 유도 센서들 (150) 은 사인 곡선 신호들 (sin (x) 및 sin (x + δ)) 을 생성하고, 상기 사인 곡선 신호들은 60°~ 120°, 바람직하게는 90°의 각도 (δ) 만큼 서로에 대해 위상차가 있다. 2 개의 유도 센서들과 자화 링 (18) 의 상대적인 배열을 계산하기 위하여, 예를 들면, 유한 요소 계산 소프트웨어 (finite element calculation software) 에 의해서 연속적인 반복들을 수행하는 것이 가능하다.

2 개의 유도 센서들 (150) 에 의해서 생성된 사인 곡선 측정 신호들 (sin (x) 및 sin (x + δ)) 사이의 위상 시프트 (δ) 로 인해, 이들 2 개의 측정 신호들간의 비율의 역탄젠트 함수가 계산될 때, 직선이 얻어진다. 결과적으로, 제어 스템 (4) 의 회전 운동으로부터, 제어 스템 (4), 자화 링 (18) 및 2 개의 유도 센서들 (150) 에 의해서 형성된 시스템으로부터 선형 응답을 얻을 수 있다. 제어 스템 (4) 의 회전의 이런 선형화는 유리하게는 제어 스템 (4) 의 위치의 절대적인 감지를 허용한다. 다시 말해서, 언제든지 제어 스템 (4) 의 회전 방향과 위치를 알 수 있다. 게다가, 위상 시프트 (δ) 로 인해, 이들 2 개의 신호들 간의 비율이 제어 스템 (4) 의 회전에 대한 정확한 정보를 항상 제공하도록, 2 개의 유도 센서들 (150) 중 하나에 의해 생성된 사인 곡선 측정 신호 (sin (x)) 가 약간 변할 때, 다른 사인 곡선 신호 (sin (x + δ)) 가 더 급격하게 변하고, 그리고 그 반대인 상황도 항상 존재한다.

전술한 바와 같이, 유도 센서들 (150) 은 바람직하게는 이들의 감지 요소가 수직 축선 (z) 을 따른 자기 유도의 변동만을 감지하도록 배향되었다. 이런 자기 유도 성분은 자화 링 (18) 과 휴대물 외부의 자기장에 의해서 생성된 축선 (z) 을 따른 유도들의 합이다. 하지만, 유도 센서들 (150) 이 서로 매우 근접하게 되면, 외부 자기장에 의해서 여기에서 수행되는 영향은 유도 센서들 (150) 모두에 대해 실질적으로 동일하다. 결과적으로, 2 개의 사인 곡선 신호들 (sin (x) 및 sin (x + δ)) 간의 비율을 계산하는 것은 휴대물 외부의 자기장으로 인한 자기 유도 성분을 제거한다. 따라서, 제어 스템 (4), 자화 링 (18) 및 유도 센서들 (150) 에 의해서 형성된 시스템의 응답은 외부 자기장과 완전히 독립적이고, 그리고 휴대물을 자기적으로 차폐하는 단계들을 취할 필요가 없다. 마찬가지로, 시스템의 응답은 온도가 유도 센서들 모두에 동일한 영향을 미치는 한 온도와 무관하다.

본 발명은 방금 설명된 실시 형태로 한정되지 않고, 그리고 첨부된 청구범위에 의해서 규정된 바와 같이 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 당업자에 의해서 다양하고 간단한 변경들 및 변형들이 가능하다는 것은 자명하다. 특히, 여기서 관련된 자화 링은 바람직하게는 양극 링이지만, 상기 자화 링은 또한 다극 자화 링일 수도 있다. 자화 링의 치수들은 또한 중공 실린더에 대응하도록 연장될 수 있다.

1. 제어 디바이스
2. 하부 프레임
4. 제어 스템
X-X. 종방향 대칭 축선
6. 후방 단부
8. 작동 크라운
10. 전방 단부
12. 정방형 섹션
14. 자기 조립체
16. 스무스 베어링
18. 자화 링
20. 지지 링
22a. 제 1 섹션
D1. 제 1 외부 직경
22b. 제 2 섹션
D2. 제 2 외부 직경
24. 숄더부
26. 정방형 홀
28. 원통형 하우징
D3. 제 1 내부 직경
30. 환형 홀
D4. 제 2 내부 직경
D5. 제 3 외부 직경
32. 원형 칼라
34a. 제 1 홈
34b. 제 2 홈
36. 상부 프레임
38. 제 1 수용 표면
40. 제 2 수용 표면
42. 홀
44a, 46a. 제 3 언더컷 표면 및 제 4 언더컷 표면
44b, 46b. 상보적인 언더컷 표면들
48. 케이스 중간부
50. 환형 칼라
52. 원통형 섹션
54. 후방 섹션
56. 홈
58. 위치 인덱싱 플레이트
60. 만곡부
62. 가이드 아암
64. 스터드들
66a, 66b. 핑거들
68. 림
70. 구멍들
72. 프로파일
74a. 제 1 리세스
74b. 제 2 리세스
76. 피크
78. 단부들
80. 위치 결정 스프링
82. 아암들
84. 베이스
86. 아버들
88. 변위 제한 스프링
90. 중심 부분
92. 탄성 아암들의 쌍
94. 탄성 아암들의 쌍
96. 강성 러그들
98. 분해 플레이트
100. 직선 세그먼트
102. 제 1 크로스피스
104. 제 2 크로스피스
106. 러그들
108. 하우징
110. 홀
112. 하부면
114. 제 1 램프 프로파일
α 제 1 경사
116. 전이점
118. 제 2 램프 프로파일
β 제 2 경사
120a, 120b. 제 1 접촉 스프링 및 제 2 접촉 스프링
122a, 122b. 제 1 캐비티 및 제 2 캐비티
124. 접촉 러그들
126. 제 1 접촉 패드들
128. 가요성 프린트 회로 시트
130a, 130b. 제 3 접촉 스프링 및 제 4 접촉 스프링
132a, 132b. 제 3 캐비티 및 제 4 캐비티
134. 증경부
136. 홀들
138. 제 2 접촉 패드들
140. 플레이트
142. 절개부
144. 자유 부분
146. 전자 구성 요소들
148. 제 3 접촉 패드들
150. 유도 센서들
152. 스트립들
154. 감지 요소
156. 하우징들
158. 홀딩 플레이트
160. 탄성 핑거들
162. 나사들

Claims

휴대물로서,
상기 휴대물은 제어 스템 (4) 으로서, 상기 제어 스템 (4) 의 작동은 상기 휴대물의 적어도 하나의 전자적 또는 기계적 기능을 회전 상태로 제어할 수 있는, 상기 제어 스템 (4) 과, 상기 제어 스템 (4) 에 의해서 회전 상태로 구동되는 자화 링 (18) 을 포함하고,
상기 제어 스템 (4) 의 회전 및 상기 제어 스템 (4) 의 위치는 서로 평행한 공간에서의 2 개의 방향들로만 상기 자화 링 (18) 의 회전에 의해서 생성된 자기 유도의 변화에 민감하도록 배열된 2 개의 유도 센서들 (150) 에 의해서 감지되는, 휴대물.
제 1 항에 있어서,
2 개의 상기 유도 센서들 (150) 은 상기 자화 링 (18) 의 회전 중심 (O) 을 통과하는 평면 (P) 에 대해 대칭적으로 상기 자화 링 (18) 의 상기 회전 중심 (O) 으로부터 등거리에 배열되는 것을 특징으로 하는, 휴대물.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
2 개의 상기 유도 센서들 (150) 은 수직 방향으로의 자기 유도의 변화에만 민감한 것을 특징으로 하는, 휴대물.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
2 개의 상기 유도 센서들 (150) 은 상기 제어 스템 (4) 에 대해 배열되어, 상기 제어 스템 (4) 의 작동 결과로서 상기 자화 링 (18) 이 회전할 때, 2 개의 상기 유도 센서들 (150) 은 60°~ 120°의 값 만큼 서로에 대해 위상 시프트되는 신호들을 생성하는 것을 특징으로 하는, 휴대물.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 휴대물은 상기 제어 스템 (4) 을 위한 크래들로서 역할을 하도록 배열된 프레임 (2) 을 포함하고,
상기 유도 센서들 (150) 은 상기 유도 센서들이 탄성 수단에 의해서 내부에 유지되는 상기 프레임 (2) 에 배열된 적어도 하나의 하우징 (156) 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는, 휴대물.
제 5 항에 있어서,
2 개의 상기 유도 센서들 (150) 은 상기 프레임 (2) 에 배열된 2 개의 별개의 하우징들 (156) 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는, 휴대물.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
상기 휴대물은 적어도 하나의 탄성 핑거 (160) 가 제공된 홀딩 플레이트 (158) 를 포함하고,
상기 탄성 핑거 (160) 는, 상기 유도 센서들 (150) 에 대한 압력에 의해서, 상기 유도 센서들이 내부에 배치되는 적어도 하나의 하우징 (156) 내부에 상기 유도 센서들 (150) 을 유지하는 것을 특징으로 하는, 휴대물.
제 7 항에 있어서,
상기 홀딩 플레이트 (158) 는 2 개의 탄성 핑거들 (160) 이 제공되고, 그리고
상기 유도 센서들 (150) 은 상기 유도 센서들 (150) 이 고정되는 위치들에서 상기 탄성 핑거들 (160) 이 가압하는 인쇄 회로 시트 (128) 에 고정되는 것을 특징으로 하는, 휴대물.
제 8 항에 있어서,
상기 인쇄 회로 시트 (128) 는 가요성이고, 그리고
상기 인쇄 회로 시트는 상기 유도 센서들 (150) 이 상기 하우징들 (156) 내부에 배치되도록 상기 프레임 (2) 상으로 접히게 되는 것을 특징으로 하는, 휴대물.
제 9 항에 있어서,
상기 탄성 핑거들 (160) 은 수직 방향으로 상기 유도 센서들 (150) 을 고정시키는 것을 특징으로 하는, 휴대물.
제 10 항에 있어서,
상기 탄성 핑거들 (160) 은 상기 유도 센서들이 내부에 배치되는 상기 하우징들 (156) 의 바닥에 상기 유도 센서들 (150) 을 강제하도록 배열되는 것을 특징으로 하는, 휴대물.
제어 스템 (4) 의 위치를 감지하기 위한 방법으로서,
상기 제어 스템 (4) 의 작동은 상기 제어 스템 (4) 및 상기 제어 스템 (4) 에 의해서 회전 상태로 구동되는 자화 링 (18) 이 장착된 휴대물의 전자적 또는 기계적 기능을 회전 상태로 제어하고,
상기 제어 스템 (4) 의 회전 및 상기 제어 스템 (4) 의 위치는 공간에서의 한 방향으로만 상기 자화 링 (18) 의 회전에 의해서 생성된 자기 유도의 변화에 민감하도록 배열된 2 개의 유도 센서들 (150) 에 의해서 감지되고,
상기 방법은 상기 제어 스템 (4) 의 회전 방향과 위치를 결정하기 위하여 상기 유도 센서들 (150) 의 각각에 의해서 생성된 신호들간의 비율의 역탄젠트 함수 (arctangent function) 를 계산하는 것으로 이루어진 단계를 포함하는, 제어 스템 (4) 의 위치를 감지하기 위한 방법.