專利名稱：包括用于指示同軸模擬顯示指針之角度位置的裝置的鐘表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一包括一鐘表機(jī)芯的鐘表，其設(shè)有一模擬顯示器，所述顯示器包括至少兩個旋轉(zhuǎn)的顯示指針和用于指示所述指針的角度位置的裝置，其中顯示指針被連接到相應(yīng)的同軸管上。
在這種類型的一鐘表構(gòu)造的情形中，希望具有關(guān)于兩個這些同軸指針的角度位置的信息，或甚至更多的信息。尤其是，本發(fā)明涉及通過一與一磁或電容傳感器疊置的旋轉(zhuǎn)盤來識別每一指針的角度位置。
為此，需要與每個同軸的運(yùn)動件相連，所述的運(yùn)動件載有一指針，或載有與一傳感器相配的一指示元件，所述傳感器對于運(yùn)動件的運(yùn)動是敏感的并且能產(chǎn)生所需的角度位置信號。當(dāng)只有一個顯示指針時，如果插入這樣的一傳感器的問題相對較容易解決的話，則當(dāng)需要指示兩個或多個繞同一軸線轉(zhuǎn)動的顯示指針的角度位置時就不那么容易了。確實(shí)，在這種情形中，傳感器必須事前設(shè)置在鄰近處，因?yàn)樵S多指示盤被疊置和分別安裝在指針的同軸管上。這樣的配置意味著在不同的水平高度上布置傳感器，這容易占據(jù)足夠大的高度，從而增大了鐘表機(jī)芯的高度。這樣的配置也使得傳感器與一處理角度測量信號的電子電路的連接復(fù)雜化了。
本發(fā)明的目的是提供一在序言部分所限定類型的鐘表，其中幾個同軸的顯示指針可以與能提供關(guān)于其相應(yīng)的角度位置數(shù)據(jù)的裝置相連，同時解決上面列出的問題。
因此本發(fā)明涉及一由權(quán)利要求1的特征方案所限定的鐘表。
作為這些特征的結(jié)果，與許多同軸指針相連的幾個傳感器的配置不會增大鐘表的高度，其大致保持與繞一給定軸線旋轉(zhuǎn)的一單個指針?biāo)哂械母叨认嗤?。此外，可以在一第?水平)高度上配置位置指示盤，在一第二高度上配置傳感器，從而用于指示同軸指針的相應(yīng)角度位置所需的任何高度的增大仍保持與一單個傳感器的相同。再者，由于傳感器最好置于同一高度，因此整個連接也可設(shè)置在同一高度，即在傳感器基底的高度。
本發(fā)明其他特征和優(yōu)點(diǎn)將通過下面的描述而變得顯而易見，其中所述描述僅以示例的方式給出并且是參照附圖進(jìn)行的，圖中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一鐘表的一第一實(shí)施例的局部剖視圖；圖2是該第一實(shí)施例的一局部平面示意圖；圖3表示根據(jù)本發(fā)明的鐘表的一第二實(shí)施例的局部剖視圖；圖4是該第二實(shí)施例的一局部平面示意圖；圖5～7表示傳感器相對于位置識別運(yùn)動件之配置方案的幾種可能的變型例。
在所有這些圖中，僅示出為理解所示實(shí)施例和變型例所需的鐘表部件。
首先參照圖1和2，其表示了根據(jù)本發(fā)明的鐘表的一第一實(shí)施例。鐘表包括以傳統(tǒng)的方式同軸地安裝在一共用軸3上的一分鐘管1和一小時管2，其中軸3具有一軸線4。用于分鐘和小時的旋轉(zhuǎn)指針5和6分別與管1和2為驅(qū)動連接。
當(dāng)然，指針5和6還可指示其它變量，例如秒時、精密計時數(shù)據(jù)、日期等。還可以在一同軸位置提供兩個以上的顯示指針，所有的這些指針都設(shè)有根據(jù)本發(fā)明設(shè)計的用于指示其角度位置的裝置。
在本例子中，軸3被驅(qū)動在鐘表機(jī)芯的一橋件7中，該橋件在此被施加到一板8上，所述的板8最好是一隔離基板，其能良好地承載一印刷電路，所述印刷電路將鐘表的電氣與電子元件相互連接。其計時電路(未示出)可布置于其上。
分鐘管1承載一用于指示其角度位置的第一盤9，所述的盤垂直于軸線4配置。在這里所示的情形中，該盤包括4個開口10，這些開口彼此隔開90°分布。從圖2可看出，這些開口10由材料臂9a隔開。這樣，分鐘管1和其相連的盤9一起形成一第一位置指示運(yùn)動件，該運(yùn)動件用標(biāo)記MR1表示，并且其提供關(guān)于分鐘指針5位置的數(shù)據(jù)。
該鐘表還包括一第一傳感器11，其為磁型的或電容型的。該傳感器位于盤9的附近并且包括一檢測元件12。后者置于盤9下方并垂直對應(yīng)一區(qū)域，在該區(qū)域中，盤的開口10和將開口相互分隔開的材料臂9a交替地轉(zhuǎn)動。開口10和材料臂9a在檢測元件12上方的交替出現(xiàn)能促使產(chǎn)生一信號，該信號代表后者的角度位置，尤其是當(dāng)出現(xiàn)一較寬的臂時。在所示情形中，假定檢測元件12是感應(yīng)于當(dāng)盤9繞軸線4旋轉(zhuǎn)時其電磁特性變化的一感應(yīng)線圈。因此可看出盤9具有至少一個在運(yùn)動件MR1相對于傳感器11旋轉(zhuǎn)時能被該傳感器11檢測到的材料間斷，以提供一代表顯示指針5的角度位置的第一測量信號。
根據(jù)本發(fā)明的鐘表還包括一第二位置指示運(yùn)動件MR2，其安裝在離運(yùn)動件MR1一定的距離處。后者包括繞一軸線15可旋轉(zhuǎn)地安裝在橋件7中并且安裝在該表一板14內(nèi)的一樞軸13上。
小時管2經(jīng)其盤16與一驅(qū)動盤17嚙合，所述驅(qū)動盤17被鉚固在樞軸13上，并且在轉(zhuǎn)動中被連接到小時指針6上。在由小時管2驅(qū)動的盤16與驅(qū)動盤17之間的嚙合比最好為1∶1。
一第二角度位置指示盤18也被鉚固到樞軸13上并處于一垂直于軸線15的位置。在所述例子中，該盤18除齒牙外具有與盤9等同的形狀，并且具有由徑向材料臂18a隔開的開口19。但是應(yīng)當(dāng)注意到，兩個盤9與18的形狀和直徑等同并不是強(qiáng)制性的。
因此，第二位置指示盤MR2用于提供關(guān)于指針6位置的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)與一第二傳感器20相關(guān)，所述傳感器20設(shè)置在第二盤18附近并且包括一檢測元件21。后者置于板18下方并垂直對應(yīng)一區(qū)域，在其中，開口19和將這些開口彼此分開的材料臂18a交替地轉(zhuǎn)動。開口19與材料臂18a在傳感器20上方的交替通過能促使所述傳感器20產(chǎn)生一代表運(yùn)動件MR2的角度位置、因而代表小時指針6之角度位置的信號。在所述實(shí)施例中，檢測元件是一感應(yīng)于當(dāng)盤18繞軸線15旋轉(zhuǎn)時其中電磁特性變化的感應(yīng)線圈。因此可看出第二盤18包括至少一個在運(yùn)動件MR2相對于傳感器20旋轉(zhuǎn)時能被該第二傳感器20檢測到的材料間斷性，以提供一代表第二顯示指針6的角度位置的第二測量信號。
于1998年4月24日以本申請人的名義提交的瑞士專利申請第0937/98號以及于1998年6月11日提交的相應(yīng)的歐洲專利申請第98110729.5號描述了一角度位置指示盤和其相關(guān)的磁傳感器的設(shè)計、操作和可能的變型例的細(xì)節(jié)，其可用于設(shè)置盤9、18和傳感器11、20。
尤其如這些專利申請中所述，傳感器11和20可以是電感型的(如此處所示)或者電容型的。盤9和18以這樣的方式成形和以一材料來制造，從而其相對于傳感器的運(yùn)動分別在其至少一個參數(shù)中產(chǎn)生變化，這些變化可產(chǎn)生前述的位置信號。這些一般的組合配置意味著在本發(fā)明的范圍內(nèi)具有制造盤-傳感器對的多種可能性，這些可能性尤其對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可來自于前述專利申請。在此不再重復(fù)這些多種變型例的描述。
每一檢測元件12和21被安裝在一基板22和23上，所述基板22和23也例如以一集成電路的形式裝載電子處理裝置，所述電子處理裝置用于由相應(yīng)的檢測元件12和21所產(chǎn)生的信號。在該情形中，基板22和23由一半導(dǎo)體材料制造。如圖1和2所示的實(shí)施例中的情形，如果檢測元件12和21為扁平線圈，則它們最好通過在其相應(yīng)的基板22和23上進(jìn)行金屬沉積而形成。此外，它們中的每一個可包括連接到另一電子處理電路上的連接電線24，其中所述的電子處理電路布置在鐘表內(nèi)，其尤其包括計時電路?？梢杂谜澈蟿┎牧系?5部分地或最好全部地覆蓋這些電線。
最好是，位置指示盤9和18以及其相應(yīng)的傳感器12和21分別布置在平行于基板8的兩個疊置的平面內(nèi)。這樣，由兩個盤-傳感器對的組件所占據(jù)的高度被限制于一單個這樣的(盤-傳感器)對的高度上，這與其中兩個組件沿軸線4疊置、尤其是一傳感器布置在盤9與16之間的一布置情況是相反的。
根據(jù)可以設(shè)想的各種結(jié)構(gòu)變型，除了其位置指示功能外，運(yùn)動件MR2也可具有在鐘表機(jī)芯本身中向相應(yīng)的指針6傳遞力的功能。
例如，根據(jù)這些變型例中的一第一變型例，運(yùn)動件MR2的盤18可形成鐘表的一馬達(dá)齒輪傳動系的一部分(或者被一馬達(dá)直接驅(qū)動)，以確保將運(yùn)動傳遞到小時管2的盤16上。在該情形中，盤18具有一齒牙件。
根據(jù)一第二變型例，力的傳遞可以由運(yùn)動件MR2的驅(qū)動盤17來確保，在該情形中驅(qū)動盤17形成鐘表的齒輪傳動系的一部分。此時可從盤18上省去齒牙。
根據(jù)一第三變型例，小時管2的盤16可以被鐘表的一馬達(dá)齒輪傳動系(或一馬達(dá))直接地驅(qū)動，并且進(jìn)而經(jīng)盤17驅(qū)動運(yùn)動件MR2。在該情形中，運(yùn)動件MR2是一附加的運(yùn)動件，其僅用于指示指針6的角度位置。
如果一驅(qū)動力由盤9施加到運(yùn)動件MR2上，則后者(9)包括一齒牙27。但是，在一變型例中，分鐘管1可以被例如位于盤9上面或下面的一小齒輪驅(qū)動。
最后，還可以用與上述第二和第三變型例類似的構(gòu)造來僅提供一個帶有齒牙的盤，所述的盤設(shè)有在運(yùn)動件MR2上的開口，并且與盤16以及鐘表機(jī)芯的齒輪傳動系兩者嚙合，以用作運(yùn)動傳遞件和位置指示件。當(dāng)然，在該情形中，基板23必然位于比基板22略高的位置，這使得電子部件的布置以及這些部件的連接復(fù)雜化。
小時管2與運(yùn)動件MR2之間可以設(shè)想非1∶1的一不同的嚙合比，此時在傳感器11和20的電子處理裝置內(nèi)就必須考慮轉(zhuǎn)動速度的差異。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員也可理解不妨采用與其它同軸指針相連的一個或多個其它的盤-傳感器對，例如設(shè)置一第二指針。
圖3和4表示根據(jù)本發(fā)明的鐘表機(jī)構(gòu)的另一實(shí)施例，其不同于圖1和2的僅在于檢測元件和其相關(guān)的電路的布置。因此不再描述鐘表的其它元件并且采用與圖1和2相同的參考標(biāo)記。
因此，傳感器11A和20A包括檢測元件12A和21A，在該例子中，也具有平坦感應(yīng)線圈的形式。但是，此處兩個傳感器11A和20A的電子電路設(shè)置在同一半導(dǎo)體基體28內(nèi)。最好是，這兩個電路具有集成在基板內(nèi)的一共用部分。在此情形中，還最好是在基板22內(nèi)集成鐘表的所有電子元件，尤其包括計時電路。
而在圖3和4中，基板28經(jīng)裝載檢測元件12A和21A的一端部在運(yùn)動件MR1和MR2的軸線4與15之間延伸，在圖5的變型例中，經(jīng)一角部29a在軸線4與15之間延伸設(shè)置一基板29，其中基板29以一角度地設(shè)置。
圖6表示一相對于軸線4與15完全放置在同一側(cè)的基板30，該變型例由于需要較大的半導(dǎo)體基板表面面積而較昂貴。
最后在圖7的變型例中，僅垂直于盤9和18設(shè)置了相應(yīng)的檢測元件12B與21B，例如截然不同的線圈被直接布置在鐘表的一橋件或盤上，或者被布置在另一支承件上，這些線圈通過電線32被連接到一電子電路31上，所述電路31設(shè)置在離盤9和18一定的距離處。最好是，檢測元件12B與21B為由一電線形成的感應(yīng)線圈，其包括幾匝，以增大檢測靈敏度。該后一變型例允許將鐘表的厚度降低到最小，同時以一低成本為模擬指針角度位置指示裝置確保一高水平的檢測靈敏度。
權(quán)利要求
1.包括一鐘表機(jī)芯的鐘表，設(shè)有一模擬顯示器，其特征在于包括-分別連接到相應(yīng)的同軸管(1，2)上的至少第一和第二同軸轉(zhuǎn)動的顯示指針(5，6)，所述管中的一第一管(1)裝載一垂直于其軸線(4)的第一盤(9)，因此其組件形成一第一位置指示運(yùn)動件(MR1)，-與所述第一運(yùn)動件(MR1)相關(guān)連，一用于所述第一運(yùn)動件和進(jìn)而用于所述第一相應(yīng)的顯示指針(5)的第一磁性或電容角度位置傳感器(11)，所述的盤具有至少一個材料間斷(10)，當(dāng)所述第一運(yùn)動件相對于所述第一傳感器旋轉(zhuǎn)時，該間斷(10)能被所述第一傳感器檢測到，以提供一代表所述第一顯示指針的一角度位置的第一測量信號；-至少一用于所述第二顯示指針(6)的第二角度位置指示運(yùn)動件(MR2)，所述第二運(yùn)動件(MR2)被安裝在離所述第一運(yùn)動件一定的距離處并且與所述管的一第二管(2)處于一嚙合關(guān)系，所述第二運(yùn)動件(MR2)裝載至少一垂直于其軸線(15)的第二盤(18)；-與所述第二運(yùn)動件(MR2)相關(guān)連，一用于所述第二運(yùn)動件和進(jìn)而用于所述第二顯示指針(6)的第二磁性或電容角度位置傳感器，所述的第二盤(18)具有至少一個材料間斷(19)，當(dāng)所述第二運(yùn)動件相對于所述第二傳感器旋轉(zhuǎn)時，該間斷(19)能被所述第二傳感器檢測到，以提供一代表所述第二顯示指針(6)之一角度位置的第二測量信號。
2.如權(quán)利要求1所述的鐘表，其特征在于所述第一和第二盤(9，19)被布置在同一第一平面內(nèi)并且其中所述傳感器(11，20)分別包括設(shè)置在一第二平面內(nèi)的位置指示元件(12，21)，所述第二平面平行于所述第一平面，所述位置指示元件(12，21)分別在所述盤(9，18)上面或下面。
3.如權(quán)利要求2所述的鐘表，其特征在于所述每一位置指示元件(12，21)被布置在一截然不同的半導(dǎo)體基板(22，23)的表面上，所述的半導(dǎo)體基板布置在一共用平坦基板(8)上。
4.如權(quán)利要求2所述的鐘表，其特征在于所述位置指示元件(12A，21A)被布置在一共用半導(dǎo)體基板(28；29；30)的表面上。
5.如權(quán)利要求4所述的鐘表，其特征在于所述每一傳感器(11，20；11A，20A)包括一測量信號處理電路，這兩個具有一共用部分的電路被集成在所述半導(dǎo)體基板內(nèi)。
6.如權(quán)利要求3～5之任一所述的鐘表，其特征在于包括一電子計時電路，所述計時電路被設(shè)置在所述半導(dǎo)體基板(22，23；28；29；30)之一內(nèi)，在基板的表面設(shè)置至少一個位置指示元件(12，21；12A，21A)。
7.如權(quán)利要求1或2所述的鐘表，其特征在于所述的位置指示元件(12B，21B)被布置在所述鐘表的板(盤)件、一橋件或另一支承件上，并且其中所述傳感器分別包括設(shè)置在一半導(dǎo)體基板(31)內(nèi)的測量信號處理電路，所述的半導(dǎo)體基板(31)布置在所述板(盤)件、所述橋件或所述另一支承件的一位置上，該位置離所述盤(9，18)一定的距離。
8.如權(quán)利要求1～7之任一所述的鐘表，其特征在于所述同軸管的外管(2)包括與一驅(qū)動盤(17)嚙合的一傳動盤(16)，其中驅(qū)動盤構(gòu)成所述第二位置指示運(yùn)動件(MR2)的一部分。
9.如權(quán)利要求8所述的鐘表，其特征在于所述驅(qū)動盤與所述第二盤是等同的并且設(shè)有與所述鐘表機(jī)芯的齒輪傳動系嚙合的一外齒牙。
10.如權(quán)利要求8所述的鐘表，其特征在于所述外管(2)的所述傳動盤(16)通過驅(qū)動所述第二位置指示運(yùn)動件(MR2)而被連接到所述鐘表機(jī)芯的齒輪傳動系上。
11.如權(quán)利要求8所述的鐘表，其特征在于所述第二位置指示運(yùn)動件(MR2)的所述驅(qū)動盤(17)被連接到所述鐘表機(jī)芯的齒輪傳動系上。
12.如權(quán)利要求8所述的鐘表，其特征在于所述第二位置指示運(yùn)動件(MR2)的所述第二盤(18)包括一連接到所述鐘表機(jī)芯的齒輪傳動系上的齒牙(26)，以經(jīng)所述驅(qū)動盤(17)將驅(qū)動力傳遞到所述外管(2)上。
13.如權(quán)利要求4～12之任一所述的鐘表，其特征在于所述共用基板(28，29)具有一大致矩形形狀并且被部分布置在所述位置指示運(yùn)動件(MR1，MR2)的軸線(4，15)之間。
14.如權(quán)利要求13所述的鐘表，其特征在于所述基板(29)的被布置在所述軸線(4，15)之間的那一部分是所述基板的一角部(29a)。
15.如權(quán)利要求4～12之任一所述的鐘表，其特征在于所述共用基板(30)被布置在所述位置指示運(yùn)動件(MR1，MR2)的軸線(4，15)的同一側(cè)。
16.如權(quán)利要求1所述的鐘表，其特征在于所述管(1，2)分別用于所述鐘表機(jī)芯的分鐘和小時。
全文摘要
第一針(5)與第一管(1)形成一角位指示件(MR1)的一部分,其裝載與傳感器(11)配合的盤(9),用于由材料的間斷產(chǎn)生位置信號。與第一針同軸的第二顯示針(6)被連到第二角位指示件(MR2)上。后者被裝在離第一運(yùn)動件一距離處,并與第二管(2)嚙合,第二管裝載第二針。第二運(yùn)動件裝載與傳感器配合的盤(18),以因間斷產(chǎn)生第二針位置信號。盤(9,18)與傳感器(11,20)并排布置,從而降低了高度,并獨(dú)立指示相應(yīng)角位。
文檔編號G04B19/00GK1273378SQ0010824
公開日2000年11月15日 申請日期2000年4月30日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月6日
發(fā)明者J·J·波恩, P·A·法里納 申請人:阿蘇拉布股份有限公司