表的时基装置 |
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| 申请号 | CN200910178051.2 | 申请日 | 2009-09-28 | 公开(公告)号 | CN101713958B | 公开(公告)日 | 2013-09-11 |
| 申请人 | 伊塔瑞士钟表制造股份有限公司; | 发明人 | D·科克; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及表的时基装置，包括至少一个电动 马 达线圈(30)、 电子 模 块 (1)和电 力 源(8)，其中所述电子模块具有被安装于所述模块的壳体内的至少一个时基振荡 电路 。在不使用印刷 电路板 的情况下，电动马达线圈(30)、带有振荡电路的电子模块(1)以及 电压 源(8)被彼此机械连接且电连接以形成紧凑单元，其中所述电压源优选地是 电池 。电子模块包括在外表面上的四个连接 端子 (14、15、16、17)，所述四个连接端子用于连接在一侧上的电压源和在另一侧上的线圈(30)的绕组的 导线 (31、32)。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于表的时基装置，包括电动马达(6)的至少一个线圈(30)、具有至少一个时基振荡电路(2、3、4)的电子模块(1)、以及电力电压源(8)，其中所述时基振荡电路被安装在所述电子模块的壳体(11)内，其特征在于：两个接触凸缘(24，25)将电力电压源(8)的正极和负极连接到电子模块的两个第一外部连接端子(14、15)，电动马达线圈(30)的绕组的至少两条金属导线(31、32)直接连接到电子模块的至少两个第二外部连接端子(16、 |
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| 说明书全文 | 表的时基装置技术领域背景技术[0002] 在本领域中，公知的是使用与石英谐振器连接的振荡器来制造用于时钟机芯的时基装置。这样的时基装置也包括用于划分振荡器频率的分频器以及用于与分频器连接的电动马达的控制电路。所述电动马达被控制电路控制以具体地驱动例如表盘上的时间显示器的指针。 [0003] 时基装置的每个元件通常均被固定于至少一个印刷电路板，在所述印刷电路板上在时基装置的各电子元件之间形成电连接。包括所述时基装置的印刷电路板也可以被连接于表机芯。这些不同元件也由例如电池或蓄电池的电压源提供动力，该电压源可以被安装在为此提供的外壳内，该外壳被连接到印刷电路板。因此所有这些时基装置电子元件构成的组件占据相对大的体积，而这对于在小尺寸时钟内的组装或集成是个缺陷。 [0004] 为了减少时基装置的电子元件组件的体积，公知的是使用石英谐振器(以与振荡器相关联的音叉的形式)来形成时基的一部分。所述音叉石英谐振器和包括振荡器的集成电路可以被一起组在同一个壳体内。 [0005] 将各种电子部件组在相同壳体内是公知的，特别是公知于美国专利No.3,784,725。在该文献中，用于表的电子组件形成单个单元。组件的电子部件被通常单独地安装并连接到印刷电路板上，而这对于安装在小尺寸的表壳体内而言会产生一些问题和费用。然而，这种电子组件将所有电子部件和表盘组合在一起从而有助于将组件安装在常规的表机芯、塑料表壳体或珠宝件内。 [0006] 虽然现有的技术方案可以部分减少时基的一些部件所具体占据的体积，不过可用空间仍不足以使得时钟具有小尺寸。需要将多个集成电路安装在一个或更多印刷电路板上以便执行多种表功能意味着要在表内占据大量空间。这需要极度地增加表的体积，而这是不期望的。 发明内容[0007] 因此，本发明的一个主要目的是通过提供一种用于表的时基装置来克服上述缺陷，该装置是紧凑的且易于实现在小尺寸表壳体内的组装操作。 [0008] 本发明涉及用于表的时基装置，该时基装置包括电动马达的至少一个线圈、电子模块以及电力电压源，所述电子模块具有被安装在所述模块的壳体内的至少一个时基振荡电路，所述时基装置的特征在于在不使用印刷电路板的情况下使所述线圈、具有振荡电路的所述电子模块以及所述电压源彼此机械连接且电连接从而形成紧凑单元。 [0010] 根据本发明的时基装置的一个优点在于如下事实：不使用印刷电路板而实现在电压源(可以是电池或蓄电池)和电子时基模块之间的电连接以及在马达线圈和所述电子模块之间的电连接。金属凸缘将电池正极和负极连接到模块的两个外部连接端子，并且线圈绕组的两条金属导线被直接连接于模块的另外两个外部连接端子。在两相马达的情况下，有利的是三个金属线圈导线被直接连接到模块的三个外部连接端子。 [0011] 因为电子模块有利地在相同壳体内容纳振荡器(例如石英振荡器)、分频器和马达控制电路，所以在模块壳体的外表面上仅需要4或5个电连接端子。振荡器、分频器和控制电路可以形成单个集成电路。这减少了时基装置的所有元件的体积，即这通过移动马达使其更靠近电池而减少了表机芯的体积。 [0012] 将时基装置的各种元件一起组在减小的空间内也减少了装置的电子元件之间的连接长度，并且也降低了振荡器对外部干扰的敏感度。这也省去了组装电子部件的一些机械操作，而这减少了装配根据本发明的时基装置的机芯的生产成本。附图说明 [0013] 在参考附图以非限制性方式做出的下述说明中可以显而易见到用于表的时基装置的目标、优点和特征，在附图中： [0014] -图1示出了带有模拟显示器的电子表的示意图，其包括根据本发明的时基装置； [0015] -图2示出了根据本发明的时基装置的各种元件的三维视图； [0016] -图3示出了根据本发明的时基装置的电子模块的部分纵向横截面图；以及[0017] -图4是根据本发明的时基装置的电子模块的部分俯视图。 具体实施方式[0019] 图1示意性示出了电子表的各部件，该电子表包括根据本发明的时基装置。该表具有电压源8(例如电池或蓄电池)以便为电子模块1提供动力，该电子模块1具有时基和用于控制电动马达6的器件。电动马达被控制成驱动齿轮系(未示出)以旋转用于例如指示时间的模拟显示器件，例如指针9。 [0020] 时基装置实质上由电压源8、电子模块1和电动马达6的至少一个线圈形成。如下面参考图2所述，在不使用印刷电路板的情况下，这些时基装置元件被有利地机械连接且电连接从而形成小尺寸的紧凑单元。 [0021] 在一种情况下，电子模块1包括振荡器3，该振荡器3可以是带有例如压电谐振器2(如石英谐振器)或甚至是连接于振荡器3的端子的硅MEMS谐振器的振荡器。电子模块 1还包括分频器4以获得用于表的所需工作频率从而指示出准确的时间，其中该分频器4的输入被连接于振荡器3的输出。分频器4的输出被连接到用于驱动指针9的电动马达6的控制电路5。带有谐振器2的振荡器3和分频器4可以形成时基振荡电路的一部分。 [0022] Lavet型步进马达可以被用作电动马达6，该电动马达6也可以被称为双极马达，其由磁化转子、具有大磁导率以形成磁路回路的定子以及至少一个线圈形成。当线圈工作时该线圈的作用是在定子内产生磁场，从而该定子转变成磁体，其中该磁体的极性取决于线圈内的电流方向。因此，马达6的控制电路5供应在线圈内流动的电流。由电流中断所分隔的一系列正和负脉冲控制马达。然而，可以使用例如两相步进马达之类的其他类型的马达来获得能够向前和向后设定表的时间的双向马达。在两相马达的情况下，需要在电子模块1上提供三个马达输出。 [0023] 有利地，如图1所示，振荡器3、分频器4和电动马达控制电路5共同形成单个集成电路7的一部分。这减小了由电子模块1中的这些电子元件所占据的空间，并且特别是由于所述元件之间布线连接的长度的原因而减少了对电子元件的电磁干扰。 [0024] 如图2至图4所示，且上述所有元件均被组在电子模块1中，所述电子模块1仅具有四个或五个外部连接端子，而不是如通常那样具有八个端子。实际上，通常提供两个连接端子以便激励谐振器2，再提供两个其他的端子以便连接于集成电路7，另外再提供两个端子用于给集成电路提供动力，并且最后再提供两个端子用于控制马达。在电子模块1中，图中示出的四个端子或者五个端子是必须在壳体的外侧上的，即两个端子用于为集成电路提供动力，并且两个或三个端子用于连接到集成电路以便控制马达。其他的端子被设置成仅在电子模块1的壳体内部。 [0025] 图2示出了根据本发明的时基装置的三维视图。相同的附图标记被用于代表参考图1所述的相同的元件。因此这个时基装置包括电压源8、电子模块1和电动马达线圈30，该电压源8优选是电池。 [0026] 被容纳在壳体(特别是陶瓷壳体)内的电子模块1包括振荡器和谐振器、分频器以及电动马达控制电路。如上所述，振荡器、分频器和控制电路可以形成单个集成单路，不过当然可以想到如果必要的话可以将这些元件制造在多于一个的集成电路上。 [0027] 在电子模块1的外表面上提供四个连接端子14、15、16和17。如参考图3和图4所述，这些连接端子被设置在壳体的一个壁的外表面上。集成电路和将所述集成电路连接于谐振器和连接端子的导电连接路径被安装在所述壁的内表面上。所示的四个连接端子优选地被分别设置在外表面的四个角落。外表面上的这些连接端子有利地被用作底座以用于连接时基装置的其他元件。这简化了表机芯的时基装置元件的组装，并且也通过减少部件的数量而极大地减小了组件的体积。 [0028] 这个电子模块1可以被装纳到大体上平行六面体形的接收件10内，该接收件10在一个或两个表面上开口。接收件10可以被全部或部分地限定为金属或塑料板，或者可以形成一体式表机芯的一部分。在图2所示示例中，接收件10在两个表面上开口。 [0029] 一旦电子模块1已经例如通过粘接被固定在接收件内，则可以从接收件的开口顶表面到达电子模块的四个或五个连接端子。优选地，连接端子14、15、16和17所处的模块1的外表面被设置成与接收件10的开口顶表面的口处于同一水平面，特别是处于竖直接收件壁的顶边缘处。这有助于时基装置的其他元件的电连接和机械连接。 [0030] 模块外表面的两个第一连接端子14和15用于分别经由两个常规金属凸缘24和25电连接到电压源8的两个正极和负极，这里的电压源8优选地是电池。第一凸缘24被固定或被焊接到其中一个第一金属连接端子14从而连接电池的正极，而围绕接收件10的外部的第二凸缘25被固定或被焊接到另一个第一金属连接端子15从而连接所述电池的负极。 [0031] 模块的外表面的两个第二连接端子16和17被连接到电动马达线圈30的常规绕组，其中所述两个第二连接端子16和17被设置在两个第一端子14和15的相对侧上。线圈30的第一金属导线31被焊接到其中一个第二金属连接端子16，而线圈30的第二金属导线32被焊接到另一个第二金属连接端子17。线圈30的芯是磁路33的一部分，可以例如通过为此提供的贯穿两个孔的螺钉而将该芯固定于电动马达的磁路的未示出的另一部分。 [0032] 技术人员还可以意识到在使用其全部机构的情况下可以使用电子模块1的接收件10作为马达线圈30的支撑件。这个线圈也可以被直接固定于接收件10的开口侧表面的边缘。电池连接凸缘24和25可以被整体形成到接收电池(未示出)的外壳内。这个外壳可以形成接收件10的一部分或者被固定于接收件的侧壁。 [0033] 现在参考图3和图4解释例如在电子模块的陶瓷壳体内部的所有元件的设置。相同的附图标记被用于代表参考图1和图2所述的相同的元件。 [0034] 图3是时基装置的电子模块1的中央且纵向横截面。在所述模块的壳体11内部，通过将位于谐振器底座上的两组电极的连接垫片焊接或用导电粘结剂粘接到设置在壳体11底部的台阶19上的相应导电路径18，从而固定谐振器2。这允许谐振器2位于被设置在壳体11底壁的内表面上的集成电路7之上。 [0035] 可以借助于连接到孔22的导电垫片18来实现用于激励电极并振动谐振器的、位于谐振器2的底座上的连接垫片和集成电路7之间的连接。这些孔22被形成在台阶19内并且被填充有适当的导电材料，并且被连接于设置在壳体底壁的内表面上的导电路径。这些导电路径继而连接到集成电路7的相应接触垫片。 [0036] 集成电路7可以在壳体外部被连接到连接端子14、15、16和17，这些端子14、15、16和17被设置在壳体底壁的外表面上，如上所述。为此，在这个示例中，连接柱12被设置在底壁的内表面上，有利地在集成电路7下方。这些连接柱或连接凸块12按与集成电路7的接触垫片相同的设置方式被设置，从而它们能够借助于倒装(flip chip)技术而电连接集成电路的所述接触垫片。因此借助于贯通壳体11底壁的孔20，一些集成电路接触垫片被导电路径电连接到外部连接端子14、15、16和17，其中所述孔20填充有导电粘结剂21或任意其他适当的导电材料。因为这些孔设置成与连接端子14、15、16和17相对，因此导电粘结剂21提供了与壳体内部的电连接。 [0037] 图4是没有密封盖的情况下时基装置的电子模块1的俯视图。为了简化目的，未示出壳体内的谐振器，该壳体可以由陶瓷材料制成并且大体上是平行六面体形状。密闭地密封壳体的盖(未示出)可以有利地由玻璃制成从而允许对谐振器频率进行精确的激光调整。 [0038] 在电子模块1的壳体11内部，经由接触垫片13(以虚线示出)将集成电路7固定到连接凸块(未示出)上，其中所述连接凸块被设置在壳体底壁的内表面上。如上所述，接触凸块的设置和接触垫片13的设置相同，从而可以通过倒装技术来固定所述集成电路。集成电路7包括振荡器、分频器和电动马达控制电路。 [0039] 谐振器电极(未示出)被焊接到连接于孔22的导电垫片18上。这些孔22被形成在台阶19内并且填充有适当的导电材料，例如导电粘结剂或金属。因此，导电垫片18被连接到导电路径23，所述导电路径23被设置在壳体底壁的内表面上。这些导电路径23将导电垫片18连接到集成电路7的一些接触垫片13，并且也将集成电路7的其他一些导电垫片13连接到外部连接端子14、15、16和17。 [0040] 借助于穿过壳体11底壁的孔20，集成电路7被电连接到外部连接端子。这些孔20被填充有导电粘结剂21或任意其他适合的导电材料。因为孔设置成与连接端子14、15、 16和17相对，所以导电粘结剂21提供与壳体内电子元件的电连接。两个第一外部连接端子14、15被连接到用于给集成电路7提供动力的电压源，例如电池。两个第二外部连接端子16和17被连接到电动马达线圈的绕组以提供正和负电脉冲。 [0041] 由于集成电路7(被连接到壳体内部的谐振器)的设置，因此优化了所有这些元件所占据的空间。此外，还由于各元件之间具有相对短的连接路径，所以保护了集成电路7免受任何外部干扰。 [0042] 由已给出的描述，本领域的技术人员可以在不背离权利要求所限定的本发明的范围的前提下得出紧凑时基装置的多种变型。多个电动马达可以被连接成跨过电子模块的相同连接端子或者跨过不同连接端子。被连接于电子模块的每个马达的启动计时可以是不同的。电子模块可以被连接于电压源并且连接于线圈而不被设置在接收件内。为电子模块供电的电压源可以被部分地形成为太阳能电池与电池或蓄电池的组合。 |
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