包括用于指示同轴模拟显示指针之角度位置的装置的钟表

本发明涉及一包括一钟表机芯的钟表，其设有一模拟显示器，所 述显示器包括至少两个旋转的显示指针和用于指示所述指针的角度 位置的装置，其中显示指针被连接到相应的同轴管上。

在这种类型的一钟表构造的情形中，希望具有关于两个这些同轴 指针的角度位置的信息，或甚至更多的信息。尤其是，本发明涉及通 过一与一磁或电容传感器叠置的旋转盘来识别每一指针的角度位 置。

为此，需要与每个同轴的运动件相连，所述的运动件载有一指 针，或载有与一传感器相配的一指示元件，所述传感器对于运动件的 运动是敏感的并且能产生所需的角度位置信号。当只有一个显示指针 时，如果插入这样的一传感器的问题相对较容易解决的话，则当需要 指示两个或多个绕同一轴线转动的显示指针的角度位置时就不那么 容易了。确实，在这种情形中，传感器必须事前设置在邻近处，因为 许多指示盘被叠置和分别安装在指针的同轴管上。这样的配置意味着 在不同的水平高度上布置传感器，这容易占据足够大的高度，从而增 大了钟表机芯的高度。这样的配置也使得传感器与一处理角度测量信 号的电子电路的连接复杂化了。

本发明的目的是提供一在序言部分所限定类型的钟表，其中几个 同轴的显示指针可以与能提供关于其相应的角度位置数据的装置相 连，同时解决上面列出的问题。

因此本发明涉及一由权利要求1的特征方案所限定的钟表。

作为这些特征的结果，与许多同轴指针相连的几个传感器的配置 不会增大钟表的高度，其大致保持与绕一给定轴线旋转的一单个指针 所具有的高度相同。此外，可以在一第一(水平)高度上配置位置指 示盘，在一第二高度上配置传感器，从而用于指示同轴指针的相应角 度位置所需的任何高度的增大仍保持与一单个传感器的相同。再者， 由于传感器最好置于同一高度，因此整个连接也可设置在同一高度， 即在传感器基底的高度。

本发明其他特征和优点将通过下面的描述而变得显而易见，其中 所述描述仅以示例的方式给出并且是参照附图进行的，图中：

图1是根据本发明的一钟表的一第一实施例的局部剖视图；

图2是该第一实施例的一局部平面示意图；

图3表示根据本发明的钟表的一第二实施例的局部剖视图；

图4是该第二实施例的一局部平面示意图；

图5～7表示传感器相对于位置识别运动件之配置方案的几种可 能的变型例。

在所有这些图中，仅示出为理解所示实施例和变型例所需的钟表 部件。

首先参照图1和2，其表示了根据本发明的钟表的一第一实施例。 钟表包括以传统的方式同轴地安装在一共用轴3上的一分钟管1和一 小时管2，其中轴3具有一轴线4。用于分钟和小时的旋转指针5和6分 别与管1和2为驱动连接。

当然，指针5和6还可指示其它变量，例如秒时、精密计时数据、 日期等。还可以在一同轴位置提供两个以上的显示指针，所有的这些 指针都设有根据本发明设计的用于指示其角度位置的装置。

在本例子中，轴3被驱动在钟表机芯的一桥件7中，该桥件在此被 施加到一板8上，所述的板8最好是一隔离基板，其能良好地承载一印 刷电路，所述印刷电路将钟表的电气与电子元件相互连接。其计时电 路(未示出)可布置于其上。

分钟管1承载一用于指示其角度位置的第一盘9，所述的盘垂直于 轴线4配置。在这里所示的情形中，该盘包括4个开口10，这些开口彼 此隔开90°分布。从图2可看出，这些开口10由材料臂9a隔开。这样， 分钟管1和其相连的盘9一起形成一第一位置指示运动件，该运动件用 标记MR1表示，并且其提供关于分钟指针5位置的数据。

该钟表还包括一第一传感器11，其为磁型的或电容型的。该传感 器位于盘9的附近并且包括一检测元件12。后者置于盘9下方并垂直对 应一区域，在该区域中，盘的开口10和将开口相互分隔开的材料臂9a 交替地转动。开口10和材料臂9a在检测元件12上方的交替出现能促使 产生一信号，该信号代表后者的角度位置，尤其是当出现一较宽的臂 时。在所示情形中，假定检测元件12是感应于当盘9绕轴线4旋转时其 电磁特性变化的一感应线圈。因此可看出盘9具有至少一个在运动件 MR1相对于传感器11旋转时能被该传感器11检测到的材料间断，以提 供一代表显示指针5的角度位置的第一测量信号。

根据本发明的钟表还包括一第二位置指示运动件MR2，其安装在 离运动件MR1一定的距离处。后者包括绕一轴线15可旋转地安装在桥 件7中并且安装在该表一板14内的一枢轴13上。

小时管2经其盘16与一驱动盘17啮合，所述驱动盘17被铆固在枢 轴13上，并且在转动中被连接到小时指针6上。在由小时管2驱动的盘 16与驱动盘17之间的啮合比最好为1∶1。

一第二角度位置指示盘18也被铆固到枢轴13上并处于一垂直于 轴线15的位置。在所述例子中，该盘18除齿牙外具有与盘9等同的形 状，并且具有由径向材料臂18a隔开的开口19。但是应当注意到，两 个盘9与18的形状和直径等同并不是强制性的。

因此，第二位置指示盘MR2用于提供关于指针6位置的数据，该数 据与一第二传感器20相关，所述传感器20设置在第二盘18附近并且包 括一检测元件21。后者置于板18下方并垂直对应一区域，在其中，开 口19和将这些开口彼此分开的材料臂18a交替地转动。开口19与材料 臂18a在传感器20上方的交替通过能促使所述传感器20产生一代表运 动件MR2的角度位置、因而代表小时指针6之角度位置的信号。在所述 实施例中，检测元件是一感应于当盘18绕轴线15旋转时其中电磁特性 变化的感应线圈。因此可看出第二盘18包括至少一个在运动件MR2相 对于传感器20旋转时能被该第二传感器20检测到的材料间断性，以提 供一代表第二显示指针6的角度位置的第二测量信号。

于1998年4月24日以本申请人的名义提交的瑞士专利申请第 0937/98号以及于1998年6月11日提交的相应的欧洲专利申请第 98110729.5号描述了一角度位置指示盘和其相关的磁传感器的设 计、操作和可能的变型例的细节，其可用于设置盘9、18和传感器11、 20。

尤其如这些专利申请中所述，传感器11和20可以是电感型的(如 此处所示)或者电容型的。盘9和18以这样的方式成形和以一材料来 制造，从而其相对于传感器的运动分别在其至少一个参数中产生变 化，这些变化可产生前述的位置信号。这些一般的组合配置意味着在 本发明的范围内具有制造盘-传感器对的多种可能性，这些可能性尤 其对于本领域的普通技术人员来说，可来自于前述专利申请。在此不 再重复这些多种变型例的描述。

每一检测元件12和21被安装在一基板22和23上，所述基板22和23 也例如以一集成电路的形式装载电子处理装置，所述电子处理装置用 于由相应的检测元件12和21所产生的信号。在该情形中，基板22和23 由一半导体材料制造。如图1和2所示的实施例中的情形，如果检测元 件12和21为扁平线圈，则它们最好通过在其相应的基板22和23上进行 金属沉积而形成。此外，它们中的每一个可包括连接到另一电子处理 电路上的连接电线24，其中所述的电子处理电路布置在钟表内，其尤 其包括计时电路。可以用粘合剂材料滴25部分地或最好全部地覆盖这 些电线。

最好是，位置指示盘9和18以及其相应的传感器12和21分别布置 在平行于基板8的两个叠置的平面内。这样，由两个盘-传感器对的组 件所占据的高度被限制于一单个这样的(盘-传感器)对的高度上， 这与其中两个组件沿轴线4叠置、尤其是一传感器布置在盘9与16之间 的一布置情况是相反的。

根据可以设想的各种结构变型，除了其位置指示功能外，运动件 MR2也可具有在钟表机芯本身中向相应的指针6传递力的功能。

例如，根据这些变型例中的一第一变型例，运动件MR2的盘18可 形成钟表的一马达齿轮传动系的一部分(或者被一马达直接驱动)， 以确保将运动传递到小时管2的盘16上。在该情形中，盘18具有一齿 牙件。

根据一第二变型例，力的传递可以由运动件MR2的驱动盘17来确 保，在该情形中驱动盘17形成钟表的齿轮传动系的一部分。此时可从 盘18上省去齿牙。

根据一第三变型例，小时管2的盘16可以被钟表的一马达齿轮传 动系(或一马达)直接地驱动，并且进而经盘17驱动运动件MR2。在 该情形中，运动件MR2是一附加的运动件，其仅用于指示指针6的角度 位置。

如果一驱动力由盘9施加到运动件MR2上，则后者(9)包括一齿 牙27。但是，在一变型例中，分钟管1可以被例如位于盘9上面或下面 的一小齿轮驱动。

最后，还可以用与上述第二和第三变型例类似的构造来仅提供一 个带有齿牙的盘，所述的盘设有在运动件MR2上的开口，并且与盘16 以及钟表机芯的齿轮传动系两者啮合，以用作运动传递件和位置指示 件。当然，在该情形中，基板23必然位于比基板22略高的位置，这使 得电子部件的布置以及这些部件的连接复杂化。

小时管2与运动件MR2之间可以设想非1∶1的一不同的啮合比，此 时在传感器11和20的电子处理装置内就必须考虑转动速度的差异。

本领域的普通技术人员也可理解不妨采用与其它同轴指针相连 的一个或多个其它的盘-传感器对，例如设置一第二指针。

图3和4表示根据本发明的钟表机构的另一实施例，其不同于图1 和2的仅在于检测元件和其相关的电路的布置。因此不再描述钟表的 其它元件并且采用与图1和2相同的参考标记。

因此，传感器11A和20A包括检测元件12A和21A，在该例子中，也 具有平坦感应线圈的形式。但是，此处两个传感器11A和20A的电子电 路设置在同一半导体基体28内。最好是，这两个电路具有集成在基板 内的一共用部分。在此情形中，还最好是在基板22内集成钟表的所有 电子元件，尤其包括计时电路。

而在图3和4中，基板28经装载检测元件12A和21A的一端部在运动 件MR1和MR2的轴线4与15之间延伸，在图5的变型例中，经一角部29a 在轴线4与15之间延伸设置一基板29，其中基板29以一角度地设置。

图6表示一相对于轴线4与15完全放置在同一侧的基板30，该变型 例由于需要较大的半导体基板表面面积而较昂贵。

最后在图7的变型例中，仅垂直于盘9和18设置了相应的检测元件 12B与21B，例如截然不同的线圈被直接布置在钟表的一桥件或盘上， 或者被布置在另一支承件上，这些线圈通过电线32被连接到一电子电 路31上，所述电路31设置在离盘9和18一定的距离处。最好是，检测 元件12B与21B为由一电线形成的感应线圈，其包括几匝，以增大检测 灵敏度。该后一变型例允许将钟表的厚度降低到最小，同时以一低成 本为模拟指针角度位置指示装置确保一高水平的检测灵敏度。