專利名稱：包含壓力傳感器的手表的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種手表，該手表包含表殼，該表殼具有可抵抗環(huán)境壓力的后蓋，安裝在具有中間環(huán)的后蓋的孔口內的壓力傳感器，以及與該壓力傳感器的端子相連接的印刷電路元件，所述傳感器包括配備所述端子的剛性襯底，以防水方式固定在該襯底上并設置成配合在該中間環(huán)內的管形殼套，以及壓敏元件，該壓敏元件安裝在該襯底上并位于該管形殼套內。
背景技術：
在一些在表殼的防水后蓋上安裝有壓力傳感器的手表中，設置垂直螺旋彈簧以使傳感器的端子與手表的主印刷電路電連接。EP專利No.667798示出傳感器在表殼的后蓋內的各種可能的設置，但是在每種情況下，均利用在該主印刷電路和后蓋之間延伸的絕緣支承板將該連接彈簧保持在適當?shù)奈恢?。但是，如果希望使傳感器與直接處理這些輸出信號的印刷電路元件相連，尤其希望通過校準為每個傳感器單獨確定的參數(shù)來校準壓力測量，則結構會更加復雜，并且相互精確定位電觸點時會發(fā)生問題。
JP專利申請No.2000-292559A的附圖中示出具有上述類型的壓力傳感器的手表。該壓力傳感器壓入罐形中間元件內，該中間元件的周向圓柱形壁自身被從外側壓入表殼的后蓋的孔口內。這種組件看來好像可以省略橡膠密封墊圈。但是，僅能借助于可視標記來確保組件尤其是中間元件相對于后蓋的正確定向。實際上，在此情況下不需要高水平的定位精度，這是因為傳感器與手表的其它電子電路之間的電連接是由焊接到傳感器的端子上的柔性印刷電路實現(xiàn)的。但是如果此柔性元件必須將傳感器連接到附加的印刷電路板上以處理該傳感器信號，則需要進行多個連續(xù)的有時是困難的操作來分別將這些部件安裝在后蓋上以及表殼內。

發(fā)明內容
本發(fā)明的一個目標是通過一種裝置來克服現(xiàn)有技術的缺陷，該裝置通過組裝該裝置的各部分然后是手表本身的簡單和容易的方法，將壓力傳感器安裝在表殼的后蓋中，該裝置在定位不同元件時可提供非常高的精度，并尤其用于在使電觸點彼此緊靠之前確保相互定位電觸點。此外，該安裝裝置應允許使用市場上易于買到的標準類型的壓力傳感器。
因此，提供一種前文所述的類型的手表，其特征在于，該手表包括傳感器模塊，該傳感器模塊至少包含中間環(huán)、壓力傳感器、印刷電路元件以及傳感器支承件，該傳感器支承件緊靠該印刷電路元件放置在所述傳感器的相對側上，并設置成承受由施加在該傳感器上的環(huán)境壓力導致的力，所述力從所述支承件經(jīng)由用于固定該傳感器模塊的構件傳遞到該后蓋；該傳感器模塊以防水的方式安裝且定中心在該后蓋的孔口內；并且，該中間環(huán)包含設置成無間隙地接合在印刷電路元件的定位孔內的支腳。
因此，該中間環(huán)確保相對于傳感器非常精確地定位該印刷電路元件，從而可僅通過接觸使用電連接，而在元件的接觸點和傳感器端子之間沒有任何焊接，這樣有助于組裝該傳感器模塊。此外，此環(huán)確保相對于表殼的后蓋從而相對于表殼的其余部分以及相對于主印刷電路板非常精確地定位該印刷電路元件和傳感器模塊組件，該模塊必須例如利用連接元件例如傳感器支承件內容納的彈簧電連接到該主印刷電路板上?？申P于孔口內的中間環(huán)或傳感器的管形殼套實現(xiàn)傳感器模塊在后蓋孔口內精確地定中心，該傳感器管形殼套本身被壓入所述環(huán)內。這些設置還有助于通過以非常簡單的方式在傳感器模塊和其它電路之間建立電接觸，尤其通過避免使用柔性印刷電路，來組裝手表。盡可能直接地相對于表殼定位傳感器模塊的輸出元件這一事實打破了累積在傳統(tǒng)安裝裝置內的常見公差鏈。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例內，傳感器的管形殼套相對于中間環(huán)的正面在后蓋的外側的方向上突出，并且環(huán)形密封墊圈例如O形圈接頭使該傳感器模塊防水地安裝在該后蓋內，該密封墊圈在所述環(huán)形殼和后蓋孔口的壁之間沿徑向被壓縮，所述環(huán)形密封墊圈能夠沿軸向緊靠該中間環(huán)的正面。換句話說，此環(huán)位于該環(huán)形密封墊圈的后面，從而外部壓力和濕氣不能到達該后蓋和該中間環(huán)之間的接觸面，或者該中間環(huán)和傳感器之間的那些接觸面。此外，該密封墊圈很小，并且將傳感器模塊和后蓋裝配在一起的操作很容易，這將在下文進行說明。


從下面的說明中可更清楚地了解本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點，該說明結合附圖通過非限制性的示例給出了一個有利的實施例，在該附圖中-圖1是根據(jù)本發(fā)明的潛水手表的分解仰視圖，該手表的表殼包括覆蓋有穿孔蓋的防水后蓋，-圖2是后蓋和安裝在該后蓋上的壓力傳感器模塊的橫截面視圖，-圖3是圖2中所示的組件的分解透視圖，以及-圖4是圖3中所示的兩個部件的放大視圖。
具體實施例方式
圖1的分解圖中所示的潛水員腕表1以傳統(tǒng)方式包括表殼，該表殼的中間部分2包圍電子手表機芯3，該機芯由絕緣材料制成的機板4支承。圖1示出機板4具體包含用于傳感器模塊30的腔室5(圖2)和用于給手表供電的電池的腔室6。傳感器模塊包括以已知的方式提供輸出信號的壓力傳感器，該信號具體代表環(huán)境壓力并且由電子機芯處理以經(jīng)由手表顯示裝置提供壓力指示，該顯示裝置的功能由用戶利用表冠7以及按鈕8和9控制。
將該壓力傳感器模塊安裝在后蓋11的孔口12內，該后蓋通過壓在容納于中間部分2的凹槽內的環(huán)形密封墊圈13上而以防水的方式封閉表殼的底部。在本例內，用具有凸出部16的外部蓋罩15將后蓋11壓在中間部分2上，以便利用接合在中間部分的螺紋孔18內的螺釘17將該蓋罩固定在中間部分2上。在后蓋11和蓋罩15之間，存在高度較低的室20，該室經(jīng)由設置在蓋罩15的傾斜側面內的窗口18、19與手表的外部連通，以便防止被佩戴手表的人的手腕堵塞。由于具有這些窗口，存在于手表外部的環(huán)境壓力也永遠存在于室20內部。為了能夠在窗口18和孔口12——該孔口12位于后蓋11中相對較厚和較高的第一區(qū)域21內——之間沒有任何障礙地傳遞壓力，在后蓋的區(qū)域21的外表面內設置凹槽22，該凹槽使孔口12與窗口18以及位于該蓋罩另一側上的另一相同的窗口連通。
后蓋11的第二區(qū)域23包括比第一區(qū)域更柔性的部分24，該部分24通過剛性肋部25與凹槽22間隔開。部分24在其內表面上接納壓電元件以形成聲換能器，該聲換能器經(jīng)由連接彈簧28被供電。手表可在蓋罩15下的室20內傳遞的聲信號通過窗口19被傳遞到外部，該窗口19優(yōu)選地設置成朝向后蓋11的周向邊緣27的凹口26。
本發(fā)明尤其涉及傳感器模塊的設置以及該傳感器模塊安裝在后蓋11上的方式，下文將更具體地參照圖2到4對此進行說明。應指出，圖2中所示的橫截面是沿后蓋11的凹槽22的縱向軸線得到的。
傳感器模塊30包括已知類型的壓力傳感器31、O形圈密封接頭32、中間環(huán)33、附加的印刷電路板(PCB)34、傳感器支承件35以及螺釘36，該螺釘穿過元件34和35中的孔以便接合在后蓋11的突出部39的螺紋盲孔37內，以將傳感器模塊固定在其中。其它孔穿過支承件35，并且螺旋彈簧38容納在所述孔內，以在附加PCB34和手表的主印刷電路板(PCB)之間提供電連接，該主印刷電路板設置在圖1中所示的機板4的頂面上。應指出，可使用已知的名稱為導電橡膠(zebras)的彈性體分層連接器來代替彈簧58。
從圖2中可更詳細地看出，壓力傳感器31包括例如由陶瓷材料制成的矩形絕緣襯底42，該襯底具有印刷電路并且在其底面上具有壓敏半導體元件43，該半導體元件被包在保護凝膠44內，該保護凝膠將環(huán)境壓力傳遞給該半導體元件。襯底42的另一面安裝有電端子46，與敏感元件43電連接并且緊貼在附加PCB 34的接觸點上。壓力傳感器圍繞敏感元件43包括剛性管形殼套47以形成容納凝膠44的罐，該管形殼套的后端以防水的方式固定在襯底42上。這種類型的壓力傳感器是公知的并且由多個制造商在市場上銷售。
中間環(huán)33優(yōu)選地為合成模制件。該中間環(huán)包括其外壁51和內壁52為圓柱形的環(huán)形部分50，兩對突出部53和54，該突出部具有平的內表面，為定位傳感器31的襯底42限定了一個矩形腔室，以及兩個平行的圓柱形支腳55，這兩個支腳位于所述矩形腔室外部，在此例中位于突出部53上，并且平行于該環(huán)的中心軸線朝該手表內部延伸。這兩個支腳55設置成無間隙地裝配在附加PCB 34的兩個孔56內，以便尤其相對于傳感器31的端子46將附加PCB 34精確地定位在自己的平面內。此外，支腳55還穿過PCB 34，并裝配在傳感器支承件35的孔57內，從而與PCB 34相對并且朝向傳感器模塊30的外部來精確定位彈簧38。
將傳感器31壓入中間環(huán)33內，該傳感器的管形殼套47緊靠該環(huán)的內表面52以確保一個部件相對于另一個部件很好地定中心。然而，襯底42的定位可利用非常大的公差，這是因為端子46相對于PCB 34不需要有非常高的定位精度。
特別從圖2中可看出，傳感器的管形殼套47相對于環(huán)33的下部正面朝底部突出，這樣使得可圍繞殼套47裝配O形圈接頭32。因此，可通過將元件32和33插入后蓋的孔口12內而將預裝配的傳感器模塊30安裝在手表的后蓋11上。在管形殼套47和孔口12的一個圓筒形壁58之間被壓縮的接頭32在手表的傳感器和后蓋之間提供防水密封，并且可沿軸向緊靠中間環(huán)33的下表面。在文中所述的實施例內，環(huán)33可相對于后蓋11具有微小的側向間隙，傳感器模塊30通過O形圈接頭32在孔口12內定中心，但是在其它實施例內，可由中間環(huán)33通過其外部圓筒形表面51使該模塊在孔口12內定中心。通過接合在螺紋孔37內的螺釘36以及通過中間環(huán)的支腳55，將傳感器模塊30的一組元件圍繞孔口12的中心軸線60定向。傳感器模塊30和后蓋11的突出部39占據(jù)圖1中所示的腔室5。
當環(huán)境壓力高時，尤其在深潛水期間，由環(huán)境壓力施加在孔口12內的傳感器31上的力通過襯底42、端子46和附加PCB 34傳遞到支承件35，支承件35足夠剛硬以防止上述元件變形并經(jīng)由螺釘36將力傳遞給后蓋11。
前文的說明表明，本發(fā)明能夠以防水和非常精確的方式將傳感器模塊30的元件容易地裝配在后蓋11上，從而當后蓋安置在表殼上的適當位置時，傳感器模塊的連接元件38將具有緊貼手表電路的相應觸點所要求的精確位置，該手表電路由手表的機板3支承。
本發(fā)明可應用于任何包含壓力傳感器的手表，尤其是潛水員手表或高度計手表。
權利要求
1.一種手表，該手表包含表殼，該表殼具有抵抗環(huán)境壓力的后蓋(11)，安裝在具有中間環(huán)(33)的該后蓋的孔口(12)內的壓力傳感器(31)，以及與該壓力傳感器的端子相連接的印刷電路元件(34)，所述傳感器包括配備所述端子的剛性襯底(42)，以防水方式固定在該襯底上并設置成裝配在該中間環(huán)內的管形殼套(47)，以及壓敏元件(43)，該壓敏元件安裝在該襯底上并位于該管形殼套內，該手表的特征在于，該手表包括傳感器模塊(30)，該傳感器模塊至少包含中間環(huán)(33)、壓力傳感器(31)、印刷電路元件(34)以及傳感器支承件(35)，該傳感器支承件緊靠該印刷電路元件放置在所述傳感器的相對一側上，并設置成承受由施加在該傳感器上的環(huán)境壓力引起的力，所述力從所述支承件通過用于固定該傳感器模塊的元件傳遞到該后蓋；該傳感器模塊(30)以防水的方式安裝和定中心在該后蓋的孔口(12)內；并且，該中間環(huán)包含設置成無間隙地接合在印刷電路元件(34)的定位孔(56)內的支腳(55)。
2.根據(jù)權利要求1的手表，其特征在于，所述支腳還接合在該傳感器支承件(35)中的孔內。
3.根據(jù)權利要求1的手表，其特征在于，所述支腳是圓柱形的。
4.根據(jù)前面任何一項權利要求的手表，其特征在于，該傳感器的管形殼套(47)相對于中間環(huán)(33)的正面朝該后蓋的外側突出；并且，通過環(huán)形密封墊圈(32)將該傳感器模塊以防水的方式安裝在該后蓋內，該環(huán)形密封墊圈在所述管形殼套(47)和后蓋的孔口(12)的一個壁之間被沿徑向壓縮，所述環(huán)形密封墊圈能夠沿軸向緊靠所述正面。
5.根據(jù)權利要求4的手表，其特征在于，通過該環(huán)形密封墊圈(32)使該傳感器模塊在所述孔口內定中心。
6.根據(jù)權利要求4的手表，其特征在于，通過將該中間環(huán)(33)壓入該孔口內而使該傳感器模塊在所述孔口內定中心。
7.根據(jù)權利要求1的手表，其特征在于，該表殼包括中間部分(2)以及蓋罩(15)，該后蓋(11)以防水的方式連接到該中間部分上，該蓋罩從外部覆蓋該后蓋從而在該后蓋和該蓋罩之間設置一個室，環(huán)境壓力通過該蓋罩中的至少一個窗口(18，19)傳遞到該室內。
8.根據(jù)權利要求7的手表，其特征在于，該蓋罩(15)固定在中間部分(2)上，并且推壓該后蓋以防水的方式緊靠該中間部分。
9.根據(jù)權利要求7的手表，其特征在于，該后蓋(11)以防水的方式固定在該中間部分上，并且該蓋罩(15)固定在該后蓋上。
10.根據(jù)權利要求7的手表，其特征在于，該后蓋(11)包括第一區(qū)域(21)，在該區(qū)域內所述孔口(12)和一凹槽(22)位于所述室的側面上，并且該凹槽使所述孔口與該蓋罩中的所述窗口相連接，以及第二區(qū)域(23)，該第二區(qū)域具有比第一區(qū)域更柔性的部分(24)，所述部分和所述凹槽被剛性肋部(25)間隔開。
11.根據(jù)權利要求10的手表，其特征在于，壓電元件固定在所述更柔性的部分(24)上以形成聲換能器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于簡單和精確地將壓力傳感器安裝在潛水員手表或高度計手表的后蓋(11)上的裝置。該壓力傳感器(31)壓入形成傳感器模塊(30)的一部分的中間環(huán)(33)，該傳感器模塊還包括附加的PCB(34)、傳感器支承件(35)以及在該附加的PCB(34)和手表的主PCB之間的連接元件(38)。為了確保相對于該后蓋非常精確地定位，該中間環(huán)(33)包括接合在該附加PCB和傳感器支承件中的孔內的支腳(35)。密封墊圈(32)在該后蓋的孔口(12)的壁與該壓力傳感器的管形殼套(47)之間被沿徑向壓縮。該后蓋(11)被穿孔蓋從外部覆蓋。
文檔編號G04G99/00GK1790196SQ20051012609
公開日2006年6月21日 申請日期2005年11月24日 優(yōu)先權日2004年12月17日
發(fā)明者P·羅伯特, F·馬蒂 申請人:Eta瑞士鐘表制造股份有限公司