(57)【要約】【課題】コンパクトであり、小さい寸法の時計ケースの中で組み立て動作をするのに扱いやすい、時計用の時間基準デバイスを提供すること。【解決手段】時計用の時間基準デバイスは、少なくとも１つの電気モータコイル（３０）と、そのケース内に少なくとも１つの時間基準用発振器回路が設置された電子モジュール（１）と、電力源（８）とを含む。コンパクトなユニットを形成するために、電気モータコイル（３０）、発振器回路を備えた電子モジュール（１）、および好ましくはバッテリである電源（８）が、プリント回路基板を使用せずに互いに機械的および電気的に接続される。電子モジュールは、片側で電源に接続し、反対側でコイル（３０）の巻線のワイヤ（３１、３２）に接続するように、外面上に４つの接続端子（１４、１５、１６、１７）を含む。【選択図】図２
2010085406.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気モータ（６）の少なくとも１つのコイル（３０）と、少なくとも１つの時間基準用発振器回路（２、３、４）が設置されたケース（１１）を含む電子モジュール（１）と、電力電圧源（８）とを備える時計用の時間基準デバイスであって、コンパクトなユニットを形成するために、前記コイル（３０）、発振器回路を備えた前記電子モジュール（１）、および電源が、プリント回路基板を使用せずに互いに機械的および電気的に接続されることを特徴とする時間基準デバイス。
【請求項２】
前記電子モジュール（１）が、前記ケース内に、発振器（３）と、周波数分割器（４）と、電気モータ（６）用の制御回路（５）とを含み、前記発振器および前記周波数分割器が、前記電源によって前記時間基準用発振器回路を形成し、前記時間基準用発振器回路は前記電源によって前記ケースの外部から電力を供給されることを特徴とする、請求項１に記載の時間基準デバイス。
【請求項３】
前記発振器（３）が、前記ケースの内側、すなわち水晶共振子またはシリコンＭＥＭＳ発振器などの圧電共振子（２）に接続され、前記発振器と、前記周波数分割器と、前記モータ制御回路とが、単一の集積回路（７）を形成することを特徴とする、請求項２に記載の時間基準デバイス。
【請求項４】
前記発振器、前記周波数分割器および前記モータ制御回路が、複数の集積回路（７）内に形成されることを特徴とする、請求項２に記載の時間基準デバイス。
【請求項５】
前記集積回路（７）のコンタクトパッド（１３）が、前記コンタクトパッドと同様の配列を有する、前記電子モジュール（１）の前記ケースの底部壁の内面上に配置された導電接続バンプ（１２）に接続され、導電経路（２３）が、底部壁の内面上のいくつかの導電バンプを、前記共振子（２）、および前記モジュールケース（１１）の外側に配置された接続端子（１４、１５、１６、１７）に接続することを特徴とする、請求項３に記載の時間基準デバイス。
【請求項６】
いくつかの導電経路（２３）が、前記ケースの底部壁を貫通する導電ホール（２０）を介して少なくとも４つの接続端子（１４、１５、１６、１７）に接続し、前記４つの接続端子が、外部の矩形面の４つの角に配置され、第１の２つの接続端子（１４、１５）が、２つの接触フランジ（２４、２５）を利用して前記電源に接続され、第２の２つの接続端子（１６、１７）が、前記第１の２つの端子の反対側で電気モータコイル（３０）の巻線の２本の金属ワイヤ（３１、３２）にそれぞれ接続され、前記ケース内の前記制御回路（５）が、アナログ表示手段を駆動させるために前記モータを制御することを特徴とする、請求項５に記載の時間基準デバイス。
【請求項７】
前記電子モジュール（１）が、二相モータコイル（３０）の少なくとも１つの巻線の３本の金属ワイヤにそれぞれ接続された３つの第２の外部接続端子を含むことを特徴とする、請求項６に記載の時間基準デバイス。
【請求項８】
前記電子モジュール（１）が、少なくとも１つの頂部面上で開放する容器（１０）の中に収容され、前記電子モジュール（１）が、ケース（１１）の底部壁の外部の矩形面の４つの角に配置された４つの接続端子（１４、１５、１６、１７）を含み、前記容器（１０）の開放頂部面を経由して前記４つの接続端子に接近できるように、前記モジュールが前記容器内に配置されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の時間基準デバイス。
【請求項９】
前記接続端子（１４、１５、１６および１７）が上に配置される前記モジュール（１）の外面が、前記容器（１０）の開放頂部面の口と同レベルに配置され、前記第１の２つの接続端子（１４、１５）が、２つの金属フランジ（２４、２５）によって、バッテリ（８）など前記電源の正と負の２つの極に接続され、前記第１の接続端子と反対側の前記第２の２つの接続端子（１６、１７）が、電気モータ（６）の前記コイル（３０）の各金属ワイヤにそれぞれ接続されることを特徴とする、請求項８に記載の時間基準デバイス。
【請求項１０】
前記コイル（３０）および／または前記電源が、コンパクトなユニットを画定する支持台として前記容器（１０）に固定されることを特徴とする、請求項９に記載の時間基準デバイス。
【請求項１１】
前記容器（１０）が、時計ムーブメントの一部または時計の一部を形成することを特徴とする、請求項９に記載の時間基準デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、時計、特に電子時計用の時間基準デバイスに関する。時間基準デバイスは、アナログ表示手段を駆動させるのに使用することができる少なくとも１つの電気モータコイルと、そのケース内に少なくとも１つの時間基準用発振器回路が設置されたモジュールと、電力源とを有する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術において、水晶共振子の接続された発振器を備えた時計ムーブメント用の時間基準デバイスを作成することが知られている。この時間基準デバイスはまた、発振周波数を分割するための周波数分割器（分周器）、および周波数分割器に接続された電気モータ用の制御回路を含む。該電気モータは、特に、例えば時計のダイアル上で時間ディスプレイの針を駆動させるように制御回路によって制御される。
【０００３】
時間基準デバイスの各要素は、一般に、少なくとも１つのプリント回路基板に固定され、この基板上に、時間基準デバイスの多様な電子要素間の電気接続が形成される。該時間基準デバイスを含むプリント回路基板はまた、時計ムーブメントとに接続される。これらの様々な要素はまた、この目的のために設けられた筐体内に設置されてよく、プリント回路基板に接続されるバッテリまたは蓄電池などの電源によって電力を供給される。したがって、これらの時間基準デバイス電子要素の全ての組立体は、相対的に大きな空間を占め、これは小さい寸法の時計の中で組み立てるまたは組み込むのに欠点となる。
【０００４】
時間基準デバイスの電子要素組立体の大きさを縮小するために、時間基準の一部を形成する目的で音叉の形態で発振器に結合された水晶共振子を使用することが知られている。該音叉型水晶共振子、および発振器を含む集積回路は、同一のケース内に一緒にまとめることができる。
【０００５】
多様な電子構成要素を同一のケース内に一緒にまとめる方法は、特に米国特許第３，７８４，７２５号から知られている。この文献において、時計用の電子組立体は、単一のユニットを形成する。組立体の電子構成要素は、一般に個別にプリント回路基板上に搭載され接続されるが、これは、小さい寸法の時計ケースの中に搭載するのにいくつかの問題および若干のコストを生じることがある。しかしながら、この電子組立体は、全ての電子構成要素とダイアルを一緒にまとめ、組立体を従来の時計ムーブメント、プラスチック時計ケース、または石部分の中に設置するのを容易にする。
【０００６】
従来の解決策は、特に時間基準のいくつかの構成要素によって占められる空間を一部縮小することができるが、それでも小さい寸法の時計を作成するのに残された利用可能なスペースでは不十分である。１つまたは複数のプリント回路基板上で複数の時計の機能を果たすために、複数の集積回路を搭載することが必要であり、これは、時計の中の広いスペースが占拠されることを意味する。これにより、必然的に時計の大きさが過大に大きくなり、これは望ましくない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第３，７８４，７２５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の主たる目的は、コンパクトであり、小さい寸法の時計ケースの中で組み立て動作をするのに扱いやすい、時計用の時間基準デバイスを提供することによって上記の欠点を克服することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、少なくとも１つの電気モータのコイルと、そのケース内に少なくとも１つの時間基準用発振器回路が設置された電子モジュールと、電力電圧源とを含む時計用の時間基準デバイスに関し、該時間基準デバイスは、コンパクトなユニットを形成するために、コイル、発振器回路を備えた電子モジュール、および電源が、プリント回路基板を使用せずに互いに機械的および電気的に接続されることを特徴とする。
【００１０】
時間基準デバイスの特定の実施形態が、従属請求項２から１１に定義される。
【００１１】
本発明による時間基準デバイスの利点の１つは、バッテリまたは蓄電池の電源と電子時間基準モジュール間の電気接続と、モータコイルと該電子モジュール間の電気接続が、プリント回路基板を使用せずに実現されるという事実にある。金属フランジが、バッテリの正極および負極をモジュールの２つの外部接続端子に接続し、コイル巻線の２本の金属ワイヤが、モジュールの２つの他の外部接続端子に直接接続される。二相モータの場合、３本の金属コイルワイヤが、モジュールの３つの外部接続端子に直接接続される点が有利であり得る。
【００１２】
電子モジュールが有利には、水晶発振器などの発振器、周波数分割器、およびモータ制御回路を同一のケース内に収容することから、モジュールケースの外面上に必要となるのは、４つか５つの電気接続端子のみである。発振器、周波数分割器、および制御回路は、単一の集積回路を形成することができる。これにより、時間基準デバイスの全ての要素の大きさが縮小され、すなわちバッテリにより近づけてモータを移動させることによって、時計ムーブメントの大きさが縮小される。
【００１３】
縮小されたスペース内に時間基準デバイスの多様な要素を一緒にまとめることで、デバイスの電子要素間の接続部の長さも短縮され、また外部干渉に対する発振器の感度も低くなる。これはまた、電子構成要素を組み立てるためのいくつかの機械的動作をなくし、本発明による時間基準デバイスに適合されるムーブメントの製造コストを削減する。
【００１４】
時計用時間基準デバイスの目的、利点および特徴は、図面を参照して非限定的に作成された以下の記載においてより明確になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明による時間基準デバイスを含む、アナログ表示装置を備えた電子時計の概略図である。
【図２】本発明による時間基準デバイスの多様な要素の三次元の図である。
【図３】本発明による時間基準デバイスの電子モジュールの長手方向の部分断面図である。
【図４】本発明による時間基準デバイスの電子モジュールの部分上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下の記載において、本技術分野における当業者によく知られた電子時計用の時間基準デバイスの全ての要素は、単に簡素化された方法のみで記載される。
【００１７】
図１は、本発明による時間基準デバイスを含む、電子時計の多様な構成要素を概略的に示す。この時計は、時間基準、および電気モータ６を制御するための手段を有する電子モジュール１に電力を供給するために、例えばバッテリまたは蓄電池などの電源８を有する。電気モータは、例えば、時間を表示するのに使用される針９などのアナログ表示手段を回転させる目的で、モータが歯車列（図示せず）を駆動させるように制御される。
【００１８】
時間基準デバイスは基本的に、電源８、電子モジュール１、および電気モータ６の少なくとも１つのコイルで形成される。これらの時間基準デバイス要素は有利には、小さな寸法のコンパクトなユニットを形成するために、図２を参照して以下に説明するように、プリント回路基板を使用せずに機械的および電気的に接続される。
【００１９】
電子モジュール１は、ケース内に発振器３を含み、その発振器３は、例えば、当該発振器３の端子に接続されたシリコンＭＥＭＳ共振子として、または水晶共振子としての圧電共振子２を備える。電子モジュール１はさらに、周波数分割器（分周器）４を含み、その入力は、正確な時間を示すために時計の所望される作動周波数を得るために、発振器３の出力に結合される。周波数分割器４の出力は、電気モータ６が針９を駆動させるように制御回路５に接続される。共振子２を備えた発振器３、および周波数分割器４は、時間基準用発振器回路の一部を形成する。
【００２０】
電気モータ６としては、磁化ロータと、磁気回路ループを形成するために高い透磁率を有するステータと、少なくとも１つのコイルとで形成されたバイポーラモータとも呼ばれるＬａｖｅｔ型ステッピングモータが使用できる。このコイルの機能は、そこに電流が流れているときステータ内に磁場を生成することであり、これにより、ステータが、その極性がコイル内の電流の方向に左右される磁石に変わる。したがって、モータ６の制御回路５は、コイル内に流れる電流を供給する。モータは、電流の供給停止によって区別される一連の正と負のパルスによって制御される。しかしながら、時計の時間を前後両方に設定することができる双方向のモータを実現する、例えば、２相式ステッピングモータなど他のタイプのモータを使用することもできる。２相モータの場合、電子モジュール１上に３つのモータ出力を設ける必要がある。
【００２１】
有利には、図１に示されるように、発振器３、周波数分割器４および電気モータ制御回路５は全て、単一の集積回路７の一部を形成する。これにより、電子モジュール１の中でこれら電子要素が占めるスペースが縮小され、特に該要素間のワイヤ接続部の長さに起因する電子要素に対する電磁干渉が減少する。
【００２２】
図２〜図４に示されるように、また電子モジュール１内に上記に記載する全ての要素をまとめることにより、該電子モジュール１は、通常の８つの端子の代わりに、４つまたは５つの外部接続端子のみを有する。実際は、共振子２を励起させるために２つの接続端子が通常設けられ、集積回路７に接続するための他の２つの端子、集積回路に電力を供給するためのさらに２つの端子、およびモータを制御するための最後の２つの端子が設けられる。電子モジュール１では、図に示される４つの端子、または５つの端子がケースの外側に必要であり、すなわち、集積回路に電力を供給するための２つの端子、およびモータを制御する目的で集積回路を接続するための２つまたは３つの端子が必要である。他の端子は、電子モジュール１のケースの内側にのみ配置される。
【００２３】
図２は、本発明による時間基準デバイスの三次元の図を示す。同様の参照符号が、図１を参照して説明される同一の要素に対して使用される。したがって、この時間基準デバイスは、好ましくはバッテリである電源８と、電子モジュール１と、電気モータコイル３０とを含む。
【００２４】
ケース、特にセラミックケース内に収容された電子モジュール１は、発振器および共振子と、周波数分割器と、電気モータ制御回路とを備える。上記に説明するように、発振器、周波数分割器および制御回路は、単一の集積回路を形成し得るが、当然のことながら、必要であれば、これらの要素を複数の集積回路上に作成することも想定され得る。
【００２５】
４つの接続端子１４、１５、１６および１７が、電子モジュール１の外面上に設けられる。これらの接続端子は、図３および図４を参照して説明するように、ケースの１つの壁の外面上に配置される。集積回路、および該集積回路を共振子および接続端子に接続する導電接続経路が、該壁の内面に設置される。示される４つの接続端子は好ましくは、外面の４つの角にそれぞれ配置される。外面上のこれらの接続端子は有利には、時間基準デバイスの他の要素を接続するベースとして使用される。これは、時計ムーブメントの時間基準デバイス要素の組み立てを簡素化し、構成要素の数が削減されることにより組立体の大きさもかなり縮小される。
【００２６】
この電子モジュール１は、１つまたは２つの面の上で開放する概ね平行六面体形状の容器１０の中に収容され得る。容器１０は、金属またはプラスチック板で全体または一部が画定されてよい、または内蔵された時計ムーブメントの一部を形成することができる。図２に示される例において、容器１０は、２つの面の上で開放する。
【００２７】
電子モジュール１が、例えばボンディングによって容器の中に固定された後、容器の開放頂部面からその４つまたは５つの接続端子に接近することができる。好ましくは、接続端子１４、１５、１６および１７が上に配置されたモジュール１の外面は、特に垂直の容器の壁の頂縁部で、容器１０の開放頂部面の口と同レベルに配置される。これにより、時間基準デバイスの他の要素の電気的および機械的接続が容易になる。
【００２８】
モジュールの外面の第１の２つの接続端子１４および１５は、それぞれ２つの従来型の金属フランジ２４および２５を介して、ここでは好ましくはバッテリである電源８の正と負の２つの極に電気的に接続することを目的とする。第１フランジ２４は、バッテリの正極に接続するために、第１金属接続端子の一方１４に固定または溶接され、容器１０の外側の部分を囲む第２フランジ２５は、該バッテリの負極に接続するために、他の第１金属接続端子１５に固定または溶接される。
【００２９】
第１の２つの端子１４および１５の反対側に配置された、モジュールの外面の第２の２つの接続端子１６および１７は、電気モータコイル３０の従来型の巻線に接続される。コイル３０の第１金属ワイヤ３１は、第２金属接続端子のうちの一方１６に溶接され、コイル３０の第２金属ワイヤ３２は、他の第２金属接続端子１７に溶接される。コイル３０のコアは、磁気回路３３の一部であり、これは、例えば、この目的のために設けられた２つのアパーチャを貫通するねじによって、図示されない電気モータの磁気回路の別の一部に固定され得る。
【００３０】
電子モジュール１の容器１０を、恐らくその機構全体を使用してモータコイル３０の支持台として使用することを想定することも可能である。このコイルはまた、容器１０の開放水平面の縁部に直接固定されてもよい。バッテリ接続フランジ２４および２５は、バッテリを受けるための図示されない筐体の中に組み込まれる。この筐体は、容器１０の一部を形成する、または容器の水平の壁に対して固定され得る。
【００３１】
図３および図４を参照して、例えば電子モジュールのセラミックケースの内部の全ての要素の配置を以下に説明する。同様の参照符号が、図１および図２を参照して説明した同一の要素に対して使用される。
【００３２】
図３は、時間基準デバイスの電子モジュール１の中心の長手方向断面図である。該モジュールのケース１１内で、共振子ベース上に配置された２つのグループの電極の接続パッドを、ケース１１の底部のステップ１９の上に設けられた対応する導電経路１８に溶接する、または導電接着剤によってボンディングすることによって共振子２が固定される。これにより、ケース１１の底部壁の内面上に配置された集積回路７の上に共振子２を配置することが可能になる。
【００３３】
電極を励起し共振子を振動させることを目的とした、共振子２のベースの上に配置された接続パッドと集積回路７との接続は、ホール２２に接続された導電パッド１８によって実現することができる。これらのホール２２は、ステップ１９の中に形成され、好適な導電物質で充填され、ケースの底部壁の内面上に配置された導電経路に接続される。これらの導電経路は、集積回路７の対応するコンタクトパッドに接続される。
【００３４】
集積回路７は、上記に説明するように、ケースの外側で、ケースの底部壁の外面上に配置された接続端子１４、１５、１６および１７に接続され得る。この例においてこれを実行するために、底部壁の内面上、有利には集積回路７の下に接続スタッド１２が設けられる。これらの接続スタッドまたはバンプ１２は、フリップチップ技法によって集積回路の該コンタクトパッドに電気的に接続することができるように集積回路７のコンタクトパッドと同様の並べ方で配置される。したがって、集積回路のコンタクトパッドのうちのいくつかは、導電接着剤２１または他の好適な導電物質で充填される、ケース１１の底部壁を貫通するホール２０を介して、導電経路によって外部接続端子１４、１５、１６および１７に電気的に接続される。これらのホールは、接続端子１４、１５、１６および１７の反対側に配置されるため、導電接着剤２１によりケースの内側との電気的接続が実現される。
【００３５】
図４は、時間基準デバイスの、密封カバーのない電子モジュール１の上面図である。簡素化のために、セラミック材料で作成されほぼ平行六面体形状であってよい共振子は、ケース内に示されない。示されないが、ケースを密閉式に封鎖するカバーは有利には、共振子周波数の精密なレーザー調整を可能にするためにガラス製であってよい。
【００３６】
電子モジュール１のケース１１の内部で、透けて示されるそのコンタクトパッド１３によって、集積回路７がケースの底部壁の内面上に配置された接続バンプ（図示せず）上に固定される。上記に示すように、該集積回路をフリップチップ技法によって固定することができるように、コンタクトバンプの配置は、コンタクトパッド１３の配置と同様である。集積回路７は、発振器と、周波数分割と、電気モータ制御回路とを含む。
【００３７】
共振子電極（図示せず）は、ホール２２に接続された導電パッド１８の上に溶接される。これらのホール２２は、ステップ１９の中に形成され、導電接着剤または金属など好適な導電物質で充填される。したがって、導電パッド１８は、ケースの底部壁の内面上に配置された導電経路２３に接続される。これらの導電経路２３は、導電パッド１８を集積回路７のコンタクトパッド１３のうちのいくつかに接続し、また集積回路７の他の導電パッド１３を外部接続端子１４、１５、１６および１７に接続する。
【００３８】
集積回路７は、ケース１１の底部壁を横断するホール２０によって外部接続端子に電気的に接続される。これらのホール２０は、導電接着剤２１または他の好適な導電物質で充填される。ホールは、接続端子１４、１５、１６および１７の反対側に配置されるため、導電接着剤２１によりケース内の電子要素への電気的接続が実現する。第１の２つの外部接続端子１４、１５は、集積回路７に電力を供給するためにバッテリなどの電源に接続される。第２の２つの外部接続端子１６および１７は、正と負の電気パルスを供給するために、電気モータコイルの巻線に接続される。
【００３９】
ケースの内部で共振子に接続される集積回路７の構成によって、これらの全ての要素が占めるスペースが最適化される。さらに、多様な要素間の接続経路が相対的に短いことから、集積回路７は、いかなる外部干渉からも保護される。
【００４０】
提供されてきた記載から、当業者は、特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲から逸脱することなく、コンパクトな時間基準デバイスのいくつかの変形形態を考案することができる。電子モジュールの同様の接続端子間、または異なる接続端子間に複数の電気モータを接続することができる。電子モジュールに接続された各モータの作動タイミングは、異なってよい。電子モジュールは、容器の中に配置されずに電源およびコイルに接続できる。電気を使用して電子モジュールに電力を供給する電源は、一部がバッテリまたは蓄電池を組み合わせた太陽電池によって形成できる。
【符号の説明】
【００４１】
１  電子モジュール；  ２  共振子；  ３  発振器；  ４  周波数分割器；  
５  制御回路；  ６  電気モータ；  ７  集積回路；  ８  電源；  ９  針；  
１０  容器；  １１  ケース；  １２  導電接続バンプ；  １３  コンタクトパッド；  
１４、１５、１６、１７  接続端子；  １８  導電パッド；  １９  ステップ；  
２０、２２  ホール；  ２１  導電接着剤；  ２３  導電経路；  
２４、２５  金属フランジ；  ３０  コイル；  ３１、３２  ワイヤ；  
３３  磁気回路。
【図１】
2010085406.tif 000003
【図２】
2010085406.tif 000004
【図３】
2010085406.tif 000005
【図４】
2010085406.tif 000006