具有对电源无线充电的电子设备的表壳后盖

文档序号:828438 发布日期:2021-03-30 浏览:13次 >En<

阅读说明:本技术 具有对电源无线充电的电子设备的表壳后盖 (Watch case back cover of electronic equipment with wireless charging to power supply ) 是由 M·申克 L·穆彻 于 2020-09-30 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种电子或电子机械手表表壳的可移除的表壳后盖(3)。该表壳后盖包括内部电子设备,其具有允许对电源无线充电或再充电的功能。该表壳后盖包括与电子设备分开的两个多功能子组件。第一多功能子组件(1)包括蜂鸣器、在印刷电路板上的或集成在印刷电路板中的感应线圈,所述感应线圈被表壳内侧的磁屏蔽件覆盖。在第一多功能子组件(1)上的第二多功能子组件包括用于容纳诸如电池或蓄电器之类的电源的围合结构。(The invention relates to a removable back cover (3) of a watch case of an electronic or electro-mechanical watch. The watch case back cover includes internal electronics that have the function of allowing wireless charging or recharging of the power source. The case back includes two multi-function subassemblies separate from the electronic device. The first multifunctional subassembly (1) comprises a buzzer, an induction coil on or integrated in the printed circuit board, said induction coil being covered by a magnetic shield inside the watch case. The second multi-function sub-assembly on the first multi-function sub-assembly (1) comprises an enclosure for accommodating a power source such as a battery or accumulator.)

具有对电源无线充电的电子设备的表壳后盖

技术领域

本发明涉及一种具有电子设备的可移除的表壳后盖,该电子设备具有允许对联网的电子表或电子机械表的电源进行无线充电或再充电的功能。

本发明还涉及一种电子表或电子机械表,其包括带有电子设备的可移除的表壳后盖,该电子设备用于对手表中的电源进行无线充电。

本发明还涉及一种用于将可移除的表壳后盖与电子设备组装在一起以对电源进行无线充电的方法。

背景技术

诸如智能手表之类的联网手表(connected watch)中的单电池或电池组的寿命至今仍是此类产品的主要弱点。这要求手表电池的充电或再充电速率,其取决于手表佩戴者的使用模式。通常,对于电池充电操作,连接到电压源的外部电线连接器可以连接到表壳上的相应连接器。充电可以通过手表的太阳能电池或通过利用充电装置的电感来实现。

电感充电技术为诸如手表之类的产品提供了许多优势。一方面,从美学的角度来看,不需要在手表的外部部件中集成物理的防水连接装置来连接充电电线。另一方面,与非常依赖环境光的太阳能充电相比,电感充电的时间是恒定的。

无线充电可以基于电感原理,流过线圈的电流会在附近的线圈中产生电流。对于手表来说,其中一个线圈(接收器线圈)安装在表壳后盖中,而另一个线圈(充电器线圈)位于附近并由电流供电,其将产生磁场,这在(接收器)线圈中感应出电流,以便为电池供电。

应指出,金属元件(例如手表的某些外部部件)的接近会降低电池充电期间的效率。此外,两个线圈之间的电磁场将在附近的金属部件中感应出电流。这种感应电流有导致这些金属部件发热的危险。在这种情况下,设想为手表线圈提供屏蔽物以避免场泄漏。该屏蔽物可以是铁氧体。

美国专利No.10250064B2公开了一种电子设备,该电子设备包括:壳体,该壳体具有布置在壳体内部的导电线圈;可移动元件,该可移动元件操作性地连接到壳体的至少一个部分,并且包括一个或多个磁体,该磁体产生穿过导电线圈的磁场;电连接到导电线圈的第一充电电路,用于使用导电线圈从外部设备无线接收电力并将接收到的电力提供给电子设备的电池;以及电连接到导电线圈的第二充电电路,用于基于可移动元件的运动将导电线圈中感应出的电力提供给电子设备的电池。该设备可以包括设置在壳体盖中的导电元件,例如用于无线充电以支持无线再充电的线圈。

WO专利No.2018/105773A1公开了一种移动终端,其包括位于内部空间中的无线充电线圈,其中屏蔽板具有在无线充电线圈和安装在主板上的部件彼此重叠的位置处的空白空间。电池单元设置在主板的前面。无线充电线圈位于它粘结于其上的主板的后面,并且后部壳体覆盖无线充电线圈和主板。

在前述现有技术中,充电线圈没有以方便的方式布置在表壳内从而与待充电电池配合。空间被浪费,并且两个部件之间的连接不能保证在不损失电流的情况下适当充电。

发明内容

因此,本发明的一个主要目的是通过提出一种可移除的表壳后盖来克服现有技术的缺陷,该表壳后盖具有电子设备,该电子设备具有允许对电源(例如电池组或单电池)进行无线充电或再充电的功能。

为此,本发明涉及一种包括独立权利要求1的特征的可移除的表壳后盖,其具有电子设备,该电子设备具有允许对电源无线充电或再充电的功能。

在从属权利要求2至11中限定了可移除的表壳后盖的特定实施例。

可移除的表壳后盖的一个优点在于,能够在手表中的减小的空间内提供集成电源,例如大容量可充电电池或蓄电器。电源布置在围合结构(enclosure structure)中确保了对机械冲击的抵抗力。此外,电池围合结构是注射成型的,经过预组装并且与机芯的其余部分分开。可移除的表壳后盖厚度较小,具有陶瓷或塑料制成的基部支承件。

有利的是,在第一多功能子组件的印刷电路板中制成或集成感应线圈。印刷电路板可以包括诸如传感器或连接器之类的部件。其中一个连接器布置在印刷电路板的柔性舌片上,用于连接到手表的手表模块的主印刷电路板。

有利的是,固定到封闭表壳的中间部件的可移除的表壳后盖在至少10巴的压力下是防水的。该表壳后盖设计为易于与感应充电设备兼容。

为此,本发明还涉及一种包括独立权利要求12的特征的电子或电子机械手表,其适用于内部电源的无线充电或再充电操作。

从属权利要求13限定了手表的至少一个特定实施例。

为此,本发明还涉及一种组件,该组件包括电子或电子机械手表以及用于给手表的电源充电或再充电的设备。

为此,本发明还涉及一种用于组装可移除的表壳后盖的方法,其包括独立权利要求15的特征。

从属权利要求16限定了该方法的至少一个特定步骤。

附图说明

在以下参考附图的非限制性描述中,具有电子设备的可移除表壳后盖的目的、优点和特征将更加清楚地显现,其中该电子设备具有允许对手表中的电源进行无线充电或再充电的功能,其中:

图1表示根据本发明的带有手表的电子无线充电设备的表壳后盖的第一多功能子组件的一个实施例的俯视图和三维分解视图。

图2表示根据本发明的带有手表的电子无线充电设备的表壳后盖的第二多功能子组件的一个实施例的仰视图和三维分解视图。

图3表示分别在图1和2中示出的根据本发明的两个多功能子组件的最终组件的俯视图。

图4表示根据本发明的表壳的三维分解视图。

具体实施方式

在下面的描述中,手表(诸如电子或电子机械手表)的所有那些对于本技术领域的技术人员公知的组成部件仅以简化的方式进行描述。具有用于电源无线充电的电子设备的手表是智能手表类型,例如腕表,其能够包括用于无线连接到通信设备或充电设备的部件。也可以提供太阳能电池作为电子或电子机械手表的附加电源。

根据本发明,电子或电子机械手表表壳的可移除后盖具有特别是允许手表部件的电源的无线充电或再充电的功能。可移除的表壳后盖包括至少两个多功能子组件,它们例如一个安装在另一个之上。

图1示出了可移除表壳后盖的第一多功能子组件1的俯视图和三维分解视图。该第一多功能子组件1主要包括蜂鸣器13,例如压电蜂鸣器,在印刷电路板14上或集成在印刷电路板14中的感应线圈14′。螺旋形式的感应线圈14′可以制成在印刷电路板14的下表面或上表面。该感应线圈14′被表壳或手表内侧的磁屏蔽件16覆盖。

第一多功能子组件1可以包括作为底座的基部支承件17,该基部支承件17可以借助于穿过基部支承件17周边处的孔41′的螺钉旋拧在表壳的中间部件上,如下面参考图4所述。表壳后盖支承件17通常具有减小的厚度,并且可以通过注射成型或机加工不同的材料来生产,例如纤维增强聚合物、陶瓷或铁磁材料。颜色可以融入这些材料中。

在基部支承件17中设有壳腔18,以容纳压电蜂鸣器13。压电蜂鸣器13被定位并粘接或保持在壳腔18中。在该壳腔中也可以设置连接器,以用于电连接压电蜂鸣器13。由于压电蜂鸣器13被直接连接并粘接在基部支承件17的壳腔18中,这增强了手表佩戴者感受到的由蜂鸣器13产生的振动的感觉,其中该基部支承件17旨在与手表佩戴者的手腕直接接触。通常,当蜂鸣器13被定位并粘接在其壳腔18中时,也可以设置蜂鸣器13的接触弹簧。未示出的所述接触弹簧在铁氧体磁屏蔽件16旁边经过。

基部支承件17还包括两个支柱或定位销31,它们是从基部支承件17的底部机加工而成,并朝向表壳内侧的顶部垂直定向。这些支柱31是圆柱形的,并且具有倒角的端部。印刷电路板14和磁屏蔽件16相互叠置地放置在分别穿过两个孔31′和另外两个孔31″的支柱31上。包括感应线圈14′的印刷电路板14可以粘接到容纳蜂鸣器13的基部支承件17的内部部分上。磁性铁氧体屏蔽件16也可以粘接到印刷电路板14上。

一旦第二多功能子组件安装在第一多功能子组件1上,则支柱31具有确保与电压源、蜂鸣器和任何振动器的端子接触的附加功能。在螺钉附接法兰和基部支承件17的内部之间也可以设置边界部33,其限定了内腔或内部部分。一旦第二多功能子组件安装在第一多功能子组件1上,则该边界部33也可用于保持第二多功能子组件。

圆柱形桩柱(stud)形式的压力传感器11包括环形周向凹槽,用于接纳O形环类型的环形密封垫圈10,该环形密封垫圈10将被容纳在与基部支承件17形状互补的圆柱形容器12中。在该容器的底部形成至少一个孔,或者甚至两个孔(未示出),以便为压力传感器11的压力测量提供通向表壳外部的通路。压力传感器11安装在印刷电路板14上。此外,磁屏蔽件16还布置成被绝缘泡沫层19部分覆盖,绝缘泡沫层19被粘接在磁屏蔽件16上。所示例如为圆形的该绝缘泡沫层19使得可以挤压电源,例如电池,并且一旦后盖安装到表壳的中间部件上,则确保电源的抗冲击性。

还应指出,印刷电路板14可以是至少部分柔性的。它包括形式为柔性突片15的部分,用于在下文描述的第二多功能子组件上移动。该突片15终止于连接器35,连接器35具有若干引脚,用于连接到手表模块的主印刷电路板的互补连接器。通过该连接器35,手表模块的部件可以被供电。此外,任何命令或控制可以由控制单元(例如微控制器)从手表模块提供给两个多功能子组件的电子部件。印刷电路板14可以承载或电连接若干部件,例如压力传感器、罗盘、各种硬件部件、蜂鸣器连接器、与手表机芯的主连接器35、以及连接到线圈以整流感应电压的整流电路。这些电子部件连接到印刷电路板14的导电路径。

图2示出了可移除表壳后盖的第二多功能子组件2的仰视图和三维分解视图。该第二多功能子组件2旨在安装、连接和定位在第一多功能子组件上。

该第二多功能子组件2包括用于容纳诸如电池或蓄电器24之类的电源的围合结构22。优选地,在以下描述中,将主要以电池24作为电源进行描述,但是相对于其他电源这是非限制性的。该围合结构22是特定的塑料注射成型部件。在围合结构22中设有与电池形状互补的通孔,以容纳电池。

在组装后,第二多功能子组件2容纳有电池24、至少接触带23、26和振动器21。在振动器21的输出端设有法兰连接器,用于连接到第一多功能子组件的印刷电路板的互补法兰连接器。一个或两个第一接触带23用于连接电池24的负极,而至少一个第二接触带26用于连接电池24的正极。

在组装表壳的过程中,利用第一多功能子组件的基部支承件的两个支柱,使电池24的经组装的围合结构22定心并对齐,如下文参考图3和4所述。因此,这确保了带23、26、蜂鸣器和振动器21的接触,振动器21通过连接器被连接。带有感应线圈的印刷电路板包括穿过围合结构22上方的柔性突片,该柔性突片配备有连接器,该连接器具有用于连接到手表模块的若干引脚。电池24的经组装的围合结构22在高度Z上的自由度被它的周边凸缘锁定,该周边凸缘被夹在表壳的中间部件和可移除的后盖之间。

应指出,接触带23、26与连接到印刷电路板上的导电路径的导电垫相接触,以用于对各种部件供电。

图3表示两个多功能子组件的最终组件的俯视图,其用于形成可移除的表壳后盖3。图3示出了与上面参照图1和图2描述的元件相同的元件,其具有相同的参考标记。因此对这些元件不再重复描述。

图4表示根据本发明的电子或电子机械手表表壳4的三维分解视图。可移除的表壳后盖包括第一多功能子组件1和第二多功能子组件2,为了简单起见,仅示出了第二多功能子组件2的围合结构22。可移除的表壳后盖借助于密封垫圈42安装到表壳4的中间部件43的下部部分,该密封垫圈42采用O形环类型的环形接头的形式。为此目的,可移除的表壳后盖通过螺钉41固定到表壳中间部件43的下部部分,该螺钉41穿过基部支承件17的外周边缘的开口41′。表壳4在表壳中间部件43的上部由至少一个表镜44或表圈所围绕的表镜封闭。在表壳4内设置有手表模块(未示出),其位于可移除表壳后盖的上方,并且通常在表镜44下方的显示屏或表盘的下方。

下面参照图4描述用于组装电子或电子机械手表表壳的可移除表壳后盖的方法。该组装方法包括安装第一多功能子组件1的步骤。这些步骤如下:

-将蜂鸣器13插入基部支承件17的内部部分中的壳腔18内,并且例如通过粘接将蜂鸣器13保持在该壳腔18内,

-例如通过粘接将包括感应线圈14′的印刷电路板14保持在基部支承件17的包含蜂鸣器13的内部部分上,

-例如通过粘接将铁氧体磁屏蔽件16保持在印刷电路板14上,

-例如通过粘接将绝缘泡沫层19保持在铁氧体磁屏蔽件16上。

该组装方法还包括安装第二多功能子组件2的步骤。这些步骤如下:

-例如通过粘接将振动器21保持在电池围合结构22上的专用壳腔中,

-使接触弹簧与蜂鸣器13和电池围合结构22中的专用孔内的天线连接器相接触,

-将接触带23、26安装在电池围合结构22上,

-将电池24定位在电池围合结构22中。

该方法还可包括以下步骤:将第二子组件2放置在基部支承件17的用于定心和对中的支柱31上,以确保与蜂鸣器13的连接,并且使印刷电路板14的具有连接器35的柔性突片15弯曲以确保与手表模块或手表模块的主印刷电路板的连接;以及,借助于高度定位边缘部32使组装到表壳中间部件的多功能子组件1、2相互接触。

一旦表壳4与手表模块和可移除表壳后盖1、2的所有部件安装在一起,则可以将电子或电子机械手表设置在用于对手表电源24无线充电或再充电的设备上。

还应指出,对于根据本发明的用于对电源(例如电池)进行充电或再充电的这种可移除表壳后盖,与之前的电子电池充电设备相比,可以观察到若干优点。以前,手表中的蜂鸣器的任何振动或声音的产生都没有以适当的方式被感知。本发明的可移除的表壳后盖使得能够容易地将市场上可买到的标准的紧凑型蜂鸣器直接集成在基部支承件上,条件是基部支承件例如也由塑料材料制成。通过将这种蜂鸣器放置在基部支承件上,可以改善手表佩戴者的感受。

通过将感应线圈集成在可移除表壳后盖中的印刷电路板上,有利地利用了与用于硬件部件的主印刷电路板的表面互补的表面,并且节省了高度空间。因此,某些硬件部件可以转移到临界高度之外的区域。

非常容易接近表壳中的、尤其是可移除的表壳后盖中的所有部件(其95%可回收),这样在装配线出现问题时就可以轻松更换这些部件。胶或粘合剂的使用也减少到最低限度。由两个子组件形成的可移除表壳后盖的结构确保了表壳后盖的中间检查、中间库存和美学变化的极大灵活性。

当电池作为电源时,可以提供具有更适合组装和防震的专有形状的或标准圆柱形状的电池的可移除表壳后盖。通常,所用的电池或可充电蓄电器采用锂离子技术,并且可以与例如来自太阳能电池的持续能量供应进行组合。将电池固定在第二子组件的电池围合结构中对于确保良好的高度抗冲击性至关重要,这与手表机芯上的电池有很大不同。

最后,根据本发明的可移除表壳后盖的结构与现有技术的不同之处在于,它是厚度显著减小的组件,由塑料材料或陶瓷制成,并且一旦组装在手表中就能达到10巴的防水性。它可以使用其卡对卡连接器(card-to-card connector)独立于手表进行预测试,并且可以轻松地通过机械连接进行预测试,而无需粘合剂或螺钉。

从刚刚给出的描述中,本领域技术人员可以在不脱离由权利要求限定的本发明的范围的情况下,设计出具有电子设备的可移除表壳后盖的若干变型,其中所述电子设备用于表壳的电池的无线充电或再充电。除了简单的粘接以外,所述子组件的部件还可以通过机械方式来组装和保持。

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