包括集成式通信系统的具有金属外观的外部元件的制作方法

本发明涉及一种钟表的由第一材料制成并具有包括通信系统的容纳部的外部元件。

背景技术：

随着包含rfid类型的短程无线通信功能的手表的出现，有必要寻求用于放置通信系统的空间。一种解决方案是将这些通信系统与手表的元件集成在一起，所述手表的元件例如为表壳、表镜、表镜密封件，甚至表圈。

然而，如果这些元件由固体金属制成，这种类型的结构是不切实际的。事实上，电磁干扰会严重削弱、甚至阻止通信。将通信系统与非金属元件集成在一起可以避免干扰，但无法获得与该元件由固体金属制成的情况相同的视觉外观。“视觉外观”这个表达在这里用来表示金属光泽和颜色。

已熟知描述了一种手表的外部元件的文献ep1274150a1，所述手表的外部元件基本上是环形的，适合于手表的表圈，并且具有通信系统的天线位于其中的开口。这种外部元件不仅由金属材料制成，而且由它形成的突出部对手表的设计也有重大影响。

技术实现要素：

本发明的目的是解决现有技术的缺点。

为此，本发明涉及一种钟表或珠宝的外部元件(或“壳体元件”)，所述外部元件包含由绝缘陶瓷材料制成的主体，所述主体被布置成包括容纳部，其中，该主体还包括布置在容纳部中的无线通信系统，并且所述外部元件的表面的至少一部分具有金属质感的视觉外观层，所述层通过渗碳、渗氮或这两种工艺的组合获得。

该外部元件的优点是由绝缘材料制成，使得它不会干扰无线通信系统，同时包含一个表面层，该表面层具有金属质感的视觉外观，使得所述外部元件与安装它的物体/手链保持一致。因此，相对于不包含通信系统的传统件，钟表或珠宝的外观没有改变。应该注意的是，渗碳/渗氮工艺通过使外部元件在其表面上导电来改变外部元件表面的电阻(欧姆电阻介于20与80欧姆之间)，而厚度足够薄以确保对通信系统的影响可以忽略不计，尤其是对于低于1千兆赫的频率。自然，除了表面层以外，外部元件自身也保持绝缘。

本发明的目的还在于一种钟表，所述钟表包括表壳并配备有表圈，所述表壳包括由背部和表镜封闭的表壳中间部件，其中，表圈是如上所述的外部元件。

在这种情况下，本发明使得能够获得旋转或非旋转的表圈系统，该系统易于安装，其允许rfid类型的无线通信功能，并且不影响传统金属手表的美观性。

从属权利要求中指出了本发明的其它特征。

附图说明

根据本发明的表圈系统的目的、优点和特征将从下面对本发明的至少一个实施例的详细描述中更清楚地被理解，该至少一个实施例仅以非穷举性示例给出，并由附图说明，其中:

-图1示出本发明的总视图；

-图2和3示出根据本发明的用作外部元件的表圈的两个详细视图；

-图4示出本发明的第一实施例；

-图5示出本发明的第二实施例；

-图6a和6b示出根据本发明的表圈的两个其它说明性实施例。

具体实施方式

图1和2示出了根据本发明的外部元件10，例如表圈100，该表圈100安装在钟表1上，该钟表1包括由背部3和表镜4封闭的表壳2。该表圈100是环形部件，其包括佩戴者直接可见的上表面和下表面。

该表圈100可以以旋转或非旋转的方式安装在表壳中间部件的位置处。弹簧棘爪机构或闭锁系统(此处未示出)布置在旋转表圈100的壳体中。该弹簧棘爪机构包括弹簧装置和带齿元件。弹簧棘爪机构的元件中的一个元件与表壳中间部件成角度地整合为一体，而另一个元件与表圈100成角度地整合为一体，以允许表圈相对于表壳中间部件角度指示/角度指标化。

为了安装表圈100，该钟表包括表壳中间部件20，在表壳中间部件20中设置有肩部21，该肩部21由侧壁22和基座23限定。该肩部用作表圈的容纳部。通常，侧壁22包括在侧壁22的整个周边上延伸的突出部24。该突出部24允许与基部23和壁22协同限定一保持槽25。该保持槽25使得在通过力组装表圈的过程中，表圈可以插入并保持在那里。

有利地，根据本发明，表圈100配备有无线通信系统102，如图3所示。

在优选示例中，表圈100以包括由下部部分100b(主体)和上部部分100a(装饰插件或分钟显示件)组成的主体的方式制造。该上部部分100a和该下部部分100b因此被布置成被组装以形成所述表圈。下部部分和上部部分以这样一种方式巧妙制造：使得存在用作容纳部的槽104。该槽可以设置在上部部分或下部部分，或者可以由两个互补表面形成：一个表面在上部部分，一个表面在下部部分。该槽是周向的，也就是说，它在表圈的周边延伸，尽管它不一定为恒定的尺寸。该槽104于是用作容纳无线通信系统的容纳部。该无线通信系统102可以包括支承结构，也就是说，形状类似于设置在表圈上的槽104的形状(也就是说，环形形状)的印刷电路。在这种情况下，印刷电路用作环形天线的基板，并且确保通信系统功能的不同电子部件被布置在所述印刷电路板上。通信系统可以使用nfc通信协议(近场通信)。

整个组件然后被放置在表圈100的用作容纳部的槽104中。

为了封闭整个组件，例如橡胶类型的聚合物材料可以在槽104中直接包覆成型，形成如图3中所示的包覆成型件106。这种传统的包覆成型工艺旨在覆盖整体形成为环形形状的无线通信系统102。一方面，由于聚合物材料被引入到整个槽104中，因此这种整体覆盖方式使得能够确保系统的良好防水性，从而防止液体被引入到槽104中。也可以通过其它方式填充槽，例如传统的注塑、丝网印刷或树脂分布(英文为resindispensing)。一旦槽被填充，无线通信系统就被机械地保持，并且能够毫无问题地抵抗冲击载荷和热变化。

另一方面，该实施例的第二个优点是，它使得对存储在通信电路中的频繁加密数据的欺诈性访问变得不太容易。事实上，用于该表圈100的通信系统102可以利用nfc或rfid类型的无接触通信协议或一些其它无线电通信手段。因此，该表圈可以用作产品识别(或跟踪))的电子“标记”或标签。它也可以用于支付功能，这意味着嵌入的数据是灵敏的。因此，在通信系统102上包覆模制聚合物的行为使得获取信息更加困难，因为在访问电子电路之前必须溶解该聚合物。

在图6a和6b中可见的另一个说明性实施例中，表圈100为设置有用作无线通信系统102的容纳部的槽104的单主体的形式。该槽104可以设置在形成表圈100的主体的面中的一个面上，而不管它是可见的还是面向表壳中间部件20。在槽104被设置在面向表壳中间部件20的一个面上的情况下，槽将被例如聚合物、塑料或橡胶的包覆成型件106填充，以便完全覆盖无线通信系统102并确保良好的耐水性。在槽104设置在表圈的一个可见表面上的情况下，该槽容纳通信系统102，于是通信系统102使用橡胶或一些其它聚合物包覆成型。槽104也可以由封盖107封闭，封盖107由与表圈100相同的材料制成，或者由以装饰方式与表圈的材料形成对比的一些其它材料制成。该封盖可以封接或压接、甚至钎焊焊到表圈上。

根据本发明，表圈100以防止干扰无线通信系统102的方式制造。事实上，将通信系统安装在例如由钢制成的金属表圈中会由于表圈的金属材料屏蔽电磁场(em)而导致所述通信系统的故障。

因此，本发明提出用电绝缘材料制造表圈，同时在表圈的全部或至少一部分可见表面上呈现金属外观。在这种情况下，所选择的材料是陶瓷材料。选择类似的材料是因为它的绝缘特性防止了对无线通信的所有干扰。然而，选择这种材料也是因为它的机械耐刮擦性，不仅是因为其惰性的一面，也是因为塑料材料，这也是可以想到的。

下部部分和上部部分因此由陶瓷材料制成。

巧妙的是，表圈接受了一种处理，使其具有与表壳相似的外观。事实上，由金属材料制成的表壳具有金属外观，而对于外部元件(在这种情况下是表圈)所使用的陶瓷则具有完全不同的外观，这会降低产品的整体美观性。这种处理因此赋予陶瓷表圈表面以金属外观。所述金属外观伴随有金属特性，特别是非零但足够低的电导率，并且具有足够薄的厚度，以允许容纳由表圈中的无线通信系统接收和/或发射的电磁波通过。

在图4中可见的第一实施例中，外部元件10的处理是渗碳或渗氮处理。类似的渗碳/渗氮阶段涉及到改变部件的化学成分(通过分别用碳或氮代替原始陶瓷材料的氧)。因此，类似的方法包括将待渗碳/渗氮的部件，例如由一个或两个部分100a和100b构成的表圈100，放置在其气氛分别含有碳原子或氮原子的封壳中，并通过在其整个表面上或在选定区域10’中均匀加热来使待渗碳/渗氮的工件表面活化。外部元件10的表面然后被加热到700至1100℃之间的温度持续30至180分钟。在该温度的影响下，封壳气氛中的碳或氮原子与外部元件10的区域10’中的陶瓷结合。有利的是，这包括将外部元件10的区域10’的表面转变成一定厚度的碳化物或氮化物，这些碳化物或氮化物具有分别接近铂或金的颜色的金属外观，而不会像金属沉积的情况那样存在因剥离而劣化的风险。

更具体地，具有碳化锆或氮化锆结构的表面层10’从表面延伸10和200nm之间的平均深度。该厚度具有为外部元件10提供金属外观的优点，同时足够薄以避免干扰无线通信系统。

在图5可见的第二实施例中，使外部元件10具有金属外观的处理包括使层10”沉积。该沉积的层是在外部元件10的陶瓷表面上的金属层、氧化物层、氮化物层、碳化物层、硼化物层或它们的组合，该层通过湿法成层或在受控气氛下、优选pvd下进行成层而产生。该层将具有约10nm至2-3m的厚度。

在这两个实施例的变型中，可以理解，外部元件的处理可以在外部元件的整个表面上进行，或者可以仅仅是部分地进行。在处理是部分的情况下，在佩戴者可见的外部元件的表面上进行处理。事实上，对于表圈，表面的一部分面向表壳的肩部，而表面的另一部分对佩戴者是可见的。此外，对外部元件的处理的选择可能具有美学目的，例如，为了显示标记、数字、标志或一些其它装饰元件。

应当理解，可以对上面描述的本发明的不同实施例进行对于本领域技术人员来说显而易见的各种修改和/或改进和/或组合，而不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围。

因此，为了提高耐水性，可以建议在表圈的下部部分和上部部分之间设置接合部。

还应当理解，外部元件可以是包含无线通信系统的手链链节、表壳的背面或任何其它陶瓷外部部件。