專利名稱：小尺寸的機電傳感器,特別是時鐘發生器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一由轉子構成的機電傳感器，所述轉子具有多個磁極和至少一個平面 線圈(高度相對較低)，其被布置為使得當轉子旋轉時，所述轉子的磁極通過相對著的所述 至少一個線圈。特別地，該機電傳感器定義了一種時鐘發生器，S卩小尺寸的發生器或磁電微發生器。特別地，依照本發明的時鐘發生器用于并入特別是在EP專利號239820或679968 所披露的類型的一時鐘運作中。
背景技術：
在德國實用新型號DE 1811389 (U)中披露了上述類型的帶有多極轉子的一種發 生器。這個發生器包括轉子，所述轉子由攜載著兩個由磁性材料所制成邊緣的中心軸桿構 成，在該轉子的周邊布置著具有交變極性的永磁體，每個邊緣六個。因此所述轉子包括12 個非常小的磁體，每個磁體被獨立地固定至兩個磁性轉子邊緣中的一個上。該發生器還包 括兩個或三個相對于所述發生器的旋轉軸線布置為具有120°的角偏轉的平面線圈。當該 轉子旋轉時，所述永磁體通過相對著的所述線圈。在所示的實施例中，磁體的中心軸線近似 地通過線圈的中心軸線。當轉動時，所述轉子因此在線圈中感應出電流，該電流用于為時鐘 運作的電路供電。此電能可以被存儲在一可再充電的電池中或一存儲電容器中。在德國實用新型號1811389(U)中披露的發生器確定地能夠有效地產生電流，該 電流用于為電時鐘電路供電以及控制這種類型的發生器從而使得當其以與時基同步的恒 定速度旋轉時具有能量。然而，這種發生器具有多種較大的缺點。首先，其相對復雜并且制 造麻煩。的確，必須提供12個非常小的磁體且然后以統一的方式單獨地將其固定至兩個磁 性轉子邊緣的周邊。其次，這種具有兩個圓盤形邊緣(每個邊緣在其周邊處攜載著六個磁 體)的發生器具有相對較大的慣性。慣性的等級或量級越高，發生器對震動越敏感(這意 味著其必須以某一個速度旋轉以避免震動將其停止)。還應指出的是，作為用于使該發動 器同步操作所必需的最小轉矩的起動轉矩也相對較高。
發明內容
本發明的一個目的是為了提供機電傳感器，尤其是用于鐘表類型功能，其給上述 現有技術中的問題提供了一種解決方案，同時維持了高水平操作效率。本發明因此涉及一種如權利要求1所述的機電傳感器。這個傳感器特別地特征在 于這樣的事實其是由磁性材料制備的三部分而組成的，所述三部分的每一個均具有定義 出轉子磁極的舌狀物。兩個相對于現有技術中的那些磁體而相對大尺寸的雙極永久磁體被 配置為具有反相極性、且與轉子的旋轉軸線同軸、并被插入在上述的三個磁性部分之間。每 個磁性部分的舌狀物放射狀地延伸，并且在它們之間具有近似為常量的角偏轉。中間磁性 部分具有包括其折疊的舌狀物部分的特征，從而使得它們各自的末端區域近似地布置在第一頂平面中，該第一頂平面中定位著第一磁性部分的舌狀物，而該中間部分的另外一半舌 狀物被折疊、從而使得它們各自的末端位于第二底平面中，該第二底平面中定位著第三磁 性部分的舌狀物。此傳感器包括至少一個布置于轉子的頂平面與底平面之間的線圈，使得 當轉子旋轉時，舌狀物的末端區域通過相對著的該至少一個線圈。作為根據本發明的傳感器的特性的結果，盡管所述轉子具有多個磁極，但是所必 需的永久磁體的數量大大降低。的確，不論轉子的磁極的數量，該轉子僅具有兩個永久磁 體。來自磁體的磁通量分布在舌狀物中、并由彼此面對地設置的頂部和底部舌狀物的末端 區域封閉。轉子的所有部分能夠以低成本制造并且組裝這樣的部分相對容易。結果，所述 轉子的三個磁性邊緣和兩個雙極磁體被簡單堆疊在彼此的頂部上。發生器的轉子因此能 夠以降低的成本制造。然后，因為兩個相對大尺寸的雙極磁體與轉子的旋轉軸線同軸地布 置，因此轉子的大部分質量集中于它的中心區域。因此，根據本發明的發生器轉子的慣性比 以上描述的現有技術的轉子的慣性更低。該發生器的起動轉矩較低并且對于震動較為不敏 感。此外，該發生器能夠隨著由時鐘運作的一筒體所提供的一轉矩而同步旋轉，該轉矩小于 現有技術的發生器所必需的最小轉矩。因此，對于一給定筒體，在不采用任何中間線圈的情 況下，利用本發明的發生器而使得時鐘的運作同步地運行了一段有所增長的持續時間。
下面參照接下來的說明書詳細地描述一優選實施例，該優選實施例是參考附圖給 出的，作為非限制性實例給出，其中圖1是根據本發明的一個優選實施例的傳感器轉子的分解透視圖；圖2是根據所述的優選實施例的傳感器的頂視圖；以及圖3是圖2中沿著線III-III的橫截面示意圖。
具體實施例方式參照附圖1至3，以下我們將描述一根據本發明的時鐘型機電傳感器的優選實施 例。特別地，該傳感器形成一磁電發生器2。該發生器2包括一轉子4以及兩個平面線圈6 和8。將會馬上注意到在第一變型中，僅提供一個線圈6 ；但是在第二變型中，有3個線圈， 按角度偏轉120°。線圈6和8相對于轉子4的旋轉軸線20具有一個120°的角偏轉。轉子4是由磁性材料所制備的第一、第二和第三部分10、11和12形成。第一磁性 部分10由限定著第一中心區域14和三個從中心區域14輻射狀延伸的舌狀物10AU0C和 IOE的平面結構而形成。三個舌狀物以具有大約120°角偏轉的統一方式布置。該磁性部 分10因此限定著一底板切口從而使得其具有一圓形的中心區域以及三個從所述中心區域 放射狀延伸的舌狀物。第三磁性部分12與磁性部分10相一致。因此，磁性部分12包括圓 形的中心區域16和三個從中心區域放射狀延伸的舌狀物12B、12D和12F。磁性部分12限 定著定義一頂板切口從而使得其限定出一中心區域和三個舌狀物，所述三個舌狀物在所述 中心區域周圍均一地分布。在與旋轉軸線24相垂直的幾何平面上的投影中，底部10的舌狀物相對于頂部12 的舌狀物具有60°的角偏轉。因此，在所述的幾何平面上的投影中，頂部和底部的所述舌狀 物限定著六個均勻分布的徑向方向，即在它們之間具有近似常量的角偏轉。第二磁性部分11定義了一個介于頂部和底部之間的中間部分。這個中間部分具有一中心區域15，六個舌 狀物從該中心區域開始。這個中間部分的不同在于相對于彼此具有120°的角偏轉的舌 狀物IlBUlD和IlF—半的被向下折疊，從而使得它們各自的末端區域被大約布置在一個 其中定位有平板10 (且特別是它的舌狀物)的第一幾何平面26上。部分11的舌狀物11B、 IlD和IlF位于底部10的舌狀物10AU0C和IOE之間，以便定義出六個具有交替極性、并 圍繞著在底板26中的軸線24而勻稱地分布的磁極。中間部分11還具有三個相對于彼此 具有120°的角偏轉的舌狀物IlAUlC和11E，該三個舌狀物被向上折疊，從而使得它們各 自的末端區域被大約布置在一個其中定位有部分12 (且特別是它的舌狀物)的第二幾何平 面28上。中間部分11的舌狀物IlAUlC和IlE位于頂部12的舌狀物12B、12D和12F之 間，以便定義出六個具有交替極性、并圍繞著在頂板28中的軸線24而勻稱地分布的磁極。 中間部分的底部的三個舌狀物IlBUlD和IlF被定位以分別面對著頂部12的三個舌狀物 12B、12D和12F。同樣地，中間部分的頂部的三個舌狀物11A、1 IC和IlE被定位為分別面對 著底部10的三個舌狀物10AU0C和10E。第一軸向極化的雙極磁體18被布置于第一和第二中心區域14與15之間。在與 第一磁體的極化方向相反的方向上得以被極化的第二雙極磁體20被布置于中心區域15與 16之間。因此彼此相對地布置的成對舌狀物具有相反的磁極并且定義出轉子的磁極。同樣 地，在幾何平面26或28上的兩個臨近的舌狀物具有相反的磁極。該兩個線圈6和8被布 置在第一和第二平面26和28之間，從而使得當轉子4旋轉時，轉子舌狀物的末端區域通過 相對著的兩個線圈。應該注意的是所述轉子的三個磁性部分的三個各自的中心區域相對于彼此疊置， 并且兩個磁體18和20與這些中心區域同軸。該轉子能夠通過簡單的堆疊如圖1所示的并 在以上被詳細描述的五個元件而被容易地組裝。這五個元件被裝配在一中心架22上。以上描述的優選實施例包括每個具有三個舌狀物的頂部和底部部分，以及包括卻 具有六個舌狀物的中間部分。根據其它實施例以及通常來說，頂部和底部的舌狀物的數量 等于N，其中N大于1 (N > 1)。如附圖中的優選實施例所示，這些N個舌狀物圍繞中心區域 而均勻分布并且從這個中心區域輻射狀延伸。中間部分則包括2N個舌狀物，其中N個第一 舌狀物被向下折疊，從而使得它們各自的末端區域被布置為近似地位于一個其中定位有底 部舌狀物的第一底部平面上。N個其余剩下的舌狀物被向上折疊從，而使得它們各自的末 端區域被布置為近似地位于一個其中定位有頂部舌狀物的第二頂部平面上。于是該轉子具 有2N對磁極，每對磁極分別通過兩個彼此相對地布置的舌狀物的末端而加以定義。
權利要求
由轉子(4)和至少一個線圈(6，8)構成的機電傳感器(2)，其特征在于，所述轉子由第一、第二和第三部分(10，11，12)構成，由磁性材料制備的所述第一、第二和第三部分分別具有第一、第二和第三重疊的中心區域(14，15，16)，軸向極化的第一雙極性磁體(18)布置于第一和第二中心區域之間，并且，在與所述第一磁體的極化方向相反的方向上軸向極化的第二雙極性磁體(20)布置于第二和第三中心區域之間，第一和第三部分的每一個均包括N個舌狀物，其中N大于1(N＞1)，所述舌狀物從中心區域放射狀、且勻稱地延伸；以及所述第二部分包括2N個舌狀物，其中N個第一舌狀物經折疊從而使得它們各自的末端區域布置為近似地位于一其上設置有所述第一部分的舌狀物的第一幾何平面(26)上，并且N個第二舌狀物經折疊從而使得它們各自的末端區域布置為近似地位于第二幾何平面(28)上，第二幾何平面(28)中定位有所述第三部分的舌狀物，且第二部分的所述N個第一舌狀物定位為分別對著所述第三部分的N個舌狀物、而所述第二部分的N個第二舌狀物定位為分別對著所述第一部分的N個舌狀物，所述的至少一個線圈定位于所述轉子的第一和第二幾何平面之間，從而使得當所述轉子旋轉時，轉子舌狀物的末端區域通過相對著的所述至少一個線圈。
2.如權利要求1所述的機電傳感器，其特征在于，所述轉子的所述第一和第三部分 (10，12)是平的并以相同的方式切割。
3.如權利要求1所述的機電傳感器，其特征在于，所述第一和第三部分的舌狀物的數 量N等于3并且所述第二部分的舌狀物的數量2N等于6。
4.如權利要求3所述的機電傳感器，其特征在于，其包括按角度偏轉了120°的兩個線 圈(6，8)。
全文摘要
本發明涉及小尺寸機電傳感器，特別是時鐘發生器，包括兩個線圈、和磁性材料的第一、二、三部分構成的轉子，這三部分各有第一、第二和第三重疊的中心區。軸向極化的第一雙極性磁體在第一、第二中心區之間，在相反方向上軸向極化的第二雙極性磁體在第二、第三中心區之間。第一、第三部分各包括大于1的N個舌狀物，從中心區放射延伸。第二部分包括2N個舌狀物，其中N個折疊、從而其末端在定位有第一部分的舌狀物的第一幾何平面(26)上，其對著第三部分的舌狀物；另N個折疊、從而其末端在定位有第三部分的舌狀物的第二幾何平面上，其對著第一部分的舌狀物。線圈在第一、第二幾何平面間，轉子旋轉時，轉子舌狀物的末端通過相對的至少一線圈。
文檔編號H02K11/00GK101980428SQ20101025094
公開日2011年2月23日 申請日期2010年6月13日 優先權日2009年6月16日
發明者J·伯索德, U·肖恩赫爾 申請人:伊塔瑞士鐘表制造股份有限公司