CH721178A2

CH721178A2 - Electric generator intended to be incorporated into a watch

Info

Publication number: CH721178A2
Application number: CH001094/2023A
Authority: CH
Inventors: Meyer Pascal; Lagorgette Pascal; Besuchet Romain; Klopfenstein François
Original assignee: Eta Sa Mft Horlogere Suisse
Priority date: 2023-10-05
Filing date: 2023-10-05
Publication date: 2025-04-15

Abstract

La génératrice (4) comprend un rotor (6), définissant un axe de rotation et comprenant un aimant permanent (8) présentant au moins deux pôles magnétiques radiaux, et un stator (10) formé par au moins une bobine (16 à 19) et par au moins un noyau magnétique (12 à 15) autour duquel est respectivement enroulée ladite au moins une bobine. Ledit au moins un noyau magnétique (12 à 15) est agencé dans un plan géométrique perpendiculaire à l'axe de rotation. Ledit au moins un aimant permanent (8) présente un centre sensiblement dans le plan géométrique. Selon l'invention, le stator (10) ne comprend aucune partie à haute perméabilité magnétique qui longe l'aimant permanent (8). Selon une forme d'exécution spéciale de l'invention, le stator est agencé de manière que les noyaux forment un circuit magnétique définissant une structure annulaire continue (22) à l'intérieur de laquelle est situé l'aimant permanent.The generator (4) comprises a rotor (6), defining an axis of rotation and comprising a permanent magnet (8) having at least two radial magnetic poles, and a stator (10) formed by at least one coil (16 to 19) and by at least one magnetic core (12 to 15) around which said at least one coil is respectively wound. Said at least one magnetic core (12 to 15) is arranged in a geometric plane perpendicular to the axis of rotation. Said at least one permanent magnet (8) has a center substantially in the geometric plane. According to the invention, the stator (10) does not comprise any part with high magnetic permeability which runs along the permanent magnet (8). According to a special embodiment of the invention, the stator is arranged in such a way that the cores form a magnetic circuit defining a continuous annular structure (22) inside which the permanent magnet is located.

Description

Domaine technique de l'inventionTechnical field of the invention

[0001] L'invention concerne une génératrice de petites dimensions, pour applications horlogères, dont le rotor est entraîné en rotation par une masse oscillante. Plus particulièrement, une telle génératrice est agencée pour être incorporée dans une montre munie d'une masse oscillante entraînée en rotation par les mouvements du bras de la personne qui la porte au poignet. [0001] The invention relates to a small-sized generator for watchmaking applications, the rotor of which is driven in rotation by an oscillating mass. More particularly, such a generator is arranged to be incorporated into a watch provided with an oscillating mass driven in rotation by the movements of the arm of the person wearing it on the wrist.

Arrière-plan technologiqueTechnological background

[0002] Diverses génératrices de petites dimensions, aussi nommées micro-génératrices, ont été proposées pour des montres. On peut distinguer généralement deux types principaux. Le premier type présente une configuration qui est proche, voire semblable, aux moteurs horlogers monophasés classiques, notamment du type Lavet. Ce premier type est caractérisé par un circuit magnétique qui s'étend principalement de manière perpendiculaire à l'axe de rotation du rotor, lequel est muni d'un aimant bipolaire à aimantation radiale, et qui forme deux épanouissements polaires définissant une ouverture dans laquelle est situé l'aimant du rotor. Le circuit magnétique est formé par un matériau ferromagnétique doux. Une bobine ou deux bobines sont montées le long du circuit magnétique. Le flux magnétique de l'aimant est ainsi collecté par les deux épanouissements polaires qui entourent l'aimant à faible distance de celui-ci, en d'autres termes qui longent latéralement l'aimant. Une génératrice de ce premier type muni d'une seule bobine (première variante) est divulguée dans le document EP 1085383 A1. Une deuxième variante comprenant deux bobines est décrite dans le document US 2021/0240139 A1. [0002] Various small generators, also called micro-generators, have been proposed for watches. Two main types can generally be distinguished. The first type has a configuration that is close, or even similar, to conventional single-phase watch motors, in particular of the Lavet type. This first type is characterized by a magnetic circuit that extends mainly perpendicular to the axis of rotation of the rotor, which is provided with a bipolar magnet with radial magnetization, and which forms two pole shoes defining an opening in which the rotor magnet is located. The magnetic circuit is formed by a soft ferromagnetic material. One or two coils are mounted along the magnetic circuit. The magnetic flux of the magnet is thus collected by the two pole shoes that surround the magnet at a short distance from it, in other words that run laterally along the magnet. A generator of this first type provided with a single coil (first variant) is disclosed in document EP 1085383 A1. A second variant comprising two coils is described in document US 2021/0240139 A1.

[0003] On observe que, pour des raisons de fabrication des bobines, il est généralement prévu que celles-ci soient linéaires, c'est-à-dire qu'elles présentent un axe central rectiligne. Le bobinage est plus aisé dans un tel cas. Dans les deux documents antérieurs cités ci-avant, chaque bobine est formée par l'enroulement d'un fil électrique fin autour d'un noyau qui est assemblé avec une partie du stator formant les deux épanouissements polaires. Dans la première variante, le circuit magnétique est formé par un noyau linéaire et par une partie, présentant une relativement grande surface, qui forme les deux épanouissements avec l'ouverture pour le rotor. Dans la deuxième variante, laquelle est optimisée pour le premier type considéré ici, les deux bobines sont formées sur deux noyaux linéaires respectifs et les deux bobines sont agencées, dans le sens longitudinal, l'une à côté de l'autre. Le circuit magnétique est formé par les deux noyaux, une pièce de liaison pour deux extrémités élargies respectives des deux bobines et une partie, dans le prolongement des deux bobines, formant les deux épanouissements polaires qui définissent l'ouverture pour l'aimant du rotor. [0003] It is observed that, for reasons of manufacturing the coils, it is generally provided that these are linear, that is to say that they have a rectilinear central axis. Winding is easier in such a case. In the two prior documents cited above, each coil is formed by winding a thin electric wire around a core which is assembled with a part of the stator forming the two pole shoes. In the first variant, the magnetic circuit is formed by a linear core and by a part, having a relatively large surface, which forms the two shoes with the opening for the rotor. In the second variant, which is optimized for the first type considered here, the two coils are formed on two respective linear cores and the two coils are arranged, in the longitudinal direction, one next to the other. The magnetic circuit is formed by the two cores, a connecting piece for two respective widened ends of the two coils and a part, in the extension of the two coils, forming the two polar expansions which define the opening for the rotor magnet.

[0004] On constate que les génératrices du premier type susmentionné ont l'avantage de pouvoir présenter une relativement faible hauteur du fait que le circuit magnétique formant le stator s'étend principalement de manière perpendiculaire à l'axe de rotation du rotor. Cependant, ce premier type de génératrice présente un inconvénient important. Pour un encombrement donné, le volume du fil de bobine est relativement faible et le volume de l'aimant du rotor également. Une augmentation du diamètre de l'aimant engendre une augmentation du diamètre de l'ouverture dans le circuit magnétique et la surface de la partie de ce circuit magnétique formant les deux épanouissements polaires doit être augmentée de manière importante. Les noyaux des bobines ont au moins chacun une extrémité dans le prolongement de la bobine respective qui doit recouvrir la partie du stator / du circuit magnétique formant les deux épanouissements polaires pour être fixé à cette partie et assurer une continuité du circuit magnétique sans augmenter la réluctance du circuit magnétique. L'aimant du rotor est ainsi généralement positionné à distance de la bobine, respectivement des deux bobines. [0004] It is noted that the generators of the first type mentioned above have the advantage of being able to have a relatively low height due to the fact that the magnetic circuit forming the stator extends mainly perpendicular to the axis of rotation of the rotor. However, this first type of generator has a significant drawback. For a given size, the volume of the coil wire is relatively small and the volume of the rotor magnet also. An increase in the diameter of the magnet causes an increase in the diameter of the opening in the magnetic circuit and the surface area of the part of this magnetic circuit forming the two pole shoes must be increased significantly. The cores of the coils each have at least one end in the extension of the respective coil which must cover the part of the stator / of the magnetic circuit forming the two pole shoes to be fixed to this part and ensure continuity of the magnetic circuit without increasing the reluctance of the magnetic circuit. The rotor magnet is thus generally positioned at a distance from the coil, respectively from the two coils.

[0005] Le deuxième type de génératrice utilisé dans des montres est caractérisé par une configuration axiale. Une telle génératrice est formée généralement de plusieurs aimants bipolaires avec une aimantation axiale, c'est-à-dire selon la direction de l'axe de rotation du rotor, et par au moins une bobine du type galette avec un axe central également axial. De telles génératrices peuvent être relativement efficaces et permettre de générer des tensions induites relativement importantes. Par contre, leur construction est complexe avec plusieurs parties. En effet, les aimants sont agencés à distance de l'axe de rotation du rotor, de préférence sur deux flasques, de manière à passer au moins en partie en face des bobines lorsque le rotor tourne. De plus, l'encombrement d'une génératrice de ce deuxième type est important, en particulier la hauteur d'une telle génératrice étant grande. [0005] The second type of generator used in watches is characterized by an axial configuration. Such a generator is generally formed by several bipolar magnets with axial magnetization, that is to say in the direction of the axis of rotation of the rotor, and by at least one coil of the pancake type with a central axis that is also axial. Such generators can be relatively efficient and can generate relatively high induced voltages. On the other hand, their construction is complex with several parts. Indeed, the magnets are arranged at a distance from the axis of rotation of the rotor, preferably on two flanges, so as to pass at least partly opposite the coils when the rotor rotates. In addition, the size of a generator of this second type is significant, in particular the height of such a generator being large.

Résumé de l'inventionSummary of the invention

[0006] La présente invention se propose de résoudre les problèmes des génératrices pour applications horlogères décrites ci-avant en proposant un nouveau type de génératrice horlogère qui se caractérise par une bonne efficacité électrique et un encombrement réduit pour un volume donné de fil électrique, prévu pour les bobines de la génératrice. En d'autres termes, il est prévu de fournir une génératrice avec des bobines pouvant avoir ensemble un relativement grand volume de matériau conducteur pour un volume donné de cette génératrice. En particulier, il est prévu un volume aimanté du rotor qui soit relativement grand. Ensuite, l'invention a pour objectif de fournir une génératrice horlogère qui soit relativement peu onéreuse et facile à monter dans un mouvement horloger. De plus, l'invention a pour but de fournir une génératrice ayant un faible couple réluctant, voire aucun couple réluctant. Finalement, l'invention a aussi pour objectif de conserver l'avantage mentionné du premier type de génératrice, à savoir une relativement petite hauteur. [0006] The present invention proposes to solve the problems of generators for watch applications described above by proposing a new type of watch generator which is characterized by good electrical efficiency and reduced bulk for a given volume of electric wire, provided for the coils of the generator. In other words, it is intended to provide a generator with coils which can together have a relatively large volume of conductive material for a given volume of this generator. In particular, a magnetized volume of the rotor is provided which is relatively large. Then, the invention aims to provide a watch generator which is relatively inexpensive and easy to mount in a watch movement. In addition, the invention aims to provide a generator having a low reluctant torque, or even no reluctant torque. Finally, the invention also aims to retain the mentioned advantage of the first type of generator, namely a relatively small height.

[0007] À cet effet, l'invention concerne une génératrice, pour une application horlogère, comprenant un rotor, définissant un axe de rotation et comprenant au moins un aimant permanent ayant au moins deux pôles magnétiques radiaux, et un stator formé par au moins une bobine et au moins un noyau magnétique autour duquel / desquels est / sont respectivement enroulée / enroulées ladite au moins une bobine. Ledit au moins un noyau est / sont agencé / agencés dans au moins un plan géométrique perpendiculaire audit axe de rotation. Ledit au moins un aimant permanent présente un centre situé dans un plan milieu dudit au moins un plan géométrique. Le stator ne comprend aucune partie à haute perméabilité magnétique qui longe l'aimant permanent, en particulier latéralement dans ledit plan milieu. [0007] For this purpose, the invention relates to a generator, for a watchmaking application, comprising a rotor, defining an axis of rotation and comprising at least one permanent magnet having at least two radial magnetic poles, and a stator formed by at least one coil and at least one magnetic core around which said at least one coil is/are respectively wound. Said at least one core is/are arranged in at least one geometric plane perpendicular to said axis of rotation. Said at least one permanent magnet has a center located in a mid-plane of said at least one geometric plane. The stator does not comprise any part with high magnetic permeability which runs along the permanent magnet, in particular laterally in said mid-plane.

[0008] Cette génératrice est remarquable car elle permet de diminuer et, dans un mode de réalisation optimal, d'éliminer le couple réluctant. Ensuite, le stator et le rotor peuvent être assemblés aisément, sans qu'il soit nécessaire de positionner précisément le rotor relativement au stator, comme c'est généralement le cas dans les moteurs horlogers et les génératrices horlogères de l'art antérieur. [0008] This generator is remarkable because it makes it possible to reduce and, in an optimal embodiment, eliminate the reluctant torque. Then, the stator and the rotor can be assembled easily, without it being necessary to precisely position the rotor relative to the stator, as is generally the case in watch motors and watch generators of the prior art.

[0009] Dans une variante avantageuse, ledit au moins un noyau est / sont agencé / agencés dans un seul et même plan géométrique, perpendiculaire audit axe de rotation, qui est ainsi confondu avec ledit plan milieu. [0009] In an advantageous variant, said at least one core is/are arranged/arranged in a single geometric plane, perpendicular to said axis of rotation, which is thus merged with said middle plane.

[0010] Dans un mode de réalisation principal, le stator définit un circuit à haute perméabilité magnétique, comprenant ledit au moins un noyau magnétique, qui entoure ledit au moins un aimant permanent de manière que ledit au moins un aimant permanent est situé dans une région intérieure du stator, au centre du circuit à haute perméabilité magnétique. [0010] In a main embodiment, the stator defines a high magnetic permeability circuit, comprising said at least one magnetic core, which surrounds said at least one permanent magnet such that said at least one permanent magnet is located in an interior region of the stator, at the center of the high magnetic permeability circuit.

[0011] Dans une variante préférée, le stator est agencé de manière que le circuit à haute perméabilité magnétique forme une structure annulaire continue ou quasi continue à l'intérieur de laquelle est situé ledit au moins un aimant permanent. [0011] In a preferred variant, the stator is arranged so that the high magnetic permeability circuit forms a continuous or quasi-continuous annular structure inside which said at least one permanent magnet is located.

[0012] Dans une première variante particulière, le circuit à haute perméabilité magnétique présente une forme générale carrée, chaque noyau étant rectiligne. [0012] In a first particular variant, the high magnetic permeability circuit has a generally square shape, each core being rectilinear.

[0013] Dans une deuxième variante particulière, le circuit à haute perméabilité magnétique présente une forme générale circulaire, chaque noyau ayant un axe longitudinal en arc de cercle. Cette configuration permet d'éliminer tout couple réluctant dans la génératrice. [0013] In a second particular variant, the high magnetic permeability circuit has a generally circular shape, each core having a longitudinal axis in the shape of an arc of a circle. This configuration makes it possible to eliminate any reluctant torque in the generator.

[0014] Selon une variante avantageuse, le circuit à haute perméabilité magnétique présente une symétrie axiale relativement audit axe de rotation. [0014] According to an advantageous variant, the high magnetic permeability circuit has axial symmetry relative to said axis of rotation.

[0015] Dans un mode de réalisation avantageux, le stator comprend au moins une paire de bobines, les deux bobines de chaque paire de bobines étant diamétralement opposées relativement à l'axe de rotation. [0015] In an advantageous embodiment, the stator comprises at least one pair of coils, the two coils of each pair of coils being diametrically opposed relative to the axis of rotation.

Brève description des figuresBrief description of the figures

[0016] L'invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés, donnés à titre d'exemples nullement limitatifs, dans lesquels : – la Figure 1 est une vue de dessus partielle d'un mouvement horloger comprenant une génératrice selon un premier mode de réalisation de l'invention ; – la Figure 2 est une vue de dessus agrandie de la génératrice de la Figure 1; – la Figure 3 est une vue en coupe, selon la ligne III-III, de la génératrice de la Figure 2 ; – les Figures 4A et 4B représentent schématiquement deux variantes principales de connexion des quatre bobines de la génératrice de la Figure 2 ; – la Figure 5 est une vue de dessus partielle d'un mouvement horloger comprenant une génératrice selon un deuxième mode de réalisation de l'invention; et – la Figure 6 est une vue de dessus d'une génératrice selon un troisième mode de réalisation de l'invention.[0016] The invention will be described below in more detail with the aid of the appended drawings, given as non-limiting examples, in which: – Figure 1 is a partial top view of a watch movement comprising a generator according to a first embodiment of the invention; – Figure 2 is an enlarged top view of the generator of Figure 1; – Figure 3 is a sectional view, along line III-III, of the generator of Figure 2; – Figures 4A and 4B schematically represent two main variants of connection of the four coils of the generator of Figure 2; – Figure 5 is a partial top view of a watch movement comprising a generator according to a second embodiment of the invention; and – Figure 6 is a top view of a generator according to a third embodiment of the invention.

Description détaillée de l'inventionDetailed description of the invention

[0017] En référence aux Figures 1 à 4B, on décrira un premier mode de réalisation d'une génératrice horlogère selon l'invention. [0017] With reference to Figures 1 to 4B, a first embodiment of a clock generator according to the invention will be described.

[0018] La Figure 1 montre partiellement un mouvement horloger 2 comprenant une génératrice 4 formée par un rotor 6, définissant un axe de rotation 7 et comprenant un aimant permanent bipolaire 8 à aimantation radiale, et par un stator 10 formé par quatre noyaux magnétiques 12 à 15 et quatre bobines 16 à 19 respectivement enroulées autour des quatre noyaux magnétiques. Un noyau magnétique est constitué d'au moins un matériau ferromagnétique, plus généralement d'au moins un matériau à haute perméabilité magnétique. Les quatre noyaux magnétiques sont agencés dans un plan géométrique 20 qui est perpendiculaire à l'axe de rotation 7. Le stator 10 ne comprend aucune partie à haute perméabilité magnétique qui longe l'aimant permanent 8, c'est-à-dire qui soit située à proximité / à faible distance de cet aimant permanent et qui forme un épanouissement polaire entourant partiellement l'aimant permanent, comme ceci est notamment le cas dans les moteurs électromagnétiques du type horloger. En particulier, dans la variante représentée aux Figures 1 et 2, et également dans la variante du deuxième mode de réalisation décrite par la suite, les parties à haute perméabilité magnétique situées le plus proche de l'aimant permanent 8 (nommé par la suite aussi 'aimant') sont des parties des noyaux magnétiques qui sont situées respectivement au centre des bobines correspondantes. Ainsi, les bobines sont situées à plus faible distance de l'aimant permanent du rotor que les parties à haute perméabilité magnétique du stator. [0018] Figure 1 partially shows a watch movement 2 comprising a generator 4 formed by a rotor 6, defining an axis of rotation 7 and comprising a bipolar permanent magnet 8 with radial magnetization, and by a stator 10 formed by four magnetic cores 12 to 15 and four coils 16 to 19 respectively wound around the four magnetic cores. A magnetic core is made of at least one ferromagnetic material, more generally at least one material with high magnetic permeability. The four magnetic cores are arranged in a geometric plane 20 which is perpendicular to the axis of rotation 7. The stator 10 does not comprise any part with high magnetic permeability which runs along the permanent magnet 8, that is to say which is located close to / at a short distance from this permanent magnet and which forms a polar expansion partially surrounding the permanent magnet, as is notably the case in electromagnetic motors of the watch type. In particular, in the variant shown in Figures 1 and 2, and also in the variant of the second embodiment described below, the parts with high magnetic permeability located closest to the permanent magnet 8 (hereinafter also called 'magnet') are parts of the magnetic cores which are located respectively in the center of the corresponding coils. Thus, the coils are located at a shorter distance from the permanent magnet of the rotor than the parts with high magnetic permeability of the stator.

[0019] Le rotor 6 comprend un pignon 36 qui est entraîné en rotation par une masse oscillante 40 via un mobile intermédiaire 38 qui engrène avec une roue 42 agencée sous la masse oscillante et solidaire de celle-ci. L'aimant permanent 8 est porté par un arbre 35 du rotor qui définit l'axe de rotation 7. [0019] The rotor 6 comprises a pinion 36 which is driven in rotation by an oscillating mass 40 via an intermediate wheel 38 which meshes with a wheel 42 arranged under the oscillating mass and secured to it. The permanent magnet 8 is carried by a shaft 35 of the rotor which defines the axis of rotation 7.

[0020] On remarquera que les noyaux magnétiques (nommés aussi 'noyaux' par la suite) présentent chacun deux extrémités ayant une demi-épaisseur, deux extrémités de noyaux qui se suivent étant superposées et assemblées par des vis 34 à un support (non représenté) du mouvement horloger. Ainsi, tous les noyaux sont situés dans un seul et même plan géométrique 20 et le seul aimant permanent 8 du rotor a un centre situé dans ce plan géométrique. Les quatre noyaux sont identiques et également les quatre bobines. A noter que deux noyaux diamétralement opposés sont assemblés dans une position retournée relativement aux deux autres noyaux. On peut enrouler une bobine sur chacun des noyaux ou introduire un noyau dans chaque bobine préformée et autoporteuse. Les quatre noyaux forment ensemble un circuit à haute perméabilité magnétique 22 (aussi nommé 'circuit magnétique'). Ainsi, le circuit magnétique 22 est constitué de parties identiques. Dans une variante, les noyaux présentent une épaisseur constante et ainsi deux noyaux diamétralement opposés s'étendent dans un premier plan géométrique perpendiculaire à l'axe de rotation 7 du rotor 6 et les deux autres noyaux s'étendent dans un deuxième plan géométrique qui est parallèle du premier plan géométrique, à proximité de ce dernier étant donné que les extrémités de deux noyaux adjacents sont superposées et en contact. Dans ce cas, il est prévu que le seul aimant permanent 8 du rotor présente un centre dans un plan milieu des premier et deuxième plans géométriques. [0020] It will be noted that the magnetic cores (also called 'cores' hereinafter) each have two ends having a half-thickness, two ends of cores which follow one another being superimposed and assembled by screws 34 to a support (not shown) of the watch movement. Thus, all the cores are located in a single geometric plane 20 and the only permanent magnet 8 of the rotor has a center located in this geometric plane. The four cores are identical and also the four coils. Note that two diametrically opposed cores are assembled in an inverted position relative to the other two cores. A coil can be wound on each of the cores or a core can be introduced into each preformed and self-supporting coil. The four cores together form a circuit with high magnetic permeability 22 (also called 'magnetic circuit'). Thus, the magnetic circuit 22 is made up of identical parts. In a variant, the cores have a constant thickness and thus two diametrically opposed cores extend in a first geometric plane perpendicular to the axis of rotation 7 of the rotor 6 and the other two cores extend in a second geometric plane which is parallel to the first geometric plane, close to the latter given that the ends of two adjacent cores are superimposed and in contact. In this case, it is provided that the single permanent magnet 8 of the rotor has a center in a mid-plane of the first and second geometric planes.

[0021] Les noyaux magnétiques 12 à 15 forment un circuit à haute perméabilité magnétique 22 qui entoure l'aimant permanent 8 du rotor 6, de manière que cet aimant permanent est situé dans une région intérieure du stator au centre du circuit à haute perméabilité magnétique. En particulier, le stator est agencé de manière que le circuit magnétique forme une structure annulaire continue à l'intérieur de laquelle est situé l'aimant permanent 8. [0021] The magnetic cores 12 to 15 form a high magnetic permeability circuit 22 which surrounds the permanent magnet 8 of the rotor 6, such that this permanent magnet is located in an inner region of the stator at the center of the high magnetic permeability circuit. In particular, the stator is arranged such that the magnetic circuit forms a continuous annular structure inside which the permanent magnet 8 is located.

[0022] Dans le premier mode de réalisation, le circuit à haute perméabilité magnétique 22 présente, en projection dans le plan géométrique 20, une forme générale carrée, chaque noyau 12 à 15 étant rectiligne. De plus, le circuit magnétique 22 présente une symétrie axiale relativement à l'axe de rotation 7. Le rotor 6 ne comporte qu'un seul aimant permanent 8 centré sur l'axe de rotation 7. [0022] In the first embodiment, the high magnetic permeability circuit 22 has, in projection in the geometric plane 20, a generally square shape, each core 12 to 15 being rectilinear. In addition, the magnetic circuit 22 has axial symmetry relative to the axis of rotation 7. The rotor 6 comprises only one permanent magnet 8 centered on the axis of rotation 7.

[0023] Pour le montage des bobines 16 à 19 et les connexions électriques entre elles, il y a deux variantes à distinguer. Dans une première variante, les deux bobines 16 et 17 ont un premier sens d'enroulement et les deux bobines 18 et 19 ont un second sens d'enroulement inversé relativement au premier sens d'enroulement. Dans ce premier cas, on connecte les bobines 16 à 19 de manière que le courant électrique dans chacune de ces bobines circule entre les deux bornes du stator dans un même sens relativement à une boucle traversant ces bobines le long de leur axe longitudinal. Ainsi, chaque deuxième extrémité X2, X correspondant à A, B et C est reliée à une première extrémité adjacente X1, X correspondant respectivement à B, C et D, les extrémités A1 et D2 formant les deux bornes électriques du stator. Dans une deuxième variante, toutes les bobines 16 à 19 présentent un même sens d'enroulement. Dans ce deuxième cas, on connecte les bobines 16 à 19 entre les deux bornes électriques du stator de manière que, relativement à une boucle traversant ces bobines le long de leur axe longitudinal respectif, le courant électrique dans les deux bobines adjacentes 16 et 17 circule dans un premier sens et le courant électrique dans les deux autres bobines 18 et 19 circule dans un second sens inversé par rapport au premier sens. Ladite boucle est définie, dans les modes de réalisation représentés aux figures, par l'axe central du circuit magnétique, ici le circuit magnétique 22. [0023] For the mounting of the coils 16 to 19 and the electrical connections between them, there are two variants to distinguish. In a first variant, the two coils 16 and 17 have a first winding direction and the two coils 18 and 19 have a second winding direction reversed relative to the first winding direction. In this first case, the coils 16 to 19 are connected so that the electric current in each of these coils flows between the two terminals of the stator in the same direction relative to a loop passing through these coils along their longitudinal axis. Thus, each second end X2, X corresponding to A, B and C is connected to an adjacent first end X1, X corresponding respectively to B, C and D, the ends A1 and D2 forming the two electrical terminals of the stator. In a second variant, all the coils 16 to 19 have the same winding direction. In this second case, the coils 16 to 19 are connected between the two electrical terminals of the stator so that, relative to a loop passing through these coils along their respective longitudinal axis, the electric current in the two adjacent coils 16 and 17 flows in a first direction and the electric current in the other two coils 18 and 19 flows in a second direction reversed with respect to the first direction. Said loop is defined, in the embodiments shown in the figures, by the central axis of the magnetic circuit, here the magnetic circuit 22.

[0024] En d'autres termes, le stator 10 comprend deux paires de bobines, les deux bobines de chaque paire de bobines 16 & 18, respectivement 17 & 19 étant diamétralement opposées relativement à l'axe de rotation 7 du rotor 6. Les deux paires de bobines sont décalées angulairement de 90°. Selon ce qui a été exposé précédemment, avec un rotor ayant un aimant permanent bipolaire 8 à aimantation radiale, soit les deux bobines de chacune des deux paires de bobines diamétralement opposées présentent des sens d'enroulement inversés et elles sont connectées de manière que le courant électrique présente dans ces deux bobines un même sens le long d'un parcours défini par le circuit magnétique 22, soit les deux bobines de chacune des deux paires de bobines diamétralement opposées présentent un même sens d'enroulement et elles sont alors connectées de manière que le courant électrique présente des sens inversés dans ces deux bobines le long du parcours défini par le circuit magnétique 22. Ces deux configurations permettent d'additionner positivement les deux tensions induites dans les deux bobines de chaque paire de bobines lorsque le rotor 6 à aimant bipolaire 8 est entraîné en rotation. [0024] In other words, the stator 10 comprises two pairs of coils, the two coils of each pair of coils 16 & 18, respectively 17 & 19 being diametrically opposed relative to the axis of rotation 7 of the rotor 6. The two pairs of coils are angularly offset by 90°. According to what has been explained previously, with a rotor having a bipolar permanent magnet 8 with radial magnetization, either the two coils of each of the two pairs of diametrically opposed coils have reversed winding directions and they are connected in such a way that the electric current has the same direction in these two coils along a path defined by the magnetic circuit 22, or the two coils of each of the two pairs of diametrically opposed coils have the same winding direction and they are then connected in such a way that the electric current has reversed directions in these two coils along the path defined by the magnetic circuit 22. These two configurations make it possible to positively add the two voltages induced in the two coils of each pair of coils when the rotor 6 with bipolar magnet 8 is driven in rotation.

[0025] À la Figure 4A est représentée schématiquement une première variante électrique avec les quatre bobines 16 à 19 ayant un même sens d'enroulement et agencées en série et fournissant une tension induite Ui entre les bornes A1 et D1 des bobines 16 et 19 qui définissent les deux bornes électriques du stator 10. Cette première variante permet d'obtenir une tension de crête maximale pour une tension induite donnée dans chaque bobine. À la Figure 4B est représentée schématiquement une deuxième variante électrique avec les quatre bobines 16 à 19 ayant un même sens d'enroulement. Dans ce cas, deux bobines adjacentes sont agencées en parallèle avec les deux autres bobines. Cette deuxième variante électrique permet d'obtenir un plus grand courant électrique induit au détriment d'une tension induite inférieure relativement à la première variante. Dans un prototype de la génératrice selon le premier mode de réalisation, on a obtenu, pour la première variante électrique, un coefficient de couplage magnétique Ku ayant une valeur d'environ 10 mV·s/rad, ce coefficient de couplage magnétique Ku correspondant au coefficient de proportionnalité entre la tension induite Ui aux bornes électriques du stator 10 et la vitesse de rotation du rotor 6. [0025] In Figure 4A is schematically represented a first electrical variant with the four coils 16 to 19 having the same winding direction and arranged in series and providing an induced voltage Ui between the terminals A1 and D1 of the coils 16 and 19 which define the two electrical terminals of the stator 10. This first variant makes it possible to obtain a maximum peak voltage for a given induced voltage in each coil. In Figure 4B is schematically represented a second electrical variant with the four coils 16 to 19 having the same winding direction. In this case, two adjacent coils are arranged in parallel with the other two coils. This second electrical variant makes it possible to obtain a greater induced electrical current at the expense of a lower induced voltage relative to the first variant. In a prototype of the generator according to the first embodiment, a magnetic coupling coefficient Ku having a value of approximately 10 mV·s/rad was obtained for the first electrical variant, this magnetic coupling coefficient Ku corresponding to the coefficient of proportionality between the induced voltage Ui at the electrical terminals of the stator 10 and the rotation speed of the rotor 6.

[0026] Dans un mode de réalisation simplifié (non représenté) qui est électriquement moins efficace mais qui présente un encombrement moindre, il est prévu que l'aimant permanent soit bipolaire à aimantation radiale (aimant 8) et que le stator soit formé d'une paire de noyaux et d'une seule paire de bobines enroulées respectivement autour de cette paire de noyaux. Les deux bobines de la seule paire de bobines sont diamétralement opposées relativement à l'axe de rotation 7 du rotor 6, et également les deux noyaux de ladite paire de noyaux. En d'autres termes, les deux ensembles noyau-bobine sont diamétralement opposés. Dans une première variante, les deux noyaux de la paire de noyaux sont reliés entre eux, directement ou par l'intermédiaire de parties à haute réluctance magnétique, ou chaque noyau présente deux extrémités situées à proximité respectivement des deux extrémités de l'autre noyau, de manière à former un circuit magnétique annulaire continu ou quasi continu autour de l'aimant permanent bipolaire 8. Dans une deuxième variante, les deux noyaux de ladite paire de noyaux ne sont pas reliés entre eux, directement ou par l'intermédiaire de parties à haute réluctance magnétique, et chaque noyau présentent deux extrémités situées à distance des deux extrémités de l'autre noyau. Dans cette deuxième variante, le rotor 6 et chacun des deux ensembles noyau-bobine forment des unités distinctes et relativement éloignées. Lors du montage de la génératrice, il suffit de prévoir que les deux ensembles noyau-bobine soient sensiblement agencés de manière diamétralement opposée relativement à l'axe de rotation 7 du rotor 6 et de préférence à même distance de ce rotor. La connexion électrique des deux bobines peut se faire de manière similaire à l'une ou l'autre des deux variantes électriques exposées précédemment. [0026] In a simplified embodiment (not shown) which is electrically less efficient but which has a smaller footprint, it is provided that the permanent magnet is bipolar with radial magnetization (magnet 8) and that the stator is formed of a pair of cores and a single pair of coils wound respectively around this pair of cores. The two coils of the single pair of coils are diametrically opposed relative to the axis of rotation 7 of the rotor 6, and also the two cores of said pair of cores. In other words, the two core-coil assemblies are diametrically opposed. In a first variant, the two cores of the pair of cores are connected to each other, directly or via high magnetic reluctance parts, or each core has two ends located near respectively the two ends of the other core, so as to form a continuous or quasi-continuous annular magnetic circuit around the bipolar permanent magnet 8. In a second variant, the two cores of said pair of cores are not connected to each other, directly or via high magnetic reluctance parts, and each core has two ends located at a distance from the two ends of the other core. In this second variant, the rotor 6 and each of the two core-coil assemblies form separate and relatively distant units. When mounting the generator, it is sufficient to provide that the two core-coil assemblies are substantially arranged in a diametrically opposed manner relative to the axis of rotation 7 of the rotor 6 and preferably at the same distance from this rotor. The electrical connection of the two coils can be made in a similar manner to either of the two electrical variants discussed previously.

[0027] À la Figure 5 est représentée, en vue de dessus, une génératrice 4A selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. Cette génératrice se distingue de celle du premier mode de réalisation essentiellement par deux caractéristiques particulières qui seront exposées ci-après. Ainsi, les autres caractéristiques semblables ou identiques au premier mode de réalisation ne seront pas exposées à nouveau. En particulier, les références identiques à celles du premier mode de réalisation concernent de mêmes éléments. [0027] Figure 5 shows, in top view, a generator 4A according to a second embodiment of the invention. This generator is distinguished from that of the first embodiment essentially by two particular characteristics which will be explained below. Thus, the other characteristics similar or identical to the first embodiment will not be explained again. In particular, the references identical to those of the first embodiment relate to the same elements.

[0028] Le stator 10A est formé de quatre noyaux 12A à 15A autour desquels sont respectivement enroulées les quatre bobines 16 à 19. Selon une première différence principale, ces noyaux ne sont pas fixés l'un au suivant par des moyens de fixation mais sont placés dans un support 50 comprenant des parties saillantes extérieures 51 et des parties saillantes intérieures 52 qui forment ensemble des logements pour les extrémités des noyaux et qui positionnent ainsi ces noyaux dans le support 50. Chaque extrémité d'un noyau est située à faible distance de l'extrémité du noyau suivant. Ces extrémités peuvent éventuellement se toucher. Sur les extrémités des noyaux est agencé une plaquette de circuit imprimée (PCB) 54 qui ferme supérieurement lesdits logements et permet ainsi de maintenir les noyaux dans leur position donnée. Le support 50 et la plaquette 54 sont fixées, directement ou indirectement, l'un avec l'autre. Le montage du stator d'une telle génératrice 4A est ainsi relativement simple. Les noyaux 12A à 15A forment un circuit à haute perméabilité magnétique 23 qui définit une structure annulaire quasi continue à l'intérieur de laquelle est situé l'aimant permanent 9. Dans le deuxième mode de réalisation, le circuit magnétique 23 présente également une forme générale carrée, chaque noyau étant rectiligne. Le circuit à haute perméabilité magnétique 23 entoure l'aimant permanent 9 de manière que cet aimant permanent est situé dans une région intérieure du stator au centre du circuit à haute perméabilité magnétique 23. Le circuit magnétique 23 présente aussi une symétrie axiale relativement à l'axe de rotation du rotor. [0028] The stator 10A is formed of four cores 12A to 15A around which the four coils 16 to 19 are respectively wound. According to a first main difference, these cores are not fixed to one another by fixing means but are placed in a support 50 comprising external projecting parts 51 and internal projecting parts 52 which together form housings for the ends of the cores and which thus position these cores in the support 50. Each end of a core is located a short distance from the end of the following core. These ends may possibly touch each other. On the ends of the cores is arranged a printed circuit board (PCB) 54 which closes said housings at the top and thus makes it possible to maintain the cores in their given position. The support 50 and the board 54 are fixed, directly or indirectly, to each other. The assembly of the stator of such a generator 4A is thus relatively simple. The cores 12A to 15A form a high magnetic permeability circuit 23 which defines a quasi-continuous annular structure inside which the permanent magnet 9 is located. In the second embodiment, the magnetic circuit 23 also has a generally square shape, each core being rectilinear. The high magnetic permeability circuit 23 surrounds the permanent magnet 9 so that this permanent magnet is located in an interior region of the stator at the center of the high magnetic permeability circuit 23. The magnetic circuit 23 also has axial symmetry relative to the axis of rotation of the rotor.

[0029] Le stator 10A ne comprend aucune partie à haute perméabilité magnétique qui longe l'aimant permanent 9, c'est-à-dire qui soit située à proximité / à faible distance de cet aimant permanent et qui forme notamment un épanouissement polaire entourant partiellement l'aimant permanent. [0029] The stator 10A does not include any part with high magnetic permeability which runs along the permanent magnet 9, i.e. which is located close to/at a short distance from this permanent magnet and which in particular forms a polar expansion partially surrounding the permanent magnet.

[0030] Selon la deuxième différence principale, le rotor de la génératrice 4A comprend un seul aimant permanent 9 qui définit extérieurement quatre pôles magnétiques ayant des axes principaux qui sont radiaux et décalés angulairement de 90° avec des polarités N et S alternées. Par conséquent, la connexion des deux bobines de chacune des deux paires de bobines diamétralement opposées, 16 & 18, respectivement 17 & 19 est réalisée de manière que ces deux bobines présentent soit un même sens d'enroulement et un même sens du courant électrique circulant dans ces bobines entre les deux bornes électriques du stator relativement à une boucle traversant les bobines selon leur axe longitudinal, soit des sens d'enroulement inversés et des sens inverses pour le courant électrique circulant dans ces bobines entre les deux bornes électriques du stator relativement à ladite boucle. Ainsi, la génératrice 4A peut fournir une relativement haute tension induite U et la configuration particulière de cette génératrice tire au mieux parti du fait que le stator 10A comprend quatre bobines décalées angulairement de 90° ou plus précisément quatre ensembles noyau-bobine identiques et décalés angulairement de 90° relativement à l'axe de rotation du rotor. En effet, cette configuration permet d'additionner positivement les quatre tensions induites dans les quatre bobines lorsque le rotor à aimant permanent 9 est entraîné en rotation. [0030] According to the second main difference, the rotor of the generator 4A comprises a single permanent magnet 9 which externally defines four magnetic poles having main axes which are radial and angularly offset by 90° with alternating N and S polarities. Consequently, the connection of the two coils of each of the two pairs of diametrically opposed coils, 16 & 18, respectively 17 & 19 is carried out in such a way that these two coils have either the same winding direction and the same direction of the electric current flowing in these coils between the two electrical terminals of the stator relative to a loop passing through the coils along their longitudinal axis, or reversed winding directions and reversed directions for the electric current flowing in these coils between the two electrical terminals of the stator relative to said loop. Thus, the 4A generator can provide a relatively high induced voltage U and the particular configuration of this generator takes best advantage of the fact that the 10A stator comprises four coils angularly offset by 90° or more precisely four identical core-coil assemblies angularly offset by 90° relative to the axis of rotation of the rotor. Indeed, this configuration makes it possible to positively add the four voltages induced in the four coils when the permanent magnet rotor 9 is driven in rotation.

[0031] À la Figure 6 est représenté une génératrice 4B selon un troisième mode de réalisation de l'invention. Ce troisième mode de réalisation peut être considéré comme une variante avantageuse de la génératrice 4 du premier mode de réalisation. Le rotor de cette génératrice est identique au rotor 6 du premier mode de réalisation. Ce troisième mode de réalisation diffère du premier mode de réalisation essentiellement par la configuration matérielle du stator 10B. Ce stator comprend un circuit magnétique 24, formé par quatre noyaux magnétiques identiques 12B, 13B, 14B et 15B, qui présente une forme générale circulaire en projection dans le plan géométrique perpendiculaire à l'axe de rotation du rotor où est situé le centre de l'aimant permanent 8. Chaque noyau magnétique 12B à 15B a un axe longitudinal en arc de cercle. De même, les bobines 16B à 19B présentent chacune un axe longitudinal central qui est circulaire. Comme dans les modes de réalisation précédents, le circuit à haute perméabilité magnétique 24 entoure l'aimant permanent 8 de manière que cet aimant permanent est situé dans une région intérieure du stator 10B au centre du circuit à haute perméabilité magnétique. Le stator 10B ne comprend aucune partie à haute perméabilité magnétique qui longe l'aimant permanent 8 et qui forme notamment un épanouissement polaire entourant partiellement l'aimant permanent. Le stator 10B de la génératrice 4B est globalement circulaire, ce qui rend cette génératrice particulièrement compacte. Un avantage important de la configuration du circuit magnétique 24 provient du fait que la génératrice ne présente sensiblement aucun couple réluctant lorsque le rotor est entraîné en rotation. Un corollaire du fait qu'il n'y aucun couple réluctant qui s'exerce sur le rotor est que le flux magnétique de l'aimant 8 subit une réluctance constante pour toute position angulaire du rotor, cette réluctance pouvant être proche ou même inférieure à la réluctance minimale qui intervient dans le premier mode de réalisation. [0031] Figure 6 shows a generator 4B according to a third embodiment of the invention. This third embodiment can be considered as an advantageous variant of the generator 4 of the first embodiment. The rotor of this generator is identical to the rotor 6 of the first embodiment. This third embodiment differs from the first embodiment essentially by the material configuration of the stator 10B. This stator comprises a magnetic circuit 24, formed by four identical magnetic cores 12B, 13B, 14B and 15B, which has a generally circular shape in projection in the geometric plane perpendicular to the axis of rotation of the rotor where the center of the permanent magnet 8 is located. Each magnetic core 12B to 15B has a longitudinal axis in the shape of an arc of a circle. Similarly, the coils 16B to 19B each have a central longitudinal axis which is circular. As in the previous embodiments, the high magnetic permeability circuit 24 surrounds the permanent magnet 8 such that this permanent magnet is located in an interior region of the stator 10B at the center of the high magnetic permeability circuit. The stator 10B does not include any high magnetic permeability portion that runs along the permanent magnet 8 and that forms in particular a pole shoe partially surrounding the permanent magnet. The stator 10B of the generator 4B is generally circular, which makes this generator particularly compact. An important advantage of the configuration of the magnetic circuit 24 comes from the fact that the generator exhibits substantially no reluctant torque when the rotor is rotated. A corollary of the fact that there is no reluctant torque exerted on the rotor is that the magnetic flux of the magnet 8 undergoes a constant reluctance for any angular position of the rotor, this reluctance being able to be close to or even less than the minimum reluctance which occurs in the first embodiment.

Claims

1. Generator (4, 4A, 4B), for a watchmaking application, comprising a rotor (6), defining an axis of rotation (7) and comprising at least one permanent magnet (8, 9) having at least two radial magnetic poles (N, S), and a stator (10, 10A, 10B) formed by at least one coil (16 to 19, 16B to 19B) and by at least one magnetic core (12 to 15, 12A to 15A, 12B to 15B) around which said at least one coil is/are respectively wound/wound, said at least one core being arranged/arranged in at least one geometric plane (20) perpendicular to said axis of rotation; characterized in that said at least one permanent magnet has a center substantially in a mid-plane of said at least one geometric plane; and in that the stator does not include any high magnetic permeability portion that runs along the permanent magnet.

2. Generator according to claim 1, characterized in that said at least one magnetic core (12 to 15, 12A to 15A, 12B to 15B) is/are arranged/arranged in a single geometric plane (20), perpendicular to said axis of rotation (7), which is thus merged with said middle plane.

3. Generator according to claim 1 or 2, characterized in that the stator (10, 10A, 10B) defines a high magnetic permeability circuit (22, 23, 24), comprising said at least one magnetic core, which surrounds said at least one permanent magnet (8, 9) such that said at least one permanent magnet is located in an interior region of the stator at the center of the high magnetic permeability circuit.

4. Generator according to claim 3, characterized in that the stator (10, 10A, 10B) is arranged in such a way that said high magnetic permeability circuit forms a continuous (22, 24) or quasi-continuous (23) annular structure inside which said at least one permanent magnet (8, 9) is located.

5. Generator (4, 4A) according to claim 3 or 4, characterized in that the high magnetic permeability circuit (22, 23) has, in projection in said middle plane (20), a generally square shape, each core (12 to 15, 12A to 15A) being rectilinear.

6. Generator (4B) according to claim 3 or 4, characterized in that the high magnetic permeability circuit (24) has, in projection in said middle plane, a generally circular shape, each core (12B to 15B) having a longitudinal axis in the shape of an arc of a circle.

7. Generator according to any one of claims 3 to 6, characterized in that the high magnetic permeability circuit (22, 23, 24) has axial symmetry relative to the axis of rotation (7).

8. Generator according to claim 7, characterized in that the high magnetic permeability circuit (22, 23, 24) is made up, apart from the means for fixing the stator where appropriate, of identical cores.

9. Generator according to any one of the preceding claims, characterized in that the stator (10, 10A, 10B) comprises two electrical terminals and at least one pair of coils, the two coils of each pair of coils being diametrically opposed relative to the axis of rotation (7).

10. Generator according to claim 9, characterized in that said at least one pair of coils consists of two pairs of coils which are angularly offset by 90°.

11. Generator according to claim 9, characterized in that said at least one permanent magnet is a bipolar magnet with radial magnetization (8); and in that the two coils of each said pair of coils are arranged so that, during a rotation of the rotor, voltages induced in these two coils add up positively.

12. Generator according to claim 10, characterized in that said at least one permanent magnet (9) externally defines four magnetic poles having main axes which are radial and angularly offset by 90° with alternating polarities; and in that the two coils of each said pair of coils are arranged so that, during a rotation of the rotor, voltages induced in these two coils add up positively.

13. Generator according to claim 11 or 12, characterized in that the rotor (6) comprises only one permanent magnet (8, 9) centered on the axis of rotation (7).