CN101980428B - 小尺寸的机电传感器,特别是时钟发生器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及小尺寸机电传感器，特别是时钟发生器，包括：两个线圈、和磁性材料的第一、二、三部分构成的转子，这三部分各有第一、第二和第三重叠的中心区。轴向极化的第一双极性磁体在第一、第二中心区之间，在相反方向上轴向极化的第二双极性磁体在第二、第三中心区之间。第一、第三部分各包括大于1的N个舌状物，从中心区放射延伸。第二部分包括2N个舌状物，其中N个折叠、从而其末端在定位有第一部分的舌状物的第一几何平面(26)上，其对着第三部分的舌状物；另N个折叠、从而其末端在定位有第三部分的舌状物的第二几何平面上，其对着第一部分的舌状物。线圈在第一、第二几何平面间，转子旋转时，转子舌状物的末端通过相对的至少一线圈。

Description

小尺寸的机电传感器,特别是时钟发生器

技术领域

本发明涉及一由转子构成的机电传感器，所述转子具有多个磁极和至少一个平面线圈(高度相对较低)，其被布置为使得当转子旋转时，所述转子的磁极通过相对着的所述至少一个线圈。 

特别地，该机电传感器定义了一种时钟发生器，即小尺寸的发生器或磁电微发生器。 

特别地，依照本发明的时钟发生器用于并入特别是在EP专利号239820或679968所披露的类型的一时钟运作中。 

背景技术

在德国实用新型号DE 1811389(U)中披露了上述类型的带有多极转子的一种发生器。这个发生器包括转子，所述转子由携载着两个由磁性材料所制成边缘的中心轴杆构成，在该转子的周边布置着具有交变极性的永磁体，每个边缘六个。因此所述转子包括12个非常小的磁体，每个磁体被独立地固定至两个磁性转子边缘中的一个上。该发生器还包括两个或三个相对于所述发生器的旋转轴线布置为具有120°的角偏转的平面线圈。当该转子旋转时，所述永磁体通过相对着的所述线圈。在所示的实施例中，磁体的中心轴线近似地通过线圈的中心轴线。当转动时，所述转子因此在线圈中感应出电流，该电流用于为时钟运作的电路供电。此电能可以被存储在一可再充电的电池中或一存储电容器中。 

在德国实用新型号1811389(U)中披露的发生器确定地能够有效地产生电流，该电流用于为电时钟电路供电以及控制这种类型的发生器从而使得当其以与时基同步的恒定速度旋转时具有能量。然而，这种发生器具有多种较大的缺点。首先，其相对复杂并且制造麻烦。的确，必须提供12个非常小的磁体且然后以统一的方式单独地将其固定至两个磁性转子边缘的周边。其次，这种具有两个圆盘形边缘(每个边缘在其周边处携载着六个磁体)的发生器具有相对较大的惯性。惯性的等级或量级越高，发生器对震动越敏感(这意味着其必须以 某一个速度旋转以避免震动将其停止)。还应指出的是，作为用于使该发动器同步操作所必需的最小转矩的起动转矩也相对较高。 

发明内容

本发明的一个目的是为了提供机电传感器，尤其是用于钟表类型功能，其给上述现有技术中的问题提供了一种解决方案，同时维持了高水平操作效率。 

本发明因此涉及一种如权利要求1所述的机电传感器。这个传感器特別地特征在于这样的事实：其是由磁性材料制备的三部分而组成的，所述三部分的每一个均具有定义出转子磁极的舌状物。两个相对于现有技术中的那些磁体而相对大尺寸的双极永久磁体被配置为具有反相极性、且与转子的旋转轴线同轴、并被插入在上述的三个磁性部分之间。每个磁性部分的舌状物放射状地延伸，并且在它们之间具有近似为常量的角偏转。中间磁性部分具有包括其折叠的舌状物部分的特征，从而使得它们各自的末端区域近似地布置在第一顶平面中，该第一顶平面中定位着第一磁性部分的舌状物，而该中间部分的另外一半舌状物被折叠、从而使得它们各自的末端位于第二底平面中，该第二底平面中定位着第三磁性部分的舌状物。此传感器包括至少一个布置于转子的顶平面与底平面之间的线圈，使得当转子旋转时，舌状物的末端区域通过相对着的该至少一个线圈。 

作为根据本发明的传感器的特性的结果，尽管所述转子具有多个磁极，但是所必需的永久磁体的数量大大降低。的确，不论转子的磁极的数量，该转子仅具有两个永久磁体。来自磁体的磁通量分布在舌状物中、并由彼此面对地设置的顶部和底部舌状物的末端区域封闭。转子的所有部分能够以低成本制造并且组装这样的部分相对容易。结果，所述转子的三个磁性边缘和两个双极磁体被简单堆叠在彼此的顶部上。发生器的转子因此能够以降低的成本制造。然后，因为两个相对大尺寸的双极磁体与转子的旋转轴线同轴地布置，因此转子的大部分质量集中于它的中心区域。因此，根据本发明的发生器转子的惯性比以上描述的现有技术的转子的惯性更低。该发生器的起动转矩较低并且对于震动较为不敏感。此外，该发生器能够随着由时钟运作的一筒体所提供的一转矩而同步旋转，该转矩小于现有技术的发生器所必需的最小转矩。因此，对于一给定筒体，在不采用任何中间线圈的情况下，利用本发明的发生器而使得时钟的运 作同步地运行了一段有所增长的持续时间。 

附图说明

下面参照接下来的说明书详细地描述一优选实施例，该优选实施例是参考附图给出的，作为非限制性实例给出，其中： 

图1是根据本发明的一个优选实施例的传感器转子的分解透视图； 

图2是根据所述的优选实施例的传感器的顶视图；以及 

图3是图2中沿着线III-III的横截面示意图。 

具体实施方式

参照附图1至3，以下我们将描述一根据本发明的时钟型机电传感器的优选实施例。特别地，该传感器形成一磁电发生器2。该发生器2包括一转子4以及两个平面线圈6和8。将会马上注意到：在第一变型中，仅提供一个线圈6；但是在第二变型中，有3个线圈，按角度偏转120°。线圈6和8相对于转子4的旋转轴线20具有一个120°的角偏转。 

转子4是由磁性材料所制备的第一、第二和第三部分10、11和12形成。第一磁性部分10由限定着第一中心区域14和三个从中心区域14辐射状延伸的舌状物10A、10C和10E的平面结构而形成。三个舌状物以具有大约120°角偏转的统一方式布置。该磁性部分10因此限定着一底板切口从而使得其具有一圆形的中心区域以及三个从所述中心区域放射状延伸的舌状物。第三磁性部分12与磁性部分10相一致。因此，磁性部分12包括圆形的中心区域16和三个从中心区域放射状延伸的舌状物12B、12D和12F。磁性部分12限定着定义一顶板切口从而使得其限定出一中心区域和三个舌状物，所述三个舌状物在所述中心区域周围均一地分布。 

在与旋转轴线24相垂直的几何平面上的投影中，底部10的舌状物相对于顶部12的舌状物具有60°的角偏转。因此，在所述的几何平面上的投影中，顶部和底部的所述舌状物限定着六个均匀分布的径向方向，即在它们之间具有近似常量的角偏转。第二磁性部分11定义了一个介于顶部和底部之间的中间部分。这个中间部分具有一中心区域15，六个舌状物从该中心区域开始。这个中间部分的不同在于：相对于彼此具有120°的角偏转的舌状物11B、11D和11F一半 的被向下折叠，从而使得它们各自的末端区域被大约布置在一个其中定位有平板10(且特别是它的舌状物)的第一几何平面26上。部分11的舌状物11B、11D和11F位于底部10的舌状物10A、10C和10E之间，以便定义出六个具有交替极性、并围绕着在底板26中的轴线24而匀称地分布的磁极。中间部分11还具有三个相对于彼此具有120°的角偏转的舌状物11A、11C和11E，该三个舌状物被向上折叠，从而使得它们各自的末端区域被大约布置在一个其中定位有部分12(且特别是它的舌状物)的第二几何平面28上。中间部分11的舌状物11A、11C和11E位于顶部12的舌状物12B、12D和12F之间，以便定义出六个具有交替极性、并围绕着在顶板28中的轴线24而匀称地分布的磁极。中间部分的底部的三个舌状物11B、11D和11F被定位以分别面对着顶部12的三个舌状物12B、12D和12F。同样地，中间部分的顶部的三个舌状物11A、11C和11E被定位为分别面对着底部10的三个舌状物10A、10C和10E。 

第一轴向极化的双极磁体18被布置于第一和第二中心区域14与15之间。在与第一磁体的极化方向相反的方向上得以被极化的第二双极磁体20被布置于中心区域15与16之间。因此彼此相对地布置的成对舌状物具有相反的磁极并且定义出转子的磁极。同样地，在几何平面26或28上的两个临近的舌状物具有相反的磁极。该两个线圈6和8被布置在第一和第二平面26和28之间，从而使得当转子4旋转时，转子舌状物的末端区域通过相对着的两个线圈。 

应该注意的是所述转子的三个磁性部分的三个各自的中心区域相对于彼此叠置，并且两个磁体18和20与这些中心区域同轴。该转子能够通过简单的堆叠如图1所示的并在以上被详细描述的五个元件而被容易地组装。这五个元件被装配在一中心架22上。 

以上描述的优选实施例包括每个具有三个舌状物的顶部和底部部分，以及包括却具有六个舌状物的中间部分。根据其它实施例以及通常来说，顶部和底部的舌状物的数量等于N，其中N大于1(N＞1)。如附图中的优选实施例所示，这些N个舌状物围绕中心区域而均匀分布并且从这个中心区域辐射状延伸。中间部分则包括2N个舌状物，其中N个第一舌状物被向下折叠，从而使得它们各自的末端区域被布置为近似地位于一个其中定位有底部舌状物的第一底部平面上。N个其余剩下的舌状物被向上折叠从，而使得它们各自的末端区域被布置为近似地位于一个其中定位有顶部舌状物的第二顶部平面上。于是该转子具 有2N对磁极，每对磁极分别通过两个彼此相对地布置的舌状物的末端而加以定义。 

Claims (4)

1.由转子(4)和至少一个线圈(6，8)构成的机电传感器(2)，其特征在于，所述转子由第一、第二和第三部分(10，11，12)构成，由磁性材料制备的所述第一、第二和第三部分分别具有第一、第二和第三重叠的中心区域(14，15，16)，轴向极化的第一双极性磁体(18)布置于第一和第二中心区域之间，并且，在与所述第一双极性磁体的极化方向相反的方向上轴向极化的第二双极性磁体(20)布置于第二和第三中心区域之间，第一和第三部分的每一个均包括N个舌状物，其中N大于1(N＞1)，所述舌状物从中心区域放射状、且匀称地延伸；以及所述第二部分包括2N个舌状物，其中N个第一舌状物经折叠从而使得它们各自的末端区域布置为近似地位于一其上设置有所述第一部分的舌状物的第一几何平面(26)上，并且N个第二舌状物经折叠从而使得它们各自的末端区域布置为近似地位于第二几何平面(28)上，第二几何平面(28)中定位有所述第三部分的舌状物，且第二部分的所述N个第一舌状物定位为分别对着所述第三部分的N个舌状物、而所述第二部分的N个第二舌状物定位为分别对着所述第一部分的N个舌状物，所述的至少一个线圈定位于所述转子的第一和第二几何平面之间，从而使得当所述转子旋转时，转子舌状物的末端区域通过相对着的所述至少一个线圈。

2.如权利要求1所述的机电传感器，其特征在于，所述转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.如权利要求1所述的机电传感器，其特征在于，所述第一和第三部分的舌状物的数量N等于3并且所述第二部分的舌状物的数量2N等于6。

4.如权利要求3所述的机电传感器，其特征在于，其包括按角度偏转了120°的两个线圈(6，8)。

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