JP4614510B2 - Small power generator for portable device and electronic wristwatch provided with the same - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、携帯機器内に設け、例えば駆動電源として用いる携帯機器用小型発電装置、およびその小型発電装置を備えた電子腕時計に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば電子腕時計では、エネルギ源として電池を用いる。電池は、使用により消耗する。そこで、従来の電子腕時計の中には、発電装置を備え、電池を充電するようにしたものがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、そのような電子腕時計にあっては、いずれも
1)発電効率が悪い
2)大型となる
3)耐久性が劣る
などの問題があった。
【0004】
そこで、この発明の第1の課題は、携帯機器の小型発電装置において、そのような問題点を解消し、発電効率を高め、小型化するとともに、耐久性を向上することにある。
【0005】
第2の課題は、電子腕時計において、上述の問題点を解消し、発電効率を高め、小型化するとともに、耐久性を向上することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項1に記載の発明は、上記第1の課題を達成すべく、携帯機器用小型発電装置において、
振動により回転する偏心車と、
その偏心車の回転を増速して伝達する増速輪列と、
その増速輪列から回転伝達を受けて回転する一方、ロータ体に永久磁石を有するとともに、そのまわりに磁性リングを取り付けたロータ車と、
一対のステータ部からなり、それらのステータ部間に、前記ロータ車を収納するロータ収納孔を有するとともに、そのロータ収納孔を挟んだ両側に前記一対のステータ部が互いに対向するギャップを設けるステータと、
そのステータに生ずる磁束により電流を発生するコイルと、
からなり、
前記磁性リングは、前記永久磁石の回転角度と、前記コイルに鎖交する鎖交磁束数との関係を正弦波に近付けて、コギングトルクの発生を抑制する、ことを特徴とする。
【0007】
請求項2に記載の発明は、上記第2の課題を達成すべく、電子腕時計において、請求項1に記載の携帯機器用小型発電装置を備えてなる、ことを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態につき説明する。
図1には、この発明による電子腕時計に備える小型発電装置の平面図を示す。
【0009】
図中符号10は、時計ケース内に備える機械−電気変換器である。この機械−電気変換器10には、主として、ロータ車20と、一対のステータ部からなるステータ30と、コイル40を備える。
【0010】
ロータ車20は、円形のロータ体22の中心にロータ軸24を貫通してなる。ロータ体22には、図2のロータ部分拡大図から判るとおり、ロータ軸24を挟んで永久磁石26・28を有する。また、ロータ体22のまわりには、磁性リング50を取り付ける。
【0011】
磁性リング50は、パーマロイ、純鉄、ケイ素鋼、フェライト、アモルファスなどの磁性材料を用いてつくり、圧入や接着などによりロータ体22の外周に設けてなる。
【0012】
一方、ロータ軸24には、図示省略するが、ギヤを設け、そのギヤに増速輪列52の最終ギヤを噛み合わす。増速輪列52には、偏心車54の回転を伝達する。これにより、振動により偏心車54を回転し、その偏心車54の回転を増速輪列52で増速してロータ車20へと伝達する。
【0013】
さて、そのようなロータ車20は、ステータ30の一対のステータ部間に形成するロータ収納孔32内に収納する。ステータ30は、そのロータ収納孔32を挟んだ両側で一対のステータ部を互いにギャップ34・36を介して対向して全体をC字型につくる。そして、ロータ収納孔32位置と対向する位置に、コイル40を巻き付けてなる。
【0014】
これにより、電子腕時計を腕に付けて携行するとき、振動により偏心車54を回転し、その偏心車54の回転を増速輪列52で増速してロータ車20へと伝達し、ロータ車20の回転によりステータ30に磁束を発生し、その磁束によりコイル40に電流を流す。その電流は、例えば不図示の大容量コンデンサに蓄電されるようになっている。
【0015】
このとき、図2に示すように、ロータ車20の中心から見たときのギャップ34と永久磁石26との開き角度を、永久磁石の角度θとすると、その永久磁石の角度θと、コイル40に鎖交する鎖交磁束数との関係は、図3に示すとおりとなる。図3中符号tは、磁性リング50の厚さである。
【0016】
すなわち、この図3から判るとおり、永久磁石の角度θと鎖交磁束数との関係は、正弦波となり、永久磁石の角度θが90度の場合、磁性リング50の厚さtが0.2mmのときは、ロータ車20に磁性リング50を付けないときより約4%小さくなるだけである。
【0017】
図4には、永久磁石の角度θとコギングトルクとの関係を示す。この図4から判るとおり、磁性リング50の厚さtが0.2mmのときは、最大コギングトルクは2.7×10−7N・mとなり、ロータ車20に磁性リング50を付けないときより約45%小さくなる。
【0018】
これは、ロータ車20のまわりに磁性リング50を取り付けることにより、ギャップ34・36を通過せずに磁性リング50を通過する磁束が多くなったからであると考えられる。
【0019】
【発明の効果】
以上説明したとおり、請求項1に係る発明によれば、ロータ車のまわりに磁性リングを取り付け、コギングトルクを大幅に抑えて鎖交磁束は少しの低下にとどめるから、ロータ車の回転を軽くし、発電効率を高めるとともに、小型の偏心車の使用を可能として小型化を可能とし、また耐久性を向上することができる。
【0020】
請求項2に係る発明によれば、上記のような小型発電装置を備えるので、電子腕時計の発電効率を高め、小型化とともに耐久性を向上することできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による電子腕時計に備える小型発電装置の平面図である。
【図2】そのロータ部分拡大図である。
【図3】永久磁石の角度θと、コイルに鎖交する鎖交磁束数との関係を示すグラフである。
【図4】永久磁石の角度θとコギングトルクとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
10 機械−電気変換器
20 ロータ車
22 ロータ体
24 ロータ軸
26・28 永久磁石
30 ステータ
32 ロータ収納孔
34・36 ギャップ
40 コイル
50 磁性リング
52 増速輪列
54 偏心車
θ 永久磁石の角度
t 磁性リングの厚さ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a small power generator for a portable device that is provided in a portable device and used as, for example, a driving power source, and an electronic wristwatch including the small power generator.
[0002]
[Prior art]
For example, an electronic wristwatch uses a battery as an energy source. Batteries are consumed by use. Therefore, some conventional electronic wristwatches are equipped with a power generation device and charge a battery.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, such electronic wristwatches have problems such as 1) poor power generation efficiency, 2) large size, and 3) poor durability.
[0004]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, a first object of the present invention is to eliminate such problems, improve power generation efficiency, reduce size, and improve durability in a small power generator of a portable device.
[0005]
The second problem is to eliminate the above-mentioned problems in an electronic wristwatch, to increase power generation efficiency, to reduce the size, and to improve durability.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
For this reason, in order to achieve the first problem, the invention described in
An eccentric wheel that rotates by vibration,
A speed increasing wheel train that transmits the eccentric car at an increased speed,
While receiving rotation transmission from the speed increasing wheel train and rotating, the rotor body has a permanent magnet and a rotor wheel with a magnetic ring around it,
A stator having a pair of stator portions, and having a rotor housing hole for housing the rotor wheel between the stator portions, and a gap in which the pair of stator portions are opposed to each other across the rotor housing hole; ,
A coil that generates current by magnetic flux generated in the stator;
Tona is,
The magnetic ring suppresses the generation of cogging torque by bringing the relationship between the rotation angle of the permanent magnet and the number of flux linkages linked to the coil close to a sine wave .
[0007]
According to a second aspect of the present invention, in order to achieve the second object, an electronic wristwatch is provided with the small power generator for portable devices according to the first aspect.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a plan view of a small power generator provided in an electronic wristwatch according to the present invention.
[0009]
[0010]
The
[0011]
The
[0012]
On the other hand, although not shown, the
[0013]
Such a
[0014]
As a result, when the electronic wristwatch is carried around the wrist, the
[0015]
At this time, as shown in FIG. 2, when the opening angle between the
[0016]
That is, as can be seen from FIG. 3, the relationship between the angle θ of the permanent magnet and the number of flux linkages is a sine wave, and when the angle θ of the permanent magnet is 90 degrees, the thickness t of the
[0017]
FIG. 4 shows the relationship between the angle θ of the permanent magnet and the cogging torque. As can be seen from FIG. 4, when the thickness t of the
[0018]
This is presumably because the
[0019]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, a magnetic ring is attached around the rotor wheel, the cogging torque is greatly suppressed, and the interlinkage magnetic flux is reduced only slightly. In addition to improving the power generation efficiency, it is possible to use a small eccentric vehicle, to reduce the size, and to improve the durability.
[0020]
According to the second aspect of the present invention, since the above-described small power generator is provided, the power generation efficiency of the electronic wristwatch can be improved, and the durability can be improved as well as the size can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a small power generator provided in an electronic wristwatch according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of the rotor part.
FIG. 3 is a graph showing a relationship between an angle θ of a permanent magnet and the number of flux linkages linked to a coil.
FIG. 4 is a graph showing a relationship between an angle θ of a permanent magnet and cogging torque.
[Explanation of symbols]
10 Mechanical-
Claims (2)
その偏心車の回転を増速して伝達する増速輪列と、
その増速輪列から回転伝達を受けて回転する一方、ロータ体に永久磁石を有するとともに、そのまわりに、磁性リングを取り付けたロータ車と、
一対のステータ部からなり、それらのステータ部間に、前記ロータ車を収納するロータ収納孔を有するとともに、そのロータ収納孔を挟んだ両側に前記一対のステータ部が互いに対向するギャップを設けるステータと、
そのステータに生ずる磁束により電流を発生するコイルと、
からなり、
前記磁性リングは、前記永久磁石の回転角度と、前記コイルに鎖交する鎖交磁束数との関係を正弦波に近付けて、コギングトルクの発生を抑制する、携帯機器用小型発電装置。An eccentric wheel that rotates by vibration,
A speed increasing wheel train that transmits the eccentric car at an increased speed,
While receiving rotation transmission from the speed increasing wheel train and rotating, the rotor body has a permanent magnet, and a rotor wheel having a magnetic ring attached around it,
A stator having a pair of stator portions, and having a rotor housing hole for housing the rotor wheel between the stator portions, and a gap in which the pair of stator portions are opposed to each other across the rotor housing hole; ,
A coil that generates current by magnetic flux generated in the stator;
Tona is,
The magnetic ring is a small-sized power generator for portable equipment that suppresses the generation of cogging torque by bringing the relationship between the rotation angle of the permanent magnet and the number of flux linkages linked to the coil close to a sine wave .
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