JP7181348B2

JP7181348B2 - 電気機械変換器を設けられる電力供給デバイスを備えるウェアラブル物体、特に時計ブレスレット

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Publication number: JP7181348B2
Application number: JP2021102164A
Authority: JP
Inventors: ミラン・キャリッチ; マティアス・インボーデン; ジャン－ピエール・ミニョー; アラン・ジョルノ; フランソワ・ゲイシャ
Original assignee: ザ・スウォッチ・グループ・リサーチ・アンド・ディベロップメント・リミテッド
Priority date: 2020-07-21
Filing date: 2021-06-21
Publication date: 2022-11-30
Anticipated expiration: 2041-06-21
Also published as: CN113960912A; CN113960912B; EP3944027A1; JP2022021304A

Description

本発明は、電子ユニット、および、少なくともこの電子ユニットに給電するための電力供給ユニットを組み込む、ウェアラブル物体、特に、時計などの手首に接して着用可能な物体に関係する。より詳しくは、本発明は、自律的ウェアラブル電子デバイスと呼ばれるウェアラブル電子デバイスであって、内部機械デバイスから、特に、内部機械エネルギー源（例えば、ロータにより自動巻きで、または手動で、そのゼンマイが巻かれる香箱）と関連付けられる発電機からエネルギーを取り出す電力供給ユニット、または、ウェアラブル電子デバイスの、もしくは、この電子デバイスを帯するユーザの環境からエネルギーを受け取る少なくとも１つのセンサを設けられる、ウェアラブル電子デバイスに関係する。かくして、本発明は、自律的電子デバイスに組み込まれるエネルギー・ハーベスタに関するものである。

手首の運動は、腕時計に動力を供するために使用され得る機械エネルギーの源である。これは、自動巻き機械式時計において非常に長い年月の間使用されてきた。より近時において、当業者は、ロータの機械エネルギーを使用して、電気機械式または電子タイプの腕時計の少なくとも１つの電子ユニットに電力供給することを考え付いた。この目的のために、様々なタイプの電気機械変換器が提案されてきた。特に、電磁誘導の使用は、成功したものであることが判明している。電子ユニットを有する自律的時計の２つの知られているタイプの論及を行うことができる。第１のタイプは、Ａｓｕｌａｂの名義の特許出願ＥＰ８２２４７０において特に説明されている。そのタイプは、時計ムーブメントの輪列に組み込まれる電気機械発電機を備え、２つの機能、すなわち、その回転数を調整する機能、および、調整電子回路に給電することができるための電気機械変換器機能を有する電気機械式時計である。第２のタイプは、ＫＩＮＥＴＲＯＮの名義の特許出願ＥＰ１２３９３４９およびＷＯ９２０４６６２において特に説明されている。個別の実施形態が、ＥＴＡＳＡＳｗｉｓｓＷａｔｃｈＭａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒの名義の特許出願ＥＰ１０８５３８３において説明されている。この第２のタイプにおいて、ロータは、電子タイプ時計に組み込まれるアキュムレータ（ａｃｃｕｍｕｌａｔｏｒ）に電力供給する電気機械発電機を駆動するためにのみ使用される。電気機械式時計ムーブメントの事例において、針は、アキュムレータにより給電される、電気モータ、特にステッピング・モータにより駆動される。

上で論及された実施形態は、特に、輪列においての摩擦に起因するエネルギー損失のために、それらの実施形態の効率を制限する要因を有する。加えて、十分に高い電圧を得るために、香箱がパルスにより、蓄積された機械エネルギーを返すことを可能とする、可動性の少なくとも１つの中間増倍器、および／または、１つの複雑なデバイスが必要である。

時計内で運動エネルギーをハーベストするための別の手法は、その周辺部分内に磁石を備え付けられたロータを、ロータ磁石が上方を通過するＰＣＢに接して埋め込まれた固定されたコイルとともに実現することである。ロータが駆動されるとき、電圧が、次いで、磁束の変動に起因してコイルにおいて誘導される。この手法の欠点は、ロータが（典型的には、１旋回／ｓから５旋回／ｓの間の平均回転速度を伴って）相対的に低速で回転し、そのことが、発生させられる低い誘導される電圧のために、エネルギー変換の効率を制限するという事実から生起する。

ＥＰ８２２４７０ＥＰ１２３９３４９ＷＯ９２０４６６２ＥＰ１０８５３８３ＥＰ３２０６０８９

本発明の目標は、電子ユニットと、特に、何らかの可能な電圧ブースタの前に相対的に高い電圧を提供することにより、良好な効率を有する電気機械変換器を備える電力供給ユニットとを設けられるウェアラブル・デバイスを提供することである。

かくして、本発明は、ウェアラブル物体であって、電子ユニット、ならびに、
－そのウェアラブル物体が受けることができる運動により回転させられる能力があるロータであって、少なくとも第１の永久磁石を帯する、ロータと、
－機械共振器であって、支持体に接して装着され、この機械共振器に固有の共振振動数において、揺動（ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ）の軸の周囲で揺動する能力がある慣性質量体を設けられる、機械共振器と、
－少なくとも第２の永久磁石、および、少なくとも１つのコイルにより形成される電磁システムであって、それぞれ、その少なくとも第２の永久磁石は、慣性質量体により帯され、かくして、この慣性質量体を部分的に形成し、その少なくとも１つのコイルは、前記支持体、または、この支持体と一体の要素により帯され、それらの少なくとも第２の永久磁石、および、少なくとも１つのコイルは、機械共振器が静止しているときに、第２の永久磁石により発生させられる磁束の少なくとも一部分がコイルを通過し、以て、機械共振器が揺動しているときに、誘導される電圧（Ｕ_Ind）がこのコイルにおいて発生させられるように配置構成される、電磁システムと
を備える電気機械変換器により形成される電力供給ユニットを備える、ウェアラブル物体に関係する。

電気機械変換器は、前記少なくとも１つの第１の永久磁石、および、前記少なくとも１つの第２の永久磁石が、慣性質量体に、瞬間的または一時的に、機械共振器を励振させることを可能とする磁力トルクを付与することを、この機械共振器の、実質的にその機械共振器の共振振動数においての、少なくとも１つの揺動を発生させるために行うように、ロータの回転駆動の間に、磁気的に相互作用することができるように配置構成される。

有利な変形例において、共振振動数は、実質的には、１０ヘルツ以上であり（Ｆ_Res≧１０Ｈｚ）、好ましくは、１５ヘルツから３０ヘルツの間である（１５Ｈｚ≦Ｆ_Res≦３０Ｈｚ）。

主な実施形態において、前記少なくとも１つの第１の永久磁石、および、前記少なくとも１つの第２の永久磁石は、機械共振器の揺動の軸に直交する同じ一般平面（ｇｅｎｅｒａｌｐｌａｎｅ）内に存在し、それらの第１の永久磁石および第２の永久磁石の磁気相互作用が反発の様態であるように配置構成される。

好まれる変形例において、機械共振器が静止しているときに、前記第２の永久磁石の中心、および、前記コイルの中心は、機械共振器の揺動の軸に対するものとして、前記第２の永久磁石の中心と、前記コイルの中心との間に、角度オフセットを有し、その角度オフセットは、非ゼロであり、好ましくは、実質的には、第２の永久磁石とコイルとの間の相対的角度位置による、前記少なくとも１つの第２の永久磁石により発生させられ、コイルを通過する磁束の曲線の変曲点においての、第２の永久磁石の中心の角度位置取りに対応する。

本発明を、非制限的な例として与えられる、添付される図面を使用して、下記でより詳細に説明する。

ロータを伴わない、本発明によるウェアラブル物体の第１の実施形態の第１の変形例を示す図である。部分的に切断されたのみである、本発明によるウェアラブル物体の第１の実施形態の第１の変形例を示す図である。本発明によるウェアラブル物体の第１の実施形態の第１の変形例を示す図である。第１の実施形態の第２の変形例を示す図である。設けられる総体的な磁気システムのみを示す、第１の実施形態の第２の変形例を示す図である。本発明によるウェアラブル物体の第２の実施形態を示す図である。本発明によるウェアラブル物体の第２の実施形態を示す図である。機械共振器を部分的に示すのみである、本発明によるウェアラブル物体の第２の実施形態を示す図である。回転するロータの、および、この回転するロータにより始動させられる機械共振器の瞬時位置の連続による、第２の実施形態の電気機械変換器の動作を示す図である。回転するロータの、および、この回転するロータにより始動させられる機械共振器の瞬時位置の連続による、第２の実施形態の電気機械変換器の動作を示す図である。回転するロータの、および、この回転するロータにより始動させられる機械共振器の瞬時位置の連続による、第２の実施形態の電気機械変換器の動作を示す図である。回転するロータの、および、この回転するロータにより始動させられる機械共振器の瞬時位置の連続による、第２の実施形態の電気機械変換器の動作を示す図である。回転するロータの、および、この回転するロータにより始動させられる機械共振器の瞬時位置の連続による、第２の実施形態の電気機械変換器の動作を示す図である。回転するロータの、および、この回転するロータにより始動させられる機械共振器の瞬時位置の連続による、第２の実施形態の電気機械変換器の動作を示す図である。本発明によるウェアラブル物体の第３の実施形態を示す図である。本発明によるウェアラブル物体の第３の実施形態を示す図である。本発明によるウェアラブル物体の第３の実施形態を示す図である。第３の実施形態の機械共振器、ロータ、および電磁システムの斜視分解図である。組み立てられた図６のこれらの部分を示す図である。回転するロータの、および、この回転するロータにより始動させられる機械共振器の瞬時位置の連続による、第３の実施形態の電気機械変換器の動作を示す図である。回転するロータの、および、この回転するロータにより始動させられる機械共振器の瞬時位置の連続による、第３の実施形態の電気機械変換器の動作を示す図である。回転するロータの、および、この回転するロータにより始動させられる機械共振器の瞬時位置の連続による、第３の実施形態の電気機械変換器の動作を示す図である。回転するロータの、および、この回転するロータにより始動させられる機械共振器の瞬時位置の連続による、第３の実施形態の電気機械変換器の動作を示す図である。回転するロータの、および、この回転するロータにより始動させられる機械共振器の瞬時位置の連続による、第３の実施形態の電気機械変換器の動作を示す図である。回転するロータの、および、この回転するロータにより始動させられる機械共振器の瞬時位置の連続による、第３の実施形態の電気機械変換器の動作を示す図である。回転するロータの、および、この回転するロータにより始動させられる機械共振器の瞬時位置の連続による、第３の実施形態の電気機械変換器の動作を示す図である。回転するロータの、および、この回転するロータにより始動させられる機械共振器の瞬時位置の連続による、第３の実施形態の電気機械変換器の動作を示す図である。本発明によるウェアラブル物体を形成する電磁システムのコイルを、このウェアラブル物体に組み込まれる電気エネルギー・アキュムレータに接続する電子回路の代替的実施形態の電気線図である。

図１Ａ乃至１Ｃ、２Ａおよび２Ｂを参照して、本発明によるウェアラブル物体の第１の実施形態の２つの変形例を下記で説明する。このウェアラブル物体は、電子ユニット（時計ムーブメント４に組み込まれる）と、電力供給ユニットとを備える腕時計２である。時計ムーブメントを時計ケースに接続するフィッティング・サークル（ｆｉｔｔｉｎｇｃｉｒｃｌｅ）、および、ケースの裏部は、図面において示されていないということに留意されたい。電力供給ユニットは、ロータ８からの機械エネルギーを、電子ユニットに給電する電気アキュムレータに貯蔵される電気エネルギーへと変換する電気機械変換器６により形成される。ロータは、時計が、特にその時計がユーザの手首に接して着用されるときに、受けることがある運動により回転させられる能力がある。

電気機械変換器６は、
－ロータ８であって、少なくとも第１の永久磁石、特に、そのロータの回転の軸１４に対するものとして直径方向に対置させられた２つの磁石１０を帯する（示される第１の変形例の事例）、ロータ８と、
－機械共振器１２であって、支持体（時計ムーブメント４）に接して装着され、この機械共振器に固有の共振振動数Ｆ_Resにおいて、ロータ８の回転の軸と一致する揺動の軸１４の周囲で揺動する能力がある、リングの形状での慣性質量体１６を設けられる、機械共振器１２と、
－慣性質量体１６により帯され、その慣性質量体を部分的に形成する、特に６つの磁石２０（示される２つの変形例の事例）による、少なくとも第２の永久磁石２０、および、時計ムーブメント４と一体のＰＣＢ２２により帯される、少なくとも１つのコイル２４により形成される電磁システムであって、コイルの数は、示される２つの変形例の事例において、慣性質量体により帯される磁石２０の数に等しい、電磁システムと
を備える。

一般的には、前記少なくとも１つの第２の永久磁石２０、および、前記少なくとも１つのコイル２４は、機械共振器１２が静止しているときに、前記第２の永久磁石により発生させられる磁束の少なくとも一部分がコイルを通過し、以て、機械共振器が揺動しているときに、誘導される電圧（Ｕ_Ind）がこのコイルにおいて発生させられるように配置構成される。

電気機械変換器６は、前記少なくとも１つの第１の永久磁石、および、前記少なくとも１つの第２の永久磁石が、慣性質量体に、瞬間的または一時的に、機械共振器を励振させることを可能とする磁力トルクを付与することを、この機械共振器の、実質的にその機械共振器の共振振動数においての、少なくとも１つの揺動を発生させるために行うように、ロータの回転駆動の間に、磁気的に相互作用することができるように配置構成される。

本文において、使用されるすべての磁石は永久磁石であり、以て、それらの永久磁石は、さらには各々「磁石」と呼ばれることになるということに留意されたい。「揺動」は、揺動の少なくとも１つの周期の間の、およびそれゆえに、少なくとも２つの振動（ｖｉｂｒａｔｉｏｎ）を有する、揺動的運動を意味する。機械共振器の、その機械共振器の揺動の振幅を規定する２つの極角度値の間の、各々の運動が「振動」と呼ばれる。好まれる変形例において、第１の磁石１０の少なくとも１つの対、および、第２の磁石２０の少なくとも１つの対が、図４Ａ乃至４Ｆを参照して本明細書において以降で詳細に説明されるように、慣性質量体に、機械共振器を始動／励振させるために使用される磁力トルクを付与するために、磁気的に相互作用することが可能にされる。

第１の変形例において、磁石２０およびコイル２４は、機械共振器１２が静止しているときに、これらの磁石およびこれらのコイルが、それぞれ、揺動の軸１４に対するものとして、機械共振器の一般平面内の軸方向の射影において、半径方向にそろえられるように配置構成される。好ましくは、機械共振器の静止位置において、各々の磁石２０、および、対応するコイル２４は、軸方向にそろえられる。第２の好まれる変形例において、機械共振器が静止しているときに、各々の第２の磁石２０の中心、および、それぞれのコイル２４の中心は、その各々の第２の磁石の中心と、そのそれぞれのコイルの中心との間に、機械共振器の揺動の軸に対するものとして、非ゼロ角度オフセットを有する。特に、設けられる角度オフセットは、各々の第２の磁石の中心の角度位置取りであって、近似的には、この第２の磁石により発生させられ、それぞれのコイルを通過する磁束の曲線であって、機械共振器の揺動の軸に対するものとしての、この第２の磁石とこのコイルとの間の相対的角度位置による、磁束の曲線の変曲点においての、各々の第２の磁石の中心の角度位置取りに対応する。この好まれる変形例は、特に、機械共振器の、その機械共振器の各々の励振の後の揺動の振幅が、例えば、磁石２０の中心において半角の程度で、相対的に小さいとき、コイルの各々において生み出される誘導される電圧を有意に増大することを可能とする。一続きの測定またはシミュレーションを使用して、当業者は、最も大である誘導される電圧Ｕ_Indを得るために、一方では、コイルの、および、第２の磁石２０の、特徴および寸法を、ならびに他方では、これらの第２の磁石と、それぞれのコイルとの間の最適な角度オフセットを決定して、各々のコイルにおいての磁束の変動を最適化することを、この変動が、慣性質量体が最大速度を有するときに、すなわち、機械共振器が、その機械共振器の中立位置（静止位置）を通過するときに最大であるように行うことができることになる。

機械共振器１２は、可撓性ブレード２６を伴う共振器であり、これらの可撓性ブレードは、慣性質量体１６を帯し、この慣性質量体を形成するリングを、機械共振器の支持体に固定される中心要素２８に接続し、すなわち、それは、時計ムーブメントと一体である。概略的には、示される変形例において、中心要素は、中心ねじにより、ロータ８の固定された中心部分の突出部分と、中心ねじに向けられるナットとの間で固定されて維持される。この変形例は、単純化された例として与えられる。当業者は、特に中心要素２８の良好な安定性を確実にするように、機械共振器を時計ムーブメントに固定するための様々な手段をどのように設計すべきかを知っているものである。この中心要素は、ロータ８の中心部分とは無関係に、時計ムーブメント４に、または、その時計ムーブメントと一体の別の支持体に接続され得るということが留意されることになる。

ロータ８は、自動巻き機械式ムーブメントの巻き上げ質量体と同様であるということが留意されることになる。ロータの回転部分は、ボール・ベアリングの手段により、固定された中心部分に接して装着される。かくして、この第１の実施形態は、時計ムーブメントが機械式タイプのものであり、ロータ８が、したがって、後で解説されるように、機械共振器を始動させる、およびさらには、同時に機械式ムーブメントの香箱を巻き上げるために使用される能がある事例においての相乗作用を可能とする利点を有する。後者の事例において、本発明による電力供給ユニットにより給電される電子ユニットは、現在の時間を表示することの機能以外の機能を有する。例えば、その電子ユニットは、光または電磁波による通信のためのユニット、センサおよび検知される信号を処理するためのそのセンサの電子ユニット、機械式ムーブメントに組み込まれるテンプ輪ばね（ｂａｌａｎｃｅｓｐｒｉｎｇ）の平均振動数の電子調整のためのユニット、追加的なデジタル・ディスプレイ、その他である。ロータおよび機械共振器は、それらのそれぞれの中心軸が、時計ムーブメントの中心に存在する様態で配置構成されるということがさらには留意されることになる。しかしながら、変形例において、これらの機構は、時計ムーブメントの中心軸に対するものとして、中心を外れて配置構成される。

電気機械変換器６は、時計ケース３２の裏部の側に、およびそれゆえに、ここではアナログ時間ディスプレイを伴う電気機械式ムーブメントであるムーブメント４に対するものとして、文字板３４と反対の側に、時計ムーブメント４の後部において配置構成される。かくして、このムーブメントは、モータ、特にステップド・モータ（ｓｔｅｐｐｅｄｍｏｔｏｒ）を備える。

第１の実施形態は、特に、ロータ８が、様々な変形例によれば、固定された中心要素２８に、または、時計ムーブメント４に直接的に、または、任意選択で内部デバイスに、のいずれかで固定される中心部分に接して、自由に回転するように装着されるという事実により特徴付けられ、その内部デバイスは、この中心要素またはこの時計ムーブメントと一体であり、ロータに対するものとして慣性質量体１６の他方の側に、すなわち、時計２の事例においてアナログ・ディスプレイの側に存在するものである。ロータは、時計が受けることがある運動の間、そのロータの回転を助長するための不均衡を有するように構成される。第１の変形例において、ロータは、近似的に２００°の角度にわたって広がり、内向きに側方で開口する２つの内部空洞内に２つの磁石１０を帯する周辺部分を有し、これらの２つの磁石は、機械共振器の慣性質量体１６に向かって、ロータの周辺部分から外に現れる。

第１の実施形態において、後で説明される他の実施形態においてのように、第１の磁石１０および第２の磁石２０は、一致する、機械共振器１２の揺動の軸、および、ロータ８の回転の軸を規定する、中心軸１４に直交する同じ一般平面内に存在する。この特徴は、機械共振器の慣性質量体上の、および、結果的にはさらにはロータ上の、軸方向の力の出現を防止することの目的を有する。次いで、第１の磁石１０および第２の磁石２０は、それらの磁石の磁気相互作用が反発の様態であるように配置構成される。有利な変形例において、それらの磁石はすべて、中心軸１４に実質的に平行な磁化軸を有する。半径方向の磁化軸による変形例が可能であるということに留意されたい。最終的には、偶数の第１の磁石１０、およびさらには、偶数の第２の磁石２０が可能にされ、第１の磁石の各々の対、および、第２の磁石の各々の対が、中心軸１４に対するものとして直径方向に対置させられて配置構成されるということが留意されることになる。この特徴は、機械共振器の慣性質量体上の、および、それゆえにさらにはロータ上の、総体的な半径方向の力の発現を防止することを目標とする。これらの様々な特徴のおかげで、一方では、可撓性ブレード２６に軸方向に応力を加えることになる、機械共振器１２の慣性質量体１６上の軸方向の磁力の発現、および他方では、これらの可撓性ブレードに半径方向に応力を加えることになる、総体的な半径方向の磁力の発現が回避される。そうでない場合、慣性質量体は、軸方向または半径方向に変位させられる、さもなければ、中心軸１４に直交する軸の周囲の回転を受けることがあり、そのことは、本発明による電気機械変換器６の適正な動作に対して有害であることになる。第１の磁石１０と第２の磁石２０との間でもたらされる磁気相互作用は、本質的には、機械共振器１２の慣性質量体１６上の磁力トルクを発生させることを可能としなければならない。

示されない変形例において、コイル２４の両方の側に、第１の慣性質量体１６、および、その第１の慣性質量体と同様である第２の慣性質量体を配置構成することにより、慣性質量体を２倍にすることが可能にされる。かくして、各々の第２の磁石２０は、ここでは、第２の磁石の対であって、同じ極性を有し、これらの２つの磁石の間に、好ましくはそれらの磁石の各々から同じ距離において存在するコイル２４と軸方向にそろえられる、第２の磁石の対により置換される。磁石の各々の対の２つの磁石は、磁気的に互いに引き付けるので、必要ではないにしても、第２の磁石の対の各々の２つの磁石が高剛性で組み立てられることは有利である。この変形例において、第１の磁石１０は、有利には、コイル２４が存在する一般平面内に存在する。示されない別の変形例において、ロータにより帯される第１の磁石１０は、同じ極性の第１の磁石の対が、示される２つの変形例の各々の第１の磁石１０を置換するように、２倍にされる。この最後の変形例は、第２の磁石との第１の磁石の対の軸方向の配置構成を可能とするということ、すなわち、第１の磁石および第２の磁石は、軸方向の磁力が慣性質量体に及ぼされることなく、機械共振器の揺動の軸、および、ロータの回転の軸を規定する、中心軸において実質的に同じ半径を有するということが留意されることになる。ここで説明される、示されない、２つの変形例を組み合わせる変形例において、第１の磁石の対、および、第２の磁石の対が存する。第１の事例において、磁石のすべてのこれらの対が、それぞれコイル２４の一般平面の両方の側に存在する、２つの一般平面内に存在する。第２の事例において、第２の磁石の対との、第１の磁石の対の軸方向の配置構成が可能にされる。

有利な変形例において、共振振動数Ｆ_Resは、実質的には、１０ヘルツ以上である（Ｆ_Res≧１０Ｈｚ）。好まれる変形例において、共振振動数Ｆ_Resは、１５ヘルツから３０ヘルツの間から成り立つ（１５Ｈｚ≦Ｆ_Res≦３０Ｈｚ）。ロータは、一般的には、１Ｈｚの大きさの程度の振動数（すなわち、１から５旋回毎秒）において回転するが、機械共振器は、相対的に高い振動数において揺動し、ロータの運動エネルギーを揺動機械エネルギーへと、好ましくは磁気反発の様態の磁石－磁石結合によって転換する。各々のコイルは機械共振器の磁石と関連付けられるので、各々のコイルにおいて発生させられる正弦波状のパルスの数は、機械共振器が自由に揺動する限りにおいて、共振振動数Ｆ_Resの２倍に等しい。ロータが、通常の速度の所定の範囲の中の実質的に一定の速度において回転する際に、機械共振器が、近似的に継続的に始動させられたままであるように、電気機械変換器を配置構成することにより、大きい数の正弦波状の誘導される電圧パルスが、ロータの各々の旋回によって得られ得るものであり、そのことにより、ロータの運動エネルギーのある決まった部分を、電力供給電気アキュムレータに取り込まれる電気エネルギーへと効率的に変換する。

図２Ａおよび２Ｂは、第１の実施形態による腕時計２Ａの第２の代替的実施形態を示す。機械共振器は、第１の変形例のものと同一である。この第２の変形例は、ロータ８Ａが、６つの磁石１０、すなわち、慣性質量体１６により帯される磁石２０の数と同じ数を帯するという事実により、第１の変形例とは異なる。６つの磁石１０は、ロータの周辺部分３８に沿って規則的に分布させられるので、この周辺部分は、完全な旋回（３６０°）にわたって広がる。周辺部分は、かくして、機械共振器の慣性質量体１６を側方で包囲する環状部分を形成する。ロータの不均衡を保つために、３つの開口部３６が、ロータ・プレート内に機械加工で作られる。慣性質量体の６つの磁石が一様に分布させられるということを所与のものとして、各々の磁石１０は、磁石２０との同一の磁気結合を有し、以て、磁石１０の各々と磁石２０との間で発生させられる力トルクは、加算によって大きくなる。図２Ｂは、本発明によって提供される総体的な磁気システム、すなわち、ロータにより帯され、機械共振器を始動させるために使用される磁石１０、機械共振器の揺動する慣性質量体１６により帯される磁石２０、および、機械共振器が、その機械共振器の静止位置を通過するときに、磁石２０の正面にあるように、ＰＣＢ２２に接して装着されるコイル２４を示す。

特定の変形例において、機械共振器の可撓性ブレード２６は、圧電材料から作製され、各々は、２つの電極によって覆われ、それらの電極によって、電流が、機械共振器が始動させられるときに発生させられ、この電流は、さらには、時計２または２Ａの電力供給ユニット内に備えられるアキュムレータに提供される。

本発明による電気機械変換器６Ａを備える時計４２の第２の実施形態が、図３Ａ乃至３Ｃにおいて示される。この第２の実施形態は、実質的には、ロータ４４の配置構成により、および、機械共振器１２Ａの配置構成により、第１の実施形態とは異なる。機械共振器は、慣性質量体４６と、時計ムーブメント４の突出部分４Ａに接して装着される共振構造４８とを備える。慣性質量体は、第１の実施形態において提供されるものと同様であり、規則的に分布させられる４つの磁石２０を帯する外方リングと、中心部分と、外方リングをこの中心部分に接続する半径方向のアームとから形成される車を規定する。中心部分は、慣性質量体のものより低い一般平面内に存在する、可撓性ブレードを伴う共振構造４８の揺動部分に堅く接続される。共振構造は、特許出願ＥＰ３２０６０８９において説明されているタイプのものである。２つの個別の変形例によれば、慣性質量体の半径方向のアームは、それぞれ、高剛性および半剛性である。半剛性変形例は、特に時計が受けることがある衝撃からの、慣性質量体の突然の加速を吸収することを可能とする。４つのコイル２４は、第１の実施形態の文脈において解説された有利な変形例によれば、機械共振器１２Ａが、その機械共振器の角度静止位置にあるときに、４つの対応する磁石２０との角度オフセットを有するように、ＰＣＢ２２に接して配置構成される。

ロータ４４は、ボール・ベアリング５０の手段により、ウェアラブル物体の固定された構造に接して、有利には、示される変形例においてのように、時計のケース３２の中間部分に接して、または好ましくは、時計ムーブメント４のケーシング・リングに接して、自由に回転するように装着される。共振構造４８が下に存在するロータの中心区域を空けるために、ボール・ベアリング５０の内部リング５１が、有利には、ロータにより形成され、または、このロータと一体であり、一方で、このベアリングの外方リング５２が、前記固定された構造により形成され、または、この固定された構造と一体である。示される変形例において、内方リング５１のベアリングの経路は、ロータ４４の外方側方表面により形成される。好ましくは、示される変形例においてのように、ボール・ベアリング５０は、ロータ４４の周辺に存在する。

示される特定の変形例において、ロータ４４は、４つの磁石１０Ａを帯する環状部分により形成され、それは、機械共振器の慣性質量体４６と、および、ボール・ベアリング５０と同じ一般平面内に配置構成される。かくして、ロータおよび機械共振器は、有利には、時計４２のケース３２の、この時計においての本発明による電気機械変換器の配置構成により発生させられる、厚さの増大を制限するために同一面である。加えて、ボール・ベアリングと同一面であるこのアセンブリが、さらにはここでは可能にされる。変形例において、ボール・ベアリングは、時計ムーブメント４の側に、ロータの環状部分の下に配置構成される。ロータの磁石１０Ａは、機械共振器１２Ａの慣性質量体４６の磁石２０の数と同じ数のものである。磁石１０Ａおよび２０は、有利には、同じ一般平面内に配置構成される。示される変形例において、これらの磁石は、ロータの、および、慣性質量体の、環状部分のそれぞれの開口部に挿入され、以て、それらの磁石は、この環状部分およびこの慣性質量体が広がる一般平面内に配置構成される。上記で説明された第１の実施形態においてのように、磁石１０Ａおよび２０は、軸方向の磁化軸、および、反発的磁気相互作用を有する。磁石１０Ａおよび２０は、それぞれ、直径方向に対置させられた対をなして配置構成される。かくして、慣性質量体は、磁石１０Ａおよび２０が配置構成される一般平面内の磁力トルクのみを受ける（換言すれば、この磁気トルクのベクトルは、機械共振器１２Ａの揺動の軸１４と一致して、軸方向である）。ロータ４４の環状部分は、不均衡を発生させることを可能とする２つの開口部を有するということがさらには留意されることになる。

図４Ａ乃至４Ｆを参照して、第２の実施形態の電気機械変換器の動作、および、より詳しくは、ロータ４４による機械共振器１２Ａの始動を、より精確に説明する。これらの図において、ロータは、単に磁石１０Ａにより表される。ここで論考される個別の例において、ロータは、１旋回毎秒（１Ｈｚ）の実質的に継続的な速度において、反時計回りの方向において回転することが予期される。第１の実施形態の電気機械変換器は、第２の実施形態の電気機械変換器と同様に動作するということに留意されたい。

図４Ａにおいて、ロータは、実質的に止まっており、機械共振器１２Ａは、その機械共振器の静止位置において停止されている。電気機械変換器のこの初期位置から、ロータは、そのロータの磁石１０Ａとともに、例えば時計４２のユーザの腕の突然の運動から結果的に生じる初期加速の後、実質的に一定の速度において、反時計回りの方向において回転する。図４Ｂにおいて、ロータの４つの磁石１０Ａは、機械共振器の４つの磁石２０に接近している。磁気相互作用が、各々の磁石１０Ａと、対応する磁石２０との間で生じる。磁気反発力Ｆ_RMが、次いで、磁石２０の各々に及ぼされ、第１の強い磁気結合が生じる。４つの力Ｆ_RMの半径方向の成分は、直径方向に対置させられた磁石の対により、互いに打ち消し合い、一方で、これらの力Ｆ_RMの接線方向の成分は、加算によって大きくなり、機械共振器の慣性質量体４６に付与される磁力トルクを発生させ、この磁力トルクは、慣性質量体４６を回転させ、以て、この慣性質量体により帯される磁石２０は、図４Ｂ乃至４Ｆにおいて、磁石２０の角度静止位置、およびさらには、電気機械変換器６Ａの４つのコイル２４の各々の角度位置を指示する、点線での円により可視にされるような、機械共振器の静止位置から離れる角度変位を受けるということが留意されることになる。磁気反発力Ｆ_RMは、磁石１０Ａがそれぞれの磁石２０に、よりいっそう近く動くにつれて、強度においてさらに増大するが、増大するのは主として半径方向の成分であり、以て、慣性質量体に作用する磁力トルクは、図４Ｃにおいて示される、磁石１０Ａおよび磁石２０の相対的角度位置に対して最大を通り過ぎる。

機械共振器の弾性戻しトルクが磁力トルクに等しくなると、および、後者が、磁力トルクが増大し続ける場合において磁力トルクより強く増大する限りにおいて、図４Ｄにおいて示されるように、ロータの方向と反対の方向において慣性質量体を駆動する機械共振器の弾性戻しトルクのおかげで、機械共振器の揺動が始まる。ロータと、機械共振器の慣性質量体との間の磁気結合において注目すべきであることは、その磁気結合が、共振振動数においての揺動を次いで可能とするために、慣性質量体がその静止位置から別のところに動かされることを可能とする、慣性質量体の初期運動を発生させる、ロータの回転の方向においての初期磁力トルクを及ぼすのみではなく、この磁気結合は、次いで、磁石１０Ａが、前記初期運動の間にそれらの磁石１０Ａが実質的に結合される、対応する磁石２０を角度的に超過すると直ちに、反対の方向の磁力トルクを及ぼし、その反対の方向の磁力トルクは、エネルギーを慣性質量体に、上で論及された角度超過の後に続く、その慣性質量体の揺動の第１の振動において与え、その反対の方向の磁力トルクは、共振振動数Ｆ_Resにおいての慣性質量体の揺動を増幅することを可能とするという事実からのものである。図４Ｅおよび４Ｆは、図４Ｄにおいて示される第１の振動の後に続く２つの振動の間の、電気機械変換器の２つの瞬時位置を示す。かくして、相対的に高い共振振動数Ｆ_Res、例えば、論考される例においては２０Ｈｚを所与のものとして、いくつかの振動が、ロータの磁石１０Ａが慣性質量体の磁石２０と再び強く結合される前に、実質的にこの共振振動数において出現し得るものであり、各々の磁石１０Ａは、次いで、この新しい強い磁気結合の間に、慣性質量体の（ロータの回転の方向においての）後に続く磁石２０と実質的に磁気的に結合される。

新しい強い磁気結合は、様々な磁気相互作用変動を発生させ、かくして、様々なシナリオのもとで機械共振器に作用することができる。これらの様々なシナリオは、特に、機械共振器が、新しい強い磁気結合の開始において、ロータと同じ回転の方向において回転するという、または逆に、ロータの、および、機械共振器の、それぞれの回転が、次いで、反対の方向においてのものであるという事実に依存する。第１の事例において、新しい強い磁気結合は、主として、第１の強い磁気トルクの間に発生させられた第１の揺動を維持するために使用されることになる。第２の事例において、第１に、新しい強い磁気結合は、慣性質量体を減速させ、それゆえに、第１の揺動を実質的に減衰させ、次いで第２に、主として、ロータの磁石が慣性質量体の磁石を角度的に超過した後に介入する、ロータの方向と反対の方向においての磁力トルクにより、第２の揺動を発生させる。共振振動数は相対的に高いという事実に起因して、第２の事例は顕著であるということが留意されることになる。その上、第１の事例が一部の状況において顕著であり得る場合でも、慣性質量体は、しばしば、機械共振器の揺動的運動において時間位相シフトを発生させる、（他の角度位置においてさらには可能であるので、必ずしも静止位置においてではない、および特に、揺動する機械共振器の極角度位置に近い）停止の、または、ほぼ不動の短い時間を経る。かくして、持続させられる揺動と、揺動の連続との間の区別は明確ではない。機械共振器が、その静止位置において、ある決まった時間間隔の間停止するとき、このことは、２つの連続的揺動に関するものであり、反対の事例において、このことは、したがって、しばしば時間位相シフトの持ち込みを伴う、進行中の揺動を維持することに関するものである。いずれの事例においても、実質的に共振振動数Ｆ_Resにおいての複数の連続的瞬間的揺動は、連続的な強い磁気結合の間に認められ得る。

主な変形例において、電気機械変換器は、ロータにより慣性質量体に付与される磁力トルクが、機械共振器の２つの近接する磁石２０の間の中心においての角度より大である角度距離にわたるロータの回転駆動の間に、共振振動数Ｆ_Resにおいての、および、実質的に最小振幅以上の振幅を伴う、複数の連続的瞬間的揺動を発生させることを可能とするように配置構成され、その最小振幅に対して、機械共振器と関連付けられる磁気システムの各々のコイルにおいて誘導される電圧は、あらかじめ決定されたしきい値電圧に実質的に等しく、この複数の連続的瞬間的揺動は、複数の連続的瞬間的揺動をそれぞれ発生させることを可能とする、ロータによる機械共振器の慣性質量体の複数のそれぞれの瞬間的回転駆動の後に続いて出現する。

例えば、各々のコイル２４は、４ｍｍの直径、０．４ｍｍの高さ、２３００旋回、および、２．６ｋΩの抵抗を有する。各々のコイルは、機械共振器のそれぞれの磁石２０の０．１から０．２ｍｍ下の軸方向の距離において固定されて配置構成され、それらの磁石は、強い残留磁化を伴って選択され、コイルの直径と近似的に同一の直径を有する。機械共振器であって、２０Ｈｚに近似的に等しい共振振動数Ｆ_Resを有する、および、その機械共振器が、通常の角振動数を伴って回転するロータにより始動させられるときに、７°から１０°の間の平均振幅を有する、機械共振器を選択することにより、機械共振器と関連付けられる、ここで説明される磁気システムは、インピーダンスにおいて適合させられる負荷上での、コイルあたり２μＷの程度の平均電力、および、コイルあたり１００ｍＶの程度の平均の誘導される電圧を発生させることができる。より高い性能が可能であるということに留意されたい。

図９は、本発明によるウェアラブル物体に組み込まれる電気エネルギー・アキュムレータ９８に、電磁システムの、２４^*と参照番号を付けられたコイルを接続する、電気機械変換器の電子回路の代替的実施形態の電気線図である。一般的には偶数の、および、並列に、または直列に接続される、すべてのコイルは、このアセンブリが、誘導される電圧Ｕ_Indを提供する、整流器９４に接続される。誘導される電圧信号は、次いで、アキュムレータ９８の再充電電圧Ｕ_Recを発生させるために、（任意選択である）平滑化フィルタ９５および電圧ブースタ９６に提供される。アキュムレータは、電力供給電圧Ｕ_Alを、考察されるウェアラブル物体に組み込まれる負荷１００に提供する。他の特定の電子ユニットが、特に、有用な範囲の中の電力供給電圧Ｕ_Alの値を保証するために、および、この電圧の、ある度合の安定性を確実にするために設けられ得る。スイッチＳｗが、要求を基に、および／または、他の電気パラメータ、特にアキュムレータ９８の電圧レベルに依存して、負荷の電力供給を始動させる、または始動させないことができるように設けられる。

図５Ａ乃至８Ｈを参照して、本発明による電気機械変換器６Ｂを設けられる腕時計６２の第３の実施形態を、さらには説明する。上記ですでに説明されたものと同様のいくつかの要素を、ここでは再び詳細には説明しない。機械共振器１２Ｂは、すでに説明された機械共振器１２Ａと本質的に同一であるということが留意されることになる。その機械共振器１２Ｂの動作は、同様である。慣性質量体１６Ｂの外部輪郭のみが、この第３の実施形態の特定の特色とのつながりにおいて異なり、その第３の実施形態は、本質的には、機械共振器１２Ｂを始動させるためのより大である効率を可能とするロータ６４の配置構成により、および、機械共振器の中心に存在する共振構造４８が在ることを所与のものとして、ロータをケース３２Ａに直接的に固定することにより、先の実施形態とは異なる。ケースの裏部へのロータのこの固定は、第２の実施形態の文脈において提案されるシステムに対する代替物、さらにはここでは変形例として提供され得るシステムを組成する。

時計ムーブメント４は、４つのコイル２４を帯するＰＣＢ２２の開口部に挿入される、その時計ムーブメントの後部突出部分４Ａ上で、共振構造４８を支え、その共振構造の部分４８Ａが、この後部突出部分に固定される。共振構造は、揺動部分４８Ｂをさらに備え、その揺動部分は、同じ一般平面内に存在し、この揺動部分に対する、および、慣性質量体１６Ｂに対する揺動の軸を規定する、可撓性ブレード・システムにより、固定された部分４８Ａに接続され、その慣性質量体は、この慣性質量体の中心要素１８内に配置構成される対応する孔に挿入されるヒゲ持ちによって後者に固定される。慣性質量体１６Ｂは、その周辺部分内に４つの円形磁石２０を帯し、それらの磁石は、４つのそれぞれの突出部分の孔に挿入され、それらの突出部分の間に、慣性質量体の外側の空間に接して側方で開口し、慣性質量体１６Ｂが内接させられる幾何学的円の半径に対応する半径まで半径方向に広がる、４つの自由角度区域７８が設けられる。ロータ６４は、３つの部分、固定された中心部分７１、より大きくて重い周辺部分を有するハーフ・ディスク７０、および、この周辺部分に高剛性で固定される環状構造７２から形成される。ハーフ・ディスク７０は、ボール・ベアリングの手段により、中心部分７１に接して自由に回転するように装着される。

第３の実施形態に対して示される変形例において、中心部分７１が、ねじ６８によりケース３２Ａの裏部６６に固定されることが可能にされる。他の固定手段、特に、溶接または接着が考えられ得る。かくして、ロータ６４は、裏部６６の内方側に装着されることが、このアセンブリをケースの中間部分とともに組み立てる前に行われる。この第３の実施形態の主な特徴によれば、環状構造７２は、４つの磁石１０Ｂを、それらの磁石が半径方向の弾性運動を受けることを可能とするように帯し、そのことは、これらの磁石が、慣性質量体の磁石２０によりそれぞれ占有される角度区域内に行き着くときに、退避することができるためのものであり、これらの占有される角度区域は、自由角度区域７８を分離するものである。さらに言えば、図８Ａ乃至８Ｈを使用して、後でより詳細に解説される理由のために、磁石１０Ｂは、それらの磁石が何らの半径方向の弾性力もかけられない中立位置において、それらの磁石が、自由角度区域７８内に少なくとも部分的に入り込むように配置構成される。しかしながら、磁石１０Ｂは、下記で説明されるこの第３の実施形態に対して用意される動作を可能とするために、中心軸においての半径であって、機械共振器の磁石２０のこの中心軸においての半径より大である、半径を有する。

示される有利な変形例において、円柱形磁石１０Ｂは、それぞれの可撓性ブレード７４の自由端部に固定されるリングに挿入される。各々の可撓性ブレード７４は、慣性質量体の揺動の軸と一致する、ロータ６４の回転の軸を中心とされる、円形の弧形状の長手方向の軸を有する。かくして、各々の可撓性ブレードは、半径方向の方向において、大である可撓性を、ただし、角度／接線方向の方向において、相対的に大である剛性を有する。可撓性ブレードは、有利には、さらには、製造公差を所与のものとして、ある決まった軸方向の磁力を発生させることがある、磁石１０Ｂと２０との間の相互作用の間、機械共振器の磁石２０の一般平面内にとどまるのに十分な軸方向の剛性を有するように、それらの可撓性ブレードの幅より大である高さを有する。空洞７６が、ロータが回転させられるときに、磁石１０Ｂ、および、可撓性ブレード７４に固定するためのリングから形成される各々の第１のアセンブリが、磁石２０、および、この磁石を固定するために使用される慣性質量体の突出部分から形成される各々の第２のアセンブリを避けるのに十分な距離にわたる、半径方向の運動を受けることを可能とするために、環状構造内に設けられる。

一般的には、慣性質量体の各々の磁石は、この慣性質量体から突出するように配置構成され、以て、慣性質量体は、第１および第２の自由角度区域を、それぞれこの磁石の両方の側に有し、それらの自由角度区域内で、ロータの各々の磁石は動くことができる。次いで、ロータの各々の磁石は、ロータのこの磁石が、慣性質量体と関わる磁石の付近に存在するときに、慣性質量体の磁石との磁気反発の様態の相互作用により発生させられる、半径方向の磁力の作用のもとで、機械共振器の揺動の軸に対するものとしての、半径方向の弾性運動を受けることができるように配置構成される。好ましくは、ロータの各々の第１の磁石の、ロータの回転の軸に対するものとしての、その磁石の中心において考察される、最小機械エネルギー位置は、慣性質量体の第２の磁石の間に存在する自由角度区域に対応する、慣性質量体の揺動の軸と一致するロータの回転の軸に対するものとしての、半径方向の位置の所定の範囲内に存在する、この第１の磁石の半径方向の位置に対応する。ロータの各々の第１の磁石の半径方向の弾性運動は、この第１の磁石が、その第１の磁石が機械共振器の第２の磁石の角度位置を通過するときに、この第２の磁石に関係する第１の自由角度区域から第２の自由角度区域に転ずることができるのに十分に退避することができるように可能にされる。有利な変形例において、ロータの各々の第１の磁石は、対応する弾性ブレードの端部に固定され、その弾性ブレードは、機械共振器の揺動の軸に対するものとしての、主として接線方向の長手方向の軸、および、本質的には半径方向の方向においての弾性変形に対する耐久力（ｃａｐａｃｉｔｙ）を有するように配置構成される。

好まれる変形例において、半径方向の磁力の作用のもとでの、ロータの第１の磁石の各々の半径方向の弾性運動は、第２の磁石の角度位置を通る第１の磁石の通過の間の、ロータと、機械共振器の慣性質量体との間の衝撃を回避するのに十分な振幅を伴って可能にされる。加えて、慣性質量体からの第２の磁石により占有される角度区域を分離する自由角度区域７８は、ロータの第１の磁石が、第２の磁石のそれぞれの角度位置のそばの、これらの第１の磁石の通過の後に続いて、この通過の後に続く共振振動数Ｆ_Resにおいての慣性質量体の揺動的運動を妨害しないように、慣性質量体に寄りかからないように設けられる。

磁石１０Ｂおよび２０が配置構成される一般平面においてのロータの断面、ならびに、機械共振器１２Ｂに対する４つの磁石２０（それらの磁石のうちの１つは、可変角度位置βを有する）のみを示す、図８Ａ乃至８Ｈを参照して、電気機械変換器６Ｂの、その動作の間の瞬時状態の連続を説明する。ロータ６４が、時計回りの方向において、実質的に一定の速度において回転する、個別の事例が考察される。図８Ａにおいて、それぞれの可撓性ブレード７４により帯される、ロータの磁石１０Ｂ（それらの磁石のうちの１つは、角度位置αを有する）は、機械共振器の磁石２０に十分に接近しており（ロータの磁石と、機械共振器の対応する磁石との間の可変角度距離θ）、以て、それらの磁石の間の磁気反発力Ｆ_RMは、有意であり、慣性質量体１６Ｂ（ここでは単に４つの磁石２０により表される）を回転させるのに十分である。すでに図８Ａにおいて、本発明の第３の実施形態においてのロータおよび機械共振器の個別の配置構成の利益が理解される。力Ｆ_RMは、本質的には接線方向であり、そのことは、実質的にすべてのこの力Ｆ_RMが、慣性質量体に付与される磁力トルクに関与するという結果を生む。そのロータの回転を継続することにより、ロータは、慣性質量体を力Ｆ_RMによって駆動し、その力の強度は、第１の磁石１０Ｂと、対応する第２の磁石２０との間の距離の低減を所与のものとして増大する。先に説明された自由角度区域７８が在ること、および、ロータの各々の磁石１０Ｂに対する予期される中立の半径方向の位置のおかげで、力Ｆ_RMの強度が急激に増大する一方で、力Ｆ_RMは、図８Ｂにおいて示されるスナップショットの相対的位置において、実質的に接線方向のままである。かくして、相対的に高い強度の磁気トルクが、機械共振器の慣性質量体に付与される。

ロータが時計回りの方向において回転し続ける際、力Ｆ_RMの半径方向の成分は、相対的に大きくなる値を有し、この半径方向の成分は、各々の磁石１０Ｂに作用し、以て、各々の磁石１０Ｂは、その磁石を帯する可撓性ブレードのおかげで、外向きに半径方向の弾性運動を受け始める。磁石１０Ｂは、図８Ｃのスナップショットにおいて示されるように、これらの磁石が慣性質量体の磁石２０のそれぞれの角度位置を通過する際に退避するように、それらの磁石１０Ｂの円形軌道からそれる。ロータの磁石１０Ｂが、磁気反発力の半径方向の成分（さらには「半径方向の磁力」と呼ばれる）の作用のもとで、機械共振器の磁石２０を避ける一方で、慣性質量体は、接線方向の力（接線方向の磁力、および、機械共振器の弾性戻し力）の平衡の位置に達し、かくして、図８Ｃのスナップショットに対応する極角度位置（ゼロ角速度を伴う）にある。かくして、機械共振器は、回転するロータにより励振／始動させられ、その機械共振器は、実質的にその機械共振器の共振振動数Ｆ_Resにおいて揺動することを、この揺動に対する初期振幅を決定する、この極角度位置から開始する。

図８Ｄにおいて、磁石１０Ｂおよび２０が実質的に半径方向にそろえられる一方で、慣性質量体は、ロータのものと反対の回転の方向において、第１のサイクルを開始している。次いで、各々の磁石１０Ｂは、その磁石が機械共振器のこの始動／励振の間に瞬間的に関連付けられる、磁石２０を通り越したので、それらの磁石の間の磁気反発力は、瞬間的に慣性質量体を、その慣性質量体の第１の振動の反時計回りの方向において駆動し、そのことは、それでもなお、追加的なエネルギーをこの慣性質量体に提供し、機械共振器の始動／励振に関与する。図８Ｅは、第１の振動の終了の瞬時を示す。共振振動数Ｆ_Resは相対的に高いことが予期されるので、次の振動において、慣性質量体の磁石２０は、再び極角度位置においての慣性質量体を示す図８Ｆにおいて確かめられるように、時計回りの方向において回転し、ロータ磁石１０Ｂに再び接近するが、これらのロータ磁石１０Ｂは、時計回りの方向において、ただし、慣性質量体の磁石２０の平均速度より低速の速度において回転し続ける。磁気反発力Ｆ_RMは、機械共振器を減速させ、かくして、この第２の振動に対するその機械共振器の振幅を低減するということに留意されたい。しかしながら、磁力は保存力であるので、制動エネルギーの大部分は、次の振動の間に機械共振器に戻される。図８Ｇは、実質的には、この次の振動の終了の瞬時を示す。次いで、特定の考察される事例において、機械共振器は、強い磁気結合が、再びロータと、機械共振器の慣性質量体との間で、後者の揺動運動を維持する、または、機械共振器の新しい揺動を発生させるように出現する、図８Ｂの状況と同様の状況に再びなる前に、揺動の２から３の周期の間、なおも自由に揺動する。図８Ｈは、さらには、図８Ｇのスナップショットの後に続く振動の終了においてのスナップショットを示し、これらの２つの図は、機械共振器の自由揺動の角度区域を指示する。すでに解説されたように、慣性質量体の磁石２０がロータの磁石１０Ｂに接近するとき、慣性質量体は、一般的には磁気制動を受け、その磁気制動は、機械共振器の磁石のそれぞれの角度位置を通る、ロータ磁石の通過の間、進行中の揺動を一時的に停止することができる。かくして、機械共振器の連続的揺動は、実質的には、回転するロータにより、磁力Ｆ_RMによって、その磁力がロータの回転の方向と反対の方向において作用するときに、すなわち、ロータの磁石１０Ｂが、退避しながら、慣性質量体の磁石２０を通り越した後に、すなわち、図８Ｄにおいて与えられる瞬時状態による時間間隔において、発生させられるということが認められる。

磁石１０Ｂ、および、その磁石を帯する可撓性ブレード７４から形成される、各々の弾性構造の半径方向の弾性定数は、半径方向の磁力が磁石１０Ｂを、磁石２０の角度位置を通るこれらの磁石１０Ｂの通過の間に、慣性質量体により、特に、磁石２０、および、それらの磁石のそれぞれのストラップにより通り抜けをされる円形区域から外に変位させるのに足りるだけ、その弾性定数が小さいように選択されるが、この半径方向の弾性定数は、しかしながら、各々の上で論及された弾性構造の半径方向の揺動振動数が、機械共振器の共振振動数Ｆ_Resより高くなるのに足りるだけ大きいということが予期される。例えば、共振振動数Ｆ_Resが２０Ｈｚに等しいならば、ロータの各々の弾性構造の半径方向の揺動振動数は、少なくともＦ_Resの２倍に等しい、ただし好ましくは、Ｆ_Resより４から５倍大である、特に、約１００Ｈｚに等しいということが有利である。このことは、ロータの各々の弾性構造の機械的応答が、機械共振器の機械的応答より高速であるということを確実にする。かくして、ロータの磁石１０Ｂは、提供されるシステムの動作を妨害することになる衝突を回避するように、これらの磁石の、磁石２０の角度位置を通る通過の間に十分に迅速に変位させられる。

２腕時計、時計
２Ａ腕時計、時計
４時計ムーブメント、ムーブメント
４Ａ突出部分、後部突出部分
６電気機械変換器
６Ａ電気機械変換器
６Ｂ電気機械変換器
８ロータ
８Ａロータ
１０磁石、第１の磁石
１０Ａ磁石
１０Ｂ磁石、ロータ磁石
１２機械共振器
１２Ａ機械共振器
１２Ｂ機械共振器
１４回転の軸、揺動の軸、中心軸
１６慣性質量体、第１の慣性質量体
１６Ｂ慣性質量体
１８中心要素
２０第２の永久磁石、磁石、第２の磁石
２２ＰＣＢ
２４コイル
２４^* コイル
２６可撓性ブレード
２８中心要素
３２時計ケース、ケース
３２Ａケース
３４文字板
３６開口部
３８周辺部分
４２時計
４４ロータ
４６慣性質量体
４８共振構造
４８Ａ部分、固定された部分
４８Ｂ揺動部分
５０ボール・ベアリング
５１内部リング、内方リング
５２外方リング
６２腕時計
６４ロータ
６６裏部
６８ねじ
７０ハーフ・ディスク
７１中心部分
７２環状構造
７４可撓性ブレード
７６空洞
７８自由角度区域
９４整流器
９５平滑化フィルタ
９６電圧ブースタ
９８電気エネルギー・アキュムレータ、アキュムレータ
１００負荷
Ｆ_Res 共振振動数
Ｆ_RM 磁気反発力、力、磁力
Ｓｗスイッチ
Ｕ_Al 電力供給電圧
Ｕ_Ind 誘導される電圧
Ｕ_Rec 再充電電圧
α 角度位置
β 可変角度位置
θ 可変角度距離

Claims

電子ユニットと、電気機械変換器（６；６Ａ；６Ｂ）により形成される電力供給ユニットとを備えるウェアラブル物体（２；２Ａ；４２；６２）であって、前記電気機械変換器は、
－前記ウェアラブル物体が受けることができる運動により回転させられる能力があるロータ（８；８Ａ；４４；６４）であって、少なくとも１つの第１の永久磁石（１０；１０Ａ；１０Ｂ）を帯する、ロータ（８；８Ａ；４４；６４）と、
－機械共振器（１２；１２Ａ；１２Ｂ）であって、支持体（４）に接して装着され、前記機械共振器に固有の共振振動数（Ｆ_Res）において、揺動の軸（１４）の周囲で揺動する能力がある慣性質量体（１６；４６；１６Ｂ）を設けられる、機械共振器（１２；１２Ａ；１２Ｂ）と、
－少なくとも１つの第２の永久磁石（２０）、および、少なくとも１つのコイル（２４）により形成される電磁システムであって、前記少なくとも１つの第２の永久磁石、および、前記少なくとも１つのコイルは、それぞれ、前記慣性質量体により、および、前記支持体、または、前記支持体と一体の要素により帯され、前記機械共振器が静止しているときに、前記少なくとも１つの第２の永久磁石により発生させられる磁束の少なくとも一部分が前記コイルを通過し、以て、前記機械共振器が揺動しているときに、誘導される電圧（Ｕ_Ind）が前記コイルにおいて発生させられるように配置構成される、電磁システムと
を備え、
前記電気機械変換器は、前記少なくとも１つの第１の永久磁石、および、前記少なくとも１つの第２の永久磁石が、前記慣性質量体に、瞬間的または一時的に、前記機械共振器を励振させることを可能とする磁力トルクを付与することを、前記機械共振器の、実質的に前記機械共振器の共振振動数においての、少なくとも１つの揺動を発生させるために行うように、前記ロータの回転駆動の間に、磁気的に相互作用することができるように配置構成される、ウェアラブル物体（２；２Ａ；４２；６２）。
前記電気機械変換器（６；６Ａ；６Ｂ）は、前記慣性質量体（１６；４６；１６Ｂ）に付与される前記磁力トルクが、前記ロータの前記回転駆動の間に、前記共振振動数においての、および、実質的に最小振幅以上の振幅を伴う、複数の連続的瞬間的揺動を発生させることを可能とするように配置構成され、前記最小振幅に対して、前記誘導される電圧は、あらかじめ決定されたしきい値電圧に実質的に等しく、前記複数の連続的瞬間的揺動は、それぞれ、前記回転するロータによる前記機械共振器の複数の連続的励振の後に続いて出現する、請求項１に記載のウェアラブル物体。
前記機械共振器が静止しているときに、前記少なくとも１つの第２の永久磁石（２０）の中心、および、前記コイル（２４）の中心は、前記揺動の軸（１４）に対するものとして、前記少なくとも１つの第２の永久磁石の前記中心と、前記コイルの前記中心との間に、非ゼロ角度オフセットを有し、好ましくは、前記少なくとも１つの第２の永久磁石の前記中心の角度位置取りに対応する角度オフセットであって、実質的には、前記少なくとも１つの第２の永久磁石により発生させられ、前記コイルを通過する前記磁束の曲線であって、前記揺動の軸に対するものとしての、前記少なくとも１つの第２の永久磁石と前記コイルとの間の相対的角度位置による、前記磁束の曲線の変曲点においての、前記少なくとも１つの第２の永久磁石の前記中心の角度位置取りに対応する角度オフセットを有する、請求項１または２に記載のウェアラブル物体。
前記機械共振器（１２；１２Ａ；１２Ｂ）は、可撓性ブレード（２６；４８）を伴う共振器である、請求項１から３のいずれか一項に記載のウェアラブル物体。
前記可撓性ブレードは、圧電材料から作製され、各々は、２つの電極によって覆われ、前記電極によって、電流が、前記機械共振器が始動させられるときに発生させられ、前記電流は、前記電力供給ユニット内に備えられるアキュムレータに提供される、請求項４に記載のウェアラブル物体。
前記少なくとも１つの第１の永久磁石（１０；１０Ａ；１０Ｂ）、および、前記少なくとも１つの第２の永久磁石（２０）は、前記少なくとも１つの第１の永久磁石および前記少なくとも１つの第２の永久磁石の磁気相互作用が反発の様態であるように配置構成される、請求項１から５のいずれか一項に記載のウェアラブル物体。
前記少なくとも１つの第１の永久磁石（１０；１０Ａ；１０Ｂ）、および、前記少なくとも１つの第２の永久磁石（２０）は、前記機械共振器の前記揺動の軸に直交する同じ一般平面内に存在する、請求項６に記載のウェアラブル物体。
前記少なくとも１つの第１の永久磁石（１０；１０Ａ；１０Ｂ）、および、前記少なくとも１つの第２の永久磁石（２０）は、前記揺動の軸（１４）に実質的に平行な磁化軸を有する、請求項７に記載のウェアラブル物体。
前記共振振動数は、実質的には、１０ヘルツ以上である（Ｆ_Res≧１０Ｈｚ））、請求項１から８のいずれか一項に記載のウェアラブル物体。
前記共振振動数は、実質的には、１５ヘルツから３０ヘルツの間である（１５Ｈｚ≦Ｆ_Res≦３０Ｈｚ）、請求項１から８のいずれか一項に記載のウェアラブル物体。
前記機械共振器（１２）の前記慣性質量体（１６）は、前記少なくとも１つの第２の永久磁石（２０）を支持するリングにより形成される、請求項１から１０のいずれか一項に記載のウェアラブル物体。
前記可撓性ブレード（２６）は、前記リングを、前記機械共振器の前記支持体（４）に固定される中心要素（２８）に接続し、前記ロータ（８）は、前記中心要素に、前記支持体に、または、内部デバイスに固定される中心部分に接して、自由に回転するように装着され、前記内部デバイスは、前記中心要素と、または、前記支持体と一体であり、前記ロータに対するものとして前記慣性質量体（１６）の他方の側に存在する、請求項４に従属する請求項１１に記載のウェアラブル物体（２；２Ａ）。
前記ロータは、ボールまたはローラ・ベアリング（５０）の手段により、前記ウェアラブル物体（４２）の固定された構造（３２）に接して、自由に回転するように装着され、前記ベアリングの内方リング（５１）は、前記ロータ（４４）により形成され、または、前記ロータと一体であり、一方で、前記ベアリングの外方リング（５２）は、前記固定された構造により形成され、または、前記固定された構造（３２）と一体である、請求項１から１１のいずれか一項に記載のウェアラブル物体（４２）。
前記内方リング（５１）の前記ベアリングの経路は、前記ロータ（４４）の外方側方表面により形成され、前記ベアリング（５０）は、前記ロータの周辺に配置構成される、請求項１３に記載のウェアラブル物体。
前記ロータ（６４）は、前記電気機械変換器（６Ｂ）が収容されるケース（３２Ａ）の裏部（６６）に接して、自由に回転するように装着される、請求項１から１１のいずれか一項に記載のウェアラブル物体（６２）。
前記少なくとも１つの第２の永久磁石（２０）は、前記慣性質量体（１６Ｂ）から突出するように配置構成され、以て、前記慣性質量体は、第１および第２の自由角度区域（７８）を、それぞれ前記少なくとも１つの第２の永久磁石の両方の側に有し、前記自由角度区域内で、前記ロータ（６４）の前記少なくとも１つの第１の永久磁石（１０Ｂ）は動くことができ、前記少なくとも１つの第１の永久磁石は、前記少なくとも１つの第１の永久磁石が、前記少なくとも１つの第２の永久磁石の付近に存在するときに、前記少なくとも１つの第２の永久磁石との前記磁気相互作用により発生させられる、半径方向の磁力の作用のもとで、前記揺動の軸に対するものとしての、半径方向の弾性運動を受けることができるように配置構成され、前記ロータに対するものとしての、前記少なくとも１つの第１の永久磁石の最小機械エネルギー位置は、前記第１および第２の自由角度区域に対応する、前記揺動の軸に対するものとしての、半径方向の位置の所定の範囲内に存在する、前記少なくとも１つの第１の永久磁石の半径方向の位置に対応し、前記半径方向の弾性運動は、前記少なくとも１つの第１の永久磁石が、前記少なくとも１つの第１の永久磁石が前記少なくとも１つの第２の永久磁石の角度位置を通過するときに、前記第１の自由角度区域から前記第２の自由角度区域に転ずることができるのに十分に退避することができるように可能にされる、請求項７または請求項７に従属する請求項８から１５のいずれか一項に記載のウェアラブル物体（６２）。
前記少なくとも１つの第１の永久磁石（１０Ｂ）は、それぞれ少なくとも１つの対応する弾性ブレード（７４）の端部に固定され、前記弾性ブレードは、前記揺動の軸に対するものとしての、主として接線方向の長手方向の軸、およびかくして、本質的には半径方向の方向においての弾性変形に対する耐久力を有するように配置構成される、請求項１６に記載のウェアラブル物体。
前記半径方向の磁力の前記作用のもとでの、前記半径方向の弾性運動は、前記少なくとも１つの第２の永久磁石（２０）の前記角度位置を通る前記少なくとも１つの第１の永久磁石（１０Ｂ）の前記通過の間の、前記ロータ（６４）と、前記機械共振器（１２Ｂ）の前記慣性質量体（１６Ｂ）との間の衝撃を回避するのに十分な振幅を伴って可能にされる、請求項１６または１７に記載のウェアラブル物体。
前記ロータは、前記機械共振器の前記慣性質量体を側方で包囲する環状部分を有する、請求項１から１８のいずれか一項に記載のウェアラブル物体。
前記ロータは、前記ウェアラブル物体が受けることがある前記運動の間、前記ロータの回転を助長するための不均衡を有するように構成される、請求項１から１９のいずれか一項に記載のウェアラブル物体。
前記ウェアラブル物体は、ユーザの手首に接して着用可能である、請求項１から２０のいずれか一項に記載のウェアラブル物体。
前記ウェアラブル物体は、腕時計である、請求項１から２０のいずれか一項に記載のウェアラブル物体。