JPH0738029B2 - Small generator - Google Patents

Small generator

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JPH0738029B2
JPH0738029B2 JP59215371A JP21537184A JPH0738029B2 JP H0738029 B2 JPH0738029 B2 JP H0738029B2 JP 59215371 A JP59215371 A JP 59215371A JP 21537184 A JP21537184 A JP 21537184A JP H0738029 B2 JPH0738029 B2 JP H0738029B2
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JP
Japan
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rotor
coil
unbalanced
stator
rotation
Prior art date
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JP59215371A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS6193978A (en
Inventor
雅士 吉野
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Publication of JPH0738029B2 publication Critical patent/JPH0738029B2/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04CELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C10/00Arrangements of electric power supplies in time pieces

Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野] 本発明は電子時計の電源として用いることのできるよう
な小型発電装置に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a small power generator which can be used as a power source for an electronic timepiece.

[従来技術] 従来電子時計等の携帯電子機器のエネルギー源は電池が
ほとんどすべてであった。この電池はその持つ容量と時
計体の消費電流とから決まる電池寿命があり電池交換の
わずらわしさが常につきまとうものであった。そこでこ
の欠点を解消する為に例えば時計内部に発電機構を設け
る試みがなされている。その試みは従来特開昭50−1786
6号のごとくであり発電効率も悪く、サイズも大きくな
り又耐久性にも問題があり実用化にいたっていない。
[Prior Art] Conventionally, batteries are almost all energy sources for portable electronic devices such as electronic timepieces. This battery has a battery life determined by the capacity of the battery and the current consumption of the watch body, and the trouble of battery replacement has always been a problem. Therefore, in order to solve this drawback, for example, an attempt has been made to provide a power generation mechanism inside the timepiece. The attempt was made in the conventional Japanese Patent Laid-Open No. 50-1786.
As in No. 6, the power generation efficiency is poor, the size is large, and there is a problem with durability, and it has not been put to practical use.

[目的] 本発明は以上の様な欠点を解消し、きわめて発電効率の
高い、サイズ的にも自由度の高いしかも耐久性の優れた
発電装置を提供しようとするものである。
[Purpose] The present invention is intended to solve the above-mentioned drawbacks and to provide a power generator having extremely high power generation efficiency, high size flexibility, and excellent durability.

[実施例] 本発明の実施例を図によって説明する。尚小型発電装置
が組み込まれる携帯機器の例として腕時計を用いた。
Example An example of the present invention will be described with reference to the drawings. A wristwatch was used as an example of a portable device in which the small power generator is incorporated.

第1図は本発明を有効に活用した水晶腕時計のシステム
の概念を示すブロック図である。1は回転トルクを生じ
せしめる手段であり回転中心と重心とが偏心したアンバ
ランス車で構成される手段である。この回転手段1の回
転運動を増速輪列2により増速し発電機構としての変換
器A3のローターを回転させ交流電流を生じせしめる。こ
の交流を整流回路4により整流し蓄電手段5に蓄電す
る。本実施例ではこの蓄電手段として大容量コンデンサ
ーである電気二重層コンデンサーを用いている。この大
容量コンデンサーを電源として、時間標準である水晶を
含む制御回路6やこの制御回路6に制御された駆動回路
7が作動する。駆動回路7によりエネルギーを供給され
て変換器B8が動作し、この変換器B8の動きが減速輪列9
により指針10に伝えられ時が表示される。
FIG. 1 is a block diagram showing the concept of a quartz wristwatch system that effectively utilizes the present invention. Reference numeral 1 is a means for generating a rotational torque, which is an unbalanced vehicle in which the center of rotation and the center of gravity are eccentric. The rotational movement of the rotating means 1 is accelerated by the speed increasing train wheel 2 to rotate the rotor of the converter A3 as a power generation mechanism to generate an alternating current. This alternating current is rectified by the rectifier circuit 4 and stored in the storage means 5. In this embodiment, an electric double layer capacitor, which is a large-capacity capacitor, is used as the electricity storage means. Using the large-capacity capacitor as a power source, the control circuit 6 including a crystal serving as a time standard and the drive circuit 7 controlled by the control circuit 6 operate. Energy is supplied by the drive circuit 7 to operate the converter B8, and the movement of this converter B8 is reduced by the reduction gear train 9
Is transmitted to the pointer 10 and the time is displayed.

第2図は発電機構としての変換器A3の説明図である。永
久磁石20aを含むローター20をかこむ様にステーター21
が配置されている。コイル22は磁心22aに巻かれており
磁心22aとステーター21とはネジ23により固着されてい
る。このローター20が回転する事によりコイルには次式
で表される起動力Eと電流Iが生じる。
FIG. 2 is an explanatory diagram of the converter A3 as a power generation mechanism. Stator 21 so that rotor 20 including permanent magnet 20a
Are arranged. The coil 22 is wound around a magnetic core 22a, and the magnetic core 22a and the stator 21 are fixed to each other by screws 23. When the rotor 20 rotates, a starting force E and a current I represented by the following equation are generated in the coil.

N :コイルの巻数 φ:磁心22aを通る磁束数 t :時間 R :コイルの抵抗 W :ローター20の回転速度 L :コイルのインダクタンス この起動力はほぼsinカーブを持つ交流である。又ロー
ター20とそれをかこむステーター21の穴とが同心円であ
りほぼ全周にわたりロータ磁石をかこんでいる。これに
よりローターのある場所に止まっていようとする力(引
きトルク)を最小にする事ができる。このような形状の
ステータが引きトルクを下げることの説明をもう少し詳
しく説明する。ステーター21は2つの極片部分21aと21b
とそれぞれの極片部分をつなぐ細い部分21cでローター
磁石20aを囲むように形成される。例えばロータ磁石20a
のN磁極が一方のステータ極片21aからの他方のステー
タ極片21bに向かって回転しステータ極片間をつなぐ細
い部分21cの近傍に至ったとき、一部の磁束が細い部分2
1cを介して他方のステータ極片21bの方に洩れ流れるこ
とになる。これは言い換えるならば、最初の一方の側の
ステータ極片21aに残る磁束が少なくなることを意味
し、結果的にロータを磁気的安定点に戻そうとする最大
引きトルクがその分小さくなることになる。例えば細い
部分21cがなく空隙を構成するようなステーター(例え
ば特開昭52−80871号公報の第1図に開示されているス
テーター)の場合には空隙部の磁気抵抗が著しく大きく
なるためローター磁極がその空隙を越えるまで磁束は最
初の側のステーター極片に残ろうとするようになり、結
果的に引きトルクが著しく大きくなってしまうが、本発
明の構成では細い部分21cから他方のステータ極片21bに
磁束が洩れるので引きトルクが格段に下がることにな
る。その為、アンバランス車が小さくても容易にロータ
ーが起動開始させられるようになる。
N: Number of turns of coil φ: Number of magnetic flux passing through magnetic core 22a t: Time R: Resistance of coil W: Rotational speed of rotor 20 L: Inductance of coil This starting force is an AC having a sin curve. The rotor 20 and the hole of the stator 21 that encloses the rotor 20 are concentric circles and enclose the rotor magnet over almost the entire circumference. As a result, the force (pulling torque) that tends to stop at the rotor is minimized. The explanation that the stator having such a shape reduces the pulling torque will be described in more detail. The stator 21 has two pole piece parts 21a and 21b.
And a thin portion 21c connecting the respective pole piece portions is formed so as to surround the rotor magnet 20a. For example rotor magnet 20a
When the N magnetic pole is rotated from one stator pole piece 21a toward the other stator pole piece 21b and reaches the vicinity of the narrow portion 21c connecting between the stator pole pieces, a part of the magnetic flux is thin portion 2
It will leak and flow toward the other stator pole piece 21b via 1c. In other words, this means that the magnetic flux remaining in the stator pole piece 21a on the one side at the beginning is reduced, and as a result, the maximum pulling torque for returning the rotor to the magnetically stable point is reduced accordingly. become. For example, in the case of a stator (for example, the stator disclosed in FIG. 1 of Japanese Patent Laid-Open No. 52-80871) in which a gap is formed without the thin portion 21c, the magnetic resistance of the gap is significantly increased, and therefore the rotor magnetic pole is formed. The magnetic flux tries to remain in the stator pole piece on the first side until it exceeds the air gap, and as a result the pulling torque becomes significantly large. Since the magnetic flux leaks to 21b, the pulling torque will be significantly reduced. Therefore, even if the unbalanced vehicle is small, the rotor can be easily started.

また最初の最大引きトルクを越えてローターが回転を開
始するとアンバランス車は慣性もあって回転を継続する
が、回転の後半になりエネルギーが少なくなって引きト
クルを越えられない地点でアンバランス車は停止する。
従って引きトルクが小さい方がローターの回転角度を広
げることができることになる。本発明の構成では上述の
ごとく引きトルクが小さいので、その分アンバランス車
はより後の方まで回転することができ、回転角度を広げ
て発電量を充分確保できるものである。特にアンバラン
ス車とロータとの間は増速輪列で接続されるので、アン
バランス車の回転角度の僅かな増加もローターでは数回
転にも相当することになり、小型発電装置にとっての影
響はかなり大きく、発電効率を高めるポイントとなる。
When the rotor starts to rotate beyond the initial maximum pulling torque, the unbalanced vehicle continues to rotate due to inertia, but in the second half of the rotation, the unbalanced vehicle is unable to cross the pulling tokule due to low energy. Will stop.
Therefore, the smaller the pulling torque, the wider the rotation angle of the rotor. In the configuration of the present invention, since the pulling torque is small as described above, the unbalanced vehicle can be rotated further by that amount, and the rotation angle can be widened to secure a sufficient amount of power generation. In particular, since the unbalanced vehicle and the rotor are connected by the speed-up gear train, even a slight increase in the rotation angle of the unbalanced vehicle corresponds to several rotations with the rotor, which has no effect on the small power generator. It is quite large, and is a key point to improve power generation efficiency.

尚、磁束の漏れが磁束の変化量dφを減ずることになる
ので起動力Eも下がることが予想されるが、実際には引
きトルクが小さくなるためロータの回転速度が早くな
り、磁束の変化速度1/dtが大きくなるため起動力Eは実
質的に下がることはない。
Since the leakage of the magnetic flux reduces the amount of change dφ of the magnetic flux, it is expected that the starting force E will also decrease. However, in reality, the pulling torque becomes smaller, so the rotation speed of the rotor becomes faster and the changing speed of the magnetic flux becomes faster. Since 1 / dt becomes large, the starting force E does not substantially decrease.

第3図は回転手段1から増速輪列2を介して変換器A3に
いたるまでの機構の説明用の断面図である。31が回転中
心と重心とを偏心させたアンバランス車で、32が地板、
33が受である。アンバランス車31のアンバランスにより
生じる回転運動が増速輪列31a、34、及びローターかな2
0bによりローター磁石20aの回転運動になる。22bはコイ
ルリード基板でありコイルの端末処理がなされ、このコ
イルリード基板22bと回転基板35とが接触しコイルに誘
起された電力が回路に伝えられる。
FIG. 3 is a sectional view for explaining the mechanism from the rotating means 1 to the converter A3 via the speed increasing train wheel 2. 31 is an unbalanced car in which the center of rotation and the center of gravity are eccentric, 32 is the main plate,
33 is the recipient. The rotational movement caused by the unbalance of the unbalanced vehicle 31 is increased by the gear trains 31a and 34 and the rotor pinion 2
Rotation of the rotor magnet 20a is caused by 0b. Reference numeral 22b denotes a coil lead substrate, which is used to end the coil, and the coil lead substrate 22b and the rotating substrate 35 come into contact with each other to transmit the electric power induced in the coil to the circuit.

前記したごとくローターの引きトルクが小さければアン
バランス車31のアンバランス量も小さくてよい。起動の
最低条件は (ローター引きトルク)<(アンバランス車のアンバラ
ンストルク) となる。
As described above, if the pulling torque of the rotor is small, the unbalance amount of the unbalanced wheel 31 may be small. The minimum condition for starting is (rotor pulling torque) <(unbalanced torque of unbalanced vehicle).

次に本発明の目的である小型化と発電効率を高めるため
の整流回路の構成について述べる。
Next, the configuration of the rectifier circuit for reducing the size and improving the power generation efficiency, which is the object of the present invention, will be described.

第4図は従来の整流回路4の説明図である。整流回路は
41、42、43、44の4つのダイオードで構成されている。
5は蓄電手段であり本実施例では大容量コンデンサーで
ある電気二重層コンデンサーを用いている。コイル22に
細線45で示す電力が誘起されると電流は細線で示す様に
流れコンデンサー5に蓄電される。又破線46で示す様に
流れるとこれも45の時と同様の方向でコンデンサー5に
蓄電される。
FIG. 4 is an explanatory diagram of the conventional rectifier circuit 4. Rectifier circuit
It is composed of four diodes 41, 42, 43, and 44.
Reference numeral 5 denotes a storage means, and in this embodiment, an electric double layer capacitor which is a large capacity capacitor is used. When the electric power indicated by the thin line 45 is induced in the coil 22, the current flows as indicated by the thin line and is stored in the capacitor 5. When it flows as shown by the broken line 46, it is also stored in the capacitor 5 in the same direction as when 45.

一般に半波整流に対して全波整流は効率がよいと考えら
れるが、これを本発明が対象とするようなアンバランス
車でローター磁石を回転させる小型発電装置に用いた場
合状況はかなり異なる。即ち、ロータ磁石が回転してい
るときは発電すると同時に、コイルに流れる発電電流
(誘起電流)によりロータの回転を妨げようとする電磁
ブレーキをも発生させることになる。当然この電磁ブレ
ーキはアンバランス車の駆動エネルギーを見かけ上減ら
すことになり、あたかも一回り小さなアンバランス車を
使っているのと同じ状態にしてしまう。全波整流はロー
ターの回転の全域においてこの電磁ブレーキが作用する
ことになるので、アンバランス車が回転のより早い時点
で引きトルクを越えられなくなり停止してしまう。この
結果アンバランス車の回転角度が狭められ発電効率を極
端に劣化させてしまうという問題である。
Generally, full-wave rectification is considered to be more efficient than half-wave rectification, but when this is used in a small power generator that rotates a rotor magnet in an unbalanced vehicle as the subject of the present invention, the situation is quite different. That is, when the rotor magnet is rotating, electric power is generated, and at the same time, an electromagnetic brake that tries to hinder the rotation of the rotor by the generated current (induced current) flowing in the coil is generated. Naturally, this electromagnetic brake apparently reduces the driving energy of the unbalanced car, and it makes the same state as if using an unbalanced car that is one size smaller. In full-wave rectification, this electromagnetic brake acts over the entire rotation of the rotor, so that the unbalanced vehicle cannot stop the pulling torque and stops at an earlier point of rotation. As a result, the rotation angle of the unbalanced vehicle is narrowed and the power generation efficiency is extremely deteriorated.

本発明では従来効率が悪いとされていた半波整流を用い
ることによりこの問題を解決した。第5図にその実施例
を示す。第5図は本発明による充電回路の説明図であ
る。アンバランス車51による回転力を増速輪列52でロー
ター53に伝える。ローター53の回転により生じた磁界の
変化がステーター54を介してコイル55に伝わりコイル両
端に誘起電圧が発生する。57は蓄電手段であるコンデン
サーであり、コイル55で生じた電力をO1、O2を通じて蓄
えて時計体56へその電力を供給する。このコンデンサー
57の耐圧電圧以上の過充電防止回路がリミッター58であ
る。
In the present invention, this problem has been solved by using half-wave rectification, which was conventionally considered to be inefficient. An example thereof is shown in FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram of a charging circuit according to the present invention. The torque generated by the unbalanced vehicle 51 is transmitted to the rotor 53 by the speed increasing train wheel 52. A change in the magnetic field generated by the rotation of the rotor 53 is transmitted to the coil 55 via the stator 54, and an induced voltage is generated at both ends of the coil. Reference numeral 57 is a capacitor that is a power storage means, stores the electric power generated in the coil 55 through O 1 and O 2 , and supplies the electric power to the timepiece body 56. This condenser
The limiter 58 is an overcharge prevention circuit having a withstand voltage of 57 or higher.

59は半波整流の作用をするダイオードである。また59
は、コイル55に交流電力が発生していない時にコンデン
サー57に蓄えられた電力がコイル55を通じて失われる事
を防止する逆流防止用ダイオードの役割も兼ねている。
59 is a diode that acts as a half-wave rectifier. Again 59
Also serves as a backflow prevention diode that prevents the power stored in the capacitor 57 from being lost through the coil 55 when no AC power is generated in the coil 55.

半波整流回路を用いた場合と全波整流を用いた場合の発
電の違いを第6図により説明する。
The difference in power generation between using the half-wave rectification circuit and using full-wave rectification will be described with reference to FIG.

第6図は蓄電手段57に流れ込む電流波形を示しており、
第4図に示した従来の全波整流回路と第5図に示した本
発明による1つのダイオード59による半波整流とを比較
して示したものである。60が基準線である。61が従来の
整流回路での発生電流、62は本発明での発生電流、63は
従来の全波整流回路での電圧ドロップによるロス分であ
り、64は本発明による半波整流回路での電圧ドロップに
よるロス分である。蓄電手段に蓄えられる電荷量は従来
は61と63とに包まれた面積分であり本発明によるものは
62と64とに包まれた面積分である。この面積比較ではほ
とんど差はなく蓄電性能は同等である。従来の全波整流
に比べ半波整流を用いても蓄電性能に差のない理由を次
に述べる。半波整流でカットされている期間(第6図で
は66に示す)はコイル22に電流が流れず、したがってロ
ーターに加わる電磁ブレーキトルクが小さい為アンバラ
ンス車の動きが速くなる。すなわち66の期間のエネルギ
ーはアンバランス車の運動エネルギーとして蓄えられ発
電時に解放される。したがって61に比べ62のピーク値も
大になっているのである。又整流ロスもダイオード2個
が1個になり半分となる事も有利に働いている。この結
果半波整流にしたにもかかわらずその発電及び蓄電性能
は全波整流に比べ悪くならないのである。
FIG. 6 shows a current waveform flowing into the power storage means 57,
6 is a comparison of the conventional full-wave rectification circuit shown in FIG. 4 and the half-wave rectification by one diode 59 according to the present invention shown in FIG. 60 is the reference line. 61 is the generated current in the conventional rectifier circuit, 62 is the generated current in the present invention, 63 is the loss due to the voltage drop in the conventional full-wave rectifier circuit, and 64 is the voltage in the half-wave rectifier circuit according to the present invention. It is the loss due to the drop. Conventionally, the amount of electric charge stored in the storage means is the area covered by 61 and 63.
It is the area covered by 62 and 64. In this area comparison, there is almost no difference, and the storage performance is the same. The reason why there is no difference in the power storage performance when half-wave rectification is used compared to conventional full-wave rectification is described below. No current flows through the coil 22 during the period of being cut by half-wave rectification (indicated by 66 in FIG. 6), and therefore the electromagnetic brake torque applied to the rotor is small, so the unbalanced vehicle moves faster. That is, the energy for the period of 66 is stored as kinetic energy of the unbalanced vehicle and is released at the time of power generation. Therefore, the peak value of 62 is larger than that of 61. In addition, the rectification loss is also reduced by halving the number of diodes to two. As a result, the power generation and storage performance of the half-wave rectification is not worse than that of the full-wave rectification.

また半波整流を用いた場合前記のごとく磁気ブレーキが
少ない分アンバランス車の運動エネルギーをより高い状
態で回転させられるので、その分全波整流の場合よりア
ンバランス車の回転角度を大きくとることができ、ロー
ターを余分に回して発電量を稼ぐものである。このよう
にローターの回転速度が速くなることを回転角度を広げ
られることにより半波整流にもかかわらず全波整流した
のと遜色のない発電量が確保でき、アンバランス車の駆
動エネルギーを保持させることにより、ローターの回転
角度を確実に広げ発電効率を高めたものである。特にア
ンバランス車とロータとの間の増速比率はきわめて大き
いのでアンバランス車の回転角度の僅かな増加もロータ
ーの大きな回転につながり、小型発電装置にとって発電
効率への影響はかなり大きなものとなる。かかる本発明
の構成によれば、腕時計を携帯した者がデスクワーク等
の僅かの動きをしてもアンバランス車が直ちに起動し、
アンバランス車の傾きをローターの有効な回転につなげ
るので、時計を動かすのに十分な電力が確実に蓄積され
る。
When half-wave rectification is used, since the kinetic energy of the unbalanced vehicle can be rotated in a higher state due to the smaller number of magnetic brakes as described above, the rotation angle of the unbalanced vehicle must be larger than that of full-wave rectification. It is possible to generate electricity by rotating the rotor extra. In this way, by increasing the rotation angle of the rotor to increase the rotation angle, it is possible to secure an amount of power generation that is comparable to full-wave rectification despite half-wave rectification, and to retain the drive energy of unbalanced vehicles. As a result, the rotation angle of the rotor is surely expanded and the power generation efficiency is improved. In particular, the speedup ratio between the unbalanced vehicle and the rotor is extremely large, so even a slight increase in the rotation angle of the unbalanced vehicle will lead to a large rotation of the rotor, which will have a considerable impact on the power generation efficiency for the small power generator. . According to the configuration of the present invention, even if the person carrying the wrist watch makes a slight movement such as desk work, the unbalanced vehicle immediately starts,
It connects the tilt of the unbalanced car to the effective rotation of the rotor, ensuring that enough power is stored to run the clock.

またもちろん全波整流が4個のダイオードを使用するの
に対して半波整流は1個のダイオードで済むので小型携
帯機器に必要なスペース効率の点でも格段に有利となる
ことはいうまでもない。素子の少ない分信頼性の管理も
容易になる。
Of course, full-wave rectification uses four diodes, whereas half-wave rectification requires only one diode, which is of course advantageous in terms of space efficiency required for small portable devices. . Since the number of elements is small, it is easy to manage the reliability.

第1図における蓄電手段5から先の制御回路6、駆動回
路7、変換器B8、減速輪列9、指針10は従来と同じもの
でよく周知の機構が用いられている。
The control circuit 6, the drive circuit 7, the converter B8, the reduction wheel train 9, and the pointer 10 from the storage means 5 onward in FIG. 1 are the same as the conventional ones, and well-known mechanisms are used.

本実施例の発電装置ではローター磁石は厚肉円筒型であ
り加工はきわめて簡単であり、希土類磁石等あらゆる磁
石を使用することができる。又磁石の磁束をステータ
ー、磁心という高透磁率材により磁気回路を構成し取り
出している為コイルを鎖交する磁束数φがきわめて大き
くなっている。従ってこの面からも発電効率が大幅に高
くなっている。また本実施例では磁石とコイルをレイア
ウト上切りはなして配置し、磁石とコイルを平板状ステ
ーターで磁気的に結合するので組み込みが容易であると
ともに薄型の発電装置となる。また各要素を分散配置で
きる事から時計全体のレイアウトを考えて他の構成部
品、例えば輪列や回路等のスキマへ自由に配置できその
スペース効率はきわめて良い。
In the power generator of the present embodiment, the rotor magnet is a thick-walled cylindrical type and is extremely easy to process, and any magnet such as a rare earth magnet can be used. Further, since the magnetic flux of the magnet is formed by taking out the magnetic circuit by the high magnetic permeability material such as the stator and the magnetic core, the number of magnetic flux φ interlinking the coils is extremely large. Therefore, from this aspect as well, the power generation efficiency is significantly increased. Further, in this embodiment, the magnet and the coil are arranged so as not to be cut on the layout, and the magnet and the coil are magnetically coupled with each other by the plate-shaped stator, so that the magnet and the coil are easily assembled, and a thin power generator is provided. Further, since each element can be arranged in a distributed manner, it is possible to freely arrange other components, for example, a clearance such as a train wheel or a circuit, in consideration of the layout of the entire timepiece, and the space efficiency is extremely good.

又本実施例では蓄電手段として大容量コンデンサーを用
いている。コンデンサーは電池等の様な化学反応でなく
物理現象であり蓄電手段そのものの寿命がきわめて長
く、本実施例によるシステムによれば従来のゼンマイ式
の時と同様な寿命が得られ、もちろん電池交換のごとく
わずらわしさもなく、しかも水晶時計等高い精度の時計
が実現できる。
Further, in this embodiment, a large-capacity capacitor is used as the electricity storage means. The capacitor is not a chemical reaction such as a battery but a physical phenomenon, and the life of the power storage means itself is extremely long.According to the system according to the present embodiment, the same life as that of the conventional mainspring system can be obtained. It is possible to realize a highly accurate timepiece such as a quartz timepiece without any trouble.

又ダイオードをリミッターより発電装置側に配した事に
より半波整流の電流カット時の悪影響をも吸収して充電
効率を向上させている。
In addition, by disposing the diode on the power generator side of the limiter, the adverse effect at the time of current cut of half-wave rectification is absorbed to improve the charging efficiency.

回転手段としてのアンバランス車のアンバランス部31b
は本構造のみでなく他ももちろん可能である。例えば第
3図において受33の上に配置をすればアンバランス量を
大きくとる事がたやすく行える。
Unbalanced part 31b of unbalanced vehicle as rotating means
Of course, not only this structure but also others are possible. For example, in FIG. 3, if it is arranged on the bridge 33, a large amount of unbalance can be easily obtained.

蓄電手段5については本実施例では大容量コンデンサを
用いたが充電可能な電源であれば何でもかまわない。例
えば近年充電可能なリチウム電池や固体電解質電池等も
実用化されつつあり、これらも電池そのものの容量も大
きく長期信頼性も高く本発明に適した電源である。又銀
電池はその長期信頼性に若干問題はあるが蓄電手段とし
て使用も可能である。
Although a large-capacity capacitor is used as the power storage means 5 in this embodiment, any power source that can be charged may be used. For example, rechargeable lithium batteries, solid electrolyte batteries, and the like are being put into practical use in recent years, and these are also power sources suitable for the present invention because of their large capacity and long-term reliability. Further, the silver battery can be used as a power storage means although it has some problems in long-term reliability.

又第1図における蓄電手段以降の制御回路から表示手段
である指針までの構成は針表示の例で示したものである
が、表示手段が針でなくLCD等のデジタル表示でもかま
わない。
Further, although the configuration from the control circuit after the storage means to the pointer which is the display means in FIG. 1 is shown as an example of the needle display, the display means may be a digital display such as LCD instead of the needle.

[効果] 以上のように本発明の構成によれば上述の如くステータ
ー極片間を細い部分でつなげることにより生じる磁束の
洩れを巧みに利用するとともに半波整流回路を用いるこ
とにより、小型のアンバランス車の使用を可能にして発
電装置全体を腕時計のような小型携帯機器に組み込める
程度に小型化できたものである。また同時に、小型のア
ンバランス車を用いているにもかかわらず小型携帯機器
の僅かな動きでも確実にアンバランス車ひいてはロータ
を起動させ、且つアンバランス車の回転角度を確実に広
げ発電効果を高めたものであり、実用化可能な小型発電
装置を提供したものである。本発明の小型発電装置を腕
時計に組み込んだ場合、デスクワーク等の僅かな動きで
あっても時計を駆動するのに十分な発電・蓄電が可能と
なったものであり、日常生活で使用できる小型発電装置
を提供したものである。
[Effects] As described above, according to the configuration of the present invention, the leakage of magnetic flux caused by connecting the stator pole pieces with each other by the thin portion as described above is skillfully used, and the half-wave rectifier circuit is used. It was possible to use a balance car and reduce the size of the entire power generator so that it could be incorporated into a small portable device such as a wristwatch. At the same time, even if a small unbalanced vehicle is used, even a slight movement of a small portable device will surely activate the unbalanced vehicle and thus the rotor, and will surely expand the rotation angle of the unbalanced vehicle to enhance the power generation effect. The present invention provides a small power generator that can be put to practical use. When the small power generator of the present invention is incorporated into a wristwatch, it is possible to generate and store electricity enough to drive the watch even with a slight movement such as desk work, and the small power generator can be used in daily life. The device is provided.

又、本発明の発電装置は磁石とコイルをレイアウト上切
りはなして配置し、磁石とコイルを平板状ステーターで
磁気的に結合するので組み込みが容易であるとともに薄
型の発電装置となる。また各要素を分散配置できる事か
ら携帯機器のレイアウトを考えて他の構成部品、例えば
回路部品等のスキマへ自由に配置できそのスペース効率
はきわて良い。更に半波整流を用いることにより素子の
数を減らして小スペース化にも寄与するものである。
In the power generator of the present invention, the magnet and the coil are cut off in the layout, and the magnet and the coil are magnetically coupled with each other by the plate-shaped stator, so that the power generator is easy to install and is a thin power generator. Further, since each element can be arranged in a distributed manner, the layout of the mobile device can be taken into consideration, and the elements can be freely arranged in the gaps of other constituent parts, for example, circuit parts, and the space efficiency thereof is outstanding. Furthermore, by using half-wave rectification, the number of elements can be reduced and the space can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明のシステムの概念を示すブロック図。 第2図は発電機構の説明図。 第3図は輪列部の断面図。 第4図は従来の整流回路の説明図。 第5図は本発明による充電回路の説明図。 第6図は蓄電電流波形図。 1……回転手段 2……増速手段 3……発電機構 4……整流回路 5……蓄電手段 20、53……ローター 21、54……ステーター 22、55……コイル FIG. 1 is a block diagram showing the concept of the system of the present invention. FIG. 2 is an explanatory view of the power generation mechanism. FIG. 3 is a sectional view of a train wheel portion. FIG. 4 is an explanatory diagram of a conventional rectifier circuit. FIG. 5 is an explanatory diagram of a charging circuit according to the present invention. FIG. 6 is a stored current waveform diagram. 1 ... Rotating means 2 ... Speed increasing means 3 ... Power generation mechanism 4 ... Rectifier circuit 5 ... Storage means 20, 53 ... Rotor 21, 54 ... Stator 22, 55 ... Coil

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】回転中心と重心が偏心したアンバランス車
と、 コイル、板状のステーター、永久磁石を備えたローター
より成り、前記ローターの回転運動により発電する機械
−電気変換器と、 前記アンバランス車の回転を増速して前記ローターに伝
達する増速輪列と、 前記機械−電気変換器により発生した交流電流を整流す
る整流手段と、 前記整流手段により整流された電流を蓄電する蓄電手段
とを有し、 高透磁率材より成る前記ステーターは前記ローターと同
心円状の穴を有し二つの極片部分が極片部分間における
引きトルクを減少させるよう接続されて前記ローターの
全周を取り囲むように形成し、 且つ、前記整流手段を半波整流回路により構成したこと
を特徴とする小型発電装置。
1. A mechanical-electrical converter comprising an unbalanced vehicle having an eccentric center of gravity with respect to a center of rotation, a rotor provided with a coil, a plate-shaped stator, and a permanent magnet, and a mechanical-electrical converter generating electric power by rotational movement of the rotor. A speed increasing train wheel that speeds up the rotation of the balance wheel and transmits the speed to the rotor, a rectifying unit that rectifies an alternating current generated by the mechanical-electrical converter, and a power storage that stores the current rectified by the rectifying unit. And a stator made of a high-permeability material having a hole concentric with the rotor, the two pole piece portions being connected so as to reduce the pulling torque between the pole piece portions, and the entire circumference of the rotor. And a rectifying means formed of a half-wave rectifying circuit.
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