CN1153332C - 单相机电变换器和至少一个这种变换器的机电装置 - Google Patents

Abstract

单相机电变换器(2)包括一定子(4)和一带有一永磁双极磁体(6)的转子(4)。该定子由确定了第一和第二定子磁极(18，20)的一平面结构(10)，和带有一线圈(14)的铁芯(12)构成。所述铁芯与第一和第二磁极磁连接。线圈位于一开口(35)中，其边缘自身闭合，确定了所述第二磁极的平面结构完全包围了所述开口和所述双磁体所处的一孔(16)。

Description

单相机电变换器 和至少一个这种变换器的机电装置

技术领域

本发明涉及一种单相机电变换器，其定子有一平面结构，其转子包括一永磁体，尤其是一双极磁体。特别地，本发明涉及小型的机电变换器，尤其适应于手表所用。

背景技术

本领域人员可知有多种电动机，尤其在钟表领域，其定子有一平面构造，其转子包括一永磁体。关于单相电动机，钟表机电领域的专家可知“Lavet”型步进电机。这种电机包括一定子极，确定了两个定子磁极，两个各自的磁轭确定了一个定子孔，在其中设置有安装在电机轴上的一双极永磁体。两个定子磁极分别确定了定子板的两端。带有线圈的铁芯，其两端固定两个磁接触耳，使铁芯的两耳叠加到相应定子板的两耳上。这种类型的电机，具有供电线圈的铁芯始终定位于定子级的表面。如瑞士专利No.639525的图1对钟表步进电机“Lavet”型已作出描述。该专利文件的图1和图2可见，确定了两定子磁极的定子板可用作为一基板，安装至少部分不同的手表机构元件。

瑞士专利No.648984公开了一种钟表，包括上文所述“Lavet”型钟表步进电机。该专利文件具体公开了钟表型电机的定子作为钟表机构基板的使用，几种机械和/或电子元件在作为机构板的定子板上组装。如瑞士专利No.648984的图1所示，带有线圈的铁芯安排在钟表机构的外面，缺点是限制了板上各种元件的分布，这使得钟设计者受到了限制。

当手表设计者将-“Lavet”型单相电机置于机构中，单相电机的线圈不在机构板的外侧，上述定子板形成一个与机构基板有很大不同的部件，如瑞士专利No.643704的图1所示。在公开了瑞士专利No.643704的设计，单相电机的定子和钟表机构的基板形成两个截然不同的部件，提高了制造成本，限制了钟表机构部件的小型化。上述问题所造成的空间的需求，当钟表机构包括几个单相电机时，就更为突出。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种单相机电变换器，具有一定子，可用作为一装置的组装板，易于制造，价格便宜，并给设计者提供布置该装置的充分自由，特别是定位转子和这个单相变换器的线圈。

本发明的另一目的是提供一种机电装置，包括若干机电变换器，至少其中之一为一单相变换器，与就上述第一目的所提出的具有相同的特性和优点。

本发明的另一目的是提供一装置，包括若干单相变换器，使装置的设计精密，价格便宜。

因此，本发明涉及一种单相机电变换器，特别是钟表型的，包括：

—由磁性材料制成的定子，

—包括一永磁体的转子，

—线圈。

所述定子包括一平面结构和一安装所述线圈的铁芯，所述平面结构确定两定子磁极，其各自的两个极轭确定了所述转子通过的孔，所述转子的永磁体与所述两极轭磁连接，所述铁芯的第一和第二端分别与所述两定子磁极相连，这个变换器的特征是所述转子穿过的所述孔有自身闭合的边缘，所述平面结构由一单片所形成，并形成两个磁极；和所述线圈位于所述的平面结构中的一个开口处，其边缘自身闭合，以使确定所述第二磁极的部分所述平面结构包围了确定所述第一定子磁极的这部分平面结构，所述线圈突出于所述平面结构的基面。

具体地，本发明的使用是意图制造小型的钟表机构，尤其是女士手表。

附图说明

下面本发明将参考附图，通过不具有限制作用的实施例进行详细描述，其中：

图1表示根据本发明的一单相变换器的第一实施例的俯视图；

图2为图1的第一实施例的变型的俯视图；

图3为根据本发明的一机电装置的俯视图；包括两个单相变换器；

图4为一钟表机构的俯视透视图，除了中心指针之外，包括三个计时器。

具体实施方式

图1表示由转子4形成的一单相机电变换器2，图中仅见双极永磁体6，由一板10形成的定子8由软磁材料制成，确定了平面结构，和一带有一供电线圈14的铁芯。

转子4穿过由一单片所形成的板10上的一孔16，双极永磁体6位于孔16中。这个板10确定了两个定子磁极18和20，分别具有两个极轭22和24，它们确定了所述的孔16。这两个磁极18和20由两个颈25和26互相分开，具体在一步进电机的应用，提供了两定位槽27和28。永磁体6的磁轴30在其两个最低能量位置之一时，基本上与由槽27和28所确定的方向正交。

铁芯12的两端32和33分别与定子磁极18和20磁连接和机械连接，通过螺丝或类似固定方式叠加和直接固定。

根据本发明，安装于铁芯12的线圈14位于安排在板10中的一定子开口35中。定子开口35的边缘36自身闭合，并部分地确定了极18。极20包围了极18，线圈14突出于板10的平面。这样，用于闭合单相变换器2磁路的第二磁极20形成了包围孔16的一板和定子开口35。因此，根据本发明，板10可具有任意尺寸，转子4和安装于铁芯12的线圈14可由变换器的设计者置于任意预定位置。

除了在一机电装置中安排这样一个变换器的优点，和这样的变换器的刚性的优点，确定了磁极20的部分定子板10为变换器形成了一磁屏蔽，使平面结构10的平面中的外磁通量传导由磁极20所激发，与永磁体6没有关联，不管这样的外磁通量的传导方向如何。

单相变换器2的机电操作为本领域技术人员已知，这样一种变换的供应与前文描述中所提到的“Lavet”型单相步进变换器相类似。

图2代表了一种图1中所描述第一实施例构造的改型。前面已经描述的参考标记这里不再赘述。图2中的改型与图1中构造的不同之处在于颈25。进而，示意有两个轮子40和41，这些轮子均在一端安装有安排在板10中的一轴承，共同做为定子，而板可用做钟表机构。板10上的各种孔42用于固定各种未表示的元件。这些孔42可以上螺母或不上。应指出，板10可具有任意外部轮廓，所仅给的矩形代表是为了简化图形。

这样，如图2的根据本发明的单相机电变换器包括一可为任意形状和大小并有两个开口的基板10，即，孔16有一个自身闭合的边缘，并确定一个转子的永磁体6的空间，这个磁体与定子磁极18和20磁连接，一定子开口35亦具有一个自身闭合的边缘36。共同将两定子磁极磁分开的颈25和26，在第一极18和第二极20之间保证一机械连接。这样，定子仅包括两平片，印板10和铁芯12。应指出，即使板10可有不同的形状，不同厚度的结构，以及例如研磨和/或各种形状的凹和/或凸，均不脱离本发明的范畴。板10为一平面结构，其轮廓与至少部分地安装在所述板10上的一机械装置相适应。

参见图3，下面将描述一机电装置，包括根据本发明的两个单相机电变换器，例如这些参照图1和2已述的。

图3所述的装置为一钟表机构50，包括由软磁性材料制成的一板52，确定了一平面结构，其上安排各种轮子54，55和56，孔58用于安装各处钟表机构元件，一圆形开口60用于放置一电池。

钟表机构50包括第一和第二单相变换器62和64。与参照图1和2中所述的单相变换器有类似设计。两个变换器62和64的两个相应的转子(图中未示)分别置于板52中加工出的两个孔66和67中。第一和第二定子开口分别用于部分地确定两个变换器62和64的第一定子磁极70和71。第一变换器62的第二定子磁极，和第二变换器64的第二定子磁极为一公共磁极72，相对于确定出第一定子磁极70和71的这个板52的两个部分，由板52的其余部分形成。当然，板52由形成两变换器62和64定子的磁性材料所形成。第二公共极72用于回流通过铁芯74和75的磁通，铁芯则分别形成第一和第二变换器62和64，并分别带有供电线圈76和77。但是，两个变换器62和64互相磁分离。

线圈76位于定子开口68中，而线圈77则位于定子开口69中。定子开口68和69的边缘自身闭合。两个变换器62和64的转了分别与钟表机构50的轮子54和55机械连接。图3清晰可见，两个变换器62和64可以任意方式安排在由板52所确定的表面上，由于表设计者来选择。具体地，线圈76和77位于板52的内部区域，不象现有技术那样位于后者的外侧。

参见图4，一机电装置的第二实施例包括根据本发明的若干单相电变换器，下面将对此加以描述。

钟表机构80包括由磁性材料制成的一板82，作为四个单相变换器84、85、86和87的公共定子板。这四个变换器84至87用于驱动钟表机构80的各种轮子89。各种运动链条由点划线90表示。变换器84、85、86和87为根据本发明的单相变换器，与2中所示的有类似构造。这样，这些变换器的各种元件和部件此处不再赘述。图4的实施例与图3的实施例不同之处具体在于，位于板82中的定子开口92，94分别为两个单相变换器84和85，86和87共用。两定子开口92和94的边缘96和98自身闭合。

在板82的平面上，开口92分别包围了两个变换器84和85的线圈100和102以及两变换器86和87的两个线圈104和106。定子开口92确定了两变换器84和85的第一子磁极110和112。同样，定子开口92确定了两变换器86和87的两个第一定子磁极114和116。

第一定子磁极110，112，114和116在板82内与第二共用定子磁极118磁绝缘，用来闭合来自变换器84、85、86和87的磁通，通过为此目的而设在安置变换器转子(图中未示)的孔120，121，122和123外侧的颈而达到。应指出，定位槽和转子的永磁体未在图4中表示，以避免图面繁琐。然而，本领域技术人员知道如何以图1和2中已述的等效方式来布置这种定位槽。

应指出，本发明不仅仅局限于已述的实施例，本领域人员可在他正常的工作实践中设计出变型。特别是线圈和铁芯的形状可以改变。特别是铁芯可为曲线形。

最后，应指出本发明不仅可应用于钟表领域，还适于需要小型电机的任何应用，那需要小空间和由这样一种电机驱动的，易于成一体化的机械装置；特别是测量装置，模拟计量器和小型的音频和/或视频装置。

Claims (8)

1.单相机电变换器(2，62，64，84，85，86，87)，其包括：

-定子(8)，由磁性材料制成；

-转子(4)，包括一永磁体(6)；

-线圈(14，76，77，100，104，106)；

所述定子包括一平面结构(10，52，82)和所述线圈绕其安装的一铁芯(12，74，75)，所述平面结构确定了两个定子磁极(18，20，70，71，110，112，114，116，118)，其两个极轭(22，24)，确定了一孔(16，76，67，120，121，122，123)，所述转子穿过其中；这个转子的永磁体与所述极轭磁连接，所述铁芯的第一和第二端分别与所述定子磁极连接，所述变换器的特征在于所述转子(6)穿过的所述孔有自身闭合的边缘，所述平面结构由一单片(10，52，82)所形成，并形成两个磁极；和所述线圈位于所述平面结构中的一开口(35，68，69，92，94)，其边缘(36，96，98)自身闭合，以使确定所述第二磁极的所述部分平面结构包围确定所述第一磁极的部分这个平面结构，所述线圈突出于所述平面结构的基面。

2.根据权利要求1所述的机电变换器，其特征在于所述定子确定了一基板(10，52，82)，其上至少部分地安装机电装置的元件(40，41，54，55，56，89)，至少所述元件之一与所述机电变换器的所述转子机械连接。

3.机电装置(50，80)包括若干机电变换器(62，64，84，85，86，87)，其若干各自定子部分地由一共用平面结构(52，82)形成，这个平面结构确定了若干孔，其中分别穿过所述若干机电变换器的若干转子，这个机电装置的特征在于，至少若干变换器按照权利要求1来制造。

4.根据权利要求3所述的机电装置，其特征在于所述共用平面结构(52，82)用作为一基板，其上至少部分地安装有所述机电装置的元件(54，55，56，89)。

5.根据权利要求4所述的机电装置，其特征在于，所述若干转子的每个转子与所述机电装置的所述元件(54，55，56，89)之一机械连接。

6.根据权利要求3至5之任意权项所述的机电装置(80)，其特征在于所述若干变换器包括至少两个根据权利要求1或3之任意权项所制造的变换器(84，85，86，87)，两个各自的线圈(100，102，104，106)安排在一专门的和相同的所述平面结构(82)的定子开口(92，94)中，关于所述平面结构的基面的突起，为两变换器所共有。

7.根据权利要求3至5任意权项所述的机电装置，其特征在于所述装置形成一模拟指示器，用于显示至少一确定的变量的值。

8.根据权利要求7所述的机电装置，其特征在于，它形成一钟表机构，所述至少显示的变量为时间。

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