用于钟表的发电装置 |
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| 申请号 | CN202310583900.2 | 申请日 | 2023-05-23 | 公开(公告)号 | CN117375311A | 公开(公告)日 | 2024-01-09 |
| 申请人 | 斯沃奇集团研究和开发有限公司; | 发明人 | P·托尔托拉; C·尼古拉斯; J-J·博恩; A·莫雷尔; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种用于钟表(1000)的限时发电装置(100)，包括可由用户抵靠至少一个弹性复位装置(2)操纵的操纵构件(1)，该至少一个弹性复位装置(2)布置成间接驱动发 电机 (6)以在有限的时间段内产生 电流 ，并且包括带齿构件(3)，其可相对于操纵构件以一定 自由度 移动并且与操纵构件一起界定用于接纳每个弹性复位装置的分开的腔室，弹性复位装置在预加应 力 的休止 位置 与最大压缩位置之间在其腔室中保持在操纵构件的第一支承止挡部(11)与带齿构件的第二支承止挡部(32)之间被压缩，带齿构件布置成由至少一个弹性复位装置驱动以直接或通过 齿轮 系(4)间接驱动发电机(6)。本发明还涉及一种包括这种装置的钟表。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于钟表(1000)的限时发电装置(100)，包括能由用户抵靠至少一个弹性复位装置(2)操纵的操纵构件(1)，所述至少一个弹性复位装置(2)布置成能间接驱动至少一个发电机(6)以用于在有限的时间段内产生电流，其中所述限时发电装置(100)包括带齿构件(3)，该带齿构件能相对于所述操纵构件(1)以一定自由度移动并且与所述操纵构件(1)一起界定用于接纳每个所述弹性复位装置(2)的分开的腔室(20)，所述弹性复位装置(2)在预加应力的休止位置与最大压缩位置之间在其所述腔室(20)中保持被压缩在所述操纵构件(1)的第一支承止挡部(11)与所述带齿构件(3)的第二支承止挡部(32)之间，并且其中所述带齿构件(3)布置成能由所述至少一个弹性复位装置(2)驱动以直接或通过齿轮系(4)间接驱动所述发电机(6)，其特征在于，所述操纵构件(1)、所述至少一个弹性复位装置(2)和所述带齿构件(3)能绕公共主轴线(DP)旋转运动，并且所述操纵构件(1)是能相对于中间件(8，9)移动的表圈。 |
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| 说明书全文 | 用于钟表的发电装置技术领域背景技术[0003] 许多钟表，尤其是手表，配备有可以按需激活的照明功能。这些功能本质上可以是功能性的，例如为显示器、表盘等提供背光，或者可以更有趣，例如显示图像徽标甚至全息图。照明系统通常主要包括电源、一个或多个光源(LED、OLED、电致发光等)和电子控制系统(略举数例，无源元件、时间管理装置或定时器、升压器等)。 [0004] 这种照明系统的部件体积庞大且笨重，这对于手表来说是一个缺点。特别地，电能源可以是一次电池、可充电电池或先前在系统中产生的电荷的蓄积器，例如光伏、热电或压电电池。通常提供电子控制系统来激活照明并限定其持续时间。用户必须自己关闭照明的情况非常少见。 [0005] 这些装置大部分来自电子行业。它们由化学成分(电池中的电解质)以及聚合物成分(封装、光导、印刷电路)形成。这些类型的材料通常在一定范围内被禁止用于机械手表，因为它们往往会随着时间的推移而劣化。这可能会导致外观受损(变色、污渍)，或者更糟糕的是，碎片会在手表内部循环。 发明内容[0007] 本发明提出通过消除可能在钟表中产生功能和/或视觉污染并改变其值和/或操作的电路和系统来简化钟表特别是手表中的电流产生。 [0008] 为此，本发明的目的是允许用户在有限和预定的时间内通过作用于钟表外部的操纵构件(例如表圈等)来自己产生必要量的电能，以激活电功能，例如但不仅限于照明功能。 [0009] 操纵构件被配置为能驱动发电机、特别是电磁微型发电机一定时间，以便向一个或多个用户电路供应电流。该功能在不使用电荷存储系统或电子计时装置的情况下执行，从而减小了装置的尺寸、质量和成本。 [0010] 因此，为此，本发明涉及一种用于钟表的限时发电装置，其包括可由用户抵靠至少一个弹性复位装置操纵的操纵构件，该至少一个弹性复位装置布置成能间接驱动至少一个用于在有限的时间内产生电流的发电机。 [0012] 本发明的目的、优点和特征在参考附图后阅读了以下详细描述将会更加清楚，在附图中： [0014] ·操纵构件，在该特定的非限制性情况下由表圈形成，包括一系列环形扇段形式的凹槽，这些凹槽由朝向轴线突出的内部凸耳部隔开，这些凹槽中的每一个都形成用于接纳弹性复位装置(在该特定的非限制性情况下为螺旋弹簧)的腔室； [0015] ·多个这样的弹性复位装置(在该特定示例中数量为三个)的组合； [0018] ‑图2在仰视图中示出了图1的控制构件，其中带齿构件与发电机的齿轮系所包括的小齿轮啮合。弹簧处于休止位置，在该位置它们被预加应力，每个弹簧在操纵构件的内凸耳部与带齿构件的外凸耳部之间延伸；操纵构件的每个内凸耳部支承在带齿构件的外凸耳部上； [0019] ‑图3以与图2类似的方式示出了在带齿构件和小齿轮通过发电机的齿轮系的阻力矩保持静止的同时在向操纵构件施加第一角行程之后的同一组件； [0020] ‑图4以与图2和3类似的方式示出了在向操纵构件施加了具有进一步压缩弹簧并克服发电机的齿轮系的阻力矩的效果的第二角行程之后的同一组件；带齿构件和小齿轮被驱动旋转，从而允许通过齿轮系启动发电机； [0021] ‑图5示意性地并在于图4的六点钟位置通过小齿轮的主轴线和副轴线的截面图中示出了根据本发明的限时发电装置； [0022] ‑图6示意性地并在于图4的一点钟位置通过主轴线的截面图中示出了根据本发明的限时发电装置； [0024] ‑图8从正面示意性地示出了包括用于控制根据本发明的限时发电装置的操纵构件的手表。 具体实施方式[0025] 本发明涉及一种用于钟表1000的限时发电装置100。 [0026] 该限时发电装置100包括操纵构件1，其可由用户抵靠至少一个弹性复位装置2操纵。该至少一个弹性复位装置2布置成能间接驱动至少一个发电机6，以在有限的时间段内产生电流。 [0027] 有利的是，该发电机6是电磁微型发电机。 [0028] 根据本发明，发电装置100包括带齿构件3，其可相对于操纵构件1以一定自由度移动，并且与该操纵构件1一起限定用于接纳每个弹性复位装置2的分开的/单独腔室20。该弹性复位装置2在预加应力的休止位置与最大压缩位置之间在其腔室20中保持在操纵构件1所包括的第一支承止挡部/止挡面11与带齿构件3所包括的第二支承止挡部/止挡面32之间被压缩。带齿构件3布置成能由所述至少一个弹性复位装置2驱动以直接或通过齿轮系4间接驱动发电机6。 [0029] 更具体地，在用户对操纵构件1没有动作的情况下，并且在该至少一个弹性复位装置2没有松弛的情况下，发电装置100占据带齿构件3抵接操纵构件1的等待位置，并且每个弹性复位装置2在其各自的腔室20中处于预加应力的休止位置。 [0030] 更具体地，操纵构件1包括第一休止止挡部/止挡面12，并且带齿构件3包括第二休止止挡部/止挡面33，该第二休止止挡部33布置成能通过在至少一个弹性复位装置2的休止位置支承在第一休止止挡部12上来进行配合。 [0031] 更具体地，第一支承止挡部11由操纵构件1所包括的第一凸耳部10承载，第二支承止挡部32由带齿构件3所包括的第二凸耳部30承载。 [0032] 更具体地，第一休止止挡部12由操纵构件1所包括的第一凸耳部10承载，而第二休止止挡部33由第二凸耳部30承载。 [0033] 更具体地，装置100包括止回机构，该止回机构布置成在等待位置禁止由至少一个弹性复位装置2驱动操纵构件1。 [0034] 更具体地，该止回机构包括至少一个齿圈/带齿的环5，其在等待位置对抗由至少一个弹性复位装置2对操纵构件1的驱动。以有利的方式，该齿圈5类似于在潜水表上使用的齿圈，是狼齿齿圈55，并且安装连接到操纵构件1，特别是表圈，这种齿圈只能单向运动。该齿圈55与由钟表1000的结构元件8承载的棘爪58配合，结构元件特别是中间件。 [0035] 更具体地，至少一个弹性复位装置2布置成当用户对操纵构件1的驱动停止时将带齿构件3推离操纵构件1，并且返回到其自身的休止位置。 [0037] 更具体地，操纵构件1、至少一个弹性复位装置2和带齿构件3可绕公共主轴线DP旋转移动。 [0038] 更具体地，操纵构件1是可相对于中间件8、9移动的表圈。 [0039] 在一未示出的变型中，操纵构件1是螺栓或按钮等。 [0040] 更具体地，带齿构件3包括带齿表面34，该带齿表面34布置成能与齿轮系4所包括的可绕副轴线DS旋转的小齿轮40配合，以当带齿构件3被弹性复位装置2驱动时，驱动发电机6。图7示出了一种非限制性构型，其中小齿轮40、齿轮系4、发电机6被布置在底板49和桥夹板48之间，活动件此处枢转；底板49可以是中间件，也可以是主机板等。 [0041] 应当理解，发电机6对抗小齿轮40旋转的阻力矩，该阻力矩特别是取决于发电机6产生的电流的用户电路7，并且该阻力矩通常不是恒定的，而是随着电流的产生而逐渐增加。当所有的弹性复位装置2施加的驱动力矩大于该阻力矩时出现一个力矩，允许弹性复位装置2松弛并返回到其休止位置；在用户没有进一步移动的情况下，这种松弛的持续时间对应于装置100自身电流供应的有限且预定的持续时间。当然，如果用户继续驱动操纵构件1，则操纵构件1推动弹性复位装置2进而推动带齿构件3，并驱动小齿轮40；但是只要用户停止这种驱动运动，在该预定的有限时间段内就只有弹性复位装置2被驱动。 [0042] 小齿轮40本身可以被顺时针或逆时针驱动并且以相同的方式为发电机6提供动力。应当理解，发电机6在任一驱动方向上运行，但是为了使弹性复位装置2中的储能系统运行，需要将操纵构件1的驱动限制为仅在一个方向上，因此在实践中，小齿轮40将仅在该方向上被驱动，该方向可在手表制造时独立选择。由于此原因，包括具有止回式齿圈5和棘爪58的单向表圈1的所示变型非常适合于本发明的实施。 [0043] 本发明还涉及一种钟表1000，其包括用于为至少一个电路7供电的至少一个发电机6。根据本发明，钟表1000包括至少一个这样的限时发电装置100，其被布置成驱动至少一个发电机6。电路7的尺寸和功率接收部件(例如LED、OLED、声音发射器、信号发射器等)的性质直接决定了对抗小齿轮40的驱动的阻力矩，进而决定弹性复位装置2的驱动行程的阈值，并进而决定电流供应的预定有限持续时间。 [0044] 以有利的方式，本发明使得可以省去任何电子能量管理系统以及任何电能存储装置。 [0045] 更具体地，钟表1000没有存储电能的装置。 [0046] 更具体地，钟表1000是手表。 [0047] 附图示出了一个特定的非限制性实施例，其中钟表1000是手表，并且操纵构件1是单向旋转控制表圈。表圈的这种概念使得激活微型磁性发电机6成为可能。通过转动形成操纵构件1的表圈，用户可以致动弹簧系统，每个弹簧都构成弹性复位装置2。这些弹簧中存储的能量用于在某个阶段旋转形成连接到磁力微型发电机6的齿轮系的齿轮系统。磁力微型发电机6产生的电能用于为接收器电路7(例如光源)提供电流。照明的持续时间则被确定为弹簧2返回到它们对应于图2的休止位置所需的时间。 [0048] 图1示出了控制机构的部件，在特定的非限制性情况下，三个弹簧2设置在操纵构件1的三个内凸耳部10与带齿构件3的三个外凸耳部30之间。 [0049] 图2示出了休止位置，在用户没有动作的情况下，表圈1通过与狼齿齿圈55配合的棘爪58保持就位。操纵构件1的三个内凸耳部10通过与第二休止止挡部33接触的第一休止止挡部12分别抵接带齿构件3的三个外凸耳部30。在该休止位置，每个弹簧2已经被预加应力，即部分压缩。带齿构件3的内齿面34与属于磁力微型发电机6的驱动齿轮系4的小齿轮40啮合。 [0050] 图3示出了在表圈1旋转第一圈后组件的位置：内凸耳部10已开始压缩弹簧2；齿圈5防止表圈1由于弹簧2的反作用力而向后移动。 [0051] 带齿构件3最初保持在其休止位置，直到弹簧2的压力允许其克服齿轮系统和微型发电机的静态扭矩，如图4所示，其中机构被释放。从这一刻起，带齿构件3驱动系统，从而允许磁力微型发电机6以取决于齿轮系4的倍增系数的速度旋转。 [0052] 在旋转期间，磁力微型发电机6的扭矩取决于所产生的电流。在磁力微型发电机6与包括例如LED的用户电路7之间直接连接的情况下，可以建立作为旋转持续时间的函数的亮度曲线。 [0053] 视应用而定，手表照明系统吸收的功率可在3mW到15mW之间变化。对于钟表应用，理想的是照明持续时间至少为3秒。 [0054] 对于如图所示的系统，弹簧2的刚度值可以在0.025N/mm到0.050N/mm之间，更具体地在0.035N/mm到0.040N/mm之间，齿轮系4的倍增系数在1400到1900之间，更具体地在1600到1700之间，微型发电机6的静态扭矩在8μN.m到14μN.m之间，更具体地在10μN.m到12μN.m之间，并且表冠的启动扭矩在0.020Nm到0.036Nm之间，更具体地在0.025Nm到0.030Nm之间。 [0055] 总之，本发明可以提供一种紧凑且经济的解决方案来解决为钟表、特别是手表的附加功能产生电流的问题，而不需要能量存储或用于稳定的电子元件。对旋转表圈上的现有部件的改造仅限于在表圈1中加工形成腔室20的凹槽和内凸耳部10，重复使用狼齿齿圈55和相关棘爪58，在此阶段没有对中间件进行改造，增加了几何形状简单的带齿构件3和市售弹簧2，以及小齿轮40，对中间件仅有的改造涉及带齿构件3的壳体，以及该小齿轮40和别处已知的齿轮系4的元件的植入。带齿构件3可以插入到表圈1的厚度中，在装置100被设计为现有手表的附加机构的情况下，手表的总厚度仅受配备这种装置100的轻微影响。当然，可以配置直接集成齿轮系4的元件以及微型发电机6和电路用户7(柔性、LED等，特别是电子元件)的规格，而不增加中间件的尺寸。 |
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