一种机芯装置和钟表的制作方法_2

文档序号:9396181阅读:来源:国知局
构多种多样,优选但不限于下列方案:座体I包括上座11和下座12,机芯单体设置在上座11和下座12之间,下座12的靠近上座11的一侧设置有固定柱,机芯单体位于上座11和下座12之间,下座12设置有阶梯孔,固定柱穿设在阶梯孔内,上座11和下座12之间通过螺栓可拆卸连接,螺栓嵌设在阶梯孔内且与固定柱螺纹连接。在座体I上设置有转轴241,转轴241的轴心线可以与上座11或下座12的表面垂直,转轴241固定在上座11上或下座12上。
[0042]参照图1和图2,机芯单体包括驱动组件2、传动组件3和输出轴4,其中,驱动组件2包括铁心21、第一线圈22、第二线圈23和转子24,铁心21设置在座体I上,第一线圈22和第二线圈23分别设置在铁心21的两侧,转子24转动套设在转轴241的外侧,转子24分别与铁心21、第一线圈22和第二线圈23对应,转子24的外侧可以采用硬磁性材料制成,并且,转子24绕转轴241转动。此处所述的对应是指驱动组件2形成完整的马达,通过控制第一线圈22或第二线圈23,可以使得转子24转动。
[0043]换言之该驱动组件2为马达结构,可以为步进马达或伺服马达等,在实际使用中,两种形式都是可以的,本实施例优选为步进马达。
[0044]参照图3,铁心21为导磁材料制成,铁心21包括本体、极柱211和磁轭部212,极柱211的两端分别与本体和磁轭部212连接形成“工”字形,极柱211的两侧分别为第一线槽213和第二线槽214,第一线圈22和第二线圈23分别位于第一线槽213和第二线槽214内。磁轭通常指本身不生产磁场(磁力线)、在磁路中只起磁力线传输的软磁材料、磁轭普遍采用导磁率比较高的软铁、A3钢以及软磁合金来制造,在某些特殊场合,磁轭也有用铁氧体材料来制造的,由于磁轭的存在,我们可以把通电线包(线圈)、永磁体生产的磁力线传到我们需要的地方,这点类似于电路中的导线(导体),然后在我们需要的地方形成磁场。
[0045]为了使座体I与第一线圈22和第二线圈22匹配,上座11和下座12均可以为“工”字形,第一线圈22和第二线圈22分别位于“工”字形两侧的凹陷处。
[0046]参照图3,在磁轭部212上设置用于穿设转子24的通孔215,通孔215的位置不做限定,既可以是磁轭部212的中央,也可以是磁轭部212和极柱211的连接位置,或者是一部分位于磁轭部212、另一部分位于极柱211上。如此设置,使得当第一线圈22通电时,转子24的转动方向为第一转向,当第二线圈23通电时,转子24的转动方向为第二转向,第一转向与第二转向相反,此处的第一转向可以指顺时针52方向,第二转向可以指逆时针52方向,当然,二者相互调换也是可以的,总之需要满足两个转向相反。
[0047]具体而言,当第一线圈22内通入电流时,第一线圈22可以产生感应磁场,该磁场的磁力线可以通过磁轭部212和极柱211并与转子24产生磁交链作用,即发生磁耦合,进而驱动转子24转动;对应地,当第二线圈23内通入电流时,第二线圈23可以产生感应磁场,该磁场的磁力线可以通过磁轭部212和极柱211并与转子24产生磁交链作用,即发生磁親合,进而驱动转子24转动。其中,优选地,第一线圈22通电驱动转子24转动的方向第二线圈23通电驱动转子24转动的方向相反,进而可以根据不同的需要控制转子24的转动方向;当然,若是使第一转向与第二转向相同也是完全可以的,此种情况的作用是当其中一个线圈损坏后,另外一个线圈可以正常工作,延长机芯装置的使用寿命。
[0048]另一方面,参照图3,在铁心21上可以设置缺槽216,缺槽216的数量不限,该实施例优选为三个,其中一个位于磁轭部212的远离极柱211的一侧,另外两个位于磁轭部212与极柱211相交的部分,三个缺槽216绕转子24的转动轴心线呈环形分布,以缺槽216的中心点到转子24的转动轴心线之间的垂线作为该缺槽216的位置线,任意两个相邻的缺槽216之间的位置线之间的夹角优选为120 °,换言之,三个缺槽216在圆周方向上平均分布。
[0049]第一线圈22或第二线圈23产生的磁场通过磁轭部212和极柱211时,缺槽216使得磁场线断开难以形成涡流,进而减少能量损耗,有效提升驱动组件2的能量转换效率,使得电源的使用寿命更长。
[0050]另外,该驱动组件2还可以另外设置有对应的电路板,第一线圈22和第二线圈23分别与电路板电连接,通过电路板可以控制通入第一线圈22或第二线圈23内的电流大小;当然,也可以将电路板替换为控制器,第一线圈22和第二线圈23分别与控制器电连接,通过控制器可以控制通入第一线圈22或第二线圈23内的电流大小;另外,电路板和控制器可以单独使用或同时使用或交叉使用。
[0051]驱动组件2优选为步进马达,因此电路板或控制器可以通过切换流向第一线圈22或第二线圈23内的电流(例如以脉波讯号作为第一线圈22或第二线圈23的输入电流),使驱动组件2能够以固定角度如步进角驱动转子24朝向第一转向或第二转向旋转,进而使得驱动组件2可以控制转子24的转速或转动位置。当然,驱动组件2也可以选用伺服马达,此时电路板和控制器可以藉由回馈信号控制流向第一线圈22或第二线圈23的电流,此时驱动组件2同样可以控制转子24的转速或转动位置,根据不同的需要进行选择。
[0052]参照图1,为了使转子24的转动更加顺畅,转子24与转轴241之间通过第一轴承242转动连接,即第一轴承242的内圈与转轴241固定或过盈配合,第一轴承242的外圈与转子24固定或过盈配合,此时,转子24可以相对于座体I转动。轴承的材料不限,由于机芯装置较小,轴承的磨损容易导致滑脱等情况,因此,轴承优选为采用红宝石等宝石材质制成,尽量减少轴承与转轴241之间的磨损,进而提高驱动组件2的耐用度,延长机芯装置的使用寿命、降低使用成本。
[0053]关于传动组件3和输出轴4,具体结构优选但不限于下列结构:
[0054]参照图1,传动组件3包括输入端和输出端,输入端与转子24传动连接,输出端与输出轴4传动连接,转子24通过传动组件3带动输出轴4转动。
[0055]转子24带动传动组件3的输入端转动,输入端带动输出端转动,输出端带动输出轴4转动,传动组件3可以为减速器,通过调节减速器的传动比可以调节输出轴4的转速。输出轴4和座体I之间也可以通过轴承转动连接,以降低磨损,延长机芯装置的使用寿命。
[0056]传动件可以为各种形式的减速器,例如皮带与皮带轮、行星齿轮组、摆线减速器、谐波减速器等,减速器可以提升输出轴4的扭矩,在本实施例中,传动件选用齿轮减速器。
[0057]齿轮减速器又可以分为单级齿轮减速器和多级齿轮减速器,下面分别进行说明。
[0058]参照图1,单级齿轮减速器的输入端为输入齿轮31,输出端为输出齿轮32,对应地,在转子24的外侧和输出轴4的外侧均可以设置齿轮,进而使得输入齿轮31与转子24齿轮啮合,输出齿轮32与输出轴4齿轮啮合。转子24带动输入齿轮31转动,输出齿轮32带动输出轴4转动,输入齿轮31可以直接与输出齿轮32啮合,此时输入齿轮31的齿数应该小于输出齿轮32的齿数,也可以通过一根转动的轴使二者同步转动,此时,输入齿轮31的齿数应该大于输出齿轮32的齿数。由于减速器的传动比大于1,因此,传动组件3可以使输出轴4的转速小于转子24的转速,有效提升输出轴4的扭矩,输出轴4的转动更加顺畅。
[0059]选用多级齿轮减速器的远离与单级齿轮减速器类似,以二级齿轮减速器为例,参照图1,可以在输入齿轮31和输出齿轮32之间设置一个从动齿轮33,从动齿轮33与输入齿轮31转速相同,从动齿轮33的齿数少于输入齿轮31的齿数,从动齿轮33与输出齿轮32啮合,从动齿轮33的齿数少于输出齿轮32的齿数。多级齿轮减速器可以使得输入齿轮31或输出齿轮32的齿数减少,进而减小传动组件3的体积和质量,或者提供比单级齿轮减速器更大的传动比,以便于提高输出轴4的扭矩。
[0060]驱动组件2能够以固定角度驱动转子24朝向第一转向或第二转向旋转,因此,转子24可以带动输出轴4顺时针52方向旋转或逆时针52方向旋转。当输出轴4顺时针52旋转时,可以带动外界旋转部件等旋转用来显示时间或计时;反之,当输出轴4逆时针52旋转时,可以完成自动校时或码表归零等动作。
[0061]此外,转子24经由传动组件3带动输出轴4旋转,传动组件3为减速器,驱动组件2的转子24可以利用较小的扭矩经由输出轴4带动对扭矩要求较高的指针或齿盘等旋转,因此,驱动组件2的体积和重量可以有效减小,使得在手表等设备内放置多个机芯装置成为可能。
[0062]通过上述结构,本发明提供的机芯装置可以利用驱动组件2带动输出轴4旋转,输出轴4结合指针或齿盘等构件,输出轴带动指针等旋转用于显示时间或计时等,或者带动齿盘来切换显示日期等。其中,驱动组件能够控
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