[发明专利]设有磁齿轮的时计机构

说明书

一种时计机构，其包括由第一轮（4）和第二轮（6）形成的磁齿轮（3），第一轮设有形成磁齿部（9）的第一交替磁极，并且第二轮设有由铁磁材料制成的齿部（7），该齿部（7）具有与磁齿部的磁耦合，使得当驱动第一轮或第二轮中的一个旋转时，该轮（4）经由磁耦合在以另一个轮（6）为中心并且链接到该另一个轮的几何圆上滚动。磁齿轮还包括相对于第一轮布置的铁磁元件以便抵消所述第一轮经受的、产生自所述磁耦合的磁干扰转矩的至少大部分，该磁干扰转矩具有根据第一轮的角位置的周期性强度变化。

技术领域

本发明涉及磁齿轮领域，该磁齿轮由处于磁传动关系的第一轮和第二轮形成，第一轮设有圆形地布置并限定第一磁齿部的第一磁极，第二轮设有由铁磁材料制成的齿或设有第二磁极，该齿或第二磁极圆形地布置并限定第二磁齿部。

特别地，本发明涉及包含有磁齿轮的时计机构。

背景技术

图1示出了包括小轮4的磁齿轮2，该小轮4设有具有径向且交替磁化的六个双极磁体8，这六个磁体绕小轮的中心部分规则地布置以便限定具有六个磁齿的磁齿部9，并且大轮6位于小轮也在其中延伸的总体平面中并且包括带有周边齿部7的铁磁轮缘。轮4具有限定该小轮的旋转轴线的中心轴线32并且轮6具有中心轴线34。在大轮也旋转的一般情况下，中心轴线34限定该大轮的旋转轴线。在特定情况下，大轮固定布置在支撑件（时计机芯的主夹板或夹板）上，并且小轮布置为当该小轮由驱动装置旋转驱动时在大轮的周边处旋转。

图2示出了当小轮4旋转并在链接到大轮6并以大轮6的中心轴线34为中心的几何圆上“滚动”时，施加在小轮4上的磁干扰转矩的曲线10。该磁干扰转矩具有根据小轮4的角位置α的周期性强度变化。角α是从参考半轴线30测量的，该参考半轴线30从小轮的旋转轴线32开始并与大轮6的中心轴线/旋转轴线相交。根据定义，参考半轴线30垂直于小轮4的旋转轴线。如图2中示出的，正弦曲线10的周期对应于两个接续的双极磁体之间的中心角，并且因此对应于对于磁齿轮2运行一步的小轮所行进的角度，即小轮4旋转以便从在参考半轴线30上对准的一个双极磁体（其限定磁齿，或者与常规机械齿轮类比，对应于在两个磁齿之间的空间）移动到下一个双极磁体（其限定下一个磁齿或在两个磁齿之间的下一个空间），该下一个双极磁体继而在该参考半轴线上对准，并且使得大轮6同时旋转（或小轮的旋转轴线绕大轮的中心轴线34旋转）以便从在参考半轴线上对准的一个齿移动到下一个齿，该下一个齿继而在该参考半轴线上对准。注意的是，大轮也承受对应的磁干扰转矩。出于附图清楚相关的原因，图1中由箭头表示的旋转角/角位置是从与参考半轴线30互补的半轴线测量的（这两个半轴线一起形成几何轴线）并且因此对应于α‒180°。图2中的点A对应于等于0或等于360°/N的整数倍的角α，其中N等于双极磁体8的数量并且因此等于磁齿部9的磁齿的数量。角360°/N因此对应于磁齿部9的角周期或角节距。

在图2的图形上的A点和E点处的磁齿轮2的角位置对应于该磁齿轮的稳定平衡位置，而在C点处的磁齿轮的角位置对应于不稳定平衡位置。在图2的图形上的点B和D对应于两个最大强度（分别为正和负），并且因此对应于磁干扰转矩的振幅。注意的是，磁干扰转矩发生在两个轮之间没有转矩传递的情况下，该磁干扰转矩倾向于在轮6的铁磁齿前面移动双极磁体8，并且因此在参考半轴线30上对准轮4的磁极和轮6的铁磁齿（在曲线10的点A和E处的情况），两个轮的角位置则对应于磁齿轮的最小势能。

磁干扰转矩可是显著的，可能地如可在磁齿轮的两个轮之间传递的磁转矩那样大（或者甚至比其更大）。为了克服该干扰转矩，驱动两个轮中的一个的驱动装置必须能够提供比在磁齿轮中传递的磁转矩高得多的转矩，以防止其阻挡，这不必要地增加其能量消耗。此外，由于其正弦变化，干扰转矩在磁齿轮中传递的磁转矩中引入相对大的变化。实际上，当在正旋转方向驱动小轮4时，从双极磁体8在参考半轴线30上对准的每个位置，干扰转矩在磁齿部9的第一角半周期期间制动该小轮，并且在该第一角半周期之后的第二角半周期期间驱动该小轮（见图2）。这在大轮6的磁齿部7的每个磁周期上同样适用于大轮6，但具有相反的数学符号。

发明内容