NL8203443A - PORTABLE, BATTERY-POWERED DEVICE, IN PARTICULAR A BRACELET OR WRIST WATCH, WHOSE BATTERY IS KEPT IN CHARGED CONDITION WHEN CHARGED. - Google Patents

Description

-1- 226H0/JF/ts :* ./:-1- 226H0 / JF / ts: * ./:

Korte aanduiding: Draagbare, batterij-gevoede inrichting, in het bijzonder een armband- oftewel polshorloge, waarvan de batterij door het dragen in opgeladen toestand wordt gehouden, dan wel wordt opgeladen.Short designation: Portable, battery-powered device, in particular a bracelet or wristwatch, the battery of which is kept or charged by being worn.

55

De uitvinding heeft betrekking op een draagbare, batterij-gevoede inrichting.The invention relates to a portable, battery-powered device.

Een gemeenschappelijk nadeel van alle draagbare, batterij-gevoede inrichtingen is dat na verloop van tijd de batterij of batterijen dient, 10 respectievelijk dienen te worden vervangen. Naast het kostenaspect, wat betreft de aanschaf van de batterij(en) komt daarbij nog de omstandigheid, dat in de inrichtingen in kwestie die van geringe afmetingen zijn en zijn voorzien van zeer geminiaturiseerde elektronika, zoals in het bijzonder elektronische horloges, hoorapparaten, medische inrichtingen, zoals hart-15 stimulatoren en insuline-toedieners, etc., vervanging door een deskundige dient te geschieden, hetgeen omslachtig is en verdere kosten met zich mee brengt.A common drawback of all portable, battery-powered devices is that over time, the battery or batteries need to be replaced or replaced, respectively. In addition to the cost aspect with regard to the purchase of the battery (s), the fact is that the devices in question are of small dimensions and are fitted with highly miniaturized electronics, such as in particular electronic watches, hearing aids, medical devices such as cardiac stimulators and insulin administrators, etc., must be replaced by an expert, which is laborious and involves additional costs.

Ondanks het feit, dat de levensduur van de steeds kleiner wordende miniatuurbatterijen, zoals de kwikbatterij, lithiumbatterij en nikkel-cadmium-20 batterij telkens langer wordt,bestaat er behoefte aan de mogelijkheid de batterij in optimale conditie te houden,zonder de noodzaak voor de vervanging van een "·'.....'-•’r batterij naar bijvoorbeeld de horloge-verkoper of -reparateur te moeten gaan.Despite the fact that the life of the ever-shrinking miniature batteries, such as the mercury battery, lithium battery and nickel-cadmium-20 battery, continues to increase, there is a need for the ability to keep the battery in optimum condition without the need for replacement from a "· '.....'- •' r battery to, for example, the watch dealer or repairer.

Een kenmerkend voorbeeld hierbij is de verdringing van het LED-horloge door het LCD-horloge, ondanks het nadeel ervan, dat dit *s-nachts niet afleesbaar 25 is. Vaak is voor het ’s-nachts aflezen van een LCD-horloge voorzien in een daartoe bestemd lichtje, waardoor de batterij voor de eigenlijke functies van het horloge snel uitgeput raakt of waardoor voorzien dient te zijn in een tweede batterij , met alle nadelen van dien.A typical example here is the displacement of the LED watch by the LCD watch, despite the disadvantage that it is not legible at night. Often an LCD light is provided for reading an LCD watch at night, which quickly drains the battery for the actual functions of the watch or which requires a second battery, with all the drawbacks that entails. .

Het voordeel van een LED-horloge is dat dit onder alle omstandigheden aflees-30 baar is, maar het nadeel is dat daardoor de batterij snel leeg raakt.The advantage of an LED watch is that it can be read under all circumstances, but the disadvantage is that it drains the battery quickly.

Wanneer men nu over middelen zou beschikken om de batterij in optimale conditie te houden, dan zou het LED-horloge daardoor aantrekkelijker worden en derhalve zou daar dan weer een markt voor kunnen ontstaan. Daarnaast zou dan de extra verlichting bij een LCD-horloge niet langer een 35 aanslag op de batterij betekenen of zou de extra batterij kunnen worden uitgespaard.If one now had the means to keep the battery in optimum condition, this would make the LED watch more attractive and therefore a market could emerge for that. In addition, the extra lighting with an LCD watch would no longer mean a drain on the battery or the extra battery could be saved.

De uitvinding beoogt de hierboven genoemde nadelen op te heffen en in de gesignaleerde, bestaande behoefte te voorzien en verschaft daartoe 8203443 -2- 226itO/JF/ts een inrichting van de in de aanhef genoemde soort, die het kenmerk heeft·;· dat deze een bewegingsomzettingsorgaan omvat, dat door het dragen van de inrichting in een bepaalde beweging kan komen, alsmede een energie-omzettings-orgaan om de bewegingsenergie van het bewegingsomzettingsorgaan om te zetten 5 in elektrische energie voor het in opgeladen toestand houden, dan wel opladen van de batterij(en).The object of the invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks and to meet the identified existing need and for this purpose provides 8203443 -2-226itO / JF / ts a device of the type mentioned in the preamble, which is characterized in that includes a motion converting member, which can come into a certain movement by carrying the device, as well as an energy converting member for converting the kinetic energy of the motion converting member into electrical energy for keeping in charge or charging the battery (s).

De uitvinding zal nu nader worden toegelicht aan de hand van de . tekening, zijnde een enkele figuur, waarin schematisch een aantal belangrijke uiteengenomen onderdelen van een analoog kwartshorloge zijn weergegeven.The invention will now be explained in more detail with reference to the. drawing, which is a single figure, schematically showing a number of important exploded parts of an analog quartz watch.

10 Benadrukt wordt, dat in de figuur slechts één uitvoeringsvorm van de uitvinding is weergegeven, die verder nog belichaamd is in een bepaald type elektronisch polshorloge. Het dient duidelijk te zijn, dat in principe de uitvinding toepasbaar is op een groot scala van draagbare, batterij-gevoede inrichtingen. Wel is het zo, dat de uitvinding het meeste voordeel 15 zal opleveren in elektronische inrichtingen met kleine afmetingen en gemini-aturiseerde elektronika, oftewel voorzien van geïntegreerde schakelingen.It is emphasized that the figure shows only one embodiment of the invention, which is further embodied in a particular type of electronic wrist watch. It is to be understood that in principle the invention is applicable to a wide range of portable battery operated devices. It is true that the invention will provide the most advantage in small-sized electronic devices and miniaturized electronics, ie comprising integrated circuits.

Gebruikelijke onderdelen van het analoge kwartshorloge zijn de batterij 1, het oscillatorcircuit met kwartskristal 2, de spoel van de stappenmotor 3, de rotor van de stappenmotor *1, alsmede een knopje 5 voor 20 het gelijkzetten van het horloge. Dit is maar één mogelijke uitvoeringsvorm van zo een horloge. De stappenmotor kan op vele verschillende manieren zijn uitgevoerd en het gelijkzetten van het horloge kan ook geschieden door met behulp van een indrukbaar palletje impulsen te geven aan een daarop aansprekende geïntegreerde schakeling, die door middel van de stappenmotor, 25 maar onafhankelijk van de aandrijving door het oscillatorcircuit met kwartskristal de wijzers van het horloge aandrijft.Common parts of the analog quartz watch are the battery 1, the quartz crystal oscillator circuit 2, the coil of the stepper motor 3, the rotor of the stepper motor * 1, as well as a knob 5 for setting the watch. This is only one possible embodiment of such a watch. The stepper motor can be designed in many different ways and the adjustment of the watch can also be effected by giving impulses to an integrated circuit which responds thereto by means of an indentable pallet, which is actuated by means of the stepper motor, but independently of the drive. quartz crystal oscillator circuit driving the hands of the watch.

Verder is het uurwerk volgens de onderhavige uitvinding voorzien van een rotor 6 en een stator 7. In deze uitvoeringsvorm is de rotor 6 voorzien van daarop aangebrachte permanente magneetjes 8 > die tevens de 30 functie van het in onbalans brengen van de rotor 6 kunnen hebben.De rotor 6 is gelagerd en in onbalans aangebracht in het horloge, waardoor, wanneer het horloge wordt gedragen, bijvoorbeeld aan de pols, bij beweging van de pols de rotor 6 een roterende beweging zal gaan uitvoeren. De"willekeurige"beweging van de pols wordt daardoor omgezet in een gedefinieerde, roterende 35 beweging van de rotor 6, die de permanente magneetjes meeneemt, zodat deze een cirkelvormige baan beschrijven. De genoemde cirkelvormige baan ligt in lijn met de stator of bijvoorbeeld de spoel 7,die door interactie met de permanente magneetjes 8 op de rotor 6 de bewegingsenergie van de rotor omzet in elektrische energie,in casu een elektrische stroom,die via een niet getoonde gelijkrichtér 8203443 « -3- 22640/JF/ts of diode wordt toegevoerd naar de batterij 1 ora dene in opgeladen toestand te houden, dan wel deze op te laden. De rotor 6 met permanente magneetjes 8 en de spoel 7 werken dus samen als een generator, in casu een wisselstroom -generator. De gelijkrichter zorgt voor gelijkrichting van de wisselstroom, 5 zodat de batterij 1 met een"gelijkstroom"wordt gevoed·. Voor de gelijkrich-ting van de stroom kan alternatief zijn voorzien in een daartoe bestemde half-geleiderschakeling, die ook nog deel kan uitmaken van de reeds voor andere functies aanwezige geïntegreerde schakeling. In plaats van de genoemde wis-selstrooragenerator kan bijvoorbeeld ook een Hall-generator worden toegepast.Furthermore, the clock according to the present invention is provided with a rotor 6 and a stator 7. In this embodiment, the rotor 6 is provided with permanent magnets 8 mounted thereon, which can also have the function of unbalancing the rotor 6. The rotor 6 is mounted and unbalanced in the watch, so that when the watch is worn, for example on the wrist, the rotor 6 will rotate when the wrist is moved. The "random" movement of the wrist is thereby converted into a defined, rotating movement of the rotor 6, which entrains the permanent magnets so that they describe a circular path. The said circular path is in line with the stator or, for example, the coil 7, which, by interacting with the permanent magnets 8 on the rotor 6, converts the kinetic energy of the rotor into electric energy, in this case an electric current, which is supplied via a rectifier (not shown). 8203443 «-3- 22640 / JF / ts or diode is supplied to keep the battery 1 ora in a charged state or to charge it. The rotor 6 with permanent magnets 8 and the coil 7 thus work together as a generator, in this case an alternating current generator. The rectifier ensures rectification of the alternating current, so that the battery 1 is supplied with a "direct current". For the rectification of the current, an alternative semiconductor circuit may be provided, which may also form part of the integrated circuit already present for other functions. Instead of the said alternating noise generator, a Hall generator can for instance also be used.

10 Naast de in de figuur getoonde mogelijkheid voor het opwekken van elektrische energie uit de beweging van de rotor, zijn nog vele alternatieven voor handen.In addition to the possibility shown in the figure for generating electrical energy from the movement of the rotor, many other alternatives are available.

In plaats van de rotor 6 selectief te voorzien van permanente magneten 8 kan de rotor 6 zelf selectief worden gemagnetiseerd. De stator 7 15 kan in plaats van een enkele spoel een aantal zelfinducties, die bij voorkeur in serie zijn geschakeld, omvatten of een anderszins selectief inductief gemaakt orgaan zijn.Instead of selectively providing the rotor 6 with permanent magnets 8, the rotor 6 itself can be selectively magnetized. Instead of a single coil, the stator 7 15 may comprise a number of inductors, which are preferably connected in series, or be an otherwise selectively inductively made member.

Natuurlijk kan ook de rotor selectief inductief zijn en de stator selectief magnetisch, al dient in dat geval voorzien te zijn in verdere statio-20 naire middelen om de opgewekte stroom van de draaiende rotor af té nemen en naar de gelijkrichter toe te voeren.Of course, the rotor can also be selectively inductive and the stator selectively magnetic, although in that case further stationary means must be provided to take the generated current from the rotating rotor and supply it to the rectifier.

Verder behoeft de rotor 6 niet direkt samen te werken met de stator 7, maar kan de rotor 6, die dan niet is voorzien van de permanente magneetjes 8 via een mechanische overbrenging een kleinere rotor aandrij(ft)ven,die 25 wel is voorzien van permanente magneetjes 8 of anderszins selectief is gemag- . netiseerd en op zijn beurt samenwerkt met de.stator 7.Furthermore, the rotor 6 does not have to cooperate directly with the stator 7, but the rotor 6, which is then not provided with the permanent magnets 8, can drive (ft) a smaller rotor via a mechanical transmission, but it is provided with permanent magnets 8 or otherwise selectively. netified and in turn interacts with the stator 7.

Tevens kan de gelijkzetknop 5 worden gebruikt voor het opwinden van een niet-getoonde veer, die zich na verloop van tijd ontspant en een met de stator 7 samenwerkende rotor, die selectief is gemagnetiseerd aan-30 drijft. Dit geschiedt mede door toepassing van een Maltezer kruis. In plaats van of naast het toepass-en van het knopje 5 voor het opweinden van de veer,kan de veer ook door een niet-gemagnetiseerde rotor 6 worden opgewonden.Also, the adjustment knob 5 can be used to wind a spring, not shown, which relaxes over time and drives a rotor co-operating with the stator 7, which is selectively magnetized. This is done partly by using a Maltese cross. Instead of or in addition to the use of the button 5 for winding the spring, the spring can also be wound by a non-magnetized rotor 6.

De rotor 6 kan verschillende vormen aannemen; van een gesloten schijf tot een schijfsegment.The rotor 6 can take various forms; from a closed disc to a disc segment.

35 Het is ook mogelijk in plaats van een roterende beweging gebruik te maken van een heen en weer gaande beweging. In het bijzonder kan in plaats van een selectief magnetisch gemaakte rotor gebruik gemaakt worden van een permanent magneetje, dat tevens als rechtstandig op en neer gaand gewichtje functioneert onder invloed van beweging van het horloge. Wanneer de 8203443 -4- 22640/JF/ts 9 s baan van de heen en weer gaande beweging in lijn ligt met een spoel of anderszins selectief inductief gemaakt lichaam, dan wordt daarin op analoge wijze een stroom opgewekt.It is also possible to use a reciprocating movement instead of a rotary movement. In particular, instead of a selectively magnetized rotor, a permanent magnet can be used, which also functions as an upright ascending weight under the influence of movement of the watch. When the 8203443-4-2640 / JF / ts 9 s trajectory of the reciprocating motion is in line with a coil or otherwise selectively inductive body, a current is generated therein in an analogous manner.

82034438203443

Claims (14)

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de bepaalde IQ beweging een roterende of heen en weer gaande beweging is,2. Device as claimed in claim 1, characterized in that the determined IQ movement is a rotating or reciprocating movement, 3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het energie-omzettingsorgaan een door het bewegingsomzettingsorgaan aangedreven . generator is. !}. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het <15 bewegingsomzettingsorgaan en het energie-omzettingsorgaan samen een generator vormen. 5. ' Inrichting volgens conclusie 3 of 4, met het kenmerk, dat de generator een wisselstroomgenerator is en dat de inrichting verder een tussen de generator en de batterij(en) verbonden gelijkrichter omvat. 2ö 6· Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het bewegingsomzettingsorgaan een in onbalans ingerichte rotor is.Device according to claim 1 or 2, characterized in that the energy conversion member is driven by the motion conversion member. generator. !}. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the <15 movement converter and the energy converter together form a generator. Device according to claim 3 or 4, characterized in that the generator is an alternating current generator and the device further comprises a rectifier connected between the generator and the battery (s). A device according to any one of the preceding claims, characterized in that the motion converting member is an imbalanced rotor. 7. Inrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de rotor selectief is verzwaard en de vorm van een schijf of een schijfsegment heeft en dat het middelpunt van de schijf of het daarmee overeenkomende punt van 25 het schijfsegment door middel van een gelagerde as in de inrichting is gemonteerd.7. Device according to claim 6, characterized in that the rotor is selectively weighted and has the shape of a disc or a disc segment and that the center of the disc or the corresponding point of the disc segment is mounted in a bearing axis in the device is mounted. 8. Inrichting volgens één van de conclusies 1-3 of 5-7 , met het kenmerk, dat het energie-omzettingsorgaan een selec tief gemagnetiseerde of van één of selectief van een aantal permanente mag-20 neten voorziene rotor en een selectief inductief gemaakte of* van één of selectief van een aantal zelfinducties voorziene stator omvat.8. Device as claimed in any of the claims 1-3 or 5-7, characterized in that the energy converter means a selectively magnetized or one or selectively provided with a number of permanent magnets and a selectively inductively made or * includes one or selectively self-induced stator. 9. Inrichting volgens één van de conclusies 1-3 of 5-7, met het kenmerk, dat het energie-omzettingsorgaan een selectief gemagnetiseerde of van één of selectief van een aantal permanente magneten voorziene stator en een 25 selectief inductief gemaakte of van één of selectief van een aantal zelfinducties voorziene rotor omvat en dat de inrichting verder is voorzien van middelen voor het afnemen van de door de rotor opgewekte stroom.9. Device as claimed in any of the claims 1-3 or 5-7, characterized in that the energy-converting member comprises a selectively magnetized or stator provided with one or several permanent magnets and a selectively inductively made or with one or more selectively comprises a rotor provided with a number of self-inductances and that the device is further provided with means for drawing off the current generated by the rotor. 10. Inrichting volgens één van de conclusies 1-2 of 4-7, met het kenmerk, 8203443 _6_ 22640/JF/ts ' f dat het bewegingsomzettingsorgaan een selectief gemagnetiseerde of van één of selectief van een aantal permanente magneten voorziene rotor is en dat het energie-omzettingsorgaan een selectief inductief gemaakte of van één of selectief van een aantal zelfinducties voorziene stator is.10. Device as claimed in any of the claims 1-2 or 4-7, characterized in, 8203443_6_ 22640 / JF / ts' f, that the motion converter is a selectively magnetized or one or selectively provided with a number of permanent magnets and that the energy converter is a selectively inductively made or stator equipped with one or selectively multi-induced. 11. Inrichting volgens één van de conclusies 1-2 of 4-7, met het kenmerk, dat hetenergie-omzettingsorgaan een selectief gemagnetiseerde of van één of selectief van een aantal permanente magneten voorziene stator is en dat het bewegings-omzettingsorgaan een selectief inductief gemaakte of van één of selectief van een aantal zelfinducties voorziene rotor is en 1" dat de inrichting verder is voorzien van middelen voor het afnemen van de door de rotor opgewekte stroom.11. Device as claimed in any of the claims 1-2 or 4-7, characterized in that the energy converter is a selectively magnetized stator or one or selectively provided with a number of permanent magnets and that the motion converter is a selectively inductive or is of one or selectively self-induced rotor and 1 "that the device is further provided with means for drawing off the current generated by the rotor. 12, Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, met het ken merk, dat deze een elektrisch of elektronisch armband- oftewel polshorloge is.Device according to any one of the preceding claims, characterized in that it is an electric or electronic bracelet or wristwatch. 13. Inrichting volgens één van de conclusies 1-11, met het kenmerk, dat de inrichting een elektronisch hoorapparaat is.Device according to any one of claims 1-11, characterized in that the device is an electronic hearing aid. 14. Hoorapparaat volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat dit een aan een brilmontuur bevestigd hoorapparaat is.Hearing aid according to claim 13, characterized in that it is a hearing aid attached to a spectacle frame. 15. Inrichting volgens één van de conclusies 1-11, met het kenmerk, 20 dat deze een hartstimulator, zakrekenmachine of dergelijke is.15. Device as claimed in any of the claims 1-11, characterized in that it is a cardiac stimulator, pocket calculator or the like. 16. Generator, kennelijk ingericht voor toepassing in een inrichting volgens één van de voorgaande conclusies.Generator, apparently arranged for use in a device according to any one of the preceding claims. 17. Rotor, kennelijk ingericht voor toepassing in een inrichting volgens één van de conclusies 1-15.Rotor, apparently adapted for use in a device according to any one of claims 1-15. 18. Stator, kennelijk ingericht voor toepassing in een inrichting volgens één van de conclusies 1-15. Eindhoven, augustus 1982. 8203443Stator, apparently arranged for use in a device according to any one of claims 1-15. Eindhoven, August 1982.8203443