DE2910698A1 - Schwingmotor - Google Patents

Schwingmotor

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Publication number
DE2910698A1
DE2910698A1 DE19792910698 DE2910698A DE2910698A1 DE 2910698 A1 DE2910698 A1 DE 2910698A1 DE 19792910698 DE19792910698 DE 19792910698 DE 2910698 A DE2910698 A DE 2910698A DE 2910698 A1 DE2910698 A1 DE 2910698A1
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DE
Germany
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stage
rotor
concentrator
torsional vibrations
vibrations
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE19792910698
Other languages
English (en)
Inventor
Petr Egorovitsch Vasiljev
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SP PK I T BJURO MALYCH ELEKTRI
Original Assignee
SP PK I T BJURO MALYCH ELEKTRI
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Publication date
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Publication of DE2910698A1 publication Critical patent/DE2910698A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/0005Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing non-specific motion; Details common to machines covered by H02N2/02 - H02N2/16
    • H02N2/001Driving devices, e.g. vibrators
    • H02N2/0045Driving devices, e.g. vibrators using longitudinal or radial modes combined with torsion or shear modes
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/10Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
    • H02N2/106Langevin motors

Landscapes

  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Description

  • Beschreibung
  • Die Erfindung bezieht sich auf Elektromotoren und betrifft insbesondere Schwingmotoren mit Stufenkonzentratoren der Drehschwingungen.
  • Die Erfindung läßt sich in Informations-Tonaufnahme- und wiedergabegeräten, z.B. in elektrischen Äbspieleinrichtungen erfolgreich verwenden.
  • Bekannt sind Stufenkonzentratoren für Drehschwingungen mit zwei Stufen, von denen die eine mit geneigten Schlitzen zum Verwandeln der Längs- in Drehschwingungen versehen ist und die andere die Antriebsstufe ist, die einen Stabresonator fUr Drehschwingungen aufweist (Abhandlung von M.G. Sirotjdk ~Verwandlung akustischer Längsschwingungen in Scher- und Drehschwingungen" Akustische Zeitschrift, 1959, Band 5, Lieferung 2, Seite 254).
  • Die Verwendung eines solchen Konzentrators in Schwingmotoren ist bekannt. Die Ausführung der Antriebsstufe dieses Konzentrators als Stabresonator für Drehschwingungen behindert jedoch eine Vergrößerung des Drehradius des Rotors, da bei einer Vergrößerung der Quermaße der Antriebsstufe wilde Querschwingungen auftreten werden.
  • Vorgeschlagen wurde außerdem, in Schwingmotoren auch einen Stufenkonzentrator für Drehschwingungen einer anderen Konstruktion zu verwenden, bei dem auf einer der Stufen, die mit dem Piezoelement in Kontakt steht, zu deren Seitenfläche geneigte Stäbe zum Verwandeln der Längsschwingungen in Drehschwingungen vorhanden sind, während die andere Stufe, die Antriebsstufe, die mit dem koaxial zum Konzentrator angeordneten Rotor in Kontakt steht, ebenfalls als Stabresonator der Drehschwingungen ausgeführt ist.
  • Diese Schwingmotoren haben jedoch die gleichen Nachteile wie die Ausführungen mit einer Antriebsstufe in Form eines Stabresonators der Drehschwingungen. Dennoch weisen diese Schwingmotoren im Vergleich zu den obenbeschriebenen eine Reihe von Vorzügen auf, die mit einer anderen AusfUhrung der mit dem Piezoelement kontaktierenden Stufe zusammenhängen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einenSchwingmotor zu schaffen, in dem die Antriebs stufe des Stufenkonzentrators so ausgeführt ist, daß geringe Umlaufgeschwindigkeiten des Rotors bei einem großen Rotordrehmoment gewährleistet sind.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß im Schwingmotor, der einen Stufenkonzentrator für Drehschwingungen aufweist, dessen eine Stufe mit dem Piezoelement und die andere Stufe, die Antriebsstufe, mit dem Rotor in Kontakt steht, erfindungsgemäß die Antriebsstufe des Konzentrators als ein ringförmiger Resonator für Drehschwingungen ausgeführt ist.
  • Eine derartige erfindungsgemäße konstruktive Ausführung des Schwingmotors ermöglicht eine Vergrößerung des Drehradius des Rotors zur Erhöhung seines Drehmoments, d.h.
  • daß geringe Umlaufgeschwindigkeiten des Rotors bei einem großen Drehmoment erreicht werden.
  • Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schwingmotors im Längsschnitt; Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 11-11 von Fig. 1 und Fig. 3 eine zweite Ausführungsform des Schwingmotors im Längsschnitt.
  • Der erfindungsgemäße Schwingmotor hat einen Stufenkonzentrator 1 (Fig. 1) für Drehschwingungen Er besteht aus zwei Stufen 2 und 3. Die Stufe 2 hat die Form eines Zylinders, in dessen Körper nicht auf der ganzen Tiefe, jedoch auf der Gesamthöhe geneigte nutförmige Schlitze 4 ausgeführt sind, die die Längsschwingungen in Drehschwingungen verwandlen, wobei eine Stirnseite dieses Zylinders mit dem Piezoelement 5 in Kontakt steht, dessen Elektroden 6 mit einem bekannten nicht gezeigten elektrischen Hochfrequenzgenerator verbunden sind. Die Stufe 3 stellt die Antriebsstufe dar und ist als ringförmiger Resonator der Drehschwingungen ausgeführt, wie das aus Fig. 2 klar ersichtlich ist. Eine Oberfläche 7 der Antriebsstufe 3 ist kegelförmig ausgeführt und steht mit der gleichfalls kegelförmigen Oberfläche 8 des Rotors 9 in Kontakt. Der Rotor 9 wird durch die Scheibe 10 einer bekannten elektrischen Abspieleinrichtung angedrückt.
  • Die zweite Ausführungsform des Schwingmotors nach Fig. 3 hat einen Stufenkonzentrator 11 für die Drehschwingungen, der ebenfalls aus zwei Stufen 12 und 13 besteht. Die Stufe 12 hat die Form eines Zylinders, auf dessen Seitenfläche unter einem gewissen Winkel Viertelwellenlängenstübe 14 ausgeführt sind, die die Längsschwingungen in Drehschwingungen verwandeln, wobei eine Stirnseite dieses Zylinders mit dem Piezoelement in Kontakt steht, dessen Elektroden 16 mit einem elektrischen Hochfrequenzgenerator verbunden sind.
  • Die Stufe 13 ist die Antriebsstufe und ist als ringförmiger Resonator der Drehschwingungen ausgeführt, Eine Oberfläche 17 der Antriebsstufe 13 ist kegelförmig ausgeführt und steht mit der gleichfalls kegelförmigen Oberfläche 18 des Rotors 19 in Kontakt. Der Rotor 19 wird durch die Scheibe 10 angedrückt.
  • Der erfindungsgemäße Schwingmotor arbeitet folgendermaßen: Sobald an das Piezoelement 5 bzw-. 15 (Fig. 1, 3) elektrische Hochfrequenzschwingungen angelegt werden, erfolgt in der Stufe 2 bzw. 12 des Konzentrators 1 bzw. 11 eine Verwandlung der Längsschwingungen in Drehschwingungen. Die Drehschwingungen pflanzen sich längs der Stufe 2 bzw. 12 fort und gehen in der Zone der Knotenverschiebungen in Drehschwingungen der Antriebsstufe 3 bzw. 13 des ringförmigen Resonators über. Ein derartiger Ubergang ist dann möglich, wenn die Stufen, nämlich die Höhe der Stufe 2 bzw. 12 und die Breite der Antriebsstufe 3 bzw. 13 des ringförmigen Resonators, resonanzförmig, d.h. viertelwellig ausgeführt sind. Eine gewisse Verstärkung der Schwingungen erfolgt aufgrund der Differenz zwischen dem Querschnftt der Stufe 2 bzw. 12 und dem Inhalt der Seitenfläche 7 bzw. 17 der Antriebsstufe 3 bzw. 13 des ringförmigen Resonators.
  • Wegen des Poisson-Effekts werden in der Fläche des ringförmigen Resonators gemeinsam mit den Resonanzdrehschwingungen auch Nichtresonanz-Radialschwingungen erregt. Das gleichzeitige Einwirken der Dreh- und Radialschwingungen auf den Rotor 9 bzw. 19 versetzt ihn in Drehbewegung.
  • Der erfindungsgemäße Schwingmotor ermöglicht eine 1,5 bis 2fache Erhöhung des Drehmomentsdes Rotors infolge einer entsprechenden Drehradiusvergrößerung, so daß geringe Umfangsgeschwindigkeiten bei einem großen Drehmoment des Rotors erreicht werden. Darüber hinaus werden die Außenmaße des Schwingmotors in der Höhenrichtung um mehr als das 1,5fach verringert.

Claims (1)

  1. Schwingmotor Patentanspruch Schwingmotor mit einem Stufenkonzentrator für Drehschwingungen, dessen eine Stufe mit einem Piezoelement und dessen andere Stufe, die Antriebsstufe, mit einem Rotor in Kontakt steht, der zum Konzentrator koaxial angeordnet ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Antriebsstufe (3) des Konzentrators (1) als ein ringförmiger Resonator der Drehschwingungen ausgeführt ist.
DE19792910698 1979-03-19 1979-03-19 Schwingmotor Withdrawn DE2910698A1 (de)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3306755A1 (de) * 1982-02-25 1983-10-13 Toshiiku Tokyo Sashida Antrieb unter verwendung von ultraschallschwingungen
DE3345274A1 (de) * 1982-12-15 1984-06-20 Canon K.K., Tokio/Tokyo Vibrationswellenmotor
DE3433768A1 (de) * 1983-09-16 1985-04-18 Hitachi Maxell, Ltd., Ibaraki, Osaka Piezo-elektrischer motor

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