FR2734105A1 - Stator de moteur piezoelectrique et moteur rotatif piezoelectrique equipe d'un tel stator - Google Patents
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Abstract
Stator de moteur rotatif piézoélectrique comportant un corps comprenant une partie déformable et une partie rigide réunies par un moyeu situé au voisinage de l'axe du stator, la partie déformable comprenant une zone centrale, une zone de friction périphérique et une zone de raccordement entre la zone centrale et la zone de friction, la partie rigide s'étendant au droit de la zone centrale de ladite partie déformable, des éléments piézoélectriques, logés entre la zone centrale de la partie déformable et la partie rigide, étant répartis autour de l'axe du stator. La zone de friction (7) est axialement décalée par rapport à la zone centrale (5), la zone de raccordement (6) comprenant une plage annulaire inclinée s'étendant depuis la zone de friction (7) en direction de la zone centrale (5). L'invention est également relative à un moteur rotatif piézoélectrique équipé d'un tel stator.
Description
Les stators de moteurs rotatifs piézoélectriques connus comportent généralement une partie déformable et une partie rigide entre lesquelles sont logés des éléments électriques qui, sous l'effet d'une tension électrique, provoquent des déformations de la partie déformable.
Une zone de friction est aménagée sur la partie déformable du stator pour entrer en contact avec un rotor ainsi entraîné en rotation.
Du fait que les éléments piézoélectriques ne peuvent se déformer que dans des proportions relativement faibles, sous peine de se rompre, la zone de friction ne subit que des déformations d'amplitude peu élevée.
Par conséquent, le couple du moteur se trouve limité.
La présente invention vise à fournir un stator de moteur piézoélectrique qui est simple et économique et comporte une zone de friction qui subit une déformation tridimensionnelle amplifiée.
La présente invention a pour objet un stator de moteur rotatif piézoélectrique, comportant un corps de révolution comprenant une partie déformable et une partie rigide décalées axialement l'une par rapport à l'autre et réunies par un moyeu situé au voisinage de l'axe du stator, la partie déformable comprenant une zone centrale, une zone de friction périphérique et une zone de raccordement entre la zone centrale et la zone de friction, la partie rigide s'étendant au droit de la zone centrale de ladite partie déformable, des éléments piézoélectriques, logés entre la zone centrale de la partie déformable et la partie rigide étant répartis autour de l'axe du stator et étant aptes à engendrer, par extension/compression axiale et sous l'effet d'une tension électrique, des déformations de la zone centrale de la partie déformable, déformations qui sont amplifiées et transmises ainsi amplifiées à la zone de friction, stator qui est caractérisé par le fait que la zone de friction est axialement décalée par rapport à la zone centrale, la zone de raccordement comprenant une plage annulaire inclinée s'étendant depuis la zone de friction en direction de la zone centrale.
Le stator selon l'invention présente l'avantage de tirer parti de façon optimale des déformations de la partie déformable du stator.
En effet, en étant ainsi agencée par rapport à la zone centrale de la partie déformable du stator, la zone de friction subit une déformation tridimensionnelle amplifiée.
De plus, l'énergie vibratoire à la fréquence de résonnance est concentrée au niveau de la zone de friction.
En outre, grâce à la plage annulaire inclinée selon l'invention, on évite la formation de vibrations parasites au voisinage de la zone de friction.
Il en résulte un accroissement du couple du moteur.
En outre, selon l'invention, les éléments piézoélectriques sont éloignés de la zone de friction de sorte qu'ils ne sont pas affectés par l'échauffement de cette dernière.
Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, la partie rigide est remplacée par la partie centrale d'une seconde partie déformable, identique à la première partie déformable et disposée symétriquement à celle-ci par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe du stator.
Dans ce mode de réalisation, le stator présente une section axiale en forme de papillon.
Avantageusement, la partie de la zone de raccordement correspondant à la plage annulaire inclinée présente une épaisseur sensiblement constante.
Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, le corps du stator est réalisé d'un seul tenant.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le stator comporte, au droit de l'un au moins des éléments piézoélectriques, un organe de serrage propre à cet élément piézoélectrique apte à comprimer individuellement ledit élément piézoélectrique entre la partie déformable et la partie rigide du stator.
Dans ce mode de réalisation, on peut optimiser le rendement du moteur, non seulement en provoquant une amplification des déformations tridimensionnelles de la zone de friction, mais également en ajustant le réglage de précontrainte de chaque élément piézoélectrique pris individuellement.
La présente invention a également pour objet un moteur rotatif piézoélectrique, caractérisé par le fait qu'il comporte un stator tel que décrit ci-dessus et un rotor en contact avec la ou les zones de friction dudit stator.
Dans le but de mieux faire comprendre l'invention on va en décrire maintenant des modes de réalisation donnés à titre d'exemples non limitatifs en référence au dessin annexé dans lequel
- la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un stator selon un premier mode de réalisation de l'invention.
- la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un stator selon un premier mode de réalisation de l'invention.
- la figure 2 est une vue en perspective de la partie déformable d'un stator selon un deuxième mode de réalisation de l'invention,
- la figure 3 est une vue en perspective de la partie déformable d'un stator selon un troisième mode de réalisation de l'invention, et
- la figure 4 est une vue de détail d'une zone de friction d'un stator selon un quatrième mode de réalisation de l'invention.
- la figure 3 est une vue en perspective de la partie déformable d'un stator selon un troisième mode de réalisation de l'invention, et
- la figure 4 est une vue de détail d'une zone de friction d'un stator selon un quatrième mode de réalisation de l'invention.
Sur la figure li on a représenté un stator qui comporte un corps 1 de révolution comprenant une partie déformable 2 et une partie rigide 3 réunies par un moyeu 4.
La partie déformable 2 comprend une zone centrale 5, une zone de raccordement 6 et une zone de friction 7.
Un rotor 8 prend appui sur le stator par ladite zone de friction 7.
Des éléments piézoélectriques 9 sont logés entre la partie rigide 3 et la zone centrale 5 de la partie déformable 2.
Une vis 10, vissée dans un trou taraudé 11 traversant la partie rigide du stator, permet de précontraindre chaque élément piézoélectrique 9 individuellement pour accroître l'efficacité du moteur.
A l'opposé de chaque vis 10, la partie déformable 2 comporte une cavité 12 prévue pour recevoir l'élément piézoélectrique correspondant.
Une telle cavité 12 permet de positionner facilement les éléments piézoélectriques autour du moyeu.
Comme on le voit sur le dessin, et conformément à l'invention, la zone de friction 7 est axialement décalée par rapport à la zone centrale 5, la zone de raccordement 6 comprenant une plage annulaire inclinée s'étendant depuis la zone de friction en direction de la zone centrale.
Dans l'exemple de la figure 1, cette plage annulaire inclinée présente une section rectiligne et s'étend sur la totalité de la zone de raccordement.
L'épaisseur de la partie déformable est sensiblement constante dans sa zone de raccordement.
On comprend que les déformations de la zone centrale engendrées par les éléments piézoélectriques sont amplifiées et transmises à la zone de friction.
Les mouvements axiaux, radiaux et tangentiels de la zone de friction sont obtenus grâce à la plage inclinée de la zone de raccordement 6 qui transmet, en les amplifiant, ces mouvements à la zone de friction.
A la surface de la zone de friction, il se forme un mouvement elliptique des points matériels dans un plan non parallèle à l'axe du stator.
Pour faciliter les déformations de la zone de friction, on peut, comme représenté sur la figure 2, découper plusieurs dents 13 radialement à la périphérie de la partie déformable 2 du corps.
On peut également, comme représenté à la figure 3, prévoir des rainures radiales 14 sur la face supérieure de la partie déformable 2.
De telles rainures 14 peuvent, comme dans le présent mode de réalisation, être rectilignes, mais elles peuvent également être courbes et sensiblement radiales.
Dans le mode de réalisation représenté à la figure 4, la zone de friction 7' est inclinée et se trouve dans le prolongement de la zone de raccordement 6.
Une telle zone de friction inclinée permet d'exploiter les déformations radiales de la zone de friction
I1 est bien entendu que les modes de réalisation qui viennent d'être décrits ne présentent aucun caractère limitatif et qu'ils pourront recevoir toutes modifications désirables sans sortir pour cela du cadre de l'invention.
I1 est bien entendu que les modes de réalisation qui viennent d'être décrits ne présentent aucun caractère limitatif et qu'ils pourront recevoir toutes modifications désirables sans sortir pour cela du cadre de l'invention.
En particulier, la plage annulaire inclinée peut présenter une section circulaire. Son inclinaison est alors décroissante depuis la zone de friction jusqu'à la zone centrale.
Claims (12)
1 - Stator de moteur rotatif piézoélectrique comportant un corps comprenant une partie déformable et une partie rigide décalées axialement l'une par rapport à l'autre et réunies par un moyeu situé au voisinage de l'axe du stator, la partie déformable comprenant une zone centrale, une zone de friction périphérique et une zone de raccordement entre la zone centrale et la zone de friction, la partie rigide s'étendant au droit de la zone centrale de ladite partie déformable, des éléments piézoélectriques, logés entre la zone centrale de la partie déformable et la partie rigide, étant répartis autour de l'axe du stator et étant aptes à engendrer, par extension/compression axiale et sous l'effet d'une tension électrique, des déformations de la zone centrale de la partie déformable, déformations qui sont amplifiées et transmises ainsi amplifiées à la zone de friction, caractérisé par le fait que la zone de friction (7,7') est axialement décalée par rapport à la zone centrale (5), la zone de raccordement (6) comprenant une plage annulaire inclinée s'étendant depuis la zone de friction (7,7') en direction de la zone centrale (5).
2 - Stator selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la partie rigide (3) est remplacée par la partie centrale (5) d'une seconde partie déformable (2), identique à la première et disposée symétriquement à celle-ci, par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe du stator.
3 - Stator selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que la zone de raccordement (6) comprenant une plage annulaire inclinée présente, dans sa partie correspondant à cette plage annulaire inclinée, une épaisseur sensiblement constante.
4 - Stator selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le corps est réalisé d'un seul tenant.
5 - Stator selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que la zone de raccordement (6) comprenant la plage annulaire inclinée comporte des rainures (14).
6 - Stator selon la revendication 5, caractérisé par le fait que les rainures (14) sont rectilignes et radiales.
7 - Stator selon la revendication 5, caractérisé par le fait que les rainures sont courbes et sensiblement radiales.
8 - Stator selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que la zone de friction (7) de la partie déformable comprenant la plage annulaire inclinée comporte plusieurs dents (13) découpées radialement à la périphérie de la partie déformable du corps.
9 - Stator selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que la zone de friction (7') est inclinée.
10 - Stator selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait qu'il comporte, au droit de l'un au moins des éléments piézoélectriques (9), un organe de serrage (10) propre à cet élément piézoélectrique, apte à comprimer individuellement ledit élément piézoélectrique (9) entre la partie déformable (2) et la partie rigide (3) du corps.
11 - Stator selon la revendication 10, caractérisé par le fait qu'il comporte à l'opposé du ou de chaque organe de serrage (10), une cavité (12) prévue pour recevoir l'élément piézoélectrique (9) correspondant.
12 - Moteur rotatif piézoélectrique, caractérisé par le fait qu'il comporte un stator selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 et un rotor (8) en contact avec la ou les zones de friction (7,7') dudit stator.
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| FR2773421A1 (fr) * | 1998-01-08 | 1999-07-09 | Imra Europe Sa | Stator de moteur piezoelectrique et moteur piezoelectrique muni d'un tel stator |
| EP0930660A1 (fr) * | 1998-01-16 | 1999-07-21 | Figest B.V. | Moteur pièzo-électrique à onde progressive |
Citations (2)
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| JPH0787759A (ja) * | 1993-09-13 | 1995-03-31 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 超音波モータのステータ |
| EP0669662A1 (fr) * | 1994-02-01 | 1995-08-30 | Imra Europe S.A. | Moteur rotatif piézoélectrique |
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1995
- 1995-05-11 FR FR9505577A patent/FR2734105B1/fr not_active Expired - Fee Related
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Non-Patent Citations (1)
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