FR3080238A1 - PIEZOELECTRIC ACTUATOR - Google Patents
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Abstract
L'actionneur (10) comporte un élément mobile (12) et un organe (14) d'entrainement de l'élément mobile (12), l'organe d'entrainement (14) comprenant : - un cadre (16) délimité par un contour intérieur formé d'une pluralité de bords intérieurs, et un contour extérieur formé d'une pluralité de bords extérieurs, - un organe de frottement (22) porté par l'un des bords extérieurs du contour extérieur du cadre (16), destiné à coopérer avec l'élément mobile (12), - un ensemble d'au moins un élément piézoélectrique (24), l'ensemble prenant appui contre au moins deux des bords intérieurs du cadre (16).The actuator (10) comprises a movable member (12) and a member (14) for driving the movable member (12), the driving member (14) comprising: - a frame (16) delimited by an inner contour formed of a plurality of inner edges, and an outer contour formed of a plurality of outer edges; - a friction member (22) carried by one of the outer edges of the outer contour of the frame (16), intended to cooperate with the movable element (12), - an assembly of at least one piezoelectric element (24), the assembly bearing against at least two of the inner edges of the frame (16).
Description
Actionneur piézoélectriquePiezoelectric actuator
La présente invention concerne un actionneur du type comportant un élément mobile entre une première et une seconde position.The present invention relates to an actuator of the type comprising a movable element between a first and a second position.
Un tel actionneur est par exemple destiné à la mise en rotation d’une vanne d’échappement, notamment pour l’actionnement d’une vanne acoustique ou d’un clapet d’un dispositif de récupération de chaleur à l’échappement de véhicule, et également pour toute autre application, telle que le pilotage d’un appui-tête, l’ouverture d’une boîte à gants, la rotation d’aérateurs sur une planche de bord d’un véhicule, etc.Such an actuator is for example intended for the rotation of an exhaust valve, in particular for the actuation of an acoustic valve or of a valve of a device for recovering heat from vehicle exhaust, and also for any other application, such as driving a headrest, opening a glove box, rotating aerators on a dashboard of a vehicle, etc.
La présente invention vise notamment à proposer un actionneur de conception simple, capable de fonctionner de manière efficace même à haute température.The present invention aims in particular to propose an actuator of simple design, capable of operating efficiently even at high temperature.
A cet effet, l’invention a notamment pour objet un actionneur, comportant au moins un élément mobile, caractérisé en ce qu’il comporte un organe d’entrainement de chaque élément mobile, l’organe d’entrainement comprenant :To this end, the subject of the invention is in particular an actuator, comprising at least one movable element, characterized in that it comprises a drive member for each movable member, the drive member comprising:
- un cadre délimité par un contour intérieur formé d’une pluralité de bords intérieurs, et un contour extérieur formé d’une pluralité de bords extérieurs,- a frame delimited by an interior contour formed by a plurality of interior edges, and an exterior contour formed by a plurality of exterior edges,
- au moins un organe de frottement, chacun porté par l’un respectif des bords extérieurs du contour extérieur du cadre, et chacun destiné à coopérer avec l’élément mobile respectif correspondant,- at least one friction member, each carried by a respective one of the outer edges of the outer contour of the frame, and each intended to cooperate with the respective respective movable element,
- un ensemble piézoélectrique d’au moins un élément piézoélectrique, l’ensemble piézoélectrique prenant appui contre au moins deux des bords intérieurs du cadre.- A piezoelectric assembly of at least one piezoelectric element, the piezoelectric assembly bearing against at least two of the inner edges of the frame.
Un actionneur selon l’invention peut présenter en outre l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou selon toutes combinaisons techniquement envisageables :An actuator according to the invention may also have one or more of the following characteristics, taken alone or in any technically conceivable combination:
- Au moins un élément mobile est un coulisseau allongé dans une direction longitudinale et mobile en translation dans cette direction longitudinale, l’actionneur comportant un support, le support comprenant : des moyens de fixation du cadre sur le support, et des moyens de guidage de l’au moins un élément mobile en translation dans la direction longitudinale.- At least one movable element is a slide elongated in a longitudinal direction and movable in translation in this longitudinal direction, the actuator comprising a support, the support comprising: means for fixing the frame to the support, and guide means for the at least one element movable in translation in the longitudinal direction.
- Le support comporte au moins un organe élastique coopérant avec les moyens de guidage, et appliquant un effort sur l’au moins un élément mobile, l’effort étant dirigé vers l’organe de frottement correspondant.- The support comprises at least one elastic member cooperating with the guide means, and applying a force to the at least one mobile element, the force being directed towards the corresponding friction member.
- Au moins un élément mobile est au moins une partie de roue mobile en rotation autour d’un axe, cet élément mobile présentant un contour circulaire, l’au moins un organe de frottement étant destiné à coopérer avec ce contour circulaire.- At least one mobile element is at least one part of the wheel that is mobile in rotation about an axis, this mobile element having a circular contour, the at least one friction member being intended to cooperate with this circular contour.
- Le cadre présente une forme générale non polygonale.- The frame has a general non-polygonal shape.
- Le cadre présente une forme générale polygonale, par exemple une forme générale rectangulaire ou hexagonale.- The frame has a generally polygonal shape, for example a generally rectangular or hexagonal shape.
- Le cadre présente une forme rectangulaire, l’ensemble piézoélectrique comportant deux organes piézoélectriques allongés dans une direction transversale perpendiculaire au bord extérieur portant l’organe de frottement, et disposés de part et d’autre de l’organe de frottement dans une direction longitudinale parallèle à ce bord extérieur portant l’organe de frottement, chaque organe piézoélectrique prenant appui contre deux des bords intérieurs du cadre.- The frame has a rectangular shape, the piezoelectric assembly comprising two piezoelectric members elongated in a transverse direction perpendicular to the outer edge carrying the friction member, and arranged on either side of the friction member in a longitudinal direction parallel to this outer edge carrying the friction member, each piezoelectric member bearing against two of the inner edges of the frame.
- Le cadre présente un premier côté portant l’organe de frottement, et un second côté opposé au premier côté, le premier côté présentant une première épaisseur, définie entre le bord extérieur et le bord intérieur correspondant du cadre, et le second côté présentant une seconde épaisseur, définie entre le bord extérieur et le bord intérieur correspondant du cadre, telles que la seconde épaisseur est supérieure à la première épaisseur.- The frame has a first side carrying the friction member, and a second side opposite the first side, the first side having a first thickness, defined between the outer edge and the corresponding inner edge of the frame, and the second side having a second thickness, defined between the outer edge and the corresponding inner edge of the frame, such that the second thickness is greater than the first thickness.
- Le cadre présente une forme générale hexagonale, l’ensemble piézoélectrique comportant un élément central d’appui, chaque élément piézoélectrique s’étendant entre l’élément central d’appui et l’un respectif des bords intérieurs du cadre.- The frame has a general hexagonal shape, the piezoelectric assembly comprising a central support element, each piezoelectric element extending between the central support element and a respective one of the inner edges of the frame.
- L’actionneur comporte deux organes de frottement chacun porté respectivement par l’un des bords extérieurs du cadre, et deux éléments mobiles, chacun destiné à coopérer avec l’un respectif des organes de frottement.- The actuator comprises two friction members each carried respectively by one of the outer edges of the frame, and two movable elements, each intended to cooperate with a respective one of the friction members.
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple et faite en se référant aux figures annexées, parmi lesquelles :The invention will be better understood on reading the description which follows, given solely by way of example and made with reference to the appended figures, among which:
- la figure 1 est une vue en perspective d’un actionneur selon un premier exemple de mode de réalisation de l’invention ;- Figure 1 is a perspective view of an actuator according to a first exemplary embodiment of the invention;
- la figure 2 est une vue du dessus de l’actionneur de la figure 1 ;- Figure 2 is a top view of the actuator of Figure 1;
- la figure 3 est une vue du dessus d’un stator d’un actionneur selon un deuxième exemple de mode de réalisation de l’invention ;- Figure 3 is a top view of a stator of an actuator according to a second exemplary embodiment of the invention;
- la figure 4 est une vue du dessus d’un stator d’un actionneur selon un troisième exemple de mode de réalisation de l’invention,FIG. 4 is a top view of a stator of an actuator according to a third exemplary embodiment of the invention,
- la figure 5 est une vue du dessus d’un stator d’un actionneur selon un quatrième exemple de mode de réalisation de l’invention,FIG. 5 is a top view of a stator of an actuator according to a fourth exemplary embodiment of the invention,
- la figure 6 est une vue du dessus d’un actionneur selon un cinquième exemple de mode de réalisation de l’invention,FIG. 6 is a top view of an actuator according to a fifth exemplary embodiment of the invention,
- la figure 7 est une vue du dessus d’un actionneur selon un sixième exemple de mode de réalisation de l’invention,FIG. 7 is a top view of an actuator according to a sixth exemplary embodiment of the invention,
- la figure 8 est une vue du dessus d’un actionneur selon un septième exemple de mode de réalisation de l’invention.- Figure 8 is a top view of an actuator according to a seventh exemplary embodiment of the invention.
On a représenté, sur la figure 1, un actionneur 10 selon un premier exemple de mode de réalisation de l’invention. Cet actionneur 10 est destiné à actionner un élément mobile 12 avec lequel il interagit. L’élément mobile 12 est ainsi mobile entre des première et seconde positions.There is shown in Figure 1, an actuator 10 according to a first exemplary embodiment of the invention. This actuator 10 is intended to actuate a mobile element 12 with which it interacts. The movable element 12 is thus movable between first and second positions.
L’actionneur 10 est par exemple destiné à la mise en rotation d’une vanne d’échappement, mais pourrait en variante être appliqué à toute autre application.The actuator 10 is for example intended for the rotation of an exhaust valve, but could alternatively be applied to any other application.
Dans l’exemple décrit, l’élément mobile 12 est un coulisseau mobile en translation dans une direction longitudinale X entre des première et seconde positions extrêmes, le coulisseau étant allongé dans cette direction longitudinale.In the example described, the mobile element 12 is a slide movable in translation in a longitudinal direction X between first and second extreme positions, the slide being elongated in this longitudinal direction.
En variante, l’élément mobile 12 peut être une roue, auquel cas la direction longitudinale est une direction tangentielle à cette roue.As a variant, the mobile element 12 can be a wheel, in which case the longitudinal direction is a direction tangential to this wheel.
L’actionneur 10 comporte un organe 14 d’entrainement de l’élément mobile 12.The actuator 10 includes a member 14 for driving the mobile element 12.
L’organe d’entrainement 14 comporte un cadre 16 (visible plus en détail sur la figure 2), délimité par un contour intérieur 18 formé d’une pluralité de bords intérieurs 19 dans le prolongement les uns des autres, et un contour extérieur 20 formé d’une pluralité de bords extérieurs 21 dans le prolongement les uns des autres.The drive member 14 comprises a frame 16 (visible in more detail in FIG. 2), delimited by an interior contour 18 formed by a plurality of interior edges 19 in line with one another, and an exterior contour 20 formed of a plurality of outer edges 21 in line with each other.
Selon une première alternative, le cadre 16 présente une forme générale polygonale.According to a first alternative, the frame 16 has a generally polygonal shape.
Conformément au premier mode de réalisation décrit, le cadre 16 présente une forme générale rectangulaire. Ainsi, les contours intérieur 18 et extérieur 20 forment des rectangles agencés l’un dans l’autre.According to the first embodiment described, the frame 16 has a generally rectangular shape. Thus, the inner 18 and outer 20 contours form rectangles arranged one inside the other.
Le cadre 16 est de préférence métallique, en particulier en acier inoxydable, en aluminium ou en bronze.The frame 16 is preferably metallic, in particular stainless steel, aluminum or bronze.
L’organe d’entrainement 14 comporte par ailleurs un organe de frottement 22 porté par l’un des bords extérieurs 21 du contour extérieur 20 du cadre 16. Cet organe de frottement 22 est agencé en contact avec l’élément mobile 12, et plus particulièrement avec un bord de l’élément mobile 12 qui est parallèle à la direction longitudinale X. L’organe de frottement 22 est destiné à coopérer avec l’élément mobile 12. Cet organe de frottement 22 est réalisé dans un matériau ayant un fort coefficient de frottement permettant qu’un déplacement de l’organe de frottement 22 entraîne un déplacement de l’élément mobile 12.The drive member 14 also comprises a friction member 22 carried by one of the outer edges 21 of the outer contour 20 of the frame 16. This friction member 22 is arranged in contact with the movable element 12, and more particularly with an edge of the movable member 12 which is parallel to the longitudinal direction X. The friction member 22 is intended to cooperate with the movable member 12. This friction member 22 is made of a material having a high coefficient of friction allowing a displacement of the friction member 22 to cause a displacement of the movable element 12.
L’organe de frottement 22 est par exemple porté par une tige 23 traversant le cadre 16.The friction member 22 is for example carried by a rod 23 passing through the frame 16.
L’organe d’entrainement 14 comporte par ailleurs un ensemble piézoélectrique d’au moins un élément piézoélectrique 24, l’ensemble piézoélectrique prenant appui contre au moins deux des bords intérieurs 19 du cadre 16.The drive member 14 also comprises a piezoelectric assembly of at least one piezoelectric element 24, the piezoelectric assembly bearing against at least two of the inner edges 19 of the frame 16.
Conformément au premier mode de réalisation décrit, l’ensemble piézoélectrique comporte deux éléments piézoélectriques 24 disposés de part et d’autre de l’organe de frottement dans une direction parallèle au bord extérieur 21 portant l’organe de frottement 22. Chaque élément piézoélectrique 24 présente une forme générale allongée dans une direction transversale perpendiculaire à cette direction parallèle au bord extérieur 21 portant l’organe de frottement 22, et également parallèle à la direction longitudinale X. Chaque élément piézoélectrique 24 prend appui sur les bords intérieurs 19 parallèles au bord extérieur 21 portant l’organe de frottement 22.According to the first embodiment described, the piezoelectric assembly comprises two piezoelectric elements 24 disposed on either side of the friction member in a direction parallel to the outer edge 21 carrying the friction member 22. Each piezoelectric element 24 has a generally elongated shape in a transverse direction perpendicular to this direction parallel to the outer edge 21 carrying the friction member 22, and also parallel to the longitudinal direction X. Each piezoelectric element 24 is supported on the inner edges 19 parallel to the outer edge 21 carrying the friction member 22.
Par ailleurs, chaque élément piézoélectrique 24 s’étend parallèlement à la tige 23.Furthermore, each piezoelectric element 24 extends parallel to the rod 23.
La tige 23 est de préférence une tige de vis, et permet ainsi le serrage des bords intérieurs 19 contre les éléments piézoélectriques 24. Ainsi, les éléments piézoélectriques 24 sont maintenus dans le cadre 16 sans ajout d’élément de fixation supplémentaire, notamment sans ajout d’adhésif entre les éléments piézoélectriques 24 et le cadre 16. Outre l’avantage de ne pas nécessiter d’adhésif, il apparaît que les performances de l’actionneur 10 sont meilleures avec un tel contact sec entre les éléments piézoélectriques 24 et le cadre 16.The rod 23 is preferably a screw rod, and thus allows the internal edges 19 to be clamped against the piezoelectric elements 24. Thus, the piezoelectric elements 24 are held in the frame 16 without adding any additional fixing element, in particular without adding of adhesive between the piezoelectric elements 24 and the frame 16. In addition to the advantage of not requiring any adhesive, it appears that the performance of the actuator 10 is better with such dry contact between the piezoelectric elements 24 and the frame 16.
Chaque élément piézoélectrique 24 est relié à des électrodes 25 connectées à une source d’alimentation électrique. Les électrodes 25 sont par exemple chacune agencée sur un flanc latéral de l’élément piézoélectrique 24, comme cela est représenté sur la figure 2.Each piezoelectric element 24 is connected to electrodes 25 connected to an electrical power source. The electrodes 25 are for example each arranged on a lateral flank of the piezoelectric element 24, as shown in FIG. 2.
Avantageusement, l’actionneur 10 comporte un support 26, représenté sur la figure 1, le support 26 comprenant :Advantageously, the actuator 10 comprises a support 26, shown in FIG. 1, the support 26 comprising:
- des moyens 28 de fixation du cadre 16 sur le support 26,means 28 for fixing the frame 16 to the support 26,
- des moyens 30 de guidage de l’élément mobile 12 en translation dans la direction longitudinale X.- Means 30 for guiding the movable element 12 in translation in the longitudinal direction X.
De préférence, le support 26 comporte également un organe élastique 32 coopérant avec les moyens de guidage 30, et appliquant un effort sur l’élément mobile 12, l’effort étant dirigé vers l’organe de frottement 22. L’organe élastique 32 est par exemple formé par une lame élastique prenant appui contre un rebord 28A du support 26.Preferably, the support 26 also comprises an elastic member 32 cooperating with the guide means 30, and applying a force to the movable element 12, the force being directed towards the friction member 22. The elastic member 32 is for example formed by an elastic blade bearing against a flange 28A of the support 26.
Le fonctionnement de l’actionneur 10 va maintenant être décrit.The operation of the actuator 10 will now be described.
Le mouvement de l’élément mobile 12 est généré par une interaction de friction à l’interface entre l’élément mobile 12 et l’organe de frottement 22. A cet effet, au moins l’un des éléments piézoélectriques 24 est alimenté à une fréquence prédéfinie par la source d’alimentation, faisant vibrer le cadre 16.The movement of the mobile element 12 is generated by a friction interaction at the interface between the mobile element 12 and the friction member 22. For this purpose, at least one of the piezoelectric elements 24 is supplied to a frequency preset by the power source, vibrating the frame 16.
Les fréquences d’alimentation des électrodes 25 sont choisies de manière à activer deux modes de résonance du cadre 16. Le premier mode de résonance, dit mode de flexion, génère un mouvement de l’organe de frottement 22 dans la direction longitudinale X, et le second mode de résonance, dit mode transversal, génère un mouvement de l’organe de frottement 22 perpendiculairement à la direction longitudinale X. La combinaison des deux mouvements génère un mouvement, par exemple un mouvement elliptique tel que représenté sur la figure 2 et désigné par la référence E. Un homme du métier spécialiste d’éléments piézoélectriques saura trouver les fréquences d’alimentations des électrodes pour générer ce mouvement.The supply frequencies of the electrodes 25 are chosen so as to activate two resonance modes of the frame 16. The first resonance mode, known as the flexion mode, generates a movement of the friction member 22 in the longitudinal direction X, and the second resonance mode, called transverse mode, generates a movement of the friction member 22 perpendicular to the longitudinal direction X. The combination of the two movements generates a movement, for example an elliptical movement as shown in FIG. 2 and designated by the reference E. A person skilled in the art specializing in piezoelectric elements will be able to find the supply frequencies of the electrodes to generate this movement.
Lorsque l’organe de frottement 22, soumis à ce mouvement E, vient en contact avec l’élément mobile 12, le coefficient de friction entre l’organe de frottement 22 et l’élément mobile 12 étant non nul, il entraîne cet élément mobile 12 dans la direction longitudinale X. En revanche, le mouvement E permet une dysmétrie du contact quand l’organe de frottement 22 repart en arrière, de sorte que l’organe de frottement 22 et l’élément mobile 12 ne se déplacent pareillement que lorsque l’organe de frottement 22 se déplace dans le sens souhaité. Plus particulièrement, les forces de frottement lors d’un cycle du mouvement E sont non nulles, ce qui permet le déplacement de l’élément mobile 12.When the friction member 22, subjected to this movement E, comes into contact with the mobile element 12, the coefficient of friction between the friction member 22 and the mobile element 12 being non-zero, it drives this mobile element 12 in the longitudinal direction X. On the other hand, the movement E allows a dysmetry of the contact when the friction member 22 goes backwards, so that the friction member 22 and the movable element 12 only move in the same way when the friction member 22 moves in the desired direction. More particularly, the friction forces during a cycle of movement E are not zero, which allows the displacement of the mobile element 12.
Le sens de déplacement de l’élément mobile 12 dépend de l’orientation du mouvement E. Cette orientation dépend de quel élément piézoélectrique 24 est activé. Du fait de la symétrie de l’architecture de l’organe d’entrainement 14, l’excitation de l’un des deux éléments piézoélectriques 24 implique un déplacement dans un sens opposé à celui résultant de l’excitation de l’autre élément piézoélectrique 24.The direction of movement of the movable element 12 depends on the orientation of the movement E. This orientation depends on which piezoelectric element 24 is activated. Due to the symmetry of the architecture of the drive member 14, the excitation of one of the two piezoelectric elements 24 implies a displacement in a direction opposite to that resulting from the excitation of the other piezoelectric element 24.
On notera que l’efficacité de l’actionneur 10 dépend notamment de quatre facteurs, qui sont la direction de l’excitation piézoélectrique, la géométrie des parties vibrantes, les propriétés des matériaux et la qualité du frottement entre l’organe de frottement 22 et l’élément mobile 12.It will be noted that the efficiency of the actuator 10 depends in particular on four factors, which are the direction of the piezoelectric excitation, the geometry of the vibrating parts, the properties of the materials and the quality of the friction between the friction member 22 and the movable element 12.
Il apparaît que, grâce au cadre 16, l’efficacité de l’actionneur 10 ne dépend pas de la forme générale des éléments piézoélectriques 24, mais de la forme du cadre 16. Or, cette forme (et les dimensions) du cadre 16 est bien plus simple à maîtriser que la forme (et les dimensions) d’un élément piézoélectrique 24. En effet, un élément piézoélectrique 24 est réalisé dans un matériau piézoélectrique qui est fragile (notamment en céramique), si bien qu’il demande des procédés de fabrication délicats, ce qui n’est pas le cas du cadre 16.It appears that, thanks to the frame 16, the efficiency of the actuator 10 does not depend on the general shape of the piezoelectric elements 24, but on the shape of the frame 16. However, this shape (and the dimensions) of the frame 16 is much simpler to master than the shape (and dimensions) of a piezoelectric element 24. In fact, a piezoelectric element 24 is made of a piezoelectric material which is fragile (in particular ceramic), so that it requires methods delicate manufacturing, which is not the case for frame 16.
On a représenté, sur la figure 3, un stator d’un actionneur 10 selon un deuxième exemple de mode de réalisation de l’invention. Sur cette figure, les éléments analogues à ceux des figures précédentes sont désignés par une référence identique. En outre, seuls les éléments différents de ceux du premier mode de réalisation sont représentés et décrits ci-après.There is shown, in Figure 3, a stator of an actuator 10 according to a second exemplary embodiment of the invention. In this figure, elements similar to those of the previous figures are designated by an identical reference. In addition, only the elements different from those of the first embodiment are shown and described below.
Conformément à ce deuxième mode de réalisation, le cadre 16 porte deux organes de frottement 22 chacun porté par l’un respectif des bords extérieurs 21 du cadre 16, et plus particulièrement par deux bords 21 extérieurs opposés. Dans ce cas, l’actionneur 10 est destiné à actionner un ou deux éléments mobiles, chacun en contact avec l’un ou l’autre respectif des organes de frottement 22, ou avec les deux organes de frottement 22.According to this second embodiment, the frame 16 carries two friction members 22 each carried by a respective one of the outer edges 21 of the frame 16, and more particularly by two opposite outer edges 21. In this case, the actuator 10 is intended to actuate one or two mobile elements, each in contact with one or the other respective of the friction members 22, or with the two friction members 22.
On notera que les deux organes de frottement 22 sont de préférence portés par la même tige 23.It will be noted that the two friction members 22 are preferably carried by the same rod 23.
On a représenté, sur la figure 4, un stator d’un actionneur 10 selon un troisième exemple de mode de réalisation de l’invention. Sur cette figure, les éléments analogues à ceux des figures précédentes sont désignés par une référence identique. En outre, seuls les éléments différents de ceux du premier mode de réalisation sont représentés et décrits ci-après.There is shown in Figure 4, a stator of an actuator 10 according to a third exemplary embodiment of the invention. In this figure, elements similar to those of the previous figures are designated by an identical reference. In addition, only the elements different from those of the first embodiment are shown and described below.
Conformément à ce troisième mode de réalisation, le cadre 16 présente une forme générale hexagonale. Ainsi, les contours intérieur 18 et extérieur 20 forment des hexagones agencés l’un dans l’autre.According to this third embodiment, the frame 16 has a generally hexagonal shape. Thus, the inner 18 and outer 20 contours form hexagons arranged one inside the other.
Dans ce cas, l’ensemble piézoélectrique comporte un élément central d’appui 34, et quatre éléments piézoélectriques 24, chaque élément piézoélectrique 24 s’étendant entre l’élément central d’appui 34 et l’un respectif des bords intérieurs 19 du cadre 16. On notera que l’ensemble piézoélectrique pourrait en variante comporter deux ou six éléments piézoélectriques 24, ou tout autre nombre envisageable.In this case, the piezoelectric assembly comprises a central support element 34, and four piezoelectric elements 24, each piezoelectric element 24 extending between the central support element 34 and a respective one of the inner edges 19 of the frame. 16. It will be noted that the piezoelectric assembly could alternatively include two or six piezoelectric elements 24, or any other number that can be envisaged.
Plus particulièrement, dans l’exemple décrit de l’hexagone, le cadre 16 comprend quatre éléments piézoélectriques 24 prenant appui contre quatre respectifs des bords intérieurs 19, et au moins un organe de frottement 22 porté par au moins un de ses deux bords extérieurs 21, autres que ceux qui sont parallèles aux bords intérieurs 18 reliés aux éléments piézoélectriques 24.More particularly, in the example described from the hexagon, the frame 16 comprises four piezoelectric elements 24 bearing against respective four of the inner edges 19, and at least one friction member 22 carried by at least one of its two outer edges 21 , other than those which are parallel to the inner edges 18 connected to the piezoelectric elements 24.
Dans l’exemple décrit, le cadre 16 porte deux organes de frottement 22 chacun porté par l’un respectif des bords extérieurs 21 du contour extérieur 20 du cadre 16. Dans ce cas, l’actionneur 10 est destiné à actionner au moins un élément mobile 12.In the example described, the frame 16 carries two friction members 22 each carried by a respective one of the outer edges 21 of the outer contour 20 of the frame 16. In this case, the actuator 10 is intended to actuate at least one element mobile 12.
Par exemple, l’actionneur 10 actionne deux éléments mobiles 12, chaque élément mobile 12 coopérant avec l’un respectif des organes de frottement 22. Chaque élément mobile 12 peut indifféremment être mobile en translation ou en rotation, et cela indépendamment l’un de l’autre.For example, the actuator 10 actuates two mobile elements 12, each mobile element 12 cooperating with a respective one of the friction members 22. Each mobile element 12 can either be mobile in translation or in rotation, and this independently of one of the other.
En variante, représentée sur la figure 8, l’actionneur 10 actionne un élément mobile 12, formé par une roue entourant l’organe d’entraînement 14. Cette roue 12 comporte alors un bord circulaire intérieur, avec lequel coopèrent deux organes de frottement 22.As a variant, represented in FIG. 8, the actuator 10 actuates a movable element 12, formed by a wheel surrounding the drive member 14. This wheel 12 then has an inner circular edge, with which two friction members 22 cooperate .
Selon une seconde alternative, le cadre 16 présente avantageusement une forme générale non polygonale.According to a second alternative, the frame 16 advantageously has a general non-polygonal shape.
On a représenté, sur la figure 5, un stator d’un actionneur 10 selon un quatrième exemple de mode de réalisation de l’invention. Sur cette figure, les éléments analogues à ceux des figures précédentes sont désignés par une référence identique. En outre, seuls les éléments différents de ceux du premier mode de réalisation sont représentés et décrits ci-après.There is shown in Figure 5, a stator of an actuator 10 according to a fourth exemplary embodiment of the invention. In this figure, elements similar to those of the previous figures are designated by an identical reference. In addition, only the elements different from those of the first embodiment are shown and described below.
Conformément au mode de réalisation de la figure 5, le cadre 16 présente une forme non polygonale. Ce cadre 16 comporte :According to the embodiment of Figure 5, the frame 16 has a non-polygonal shape. This frame 16 includes:
- un premier côté 16a portant l’organe de frottement 22 et contre lequel prennent appui les éléments piézoélectriques 24,- a first side 16a carrying the friction member 22 and against which the piezoelectric elements 24 bear,
- un deuxième côté 16b opposé au premier côté 16a, contre lequel prennent appui les éléments piézoélectriques 24, qui s’étendent donc entre le premier côté 16a et le deuxième côté16b,a second side 16b opposite the first side 16a, against which the piezoelectric elements 24 bear, which therefore extend between the first side 16a and the second side16b,
- des troisième et quatrième côtés latéraux 16c.- third and fourth lateral sides 16c.
Le premier côté 16a présente une première épaisseur, définie entre le bord extérieur 21 et le bord intérieur 19 correspondant du cadre 16, et le second côté 16b présente une seconde épaisseur, définie entre le bord extérieur 21 et le bord intérieur 19 correspondant du cadre 16, telles que la seconde épaisseur est supérieure à la première épaisseur.The first side 16a has a first thickness, defined between the outer edge 21 and the corresponding inner edge 19 of the frame 16, and the second side 16b has a second thickness, defined between the outer edge 21 and the corresponding inner edge 19 of the frame 16 , such that the second thickness is greater than the first thickness.
Par ailleurs, conformément à ce second mode de réalisation, les troisième et quatrième côtés latéraux 16c sont courbes.Furthermore, in accordance with this second embodiment, the third and fourth lateral sides 16c are curved.
En variante non représentée, les troisième et quatrième côtés latéraux 16c sont droits.In a variant not shown, the third and fourth lateral sides 16c are straight.
On notera que l’invention n’est pas limitée aux modes de réalisation précédemment décrits, mais pourrait présenter diverses variantes complémentaires.It will be noted that the invention is not limited to the embodiments described above, but could present various complementary variants.
Conformément à une première variante, représentée sur la figure 6, l’élément mobile 12 est une roue de forme générale de révolution autour d’un axe, et mobile en rotation autour de cet axe, la roue présentant un contour extérieur circulaire, l’organe de frottement 22 étant destiné à coopérer avec ce contour extérieur circulaire. Dans ce cas, le fonctionnement de l’actionneur 10 décrit précédemment est identique, la direction longitudinale X étant une direction tangentielle au contour circulaire.According to a first variant, represented in FIG. 6, the mobile element 12 is a wheel of general shape of revolution around an axis, and mobile in rotation around this axis, the wheel having a circular external contour, the friction member 22 being intended to cooperate with this circular outer contour. In this case, the operation of the actuator 10 described above is identical, the longitudinal direction X being a direction tangential to the circular contour.
Conformément à une seconde variante, représentée sur la figure 7, l’élément mobile 12 est une portion de roue, présentant un contour extérieur en portion de cercle 5 défini autour d’un axe, la portion de roue étant mobile en rotation autour de cet axe. L’organe de frottement 22 coopère avec ce contour extérieur en portion de cercle. Dans ce cas, le fonctionnement de l’actionneur 10 décrit précédemment est identique, la direction longitudinale X étant une direction tangentielle au contour en portion de cercle.According to a second variant, shown in FIG. 7, the movable element 12 is a portion of a wheel, having an outer contour in a portion of a circle 5 defined around an axis, the portion of the wheel being movable in rotation around this axis. The friction member 22 cooperates with this outer contour in a portion of a circle. In this case, the operation of the actuator 10 described above is identical, the longitudinal direction X being a direction tangential to the contour in a portion of a circle.
Conformément à une troisième variante, notamment représentée sur les figures 5, 10 6 et 7, le cadre 16 présentant un premier côté portant l’organe de frottement 22, et un second côté opposé au premier côté, le premier côté présentant une première épaisseur, définie entre le bord extérieur 21 et le bord intérieur 19 correspondant, et le second côté présentant une seconde épaisseur définie entre le bord extérieur 21 et le bord intérieur 19 correspondant, telles que la seconde épaisseur est supérieure à la première épaisseur.In accordance with a third variant, in particular shown in FIGS. 5, 10 6 and 7, the frame 16 having a first side carrying the friction member 22, and a second side opposite the first side, the first side having a first thickness, defined between the outer edge 21 and the corresponding inner edge 19, and the second side having a second thickness defined between the outer edge 21 and the corresponding inner edge 19, such that the second thickness is greater than the first thickness.
D’autres variantes sont envisageables sans sortir du cadre des revendications.Other variants are possible without departing from the scope of the claims.
Claims (10)
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Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| FR1853244A FR3080238B1 (en) | 2018-04-13 | 2018-04-13 | PIEZOELECTRIC ACTUATOR |
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ID=62684918
Family Applications (1)
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2018
- 2018-04-13 FR FR1853244A patent/FR3080238B1/en active Active
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| Publication number | Publication date |
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