Brevet FR2456421A1 — publié le 19801205

La présente invention concerne les moteurs électriques et a notamment pour objet un vibromoteur utilisant un concentrateur étagé d'oscillations de torsion. L'invention peut être utilisée avec succès dans les dispositifs d'enregistrement et de reproduction du son, par exemple dans les électrophones. On connaît largement des concentrateurs étagés d'oscillations de torsion réalisés sous forme de deux étages dont l'un présente des fentes inclinées servant à transformer les oscillations longitudinales en oscillations de torsion, alors que l'autre étage, ou étage entraîneur, est réalisé sous forme d'un résonateur à tige pour les oscillations de torsion. L'utilisation d'un tel concentrateur dans les vibromoteurs est tout à fait évidente. Cependant, le fait de réaliser l'étage entraîneur du concentrateur sous forme d'un résonateur à tige pour les oscillations de torsion ne permet pas d'augmenter le rayon de rotation du rotor, puisque l'augmentation des dimensions transversales de l'étage entraîneur conduit à l'apparition d'oscillations transversales parasitaires. On peut également utiliser dans les vibromoteurs un concentrateur d'oscillations de torsion conçu de manière que l'un des étages; celui qui est en contact avec un élément piézoélectrique (appelé, dans la suite de la présente description, "piézo-élément11), porte des pierres inclinées par rapport à sa surface latérale et servant à transformer les oscillations longitudinales en oscillations de torsion, alors que l'autre étage, celui qui est en contact avec un rotor disposé coaxialement au concentrateur, est également réalisé sous forme d'un résonateur à tige pour les oscillations de torsion. Cependant, ces vibromoteurs, comme ceux décrits plus haut, comportent tous les inconvénients découlant de l'utilisation d'un étage entraîneur réalisé sous forme d'un résonateur à tige pour les oscillations de torsion, bien que, comparés aux vibromoteurs décrits plus haut, ils présentent un certain nombre d'avantages qui résultent du mode de réalisation différent de l'étage en contact avec le piézo-élément, et qui ne coneernent pas directement la présente invention. Dans le cadre de l'invention on s'est donc proposé de créer un vibromoteur dans lequel l'étage entraîneur du concen trateur serait réalisé de manière à obtenir de faibles vitesses de rotation du rotor en mêmé temps qu'un moment de rotation important. Ce but est atteint du fait que le vibromoteur du type comprenant un concentrateur étagé d'oscillations de torsion, dont l'un des étages est en contact avec un piézo-élément, et doni l'autre étage, ou étage entraîneur, est en contact avec un rotor, est caractérisé, suivant l'invention, en ce que l'étage entraîneui du concentrateur est réalisé sous forme d'un résonateur annulaire pour les oscillations de torsion. Un tel mode de réalisation du vibromoteur, selon l'in invention, permet d'augmenter le rayon de rotation du rotor, pour augmenter son moment de rotation, c'est-à-dire d'obtenir de faibles vitesses de rotation du rotor pour un moment de rotation important. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemplesnon limitatifs, avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels - la figure 1 représente le vibromoteur conforme à l'invention (coupe longitudinaLe) - la figure 2 est une vue en coupe suivant Il-Il de la figure 1 - la figure 3 représente un autre mode de réalisation du vibro moteur conforme à l'invention (coupe longitudinale). Le vibromoteur selon l'invention comprend un concentrateur 1 (figure 1) d'oscillations de torsion, composé de deux étages 2 > et 3. L'étage 2 est réalisé sous forme d'un cylindre dans lequel sont pratiquées des rainures inclinées 4 de profondeur relativement faible mais s'étendant sur toute sa hauteur, ces rainures servant à transformer les oscillations longitudinales en oscillations de torsion. L'une des faces du cylindre 2 est en contact avec un élément piézo-électrique ou "piézoélément" S dont les électrodes 6 sont reliées à un générateur d'oscillations électriques de haute fréquence (représenté conventionnellement sur le dessin) d'un type quelconque connu en soi. L'étage 3 est un étage entraîneur réalisé sous forme d'un résonateur annulaire pour les oscillations de torsion, comme le montre la figure 2. L'une des surfaces de l'étage entraîneur 3 est une surface conique 7 en contact avec la surface conique 8 d'un rotor 9. Le rotor 9 est serré par le plateau 10, par exemple d'un électrophone de n'importe quel type connu, qui ne sera pas décrit ici pour éviter de compliquer la description de l'invention Selon un autre mode de réalisation, représenté sur la figure 3, le vibromoteur comprend un concentrateur étagé d'oscillations de torsion 11, constitué lui aussi de deux étages, 12 et 13.L'étage 12 est réalisé sous forme d'un cylindre dont la surface latérale porte des barres à quart d'onde 14 inclinées sous un certain angle par rapport à cette surface et servant à transformer les oscillations longitudinales en oscillations de torsion, et dont l'une des faces est en contact avec un piézo-élément 15 dont les électrodes 16 sont reliées au générateur précite d'oscillations électriques de haute fréquence. L'étage 13 est un étage entraîneur réalisé sous forme d'un résonateur annulaire pour les oscillations de torsion. L'une des surfaces (17) de 11 étage entraîneur 13 est une surface conique en contact avec la surface conique 18 d'un rotor 19. Le rotor 19 est serré par le plateau 10. Le principe de fonctionnement du vibromoteur selon l'invention est le suivant. Lorsque le piézo-élément 5 (15), figure 1 (2), est soumis aux oscillations électriques de haute fréquence, il se produit une transformation des oscillations longitudinales en oscillations de torsion dans l'étage 2 112) du concentrateur 1 (11). Ces oscillations de torsion se propagent le long de l'étage 2 (12) et, dans la zone de déplacements nodaux, et impriment des oscillations de torsion à l'étage entraîneur 3 (13) (du résonateu: annulaire). Ceci est possible du fait que les étages (la hauteur de l'étage 2 (12) et la largeur de l'étage entraîneur 3 (13) du résonateur annulaire) sont résonnants, c'est-à-dire à quart d'ond Une certaine amplification des oscillations est obtenue grâce à la différence entre la section transversale de l'étage 2 (12) et la superficie de la surface latérale 7 (17) de l'étage entraîneur 3 (13) (du résonateur annulaire). Grâce à l'effet Poisson, des oscillations non résonnantes radiales sont engendrées dans le plan du résonateur annulaire en même temps que les oscillations de torsion, C'est 11 action simultanée des oscillations de torsion et des oscillations radiales-qui entraxe le rotor 9 (19) en rotation. Le vibromoteur selon 11 invention permet d'augmenter le moment de rotation du rotor de 1,5 à 2 fois grâce à llaugmenta- tion du rayon de rotation, et d'obtenir ainsi de faibles vitesses de rotation à un moment important de rotation du rotor. En outre, l'encombrement en hauteur du vibromoteur diminue de plus de 1,5 fois. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Vibromoteur comprenant un concentrateur étagé d'oscillations de torsion, dont l'un des étages est en contact avec un élément piézo-électrique ou piézo-élément, tandis que l'autre étage, ou étage entraîneur, est en contact avec un rotor disposé coaxiSement au concentrateur, caractérisé en ce que l'étage entraîneur du concentrateur est réalisé sous forme d'un résonateur annulaire pour oscillations de torsion. 2. Vibromoteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que celui des étages du concentrateur qui est en contact avec l'élément piézo-électrique comporte des rainures servant à transformer les oscillations longitudinales en oscillations de torsion. 3. Vibromoteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que celui des étages du concentrateur qui est en contact avec l'élément piézo-électrique comporte des barres à quart d'onde inclinées sous un certain angle par rapport à la surface latérale dudit étage et servant à transformer les oscillations longitudinales en oscillations de torsion.