Brevet FR2463466A1 — publié le 19810220

La présente invention concerne les transducteurs électromécaniques piézo-électriques ou convertisseurs électromécaniques d'énergie, et plus particulièrement les transducteurs électromécaniques piezo-électriques susceptibles d'être appliqués à la constitution de tableaux d'affichage en relief tels que des tableaux d'affichage en Braille pour les aveugles. Les demandeurs ont déjà écrit dans le brevet aux Etats-Unis d'Amérique no 4 054 350 et dans la demande de brevet aux Etats-Inis d'Amérique n 851 116, déposée le 16 aout 1977, des transducteurs électromécaniques comportant des lames piézo-électriques dimorphes susceptibles de s'incurver autour d'un axe perpendiculaire à leur axe longitudinal lorsqu'on soumet eelies-ci à une tension électrique en courant continu, et faisant appel à des dispositifs d'accouplement permettant de transformer le fléchissement des lames en un déplacement d'une tige dans la direction définie par son propre axe longitudinal Un tel dispositif d'accouplement comporte un moyen support à chaque extrémité des lames, un moyen d'accouplement monté sur les lames, tel que par exemple une petite pièce en matériau isolant à travers laquelle passe a lame, et à travers laquelle on fait passer également, perpendiculairement à la lame, une tige filetée dont le filetage s'engage dans un taraudage correspondant prévu dans ladite pièce isolante. Quand la lame s'incurve, elle entraîne cette pièce, et en conséquence la tige, dans une direction perbendiculai- re à l1axe- de la lame. Dans la demande de brevet n 851 116 sus-mentionnée, on décrit un dispositif dans lequel une seule extrémité de la pièce est fixée et supporte un moyen d'accouplement muni d'un système de levier articulé. Ce système à levier peut comporter une chappe fixée sur la tige, avec des biellettes de liaison articulées sur le même axe à une extrémité de la chappe, et une paire de chappes additionnelles articulées sur les autres extrémités des tiges, situées à l'intérieur d'un petit espace, tel celui d'un système Braille adapté à la taille d'une main. Un objet de la présente invention est donc de créer un transducteur électromécanique piézo-électrique qui surmonte les inconvénients des transducteurs existant, et présente à la fois une bonne fiabilité et un prix de revient modéré. A cet effet, l'invention concerne un transducteur électromécanique piézo-électrique Saractérisé en ce qu'il comporte au moins une lame piézo-électrique susceptible de s'incurver autour d'un axe perpendiculaire à son axe longitudinal sous l'effet dlune tension électrique, un moyen support immobilisant une extrémité de ladite lame une tigemobile et des moyens d'accouplement comprenant un'élément en forme de coin fixé à une tige, l'extrémité libre de ladite lamepiézo-électrique étant agencée pour venir buter contre une surface correspondante dudit élément en forme de coin de manière à convertir un mouvement transversal de l'extrémité libre de ladite lame en un mouvement longitudinal dudit élément en forme de coin et de ladite tige. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront plus clairement à la lecture de la description qui suit, en référence aux dessins ci-joints, concernant différentes formes de réalisation de l'invention, dans lesquels La figure 1 est une coupe verticale d'une forme de réalisation d'un transducteur selon l'invention La figure 2 est une coupe verticale d'une autre forme de réalisation de l'invention ; et La figure 3 est une coupe verticale d'une partie d'une troisième forme de réalisation de l'invention. La figure 1 montre, dans un dispositif à affichage en relief Braille, une broche ou tige 1 disposée de manière à dépasser très légèrement au-dessus d'un orifice 2 prévu dans une plaque d'affichage 3 avec un minimum de dégagemment. Quand elle est dans sa position de-dépassement maximal, la broche ou tige 1 présente son extrémité 11, arrondie, sur la surface d'affichage caractéristique d'un point Braille. Quand la tige se rétracte, cette extrémité arrondie 11 affleure l'autre surface de la plaque d'affichage 3. L'extrémité inférieure de la tige 1 est fixée à un elément en forme de coin 4 muni d'une surface inclinée.en bi- seau 41 symétriquement de chaque côté de l'axe longitudinal de la tige 1. Des bandes ou des lames piézo-électriques multimorphes 5 sont montées verticalement dans une unité modulaire 6, les extrémités inférieures 51 des deux lames étant fixées fer- mement par un support 7 à la base de leur logement. L'extré- mité supérieure libre 52 des lames est disposée de façon a entrer en contact avec les surfaces inclinées 41 de l'élément en forme de coin 4. Des fils électriques 8 reliés d'une part aux lames et d'autre part à une alimentation électrique permettent d'appliquer une tension continue appropriée aux dites lames. Lorsque la tension continue appropriée est appliquée à une lame 5, celle-ci fléchit, de sorte que son extrémité 52 se déplace transversalement et exerce une poussée contre la surface inclinée 41 du coin 4, forçant la broche 1 à dépasser de la plaque 3. La suppression de la tension continue provoque le retour de la lame 5 à sa position initiale, permettant au coin 4 et à la broche 1 de se rétracter, ce retrait pouvant entre facilité au moyen de ressorts 9 insérés entre la surface supérieure de l'élément en forme de coin 4 et la surface inférieure de la plaque d'affichage 3. La broche 1 peut etre realisée en métal ou en matière plastique, et l'élément en forme de coin 4 constitué d'un matériau similaire. I1 est clair que la broche 1 ou l'élément en forme de coin 4 peuvent constituer une seule pièce de matière plastique moulée telle que le nylon ou le polypropylène, le po lystyrène, etc ... De préférence, l'élément en forme de coin 4 est réalisé en polytetrafluoroéthylène (PTFE ou Teflon), ou, tout au moins les surfaces biseautées 41 sont constituées d'un matériau de ce type, à faible coefficient de frottement. D'une manière similaire, les extrémités mobiles la térales 52 des lames 5 peuvent être recouvertes par une ma tière plastique a faible coefficient de frottement tellè que le polytetrafluoroéthylène. I1 apparaît qu'une unité modulaire 6 telle que celle montrée schématiquement sur les dessins peut être constituée de pièces facilement réalisées, d'une manière relativement simple. Dans la forme de réalisation de la figure 2, où les mêmes éléments que ceux de la figure 1 portent les mêmes références, l'unité modulaire 6 est encore simplifiée, et est conçue de telle manière qu'une unique lame piézoélectrique 5 est fixée a sa base, l'extrémité libre 52 de la lame piézo-électrique 5 étant agencée pour buter contre la surface biseautée 41 de l'élément en forme de coin 4 lequel possède une surface verticale 42 pouvant glisser verticalement le long d'une surface verticale correspondante 61 de la paroi de l'unité modulaire 6, la broche 1 étant disposée dans le prolongement de ladite surface 42. Un ressort 9 est également prévu pour faciliter le retour de la broche 1; il est cette fois disposé latéralement sur le coin 4. Pour le reste, la description qui a été faite quant a la figure 1 s'applique également à la forme de réalisation de cette figure 2. La figure 3 représente une autre forme de réalisation, dans laquelle les extrémités libres des lames piézo-électriques 5 sont munies d'un rouleau 10 destiné a venir appuyer contre les surfaces coniques 41, la description de la figure 1 s'appliquant également pour le reste à la forme de réalisation de cette figure 3. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples ci-dessus décrits et représentés, et on pourra prévoir d'autres formes de réalisation sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIORS 1. Transducteur électromécanique piézo-électrique, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une lame piézoélectrique susceptible de s'incurver autour d'un axe perpendiculaire à son axe longitudinal sous l'effet d'une tension électrique, un moyen support immobilisant une extrémité de ladite lame, une tige mobile et des moyens d'accouplement comprenant un élément en forme de coin fixé à une tige, l'extrémité libre de ladite lame piézo-électrique étant agencée pour venir buter contre une surface correspondante dudit élément en forme de coin de manière à convertir un mouvement transversal de lXextrémite libre de ladite lame en un mouvement longitudinal dudit élément en forme de coin et de ladite tige. 2. Transducteur électromécanique piézo-électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un élément modulaire supportant deux lames piézo-électriques susceptibles de s'incurver latéralement en direction opposée de façon a pousser l'élément en forme de coin simultanément dans la même direction par l'intermédiaire de surfaces en biseaux. 3. Transducteur électromécanique piézo-électrique selon la revendication 1, caraçtérisé en ce qu'il comprend un élément es forme de coin possédant une surface en biseau coopérant avec une lame piézo-électrique, ledit élément en forme de coin s'appuyant par une surface plane contre une surface correspondante servant de guide au mouvement longi- tudinal de l'élément en forme de coin et de la tige. 4. Transducteur électromécanique piézo-électrique selon l'une quelconque des revendications 1 a 3, caractérisé en ce que les extrémités libres des lames piezo-électriques sont munies d-'organes de friction s'ap-puyant sur les surfaces en biseaux dudit eRement en forme de coin. 5. Transducteur électromécanique piézo-électrique selon l'une quelconque des revendications 1 a 3, caractérisé en ce que les extrémités libres des lames piézo-électriques sont munies de rouleaux s'appuyant sur les surfaces coniques dudit élément en forme de coin. 6. Transducteur électromécanique piézo-électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que au moins une surface dudit élément en forme de coin contre laquelle vient buter une extrémité libre d'une lame piézo-électrique est en un matériau possédant un faible coefficient de frottement. 7. Transducteur électromécanique piézo-électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que au moins une surface d'une extrémité libre d'une lame piézo-électrique est en un matériau possédant un faible coefficient de frottement. 8. Transducteur électromécanique piézo-électrique selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que le matériau à faible coefficient de frottement est du polytetrafluoroéthylène.