Пьезоэлектрический двигатель Советский патент 1980 года по МПК H02N2/12 H01L41/09 

Изобретение касается электрических двигателей, а более конкретно пьезоэлектрических двигателей. Оно может быть использовано в качестве исполнительных Mexaiffl3MOB систем автоматики, а также в аппаратуре звукозаписи и в качестве универсального электри ческого двигателя. Известные пьезоэлектрические двигатели, содержащие установле1шый в ко пусе ротор, устройство прижима и пьезо элемент в форме пластины, опирающийся одним концом непосредственно на ра чую поверхность ротора посредством уп гого элемента устройства прижима l3 В этих двигателях конец пьезоэлемента изнашивается по мере работы, благодаря чему увеличивается площадь фрикционного контакта , что приводит к возникновению скрипа и, как следствие, к резкому снижению мощности КПД, а следовательно, и ресурса двига теля, определяемого его стабильной работой. Известен пьезоэлектрический двигатель, содержащий установленный в корпусе ротор, устройство прижима и протяженный в продольном направлении пьезо- элемент, опирающийся одним концом на ротор через присоединенную к нему и наклоненную к рабочей поверхности ротора пластину 2. Недостаток такогх) устройства - низкий ресурс. Цель изобретения -.увеличение ресурса. Это достигается тем, что двигатель снабжен закрепленными на корпусе в области соприкосновения пластины с ротором упором, в который упирается конец пьезоэлемента, а устройство прижима упирается во второй конец пьезо- элемента. На фиг. 1 схематично изображен пьезоэлектрический двигатель, снабженный двумя упорами; на фиг. 2 - пьезоэлектрический дш1гатель с одним упором Пьезоэлектрический двигатель содержит ротор 1, установленный в корпусе в подшипниках (корпус и подшипники на чертеже не показаны). На рабочую поверхность ротора 1 одним концом через тонкую, например, стальную пластин 2 опирается пьезоэлемент 3. Этим же концом пьезоэлемент 3 упирается в упор 4. Другим концом пьезоэлемент 3 прижимается устройством 5прижима (см. фиг. 1 и 2). Поверхность упора 4, соприкасающаяся с концом пьеаоэлемента 3, выполнена цилиндрической и расположена так, что касательная плоскость S f проход1пцая через линию соприкосновения упора 4 с концом пьезоэлемента 3, наклонена к направлению удлинения пьезоэлемента 3, то есть к основным граням пьезоэлемента 3 (см. фиг, 2) . Для обеспечения устойчивого положения пьезоэлемента 3 в корпусе двигателя может быть вьшолнен второй упор 6 (см. фиг. 1). При этом поверхности соприкосновения упоров 4 и 6 с пьезо- . элементом вьшолнены плоскими и расположены паралельно пластине 2 (см. фиг. 1). Пьезоэлемент 3 выполнен в виде про дольно вытянутого тела в .форме пласти- tfbi или бруска из пьезоэлектрического материала, например из титаната бария. На основных гранях пьезоэлемента 3 имеются электродь 7, вьдводы оТ которых подключены к источнику электричес кого напряжения (на чертежах не показ Устройство 5 прижима содержиг пру жину 8 (на фиг. 2 изображена пружина растяжения, на фиг. 1 -пружина сжатия воздействующую на рычаг 9. При работе пьезоэлектрическогодвиг теля за счет фрикционного взаимодействия колеблющейся от пьезоэлемента 3 тонкой пластины 2 с ротором 1 происходит износ пластины 2. Пьезоэлемен 3 под действием устройства 5 прижима смещается вперед. Его конец, упирающийся в упор 4, перемещается так, что угол об остается неизменным, то есть увеличение угла с( за счет поворота пьезоэлемента компенсируется уменьще- нием угла сСза счет продольного смещения пьезоэлемента. Абсолютная компенсация достигается при выполнении двух упоров (см. фиг, 1), расположенных по обе стороны от пьезоэлемента и соприкасающихся с ним по двум его концам. При вьшолнении поверхностей упоров 4 и 6 в виде плоскостей параллельных тонкой пластине 2, пьезоэлемент 3 перемещается параллельно самому себе, .обеспечивая постоянство угла с.. Это обеспечивает стабильность параметров , пьезоэлектрического двигателя до полного износа пластины 2. Испытания пьезоэлектрического двигателя показали, что он имеет ресурс 2000 ч, при скорости вращения 63ОО Формула изобретения Пьезоэлектрический двигатель, содержащий установленный в корпусе ротор, устройство прижима и протяженный в продольном направлении пьезоэлемент, опирающийся одним концом на ротор через присоединенную к нему и наклоненную к рабочей поверхности ротора пластину, отличающийся тем, что, с целью увеличения ресурса, он снабжен закрепленным на корпусе в области соприкосновения пласTHiibi с ротором упором, в который упирается конец пьезоэлемента, а устройство прижима упирается во второй конец пьезоэлемента, Источ ики информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 2175О9, кл. Н 02 N 11/ОО, 1965. 2.. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2463299/25, кл. Н 01 L 41/08, 17.03.77 (прототип).

,

c

у

Фиг. 2