Brevet FR2206613A1 — publié le 19740607

La présente invention concerne un micromoteur à courant continu dans lequel le rotor comporte un bobinage dont I'épalsseur, dans le sens axial du moteur, est faible par rapport au diamètre du rotor, ce bobinage étant formé par une série de bobines élémen- taires se recouvrant partiellement. On connatt des micromoteurs de ce type appelés micromoteurs plats ou micromoteurs-galettes dont le rotor comprend un support, par exemple en forme de disque, qui porte le bobinage, ce dernier étant constitué par un certain nombre de bobines plates disposées dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation. Dans ces moteurs, le rotor présente un moment dtinertie relativement important par rapport au couple utile obtenu, de sorte que la constante de temps mécanique du moteur devient assez grande. Par ailleurs, le couple utile pouvant être obtenu est limité par la surface relativement petite des zones actives du bobinage coopérant avec des aimants permanents, et par ltépaisseur trop importante du rotor qui nécessite un entre fer également assez grand. L'invention vise à éviter ces inconvénients en réalisant un moteur cxtrêmement plat fournissant un couple utile élevé et ayant une constante de temps très faible. A cet effet, le micromoteur selon l'invention est caractérisé en ce que les spires successives du bobinage sont décalées angulairement de façon continue. De préférence, les fils du bobinage possèdent un revêtement en matière thermoplastique et sont collés les uns aux autres sous l'effet d'un chauffage. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les spires sont disposées en forme de couronne autour de l'axe du rotor. Suivant une autre caractéristique encore, chacune des spires entoure l'axe du rotor et présente deux ou plusieurs zones actives séparées. Pour réaliser un micromoteur multipolaire du type précité, les spires peuvent comporter une série de zones actives formées chacune par deux brins de fil qui se rejoignent à la périphérie du rotor et dont les extrémités sont reliées à des segments correspondants du collecteur. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, permettra de mieux comprendre les caractéristiques de l'invention. Figes t à 6 représentent schématiquement différentes réalisations d'une partie du bobinage du rotor d'un micromoteur à courant conti nu selon l'invention. Dans la forme d'exécution selon la figure 1, des bobines élé- mentaires 1, formées chacune d'un certain nombre de spires déca lées angulairement, sont disposées en forme de couronne autour de l'axe du rotor de manière à recouvrir un espace annulaire 2 dont la périphérie 3 correspond à celle du rotor et dont la circonfé- rence intérieure 4 est voisine de la périphérie du collecteur 5 auquel le bobinage est relié. Le fil utilisé pour le bobinage peut Autre muni d'un revête- ment isolant thermoplastique qui assure le collage des fils les uns aux autres sous l'effet d'un chauffage. Le bobinage ainsi fixé forme une galette de fils autoportante et ne nécessite pas d'autre support matériel. Le moment d'inertie de ce rotor est donc fortement réduit et la surface totale des zones actives des spires qui coopèrent avec les aimants permanents, est grande. De cette forme du bobinage et du fait que le rotor correspondant est très plat, ce qui permet de réduire les dimensions de l'entrefer, il résulte une augmentation importante du couple utile. On utilise d'ailleurs de préférence des aimants permanents à force coercitive élevée tels que des aimants en samarium-cobalt. L'augmentation du couple réalisé et la réduction du moment d'inertie du rotor confèrent au moteur une constante de temps très faible. La figure 2 montre schématiquement une variante du bobinage de la figure I, dans laquelle les spires ont une forme carrée. Dans le cas des figures 1 et 2 les bobines peuvent d'abord être réalisées sur un tasseau, puis aplaties en écartant les spires latéralement, les bobines étant ensuite disposées en forme de couronne, de façon que les spires extrêmes des bobines successives se chevauchent. La figure 3 montre schématiquement une autre forme de bobinage dans laquelle les bobines 1 sont constituées par des spires qui entourent l'axe du rotor en formant, toujours sur toute la largeur de la surface annulaire disponible, une série de zones actives 6. Une telle zone active est déterminée par deux brins de fil 7, 8 qui se rejoignent à la périphérie du rotor pour former une pointe et qui s'écartent en direction de l'axe du rotor. Une spire se présente dans son ensemble sous forme d'une étoile et les différentes spires constituant v bobine élémentaire 1 sont décalées angulai remuent. Les bobines élémentaires successives se chevauchent de ma nière à donner une répartition homogène des spires sur toute la surface 2 du bobinage. Les bobines 1 de cet exemple sont formées en continu sur une bobineuse adéquate, directement dans le plan du bobinage, en maintenant momentanément les spires à l'aide de goupilles rétractables. Comme dans les exemples précédents, les fils peuvent avoir un revêtement thermoplastique et être collés par l'action de la chaleur une fois le bobinage du rotor terminé dans son ensemble. La figure 4 représente une variante de la forme d1 exécution selon la figure 3. Dans cet exemple, les brins de fil 7, 8 formant les zones actives 6 présentent la courbure d'une spirale logarithmique, le côté concave de chaque brin étant tourné vers l'intérieur de la zone active. Cette forme des brins donne aux zones actives la surface maximale pour une longueur de fil donnée et est ainsi la plus avantageuse pour le présent rotor. Dans une autre variante, représentée à la figure 5, les spires ont une forme ovale, s'4tendant de part et d'autre de l'axe du rotor et constituant deux zones actives 6, 6' diamétralement opposées. Les spires sont décalées angulairement et collées comme dans le cas de la figure 3. Les formes d'exécution du bobinage selon les figures 3 et 4 se prêtent plus particulièrement à la réalisation d'un rotor pour moteur multipolaire à nombre de sections élevé, présentant une caractéristique vitesse/couple très plate. La figure 6 montre une partie d'un rotor dans lequel deux brins 7, 8 par exemple, formant une zone active 6, sont connectés à des lamelles 9, 10 correspondantes d'un collecteur 5 présentant un nombre de segments élevé. REVENDICATIONS - 1- Micromoteur à courant continu dans lequel le rotor comporte un bobinage dont l'épaisseur, dans le sens axial du moteur, est faible par rapport au diamètre du rotor, ce bobinage étant formé par une série de bobines élémentaires se recouvrant partiellement, caractérisé en ce que les spires successives du bobinage sont décalées angulairement de façon continue. 2- Micromoteur suivant la revendication t, caractérisé en ce que les fils du bobinage possèdent un revêtement en matière thermoplastique et sont collés les uns aux autres sous lteffet d'un chauffage. 3- Micromoteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les spires sont disposées en forme de couronne autour de l'axe du rotor. 4- Micromoteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chacune des spires entoure l'axe du rotor-et présente deux ou plusieurs zones actives séparées. 5- Micromoteur suivant la revendication 4, plus particulièrement micromoteur multipolaire, caractérisé en ce-que les spires comportent une série de zones actives formées chacune par deux brins de fil qui se rejoignent à la périphérie du rotor et dont les extrémités sont reliées à des segments correspondants du collecteur. 6- Micromoteur selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que les zones actives sont constituées chacune de deux brins de fil en forme de spirale logarithmique dont le côté concave est tourné vers l'intérieur de la zone active, ces deux brins formant une pointe à la périphérie du rotor.