Brevet FR2533083A1 — publié le 19840316

La présente invention concerne un rotor pour moteurs synchrones, constitué par un aimant permanent annulaire et un moyeu équipé d'un arbre rotorique et relié à l'aimant. Il est connu d'utiliser de tels rotors pour des moteurs synchrones. La liaison entre le moyeu du rotor et l'aimant annulaire est habituellement établie par emmanchement du moyeu dans l'aimant annulaire, les forces de compression qui agissent radialement sur ce dernier produi- sant dans l'anneau magnétique des contraintes de traction, qui condui- sent fréquemment à des fissures. Le brevet suisse N O 524 913 et le brevet britannique N O 1 353 082 décrivent des rotors dont les porte-aimants (moyeux) présentent des pièces de fixation reliées aux faces frontales des aimants annulaires permanents par sûreté de forme ou action de force Même cette solution ne permet pas d'exclure la formation de contraintes de traction dans l'anneau magnétique, et par suite de fissures, dans le cas d'un coef- ficient de dilatation différent des matériaux de l'aimant et du support. La présente invention a pour objet un rotor dans lequel des con- traintes de traction nuisibles dans l'aimant annulaire sont pratique- ment évitées. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, la surface intérieure de l'aimant annulaire et la surface extérieure du moyeu présentent des dentures dont les dents, lors de l'emmanchement du moyeu dans l'aimant annulaire, assemble ces deux pièces par action de force. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'un exemple de réalisation et de la figure unique, qui est une coupe par- tielle dans un plan perpendiculaire à l'arbre rotorique. Le rotor est constitué par un aimant permanent annulaire, appelé aimant annulaire 1 ci-après, et un moyeu 3, solidaire d'un arbre roto- rique 2 et constituant le support de l'aimant annulaire 1 Ce dernier comporte sur sa face intérieure une denture 4, avec des dents 5 et des entredents 6, dont les flancs 7 et 8 sont parallèles au diamètre R de l'aimant annulaire 1 constituant un axe de symétrie de la dent considérée Les arates des dents 5 et des entredents 6 sont arrondies. Le moyeu 3 est réalisé en matière plastique, avantageusement renforcée par fibre de verre; son diamètre extérieur r est inférieur d'environ 1 mm au diamètre rf du cercle de pied de la denture 4 de l'aimant annulaire 1 Le moyeu 3 comporte-une denture extérieure 9, avec des dents 10 en nombre égal à celui des dents de l'aimant annulaire 1 et des entredents 11, dont les flancs 12, 13 sont deux par deux paral- lèles à l'axe de symétrie de l'entredent formé par la paire de dents considérée du moyeu 3 Les dents 10 présentent des évidements ou fentes 14 et les entredents 11 des renflements semicirculaires 15. Les ar Utes des dents 10 sont également arrondies La largeur B des dents 5 de l'aimant annulaire 1 est égale à la largeur des entredents il du moyeu 3 L'aimantation de l'aimant annulaire 1, qui comprend autant de pôles que de dents et dont l'anisotropie magnétique est radiale, est désignée par 16. Le moyeu 3 est emmanché dans l'aimant annulaire 1 de façon que les dents 5 de ce dernier s'engagent dans les entredents 11 du moyeu 3, une liaison par action de force des deux pièces 1, 3 du rotor étant produite par un ajustement par pression sur les surfaces de contact des flancs de dent 7, 12 et 8, 13 Par suite de la diffé- rence entre les diamètres r du moyeu 3 et rf du cercle de pied de la denture 4 de l'aimant annulaire 1, ainsi que des renflements 15 des entredents 11 du moyeu 3, des fentes 17, 18 sont formées radia- lement entre les pièces emmanchées et interdisent un contact entre ces dernières dans le cas d'allongements ou contractions d'origine thermique Le moyeu 3 présente ainsi un jeu radial suffisant pour interdire des contraintes de compression dans tous les cas La forme et la taille des évidements ou fentes 14 dans les têtes des dents 10 du moyeu 3 permettent de faire varier l'élasticité de ce dernier. Au lieu de l'ajustement par pression entre le moyeu 3 et l'aimant annulaire 15 il est possible de produire au même endroit une liaison par collage ou soudage par ultrasons ou laser. Lors de l'emmanchement du moyeu 3 dans l'aimant annulaire 1, des forces de compression représentées par des flèches A agissent dans les surfaces de contact et sont totalement absorbées par des 3- forces A' dans les dents 5 Il n'apparaî 1 t par ailleurs aucune force de compression radiale, susceptible de produire des -contraintes de traction'-et par suite des fissures dans l'aimant annulaire 1. Le choix d'une matière plastique renforcée par fibre de verre pour le moyeu 3 présente l'avantage de permettre l'obtention d'un ajustement suffisamment serré du moyeu 3 sur l'arbre rotorique 2, ainsi que des coefficients de dilatation sensiblement égaux des deux pièces 1, 3 du rotor, de sorte qu'aucune force de frottement n'apparaît aux points de contact sous l'influence de la température. Le moyeu 3 peut par ailleurs être constitué par une autre matière plastique appropriée, un matériau moulé ou fritté, ou un matériau magnétique tel que du fer fritté Il est essentiel que les matériaux du moyeu 3 et de l'aimant annulaire présentent des coefficients de dilatation semblables, afin d'éviter des contraintes de compression produites dans l'aimant annulaire 1 par le frottement aux points d'assemblage. Il est également avantageux de dimensionner le moyeu 3 et l'aimant annulaire 1 de façon à permettre leur production par injec- tion, filage à la presse, extrusion ou frittage B Men entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au principe ou aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention, Revendications 1 Rotor pour moteurs synchrones, constitué par un aimant perma- nent annulaire et un moyeu équipé d'un arbre rotorique et relié à l'aimant, ledit rotor étant caractérisé en ce que la surface inté- rieure de l'aimant annulaire ( 1) et la surface extérieure du moyeu ( 3) présentent des dentures ( 4, 9) dont les dents ( 5, 10), lors de l'emmanchement du moyeu ( 3) dans l'aimant annulafre ( 1), assemblent ces deux pièces ( 1, 3) par action de force. 2 Rotor selon revendication 1, caractérisé en ce que les dentures ( 4, 9) de l'aimant annulaire ( 1) et du moyeu ( 3) présentent un même nombre de dents ( 5, 10) et par suite d'entredents ( 6, 11), dont les flancs ( 7, 8, 12, 13) sont parallèles au diamètre (R) de l'aimant annulaire ( 1) constituant un axe de symétrie, la liaison par action de force (ajustement par pression) s'effectuant entre les flancs ( 7, 12 et 8, 13) des deux dentures ( 4, 9). 3 Rotor selon revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les dentres ( 4, 9) sont réalisées de façon que l'emmanchement du moyeu ( 3) dans l'aimant annulaire ( 1) produise des fentes radiales ( 17, 18). 4 Rotor selon une quelconque des revendications 1 à 3, caracté- , risé en ce que les dents ( 10) du moyeu ( 3) sont munies d'évidements ou fentes ( 14). Rotor selon une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le moyeu ( 3) est produit dans un matériau dont le coeffi- cient de dilatation est sensiblement égal à celui du-matériau cons- tituant l'aimant annulaire ( 1). 6 Rotor selon revendication 5, caractérisé par la production du moyeu ( 3) dans un matériau magnétique. 7 Rotor selon revendication 1, caractérisé en ce que l'aimant annulaire ( 1) présente un même nombre de pôles et de dents ( 5), et une anisotropie magnétique radiale. 8 Rotor selon revendication 2, caractérisé en ce que l'ajustement par pression assemblant le moyeu ( 3) et l'aimant annulaire ( 1) est remplacé par une liaison au même endroit par collage ou soudage par ultrasons ou laser.