Brevet FR2551931A1 — publié le 19850315

Procede de fabrication d'un rotor de micro-moteur, notamment pour l'horlogerie. La présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'un rotor de micro-moteur, notamment pour l'horlogerie, selon lequel on utilise de la matière magnétique pulvérulente que l'on place dans une piece creuse, exerce sur la poudre magnetique logée dans ladite pièce creuse une pression d'agglomération, solidifie la poudre agglomérée et magnétise enfin le corps ainsi réalisé, ce corps étant de la sorte assemblé à demeure à ladite piece creuse. La fabrication des rotors de micro-moteurs d'horlogerie pose des problèmes délicats qui rendent le coût de ces rotors assez elevé. C'est ainsi qu'actuellement on utilise de la matière magnétique telle que de la ferrite ou un alliage de cobalt et de terres rares que l'on pulvérise puis façonne par moulage sous des pressions très élevées, de l'ordre de 10.000 atü, dans un champ magnétique proauisant une pré-orientation des particules. La matière pulvérulente ainsi agglomérée est ensuite frittée à chaud, à une température de 1300"C, ce qui la solidifie. Le bloc solidifié est ensuite traité mécaniquement, en ce sens qu'il est decoupé en plaquettes qui sont elles-mêmes tournees en rondelles percées d'un trou central, ces dernieres étant soumises à une opération finale de magnétisation. Comme indiqué ci-dessus, ces opérations sont coûteuses, conduisent à des déchets relativement importants, et sont difficiles à executer correctement, en particulier pour ce qui est de la magnétisation finale qu'il est malaisé d'effectuer parfaitement parallèlement à la pré-orientation réalisée précédemment. I1 faut, pour cela, placer les rondelles pré-orientees, munies de l'arbre du rotor, entre deux paliers, ce qui leur permet de tourner, et de leur appliquer un champ magnétique qui les amène à s'orienter d'elles-mêmes, puis pratiquer la magnétisation finale parallelement à ce champ. De plus, les rondelles de matière magnétique ainsi réalisées sont extrêmement cassantes, de sorte que leur montage sur l'arbre du rotor conduit également à des pertes qui rencheris- sent d'autant le prix de revient des rotors. Enfin, les difficultés qu'il y a à façonner mécaniquement les rondelles magnétiques obtenues par les procédes connus, mentionnés ci-dessus, ne permettent guère de réaliser des rotors autres que circulaires alors que, précisément, des rotors oblongs permettent d'atteindre le meilleur rapport poids/couple développé. Or, vu les accélérations et décélérations successives auxquelles sont soumis ces rotors lors de la marche du moteur, lorsqu'il s'agit de moteurs à rotor oscillant, il importe de limiter le poids du rotor au minimum tout en ayant un couple favorable.De plus, les rotors oblongs permettent d'obtenir sans difficulté que la magnétisation finale du rotor soit parfaitement parallèle à la pré-orientation des particules de la matière magnétique pulvérulente, le repe- rage s'effectuant aisément en se basant sur l'axe de plus grande dimension du rotor. Le but de la présente invention est de remedier aux inconvénients susmentionnés. A cet effet, le procédé suivant l'invention est caractérisé par le fait qu'on utilise une pièce creuse massive apte à absorber les forces exercées sur elle par la pression d'agglomeration appliquée à la matière magnétique pulvérulente qu'elle contient et, une fois ladite matière agglomérée et solidifiée, usine ladite pièce creuse de façon à lui donner, exterieurement, la forme générale du rotor. Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention et une variante. La figure 1 est une vue en plan d'un rotor de micro-moteur d'horlogerie. La figure 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la figure 1 et La figure 3 est une coupe analogue d'une variantervde rotor. Le rotor représenté aux figures 1 et 2 comprend un corps de matiere magnétique 1, ferrite ou alliage de cobalt et de terres rares, solide,loge dans une enveloppe creuse 2, oblongue, munie d'un couvercle 3, le tout étant traversé par l'ar- bre du rotor, désigne par 4, solidaire d'un pignon 4a. Ce rotor s'obtient de la façon suivante On utilise de la matière magnétique pulvérulente que l'on place dans une pièce creuse, massive, réalisée en acier ou même en une matiere plus ductile telle que de l'acier doux, du laiton, de l'aluminium ou encore de la matiere plastique, pour autant que, par sa masse, elle soit apte à résister à de fortes pressions. Préalablement, on aura engagé l'arbre 4 dans un trou central 5 que présente le fond, désigne par 2a, de l'enveloppe 2. Apres avoir posé le couvercle 3 sur la matière 1 contenue dans la pièce creuse, ce couvercle etant réalisé, par exemple, en une même matière que l'enveloppe, on exerce sur ce couvercle une pression d'agglomération, alors que l'ensemble est placé dans un champ magnétique parallèle au plan du rotor, ce qui produit une pré-orientation des particules de poudre 1. Cette pré-orientation, indiquée par les flèches 6 de la figure 1, sera parallele à la plus grande dimension du futur rotor, c'est-à-dire, dans le cas présent, parallèle à la direction de la coupe de la figure 2. Dans le cas d'un rotor circulaire, on aura soin de reperer sur le bord supérieur de la pièce creuse la direction du champ magnétique de pre-orientation, ce qui facilitera la magnétisation finale. L'agglomération s'effectue en appliquant sur le couvercle 3 une pression, indiquée par les flèches 7 de la figure 2, de l'ordre de l00kg/mm2. On peut également, au besoin, effectuer une solidification de la matière agglomérée, soit par frittage à chaud, à des temperatures de l'ordre de 1300 C, si la matière de la pièce creuse et du couvercle 3 supporte de telles temperatures, soit par collage à l'aide d'un matériau tel que de l'araldite, par exemple, que l'on aura pré-incorpore à la poudre magnétique. Un produit de collage liquide peut aussi être utilisé, Equi pourra s'infiltrer, sous vide et par capillarité, entre les grains de poudre. Le corps de matiere solidifée 1 et la pièce creuse forment alors un tout assemble à demeure. La pièce creuse est alors usinée, en particulier par tour nage ou par fraisage, de façon à prendre la forme de l'envelop- pe 2, c'est-à-dire la forme exterieure du rotor à obtenir. La matière 1 est ensuite soumise à une opération finale de magnétisation qui peut aisément être bien parallèle à la direction de pre-orientation des particules de poudre puisque cette direction est indiquée par la forme du rotor, non circulaire ou, dans le cas d'un rotor circulaire, a été preala- blement repérée sur le bord de l'enveloppe 2. La variante de la figure 3 diffère de la première forme d'exécution par le fait que la pièce massive creuse, destinée à devenir l'enveloppe, désignée ici par 8, est munie, au centre de son fond 8a, d'un manchon 8b qui sert de moyeu à l'arbre du rotor, non représenté. Dans cette variante, le corps magnétique, désigne par 9, du rotor est réalisé dans la pièce creuse alors que celle-ci n'est pas munie de l'arbre du rotor, l'ensemble, une fois la pièce usinée, constitue par l'enveloppe 8 et ce corps, de meme que par le couvercle, désigné par 10, etant monté ulte- rieurement sur cet arbre. Quant au reste, la fabrication de ce rotor est identique à celle du rotor des figures 1 et 2, décrite ci-dessus. I1 est à remarquer que la presence d'un couvercle fermant la pièce massive creuse n'est pas une necessité, l'application de la pression d'agglomération pouvant s'effectuer par le pigeonneau d'une presse agissant directement sur la poudre à agglomérer. Revendications 1 - Procédé de fabrication d'un rotor de micro-moteur, notamment pour l'horlogerie, réalisé en matière magnétique, selon lequel on utilise de la matière magnétique pulvérulente que l'on place dans une pièce creuse, exerce sur la poudre magnétique logée dans ladite pièce creuse une pression d'agglo mération, solidifie la poudre agglomérée et magnétise enfin le corps ainsi réalisé, ce corps étant de la sorte assemblé à demeure à ladite pièce creuse, caractérisé par le fait qu'on utilise une pièce creuse massive apte à absorber les forces exercées sur elle par la pression d'agglomeration appliquée à la matière magnétique pulvérulente qu'elle contient et, une fois ladite matière agglomérée et solidifiée, usine ladite piece creuse de façon à lui donner, extérieurement, la forme génerale du rotor. 2 - Procede suivant la revendication 1, selon lequel, avant d'appliquer la pression d'agglomération sur la matière magnéti- que pulvérulente logée dans la pièce creuse, on soumet 1 'ensem- ble à un champ magnétique parallele au plan du rotor à obtenir de façon à créer une pre-orientation des particules de poudre, caractérisé par le fait qu'on utilise une pièce creuse oblongue et applique le champ magnétique de pre--orientation des particules de poudre parallelement à la plus grande dimension de ladite piece, de même que la magnétisation subséquente du corps de matière magnétique solidifiée, qui s'effectue également parallèlement à cette direction. 3 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on engage dans ladite pièce creuse, avant son remplissage par la poudre de matière magnétique, l'arbre du rotor à obtenir. 4 - Procédé suivant la revendication 1, caracterise par le fait qu'on utilise une pièce creuse munie, en son centre, d'un canon formant moyeu, destine à recevoir l'arbre du rotor. 5 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'après avoir rempli la pièce creuse de matiere magnetique pulvérulente on ferme ladite pièce creuse à l'aide d'un couvercle sur lequel on exerce la pression d'agglomération de la matière pulvérulente.