Brevet FR2561834A1 — publié le 19850927

La présente invention a pour objet un moteur électrique pour la commande d'éléments de véhicules automobiles, dans deux sens opposés, avec un effort résistant plus élevé dans un sens que dans l'autre, ces éléments pouvant être des lève-vitre, des dossiers articulés de sièges ou des glissières de siège, des fermetures de portes ou de coffres, ou encore des toits ouvrants. Plus particulièrement, le moteur électrique visé est du type dont la caractéristique mécanique, c'est-à-dire la vitesse de rotation en fonction du couple résistant, est différente d'un sens de rotation à l'autre. Le moteur du type en cause comporte de façon connue, une paire de balais placés entre deux pôles inducteurs et susceptibles de coopérer avec un induit constitué d'un collecteur solidaire d'une armature traversée par l'axe du moteur et dans laquelle sont ménagées des encoches dans lesquelles sont bobinés des fils de connexion d'une série de lames dont est formé le collecteur, l'armature de l'induit pouvant tourner autour de son axe entre deux aimants permanents. On sait que dans certains dispositifs de lève-vitre, dépourvus de ressort d'équilibrage, ou lorsque celui-ci est supprimé par économie, le méca- nisme du lève-vitre doit vaincre des efforts résis- tants plus élevés en montée (forces de frottement augmentées du poids de la glace) qu'en descente, (forces de frottement déduites du poids de la glace qui devient moteur). D'autre part, la capacité d'amortissement en fin de course de ce mécanisme est supérieure en butée haute. Il est clair qu'un excès de vitesse en descente accroit inutilement 256 1834 la fatigue du mécanisme qui doit être réalisé en con- séquence. De plus, dans le cas o il s'agit de com- mander un élément constitué par un dossier de siège, il est souhaitable que le couple bloqué, c'est-à-dire le couple exercé par le moteur en butée basse lorsque le dossier a atteint sa position la plus basse, ne soit pas trop élevé, et ce pour préserver la sécurité du passager qui se trouve derrière le dossier ainsi abaissé. L'invention a pour but de résoudre ces pro- blèmes en utilisant un moteur électrique agencé de façon à ne pas modifier sensiblement la vitesse dans le sens de l'effort résistant le moins élevé (par exemple la descente d'un lève-vitre) tout en ne réduisant pas ou en accroissant sa vitesse dans l'autre sens (celui de la montée d'un lève-vitre par exemple), par rapport aux vitesses correspondantes des moteurs utilisés jusqu'à présent. Conformément à un premier mode de réalisa- tion du moteur électrique selon l'invention, les ba- lais sont décalés d'un angle déterminé par rapport à une ligne neutre théorique pratique de l'induit constituée- par une droite perpendiculaire à l'axe du moteur et reliant les pôles inducteurs, ce décalage angulaire étant réalisé dans le seras opposé au sens de rotation pour lequel l'effort résistant du mécanisme est le plus élevé (montée d'un lève-vitre par exem- ple). Suivant un second mode de réalisation de l'invention, chaque plan contenant l'axe géométrique du moteur et passant par le milieu d'une lame du collecteur, médian entre deux fentes consécutives de ce dernier, est décalé d'un angle déterminé par 256 1 8 3 4 rapport au plan correspondant passant par deux encoches diamétralement opposée de l'armature d'induit, dans le sens de rotation du moteur utilisé correspondant à l'effort résistant le plus élevé (montée d'un lève-vitre par exemple). Le décalage angulaire peut varier dans de larges limites, par exemple entre 0* et 65' environ. On constate que dans ces conditions pour un moteur soumis à un couple résistant proche du couple de fonctionnement, on ne modifie pas sensiblement la vitesse dans le sens de l'effort résistant le moins élevé (descente du lève-vitre par exemple), tandis qu'on accroit sa vitesse dans le sens opposé (montée d'un lève-vitre par exemple). Dans ces conditions, on peut utiliser un moteur moins puissant, donc plus économique, pour égaliser les vitesses dans les deux sens de rotation (montée et descente par exemple), avec des couples résistants-différents. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaitront au cours de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés qui en illustrent plusieurs formes de réalisation à titre d'exemples non limitatifs: - la Figure 1 est une vue schématique par- tielle en élévation en bout d'un moteur électrique classique; - la Figure 2 est une vue analogue à la Figure 1 illustrant un premier mode de réalisation du moteur électrique selon-l'invention; - la Figure 3 est une vue schématique ana- logue aux Figures 1 et 2 illustrant un second mode de réalisation du moteur électrique selon l'invention;- - la Figure 4A est une vue schématique mo- trant la manière dont est réalisé le bobinage d'un moteur électrique classique entre les lames du col- lecteur et les encoches de l'armature de l'induit; - la Figure 4B est une vue analogue a la Figure 4A montrant la manière dont est réalisé le bo- -binage du moteur suivant un troisième mode de réali- sation de l'invention; - la Figure 5 est une vue en perspective éclatée en grandeur nature d'un moteur électrique conforme à l'invention; - les Figures 6 et 7 sont des diagrammes illustrant des exemples de vitesses de rotation du moteur en fonction de son couple résistant, respec- tivement dans le sens de l'effort résistant le moins élevé de l'élément commandé pour la Figure 6 et dans le sens de l'effort résistant le plus élevé de cet élément pour la Figure 7. Le moteur électrique représenté aux Figures i et 5 comprend, de manière connue en soi, un boitier contenant deux balais conducteurs B1, 'B2 montés respectivement dans des pôles inducteurs P1 et P2. le moteur comprend également un induit 11 constitué d'une -armature cylindrique 12 solidaire d'un axe 13, présen- tant une _.série d'encoches longitudinales parallèles (A, B, C....H), au nombre de huit dans cet exemple, mais qui peut évidemment varier, et d'un collecteur 1I solidaire en rotation de l'axe 13, ce collecteur pou- vant coopérer avec les balais BI, B2. Le collecteur 14 est formé d'une série de lames cylindriques au nombre de huit dans cet exemple, référencées 1, 2, 3....... 8. Les lames 1, 2,....8 sont séparées par des fentes 15, parallèles entre elles et à l'axe 13 qui traverse l'armature 12. L'induit 11 est complété par des fils tels que 16, 17,.... constituant un bobinage assurant la connexion électrique entre les lames 1, 2,.... du collecteur 14 en passant dans les encoches (A. B, C,....H) autour des éléments 18 de l'armature 12 séparés par ces encoches. Le moteur est complété par deux aimants permanents 19 montés dans un carter non représenté, de part et d'autre de l'induit 11. Les pôles inducteurs PI, P2 déterminent une ligne neutre théorique pratique P pour l'induit 11. Suivant un premier mode de réalisation de l'invention (Figure 2), les balais B1, B2 sont décalés d'un angle déterminé (moins c) par rapport à la li- gne neutre théorique pratique P, constituée par une droite perpendiculaire à l'axe 13 et reliant les pôles P1 et P2 comme indiqué ci-dessus. Ce décalage angu- laire (- c-) est réalisé dans le sens opposé au sens de rotation R du moteur pour faire manoeuvrer l'élément commandé par ce dernier dans le sens de l'effort résistant le plus élevé (montée d'un lève-vitre par exemple). Le sens de rotation R indiqué à la Figure 2 est le sens des aiguilles d'une montre. La valeur du décalage (-c limites, par exemple entre 0 et 65' au maximum. Suivant un second mode de réalisation pos- sible du moteur visé par l'invention, chaque plan L contenant l'axe géométrique X-X du moteur (coaxial avec l'axe 13) et passant par le milieu d'une lame 1, 2, 3,.... du collecteur 14, est décalé d'un angle déterminé (Figure 3) par rapport au plan corres- pondant K passant pas deux encoches diamétralement opposées de l'armature 12, (8, F par exemple) et ce dans le sens de rotation R du moteur correspondant celui de l'effort résistant le plus élevé de l'élément commandé (par exemple celui de la montée d'un léve- vitre). Une comparaison des Figures 1 et 3fait - clairement apparaitre le décalage angulaire. Les balais B1, 82 étant restés dans leur position d'ori- gine de la Figure 1, le décalage correspond à un décalage des lames 1, 2, 3...... du collecteur 14 par rapport aux encoches (A, B.....) de l'armature 12. En pratique, ce décalage angulaire peut être compris entre O et 65' au maximum. La Figure 4A montre le développement du bobinage d'un moteur électrique classique, tandis que la Figure 4B montre le développement de ce bobinage suivant un troisième mode de réalisation de l'inven- tion. Dans la réalisation classique du bobinage, les fils de connexion 16, 17,... sont bobinés suivant une progression: 1 - AD - 2 - BE - 3 - CF - 4 - DG - 5 - EH - 6 - FA - 7 -GB - 8 - HC - 1, illustrés à la Figure 4A. Dans la réalisation selon l'invention (Fi- gure 4B), les fils de connexion 16, 17,... sont bobi- nés suivant la progression: 2 - AD - 3 - BE - 4 - CF - 5 - DG - 6 - EH - 7 - FA - 8 - GB - 1 - HC - 2. On réalise ainsi un décalage angulaire d'une lame (1, 2, ) par rapport à la ligne P des pâles inducteurs P1, P2, dans la mise du bobinage au collecteur 14, et ce dans le sens de rotation R du moteur. Le bobinage illustré à la Figure 48 peut être réalisé sans déplacer angulairement le collecteur 14 ou bien être combiné à cette disposition, illustrée i la Figure 3. Pratiquement, le résultat obtenu est le même que l'on décale le collecteur 14 angulairement par rapport à la ligne neutre P, ou qu'on décale ang- 256 1834 lairement la mise au collecteur 14 des fils de con- nexion 16, 17,.... Les exemples de réalisation décrits ci-,des- sus se rapportent à un induit 12 à huit encoches (et à huit lames de collecteur, mais peuvent évidemment 'être extrapolés à des induits à n encoches et N lames de collecteur. On a représenté aux Figures 6 et 7 des (dia- grammes illustrant les caractéristiques d'un moteur électrique conforme à l'invention, montrant la varia- tion de sa vitesse de rotation V en tours/minute en fonction de son couple résistant C (en cmN). La Figure 6 montre la variation de la vi- tesse du moteur en fonction du couple résistant {dans le sens de l'effort résistant le moins élew(vé de l'élément commandé (lève-vitre ou dossier de siège par exemple), et ce pour des décalages angulaires - 9 compris entre O et 65',*les valeurs O, 15, 30, 45- , 65' étant respectivement portées sur les courbes. On voit que par rapport à une droite de référence!D, correspondant sensiblement à un décalage angulaïx:e égal à 0, le couple bloqué diminue au fur et à mes!u.re que le décalage angulaire augmente. D'autre part,S'our un même couple résistant correspondant à un moteur d'une puissance donnée et pratiquement faible dans ce sens de rotation, on voit que la vitesse de descente varie peu pour un décalage angulaire - COou compris entre 0 et 65*. La valeur du couple CF1 e-st proche de celle du couple de fonctionnement dans le sens du couple résistant le moins élevé. Le diagramme de la Figure 7 montre une dIroi- -te de référence référencée 00, correspondant à la ca- ractéristique mécanique d'un moteur dont le décalage angulaire -" ou[ est nul, ainsi que les courbes de la vitesse de rotation en fonction du couple résistant pour des décalages angulaires de 15', 30 . 45', 60' et '. On voit qu'à couple résistant égal, un accroissement du décalage angulaire C et/ou accroit la vitesse du moteur (sauf pour les couples élevés proches du couple bloqué qui sont loin des couples de fonctionnement pratiques). On peut donc utiliser un moteur moins puis- sant, donc plus économique, pour égaliser les vi- tesses V dans les deux sens de rotation (montée et descente pour un lèvevitre par exemple) avec des couples différents pour un même moteur. La valeur du couple CF est proche de celle du couple de fonc- tionnement dans le sens de l'effort résistant le plus élevé. Dans l'application du moteur selon l'inven- tion, à la commande d'un dossier articulé de siège de véhicule, les impératifs suivants sont satisfaits: dans le sens de la montée du dossier, il faut un cou- ple important pour relever le dossier, tandis que dans le sens de la descente, il est souhaitable d'obtenir un couple bloqué faible pour préserver la sécurité des passagers arrière. On constate précisément sur la- Figure 6 que plus on augmente le décalage angulaire, plus on diminue le couple bloqué. On diminue également en même temps il est vrai la vitesse pour un couple résistant donné moyen ou élevé, mais cela n'est pas gênant dans le sens de la descente puisque le couple résistant est faible dans ce sens. Oans le sens de la montée (Figure 7) pour un couple résistant donné, et pour un moteur donné, la vitesse augmente ou bien à vitesse constante de montée, on peut se contenter d'un 256 1834 moteur moins puissant, donc moins onéreux que les moteurs habituellement utilisés: ce moteur aura à la descente un couple bloqué moins élevé. D'une manière plus générale, l'avantage principal de l'invention consiste dans le fait que, en partant d'un moteur ayant un couple donné, on réduit le couple bloqué à la descente ou dans le sens de l'effort résistant le moins élevé, tout en ne réduisant pas ou en améliorant la vitesse dans l'autre sens. La réduction du couple -moteur bloqué (déve- loppé à vitesse nulle en butée basse comme expliqué précédemment) présente encore un autre avantage dans le cas d'un lève-glace: en effet, ce dernier peut être ou bien allégé puisqu'il peut être moins résistant mécaniquement, ou bien voir sa durée de vie augmentée si on lui conserve sa résistance mécanique, et ce compte tenu que la capacité d'amortissement au choc en butée de ces mécanismes est généralement plus faible en butée basse qu'en butée haute. L'invention est avantageusement applicable à tout mécanisme électrique de commande d'un élément dans un sens de déplacement à effort résistant élevé et dans un autre sens à effort résistant faible, met- tant en oeuvre un moteur à collecteur dans les deux sens de rotation, mais avec des couples résistants différents. Dans le domaine automobile, l'invention est ainsi applicable à des mécanismes de commande de lèveglaces, de toits ouvrants, de dossiers articulés de sièges, de fermetures électriques de portes ou de coffres, etc. 256 1834 REVENDICATIONS 1 - Moteur électrique pour la commande d'éléments de véhicules automobiles dans deux sens opposés, un sens de montée et un sens de descente, tels que lève-glace, dossiers articulés de sièges, fermeture de portes ou de coffres, toits ouvrants, du type dont la vitesse de rotation en fonction du couple résistant est différente d'un sens de rotation à l'autre, comportant une paire de balais (B1, B2) pla- cés entre des pôles inducteurs (P1, P2) et suscepti- bles de coopérer avec un induit (11) constitué d'un collecteur (14) solidaire d'une armature (12) tra- versée par.l'axe (13) du moteur et dans laquelle sont ménagées des encoches (A, B,...H) dans lesquelles sont bobinés des fils (16, 17,...) de connexion d'une série de lames (1, 2......8) dont est formé le collecteur (14), caractérisé en ce que les balais (B1, B2) sont décalés d'un angle déterminé (- 0) par rapport à une ligne neutre théorique pratique (P) de l'induit (11) constituée par une droite perpendiculaire à l'axe (13) du moteur et reliant les pôles inducteurs (P1, P2), ce décalage angulaire (- C). étant réalisé dans le sens opposé au sens de rotation (R) du moteur pour lequel l'effort résistant du mécanisme est le plus élevé. 2 - Moteur électrique pour la commande d'éléments de véhicules automobiles dans deux sens opposés avec un effort résistant plus élevé dans un sens que dans l'autre tels que lève-vitre, dossiers articulés de sièges, fermeture de portes ou de cOffres, toits ouvrants, du type dont la vitesse de rotation en fonction du couple résistant est différente d'un sens de rotation à l'autre, comportant une paire de balais (B1, B2) placés entre des pâles inducteurs (P1, P2) et susceptibles de coopérer avec 256 183 1 1 un induit (11) constitué d'un collecteur (14) solidaire d'une armature (12) traversée par l'axe (13) du moteur et dans laquelle sont ménagées des encoches (A, B,...H) dans lesquelles sont bobinés des fils (16, 17,...) de connexion d'une série de lames (1, 2......8) dont est formé le collecteur (14), caractérisé en ce que chaque plan (L) contenant l'axe géométrique (XX) du moteur et passant par le milieu d'une lame (1, 2....8) du collecteur (14), médian entre deux fentes consécutives (15) de ce dernier, est décalé d'un angle déterminé ( t) par rapport au plan correspondant (K) passant par deux encoches (B, F) diamétralement opposées de l'armature (12) d'induit, dans le sens de rotation (R) du moteur utilisé pour la montée de l'élément commandé. 3 - Moteur électrique pour la commande d'éléments de véhicules automobiles dans deux sens opposés, avec un effort résistant plus élevé dans un sens que dans l'autre tels que lève-vitre, dossiers articulés de sièges, fermeture de portes ou de coffres, toits ouvrants, du type dont la vitesse de rotation en fonction du couple résistant est différente d'un sens de rotation à l'autre, comportant une paire de balais (81,; B2) placés entre des pôles inducteurs (P1, P2) et susceptibles de coopérer avec un induit (11) constitué d'un collecteur (14)'- solidaire d'une armature (12) traversée par l'axe (13) du moteur et dans laquelle sont ménagées des,encoches (A, B,...H) dans lesquelles sont bobinés des fils (16, 17,...) de connexion d'une série de lames (1, 2..... 8) dont- est formé le collecteur (14), caractérisé en ce que les fils de connexion du bobinage reliant les lames (1, 2,...) et passant par les encoches (A, B.....) sont bobinés suivant la progression 2 - AD- 3- BE - 4 - CF - 5 - DG - 6 - EH - 7 - FA - 8 - GB - 1 - HC - 2... de façon à réaliser un décalage angulaire d'une lame (1, 2,...) par rapport à la ligne (P) des pôles inducteurs (P1, P2) dans la mise du bobinage au collecteur (14) et ce dans le sens de rotation (R) du moteur utilisé pour la montée de l'élément à commander. 4 - Moteur selon la revendication 3, carac- térisé en ce que l'angle précité () est compris entre 0 et 65'. - Mécanisme de commande d'un élément de véhicule automobile dans deux sens opposés avec un effort résistant plus élevé dans un sens que dans l'autre tel qu'un lève-vitre, un dossier articulé de siège, une fermeture de porte ou de coffre, un toit ouvrant, caractérisé en ce qu'il est équipé d'un moteur électrique selon l'une des revendications 1 à 4. 6 - Mécanisme de commande d'un élément de véhicule automobile dans deux sens opposés avec un effort résistant plus élevé dans un sens que dans l'autre tel qu'un lève-vitre, un dossier articulé de siège, une fermeture de porte ou de coffre, un toit ouvrant, caractérisé en ce qu'il est équipé d'un moteur électrique selon les revendications 2 et 3.