Brevet FR2607315A1 — publié le 19880527

ORGANE ELECTROMAGNETIQUE DE COMMANDE La presente invention concerne un organe e:eczrc- magnétlque de commande pour l'exécution de mouvements mécaniques de rotation, avec une armature magnerét:ique permanente établie tournante entre deux pièces pcla:reú oppostes entre elles et excltables électromagnétequement qui a la forme d'un barreau rond allongé aplati sur deux côtés opposes entre eux, les deux côtés ronds formant respectivement le pôle nord et le pôle sud e: les côtés aplatis faisant respectivement face aux pièces polaires lorsque le barreau rond se trouve au milieu de la plage de fonctionnement. Pour des applications déterminées, par exemple dans la déviation des rayons laser, dans les têtes chercheuses à infra-rouges pour l'ouverture et la fermeture de contacts mécaniques ou électriques, dans la régulation des débits ou également à titre d'organes de balayage dans des installations de visions nocturnes à infra-rouges pour pilotes d'hélicoptères, on a besonr. d'organes de commande électromagnétiques qui soient simples à régler sur une plage angulaire aussi grande que possible, c'est-à-dire effectuent des mouvements mécaniques de rotation qui assurent une dynamique élevée à l'intérieur d'une plage angulaire de 50 à 70'. On connait, par la demande de brevet allemand DE-OS 33 15 682, un organe de commande angulaire comportant un premier élément qui- est aimante suivant des polarltés magnétiques opposées et un second elément, lequel est muni de trois dispositifs de pôles magnétiques qui sont éloignés les uns des autres d'écarts angulaires prédéterminés, ces deux éléments étant susceptibles de rotation l'un par rapport a l'autre lorsque les dispositifs polaires sont aimantés de façon appropriée. Deux des dispositifs polaires sont excitables magnétiquement de façons différentes, si bien qu'ils forment d'une part un pôle sud, d'autre part un pôle nord, tandis que le troisième dispositif polaire est toujours aimantable avec la même polarité; un tel dispositif convient en particulier comme commutateur à micro-ondes, c'est-à-dire comme commutateur déplaçant un dispositif de couplage à micro-ondes entre deux positions discrètes dans lesquelles est chaque fois branché un trajet approprié pour l'énergie de micro- ondes. On connaît aussi, par la demande de brevet allemand DE-OS 30 05 921, un système monostable d'armature pivotante à utiliser dans des entraînements électromagnétiques comportant une armature mobile en rotation entre deux pôles excitables électromagnétlque- ment, l'armature pivotante en matériau magnétique doux étant munie d'au moins un aimant permanent insere et le pôle magnétique permanent étant place a proxlmite immédiate d'un pôle magnétique doux de ladite armature pivotante. L'invention a pour objet un organe de commande pour mouvements mécaniques de rotation qui soit simple - regler sur la plage angulaire de 50 à 70 et qul présente une dynamique particulièrement élevee l'intérieur de toute cette plage, tout en ayant une structure simple et un faible poids. Cet organe de commande, du genre annonce, est caractérisé par le fait que chaque pièce polaire a la forme d'un segment circulaire concave, le rayon de ces segments étant légèrement supérieur aux rayons des pôles nord et sud de l'armature et les deux pièces polaires qui entourent l'armature étant placées à une certaine distance l'une de l'autre. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, l'armature comporte des terres rares, par exemple sous la forme d'un alliage Co-Sm, et en même temps l'armature peut être assemblée à un arbre en disposition axiale, soit a ses deux extrémités soit à une seule de ses extrémités. L'agencement selon l'invention de l'organe de commande offre l'avantage quë lorsqu'on déplace l'armature, la surface magnétiquement active, c'està- dire la section de l'entrefer, reste constante dans toute la plage angulaire utilisable. On exploite ainsi tous les entrefers disponibles en cas aussi bien de rotatlon à gauche que de- rotation à droite, de sorte qu'il en résulte un moment spécifique de rotation constant dans toute l'étendue de la plage angulaire. Le moment magnétique fondamental varie linéairement avez la déviation angulaire, si blen qu'au total l'avantage de caractéristiques de régulation constantes est assuré sur toute la plage angulaire utilisable.' L'utilisatlon des quatre entrefers disponibles procure en outre un accroissement du rendement. Du fait que l'agencement selon l'invention ne requiert pas de ressort de rappel à action mécanique pour l'armature, il n'apparait également pas de fréquence de résonance; avec une structure mécanique en même temps plus simple, on peut réaliser dans le cadre de la dynamique autant de fonctions angle-temps que l'on veut, car il n'est par exemple pas besoin d'arbre creux pour un ressort de torsion, si bien que l'on peut également tirer parti des extrémités d'arbre des deux côtés de l'armature. L'utilisation de terres rares, par exemple sous la forme de Co-Sm, comme matériau magnétique permet une capacité d'accélération élevée, car lors de pointes d'accélération, c'est-à-dire de, courants élevés. l'aimant ne se démagnétise pas, si bien que l'on peut également fonctionner à de très hautes fréquences. L'organe de commande selon l'invention convient notamment comme dispositif de balayage cosmique pour la deviation verticale du trajet des rayons dans un appareil à règlage thermique comme nécessaire dans les installations de vision nocturne. Le mouvement de deviation résulte de la superposition d'un mouvement de rappel (à basses fréquences) au mouvement de balayage proprement dit (en forme de dents de scie), la déviation ayant lieu dans les deux cas proportionnellement au signal de commande prescrit. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée d'un mode de réalisation pris comme exemple non limitatif et illustré schématiquement par le dessin annexé. Sur ce dessin, les figures 1 et 2 représentent en coupe transversale l'organe de commande selon l'invention dans deux états d'excitation différents. Les références numériques 1 et 2 désignent les deux pièces polaires d'un circuit magnétique qui peut être excité par une bobine électromagnétique 4. Ces deux pièces polaires 1 et 2 ont chacune la forme d'un segment circulaire concave et entourent une armature maanet-cue permanente 3 qui a la forme d'un barreau rond allonge aplati sur deux côtés opposés entre eux, tandis que les deux côtés ronds forment respectivement le pâie nord N et le pôle sud S. L'armature est suspendue tournante entre les deux pièces polaires 1 et 2 et présente en prolongements axiaux deux arbres par lesquels elle peut être couplée par exemple avec un miroir déviateur. Le rayon des deux demi-cyllndres des pièces polaires I et 2 est légèrement superieur auz rayons du pôle nord e: du pôle sud de l'armature, cependant que les deux pleces polaires i et 2 sont disposées à une faible distance l'une de l'autre en sorte qu'il en résulte un entrefer entre elles et l'armature 3. Dans l'exemple de réalisation représente sur la figure 1, la direction du courant dans la bobine électrique 4 est choisie en sorte que la pièce polaire 1 forme la pôle nord, et la pièce polaire 2 le pôle sud, si bien que l'armature 3 tourne dans le sens de la flèche F. Le degré de l'accélération angulaire de l'armature 3 est fonction de l'intensité du courant dans la bobine 4. Dans l'exemple de réalisation de la figure 2, la direction du courant dans la bobine électrique 4 est inverse, si bien que la pièce polaire 1 forme le pôle sud, et la pièce polaire 2 le pôle nord, en sorte que l'armature 3 tourne dans le sens, opposé, de la flèche F' La surface de l'entrefer efficace 5 reste constante à l'intérieur de la plage de rotation, c'est-à- dire d'une plage angulaire pouvant,atteindre environ 70', prescrite pour l'armature 3 entre ses deux positions maximales dans la bobine 4. L'utilisation complète de tous les entrefers 5 disponibles, tant avec rotation de l'armature 3 vers la gauche qu'avec rotation vers la droite, permet d'obtenir un moment speclfîque de rotation constant sur toute la plage angulaire avec variation lineaire du moment magnétique fondamental en. fonction de la déviation angulaire F. F' L'armature 3 comporte avantageusement comme matériau magnétique des terres rares, par exemple sous la forme Co-Sm, si bien que l'on peut appliquer de tres hautes fréquences à la rotation de l'armature 3. Comme on le voit, l'organe de commande électro- magnétique selon l'invention présente une structure particulièrement simple par laquelle on peut obtenir, par exemple dans son application à un appareil de vision à infra-rouges pour appareils de vol de nuit d'hélicoptères, une épargne d'encombrement et de prix de à 70% par rapport aux organes de commande classiques. Il présente une dynamique particulièrement élevée sur une grande plage angulaire et une bonne reproductibilité des mouvements mécaniques dans cette même plage sans nécessiter de ressort de torsion pour le rappel. U260 7315 REVENDICATIONS 1. Organe électromagnétique de commande pour l'exécution de mouvements mécaniques de rotation, avec une armature magnétique permanente établie tournante entre deux pièces polaires opposées entre elles et excitables électromécaniquement qui a la forme d'un barreau rond allongé aplati sur deux côtés opposés entre eux, les deux côtés ronds formant respectivement le pôle nord et le pôle sud et les côtés aplatis faisant respectivement face aux pièces polaires lorsque le barreau rond se trouve au milieu de la plage de fonctionnement, caractérisé par le fait que chaque pièce polaire (1,2) a la forme d'un segment circulaire concave, le rayon de ces deux segments circulaires étant légèrement supérieur aux rayons des pôles nord et sud de l'armature (2) et les deux pièces polaires qui entourent l'armature étant placées à une certaine distance l'une de l'autre. 2. Organe électromagnétique de commande selon la revendication 1 caractérisé par le fait que l'armature comporte des terres rares. 3. Organe électromagnétique de commande selon la revendication 2 caractérisé par le fait que l'armature se compose d'un alliage Co-Sm. 4. Organe électromagnétique de commande selon la revendication 1 caractérisé par le fait que l'armature est munie d'un arbre en position axiale à ses deux extrémités. 5. Organe électromagnétique de commande selon la revendication 1 caractérisé par le fait que l'armature est munie d'un arbre en position axiale à une seule de ses extrémités.