Brevet FR2667995A3 — publié le 19920417

FR 2667995 A3 19920417 FR 9112535 A 19911011 "Unité d'entraînement et support destiné à être utilisé dans l'unité d'entraînement". L'invention concerne une unité d'entraînement comportant un moteur pas à pas muni d'un stator et d'un rotor, le stator comportant deux secteurs statoriques disposés l'un à côté de l'autre et comportant chacun deux parties statoriques munies chacune d'un ensemble de dents statoriques disposées suivant un arc de cercle, unité dans laquelle, dans chaque secteur statorique, des dents de l'un des ensembles sont positionnées entre des dents de l'autre ensemble et l'ensemble des dents statoriques, disposées en cercle, entoure un corps rotorique pouvant tourner autour d'un axe de rotation et présentant des pôles à aimantation permanente faisant face aux dents statoriques, les dents statoriques et les pôles magnétiques coopérant, en fonctionnement, à travers un entrefer, et chaque secteur statorique est muni d'une bobine statorique disposée à côté du corps rotorique et entre les parties statoriques d'un secteur statorique correspondant, bobine statorique qui présente un axe de bobine s'étendant parallèlement audit axe de rotation. Une telle unité d'entraînement, munie d'un moteur pas à pas placé sur une plaque de circuit imprimé a déjà été proposée Dans le moteur pas à pas connu, les bobines statoriques sont disposées de part et d'autre du corps rotorique et sont placées au moins à peu près diamétralement par rapport à l'axe de rotation du corps rotorique Le moteur pas à pas connu présente un ensemble statorique ayant une hauteur de construction relativement faible Toutefois, la disposition des bobines a pour conséquence que la dimension en longueur, vue suivant une ligne traversant les axes de bobine et l'axe de rotation, est grande par rapport à la dimension en largeur transversale à celle-ci Notamment si l'on souhaite des bobines de grand diamètre, cette disposition peut provoquer une dimension en longueur grande au point que le rapport entre les dimensions extérieures du moteur ne convienne pas pour certaines applications. L'invention vise entre autres à améliorer l'unité d'entraînement définie dans le préambule de façon à fournir une unité compacte ayant des dimensions mutuelles avantageuses De plus, on vise une construction sans jeu. A cet effet, l'unité d'entraînement conforme à l'invention est caractérisée en ce qu'elle comporte un boîtier dans lequel sont logés à la fois le moteur pas à pas et une transmission par engrenages, les parties statoriques étant fixées dans le boîtier et les deux bobines statoriques du moteur pas à pas étant situées l'une à côté de l'autre, du même côté du corps rotorique, la transmission par engrenages étant couplée à une couronne dentée du rotor et comportant un arbre moteur faisant saillie du boîtier, arbre moteur qui est entouré d'un ressort spiral agissant entre la transmission par engrenages et le boîtier, alors qu'au moins une butée est prévue entre la transmission par engrenages et le boîtier pour limiter l'angle de rotation de l'arbre moteur. Le moteur pas à pas contenu dans l'unité d'entraînement conforme à l'invention a non seulement une faible hauteur de construction, mais aussi un rapport avantageux entre la longueur et la largeur, ce qui permet un boîtier compact de section transversale carrée ou à peu près carrée Dans le boîtier du moteur pas à pas conforme à l'invention, l'espace disponible est mis à profit optimalement. Il est à remarquer que le document DE 1488193 préconise un moteur synchrone biphasé muni d'une paire de bobines placées entre une seule platine principale et deux autres platines A côté des bobines, est disposé un corps rotorique pouvant tourner entre des pôles statoriques. Grâce à la disposition spéciale des bobines statoriques, l'unité d'entraînement conforme à l'invention offre la possibilité d'être munie d'une manière simple mais efficace de broches de connecteur A cet effet, l'unité d'entraînement est caractérisée en ce qu'elle est munie de broches de connecteur fixées dans un support et faisant saillie du boîtier, broches de connecteur dont une partie terminale fait fonction de broche de fixation à laquelle est fixée une extrémité d'un fil de bobine, les broches de connecteur étant disposées parallèlement les unes aux autres et sur une ligne droite et le support servant en même temps de support porte-bobine à au moins l'une des bobines statoriques. Le branchement électrique de l'unité d'entraînement conforme à l'invention peut s'effectuer de façon simple à l'aide d'une partie de connecteur appropriée. De plus, ce mode de réalisation présente l'avantage que le support devant être fabriqué séparément fixe la position mutuelle de la bobine statorique et des broches de connecteur de façon à faciliter l'automatisation du processus de fabrication et à permettre un dimensionnement optimal. Un mode de réalisation intéressant du point de vue de la fabrication est caractérisé en ce que le support présente une surface de positionnement coopérant avec l'une des parties statoriques du moteur pas à pas. L'invention concerne en outre un support destiné à être utilisé dans l'unité d'entraînement conforme à l'invention. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'un exemple de réalisation, faite en regard du dessin annexé dans lequel: La figure 1 représente en vue en perspective et partiellement en vue éclatée un premier mode de réalisation de l'unité d'entraînement conforme à l'invention, muni d'un moteur pas à pas, La figure 2 représente schématiquement la position mutuelle des secteurs statoriques et des bobines statoriques du moteur pas à pas de la figure 1, La figure 3 représente en vue de dessus le moteur pas à pas de la figure 1, La figure 4 représente en coupe un deuxième mode de réalisation de l'unité conforme à l'invention, La figure 5 représente en perspective une unité d'entraînement déjà proposée. Le moteur pas à pas des figures 1, 2 et 3, placé dans l'unité d'entraînement conforme à l'invention, est muni d'un stator 1, d'un rotor 3 et d'un boîtier en matière plastique 5 muni d'un couvercle carré SA Le stator 1 comporte deux secteurs statoriques 7 A et 7 B disposés l'un à côté de l'autre sur une cloison carrée 5 B du boîtier Le secteur statorique 7 A est muni de deux parties sectoriques ou statoriques asymétriques en forme de plaque 7 A 1 et 7 A 2 magnétiquement conductrices et reliées mécaniquement et à conduction magnétique par une tige ou manchon de liaison 9 A, parties qui, dans cet exemple, sont munies chacune de cinq dents statoriques 7 Al 1 d'une part et 7 A 21 d'autre part Le secteur statorique 7 B est muni d'une manière analogue de deux parties sectoriques ou statoriques en forme de plaque 7 81 et 7 B 2, reliées par une partie de liaison 9 B et munie chacune de cinq dents statoriques 7 B 11 et 7 B 12. Les dents statoriques 7 A 11, 7 A 21, 7 B 1 l et 7 821 sont situées dans une surface cylindrique imaginaire présentant un axe de cylindre 11, les dents statoriques 7 Al et 7 A 21 et les dents statoriques 7 B Il et 7 B 21 alternant les unes avec les autres, vues dans le sens du pourtour. Dans l'espace cylindrique circulaire formé par l'ensemble des dents statoriques 7 A ll, 7 A 21, 7 B 11 et 7 821, est situé un corps rotorique à aimantation permanente 3 A du rotor 3 Le corps rotorique 3 A qui, sur son bord périphérique, est muni de pôles nord et sud alternant dans le sens de la périphérique, peut tourner autour d'un axe de rotation placé cocentriquement par rapport au stator et coincidant avec l'axe de cylindre déjà cité 11 Dans l'exemple envisagé, le corps rotorique 3 A a six paires de pôles servant à coopérer à travers un entrefer avec les dents statoriques. Dans le moteur pas à pas de l'unité d'entraînement conforme à l'invention, les secteurs statoriques 7 A et 7 B sont munis respectivement de bobines statoriques annulaires 13 A et 13 B s'étendant autour des parties de liaison 9 A d'une part et 9 B d'autre part, entre deux parties statoriques et présentant respectivement des axes de bobine 13 A 1 et 13 B 1 s'étendant parallèlement audit axe de cylindre ou de rotation 11 Les bobines statoriques 13 A et 13 B sont étroitement rapprochées l'une de l'autre, par exemple le plus étroitement possible, à côté du corps rotorique 3 A, une ligne imaginaire de liaison, traversant l'axe de rotation 11 et les axes de bobine 13 A 1 et 13 B 1 et située dans un plan orienté perpendiculairement à l'axe de rotation 11, formant un triangle équilatéral ou au moins à peu près équilatéral. Les bobines statoriques 13 A et 13 B sont formées respectivement par enroulement d'un fil de bobine sur un noyau de bobine de support 15 A d'une part et 15 B d'autre part, les extrémités 17 A 1, 17 A 2 et 17 81, 17 82 du fil de bobine étant fixées respectivement à des broches de fixation qui, à leur tour, sont fixées respectivement dans les supports 1 SA et 15 B Les broches de fixation, indiquées par la référence 19, sont visibles sur la figure Dans le mode de réalisation envisagé, les supports 1 SA et 15 B, disposés l'un à côté de l'autre et réalisés de préférence à partir d'une matière plastique, sont munis de deux broches de connecteur 21 A 1, 21 A 2 d'une part et 21 B 1, 21 B 2 d'autre part, présentant une partie terminale faisant fonction de broche de fixation Les broches de connecteur sont situées toutes sur une ligne droite et font saillie du couvercle 5 A Les supports 15 A et 15 B présentent en outre des surfaces de positionnement 15 AI d'une part et 15 B 1 d'autre part qui sont appuyées respectivement contre les parties statoriques 7 A I et 7 B 1. L'unité d'entraînement conforme à l'invention, illustrée sur la figure 4, est munie d'une transmission intégrée par engrenages qui est couplée, d'un côté, à un rotor et, de l'autre côté, à un arbre moteur Pour autant que des éléments de cette unité d'entraînement correspondent à des éléments de l'unité d'entraînement des figures 1, 2 et 3, elles seront indiquées dans la description suivante par des références déjà utilisées. L'unité d'entraînement de la figure 4 comporte un moteur pas à pas muni d'un boîtier 5 contenant un stator 1 muni de deux bobines statoriques, un rotor 3 muni d'un corps rotorique 3 A et une transmission par engrenages 101. La construction du stator 1 correspond à celle du stator du moteur pas à pas des figures 1, 2 et 3; pour une description détaillée de celle-ci, on se réfère au passage concerné Sur la figure 4, on n'a montré qu'une bobine statorique 13 A formée sur un noyau de bobine 15 AI d'un support 15, noyau qui est placé sur une partie de liaison en forme d'axe 9 A s'étendant entre deux parties statoriques 7 A 1 et 7 A 2 Le support 15 est muni de broches de connecteur, dont une est indiquée par la référence 21 A 1, broches de connecteur qui présentent chacune une extrémité 19 à laquelle est fixé un fil de bobine 17 A 1. Le boîtier 5, qui sert en même temps de châssis, est muni d'un tourillon d'appui 103 formé par moulage sur celui-ci et sur lequel est appuyé le rotor 3 Le rotor 3 est muni d'une couronne dentée 105 qui est en prise avec une première roue dentée 107 de la transmission intégrée par engrenages 101 Par l'intermédiaire d'un certain nombre de roues dentées intermédiaires, pouvant être déduites du dessin, la première roue dentée 107 est couplée à une dernière roue dentée 109 fixée sur un arbre de sortie 111 du moteur L'arbre moteur 111 passe par un couvercle 5 C et est logé dans le châssis Pour éviter un jeu éventuel entre le rotor 3 et l'arbre moteur 111, on a prévu, coaxialement avec l'arbre de moteur 111, un ressort spiral 113 qui, par l'une de ses extrémités, est fixé à un ergot 109 a de la roue dentée 109 et, par l'autre extrémité, est fixé au boîtier. Pour limiter le mouvement de rotation R et pour définir avec précision une position de départ de l'arbre moteur 111, l'ergot 109 a pénètre dans une rainure pratiquée dans le couvercle 5 C et s'étendant suivant un arc de cercle, l'arc de cercle s'étendant sur un angle inférieur à 3600 et les extrémités de la rainure servant de butée à l'ergot Pour limiter l'angle de rotation de l'arbre de moteur, on peut également faire appel à un ergot placé sur une roue dentée et un ergot du boîtier coopérant avec celui-ci. Le moteur pas à pas de la figure 5 comporte une plaque de circuit imprimé allongée 500, un stator 501 fixé sur la plaque de circuit imprimé et un rotor 503 Le stator présente deux secteurs statoriques 507 A et 507 B disposés l'un à côté de l'autre et présentant chacun deux parties sectoriques 507 A 1, 507 A 2 d'une part et 507 B 1, 507 B 2 d'autre part Chacune des parties sectoriques 507 A 1, 507 A 2, 507 B 1 et 507 B 21 est munie de dents 507 A 11, 507 A 21, 507 B 11, 507 B 21, disposées les unes par rapport aux autres de la manière représentée A un endroit central du moteur, est situé le rotor 503 pouvant tourner autour de l'axe de rotation 511 et présentant un corps rotorique 503 A à aimantation radiale permanente Entre les parties sectoriques 507 A 1 et 507 A 2 et les parties sectoriques 507 B 1 et 507 B 2, sont disposées des bobines statoriques 513 A et 513 B situées diamétralement et présentant des fils de bobine fixés à des broches de fixation 514 d'une part et 516 d'autre part Les broches de fixation sont reliées électriquement, à travers un circuit imprimé de la plaque de circuit imprimé, à des fils de raccordement 518 servant à raccorder le moteur pas à pas à une source de tension. On remarque que l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation représentés Ainsi, dans le cadre de l'invention entrent également des moteurs pas à pas présentant un nombre de dents supérieur ou inférieur au nombre représenté. REVENDICATIONS: 1 Unité d'entraînement comportant un moteur pas à pas muni d'un stator et d'un rotor, le stator comportant deux secteurs statoriques disposés l'un à côté de l'autre et comportant chacun deux parties statoriques munies chacune d'un ensemble de dents statoriques disposées suivant un arc de cercle, unité dans laquelle, dans chaque secteur statorique, des dents de l'un des ensembles sont positionnées entre des dents de l'autre ensemble et, l'ensemble des dents statoriques disposées en cercle entoure un corps rotorique pouvant tourner autour d'un axe de rotation et présentant des pôles à aimantation permanente faisant face aux dents statoriques, les dents statoriques et les pôles magnétiques coopérant, en fonctionnement, à travers un entrefer, et chaque secteur statorique est muni d'une bobine statorique disposée à côté du corps rotorique et entre les parties statoriques d'un secteur statorique correspondant, bobine statorique qui présente un axe de bobine s'étendant parallèlement audit axe de rotation, caractérisée en ce qu'elle comporte un boîtier dans lequel sont logés à la fois le moteur pas à pas et une transmission par engrenages, les parties statoriques étant fixées dans le boîtier et les deux bobines statoriques du moteur pas à pas étant situées l'une à côté de l'autre, du même côté du corps rotorique, la transmission par engrenages étant couplée à une couronne dentée du rotor et comportant un arbre moteur faisant saillie du boîtier, arbre moteur qui est entouré d'un ressort spiral agissant entre la transmission par engrenages et le boîtier, alors qu'au moins une butée est prévue entre la transmission par engrenages et le boîtier pour limiter l'angle de rotation de l'arbre moteur. 2 Unité d'entraînement selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est munie de broches de connecteur fixées dans un support et faisant saillie du boîtier, broches de connecteur dont une partie terminale fait fonction de broche de fixation à laquelle est fixée une extrémité d'un fil de bobine, les broches de connecteur étant disposées parallèlement les unes aux autres et sur une ligne droite et le support servant en même temps de support porte-bobine à au moins l'une des bobines statoriques. 3 Unité d'entraînement selon la revendication 2, caractérisée en ce que le support présente une surface de positionnement coopérant avec l'une des parties statoriques du moteur pas à pas. 4 Unité d'entraînement selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le boîtier est un produit de moulage par injection et en ce qu'il comporte une cloison munie d'un tourillon d'appui venant de moulage avec celle- ci et sur lequel est appuyé le rotor. Support destiné à être utilisé dans une unité d'entraînement selon la revendication 2 ou 3.