Brevet FR2676871A1 — publié le 19921127

La présente invention concerne une structure pour la fixation d'aimants permanents dans un moteur qui est utilisé pour l'équipement électrique de véhicules ou similaire. Dans un moteur employé par exemple pour l'équipement électrique de véhicules, on utilise généralement un adhésif thermodurcissable pour fixer des aimants permanents à une surface périphérique interne d'une carcasse de moteur qui est réalisée en substance ferromagnétique Toutefois, dans ce cas, le durcissement de l'adhésif demande une longue période de temps et il arrive que les aimants permanents glissent pendant la période de durcissement de l'adhésif Au moteur utilisant un tel adhésif se pose aussi le problème lié au risque que l'aimant permanent soit brisé en raison de la contrainte thermique à laquelle il est soumis lors de la production de chaleur dans le moteur. On a donc proposé un procédé de fixation d'aimants permanents à la surface périphérique interne d'une carcasse, qui utilise un élément de montage séparé Cependant ce procédé présente non seulement l'inconvénient d'être incommode et compliqué en ce qui concerne le positionnement des aimants permanents, mais aussi l'inconvénient de rendre difficile un montage précis des aimants permanents sans produire de jeu Ce procédé ne peut donc pas être immédiatement employé. La présente invention a pour objet de proposer une structure pour la fixation d'aimants permanents dans un moteur, qui ne présente aucun des inconvénients mentionnés ci-dessus. Afin d'atteindre ce but, la présente invention propose une structure de fixation qui comprend deux pièces droite et gauche de réception d'aimant qui font saillie à partir d'une surface périphérique interne d'une carcasse cylindrique, et des supports d'aimant comportant chacun des pièces de pression d'aimant élastiquement déformables sur les côtés droite et gauche dans une direction périphérique des supports d'aimant, dans laquelle, lorsque des aimants permanents sont totalement fixés à la surface périphérique interne de la carcasse, deux aimants permanents de droite et de gauche sont maintenus respectivement entre les pièces droite et5 gauche de pression d'aimant élastiquement déformées de chacun des supports d'aimant et les pièces de réception d'aimant, et sont normalement serrés contre le côté des pièces de réception d'aimant sous l'action d'une force de rappel élastique appliquée aux pièces de pression10 d'aimant, de façon que les aimants permanents puissent être fixés de façon intégrale à la surface périphérique interne de la carcasse. La présente invention, réalisée de la façon décrite ci-dessus, est capable d'assurer en peu de temps la fixation d'aimants permanents à la surface périphérique interne d'une carcasse, sans que se produise une déviation de la position des aimants. Pour bien faire comprendre l'invention on en décrira ci-après une forme de réalisation, en référence au dessin annexé dans lequel: la figure 1 est une vue en coupe d'un moteur; la figure 2 est une vue en perspective d'un cylindre extérieur dans l'état o lui sont incorporés un cylindre intérieur et des aimants permanents; la figure 3 est une vue de face du cylindre extérieur de la figure 2; la figure 4 est une vue en coupe prise selon la ligne X-X de la figure 3; et la figure 5 est une vue en perspective du cylindre intérieur représenté à la figure 2. Au dessin, le chiffre de référence 1 désigne un moteur de ventilateur qui comprend des éléments tels que le carter A décrit plus bas, un arbre de moteur 2,35 un noyau de rotor 3, un commutateur 4, un balai 5, quatre aimants permanents 6 etc Un moyeu de ventilateur 7, sur lequel sont formées une série d'ailettes 7 a, est monté solidaire d'une extrémité de 3 2676871 l'arbre de moteur 2 faisant saillie hors du carter A, comme dans un moteur conventionnel. On assemble le carter A en fixant intégralement, à un cylindre extérieur 8 présentant une forme cylindrique avec un fond, un flasque d'extrémité 9 de façon à couvrir l'extrémité ouverte du cylindre extérieur 8 Le cylindre extérieur 8 et le flasque d'extrémité 9 sont tous deux réalisés en aluminium qui est une substance non magnétique Les deux extrémités de l'arbre de moteur 2 sont supportées de façon à pouvoir tourner, l'une par la partie de fond 8 a du cylindre extérieur 8 et l'autre par le flasque d'extrémité 9, par l'intermédiaire de paliers 11 et lia respectivement. D'autre part le chiffre de référence 12 désigne un cylindre intérieur auquel on donne une forme cylindrique en incurvant une plaque, de façon que son diamètre puisse augmenter ou diminuer élastiquement, et qui est réalisé en fer, substance ferromagnétique, pour constituer une carcasse Comme représenté à la figure 5, les deux bords 12 a de la plaque formant le cylindre 12 présentent des encoches disposées de façon irrégulière de façon à s'engager l'un l'autre L'engagement mutuel des bords 12 a est similaire à l'engagement de crémaillères De ce fait, les bords 12 a s'écartent ou s'engagent l'un l'autre quand le diamètre du cylindre intérieur 12 augmente ou diminue Le diamètre extérieur du cylindre intérieur 12 est réglé pour être sensiblement le même que le diamètre intérieur de la partie cylindrique 8 b (figure 4) du cylindre extérieur 8 à l'état naturel, ou légèrement inférieur à lui, de sorte qu'on peut introduire le cylindre intérieur 12 dans la partie cylindrique 8 b du cylindre extérieur 8. On prévoit une saillie de positionnement 8 c et une rainure 12 b dans la partie cylindrique 8 b et dans le cylindre intérieur 12 respectivement, pour pouvoir positionner le cylindre intérieur 12 dans la direction périphérique du cylindre extérieur 8 On positionne aussi le cylindre intérieur 12 dans la direction axiale du cylindre extérieur 8 en introduisant le cylindre intérieur de telle façon que le bord 12 c introduit le premier du cylindre intérieur 12 vienne buter contre la partie d'angle formée par la partie de fond 8 a et la partie cylindrique 8 b, et que son bord arrière 12 d vienne dans le même plan que le bord ouvert 8 d de la partie cylindrique 8 b. Bien que, dans cette réalisation, le diamètre extérieur du cylindre intérieur 12 soit réglé à une valeur sensiblement égale au diamètre intérieur de la partie cylindrique 8 b à l'état naturel, ou légèrement inférieur à lui, de façon qu'on puisse introduire aisément le cylindre intérieur dans la partie cylindrique 8 b, le cylindre intérieur 12 ne doit pas être considéré comme étant limité de cette façon Par exemple, on peut régler le diamètre extérieur du cylindre intérieur 12 à une valeur supérieure à celle du diamètre intérieur de la partie cylindrique 8 b à l'état naturel, mais il faut alors forcer le diamètre du cylindre intérieur 12 à décroître avant d'introduire ce dernier dans la partie cylindrique 8 b Ceci oblige le cylindre intérieur 12 à être fixé de façon intégrale à la périphérie interne de la partie cylindre 8 b, sans pouvoir en être séparé ni pouvoir tourner par rapport à elle, en raison de la force de rappel élastique qui agit sur le cylindre intérieur 12 et qui est due au relâchement de l'état contracté de ce cylindre En variante, le cylindre intérieur peut présenter initialement une forme cylindrique puis être introduit à force, sous l'effet d'une pression, dans la partie cylindrique 8 b du cylindre extérieur 8 De plus, dans cette réalisation, les deux bords de la plaque du cylindre intérieur 12 présentent une forme irrégulière et viennent en aboutement dans l'état o ils s'engagent l'un l'autre, de sorte qu'on diminue autant que possible les influences sur la formation d'un circuit magnétique. Toutefois le cylindre intérieur ne doit pas être limité à cette réalisation, et ses deux extrémités peuvent bien sûr venir en aboutement mutuel dans un état quelconque parmi de nombreux autres, par exemple un état incliné, un état rectiligne et analogue. Le chiffre de référence 13 désigne des supports d'aimant pour fixer les aimants permanents 6 à la surface périphérique interne du cylindre intérieur 12 Chacun des supports d'aimant 13 comporte deux pièces de pression d'aimant droite et gauche 13 a qui sont formées par la découpe et le redressement de chaque support, à chaque extrémité, dans sa direction circonférencielle Le cylindre intérieur 12 comporte deux pièces de réception d'aimant droite et gauche 12 e qui sont formées par découpe et redressement du cylindre 12 en des endroits distants l'un de l'autre de 1800. Deux aimants permanents 6 sont mis en contact respectivement avec les pièces de pression droite et gauche 13 a dans l'état o celles-ci sont déformées élastiquement en rapprochant à cet effet les deux côtés l'un de l'autre Dans cet état, lorsque les supports d'aimant 13 sont introduits dans le cylindre intérieur 12 en même temps que les aimants permanents 6, et lorsqu'on relâche les pièces de pression gauche et droite 13 a, celles-ci peuvent revenir à leur état de repos et les aimants permanents 6 droit et gauche se trouvent respectivement serrés élastiquement contre les côtés des pièces de réception 12 e sous l'action d'une force de rappel élastique De cette façon les aimants permanents droit et gauche 6 se trouvent fixés de façon intégrale au cylindre intérieur 12 lorsqu'ils sont verrouillés et positionnés par les pièces de réception 12 e sans qu'aucun adhésif ne soit utilisé De plus, comme la force de rappel élastique qui s'exerce sur les supports magnétiques 13 agit dans la direction dans qaquelle augmente le diamètre du cylindre intérieur 12 introduit dans la partie cylindrique 8 b, le cylindre 12 peut se contracter ou s'expanser élastiquement de façon à correspondre au diamètre intérieur de la partie cylindrique 8 b. Chaque support d'aimant 13 comprend des pièces anti-séparation 13 b, destinées à empêcher que les supports d'aimant 13 se séparent des aimants 6 dans la direction du diamètre intérieur, et des pièces anti-déplacement 13 c, 13 d qui empêchent les aimants permanents 6 de se déplacer axialement par rapport aux supports d'aimant 13 Dans cette réalisation, l'emplacement de l'engagement des deux extrémités 12 a de la plaque formant le cylindre intérieur 12 est réglé pour se trouver sensiblement au centre de l'un des quatre aimants permanents 6 dans la direction périphérique du cylindre intérieur 12 Chaque support d'aimant 13 est pourvu d'une gorge de guidage 13 e et d'un trou de positionnement 13 f, alors que des saillies de positionnement 12 f sont formées sur la surface périphérique interne du cylindre intérieur 12 Lorsque les supports d'aimant 13 sont incorporés dans le cylindre intérieur 12, ils sont poussés dans le cylindre intérieur 12 tout en étant guidés par les gorges de guidage 13 e jusqu'à ce que les saillies de positionnement 12 f engagent respectivement les trous de positionnement 13 f de façon que les supports d'aimant 13 se trouvent positionnés. Bien que, selon cette réalisation, les pièces de réception 12 e du cylindre intérieur 12 soient formées par découpe et redressement de celui-ci, on comprend que ces pièces de réception 12 e pourraient aussi être formées par d'autres moyens appropriés, par exemple bosselage, soudage ou analogue. Dans la réalisation de la présente invention telle que décrite ci-dessus, lorsque les aimants permanents 6 sont fixés au cylindre intérieur 12, deux aimants permanents 6 de droite et de gauche se trouvent placés respectivement sur les pièces de pression de droite et de gauche 13 a de chacun des supports d'aimant 13, dans l'état o ces pièces de pression 13 a sont déformées élastiquement pour être rapprochées l'une de l'autre, et on introduit l'ensemble formé par les 7 2676871 supports d'aimant 13 dans cet état et les aimants permanents 6, dans le cylindre intérieur 12 Puis, lorsqu'on libère la contrainte des deux pièces de pression 13 a, la force de rappel élastique qui agit sur celles-ci provoque le serrage normal élastique des aimants permanents de droite et de gauche contre le côté des pièces de réception de droite et de gauche 12 e qui sont formées sur la surface périphérique interne du cylindre intérieur 12 par découpe et redressement de celui- ci La fixation totale des aimants permanents de droite et de gauche 6 au cylindre intérieur 12, dans un état o ces aimants permanents 6 sont verrouillés et positionnés par les pièces de réception 12 e, se trouve ainsi réalisée Il en résulte qu'il n'est donc pas nécessaire d'attendre que se produise le durcissement d'un adhésif, comme c'est le cas dans le procédé conventionnel de fixation d'aimants permanents utilisant un adhésif Cela permet aussi d'éviter sans danger l'inconvénient d'un déplacement de la position des aimants permanents jusqu'à ce que l'adhésif ait durci, ou d'une rupture des aimants permanents due à une production de chaleur dans le moteur Cela permet ainsi de réduire de façon significative le temps nécessaire pour l'opération de fixation des aimants permanents 6, et d'obtenir un moteur 1 de grande qualité. De plus, dans cette réalisation, le cylindre 8 et le flasque d'extrémité 9 qui forment le carter A sont réalisés tous deux en aluminium qui est une substance non magnétique et seul le cylindre extérieur 12, qui est totalement introduit dans la partie cylindrique 8 b du cylindre extérieur 8, est réalisé en fer qui est une substance ferromagnétique Le cylindre intérieur 12 en fer constitue donc un circuit magnétique avec les aimants permanents 6, et on peut prétendre réduire le poids du moteur entier en réalisant l'ensemble du carter A en aluminium, qui a un faible poids spécifique La carcasse présentant la structure de cylindre intérieur décrite ci-dessus convient bien pour 8 2676871 la fixation des aimants permanents et ne pose pas de problème en ce qui concerne l'étanchéité, même si les pièces de réception 12 e ont été formées sur le cylindre intérieur 12 par découpe et redressement de celui-ci. Selon la présente invention réalisée de la façon décrite ci-dessus, lorsque les aimants permanents sont fixés à la surface périphérique interne de la carcasse, deux aimants permanents de droite et de gauche sont maintenus respectivement, entre les pièces de pression de droite et de gauche formées des deux côtés de chacun des supports d'aimant et les pièces de réception de droite et de gauche qui font saillie à partir de la surface périphérique interne de la carcasse, dans l'état o les pièces de pression sont déformées élastiquement de façon à être rapprochées l'une de l'autre La force de rappel élastique s'appliquant sur les pièces de pression déformées élastiquement provoque le serrage élastique en direction normale des aimants permanents de droite et de gauche contre le côté des pièces de réception Les aimants permantents de droite et de gauche se trouvent fixés de façon intégrale à la carcasse, dans un état o les aimants permanents sont verrouillés et positionnés par les pièces de réception Il en résulte qu'il n'est plus nécessaire d'attendre le durcissement d'un adhésif, comme c'est le cas dans le procédé de fixation conventionnel utilisant un adhésif On peut aussi éviter, en toute sécurité, le risque d'un déplacement de la position des aimants permanents tant que l'adhésif n'a pas durci, ou le risque d'une rupture des aimants permanents due à la production de chaleur par le moteur. Cela permet de prétendre à une réduction du temps de travail requis pour l'opération de fixation des aimants permanents, et on obtient un moteur de grande précision et de qualité élevée. De plus la structure à deux couches comprend un cylindre extérieur en une substance non magnétique telle que l'aluminium ou similaire et une carcasse introduite dans le cylindre extérieur et réalisée en une substance ferromagnétique telle que le fer ou similaire, de façon que la carcasse en substance ferromagnétique constitue un circuit magnétique avec les aimants permanents, et qu'on puisse prétendre réduire le poids total du moteur Lorsque les pièces de réception sont formées sur le cylindre intérieur auquel sont fixés les aimants permanents, la carcasse convient bien et ne présente aucun problème d'étanchéité, même si les pièces10 de réception sont formées par découpe et redressement du cylindre intérieur. Bien qu'on ait décrit l'invention en référence à une forme de réalisation particulière préférée, l'invention ne doit pas être considérée comme15 limitée aux exemples spécifiques décrits ci-dessus On comprendra que diverses variantes, modifications et variations apparaîtront aux techniciens En conséquence les réalisations préférées de l'invention, telles qu'exposées ici, sont considérées comme purement20 illustratives et sans caractère limitatif De nombreuses modifications pourront être effectuées sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Structure pour la fixation d'aimants permanents dans un moteur, caractérisée en ce qu'elle comprend à droite et à gauche deux pièces de réception d'aimant ( 12 e) qui font saillie à partir d'une surface périphérique interne d'une carcasse cylindrique ( 12), et des supports d'aimant ( 13) qui comportent chacun des pièces de pression ( 13 a) élastiquement déformables qui sont formées à droite et à gauche sur les côtés desdits supports d'aimant ( 13) dans une direction périphérique de ladite structure, les aimants permanents de droite et de gauche ( 6), lorsqu'ils sont fixés de façon intégrale à la surface périphérique interne de ladite carcasse cylindrique, étant maintenus respectivement entre lesdites pièces de pression de droite et de gauche ( 13 a) de chacun desdits supports d'aimant ( 13) et lesdites pièces de réception ( 12 e), et étant serrés contre les côtés desdites pièces de réception ( 12 e) sous l'effet d'une force élastique de rappel qui agit sur lesdites pièces de pression ( 13 a), pour assurer la fixation intégrale desdits aimants permanents à la surface périphérique interne de ladite carcasse. 2 Structure pour la fixation d'aimants permanents dans un moteur selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'un cylindre extérieur ( 8) en une substance non magnétique est fixé sur la surface périphérique de ladite carcasse, et en ce qu'une structure à double cylindre comprend ladite carcasse ( 12) et ledit cylindre extérieur ( 8). 3 Structure pour la fixation d'aimants permanents dans un moteur selon la revendication 2, caractérisée en ce que la substance non magnétique est de l'aluminium. 4 Structure pour la fixation d'aimants permanents dans un moteur selon la revendication 2, caractérisée en ce que le diamètre extérieur de ladite carcasse ( 12) est égal ou légèrement inférieur au diamètre intérieur dudit cylindre extérieur ( 8). 1 i Structure pour la fixation d'aimants permanents à un moteur selon la revendication 2, caractérisée en ce que le diamètre extérieur de ladite carcasse ( 12) est supérieur au diamètre intérieur dudit cylindre extérieur ( 8), une réduction du diamètre de ladite carcasse ( 12) étant effectuée pour permettre l'introduction de ladite carcasse ( 12) dans ledit cylindre extérieur ( 8). 6 Structure pour la fixation d'aimants permanents dans un moteur selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledit cylindre extérieur ( 8) présente une partie en angle ( 8 c) et un bord ouvert ( 8 d) et ladite carcasse ( 12) présente des bords d'insertion avant ( 12 c) et arrière ( 12 d), ledit bord d'insertion avant ( 12 c) venant buter contre ladite partie d'angle ( 8 c) et ledit bord d'insertion arrière ( 12 d) venant à niveau avec ledit bord ouvert ( 8 d). 7 Structure pour la fixation d'aimants permanents dans un moteur selon la revendication 2, caractérisée en ce que ladite carcasse ( 12) comprend une plaque dont les deux extrémités s'engagent l'une l'autre en un emplacement d'engagement, ledit emplacement d'engagement se trouvant sensiblement au centre de l'un des aimants permanents ( 6). 25 8 Structure pour la fixation d'aimants permanents dans un moteur selon la revendication 1, dans laquelle lesdites pièces de réception ( 12 e) comprennent des parties de cylindre découpées et redressées dont les positions sont décalées de 1800 l'une par rapport à30 l'autre. 9 Structure pour la fixation d'aimants permanents dans un moteur selon la revendication 1, dans laquelle lesdits supports d'aimant ( 13) comportent chacun des pièces ( 13 b) empêchant les supports d'aimant35 ( 13) de se séparer des aimants ( 6). Structure pour la fixation d'aimants permanents dans un moteur selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits supports d'aimant ( 13) comportent chacun des pièces ( 13 c,13 d) empêchant les aimants permanents ( 6) de se déplacer axialement par rapport aux supports d'aimant ( 13). 11 Structure pour la fixation d'aimants permanents dans un moteur selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque support d'aimant ( 13) comporte un trou de positionnement ( 13 f) et ladite surface périphérique interne présente des saillies de positionnement ( 12 f), lesdites saillies de positionnement ( 12 f) engageant lesdits trous de positionnement ( 13 f), et une gorge de guidage ( 13 e) de chaque support d'aimant ( 13) guidant chaque support d'aimant ( 13) jusqu'à une position appropriée. 12 Structure pour la fixation d'aimants permanents dans un moteur, caractérisée en ce qu'elle comprend: une carcasse cylindrique ( 12) présentant une surface périphérique interne, des pièces de réception d'aimant ( 12 e) faisant saillie à partir de ladite surface périphérique interne, et au moins un support d'aimant ( 13) disposé à côté d'au moins un aimant permanent ( 6), ledit support d'aimant ( 13) comprenant des pièces de pression ( 13 a) élastiquement déformables formées sur les côtés opposés dudit support d'aimant ( 13), lesdites pièces de pression ( 13 a) et lesdites pièces de réception ( 12 e) coopérant pour maintenir entre elles ledit aimant permanent ( 6) de façon telle que ledit aimant permanent ( 6) soit fixé de façon intégrale à la surface périphérique interne de ladite carcasse cylindrique ( 12). 13 Structure pour la fixation d'aimants permanents dans un moteur selon la revendication 12, caractérisée par une structure de double cylindre35 comprenant un cylindre extérieur ( 8) réalisé en une substance non magnétique et ladite carcasse cylindrique ( 12) introduite dans ledit cylindre extérieur ( 8). 14 Structure pour la fixation d'aimants permanents dans un moteur selon la revendication 13, caractérisée en ce que la substance non magnétique est de l'aluminium. Structure pour la fixation d'aimants permanents dans un moteur selon la revendication 13, caractérisée en ce que le diamètre extérieur de ladite carcasse ( 12) est égal ou légèrment supérieur au diamètre intérieur dudit cylindre extérieur ( 8). 16 Structure pour la fixation d'aimants permanents dans un moteur selon la revendication 13, caractérisée en ce que le diamètre extérieur de ladite carcasse ( 12) est supérieur à un diamètre intérieur dudit cylindre extérieur ( 8), le diamètre de ladite carcasse ( 12) étant soumis à une réduction pour permettre l'introduction de ladite carcasse ( 12) dans le cylindre extérieur ( 8). 17 Structure pour la fixation d'aimants permanents dans un moteur selon la revendication 13, caractérisée en ce que ledit cylindre extérieur ( 8) présente une partie en angle ( 8 c) et un bord ouvert ( 8 d), et ladite carcasse ( 12) présente des bords d'insertion avant ( 12 c) et arrière ( 12 d), ledit bord d'insertion avant ( 12 c) venant en butée contre ladite partie d'angle ( 8 c), et ledit bord d'insertion arrière ( 12 d) venant à niveau avec ledit bord ouvert ( 8 d). 18 Structure pour la fixation d'aimants permanents dans un moteur selon la revendication 13, caractérisée en ce que ladite carcasse ( 12) comprend une plaque dont les deux extrémités s'engagent mutuellement en un emplacement d'engagement, ledit emplacement d'engagement se trouvant sensiblement au centre de l'un des aimants permanents ( 6). 19 Structure pour la fixation d'aimants permanents dans un moteur selon la revendication 12, caractérisée en ce que lesdites pièces de réception ( 12 e) comprennent des parties de cylindre découpées et redressées dont les positions sont décalées de 1800 l'une par rapport à l'autre. Structure pour la fixation d'aimants permanents dans un moteur selon la revendication 12, caractérisée en ce que lesdits supports d'aimant ( 13) comprennent chacun des pièces ( 13 b) empêchant les5 supports d'aimant ( 13) de se séparer des aimants ( 6). 21 Structure pour la fixation d'aimants permanents dans un moteur selon la revendication 12, caractérisée en ce que lesdits supports d'aimant ( 13) comportent chacun des pièces ( 13 c,13 d) empêchant les10 aimants permanents ( 6) de se déplacer axialement par rapport aux supports d'aimant ( 13).