Brevet FR2724782A1 — publié le 19960322

! MOTEUR A COURANT CONTINU Contexte de l'invention La présente invention concerne un moteur à courant continu et plus particulièrement son dispositif d'induction. Les figures 4A et 4B sont des schémas d'un dispositif d'induction d'un moteur à courant continu conventionnel. La figure 4A est une vue en coupe latérale et la figure 4B est une vue du dessous. Sur les figures 4A et 4B, le chiffre de référence 1 désigne le dispositif d'induction complet d'un moteur magnétique à courant continu; 2, une culasse; et le chiffre 3, un pôle de champ qui est formé à partir d'un aimant fixé sur la face intérieure périphérique de la culasse 2, le pôle de champ comprenant un pôle magnétique principal 4 composé d'un aimant permanent en ferrite fixé du côté démagnétisant (le côté arrière par rapport au sens de rotation) et un pôle magnétique auxiliaire 5 en fer doux ou ferrite douce fixé du côté magnétisant (le côté avant par rapport au sens de rotation). De plus, un chiffre de référence 6 indique un noyau d'induit qui est positionné sur le côté périphérique intérieur du dispositif d'induction 1 à l'opposé du pôle de champ 3 et sur lequel s'exerce la force d'excitation du pôle de champ 3, le pôle magnétique principal 4 recouvrant le noyau d'induit 6; 7, une armature comprenant le noyau d'induit 6; et 8, des parties angulaires formées respectivement dans les sections de recouvrement du pôle magnétique principal. De plus, Lm représente la longueur axiale de la section droite du pôle magnétique principal 4; Lc, la longueur axiale du noyau d'induit 6; et R, la longueur axiale de l'angle (arrondi) formé dans la partie angulaire 8 ou une dimension axiale de chanfrein. Cependant la longueur axiale Ln de la section droite du pôle magnétique principal 4 est sensiblement égale à la longueur Lm de l'aimant, et l'aimant comporte un arrondi à chaque partie angulaire 8 pour empêcher un éclatement de l'aimant lors de son assemblage. Lorsque l'armature 7 en portée sur la périphérie intérieure du pôle de champ 3 dans le dispositif d'induction du moteur magnétique à courant continu ci-dessus est alimenté, elle est soumise à la force d'excitation du pôle magnétique principal 4 et se met en rotation. Dans ce cas, I'amélioration des performances doit s'effectuer en justifiant Lm > Lc, puisque le pôle magnétique principal 4 est un aimant en ferrite. Ainsi, I'amélioration des performances a été tentée dans un tel dispositif conventionnel en faisant recouvrir le noyau d'induit 6 par le pôle magnétique principal 4. Toutefois, le flux magnétique dans le voisinage des parties angulaires en recouvrement ne fonctionne pas réellement de manière efficace et ces parties ont été abandonnées puisque inutiles; par conséquent, le problème réside dans le fait que ces parties angulaires ont contribué non seulement a augmenter le poids du dispositif mais également à le rendre onéreux. Résumé de l'invention Un objet de la présente invention destinée à résoudre les problèmes énoncés ci- dessus est de fournir un moteur à courant continu qui puisse être plus léger et moins onéreux puisque le poids d'un aimant permanent en ferrite diminue tout en conservant ses caractéristiques de sortie à un niveau habituel. Un moteur à courant continu selon la présente invention comprend un pôle io magnétique principal ayant une longueur axiale Lm, y compris la longueur axiale d'une section droite, le pôle magnétique principal ayant des parties angulaires qui sont respectivement situées aux deux extrémités de la section droite, et un noyau d'induit qui est maintenu de manière rotative en opposition au pôle magnétique principal et a une longueur axiale Lc qui est plus courte que la longueur axiale Lm du pôle magnétique principal. Les parties angulaires sont formées de telle sorte que la relation entre la longueur axiale Ln de la section droite du pôle magnétique principal et la longueur axiale Lc du noyau d'induit donne 1,15 Lc > Ln Ä Lc. De plus, un moteur à courant continu comprend un pôle magnétique principal ayant une longueur axiale Lm, y compris la longueur axiale Ln d'une section droite, le pôle magnétique principal ayant des parties angulaires qui sont respectivement situées aux deux extrémités de la section droite, la partie angulaire ayant une longueur R dans une direction axiale, et un noyau d'induit qui est maintenu de manière rotative en opposition au pôle magnétique principal et a une longueur axiale Lc. La relation entre la longueur axiale Lm du pôle magnétique principal et la longueur axiale Lc du noyau d'induit est conçue pour donner sensiblement Lm / Lc = 1,4 et simultanément la relation entre la longueur axiale Lm du pôle magnétique principal et la longueur axiale R de la partie angulaire donne 0,15 Lm > R > 0,1 Lm. De plus, un pôle magnétique auxiliaire qui a une longueur axiale Lp est monté sur le côté magnétisant du pôle magnétique principal de telle manière que la longueur axiale Lp du pôle magnétique auxiliaire soit égale à la longueur Ln de la section droite du pôle magnétique principal. Dans le moteur à courant continu ainsi fabriqué, les parties angulaires sont formées de telle sorte que la relation entre la longueur axiale Ln de la section droite du pôle magnétique principal et la longueur axiale Lc du noyau d'induit donne 1,15 Lc > Ln > Lc, la longueur axiale de la partie angulaire étant ainsi supérieure à un point o les performances ne diminuent pas. En outre, la relation entre la longueur axiale Lm du pôle magnétique principal et la longueur axiale Lc du noyau d'induit donne sensiblement Lm / Lc = 1,4, et les parties angulaires sont formées de telle sorte que la relation entre la longueur axiale Lm du pôle magnétique principal et la longueur axiale R de la partie angulaire donne 0.15 Lm j > R > 0,1 Lm, la longueur axiale R de la partie angulaire étant ainsi augmentée à un point o les performances ne diminuent pas. De plus, le pôle magnétique auxiliaire ayant une longueur axiale Lp est monté sur le côté magnétisant du pôle magnétique principal de telle manière que la longueur axiale Lp du pôle magnétique auxiliaire est égale à la longueur Ln de la section droite du pôle magnétique principal, permettant une utilisation efficace du flux magnétique sur le côté du pôle magnétique principal. Brève description des schémas go Les figures 1A à 1C sont des schémas de la structure d'un dispositif d'induction pour un moteur à courant continu comme un premier mode de réalisation de la présente invention, en particulier, la figure 1A est une vue latérale en coupe: et les figures 1 B et 1 C sont des vues du dessous; La figure 2 est un diagramme de caractéristiques du moteur à courant continu selon le premier mode de réalisation de la présente invention; La figure 3 est un diagramme de caractéristiques d'un autre moteur à courant continu selon un second mode de réalisation de la présente invention; et Les figures 4A et 4B sont des schémas de structure d'un dispositif d'induction pour un moteur à courant continu conventionnel, en particulier la figure 4A est une vue latérale en coupe; et la figure 4B est une vue du dessous. Description détaillée des modes de réalisation préférés - Mode de réalisation 1 Les figures 1A à 1C sont des schémas de la structure d'un dispositif d'induction pour un moteur à courant continu de la présente invention. En particulier, la figure 1 est une vue latérale en coupe; et les figures 1 B et 1 C sont des vues du dessous. La figure 2 est un schéma caractéristique du moteur à courant continu selon le premier mode de réalisation de la présente invention. Dans ces dessins. les chiffres de référence 1 à 8 désignent des pièces identiques à celles du dispositif conventionnel dont la description sera par conséquent omise. Par ailleurs, Lp représente la longueur axiale du pôle magnétique auxiliaire 5. Selon le premier mode de réalisation de l'invention, les parties angulaires 8 sont chanfreinées comme indiqué sur la 1C ou la longueur axiale de l'angle à R est comme indiqué sur la figure 1 B de telle sorte que la longueur axiale de la section droite du pôle magnétique principal 4 est sensiblement égale à la longueur axiale Lc du noyau d'induit 6 (c'est-à-dire que Ln = Lc). Lorsque l'armature 7 en portée sur la périphérie intérieure du pôle de champ 3 dans le dispositif d'induction du moteur à courant continu ainsi réalisé est alimentée, il est soumis à une force d'excitation du pôle magnétique principal 4 et se met en rotation. Le volume cubique de l'aimant est diminué par chanfreinage des parties angulaires 8 du pôle magnétique principal 4 constitué d'un aimant permanent en ferrite 4 2724782 ou autre augmentant la longueur axiale R de l'angle et la quantité de flux magnétique est réduite à ce niveau. Toutefois, les performances ne seront jamais diminuées même si les parties angulaires 8 sont coupées car le flux magnétique dans les parties angulaires 8 dans la région Lm > Lc de l'aimant n'agit pas avec efficacité sur l'armature 7. Les caractéristiques du pôle magnétique principal selon le premier mode de réalisation de la présente invention sera par la suite montré sur la figure 2, qui se reporte à un cas dans lequel un moteur magnétique à courant continu a un diamètre extérieur de 74amn et un mécanisme réducteur s'engageant avec un arbre de sortie à six 1o pôles magnétiques. Sur la figure 2, Ln / Lc = 1,15 correspond au niveau de chanfreinage auquel on évite à l'aimant du dispositif conventionnel d'éclater ou similaire. Avec Ln / Lc = 1,15, à la fois la sortie et le couple commencent à baisser lorsque Ln / Lc ne devient pas supérieur à 1. De plus, plus courte est Ln, c'est-à-dire, plus le chanfrein ou la longueur i5 axiale R de l'angle est important, plus diminue le coût de l'aimant. Ainsi, le dispositif d'induction peut être rendu plus léger et moins onéreux qu'un dispositif conventionnel en ajustant le chanfreinage ou la longueur axiale R de l'angle de telle sorte que la relation entre la longueur Ln de la section latérale droite du pôle magnétique principal 4 et la longueur axiale Lc du noyau d'induit 6 donne 1,15 Lc > Ln > Lc. - Mode de réalisation 2 La figure 3 est un schéma caractéristique d'un autre moteur à courant continu selon un second mode de réalisation de la présente invention. La réalisation du dispositif d'induction de ce moteur à courant continu est identique à celle qui est montrée sur la figure 1. En considérant la relation entre le chanfrein des parties angulaires 8 ou la longueur axiale R de l'angle et la longueur Lm de l'aimant, Lm / Lc = est optimale au vu de l'amélioration d'équilibrage des performances avec une réduction de poids dans le cas d'un moteur à courant continu remplissant la condition Lm > Lc comme décrit dans le document Hei - 5 17783 / (1993) du "Japanese Postexamined Patent Publication (Kokoku)". La figure 3 montre la relation entre le chanfrein des parties angulaires 8 du pôle magnétique principal 4 ou la longueur axiale R de l'angle et le rapport performance I coût lorsque Lm / Lc = 1,4. La relation R / Lm = 10% correspond au niveau de chanfreinage auquel l'aimant conventionnel est empêché d'éclater ou similaire. Selon la figure 3, il est possible de diminuer le coût de l'aimant sans réduire ses performances en ajustant R à 0,1 Lm - Mode de réalisation 3 Le mode de réalisation 3 concerne un pôle magnétique auxiliaire dans le dispositif d'induction d'un moteur à courant continu dont la réalisation est identique à celle montrée sur la figure 1. Le flux magnétique sur la section droite dans le sens axial SR 10197 P/BM. du pôle magnétique principal 4 agit axialement et avec efficacité sur la section droite comportant les parties angulaires coupées 8 comme indiqué sur la figure 2, la longueur axiale Lp du pôle magnétique auxiliaire 5 est égale à la longueur Ln de la section droite latérale du pôle magnétique principal 4. La présente invention constituée comme énoncé ci-dessus procure l'effet suivant: Les parties angulaires sont formées de telle sorte que la relation entre la longueur axiale Ln de la section droite du pôle magnétique principal et la longueur axiale Lc du noyau d'induit donne 1, 15 Lc > Ln > Lc. La longueur axiale de la partie o angulaire est ainsi plus grande au point que les performances ne seront pas diminuées, et les parties angulaires sont largement coupées afin de rendre l'ensemble du dispositif plus léger et moins coûteux grâce à la quantité restreinte de matériau sans modification des caractéristiques de sortie. La relation entre la longueur axiale Lm du pôle magnétique principal et la i5 longueur axiale Lc du noyau d'induit est sensiblement Lm /'Lc = 1, 4, et les parties angulaires sont formées de telle sorte que la relation entre la longueur axiale Lm du pôle magnétique principal et la longueur axiale R de la partie angulaire donne 0,15 Lm > R > 0,1 Lm. La longueur axiale R de la partie angulaire est accrue au point que les performances ne sont pas diminuées, et les parties angulaires sont largement coupées afin de rendre l'ensemble du dispositif plus léger et le coût de l'aimant moins élevé grâce à la quantité restreinte de matériau sans modification des caractéristiques de sortie. De plus, le pôle magnétique auxiliaire ayant une longueur Lp est monté sur le côté magnétisant du pôle magnétique principal de telle sorte que la longueur axiale Lp du pôle magnétique auxiliaire est égale à la longueur Ln de la section droite du pôle magnétique principal, par laquelle le flux magnétique sur le côté du pôle magnétique principal est utilisé avec efficacité. REVENDICATIONS 1. Moteur à courant continu comprenant: Un pôle magnétique principal (4) ayant une longueur axiale Lm, y compris la longueur axiale Ln d'une section droite, le pôle magnétique principal (4) ayant des parties angulaires (8) qui sont placées respectivement aux deux extrémités de la section droite; et Un noyau d'induit (6) ayant une longueur axiale Lc qui est plus courte que la longueur axiale Lm du pôle magnétique principal (4) qui est supporté pour tourner en o10 opposition au pôle magnétique principal (4); caractérisé en ce que lesdites parties angulaires (8) sont formées de telle sorte que la relation entre la longueur axiale Ln de la section droite du pôle magnétique principal (4) et la longueur axiale Lc du noyau d'induit (6) donne 1,15 Lc > Ln > Lc. 2. Moteur à courant continu selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un pôle magnétique auxiliaire (5) qui a une longueur axiale Lp et est monté sur le côté magnétisant du pôle magnétique principal (4) de telle sorte que la longueur axiale Lp du pôle magnétique auxiliaire (5) est égale à la longueur Ln de la section droite du pôle magnétique principal (4). 3. Moteur à courant continu comprenant: Un pôle magnétique principal (4) ayant une longueur axiale Lm, y compris la longueur axiale Ln d'une section droite, le pôle magnétique principal (4) ayant des parties angulaires (8) qui sont placées respectivement aux deux extrémités de la section droite, la partie angulaire (8) ayant une longueur axiale R; et Un noyau d'induit (6) qui est supporté pour tourner en opposition au pôle magnétique principal (4) et a une longueur axiale Lc; caractérisé en ce que la relation entre la longueur axiale Lm du pôle magnétique principal (4) et la longueur Lc du noyau d'induit (6) donne sensiblement Lm / Lc = 1,4 et que la relation entre la longueur axiale Lm du pôle magnétique principal (4) et la longueur axiale R de la partie angulaire (8) donne 0,15 Lm > R > 0,1 Lm. 4. Moteur à courant continu selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un pôle magnétique auxiliaire (5) qui a une longueur axiale Lp et est monté sur le côté magnétisant du pôle magnétique principal (4) de telle sorte que la longueur axiale Lp du pôle magnétique auxiliaire (5) est égale à la longueur Ln de la section droite du pôle magnétique principal (4).