Brevet FR2724783A1 — publié le 19960322

MICRO-MOTEUR PAS-À-PAS MULTIPOLAIRE. La présente invention concerne un micromoteur pas-à-pas multipolaire. Le but de l'invention est de permettre une miniaturisation très poussée du moteur, en vue de la minimisation de son diamètre. On connaît dans l'état de la technique de nombreux moteur pas-à-pas. A titre d'exemple, le brevet français FR2 69R854 décrit un moteur pas à pas comprenant: un rotor muni d'un axe et, en périphérie, d'un aimant permanent aimante selon de multiples faces axiales de polarités alternées; un stator muni de deux couples de rangées de dents polaires entourant le rotor, les dents respectives des rangées d'un couple étant axialement entrelacées; et deux flasques radiales disposes de part et d'autre du rotor munis chacun d'un palier pour guider l'axe.Selon ce document de l'art antérieur, le rotor comprend une pièce rotorique en matière plastique formant ledit axe et supportant l'aimant, chaque flasque comprend une zone centrale repliée en forme de bague servant de palier audit axe, et lesdites dents polaires font partie d'une même pièce tubulaire, la cohésion de la pièce tubulaire étant assurée par des zones amincies de celle-ci, reliant entre elles les rangées de dents de chaque couple. Un autre document de l'art antérieur, le brevet japonais JPl4738989 divulgue un moteur à gaine comprenant un stator pose à l'extérieur d'un organe tubulaire en matière non magnétique, et un rotor supporte la rotation par des paliers à l'intérieur dudit organe tubulaire face audit stator, le rotor pouvant être mis en rotation de manière électromagnétique pour entraîner un arbre de commande de façon qu'il commande en va-et-vient un organe qu'il y a lieu de déplacer, caractérisé en ce que ledit stator comprend un noyau en fer lamine pourvu d'une série de pôles saillants, une bobine de stator étant enroulée de façon concentrique autour de chacun de ces pôles saillants, et une série d'aimants permanents fixes à une surface incurvée de chaque pole saillant, lesdits aimants permanents étant aimantes en alternance en formant un nombre de paires polaires disposées le long de ladite surface à un pas constant, ledit rotor comprenant une partie annulaire extérieure, une partie annulaire intérieure et une partie de rebord reliant lesdites deux parties, un certain nombre de dents d'induction étant formées le long de ladite circonférence de ladite partie annulaire extérieure selon un pas égal au pas desdites paires polaires des aimants permanents d'une manière telle que la différence entre le nombre total des dents d'induction (Nt) et le nombre total des paires polaires (Np) des aimants permanents est égale à un nombre pair. Un autre document de l'art antérieur, le brevet japonais JP7890190 divulgue un moteur pas à pas comprenant un stator ayant des premier et second bobinages coaxiaux distants l'un de l'autre dans la direction de l'axe, chaque bobinage étant place entre des éléments intérieurs et extérieurs respectifs annulaires de stator, un rotor ayant de multiples pôles magnétiques N et S à aimantation permanente, disposes en alternance à la circonférence, le rotor étant supporte rotatif par le stator et étant dispose entre les premier et second bobinages, de multiples pièces polaires intercalées partant axialement des éléments intérieurs et extérieurs de stator associes à chaque bobinage, ainsi qu'un entrefer situé entre les bords intérieurs des éléments intérieurs de stator, caractérisé en ce que les bords intérieurs des éléments intérieurs de stator sont décalés axialement par rapport à leurs bords extérieurs de manière à délimiter ledit entrefer. Ces moteurs de l'art antérieurs ne permettent pas d'atteindre les buts de l'invention dans la mesure où la miniaturisation recherchée n'est possible qu'au détriment de la fiabilité et des qualités mécaniques du moteur. L'invention vise à remédier à ce problème en proposant un moteur pas-à-pas du type comportant un stator muni d'au moins une bobine électrique (17, 18) et un rotor comportant au moins un aimant permanent annulaire présentant 2N zones aimantées radialement en sens alternés mobile en rotation à l'intérieur d'un entrefer tubulaire caractérisé en ce que le stator est constitué par une pièce intérieure en matériau doux de forme cylindrique comportant au moins une zone annulaire coaxiale avec l'aimant permanent et présentant 2N épanouissements statoriques radiaux et par une pièce extérieure en matériau doux de forme tubulaire et présentant 2N épanouissements statoriques radiaux disposés en regard des épanouissements de la pièce intérieure, la bobine électrique (17, 18) entourant la pièce intérieure en une zone annulaire décalée par rapport à l'aimant annulaire. Avantageusement, le rotor est constitué par un axe central traversant la pièce statorique intérieure et supportant une flasque en matière plastique sur laquelle est montée luimurle Tubulaire. Selon un mode de réalisation préféré, la pièce statorique intérieure présente à chaque extrémité une zone annulaire munie d'épanouissements radiaux et une zone annulaire centrale solidaire de la pièce statorique extérieure, est en ce qu'il comporte deux bobines électriques annulaires logées dans des gorges annulaires comprises entre ladite zone centrale et les zones munies d'épanouissements radiaux, la pièce statorique extérieure présentant deux zones munis d'épanouissements radiaux disposés en regard des zones annulaires munies d'épanouissements de la pièce intérieure. Selon une variante avantageuse, le rotor est constitué par un axe central traversant la pièce statorique intérieure et supportant de part et d'autre de la partie centrale une flasque en matière plastique sur laquelle est montée l'aimant tubulaire. De préférence, l'axe central est guidé par deux roulements à billes disposés à l'extrémité de la pièce statorique extérieure. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'un mode de réalisation non limitatif se référant aux dessins annexés où - la figure 1 représente une vue éclatée du moteur selon l'invention, - la figure 2 représente une vue selon un plan de coupe transversale AA - la figure 3 représente une vue agrandie de la partie statorique et de l'aimant. La figure 1 représente une vue éclatée d'un moteur présentant un diamètre extérieur de 2 millimètres et une longueur de 7,5 millimètres. Le moteur est constitué par un boîtier (1) de forme générale tubulaire réalisé en un matériau doux. Ce boîtier (1) est divisé en deux éléments tubulaires (2, 3). Chacun de ces éléments tubulaires (2, 3) coopère à son extrémité distale un roulement à bille (4, 5) assurant le guidage d'un axe central (6). Cet axe (6) supporte à chacun de ses extrémités une flasque (7, 8) en matière plastique. Chacune de ses flasques (7, 8) supporte un aimant annulaire (9, 10). Une pièce statorique (11) est disposée à l'intérieure du boltier et est maintenue en place par une zone annulaire saillante (12) venant se positionner entre les deux éléments tubulaires (2, 3) formant le boîtier extérieur (1). Cette pièce statorique intérieure présente une symétrie par rapport au plan transversal médian BB. Chacune des moitiés présente une zone annulaire (13, 14) munie d'épanouissements polaires, d'une longueur axiale sensiblement égale à la longueur axiale de l'aimant, une gorge (15, 16) dans laquelle vient se loger une bobine électrique (17, 18) d'excitation (17, 18) et une partie centrale (17).La figure 2 représente une vue selon un plan de coupe AA transversal, au niveau de la zone statorique munie d'épanouissements. La figure 3 représente une vue en détail de la partie statorique et de l'aimant. La pièce statorique interne (11) présente 15 dents polaires (20) à chaque extrémité, s'étendant radialement. De même, l'élément tubulaire (2) présente 15 dents polaires à chaque extrémité (21) disposées en regard des dents polaires de la pièce statorique intérieure. L'aimant (9) présente 30 zones (22, 23) aimantées radialement de chaque côté, en sens alternés. L'aimant peut être réalisé par juxtaposition d'aimants élémentaires, ou par aimantation d'une pièce radiale. L'invention est décrite dans ce qui précède à titre d'exemple non limitatif. Il est bien entendu que l'Homme de Métier sera à même de réaliser diverses variantes sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 - Micro-moteur pas-à-pas multipolaire du type comportant un stator muni d'au moins une bobine électrique (17, 18) et un rotor comportant au moins un aimant permanent annulaire présentant 2N zones aimantées (22, 23) radialement en sens alternés mobile en rotation à l'intérieur d'un entrefer tubulaire caractérisé en ce que le stator est constitué par une pièce intérieure (11) en matériau doux de forme cylindrique comportant au moins une zone annulaire coaxiale avec l'aimant permanent (9, 10) et présentant 2N épanouissements statoriques radiaux (20) et par une pièce extérieure (1) en matériau doux de forme tubulaire et présentant 2N épanouissements statoriques radiaux (21) disposés en regard des épanouissements de la pièce intérieure, la bobine électrique (17, 18) entourant la pièce intérieure en une zone annulaire décalée par rapport à l'aimant annulaire. 2 - Micro-moteur pas-à-pas selon la revendication 1 caractérisé en ce que le rotor est constitué par un axe central traversant la pièce statorique intérieure (11) et supportant une flasque (7) en matière plastique sur laquelle est montée l'aimant tubulaire (9). 3 - Micro-moteur pas-à-pas selon la revendication 1 ou selon la revendication 2 caractérisé en ce que la pièce statorique intérieure présente à chaque extrémité une zone annulaire munie d'épanouissements radiaux et une zone annulaire centrale solidaire de la pièce statorique extérieure, est en ce qu'il comporte deux bobines électriques (17, 18) annulaires logées dans des gorges annulaires (15, 16) comprises entre ladite zone centrale et les zones munies d'épanouissements radiaux, la pièce statorique extérieure (1) présentant deux zones munis d'épanouissements radiaux disposés en regard des zones annulaires munies d'épanouissements de la pièce intérieure. 4 - Micro-moteur pas-à-pas selon la revendication 3 caractérisé en ce que le rotor est constitué par un axe central traversant la pièce statorique intérieure et supportant de part et d'autre de la partie centrale une flasque en matière plastique sur laquelle est montée l'aimant tubulaire. 5 - Micro-moteur pas-à-pas selon la revendication 4 caractérisé en ce que l'axe central est guidé par deux roulements à billes disposés à l'extrémité de la pièce statorique extérieure.