Brevet FR2764747A1 — publié le 19981218

L'invention concerne les moteurs électriques et notamment les motoventilateurs pour véhicule automobile. On connaît d'après le document EP-0 569 738-A1, dans le mode de réalisation de la figure 6, un motoventilateur pour véhicule automobile comportant un carter, une platine porte-balais et un induit. Le carter du moteur définit un circuit d'air agencé de sorte que, lorsque le motoventilateur est en fonctionnement, une partie du flux d'air mis en mouvement par l'hélice est captée par une écope du carter, puis guidée dans le carter à travers l'induit pour refroidir ce dernier, et enfin évacué à l'extérieur du carter. De plus, le carter présente un flasque d'extrémité axiale, adjacent à la platine porte-balais et comportant des ailettes s'étendant à l'extérieur du carter en vue d'être refroidies par le flux d'air de l'hélice. Par conséquent, le compartiment du carter délimité par ce flasque et la platine est refroidi par conduction à la fois par la platine (refroidie par le flux d'air intérieur traversant l'induit), et par le flasque refroidi par le flux extérieur. Toutefois, dans certaines circonstances, le refroidissement de ce compartiment est insuffisant de sorte que la platine atteint une température trop élevée. Un but de l'invention est de fournir un moteur dans lequel le refroidissement de la platine est amélioré, notamment du côté opposé à l'induit, et dans lequel le refroidissement du moteur dans son ensemble est amélioré. En vue de la réalisation de ce but, on prévoit selon l'invention un moteur électrique, notamment un motoventilateur pour véhicule automobile, comportant un carter, un induit comprenant un enroulement, une platine porte-balais s'étendant perpendiculairement à un axe de l'induit et des moyens de guidage de flux adaptés à guider un flux d'air à l'intérieur du carter lorsque le moteur est en fonctionnement, dans lequel les moyens de guidage de flux sont adaptés à guider le flux d'air d'un côté de la platine opposé à l'enroulement d'induit. Ainsi, la platine est adaptée à être refroidie directement par convexion d'air forcé du côté opposé à l'induit. On améliore donc le refroidissement de la face associée de la platine, ce qui est particulièrement avantageux lorsque cette face porte des composants. Avantageusement, le carter présente une paroi d'extrémité axiale adjacente à la platine porte-balais et présentant des orifices de sortie du flux d'air. Ainsi, le flux d'air captant la chaleur de la platine est immédiatement évacué à l'extérieur du carter sans communiquer cette chaleur à d'autres parties du moteur. Avantageusement, le flux d'air guidé dudit côté de la platine étant un premier flux d'air, les moyens de guidage de flux sont adaptés à guider un deuxième flux d'air en contact avec le bobinage d'induit. Avantageusement, les moyens de guidage comprennent une écope s'étendant à l'extérieur du moteur en regard de deux ouvertures du carter associées respectivement aux premier et deuxième flux de façon à guider l'air en direction des deux ouvertures. Ainsi, cette configuration assure la division du flux d'air primaire capté par l'écope en deux flux d'air secondaires parallèles constituant respectivement les premier et deuxième flux. La disposition des deux flux en parallèle et non pas en série assure un bon refroidissement du moteur par chaque flux indépendamment l'un de l'autre. Avantageusement, le carter présente une paroi d'extrémité axiale adjacente au bobinage d'induit présentant des orifices de sortie du deuxième flux d'air. Ainsi, par une évacuation immédiate du flux d'air réchauffé par l'induit, on évite que ce flux ne réchauffe d'autres parties du moteur. Avantageusement, la platine porte-balais comporte des moyens de régulation automatique de la vitesse du moteur. Avantageusement, la platine porte-balais porte au moins un composant électronique tel qu'une diode ou un transistor. Avantageusement, la platine porte-balais comprend un circuit imprimé. Avantageusement, la platine porte-balais est en verre époxy. Ainsi, le verre époxy ayant une faible conductivité thermique, on limite les transferts de chaleur par conduction d'une face à l'autre de la platine, notamment depuis la face en regard du bobinage d'induit jusqu'à l'autre face. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description qui va suivre d'un mode préféré de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif. Aux dessins annexés - la figure 1 est une vue partielle en coupe axiale d'un motoventilateur selon l'invention ; et - les figures 2 et 3 sont des vues en perspective montrant les faces d'extrémités axiales du motoventilateur de la figure 1. En référence aux figures, le motoventilateur pour véhicule automobile selon l'invention comporte dans le présent mode de réalisation un carter constitué par une carcasse 2 ayant un fond 4 généralement plat et une paroi périphérique cylindrique 6, et un flasque 8 d'extrémité axiale. Le motoventilateur comporte des ferrites 10 ou aimants permanents fixés intérieurement à la paroi périphérique 6, et un induit 12 comprenant un arbre 14, un paquet de tôles 16 et un enroulement 18 constituant un bobinage d'induit sur le paquet de tôles. Le motoventilateur comporte une platine porte-balais 20 portant des balais 22 en contact avec un collecteur 24 fixé à l'arbre 14. La platine a une forme générale circulaire plane et est disposée dans un plan perpendiculaire à un axe de l'arbre 14. Les balais 22 sont fixés à une face 26 de la platine 20 orientée vers l'enroulement d'induit 18. Sur l'autre face 28 de la platine, orientée en direction du flasque 8, la platine porte des composants électroniques à semi-conducteur tels que des transistors et des diodes qui généralement ne supportent pas une température supérieure à 1500C. Ces composants sont agencés en un schéma électrique de montage connu en soi pour permettre au moteur de contrôler automatiquement sa vitesse de rotation en fonction d'une ou plusieurs valeurs de consigne. En particulier, le moteur peut lui-même modifier sa vitesse de rotation en fonction de la valeur de consigne. La platine 20 est en verre époxy. Un circuit imprimé connectant les composants est réalisé à même la platine 20. Le motoventilateur comporte un support de platine 30 en métal contre lequel la platine 20 vient en appui suivant les directions axiale et radiale à l'axe. Le support 30 est interposé axialement entre la paroi périphérique 6 et le flasque 8 en étant en contact avec ceux-ci. Le support a en plan essentiellement la forme d'un cadre circulaire périphérique, la plus grande portion centrale du support étant évidée. Le motoventilateur est agencé de sorte que le flasque 8 s'étend à distance de la platine 20 et des composants qu'elle porte sur sa face 28 orientée vers le flasque, le flasque et la platine délimitant ainsi entre eux un espace. Le flasque 8 comporte une écope 32 ayant la forme d'un déflecteur, s'étendant à l'extérieur du carter radialement en saillie de la paroi périphérique 6. L'écope 32 s'étend en regard d'une ouverture 34 du carter débouchant dans l'espace défini entre la platine 20 et le flasque 8. Le flasque 8 présente une série d'orifices 35 disposés en un cercle centré sur l'axe du motoventilateur et mettant cet espace en communication avec l'extérieur du carter. Le carter présente une deuxième ouverture 36 s'étendant en regard de l'écope 32 et communiquant avec un deuxième espace intérieur délimité par la platine 20 et la carcasse 2. Le fond 4 de la carcasse présente lui aussi une série d'orifices 38 disposés en un cercle autour de l'axe et mettant ce deuxième espace en communication avec l'extérieur du carter. Le motoventilateur comporte une hélice 39 fixée à une extrémité de l'arbre 12 opposée au flasque 8 et s'étendant à l'extérieur du carter. L'hélice est adaptée à mettre l'air extérieur au carter en mouvement suivant une direction parallèle à l'axe, en direction du flasque 8. Lorsque le motoventilateur est en fonctionnement, l'écope 32 dévie une portion du flux d'air propulsé par l'hélice 39 et l'oriente suivant une direction radiale vers les ouvertures 34 et 36 du carter. L'air entrant dans le carter par l'ouverture 34 constitue un premier flux d'air parcourant l'espace compris entre la platine 20 et le flasque 8, en étant guidé par ceux-ci généralement suivant un plan radial, puis ressortant via les orifices 35 à l'extérieur du carter. L'air entrant dans le carter par l'ouverture 36 constitue un deuxième flux d'air parcourant l'espace entre la platine 20 et la carcasse 2, d'abord dans un plan radial, puis suivant une direction axiale en traversant des échancrures du paquet de tôles 16 voisines de l'arbre 12 et distantes de l'enroulement d'induit 18. Ce deuxième flux d'air est guidé par tous ces éléments. Ce deuxième flux ressort du carter par les orifices 38 du fond 4. Ainsi, le flux d'air capté par l'écope unique 32 est divisé dès son entrée dans le carter en deux flux d'air parallèles ne se rejoignant pas. Le premier flux d'air assure le refroidissement par convexion d'air forcé de la face 28 de la platine dirigée vers le flasque et des composants portés par cette face. Ces composants, dont certains sont des composants de commande qui ne doivent pas être exposés à une grande quantité de chaleur, sont ainsi convenablement refroidis. Le deuxième flux d'air refroidit par convexion d'air forcé l'induit 12, la face 26 de la platine orientée vers celui-ci, et les composants qu'elle porte. Cette configuration améliore également le refroidissement général du moteur. Bien entendu, le carter refroidi par l'air extérieur assure lui-même un certain refroidissement du moteur par conduction. La platine 20 en verre époxy assure une isolation thermique entre l'espace comprenant l'induit 12 et l'espace délimité par la platine 20 et le flasque 8, le verre époxy étant mauvais conducteur de la chaleur. Pour améliorer encore cet effet, l'alésage pratiqué dans la platine 20 pour le logement du collecteur 24 est juste assez grand pour permettre le passage du collecteur. La platine forme ainsi écran thermique entre ces deux espaces. Le support de platine 30 est en métal. Il comporte un panneau plan 40 s'étendant perpendiculairement à l'axe depuis la périphérie du support vers le centre. Ce panneau est en contact surface contre surface avec un transistor 42 porté par la face 26 de la platine 20 orientée vers le bobinage d'induit 18, de façon à capter la chaleur dégagée par le transistor 42 lors de son fonctionnement. Le support 30 comporte au niveau du panneau 40 des ailettes 44 s'étendant radialement à l'extérieur du carter en saillie de la paroi périphérique 6. Ces ailettes constituent un radiateur s'étendant dans le flux d'air de l'hélice 39 et refroidi par celui-ci. Le flasque 8 comprend des oreilles 46, par exemple au nombre de trois, s'étendant radialement à l'extérieur du carter en saillie de la paroi périphérique 6 en vue de fixer le motoventilateur au véhicule. Bien entendu, on pourra apporter à l'invention de nombreuses modifications sans sortir du cadre de celle-ci. Le moteur pourra comprendre plusieurs écopes. On pourra prévoir sur le carter des ouvertures au niveau des oreilles, mettant l'intérieur du carter en communication avec l'extérieur, pour améliorer la circulation de l'air. REVENDICATIONS 1. Moteur électrique, notamment motoventilateur pour véhicule automobile, comportant un carter, un induit (12) comprenant un enroulement (18), une platine portebalais (20) s'étendant perpendiculairement à un axe de l'induit et des moyens de guidage de flux (32, 34, 36, 8, 20, 2, 35, 38) adaptés à guider un flux d'air à l'intérieur du carter lorsque le moteur est en fonctionnement, caractérisé en ce que les moyens de guidage de flux sont adaptés à guider le flux d'air d'un côté de la platine (20) opposé à l'enroulement d'induit (18). 2. Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le carter présente une paroi d'extrémité axiale (8) adjacente à la platine porte-balais (20) et présentant des orifices (35) de sortie du flux d'air. 3. Moteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le flux d'air guidé dudit côté de la platine (20) étant un premier flux d'air, les moyens de guidage de flux (32, 34, 36, 8, 20, 2, 35, 38) sont adaptés à guider un deuxième flux d'air en contact avec le bobinage d'induit (18). 4. Moteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de guidage comprennent une écope (32) s'étendant à l'extérieur du moteur en regard de deux ouvertures (34, 36) du carter associées respectivement aux premier et deuxième flux de façon à guider l'air en direction des deux ouvertures. 5. Moteur selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le carter présente une paroi d'extrémité axiale (4) adjacente au bobinage d'induit (8) présentant des orifices de sortie (38) du deuxième flux d'air. 6. Moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la platine porte-balais comporte des moyens de régulation automatique de la vitesse du moteur. 7. Moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 , caractérisé en ce que la platine porte-balais (20) porte au moins un composant électronique tel qu'une diode ou un transistor. 8. Moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la platine porte-balais (20) comprend un circuit imprimé. 9. Moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la platine porte-balais (20) est en verre époxy.