Brevet FR2777135A1 — publié le 19991008

l PERFECTIONNEMENTS AUX BLOCS DE MOTEUR ELECTRIQUE, NOTAMMENT POUR VEHICULE AUTOMOBILE. INTEGRANT UNE ELECTRONIQUE DE COMMANDE La présente invention est relative à un bloc intégrant un moteur électrique et une électronique pour la commande dudit moteur. Le bloc de moteur électrique proposé par l'invention trouve notamment avantageusement application dans un groupe motoventilateur utilisé pour le chauffage et/ou la ventilation et/ou la climatisation d'un véhicule automobile. Classiquement, le stator d'un tel bloc moteur comporte une platine porte charbons (PPC) qui présente d'une part un insert en laiton et d'autre part un radiateur. L'insert en laiton sert d'une part au guidage des charbons et d'autre part à amener le courant au plus près des pattes de composants de puissance (diodes, transistors MOFSET), portés par une carte à circuit imprimé portée par la platine au droit du radiateur. Le radiateur, généralement en aluminium, a pour fonction de refroidir les transistors MOFSET et présente des logements dans lesquels sont reçus et maintenus certains des composants électroniques portés par la carte à circuit imprimé. Un bloc moteur de ce type a par exemple été décrit dans la demande de brevet français de la demanderesse déposée sous le numéro 98 03128. Un but de l'invention est de proposer une structure de bloc moteur à électronique de commande dont l'architecture est intégrée et simplifiée. Un autre but de l'invention est de proposer une structure dans laquelle la dissipation de la carte à circuit imprimé est améliorée. Un autre but encore de l'invention est de proposer une structure dans laquelle le circuit de masse permet de limiter les émissions électromagnétiques du bloc de moteur. Plus particulièrement, l'invention propose un bloc de moteur électrique de véhicule automobile comportant une platine porte-balais qui présente d'une part un insert en laiton et d'autre part une pièce formant radiateur, ledit bloc comportant également une carte à circuit imprimé disposée au droit dudit radiateur, caractérisé en ce que la carte à circuit imprimé est directement montée sur la pièce qui forme radiateur. Avantageusement, notamment, le radiateur est d'une pièce avec au moins un pied de fixation sur lequel est directement fixée la carte à circuit imprimé. Egalement, le radiateur est avantageusement à la masse. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui suit. Cette description est purement illustrative et non limitative. Elle doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une représentation en coupe axiale de la carcasse et de la platine d'un bloc de moteur conforme à un mode de réalisation de l'invention; - la figure 2 et la figure 3 sont des représentations schématiques en perspective et en coupe de ladite platine - la figure 4 est une représentation en perspective partiellement éclatée d'un bloc moteur conforme à un mode de réalisation possible de l'invention; - la figure 5 est une vue de dessus de la platine d'un bloc de moteur électrique conforme à un mode de réalisation possible de l'invention; - la figure 6 est une représentation en perspective des moyens de mise à la masse du radiateur et de l'insert en laiton du bloc moteur des figures 1 à 5; - les figures 7 à 9 sont des représentations en vue en perspective du capot en plastique du boîtier recevant la carte à circuit imprimé, du capot métallique reçu dans ce capot, et de ces deux pièces en position montée sur le bloc moteur. Le bloc moteur qui est illustré sur les figures 1 à 4 comporte une carcasse 1 dans laquelle est reçue la partie moteur proprement dite qui comporte, de façon connue en soi, un axe de rotation, un induit fixe par rapport à la carcasse et un inducteur alimenté par des balais ou charbons, lesquels n'ont pas été représentés. Les balais ou charbons sont guidés par un insert en laiton 6 que présente une platine porte-balais électronisée (PPCE) qui comporte également un radiateur 7. Sur ce radiateur 7 sont disposés des composants de puissance 8 (diodes, transistors MOSFET). Une carte à circuit imprimé Cl, qui porte des composants de commande, est également disposée au droit de ce radiateur 7 La platine PPCE présente un surmoulage 9 qui entoure l'insert en laiton et le radiateur. Ce surmoulage 9 présente en outre une cloison 10 qui sépare de façon étanche, sur la platine, la zone qui est destinée à recevoir une carte électronique Cl, de la zone électrotechnique qui porte les balais. La cloison 10 étanche peut intégrer de moyens d'aération permettant de faire passer l'air, mais pas l'humidité, dans la partie électronique Le surmoulage périphérique et cette cloison 10 définissent, avec un couvercle 12, un boîtier étanche dans lequel est reçue la carte électronique Cl. Le surmoulage périphérique et la cloison transversale 10 définissent ensemble un plan d'étanchéité sur lequel est reçu un joint qui est destiné à être comprimé entre le couvercle 12 et le bord du surmoulage 9. La carte à circuit imprimé Cl est de type double faces, des composants s'étendant d'un côté et de l'autre de ladite carte. Il est prévu sur le surmoulage 9 des logements qui permettent de positionner et maintenir les composants avant leur soudure sur la carte. Ainsi que l'illustre les figures 3 et 4, la carte Cl est directement montée sur l'aluminium du radiateur 7. Plus précisément, le radiateur 7 est d'une pièce avec au moins un pied de fixation 17 sur lequel la carte à circuit imprimé est directement montée par vissage, rivetage, clipsage ou tout autre moyen. Ainsi, les connexions entre l'insert en laiton 6 et la carte à circuit imprimé Cl sont simplifiées. Le pied de fixation 17 sert par ailleurs à refroidir la carte à circuit imprimé Cl et assure la conduction thermique avec le radiateur 7. Préférentiellement, ainsi qu'illustré sur la figure 4, la carte à circuit imprimé est fixée sur le radiateur 7 au moyen de deux pieds de fixation 17 en aluminium répartis symétriquement sur le radiateur. Comme cela sera décrit plus loin de façon détaillée, le radiateur 7 est relié à la masse. Par conséquent, les pieds de fixation 17 assurent trois fonctions: fixation mécanique de la carte à circuit imprimé, conduction thermique jusqu'au radiateur 7, mise à la masse de la carte à circuit imprimé (la liaison avec le radiateur se faisant au niveau des pistes de masse du circuit imprimé). Ainsi, les pieds de fixation 17 favorisent le refroidissement de la carte 5 et l'intègrent dans la boucle de masse du radiateur 7 et de la carcasse 1. Le courant de puissance et de commande est amené aux composants électroniques (composants de commande de la carte à circuit imprimé et composants de puissance (MOSFET, diodes) montés sur le radiateur 7 par des pistes que présente l'insert laiton 6. Celui-ci est directement soudé à la carte à circuit imprimé ou aux composants de puissance. On supprime par conséquent un étage de connexion entre la carte à circuit imprimé Cl et l'insert en laiton 6. Les liaisons entre l'insert et la carte CI sont ainsi optimisées, ce qui permet de réduire considérablement les échauffements et la surface de la carte électronique. Les composants de puissance comme les transistors MOSFET et les diodes sont refroidis par le radiateur 7 en aluminium, lequel est muni d'ailettes disposées dans le flux d'air externe. Le radiateur, le surmoulage plastique et le couvercle sont assemblés de manière à constituer un boîtier étanche vis-à-vis de l'extérieur, mais aussi de l'intérieur du moteur (protection thermique, protection aux poussières, protection aux rayonnements électromagnétiques, etc...). Egalement, le surmoulage 9 présente des moyens pour le passage des fils destinés à alimenter l'insert en laiton. Les figures 5 et 6 illustrent les moyens qui mettent à la masse l'insert 6 et le radiateur 7. L'insert 6 en laiton présente une piste de puissance 13 qui s'étend entre d'une part la partie dudit insert 6 qui est au droit du moteur et d'autre part la partie dudit insert qui est au droit du radiateur 6 et qui est destinée à recevoir la carte à circuit imprimé du bloc de moteur. Cette piste 13 de puissance présente une patte de contact 14 qui s'étend en saillie par rapport à l'insert 6. Cette patte 14 est prise dans le surmoulage 9 et sort de celui-ci pour venir en contact avec la carcasse 1 du moteur. Au droit de ladite patte 14, la carcasse 1 présente un bossage embouti qui assure un bon contact avec ladite patte ou réciproquement. La piste 13 présente également, à proximité immédiate de ladite patte 14, une ouverture 13a qui présente trois pointes 13b formant griffes qui sont en contact avec un plot 15 que présente le radiateur 7. Avec une telle structure, I'insert 6 en laiton et le radiateur 7 sont en contact avec la carcasse 1 et sont donc à la masse. En outre, les points "a" et "b" de contact à la masse que réalisent les pointes 13b d'un côté et la patte 14 de l'autre sont à proximité immédiate les uns des autres, ce qui permet de minimiser les émissions électromagnétiques du bloc de moteur. L'insert en laiton 6 est également relié à la carcasse 1 au niveau de sa zone qui reçoit les fils d'alimentation. Par ailleurs, ainsi que l'illustrent les figures 7 à 9, le couvercle 12 est avantageusement constitué d'une part d'un capot plastique 12a et d'autre part un capot interne 12b de blindage métallique. Ce capot 12b présente des bords tombés par lesquels il se met à la masse sur le radiateur. REVENDICATIONS 1. Bloc de moteur électrique de véhicule automobile comportant une platine porte-balais qui présente d'une part un insert en laiton et d'autre part une pièce formant radiateur, ledit bloc comportant également une carte à circuit imprimé disposée au droit dudit radiateur, caractérisé en ce que la carte à circuit imprimé est directement montée sur la pièce qui forme radiateur. 2. Bloc de moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le radiateur est d'une pièce avec au moins un pied de fixation sur lequel est directement fixée la carte à circuit imprimé. 3. Bloc de moteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le radiateur est d'une pièce avec au moins deux pieds de fixation. 4. Bloc de moteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour relier le radiateur à la masse de la carcasse 5. Bloc de moteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'insert en laiton présente une piste de puissance qui comporte une patte qui est contact avec la carcasse du moteur et qui, au voisinage de ladite patte, est reliée au radiateur. 6. Bloc moteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite piste de puissance présente une ouverture dans laquelle s'étendent plusieurs pointes formant griffes de contact avec un plot que présente le radiateur. 7. Bloc moteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdites pointes sont au nombre de 3. 8. Bloc de moteur de groupe motoventilateur utilisé pour le chauffage et/ou la ventilation et/ou la climatisation d'un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il est constitué par un bloc de moteur selon l'une des revendications précédentes.