Brevet FR2775080A1 — publié le 19990820

i APPAREIL INDICATEUR DU TYPE A BOBINES CROISEES La présente invention concerne un appareil indicateur du type à bobines croisées destiné à être utilisé dans un véhicule ou un appareil industriel de type général. Le document JP-Y2-62-17714 décrit un appareil indicateur du type à bobines croisées, qui comporte un cadran, un arbre portant une aiguille, un corps de bobine cylindrique creux, un aimant permanent rotatif en forme de disque, une unité à bobines croisées constituée par un couple de bobines qui se croisent et sont disposées autour du corps de bobine, et un boîtier de blindage en forme de coupelle. Le corps de bobine supporte, avec possibilité de rotation, l'arbre de l'aiguille et loge l'aimant permanent rotatif dans son espace central. L'arbre et l'aiguille sont entrainés par l'unité à bobines croisées lorsqu'elle est excitée. Le boîtier de protection en forme de coupelle possède une partie saillante qui fait saillie radialement vers l'intérieur à partir de la paroi latérale de manière à attirer magnétiquement l'aimant permanent rotatif d'une manière plus intense que d'autres parties de sorte que l'aiguille peut rester dans la position zéro du cadran lorsque l'unité à bobines croisées est désexcitée. Cependant, une partie saillante possédant une taille extrêmement grande doit être formée sur la paroi latérale du boîtier de manière à garantir la fonction de retour à zéro. Cela accroît les dimensions du boîtier et de l'appareil indicateur. Un but principal de l'invention est de fournir un appareil indicateur compact du type à bobines croisées, qui possède la fonction de retour à zéro. Ce problème est résolu conformément à l'invention à l'aide d'un appareil indicateur du type à bobines croisées, comprenant un corps de bobine formé d'un matériau isolant et possédant une base, une unité à bobines croisées disposée autour dudit corps de bobine, un arbre supporté coaxialement et de manière à pouvoir tourner par ledit corps de bobine, un rotor à aimant permanent comportant des pôles magnétiques situés sur sa périphérie extérieure et disposé à l'intérieur dudit corps de bobine et fixé audit arbre, un cadran possédant une position zéro, une aiguille portée à une extrémité par ledit arbre pour se déplacer depuis ladite position zéro et y revenir, et un boîtier de blindage magnétique en forme de pot comportant un fond servant à loger ledit corps de bobine, caractérisé en ce que ledit boîtier de blindage magnétique comprend un élément saillant magnétique qui s'étend à partir d'une partie du fond du boîtier, sur un côté périphérique de ladite unité à bobines transversales pour avoisiner l'un desdits pôles magnétiques lorsque ladite aiguille revient dans ladite position zéro. Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit fond du corps de bobine possède une cavité et ledit élément saillant magnétique est monté dans ladite cavité. Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit fond du corps de bobine possède une pluralité de cavités disposées dans des parties symétriques autour dudit arbre et ledit élément saillant magnétique comprend une pluralité de parties saillantes en forme de languettes logées respectivement dans ladite pluralité de cavités. Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit élément saillant magnétique est limité par ladite cavité dudit fond du corps de bobine pour se déplacer dans la direction circonférentielle. Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit corps de bobine comprend un porte-bornes pour une pluralité de bornes électriques connectées à ladite unité à bobines croisées. Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit boîtier de blindage possède une pluralité d'ouvertures situées dans son fond et ledit corps de bobine possède une pluralité de parties saillantes situées sur son fond et coopérant avec lesdites ouvertures dudit fond du boîtier. Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit corps de bobine comprend un corps cylindrique, une pluralité de brides en forme de L comportant des éléments formant crochets s'étendant vers le bas le long dudit corps cylindrique en en étant séparés, ledit boîtier de blindage comprend un couple d'éléments élastiques qui s'étendent vers le haut de manière à être insérés entre lesdits éléments formant crochets et ledit corps cylindrique, ledit boîtier de blindage étant fixé audit corps de bobine sans élément de fixation additionnel. Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit corps de bobine comporte des nervures en différentes parties dudit corps cylindrique en vis-à-vis desdits éléments formant crochets. Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit boîtier de blindage possède une pluralité d'ouvertures formées dans son fond et ledit corps de bobine comporte une pluralité de parties saillantes formées sur son fond et coopérant avec lesdites ouvertures dudit fond du boîtier. Selon une autre caractéristique de l'invention, ladite unité à bobines croisées comprend une première bobine enroulée autour d'un premier axe et une seconde bobine enroulée autour d'un second axe perpendiculaire audit premier axe et sur ladite première bobine, et ledit élément saillant magnétique est disposé de manière à être aligné avec ledit second axe. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe transversale et en plan représentant une partie principale d'un appareil indicateur du type à bobines croisées, selon une forme de réalisation préférée de l'invention; - la figure 2 est une vue en élévation latérale et en coupe transversale de l'appareil indicateur, prise suivant la ligne II-II sur la figure 1; - la figure 3 est une vue en perspective d'un boîtier de blindage magnétique de l'appareil indicateur; - la figure 4 est une vue du dessous du boîtier de blindage magnétique représenté sur la figure 3; les figures 5A et 5B sont des vues schématiques indiquant la position d'un rotor à aimant permanent et d'une aiguille, en cours de fonctionnement; et - la figure 6 représente une vue en coupe transversale d'une variante de la forme de réalisation préférée. On va décrire un appareil indicateur du type à bobines croisées, qui est destiné à être monté dans un véhicule conformément à une forme de réalisation préférée de l'invention en référence aux figures 1-5A et 5B. Un appareil indicateur est constitué par un corps de bobine cylindrique creux 10, une unité 20 à bobines croisées, un arbre en acier 30, un cadran 40, un rotor à aimant permanent en ferrite 50, une aiguille 60 et un boîtier de blindage magnétique 70. Le corps de bobine 10 est disposé dans le boîtier de blindage magnétique 70 et est constitué par un élément supérieur 10a et un élément inférieur 10b, qui sont couplés entre eux. L'élément inférieur 10b du corps de bobine possède un fond 15 et un cylindre central qui s'étend vers le bas à partir du fond 15 à travers un trou central 71a formé dans le fond du boîtier de blindage magnétique 70. Le corps de bobine 10 possède des porte-bornes 11, 12, qui s'étendent dans la direction axiale au niveau de la périphérie du corps de bobine, comme cela est représenté sur les figures 1 et 2. Les porte-bornes 11, 12 sont disposés à des intervalles égaux (par exemple à des intervalles angulaires de 90 ) de manière à être symétriques par rapport à l'arbre 30. Un couple de porte- bornes 11 porte un couple de bornes 13 qui s'étendent axialement et sont réalisées en bronze au phosphore ou analogue, et un couple de portebornes 12 retiennent un couple de bornes 14, qui s'étendent axialement et sont réalisées en bronze au phosphore ou analogue. L'unité 20 à bobines croisées est disposée sur la périphérie extérieure du corps de bobine 10 et est constituée par un couple de bobines 20a, 20b qui se croisent à angle droit. La bobine 20b est enroulée autour d'un axe horizontal et la bobine 20a est enroulée autour d'un axe vertical et sur la bobine 20b comme cela est représenté sur la figure 1. Chaque bobine du couple de bobines 20a, 20b est subdivisée par les porte-bornes 11, 12 en deux sections comme représenté sur la figure 1. Une bobine du couple de bobines est connectée au couple de bobines 13 au niveau de leur extrémité supérieure, et l'autre est connectée au couple de bobines 14 au niveau de leur extrémité supérieure. L'unité à bobines croisées 20 produit un champ magnétique composite lorsqu'elle est excitée par un circuit de commande (non représenté). L'arbre en acier 30 est supporté, de manière à pouvoir tourner, par le corps de bobine 10 en son centre et elle traverse un trou central du cadran 40. L'arbre 30 est fixé, dans sa partie médiane, au rotor à aimant permanent , qu'il doit entraîner en rotation. L'arbre 70 est supporté par le cylindre central de l'élément inférieur lob du corps de bobine. Le rotor à aimant permanent 50 est disposé à l'intérieur du corps de bobine 10 et est particulièrement immergé dans de l'huile au silicone de manière à tourner sous l'effet du champ magnétique composite produit par l'unité 20 à bobine transversale. Un couple de pôles magnétiques comprenant un pôle 51 (par exemple un pôle nord N), un pôle 52 (par exemple un pôle sud S) sont formés sur des parties opposées de la périphérie extérieure du rotor à aimant permanent 50. L'aiguille 60 est portée la pointe de l'arbre 30 de manière à pivoter devant la face avant du cadran 40 en indiquant de ce fait une rotation du moteur, la vitesse d'un véhicule ou analogue. Le boîtier de blindage magnétique 70 est un élément en forme de pot formé d'un matériau magnétique doux, tel que du permalloy ou un alliage nickel-ferrite de manière à former un circuit magnétique pour un rotor à aimant permanent 50 et arrêter des bruits magnétiques. Comme cela est représenté sur les figures 3 et 4, le boîtier de blindage magnétique 70 possède un couple d'ouvertures rectangulaires 72 disposées symétriquement, et un couple d'ouvertures rectangulaires 73 disposées symétriquement, autour du trou central 71a, au niveau du fond 71 de ce boîtier. La droite reliant les deux ouvertures 72 et la droite reliant les deux ouvertures 73 se recoupent à angle droit. Chacun des porte-bornes 11 possède une partie saillante lia qui est emmanchée à force dans une ouverture du couple d'ouvertures rectangulaires 72 au niveau de leur partie inférieure, et chacun des porte-bornes 12 est emmanché à force dans une ouverture du couple d'ouvertures rectangulaires 73, au niveau de l'extrémité de fond 12a. Chacune des extrémités inférieures 13a du couple de bornes 13 s'étend vers l'extérieur à partir de l'une des extrémités de fond lla de porte- bornes 11, et chacune des extrémités inférieures 14a du couple de bornes 14 s'étend vers l'extérieur à partir de l'une des extrémités inférieures 12a des porte-bornes 12. Le boîtier de blindage magnétique 70 possède également un couple de parties saillantes magnétiques en forme de languettes 74 formées de manière à être alignées avec l'axe vertical de la bobine 20a comme représenté sur les figures 1 et 2. Par conséquent, les parties saillantes 74 sont disposées dans une position magnétiquement neutre de la bobine 20a et dans une position de maximum magnétique de la bobine 20b. Etant donné que la bobine 20a est enroulée sur la bobine 20b et produit une force magnétique plus faible que la bobine 20b, une déformation du champ magnétique produite par l'unité 20 à bobines croisées est réduite à un niveau d'utilisation pratique. Par exemple, une différence du flux magnétique aux bornes du rotor à aimant permanent entre la bobine 20a et la bobine 20b est d'environ 5 %, et les parties saillantes magnétiques 74 augmentent d'environ 3 % le flux magnétique de la bobine magnétique 20a autour des parties saillantes 74. Chacune des parties saillantes magnétiques 74 s'étend vers le haut à partir d'une partie située autour du trou central 71a du fond 71 à l'intérieur du boîtier de blindage 70 de sorte que l'extrémité supérieure 74a de chaque partie saillante pénètre dans l'une de cavités rectangulaires 15a formées sur une circonférence extérieure de l'unité à bobines croisées dans des extrémités inférieures lla de porte- bobines 11. C'est pourquoi les parties saillantes magnétiques 74 et les cavités rectangulaires 15a limitent la rotation relative et les parties saillantes magnétiques 74 peuvent être disposées dans des espaces morts, qui ne sont par ailleurs pas utilisés, sans augmenter les dimensions du boîtier de blindage magnétique 70. Sur les figures 2 et 4, la distance h entre la surface inférieure du rotor à aimant permanent 50 et l'extrémité supérieure 74a de la partie saillante magnétique 74, le rayon r, l'épaisseur t et la largeur w des parties saillantes magnétiques 74 et la largeur n de cavités rectangulaires 15a sont choisis de manière que le boîtier de blindage 70 puisse être fixé d'une manière aisée et sûre. Si le circuit de commande (non représenté) excite une unité 20 à bobines croisées pour produire un champ magnétique de retour à zéro, le rotor 50 à aimant permanent tourne dans la direction de retour à zéro conjointement avec l'arbre 30 et le pointeur 60 comme représenté sur la figure 5A. Lorsque le pointeur 60 revient dans la position zéro, les pôles magnétiques 51, 52 du rotor à aimant permanent 50 rencontrent des parties saillantes respectives 74 respectivement comme cela est représenté sur la figure 5B de sorte que les pôles magnétiques 51, 52 sont court- circuités par les parties saillantes magnétiques 74 et par d'autres parties de l'élément de blindage magnétique 70, et le circuit de commande interrompt la production du champ magnétique de retour à zéro par l'unité 20 à bobines croisées. Par conséquent le rotor à aimant permanent 20 est attiré magnétiquement par les parties saillantes magnétiques 74 de sorte qu'il ne peut plus continuer à tourner. Le nombre et la forme des parties saillantes magnétiques peuvent être modifiés en fonction des circonstances. La présente invention peut être appliquée à une structure différente d'un appareil indicateur du type à bobines croisées. Sur la figure 6, le corps de bobine 10 est constitué d'éléments supérieur et inférieur 10a et 0lob. L'élément supérieur lOa du corps de bobine comporte un couple de portebornes 11 et un couple de brides en forme de L 10c, disposées symétriquement par rapport à l'arbre 30. Chacune des brides O10c comporte des parties formant pieds 16 et des parties formant crochets 17. Les parties formant pieds 16 s'étendent vers le haut à partir de l'extrémité supérieure de porte-bobines 11 de manière à supporter le cadran 40. Des parties formant crochets 17 s'étendent vers le bas à partir de la base des parties formant pieds 16 le long de la périphérie extérieur des éléments 10a, 10b du corps de bobine, à une certaine distance de cette périphérie. Chacune des parties formant crochets 17 possède une petite partie saillante 17a qui s'engage dans l'espace G situé entre la partie formant crochet 17 et la périphérie extérieure des éléments supérieur et inférieur 10a, 10b du corps de bobine. Une petite partie saillante 17a possède, au niveau de sa partie supérieure, une surface de contact plane 17b et, au niveau de sa partie inférieure, une surface de guidage inclinée 17c. Les éléments supérieur et inférieur lOa, 10b du corps de bobine possèdent également des nervures axiales 18a, 18b situées dans des parties périphériques de ces éléments situés en vis-à-vis des parties formant crochets 17. Des nervures 18a, 18b augmentent le diamètre extérieur du corps de bobine 10 de sorte qu'il est légèrement supérieur au diamètre intérieur du boîtier de blindage 70. L'élément inférieur 10b du corps de bobine possède également une partie saillante 18c au niveau de sa partie inférieure. Le boîtier de blindage 70 possède un couple de parties élastiques en porte-à-faux 75, qui sont comprimées et insérées dans l'espace G le long de la surface de guidage inclinée 17c de manière à coopérer avec des parties en forme de crochets 17. Chacune des parties en porte-à- faux 75 possède un bord 75a en butée contre la surface de contact 17b de manière à empêcher une chute du boîtier de blindage 70. Le boîtier de blindage 70 possède également une pluralité d'ouvertures rectangulaires 72a formées dans sa partie inférieure et qui coopèrent avec la partie saillante 18c de la même manière que dans la forme de réalisation préférée. D'autres parties sont sensiblement identiques aux parties désignées par les mêmes chiffres de référence dans la première forme de réalisation. Etant donné que les parties en porte-à-faux 75 ne viennent en contact avec aucune partie autre que la surface de contact 17b, seule une pression axiale est appliquée au boîtier de blindage 70. A l'état assemblé, le corps de bobine 10 est emmanché à force sur le boîtier de blindage 70 à partir du côté inférieur de l'élément inférieur 0lob du corps de bobine jusqu'à ce que la partie saillante annulaire 18c s'engage dans l'ouverture 72a, tout en entraînant une déformation plastique des nervures 18a. Les parties en porte-à-faux 75 sont comprimées et insérées élastiquement dans les espaces G jusqu'à ce que les bords 75a s'appliquent contre la surface de contact 17b. Dans la description précédente de la présente invention, on a décrit cette dernière en se référant à des formes de réalisation spécifiques. Cependant on comprendra que l'on peut apporter différents changements et modifications aux formes de réalisation spécifiques de la présente invention sans sortir du cadre de cette dernière. C'est pourquoi la description de la présente invention doit être considérée à titre illustratif et non dans un sens limitatif. REVENDICATIONS 1. Appareil indicateur du type à bobines croisées, comprenant un corps de bobine (10) formé d'un matériau isolant et possédant une base (lia), une unité (20) à bobines croisées disposée autour dudit corps de bobine (10), un arbre (30) supporté coaxialement et de manière à pouvoir tourner par ledit corps de bobine (10), un rotor à aimant permanent (50) comportant des pôles magnétiques (51, 52) situés sur sa périphérie extérieure et disposé à l'intérieur dudit corps de bobine (10) et fixé audit arbre (30), un cadran (40) possédant une position zéro, une aiguille (60) portée à une extrémité par ledit arbre (30) pour se déplacer depuis ladite position zéro et y revenir, et un boîtier de blindage magnétique en forme de pot (70) comportant un fond (71) servant à loger ledit corps de bobine (10), caractérisé en ce que ledit boîtier de blindage magnétique (70) comprend un élément saillant magnétique (74) qui s'étend à partir d'une partie du fond (71) du boîtier, sur un côté périphérique de ladite unité (20) à bobines transversales pour avoisiner l'un desdits pôles magnétiques (51, 52) lorsque ladite aiguille (60) revient dans ladite position zéro. 2. Appareil indicateur du type à bobines croisées selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit fond (lia) du corps de bobine possède une cavité (15a) et que ledit élément saillant magnétique est monté dans ladite cavité (15a). 3. Appareil indicateur du type à bobines croisées selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit fond (lia) du corps de bobine possède une pluralité de cavités (15a) disposées dans des parties symétriques autour dudit arbre (30) et que ledit élément saillant magnétique comprend une pluralité de parties saillantes en forme de languettes (74) logées respectivement dans ladite pluralité de cavités (15a). 4. Appareil indicateur du type à bobines croisées selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit élément saillant magnétique est limité par ladite cavité (15a) dudit fond (lla) du corps de bobine pour se déplacer dans la direction circonférentielle. 5. Appareil indicateur du type à bobines croisées selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que ledit corps de bobine (10) comprend un porte- bornes (11) pour une pluralité de bornes électriques connectées à ladite unité (20) à bobines croisées. 6. Appareil indicateur du type à bobines croisées selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit boîtier de blindage (70) possède une pluralité d'ouvertures (72) situées dans son fond (71) et que ledit corps de bobine (10) possède une pluralité de parties saillantes (lia) situées sur son fond (lia) et coopérant avec lesdites ouvertures (72) dudit fond (71) du boîtier. 7. Appareil indicateur du type à bobines croisées selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit corps de bobine (10) comprend un corps cylindrique (10a), une pluralité de brides en forme de L (10c) comportant des éléments formant crochets (17) s'étendant vers le bas le long dudit corps cylindrique (10a) en en étant séparés, que ledit boîtier de blindage (70) comprend un couple d'éléments élastiques (75) qui s'étendent vers le haut de manière à être insérés entre lesdits éléments formant crochets (17) et ledit corps cylindrique (iOa), ledit boîtier de blindage (70) étant fixé audit corps de bobine (10) sans élément de fixation additionnel. 8. Appareil indicateur du type à bobines croisées selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit corps de bobine (10) comporte des nervures (18a, 18b) en différentes parties dudit corps cylindrique (lOa, lob) en vis-à-vis desdits éléments formant crochets (17). 9. Appareil indicateur du type à bobines croisées selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit boîtier de blindage (70) possède une pluralité d'ouvertures (72) formées dans son fond (71) et que ledit corps de bobine (10) comporte une pluralité de parties saillantes (18c) formées sur son fond (11a) et coopérant avec lesdites ouvertures (72a) dudit fond (71) du boîtier. 10. Appareil indicateur du type à bobines croisées selon les revendications 1 à 9 prises dans leur ensemble, caractérisé en ce que ladite unité (20) à bobines croisées comprend une première bobine (20b) enroulée autour d'un premier axe et une seconde bobine (20e) enroulée autour d'un second axe perpendiculaire audit premier axe et sur ladite première bobine, et que ledit élément saillant magnétique (74) est disposé de manière à être aligné avec ledit second axe.