Brevet FR2803701A3 — publié le 20010713

FR 2803701 A3 20010713 FR 0000347 A 20000112 MOTEUR A COURANT CONTINU SANS BALAIS AVEC STRUCTURE DE REDUCTION DE VITESSE ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION 1. Domaine de l'Invention La présente invention concerne un moteur ' courant continu sans balais ayant une structure de réduction vitesse, et elle concerne plus particulièrement un moteur à courant continu sans balais comprenant une bobine sur laquelle sont montées une plaque polaire supérieure et une plaque polaire inférieure, le bord de chaque pôle de la plaque polaire supérieure étant aligné de façon à se raccorder ou à être en chevauchement partiel avec un pôle associé de la plaque polaire inférieure ' partir de la circonférence de la bobine dans la direction l'axe. 2. Description de l'Art Antérieur D'une manière générale, un moteur à courant continu sans balais usuel comprend un rotor, une bobine et un jeu de plaques polaires supérieure et inférieure. Un enroulement est bobiné autour de la bobine. Afin d'augmenter surface d'induction chaque pôle de la plaque polaire supérieure ne se raccorde pas et n'est pas en chevauchement partiel avec un pôle associé de la plaque polaire inférieure à partir de la circonférence vers la direction de l'axe. Lorsqu'une reduction de la vitesse du moteur est requise, il est habituel de réduire la densité de flux magné tique de l'aimant de rotor. Ainsi, par réduction de la densité de flux magnétique de l'aimant de rotor ou de la plaque polaire, la force magnétique d'induction entre l'aimant de rotor et les plaques polaires est réduite, ce qui réduit la vitesse du moteur. Cependant, un aimant de rotor de plus faible flux magnétique est nécessaire pour la fabrication du moteur. Il faut donc fabriquer des aimants de rotor de plus faible flux magnétique. Une autre façon consiste à fabriquer des bobines de plus faible flux magnétique. Par suite, un réglage de la chaîne d'assemblage en réponse à un changement de l'aimant de rotor ou de la bobine est inévitable. L'inconvénient de procédé est d'abaisser la productivité. La commande de la vitesse du moteur peut également être effectuée par un circuit de réglage. Toutefois, la dépense en argent, en travail et en temps pour la recherche et la mise point d'un type de circuit est très élevée. Cette solution serait non économique sauf si la vitesse du moteur doit être réglée avec précision. En outre, le réglage de la vitesse minimale du moteur présente des limitations lorsqu'on utilise un circuit. Ainsi, on ne peut pas réaliser des moteurs de plus grande réduction de vitesse. présente invention vise à procurer un moteur perfectionné par rapport aux moteurs actuellement disponibles, dans lequel la vitesse du moteur peut être réduite par une structure dans laquelle le bord de chaque pôle de la plaque polaire superieure est aligné de manière à se raccorder ou à être en chevauchement partiel avec un pôle associé de la plaque polaire inférieure à partir de la circonférence de la bobine vers la direction de l'axe. RÉSUME L'INVENTION Un objet principal de la présente invention est de procurer un moteur à courant continu sans balais comportant une structure de réduction de vitesse, dans lequel le bord de chaque pole de la plaque polaire supérieure est aligné de manière ' se raccorder ou à être en chevauchement partiel avec un pôle associé de la plaque polaire inférieure, à partir de la circonférence de la bobine dans la direction de l'axe. Ainsi, des portions flux magnétique entre le rotor et la plaque polaire supérieure et la plaque polaire inférieure s'annulent mutuellement. La vitesse de rotation du moteur est donc réduite de façon correspondante. objet secondaire de la présente invention est de procurer moteur à courant continu sans balais possédant structure réduction de vitesse qui est facile à fabriquer, alignement du bord de chaque pôle de la plaque polaire supérieure de sorte qu'il se raccorde ou est en chevauchement partiel avec un pôle associé de la plaque polaire inférieure, partir de la circonférence de la bobine vers la direction l'axe. Dans un mode de réalisation de l'invention, un moteur à courant continu sans balais comprend une bobine présentant évidement supérieur dans son extrémité supérieure et un évidement inférieur dans son extrémité inférieure. Une plaque polaire supérieure est montée dans l'évidement supérieur et une plaque polaire inférieure est montée dans l'évidement inférieur. Le bord de chaque pôle de la plaque polaire supérieure est aligné de manière à coïncider avec un pôle associé de la plaque polaire inférieure, à partir de la circonférence de la bobine vers la direction de l'axe. Ainsi, une portion du flux magnétique de la plaque polaire supérieure compense portion du flux magnétique de la plaque polaire inférieure. vitesse de rotation du moteur est ainsi réduite, puisque le flux magnétique entre le rotor et les plaques polaires est réduit. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, moteur à courant continu sans balais comprend une bobine présentant une partie supérieure évidée dans son extrémité supérieure et une partie inférieure évidée dans son extrémité inférieure. Une plaque polaire supérieure est montée dans la partie supérieure évidée et une plaque polaire inférieure est montée dans la partie inférieure évidée. Le bord de chaque pôle de la plaque polaire supérieure chevauche partiellement un pôle associé de la plaque polaire inférieure, à partir de la circonférence de la bobine vers la direction de l'axe. Ainsi, une portion du flux magnétique de la plaque polaire supérieure annule une portion du flux magnétique de la plaque polaire inférieure. La vitesse de rotation du moteur est donc réduite, puisque le flux magnétique entre le rotor et les plaques polaires est réduit. D'autres objets, avantages spécifiques et aspects nouveaux de l'invention apparaîtront mieux à la lumière de la description détaillée et des modes préférés de réalisation, avec référence aux dessins annexés. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 est une vue en perspective éclatée d'un premier mode de réalisation d'un moteur à courant continu sans balais conforme à la présente invention. La figure 2 est une vue de dessus du premier mode de réalisation du moteur à courant continu sans balais conforme à la presente invention. La figure 3 est une vue en coupe du moteur de la figure 2. La figure 4 est une vue de dessus illustrant un deuxième mode de réalisation du moteur à courant continu sans balais conforme à la présente invention. La figure 5 est une vue en coupe moteur de la figure 4. DESCRIPTION DETAILLEE DES MODES PREFERES DE REALI SATION Comme représenté sur la figure 1, un moteur à courant continu sans balais ayant une structure de réduction de vitesse conforme à la présente invention comprend d'une manière générale un rotor 10, un manchon d'arbre 20; plaque polaire supérieure 310, une plaque polaire inférieure , une bobine 300 un panneau de circuit 60. Le rotor 10 comprend un aimant de rotor annulaire 11 et un arbre 12 partant du centre du rotor 10. L'alésage du manchon d'arbre 20 contient un palier (non représenté) pour recevoir l'arbre 12 du rotor 10 afin de supporter celui-ci en rotation. Les plaques polaires supérieure et inférieure 310 et 320, la bobine 300 et le panneau de circuit 60 sont emmanchés sur une périphérie extérieure du manchon d'arbre 20. Le panneau de circuit 60 comporte un élément de détection 61 et il est emmanché et fixé autour du manchon d'arbre 20, sur un côté de la bobine 300. La plaque polaire supérieure 310 est constituée d'une pluralité de tôles en acier au silicium comportant chacune pluralité de trous 312. La plaque polaire supérieure 3 comprend une pluralité de pôles 311. De même, la plaque polaire inférieure 320 est constituée d'une pluralité de tôles en acier au silicium comportant chacune une pluralité de trous 322. La plaque polaire inférieure 320 comprend une pluralité de pôles . Les plaques polaires 310 et 320 ont une plus grande surface d'induction avec l'aimant de rotor 11, puisque les plaques polaires 310 et 320 sont constituées d'une pluralité tôles acier au silicium. La bobine 300 est fabriquée en une matière isolante par exemple une matière plastique. La bobine 300 est montée autour du manchon d'arbre 20 et un enroulement 304 est bobiné autour d'elle. Une face d'extrémité supérieure de la bobine 300 présente une partie supérieure évidée 301 pour recevoir la plaque polaire supérieure et cette partie évidée comporte une pluralité de broches 303. Une face d'extrémité inférieure la bobine 300 présente une partie inférieure évidée 302 pour recevoir la plaque polaire inférieure et cette partie évidée comporte une pluralité de broches 303. Les broches 303 passent dans les trous 312 et 322 lorsque les plaques polaires et 320 sont montées sur les extrémités supérieure et inférieure de la bobine 300, respectivement. En outre, chaque bord d'un pôle 311 de la plaque polaire supérieure 110 est aligné de manière se raccorder, le long d'une ligne A-A', avec un pôle associé de la plaque polaire inférieure 320, à partir de la circonférence de la bobine 300 vers la direction de l'axe, comme représenté sur les figures 2 et 3 (voir la ligne A-A' sur la figure 3). On se reporte aux figures 2 et 3. Lorsque la plaque polaire inférieure 320 est excitée de manière à être un pôle sud (S), plaque polaire supérieure 310 est excitée pour être un pôle nord (N). Puisque chaque pôle 311 de la plaque polaire supérieure 310 reçue dans la partie évidée supérieure 301 est aligné de manière à se raccorder, le long de la ligne A-A', avec un pole associé 321 de la plaque polaire inférieure 320 reçue dans la partie évidée inférieure 302 à partir de la circonférence de la bobine vers la direction de l'axe (voir la ligne A-A' sur figure une portion du flux magnétique du pôle 311 (pôle de la plaque polaire supérieure 310 qui est proche du champ magnétique du pôle 321 (pôle S) de la plaque polaire inférieure 320 annulée par une portion du flux magnétique du pôle (pôle de la plaque polaire inférieure 320. Par suite, la vitesse de rotation du moteur est réduite, puisque le flux magnétique entre le rotor 10 et les plaques polaires 3l0 et 320 est réduit. Les figures 1, 4 et 5 illustrent un deuxième mode réalisation du moteur à courant continu sans balais conforme à l'invention. Le moteur comprend un rotor 10, un manchon d'arbre 20, une plaque polaire supérieure 310, une plaque polaire inférieure 320, une bobine 300 et un panneau de circuit 60. Le rotor 10 comprend un aimant de rotor annulaire 11 et un arbre 12 partant du centre du rotor 10. L'alésage du manchon d'arbre 20 contient un palier (non représenté) pour recevoir l'arbre 12 du rotor 10 afin de le supporter en rotation. Les plaques polaires supérieure et inférieure 310 et 320 et le panneau de circuit 60 sont emmanchés sur une périphérie extérieure du manchon d'arbre 20. Le panneau de circuit comprend un élément de détection 61 et il est emmanché et fixé autour du manchon d'arbre 20, sur un côté de la bobine 300. La plaque polaire supérieure 310 et la plaque polaire inférieure 320 sont toutes deux constituées d'une pluralité tôles acier au silicium comportant chacune un pluralité de trous et 322. La bobine 300 comporte une pluralité de broches 303 qui passent dans les trous 312 et 322 de la plaque polaire supérieure 310 et de la plaque polaire inférieure 320, respectivement, lorsque ces plaques sont montées sur la bobine. La partie évidée supérieure 301 et la partie évidée inférieure 302 de la bobine 300 se chevauchent partiellement, le long d'une ligne A-A', à_ partir de la circonférence de la bobine 300 vers la direction de l'axe. Par conséquent, les plaques polaires supérieure et inférieure, qui s'ajustent dans les parties évidées respectives de la bobine, se chevauchent également partiellement, le long de la ligne A-A', à partir de la circonférence de la bobine dans la direction de l'axe. On définit ainsi une partie en chevauchement 313 de la plaque polaire supérieure et une partie en chevauchement 323 de la plaque polaire inférieure. On se reporte maintenant aux figures et 5. On considère champ magnétique entre l'aimant de rotor 11 et la plaque polaire supérieure 310 et la plaque polaire inférieure 320. L'aimant de rotor possède des paires de pôles aimantés N-S lorsque la plaque polaire inférieure 320 est excitée pour être un pôle sud et la plaque polaire supérieure 310 est excitée pour être un pôle nord (N). Le pôle nord de l'aimant de rotor 11 est attiré par le pôle sud du pôle 321 de la plaque polaire inférieure 320 et repoussé par le pôle nord du pôle 311 la plaque polaire supérieure 310. Le pôle sud de l'aimant de rotor 11 est attiré par le pôle nord de la plaque polaire inférieure 320 et repoussé par le pôle sud de la plaque polaire supérieure 310. Le rotor 10 est ainsi entraîné en rotation, mais parties en chevauchement 313 et 323 attirent ou repoussent simultanément le pôle nord ou le pôle sud de l'aimant de rotor 11. L'effet compensé des parties-en chevauchement 313 et 323 conduit au fait que rotor 10 n'est pas entraîné par parties en chevauchement 313 et 323. La vitesse de rotation du moteur est donc réduite de façon à répondre à la demande d'une faible vitesse. description ci-dessus montre que le moteur à courant continu sans balais conforme à la présente invention procure une structure de réduction de la vitesse de rotation du moteur. L'assemblage du moteur est facile à effectuer. Chaque pôle de plaque polaire supérieure, montée dans la partie supérieure évidée de la bobine, est aligné de manière à se raccorder ou à être en chevauchement partiel avec un pôle associé de la plaque polaire inférieure montée dans la partie inférieure évidée de la bobine, à partir de la circonférence de la bobine dans la direction de l'axe. Ainsi, la vitesse de rotation du moteur est réduite puisque le flux magnétique entre le rotor et les plaques polaires est réduit. Une telle structure permet au fabricant de produire le moteur conforme à l'invention par la technique actuellement disponible, sans augmentation du coût et du nombre d'éléments. Bien que l'invention ait été expliquée avec référence à son mode préféré de réalisation comme indiqué plus haut, il est entendu que beaucoup d'autres modifications et variations peuvent être apportées sans sortir de l'esprit et du cadre de l'invention. Il est donc entendu que les revendications annexées couvrent de telles modifications et variations qui entrent dans le cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Moteur à courant continu sans balais à structui de réduction de vitesse, comprenant rotor (10) incluant un arbre (12) et un aimant de rotor (1 manchon d'arbre (20) dans lequel passe l'arbre du rotor ; une bobine (300) emmanchée autour du manchon d'arbre et sur laquelle est bobiné un enroulement (304) ; plaque polaire supérieure (310) montée un premier coté de la bobine, la plaque polaire superieure comportant une pluralité de pôles (311) ; plaque polaire inférieure (320) montée un deuxième coté de la bobine, à l'opposé du premier côté la bobine, la plaque polaire inférieure comportant une pluralité de pôles (32l) chaque dit pôle de la plaque polaire supérieure étant alignée de manière à se raccorder à undit pôle associé de la plaque polaire inférieure, à partir de la circonférence de la bobine dans la direction de l'axe, afin de réduire le flux magnétique entre le rotor, la plaque polaire supérieure et la plaque polaire inférieure. 2. Moteur à courant continu sans balais à structure de réduction de vitesse selon la revendication 1, dans lequel la bobine (300) comporte une partie supérieure évidée (30l), pour recevoir plaque polaire supérieure (310), et une partie inférieure évidée (302) pour recevoir la plaque polaire inférieure (320). 3. Moteur à courant continu sans balais à structure de réduction vitesse selon la revendication 1, dans lequel la bobine (300), la plaque polaire supérieure (310) et la plaque polaire inférieure (320) sont emmanchées sur le manchon d'arbre (20). 4. Moteur à courant continu sans balais à structure de réduction vitesse selon la revendication 1, comprenant en outre un panneau de circuit (60) monté sur le manchon d'arbre (20). 5. Moteur à courant continu sans balais à structure de réduction vitesse selon la revendication 1, dans lequel la bobine (300) comporte une pluralité de broches (303), et dans lequel chacune de la plaque polaire supérieure (3l0) de la plaque polaire inférieure (320) comporte un nombre correspondant de trous (312, 322) dans chacun desquels passe une dite broche associée. 6. Moteur à courant continu sans balais à structure de réduction de vitesse, comprenant rotor (10) incluant un arbre (12) et un aimant de rotor (1 manchon d'arbre (20) dans lequel passe l'arbre du rotor ; une bobine (300) emmanchée autour du manchon d'arbre et sur laquelle est bobiné un enroulement (304) ; plaque polaire supérieure (310) montée sur un premier coté de la bobine, la plaque polaire supérieure comportant une pluralité de pôles (311) ; plaque polaire inférieure (320) montée un deuxième coté de la bobine à l'opposé du premier coté la bobine, la plaque polaire inférieure comportant une pluralité de pôles (32 chaque dit pôle de la plaque polaire supérieure étant aligné de manière à chevaucher partiellement undit pôle associé de la plaque polaire inférieure, à partir de la circonférence de la bobine vers la direction de l'axe, afin de réduire le flux magnétique entre le rotor, la plaque polaire supérieure et la plaque polaire inférieure. 7. Moteur à courant continu sans balais à structure de réduction vitesse selon la revendication 6, dans lequel la bobine (300) comporte une partie supérieure évidée (301), pour recevoir la plaque polaire supérieure (310), et une partie inférieure évidée (302) pour recevoir la plaque polaire inférieure (320). 8. Moteur à courant continu sans balais à structure de réduction de vitesse selon la revendication 6, dans lequel bobine (300), la plaque polaire supérieure (310) et la plaque polaire inférieure (320) sont emmanchées sur le manchon d'arbre (20). 9. Moteur à courant continu sans balais à structure reduction de vitesse selon la revendication 6, comprenant en outre un panneau de circuit (60) monté sur le manchon d'arbre (20). 10. Moteur à courant continu sans balais à structure de reduction de vitesse selon la revendication 6, dans lequel la bobine (300) comporte une pluralité de broches (303), et dans lequel chacune de la plaque polaire supérieure (310) et de la plaque polaire inférieure (320) comporte une pluralité de trous 12,322) dans chacun desquels passe une dite broche associée.