Brevet FR2811820A1 — publié le 20020118

ROTOR POUR MICRO-MOTEUR La présente invention se rapporte aux rotors pour micro-moteurs, par exemple du type permettant d'équiper les montres électromécaniques. Elle concerne plus particulièrement un rotor pour moteur électromagnétique comportant un arbre en matière plastique injectable et définissant un axe, et un aimant porté par cet arbre. Ce dernier est muni de moyens de pivotement et de moyens d'engrènement. L'utilisation de matières plastiques pour la fabrication des arbres de rotor est particulièrement intéressante, car ces matériaux sont légers et peuvent être facilement moulés. Certains d'entre eux présentent, en outre, un faible coefficient de frottement Des rotors de ce type sont, par exemple, commercialisés par la maison Microtec (Suisse). Ils sont formés d'un arbre et d'un aimant monté sur cet arbre. Ce dernier est muni d'un pivot à chacune de ses extrémités. Sa partie médiane forme d'une part un pignon, d'autre part un support pour l'aimant. Le support est constitué d'une portion en forme de cloche, s'étendant axialement. L'aimant, annulaire, est enserré dans le support par son pourtour, alors que l'ouverture centrale permet le passage de l'arbre. Une telle solution est simple du point de vue de l'injection de l'arbre. Elle nécessite, par contre, le perçage de l'aimant, ce qui est particulièrement délicat, les matériaux magnétiques durs étant peu propices à un usinage. Pour pallier cet inconvénient, il a été proposé, dans le brevet US 5 206 554, de réaliser le rotor par surmoulage. Cela revient à disposer l'aimant dans un moule et à injecter la matière autour de celui-ci. Une telle approche nécessite la mise en place de l'aimant sur la machine à injecter. Cette manipulation nécessite des moyens importants, travaillant dans un environnement difficile. Le but de la présente invention est de proposer une structure permettant la réalisation d'un rotor en matière plastique ne nécessitant que des moyens simples et peu coûteux. Cette structure assure, de plus, un parfait alignement 2 2811820 de l'aimant et des moyens de pivotement, ainsi que de bonnes conditions d'engrènement. Ce but est atteint grâce au fait que l'arbre du rotor selon l'invention comprend un logement muni d'une ouverture latérale, à l'intérieur de laquelle est engagé lI'aimant et comporte des moyens de fixation pour fixer l'aimant sur l'arbre. De prime abord, une telle solution pourrait paraître délicate, car la présence d'un logement dans la partie médiane de l'arbre, dans lequel l'aimant est mis en place après injection, pourrait laisser craindre des déformations. Or la pratique a montré que les résultats obtenus étaient tout à fait satisfaisant. Il est fréquent que les rotors soient de forme cylindrique. Une telle forme est facile à obtenir et garantit des dimensions régulières. Elle permet, en outre, une mise en place aisée, car il n'est pas nécessaire d'orienter l'aimant. Dans ce cas, il est avantageux que le logement soit formé d'un trou borgne et que la section de son ouverture soit inférieure à celle du cylindre que forme l'aimant. Le rétrécissement du pourtour de l'ouverture tient, de la sorte, lieu de moyen de fixation. Avantageusement, le logement comporte deux parois disposées perpendiculairement à l'axe du rotor et adjacentes aux faces planes de l'aimant. L'une d'elles, au moins, s'étend au-delà du pourtour de cet aimant et comporte un téton orienté axialement et formant les moyens de fixation. Dans un autre mode de réalisation, la largeur de l'ouverture du logement est inférieure au diamètre du cylindre de l'aimant, de sorte que les parois latérales du logement se déforment lors du montage de l'aimant et l'enserre lorsqu'il est en place. Dans les exemples donnés ci-dessus, il est nécessaire que l'arbre soit bien orienté lors de la mise en place de l'aimant. L'opération de montage peut être simplifiée lorsque l'aimant comprend deux faces planes disposées perpendiculairement à l'axe du rotor et que le logement comporte deux parois planes, chacune adjacente à l'une des faces du rotor, reliées par deux piliers orientés axialement et qui définissent, avec ces parois, deux ouvertures 3 2811820 disposées dans le prolongement l'une de l'autre. Il est, de la sorte, possible d'introduire l'aimant dans son logement par l'une ou par l'autre des ouvertures. De manière avantageuse, les moyens de fixations sont assurés par un point de colle attenant à la fois à l'arbre et à l'aimant et les rendant solidaires l'un de l'autre. Les moyens de fixation peuvent, aussi, être réalisés par la combinaison d'un point de colle et d'un moyen mécanique de retenue. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard du dessin annexé, dans lequel: a La figure 1 représente, en a vu de côté en éclaté et en b vu de dessous, un rotor selon un premier mode de réalisation, et La figure 2 montre, vu en perspective et avant mise en place de l'aimant, un rotor selon un deuxième mode de réalisation. Le rotor représenté sur la figure I comporte un arbre 10 et un aimant 12. Il est destiné à être monté sur un support, par exemple un mouvement de montre, et à y pivoter, autour d'un axe A-A. L'arbre 10 est en matière plastique, par exemple en polyoxyméthylène appelé POM ou encore en cristal liquide polymérisé, aussi appelé LCP, tels ceux commercialisés par la maison Hoechst (Allemagne). Ces matériaux se laissent facilement injectés et présentent de faibles coefficients de frottement. L'arbre 10 comporte deux pivots 14 disposés à ses deux extrémités et formant des moyens de pivotement, des moyens d'entraînement constitués d'un pignon 16, ainsi qu'un logement 18 muni d'une ouverture latérale 18a. L'aimant 12, disposé dans le logement 18, est de forme générale cylindrique, de diamètre d et d'épaisseur e, et dont l'axe est confondu avec l'axe A-A de l'arbre. Il est, avantageusement, réalisé dans un matériau à haut champ coercitif et à forte rémanence, à l'instar de certains alliages à base de cobalt et de terres rares. Le logement 18 est dimensionné de manière à ce que l'aimant 12 y soit parfaitement positionné. A cet effet, il comporte deux flasques 20 et 22 4 2811820 formant deux parois planes 20a et 22a, paralleles entre elles et perpendiculaires à l'axe A-A et une cloison 24 qui les relie. Cette cloison 24 forme une paroi semi-cylindrique 24a et deux parois planes 24b et 24c reliant la paroi 24a à l'ouverture 18a. La paroi semi-cylindrique 24a présente un diamètre D1 sensiblement égal à d et choisi de manière à ce que, dans une production en série, l'aimant ayant le plus grand diamètre dans les tolérances admises puisse entrer librement dans le logement ayant le plus petit diamètre. Les parois 20a et 22a sont distantes l'une de l'autre d'une valeur h sensiblement égale à l'épaisseur e et définie de la même manière que pour les diamètres. En outre, l'ouverture 18a présente une largeur L1 égale à D1. De la sorte, l'aimant 12 peut être mis en place par une simple translation, par glissement de l'aimant 12 entre les deux parois 20 et 22, comme le suggère la flèche T de la figure la. Lorsque l'aimant 12 est dans son logement 18, il est possible de l'y maintenir soit par un point de colle, qui n'a pas été représenté au dessin, soit encore en venant déformer la matière au moyen d'une sonotrode, pour former un ergot dans la paroi 20, comme on peut le voir sur la figure la, ainsi qu'en pointillé sur la figure lb. De la sorte, la section de l'ouverture 18a est plus petite que celle de l'aimant 12, ce qui empêche ce dernier de sortir de son logement. Dans une autre variante, qui n'a pas été représentée, la tenue en place de l'aimant 12 est assurée par une forme du logement 18 dans lequel la portion 24a n'est pas semi-cylindrique, mais est formée d'un secteur cylindrique ayant un angle au sommet compris entre 190 et 240 . Les parois 24b et 24c, qui relient les extrémités de la portion 24a à l'ouverture 18a, ne sont pas parallèles entre elles, mais sont évasées, pour former un entonnoir. La distance entre les parois 24 b et 24c est égale à L1 à l'ouverture 18a et décroît jusqu'à ce qu'elles rencontrent la paroi 24a. De la sorte, pour mettre lI'aimant 12 en place dans son logement 18, il suffit de le disposer dans l'ouverture 18a, puis de le forcer en appliquant une force qui provoque une 2811820 déformation élastique de la cloison 24. Lorsque l'aimant 12 se trouve dans le logement 18, il ne peut plus en sortir, du fait que le secteur cylindrique embrasse un angle supérieur à 180 . Dans le mode de réalisation de la figure 2, on retrouve l'arbre 10 et l'aimant 12, représentés en éclaté. L'arbre 10 comporte, également, deux pivots 14 et un pignon 16, tenant respectivement lieu de moyens de pivotement et d'entraînement. Il définit un logement 18 destiné à recevoir l'aimant 12 et un axe A-A autour duquel il est entraîné en rotation lors de son fonctionnement. Dans ce mode de réalisation, l'arbre 10 comporte deux flasques 20 et 22, formant deux parois planes et parallèles 20a et 22a, qui sont perpendiculaires à l'axe A-A. Ces flasques sont reliées entre elles par deux piliers 30 et 32. Les flasques 20 et 22 sont inscrites dans un cercle de diamètre D2. La distance comprise entre les piliers 30 et 32 est égale à L2. La flasque 22 est munie de deux trous 34 et 36 la traversant de part en part et débouchant dans la paroi 22a au voisinage des piliers 30 et 32. L'aimant 12 est de forme cylindrique tronquée, avec un diamètre d et deux faces parallèles entre elles, distantes d'une valeur! et orientées parallèlement à l'axe A-A. II pourrait également être de forme carrée, dont la longueur des côtés serait alors égale à 1. Cette forme est facile à usiner et permet de réduire le coût, car il n'y a, ainsi, pratiquement pas de perte lors du tronçonnage. Les valeurs D2 et d d'une part, L2 et! d'autre part, sont choisies de manière à ce que l'aimant 12 puisse être glissé librement dans le logement 18. Après sa mise en place, il est fixé au moyen de deux points de colle disposés dans les trous 34 et 36 au moyen d'un doseur amené sous le rotor comme indiqué par les flèches C. L'assemblage de l'arbre 10 et de l'aimant 12 peut être fait au moyen de colle dite "contact", comme celles vendues, par exemple, par la maison Cyanolit (USA). 6 2811820 Avec une telle configuration, le diamètre total du rotor peut être pratiquement égal au diamètre de l'aimant. En outre, le fait de tronquer la forme cylindrique n'affecte pas les caractéristiques magnétiques de l'aimant 12. Dans le mode de réalisation décrit en référence à la figure 2, il est aussi possible de réaliser un logement permettant d'utiliser un aimant cylindrique. Dans ce cas, les faces des piliers 30 et 32 attenantes au logement 18 sont avantageusement concaves, de manière à maintenir l'aimant 12 en place sans devoir le coller. Il est bien évident que le rotor selon l'invention peut faire l'objet de nombreuses variantes qui n'ont pas été représentées. D'autres matériaux pourraient ainsi être utilisés pour la fabrication de l'arbre. Il va de soi que les moyens d'entraTnement pourraient également être réalisés par deux goupilles, disposées en bout de pivot par exemple, et destinées à coopérer avec une roue. Les moyens de pivotement pourraient aussi être réalisés en munissant les deux extrémités de l'arbre de trous dans lesquels sont engagés des tiges solidaires du bâti de la montre. 7 2811820 REVENDICATIONS 1. Rotor pour moteur électromagnétique, comportant un arbre (10), en matière plastique injectable, définissant un axe (A-A), et un aimant (12) porté par ledit arbre, dans lequel ledit arbre est muni de moyens de pivotement (14) et de moyens d'engrènement (16), caractérisé en ce que ledit arbre (10) comprend un logement (18) muni d'une ouverture latérale (18a), à l'intérieur de laquelle est engagé ledit aimant (12) et comporte des moyens de fixation (25) pour fixer ledit aimant (12) sur l'arbre (10). 2. Rotor selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit aimant (12) présente la forme d'un cylindre, ledit logement (18) est formé d'un trou borgne et la section de son ouverture est inférieure à celle dudit cylindre. 3. Rotor selon la revendication 2 caractérisé en ce que ledit aimant (12) comporte deux faces planes et ledit logement (18) est muni de deux parois (20a, 22a), disposées perpendiculairement audit axe (A-A) et adjacentes aux faces planes dudit aimant, dont l'une au moins (20a) s'étend au-delà du pourtour dudit aimant et comporte un ergot (25) orienté axialement et formant un verrou pour empêcher l'aimant (12) de sortir du logement (18). 4. Rotor selon la revendication 2, caractérisé en ce que la largeur (L1) de l'ouverture dudit logement est inférieure au diamètre (d) dudit aimant. 5. Rotor selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit aimant (12) comprend deux faces planes disposées perpendiculairement audit axe (A-A) et en ce que ledit logement (18) comporte deux parois planes (20a, 22a), chacune adjacente à l'une desdites faces, reliées par deux piliers (30, 32) orientés axialement et qui définissent, avec lesdites parois, deux ouvertures disposées dans le prolongement l'une de l'autre. 8 2811820 6. Rotor selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, un point de colle attenant à la fois audit arbre (10) et audit aimant (12) et formant ainsi lesdits moyens de fixation.