Brevet FR2852460A1 — publié le 20040917

STRUCTURE DE PLAQUE MAGNETIQUE CONDUCTRICE SIMPLE POUR FORMER UN MOTEUR CC SANS BALAI A PLAQUE UNIPOLAIRE La présente invention concerne une structure de plaque magnétique conductrice simple pour former un moteur CC sans balai à plaque unipolaire et, plus particulièrement, une plaque magnétique conductrice 5 simple perforée pour former une plaque polaire, des faces polaires, un trou axial et une base de telle sorte que le nombre des éléments de stator soit réduit. En faisant référence à la figure 1, un stator à enroulement axial comprend généralement un ensemble 10 formant plaque polaire supérieur 10a, un ensemble formant plaque polaire inférieur 10b, une bobine 20, un support de stator 21 et un tube axial 22. Les ensembles formant plaques polaires 10a et 10b sont fixés de chaque côté du support de stator 21 et composés de 15 plaques polaires lia et llb et de faces polaires 12a et 12b. Lors de l'opération d'assemblage, la bobine 20 est enroulée autour du support du stator 21 et le tube axial 22 s'étend successivement à travers un trou axial 13a de l'ensemble formant plaque polaire supérieur 10a, 20 un trou central 23 du support de stator 21 et un trou axial 13b de l'ensemble formant plaque polaire inférieur 10b si bien qu'un stator de moteur est constitué. En conséquence, la combinaison empilée des éléments de stator doit accroître leur épaisseur 25 radiale. Toutefois, l'épaisseur totale du moteur classique ne peut pas être réduite de manière efficace et cela n'est pas souhaitable pour un dispositif électronique doté d'une fine épaisseur spécifique, pour un ordinateur bloc-notes par exemple. La présente invention vise à proposer une plaque magnétique conductrice simple perforée pour former une plaque polaire, des faces polaires, un trou axial et une base de telle sorte que le nombre d'éléments de stator soit réduit. La base est adaptée pour supporter une bobine et un substrat afin de réduire l'épaisseur totale d'un stator et les coûts de fabrication de manière à atténuer et surmonter le problème ci-dessus. L'objet principal de la présente invention consiste à proposer une plaque magnétique conductrice simple pour former un moteur CC sans balai à plaque unipolaire, qui est perforée pour former une plaque 10 polaire, des faces polaires, un trou axial et une base afin de réduire le nombre des éléments de stator et leur épaisseur axiale. Le second objet de la présente invention consiste à proposer la plaque magnétique conductrice simple pour 15 former le moteur CC sans balai à plaque unipolaire, qui est considérée comme une base pour supporter une bobine et un substrat de manière à simplifier toute la structure du stator et à réduire les coûts de fabrication. La plaque magnétique conductrice simple, pour former le moteur CC sans balai à plaque unipolaire de la présente invention comprend principalement une plaque polaire, une pluralité de faces polaires et un trou axial. La plaque polaire, les faces polaires et un 25 trou axial sont intégrés dans la plaque magnétique conductrice simple. La plaque polaire est considérée comme une base et adaptée pour être combinée à une bobine de manière à former un stator. Les plaques polaires sont perforées et espacées à équidistance 30 autour du trou axial à proximité de la bobine. Le trou axial est adapté pour être combiné à un support de montage afin de supporter un rotor. D'autres objets, avantages et nouvelles caractéristiques de l'invention vont apparaître à partir de la description détaillée qui suit et des dessins joints. La présente invention va à présent être décrite en faisant référence aux dessins joints, sur lesquels: la figure 1 est une vue éclatée en perspective d'un moteur CC sans balai classique selon l'art antérieur; la figure 2 est une vue en perspective d'une plaque magnétique conductrice simple selon un premier 10 mode de réalisation de la présente invention; la figure 3 est une vue en section transversale de la combinaison d'un moteur sans balai à plaque unipolaire et d'un rotor selon le premier mode de réalisation de la présente invention; la figure 4 est une vue en perspective d'une plaque magnétique conductrice simple selon un deuxième mode de réalisation'de la présente invention; la figure 5 est une vue en section transversale de la combinaison d'un premier moteur sans balai à plaque 20 unipolaire et d'un rotor selon le deuxième mode de réalisation de la présente invention; la figure 6 est une vue en section transversale de la combinaison d'un deuxième moteur sans balai à plaque unipolaire et d'un rotor selon le deuxième mode de 25 réalisation de la présente invention; la figure 7 est une vue en section transversale de la combinaison d'un troisième moteur sans balai à plaque unipolaire et d'un rotor selon le deuxième mode de réalisation de la présente invention; la figure 8 est une vue en perspective d'une plaque magnétique conductrice simple selon un troisième mode de réalisation de la présente invention; la figure 9 est une vue en section transversale de la combinaison d'un moteur sans balai à plaque unipolaire et d'un rotor selon le troisième mode de réalisation de la présente invention; la figure 10 est une vue en perspective d'une plaque magnétique conductrice simple selon un quatrième mode de réalisation de la présente invention; et la figure 11 est une vue en section transversale de la combinaison d'un moteur sans balai à plaque unipolaire et d'un rotor selon le quatrième mode de réalisation de la présente invention. En se référant à présent aux dessins, quatre modes de réalisation de la présente invention y sont représentés, tous comprenant en principe un élément de stator principal et un élément de rotor secondaire. En se référant tout d'abord aux figures 2 et 3, un 15 moteur CC sans balai à plaque unipolaire selon la présente invention comprend généralement une plaque magnétique conductrice simple désignée par le numéro de référence 10, une bobine désignée par le numéro de référence 20 et un rotor désigné par le numéro de 20 référence 30. La combinaison axiale de la plaque magnétique conductrice simple 10 et de la bobine 20 est adaptée pour être combinée au rotor 30 afin de former un moteur CC sans balai à plaque unipolaire. La construction de la plaque conductrice 25 magnétique simple 10 va être décrite en détail, en se référant tout d'abord aux figures 2 et 3. La plaque magnétique conductrice simple 10 est perforée et formée d'une feuille magnétique conductrice. La plaque magnétique conductrice simple 10 comprend une plaque 30 polaire 11, une pluralité de faces polaires 12 et un trou axial 13. Le corps principal de la plaque magnétique conductrice simple est formé en tant que plaque polaire 11 et il est considéré comme une base servant à supporter les éléments de stator - une bobine 35 20 et un substrat 26 par exemple. Les faces polaires 12 font saillie dans une direction verticale à partir de la plaque polaire 11 et forment en cercle un espace entourant le trou axial 13 afin de recevoir des composants du stator. Le trou axial 13 est formé au 5 centre de la plaque polaire 11 et est adapté pour recevoir un support de montage 24 et un palier 25 pour former de cette manière un stator. Lors de l'opération de montage, le palier 25 est utilisé pour permettre le passage d'un arbre 31 du rotor 30 de telle sorte qu'un 10 aimant permanent 32 du rotor 30 soit en mesure.d'être radialement aligné à une circonférence parmi une circonférence intérieure et une circonférence extérieure des faces polaires 12. Au contraire, la bobine 20 est fixée à l'autre circonférence des faces 15 polaires 12 tandis qu'un entrefer radial se forme entre les faces polaires 12 et l'aimant permanent 32, qui présente une distance prédéterminée entre eux. Lors de l'opération de rotation, lorsque le substrat (PCB) 26 alimente la bobine 20, les faces polaires 12 génèrent 20 un champ magnétique alternatif dans l'entrefer pour faire tourner par ce moyen le rotor 30. Le montage du stator va à présent être décrit en se référant à la figure 3. La plaque polaire 11 est en outre dotée d'un trou traversant 14 à travers lequel 25 passe un fil 261 du substrat 26 et qui s'étend vers un retrait (non représenté) à proximité de l'aimant permanent 32. Un élément Hall 262 est placé dans le retrait pour s'étendre de cette manière à proximité de l'aimant permanent 32 et détecter ses pôles durant le 30 fonctionnement. De plus, lors de l'opération de fonctionnement de la plaque magnétique conductrice simple 10, le support de montage 24 fait intégralement saillie à partir du trou axial 13, à la verticale, pour réduire par ce moyen la quantité d'éléments de stator. En se référant aux figures 4 à 11, les numéros de référence des deuxième à quatrième modes de réalisation sont identiques aux numéros de référence du premier mode de réalisation. Les plaques magnétiques 5 conductrices simples des deuxième à quatrième modes de réalisation ont la même configuration et la même fonction que celles du premier mode de réalisation et leurs descriptions détaillées sont omises. En se référant aux figures 4 et 5, une plaque 10 magnétique conductrice simple 10 selon le deuxième mode de réalisation, comparé au premier mode de réalisation, comprend un ensemble supplémentaire de faces polaires 12'. Les faces polaires 12' sont formées à partir d'une périphérie intérieure du trou axial 13 et servent 15 d'ensemble formant face polaire intérieure tandis que les faces polaires 12 servent d'ensemble formant face polaire extérieure. Dans un agencement structurel, les faces polaires 12 et 12' sont espacées à équidistance sur deux cercles concentriques autour du trou axial 13. 20 De préférence, les deux ensembles de faces polaires 12 et 12' sont disposés de manière empilée ou radialement alignée de telle sorte que l'on puisse augmenter les possibilités de conception de la plaque magnétique conductrice simple. En se référant de nouveau à la figure 5, lors de l'opération de montage, la bobine 12 est à proximité des circonférences intérieures des faces polaires 12. On préfère que le diamètre du rotor 30 soit relativement grand de telle sorte que l'aimant 30 permanent 32 du rotor 30 soit en alignement avec une. circonférence extérieure des faces polaires 12. Lors de l'opération de rotation, un champ magnétique alternatif des faces polaires 12 entraîne l'aimant permanent 32 du rotor 30. En se référant de nouveau à la figure 6, lors de l'opération de montage, la bobine 12 est à proximité des circonférences intérieures des faces polaires 12'. On préfère également que le diamètre du rotor 30 soit 5 relativement petit de telle sorte que l'aimant permanent 32 du rotor 30 fonctionne entre les deux ensembles de faces polaires 12 et 12'. Lors de l'opération de rotation, un champ magnétique alternatif des faces polaires 12' entraîne l'aimant permanent 32 10 du rotor 30. En se référant de nouveau à la figure 7, la plaque magnétique conductrice simple 10 est appliquée sur un entrefer axial de la structure du moteur. Le rotor 13 comprend un aimant permanent axial 32' pour former un 15 entrefer axial avec les faces polaires 12 et 12'. Lors de l'opération de rotation, un champ magnétique alternatif des faces polaires 12 et 12' entraîne l'aimant permanent 32' du rotor 30. En se référant de nouveau à la figure 5, un fil 20 261 du substrat 26 traverse les faces polaires 12' et s'étend à travers un trou traversant 14' à proximité de l'aimant permanent 32. Un élément Hall 262 est placé dans le trou traversant 14' pour s'étendre de cette manière à proximité de l'aimant permanent 32 et 25 détecter ses pôles pendant le fonctionnement. En se référant de nouveau à la figure 6, un fil 261 du substrat 26 s'étend à travers le trou traversant 14' à proximité de l'aimant permanent 32. Un élément Hall 262 est placé dans le trou traversant 14' pour 30 s'étendre de cette manière à proximité de l'aimant permanent 32 et détecter ses pôles pendant le fonctionnement. En se référant de nouveau à la figure 7, un élément Hall 262 fait saillie à partir du substrat 26 35 pour s'étendre de cette manière à proximité de l'aimant permanent 32 et détecter ses pôles pendant le fonctionnement. En se référant aux figures 8 et 9, une plaque magnétique conductrice simple 10 selon le troisième 5 mode de réalisation, comparé aux premier et deuxième modes de réalisation, comprend des faces polaires axiales 121 à la place des faces polaires radiales. Les faces polaires axiales sont pliées vers l'intérieur à partir des faces polaires 12 et s'appliquent sur un 10 entrefer axial de la structure de moteur. En se référant de nouveau à la figure 9, lors de l'opération de montage, les plaques polaires axiales 121 sont opposées à l'aiment permanent axial 32' du rotor 30 pour former un entrefer axial. Lors de 15 l'opération de fonctionnement, un champ magnétique alternatif des faces polaires axiales 121 entraîne l'aimant permanent axial 32' du rotor 30. En se référant aux figures 10 et 11, une plaque magnétique conductrice simple 10 selon le quatrième 20 mode de réalisation, comparé au troisième mode de réalisation, comprend des faces polaires axiales 122 s'étendant vers l'extérieur au lieu de s'étendre vers l'intérieur. Les faces polaires axiales 122 sont pliées vers l'extérieur à partir des faces polaires 12 et 25 s'appliquent sur un entrefer axial de la structure de moteur. En se référant de nouveau à la figure 11, lors de l'opération de montage, les plaques polaires axiales 122 sont opposées à l'aimant permanent axial 32' du 30 rotor 30 pour former un entrefer axial. Lors de l'opération de rotation, un champ magnétique alternatif des faces polaires axiales 122 entraîne l'aimant permanent axial 32' du rotor 30. En se référant de nouveau aux figures 1 et 2, une 35 plaque magnétique conductrice simple 12 est formée d'une feuille magnétique conductrice simple et perforée pour former une plaque polaire 11, des faces polaires 12 et un trou axial 13. La plaque polaire 11 sert de base pour supporter des éléments de stator. Comparé au 5 moteur traditionnel, la plaque magnétique conductrice simple 12 est en mesure de simplifier toute la structure, de diminuer les coQûts de fabrication, de réduire l'épaisseur totale et d'augmenter les possibilités dé conception. Bien que l'invention ait été décrite en détail en se référant à son mode de réalisation préféré dans la présente, l'homme du métier comprendra que diverses modifications peuvent être apportées sans s'écarter de l'esprit ni de la portée de l'invention, telle 15 qu'énoncée dans les revendications jointes. REVENDICATIONS 1. Plaque magnétique conductrice simple pour un moteur CC sans balai à plaque unipolaire, comprenant: une plaque polaire (11) formée d'une feuille magnétique conductrice simple (10) et servant de plaque de base en vue d'une combinaison à une bobine (20) ; une pluralité de faces polaires (12) perforées par la feuille magnétique conductrice simple (10) ; et un trou axial (13) formé au centre de la plaque polaire (11). 2. Plaque magnétique conductrice simple selon la revendication 1, dans laquelle les faces polaires (12) sont espacées à équidistance autour du trou axial (13). 3. Plaque magnétique conductrice simple selon la revendication 1, dans laquelle les faces polaires (12) 15 se composent d'un ensemble formant face polaire intérieur (12') et d'un ensemble formant face polaire extérieur (12) qui sont espacés à équidistance sur deux cercles concentriques. 4. Plaque magnétique conductrice simple selon la 20 revendication 3, dans laquelle les ensembles formant faces polaires intérieur et extérieur (12, 12') sont disposés de manière empilée. 5. Plaque magnétique conductrice simple selon la revendication 3, dans laquelle les ensembles formant 25 faces polaires intérieur et extérieur (12, 12') sont disposés de manière radialement alignée. 6. Plaque magnétique conductrice simple selon la revendication 1, dans laquelle les faces polaires (12) sont en outre pliées pour former des faces polaires 30 axiales (121) adaptées pour s'opposer à un aimant permanent axial (32') d'un rotor (30) de telle sorte que les faces polaires axiales (121) actionnent l'aimant permanent axial (32'). 7. Plaque magnétique conductrice simple selon la revendication 6, dans laquelle les faces polaires (12) sont pliées vers l'intérieur pour former les faces polaires axiales associées (121). 8. Plaque magnétique conductrice simple selon la revendication 6, dans laquelle les faces polaires (12) sont pliées vers l'extérieur pour former les faces polaires axiales associées (122) 9. Plaque magnétique conductrice simple selon la 10 revendication 1, dans laquelle la bobine (20) est à proximité d'une circonférence intérieure des faces polaires (12). 10. Plaque magnétique conductrice simple selon la -revendication 1, dans laquelle la bobine (20) est à proximité d'une circonférence extérieure des faces polaires (12). 11. Plaque magnétique conductrice simple selon la revendication 3, dans laquelle la bobine (20) est à proximité d'une circonférence intérieure de l'ensemble 20 formant face polaire intérieur (12'). 12. Plaque magnétique conductrice simple selon la revendication 1, dans laquelle le trou axial (13) est adapté pour être combiné à un support de montage (24) afin de recevoir un palier (25) et un rotor (30) 25 s'étendant à travers ce dernier. 13. Plaque magnétique conductrice simple selon la revendication 1, dans laquelle un support de montage fait saillie à partir du trou axial (13) pour s'intégrer dans ce dernier. 14. Plaque magnétique conductrice simple selon la revendication 12, dans laquelle la plaque polaire (11) sert de plaque de base pour supporter les éléments de stator, tels qu'une carte à circuit imprimé (26). 15. Plaque magnétique conductrice simple selon la 35 revendication 14, dans laquelle la plaque polaire (11) 12. comprend en outre un trou traversant (14), un fil (261) s'étendant à partir de la carte à circuit imprimé (26) jusqu'à un aimant permanent (32) d'un rotor (30), et un élément Hall (262) qui est relié au fil (261). 16. Plaque magnétique conductrice simple selon la revendication 15, dans laquelle la plaque polaire (11) comprend en outre un retrait (14') adapté pour recevoir l'élément Hall (262).