Brevet FR2865865A1 — publié le 20050805

BOITIER DE COLLECTEUR POUR MOTEUR ELECTRIQUE La présente invention concerne un boîtier de collecteur pour moteur électrique et un procédé de montage du collecteur dans un tel boîtier. En particulier, l'invention s'applique à un moteur électrique destiné à entraîner un équipement de véhicule automobile tel qu'un moteur de lèvevitre, de toit ouvrant ou d'actionnement de siège par exemple. Le document FR 2 814 868 décrit un tel moteur électrique comportant un collecteur. Un collecteur comporte classiquement une bague présentant une série de lames conductrices sur sa périphérie, la bague de collecteur étant destinée à être montée solidaire d'un arbre de rotor. Un moteur électrique comporte généralement une carcasse statorique et un rotor monté rotatif dans le stator. Le moteur comporte également des enroulements solidaires de l'arbre de rotor, chaque enroulement étant électriquement relié à deux lames du collecteur diamétralement opposées. Le collecteur est généralement monté dans un boîtier de collecteur solidaire du stator. Un tel boîtier comporte un support présentant une ouverture centrale destinée à recevoir le collecteur et à faire passer l'arbre de rotor à travers le support du boîtier. Le support est composé d'un matériau isolant, par exemple du plastique. Le boîtier de collecteur comporte également au moins une paire de balais diamétralement opposés par rapport au collecteur et destinés à faire contact avec les lames du collecteur au cours de sa rotation solidaire de l'arbre du rotor. Les balais sont électriquement reliés à une alimentation en courant électrique. Lors du montage du moteur et en particulier du collecteur dans le boîtier de collecteur, les balais doivent être maintenus éloignés de leur point de contact avec les lames de collecteur. Ensuite, lorsque le montage est accompli, les balais doivent être amenés au contact des lames de collecteur. Le contact mécanique entre les balais et les lames de collecteur doit être bien assuré afin de garantir un bon contact électrique avec les enroulements reliés auxdites lames. Ainsi, les balais du boîtier de collecteur doivent être maintenus dans une première position de montage lors de la mise en place du collecteur, puis lesdits balais doivent être maintenus dans une seconde position de contact afin d'assurer leur fonction d'alimentation électrique des lames du collecteur. On connaît par exemple un boîtier de collecteur, installé sur des moteurs commercialisés par le demandeur et répertorié sous la référence 420143, comportant un dispositif de verrouillage des balais. Un tel boîtier de l'art antérieur est illustré R:\13revets122000-22499\22020-04ARM091.doc 29/01/04 - 12:01 - 1/9 schématiquement sur les figures la et lb représentant les balais respectivement dans une position de montage et dans une position de contact. Le boîtier comporte un support plastique 1 dans lequel sont ménagés deux cages 8 accueillant les balais 5. Chaque balai comporte une connexion électrique constituée par une tresse de cuivre 6 (une seule connexion est représentée). Le boîtier représenté ne comporte pas de collecteur mais présente un évidement central 2 destiné à recevoir la bague de collecteur et l'arbre de rotor traversant. Dans la position de montage, figure la, les balais 5 sont rétractés à l'arrière de leur cage 8 du côté opposé par rapport à l'évidement 2 destiné à accueillir le collecteur. Un ressort 9 maintient chaque balai 5 dans cette position rétracté de montage. Dans la position de contact, figure lb, les balais 5 sont logés dans leur cage 8 et le ressort 9 assure une pression sur l'arrière du balai afin de le pousser vers le collecteur. Ainsi, le ressort 9 assure la double fonction de maintenir le balai 5 dans une position de montage puis dans une position de contact. Ce ressort 9 constitue cependant une pièce distincte du support 1 du boîtier. Il doit donc être fabriqué séparément puis monté sur le boîtier. De plus, le point d'appui du ressort 9 doit être posé manuellement sur le dessus ou à l'arrière du balai 5 pour placer le balai dans une position de montage puis de contact. En outre la connexion électrique du balai 5 est également assurée par un élément additionnel constitué par la tresse de cuivre 6. La multiplication des pièces nécessaires au bon fonctionnement du boîtier de collecteur augmente son coût et complique sa fabrication. De plus, le passage des balais d'une position de montage à une position de contact nécessite l'intervention manuelle d'un opérateur. Il existe donc un besoin pour un boîtier de collecteur simplifié qui permette de faire passer les balais d'une position de montage à une position de contact de manière simple, efficace et automatique. A cet effet, l'invention propose un boîtier de collecteur pour moteur électrique comprenant: - un support destiné à recevoir un collecteur et comportant au moins deux butées intégrées; - au moins deux balais respectivement fixés sur des éléments ressorts; lesdits éléments ressorts contraignant les balais vers une position de contact contre le collecteur et les butées étant adaptées à maintenir respectivement les éléments ressorts dans une position de montage dans laquelle les balais sont éloignés de leur position respective de contact. R:\ Brevets\ 22000-22499\22020-04ARM091.doc - 29/01/04 - 12:01 - 2/9 Selon une caractéristique, au moins un élément ressort est une lame flexible. Selon une caractéristique, au moins un élément ressort est électriquement conducteur. Selon une caractéristique, le boîtier comprend en outre un circuit imprimé auquel est relié l'élément ressort conducteur. Selon une caractéristique, l'élément ressort est adapté à alimenter électriquement le balai auquel il est fixé. Selon une caractéristique, le support présente une zone d'appui à proximité de chaque butée de manière à permettre la libération d'un élément ressort respectif par déformation locale du support. Selon une caractéristique, le support présente au moins une découpe sur laquelle est disposée une butée. L'invention propose aussi un procédé de montage d'un collecteur dans un boîtier de collecteur, le procédé comprenant les étapes suivantes: fourniture d'un boîtier de collecteur selon l'invention; - montage d'un collecteur sur le support dudit boîtier; libération des éléments ressorts dudit boîtier de manière à contraindre les balais contre le collecteur. Selon une caractéristique, la libération des éléments ressorts est effectuée par déformation locale du support. Selon une caractéristique, la libération des éléments ressorts est effectuée par un automate. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit des modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemple uniquement et en références aux dessins qui montrent: - figure la, déjà décrite, un schéma d'un boîtier de collecteur selon l'art antérieur avec les balais en position de montage; figure lb, déjà décrite, un schéma d'un boîtier de collecteur selon l'art antérieur avec les balais en position de contact; - figure 2, un schéma d'un boîtier de collecteur selon l'invention avec un balai en position de montage et un balai en position de contact; - figure 3, une vue schématique détaillée du maintient d'un balai en position de montage sur un boîtier selon l'invention. R:1Brevets122000-22499122020-04ARM091.doc - 26/01/04 - 14:01 - 3/9 Le boîtier de collecteur selon l'invention comprend un support destiné à recevoir un collecteur et au moins deux balais respectivement fixés sur des éléments ressorts. Le boîtier comporte également des butées intégrées au support. Les éléments ressorts sont adaptés à contraindre les balais en position de contact contre le collecteur et les butées sont adaptées à maintenir respectivement les éléments ressorts dans une position de montage dans laquelle les balais sont éloignés de leur position de contact. Les butées du support ne constituent pas des pièces additionnelles mais sont intégrées au support. Elles peuvent être fabriquées d'une seule pièce avec le support du boîtier selon l'invention. La conception et la fabrication du support du boîtier selon l'invention sont donc simplifiées. Les éléments ressorts sont solidaires des balais et contraignent les balais vers leur position de contact. Il n'est donc pas nécessaire de modifier le point d'appui des éléments à ressort pour placer les balais dans une position de contact, il suffit de les libérer de la retenue de la butée. Cette opération peut être effectuer automatiquement ce qui simplifie le montage du boîtier selon l'invention dans un moteur. Les éléments du boîtier de collecteur selon l'invention vont être décrits en référence à la figure 2. Le boîtier 10 comprend un support 11 présentant un évidement central 12 destiné à recevoir une bague de collecteur et l'arbre de rotor traversant. Le boîtier 10 comporte aussi des balais 15. Deux balais sont représentés mais il existe des boîtiers de collecteur munis de trois, quatre balais ou plus. Selon l'invention, le support 11 comporte des butées 13 intégrées. Le support peut être par exemple en plastique ou en tout autre matériau isolant et présentant une certaine souplesse. De préférence le support est en plastique moulé, les butées étant directement moulées avec le support. Selon l'invention, le boîtier comporte également des éléments ressorts 18 sur lesquels sont respectivement fixés les balais 15. Dans l'exemple illustré, ces éléments 30 ressorts 18 sont des lames flexibles collées ou soudées aux balais sur la face opposée à la face destinée à faire contact avec le collecteur. Chaque lame flexible 18 présente une arrête d'extrémité fixée au support 11 et une arrête d'extrémité libre pouvant être placée contre une butée 13 du support 11. Le point de fixation de la lame 18 sur le support est déterminé de façon à ce que, hors contrainte, la lame 18 place le balai 15 dans sa position de contact (balai de droite sur la figure 2). La lame 18 présente cependant une flexibilité telle qu'elle peut avoir son extrémité libre en butée sur une butée 13 du support 11 afin de maintenir le balai R:1Brevets\22000-22499\22020-04ARM091.doc - 26/01/04 - 14:01 4/9 éloigné de la position de contact, c'est à dire dans une position de montage (balai de gauche sur la figure 2). Le support 11 présente une certaine souplesse qui permet, par déformation locale, de libérer l'extrémité libre de la lame 18 de la butée 13. La lame 18 entraîne alors le balai 15 dans sa position de contact avec le collecteur. La figure 3 donne une vue schématique détaillée d'un mode de réalisation de l'invention avec un balai en position de montage. La butée 13 est constituée par un téton disposé sur une découpe 14 du support 11. La lame 18, sur laquelle est fixé un balai 15, est en butée sur le téton 13. La découpe 14 avec le téton 13 ont été moulés avec le support 11 en plastique à l'aide d'un moule adapté. Une flexion de la découpé 14 permet d'abaisser suffisamment le téton 13 pour libérer l'extrémité de la lame 18 qui entraînera alors le balai dans une position de contact avec le collecteur. Un autre élément saillant 16 peut être prévu sur la découpe 14 afin de définir une zone d'appui 17 pour la flexion de la découpe. Cet autre élément saillant 16 peut être un autre petit téton, comme représenté sur la figure 3 ou présenter toute autre forme adaptée, telle qu'une languette ou une nervure par exemple. Par ailleurs, les lames 18 peuvent être électriquement conductrices, par exemple être constituées de plaques de cuivre. Ces lames 18 peuvent alors servir de connexion électrique afin de simplifier davantage le boîtier de collecteur selon l'invention en combinant les fonctions de mise en contact des balais avec le collecteur et d'alimentation électrique des balais. Les lames sont alors soudées ou collées aux balais avec un matériau ou une colle conductrice. Le boîtier de collecteur 10 peut également comprendre qu'autres éléments (non représentés) tels que des capacités, bobines ou résistances, par exemple pour constituer un filtre antiparasitage ou pour réaliser une adaptation d'impédance avec le moteur auquel est destiné le boîtier. Le boîtier de collecteur 10 peut également comporter un circuit imprimé 25 auquel sont reliées les lames conductrices 18. Selon les modes de réalisation et l'agencement des différents composants sur le boîtier de collecteur, seules certaines lames 18 peuvent être conductrices et les autres balais sont alors connectés électriquement par des tresses de cuivre classiques, ou toutes les lames 18 peuvent être conductrices. La mise en contact des balais avec le collecteur dans un boîtier de collecteur selon l'invention peut être réalisée de la manière suivante. R:1Breve[s\22000-22499\22020-04ARM091.doc - 26/01/04 - 14:01 - 5/9 On fournit un boîtier 10 de collecteur tel que précédemment décrit avec les éléments ressorts 18 maintenus en butée contre les butées 13 du support. Les balais 15 sont donc en position de montage. On peut alors monter un collecteur sur le support 11 dudit boîtier, dans l'emplacement 12 prévu à cet effet. On libère alors les extrémités des éléments ressorts 18 des butées 13, ce qui aura pour effet de d'entraîner et de contraindre les balais 15 contre le collecteur dans leur position de contact. Selon un avantage de l'invention, la libération des éléments ressorts 18 peut être effectuée par un automate. En effet, par exemple selon le mode de réalisation décrit en référence à la figure 3, un bras automatique peut appuyer sur la découpe 14 pour faire fléchir cette portion du support et dégager l'extrémité libre de la lame 18 de la butée 13. Par exemple, la découpe 14 peut comporter un autre élément saillant 16, à proximité du téton 13 afin de définir une zone d'appui 17 pour le bras automatique. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits à titre d'exemple; ainsi, le boîtier de collecteur selon l'invention a été illustré avec une butée en forme de téton sur le support et un élément ressort en forme de lame flexible, mais l'invention pourrait être mise en oeuvre avec une butée en forme de marche et/ou avec un élément ressort en forme de languette ou toute autre forme appropriée. De même, le boîtier de collecteur selon l'invention a été illustré avec deux balais, mais il peut être facilement modifié dans le cadre de l'invention pour être utilisé dans des moteurs nécessitant trois, quatre balais ou plus. R:\Brevets\22000-22499122020-04ARM091.doc - 26/01/04 - 14:01 - 6/9 REVENDICATIONS 1. Boîtier (10) de collecteur pour moteur électrique comprenant: - un support (11) destiné à recevoir un collecteur et comportant au moins deux butées intégrées (13) ; - au moins deux balais (15) respectivement fixés sur des éléments ressorts (18) ; lesdits éléments ressorts (18) contraignant les balais vers une position de contact contre le collecteur et les butées (13) étant adaptées à maintenir respectivement les éléments ressorts (18) dans une position de montage dans laquelle les balais (15) sont éloignés de leur position respective de contact. 2. Boîtier de collecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que au moins un élément ressort (18) est une lame flexible. 3. Boîtier de collecteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que au moins un élément ressort (18) est électriquement conducteur. 4. Boîtier de collecteur selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un circuit imprimé (25) auquel est relié l'élément ressort conducteur (18). 5. Boîtier de collecteur selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que l'élément ressort (18) est adapté à alimenter électriquement le balai auquel il est fixé. 6. Boîtier de collecteur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le support (11) présente une zone d'appui (17) à proximité de chaque butée (13) de manière à permettre la libération d'un élément ressort (18) respectif par déformation locale du support. 7. Boîtier de collecteur selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le support (11) présente au moins une découpe (14) sur laquelle est disposée une butée (13). 8. Procédé de montage d'un collecteur dans un boîtier de collecteur, le procédé comprenant les étapes suivantes: - fourniture d'un boîtier (10) de collecteur selon l'une des revendications 1 à 7; 30 - montage d'un collecteur sur le support (11) dudit boîtier; - libération des éléments ressorts (18) dudit boîtier de manière à contraindre les balais (15) contre le collecteur. R:\Brevets\22000-22499122020-04A19M091.doc - 26/01/04 - 14:01 - 7/9 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la libération des éléments ressorts (18) est effectuée par déformation locale du support. 10. Procédé selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que la libération des éléments ressorts (18) est effectuée par un automate. R:\Brevets\22000-22499122020-04ARM091.doc - 26/01/04 - 14:01 - 8/9