Brevet FR2879364A1 — publié le 20060616

Domaine de l'invention: La présente invention concerne une machine électrique comportant des balais et un support de balais. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un support de balais d'une ma- chine électrique. Etat de la technique: On connaît de multiples réalisations de machines électriques selon l'état de la technique. Les machines électriques sont par exemple utilisées dans les véhicules comme moteurs électriques servant à des moyens d'entraînement assurant le confort comme par exemple des moteurs de lave vitres ou des moteurs de toit ouvrant ou encore des moteurs servant au réglage du siège. De tels moteurs doivent être miniaturisés autant que possible, être aussi légers que possible et avoir une durée de vie aussi grande que possible. Pour cela les moteurs à balais se sont avérés comme particulièrement intéressants, ces moteurs ayant un support de balais pour tenir les balais. Partant d'un branche- ment par connecteur, le support de balais comporte des conducteurs pour assurer l'alimentation électrique des balais. Les moteurs d'un balai actuel dont le domaine des lèves-vitres, sont habituellement équipés de capteurs, notamment des capteurs à effet Hall pour saisir la vitesse de rotation de l'induit du moteur. Cette information est notamment utilisée pour déterminer la position du composant commandé électrique-ment, c'està-dire de la vitre ou du toit ouvrant ou encore du siège. De tels capteurs et des résistances associées et des éléments de déparasi- tage sont également prévus dans le support de balais. Pour cela les supports de balais comportent des lignes d'alimentation supplémentaires. C'est pourquoi les supports de balais habituels équipés de capteurs comportent habituellement cinq à six broches de connexion et autant de lignes. Il a déjà été proposé d'installer les composants de capteurs supplémentaires sur une plaque de circuit constituant un sous-ensemble fixé au support de balais. Mais cette solution est notamment relativement coûteuse, en particulier à cause de la fabrication de la plaque de circuit. En outre, il est souvent difficile ou seulement possible avec une mise en oeuvre de moyens constructifs important, d'installer les capteurs Hall à l'endroit approprié du moteur lorsque ceux-ci sont fixés sur une plaque de circuit. Cela réduit la précision des capteurs. Il a en outre également été proposé de fixer une grille dé-coupée sur le support de balais et d'installer des composants appropriés en les soudant par exemple sur cette grille. Mais cette solution se traduit par un procédé de mise en place compliqué du support de balais habituellement réalisé sous la forme d'une pièce injectée et il y a en outre le travail de soudage. Exposé et avantages de l'invention La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et concerne à cet effet une machine électrique du type défi-ni ci-dessus caractérisée par un film souple réalisant la liaison électrique entre les composants du support de balai. La machine électrique selon l'invention a l'avantage d'avoir un support de balais de construction particulièrement compacte et très économique grâce au film souple qui réalise la liaison électrique entre les composants du support de balais. Le film souple selon l'invention désigne un film souple qui peut être cintré dans toutes les directions et permet de réaliser une liaison électrique. Il s'agit en parti- culier d'éléments conducteurs intégrés dans les films souples. Un film souple peut comporter un ou plusieurs éléments conducteurs. De façon préférentielle, le film souple du support de balais réalise la liaison électrique entre un élément de connecteur réalisé sur le support de balais et les composants électriques du support de balais. L'élément de connecteur fait de préférence corps avec le support de balais proprement dit. Il est en outre avantageux que le film souple comporte les composants électroniques. Les composants électroniques installés sur le film souple sont de préférence un capteur Hall et/ou une résistance et/ou un composant de déparasitage tel qu'un condensateur, une bobine, un varistor, un circuit électronique et/ou un commutateur thermique. Ainsi le film souple constitue en même temps un élément de fixation ou d'appui pour des composants supplémentaires. Le film souple peut également assurer le rôle d'une plaque de circuit sans avoir les inconvénients d'encombrement d'une telle plaque de circuit. De façon également avantageuse, le film souple est relié aux balais portés par le support de balais et il transmet les intensités électriques entre le branchement de connecteur et les balais. Cela per- met au film souple d'assurer toutes les connexions électriques nécessaires au niveau du support de balais. Selon un autre développement préférentiel de l'invention, le film souple est en partie revêtu par injection avec la matière du support de balais. Comme matière du support de balais, on utilise habituellement une matière plastique. Grâce à cet enrobage partiel par injection du film souple, on bloque partiellement le film souple dans le support de balais. De manière préférentielle, le film souple est revêtu par injection au niveau de l'élément de connexion du support de balais. Cela permet d'enrober par injection, de manière étanche à l'eau, les broches du connecteur qui sont mises en contact avec le film souple, au moins pour les composants de capteur. Pour une fabrication particulièrement économique, on fixe des composants supplémentaires sur le film souple par le procédé de montage SMD (procédé de montage de composants en surface). Ainsi le film souple selon l'invention peut être garni d'une manière particulièrement économique avec des composants électroniques supplémentaires. Il est également avantageux que le support de balais comporte au moins un logement recevant les composants électroniques installés sur le film souple. En particulier, le logement reçoit les capteurs Hall ce qui permet un positionnement précis des capteurs Hall par rapport au support de balais. La souplesse du film souple permet ainsi un montage simple pour installer les composants électroniques dans le logement. Le procédé selon l'invention de fabrication d'un support de balais d'une machine électrique peut se réaliser d'une façon particulièrement économique. Selon le procédé de l'invention, on place d'abord un film souple dans le moule d'injection du support de balais et ensuite on relaie le film souple, en partie par injection au cours de l'opération d'injection du support de balais. Le revêtement partiel par injection se fait notamment dans la zone du film souple, là où on réalise la connexion du support de balais. Cela permet d'une part de bloquer une zone du film souple et d'autre part, grâce à la souplesse du film il est toujours possible sans difficultés d'installer des composants électroniques supplémentaires sur le film souple partiellement revêtu par injection. Les composants électriques supplémentaires sont installés d'une manière particulièrement préférentielle par le procédé SMD qui est très économique. Les composants électroniques peuvent également être appliqués sur la plaque de circuit avant l'injection. Le procédé selon l'invention offre ainsi une très grande souplesse concernant l'installation de composants électroniques supplémentaires, si bien que le support de balais selon l'invention peut être adapté sans difficultés à des domaines d'application les plus divers comme par exemple diffé- rents moteurs électriques du véhicule, pour répondre aux différentes transitions d'utilisation. Comme tous les véhicules modernes qui seront de plus en plus équipés de moteurs électriques de confort, l'invention offre des avantages de coût importants car de tels moteurs électriques pourront être réalisés comme des pièces de fabrication en grande série. En outre l'invention permet une adaptation simple aux exigences les plus diverses des constructeurs de véhicules. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en perspective d'un support de balais correspondant à un mode de réalisation de l'invention, et - la figure 2 est une vue schématique du film souple à l'état installé. Pour améliorer la lisibilité du dessin, les composants entourant le film souple n'ont pas été représentés. Description d'un mode de réalisation de l'invention Une machine électrique selon l'invention sera décrite ci-après en référence aux figures 1 et 2. La figure 1 est une vue en perspective d'un support de balais 1 installé dans un moteur électrique entre un boîtier polaire non représenté et le boîtier de transmission. Le support de balais 1 relie le boîtier polaire au boîtier de transmission du moteur électrique, de sorte que le support de balais se trouve interposé entre les deux boîtiers. Le support de balais 1 est fabriqué en matière plastique; il comporte un connecteur 3 réalisé en une seule pièce avec le support de balais 1. Le connecteur 3 est un connecteur à six pôles comportant six broches 6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f (voir figure 2) et à l'état installé il vient latéralement en saillie par rapport aux deux boîtiers. Le support de balais 1 comporte une déformation annulaire 10 pour recevoir l'arbre d'induit non représenté du moteur. Au niveau de la partie déformée 10, le support de balais comporte également les balais en carbone 4. Le support de balais 1 selon l'invention comporte égale- ment un film souple 2 représenté schématiquement à la figure 2 à l'état non revêtu par injection. Le film souple 2 peut être courbé dans toutes les directions; il s'agit d'un film souple dans lequel sont intégrés les conducteurs 7 qui réaliseront la liaison électrique entre les broches du connecteur et les composants électriques ou électroniques 5. Les com- posants électriques ou électroniques 5 sont fixés sur le film souple 2 et peuvent être installés par les techniques classiques de garniture et de soudage sur le film souple. Les composants 5 sont par exemple des capteurs Hall installés selon la technique SMD sur le film souple. De tels capteurs Hall en technique SMD sont beaucoup plus économiques que les capteurs Hall câblés. Comme déjà présenté à la figure 2, l'extrémité du film souple 2 s'élargit légèrement pour permettre de positionner les composants 5 de manière souple sur le film souple. En particulier, les capteurs Hall peuvent être positionnés ainsi de manière souple dans une position appropriée par rapport à un aimant de géné- rateur du moteur. Comme cela paraît à la figure 1, le film souple 2 et les broches de connecteur 6 sont enrobés par injection de manière étanche à l'eau au niveau du connecteur 3. Le film souple 2 est enrobé par injection jusqu'à une zone de collerette de connecteur. La zone dans laquelle le film souple 2 est enrobé par injection apparaît à la figure 2. La largeur du film souple 2 change au niveau de cette zone. Le film souple 2 comporte en outre une cavité 11 à travers laquelle on peut faire passer les éléments de fixation du boîtier polaire au boîtier de transmission. La cavité 11 est également un espace libre permettant de souder les contacts. Pour simplifier le positionnement du film souple 2 et permettre de le faire plus rapidement, le support de balais 1 comporte des logements 9 servant à recevoir le film souple ou les composants 5 installés sur le film souple 2. Grâce à de tels logements 9 dans le support de balais 1, on assure un montage rapide et précis du film souple 2. Comme le montre la figure 2, les deux broches de connexion 6e, 6f servent au courant du moteur alimentant les balais en carbone 4. Pour cela, une ligne d'alimentation électrique 9 du moteur, distincte est reliée à chacune des broches du connecteur 6e et 6f. Ces lignes d'alimentation électriques 8 du moteur peuvent également être intégrées dans le film souple 2. Les deux lignes du courant du moteur 8 peuvent toutefois être également reliées aux balais en carbone, séparé-ment par l'intermédiaire d'une grille découpée ou par des rubans de contact séparés, intégrés par injection dans le support de balais 1. Le film souple 2 selon l'invention peut ainsi être garni avantageusement avant son installation d'un support de balais avec des composants électriques ou électroniques 5 et pour cela, on pourra utiliser les procédés normalisés, économiques. On pourra également instal- ler les broches de connexion sur le film souple 2. Comme le support de balais 1 est habituellement enrobé par injection de matière plastique, on supprime ainsi les contours d'insert compliqués pour l'utilisation du film souple selon l'invention ou une technique d'outillage compliquée pendant l'injection. De façon avantageuse, la zone du film souple qui comporte les broches d'injection revêtues par injection de manière plastique lors de la fabrication du support de balais 1, ce qui d'une part garantit la fixation du film souple 2 et d'autre part, assure l'étanchéité de la zone de balais et du support de balais par rapport à la zone de connecteur. Le film souple 2 peut être installé dans le support de balais dans l'espace le plus étroit et permet son installation dans différents plans et différentes directions. Cela permet également des films souples standardisés pour des supports de balais de formes très différentes. En outre, la disposition souple grâce au film souple permet encore de réduire l'encombrement et d'arriver à une fonctionnalité très poussée, en particulier du point de vue de la fonction de capteur du support de balais. En outre l'utilisation du film souple 2 permet une qualité de fabrication plus élevée car les distances entre les conducteurs électriques 7 et le film souple sont prédéfinies et ne subissent pas n'importe quelle variation liée au procédé d'injection ou au contour d'insertion, lorsque les lignes sont placées dans le moule avant l'opération d'injection. De plus cela rend la fabrication plus économique car pour l'injection on supprime un grand nombre d'inserts différents. Il est à remarquer que l'invention permet également d'utiliser plusieurs films souples dans un même support de balais pour arriver à une souplesse plus élevée, en particulier pour répondre à différentes conditions d'application. En outre, il est également possible d'utiliser un film souple partiellement fendu de manière à avoir plu-sieurs zones de films souples qui s'installent librement et qui sont reliés par une zone commune. D'une manière particulièrement avantageuse, on revêt par injection la zone commune dans le support de balais. L'invention permet différentes modifications et variantes sans sortir du domaine revendiqué. REVENDICATIONS 1 ) Machine électrique comportant des balais (4) et un support de balai (1), caractérisée par un film souple (2) réalisant la liaison électrique entre des composants (5) du support de balai. 2 ) Machine électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce qu' un élément de connecteur (3) prévu sur le support de balai (1) fait corps avec celui-ci, et le film souple (2) réalise la liaison électrique entre une ou plusieurs broches de connexion (6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f) de l'élément de connecteur (3) et les composants électriques et/ou électroniques du support de balai. 3 ) Machine électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le film souple (2) comporte les composants électriques et/ou électroniques (5). 4 ) Machine électrique selon la revendication 3, caractérisée en ce que les composants (5) sont constitués par un capteur Hall et/ou une résistance et/ou un composant de déparasitage et/ou un circuit électronique et/ou un commutateur thermique. 5 ) Machine électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le film souple (2) réalise la liaison électrique entre les balais (4) portés par le support de balais et les broches de connexion (6e, 6f) pour transmettre le courant d'alimentation du moteur aux balais (4). 6 ) Machine électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le film souple (2) est enrobé, en particulier au niveau de l'élément de connexion, au moins partiellement par la matière du support de balais (1) et/ ou de l'élément de connecteur (3). 7 ) Machine électrique selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisée en ce que les composants électriques ou électroniques sont fixés au film souple (2) par le procédé de montage de composants en surface (procédé SMD). 8 ) Machine électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le support de balais (1) comporte un logement (9) recevant le film souple (2) et/ou les composants électriques ou électroniques (5) fixés sur le film souple pour positionner le film souple ou les composants. 9 ) Procédé de fabrication d'un support de balais (1) d'une machine électrique, notamment d'un moteur électrique, caractérisée par les étapes suivantes: - on réalise un film souple (2) intégrant des lignes électriques (7) pour réaliser une liaison électrique, et - on fixe le film souple (2) au support de balais (1). 10 ) Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que on place le film souple (2) dans un moule d'injection du support de balais (1) et on l'enrobe par injection en partie avec la matière du support de balais (1). 11 ) Procédé selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce qu' avant d'enrober partiellement par injection le film souple (2), on installe les composants électriques ou électroniques (5) sur le film souple (2), notamment par le procédé SMD. 2879364 io 12 ) Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que les composants électriques ou électroniques (5) sont constitués par un capteur Hall et/ou une résistance et/ou un composant de déparasitage 5 et/ou un circuit électronique et/ou un commutateur thermique. io