Brevet FR2890251A1 — publié le 20070302

Domaine de l'invention Cette invention concerne généralement un rotor de type cage assemblé. 5 Arrière plan technique Pour ce qui concerne des rotors traditionnels à cage d'écureuil, les documents JP2005-12907A et JP1997(09)-9592A divulguent chacun un rotor fabriqué par un procédé dans lequel un noyau de rotor est tenu par un moule, des conducteurs sont formés intégralement avec des bagues terminales en remplissant des fentes du noyau de rotor, par fonderie ou par forgeage. Par ailleurs, les documents JP2003-289655A et JP1996(08)-294256A divulguent chacun un rotor dans lequel un noyau de rotor est assemblé avec une pluralité de barres conductrices et de bagues terminales, et une pluralité de portions sont connectées sur le plan structurel par soudure ou par brasage. Cependant, lorsqu'on fabrique un rotor à cage d'écureuil par coulée dans un moule, il peut être difficile d'éviter des défauts de coulée qui peuvent se produire en raison de l'entraînement d'air ou de génération de gaz à l'intérieur du rotor. De plus, un moule de grande taille est nécessaire pour tenir le noyau de rotor quand les conducteurs viennent remplir les fentes par forgeage, ce qui mène à augmenter la taille des installations de fabrication. Au contraire, un rotor à cage d'écureuil assemblé, dans lequel les bagues terminales et les barres conductrices sont soudées ou brasées ensemble, n'implique pas les problèmes mentionnés ci-dessus. Cependant, un tel rotor à cage d'écureuil assemblé inclut une paire de bagues terminales et un certain nombre de barres conductrices, et il peut donc être nécessaire de souder ou de braser un grand nombre de points. Par conséquent, il peut en résulter des processus de fabrication compliqués. 2890251 2 Il existe donc un besoin pour proposer un rotor du type cage qui soit configuré avec un nombre inférieur de composants et qui soit aisément fabriqué. Sommaire de l'invention En accord avec un aspect de la présente invention, un rotor du type cage, qui comprend un noyau de rotor présentant au moins une fente, une première bague terminale conductrice positionnée sur un côté du noyau de rotor, et une seconde bague terminale conductrice positionnée sur l'autre côté du noyau de rotor, est caractérisé en ce que la première bague terminale inclut un trou formé intégralement dans celle-ci et faisant face vers la fente du noyau de rotor dans une direction axiale du noyau de rotor, et la seconde bague terminale comprend une barre formée intégralement avec celle-ci et s'étendant dans la direction axiale. La barre est intégralement logée dans la fente et dans le trou. Dans ce cas, il est possible de proposer un rotor de type cage qui présente un nombre inférieur de composants et qui est aisément fabriqué. Il est préférable que la première bague terminale ait la même forme que la seconde bague terminale. Dans ce cas, il est possible de réduire les types de composants pour le rotor de type cage. Il est encore préférable que le noyau de rotor inclue une pluralité de feuilles magnétiques stratifiées dans la direction axiale. Dans ce cas, il est possible de générer efficacement une force magnétique par des courants d'induction. Avantageusement, le noyau de rotor a au moins une autre fente, la seconde bague terminale comprend un trou formé intégralement avec celle-ci et faisant face vers ladite autre fente du noyau de rotor dans la direction axiale, et la première bague terminale comprend une barre formée intégralement avec celle-ci et s'étendant dans la direction axiale, et la barre de la première bague terminale étant logée 2890251 3 intégralement dans ladite autre fente et dans le trou de la seconde de bague terminale. Il est aussi encore préférable que le trou soit ouvert dans une direction radiale vers l'extérieur ou vers l'intérieur de l'une au moins de la première et de la seconde bague terminale. Dans ce cas, il est possible d'utiliser efficacement les courants d'induction. Il est de même préférable que le rotor de type cage soit applicable à une 0 pompe à eau du type à entraînement magnétique. Dans ce cas, il est possible de proposer une pompe à eau du type à entraînement magnétique qui inclut un plus petit nombre de composants. Brève description des dessins 15 Les éléments et caractéristiques précédents de la présente invention, de même que des éléments et caractéristiques et additionnels, deviendront plus apparents de la description détaillée qui va suivre, considérée en se référant aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels: la figure 1 illustre une section transversale d'une pompe à eau (pompe à entraînement magnétique) en accord avec un mode de réalisation de la présente invention; la figure 2 illustre une vue en perspective du rotor 9 illustré dans la figure 1; et la figure 3 illustre une vue éclatée du rotor 9 illustré dans la figure 2. Description détaillée Un mode de réalisation de la présente invention va être décrit ci-30 dessous en se référant aux dessins annexés. Comme illustré dans la figure 1, une pompe à eau 100, qui est une pompe à entraînement magnétique, est fixée sur un bloc moteur 110 par 2890251 4 des moyens de fixation qui ne sont pas illustrés. Le bloc moteur 110 est représenté par exemple par un carter de la chaîne de synchronisation. La pompe à eau 100 est principalement configurée avec une plaque 2, qui couvre une portion en évidement 110a formée dans le bloc moteur 110 et définit une chambre de pompe 8, une hélice 11, supportée en rotation à l'intérieur de la chambre de pompe 8 et produisant un écoulement de réfrigérant (fluide) à l'intérieur de la chambre de pompe 8 lorsqu'elle tourne, un mécanisme d'entraînement 50, qui entraîne l'hélice 11 en rotation, et un corps 3 qui entoure le mécanisme d'entraînement 50. La plaque 2 est fixée au bloc moteur 110 par des moyens de fixation (non représentés) d'une manière étanche aux fluides via un élément d'étanchement 120. L'élément d'étanchement 120 est représenté par exemple par un joint torique ou similaire. Un arbre 4 est retenu en rotation dans le corps 3 via un palier 1. Une butée de poulie 130 est fixée à une extrémité de l'arbre 4, de sorte que la force d'entraînement en rotation provenant du moteur est transmise. Un entraînement magnétique 7, formé de manière intégrale avec une platine 6 qui est équipée de manière fixe d'un aimant permanent 5, est formé à l'autre extrémité de l'arbre 4. L'entraînement magnétique 7 est agencé en rotation entre le corps 3 et une paroi 10 qui sépare la chambre de pompe 8 et une chambre de corps 12. L'aimant permanent 5 est segmenté ou divisé dans une direction circonférentielle en pôles sud et en pôles nord qui sont agencés en alternance. La paroi 10 est fixée à la plaque 2 d'une manière étanche aux fluides via un joint torique 140. Le joint torique peut être représenté par un disque d'étanchement ou similaire. Un rotor 9 inclut un noyau de rotor 91 qui comporte une multiplicité de couches de feuilles magnétiques et une paire de bagues terminales conductrices 92 (c'est-à-dire une première bague terminale et une seconde bague terminale) et il est agencé de manière à faire face vers l'entraînement magnétique 7 via la paroi 10. Le rotor 9 inclut donc un conducteur électrique qui tourne en utilisant les courants d'induction qui sont générées en réponse à une rotation de l'aimant permanent 5. Le noyau de rotor 91 est fixé sur une extrémité d'un élément rotatif 14 au niveau d'un trou traversant 91a formé au centre de celui-ci. L'hélice 11 est fixée à l'autre extrémité de l'élément rotatif 14. L'élément rotatif 14 est supporté en rotation par un arbre 13 via un palier immergé 15 prévu au niveau de la plaque 2. Le mécanisme d'entraînement 50 est configuré avec le rotor 9 et l'aimant permanent 5. Le rotor 9 va être décrit plus en détail en se référant aux figures 2 et 3. Le rotor 9 inclut le noyau de rotor 91 qui présente une multiplicité de fentes 91b et une paire de bagues terminales conductrices 92 et 92. Le noyau de rotor 91 présente une structure de forme approximativement cylindrique. Le noyau de rotor 91 est produit d'une multiplicité de couches de feuilles magnétiques et il inclut une pluralité de fentes 91b évidées dans une direction radiale. En accord avec le mode de réalisation de la présente invention, le noyau de rotor 91 inclut un nombre pair de fentes 91b, par exemple vingt-six fentes 91b. Les bagues terminales 92 sont réalisées chacune en un métal conducteur, par exemple du cuivre, de l'aluminium ou similaire, et elles présentent chacune une structure approximativement en forme de disque. Chaque bague terminale 92 est formée avec un trou 92a à son centre, et elle est en outre formée, sur l'une de ses surfaces, avec une pluralité de barres 92b, ou dotée d'une telle pluralité de barres, et avec des trous allongés 92c agencés en alternance dans une direction circonférentielle. En accord avec le mode de réalisation de la présente invention, chaque bague terminale 92 est formée avec treize barres 92b et treize trous allongés 92c. Les barres 92b ont chacune une section transversale perpendiculaire à une direction axiale du rotor 9, qui a la même forme que le trou allongé 92c. Les barres 92b sont formées 2890251 6 intégralement avec chaque bague terminale 92 de manière à être introduites dans les fentes 91b du noyau de rotor 91. Les trous allongés 92c ont la même forme que les fentes 91b du noyau de rotor 91 et ils sont ouverts dans la direction radiale vers l'extérieur de chaque de bague terminale 92. L'une des bagues terminales 92 est positionnée à l'opposé de l'autre bague terminale 92 par rapport au noyau de rotor 91, de sorte que les barres 92b de la première bague terminale 92 seront insérées dans les trous allongés 92a de l'autre bague terminale 92. Les barres 92b sont formées chacune avec une longueur axiale plus longue que la somme de la longueur axiale du noyau de rotor 91b et de l'épaisseur de la bague terminale 92. Par conséquent, les projections des barres 92b sont pressées et matées de telle façon que les barres 92b soient aisément intégrées au noyau de rotor 91. Comme décrit ci-dessus, à cause du fait que l'on peut appliquer une opération de pressage aux barres 92b, les barres 92b à l'intérieur des fentes 91b sont épaissies. De ce fait, les barres 92b viennent en contact intime avec les surfaces intérieures des fentes 91b, ce qui augmente de façon efficace le niveau des courants d'induction et permet efficacement une amélioration de la transmission de couple. On va ensuite décrire ici le fonctionnement du rotor 9. Quand l'arbre 4 est mis en rotation via le siège de poulie 130 par une force d'entraînement en rotation transmise depuis le moteur, l'aimant permanent 5 intégré dans l'arbre 4 est mis en rotation. Quand l'aimant permanent 5 tourne, des courants d'induction sont générés au niveau du rotor 9 à l'opposé de l'aimant permanent 5 via la paroi 10. Les courants d'induction générés au niveau du rotor 9 et le flux magnétique de l'aimant permanent 5 mettent en rotation le rotor 9 dans la même direction que la direction de rotation de l'aimant permanent 5. C'est-à- dire que le rotor 9 et l'aimant permanent 5 font office de couplage inductif (c'est-à-dire de mécanisme d'entraînement 50). Quand le rotor 9 tourne, l'élément rotatif 14 intégré dans le rotor 9 est mis en rotation, et l'hélice 11 intégrée dans l'élément rotatif 14 est donc mise en 2890251 7 rotation, ce qui produit un écoulement du réfrigérant d l'intérieur de la chambre de pompe 8. Dans un couplage magnétique traditionnel, s'il se produit une différence de vitesse de rotation entre un élément extérieur et un élément intérieur, il est possible que l'aimant intérieur s'arrête de tourner. Cependant, dans le couplage inductif décrit ci-dessus, il n'est pas nécessaire que le rotor 9 soit en phase avec l'élément permanent 5 quand le rotor 9 tourne. Par conséquent, même s'il se produit une différence de vitesse de rotation entre le rotor 9 et l'aimant permanent 5 parce que la rotation du rotor 9 est en retard par rapport d la rotation de l'aimant permanent 5, la transmission d'un couple de rotation est poursuivie par des courants d'induction. Par conséquent, il n'y a pas de possibilité que le rotor 9 s'arrête de tourner pendant que l'aimant permanent 5 est en rotation. Ainsi, l'aimant permanent 5 ne doit pas nécessairement présenter une force magnétique plus intense que nécessaire, ce qui permet d'utiliser un aimant permanent de petite taille, ou avec une force magnétique de faible niveau. De même, quand le rotor 9 tourne d une faible vitesse de rotation, une telle différence dans les vitesses de rotation permet de véhiculer une grande quantité de réfrigérant dans le but d'améliorer les performances de l'équipement de chauffage embarqué dans le véhicule. D'autre part, quand le rotor 9 tourne â une haute vitesse de rotation, une telle différence de vitesse de rotation empêche que le réfrigérant soit véhiculé sous une quantité excessive, de sorte que l'on évite effectivement une perte de force motrice. Comme décrit ci-dessus, en accord avec le mode de réalisation de la présente invention, les trous allongés 92c de chaque bague terminale 92 sont ouverts dans la direction radiale vers l'extérieur de la bague. Toutefois, il est évident que les mêmes effets seront générés quand les trous allongés 92c sont ouverts dans une direction radiale vers l'intérieur, ou bien quand les trous allongés 92c ne sont pas ouverts dans la direction radiale de la bague terminale 92. 2890251 8 Les principes, le mode de réalisation préféré, et le mode de fonctionnement de la présente invention ont été décrits dans la spécification qui précède. Toutefois, l'invention que l'on entend protéger ne doit pas être entendue comme limitée au mode de réalisation particulier décrit. En outre, les modes de réalisation ici décrits doivent être considérés comme illustratifs plutôt que restrictifs. Des tiers pourront apporter des variations et des changements et employer des équivalents, sans s'éloigner de la portée de la présente invention. Ainsi, il est expressément entendu que toutes ces variations, changements et équivalents seront englobés dans la portée de la présente invention telle que définie dans les revendications annexées. 2890251 9 Revendications 1. Rotor (9) du type cage comprenant un noyau de rotor (91) ayant au moins une fente (91b), une première bague terminale conductrice (92) positionnée sur un côté du noyau de rotor (91), et une seconde bague terminale conductrice (92) positionnée sur l'autre côté du noyau de rotor (91), caractérisé en ce que la première bague terminale (91) comprend un trou (92c) formé de façon intégrale avec celle-ci et faisant face vers la fente (91 b) du noyau de rotor (91) dans une direction axiale du noyau de rotor (91), et la seconde bague terminale (92) comprend une barre (92b) formée intégralement avec celle-ci et s'étendant dans la direction axiale, et la barre (92b) étant logée intégralement dans la fente (91 b) et dans le trou (92c). 2. Rotor (9) du type cage selon la revendication 1, dans lequel la première bague terminale (92) a la même forme que la seconde bague terminale (92). 3. Rotor (9) du type cage selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le noyau de rotor (91) inclut une pluralité de feuilles magnétiques stratifiées dans la direction axiale. 4. Rotor (9) du type cage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le noyau de rotor a au moins une autre fente (91 b), la seconde bague terminale (92) comprend un trou (92c) formé intégralement avec celle-ci et faisant face vers ladite autre fente (91b) du noyau de rotor (91) dans la direction axiale, et la première bague terminale (92) comprend une barre (92b) formée intégralement avec celleci et s'étendant dans la direction axiale, et la barre (92b) de la première bague terminale (92) étant logée intégralement dans ladite autre fente (91 b) et dans le trou (92c) de la seconde de bague terminale (92). 5. Rotor (9) du type cage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le trou (92c) est ouvert dans une direction radiale vers l'extérieur ou vers l'intérieur de l'une au moins de la première et de la seconde bague terminale (92, 92). 6. Rotor (9) du type cage selon l'une quelconque des revendications précédentes, appliqué à une pompe à eau à entraînement magnétique. 7. Rotor (9) du type cage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le noyau de rotor (91) présente une pluralité de fentes (91 b), et la première et la seconde bague terminale présentent une pluralité de barres (91b) et une pluralité de trous (92c).