Brevet FR2901427A1 — publié le 20071123

l'arbre rotatif, le nombre de spires de bobine est réduit d'une spire dans une première moitié circonférentielle de la bobine de champ. Ainsi, une force magnétomotrice de la bobine de champ, qui est exprimée en ampère-tours, est différente dans la première moitié circonférentielle et une seconde moitié restante. En d'autres termes, une force magnétomotrice qui agit sur une première moitié des pôles magnétiques et une force magnétomotrice qui agit sur une seconde moitié restante des pôles magnétiques sont différentes l'une de l'autre. En conséquence, un problème avec des alternateurs d'automobile classiques a été que le rotor fonctionnait dans un état magnétiquement déséquilibré, ce qui générait un bruit magnétique. De plus, du fait que la fréquence du bruit magnétique monte au fur à mesure que l'on augmente le nombre de pôles, le bruit magnétique devient irritant. EXPOSE DE L'INVENTION La présente invention vise à résoudre les problèmes ci-dessus et un but de la présente invention est d'offrir un rotor dynamoélectrique permettant de supprimer un bruit magnétique par réduction des déséquilibres circonférentiels d'une force magnétomotrice dans une bobine de champ. Afin de parvenir à l'objet ci-dessus, selon un aspect de la présente invention, on met à disposition un rotor dynamoélectrique comprenant : un noyau magnétique ayant : une portion de bossage ; des portions de culasse qui sont respectivement disposées de façon à s'étendre radialement vers l'extérieur depuis deux portions de bord d'extrémité axiale de la portion de bossage ; et une pluralité de portions de pôle magnétique en forme de griffe qui sont disposées de façon à s'étendre axialement depuis des portions circonférentielles externes des portions de culasse afin de s'engrener alternativement les unes avec les autres ; une bobine de champ qui est logée dans un espace de logement de bobine entouré par la portion de bossage, les portions de culasse, et les portions de pôle magnétique en forme de griffe ; et un arbre qui est inséré à travers une position axiale centrale de la portion de bossage et qui supporte le noyau magnétique afin de ne pas pouvoir effectuer une rotation relative. De surcroît, le présent rotor comprend : un corps annulaire fabriqué à partir d'une résine isolante, qui est fixé à une portion de l'arbre faisant saillie vers l'extérieur au niveau d'une première extrémité du noyau magnétique, et qui a une portion de bride faisant saillie radialement au niveau d'une extrémité proche du noyau magnétique ; une paire de bagues collectrices qui sont fixées à des portions circonférentielles externes du corps annulaire afin d'être séparées axialement ; et une paire de bornes de connexion qui sont disposées sur le corps annulaire de sorte que des premières extrémités soient respectivement connectées à la paire de bagues collectrices et des secondes extrémités fassent radialement saillie vers l'extérieur depuis la portion de bride. Le rotor dynamoélectrique est caractérisé en ce qu'une extrémité de début d'enroulement de bobine et une extrémité de fin d'enroulement de bobine de la bobine de champ sont amenées hors de l'espace de logement de bobine vers le corps annulaire dans une plage qui est inférieure ou égale à un pas polaire magnétique circonférentiellement, et respectivement connectées aux portions faisant saillie de la paire de bornes de connexion. Selon la présente invention, du fait que l'extrémité de début d'enroulement de bobine et l'extrémité de fin d'enroulement de bobine de la bobine de champ sont amenées hors de l'espace de logement de bobine vers le corps annulaire dans une plage qui est inférieure ou égale à un pas polaire magnétique circonférentiellement, le nombre de spires de bobine dans la bobine de champ est approximativement égal sur toute la circonférence. Ainsi, des déséquilibres circonférentiels d'une force magnétomotrice dans la bobine de champ sont réduits, et l'apparition d'un bruit magnétique et supprimé. Dans un mode de réalisation, ladite extrémité de début d'enroulement de bobine et ladite extrémité de fin d'enroulement de bobine de ladite bobine de champ sont amenées vers l'extérieur à travers une portion de creux entre des portions de pôle magnétique en forme de griffe de manière circonférentielle adjacentes. Dans un autre mode de réalisation, ladite extrémité de début d'enroulement de bobine et ladite extrémité de fin d'enroulement de bobine de ladite bobine de champ sont amenées vers l'extérieur à travers une ouverture de conducteur de bobine qui est disposée à travers ledit noyau magnétique près d'une base d'une portion de pôle magnétique en forme de griffe. On peut prévoir que dans le rotor dynamoélectrique selon la présente invention, le nombre de pôles magnétiques dans ledit noyau magnétique soit supérieur ou égal à douze pôles. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre et des dessins 10 annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue en élévation de face d'un rotor pour alternateur d'automobile selon un mode de réalisation 1 de la présente invention, - la figure 2 est une vue en coupe 15 transversale du rotor pour alternateur d'automobile selon un mode de réalisation 1 de la présente invention, et - la figure 3 est une vue en élévation de face d'un rotor pour alternateur d'automobile selon un 20 mode de réalisation 2 de la présente invention. EXPOSE DETAILLE DE MODES DE REALISATION PARTICULUERS Mode de réalisation 1 : La figure 1 est une vue en élévation de face d'un rotor pour alternateur d'automobile selon le mode 25 de réalisation 1 de la présente invention, et la figure 2 est une vue en coupe transversale du rotor pour alternateur d'automobile selon le mode de réalisation 1 de la présente invention. Sur les figures 1 et 2, un rotor 1 comprend : une bobine de champ 2 qui génère un flux magnétique au passage d'un courant d'excitation ; un noyau magnétique 3 qui est disposé de façon à recouvrir la bobine de champ 2 et dans lequel des pôles magnétiques sont formés par ce flux magnétique ; un arbre 4 qui est ajusté à travers une position axiale centrale du noyau magnétique 3 ; un corps annulaire 5, fabriqué à partir d'une résine isolante, qui est fixé à une portion d'extrémité de l'arbre 4 faisant saillie vers l'extérieur au niveau d'une première extrémité axiale du noyau magnétique 3 ; et une paire de bagues collectrices 6 destinées à laisser passer un courant électrique vers la bobine de champ 2 et qui sont fixées au corps annulaire 5. Le corps annulaire 5 comporte : une portion cylindrique 5a qui est fixée à l'arbre 4 ; et une portion 5b de bride qui fait saillie radialement vers l'extérieur depuis une première portion de bord d'extrémité de la portion cylindrique 5a. La paire de bagues collectrices 6 est fixée à une surface circonférentielle externe de la portion cylindrique 5a afin d'être exposée et d'être séparée axialement. Une paire de bornes de connexion 7 est disposée sur le corps annulaire 5 de sorte que ses premières extrémités soient respectivement électriquement connectées à chacune des bagues collectrices 6 et des secondes extrémités fassent saillie radialement vers l'extérieur depuis la portion 5b de bride à proximité immédiate circonférentiellement. Une paroi de séparation 8 est disposée afin de faire saillie depuis la portion 5b de bride de façon à séparer une paire de portions faisant saillie 7a. De surcroît, des portions 9 de crochet sont disposées de façon à faire saillie depuis la portion 5b de bride afin d'être positionnées circonférentiellement à l'extérieur de la paire de portions faisant saillie 7a. De plus, la paroi de séparation 8 et les portions 9 de crochet sont moulées solidairement sur le corps annulaire 5 au moyen d'une résine isolante. Les bagues collectrices 6 et les bornes de raccordement 7 sont moulées par insertion dans le corps annulaire 5. Le noyau magnétique 3 comporte un premier et second corps 10 et 14 de noyau magnétique qui sont chacun fabriqués à partir d'un acier à faible teneur en carbone au moyen d'un procédé de forgeage. Le premier corps 10 de noyau magnétique comporte : une première portion 11 cylindrique de bossage à travers laquelle on dispose une ouverture d'insertion d'arbre au niveau d'une position axiale centrale ; une première portion 12 de culasse en forme de bague épaisse qui est disposée de façon à s'étendre radialement vers l'extérieur depuis une première portion de bord d'extrémité de la première portion 11 de bossage ; et des premières portions 13 de pôle magnétique en forme de griffe qui sont disposées de façon à s'étendre vers une seconde extrémité axiale depuis des portions circonférentielles externes de la première portion 12 de culasse. Six premières portions 13 de pôle magnétique en forme de griffe, par exemple, sont formées de façon à avoir une forme conique, dans laquelle une forme de surface externe radialement est une forme approximativement trapézoïdale, une largeur circonférentielle devient progressivement plus étroite vers une pointe d'extrémité, et une épaisseur radiale devient progressivement plus mince vers la pointe d'extrémité, et sont agencées sur les portions circonférentielles externes de la première portion 12 de culasse à un pas angulaire uniforme circonférentiellement. De manière similaire, le second corps 14 de noyau magnétique comporte : une seconde portion cylindrique 15 de bossage à travers laquelle on dispose une ouverture d'insertion d'arbre au niveau d'une position axiale centrale ; une seconde portion 16 de culasse en forme de bague épaisse qui est disposée de façon à s'étendre radialement vers l'extérieur depuis une seconde portion de bord d'extrémité de la seconde portion 15 de bossage ; et des secondes portions 17 de pôle magnétique en forme de griffe qui sont disposées de façon à faire saillie vers une première extrémité axiale depuis des portions circonférentielles externes de la seconde portion 16 de culasse. Six secondes portions 17 de pôle magnétique en forme de griffe, par exemple, sont formées de façon à avoir une forme conique, dans laquelle une forme de surface externe radialement est une forme approximativement trapézoïdale, une largeur circonférentielle devient progressivement plus étroite vers une pointe d'extrémité, et une épaisseur radiale devient progressivement plus mince vers la pointe d'extrémité, et sont agencées sur les portions circonférentielles externes de la seconde portion 16 de culasse à un pas angulaire uniforme circonférentiellement. Les premier et second corps 10 et 14 de noyau magnétique sont montés de façon à ne pas pouvoir effectuer une rotation relativement à l'arbre 4 qui est ajusté par pression dans l'ouverture d'insertion d'arbre des première et seconde portions 11 et 15 de bossage dans un état où les première et seconde portions 13 et 17 de pôle magnétique en forme de griffe se font face les unes les autres afin de s'engrener les unes avec les autres et les surfaces d'extrémité des première et seconde portions 11 et 15 de bossage s'appuient les unes contre les autres. Le corps annulaire 5 est fixé à l'arbre 4 de sorte que la portion 5b de bride soit placée à proximité immédiate du premier corps 10 de noyau magnétique et les portions faisant saillie 7a des bornes de connexion 7 soient positionnées entre les premières portions 13 de pôle magnétique en forme de griffe adjacentes circonférentiellement. Une bobine 20 est moulée en une forme approximative de rouleau au moyen d'une résine isolante, et comprend : une portion 21 de tambour cylindrique ; une paire de portions 22 de bride en forme de disque qui sont disposées de façon à s'étendre radialement vers l'extérieur depuis des première et seconde portions de bord d'extrémité de la portion 21 de tambour ; et une portion de fixation 23 de fil de sortie en forme de T qui est disposée de façon à s'étendre radialement vers l'extérieur depuis l'une des portions 22 de bride. La bobine de champ 2 est préparée par enroulement d'une extrémité de début d'enroulement d'une bobine 19 sur la portion de fixation 23 de fil de sortie, enroulement de la bobine 19 en de multiples couches sur la portion 21 de tambour, et enroulement de son extrémité de fin d'enroulement sur la même portion de fixation 23 de fil de sortie. La bobine 20 est montée sur le noyau magnétique 3 par ajustement de la portion 21 de tambour sur les première et seconde portions 11 et 15 de bossage avec la bobine de champ 2 déjà enroulée là-dessus. La bobine de champ 2 est de ce fait logée à l'intérieur d'un espace de logement 18 de bobine du noyau magnétique 3 qui est entouré par les première et seconde portions 11 et 15 de bossage, les première et seconde portions 12 et 16 de culasse, et les première et seconde portions 13 et 17 de pôle magnétique en forme de griffe. Ici, la portion de fixation 23 de fil de sortie est positionnée dans une portion de creux entre les premières portions 13 de pôle magnétique en forme de griffe adjacentes du premier corps 10 de noyau magnétique à l'extérieur radialement des portions faisant saillie 7a des bornes de connexion 7. L'extrémité de début d'enroulement de la bobine 19 qui a été enroulée sur la portion de fixation 23 de fil de sortie est amenée vers l'extérieur par l'intermédiaire de la portion de creux entre les premières portions 13 de pôle magnétique en forme de griffe adjacentes du premier corps 10 de noyau magnétique, accrochée sur une première parmi les portions 9 de crochet, puis connectée à la portion faisant saillie 7a d'une première parmi les bornes de connexion 7. De manière similaire, l'extrémité de fin de roulement de la bobine 19 qui a été enroulée sur la portion de fixation 23 de fil de sortie est amenée vers l'extérieur par l'intermédiaire de la même portion de creux entre les premières portions 13 de pôle magnétique en forme de griffe adjacentes, est accrochée sur une seconde parmi les portions 9 de crochet, puis est connectée à la portion faisant saillie 7a d'une seconde parmi les bornes de connexion 7. Dans un rotor 1 qui est configuré de cette manière, du fait que l'extrémité de début d'enroulement et l'extrémité de fin d'enroulement de la bobine 19 de la bobine de champ 2 sont amenées vers l'extérieur par l'intermédiaire de la même portion de creux entre les premières portions 13 de pôle magnétique en forme de griffe adjacentes circonférentiellement, des portions de l'extrémité de début d'enroulement et de l'extrémité de fin d'enroulement de la bobine 19 qui sont amenées hors de l'espace de logement 18 de bobine sont approximativement alignées, ce qui fait que le nombre de spires de bobine dans la bobine de champ 2 est égal sur l'ensemble de la circonférence. Ainsi, les forces magnétomotrices de la bobine de champ 2 qui agissent sur chacune des portions 13 et 17 de pôle magnétique en forme de griffe deviennent égales, ce qui réduit un déséquilibre magnétique et réduit également un bruit magnétique qui résulte du déséquilibre magnétique. Par conséquent, le fait d'adopter cette configuration pour un rotor multipolaire comportant douze pôles ou plus est particulièrement utile étant donné que la génération d'un bruit magnétique irritant devient plus prononcée lorsque le nombre de pôles magnétiques d'un rotor est supérieur ou égal à douze pôles. Du fait que l'extrémité de début d'enroulement et l'extrémité de fin d'enroulement de la bobine 19 sont enroulées sur la portion de fixation 23 du fil de sortie, l'apparition d'un mauvais agencement d'enroulement dans la bobine 19 peut être supprimée, et la maniabilité lors de l'enroulement de la bobine 19 peut être améliorée. Du fait que la portion de creux entre les premières portions 13 de pôle magnétique en forme de griffe hors de laquelle l'extrémité de début d'enroulement et l'extrémité de fin d'enroulement de la bobine 19 sont amenées, est positionnée radialement à l'extérieur des portions faisant saillie 7a de la paire de bornes de connexion 7, la quantité de conducteur autour de la bobine 19 peut être réduite, ce qui permet d'améliorer la maniabilité lors de la connexion de la bobine 19 et des bornes de connexion 7. Du fait que la paire de portions faisant saillie 7a est séparée par la paroi de séparation 8, une isolation électrique parmi les portions de connexion entre la bobine 19 et les portions faisant saillie 7a peut être garantie. De plus, si la quantité de déséquilibre mécanique dans le rotor 1 dépasse une valeur spécifique, il est souhaitable que la quantité de déséquilibre soit ajustée afin d'être inférieure ou égale à la valeur spécifique par arasage des portions des premier et second corps 10 et 14 de noyau magnétique, perçage d'ouvertures, ou fixation de poids, etc. Mode de réalisation 2 : La figure 3 est une vue en élévation de face d'un rotor pour alternateur d'automobile selon le mode de réalisation 2 de la présente invention. Sur la figure 3, un corps annulaire 5 est fixé à un arbre 4 de sorte qu'une portion 5b de bride soit placée à proximité immédiate d'un premier corps 10 de noyau magnétique de sorte qu'une position circonférentiellement centrale entre des portions faisant saillie 7a d'une paire de bornes de connexion 7 soit alignée avec une portion circonférentiellement centrale d'une première portion 13 de pôle magnétique en forme de griffe du premier corps 10 du noyau magnétique. Une ouverture 24 de conducteur de bobine est disposée à travers une position circonférentiellement centrale d'une portion de base de la première portion 13 de pôle magnétique en forme de griffe en question. L'extrémité de début d'enroulement d'une bobine 19 qui a été enroulée sur une bobine 20 est amenée vers l'extérieur par l'intermédiaire de l'ouverture 24 de conducteur de bobine, accrochée sur une première portion 9 de crochet, puis connectée à la portion faisant saillie 7a d'une première parmi les bornes de connexion 7. De manière similaire, l'extrémité de fin d'enroulement de la bobine 19 qui a été enroulée sur la bobine 20 est amenée vers l'extérieur à travers l'ouverture 24 de conducteur de bobine, est accrochée sur une seconde portion de crochet 9, puis connectée à la portion faisant saillie 7a d'une seconde parmi les bornes de connexion 7. De plus, le reste de ce mode de réalisation est configuré d'une manière similaire au mode de réalisation 1 ci-dessus. Dans un rotor 1A qui est configuré de cette manière, du fait que l'extrémité de début d'enroulement et l'extrémité de fin d'enroulement de la bobine 19 sont amenées vers l'extérieur à travers la même ouverture 24 de conducteur de bobine, les portions de l'extrémité de début d'enroulement et de l'extrémité de fin d'enroulement de la bobine 19 qui sont amenées vers l'extérieur depuis l'espace de logement 18 de bobine sont approximativement alignées, ce qui fait que le nombre de spires de bobine dans la bobine de champ 2 est égal sur l'ensemble de la circonférence. Ainsi, dans le mode de réalisation 2, les forces magnétomotrices de la bobine de champ 2 qui agissent sur chacune des portions 13 et 17 de pôle magnétique en forme de griffe deviennent également égales, ce qui réduit un déséquilibre magnétique et réduit également un bruit magnétique qui résulte du déséquilibre magnétique. Maintenant, dans le mode de réalisation 2 ci-dessus, l'extrémité de début d'enroulement et l'extrémité de fin d'enroulement de la bobine 19 sont amenées vers l'extérieur à travers une ouverture 24 du conducteur de bobine, mais l'extrémité de début d'enroulement et l'extrémité de fin d'enroulement de la bobine 19 peuvent également être respectivement amenées vers l'extérieur par l'intermédiaire des différentes ouvertures de conducteur de bobine. Dans ce cas, il est souhaitable que les deux ouvertures de conducteur de bobine soient disposées de façon à être radialement alignées. Si les deux ouvertures de conducteur de bobine sont disposées de façon à être circonférentiellement décalées, il est souhaitable que les deux ouvertures de conducteur de bobine soient disposées dans une plage d'un pas polaire magnétique ou moins. Dans ce cas, le nombre de spires de bobine dans la bobine de champ devient approximativement égal sur l'ensemble de la circonférence, ce qui réduit des déséquilibres circonférentiels de force magnétomotrice dans la bobine de champ et supprime l'apparition d'un bruit magnétique. De plus, dans chacun des modes de réalisation ci-dessus, les portions faisant saillie 7a de la paire de bornes de connexion 7 font saillie vers l'extérieur depuis la portion 5b de bride du corps annulaire 5 à proximité immédiate circonférentiellement, mais les portions faisant saillie 7a de la paire de bornes de connexion 7 peuvent également faire saillie vers l'extérieur depuis la portion 5b de bride au niveau de positions qui se trouvent sur les côtés opposés de l'arbre 4. Dans ce cas, bien que la quantité de conducteur autour de la bobine 19 augmente, la paroi de séparation 8 peut être éliminée. Dans chacun des modes de réalisation ci- dessus, aucun ventilateur de refroidissement n'a été décrit, mais des ventilateurs de refroidissement peuvent également être fixés à des surfaces d'extrémité des premier et second corps 10 et 14 de noyau magnétique. Dans chacun des modes de réalisation ci-dessus, le noyau magnétique 3 comporte deux parties, c'est-à-dire, les premier et second corps 10 et 14 de noyau magnétique, mais le noyau magnétique peut également comporte trois parties telles qu'une portion de bossage et une paire de corps de noyau magnétique qui maintiennent la portion de bossage depuis des extrémités opposées. Dans chacun des modes de réalisation ci-dessus, la bobine 20 sur lequel la bobine de champ 2 a été enroulée est montée sur les portions de bossage du noyau magnétique, mais la bobine de champ peut également être directement enroulée sur les portions de bossage du noyau magnétique avec un matériau isolant intercalé. Dans chacun des modes de réalisation ci-dessus, les portions de bossage du noyau magnétique 3 sont formées de façon à avoir une forme cylindrique, mais la forme des portions de bossage n'est pas limitée à une forme cylindrique, et peut également être en forme de prisme polygonal, par exemple. Dans chacun des modes de réalisation ci- dessus, la présente invention est expliquée en l'appliquant aux rotors pour alternateur d'automobile, mais la présente invention n'est pas limitée aux alternateurs d'automobile et des effets similaires sont également obtenus si la présente invention est appliquée à des rotors pour d'autres machines dynamoélectriques telles que des moteurs à courant alternatif pour automobile, des moteurs-générateurs à courant alternatif pour automobile, etc. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Rotor dynamoélectrique comprenant : - un noyau magnétique (3) ayant : -une portion (11, 15) de bossage, - des portions (12, 16) de culasse qui sont respectivement disposées de façon à s'étendre radialement vers l'extérieur depuis deux portions de bord d'extrémité axiale de ladite portion (11, 15) de bossage, et - une pluralité de portions (13, 17) de pôle magnétique en forme de griffe qui sont disposées de façon à s'étendre axialement depuis des portions circonférentielles externes desdites portions (12, 16) de culasse afin de s'engrener alternativement les unes avec les autres, - une bobine de champ (2) qui est logée dans un espace de logement (18) de bobine qui est entourée par ladite portion (11, 15) de bossage, lesdites portions (12, 16) de culasse, et lesdites portions (13, 17) de pôle magnétique en forme de griffe, - un arbre (4) qui est inséré à travers une position axiale centrale de ladite portion (11, 15) de bossage et qui supporte ledit noyau magnétique (3) afin de ne pas pouvoir effectuer une rotation relative, - un corps annulaire (5), fabriqué à partir d'une résine isolante, qui est fixé à une portion dudit arbre (4) faisant saillie vers l'extérieur au niveau d'une première extrémité dudit noyau magnétique (3), et qui comporte une portion (5a) de bride faisant saillieradialement au niveau d'une extrémité proche dudit noyau magnétique, - une paire de bagues collectrices (6) qui sont fixées à des portions circonférentielles externes dudit corps annulaire (5) afin d'être axialement séparées, et - une paire de bornes de connexion (7) qui sont disposées sur ledit corps annulaire (5) de sorte que des premières extrémités soient respectivement connectées à ladite paire de bagues collectrices (6) et des secondes extrémités fassent radialement saillie vers l'extérieur depuis ladite portion (5a) de bride, caractérisé en ce qu'une extrémité de début d'enroulement de bobine et une extrémité de fin d'enroulement de bobine de ladite bobine de champ (2) sont amenées hors dudit espace de logement (18) de bobine vers ledit corps annulaire (5) dans une plage qui est inférieure ou égale à un pas polaire magnétique circonférentiellement, et respectivement connectées à des portions faisant saillie (7a) de ladite paire de bornes de connexion (7). 2. Rotor dynamoélectrique selon la revendication 1, dans lequel ladite extrémité de début d'enroulement de bobine et ladite extrémité de fin d'enroulement de bobine de ladite bobine de champ (2) sont amenées vers l'extérieur à travers une portion de creux entre des portions (13, 17) de pôle magnétique en forme de griffe circonférentiellement adjacentes.30 3. Rotor dynamoélectrique selon la revendication 1, dans lequel ladite extrémité de début d'enroulement de bobine et ladite extrémité de fin d'enroulement de bobine de ladite bobine de champ (2) sont amenées vers l'extérieur à travers une ouverture (24) de conducteur de bobine qui est disposée à travers ledit noyau magnétique (3) près d'une base d'une portion (13, 17) de pôle magnétique en forme de griffe. 4. Rotor dynamoélectrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le nombre de pôles magnétiques dans ledit noyau magnétique (3) est supérieur ou égal à douze pôles.15