Brevet FR2907274A1 — publié le 20080418

La présente invention concerne un dispositif de motorisation électrique utilisable notamment pour la mise en mouvement d'actionneurs. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION Un tel dispositif de motorisation comprend généralement un moteur électrique comportant un boîtier dans lequel est fixé un stator entourant un rotor fixé à un arbre de sortie monté à pivotement dans le boîtier par l'intermédiaire de deux roulements à billes disposés de part et d'autre du rotor. L'arbre de sortie possède une portion d'extrémité en saillie du boîtier pour coopérer avec un élément mené de l'actionneur et un module de commande est généralement monté à l'extérieur du boîtier en regard de la portion d'extrémité en saillie pour détecter une position angulaire de l'arbre de sortie et commander le moteur en fonction de cette position détecté. La portion de l'arbre s'étendant au-delà du roulement, du côté de l'extrémité en saillie est relative-ment importante de sorte qu'elle doit présenter une ré- sistance à la flexion relativement importante lorsqu'elle est soumise à des efforts transversaux comme c'est le cas notamment si la portion d'extrémité de l'arbre est associée à un pignon engrenant sur une roue dentée de l'actionneur. Il a été envisagé d'assurer le guidage en rota- tion de la portion d'extrémité en saillie de l'arbre par l'intermédiaire d'un troisième roulement. Toutefois, un tel montage pose des problèmes de réalisation notamment dans la précision des usinages. Ce montage est également hyperstatique et entraîne une diminution du rendement du moteur et une augmentation de l'usure des roulements. Un tel dispositif de motorisation est en outre encombrant. OBJET DE L'INVENTION 2907274 2 Un but de l'invention est de fournir un dispositif de motorisation ayant une structure compacte et résistante aux sollicitations mécaniques. RESUME DE L'INVENTION 5 A cet effet, on prévoit, selon l'invention, un dispositif de motôrisation comprenant un boîtier dans le-quel est fixé un stator entourant un rotor fixé à un arbre et ayant une première portion d'extrémité et une deuxième portion d'extrémité qui sont reliées au boîtier 10 respectivement par un premier palier et un deuxième palier, la deuxième portion d'extrémité s'étendant au-delà du deuxième palier en saillie du boîtier, et le dispositif de motorisation comportant un module électronique de commande monté dans le boîtier en regard d'une portion de 15 l'arbre s'étendant entre le rotor et le deuxième palier. Ainsi, les deux paliers sont écartés au maximum, assurant un guidage optimal de l'arbre en rotation, et le deuxième palier est au plus proche de la portion d'extrémité destinée à coopérer avec l'actionneur, de sorte que 20 cette portion d'extrémité ne présente pas un porte-à-faux susceptible de limiter sa résistance aux sollicitations. De préférence, la deuxième portion d'extrémité s'étend en saillie d'une surface externe d'une paroi contre laquelle est monté le module électronique de corn- 25 mande et cette paroi est en matériau thermiquement conducteur. Du fait du positionnement du module électronique de commande, l'actionneur peut constituer une masse utilisée pour dissiper la chaleur résultant du fonctionne- 30 ment du module de commande. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier non limitatif de l'invention. 2907274 3 BREVE DESCRIPTION DES DESSINS 1l sera fait référence à la figure unique annexée représentant schématiquement en coupe longitudinale un dispositif de motorisation conforme à l'invention. 5 DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Le dispositif de motorisation de l'invention est destiné à entraîner en rotation un élément mené d'un actionneur quel qu'il soit. En référence à la figure, le dispositif de moto- 10 risation, généralement désigné en 1, comprend un boîtier 2, ici réalisé en deux parties 2.1 et 2.2, un stator 3 fixé dans la partie de boîtier 2.1 et entourant un rotor 4 fixé à un arbre 5. Les parties de boîtier 2.1 et 2.2 sont assemblées 15 l'une à l'autre par des moyens connus en eux-mêmes, assurant de préférence un assemblage démontable comme par exemple des vis ou des boulons. La partie de boîtier 2.2 possède une paroi 10 ayant une surface externe d'appui 11 sur un actionneur 100, ici schématisé en trait mixte, et 20 est pourvue de moyens non représentés pour sa fixation sur le corps de l'actionneur. Cette fixation est par exemple assurée par vissage ou boulonnage. Le stator 3 et le rotor 4 sont connus en eux-mêmes, de même que leur mode de fixation dans le boîtier 25 2. Le stator 3 est alimenté en courant alternatif et l'ensemble stator-rotor fonctionne de la même manière qu'un moteur de type sans balais ("brushless"). L'arbre 5 comprend une première portion d'extrémité 5.1 reliée à la partie de boîtier 2.1 par un palier 30 6 et une deuxième portion d'extrémité 5.2 reliée à la partie de boîtier 2.2 par un palier 7. Les paliers 6 et 7 sont ici des roulements à billes mais peuvent être des roulements à rouleaux, des roulements à aiguilles, ou des paliers lisses. 35 La deuxième portion d'extrémité 5.2 de l'arbre 5 2907274 4 s'étend en saillie de la surface 11 à l'extérieur du boîtier 2 et est équipée de moyens de transmission d'un couple à un élément mené de l'actionneur 100. Ces moyens peuvent comprendre une denture, des cannelures, des er- 5 Bots, un pignon denté, une poulie reliée à l'élément mené par une courroie... Le dispositif de motorisation 1 comprend égale-ment un module de commande, symbolisé en 8, monté dans le boîtier 2 en regard d'une portion 5.3 de l'arbre 5 10 s'étendant entre le rotor 4 et le palier 7. Le module de commande 8 est fixé contre la paroi 10. Le module de commande 8 est agencé pour piloter l'alimentation des bobines du stator 3 de manière à entraîner le rotor 4 en rotation. Le module de commande 8 comprend ici un organe de 15 raccordement 9 a une source d'alimentation en énergie électrique et plusieurs cartes 12, 13, 14 à circuit imprimé qui sont superposées et qui s'étendent perpendiculairement à l'arbre 5. Les cartes 12, 13, 14 comportent un orifice de passage pour l'arbre 5. Ces cartes 12, 13, 20 14 portent des composants de commande 15 et des composants de puissance 16. Les composants de puissance 16 s'étendent ici dans l'espace défini entre les cartes 12 et 13 (les composants de puissance peuvent être disposés également ou alternativement entre les cartes 13 et 14). 25 La carte 12 la plus proche du moteur est pourvue de capteurs 17 de champ magnétique. Un disque 18 pourvu de portions aimantées 19 est fixé à l'arbre 5 pour pivoter en regard des capteurs 17 en formant avec ceux-ci un organe de détection de la position angulaire de l'arbre 5. 30 Le dispositif de motorisation 1 est destiné à être fixé sur l'actionneur 100 par l'intermédiaire de la partie de boîtier 2.2 fixée de manière que la surface d'appui 11 soit appliquée contre le corps de l'actionneur 100. De préférence, le boîtier 2, et plus particulière- 35 ment la partie de boîtier 2.2, la paroi 10 et le corps de 2907274 5 l'actionneur sont en matériaux thermiquement conducteurs afin de permettre une évacuation de la chaleur produite lors de fonctionnement du module de commande 8. Ce matériau est par exemple un métal comme l'aluminium. 5 Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et on peut y apporter des va-riantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications. En particulier, la structure du dispositif de mo- 10 torisation peut présenter des différences par rapport à celle décrite : le boîtier peut par exemple être réalisé en une partie ou en plus de deux parties, l'ensemble rotor-stator peut être agencé pour fonctionner comme un moteur à balais, le module de commande peut ne pas compor- 15 ter de détecteur de position, le connecteur du module de commande à la source d'énergie électrique peut être rem-placé par des câbles... En outre, par palier, on entend dans la description tout organe de guidage en rotation et notamment des 20 paliers lisses ou des paliers à éléments de roulement comme les roulements à billes, à aiguilles ou à rouleaux. REVENDICATIONS 1. Dispositif de motorisation (1), caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier (2) dans lequel est fixé un stator (3) entourant un rotor (4) fixé à un arbre (5) et ayant une première portion d'extrémité (5.1) et une deuxième portion d'extrémité (5.2) qui sont reliées au boîtier respectivement par un premier palier (6) et un deuxième palier (7), la deuxième portion d'extrémité s'étendant au-delà du deuxième palier en saillie du boîtier, et en ce que le dispositif de motorisation comporte un module électronique de commande (8) monté dans le boîtier en regard d'une portion (5.3) de l'arbre s'étendant entre le rotor et le deuxième palier. 2. Dispositif de motorisation selon la revendication 1, dans lequel la deuxième portion d'extrémité (5.2) s'étend en saillie d'une surface externe (11) d'une paroi (10) contre laquelle est monté le module électronique de commande (8) et cette paroi est en matériau thermiquement conducteur. 3. Dispositif de motorisation selon la revendication 1, dans lequel le module électronique de commande (8) comporte plusieurs cartes (12, 13, 14) à circuit imprimé qui s'étendent en superposition perpendiculairement à l'arbre (5) et qui sont pourvues d'un orifice de pas-sage de l'arbre (5). 4. Dispositif de motorisation selon la revendication 3, dans lequel les cartes (12, 13, 14) portent des composants de puissance (16) s'étendant dans l'espace dé- fini entre deux cartes. 5. Dispositif de motorisation selon la revendication 3, comportant des capteurs (17) de champ magnétique montés sur la carte (12) la plus proche du stator et un disque (18) pourvu de portions aimantées et fixé à l'ar-bre (5) pour pivoter en regard des capteurs pour former 2907274 7 avec ceux-ci un organe de détection d'une position angulaire de l'arbre (5).