Brevet FR3025667A1 — publié le 20160311

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à une machine élec- trique comportant un induit muni en position centrale suivant l'axe de rotation, d'un arbre d'induit dont l'extrémité axiale porte un aimant de capteur. Etat de la technique Le document DE 19523789 A 1 présente une machine électrique dont la partie mobile est l'induit encore appelé rotor. Pour un grand nombre d'applications, il est nécessaire de connaître la position de rotation de l'induit pendant le fonctionnement. Pour définir cette po- sition de rotation de l'induit, il est connu d'y fixer des aimants de capteur générant un signal sur l'induit. Un capteur magnétosensible détecte le champ magnétique de l'induit. Le capteur peut être fixé sur l'arbre qui traverse l'induit au centre de son axe de rotation. Il est avan- ts tageux d'installer l'élément magnétique à une extrémité axiale de l'arbre d'induit. Pour que l'aimant générateur soit fixé en toute sécurité à l'extrémité axiale de l'arbre d'induit, on utilise un composant non magnétique pour tenir l'aimant de capteur. Ce composant se trouve entre l'aimant de capteur et l'extrémité axiale de l'arbre d'induit pour que 20 l'aimant de capteur ne soit pas installé directement sur l'arbre d'induit. Exposé et avantages de l'invention La présente invention a pour objet une machine élec- trique comportant un induit muni en position centrale suivant l'axe de rotation, d'un arbre d'induit dont l'extrémité axiale porte un aimant de 25 capteur, cette machine électrique étant caractérisée en ce que l'aimant de capteur est installé directement à l'extrémité axiale de sorte qu'il n'y a pas de composant supplémentaire pour fixer l'aimant de capteur, entre celui-ci et l'extrémité axiale. La machine électrique selon l'invention a l'avantage, vis- 30 à-vis de l'état de la technique, de supprimer tout composant entre l'aimant de capteur et l'extrémité axiale de l'arbre d'induit. L'aimant de capteur se trouve ainsi directement sur l'extrémité axiale de l'arbre d'induit, ce qui permet d'économiser un composant. Cette économie a plusieurs effets positifs tels qu'une réduction du poids de la machine 35 électrique et une réduction du coût grâce à une construction plus 3025667 2 simple de la machine. De plus, la suppression de ce composant entre l'aimant de capteur et l'arbre d'induit permet d'installer un aimant de capteur plus grand et de générer ainsi un signal magnétique de plus grande intensité. L'aimant de capteur permet de détecter la vitesse de 5 rotation et la position de rotation. Un évidement de l'aimant de capteur reçoit avantageusement l'extrémité axiale de l'arbre d'induit dans l'aimant de capteur ce qui permet de positionner et de fixer l'aimant de capteur de manière simple sur l'extrémité axiale de l'arbre d'induit. 10 De façon avantageuse, l'aimant de capteur est de forme cylindrique. L'évidement est prévu sur un côté axial de l'aimant de capteur. L'évidement forme un trou borgne qui a l'avantage d'éviter une butée distincte pour positionner axialement l'aimant de capteur car le fond du trou borgne sert de butée. Selon un développement, la cavité est une empreinte multi-pans tels que par exemple une empreinte six-pans. Une empreinte multi-pans a des avantages de fabrication par rapport à une forme circulaire de l'évidement car une empreinte multi-pans conserve mieux sa forme et la précision des dimensions à la fabrication. On peut également envisager de donner à l'extrémité de l'arbre, une forme cor- respondante à celle de l'empreinte de sorte que l'aimant de capteur pourra se monter de façon bloquée en rotation sur l'arbre. De plus, la forme correspondante de l'extrémité de l'arbre et de l'empreinte multipans permet un positionnement défini et garanti selon le principe de la réciprocité des formes. Si l'aimant de capteur est une pièce injectée, cela permet de donner à l'aimant de capteur une très grande diversité de formes. L'aimant de capteur est réalisé de préférence avec des particules de ferrites de grande dimension liées par de la matière plastique. Mais on peut également envisager d'utiliser des Terres Rares liées par de la ma- tière plastique. On peut ainsi envisager d'utiliser du Néodyme. Selon une variante de réalisation, l'aimant de capteur est une pièce frittée, ce qui permet de fabriquer cette pièce avec des ferrites fritées. La pièce frittée peut également se réaliser avec d'autres maté- 3025667 3 riaux, tels que des Terres Rares. L'aimant de capteur peut pour cela avoir un revêtement. Selon un développement de la machine électrique, l'aimant de capteur est fixé de préférence avec un adhésif à l'extrémité 5 axiale, ce qui a l'avantage de fixer l'aimant de capteur de manière simple et économique à l'extrémité axiale. Selon une variante de réalisation, on peut également presser l'aimant de capteur sur l'extrémité axiale de l'arbre d'induit pour que cette extrémité axiale logée dans la cavité forme un ajustage serré dans l'aimant de capteur. 10 La machine électrique comporte un boîtier entourant l'induit et l'extrémité axiale de l'aimant de capteur. Le boîtier comporte une platine avec un capteur qui se trouve ainsi dans la région de l'aimant de capteur. L'invention a également pour objet un procédé de fabrica- 15 tion d'une machine électrique telle que définie ci-dessus. Ce procédé est avantageux vis-à-vis des procédés de l'état de la technique. Comme l'aimant de capteur est mis en forme par un procédé d'usinage sans enlèvement de copeaux, il est possible de donner à l'aimant de capteur une très grande multiplicité de forme. L'aimant de capteur est installé 20 sur l'extrémité axiale de l'arbre d'induit. Pour cela, on met de l'adhésif dans l'évidement de l'aimant de capteur et/ou sur l'extrémité axiale de l'arbre d'induit. On peut également réaliser un ajustage pressé entre le capteur et l'extrémité axiale. Il est possible de fixer le capteur uniquement par un ajustage pressé sur l'extrémité axiale. Le procédé de fabri- 25 cation selon l'invention a l'avantage d'être flexible car l'aimant de capteur ou l'extrémité axiale peuvent être préparés de différentes manières pour leur assemblage. Il est particulièrement avantageux que l'aimant de cap- teur soit installé d'abord sur l'extrémité axiale de l'induit pour être en- 30 suite aimanté. Cette succession d'opérations facilite le montage de l'aimant de capteur car un aimant déjà aimanté est difficile à manipuler à cause des forces magnétiques auxquelles il est soumis. Dessin La présente invention sera décrite ci-après, de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation d'une machine élec- 3025667 4 trique et de son procédé de fabrication à l'aide de la figure unique qui est une coupe axiale de la machine électrique selon l'invention dont l'extrémité axiale de l'arbre d'induit porte un aimant de capteur fixé par un adhésif. 5 Description de modes de réalisation La figure unique montre une machine électrique 10. La machine électrique 10 a un boîtier 32. Le boîtier 32 loge un induit 12. Suivant l'axe de rotation 1, de l'induit 12, il y a un arbre d'induit 14. L'arbre d'induit 14 dépasse du boîtier 32 des deux côtés de l'induit 12. 10 Une extrémité axiale 16 de l'arbre d'induit 14 reste dans le boîtier 32. L'extrémité axiale 16 porte un aimant de capteur 18. L'aimant de capteur 18 a un évidement 20, sur son côté axial 22 tourné vers l'induit 12. Cet évidement 20 est sous la forme d'un trou borgne. Mais on peut également envisager de perforer le fond 17 du trou borgne 15 en y réalisant au moins un trou. Le trou peut avoir une multiplicité de formes. Il est possible de donner au trou borgne une forme de trou oblong. On peut en outre envisager de fendre ou de perforer la paroi 19 de l'aimant de capteur de forme cylindrique avec l'évidement 20. La paroi 19 de l'aimant de capteur cylindrique 18 qui est en forme de pot 20 s'applique contre la périphérie extérieure de l'arbre 14. L'aimant de capteur 18 peut se fabriquer de différentes manières. Ainsi, on peut fabriquer l'aimant de capteur 18 par injection en utilisant un liant de matière plastique chargée de particules de ferrites. Il est également possible de réaliser l'aimant de capteur 18 sous la 25 forme d'une pièce fritée de ferrites. On peut également utiliser des Terres Rares à la place des ferrites. De tels matériaux à base de Terres Rares servent à fabriquer un aimant NdFeB. L'aimant de capteur 18 se colle avec un adhésif 26 à l'extrémité axiale 16 de l'arbre d'induit 14. L'adhésif 26 est prévu entre 30 l'aimant de capteur 18 et l'extrémité axiale 16 de l'arbre d'induit 14. L'adhésif 26 peut être placé dans l'évidement 20 de sorte que l'on monte l'aimant de capteur 18 avec l'adhésif 26 sur l'arbre d'induit 14. On peut en outre envisager d'appliquer l'adhésif 26 sur l'extrémité axiale 16 de l'arbre d'induit 14 pour ensuite installer l'aimant de capteur 18 sur 35 l'arbre d'induit 14. Selon une autre variante, on applique l'adhésif 26 à 3025667 5 la fois dans l'évidement 20 et suivant l'extrémité axiale 16. Dans le cas d'un aimant de capteur 18, perforé, on peut appliquer l'adhésif 26 de l'extérieur à travers la perforation entre l'aimant de capteur 18 et l'extrémité axiale 16 après avoir installé l'aimant de capteur 18 sans 5 adhésif 26 sur l'extrémité axiale 16. Selon un autre développement, on presse l'aimant de capteur 18 sur l'extrémité axiale 16 de l'arbre d'induit 14. On réalise ainsi un ajustage serré entre l'extrémité axiale 16 et l'évidement 22. La paroi intérieure de l'évidement 20 peut avoir la forme d'une empreinte à 10 six pans 24. Le boîtier 32 comporte une platine 20. La platine 20 est perpendiculaire à l'axe de rotation 1 et montée en regard de l'aimant de capteur 18. Dans la région de l'aimant de capteur 18, la platine 30 a un capteur 28 magnétosensible couché sur l'axe de rotation 1. Le capteur 15 28 se trouve directement en regard de l'aimant de capteur 18, mais ces deux composants ne se touchent pas. Le capteur 28 peut également être décalé par rapport à l'axe de rotation 1. Le capteur 28 peut être installé pour ne pas se trouver directement en regard de l'aimant de capteur 18 de sorte que le capteur 28 est décalé par rapport à l'aimant de 20 capteur 18. On peut également envisager d'installer le capteur 28 sur le côté de la platine 30 à l'opposé de l'aimant de capteur 18 ou de ne pas installer le capteur 28 sur la platine 20, mais de le monter en tant que composant distinct 28 dans le volume intérieur du boîtier 32. Le capteur 28 peut ainsi se démonter axialement et/ou radialement par rap- 25 port à l'aimant de capteur 18. 3025667 6 NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 1 Axe de rotation 10 Machine électrique 5 12 Induit 14 Arbre d'induit 16 Extrémité axiale 18 Aimant de capteur 20 Evidement pour l'extrémité axiale 10 22 Côté axial 24 Empreinte six-pans en creux 26 Adhésif 30 Platine 32 Boîtier 15 REVENDICATIONS1°) Machine électrique (10) comportant un induit (12) muni en position centrale suivant l'axe de rotation (1), d'un arbre d'induit (14) dont l'extrémité axiale (16) porte un aimant de capteur (18), machine électrique caractérisée en ce que l'aimant de capteur (18) est installé directement à l'extrémité axiale (16) de sorte qu'il n'y a pas de composant supplémentaire pour fixer l'aimant de capteur (18), entre celui-ci et l'extrémité axiale (16). 2°) Machine électrique (10) selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'aimant de capteur (18) comporte un évidement (20) pour recevoir l'extrémité axiale (16), cet évidement (20) servant à positionner et à fixer l'aimant de capteur (18) sur l'extrémité axiale (16). 3°) Machine électrique (10) selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'aimant de capteur (18) a une forme cylindrique et l'évidement (20) est prévu sur un côté axial (22) de l'aimant de capteur (18) et qui est de préférence un trou borgne. 4°) Machine électrique (10) selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'évidement (20) a une forme de six-pans en creux de préférence une empreinte six-pans (24). 5°) Machine électrique (10) selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'aimant de capteur (18) est une pièce injectée contenant de préférence des ferrites liées par la matière plastique. 6°) Machine électrique (10) selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'aimant de capteur (18) est une pièce frittée, de préférence des ferrites fritées. 3025667 8 7°) Machine électrique (10) selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'aimant de capteur (18) est fixé à l'extrémité axiale (16) par un adhésif (26). 5 8°) Machine électrique (10) selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'aimant de capteur (18) est pressé sur l'extrémité axiale (16). 9°) Machine électrique (10) selon la revendication 1, 10 caractérisée en ce que la machine électrique (10) comporte un boîtier (32) entourant l'induit (12) et l'extrémité axiale (16) avec l'aimant de capteur (18) le boîtier (32) comportant une platine (30) avec un capteur (28) pour que le capteur (28) se trouve au voisinage de l'aimant de capteur (18). 15 10°) Procédé de fabrication d'une machine électrique (10) ayant un aimant de capteur (18) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que - on met en forme l'aimant de capteur (18) par un procédé d'usinage 20 sans enlèvement de copeaux, - on installe l'aimant de capteur (18) directement sur l'extrémité axiale ( 16), et - on aimante l'aimant de capteur (18). 25 11°) Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'aimant de capteur est de préférence injecté avec une matière plastique contenant des ferrites. 30 12°) Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'évidement (20) de l'aimant de capteur (18) est rempli d'adhésif (26) et/ou l'extrémité axiale (16) de l'arbre d'induit (14) est couvert d'adhésif (26). 35 3025667 9 13°) Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'aimant de capteur (18) est pressé sur l'extrémité axiale (16). 5 14°) Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'aimant de capteur est aimanté après son installation sur l'extrémité axiale (16). 10