Brevet FR3051081A1 — publié le 20171110

- 1 - Moteur électrique comprenant un organe rapporté L'invention se rapporte aux dispositifs de freinage de véhicule. On connaît deux types de dispositifs de freinage pour véhicule. Dans un dispositif de freinage à disque, un disque lié à une roue du véhicule est entouré par deux plaquettes 5 de frein. Lorsque l'utilisateur appuie sur la pédale de frein, les plaquettes se rapprochent des faces respectives du disque grâce à l'actionnement d'un piston pour y exercer une pression de façon à ralentir la rotation du disque, et donc celle de la roue. Dans un dispositif de freinage à tambour, ce sont des mâchoires situées de part et d'autre d'un axe de la roue qui s'écartent l'une de l'autre de façon à exercer des pressions sur la 10 partie circonférentielle interne d'un tambour solidaire en rotation de la roue. Ces systèmes sont également utilisés pour les freinages manuels (« frein à main »), ou freinages de secours. Dans tous les cas, et dans tous les dispositifs de freinage de véhicule, le freinage nécessite un actionnement. Celui-ci peut être mécanique, mais aussi électrique, ou 15 assisté par des moyens électriques. L'invention se rapporte aux deux derniers cas, c'est-à-dire lorsque le freinage nécessite l'intervention d'un moteur électrique. Afin de limiter les pertes magnétiques et d'augmenter l'épaisseur de la carcasse du moteur électrique du dispositif de freinage, on ajoute une tôle fendue autour de la carcasse. En effet, sans cela, les pertes magnétiques peuvent engendrer des 20 perturbations notamment dans d'autres éléments du dispositif de freinage. Mais, lorsque le frein est commandé, le moteur électrique du frein engendre des vibrations qui créent du bruit. Ces vibrations sont transmises à la tôle rapportée qui à son tour engendre du bruit supplémentaire. Or, le bruit peut être gênant pour le conducteur du véhicule et peut l'inquiéter au sujet de la fiabilité du freinage de son véhicule. 25 Un but de l'invention est de diminuer le bruit du dispositif de freinage électrique du véhicule. A cet effet, on prévoit selon l'invention un moteur électrique comprenant une carcasse cylindrique et un organe rapporté autour de la carcasse, l'organe comportant une paroi cylindrique de révolution comprenant au moins une tôle située à distance de la carcasse. 30 Ainsi, la tôle n'est pas apposée contre la carcasse. L'espace situé entre la carcasse et la tôle permet d'amortir les vibrations du moteur, et le bruit généré est donc réduit. De plus, la tôle continue à remplir sa fonction de limitation des pertes magnétiques. Ainsi, l'invention permet de restreindre le champ magnétique tout en diminuant les bruits émis par le moteur. 35 Avantageusement, la tôle et la carcasse sont séparées par un espace vide. On préserve ainsi le poids de l'ensemble. 3051081 - 2 - De préférence, l'organe comprend en outre une couche de matériau située entre la carcasse et la tôle. Ainsi, les vibrations sont amorties par la présence de la couche de matériau située entre la carcasse et la tôle. Avantageusement, la couche de matériau est en contact avec la tôle. De préférence, la couche de matériau comprend un matériau viscoélastique. Ainsi, les vibrations sont d'autant mieux amorties. Avantageusement, la couche de matériau comprend un matériau élastomère. Les élastomères sont en effet bien adaptés pour absorber les vibrations. Alternativement, la couche de matériau comprend une matière plastique. Dans un mode de réalisation, cette couche est chargée en particules ferromagnétiques pour conduire les champs magnétiques issus du moteur. De préférence, la tôle étant une première tôle, l'organe comprend en outre une deuxième tôle située entre la carcasse et la première tôle, la deuxième tôle étant en 15 contact avec la carcasse et à distance de la première tôle. Ainsi, l'organe comprend deux tôles séparées. Entre les deux tôles est situé soit un espace, soit une couche de matériau. Cet agencement « en sandwich », ou « à trois couches » permet d'absorber encore mieux les vibrations du moteur et de diminuer le bruit émis par ce dernier lorsqu'il fonctionne. 20 De préférence, les première et deuxième tôles sont séparées par la couche de matériau, la couche de matériau étant en contact avec les première et deuxième tôles. Ainsi, l'agencement comprend trois couches : une tôle en contact avec la carcasse, une couche de matériau, et une nouvelle tôle formant la paroi externe de l'organe. Cet agencement permet d'amortir considérablement les vibrations tout en continuant à limiter 25 les pertes magnétiques. De plus, l'épaisseur totale de l'organe peut être similaire à celle d'un organe rapporté classique sur la carcasse habituelle, qui lui ne diminue pas le bruit. Alternativement, les première et deuxième tôles sont séparées uniquement par un espace. Avantageusement, la paroi de l'organe comprend une fente allant d'une extrémité à 30 l'autre de la paroi. Ainsi, l'organe est ouvert, de sorte qu'il peut s'adapter à la taille de la carcasse du moteur dans une certaine mesure via un montage relativement élastique. De préférence, la ou les tôles comprennent de l'acier magnétique. Elles peuvent également comprendre du fer doux. 35 On prévoit également selon l'invention un dispositif de freinage électrique de véhicule, comprenant un moteur tel qu'énoncé au-dessus. On prévoit enfin un organe pour moteur électrique, comprenant une paroi cylindrique 3051081 - 3 - de révolution présentant une fente allant d'une extrémité à l'autre de la paroi, la paroi comprenant une tôle externe et une tôle interne situées à distance l'une de l'autre. Nous allons maintenant présenter des modes de réalisation de l'invention à l'appui des figures annexées, qui sont fournies à titre d'exemples et ne présentent aucun 5 caractère limitatif, dans lesquelles : - la figure 1 est une vue en perspective d'un moteur électrique selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une vue en perspective éclatée du moteur de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue en perspective éclatée d'une partie du moteur des figures 10 précédentes ; - la figure 4 est une vue en coupe axiale du moteur des figures précédentes ; et - les figures 5 à 8 sont des schémas représentant l'invention selon des premier, deuxième, troisième et quatrième modes de réalisation respectivement. Les figures 1 à 4 illustrent un moteur électrique 10 pour un dispositif de freinage 15 électrique de véhicule selon un premier mode de réalisation de l'invention. Il présente une carcasse externe 17, un capot d'extrémité 11, des éléments de stator S et des éléments de rotor R. Le stator S comprend une épingle 14 et deux aimants 15 en forme de demi-cylindres de révolution à section circulaire écartés l'un de l'autre par l'épingle 14. Le rotor R 20 comprend un organe de rotation 13 et une bague 16. Ces éléments sont situés de façon interne aux aimants 15. Le rotor R tourne autour de l'axe de rotation X. Sur la carcasse 17 est rapporté un organe 18. C'est à cet organe 18 et à son agencement avec la carcasse 17 que nous nous intéresserons dans la suite. Tous ces éléments sont classiques et connus en eux-mêmes à l'exception de l'organe 18. Le moteur 10 forme ici 25 un moteur à balais, collecteur, rotor bobiné et courant continu fonctionnant sous une tension de 12 V. L'organe 18 est de forme générale cylindrique de révolution à profil circulaire dans un plan perpendiculaire à l'axe X de rotation du moteur. Sa surface externe est lisse. Il ne forme pas un cylindre complet car il présente une fente rectiligne 19 allant d'une extrémité 30 longitudinale de l'organe à l'autre. Cette fente permet de donner une certaine latitude au rayon de l'organe 18. En effet, l'organe 18 s'étend autour de la carcasse 17 du moteur. En fonction du diamètre de cette dernière, l'organe 18 peut être ajusté, dans une certaine mesure, à la carcasse, grâce à la fente 19 dont la largeur est alors plus ou moins importante. 35 Comme on le voit à la figure 4, l'organe 18 est accolé contre la carcasse 17 du moteur 10. La figure 5 montre de façon schématique l'agencement entre l'organe 18 et la carcasse 17. 3051081 - 4 - L'organe 18 comprend trois couches dans le présent exemple. Il comprend ainsi tout d'abord une couche externe 21 en acier magnétique. On peut également appeler cette couche « tôle ». Puis, une couche de matériau élastomère 22, et enfin une seconde tôle 23, c'est-à-dire une autre couche d'acier magnétique, cette fois interne. Ces trois 5 couches sont accolées les unes aux autres et se suivent dans cet ordre en direction radiale, de sorte que les deux tôles interne 23 et externe 21 forment un sandwich autour de la couche en élastomère 22. La deuxième tôle est en outre en contact avec la carcasse 17, puisqu'elle est apposée dessus. On voit donc que l'organe 18 comporte une paroi cylindrique de révolution comprenant 10 notamment une tôle 21 située à distance de la carcasse 17. Ainsi, lorsque le moteur tourne, les vibrations émises à l'intérieur de la carcasse 17 sont transmises par cette dernière à la tôle 23, laquelle les absorbe en partie et transmet la partie résiduelle à la couche d'élastomère 22 qui absorbe une grande partie des vibrations restantes, avant que le reste des vibrations soit transmis et absorbé en grande partie par la tôle externe 21. Ainsi, le bruit généré par le moteur et transmis par sa carcasse 17 est étouffé dans une large mesure par l'organe 18 et son agencement en trois couches. De plus, cet organe 18 permet aussi de limiter les pertes magnétiques en augmentant en quelque sorte l'épaisseur de la carcasse avec les deux couches d'acier magnétique 23 et 21. Sans cela, les pertes magnétiques pourraient perturber les autres éléments du dispositif de freinage ou d'autres éléments du véhicule. A ce sujet, grâce à la fente 19, l'élasticité de l'organe permet dans le présent mode d'assurer un contact fort entre la tôle interne 23 et la carcasse 17. Ce contact assure le guidage du champ magnétique de la carcasse 17 vers l'organe 18. Plus le contact est important entre la carcasse et l'organe, mieux le champ magnétique sera guidé et les pertes magnétiques seront d'autant plus limitées. La fente 19 permet donc d'accoler le plus possible l'organe 18 à la carcasse 17 pour limiter les pertes magnétiques. L'organe rapporté 18 a donc une double fonction : limiter les pertes magnétiques et diminuer le bruit du moteur. On va maintenant décrire d'autres modes de réalisation de l'invention, illustrés 30 schématiquement aux figures 6 à 8. Le moteur 20 de la figure 6, qui forme un deuxième mode de réalisation, s'étend autour de son axe de rotation X' et présente un organe 28 rapporté sur la carcasse 17. Cet organe 28 comprend, comme dans le précédent mode, deux tôles 24 et 25, séparées cette fois non par une couche de matériau mais par un espace vide de pièce (et rempli 35 d'air). C'est la différence avec le mode de réalisation précédent. Les deux tôles 24 et 25 sont similaires aux tôles 21 et 23 du mode précédent, et sont reliées entre elles par des anneaux 29 formant des entretoises. L'espace 26 permet à la tôle 25 de ne pas 3051081 - 5 - transmettre les vibrations du moteur 20 directement et entièrement à la tôle 24. L'organe réalise également la fonction de limitation des pertes magnétiques. Dans le troisième mode de réalisation illustré à la figure 7, le moteur 30 s'étend autour de l'axe de rotation X" et présente un organe 38 rapporté ayant un agencement en deux 5 couches au lieu de trois. Ainsi, la tôle 34 est située à distance de la carcasse 17, à laquelle elle est reliée via des anneaux 39 formant des entretoises et directement en regard de la carcasse cette fois. A ce sujet, les anneaux 29, du mode précédent, et 39 pourraient d'ailleurs être remplacés par tout autre moyen de liaison entre les deux faces cylindriques qu'ils lient respectivement. 10 Dans le quatrième mode de réalisation, l'organe 48, rapporté au moteur 40 s'étendant autour de l'axe de révolution X-, est illustré à la figure 8 et comprend lui aussi uniquement deux couches : une tôle 44 et une couche de matériau élastomère 42 interposée suivant la direction radiale entre la tôle 44 et la carcasse et en contact avec ces deux dernières. Là encore, l'organe peut réaliser à la fois la limitation des pertes magnétiques et du bruit. 15 Les organes 38 et 48 à deux couches ont pour avantage d'être moins épais, et donc moins gênants pour l'environnement du moteur, que les organes 18 et 28 à trois couches. Ces derniers sont en revanche plus fiables quant à leurs performances de limitation du bruit. Dans tous les modes de réalisation, d'autres matériaux sont utilisables à la place de 20 l'acier magnétique, tels que du fer doux. La couche en élastomère peut également être remplacée par une couche de matière plastique, par du carton, voire par de la graisse. En effet, plusieurs types d'amortissement sont possibles pour réduire le bruit. On citera l'amortissement de Coulomb, et l'amortissement par viscosité. Bien entendu, on pourra apporter à l'invention de nombreuses modifications sans 25 sortir du cadre de celle-ci. Ainsi, on peut imaginer des organes rapportés à plus de trois couches. On peut également imaginer qu'a la figure 8 représentant le quatrième mode de réalisation, un espace est situé entre l'organe 48 et la carcasse, de manière à créer un nouvel agencement à trois couches comprenant : une tôle, une couche de matériau et un espace, ce dernier étant contigu à la carcasse. Ainsi, de manière générale, de nombreuses combinaisons de tôle, de matériau élastomère ou autres, et de couche d'espace vide, sont possibles. Par ailleurs, la fente 19 n'est pas forcément rectiligne, elle peut avoir toute autre forme. De la même manière, un organe rapporté conforme à l'invention peut présenter un profil 35 autre que circulaire, et une surface non lisse. Enfin, un organe rapporté conforme à l'invention peut être utilisé dans tout moteur électrique, et pas seulement pour les moteurs de dispositifs électriques de freinage. REVENDICATIONS1. Moteur électrique (10 ; 20 ; 30 ; 40) caractérisé en ce qu'il comprend une carcasse cylindrique (17) et un organe (18 ; 28 ; 38 ; 48) rapporté autour de la carcasse, l'organe comportant une paroi cylindrique de révolution comprenant au moins une tôle (21 ; 54 ; 5 34 ; 44) située à distance de la carcasse (17). 2. Moteur (20 ; 30) selon la revendication précédente, dans lequel la tôle (24 ; 34) et la carcasse sont séparées par un espace vide (26). 3. Moteur (10; 40) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'organe (18 ; 48) comprend en outre une couche de matériau (22 ; 42) située entre 10 la carcasse (17) et la tôle (21 ; 44). 4. Moteur (10; 40) selon la revendication précédente, dans lequel la couche de matériau (22 ; 42) est en contact avec la tôle (21 ; 44). 5. Moteur (10 ; 40) selon l'une quelconque des revendications 3 à 4, dans lequel la couche de matériau (22 ; 42) comprend un matériau viscoélastique. 15 6. Moteur (10 ; 40) selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, dans lequel la couche de matériau (22 ; 42) comprend un matériau élastomère. 7. Moteur (10 ; 40) selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, dans lequel la couche de matériau (22 ; 42) comprend une matière plastique. 8. Moteur (10; 20) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans 20 lequel la tôle (21 ; 24) étant une première tôle, l'organe (18 ; 28) comprend en outre une deuxième tôle (23 ; 25) située entre la carcasse (17) et la première tôle (21 ; 24), la deuxième tôle (23 ; 25) étant en contact avec la carcasse (17) et à distance de la première tôle (21 ; 24). 9. Moteur (10) selon la revendication précédente en combinaison avec l'une 25 quelconque des revendications 3 à 7, dans lequel les première (21) et deuxième (23) tôles sont séparées par la couche de matériau (22), la couche de matériau étant en contact avec les première (21) et deuxième tôles (23). 10. Moteur (20) selon la revendication 8, dans lequel les première (24) et deuxième (25) tôles sont séparées uniquement par un espace vide (26). 30 11. Moteur (10 ; 20 ; 30 ; 40) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la paroi de l'organe (18 ; 28 ; 38 ; 48) comprend une fente (19) allant d'une extrémité à l'autre de la paroi. 12. Moteur (10 ; 20 ; 30 ; 40) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la ou les tôles (21, 23 ; 24, 25 ; 34 ; 44) comprennent de l'acier magnétique. 35 13. Dispositif de freinage électrique de véhicule, comprenant un moteur (10 ; 20 ; 30; 40) selon l'une quelconque des revendications précédentes. 3051081 -7- 14. Organe (18; 28) pour moteur électrique (10; 20), comprenant une paroi cylindrique de révolution présentant une fente (19) allant d'une extrémité à l'autre de la paroi, la paroi comprenant une tôle externe (21 ; 24) et une tôle interne (23 ; 25) situées à distance l'une de l'autre.