Brevet FR3058003A1 — publié le 20180427

ENSEMBLE PORTE-BALAI POUR MOTEUR ELECTRIQUE La présente invention concerne le domaine des équipements de véhicule automobile comprenant un moteur électrique, par exemple les moteurs d'essuie-glaces, et plus précisément les ensembles porte-balais de ces équipements. La figure 1 représente un schéma d'un moteur électrique 1 selon l'état de la technique. Le moteur électrique 1 comprend un rotor 6 destiné à tourner autour d'un axe de rotation X sur lequel est disposé un induit 3 muni d'un collecteur 5 cylindrique sur lequel viennent frotter des balais de connexion 7 pour permettre l'alimentation de l'induit 3. De plus, le moteur électrique 1 comprend une plaquette 9 munie de porte-balais 11 destinés à recevoir les balais de connexion 7. Des ressorts 13 assurent le contact entre le balai de connexion 7 et le collecteur 5. Les éléments du moteur électrique 1 décrits précédemment et un inducteur disposé autour de l'induit 3 sont logés dans une carcasse 15 de protection du moteur électrique 1 formant une culasse. La carcasse 15 est fermée par un capot 17 à l'une de ses extrémités, ledit capot 17 servant de palier du moteur électrique 1. Il est connu que les moteurs électriques 1 à balais de connexion 7 et collecteur 5 provoquent des parasites électromagnétiques dans de larges bandes de fréquences. Ces parasites peuvent perturber le matériel électronique situé à proximité. En effet, ils peuvent par exemple provoquer la mise en fonctionnement intempestive d'un actionneur commandé par un système électronique. Pour résoudre ce problème, il est connu d'utiliser un filtre afin de réduire ou supprimer 25 les effets nuisibles des parasites. Les filtres comprennent notamment des inductances qui sont connectées aux balais pour limiter les hautes fréquences parasites. De plus, du fait de l'espace restreint dans le moteur électrique 1, certaines inductances 19 sont placées dans une tour de connexion électrique 21 fixée sur la plaquette porte-balai 9 et s'étendant perpendiculairement à la plaquette 9 comme représenté sur la figure 2. Un câble de 30 connexion 20 permet la connexion entre l'inductance 19 et le balai de connexion 7. Cependant, en cas d'échauffement du câble de connexion 20 et/ou de mauvais montage, le câble de connexion 20 peut se déformer et venir en contact avec la carcasse métallique 15 formant culasse ce qui crée un court-circuit empêchant le bon fonctionnement du moteur 3058003 2 électrique 1. Il convient donc de trouver une solution permettant d'éviter un tel court-circuit sans nécessiter de modifier la configuration du moteur électrique 1. A cet effet, la présente invention concerne un ensemble porte-balai pour moteur 5 électrique d'un équipement de véhicule automobile comprenant : - une plaquette destinée, à l'état monté, à maintenir au moins un balai de connexion contre un collecteur disposé sur un rotor du moteur électrique, la plaquette s'étendant dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation dudit rotor, - au moins une inductance destinée à être connectée audit balai de connexion via un câble de 10 connexion, dans lequel l'ensemble porte-balai comprend au moins un élément intercalaire isolant électriquement et destiné à être fixé sur la plaquette et à s'étendre sur une zone périphérique de la plaquette au niveau du, au moins un, câble de connexion de manière à éviter un contact entre le câble de connexion et une culasse du moteur électrique. 15 Selon un aspect de la présente invention, la plaquette a la forme générale d'un disque ajouré au centre pour permettre le passage du collecteur et l'élément intercalaire forme une paroi incurvée. 20 L'élément intercalaire sous forme de paroi incurvée permet d'éviter le contact électrique tout en maintenant le même encombrement. Selon un autre aspect de la présente invention, la paroi incurvée s'étend dans une direction perpendiculaire au plan de la plaquette. Selon un aspect supplémentaire de la présente invention, l'élément intercalaire s'étend sur une section angulaire prédéterminée inférieure à 180°. Selon un aspect additionnel, à l'état monté, l'élément intercalaire s'étend 30 perpendiculairement à la plaquette sur une hauteur sensiblement égale à la hauteur du, au moins un, câble de connexion. 3058003 3 Selon un autre aspect de la présente invention l'élément intercalaire comprend au moins une ouverture configurée pour permettre le passage d'un porte-balai. L'utilisation d'une ouverture pour permettre le passage d'un porte-balai permet 5 d'implémenter l'élément intercalaire sans devoir agrandir le diamètre de la plaquette. Selon un aspect supplémentaire de la présente invention, l'élément intercalaire est serti sur la plaquette. 10 Selon un aspect additionnel de la présente invention, l'élément intercalaire comprend des pattes de fixation qui s'étendent radialement vers l'intérieur de la plaquette à l'état monté. Selon un autre aspect de la présente invention, les pattes de fixation comprennent au moins un rivet de fixation destiné à venir dans une ouverture complémentaire de la plaquette. 15 Selon un aspect supplémentaire de la présente invention, la plaquette est réalisée en bakélite. La présente invention concerne également un moteur électrique d'un équipement de 20 véhicule automobile, notamment un système d'essuyage, comprenant un collecteur, au moins un balai de connexion et un ensemble porte-balai tel que décrit précédemment. La présente invention concerne également un véhicule automobile comprenant un moteur électrique tel que décrit précédemment. 25 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante, donnée à titre d'exemple et sans caractère limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 représente une vue éclatée schématique d'un moteur électrique selon l'art antérieur ; 3058003 4 la figure 2 représente un schéma d'une plaquette porte-balai et d'une tour de connexion électrique selon l'état de la technique ; les figures 3 et 4 représentent deux vues schématiques d'une plaquette porte-balai et d'une tour de connexion électrique selon un mode de réalisation de la présente 5 invention; les figures 5 et 6 représentent deux vues schématiques d'un ensemble porte-balai et d'une culasse de moteur électrique selon un mode de réalisation de la présente invention ; les figures 7 et 8 représentent deux vues schématiques d'un élément intercalaire selon 10 un mode de réalisation de la présente invention ; Sur toutes les figures, les éléments ayant des fonction identiques portent les mêmes numéros de référence. 15 De plus, pour les numéros de référence comprenant un numéro et une lettre, le numéro désigne un ensemble d'éléments ayant des caractéristiques communes et la lettre associée désigne un élément particulier de cet ensemble. Par exemple, le numéro de référence 7a désigne un balai particulier de l'ensemble des balais de connexion 7. 20 Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s'appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou interchangées pour fournir d'autres réalisations. 25 Les figures 3 et 4 représentent un ensemble porte-balai 100 pour moteur électrique 1 d'un équipement de véhicule automobile, notamment un dispositif essuie-glace comprenant un moto-réducteur. L'ensemble 100 comprend une plaquette 9 destinée à maintenir au moins un balai de connexion 7, trois dans le cas présent notés 7a, 7b et 7c, autour et contre un collecteur 30 5 du moteur électrique 1. Pour cela, la plaquette 9 a par exemple une forme générale de disque ajouré au centre pour permettre le passage du collecteur 5 (non représenté sur les figures 3 et 4). La partie centrale ajourée 90 peut avoir une forme circulaire apte à recevoir un collecteur 5 3058003 5 cylindrique. Le collecteur 5 est associé à un rotor 6 du moteur électrique 1. La plaquette 9 peut être réalisée en bakélite ce qui permet de résister aux hautes températures, par exemple des températures de l'ordre de 150°C. En effet, du fait des composants électriques du moteur 3, la température au niveau de la plaquette 9 peut atteindre une température proche de 150°C. 5 L'ensemble 100 comprend également au moins un porte-balai 11, trois dans le cas de la figure 3, destinés à être fixés à la plaquette 9 et à recevoir un balai de connexion 7. Les porte-balais 11 peuvent être fixés sur un premier côté de la plaquette 9 par le biais d'un anneau de maintien 25 situé au niveau de la partie centrale ajourée 90 de la plaquette 9 ou par encliquetage sur la plaquette 9 ou par tout autre moyen de fixation connu de l'homme du 10 métier. Alternativement, les porte-balais 11 peuvent être réalisés de matière avec la plaquette 9. Dans le cas de la figure 3, les trois balais de connexion 7 correspondent respectivement à un balai de masse 7a, à un balai de connexion faible vitesse 7b correspondant par exemple à la première vitesse d'un dispositif essuie-glace et à un balai de 15 connexion haute vitesse 7c correspondant par exemple à la seconde vitesse d'un dispositif essuie-glace. Les balais de connexion 7 viennent se positionner dans un logement du porte-balai 11 dans lequel ils sont mobiles en translation, le mouvement de translation étant dirigé vers le centre de la plaquette 9. De plus, les porte-balais 11 comprennent un élément élastique (situé 20 dans le porte-balai 11 et non visible sur la figure 3), comme par exemple un ressort à lame, un ressort spirale ou un ressort hélicoïdal, configuré pour contraindre le balai de connexion 7 vers le centre de la plaquette 9. Ainsi, à l'état monté, la plaquette 9 vient entourer le collecteur 5 et les balais de connexion 7 sont maintenus en contact avec des pistes du collecteur 5 par l'action des porte-balais 11 et de l'élément élastique 13. 25 L'ensemble 100 comprend également au moins une inductance 19, trois dans le cas présent, destinée à être connectée à un balai de connexion 7 via un câble de connexion 20 aussi appelé « shunt » en anglais. L'inductance 19 associée au balai de masse 7a est disposée sur le premier côté de la plaquette 9, par exemple via un support 27 fixé sur la plaquette 9. Cette inductance 19 est par 30 exemple connectée d'une part au balai de masse 7a et d'autre part à un dispositif de protection thermique 29 destiné à ouvrir le circuit en cas d'échauffement trop important, c'est-à-dire au-delà d'une température prédéterminée. Le dispositif de protection thermique 29 est par 3058003 6 exemple disposé dans un carter fixé sur le premier côté de la plaquette 9. Les inductances 19 associées respectivement aux balais de connexion 7b et 7c sont disposées dans une tour de connexion électrique 21 fixée sur un deuxième côté de la plaquette porte-balai 9 et s'étendant perpendiculairement à la plaquette 9 comme cela est mieux visible 5 sur la figure 4. La tour de connexion électrique 21 a par exemple une forme générale parallélépipédique et peut être réalisée sous forme d'une coque qui peut être ouverte sur certains cotés et configurée pour recevoir et maintenir les inductances 19. Ces inductances 19 peuvent s'étendre à travers des ouvertures 91 ménagées dans la plaquette 9 et sont connectées respectivement aux balais de connexion 7b et 7c via des câbles de connexion 20. 10 De plus, l'ensemble 100 comprend également un élément intercalaire 31 isolant électriquement et destiné à être fixé sur la plaquette 9 et à s'étendre sur une zone périphérique de la plaquette 9. En particulier, l'élément intercalaire 31 est disposé au niveau des câble de connexion 20 reliant les inductances 19 et les balais de connexion 7b et 7c de manière à éviter un contact entre les câbles de connexion 20 et la culasse 15 du moteur électrique disposée 15 autour de la plaquette porte-balai 9 comme représenté sur les figures 5 et 6. L'élément intercalaire 31 s'interpose ainsi entre les câbles de connexion 20 reliant les inductances 19 et les balais de connexion 7b et 7c et la culasse 15 de manière à éviter tout contact entre un câble de connexion 20 et la culasse 15. La hauteur h de l'élément intercalaire 31 est en particulier déterminée de manière à ce que l'élément intercalaire 31 s'étende axialement au-dessus des 20 balais, des inductances et des câbles de connexion 20. L'élément intercalaire 31 forme ainsi une paroi incurvée qui s'étend sur une section angulaire prédéterminée au niveau de la périphérie de la plaquette porte-balai 9 au niveau d'au moins un balai de connexion 7 et de son inductance 19 associée. La hauteur de l'élément intercalaire 31 est donc sensiblement égale à la hauteur des câbles de connexion 20, c'est-à-dire la distance sur laquelle s'étendent les câbles 25 de connexion 20 dans une direction perpendiculaire au plan de la plaquette 9. La forme incurvée permet de limiter au maximum l'encombrement de l'ensemble porte-balai 100. Dans le cas présent, l'élément intercalaire 31 est disposé sur une section inférieure à 180°, environ 140°, autour de deux balais de connexion 7b et 7c et de leur inductances 19 respectives. Ainsi, dans le présent exemple, l'élément intercalaire 31 n'est disposé que sur une portion de la 30 périphérie de la plaquette porte-balai 9 ce qui permet de limiter l'encombrement, le coût de production et le poids dû à la taille réduite de l'élément intercalaire 31. L'élément intercalaire 31 peut être réalisé en matière plastique, notamment un plastique de 3058003 7 type PA 6.6 GF30 comprenant un polyamide 6.6 renforcé avec 30% de fibre de verre. L'élément intercalaire 31 peut également comprendre au moins une ouverture 310, deux dans le cas présent, pour permettre le passage d'un porte-balai 11. Les ouvertures 310 5 sont mieux visibles sur la figure 8 représentant une vue axiale de l'élément intercalaire 31 seul. En effet, afin de limiter l'encombrement de l'ensemble porte-balai 100, la longueur du porte-balai 11 correspond à la largeur du disque ajouré formant la plaquette 9 de sorte que l'élément intercalaire 31 doit être ajouré au niveau des porte-balais 11 pour garder le même encombrement. Les ouvertures 310 ont par exemple une forme rectangulaire qui correspond 10 sensiblement à la section du porte-balai 11. L'élément intercalaire 31 peut également comprendre une ou plusieurs pattes de fixation 311. Les pattes de fixation 311 s'étendent radialement vers l'intérieur de la plaquette à l'état monté comme représenté sur la figure 7 qui représente une vue axiale de l'élément intercalaire 31 seul. L'élément intercalaire 31 comprend par exemple deux pattes de fixation 15 311 disposées aux deux extrémités de l'élément intercalaire 31. La fixation de l'élément intercalaire 31 sur le premier côté de la plaquette 9 est donc réalisée au niveau de pattes de fixation 311. Les pattes de fixation 311 comprennent par exemple un élément de fixation tel qu'un rivet de fixation 312 destiné à venir dans une ouverture complémentaire de la plaquette 9 pour être riveté. Le rivetage est par exemple un rivetage à chaud. Alternativement, la 20 fixation peut se faire par sertissage ou encliquetage ou tout autre moyen de fixation connu de l'homme du métier. Ainsi, l'utilisation d'un élément intercalaire 31 isolant électriquement disposé entre les câbles de connexion 20 et la culasse 15 permet d'éviter tout contact entre ces éléments et donc 25 tout court-circuit. De plus, l'utilisation d'un élément intercalaire 31 de forme incurvée selon la périphérie de la plaquette porte-balai 9 et comprenant des ouvertures 310 complémentaires des porte-balais 11 permet de conserver le même encombrement pour l'ensemble porte-balai 100 tout en augmentant la sécurité et la durée de vie. REVENDICATIONS1. Ensemble porte-balai (100) pour moteur électrique (1) d'un équipement de véhicule automobile comprenant : - une plaquette (9) destinée, à l'état monté, à maintenir au moins un balai de connexion (7) contre un collecteur (5) disposé sur un rotor (6) du moteur électrique (1), la plaquette (9) s'étendant dans un plan perpendiculaire à l'axe (X) de rotation dudit rotor (6), - au moins une inductance (19) destinée à être connectée audit balai de connexion (7) via un câble de connexion (20), caractérisé en ce que l'ensemble porte-balai (100) comprend au moins un élément intercalaire (31) isolant électriquement et destiné à être fixé sur la plaquette (9) et à s'étendre sur une zone périphérique de la plaquette (9) au niveau du, au moins un, câble de connexion (20) de manière à éviter un contact entre le câble de connexion (20) et une culasse (15) du moteur électrique (1). 2. Ensemble porte-balai (100) selon la revendication 1 dans lequel la plaquette (9) a la forme générale d'un disque ajouré au centre pour permettre le passage du collecteur (5) et l'élément 20 intercalaire (31) forme une paroi incurvée. 3. Ensemble porte-balai (100) selon la revendication 2 dans lequel la paroi incurvée s'étend dans une direction perpendiculaire au plan de la plaquette (9). 25 4. Ensemble porte-balai (100) selon la revendication 2 ou 3 dans lequel l'élément intercalaire (31) s'étend sur une section angulaire prédéterminée inférieure à 180°. 5. Ensemble porte-balai (100) selon la revendication 4 dans lequel, à l'état monté, l'élément intercalaire (31) s'étend perpendiculairement à la plaquette (9) sur une hauteur sensiblement 30 égale à la hauteur du, au moins un, câble de connexion (20). 3058003 -9- 6. Ensemble porte-balai (100) selon l'une des revendications précédentes dans lequel l'élément intercalaire (31) comprend au moins une ouverture (310) configurée pour permettre le passage d'un porte-balai (11). 5 7. Ensemble porte-balai (100) selon l'une des revendications précédentes dans lequel l'élément intercalaire (31) est serti sur la plaquette (9). 8. Ensemble porte-balai (100) selon l'une des revendications précédentes dans lequel l'élément 10 intercalaire (31) comprend des pattes de fixation (311) qui s'étendent radialement vers l'intérieur de la plaquette (9) à l'état monté. 9. Ensemble porte-balai (100) selon la revendication 8 dans lequel les pattes de fixation (311) comprennent au moins un rivet de fixation destiné à venir dans une ouverture complémentaire 15 de la plaquette (9). 10. Ensemble porte-balai (100) selon l'une des revendications précédentes dans lequel la plaquette (9) est réalisée en bakélite. 11. Moteur électrique (1) d'un équipement de véhicule automobile, notamment un système d'essuyage, comprenant un collecteur (5), au moins un balai de connexion (7) et un ensemble porte-balai (100) selon l'une des revendications précédentes. 12. Véhicule automobile comprenant un moteur électrique (1) selon la revendication 25 précédente.