Brevet FR3099659A1 — publié le 20210205

Description Titre de l'invention : Moteur électrique à courant continu sans balais pour système d'essuyage de véhicule automobile [0001] L'invention a pour objet un moteur électrique, de préférence sans balais, pour un système (l'essuyage de véhicule automobile. Technique antérieure [0002] Il est connu qu'un tel moteur électrique comporte principalement un rotor et un stator. Généralement, le stator comprend une pluralité de bobines (l'excitation électromagnétique du rotor tandis que le rotor comprend un aimant multipolaire. Le moteur électrique est configuré pour que, quand les bobines sont alimentées en courant électrique, un champ magnétique est créé, générant un mouvement de rotation de l'aimant multipolaire qui entraîne un arbre moteur en rotation. L'arbre moteur porte une vis sans fin engrenant une roue dentée solidaire d'un arbre de sortie. [0003] Du fait de l'insertion du moteur électrique dans le système d'essuyage du véhicule électrique, le moteur électrique doit être le plus compact et léger possible. Résumé [0004] La présente divulgation vient améliorer la situation. [0005] A cet effet, il est proposé un moteur électrique sans balais, notamment pour un dispositif d'essuyage d'un véhicule automobile, comprenant une première partie, dite partie électrique, comportant un stator et un rotor, le stator comprenant une pluralité de bobines d'excitation électromagnétique et le rotor étant monté pour entraîner en rotation un arbre moteur autour d'un axe de rotation, le moteur comprenant également une seconde partie, dite électronique, comportant un arbre de sortie et un mécanisme réducteur, le mécanisme réducteur comprenant une vis sans fin de l'arbre moteur et une roue dentée conformée pour être engrenée par la portion sans fin et entraîner en rotation l'arbre de sortie, le moteur électrique comprenant au moins un roulement de guidage en rotation de l'arbre moteur, et un aimant multipolaire de mesure de position du rotor, le roulement étant disposé sur l'arbre moteur entre ledit aimant de mesure de position du rotor et la vis sans fin, de sorte que ladite partie électrique comporte l'aimant de mesure de position du rotor. 100061 Ainsi, grâce à la position de l'aimant de mesure de position du rotor, le moteur présente une compartimentation entre la partie électrique d'une part et la partie électronique d'autre part, ce qui en simplifie le montage et assure une meilleure tenue de l'arbre moteur à la flexion. 100071 Selon un autre aspect, le moteur comprend une carte électronique munie d'une première partie, dite partie principale, et d'une deuxième partie, dite partie 2 transversale, faisant saillie hors de la partie principale vers la partie électrique, la partie transversale portant un capteur magnétique configuré pour coopérer avec l'aimant multipolaire. [0008] Selon un autre aspect, la partie transversale est disposée en regard de l'aimant mul- tipolaire. [0009] Selon un autre aspect, le moteur comprend une pièce, dite pièce intermédiaire, comportant un anneau configuré pour être monté autour de l'arbre moteur et comprenant un connecteur. [0010] Selon un autre aspect, le connecteur est configuré pour la transmission de signaux de puissance à destination du stator et la transmission de signaux de position du rotor. [0011] Selon un autre aspect, le moteur comprend une carte électronique auxiliaire dédiée à la détermination de position du rotor. [0012] Selon un autre aspect, la carte électronique auxiliaire est disposée dans une orientation parallèle ou perpendiculaire à ladite partie principale. [0013] Selon un autre aspect, la carte électronique est disposée en regard de l'aimant mul- tipolaire et est munie d'un capteur magnétique configuré pour coopérer avec l'aimant multipolaire. [0014] Selon un autre aspect, la carte électronique auxiliaire est supportée par au moins l'anneau et/ou le connecteur de la pièce intermédiaire. [0015] Il est également proposé un système d'essuyage pour un véhicule automobile, comprenant un moteur électrique tel que décrit précédemment. Brève description des dessins [0016] D'autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la des- cription détaillée ci-après, et à l'analyse des dessins annexés, sur lesquels : Fig. 1 100171 Ifi2.11 illustre une vue en perspective d'un moteur électrique selon un premier mode de réalisation de l'invention. Fig. 2 100181 I fie.2I illustre une vue de dessous du moteur de la figure 1, un couvercle n'étant pas illustré. Fig. 3 100191 Ifie.31 illustre une vue en perspective de côté du moteur de la figure 1, sans boîtier. Fig. 4 [0020] [fig.41 illustre une vue en perspective d'un moteur électrique selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. Fig. 5 [0021] [fie.51 illustre une vue en perspective de côté du moteur de la figure 4, sans boîtier. 3 Fig. 6 100221 Ifig.61 illustre une autre vue en perspective de côté du moteur de la figure 4, sans boîtier. Fig. 7 [0023] [fie.7] illustre une vue en perspective d'une pièce intermédiaire du moteur électrique de la figure 4. Fig. 8 [0024] [fig.8] illustre une vue en perspective d'une partie de boîtier du moteur électrique de la figure 4. Description des modes de réalisation [0025] Les dessins et la description ci-après contiennent, pour l'essentiel, des éléments de caractère certain. Ils pourront donc non seulement servir à mieux faire comprendre la présente divulgation, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant. [0026] L'invention a pour objet un moteur électrique sans balais, de préférence continu, pour un système d'essuyage de véhicule automobile, référencé 1 sur les figures. [0027] L'invention est maintenant décrite en référence au premier mode de réalisation des figures 1 à 4. [0028] Comme visible sur les figures, le moteur 1 comprend une partie électrique 2 et une partie électronique 3. [0029] La partie électrique 2 comporte un rotor 4 et un stator 5. Le stator 5 comprend une pluralité de bobines d'excitation électromagnétique 6 du rotor 4. Le rotor 4 comprend un aimant multipolaire monté pour être animé d'un mouvement de rotation autour d'un axe de rotation, référencé L. [0030] Le moteur électrique 1 est configuré pour que le rotor 4 tourne dans le stator 5, ce qui entraine une rotation d'un arbre 8, dit arbre moteur, 8, solidaire du rotor 4. L'arbre moteur 8 s'étend selon l'axe de rotation L. 100311 La partie électronique 3 comprend une vis sans fin 9 de l'arbre moteur 8 et une roue dentée 10 montée pour être engrenée par la vis sans fin 9. La partie électronique 3 comprend également un arbre de sortie 11 conformé pour être entrainé en rotation par la roue dentée 10. 100321 Ainsi, la partie filetée 9 et la roue dentée 10 forment un mécanisme M moto- réducteur, la vitesse de rotation de l'arbre de sortie 11 étant inférieure à la vitesse de rotation de l'arbre moteur 8. 100331 Avantageusement, l'arbre de sortie 11 est sensiblement perpendiculaire à l'arbre moteur 8. 100341 Comme visible sur la figure 3, un roulement 12 assure le guidage de l'arbre moteur 8. Le roulement. comprend, comme il est connu de l'homme du métier, une bague in- térieure et une bague extérieure séparées par une cage munie d'éléments roulants, les bagues intérieure et extérieure étant découplées l'une de l'autre. [0035] Comme également visible sur la figure 3, le moteur électrique 1 comprend un aimant multipolaire 15 disposé dans la partie électrique 2, le roulement 12 étant monté entre l'aimant multipolaire 15 et la vis sans fin 9. [0036] Ainsi, l'aimant 15 faisant partie intégrante de la partie électrique 2, le moteur électrique 1 est compartimenté entre la partie électrique 2 d'une part et la partie électronique 3 d'autre part. Du fait de cette séparation nette des fonctions entre parties électrique 2 et électronique 3, le moteur électrique 1 est rendu plus fiable et plus compact. La position du roulement 12 au plus près de la roue 10 permet d'assurer une meilleure tenue à la flexion, c'est-à-dire que l'arbre moteur 8 présente une déformation ou une rupture pour un effort de flexion plus élevé. [0037] Comme visible sur la figure 3, l'aimant multipolaire 15 est un cylindre plat monté sur l'arbre moteur 8. [0038] Le moteur électrique 1 comprend aussi une carte électronique 16, illustrée sur les figures 2 et 3, comprenant une première partie 17, dite principale, et une deuxième partie 18, dite transversale, et faisant saillie hors de la partie principale 17 vers la partie électrique 2. La carte électronique (16) comprend les circuits et composants électroniques nécessaires pour l'alimentation et commutation des stators et la pilotage du moteur. [0039] La partie principale est disposée en face de la vis sans fin 9 de l'arbre moteur 8. [0040] La partie transversale 18 est disposée en face de l'aimant multipolaire 15 et porte un capteur magnétique 19, par exemple à effet Hall, pour détecter les changements de pôles de l'aimant multipolaire 15, de sorte que l'ensemble formé par l'aimant multipolaire 15 et le capteur magnétique 19 constitue un capteur de mesure de position du rotor 4. [0041] Comme plus particulièrement visible sur la figure 2, chacune des parties principale 17 et transversale 18 présente une forme générale de parallélépipède, la partie transversale 18 ayant une largeur inférieure à une longueur de la partie principale 17. Ainsi, la partie transversale 18 est une protubérance étroite, ce qui permet d'installer d'autres éléments du moteur 1 dans l'espace entre la partie principale 17 et la partie transversale 18 et d'augmenter ainsi la compacité du moteur électrique 1. [0042] La carte électronique 16 comprend également des broches 20 d'alimentation des bobines 6. [0043] Comme visible sur la figure 1, le moteur électrique 1 comprend un boîtier 21 comportant un capot 22 et un couvercle 23 solidaires l'un de l'autre de sorte à former un logement du mécanisme M et de la carte électronique 16. Le boîtier 21 comprend également un logement 24 de l'ensemble rotor 4, stator 5. [0044] Le couvercle 23 est conformé pour couvrir en particulier la roue dentée 10 et la carte électronique 16 et comprend une restriction 25 permise par la saillie fine que constitue la partie transversale 18 relativement à la partie 17, ce qui assure, comme déjà indique, une meilleure compacité du moteur 1. [0045] L'invention est maintenant décrite en référence au deuxième mode de réalisation des figures 4 à 7. Les éléments déjà décrits en relation avec le premier mode de réalisation portent les mêmes références numériques. [0046] Comme visible sur les figures 4 à 7, le moteur 1 comprend une partie électrique 2 et une partie électronique 3. [0047] La partie électrique 2 comporte un rotor 4 et un stator 5. Le stator 5 comprend une pluralité de bobines d'excitation électromagnétique 6. Le rotor 4 comprend un aimant multipolaire monté pour être animé d'un mouvement de rotation autour d'un axe de rotation, référencé L. [0048] Le moteur électrique 1 est configure pour que le rotor 4 tourne dans le stator 5, cc qui entraîne une rotation d'un arbre 8, dit arbre moteur, 8, solidaire du rotor 4. L'arbre moteur 8 s'étend selon l'axe de rotation L. [0049] La partie électronique 3 comprend une vis sans fin 9 de l'arbre moteur 8 et une roue dentée 10 montée pour être engrenée par la vis sans fin 9. La partie électronique 3 comprend également un arbre de sortie 11 conformé pour être entrainé en rotation par la roue dentée 10. [0050] Ainsi, la partie filetée 9 et la roue dentée 10 forme un mécanisme M moto-réducteur, la vitesse de rotation de l'arbre de sortie 11 est inférieure à la vitesse de rotation de l'arbre moteur 8. [0051] Avantageusement, l'arbre de sortie 11 est sensiblement perpendiculaire à l'arbre moteur 8. [0052] Comme visible sur la figure 5, un roulement 12 assure le guidage de l'arbre moteur 8. Le roulement comprend, comme il est connu de l'homme du métier, une bague intérieure et une bague extérieure séparées par une cage munie d'éléments roulants, les bagues intérieure et extérieure étant découplées l'une de l'autre. [0053] Comme également visible sur la figure 5, le moteur électrique 1 comprend un aimant multipolaire 15 disposé dans la partie électrique 2, le roulement 12 étant monté entre l'aimant multipolaire 15 et la vis sans fin 9. [0054] Ainsi, l'aimant 15 faisant partie intégrante de la partie électrique 2, le moteur électrique 2 est compartimenté entre la partie électrique 2 d'une part et la partie électronique 3 d'autre part. Du fait de cette séparation nette des fonctions entre parties électrique 2 et électronique 3, le moteur électrique 1 est rendu plus fiable et plus compact. La position du roulement 12 au plus près de la roue 10 permet d'assurer une meilleure tenue à la flexion, c'est-à-dire que l'arbre moteur 8 présente une déformation 6 ou une rupture pour un effort de flexion plus élevé. [0055] Comme visible sur la figure 5, l'aimant multipolaire 15 est un anneau monté sur l'arbre moteur 8. [0056] Le moteur électrique 1 comprend aussi une carte électronique 16 portant des broches 20 d'alimentation des bobines 6. La carte électronique 16 présente une forme générale parallélépipédique. [0057] Le moteur électrique 1 comprend également une pièce intermédiaire 26 disposée entre l'aimant multipolaire 15 et le roulement de guidage 12. [0058] Comme plus particulièrement visible sur la figure 7, la pièce intermédiaire 26 comprend un anneau 27 conformé pour être monté autour de l'arbre moteur 8 et surmonté d'un connecteur électrique 28 solidaire de l'anneau 27. [0059] L'anneau 27 assure l'alignement mécanique de l'agencement. Le connecteur électrique 28 assure la transmission de signaux de puissance (c'est-à-dire, les courants pour l'alimentation électrique des bobines), ainsi que la transmission de signaux de position du rotor, comme il va être maintenant expliqué. [0060] Ainsi, la pièce intermédiaire 26 permet la réunion des trois fonctions que sont l'alignement mécanique, la transmission de puissance (alimentation électrique des bobines du stator) et la transmission de la commande (position du rotor). [0061] Le connecteur 28 comprend une partie de logement 29 s'étendant depuis l'anneau 27 vers l'aimant 15 et une partie de logement 30 s'étendant depuis Panneau 27 vers la carte électronique 16, les encoches 20 d'alimentation des bobines traversant les logements 29 et 30. [0062] Comme visible sur la figure 6, le connecteur 28 comprend également une carte élec- tronique auxiliaire 31 disposée en face de l'aimant multipolaire 15. La carte électronique 31 porte un capteur magnétique 19, par exemple à effet Hall, afin de détecter les changements de pôles de l'aimant multipolaire 15, de sorte que l'ensemble formé par l'aimant multipolaire 15 et le capteur magnétique 19 constitue un capteur de position angulaire du rotor 4. Ainsi, les signaux émis par le capteur 19 peuvent être transmis par le connecteur 28. La carte électronique auxiliaire 31 est avantageusement dédiée uniquement au capteur 19, ce qui assure qu'elle soit peu encombrante. [0063] Dans cette mode de réalisation, la carte électronique auxiliaire est disposée dans une orientation parallèle à la carte électronique 16. Toutefois, d'autres orientations pourraient être possible dans d'autres configurations : par exemple, la carte électronique auxiliaire 31 pourrait être disposée dans une orientation perpendiculaire à la carte électronique 16. La carte électronique auxiliaire 31 est de préférence portée par l'anneau 27 ou le connecteur 28, mais pourrait également être montée libre dans le boîtier dans une autre orientation et reliée électriquement à la carte électronique par e.g. des conducteurs flexibles. 7 [0064] Comme visible sur la figure 4, le moteur électrique 1 comprend un boîtier 21 comportant un capot 22 et un couvercle 23 solidaires l'un de l'autre de sorte à former un logement du mécanisme M et de la carte électronique 16. Le boîtier 21 comprend également un logement 24 de l'ensemble rotor 4, stator 5. [0065] Comme visible sur la figure 8, le capot 22 comprend un logement 32 de réception de l'anneau 27 et un orifice 33 de logement du connecteur 28. [0066] On note que la pièce intermédiaire 26 permet de garder un boîtier inchangé par rapport à l'état de l'art, ce qui évite de modifier les lignes de production de moteurs électriques connus. 8 REVENDICATIONS[Revendication I] Moteur électrique sans halais, notamment pour un dispositif d'essuyage d'un véhicule automobile, comprenant une première partie (2), dite partie électrique, comportant un stator (5) et un rotor (4), le stator (5) comprenant une pluralité de bobines (6) d'excitation électromagnétique du rotor (4) et le rotor (4) étant monté pour entraîner en rotation un arbre moteur (8) autour d'un axe de rotation (L), le moteur ( I) comprenant également une seconde partie (3), dite électronique, comportant un arbre de sortie (11) et un mécanisme réducteur (M), le mécanisme réducteur (M) comprenant une vis sans fin (9) sur l'arbre moteur et une roue dentée (10) conformée pour être engrenée par la portion sans fin (9) et entraîner en rotation l'arbre de sortie (11), le moteur électrique (1) comprenant au moins un roulement (12) de guidage en rotation de l'arbre moteur (8), et un aimant multipolaire (15) de mesure de position du rotor, le roulement étant disposé sur l'arbre moteur (8) entre ledit aimant de mesure de position du rotor (15) et la vis sans fin (9), de sorte que ladite partie électrique (2) comporte l'aimant de mesure de position du rotor (4). [Revendication 2] Moteur électrique selon la revendication 1, comprenant une carte élec- tronique (16) munie d'une première partie, dite partie principale (17), et d'une deuxième partie, dite partie transversale (18), faisant saillie hors de la partie principale (17) vers la partie électrique (2), la partie transversale (18) poilant un capteur magnétique (19) configuré pour coopérer avec l'aimant multipolaire (15). [Revendication 3] Moteur électrique selon la revendication précédente, dans lequel la partie transversale (18) est disposée en regard de l'aimant multipolaire (15). [Revendication 4] Moteur électrique selon la revendication 1, comprenant une pièce, dite pièce intermédiaire (26) comportant un anneau (27) configuré pour être monté sur autour de l'arbre moteur (8), et un connecteur (28) configuré pour coopérer avec une carte électronique (16). [Revendication 5] Moteur électrique selon la revendication précédente, dans lequel le connecteur (28) est configuré pour la transmission de signaux de puissance à destination du stator (5) et la transmission de signaux de position du rotor (4). [Revendication 6] Moteur électrique selon l'une des revendications 4 ou 5, comprenant une carte électronique auxiliaire (31) dédiée à la détermination de 9 [Revendication 7] [Revendication 8] [Revendication 9] [Revendication 10] position du rotor (4). Moteur électrique selon la revendication 6, dans lequel la carte électronique auxiliaire (31) est disposée dans une orientation parallèle ou perpendiculaire à ladite carte électronique (16) Moteur électrique selon l'une des revendications 6 ou 7, dans lequel la carte électronique auxiliaire (31) est disposée en regard de l'aimant multipolaire (15) et est munit d'un capteur magnétique configuré pour coopérer avec l'aimant multipolaire (15). Moteur électrique selon l'une des revendications 6 à 8, dans lequel la carte électronique auxiliaire (31) est supportée par au moins l'anneau (27) et/ou le connecteur (28) de la pièce intermédiaire (26). Système d'essuyage pour un véhicule automobile, comprenant un moteur électrique (1) selon l'une des revendications précédentes.