Brevet FR3115948A1 — publié le 20220506

Un ensemble de stator (12) à utiliser avec un ensemble de moteur à engrenages sans balais (10), comportant : deux pièces en plastique (28, 30) situées sur chaque extrémité d’un noyau de l’ensemble de stator, au moins l’une des pièces en plastique (28, 30) comportant plusieurs parties en saillie (74) configurées pour s’ajuster dans des fentes complémentaires du noyau de stator, dans lequel les parties en saillie (74) sont coupées aux coins (76) afin de fournir une certaine souplesse aux parties en saillie (74). Figure pour l’abrégé : [Fig. 1] MOTEUR À ENGRENAGES SANS BALAIS AVEC PIÈCES ISOLANTES EN PLASTIQUE ARRIÈRE-PLAN Des exemples de modes de réalisation se rapportent au domaine des ensembles de moteur à engrenages sans balais et des ensembles de stator pour moteurs à engrenages sans balais. Des ensembles de moteur à engrenages sans balais permettent d’éliminer le bruit de commutation des balais qui apparaît avec des moteurs à courant continu conventionnels. Pour relier électriquement les bornes à une carte électronique de commande, il faut soit : souder les fils électriques au niveau de chaque extrémité, soit utiliser une pièce de connecteur de phase intermédiaire. La présente divulgation offre l’avantage de ne nécessiter aucune pièce intermédiaire ou la soudure de fils électriques pour relier les 3 phases du moteur à la carte électronique de commande. Le fait d’avoir des roulements sur un moteur électrique trop éloignés du « noyau magnétique » crée des problèmes de concentricité entre les axes du rotor et du stator, ce qui conduit généralement à des tolérances serrées sur les pièces pour éviter le frottement des aimants contre l’empilement de tôles d’acier. La présente divulgation prévoit un support de roulement qui est directement guidé et donc bien positionné sur le stator afin d’établir un centrage et un alignement corrects du rotor à l’intérieur du stator. L’assemblage des pièces isolantes sur chaque côté du noyau de stator peut être difficile et exiger une extrême précision. La présente divulgation offre également une solution pour simplifier le processus d’assemblage. BRÈVE DESCRIPTION Il est divulgué un ensemble stator à utiliser avec un ensemble de moteur à engrenages sans balais est divulgué, lequel ensemble de stator comportant : deux pièces en plastique situées sur chaque extrémité d’un noyau de l’ensemble de stator, au moins l’une des pièces en plastique comportant plusieurs parties en saillie configurées pour s’ajuster dans des fentes complémentaires du noyau de stator, où les parties en saillie sont coupées aux coins afin de fournir une certaine souplesse aux parties en saillie. En plus d’une ou de plusieurs des caractéristiques décrites ci-dessus, ou en variante à l’un des modes de réalisation précédents, les parties en saillie sont également chanfreinées pour permettre une insertion facile dans le noyau de stator. En plus d’une ou de plusieurs des caractéristiques décrites ci-dessus, ou en variante à l’un des modes de réalisation précédents, les parois dans les fentes de l’ensemble de stator sont partiellement ou entièrement couvertes d’une couche mince de matériau plastique qui empêche un court-circuit des enroulements de l’ensemble de stator. En plus d’une ou de plusieurs des caractéristiques décrites ci-dessus, ou en variante à l’un des modes de réalisation précédents, au moins l’une des pièces en plastique a deux encoches diamétralement opposées qui reçoivent des languettes d’un support de roulement central lorsque le support de roulement central est fixé à l’ensemble de stator. En plus d’une ou de plusieurs des caractéristiques décrites ci-dessus, ou en variante à l’un des modes de réalisation précédents, un roulement sphérique est surmoulé sur le support de roulement central. En plus d’une ou de plusieurs des caractéristiques décrites ci-dessus, ou en variante à l’un des modes de réalisation précédents, le support de roulement central a une bague qui guide l’ensemble de stator dans un corps de boîte de vitesses. En plus d’une ou de plusieurs des caractéristiques décrites ci-dessus, ou en variante à l’un des modes de réalisation précédents, l’une des pièces en plastique a deux encoches diamétralement opposées qui reçoivent des languettes d’un support de roulement central lorsque le support de roulement central est fixé à l’ensemble de stator et l’autre des pièces en plastique a quatre encoches où des bornes à sertir sont ajustées par pression, trois bornes pour les 3 phases de l’ensemble de stator et une borne pour une connexion au point neutre de l’ensemble de stator. En plus d’une ou de plusieurs des caractéristiques décrites ci-dessus, ou en variante à l’un des modes de réalisation précédents, les trois bornes sont chacune reliées à une piste conductrice menant à un connecteur. En plus d’une ou de plusieurs des caractéristiques décrites ci-dessus, ou en variante à l’un des modes de réalisation précédents, un roulement sphérique est surmoulé sur le support de roulement central. En plus d’une ou de plusieurs des caractéristiques décrites ci-dessus, ou en variante à l’un des modes de réalisation précédents, le support de roulement central a une bague qui guide l’ensemble de stator dans un corps de boîte de vitesses. Il est également divulgué un ensemble moteur à engrenages sans balais comportant l’ensemble de stator est également divulgué, l’ensemble de stator comportant : deux pièces en plastique situées sur chaque extrémité d’un noyau de l’ensemble de stator, au moins l’une des pièces en plastique comportant plusieurs parties en saillie configurées pour s’ajuster dans des fentes complémentaires du noyau de stator, où les parties en saillie sont coupées aux coins afin de fournir une certaine souplesse aux parties en saillie. En plus d’une ou de plusieurs des caractéristiques décrites ci-dessus, ou en variante à l’un des modes de réalisation précédents, l’ensemble de moteur à engrenages sans balais comporte un ensemble de rotor, une boîte de vitesses et une carte de commande électronique. En plus d’une ou de plusieurs des caractéristiques décrites ci-dessus, ou en variante à l’un des modes de réalisation précédents, une partie de capuchon d’extrémité couvre partiellement l’ensemble de stator. En plus d’une ou de plusieurs des caractéristiques décrites ci-dessus, ou en variante à l’un des modes de réalisation précédents, la partie de capuchon d’extrémité a deux zones ouvertes ou plus où une partie de l’ensemble de stator est visible de sorte qu’une épaisseur totale du moteur à engrenages sans balais soit réduite. En plus d’une ou de plusieurs des caractéristiques décrites ci-dessus, ou en variante à l’un des modes de réalisation précédents, la partie de capuchon d’extrémité comporte une butée et un roulement. En plus d’une ou de plusieurs des caractéristiques décrites ci-dessus, ou en variante à l’un des modes de réalisation précédents, Un ensemble de moteur à engrenages sans balais comportant l’ensemble de stator présenté ci-dessus. Les descriptions suivantes ne doivent en aucun cas être considérées comme limitatives. En référence aux dessins annexés, les éléments identiques sont numérotés de la même manière : est une vue éclatée d’un moteur sans balais conformément à la présente divulgation ; est une vue latérale d’un moteur sans balais conformément à la présente divulgation ; est une vue latérale d’un moteur sans balais conformément à la présente divulgation ; est une vue d’extrémité d’un ensemble de stator conformément à la présente divulgation ; est une vue éclatée d’un ensemble de stator et d’un ensemble de rotor conformément à la présente divulgation ; est une vue éclatée d’un ensemble de stator et d’un ensemble de rotor conformément à la présente divulgation ; est une vue en perspective d’un ensemble de stator conformément à la présente divulgation ; est une vue en perspective d’un ensemble de stator conformément à la présente divulgation ; est une vue latérale des bornes pour un ensemble de stator conformément à la présente divulgation ; est une vue d’extrémité des bornes pour un ensemble de stator conformément à la présente divulgation ; est une vue en perspective d’une pièce d’extrémité en plastique pour un ensemble de stator conformément à la présente divulgation ; est une vue d’extrémité de la pièce d’extrémité en plastique illustrée dans la ; et est une vue d’extrémité opposée de la pièce d’extrémité en plastique illustrée dans la . DESCRIPTION DÉTAILLÉE Une description détaillée d’un ou de plusieurs mode(s) de réalisation de l’appareil et du procédé divulgués est présentée ici à titre d’exemple non limitatif en référence aux Figures. La présente divulgation concerne un ensemble moteur à engrenages sans balais pour certaines applications automobile telles que des applications de lève-vitre et de toit ouvrant. D’autres applications sont cependant envisagées. L’utilisation de la technologie sans balais permet d’éliminer le bruit de commutation des balais qui apparaît avec des moteurs à courant continu conventionnels. Elle permet également au produit global d’être compact et plus léger en supprimant la boîte collectrice. La présente divulgation fournit une conception optimisée eu égard du rapport puissance/masse. Elle décrit également un processus d’assemblage pour le moteur à engrenages sans balais divulgué. En se référant maintenant au moins aux à 4B, la présente divulgation concerne un ensemble moteur à engrenages sans balais 10. L’ensemble moteur à engrenages sans balais 10 comporte un ensemble ou sous-ensemble stator 12 et un ensemble ou sous-ensemble rotor 14, une boîte de vitesses 16 et une carte de commande électronique 18. La carte de commande électronique 18 est logée dans un corps de boîte de vitesses 20. Elle est guidée par un cylindre 22 et verrouillée à l’aide de clips. Il y a trois secteurs principaux sur la carte ; le premier est dédié à une connexion à une alimentation électrique externe ; le deuxième est la région des composants électroniques ; et le troisième est pour la connexion des 3 phases du moteur et éventuellement autres connexions liées au dispositif de détection de position de rotor. La carte de commande électronique 18 est couverte d’une pièce en plastique 24. Le sous-ensemble stator 12 est composé d’un empilement de tôles d’acier 26 et de deux capuchons en plastique 28, 30. Le stator comporte un nombre de bras qui est un multiple de 3. Les capuchons en plastique 28 et 30 empêchent les fils de cuivre enroulés des bras du stator d’être coupés par des coins pointus. Ils logent également des fiches conductrices 32 pour relier les 3 phases à la carte de commande électronique 18. Le capuchon 30 peut être appelé capuchon supérieur et a également deux parties en saillie 34 et 36 permettant le verrouillage axial du stator, comme un montage à baïonnette. Le sous-ensemble rotor 14 est composé d’un arbre en acier 38, sur lequel est monté un cylindre central en acier 40 et des aimants 42. Les aimants 42 peuvent être des segments ou une bague montés/montée sur une surface du cylindre central 40. Les aimants 42 peuvent également être noyés dans le noyau de rotor. Une vis sans fin 44 est montée sur l’arbre 38. Une partie de capuchon d’extrémité 46 couvre partiellement l’ensemble stator 12. Elle est suffisamment longue pour maintenir l’ensemble de stator 12 et a deux zones ouvertes ou plus où l’empilement de stator est apparent ou visible, de sorte que l’épaisseur totale du moteur soit réduite. En d’autres termes, en réduisant la largeur de la partie de capuchon d’extrémité 46 sur au moins deux côtés pour que l’empilement de stator soit apparent, l’épaisseur totale du moteur 10 est réduite. La partie de capuchon d’extrémité 46 est équipée d’une butée et d’un roulement 47, et a au moins deux trous de fixation 48 assemblés avec la boîte de vitesses 16. De plus, la partie de capuchon d’extrémité 46 est configurée pour s’engager avec les deux parties en saillie 34 et 36 du capuchon 30 afin de permettre le verrouillage axial du stator, comme un montage à baïonnette, sur la partie de capuchon d’extrémité 46. Un support de roulement central 50 est ajusté dans et guidé par l’ensemble de stator 12 à l’aide d’encoches 52 sur la pièce en plastique isolante 28 qui reçoivent des languettes ou des éléments 54. Le support de roulement central 50 est également équipé d’un roulement sphérique 56 surmoulé. Le sous-ensemble boîte de vitesses 16 comporte un carter ou boîtier 58 principal, un(e) roue à pignon ou engrenage 60, un couvercle 70, une butée et un roulement 72. Le processus d’assemblage d’un tel moteur à engrenages sans balais est le suivant. Une fois les bras de stator enroulés avec des bobines de cuivre, le sous-ensemble de stator 12 est introduit dans le capuchon d’extrémité 46 et tourné dans celui-ci pour le verrouiller dans la direction axiale, comme un montage à baïonnette. Ensuite, le sous-ensemble de rotor 14 est introduit de sorte que la partie magnétique du rotor soit à proximité de l’empilement de tôles d’acier 26 de l’ensemble de stator 12. Le support de roulement central 50 est introduit consécutivement afin de maintenir correctement l’arbre 38. Une fois que l’arbre 38 est correctement maintenu, la vis sans fin 44 peut être chauffée et montée sur la surface de l’arbre. Par la suite, l’assemblage à la boîte de vitesses 16 peut avoir lieu, y compris l’assemblage des couvercles 24 et 70 au carter ou boîtier 58 principal. Au cours de cet assemblage, des fentes 71 situées sur la partie extérieure de l’ensemble de stator 12 s’engagent en coulissement avec des éléments surélevés, des saillies ou des saillies allongées 73 situé(e)s dans une zone de réception 75 de la boîte de vitesses 16. Dans un mode de réalisation, au moins deux éléments surélevés, saillies ou saillies allongées 73 sont prévu(e)s pour s’engager avec des fentes complémentaires 71 situées sur la surface externe de l’ensemble de stator 12. Bien entendu, plus de deux éléments surélevés, saillies ou saillies allongées 73 et des fentes complémentaires 71 sont considérés comme faisant partie de l’étendue de la présente demande. Ces éléments, saillies ou saillies allongées 73 et fentes complémentaires 71 assurent la fonction d’alignement des trois roulements situés dans la partie de capuchon d’extrémité 46 (roulement 47), le support de roulement central 50 (roulement 56) et le boîtier 58 (roulement 72) et empêchent également la rotation de l’ensemble de stator 12 pendant que le moteur tourne. L’ensemble de moteur à engrenages sans balais 10 décrit ci-dessus peut être utilisé pour des applications de lève-vitre et de moteur de toit ouvrant dans des véhicules bien que la présente divulgation ne soit pas limitée uniquement à ces applications. En se référant maintenant aux à 10, l’ensemble stator 12 à utiliser avec l’ensemble moteur à engrenages sans balais 10 est illustré. Comme mentionné ci-dessus, deux pièces en plastique ou pièces isolantes 28 et 30 sont utilisées sur chaque extrémité du noyau de l’ensemble stator pour supporter des enroulements 31 de l’ensemble stator. On note sur la que seuls deux enroulements 31 d’une phase du moteur sont illustrés. Ces pièces en plastique fournissent plusieurs parties en saillie minces 74 s’ajustant dans des fentes complémentaires du noyau de stator. Ces parties en saillie 74 sont "coupées" aux coins 76, ce qui les rend plus souples, elles sont également chanfreinées, le tout pour rendre le processus d’assemblage avec le noyau de stator plus facile et plus fiable. Une fois ces parties ajustées par pression sur chaque extrémité du noyau de stator, les parois dans les fentes du noyau de stator sont partiellement ou entièrement couvertes d’une couche mince de matériau plastique 78 qui empêche les enroulements de stator de créer un court-circuit avec le noyau. La pièce en plastique ou pièce isolante 28 qui est insérée dans la boîte de vitesses 16 lorsque l’ensemble stator 12 est fixé à la boîte de vitesses 16 est légèrement plus profonde ou plus longue axialement que la pièce en plastique ou pièce isolante 30 située sur le côté opposé de l’ensemble stator 12. Cette pièce en plastique ou pièce isolante 28 a deux encoches diamétralement opposées 52 où des languettes ou éléments 54 du support de roulement central 50 sont reçu(e)s lorsque le support de roulement central est fixé à l’ensemble de stator 12. Comme mentionné ci-dessus, un roulement sphérique 56 est surmoulé sur le support de roulement central 50. Le fait que le support de roulement central 50 soit guidé, non par le carter de stator, mais directement par l’ensemble d’enroulement stator 12, garantit que l’ensemble rotor 14 est dans une position concentrique par rapport au stator. De plus, la proximité entre le roulement et le stator permet à l’ensemble de moteur à engrenages sans balais 10 d’être plus compact et plus léger. Le support de roulement central 50 peut avoir une bague 80 ou un élément de guidage qui guide l’ensemble stator dans le corps 58 de boîte de vitesses. La pièce en plastique opposée 30 a quatre encoches où des bornes à sertir sont ajustées par pression : trois bornes pour les 3 phases (82a, 82b, 82c) de l’ensemble de stator et une borne pour la connexion au point neutre (82d) de l’ensemble de stator. Les terminaisons de phase sont chacune reliées à une piste conductrice menant à un connecteur 84. Les pistes conductrices sont de préférence ajustées par pression dans la pièce en plastique 30 et non surmoulées, afin de rendre le processus d’assemblage plus facile et moins coûteux. Des éléments des modes de réalisation ont été introduits avec les articles «un» ou «une». Les articles sont destinés à signifier qu’il y a un ou plusieurs des éléments. Les termes «comportant» et «ayant» et autres analogues sont censés être inclusifs de sorte qu’il puisse y avoir des éléments supplémentaires autres que les éléments énumérés. La conjonction «ou», lorsqu’elle est utilisée avec une liste d’au moins deux termes, est destinée à désigner tout terme ou toute combinaison de termes. Le terme «configuré» se rapporte à une ou plusieurs limitations structurelles d’un dispositif qui sont nécessaires pour que le dispositif exécute la fonction ou l’opération pour laquelle le dispositif est configuré. La divulgation illustrée ici peut être mise en pratique en l’absence de tout élément qui n’est pas spécifiquement divulgué ici. Bien que la présente divulgation ait été décrite en référence à un ou des mode(s) de réalisation donné(s) à titre d’exemple, l’homme du métier comprendra que divers changements peuvent être apportés et que certains de ses éléments peuvent être remplacés par des équivalents sans s’écarter de l’étendue de la présente divulgation. De plus, de nombreuses modifications peuvent être apportées pour adapter une situation particulière ou un contenu particulier aux enseignements de la présente divulgation sans s’écarter de l’étendue essentielle de celle-ci. Par conséquent, il est prévu que la présente divulgation ne soit pas limitée au mode de réalisation particulier divulgué comme étant le meilleur mode envisagé pour réaliser cette présente divulgation, mais que la présente divulgation inclut tous les modes de réalisation entrant de l’étendue des revendications. Ensemble stator (12) à utiliser avec un ensemble de moteur à engrenages sans balais (10), comprenant : deux pièces en plastique (28, 30) situées sur chaque extrémité d’un noyau de l’ensemble stator, au moins l’une des pièces en plastique (28, 30) comportant plusieurs parties en saillie (74) configurées pour s’ajuster dans des fentes complémentaires du noyau de stator, dans lequel les parties en saillie (74) sont coupées aux coins (76) afin de fournir une certaine souplesse aux parties en saillie (74). Ensemble stator (12) selon la revendication 1, dans lequel les parties en saillie (74) sont également chanfreinées pour permettre une insertion facile dans le noyau de stator. Ensemble stator (12) selon la revendication 1, dans lequel les parois dans les fentes de l’ensemble de stator sont partiellement ou entièrement couvertes d’une couche mince de matériau plastique (78) qui empêche un court-circuit des enroulements de l’ensemble de stator. Ensemble stator (12) selon la revendication 1, dans lequel au moins l’une des pièces en plastique (28, 30) a deux encoches diamétralement opposées (52) qui reçoivent des languettes (54) d’un support de roulement central (50) lorsque le support de roulement central (50) est fixé à l’ensemble de stator (12). Ensemble stator (12) selon la revendication 4, dans lequel un roulement sphérique (56) est surmoulé sur le support de roulement central (50). Ensemble stator (12) selon la revendication 5, dans lequel le support de roulement central (50) a une bague (80) qui guide l’ensemble de stator (12) dans un corps de boîte de vitesses (58). Ensemble stator (12) selon la revendication 1, dans lequel l’une des pièces en plastique (28, 30) a deux encoches diamétralement opposées (52) qui reçoivent des languettes (54) d’un support de roulement central (50) lorsque le support de roulement central (50) est fixé à l’ensemble de stator (12) et l’autre des pièces en plastique (28, 30) a quatre encoches où des bornes à sertir sont ajustées par pression, trois bornes (82a, 82b, 82c) pour les 3 phases de l’ensemble de stator et une borne (82d) pour une connexion au point neutre de l’ensemble de stator. Ensemble stator (12) selon la revendication 7, dans lequel les trois bornes (82a, 82b, 82c) sont chacune reliées à une piste conductrice menant à un connecteur 84. Ensemble stator (12) selon la revendication 8, dans lequel un roulement sphérique (56) est surmoulé sur le support de roulement central (50). Ensemble stator (12) selon la revendication 9, dans lequel le support de roulement central (50) a une bague (80) qui guide l’ensemble de stator (12) dans un corps de boîte de vitesses (58). Ensemble moteur à engrenages sans balais (10) comportant l’ensemble de stator (12) de l’une quelconque des revendications précédentes. Ensemble moteur à engrenages sans balais (10) selon la revendication 11, dans lequel l’ensemble de moteur à engrenages sans balais (10) comporte un ensemble de rotor (14), une boîte de vitesses (16) et une carte de commande électronique (18). Ensemble moteur à engrenages sans balais (10) selon la revendication 11, dans lequel une partie de capuchon d’extrémité (46) couvre partiellement l’ensemble de stator (12). Ensemble moteur à engrenages sans balais (10) selon la revendication 11, dans lequel la partie de capuchon d’extrémité (46) a deux zones ouvertes ou plus où une partie de l’ensemble de stator (12) est visible de sorte qu’une épaisseur totale de l’ensemble de moteur à engrenages sans balais (10) soit réduite. Ensemble moteur à engrenages sans balais (10) selon la revendication 14, dans lequel la partie de capuchon d’extrémité (46) comporte une butée et un roulement.