Brevet FR3121555A1 — publié le 20221007

Ensemble de stator (12) à utiliser avec un ensemble de moteur à engrenages sans balais (10), comportant : un empilement de plusieurs tôles d’acier (26), chacune des tôles d’acier (26) comporte plusieurs dents (74) s’étendant vers l’intérieur à partir d’un partie de culasse (78) de chacune des tôles d’acier (26), où une forme interne (80) et une forme externe (82) de chaque partie de culasse (78) ont la même forme polygonale (84) pour la forme interne (80) et la forme externe (82) de la partie de culasse (78). Figure pour l’abrégé : [Fig. 1] STATOR POUR MOTEUR OU GÉNÉRATEUR SANS BALAIS ARRIÈRE-PLAN Les modes de réalisation exemplaires se rapportent au domaine des systèmes moteurs sans balais, et des systèmes de stator pour moteurs à engrenages sans balais. En général, la forme d’un stator d’un moteur sans balais est circulaire ou carrée. Pour les petits moteurs, avec seulement peu d’espace dans les fentes pour remplir les bobines de cuivre, il est compliqué de remplir de manière optimale les fentes. Cela signifie que le moteur fonctionnera en-dessous de sa capacité de puissance optimale. En conséquence, il est souhaitable de proposer un stator dans lequel une quantité optimale de cuivre peut être utilisée. BRÈVE DESCRIPTION Il est décrit un ensemble de stator pour utilisation avec un ensemble de moteur à engrenages sans balais est divulgué, lequel ensemble de stator comprenant : un empilement de plusieurs tôles d’acier, chacune des tôles d’acier comprend plusieurs dents s’étendant vers l’intérieur à partir d’une partie de culasse de chacune des tôles d’acier, où une forme interne et une forme externe de chaque partie de culasse ont la même forme polygonale pour la forme interne et la forme externe de la partie de culasse. En plus d’une ou de plusieurs des caractéristiques décrites ci-dessus, ou en variante à l’un des modes de réalisation précédents, les dents et leur partie de culasse correspondante sont toutes formées à partir d’une seule pièce unitaire comprenant une tôle d’acier. En plus d’une ou de plusieurs des caractéristiques décrites ci-dessus, ou en variante à l’un des modes de réalisation précédents, les dents et leur partie de culasse correspondante sont formées séparément et fixées les unes aux autres pour former la tôle d’acier. En plus d’une ou de plusieurs des caractéristiques décrites ci-dessus, ou en variante à l’un des modes de réalisation précédents, le nombre de bords de la forme polygonale est égal au nombre de dents du 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 dents et la partie de culasse ont une épaisseur constante. En plus d’une ou de plusieurs des caractéristiques décrites ci-dessus, ou en variante à l’un des modes de réalisation précédents, chacune des tôles d’acier a une forme hexagonale. En plus d’une ou de plusieurs des caractéristiques décrites ci-dessus, ou en variante à l’un des modes de réalisation précédents, comportant en outre une première partie de capuchon d’extrémité et une deuxième partie de capuchon d’extrémité, où la première partie de capuchon d’extrémité couvre partiellement une première extrémité de l’ensemble de stator et la deuxième partie d’extrémité couvre partiellement une deuxième extrémité opposée 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, la première partie de capuchon d’extrémité est fixée à la deuxième partie de capuchon d’extrémité par une pluralité d’éléments de fixation. En plus d’une ou de plusieurs des caractéristiques décrites ci-dessus, ou en variante à l’un des modes de réalisation précédents, la première partie de capuchon d’extrémité et la deuxième partie de capuchon d’extrémité ont chacune deux zones ouvertes ou plus où l’empilement de plusieurs tôles d’acier est visible. En plus d’une ou de plusieurs des caractéristiques décrites ci-dessus, ou en variante à l’un des modes de réalisation précédents, la première partie de capuchon d’extrémité et la deuxième partie de capuchon d’extrémité sont formées à partir de matière plastique. Un ensemble de moteur à engrenages sans balais comportant l’ensemble de stator de l’un quelconque des paragraphes précédents (0004 - 0013). 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, comportant en outre une première partie de capuchon d’extrémité et une deuxième partie de capuchon d’extrémité, où la première partie de capuchon d’extrémité couvre partiellement une première extrémité de l’ensemble de stator et la deuxième partie d’extrémité couvre partiellement une deuxième extrémité opposée 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, la première partie de capuchon d’extrémité est fixée à la deuxième partie de capuchon d’extrémité par une pluralité d’éléments de fixation. En plus d’une ou de plusieurs des caractéristiques décrites ci-dessus, ou en variante à l’un des modes de réalisation précédents, la première partie de capuchon d’extrémité et la deuxième partie de capuchon d’extrémité ont chacune deux zones ouvertes ou plus où l’empilement de plusieurs tôles d’acier est visible et la première partie de capuchon d’extrémité et la deuxième partie de capuchon d’extrémité sont formées à partir de matière plastique. 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 selon la présente divulgation ; est une vue en perspective d’un moteur sans balais selon la présente divulgation ; est une autre vue en perspective d’un moteur sans balais selon la présente divulgation ; est une vue en perspective d’un ensemble de stator selon la présente divulgation ; et est une vue en coupe transversale de l’ensemble de stator selon la présente divulgation. 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 description se rapporte à un ensemble de moteur à engrenages sans balais pour certaines applications de véhicule telles que des applications de lève-vitre et de toit ouvrant. Cependant, d’autres applications sont 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. Un stator d’un moteur sans balais a parfois une configuration intérieure différente par rapport à sa configuration extérieure. En tant que tel, cela peut créer des problèmes de saturation à l’épaisseur minimale de la culasse du stator. La présente divulgation propose de modifier la forme externe du stator afin de remplir un maximum de cuivre dans les fentes, tout en conservant une épaisseur de culasse continue et ainsi éviter des problèmes de saturation magnétique. En se référant désormais au moins aux figures 1 à 5, la présente divulgation se rapporte à un ensemble de moteur à engrenages sans balais 10. L’ensemble de moteur à engrenages sans balais 10 comporte un ensemble ou sous-ensemble de stator 12 et un ensemble ou sous-ensemble de rotor 14, une boîte de vitesses 16 et une carte de commande électronique ou unité de commande électronique 18. La carte de commande électronique ou l’unité de commande électronique 18 est logée dans un boîtier 20, qui selon un mode de réalisation peut être une pièce en plastique. La carte de commande électronique ou l’unité de commande électronique 18 peut être guidée dans le boîtier avec un cylindre 22 qui passe à travers une ouverture 23 dans la carte de commande électronique ou l’unité de commande électronique 18 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 ou l’unité de commande électronique 18 est recouverte par un couvercle de boîtier 24, qui peut être une pièce en plastique. Le sous-ensemble de stator 12 est composé d’un empilement de tôles d’acier 26 et de deux capuchons en plastique 28, 30. Le sous-ensemble de stator 12 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 pour relier les 3 phases à la carte de commande électronique ou à l’unité de commande électronique 18. Le sous-ensemble de rotor 14 est composé d’un arbre en acier, sur lequel est monté un cylindre central en acier et des aimants. Les aimants peuvent être des segments ou une bague montés/montée sur une surface du cylindre central. Les aimants peuvent également être enterrés dans le noyau du rotor. Une vis sans fin 44 est montée sur l’arbre du sous-ensemble de rotor 14. Une première partie de capuchon d’extrémité 46 couvre partiellement une première extrémité de l’ensemble de stator 12 et une deuxième partie d’extrémité couvre partiellement une deuxième extrémité opposée de l’ensemble de stator 12. La première partie de capuchon d’extrémité 46 est fixée à la deuxième partie de capuchon d’extrémité 48 par une pluralité d’éléments de fixation 50. La première partie de capuchon d’extrémité 46 et la deuxième partie de capuchon d’extrémité 48, lorsqu’elles sont fixées l’une à l’autre, sont suffisamment longues pour retenir l’ensemble de stator 12. La première partie de capuchon d’extrémité 46 et la deuxième partie de capuchon d’extrémité 48 ont chacune deux zones ouvertes ou plus où l’empilement de stator 26 est apparent ou visible, de sorte que l’épaisseur globale du moteur 10 soit réduite. En d’autres termes, en réduisant la largeur de la première partie de capuchon d’extrémité 46 et de la deuxième partie de capuchon d’extrémité 48 sur au moins deux côtés de sorte que l’empilement de stator 26 soit apparent, l’épaisseur globale du moteur 10 est réduite. La première partie de capuchon d’extrémité 46 est équipée d’une butée et d’un roulement afin de recevoir en rotation l’arbre du sous-ensemble de rotor 14. La deuxième partie de capuchon d’extrémité 48 est également équipée d’un roulement afin de recevoir en rotation l’arbre du sous-ensemble de rotor 14. La deuxième partie de capuchon d’extrémité 48 est fixée à un sous-ensemble de boîte de vitesses 52. Le sous-ensemble de boîte de vitesses 52 comporte un carter ou boîtier principal 54, une roue à pignon ou un engrenage 56, et un couvercle 58. Le sous-ensemble de boîte de vitesses 52 comporte également une butée et un roulement pour une extrémité de l’arbre de l’arbre du sous-ensemble de rotor 14. La roue à pignon ou l’engrenage 56 comporte également un engrenage à pignons 70 qui fait saillie depuis le sous-ensemble de boîte de vitesses 52. La carte de commande électronique ou l’unité de commande électronique 18 est fixée via le boîtier 20 et le couvercle 24 au sous-ensemble de boîte de vitesses 52. En se référant maintenant au moins aux figures 4 et 5, l’ensemble de stator 12 pour utilisation avec l’ensemble de 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 de stator pour supporter des enroulements ou des bobines de cuivre 72 de l’ensemble de stator 12. Remarque, sur la un seul enroulement 72 du moteur est illustré. Comme illustré, l’ensemble de stator 12 comprend un empilement de plusieurs tôles d’acier 26, qui forment le noyau de stator du moteur ou générateur sans balais 10. Les tôles 26 sont composées de plusieurs dents 74, sur lesquelles des bobines de cuivre 72 sont enroulées. Un isolant 76 qui est situé entre les bobines 72 et la tôle d’acier 26 est également montré. Une partie de culasse 78 comprenant au moins une dent 74 de chaque tôle d’acier 26 est prévue. Dans un mode de réalisation, les culasses 78 et leurs dents correspondantes 74 sont toutes formées à partir de la même pièce (par exemple, une seule pièce unitaire) ou une pluralité de culasses 78 comprenant une dent 74 sont segmentées et reliées séparément ensemble. Comme illustré, la forme interne 80 et la forme externe 82 de chaque culasse 78 ont la même forme polygonale 84 pour les côtés internes 80 et externes 82 de la culasse 78. Conformément à la présente divulgation, le nombre de bords de la forme polygonale 84 est égal au nombre de dents 74 du stator 12. Cela permet d’obtenir des épaisseurs constantes de dent 74 et de culasse, ce qui augmente la capacité de remplissage des fentes des bobines de cuivre 72. De plus et en maintenant l’épaisseur de la culasse constante, l’ensemble de stator 12 peut éviter une saturation magnétique en certains points. Une autre caractéristique de la présente divulgation est d’arrondir les bords externes 82 à la fois pour éviter les coins pointus pour le procédé d’estampage et pour conserver un stator compact 12. La montre une tôle 26 ayant une forme hexagonale. La illustre un seul segment 26 ayant une forme hexagonale, qui comporte 6 dents 74. La présente divulgation aidera à augmenter le rapport puissance sur masse du moteur sans balais 10 en optimisant les bobines 72 enroulées autour des dents 74 des segments 26. 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 « comprenant » 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 donnés à titre de d’exemple, l’homme du métier comprend 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 matériel 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 inclura tous les modes de réalisation relevant de l’étendue des revendications. Ensemble de stator (12) destiné à être utilisé avec un ensemble de moteur à engrenages sans balais (10), comprenant : un empilement de plusieurs tôles d’acier (26), chacune des tôles d’acier (26) comprend plusieurs dents (74) s’étendant vers l’intérieur à partir d’une partie de culasse (78) de chacune des tôles d’acier (26), où une forme interne (80) et une forme externe (82) de chaque partie de culasse (78) ont la même forme polygonale (84) pour la forme interne (80) et la forme externe (82) de la partie de culasse (78). Ensemble de stator (12) selon la revendication 1, dans lequel les dents (74) et leur partie de culasse correspondante (78) sont toutes formées à partir d’une seule pièce unitaire comprenant une tôle d’acier. Ensemble de stator (12) selon la revendication 1, dans lequel les dents (74) et leur partie de culasse correspondante (78) sont formées séparément et fixées les unes aux autres pour former la tôle d’acier. Ensemble de stator (12) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le nombre de bords de la forme polygonale (84) est égal au nombre de dents (74) du stator (12). Ensemble de stator (12) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les dents (74) et la partie de culasse (78) ont une épaisseur constante. Ensemble de stator (12) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel chacune des tôles d’acier (26) a une forme hexagonale. Ensemble de stator (12) selon l’une des revendications précédentes, comprenant en outre une première partie de capuchon d’extrémité (46) et une deuxième partie de capuchon d’extrémité (48), dans lequel la première partie de capuchon d’extrémité (46) couvre partiellement une première extrémité de l’ensemble de stator (12) et la deuxième partie d’extrémité (48) couvre partiellement une deuxième extrémité opposée de l’ensemble de stator (12). Ensemble de stator (12) selon la revendication 7, dans lequel la première partie de capuchon d’extrémité (46) est fixée à la deuxième partie de capuchon d’extrémité (48) par une pluralité d’élément de fixation (50). Ensemble de stator (12) selon la revendication 7, dans lequel la première partie de capuchon d’extrémité (46) et la deuxième partie de capuchon d’extrémité (48) ont chacune deux zones ouvertes ou plus où l’empilement de plusieurs tôles d’acier (26) est visible. Ensemble de stator (12) selon la revendication 7, dans lequel la première partie de capuchon d’extrémité (46) et la deuxième partie de capuchon d’extrémité (48) sont formées à partie de matière plastique. Ensemble de moteur à engrenages sans balais (10) comportant l’ensemble de stator (12) selon l’une quelconque des revendications précédentes. Ensemble de 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 de moteur à engrenages sans balais (10) selon la revendication 11, comprenant en outre une première partie de capuchon d’extrémité (46) et une deuxième partie de capuchon d’extrémité (48), dans lequel la première partie de capuchon d’extrémité (46) couvre partiellement une première extrémité de l’ensemble de stator (12) et la deuxième partie d’extrémité (48) couvrent partiellement une deuxième extrémité opposée de l’ensemble de stator (12). Ensemble de moteur à engrenages sans balais (10) selon la revendication 13, dans lequel la première partie de capuchon d’extrémité (46) est fixée à la deuxième partie de capuchon d’extrémité (48) par une pluralité d’éléments de fixation (50). Ensemble de moteur à engrenages sans balais (10) selon la revendication 13, dans lequel la première partie de capuchon d’extrémité (46) et la deuxième partie de capuchon d’extrémité (48) ont chacune deux zones ouvertes ou plus où l’empilement de plusieurs tôles d’acier (26) est visible et la première partie de capuchon d’extrémité (46) et la deuxième partie de capuchon d’extrémité (48) sont formées à partir de matière plastique.