Brevet FR3158603A1 — publié le 20250725

Machine électrique tournante pour une motorisation de véhicule automobile Machine électrique (10) comprenant un carter (12) et un équipage tournant (14) monté mobile autour d’un axe de rotation (X) à l’intérieur du carter (12), l’équipage tournant (14) comprenant un arbre rotor (20) qui présente des cannelures (22) sur une surface externe, ladite machine comprenant un réducteur (16) muni d’un pignon (18) coopérant avec lesdites cannelures (22), ladite machine comprenant également un capteur (24) configuré pour mesurer au moins une grandeur cinématique dudit équipage tournant (14), ladite machine électrique (10) étant caractérisée en ce qu’elle comprend un élément conducteur électrique (50) configuré pour relier électriquement ledit équipage tournant (14) à la masse, et caractérisée en ce qu’elle comporte en outre un support annulaire (30) comportant une pluralité de canaux (32) configurés pour guider un lubrifiant vers l’intérieur de l’arbre rotor (20) de manière à alimenter les cannelures (22). Figure pour l’abrégé : Fig. 1 Machine électrique tournante pour une motorisation de véhicule automobile. L’invention concerne une machine électrique tournante, et notamment une machine électrique tournante pour une motorisation de véhicule automobile. Cette machine électrique est notamment un moteur électrique de traction ou de propulsion destiné à entrainer des roues motrices d’un véhicule. Bien qu’une telle machine électrique tournante soit prévue pour une motorisation de véhicule automobile, l’invention pourra cependant s’appliquer dans d’autres domaines. D’une manière générale, une machine électrique comporte un stator, solidaire d’un carter, et un rotor, solidaire d’un arbre destiné à tourner autour d’un axe de rotation. Afin de garantir le bon fonctionnement de la machine, la lubrification de ses pièces est essentielle. Le lubrifiant utilisé est généralement de l’huile. Différentes solutions ont déjà été développées pour la lubrification des composants de la machine. L’une d’elle prévoit une machine électrique tournante comprenant un carter, un équipage tournant monté mobile en rotation à l’intérieur du carter autour d’un axe de rotation et un réducteur muni d’au moins un pignon, l’équipage tournant étant connecté au réducteur par l’intermédiaire du pignon. L’équipage tournant comprend également un arbre rotor qui présente des cannelures sur sa surface externe, le pignon coopère avec lesdites cannelures. L’arbre rotor est partiellement creux et il présente au moins un canal qui relie sa partie creuse à sa surface externe, ce canal permet d’alimenter les cannelures présentes sur la surface externe de l’arbre rotor avec l’huile présente à l’intérieur de l’arbre rotor afin d’assurer la lubrification de la machine électrique tournante. Le but de l’invention est de fournir une machine avec une lubrification améliorée. Dans le mode de réalisation de la machine décrit par la suite, la lubrification est améliorée dans le sens où la canalisation de l’huile au sein de la machine est plus efficace, notamment pour le passage de l’huile à l’intérieur de l’arbre tournant. Par ailleurs, le mode de réalisation décrit permet de réduire les frottements au sein du mécanisme tout en présentant une meilleure conductivité électrique. Ce mode de réalisation est démontable et il permet un accès aisé aux différentes pièces en cas de réparation et/ou de remplacement desdites pièces. A cet effet, l’invention porte sur une machine électrique, notamment pour une motorisation de véhicule automobile, ladite machine comprenant un carter et un équipage tournant monté mobile en rotation autour d’un axe de rotation à l’intérieur du carter, l’équipage tournant comprenant un arbre rotor qui présente des cannelures sur une surface externe de l'arbre rotor, ladite machine comprenant également un réducteur muni d’au moins un pignon agencé à l’intérieur du carter et coopérant avec lesdites cannelures, ladite machine comprenant également un capteur configuré pour mesurer au moins une grandeur cinématique dudit équipage tournant, ladite machine électrique étant caractérisée en ce qu’elle comprend un élément conducteur électrique configuré pour relier électriquement ledit équipage tournant à la masse, et caractérisée en ce qu’elle comporte en outre un support annulaire comportant une pluralité de canaux configurés pour guider un lubrifiant tel que de l’huile vers l’intérieur de l’arbre rotor de manière à alimenter les cannelures présentes sur la surface externe de l’arbre rotor. Selon un mode de réalisation, la machine électrique comprend une cible fixée sur le support annulaire et ledit support annulaire est fixé sur l’arbre rotor au moyen d’un système d’indexation qui est configuré pour indexer angulairement ladite cible par rapport au capteur afin d’assurer une lecture de la position angulaire de l’équipage tournant. Selon un mode de réalisation, l’arbre rotor comporte un épaulement présentant une rainure configurée pour y accueillir le système d’indexation du support annulaire. Selon un mode de réalisation, l’élément conducteur électrique comprend une bague à cils conducteurs, les cils conducteurs étant en contact avec une deuxième bague comprenant une piste électrique de mise à la masse. Selon un mode de réalisation, ladite deuxième bague présente une surface externe de forme conique avec laquelle les cils conducteurs de l’élément conducteur électrique sont en contact. Selon un mode de réalisation, l’élément conducteur électrique et le support annulaire délimitent ensemble un logement destiné à y accueillir au moins un élément élastique conducteur configuré pour permettre une circulation d’un courant électrique entre l’arbre rotor et l’élément conducteur électrique. Selon un mode de réalisation, au moins une partie des canaux du support annulaire présentent une forme en portion d’hélice. Selon un mode de réalisation, le carter comprend une nervure configurée pour racler de l’huile. Selon un mode de réalisation, le carter comprend au moins un passage configurée pour guider un lubrifiant tel que de l’huile vers au moins une partie des canaux du support annulaire. Selon un mode de réalisation, la nervure s’étend perpendiculairement à l’axe de rotation de l’arbre rotor. Selon un mode de réalisation, la nervure est contigüe au premier passage. L’invention concerne également un véhicule électrique équipé d’une telle machine électrique. Ces objets, caractéristiques et avantages de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante d’un mode de réalisation particulier fait à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : La FIG. 1 illustre une vue en coupe schématique de la machine électrique tournante selon l’invention. La FIG. 2 est une première vue en perspective du support annulaire. La FIG. 3 est une deuxième vue en perspective du support annulaire selon un autre angle de vue. La FIG. 4 est une vue de détail de l’arbre rotor. La FIG. 5 est une vue en coupe de certains composants de la machine électrique tournante selon l’invention. La FIG. 6 est une vue de détail de la vue en coupe schématique de la FIG. 1 . La FIG. 7 est une vue de détail du carter de la machine électrique tournante selon l’invention. Sur la FIG. 1 est illustrée une vue en coupe schématique d’une machine électrique tournante 10 qui comprend un carter 12 et un équipage tournant 14 monté mobile en rotation autour d’un axe de rotation X à l’intérieur du carter 12. La machine électrique tournante 10 comprend également un réducteur 16 muni d’au moins un pignon 18 agencé à l’intérieur du carter 12. L’équipage tournant 14 est connecté au réducteur 16 par l’intermédiaire du pignon 18. Plus précisément, l’équipage tournant 14 comprend un arbre rotor 20 qui présente des cannelures 22 sur sa surface externe, le pignon 18 d’attaque agencé à l’intérieur du carter 12 coopère avec lesdites cannelures 22. Le réducteur 16 permet notamment de modifier le rapport de vitesse ou/et le couple entre l’arbre rotor 20 et l’équipage tournant 14. Sur cette FIG. 1 , l’arbre rotor 20 présente un logement d’axe confondu avec l’axe de rotation de l’équipage tournant. L’arbre rotor 20 présente également au moins un canal 23 qui s’étend radialement et qui relie ledit logement d’axe à la surface externe de l’arbre rotor 20. Le canal 23 permet d’alimenter les cannelures 22 présentes sur la surface externe de l’arbre rotor 20 avec un lubrifiant tel que de l’huile présent à l’intérieur du logement d’axe de l’arbre rotor 20. La machine électrique tournante 10 comporte en outre un support annulaire 30 comportant une pluralité de canaux 32 configurés pour guider un lubrifiant tel que de l’huile vers l’intérieur de l’arbre rotor 20 de manière à alimenter les cannelures 22 présentes sur la surface externe de l’arbre rotor 20 par l’intermédiaire du au moins un canal 23. Un mode de réalisation du support annulaire 30 est notamment illustré sur la FIG. 2 et sur la FIG. 3 . Dans ce mode de réalisation, le support annulaire 30 se présente sous la forme d’une pièce monobloc de géométrie globalement cylindrique. Le support annulaire 30 présente notamment un alésage 34 et il est centré par ajustement dudit alésage 34 sur l’arbre rotor 20. Selon un mode de réalisation particulier, au moins une partie des canaux 32 du support annulaire 30 présentent une forme en portion d’hélice. Autrement dit, au moins une partie des canaux 32 du support annulaire 30, voire l’ensemble des canaux 32 du support annulaire 30 ont une forme courbée et oblique, comme illustré notamment sur la FIG. 2 et sur la FIG. 3 . Dans ce même mode de réalisation, les canaux 32 sont répartis à des distances angulaires constantes, ce qui signifie que les canaux 32 sont répartis de manière régulière au sein du corps cylindrique que forme le support annulaire 30. Les canaux 32 sont destinés à véhiculer un lubrifiant tel que de l’huile vers l’intérieur de l’arbre rotor 20 de manière à alimenter les cannelures 22 présentes sur la surface externe de l’arbre rotor 20. Leur forme en portion d’hélice favorise l’écoulement de l’huile. Le sens d’enroulement des canaux 32 ayant une forme en portion d’hélice est en cohérence avec le sens de rotation préférentiel de rotation de la machine électrique 10. Dans le cas où la machine électrique 10 est un moteur électrique de traction ou de propulsion destiné à entrainer des roues motrices d’un véhicule, le sens d’enroulement en cohérence avec le sens de rotation préférentiel de rotation correspond au sens adopté pour une marche avant du véhicule automobile. La machine électrique tournante 10 comprend également un capteur 24 inductif qui est configuré pour mesurer au moins une grandeur cinématique dudit équipage tournant 14, la grandeur cinématique est par exemple la position angulaire et/ou la vitesse de rotation de l’équipage tournant 14 de ladite machine électrique tournante 10. Plus particulièrement, la machine électrique 10 comprend une cible 36 configurée pour interagir avec ledit capteur 24 afin d’assurer une lecture de la position angulaire de l’équipage tournant 14. La cible 36 comprend par exemple des pales formées par des secteurs angulaires. Le nombre de secteurs angulaires correspond à un nombre de paires de pôles de ladite machine. Dans l’exemple illustré sur la FIG. 2 , la cible 36 comprend notamment quatre pales. Dans ce même mode de réalisation illustré sur la FIG. 2 , la cible 36 est fixée sur le support annulaire 30. Plus précisément, la cible 36 couvre une extrémité du support annulaire 30, à la manière d’un couvercle. Dans ce même mode de réalisation spécifique, le support annulaire 30 est fixé sur l’arbre rotor 20 au moyen d’un système d’indexation 37. Le système d’indexation 37, configuré pour indexer angulairement la cible 36 par rapport au capteur 24 afin de lire la position angulaire de l’équipage tournant 14, est par exemple situé à l’intérieur de l’alésage 34 du support annulaire 30, comme illustré sur la FIG. 2 . Dans le mode de réalisation illustré sur la FIG. 2 , le système d’indexation 37 se présente notamment sous la forme d’une nervure 38 rectiligne de forme oblongue. Sur ses côtés longitudinaux, la nervure 38 est par exemple bordée de part et d’autre par des parois flexibles 39 qui confère au système d’indexation 37 une forme en losange. Les parois flexibles 39 sont configurées pour être déformées lors de l’insertion du système d’indexation 37 du support annulaire 30 à l’intérieur d’une rainure 40 présente sur l’arbre rotor 20 pour indexe le support annulaire 30 sur l’arbre rotor 20. Plus particulièrement, l’arbre rotor 20 comporte par exemple un épaulement 42 présentant la rainure 40 configurée pour y accueillir le système d’indexation 37 du support annulaire 30, ceci est plus particulièrement illustré sur la FIG. 4 . Par ailleurs, l’arbre rotor 20 peut comprendre une gorge annulaire 44 configurée pour y accueillir un jonc configuré pour assurer un arrêt axial du support annulaire 30 par rapport à l’arbre rotor 20 sur lequel il est indexé angulairement. La gorge annulaire 44 pour le jonc 46 est notamment illustrée sur la FIG. 4 . Afin d’éviter l’apparition d’arcs électriques entre les dentures du rotor et les billes de roulements à billes qui permettent la rotation de l’arbre rotor 20 autour de l’axe de rotation X dans le carter 12 de la machine électrique 10, celle-ci comprend un élément conducteur électrique 50 configuré pour relier électriquement ledit équipage tournant 14 à la masse. Dans le mode de réalisation de la machine électrique 10 illustrée sur les figures 1 et 6, l’élément conducteur électrique 50 se présente sous la forme d’une bague à cils conducteurs 52. Ladite bague est frettée sur le carter 12, qui est lui-même reliée à la masse. Les cils conducteurs 52 de l’élément conducteur électrique 50 sont en contact avec une deuxième bague 54 qui comprend une piste électrique de mise à la masse. Selon un mode de réalisation particulier, ladite deuxième bague 54 comprend une surface externe 56 de forme conique avec laquelle les cils conducteurs 52 de l’élément conducteur électrique 50 sont en contact. Ceci est plus particulièrement illustré sur la FIG. 5 et sur la FIG. 6 . La surface externe 56 de forme conique permet de favoriser l’écoulement d’un lubrifiant tel que de l’huile vers les canaux 32 du support annulaire 30. Par ailleurs, le profil conique de la surface externe 56 de cette deuxième bague 54 peut permettre d’améliorer le contact électrique avec les cils conducteurs 52 pour la mise à la masse de l’élément conducteur électrique 50. Plus particulièrement, le profil conique de la surface externe 56 avec laquelle les cils conducteurs 52 sont en contact favorise une orientation spécifique desdits cils 52, ce qui permet d’homogénéiser le sens dans lesquels les cils 52 sont courbés à l’état monté de la machine électrique 10. Cette deuxième bague 54 est plus particulièrement montée glissante sur le support annulaire 30. Ceci permet un démontage facile de l’assemblage dans le cas d’une opération de nettoyage ou de maintenance par exemple. Selon un mode de réalisation particulier illustré sur la FIG. 6 , le support annulaire 30 peut comprendre un relief 31 déformable destiné à rentrer dans une gorge 58 de la deuxième bague 54 afin de maintenir ladite deuxième bague 54 en place par rapport à le support annulaire 30. Ainsi, en plus d’assurer une canalisation efficace de l’huile au sein de la machine électrique, le support annulaire 30 permet d’une part de fixer la cible 36 et d’autre part de porter la deuxième bague 54 montée glissante sur ledit support annulaire 30. Selon un mode de réalisation particulier, l’élément conducteur électrique 50 et le support annulaire 30 délimitent ensemble un logement 60 destiné à y accueillir au moins un élément élastique conducteur 62 configuré pour permettre une circulation d’un courant électrique entre l’arbre rotor 20 et l’élément conducteur électrique 50. Le au moins un élément élastique conducteur 62 permet d’exercer une force de pression, ce qui permet d’augmenter la conductivité électrique et donc d’améliorer le passage du courant électrique pour la mise à la masse. Selon un mode de réalisation particulier, le au moins un élément élastique conducteur 62 se présente par exemple sous la forme d’une pluralité de rondelles élastiques 64 superposées les unes par-dessus les autres de manière à être alignées entre elles, parallèlement à l’axe de rotation X. Ceci est plus particulièrement illustré sur la FIG. 5 et sur la FIG. 6 . Dans ce mode de réalisation, les rondelles élastiques 64 sont serrées sur l’arbre rotor 20 et permettent un contact électrique avec la deuxième bague 54. Par ailleurs, et selon un mode de réalisation particulier de la machine électrique 10, le carter 12 comprend au moins un passage 73, 74 configurée pour guider un lubrifiant tel que de l’huile vers au moins une partie des canaux 32 du support annulaire 30. Dans le mode de réalisation du carter 12 illustré sur la FIG. 7 , le carter 12 comprend un premier passage 73 ainsi qu’un deuxième passage 74. Le premier passage 73 et le deuxième passage 74 sont situés de part et d’autre du support annulaire 30 : le premier passage 73 et le deuxième passage 74 sont diamétralement opposés l’un à l’autre. En complément ou en alternative, le carter 12 de la machine électrique 10 peut comprend une nervure 72 configurée pour racler de l’huile, de manière à récupérer l’huile superflue pour la guider vers des zones où une lubrification à l’huile est nécessaire. La nervure 72 s’étend notamment perpendiculairement à l’axe de rotation X de l’arbre rotor 20. Dans le mode de réalisation illustré sur la FIG. 7 , la nervure 72 est contigüe au premier passage 73 afin d’alimenter ce dernier avec l’huile raclée à l’aide de la nervure 72. Lorsque la machine électrique tournante 10 est en fonctionnement, l’huile entraînée en rotation par les dents du pignon 18 est projetée sur la nervure 72 et s’écoule via le passage 73 vers l’élément conducteur électrique 50. Cette huile s’écoule ensuite à travers les canaux 32 du support annulaire 30 qui dirige l’huile vers l’intérieur de l’arbre rotor 20. Machine électrique (10), notamment pour une motorisation de véhicule automobile, ladite machine comprenant un carter (12) et un équipage tournant (14) monté mobile en rotation autour d’un axe de rotation (X) à l’intérieur du carter (12), l’équipage tournant (14) comprenant un arbre rotor (20) qui présente des cannelures (22) sur une surface externe de l'arbre rotor (20), ladite machine comprenant également un réducteur (16) muni d’au moins un pignon (18) agencé à l’intérieur du carter (12) et coopérant avec lesdites cannelures (22), ladite machine comprenant également un capteur (24) configuré pour mesurer au moins une grandeur cinématique dudit équipage tournant (14) ladite machine électrique (10) étant caractérisée en ce qu’elle comprend un élément conducteur électrique (50) configuré pour relier électriquement ledit équipage tournant (14) à la masse, et caractérisée en ce qu’elle comporte en outre un support annulaire (30) comportant une pluralité de canaux (32) configurés pour guider un lubrifiant tel que de l’huile vers l’intérieur de l’arbre rotor (20) de manière à alimenter les cannelures (22) présentes sur la surface externe (56) de l’arbre rotor (20). Machine électrique (10) selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu’elle comprend une cible (36), en ce que ladite cible (36) est fixée sur le support annulaire (30) et en ce que ledit support annulaire (30) est fixé sur l’arbre rotor (20) au moyen d’un système d’indexation (37) qui est configuré pour indexer angulairement ladite cible (36) par rapport au capteur (24) afin d’assurer une lecture de la position angulaire de l’équipage tournant (14). Machine électrique (10) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que l’arbre rotor (20) comporte un épaulement (42) présentant une rainure configurée pour y accueillir le système d’indexation (37) du support annulaire (30). Machine électrique (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l’élément conducteur électrique (50) comprend une bague à cils conducteurs (52), les cils conducteurs (52) étant en contact avec une deuxième bague (54) comprenant une piste électrique de mise à la masse. Machine électrique (10) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que ladite deuxième bague (54) présente une surface externe (56) de forme conique avec laquelle les cils conducteurs (52) de l’élément conducteur électrique (50) sont en contact. Machine électrique (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l’élément conducteur électrique (50) et le support annulaire (30) délimitent ensemble un logement (60) destiné à y accueillir au moins un élément élastique conducteur (62) configuré pour permettre une circulation d’un courant électrique entre l’arbre rotor (20) et l’élément conducteur électrique (50). Machine électrique (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’au moins une partie des canaux (32) du support annulaire (30) présentent une forme en portion d’hélice. Machine électrique (10) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le carter (12) comprend une nervure (72) configurée pour racler de l’huile et/ou en ce que le carter comprend au moins un passage (73, 74) configurée pour guider un lubrifiant tel que de l’huile vers au moins une partie des canaux (32) du support annulaire (30). Machine électrique (10) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la nervure (72) s’étend notamment perpendiculairement à l’axe de rotation (X) de l’arbre rotor (20) et/ou en ce que la nervure (72) est contigüe au premier passage (73). Véhicule automobile (20), caractérisé en ce qu’il est équipé d’une machine (10) électrique selon l’une des revendications précédentes.