Brevet FR3159480A1 — publié le 20250822

La présente invention concerne un rotor (10) pour une machine électrique, en particulier pour un moteur électrique, comprenant un corps principal (1), un arbre (2) s'étendant le long d'un axe (X), un empilement (3) de tôles rotoriques ayant une zone externe (4) avec une pluralité de poches d'aimants (5) recevant une pluralité d'aimants permanents (6), la zone externe (4) présentant une paroi extérieure circonférentielle (7) avec une épaisseur variant périodiquement définissant une pluralité de parois d'épaisseur minimale (8) sur chaque extrémité des aimants permanents (6) et ces parois d'épaisseur minimale (8) sont thermorétractées en formant une ligne de rétraction axiale (9) le long de la paroi extérieure circonférentielle (7) afin de maintenir les aimants permanents (6) dans leurs poches d’aimants (5) respectives. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un tel rotor (10). Figure pour l’abrégé : Figure 1 Rotor pour une machine électrique L’invention concerne un rotor pour une machine électrique, notamment un moteur électrique. Le rotor est destiné en particulier à être utilisé dans un moteur électrique qui entraîne une pompe hydraulique, tel qu’utilisé dans des véhicules à moteur pour fournir un flux volumétrique d'huile hydraulique qui est fourni à un actionneur d'embrayage, un actionneur de boîte de vitesses, un système de refroidissement d'embrayage, un système de lubrification de boîte de vitesses ou similaire. On connaît des rotors ayant un empilement de tôles rotoriques montées sur un arbre métallique, dans lesquels sont maintenus des aimants permanents. De tels rotors nécessitent un effort de fabrication, mais se distinguent par une forte force de champ magnétique. Un des problèmes techniques liés à ces types de rotor est la fixation des aimants permanents dans les poches. Il est connu de maintenir ces aimants permanents dans leurs poches respectives avec de la colle ou en réalisant des formes complexes, des nervures additionnelles par exemple, ce qui augmente les coûts de production. Des processus d'assemblage classiques pour aimants permanents nécessitent toujours un espace entre l'aimant et la poche en empilement. Ceci provoque des pertes magnétiques. Des solutions connues avec ajustement serré entre l'aimant et les nervures provoquent des débris pendant le processus de presse et le revêtement de l'aimant peut être endommagé. L'invention a pour but de fournir un rotor comprenant un empilement de tôles rotoriques qui peuvent être produites avec moins d'effort et avec une bonne rétention des aimants permanents. Ce but est atteint selon l'invention par un rotor pour une machine électrique, en particulier pour un moteur électrique, comprenant un corps principal monobloc, un arbre s'étendant le long d'un axe, un empilement de tôles rotoriques ayant une zone externe avec une pluralité de poches d'aimant recevant une pluralité d'aimants permanents, la zone externe présentant une paroi extérieure circonférentielle avec une épaisseur variant périodiquement définissant une pluralité de parois d'épaisseur minimale sur chaque extrémité des aimants permanents et ces parois d'épaisseur minimale sont thermorétractées en formant une ligne de rétraction axiale le long de la paroi extérieure circonférentielle afin de maintenir les aimants permanents dans leurs poches d’aimants respectives. L'invention est basée sur le concept de base de déformation de l'empilement de tôles rotoriques par thermorétraction tel que la rétraction laser, la rétraction par flamme ou la rétraction par soudage afin de déformer les poches d'aimants et de maintenir les aimants permanents dans leurs poches d’aimants respectives. Par ligne de rétraction axiale, on entend une ligne allongée continue qui n'est pas nécessairement droite, la ligne peut être par exemple courbe, brisée ou polygonale. Selon une configuration de l'invention, chaque poche d’aimant présente une ouverture à chacune de ses extrémités et chaque paroi d'épaisseur minimale est située par rapport à ces ouvertures. Des zones minces de tôles rotoriques empilées sont thermorétractées, des espaces entre les aimants permanents et les poches d'aimants sont supprimés. Des aimants sont fixés sans mesures supplémentaires et des pertes magnétiques dans les espaces sont éliminées. Selon une configuration de l'invention, l'empilement de tôles rotoriques est intégré dans un corps principal. Selon une configuration de l'invention, le corps principal est formé d'une seule pièce et en matière plastique. Selon une configuration de l'invention, l'arbre est moulé par injection dans le corps principal par complémentarité de formes. Selon une configuration de l'invention, l'empilement de tôles rotoriques est pourvu d'une formation à positionnement géométrique axial le long de la paroi extérieure circonférentielle. Le but précité est également atteint selon l'invention en fournissant un procédé de fabrication d'un rotor pour une machine électrique, en particulier pour un moteur électrique, au moyen des étapes suivantes : assemblage d'un empilement de tôles rotoriques présentant un certain nombre de poches d'aimants et une paroi extérieure circonférentielle, insertion d’un aimant permanent dans chaque poche d'aimant, placement de l'empilement de tôles rotoriques ayant des aimants permanents dans un dispositif source de chaleur, formation d'une pluralité de lignes de rétraction axiales le long de la paroi extérieure circonférentielle avec le dispositif source de chaleur afin de maintenir les aimants permanents dans leurs poches d'aimants respectives. Selon une configuration de l'invention, le dispositif source de chaleur est une source laser ou une pluralité de sources laser. Selon une configuration de l'invention, la source laser présente un point focal et la ligne de rétraction axiale est créée avec un mouvement axial relatif entre la source laser et l'empilement de tôles rotoriques. Selon une variante, la source laser présente une ligne et la ligne de rétraction axiale est créée sans mouvement relatif entre la source laser et l'empilement de tôles rotoriques. Selon une autre variante, le dispositif source de chaleur est une source de soudage, telle que le soudage TIG ou le soudage à l'arc au plasma. L'invention sera décrite ci-après sur la base d’un mode de réalisation illustré dans les dessins annexés. Dans les dessins : la FIG. 1 illustre une vue en perspective du rotor selon l'invention ; la FIG. 2 illustre une vue spécifique sur les lignes de rétraction axiales du rotor selon l'invention ; la FIG. 3 illustre une vue de dessus spécifique du rotor selon l'invention et focalisée sur une poche d'aimant ; la FIG. 4 illustre un diagramme étape par étape du procédé de fabrication d'un rotor selon l'invention. En relation aux FIG. 1 à FIG. 3 , un rotor 10 selon l'invention est représenté. Il est destiné à être utilisé conjointement avec un stator d’un moteur électrique et à entraîner une pompe hydraulique telle qu'utilisée dans la chaîne cinématique d'un véhicule à moteur, par exemple pour commuter un actionneur ou pour lubrifier ou refroidir des composants. Le rotor 10 comporte un corps principal 1 en forme de pot ou de coupelle qui est fait de matière plastique. Le corps principal 1 est notamment moulé par injection. Le corps principal 1 présente une paroi d'extrémité à une extrémité axiale, qui forme le fond de la « coupelle ». Dans la paroi d'extrémité, un arbre 2 de rotor est maintenu par complémentarité de formes. Dans la paroi d'extrémité, des ouvertures traversantes sont prévues, qui servent à l'écoulement du fluide hydraulique. Une pluralité de tôles rotoriques sont reçues sur le corps principal 1, qui forment ensemble un empilement 3. L'empilement 3 formé par les tôles rotoriques est reçu sur le corps principal 1 de telle sorte qu'il s'étend le long de la circonférence interne de l'empilement 15 à la manière d'un manchon et forme une collerette à chaque extrémité axiale. La collerette assure que les tôles rotoriques sont fermement maintenues ensemble dans la direction axiale. Le rotor 10 a globalement une forme cylindrique, l'empilement 3 de tôles rotoriques présente une zone externe 4 avec une pluralité de poches d'aimants 5 recevant une pluralité d'aimants permanents 6. L'empilement 3 de tôles rotoriques est pourvu d'une pluralité de formations à positionnement géométrique axial 11 le long de la paroi extérieure circonférentielle 7. Comme on peut le voir en particulier sur la FIG. 2 , les poches d'aimants 5 ont une section transversale allongée lorsqu'elles sont vues en coupe ou en bout. Chaque poche d'aimant 5 présente une ouverture 12 à chacune de ses extrémités. La zone externe 4 présente une paroi extérieure circonférentielle 7 d'épaisseur variant périodiquement définissant une pluralité de parois d'épaisseur maximale définies par une largeur W2 et une pluralité de parois d'épaisseur minimale 8 définies par une largeur W1, W1 étant inférieure à W2. Chaque paroi d'épaisseur minimale 8 de la paroi extérieure circonférentielle 7 est située par rapport aux ouvertures 12. Chaque paroi d'épaisseur maximale de la paroi extérieure circonférentielle 7 est située par rapport aux poches d'aimants 5. Toutes les parois d'épaisseur minimale 8 sont thermorétractées en formant une ligne de rétraction axiale 9 le long de la paroi extérieure circonférentielle 7 pour maintenir les aimants permanents 6 dans leurs poches d'aimants 5 respectives. La ligne de rétraction axiale 9 est une ligne droite s'étendant axialement le long de la zone externe 4 de la paroi extérieure circonférentielle 7. La ligne de rétraction 9 crée une déformation de l'empilement 3 avec un redressement à la flamme ou une rétraction de soudage afin de déformer les poches d'aimants 5 et maintenir les aimants permanents 6 dans leurs poches d'aimants 5 respectives. De préférence, la déformation de l'empilement 3 est obtenue par rétraction laser. La déformation provoque une réduction des largeurs des poches d'aimants 5 pour éliminer des espaces d'assemblage d'aimant permanent 6 évitant des pertes magnétiques. La FIG. 4 montre le procédé de fabrication du rotor 10 décrit ci-dessus avec les étapes suivantes : assemblage de l'empilement 3 de tôles rotoriques ayant un certain nombre de poches d’aimants 5 et une paroi extérieure circonférentielle 7, insertion des aimants permanents 6 dans chacune des poches d'aimants 5, placement de l’empilement 3 de tôles rotoriques équipées des aimants permanents 6 dans un dispositif source de chaleur, formation d'une pluralité de lignes de rétraction axiales 9 le long de la paroi extérieure circonférentielle 7 avec le dispositif source de chaleur afin de maintenir les aimants permanents 6 dans leurs poches d'aimants 5 respectives. Des lignes de rétraction axiales 9 peuvent être créées une à une avec un laser à source unique. Alternativement, les lignes peuvent être créées simultanément avec un laser multisource. La pluralité de sources laser peut être obtenue avec uniquement une source laser et un dispositif optique divisant la source laser en une pluralité de sources laser. Chaque aimant permanent 6 est affecté à deux lignes de rétraction axiales 9 de part et d'autre de l'aimant permanent 6 par rapport à l'ouverture 12. Dans le mode de réalisation illustré, ceci équivaut à la création 16 de lignes de rétraction axiales 9. La source laser présente un point focal et chaque ligne de rétraction axiale 9 est créée avec un mouvement axial relatif le long du rotor entre la source laser et l'empilement 3 de tôles rotoriques. En d'autres termes, tous les points se déplacent simultanément le long de l'axe de rotor. La variante avec des points focaux laser mobiles ne nécessite pas de gabarits de serrage supplémentaires, le matériau environnant empêche l'expansion. Selon une variante, la source laser crée une ligne et chaque ligne de rétraction axiale 9 est créée sans mouvement relatif entre la source laser et l'empilement 3 de tôles rotoriques. La ligne peut être créée par un dispositif optique à partir de la source laser. La variante avec focalisation linéaire et sans mouvement nécessite un serrage pour éviter l'expansion radiale lorsque la partie est chauffée. Rotor (10) pour une machine électrique, en particulier pour un moteur électrique, comprenant un corps principal (1), un arbre (2) s'étendant le long d'un axe (X), un empilement (3) de tôles rotoriques ayant une zone externe (4) avec une pluralité de poches d'aimants (5) recevant une pluralité d'aimants permanents (6), la zone externe (4) présentant une paroi extérieure circonférentielle (7) avec une épaisseur variant périodiquement définissant une pluralité de parois d'épaisseur minimale (8) sur chaque extrémité des aimants permanents (6) et ces parois d'épaisseur minimale (8) sont thermorétractées en formant une ligne de rétraction axiale (9) le long de la paroi extérieure circonférentielle (7) afin de maintenir les aimants permanents (6) dans leurs poches d’aimants (5) respectives. Rotor (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque poche d'aimant (5) présente une ouverture (12) à chacune de ses extrémités et chaque paroi d'épaisseur minimale (8) est située par rapport à ces ouvertures (12). Rotor (10) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'empilement (3) de tôles rotoriques est intégré dans le corps principal (1). Rotor (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps principal (1) est réalisé d'une seule pièce et en matière plastique. Rotor (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'arbre (2) est moulé par injection dans le corps principal (1) par complémentarité de formes. Rotor (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’empilement (3) de tôles rotoriques est pourvu d'au moins une formation à positionnement géométrique axial (11) le long de la paroi extérieure circonférentielle (7). Procédé de fabrication d'un rotor (10) pour une machine électrique, en particulier pour un moteur électrique, au moyen des étapes suivantes : (i) assemblage d'un empilement (3) de tôles rotoriques ayant un certain nombre de poches d’aimants (5) et une paroi extérieure circonférentielle (7), (ii) insertion d’un aimant permanent (6) dans chaque poche d'aimant (5), (iii) placement de l’empilement (3) de tôles rotoriques équipées des aimants permanents (6) dans un dispositif source de chaleur, (iv) formation d'une pluralité de lignes de rétraction axiales (9) le long de la paroi extérieure circonférentielle (7) avec le dispositif source de chaleur afin de maintenir les aimants permanents (6) dans leurs poches d'aimants (5) respectives. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif source de chaleur est une source laser ou une pluralité de sources laser. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la source laser présente un point focal et la ligne de rétraction axiale (9) est créée avec un mouvement axial relatif entre la source laser et l'empilement (3) de tôles rotoriques. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la source laser présente une ligne et la ligne de rétraction axiale (9) est créée sans mouvement relatif entre la source laser et l'empilement (3) de tôles rotoriques. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif source de chaleur est une source de soudage, telle que le soudage TIG ou le soudage à l'arc au plasma.