DESCRIPTION
La présente invention concerne un dispositif de bobines comportant au moins deux bobines planes superposées, réalisées en technique de circuits imprimés, selon le préambule de la revendication 1.
Dans les dispositifs connus de ce type, utilisés notamment dans certains moteurs à courant continu, comportant un rotor en forme de disque aimanté, chaque bobine réalisée sur un support isolant donné comporte un bobinage monophasé, des bobines correspondant à des phases différentes étant formées sur des supports différents. Or, le positionnement des bobines superposées associées à des phases différentes d'un moteur biphasé ou triphasé est trés délicat et une erreur de phase pouvant résulter d'un mauvais positionnement est d'autant plus importante que le nombre de pôles du moteur est grand. D'autre part, étant donné le nombre de bobines qu'il est nécessaire d'empiler pour former un dispositif de bobines adéquat pour un moteur, de nombreuses connexions doivent être établies entre les supports en présence.
Ces interconnexions posent des problèmes qui ne peuvent pratiquement pas être résolus de façon satisfaisante dans les dispositifs connus.
L'invention vise à remédier à ces inconvénients et se propose notamment de fournir un dispositif de bobines du type susmentionné, dans lequel la relation entre les différentes phases est rigoureusement constante et dans lequel les connexions sont réalisées de façon particulièrement simple, économique et sûre. L'invention a en outre pour but de permettre d'obtenir une très grande densité des conducteurs actifs et, dans le cas de structures polyphasées, une répartition uniforme des bobinages relatifs aux différentes phases dans le dispositif de bobines.
A cet effet, le dispositif selon l'invention comporte les particularités indiquées dans la partie caractéristique de la revendication 1. Les revendications 2 à 13 décrivent des formes d'exécution préférentielles du dispositif selon l'invention.
D'autres particularités et avantages de la présente invention ressortiront de la description de différentes formes d'exécution donnée ci-après à titre d'exemple et illustrée dans le dessin annexé dans lequel:
la fig. 1 est une vue de dessus d'un support isolant portant un circuit imprimé tel qu'il peut être utilisé dans un dispositif de bobines biphasé selon l'invention;
la fig. 2 est une vue similaire à celle de la fig. 1, illustrant une autre forme d'exécution d'un circuit imprimé muni de bornes de connexion multiples et de bornes d'accès;
la fig. 3 est une vue d'une variante d'exécution du circuit de la fig. 2 muni de bornes de connexion à anneaux intérieurs;
;
la fig. 4 est une vue en coupe d'un empilage de deux bobines utilisant un circuit selon la fig. 3 montrant un moyen de connexion ex térieure, et
les figures 5A et 5B sont des schémas de circuits imprimés réalisés sur les deux faces d'un support de bobines utilisable dans un dispositif triphasé selon l'invention.
Selon la fig. 1, une bobine, désignée dans son ensemble par 1, comporte un support isolant 10 de forme circulaire et de très faible épaisseur par rapport à son diamètre, ce support portant sur chacune de ses faces un circuit imprimé. Les parties conductrices du circuit se trouvant sur la face visible ou face supérieure du support sont indiquées par des zones foncées de la fig. 1. Ce circuit comporte notamment une série de brins de conducteurs radiaux disposés régulièrement les uns à côté des autres le long d'une zone annulaire 12 du circuit. En dehors de la zone 12, ces brins sont reliés entre eux de façon à constituer un bobinage en forme de grecque à deux conducteurs juxtaposés.
Une première borne de connexion 4, disposée à l'extérieur de la zone annulaire 12 et de la zone de liaison qui entoure celle-ci, forme, par exemple, une borne d'entrée du bobinage,et est reliée par une partie conductrice 15 à un premier brin radial, à partir duquel le chemin de conduction fait un premier tour de la zone 12 en suivant une forme de grecque extérieure, puis un deuxième tour similaire à l'intérieur de la première grecque, comme l'indique la figure 1, pour aboutir à un dernier brin 17 et à une borne d'interconnexion 6. Il est à noter que, dans le présent dispositif, cette borne d'interconnexion 6 est disposée à l'extérieur de la zone annulaire 12, la liaison entre deux brins de la première grecque formant à cet effet une excroissance 11. Le circuit s'étendant entre les bornes 4 et 6 constitue un premier bobinage 2 du présent dispositif.
Le circuit imprimé de la face visible du support comporte en outre une partie de liaison 8 entre deux bornes 5 et 7 dont la fonction sera décrite ci-après.
Le circuit imprimé réalisé sur la face opposée du support 10 ou face inférieure, invisible sur la fig. 1, présente un dessin identique à celui de la face supérieure et, vu du même côté que ce circuit de la face supérieure, il apparaît retourné de 180 autour d'un axe d'alignement radial désigné par OA dans la fig. 1.
Les bornes 5 et 7 susmentionnées sont disposées de façon symétrique respectivement aux bornes 4 et 6 du circuit 2 par rapport à l'axe OA. Par conséquent, dans le circuit de la face inférieure, des bornes 4' et 6' correspondant aux bornes 5 et 7 du circuit de la face supérieure se trouvent exactement en regard des bornes respectives 4 et 6 du circuit 2. Les bornes 4' et 6' sont reliées entre elles par une partie 9' ayant la forme de la partie 8 de la face supérieure. La borne 4' constitue une deuxième borne de connexion, en l'occurrence une borne de sortie du bobinage 2 de la face supérieure, les bornes 6 et 6' servant de bornes d'interconnexion entre les deux parties 2 et 9'.
Elles sont reliées entre elles, par exemple, au moyen d'un trou traversant le support isolant et rempli de matière conductrice.
Le bobinage 2 présente ainsi des première et seconde bornes de connexion, qui sont disposées en regard l'une de l'autre sur le support isolant. Par conséquent, lorsque plusieurs de ces supports sont superposés pour former un empilement, toutes les bornes de connexion des bobinages se trouvant sur les faces supérieures de ces supports sont alignées axialement, et notamment la deuxième borne de connexion ou borne de sortie d'un bobinage donné est placée en regard de la première borne de connexion ou borne d'entrée du bobinage suivant. Par des moyens de connexion très simples, qui seront décrits plus loin, ces bornes peuvent ainsi être mises en contact, de sorte que la première borne de connexion du premier bobinage et la deuxième borne de connexion du dernier bobinage de l'empilement forment les bornes d'entrée et de sortie d'un ensemble de bobinages connectés en série.
La position des différents supports superposés est déterminée par des trous tels que 16 qui permettent de réaliser la fixation de ces supports et de l'ensemble de l'empilement dans un dispositif donné.
En ce qui concerne la face inférieure du support 10, elle porte, selon ce qui a été indiqué plus haut, un bobinage désigné par 3' identique au bobinage 2, les axes d'alignement OA étant superposés. Par conséquent, le bobinage 3' présente sur la face inférieure une borne de connexion 5' située en dessous de la borne 5, cette dernière étant reliée au bobinage 3' par l'intermédiaire de la partie 8, la borne d'interconnexion 7 et la borne d'interconnexion 7' reliée à la borne 7 de façon analogue à celle des bornes 6, 6', la borne 5 constituant une autre borne de connexion du bobinage 3'.
Les supports isolants étant superposés, comme mentionné précédemment, et les bornes de connexion superposées de deux supports consécutifs étant mises en contact, les bobinages disposés sur les faces inférieures des supports se trouvent connectés en série entre eux de la même façon que les bobinages des faces supérieures entre les première et seconde bornes de connexion extérieures représentant l'entrée et la sortie de l'ensemble de bobinages des faces inférieures des supports isolants.
Le dispositif de bobines ainsi formé comporte par conséquent deux ensembles de bobinages électriquement séparés qui peuvent, par exemple, constituer une structure d'excitation biphasée d'un moteur électrique du type mentionné au début. Dans ce cas, I'axe d'alignement OA est choisi de telle façon par rapport aux bobinages 2, 3' que ceux-ci présentent, dans leur position sur le support isolant, un déphasage d'un angle électrique de 90 .
Dans le cas des bobinages de la fig. 1, les brins radiaux disposés côte à côte forment des groupes de deux, dans lesquels les brins sont parcourus dans le même sens par le courant qui circule dans chaque bobinage. Les groupes adjacents, par exemple ceux formés respectivement à l'intérieur des angles BOC et COD et désignés par 13 et 14, sont parcourus par des courants de sens inverse et l'axe OC constitue un axe de symétrie de ces deux groupes, de même que les axes
OB, OD, etc., constituent de tels axes de symétrie pour les brins radiaux qu'ils séparent. Dans le cas d'une structure biphasée, l'angle entre l'axe d'alignement OA et un de ces axes de symétrie, en l'occurrence OB, est égal au quart de l'angle formé entre deux axes de symétrie voisins, de façon à satisfaire la condition de quadrature entre les deux phases correspondant aux bobinages 2 et 3'.
Dans le dispositif basé sur l'agencement de la fig. 1, on réalise ainsi une structure biphasée dans laquelle les bobinages correspondant à deux phases différentes sont formés sur un même support, de sorte que le déphasage est rigoureusement assuré par la gravure des circuits. La connexion entre eux des différents bobinages associés à chaque phase de la manière décrite ci-dessus permet en outre l'assemblage d'un nombre approprié de bobines par superposition selon un procédé industriellement applicable. Il est également à noter que chaque bobinage du présent dispositif peut comporter un grand nombre de paires de groupes de brins radiaux, par exemple 25 paires dans le cas de la fig. 1.
La fig. 2 montre un circuit formant sur la face supérieure d'un support isolant 210 un bobinage 22 dans lequel chaque groupe de brins comporte huit conducteurs, le nombre de paires de groupes de brins étant de 12 dans l'exemple montré. La configuration générale du bobinage en forme de grecque est similaire à celle du bobinage de la fig. 1, les parties conductrices étant ici représentées en blanc et les parties isolantes en noir. Les portions entièrement radiales de l'ensemble des brins du bobinage s'étendent sur une zone annulaire 20 en dehors de laquelle sont disposées les différentes bornes faisant partie du circuit imprime.
Les bornes de connexion du dispositif utilisant l'agencement de la fig. 2 sont réalisées sous forme de bornes multiples comportant chacune plusieurs, ici trois, bornes individuelles reliées entre elles.
Ainsi une première borne de connexion 24 du bobinage 22 comporte trois bornes individuelles 241, 242 et 243 reliées par des liaisons respectives, telles que 244, à une partie conductrice commune.
Les circuits formés sur les deux faces du support isolant comportent un axe d'alignement OA autour duquel le dessin du circuit d'une face, vu de celle-ci, est retourné de 180 par rapport au circuit de la phase opposée, de façon analogue à celle décrite en rapport avec la fig. 1. Dans l'exemple de la fig. 2, il s'agit également d'une structure biphasée et l'on voit sur le dessin que l'angle AOB de décalage entre l'axe OA et l'axe de symétrie OB séparant deux groupes de brins est égal au quart de l'angle BOC entre les deux axes de symétrie voisins OB et OC.
Le circuit de la face inférieure du support 210 comporte ainsi un bobinage 23' et une deuxième borne de connexion 24' du bobinage 22, cette borne présentant la même forme qu'une borne de connexion 25 associée au bobinage 23' de la face inférieure. La borne de connexion 25 visible sur la fig. 2 est similaire à la borne 24 et comporte trois bornes individuelles 251, 252, 253. D'une manière analogue à celle décrite en rapport avec la fig. 1, la borne 25 est reliée par l'intermédiaire d'une partie 28 isolée électriquement du bobinage 22, d'une borne d'interconnexion 27 et d'une borne d'interconnexion 27', disposée en regard de la borne 27 sur la face opposée du support, à une extrémité du bobinage 23',1'autre extrémité de ce bobinage étant reliée à une borne de connexion 27' de la face inférieure.
Les bornes d'interconnexion 26 et 26' correspondent, en ce qui concerne la forme du circuit auquel elles appartiennent, respectivement aux bornes 27' et 27 et elles sont disposées de façon symétrique par rapport à l'axe OA.
Les bornes de connexion multiples illustrées par la fig. 2 permettent de réaliser un branchement des différents bobinages du dispositif sous une autre forme que celle du branchement en série mentionnée en rapport avec la fig. 1, par exemple sous la forme d'un branchement en parallèle. Le branchement peut être effectué par une connexion entre elles des différentes bornes individuelles alignées axialement et, en ce qui concerne les bornes ne devant pas être reliées à cette connexion, par une rupture de la partie de liaison respective entre la borne individuelle et la partie conductrice commune sur le circuit imprimé.
Le circuit représenté à la fig. 2 comporte en outre des bornes d'accès 221, 223, 232, 234 sur la face supérieure correspondant à des bornes d'accès analogues 231', 233', 222', 224' du circuit de la face inférieure du support. Ces bornes d'accès sont connectées par une liaison analogue à celle des bornes d'interconnexion à travers le support, à des zones conductrices intérieures respectives du bobinage de la face opposée, c'est-à-dire respectivement aux zones 221', 223', 232', 234' et 231, 233, 222, 224 visibles sur la fig. 2.
Ces bornes d'accès qui, contrairement aux zones conductrices intérieures auxquelles elles sont connectées électriquement, peuvent être disposées à la périphérie du circuit, permettent d'accéder aux conducteurs intérieurs des circuits par l'intermédiaire d'électrodes placées à la périphérie, ce qui constitue un avantage important lors de la fabrication des circuits imprimés en cuivre par gravage, notamment lors de la réalisation de conducteurs très fins.
La fig. 3 montre une variante d'exécution du circuit de la fig. 2, qui se distingue de ce dernier essentiellement par la forme des bornes de connexion 324, 325. Ces bornes sont formées par une partie annulaire extérieure telle que 326 dans le cas de la borne 324, partie extérieure qui est reliée aux bobinages, et par une partie annulaire intérieure telle que 327 qui est isolée de la partie extérieure et entoure un trou 328 du support isolant pour le passage d'un organe de connexion tel qu'un rivet.
La fig. 4 est une coupe à travers la partie de connexion d'un dispositif utilisant un agencement de bornes selon la fig. 3. Elle montre deux bobines superposées, réalisées sur des supports respectifs 40 et 41. Une première borne de connexion 44 d'un bobinage faisant partie du circuit de la face supérieure du support 40 comporte une partie annulaire extérieure 46 et une partie intérieure 47. Une deuxième borne de connexion 44' de ce même bobinage, disposée en regard de la première borne sur la face inférieure du support 40, comporte des parties annulaires analogues 46' et 47'.
Le support 41 portant des circuits identiques aux circuits du support 40 comporte au même endroit des bornes de connexion correspondantes 48, 48' qui sont respectivement les première et seconde bornes de connexion du bobinage réalisées sur la face supérieure du support 41.
Les circuits superposés sont séparés par une couche isolante 42, qui recouvre l'ensemble de la surface des circuits, à l'exception de l'emplacement des bornes de connexion. Cette couche peut être, par exemple, formée par une feuille découpée ou être appliquée d'une autre manière sur l'une et/ou l'autre des surfaces en regard. Des couches isolantes 43 et 45 sont de préférence également déposées respectivement sur les surfaces supérieure et inférieure de l'empilement de bobines.
La connexion entre les bornes 46' et 48 est dans cet exemple réalisée par contact direct obtenu par une compression dans le sens axial des parties correspondantes du support au moyen d'un rivet 49 traversant l'ensemble des bobines superposées. Ce rivet passe dans un trou prévu à l'intérieur des parties annulaires intérieures 47, 47', etc., des bornes de connexion. Ces parties annulaires servent essentiellement à un renforcement du support isolant à l'endroit du passage de la tige du rivet permettant ainsi une bonne définition de la position du rivet et assurant la présence d'une zone d'isolation entre la tige du rivet et la partie des bornes reliée aux bobinages.
Le même dispositif de connexion permet également la réalisation de la connexion extérieure de l'ensemble des bobinages connectés entre eux. A cet effet, des pièces de connexion extérieures, par exemple sous forme de cosses 51, 52, sont appliquées respectivement sur les parties annulaires extérieures des bornes d'entrée et de sortie 44, 48' d'un jeu de bobinages. Deux pièces isolantes respectives 53, 54 servent au centrage des cosses et à la transmission de la pression exercée par les têtes opposées du rivet sur les cosses de connexion et l'empilement des bobines. Des rondelles 55, 56 peuvent être interposées selon le dessin entre les têtes des rivets et les pièces isolantes correspondantes.
Les figures SA et 5B illustrent schématiquement les circuits réalisés sur les deux faces d'un support de bobines dans le cas d'une structure triphasée. Une telle bobine comporte trois bobinages séparés électriquement, correspondant chacun à une phase différente, ces bobinages étant répartis dans le présent dispositif sur les deux faces d'un même support.
La fig. SA montre le circuit d'une des faces, soit la face supérieure de support, les conducteurs réalisés sous forme de circuit imprimé étant indiqués schématiquement par de simples traits noirs et les bornes étant également schématisées. La fig. 5B représente sous la même forme le circuit de la face inférieure du support qui, comme dans les exemples précédents, est identique au circuit de la face supérieure et se présente, vu du même côté du support, comme dans le cas de la fig. SB, c'est-à-dire retourné de 180 par rapport à un axe d'alignement désigné par OA.
Le circuit représenté comporte sur chaque face 12 éléments de bobine, comportant chacun une paire de groupes de brins de conducteurs radiaux, ces brins, représentés comme étant deux par groupe pour simplifier le dessin, étant reliés de manière à former un élément de bobine en spirale ayant une extrémité extérieure et une extrémité intérieure.
Les trois bobinages associés à des phases respectives différentes comportent chacun quatre éléments de bobine sur chaque face du support isolant. Ainsi, un premier bobinage comporte des éléments al, a2, a3 et a4 sur la face supérieure et des éléments a'1, a'2, a'3 et a'4 sur la face inférieure. Dans l'exemple représenté, l'angle de décalage entre l'axe d'alignement OA et un axe radial de symétrie OB, entre deux groupes d'une paire, est égal à la moitié de l'angle entre deux axes de symérie voisins OB et OC.
La connexion des éléments de bobine de la première phase selon les figures SA et 5B est la suivante:
Un élément a1 est connecté, d'une part, par son extrémité extérieure à une première borne de connexion 501 et, d'autre part, par son extrémité intérieure à une borne d'interconnexion 511. Cette dernière est reliée à travers le support isolant à une borne d'interconnexion Sîl' disposée en regard de la borne 511. La borne 511' est reliée à l'extrémité intérieure de l'élément de bobine a'l sur la face inférieure du support. L'extrémité extérieure de a'l est reliée à une borne d'interconnexion 512', elle-même reliée à une borne d'interconnexion 512 située sur la face supérieure du support.
A la borne 512 est reliée l'extrémité extérieure de l'élément de bobine a2 de la face supérieure et l'extrémité intérieure de celui-ci est reliée à une borne d'interconnexion 513. Le reste du bobinage est constitué et connecté de façon similaire en passant par les bornes d'interconnexion et les éléments de bobine suivants, dans cet ordre, 513', a'2, 514', 514, a3, 515, 515', a'3, 516', 516, a4, 517, 517', a'4, pour aboutir à partir de l'extrémité extérieure de l'élément de bobine a'4 à une deuxième borne de connexion 501' sur la face inférieure du support, cette borne étant disposée en regard de la première borne de connexion 501.
Les deux autres bobinages sont constitués de façon analogue entre des premières et secondes bornes de connexion respectives, c'est-à-dire 502, 502' pour le bobinage comportant des éléments de bobine bl, b'1, b2, b'2, b3, b'3, b4, b'4 connectés en série dans cet ordre et disposés selon les figures 5A et 5B, et les bornes 503, 503' pour le bobinage comportant les éléments c1, c'1, C2, c'2, C3, c'3, c4, c . Les bornes de connexion et d'interconnexion correspondantes sont, comme précédemment,
disposées en regard les unes des autres et l'empilement de plusieurs bobines ainsi que la connexion des bobinages s'effectuent de la même manière que décrit plus haut. On remarque que, dans le cas du dispositif de bobines triphasé, les connexions entre les éléments de bobine et entre les différents bobinages associés à une phase donnée sont également réalisées d'une façon extrêmement simple, économique et sûre et que la relation angulaire entre les éléments associés à des phases différentes est rigoureusement définie.
L'invention permet ainsi de réaliser des dispositifs de bobines très compacts, utilisables notamment dans des moteurs à courant continu biphasés ou polyphasés, plats et ayant un nombre de pôles élevé. D'autre part, la densité des conducteurs de la zone active du bobinage peut être très grande et la répartition des éléments de bobine associés à des phases différentes permet d'obtenir une répartition uniforme des champs correspondants.
DESCRIPTION
The present invention relates to a coil device comprising at least two superimposed flat coils, produced in printed circuit technique, according to the preamble of claim 1.
In known devices of this type, used in particular in certain DC motors, comprising a rotor in the form of a magnetic disc, each coil produced on a given insulating support comprises a single-phase winding, coils corresponding to different phases being formed on different media. However, the positioning of the superimposed coils associated with different phases of a two-phase or three-phase motor is very delicate and a phase error which may result from incorrect positioning is all the more important the greater the number of poles of the motor. On the other hand, given the number of coils that must be stacked to form a suitable coil device for a motor, many connections must be made between the supports present.
These interconnections pose problems which cannot practically be resolved satisfactorily in known devices.
The invention aims to remedy these drawbacks and proposes in particular to provide a coil device of the aforementioned type, in which the relationship between the different phases is rigorously constant and in which the connections are made in a particularly simple, economical and safe manner. Another object of the invention is to make it possible to obtain a very high density of the active conductors and, in the case of multi-phase structures, a uniform distribution of the windings relating to the different phases in the coil device.
To this end, the device according to the invention includes the features indicated in the characteristic part of claim 1. Claims 2 to 13 describe preferred embodiments of the device according to the invention.
Other particularities and advantages of the present invention will emerge from the description of different embodiments given below by way of example and illustrated in the appended drawing in which:
fig. 1 is a top view of an insulating support carrying a printed circuit as it can be used in a two-phase coil device according to the invention;
fig. 2 is a view similar to that of FIG. 1, illustrating another embodiment of a printed circuit provided with multiple connection terminals and access terminals;
fig. 3 is a view of an alternative embodiment of the circuit of FIG. 2 fitted with connection terminals with internal rings;
;
fig. 4 is a sectional view of a stack of two coils using a circuit according to FIG. 3 showing an external connection means, and
FIGS. 5A and 5B are diagrams of printed circuits produced on the two faces of a coil support usable in a three-phase device according to the invention.
According to fig. 1, a coil, generally designated by 1, comprises an insulating support 10 of circular shape and of very small thickness compared to its diameter, this support carrying on each of its faces a printed circuit. The conductive parts of the circuit located on the visible or upper face of the support are indicated by dark areas in FIG. 1. This circuit includes in particular a series of strands of radial conductors regularly arranged one beside the other along an annular zone 12 of the circuit. Outside of zone 12, these strands are connected together so as to constitute a winding in the form of a Greek with two juxtaposed conductors.
A first connection terminal 4, disposed outside of the annular zone 12 and of the connection zone which surrounds the latter, forms, for example, an input terminal of the winding, and is connected by a conductive part 15 to a first radial strand, from which the conduction path makes a first turn of zone 12 following an external Greek shape, then a second similar turn inside the first Greek, as shown in Figure 1 , to lead to a last strand 17 and to an interconnection terminal 6. It should be noted that, in the present device, this interconnection terminal 6 is disposed outside of the annular zone 12, the connection between two strands of the first Greek forming for this purpose a protrusion 11. The circuit extending between the terminals 4 and 6 constitutes a first winding 2 of the present device.
The printed circuit of the visible face of the support further comprises a connecting part 8 between two terminals 5 and 7 whose function will be described below.
The printed circuit produced on the opposite face of the support 10 or lower face, invisible in FIG. 1, has a design identical to that of the upper face and, seen from the same side as this circuit of the upper face, it appears turned 180 by around a radial alignment axis designated by OA in FIG. 1.
The above-mentioned terminals 5 and 7 are arranged symmetrically respectively at the terminals 4 and 6 of the circuit 2 with respect to the axis OA. Consequently, in the circuit on the lower face, terminals 4 'and 6' corresponding to terminals 5 and 7 of the circuit on the upper face are located exactly opposite the respective terminals 4 and 6 of circuit 2. Terminals 4 'and 6 'are connected together by a part 9' having the shape of part 8 of the upper face. The terminal 4 'constitutes a second connection terminal, in this case an output terminal of the winding 2 of the upper face, the terminals 6 and 6' serving as interconnection terminals between the two parts 2 and 9 '.
They are interconnected, for example, by means of a hole passing through the insulating support and filled with conductive material.
The winding 2 thus has first and second connection terminals, which are arranged opposite one another on the insulating support. Consequently, when several of these supports are superimposed to form a stack, all the connection terminals of the windings located on the upper faces of these supports are axially aligned, and in particular the second connection terminal or output terminal of a winding given is placed next to the first connection terminal or input terminal of the next winding. By very simple connection means, which will be described later, these terminals can thus be brought into contact, so that the first connection terminal of the first winding and the second connection terminal of the last winding of the stack form the terminals. input and output of a set of windings connected in series.
The position of the different superimposed supports is determined by holes such as 16 which make it possible to fix these supports and the entire stack in a given device.
As regards the underside of the support 10, it carries, according to what has been indicated above, a winding designated by 3 'identical to the winding 2, the alignment axes OA being superimposed. Consequently, the winding 3 'has on the underside a connection terminal 5' situated below the terminal 5, the latter being connected to the winding 3 'via the part 8, the interconnection terminal 7 and the interconnection terminal 7 'connected to terminal 7 in a similar manner to that of terminals 6, 6', terminal 5 constituting another connection terminal of the winding 3 '.
The insulating supports being superimposed, as mentioned above, and the superimposed connection terminals of two consecutive supports being brought into contact, the windings arranged on the lower faces of the supports are connected in series with each other in the same way as the windings of the faces upper between the first and second external connection terminals representing the input and output of the winding assembly of the lower faces of the insulating supports.
The coil device thus formed therefore comprises two sets of electrically separate coils which can, for example, constitute a two-phase excitation structure of an electric motor of the type mentioned at the start. In this case, the alignment axis OA is chosen in such a way with respect to the coils 2, 3 'that the latter have, in their position on the insulating support, a phase shift of an electrical angle of 90.
In the case of the coils in fig. 1, the radial strands arranged side by side form groups of two, in which the strands are traversed in the same direction by the current flowing in each winding. The adjacent groups, for example those formed respectively inside the angles BOC and COD and designated by 13 and 14, are traversed by currents of opposite direction and the axis OC constitutes an axis of symmetry of these two groups, likewise that the axes
OB, OD, etc., constitute such axes of symmetry for the radial strands which they separate. In the case of a two-phase structure, the angle between the alignment axis OA and one of these axes of symmetry, in this case OB, is equal to a quarter of the angle formed between two neighboring axes of symmetry, so as to satisfy the quadrature condition between the two phases corresponding to the coils 2 and 3 '.
In the device based on the arrangement of FIG. 1, a two-phase structure is thus produced in which the coils corresponding to two different phases are formed on the same support, so that the phase shift is strictly ensured by etching the circuits. The connection between them of the different windings associated with each phase in the manner described above further allows the assembly of an appropriate number of coils by superposition according to an industrially applicable process. It should also be noted that each winding of the present device can comprise a large number of pairs of groups of radial strands, for example 25 pairs in the case of FIG. 1.
Fig. 2 shows a circuit forming on the upper face of an insulating support 210 a coil 22 in which each group of strands comprises eight conductors, the number of pairs of groups of strands being 12 in the example shown. The general configuration of the Greek-shaped winding is similar to that of the winding in fig. 1, the conductive parts being shown here in white and the insulating parts in black. The entirely radial portions of the set of strands of the winding extend over an annular zone 20 outside of which the various terminals forming part of the printed circuit are arranged.
The connection terminals of the device using the arrangement of fig. 2 are produced in the form of multiple terminals each comprising several, here three, individual terminals linked together.
Thus a first connection terminal 24 of the winding 22 has three individual terminals 241, 242 and 243 connected by respective links, such as 244, to a common conductive part.
The circuits formed on the two faces of the insulating support have an alignment axis OA around which the drawing of the circuit of a face, seen from the latter, is turned 180 relative to the circuit of the opposite phase, in a similar fashion. to that described in connection with FIG. 1. In the example of fig. 2, it is also a two-phase structure and it can be seen in the drawing that the angle AOB of offset between the axis OA and the axis of symmetry OB separating two groups of strands is equal to a quarter of l angle BOC between the two neighboring axes of symmetry OB and OC.
The circuit of the lower face of the support 210 thus comprises a winding 23 'and a second connection terminal 24' of the winding 22, this terminal having the same shape as a connection terminal 25 associated with the winding 23 'of the lower face. The connection terminal 25 visible in FIG. 2 is similar to terminal 24 and has three individual terminals 251, 252, 253. In a similar manner to that described in connection with FIG. 1, terminal 25 is connected by means of a portion 28 electrically isolated from the winding 22, an interconnection terminal 27 and an interconnection terminal 27 ', arranged opposite terminal 27 on the opposite side of the support, at one end of the winding 23 ', the other end of this winding being connected to a connection terminal 27' on the lower face.
The interconnection terminals 26 and 26 'correspond, as regards the shape of the circuit to which they belong, to terminals 27' and 27 respectively and they are arranged symmetrically with respect to the axis OA.
The multiple connection terminals illustrated in fig. 2 make it possible to make a connection of the various windings of the device in a form other than that of the series connection mentioned in connection with FIG. 1, for example in the form of a parallel connection. The connection can be carried out by a connection between them of the different individual terminals aligned axially and, as regards the terminals not to be connected to this connection, by a rupture of the respective connection part between the individual terminal and the conductive part common on the printed circuit.
The circuit shown in fig. 2 further comprises access terminals 221, 223, 232, 234 on the upper face corresponding to similar access terminals 231 ', 233', 222 ', 224' of the circuit of the lower face of the support. These access terminals are connected by a connection similar to that of the interconnection terminals through the support, to respective internal conductive zones of the winding of the opposite face, that is to say respectively to zones 221 ′, 223 ', 232', 234 'and 231, 233, 222, 224 visible in fig. 2.
These access terminals which, unlike the interior conductive zones to which they are electrically connected, can be arranged at the periphery of the circuit, allow access to the interior conductors of the circuits by means of electrodes placed at the periphery, which constitutes an important advantage during the production of copper printed circuits by etching, in particular during the production of very fine conductors.
Fig. 3 shows an alternative embodiment of the circuit of FIG. 2, which is distinguished from the latter essentially by the shape of the connection terminals 324, 325. These terminals are formed by an external annular part such as 326 in the case of terminal 324, external part which is connected to the windings, and by an inner annular part such as 327 which is isolated from the external part and surrounds a hole 328 of the insulating support for the passage of a connection member such as a rivet.
Fig. 4 is a section through the connection part of a device using a terminal arrangement according to FIG. 3. It shows two superimposed coils, produced on respective supports 40 and 41. A first connection terminal 44 of a coil forming part of the circuit of the upper face of the support 40 comprises an external annular part 46 and an internal part 47. A second connection terminal 44 'of this same winding, disposed opposite the first terminal on the underside of the support 40, has similar annular parts 46' and 47 '.
The support 41 carrying circuits identical to the circuits of the support 40 has corresponding connection terminals 48, 48 ′ at the same location which are respectively the first and second connection terminals of the winding produced on the upper face of the support 41.
The superposed circuits are separated by an insulating layer 42, which covers the entire surface of the circuits, except for the location of the connection terminals. This layer can be, for example, formed by a cut sheet or be applied in another way to one and / or the other of the facing surfaces. Insulating layers 43 and 45 are preferably also deposited respectively on the upper and lower surfaces of the stack of coils.
The connection between the terminals 46 'and 48 is in this example made by direct contact obtained by compression in the axial direction of the corresponding parts of the support by means of a rivet 49 passing through all of the superimposed coils. This rivet passes through a hole provided inside the interior annular parts 47, 47 ', etc., of the connection terminals. These annular parts are used essentially for reinforcing the insulating support at the location of the passage of the rivet rod, thus allowing a good definition of the position of the rivet and ensuring the presence of an insulation zone between the rivet rod and the part of the terminals connected to the windings.
The same connection device also allows the external connection of all of the windings connected to each other to be made. To this end, external connection parts, for example in the form of lugs 51, 52, are applied respectively to the external annular parts of the input and output terminals 44, 48 'of a set of windings. Two respective insulating parts 53, 54 are used for centering the terminals and for transmitting the pressure exerted by the opposite heads of the rivet on the connection terminals and the stacking of the coils. Washers 55, 56 can be interposed according to the drawing between the heads of the rivets and the corresponding insulating parts.
Figures SA and 5B schematically illustrate the circuits produced on the two faces of a coil support in the case of a three-phase structure. Such a coil comprises three electrically separated windings, each corresponding to a different phase, these windings being distributed in the present device on the two faces of the same support.
Fig. SA shows the circuit of one of the faces, that is the upper support face, the conductors produced in the form of a printed circuit being indicated diagrammatically by simple black lines and the terminals being also diagrammed. Fig. 5B shows in the same form the circuit of the lower face of the support which, as in the previous examples, is identical to the circuit of the upper face and is, seen from the same side of the support, as in the case of FIG. SB, that is to say returned by 180 with respect to an alignment axis designated by OA.
The circuit shown comprises on each face 12 coil elements, each comprising a pair of groups of strands of radial conductors, these strands, represented as being two per group to simplify the drawing, being connected so as to form a coil element in a spiral having an outer end and an inner end.
The three windings associated with different respective phases each have four coil elements on each side of the insulating support. Thus, a first winding comprises elements a1, a2, a3 and a4 on the upper face and elements a'1, a'2, a'3 and a'4 on the lower face. In the example shown, the offset angle between the alignment axis OA and a radial axis of symmetry OB, between two groups of a pair, is equal to half the angle between two neighboring axes of symmetry OB and OC.
The connection of the coil elements of the first phase according to Figures SA and 5B is as follows:
An element a1 is connected, on the one hand, by its outer end to a first connection terminal 501 and, on the other hand, by its inner end to an interconnection terminal 511. The latter is connected through the insulating support to an interconnection terminal Sîl 'arranged opposite terminal 511. Terminal 511' is connected to the inner end of the coil element a'l on the underside of the support. The outer end of a'l is connected to an interconnection terminal 512 ', itself connected to an interconnection terminal 512 located on the upper face of the support.
To terminal 512 is connected the outer end of the coil element a2 of the upper face and the inner end of this is connected to an interconnection terminal 513. The rest of the winding is made up and connected in a way similar passing through the interconnection terminals and the following coil elements, in this order, 513 ', a'2, 514', 514, a3, 515, 515 ', a'3, 516', 516, a4, 517, 517 ', a'4, to terminate from the outer end of the coil element a'4 at a second connection terminal 501' on the underside of the support, this terminal being arranged opposite the first connection terminal 501.
The other two windings are formed analogously between first and second respective connection terminals, that is to say 502, 502 'for the winding comprising coil elements bl, b'1, b2, b'2, b3, b'3, b4, b'4 connected in series in this order and arranged according to FIGS. 5A and 5B, and the terminals 503, 503 'for the winding comprising the elements c1, c'1, C2, c'2 , C3, c'3, c4, c. The corresponding connection and interconnection terminals are, as before,
arranged opposite one another and the stacking of several coils and the connection of the windings are carried out in the same manner as described above. It is noted that, in the case of the three-phase coil device, the connections between the coil elements and between the different windings associated with a given phase are also carried out in an extremely simple, economical and safe manner and that the angular relationship between the elements associated with different phases is rigorously defined.
The invention thus makes it possible to produce very compact coil devices, usable in particular in two-phase or polyphase DC motors, flat and having a high number of poles. On the other hand, the density of the conductors of the active area of the winding can be very large and the distribution of the coil elements associated with different phases makes it possible to obtain a uniform distribution of the corresponding fields.