FR2702439A1 - Dispositif électrique de direction assistée. - Google Patents
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Abstract
Dispositif électrique de direction assistée pour véhicule à moteur comprenant un arbre de direction (1) mobile axialement en réponse au braquage manuel dû à un volant de direction et possédant un écrou (5) vissé une vis à billes (3), un moteur sans balai (6) pour assister le déplacement axial de l'arbre de direction (1) et possédant un rotor (7) couplé à l'écrou (5) et monté tournant autour de l'arbre de direction (1), et un stator (12) espacé du rotor (7) d'un premier intervalle, un carter externe possédant une première surface circonférencielle interne supportant l'écrou (5) via un palier (8), une seconde surface circonférencielle supportant le stator (12) et une partie adjacente au moteur sans balai (6) éloignée de l'écrou (5), l'arbre de direction (1) étant logé dans le carter externe, un dispositif de puissance (14) étant placé dans la partie adjacente proche du stator (12) et électriquement raccordé au stator (12).
Description
DISPOSITIF ÉLECTRIQUE DE DIRECTION ASSISTÉE
La présente invention concerne un dispositif électrique de direction assistée pour la production d'efforts d'assistance du conducteur d'un véhicule à
moteur pour la direction du véhicule à moteur.
Un dispositif électrique de direction assistée connu utilisant un moteur électrique pour assister la direction d'un véhicule à moteur est décrit, par exemple, dans la Publication de Brevet Japonais N O 3-7 661 Le dispositif électrique de direction assistée décrit comprend un circuit de puissance espacé du moteur électrique et raccordé à la bobine de champ du stator du moteur électrique par de
longs câbles de moteur.
En général, un dispositif électrique de direction assistée sur des véhicules à moteur détecte un effort manuel de braquage d'une roue directrice à l'aide d'un capteur de couple, active un moteur sans balai à l'aide d'un signal de détection du capteur de couple et convertit la rotation du moteur sans balai en un déplacement linéaire d'un arbre de direction pour la production d'un effort d'assistance à ajouter à l'effort manuel de braquage pour diriger des véhicules à moteur Par exemple, un dispositif électrique de direction assistée usuel, illustré sur la Figure 14 (b) des dessins annexés, possède un capteur de couple fournissant un signal de détection à une unité centrale de traitement (CPU) appliquant un signal de commande à un circuit de commande de moteur commandant un circuit de puissance activant un moteur sans balai Le circuit de puissance comprend une pluralité de dispositifs de puissance qui sont usuellement des transistors à effet de
champ à semi-conducteur en oxyde de métal (MOS-FE Ts).
Jusqu'ici, le circuit de puissance est inclus dans une unité de commande qui est séparée du moteur sans balai Par conséquent, des lignes de puissance ou des fils électriques raccordant le circuit de puissance au stator du moteur sans balai sont exposés et relativement longs Les longs fils électriques provoquent une grande perte d'énergie induite par résistance et ont tendance à produire un bruit affectant la fonction des dispositifs de puissance du circuit de puissance à cause de la
commutation à grande vitesse de forts courants traversant les fils électriques.
Une solution serait de minimiser la longueur du fil électrique raccordant le circuit de puissance au moteur sans balai Si les fils électriques sont raccourcis, des dispositifs de puissance devront être placés plus proches du stator du moteur sans balai Comme les dispositifs de puissance sont susceptibles de chauffer, il peut être nécessaire d'appliquer certaines mesures pour dissiper la chaleur qui est générée
par le stator ainsi que celle générée par les dispositifs de puissance eux mêmes.
I Par conséquent, un objet de la présente invention est de fournir un dispositif électrique de direction assistée possédant des fils électriques relativement courts raccordant un circuit de puissance et un moteur électrique pour permettre au
circuit de puissance d'assurer sa fiabilité de fonctionnement.
Selon la présente invention, un dispositif électrique de direction assistée est prévu comprenant un arbre de direction mobile axialement en réponse à un effort manuel de braquage appliqué d'un volant de direction, l'arbre de direction possédant une vis à bille, un écrou vissé sur la vis à bille avec interposition d'une pluralité de billes, un moteur sans balai pour assister le déplacement axial de l'arbre de direction, le moteur sans balai possédant un rotor couplé à l'écrou et monté tournant autour de l'arbre de direction et un stator espacé du rotor d'un premier intervalle, un carter externe possédant une première surface circonférencielle interne supportant l'écrou via un palier, une seconde surface circonférencielle supportant le stator et une partie adjacente placée adjacente au moteur sans balai à l'écart de l'écrou, l'arbre de direction étant logé dans le carter externe et un dispositif de puissance placé dans
la partie adjacente proche du stator et électriquement raccordé au stator.
La partie adjacente peut avoir une troisième surface circonférencielle définissant une cavité entre elle-même et une surface circonférencielle externe de l'arbre de direction, le dispositif de puissance étant monté sur la troisième surface circonférencielle et étant exposé dans la cavité pour une dissipation effective de la
chaleur générée par le dispositif de puissance.
Le rotor peut avoir une surface circonférencielle interne espacée de la surface circonférencielle externe de l'arbre de direction d'un second intervalle et une extension s'étendant dans la cavité et définissant la cavité entre elle-même et la troisième surface circonférencielle de la partie adjacente, l'extension possédant une ailette sur sa surface circonférencielle externe pour l'application d'air au dispositif de puissance lors d'une rotation du rotor pour une dissipation effective de la chaleur générée par le dispositif de puissance L'extension peut avoir une forme tubulaire placée autour et espacée de l'arbre de direction d'un troisième intervalle, l'extension possédant une pluralité d'ailettes montées selon des intervalles angulaires sur sa surface circonférencielle externe et une pluralité de passages d'air définis à travers sa surface circonférencielle externe et communiquant entre le troisième intervalle et
la cavité.
Chacune des ailettes peut présenter une surface inclinée descendant progressivement vers le moteur sans balai et/ou pouvant devenir progressivement plus mince vers le moteur sans balai L'extension peut avoir un rebord se projetant 2)
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radialement vers l'extérieur à partir de sa surface circonférencielle externe et raccordant les ailettes à leurs extrémités écartées du moteur sans balai pour diriger
plus efficacement l'air.
Le dispositif électrique de direction assistée peut comprendre, de plus, un premier clapet anti-retour placé entre la première surface circonférencielle interne du carter externe et une surface circonférencielle externe d'une jonction entre le rotor et l'écrou pour permettre un écoulement de l'air de la cavité à travers le premier intervalle vers le palier Une telle circulation d'air est efficace pour refroidir
le dispositif de puissance et, de même, le moteur sans balai.
Le dispositif électrique de direction assistée peut comprendre, de plus, un connecteur électrique de puissance placé sur une surface externe de la partie adjacente du carter externe et électriquement raccordé au dispositif de puissance et une pluralité d'ailettes de rayonnement thermique se projetant de la surface externe de la partie adjacente tout en entourant le connecteur électrique de puissance pour
augmenter le rayonnement thermique.
Lorsque le dispositif électrique de direction assistée est incorporé dans un véhicule à moteur possédant une paire d'essieux, la partie adjacente peut être placée entre les essieux pour recevoir de l'air lors de la marche du véhicule à moteur pour augmenter le rayonnement thermique L'arbre de direction peut avoir des extrémités opposées raccordées à des barres d'accouplement respectives du véhicule à moteur et le dispositif électrique de direction assistée peut comprendre de plus une paire de soufflets extensibles et contractiles raccordant les barres d'accouplement et les extrémités respectives du carter externe, la partie adjacente possédant une quatrième surface circonférencielle interne espacée de la surface circonférencielle externe de l'arbre de direction d'un quatrième intervalle, un des soufflets étant maintenu en communication avec la cavité via le quatrième intervalle, le troisième intervalle et les passages d'air Le dispositif électrique de direction assistée peut comprendre de plus un second clapet anti-retour placé entre la surface circonférencielle interne du rotor et la surface circonférencielle externe de l'arbre de direction pour permettre un écoulement d'air du second intervalle vers le troisième intervalle, l'autre soufflet étant maintenu en communication avec la cavité via l'écrou, le second intervalle, le second clapet anti-retour, le troisième intervalle et
les passages d'air.
Les susdits objets, caractéristiques et avantages de la présente invention
ainsi que d'autres deviendront évidents à partir de la description suivante prise en
conjonction avec les dessins annexés illustrant des modes de mise en oeuvre préférés de la présente invention à titre d'exemple: la Figure 1 est une vue partielle de section droite d'un dispositif électrique de direction assistée selon un premier mode de mise en oeuvre de la présente invention; la Figure 2 est une vue éclatée en perspective d'une partie du dispositif électrique de direction assistée illustré sur la Figure 1; la Figure 3 est une vue éclatée en perspective d'une unité de circuit de puissance du dispositif électrique de direction assistée illustré sur la Figure 1; la Figure 4 est une vue de section droite selon l'axe IV-IV de la Figure 1; la Figure 5 est une vue partielle en perspective des ailettes sur une extension d'un rotor dans le dispositif électrique de direction assistée illustré sur la Figure 1; la Figure 6 est une vue partielle en perspective d'ailettes modifiées sur une extension d'un rotor dans le dispositif électrique de direction assistée illustré sur la Figure 1; les Figures 7 (a) et 7 (b) sont des vues de section droite illustrant le fonctionnement d'un clapet anti-retour placé entre un premier logement et un écrou dans le dispositif électrique de direction assistée illustré sur la Figure 1; la Figure 8 est une vue en élévation d'ailettes de rayonnement thermique et de connecteurs électriques de puissance sur une surface externe d'un troisième logement dans le dispositif électrique de direction assistée illustré sur la Figure 1; la Figure 9 est une vue en perspective du dispositif électrique de direction assistée illustré sur la Figure 1 lors de son incorporation dans un véhicule à moteur; la Figure 10 est une vue partielle de section droite d'un dispositif électrique de direction assistée selon un second mode de mise en oeuvre de la présente invention; la Figure 11 est une vue partielle de section droite du dispositif électrique de direction assistée illustré sur la Figure 10 lors de son actionnement pour diriger un véhicule à moteur dans une direction; la Figure 12 est une vue partielle de section droite du dispositif électrique de direction assistée illustré sur la Figure 10 lors de son fonctionnement pour diriger un véhicule à moteur dans une direction opposée;
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la Figure 13 est une vue de section droite illustrant le fonctionnement d'un clapet anti-retour placé entre un rotor et un arbre de direction dans le dispositif électrique de direction assistée illustré sur la Figure 10; la Figure 14 (a) est un synoptique d'un agencement du dispositif électrique de direction assistée illustré sur les Figures 1 et 10; et la Figure 14 (b) est un synoptique d'un agencement d'un dispositif
électrique de direction assistée usuel.
Les principes de la présente invention sont utiles lorsqu'ils sont incorporés dans un dispositif électrique de direction assistée d'un véhicule à moteur dans lequel un moteur sans balai est activé par divers signaux de commande comprenant un signal de détection à partir d'un capteur de couple et la rotation du moteur sans balai est convertie en un déplacement linéaire d'un arbre de direction pour produire un effort d'assistance à ajouter à l'effort manuel de braquage pour
diriger le véhicule à moteur.
La Figure 1 illustre un dispositif électrique de direction assistée selon un premier mode de mise en oeuvre de la présente invention Comme illustré sur la Figure 1, le dispositif électrique de direction assistée possède un arbre de direction 1 se déplaçant linéairement, de façon alternée, dans un carter externe et possédant une crémaillère (non illustrée) sur son arrière qui est maintenue en engrènement avec un pignon 2 a monté sur l'extrémité inférieure d'une colonne de direction 2 couplée à un volant de direction (voir la Figure 9) Par conséquent, une rotation du volant de direction peut être convertie en un déplacement axial linéaire de l'arbre de direction 1 L'arbre de direction 1 comprend, de même, une vis à billes 3 sur sa surface circonférencielle externe éloignée de la crémaillère et un écrou 5 est vissé sur la vis à billes 3 avec interposition d'une pluralité de billes 4 L'écrou 5 peut être tourné pour assister le déplacement linéaire de l'arbre de direction 1 dans sa direction axiale. L'écrou 5 possède une extrémité axiale fixée par des boulons à un rotor 7 d'un moteur sans balai 6 qui est placé adjacent à l'écrou 5 L'écrou 5 est supporté
en rotation dans un premier logement 10 du carter externe par un palier 8.
Le moteur sans balai 6 comprend un rotor 7 logé dans un second logement 11 du carter externe et monté tournant autour de l'arbre de direction 1, un aimant permanent 27 monté fixe sur la surface circonférencielle externe du rotor 7 et un stator 12 monté fixe dans le second logement 11 autour de l'aimant permanent 27 sur le rotor 7 d'une façon espacée radialement, le stator 12 comprenant un bobinage placé sur la surface circonférencielle interne du second logement 11 Le
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moteur sans balai 6 peut être excité par une unité de circuit de puissance 14 qui est logée dans un troisième logement du carter externe placé adjacent au second logement 11 L'unité de circuit de puissance 14 possède des bornes électriquement
raccordées à des bornes d'enroulement 15 (voir la Figure 2) du stator 12.
Comme illustrée sur la Figure 3, l'unité de circuit de puissance 14 comprend un bloc cylindrique de base 16, une pluralité de dispositifs de puissance 17 montés fixes sur la surface circonférencielle interne du bloc cylindrique de base 16, une plaque mince annulaire de circuit 18 électriquement raccordée aux dispositifs de puissance 17, une plaque annulaire d'alimentation de puissance 21 fixée à la plaque mince annulaire de circuit 18 via une pluralité de plaques annulaires de connexion 20 et des pièces de fixation 22 a, 22 b fixant la plaque mince annulaire de circuit 18, la plaque annulaire de connexion 20 et la plaque annulaire d'alimentation de puissance 21 empilées sur une extrémité axiale du bloc cylindrique de base 16 Les dispositifs de puissance 17 peuvent comprendre, par exemple, des transistors à effet de champ à semi-conducteur d'oxyde métallique (MOS-FE Ts) et sont placés adjacents au stator 12 Comme illustré sur la Figure 4, on trouve six dispositifs de puissance 17 montés selon des intervalles circonférenciels égaux sur la surface circonférencielle interne du bloc cylindrique de base 16 Les dispositifs de puissance 17 sont électriquement raccordés via la plaque mince annulaire de circuit 18, la plaques annulaires de connexion 20 et la plaque annulaire d'alimentation de puissance 21 aux connecteurs électriques de puissance 9 dans des joints respectifs 23 sur la surface circonférencielle externe du troisième logement 13, comme illustré sur la Figure 2 Les connecteurs électriques de puissance 9 reçoivent une énergie électrique d'une batterie 29 (voir la Figure 9) par
des fils électriques 19.
Si les dispositifs de puissance 17 comprennent des MOS-FE Ts, leurs caractéristiques seront alors linéairement dégradées, c'est-à-dire leur perte admissible sera réduite, à des températures supérieures à 30 'C et ils risquent de ne plus fonctionner à 150 'C Pour éviter un tel dysfonctionnement, le troisième logement 13 possède un certain nombre d'ailettes de rayonnement thermique 13 a sur sa surface circonférencielle externe pour irradier la chaleur générée et appliquée à l'unité de circuit de puissance 14 Comme illustré sur la Figure 8, les ailettes de rayonnement thermique 13 a sont placées autour des connecteurs électriques de puissance 9 Comme illustré sur la Figure 4, les connecteurs électriques de puissance 9 sont montés dans un creux défini dans le troisième logement 13 et possèdent des extrémités externes respectives plus basses que les extrémités externes radiales des ailettes de rayonnement thermique 13 a Les connecteurs électriques de puissance 9 sont protégés par les ailettes de rayonnement thermique 13 a environnantes et les fils électriques 19 raccordés aux connecteurs électriques de puissance 9 sont protégés, de même, lors de leur extension entre certaines des ailettes de rayonnement thermique 13 a. Comme illustré sur la Figure 1, le rotor 7 possède une extrémité axiale s'étendant dans le troisième logement 13 L'extrémité axiale du rotor 7 s'étendant dans le troisième logement 13 a la forme d'une partie tubulaire 7 a de plus petit diamètre permettant la définition d'une grande cavité 24 dans le troisième logement
13.
Comme illustré sur les Figures 1 et 5, une pluralité d'ailettes 25 sont montées selon des intervalles angulaires sur la surface circonférencielle externe de la partie tubulaire 7 a de plus petit diamètre Chacune des ailettes 25 s'étend dans la direction axiale de l'arbre de direction 1 et possède une surface externe radialement inclinée 25 a devenant progressivement plus basse en direction ou plus haute à l'écart du second logement 11 ou du moteur sans balai 6 Lorsque le rotor 7 tourne, les ailettes 25 produisent et dirigent un écoulement d'air en oblique vers les dispositifs de puissance 17 A ce moment-là, la surface externe radialement inclinée 25 a est efficace pour diriger l'écoulement d'air de la droite vers la gauche sur la Figure 1 La partie tubulaire 7 a de plus petit diamètre possède une pluralité de passages d'air 26 définis radialement entre les ailettes 25 De l'air est introduit d'un intervalle annulaire défini entre l'arbre de direction 1 et le rotor 7 dans la cavité 24 via les passages d'air 26 et, de même, à partir d'un intervalle annulaire défini entre l'arbre de direction 1 et le troisième logement 13 sur le côté droit de la cavité 24 sur la Figure 1, dans la cavité 24 via les passages d'air 26 L'air introduit est appliqué aux
dispositifs de puissance 17 par rotation des ailettes 25.
Comme illustré sur la Figure 5, chacune des ailettes 25 est progressivement inclinée ou plus fine vers le second logement Il ou le moteur sans balai 6 pour diriger de façon efficace lécoulement d'air de la droite vers la gauche
dans la direction axiale de l'arbre de direction 1.
La Figure 6 illustre des ailettes modifiées 25 possédant des extrémités éloignées du second logement 1 1 ou du moteur sans balai 6 qui sont raccordées par un rebord 25 b se projetant radialement vers l'extérieur à partir de la partie tubulaire 7 a de plus petit diamètre Le rebord 25 b possède une surface inclinée dirigée radialement vers l'extérieur pour diriger, de façon plus efficace, l'écoulement d'air
en oblique radialement vers l'extérieur vers les dispositifs de puissance 17.
Comme illustré sur la Figure 1, un clapet anti-retour 28 est placé dans une zone axiale voisine entre le premier logement 10 et le second logement 11 Le clapet anti-retour 28 peut couper un passage d'air entre un espace dans le premier
logement 10 et un espace entourant une extrémité du rotor 7 o s'étend l'écrou 5.
Lorsque de l'air s'écoule des dispositifs de puissance 17 dans la cavité 24, le clapet anti-retour 28 est ouvert pour permettre un tel écoulement d'air, comme illustré sur la Figure 7 (b) Lorsque de l'air s'écoule dans la direction opposée, c'est-à-dire à partir du premier logement 10, le clapet anti-retour 28 est fermé pour bloquer un tel
écoulement d'air, comme illustré sur la Figure 7 (a).
On trouve deux passages d'air définis autour de l'écrou 5, c'est-à-dire un passage externe d'air traversant le palier 8 et un passage d'air interne traversant
l'écrou 5 vissé sur la vis à billes 3.
Comme illustré sur la Figure 1, un petit intervalle annulaire est créé entre l'aimant permanent 27 sur le rotor 7 dans le second logement 11 et le stator 12
dans le second logement 11.
Le dispositif électrique de direction assistée décrit ci-dessus présente l'agencement illustré sur la Figure 14 (a) L'unité de circuit de puissance 14 illustrée, en particulier, sur la Figure 1 et ses dispositifs de puissance 17 sont commandés par une unité de commande illustrée sur la Figure 14 (a) qui est désignée par ECU sur la
Figure 9.
Lorsque l'écrou 5 est entraîné en rotation par le rotor 7 tournant sur la base d'un signal de détection du capteur de couple détectant un effort manuel de braquage appliqué au volant de direction, l'arbre de direction 1 se déplace linéairement dans sa direction axiale, assistant ainsi le braquage du véhicule à moteur A ce moment-là, la chaleur générée par les dispositifs de puissance 17 peut être dissipée de façon efficace De façon plus spécifique, lorsque le rotor 7 est entraîné en rotation par un courant fourni par les dispositifs de puissance 17 au stator 12, les ailettes 25 sur la partie tubulaire 7 a de plus petit diamètre du rotor 7 appliquent de l'air aux dispositifs de puissance 17 et envoient l'air en dehors de la cavité 24 par l'intervalle séparant l'aimant permanent 27 et le stator 12 et le clapet anti-retour 28 vers le palier 8 Par conséquent, la chaleur générée par les dispositifs
de puissance 17 peut être évacuée, de façon efficace, par les intervalles du palier 8.
A ce moment-là, de l'air frais est introduit de l'intervalle séparant l'arbre de direction 1 et le rotor 7 et de l'intervalle séparant l'arbre de direction 1 et le troisième logement 13 dans la cavité 24 via les passages d'air 26 La chaleur générée par les dispositifs de puissance 17 est transférée, de même, aux ailettes de rayonnement thermique 13 a sur le troisième logement 13 Comme les ailettes de rayonnement thermique 13 a sont placées entre les essieux des roues directrices comme illustré sur la Figure 9, l'air produit par la marche du véhicule à moteur est directement appliqué aux ailettes de rayonnement thermique 13 a pour dissiper ainsi, de façon efficace, la chaleur à partir des ailettes de rayonnement thermique 13 a. Un dispositif électrique de direction assistée selon un second mode de mise en oeuvre de la présente invention sera décrit ci-dessous en référence aux Figures 10 à 13 Le dispositif électrique de direction assistée selon le second mode de mise en oeuvre est essentiellement le même que le dispositif électrique de direction assistée selon le premier mode de mise en oeuvre par le fait que le stator
12 et les dispositifs de puissance 17 sont placés adjacents les uns aux autres.
Cependant, le dispositif électrique de direction assistée selon le second mode de mise en oeuvre est prévu pour dissiper, de façon plus efficace, la chaleur générée par les dispositifs de puissance 17 et celle générée par le moteur sans balai 6, en particulier par son stator 12 Les parties illustrées sur les Figures 10 à 13 qui sont similaires à celles illustrées sur les Figures 1 à 9 sont désignées par des références
numériques identiques.
Comme illustré sur la Figure 10, le carter externe pour l'arbre de direction 1 possède, de même, un quatrième logement 30 s'étendant vers la gauche du moteur sans balai 6 et supporté par un gousset 31 Le quatrième logement 30 possède une extrémité raccordée à une extrémité d'un soufflet extensible et
contractile 32 dont l'autre extrémité est couplée à une barre d'accouplement 33.
L'extrémité du troisième logement 13 éloignée du second logement 11 est raccordée à une extrémité d'un soufflet extensible et contractile 34 dont l'autre
extrémité est couplée à une barre d'accouplement 35.
Le soufflet 32, le quatrième logement 30, le moteur sans balai 6, le troisième logement 13 et le soufflet 34 sont maintenus en communication
séquentielle les uns avec les autres.
De façon spécifique, le susdit intervalle est défini entre le troisième logement 13 et l'arbre de direction 1 et il existe un jeu entre le quatrième logement et l'arbre de direction 1 pour permettre à l'arbre de direction 1 de se déplacer
axialement de façon linéaire.
Par conséquent, les espaces internes du soufflet 32, du quatrième logement 30, du moteur sans balai 6, du troisième logement 13 et le soufflet 34 communiquent les uns avec les autres via ces intervalles ou jeux comme passages d'air Selon le second mode de mise en oeuvre, un clapet anti-retour 38 est placé, de
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même, entre ilextrémité du rotor 7 près des ailettes 25 et l'arbre de direction 1 en plus du clapet anti-retour 28 fonctionnant comme illustré sur les Figures 7 (a) et 7 (b) Comme illustré sur la Figure 13, le clapet anti-retour 38 empêche l'air de s'écouler de la droite, c'est-à- dire de l'espace dans la partie tubulaire 7 a de plus petit diamètre, vers l'intervalle séparant l'arbre de direction 1 et le rotor 7 et permet à l'air de s'écouler de la gauche, c'est-à-dire de lintervalle séparant l'arbre de direction 1 et
le rotor 7, vers l'espace dans la partie tubulaire 7 a de plus petit diamètre.
Le soufflet 32, illustré sur la Figure 10, est raccordé au quatrième logement 30 par un joint 36 possédant une pluralité, par exemple quatre, de trous de
reniflard définis selon des intervalles circonférenciels.
L'action de refroidissement par air du dispositif électrique de direction
assistée selon le second mode de mise en oeuvre sera décrite ci-dessous.
Lorsque le volant de direction est tourné, le carter de couple produit un signal de détection et divers signaux de commande sont générés pour amener le moteur sans balai 6 à générer des efforts d'assistance de direction De façon spécifique, un courant est fourni au stator 12 du moteur sans balai 6 à partir des dispositifs de puissance 17 de l'unité de circuit de puissance 14, faisant tourner ainsi le rotor 7 pour déplacer l'arbre de direction 1 linéairement dans sa direction axiale,
assistant ainsi le braquage du véhicule à moteur.
Si l'arbre de direction 1 est déplacé axialement vers la droite, comme illustré sur la Figure 11, alors le soufflet de droite 34 se contracte et le soufflet de gauche 32 s'étend L'air dans le soufflet 34 est comprimé et doit s'écouler dans la
direction indiquée par les flèches vers le soufflet 32 o une dépression est créée.
Comme le passage d'air entre le rotor 7 et l'arbre de direction 1 est fermé par le clapet anti-retour 38, l'air traverse l'intervalle séparant le troisième logement 13 et l'arbre de direction 1 et est introduit par les passages d'air 26 et appliqué aux dispositifs de puissance 17 Après refroidissement des dispositifs de puissance 17, l'air traverse l'intervalle séparant le rotor 7 et le stator 12, refroidissant alors le stator 12 Après refroidissement du stator 12, l'air traverse le clapet anti-retour 28 et le palier 8 dans le jeu séparant le quatrième logement 30 et l'arbre de direction 1 d'o l'air pénètre dans le soufflet 32 L'air réchauffé par refroidissement des dispositifs de puissance 17 et du stator 12 est refroidi en traversant le clapet anti-retour 28 et le
palier 8 dans le jeu séparant le quatrième logement 30 et l'arbre de direction 1.
Si l'arbre de direction 1 est déplacé axialement vers la gauche, comme illustré sur la Figure 12, alors le soufflet de gauche 32 se contracte et le soufflet de droite 34 s'étend L'air dans le soufflet 32 est comprimé et doit s'écouler dans la Il direction indiquée par les flèches vers le soufflet 34 o une dépression
est créée.
Comme l'air traversant le jeu entre le quatrième logement 30 et l'arbre de direction 1 et, de même, le palier 8, est bloqué par le clapet antiretour 28, l'air traverse l'intervalle séparant l'écrou 5 et la vis à billes 3 dans l'intervalle entre le rotor 7 et l'arbre de direction 1 puis traverse le clapet anti-retour 38 L'air est partiellement extrait par les passages d'air 26 pour refroidir les dispositifs de puissance 17 et le
stator 12 et pénètre partiellement dans le soufflet 34.
Selon le second mode de mise en oeuvre, lorsque l'arbre de direction 1 se déplace axialement, les soufflets 32, 34 s'étendent et se contractent pour faire circuler de l'air refroidissant les dispositifs de puissance 17 et le moteur sans balai 6, en particulier son stator 12, de façon très efficace Par conséquent, les dispositifs de puissance 17 qui sont placés proches du moteur sans balai 6 générant de la chaleur en fonctionnement, sont refroidis de façon efficace et sont exempts de problèmes thermiques. Avec le dispositif électrique de direction assistée selon la présente invention, les dispositifs de puissance 17 sont placés dans le troisième logement 13 du carter externe pour un rapprochement de l'arbre de direction 1 du stator 12 du moteur sans balai 6 de telle façon que tout fil électrique raccordant les dispositifs de puissance 17 et le stator 12 soit raccourci Comme de tels fils électriques ne doivent pas être trop longs, toute perte d'énergie ainsi provoquée par effet Ohm est faible et les fils électriques minimisent les bruits, permettant alors aux dispositifs de puissance 17 d'assurer leur fiabilité de fonctionnement Tant que l'unité de circuit de puissance 14 comprenant les dispositifs de puissance 17 est montée dans le troisième logement 13, la taille globale du dispositif électrique de direction assistée est réduite et, par là, son poids Comme les dispositifs de puissance 17 sont exposés dans la cavité 24 et reçoivent de Plair des ailettes 25 du rotor 7 en rotation, la chaleur générée par les dispositifs de puissance 17 peut être dissipée de façon efficace Les connecteurs électriques de puissance 9 sont montés sur la surface externe du troisième logement 13 et sont entourés par les ailettes de rayonnement thermique 13 a Par conséquent, tout fil électrique monté entre les connecteurs électriques de puissance 9 et les dispositifs de puissance 17 est simplifié, permettant un agencement plus libre de la batterie et de lunité de commande Les ailettes de rayonnement thermique 13 a sont efficaces pour refroidir les dispositifs de puissance 17 qui peuvent fonctionner de façon fiable sans panne La capacité de refroidissement des ailettes de rayonnement thermique 13 a peut être augmentée par
l'air de déplacement si elles sont placées entre les essieux des roues directrices.
Une circulation d'air peut être produite via les soufflets 32 et 34 par leur extension et leur contraction lors d'un déplacement linéaire axial de l'arbre de direction 1 pour un refroidissement plus efficace des dispositifs de puissance 17 et du moteur sans balai 6, en particulier de son stator 12 Ainsi, les dispositifs de puissance 17 peuvent être placés aussi proches que possible du moteur sans balai 6. Bien que l'on ait décrit ce qui peut être considéré comme les modes de mise en oeuvre préférés de l'invention, on comprendra que l'invention puisse
prendre d'autres formes spécifiques sans sortir de ses caractéristiques essentielles.
Les présents modes de mise en oeuvre doivent, par conséquent, être considérés sous tous les aspects comme illustratifs et non restrictifs L'étendue de protection de
l'invention est définie par les revendications annexées plutôt que par la description
précédente.
Claims (10)
1 Dispositif électrique de direction assistée comprenant: un arbre de direction ( 1) mobile axialement en réponse à un effort manuel de braquage appliqué à partir d'un volant de direction, ledit arbre de direction ( 1) possédant une vis à billes ( 3); un écrou ( 5) vissé sur ladite vis à billes ( 3) avec interposition d'une pluralité de billes; un moteur sans balai ( 6) pour assister le déplacement axial dudit arbre de direction ( 1), ledit moteur sans balai ( 6) possédant un rotor ( 7) couplé audit écrou ( 5) et monté tournant autour dudit arbre de direction ( 1) et un stator ( 12) espacé dudit rotor ( 7) d'un premier intervalle; un carter externe possédant une première surface circonférencielle interne supportant ledit écrou ( 5) via un palier ( 8), une seconde surface circonférencielle supportant ledit stator ( 12) et une partie adjacente audit moteur sans balai ( 6) éloignée dudit écrou ( 5), ledit arbre de direction ( 1) étant logé dans ledit carter externe; et un dispositif de puissance ( 14) placé dans ladite partie adjacente
proche dudit stator (I 2) et électriquement raccordé audit stator ( 12).
2 Dispositif électrique de direction assistée selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite partie adjacente possède une troisième surface circonférencielle définissant une cavité entre elle-même et une surface circonférencielle externe dudit arbre de direction ( 1), ledit dispositif de puissance (I 4) étant monté sur ladite troisième surface circonférencielle et étant exposé dans
ladite cavité.
3 Dispositif électrique de direction assistée selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit rotor ( 7) possède une surface circonférencielle interne espacée de la surface circonférencielle externe dudit arbre de direction ( 1) d'un second intervalle et une extension ( 7 a) s'étendant dans ladite cavité et définissant ladite cavité entre elle-même et ladite troisième surface circonférencielle de ladite partie adjacente, ladite extension ( 7 a) possédant une ailette ( 25) sur sa surface circonférencielle externe pour l'application d'air audit
dispositif de puissance ( 14) lors d'une rotation dudit rotor ( 7).
4 Dispositif électrique de direction assistée selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite extension ( 7 a) a une forme tubulaire placée autour et espacée dudit arbre de direction ( 1) d'un troisième intervalle, ladite extension ( 7 a) possédant une pluralité d'ailettes ( 25) montées selon des intervalles angulaires sur sa surface circonférencielle externe et une pluralité de passages d'air ( 26) définis dans sa surface circonférencielle externe et mettant en communication
entre ledit troisième intervalle et ladite cavité.
Dispositif électrique de direction assistée selon la revendication 4, caractérisé en ce que chacune desdites ailettes ( 25) possède une
surface inclinée qui est progressivement plus basse vers ledit moteur sans balai ( 6).
6 Dispositif électrique de direction assistée selon la revendication 5, caractérisé en ce que chacune desdites ailettes ( 25) est
progressivement plus mince vers ledit moteur sans balai ( 6).
7 Dispositif électrique de direction assistée selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite extension ( 7 a) possède un rebord ( 25 b) se projetant radialement vers l'extérieur à partir de sa surface circonférencielle externe et raccordant lesdites ailettes ( 25) à leurs extrémités éloignées dudit moteur
sans balai ( 6).
8 Dispositif électrique de direction assistée selon la
revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend, de plus, un premier clapet anti-
retour ( 28) placé entre ladite première surface circonférencielle interne dudit carter externe et une surface circonférencielle externe d'une jonction entre ledit rotor ( 7) et ledit écrou ( 5) pour permettre un écoulement de l'air de ladite cavité via ledit
premier intervalle vers ledit palier ( 8).
9 Dispositif électrique de direction assistée selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend, de plus, un connecteur électrique de puissance placé sur une surface externe de ladite partie adjacente dudit carter externe et électriquement raccordé audit dispositif de puissance ( 14) et une pluralité d'ailettes de rayonnement thermique ( 13 a) se projetant de la surface externe de
ladite partie adjacente en entourant ledit connecteur électrique de puissance.
Dispositif électrique de direction assistée selon la revendication 9, incorporé dans un véhicule à moteur possédant une paire d'essieux, caractérisé en ce que ladite partie adjacente est placée entre lesdits essieux pour
recevoir de l'air lors de la marche du véhicule.
il Dispositif électrique de direction assistée selon la revendication 8, incorporé dans un véhicule à moteur possédant une paire de barres d'accouplement, caractérisé en ce que ledit arbre de direction ( 1) possède des extrémités opposées respectivement raccordées auxdites barres d'accouplement ( 33) et en ce qu'il comprend, de plus, une paire de soufflets extensibles et contractiles ( 32, 34) raccordant lesdites barres d'accouplement ( 33) et les extrémités respectives dudit carter externe, ladite partie adjacente possédant une quatrième surface circonférencielle interne espacée de la surface circonférencielle externe dudit arbre de direction ( 1) d'un quatrième intervalle, un desdits soufflets ( 32, 34) étant maintenu en communication avec ladite cavité via ledit quatrième intervalle, ledit troisième intervalle et lesdits passages d'air ( 26).
12 Dispositif électrique de direction assistée selon la
revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend, de plus, un second clapet anti-
retour ( 38) placé entre la surface circonférencielle interne dudit rotor ( 7) et la surface circonférencielle externe dudit arbre de direction ( 1) pour permettre un écoulement de l'air dudit second intervalle vers ledit troisième intervalle, l'autre soufflet étant maintenu en communication avec ladite cavité via ledit écrou ( 5), ledit second intervalle, ledit second clapet anti-retour ( 38), ledit troisième intervalle et
lesdits passages d'air ( 26).
13 Dispositif électrique de direction assistée selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend, de plus, un bloc cylindrique de base ( 16) possédant une surface circonférencielle interne défminissant ladite cavité entre elle-même et la surface circonférencielle externe de ladite extension ( 7 a) et une surface latérale supportant une pile de plaques annulaires de circuit ( 20) qui sont électriquement raccordées audit dispositif de puissance ( 14), ledit dispositif de puissance ( 14) étant monté fixe dans ledit bloc cylindrique de base ( 16), ledit bloc cylindrique de base ( 16) possédant une surface circonférencielle externe s'adaptant dans la surface circonférencielle interne de ladite partie adjacente et pouvant être
électriquement raccordée aux bornes d'enroulement dudit stator ( 12).
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