FR2708157A1 - Rotating machine element and motor vehicle starter including such an element - Google Patents

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Abstract

The invention proposes an element (10) for a rotating electric machine of the type including a body in which axial notches (18) are formed, each of which notches accommodates a series of conductors (34, 34S) belonging to a winding of the machine, each notch (18) exhibiting, in cross section, a profile which is substantially symmetric with respect to a radius of the machine which radially and laterally delimits the notch housing for the conductors, and of the type in which each notch (18) is associated with an axial slot (16) which opens out into the notch (18) and into a peripheral wall (14) of the body of the element, characterised in that the median axis of the slot (16) is offset laterally with respect to the axis of symmetry of the notch (18). The invention finds an application particularly in producing a rotor of a starter for an internal combustion engine fitted in a motor vehicle.

Description

La présente invention concerne la conception d'un élément de machine électrique tournante. The present invention relates to the design of a rotating electrical machine element.

L'invention concerne plus particulièrement un induit d'un démarreur de véhicule automobile. The invention relates more particularly to an armature of a motor vehicle starter.

On connaît de nombreux éléments de machines électriques tournantes du type comportant un corps, liés au stator ou au rotor, dans lesquels sont formées des encoches axiales, généralement réparties angulairement de manière régulière autour de l'axe de rotation de la machine, dont chacune reçoit une série de conducteurs appartenant à un enroulement de la machine, chaque encoche présentant en section transversale, ctest-à-dire par un plan perpendiculaire à l'axe de rotation de la machine, un profil qui est sensiblement symétrique par rapport a un rayon de la machine et qui délimite radialement et latéralement le logement d'encoche pour les conducteurs, et du type dans lequel chaque encoche est associée a une fente axiale destinée en général à l'introduction des conducteurs qui débouche dans l'encoche et dans une paroi périphérique du corps de l'élément. There are many known elements of rotary electrical machines of the type comprising a body, linked to the stator or to the rotor, in which axial notches are formed, generally distributed angularly in a regular manner around the axis of rotation of the machine, each of which receives a series of conductors belonging to a winding of the machine, each notch having in cross section, that is to say by a plane perpendicular to the axis of rotation of the machine, a profile which is substantially symmetrical with respect to a radius of the machine and which delimits radially and laterally the slot for the conductors, and of the type in which each notch is associated with an axial slot intended in general for the introduction of the conductors which opens into the notch and into a peripheral wall of the element body.

Selon une conception connue, la fente, qui est généralement une fente à faces latérales planes et parallèles débouche au centre de la face radiale d'extrémité concave de l'encoche, ctest-à-dire que son axe médian est sensiblement confondu avec l'axe de symétrie de l'encoche. According to a known design, the slot, which is generally a slot with flat and parallel lateral faces opens out at the center of the radial face of the concave end of the notch, that is to say that its median axis is substantially coincident with the axis of symmetry of the notch.

Cette conception est particulièrement avantageuse pour l'introduction des fils ainsi que pour la mise en place d'un isolant complémentaire, généralement réalisé sous la forme d'une feuille qui épouse sensiblement le contour de l'encoche et qui est en général mis en place par introduction radiale par la fente. This design is particularly advantageous for the introduction of the wires as well as for the installation of an additional insulator, generally produced in the form of a sheet which substantially matches the contour of the notch and which is generally put in place. by radial insertion through the slot.

Par contre, le ou les conducteurs appartenant à l'enroulement, qui prennent appui contre la face radiale dans laquelle débouche la fente, sont en contact directement, ou avec interposition de l'isolant en feuille, avec les bords francs d'intersection entre les faces latérales de la fente et la face radiale concave d'extrémité de l'encoche. On the other hand, the conductor or conductors belonging to the winding, which bear against the radial face into which the slot opens, are in direct contact, or with the interposition of the sheet insulation, with the frank edges of intersection between the lateral faces of the slot and the concave radial end face of the notch.

Cet agencement nuit à la fiabilité de fonctionnement de l'enroulement car, notamment lorsque les encoches sont formées dans un élément rotorique et lorsque les fentes débouchent dans la surface cylindrique concave, les conducteurs sont soumis à la force centrifuge et les bords francs finissent par provoquer une détérioration du vernis isolant qui recouvre les conducteurs et/ou de l'isolant en feuille interposé entre ces bords francs et les conducteurs en vis-à-vis. This arrangement harms the operating reliability of the winding because, in particular when the notches are formed in a rotor element and when the slots open into the concave cylindrical surface, the conductors are subjected to centrifugal force and the sharp edges end up causing deterioration of the insulating varnish which covers the conductors and / or of the sheet insulation interposed between these straight edges and the opposite conductors.

L'endommagement de l'isolant des conducteurs, ou de l'isolant complémentaire de protection peut aboutir à terme à la formation de court-circuits.Damage to the conductor insulation, or to the additional protective insulation, may eventually lead to the formation of short circuits.

Afin de remédier à ces inconvénients, l'invention propose un élément de machine électrique tournante du type mentionné précédemment, caractérisé en ce que l'axe médian de la fente est décalé latéralement par rapport à l'axe de symétrie de l'encoche.  In order to remedy these drawbacks, the invention provides an element of a rotary electrical machine of the type mentioned above, characterized in that the median axis of the slot is offset laterally with respect to the axis of symmetry of the notch.

Selon d'autres caractéristiques de l'invention
- la fente est une fente à face latérales parallèles
- l'encoche comporte deux faces latérales et l'une des faces latérales de la fente s'étend dans le prolongement de l'une des faces latérales de l'encoche
- les faces latérales de la fente et de l'encoche sont des faces planes parallèles
- l'encoche comporte deux surfaces radiales d'extrémité de profil concaves et l'autre des faces latérales de la fente débouche dans l'une des surfaces radiales d'extrémité de l'encoche
- le profil de chaque encoche est de forme générale oblongue orientée selon un rayon de la machine
- chaque encoche est équipée d'un élément isolant en feuille qui épouse sensiblement le profil de l'encoche;
- le corps de l'élément est réalisé sous la forme d'un empilage axial de tôles dans lesquelles les encoches et les fentes sont réalisées par découpage;
- les encoches débouchent dans une surface périphérique cylindrique convexe de l'élément ;
- le corps de l'élément est lié en rotation au rotor de la machine.According to other features of the invention
- the slot is a slot with parallel lateral faces
- the notch has two lateral faces and one of the lateral faces of the slot extends in the extension of one of the lateral faces of the notch
- the lateral faces of the slot and the notch are parallel flat faces
- the notch has two radial end surfaces of concave profile and the other of the lateral faces of the slot opens into one of the radial end surfaces of the notch
- the profile of each notch is generally oblong oriented along a radius of the machine
- Each notch is equipped with an insulating sheet element which substantially matches the profile of the notch;
- The body of the element is made in the form of an axial stack of sheets in which the notches and the slots are made by cutting;
- The notches open into a convex cylindrical peripheral surface of the element;
- The body of the element is linked in rotation to the rotor of the machine.

L'invention propose également un démarreur de véhicule automobile caractérisé en ce que son induit est un élément réalisé conformément aux enseignements de l'invention. The invention also provides a motor vehicle starter characterized in that its armature is an element produced in accordance with the teachings of the invention.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels
- La figure 1 est une vue schématique partielle et en perspective d'une extrémité d'un élément rotorique de machine tournante, et par exemple d'un induit d'un démarreur de véhicule automobile, conforme à l'état de la technique ;
- la figure 2 est une vue similaire à celle de la figure 1 qui illustre un élément de machine tournante réalisé conformément aux enseignements de l'invention.Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading the detailed description which follows for the understanding of which reference will be made to the accompanying drawings in which
- Figure 1 is a partial schematic perspective view of one end of a rotor element of a rotating machine, and for example of an armature of a motor vehicle starter, according to the prior art;
- Figure 2 is a view similar to that of Figure 1 which illustrates a rotating machine element produced in accordance with the teachings of the invention.

L'induit de démarreur 10 schématisé sur la figure 1 est réalisé par empilage axial de tôles d'induit 12. The starter armature 10 shown diagrammatically in FIG. 1 is produced by axial stacking of armature sheets 12.

L'induit 10 se présente ainsi sous la forme d'un corps général cylindrique délimité radialement vers l'extérieur par une surface cylindrique périphérique convexe 14 dans laquelle débouche une série de fentes radiales 16 dont chacune débouche aussi dans une encoche axiale 18. The armature 10 is thus in the form of a generally cylindrical body delimited radially outwards by a convex peripheral cylindrical surface 14 into which a series of radial slots 16 opens, each of which also opens into an axial notch 18.

Dans le mode de réalisation illustré sur les figures, chaque encoche 18 est délimitée latéralement par deux faces planes parallèles 20 qui sont également parallèles au plan axial de symétrie commun à la fente 16 et à l'encoche 18. In the embodiment illustrated in the figures, each notch 18 is delimited laterally by two parallel flat faces 20 which are also parallel to the axial plane of symmetry common to the slot 16 and to the notch 18.

L'encoche 18 est délimitée latéralement vers l'intérieur et vers l'extérieur par deux surfaces radiales d'extrémité intérieure 22 et extérieure 24 qui dans l'exemple représenté sont des portions de surfaces concaves en arc de cylindre. The notch 18 is delimited laterally inwards and outwards by two radial surfaces of inner end 22 and outer 24 which, in the example shown, are portions of concave surfaces in the shape of a cylinder arc.

Dans la conception selon l'étant de la technique illustré à la figure 1, l'intersection des faces latérales planes parallèles et opposées 26 d'une fente 16 avec la surface radiale concave d'extrémité 24 de l'encoche 18 délimite deux bords axiaux et parallèles 30. In the design according to the technique illustrated in FIG. 1, the intersection of the parallel and opposite flat lateral faces 26 of a slot 16 with the concave radial end surface 24 of the notch 18 delimits two axial edges and parallel 30.

Chaque encoche 18 peut recevoir un isolant complémentaire réalisé sous la forme d'une feuille de papier 32 dont le contour, après son introduction dans l'encoche 18 par la fente 16, épouse sensiblement celui de l'encoche 18. Each notch 18 can receive a complementary insulator produced in the form of a sheet of paper 32 whose outline, after its introduction into the notch 18 through the slot 16, substantially matches that of the notch 18.

Chaque encoche 18 reçoit également une série de conducteurs 34 appartenant à un enroulement de l'induit. Each notch 18 also receives a series of conductors 34 belonging to a winding of the armature.

Comme cela est illustré sur la figure 1, et comme cela a été expliqué précédemment, le conducteur supérieur 34 S est en appui direct, ou indirect dans le cas de la présence d'un isolant en feuille 32, contre les bords 30 de la fente 16 qui peuvent provoquer l'endommagement du vernis isolant qui recouvre ce conducteur et/ou l'endommagement de la portion correspondante de l'isolant en papier 32 interposée entre le conducteur 34S et les bords francs 30. As illustrated in FIG. 1, and as explained above, the upper conductor 34 S is in direct contact, or indirect in the case of the presence of a sheet insulator 32, against the edges 30 of the slot 16 which can cause damage to the insulating varnish which covers this conductor and / or damage to the corresponding portion of the paper insulator 32 interposed between the conductor 34S and the sharp edges 30.

Afin de remédier à ces inconvénients, et comme cela est illustré sur la figure 2, l'axe médian de la fente 16 est décalé latéralement par rapport à l'axe médian de l'encoche 18. In order to remedy these drawbacks, and as illustrated in FIG. 2, the median axis of the slot 16 is offset laterally with respect to the median axis of the notch 18.

Ainsi, une des faces latérales planes 26A de la fente 16 s'étend dans le prolongement d'une des faces latérales 20A de l'encoche 18 tandis que l'autre face latérale 26B de la fente 16 débouche dans la face radiale d'extrémité 24 de l'encoche 18. Thus, one of the flat side faces 26A of the slot 16 extends in the extension of one of the side faces 20A of the notch 18 while the other side face 26B of the slot 16 opens into the radial end face. 24 of notch 18.

Du fait du décalage latéral de la fente 16, on constate que le seul bord franc 30B est largement décalé latéralement par rapport à la portion principale concave en arc de cylindre de la surface radiale d'extrémité 24. Due to the lateral offset of the slot 16, it can be seen that the single straight edge 30B is largely offset laterally with respect to the main concave portion in the form of a cylinder arc of the radial end surface 24.

Du fait de cet agencement, le conducteur supérieur 34S est essentiellement en appui contre une portion en arc de cylindre de la surface radiale d'extrémité 24, avec interposition éventuelle de la partie correspondante de l'isolant en feuille 32. As a result of this arrangement, the upper conductor 34S is essentially in abutment against an arcuate portion of the radial end surface 24, with possible interposition of the corresponding part of the sheet insulation 32.

I1 ne peut ainsi plus se produire d'endommagement accidentel du vernis du conducteur supérieur 34S, ni d'endommagement de la partie correspondante de l'isolant 32 insérée entre le conducteur 34S et la surface radiale concave d'extrémité 24. I1 can thus no longer occur accidental damage to the varnish of the upper conductor 34S, or damage to the corresponding part of the insulator 32 inserted between the conductor 34S and the concave radial end surface 24.

Comme on peut le voir sur la figure 2, l'isolant en feuille de papier 32 comporte ici une fente latérale 36 et son introduction dans l'encoche 18 peut être réalisée axialement par une extrémité de l'induit après la mise en place des conducteurs 34. As can be seen in FIG. 2, the insulator in sheet of paper 32 here has a lateral slit 36 and its introduction into the notch 18 can be carried out axially by one end of the armature after the conductors have been put in place 34.

L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit et trouve notamment à s'appliquer pour la réalisation de tout type d'élément de machine électrique tournante comportant un bobinage ou enroulement. The invention is not limited to the embodiment which has just been described and is particularly applicable to the production of any type of element of a rotating electric machine comprising a winding or winding.

En particulier l'isolant 32 peut être réalisé par exemple par par époxiage, et les conducteurs 34 peuvent être mis en place dans les encoches 18 par une introduction axiale sans pour cela sortir du cadre de l'invention.  In particular the insulator 32 can be produced, for example, by epoxying, and the conductors 34 can be put in place in the notches 18 by an axial introduction without thereby departing from the scope of the invention.

Claims (11)

REVENDICATIONS 1. Elément (10) de machine électrique tournante du type comportant un corps dans lequel sont formées des encoches axiales (18) dont chacune reçoit une série de conducteurs (34, 34S) appartenant à un enroulement de la machine, chaque encoche (18) présentant en section transversale un profil sensiblement symétrique par rapport à un rayon de la machine qui délimite radialement et latéralement le logement d'encoche pour les conducteurs, et du type dans lequel chaque encoche (18) est associée à une fente axiale (16) qui débouche dans l'encoche (18) et dans une paroi périphérique (14) du corps de l'élément, caractérisé en ce que l'axe médian de la fente (16) est décalé latéralement par rapport à l'axe de symétrie de l'encoche (18). 1. Element (10) of rotary electric machine of the type comprising a body in which are formed axial notches (18) each of which receives a series of conductors (34, 34S) belonging to a winding of the machine, each notch (18) having a cross section which is substantially symmetrical with respect to a radius of the machine which delimits the slot housing radially and laterally for the conductors, and of the type in which each slot (18) is associated with an axial slot (16) which opens into the notch (18) and into a peripheral wall (14) of the body of the element, characterized in that the median axis of the slot (16) is offset laterally with respect to the axis of symmetry of the '' notch (18). 2. Elément de machine électrique tournante selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fente (16) est une fente à faces latérales (26A, 26B) parallèles. 2. An element of a rotary electrical machine according to claim 1, characterized in that the slot (16) is a slot with side faces (26A, 26B) parallel. 3. Elément de machine électrique tournante selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'encoche (18) comporte deux faces latérales (20A, 20B) et en ce que l'une des faces latérales (26A) de la fente (16) s'étend dans le prolongement de l'une des faces latérales de (20A) l'encoche (18). 3. rotating electrical machine element according to claim 2, characterized in that the notch (18) has two lateral faces (20A, 20B) and in that one of the lateral faces (26A) of the slot (16) extends in the extension of one of the lateral faces of (20A) the notch (18). 4. Elément de machine électrique tournante selon la revendication 3, caractérisé en ce que les faces latérales (26A, 26B) de la fente (16) et des faces latérales (20A, 20B) de l'encoche (18) sont des faces planes parallèles. 4. Rotating electric machine element according to claim 3, characterized in that the lateral faces (26A, 26B) of the slot (16) and lateral faces (20A, 20B) of the notch (18) are planar faces parallel. 5. Elément de machine électrique tournante selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que l'encoche (18) comporte deux surfaces radiales d'extrémité (22, 24) de profil concave et en ce que l'autre (26B) des faces latérales de la fente (16) débouche dans l'une (24) desdites surfaces radiales d'extrémité de l'encoche (18). 5. Element of a rotary electrical machine according to one of claims 3 or 4, characterized in that the notch (18) comprises two radial end surfaces (22, 24) of concave profile and in that the other ( 26B) of the lateral faces of the slot (16) opens into one (24) of said radial end surfaces of the notch (18). 6. Elément de machine électrique tournante selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le profil de chaque encoche (18) est de forme générale oblongue orientée selon un rayon de la machine. 6. Element of a rotary electric machine according to any one of the preceding claims, characterized in that the profile of each notch (18) is of generally oblong shape oriented along a radius of the machine. 7. Elément de machine électrique tournante selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque encoche est équipée d'un élément isolant en feuille (32) qui épouse sensiblement le profil de l'encoche. 7. Element of a rotary electrical machine according to any one of the preceding claims, characterized in that each notch is equipped with an insulating sheet element (32) which substantially matches the profile of the notch. 8. Elément de machine électrique tournante selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps de l'élément est réalisé sous la forme d'un empilage axial de tôles (12) dans lesquelles les encoches (18) et les fentes (16) sont réalisées par découpage. 8. Element of a rotary electric machine according to any one of the preceding claims, characterized in that the body of the element is produced in the form of an axial stack of sheets (12) in which the notches (18) and the slots (16) are produced by cutting. 9. Elément de machine électrique tournante selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les encoches (18) débouchent dans une surface périphérique cylindrique convexe de l'élément.  9. Element of a rotary electrical machine according to any one of the preceding claims, characterized in that the notches (18) open into a convex cylindrical peripheral surface of the element. 10. Elément de machine électrique tournante selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps de l'élément est lié en rotation au rotor de la machine. 10. Rotating electric machine element according to any one of the preceding claims, characterized in that the body of the element is linked in rotation to the rotor of the machine. 11. Démarreur de véhicule automobile, caractérisé en ce que son induit est un élément conforme à l'une quelconque des revendications précédentes.  11. Motor vehicle starter, characterized in that its armature is an element according to any one of the preceding claims.
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