FR2902872A1 - Dispositif de mesure de champ magnetique. - Google Patents

Abstract

Un dispositif de mesure de champ magnétique comprend une carte de circuit imprimé (100) et au moins un capteur à effet Hall (150) adapté à mesurer un champ magnétique induit par un anneau magnétique rotatif (15). Le capteur à effet Hall est intégré dans un boîtier de type traversant présentant des pattes de connexion (151) recourbées et au moins partiellement en appui sur une face de la carte de circuit imprimé.Le dispositif permet de fixer de manière fiable le ou les capteur(s) à Effet Hall, et donc de garantir un positionnement stable du capteur par rapport à l'anneau magnétique rotatif pour une mesure fiable du champ magnétique généré.

Description

DISPOSITIF DE MESURE DE CHAMP MAGNETIQUE

La présente invention concerne un dispositif de mesure de champ magnétique, tel qu'un capteur à effet Hall, pour une mesure de rotation d'un arbre de rotor de moteur électrique. L'invention peut s'appliquer à un moteur électrique destiné à entraîner un équipement de véhicule automobile tel qu'un moteur de lève-vitre, de toit ouvrant ou d'actionnement de siège par exemple. Un tel moteur électrique à courant continu est connu en soi. Un moteur électrique comporte généralement une carcasse statorique et un rotor monté rotatif dans le stator. Le moteur comporte également des enroulements solidaires de l'arbre de rotor reliés à des lames de collecteur alimentées par des balais adaptés à faire contact avec les lames du collecteur au cours de sa rotation solidaire de l'arbre du rotor. Les balais sont électriquement reliés à une alimentation en courant électrique et sont destinés à alimenter en courant les enroulements du stator. Une électronique de commande peut être associée au moteur. A cet effet, une carte de circuit imprimé est généralement prévue et comprend, entre autre, des connections électriques avec les balais du collecteur et un microcontrôleur. Par ailleurs, dans un moteur électrique, il est souvent nécessaire de contrôler et d'obtenir des informations sur la rotation de l'arbre de rotor telles que le nombre de tours moteur, la vitesse de rotation, le sens de rotation et la position angulaire. Ces informations sont en particulier nécessaires à l'électronique de commande du moteur de lève-vitre pour assurer des fonctions telles que les mouvements automatiques de vitre, l'anti-pincement, ou autre.

Pour déterminer des informations sur la rotation de l'arbre moteur comme par exemple la vitesse de rotation de l'arbre de rotor du moteur ou le sens de rotation du moteur, il est connu d'utiliser un ou plusieurs capteur(s) à effet Hall. Un anneau magnétique est disposé sur l'arbre de rotor et émet un champ magnétique tournant solidaire de la rotation de l'arbre de rotor. Un ou plusieurs capteur(s) à effet Hall sont généralement disposés à proximité de l'anneau magnétique. En fonction du niveau de champ magnétique émis par l'anneau, les capteurs fournissent chacun un signal électrique qui peut ensuite être exploité pour déterminer la vitesse de rotation de l'arbre de rotor ainsi que le sens de rotation du moteur ou sa position angulaire, ceci par la variation du champ magnétique.

Le positionnement des capteurs est important pour garantir une mesure fiable. Il est préférable que le capteur Hall soit positionné avec sa surface perpendiculaire aux lignes de champs induites par l'aimant rotatif du rotor et qu'il soit situé R_\Brevets\22500\22579ù060626-04ARMO242-texte dépôtLdoc - 26/06/06 - I I06 - 1/17 suffisamment proche de l'anneau magnétique pour que l'intensité du champ soit suffisante pour être détectée par le capteur. Dans le cas où une électronique de commande est associée au moteur, il est avantageux de disposer le capteur à effet Hall directement sur la carte de circuit imprimé de l'électronique de commande pour éviter de prévoir un support spécifique au capteur et une connexion électrique entre ce support du capteur et la carte de circuit imprimé. Le capteur Hall peut aussi être associé à une carte électronique spécifiquement dédiée au traitement du signal du capteur. Il est également connu d'utiliser des conducteurs de flux magnétique pour transmettre le signal jusqu'à un capteur éloigné de l'anneau. Le document EP-A-O 891 647 montre un capteur à effet Hall déporté sur la carte de circuit imprimé de l'électronique de commande. Des éléments de guidage de flux conduisent alors le flux magnétique depuis l'anneau magnétique du rotor jusqu'au capteur.

Le document WO-A-96/24067 montre un capteur à effet Hall disposé sur la carte de circuit imprimé à proximité de l'anneau magnétique. Le capteur Hall est un composant monté en surface avec sa surface parallèle aux lignes de champs induites par l'anneau magnétique. Un élément de guidage de flux magnétique est alors prévu pour concentrer les lignes de champs perpendiculairement à la surface du capteur.

Dans tous les cas, il est nécessaire de gérer le positionnement du capteur à la fois sur la carte de circuit imprimé et par rapport à l'anneau magnétique, ce qui limite les possibilités d'assemblage et d'agencement de la carte de circuit imprimé par rapport à l'axe du rotor. De plus, le maintien mécanique du capteur sur la carte ou dans son environnement doit être ferme et fiable car un décalage de positionnement de la surface du capteur par rapport aux lignes de champ induites peut perturber les mesures du capteur, par exemple par un offset ou par une modification du niveau ou de la forme des signaux. De manière connue en soi, il existe typiquement deux types de technologies d'assemblage de composants électroniques pour placer des composants sur une carte de circuit imprimé. Les capteurs Hall peuvent ainsi être intégrés dans des boîtiers de type montés en surface dits SMD, pour Surface Mounted Device en anglais, ou dans des boîtiers de type traversants, dits Through Hole en anglais. Les composants de type traversants sont généralement fixés à la carte de circuit imprimé par une brasure sur la face opposée à celle sur laquelle se trouvent les composants alors que les composants de type SMD sont fixés à la carte par refusion sur la face supportant les composants. L'utilisation de composants de type traversants et de type SMD sur une même carte nécessite donc généralement deux passes de procédé de fabrication, soit deux phases de brasage. R\Brevets\22500\22579ù 060626-04ARMO242-texte dépôt doc - 26/06/06 - 11 06 - 2/17 3 Les capteurs Hall intégrés dans un boîtier de type SMD présentent une surface de détection parallèle à la face de la carte sur laquelle ils sont montés et prennent ainsi appui sur la surface de la carte. Le positionnement d'un composant SMD est donc particulièrement stable. En revanche, les capteurs Hall intégrés dans un boîtier de type traversants présentent une surface de détection perpendiculaire à la carte à laquelle ils sont fixés avec des pattes traversant l'épaisseur de la carte. Les composants de type traversants ne prennent donc pas habituellement d'appui sur la carte. Ceci pénalise leur tenue mécanique, lors des claquements de porte par exemple, et peut modifier leur position initiale et donc perturber la mesure. On peut prévoir une butée sur la carte pour stabiliser le composant traversant, mais cela représente un surcoût. On connaît du document FR-A- 2 698 216, un capteur à effet Hall intégré dans un boîtier de type traversant placé dans un mini carter dédié. Le composant Hall présente ainsi une surface de détection en vis-à-vis de l'aimant rotatif du rotor et le mini carter constitue un élément de maintien mécanique pour éviter tout décalage de la surface de détection du capteur par rapport aux lignes de champs.

Il existe donc un besoin pour un dispositif de détection de champ magnétique qui permette de disposer le ou les capteurs directement sur la carte de circuit imprimé sans pour autant nécessiter des éléments de guidage de flux ou de maintien dédiés. De plus, il existe un besoin pour un dispositif de mesure de champ magnétique qui permette de garantir un positionnement stable du capteur dans les lignes de champ induites pour une mesure fiable du champ magnétique. Il existe aussi un besoin pour un dispositif de détection de champ magnétique qui puisse être obtenu par un procédé de fabrication simplifié, en particulier qui ne nécessite qu'une seule étape de brasure par refusion sur une seule face de la carte de circuit imprimé. A cet effet, l'invention propose d'utiliser un ou plusieurs capteurs à effet Hall intégrés dans des boîtiers de type traversants et de recourber les pattes de ces boîtiers pour qu'elles soient en appui sur la surface de la carte de circuit imprimé. Le composant à capteur Hall peut alors être brasé par refusion en une unique passe de procédé en même temps que d'autres composants de type SMD placés sur la carte. En outre, les courbures des pattes du boîtier traversant permettent de stabiliser le positionnement du capteur à effet Hall par rapport aux lignes de champ induites par l'anneau magnétique rotatif du rotor. De plus, la position du composant peut être adaptée en hauteur en fonction des côtes utilisées pour le cambrage et ce en concordance avec les besoins propres au moteur. R.\Brevets\22500\22539--060626-04ARMO242-texte dépôtdoc - 26/06/06 - 1 106 - 3/17 4 Le ou les capteurs à effet Hall peuvent ainsi être positionnés sur une tranche du circuit imprimé directement en vis-à-vis de l'anneau magnétique ou être placés de manière stable sur la carte de circuit imprimé proche de l'anneau magnétique. Le dispositif selon l'invention permet de positionner le capteur à effet Hall avec une surface de détection perpendiculaire aux lignes de champ sans pour autant imposer l'orientation du plan de la carte et sans nécessiter d'élément de guidage de flux. L'invention concerne plus spécifiquement un dispositif de mesure de champ magnétique, comprenant : - une carte de circuit imprimé ; - un anneau magnétique rotatif ; - au moins un capteur à effet Hall adapté à mesurer un champ magnétique induit par ledit anneau magnétique rotatif, le capteur à effet Hall étant intégré dans un boîtier de type traversant présentant des pattes de connexion recourbées et au moins partiellement en appui sur une face de la carte de circuit imprimé. Selon les modes de réalisation, le dispositif de l'invention comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - le capteur à effet Hall est disposé sur une tranche de la carte de circuit imprimé ; - le capteur à effet Hall est disposé dans un évidement de la tranche de la carte de circuit imprimé le capteur à effet Hall est disposé dans un boîtier fixé à la tranche de la carte de circuit imprimé - les pattes de connexion recourbées du capteur à effet Hall sont reliées électriquement à des pistes de liaison ménagées sur une face de la carte de circuit imprimé ; - les pattes de connexion du capteur à effet Hall traversent l'épaisseur de la carte de circuit imprimé les pattes de connexion du capteur à effet Hall sont reliées électriquement à des pistes de l'une quelconque des faces de la carte par soudure à la vague ; - le capteur à effet Hall est placé dans un trou traversant de la carte de circuit imprimé. L'invention concerne également un moteur électrique comprenant : - un arbre de rotor ; - un dispositif de mesure de champ magnétique selon l'invention, l'anneau magnétique étant solidaire de l'arbre de rotor L'invention concerne en outre l'utilisation d'un tel moteur dans un dispositif d'actionnement d'ouvrant de véhicule. R.\Brevets\22500\22539--060626-04ARMO242-texte dépôt doc - 26/06/06 - 11.06 - 4/17 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit des modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemple uniquement et en références aux dessins qui montrent : 5 - figure 1, une vue schématique en perspective d'un dispositif de mesure de champ magnétique selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - figure 2, une vue schématique de côté du dispositif de la figure 1 ; - figure 3, un schéma d'un moteur électrique comprenant un dispositif de mesure de champ magnétique selon le premier mode de réalisation de l'invention ; -figure 4, une vue schématique de côté d'un dispositif de mesure selon une première variante du premier mode de réalisation de l'invention ; - figure 5, une vue schématique de dessus d'un dispositif de mesure selon une deuxième variante du premier mode de réalisation de l'invention ; - figure 6, une vue schématique de côté du dispositif de la figure 5 ; - figure 7, une vue schématique en coupe de côté d'un dispositif de mesure de champ magnétique selon une première variante d'un deuxième mode de réalisation de l'invention ; - figure 8, un schéma d'un moteur électrique comprenant un dispositif de mesure de la figure 7 ; - figure 9, une vue schématique en coupe de côté d'un dispositif de mesure de champ magnétique selon une deuxième variante du deuxième mode de réalisation de l'invention ; figure 10, une vue schématique en coupe de côté d'un dispositif de mesure de champ magnétique selon un troisième mode de réalisation de l'invention - figure 11, une vue schématique en coupe de côté d'un dispositif de mesure de champ magnétique selon un quatrième mode de réalisation de l'invention - figure 12, une vue schématique en coupe de côté d'un dispositif de mesure de champ magnétique selon un cinquième mode de réalisation de l'invention - figure 13, une vue schématique en perspective du dispositif de mesure de la figure 12.

Le dispositif de mesure de champ magnétique selon l'invention comprend une carte de circuit imprimé et au moins un capteur à effet Hall adapté à mesurer un champ magnétique induit par un anneau magnétique rotatif. Le capteur est positionné R Brevets 22500\22539--060626-04ARMO242-texte dépôt. doc - 26/06/06- Il 06 - 5/17 6 dans le champ magnétique induit avec sa surface de détection perpendiculaire aux lignes de champ. Le capteur à effet Hall est intégré dans un boîtier de type traversant dont les pattes de connexion sont recourbées en appui sur une face de la carte de circuit imprimé. Le dispositif permet de mesurer directement le champ magnétique avec un ou des capteur(s) à effet Hall ayant un positionnement stable par rapport à l'anneau magnétique rotatif pour une mesure fiable du champ magnétique généré.

Dans le cadre de l'invention, on définit une carte de circuit imprimé, ou PCB pour Printed Circuit Board en anglais, comme un support électronique formé d'un substrat rigide, dans lequel sont gravés des pistes qui assurent des liaisons électriques entre des composants fixés sur au moins une face du support. Ce support présente par exemple la forme d'une carte avec deux faces et quatre tranches. La largeur des tranches correspond à l'épaisseur de la carte de circuit imprimé soit environ 0,8 à 2,5 mm selon les cartes et la longueur des tranches correspond à une longueur ou largeur de la carte. Selon l'invention, une première face de la carte, dite face supérieure, comporte des composants électroniques et des pistes de liaison électrique, et une seconde face, dite face inférieure, peut être dispensée de toute piste de liaison électrique. Les composants électroniques de la carte peuvent être des composants montés en surface sur la face supérieure et reliés électriquement aux pistes de liaison de la face supérieure. Au moins un composant, intégrant le capteur Hall, est un composant de type traversant. Néanmoins, contrairement à l'état de la technique où les composants de type traversant sont reliés électriquement à des pistes de liaison par la tranche de trous métallisés dans lesquels de la soudure remonte par capillarité, les composants traversants intégrant les capteurs Hall peuvent être reliés électriquement aux pistes de liaison de la face supérieure par leurs pattes recourbées. Toutes les connexions électriques de la carte de circuit imprimé peuvent donc être effectuées en une seule étape de refusion sur une même face de la carte. Dans le cadre de l'invention, on définit aussi l'anneau magnétique rotatif comme un aimant fixé sur un arbre de rotor de moteur électrique et la carte de circuit imprimée peut faire partie d'une électronique de contrôle du moteur. La présente invention permet ainsi de déterminer de façon fiable la vitesse, le sens de rotation et la position angulaire de l'arbre de rotor avec une configuration d'assemblage de capteur simplifiée.

Selon un premier mode de réalisation, illustré sur les figures 1 à 6, le capteur à effet Hall est disposé sur une tranche de la carte de circuit imprimé. La carte de circuit imprimée peut alors être disposée dans un plan sensiblement perpendiculaire à R:\Brevets\22500\22539--060626-04ARMO242-texte dépôt.doc - 26/06/06 - I I:06 - 6/17 7 l'axe du rotor avec la tranche portant le capteur Hall placée directement en vis-à-vis de l'anneau magnétique ; la bague utilisée comme anneau magnétique est alors magnétisée de façon radiale. Selon une variante, non illustrée, la carte de circuit imprimé peut être disposée dans un plan sensiblement parallèle à l'axe du rotor avec la tranche portant le capteur Hall placée directement en vis-à-vis d'une face de l'anneau magnétique ; la bague utilisée comme anneau magnétique est alors magnétisée de façon axiale. Les figures 1 et 2 montrent un dispositif de mesure du champ magnétique selon le premier mode de réalisation de l'invention.

Les figures 1 et 2 montrent un anneau magnétique 15 rotatif selon un axe 20. De façon connue en soi, la rotation de l'anneau 15 induit un champ magnétique avec des lignes de champ partant de l'anneau perpendiculairement à sa périphérie. Dans le cas d'une application à un moteur à courant continu tel qu'un moteur de lève-vitre, l'anneau magnétique peut être un aimant fixé à l'arbre de rotor du moteur.

Les figures montrent aussi une carte de circuit imprimé 100. La carte présente deux faces, avec au moins une face destinée à recevoir des composants électroniques connectés aux pistes de la carte. En particulier, la carte 100 peut comprendre une puce électronique de microprocesseur, une puce de mémoire, des plots de connexion électrique et un relais pour alimenter le moteur. Dans le cas d'une application à un moteur à courant continu tel qu'un moteur de lève-vitre, la carte 100 peut également comprendre des connexions avec des portes balais. Dans l'exemple illustré, la carte 100 est assemblée radialement à l'arbre du rotor, c'est-à-dire dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation de l'anneau magnétique. La figure 1 montre aussi deux capteurs à effet Hall 150 destinés à mesurer le champ magnétique induit par l'anneau magnétique rotatif 15. A cet effet, il est nécessaire que leur surface soit sensiblement perpendiculaire aux lignes de champ induites par l'anneau. Selon ce premier mode de réalisation, les capteurs à effet Hall 150 sont disposés sur une tranche de la carte de circuit imprimée 100. La surface des capteurs 150 est donc en appui sur la tranche de la carte. La carte de circuit imprimée étant assemblée dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation 20 de l'anneau magnétique 15, la tranche de la carte 100 étant toujours dans un plan parallèle à cet axe 20. Selon l'invention, les capteurs à effet Hall 150 sont intégrés dans des boîtiers de type traversants, comportant des pattes de connexion 151. Ces pattes 151 sont classiquement destinées à traverser l'épaisseur de la carte de circuit imprimé pour fixer le composant et le connecter électriquement aux pistes de liaison sur une des faces de la carte. Selon l'invention, les pattes 151 de chaque capteur 150 sont recourbées et en appui la face supérieure 101 de la carte de circuit imprimé 100. Les R:\Brevets\22500\22539ù060626-04ARMO242-texte dépôt. doc - 26/06/06 11:06 - 7/17 8 pattes recourbées 151 peuvent alors être reliées électriquement aux pistes de liaisons de la face supérieure par une étape de refusion, en même temps que d'autres composants de type SMD disposés sur la face supérieure 101 de la carte. Sur la figure 2, des trous percés dans la carte 100 sont prévus pour enficher les extrémités recourbées des pattes 151 de connexion des capteurs 150. Ainsi, un procédé classique de connexion des composants par soudure à la vague aux pistes de la face inférieure 102 ou supérieure 101 de la carte 100 peut aussi être utilisé. Les pattes recourbées 151 seront néanmoins au moins partiellement en appui sur la face supérieure 101 de la carte pour garantir un maintien ferme des capteurs à effet Hall 150. Une portion vernie de la face supérieure de la carte 100 peut être enlevée au niveau du passage des pattes 151 des capteurs afin de souder par refusion les pattes 151 sur la face supérieure 101 et garantir ainsi un maintien ferme des capteurs 150.

La figure 4 montre une première variante du premier mode de réalisation du dispositif de mesure du champ magnétique selon l'invention. Les mêmes éléments que ceux décrits en référence aux figures 1 et 2 portent les mêmes numéros de référence. La variante de réalisation de la figure 4 s'applique tout spécifiquement dans le cas d'une carte de circuit imprimé 100 présentant une épaisseur relativement importante, de l'ordre de 4 mm. Sur la figure 4, les capteurs à effet Hall 150 sont disposés dans un évidement 110 de la tranche de la carte de circuit imprimé 100. L'évidement 110 est ménagé dans la largeur de la tranche, c'est-à-dire l'épaisseur de la carte. Cet évidement 110 positionne donc le capteur 150 dans l'épaisseur de la tranche de la carte 100. Le capteur prend ainsi appui sur la tranche et sur la butée de l'évidement 110. Les pattes 151 de chaque capteur 150 sont recourbées et au moins partiellement en appui la face supérieure 101 de la carte de circuit imprimé 100. Les pattes recourbées 151 peuvent alors être reliées électriquement aux pistes de liaisons de la face supérieure ou inférieure par une étape de refusion. La figure 5 montre une deuxième variante du premier mode de réalisation du dispositif de mesure du champ magnétique selon l'invention. Les mêmes éléments que ceux décrits en référence aux figures 1 et 2 portent les mêmes numéros de référence. Sur la figure 5, les capteurs à effet Hall 150 sont disposés dans des évidements 115 qui sont ménagés dans la longueur de la tranche de la carte de circuit imprimé 100. Ces évidements 115 positionnent les capteurs latéralement le long de la tranche de la carte. Les capteurs prennent ainsi appui sur la tranche et sur les parois latérales des évidements 115. R:\Brevets\22500\22539--060626-04ARMO242-texte dépôt doc - 26/06/06 11:06 - 8/17 9 Il est entendu que les évidements 110 ménagés dans la largeur de la tranche de la carte et les évidements 115 ménagés dans la longueur de la tranche de la carte peuvent être combinés entre eux. Ces évidements 110, 115 permettent un maintien mécanique amélioré des capteurs 150 dans leur positionnement par rapport aux lignes de champ induites par l'anneau magnétique. La fiabilité de la mesure des capteurs est donc améliorée. De tels évidements 110, 115 peuvent être usinés à partir d'une carte de circuit imprimé classique, par exemple par fraisage, usinage, retrait de matière ou poinçonnage lors de la découpe de la carte dans une plaque, ce qui ne requiert pas d'opération spécifique.

Comme illustré sur les figures 5 et 6, le capteur à effet Hall 150 peut être protégé par un boîtier 120 fixé à une tranche de la carte de circuit imprimé 100. Un tel boîtier 120 pourrait également être utilisé avec les variantes de réalisation des figures 1 et 2. Le boîtier 120 est perméable aux ondes magnétiques et permet de protéger la surface des capteurs 150. Le boîtier peut être clippé sur le bord de la carte. Le boîtier 120 permet d'améliorer le maintien mécanique des capteurs 150 dans leur positionnement par rapport aux lignes de champ induites par l'anneau magnétique. Le ou les capteurs à effet Hall disposés sur la tranche de la carte de circuit imprimée peuvent aussi être fixés sur le boîtier 120 Le dispositif de mesure du champ magnétique selon l'invention trouve une application particulièrement intéressante pour le contrôle de la rotation d'un axe de rotor de moteur à courant continu. La figure 3 illustre schématiquement un tel moteur. Le moteur de la figure 3 peut être un moteur d'ouvrant de véhicule, tel qu'un moteur de lève-vitre, de toit ouvrant ou de porte motorisée. Le moteur 1 de la figure 3 comprend un arbre de rotor 10 et un rotor 11. Un collecteur 12 est disposé sur l'arbre de rotor 10 et relié aux enroulements du rotor 11. Des balais 13 permettent un contact électrique avec des lames du collecteur 12. Le moteur 1 comprend aussi un anneau magnétique 15 solidaire de l'arbre de rotor. Une électronique de commande est associée au moteur et comprend une carte de circuit imprimé 100 avec au moins un capteur à effet Hall 150 disposé sur une tranche de la carte de circuit imprimé pour mesurer le champ magnétique induit par l'anneau magnétique rotatif. Le capteur à effet Hall est donc positionné directement par l'assemblage de la carte de circuit imprimé.

Comme le capteur à effet Hall 150 prend appui sur la tranche de la carte 100 et éventuellement aussi dans des évidements ménagés dans la tranche de la carte, il est maintenu en position relative avec l'anneau magnétique 15 par la carte de circuit imprimé elle-même. Le maintien ferme et le positionnement du capteur 150 dans le R \Brevets\22500\22539--060626-04ARMO242-texte dépôt doc - 26/06/06 - 1106 -9/17 champ magnétique induit par l'anneau magnétique rotatif 15 est donc optimisé par le positionnement de la carte dans le moteur. La carte 100 peut être assemblée par un montage radial qui consiste à insérer la carte dans un évidement du carter moteur prévu à cet effet. La position relative de l'arbre de rotor 10 et du plan de la carte 100 est donc fixée par le design du moteur. Le positionnement du capteur à effet Hall 150 par rapport à l'anneau magnétique est donc précis et la mesure fiabilisée. Bien que non illustrée, la carte de circuit imprimé peut être assemblée par un montage axial lorsque le capteur Hall est placé sur une tranche de la carte en vis-à- vis d'une face de l'anneau magnétique magnétisé de façon axiale. La carte est alors parallèle à l'axe du rotor et insérer dans un évidement du carter moteur prévu à cet effet.

Selon un deuxième mode de réalisation, illustré sur les figures 7 à 9, le capteur à effet Hall est disposé sur un bord de la face supérieure de la carte de circuit imprimé, ladite carte de circuit imprimée étant disposée dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe du rotor avec le capteur Hall placé directement en vis-à-vis de l'anneau magnétique. Les mêmes éléments que ceux décrits en référence aux figures 1 et 2 portent les mêmes numéros de référence.

La figure 7 montre un dispositif de mesure du champ magnétique selon une première variante du deuxième mode de réalisation de l'invention. La figure 7 montre l'anneau magnétique 15 rotatif selon un axe 20 et une carte de circuit imprimé 100 comme à la figure 1. La figure 7 montre aussi un capteur à effet Hall 150 avec des pattes de connexion 151 recourbées et en appui sur la face supérieure 101 de la carte de circuit imprimé. Les pattes de connexion 151 ainsi recourbées sont alors connectées aux pistes de liaison de la face supérieure 101, par exemple par refusion. Comme expliqué plus haut, le capteur 150 étant destiné à mesurer le champ magnétique induit par l'anneau magnétique rotatif 15, il est nécessaire que sa surface de détection soit sensiblement perpendiculaire aux lignes de champ induites par l'anneau, c'est-à-dire sensiblement parallèle à la surface de la périphérie de l'anneau 15. Sur le mode de réalisation illustré sur la figure 7, les pattes de connexion 151 du capteur à effet Hall 150 sont recourbées en L et L inversé. Un composant de type traversant comporte classiquement trois pattes de connexion d'environ 18 à 20 mm de long. Ces pattes sont normalement destinées à traverser l'épaisseur de la carte de circuit imprimée, le surplus pouvant être ensuite coupé avant remplissage du trou traversant par un matériau de soudure. Selon l'invention, les pattes de connexion 151 R:\Brevets \22500\22539ù 060626-04ARMO242-texte dépôt. doc - 26/06/06 - 11:06 - 10/17 du composant de capteur à effet Hall 150 sont recourbées, une patteformant un L et deux pattes formant un L inversé ù ou inversement ù pour servir de support et maintenir le positionnement de la surface du capteur à effet Hall 150. Ce mode de réalisation présente l'avantage de simplifier le process de fabrication de la carte de circuit imprimé ; tous les composants peuvent être disposés sur la même face de la carte et connectés en une seule passe de refusion par exemple.

La figure 8 montre l'application du dispositif de mesure du champ magnétique de la figure 7 au contrôle de la rotation d'un axe de rotor de moteur à courant continu. Les éléments communs à la figure 3 déjà décrite portent les mêmes numéros de référence. Le capteur à effet Hall 150 est positionné directement en vis-à-vis de l'anneau magnétique rotatif 15 par l'assemblage de la carte de circuit imprimé 100 au carter moteur 1. Comme le capteur à effet Hall 150 est stabilisé sur la face de la carte 100 par ses pattes recourbées en appui sur la surface de la carte, il est maintenu en position relative avec l'anneau magnétique 15 par la carte de circuit imprimé elle-même. Le maintien ferme et le positionnement du capteur 150 dans le champ magnétique induit par l'anneau magnétique rotatif 15 est donc optimisé par le positionnement de la carte dans le moteur.

La figure 9 montre un dispositif de mesure du champ magnétique selon une deuxième variante du deuxième mode de réalisation de l'invention. Comme à la figure 7, la figure 9 montre l'anneau magnétique 15 rotatif selon un axe 20, une carte de circuit imprimé 100, un capteur à effet Hall 150 avec des pattes de connexion 151 recourbées et en appui sur la face supérieure 101 de la carte de circuit imprimé. Selon la variante de réalisation illustrée sur la figure 9, les pattes de connexion 151 du capteur à effet Hall 150 sont recourbées en pont. Une tranche du composant capteur à effet Hall 150 est en appui sur la surface de la carte de circuit imprimé et les pattes de connexions 151 sont cambrées vers l'arrière avec les extrémités reliées aux pistes de liaison de la face avant de la carte 100. Ce mode de réalisation permet de rapprocher la surface de détection du capteur à effet Hall du plan de la carte de circuit imprimé 100, par exemple lorsque le positionnement relatif de la carte 100 et de l'anneau magnétique 15 l'exige, la surface de détection du capteur à effet Hall 150 devant être centrée sur la périphérie de l'anneau magnétique dans la mesure du possible. Ce mode de réalisation présente aussi l'avantage de simplifier le process de fabrication de la carte de circuit imprimé ; tous les composants peuvent être disposés sur la même face de la carte et connectés en une seule passe de refusion par exemple. R\Brevets \22500\2 2 53 9ù0606 2 6-04ARMO242-texte dépôt doc - 26/06/06 - 1106 - I I/17 Ainsi, lorsque la carte de circuit imprimé 100 est placée perpendiculairement à l'axe de rotation 20 du rotor, le capteur à effet Hall 150 peut être agencé sur la carte 100 selon l'un des modes de réalisation décrit en référence aux figures 1 à 9 selon le positionnement longitudinal relatif de la carte 100 par rapport à l'anneau magnétique rotatif 15. Si la carte 100 est assemblée en montage radial juste en face de l'anneau magnétique 15, le capteur à effet Hall 150 sera positionné sur la tranche de la carte (figures 1 à 6) ; si la carte 100 est assemblée en montage radial en décalage par rapport à l'anneau magnétique 15, le capteur à effet Hall 150 sera positionné sur la face de la carte et sera plus ou moins éloigné du surface de la carte selon le positionnement du plan de la carte 100 avec l'anneau magnétique 15 (figures 7 à 9).

Selon un troisième mode de réalisation, illustré sur la figure 10, les capteurs à effet Hall sont disposés sur la face supérieure de la carte de circuit imprimé, ladite carte de circuit imprimé étant disposée dans un plan sensiblement parallèle à l'axe du rotor avec les capteur Hall placés directement en vis-à-vis de l'anneau magnétique. La figure 10 montre l'anneau magnétique 15 rotatif selon un axe 20, une carte de circuit imprimé 100, un capteur à effet Hall 150 avec des pattes de connexion 151 recourbées et en appui sur la face supérieure 101 de la carte de circuit imprimé. La longueur des pattes permet de rapprocher la surface du capteur de l'anneau magnétique pour une meilleure sensibilité de mesure. Ce mode de réalisation permet de gagner environ 10 mm de proximité entre le capteur et l'anneau magnétique par exemple. Sur le mode de réalisation illustré sur la figure 10, comme sur la figure 7, les pattes de connexion 151 de chaque capteur à effet Hall 150 sont recourbées en L et L inversé, et en appui sur la face supérieure 101 de sorte à simplifier le process par une seule étape de soudure par refusion. Sur la figure 10, la carte de circuit imprimé 100 est placée parallèlement à l'axe de rotation 20 du rotor et la surface de détection des capteurs à effet Hall 150 sont inclinées par rapport au plan de la carte 100. Cette inclinaison des pattes de connexion 151 des capteurs à effet Hall 150 permet de positionner la surface de détection de chaque capteur 150 bien perpendiculairement aux lignes de champ magnétique induites par l'anneau rotatif 15, et à une distance idéale de l'anneau pour une mesure optimale de l'intensité du signal. Cette inclinaison des pattes permet également de positionner les capteurs de sorte qu'ils mesurent le signal magnétique avec le déphasage nécessaire, soit 90 en général. Par ailleurs, les cahiers des charges des différents constructeurs peuvent impliquer l'utilisation de bagues différentes avec une architecture moteur globalement identique ; ce mode de réalisation permet alors, par simple modification de la courbure et de la longueur des pattes de connexion 151 des capteurs 150, de s'adapter aux différents types de bagues. R:\Brevets\22500\22539--060626-04ARMO242-texte dépôt doc - 26/06/06- 1106 - 12/17 Selon un quatrième mode de réalisation, illustré sur la figure 11, les capteurs à effet Hall s'étendent du côté de la face inférieure de la carte de circuit imprimé, ladite carte de circuit imprimée étant disposée dans un plan sensiblement parallèle à l'axe du rotor avec les capteurs Hall placés directement en vis-à-vis de l'anneau magnétique. La figure 11 montre l'anneau magnétique 15 rotatif selon un axe 20, une carte de circuit imprimé 100, un capteur à effet Hall 150 avec des pattes de connexion 151 traversant l'épaisseur de la carte 100 puis recourbées et partiellement en appui sur la face supérieure 101 de la carte de circuit imprimé. La disposition de la figure 1l, par rapport à celle de la figure 10, permet de rapprocher davantage la carte de circuit imprimé de l'axe du rotor 20. L'ensemble des composants électroniques ne peuvent alors pas être tous contenus dans l'espace restant entre le rotor 10 et la carte 100 ; les composants électroniques sont alors placés sur la face supérieure 101 de la carte, opposée au rotor alors que les composants de capteurs à effet Hall 150 doivent être placés sur la face inférieure 102, en face du rotor pour être en vis-à-vis de l'anneau magnétique 15. Les capteurs à effet Hall 150 peuvent être placés radialement vis-à-vis de l'anneau magnétique (comme illustré sur la figure 11) ou axialement. Les pattes de connexion 151 des capteurs Hall 150 sont alors de préférence reliées sur la face supérieure 101 de la carte, en même temps que les autres composants électroniques, pour éviter deux étapes de soudage dans la fabrication de la carte 100. Les boîtiers des capteurs Hall 150 ne sont cependant pas fixés comme des composants traversants classiques car les pattes de connexion 151 ne sont pas coupées après avoir traversé l'épaisseur de la carte vers la face supérieure, mais recourbées et au moins partiellement en appui sur la face supérieure 101. Ainsi, une seule étape de soudure par refusion peut être réalisée pour l'ensemble des composants électroniques de la carte. En outre, les pattes de connexion 151 ainsi recourbées contribuent à la stabilité du capteur à effet Hall 150 durant la phase de brasage et l'utilisation du dispositif.

Selon un cinquième mode de réalisation, illustré sur les figures 12 et 13, le capteur à effet Hall est positionné dans un trou de la carte de circuit imprimé, ladite carte de circuit imprimé étant disposée dans un plan sensiblement parallèle à l'axe du rotor avec le trou recevant le capteur Hall placé directement en vis-à-vis de l'anneau magnétique. La figure 12 montre l'anneau magnétique 15 rotatif selon un axe 20, une carte de circuit imprimé 100 présentant un trou traversant 130 dans lequel est placé un capteur à effet Hall 150. Comme le montrent les figures 12 et 13, la surface du R.\Brevets\22500\22539--060626-04ARMO242-texte dépôt doc -26/06/06 - 11.06 - 13/17 capteur 150 est alors sensiblement coplanaire avec la carte de circuit imprimé 100. Le capteur 150 peut même être escamoté en toute ou partie dans l'épaisseur de la carte 100. La disposition des figures 12 et 13 permet de rapprocher la carte de circuit imprimé au plus près de l'axe du rotor 20 pour une meilleure sensibilité de mesure.

Les pattes de connexion 151 du capteur Hall 150 sont recourbées et au moins partiellement en appui sur la face supérieure 101 de la carte 100. Certaines des pattes de connexion 151 du capteur 150 peuvent être enfichées dans des trous percés dans la carte 100 mais les pattes de connexion 151 sont de préférence toutes reliées aux pistes électriques de la face supérieure 101 de la carte en même temps que les autres composants électroniques, pour éviter deux étapes de soudage dans la fabrication de la carte 100. Ainsi, une seule étape de soudure par refusion peut être réalisée pour l'ensemble des composants électroniques de la carte. En outre, les pattes de connexion 151 ainsi recourbées contribuent à la stabilité du capteur à effet Hall 150.

Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits à titre d'exemple; ainsi, d'autres agencements relatifs de la carte de circuit imprimé 100 et de l'axe du rotor 20 peuvent être envisagés et les spécificités de la carte 100, de l'anneau magnétique 15 et des capteurs 150 dépendent des applications envisagées. R.\11revets\22500\22539--060626-04ARMO242-texte dépôt. doc - 26/06/06 - 11 06 - 14/17

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de mesure de champ magnétique, comprenant : - une carte de circuit imprimé (100) ; - un anneau magnétique rotatif (15) ; - au moins un capteur à effet Hall (150) adapté à mesurer un champ magnétique induit par ledit anneau magnétique rotatif (15) ; le capteur à effet Hall étant intégré dans un boîtier de type traversant présentant des pattes de connexion (151) recourbées et au moins partiellement en appui 10 sur une face de la carte de circuit imprimé.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur à effet Hall est disposé sur une tranche de la carte de circuit imprimé.

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le capteur à effet Hall 15 (150) est disposé dans un évidement (110, 115) de la tranche de la carte de circuit imprimé (100).

4. Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que le capteur à effet Hall (150) est disposé dans un boîtier (120) fixé à la tranche de la carte de circuit imprimé (100). 20

5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les pattes de connexion (151) recourbées du capteur à effet Hall (150) sont reliées électriquement à des pistes de liaison ménagées sur une face de la carte de circuit imprimé (100).

6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les pattes 25 de connexion (151) du capteur à effet Hall (150) traversent l'épaisseur de la carte de circuit imprimé (100).

7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les pattes de connexion (151) du capteur à effet Hall (150) sont reliées électriquement à des pistes de l'une quelconque des faces de la carte par soudure à la vague. 30

8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le capteur à effet Hall (150) est placé dans un trou traversant (130) de la carte de circuit imprimé (100). R-.\Brevets\22500\22539--060626-04ARMO242-texte dépôt doc - 26/06/06 - 1 0 6 - 15/17

9. Moteur électrique comprenant : - un arbre de rotor (10) ; - un dispositif de mesure de champ magnétique selon l'une des revendications 1 à 8, l'anneau magnétique (15) étant solidaire de l'arbre de 5 rotor.

10. Utilisation du moteur de la revendication 9 dans un dispositif d'actionnement d'ouvrant de véhicule. R.\Brevets\22500\22539--060626-04ARMO242-texte dépôt. doc - 26/06/06 -11:06 - 16/17