FR2986918A1 - Enceinte de moteur electrique et procede d'assemblage - Google Patents

Abstract

Enceinte métallique (3) de moteur électrique (1), destinée à accueillir les aimants (5) en son intérieur des aimants (5) formant stator pour le moteur (1), et lesdits aimants (5) étant contraints radialement à l'état monté en appui contre une paroi intérieure d'une jupe latérale de l'enceinte (3) par des moyens de maintien radial (15, 17), caractérisée en ce que ladite enceinte (3) comporte au moins une semi-découpe (11) sur sa jupe latérale, dont la lèvre située du côté en regard des aimants (5) est destinée à être enfoncée vers l'intérieur de l'enceinte (3) de manière à présenter une arête saillante destinée à être en prise avec un rebord axial d'au moins un aimant (5) de manière à limiter le mouvement axial dudit aimant (5).

Description

Enceinte de moteur électrique et procédé d'assemblage L'invention concerne un moteur électrique, en particulier pour essuie-glace de véhicule, et plus particulièrement la fixation des aimants du moteur.

Les moteurs électriques, par exemple d'essuie-glace de véhicule automobile comportent généralement une enceinte dans laquelle sont placés des composants. Ces composants comportent, entre autres, un bobinage, un alternateur, des aimants, des charbons ou autre forme de contact glissant.

En particulier, les moteurs électriques comportent un stator et un rotor. Le rotor comporte un bobinage placé autour d'un arbre mobile en rotation, et le stator comporte des aimants fixes, placés autour du bobinage. La circulation de courant dans le bobinage induit un couple moteur qui met en mouvement le rotor. Tous ces éléments sont contenus dans une enceinte, généralement métallique.

Les aimants doivent être maintenus dans leur position à la fois axialement et radialement. Il est connu d'utiliser notamment des vis ou de la colle pour les fixer sur l'enceinte. Cependant la colle tend lors de son vieillissement à perdre son pouvoir fixant, du fait en particulier de l'humidité. De même les vis représentent un surcoût supplémentaire et sont complexes à implémenter.

Enfin, les moyens de maintien des aimants doivent permettre un assemblage simple du moteur dans les chaînes de montage. Le brevet US 4 933 582, publié le 12 Juin 1990 divulgue un moyen de maintien radial des aimants utilisant des butées et une agrafe. Ces éléments sont particulièrement visibles en figure 4 dudit document.

Sur ladite figure, on voit que les aimants référencés, au nombre de deux, se présentent sous forme de plaques courbées, plaquées contre la paroi intérieure d'une enceinte de forme générale tubulaire. Les aimants sont maintenus radialement d'un côté par appui d'une face contre des butées, et de l'autre côté par la contrainte exercée par une agrafe, ici en forme de U, dont les branches sont compressées pour une insertion à l'état précontraint.

Le maintien en direction axiale se fait au moyen d'un coupleur portant les contacts frottants 16 du moteur, et dont le corps supérieur comporte une excroissance qui vient en butée contre les aimants et l'agrafe. Toutefois, le coupleur présente une forme complexe et coûteuse à produire et 5 mettre en place. Pour pallier les défauts mentionnés, l'invention propose une enceinte métallique de moteur électrique, destinée à accueillir les aimants en son intérieur des aimants formant stator pour le moteur, et lesdits aimants étant contraints radialement à l'état 10 monté en appui contre une paroi intérieure d'une jupe latérale de l'enceinte par des moyens de maintien radial, caractérisée en ce que ladite enceinte comporte au moins une semi-découpe sur sa jupe latérale, dont la lèvre située du côté en regard des aimants est destinée à être enfoncée vers l'intérieur de l'enceinte de manière à présenter une arête saillante destinée à être en prise avec un rebord axial d'au moins un aimant de manière à 15 limiter le mouvement axial dudit aimant. L'utilisation de semi-découpes dont un lèvre est enfoncée permet d'implémenter de façon simple et peu coûteuse des butées pour limiter le mouvement des aimants. L'enceinte peut présenter en outre une ou plusieurs des caractéristiques 20 suivantes, prises seules ou en combinaison. La semi-découpe est en forme de trois segments adjacents à angle droit délimitant avec une ligne de pliage, une languette rectangulaire du côté en regard des aimants. La semi-découpe est en forme d'arc de cercle et en ce qu'une ligne de pliage relie 25 les deux extrémités dudit arc de cercle et délimite ainsi une languette arrondie du côté en regard des aimants. L'enceinte comporte un amoindrissement de l'épaisseur au niveau de la ligne de pliage marquant ladite ligne de pliage. L'enceinte comporte un fond, comportant des butées de fond pour les aimants, 30 lesdits aimants étant à l'état monté maintenus en position par action conjuguée des butées de fond d'un côté et de la au moins une arête saillante de l'autre côté.

L'invention a aussi pour objet le moteur électrique d'essuie-glace de véhicule automobile associé, caractérisé en ce qu'il comporte une enceinte métallique, un stator comportant des aimants, l'enceinte étant destinée à accueillir les aimants en son 5 intérieur, et lesdits aimants étant contraints radialement à l'état monté en appui contre une paroi intérieure d'une jupe latérale de l'enceinte par des moyens de maintien radial, caractérisée en ce que ladite enceinte comporte au moins une semi-découpe sur sa jupe latérale, dont la lèvre située du côté en regard des aimants est destinée à être enfoncée vers l'intérieur de l'enceinte de manière à présenter une arête saillante destinée à être en 10 prise avec un rebord axial d'au moins un aimant de manière à limiter le mouvement axial dudit aimant. Enfin, l'invention a aussi pour objet le procédé d'assemblage de moteur électrique associé, le moteur électrique comprenant une enceinte métallique qui 15 comporte au moins une semi-découpe à l'axe longitudinal sur sa jupe latérale, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes : - des aimants sont disposés contre une surface intérieure de l'enceinte et maintenus contre la surface intérieure par des moyens de maintien axial, - les aimants sont amenés en butée contre des butées de fond, 20 - la lèvre de la au moins une semi-découpe située du côté en regard des aimants est enfoncée vers l'intérieur de l'enceinte de manière à former une arête saillante en prise avec un rebord axial d'au moins un aimant de manière à limiter le mouvement axial dudit aimant en coopération avec les butées de fond. 25 Dans ce procédé, l'étape d'enfoncement de la lèvre des semi-découpes peut en outre comporter les étapes : - un support comprenant un évidement formant matrice est amené en contact de la surface intérieure de l'enceinte au niveau de la portion de jupe latérale à 30 enfoncer, - des doigts enfoncent la lèvre de la semi-découpe vers l'intérieur de l'enceinte.

Le procédé peut en outre comporter une étape préliminaire d'enfoncement de la lèvre de semi-découpes située du côté en regard des aimants vers l'intérieur de l'enceinte de manière à former une arête saillante en prise avec un rebord axial d'au moins un 5 aimant pour former les butées de fond. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée des figures qui suit, parmi lesquelles : la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un moteur selon l'invention 10 en cours d'assemblage, la figure 2 est une vue axiale du moteur de la figure 1, la figure 3 est une vue de dessus d'une semi-découpe sur une enceinte selon l'invention, les figures 4 et 5 sont des vues en coupe de la semi-découpe de la figure 3, 15 respectivement avant et pendant le montage du moteur, la figure 6 est une vue partielle d'une enceinte présentant un mode de réalisation alternatif de semi-découpe. Sur toutes les figures les mêmes références se rapportent aux mêmes éléments. 20 L'invention concerne une enceinte de moteur électrique, en particulier d'un moteur électrique de système essuie-glace de véhicule. Les moteurs d'essuie-glace électriques comportent généralement une enceinte métallique, qui permet de réaliser les moteurs de façon modulaire, solides et 25 relativement fermés pour éviter leur dégradation, et qui contient les éléments formant rotor et stator du moteur. Les termes désignant un sens axial ou radial utilisés ci-après se rapportent à l'axe de rotation du rotor. La figure 1 montre de façon schématique un moteur 1 en coupe longitudinale selon l'invention lors de son assemblage. 30 L'enceinte métallique 3 est ici de forme générale tubulaire, obtenue par exemple par emboutissage d'un métal tel que de l'acier. L'enceinte métallique 3 comporte généralement une jupe tubulaire, formant la paroi latérale du moteur 1, fermée d'un côté, et ouverte de l'autre côté pour l'insertion des pièces en son intérieur. Contre la paroi intérieure de ladite enceinte 3 sont disposés des aimants 5 ici au nombre de deux, qui se présentent par exemple sous forme de plaques de ferrite arrondies dans le sens axial afin d'avoir une grande surface de contact avec l'enceinte métallique 3. L'enceinte métallique 3 joue en plus du rôle de support pour les aimants 5 un rôle de fermeture du circuit magnétique si elle est réalisée dans un métal ferreux. L'enceinte 3 comporte une ouverture 7 destinée à être refermée par un couvercle non représenté, et un fond 9, formant pallier pour le rotor non représenté. Le fond 9 10 comporte une portion de surface orthogonale à l'axe de rotation qui forme des butées de fond pour les aimants 5. L'enceinte 3 comporte sur sa jupe latérale du côté de l'ouverture 7, opposée au fond 9, des semi-découpes 11 dont une portion est perpendiculaire à l'axe longitudinal du moteur 1. Les semi-découpes 11 comportent chacune deux lèvres, de part-et-d'autre 15 de leur tracé. La lèvre du côté en regard des aimants 5 est destinée à être enfoncée vers l'intérieur de l'enceinte 3, de manière à présenter une arête saillante qui entre en prise avec un des aimants 5, en particulier avec un rebord axial de l'aimant 5, afin de limiter le mouvement axial dudit aimant 5. Avantageusement, les dimensions de l'aimant 5 correspondent à la distance entre le fond 9 formant butée et l'arête de la lèvre enfoncée, 20 de sorte que l'aimant 5 est maintenu axialement par la coopération de l'arête saillante et des butées de fond portées par le fond 9 de l'enceinte 3. La semi-découpe 11 ici représentée délimite une languette 13 du côté en regard des aimants 5 du fait d'une forme convexe de son tracé. La semi-découpe 11 peut par exemple être réalisée sous forme de trois segments adjacents à angle droit, formant avec 25 une ligne de pliage une languette 13 rectangulaire, ou bien sous forme d'un arc de cercle, formant avec la ligne de pliage une languette 13 arrondie. Alternativement, les butées de fond peuvent être des protubérances sur la paroi intérieure de la jupe latérale de l'enceinte 3, par exemple embouties, vissées ou rivetées, ou bien les arêtes de lèvres d'autres semi-découpes 11 formant éventuellement des 30 languettes 13 enfoncées préalablement.

Le maintien radial des aimants 5 se fait ici au moyen d'un système de butées radiales 15 et d'une agrafe 17. Les butées radiales 15 sont au nombre de quatre, et disposées d'un même côté de l'enceinte 3. Ces butées radiales 15 forment un rectangle, aligné avec l'axe, et les aimants 5 prennent appui contre lesdites butées radiales 15.

Des dispositifs avec deux butées radiales 15 uniquement, éventuellement de forme allongée sont possibles. Sur la figure 1, les butées radiales 15 sont représentées en superposition, car normalement disposées sur la surface intérieure de la partie de l'enceinte 3 enlevée dans le cadre de la vue en coupe et donc normalement non-visibles.

Les butées radiales 15 sont ainsi disposées que les aimants 5 en position montée laissent à l'opposé des butées radiales 15 un espace de dimensions correspondant à celles de l'agrafe 17 formant logement pour celle-ci tout en étant légèrement plus étroit que l'agrafe 17 de sorte qu'une fois insérée celle-ci est comprimée et presse les aimants 5 contre la paroi intérieure de l'enceinte 3.

L'agrafe 17 se présente sous forme d'une tige métallique pliée dans un plan. Le pliage de l'agrafe 17 permet de distinguer trois portions : une portion droite, qui à l'état monté est appuyée contre un des aimants 5, une portion en U, et une portion coudée parallèle à la portion droite. Le coude de la portion coudée est en appui contre le second aimant 5 à l'état monté.

En particulier le coude s'appuie contre le second aimant 5 à une position axiale correspondant environ au milieu de la distance entre les deux butées radiales 15 qui sont appuyées contre le même aimant 5 que le coude de l'agrafe 17. En effet, tant que le coude de l'agrafe 17 est en appui contre l'aimant 5 en un point situé axialement entre les deux butées radiales 5 qui appuient sur ledit aimant 5, l'apparition d'un couple qui pourrait déplacer ou déformer l'aimant 5 est évitée. En figure 1 est aussi représenté un support 19, qui est inséré dans l'ouverture de l'enceinte 3, et porte une tige d'insertion 21. Le support 19 est de section correspondant à l'intérieur de l'enceinte 3, de sorte qu'il s'appuie sur la surface intérieure de l'enceinte 3 et empêche sa déformation à l'état inséré. Lors de l'insertion du support 19 la tige d'insertion 21 enfonce l'agrafe 17 dans le logement prévu à cet effet entre les deux aimants 5 jusqu'à une butée d'agrafe 22.

Le support 19 comporte aussi des évidements 23 qui se retrouvent, à l'état inséré du support 19, superposés aux portions de l'enceinte qui sont enfoncées pour obtenir les butées radiales, ici les languettes 13. Ces évidements ont une forme analogue aux languettes 13 au niveau desquelles ils sont placés. Ils servent ainsi de matrice lors de la 5 déformation des languettes 13 par des doigts 25 pour la fixation axiale des aimants 5. Le même procédé et outillage peut en particulier être utilisé pour toute une gamme de longueurs d'aimants 5 et d'enceintes 3, par simple positionnement de la butée d'agrafe 22 sur l'enceinte 3 de sorte que la pression de l'agrafe 17 s'exerce environ au milieu de la longueur des aimants 5. 10 La figure 2 permet d'apprécier la disposition radiale des différents éléments précédemment décrits. La figure 2 est une vue par l'ouverture 7 dans l'enceinte 3 du moteur 1, dans l'alignement de l'axe de rotation, sans le support 19 et la tige d'insertion 21. Sur la figure 2 on peut voir que les aimants 5 sont disposés contre la paroi 15 interne de l'enceinte 3, en vis-à-vis. Sur le côté droit de la figure 2 sont placés entre les aimants 5 les butées radiales 15, qui espacent les aimants 5 tout en contribuant à les maintenir plaqués radialement. En vis-à-vis des butées radiales 15 se trouve l'agrafe 17, insérée dans le logement et fournissant du fait de son élasticité la force pour le plaquage radial des 20 aimants 5 contre la paroi intérieure de l'enceinte 3. Sur la figure 2 est aussi visible le fond 9 de l'enceinte 3 et un renfoncement circulaire 27 central formant pallier pour le rotor non représenté. On peut aussi voir sur la figure 2 les languettes 13 enfoncées radialement dans l'enceinte 3 par les doigts 25 (non représentés). 25 Les figures 3 à 5 montrent plus en détail la manière de réaliser les semi-découpes permettant l'obtention des languettes 13, et comment les enfoncer lors du procédé d'assemblage du moteur 1. En particulier, la figure 3 montre une vue de dessus de la semi-découpe d'une languette 13, ici sous forme de trois segments à angle droit l'un de l'autre, deux latéraux 29 de même longueur et un frontal 31 formant avec la ligne de 30 pliage 33 un rectangle. C'est l'arête le long du segment frontal qui fournit l'arête saillante sur laquelle viendra s'appuyer le moteur.

Alternativement une forme en arc de cercle ou bien en U peut être envisagée pour la semi-découpe 11, ce qui aboutit à une languette 13 arrondie, et surtout à une arrête saillante arrondie. Cette semi-découpe 11 peut être effectuée juste après l'emboutissage de l'enceinte 3 si elle est obtenue par emboutissage. Alternativement, la semi-découpe 11 peut être effectuée sur le métal aplati avant roulage dans le cas d'enceintes 3 obtenues par roulage d'une plaque de métal. Les figures 4 et 5 montrent la languette 13 et une partie de l'enceinte 3 en coupe. En figure 4 la languette 13 n'est pas encore enfoncée. Les aimants 5 peuvent donc encore être insérés. Sur la figure 4 est aussi visible un marquage 35 en creux, sous forme d'un amoindrissement de l'épaisseur de matière de l'enceinte, obtenue par écrouissage ou bien par fraisage, superposé à la ligne de pliage. Ce marquage 35 a pour objectif de permettre le contrôle du pliage en amoindrissant l'épaisseur de métal au niveau de la ligne de pliage 33.

En figure 5, la languette 13 est pliée vers l'intérieur au niveau du marquage 35. Est aussi représentés en figure 5 le support 19. Sur la figure 5 on peut voir que le support 19 forme avantageusement une matrice lors du pliage au niveau de la ligne de pliage 33, en présentant un renfoncement 23 placé sous la surface destinée à s'enfoncer de la languette 13, avec un coin situé au 20 niveau de la ligne de pliage 33. La figure 6 montre comment obtenir une butée axiale avec une seule semidécoupe 11 droite. Dans ce mode de réalisation, le doigt 25 (non représenté) enfonce la partie de la jupe latérale de l'enceinte 3 qui est située du côté en regard des aimants par 25 une pression près de la semi-découpe 11. Ainsi, le doigt 25 crée un creux 37 par emboutissage, la lèvre de la semi-découpe 11 enfoncée engendrant une arête droite. L'utilisation de semi-découpes 11 pour former des butées axiales pour les aimants aimants 5 permet aussi de simplifier le procédé d'assemblage du moteur 1.

30 Lors de l'assemblage, en partant d'une enceinte 3 dotée de semi-découpes telles que décrites précédemment, la première étape est la mise en place des aimants 5. Cette mise en place se fait par l'ouverture de l'enceinte 3, à travers laquelle le support 19 enfonce lesdits aimants 5, jusqu'à les amener en butée contre les parties du fond formant butée de fond 9. Dans le cas où les butées de fond sont obtenues au moyen de semi-découpes 11 5 telles que décrites précédemment, l'étape de mise en place des aimants 5 sera précédée d'une étape d'enfoncement des parties de la jupe latérale de l'enceinte 3 destinées à former les butées de fond, contre lesquelles seront ensuite appuyés les aimants 5. Suite à l'insertion des aimants 5 contre les butées de fond, les moyens de maintien radial, ici les butées radiales 15 et l'agrafe 17, sont mis en place pour fixer au 10 moins sommairement les aimants 5, notamment du fait des forces de frictions entre la paroi intérieure et les aimants 5 pressés contre elle. Les lèvres du côté en regard des aimants 5 des semi-découpes 11 sont ensuite enfoncées, par exemple par emboutissage au moyen des doigts 25 coopérant avec le support 19 formant matrice.

15 Les doigts 25 et le support 19 sont ensuite retirés, le rotor est mis en place et l'enceinte 3 est ensuite fermée par le couvercle. L'invention propose ainsi un procédé simple et efficace de fixation des aimants 5 à l'enceinte 3. En particulier, les semi-découpes 11 sont peu coûteuses et rapides à 20 découper, et ne requièrent aucun élément rapporté. Les moteurs ainsi obtenus sont donc potentiellement moins coûteux.

Claims (9)

1. REVENDICATIONS1. Enceinte métallique (3) de moteur électrique (1), destinée à accueillir les aimants (5) en son intérieur des aimants (5) formant stator pour le moteur (1), et lesdits aimants (5) étant contraints radialement à l'état monté en appui contre une paroi intérieure d'une jupe latérale de l'enceinte (3) par des moyens de maintien radial (15, 17), caractérisée en ce que ladite enceinte (3) comporte au moins une semi-découpe (11) sur sa jupe latérale, dont la lèvre située du côté en regard des aimants (5) est destinée à être enfoncée vers l'intérieur de l'enceinte (3) de manière à présenter une arête saillante destinée à être en prise avec un rebord axial d'au moins un aimant (5) de manière à limiter le mouvement axial dudit aimant (5).
2. 2. Enceinte (3) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la semi-découpe (11) est en forme de trois segments (29, 31) adjacents à angle droit délimitant avec une ligne de pliage (33), une languette (13) rectangulaire du côté en regard des aimants (5).
3. 3. Enceinte (3) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la semi-découpe (11) est en forme d'arc de cercle et en ce qu'une ligne de pliage (33) relie les deux extrémités dudit arc de cercle et délimite ainsi une languette (13) arrondie du côté en regard des aimants (5).
4. 4. Enceinte (3) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte un amoindrissement de l'épaisseur (35) au niveau de la ligne de pliage (33) marquant ladite ligne de pliage (33).
5. 5. Enceinte (3) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte un fond (9), comportant des butées de fond pour les aimants (5), lesdits aimants (5) étant à l'état monté maintenus en position par action conjuguée des butées de fond d'un côté et de la au moins une arête saillante de l'autre côté.
6. 6. Moteur électrique d'essuie-glace de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte une enceinte métallique (3), un stator comportant des aimants (5), l'enceinte (3) étant destinée à accueillir les aimants (5) en son intérieur, et lesdits aimants (5) étant contraints radialement à l'état monté en appui contre une paroi intérieure d'une jupe latérale de l'enceinte (3) par des moyens de maintien radial (15, 17), caractérisée en ce que ladite enceinte (3) comporte au moins une semi-découpe (11) sur sa jupe latérale, dont la lèvre située du côté en regard des aimants (5) est destinée à être enfoncée vers l'intérieur de l'enceinte (3) de manière à présenter une arête saillante destinée à être en prise avec un rebord axial d'au moins un aimant (5) de manière à limiter le mouvement axial dudit aimant (5).
7. 7. Procédé d'assemblage de moteur électrique, le moteur électrique comprenant une enceinte métallique (3) qui comporte au moins une semi-découpe (11) à l'axe longitudinal sur sa jupe latérale, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes : - des aimants (5) sont disposés contre une surface intérieure de l'enceinte (3) et maintenus contre la surface intérieure par des moyens de maintien axial, - les aimants (5) sont amenés en butée contre des butées de fond (9), - la lèvre de la au moins une semi-découpe (11) située du côté en regard des aimants (5) est enfoncée vers l'intérieur de l'enceinte (3) de manière à former une arête saillante en prise avec un rebord axial d'au moins un aimant (5) de manière à limiter le mouvement axial dudit aimant (5) en coopération avec les butées de fond (9).
8. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'étape d'enfoncement de la lèvre des semi-découpes (11) comporte les étapes : - un support (19) comprenant un évidement (23) formant matrice est amené en contact de la surface intérieure de l'enceinte (3) au niveau de la portion de jupe latérale à enfoncer, - des doigts enfoncent la lèvre de la semi-découpe (11) vers l'intérieur de l'enceinte (3).
9. 9. Procédé selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce qu'il comporte une étape préliminaire d'enfoncement de la lèvre de semi-découpes (11) située du côté en regard des aimants (5) vers l'intérieur de l'enceinte (3) de manière à former une arête saillante en prise avec un rebord axial d'au moins un aimant (5) pour former les butées de fond. 15 20 25 30