FR3018397A1 - Cadre de connexion et procede associe - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un cadre de connexion (2) comprenant une pluralité de pistes conductrices (5) destinées à alimenter un moteur électrique, les pistes conductrices (5) s'étendant de manière sensiblement parallèle et présentant une portion coudée (20), le cadre de connexion (2) comprenant également un élément plastique isolant (13) surmoulant partiellement les pistes conductrices (5) et qui s'étend de manière sensiblement transversale aux pistes conductrices (5) au niveau de leur portion coudée (20) de manière à maintenir les pistes conductrices (5) en position distante l'une de l'autre.
Description
WFR1841 CADRE DE CONNEXION ET PROCEDE ASSOCIE La présente invention concerne un cadre de connexion pour moteur électrique. En effet, il est connu de l'état de la technique d'utiliser des cadres de connexion (« lead frames » en anglais) pour assurer l'alimentation des moteurs électriques. Ces cadres de connexions possèdent plusieurs pistes conductrices métalliques qui permettent le transfert du courant électrique entre l'alimentation et le moteur électrique. Sur la figure 1 on a représenté un cadre de connexion 1 connu de l'état de la technique. Ce cadre de connexion 1 est fabriqué en laissant des ponts métalliques 3 entre les différentes pistes conductrices 5 de sorte que le cadre de connexion 1 ne forme qu'une seule pièce pour faciliter son montage au niveau du moteur électrique. Une fois le cadre de connexion 1 monté, ces ponts métalliques 3 sont rompus pour éviter tout court-circuit entre les pistes conductrices 5 lors d'une étape de sectionnement des pistes conductrices 5 aussi appelée étape de déshuntage au cours de laquelle on vient appuyer sur les ponts métalliques 3. La figure 2 représente le cadre de connexion 1 après l'opération de déshuntage. Cependant, il arrive que l'effort appliqué aux ponts métalliques 3 lors de l'étape de déshuntage entraîne une déformation des pistes conductrices 5 pouvant entraîner, lors de l'utilisation du moteur électrique, un contact entre les pistes électriques notamment lors d'un échauffement. Ce contact entre les pistes électriques entraînant des dysfonctionnements voire une panne du moteur électrique. De plus, ces dysfonctionnements ou pannes peuvent survenir seulement après une période d'utilisation de sorte que la détection de la déformation est difficile lors de la phase de production. Il apparaît donc nécessaire de surmonter les problèmes de déformation des pistes conductrices du cadre de connexion lors de l'étape de déshuntage et de 30 proposer un cadre de connexion permettant d'éviter ces déformations.
WFR1841 -2- Ainsi, la présente invention concerne un cadre de connexion comprenant une pluralité de pistes conductrices destinées à alimenter un moteur électrique, les pistes conductrices s'étendant de manière sensiblement parallèle et présentant une portion coudée, le cadre de connexion comprenant également un élément plastique isolant surmoulant partiellement les pistes conductrices et qui s'étend de manière sensiblement transversale aux pistes conductrices au niveau de leur portion coudée de manière à maintenir les pistes conductrices en position distante l'une de l'autre.
Selon un autre aspect de la présente invention, les portions de pistes conductrices adjacentes au coude et situées d'un premier côté du coude s'étendent dans un premier plan et les portions de pistes conductrices adjacentes au coude et situées du deuxième côté du coude s'étendent dans un deuxième plan non parallèle au premier plan.
Selon un aspect supplémentaire de la présente invention, le premier et le deuxième plan sont sensiblement orthogonaux et l'élément plastique isolant surmoule les portions de pistes conductrices adjacentes au coude.
Selon un aspect additionnel de la présente invention, l'élément plastique a une forme parallélépipédique. Selon un autre aspect de la présente invention, les pistes conductrices comprennent au moins un trou de connexion destiné à être serti.
Selon un aspect supplémentaire de la présente invention, les pistes conductrices sont en laiton. Selon un aspect additionnel de la présente invention, l'écart entre les pistes 30 conductrices est compris entre 3 et 10 mm. La présente invention concerne également un procédé de fabrication et de montage d'un cadre de connexion sur un support de moteur électrique comprenant les étapes suivantes : 35 - découpage des pistes conductrices du cadre de connexion et de leur au moins un trou de connexion dans une feuille de matériau conducteur, WFR1841 -3- - mise en forme des pistes conductrices par pliage ou emboutissage pour former une portion coudée adaptée à la forme du support, - disposition des pistes conductrices de manière sensiblement parallèle l'une par rapport à l'autre avec un alignement transversal des portions coudées, - surmoulage d'un élément plastique isolant transversal aux pistes au niveau des portions coudées de manière à maintenir les pistes conductrices en position, - positionnement du cadre de connexion sur son support, - sertissage des trous de connexions sur le support.
Selon un autre aspect de la présente invention, l'élément plastique isolant du cadre de connexion et le support sont fait du même matériau, le procédé comprenant une étape supplémentaire de chauffage de l'élément plastique isolant pour créer une adhésion de l'élément plastique isolant sur le support.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui va maintenant en être faite, en référence aux dessins annexés qui en représentent à titre indicatif mais non limitatif, un mode de réalisation possible. Sur ces dessins : La figure 1 représente un schéma d'un cadre de connexion selon l'état de la technique ; La figure 2 représente un schéma du cadre de connexion monté sur un moteur électrique après l'opération de sectionnement des pistes ou déshuntage selon l'état de la technique ; La figure 3 représente un schéma d'un cadre de connexion selon un mode de réalisation de la présente invention ; La figure 4 représente une vue latérale du montage du support du capot comprenant le cadre de connexion sur le moteur ; La figure 5 représente les différentes étapes du procédé de fabrication et de montage du cadre de connexion ; Les figures 6 et 7 représentent deux positions d'une presse avant et après emboutissage pour réaliser la mise en forme des pistes conductrices du cadre de connexion; 30183 9 7 WFR1841 -4- - La figure 8 représente un mode de réalisation alternatif d'une presse pour emboutissage permettant un surmoulage ; Sur toutes les figures, les mêmes éléments portent les mêmes numéros de 5 référence La figure 3 représente un cadre de connexion 2 ou « lead frame » en anglais comprenant une pluralité de pistes conductrices 5, par exemple trois dans le cas présent. Ces pistes conductrices 5 sont formées par des lamelles de faible épaisseur, 10 généralement en laiton et de section rectangulaire et peuvent également comprendre des trous de connexion 7 formés ici par des anneaux de pistes conductrices 5 et qui permettent d'établir un contact électrique, par exemple par rivetage sur des plots de connexion 9 prévus à cet effet sur le fond 12 du support 11 du cadre de connexion 2. Ce support 11 est par exemple un capot de moteur électrique. Les pistes 15 conductrices 5 s'étendent sensiblement parallèlement les unes aux autres jusqu'à des zones de connexion 15 où se fait un contact électrique. La figure 4 représente par exemple un exemple de réalisation où les pistes conductrices 5 du cadre de connexion 2 viennent en contact avec des pistes conductrices complémentaires 17 du moteur électrique au niveau des zones de connexions 15 lorsque le capot 11 est 20 positionné sur le châssis 16 du moteur. Les zones de connexion 15 correspondent par exemple à une forme arrondie en forme de U des pistes conductrices 5 qui vient s'insérer dans une forme en U des pistes complémentaires 17, les pistes conductrices 5 étant maintenues en appui sur les pistes complémentaires 17 par des protubérances 14 du support 11. Le capot est par exemple encliqueté, riveté ou vissé 25 sur le châssis 16 du moteur. Pour faciliter le montage et maintenir les pistes conductrices 5 en position, le cadre de connexion 2 comprend selon l'invention un élément plastique isolant 13 surmoulant les pistes conductrices 5 qui s'étend de manière transversal aux pistes conductrices 5 au niveau d'une partie centrale 18 des pistes conductrices 5 située 30 entre les trous de connexion 7 et les points de connexion 15. Dans le mode de réalisation représenté, les pistes conductrices 5 comprennent une portion coudée 20 dans cette partie centrale 18, le coude 20 WFR1841 -5- faisant par exemple un angle à 90°, pour s'adapter à la forme du support 11. Les parties des pistes conductrices 5 adjacentes à la portion coudée 20 sont respectivement dans un premier et un deuxième plan, la portion coudée 20 pouvant être obtenue par pliage des pistes conductrices 5. Les portions coudées 20 des différentes pistes conductrices 5 étant alignées transversalement, l'élément plastique 13 isolant peut avantageusement être surmoulé sur les pistes conductrices 5 au niveau de cette portion coudée de manière à faciliter son positionnement et à éviter la déformation des pistes au niveau du coude 20. L'élément plastique isolant 13 présente par exemple une forme parallélépipédique qui vient recouvrir les pistes conductrices au niveau de la portion coudée 20. L'élément plastique est par exemple positionné sur les portions de pistes parallèles au fond 12 du support 11 à proximité ou au niveau de la partie coudée en élévation. Selon un premier mode de réalisation, l'élément plastique isolant 13 surmoule seulement les portions de pistes conductrices 5 qui ne sont pas faces au support 11 tandis que selon un deuxième mode de réalisation, l'élément plastique isolant 13 s'étend de part et d'autre des pistes conductrices 5 de sorte que les pistes conductrices 5 ne sont pas en contact avec le support 11 au niveau de la portion coudée 20 surmoulée. Par ailleurs, les pistes conductrices 5 du cadre de connexion 2 peuvent comprendre d'autres portions coudées pour s'adapter à la forme du support 11.
Suivant la longueur des pistes conductrices 5, on peut également envisager des modes de réalisation comprenant plusieurs surmoulages d'un élément plastique isolant à différents emplacements le long des pistes conductrices 5 de manière à maintenir les pistes conductrices 5 en position sur toute leur longueur. Ainsi, le surmoulage des pistes conductrices 5 du cadre de connexion 2 par un élément plastique isolant 13 permet de maintenir les pistes conductrices 5 en position sur le support 11, de faciliter leur manipulation et de se passer d'une étape de déshuntage puisque l'élément plastique 13 est isolant. Le risque de déformation de pistes conductrices 5 est alors réduit.
Le procédé de fabrication du cadre de connexion 2 et de son montage sur son support 11 va maintenant être décrit en détail à partir des étapes représentées sur la figure 5. 30183 9 7 WFR1841 -6- La première étape 101 concerne le découpage des pistes conductrices 5 à partir d'un film métallique, par exemple du laiton, que l'on vient découper, par exemple par découpage laser ou poinçonnage pour obtenir la forme de pistes 5 conductrices 5 désirée. Le fait de ne pas avoir de lien ou pont entre les pistes conductrices 5 comme dans l'état de la technique présenté sur la figure 1 permet de réduire les chutes et notamment la quantité de métal se trouvant entre les différentes découpes et donc de réduire la quantité de métal gaspillé et donc les coûts de fabrication. La réalisation des trous de connexions 7 peut également être effectuée 10 lors de l'étape de découpage 101 par exemple par découpe laser ou par perçage. La deuxième étape 102 concerne la mise en forme des pistes conductrices 5 pour obtenir la ou les portions coudées 20, par exemple par pliage ou par emboutissage. Les pistes conductrices 5 peuvent également être chauffées pour 15 faciliter leur déformation. Les figures 6 et 7 représentent un exemple de mise en forme des pistes conductrices 5 par emboutissage. Les pistes conductrices 5 sont positionnées dans une presse entre un poinçon 19a et une matrice 19b et maintenues, par exemple, par un serre-flanc 21 sur le pourtour de la matrice 19b. Une fois les pistes conductrices 5 20 positionnées dans le serre-flanc, le poinçon 19a est déplacé vers le moule femelle 19b comme indiqué par la flèche 23 de la figure 6. Les serre-flancs permettent un déplacement latéral sous l'effort du déplacement du poinçon. De plus, les pistes conductrices 5 sont chauffées, par exemple à un tiers de la température de fusion du métal dont elles sont constituées. Le déplacement du poinçon 19a provoque la 25 déformation de la piste conductrice 5 qui est contrainte de prendre la forme imposée par le poinçon 19a et la matrice 19b comme représenté sur la figure 7 où la presse 19 comprime complètement la piste conductrice 5 qui est contrainte d'épouser la forme imposée par le poinçon 19a et la matrice 19b. Le pistes conductrices 5 peuvent être disposées parallèlement et alignées de manière à emboutir plusieurs 30 pistes conductrices 5 simultanément. La troisième étape 103 concerne le surmoulage de l'élément plastique isolant WFR1841 -7- 13 sur les pistes conductrices 5. Pour cela les pistes conductrices 5 sont placées dans un moule dans lequel les pistes conductrices 5 s'étendent de manière sensiblement parallèle les unes par rapport aux autres avec un alignement transversal des portions coudées 20, le moule 19 comprenant une cavité autour des pistes conductrices 5 correspondant à la forme du surmoulage, le plastique étant injecté dans la cavité pour surmouler les pistes conductrices 5. De manière à limiter le nombre d'opérations de fabrication et réduire les coûts, cette étape peut être combinée avec l'étape 102 en utilisant un poinçon 19a et une matrice 19b formant une cavité ou espace libre 25 autour de la piste conductrice 5 à l'emplacement prévu pour le surmoulage comme représenté sur la figure 9 au niveau de la partie coudée 20 de la piste conductrice 5. L'espace laissé libre 25 par les moules 19a et 19b de part et d'autre de la piste conductrice 5 permet le surmoulage de l'élément plastique isolant 13 qui dans ce cas s'étend de part et d'autre des pistes conductrices 5.
La quatrième étape 104 concerne le positionnement du cadre de connexion 2 sur son support 11. Du fait du surmoulage, le cadre de connexion 2 ne forme qu'une seule pièce facile à manipuler de sorte qu'il suffit de le positionner à l'emplacement prévu du support 11 comme représenté sur la figure 3.
La cinquième étape 105 concerne une étape optionnelle dans laquelle l'élément plastique 13 est chauffé de manière à créer une adhésion de l'élément plastique 13 sur le support 11, par exemple par un chauffage ultra-sons localisé a niveau du contact entre l'élément plastique isolant 13 et le support 11. Dans ce cas, l'élément plastique 13 et le support 11 sont fait du même matériau plastique de manière à obtenir une fusion-collage. La sixième étape 106 concerne le sertissage des trous de connexion 7 du cadre de connexion 2 sur le support 11 de manière à assurer un bon contact entre les pistes conductrices 5 et les plots de connexion 9 qui assurent l'alimentation électrique. De façon alternative, tout autre moyen mécanique permettant d'assurer un maintien en position ainsi qu'un contact électrique entre les pistes conductrices 5 WFR1841 -8- et les plots de connexion 9 peut être utilisé. Une fois le sertissage effectué, le support 11 correspondant au capot du moteur électrique peut être positionné sur le châssis 16 du moteur électrique comme représenté sur la figure 4 de sorte que les pistes conductrices 5 du cadre de connexion 2 viennent en contact avec des pistes complémentaires 17, l'élément plastique isolant 13 permettant de maintenir les pistes conductrices 5 en position, distantes les unes des autres, lors de ce montage.
Ainsi, l'utilisation d'un surmoulage plastique isolant 13 permet de réduire fortement le risque de déformation des pistes conductrices 5 durant la fabrication et le montage du cadre de connexion 2 sur son support 11 du fait de l'absence d'étape de déshuntage et du maintien en position obtenu par le surmoulage. De plus, un tel cadre de connexion 2 présente un coût de fabrication réduit et ne complique pas le montage du cadre de connexion 2 sur son support 11 par rapport aux solutions de l'état de la technique.
Claims (9)
- REVENDICATIONS1. Cadre de connexion (2) comprenant une pluralité de pistes conductrices (5) destinées à alimenter un moteur électrique, les pistes conductrices (5) s'étendant de manière sensiblement parallèle et présentant une portion coudée (20) caractérisée en ce que le cadre de connexion (2) comprend également un élément plastique isolant (13) surmoulant partiellement les pistes conductrices (5) et qui s'étend de manière sensiblement transversale aux pistes conductrices (5) au niveau de leur portion coudée (20) de manière à maintenir les pistes conductrices (5) en position distante l'une de l'autre.
- 2. Cadre de connexion (2) selon la revendication 1 dans lequel les portions de pistes conductrices (5) adjacentes au coude (20) et situées d'un premier côté du coude (20) s'étendent dans un premier plan et les portions de pistes conductrices (5) adjacentes au coude et situées du deuxième côté du coude (20) s'étendent dans un deuxième plan non parallèle au premier plan.
- 3. Cadre de connexion (2) selon la revendication 2 dans lequel le premier et le deuxième plan sont sensiblement orthogonaux et dans lequel l'élément plastique isolant (13) surmoule les portions de pistes conductrices (5) adjacentes au coude (20).
- 4. Cadre de connexion (2) selon l'une des revendications précédentes dans lequel l'élément plastique (13) a une forme parallélépipédique.
- 5. Cadre de connexion (2) selon l'une des revendications précédentes 30 dans lequel les pistes conductrices (5) comprennent au moins un trou de connexion (7) destiné à être serti.
- 6. Cadre de connexion (2) selon l'une des revendications précédentes dans lequel les pistes conductrices (5) sont en laiton. 35
- 7. Cadre de connexion (2) selon l'une des revendications précédentes 30183 9 7 -10- dans lequel l'écart entre les pistes conductrices (5) est compris entre 3 et 10 mm.
- 8. Procédé de fabrication et de montage d'un cadre de connexion (2) sur un support de moteur électrique comprenant les étapes suivantes : 5 - découpage (101) des pistes conductrices (5) du cadre de connexion (2) et de leur au moins un trou de connexion (7) dans une feuille de matériau conducteur, - mise en forme (102) des pistes conductrices (5) par pliage ou emboutissage pour former une portion coudée adaptée à la forme du support (11), - disposition des pistes conductrices (5) de manière sensiblement parallèle 10 l'une par rapport à l'autre avec un alignement transversal des portions coudées, - surmoulage (103) d'un élément plastique isolant (13) transversal aux pistes au niveau des portions coudées de manière à maintenir les pistes conductrices (5) en position, - positionnement (104) du cadre de connexion (2) sur son support (11), 15 - sertissage (106) des trous de connexions (7) sur le support (11).
- 9. Procédé selon la revendication 8 dans lequel l'élément plastique isolant (13) du cadre de connexion (2) et le support (11) sont fait du même matériau, le procédé comprenant une étape supplémentaire (105) de chauffage de l'élément 20 plastique isolant (13) pour créer une adhésion de l'élément plastique isolant (13) sur le support (11).
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- 2014-03-10 FR FR1451952A patent/FR3018397B1/fr active Active
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