FR3086812A1

FR3086812A1 - Compresseur electrique a boitier synthetique

Info

Publication number: FR3086812A1
Application number: FR1858871A
Authority: FR
Inventors: Carlos Martins; Alcina Tanghe; Augustin Bellet; Christophe Chevallier
Original assignee: Valeo Japan Co Ltd
Current assignee: Valeo Japan Co Ltd
Priority date: 2018-09-27
Filing date: 2018-09-27
Publication date: 2020-04-03

Abstract

L'invention concerne une machine électrique tournante (50) pour un compresseur électrique (1) d'un véhicule, la machine électrique tournante (50) s'étendant selon un axe longitudinal (O), la machine électrique tournante (50) comprenant un boîtier (90) en matériau synthétique qui loge un stator (60) situé radialement autour d'un rotor (70) mobile en rotation autour de l'axe longitudinal (O), caractérisé en ce que le stator (60) et le boîtier (90) sont maintenus solidaires en rotation par un organe de liaison (140) dont au moins une première partie (141) est ménagée sur le stator (60) et une deuxième partie (142) est ménagée sur le boîtier, la première partie (141) étant de forme complémentaire à une forme de la deuxième partie (142) Application aux véhicules automobiles.

Description

Compresseur électrique à boîtier synthétique

Le domaine de la présente invention est celui des compresseurs, et plus particulièrement des compresseurs électriques, notamment pour système de conditionnement d’air d’un véhicule.

Dans l’état de la technique, un système de conditionnement d’air d’un véhicule comprend un circuit fermé dans lequel circule un fluide réfrigérant, le circuit comprend notamment un condenseur, un détendeur, un évaporateur et un compresseur, notamment un compresseur électrique.

Un compresseur électrique connu comprend une machine électrique tournante logée dans un boîtier métallique, la machine électrique tournante comprenant un stator fixé sur le boîtier et un rotor mobile en rotation autour d’un axe de rotation. Le rotor, situé radialement à l’intérieur du stator, est couplé en rotation à un arbre qui est lui-même couplé en rotation à un dispositif de compression, permettant ainsi la compression du fluide réfrigérant lorsque le rotor est mis en rotation, la machine électrique tournante étant alimentée électriquement.

Ces compresseurs électriques connus ne donnent pas entière satisfaction et présentent des inconvénients. En effet, lors de la rotation du rotor, la machine électrique tournante génère des vibrations indésirables ainsi que des émissions sonores désagréables, formant ainsi un premier inconvénient du compresseur électrique connu. De plus, le boîtier métallique doit être configuré de sorte à assurer le maintien du stator afin que celui-ci demeure immobile par rapport au rotor, imposant donc un dimensionnement du boîtier métallique, et donc des contraintes de résistance mécanique et de masse supplémentaires, formant ainsi un deuxième inconvénient.

existe ainsi des compresseurs électriques connus dans lequel le boîtier entourant la machine électrique tournante est en matériau synthétique, comme présenté dans le document JP2002-317777· Ainsi, le matériau synthétique du boîtier entoure le stator de la machine électrique tournante. Cependant, cette configuration présente l’inconvénient de ne pas permettre un refroidissement satisfaisant de la machine électrique tournante, et plus particulièrement du stator qui est inclus dans le matériau synthétique.

La présente invention a pour but de proposer un compresseur électrique capable de répondre au moins en partie aux inconvénients précités et de conduire en outre à d’autres avantages. Ainsi, l’invention a pour but de proposer un compresseur électrique diminuant les vibrations et le bruit générés par la machine électrique tournante. De plus, l’invention a pour but d’assurer le refroidissement nécessaire de la machine électrique tournante par le fluide, notamment le fluide réfrigérant, circulant à travers le compresseur électrique. La présente

KFR0105 invention a également pour but de diminuer les coûts de fabrication d’un tel compresseur électrique.

L’invention y parvient, selon un premier aspect, grâce à une machine électrique tournante pour compresseur électrique d’un véhicule automobile, la machine électrique tournante s’étendant selon un axe longitudinal, la machine électrique tournante comprenant un boîtier en un matériau synthétique qui loge un stator situé radialement autour d’un rotor mobile en rotation autour de l’axe longitudinal, caractérisé en ce que le stator et le boîtier sont maintenus solidaires en rotation par un organe de liaison dont au moins une première partie est ménagée sur le stator et une deuxième partie est ménagée sur le boîtier, la première partie étant de forme complémentaire à une forme de la deuxième partie.

Le compresseur électrique permet la compression d’un fluide, notamment réfrigérant, le traversant. Plus particulièrement, le fluide pénètre dans le compresseur par un orifice d’entrée et sort du compresseur électrique par un orifice de sortie. Le compresseur électrique comprend un dispositif de compression intercalé entre l’orifice d’entrée et l’orifice de sortie, le dispositif de compression étant agencé pour augmenter la pression du fluide circulant dans le compresseur électrique, la pression du fluide étant alors plus élevée au niveau de l’orifice de sortie qu’au niveau de l’orifice d’entrée.

Lorsque la machine électrique tournante est alimentée électriquement, elle fonctionne alors comme un moteur électrique. Plus particulièrement, le stator comprend une pluralité de bobines électriques disposées circonférentiellement autour du rotor. Lorsqu’un courant électrique est appliqué aux bobines du stator, un champ magnétique est généré, provoquant alors la mise en rotation du rotor autour de l’axe longitudinal, l’axe longitudinal de la machine électrique tournante devenant alors l’axe de rotation du rotor. Ainsi, lorsque le rotor est mis en rotation, il transmet ce mouvement de rotation à un arbre d’entrainement relié au dispositif de compression, l’arbre d’entrainement étant couplé en rotation avec le rotor et avec le dispositif de compression. Le dispositif de compression, mis en rotation par la machine électrique tournante, permet alors de comprimer le fluide circulant à travers le compresseur électrique.

La configuration de la machine électrique tournante selon le premier aspect de l’invention permet de maintenir le stator immobile par rapport au boîtier du compresseur électrique, permettant ainsi au rotor d’avoir un mouvement de rotation relatif par rapport au stator, et ainsi de permettre la compression du fluide circulant au travers du compresseur électrique, le maintien du stator par rapport au boîtier étant réalisé par la première partie et la deuxième partie de l’organe de liaison. Ainsi, le boîtier et le stator sont solidaires l’un de l’autre du fait de la coopération entre la première partie de l’organe de liaison et la deuxième partie de l’organe de

KFR0105 liaison. 11 est ainsi entendu que la première partie et la deuxième partie de l’organe de liaison ont une forme complémentaire le long d’un secteur angulaire, afin d’assurer le maintien en rotation du stator et du boîtier l’un par rapport à l’autre.

Le matériau synthétique du boîtier permet d’absorber les vibrations ainsi que les bruits générés par la machine électrique tournante, améliorant ainsi le confort d’utilisation du compresseur électrique comprenant ladite machine électrique tournante.

Dans la suite de la description et dans les revendications, on utilisera à titre non limitatif et afin d’en faciliter la compréhension, les termes :

- « intérieur / interne » ou « extérieur / externe » par rapport à l’axe de rotation du rotor et suivant une orientation radiale, orthogonale à ladite orientation axiale, « l’intérieur » désignant une partie proximale de l’axe de rotation et « l’extérieur » désignant une partie distale de l’axe de rotation.

La machine électrique tournante conforme au premier aspect de l’invention comprend avantageusement au moins un des perfectionnements ci-dessous, les caractéristiques techniques formant ces perfectionnements pouvant être prises seules ou en combinaison :

- l’organe de liaison est ménagé exclusivement sur une face radiale externe du stator et sur une face radiale interne du boîtier. Autrement dit, l’organe de liaison ne s’étend pas radialement sur des flancs latéraux du stator, permettant au fluide réfrigérant circulant dans le compresseur du circuler au travers du stator afin d’assurer le refroidissement de la machine électrique tournante, et plus particulièrement du stator. Ainsi, cette configuration permet d’éviter le confinement de la machine électrique tournante à l’intérieur du boîtier en permettant la circulation du fluide réfrigérant au travers de celle-ci ;

la deuxième partie de l’organe de liaison est formée par le matériau synthétique constitutif du boîtier. Cette configuration permet de faciliter la fabrication du boîtier. En effet, le boîtier et la deuxième partie de l’organe de liaison peuvent être formés au cours d’une même étape, notamment par moulage. D’autre part, la continuité de matière entre le la deuxième partie et le matériau synthétique permet de favoriser la résistance mécanique du boîtier ;

- la première partie et la deuxième partie de l’organe de liaison définissent des aspérités, les aspérités formant au moins une cannelure et une nervure. La cannelure prend la forme d’une structure femelle, tandis que la nervure prend la forme d’une structure mâle. Ainsi, la nervure est destinée à être logée au moins partiellement dans la cannelure. La cannelure peut être située sur le stator, plus particulièrement sur une face radiale externe du stator, ou encore sur le boîtier, et

KFR0105 plus particulièrement sur une face radiale interne du boîtier. De manière analogue, la nervure peut être située sur le stator, plus particulièrement sur la face radiale externe du stator, ou encore sur le boîtier, et plus particulièrement, sur la face radiale interne du boîtier. La cannelure et la nervure, au moins partiellement logée dans la cannelure, assurent le maintien de la position relative du stator par rapport au boîtier, et notamment en rotation ;

- les aspérités sont longitudinales et/ou circonférentielles. Les aspérités longitudinales s’étendent parallèlement à l’axe longitudinal. De manière analogue, les aspérités circonférentielles s’étendent circonférentiellement selon l’axe longitudinal. Les aspérités longitudinales permettent de maintenir le stator immobile en rotation par rapport au boîtier. Les aspérités circonférentielles permettent de maintenir le stator immobile en translation longitudinale par rapport au boîtier. Les aspérités peuvent avantageusement être agencées de sorte que chaque aspérité s’étende à la fois longitudinalement et circonférentiellement, formant ainsi une aspérité oblique. Ainsi, chaque aspérité assure le maintien du stator par rapport au boîtier en rotation et en translation selon l’axe longitudinal. De manière alternative, les aspérités du boîtier et/ou du stator peuvent prendre toutes les configurations possibles tant que ces configurations permettent d’assurer le maintien du stator par le boîtier ;

- les aspérités sont intégrales ou partielles. Une aspérité intégrale est une aspérité qui s’étend selon un axe principal d’extension sur la totalité de la surface sur laquelle elle est ménagée. Ainsi une aspérité intégrale circonférentielle s’étend circonférentiellement selon un angle égal à 360⁰. Une aspérité partielle s’étend selon son axe principal d’extension seulement sur une portion de la surface sur laquelle elle est ménagée. Ainsi, une aspérité partielle circonférentielle s’étend circonférentiellement selon un angle strictement inférieur à 360⁰. Les aspérités intégrales ou partielles peuvent également être des aspérités longitudinales ou des aspérités obliques. L’utilisation d’aspérités intégrales permet d’augmenter la surface de contact entre les aspérités du boîtier et les aspérités du stator, renforçant ainsi l’adhérence entre le boîtier et le stator. L’utilisation d’aspérités partielles permet d’assurer le maintien du stator par le boîtier en translation ainsi qu’en rotation selon l’axe longitudinal ;

les aspérités du stator sont formées par des espaces séparant des dents du stator ou encore par des interstices spécifiquement dédiés. Le stator comprend une pluralité de dents situées circonférentiellement sur le stator, chaque dent étant formée par une pluralité de tôles métalliques empilées, un fil métallique étant enroulé autour de chaque dent afin de former une bobine électrique. Les dents sont séparées entre elles par des espaces pouvant avantageusement former les aspérités du stator, et plus particulièrement les cannelures. De manière alternative, les aspérités du stator sont des interstices spécifiquement ménagés sur les dents ;

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- les aspérités comprennent une pluralité de cannelures et de nervures. Cette configuration permet d’améliorer le maintien du stator par le boîtier en comparaison d’une configuration ne comprenant qu’une unique cannelure et une unique nervure ;

les cannelures et les nervures de la pluralité de cannelures et de nervures sont régulièrement angulairement espacées les unes des autres sur le boîtier ou sur le stator. Cette configuration permet de répartir de manière uniforme les efforts mécaniques sur le boîtier et sur le stator ;

- le matériau synthétique constitutif du boîtier est choisi en fonction de contraintes de résistance mécanique et/ou de résistance thermique que doit subir le boîtier. En effet, le boîtier doit résister aux contraintes mécaniques exercées par la rotation du rotor par rapport au stator. De plus, le boîtier doit résister aux contraintes thermiques exercées notamment du fait de la rotation du rotor à l’intérieur du stator ou encore de la compression du fluide par le dispositif de compression ;

- le matériau synthétique constitutif du boîtier est un polymère de polysuffure de pbénylène, ou de polyphthalamide ou de polyamide. De manière avantageuse, le polymère formant le matériau constitutif du boîtier est chargé de 3θ% à 5θ% de fibre de verre afin d’améliorer sa résistance ;

- le boîtier comprend au moins un manchon métallique entouré par le matériau synthétique du boîtier, une extrémité longitudinale du manchon débouchant du boîtier. 11 est entendu que l’extrémité longitudinale du manchon débouche du boîtier lorsqu’elle est légèrement en retrait par rapport au boîtier, ou encore lorsqu’elle est à fleur du boîtier, ou encore lorsqu’elle s’étend légèrement en saillie du boîtier. Le manchon métallique peut notamment être utilisé au niveau d’un orifice de maintien, par exemple un orifice destiné à recevoir un moyen de fixation, tel qu’une vis. Ainsi, Γorifice de maintien peut être utilisé afin de fixer le boîtier au niveau d’un support fixe. L’orifice de maintien peut également être utilisé afin de maintenir un conduit d’un circuit de fluide sur le boîtier. Plus particulièrement, le conduit est connecté à l’orifice d’entrée ou à l'orifice de sortie du compresseur électrique. 11 est entendu que le manchon présent au niveau de l'orifice de maintien peut également être à proximité de l’orifice de maintien, notamment dans le cas où l’orifice de maintien sert à maintenir un conduit, l’orifice de maintien étant alors à proximité de l’orifice d’entrée ou l’orifice de sortie communiquant avec le conduit. Cette configuration permet d’améliorer la résistance mécanique du boîtier au niveau de l’orifice de maintien par le manchon métallique ;

- la machine électrique tournante comprend un module électronique de commande de la

KFR0105 machine électrique tournante, le boîtier comprenant une cavité logeant une enveloppe métallique dans laquelle est disposé le module électronique. Cette configuration permet l’utilisation d’une machine électrique tournante sans balais, ce type de machine électrique tournante possédant un rendement énergétique plus élevé qu’une machine électrique tournante à balais, le rendement énergétique de la machine électrique tournante étant le rapport entre l’énergie électrique consommée et l’énergie mécanique transmise. En effet, selon cette configuration, le stator comprend une pluralité de bobines alimentées électriquement et le rotor comprend des aimants permanents, l’alimentation électrique des bobines du stator permettant de générer un champ magnétique responsable de la mise en rotation du rotor. Le module électronique permet de piloter l’alimentation électrique de chacune des bobines de la pluralité de bobines du stator en fonction de la rotation du rotor autour de l’axe longitudinal. Ainsi, le module électronique gère par exemple l’allumage, l’extinction et la vitesse de rotation du rotor par l’intermédiaire du pilotage de l’alimentation électrique des bobines du stator. Selon cette configuration, l’enveloppe métallique permet d’isoler le module électronique, comprenant une pluralité de composants électroniques différents tels que des transistors et/ou des condensateurs, de sorte que lesdits composants électroniques ne soient pas affectés par le champ magnétique généré par la machine électrique tournante ;

de manière avantageuse, l’enveloppe métallique est en aluminium. Cette configuration permet de limiter la masse de l’enveloppe métallique ;

- l’enveloppe métallique comprend un fond interposé entre le stator et le module électronique, l’enveloppe métallique comprenant une ouverture fermée par un couvercle. Cette configuration permet, lors de la fabrication de la machine électrique tournante, d’insérer le module électronique dans la cavité, puis de sceller la cavité à l’aide du couvercle. De manière avantageuse, le couvercle est fixé sur le boîtier. La fixation du couvercle sur le boîtier permet de maintenir le couvercle immobile, en rotation ainsi qu’en translation, selon l’axe longitudinal, par rapport au boîtier ;

- l’enveloppe métallique comprend une paroi métallique reliant le fond et le couvercle. Ainsi, l’enveloppe métallique forme une cage métallique entourant le module électronique. Cette configuration permet d’isoler le module électronique d’un champ magnétique généré lors de la mise en rotation de la machine électrique tournante ;

- la fixation du couvercle sur le boîtier est assurée par sertissage. Selon cette configuration, le couvercle et/ou le boîtier sont déformés de sorte que le couvercle et le boîtier soient immobiles l’un par rapport à l’autre, cette configuration facilitant l’assemblage du couvercle sur le boîtier. De manière alternative, la fixation du couvercle sur le boîtier est assurée par des

KFR0105 moyens de fixation tels que des vis passant au travers de couvercle et insérés dans des filetages ménagés dans le boîtier. Cette configuration permet d’améliorer la résistance mécanique de la fixation du couvercle sur le boîtier, notamment afin de résister à la pression exercée par le fluide à l’intérieur du compresseur électrique ;

un roulement est intercalé radialement entre l’enveloppe métallique et l’arbre d’entrainement. Plus particulièrement, le roulement est intercalé radialement entre le fond de l’enveloppe métallique et l’arbre d’entrainement. Cette configuration permet ainsi à l’arbre d’entrainement, couplé en rotation au rotor de la machine électrique tournante, d’être mobile en rotation autour de l’axe longitudinal par rapport à l’enveloppe métallique, l’enveloppe métallique étant immobile par rapport au boîtier de la machine électrique tournante ainsi que par rapport au stator ;

- le véhicule automobile est une voiture ou un poids lourd.

Selon un deuxième aspect, l’invention a également pour objet un compresseur électrique comprenant une machine électrique tournante conforme au premier aspect de l’invention et un dispositif de compression mis en rotation par la machine électrique tournante.

Cette configuration selon le deuxième aspect permet de disposer d’un compresseur électrique possédant les avantages et les caractéristiques techniques procurés par la machine électrique tournante conforme au premier aspect de l’invention. Ainsi, lorsque la machine électrique tournante est mise en rotation, le stator et le rotor formant alors un moteur électrique, elle entraîne la mise en rotation du dispositif de compression, permettant au fluide traversant le compresseur électrique d’être comprimé.

Le compresseur électrique conforme au deuxième aspect de l’invention comprend avantageusement au moins un des perfectionnements ci-dessous, les caractéristiques techniques formant ces perfectionnements pouvant être prises seules ou en combinaison :

- la machine électrique tournante est intercalée entre le module électronique et le dispositif de compression, selon l’axe longitudinal ;

le dispositif de compression est un système à spirales. De manière alternative, le dispositif de compression est un système à palettes, à pistons ou tout autre système de compression connu ;

- le compresseur électrique est destiné à être intégré à un système de conditionnement d’air d’un véhicule. Selon cette configuration, le fluide comprimé au travers du compresseur

KFR0105 électrique est un fluide réfrigérant, permettant de traiter thermiquement une enceinte du véhicule ;

- le fluide réfrigérant est du R134a ou du R152a ou du 1234YF. De manière alternative, le fluide réfrigérant est un fluide supercritique. Plus particulièrement, le fluide supercritique est du CO2, également connu sous l’appellation R744·

D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit d’une part, et de plusieurs exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins schématiques annexés d’autre part, sur lesquels :

- la figure 1 est une vue en perspective d’un exemple de réalisation d’une machine électrique tournante conforme au premier aspect de l’invention ;

- la figure 2 est une vue longitudinale partielle d’un exemple de réalisation d’une machine électrique tournante conforme au premier aspect de l’invention représentée sans boîtier ;

- la figure 3 est une vue partielle en perspective d’une coupe longitudinale d’un exemple de réalisation d’un boîtier d’une machine électrique tournante conforme au premier aspect de l’invention ;

- la figure 4 est une vue partielle d’une coupe transversale d’un exemple de réalisation d’une machine électrique tournante conforme au premier aspect de l’invention ;

- la figure 5 est une vue en perspective d’un exemple de réalisation d’un compresseur électrique conforme au deuxième aspect de l’invention ;

- la figure 6 est une vue en coupe longitudinale d’un exemple de réalisation d’un compresseur électrique conforme au deuxième aspect de l’invention.

Les caractéristiques, les variantes et les différentes formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres, selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. On pourra notamment imaginer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites par la suite de manière isolée des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieur.

En particulier toutes les variantes et tous les modes de réalisation décrits sont combinables entre eux si rien ne s’oppose à cette combinaison sur le plan technique.

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La figure 1 illustre une vue en perspective d’un exemple de réalisation d’une machine électrique tournante 5θ conforme au premier aspect de l’invention. Ainsi, la machine électrique tournante 5θ est destinée à être intégrée dans un compresseur électrique d’un véhicule.

La machine électrique tournante 5θ s’étend selon un axe longitudinal O. La machine électrique tournante 5θ comprend notamment un boîtier 9θ dans lequel sont logés un stator 60, un rotor 7θ et un arbre d’entrainement 80.

Le rotor 7θ est situé radialement à l’intérieur du stator 60. Le stator 60 comprend une pluralité de bobines électriques 64 situées circonférentiellement autour de l’axe longitudinal. Plus particulièrement, les bobines électriques 64 du stator sont régulièrement angulairement espacées les unes des autres sur le stator 60 selon l’axe longitudinal O. Chaque bobine électrique 64 est formée d’un paquet de tôles empilées les unes sur les autres, formant une dent 66, et d’un fil métallique 65 entouré à plusieurs reprises autour de la dent. Les dents sont séparées les unes des autres par une encoche 72, le fil électrique entourant chaque dent passant donc dans l’encoche adjacente à ladite dent.

Le rotor 7θ est mobile en rotation par rapport au stator 60 autour de l’axe longitudinal O, l’axe longitudinal devenant ainsi l’axe de rotation du rotor 7θ· Plus particulièrement, lorsqu’un courant électrique est appliqué au fil métallique 65 enroulé autour d’une dent 66 d’une bobine électrique 64, un champ magnétique est généré au niveau de chacune des bobines électriques, le champ magnétique permettant alors la mise en rotation du rotor 7θ par rapport au stator 60. Le rotor 70 est couplé en rotation à l’arbre d’entrainement 80, permettant ainsi de transmettre le mouvement de rotation du rotor 7θ à un dispositif de compression, ledit dispositif de compression étant également couplé en rotation à l’arbre d’entrainement 80. Ainsi, il est nécessaire d’assurer le maintien, notamment en rotation, du stator 60, afin que celui-ci reste immobile par rapport au rotor 7θ lorsqu’un courant électrique est appliqué au stator 60 générant ainsi le champ magnétique responsable de la mise en rotation du rotor 7θ autour de l’axe longitudinal O.

La machine électrique tournante 5θ étant destinée à être utilisée au sein d’un compresseur électrique, le boîtier 9θ comprend un port d’entrée 96 comportant un orifice d’entrée 111 permettant à un fluide de pénétrer dans le boîtier 9θ et un logement 93 agencé pour recevoir le dispositif de compression, non représenté sur la figure 1. Ainsi, le fluide pénètre dans le boîtier 9θ au niveau de l’orifice d’entrée 111 puis est comprimé par le dispositif de compression mis en rotation par la rotation du rotor 7θ par l’intermédiaire de l’arbre d’entrainement 80, le fluide comprimé sortant alors du compresseur électrique.

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Le logement 93 est agencé pour être hermétiquement scellé par un capot, permettant ainsi au fluide de rester comprimé après son passage dans le dispositif de compression. Ainsi, le boîtier comprend une pluralité d’orifices de fixation 95 permettant de plaquer le capot, non représenté sur la figure 1, contre le boîtier 9θ> un moyen de fixation tel qu’une vis passant au travers du capot et étant logé dans l’orifice de fixation 95·

Le boîtier 9θ comprend une pluralité de montures 94 permettant de fixer le boîtier 9θ au niveau d’un support fixe. Ainsi, chaque monture 94 comprend une fenêtre 118 s’étendant à l’intérieur de la monture 94, la fenêtre 118 permettant l’insertion d’un moyen de fixation destiné à fixer le boîtier 9θ au niveau du support fixe.

La figure 2 est une vue longitudinale partielle d’un exemple de réalisation d’une machine électrique tournante 5θ conforme au premier aspect de l’invention, la machine électrique tournante 5θ illustrée à la figure 2 étant représentée sans boîtier 9θ·

Le stator 60 comprend une pluralité d’aspérités destinées à coopérer avec une pluralité d’aspérités du boîtier, permettant d’augmenter l’adhérence du stator 60 sur le boîtier afin de maintenir le stator immobile par rapport au rotor 70, notamment animé d’un mouvement de rotation autour de l’axe longitudinal O. Ainsi, les aspérités présentes sur le stator forme une première partie 14-1 d’un organe de liaison 14-0 permettant le maintien du stator par le boîtier. Plus particulièrement, le stator 60 comprend une pluralité de premières cannelures 61 régulièrement angulairement espacées sur le stator 60 selon l’axe longitudinal O. Chaque première cannelure 61 est formée sur une face radiale externe d’une couronne métallique 67 supportant les dents 66 autour desquelles est enroulé le fil métallique. Chaque première cannelure 61 s’étend parallèlement à l’axe longitudinal O entre une première extrémité longitudinale 68 de la couronne métallique 67 et une deuxième extrémité longitudinale 69 de la couronne métallique 67, la première extrémité longitudinale 68 étant située à l’opposé du stator 60 selon l’axe longitudinal O par rapport à la deuxième extrémité longitudinale 69. Ainsi, les premières cannelures 61 sont des cannelures intégrales, c’est-à-dire que chaque première cannelure 61 s’étend l’intégralité de la face radiale externe de la couronne métallique 67 selon l’axe longitudinal O.

Le stator 60 comprend également une deuxième cannelure 62. De manière avantageuse, le stator 60 comprend au moins deux deuxièmes cannelures 62, de préférence au moins trois deuxièmes cannelures 62. La deuxième cannelure 62 est ménagée sur la face radiale externe de la couronne métallique 67, de manière analogue aux premières cannelures 61.

La deuxième cannelure 62 s’étend parallèlement à l’axe longitudinal O. A la différence des premières cannelures 61, la deuxième cannelure 62 est agencée sur la couronne métallique de n

KFR0105 sorte qu’elle ne s’étend pas jusqu’à la première extrémité longitudinale 68 de la couronne métallique 67 ni jusqu’à la deuxième extrémité longitudinale 69· La deuxième cannelure 62 est ainsi une cannelure partielle en ce sens qu’elle s’étend longitudinalement uniquement sur une portion de la face radiale externe de la couronne métallique 67.

Les premières cannelures 61 et les deuxièmes cannelures 62 sont des aspérités femelles. Ainsi, chaque première cannelure 61 et chaque deuxième cannelure 62 s’étend depuis la face radiale externe de la couronne métallique 67 radialement vers l’intérieur.

est à noter que les premières cannelures 61 et/ou la deuxième cannelure 62 pourraient être, dans un autre mode de réalisation, des cannelures circonférentielles, s’étendant sur le stator circonférentiellement autour de l’axe longitudinal O, ou bien encore des cannelures obliques s’étendant à la fois longitudinalement et circonférentiellement selon l’axe longitudinal O.

Dans cet exemple de réalisation, les premières cannelures 61 et les deuxièmes cannelures 62 sont configurées pour recevoir des aspérités du boîtier 9θ> plus particulièrement des nervures. Ainsi, les premières cannelures 61 assurent le maintien en rotation du stator 60 par rapport au boîtier 9θ· Les deuxièmes cannelures 62 assurent le maintien en rotation ainsi qu’en translation longitudinale du stator 60 par rapport au boîtier 9θ· Les premières cannelures 61 et/ou les deuxièmes cannelures 62 pourraient également être formées par des espaces séparant les dents 66 du stator 60.

La figure 3 représente une vue partielle en perspective d’un exemple de réalisation d’un boîtier 9θ d’une machine électrique tournante 5θ conforme au premier aspect de l’invention. Plus particulièrement, le boîtier 9θ illustré à la figure 3 est agencé pour être assemblé avec le stator 60 illustré à la figure 2.

En effet, une face radiale interne du boîtier 9θ comprend des aspérités permettant d’augmenter l’adhérence entre la face radiale interne du boîtier et la face radiale externe du stator 60, afin de maintenir le stator 60 et le boîtier 9θ immobiles l’un par rapport à l’autre. Ainsi, les aspérités présentes sur le boîtier forment une deuxième partie 142 de l’organe de liaison 140· Plus particulièrement, la face radiale interne du boîtier comprend une pluralité de premières nervures 91 et une deuxième nervure 92 formant les aspérités du boîtier.

Les premières nervures 91 et la deuxième nervure 92 s’étendent parallèlement à l’axe longitudinal O. Les premières nervures 91 et la deuxième nervure 92 sont de type mâle, c’est-àdire qu’elles s’étendent chacune depuis la face radiale interne du boîtier 9θ vers l’intérieur.

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Les premières nervures 91 sont régulièrement angulairement espacées les unes des autres sur la face radiale interne du boîtier 9θ· Une seule deuxième nervure 92 est visible sur la figure 3> la face radiale interne du boîtier comprenant de manière avantageuse au moins deux, de préférence au moins trois, deuxième nervure.

Les premières nervures 9' sont destinées à être logées au moins partiellement dans les premières cannelures 61. Ainsi, les premières cannelures 61 et les premières nervures 91 coopèrent afin d’assurer le maintien du stator en rotation par rapport au boîtier 9θ> le stator et le boîtier étant alors immobile en rotation l’un par rapport à l’autre. De manière analogue, la deuxième nervure 92 est destinée à être logée dans la deuxième cannelure 62. Ainsi, la deuxième cannelure 62 et la deuxième nervure 92 coopèrent afin d’assurer le maintien du stator en rotation et en translation longitudinale par rapport au boîtier, le stator et le boîtier étant alors immobile en rotation et en translation longitudinale l’un par rapport à l’autre.

Le boîtier 9θ comprend une marche 99 s’étend circonférentiellement autour de l’axe longitudinal O. Ainsi, la marche 99 définit une diminution du diamètre du boîtier. La marche 99 assure ainsi l’arrêt en translation du stator par rapport au boîtier selon l’axe longitudinal en direction du logement 93·

Le boîtier 9θ illustré à la figure 3 est composé d’un matériau synthétique, notamment une matière plastique. De manière avantageuse, la matière plastique est amenée à l’état liquide avant d’être mise au contact du stator 60. Notamment, la matière plastique est injectée à l’état liquide dans un moule permettant de modeler la matière plastique liquide sur le stator selon une forme prédéterminée ainsi que la solidification de la matière plastique une fois la forme prédéterminée obtenue. De manière avantageuse, les premières nervures 91 et la deuxième nervure 92 sont issues du matériau synthétique constitutif du boîtier 9θ· Ainsi, les premières nervures 91 et la deuxième nervure 92 présentent une continuité de matière avec le boîtier 9θ· Plus particulièrement, la matière plastique liquide migre sur la face radiale externe du stator 60 et pénètre dans les premières cannelures 61 et dans les deuxièmes cannelures 62, formant alors les premières nervures 9' et deuxième nervure 92 du boîtier 9θ>

Une face radiale externe du boîtier 9θ comprend une pluralité d’extensions 98, chaque extension 98 s’étendant circonférentiellement sur la face radiale externe du boîtier 9θ· Chaque extension s’étend depuis la face radiale externe du boîtier vers l’extérieur. Chaque extension 98 permet de favoriser la résistance du boîtier 9θ aux contraintes mécaniques exercées par la mise en

KFR0105 rotation de la machine électrique tournante et du dispositif de compression, ou encore à la pression exercée par le fluide comprimé dans le compresseur électrique.

Le boîtier définit une cavité 125 destiné à recevoir un module électronique de commande de la machine électrique tournante 5θ· Plus particulièrement, la cavité est destinée à recevoir une enveloppe métallique, non représentée à la figure 3, logeant le module électronique, le boîtier 9θ comprenant une face d’appui 114 d’extension radiale permettant l’arrêt en translation de l’enveloppe métallique par rapport au boîtier 9θ·

La figure 4 est une vue partielle d’une coupe transversale d’un exemple de réalisation d’une machine électrique tournante 5θ conforme au premier aspect de l’invention.

Cette vue permet de visualiser les premières cannelures 61 du stator 60 coopérant avec les premières nervures 91 du boîtier 9θ afin d’assurer le maintien de la position du stator 60 en rotation par rapport à la position du boîtier 9θ· De manière analogue, cette vue permet de visualiser la deuxième cannelure 62 du stator coopérant avec la deuxième nervure 92 du boîtier afin d’assurer le maintien de la position du stator en rotation et en translation longitudinale par rapport à la position du boîtier 9θ· Ainsi, les premières cannelures 61 et la deuxième cannelure 62 logent respectivement les premières nervures 91 et la deuxième nervure 92. Ainsi, on peut voir que les premières cannelures 61, les deuxièmes cannelures 62, les premières nervures 91 et les deuxièmes nervures 92 forment l’organe de liaison 140, les premières cannelures 61 et les deuxièmes cannelures 62 formant la première partie 141 dudit organe de liaison 140, les premières nervures 91 et les deuxièmes nervures 92 formant la deuxième partie 142 de l’organe de liaison 140.

La figure 5 illustre une vue en perspective d’un exemple de réalisation d’un compresseur électrique 1 conforme au deuxième aspect de l’invention.

Le compresseur électrique 1 comprend une machine électrique tournante 5θ et un dispositif de compression, non visible sur la figure 5, logé dans le logement 93 du boîtier 9θ> le logement du boîtier étant scellé par le capot 100. Le capot 100 est fixé sur le boîtier 9θ par une pluralité de vis 101.

Le capot 100 comprend un port de sortie 97· Le port d’entrée 96 et le port de sortie 97 permettent de connecter le compresseur électrique 1 à un circuit de fluide, tel qu’un circuit de fluide réfrigérant. Ainsi, le fluide pénètre dans le compresseur électrique 1 au niveau de l’orifice d’entrée 111 du port d’entrée 96, en amont, selon le sens de circulation du fluide, du dispositif de compression logé dans le logement du boîtier 93· Le fluide est alors comprimé par le dispositif de

KFR0105 compression avant de sortir du compresseur électrique 1 au niveau d’un orifice de sortie 112 du port de sortie 97, en aval du dispositif de compression selon le sens de circulation du fluide dans le compresseur électrique 1.

Le boîtier 9θ comprend un premier mancbon 110 au niveau du port d’entrée 96. Plus particulièrement, le premier mancbon 110 est situé à proximité de l’orifice d’entrée 111, au niveau d’une ouverture 113 permettant l’insertion d’un moyen de fixation afin d’assurer le maintien du conduit du circuit de fluide sur le port d’entrée 96. Dans l’exemple de réalisation illustré à la figure 5, le premier mancbon 110 est un insert métallique s’étendant à l’intérieur de l’ouverture 113, le premier mancbon présente un filetage interne, le premier mancbon étant destiné à recevoir une vis permettant le maintien du conduit du circuit de fluide sur le port d’entrée 96.

Chaque monture 94 comprend un deuxième mancbon 119, prenant la forme d’un insert métallique, inséré dans la fenêtre 118 et permettant d’augmenter la résistance mécanique de la monture 94· Le deuxième mancbon 119 permet le passage d’une vis à l’intérieur du deuxième mancbon, ladite vis étant alors vissée sur le support fixe comprenant un filetage assurant le maintien de la vis.

La figure 6 illustre une coupe longitudinale d’un exemple de réalisation d’un compresseur électrique 1 conforme au deuxième aspect de l’invention. Ainsi le compresseur électrique 1 comprend une machine électrique tournante 5θ et un dispositif de compression 10.

La machine électrique tournante 5θ comprend un module électronique 120 logé dans une cavité 125 délimitée par une enveloppe métallique 130. Le module électronique, comprenant une multitude de composants électroniques tels que des transistors ou des condensateurs, permet le pilotage de l’alimentation électrique fournie au stator 60. Ainsi, la machine électrique tournante est du type sans balais.

L’enveloppe métallique 130 comprend un fond 131 d’extension radiale et un couvercle 132 d’extension radiale, le module électronique 120 étant intercalé selon l’axe longitudinal O entre le fond 131 et le couvercle 132. Le couvercle 132 scelle la cavité 125 logeant le module électronique 120. Le fond 131 est délimité radialement vers l’extérieur par une paroi 133 s’étendant circonférentiellement autour du module électronique 120. Autrement dit, la paroi 133 relie le fond 131 et le couvercle 132, le module électronique 120 étant situé à radialement à l’intérieur de la paroi 133· Le module électronique 120 est ainsi entouré par l’enveloppe métallique 130. Ainsi, les composants électroniques du module électronique 120 sont isolés du champ magnétique généré par la machine électrique tournante 5θ·

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Afin de sceller la cavité 125, la première paroi 132 est fixée sur le boîtier 9θ de la machine électrique tournante 5θ· Ainsi, le boîtier 9θ comprend une gorge 134 ménagée circonférentiellement sur la face radiale externe du boîtier, la gorge 134 s’étendant depuis la face radiale externe du boîtier vers l’intérieur, le couvercle 132 étant partiellement logé dans la gorge 134· Plus particulièrement, le couvercle 132 comprend un premier flasque 135 d’extension radiale délimité vers l’extérieur par une portée 136 d’élongation longitudinale. La portée 136 est délimitée longitudinalement par un deuxième flasque 137 d’élongation radiale s’étendant depuis la portée 136 vers l’intérieur, le deuxième flasque 137 étant situé à l’opposé de la portée 136 par rapport au premier flasque 135· Le deuxième flasque 137 peut notamment être formé par déformation de la portée 136, afin de loger le deuxième flasque 137 dans la gorge 134, assurant ainsi la fixation, par sertissage, du couvercle 132 sur le boîtier 9θ·

La fixation du couvercle 132 sur le boîtier peut également être assurée, par exemple, par l’utilisation de moyens de fixation tels que des vis passant au travers du couvercle 132 et logés dans le boîtier 9θ·

Le dispositif de compression 10 comprend une première spirale 11 et une deuxième spirale 12. Chaque spirale comprend des extensions longitudinales agencées de sorte qu’une extension longitudinale de la première spirale 11 est intercalée entre deux extensions longitudinales de la deuxième spirale 12. La première spirale 11, couplée en rotation à l’arbre d’entrainement 80, est mobile en rotation autour de l’axe longitudinal, la deuxième spirale 12 étant immobile par rapport au boîtier 9θ· Lors de la mise en rotation du dispositif de compression 10, et plus particulièrement de la première spirale 11 par rapport à la deuxième spirale 12, le fluide réfrigérant est admis dans le compresseur électrique 1 au niveau du port d’entrée 96 puis pénètre dans un premier volume 121 communiquant avec l’orifice d’entrée 111 du port d’entrée 96, le fluide réfrigérant pouvant alors refroidir la machine électrique tournante 5θ· De manière analogue, le fluide réfrigérant présent dans le premier volume 121 assure également le refroidissement du module électronique 120 logé dans la cavité 125 délimitée par l’enveloppe métallique 130, l’enveloppe métallique, et notamment le fond 131, étant réalisée dans un matériau métallique, favorisant ainsi l’échange de calories entre le module électronique 120 et le fond 131 d’une part, et entre le fond 131 et le fluide réfrigérant présent dans le premier volume 121 d’autre part. Le fluide réfrigérant est alors dirigé vers le dispositif de compression 10 puis est comprimé entre la première spirale 11 et la deuxième spirale 12. Le fluide comprimé est alors éjecté au niveau d’un orifice de refoulement 116 assurant la communication entre le dispositif de compression 10 et un deuxième volume 122 délimité par le capot 100 fixé sur le boîtier 9θ· Le deuxième volume 122 est fluidiquement relié à l’orifice de sortie 112 du port de sortie 97, permettant ainsi au fluide comprimé d’être dirigé dans le circuit de fluide.

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Le capot 100 est fixé sur le boîtier 9θ par les vis 101 insérées dans les orifices de fixation 95· Un troisième manchon 115 métallique présentant un filetage interne est positionné dans l’orifice de fixation 95 de sorte que la vis 101 soit vissée sur le troisième manchon 115, permettant ainsi d’améliorer la résistance mécanique du boîtier 9θ au niveau de l’orifice de fixation.

Le compresseur électrique 1 comprend un roulement 138 intercalé radialement entre l’arbre d’entrainement 80 et une protrusion 139 longitudinale de la première paroi 13L la protrusion 139 s’étendant longitudinalement depuis le fond 131 en direction du dispositif de compression 10, c’està-dire à l’opposé du fond 131 par rapport à la paroi 133· Le premier roulement 138 permet d’assurer la rotation relative de l’arbre d’entrainement 80 par rapport au fond 131 ·

Bien sûr, l’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l’invention. Notamment, les différentes caractéristiques, formes, variantes et modes de réalisation de l’invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. En particulier toutes les variantes et modes de réalisation décrits précédemment sont combinables entre eux.

Claims

REVENDICATIONS

1. Machine électrique tournante (50) pour compresseur électrique (1) d’un véhicule automobile, la machine électrique tournante (50) s’étendant selon un axe longitudinal (O), la machine électrique tournante (50) comprenant un boîtier (90) en un matériau synthétique qui loge un stator (60) situé radialement autour d’un rotor (70) mobile en rotation autour de l’axe longitudinal (O), caractérisé en ce que le stator (60) et le boîtier (90) sont maintenus solidaires en rotation par un organe de liaison (140) dont au moins une première partie (141) est ménagée sur le stator (60) et une deuxième partie (142) est ménagée sur le boîtier (90), la première partie (141) étant de forme complémentaire à une forme de la deuxième partie (142).
2. Machine électrique tournante selon la revendication précédente, dans laquelle l’organe de liaison (140) est ménagé exclusivement sur une face radiale externe du stator (60) et sur une face radiale interne du boîtier (90).
3. Machine électrique tournante (50) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la deuxième partie (142) de l’organe de liaison (142) est formée par le matériau synthétique constitutif du boîtier (90)·
4. Machine électrique tournante (50) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la première partie (141) et la deuxième partie (142) de l’organe de liaison définissent des aspérités (61, 62, 91, 92), les aspérités formant au moins une cannelure (61, 62) et une nervure (91, 92).
5. Machine électrique tournante (50) selon la revendication précédente, dans laquelle les aspérités (61, 62, 91, 92) sont longitudinales et/ou circonférentielles.
6. Machine électrique tournante (50) selon l’une des revendications 4 ou 5, dans laquelle les aspérités (61, 62, 91, 92) sont intégrales ou partielles.
7. Machine électrique tournante (50) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le boîtier (90) comprend au moins un manchon (115, HO, 119) métallique entouré par le matériau synthétique du boîtier (90), une extrémité longitudinale du manchon débouchant du boîtier.
8. Machine électrique tournante (50) selon l’une quelconque des revendications précédentes, la machine électrique tournante comprenant un module électronique (120) de commande de la machine tournante, le boîtier (90) comprenant une cavité (125) logeant une enveloppe métallique (130) dans laquelle est disposé le module électronique (120).

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9. Machine électrique tournante (50) selon la revendication précédente, dans laquelle l’enveloppe métallique (130) comprend un fond (131) interposé entre le stator et le module électronique, l’enveloppe métallique comprenant une ouverture fermée par un couvercle (132).
10. Compresseur électrique (1) comprenant une machine électrique tournante (50) selon

5 l’un quelconque des revendications précédentes et un dispositif de compression (lo) mis en rotation par la machine électrique tournante (50).