FR3103772A1 - Dispositif de protection d’un capteur/émetteur - Google Patents

Abstract

Titre de l'invention : Dispositif de protection d’un capteur /émetteur Dispositif de protection (4) d’un capteur/émetteur (3) pour véhicule automobile (1), le dispositif de protection (4) comportant d’une part un ensemble mobile en rotation autour d’un axe de rotation (A) formé d’un boitier (6) et d’un élément de couverture transparent (10) solidaire du boitier (6) et disposé dans le champ de détection du capteur/émetteur (3), et d’autre part un moteur électrique (20) couplé au boitier (6) pour entraîner en rotation le boitier (6) et l’élément de couverture transparent (10), caractérisé en ce que le dispositif de protection (4) comporte au moins une zone d’équilibrage (36, 46) par enlèvement de matière réalisée dans l’ensemble mobile en rotation et/ou dans un rotor (24) du moteur électrique (20). Figure de l’abrégé : Figure 3

Description

Dispositif de protection d’un capteur/émetteur

La présente invention se rapporte au domaine de l’aide à la conduite et notamment aux systèmes d’assistance à la conduite comportant un capteur/émetteur. Plus particulièrement, l’invention concerne les systèmes d’assistance à la conduite comportant un dispositif de protection d’un tel capteur/émetteur et un dispositif de nettoyage associé.

Parmi les systèmes d’assistance à la conduite, on trouve par exemple des systèmes d’aide au stationnement et des systèmes de détection de franchissement de ligne. Dans ce contexte, les capteurs/émetteurs sont connus pour être installés à l’extérieur des véhicules à différents endroits selon l’utilisation qui en est faite. Les capteurs/émetteurs peuvent ainsi se retrouver au niveau du pare-chocs arrière ou avant du véhicule, au niveau de la plaque d’immatriculation arrière ou avant du véhicule ou encore sur les flancs du véhicule.

Le capteur/émetteur, disposé à l’extérieur du véhicule, est fortement exposé aux projections de saletés minérales ou organiques qui peuvent se déposer sur sa surface vitrée. En particulier par temps de pluie, on constate des projections de pluie et de saletés qui peuvent grandement affecter l’opérabilité du système d’assistance à la conduite comprenant un tel capteur. Les surfaces vitrées des capteurs/émetteurs doivent donc être protégées et nettoyées afin de garantir leur bon état de fonctionnement, et ce besoin est d’autant plus important dans le cas d’un véhicule autonome, dans lequel le pilotage du véhicule est réalisé par l’intermédiaire des informations recueillies par les capteurs/émetteurs.

Il est ainsi connu d’agencer un dispositif de nettoyage de la surface vitrée du capteur à proximité de cette surface vitrée afin de supprimer les éléments polluants qui s’y sont déposés au préalable. Notamment, les dispositifs de nettoyages peuvent consister en des gicleurs alimentés en fluide de nettoyage. Le cas échéant, ces gicleurs peuvent être agencés en extrémité d’un dispositif télescopique configuré pour passer d’une position repos escamotée à une position déployée de nettoyage. Si l’utilisation de ces gicleurs permet un nettoyage approprié des capteurs, elle génère des coûts de fonctionnement importants car il est nécessaire de prévoir des quantités de fluide de nettoyage assez importantes et des moyens de cinématique du gicleur sophistiqués.

De manière alternative, il est connu de prévoir des dispositifs de nettoyage comportant d’une part une vitre de protection, agencée en regard de la surface vitrée du capteur de manière à ce que les salissures se déposent sur cette vitre et non pas directement sur la surface du capteur/émetteur, et d’autre part des moyens de vibration qui sont pilotés pour faire vibrer la vitre de protection afin d’en décoller les saletés. Toutefois, il a été constaté que l’efficacité d’un tel dispositif pour des salissures tenaces et incrustées peut être limitée malgré la vibration de la vitre de protection.

Une autre alternative prévoit qu’un capteur/émetteur, et par exemple une caméra, de système d’assistance à la conduite soit associé à un dispositif de protection qui comprend un boîtier rotatif logeant la caméra en la protégeant de l’environnement extérieur. Le boîtier rotatif comporte un élément de couverture transparent agencé en vis-à-vis du capteur/émetteur, notamment de l’objectif de la caméra, pour permettre des prises de vue. Le boîtier rotatif et l’élément de couverture transparent associé sont entraînés en rotation par l’intermédiaire d’un moteur formant partie du dispositif de protection. Plus particulièrement, le moteur est configuré pour entrainer la rotation du boîtier à une vitesse suffisante pour retirer par effet centrifuge des salissures ou de l’eau pouvant être présent sur l’élément de couverture transparent. Cette solution de nettoyage par effet centrifuge est nettement plus efficace que la mise en vibration de l’élément de couverture transparent décrite ci-dessus.

Cette alternative de nettoyage par centrifugation présente cependant certains inconvénients. La force centrifuge mise en jeu impose un équilibre continu du dispositif de protection pour que le nettoyage par centrifugation du dispositif de protection soit efficace. Cet équilibre est possible notamment lorsque les différents constituants du dispositif de protection amenés à tourner lors la centrifugation ont un poids régulièrement réparti autour de l’axe de rotation du boîtier. Un écart de poids, sur au moins un de ces éléments mobiles, par rapport au dimensionnement prévu à l’origine peut entrainer un déséquilibre de la force centrifuge et dès lors un décalage du centre de gravité du dispositif de protection par rapport à l’axe de rotation du moteur. Ce décalage provoque des contraintes asymétriques sur l’arbre du moteur pouvant entrainer une déformation de l’arbre, voire une cassure irréversible de l’arbre, et peut générer des bruits de fonctionnement désagréables pour l’occupant du véhicule.

Il est connu d’équilibrer les dispositifs tournants en disposant des balourds, c’est-à-dire un surplus de matière, sur la périphérie d’un ou plusieurs éléments tournants. Cette utilisation de balourds est facilement applicable à certains systèmes de grandes tailles. Cependant pour des dispositifs de protection de capteur/émetteur de petite taille, et notamment de capteur optique, de véhicule automobile, il est difficile de mettre en place ces balourds et l’ajout de poids peut entrainer un fonctionnement à trop forte charge du moteur électrique associé au dispositif de protection. Ceci peut induire un ralentissement de la rotation du dispositif de protection, réduisant l’efficacité du nettoyage par centrifugation, et le cas échéant un dysfonctionnement du moteur électrique.

La présente invention s’inscrit dans ce contexte et a tout d’abord pour objet un dispositif de protection d’un capteur/émetteur pour véhicule automobile, le dispositif de protection comportant d’une part un ensemble mobile en rotation autour d’un axe de rotation formé d’un boitier et d’un élément de couverture transparent solidaire du boitier et disposé dans le champ de détection du capteur/émetteur, et d’autre part un moteur électrique couplé au boitier pour entraîner en rotation le boitier et l’élément de couverture transparent, caractérisé en ce que le dispositif de protection comporte au moins une zone d’équilibrage par enlèvement de matière réalisée dans l’ensemble mobile en rotation et/ou dans un rotor du moteur électrique.

Le capteur/émetteur, notamment mis en œuvre dans le cadre d’un système d’assistance d’aide à la conduite, peut par exemple prendre la forme d’un capteur optique de prise de vues tel qu’une caméra. Il peut s’agir d’un capteur CCD (pour «charged coupled device» en anglais à savoir dispositif de transfert de charge) ou d’un capteur CMOS comportant une matrice de photodiodes miniatures. De manière alternative, le capteur/émetteur peut prendre la forme d’un émetteur de rayonnement électromagnétique comme un Lidar («Laser, Imaging, Détection And Ranging») ou un Radar («Radio, Détection And Ranging») ou par exemple d’un émetteur de rayonnement acoustique.

L’élément de couverture transparent est un élément apte à autoriser le fonctionnement du capteur/émetteur, et par exemple d’un capteur optique, c’est-à-dire l’acquisition d’images de la scène de route afin de permettre notamment l’élaboration d’une assistance à la conduite du véhicule, tout en protégeant le capteur/émetteur des salissures de manière à optimiser la qualité des images acquises. L’élément de couverture transparent est disposé dans le champ de détection du capteur/émetteur pour le protéger et il est nettoyé lorsque des salissures apparaissent à sa surface de sorte que le capteur/émetteur interprète, mesure, capte et/ou analyse le signal qu’il est censé percevoir, de manière indifférente avec ou sans l’élément de couverture transparent. L’élément de couverture transparent est optiquement neutre de sorte à permettre au capteur/émetteur des acquisitions d’image non altérées par la présence de l’élément de couverture.

Le nettoyage de l’élément de couverture transparent est assuré par la mise en rotation, à grandes vitesses, du boîtier solidaire de l’élément de couverture transparent, cette mise en rotation générant une force centrifuge susceptible de débarrasser l’élément de couverture transparent des salissures et/ou de l’eau le recouvrant.

A cet effet, l’élément de couverture transparent est relié au moteur électrique via au moins le boîtier. La liaison entre le moteur électrique et le boîtier peut notamment être directe, c’est-à-dire avec le boîtier qui est directement en prise sur une partie tournante du moteur. De manière alternative, le dispositif de protection peut comporter une pièce intermédiaire formant une liaison entre le boîtier et la partie tournante du moteur électrique.

Le moteur électrique est disposé à l’opposé de l’élément de couverture transparent dans le dispositif de protection, leur disposition étant appréciée par rapport à l’axe de rotation

Le moteur électrique peut notamment consister en un moteur à commutation électronique, ou moteur à courant continu sans balai (connu également sous la dénomination anglaise «brushless»). Le rotor et le stator sont chacun porteur d’éléments électromagnétiques dont l’interaction génère le déplacement du rotor relativement au stator. Le rotor et le stator sont montés indépendamment l’un de l’autre dans ledit moteur. A titre d’exemple, le stator comporte des bobines électromagnétiques et le rotor comporte des aimants permanents, la commutation de courant électrique dans les bobines du stator générant un champ électromagnétique tournant dans lequel les aimants permanents tournent et entraînent en rotation le rotor qui les porte. Dans le dispositif de protection selon l’invention, le rotor est avantageusement interne au stator, le stator étant agencé en périphérie du rotor.

On comprend que le dispositif de protection comporte une partie fixe et une partie mobile. La partie fixe comprend au moins le stator du moteur électrique et la partie mobile comprend au moins le rotor, le boîtier et l’élément de couverture transparent. La partie mobile comprend également, lorsqu’elle est présente, la pièce intermédiaire formant une liaison entre le boîtier et le moteur électrique.

Le boîtier, l’élément de couverture transparent et le moteur électrique définissent un logement qui est configuré pour recevoir le capteur/émetteur. Le logement est le cas échéant également délimité par la pièce intermédiaire formant liaison entre le boîtier et le moteur électrique, lorsque celle-ci est présente.

Selon l’invention, le dispositif de protection du capteur/émetteur est configuré de telle manière que des zones sont plus spécifiquement aménagées sur l’ensemble mobile en rotation, et notamment le boîtier, pour permettre un rééquilibrage du poids de cet ensemble mobile en rotation autour de l’axe de rotation lorsqu’un déséquilibrage est constaté. Ce rééquilibrage est mis en œuvre par un enlèvement de matière dans l’une des zones spécifiquement aménagées à cet effet, facilement accessibles sur le pourtour de l’ensemble mobile en rotation. L’enlèvement de matière mis en œuvre grâce à l’agencement des zones spécifiquement aménagées sur l’ensemble mobile en rotation selon l’invention permet d’ajuster l’équilibre de cet ensemble mobile en rotation en diminuant son poids, ce qui permet de moins pénaliser le fonctionnement du moteur électrique associé à la rotation du dispositif de protection du capteur/émetteur.

Selon l’une des caractéristiques de l’invention, l’au moins une zone d’équilibrage réalisée dans l’ensemble mobile en rotation est située sur le boitier du dispositif de protection du capteur/émetteur et/ou sur un élément intermédiaire interposé entre le boîtier et le moteur électrique.

La ou les zones d’équilibrage sont disposées sur l’ensemble mobile en rotation participant à former le dispositif de protection, et au moins une de ces zones d’équilibrage est présente sur le boîtier du dispositif de protection. On comprend de ce qui précède que l’élément intermédiaire peut être compris dans le dispositif de protection, mais que sa présence reste facultative. Dans certains modes de réalisation, le dispositif de protection comprend un élément intermédiaire et au moins une zone d’équilibrage peut être présente sur cet élément intermédiaire. Dans d’autres modes de réalisation, le dispositif de protection ne comprend pas un tel élément intermédiaire, le boîtier étant lié directement au moteur électrique, et les zones d'équilibrage sont présentes sur le boîtier du dispositif de protection.

Selon l’une des caractéristiques de l’invention, l’au moins une zone d’équilibrage est située au voisinage de l’élément de couverture transparent du dispositif de protection.

L’une des zones d’équilibrage est située au plus proche de l’élément de couverture transparent du dispositif de protection afin de limiter les vibrations de l’élément de couverture transparent lors de la rotation du dispositif de protection.

Selon une caractéristique optionnelle de l’invention, l’au moins une zone d’équilibrage est située sur l’une des extrémités longitudinales du dispositif de protection.

Selon une caractéristique optionnelle de l’invention, le dispositif de protection comporte au moins deux zones d’équilibrage disposées longitudinalement à l’opposé l’une de l’autre, chaque zone d’équilibrage étant située sur l’une des extrémités longitudinales du dispositif de protection.

On comprend ici que les zones d’équilibrage sont situées de manière opposée selon l’axe de rotation du dispositif de protection afin d’assurer un meilleur équilibrage du dispositif de protection du capteur/émetteur. Il est dès lors possible de procéder à un enlèvement de matière aussi bien au voisinage d’une première extrémité longitudinale, dont l’élément de couverture transparent est proche, qu’au voisinage d’une deuxième extrémité longitudinale, dont le moteur électrique est proche.

Selon une caractéristique optionnelle de l’invention, l’au moins une zone d’équilibrage est agencée sur la face externe de l’ensemble mobile en rotation du dispositif de protection, en périphérie de cet ensemble mobile en rotation.

Avantageusement, chaque zone d’équilibrage est disposée sur le pourtour externe d’une portion de l’ensemble mobile en rotation, et par exemple du boîtier. La ou les zones d’équilibrage peuvent ainsi être facilement atteintes pour leur usinage et il est dès lors plus simple d’ajuster la quantité de matière à retirer pour un équilibrage correct de l’ensemble. Plus particulièrement, l’accessibilité des zones d’équilibrage est d’autant plus simplifiée si chaque zone d’équilibrage est réalisée sur une portion proéminente par rapport au reste de l’ensemble mobile en rotation, et notamment sur une portion de plus grand diamètre que le diamètre moyen de l’ensemble mobile en rotation.

Selon une caractéristique optionnelle de l’invention, l’ensemble mobile en rotation comporte au moins un collet formant saillie de la face externe de cet ensemble mobile en rotation, l’au moins une zone d’équilibrage étant formée en périphérie de l’au moins un collet.

On comprend que selon certains modes de réalisation, le boîtier du dispositif de protection et, s’il est présent, l’élément intermédiaire comportent au moins une paroi agencée de manière à présenter une collet, avantageusement perpendiculaire à l’axe de rotation dudit dispositif de protection, formant saillie vers l’extérieur du dispositif de protection, et on comprend dans ce contexte que pour réaliser l’équilibrage de l’ensemble mobile en rotation du dispositif de protection, on réalise un enlèvement de matière en périphérie d’une de ces collets.

Selon une caractéristique optionnelle de l’invention, une zone d’équilibrage comporte un bord périphérique régulier sur une majeure partie du collet et au moins une région locale d’enlèvement de matière formant un méplat.

L’enlèvement de matière en périphérie des collets peut notamment se réaliser par une opération de fraisage, qui rompt le profil régulier du collet. Une telle opération de fraisage consiste à élimer le bord périphérique du collet en diminuant localement la dimension radiale, par exemple le diamètre lorsque le collet est circulaire, entre le bord périphérique et axe de rotation du boîtier de protection. L’opération de fraisage est réalisée sur une portion définie du collet, et il convient de noter que plusieurs opérations de fraisage peuvent être réalisées distinctement sur le pourtour de la zone de manière à former plusieurs régions locales d’enlèvement de matière distinctes les unes des autres.

Selon une caractéristique optionnelle de l’invention, l’au moins une zone d’équilibrage est formée par une zone de surépaisseur de matière d’un composant de l’ensemble mobile en rotation du dispositif de protection, de manière à ce que l’évidement de matière soit réalisé dans cette zone de surépaisseur.

On définit une zone de surépaisseur de matière comme une zone d’un composant de l’ensemble mobile en rotation dont l’épaisseur, c’est-à-dire la dimension radiale par rapport à l’axe de rotation, est supérieure à l’épaisseur moyenne des parois définissant ce composant de l’ensemble mobile en rotation. Plus particulièrement, la zone de surépaisseur peut présenter une épaisseur supérieure au double de l’épaisseur moyenne des parois du composant porteur de cette zone de surépaisseur, par exemple le boîtier rotatif.

Selon une caractéristique optionnelle de l’invention, la zone de surépaisseur de matière comporte sur la périphérie dudit composant de l’ensemble mobile en rotation une gorge délimitant au moins une zone d’attaque d’enlèvement de matière.

L’enlèvement de matière se fait par exemple par perçage des zones d’équilibrage. La zone d’attaque est dans ce contexte une zone spécifiquement conçue et dimensionnée pour faciliter le perçage des zones d’équilibrage, et notamment le positionnement de la tête de perçage. A titre d’exemple, la gorge peut présenter un profil en V apte à recevoir la tête de perçage.

L’invention concerne également un ensemble de détection comprenant au moins un capteur/émetteur muni d’une surface vitrée et un dispositif de protection selon l’une quelconque des caractéristiques citées précédemment.

L’ensemble de détection est par exemple un élément d’un système d’assistance à la conduite, tel un système d’aide au stationnement ou un système de détection de franchissement de ligne.

Le capteur/émetteur est par exemple un capteur photosensible, tel une caméra optique ou un capteur photographique. Il peut s’agir, par exemple, d’un capteur CCD (pour “charged coupled device” en anglais à savoir un dispositif à transfert de charge) ou d’un capteur CMOS comportant une matrice de photodiodes miniatures.

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:

est une vue en perspective d’un véhicule automobile comportant un ensemble de détection selon l’invention;

est une vue de côté d’un ensemble de détection selon un premier mode de réalisation de l’invention, rendant visible un dispositif de protection agencé autour d’un capteur/émetteur ici non visible, le dispositif de protection comportant ici deux zones d’équilibrage comprenant une forme de gorge;

est une coupe longitudinale de l’ensemble de détection tel que présenté sur la figure 2;

est une vue de côté d’un ensemble de détection selon un deuxième mode de réalisation de l’invention, rendant visible un dispositif de protection agencé autour d’un capteur/émetteur ici non visible, le dispositif de protection comportant ici deux zones d’équilibrage en forme de collet ;

est une coupe longitudinale de l’ensemble de détection tel que représenté sur la figure 4;

est une vue de face de l’ensemble de détection de la figure 4, la zone d’équilibrage en forme de collet présentant une découpe de son bord périphérique.

Les caractéristiques, 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 aux 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.

On rappelle que l’invention protège ici un dispositif de protection d’un capteur/émetteur présentant au moins une zone d’équilibrage par enlèvement de matière agencée sur un élément tournant du dispositif de protection. Le dispositif de protection est monté rotatif, apte à être mis en rotation à grandes vitesses pour évacuer par effet centrifuge les salissures pouvant s’être déposées sur la surface externe de l’élément de couverture transparent. Le dispositif de protection est particulier en ce que la zone d’équilibrage présentée sur la paroi du dispositif de protection équilibre la rotation du dispositif de protection par enlèvement de matière, comme cela est particulièrement visible sur les figures 3 et 6.

En se référant tout d’abord à la figure 1, un véhicule 1 est équipé d’un ensemble de détection 2 comprenant au moins un capteur/émetteur 3 et un dispositif de protection 4 selon l’invention, le dispositif de protection 4 logeant le capteur/émetteur 3 pour assurer sa protection. L’ensemble de détection 2 fait par exemple partie d’un système d'assistance à la conduite du véhicule.

Dans l’exemple illustré en figure 1, il a été plus particulièrement illustré un ensemble de détection 2 disposé dans la calandre 5 du véhicule 1, étant entendu qu’un tel ensemble de détection 2 pourra être mis en œuvre également ou alternativement à l’arrière du véhicule 1 ou sur ses flancs. Le dispositif de protection 4 est notamment configuré pour être mis en rotation à grandes vitesses et permettre le nettoyage par effet centrifuge d’un élément de couverture transparent du dispositif de protection apte à être disposé en regard du capteur/émetteur 3.

Tel qu’illustré sur la figure 2, l’ensemble de détection 2 et le dispositif de protection associé s’étendent principalement le long d’un axe de rotation A longitudinal, notamment confondu avec l’axe principal d’émission du capteur/émetteur, par exemple l’axe optique du capteur lorsque le capteur/émetteur est un capteur optique.

Le dispositif de protection 4 tel que représenté sur la figure 2 comprend un ensemble mobile en rotation formé d’au moins un élément de couverture transparent 10 et un boîtier 6, ainsi qu’un moteur électrique 20 dont le rotor 24 est rendu solidaire en rotation du boîter. Chacune des pièces formant le dispositif de protection 4 est une pièce de révolution autour de l’axe de rotation A.

Le boîtier 6 est monté mobile en rotation autour de l’axe de rotation A longitudinal et il présente une première extrémité 12 et une deuxième extrémité 14 longitudinalement opposées. La première extrémité 12 est libre et porte l’élément de couverture transparent 10, tandis que la deuxième extrémité 14 est agencée en regard du moteur électrique 20.

Le boîtier 6 comporte un corps 9 se prolongeant par un manchon 15 vers la première extrémité 12, le corps 9 se distinguant du manchon 15 par un diamètre plus grand que le diamètre dudit manchon 15.

L’élément de couverture transparent 10 est lié au boîtier 6 au niveau du manchon 15, et plus particulièrement au voisinage de la première extrémité 12 du boîtier 6. Le boîtier 6 est solidaire du rotor 24 du moteur électrique au niveau de la deuxième extrémité 14.

L’élément de couverture transparent 10 comprend une paroi transparente bombée, perpendiculaire et centrée sur l’axe de rotation A, et placée en regard du capteur/émetteur, tel que cela est visible sur la figure 3.

Tel que cela est plus particulièrement visible sur la figure, 3, le dispositif de protection 4 est configuré pour loger le capteur émetteur 3. Le moteur électrique 20 est piloté pour assurer la rotation à grandes vitesses du dispositif de protection 4 autour de l’axe de rotation A, étant noté que dans le cas présent le boîtier 6, et plus particulièrement le corps 9, du dispositif de protection 4 est relié directement au moteur électrique 20 pour assurer la mise en rotation, autour de l’axe de rotation A, dudit dispositif de protection 4, à savoir le boîtier 6 et l’élément de couverture transparent 10, assurant ainsi le nettoyage par centrifugation de l’élément de couverture transparent 10.

Le moteur électrique 20 comprend un stator 22 et le rotor 24 précédemment évoqué. Dans l’exemple illustré sur la figure 3, le moteur électrique 20 est à rotor interne, c’est-à-dire que le stator 22 forme un cylindre autour du rotor 24. Le stator 22 du moteur électrique est destiné à être fixé au véhicule automobile 1, par exemple au moyen d’une vis de serrage. Il convient de noter que le moteur électrique 20 est un moteur électromagnétique dont la représentation a été ici simplifiée, en masquant d’une part le bobinage prévu sur la face interne du stator en regard du rotor et d’autre part les éléments magnétiques rendus solidaires du rotor et aptes à tourner dans le champ magnétique créé par le bobinage lorsqu’il est alimenté électriquement.

Le rotor 24 est configuré pour s’étendre en saillie du corps du stator 22 de manière à pouvoir être solidarisé au boîtier 9. Lorsque le rotor 24 est mis en rotation, par une alimentation électrique appropriée du bobinage du stator, le rotor entraine en rotation le boîtier 6, et donc l’élément de couverture transparent 10 fixé sur le boîtier 6.

Dans la présente description, afin de clarifier la lecture, et sans que cela soit limitatif d’une mise en œuvre du dispositif dans le véhicule, on définit arbitrairement l’avant et l’arrière du dispositif de protection de sorte que la première extrémité, ou extrémité libre, 12 est situé vers l’avant du dispositif de protection 4 selon l’axe de rotation A et que le rotor 24 du moteur électrique 20 est situé à l’arrière du boîtier 6 selon l’axe de rotation A.

Tel que cela est plus particulièrement visible sur la figure 3 ou la figure 5, le capteur/émetteur 3 peut notamment consister en un capteur optique comportant une lentille 26, un carter 28 comportant notamment l’électronique de commande du capteur et un organe de support 27. La lentille 26 est l’organe du capteur, ici un capteur optique, permettant d’acquérir des informations, ici des images, de l’extérieur. Ces informations sont ensuite transmises à l’électronique de commande présente dans le carter 28 qui permet d’assurer la gestion et le traitement des informations acquises par la lentille. Le carter 28 est fixé à l’organe de support 27 qui est rendu solidaire du stator 22 du moteur électrique 20. Cet organe de support 27 assure ainsi la fixation du capteur/émetteur 3 par rapport au véhicule 1.

Chaque élément du capteur/émetteur 3 est logé dans le dispositif de protection 4. La lentille 26 est logée dans le manchon 15, le corps 9 du boîtier 6 loge le carter 28 du capteur/émetteur 3 et l’organe de support 27 est entouré par le boîtier 6 et le rotor 24.

Le capteur/émetteur 3 est logé dans le dispositif de protection 4 de telle manière que l’élément de couverture transparent 10 est placé en regard de la lentille 26. Selon le référentiel choisi arbitrairement, l’élément de couverture transparent 10 du dispositif de protection 4 est placé à l’avant de la lentille 26.

On va maintenant décrire plus particulièrement le dispositif de protection selon un premier mode de réalisation, en référence notamment aux figures 2 et 3, dans lequel des zones d’équilibrage par enlèvement de matière sont formées dans des zones de surépaisseur qui peuvent être agencées aussi bien sur le boîtier que sur le stator.

Le boîtier 6 du dispositif de protection 4 comprend une paroi principale 30. La paroi principale présente une première face interne 32 et une première face externe 34 et l’épaisseur de cette paroi principale, comme l’épaisseur de la paroi définissant le manchon, est définie par la distance entre cette face interne et cette face externe.

L’épaisseur du manchon 15 est sensiblement constante et ici de l’ordre de 3mm pour la paroi axiale du manchon et de l’ordre de 2mm pour la paroi radiale reliant cette paroi axiale à la paroi principale 30. La paroi principale 30 présente quant à elle une épaisseur variable depuis le manchon 15 jusqu’à l’extrémité longitudinale opposée.

Plus particulièrement, la paroi principale 30 du boîtier présente une zone de surépaisseur 37, c’est-à-dire une zone d’épaisseur plus grande que l’épaisseur moyenne des parois du boîtier. Cette zone de surépaisseur 37 est formée au voisinage du manchon, de sorte que l’épaisseur de la paroi principale 30 va en diminuant en allant du manchon à l’extrémité opposée, cette extrémité opposée présentant une épaisseur sensiblement égale à celle du manchon. A titre d’exemple, la zone de surépaisseur 37 agencée à une extrémité longitudinale de la paroi principale 30 présente une épaisseur de l’ordre de 4mm et la paroi principale 30 présente à l’extrémité longitudinale opposée une épaisseur de l’ordre de 1,5mm.

Selon l’invention, cette zone de surépaisseur 37 participe à former une première zone d’équilibrage 36, agencée annulairement à une première extrémité longitudinale du boîtier, et dans laquelle un enlèvement de matière est réalisé pour réaliser l’équilibrage, le dimensionnement de la quantité de matière enlevée dans cette zone de surépaisseur permettant de moduler le poids du boîtier et ainsi l’équilibrage du dispositif de protection.

Le dispositif de protection 4 présente une première gorge 16 qui se situe sur la première face externe 34 du corps 9 du boîtier, au niveau de la première zone d’équilibrage 36. Cette première gorge 16 s’étend annulairement autour du corps 9 du boîtier, à l’aplomb de la zone de surépaisseur 37. Tel qu’illustré, cette première gorge présente un profil angulaire, sensiblement en forme de V. Ponctuellement, un dégagement de matière, formé ici par un orifice 50 qui sera détaillé ci-après, est réalisé dans la zone de surépaisseur 37, dans le prolongement radial de cette première gorge 16. Il convient de noter que ce dégagement de matière est réalisé ponctuellement et n’est pas réalisé annulairement contrairement à la zone de surépaisseur 37 ou à la première gorge 16. Cette première gorge 16 est dès lors à considérer comme un repère visuel de la première zone d’équilibrage 36, c’est-à-dire un repère pour déterminer une première zone d’attaque d’enlèvement de matière et notamment pour centrer l’outillage sur la zone de surépaisseur 37 dans laquelle enlever la matière.

En complément de cette première zone d’équilibrage agencé au voisinage d’une première extrémité longitudinale du dispositif de protection, une deuxième zone d’équilibrage 46 est agencée à l’extrémité longitudinale opposée de l’ensemble mobile en rotation du dispositif de protection, ici au niveau du rotor 24.

Le rotor 24 comporte un corps axial 39 cylindrique monté en rotation autour d’un palier 220 du stator 22, via au moins un roulement 221, et dont une extrémité axiale s’étend en saillie du stator, vers l’avant du dispositif de protection selon l’orientation arbitraire précédemment choisie. Le corps axial 39 est prolongée sensiblement perpendiculairement par une collerette 40 qui s’étend en s’éloignant de l’axe de rotation longitudinal du dispositif de protection, en présentant une forme annulaire autour de cet axe de rotation dont le bord périphérique présente des parois s’étendant perpendiculairement de part et d’autre de la collerette. Tel qu’illustré sur la figure 3, une première paroi axiale 41 s’étend depuis la collerette vers le boîtier 6 du dispositif de protection 4. Plus particulièrement, cette première paroi axiale 41 présente une surface interne 42 et une surface externe 44, cette surface externe 44 étant configurée pour être rendue solidaire du boîtier 6 du dispositif de protection 4, par exemple par un filetage permettant le vissage du boîtier sur le rotor 24.

Par ailleurs, une deuxième paroi axiale 45 s’étend depuis la collerette à l’opposé de la première paroi axiale, cette fois en direction du corps de stator 22, de manière à venir en recouvrement de celui-ci et former une barrière d’étanchéité à l’encontre des salissures susceptibles de pénétrer dans le moteur électrique.

Une zone de surépaisseur 47 est agencée à l’extrémité libre de la collerette 40, à la jonction de celle-ci et de la deuxième paroi axiale 45. Plus particulièrement, cette zone de surépaisseur dans le rotor est formée par une augmentation de l’épaisseur de la collerette selon une dimension axiale longitudinale et par une augmentation de l’épaisseur de la deuxième paroi axiale 45 selon une dimension radiale. A titre d’exemple, la zone de surépaisseur peut présenter une dimension axiale de l’ordre de 5mm alors que la dimension axiale moyenne de la collerette est de l’ordre de 2 à 3mm, et cette zone de surépaisseur peut présenter une dimension radiale de l’ordre de 4 à 6mm alors que la dimension radiale de la deuxième paroi axiale est de l’ordre de 1 à 2 mm.

Selon l’invention, cette zone de surépaisseur 47 participe à former une deuxième zone d’équilibrage 46, agencée annulairement sur le rotor disposé à une deuxième extrémité longitudinale du boîtier, et dans laquelle un enlèvement de matière est réalisé pour réaliser l’équilibrage, le dimensionnement de la quantité de matière enlevée dans cette zone de surépaisseur permettant de moduler le poids du rotor et ainsi l’équilibrage du dispositif de protection.

Le dispositif de protection 4 présente une deuxième gorge 18 qui se situe sur la face externe du rotor et plus particulièrement sur le bord périphérique de la collerette, au niveau de la deuxième zone d’équilibrage 46. Cette deuxième gorge 18 s’étend annulairement autour de la collerette du rotor, à l’aplomb de la zone de surépaisseur 47. Tel qu’illustré, cette deuxième gorge 18 présente un profil angulaire, sensiblement en forme de V. Ponctuellement, un dégagement de matière, formé ici par un orifice qui sera détaillé ci-après, est réalisé dans la zone de surépaisseur 47, dans le prolongement radial de cette deuxième gorge 18. Il convient de noter que ce dégagement de matière est réalisé ponctuellement et n’est pas réalisé annulairement contrairement à la zone de surépaisseur 47 ou à la deuxième gorge 18. Cette deuxième gorge 18, de façon analogue à ce qui a été décrit pour la première gorge 16, est dès lors à considérer comme un repère visuel de la deuxième zone d’équilibrage 46, c’est-à-dire un repère pour déterminer une deuxième zone d’attaque d’enlèvement de matière et notamment pour centrer l’outillage sur la zone de surépaisseur 47 dans laquelle enlever la matière.

Dans ce premier mode de réalisation, l’enlèvement de matière des zones d’équilibrage 36, 46 est destiné à être réalisé par perçage, tel qu’illustré sur la figure 3, d’un premier orifice 50 et/ou d’un deuxième orifice 52. Les orifices 50, 52 s’étendent radialement depuis la gorge correspondante, c’est à dire perpendiculairement à l’axe de rotation A. Dans l’exemple illustré, les orifices 50, 52 ont la même profondeur et le même diamètre, mais il sera entendu que des dimensions différentes d’orifices pourraient être mises en œuvre en fonction des besoins d’équilibrage du dispositif. Par ailleurs, dans l’exemple illustré, les orifices 50, 52 sont diamétralement opposés par rapport à l’axe de rotation A, mais il conviendra de noter qu’un tel agencement n’est illustré ici qu’à titre indicatif, la localisation de l’orifice permettant l’enlèvement de matière dans la zone de surépaisseur pouvant être n’importe où dans la gorge correspondante.

La représentation schématique des orifices 50, 52 a été exagérée pour optimiser la compréhension de l’exemple. Ainsi, les orifices réalisés peuvent présenter un diamètre de l’ordre du dixième de millimètres. La précision du perçage, aussi bien pour obtenir la profondeur souhaitée de l’orifice correspondant que pour positionner correctement cet orifice sur le pourtour de l’ensemble mobile en rotation, est importante. Dans ce contexte, chaque gorge permet de centrer l’outil de perçage pour assurer un positionnement axial fiable.

On va maintenant décrire un dispositif de protection conforme à l’invention selon un deuxième mode de réalisation, en référence aux figures 4 à 6, qui diffère du premier mode de réalisation précédemment décrit en ce que l’enlèvement de matière se réalise par fraisage de la périphérie d’un collet et non par perçage d’une zone de surépaisseur. Dans ce qui va suivre, les éléments communs aux deux modes de réalisation ont conservé leurs nomenclatures et leurs numérotations.

Comme représenté sur la figure 4 et 5, le dispositif de protection 4 comporte un premier collet 54 situé à l’avant du corps principal 9 du boîtier 6 selon l’axe de rotation A et le référentiel choisi arbitrairement. Le premier collet forme une saillie de la première face externe 34 de la paroi principale 30 perpendiculaire à l’axe de rotation A. Le premier collet 54 présente sur son pourtour, à l’opposé de la face externe, un premier bord périphérique 58 qui participe à former une première zone d’équilibrage 36. Avant toute opération d’équilibrage, le premier bord périphérique 58 est, comme illustré sur la figure 4, continu et sans entaille, de sorte que le rayon du premier collet 54 est constant sur toute la circonférence de ce collet.

Dans l’exemple illustré, le premier collet 54 est disposé à l’extrémité longitudinale de la paroi principale 30, dans le prolongement direct du manchon 15. Le premier collet est ainsi dégagé vers l’avant du fait du diamètre inférieur du manchon, et il est également dégagé vers l’arrière du fait de la présence d’une première gorge de délimitation 60 formée dans la paroi principale 30. Dans ce contexte, il est particulièrement visible que le bord périphérique 58 du premier collet 54 est libre et peut être usiné à la demande d’un utilisateur par un outillage approprié.

Le dispositif de protection 4 comporte aussi un deuxième collet 56 situé à l’arrière du dispositif de protection, ici sur un élément intermédiaire 8 disposé selon l’axe de rotation A entre le boîtier et le moteur électrique 20. Tel que cela est plus particulièrement visible sur la figure 5, l’ensemble mobile en rotation comporte ici le boîtier 6 et l’élément intermédiaire 8, le boîtier étant relié indirectement au rotor 24. L’élément intermédiaire 8 comporte une première portion 81 solidaire du boîtier et une deuxième portion 82 dont un pourtour externe est dimensionné pour entourer le corps de stator pour les raisons précédemment évoquées. Le deuxième collet 56 forme une saillie radiale, perpendiculaire à l’axe de rotation A, de cette deuxième portion 82. Là encore, le deuxième collet 56 présente sur son pourtour, à l’opposé de la face externe, un deuxième bord périphérique 62 qui participe à former une deuxième zone d’équilibrage 46. Avant toute opération d’équilibrage, le deuxième bord périphérique 62 est, comme illustré sur la figure 4, continu et sans entaille, de sorte que le rayon du deuxième collet 56 est constant sur toute la circonférence de ce collet.

L’élément intermédiaire 8 est configuré de sorte qu’une deuxième gorge de délimitation 64 est formée entre la première portion 81 et la deuxième portion 82, le deuxième collet étant formé en saillie de la deuxième portion dans le prolongement direct de cette deuxième gorge de délimitation. Là encore, l’accessibilité au deuxième collet 56 en est augmentée.

Les zones d’équilibrage 36, 46 situées sur les bords périphériques 58, 62 des collets 54, 56 sont destinées à être localement usinées, pour subir un enlèvement de matière ponctuel, cet usinage pouvant consister en un fraisage par exemple. Dès lors qu’un déséquilibre est constaté lors de la mise en rotation de l’ensemble mobile en rotation, de la matière est enlevée au niveau du premier collet formé sur le boîtier et/ou au niveau du deuxième collet formé sur le rotor, de manière à harmoniser l’inertie de l’ensemble mobile en rotation autour de l’axe de rotation. Une fraise radiale permet d’enlever de la matière en formant un méplat 66 tel qu’illustré sur la figure 6. Il résulte de ceci que le bord périphérique 58, 62 du collet 54, 56 ainsi usiné devient, après usinage et enlèvement de matière, discontinu en présentant un ou plusieurs méplats sur sa périphérie.

Il convient de noter que le méplat 66 illustré sur la figure 6 est volontairement grossi pour rendre compte de la dissymétrie qu’un tel méplat 66 peut générer sur le collet correspondant. Le collet présente ainsi un diamètre réduit au niveau du méplat 66 par rapport au diamètre des autres portions du collet.

Tel que cela vient d’être décrit pour deux modes de réalisation, sans que cette description ne soit par ailleurs limitative d’une mise en œuvre d’autres modes de réalisation, la présente invention vise à protéger un dispositif de protection dans lequel des zones d’équilibrage sont ménagées sur des composants rotatifs susceptibles d’être entrainées à grande vitesse pour un nettoyage par effet centrifuge à grande vitesse. Ces zones d’équilibrage consistent dans un premier temps à la mise en place de zones de surépaisseurs dans une paroi d’un composant rotatif, ces zones de surépaisseurs étant facilement identifiables et accessibles, puis dans un deuxième temps, une fois la rotation du dispositif de protection mise en œuvre notamment dans des tests de fonctionnement du dispositif de protection, la réalisation d’un enlèvement de matière dans ces zones de surépaisseur lorsqu’un besoin de rééquilibrer l’ensemble mobile en rotation et le rotor autour de l’axe de rotation.

Claims (10)

1. Dispositif de protection (4) d’un capteur/émetteur (3) pour véhicule automobile (1), le dispositif de protection (4) comportant d’une part un ensemble mobile en rotation autour d’un axe de rotation formé d’un boitier (6) et d’un élément de couverture transparent (10) solidaire du boitier (6) et disposé dans le champ de détection du capteur/émetteur (3), et d’autre part un moteur électrique (20) couplé au boitier (6) pour entraîner en rotation le boitier (6) et l’élément de couverture transparent (10), caractérisé en ce que le dispositif de protection (4) comporte au moins une zone d’équilibrage (36, 46) par enlèvement de matière réalisée dans l’ensemble mobile en rotation et/ou dans un rotor (24) du moteur électrique (20).
2. Dispositif de protection (4) selon la revendication 1, dans lequel l’au moins une zone d’équilibrage (36, 46) réalisée dans l’ensemble mobile en rotation est située sur le boitier (6) du dispositif de protection (4) du capteur/émetteur (3) et/ou sur un élément intermédiaire (8) interposé entre le boîtier (6) et le moteur électrique (20).
3. Dispositif de protection (4) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’au moins une zone d’équilibrage (36, 46) est située au voisinage de l’élément de couverture transparent (10) du dispositif de protection (4).
4. Dispositif de protection (4) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’au moins une zone d’équilibrage (36, 46) est située sur l’une des extrémités longitudinales du dispositif de protection (4).
5. Dispositif de protection (4) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’au moins une zone d’équilibrage (36, 46) est agencée sur la face externe de l’ensemble mobile en rotation du dispositif de protection (4), en périphérie de cet ensemble mobile en rotation.
6. Dispositif de protection (4) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’ensemble mobile en rotation comporte au moins un collet (54, 56) formant saillie de la face externe de cet ensemble mobile en rotation, l’au moins une zone d’équilibrage (36, 46) étant formée en périphérie de l’au moins un collet.
7. Dispositif de protection (4) selon la revendication 6, dans lequel une zone d’équilibrage (36, 46) comporte un bord périphérique (58, 62) régulier sur une majeure partie du collet (54, 56) et au moins une région locale d’enlèvement de matière formant un méplat (66).
8. Dispositif de protection (4) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’au moins une zone d’équilibrage (36, 46) est formée par une zone de surépaisseur de matière (37, 47) d’un composant de l’ensemble mobile en rotation du dispositif de protection (4), de sorte que l’évidement de matière soit réalisé dans cette zone de surépaisseur.
9. Dispositif de protection (4) selon la revendication précédente, dans lequel la zone de surépaisseur de matière (37, 47) comporte sur la périphérie dudit composant de l’ensemble mobile en rotation une gorge (16, 18) délimitant au moins une zone d’attaque d’enlèvement de matière.
10. Ensemble de détection (2) comprenant au moins un capteur/émetteur (3) muni d’une surface vitrée et un dispositif de protection (4) selon l’une quelconque des revendications précédentes.