FR3107148A1

FR3107148A1 - Ensemble d’un stator de moteur électrique de dispositif de ventilation de véhicule automobile et d’une carte électronique de commande du moteur

Info

Publication number: FR3107148A1
Application number: FR2001395A
Authority: FR
Inventors: Geoffroy Capoulun
Original assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Current assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date: 2020-02-12
Filing date: 2020-02-12
Publication date: 2021-08-13

Abstract

Ensemble d’un stator (26) de moteur électrique (14) de dispositif de ventilation (10) de véhicule automobile et d’une carte électronique (18) de commande du moteur électrique (14), comprenant une carte électronique (18) ; un stator (26) comprenant au moins un bobinage (82) ; un support (34) de la carte électronique (18) et du stator (26) ; un dispositif de fixation (104 ; 114) de la carte électronique (18) sur le support (34), le dispositif de fixation (104 ; 114) étant au moins en partie en matériau conducteur d’électricité, le dispositif de fixation (104 ; 114) assurant la connexion électrique entre la carte électronique (18) et le bobinage (82). Figure de l’abrégé : Figure 2

Description

Ensemble d’un stator de moteur électrique de dispositif de ventilation de véhicule automobile et d’une carte électronique de commande du moteur

La présente divulgation relève du domaine des moteurs électriques de dispositif de ventilation de véhicule automobile. La présente divulgation se rapporte à un ensemble d’un stator de moteur électrique de dispositif de ventilation de véhicule automobile et d’une carte électronique de commande du moteur électrique, à un moteur électrique comprenant un tel ensemble et à un procédé d’assemblage d’un tel ensemble. La présente divulgation se rapporte également à une installation de ventilation de véhicule automobile comprenant un tel ensemble ou un tel moteur électrique.

Les véhicules automobiles sont couramment équipés d’une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation comprenant un dispositif de ventilation permettant de générer un flux d’air. Une telle installation comprend généralement une conduite de ventilation à travers laquelle un flux d’air circule. Le flux d’air est généré par une hélice ou une roue de ventilateur entrainée en rotation par un moteur électrique du dispositif de ventilation.

Le moteur électrique est notamment un moteur à commutation électronique, ou moteur à courant continu sans balai (connu également sous la dénomination anglaise de «brushless»). Le moteur électrique comporte un rotor et stator, chacun porteur d'éléments électromagnétiques.

Ainsi, le stator comprend généralement plusieurs bobinages supportés par un isolateur d’un paquet de tôles. Lorsque des courants électriques circulent à travers les bobinages, des champs magnétiques sont produits. Le rotor est muni d’une pluralité d’aimants permanents produisant également des champs magnétiques. L’interaction des champs magnétiques produits par les bobinages du stator avec les champs magnétiques produits par les aimants du rotor génèrent le déplacement du rotor relativement au stator, et plus loin le déplacement de la roue de ventilateur.

Le pilotage des courants électriques circulant à travers les bobinages, par un module d’alimentation, permet de piloter les interactions entre les aimants du rotor et les bobinages du stator, et ainsi de piloter la rotation du rotor. Le module d’alimentation comprend généralement une carte électronique de commande du moteur électrique. La carte électronique comprend des pistes conductrices reliant électriquement une source d’alimentation à des composants de connexion électrique, soudés aux pistes conductrices. Chaque composant de connexion électrique est destiné à recevoir une première extrémité d’une patte d’alimentation. Par exemple, la première extrémité de la patte d’alimentation peut être emboitée dans le composant de connexion électrique ou peut être soudée au composant de connexion électrique. Chaque patte d’alimentation est ensuite soudée, à une deuxième extrémité, à un bobinage du stator. Ainsi, les bobinages sont alimentés en courant électrique, indépendamment et individuellement.

Par ailleurs, la carte électronique est fixée à un support, par exemple au moyen de premières vis. Le stator est également fixé au support, par exemple au moyen de deuxièmes vis.

Un procédé d’assemblage d’un tel moteur électrique est ainsi complexe. De plus, le nombre de pièces nécessaires à l’assemblage est élevé.

Par ailleurs, les soudures entre les différents éléments sont généralement à base d’étain et sont donc sensibles au phénomène de «barbes d’étain» qui affecte la fiabilité des connexions électriques. Les opérations de soudage peuvent aussi présenter l’inconvénient de créer des projections sur la carte électronique de sorte que la carte électronique ne soit finalement pas conforme.

Le but de la présente divulgation est de proposer un ensemble d’un stator de moteur électrique de dispositif de ventilation de véhicule automobile et d’une carte électronique de commande du moteur électrique ne présentant pas au moins certains des inconvénients mentionnés ci-dessus.

Résumé

À cette fin, il est proposé un ensemble d’un stator de moteur électrique de dispositif de ventilation de véhicule automobile et d’une carte électronique de commande du moteur électrique, comprenant:
- une carte électronique,
- un stator comprenant au moins un bobinage,
- un support de la carte électronique et du stator,
- un dispositif de fixation de la carte électronique sur le support, le dispositif de fixation étant au moins en partie en matériau conducteur d’électricité, le dispositif de fixation assurant la connexion électrique entre la carte électronique et le bobinage.

Ainsi, avantageusement le dispositif de fixation permet de fixer la carte électronique sur le support tout en assurant la connexion électrique entre la carte électronique et le bobinage. Ainsi, le nombre d’éléments de l’ensemble du stator et de la carte électronique est réduit par rapport aux solutions connues de l’art antérieur.

Selon certains aspects avantageux, l’ensemble d’un stator de moteur électrique de dispositif de ventilation de véhicule automobile et d’une carte électronique de commande du moteur électrique peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniques possibles:
- le dispositif de fixation comprend un élément mâle présentant une tige et une tête de fixation située à une première extrémité de la tige;
- la tige de l’élément mâle du dispositif de fixation présente un filetage, de préférence au voisinage d’une deuxième extrémité de la tige, le filetage étant de préférence encore auto-taraudeur;
- la tige de l’élément mâle passe à travers un trou dans la carte électronique de sorte qu’une face d’appui de la tête de fixation soit en contact avec une première face de la carte électronique, notamment avec une zone de contact située en périphérie du trou;
- le bobinage comprend un enroulement autour d’un axe d’extension de la tige, l’enroulement recevant une partie de la tige de l’élément mâle, de préférence au moins une partie du filetage de la tige le cas échéant, le filetage étant, de préférence encore, en prise avec l’enroulement;
- le dispositif de fixation comprend en outre un élément femelle, serré au voisinage d’une deuxième extrémité de la tige de l’élément mâle, l’élément femelle étant, de préférence, un écrou ayant un taraudage vissé sur le filetage de l’élément mâle, le cas échéant, l’écrou étant, de préférence encore, à embase de serrage;
- le bobinage est supporté par un isolateur d’un paquet de tôles, l’isolateur étant de préférence en plastique, l’isolateur présentant, de préférence encore, un renfoncement recevant l’enroulement du bobinage, le cas échéant;
- le contact entre la face d’appui de la tête de fixation et la zone de contact de la carte électronique assure une conduction électrique entre une piste conductrice sur la première face de la carte électronique et la tête de fixation, la tête de fixation étant de préférence pourvue de dents aptes à abraser un revêtement sur la zone de contact de la carte électronique;
- l’élément femelle de fixation est en matériau conducteur, de préférence en cuivre;
- l’isolateur présente une portion tubulaire s’étendant selon un axe d’extension de la tige et recevant au moins une partie de la tige de l’élément mâle;
- le filetage de la tige de l’élément mâle est en prise avec la portion tubulaire de l’isolateur;
- le support de la carte électronique et du stator présente une portion tubulaire s’étendant selon un axe d’extension de la tige et recevant au moins une partie de la tige de l’élément mâle, la portion tubulaire du support de la carte électronique et de stator étant de préférence en aluminium; et
- le stator comprend trois bobinages, l’ensemble comprend en outre trois dispositifs de fixation de la carte électronique sur le support, chacun des dispositifs de fixation assurant respectivement une connexion électrique entre un bobinage et la carte électronique.

Selon un autre aspect, il est décrit un moteur électrique de dispositif de ventilation de véhicule automobile comprenant un ensemble d’un stator de moteur électrique de dispositif de ventilation de véhicule automobile et d’une carte électronique de commande du moteur électrique tel que décrit ci-avant, et un rotor comprenant une pluralité d’aimants permanents disposés en regard du au moins un bobinage du stator.

Selon un autre aspect, il est décrit une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation de véhicule automobile, comprenant un conduit de ventilation dans lequel est logé une roue de ventilation entrainée en rotation par le rotor d’un moteur électrique tel que décrit ci-avant dans toutes ses combinaisons.

Selon un autre aspect, il est décrit un procédé d’assemblage d’un ensemble tel que décrit ci-avant, le procédé comprenant les étapes suivantes:
i) positionner le stator en regard du support de la carte électronique et du stator,
ii) positionner la carte électronique en regard du support de la carte électronique et du stator,
iii) fixer la carte électronique sur le support au moyen du dispositif de fixation, le dispositif de fixation assurant la connexion électrique entre la carte électronique et le bobinage du stator.

Selon certains aspects avantageux, le procédé d’assemblage peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniques possibles:
- l’étape i) est précédée par l’étape suivante:
a) enrouler le bobinage autour de l’axe d’extension de la tige de sorte à former un enroulement,
et dans lequel les étapes i. à iii. comportent respectivement:
b) positionner le stator en regard du support de la carte électronique et du stator de sorte que l’enroulement soit coaxial avec un trou dans le support de la carte électronique et du stator,
c) positionner la carte électronique en regard du support de la carte électronique et du stator de sorte qu’un trou dans la carte électronique soit coaxial avec l’enroulement,
d) Insérer la tige de l’élément mâle du dispositif de fixation respectivement au travers du trou dans la carte électronique, du trou dans le support et de l’enroulement, jusqu’à ce que la surface d’appui de la tête de fixation de l’élément mâle soit en contact avec la première face de la carte électronique, notamment avec la zone de contact située en périphérie du trou dans la carte électronique, l’étape d) comprenant, de préférence, une sous-étape consistant à visser la tige dans l’enroulement, le cas échéant,
- l’étape a) comprend une sous-étape consistant à chauffer une partie du bobinage formant l’enroulement;
- l’étape a) comprend une sous-étape consistant à introduire une partie du bobinage formant l’enroulement dans le renfoncement formé dans l’isolateur du stator;
- l’étape d) comprend une sous-étape consistant à visser la tige au travers de la portion tubulaire de l’isolateur du stator;
- la partie du bobinage formant l’enroulement est maintenue pendant l’étape d), notamment pendant l’insertion de la tige de l’élément mâle du dispositif de fixation au travers de l’enroulement;
- le revêtement de la zone de contact de la carte électronique est abrasé par friction par les dents de la surface d’appui de la tête de fixation de l’élément mâle;
- le procédé d’assemblage comprend une étape e) consistant à serrer l’élément femelle du dispositif de fixation à la deuxième portion d’extrémité de l’élément mâle du dispositif de fixation.

D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels:

représente de côté un exemple de dispositif de ventilation pour installation de chauffage, de ventilation et/ou de climatisation de véhicule automobile,

représente une vue schématique partielle en coupe de l’exemple de dispositif de ventilation de la figure 1, selon le plan de coupe II-II,

représente une vue schématique de la carte électronique du moteur électrique de l’exemple de dispositif de ventilation des figures 1 et 2,

représente une vue schématique de l’empilement de tôles du stator du moteur électrique de l’exemple de dispositif de ventilation des figures 1 et 2,

représente une vue schématique de l’isolateur du moteur électrique de l’exemple de dispositif de ventilation des figures 1 et 2,

représente une vue schématique en coupe d’un détail du moteur électrique de l’exemple de dispositif de ventilation des figures 1 et 2, dans lequel une vis a été retirée,

représente une vue schématique en coupe de la connexion électrique entre l’un des bobinages et la carte électronique du moteur électrique de l’exemple de dispositif de ventilation des figures 1 et 2,

représente une vue schématique d’un exemple de vis du moteur électrique de l’exemple de dispositif de ventilation des figures 1 et 2,

représente un ordinogramme d’un exemple de procédé d’assemblage du moteur électrique de l’exemple de dispositif de ventilation des figures 1 et 2,

illustre schématiquement une première sous étape d’une première étape du procédé d’assemblage de la figure 9,

illustre schématiquement une deuxième sous étape d’une première étape du procédé d’assemblage de la figure 9,

illustre schématiquement une deuxième étape du procédé d’assemblage de la figure 9,

illustre schématiquement une première sous étape d’une troisième étape du procédé d’assemblage de la figure 9,

illustre schématiquement une deuxième sous-étape de la troisième étape du procédé d’assemblage de la figure 9,

représente une vue schématique en coupe d’un détail d’un deuxième exemple de moteur électrique pouvant être mis en œuvre dans le dispositif de ventilation des figures 1 et 2.

Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. À fin de concision de la présente description, ces éléments identiques ne sont pas décrits en détail dans chaque mode de réalisation. Seules les différences entre les exemples présentés sont décrites en détail.

La figure 1 illustre une vue de côté d’un dispositif de ventilation 10 d’une installation de chauffage, de ventilation et/ou de climatisation de véhicule automobile. Une telle installation de chauffage, de ventilation et/ou de climatisation de véhicule automobile comprend un conduit permettant de guider un flux d’air créé par le dispositif de ventilation 10, vers l’habitacle du véhicule et/ou vers des dispositifs d’échanges thermiques pour refroidir ou, au contraire, chauffer, le flux d’air.

Comme illustré à la figure 1, le dispositif de ventilation 10 comporte une roue de ventilateur 12 et un moteur électrique 14. Le moteur électrique 14 présente un premier axe A1 de rotation. Le moteur électrique 14 entraîne la roue de ventilateur 12 en rotation autour du premier axe A1. Le dispositif de ventilation 10 comprend un capot 16 de protection d’une carte électronique 18 de commande du moteur électrique 14. Le dispositif de ventilation 10 comporte également une bague de découplage 20 permettant d’assembler le moteur électrique 14 sur un boitier 22. Le boitier 22 peut former également une partie du conduit dans lequel est agencé le dispositif de ventilation 10.

Le premier axe A1 s’étend selon une direction Z, dite «longitudinale» par la suite. Dans ce qui suit, sauf indication contraire, on entend par direction radiale Y, toute direction appartenant à un plan contenant le premier axe A1 et normale à la direction longitudinale Z. Par ailleurs, sauf indication contraire, lorsqu’on fait référence à des qualificatifs d’orientation tels que les termes «interne», «intérieur», «externe», «extérieur», etc., il est fait référence à une orientation radiale ayant pour origine l’intersection entre la direction radiale et le premier axe A1.

Comme illustré à la figure 2, le moteur électrique 14 comprend un rotor 24. Il s’agit ici d’un rotor 24 externe en ce qu’il est associé à un stator 26 disposé radialement à l’intérieur du rotor 24. Le rotor 24 comprend une coupelle 28 à symétrie de révolution autour du premier axe A1, en forme de cloche. Le rotor 24 comprend également des aimants 30 fixés ici à une face interne 28₁de la coupelle 28, notamment sur une bande annulaire de la face interne 28₁de la coupelle 28. La coupelle 28 du rotor 24 est fixée, en son centre, à un premier arbre 32 d’axe le premier axe A1. Le premier arbre 32 constitue l’arbre de sortie du moteur électrique 14, entrainant la roue de ventilateur 12 autour du premier axe A1. À cet effet, la roue de ventilateur 12 est ici directement fixée sur le premier arbre 32.

Le moteur électrique 14 comprend également un support 34 de la carte électronique 18 et du stator 26. Le support 34 comprend une embase 36 s’étendant ici selon un plan normal à la direction longitudinale Z. Le support 34 comprend en outre un fût 38 s’étendant principalement dans la direction du premier axe A1, s’étendant depuis une première face 36₁de l’embase 36. Le support 34 est monobloc en ce qu’il y a continuité de matière entre l’embase 36 et le fût 38. Une partie du fût 38, située au voisinage d’une extrémité libre 38’ du fût 38, est agencée à l’intérieur de la coupelle 28 du rotor 24. Dans l’exemple représenté, l’embase 36 est annulaire autour du premier axe A1. Le fût 38 est ici cylindrique de révolution, d’axe le premier axe A1. Le support 34 définit ainsi un canal interne 40. Le canal interne 40 traverse de part en part le fût 38 et l’embase 36 selon la direction longitudinale Z. Deux logements sont formés dans le canal interne 40 du support 34. Chaque logement reçoit une bague de roulements 42, notamment un roulement à billes. Le premier arbre 32 est reçu en partie dans le canal interne 40 du support 34, libre en rotation autour du premier axe A1 par rapport au support 34, par l’intermédiaire des bagues de roulements 42.

L’embase 36 du support 34 forme sur une deuxième face 36₂, opposée à la première face 36₁, un renfoncement recevant la carte électronique 18. Le renfoncement peut être entouré d’un rebord saillant longitudinalement. Le support 34 peut être en aluminium, permettant ainsi une meilleure dissipation thermique de la chaleur produite au voisinage de la carte électronique 18.

L’embase 36 présente trois premiers trous 44 s’étendant chacun selon un deuxième axe A2 respectif. Chaque deuxième axe A2 s’étend selon la direction longitudinale Z, parallèlement au premier axe A1. Chaque premier trou 44 de l’embase 36 est débouchant longitudinalement. Ici et dans ce qui suit, il est entendu par «débouchant longitudinalement», qu’un trou traverse de part en part un élément solide dans la direction longitudinale Z. En d’autres termes, chaque premier trou 44 traverse de part en part l’embase 36 dans la direction longitudinale Z.

Telle qu’illustrée à la figure 3, la carte électronique 18 comprend une plaque 46. La plaque 46 est en matériau isolant électrique. La plaque 46 s’étend dans un plan normal à la direction longitudinale Z. La plaque 46 présente ainsi une première face 46₁opposée à l’embase 36 selon la direction longitudinale Z. Une deuxième face 46₂de la plaque 46, opposée à la première face 46₁selon la direction longitudinale Z, est orientée en regard (ou vis-à-vis) de la deuxième face 36₂de l’embase 36 selon la direction longitudinale Z. Comme illustrée à la figure 3, la première face 46₁de la plaque 46 comporte un ensemble de pistes 48 conductrices. Des composants électroniques 50 sont solidarisés à la plaque 46 de manière à être reliés électriquement les uns aux autres par les pistes 48. Chaque composant électronique 50 comprend des pattes, chacune fixée à la plaque 46, notamment par soudure. Optionnellement, la première face 46₁de la plaque 46 peut être revêtue d’un vernis de protection des pistes 48.

Comme visible à la figure 3, la carte électronique 18 présente trois deuxièmes trous 52 s’étendant chacun selon un deuxième axe A2 respectif. Chaque deuxième trou 52 est débouchant longitudinalement. Chaque deuxième trou 52 de la carte électronique 18 est aligné selon la direction longitudinale Z, avec l’un des premiers trous 44 de l’embase 36. Chaque deuxième trou 52 est entouré d’une pastille 54 conductrice sur la première face 46₁de la plaque 46.

La carte électronique 18 comprend également un connecteur d’alimentation 56. Chaque pastille 54 est reliée au connecteur d’alimentation 56 au moyen d’une piste 48 de la plaque 46. Le connecteur d’alimentation 56 permet l’alimentation électrique de la carte électronique 18.

Le stator 26 du moteur électrique 14 comprend par ailleurs un empilement de tôles 58 représenté de manière isolée à la figure 4. L’empilement de tôles 58 est formé d’une pluralité de tôles identiques superposées. Chaque tôle comprend une portion annulaire depuis laquelle des branches s’étendent radialement vers l’extérieur. Lorsque les tôles sont superposées, les portions annulaires des tôles forment un manchon central 60 de l’empilement de tôles 58. L’empilement de tôles 58 comprend également une pluralité de branches 62 s’étendant radialement vers l’extérieur, en étoile, depuis le manchon central 60. Dans l’exemple illustré, l’empilement de tôles 58 comprend douze branches 62. Lorsque le stator 26 est assemblé au support 34, le manchon central 60 est monté sur la partie du fût 38 pour être disposé à l’intérieur de la coupelle 28 du rotor 24 comme cela est illustré à la figure 2.

Selon l’exemple représenté, l’empilement de tôles 58 présente trois troisièmes trous 66 s’étendant dans la direction longitudinale Z selon un deuxième axe A2 respectif, à travers le manchon central 60. Chaque troisième trou 66 de l’empilement de tôles 58 est débouchant longitudinalement. Chaque troisième trou 66 de l’empilement de tôles 58 est aligné avec l’un des premiers trous 44 de l’embase 36 et l’un des deuxièmes trous 52 de la carte électronique 18.

Le stator 26 comprend en outre un isolateur 67 représenté de manière isolée à la figure 5. L’isolateur 67 comprend une pluralité de bras 74 s’étendant radialement en étoile. L’isolateur comprend un nombre de bras 74 identique au nombre de branches 62 de l’empilement de tôles 58. Selon l’exemple représenté, l’isolateur 67 comprend ainsi douze bras 74.

Lorsque le moteur électrique 14 est assemblé, comme illustré à la figure 2, l’isolateur 67 entoure l’empilement de tôles 58. Chaque bras 74 de l’isolateur 67 recouvre au moins en partie une branche 62 de l’empilement de tôles 58. L’isolateur 67 est ici en plastique. L’isolateur 67 peut être surmoulé sur l’empilement de tôles 58.

Comme illustré aux figures 2 et 5, l’isolateur 67 comprend une portion annulaire 86 depuis laquelle les bras 74 s’étendent radialement en étoile vers l’extérieur. La portion annulaire 86 s’étend dans un plan normal à la direction longitudinale Z. La portion annulaire 86 est disposée en regard d’une face de l’empilement de tôles 58 opposée à l’embase 36 du support 34, selon la direction longitudinale Z.

Selon l’exemple représenté, le stator 26 comporte trois bobinages 82. Chaque bobinage 82 forme une phase du moteur électrique 14. Chaque bobinage 82 est constitué d’un fil conducteur enroulé de sorte à former des bobines 84. Chaque fil peut être revêtu d’un revêtement isolant électrique. Selon l’exemple illustré, chaque bobinage 82 forme un nombre identique de bobines 84. En l’espèce, chaque bobinage 82 forme quatre bobines 84.

Chaque bobine 84 est enroulée autour de l’un des bras 74 de l’isolateur 67. En particulier, chaque bras 74 de l’isolateur 67 forme un logement pour recevoir une des bobines 84.

Le fil de chaque bobinage 82 est ensuite électriquement relié à la carte électronique 18 permettant l’alimentation électrique de chaque bobinage 82. L’alimentation électrique de chaque bobinage 82 permet de produire un champ magnétique au voisinage de chaque bobine 84 pour interagir avec les aimants 30 portés par le rotor 24.

Dans la suite, on décrit de manière plus détaillée la connexion électrique entre les bobinages 82 et la carte électronique 18.

Comme représenté à la figure 2, l’isolateur 67 comporte trois portions tubulaires 88. Chaque portion tubulaire 88 s’étend dans la direction longitudinale Z selon un deuxième axe A2 respectif. Ici, chaque portion tubulaire 88 est cylindrique de révolution autour d’un deuxième axe A2 respectif.

Comme illustrée à la figure 6, chaque portion tubulaire 88 s’étend entre une première extrémité 88’ débouchant au niveau de la portion annulaire 86 et une deuxième extrémité 88’’. La deuxième extrémité 88’’ de chaque portion tubulaire 88 est au voisinage, voire en butée selon la direction longitudinale Z, de la deuxième face 46₂de la plaque 46 de la carte électronique 18.

À cet effet, chaque portion tubulaire 88 est reçue à l’intérieur de l’un des troisièmes trous 66 à travers le manchon central 60 de l’empilement de tôles 58. Chaque troisième trou 66 de l’empilement de tôles 58 présente une forme et des dimensions permettant de recevoir l’une des portions tubulaires 88. De même, chaque portion tubulaire 88 est reçue à l’intérieur de l’un des premiers trous 44 à travers l’embase 36 du support 34. Chaque premier trou 44 à travers l’embase 36 présente une forme et des dimensions permettant de recevoir l’une des portions tubulaires 88.

Par ailleurs, chaque portion tubulaire 88 comprend un épaulement. L’épaulement forme une surface d’appui 94 contenue dans un plan normal à la direction longitudinale Z. La surface d’appui 94 est ici en butée, selon la direction longitudinale Z, contre la première face 36₁de l’embase 36.

Chaque portion tubulaire 88 définit également ici un passage interne 96 d’axe le deuxième axe A2 respectif. Chaque passage interne 96 s’étend entre la première extrémité 88’ et la deuxième extrémité 88’’ de la portion tubulaire 88 respective. Chaque passage interne 96 est ici cylindrique de révolution. Chaque passage interne 96 présente un renfoncement 98, au voisinage de la première extrémité 88’ de la portion tubulaire 88 respective. Le renfoncement 98 forme une surface de fond 100 normale à la direction longitudinale Z.

En référence à la figure 7, une portion du fil constituant chaque bobinage 82 forme un enroulement 102 autour d’un deuxième axe A2 respectif. Chaque enroulement 102 est reçu dans l’un des renfoncements 98 formés par les portions tubulaires 88.

Le moteur électrique 14 comprend en outre trois vis 104. Comme représenté en figure 8, chaque vis 104 comporte une tige 106 d’axe un troisième axe A3. Chaque tige 106 présente une première extrémité 106₁et une deuxième extrémité 106₂longitudinalement opposées. Les tiges 106 sont ici filetées. Le filetage s’étend ici sur la totalité de chaque tige 106. Alternativement, le filetage peut s’étendre uniquement sur une portion de chaque tige 106, notamment située au voisinage de la deuxième extrémité 106₂de la tige. Le filetage de chaque tige 106 est ici auto-taraudeur.

Chaque vis 104 est pourvue d’une tête de vis 108 située à la première extrémité 106₁de la tige 106. Chaque tête de vis 108 présente une surface d’appui 110. Comme illustrée à la figure 8, la surface d’appui 110 de la tête de vis 108 de chaque vis 104 est pourvue de dents 112.

Chaque vis 104 est en matériau électriquement conducteur. Par exemple, chaque vis 104 est en matériau métallique, notamment en cuivre.

Comme visible sur la figure 7, chaque vis 104 est agencée de sorte que le troisième axe A3 d’extension de la tige 106 coïncide avec l’un des deuxièmes axes A2. La tige 106 de chaque vis 104 passe au travers d’un des deuxièmes trous 52 de la carte électronique 18 pour être reçue dans le deuxième passage interne 96 de la portion tubulaire 88 respective. La tige 106 passe également à l’intérieur de l’enroulement 102 respectif, logé dans le renfoncement 98 de la portion tubulaire 88. La surface d’appui 110 de la tête de vis 108 de chaque vis 104 est en contact avec la pastille 54 entourant le deuxième trou 52 respectif de la carte électronique 18. La deuxième extrémité 106₂de la tige 106 s’étend ici au-delà de la portion annulaire 86 de l’isolateur 67 selon la direction longitudinale Z.

Par ailleurs, chaque vis 104 est vissée dans la portion tubulaire 88 respective, au moyen du filetage auto-taraudeur. Ainsi, chaque vis 104 permet un serrage dans la direction longitudinale Z entre la portion tubulaire 88 respective de l’isolateur 67 et la plaque 46 de la carte électronique 18. L’embase 36 du support 34 est ainsi prise en sandwich entre la surface d’appui 94 de chaque portion tubulaire 88 et la deuxième face 46₂de la plaque 46 de la carte électronique 18. Les vis 104 permettent ainsi de fixer ensemble le stator 26, le support 34 et la carte électronique 18.

De même, chaque vis 104 est vissée dans l’un des enroulements 102 reçu dans le renfoncement 98 de la portion tubulaire 88 respective, au moyen du filetage auto-taraudeur. Ainsi, chaque vis 104 est reliée électriquement à l’un des bobinages 82 au moyen du filetage de la tige 106 en prise dans l’enroulement 102 de l’un des bobinages 82. Une connexion électrique est également assurée entre chaque vis 104 et le connecteur d’alimentation 56 par le contact entre la surface d’appui 110 de la tête de vis 108 de chaque vis 104 et la pastille 54 entourant le deuxième trou 52 respectif. Chaque vis 104 assure donc aussi une connexion électrique entre le connecteur électrique 56 et l’un des bobinages 82, permettant d’alimenter les bobinages 82 en courant électrique.

Les dents 112 permettent notamment d’abraser, lors du vissage de chaque vis 104, un éventuel vernis de protection recouvrant les pastilles 54, le vernis empêchant le cas échéant la connexion électrique entre les pastilles 54 et la surface d’appui 110 de la tête de vis 108 des vis 104.

En référence à la figure 7, un écrou 114 est vissé sur la deuxième extrémité 106₂de chacune des vis 104. Chaque écrou 114 est serré contre la portion annulaire 86 de l’isolateur 67. Chaque écrou 114 peut être en matériau conducteur, notamment en cuivre. De préférence, chaque écrou 114 peut comprendre une embase de serrage, munie de crans. Un tel écrou 114 permet une meilleure conduction électrique entre chaque enroulement 102 des bobinages 82 et la vis 104 respective. Il est ainsi possible de réduire l’interférence mécanique entre l’enroulement 102 de fil de cuivre et le filetage de la vis 104 sans risquer de dégrader le contact électrique. Le risque d’endommagement du fil de cuivre lors du vissage de la vis 104 est ainsi réduit. Le procédé d’assemblage est ainsi fiabilisé.

La figure 9 illustre un ordinogramme d’un procédé 200 d’assemblage du stator 26 du moteur électrique 14, de la carte électronique 18 de commande du moteur électrique 14 et du support 34 tels que décrits précédemment.

Le procédé 200 comporte une première étape 201 consistant à enrouler une portion du fil des bobinages 82 de sorte à former les enroulements 102, autour des deuxièmes axes A2 respectifs. Comme illustré à la figure 10, la première étape 201 peut être réalisée en utilisant un arbre 115. L’arbre 115 est inséré à l’intérieur de l’une des portions tubulaires 88 de l’isolateur 67. La portion de fil de l’un des bobinages 82 est alors enroulée autour de l’arbre 115 pour former l’enroulement 102 respectif. Lorsque l’enroulement 102 respectif est formé, l’arbre 115 est retiré. Chaque enroulement 102 est formé au voisinage du renfoncement 98 de la portion tubulaire 88 respective.

Lorsque le fil constituant l’un des bobinages 82 est revêtu d’un revêtement isolant, la première étape 201 peut comprendre une sous-étape, illustrée à la figure 11, consistant à chauffer l’enroulement 102 formé par le bobinage 82 respectif de sorte à retirer le revêtement isolant de la portion du fil constituant l’enroulement 102.

Comme illustrée à la figure 12, le procédé 200 comporte alors une deuxième étape 202 consistant à introduire chaque enroulement 102 à l’intérieur du renfoncement 98 formé par la portion tubulaire 88 respective. Pour ce faire, un mandrin 116 comprenant un épaulement 119 peut être utilisé.

Le mandrin 116 est déplacé selon la direction longitudinale Z, comme illustré par la flèche F1, de sorte à introduire chaque enroulement 102 à l’intérieur du renfoncement 98 de la portion tubulaire 88 respective. Le mandrin 116 peut comprendre un guide 118 destiné à être inséré dans le passage interne 96 de la portion tubulaire 88 respective pour guider le déplacement du mandrin 116 dans la direction longitudinale Z.

Le procédé comprend une troisième étape 204 consistant à positionner l’isolateur 67 en regard du support 34 selon la direction longitudinale Z. Pour cela, le manchon central 60 de l’empilement de tôles 58 est monté sur le fût 38 du support 34. En outre, l’isolateur 67 est positionné ici de sorte que la surface d’appui 94 de chaque portion tubulaire 88 soit en butée, selon la direction longitudinale Z, sur la première face 36₁de l’embase 36. Par ailleurs, à la fin de la troisième l’étape 204, le positionnement de l’isolateur 67 permet l’alignement selon la direction longitudinale Z, de chaque premier trou 44 de l’embase 36 avec le passage interne 96 de l’une des portions tubulaires 88 et l’un des enroulements 102.

Une quatrième étape 206 consiste alors à positionner la carte électronique 18 en regard de l’embase 36 du support 34. La carte électronique 18 peut notamment être positionnée à l’intérieur du réceptacle formé par l’embase 36 du support 34. La carte électronique 18 est positionnée par rapport à l’embase 36 de sorte que chaque deuxième trou 52 de la plaque 46 soit aligné selon la direction longitudinale Z avec l’un des premiers trous 44 de l’embase 36, le passage interne 96 de l’une des portions tubulaires 88 et l’un des enroulements 102.

Il va de soi que les troisième et quatrième étapes peuvent être réalisées dans l’ordre inverse, ou même concomitamment.

Lors d’une cinquième étape 208 suivante illustrée à la figure 13, la tige 106 de chaque vis 104 est insérée au travers de l’un des deuxièmes trous 52 de la carte électronique 18. Chaque vis 104 est ensuite vissée au travers du passage interne 96 de la portion tubulaire 88 respective. Ensuite, chaque vis 104 est vissée au travers de l’enroulement 102 du bobinage 82 respectif. Chaque enroulement 102 peut notamment être maintenu au moyen d’un élément de maintien 122 comme illustré à la figure 14. Cela permet ainsi de limiter, voire d’empêcher, le retrait de chaque enroulement 102 du renfoncement 98 dans lequel il est logé, lors du vissage des vis 104.

Le frottement de la surface d’appui 110 sur la pastille 54 lors du vissage de chaque vis 104 peut notamment abraser le vernis protecteur optionnel recouvrant la première face 46₁de la plaque 46 de carte électronique 18, notamment au moyen des dents d’abrasion 112 de la surface d’appui 110 de chaque vis 104.

La cinquième étape 208 est achevée lorsque la surface d’appui 110 de la tête de vis 108 de chaque vis 104 est en contact avec la pastille 54 entourant le trou 52 à travers lequel chaque vis 104 est insérée. Ainsi, à la fin de la cinquième étape 208, chaque vis 104 assure une connexion électrique entre un bobinage 82 respectif et la carte électrique 18 permettant l’alimentation en courant électrique de chaque bobinage 82.

Lorsque la cinquième étape 208 est achevée, la carte électronique 18 est par ailleurs fixée au support 34. La carte électronique 18 est notamment fixée à l’isolateur 67 du stator 26 et à la carte électronique 18 par le serrage produit par les vis 104 vissées dans les portions tubulaires 88. Le support 34 est alors pris en sandwich entre l’isolateur 67 du stator 26 et la carte électronique 18. Ainsi, le stator 26, le support 34 et la carte électronique 18 forment un ensemble solidaire.

Le procédé d’assemblage comprend alors une sixième étape 210 consistant à visser l’écrou 114 sur la deuxième extrémité 106₂de la tige 106 de chaque vis 104. L’écrou 114 est ensuite serré contre la portion annulaire 86 de l’isolateur 67.

L’invention ne se limite pas au seul exemple décrit précédemment et est susceptible de nombreuses variantes.

Selon un exemple représenté en figure 15, l’agencement de l’isolateur 67 peut être diffèrent de celui décrit dans l’exemple précédent en ce qu’au moins l’une des portions tubulaires 88 n’est pas reçue dans le premier trou 44 respectif de l’embase 36. Dans ce cas, la deuxième extrémité 88’’ de la portion tubulaire 88 définit une face d’extrémité 124 normale à la direction longitudinale Z. La face d’extrémité 124 est en butée selon la direction longitudinale Z contre la première face 36₁de l’embase 36. Ainsi, lorsque le moteur électrique 14 est assemblé, l’embase 36 du support 34 est prise en sandwich entre la face d’extrémité 124 de la portion tubulaire 88 et la deuxième face 46₂de la carte électronique 46

Comme visible sur la figure 15, la portion annulaire 86 peut également comprendre au moins un relief 126 s’étendant selon la direction longitudinale Z de manière opposée aux portions tubulaires 88. Le relief 126 est à symétrie de révolution autour de l’un des deuxièmes axes A2. Le relief 126 entoure le renfoncement 98 formé par la portion tubulaire 88 respective. Le relief 126 présente avantageusement une surface en entonnoir 126₁pour guider l’insertion de l’enroulement 102 respectif dans le renfoncement 98 lors de l’étape 202.

Par ailleurs, selon une variante non représentée, l’embase 36 du support 34 peut comprendre trois portions tubulaires, chacune s’étendant longitudinalement selon un deuxième axe A2 respectif, depuis la première face 36₁de l’embase 36. Les premiers trous 44 de l’embase 36 traversent ainsi longitudinalement de part en part les portions tubulaires de l’embase 36. Chaque portion tubulaire de l’embase 36 présente une extrémité en butée selon la direction longitudinale Z contre la deuxième extrémité 88’’ de l’une des portions tubulaires 88 de l’isolateur 67.

Selon un autre exemple non représenté, la connexion électrique entre la carte électronique 18 et l’un des bobinages 82 peut être réalisée au moyen d’un rivet en lieu et place de l’une des vis 104 décrites dans l’exemple précédent.

Toutes les connexions électriques entre la carte électronique 18 et les bobinages 82 peuvent être identiques. Alternativement, les connexions électriques peuvent avoir des configurations différentes, notamment selon une combinaison des solutions conventionnelles et des solutions telles que décrit ci-dessus.

Claims

Ensemble d’un stator (26) de moteur électrique (14) de dispositif de ventilation (10) de véhicule automobile et d’une carte électronique (18) de commande du moteur électrique (14), comprenant:
- une carte électronique (18),
- un stator (26) comprenant au moins un bobinage (82),
- un support (34) de la carte électronique (18) et du stator (26),
- un dispositif de fixation (104; 114) de la carte électronique (18) sur le support (34), le dispositif de fixation (104; 114) étant au moins en partie en matériau conducteur d’électricité, le dispositif de fixation (104; 114) assurant la connexion électrique entre la carte électronique (18) et le bobinage (82).
Ensemble selon la revendication 1, dans lequel le dispositif de fixation (104; 114) comprend un élément mâle (104) présentant une tige (106) et une tête de fixation (108) située à une première extrémité (106₁) de la tige (106).
Ensemble selon la revendication 2, dans lequel la tige (106) de l’élément mâle (104) du dispositif de fixation (104; 114) présente un filetage, de préférence au voisinage d’une deuxième extrémité de la tige (106₂), le filetage étant de préférence encore auto-taraudeur.
Ensemble selon la revendication 2 ou 3, dans lequel la tige (106) de l’élément mâle (104) passe à travers un trou (52) dans la carte électronique (18) de sorte qu’une face d’appui (110) de la tête de fixation (108) soit en contact avec une première face (46₁) de la carte électronique (18), notamment avec une zone de contact (54) située en périphérie du trou (52).
Ensemble selon l’une des revendications 2 à 4, dans lequel le bobinage (82) comprend un enroulement (102) autour d’un axe d’extension de la tige (106), l’enroulement (102) recevant une partie de la tige (106) de l’élément mâle (104), de préférence au moins une partie du filetage de la tige (106) le cas échéant, le filetage étant, de préférence encore, en prise avec l’enroulement (102).
Ensemble selon l’une des revendications 2 à 5, dans lequel le dispositif de fixation (104; 114) comprend en outre un élément femelle (114), serré au voisinage d’une deuxième extrémité (106₂) de la tige (106) de l’élément mâle (104), l’élément femelle (114) étant, de préférence, un écrou ayant un taraudage vissé sur le filetage de l’élément mâle (104), le cas échéant, l’écrou étant, de préférence encore, à embase de serrage.
Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le bobinage (82) est supporté par un isolateur (67) d’un paquet de tôles (58), l’isolateur (67) étant de préférence en plastique, l’isolateur (67) présentant, de préférence encore, un renfoncement (98) recevant l’enroulement (102) du bobinage (82), le cas échéant.
Moteur électrique (14) de dispositif de ventilation (10) de véhicule automobile comprenant un ensemble d’un stator (26) de moteur électrique (14) de dispositif de ventilation (10) de véhicule automobile et d’une carte électronique (18) de commande du moteur électrique (14) selon l’une quelconque des revendications précédentes, et un rotor (24) comprenant une pluralité d’aimants permanents (30) disposés en regard du au moins un bobinage (82) du stator (26).
Procédé d’assemblage d’un ensemble selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, le procédé comprenant les étapes suivantes:
i) positionner le stator (26) en regard du support (34) de la carte électronique (18) et du stator (26),
ii) positionner la carte électronique (18) en regard du support (34) de la carte électronique (18) et du stator (26),
iii) fixer la carte électronique (18) sur le support (34) au moyen du dispositif de fixation (104; 114), le dispositif de fixation (104; 114) assurant la connexion électrique entre la carte électronique (18) et le bobinage (82) du stator (26).
Procédé d’assemblage d’un ensemble selon la revendication 9, les revendications 2 à 4 s’appliquant, dans lequel l’étape i) est précédée par l’étape suivante:
a) enrouler le bobinage (82) autour de l’axe d’extension de la tige (106) de sorte à former un enroulement (102),
et dans lequel les étapes i. à iii. comportent respectivement:
b) positionner le stator (26) en regard du support (34) de la carte électronique (18) et du stator (26) de sorte que l’enroulement (102) soit coaxial avec un trou (44) dans le support (34) de la carte électronique (18) et du stator (26),
c) positionner la carte électronique (18) en regard du support (34) de la carte électronique (18) et du stator (26) de sorte qu’un trou (52) dans la carte électronique (18) soit coaxial avec l’enroulement (102),
d) Insérer la tige (106) de l’élément mâle (104) du dispositif de fixation (104; 114) respectivement au travers du trou (52) dans la carte électronique (18), du trou (44) dans le support (34) et de l’enroulement (102), jusqu’à ce que la surface d’appui (110) de la tête de fixation (108) de l’élément mâle (104) soit en contact avec la première face (46₁) de la carte électronique (18), notamment avec la zone de contact (54) située en périphérie du trou (52) dans la carte électronique (18), l’étape d) comprenant, de préférence, une sous-étape consistant à visser la tige (106) dans l’enroulement (102), le cas échéant.