WO2016162618A1 - Procede de fabrication d'un regulateur porte-balais d'alternateur de vehicule automobile, porte-balais regulateur correspondant et alternateur equipe - Google Patents

Procede de fabrication d'un regulateur porte-balais d'alternateur de vehicule automobile, porte-balais regulateur correspondant et alternateur equipe Download PDF

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Henri-Charles SMAEGHE
Hugues TEMPEZ
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Valeo Equipements Electriques Moteur
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    • H01R9/226—Bases, e.g. strip, block, panel comprising a plurality of conductive flat strips providing connection between wires or components

Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing a motor vehicle alternator brush regulator, and the brush regulator manufactured by this method. It also relates to an alternator comprising this brush-holder regulator.
  • Modern motor vehicle alternators are compact equipment in which control and regulation devices are integrated.
  • a brush-holder regulator of this type is for example described in the patent application FR296941 1 by the company VALEO ELECTRICAL EQUIPMENT MOTOR.
  • This brush-holder regulator comprises axial connection terminals and a connector intended to be connected to an electronic control unit of the heat engine.
  • the connection terminals and the connector are connected by a trace circuit to electronic components of the regulator and to electric braids of brushes.
  • this trace circuit is formed from a blank obtained in an initial step by stamping a sheet or metal strip.
  • the traces are not completely separated, residual portions of the metal sheet keep them in place for a first pre-molding step.
  • This first pre-molding step is intended to mechanically maintain the traces by an electrically insulating plastic material before electrically separating them in a second step for a final overmolding step.
  • the first pre-molding step is replaced by another first step of complete separation of the traces.
  • the traces are then positioned one by one in a mold before the final step of overmolding.
  • the invention relates to a method of manufacturing a motor vehicle alternator brush regulator of the type of those comprising:
  • the second overmoulding step forms a molded-over complete box of a brush regulator incorporating the trace circuit and having a through cavity, the mechanical strength portions being included in a specific area of the trace circuit located in the through cavity, and the method comprises a third step for removing the mechanical holding portions in the through cavity so as to form electrical connection tabs for said at least one electronic component.
  • the first and third steps involve a stamping operation and / or stamping.
  • the invention relates to a motor vehicle alternator brush regulator obtained by implementing the method briefly described above, of the type comprising an overmoulded housing incorporating a trace circuit and a housing. for at least one component electronic.
  • the housing comprises a through cavity in which are located electrical connection tabs for said at least one electronic component.
  • the through cavity is closed by a cover or a resin coating.
  • the through cavity is closed by a heat sink.
  • the invention also relates to a motor vehicle alternator comprising a brush-holder regulator having the characteristics specified above.
  • Figures 1a, 1b and 1c respectively illustrate first, second and third stages of the method of manufacturing a motor vehicle alternator brush regulator according to the invention.
  • Figures 2a and 2b respectively show, in perspective, the top and bottom of a motor vehicle alternator brush regulator manufactured by the method according to the invention.
  • a blank of an electrically conductive trace circuit 1 is formed by stamping or stamping of a metal strip, comprising various traces 2 intended to provide electrical connections with, in particular, braid tresses, polarities B + and B- of a vehicle battery and alternator phases.
  • This trace circuit 1 made in step A comprises a specific zone 6 comprising specific traces 5 interconnected by mechanical strength portions 1 1 which provide a mechanical rigidity in a plane of the trace circuit 1 which is thus under the shape of a single piece.
  • These mechanical strength portions 1 1 ensure proper spacing between the different traces intended to constitute the electrical connections of the electric circuit of the brush-holder regulator.
  • Portions January 1 are intended to be removed in a third step C of the method according to the invention, described below.
  • a second step B, illustrated in FIG. 1b, is an overmolding step of the trace circuit 1 with an electrically insulating plastic material.
  • step B the complete box of the brush-holder regulator is formed, comprising, besides the trace circuit 1 1 overmolded by the plastic material:
  • a support plate 8 for mounting the brush regulator on a rear bearing of the alternator
  • this through cavity 12 is formed in the housing 3 of the electronic control component which is here a voltage regulator box TO220.
  • the through cavity 12 is formed facing the specific area 6 having the specific traces 5 interconnected by the mechanical strength portions 1 1, so as to leave exposed and free of plastic material specific traces 5 and mechanical strength portions 1 1 of the trace circuit 1.
  • a third step C illustrated by FIG. 1c, the mechanical strength portions 1 1 inside the cavity 12 are removed, by stamping or stamping, so as to form electrical connection tabs 7 to which are welded. corresponding tabs of the electronic control component.
  • the removal of the mechanical strength portions 1 1 eliminates the short circuits introduced by them into the electric circuit of the brush regulator.
  • the location of the mechanical strength portions 1 1 in the through cavity 12 allows a separation of the specific traces 5, forming the tabs 7, after a complete overmolding operation of the brush-holder regulator 13.
  • the embodiment of the brush-holder regulator 13 is thus made possible only in three stages A, B and C.
  • the through cavity 12 is closed on one side by a heat sink 14 covering the housing 3 and, on an opposite side, by a cover or a resin coating 15.
  • the brush holder regulator according to the invention provides a competitive advantage to the motor vehicle alternator in which it is integrated.

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Abstract

Le procédé selon l'invention pour la fabrication d'un régulateur porte-balais (13) comprend une première étape pour former une ébauche d'un circuit de traces destiné à relier électriquement un composant électronique du régulateur à des moyens de connexion électriques (9, 10) de celui-ci, le circuit comportant des traces reliées entre elles par des portions de tenue mécanique (6), et une deuxième étape pour surmouler le circuit avec un matériau plastique. Conformément à l'invention, la deuxième étape forme un boîtier surmoulé complet incorporant le circuit de traces et ayant une cavité traversante (12), avec des portions de tenue mécanique du circuit qui sont comprises dans une zone spécifique de celui-ci localisée dans la cavité traversante. Une troisième étape est prévue pour retirer les portions de tenue mécanique de manière à former des pattes de connexion électrique pour le composant électronique.

Description

PROCEDE DE FABRICATION D'UN REGULATEUR PORTE-BALAIS D'ALTERNATEUR DE VEHICULE AUTOMOBILE, PORTE-BALAIS
REGULATEUR CORRESPONDANT ET ALTERNATEUR EQUIPE DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION.
La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un régulateur porte-balais d'alternateur de véhicule automobile, ainsi que le régulateur porte- balais fabriqué par ce procédé. Elle concerne également un alternateur comprenant ce régulateur porte-balais.
ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION.
Les alternateurs modernes pour véhicules automobiles sont des équipements compacts dans lesquels sont intégrés les dispositifs de commande et de régulation.
C'est le porte-balais associé au collecteur du rotor qui supporte le plus souvent le dispositif de régulation de la tension du courant produit par l'alternateur, constituant un ensemble régulateur porte-balais relié au faisceau de câblage électrique du véhicule au moyen de bornes ou de connecteurs.
Un régulateur porte-balais de ce type est par exemple décrit dans la demande de brevet FR296941 1 par la société VALEO EQUIPEMENTS ELECTRIQUES MOTEUR. Ce régulateur porte-balais comporte des bornes de connexion axiales et un connecteur destiné à être relié à une unité électronique de contrôle du moteur thermique. Les bornes de connexion et le connecteur sont reliés par un circuit de traces à des composants électroniques du régulateur et à des tresses électriques de balais.
De manière connue en soi, ce circuit de traces est formé à partir d'une ébauche obtenue dans une étape initiale par estampage d'une feuille ou feuillard métallique. Dans cette ébauche, les traces ne sont pas complètement séparées, des parties résiduelles de la feuille métallique les maintenant en place en vue d'une première étape de pré-moulage.
Cette première étape de pré-moulage à pour but de maintenir mécaniquement les traces par une matière plastique électriquement isolante avant de les séparer électriquement dans une seconde étape en vue d'une étape finale de surmoulage. Alternativement, la première étape de pré-moulage est remplacée par une autre première étape de séparation complète des traces. Dans la seconde étape, les traces sont alors positionnées une à une dans un moule avant l'étape finale de surmoulage.
Ces procédés de fabrication connus de l'état de la technique présentent les inconvénients, soit de nécessiter une étape de pré-moulage, ce qui de fait double l'étape de surmoulage, soit de nécessiter une opération de positionnement précis des traces séparées dans le moule, opération de positionnement qui est difficile à automatiser.
DESCRIPTION GENERALE DE L'INVENTION.
Selon un premier aspect, l'invention concerne un procédé de fabrication d'un régulateur porte-balais d'alternateur de véhicule automobile du type de ceux comportant :
- une première étape pour former, à partir d'un feuillard métallique, une ébauche d'un circuit de traces destiné à relier électriquement au moins un composant électronique du régulateur porte-balais à des moyens de connexion électriques du régulateur porte-balais, le circuit de traces comportant des traces spécifiques reliées entre elles par des portions de tenue mécanique, et
- une deuxième étape pour surmouler le circuit de traces avec un matériau plastique électriquement isolant.
Conformément à l'invention, la deuxième étape de surmoulage forme un boîtier surmoulé complet de régulateur porte-balais incorporant le circuit de traces et ayant une cavité traversante, les portions de tenue mécanique étant comprises dans une zone spécifique du circuit de traces localisée dans la cavité traversante, et le procédé comporte une troisième étape pour retirer les portions de tenue mécanique dans la cavité traversante de manière à former des pattes de connexion électrique pour ledit au moins un composant électronique.
Selon un mode de réalisation particulier du procédé selon l'invention, les première et troisième étapes font appel à une opération d'estampage et/ou de matriçage.
Selon une autre aspect, l'invention concerne un régulateur porte-balais d'alternateur de véhicule automobile obtenu par la mise en œuvre du procédé décrit brièvement ci-dessus, du type de ceux comprenant un boîtier surmoulé incorporant un circuit de traces et un logement pour au moins un composant électronique. Conformément à l'invention, le logement comporte une cavité traversante dans laquelle sont localisées des pattes de connexion électrique pour ledit au moins un composant électronique.
Selon une autre caractéristique du régulateur selon l'invention, la cavité traversante est fermée par un couvercle ou un revêtement en résine.
Selon encore une autre caractéristique du régulateur selon l'invention, la cavité traversante est fermée par un dissipateur thermique.
L'invention concerne également un alternateur de véhicule automobile comprenant un régulateur porte-balais présentant les caractéristiques spécifiées ci- dessus.
Ces quelques spécifications essentielles auront rendu évidents pour l'homme de métier les avantages apportés par ce régulateur porte-balais et son procédé de fabrication par rapport à l'état de la technique antérieur.
Les spécifications détaillées de l'invention sont données dans la description qui suit en liaison avec les dessins ci-annexés. Il est à noter que ces dessins n'ont d'autre but que d'illustrer le texte de la description et ne constituent en aucune sorte une limitation de la portée de l'invention.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS.
Les Figures 1a, 1 b et 1 c illustrent respectivement des première, seconde et troisième étapes du procédé de fabrication d'un régulateur porte-balais d'alternateur de véhicule automobile selon l'invention.
Les Figures 2a et 2b montrent respectivement, en perspective, le dessus et le dessous d'un régulateur porte-balais d'alternateur de véhicule automobile fabriqué par le procédé selon l'invention.
DESCRIPTION D'UN MODE DE REALISATION PARTICULIER DE L'INVENTION.
Il est maintenant décrit un mode de réalisation particulier de l'invention pour un régulateur porte-balais 13 correspondant à une application particulière de l'invention.
Dans une première étape A, illustrée à la Figure 1a, il est formé, par estampage ou matriçage d'un feuillard métallique, une ébauche d'un circuit de traces électriquement conductrices 1 comprenant différentes traces 2 destinées à assurer des liaisons électriques avec notamment des tresses de balais, des polarités B+ et B- d'une batterie du véhicule et des phases de l'alternateur. Ce circuit de traces 1 réalisé à l'étape A comprend une zone spécifique 6 comportant des traces spécifiques 5 reliées entre elles par des portions de tenue mécanique 1 1 qui assurent une rigidité mécanique dans un plan du circuit de traces 1 qui se présente ainsi sous la forme d'une seule pièce. Ces portions de tenue mécanique 1 1 garantissent un écartement adéquat entre les différentes traces destinées à constituer les liaisons électriques du circuit électrique du régulateur porte-balais. Les portions 1 1 sont destinées à être retirées lors d'une troisième étape C du procédé selon l'invention, décrite dans la suite.
Une deuxième étape B, illustrée par la Figure 1 b, est une étape de surmoulage du circuit de traces 1 avec un matériau plastique électriquement isolant.
En référence aussi aux Figure 2a et 2b, dans l'étape B, il est formé le boîtier complet du régulateur porte-balais, comprenant, outre le circuit de traces 1 1 surmoulé par le matériau plastique :
- une plaque-support 8 pour un montage du régulateur porte-balais sur un palier arrière de l'alternateur;
- un logement 3 pour un composant électronique de régulation ;
- un logement 4 pour un condensateur ;
- un logement 9 pour les balais; et
- des oreilles de fixation à un palier arrière de l'alternateur et des bornes de connexion électriques 10.
Conformément à l'invention, il est également formée lors de cette étape B de surmoulage une cavité traversante 12 dans au moins un des logements 3, 4 prévus pour les composants électroniques. Dans cette forme de réalisation particulière, cette cavité traversante 12 est formée dans le logement 3 du composant électronique de régulation qui est ici un régulateur de tension en boîtier TO220.
La cavité traversante 12 est formé en regard de la zone spécifique 6 comportant les traces spécifiques 5 reliées entre elles par les portions de tenue mécanique 1 1 , de manière à laisser exposées et libres de matériau plastique les traces spécifiques 5 et les portions de tenue mécanique 1 1 du circuit de traces 1 .
Dans une troisième étape C, illustrée par la Figure 1 c, les portions de tenue mécanique 1 1 à l'intérieur de la cavité 12 sont retirées, par estampage ou matriçage, de manière à former des pattes de connexion électrique 7 auxquelles seront soudées des pattes correspondantes du composant électronique de régulation. Le retrait des portions de tenue mécanique 1 1 élimine les courts-circuits électriques introduits par celles-ci dans le circuit électrique du régulateur porte- balais.
La localisation des portions de tenue mécanique 1 1 dans la cavité traversante 12 autorise une séparation des traces spécifiques 5, formant les pattes 7, après une opération de surmoulage complète du régulateur porte-balais 13. La réalisation du régulateur porte-balais 13 est ainsi rendue possible seulement en trois étapes A, B et C.
Comme montré aux Figures 2a et 2b, dans cette forme particulière de réalisation du régulateur porte-balais, la cavité traversante 12 est fermée sur un côté par un dissipateur thermique 14 recouvrant le logement 3 et, sur un côté opposé, par un couvercle ou un revêtement de résine 15.
Du fait de la réduction du nombre d'étapes A, B, C nécessaires à sa fabrication (pas d'étape de pré-moulage), ou de la diminution de la complexité de celles-ci (pas de placement des traces séparées dans le moule), par comparaison aux procédés de fabrication connus de l'état de la technique, le régulateur porte- balais selon l'invention permet d'apporter un avantage concurrentiel à l'alternateur de véhicule automobile dans lequel il est intégré.
Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas au seul mode d'exécution préférentiel décrit ci-dessus. L'invention embrasse toutes les variantes possibles de réalisation, dans la mesure où les étapes A, B, C du procédé de fabrication et les caractéristiques de ce régulateur porte-balais 13 ne sortent pas du cadre fixé par les revendications ci-après.

Claims

REVENDICATIONS
1) Procédé de fabrication d'un régulateur porte-balais (13) d'alternateur de véhicule automobile du type de ceux comportant :
- une première étape (A) pour former, à partir d'un feuillard métallique, une ébauche d'un circuit de traces (1 ) destiné à relier électriquement au moins un composant électronique du régulateur porte-balais à des moyens de connexion électriques (9, 10) du régulateur porte-balais (13), le circuit de traces (1 ) comportant des traces spécifiques reliées entre elles par des portions de tenue mécanique (1 1 ), et
- une deuxième étape (B) pour surmouler ledit circuit de traces (1 ) avec un matériau plastique électriquement isolant,
caractérisé en ce que ladite deuxième étape (B) de surmoulage forme un boîtier surmoulé complet de régulateur porte-balais (13) incorporant ledit circuit de traces (1 ) et ayant une cavité traversante (12), en ce que lesdites portions de tenue mécanique (1 1 ) sont comprises dans une zone spécifique (6) dudit circuit de traces (1 ) localisée dans ladite cavité traversante (12), et en ce qu'il comporte une troisième étape (C) pour retirer lesdites portions de tenue mécanique (1 1 ) dans ladite cavité traversante (12) de manière à former des pattes de connexion électrique (7) pour ledit au moins un composant électronique.
2) Procédé de fabrication d'un régulateur porte-balais (13) d'alternateur de véhicule automobile selon la revendication 1 , caractérisé en ce que lesdites première et troisième étapes font appel à une opération d'estampage et/ou de matriçage. 3) Régulateur porte-balais (13) d'alternateur de véhicule automobile obtenu par la mise en œuvre du procédé selon la revendication 1 ou 2, du type de ceux comprenant un boîtier surmoulé incorporant un circuit de traces (1 ) et un logement pour un composant électronique de régulation, caractérisé en ce que ledit logement comporte une cavité traversante (12) dans laquelle sont localisées des pattes de connexion électrique (7) du circuit de traces (1 ) pour ledit au moins un composant électronique. 4) Régulateur porte-balais d'alternateur (13) de véhicule automobile selon la revendication 3 précédente, caractérisé en ce que ladite cavité traversante (12) est fermée par un couvercle ou un revêtement en résine (15). 5) Régulateur porte-balais d'alternateur (13) de véhicule automobile selon la revendication 6 précédente, caractérisé en ce que ladite cavité traversante (12) est fermée par un dissipateur thermique (14).
6) Alternateur de véhicule automobile comprenant un régulateur porte-balais (13) selon l'une quelconque des revendications 3 à 5 précédentes.
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