La présente invention concerne un moto-réducteur pour système d'essuyage de véhicule automobile, ainsi qu'un système d'essuyage comprenant un tel moto-réducteur.

Les moto-réducteurs sont essentiellement composés d'un moteur électrique couplé à un mécanisme réducteur chargé d'en démultiplier la vitesse pour obtenir un couple de transmission en rotation important.

Différents types de moteurs électriques peuvent être utilisés dans un moto-réducteur et notamment les moteurs électriques à courant continu sans balai qui présentent de nombreux avantages comme une grande durée de vie, un encombrement et une consommation réduits ainsi qu'un faible niveau sonore.

Cependant, la commande des moteurs électriques est plus complexe par rapport aux moteurs électriques à balais car pour permettre un bon fonctionnement, il est nécessaire de connaître précisément la position angulaire du rotor du moteur électrique à courant continu sans balais (« Brushless » en anglais).

En effet, de tels moteurs électriques comprennent des bobines d'excitation électromagnétique disposées au niveau du stator et alimentées alternativement via un onduleur pour permettre l'entraînement du rotor.

Or, afin de pouvoir commuter les interrupteurs de l'onduleur (en général six commutations avec chaque tour du rotor) et donc l'alimentation des bobines électromagnétiques à des instants optimaux pour permettre d'obtenir l'entraînement désiré du rotor, il convient de connaître à chaque instant la position du rotor. A cet effet, la position du rotor et sa vitesse angulaire sont bien souvent déterminées par l'exploitation des signaux générés par un dispositif qui comprend un aimant multipolaire, monté tournant avec le rotor, et des capteurs à effet Hall agencés en des positions fixes par rapport à l'aimant.

Le document WO 2016/010023 divulgue un tel un moto-réducteur pour système d'essuyage de véhicule automobile utilisant un moteur à courant continu sans balais. Le moteur sans balais comporte un stator présentant des bobines d'excitation électromagnétique du rotor, et le rotor est monté rigidement à l'extrémité d'un arbre de rotation. Cet arbre de rotation s'étend depuis un partie de carter pour l'ensemble rotor/stator et jusqu'à une partie du carter recevant le mécanisme de réduction qui est un engrenage à vis sans fin.

La vis de l'engrenage est solidaire de l'arbre de rotation du rotor et engrène avec la roue dentée solidaire de l'arbre de sortie du moto-réducteur. De manière notable et comme visible à la figure 4 (ou à la figure 8) du document WO

2016/010023, on utilise seulement deux roulements à billes pour guider en rotation l'arbre de rotation du rotor, avec, d'une part, un premier roulement à billes, repéré 39 supportant une partie centrale de l'arbre de rotation, intermédiaire entre le rotor et la vis sans fin, et d'autre part, un deuxième roulement à l'extrémité longitudinale de l'arbre disposée de l'autre côté de la vis sans fin par rapport au premier roulement.

En particulier, la partie de longueur de l'arbre de rotation s'étendant depuis le premier roulement vers le rotor est guidée seulement par le premier roulement, l'extrémité longitudinale de l'arbre ressortant de l'autre côté du rotor étant libre de guidage.

Un tel guidage au moyen de deux roulements uniquement diffère de la pratique usuelle qui utilise classiquement un troisième roulement pour guider en rotation l'extrémité distale de l'arbre à proximité du rotor. Selon les constatations de l'inventeur, un tel guidage de l'arbre utilisant uniquement deux roulements permet de limiter l'encombrement du moto- réducteur suivant la direction de l'arbre. En revanche, l'omission du troisième roulement n'est pas idéale en termes d'efforts mécaniques, ce défaut pouvant être à l'origine de l'apparition de vibrations lors de la mise en rotation du rotor.

Plus encore, dans l'état de la technique connu, que le guidage de l'arbre soit à deux roulements ou à trois roulements comme précédemment cité, il est d'usage de toujours prévoir un roulement en une position intermédiaire sur la longueur de l'arbre de rotation, à proximité de la vis sans fin et un autre roulement sur l'extrémité longitudinale de l'arbre de l'autre côté de la vis sans fin. Un tel guidage par le positionnement de roulement au plus près de la vis sans fin permet de limiter le fléchissement de l'arbre de rotation au niveau de cette partie engrenante, et dans le but d'assurer un fonctionnement satisfaisant du mécanisme réducteur, sans risque de ripage de l'engrenage.

Dans le document WO 2016/010023, le roulement intermédiaire repéré 39 est disposé à proximité de l'aimant multipolaire du dispositif assurant la détermination de la position du rotor. Limiter le fléchissement de l'arbre, permet encore de maintenir dans des tolérances admises, l'écart radial entre l'aimant multipolaire et chaque capteur à effet Hall, de manière à assurer le bon fonctionnement du dispositif de capteur.

La présente invention a pour but de pallier les inconvénients précités en proposant un moto-réducteur pour système d'essuyage de véhicule automobile dont le guidage de l'arbre du moteur permet d'obtenir une bonne compacité selon l'axe longitudinal de l'arbre de rotation, et sans sacrifier l'équilibrage dynamique du moteur électrique.

D'autres buts et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre qui n'est donnée qu'à titre indicatif et qui n'a pas pour but de la limiter.

Aussi l'invention concerne un moto-réducteur pour système d'essuyage de véhicule automobile comprenant :

- un moteur électrique à courant continu sans balais comportant :

- un rotor, comprenant des éléments magnétiques,

- un stator présentant des bobines d'excitation électromagnétique du rotor,

- un arbre de rotation solidaire du rotor, - un mécanisme réducteur reliant l'arbre de rotation et un arbre de sortie du moto-réducteur,

- un carter formant une enveloppe de protection pour le moteur électrique et ledit mécanisme réducteur et dans lequel un roulement assure le guidage de l'arbre de rotation à l'une des extrémités longitudinales de l'arbre de rotation, ledit roulement disposé interne à l'ensemble rotor et stator, logé dans un évidemment interne au rotor, et dans lequel l'enveloppe du carter comprend une partie saillante vers l'intérieur, pénétrant ledit évidemment interne, et supportant un siège pour ledit roulement.

Selon des caractéristiques optionnelles de l'invention, pouvant être prises seules ou en combinaison : - la partie saillante comprend une paroi tubulaire, s'étendant coaxialement à l'arbre de rotation, le siège pour le roulement étant formé à l'extrémité distale de la partie saillante par un logement pour le roulement défini par la surface cylindrique interne de la paroi tubulaire, et un épaulement s'étendant radialement vers l'intérieure à partir de la surface cylindrique de la paroi tubulaire ;

- la paroi formant épaulement se prolonge pour obturer totalement le creux de la partie saillante ; - la paroi de épaulement se prolongeant pour obturer totalement le creux de la partie saillante forme une cavité en sur-profondeur du logement pour le roulement, cette cavité recevant une partie de l'extrémité de l'arbre de rotation ressortant du roulement ;

- le carter comprenant, d'une part, une partie d'enveloppe, recevant au moins le rotor et le stator du moteur électrique, présentant une ouverture latérale au moteur électrique, et d'autre part, un flasque de fermeture assurant la fermeture de manière amovible de ladite ouverture latérale, et dans lequel ladite partie saillante du carter est portée par le flasque de fermeture ;

- le flasque de fermeture comprend une paroi en forme de disque s'étendant latéralement à l'ensemble stator et rotor, présentant un rebord périphérique venant coopérer de manière étanche avec un bord complémentaire de ladite ouverture latérale, et dans lequel ladite partie saillante s'étend à partir de cette paroi en forme de disque vers l'intérieur de l'évidemment interne ;

- la paroi en forme de disque et la partie saillante du flasque de fermeture sont constitués par un élément d'un seul tenant ;

- ledit élément d'un seul tenant est une pièce métallique moulée ; - le moteur électrique comprend un support creux portant les éléments magnétiques du rotor , coaxial et solidaire en rotation de l'arbre de rotation, ledit support creux venant coiffer ladite partie saillante du carter ainsi que le roulement assurant le guidage de l'extrémité longitudinale de l'arbre de rotation du côté du moteur électrique en s'étendant axialement au- delà de l'extrémité longitudinale de l'arbre de rotation, coté moteur électrique ; - le support creux comprend un manchon assurant la fixation du support creux sur l'arbre de rotation dans une position sur l'arbre intermédiaire entre le mécanisme réducteur et le roulement assurant le guidage de l'extrémité longitudinale de l'arbre de rotation du côté du moteur électrique ; - le guidage en rotation de l'arbre de rotation est assurée uniquement par deux roulement agencés aux deux extrémités longitudinales de l'arbre de rotation, y compris ledit roulement porté par la partie saillante du côté du moteur électrique, et un autre roulement à l'autre extrémité longitudinale de l'arbre de rotation, côté mécanisme réducteur ;

- le mécanisme réducteur comprend un système vis sans fin /roue dentée, la vis sans fin étant solidaire de l'arbre de rotation du rotor, la roue dentée étant solidaire de l'arbre arbre de sortie du moto-réducteur.

L'invention concerne encore un système d'essuyage de véhicule automobile comprenant un ou plusieurs balais d'essuyage, un mécanisme d'embiellage pour l'entraînement du ou des balais d'essuyage selon un mouvement de va-et-vient, ainsi qu'un moto-réducteur selon l'invention dont l'arbre de sortie entraine le mécanisme d'embiellage.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante accompagnée des dessins en annexe, parmi lesquels :

La figure 1 est une vue en perspective d'un moto-réducteur conforme à l'invention selon un mode de réalisation,

La figure 2 est une vue de coupe selon un plan passant par l'axe de l'arbre de rotation du rotor du moteur électrique du moto-réducteur de la figure 1,

La figure 3 est une vue partielle du moto-réducteur de la figure 1 illustrant en détail le flasque de fermeture, y compris la partie saillante du carter, l'arbre de rotation et le mécanisme réducteur,

La figure 4 est une vue partielle de la vue de la figure 2.

Aussi l'invention concerne un moto-réducteur 1 pour système d'essuyage de véhicule automobile comprenant :

- un moteur électrique 2 à courant continu sans balais comportant :

- un rotor 20, présentant des éléments magnétiques 29, tels que des aimants permanents, répartis autour de l'axe du rotor, typiquement de polarités alternées

- un stator 21 présentant des bobines d'excitation électromagnétique du rotor,

- un arbre de rotation 22 solidaire du rotor, - un mécanisme réducteur 3 reliant l'arbre de rotation 22 et un arbre de sortie 8 du moto- réducteur,

- un carter 4 formant une enveloppe de protection pour le moteur électrique 2 et ledit mécanisme réducteur 3. Un tel moto-réducteur comprend un dispositif de détermination de la position angulaire du rotor 20 par rapport au stator 21. Une unité de commande (non illustrée) est configurée pour générer des signaux de commande pour alimenter les bobines d'excitation électromagnétique du stator 21 en fonction de la position angulaire du rotor déterminée par le dispositif de détermination de la position angulaire du rotor. Selon un mode de réalisation, le dispositif de détermination de la position angulaire du rotor peut comprendre un aimant multipolaire 5 solidaire en rotation du rotor, et un ou plusieurs capteurs à effet Hall (non illustrés) en des positions fixes, aptes à détecter les changements de domaines magnétiques de l'aimant multipolaire lors de la rotation du rotor.

Selon un mode de réalisation, le mécanisme réducteur 3 peut comprendre un système vis sans fin 30 /roue dentée 31, la vis sans fin étant solidaire de l'arbre de rotation 22 du rotor 20, la roue dentée 31 étant solidaire de l'arbre de sortie 8 du moto-réducteur. Cet arbre de sortie 8 est sensiblement perpendiculaire à l'arbre de rotation 22 du moteur électrique 2. Le filet de la vis sans fin 20 peut être obtenu à partir de la matière venant de l'arbre de rotation 22, typiquement en métal. Un roulement 23 assure le guidage de l'arbre de rotation 22 à l'une des extrémités longitudinales de l'arbre de rotation, côté moteur électrique. De manière notable, ce roulement 23, est disposé interne à l'ensemble rotor 20 et stator 21, logé dans un évidemment interne au rotor 20. Cette extrémité de l'arbre de rotation peut ainsi être avantageusement guidée par le roulement 23, sans nécessiter une longueur d'arbre telle que son extrémité ressorte au-delà du rotor. D'autre part, le montage de ce roulement 23 interne au rotor, ne nécessite pas de disposer d'une portée sur la section de longueur utile de l'arbre de rotation extérieur au rotor, et qui est déjà utilisée pour supporter la vis sans fin et/ou pour supporter l'aimant multipolaire 5 : cette section de longueur de l'arbre externe au rotor peut être réduite au minimum, et dans l'objectif d'augmenter la compacité du moto-réducteur. A cet effet, l'enveloppe du carter 4 comprend une partie saillante 40 vers l'intérieur, pénétrant ledit évidemment interne au rotor 3, et supportant un siège 41 pour ledit roulement 23. La partie saillante 40 peut comprendre une paroi tubulaire 47, s'étendant coaxialement à l'arbre de rotation 22, le siège 41 pour le roulement étant formé à l'extrémité distale de la partie saillante 40 par un logement pour le roulement 23. Ce logement peut être défini par la surface cylindrique interne de la paroi tubulaire 47, et un épaulement 48 s'étendant radialement vers l'intérieure à partir de la surface cylindrique 17. Le roulement 23 comprenant une bague extérieure, une bague intérieure, et des éléments roulants, telles que des billes, le siège 41 du carter 4 peut être de diamètre ajusté à la bague extérieure du roulement 23. On remarque encore que la paroi formant épaulement 48 peut se prolonger pour obturer totalement le creux de la partie saillante, le cas échéant en formant une cavité 49 en sur-profondeur du logement pour le roulement 23 : cette cavité 49 en sur-profondeur est destinée à recevoir une partie de l'extrémité de l'arbre de rotation, ressortant légèrement du roulement 23. Un anneau élastique 6, reçu dans une gorge de l'arbre de rotation 22 peut permettre de bloquer la position du roulement 23 dans le siège 41 correspondant du carter 4.

Selon un mode réalisation, le carter 4 peut comprendre, d'une part, une partie 44 d'enveloppe, en particulier cylindrique, recevant au moins le rotor 20 et le stator 21 du moteur électrique 2, présentant une ouverture latérale au moteur électrique 2, et d'autre part, un flasque de fermeture 43 assurant la fermeture de manière amovible de ladite ouverture latérale. Selon un mode de réalisation, ladite partie saillante 40 du carter 4 peut être portée par le flasque de fermeture 43. La partie d'enveloppe 44 peut être un socle, notamment en métal, présentant des ailettes destinées à faciliter l'évacuation de la chaleur.

Lorsque le flasque de fermeture 43 est retiré, l'ouverture latérale autorise le retrait des composants du moteur électrique, tels que le rotor 20, le stator 21, l'arbre de rotation 22 notamment. Ce flasque de fermeture 43 peut comprendre une paroi en forme de disque 50 s'étendant latéralement à l'ensemble stator et rotor, et présentant un rebord périphérique venant coopérer de manière étanche avec un bord complémentaire de ladite ouverture latérale. Ladite partie saillante 40 s'étend à partir de cette paroi en forme de disque vers l'intérieur de Γ évidemment interne. Cette paroi en forme de disque et la partie saillante 40 du flasque de fermeture 43 peuvent être constitués par un élément d'un seul tenant, notamment métallique.

Le maintien du flasque de fermeture 43 contre la partie 44 peut être obtenu par l'intermédiaire d'organes de fixation 45 traversant des oreilles du flasque de fermeture 43, typiquement vissé dans des alésages taraudés de la partie d'enveloppe 44. Le moteur électrique 2 peut comprendre un support creux 25 portant les éléments magnétiques 29 du rotor 20 (aimants permanents et/ou bobines), coaxial et solidaire en rotation de l'arbre de rotation 22, ledit support creux 25 venant coiffer ladite partie saillante 40 du carter 4, ainsi que le roulement 23 assurant le guidage de l'extrémité longitudinale de l'arbre de rotation 20 du côté du moteur électrique 2. Ce support creux 25 peut encore s'étendre axialement au-delà de l'extrémité longitudinale de l'arbre de rotation 22, coté moteur électrique.

Le support creux 25 est un corps de révolution qui comprend une partie creuse, tubulaire, de diamètre interne permettant d'y loger intérieurement le roulement 23 et la partie saillante 40 du carter 4, et sur la circonférence extérieure de laquelle sont solidarisés les éléments magnétique du rotor. Ce support creux 25 peut comprendre encore un manchon 26 permettant la fixation du support creux 25 sur l'arbre de rotation 22. Ce manchon 26 vient se fixer dans une position sur l'arbre de rotation 22 intermédiaire entre le mécanisme réducteur 3 et le roulement 23. Le diamètre intérieur du manchon 26 peut être ajusté à l'arbre de rotation en cette position intermédiaire. Il peut s'agir d'un ajustement serré permettant un assemblage par frettage entre le support creux 25 et ledit arbre de rotation 22.

On remarque que l'aimant multipolaire 5 peut prendre la forme d'une ou plusieurs bagues montées autour de l'arbre de rotation. Les domaines magnétiques (nord/sud) s'étendent en alternance suivant la circonférence de la bague. Cet aimant multipolaire 5 peut être solidaire dudit support creux 25, agencé autour dudit manchon 26 de fixation dudit support creux 25.

Selon un mode de réalisation, le guidage en rotation de l'arbre de rotation 22 est assuré uniquement par deux roulement 23, 24 agencés aux deux extrémités longitudinales de l'arbre de rotation 22, à savoir , d'une part, ledit roulement 23, du côté du moteur électrique, porté par le siège 41 de la partie saillante 40 et d'autre part, un autre roulement 24 à l'autre extrémité longitudinale de l'arbre de rotation 22, côté mécanisme réducteur 3.

Chaque roulement 23 ou 24 comprend une bague extérieure, une bague intérieure, et des éléments roulants, telles que des billes. Pour chaque extrémité longitudinale de l'arbre de rotation, la bague intérieure du roulement 23 (ou 24) correspondant peut être de diamètre interne ajusté au diamètre externe de l'arbre au niveau de l'extrémité longitudinale correspondante. Un second siège 42, de diamètre ajusté à la bague extérieure reçoit le roulement 24 assurant le guidage de l'autre extrémité longitudinale de l'arbre de rotation 22, coté mécanisme réducteur. Le blocage de la position axiale de l'un et/ou l'autre des deux roulements 23, 24 sur l'arbre de rotation 22 peut être assuré grâce à un anneau élastique 6, 7 reçu dans une gorge de l'arbre de rotation 22.

L'anneau élastique 6, dit premier anneau élastique, est reçu dans une première gorge de l'arbre de rotation 22 peut permettre de bloquer la position du roulement 23 dans le siège 41 correspond du carter 4. Un second anneau élastique 7 reçu dans une gorge de l'arbre de rotation 22 bloque la position axiale de l'autre roulement 24 dans l'autre siège 42 du carter 4. Les deux anneaux élastiques 6 et 7 peuvent respectivement engager en butée avec les deux roulements 23 et 24, coté intérieur, afin d'interdire leur rapprochement sur l'arbre de rotation 22.

On remarque que le diamètre de l'arbre de rotation 22 au niveau des extrémités longitudinales supportées par les deux roulements 23, 24 peut être supérieur au diamètre de l'arbre au niveau de la vis sans fin 30. Il est ainsi possible d'augmenter la résistance à la flexion de l'arbre de rotation 22, par une augmentation moyenne du diamètre de l'arbre de rotation. On obtient toujours un fonctionnement satisfaisant du mécanisme réducteur, en particulier sans risque de ripage entre la vis 30 et la roue 31 de l'engrenage du mécanisme réducteur, et alors que le guidage de l'arbre de rotation est dépourvu de palier de guidage sur une portion centrale de l'arbre.

L'invention concerne encore un système d'essuyage de véhicule automobile comprenant un ou plusieurs balais d'essuyage, un mécanisme d'embiellage pour l'entraînement du ou des balais d'essuyage selon un mouvement de va-et-vient, ainsi qu'un moto-réducteur selon l'invention dont l'arbre de sortie 8 entraine le mécanisme d'embiellage. Dans un tel système, le mouvement de rotation continu de l'arbre de sortie 8 est transformé par le mécanisme d'embiellage en un mouvement de va-et-vient du ou des balais d'essuyage. NOMENCLATURE

1. Moto-réducteur,

2. Moteur électrique,

20. Rotor,

21. Stator,

22. Arbre de rotation,

23, 24. Roulements,

25. Support creux,

26. Manchon de fixation (support creux),

29. Eléments magnétiques 3. Mécanisme réducteur,

30. vis sans fin,

31. Roue dentée,

4. Carter,

40. Partie saillante,

41. 42 Sièges (roulements),

43. Flasque de fermeture,

44. Partie d'enveloppe (Socle), 45. Organe de fixation (vis),

47. Paroi tubulaire (partie saillante 40),

48. Epaulement,

49. Cavité en sur-profondeur,

50. Paroi en forme de disque

5. Aimant multipolaire,

6, 7. Anneaux élastiques,

8. Arbre de sortie (Moto-réducteur).