ELECTRIQUE

Le secteur technique de la présente invention est celui des compresseurs constitutifs d'un circuit de fluide réfrigérant équipant un véhicule automobile.

Le fluide réfrigérant est classiquement mis en circulation à l'intérieur d'un circuit de climatisation par l'intermédiaire d'un compresseur. Dans les véhicules équipés d'un moteur à combustion interne, ce compresseur est de type mécanique car sa rotation est entraînée au moyen d'une poulie reliée au moteur à combustion interne par une courroie.

Le nombre de véhicules hybrides, c'est-à-dire à moteur à combustion interne couplé à un moteur électrique, ou tout électrique, c'est-à-dire exclusivement propulsé par un moteur électrique, est en constante augmentation du faite de la raréfaction des énergies fossiles qui alimentent les véhicules équipés de moteur à combustion interne.

L'énergie mécanique fournie habituellement par le moteur à combustion interne est donc moins disponible ou complètement indisponible pour le cas des véhicules tout électrique.

Cependant, la transition entre l'utilisation d'un moteur à combustion interne et l'utilisation d'un moteur électrique de propulsion du véhicule n'est pas instantanée. En effet, un modèle de véhicule particulier peut être vendu dans une version équipée d'un moteur à combustion interne et d'un compresseur mécanique mais aussi dans une version équipée d'un moteur de propulsion de type électrique nécessitant l'emploi d'un compresseur électrique.

Ces deux types de compresseurs sont fondés sur des technologies différentes qui requièrent l'utilisation d'un lubrifiant différent. En effet, la présence de potentielles électriques élevés dans un compresseur électrique impose l'emploi d'un lubrifiant diélectrique qui est différent du lubrifiant classiquement utilisé pour un compresseur mécanique, ce dernier perdant son pouvoir diélectrique lorsqu'il est mélangé au fluide réfrigérant.

Outre le fait que le coût de ce lubrifiant diélectrique est plus élevé que le lubrifiant classique utilisé pour un compresseur mécanique, une telle situation impose au constructeur de ce modèle de véhicule une gestion de deux types de lubrifiant au niveau de la chaîne de fabrication du véhicule. Un premier inconvénient de cette situation réside dans le fait que cette gestion de deux lubrifiants est particulièrement lourde à mettre en oeuvre et augmente la possibilité de commettre des erreurs au niveau de la chaîne de fabrication.

La demande de brevet internationale WO2009/157275 décrit un dispositif de raccordement électrique entre un moteur électrique d'un compresseur et son dispositif de commande.

Le dispositif de raccordement électrique proposé dans cette demande présente une solution où le raccordement électrique entre le conducteur alimentant le moteur électrique et le conducteur en provenance du dispositif de commande est assuré à l'intérieur d'un compartiment du compresseur recevant le dispositif de commande. On comprend donc que l'assemblage du compresseur impose de passer par le compartiment recevant le dispositif de commande pour raccorder électriquement le moteur à son dispositif de commande.

Ceci représente un inconvénient majeur car une telle organisation empêche une fabrication complète et séparée de la partie du compresseur contenant le dispositif de commande. En effet, le raccordement électrique intervenant au fond du compartiment, il est alors nécessaire de solidariser le dispositif de raccordement électrique avant d'installer les cartes de circuit imprimé constituant le dispositif de commande. Ainsi, il n'est pas possible de dissocier l'assemblage du dispositif de commande dans la partie du compresseur dédiée à cet effet du reste des autres opérations d'assemblage du compresseur, notamment le montage du moteur électrique.

Par ailleurs, cette solution présente l'inconvénient de comporter une quantité importante de pièces à assembler pour assurer le raccordement électrique et mécanique.

Le but de la présente invention est donc de résoudre les inconvénients décrits ci-dessus principalement en raccordant électriquement un faisceau électrique en provenance du dispositif de commande avec un faisceau électrique alimentant le moteur du côté du compartiment du compresseur qui reçoit le moteur électrique tout en garantissant qu'aucun arc électrique n'interviendra entre le fluide et l'un des terminaux.

L'invention a donc pour objet un compresseur comprenant un premier compartiment logeant un moteur électrique et séparé par une paroi d'un deuxième compartiment logeant un dispositif de commande du moteur électrique relié au moteur par un dispositif de raccordement électrique, le dispositif de raccordement comprenant une pluralité de terminaux raccordée à une pluralité d'éléments de connexion isolées du premier compartiment par un moyen d'isolation innovant en ce qu'il comprend un moyen de fixation entre le moyen d'isolation et la paroi, le moyen de fixation étant opérable depuis le premier compartiment.

On comprend donc ici que l'accessibilité au moyen de fixation intervient exclusivement par le compartiment du compresseur qui contient le moteur électrique. Le moyen d'isolation assure quant à lui une isolation électrique pour éviter tout arc électrique entre un terminal et/ou un élément de connexion et le fluide présent dans le premier compartiment. Un lubrifiant de type Polyalkylène glycol peut ainsi être utilisé sans risque. Un tel moyen de fixation est par exemple au moins une vis en prise dans un taraudage ménagé dans un trou borgne dans l'épaisseur de la paroi située entre le premier compartiment et le deuxième compartiment.

L'action de solidarisation du moyen d'isolation sur la paroi ne fait ainsi pas appel à un élément qui s'étend dans le deuxième compartiment.

Le moyen d'isolation s'étend contre une face de la paroi qui est tournée vers le premier compartiment.

Selon une première caractéristique de l'invention, la pluralité de terminaux est raccordée électriquement au dispositif de commande alors que la pluralité d'éléments de connexion est raccordée électriquement au moteur électrique.

Selon une deuxième caractéristique de l'invention, le moyen d'isolation assure une isolation électrique et une étanchéité vis-à-vis du fluide présent dans le premier compartiment.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le moyen d'isolation prend la forme d'un couvercle couvrant la pluralité de terminaux et la pluralité d'éléments de connexion.

Selon encore une caractéristique de l'invention, le couvercle comprend un logement remplit d'un gel isolant et dans lequel s'étendent la pluralité de terminaux et la pluralité d'éléments de connexion.

Selon encore une autre caractéristique de l'invention, la paroi assure une étanchéité entre le premier compartiment et le deuxième compartiment. Le trou de passage du faisceau électrique entre le dispositif de commande et le moteur électrique est ainsi la seule ouverture entre le premier compartiment et le deuxième compartiment.

Avantageusement, le moyen de fixation comprend au moins une vis en prise sur un taraudage pratiqué dans la paroi. Le taraudage est avantageusement borgne dans l'épaisseur de la paroi.

Avantageusement encore, le dispositif de raccordement électrique comprend une embase au travers de laquelle la pluralité de terminaux s'étend. Le positionnement angulaire de l'embase est assuré préalablement durant l'assemblage du dispositif de commande dans le deuxième compartiment. Cette embase est maintenue en position par le fait que les terminaux sont raccordés mécaniquement et électriquement, par exemple par soudage, à des éléments de connexion électrique rigide issus ou constitutifs du dispositif de commande.

L'embase présente une section cylindrique, par exemple circulaire, ce qui facilite l'intégration de l'embase dans la paroi. L'étanchéité peut ainsi être réalisée au moyen de joint circulaire aisé à fabriquer et à installer. On notera que dans un tel cas, le moyen d'isolation comprend un corps cylindrique, avantageusement circulaire de diamètre externe identique au diamètre externe de l'embase.

Selon une première caractéristique de l'invention, la paroi comprend un évidement où l'embase se loge de manière étanche. On diminue ainsi l'impact dimensionnel du dispositif de raccordement sur le compresseur en juxtaposant l'épaisseur de la paroi et l'épaisseur du dispositif de raccordement.

Selon une deuxième caractéristique de l'invention, le moyen d'isolation se loge dans l'évidement, avantageusement de manière étanche.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le moyen d'isolation comprend au moins une excroissance agencée pour coopérer avec le moyen de fixation. Cet agencement est mis en oeuvre par un trou pratiqué dans l'excroissance qui autorise le passage du moyen de fixation.

Selon encore une caractéristique de l'invention, l'excroissance est formée latéralement par rapport à un corps constituant le moyen d'isolation, avantageusement le couvercle.

Selon encore une autre caractéristique de l'invention, la paroi comprend un épaulement périphérique à l'évidement et dans lequel se loge l'excroissance. On réduit encore plus l'impact dimensionnel du dispositif de raccordement sur le compresseur.

Enfin, le moyen d'isolation comprend un moyen de retenu d'au moins un des éléments de connexion. Cette structure facilite le montage du moyen d'isolation en offrant un pré-positionnement des éléments de connexion par rapport aux terminaux au moment du montage du moyen d'isolation sur l'embase. La fixation du moyen d'isolation sur la paroi assure également une fonction de mise en pression d'un joint d'étanchéité entre l'embase et l'évidement.

Un tout premier avantage résultant de la possibilité d'assurer la connexion électrique entre le moteur et son dispositif de commande du côté du logement qui reçoit le compresseur réside dans la possibilité d'assurer l'assemblage et le contrôle d'un premier sous-ensemble du compresseur comportant le dispositif de commande indépendamment de l'assemblage du reste du compresseur. Ainsi, ce sous-ensemble forme une pièce semi-finie sur laquelle aucune intervention supplémentaire n'est nécessaire.

Un autre avantage réside dans le faible nombre de composant constituant le dispositif de raccordement ce qui permet d'assurer la fixation mécanique ainsi que la connexion électrique selon une unique étape de fixation du moyen d'isolation sur la paroi du compresseur qui sépare le compartiment de réception du dispositif de commande du compartiment de réception du moteur électrique.

D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins dans lesquels :

-la figure 1 est une vue schématique d'un compresseur électrique selon l'invention,

-la figure 2 est une vue de face de la paroi du compresseur équipée du dispositif de raccordement,

-la figure 3 est une vue en coupe du dispositif de raccordement selon une première variante de réalisation,

-la figure 4 est une vue en coupe du dispositif de raccordement selon une deuxième variante de réalisation.

Il faut noter que les figures exposent l'invention de manière détaillée pour mettre en œuvre l'invention, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l'invention le cas échéant.

La figure 1 illustre une vue schématique d'un compresseur électrique selon l'invention et de ses principaux composants. Le compresseur 1 est un compresseur électrique en ce sens qu'il intègre un moteur électrique 6 qui entraîne un mécanisme de compression 7. Ce mécanisme de compression 7 est du type à vis de compression (Scroll en anglais) ou du type à palettes ou encore du type à pistons, ces exemples étant donnés à titre illustratif sans pour autant limiter la portée de l'invention.

Le compresseur 1 est délimité vis-à-vis de son environnement extérieur par un boîtier 2. Ce boîtier 2 est une pièce en aluminium ou en alliage d'aluminium, de forme circulaire creuse comprenant une paroi périphérique qui délimite un volume interne. Ce boîtier comprend au moins trois compartiments qui prennent la forme de cavité ou de logement pratiqué à l'intérieur du boîtier 2. Ces compartiments sont des volumes distincts séparés les uns des autres par au moins une paroi. On comprendra donc que ces compartiments peuvent être délimités par une unique pièce périphérique qui forme le boîtier ou, par exemple, par des sous-boîtiers distincts dédiés à chaque compartiment et assemblés les uns aux autres pour former le compresseur. Autrement dit, le compresseur peut par exemple être constitué d'un boîtier principal, formant un premier compartiment 3, qui loge le moteur électrique et sur lequel on rapporte, à une extrémité, un premier boîtier secondaire distinct qui délimite un deuxième compartiment 4, et à une seconde extrémité, un second boîtier secondaire distinct formant un troisième compartiment 5.

Le premier compartiment 3 est prévu intercalé entre le deuxième compartiment 4 et le troisième compartiment 5. Le premier compartiment 3 loge le moteur électrique 6 qui comprend un stator et un rotor, le stator étant entre autre constitué d'une pluralité de bobines. En fonctionnement, un fluide ou mélange constitué d'un fluide réfrigérant mélangé à un lubrifiant entre dans le premier compartiment et circule autour et dans le moteur électrique 6. Le fluide réfrigérant est un fluide sous critique tel que par exemple le R134a mais il peut également s'agir d'un fluide réfrigérant super-critique tel que par exemple le dioxyde de carbone connu sous l'appellation R744. Le lubrifiant est par exemple un composé de type Polyalkylène glycol.

Le fluide circule dans le premier compartiment 3 puis dans le troisième compartiment 5 dans lequel on trouve un mécanisme de compression 7. Ce dernier assure l'augmentation de pression et de température nécessaire au fonctionnement d'une boucle thermodynamique comprenant le compresseur selon l'invention. Ce mécanisme de compression est entraîné au moyen d'un arbre 9 relié au rotor du moteur électrique 6.

Le mécanisme de compression 7 comprend des pièces fixes et des pièces mobiles, ces dernières étant mises en rotation par l'arbre 9 qui s'étend selon un axe longitudinal du compresseur 1. Cet arbre 9 s'étend donc dans le premier et le troisième compartiment, sensiblement au centre du boîtier 2.

Le premier compartiment 3 est séparé du deuxième compartiment 4 par une paroi 8 qui empêche la pénétration du fluide dans le deuxième compartiment. On comprend donc que le fluide présent dans le premier compartiment 3 ne circule pas dans le deuxième compartiment 4.

Ce deuxième compartiment 4 délimite une zone de réception d'un circuit de commande 10 du moteur électrique. Ce circuit de commande 10 est notamment un onduleur (Inverter en anglais) transformant un courant de forme continue en provenance du véhicule en un courant de forme sinusoïdale alimentant le moteur électrique 6 d'une manière parfaitement étanche entre le premier compartiment 3 et le deuxième compartiment 4 pour supporter tous les écarts de pression et de température possible durant la vie du compresseur.

Le dispositif de commande 10 fournit l'énergie électrique au moteur électrique 6. Comme ces composants sont dans deux compartiments distincts, il est nécessaire d'autoriser le passage d'un faisceau d'alimentation électrique qui relie le dispositif de commande 10 au moteur 6.

Pour ce faire, un dispositif de raccordement électrique 1 1 assure une connexion électrique entre une pluralité de terminaux 12 et une pluralité d'éléments de connexion 13. Par pluralité, on entend notamment trois terminaux et trois éléments de connexion.

Chaque terminal 12 relie électriquement le dispositif de commande 10 aux éléments de connexion 13 du dispositif de raccordement 1 1. Chaque terminal 12 débouche dans le dispositif de raccordement et peut par exemple être relié directement, ou via au moins un conducteur intermédiaire, au dispositif de commande.

Chaque connexion 13 débouche dans le dispositif de raccordement et peut être relié à une bobine du moteur électrique par un câble ou plus généralement un conducteur électrique, de manière directe ou indirecte.

On notera enfin que chaque élément de connexion est amovible de son terminal. Il s'agit donc d'une liaison mécanique réversible assurant le passage du courant électrique.

La figure 2 montre plus en détails la structure du dispositif de raccordement 1 1. Ce dispositif est ici monté sur la paroi 8 délimitant le premier compartiment du deuxième compartiment et ce, vue du premier compartiment.

La paroi 8 comprend un trou traversant à l'intérieur duquel le dispositif de raccordement 1 1 est installé. Ce dernier comprend un moyen d'isolation 14 électrique entre les terminaux et/ou les éléments de connexion et le fluide présent dans le premier compartiment du moteur. Ce moyen d'isolation 14 assure également une étanchéité vis-à-vis d'un fluide présent dans le premier compartiment 1 pour l'empêcher de circuler du premier compartiment 3 vers le deuxième compartiment 4. Cette étanchéité est assurée par collaboration du moyen d'isolation 14 avec une embase 20 qui sera décrite ci-dessous.

Ce moyen d'isolation 14 remplit donc au moins deux fonctions : assurer l'isolation électrique entre le fluide et les terminaux et/ou les éléments de connexion, et empêcher toute circulation de fluide depuis le premier compartiment vers le deuxième compartiment.

Ce moyen d'isolation 14 couvre la pluralité de terminaux 12 ainsi que la pluralité d'éléments de connexion 13, ces derniers étant chacun par exemple serti sur une câble flexible 22 constitué d'une âme conductrice 15 emprisonnée dans une gaine électriquement isolante 16, par exemple en plastique. Une étanchéité est aussi pratiquée entre les câbles 22 et le moyen d'isolation 14 grâce à l'emploi d'un joint d'étanchéité 37.

Le moyen d'isolation 14 comprend un corps 17 de forme notamment circulaire. Au moins une excroissance 18 débouche par exemple latéralement du corps 17 de sorte à assurer la fixation du moyen d'isolation 14 sur la paroi 8.

L'excroissance 18 forme un plat parallèle au plan dans lequel s'étend la paroi 8 et comprend par exemple un trou autorisant le passage du moyen de fixation du moyen d'isolation 14 sur la paroi 8 du compresseur.

Dans l'exemple de la figure 2, le corps 17 comprend deux excroissances 18 qui s'étendent selon des directions espacées angulairement de 70°.

Bien entendu, la description ci-dessus forme un exemple de réalisation mais il est clair que toutes autres formes du moyen d'isolation est couverte par l'invention pour autant qu'elle peut être solidarisée sur la paroi du compresseur et assurer l'isolation électrique entre au moins un terminal ou élément de connexion et le fluide présent dans le premier compartiment.

Enfin, on notera que la paroi 8 comprend un plan de joint 19 qui s'étend à la périphérie de cette paroi. Ce plan de joint assure l'étanchéité entre le premier boîtier secondaire constitutif du deuxième compartiment et le boîtier principal constitutif du premier compartiment. Le dispositif de raccordement 11 est installé de manière immédiatement adjacente à ce plan de joint 19.

La figure 3 illustre un premier exemple de réalisation du dispositif de raccordement selon une coupe A-A montrée sur la figure 2.

La partie supérieure de la figure 3 dans laquelle s'étend le câble 22 forme le premier compartiment 3 alors que la partie inférieure de la figure 3 dans laquelle s'étend un terminal 12 forme le deuxième compartiment 4.

Le dispositif de raccordement 11 comprend une embase 20 qui s'étend dans un plan parallèle au plan de la paroi 8. Cette dernière comporte un évidement 21 pratiqué dans l'épaisseur de la paroi 8 autour du trou traversant.

L'embase 20 est installée à l'intérieur de l'évidement 21 et en appui contre un épaulement délimitant le trou. L'embase, qui peut par exemple être métallique, comprend sur sa périphérie externe un dégagement 23 qui reçoit un moyen d'étanchéité 24 dont la fonction est de garantir l'étanchéité entre le premier compartiment 3 et le deuxième compartiment 4. Ce moyen d'étanchéité 24 prend par exemple la forme d'un joint torique, un joint plat ou un joint à lèvres.

L'embase 20 est traversée de part en part par la pluralité de terminaux 12 et ces derniers sont rendus solidaires de l'embase par un plot électriquement isolant 25, par exemple fabriqué en verre. En complément, un cache électriquement isolant 26, par exemple fabriqué en céramique, est enfilé sur chaque terminal 12 de sorte à empêcher tout arc électrique entre le terminal et le bord de la paroi 8 immédiatement adjacent du terminal.

A la périphérie de l'évidement 21 est pratiqué un épaulement 27 dont la fonction est de recevoir l'excroissance 18. Le moyen d'isolation 14 prend par exemple la forme d'un couvercle couvrant la pluralité de terminaux 12 et la pluralité d'éléments de connexion 13. Ce moyen d'isolation 14 prend une forme de cuvette délimitant un volume interne où le raccordement entre chaque terminal 12 et chaque élément de connexion 13 est effectué. En position assemblée, l'excroissance 18 est en appui sur le fond de l'épaulement 27 et le corps 17 est en appui sur une des faces de l'embase 20.

Le moyen d'isolation 14 peut être formé d'une seule pièce unitaire moulée en plastique, par exemple un polyester thermoplastique, mais il peut également être formé d'un assemblage de pièces distinctes. Dans le cas de la figure 3, le moyen d'isolation 14 comprend un capot de fermeture 36 qui obstrue le volume interne dans lequel s'étendent chaque terminal 12 et chaque élément de connexion 13. Ce capot est rendu solidaire du corps 17 par collage ou par un moyen de clippage reliant le capot 36 au corps 17.

Un moyen de fixation 28 est prévu pour solidariser ou fixer le moyen d'isolation 14, par exemple au moyen de l'excroissance 18, sur une face 29 de la paroi 18 tournée vers le premier compartiment 3. Ce moyen de fixation 28 peut être réversible ou irréversible mais doit cependant assurer une tenue mécanique fiable pour éviter tout mouvement de l'élément de connexion 13 par rapport au terminal concerné. A titre d'exemple, il peut s'agir d'une vis 30 dont le filetage est en prise sur un taraudage 31 pratiqué dans l'épaisseur de la paroi 8, ce taraudage étant par exemple réalisé dans un trou borgne ménagé dans l'épaisseur de la paroi 8.

Le moyen de fixation 28 est opérable, notamment exclusivement opérable, depuis le premier compartiment 3. On comprend ici que le montage de ce moyen de fixation est effectué en passant par le premier compartiment 3. Par exemple, la vis 30 est équipée d'une tête 32 hexagonale, à empreinte cruciforme ou fendue qui s'étend dans le premier compartiment 3. Il n'est ainsi pas nécessaire d'intervenir dans le deuxième compartiment pour solidariser le moyen d'isolation sur la paroi.

La fixation du moyen d'isolation 14 à l'aide du moyen de fixation 28 assure le maintien mécanique du dispositif de raccordement 1 1. Cette fixation assure également le lien électrique entre chaque terminal 12 et chaque élément de connexion 13.

De manière optionnelle, le moyen d'isolation 14 comprend un dispositif d'étanchéité 33 installé à la périphérie externe du corps 17 de manière à venir en contact contre la paroi interne de l'évidement 21. Ce moyen d'étanchéité 33 prend par exemple la forme d'un joint torique, un joint plat ou un joint à lèvres. On comprend ainsi que le moyen d'isolation 14 se loge dans l'évidement 21 de manière étanche, c'est-à-dire pour empêcher que le fluide (fluide réfrigérant mélangé au lubrifiant) ne vienne en contact des terminaux 12 et/ou des éléments de connexion 13.

Le moyen d'isolation 14 comprend un outre un moyen de retenue des éléments de connexion 13. Il s'agit par exemple d'une forme complémentaire de la forme de l'élément de connexion de sorte à assurer un maintien mécanique de l'élément de connexion dans le volume interne du couvercle formant le moyen d'isolation 14. Il peut également s'agir par exemple d'un clip moulé sur la paroi interne du couvercle et qui retient mécaniquement le câble et/ou l'élément de connexion concerné.

La figure 4 illustre une variante de réalisation de la figure 3 et on se reportera à la description de la figure 3 pour les éléments identiques.

Le dispositif de raccordement 1 1 de la figure 4 diffère de celui représenté sur la figure 3 en ce que le moyen d'isolation 14 comprend un logement 34 remplit d'un gel isolant 35. Dans cette situation, le corps 17 présente une ouverture qui débouche côté premier compartiment 3 et au travers de laquelle le gel isolant 35 peut être introduit dans le logement 34. Le gel est par exemple un composé comprenant de l'époxy.

Cette seconde variante de réalisation présente l'avantage de rendre apparent chaque terminal et chaque élément de connexion une fois que le dispositif de raccordement 1 1 est monté contre la paroi 8. Le contact entre le terminal et le dispositif de raccordement peut ainsi être vérifié visuellement. Le gel électriquement isolant 35 peut alors être introduit dans le logement de sorte à entourer chaque connexion et garantir que le fluide ne sera pas en contact avec la connexion électrique.