La présente invention concerne une structure d'aimant à plusieurs aimants unitaires sous forme de plots. L'invention concerne aussi un actionneur électromagnétique comportant une ou plusieurs de telles structures d'aimant.

La présente invention trouve une application avantageuse mais non limitative pour un actionneur électromagnétique délivrant une forte puissance avec une vitesse de rotation du rotor élevée, ce qui est obtenu par l'utilisation d'une ou de structures d'aimant selon la présente invention. Un tel actionneur électromagnétique peut être utilisé par exemple dans un véhicule automobile totalement électrique ou hybride.

Avantageusement mais non limitativement, l'actionneur peut être un actionneur rotatif pouvant comprendre au moins un rotor encadré par deux stators, ces éléments pouvant se superposer les uns par rapport aux autres en étant séparés par au moins un entrefer sur un même arbre.

Dans des applications à haute vitesse, il est nécessaire d'avoir non seulement un système compact rendu possible par la réduction de la masse et de l'encombrement de l'actionneur électromagnétique pour un rendement optimal, mais également une très bonne tenue mécanique de la partie tournante ou en translation, c'est-à-dire le rotor ou l'élément en translation linéaire, afin d'améliorer la fiabilité du système.

Dans des applications à haute vitesse, il est nécessaire de réduire les pertes pour un rendement optimal. Dans des applications automobiles, la miniaturisation est de plus en plus recherchée. Pour cela, il est important d'avoir un système compact rendu possible par la réduction de la masse et de l'encombrement de l'actionneur, mais également une très bonne tenue mécanique de la partie en déplacement, afin d'améliorer la fiabilité du système.

Pour un actionneur électromagnétique à flux axial, comme exemple non limitatif de la présente invention, le rotor comporte un corps sous forme d'un disque présentant deux faces circulaires reliées par une épaisseur, le disque étant délimité entre une couronne externe et une périphérie interne délimitant un évidement pour un arbre de rotation. Ce document se destine donc à des aimants logés dans une pièce moulée et n'est d'aucun enseignement pour les aimants se trouvant séparés les uns des autres. De plus, les nervures ne maintiennent les aimants que par leur action sur la pièce moulée et n'agissent donc pas directement pour le maintien des aimants dans le rotor.

Le document FR-A-1 475 501 décrit des pôles d'aimants permanents pour système d'aimants permanents constitués d'un faisceau d'aimants droits de section ronde ou polygonale, les aimants étant assemblés en un bloc de pôles au moyen de résine à couler ou d'autres matières synthétiques.

Le pôle d'aimants permanents assimilable à une structure d'aimants unitaires n'est cependant pas stable à haute vitesse de rotation, les aimants permanents étant seulement maintenus individuellement par de la résine à couler. Il n'y a pas de protection de la structure d'aimant en un tout.

Le document JP-A-H10 121236 décrit une structure d'aimant en trois dimensions constituée d'une pluralité d'aimants unitaires. Chaque aimant unitaire est sous la forme d'un plot allongé présentant une longueur s'étendant selon l'épaisseur de la structure, le plot allongé étant cylindrique et présentant une ligne d'aimantation s'étendant selon sa longueur. Les aimants unitaires sont positionnés dans la structure à distance les uns des autres afin d'être isolés électriquement les uns par rapport aux autres, la longueur de chaque plot étant supérieure au diamètre de la face longitudinale plane pour un plot cylindrique.

Dans ce document, il n'est pas décrit de moyen de renforcement de la structure ainsi formée qui puisse la protéger contre des vitesses de rotation élevées et empêcher le décrochement des aimants unitaires.

Le problème à la base de la présente invention est de concevoir une structure d'aimant pour un actionneur électromagnétique qui puisse supporter des vitesses de travail élevées tout en fournissant un champ magnétique puissant.

A cet effet, la présente invention concerne une structure d'aimant en trois dimensions constituée d'une pluralité d'aimants unitaires, la structure d'aimant présentant une épaisseur formant sa dimension la plus petite, chaque aimant unitaire étant sous la forme d'un plot allongé présentant une longueur s'étendant selon l'épaisseur de la structure, le plot allongé étant cylindrique ou sous la forme d'un polyèdre avec au moins une face longitudinale plane orientée vers une surface de travail de la structure, le plot allongé présentant une ligne d'aimantation s'étendant selon sa longueur, les aimants unitaires étant positionnés dans la structure à distance les uns des autres afin d'être isolés électriquement les uns par rapport aux autres, la longueur de chaque plot étant supérieure au diamètre de la face longitudinale plane pour un plot cylindrique ou à une plus grande diagonale reliant deux sommets de ladite face longitudinale pour un plot en forme de polyèdre, caractérisé en ce que la structure d'aimant comporte une couche de composite non conductrice enrobant les aimants unitaires, la couche de composite délimitant tout un contour extérieur de la structure d'aimant.

La surface de travail de la structure d'aimant est celle qui va être en vis-à-vis des bobines du stator pour un actionneur électromagnétique tournant ou linéaire et de laquelle surface part le champ magnétique.

Selon sa définition la plus classique, un polyèdre est une forme géométrique à trois dimensions ayant des faces planes polygonales qui se rencontrent selon des segments de droite qu'on appelle arêtes, par exemple un prisme droit ou oblique, un cube ou une pyramide. Dans le cadre de la présente invention, Il est préféré avoir un polyèdre présentant deux surfaces polygonales longitudinales opposées, planes et égales reliées par des arrêtes droites et parallèles tel un polyèdre hexagonal mais ceci n'est pas limitatif, une seule surface longitudinale pouvant être présente, un sommet étant porté par l'autre extrémité du polyèdre.

Ceci permet d'avoir une structure d'aimant présentant de nombreux plots formant des aimants unitaires. Il s'est révélé qu'une structure avec une telle pluralité d'aimants unitaires avait un grand pouvoir d'aimantation tout en présentant une grande résistance, la structure d'aimant présentant une couche de préférence en composite pour l'enrobage des aimants unitaires. Une telle structure d'aimant peut former un pôle d'aimant ou être un aimant complet.

Le but de la présente invention est de décomposer une structure d'aimant pouvant être un aimant entier ou un pôle magnétique selon l'état de la technique en une pluralité de petits ou micro-aimants. Un gros aimant est sujet à des pertes par courants de Foucault plus importantes que son équivalent en petits ou micro-aimants. L'utilisation de petits aimants ou de micro-aimants permet donc de réduire ces pertes qui sont préjudiciables au fonctionnement de l'actionneur électromagnétique.

Il est connu que pour obtenir un champ magnétique d'intensité optimale, le volume idéal d'un aimant doit s'approcher d'un cube ou d'un cylindre dont la longueur est égale au diamètre. Il est de connaissance courante qu'augmenter la longueur d'un aimant au-delà n'apporte aucune augmentation du champ magnétique. La démarche de la présente invention va cependant dans le sens contraire de ce préjugé.

La longueur d'un aimant unitaire est sensiblement augmenté par rapport au diamètre ou à une diagonale de sa face longitudinale plane que ne le propose la pratique largement répandue, ceci essentiellement pour répondre à des besoins de résistance mécanique de la structure.

Selon l'invention, il a été découvert qu'une pluralité d'aimants unitaires dans une structure d'aimant donne une structure d'aimant présentant une résistance mécanique beaucoup plus importante tout en gardant des propriétés magnétiques quasi similaires à celles d'un aimant seul ayant une surface égale à n fois la surface élémentaire des n aimants unitaires quand n aimants unitaires sont présents.

La couche de composite non conductrice enrobant les aimants unitaires et la totalité de la structure aimantée permet de solidifier l'ensemble. Le composite est préféré au fer pour ne pas induire de couple de détente ou de pertes supplémentaires.

De plus, la résistance mécanique d'une couche de composite peut être élevée et l'enrobage peut se faire aisément notamment par injection du composite sur une disposition d'aimants unitaires maintenus en place les uns par rapport aux autres par un moyen quelconque. Il n'y a donc pas de risque de détachement des aimants à vitesses de rotation élevées.

Avantageusement, un rapport d'une surface de la face longitudinale du plot sur la surface de travail de la structure est inférieur à 2%.

Ceci permet d'avoir un nombre très élevé de plots sur la face longitudinale du plot, la place prise par un plot sur la surface de travail de la structure étant très réduite.

Avantageusement, chaque plot présente sa face longitudinale plane de forme hexagonale. Avantageusement, la couche de composite comprend des fibres de renforcement comme des fibres de verre ou des fibres en matière plastique.

Les fibres de renforcement concourent à augmenter la résistance de la structure d'aimant et notamment la rigidité à la flexion et au flambement.

Avantageusement, la structure comprend au moins un maillage comportant une pluralité de logements pour un aimant unitaire respectif.

Le maillage reste en place en étant aussi enrobé dans la couche de composite. Un tel maillage permet de maintenir des aimants unitaires lors de la fabrication de la structure d'aimant et présente l'avantage de représenter un élément de solidification supplémentaire de la structure d'aimant, le maillage pouvant contenir aussi des fibres de renforcement.

Avantageusement, ledit au moins un maillage est sous forme d'un nid d'abeille présentant des logements de section hexagonale.

Un maillage en nid d'abeille est connu pour renforcer la résistance d'un élément, dans ce cas une structure d'aimant. Les aimants unitaires sont insérés dans des logements hexagonaux qui assurent leur maintien. Les parois des logements servent d'isolant électrique et la densité des logements dans la structure d'aimant peut être considérablement augmentée. Le maillage en nid d'abeille peut être en matériau composite isolant renforcé de fibres.

Avantageusement, chaque aimant unitaire est collé dans un logement respectif par une résine renforcée de fibres.

Ainsi, dans le cadre d'une réalisation préférentielle de l'invention, la couche d'enrobage en composite, le maillage entourant les aimants unitaires et les moyens de collage des aimants dans le maillage peuvent être tous les trois renforcés par des fibres. La structure d'aimant ainsi obtenu présente des caractéristiques mécaniques de résistance à la rupture très élevées.

Avantageusement, la structure comprend un empilement de deux séries d'aimants unitaires, chaque aimant unitaire d'une série étant aligné dans le sens de sa longueur avec un aimant unitaire respectif de l'autre série en étant mis bout à bout.

Chaque paire de deux aimants unitaire de séries différentes collés bout à bout par affinité magnétique se comporte comme un aimant simple plus long. Avantageusement, la structure comprend un empilement de deux séries d'au moins deux aimants unitaires, les deux séries étant empilées l'une sur l'autre, une couche de composite étant intercalée entre les deux séries empilées.

Ceci permet d'avoir une structure pouvant présenter une surface de travail sur deux faces opposées de la structure, cette structure d'aimant pouvant servir dans un actionneur électromagnétique sur un rotor encadré par deux stators.

Avantageusement, un matériau monocouche ou multicouches est introduit dans l'espace entre le logement et l'aimant unitaire.

Ce matériau peut être un plastique, un composite un matériau métallique d'enrobage des aimants unitaires comme du nickel ou du cuivre. Le matériau peut avoir été déposé sur l'aimant unitaire préalablement à son introduction dans le maillage en étant par exemple un matériau de revêtement ou peut avoir une action de solidarisation de l'aimant unitaire avec la maille qui le reçoit.

L'invention concerne aussi un actionneur électromagnétique linéaire ou rotatif, caractérisé en ce qu'il comprend une telle structure d'aimant unitaire ou plusieurs structures d'aimant, la ou les structures d'aimant formant un ensemble rectangulaire ou faisant partie d'un rotor rotatif autour de son centre, la ou les structures d'aimant étant disposées concentriquement au rotor.

Comme précédemment mentionné, les structures d'aimant peuvent former des pôles magnétiques ou la structure d'aimant peut former un aimant complet. Dans le cas de pôles d'aimantation, ceux-ci sont maintenus espacés les uns des autres par des branches. Le rotor pour un actionneur électromagnétique tournant ou le support en translation pour un actionneur linéaire peut être aussi en matériau composite renforcé de fibres. Dans le cas de pôles magnétiques, des branches peuvent séparer deux pôles adjacents.

Avantageusement, quand unitaire, la structure d'aimant forme un unique aimant s'étendant sur l'actionneur ou, quand multiples, les structures d'aimant sont des pavés successifs formant des pôles d'aimant successifs alternés.

Avantageusement, l'actionneur étant à flux axial, les structures d'aimant sont multiples en étant des pavés successifs formant des pôles d'aimant successifs alternés, les structures d'aimant étant logées dans au moins un support comportant des branches délimitant entre elles des logements recevant chacun une structure d'aimant respective, ledit au moins un support faisant partie d'un rotor et étant de forme discoïdal partiellement creux en comportant des branches s'étendant sensiblement radialement ou inclinées en direction radiale du rotor, ledit au moins un support discoïdal étant recouvert sur au moins une face par un disque de recouvrement en tant que moyens de maintien axial de consolidation du rotor .

Avantageusement, le rotor présente une couronne externe périphérique formant sa tranche, une frette étant réalisée sur la couronne externe périphérique en permettant de retenir les structures d'aimant.

L'invention concerne aussi un procédé de fabrication d'une telle structure d'aimant, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :

- découpe dans une tuile aimantée présentant une longueur, une largeur et une épaisseur formant trois dimensions de la tuile, de plusieurs aimants unitaires selon les trois dimensions de la tuile aimantée,

- positionnement et maintien des aimants unitaires à distance les uns des autres,

- injection d'une couche de composite autour des aimants unitaires pour leur enrobage.

Par une découpe dans trois dimensions et notamment en largeur et en longueur de la tuile, il s'est avéré que les aimants unitaires avaient des propriétés magnétiques améliorées par rapport aux propriétés d'une portion comparable de la tuile magnétique.

Le positionnement des aimants unitaires peut se faire par réception des aimants dans un maillage, auquel cas le maillage fait partie de la structure d'aimant en étant enrobé dans la couche de composite. Alternativement, le positionnement peut se faire à l'extérieur d'une ébauche de la structure d'aimant et ne pas appartenir à la structure d'aimant enrobée finale.

Avantageusement, le positionnement s'effectue par introduction des aimants unitaires dans un maillage et injection de la couche de composite autour du maillage.

Ceci est la forme préférée de réalisation du procédé selon l'invention, le maillage demeurant dans la structure d'aimant après enrobage par la couche de composite, le maillage étant avantageusement en nid d'abeille. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et au regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels :

- la figure 1 a est une représentation schématique d'une vue d'une face d'un rotor destiné à un actionneur électromagnétique à flux axial selon une première forme de réalisation de la présente invention,

- la figure 1 b est une représentation schématique d'une vue agrandie de la partie cerclée référencée A à la figure 1 a,

- la figure 1c est une représentation schématique d'une vue agrandie de la structure d'aimant composée du maillage et d'aimants unitaires,

- la figure 2a est une représentation schématique d'une vue en éclaté d'un premier mode de réalisation selon la présente invention d'un rotor destiné à un actionneur électromagnétique à flux axial,

- la figure 2b est une représentation schématique d'une vue en éclaté d'un deuxième mode de réalisation selon la présente invention d'un rotor destiné à un actionneur électromagnétique à flux axial,

- la figure 3 est une représentation schématique d'une vue en éclaté d'un mode de réalisation selon la présente invention d'un actionneur électromagnétique à flux radial,

- la figure 4 est une représentation schématique d'une vue en perspective d'un plot faisant office d'aimant unitaire dans une structure d'aimant selon la présente invention,

- les figures 5a et 5b sont des représentations schématiques de vues de dessus respectivement d'une structure d'aimant formant un unique aimant et d'un agrandissement d'une portion de cette structure d'aimant,

- les figures 6a et 6b sont des représentations schématiques respectivement d'une vue en perspective et d'une vue latérale d'un nid d'abeille pouvant réaliser le maillage entourant les plots formant des aimants unitaires dans une structure d'aimant selon la présente invention.

Les figures sont données à titre d'exemples et ne sont pas limitatives de l'invention. Elles constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter la compréhension de l'invention et ne sont pas nécessairement à l'échelle des applications pratiques. En particulier les dimensions des différentes pièces ne sont pas représentatives de la réalité.

En se référant à toutes les figures et notamment aux figures 4, 5a, 5b, 6a et 6b en se reportant aussi aux autres figures pour les références manquantes à ces premières figures, la présente invention concerne une structure d'aimant 6 en trois dimensions constituée d'une pluralité d'aimants unitaires 4. La structure d'aimant 6 peut être sous la forme d'un pavé présentant une largeur, une longueur et une épaisseur, l'épaisseur formant la dimension la plus petite de la structure d'aimant 6.

Selon l'invention, chaque aimant unitaire 4 est sous la forme d'un plot 4 allongé, visible notamment à la figure 4, en présentant une longueur 4a s'étendant selon l'épaisseur de la structure d'aimant 6, comme il peut être vu aux figures 6a et 6b. Le plot 4 allongé est cylindrique ou sous la forme d'un polyèdre avec au moins une face longitudinale 4b plane orientée vers une surface de travail de la structure d'aimant 6 qui est la surface en vis à vis des bobinages dans un actionneur électromagnétique rotatif ou linéaire.

Le plot 4 allongé présente une ligne d'aimantation s'étendant approximativement selon sa longueur, les aimants unitaires 4 étant positionnés dans la structure d'aimant 6 à distance les uns des autres afin d'être isolés électriquement les uns par rapport aux autres.

La longueur 4a de chaque plot 4 est supérieure au diamètre de la face longitudinale plane pour un plot cylindrique, ce qui n'est pas montré aux figures ou à une plus grande diagonale 4c reliant deux sommets de ladite face longitudinale 4b pour un plot 4 en forme de polyèdre. Pour une face longitudinale 4b régulière comme un hexagone, toutes les diagonales 4c sont équivalentes.

De plus, un rapport d'une surface de la face longitudinale 4b du plot 4 sur la surface de travail totale de la structure d'aimant 6 peut être inférieur à 2%, ce qui montre qu'un aimant unitaire 4 tient très peu de place sur la surface de travail totale de la structure d'aimant 6. Ceci permet d'avoir un nombre très élevé de plots 4sur la face longitudinale 4b du plot 4.

Comme montré à la figure 4, chaque plot 4 formant un aimant unitaire 4 présente sa face longitudinale 4b plane de forme hexagonale. Ceci permet par exemple d'insérer chaque plot 4 dans une cavité d'un nid d'abeille en tant que maillage 5a. La structure d'aimant 6 comporte une couche de composite non conductrice enrobant les aimants unitaires 4. Tout le contour de la structure d'aimant 6 peut être délimité par cette couche composite.

Le composite préférentiellement ne contient pas de fer pour ne pas induire de couple de détente ou de pertes supplémentaires.

La couche de composite comprend des fibres de renforcement comme des fibres de verre ou des fibres en matière plastique, par exemple en keviar ou en polyamide ou toute matière plastique augmentant la résistance mécanique de l'ensemble.

Dans un mode préférentiel très avantageux, la structure d'aimant 6 peut comprendre au moins un maillage 5a comportant une pluralité de logements 5 ou alvéole pour un aimant unitaire 4 respectif.

Le maillage 5a, quand présent, peut rester en place en étant aussi enrobé dans la couche de composite. Le maillage 5a peut contenir aussi des fibres de renforcement.

Avantageusement, ledit au moins un maillage 5a est sous forme d'un nid d'abeille présentant des logements 5 de section hexagonale, ce qui renforce la résistance mécanique de la structure d'aimant 6. Ceci peut être vu aux figures 6a et 6b.

Un maillage 5a pris isolément de la structure d'aimant 6 est montré aux figures 6a et 6b. Les logements 5 ou alvéoles n'entourent pas leur plot 4 associé sur toute sa longueur.

Chaque aimant unitaire 4 est collé dans un logement 5 respectif par une résine renforcée de fibres. Par exemple, sans que cela soit limitatif les aimants unitaires 4 peuvent être des aimants néodyme fer bore ou samarium cobalt ou tout autre type d'aimants. Les aimants en néodyme sont sensibles aux chocs et à la torsion et peuvent facilement s'enflammer. En diminuant leurs dimensions par division, la présente invention permet d'éviter tous ces risques et notamment les risques de casse des aimants.

Ainsi, dans le cadre d'une réalisation préférentielle de l'invention, la couche d'enrobage en composite, le maillage 5a entourant les aimants unitaires 4 et les moyens de collage des aimants dans le maillage 5a peuvent être tous les trois renforcés par des fibres. La structure d'aimant 6 ainsi obtenue présente des caractéristiques mécaniques de résistance à la rupture très élevées. Dans un premier mode de réalisation préférentielle non montrée aux figures, la structure d'aimant 6 peut comprendre un empilement de deux séries d'aimants unitaires 4, chaque aimant unitaire 4 d'une série étant aligné dans le sens de sa longueur avec un aimant unitaire 4 respectif de l'autre série en étant mis bout à bout. Chaque paire de deux aimants unitaires de séries différentes collés bout à bout par affinité magnétique peut se comporter comme un aimant simple plus long.

Dans un deuxième mode de réalisation préférentielle non montrée aux figures, la structure d'aimant 6 peut comprendre un empilement de deux séries d'au moins deux aimants unitaires 4, les deux séries étant empilées l'une sur l'autre, une couche de composite étant intercalée entre les deux séries empilées. Les deux séries empilées sont ainsi isolées électriquement l'une de l'autre.

Ceci permet d'avoir une structure d'aimant 6 pouvant présenter une surface de travail sur deux faces opposées de la structure d'aimant 6, cette structure d'aimant 6 pouvant par exemple servir dans uh actionneur électromagnétique tournant pour un rotor 1 , 1a encadré par deux stators. Par exemple à la figure 2b les deux séries d'aimants unitaires 4 de chaque structure d'aimant 6 dont une seule est référencée 6 à cette figure peuvent former des structures d'aimant 6 à deux séries d'aimants enrobées dans la même couche composite, une série étant isolée électriquement par rapport à l'autre série.

L'invention concerne aussi un actionneur électromagnétique linéaire ou rotatif, seul un actionneur électromagnétique rotatif étant montré aux figures 1a et 2a. Cet actionneur peut être à flux radial, à flux axial ou à une combinaison des deux.

L'actionneur électromagnétique linéaire ou rotatif comprend une telle structure d'aimant 6 unitaire ou plusieurs structures d'aimant 6, auquel cas pouvant être séparées les unes des autres par des branches 3.

La ou les structures d'aimant 6 peuvent former un ensemble rectangulaire pour un actionneur linéaire, les structures d'aimant 6 étant disposées alignées les unes après les autres. La ou les structures d'aimant 6 peuvent faire partie d'un rotor 1 , 1 a tournant autour de son centre pour un actionneur rotatif, la ou les structures d'aimant 6 étant alors disposées concentriquement au rotor 1 , 1 a. Le rotor 1 , 1a pour un actionneur électromagnétique tournant ou le support en translation pour un actionneur linéaire peuvent aussi être en matériau composite renforcé de fibres.

Avantageusement, quand unitaire, la structure d'aimant 6 forme un unique aimant s'étendant sur l'actionneur. Ceci est montré à la figure 5a. Quand multiples, les structures d'aimant 6 sont des pavés successifs formant des pôles d'aimant successifs alternés. Ceci est montré notamment à la figure 2a.

L'invention concerne aussi un procédé de fabrication d'une telle structure d'aimant 6. Le procédé comprend une étape de découpe dans une tuile aimantée présentant une longueur, une largeur et une épaisseur formant trois dimensions de la tuile, de plusieurs aimants unitaires 4 selon les trois dimensions de la tuile aimantée. L'étape suivante est une étape de positionnement et maintien des aimants unitaires 4 à distance les uns des autres pour les isoler électriquement,

L'étape finale est une étape d'injection d'une couche de composite autour des aimants unitaires 4 pour leur enrobage. Le positionnement peut se faire par réception des aimants dans un maillage 5a auquel cas le maillage 5a fait partie de la structure d'aimant 6 en étant enrobé dans la couche de composite. Alternativement, le positionnement peut se faire à l'extérieur d'une ébauche de la structure d'aimant 6 et ne pas appartenir à la structure d'aimant 6 enrobée finale.

Avantageusement, le positionnement s'effectue par introduction des aimants unitaires 4 dans un maillage 5a et injection de la couche de composite autour du maillage 5a.

En se référant aux figures 1a à 1 c, 2a, 2b et 3, il est montré un rotor 1 , 1a d'un moteur ou d'un générateur électromagnétique présentant au moins un support 2, 2a logeant une pluralité d'aimants unitaires 4. Il peut par exemple y avoir un support 2, 2a de chaque côté du rotor ou à l'intérieur du rotor, selon que le rotor est à flux axial ou à flux radial.

Ledit au moins un support 2, 2a comporte des branches 3, 3a délimitant entre elles des cavités recevant chacun une structure d'aimant 6 respective pouvant être composée d'un maillage 5a comprenant des logements ou alvéoles 5 et des aimants unitaires 4, chaque aimant unitaire 4 étant inséré dans un logement ou alvéole 5 respectif, la structure d'aimant 6 formant un pôle aimant ou un aimant entier. La figure 1 c montre une vue agrandie par rapport à la figure 1 a d'une telle structure d'aimant 6.

Le but de la présente invention est de remplacer un ou plusieurs aimants de taille importante par une pluralité de petits aimants unitaires 4. Il y a donc une création de flux magnétique par une multitude de petits aimants unitaires 4 dont le nombre est d'au moins 20 et peut dépasser 100, voire nettement plus par structure d'aimant. Un rotor de l'état de la technique pouvait comprendre de 1 à 5 aimants alors que la présente invention prévoit beaucoup plus d'aimants unitaires 4 de petite taille. Les petits aimants unitaires 4 selon la présente invention peuvent être insérés dans des logements ou alvéoles 5 respectives par un robot. Pour un rotor de taille moyenne, les petits aimants unitaires 4 dans le cadre de la présente invention peuvent avoir une dimension de 4 mm.

Dans une première forme de réalisation préférentielle de l'invention, le rotor est à flux radial, donc destiné à un moteur ou génératrice à flux radial. Dans cette forme de réalisation, ledit au moins un support 2a est de forme cylindrique en comportant des branches 3a.

Dans le mode de réalisation montré à la figure 3, qui montre un actionneur électromagnétique à flux radial avec deux stators et un rotor 1a, le rotor 1 a à flux radial de forme cylindrique présente un support cylindrique 2a présentant des branches de séparation 3a qui peuvent s'étendre axialement sur le support cylindrique 2a. Les branches de séparation 3a délimitent axialement des structures d'aimant 6 composées du maillage 5a et des aimants unitaires 4. Il se peut que le support cylindrique 2a soit creusé entre les branches de séparation 3a pour recevoir les structures d'aimant 6 composées du maillage alvéolaire 5a et des aimants unitaires 4.

Une frette 9a recouvre une extrémité du rotor 1 a à proximité du support cylindrique 2a. A l'intérieur du support cylindrique 2a est inséré un cylindre de recouvrement intérieur 10 et à l'extérieur du support cylindrique 2a sur la périphérie externe du support cylindrique 2a s'étend un cylindre de recouvrement extérieur 15.

Un premier stator est disposé à l'intérieur du rotor 1 a en présentant un circuit magnétique interne 12 portant des bobines 11. Le recouvrement intérieur 10 recouvre le circuit magnétique interne 12. Un deuxième stator est disposé à l'extérieur du rotor a en l'entourant en présentant un circuit magnétique externe 14 intégrant en son intérieur des bobines 13. Le recouvrement extérieur 15 est disposé entre les bobines 13 et le circuit magnétique externe 14. Un carter 16 recouvre l'ensemble du rotor 1a et des deux stators.

Dans un autre mode de réalisation non montré à la figure 3, les branches peuvent être sous forme de couronnes se suivant espacées en direction axiale du support cylindrique. Les branches successives peuvent faire saillie radialement à la périphérie dudit au moins un support. Ledit au moins un support cylindrique peut être creusé pour présenter entre deux branches successives un logement pour la réception d'une structure d'aimant composée du maillage et des aimants unitaires.

Les structures d'aimant 6 composées du maillage 5a et des aimants unitaires 4 utilisées pour un support cylindrique peuvent être chacune sous forme d'un anneau fermé ou de pavés disposés à distance les uns des autres Sinon l'aménagement de stators et de possibles cylindres de recouvrement ou frette d'extrémité dans l'actionneur à flux radial selon cet autre mode peut être similaire à celui montré à la figure 3. Cet autre mode de réalisation n'est pas préféré.

Dans une deuxième forme de réalisation préférentielle de l'invention, le rotor est à flux axial, donc destiné à un moteur ou génératrice à flux axial. Dans cette forme de réalisation, ledit au moins un support 2, 2a est de forme discoïdal et partiellement creux en comportant des branches 3, 3a s'étendant sensiblement radialement ou inclinées en direction radiale entre un pourtour interne 18, délimitant intérieurement un passage pour un arbre de rotation du rotor 1 , et une couronne externe 17 du support 2 formant la couronne externe du support 2. Ceci est montré aux figures 1a, 1 b, 2a et 2b.

Les branches 3, 3a peuvent être inclinées par rapport à l'arbre de rotation du rotor comme le sont des pales d'hélice et avoir une largeur grandissante plus on s'éloigne du centre du support.

Le pourtour externe peut présenter des bords radialement recourbés vers l'intérieur du support 2 afin de former des butées axiales pour des portions d'extrémité de structures d'aimant 6 composées du maillage alvéolaire et des aimants unitaires introduites dans le pourtour externe 17. Dans cette deuxième forme de réalisation, ledit au moins un support discoïdal 2a peut être recouvert sur au moins une face par un disque de recouvrement 8 en tant que moyens de maintien axial de consolidation du rotor. Ceci peut se faire sur les deux faces opposées par un disque de recouvrement 8 respectif.

Dans cette deuxième forme de réalisation, le rotor 1 , 1a peut présenter une couronne externe périphérique formant sa tranche, une frette 9 étant réalisée sur la couronne externe 17 périphérique en permettant de retenir les aimants unitaires 4 contre une force centrifuge.

Dans cette deuxième forme de réalisation, chaque structure d'aimant 6 composée du maillage 5a et des aimants unitaires 4 peut comprendre des logements ou alvéoles 5 traversantes ou non sur chaque face du support discoïdal 2a. Chacun des aimants unitaires 4 logés dans un logement ou alvéole 5 respective peut donc déboucher sur chaque face du support discoïdal 2a.

A la figure 2a, il est montré des branches 3 de séparation de deux structures d'aimant 6 adjacentes.

Comme il est visible à la figure 2b, au moins deux structures d'aimant 6 composées d'un maillage 5a et d'aimants unitaires 4 formant sensiblement une couronne peuvent être séparées par une paroi 19 au milieu du support de forme discoïdal 2. Les structures d'aimant 6 peuvent être des disques monopièces ou séparés par les branches 3a.

Ce qui va suivre peut être valable pour les deux modes de réalisation préférentielle de la présente invention.

Les structures d'aimant 6 composées chacune du maillage 5a et des aimants unitaires 4 peuvent être solidarisés audit au moins un support 2, 2a par des moyens de solidarisation à base de matériaux ferreux, de matériaux synthétiques ou composites.

Les moyens de solidarisation peuvent faire partie intégrante du rotor et/ou peuvent être des pièces rapportées solidaires du rotor. Les pièces rapportées peuvent être soudées, vissées, rivetées ou encliquetées avec le rotor 1 , 1a. Il est possible de prévoir des moyens de solidarisation entre chaque aimant unitaire 4 et le logement ou alvéole 5 le recevant, ceci sur la face interne au logement ou alvéole 5 des parois de séparation 19 qui la délimite par rapport à des logements ou alvéoles 5 adjacents. Dans chaque structure d'aimant 6 composée du maillage alvéolaire 5a et des aimants unitaires 4, les logements ou alvéoles 5 peuvent être délimitées par des parois de séparation 19, chaque aimant unitaire 4 étant solidarisé dans son logement ou alvéole 5 respective par de la résine, de la colle ou par soudage.

Les aimants unitaires 4 et leurs logements ou alvéoles 5 respectives peuvent être de forme variable avec leurs pôles orientés dans des directions parallèles ou divergentes. Par exemple, les dimensions des logements ou alvéoles 5 peuvent différer d'un logement ou alvéole 5 à une autre. Les logements ou alvéoles 5 peuvent ne pas être obligatoirement de forme hexagonale bien que cela soit préféré.

L'actionneur électromagnétique peut comprendre au moins un stator portant au moins un bobinage, le moteur ou la génératrice électromagnétique comprenant un ou plusieurs entrefers entre ledit au moins un rotor et ledit au moins un stator, d'un ou plusieurs stators portant le bobinage.

Chaque stator peut comporter un circuit magnétique associé à un bobinage. Le stator peut présenter des dents ou des encoches ouvertes ou fermées. Une carcasse permet de protéger le moteur ou la génératrice électromagnétique. Les stators pouvant être connectés en série ou en parallèle. Le décalage d'un stator d'un angle l'un par rapport à l'autre, combiné à la forme des encoches et à la forme des aimants unitaires 4, permet de réduire la variation de couple et le couple de détente.

L'actionneur pouvant être un moteur ou une génératrice électromagnétique peut fonctionner à des vitesses très élevées avec ou sans multiplicateur de vitesses. Le moteur ou la génératrice peut comprendre au moins deux stators connectés en série ou en parallèle ou au moins deux rotors.

Le rotor peut comprendre un arbre de rotation s'étendant perpendiculairement aux faces circulaires du rotor 1 , 1 a en traversant les deux stators. Le rotor 1 , 1a peut être porté par au moins deux roulements, avec un roulement associé à un stator respectif pour permettre sa rotation par rapport aux stators.