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Title:
ELECTRIC MOTOR, IN PARTICULAR FOR MOTOR VEHICLE EQUIPMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/063647
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns an electric motor, with adjustable operating conditions, in particular for a pulser in a motor vehicle passenger compartment ventilating, heating and/or air conditioning installation. Said motor comprises a stator with an exposed outer surface (4). It is electrically powered via a module including resistors (R1, R2, R3) for varying its operating conditions. The invention is characterised in that said resistors are produced in the form of a resistive layer (6) deposited on one stator surface (4) according to an adapted strip pattern. Said stator surface comprises several metal contacts (C1, C2, C3, C4) deposited on the resistive layer to form the resistor terminals.

Inventors:
DE MONTS ANTOINE (FR)
PAPAZION JEAN-CHARLES (FR)
Application Number:
PCT/FR1999/001325
Publication Date:
December 09, 1999
Filing Date:
June 04, 1999
Export Citation:
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Assignee:
VALEO CLIMATISATION (FR)
MONTS ANTOINE DE (FR)
PAPAZION JEAN CHARLES (FR)
International Classes:
H01C1/16; H01C7/13; H02K23/66; (IPC1-7): H02K23/66; H01C7/13
Foreign References:
DE3900125A11990-07-05
EP0363191A21990-04-11
FR2749474A11997-12-05
US5703561A1997-12-30
US4390219A1983-06-28
FR2728720A31996-06-28
Attorney, Agent or Firm:
Koenig, Christine (rue Louis-Lormand La Verrière, FR)
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Claims:
Revendications
1. Moteur électrique, de régime réglable, notamment pour équipement automobile, du type comprenant un rotor (3) entouré d'un stator qui présente une surface externe appa rente (4), et une surface interne non apparente (14) ledit moteur étant alimenté électriquement par 1'intermédiaire d'un module de variation de régime du moteur comportant au moins une résistance électrique (Rl), caractérisé en ce que ladite résistance (Ri) est réalisée sous la forme d'une couche résistive (6) de dimen sions choisies (1, L), déposée sensiblement sur une partie au moins de ladite surface externe du stator (4) et/ou sur une partie de ladite surface interne non apparente (14) suivant un motif de bande choisi.
2. Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface du stator comporte au moins un premier et un second contacts métalliques (Cl, C4) déposés sur la couche résistive, et disposés de part et d'autre dudit motif pour former deux bornes électriques de ladite résistance.
3. Moteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit second contact (C4) est connecté à 1'une des bornes électriques du moteur.
4. Moteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que la surface externe du stator (4) comporte en outre un troisième contact métallique (C5) connecté à l'autre borne du moteur, sans être en contact avec la couche résistive.
5. Moteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le troisième contact métallique (C5) est connecté en outre à la masse.
6. Moteur selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que ledit second contact (C4) est connecté à l'une des bornes du moteur par l'intermédiaire d'un fusible de protection (P).
7. Moteur selon 1'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche résistive (6) porte deux contacts métalliques supplémentaires (C2, C3), disposés entre lesdits premier et second contacts (Cl, C4), à des intervalles d'espace choisis sur le motif, lesdits contacts définissant, deux par deux, trois résistances (R1, R2, R3) en série.
8. Moteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits contacts (Cl,..., C4) délimitent deux à deux des bandes du motif de largeurs (Li) respectives variables.
9. Moteur selon 1'une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que les contacts délimitent deux à deux des bandes du motif de longueurs (li) respectives variables.
10. Moteur selon 1'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que ledit motif comporte une pluralité de pistes ouvertes, jointes deux à deux et imbriquées les unes dans les autres, tandis qu'un contact métallique (C2, C3) est disposé à chaque jointure entre deux pistes.
11. Moteur selon la revendication 10, caractérisé en ce que les largeurs respectives (Li) de bande de couche résistive des pistes décroissent en partant d'une piste imbriquée (R3) vers une piste non imbriquée (Rl).
12. Moteur selon 1'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite partie du stator et la couche résistive sont réalisées dans des matériaux respectifs de coefficients de dilatation voisins.
13. Moteur selon la revendication 12, caractérisé en ce qu' il comporte une couche entretoise (7), déposée entre ladite couche résistive (6) et la surface externe du stator (4), et réalisée dans un matériau sensiblement isolant, de coeffi cient de dilatation voisin du coefficient de dilatation de la couche résistive.
14. Moteur selon 1'une des revendications 12 et 13, caracté risé en ce qu'il comporte une couche de protection (9) déposée sur la couche résistive et sur les contacts métalli ques, et réalisée dans un matériau sensiblement isolant et de coefficient de dilatation voisin du coefficient de dilatation de la couche résistive.
15. Moteur selon 1'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est apte à entraîner en rotation une turbine d'un pulseur d'une installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation d'un habitacle, notamment de véhicule automobile, pour produire un flux d'air (F), tandis que la surface du stator (4) est balayée par au moins une partie de ce flux d'air (F).
16. Moteur selon 1'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est alimenté par une tension conti nue.
Description:
Moteur électrique, notamment pour un équipement automobile L'invention concerne un moteur électrique de régime réglable, notamment pour un équipement de véhicule automobile, en particulier pour un pulseur d'une installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation.

Des pulseurs du type précité comportent habituellement un moteur pour entraîner une turbine en rotation, en produisant un flux d'air destiné à être traité et réparti dans l'habitacle du véhicule. Le moteur de ce pulseur comporte un rotor, ainsi qu'un stator entourant le rotor et comportant une paroi externe apparente.

Le moteur est généralement alimenté électriquement par l'intermédiaire d'un module de variation de vitesse du pulseur comportant au moins une résistance électrique. En pratique, un tel module comporte une pluralité de résistances en série dont chaque borne est connectée à un plot conducteur. Une borne du moteur est habituellement reliée au dernier plot du montage, tandis que son autre borne est connectée à la masse. Il est prévu ensuite des moyens de connexion reliés à un organe de commande du régime du moteur, pour connecter l'un des plots précités à une alimentation électrique qui délivre généralement une tension continue.

Un inconvénient de ces moteurs connus, combinés à des modules du type précité, est dû au fait que, en cas de défaut, les résistances du module peuvent s'échauffer par effet Joule, résultant d'un courant électrique important qui circule dans ces résistances, ce qui peut entraîner une détérioration du module, voire du moteur lui-même. Pour remédier à ce problème, il est connu, en particulier dans le cadre de 1' application précitée au moteur d'un pulseur, de réaliser ledit module sous la forme de couches résistives déposées sur un substrat isolant (généralement en céramique) pour former

les résistances précitées, chaque motif déposé, formant au moins une résistance, étant connecté à un plot conducteur. En pratique, ce module est interposé dans une veine d'air balayée par le flux d'air, de manière à refroidir les résistances déposées.

Cependant, les moteurs de ce type, équipés de tels modules, présentent un encombrement souvent incompatible avec l'agen- cement souhaité dans les véhicules automobiles actuels.

La présente invention vient améliorer la situation. Elle propose à cet effet d'implanter directement les résistances du module sur la surface externe ou interne d'un stator, le stator étant généralement constitué d'une enveloppe cylindrique fermée au moins à une de ses extrémités par une flasque.

Selon l'invention, le module comporte au moins une résistance réalisée sous la forme d'une couche mince résistive de dimensions choisies, et déposée sensiblement sur une partie au moins de la surface externe ou de la surface interne du stator suivant un motif de bande choisie.

Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, la surface du stator comporte au moins deux contacts métal- liques déposés de part et d'autre du motif, formant les bornes de la résistance. Ces contacts sont par ailleurs connectés à des plots conducteurs du type précité, et 1'un de ces contacts est connecté à 1'une des bornes du moteur.

Ainsi, dans le cadre de 1'application à un pulseur citée ci- avant, une partie du flux balayant la surface externe du stator permet avantageusement d'évacuer la chaleur que dégage la couche résistive par effet Joule.

Avantageusement, la surface du stator comporte en outre un troisième contact métallique connecté à 1'autre borne du moteur, sans être en contact avec la couche résistive. Il est alors prévu de connecter par ailleurs ce contact à la masse.

Ainsi, le schéma équivalent du circuit comporte : -au moins une résistance électrique dont une première borne est connectée à un premier contact, la seconde borne étant connectée à un second contact, lequel est connecté par ailleurs à 1'une des bornes électriques du moteur, de préférence par 1'intermédiaire d'un fusible de protection, -le moteur dont 1'autre borne électrique est connectée à un troisième contact, préférentiellement connecté à la masse, -une alimentation électrique, préférentiellement en tension continue, connectée à 1'un ou 1'autre des premier et second contacts.

Selon une autre caractéristique optionnelle avantageuse de l'invention, la surface externe du stator porte en outre une couche entretoise et, de préférence, une couche de protec- tion, déposées respectivement entre la couche résistive et la surface externe du stator, et sur la couche résistive et les contacts métalliques. Ces couches sont réalisées dans des matériaux isolants, de coefficients de dilatation sensiblement voisins du coefficient de dilatation de la couche résistive, tandis que la couche résistive et la partie du stator sur laquelle est déposée cette couche sont réalisées dans des matériaux respectifs de coefficients de dilatation voisins.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés sur lesquels :

-la figure 1 représente schématiquement un moteur selon l'invention, d'un pulseur d'une installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation d'un véhicule automobile, dans 1'exemple décrit ; -la figure 2a représente le schéma électrique équivalent d' un circuit électrique dans un module d'un moteur de la technique antérieure ; -la figure 2b représente le schéma électrique équivalent d' un circuit électrique dans un module d'un moteur selon 1' invention ; et -la figure 3 est une vue en coupe d'un motif de couche résistive déposée sur une paroi externe du stator d'un moteur selon l'invention.

La description et les dessins annexés sont de caractère certain. Ils contribuent aussi bien à mieux faire comprendre l'invention qu'à définir l'invention elle-même, le cas échéant.

On se réfère tout d'abord à la figure 1 pour décrire le moteur selon l'invention, d'un pulseur d'une installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation d'un habitacle de véhicule automobile, dans 1'exemple décrit. Il présente une forme générale sensiblement cylindrique circulaire. Son arbre de rotation 1 est agencé pour pivoter autour de l'axe XX du cylindre. L'arbre de rotation 1 est maintenu par des éléments de serrage 2A et 2B situés de part et d'autre du corps du moteur. L'arbre 1 est par ailleurs solidaire de son rotor 3. Le stator entoure le rotor 3, et présente une paroi externe 4 sensiblement cylindrique circulaire et d'axe sensiblement confondu avec l'axe de rotation XX.

L'arbre du moteur 1, en rotation, entraîne une turbine (non représentée) prévue au bas de la figure 1, dont la rotation produit un flux d'air dont une partie (flèche F) balaye la surface externe 4 du stator. Dans 1'exemple décrit, la turbine en rotation crée un flux d'air par aspiration circulant dans une direction générale, verticale, vers le bas. Le moteur peut éventuellement comporter une double sortie d'arbre.

Un moteur M de ce type (figure 2a) comporte habituellement une première borne reliée à une interface de connexion A2, préférentiellement par 1'intermédiaire d'un fusible de protection P2 (par exemple une résistance à coefficient de température positif, une protection de type bilame ou un thermofusible). La seconde borne du moteur est reliée à une broche B5, par l'intermédiaire de l'interface de connexion A2, cette broche B5 étant généralement connectée à la masse.

La première borne du moteur est reliée, via 1'interface de connexion A2, à la sortie d'un module 10 de variation de régime du moteur M. Ce module 10 de la technique antérieure, tel que représenté sur la figure 2a, comporte une interface de connexion propre A1, ainsi qu'un fusible de protection supplémentaire P1. Le module 10 comporte, dans 1'exemple décrit, trois résistances R1, R2 et R3 montées en série, la résistance R3 étant connectée au fusible P1, lequel est par ailleurs connecté au fusible P2 du bloc moteur, par 1' intermédiaire des interfaces de connexion A1 et A2.

La borne commune des résistances R1 et R2 est reliée à une broche de contact B2, tandis que 1'autre borne de la résis- tance R1 est reliée à une broche distincte B1. Par ailleurs, la borne commune des résistances R2 et R3 est reliée à une broche B3, tandis que 1'autre borne de la résistance R3 est

reliée à une broche B4. La broche B5 est, quant à elle, connectée à la masse.

Il est alors prévu des moyens de connexion extérieurs (non représentés) pour connecter une source d'alimentation en tension V (12V) à 1'une des broches B1, B2, B3 ou B4. Ces moyens de connexion peuvent être par exemple réalisés sous la forme d'un patin conducteur apte à occuper une pluralité de positions dans lesquelles il connecte 1'alimentation électrique à 1'une de ces broches. Ainsi, la tension U aux bornes du moteur M varie en fonction de la broche connectée.

De manière générale, les résistances en jeu sont : -R1+R2+R3, si la broche B1 est connectée, -R2+R3, si la broche B2 est connectée, -R3, si la broche B3 est connectée, -négligeable, si la broche B4 est connectée.

Les moteurs classiques de pulseurs, connus, combinés à des modules du type représenté sur la figure 2a, comportent ainsi deux interfaces de connexions distinctes, ainsi que deux fusibles de protection.

Selon l'invention, les résistances électriques du module 10 sont réalisées sous la forme de couches résistives directe- ment sérigraphiées sur la surface externe du stator. Ainsi, le moteur selon 1'invention ne comporte plus qu'une seule interface de connexion A (figure 2b) et un seul fusible de protection P.

La couche résistive est réalisée dans un matériau de résis- tivité choisie, et de coefficient de dilatation voisin du coefficient de dilatation du corps du stator, de préférence faible. Par exemple, le matériau choisi pour la couche peut être une céramique fournie par la Société DUPONT (marque déposée) et référencée 35XX, tandis que le stator est réalisé

en acier inoxydable. Dans 1'exemple décrit, la couche résistive 6 est sérigraphiée suivant un motif représenté par des hachures sur la figure 1.

Avantageusement, la couche résistive 6 est isolée de la paroi externe du stator 4 par une couche réalisée dans un matériau isolant 7 (figure 3). Cette couche entretoise 7, isolante, peut être réalisée par exemple sous la forme d'un vernis isolant, fourni par la Société DUPONT (marque déposée) et référencé 3506.

Les contacts métalliques précités C1, C2, C3 et C4 (figure 1), recouvrent ponctuellement la couche résistive 6, à des intervalles d'espace choisis du motif, et sont réalisés dans un matériau de coefficient de dilatation voisin de celui de la couche résistive. En pratique, les contacts C1, C2, C3, C4 et C5 sont réalisés sont la forme de pâtes d'argent, par exemple fourni par la Société DUPONT (marque déposée) et référencé 7760. Ils définissent deux à deux trois résistances en série R1, R2 et R3. Entre les contacts métalliques Cl et C2, le motif de la couche résistive forme une première piste R1 de largeur et de hauteur choisie, cette piste étant délimitée par une bande de matériau de résistivité p, de largeur L1 et de périmètre 11. Ainsi, la valeur de la résis- tance R1 est régie par 1'équation : <BR> <BR> <BR> <BR> e. Ll<BR> <BR> <BR> <BR> R1-# <BR> e. L # e étant 1'épaisseur de la couche résistive déposée sur la surface 4.

Cette première piste est ouverte, et rejoint une seconde piste que délimitent les contacts C2 et C3, s'imbriquant dans la première piste de résistance R1. Cette deuxième piste est délimitée par une bande de matériau de largeur L2 et de périmètre 12 différents de L1 et 11, de manière à ce que sa résistance R2 soit équivalente : <BR> <BR> <BR> #2<BR> <BR> <BR> R 2 = # -<BR> e. L2

Enfin, une troisième piste joint la seconde piste à proximité du contact métallique C3. Sa résistance R3 vaut : 3 e. L3 Dans 1'exemple décrit, le motif de la couche résistive est continu, et les trois pistes sont jointes à proximité des contacts C2 et C3. Chaque piste est de forme générale sensiblement rectangulaire dont chaque côté est délimité par une bande de couche résistive de largeur différente d'une piste à l'autre. Selon le motif représenté sur la figure 1, la largeur des bandes de couche résistive décroît d'une piste à l'autre en s'éloignant de la troisième piste, centrale, de résistance R3. Ces largeurs de bande, référencées Ll, L2 et L3, sont choisies telles que Ll < L2 < L3, de sorte que : RI > R2 > R3 Les pistes sont sensiblement symétriques par rapport à un axe parallèle à l'axe XX de rotation de l'arbre 1 et inscrit dans la surface 4. Comme le montre la figure 1, elles présentent des largeurs et des hauteurs respectives croissantes en partant de la troisième piste, donc les périmètres l1, 12 et13 des première, seconde et troisième pistes, sont tels que : > 2 > ce qui contribue encore à accroître les différences entre Rl, R2 et R3 (Rl > R2 > R3).

Dans 1'exemple décrit, les trois pistes sont réalisées dans

un même matériau, de résistivité sensiblement constante. Par ailleurs, la couche résistive est d'épaisseur constante e.

Ainsi, en jouant sur les longueurs des pistes li d'une part, et sur les largeurs de bande Li d'autre part, il est possible d'ajuster les valeurs de RI, R2 et R3 pour obtenir des valeurs de résistance souhaitées.

Le contact métallique C5 est déposé sur la surface du stator, en particulier sur la couche isolante 7, sans être en contact avec la couche résistive 6. Il est prévu de le connectée à une broche B5 reliée à la masse. Par ailleurs, les contacts Cl, C2, C3 et C4 sont connectés à des broches Bl, B2, B3 et B4 du type précité.

De préférence, une couche de protection 9 réalisée dans un matériau isolant, par exemple référencé 3506, recouvre la couche résistive 6 et les contacts Cl, C2, C3 et C4.

Ainsi, le moteur selon l'invention, comporte sur la paroi externe de son stator 4 des résistances sérigraphiées. Ainsi, sa structure est plus compacte que celles des moteurs classiques. Par ailleurs, dans le cadre d'une application précitée à un pulseur, une partie du flux d'air (flèche F) que produit la rotation de la turbine, balaye les résistances RI, R2 et R3. La chaleur que dégage ces résistances par effet Joule, lorsque le moteur est sous tension, peut alors être évacuée par cette partie du flux.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite précédemment à titre d'exemple, elle s'étend à d'autres variantes.

Ainsi, on comprendra que le nombre de résistances formées (trois dans 1'exemple décrit) peut varier suivant les applications visées. Il peut donc être prévu un nombre de

contacts métalliques et de pistes différent.

Par ailleurs, la forme rectangulaire des pistes est décrite ci-avant à titre d'exemple. Dans une variante, ces formes peuvent être différentes, par exemple elliptiques ou circu- laires. De manière plus générale, la forme du motif même, définissant un ensemble de pistes imbriquées, peut encore être différente.

Dans 1'exemple décrit ci-avant, chaque piste est réalisée dans un même matériau résistif. Cependant, on peut prévoir aussi de réaliser ces pistes dans des matériaux différents, de résistivités différentes pl, p2 et p3, Ce qui permettrait d'accroître encore les différences entre les résistances Rl, R2 et R3.

Par ailleurs, les pistes sont réalisées dans une couche d' épaisseur constante e. Cependant, on peut encore prévoir de réaliser ces pistes dans des couches d'épaisseurs variables el, e2 et e3 pour obtenir, de façon plus précise, des valeurs de résistances souhaitées.

La surface du stator est, dans 1'exemple décrit, cylindrique.

Cependant, il peut être prévu aussi un stator de surface externe plane ou quelconque.

En outre, les résistances Rl, R2, et R3 peuvent également être réalisées sur la surface interne du stator.

Enfin, le moteur décrit ci-avant à titre d'exemple assure la rotation de la turbine d'un pulseur d'une installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation de 1'habitacle d' un véhicule automobile. Cependant, la présente invention s' applique à tout autre moteur électrique de régime réglable.