FR2786628A1 - Moteur pour direction assistee electrique - Google Patents
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Abstract
Il comprend des aimants permanents constituant quatre pôles ou plus, fixés à la paroi interne d'une culasse, un arbre (80) disposé dans la culasse en y tournant librement, un induit fixé à l'arbre, ayant un enroulement (86) constitué d'un fil (85) enroulé par un procédé d'enroulement (86) imbriqué en des fentes formées sur la surface circonférentielle extérieure d'un noyau, de manière à s'étendre dans sa direction axiale, un commutateur (88) comprenant des tronçons de commutateurs (88) fixés à l'extrémité de l'arbre, des balais disposés à l'unité sur le côté positif et le côté négatif du commutateur (88), de manière à venir au contact de sa surface; et des connecteurs d'égalisation reliant des tronçons de commutateur (88) qui devraient présenter le même potentiel électrique.
Description
MOTEUR POUR DIRECTION ASSISTÉE ÉLECTRIQUE
ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION
1. Domaine de l'Invention La présente invention concerne un moteur pour une direction assistée électrique servant à fournir une assistance à la force de braquage d'un volant de
véhicule automobile.
2. Description de l'Art Concerné
La figure 14 est une vue en coupe transversale d'une direction assistée électrique classique. La direction assistée électrique comprend: un moteur de direction assistée électrique 1 (dénommé ci-après "moteur électrique") conçu de façon à produire un couple de rotation; et un embrayage électromagnétique 2 relié au moteur électrique 1, pour produire et couper le couple de rotation depuis le
moteur électrique 1.
Le moteur électrique 1 comprend: une culasse cylindrique 3; des aimants à champ permanent 4 fixés de façon à être tournés les uns vers les autres à l'intérieur de la culasse 3 pour former une partie à champ magnétique à 4 pôles; un arbre 7 supporté à l'intérieur de la culasse 3 par un premier palier 5 et un deuxième palier 6, de manière à pouvoir tourner librement; un induit 8 fixé à l'arbre 7; un commutateur 9 fixé à une extrémité de l'arbre 7; des balais 11 placés au contact de la surface du commutateur 7 par la force élastique de ressorts 10; un support de balais 12 servant à maintenir les balais 11; un boîtier non magnétique 14 en aluminium, relié à la culasse 3 par un boulon de serrage 19, pour fixer le support de balais 12 au moyen d'un boulon de serrage de support de balais 13; et un oeillet 16 à
travers lequel passe un fil conducteur 15.
L'induit 8 comprend: un noyau 17 ayant vingt-deux fentes s'étendant dans la direction axial; et un enroulement 18 conçu par l'enroulement d'un fil
dans les fentes par un procédé d'enroulement imbriqué.
L'embrayage électromagnétique 2 comprend: un stator d'embrayage 20 fixé au boîtier 14 par un boulon de serrage d'embrayage 21; une bobine d'embrayage 22 disposée dans le stator d'embrayage 20; un bossage 23 disposé sur l'extrémité de l'arbre 7 au moyen du deuxième arbre 6 de manière à pouvoir tourner librement; un rotor d'entraînement 24 fixé à l'arbre 7; et un disque 25 en forme de couronne renflée, fixé au bossage 23 au moyen d'un organe
élastique 26.
Dans une direction assistée électrique de la structure précitée, l'induit 8 est entraîné en rotation conjointement avec l'arbre 7 par une action électromagnétique imputable à un courant électrique fourni à un enroulement 18 au moyen des balais 11
venant au contact des tronçons de commutateur 9.
En même temps, un circuit électromagnétique A est formé par le stator d'embrayage 20, le rotor d'entraînement 24 et le disque 25, constitués chacun de matériaux magnétiques, en faisant passer un courant
électrique à travers la bobine d'embrayage 22.
L'organe élastique 26 est étiré vers le côté stator d'embrayage 20 sous l'action de ce circuit électromagnétique, de manière que le disque soit attiré et fixé au rotor d'entraînement 24 et que
l'unité d'entraînement 24 soit intégrée au bossage 23.
Par conséquent, du fait que le rotor d'entraînement 24 est fixé à l'arbre 7, le couple provenant de l'arbre 7 est transmis au rotor d'entraînement 24, au bossage 23 et un arbre à vis sans fin (non représenté) lié par cannelure au bossage 23 aidant de ce fait à fournir la force de
direction agissant sur le volant.
En outre, si un choc provenant des roues agit sur la direction assistée électrique, tandis que le couple aidant la force de direction est en cours de transmission, un patinage a lieu entre le disque 25 et le rotor d'entraînement 24 et le bossage 23 est entraîné en rotation par rapport à l'arbre 7 absorbant
le choc.
Un problème rencontré avec le moteur électrique précité est que des différences peuvent exister dans la force électromotrice induite dans les circuits de l'enroulement 18 de l'induit 8, en raison de déséquilibres intervenant dans le circuit électromagnétique de la culasse 7, d'excentricités dans l'induit 8, d'une non uniformité d'écoulement de courant à travers les balais 11, etc. donnant lieu à des courants circulant dans l'enroulement 18 s'écoulant à travers les balais 11 et il s'ensuit que l'altération de l'action de commutation de balais 11 et l'augmentation des étincelles de commutation produites par les balais 11 provoquent une augmentation de la température, donne lieu à un raccourcissement de la durée de vie des balais 11 et du commutateur 9 et augmente les fluctuations du couple. La figure 15 est un diagramme d'enroulement pour un moteur électrique 42 dans lequel des tronçons de commutateur 30 d'un commutateur 9 qui devraient présenter le même potentiel électrique sont connectés électriquement entre eux en utilisant des connecteurs d'égalisation 31 pour empêcher l'existence des courants de circulation précités, et la figure 16 est un diagramme de circuit électrique pour le diagramme
d'enroulement sur la figure 15.
Les connecteurs d'égalisation 31 relient chacun des tronçons de commutateur 30 de manière que: un premier tronçon de commutateur 30a soit relié à un douzième tronçon de commutateur 301; un deuxième tronçon de commutateur 30b soit relié à un treizième tronçon de commutateur 30m; un troisième tronçon de commutateur 30c soit relié à un quatorzième tronçon de commutateur 30n; un quatrième tronçon de commutateur 30d soit relié à un quinzième tronçon de commutateur 30o; un cinquième tronçon de commutateur 30e soit relié à un seizième tronçon de commutateur 30p; un sixième tronçon de commutateur 30f soit relié à un dix-septième tronçon de commutateur 30q; un septième tronçon de commutateur 30g soit relié à un dix-huitième tronçon de commutateur 30r; un huitième tronçon de commutateur 30h soit relié à un dix-neuvième tronçon de commutateur 30s; un neuvième tronçon de commutateur 30i soit relié à un vingtième tronçon de commutateur 30t; un dixième tronçon de commutateur 30j soit relié à un vingt-et-unième tronçon de commutateur 30u; et un onzième tronçon de commutateur 30k soit relié
à un vingt-deuxième tronçon de commutateur 30x.
En outre, ces figures représentent un premier balai lla en contact avec le premier tronçon de commutateur 30a et le deuxième tronçon de commutateur 30b, et un deuxième balai llb en contact avec le sixième tronçon de commutateur 30f, le septième tronçon de commutateur 30g et le huitième tronçon de commutateur 30h. Elles représentent également un troisième balai 11c en contact avec le douzième tronçon de commutateur 30m et le treizième tronçon de commutateur 30m et un quatrième balai lld en contact avec le dix- septième tronçon de commutateur 30q, le dix-huitième tronçon de commutateur 30r et le dix-neuvième tronçon de
commutateur 30s.
La figure 17 est un diagramme de circuit électrique pour un moteur électrique 40 comprenant un enroulement imbriqué, six pôles, vingt-quatre fentes, et six balais 35a à 35f. Des tronçons de commutateur 33a à 33z qui devraient présenter le même potentiel électrique sont connectés électriquement entre eux en utilisant des connecteurs d'égalisation 34. Un diagramme d'enroulement pour le moteur destiné à une direction assistée électrique
est représenté sur la figure 17.
La Figure 18 est un diagramme d'enroulement pour un moteur électrique 41 comprenant un enroulement imbriqué, quatre pôles, vingt-deux fentes, et quatre corps principaux de balai 36a à 36d. Les tronçons de commutateur 38a à 38x qui devraient présenter le même potentiel électrique sont connectés électriquement
entre eux à l'aide de connecteurs d'égalisation 37.
Chacun des corps principaux de balai 36a à 36d comprend
trois parties de balai 39.
Dans un moteur électrique 42 de la structure précitée, se trouvent quatre balais 11, donnant lieu à des problèmes de pertes de couple et de forts bruits de balai, imputables à la friction et à la résistance au
coulissement des balais 11.
En outre, un autre problème est que lorsque le nombre de balais 11 est grand, le risque que le contact entre les balais 11 et les tronçons de commutateur 11 devienne instable est beaucoup plus grand, augmentant de ce fait les fluctuations de couple et rendant la
sensation au volant déplaisante pour le conducteur.
De plus, dans le moteur électrique 42 précité, le premier balai lla et le troisième balai llc sur le côté positif de balai présentent normalement le même potentiel électrique l'un par rapport à l'autre et un courant électrique équivalent devrait s'écouler à
travers le premier balai lla et le troisième balai llc.
Cependant, du fait que des courants de différents ampérages peuvent s'écouler via le premier balai lla et le troisième balai 11c en raison d'irrégularités se produisant lors de la chute de tension et de la résistivité des contacts au niveau du premier balai et du troisième balai 11c, d'irrégularités de la résistance des fils menant au premier balai lla et au troisième balai 11c, etc., la taille de balai du premier balai lla et du troisième balai 11c sur le côté positif de balai doit être conçue en gardant à l'esprit l'ampleur de leur courant respectif, ce qui signifie
que la taille du moteur 42 ne peut pas être réduite.
Le moteur électrique 40 comprenant un enroulement imbriqué, six pôles, vingt-quatre fentes, et six
balais 35a à 35f souffre des mêmes problèmes.
En outre, dans le moteur électrique 41 représenté sur la Figure 18, bien que l'influence des irrégularités précitées soit réduite du fait que chacun des corps principaux de balai 36a à 36b comprend trois parties de balai 39, en pratique, cette structure est seulement adoptée dans de grands moteurs électriques et ne peut être adoptée dans un moteur pour une direction assistée électrique nécessitant une taille réduite.
RESUME DE L'INVENTION
La présente invention cherche à résoudre les problèmes précités et le but de la présente invention est de proposer un moteur pour une direction assistée électrique pouvant améliorer la sensation au volant pour le conducteur en réduisant la perte de couple et le bruit de balai imputables à la friction et à la résistance au coulissement des balais et de réduire les fluctuations de couple ainsi que de permettre la
réduction de la taille par une simple structure.
A cette fin, selon la présente invention, il est proposé un moteur pour une direction assistée électrique comprenant: une culasse, une partie à champ magnétique à pôles multiples constituée d'au moins quatre pôles fixés à la paroi interne de la culasse; un arbre disposé dans la culasse de manière à pouvoir tourner librement; un induit fixé à l'arbre ayant un enroulement conçu par un enroulement imbriqué d'un fil en des fentes formées sur la surface circonférentielle extérieure d'un noyau de manière à s'étendre dans sa direction axiale; un commutateur comprenant une pluralité de tronçons de commutateur fixés à une partie d'extrémité de l'arbre; des balais disposés à l'unité sur le côté positif et le côté négatif du commutateur de manière à venir au contact de sa surface; et des organes d'égalisation reliant les tronçons de commutateur qui devraient présenter le même potentiel
électrique entre eux.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
La Figure 1 est un diagramme d'enroulement pour un moteur destiné à une direction assistée électrique selon le mode de réalisation 1 de la présente invention; La Figure 2 est un diagramme de circuit électrique pour le moteur destiné à une direction assistée électrique sur la Figure 1; La Figure 3 est une vue en élévation de côté partielle du moteur pour une direction assistée électrique de la Figure 1; La Figure 4 est une vue en coupe transversale du moteur pour une direction assistée électrique de la Figure 3, suivant la ligne IV-IV; La Figure 5 est une vue en coupe transversale partielle d'un moteur pour une direction assistée électrique selon le mode de réalisation 2 de la présente invention; La Figure 6 est un agrandissement d'une partie de la Figure 5; La Figure 7(a) est une vue en élévation de face développée d'un agencement d'égalisateur; La Figure 7(b) est une vue en élévation de côté de l'agencement égalisateur de la Figure 7(a); La Figure 8(a) est une vue en élévation de face d'une base; La Figure 8(b) est une vue en élévation de côté de la base sur la Figure 8(a); La Figure 9 est une vue en élévation de face d'une borne qui est un organe d'égalisation; La Figure 10 est une vue en élévation de face d'un espace isolant; La Figure 11 est une vue en coupe transversale d'un moteur pour une direction assistée électrique selon le mode de réalisation 3 de la présente invention; La Figure 12 est un agrandissement d'une partie de la Figure 11; La Figure 13 est un diagramme de circuit électrique pour un moteur destiné à une direction assistée électrique selon le mode de réalisation 4 de la présente invention; La Figure 14 est une vue en coupe transversale d'un moteur classique pour une direction assistée électrique; La Figure 15 est un diagramme d'enroulement pour le moteur destiné à une direction assistée électrique de la Figure 14; La Figure 16 est un diagramme de circuit électrique pour le moteur d'une direction assistée électrique de la Figure 14; La Figure 17 est un diagramme de circuit électrique pour un autre exemple d'un moteur classique destiné à une direction assistée électrique; et La Figure 18 est un diagramme d'enroulement pour le moteur d'une direction assistée
électrique de la Figure 17.
DESCRIPTION DETAILLEE DES MODES DE REALISATION PREFERES
Mode de Réalisation 1 Les Figures 1 à 4 représentent un moteur pour une direction assistée électrique (dénommé simplement ci-après "moteur électrique") selon le mode de réalisation 1, la Figure 1 étant son diagramme d'enroulement, la Figure 2 son diagramme de circuit électrique, la Figure 3 sa vue en élévation de côté partielle et la Figure 4 une coupe transversale suivant
la ligne IV-IV sur la Figure 3.
Ce moteur électrique 79 comprend: une culasse cylindrique; quatre aimants permanents constitués de ferrite, espacés circonférentiellement et fixés à l'intérieur de la culasse pour former une partie à champ magnétique; un arbre 80 disposé à l'intérieur de la culasse par des paliers de manière à pouvoir tourner librement; un induit 81 fixé à l'arbre 80; et un agencement de commutateur 82 disposé à une extrémité de l'induit 81. En outre, la culasse et les aimants
permanents ne sont pas représentés.
L'induit 81 comprend: un noyau 84 ayant vingt-deux fentes 83 s'étendant dans la direction axiale; et un enroulement 86 constitué d'un fil 85 composé d'un fil rond de cuivre recouvert d'émail enroulé dans les fentes. L'enroulement 86 est conçu par ce que l'on appelle un "procédé d'enroulement imbriqué" dans lequel le fil 85 est enroulé dix fois puis décalé d'une fente et le fil 85 enroulé encore dix autres
fois, et ainsi de suite répétitivement.
L'agencement de commutateur 82 comprend: un commutateur 88 ayant vingt-deux tronçons de commutateur 87 agencés dans la direction circonférentielle et fixés à une partie d'extrémité de l'arbre 80; un premier balai 89a et un deuxième balai 89b disposés l'un tourné vers l'autre en contact avec la surface du commutateur 88 au moyen de la force élastique de ressorts; et des connecteurs d'égalisation 90 empêchant l'existence de courants de circulation s'écoulant dans les balais 89 par une connexion électrique entre eux de crochets 91a à 10lb de tronçons de commutateur 87 qui devraient présenter
le même potentiel électrique.
Une extrémité d'un connecteur d'égalisation 90 étant un organe d'égalisation est fixée à un crochet 91a d'un tronçon de commutateur 87, et l'autre extrémité est fixée à un crochet 91b opposé au premier crochet 91a. De façon analogue, une extrémité de chacun des dix autres connecteurs d'égalisation 90 est fixée à l'un des crochets 92a à 10la, et son autre extrémité est fixée à l'un des crochets 92b à 10lb, respectivement. Chacun de ces connecteurs d'égalisation 90 est en contact intime avec la surface d'extrémité de l'agencement de commutateur 82 tournée
vers l'induit 81.
Les Figures 1 et 2 représentent le premier balai 89a au contact d'un premier tronçon de commutateur 87a et d'un deuxième tronçon de commutateur 87b, et le deuxième balai 89b au contact d'un sixième tronçon de commutateur 87f, d'un septième tronçon de commutateur 87g, et d'un huitième tronçon de commutateur 87h. Comme représenté sur la Figure 16, dans le moteur électrique 1 classique, le premier balai lla et le troisième balai 11c sont disposés sur le côté positif de balai, et le deuxième balai lib et le quatrième balai lld sont disposés sur le côté négatif de balai, mais, dans ce mode de réalisation, le premier balai 89a est disposé sur le côté positif de balai, et le deuxième balai 89b est disposé sur le côté négatif de balai, le nombre de balais étant réduit pour
passer de quatre à deux.
En outre, lorsque le taux de couverture K étant la zone recouverte par les balais 89a, 89b est défini par (Wb'Ns) / (à'D), o Wb est la largeur des balais 89a, 89b, Ns est le nombre de tronçons de commutateur 87, et D est le diamètre du commutateur 88,
le taux de couverture K est établi à K < 2.
Dans un moteur électrique 79 de la structure précitée, un fil du même diamètre et du même matériau (fil de cuivre recouvert d'émail) est utilisé à la fois pour les connecteurs d'égalisation 90 et le fil 85, les connecteurs d'égalisation 90 étant en contact intime avec la surface d'extrémité du commutateur 88, et l'enroulement 86 étant ensuite
disposé sur le noyau 84.
La procédure de fabrication dans ce cas consiste d'abord à fixer le fil sur les crochets des tronçons de commutateur 87 qui devra présenter le même potentiel puis de couper le fil. Cette opération est répétée pour relier une extrémité de chacun de onze connecteurs d'égalisation 90 à chacun des crochets 91a à 0lla et leur autre extrémité à chacun des crochets 91b à 10l1b, respectivement. Ensuite, l'enroulement 86 est disposé sur le noyau 84 par enroulement du fil sur le noyau 84 par un procédé d'enroulement imbriqué au moyen des crochets 91a à 10lb. Du fait que cette série d'opérations, à savoir une fixation, une coupe et un enroulement, est exécutée par une machine
d'enroulement, cela est effectué efficacement.
Ensuite, après que les connecteurs d'égalisation 90 ont été connectés physiquement aux tronçons de commutateur 87 qui devraient présenter le même potentiel électrique et que le fil 85 a été enroulé par un procédé d'enroulement imbriqué dans chacune des fentes 83 ménagées dans le noyau 84, alors chacun des crochets 91a à 0llb est relié électriquement aux connecteurs d'égalisation 90 et au fil 85,
respectivement, par une fusion simultanée, etc..
Dans un moteur électrique 79 de la structure précitée, il existe un nombre total de deux balais 89a, 89b, permettant de réduire la perte de coupe et le bruit de balai en raison de la friction et
de la résistance au coulissement des balais 89a, 89b.
En outre, du fait que le nombre de balais 89a, 89b est réduit, le risque que le contact entre les balais 89a, 89b et les tronçons de commutateur 87 devienne instable est beaucoup moins grand, améliorant la sensation au volant pour le conducteur en réduisant les fluctuations de couple, comme représenté dans le
tableau qui suit.
Tableau 1
Fluctuations de couple (%) 4 balais 3,9 2 balais 1, 9 De plus, dans le moteur électrique 1 classique, un courant s'écoule au moyen du premier balai lia et du troisième balai llb, mais dans ce mode de réalisation, un courant s'écoule au moyen du premier balai 89a, la quantité de courant s'écoulant via le balai 89 étant le double de celle de l'exemple classique. Il s'ensuit que, lorsqu'un courant s'écoule depuis le premier tronçon de commutateur 87a jusqu'à un douzième tronçon de commutateur 871, et qu'un courant s'écoule depuis le deuxième tronçon de commutateur 87b jusqu'à un treizième tronçon de commutateur 87m, par exemple, il existe un risque que la chute de tension et la quantité de chaleur produites dans les connecteurs d'égalisation 90 augmentent. Cependant, dans ce mode de réalisation, les connecteurs d'égalisation 90 sont en contact intime avec la surface d'extrémité du commutateur 88, raccourcissant la longueur des connecteurs d'égalisation 90 connectant entre eux les tronçons de commutateur 87, permettant de ce fait de supprimer la chute de tension et la quantité de chaleur produites dans les connecteurs d'égalisation 90 et permettant également de réduire le bruit de fonctionnement. En outre, la largeur Wb des balais 89 est établie de manière que la zone de couverture K soit inférieure ou égale à 2, réduisant le nombre de parties de bobine 102 non incluses dans une bobine d'inductance électromagnétique et augmentant la valeur du couple produit par le moteur électrique 79, tout en permettant de supprimer les déséquilibres de l'attraction électromagnétique agissant sur l'induit 81 et permettant également des réductions de la taille du
moteur électrique et du bruit de fonctionnement.
Mode de Réalisation 2 La Figure 5 est une vue en coupe transversale de la structure interne d'un moteur électrique 50, la Figure 6 est un agrandissement d'une partie de la Figure 5, la Figure 7(a) est une vue en élévation de face développée d'un agencement égalisateur, la Figure 7(b) est une vue en élévation de face de l'agencement égalisateur de la Figure 7(a), les Figures 8(a) et 8(b) sont une élévation de face et une élévation de côté respectivement d'une base, la Figure 9 est une vue en élévation de face d'une borne qui est un organe d'égalisation, et la Figure 10 est
une vue en élévation de face de plaque isolante.
Un moteur électrique 50 selon ce mode de réalisation comprend: un induit 52 fixé à un arbre 51; un commutateur 53 fixé à l'arbre 51 pour convertir un courant fourni à l'induit 52; un agencement égalisateur 54 disposé de manière adjacente au commutateur 53 dans la direction de l'axe du commutateur 53; et deux balais 72 placés en contact avec la surface du commutateur 53 par la force élastique de ressorts. Quatre aimants permanents (non représentés) sont disposés autour de l'extérieur de
l'induit 52.
L'induit 52 comprend: un noyau 56 ayant vingt-quatre fentes 55 formées sur sa surface circonférentielle extérieure s'étendant dans la direction axiale; et un enroulement 58 constitué d'un fil 57 enroulé par un procédé d'enroulement imbriqué
dans les fentes 55.
Le commutateur 53 comprend: des tronçons de commutateur 60 agencés autour de sa circonférence ayant chacun un crochet 59 formé dans sa partie d'extrémité; et une partie 61 en résine isolante constituée d'une résine phénol pour fixer les tronçons de
commutateur 60.
L'agencement égalisateur 54 comprend: douze bornes 63 constituées d'une plaque de cuivre, etc., qui sont des organes d'égalisation; et douze plaques isolantes 64, empilées alternativement dans des couches sur une base 62. La base 62 comprend douze tiges 66 agencées de manière à se trouver de façon équidistante autour de la
circonférence d'un corps principal de base 65 torique.
Des ouvertures 68 sont formées en 24 points espacés de façon équidistante autour de la circonférence du corps principal de borne 67 annulaire de chacune des bornes 63, qui sont des organes d'égalisation. En outre, des parties conductrices d'égalisateur 69a, 69b s'étendant radialement vers l'extérieur dans des directions opposées sont disposées
sur le corps principal de borne 67.
Des ouvertures 71 sont formées en 24 points espacés de façon équidistante autour de la circonférence du corps principal de plaque isolante 70
annulaire de chacune des plaques isolantes 64.
L'agencement égalisateur 54 précité est assemblé par empilement alterné des douze bornes 63 et des douze plaques isolantes 64 sur la base 62. Durant ce procédé, chaque borne 63 successive est tournée de 15 degrés et les bornes 63 sont fixées à la borne 62 en faisant passer les tiges 66 de la base 62 à travers les ouvertures 68 ménagées dans les bornes 63. En outre, les plaques isolantes 64 sont fixées à la base 62 en faisant passer les tiges 66 de la base 62 à travers les
ouvertures 71 ménagées dans les plaques isolantes 64.
Ensuite, l'agencement égalisateur 54 est intégré par
sertissage des extrémités des tiges 66.
Dans un moteur électrique 50 selon le mode de réalisation ci-dessus, deux balais 72 viennent au contact des tronçons de commutateur 60, permettant une réduction de la perte de couple et du bruit de balai en raison de la friction et de la résistance au
coulissement des balais 72.
En outre, du fait que le nombre de balais 72 est réduit, le risque que le contact entre les balais 72 et les tronçons de commutateur 60 devienne instable est beaucoup moins grand, améliorant la sensation au volant pour le conducteur en réduisant les fluctuations de couple. En outre, la pluralité de bornes 63 est placée en contact intime avec la surface d'extrémité du commutateur 53 au moyen de la plaque isolante 64, raccourcissant la longueur des bornes 63 reliant les tronçons de commutateur 60 entre eux, permettant de ce fait de supprimer la chute de tension et la quantité de
chaleur produites dans les bornes 63.
Mode de Réalisation 3 La Figure 11 est une vue en coupe transversale d'un moteur électrique 120 selon le mode de réalisation 3 de la présente invention, et la Figure 12
est un agrandissement d'une partie de la Figure 11.
Ce moteur électrique 120 comprend: une culasse 121; des aimants permanents 122 fixés à la paroi interne de la culasse 121 pour former une partie à champ magnétique; un arbre 123 disposé à l'intérieur de la culasse 121 de manière à pouvoir tourner librement; un induit 124 fixé à l'arbre 123; et un agencement de commutateur 125 disposé à une extrémité
de l'induit 124 et fixé à l'arbre 123.
L'induit 124 comprend: un noyau 126 ayant une pluralité de fentes s'étendant dans la direction axiale; et un enroulement 128 constitué d'un fil 127 enroulé par un procédé d'enroulement imbriqué dans les fentes. L'agencement de commutateur 125 comprend un commutateur 129 et deux balais 130 venant au contact de la surface du commutateur 129. Le commutateur 129 comprend: un corps principal de commutateur 132 constitué d'une pluralité de tronçons de commutateur 131 disposés autour de la circonférence du commutateur 129, en connexion électrique avec un enroulement 128; un égalisateur 134 constitué d'une pluralité de tronçons d'égalisateur 133 qui constituent des organes d'égalisation disposés à l'intérieur du corps principal de commutateur 132; et une partie 135 en résine isolante qui remplit l'espace à l'intérieur du corps principal de commutateur 132. Les tronçons d'égalisateur 133 sont réalisés en fer et relient électriquement entre eux les tronçons de commutateur 131 constitués de cuivre, qui devraient
présenter le même potentiel électrique.
Dans un moteur électrique 120 de la structure précitée, deux balais 130 viennent au contact des tronçons de commutateur 131, permettant de réduire la perte de couple et le bruit de balai imputables à la friction et à la résistance au coulissement des
balais 130. En outre, du fait que le nombre de balais 130 est réduit, le risque que le
contact entre les balais 130 et les tronçons de commutateur 131 devienne instable est beaucoup plus faible, améliorant la sensation au volant pour le conducteur en réduisant les fluctuations
de couple.
En outre, l'égalisateur 134 est rendu compact en étant disposé à l'intérieur du corps principal de commutateur 132, en raccourcissant la longueur des tronçons d'égalisateur 133 reliant les tronçons de commutateur 131 entre eux, permettant de ce fait de supprimer la chute de tension et la quantité de chaleur
produites dans les tronçons d'égalisateur 133.
Mode de Réalisation 4 En outre, chacun des modes de réalisation ci-dessus a été expliqué en utilisant un moteur électrique à 4 pôles, 2 balais, enroulés de façon imbriquée, mais, comme représenté sur la Figure 13, un moteur électrique enroulé de façon imbriquée ayant six
pôles et deux balais 140a, 140b, peut être utilisé.
Comme expliqué ci-dessus, un moteur pour une direction assistée électrique selon un aspect de la présente invention comprend: une culasse; une partie à champ magnétique à pôles multiples constituée d'au moins quatre pôles fixés à la paroi interne de la culasse; un arbre disposé dans la culasse de manière à pouvoir tourner librement; un induit fixé à l'arbre ayant un enroulement conçu par un enroulement imbriqué d'un fil dans des fentes formées sur la surface circonférentielle extérieure d'un noyau de manière à s'étendre dans sa direction axiale; un commutateur comprenant une pluralité de tronçons de commutateur fixés à une partie d'extrémité de l'arbre; des balais disposés à l'unité sur le côté positif et le côté négatif du commutateur de manière à venir au contact de sa surface; et des organes d'égalisation reliant les tronçons de commutateur qui devraient présenter le même potentiel électrique entre eux. Par conséquent, le nombre de balais est réduit à deux, la perte de couple et le bruit de balai imputables à la friction et à la résistance au coulissement des balais peuvent être réduits. En outre, du fait que le nombre de balais est réduit, le risque que le contact entre les balais et les tronçons de commutateur devienne instable est beaucoup plus faible, améliorant la sensation au volant pour le conducteur en réduisant les fluctuations de couple. Selon une forme d'un moteur pour une direction assistée électrique, les organes d'égalisation peuvent être disposés à proximité immédiate d'une surface d'extrémité du commutateur. Par conséquent, la longueur des organes d'égalisation reliant les tronçons de commutateur entre eux peut être raccourcie permettant de supprimer la chute de tension et la quantité de
chaleur produite dans les organes d'égalisateur.
Selon une autre forme d'un moteur pour une direction assistée électrique, les organes d'égalisation peuvent faire partie intégrante du fil de l'enroulement. Par conséquent, le nombre de parties peut être réduit et la connexion des organes d'égalisation et l'enroulement du fil peuvent être effectués de façon continue, augmentant la productivité. Selon encore une forme d'un moteur pour une direction assistée électrique, les organes d'égalisation peuvent être empilés de façon multiple en couches dans la direction axiale de l'arbre avec des plaques isolantes disposées entre elles. Par conséquent, tout court-circuit entre les organes
d'égalisation peut être empêché de façon fiable.
Selon une forme d'un moteur pour une direction assistée électrique, les organes d'égalisation sont empilés de façon multiple en couches dans la direction axiale de l'arbre à l'intérieur d'un corps principal de commutateur cylindrique constitué d'une pluralité de tronçons de commutateur agencés circonférentiellement, ainsi que fixés par une partie en résine isolante disposée dans une partie d'espace à l'intérieur du corps principal de commutateur. Par conséquent, tout le corps est réalisé plus compact et les organes d'égalisation sont isolés les uns des autres par une partie en résine isolante, empêchant tout
court-circuit.
Selon une autre forme d'un moteur pour une direction assistée électrique, la couverture K peut être inférieure ou égale à 2 lorsque la couverture K est définie par K = (Wb'Ns) / (x D), o Wb est la largeur des balais, Ns est le nombre des tronçons de commutateur et D est le diamètre du commutateur. Par conséquent, les parties d'enroulement non incluses dans la bobine d'inductance électromagnétique sont réduites et la valeur du couple produit par le moteur électrique est augmentée, permettant de supprimer des déséquilibres de l'attraction électromagnétique agissant sur l'induit et également des réductions du
bruit de fonctionnement.
Selon encore une autre forme d'un moteur pour une direction assistée électrique, le fil peut être constitué d'un fil rond recouvert d'émail. Par exemple, la mécanisation du procédé d'enroulement du fil sur le noyau est facilitée, permettant la production en série de l'induit, réduisant de ce fait les coûts de fabrication. Selon une autre forme d'un moteur pour une direction assistée électrique, la partie à champ magnétique peut comprendre une pluralité d'aimants permanents disposés de manière à être espacés autour de la paroi interne de la culasse. Par conséquent, la taille peut être réduite, l'opération d'assemblage peut
être améliorée et les coûts peuvent être réduits.
Claims (8)
1. Un moteur pour une direction assistée électrique, comprenant: une culasse (121); une partie à champ magnétique à pôles multiples constituée d'au moins quatre pôles fixés à la paroi interne de ladite culasse (121); un arbre (80) disposé dans ladite culasse (121) de manière à pouvoir tourner librement; un induit (81) fixé audit arbre (80), ayant un enroulement (86) conçu par un enroulement (86) imbriqué d'un fil (85) en des fentes formées sur la surface circonférentielle extérieure d'un noyau (84), de manière à s'étendre dans sa direction axiale; un commutateur (88) comprenant une pluralité de tronçons de commutateurs (88) fixés à une partie d'extrémité dudit arbre (80); caractérisé par des balais (11a, 11b) disposés à l'unité sur le côté positif et le côté négatif dudit commutateur (88), de manière à venir au contact de sa surface; et des organes d'égalisation reliant lesdits tronçons de commutateur (88) qui devraient présenter le même potentiel électrique les uns par rapport aux
autres.
2. Le moteur pour une direction assistée électrique selon la revendication 1, dans lequel lesdits organes d'égalisation sont disposés à proximité immédiate d'une surface d'extrémité dudit
commutateur (88).
3. Le moteur pour une direction assistée électrique selon la revendication 1, dans lequel lesdits organes d'égalisation font partie intégrante
dudit fil (85) dudit enroulement (86).
4. Le moteur pour une direction assistée électrique selon la revendication 2, dans lequel lesdits organes d'égalisation sont de façon multiple empilés en couches dans la direction axiale dudit arbre (80), les plaques isolantes étant disposées
entre eux.
5. Le moteur pour une direction assistée électrique selon la revendication 1, dans lequel lesdits organes d'égalisation sont de façon multiple empilées en couches dans la direction axiale dudit arbre (80), à l'intérieur d'un corps principal de commutateur (88) cylindrique constitué d'une pluralité de tronçons de commutateur (88) agencés circonférentiellement, ainsi que fixé par une partie en résine isolante disposée dans une partie d'espace à
l'intérieur dudit corps principal de commutateur (88).
6. Le moteur pour une direction assistée électrique selon la revendication 1, dans lequel le taux de couverture (K) est inférieur ou égal à 2, ledit taux de couverture K étant défini par K = (Wb Ns) / (T D), o Wb est la largeur desdits balais (11a, 11b), Ns est le nombre desdits tronçons de commutateur (88) et
D est le diamètre dudit commutateur (88).
7. Le moteur pour une direction assistée électrique selon la revendication 1, dans lequel ledit fil (85) est constitué d'un fil (85) enroulé recouvert
d'émail.
8. Le moteur pour une direction assistée électrique selon la revendication 1, dans lequel ladite partie à champ magnétique comprend une pluralité d'aimants permanents, disposés de manière à être espacés autour de la paroi interne de ladite
culasse (121).
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