FR2907982A1

FR2907982A1 - Stator for electric motor in motor vehicle, has body for carrying frame stiffening ring that is coaxial to body and designed to limit amplitude of frame vibrations generated during operation of motor, where ring is maintained in frame

Info

Publication number: FR2907982A1
Application number: FR0609534A
Authority: FR
Inventors: Jean Emmanuel Berge; Yannick Guibert; Gerald Micheau
Original assignee: Valeo Systemes dEssuyage SAS
Current assignee: Valeo Systemes dEssuyage SAS
Priority date: 2006-10-31
Filing date: 2006-10-31
Publication date: 2008-05-02
Anticipated expiration: 2026-10-31
Also published as: WO2008052929A1; FR2907982B1

Abstract

The stator (10) has an outer frame (12) with a base (22) arranged at a rear longitudinal end (18b) of a main cylindrical body (18) of the frame. Lugs (20) mount the frame on a support element in a front longitudinal end (18a) of the body. An inductor (14) is mounted inside the frame and comprises poles (16a, 16b) mounted on an inner cylindrical face (18i) of the body. The body carries a frame stiffening ring (26) that is coaxial to the body and designed to limit the amplitude of the frame vibrations generated during operation of the motor. The ring is maintained in the frame.

Description

"Stator de rnoteur électrique comportant des moyens limitant l'amplitude"Electric rotor stator having amplitude limiting means

des vibrations de la carcasse." L'invention propose un stator de moteur électrique qui comporte une carcasse externe comportant un corps cylindrique d'axe principal globalement longitudinal, des moyens de montage de la carcasse sur un élément de support agencés à une extrémité longitudinale avant du corps, et un fond agencé à l'extrémité longitudinale arrière du corps, un organe magnétique io monté à l'intérieur de la carcasse et comportant au moins deux éléments magnétiques montés sur une face cylindrique interne du corps de la carcasse. Lors du fonctionnement du moteur électrique, le rotor et/ou le stator du moteur est excité par un courant électrique 15 d'excitation, pour entraîner le rotor du moteur en rotation autour de son axe. Cette excitation du le rotor et/ou du stator, combinée à l'interaction entre le stator et le rotor, génère des sollicitations sur la carcasse externe du stator, qui entraînent la vibration de la 20 carcasse. Lorsqu'elle vibre, la carcasse, et plus particulièrement son corps cylindrique, de déforme élastiquement selon une direction radiale par rapport à l'axe principal du moteur. La fréquence de vibration de la carcasse varie en fonction 25 de la vitesse de rotation du moteur, de manière que cette fréquence peut devenir égale à la fréquence de résonance de la carcasse. Cette fréquence de résonance est caractérisée par une augmentation importante de l'amplitude des déformations de la 30 carcasse, ce qui peut nuire au bon fonctionnement du moteur. L'invention a pour but de proposer des moyens limitant l'amplitude des vibrations de la carcasse du stator lorsque la 2907982 2 fréquence de vibration de la carcasse est proche de la fréquence de résonance de la carcasse. Dans ce but, l'invention propose un stator du type décrit précédemment, caractérisé en ce que le corps cylindrique porte 5 un anneau de rigidification de la carcasse, qui est coaxial au corps cylindrique de la carcasse et qui est réalisé de manière à limiter au moins en partie l'amplitude des vibrations de la carcasse produites lors du fonctionnement du moteur électrique. Selon d'autres caractéristiques de l'invention, prises io isolément ou en combinaison : - l'anneau est agencé au niveau de l'extrémité longitudinale avant du corps cylindrique ; -l'anneau comporte une face cylindrique située en vis-à-vis du corps cylindrique de la carcasse, qui comporte des is bossages faisant saillie radialement par rapport à ladite face cylindrique, et qui sont aptes à s'appuyer radialement contre le corps cylindrique pour limiter l'amplitude radiale des vibrations de la carcasse ; - au moins un desdits bossages est apte à coopérer avec 20 le corps cylindrique pour positionner angulairement l'anneau par rapport au corps, autour de l'axe principal longitudinal ; - l'anneau est monté à l'intérieur du corps cylindrique, et en ce que les bossages s'étendent radialement vers l'extérieur depuis la face cylindrique externe de l'anneau et s'appuient 25 contre la face cylindrique interne en vis-à-vis du corps cylindrique ; - l'anneau est agencé axialement en avant de l'organe magnétique et s'appuie axialement vers l'arrière contre une face avant en vis-à-vis de l'organe magnétique ; 30 - l'anneau est monté à l'extérieur du corps cylindrique, et en ce que les bossages s'étendent radialement vers l'intérieur depuis la face cylindrique interne de l'anneau et s'appuient contre la face cylindrique externe en vis-à-vis du corps cylindrique. The invention proposes an electric motor stator which comprises an outer carcass comprising a cylindrical body of generally longitudinal main axis, means for mounting the carcass on a support element arranged at a longitudinal end before. of the body, and a bottom arranged at the rear longitudinal end of the body, a magnetic member mounted inside the carcass and having at least two magnetic elements mounted on an inner cylindrical face of the body of the carcass. of the electric motor, the rotor and / or the stator of the motor is excited by an electric excitation current, for driving the rotor of the motor in rotation about its axis, this excitation of the rotor and / or the stator, combined with the interaction between the stator and the rotor generates stresses on the outer carcass of the stator, which cause the vibration of the carcass. the carcass, and more particularly its cylindrical body, deforms elastically in a radial direction relative to the main axis of the engine. The vibration frequency of the carcass varies according to the speed of rotation of the motor, so that this frequency can become equal to the resonant frequency of the carcass. This resonance frequency is characterized by a significant increase in the amplitude of the deformations of the carcass, which can adversely affect the proper functioning of the engine. The object of the invention is to propose means limiting the amplitude of the vibrations of the stator carcass when the vibration frequency of the carcass is close to the resonance frequency of the carcass. For this purpose, the invention proposes a stator of the type described above, characterized in that the cylindrical body carries a stiffening ring of the carcass, which is coaxial with the cylindrical body of the carcass and which is designed so as to limit the less in part the amplitude of the vibrations of the carcass produced during operation of the electric motor. According to other features of the invention, taken alone or in combination: the ring is arranged at the longitudinal front end of the cylindrical body; the ring comprises a cylindrical face located opposite the cylindrical body of the carcass, which comprises bosses protruding radially from said cylindrical face, and which are able to bear radially against the cylindrical body to limit the radial amplitude of the vibrations of the carcass; - At least one of said bosses is adapted to cooperate with the cylindrical body to angularly position the ring relative to the body, about the longitudinal main axis; the ring is mounted inside the cylindrical body, and in that the bosses extend radially outwards from the outer cylindrical face of the ring and bear against the inner cylindrical face opposite the cylindrical body; - The ring is arranged axially in front of the magnetic member and is supported axially rearwardly against a front face vis-à-vis the magnetic member; The ring is mounted outside the cylindrical body, and in that the bosses extend radially inwards from the inner cylindrical face of the ring and bear against the outer cylindrical face facing the opposite the cylindrical body.

2907982 3 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux figures annexées parmi lesquelles : s - la figure 1 est une représentation schématique en perspective éclatée d'un stator selon l'invention ; - la figure 2 est une représentation schématique en perspective avec arrachement du stator représenté à la figure 1 ; - la figure 3 est une vue en bout du stator représenté à la io figure 2. Dans la description qui va suivre, des éléments identiques, similaires ou analogues seront désignés par les mêmes chiffres de référence. On adoptera aussi l'orientation d'avant en arrière comme 15 étant la direction longitudinale et de gauche à droite en se reportant à la figure 1. On a représenté aux figures un stator 10 d'un moteur électrique, par exemple un moteur électrique d'entraînement d'un mécanisme d'essuie-glace d'un véhicule automobile (non 20 représenté). Le stator 10 comporte principalement une carcasse extérieure 12 de montage du moteur sur un élément de support du véhicule, et un organe magnétique 14, comme par exemple ici un inducteur comportant deux pôles 16a, 16b qui est associé à un 25 organe magnétique du rotor pour l'entraînement en rotation d'un arbre de sortie (non représenté) du moteur autour d'un axe principal A longitudinal. La carcasse 12 est réalisée de manière conventionnelle par emboutissage, et elle comporte un corps principal 18 30 cylindrique coaxial à l'axe principal A longitudinal, des moyens 20 permettant le montage du moteur sur l'élément de support, qui sont agencés au niveau d'une première extrémité longitudinale avant 18a du corps principal 18, et un fond 22 agencé à la 2907982 4 deuxième extrémité longitudinale arrière 18b du corps principal 18. Les moyens 20 de montage consistent ici en deux oreilles planes 20 qui s'étendent dans un plan radial par rapport à l'axe 5 principal A longitudinal, et dont les faces radiales d'extrémité axiale avant 20a définissent une surface d'appui contre l'élément de support. Chaque oreille 20 comporte en outre un trou 24 qui est apte à être traversé par une vis de fixation (non représentée). La carcasse 12 définit ainsi un logement cylindrique creux io ouvert vers l'avant dans lequel les pôles 16a, 16b de l'inducteur 14 sont montés et qui est apte à recevoir le rotor (non représenté) du moteur. Chaque pôle 16a, 16b de l'inducteur 14 est ici en forme d'une portion de cylindre coaxial à l'axe principal A longitudinal, 15 qui est montée sur la face cylindrique interne 18i du corps principal 18 et les deux pôles 16a, 16 sont agencés symétriquement par rapport à l'axe principal A longitudinal, comme on peut le voir notamment à la figure 2. Lors du fonctionnement du moteur, les interactions 20 magnétiques entre le stator 10 et le rotor, sont susceptibles d'entraîner la carcasse 12 en vibration. En vibrant, la carcasse 12 se déforme radialement, l'amplitude des déformations radiale étant la plus importante au niveau de l'extrémité longitudinale avant 18a du corps principal 25 18, et les déformations radiales sont encore plus importantes lorsque la fréquence de vibration de la carcasse 12 devient égale à sa fréquence de résonance. Pour limiter l'amplitude de ces vibrations, et conformément à l'invention, un anneau 26 de rigidification est monté sur la 30 carcasse 12, et qui est réalisé de manière à limiter l'amplitude des vibrations de la carcasse 12.Further features and advantages of the invention will appear on reading the following detailed description for the understanding of which reference will be made to the appended figures in which: FIG. 1 is a schematic exploded perspective representation of a stator according to the invention; - Figure 2 is a schematic perspective view with tearing of the stator shown in Figure 1; FIG. 3 is an end view of the stator shown in FIG. 2. In the following description, identical, similar or similar elements will be designated by the same reference numerals. The orientation will also be adopted from front to back as being the longitudinal direction and from left to right with reference to FIG. 1. The figures show a stator 10 of an electric motor, for example an electric motor. driving a wiper mechanism of a motor vehicle (not shown). The stator 10 mainly comprises an outer casing 12 for mounting the motor on a support element of the vehicle, and a magnetic member 14, for example an inductor having two poles 16a, 16b, which is associated with a magnetic member of the rotor for driving in rotation of an output shaft (not shown) of the motor about a longitudinal main axis A. The carcass 12 is made in a conventional manner by stamping, and it comprises a cylindrical main body 30 coaxial with the longitudinal main axis A, means 20 for mounting the motor on the support element, which are arranged at the a first longitudinal end before 18a of the main body 18, and a bottom 22 arranged at the second longitudinal rear end 18b of the main body 18. The mounting means 20 here consist of two flat ears 20 which extend in a plane radial with respect to the main longitudinal axis A, and whose radial axial end faces before 20a define a bearing surface against the support member. Each lug 20 further includes a hole 24 which is adapted to be traversed by a fixing screw (not shown). The carcass 12 thus defines a hollow cylindrical housing 10 open towards the front in which the poles 16a, 16b of the inductor 14 are mounted and which is adapted to receive the rotor (not shown) of the motor. Each pole 16a, 16b of the inductor 14 is here in the form of a cylinder portion coaxial with the longitudinal main axis A, which is mounted on the inner cylindrical face 18i of the main body 18 and the two poles 16a, 16 are arranged symmetrically with respect to the longitudinal main axis A, as can be seen in particular in FIG. 2. During the operation of the motor, the magnetic interactions between the stator 10 and the rotor, are capable of driving the carcass 12 in vibration. By vibrating, the carcass 12 is deformed radially, the amplitude of the radial deformations being the largest at the longitudinal end before 18a of the main body 18, and the radial deformations are even greater when the vibration frequency of the carcass 12 becomes equal to its resonance frequency. To limit the amplitude of these vibrations, and in accordance with the invention, a stiffening ring 26 is mounted on the carcass 12, and which is designed to limit the amplitude of the vibrations of the carcass 12.

2907982 5 Comme on l'a dit plus haut, les vibrations de la carcasse 12 sont orientées principalement radialement par rapport à l'axe principal A longitudinal. Pour limiter l'amplitude de ces vibrations, l'anneau de 5 rigidification 26 est réalisé de manière à prendre appui radialement contre la carcasse 12. Pour cela, selon l'invention, l'anneau 26 est monté sur le corps 18 de la carcasse 12, de manière à prendre appui radialement contre la paroi cylindrique du corps 18. io De plus, selon un autre aspect de l'invention, l'anneau 26 est monté sur le corps 18 au niveau de l'extrémité longitudinale avant 18a du corps 18, car c'est au niveau de cette extrémité avant 18a que l'amplitude des vibrations de la carcasse 12 est la plus élevée.As stated above, the vibrations of the carcass 12 are oriented mainly radially with respect to the longitudinal main axis A. To limit the amplitude of these vibrations, the stiffening ring 26 is made to bear radially against the carcass 12. For this, according to the invention, the ring 26 is mounted on the body 18 of the carcass 12, so as to bear radially against the cylindrical wall of the body 18. In addition, according to another aspect of the invention, the ring 26 is mounted on the body 18 at the longitudinal end before 18a of the body 18, because it is at this front end 18a that the vibration amplitude of the carcass 12 is the highest.

15 On a représenté aux figures un premier mode de réalisation de l'anneau 26 selon l'invention, pour lequel l'anneau 26 est monté à l'intérieur du corps 18. L'anneau 26 comporte une face cylindrique externe 26e qui coopère avec la face cylindrique interne 18i du corps 18 pour 20 limiter l'ampliitude des vibrations. La face cylindrique externe 26e de l'anneau comporte en outre une pluralité de bossages axiaux 28 qui font saillie radialement vers l'extérieur par rapport à la face cylindrique externe 26e. Chaque bossage 28 est réalisé de manière qu'il 25 s'appuie radialement contre la face cylindrique interne 18i du corps 18, cornme on peut le voir plus en détails à la figure 3. Ainsi, comme on peut le voir à la figure 3, la face cylindrique externe 26e de l'anneau 26, qui est située en vis-à-vis de la face interne 18i du corps 18, est située radialement à 30 distance de la face interne 18i du corps 18. Cela permet à la carcasse 12 de se déformer radialement de manière limitée, pour réduire les contraintes mécaniques subies par la carcasse 12.FIGS are a first embodiment of the ring 26 according to the invention, for which the ring 26 is mounted inside the body 18. The ring 26 has an outer cylindrical face 26 which cooperates with the inner cylindrical face 18i of the body 18 to limit the amplitude of the vibrations. The outer cylindrical face 26e of the ring further comprises a plurality of axial bosses 28 which protrude radially outwardly relative to the outer cylindrical face 26e. Each boss 28 is made in such a way that it bears radially against the internal cylindrical face 18i of the body 18, as can be seen in more detail in FIG. 3. Thus, as can be seen in FIG. the outer cylindrical face 26e of the ring 26, which is situated vis-à-vis the inner face 18i of the body 18, is situated radially at a distance from the internal face 18i of the body 18. This allows the carcass 12 to deform radially in a limited way, to reduce the mechanical stresses to the carcass 12.

2907982 6 L'anneau comporte ici six bossages 28, qui sont répartis de manière régulière autour de l'axe principal A longitudinal. II sera compris que l'anneau 26 peut comporter un nombre différent de bossages 28, le nombre de bossages 28 étant défini 5 notamment en fonction du nombre de zones de déformations de la carcasse 12. Selon une variante de réalisation non représentée, au moins l'un des bossages 28 est conformé de manière à permettre un positionnement angulaire de l'anneau 26 autour de l'axe lo principal A longitudinal. Cela permet de positionner chaque bossage 28 au niveau d'une zone particulière du corps 18, et ainsi permet de limiter de manière efficace l'amplitude de vibration de la carcasse 12. Selon cette variante, le bossage 28 réalisant le 15 positionnement angulaire de l'anneau 26 est apte à être reçu dans un logement complémentaire de la carcasse 12, qui consiste par exemple en un renfoncement radial d'une partie du corps 18. Pour son montage, l'anneau 26 est emmanché axialement dans le corps 18 de la carcasse 12, jusqu'à venir axialement en 20 butée vers l'arrière contre une face radiale avant 14a en vis-à-vis des pôles 16a, 16b. De plus, lorsque le moteur est monté sur l'élément de support, l'anneau 26 vient en butée axialement vers l'avant contre une portion associée de l'élément de support.The ring here comprises six bosses 28, which are regularly distributed around the longitudinal main axis A. It will be understood that the ring 26 may comprise a different number of bosses 28, the number of bosses 28 being defined 5 in particular as a function of the number of deformation zones of the carcass 12. According to an alternative embodiment, not shown, at least one embodiment one of the bosses 28 is shaped so as to allow angular positioning of the ring 26 around the longitudinal principal axis A. This makes it possible to position each boss 28 at a particular zone of the body 18, and thus makes it possible effectively to limit the vibration amplitude of the carcass 12. According to this variant, the boss 28 effecting the angular positioning of the body ring 26 is adapted to be received in a housing complementary to the carcass 12, which consists for example of a radial recess of a portion of the body 18. For its mounting, the ring 26 is fitted axially into the body 18 of the carcass 12, to come axially abutting back against a front radial face 14a vis-à-vis the poles 16a, 16b. In addition, when the motor is mounted on the support member, the ring 26 abuts axially forwardly against an associated portion of the support member.

25 Ainsi, le maintien en position de l'anneau 26 dans la carcasse 12 est réalisé sans moyens de fixation supplémentaires, ce qui permet de limiter l'augmentation du prix du moteur. Selon un autre mode de réalisation de l'invention non représenté, l'anneau 26 de rigidification est monté à l'extérieur de 30 la carcasse, de manière que la face cylindrique interne 26i de l'anneau 26 est située radialement en vis-à-vis de la face cylindrique externe 18e du corps 18 et porte les bossages 28 selon l'invention.Thus, the holding in position of the ring 26 in the carcass 12 is achieved without additional fixing means, which limits the increase in the price of the engine. According to another embodiment of the invention not shown, the stiffening ring 26 is mounted outside the carcass, so that the inner cylindrical face 26i of the ring 26 is located radially facing -vis the outer cylindrical face 18e of the body 18 and carries the bosses 28 of the invention.

2907982 7 Les bossages 28 sont ainsi aptes à s'appuyer radialement contre la face cylindrique externe 18e du corps 18, de manière similaire au premier mode de réalisation décrit précédemment, en référence aux figures.The bosses 28 are thus able to bear radially against the outer cylindrical face 18e of the body 18, similarly to the first embodiment described above, with reference to the figures.

5 Par contre, selon ce mode de réalisation, le stator 10 comporte en outre des moyens de solidarisation de l'anneau 26 sur la carcasse 12. ioBy cons, according to this embodiment, the stator 10 further comprises means for securing the ring 26 on the carcass 12. io

Claims

REVENDICATIONS

1. Stator (10) de moteur électrique qui comporte : - une carcasse (12) externe comportant un corps (18) cylindrique d'axe principal (A) globalement longitudinal, des moyens (20, 24) de montage de la carcasse (12) sur un élément de support agencés à une extrémité longitudinale avant (18a) du corps (18), et un fond (22) agencé à l'extrémité longitudinale arrière (18b) du corps (18), - un organe magnétique (14) monté à l'intérieur de la io carcasse (12) et comportant au moins deux éléments magnétiques (16a, 16b) montés sur une face cylindrique interne (18i) du corps (18) de la carcasse (12), caractérisé en ce que le corps (18) cylindrique porte un anneau (26) de rigidification de la carcasse (12), qui est coaxial 15 au corps (18) cylindrique de la carcasse (12) et qui est réalisé de manière à limiter au moins en partie l'amplitude des vibrations de la carcasse (12) produites lors du fonctionnement du moteur électrique. 20 Electric motor stator (10) comprising: - an external carcass (12) comprising a cylindrical body (18) of main axis (A) which is generally longitudinal, means (20, 24) for mounting the carcass (12). ) on a support member arranged at a forward longitudinal end (18a) of the body (18), and a bottom (22) arranged at the rear longitudinal end (18b) of the body (18), - a magnetic member (14) mounted inside the carcass (12) and having at least two magnetic elements (16a, 16b) mounted on an inner cylindrical face (18i) of the body (18) of the carcass (12), characterized in that the cylindrical body (18) carries a ring (26) for stiffening the carcass (12), which is coaxial with the cylindrical body (18) of the carcass (12) and is constructed so as to limit at least in part the amplitude of the vibrations of the carcass (12) produced during operation of the electric motor. 20

2. Stator (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'anneau (26) est agencé au niveau de l'extrémité longitudinale avant (18a) du corps (18) cylindrique. 2. Stator (10) according to the preceding claim, characterized in that the ring (26) is arranged at the front longitudinal end (18a) of the body (18) cylindrical.

3. Stator (10) selon l'une quelconque des revendications 25 précédentes, caractérisé en ce que l'anneau (26) comporte une face cylindrique (26e, 26i) située en vis-à-vis du corps (18) cylindrique de la carcasse (12), qui comporte des bossages (28) faisant saillie radialement par rapport à ladite face cylindrique (26e, 26i), et qui sont aptes à s'appuyer radialement contre le 30 corps (18) cylindrique pour limiter l'amplitude radiale des vibrations de la carcasse (12). 2907982 9 3. Stator (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the ring (26) has a cylindrical face (26e, 26i) located opposite the cylindrical body (18) of the carcass (12), which comprises bosses (28) protruding radially from said cylindrical face (26e, 26i), and which are able to bear radially against the cylindrical body (18) to limit the radial amplitude vibrations of the carcass (12). 2907982 9

4. Stator (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que au moins un desdits bossages (28) est apte à coopérer avec le corps (18) cylindrique pour positionner angulairement l'anneau (26) par rapport au corps (18), 5 autour de l'axe principal (A) longitudinal. 4. Stator (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one of said bosses (28) is adapted to cooperate with the body (18) cylindrical to angularly position the ring (26) relative to the body (18), 5 about the longitudinal main axis (A).

5. Stator (10) selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que l'anneau (26) est monté à l'intérieur du corps (18) cylindrique, et en ce que les bossages (28) s'étendent to radialement vers l'extérieur depuis la face cylindrique externe (26e) de l'anneau (26) et s'appuient contre la face cylindrique interne (18i) en vis-à-vis du corps (18) cylindrique. Stator (10) according to claim 3 or 4, characterized in that the ring (26) is mounted inside the cylindrical body (18), and in that the bosses (28) extend radially. outwardly from the outer cylindrical face (26e) of the ring (26) and bear against the inner cylindrical face (18i) vis-à-vis the cylindrical body (18).

6. Stator (10) selon l'une quelconque des revendications 15 précédentes, caractérisé en ce que l'anneau (26) est agencé axialement en avant de l'organe magnétique (14) et s'appuie axialement vers l'arrière contre une face avant (14a) en vis-à-vis de l'organe magnétique (14). 20 6. Stator (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the ring (26) is arranged axially in front of the magnetic member (14) and rests axially towards the rear against a front face (14a) vis-à-vis the magnetic member (14). 20

7. Stator (10) selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que l'anneau (26) est monté à l'extérieur du corps (18) cylindrique, et en ce que les bossages (28) s'étendent radialement vers l'intérieur depuis la face cylindrique interne (26i) de l'anneau 1;26) et s'appuient contre la face cylindrique externe 25 (18e) en vis-à-vis du corps (18) cylindrique. 7. Stator (10) according to claim 3 or 4, characterized in that the ring (26) is mounted outside the body (18) cylindrical, and in that the bosses (28) extend radially towards the inside from the inner cylindrical face (26i) of the ring 1; 26) and bear against the outer cylindrical face (18e) vis-à-vis the body (18) cylindrical.