FR3107756A1 - Motor-fan unit with contact element in contact with a fan wheel and a rotor cup, for heating, ventilation and / or air conditioning installation of a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Un groupe moto-ventilateur pour installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation de véhicule automobile, comprend un rotor (18) extérieur, comprenant un arbre (30) et une coupelle (28), la coupelle (28) étant solidaire de l’arbre (30) ; une roue de ventilateur (12), la roue de ventilateur (12) comprenant un moyeu (82) monté sur l’arbre (30) et une pluralité de pales (78) s’étendant depuis le moyeu (82), de préférence parallèlement à la direction de l’axe du rotor (18) ; et au moins un élément de contact (96) interposé en contact entre la coupelle (28) et le moyeu (82), l’au moins un élément de contact (96) étant de préférence contraint entre la coupelle (28) et le moyeu (82). Figure de l’abrégé : Figure 6A motor-fan unit for heating, ventilation and / or air conditioning installation of a motor vehicle, comprises an outer rotor (18), comprising a shaft (30) and a cup (28), the cup (28) being integral with the tree (30); a fan wheel (12), the fan wheel (12) comprising a hub (82) mounted on the shaft (30) and a plurality of blades (78) extending from the hub (82), preferably in parallel to the direction of the axis of the rotor (18); and at least one contact element (96) interposed in contact between the cup (28) and the hub (82), the at least one contact element (96) preferably being constrained between the cup (28) and the hub (82). Abstract figure: Figure 6
Description
La présente divulgation relève du domaine des installations de chauffage, ventilation et/ou climatisation de véhicule automobile. La présente divulgation vise plus précisément un groupe moto-ventilateur d’une telle installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation.This disclosure relates to the field of motor vehicle heating, ventilation and/or air conditioning installations. This disclosure relates more specifically to a fan motor assembly of such a heating, ventilation and/or air conditioning installation.
Les véhicules automobiles sont couramment équipés d’une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation, qui permet de générer un flux d'air. Une telle installation permet de gérer la température et la distribution du flux d’air créé, au sein de l'habitacle d’un véhicule. Une telle installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation comporte, entre autres, un groupe moto-ventilateur comprenant un moteur électrique entrainant en rotation une roue de ventilateur. Le moteur électrique est notamment à commutation électronique, piloté par un module d'alimentation.Motor vehicles are commonly equipped with a heating, ventilation and/or air conditioning system, which generates an air flow. Such an installation makes it possible to manage the temperature and the distribution of the air flow created within the passenger compartment of a vehicle. Such a heating, ventilation and/or air conditioning installation comprises, among other things, a motorized fan unit comprising an electric motor rotating a fan wheel. The electric motor is in particular electronically commutated, driven by a power supply module.
Un moteur électrique à commutation électronique, ou moteur à courant continu sans balai (connu également sous la dénomination anglaise de «brushless»), comporte un ensemble d’un rotor et d’un stator, chacun porteur d'éléments électromagnétiques dont l'interaction génère le déplacement du rotor relativement au stator, et plus loin le déplacement de la roue de ventilateur.An electronically commutated electric motor, or brushless direct current motor (also known as "brushless"), comprises a set of a rotor and a stator, each carrying electromagnetic elements whose interaction generates the movement of the rotor relative to the stator, and further the movement of the fan wheel.
Classiquement, le moteur électrique a un rotor externe et un stator interne, fixé à un support du moteur électrique. Le rotor externe comprend notamment une coupelle (ou carcasse, de l’anglais «yoke») métallique, avec un bord extérieur cylindrique à l’intérieur duquel sont fixés des aimants, de manière à entourer le bobinage du rotor. La coupelle présente classiquement une portion cylindrique, radialement interne, recevant l’arbre de sortie du rotor. Entre la portion cylindrique radialement interne et la portion cylindrique radialement externe, la coupelle forme classiquement une portion globalement plane.Conventionally, the electric motor has an external rotor and an internal stator, fixed to a support of the electric motor. The outer rotor comprises in particular a metal cup (or carcass, from the English “ yoke ”), with a cylindrical outer edge inside which magnets are fixed, so as to surround the winding of the rotor. The cup conventionally has a cylindrical portion, radially internal, receiving the output shaft of the rotor. Between the radially inner cylindrical portion and the radially outer cylindrical portion, the dish conventionally forms a generally planar portion.
Néanmoins, il a été constaté que la coupelle peut vibrer selon ses modes propres de déformation, engendrant des vibrations du moteur électrique, lorsque celui-ci est en fonctionnement. Ces vibrations peuvent être transférées jusque dans l’habitacle du véhicule, ce qui génère un bruit perceptible. Ainsi, lorsque le ventilateur est en fonctionnement, ce bruit peut être gênant pour les passagers du véhicule.Nevertheless, it has been found that the cup can vibrate according to its own modes of deformation, generating vibrations of the electric motor, when the latter is in operation. These vibrations can be transferred to the passenger compartment of the vehicle, which generates a perceptible noise. Thus, when the fan is in operation, this noise can be annoying for the passengers of the vehicle.
Ce phénomène a notamment été constaté sur certaines applications particulières, à une vitesse de rotation du moteur de l’ordre de 2300tr/min. À cette vitesse de rotation du moteur, la huitième fréquence harmonique de la coupelle, aux alentours de 300 Hz, est particulièrement audible.This phenomenon has been observed in particular on certain specific applications, at an engine rotation speed of the order of 2300 rpm. At this engine speed, the eighth harmonic frequency of the cup, around 300 Hz, is particularly audible.
La présente invention vise à réduire l’excitation mécanique de la coupelle afin de diminuer le niveau de bruit émis lors du fonctionnement du moteur électrique.The present invention aims to reduce the mechanical excitation of the cup in order to reduce the level of noise emitted during operation of the electric motor.
RésuméSummary
À cette fin, la présente invention propose un groupe moto-ventilateur pour installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation de véhicule automobile, comprenant:
-un rotor extérieur, comprenant un arbre et une coupelle, la coupelle étant solidaire de l’arbre;
-une roue de ventilateur, la roue de ventilateur comprenant un moyeu monté sur l’arbre et une pluralité de pales s’étendant depuis le moyeu, de préférence parallèlement à la direction de l’axe du rotor; et
-au moins un élément de contact interposé en contact entre la coupelle et le moyeu, l’au moins un élément de contact étant de préférence contraint entre la coupelle et le moyeu.To this end, the present invention proposes a motorized fan unit for a motor vehicle heating, ventilation and/or air conditioning installation, comprising:
-an outer rotor, comprising a shaft and a cup, the cup being integral with the shaft;
- a fan wheel, the fan wheel comprising a hub mounted on the shaft and a plurality of blades extending from the hub, preferably parallel to the direction of the axis of the rotor; And
at least one contact element interposed in contact between the cup and the hub, the at least one contact element being preferably constrained between the cup and the hub.
Ainsi, avantageusement, la propagation des vibrations émises par le rotor lors du fonctionnement du moteur électrique est atténuée, voire empêchée, par l’élément de contact. On limite ainsi le niveau de bruit émis lors du fonctionnement du moteur électrique.Thus, advantageously, the propagation of the vibrations emitted by the rotor during operation of the electric motor is attenuated, or even prevented, by the contact element. This limits the level of noise emitted during operation of the electric motor.
Selon des modes de réalisations particuliers, le support moteur peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison:
-le moyeu comprend une portion tronconique, chaque élément de contact étant disposé au voisinage de la plus grande section de la portion tronconique du moyeu, où une distance entre le moyeu et la coupelle est minimale;
-chaque élément de contact s’étend selon une direction radiale par rapport à l’arbre du rotor, sur une largeur supérieure ou égale à 10mm;
-chaque élément de contact comporte ou consiste en une couronne annulaire;
-chaque élément de contact comporte ou consiste en un plot, de préférence cylindrique ou rectangulaire;
-le groupe moto-ventilateur comprend une pluralité d’éléments de contact sous forme de plots, répartis autour de l’arbre;
-un premier secteur angulaire entre deux premiers plots voisins est différent d’un deuxième secteur angulaire entre deux deuxièmes plots voisins;
-chaque élément de contact est en matériau élastomère, notamment en SEBS ou en silicone, le matériau élastomère présentant de préférence une dureté supérieure ou égale à 25shore, et/ou inférieure ou égale à 60shore;
-chaque élément de contact a un taux de compression supérieur ou égal à 10% et/ou inférieur ou égal 40%.
-le ou les éléments de contact est/sont monobloc/s avec la roue de ventilateur;
-l’élément de contact est collé ou surmoulé sur la coupelle;
-la coupelle comprend une portion tronconique en vis-à-vis du moyeu de la roue, la portion tronconique de la coupelle étant de préférence complémentaire à la portion tronconique du moyeu, chaque élément de contact étant, de préférence encore, en contact avec la portion tronconique de la coupelle;
-la coupelle comprend une première portion cylindrique, radialement interne, montée sur l’arbre, et une deuxième portion cylindrique, radialement externe, la portion tronconique étant de préférence contigüe à la deuxième portion cylindrique;
-la coupelle comprend une portion annulaire, normale à l’axe de rotation de l’arbre, la portion annulaire reliant la première portion cylindrique à la portion tronconique de la coupelle;
-la portion tronconique et/ou la portion annulaire, le cas échéant, présente/nt des ouvertures séparées par des bras, la coupelle comprenant de préférence sept bras;
-au moins un plot est disposé sur un bras de la coupelle;
-chaque plot est disposé sur un bras de la coupelle;
-au moins un plot, de préférence un unique plot, est fixé sur chacun des bras de la coupelle;
-des aimants permanents sont fixés sur la deuxième portion cylindrique de la coupelle, les aimants étant disposés radialement à l’intérieur de la coupelle;
-le groupe moto-ventilateur comprend un stator disposé radialement à l’intérieur de la coupelle, notamment entre l’arbre et la deuxième portion cylindrique de la coupelle, le cas échéant;
-la coupelle est réalisée en métal, une épaisseur de la coupelle étant de préférence inférieure ou égale à 3mm;
-le moyeu de la roue comprend une portion cylindrique pour être monté sur l’arbre, la portion cylindrique étant de préférence emmanchée sur l’arbre;
-la portion cylindrique du moyeu de la roue est distante de la coupelle selon la direction d’extension de l’arbre;
-la portion tronconique du moyeu a un demi-angle au sommet supérieur ou égal à 40° et/ou inférieur ou égal à 70°;
-les pales sont au moins en partie radialement à l’extérieur du moyeu;
-le diamètre extérieur de la roue est supérieur ou égal à 110mm, de préférence à 130mm et/ou inférieur ou égal à 150mm, de préférence à 140mm; et
-la roue est en matériau plastique, la roue étant de préférence fabriquée par moulage par injection.According to particular embodiments, the engine support may comprise one or more of the following characteristics, taken alone or in combination:
the hub comprises a frustoconical portion, each contact element being arranged in the vicinity of the largest section of the frustoconical portion of the hub, where a distance between the hub and the cup is minimal;
-each contact element extends in a radial direction with respect to the shaft of the rotor, over a width greater than or equal to 10 mm;
-each contact element comprises or consists of an annular crown;
-each contact element comprises or consists of a pad, preferably cylindrical or rectangular;
the motor-fan unit comprises a plurality of contact elements in the form of studs, distributed around the shaft;
-a first angular sector between two first adjacent pads is different from a second angular sector between two second adjacent pads;
-each contact element is made of elastomeric material, in particular SEBS or silicone, the elastomeric material preferably having a hardness greater than or equal to 25shore, and/or less than or equal to 60shore;
-each contact element has a compression ratio greater than or equal to 10% and/or less than or equal to 40%.
-the contact element(s) is/are integral with the fan wheel;
-the contact element is glued or molded onto the cup;
-the cup comprises a frustoconical portion facing the hub of the wheel, the frustoconical portion of the cup being preferably complementary to the frustoconical portion of the hub, each contact element being, more preferably, in contact with the tapered portion of the cup;
the cup comprises a first cylindrical portion, radially internal, mounted on the shaft, and a second cylindrical portion, radially external, the frustoconical portion preferably being contiguous to the second cylindrical portion;
the cup comprises an annular portion normal to the axis of rotation of the shaft, the annular portion connecting the first cylindrical portion to the tapered portion of the cup;
the frustoconical portion and/or the annular portion, if applicable, has/nt openings separated by arms, the cupel preferably comprising seven arms;
-at least one stud is arranged on an arm of the cup;
-each stud is arranged on an arm of the cup;
-at least one stud, preferably a single stud, is fixed to each of the arms of the cup;
- permanent magnets are fixed to the second cylindrical portion of the cup, the magnets being arranged radially inside the cup;
the motor-driven fan unit comprises a stator arranged radially inside the cup, in particular between the shaft and the second cylindrical portion of the cup, if applicable;
the cup is made of metal, a thickness of the cup being preferably less than or equal to 3 mm;
the hub of the wheel comprises a cylindrical portion to be mounted on the shaft, the cylindrical portion being preferably fitted onto the shaft;
the cylindrical portion of the hub of the wheel is remote from the cup in the direction of extension of the shaft;
the tapered portion of the hub has a half-angle at the apex greater than or equal to 40° and/or less than or equal to 70°;
-the blades are at least partly radially outside the hub;
-the outer diameter of the wheel is greater than or equal to 110mm, preferably 130mm and/or less than or equal to 150mm, preferably 140mm; And
-the wheel is made of plastic material, the wheel being preferably manufactured by injection molding.
Selon un autre aspect, il est proposé un dispositif de ventilation pour installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation de véhicule automobile, comprenant un support moteur sur lequel est monté un groupe moto-ventilateur tel que décrit ci-avant, dans toutes ses combinaisons.According to another aspect, a ventilation device is proposed for a motor vehicle ventilation, heating and/or air conditioning installation, comprising an engine support on which is mounted a motorized fan unit as described above, in all its combinations. .
D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels:Other characteristics, details and advantages will appear on reading the detailed description below, and on analyzing the appended drawings, in which:
La figure 1 illustre de manière schématique un dispositif de ventilation 10 pour une installation de chauffage, de ventilation et/ou de climatisation de véhicule automobile. Classiquement, une telle installation de chauffage, de ventilation et/ou de climatisation pour véhicule automobile comporte un circuit d’aération, un dispositif de ventilation 10 (ou ventilateur) pour mettre en mouvement l’air dans le circuit d’aération, et des moyens pour chauffer et/ou des moyens pour rafraîchir le flux d’air mis en mouvement par le dispositif de ventilation 10.FIG. 1 schematically illustrates a ventilation device 10 for a motor vehicle heating, ventilation and/or air conditioning installation. Conventionally, such a heating, ventilation and/or air conditioning installation for a motor vehicle comprises a ventilation circuit, a ventilation device 10 (or fan) to set the air in motion in the ventilation circuit, and means for heating and/or means for cooling the flow of air set in motion by the ventilation device 10.
Le dispositif de ventilation 10 comprend essentiellement, tel qu’illustré, une roue de ventilateur 12, un moteur électrique 14, et un support 16 du moteur électrique 14. La roue de ventilateur 12 tourne autour d’un axe de rotation A. Le moteur électrique 14 est destiné à entrainer en rotation autour de son axe A, la roue de ventilateur 12. Le support 16 du moteur 14 est destiné à permettre la fixation du dispositif de ventilation 10 dans un véhicule automobile, en limitant la transmission des vibrations générées par le moteur électrique 14 et/ou la roue de ventilateur 12 dans le véhicule automobile et/ou des contraintes extérieures vers le moteur électrique 14 et/ou la roue de ventilateur 12.The ventilation device 10 essentially comprises, as shown, a fan wheel 12, an electric motor 14, and a support 16 of the electric motor 14. The fan wheel 12 rotates around an axis of rotation A. The motor 14 is intended to drive the fan wheel 12 in rotation about its axis A. The support 16 of the motor 14 is intended to allow the fixing of the ventilation device 10 in a motor vehicle, by limiting the transmission of vibrations generated by the electric motor 14 and/or the fan wheel 12 in the motor vehicle and/or external forces towards the electric motor 14 and/or the fan wheel 12.
Le support 16 du moteur 14 peut notamment comporter deux bagues coaxiales, rigides, d’axe A, reliées entre elles par un élément de découplage en matériau élastomère, souple. L’élément de découplage entre la bague interne et la bague externe peut également prendre la forme d’une bague. La bague interne peut être destinée à être fixée au moteur 14. La bague externe peut être destinée à être fixée à un élément de structure, d’une installation de ventilation de véhicule. Le matériau élastomère est par exemple du polystyrène-b-poly(éthylène-butylène)-b-polystyrène ou SEBS.The support 16 of the motor 14 may in particular comprise two coaxial rings, rigid, of axis A, interconnected by a decoupling element made of flexible elastomeric material. The decoupling element between the inner ring and the outer ring can also take the form of a ring. The inner ring may be intended to be fixed to the motor 14. The outer ring may be intended to be fixed to a structural element, of a vehicle ventilation installation. The elastomeric material is for example polystyrene-b-poly(ethylene-butylene)-b-polystyrene or SEBS.
Le moteur électrique 14 forme ici un ensemble mécanique comprenant un élément tournant 18, en l’espèce le rotor 18 du moteur 14, un support 20 du rotor 18 et un capot 22, fixé sur le support 20 du rotor 18. Ici, le capot 22 est fixé sur le support 20 du rotor 18 au moyen de vis 24. Bien entendu d’autres moyens de fixation peuvent être mis en œuvre pour fixer le capot 22 sur le support 20 du rotor 18.The electric motor 14 here forms a mechanical assembly comprising a rotating element 18, in this case the rotor 18 of the motor 14, a support 20 of the rotor 18 and a cover 22, fixed to the support 20 of the rotor 18. Here, the cover 22 is fixed on the support 20 of the rotor 18 by means of screws 24. Of course other fixing means can be implemented to fix the cover 22 on the support 20 of the rotor 18.
Le rotor 18 est ici un rotor externe. Ainsi, le stator 26 associé au rotor 18 est disposé radialement à l’intérieur du rotor 18. Plus précisément, les aimants 27 du rotor 18 sont radialement à l’extérieur par rapport au bobinage du stator 26.The rotor 18 is here an external rotor. Thus, the stator 26 associated with the rotor 18 is arranged radially inside the rotor 18. More precisely, the magnets 27 of the rotor 18 are radially outside with respect to the winding of the stator 26.
Comme visible sur les figures 2 et 3, le rotor 18 comporte une coupelle 28. La coupelle 28 est à symétrie de révolution, autour de l’axe A correspondant à l’axe de rotation du moteur électrique 14. En l’espèce, la coupelle 28 comporte une première portion cylindrique 68, radialement intérieure à une deuxième portion cylindrique 32. La première portion cylindrique 68 est emmanchée sur un arbre 30 du rotor 18 pour entrainer l’arbre 30 en rotation. Par ailleurs, les aimants 27 du rotor 18 sont ici fixés sur la face interne de la deuxième portion cylindrique 32.As visible in Figures 2 and 3, the rotor 18 includes a cup 28. The cup 28 is rotationally symmetrical, around the axis A corresponding to the axis of rotation of the electric motor 14. In this case, the cup 28 comprises a first cylindrical portion 68, radially inside a second cylindrical portion 32. The first cylindrical portion 68 is fitted onto a shaft 30 of the rotor 18 to drive the shaft 30 in rotation. Furthermore, the magnets 27 of the rotor 18 are here fixed on the internal face of the second cylindrical portion 32.
Une portion annulaire 70 s’étend radialement depuis la première portion cylindrique 68 vers la deuxième portion cylindrique 32 de la coupelle 28. La portion annulaire 70 s’étend ici globalement selon un plan normal à l’axe A de rotation du moteur 14. Une portion tronconique 75, radialement extérieure à la portion annulaire 70, s’étend depuis l’extrémité de la portion annulaire 70. La portion tronconique 75 relie ici la portion annulaire 70 à la deuxième portion cylindrique 32. La portion tronconique 75 contribue notamment à rigidifier la coupelle 28.An annular portion 70 extends radially from the first cylindrical portion 68 towards the second cylindrical portion 32 of the cup 28. The annular portion 70 here extends globally along a plane normal to the axis A of rotation of the motor 14. frustoconical portion 75, radially external to the annular portion 70, extends from the end of the annular portion 70. The frustoconical portion 75 here connects the annular portion 70 to the second cylindrical portion 32. The frustoconical portion 75 contributes in particular to stiffening cup 28.
Le demi-angle au sommet θ75de la portion tronconique 75 de la coupelle 28 est par exemple compris entre 50° et 60°. Par demi-angle au sommet, on entend l’angle formé par la portion tronconique 75 de la coupelle 28 avec l’axe A de révolution de la portion tronconique 75, dans un plan de coupe longitudinal de la portion tronconique 75, comprenant l’axe A de révolution de la portion tronconique 75, comme cela est illustré à la figure 6.The vertex half-angle θ 75 of the frustoconical portion 75 of the cup 28 is for example between 50° and 60°. By vertex half-angle is meant the angle formed by the frustoconical portion 75 of the cup 28 with the axis A of revolution of the frustoconical portion 75, in a longitudinal section plane of the frustoconical portion 75, comprising the axis A of revolution of the tapered portion 75, as shown in Figure 6.
La portion annulaire 70 et/ou la portion tronconique 75 peuvent comporter des ouvertures 72 séparées par des bras 74. Ici, les bras 74 définissent des ouvertures 72 trapézoïdales. Ici, la coupelle 28 comprend sept bras 74, séparant sept ouvertures 72. De manière plus générale, pour limiter les risques d’apparition de modes propres de la coupelle à des fréquences relativement faibles, la coupelle 28 comprend un nombre premier de bras 74. Ce nombre de bras est de préférence supérieur ou égal à sept. Les ouvertures 72 permettent de réduire encore le poids de la coupelle 28 et, également, de faciliter le refroidissement des bobinages du stator 26 reçus à l’intérieur de la coupelle 28.The annular portion 70 and/or the tapered portion 75 may comprise openings 72 separated by arms 74. Here, the arms 74 define trapezoidal openings 72. Here, the cup 28 comprises seven arms 74, separating seven openings 72. More generally, to limit the risks of appearance of specific modes of the cup at relatively low frequencies, the cup 28 comprises a prime number of arms 74. This number of arms is preferably greater than or equal to seven. The openings 72 make it possible to further reduce the weight of the cup 28 and, also, to facilitate the cooling of the windings of the stator 26 received inside the cup 28.
La coupelle 28 est par exemple réalisée en métal. La coupelle 28 telle que décrite peut notamment avoir une épaisseur E28inférieure ou égale 3mm, de préférence inférieure ou égale à 2mm.The cup 28 is for example made of metal. The cup 28 as described may in particular have a thickness E 28 of less than or equal to 3mm, preferably less than or equal to 2mm.
Comme visible sur la figure 4, le support 20 du rotor 18 présente ici une embase 34. L’embase 34 s’étend ici globalement selon un plan normal à l’axe A de rotation du moteur 14. Un relief 36 sensiblement cylindrique s’étend depuis l’embase 34. Ici, le relief 36 s’étend sensiblement selon la direction de l’axe A de rotation du moteur 14. Le relief 36 est creux. Le relief 36 peut notamment former un ou deux logements 38 recevant chacun une bague de roulement, notamment un roulement à billes 39, destinée à guider la rotation de l’arbre 30 par rapport au support 20. Le montage des roulements à billes 39 dans le relief en creux 36 est notamment visible sur la figure 5.As seen in Figure 4, the support 20 of the rotor 18 here has a base 34. The base 34 extends here generally along a plane normal to the axis A of rotation of the motor 14. A substantially cylindrical relief 36 is extends from the base 34. Here, the relief 36 extends substantially in the direction of the axis A of rotation of the motor 14. The relief 36 is hollow. The relief 36 may in particular form one or two housings 38 each receiving a bearing ring, in particular a ball bearing 39, intended to guide the rotation of the shaft 30 with respect to the support 20. The assembly of the ball bearings 39 in the recessed relief 36 is particularly visible in Figure 5.
Enfin, le capot 22 est fixé sur l’embase 34 du support 20. Le capot 22 définit ici un logement de réception d’une carte à circuit imprimé (ou carte électronique) de commande du moteur 14.Finally, cover 22 is fixed to base 34 of support 20. Cover 22 here defines a housing for receiving a printed circuit board (or electronic card) for controlling motor 14.
Dans la suite, on décrit plus en détail le montage de la roue de ventilateur 12 sur l’arbre moteur 30, en regard des figures 5 à 7 notamment.In the following, the mounting of the fan wheel 12 on the motor shaft 30 is described in more detail, with reference to Figures 5 to 7 in particular.
La roue de ventilateur 12 est montée sur une portion libre 76 de l’arbre 30 du moteur électrique 14, faisant saillie axialement de la coupelle 18 du rotor. La roue de ventilateur 12 est montée sur la portion libre 76 de l’arbre 30 pour être entrainée en rotation autour de l’axe A. Ainsi, le moteur électrique 14 et la roue de ventilateur 12 sont coaxiaux selon l’axe A de rotation du moteur 14.The fan wheel 12 is mounted on a free portion 76 of the shaft 30 of the electric motor 14, projecting axially from the cup 18 of the rotor. The fan wheel 12 is mounted on the free portion 76 of the shaft 30 to be driven in rotation around the axis A. Thus, the electric motor 14 and the fan wheel 12 are coaxial along the axis A of rotation engine 14.
La roue de ventilateur 12 peut présenter une forme extérieure sensiblement cylindrique. Le diamètre extérieur D12 de la roue de ventilateur 12 est par exemple supérieur ou égal à 110mm, de préférence à 130mm, et/ou inférieur ou égal à 150mm, de préférence à 140mm.Fan wheel 12 may have a substantially cylindrical outer shape. The outer diameter D12 of the fan wheel 12 is for example greater than or equal to 110mm, preferably 130mm, and/or less than or equal to 150mm, preferably 140mm.
La roue de ventilateur 12 comporte une pluralité de pales 78. Chaque pale 78 s’étend selon une direction sensiblement parallèle à l’axe A de rotation du moteur 14. Les pales 78 sont réparties de manière régulière angulairement autour de l’axe A de rotation de la roue de ventilateur 12. Les pales 78 sont les images les unes des autres, par rotation autour de l’axe A de rotation de la roue de ventilateur 12.The fan wheel 12 comprises a plurality of blades 78. Each blade 78 extends in a direction substantially parallel to the axis A of rotation of the motor 14. The blades 78 are regularly distributed angularly around the axis A of rotation of the fan wheel 12. The blades 78 are the images of each other, by rotation around the axis A of rotation of the fan wheel 12.
La roue de ventilateur 12 comporte par ailleurs un moyeu 82. Le moyeu 82 relie ensemble une première extrémité des pales 78. Le moyeu 82 relie également les pales 78 à l’arbre 30 du rotor 18.Fan wheel 12 further includes hub 82. Hub 82 connects a first end of blades 78 together. Hub 82 also connects blades 78 to shaft 30 of rotor 18.
Les extrémités des pales 78, distantes du moyeu 82, sont reliées ensemble par une portion annulaire 80 de la roue de ventilateur 12. La roue de ventilateur 12 est ainsi plus rigide. Notamment les vibrations des pales 78 sont ainsi limitées.The ends of the blades 78, distant from the hub 82, are connected together by an annular portion 80 of the fan wheel 12. The fan wheel 12 is thus more rigid. In particular, the vibrations of the blades 78 are thus limited.
Le moyeu 82 comporte ici une portion cylindrique 84, radialement interne. La portion cylindrique 84 est fixée sur l’arbre 30 du rotor 18, par exemple en étant emmanchée en force sur la portion libre 76 de l’arbre 30. Le moyeu 82 comporte également selon l’exemple illustré une portion tronconique 86 qui s’étend entre les pales 78 et la portion cylindrique 84 du moyeu 82. Les pales 78 sont ici disposées radialement à l’extérieur du moyeu 82.The hub 82 here comprises a cylindrical portion 84, radially internal. The cylindrical portion 84 is fixed on the shaft 30 of the rotor 18, for example by being force-fitted on the free portion 76 of the shaft 30. The hub 82 also comprises according to the example illustrated a frustoconical portion 86 which is extends between the blades 78 and the cylindrical portion 84 of the hub 82. The blades 78 are here arranged radially outside the hub 82.
Comme illustré à la figure 5, la portion cylindrique 84 du moyeu 82 s’étend de part et d’autre de la portion tronconique 86, selon la direction de l’axe A de l’arbre 30. La portion cylindrique 84 du moyeu 82 est distante de la coupelle 28, selon la direction de l’axe A de l’arbre 30 du moteur 14.As illustrated in Figure 5, the cylindrical portion 84 of the hub 82 extends on either side of the tapered portion 86, in the direction of the axis A of the shaft 30. The cylindrical portion 84 of the hub 82 is distant from cup 28, in the direction of axis A of shaft 30 of motor 14.
La portion tronconique 86 diverge depuis la portion cylindrique 84 vers l’extrémité des pales 78 la plus proche du moteur électrique 14. Ainsi, la plus petite section du moyeu 82 est distante du moteur 14 selon la direction de l’axe A de rotation du moteur 14 alors que la plus grande section du moyeu 82 se trouve au voisinage du moteur 14.The frustoconical portion 86 diverges from the cylindrical portion 84 towards the end of the blades 78 closest to the electric motor 14. Thus, the smallest section of the hub 82 is distant from the motor 14 in the direction of the axis A of rotation of the motor 14 while the largest section of the hub 82 is in the vicinity of the motor 14.
Le demi-angle au sommet θ86de la portion tronconique 86 du moyeu 82 est par exemple compris entre 40° et 70°. Par demi-angle au sommet, on entend l’angle formé par la portion tronconique 86 avec l’axe A de révolution de la portion tronconique 86, dans un plan de coupe longitudinal de la portion tronconique 86, comprenant l’axe A de révolution de la portion tronconique 86, comme cela est illustré à la figure 6. Le demi-angle au sommet θ86de la portion tronconique 86 du moyeu 82 est de préférence égal au demi-angle au sommet θ75de la portion tronconique 75 de la coupelle 28.The vertex half-angle θ 86 of the tapered portion 86 of the hub 82 is for example between 40° and 70°. By half-angle at the vertex is meant the angle formed by the frustoconical portion 86 with the axis A of revolution of the frustoconical portion 86, in a longitudinal section plane of the frustoconical portion 86, comprising the axis A of revolution of the frustoconical portion 86, as shown in FIG. 6. The half-angle at the apex θ 86 of the frustoconical portion 86 of the hub 82 is preferably equal to the half-angle at the apex θ 75 of the frustoconical portion 75 of the cup 28.
La portion tronconique 86 du moyeu 82 de la roue de ventilateur 12 et les portions annulaire 72 et tronconique 75 de la coupelle 28, sont séparées par un espace 88. En effet, la coupelle 28 et la roue de ventilateur 12 sont distants axialement, c'est-à-dire selon la direction de l’axe A de rotation de l’arbre 30. L’espace 88 est à symétrie de révolution autour de l’axe A. Comme cela est notamment visible sur les figures 5 et 6, cet espace 88 entre le moyeu 82 et la coupelle 28 est tel que la distance entre le moyeu 82 et la coupelle 28 du rotor 18, notamment les portions annulaire 72 et tronconique 75 de la coupelle 28, est la plus petite entre la portion tronconique 86 du moyeu 82 et la portion tronconique 75 de la coupelle 28. Cette distance est sensiblement constante sur toute l’étendue de la portion tronconique 75 de la coupelle 28.The frustoconical portion 86 of the hub 82 of the fan wheel 12 and the annular 72 and frustoconical 75 portions of the cup 28 are separated by a space 88. Indeed, the cup 28 and the fan wheel 12 are spaced axially, c that is to say in the direction of the axis A of rotation of the shaft 30. The space 88 is rotationally symmetrical about the axis A. As is particularly visible in Figures 5 and 6, this space 88 between the hub 82 and the cup 28 is such that the distance between the hub 82 and the cup 28 of the rotor 18, in particular the annular 72 and frustoconical 75 portions of the cup 28, is the smallest between the frustoconical portion 86 of the hub 82 and the tapered portion 75 of the cup 28. This distance is substantially constant over the entire extent of the tapered portion 75 of the cup 28.
En effet, la portion tronconique 86 du moyeu 82 et la portion tronconique 75 de la coupelle 28 sont complémentaires. Ceci est réalisé ici du fait que le demi-angle au sommet θ75de la portion tronconique 75 de la coupelle 28 est sensiblement égal au demi-angle au sommet θ86 de la portion tronconique 86 du moyeu 82.Indeed, the tapered portion 86 of the hub 82 and the tapered portion 75 of the cup 28 are complementary. This is achieved here because the vertex half-angle θ75of the frustoconical portion 75 of the cup 28 is substantially equal to the half-angle at the apex θ86 of the tapered portion 86 of the hub 82.
Comme cela est visible sur les figures 5 et 6, des éléments de contact 96 sont ici interposés dans l’espace 88, entre la portion tronconique 75 de la coupelle 28 et la portion tronconique 86 du moyeu 82. Chaque élément de contact 96 est en contact avec la portion tronconique 75 de la coupelle 28, d’une part, et avec la portion tronconique 86 du moyeu 82, d’autre part. Les éléments de contact 96 limitent, voire empêchent, un mouvement relatif de la coupelle 28 par rapport à la roue de ventilateur 12. Ainsi, lorsque les vibrations du moteur 14 tendent à générer un mouvement de la coupelle 28, notamment un mouvement de balancier, les éléments de contact 96 permettent de limiter voire d’empêcher ce mouvement de la coupelle 28, maintenue par la roue de ventilateur 12, via les éléments de contact 96.As can be seen in FIGS. 5 and 6, contact elements 96 are here interposed in space 88, between frustoconical portion 75 of cup 28 and frustoconical portion 86 of hub 82. Each contact element 96 is made of contact with the tapered portion 75 of the cup 28, on the one hand, and with the tapered portion 86 of the hub 82, on the other hand. The contact elements 96 limit, or even prevent, a relative movement of the cup 28 with respect to the fan wheel 12. Thus, when the vibrations of the motor 14 tend to generate a movement of the cup 28, in particular a pendulum movement, the contact elements 96 make it possible to limit or even prevent this movement of the cup 28, held by the fan wheel 12, via the contact elements 96.
Ici, chaque élément de contact 96 est contraint entre la portion tronconique 75 de la coupelle 28 et la portion tronconique 86 du moyeu 82. Chaque élément de contact 96 a ainsi une épaisseur E1, avant d’être contraint entre la coupelle 28 et le moyeu 82, comprise entre 4mm et 6mm. Chaque élément de contact 96 a par ailleurs une épaisseur E2, une fois contraint entre la coupelle 28 et le moyeu 82, comprise entre 3,8mm et 4,4mm. Chaque élément de contact 96 peut ainsi avoir un taux de compression C compris entre 10% et 40%. Par taux de compression C, on entend ici le rapport entre:
-la différence entre l’épaisseur E1 de l’élément de contact 96 avant d’être contraint et l’épaisseur E2 de l’élément de contact 96 contraint entre la coupelle 28 et le moyeu 82, d’une part; et
-l’épaisseur E1 de l’élément de contact 96 avant d’être contraint, d’autre part. Le taux de compression C est ainsi donné par la formule:Here, each contact element 96 is constrained between the frustoconical portion 75 of the cup 28 and the frustoconical portion 86 of the hub 82. Each contact element 96 thus has a thickness E1, before being constrained between the cup 28 and the hub. 82, between 4mm and 6mm. Each contact element 96 also has a thickness E2, once constrained between cup 28 and hub 82, of between 3.8 mm and 4.4 mm. Each contact element 96 can thus have a compression ratio C of between 10% and 40%. By compression ratio C, we mean here the ratio between:
the difference between the thickness E1 of the contact element 96 before being constrained and the thickness E2 of the contact element 96 constrained between the cup 28 and the hub 82, on the one hand; And
the thickness E1 of the contact element 96 before being constrained, on the other hand. The compression ratio C is thus given by the formula:
Comme cela est visible sur la figure 7, les éléments de contact 96 peuvent consister en des plots. Les plots 96 sont ici régulièrement répartis autour de l’axe A de rotation du rotor 18. Par exemple, un plot 96 est disposé sur chacun des bras 74 de la coupelle 28. Ceci permet de disposer les plots 96 le plus loin possible de l’axe A de rotation du rotor 18. Il semble en effet que l’effet des plots 96, et plus généralement du ou des éléments de contact 96, est d’autant plus notable que celui-ci est distant de l’axe A de rotation du rotor 18. En outre, en disposant les plots 96 sur la partie tronconique 75 de la coupelle 28, là où la distance avec la roue de ventilateur 12 est la plus petite, l’épaisseur des plots 96 peut être limitée.As can be seen in FIG. 7, the contact elements 96 can consist of studs. The studs 96 are here regularly distributed around the axis A of rotation of the rotor 18. For example, a stud 96 is arranged on each of the arms 74 of the cup 28. This makes it possible to arrange the studs 96 as far as possible from the axis A of rotation of the rotor 18. It seems in fact that the effect of the pads 96, and more generally of the contact element(s) 96, is all the more noticeable the further it is from the axis A of rotation of the rotor 18. Furthermore, by arranging the studs 96 on the frustoconical part 75 of the cup 28, where the distance with the fan wheel 12 is the smallest, the thickness of the studs 96 can be limited.
Chaque plot 96 est ici cylindrique. Le diamètre D de chaque plot 96 est par exemple compris entre 10mm et 8mm. Alternativement, chaque plot 96 peut être de section rectangulaire. La largeur de chaque plot 96 est alors, par exemple, comprise entre 4mm et 8mm et/ou la longueur de chaque plot est, par exemple, comprise entre 12mm et 16mm.Each stud 96 is here cylindrical. The diameter D of each stud 96 is for example between 10mm and 8mm. Alternatively, each pad 96 can be of rectangular section. The width of each stud 96 is then, for example, between 4mm and 8mm and/or the length of each stud is, for example, between 12mm and 16mm.
Chaque plot 96 est par exemple en matériau élastomère, notamment en SEBS ou en silicone. Ainsi, les plots 96 permettent en outre d’amortir les vibrations entre la roue de ventilateur 12 et la coupelle 28 du rotor 18. Chaque plot 96 peut en particulier être réalisé en un matériau dont la dureté est comprise entre 25 et 60shore. En particulier, lorsque chaque plot 96 est en silicone, une résilience de rebond de chaque plot 96 est comprise entre 45% et 75%. La résilience de rebond est par exemple mesurée suivant l’une des deux méthodes décrites dans la norme ISO4662.Each stud 96 is for example made of elastomeric material, in particular SEBS or silicone. Thus, the studs 96 also make it possible to dampen the vibrations between the fan wheel 12 and the cup 28 of the rotor 18. Each stud 96 can in particular be made of a material whose hardness is between 25 and 60shore. In particular, when each stud 96 is made of silicone, a rebound resilience of each stud 96 is between 45% and 75%. Rebound resilience is for example measured using one of the two methods described in the ISO4662 standard.
Les plots 96 sont ici collés sur les bras 74 de la coupelle 28. Bien entendu d’autres moyens de fixation des plots 96 sur la coupelle 28 peuvent être mis en œuvre, qui sont accessibles à l’homme de l’art.The studs 96 are here glued on the arms 74 of the cup 28. Of course other means of fixing the studs 96 on the cup 28 can be implemented, which are accessible to those skilled in the art.
La coupelle 28 de la figure 8 est une variante de la coupelle 28 de la figure 7. Telle que cela est visible sur la figure 8, seuls trois plots 96 sont ici fixés sur la coupelle 28. Ces plots 96 sont également fixés chacun sur un bras 74 de la coupelle 28. Cependant, ici, les plots 96 ne sont pas régulièrement répartis angulairement autour de l’axe A de rotation de l’arbre 30. Ainsi, un premier secteur angulaire 981, correspondant à un premier angle au sommet α1, mesuré autour de l’axe A de rotation de l’arbre 30, entre deux premiers plots 96 voisins est différent d’un deuxième secteur angulaire 982, correspondant à un deuxième angle au sommet α2, mesuré autour de l’axe A de rotation de l’arbre 30, entre deux deuxièmes plots 96 voisins. On limite ainsi les risques d’apparitions de phénomènes de résonance de la coupelle 28 à des fréquences de rotation réduites de la coupelle 28. En l’espèce, les angles α1, α2des secteurs angulaires 981, 982sont différents.The cup 28 of Figure 8 is a variant of the cup 28 of Figure 7. As can be seen in Figure 8, only three studs 96 are here fixed on the cup 28. These studs 96 are also each fixed on a arm 74 of the cup 28. However, here, the studs 96 are not regularly distributed angularly around the axis A of rotation of the shaft 30. Thus, a first angular sector 981, corresponding to a first vertex angle α1, measured around the axis A of rotation of the shaft 30, between two neighboring first pads 96 is different from a second angular sector 982, corresponding to a second vertex angle α2, measured around the axis A of rotation of the shaft 30, between two second neighboring studs 96. This limits the risks of occurrence of resonance phenomena of the dish 28 at reduced rotation frequencies of the dish 28. In this case, the angles α1, α2angular sectors 981, 982are different.
La figure 9 illustre une autre variante de la coupelle 28. Ici, la coupelle 28 est associée à un unique élément de contact 96. L’élément de contact 96 prend en effet la forme d’une couronne annulaire ou rondelle, sur la figure 9. La rondelle 96 est d’axe l’axe A de rotation de l’arbre 30. La rondelle 96 peut avoir une largeur L, mesurée selon une direction radiale, supérieure ou égale à 10mm. La rondelle 96 est ici fixée sur la coupelle 28, au niveau de sa portion annulaire 70. Un élément de contact 96 sous forme d’une rondelle, notamment d’une unique rondelle, apparait plus facile à mettre en place et à manipuler que des éléments de contact sous forme de plots comme dans les exemples décrits précédemment. La rondelle 96 peut également être collée sur la coupelle 28.Figure 9 illustrates another variant of the cup 28. Here, the cup 28 is associated with a single contact element 96. The contact element 96 takes the form of an annular crown or washer, in Figure 9 The axis of washer 96 is the axis A of rotation of shaft 30. Washer 96 may have a width L, measured in a radial direction, greater than or equal to 10 mm. The washer 96 is here fixed on the cup 28, at the level of its annular portion 70. A contact element 96 in the form of a washer, in particular of a single washer, appears easier to put in place and to handle than contact elements in the form of pads as in the examples described above. Washer 96 can also be glued to cup 28.
Les mêmes matériaux peuvent être mis en œuvre pour réaliser la rondelle 96 que ceux décrits précédemment pour réaliser les plots des figures 7 et 8. La rondelle 96 peut notamment présenter la même dureté ou la même résilience de rebond, le cas échéant.The same materials can be used to produce the washer 96 as those previously described for producing the studs of FIGS. 7 and 8. The washer 96 can in particular have the same hardness or the same rebound resilience, if necessary.
L’invention ne se limite pas aux seuls exemples présentés ci-dessus mais est au contraire susceptible de nombreuses variantes accessibles à l’homme de l’art.The invention is not limited to the examples presented above but is on the contrary susceptible of numerous variants accessible to those skilled in the art.
Par exemple, l’élément de contact 96 peut prendre d’autres formes que celles décrites ci-avant. L’élément de contact 96 peut être constitué d’un nombre de plots 96, différent de ceux décrits précédemment. L’élément de contact 96 peut ainsi être constitué d’un unique plot 96 ou de plus de sept plots 96, le nombre de plots étant de préférence un nombre premier.For example, the contact element 96 can take other forms than those described above. The contact element 96 may consist of a number of pads 96, different from those described previously. The contact element 96 can thus consist of a single pad 96 or of more than seven pads 96, the number of pads preferably being a prime number.
Les plots 96 peuvent être de section quelconque, notamment polygonale ou elliptique.The studs 96 can be of any section, in particular polygonal or elliptical.
Le ou les éléments de contact 96 peuvent être fixés sur la coupelle 28 ou sur la roue de ventilateur 12.The contact element(s) 96 may be attached to the cup 28 or to the fan wheel 12.
Enfin, le ou les éléments de contact 96 peuvent être moulés avec la roue de ventilateur 12 ou surmoulés sur la coupelle 28 ou sur la roue de ventilateur 12. Dans le premier cas, en particulier, le ou les éléments de contact 96 est/sont monobloc/s avec la roue de ventilateur 12. Dans tous ces cas, le ou les éléments de contacts 26 sont alors plus faciles à manipuler et le montage du dispositif de ventilation s’en trouve facilité.Finally, the contact element(s) 96 can be molded with the fan wheel 12 or overmolded on the cup 28 or on the fan wheel 12. In the first case, in particular, the contact element(s) 96 is/are monobloc/s with the fan wheel 12. In all these cases, the contact element(s) 26 are then easier to handle and the assembly of the ventilation device is thereby facilitated.
Claims (12)
-un rotor (18) extérieur, comprenant un arbre (30) et une coupelle (28), la coupelle (28) étant solidaire de l’arbre (30);
-une roue de ventilateur (12), la roue de ventilateur (12) comprenant un moyeu (82) monté sur l’arbre (30) et une pluralité de pales (78) s’étendant depuis le moyeu (82), de préférence parallèlement à la direction de l’axe du rotor (18); et
- au moins un élément de contact (96) interposé en contact entre la coupelle (28) et le moyeu (82), l’au moins un élément de contact (96) étant de préférence contraint entre la coupelle (28) et le moyeu (82).Motor-driven fan unit for a motor vehicle heating, ventilation and/or air conditioning system, comprising:
-an outer rotor (18), comprising a shaft (30) and a cup (28), the cup (28) being secured to the shaft (30);
- a fan wheel (12), the fan wheel (12) comprising a hub (82) mounted on the shaft (30) and a plurality of blades (78) extending from the hub (82), preferably parallel to the direction of the axis of the rotor (18); And
- at least one contact element (96) interposed in contact between the cup (28) and the hub (82), the at least one contact element (96) preferably being constrained between the cup (28) and the hub (82).
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3130908A1 (en) * | 2021-12-16 | 2023-06-23 | Valeo Systemes Thermiques | Motor-fan unit for heating, ventilation and/or air conditioning installation of a motor vehicle equipped with a means of contact placed between a cup and a hub. |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP1338798A2 (en) * | 2002-02-26 | 2003-08-27 | Faber S.p.A. | Fixing device for a fan wheel |
| US20130034453A1 (en) * | 2010-06-14 | 2013-02-07 | Panasonic Corporation | Fan motor, on-vehicle air conditioner using the fan motor, and method for assembling fan motor |
| DE102017112987A1 (en) * | 2017-06-13 | 2018-12-13 | Ebm-Papst Mulfingen Gmbh & Co. Kg | Impeller and blower |
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2020
- 2020-02-28 FR FR2001995A patent/FR3107756B1/en active Active
-
2021
- 2021-02-24 WO PCT/FR2021/050315 patent/WO2021170949A1/en active Application Filing
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2021170949A1 (en) | 2021-09-02 |
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