FR2855668A1 - Vehicle electric starter motor with axial brushes, has brush holder with rigid duct projecting through end of motor casing to admit supply conductor - Google Patents

Vehicle electric starter motor with axial brushes, has brush holder with rigid duct projecting through end of motor casing to admit supply conductor Download PDF

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Abstract

At the motor end plate (26) periphery, the brush holder (20) includes a rigid, projecting duct (27). This is a protection for the supply conductor (21). The duct is accommodated in an opening (22) at the front end of the cylindrical casing (17). The internal channel of the duct opens radially to the outside, allowing conductor insertion.

Description

Moteur électrique de démarreur ayant un dispositif porte-balais améliorantElectric starter motor having an improving brush holder

la tenue mécanique et diélectrique du conducteur d'alimentation.  the mechanical and dielectric strength of the supply conductor.

Domaine technique de l'invention o10 L'invention concerne un moteur électrique de démarreur comprenant: - un inducteur fixe porté par une culasse métallique tubulaire, - un induit rotatif associé à un collecteur de courant, un dispositif porte-balais coopérant avec le collecteur, et comprenant un flasque en matière électriquement isolante monté sur l'extrémité frontale de la culasse, - et des moyens de liaison électrique du dispositif porte-balais, comprenant un conducteur d'alimentation traversant à étanchéité un orifice de la culasse.  Technical field of the invention o10 The invention relates to an electric starter motor comprising: - a fixed inductor carried by a tubular metal cylinder head, - a rotary armature associated with a current collector, a brush holder device cooperating with the collector, and comprising a flange of electrically insulating material mounted on the front end of the cylinder head, - and electrical connection means of the brush holder device, comprising a supply conductor sealingly passing through an orifice of the cylinder head.

État de la technique Sur la figure 1, un démarreur 10 de véhicule est constitué de plusieurs sousensembles, comprenant un moteur électrique 11, un contacteur CT de 5 commande, et un lanceur 12 associé au pignon 13 d'entraînement de la couronne dentée du véhicule. Le contacteur CT possède une double fonction d'alimentation du moteur électrique 11 en courant issu de la batterie, et d'actionnement d'un levier 14 de commande pour le déplacement axial du lanceur 12 vers une position active du pignon 13 d'entraînement. Le moteur 10 électrique 1 1 est composé d'un inducteur 15 fixe formant le stator, et d'un induit 16 rotatif constituant le rotor accouplé au lanceur 12. L'inducteur 15 est doté d'une culasse 17 métallique tubulaire, laquelle porte soit des aimants permanents, soit des bobines inductrices logées dans un circuit magnétique. Le bobinage de l'induit 16 est raccordé à un collecteur 18 tournant coopérant avec 15 des balais 19 fixes en liaison électrique avec le contacteur CT. Les balais 19 se trouvent en contact électrique avec les lames conductrices du collecteur 18, et sont portés par un dispositif porte-balais 20 rapporté sur l'extrémité de la culasse 17 à l'opposé du pignon 13 d'entraînement. La structure d'un tel démarreur 10 est bien connue des spécialistes.  STATE OF THE ART In FIG. 1, a vehicle starter 10 is made up of several sub-assemblies, comprising an electric motor 11, a control contactor CT, and a launcher 12 associated with the pinion 13 for driving the toothed ring of the vehicle . The contactor CT has a dual function of supplying the electric motor 11 with current from the battery, and actuation of a control lever 14 for the axial movement of the launcher 12 towards an active position of the drive pinion 13. The electric motor 10 1 1 is composed of a fixed inductor 15 forming the stator, and of a rotary armature 16 constituting the rotor coupled to the launcher 12. The inductor 15 is provided with a tubular metallic cylinder head 17, which carries either permanent magnets, i.e. inductor coils housed in a magnetic circuit. The armature winding 16 is connected to a rotating manifold 18 cooperating with 15 fixed brushes 19 in electrical connection with the contactor CT. The brushes 19 are in electrical contact with the conductive blades of the collector 18, and are carried by a brush-carrying device 20 attached to the end of the yoke 17 opposite the drive pinion 13. The structure of such a starter 10 is well known to specialists.

Sur les figures 2 et 3, I'alimentation des balais 19 provient du contacteur CT relié au pôle positif de la batterie. L'autre pôle négatif de la batterie est au potentiel de la masse. La liaison électrique entre le contacteur CT et le moteur 11 est assurée par une tresse ou par un fil conducteur 21 de section appropriée.  In FIGS. 2 and 3, the power supply to the brushes 19 comes from the contactor CT connected to the positive pole of the battery. The other negative pole of the battery is at ground potential. The electrical connection between the contactor CT and the motor 11 is provided by a braid or by a conductive wire 21 of appropriate section.

La culasse 17 tubulaire de l'inducteur 15 est métallique, par exemple en acier 5 doux, et se trouve au potentiel de la masse. L'extrémité cylindrique de la culasse 17 comporte un orifice 22 en U traversé radialement par le fil conducteur 21, lequel doit être isolé électriquement par rapport à la masse.  The tubular yoke 17 of the inductor 15 is metallic, for example made of mild steel 5, and is located at ground potential. The cylindrical end of the cylinder head 17 has a U-shaped orifice 22 crossed radially by the conductive wire 21, which must be electrically isolated from the ground.

L'isolation est effectuée généralement au moyen d'un joint 23 en matière 10 isolante souple, par exemple en caoutchouc, ayant un trou 24 de passage du fil 21, et une rainure 25 semi-circulaire destinée à être insérée dans l'orifice 22 pour le boucher.  The insulation is generally carried out by means of a seal 23 made of flexible insulating material, for example rubber, having a hole 24 for passage of the wire 21, and a semi-circular groove 25 intended to be inserted in the orifice 22 to the butcher.

La fonction du joint 23 souple permet d'assurer: - le guidage et le positionnement du fil conducteur 21 dans l'orifice 22 de la culasse 17; l'isolation électrique entre la culasse 17 et le fil conducteur 21; l'étanchéité au niveau de l'orifice 22 dans la culasse 17.  The function of the flexible seal 23 ensures: - the guiding and positioning of the conductive wire 21 in the orifice 22 of the cylinder head 17; electrical insulation between the cylinder head 17 and the conductive wire 21; the seal at the orifice 22 in the cylinder head 17.

Sous l'effet de la température et du vieillissement, le joint en caoutchouc peut se déformer et même fondre. Le positionnement du fil 21 dans l'orifice 22 n'est plus assuré, entraînant une venue en contact du fil 21 avec la culasse 17. Il en résulte un court-circuit pouvant engendrer un risque de feu sur le démarreur.  Under the effect of temperature and aging, the rubber seal can deform and even melt. The positioning of the wire 21 in the orifice 22 is no longer ensured, causing the wire 21 to come into contact with the cylinder head 17. This results in a short circuit which can generate a risk of fire on the starter.

Objet de l'invention L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients, et d'améliorer la tenue mécanique et diélectrique du conducteur d'alimentation du démarreur dans la zone de traversée de la culasse.  OBJECT OF THE INVENTION The object of the invention is to remedy these drawbacks, and to improve the mechanical and dielectric strength of the starter supply conductor in the zone through which the cylinder head passes.

Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que le dispositif portebalais 10 comporte à la périphérie du flasque, une protubérance rigide constituant une cheminée de protection du conducteur d'alimentation, ladite protubérance étant logée dans l'orifice frontal de la culasse en présentant un canal interne, lequel est ouvert dans la direction radiale vers l'extérieur pour permettre l'insertion latérale du conducteur.  According to the invention, this object is achieved by the fact that the brush holder device 10 comprises, at the periphery of the flange, a rigid protuberance constituting a chimney for protecting the supply conductor, said protuberance being housed in the front orifice of the cylinder head by presenting an internal channel, which is open in the radial direction towards the outside to allow lateral insertion of the conductor.

La protubérance est solidaire du dispositif porte-balais en venant directement de moulage avec le flasque, et est réalisée de ce fait avec la même matière plastique isolante bénéficiant d'une bonne tenue à haute température.  The protuberance is integral with the brush holder device coming directly from molding with the flange, and is therefore made with the same insulating plastic material enjoying good resistance to high temperature.

La présence de la cheminée permet d'obtenir une isolation électrique parfaite et fiable entre la sortie de l'inducteur et la culasse se trouvant à la masse.  The presence of the chimney makes it possible to obtain perfect and reliable electrical insulation between the output of the inductor and the cylinder head which is grounded.

Un élément souple en matière isolante, recouvre avantageusement la protubérance pour garantir l'étanchéité et le positionnement du flasque et du conducteur d'alimentation par rapport à la culasse. L'élément souple comporte à cet effet une partie supérieure pourvue d'une fente pour autoriser la traversée 5 du conducteur, une partie intermédiaire interposée entre la protubérance et les parois latérales délimitant l'orifice de la culasse, et une partie inférieure agencée entre la paroi interne de la culasse et le flasque.  A flexible element of insulating material advantageously covers the protuberance to guarantee the sealing and the positioning of the flange and of the supply conductor relative to the cylinder head. The flexible element for this purpose comprises an upper part provided with a slot to allow the crossing 5 of the conductor, an intermediate part interposed between the protuberance and the side walls delimiting the orifice of the cylinder head, and a lower part arranged between the inner wall of the cylinder head and the flange.

D'autres caractéristiques de l'invention peuvent être utilisées isolément ou en 10 combinaison: - un joint additionnel est intercalé entre le canal et le couvercle d'extrémité pressé sur le dispositif porte-balais; l'élément souple et le joint additionnel forment une seule pièce enveloppant la protubérance et le conducteur; - le flasque est en matière plastique thermodurcissable, notamment à base de résine phénolique.  Other characteristics of the invention can be used individually or in combination: - an additional seal is inserted between the channel and the end cover pressed on the brush holder device; the flexible element and the additional seal form a single piece enveloping the protuberance and the conductor; - the flange is made of thermosetting plastic, in particular based on phenolic resin.

Description sommaire des dessinsBrief description of the drawings

D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe d'un démarreur selon l'art antérieur; - la figure 2 montre une vue en perspective éclatée de la culasse et du système de balais selon l'art antérieur; - la figure 3 représente une vue en perspective éclatée de la culasse du moteur électrique, respectivement en position montée et en position démontée du système de balais équipé du joint selon l'art antérieur; - la figure 4 illustre une vue en perspective éclatée de la culasse, et du dispositif porte-balais selon l'invention; - la figure 5 montre une vue en perspective du dispositif porte-balais de la figure 4, monté sur la culasse du moteur électrique - la figure 6 est une vue partielle à échelle agrandie de la figure 5, 15 représentant la zone de traversée du conducteur d'alimentation dans la culasse; - la-figure 7 est une vue en coupe de la zone de traversée du conducteur d'alimentation, avec mise en place d'un élément souple d'étanchéité.  Other advantages and characteristics will emerge more clearly from the description which follows of particular embodiments of the invention given by way of nonlimiting examples and represented in the appended drawings, in which: - Figure 1 is a sectional view a starter according to the prior art; - Figure 2 shows an exploded perspective view of the cylinder head and the brush system according to the prior art; - Figure 3 shows an exploded perspective view of the cylinder head of the electric motor, respectively in the assembled position and in the disassembled position of the brush system equipped with the seal according to the prior art; - Figure 4 illustrates an exploded perspective view of the cylinder head, and of the brush holder device according to the invention; - Figure 5 shows a perspective view of the brush holder device of Figure 4, mounted on the cylinder head of the electric motor - Figure 6 is a partial view on an enlarged scale of Figure 5, 15 showing the conductor crossing zone feeding in the cylinder head; - Figure 7 is a sectional view of the crossing region of the supply conductor, with the introduction of a flexible sealing element.

Description d'un mode de réalisation préférentiel.  Description of a preferred embodiment.

Sur les figures 4 à 7, le dispositif porte-balais représenté schématiquement par le repère 20, est engagé axialement (flèche F, figure 4) sur la face frontale de la culasse 17, de manière à entourer coaxialement le collecteur (non représenté).  In FIGS. 4 to 7, the brush holder device shown diagrammatically by the reference 20, is engaged axially (arrow F, FIG. 4) on the front face of the cylinder head 17, so as to coaxially surround the manifold (not shown).

Le dispositif porte-balais 20 comporte un flasque 26 en matière électriquement isolante, munie à sa périphérie d'une protubérance 27 constituant une cheminée de protection du conducteur 21 d'alimentation en liaison électrique avec le contacteur. Les balais 19 font saillie du flasque 26 en direction du collecteur.  The brush holder device 20 comprises a flange 26 of electrically insulating material, provided at its periphery with a protuberance 27 constituting a chimney for protecting the supply conductor 21 in electrical connection with the contactor. The brushes 19 project from the flange 26 in the direction of the collector.

Avantageusement, la protubérance 27 est solidaire du dispositif portebalais 20 en venant directement de moulage avec le flasque 26, et est réalisée de ce fait avec la même matière plastique isolante bénéficiant d'une bonne tenue à haute 10 température. La matière plastique est du type thermodurcissable, par exemple à base de résine phénolique, ou de toute autre matière isolante pouvant résister jusqu'à une température de l'ordre de 400 C.  Advantageously, the protuberance 27 is integral with the holder device 20 coming directly from molding with the flange 26, and is therefore made with the same insulating plastic material enjoying good resistance to high temperature. The plastic material is of the thermosetting type, for example based on phenolic resin, or any other insulating material capable of withstanding up to a temperature of the order of 400 C.

La protubérance 27 rigide traverse radialement vers l'extérieur l'orifice 22 frontal 15 de la culasse 17, et présente un canal 28 interne, lequel est ouvert dans la direction radiale pour permettre l'insertion latérale du conducteur 21. Un chanfrein 34 est prévu le long du bord du canal 28 pour faciliter l'insertion du conducteur 21.  The rigid protuberance 27 crosses radially outwards the front orifice 22 15 of the yoke 17, and has an internal channel 28 which is open in the radial direction to allow lateral insertion of the conductor 21. A chamfer 34 is provided along the edge of the channel 28 to facilitate insertion of the conductor 21.

Un élément souple 29 en matière isolante, recouvre la protubérance 27 pour garantir l'étanchéité et le positionnement du flasque 26 et du conducteur 21 d'alimentation par rapport à la culasse 17. L'élément souple 29 comporte: - une partie supérieure 31 pourvue d'une fente 30 pour autoriser la traversée du conducteur 21, - une partie intermédiaire 32 interposée entre la protubérance 27 et les parois latérales délimitant l'orifice 22 de la culasse 17, - et une partie inférieure 33 agencée entre la paroi interne de la culasse 17 et le flasque 26.  A flexible element 29 made of insulating material, covers the protuberance 27 to guarantee the sealing and the positioning of the flange 26 and of the supply conductor 21 relative to the cylinder head 17. The flexible element 29 comprises: - an upper part 31 provided a slot 30 to authorize the crossing of the conductor 21, - an intermediate part 32 interposed between the protuberance 27 and the side walls delimiting the orifice 22 of the yoke 17, - and a lower part 33 arranged between the internal wall of the cylinder head 17 and the flange 26.

Le revêtement par l'élément souple 29 de la totalité des bords de l'orifice 22 permet d'assurer l'isolation électrique du conducteur 21 par rapport à la culasse 10 17 en évitant tout risque de court-circuit.  The coating by the flexible element 29 of all the edges of the orifice 22 ensures electrical insulation of the conductor 21 with respect to the yoke 10 17 while avoiding any risk of short circuit.

Un prolongement de l'élément souple 29 est avantageusement pressé par le palier arrière ou le couvercle d'extrémité (non représenté) contre le canal 28 de la protubérance 27 pour le blocage du conducteur 21. La protubérance 27 et le 15 conducteur 21 sont ainsi totalement enveloppés par l'élément souple 29. La fente latérale au niveau de la partie intermédiaire 32 de l'élément souple 29 s'étend parallèlement à l'axe du canal 28 de la protubérance 27. La pression exercée par le couvercle d'extrémité rend le système étanche.  An extension of the flexible element 29 is advantageously pressed by the rear bearing or the end cover (not shown) against the channel 28 of the protrusion 27 for blocking the conductor 21. The protrusion 27 and the conductor 21 are thus totally enveloped by the flexible element 29. The lateral slot at the intermediate part 32 of the flexible element 29 extends parallel to the axis of the channel 28 of the protuberance 27. The pressure exerted by the end cover makes the system waterproof.

Il est clair que le prolongement de l'élément souple 29 peut être constitué par un deuxième joint distinct intercalé entre le canal 28 et le couvercle d'extrémité pressé sur le dispositif porte-balais 20.  It is clear that the extension of the flexible element 29 can consist of a second separate seal interposed between the channel 28 and the end cover pressed on the brush holder device 20.

Claims (7)

Revendicationsclaims 1. Moteur électrique de démarreur comprenant: - un inducteur fixe porté par une culasse (17) métallique tubulaire, 10 - un induit rotatif associé à un collecteur de courant, - un dispositif porte-balais (20) coopérant avec le collecteur, et comprenant un flasque (26) en matière électriquement isolante monté sur l'extrémité frontale de la culasse (17), - et des moyens de liaison électrique du dispositif porte-balais (20), comprenant un conducteur (21) d'alimentation traversant à étanchéité un orifice (22) de la culasse (17), caractérisé en ce que le dispositif porte-balais (20) comporte à la périphérie du flasque (26), une protubérance (27) rigide constituant une cheminée de protection du conducteur (21) d'alimentation, ladite protubérance 27 étant logée dans l'orifice (22) frontal de la culasse (17) en présentant un canal (28) interne, lequel est ouvert dans la direction radiale vers l'extérieur pour permettre l'insertion du conducteur (21).  1. Electric starter motor comprising: - a fixed inductor carried by a tubular metal cylinder head (17), 10 - a rotary armature associated with a current collector, - a brush holder device (20) cooperating with the collector, and comprising a flange (26) of electrically insulating material mounted on the front end of the cylinder head (17), - and means of electrical connection of the brush holder device (20), comprising a conductor (21) of feed through sealing an orifice (22) of the cylinder head (17), characterized in that the brush holder device (20) comprises, at the periphery of the flange (26), a rigid protuberance (27) constituting a conductor protection chimney (21) supply, said protuberance 27 being housed in the orifice (22) front of the yoke (17) having an internal channel (28), which is open in the radial direction outward to allow insertion of the conductor (21). 2. Moteur électrique de démarreur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un élément souple (29) en matière isolante, recouvre la protubérance (27) pour garantir l'étanchéité et le positionnement du flasque (26) et du conducteur (21) d'alimentation par rapport à la culasse (17).  2. Electric starter motor according to claim 1, characterized in that a flexible element (29) made of insulating material, covers the protuberance (27) to guarantee the sealing and the positioning of the flange (26) and of the conductor (21 ) supply relative to the cylinder head (17). 3. Moteur électrique de démarreur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément souple (29) comporte: - une partie supérieure (31) pourvue d'une fente (30) pour autoriser la traversée du conducteur (21), une partie intermédiaire (32) interposée entre la protubérance (27) et les parois latérales délimitant l'orifice (22) de la culasse (17), - et une partie inférieure (33) agencée entre la paroi interne de la culasse (17) et le flasque (26).  3. Electric starter motor according to claim 2, characterized in that the flexible element (29) comprises: - an upper part (31) provided with a slot (30) for authorizing the crossing of the conductor (21), a intermediate part (32) interposed between the protuberance (27) and the side walls delimiting the orifice (22) of the cylinder head (17), - and a lower part (33) arranged between the internal wall of the cylinder head (17) and the flange (26). 4. Moteur électrique de démarreur selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un joint additionnel est intercalé entre le canal (28) et le couvercle d'extrémité pressé sur le dispositif porte-balais (20).  4. Electric starter motor according to claim 2, characterized in that an additional seal is interposed between the channel (28) and the end cover pressed on the brush holder device (20). 5. Moteur électrique de démarreur selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'élément souple (29) et le joint additionnel forment une seule pièce enveloppant la protubérance (27) et le conducteur (21).  5. Electric starter motor according to claim 4, characterized in that the flexible element (29) and the additional seal form a single piece enveloping the protuberance (27) and the conductor (21). 6. Moteur électrique de démarreur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la protubérance (27) est solidaire du dispositif porte10 balais (20) en venant directement de moulage avec le flasque (26), et est réalisée de ce fait avec la même matière plastique isolante bénéficiant d'une bonne tenue à haute température.  6. electric starter motor according to one of claims 1 to 5, characterized in that the protuberance (27) is integral with the brush holder device (20) coming directly from molding with the flange (26), and is made of this done with the same insulating plastic material with good resistance to high temperature. 7. Moteur électrique de démarreur selon la revendication 6, caractérisé en ce que le flasque (26) est en matière plastique thermodurcissable, notamment à base de résine phénolique.  7. Electric starter motor according to claim 6, characterized in that the flange (26) is made of thermosetting plastic, in particular based on phenolic resin.
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