FR3074980A1

FR3074980A1 - THERMAL MOTOR STARTER ELECTRIC MOTOR AND STARTER EQUIPPED WITH SUCH AN ELECTRIC MOTOR

Info

Publication number: FR3074980A1
Application number: FR1761899A
Authority: FR
Inventors: Jean Sebastien Metral
Original assignee: Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Current assignee: Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Priority date: 2017-12-11
Filing date: 2017-12-11
Publication date: 2019-06-14
Also published as: DE102018009455A1

Abstract

Le moteur électrique de démarreur de moteur thermique, comporte un inducteur sous la forme d'un stator inducteur entourant un rotor bobiné induit comprenant un collecteur (C) à lames électriquement conductrices (L), un corps sous la forme d'un paquet de tôles à encoches pour réception du bobinage induit du rotor traversant le corps du rotor pour former un chignon de liaison électrique avec les lames (L) du collecteur (C) sur lesquelles frottent au moins deux balais (B), dans lequel les balais (B) sont configurés pour recouvrir plus de 2,25 lames consécutives. Le démarreur est équipé d'un tel moteur électriqueThe electric motor starter motor has an inductor in the form of an inductor stator surrounding an armature wound rotor comprising a collector (C) with electrically conductive blades (L), a body in the form of a plate package with notches for receiving the induced winding of the rotor passing through the body of the rotor to form a bun of electrical connection with the blades (L) of the collector (C) on which at least two brushes (B) rub, in which the brushes (B) are configured to cover more than 2.25 consecutive blades. The starter is equipped with such an electric motor

Description

« Moteur électrique de démarreur de moteur thermique et démarreur équipé d’un tel moteur électrique»"Electric engine of a thermal engine starter and starter equipped with such an electric motor"

Domaine de l'inventionField of the invention

La présente invention concerne un moteur électrique de démarreur de moteur thermique, notamment d’un véhicule automobile.The present invention relates to an electric starter motor for an internal combustion engine, in particular for a motor vehicle.

La présente invention concerne également un démarreur, notamment un démarreur renforcé, équipé d’un tel moteur électrique.The present invention also relates to a starter, in particular a reinforced starter, equipped with such an electric motor.

Etat de la techniqueState of the art

Tel qu'illustré sur la figure 1, un démarreur conventionnel de moteur thermique, notamment d’un moteur thermique de véhicule automobile, comporte, un carter métallique électriquement conducteur (non référencé) relié à fixation à la masse du véhicule via un palier avant portant une culasse fermée par un palier arrière, un contacteur 2 électromagnétique porté par le carter, un lanceur doté d’un pignon 1 et d’un moyeu, un moteur électrique M logé dans la culasse du carter et un arbre de sortie (non référencé) portant des cannelures hélicoïdales externes en prise avec des cannelures hélicoïdales internes que présente le moyeu du lanceur.As illustrated in FIG. 1, a conventional starter of a heat engine, in particular of a heat engine of a motor vehicle, comprises, an electrically conductive metal casing (not referenced) connected to attachment to the ground of the vehicle via a front bearing bearing a cylinder head closed by a rear bearing, an electromagnetic contactor 2 carried by the housing, a launcher provided with a pinion 1 and a hub, an electric motor M housed in the cylinder head and an output shaft (not referenced) bearing external helical grooves engaged with internal helical grooves presented by the launcher hub.

L’arbre de sortie du démarreur, monté à rotation dans le carter, pourra être confondu avec l’arbre de sortie du moteur électrique M comme par exemple à la figure 1 du document FR 2 875 068. En variante, comme visible à la figure 1, l’arbre de sortie du démarreur est distinct de l’arbre de sortie (non référencé) du moteur électrique M et un réducteur de vitesse (non référencé) -tel qu’un réducteur à train épicycloïdal décrit dans les documents EPThe output shaft of the starter, mounted for rotation in the casing, may be merged with the output shaft of the electric motor M, for example in FIG. 1 of document FR 2 875 068. As a variant, as shown in FIG. 1, the output shaft of the starter is distinct from the output shaft (not referenced) of the electric motor M and a speed reducer (not referenced) - such as a planetary gear reducer described in EP documents

436 526 et FR 2 863 018- est intercalé entre ces arbres de sortie . Ce réducteur à engrenages permet de modifier le rapport des vitesses et des couples entre l’arbre de sortie du moteur électrique et le pignon 1.436 526 and FR 2 863 018- is interposed between these output shafts. This gear reducer makes it possible to modify the ratio of speeds and torques between the output shaft of the electric motor and the pinion 1.

Le moteur électrique M comporte un inducteur sous la forme d’un stator inducteur à pôles magnétiques (non référencé à la figure 1) porté par la culasse électriquement conductrice du carter. Cette culasse est de forme cylindrique à la figure 1.The electric motor M includes an inductor in the form of an inductor stator with magnetic poles (not referenced in Figure 1) carried by the electrically conductive cylinder head of the casing. This cylinder head is of cylindrical shape in FIG. 1.

L’arbre de sortie du moteur M, définissant axialement l’axe de symétrie du moteur M, porte à fixation un rotor (non référencé) appartenant à l’induit du moteur électrique M. L’extrémité arrière de l’arbre du moteur M rotor est emmanchée dans un palier porté par le palier arrière du carter pour son montage à rotation.The motor output shaft M, axially defining the axis of symmetry of the motor M, carries a rotor (not referenced) belonging to the armature of the electric motor M. The rear end of the motor shaft M rotor is fitted into a bearing carried by the rear bearing of the housing for its rotational mounting.

Le rotor est un rotor induit bobiné, qui comporte un paquet de tôles du type ferromagnétique, par exemple emmanchées à force sur l’arbre de sortie du moteur M. Le paquet de tôles constitue le corps du rotor. Ce rotor présente également un collecteur constituant un commutateur permettant de transformer un courant alternatif en courant continu. Ce collecteur est adjacent au paquet de tôles en étant proche du palier arrière du carter. Plus précisément l’arbre de sortie du moteur M porte à fixation, du côté opposé au réducteur, une bague en matière électriquement isolante appartenant à un collecteur à lames électriquement conductrices, telle que des lames en cuivre, sur lesquelles frottent au moins deux balais dotés de tresses. Les lames sont solidaires de la bague. Elles sont par exemple insérées par la technique de surmoulage dans la bague isolante. Elles sont saillantes par rapport à la bague.The rotor is a wound armature rotor, which comprises a package of ferromagnetic sheets, for example press fitted onto the output shaft of the motor M. The package of sheets constitutes the body of the rotor. This rotor also has a collector constituting a switch making it possible to transform an alternating current into direct current. This collector is adjacent to the sheet pack by being close to the rear bearing of the casing. More precisely, the output shaft of the motor M carries a fixing, on the side opposite to the reduction gear, a ring of electrically insulating material belonging to a collector with electrically conductive blades, such as copper blades, on which at least two brushes with friction rub of braids. The blades are integral with the ring. They are for example inserted by the overmolding technique in the insulating ring. They are protruding from the ring.

Les balais, comportant par exemple du graffite et du cuivre, sont montés chacun dans une cage et sont soumis chacun à l’action d’un ressort, qui sollicite les balais au contact des lames du collecteur. Les balais peuvent frotter frontalement sur les lames du collecteur comme à la figure 1, ou en variante radialement sur les lames d’orientation axiale du collecteur comme visible par exemple dans le document FR 2 863 018 précité et dans le document FR 2 722 037 auxquels on se reportera.The brushes, comprising for example graffite and copper, are each mounted in a cage and are each subjected to the action of a spring, which biases the brushes in contact with the blades of the collector. The brushes can rub frontally on the blades of the collector as in FIG. 1, or alternatively radially on the blades of axial orientation of the collector as visible for example in the document FR 2 863 018 cited above and in the document FR 2 722 037 to which we will refer.

Pour la constitution des cages et des balais à tresses appartenant à un porte-balais on se reportera par exemple aux documents FR 2 824 199, FR 2 966 298 et FR 2 934 436, lesdites cages comportant des rainures pour le passage tresses de raccordement des balais et étant configurées pour l’appui des ressorts sollicitant les balais en direction des lames du collecteur. Les balais sont donc mobiles en direction des lames du collecteur sous l’action de leur ressort associé et sont solidaires du carter fixe du démarreur, notamment du stator, via le porte-balais.For the constitution of the cages and braided brushes belonging to a brush holder, reference will be made for example to documents FR 2 824 199, FR 2 966 298 and FR 2 934 436, said cages comprising grooves for the passage of braids for connecting brushes and being configured for the support of the springs biasing the brushes towards the blades of the collector. The brushes are therefore movable in the direction of the manifold blades under the action of their associated spring and are integral with the fixed casing of the starter, in particular the stator, via the brush holder.

Les tôles du rotor induit sont dotées d’encoches, par exemple du type semi-fermé ou fermé, pour le montage de conducteurs électriques, telles que des épingles, appartenant au bobinage du rotor. Ces conducteurs ont une section circulaire, en variante ils ont une section de forme carrée, rectangulaire, ovale, polygonale ou à méplats. Ces conducteurs sont par exemple en cuivre ou en aluminium. Ils sont recouverts d’une couche électriquement isolante, telle que de l’émail ou une gaine. Les conducteurs sont montés dans les encoches par exemple selon deux couches comme décrit dans les documents ER 2 639 163 et FR 2 875 068 auxquels on se reportera pour plus de précisions. Ainsi le bobinage induit du rotor traverse les encoches du paquet de tôles et comporte, de part et d’autre du paquet de tôles, un chignon avant du côté du lanceur et un chignon arrière du côté du collecteur, ledit chignon arrière étant relié électriquement aux lames du collecteur par exemple par soudage pour formation du bobinage induit.The sheets of the induced rotor have notches, for example of the semi-closed or closed type, for mounting electrical conductors, such as pins, belonging to the rotor winding. These conductors have a circular section, alternatively they have a square, rectangular, oval, polygonal or flat section. These conductors are for example made of copper or aluminum. They are covered with an electrically insulating layer, such as enamel or a sheath. The conductors are mounted in the notches, for example in two layers as described in documents ER 2 639 163 and FR 2 875 068 to which reference will be made for more details. Thus the induced winding of the rotor crosses the notches of the sheet pack and comprises, on either side of the sheet pack, a front bun on the side of the launcher and a rear bun on the side of the collector, said rear bun being electrically connected to the collector blades for example by welding for formation of the induced winding.

Le bobinage d’induit du rotor est de manière conventionnelle du type imbriqué ou ondulé. Ce bobinage d’induit comporte un enroulement d’induit connecté au collecteur. Plus précisément cet enroulement comporte plusieurs sections. Par définition une section, telle qu’une épingle, est une partie de l’enroulement d’induit comprenant une ou plusieurs spires. Cette section est connectée électriquement à deux lames du collecteur. Toutes les sections sont mises en série en reliant leurs extrémités deux à deux. Chaque section présente une tête appartenant au chignon avant du rotor, un premier côté traversant une encoche du rotor, dite première encoche, pour s’étendre d’une première lame du collecteur à la tête et un deuxième côté traversant une autre encoche du rotor, dite deuxième encoche, pour s’étendre d’une deuxième lame du collecteur à la tête.The armature winding of the rotor is conventionally of the nested or corrugated type. This armature winding has an armature winding connected to the collector. More precisely, this winding has several sections. By definition, a section, such as a pin, is a part of the armature winding comprising one or more turns. This section is electrically connected to two blades of the collector. All the sections are placed in series by connecting their ends two by two. Each section has a head belonging to the front chignon of the rotor, a first side passing through a notch of the rotor, called the first notch, to extend from a first blade of the collector to the head and a second side passing through another notch of the rotor, said second notch, to extend from a second blade of the collector to the head.

Le premier côté comporte une partie active logée dans la première encoche du rotor et un pied incliné - circonférentiellement décalé- appartenant au chignon arrière du rotor. Le pied est doté d’une extrémité pour la liaison électrique du premier côté avec la première lame du collecteur. De même le deuxième côté comporte une partie active logée dans la deuxième encoche du rotor et un pied incliné -circonférentiellement décalé- appartenant au chignon arrière du rotor. Ce pied est doté d’une extrémité pour la liaison électrique du deuxième côté avec la deuxième lame du collecteur. La tête relie le premier côté au deuxième côté.The first side has an active part housed in the first notch of the rotor and an inclined foot - circumferentially offset - belonging to the rear bun of the rotor. The foot has an end for the electrical connection of the first side with the first blade of the collector. Similarly, the second side has an active part housed in the second notch of the rotor and an inclined foot - circumferentially offset - belonging to the rear chignon of the rotor. This foot has an end for the electrical connection of the second side with the second collector blade. The head connects the first side to the second side.

Les figures 2 (bobinage imbriqué) et 3 (bobinage ondulé) illustrent cela. Dans ces figures on a représenté à plat que deux sections sans représenter pour plus de clarté les encoches du paquet de tôles du rotor dans lesquelles sont logées les parties courantes actives des côtés comme visible par exemple dans les documents FR 2 639 163, FR 2 875 068 et FR 2 947 967. Dans ces figures on a désigné par CAV le chignon avant, par C le collecteur et parFigures 2 (nested winding) and 3 (wavy winding) illustrate this. In these figures, only two sections have been shown flat without showing, for greater clarity, the notches in the sheet metal package of the rotor in which the active running parts of the sides are housed, as visible for example in documents FR 2 639 163, FR 2 875 068 and FR 2 947 967. In these figures, CAV designates the front bun, C the collector and

CAR le chignon arrière adjacent au collecteur. On a représenté dans ces figures en pointillés le contour du corps du rotor constitué par le paquet de tôles.BECAUSE the rear bun adjacent to the manifold. These dashed figures show the outline of the rotor body formed by the sheet pack.

Ainsi un premier pas d’enroulement yi indique la distance à respecter entre les deux côtés d’une section logés chacun dans une encoche du paquet de tôles du type ferromagnétique. Ce premier pas yi appelé pas dentaire permet aux sections d’embraser tout le flux d’un pôle magnétique du stator. H existe également un deuxième pas d’enroulement y2. Ce pas est la distance entre le deuxième côté d’une section et le premier côté d’une section suivante. Le pas résultant y est la somme de ces deux pas yi + y2.pour un bobinage ondulé et yi - y2 pour un bobinage imbriqué.Thus a first winding pitch yi indicates the distance to be respected between the two sides of a section each housed in a notch in the package of ferromagnetic sheets. This first step, called a dental step, allows the sections to ignite the entire flow of a magnetic pole of the stator. There is also a second winding step y2. This step is the distance from the second side of a section to the first side of a next section. The resulting step y is the sum of these two steps yi + y2 for a wavy winding and yi - y2 for a nested winding.

Le pas entre la première et la deuxième lame électriquement conductrice d’une section est désigné par yc.The pitch between the first and the second electrically conductive strip of a section is designated by yc.

On notera que le nombre de balais d’un bobinage imbriqué est égal au nombre de pôles magnétiques du stator inducteur. H n’en n’est pas de même dans un bobinage ondulé, le nombre de balais peut être inférieur, égal ou supérieur au nombre de pôles magnétiques du stator inducteur.It will be noted that the number of brushes of a nested winding is equal to the number of magnetic poles of the inductor stator. It is not the same in a corrugated winding, the number of brushes can be less, equal or greater than the number of magnetic poles of the inductor stator.

Le stator inducteur du moteur M pourra comporter des pôles magnétiques sous la forme d’aimants permanents fixés à la culasse, par exemple collés directement sur la culasse ou agrafés sur la culasse, pour générer un flux inducteur sachant que les tôles du rotor conduisent le flux magnétique. Par exemple quatre aimants, à savoir deux aimants du type Nord et deux aimants du type Sud peuvent être fixés de manière alternée sur la culasse pour former ainsi quatre pôles.The inductor stator of the engine M may include magnetic poles in the form of permanent magnets fixed to the cylinder head, for example glued directly to the cylinder head or stapled to the cylinder head, to generate an inductive flux knowing that the sheets of the rotor conduct the flux magnetic. For example four magnets, namely two magnets of the North type and two magnets of the South type can be fixed alternately to the yoke to thereby form four poles.

Le stator inducteur pourra comporter des bobines, par exemple quatre bobines et donc quatre pôles magnétiques portés par la culasse comme décrit dans les documents ER 2 726 699 et FR 2 726 701 auxquels on se reportera.The inductor stator may include coils, for example four coils and therefore four magnetic poles carried by the cylinder head as described in documents ER 2 726 699 and FR 2 726 701 to which reference will be made.

Un entrefer existe donc entre la périphérie externe du rotor induit et la périphérie interne du stator inducteur.An air gap therefore exists between the external periphery of the induced rotor and the internal periphery of the inductor stator.

A la figure 1 le contacteur 2 présente un boîtier, (non référencé) dont la matière permet le passage d’un flux magnétique. Ce boîtier comporte un fond ouvert centralement pour le passage d’un noyau mobile 2b, qui est relié au lanceur par des moyens mécaniques 4 comportant une fourchette attelée à son extrémité supérieure au noyau mobile 2b via une première tige et une extrémité inférieure pour action sur le lanceur doté à la figure 1 d’une roue libre intercalée entre son moyeu et son pignon 1. La fourchette est montée de manière pivotante entre ses deux extrémités sur le palier avant du carter. Le contacteur 2 s'étend ici parallèlement au moteur électrique M et présente également, au moins un bobinage 2a monté sur un coussinet 2c, un contact mobile 3, un capot en matière électriquement isolante (non référencé) comprenant un fond, et un noyau fixe (non référencé) doté d’un flasque transversal et d’un nez configuré, d’une part, pour limiter le déplacement du noyau mobile 2b sous l’action du champs magnétique développé par la bobine 2a et d’autre part, porter le coussinet 2c.In Figure 1 the contactor 2 has a housing, (not referenced) whose material allows the passage of a magnetic flux. This box has a bottom open centrally for the passage of a movable core 2b, which is connected to the launcher by mechanical means 4 comprising a fork coupled at its upper end to the movable core 2b via a first rod and a lower end for action on the launcher provided in FIG. 1 with a free wheel interposed between its hub and its pinion 1. The fork is pivotally mounted between its two ends on the front bearing of the casing. The contactor 2 here extends parallel to the electric motor M and also has, at least one coil 2a mounted on a pad 2c, a movable contact 3, a cover made of electrically insulating material (not referenced) comprising a bottom, and a fixed core (not referenced) endowed with a transverse flange and a nose configured, on the one hand, to limit the displacement of the mobile core 2b under the action of the magnetic field developed by the coil 2a and on the other hand, wear the pad 2c.

Le moteur M, lorsqu’il est alimenté électriquement, entraîne en rotation l’arbre de sortie du démarreur et le lanceur dont le pignon 1 est destiné à engrener avec la denture périphérique de la couronne de démarrage C du moteur thermique. Pour ce faire le lanceur avec son pignon 1 est animé, via ses cannelures hélicoïdales internes, d'un mouvement hélicoïdal lorsqu'il est déplacé par la fourchette pour venir en prise avec la couronne de démarrage C. Ce pignon 1 est donc coulissant sur l'arbre de sortie du démarreur entre une position où il est désengagé par rapport à ladite couronne C et une position où il engrène avec celle-ci.The motor M, when electrically powered, rotates the starter output shaft and the starter, the pinion 1 of which is intended to mesh with the peripheral toothing of the starter ring C of the heat engine. To do this, the launcher with its pinion 1 is animated, via its internal helical grooves, with a helical movement when it is moved by the fork to come into engagement with the starting crown C. This pinion 1 is therefore sliding on the 'starter output shaft between a position where it is disengaged relative to said crown C and a position where it meshes with the latter.

Un ressort dents contre dents 5 intervient entre la première tige et le noyau mobile 2b pour autoriser un mouvement du noyau mobile 2b lorsque le pignon 1 est bloqué en butée contre les dents de la couronne C dans une position où il n'engrène pas avec cette couronne.A teeth against teeth spring 5 intervenes between the first rod and the movable core 2b to allow movement of the movable core 2b when the pinion 1 is blocked in abutment against the teeth of the crown C in a position where it does not mesh with this crowned.

A la figure 1 le démarreur comporte un palier avant ouvert localement vers l’intérieur pour passage de la couronne de démarrage C. En variante le pignon 1 s’étend à l’extérieur du palier avant de sorte que le palier avant est fermé comme décrit dans le document FR 2 73 8 5 99 au quel on se reportera.In FIG. 1, the starter comprises a front bearing open locally inwardly for passage of the starter ring C. As a variant, the pinion 1 extends outside the front bearing so that the front bearing is closed as described in the document FR 2 73 8 5 99 to which we will refer.

Le contacteur 2 comporte également, un contact fixe sous la forme de deux têtes de bornes électriques portées par le fond du capot, un ressort de rappel, un ressort de coupure, un ressort de pression de contact, un équipage mobile comportant une tige de commande portant le contact mobile 3 électriquement conducteur intercalé entre le fond du capot et le flasque transversal que comporte le noyau fixe. Toutes ces pièces, à l’exception du contact mobile 3, n’ont pas été référencées. Elles sont référencées dans le document FR 2 895 143, notamment à la figure 1 de celui-ci, auquel on se reporteraThe contactor 2 also comprises, a fixed contact in the form of two heads of electrical terminals carried by the bottom of the cover, a return spring, a cut-off spring, a contact pressure spring, a movable assembly comprising a control rod carrying the electrically conductive movable contact 3 interposed between the bottom of the cover and the transverse flange that the fixed core comprises. All of these parts, with the exception of mobile contact 3, have not been referenced. They are referenced in document FR 2 895 143, in particular in FIG. 1 thereof, to which reference will be made

Le fond du capot du contacteur 2 porte de manière précitée les bornes électriques saillantes (non référencées) en forme de vis reliées respectivement à la borne positive de la batterie et au moteur M via un câble pour alimentation électrique du ou des balais dits balais positifs. Pour plus de précisions on se reportera par exemple au document FR 2 824 199, les tresses des balais positifs étant reliées électriquement au câble provenant du contacteur.The bottom of the cover of the contactor 2 carries, as mentioned above, the protruding electrical terminals (not referenced) in the form of screws connected respectively to the positive terminal of the battery and to the motor M via a cable for electrical supply of the brush or brushes called positive brushes. For more details, see for example document FR 2 824 199, the braids of the positive brushes being electrically connected to the cable coming from the contactor.

Le capot est relié par sertissage avec le boîtier présentant pour ce faire une extrémité libre de plus faible épaisseur rabattue vers l’intérieur au contact d’un épaulement du capot. La réduction d’épaisseur crée un épaulement pour caler axialement le flasque du noyau fixe pris en sandwich entre cet épaulement du boîtier et le capot doté d’ergots, qui pénètrent chacun dans une encoche du noyau fixe pour liaison en rotation et indexage angulaire par rapport au noyau fixe. La tige de commande traverse le nez du noyau fixe et porte le contact mobile 3 logé entre le flasque du noyau fixe et le capot.The cover is connected by crimping with the casing having to do this a free end of smaller thickness folded inwardly in contact with a shoulder of the cover. The reduction in thickness creates a shoulder for axially wedging the flange of the fixed core sandwiched between this shoulder of the housing and the cover provided with lugs, which each enter a notch in the fixed core for rotation connection and angular indexing with respect to to the fixed core. The control rod passes through the nose of the fixed core and carries the movable contact 3 housed between the flange of the fixed core and the cover.

Le boîtier en variante pourra être en deux parties, le fond du boîtier étant rapporté par exemple par soudure laser à la périphérie externe en forme de jupe du boîtier. En variante le boîtier est en trois parties comme dans le document EP 1 613 8 58B.The alternative housing can be in two parts, the bottom of the housing being attached for example by laser welding to the outer periphery in the form of a skirt of the housing. As a variant, the housing is in three parts as in document EP 1 613 8 58B.

Pour plus de précisions sur le contacteur et ses constituants on se reportera par exemple aux documents EP 1 613 858, FR 3 038 1 57 et FR 2 895 143.For more details on the contactor and its components, see for example the documents EP 1 613 858, FR 3 038 1 57 and FR 2 895 143.

Ainsi le contacteur 2 assure la commande de l'alimentation du moteur électrique M par déplacement du contact mobile 3 entre une position d'ouverture - correspondante à la position de repos du contact 3 alors en appui sur le flasque du noyau fixe et une position de fermeture correspondante à une position active dans laquelle le contact mobile 3 est en appui sur les têtes des bornes électriques. Ce contact 3 est poussé, via la tige de commande et le ressort de pression de contact, par le noyau mobile 2b, qui se déplace axialement par rapport 2b au contact fixe et au moteur électrique M lorsque le bobinage 2a est activé.Thus, the contactor 2 ensures the supply of the electric motor M by displacement of the movable contact 3 between an open position - corresponding to the rest position of the contact 3 while pressing on the flange of the fixed core and a position of closure corresponding to an active position in which the movable contact 3 is supported on the heads of the electrical terminals. This contact 3 is pushed, via the control rod and the contact pressure spring, by the movable core 2b, which moves axially with respect to 2b to the fixed contact and to the electric motor M when the winding 2a is activated.

Le contacteur 2, de manière précitée, commande également le déplacement du pignon 1 via son noyau mobile 2b et les moyens mécaniques 4 Ce contacteur a donc deux fonctions.The contactor 2, as mentioned above, also controls the movement of the pinion 1 via its movable core 2b and the mechanical means 4 This contactor therefore has two functions.

Ces deux fonctions sont réalisées en alimentant le bobinage 2a suite par exemple à un actionnement de la clef de contact ou à un bouton de démarrage ce qui permet de mettre en mouvement le noyau mobile 2b attiré alors en direction du noyau fixe et guidé par le coussinet 2c. Le bobinage 2a comporte par exemple un enroulement d’appel et un enroulement et de maintien. Le noyau mobile 2b est donc destiné à se déplacer entre une position de repos et une position de contact dans laquelle il est en appui sur le nez du noyau fixe, cette position de fermeture du circuit magnétique passant par le boîtier ayant lieu après fermeture du contact mobile 3 et donc du circuit électrique du moteur M. En position de fermeture le contact 3 est en contact avec les têtes des bornes électriques et la tige de commande poussée par le disque interne que comporte le noyau mobile 2b peut se déplacer par rapport au contact mobile 3 grâce au ressort de pression de contact, qui se comprime avant contact du noyau mobile 2b avec le nez du contact fixe.These two functions are carried out by supplying the winding 2a following for example an actuation of the ignition key or a start button which makes it possible to set in motion the movable core 2b then attracted in the direction of the fixed core and guided by the bearing 2c. The winding 2a comprises for example a call winding and a winding and holding. The movable core 2b is therefore intended to move between a rest position and a contact position in which it is in contact with the nose of the fixed core, this closed position of the magnetic circuit passing through the housing taking place after contact closure. movable 3 and therefore of the electric circuit of the motor M. In the closed position, the contact 3 is in contact with the heads of the electrical terminals and the control rod pushed by the internal disc which comprises the movable core 2b can move relative to the contact mobile 3 thanks to the contact pressure spring, which compresses before contact of the mobile core 2b with the nose of the fixed contact.

Pour plus de précisions on se reportera par exemple à la figure 2 du document FR 2 62 35 68 et à la description de celui-ci montrant et décrivant un circuit électrique conventionnel de forte puissance du démarreur à enroulement d’appel et de maintien ainsi que le fonctionnement du contacteur. En variante il est prévu une seule bobine 2a comme décrit par exemple dans le document FR 2 795 881. Le démarreur est donc un dispositif électromécanique qui transforme l’énergie électrique, provenant de la batterie du véhicule, en énergie mécanique pour entraîner le moteur thermique.For more details, refer for example to FIG. 2 of document FR 2 62 35 68 and to the description thereof showing and describing a conventional high power electric circuit of the starter with roll-up and holding winding as well as the operation of the contactor. As a variant, a single coil 2a is provided, as described for example in document FR 2 795 881. The starter is therefore an electromechanical device which converts electrical energy, coming from the vehicle battery, into mechanical energy to drive the heat engine. .

Le démarreur est en variante un démarreur renforcé par exemple du type de celui décrit dans le document FR 3 038 157 précité et dans le document FR 3 013 396.The starter is alternatively a reinforced starter, for example of the type described in the document FR 3 038 157 mentioned above and in the document FR 3 013 396.

Dans ce type de démarreur la roue libre du laceur du démarreur est remplacée par un embrayage à friction débrayable, qui permet de remettre en route le démarreur avant l’arrêt complet du moteur thermique comme décrit dans le document FR 3 013 396.In this type of starter, the freewheel of the starter lacer is replaced by a disengageable friction clutch, which makes it possible to restart the starter before the complete stopping of the heat engine as described in the document FR 3 013 396.

Ce démarreur renforcé assure classiquement le démarrage du moteur thermique et appartient également à un système assurant la fonction marche -arrêt - (fonction Stop-Start en anglais) Plus précisément ce démarreur renforcé assure un redémarrage à chaud du moteur thermique du véhicule automobile suite par exemple à un arrêt du moteur thermique du véhicule au feu rouge ou dans les embouteillages pour économiser du carburant et réduire la pollution. Dans ce cas l’ouverture et la fermeture de l’alimentation électrique du bobinage 2a est automatiquement gérée par l’ordinateur de bord du véhicule automobile.This reinforced starter conventionally ensures the starting of the thermal engine and also belongs to a system ensuring the on-off function (Stop-Start function in English) More precisely this reinforced starter ensures a hot restart of the thermal engine of the motor vehicle following for example the engine of the vehicle stops at red lights or in traffic jams to save fuel and reduce pollution. In this case, the opening and closing of the electrical supply to the winding 2a is automatically managed by the on-board computer of the motor vehicle.

Dans la figure 4, qui est une vue en coupe axiale d’un démarreur, on a représenté un tel démarreur renforcé identique à celui de la figure 7 du document FR 3 038 157.In Figure 4, which is an axial sectional view of a starter, there is shown such a reinforced starter identical to that of Figure 7 of the document FR 3 038 157.

Ainsi on voit en 12 le pignon du lanceur, en 13 l’arbre de sortie du démarreur, en 35 le contacteur, en 15 le moteur électrique et en 32 le réducteur de vitesse intercalé entre l’arbre de sortie du moteur électrique 15 et l’arbre de sortie 13 du démarreur. Le lanceur comporte un embrayage à friction 65 débrayable. La fourchette agit sur un entraîneur (non référencé) présentant des cannelures internes hélicoïdales en prise avec les cannelures externes hélicoïdales l’arbre de sortie 13.Thus we see at 12 the starter pinion, at 13 the starter output shaft, at 35 the contactor, at 15 the electric motor and at 32 the speed reducer interposed between the output shaft of the electric motor 15 and l output shaft 13 of the starter. The starter has a disengageable friction clutch 65. The fork acts on a driver (not referenced) having internal helical grooves engaging the external helical grooves on the output shaft 13.

Le pignon 12 est monté sur un porte-pignon 63, un moyen élastique 84, maintenu par une rondelle de maintien 86, est comprimée entre le porte -pignon 63 et une extrémité de l’entraîneur. On voit en 100 une butée élastique comportant un organe élastique 100 monté sur un support fixe et en 103 une partie mobile. Pour plus de précisions et les autres modes de réalisation on se reportera à ce document FR 3 038 157. Dans ce document le stator est un stator bobiné porté par la culasse de forme cylindrique du carter (non référencé) et l’ensemble porte balais est du type de celui décrit dans le document FR 2 934 436. Les balais, agencés par paire, sont d’orientation radiale par rapport à l’axe de l’arbre de sortie du moteur électrique 15. Ils frottent radialement sur les lames du collecteur d’orientation axiale par rapport à l’axe de l’arbre de sortie du moteur électrique.The pinion 12 is mounted on a pinion holder 63, an elastic means 84, held by a retaining washer 86, is compressed between the pinion holder 63 and one end of the driver. We see at 100 an elastic stop comprising an elastic member 100 mounted on a fixed support and at 103 a movable part. For more details and the other embodiments, reference will be made to this document FR 3 038 157. In this document the stator is a wound stator carried by the cylinder head of cylindrical shape of the casing (not referenced) and the brush holder assembly is of the type described in document FR 2 934 436. The brushes, arranged in pairs, are radially oriented relative to the axis of the output shaft of the electric motor 15. They rub radially on the blades of the collector axial orientation relative to the axis of the output shaft of the electric motor.

Il est souhaitable d’augmenter la durée de vie du démarreur.It is desirable to increase the service life of the starter.

Objet de l’inventionObject of the invention

La présente invention a pour objet de répondre à ce souhait.The object of the present invention is to meet this wish.

Selon l’invention un moteur électrique du type sus-indiqué comporte au moins deux balais configurés pour recouvrir plus de 2,25 lames consécutives du collecteur.According to the invention an electric motor of the above-mentioned type comprises at least two brushes configured to cover more than 2.25 consecutive blades of the collector.

Grâce à l’invention le taux de recouvrement de chaque balai avec les lames du collecteur est supérieur à 2,25. Ainsi on diminue la densité de courant traversant chaque balai et on diminue l’usure des balais du fait d’une meilleure stabilité de chaque balai obtenue grâce à sa plus grande largeur de recouvrement de sorte que l’usure des balais est moindre.Thanks to the invention, the recovery rate of each brush with the collector blades is greater than 2.25. Thus the current density through each brush is reduced and the wear of the brushes is reduced due to the better stability of each brush obtained thanks to its greater overlap width so that the wear of the brushes is less.

On réduit également les arcs électrique lors de la commutation des balais avec les lames ce qui réduit l’usure des balais.The electric arcs are also reduced when switching the brushes with the blades, which reduces the wear of the brushes.

Pour réduire encore plus les arcs électrique, le taux de recouvrement de chaque balai avec les lames sera au moins de 2, 5, de sorte que les balais sont configurés pour recouvrir au moins 2, 5 lames. Cette disposition permet de réduire encore plus l’usure des balais.To further reduce the electric arcs, the recovery rate of each brush with the blades will be at least 2.5, so that the brushes are configured to cover at least 2.5 blades. This arrangement further reduces wear on the brushes.

Selon l’invention un démarreur, notamment d’un moteur thermique de véhicule automobile est équipé d’un tel moteur électrique.According to the invention, a starter, in particular of a heat engine of a motor vehicle is equipped with such an electric motor.

Grâce à l’invention on augmente la durée de vie du démarreur.Thanks to the invention, the lifespan of the starter is increased.

Suivant d’autres caractéristiques prises isolément ou en combinaison :According to other characteristics taken individually or in combination:

le bobinage d’induit est du type ondulé simple ;the armature winding is of the simple corrugated type;

le bobinage d’induit est du type multiple ;the armature winding is of the multiple type;

le bobinage d’induit est multi -ondulé ;the armature winding is multi-corrugated;

le bobinage d’induit est du type ondulé double ;the armature winding is of the double corrugated type;

le bobinage d’induit est du type ondulé triple ;the armature winding is of the triple corrugated type;

le bobinage d’induit est du type imbriqué double ;the armature winding is of the double nested type;

le moteur électrique est configuré pour augmenter les performances du démarreur ; le démarreur est surclassé ;the electric motor is configured to increase the performance of the starter; the starter is upgraded;

l’inducteur du moteur électrique est configuré pour augmenter les performances du moteur électrique ;the electric motor inductor is configured to increase the performance of the electric motor;

l’inducteur du moteur électrique est configuré pour augmenter le couple et la puissance du démarreur ;the electric motor inductor is configured to increase the torque and power of the starter;

l’inducteur du moteur électrique comporte des aimants permanents auxiliaires ; l’inducteur du moteur électrique comporte des shunts notamment pour éviter une démagnétisation des aimants permanents ;the inductor of the electric motor includes auxiliary permanent magnets; the inductor of the electric motor includes shunts in particular to avoid demagnetization of the permanent magnets;

l’inducteur du moteur électrique comporte des aimants permanents en terre rare ; l’inducteur du moteur électrique comporte une structure à aimants permanents du type Halbach ;the inductor of the electric motor includes permanent rare earth magnets; the inductor of the electric motor comprises a permanent magnet structure of the Halbach type;

le moteur électrique comporte au moins quatre balais ;the electric motor has at least four brushes;

l’inducteurs comporte au moins quatre pôles ;the inductor has at least four poles;

les balais sont configurés pour frotter radialement sur les lames du collecteur ;the brushes are configured to rub radially on the blades of the collector;

le démarreur est du type renforcé ;the starter is of the reinforced type;

le démarreur renforcé comporte un lanceur à embrayage à friction ;the reinforced starter comprises a friction clutch starter;

le démarreur renforcé comporte un réducteur de vitesse à absorbeur de chocs,the reinforced starter includes a speed reducer with shock absorber,

D’autres avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre de manière non limitative et ce en regard des dessins annexés.Other advantages will appear on reading the description which will follow in a nonlimiting manner and this with regard to the appended drawings.

Brève description des dessinsBrief description of the drawings

-la figure 1 est une vue en coupe axiale d’un démarreur conventionnel;FIG. 1 is a view in axial section of a conventional starter;

- la figure 2 est une vue à plat schématique de deux sections d’un bobinage imbriqué ;- Figure 2 is a schematic flat view of two sections of a nested winding;

- la figure 3 est une vue à plat schématique de deux sections d’un bobinage ondulé ;- Figure 3 is a schematic flat view of two sections of a corrugated winding;

- la figure 4 est une vue en coupe axiale d’un démarreur renforcée de l’art antérieur ; la figure 5 est une vue schématique du taux de recouvrement des balais sur les lames du collecteur selon l’invention ;- Figure 4 is an axial sectional view of a reinforced starter of the prior art; Figure 5 is a schematic view of the recovery rate of the brushes on the blades of the collector according to the invention;

les figures 6 à 8 sont des vues schématiques d’une encoche du corps du stator en forme d’un paquet de tôles pour respectivement une encoche élémentaire simple, une encoche élémentaire double et une encoche élémentaire triple.Figures 6 to 8 are schematic views of a notch in the stator body in the form of a sheet pack for respectively a single elementary notch, a double elementary notch and a triple elementary notch.

Dans les figures les éléments identiques ou similaires seront affectés des mêmes signes de référence.In the figures, identical or similar elements will be given the same reference signs.

Descriptions d’exemples de réalisation de l’inventionDescriptions of exemplary embodiments of the invention

Le moteur électrique selon l’invention est un moteur électrique pour démarreur, notamment de moteur thermique d’un véhicule automobile, qui se monte en lieu et place des moteurs électriques conventionnels décrits en référence aux figures 1 et 4.The electric motor according to the invention is an electric motor for a starter, in particular for a heat engine of a motor vehicle, which is mounted in place of the conventional electric motors described with reference to Figures 1 and 4.

Le démarreur pourra avoir la forme de ceux décrits en introduction, notamment être doté d’un pignon implanté à l’extérieur de son palier avant. Il pourra être renforcé pour réaliser les fonctions marche-arrêt du véhicule automobile (fonction Stop-Start en anglais) Ce démarreur renforcé permet, pour réduire la pollution et la consommation de carburant, d’arrêter le moteur thermique du véhicule automobile notamment à un feu rouge ou dans les embouteillages, puis de redémarrer le moteur thermique. Dans ce cas l’ouverture et la fermeture de l’alimentation électrique du bobinage du contacteur est automatiquement gérée par l’ordinateur de bord du véhicule automobile, comme décrit par exemple dans le document EP 1 462 645 auquel on se reportera. Ce démarreur est renforcé car il effectue un plus grand nombre de démarrage du moteur thermique qu’un démarreur conventionnelThe starter may have the shape of those described in the introduction, in particular be provided with a pinion located outside of its front bearing. It can be reinforced to perform the start-stop functions of the motor vehicle (Stop-Start function in English) This reinforced starter makes it possible, to reduce pollution and fuel consumption, to stop the engine of the motor vehicle in particular at a fire red or in traffic jams, then restart the engine. In this case, the opening and closing of the electrical supply to the contactor winding is automatically managed by the on-board computer of the motor vehicle, as described for example in document EP 1 462 645 to which reference will be made. This starter is reinforced because it performs a greater number of starts of the combustion engine than a conventional starter

Le lanceur du démarreur pourra être à roue libre ou a embrayage à friction de manière précitée. Dans le cas d’un lanceur à embrayage à friction le moteur électrique pourra donc être remis en marche avant l’arrêt complet du moteur thermique comme décrit dans les documents précités FR 3 013 396 et FR 3 038 157 ou dans le document WO 2013/014385 auxquels on se reportera. A la lumière du document WO 2013/014385 on voit que les moyens mécaniques agissant sur le lanceur peuvent être remplacés par deux leviers.The starter launcher may be freewheeling or with friction clutch as mentioned above. In the case of a friction clutch launcher, the electric motor can therefore be restarted before the thermal engine stops completely as described in the aforementioned documents FR 3 013 396 and FR 3 038 157 or in the document WO 2013 / 014385 to which we will refer. In light of document WO 2013/014385, it can be seen that the mechanical means acting on the launcher can be replaced by two levers.

Le moteur électrique comporte, comme mentionné en introduction et visible dans les figues et 4, un inducteur sous la forme d’un stator inducteur entourant un rotor bobiné induit comprenant un collecteur à lames électriquement conductrices, un corps, sous la forme d’un paquet de tôles à encoches pour réception du bobinage induit du rotor traversant le corps du rotor pour former un chignon de liaison électrique avec les lames du collecteur sur lesquelles frottent au moins deux balais.The electric motor comprises, as mentioned in the introduction and visible in figs and 4, an inductor in the form of an inductor stator surrounding an armature wound rotor comprising a collector with electrically conductive blades, a body in the form of a package notched sheets for receiving the induced winding of the rotor passing through the rotor body to form an electrical connection chignon with the collector blades on which at least two brushes rub.

Les extrémités du bobinage induit pourront être soudées sur les lames.The ends of the induced winding can be welded to the blades.

De manière précitée le bobinage du rotor comporte des sections isolées reliées électriquement chacune à deux lames déterminées du collecteur. Les lames du collecteur sont séparées les unes des autres par un faible espace.As mentioned above, the rotor winding has insulated sections each electrically connected to two determined blades of the collector. The manifold blades are separated from each other by a small space.

Ces lames sont solidaires d’une bague électriquement isolante du collecteur, par exemple par ancrage, en étant implantées de manière apparente à la périphérie externe de cette bague pour frottement des balais.These blades are integral with an electrically insulating ring of the collector, for example by anchoring, by being installed in an apparent manner at the external periphery of this ring for friction of the brushes.

Le corps du rotor, de forme annulaire, est solidaire, ainsi que la bague du collecteur à lames, de l’arbre de sortie du moteur électrique dont l’axe définit l’axe de symétrie axial du rotor. L’un des balais est destiné à être relié à la batterie du véhicule via le contacteur du démarreur, tandis que l’autre balai est relié à la masse via le carter du démarreur.The rotor body, which is annular in shape, is secured, as is the ring of the blade collector, to the output shaft of the electric motor, the axis of which defines the axis of axial symmetry of the rotor. One of the brushes is intended to be connected to the vehicle battery via the starter switch, while the other brush is connected to earth via the starter housing.

Les balais sont dotés chacun d’une tresse pour leur liaison électrique respectivement à la borne positive de la batterie via un câble relié au connecteur et à la masse via le carter du démarreur. Les balais alimentent électriquement le bobinage induit du rotor.The brushes are each provided with a braid for their electrical connection respectively to the positive terminal of the battery via a cable connected to the connector and to earth via the starter housing. The brushes electrically power the induced rotor winding.

Les balais sont montés dans des cages solidaires d’un porte-balais lui-même solidaire du carter du démarreur portant le stator inducteur.The brushes are mounted in cages secured to a brush holder itself secured to the starter housing carrying the inductor stator.

Les balais sont soumis à l’action de ressorts sollicitant les balais au contact des lames du collecteur s’étendant pour ce faire en saillie par rapport à la bague isolante du collecteur dans laquelle elles sont ancrées par exemple par la technique du surmoulage.The brushes are subjected to the action of springs biasing the brushes in contact with the collector blades extending to do this projecting from the insulating ring of the collector in which they are anchored for example by the overmolding technique.

Les lames du collecteur pourront être d’orientation axiale ou en variante radiale par rapport à l’axe du moteur électrique, de sorte que les balais pourront frotter radialement ou axialement sur les lames.The collector blades can be oriented axially or alternatively radially with respect to the axis of the electric motor, so that the brushes can rub radially or axially on the blades.

Il en résulte qu’il est prévu un groupe de balais agencés pour permettre l'alimentation électrique du rotor par commutation du courant électrique dans les sections du bobinage du rotor,As a result, there is provided a group of brushes arranged to allow the electrical supply of the rotor by switching the electric current in the sections of the rotor winding,

Le stator, solidaire du carter du démarreur, pourra être un stator à aimants permanent ou un stator bobiné comme expliqué en introduction II entoure la périphérie externe du corps du rotor avec formation d’un faible entrefer.The stator, integral with the starter housing, may be a permanent magnet stator or a wound stator as explained in introduction II surrounds the outer periphery of the rotor body with the formation of a small air gap.

Le stator inducteur comporte au moins deux pôles magnétiques en étant porté par la culasse du démarreur.The inductor stator has at least two magnetic poles being carried by the starter cylinder head.

Le stator est ainsi pourvu d'une pluralité de pôles magnétiques disposés sur une surface circonférentielle interne de la culasse de forme cylindrique du carter du démarreur.The stator is thus provided with a plurality of magnetic poles disposed on an internal circumferential surface of the cylinder head of cylindrical shape of the starter housing.

Selon l’invention le moteur électrique du type sus-indiqué comporte au moins deux balais configurés pour recouvrir plus de 2,25 lames consécutives du collecteur.According to the invention, the electric motor of the above-mentioned type comprises at least two brushes configured to cover more than 2.25 consecutive blades of the collector.

La figure 5 illustre cette caractéristique. Dans cette figure schématique le collecteur C représenté partiellement a été mis à plat. Ce collecteur est d’orientation axiale comme celui de la figure 4, les balais étant admis à frotter radialement sur les lames L du collecteur. Les balais sont de forme parallélépipédique. Dans cette figure on voit que la largeur circonférentielle de chaque balai B a été augmentée de sorte que le taux T de recouvrement de chaque balai avec les lames L est plus grand que 2,25, La hauteur et la longueur de chaque balai pourra être conservée. Les lames du collecteur sont séparées les unes des autres par un espace. Elles s’étendent en saillie par rapport à la périphérie externe de la bague isolante du collecteur.Figure 5 illustrates this characteristic. In this schematic figure the collector C shown partially has been laid flat. This collector is of axial orientation like that of FIG. 4, the brushes being allowed to rub radially on the blades L of the collector. The brushes are of parallelepiped shape. In this figure we see that the circumferential width of each brush B has been increased so that the rate T of recovery of each brush with the blades L is greater than 2.25, The height and length of each brush can be kept . The manifold blades are separated from each other by a space. They extend in projection relative to the external periphery of the insulating ring of the collector.

Le nombre de balais pourra être au moins égal à quatre. Quatre paires de balais pourront être prévu comme à la figure 4. Un faible espace existe deux lames L consécutives. Cet espace pourra être globalement de 0,7 à 0,9 mm.The number of brushes may be at least four. Four pairs of brushes can be provided as in Figure 4. A small space exists two consecutive blades L. This space could be overall from 0.7 to 0.9 mm.

Le taux de recouvrement pourra être compris entre 2,25 et plus de 3.The recovery rate may be between 2.25 and more than 3.

Grâce à cette caractéristique on augmente la largeur de contact des balais avec les lames du collecteur de sorte que les balais sont plus stables.Thanks to this characteristic, the contact width of the brushes with the blades of the collector is increased so that the brushes are more stable.

En outre on diminue la densité de courant électrique traversant les balais et les arcs électriques de fin de commutation.In addition, the density of electric current passing through the brushes and the electrical arcs at the end of the switching is reduced.

De plus on diminue l’usure des balais et les arcs électriques lors de la commutation des balais avec les lames. Il en résulte que l’on augmente la durée de vie du démarreur.In addition, the wear of the brushes and electric arcs is reduced when switching the brushes with the blades. As a result, the life of the starter is increased.

On pourra ne pas augmenter la longueur et la hauteur des balais.The length and height of the brushes may not be increased.

Pour réduire encore plus les arcs électriques les balais sont configurés pour recouvrir au moins 2, 5 lames consécutives du collecteur. Ainsi le taux de recouvrement de chaque balai avec les lames est au moins de 2, 5 comme représenté à la figure 5. Cette disposition permet de réduire encore l’usure des balais et donc d’augmenter encore la durée de vie du démarreur.To further reduce the electric arcs, the brushes are configured to cover at least 2.5 consecutive blades of the collector. Thus, the recovery rate of each brush with the blades is at least 2.5, as shown in Figure 5. This arrangement further reduces the wear of the brushes and therefore further increase the life of the starter.

Suivant une autre caractéristique le moteur électrique est configuré pour augmenter les performances du démarreur.According to another characteristic, the electric motor is configured to increase the performance of the starter.

Ainsi on peut surclasser le démarreur pour garder les mêmes performances du fait que le fort taux de recouvrement a un impact sur les performances de démarrage et la dynamique du démarreur a froid.Thus, the starter can be upgraded to keep the same performance since the high recovery rate has an impact on the starting performance and the dynamics of the cold starter.

Par exemple on pourra utiliser un démarreur d’une puissance de 1,80 KW au lieu d’un démarreur d’une puissance de 1,65 KW.For example, we could use a starter with a power of 1.80 KW instead of a starter with a power of 1.65 KW.

Dans tous les cas en surclassant le démarreur on augmente grandement l’espérance de vie des balais.In any case, by upgrading the starter, the life expectancy of the brushes is greatly increased.

Des pertes en couple peuvent se produire lorsque l’on augmente le taux de recouvrement des balais avec les lames. Ainsi suivant une caractéristique l’inducteur du moteur électrique -le stator inducteur à pôles magnétiques- est configuré pour augmenter les performances du moteur électrique.Torque losses can occur when increasing the coverage rate of the brushes with the blades. Thus, according to one characteristic, the inductor of the electric motor - the inductor stator with magnetic poles - is configured to increase the performance of the electric motor.

Pour ce faire le stator inducteur pourra comporter des pôles auxiliaires, par exemple agrafés, comme décrit dans les documents EP 1 035 629 et US 6 465 925 auxquels on se reportera. Les pôles auxiliaires pourront donc consister en des aimants permanents de plus petite taille que les autres aimants.To do this, the inductor stator may include auxiliary poles, for example stapled, as described in documents EP 1 035 629 and US 6 465 925 to which reference will be made. The auxiliary poles can therefore consist of permanent magnets smaller than the other magnets.

Le stator inducteur pourra comporter des shunts, notamment pour éviter une démagnétisation de ses aimants permanents.The inductor stator may include shunts, in particular to avoid demagnetization of its permanent magnets.

Le stator inducteur pourra comporter des aimants permanents en terre rare plus puissant que les aimants en ferrite. Par exemple ces aimants en terre rare pourront comporter une structure en Neodyme fer bore (NdFeB) ou en variante en une structure Samarium Cobalt pour augmenter les forces magnétiques. Ces aimants enterre rare pourront être obtenus par frittageThe inductor stator may include permanent rare earth magnets more powerful than ferrite magnets. For example, these rare earth magnets may include a Neodymium iron boron (NdFeB) structure or, alternatively, a Samarium Cobalt structure to increase the magnetic forces. These rare earth magnets can be obtained by sintering

Le stator inducteur pourra comporter une structure à aimants permanents du type Halbach comme décrit par exemple dans le document FR 2 910 192 auquel on se reportera.The inductor stator may include a permanent magnet structure of the Halbach type as described for example in document FR 2 910 192 to which reference will be made.

Ainsi la structure aimantée du stator comporte au moins un secteur présentant une aimantation de direction différente de directions radiale et orthoradiale du stator comme visible dans les figures 2, 3 et 5 de ce document FR 2 910 192.Thus the magnetized structure of the stator comprises at least one sector having a magnetization of direction different from the radial and orthoradial directions of the stator as visible in FIGS. 2, 3 and 5 of this document FR 2 910 192.

Le stator inducteur, par exemple associé à quatre balais, pourra comporter un grand nombre d’aimants permanents, par exemple à six aimants permanents, en remplacement à un stator inducteur à quatre bobines associées à quatre balais ou quatre paires de balais.The inductor stator, for example associated with four brushes, may include a large number of permanent magnets, for example with six permanent magnets, replacing a inductor stator with four coils associated with four brushes or four pairs of brushes.

Toutes ces dispositions prises isolément ou en combinaison permettent d’augmenter le couple et la puissance du démarreur, le stator du moteur électrique étant configuré en conséquence.All these provisions taken in isolation or in combination make it possible to increase the torque and the power of the starter, the stator of the electric motor being configured accordingly.

Dans les trois premiers modes de réalisation le nombre de balais pourra être au moins égal à quatre ; quatre paires de balais pourront être prévu comme à la figure 4. Les lames du collecteur pourront être d’orientation axiale, les balais, globalement de forme parallélépipédique frottant radialement sur les lames conductrices du collecteur pour alimenter électriquement le bobinage induit du rotor.In the first three embodiments, the number of brushes can be at least four; four pairs of brushes may be provided as in Figure 4. The collector blades may be of axial orientation, the brushes, generally of rectangular shape rubbing radially on the conductive blades of the collector to electrically power the induced winding of the rotor.

Dans les figures 6 à 8 on a représenté trois encoches élémentaires du type semi-fermé du paquet de tôles du rotor. Les encoches sont délimitées les unes par rapport aux autres par des dents. Les sections pourront être introduites radialement dans les encoches élémentaires à la faveur des fentes périphériques externes délimitant les encoches du type semi-fermé. En variante les sections pourront être introduites axialement dans les encoches lorsqu’elles consistent en des barres en forme d’épingles. Dans ces figures les conducteurs des sections pour15 ront être de forme circulaire.In FIGS. 6 to 8, three elementary notches of the semi-closed type of the pack of sheets of the rotor have been shown. The notches are delimited from each other by teeth. The sections can be introduced radially into the elementary notches by means of the external peripheral slots delimiting the notches of the semi-closed type. As a variant, the sections could be introduced axially into the notches when they consist of pin-shaped bars. In these figures the conductors of the sections for 15 ront be circular.

Dans la figure 6 une encoche élémentaire présente une couche supérieure Cl et une couche inférieure de conducteurs électriques C2.In FIG. 6, an elementary notch has an upper layer C1 and a lower layer of electrical conductors C2.

Dans la figure 7 une encoche est divisée en deux encoches élémentaires chacune de deux couches.In FIG. 7, a notch is divided into two elementary notches each of two layers.

Dans la figure 8 une encoche est divisée en trois encoches élémentaires chacune de deux couche.In FIG. 8, a notch is divided into three elementary notches each of two layers.

Le nombre d’encoches élémentaires u est donc égal à 1 pour la figure 6, à deux pour la figure 7 et à 3 pour la figure 8.The number of elementary notches u is therefore equal to 1 for FIG. 6, two for FIG. 7 and 3 for FIG. 8.

Dans ces figures un conducteur d’une couche supérieure d’une encoche est relié électriquement avec un conducteur d’une couche inférieure d’une autre encoche au niveau d’une lame déterminée du collecteur comme visible par exemple dans les documents FR 2 639 163, FR 2 947 967 précités.In these figures a conductor of an upper layer of a notch is electrically connected with a conductor of a lower layer of another notch at the level of a determined blade of the collector as visible for example in documents FR 2 639 163 , FR 2 947 967 cited above.

Le nombre d’encoches élémentaires du paquet de tôles du rotor pourra être égal au nombre de sections dans l’enroulement et au nombre de lames du collecteur.The number of elementary notches in the package of rotor sheets may be equal to the number of sections in the winding and the number of collector blades.

Premier mode de réalisationFirst embodiment

Dans ce mode de réalisation le bobinage est ondulé simple et chaque balai est configuré pour frotter sur au moins 2, 25 lames consécutives du collecteur.In this embodiment the winding is corrugated simple and each brush is configured to rub on at least 2, 25 consecutive blades of the collector.

En référence à la figure 3 on voit que p (yl +y2) = Ne -m. Ne est le nombre d’encoches du paquet de tôles. Le paramètre m est un entier positif. Plus précisément en partant d’une première lame, après un tour de collecteur on arrive à la lame suivante après avoir parcouru p sections placées en série.Referring to Figure 3 we see that p (yl + y2) = Ne -m. Ne is the number of notches in the sheet package. The parameter m is a positive integer. More precisely, starting from a first blade, after a collector turn we arrive at the next blade after having traversed p sections placed in series.

Pour un bobinage à deux couches et un nombre d’encoches élémentaires (u=l), m est égal àFor a winding with two layers and a number of elementary notches (u = l), m is equal to

1, le bobinage présentant deux voies d’enroulement.1, the winding having two winding channels.

Le nombre de balais pourra être identique au nombre de pôles magnétiques du stator inducteur. Ce nombre de balais pourra être inférieur au nombre de pôles du stator. Par exemple le nombre de balais pourra être égal à 4 et le nombre de pôles magnétiques à six. Dans ce type de réalisation le nombre d’encoches élémentaires et de lames du collecteur est impair.The number of brushes may be identical to the number of magnetic poles of the inductor stator. This number of brushes may be less than the number of poles of the stator. For example, the number of brushes could be equal to 4 and the number of magnetic poles to six. In this type of embodiment, the number of elementary notches and collector blades is odd.

Il pourra être égal à 17, 19, 21, 23 ou 25. Le diamètre des sections pourra être compris entreIt can be equal to 17, 19, 21, 23 or 25. The diameter of the sections can be between

2, 7 et 3,7 mm.2, 7 and 3.7 mm.

Le diamètre du collecteur pourra être globalement de 30 mm au minimum. En augmentant le diamètre du collecteur on pourra obtenir un plus grand nombre de lames afin d’obtenir aisément le taux de recouvrement.The diameter of the collector may be overall at least 30 mm. By increasing the diameter of the collector, it will be possible to obtain a larger number of blades in order to easily obtain the recovery rate.

On fera remarquer que le bobinage ondulé est plus robuste et d’une plus grande durée de vie qu’un bobinage du type imbriqué. Avec ce type de bobinage on pourra obtenir pour chaque balai un taux de recouvrement supérieur à 2, 25, voir au moins égal à 2, 5.It should be noted that the corrugated winding is more robust and has a longer service life than a nested type winding. With this type of winding, it will be possible to obtain, for each brush, a recovery rate greater than 2.25, or at least equal to 2.5.

Variantes du premier mode de réalisationVariants of the first embodiment

En variante le bobinage ondulé d’induit pourra être multi-ondulé. Dans ces solutions on pourra faire appel aux caractéristiques précitées pour augmenter le couple et la puissance de du démarreur afin de maintenir les performances du démarreur. Cela conduit à une mise en parallèle de voies d’enroulement de l’induit. Dans ces solutions m est supérieur à 1.As a variant, the corrugated armature winding may be multi-corrugated. In these solutions, the aforementioned characteristics may be used to increase the torque and the power of the starter in order to maintain the performance of the starter. This leads to parallelization of armature winding paths. In these solutions m is greater than 1.

Deuxième mode de réalisationSecond embodiment

Ainsi dans le mode de réalisation le bobinage d’induit est du type ondulé double en remplacement de celui du premier mode de réalisation avec .m égal à 2.Thus in the embodiment the armature winding is of the double corrugated type replacing that of the first embodiment with .m equal to 2.

Dans ce mode le nombre d’encoches élémentaires u est égal à 2.In this mode the number of elementary notches u is equal to 2.

Le nombre d’encoches et de lames est alors pair. Il pourra être égal à 22, 26, ou 30.The number of notches and blades is then even. It can be equal to 22, 26, or 30.

Le diamètre des sections pourra être compris entre 1,9 et, 2,9 mm.The diameter of the sections may be between 1.9 and 2.9 mm.

Cette solution pourra autoriser d’augmenter encore le taux de recouvrement des balais supérieur à 2, 25.This solution could allow to further increase the brush recovery rate above 2.25.

Ainsi chaque balai pourra être configuré pour frotter sur plus de 2,5 lames du collecteur. Ce type de bobinage présente deux fermetures et quatre voies principales d’enroulement. Cette solution pourra permettre d’obtenir un couple identique à celui de la première solution en majorant le volume extérieur du collecteur de 6 pourcent.Thus each brush can be configured to rub on more than 2.5 blades of the collector. This type of winding has two closures and four main winding channels. This solution could make it possible to obtain a torque identical to that of the first solution by increasing the external volume of the collector by 6 percent.

Troisième mode de réalisationThird embodiment

Dans ce mode de réalisation le bobinage ondulé est du type ondulé triple avec m égal à trois. Le nombre d’encoches élémentaires et de lames est alors impair. Il pourra être égal à 27, 29 ou 31. Le diamètre des sections pourra être compris entre 1,4 et 2,4 mm.In this embodiment the corrugated winding is of the triple corrugated type with m equal to three. The number of elementary notches and blades is then odd. It can be equal to 27, 29 or 31. The diameter of the sections can be between 1.4 and 2.4 mm.

Ce bobinage d’induit présente trois fermetures et six voies principales d’enroulement. Le taux de recouvrement des balais avec les lames pourra être globalement de trois. Avec cette solution on pourra augmenter le taux de recouvrement pour obtenir un taux de recouvrement pour chaque balai supérieur ou égal à trois, mais on augmente de 25 pourcent le volume extérieur du collecteur pour obtenir le même couple.This armature winding has three closures and six main winding channels. The recovery rate of the brushes with the blades can be overall three. With this solution we can increase the recovery rate to obtain a recovery rate for each brush greater than or equal to three, but we increase the external volume of the collector by 25 percent to obtain the same torque.

Quatrième mode de réalisationFourth embodiment

Le bobinage d’induit est du type imbriqué double avec par exemple des encoches élémentaires de réception des sections du type de la figure 7. Le nombre d’encoches élémentaires et de lames pourra être impair. On pourra obtenir aisément un taux de recouvrement de chaque balai supérieur à 2,25.The armature winding is of the double nested type with for example elementary notches for receiving sections of the type of FIG. 7. The number of elementary notches and of blades may be odd. We can easily obtain a recovery rate of each brush greater than 2.25.

Autres formes de réalisationsOther forms of achievement

Les balais pourront être orientés axialement et frotter frontalement sur les lames d’orientation radiale comme à la figure 1.The brushes can be oriented axially and rub frontally on the radially oriented blades as in Figure 1.

Les lames du collecteur pourront être en cuivre et/ou en aluminium.The collector blades can be made of copper and / or aluminum.

On pourra jouer sur le nombre de lames pour obtenir le taux de recouvrement.We can play on the number of blades to obtain the recovery rate.

Les sections du bobinage d’induit pourront être en variante de forme carrée, rectangulaire, polygonale, ovale ou à méplats. Ces sections, recouvertes par exemple d’émail ou de toute autre couche d’isolation, pourront être recouverte d’une couche d’imprégnation pour éviter tout mouvement entre les conducteurs comme décrit par exemple dans le document FR 2 875 068 précité.The armature winding sections may alternatively be square, rectangular, polygonal, oval or flat. These sections, covered for example with enamel or any other layer of insulation, may be covered with an impregnation layer to avoid any movement between the conductors as described for example in the document FR 2 875 068 cited above.

Les sections du bobinage d’induit pourront être continues. Elles pourront être en forme de barres telles que des épingles avec une tête d’un seul tenant avec les côtés de la section. En variante les sections en forme de barre sont en plusieurs parties.The armature winding sections may be continuous. They may be in the form of bars such as pins with a head in one piece with the sides of the section. As a variant, the bar-shaped sections are in several parts.

De manière précitée une section pourra comporter plusieurs spires, les commencements d’une section, par exemple à trois spires, se trouvant dans une même encoche et les fins dans une autre encoche.As mentioned above, a section may comprise several turns, the beginnings of a section, for example with three turns, being in the same notch and the ends in another notch.

D’une manière générale le bobinage d’induit pourra être en cuivre et/ou en aluminium en étant recouvert d’une couche électriquement isolante, telle que de l’émail.In general, the armature winding can be made of copper and / or aluminum, being covered with an electrically insulating layer, such as enamel.

Les encoches du paquet de tôles sont de préférence du type semi-fermé pour que bobinage d’induit ne soit pas centrifugé. Ces encoches semi-fermées pourront être réalisées dès la construction du paquet de tôle, avant mise en place du bobinage d’induit.The notches of the sheet pack are preferably of the semi-closed type so that the armature winding is not centrifuged. These semi-closed notches can be made as soon as the sheet metal package is constructed, before the armature winding is put in place.

En variante les encoches semi-fermées pourront être réalisées après mis en place des du bobinage d’induit dans des encoches ouvertes, de la matière de la périphérie externe du paquet de tôles étant rabattue pour former des encoches du type semi-fermé.As a variant, the semi-closed notches may be produced after the armature winding has been placed in open notches, the material of the external periphery of the sheet package being folded down to form notches of the semi-closed type.

Les balais, par exemple à base de graffite, pourront être bi-matière et comporter dans le sens de rotation une couche de frottement avec les lames de plus grande résistivité qu’une autre couche de frottement plus large avec les lames. Les deux couches sont liées rigidement l’une à l’autre. Elles pourront être accolées l’une à l’autre.The brushes, for example based on graffite, may be bi-material and include in the direction of rotation a friction layer with the blades of higher resistivity than another wider friction layer with the blades. The two layers are rigidly linked to each other. They can be placed side by side.

Le stator inducteur pourra comporter de manière précitée des bobines ou des aimants permanents, par exemple six aimants, quatre aimants, ou quatre bobines.The inductor stator may include above coils or permanent magnets, for example six magnets, four magnets, or four coils.

Le support des aimants pourra être préformé avant mise en place des aimants par exemple comme décrit dans le document précité ER 2 910 192. Les aimants pourront être fixés par collage ou agrafage sur la culasse.The magnet support can be preformed before the magnets are put in place, for example as described in the aforementioned document ER 2 910 192. The magnets can be fixed by gluing or stapling to the cylinder head.

Le moteur électrique pourra comporter six balais ou quatre balais associés à ses six aimants. Il pourra comporter quatre balais ou quatre paires de balais associés à ses quatre bobines. Bien entendu il pourra être associé des shunts ou des aimants auxiliaires aux aimants permanents.The electric motor may include six brushes or four brushes associated with its six magnets. It may include four brushes or four pairs of brushes associated with its four coils. Of course, it may be associated with shunts or auxiliary magnets with permanent magnets.

En variante le nombre de bobines pourra être égal à six.As a variant, the number of coils could be equal to six.

Tout dépend des applications.It all depends on the applications.

Applicationsapplications

Le moteur électrique pourra équiper toute sorte de démarreur, notamment de moteur thermique de véhicule automobile. Ce moteur électrique pourra être monté dans un démarreur renforcé. Il pourra, de manière précitée être monté au-dessus ou en dessous du moteur électrique du démarreur.The electric motor can be fitted to any kind of starter, in particular a thermal engine of a motor vehicle. This electric motor can be mounted in a reinforced starter. It may, as mentioned above, be mounted above or below the electric motor of the starter.

Le contacteur du démarreur pourra être déporté par rapport au moteur électrique du démarreur. Par exemple il pourra, à la faveur de moyens mécaniques comportant un levier de renvoi coopérant avec la tige du noyau mobile, être implanté au niveau du palier arrière du démarreur comme décrit dans le document FR 2 843 427 auquel on se reportera. Il pourra être implanté à la faveur de moyens de renvoi en dessous du moteur électrique.The starter contactor can be offset from the electric starter motor. For example, it may, by means of mechanical means comprising a return lever cooperating with the rod of the movable core, be installed at the rear bearing of the starter as described in document FR 2 843 427 to which reference will be made. It can be installed using return means below the electric motor.

Le palier avant du démarreur pourra être ouvert pour laisser passer la couronne de démarrage (figure 1). Pour une meilleure étanchéité, ce palier avant pourra être fermé, le pignon 1 étant alors de manière précitée implanté à l’extérieur du palier avant sachant que le démarreur est positionné au voisinage de la partie basse du moteur thermique, qui est une source chaude.The front bearing of the starter can be opened to allow the starter ring to pass (Figure 1). For better sealing, this front bearing can be closed, the pinion 1 then being above mentioned located outside of the front bearing knowing that the starter is positioned in the vicinity of the lower part of the heat engine, which is a hot source.

Le réducteur de vitesse du démarreur pourra être avantageusement doté d’un absorbeur de chocsThe starter speed reducer may advantageously be provided with a shock absorber

Claims

claims

1. An electric starter motor, comprising an inductor in the form of an inductor stator surrounding an armature wound rotor comprising a collector (C) with electrically conductive blades (L), a body in the form of a package of notched sheets for receiving the induced winding of the rotor passing through the rotor body to form an electrical connection bun with the blades (L) of the collector (C) on which at least two brushes (B) rub, in which the brushes (B ) are configured to cover more than 2, 25 consecutive blades.

2. Electric motor according to claim 1, in which the brushes are configured to cover at least 2.5 consecutive blades.

3. Electric motor according to claims 1 or 2, wherein the armature winding is of the simple corrugated type.

4. Electric motor according to claims 1 or 2, wherein the armature winding is of the double corrugated type.

5. Electric motor according to claims 1 or 2, wherein the armature winding is of the triple corrugated type.

6. Motor according to claims 1 or 2, wherein the armature winding is of the double nested type.

7. Electric motor according to claim 1, in which the inductor stator comprises permanent rare earth magnets.

8. An electric motor according to claim 7, in which the inductor stator comprises a permanent magnet structure of the Halbach type.

9. Electric motor according to claims 7 or 8, wherein the inductor stator comprises auxiliary permanent magnets.

10. Electric motor according to any one of the preceding claims comprising at least four brushes and an inductor stator with at least four magnetic poles.

5

11. A starter of a thermal engine, in particular of a motor vehicle, comprising an electric motor according to any one of the preceding claims.

12. Starter according to claim 11, of the reinforced type comprising a friction clutch starter and a manifold (C) with blades (L) of axial orientation relative to the axis of the shaft that the electric motor comprises.