JP2018512108A - ブラシホルダのらせんバネ - Google Patents

Abstract

本発明は、主に、自動車両スタータのためのブラシホルダのらせんバネ（３６）に関する。当該らせんバネは、複数のターン部（３７１）を有する巻回部（３７）と、ブラシホルダのブラシの表面に係合するためのアーム（３９）と、を含んでいる。本発明は、らせんバネ（３６）が、巻回部（３７）の少なくとも２つの隣接するターン部（３７１）間に摩擦低減手段（４２）を更に備えることを特徴とする。

Description

本発明は、自動車両スタータのブラシホルダの改良されたらせんバネ並びに対応するブラシホルダ及びスタータに関する。本発明は、自動車両スタータ、特に熱機関の自動停止及び再始動のための機能を備えた車両に取り付けられたもの（いわゆる停止機能及び始動機能）に非常に有利であるが、非排他的な応用を有する。

知られた態様では、ブラシが回転子のシャフトに一体の電気コレクターと協働するように、ブラシホルダがスタータの回転子のシャフトの周りに取り付けられる。ブラシホルダは、一連のケージを支持する支持板を備え、各ケージはブラシ用のレセプタクルとして使用される。ブラシは、導電性材料で作られており、回転子の導体内の電流の切り替えによって、回転子への電力供給を可能にする。

この目的のために、各ブラシは、回転子の巻線に接続されたコレクターの導電板に対して擦れるように設計された表面を有する。バネのような弾力性がある手段は、ブラシとコレクターの板との間の接触を確実にするために、コレクターの方向に、ケージに収容された各ブラシに力を加える。

ブラシは交互極性を有する。従って、プラスの極性を含むブラシは、それぞれの編組を介して、スタータの接触器から得られる供給線に電気的に接続されるブラシ内コネクターに電気的に接続される。また、リターン電流用に設計されたブラシは、それぞれの編組によって、機械のアースに電気的に接続されている。

特定のブラシホルダの構成では、取っ手に取り付けられた巻回部と、巻回部の端部から延びるアームとを備えるらせん型のバネを使用することが知られており、コレクターの板に接触する表面とは反対側のブラシの端面に支持されるように設計されている。

コレクターの回転の間、コレクターリングに配置されたブラシは、コレクター上において数百分の１ミリメートルまで跳ね返る。これはコレクターの板と空洞とを交互にすることにより、コレクターの板がブラシの表面に交互に接触するためである。らせんバネでは、スタータの主な動作範囲において、ブラシに適用される力に著しい変化があることが分かっている。

これは、図１に示されているように、スタータの動作範囲Ｐ、この場合は４Ｖ〜８Ｖにおいて、スタータの電圧信号の著しい変動を生じさせる。このため、電気浸食によるブラシの早期摩耗と共に、切替品質の損失を引き起こす。

本発明の目的は、自動車両用スタータのブラシホルダのらせんバネを提案することにより、これらの欠点を効率的に排除することである。自動車両用スタータのブラシホルダのらせんバネは、複数のターン部を含む巻回部と、ブラシホルダのブラシの表面に支持されるように設計されたアームと、を備え、当該らせんバネは、巻回部の少なくとも２つの隣接するターン部間に摩擦低減手段を更に備えている。

摩擦低減手段は、同じタイプの２つの金属材料間の摩擦を低減するように設計された層または流体を意味する。

従って、本発明は、特に跳ね返りの間に起こるバネの圧縮の段階において、ターン部間の摩擦を制限することを可能にする。これは、バネの圧縮の段階と比較して、圧縮段階の間にブラシによってコレクターに適用される力の変化を低減する効果を有する。コレクターの回転の間に発生する電気アークの低減の結果として、本発明は、電気的な切替を改善し、ブラシの磨耗速度を低減させることを可能にする。

一実施の形態によれば、当該摩擦低減手段は、当該らせんバネの巻回部にのみ設置されている。

一実施の形態によれば、当該摩擦低減手段は、当該巻回部の隣接する各ターン部間に位置付けられている。

一実施の形態によれば、当該摩擦低減手段は、摩擦係数が低減された被覆層である。

一実施の形態によれば、当該摩擦低減手段は、テフロンの層である。

一実施の形態によれば、当該摩擦低減手段は、潤滑流体である。

一実施の形態によれば、当該摩擦低減手段は、油、油および水のエマルション、またはグリースである。

一実施の形態によれば、当該摩擦低減手段は、摩擦を低減する製品によって含浸された紙である。当該紙は、当該らせんバネの当該巻回部の隣接するターン部間に位置付けられている。

一実施の形態によれば、当該摩擦低減手段は、当該らせんバネの当該巻回部の当該ターン部上にオーバーモールドされた部分である。

本発明は、上記で定義された少なくとも１つのらせんバネを備える自動車両スタータのブラシホルダに関する。また、当該ブラシホルダは、ブラシを収容するように設計されたガイドケージと、ケージが取り付けられた支持板と、それぞれの周りに上記で定義されたらせんバネが取り付けられた取っ手とを備えており、バネがコレクターに対して対応するブラシに力を加えるように設計されている。

本発明はまた、上記で定義されたブラシホルダを備える自動車両のスタータに関する。

本発明は、以下の説明を読むとともに、添付の図面により、よりよく理解されるであろう。これらの図面は、純粋に本発明の説明のために提供されたものであり、本発明を限定するものではない。

既に説明した図１は、従来技術によるらせんバネが使用されたとき、動作サイクル間におけるスタータの電圧の進展を時間に基づいて説明するグラフである。 図２は、本発明によるスタータの電気モータのブラシホルダを示す斜視図である。 図３は、図２のブラシホルダの板を示す斜視図である。 図４は、図２のブラシホルダに取り付けられた本発明によるらせんバネを示す斜視図である。 図５は、本発明によるらせんバネが使用されたとき、動作サイクル間におけるスタータの電圧の進展を時間に基づいて説明するグラフである。

同一、同様または類似の要素は、一の図から別の図において同一の参照を保っている。

図２は、自動車両のスタータと共に使用されるように設計された、本発明によるブラシホルダ１０を示している。このブラシホルダ１０は、各々がブラシ１５のレセプタクルとして使用される一連のブラシケージ１３が固定された、軸線Ｘを中心とした実質的に環状の支持板１２を備えている。支持板１２の軸線Ｘは、ブラシホルダ１０の軸線に対応している。

図３で明瞭に理解できる支持板１２は、金属板１２１と、金属板１２１の両面にオーバーモールドされた層１２２とを含む単体の部品である。層１２２は、良好な電気絶縁性を確保するプラスチック材料から作られている。オーバーモールドされた層１２２は、板１２の危険性のある全ての領域、すなわち、短絡が発生し得る全ての領域を覆っている。オーバーモールドされた層１２２は、感熱性であり、過熱が生じた場合に短絡を生じさせることができるように、所定の温度から変形を開始することが可能である。通常、オーバーモールド層１２２に使用されるプラスチック材料は、ポリアミドＰＡ４．６またはＰＡ６．６のような熱可塑性材料、または繊維で満たされたＰＰＳポリプロピレンである。

支持板１２およびこれが支持するケージ１３は、電気機械の回転子シャフトのための後方の軸受を形成するカバー（図示せず）上に固定される。また、板１２の中央部分は開口１６を含んでいる。板１２、ブラシケージ１３およびブラシ１５によって形成された組立体は、開口を介してスタータの回転子のシャフトの周りに取り付けられている。

各ブラシ１５は、ブラシ１５を電気機械の回転子のコレクターによって支持された板に電気的に接触することを可能にするために、開口１６上に開くように開いたケージ１３の内側に摺動するように取り付けられている

ブラシ１５は交互極性を有する。このため、プラスの極性を含むブラシ１５は、それぞれの編組１９を介して、スタータの接触器から得られる供給線に電気的に接続されるブラシ内コネクター２０に電気的に接続される。この場合、ブラシ内コネクター２０は、ブラシホルダ１０のシールを確実にするために、スタータのケーシングと協働するグロメット２２を貫通するスタッド２１を介して供給ワイヤに接続されている。

プラスのブラシ１５およびそれらに対応するケージ１３は、スタータの良好な動作のために、マイナスの極性に対して電気的に絶縁されている。この絶縁は、オーバーモールドされた層１２２によって得られる。可撓性のある編組１９は、有利には、板１２１上への溶接を容易にするために、銅または銅合金で作られている。編組１９は、スタータの誤動作によって引き起こされる過電流に対しては、フューズとしての役割を果たすことができる。また、電流リターン用に設計された負極性のブラシ１５は、板１２の板１２１上に溶接されたそれぞれの組紐１９によって機械のアースに電気的に接続されている。また、リターン電流用に設計され、マイナスの極性を含むブラシ１５は、板１２の板１２１上に溶接されたそれぞれの編組１９によって、機械のアースに電気的に接続されている。

より具体的には、各ケージ１３は、２つの対向する平行な壁２６、２７によって画定された、ブラシ１５のためのレセプタクルを有し、上部接続壁２８によって互いに接続されている。各ケージ１３は、実質的にオメガを形成するように、例えば、薄い小さな金属板を曲げることによって得られることができ、その分岐端部は固定装置によって板１２に固定されている。この目的のために、固定装置は、板１２（図３参照）の開口部１８に挿入され、板１２に対して互いに向かって折り返されているラグを含んでいてもよい。あるいは、固定システムは、板１２とブラシケージ１３の分岐部とを貫通するリベットを含んでいる。

また、各ケージ１３に関連付けられたらせんバネ３６は、対応するブラシ１５をコレクターの接触板に向かって、半径方向に押しつける。

この目的のために、図４で明瞭に理解できるように、各バネ３６は、一部がラグ３８の周りに取り付けられた複数のターン部３７１によって形成された巻回部３７と、巻回部３７の端部から延びるアーム３９とを含んでいる。

図に示すように、らせんバネ３６は平坦ならせんバネであり、すなわち、ターン部３７１は半径方向において同一平面上に延びている。

この実施の形態では、らせんバネ３６は、２つのブラシ１５のうち一方を半径方向に押し付けるために、２つのブラシ１５間に配置されている。換言すれば、らせんバネ３６は、関連付けられたブラシ１５に半径方向において整列してはいないが、関連付けられたブラシの隣に角度をなして配置されている。

アーム３９は、ブラシ１５の表面のうち、コレクターの板に接触する表面とは反対側の部分４１に対する支持領域４０を有している。この場合、アーム３９の支持領域４０は丸みを帯びた形状を有している。

バネ３６は、巻回部３７の少なくとも２つの隣接するターン部３７１間の摩擦低減手段４２を含んでいる。摩擦低減手段４２は、同じタイプの２つの金属材料間の摩擦を低減するように設計された層または流体を意味する。好ましくは、摩擦低減手段４２は、当該巻回部の全ての隣接するターン部３７１間に配置されている。

摩擦低減手段４２は、バネ３６のターン部３７１の材料の摩擦係数よりも小さい摩擦係数を有する材料によって形成されている。

従って、本発明は、特に跳ね返りの間に起こるバネの圧縮の段階において、ターン部３７１間の摩擦を制限することを可能にする。これは、バネの非圧縮の段階と比較して、圧縮段階の間にブラシによってコレクターに適用される力の変化を低減する効果を有する。

このため、図５に示すように、本発明は、摩擦低減手段を含まないらせんバネの使用と比較して、動作範囲Ｐ、特に４Ｖ〜８Ｖにおいて、スタータの電圧信号の変化を低減することを可能にする（図１参照）。従って、ブラシの摩耗速度を低減させながら、電気的スイッチングを改善する。

このため、当該巻回部３７の隣接するターン部３７１間の摩擦低減手段４２の追加は、ブラシ１５の跳ね返りを低減し、電圧の変化を低減することが可能である、ということが結論付けられることができる。また、動作範囲Ｐにおける電圧の変化を低減するという事実は、当該範囲Ｐよりも大きい動作範囲における電圧の変化を低減することを可能にし、特に、スタータに使われる１０Ｖ近辺の電圧の変化を低減することも可能にする。

一実施の形態によれば、摩擦低減手段４２は、テフロンの層のような、摩擦係数が低減された被覆層である。

あるいは、摩擦低減手段４２は、油、油および水のエマルション、またはグリースなどの潤滑流体である。

別の実施形態によれば、摩擦低減手段４２は、摩擦を低減する製品で含浸された紙である。追加された紙は、巻回部３７の隣接するターン部３７１間に位置付けられている。

巻回部３７のターン部３７１上に載置された、摩擦係数が低減された材料の一部を使用することも可能である。

摩擦低減手段４２は、巻回部３７にのみ設置することができる。あるいは、摩擦低減手段４２は、流体の場合には、バネ３６の全表面、すなわち、巻回部３７およびアーム３９の表面を覆うか、または巻回部３７およびアーム３９の表面に適用されることができる。

また、軸線Ｘに対して軸方向に延びるラグ３８は、この場合、ケージ１３の分岐端部のうち１つを曲げることによって得られる。さらに、側壁２６、２７は、バネ３６のアーム３９および／またはブラシ１５の編組１９の通路用の開口４３を含んでいる。ケージ１３の剛性を高めるために、ケージ１３には、コレクターの側面に設置された開口表面の両側に延びるフィン４５が設けられていてもよい。

当業者は、以下に請求項によって定義される本発明の文脈から逸脱することなく、上述したブラシホルダ１０の構成を変更することができることが理解されるであろう。

このため、特に変形例として、ブラシホルダ１０は、４つ以上のブラシ１５を備え、各ブラシ１５が、例えば、板１２の反対側に位置付けられた別のブラシに関連付けられることができる。

この場合、ブラシホルダ１０は、自動車両スタータの電気モータのブラシホルダである。変形例として、ブラシホルダ１０は、オルタネータまたはオルタネータスタータに属することもできる。

上述した説明は、単に例示的に提供されたものであり、本発明の範囲を限定するものではなく、他の同等のものによる異なる要素への置換によって構成され得ないものからの逸脱を制限するものではない。

Claims (11)

1. 自動車両用スタータのブラシホルダ（１０）のらせんバネ（３６）であって、
   複数のターン部（３７１）を含む巻回部（３７）と、
   前記ブラシホルダ（１０）のブラシの表面に支持されるように設計されたアーム（３９）と、を備え、
   前記らせんバネ（３６）は、前記巻回部（３７）の少なくとも２つの隣接するターン部（３７１）間に摩擦低減手段（４２）を更に備えることを特徴とするバネ。
2. 前記摩擦低減手段（４２）は、前記らせんバネ（３６）の前記巻回部（３７）にのみ設置されていることを特徴とする請求項１に記載のバネ。
3. 前記摩擦低減手段（４２）は、前記巻回部（３７）の隣接する各ターン部（３７１）間に位置付けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のバネ。
4. 前記摩擦低減手段（４２）は、摩擦係数が低減された被覆層であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のバネ。
5. 前記摩擦低減手段（４２）は、テフロンの層であることを特徴とする請求項４に記載のバネ。
6. 前記摩擦低減手段（４２）は、潤滑流体であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のバネ。
7. 前記摩擦低減手段（４２）は、油、油および水のエマルション、またはグリースであることを特徴とする請求項６に記載のバネ。
8. 前記摩擦低減手段（４２）は、摩擦を低減する製品によって含浸された紙であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のばね。
9. 前記摩擦低減手段（４２）は、前記らせんバネ（３６）の前記巻回部（３７）の前記ターン部（３７１）上にオーバーモールドされた部分であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のバネ。
10. 請求項１乃至９のいずれか一項に定義された少なくとも１つのらせんバネ（３６）を備える、自動車両スタータのブラシホルダ（１０）。
11. 請求項１０に定義されたブラシホルダ（１０）を備える、自動車両のスタータ。