Brevet FR2532484A1 — publié le 19840302

Dispositif de balai, notamment pour moteur électrique. L'invention est relative, d'une manière générale, à un dispositif de balai, et plus particulièrement à un dispositif de balai comportant des balais qui comprennent, chacun, une borne et un bras de balai réalisés sozus forme de bandes de métal électriquement conducteur, les balais étant maintenus en position par insertion dans des - trous de bornes prévus sur une plaque latérale d'un carter de moteur, réalise en résine synthétique,dispositif dans lequel les balais sontmaintenus fermement en position en réunissant mécaniquement, en une pièce, la borne et le bras de balai de chaque balai, lesquels sont réali- sés à partir de bandes de métal électriquement conduc- teur en tant que composantsindépendants. Dans un moteur électrique, en général, il est nécessaire de maintenir les balais et le commutateur du moteur dans un état de contact excellent. Les figures 1 à 7 sont des dessins schématiques destinés à aider les explications fournies au sujet de l'art antérieur des dispositifs de balai. Sur les figures 1 à 7, la référence numérique 1 désigne un lras de balai; la référence 2 désigne une embase de bàlai; la référence 3 désigne une borne; la référence 4 désigne une plaque latérale de carter de moteur; la référence 5 désigne un premier organe de support, la référence 6 désigne un second organe de s Yupport; la référence 7 désigne un commutateur; la référence 8 désigne un renfort-; la référence 9 désigne un moyen de support auxiliaire; les références 10 et 10 ' désignent des parties repliées; la référence 11 désigne une partie de renforcement; la référence 12 désigne un trou de borne; la référence 13 désigne une partie découpée et relevée; la référence 14 désigne une partie formant épaulement la référence 15 désigne un siège; la référence 16 désigne une saillie pour un sou- dage par point; les références 17 et 18 désignent, res- pectivement, un point de soudure et un interstice. Un balai, utilisé dans des types classiques de dispositif de balai, tel qu'illustré sur la figure 1, comprend le bras de balai 1, l'embase de balai 2 et la borne 3, lesquels sont tous réalisés à partir d'une bande mince de métal électriquement conducteur et forment une seule pièce, et le balai est supporté en trois points sur l'embase de balai 2 par les premiers moyens de support et 5, et le second moyen de support 6 prévus sur la plaque latérale 4 de carter de moteur, réalisée en résine synthétique Le bras de balai 1 est agencé pour établir un contact élastique avec le commutateur 7, comme montré sur la figure 2 Bien que cela ne soit pas illustré sur cette figure, la borne 3 passe à travers la plaque latérale 4 de carter de moteur et sort pour permettre d'établir une connexion externe. Comme mentionné précédemment, il est essentiel -pour le dispositif de balai de maintenir le bras de balai 1 en bon contact avec le commutateur 7 à tout moment. Lors de la conception d'un moteur, par conséquent, on doit considérer comment les balais peuvent être soutenus fermement endes endroits prédéterminés sans relâchement, ou comment les vibrations dues à la rotation du commuta- teur peuvent être empêchées, ou comment la force de pous- sée appliquée sur le commutateur 7 peut être choisie à un niveau convenable En particulier, dans un petit moteur o des améliorations prononcées ont été récemment effectuées pour assurer la rondeur du commutateur, les balais ont été construits, d'une manière accrue, à par- tir de bandes minces élastiques de métal électriquement conducteur pour améliorer les propriétés de contact de ces balais, afin d'assurer un contact positif avec des rainures non souhaitées sur le commutateur tout en ré- duisant au minimum la force de poussée du bras de balai 1 sur le commutateur 7 Plus les balais sont minces, et plus la résistance de chaque partie de balai diminue, Il peut en résulter un support instable du balai, ou des vibrations non souhaitées duesà la rotation du commuta- teur 7 jes vibrations non souhaitées sont provoquées par une force de traction ou de poussée exercée suivant la direction représentée par les flèches sur la figure 2, par la résistance de frottement entre le bras de balai 1 et le commutateur tournant 7 Ainsi, lorsque le commu- tateur 7 tourne dans le sens des aiguilles d'une montre, le bras de balai 1 est tiré vers le bas, provoquant un gauchissement de l'embase de balai 2 suivant une forme représentée par des tirets sur la figure 2 contraire des aiguilles d'une montre). Lorsque le gauchissement ou la déformation de l'embase de balai 2 dépasse une limite déterminée, le bras de balai 1 retourne rapidement à son état initial, sous l'effet de la force de rappel exercée par l'embase déformée Ainsi, pendant la rotation du commutateur 7, le bras de balai 1 subit de manière répétée le gauchissement décrit ci-dessus et le retour à la position initiale, il en résulte des mouvements verticaux, c'est-à-dire des vibrations non souhaitées. Pour surmonter ce problème, diverses améliorations ont été apportées au dispositif de balai La présente Demanderesse a ainsi déjà proposé un certain nombre dlamélio- rations pour le& dispositif de balai Par exemple, la De- manderesse a proposé une amélioration selon laquelle un renfort 8 est prévu en repoussant le métal au niveau de la partie pliée du bras de balai 1 et de l'embase de balai 2, et un moyen de support auxiliaire 9 est prévu pour supporter le renfort 8, comme illustré sur la figure 3, afin d'empêcher les vibrations du bras de balai 1 sui- vant la direction représentée par les flèches sur la figure 2 Parailleurs, d'autres améliorations ont été également proposées, comme montré sur les figures 4 et 5. Selon l'amélioration représentée sur la figure 4, des parties pliées 10 et 10 ' et une partie de renforcement 11 sont prévues sur le balainon seulement pour renforcer la borne 3, mais également pour renforcer la rigidité de l'ensemble du balai en réalisant la partie pliée 10 d'une se. ule pièce avec le bras de balai 1 et en prévoyant une partie de renforcement 11 au niveau de la partie du bras de balai 1 et de la borne 3. La figure 5 montre l'état dans lequel le balai renforcé de la manière décrite ci-dessus est maintenu fermement en position avec un moyen de support prévu. sur la plaque latérale 4 du carter de moteur Dans le moyen de support représenté sur la figure 5, la partie 14 formant épaulement est prévue sur la paroi interne du trou 12 de borne, et est amenée à venir en contact avec le bout de la partie 13 découpée et relevée formée en découpant et en relevant une région de la borne 3, comme représenté sur la figure 4, pour empêcher le balai de tomber De plus, le bord latéral situé au pied du bras de balai 1 est supporté par le siège 15 pour empêcher un relâchement et une torsion du bras de balai 1 (publica- tion-du brevet japonais non examiné N O 71 253-82). Dans ce qui précède, les types classiques de dis- positif de balai proposés par la présente D emanderesse ont été décrits en se référant aux figures 1 à 5 Dans tous les types de dispositifs de balai classiques,les balais sont réalisés en une seule pièce en utilisant du bronze au phosphore, du cuivre au béryllium ou tout autre matière ayant une bonne conductivité électrique et une élasticité élevée Le bronze au phosphore ou le cuivre au béryllium telsqu'utiliss dans un dispositif de balai, sont appropriés en tant que matériau pour bras de balai exigeant de l'élasticité, mais ne sont pas sou- haitables comme matière pour les bornes en raison de leur fragilité ou de leur difficulté de soudage D'une manière générale, les bornes devraient être réalisées dé préférence en cuivre, en laiton ou tout autre matière conductrice de l'électricité-qui est facile à souder et qui est suffisamment souple pour supporter des ployages répétés Tenant compte de ce fait, on a conçu des bornes 3 et des bras de balai 1 réalisés en matières différentesadaptées aux destinations respectives de ces éléments, et reliés ensemble pour former une pièce, soit (i) par assemblage par rivets, soit (ii) par soudage par points. Le-procédé d'assemblage (i), toutefois, n'est pas souhaitable en raison du nombre accru de pièces et d'é- tapes de fabrication, tandis que la méthode d'assemblage (ii) comporte la difficulté du soudage par pointsdu bronze au phosphore ou du cuivre au béryllium avec du cuivre ou du laiton Afin de parvenir au soudage par pointsde ces métaux, des saillies 16 pour le soudage par pointsont été prévues sur la borne 3, comme représen- té sur la figure 6. La figure 7 montre l'état dans lequel le balai ainsi soudé par pointsest monté sur un moyen de support du balai. Sur la figure 7, la référence 17 désigne les parties soudées par pointsentre le bras de balai 1 et la borne 3, accompagnant un interstice 18 dans la zone d'as- semblage On trouve également cet interstice dans le cas de la méthode d'assemblage mentionnés précédemment. Un premier objet de l'invention est de fournir un dispositif de balai dans lequel les bras de balai et les bornes sont réalisés sréparément en utilisant des matières différentes appropriées à la destination de cha- cun de ces éléments. Un second objet de l'invention est de -fournir un dispositif de balai dans lequel une bande métallique à élasticité élevée, relativement mince et conductrice de l'électricité (par exemple en cuivre au béryllium), est utilisée comme matière appropriée pour les embases de balai et les bandes formant balai. Un troisième objet de l'invention est de fournir un dispositif de balai dans lequel une bande métallique relativement épaisse, conductrice de l'électricité (par exemple en laiton), qui est facile à souder et qui est suffisamment flexible pour supporter des ployages ou des flexions répétés est utilisée comme matériau approprié pour les bandes formant bornes, y compris les éléments d'assemblage de celle-ci. Un quatrième objet de l'invention est de fournir un dispositif de balai dans lequel le bras de balai et la borne sont assemblés mécaniquement par des moyens simples et rationnels pour maintenir fermement le bras de balai en position. Un cinquième objet de l'invention est de fournir un dispositif de balai dans lequel les moyens d'assem- blage comprennent une partie d'assemblage consistant en de petits éléments d'assemblage et en un grand élément d'assemblage, ces éléments étant réalisés en une seule pièce avec la bande formant borne, la partie d'assemblage étant pliée et fixée de manière à s'enrouler autour d'une extrémité du balai pour réunir la bande formant borne avec la bande formant balai en une pièce. Un sixième objet cdû l'invention est de fournir un dispositif de balai dans lequel la partie d'assemblage comporte une zone en saillie ou emboutie, ou découpée pour assurer un assemblage serré. Un septième objet rde l'invention est de fournir un dispositif de balai dans lequel une pluralité (quatre pièces) de petits éléments d'assemblage prévus des deux côtés de la bande formant borne sont réalisés en une seule pièce avec cette bande, sont pliés et fixés de manière à s'enrouler autour d'une extrémité de la bande formant balai pour réunir en une pièce la bande formant balai et la bande formant borne. Un huitième objet de l'invention est de fournir un dispositif de balai dans lequel la partie de l'embase de balai destinée à être assemblée, et la bande formant borne sont fixées ou soudées par pointsde manière à assu- rer un assemblage serré. -Un neuvième objet de l'invention est de fournir un dispositif de balai dans lequel la partie destinée à être assemblée est insérée dans un trou de borne prévu sur un moyen de support de borne de manière à être main- tenue en position sur une plaque latérale du carter de moteur. Un dixième objet de l'invention est de fournir un dispositif de balai dans lequel le moyen de support de la borne sur la plaque latérale du carter de moteur comporte un trou de borne ayant une forme correspondant à celle de la partie pliée et assemblée du balai, le trou de borne étant réalisé avec des dimensions légère- ment plus petites que celles de la partie assemblée du balai pour permettre au balai d'être monté par pression positivement sur la plaque latérale du carter de moteur sans qu'il soit nécessaire d'avoir-recours à un moyen d'engagement spécial. Selon l'invention, un dispositif de balai du genre défini précédemment, est-caractérisé en ce que ladite borne comporte une bande formant borne et en ce que ledit bras de balai comporte une embase de balai et une bande formant balai, et en ce que des éléments d'assemblage formant partie intégrante de ladite bande formant borne sont pliés et rabattus de manière-à s'en -rouler autour d'une extrémité de ladite bande formant balai pour réunir en une pièce lesdites bandes formant borne et balai, la partie assemblée desdites bandes formant borne et balai étant insérée dans un trou de borne pour être maintenue en position sur ladite plaque latérale du carter de moteur. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit donnée avec référence aux dessins. annexés. Les figures 1 à 7 de ces dessins sont des schémas illustrant les types classiques de dispositifs de balai, tels qu'ils ont été décrits précédemment. La figure 8 A est un schéma illustrant un exemple de dispositif de balai assemblé conformément à l'invention. La figure 8 B est une vue de côté de l'exemple montré sur la figure 8 A. La figure 8 C est une coupe transversale partielle suivant la ligne A-A, figure 8 A. La figure 9 est une vue en perspective de l'exem- ple de réalisation de la figure 8 A. La figure 10 est un schéma pour aider à expliquer l'état dans lequel le dispositif de balai conforme à l'in- venti Qn est maintenu en position. La figure li A est un schéma pour faciliter les explications relatives à un autre exemple de dispositif de balai assemblé conformément à l'invention. La figure ll B est une vue de côté de l'exemple représenté sur la figure ll A. La figure 12, enfin, est une vue en perspective de l'exemple de la figure 11 A. Sur les figures 8 à 12, les références numériques 2, 4 et 12 correspondent aux références semblables sur les figures 1 à 7 La référence 19 désigne une bande formant balai; 19 ' désigne une bande formant balai avant ployage; désigne une bande formant borne; 21 désigne un grand élément d'assemblage; 22 désigne un petit élément d'as- semblage,23 désigne une partie en saillie ou emboutie,et 24 désigne un moyen de support, respectivement. En ce qui concerne les matériaux employés pour les balais selon l'invention, on utilise, pour 1 embase 2 de balai et la bande 19 formant balai, une bande métal- lique à élasticité élevée, relativement mince et conduc- trice de l'électricité (par exemple -en cuivre au béryl- lium et ayant une épaisseur de 0,07 mm); et on utilise, pour la bande 20 formant borne, y compris les moyens d'as- semblage, comme représenté sur la figure 8, une bande métallique relativement épaisse et conductrice de l'élec- tricité (par exemple une bande en laiton ayant une épais- seur de 0,3 mm), qui est facile à souder et suffisamment flexible pour supporter des ployages répétés L'embase de balai 2 de la bande 19 formant balai, réalisée par estampage ou analogue,est placée sur la partie d'assemblage de la bande 20 formant borne,réalisée par estampage ou analogue, suivant une direction prédéterminée, comme représenté sur la figure 8 A, et le grand élément d'assemblage 21 et les deux pièces des petits éléments d'assemblage 22 de la bande-21 formant borne sont pliés et fixés de manière à s'enrouler autour de l'embase 2 de balai, comme repré- senté sur la figure 8 B,pour réunir en une pièce la bande 19 formant balai et la bande 20 formant borne Pour- assurer un assemblage serré, une partie en saillie 23 peut être prévue sur le grand élément d'assemblage 21, comme montré sur la figure 8 A. La figure 8 C est une vue en coupe transversale de la partie assemblée montrant les détails de la partie en saillie, obtenue notamment par emboutissage ou découpe partielle. La figure 9 est une vue en perspective du balai dans lequel la bande 19 formant balai et la bande 20 formant borne sont assemblées mécaniquement en une pièce grâce au pliage et à la fixation du grand élément d'assem- blage 21 et des petits éléments d'assemblage 22 prévus sur la bande 20 formant borne La référence 19 ' sur les figures 9 et 8 A, désigne l bande 19 formant balai avant ployage, représentée par des lignes en traits mixtes sur ces figures La bande formant balai terminée est représentée par des traits pleins et désignée par la référence 19. La figure 10 montre un exemple d'un moyen de support pour supporter sur la plaque latérale 4 d'un car- ter de moteur le balai conforme à l'invention, la bande 19 formant balai étant pliée suivant un angle prédéter- miné par rapport à la bande 20 formant borne en utilisant la méthode décrite ci-dessus Le moyen de support repré- senté sur la figure est essentiellement le même que le moyen de support des types classiques de dispositif de balai décrits précédemment Ainsi, le moyen de support 24 sur la plaque latérale 4 de carter de moteur comporte le trou ou logement de borne 12 ayant une forme corres- pondant à la partie pliée et assemblée selon l'invention, comme montré sur la figure 10 La hauteur de ce trou de borne 12 est légèrement plus petite que celle de la partie assemblée du balai de l'invention La partie assem- blée du balai présente un certain degré d'élasticité en raison de la fixation des éléments d'assemblage telle que décrite précédemment. En conséquence, lorsque la partie assemblée du balai est engagée sous pression dans le trou de borne 12 qui est légèrement plus petit, un engagement élastique est obtenu par le frottement entre la paroi du trou de borne 12 et la partie assemblée du balai Ceci, combiné avec l'effet de la partie en saillie 23,permet au balai d'être maintenu positivement sur la plaque latérale du carter de moteur sans moyen d'engagement spécial, ce qui empêche les vibrations verticales non souhaitées de la bande 19 formant balai. Dans un autre exemple de balai assemblé confor- mément à l'invention, représenté sur les figures 11 et 12, la bande 19 formant balai est réunie à la bande 20 formant borne à l'aide de quatre petits éléments d'assem- blage 22 Pour assurer un assemblage serré entre la bande 19 formant balai et la bande 20 formant borne, la partie assemblée de l'embase 2 de balai et la bande 20 formant borne peuvent être fixées ou soudées par pointscomme représenté sur les figures 6 ou 7. La description détaillée de cet agencement, qui est essentiellement la même que celle donnée avec référen- ce aux figures 8 et 9, n'a pas été reprise D'unemanière similaire, la description de la méthode pour faire porter le balai par le carter de moteur, qui est la même que celle donnée avec référence à la figure 10,n'est pas reprise. Comme indiqué précédemment, l'invention permet de réaliser le bras de balai et la borne de balai en uti- lisant des matériaux adaptés aux destinations respectives de ces éléments et de réunir mécaniquement le bras de balai et la borne en une pièce Ainsi, le balai peut être supporté de manière stable et un fléchissement en forme d'arc, non souhaité, entre le commutateur et le balai est empêché. REVENDICATIONS 1 Dispositif de balai comportant des balais dont chacun comprend une borne et un bras de balai réalisés en des-bandes d'un métal conducteur de l'électricité et reliés ensemble en une pièce, lesdits balais étant maintenus en position sur une plaque latérale d'un carter de moteur, réalisée en résine synthétique, par insertion dans des trous de borne prévus sur ladite plaque latérale de carter de moteur, caractérisé en ce que ladite borne com- porte une bande ( 20) formant borne et ledit bras de balai comporte une embase ( 2) -de balai et une bande ( 19) formant balai, et en ce que des éléments d'assemblage ( 21, 22), prévus de manière à former-partie intégrante de ladite bande formant borne, sont pliés et rabattus de manière à s'enrouler autour d'une extrémité de ladite bande formant balai pour réunir en une pièce lesdites bandes formant borne et formant balai, la partie assemblée desdites bandes formant borne et formant balai étant insérée dans ledit trou de borne ( 12) pour être maintenue en position sur ladite plaque latérale ( 4) de carter de moteur. 2 Dispositif de balai selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite bande ( 20) formant-borne, comportant lesdits éléments d'assemblage, est réalisée en une bande métallique relativement épaisse, conductrice de l'électricité, qui est facile à souder et qui est suffisamment flexible pour supporter le ployage. 3 Dispositif de balai selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite embase ( 2) de balai et ladite bande ( 19) formant balai du bras de balai sont réalisées en une bande métallique à élasticité élevée, relativement mince et conductrice de l'électricité. 4 Dispositif-de balai selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments d'assemblage ( 21, 22) pour assembler ladite borne et ledit bras formant balai consistent en de petits éléments d'assemblage ( 22) et en un grand élément d'assemblage ( 21), ces éléments d'assemblage étant prévus de ma- nière à faire partie intégrante de ladite bande formant borne, lesdits petits et grand éléments d'assemblage étant pliés et rabattus de manière à s'enrouler autour du bras de balai pour réunir en une pièce lesdites bandes formant borne et formant balai. Dispositif de balai selon la revendication 4, caractérisé en ce qu' une partie en saillie ( 23) est prévue à un endroit prédéterminé du grand élément d'assemblage ( 21). 6 Dispositif de balai selon la revendication 1, caractérisé en ce que les petits éléments d'assemblage ( 22) sont réalisés de manière à faire partie intégrante de ladite bande ( 20) formantborne et sont prévus selon un nombre prédéterminé des deux côtés de ladite bande formant borne, lesdits petits éléments d'assemblage ( 221 étant pliés et rabattus de manière à s'enrouler autour d'une extrémité de ladite bande ( 19) formant balai pour réunir en une pièce lesdites bandes formant borne et formant balai 7 Dispositif de balai selon la revendication 1, caractérisé en ce que les parties assemblées de la bande ( 20) formant borne et de l'embase ( 2) de balai sont fixées l'une à l'autre. 8 Dispositif de balai selon la revendication 1, caractérisé en ce que les parties assemblées de ladite bande ( 20) formant borne et de ladite embase ( 2) de balai sont soudées par points. 9 Dispositif de balai selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de support ( 24) de-ladite bande formant borne sur ladite plaque latérale ( 4) du carter de moteur, ce moyen de support comprenant un trou de borne ( 12) d'une forme correspon- -dant à celle de la partie pliée et assemblée dudit balai, la hauteur dudit trou de borne ( 12) étant légère- ment plus petite que celle de la partie assemblée dudit balai.