Brevet FR2595168A1 — publié le 19870904

Machine tournante miniature avec porte-balais. L'invention concerne de façon générale une machine tournante miniature avec porte-balais, et plus particulièrement une machine tournante miniature avec porte-balais comprenant deux jeux de bras porte-balais à l'une des extrémités desquels sont montés des balais, et des oeillets pour bras de balais, destinés à coopérer à rotation avec des guides de bras, à l'autre extrémité desquels est appliquée la tension d'alimentation de manière à assurer un contact électrique stable entre les oeillets des bras de balais et les guides de bras. Le type habituel de porte-balais utilisé dans les machines tournantes miniatures à champs magnétique permanent du type à grande puissance, tel qu'un moteur miniature, a habituellement une construction telle que des balais et un ressort sont incorporés dans un support de balais cylindrique, pour pousser les balais en utilisant l'élasticité du ressort. Mais l'inconvénient du porte-balais de cette construction est que la force de poussée des balais a tendance à se modifier avec l'usure des balais, ce qui provoque une force de poussée instable. En outre, le type classique de porte-balais tend à être de construction compliquée. Un autre type classique de porte-balais a une construction telle que les balais sont montés sur des bras de balais réalisés en un matériau élastique, et des bras de balai auxiliaires sont prévus pour renforcer la force de poussée insuffisante des balais dans le type classique de porte- balais susmentionné. Les inconvénients du porte-balais de cette construction consistent également dans le fait que la force de poussée des balais tend à être instable en raison de l'usure des balais, que sa construction est compliquée et que les balais ne peuvent pas être facilement remplacés. Pour résoudre ces problèmes, la Demanderesse a déposé antérieurement la demande de modèle d'utilité No 120850/1984 au Japon portant sur une machine tournante miniature à porte-balais qui va maintenant être décrite en se référant aux figures 2 à 6. A la figure 2 qui est une vue en perspective de la machine tournante miniature selon la demande susmentionnée et à la figure 3 qui en montre une coupe longitudinale, un logement 2 et un couvercle de bottier ou carter 3 sont montés de façon fixe aux deux extrémités d'un bottier ou carter de moteur cylindrique 1 par des vis de fixation 4. Des trous allongés (non montrés) destinés aux vis de fixation 4 sont prévus sur le logement 2-de manière que l'on puisse modifier la position de montage du couvercle 3 du bottier sur le bottier 1 du moteur pour positionner les balais dans leur position de commutation optimale selon le sens de rotation du moteur, ainsi que cela sera décrit plus loin. Les trous allongés fonctionnent en tant que trous de ventilation et de refroidissement, en conjonction avec des trous de ventilation (non montrés). Les parties centrales du logement et du couvercle 3 du bottier supportent de façon pivotante un arbre 9 d'un rotor 8 au moyen de paliers 7. Un collecteur 10 est monté de façon fixe sur l'arbre 9, du côté du couvercle 3 du bottier. Plusieurs fentes de ventilation 11 destinées à la dissipation de la chaleur engendrée par le rotor 8, etc., sont prévues à des intervalles appropriés sur le couvercle 3 du bottier, au-dessus du collecteur 10. Une partie substantielle du fond du couvercle 3 du bottier est découpée, à l'exception d'une partie de pourtour 3a sur laquelle est installé le porte-balais 12 qui sera décrit plus loin. Sur la partie découpée du fond du couvercle 3 du bottier, c'est-à-dire sur la surfaceinterne du couvercle 3 du bottier est monté le porte-balais 12. Deux aimants 13 sont montés dans la partie centrale du bottier 1 du moteur. Les aimants 13 sont représentés dans les positions supérieure et inférieure à la figure 3, après rotation de 90 par rapport aux positions de montage réelles, pour des raisons de clarté. Il est inutile de dire que ces aimants 13 ne gênent pas les vis 4 dans l'état effectivement assemblé. On va maintenant décrire le porte-balais 12. Comme il ressort des figures 3, 4 (vue par l'avant), 5 (vue en élévation latérale de droite), 6(A) (vue en coupe à plus grande échelle du bras de balai) et 6(B) (vue à plus grande échelle d'un autre mode de réalisation du bras de balai), deux guides de bras 14 sont montés de façon fixe sur la partie de pourtour 3a du couvercle 3 du bottier. Le couvercle 3 du bottier susmentionné est réalisé en une matière isolante telle qu'une résine synthétique et est monté de façon fixe par l'intermédiaire de 2 5 9 5 168 rondelles 15 sur les guides de bras 14, réalisés en un matériau métallique, par encochage ou autres méthodes. Une base de support de montant 16a prévue à une extrémité du bras de balai 16, qui présente la forme d'une colonne avec un diamètre égal au diamètre du montant du guide de bras 14, coopère-avec chaque guide de bras 14. Une borne de connexion en forme de plaque 17, qui est reliée électriquement à la face d'extrémité 16b du bras de balai 16, coopère également avec chaque guide de bras 14. La borne de connexion 17 est fixée à chaque guide de bras 14 par une plaque de fixation 18 réalisée en un matériau isolant, au moyen d'une vis 19. Pour renforcer le bras de balai 16, une nervure 16c est prévue sur la base 16a de support du montant du bras de balai 16, et une section coudée 16d est formée sur la surface latérale longitudinale du bras de balai 16. Pour assurer un bon contact électrique entre le guide de bras 14 et le bras de balai 16, on peut former par exemple un ensemble de nervures 16e sur la surface interne du bras de balai 16 de manière à amener le bras de balai 16 en contact étroit avec la surface extérieure du guide de bras 14, comme montré à la figure 6(B). Un balai 20 est monté au bout du bras de balai 16, et un réceptacle à ressort 21 réalisé en un matériau isolant est prévu dans la partie centrale du bras de balai 16. Comme montré à la figure 4, chaque extrémité d'un ressort métallique 22, qui est conformé en arc pour obtenir son élasticité, est engagée dans chacun des réceptacles à ressort 21 prévus sur les deux bras de balai 16. Lorsqu'on considère l'action mécanique du ressort à lame métallique 22 de cette construction, chaque bras de balai 16 est poussé en direction latérale par l'élasticité du ressort à lame métallique 22, et de ce fait une force de poussée est appliquée au balai 20 par le couple de rotation engendré autour de la base 16a de support de montant du bras de balai 16 coopérant avec chaque guide de bras 14. Le déplacement du bras de balai 16 provoqué par le ressort à lame métallique 22, lorsque le balai est usé, est alors considérablement plus faible que le déplacement du bout du bras de balai 16 du à l'usure du balai 20. En conséquence, l'élasticité du ressort à lame métallique 22, même après usure des balais, est presque égale à son élasticité avant usure du balai 20, et le couple de rotation susmentionné autour de la base 16a de support du montant du bras de balai 16 peut être considéré comme virtuellement le mtme. Ceci signifie que la force de poussée exercée par le balai sur le collecteur 10 est toujours constante, indépendamment de l'usure du balai 20. Lorsqu'on considère les performances électriques du ressort à lame métallique 22, les bras de balais sont doublement isolés en deux emplacements par les réceptacles à ressort 21, réalisés en un matériau isolant et prévus sur les bras de balai 16. En conséquence, si l'un ou l'autre des bras de balais 16 établit un contact électrique avec le ressort à lame métallique 22 par erreur, l'isolation est maintenue par l'un ou l'autre des réceptacles à ressort 21, et il n'y a pas de court-circuit entre les deux bras de balai 16. Lorsqu'on remplace les balais 20, les deux extrémités du ressort à lame métallique de forme arquée 22 sont dégagées des réceptacles à ressort 21. Ensuite, le bras de balai 16 peut être facilement retiré en desserrant chaque vis de fixation 19 qui fixe le bras de balai 16 et la borné de connexion 17, et en faisant glisser le bras de balai 16 latéralement à partir du guide de bras 14, de la gauche vers la droite A la figure 3. Ainsi, le balai 20 peut être facilement remplacé par un nouveau en remplacant ce balai 20 sur le bras de balai 16 qui a été retiré par un nouveau, ou en installant une unité préassemblée de balai/bras de balai dans l'ordre inverse. Comme le porte-balais 12 décrit ci-dessus est installé sur le côté de la surface interne inférieure du couvercle 3 du bottier, le balai 20 tourne avec le couvercle 3 du bottier lorsqu'on fait tourner le bottier 3. Donc, les positions relatives des balais 20 par rapport à l'aimant 13 monté dans le logement 2 peuvent être ajustées en déplaçant la position de fixation du couvercle 3 du bottier, par déplacement des emplacements des vis de fixation 4 le long des trous allongés du logement 2. Ainsi, les balais 20 peuvent être facilement déplacés vers les positions de commutation optimales en fonction du sens de rotation du moteur. Pour améliorer la connexion électrique entre le bras de balai et le guide de bras, la Demanderesse a déposé au Japon une autre demande de modèle d'utilité No 176146/1984 (appelée ci-après seconde demande). On va décrire dans ce qui suit la seconde demande en se référant à la figure 7 qui est une vue en coupe à plus grande échelle de la partie dans laquelle le bras de balai est monté de façon fixe sur le guide de bras dans une machine tournante miniature utilisant le porte-balais de la seconde demande. La machine tournante miniature à porte-balais de la seconde demande est essentiellement de même construction que celle de la première demande décrite précédemment en se référant aux figures 2 à 6, sauf qu'il est prévu une saillie de forme annulaire 14a sur la surface latérale du guide de bras 14, comme montré à la figure 7. Dans la machine tournante miniature comprenant le porte-balais mettant en oeuvre les première et seconde demandes susmentionnées, le rayon de la partie d'oeillet du bras de balai dans laquelle le bras de balai vient en contact avec le guide de bras est légèrement plus important en raison de la nécessité de rendre le bras de balai rotatif par rapport au guide de bras. Ceci conduit inévitablement à un certain jeu entre le bras de balai et le guide de bras. Les première et seconde demandes susmentionnées posent donc le problème indésirable d'un jeu qui détériore la connexion électrique entre le bras de balai et le guide de bras. L'invention vise à surmonter ces problèmes. Un premier but de l'invention est de proposer une machine tournante miniature à porte-balais comprenant deux guide de bras, auxquels est appliquée la tension d'alimentation, montés sur la surface interne du couvercle de bottier du moteur; des bras de balai munis de balais à une de leurs extrémités, d'oeillets de bras de balai destinés à coopérer par rotation avec les guides de bras à leur autre extrémité, et de réceptacles à ressort, réalisés en un matériau isolant, à leur partie centrale; et ayant une construction telle que les deux extrémités d'un ressort à lame de forme arquée sont engagées dans les réceptacles à ressort pour exercer une force de poussée sur les balais, due à l'élasticité du ressort à lame; les oeillets de bras de balai venant en contact avec les guide de bras selon un angle prédéterminé; les oeillets des bras de balai comprenant des parties façonnées dont la section transversale comprend deux lignes tangentes s'intersectant mutuellement et établissant le contact avec la section transversale circulaire des guides de bras pour établir un contact à deux points entre les parties façonnées des oeillets des bras de balai et les guides de bras pour assurer un contact électrique entre les guides de bras et les oeillets des bras de balai. Un second but de l'invention est de proposer une machine tournante miniature à porte-balais dans laquelle les oeillets des bras de balais comprennent deux surfaces pour établir un contact avec les guides de bras. Un troisième but de l'invention est de proposer une machine tournante miniature à porte-balais dans laquelle st prévue une saillie de forme annulaire sur la surface circonférentielle extérieure du guide de bras pour améliorer encore plus le contact électrique entre le guide de bras et l'oeillet de bras de balai. Un quatrième but de l'invention est de proposer une machine tournante miniature à porte-balais dans laquelle sont constituées des nervures sur l'oeillet de bras de balai pour améliorer encore plus le contact électrique entre l'oeillet de bras de balai et le guide de bras. L'invention va maintenant être décrite de facon détaillée, à titre illustratif non limitatif, en se référant aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue schématique permettant d'expliquer un mode de réalisation du porte-balais de l'invention, la figure 2 est une vue en perspective de la machine tournante miniature sur laquelle la présente invention est basée, la figure 3 est une vue en coupe longitudinale de la machine tournante miniature montrée à la figure 2, la figure 4 est une vue frontale du porte-balais utilisé dans la machine tournante miniature montrée aux figures 2 et 3, la figure 5 est une vue en élévation latérale du porte-balais montré à la figure 4, les figures 6(A), (B) et 7 sont des vues en coupe à plus grande échelle de la partie dans laquelle le bras de balai et le guide de bras qui sont montrés aux figures 4 et 5 sont montés fixement l'un sur l'autre, et : les figures 8(A) et (B) sont des vues en coupe à plus grande échelle selon les lignes C-C et B-B de la figure 7, dans le cas o on a adopté la forme montrée à la figure 1. La figure 1 est un schéma facilitant l'explication d'un mode de réalisation du porte-balais de l'invention, montrant une vue en coupe dans une position correspondant à la ligne A-A de la figure 5. Sur les figures, les références numériques 10, 14, 16, 20, 21 et 22 correspondent aux mêmes parties que celles qui sont montrées aux figures 2 à 7. La référence 23 se réfère à un oeillet de bras de balai; et la référence 24 à une surface de contact de l'oeillet de bras de balai 23, respectivement. L'invention a essentiellement la même construction que celle des exemples de la machine tournante miniature à porte-balais sur laquelle l'invention est basée, et qui a été décrite en se référant aux figures 2 à 7. En d'autres termes, le porte-balais utilisé dans la machine tourhante miniature selon l'invention peut être considéré comme semblable aux exemples montrés aux figures 6(A), 6(B) et 7. A la figure 1, le porte-balais selon l'invention comprend deux surfaces de contact 24 disposées selon un angle prédéterminé (montré par la flèchet contact 24 et 24 doit naturellement être aussi limité que possible. Prenant en considération les facteurs structurels, l'angle c peut être de préférence de l'ordre de 30 . Le mode de réalisation montré à la figure 1 a été décrit dans ce qui précède. Mais l'invention n'est pas nécessairement limitée à ce mode de réalisation. L'oeillet de bras de balai 23 montré à la figure 1 peut être utilisé pour les modes de réalisation décrits au début de cette description en se référant aux figures 6(A) et 6(B). Bien que le mode de réalisation montré à la figure 1 présente des surfaces de contact planes 24 et 24 sur l'oeillet de bras de balai 23, on peut obtenir le même effet en conformant l'oeillet de bras de balai 23 selon une forme annulaire et en déplaçant l'axe de l'oeillet de bras de balai de forme annulaire 23 en l'éloignant du centre du guide de bras 14 pour former un contact à deux points (non montré) avec l'oeillet de bras de balai 23. Comme indiqué ci-dessus, l'invention permet d'assurer un contact électrique de bonne qualité et stable entre les bras de balais et les guides de bras et d'éviter les petites vibrations des bras de balais provoquées par la rotation du collecteur, ce qui stabilise la puissance appliquée au collecteur par les guides de bras et les bras de balais. En conséquence, l'invention permet d'augmenter le courant d'alimentation, ce qui permet d'obtenir une machine tournante miniature de performances stables et de rendement élevé. Du fait qu'elle est capable d'éviter les petites vibrations des balais, l'invention permet d'augmenter la durée de vie du collecteur et des balais, ce qui contribue beaucoup à augmenter la durée de service de la machine tournante miniature. REVENDICATIONS 1. Machine tournante miniature avec porte-balais comprenant deux guides de bras (14) auxquels est appliquée la tension d'alimentation, prévus sur la surface interne d'un carter (1) d'un moteur; des bras de balais (16) supportant des balais (20) à leur bout, des oeillets (23) de bras de balai destinés à coopérer par rotation avec lesdits guides de bras (14) à leur autre extrémité, et des bras de balais (16) comprenant des réceptacles à ressort (21), réalisés en un matériau isolant, dans leur partie centrale; caractérisée en ce que les deux extrémités d'un ressort à lame (22) de forme arquée sont engagées dans lesdits réceptacles à ressort (21) pour transmettre une force de poussée auxdits balais (20) grâce à l'élasticité dudit ressort à lame; lesdits oeillets (23) de bras de balais étant adaptés à venir en contact avec lesdits guides de bras (14) selon une position angulaire prédéterminée; lesdits oeillets (23) de bras de balais comprenant des parties façonnées (24) dont la section transversale comprend deux lignes tangentes s'intersectant mutuellement et établissant un contact avec la section transversale circulaire desdits guides de bras de manière qu'un contact à deux points (24, 24) soit établi en section transversale entre lesdites parties façonnées et lesdits guides de bras pour assurer un contact électrique entre lesdites parties façonnées et lesdits guides de bras. 2. Machine tournante miniature à porte-balais selon la revendication 1, caractérisée en ce que chacun desdits oeillets de bras de balai comprend deux surfaces (24, 24) établissant un contact avec lesdits guides de bras (14). 3. Machine tournante miniature à porte-balais selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'une saillie de forme annulaire est prévue sur la surface circonférentielle externe de chacun desdits guides de bras pour améliorer encore plus le contact électrique entre les guides de bras et les oeillets de bras de balai. 4. Machine tournante miniature à porte-balais selon la revendication 1, caractérisée en ce que plusieurs nervures (16e) sont prévues sur chacun desdits oeillets de bras de balai pour améliorer encore plus le contact électrique entre les guides de bras et les oeillets de bras de balai.