Brevet FR2677414A1 — publié le 19921211

d 2677414 Moteur équipé d'un mécanisme réducteur à vis La présente invention concerne un moteur équipé d'un mécanisme réducteur à vis, et elle concerne plus particulièrement des améliorations dans la structure d'un palier de poussée, par exemple dans le palier de poussée d'un moteur équipé d'un mécanisme réducteur à vis pour entraîner un dispositif d'essuie- glace monté sur un véhicule à moteur. De façon générale, dans un dispositif d'essuie-glace pour balayer les vitres d'un véhicule à moteur et l'analogue, il est nécessaire de réduire de façon satisfaisante la vitesse de rotation d'un moteur et, en conséquence, on utilise un mécanisme réducteur à vis dans le dispositif d'entraînement de l'essuie- glace Le moteur équipé d'un tel réducteur à vis est conçu de telle sorte que l'extrémité avant de l'arbre tournant du moteur est équipée d'une vis, tandis qu'une roue tangente engrène avec cette vis; de ce fait, la vitesse de rotation de l'arbre du moteur est réduite par la vis et cette rotation réduite est transmise à l'arbre de l'essuie-glace. Lorsque le moteur équipé du mécanisme réducteur à vis dans cette disposition est raccordé au dispositif d'essuie-glace, il s'exerce dans la direction axiale une force de poussée sur l'arbre du moteur au moment de l'inversion du mouvement du balai d'essuie-glace En conséquence, dans le moteur conventionnel équipé du réducteur à vis, on a généralement adopté une disposition dans laquelle des paliers de poussée sont prévus au niveau des portions terminales dans la direction axiale de l'arbre de rotation du moteur. En ce qui concerne les paliers de poussée décrits ci-dessus, on en connaît un dans lequel de la résine remplit les cages de palier, comme il est décrit dans la publication de Brevet japonais No 54 67611 par exemple, un autre dans lequel on utilise des plaques à ressort comme décrit dans la publication de Modèle d'Utilité No 56-35534, un autre dans lequel on utilise des éléments d'absorption des vibrations comme il est décrit dans la publication de Modèle d'Utilité No 57-197754, etc. Toutefois, dans le palier de poussée dans lequel la résine remplit les cages de palier, du fait que le réglage de la poussée doit être effectué par le remplissage de la résine, il devient très difficile de contrôler le moulage de la résine En outre, lorsque la résine est usée par la force de poussée, le palier de poussée prend du jeu. En outre, dans le palier de poussée dans lequel on utilise des amortisseurs tels que plaques à ressorts et des éléments d'absorption des vibrations, il est nécessaire de régler à une valeur élevée la valeur initiale du déplacement de l'amortisseur compte tenu des écarts dimensionnels dans la direction de la poussée des diverses parties Il en résulte que les précontrain- tes dues aux amortisseurs tels que les plaques à ressorts, les éléments d'absorption des vibrations, etc sont accrues, d'o il résulte que la perte du moteur est accrue au stade initial. Autrement dit, pour réduire effectivement la force de poussée élevée agissant dans la direction axiale de l'arbre du moteur au moment de l'inversion du mouvement du balai d'essuie-glace, il devient nécessaire d'utiliser des amortisseurs à forte élastici- té Si on utilise de tels amortisseurs, ceux-ci agissent sur l'arbre du moteur avec des forces élevées, même dans le cas d'un petit déplacement, d'o il résulte que la précontrainte s'exerçant sur l'arbre du moteur devient élevée et que la perte du moteur devient importante. Afin de réduire la précontrainte exercée par les amortisseurs sur l'arbre du moteur, il faut régler à de faibles valeurs la valeur de déplacement des amortisseurs au stade initial Dans ce but, on doit améliorer la précision dimensionnelle des diverses parties du moteur. Un but de la présente invention est de procurer un palier de poussée dans un moteur équipé d'un mécanisme réducteur à vis, rendant faible la perte du moteur à un stade initial et réduisant effectivement la force de poussée dans la direction de la poussée sans exiger particulièrement une amélioration de la précision dimensionnelle des parties. Les paliers de poussée dans un moteur équipé d'un mécanisme réducteur à vis selon la présente invention sont réalisés de telle sorte qu'une vis est prévue dans une portion terminale de l'arbre tournant du moteur, une roue tangente engrène avec la vis et la vitesse de rotation de l'arbre du moteur est réduite, cette rotation étant transmise à la charge, le moteur étant caractérisé en ce que plusieurs éléments élastiques d'élasticité différente sont prévus au niveau des portions terminales, dans la direction axiale, de l'arbre tournant du moteur et que ces éléments élastiques sont disposés de telle sorte que, parmi ces éléments élastiques, au moins l'un ayant une plus faible élasticité est adapté pour agir sur l'arbre tournant lorsqu'il n'y a pas de charge, qu'une force de poussée de l'arbre tournant agit sur l'élément élastique de plus faible élasticité sous charge et qu'ensuite elle agit également sur l'élément élastique d'élasticité plus élevée. Compte tenu des moyens décrits ci-dessus, l'élément élastique de plus faible élasticité agit sur l'arbre tournant en précon- trainte de telle sorte que la valeur de déplacement de l'élément élastique peut être réglée à une valeur relativement élevée, ce qui n'exige ainsi pas de précision dimensionnelle élevée des parties En outre, seule la force élastique de l'élément élastique de plus faible élasticité agit lorsque la force de poussée de l'arbre tournant est faible, empêchant ainsi l'augmentation de la perte du moteur. Ensuite, lorsque la force de poussée en provenance de l'arbre tournant augmente, la force élastique de l'élément élastique d'élasticité plus élevée agit également sur l'arbre tournant de sorte que l'on peut réduire de façon satisfaisante même une force de poussée élevée. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée, donnée ci-après à titre d'exemple seulement, de réalisations préférées, en liaison avec le dessin joint, sur lequel des repères identiques désignent des parties identiques ou similaires sur toutes les figures, et sur lequel: la figure 1 est une vue en coupe partielle à grande échelle montrant le palier de poussée du moteur avec le mécanisme à vis; la figure 2 est une vue en perspective à grande échelle montrant l'ensemble amortisseur utilisé dans ce palier; la figure 3 est une vue en coupe latérale montrant le moteur avec le mécanisme réducteur à vis; la figure 4 est une courbe caractéristique montrant la relation entre la valeur du déplacement de l'amortisseur et la force de celui-ci; et la figure 5 est une vue en coupe partielle à grande échelle montrant le palier de poussée du moteur équipé du mécanisme réducteur à vis dans une autre réalisation de la présente invention. La figure 1 est une vue en coupe partielle à grande échelle montrant le palier de poussée du moteur équipé du réducteur à vis comme étant une réalisation de la présente invention La figure 2 est une vue en perspective à grande échelle montrant l'ensemble amortisseur utilisé dans ce palier La figure 3 est une vue en coupe latérale montrant le moteur équipé du réducteur à vis, dans lequel on utilise l'ensemble amortisseur La figure 4 est la courbe caractéristique de l'amortisseur montrant la relation entre la valeur de déplacement de l'amortisseur et la précontrainte exercée par lui. Dans cette réalisation, comme on le voit sur la figure 3, les paliers de poussée du moteur équipé du mécanisme réducteur à vis selon la présente invention sont représentés comme étant les paliers de poussée d'un dispositif d'entraînement d'essuie-glace du moteur équipé du réducteur à vis (dénommé "moteur d'essuie- glace") Un arbre tournant 2 du moteur d'essuie-glace 1 est équipé, au niveau d'une portion terminale dans la direction axiale, d'un palier radial 8 et d'un palier radial 9 disposé au niveau d'une portion intermédiaire de l'arbre, l'arbre étant supporté en rotation par ces deux paliers Le moteur d'essuie- glace 1 est équipé d'un boîtier 3, et une portion terminale avant de l'arbre tournant 2 est logée dans un boîtier de réducteur 4 Le boîtier de réducteur 4 est disposé en série avec le boîtier de moteur 3 et y est fixé, et la portion terminale avant de l'arbre tournant 2 est introduite dans le boîtier de réducteur 4 et est supportée sur son côté ouvert par le palier radial 9 disposé au niveau de la portion intermédiaire de l'arbre Une vis 5 est formée sur la portion terminale avant de l'arbre tournant 2 et une roue tangente 6 engrène avec la vis 5. La roue tangente 6 est raccordée, par l'intermédiaire d'un arbre de sortie 7, d'un mécanisme de tiges et l'analogue, (non représenté), à un arbre d'essuie-glace sur lequel est fixé un balai d'essuie-glace. Dans cette réalisation, un premier palier de poussée 10 et un deuxième palier de poussée 20 sont montés au niveau des extrémités opposées de l'arbre tournant 2, le premier palier de poussée 10 étant interposé entre l'arbre tournant 2 et le boîtier de réducteur 4 et le deuxième palier de poussée 20 étant interposé entre l'arbre tournant et le boîtier de moteur 3, d'o il résulte que la force de poussée agissant dans la direction axiale de l'arbre tournant 2 peut être supportée par les deux paliers de poussée 10 et 20. Le deuxième palier de poussée 20 est constitué par un métal antifriction et des billes, qui sont interposées entre la surface terminale de l'arbre tournant et le boîtier de moteur 3. Comme on le voit plus en détail sur les figures 1 et 2, le premier palier de poussée 10 comporte un réceptacle de résine 11 constitué par un disque pratiquement bi-étagé, un premier amortisseur cylindrique 12 et un deuxième amortisseur discoïdal 13 Au centre d'une première surface principale du réceptacle 11 est formée une portion concave 14 sous la forme d'un évidement circulaire coaxial et une courte portion convexe cylindrique 15 se dresse coaxialement sur l'autre surface principale Une portion en forme de bille 2 a au niveau de la portion avant de l'arbre tournant 2 vient en butée sur la portion concave 14 et le premier amortisseur 12 est monté sur la surface périphérique extérieure de la portion convexe 15. Le premier amortisseur 12 est formé en une matière à base de caoutchouc ayant une faible dureté et une faible élasticité Le deuxième amortisseur 13 est formé en une matière à base de caoutchouc ayant une dureté élevée et une élasticité plus élevée que le premier amortisseur 12 Le deuxième amortisseur 13 est inséré dans une portion cylindrique creuse du premier amortis- seur 12, et un espace 16 est formé entre les surfaces opposées de la portion convexe 15 du réceptacle 11 et du deuxième amortisseur 13. Comme on le voit sur la figure 4, au stade pendant lequel le premier palier de poussée 10 est monté sur une portion de montage de palier 17 du boîtier de réducteur 4 à travers cet espace 16 et à un stade pendant lequel la force de poussée exercée par l'arbre tournant 2 est faible (lorsque la valeur de déplacement du premier amortisseur 12 est a), seule la force élastique du premier amortisseur 12 de plus faible élasticité, comme le montre la partie caractéristique Pi, agit sur l'arbre tournant 2. Ensuite, lorsque la force de poussée exercée par l'arbre tournant 2 dépasse une valeur fixée, l'espace 16 disparaît et la valeur du déplacement de l'amortisseur passe de a à b, et les forces élastiques du premier amortisseur 12 et également du deuxième amortisseur 13 d'élasticité plus élevée agissent sur l'arbre tournant 2 à travers l'espace 16 comme le montre la portion caractéristique P 2. Après le montage du premier palier de poussée 10 dans la portion de montage de palier 17 et lorsque l'arbre tournant 2 est monté dans le boîtier de moteur 3 et le boîtier de réducteur 4, la force d'amortissement représentée par la portion caractéristique Pl agit dans la direction de l'arbre tournant 2 en tant que précontrainte Toutefois, on voit que l'inclinaison de cette portion caractéristique représentant la force d'amortissement en fonction de la valeur du déplacement est faible de sorte que la dispersion des valeurs de déplacement lors du montage peut couvrir une large plage, n'exigeant ainsi pas l'amélioration de la précision dimensionnelle du boîtier de moteur 3, du boîtier de réducteur 4, de l'arbre tournant 2, etc Sous la charge normale, seule cette précontrainte du premier amortisseur 12 agit de telle sorte qu'on peut empêcher l'augmentation de la perte du moteur. D'autre part, lorsqu'une force de poussée élevée dans la direction de la poussée agit sur l'arbre tournant au moment de l'inversion du mouvement du balai d'essuie-glace, les forces élastiques du premier amortisseur 12 et du deuxième amortisseur 13 agissent toutes deux sur l'arbre tournant 2, comme le montre la portion caractéristique P 2 de telle sorte que l'on peut absorber de façon satisfaisante même la force de poussée élevée agissant au moment de l'inversion du mouvement du balai d'essuie-glace. On va décrire ci-après le fonctionnement du système. Lorsque le moteur 1 tourne, la force de rotation du moteur 1 passe par la vis 5 de l'arbre tournant 2 et est transmise à la roue tangente 6 en la faisant tourner en sens inverse des aiguilles d'une montre (sur la figure 3) et est ensuite transmise à l'arbre de sortie 7 fixé sur la roue tangente 6. Lorsque l'arbre de sortie 7 tourne, la rotation est transformée en un mouvement alternatif d'un bras d'essuie-glace par l'intermédiaire d'une manivelle, d'une bielle, d'un ensemble de tiges et d'un arbre d'essuie-glace, non représentés; du fait de ce mouvement alternatif, le bras d'essuie-glace, (non représen- té) provoque le balayage du balai d'essuie-glace (non représen- té) A ce moment, la force de poussée dirigée en direction du palier de poussée 20 agit sur l'arbre tournant 2 comme réaction de la charge, et la force de poussée exercée par l'amortisseur sur l'arbre tournant 2 n'est que la précontrainte du premier amortisseur 12. Ensuite, au moment de l'inversion, la roue tangente 6 tourne sous l'action de la charge du fait des forces d'inertie du balai d'essuie- glace et du bras d'essuie-glace A ce moment, la force de poussée dans la direction axiale, qui déplace instantanément l'arbre de rotation 2 vers le bas (sur la figure 3) du fait de la roue tangente 6, agit sur l'arbre tournant 2 Toutefois, du fait de l'action décrite ci-dessus, cette force de poussée peut être très efficacement absorbée à la fois par la force élastique du premier amortisseur 12 et celle du deuxième amortisseur 13. Dans ce cas, du fait que le deuxième amortisseur 13 est en une matière à base de caoutchouc de dureté élevée, la force de poussée élevée peut être efficacement absorbée par un léger déplacement. La figure 5 est une vue en coupe partielle à grande échelle montrant le palier de poussée du moteur équipé du mécanisme réducteur à vis d'une deuxième réalisation de la présente invention. Dans cette deuxième réalisation, on utilise un premier amortis- seur cylindrique 18 de plus petit diamètre que le premier amortisseur 12 représenté sur la figure 2, on utilise comme deuxième amortisseur 19 un anneau torique 19 ayant une dureté supérieure à celle du premier amortisseur 18 et la portion convexe 15 du réceptacle 11 est introduite dans la portion creuse du premier amortisseur 18 Dans cette deuxième réalisa- tion, un espace 16 est formé entre le deuxième amortisseur 19 et une portion de grand diamètre du réceptacle 11 ayant un diamètre supérieur à celui de sa portion convexe 15 Dans cette deuxième réalisation, de même que dans la première réalisation précéden- te, lorsque la force de poussée en provenance de l'arbre tournant 2 est faible (dimension a), seule la force élastique (portion caractéristique Pi) du premier amortisseur 18 agit sur l'arbre rotatif 2, tandis que, lorsque la force de poussée excède la pression prédéterminée (dimension b), dès lors les forces élastiques du premier amortisseur 18 et du deuxième amortisseur 19 (portion caractéristique P 2) agissent toutes deux sur l'arbre tournant 2. De ce fait, comme dans la précédente première réalisation, les précontraintes de poussée peuvent être faibles de telle sorte que la perte du moteur peut être également faible D'autre part, au moment de l'inversion du mouvement du balai d'essuie-glace, du fait des petits déplacements du premier amortisseur 12 et du deuxième amortisseur 13, la force de poussée élevée peut être très efficacement absorbée. Comme il a été décrit précédemment, selon la présente invention, on adopte une disposition dans laquelle les paliers de poussée sont constitués par plusieurs éléments élastiques d'élasticité différente et, au moment o la force de poussée est faible, la force de poussée exercée par l'arbre tournant agit sur l'élément élastique de plus faible élasticité, tandis que, lorsque la force de poussée est élevée, elle agit sur l'élément élastique d'élasticité plus élevée de telle sorte qu'on peut très efficacement réduire la force de poussée élevée tout en maintenant faible la perte du moteur au moment o la force de poussée est faible. Revendications 1 Moteur ( 1) équipé d'un mécanisme réducteur à vis, dans lequel une vis ( 5) est prévue au niveau d'une portion terminale d'un arbre tournant ( 2), une roue tangente ( 6) engrène avec la vis ( 5), la vitesse de rotation de l'arbre tournant est réduite et la rotation est transmise à une charge, caractérisé en ce que plusieurs éléments élastiques ( 12,13; 18,19) d'élasticité différente sont prévus au niveau d'une portion terminale dans la direction axiale de l'arbre tournant ( 2), et en ce que ces éléments élastiques sont disposés de telle sorte que, parmi les éléments élastiques, au moins l'un d'élasticité inférieure ( 12) est adapté pour agir sur l'arbre tournant lorsqu'il n'y a pas de charge, et la force de poussée de l'arbre tournant agit sur l'élément élastique de plus faible élasticité lorsque s'exerce une charge et ensuite agit également sur l'élément élastique d'élasticité plus élevée 513). 2 Moteur équipé d'un mécanisme réducteur à vis selon la revendication 1, caractérisé en ce que cette multiplicité d'éléments élastiques constitue un palier de poussée ( 10) interposé entre la portion terminale dans la direction axiale de l'arbre tournant et le boîtier de réducteur ( 4). 3 Moteur équipé du mécanisme réducteur à vis selon la revendi- cation 2, caractérisé en ce que, parmi les éléments élastiques constituant ce palier de butée, l'élément élastique de plus faible élasticité est formé par un premier amortisseur ( 12) en une matière élastique ayant une dureté relativement faible et l'élément élastique d'élasticité plus élevée est formé d'un deuxième amortisseur ( 13) en une matière élastique d'élasticité plus élevée que le premier amortisseur. 4 Moteur équipé du mécanisme réducteur à vis selon la revendi- cation 3, caractérisé en ce que le palier de poussée est équipé d'un réceptacle ( 11) interposé entre les premier et deuxième amortisseurs et l'arbre tournant. Moteur équipé du mécanisme réducteur à vis selon la revendi- cation 4, caractérisé en ce qu'une portion concave en forme de cavité circulaire coaxiale ( 14) est formée au centre d'une première surface principale du réceptacle et qu'une portion convexe circulaire coaxiale ( 15) se dresse sur l'autre surface principale. 6 Moteur équipé du mécanisme réducteur à vis selon la revendi- cation 5, caractérisé en ce que l'extrémité effilée ( 2 a) de l'arbre tournant ( 2) vient en butée dans cette portion concave ( 14) et en ce que le premier amortisseur ( 12) est monté sur la surface périphérique extérieure de la portion convexe ( 15). 7 Moteur équipé du mécanisme réducteur à vis selon la revendi- cation 6, caractérisé en ce que le deuxième amortisseur ( 13) est inséré dans une portion cylindrique creuse du premier amortis- seur ( 12) et un espace ( 16) est formé entre la portion convexe ( 15) du réceptacle ( 11) et une surface du deuxième amortisseur qui lui est opposée. 8 Moteur équipé du mécanisme réducteur à vis selon la revendi- cation 6, caractérisé en ce que le premier amortisseur est cylindrique et le deuxième amortisseur discoïdal. 9 Moteur équipé du mécanisme réducteur à vis selon la revendi- cation 6, caractérisé en ce que le premier amortisseur ( 18) est cylindrique et que le deuxième amortisseur est formé d'un anneau torique ( 19) ayant une dureté supérieure à celle du premier amortisseur. Moteur équipé du mécanisme réducteur à vis selon la revendication 9, caractérisé en ce que le deuxième amortisseur ( 19) est monté sur la surface périphérique extérieure du premier amortisseur ( 18), que la portion convexe ( 15) du réceptacle ( 11) est insérée dans la portion creuse du premier amortisseur ( 18) et qu'un espace ( 16) est formé entre une portion de grand diamètre du réceptacle ( 11) et le deuxième amortisseur ( 19). A & 11 Moteur équipé du mécanisme réducteur à vis selon la revendication 6, caractérisé en ce que le premier amortisseur et le deuxième amortisseur sont en une matière à base de caout- chouc.