Brevet FR2849528A1 — publié le 20040702

CONTACTEUR ELECTROMAGNETIQUE POUR DEMARREUR La présente invention se rapporte à un contacteur électromagnétique for pour ouvrir et fermer l'alimentation sur un moteur de démarreur. Un contacteur électromagnétique pour démarreur est proposé dans la demande de brevet japonais n0 JP-A--0514372. Le contacteur électromagnétique a la fonction de pousser un pignon utilisant la force qui pousse un 10 plongeur, qui est une force magnétique produite par une bobine inductrice. Un autre contacteur électromagnétique est présenté en FIG. 4. Ce contacteur électromagnétique n'a pas la fonction de pousser un pignon, à savoir, il n'a que la fonction d'ouvrir et de fermer l'alimentation sur 15 un moteur de démarreur. Une butée 110 est disposée sur un côté d'un plongeur 100 à l'écart d'un noyau de stator pour empêcher le plongeur 100 de continuer à s'éloigner du noyau de stator. Lorsqu'une bobine inductrice 120 n'est plus sous 20 tension et que la force magnétique disparaît, le plongeur s'éloigne du noyau de stator par la force de réaction d'un ressort 130 et est arrêté par la butée 110. Lorsque le plongeur 100 est stoppé par la butée 110, il aborde véritablement la butée 110, qui cause un bruit métallique 25 d'impact. Le bruit est gênant surtout dans une ambiance feutrée. Pour réduire le bruit métallique d'impact, un élément élastique, tel qu'un patin de caoutchouc, est prévu entre le plongeur 100 et la butée 110. Toutefois, l'élément 30 élastique réduit la souplesse du mouvement du plongeur 100 lorsque le plongeur 100 est attiré vers le noyau de stator. Plus précisément, l'élément élastique est pressé contre la butée 110 lorsque la bobine inductrice 120 n'est plus sous tension et que le plongeur 100 est poussé vers le plongeur 110 par la force de réaction du ressort 130. L'élément élastique colle à une surface de la butée et ceci réduit la souplesse de mouvement du piston 100 5 lorsque le piston 100 est attiré vers le noyau de stator. Si l'élément élastique est prévu à la surface de la butée, le même problème se produit. En conséquence, la présente invention a l'objectif de prévoir un contacteur électromagnétique qui permet un 10 mouvement souple du plongeur et restreint le mouvement du plongeur s'éloignant du noyau de stator sans ce bruit métallique important d'impact. Un contacteur électromagnétique de la présente invention a un élément élastique monté sur un piston. L'élément élastique empêche 15 la collision entre une face du plongeur située près d'une butée et une face de la butée. Une surface de contact de l'élément élastique qui vient en contact avec la surface de la butée est plus petite que la face du plongeur. Lorsque le plongeur est repoussé en s'éloignant du 20 noyau de stator, l'élément élastique vient en contact avec la surface de la butée. Par conséquent, le bruit métallique d'impact entre le plongeur et la butée est éliminé. En outre, la surface de contact de l'élément élastique est plus petite que la face du plongeur. A savoir, une surface de contact entre l'élément élastique et la butée est faible en comparaison avec l'autre contacteur électromagnétique dans lequel l'élément élastique est monté sur une surface entière de plongeur. Par conséquent, l'élément élastique s'éloigne en souplesse 30 de la surface de la butée et donc le plongeur se déplace en souplesse vers le noyau de stator lorsqu'il est attiré. L'objectif ci-dessus et d'autres objectifs, caractéristiques et avantages de la présente invention deviendront plus clairs à la lecture de la description détaillée suivante faite en se référant aux schémas accompagnateurs. Dans les schémas: La FIG. 1 est une vue de coupe transversale d'un 5 contacteur électromagnétique selon le premier mode de réalisation de la présente invention; La FIG. 2 est une vue eni plan d'un plongeur vu d'un côté opposé au noyau de stator; La FIG. 3 est une vue en coupe transversale d'un 10 contacteur électromagnétique selon le second mode de réalisation de la présente invention; et La FIG. 4 est une vue en coupe transversale d'un contacteur électromagnétique selon une technique apparentée. Les modes de réalisation préférés de la présente invention seront expliqués en s'appuyant sur les schémas accompagnateurs. Sur les schémas, les mêmes symboles numériques sont utilisés pour les mêmes composants et dispositifs. [Premier mode de réalisation] Se référant à la FIG. 1, un contacteur électromagnétique 1 inclut une bobine inductrice 2, un noyau de stator 3, un plongeur 4, une butée 5, un élément élastique 6, et des contacts de moteur 7, 8. Le contacteur 25 électromagnétique l admet et coupe l'alimentation sur un moteur statorique (non représenté). La bobine inductrice 2 est enroulée autour d'un tube 9, et est logée dans un cadre cylindrique 10 fabriqué en un matériau magnétique. Le cadre 10 a une partie de fond 1Oa et forme une 30 trajectoire magnétique pleine avec le noyau de stator 3. La partie de fond 1Oa est disposée près d'une extrémité de la bobine inductrice 2 à l'écart du noyau de stator 2. La partie de fond 1Oa a un trou rond au centre destiné à laisser au plongeur 4 l'espace pour lui permettre de le traverser. Le noyau de stator 3 disposé près d'une extrémité axiale de la bobine inductrice 2 inclut une plaque 5 magnétique en forme d'anneau 3A et un noyau 3B. La plaque magnétique 3A est disposée d'un côté de la bobine inductrice 2 à l'opposé de la'partie de fond 1Oa, qui est l'un des côtés situé à l'une des extrémités axiales de la bobine inductrice 2. Le noyau 3B est disposé sur le 10 diamètre intérieur du tube 9 et est combiné avec la plaque magnétique 3A. Le plongeur 4 est inséré dans l'espace prévu côté diamètre intérieur du tube 9 via un manchon cylindrique 11 d'une manière qu'il soit librement mobile. Le plongeur 4 15 est opposé au noyau de stator 3 via un entrefer, et sollicité par un ressort 12 dans le sens axial à l'écart du noyau de stator 3. Le plongeur 4 présente une partie creuse 4a en son centre radial, une première surface d'extrémité 4b à une 20 extrémité à l'écart du noyau de stator 3, et une seconde surface d'extrémité 4c à l'autre extrémité près du noyau de stator 3. La partie creuse 4a présente une ouverture au centre de la première surface d'extrémité 4b. Le manchon cylindrique Il passe dans le trou de la paroi du fond 1ia 25 et engagé avec une surface interne du tube 9. Le manchon cylindrique 11 fonctionne comme un guide destiné à guider le plongeur 4. La butée 5 est faite en métal non magnétique, comme l'aluminium, et est soigneusement fixée au fond 1ia à 30 l'aide d'une vis 13 et d'un écrou (non représentés) et a une face de butée 5a s'opposant à la première face d'extrémité 4b. La butée 5 empêche le plongeur 4 de s'éloigner plus avant du noyau de stator 3 lorsque l'élément élastique 6 vient en contact avec la face de la butée 5a. A savoir, le mouvement du plongeur 4 s'éloignant du noyau de stator 3 est limité par la butée 5. L'élément élastique 6 est fait en caoutchouc et est 5 monté à la presse dans la partie creuse 4a dont une partie dépasse de la première surface d'extrémité 4b. L'élément élastique 6 présente un trou traversant 6a, une première partie chanfreinée 6b, une seconde partie chanfreinée 6c, et une partie à montage serré 6f. Le trou traversant 6a 10 est prévu dans son centre radial pour faciliter le montage à la presse de l'élément élastique. La première partie chanfreinée 6b est située près du noyau de stator 3, et dont le diamètre décroît graduellement vers son extrémité près du noyau de stator 3. Le diamètre extérieur d'une 15 extrémité de la première partie chanfreinée 6b est plus faible que le diamètre intérieur de la partie creuse 4a. La seconde partie chanfreinée 6c est située à l'autre extrémité de l'élément élastique, et dont le diamètre diminue graduellement vers l'extrémité près de la butée 5. 20 Le diamètre extérieur de l'extrémité de la seconde partie chanfreinée 6c est plus faible que le diamètre intérieur de la partie creuse 4a. La partie à montage serré 6f située entre la première partie chanfreinée 6b et la seconde partie chanfreinée 6c est montée serrée dans la 25 partie creuse 4a. Comme indiqué en FIG. 2, la seconde partie chanfreinée 6c est formée de manière à ce que la seconde face d'extrémité 6e soit plus petite que la première face d'extrémité 4b. La seconde face d'extrémité 6e est l'une des faces d'extrémité de l'élément élastique 30 6 situé à l'écart du noyau de stator 3 et une face de contact qui vient en contact avec la face de la butée. Les contacts du moteur 7, 8 sont tenus à une extrémité d'une tige 14 qui est solidaire du plongeur 4, via une douille isolante 15. Le contact 7 est un contact mobile sollicité par un ressort de poussée de contact 16 et pouvant toucher les contacts 8 par la force magnétique pour fermer un circuit d'alimentation du moteur de 5 démarreur. Les contacts 8 sont des contacts fixes d'une paire pouvant se raccorder au circuit d'alimentation via une borne extérieure (non représentée). Lorsque le contact mobile 7 vient en contact avec les contacts fixes 8, les contacts fixes 8 sont électriquement reliés les uns aux 10 autres et ferment le circuit d'alimentation. Le circuit d'alimentation s'ouvre lorsque le contact mobile 7 s'éloigne des contacts fixes 8. Lorsqu'un contacteur d'allumage (non représenté) est sollicité et que la bobine inductrice 2 est sous tension, 15 une force magnétique est produite. Le plongeur 4 se déplace vers le noyau de stator 3 du fait de la force magnétique contre la force appliquée par le ressort 12. Le contact mobile 7 vient en contact avec les contacts fixes 8 du fait de ce mouvement du plongeur 4 et les contacts 20 fixes sont électriquement reliés les uns aux autres. En conséquence, le circuit d'alimentation se ferme et l'alimentation est fournie au moteur de démarreur à partir d'une batterie embarquée (non représentée). Lorsque le contacteur d'allumage est coupé et que la 25 bobine inductrice 2 est hors tension, le plongeur 4 s'éloigne du noyau de stator 3 par la force de réaction du ressort 12. La butée 5 empêche le plongeur 4 de continuer à s'éloigner du noyau de stator lorsque la première face d'extrémité 6d vient en contact avec la face de la butée 30 5a. Par conséquent, la première face d'extrémité 4b ne choque pas contre la face de la butée Sa et le bruit métallique d'impact entre les deux métaux (plongeur 4 et butée 5) peut être éliminé. La première face d'extrémité (face de contact) 6d de l'élément élastique 6 est plus faible que la première face d'extrémité 4b du plongeur 4. Si l'élément élastique 6 est monté sur une première face entière d'extrémité 4b, la 5 face de contact de l'élément élastique 6 devient plus importante. En diminuant la surface de contact, l'élément élastique 6 s'éloigne avec plus de souplesse de la surface de la butée 5a lorsque le plongeur 4 est attiré. Le plongeur 4 est réduit en poids par la partie 10 creuse 4a. Par conséquent, la force requise pour attirer le plongeur 4 peut être réduite et la bobine inductrice 2 peut être réduite en taille. En outre, on utilise effectivement l'espace mort par montage à la presse de l'élément élastique 6 dans la partie creuse 4a. La première partie chanfreinée 6b facilite le montage à la presse de l'élément élastique 6 dans la partie creuse 4a. La surface de contact de l'élément élastique 6 est réduite par la seconde partie chanfreinée 6c. Le trou traversant 6a permet de réduire la taille de l'élément 20 élastique 6 dans le sens radial pendant le montage à la presse de l'élément élastique 6, qui rend le montage à la presse plus facile. En outre, le trou traversant réduit la surface de contact de l'élément élastique 6. En conséquence, le plongeur 4 se déplace avec souplesse vers 25 le noyau de stator 3 lorsqu'il est attiré par la force magnétique. [Second mode de réalisation] Se référant à la FIG. 3, le contacteur électromagnétique 1 a un élément élastique 60 monté à la 30 surface d'une butée 5a. L'élément élastique 60 présente une extension 60a qui dépasse de sa périphérie extérieure et est alignée dans le sens axial du plongeur 4. Un bord de l'extension 60a est pris en sandwich entre le fond 1ia et la butée 5. L'élément élastique 60 ne bouge pas avec le plongeur 4. La butée 5 empêche le plongeur 4 de continuer son 5 déplacement en s'éloignant du noyau de stator 3. La première surface d'extrémité 4b du plongeur 4 vient en contact avec l'élément élastique 60 lorsque le plongeur 4 est retenu par la butée 5. La surface totale de contact entre l'élément élastique 60 et la première surface 10 d'extrémité 4b est plus faible que la première surface d'extrémité 4b. Plus précisément, l'élément élastique 60 présente un enfoncement 60b prévu dans la face opposée à la première surface d'extrémité 4b pour réduire la surface totale de contact. L'enfoncement 60b peut être un trou. La première face d'extrémité 4b n'entre pas en collision contre la face de butée 5a, car l'élément élastique 60 est prévu entre le plongeur 4 et la surface de butée 5a. Ainsi, le bruit d'impact créé par choc entre deux métaux (plongeur 4 et butée 5) peut-il être réduit. L'aire de contact entre l'élément élastique 60 et la première face d'extrémité 4b est plus petite que la première ace d'extrémité 4b du plongeur 4. Si une aire entière de la première face d'extrémité 4b venait en contact avec l'élément élastique 60, l'aire de contact 25 entre l'élément élastique 60 et la surface de la butée 5a devient plus grande. En diminuant l'aire de contact, l'élément élastique 60 s'éloigne plus doucement de la surface de la butée 5a lorsque le plongeur 4 est attiré. En outre, l'élément élastique 60 reste en position 30 parce qu'en prenant en sandwich le dépassement 60a entre le fond lOa et la butée 5. En conséquence, le déplacement de l'élément élastique 60 peut être réduit avec l'utilisation. La partie dépassante 60a fonctionne comme un joint, à savoir, un jeu entre le fond 1Oa et la butée 5 est rendu hermétique sans utilisation d'un élément d'étanchéité tel qu'un joint torique. La présente invention ne doit pas se limiter au mode 5 de réalisation examiné ci-dessus et présenté sur les schémas, mais peut être mise en oeuvre de diverses manières sans s'écarter de l'esprit de l'invention. Revendication 1. Contacteur électromagnétique (1) pour démarreur comportant: une bobine inductrice (2) qui produit une force magnétique lorsqu'elle est sous tension, un noyau de stator (3) disposé près d'une extrémité axiale de la bobine inductrice (2), un plongeur (4) ayant une première face d'extrémité 10 (4b) et une seconde face d'extrémité (4c) et est inséré dans un espace pratiqué sur un côté du diamètre intérieur de la bobine inductrice (2) d'une manière que le plongeur (4) soit librement mobile, et opposé au noyau de stator (3) via un entrefer pratiqué entre eux, une butée (5) ayant une face de la butée (5a) opposée à la première face d'extrémité (4b) du plongeur (4), un ressort (12) sollicite le plongeur (4) à l'écart du noyau de stator (3) , un contact fixe (8) pouvant se connecter à un circuit 20 d'alimentation d'un moteur de stator, un contact mobile (7) se déplaçant avec le plongeur (4) et pouvant être connecté au contact fixe (8) par la force magnétique de fermeture du circuit d'alimentation, et un élément élastique (6) monté sur le plongeur (4) caractérisé en ce que: le plongeur (4) se déplace vers le noyau de stator (3) du fait de la force magnétique, et en s'éloignant du noyau de stator (3) par la force de réaction du ressort 30 (12) la butée (5) empêche le plongeur (4) de continuer à s'éloigner du noyau de stator (3) ; ! l'élément élastique (6) présente une partie en saillie par rapport à la première face d'extrémité (4b) du plongeur (4) , et une face (6d) qui vient en contact avec la face de la butée (5a) lorsque le plongeur (4) est retenu par la butée (5) ; et la surface de contact (6d) de l'élément élastique (6) est plus petite que la première face d'extrémité (4b) du plongeur (4). 2. Contacteur électromagnétique (1) selon la revendication 1, dans lequel: le plongeur (4) présente une partie creuse (4a) dans un centre radial de celui-ci et une ouverture de la partie creuse (4a) à un centre de la première face d'extrémité 15 (4h) ; et l'élément élastique (6) est monté à la presse dans la partie creuse (4a) d'une manière qu'une partie de celui-ci dépasse de la première face d'extrémité (4b) du plongeur (4) vers la face de la butée (5a). 20 3. Contacteur électromagnétique (1) selon la revendication 2, dans lequel l'élément élastique (6) présente un trou traversant (6a) qui se prolonge dans le sens axial d'un centre radial. 25 4. Contacteur électromagnétique (1) selon la revendication 2 ou 3, dans lequel l'élément élastique (6) présente une partie à montage serré (6f) qui est montée serrée dans la partie creuse (4a) et une partie 30 chanfreinée (6b) qui est progressivement réduite dans un diamètre extérieur vers une extrémité proche du noyau de stator (3). 5. Contacteur électromagnétique (1) selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel l'élément élastique (6) présente une partie à montage serré (6f) qui est montée serrée dans la partie creuse (4a) et une partie 5 chanfreinée (6c) qui est progressivement réduite dans un diamètre extérieur vers une extrémité proche de la butée (5). 6. Contacteur électromagnétique (1) pour démarreur 10 comprenant: une bobine inductrice (3) qui produit une force magnétique lorsqu'elle est sous tension, un noyau de stator (3) installé près d'une extrémité axiale de la bobine inductrice (2), un plongeur (4) ayant une première face d'extrémité (4b) et une seconde face (4c) et est inséré dans un espace prévu côté de diamètre intérieur de la bobine inductrice (2) d'une manière que le plongeur (4) puisse se déplacer librement, et opposé au noyau de stator (3) via un 20 entrefer pratiqué à cet endroit, une butée (5) ayant une face de butée (5a) opposée à la première face d'extrémité (4b) du plongeur (4), un ressort (12) sollicitant le plongeur (4) à l'écart du noyau de stator (3), un contact fixe (8) pouvant se raccorder à un circuit d'alimentation d'un moteur statorique, un contact mobile (7) avec le plongeur (4) et pouvant se raccorder au contact fixe (8) par la force magnétique pour fermer le circuit d'alimentation, et un élément élastique (60) monté à la surface de la butée (5a), caractérisé en ce que: le plongeur (4) se déplace vers le noyau de stator (3) par la force magnétique, et en s'éloignant du noyau de stator (3) par la force de réaction du ressort (12) ; la butée (5) empêche le plongeur (4) de continuer à s'éloigner du noyau de stator (3) ; la première surface d'extrémité (4b) du plongeur (4) vient en contact avec l'élément élastique (6C) lorsque le plongeur (4) est retenu par la butée (5) ; et l'élément élastique (60) est dimensionné pour qu'une 10 surface de contact entre l'élément élastique (60) et la première face d'extrémité (4b) du plongeur (4) soit plus petite que la première face d'extrémité (4b). 7. Contacteur électromagnétique selon la revendication 6, dans lequel l'élément élastrque présente un enfoncement (60b) sur une face près de la butée (5) dans la zone de contact. 8. Contacteur électromagnétique selon la revendication 7, dans lequel l'enfoncement (60b) est un trou. 9. Contacteur électromagnétique (1) selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, comprenant en outre 25 un élément magnétique (10a) disposé près d'une extrémité de la bobine inductrice (2) à l'écart du noyau de stator (3) et formant une partie de trajectoire magnétique pleine, dans lequel: l'élément élastique (60) présente une partie en 30 prolongement (60a) qui s'étend à partir de la périphérie extérieure de celui-ci; et la partie en prolongement (60a) est prise en sandwich entre l'élément magnétique (14a) et la butée (5).