FR 2628152 A1 19890908 FR 8902594 A 19890228 ( RÉPUBLIQUE FRAN AISE N de publication: 2 628 152 (à n'utiliser que pour les INSTITUT NATIONAL commandes de reproduction) DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE D No d'enregistrement national 89 02594 pARIS. () Int CI4: F 02 N 11/00. @ DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1 Date de dépôt: 28 février 1989. Q Demandeur(s): Société dite: MITSUBISHI DENKI KA- BUSHIKI KAISHA. - JP. ( Priorité: JP, 3 mars 1988, n 63-51021. Q5 Inventeur(s): Shuzoo Isozumi. Date 'de la mise à disposition du public de la demande: BOPI ) Références à d'autres documents nationaux appa- rentés: (r) Titulaire(s): Q Mandataire(s) Cabinet Weinstein. ( Démarreur de moteur coaxial. 57 L'invention concerne un démarreur de moteur coaxial. 54 Q413,9s 37,5 3 21 aa a Q 30b293, b Il comprend un moteur électrique 25 ayant un arbre rotatif '4-: tubulaire d'induit 26, un arbre rotatif de sortie 28 à l'extrémité avant du moteur électrique, un réducteur planétaire 30, un 4X embrayage de roue libre 31, une patte avant 33 comprenant -ic 28o une patte interne connectée au moteur électrique et contenant - 4a 8 l'embrayage et le réducteur et une patte externe qui est x '=r 'l.-35 connectée à la patte interne, et un roulement à billes 32 supportant l'arbre rotatif de sortie. 5 L'invention s'applique notamment aux démarreurs pour 3b automobiles. 30ag I N La présente invention se rapporte à un démarreur de moteur coaxial et plus particulièrement à un démarreur de moteur coaxial pour moteur de véhicule. Selon le démarreur de moteur coaxial conventionnel 10 montré à la figure 1, un moteur électrique à courant continu 1 a un arbre rotatif d'induit creux 2 et une tige de piston 4 d'un interrupteur à solenolde 3 qui se trouve à l'extrémité arrière du moteur 1 est insérée dans un passage interne 2a de l'arbre rotatif d'induit 2 de manière que l'extrémité avant insérée de la tige de piston 4 soit en aboutement contre l'extrémité arrière d'un arbre rotatif de sortie 5 disposé coaxialement à l'extrémité avant de l'arbre rotatif d'induit 2 et inséré dans le passage interne 2a de cet arbre 2, pour qu'ainsi l'arbre rotatif de sortie 5 puisse être poussé vers l'avant. On peut voir qu'un pignon soleil 10a est formé sur la circonférence externe de l'extrémité avant de l'arbre rotatif d'induit 2 et qu'un certain nombre de satellites lob sont en prise avec le pignon soleil 10a. Ces satellites lOb sont également en prise avec un engrenage interne 9 qui est formé dans la surface circonférencielle interne du bâti avant 13 et sont supportés rotatif par des arbres 11 fixés sur un support 8. Le pignon soleil 10a, les satellites lob, l'engrenage interne 19, les arbres 11 et le support 8 constituent ensemble un réducteur planétaire 10 qui réduit la vitesse de rotation de l'arbre rotatif d'induit 2. Sur l'arbre rotatif de sortie 5 est adapté un embrayage 8 de roue libre dont l'organe interne 8b est en engagement avec l'arbre rotatif de sortie 5 par des cannelures hélicoïdales 5c d'une portion 5b de formation de cannelures dont le diamètre externe est plus grand que le diamètre interne du passage interne 2a de l'arbre rotatif d'induit 2, de manière que l'arbre rotatif de sortie 5 puisse glisser axialement tout en étant tourné par l'organe interne d'embrayage 8b. A l'extrémité avant de l'arbre rotatif de sorties, est monté un pignon 6 qui s'engage et se dégage relativement à la couronne du moteur (non représentée). Lorsque l'arbre rotatif de sortie 5 est déplacé vers l'avant, le pignon 6 vient en prise avec la couronne du moteur pour faire tourner le moteur. Cependant, dans le démarreur de moteur coaxial de la construction ci-dessus, la surface extrême arrière de la portion 5b de formation de cannelures de grand diamètre de l'arbre rotatif de sortie 5 cogne directement et exerce une poussée contre la surface extrême avant de l'arbre rotatif d'induit 2 quand l'arbre rotatif de sortie 5 qui a été avancé par la tige de piston 4 de l'interrupteur à solenoide 3 retourne à sa position d'origine sous l'action du ressort 12. De même, la surface extrême arrière de l'organe interne d'embrayage 8b et l'arbre rotatif d'induit 2 tournent l'un relativement à l'autre avec un glissement significatif entre eux. Plus particulièrement, comme la rotation de l'arbre rotatif de sortie 5 de ce démarreur de moteur coaxial est transmise à une couronne de moteur (non représentée) par le pignon 6, l'arbre rotatif de sortie 5 est entratné de manière inverse pour tourner à une vitesse rapide par la couronne du moteur jusqu'à ce que le pignon 6 se dégage de la couronne après démarrage du moteur. Par conséquent, la rotation à vitesse rapide de l'arbre rotatif de sortie 5 mené par le moteur est interrompue par le mécanisme formant embrayage à une voie 8 afin de ne pas être transmise à l'arbre rotatif d'induit 2 pour protéger le moteur à courant continu. Cependant, comme la vitesse de rotation de l'organe interne d'embrayage 8b en engagement avec l'arbre rotatif de sortie 5 par la cannelure hélicoïdale et la vitesse de rotation de l'arbre rotatif d'induit 2 sont fortement différentes l'une de l'autre,-on observe une usure très rapide à l'interface entre l'organe interne d'embrayage 8b et l'arbre rotatif de sortie 5. Par ailleurs, comme l'arbre rotatif de sortie 5 frappe contre l'arbre rotatif d'induit 2 avec un impact significatif et qu'il y a des glissements entre eux, cette interface entre l'arbre 5 et l'arbre 2 est également très facilement endommagée. Pour les raisons ci-dessus, le démarreur de moteur coaxial conventionnel n'a qu'une relativement courte durée de vie ce qui n'est pas totalement satisfaisant. Par ailleurs, la patte avant 13 pour monter le démarreur sur un moteur doit être configurée et dimensionnée selon la configuration et la dimension de la portion de montage des différents types de moteurs. Par conséquent, plusieurs types de pattes avant doivent être construits séparément pour chaque modèle de moteur. Lorsqu'un démarreur déjà assemblé doit être utilisé avec un moteur différent, la patte avant 13 doit être démontée et les diverses pièces dans le carter comme le mécanisme 9 transmettant la force d'entraÂnement et l'arbre rotatif de sortie 5 doivent être démontés et le démarreur doit être remonté avec une autre patte avant qui s'adapte à ce moteur particulier. Pendant le démontage et le remontage du démarreur afin de changer la patte avant, le mécanisme formant embrayage de roue libre 8 et le réducteur de vitesse planétaire 10 sont exposés et doivent être démontés, donc ces pièces peuvent facilement être polluées par la poussière ou des matières étrangères et ensuite ces pièces connectées au moteur à courant continu doivent être remontées. Ainsi, le démarreur pour moteur coaxial conventionnel pose des problèmes de durée de vie, assemblage facile, maintien des pièces propres etc... En conséquence, l'un des objectifs de la présente invention est de procurer un démarreur pour moteur coaxial ne posant pas les problèmes décrits ci-dessus. La présente invention a pour autre objet un démarreur pour moteur coaxial o l'arbre rotatif de sortie ne heurte pas directement l'arbre rotatif d'induit. La présente invention a pour autre objet un démarreur pour moteur coaxial.dans lequel la poussée sur l'arbre rotatif de sortie est reçue par un roulement à billes monté sur la patte avant. La présente invention a pour autre objet un démarreur pour moteur coaxial dans lequel la fixation et le détachement de la patte avant peuvent être facilement obtenus. La présente invention a pour autre objet un démarreur pour moteur coaxial o la patte avant de montage peut être facilement changée. En tenant compte des objectifs ci-dessus, le démarreur pour moteur coaxial de la présente invention comprend un moteur électrique ayant un arbre rotatif tubulaire d'induit et un arbre rotatif de sortie disposé à l'extrémité avant du moteur électrique et ayant à une extrémité un pignon pouvant engager et dégager une couronne de moteur et inséré axialement coulissant dans un alésage interne de l'arbre rotatif d'induit à l'autre extrémité. Le démarreur comprend également un réducteur planétaire pour réduire la vitesse de rotation de l'arbre rotatif d'induit, un embrayage de roue libre comprenant un organe interne d'embrayage fixé sur l'arbre rotatif de sortie pour transmettre la rotation de l'arbre rotatif d'nduit à l'arbre rotatif de sortie et une patte avant ayant une patte avant interne connectée au moteur électrique et une patte avant externe connectée à la patte avant interne. Un roulement à billes est également prévu, ayant un chemin interne et un chemin externe pour supporter rotatif l'arbre rotatif de sortie. Le chemin interne du roulement est maintenu en position par l'organe interne d'embrayage et le pignon et le chemin externe du roulement est maintenu en position par la patte interne avant et la patte externe avant. La patte externe avant peut être connectée de manière détachable à la patte interne avant de manière que la patte externe avant puisse être détachée et attachée sans démontage des composants qui y sont contenus. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple, illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention, et dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe du démarreur pour moteur coaxial conventionnel; et - la figure 2 est une vue en coupe d'un démarreur pour moteur coaxial selon un mode de réalisation de la présente invention. La figure 2 illustre un démarreur 20 pour moteur coaxial selon un mode de réalisation de la présente invention qui comprend un moteur à courant continu 25 ayant une carcasse 21 servant de bâti du démarreur et définissant un circuit magnétique, un certain nombre d'aimants permanents 22 montés sur la surface circonférentielle interne de la carcasse 21, un induit 23 monté rotatif au centre de la carcasse 21 et un commutateur 24 disposé à une extrémité de l'induit 23. L'induit 23 du moteur à courant continu 25 comprend un arbre rotatif tubulaire 26 et un noyau d'induit 27 ajusté à pression sur la circonférence externe de l'arbre rotatif tubulaire 26. Du c8té de l'extrémité axiale avant (à droite en regardant la figure 1) du moteur à courant continu 25, est disposé un arbre rotatif de sortie 28 en relation coaxiale avec l'arbre rotatif d'induit 21a. La rotation de l'arbre rotatif d'induit 26 du moteur 25 est transmise à l'arbre rotatif de sortie par un mécanisme de transmission de force d'entraînement 29 comprenant un réducteur planétaire 30, un embrayage de roue libre 31 (à une voie), et des cannelures hélicoïdales 28a formées dans l'arbre rotatif de sortie 28 et en prise avec l'organe interne d'embrayage 31a de l'embrayage 31. L'arbre rotatif de sortie 28 est inséré à une extrémité dans le passage interne 26a de l'arbre rotatif d'induit 26 et est supporté axialement coulissant par un palier à douille 32' disposé entre l'arbre rotatif de sortie 28 et la surface interne de l'arbre rotatif creux d'induit 26. Il faut noter qu'un Jeu C est défini entre la portion de grand diamètre 28b de l'arbre rotatif de sortie 28 et l'arbre rotatif d'induit 26. Ce jeu C est prévu afin de - garantir que la poussée de l'arbre rotatif de sortie 28 ne sera pas transmise à l'arbre rotatif d'induit 26. La rotation de l'arbre rotatif d'induit 26 est transmise à l'arbre rotatif de sortie 30 par le réducteur planétaire 30 et l'embrayage de roue libre 31. En effet, le réducteur planétaire 30 comprend un pignon soleil 30a qui est intégralement formé sur la circonférence externe d'une extrémité de l'arbre rotatif d'induit 26, un engrenage interne 30b formé dans une patte avant 33 qui est un organe de bâti du démarreur 20 et un certain nombre de satellites 30d supportés rotatifs par des arbres 30c sur un organe externe d'embrayage 31b de l'embrayage 31 et en prise avec le pignon soleil 31a et l'engrenage interne 24b. De même, la surface circonférentielle interne de l'organe interne d'embrayage 31a de l'embrayage 31 est en engagement avec des cannelures hélicoïdales 28a qui sont formées sur la surface circonférientielle externe de la portion de grand diamètre 28b de l'arbre rotatif de sortie 28, donc cet arbre 28 peut glisser en direction axiale tandis qu'il peut être entraîné en rotation par la force de rotation transmise de l'organe interne d'embrayage 31a. A l'extrémité avant de l'arbre rotatif de sortie 28 qui dépasse de la patte avant 33, est disposé un pignon 35 pour engagement avec la couronne (non représentée) du moteur. Le pignon 35 est calé sur l'arbre rotatif de sortie 28 par des cannelures 28a et est maintenu en place par un arrêt 36 en forme de couronne. La patte avant 33 comprend une patte avant interne 33b attachée à la carcasse 21 du moteur par un certain nombre de boulons 54 qui seront décrits en détail ci-après. La patte avant 33 supporte à son extrémité avant un roulement à billes 32 pour supporter de manière rotative l'arbre rotatif de sortie 28. Dans la circonférence interne arrière de la patte interne avant 33b est formé un engrenage interne 30b qui engage les satellites 30d avec, à l'extrémité avant, une portion échelonnée 30g dans laquelle s'engage l'extrémité arrière d'un chemin externe 32a du roulement à billes 32. L'extrémité arrière d'un chemin interne 32b du roulement à billes 32 est reçue à la portion échelonnée de petit diamètre 31c de l'organe interne d'embrayage'31a, entre la patte avant 33 et l'organe interne d'embrayage 31a. La patte avant 33 comprend également une patte avant externe 33a qui est fixée sur la circonférence externe de la patte avant interne 33b et qui est attachée de manière détachable mais solide par des boulons 34 à la patte 33b. La patte avant externe 33a a une bride de montage 33c pour relier le démarreur au moteur au moyen de boulons. La patte avant externe 33a a une paroi pour supporter l'extrémité avant du chemin externe 32a du roulement à billes 32. L'extrémité avant du chemin interne 32b du roulement 32 est supportée par la surface extrême arrière du pignon 35 pour entraîner la couronne du moteur (non représentée). A l'autre côté extrême (à gauche en regardant la figure 2) du moteur à courant continu 25 est monté un interrupteur à solenolde 38. Cet interrupteur à solenoide 2628 1 52 38 a une fonction similaire à celle de tout interrupteur à solenoide conventionnel. L'interrupteur 38 comprend un bottier 39 qui est monté sur la patte arrière 37 pour servir de carcasse et un enroulement d'excitation 41 monté sur une bobine faite en une résine synthétique et abrité dans le bottier 39. L'interrupteur à solenolde 38 comprend également un noyau en fer 40 qui est fixé à l'extrémité arrière du bottier 39 pour définir un trajet magnétique, un noyau stationnaire 40 qui est fixé à l'extrémité avant du boîtier 39 et un piston 42 servant de noyau mobile disposé en relation axialement mobile. Le piston 42 est connecté à une extrémité d'un tube non magnétique 43 qui est fait en acier inoxydable, dans lequel est télescopiquement insérée une autre tige non magnétique 46. Un contact mobile 45 est monté sur le tube 43 par l'intermédiaire d'un isolant 44. L'extrémité de la tige 46 qui dépasse est insérée dans l'espace creux 26a de l'arbre rotatif d'induit 26 pour venir en engagement, à son extremité, avec une bille d'acier 47 qui est disposée entre l'arbre rotatif d'induit 26 et l'arbre rotatif de sortie 28. Un ressort de compression 48 est inséré dans le tube creux 43 pour reporter le piston 42 à sa position de repos. Un ressort 49 est prévu pour maintenir la bille d'acier en place. Un contact stationnaire 51 est supporté par un isolant électrique 50 et est connecté à un boulon terminal 52 pour connexion externe. L'isolant 50 supporte également de manière isolante les balais électriques 53 du moteur 25. L'interrupteur à solenolde 38, la patte arrière 37, le moteur électrique 25 et la patte interne avant 33b sont fixés ensemble par des boulons allongés 54. Lorsqu'un contact d'allumage non illustré est fermé pour exciter un enroulement d'excitation de l'interrupteur à solenolde 38, la tige 46 est avancée (vers la droite en regardant la figure 2) par une force électromagnétique produite par l'excitation de l'interrupteur à solenolde. Par conséquent, l'arbre rotatif de sortie 28 est poussé vers l'avant, forçant le pignon 35 disposé à son extrémité avant à être porté en engagement avec la couronne du moteur. A ce moment, un contact mobile est porté en contact avec les contacts stationnaires pour fournir du courant électrique au moteur 25 pour l'entraîner. Par conséquent, la rotation de l'arbre rotatif d'induit 26 est réduite en vitesse par le réducteur planétaire 30 et est transmise à l'arbre rotatif de sortie 28 par l'embrayage de roue libre 31 pour faire tourner le pignon 35, et ainsi, la couronne du moteur est entraînée par le pignon 35 pour démarrer le moteur. Quand le moteur a démarré, l'entraînement du démarreur vers l'arrière est empêché par l'embrayage 31 et l'arbre rotatif de sortie 28, le piston 42 de l'interrupteur à solenolde et la tige 46 sont remis à leur position de repos par les ressorts respectifs de retour. Pendant le retour de l'arbre rotatif de sortie 28, la surface extrême arrière 35a du pignon 35 vient en aboutement contre la surface extrême avant du chemin interne 32b du roulement à billes 32 qui est monté sur la portion 31c de diamètre réduit de l'organe interne d'embrayage 31a de l'embrayage 31. Comme ce roulement à billes 32 est également maintenu à son chemin externe par la patte interne avant 33b, la poussée appliquée au roulement à billes 32 par le pignon 35 est reçue par la patte interne avant 33b qui est connectée à la carcasse 21 du moteur. Ainsi, la rotation relative entre le pignon et le moteur 25 peut être reçue dans le roulement à billes 32, il n'y a donc pas de glissement relatif sensible ou rotation entre les composants du mécanisme du démarreur, l'on n'observe aucune usure significative à l'interface entre les composants adjacents. De même, l'impact appliqué au moteur.du démarreur quand le pignon et l'arbre rotatif de sortie retournent à leur position d'origine est reçu par le roulement à billes 32 et est transmis à la carcasse 21 du moteur, donc les dégra- dations dues aux chocs et au glissement peuvent réduites, assurant une relativement longue durée de vie. Par ailleurs, comme la patte avant 33 se compose de la patte avant interne 33b connectée à la carcasse 21 du moteur et de la patte avant externe de montage 33a connectée détachable à la patte interne 33b, la patte avant externe 33a peut être seule enlevée de la patte avant interne 33b quand un démarreur déjà monté doit être utilisé avec un moteur différent. Cela peut être fait sans nécessité de démonter ou d'exposer d'autres pièces, il n'est donc pas nécessaire que ces pièces soient protégées d'une pollution par de la poussière ou des matières étrangères puis remontées. R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Démarreur de moteur coaxial caractérisé en ce qu'il comprend: - un moteur électrique (25) ayant un arbre rotatif tubulaire d'induit; - un arbre rotatif de sortie (28) disposé à l'extrémité avant dudit moteur électrique et ayant à une extrémité un pignon pouvant engager et se dégager d'une couronne de moteur et qui est inséré axialement coulissant dans un alésage interne dudit arbre rotatif d'induit à son autre extrémité; - un réducteur planétaire (30) comprenant un pignon soleil formé sur le pourtour externe de l'extrémité avant de l'arbre rotatif d'induit et un certain nombre de satellites en prise avec ledit pignon soleil pour réduire la vitesse de rotation dudit arbre rotatif d'indut; un embrayage de roue libre (31) comprenant un organe interne d'embrayage fixé sur l'arbre rotatif de sortie pour transmettre la rotation de l'arbre rotatif d'induit à travers le réducteur planétaire à l'arbre rotatif de sortie; - une patte avant (33) ayant une patte avant interne connectée au moteur électrique et contenant au moins l'embrayage de roue libre et le réducteur planétaire et une patte avant externe connectée à la patte avant interne; - un roulement à billes (32) ayant un chemin interne et un chemin externe pour supporter rotatif l'arbre rotatif de sortie, ledit chemin interne étant maintenu en position par ledit organe interne d'embrayage et le pignon, ledit chemin externe étant maintenu en position par ladite patte avant interne et ladite patte avant externe. 2. Démarreur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la patte avant externe (33a) est connectée détachable à la patte avant interne (33b), ladite patte avant externe pouvant être détachée et attachée sans démontage des composants qu'elle contient. cj Ln o, %OOI S 6 ql OI I DZ 9 I: DS II 01 - A 6Oúf Dqúú DZú qlç16Z qo:ç Oú ú L PDoú L 9 Lúi Sa 096