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Title:
ARMATURE COMMUTATOR WITH HOOKS AND ARMATURE AND VEHICLE EQUIPMENT COMPRISING SAME
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/041260
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns an armature commutator (24) of an electric rotary machine, in the shape of a drum comprising an outer cylindrical surface whereon are arranged axially oriented longitudinal conductor segments (30) each comprising a friction track (34) for brush or carbon contacts, and each of which is extended by a connecting end (38) to the wires of a winding, in the form of a longitudinally open hook, the hook comprising a base section (40) located in the front extension of the conductor segment (30), a connecting section (42) in the form of a bend and a free end section (44) extending rearwards above the base section (40). The invention is characterised in that the connecting section (42) of at least one hook is longitudinally offset relative to the connecting section (42) of an adjacent hook. The invention also concerns an armature and a electric rotary machine comprising such a commutator.

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Inventors:
LAMARCA JAUME (ES)
VACCA FREDERIC (FR)
MARTINEZ PHILIPPE (ES)
Application Number:
PCT/FR2000/003370
Publication Date:
June 07, 2001
Filing Date:
November 24, 2000
Export Citation:
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Assignee:
VALEO SYSTEMES DESSUYAGE (ES)
LAMARCA JAUME (ES)
VACCA FREDERIC (FR)
MARTINEZ PHILIPPE (ES)
International Classes:
H01R39/32; (IPC1-7): H01R39/32
Foreign References:
FR776754A1935-02-04
DE2416411A11974-10-17
FR2511200A11983-02-11
EP0744795A21996-11-27
GB361467A1931-11-26
Attorney, Agent or Firm:
Levy-moulin, Béatrice (rue Louis-Lormand La Verrière, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS
1. Collecteur (24) d'induit (12) de machine électrique tournante (10), du type en forme de tambour qui comporte une surface cylindrique externe sur laquelle sont agencées des lames conductrices longitudinales (30) d'orientation axiale qui comportent chacune une piste de frottement (34) pour des balais ou charbons, et dont chacune est prolongée par une extrémité de raccordement (38), aux fils (16) d'un bobinage (18), en forme de crochet ouvert longitudinalement, le crochet comportant un tronçon d'embase (40) situé dans le prolongement avant de la lame conductrice (30), un tronçon de raccordement (42) en forme de pli et un tronçon d'extrémité libre (44) qui s'étend vers l'arrière audessus du tronçon d'embase (40), caractérisé en ce que le tronçon de raccordement (42) d'au moins un crochet est décalé longitudinalement par rapport au tronçon de raccordement (42) d'un crochet adjacent.
2. Collecteur (24) d'induit (12) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le pli d'un tronçon de raccordement (42) d'un crochet est décalé longitudinalement par rapport au pli d'un tronçon de raccordement (42) d'un crochet adjacent.
3. Collecteur (24) d'induit (12) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'au moins une extrémité de raccordement (38) est décalée longitudinalement par rapport à une extrémité de raccordement (38) adjacente.
4. Collecteur (24) d'induit (12) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tronçon de raccordement (42) de chaque crochet est décalé longitudina lement par rapport aux tronçons de raccordement (42) des deux crochets adjacents.
5. Collecteur (24) d'induit (12) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les tronçons de raccordement (42) des crochets sont alignés selon au moins deux plans transversaux décalés longitudinalement l'un par rapport à l'autre.
6. Collecteur (24) d'induit (12) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tronçon d'extrémité libre (44) comporte au moins une partie amincie dont la largeur transversale est inférieure à la largeur du tronçon d'embase (40).
7. Collecteur (24) d'induit (12) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la partie amincie est réalisée entre les deux extrémités longitudinales du tronçon d'extrémité libre (44), de façon à réaliser une encoche (46).
8. Collecteur (24) d'induit (12) selon la revendication 6, caractérisé en ce que la partie amincie s'étend jusqu'à l'extrémité libre arrière du tronçon d'extrémité libre (44).
9. Induit (12) de machine électrique tournante (10) du type comportant un rotor (14) supportant un bobinage d'induit alimenté par des balais (36) frottant sur un collecteur (24) selon l'une quelconque des revendications précédentes.
10. Equipement de véhicule automobile, notamment un mécanisme d'essuie glace comportant un moteur électrique, caractérisé en ce que l'induit (12) de son moteur est réalisé conformément à la revendication précédente.
Description:
"Collecteur d'induit à crochets et induit et équipement de véhicule le comportant" La présente invention concerne un collecteur d'induit de machine électrique tournante.

La présente invention concerne plus particulièrement un collecteur d'induit de machine électrique tournante, du type qui comporte à l'extrémité de chacune de ses lames conductrices une extrémité de raccordement aux fils d'un bobinage en forme de crochet.

La présente invention concerne aussi un induit de machine électrique tournante comportant un tel collecteur, ainsi qu'un équipement électrique de véhicule automobile comprenant un induit de ce type.

Selon une conception classique d'un tel type de collecteur d'induit, le raccordement des fils du bobinage de l'induit avec les lames conductrices du collecteur se fait notamment par soudage, avec ou sans apport de brasure, ou par sertissage à chaud des fils. Le raccordement des fils du bobinage peut-tre réalisé directement dans des encoches ou dans des crochets aménagés à cet effet à l'extrémité de raccordement de chaque lames conductrices.

Cependant, dans le premier cas, une telle réalisation nécessite, notamment lorsque l'induit est de petite taille, un outillage compliqué pour le maintien puis le soudage des fils du bobinage de l'induit sur les lames conductrices du collecteur.

La seconde méthode est limitée, notamment pour un collecteur de petit diamètre comportant un grand nombre de lames conductrices. En effet, la proximité des fils de bobinage à raccorder sur deux crochets adjacents présente des risques important de formation d'arcs électriques et de court-circuits lors du soudage.

Dans le but de remédier à ces inconvénients, l'invention propose un collecteur d'induit de machine électrique tournante, du type en forme de tambour qui comporte une surface cylindrique

externe sur laquelle sont agencées des lames conductrices longitudinales d'orientation axiale qui comportent chacune une piste de frottement pour des balais ou charbons, et dont chacune est prolongée par une extrémité de raccordement, aux fils d'un bobinage, en forme de crochet ouvert longitudinalement, le crochet comportant un tronçon d'embase situé dans le prolongement avant de la lame conductrice, un tronçon de raccordement en forme de pli et un tronçon d'extrémité libre qui s'étend vers l'arrière au-dessus du tronçon d'embase, caractérisé en ce que le tronçon de raccordement d'au moins un crochet est décalé longitudinalement par rapport au tronçon de raccordement d'un crochet adjacent.

Selon d'autres caractéristiques de l'invention : -le pli d'un tronçon de raccordement d'un crochet est décalé longitudinalement par rapport au pli d'un tronçon de raccordement d'un crochet adjacent ; -au moins une extrémité de raccordement est décalée longitudinalement par rapport à une extrémité de raccordement adjacente ; -le tronçon de raccordement de chaque crochet est décalé longitudinalement par rapport aux tronçons de raccordement des deux crochets adjacents ; -les tronçons de raccordement des crochets sont alignés selon au moins deux plans transversaux décalés longitudina- lement l'un par rapport à l'autre ; -le tronçon d'extrémité libre comporte au moins une partie amincie dont la largeur transversale est inférieure à la largeur du tronçon d'embase ; -la partie amincie est réalisée entre les deux extrémités longitudinales du tronçon d'extrémité libre, de façon à réaliser une encoche ; -la partie amincie s'étend jusqu'à l'extrémité libre arrière du tronçon d'extrémité libre.

L'invention propose aussi. un induit de machine électrique tournante du type comportant un rotor supportant un bobinage d'induit alimenté par des balais frottant sur un collecteur selon )'invention.

L'invention propose encore un équipement de véhicule automobile, notamment un mécanisme d'essuie glace comportant un moteur électrique, caractérisé en ce que l'induit de son moteur est réalisé conformément aux enseignements de l'invention.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux figures annexées dans lesquelles : -la figure 1 représente un collecteur à crochets selon ltétat de la technique qui appartient à une machine électrique tournante ; -la figure 2 représente une vue partielle en perspective d'un induit de machine électrique tournante équipé d'un collecteur à crochets selon l'état de la technique ; -la figure 3 représente une vue en perspective d'un induit de machine électrique tournante équipé d'un collecteur à crochets décalés selon l'invention ; -la figure 4 représente une vue partielle en perspective d'un collecteur à crochets décalés selon l'invention sur lequel sont raccordés des fils du bobinage ; -la figure 5 représente une vue partielle en perspective d'un collecteur à crochets décalés avant le pliage des crochets ; -la figure 6 représente une vue similaire à celle de la figure 5 sur laquelle les crochets sont pliés ; -la figure 7 représente une vue similaire à celle de la figure 6 selon une variante de réalisation des crochets ; -la figure 8 représente une lame conductrice dont le tronçon d'extrémité libre arrière du crochet comporte une encoche ;

-la figure 9 représente une lame conductrice dont le tronçon d'extrémité libre arrière du crochet comporte une partie amincie.

Dans la description qui va suivre, on utilisera, à titre non limitatif, une orientation d'avant en arrière conformément à l'orientation de droite à gauche des figures.

On a représenté sur la figure 1 une machine électrique tournante 10, telle qu'un moteur électrique pour un mécanisme d'essuie glace d'un véhicule automobile selon I'état de la technique.

La machine électrique tournante 10 comporte un induit 12 constituée notamment d'un rotor 14 qui supporte des fils 16 d'un bobinage rotorique 18.

Les fils 16 peuvent tre constitués d'un corps conducteur en cuivre qui est recouvert par une couche de protection, telle que de l'émail, qui assure ainsi l'isolation électrique du corps conducteur.

Le rotor 14 se prolonge axialement vers l'arrière au-delà de l'une de ses faces axiales d'extrémité 20 par un arbre 22 qui supporte un collecteur 24.

Le collecteur 24, représenté en détail à la figure 2, se présente sous la forme d'un tambour, d'axe de rotation A, dont le corps cylindrique annulaire 26 est réalisé en matière isolante et est monté sur I'arbre 22 du rotor 14. Le corps 26 porte une série de lames conductrices 30 agencées dans sa surface cylindrique externe 28 qui sont orientées longitudinalement parallèlement à I'axe A et qui sont disposées côte à côte.

Selon un principe connu, un tel type de collecteur 24 est réalisé par moulage, le corps annulaire 26 en matière isolante telle que du plastique dur, étant surmoulé autour des lames conductrices 30.

Les lames conductrices 30 sont régulièrement réparties autour du collecteur 24 et elles sont séparées l'une de l'autre par

des rainures axiales 32 qui peuvent tre remplies par de la matière isolante.

Chacune des lames conductrices longitudinales d'orienta- tion axiale 30 comporte une piste extérieure de frottement 34 pour des balais ou charbons 36, représentés à la figure 1, reliés électriquement au stator de la machine électrique tournante 10.

Chaque piste de frottement 34 est prolongée par une extrémité avant de raccordement 38 qui est en forme de crochet ouvert longitudinalement vers l'arrière pour la relier aux fils 16 du bobinage 18.

Chacune des extrémités de raccordement 38 comporte un tronçon d'embase 40 situé dans le prolongement avant de la lame conductrice 30, un tronçon intermédiaire de raccordement 42 en forme de pli et un tronçon d'extrémité libre arrière 44 qui s'étend vers l'arrière au-dessus du tronçon d'embase 40, le crochet présentant globalement une forme en épingle à cheveux avec un pli à 180°.

Les fils 16 du bobinage 18 sont disposés à l'intérieur du pli du tronçon de raccordement 42, puis une électrode (non représentée) applique un effort dirigé vers l'axe A, sur le tronçon d'extrémité 44, de façon à le plaquer sur l'extrémité de raccordement 38 correspondante, et à refermer le crochet.

L'électrode fournie alors un courant électrique qui est destiné à souder le tronçon d'extrémité 44 sur l'extrémité de raccordement 38 et à souder le ou les fils 16 correspondants pour les relier électriquement à la piste 34 correspondante.

II est nécessaire que les fils 16 du bobinage 18 raccordés à deux extrémités de raccordement 38 de piste adjacentes soit séparés par une lame d'air d'une épaisseur suffisante pour éviter la formation d'arcs électriques et de court-circuits, notamment lors du soudage qui provoque la carbonisation de la couche de protection.

Cependant, pour des machines électriques tournantes telles qu'un moteur électrique pour un mécanisme d'essuie glace

d'un véhicule automobile, il est fréquent que l'encombrement des fils 16 et des extrémités de raccordement 38 soit trop important pour assurer une isolation suffisante. En effet, le collecteur 24 peut avoir un diamètre de 30 mm et peut comporter une vingtaine de lames conductrices 30, l'utilisation de fils 16 d'un diamètre de 0,75 mm présentant alors un risque important de formation d'arcs électriques et de court-circuits.

La présente invention permet de remédier à ces inconvénients.

Dans la suite de la description, les éléments identiques ou similaires à ceux de l'état de la technique seront désignés par les mmes chiffres de référence.

La présente invention consiste, à décaler longitudina- lement d'une distance déterminée le tronçon de raccordement 42 d'au moins un crochet d'une extrémité de raccordement 38 par rapport au tronçon de raccordement 42 d'un crochet adjacent.

Conformément à la figure 3, une lame conductrice 301 est décalée longitudinalement vers l'avant par rapport aux deux lames conductrices 302 adjacentes. Ainsi, les tronçons de raccordement 42 des crochets adjacents sont alignés selon deux plans transversaux qui sont sensiblement parallèles entre eux et qui sont décalés longitudinalement l'un par rapport à l'autre d'une distance déterminée D qui peut tre par exemple de l'ordre de 2 mm.

De ce fait, conformément à la figure 4, le point d'accrochage des fils 16 qui est situé à proximité du tronçon de raccordement 42 est décalé longitudinalement entre deux extrémités de raccordement 38 adjacentes. La distance qui sépare alors deux points d'accrochage adjacents est ainsi augmentée, ce qui réduit, voire supprime, les risques de formation d'arcs électriques et de court-circuits.

La figure 5 représente partiellement le collecteur 24 avant le pliage des extrémités de raccordement 38, de longueur initiale L, des lames conductrices 30. Elle illustre le décalage de la

distance D qui existe entre deux lames conductrices 30 adjacentes.

La figure 6 représente le collecteur 24 après l'opération de pliage des tronçons de raccordement 42. Cette opération est réalisée de façon que les extrémités de raccordement 38 soient pliées de façon semblable pour que deux tronçons de raccor- dement 42 soient décalés longitudinalement de la distance D.

Selon une variante, conformément à la figure 7, les lames conductrices 30 du collecteur 24 sont identiques. Le décalage longitudinal des tronçons de raccordement 42 de deux lames conductrices 30 adjacentes est alors obtenu par le décalage longitudinal du pli des tronçons de raccordement 42.

Ainsi, les tronçons de raccordement 42 des crochets sont alignés selon deux plans sensiblement parallèles qui sont perpendiculaires à l'axe A et qui sont décalés longitudinalement l'un rapport à l'autre d'une distance D.

Avantageusement, conformément à la figure 8, les tronçons d'extrémité arrière 44 des extrémités de raccordement 38 comportent au moins une partie amincie dont la largeur transversale est inférieure à la largeur des tronçons d'embase 40 et de raccordement 42.

La partie amincie peut-tre réalisée entre les deux extrémités longitudinales du tronçon d'extrémité libre 44 de façon à réaliser de chaque côté du tronçon une encoche 46, conformément à l'extrémité de raccordement 38 de la lame conductrice 30 représentée à la figure 8.

La partie amincie peut aussi s'étendre jusqu'à l'extrémité libre arrière du tronçon d'extrémité libre 44, conformément à l'extrémité de raccordement 38 de la lames conductrices 30 représentée à la figure 9.

L'amincissement transversal des tronçons d'extrémité arrière 44 permet d'augmenter l'épaisseur de la lame d'air isolante qui existe entre deux fils 16 du bobinage 18 situés sur deux extrémités de raccordement 38 adjacentes.

L'amincissement transversal peut aussi permettre d'augmenter le diamètre des fils 16 du bobinage 18 tout en conservant une lame d'air d'une épaisseur suffisante pour isoler électriquement les fils 16 raccordés à deux lames conductrices 30 adjacentes, et éviter la formation d'arcs électriques ou de court- circuits.