Brevet FR2435382A1 — publié le 19800404

La présente invention concerne un véhicule, Potamment pour la circulation urbaine, capable d'effectuer un virage avec un rayon de braquage aussi faible que lton veut, avec à la limite une possibilité de rotation du véhicule sur luimême, en vue d'obtenir une grande facilité de manoeuvre dans des espaces étroits. On a déjà proposé de tels véhicules, mais leur structure est trop complexe et coûteuse pour être mise pratiquement en oeuvre. Par exemple, le brevet de Grande-Eretagne N 841 871 propose un véhicule dans lequel deux roues latérales sont motrices et peuvent tourner en sens inverse l'une de l'autre grâce à une bote de vitesse permettant de faire tourner ces deux roues indépendamment l'une de l'autre. Cette structure est d'autant plus onéreuse et complexe qu'il faut prévoir un système de différentiel entre les deux roues latérales puisque celles-ci sont toutes deux motrices. Il n'est pas évident qutil puisse y avoir compatibilité entre ce différentiel et un entrainement en sens inverse des deux roues. Pour éliminer cet inconvénient, la présente invention propose une structure de véhicule beaucoup plus simple et permettant des manoeuvres aisées notamment dans les encombrements des villes. Le véhicule selon l'invention est caractérisé par le fait qu'il est pourvu d'une roue à la fois motrice et directrice, dont le plan peut tourner d'un angle allant åusqu'à 900 de part et d'autre d'une direction centrale, ainsi que de deux roues latérales porteuses, non motrices, montées sur un axe fixe perpendiculaire à ladite direction centrale et ne cofnci- dant pas avec l'axe de la roue motrice et directrice. De préférence, on prévoit que les positions des roues sont choisies de telle sorte que leurs points de contact au sol forment sensiblement un triangle isocèle rectangle de manière que lorsque le véhicule tourne sur lui-même les roues latérales et la roue motrice décrivent sensiblement le même cercle. Pour assurer une meilleure stabilité du véhicule, on peut prévoir, de l'autre caté de la roue motrice par rapport à l'axe des roues latérales, une roue librement orientable, non motrice, c'est-à-dire une roue dont le plan peut tourner librement et qui se contente de suivre le trajet que lui imposent les autres roues. Cette roue orientable non directrice peut être la roue avant, tandis que la roue arrière est la roue directrice et motrice. De préférence encore, la carrosserie du véhicule s'inscrit dans un cercle, c'est-à-dire que sa forme extérieure a pour proection horizontale sensiblement un cercle, et ce cercle a pour centre le milieu de l'axe des roues porteuses latérales. On prévoit de plus que le véhicule comprend un châssis (supportant notamment l'habitacle, les sièges de passagers etc..), et que ce châssis porte un arbre vertical monté à rotation et rendu solidaire dans cette rotation de l'axe de la roue motrice, cet arbre pouvant être entraîné en rotation par un système de direction porté par le châssis. Cet arbre porte un bâti sur lequel est monté un moteur d'entraînement du véhicule, qui est accouplé à la roue motrice et directrice et qui peut tourner en même temps qu'elle sous l'action du système de direction du véhicule. Le châssis du véhicule est à cet effet agencé de manière à présenter un espace libre suffisant pour qu'un déplacement du moteur soit possible lorsque le plan de la roue motrice tourne de 900 de part et d'autre de sa direction centrale. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaltront à la lecture de la description détaillée qui suit et qui est faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure I représente une vue latérale du véhicule selon l'invention - la figure 2 en représente une vue de face - la figure 3 représente une vue de dessus - la figure 4 représente une vue plus détaillée de la roue avant orientable non directrice - la figure 5 représente une vue plus détaillée de la roue arrière avec son moteur d'entrainement et le système d'orientation de la roue Le véhicule selon l'invention comprend une carrosserie dthabitacle 10 montée de manière classique sur un châssis 12 constitué par exemple de barres tubulaires.Ce chassis porte, outre la carrosserie 10, un ou plusieurs sièges de passagers 14. Le véhicule possède quatre roues qui sont une roue arrière motrice et directrice 16, deux roues latérales porteuses, non motrices, 18 et 20, et une roue avant 22 non motrice et librement orientable. Il est à noter que la roue avant 'est pas absolument nécessaire au fonctionnement du véhicule : elle est là pour assurer un meilleur équilibre du véhicule. Si telle est prévue, elle est nécessairement une roue librement orientable car elle doit pouvoir se tourner sans effort dans n'importe quelle orientation selon la direction de marche qui est imposée par les autres roues. les deux roues latérales porteuses sont montées à rotation libre autour d'un axe 24 fixe par rapport au châssis, en arrière de la roue avant 22. Elles sont écartées l'une de l'autre d'une distance qui est à peu près la largeur de la carrosserie pour assurer une bonne stabilité latérale du véhicule. La roue arrière motrice est montée en arrière des roues latérales et de préférence à égale distance d'elles et à une distance telle que les points de contact au sol des roues latérales et de la roue arrière forment un triangle isocèle rectangle Cette disposition est avantageuse car si la roue arrière directrice était trop proche des roues latérales, les virages du véhicule seraient trop brutaux ; si, au contraire, elle en était éloignée, les virages seraient plus doux mais le véhicule serait plus instable : sa carrosserie, pratiquement circulaire comme on le verra, aurait une largeur dépassant largement l'empattement des roues latérales. Si les points de contact des roues sont situés sur un cercle centré au milieu de l'axe des roues latérales, on peut avoir une stabilité optimum. Ceci est valable aussi pour le choix de la position de la roue avant librement orientable. On voit mieux à la figure 3 la position des quatre roues et la forme extérieure circulaire de la carrosserie 10, le centre du cercle constitué par cette forme extérieure étant situé au milieu M de l'axe 24 des roues latérales. C'est autour de ce point que tourne le véhicule et il est intéressant que la carrosserie du véhicule ait une symétrie circulaire autour de ce centre pour minimiser la surface occupée par le véhicule lorsqu'il tourne sur luJ-même. La roue arrière peut tourner de 900 de part et d'autre de la direction normale d'avance du véhicule pour permettre cette rotation du véhicule sur lui-même. Sur les figures, on voit également le système de direction du véhicule, système qui agit sur l'unique roue directrice 16. Ce système comprend un volant 26 supporté à rotation dans un manchon 28 du châssis 12. Le volant 26 fait tourner, gracie à un renvoi 30 à pignons, un arbre 32 s'étendant dans la direction centrale d'avance du véhicule Jusqu'à l'arrière en vue de commander l'orientation du plan de la roue arrière. L'arbre 32 peut être logé dans un tube du châssis 12. Il se termine à son extrémité arrière par un pignon conique 34, mieux visible à la figure 5, qui coopère avec un deuxième pignon conique 36 solidaire d'un arbre tournant vertical 38 monté à rotation dans des paliers 40 ménagés dans une partie du châssis 12 à la verticale de l'axe de la roue arrière 16. Ainsi, la rotation du volant 26 fait tourner l'arbre vertical 38o Ce dernier est solidaire d'un bâti 42 qui peut donc tourner avec l'arbre 38. Ce bâti 42 comporte d'une part une fourche qui porte l'axe 44 de la roue arrière 16 et, d'autre part, une structure en porte-à-faux qui soutient un moteur 46 d'entrainement du véhicule. Lors d'une rotation du volant, l'ensemble de l'arbre 38, du bâti 42, du moteur 46, et de la roue arrière 16 tourne pour orienter la marche du véhicule. Comme on souhaite que le plan de la roue 16 puisse tourner de 900 de part et d'autre d'une direction centrale d'avance du véhicule (direction parallèle aux plans des roues latérales), on prévoit que le châssis est agencé de manière à laisser un espace libre suffisant pour permettre le déplacement de l'ensemble des pièces entraînées lors d'une action --sur le volant de direction 26. Cet espace peut être prévu sous les sièges de passagers. Pour permettre une suspension convenable du véhicule, on peut prévoir sur la fourche du baAti 42 un amortisseur classique. Par exemple, les deux branches de la fourche, encadrant la roue 16 et fixées à l'axe 44 de la roue, sont constituées par un tube de guidage dans lequel est logé un ressort de suspension 48, et par une tige 50 formant piston se déplaçant à l'intérieur du tube de guidage. C'est cetteAige 50 qui est fixée à son extrémité à l'axe 44. L'axe 38 commandant l'orien- station de la roue 16 est rendu solidaire des tubes de guidage de la fourche et, comme les tiges 50 ne peuvent se déplacer que dans la direction de l'axe 38, on conçoit que l'ensemble du bâti 42 reste solidaire, en rotation, de l'axe 38, malgré l'existence de l'amortisseur télescopique.Les chaos de la route, amortis, ne genent pas la commande de direction du véhicule. Entant donné la constitution en porte-à-faux de la partie de bâti supportant le moteur 46, on peut prévoir que le moteur soit supporté en plus à sa partie inférieure par un rail de guidage solidaire du châssis du véhicule, le moteur reposant sur ce rail conformé de manière à permettre un déplacement circulaire du moteur. il est nécessaire de prévoir des câbles et gaines flexibles de commande du moteur à partir du siège de conducteur puisque le moteur se déplace en rotation. Ceci est vrai pour les conduits d'alimentation en essence pour un moteur à essence, les conducteurs d'amenée de courant de batterie s'il y a lieu, le câble d'accélérateur, etc.. A la figure 4, on a représenté plus en détail une réalisation de roue avant 22 non directrice et librement orien table. Cette propriété est obtenue en montant la roue 22 sur une fourche 52 pouvant tourner dans des paliers 54 ménagés dans une partie solidaire du châssis 12 du véhicule. L'axe de rotation de la fourche est incliné par rapport à la verticale. il pourrait être vertical et décalé par rapport au centre de la roue pour obtenir la propriété de libre orientation souhai tée. La roue avant 22 peut être suspendue par un système télescopique à ressort, de même d'ailleurs que les roues latérales porteuses 18 et 20. REvENDIcAvIoNS 1) Véhicule, notamment pour la circulation urbaine, caractérisé. par le fait qu'il est pourvu d'une roue motrice et-diréctrice, dont le plan peut tourner d'un angle allant jusqu'à 900 de part et d'autre d'une direction centrale, ainsi que de deux roues latérales porteuses, non motrices, montées sur un axe fixe perpendiculaire à cette direction centrale et ne coïncidant pas avec l'axe de la roue motrice et directrice. 2) Véhicule selon la revendication 1, caractérisé par-le fait que les points de contact. au sol de la roue motrice et des deux rouesrnlatérales forment sensiblement un triangle isocèle rectangle. 3) Véhicule selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'il est pourvu en outre d'une roue librement orientable, non motrice et non directrice, de l'autre côté de la roue motrice par rapport à l'axe des roues latérales0 4) Véhicule selon l'une des revendications I à 3, caractérisé par le fait que la roue motrice et directrice est une roue arrière du véhicule. 5) Véhicule selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'il comprend une carrosserie dont la forme extérieure a pour projection horizontale sensiblement un cercle centré sur le milieu de l'axe des deux roues latérales, .6) Véhicule selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'il comprend un châssis supportant un arbre vertical monté à rotation et solidaire dans cette rotation de l'axe de la roue motrice, cet arbre pouvant être en tramé en rotation par un système de direction porté par le châssis. 7) Véhicule selon la revendication 6, caractérisé par le fait que l'arbre vertical tournant est solidaire d'un bâti qui porte un moteur d'entrainement du véhicule accouplé à la roue motrice et directrice. 8) Véhicule selon la revendication 7, caractérisé par le fait que le châssis du véhicule est agencé de manière à présenter un espace libre suffisant pour qu'un déplacement du moteur soit possible lorsque le plan de la roue motrice tourne de 900 de part et d'autre de la direction centrale. 9) Véhicule selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisé par le fait que le moteur fixé sur le bâti solidaire de l'arbre vertical est monté en porte à faux par rapport à cet arbre à l'avant de la roue arrière motrice. 10) Véhicule selon la revendication 9, caractérisé par le fait que le moteur repose sur un rail circulaire solidaire du châssis, rail le long duquel il peut glisser lors de la rotation du plan de la roue arrière.