Brevet FR2560122A1 — publié le 19850830

256012-2 Dispositif de suspension pour véhicules permettant une inclinaison du châssis dans Les virages. La présente invention concerne un dispositif de suspension pour un véhicule tel qu'une automo- bile ou qu'un tricycle à moteur équipant au moins l'une d'une paire de roues droite et gauche. Dans un véhicule équipé d'une paire de roues droite et gauche de ce type, la carrosserie à tendance à s'incliner vers l'extérieur du c6té opposé au centre de rotation du véhicule Lorsqu'il vire, sous l'effet de la force centrifuge. Par ailleurs, dans le cas d'un motocyclette, le virage s'effectue tout en la penchant vers l'intérieur. En d'autres termes, la motocyclette effectue un virage à l'état incliné. La présente inven- tion a pour but d'obtenir l'inclinaison d'une carrosserie d'automobile ou d'un tricycle à moteur vers le centre de rotation lorsque celle-ci tourne, de façon à ce que le conducteur de l'automobile ou du tricycle moto- risé puisse éprouver le même type de sensations ou d'impressions de conduite que dans le cas d'une moto- cycLette. Un exemple d'un tricycle à moteur de ce type pouvant s'incliner vers le centre de rotation lorsqu'il tourne, est décrit dansALa publication du brevet japonais (Kokai Tokkyo Koho) n Sho 54-25033. Ce tricycle à moteur comporte une paire de roues avant droite et gauche et une roue arrière. Il est également conçu de telle manière que lorsqu'il vire, le conducteur déplace son centre de gravité vers le centre de rota- tion pour compenser la force centrifuge et faire pencher le châssis du véhicule vers le centre de rota- tion. Comme ce tricycle à moteur est d'un type à selle, comme dans le cas d'une motocyclette courante, le le conducteur peut déplacer relativement facilement son poids pour faire pencher le châssis du véhicule comme décrit ci-dessus. Cependant, dans le cas d'une automo- bile classique, o le conducteur est assis sur un siège, il n'est pas très facile pour lui de faire pencher la carrosserie du véhicule en déplaçant sont centre de gravité. La présente invention a donc pour but de fournir un dispositif de suspension pour véhicules, au moyen duquel le châssis du véhicule peut automatiquement être incliné sous l'effet d'une opération de braquage, et sans qu'il soit nécessaire que le conducteur déplace son poids dans cette direction, que le véhicule soit du type à selle ou du type à siège. Un autre but de la présente invention est de fournir un dispositif de suspension au véhicule dans lequel la totalité de la longueur d'un ressort de suspension est modifiée par expansion et contraction. d'un élément télescopique solidaire dudit ressort de suspension, amenant ainsi la carrosserie du véhicule à s'incliner. Un but supplémentaire de la présente inven- tion est de fournir un dispositif de suspension pour véhicule, dans lequel ledit élément télescopique subit une expansion et une contraction au moyen d'une pression de liquide réguLée par un mécanisme de direction. Pour atteindre les buts'mentionnés ci-dessus, le dispositif de suspension de la présente invention comporte un élément télescopique dont l'allongement et la contraction sont provoqués par une pression de liquide régulée par un mécanisme de direction, et soli- daire d'un ressort de suspension de telle sorte que lorsqu'un véhicule effectue un virage, ledit élément télescopique s'allonge et se contracte selon l'opération de braquage, amenant ainsi la carrosserie du véhicule à s'incliner vers le centre de rotation. Ladite pression de liquide peut être fournie audit élément télescopique par un cylindre hydraulique contenant un piston dont le mouvement est lié audit mécanisme de direction. En variante, un liquide comprimé par une pompe entraînée par un moteur peut être fourni audit élément télescopique par l'intermédiaire d'un clapet de régulation qui fonctionne en réponse audit mécanisme de direction. Conformément à la présente invention, lorsque le véhicule effectue un virage, le conducteur peut éprouver la même sensation ou impression de conduite que dans le cas d'une motocyclette. Ces buts ainsi que d'autres et les caracté- ristiques de la présente invention ressortiront à la lecture de la description détaillée ci-après, faite en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue avant représentant un mode de réalisation de la présente invention, lorsque le véhicule suit une trajectoire rectiligne; - la figure 2 est une vue avant du même mode de réalisation mais représentant le cas d'un véhicule effectuant un virage; - la figure 3 est une vue avant représentant un autre mode de réalisation de la présente invention, lorsque le véhicule suit une trajectoire rectiligne, mais dans laquelle le système hydraulique n'est pas représenté; - la figure 4 est une vue avant du système hydraulique du mode de réalisation ci-dessus, lorsque le véhicule suit une trajectoire rectiligne; - la figure 5 est un schéma représentant une partie du système hydraulique à un certain instant; - les figures 6 et 7 sont des vues repré- sentant une partie du système hydraulique lorsque le véhicule effectue un virage; - la figure 8 est une vue en coupe horizontale d'un clapet de régulation; - la figure 9 est une vue en coupe le long de la ligne IX-IX de la figure 8; et, - la figure 10 est une vue en perspective représentant une réalisation concrète d'un dispositif de suspension. Les modes de réalisation préférés de l'inven- tion, dans lesquels ceci est appliqué à un tricycle à moteur ayant une paire de roues avant et une roue arrière, sont décrit ci-après, référence étant faite aux dessins annexés. Les figures 1 et 2 illustrent un premier mode de réalisation de l'invention. Plus précisément, la figure 1 est une vue avant d'un dispositif de suspension lorsque le véhicule suit une trajectoire rectiligne, et la figure 2 est une vue avant du même dispositif mais dans le cas o le véhicule tourne à gauche. Les expressions "droite" ou "gauche" utilisées ici dési- gnent les directions droite ou gauche, telles qu'elles sont vues par le conducteur. Une roue avant gauche est désignée en 11, une roue avant droite est désignée en 12 et la carrosserie d'un tricycle à moteur est désignée en 2. Lesdites roues avant gauche et droite 11, 12 des fusées 31, 32 auxquelles sont reliés des bras inférieurs 41, 42 par des rotules 51, 52 sont respectivement solidaires desdites roues avant droite et gauche 11 et 12. Les extrémités supérieures desdites fusées 31, 32 sont reliées à des bras supérieurs 61, 62 par des rotules 71, 72 respectivement. Les autres extrémités des bras inférieurs 41, 42 pivotent par rapport au châssis 2 sur des pattes 81, 82, et les autres extrémités des bras supérieurs 61, 62 pivotent par rapport au châssis 2 sur des pattes 91 et 92' L'agencement décrit ci-dessus constitue la suspension dite "en double triangle". Lesdites fusées 31, 32 sont munies de bras 256 0 1 2 2 de fusées 101, 102 s'étendant diagonalement vers l'arrière de celles-ci. Les bras de fusées 101, 102 sont reliés à des barres d'accouplement 121, 122 par l'intermédiaire de rotules 111, 112. Les autres extrémités desdites barres d'accouplement 121, 122 sont respectivement montées pivotantes aux deux extrémités d'un coulisseau 13. Ledit coulisseau 13 coulisse sur le châssis 2 au moyen d'un palier 21. Ledit coulisseau 13 est muni dans sa partie centrale d'une crémaillère 17 en prise avec un pignon 18 monté sur un arbre de direction 19. Le volant est désigné en 20. Les ressorts de suspension droit et gauche sont respectivement désignés par 141 et 142. Ces ressorts de suspension 141, 142 sont munis dans leurs parties supérieures d'éléments télescopiques à fonction- nement hydraulique 241, 242 comprenant un piston 22 et un cylindre 23. Les extrémités supérieures desdits ressorts de suspension 141, 142 sont fixées au châssis 2 par des pivots 151, 152 et par lesdites pattes 91 92 alors que les extrémités inférieures desdits ressorts de suspension 141, 142 sont fixées aux parties inter- médiaires desdits bras inférieurs 41, 42 par des pivots 161, 162. Les cylindres 231, 232 desdits éléments té- lescopiques 241, 242 communiquent respectivement avec des chambres de cylindre 261, 262 d'un cylindre hydrau- lique 26 par l'intermédiaire de canalisations hydrau- liques 251, 252. A l'intérieur dudit cylindre hydraulique 26, un piston hydraulique 27 adapté à séparer lesdites chambres de cylindre 261, 262 est monté de façon à se déplacer par des mouvements de va-et-vient. Un axe de piston 28 dudit piston hydraulique 27 est relié audit coulisseau 13 par l'intermédiaire d'un bras 29. L'intérieur dudit cylindre 23, la canalisation hydrau- lique 25 et le cylindre hydraulique 26 sont remplis d'huiLe. Lorsque le véhicule suit une trajectoire recti- ligne, l'engrenage 18 est en prise avec la crémaillère 17 dans sa partie centrale, comme le montre la figure 1. Cependant, lorsque le véhicule s'apprête par exemple à tourner à gauche, le volant 20 est braqué dans le sens des aiguilles d'une montre, comme le montre la flèche a dans la figure 2. De ce fait, sous l'effet de la rotation dudit pignon 18, le coulisseau 13 coulisse vers la droite, comme indiqué par une flèche b. Comme le piston hydraulique 27 est également déplacé vers la droite à l'intérieur du cylindre hydraulique 26 sous l'effet du mouvement dudit coulisseau 13, l'huile contenue dans la chambre de cylindre 262 est transférée au cylindre 232 par l'intermédiaire de la canalisation hydraulique 252 et s'écoule dans la chambre de cylin- dre 261 en provenance du cylindre 231 par l'intermé- diaire de la canalisation hydraulique 251. Comme les ressorts à boudins 301, 302 des ressorts de suspension 141, 142 présentent une rigidité élevée et pratiquement aucune élasticité, le cylindre 232 se déplace vers Le haut sous l'effet de la pression hydraulique agissant entre le cylindre 232 et le piston 222 (c'est-à-dire que l'élément télescopique 242 s'allonge), la totalité du ressort de suspension 142 s'allonge. Par ailleurs, la totalité du ressort de suspension 141 se raccourcit étant donné que le cylindre 231 se déplace vers le bas, c'est-à-dire que l'élément télescopique 241 se con- tracte. Il en résulte que le ressort de suspension 142 repousse le bras inférieur 42 vers le bas par rapport au châssis 2, alors que le ressort de suspension 141 soulève le bras inférieur 41 par rapport au châssis 2. A cet instant, lesdits bras supérieurs 61, 62 suivent le mouvement desdits bras inférieurs 41, 42' Cependant, comme les roues 12' 11 sont normalement en contact avec le sol, Lorsque les éLéments respectifs se dépla- cent de la manière décrite ci-dessus, le châssis 2 finit par pencher vers la gauche, c'est-à-dire vers le centre de rotation ( les roues avant 11, 12 s'incli- nant également) comme le montre la figure 2. Par conséquent, le véhicule effectue un virage penché comme dans le cas d'une motocyclette. On notera, à propos de la description faite ci-dessus, que comme les deux extrémités dudit coulis- seau 13 sont reliées auxdits bras de fusées 101, 102 par lesdites barres d'accouplement 121, 122 respecti- vement, selon le mouvement du coulisseau 13, les fusées 31, 32 tournent par rapport aux pivots de fusées K1, K2, et dès que le châssis 2 commence à pencher, comme décrit ci-dessus, les roues avant 11, 12 sont braquées. Bien que l'on ait décrit ci-après en détail un virage à gauche, le virage à droite s'effectue également de la même manière. Les figures 3 à 10 illustrent un second mode de réalisation de la présente invention. Dans ces figures, les parties identiques ou correspondantes à celles mentionnées à propos du premier mode de réalisation, sont désignées par les mêmes numéros de référence. Dans ce mode de réalisation, le système hydraulique adapté à introduire ou à évacuer l'huile dans ou hors d'un cylindre 23, est différent de celui du premier mode de réalisation décrit. Cependant, il n'existe pas d'autres différences notables entre ces deux modes de réalisation (bien que le système hydraulique ne soit pas représenté), comme le montre immédiatement une comparaison des figures 3 et 1. Les seules différences mineures représentées dans la figure 3, sont que le bras supérieur 6 est monté en- dessous d'une patte 15a différente de la patte 9, que La barre d'accouplement 12 est montée au-dessus de celle-ci, et que le ressort de suspension 14 y est relié. La figure 4 illustre un système hydraulique utilisé dans ce mode de réalisation. L'introduction d'huile dans le cylindre 23 et l'évacuation de l'huile hors de celui-ci, sont commandées au moyen d'un clapet de commande, ou d'un clapet tournant 60 qui est actionné en réponse au déplacement d'un coulisseau 13. De l'huile comprimée par une pompe 61 est introduite dans ce clapet tournant 60. La pompe 61 est entra;née par le moteur du véhicule. Au démarrage du moteur, l'huile contenue dans un réservoir 62 est transférée dans une canalisation 31 par la pompe 61, par l'inter- médiaire d'une soupape de détente 63 et d'un clapet de retenue 64, et atteint ledit clapet tournant 60. Une partie de l'huile est ensuite transférée dans un accumulateur 32 et y est stockée. Lorsque la pression à l'intérieur de la canalisation 31 atteint une valeur prédéterminée, un piston 33 de la soupape de détente 63 est déplacé vers la droite dans la figure, contre l'action d'un ressort 34, pour isoler la canalisation 31 de la pompe 61 comme le montre la figure 5. Au même instant, l'huile évacuée de ladite pompe 61 circule vers un orifice d'admission par l'intermédiaire d'une canalisation de dérivation 35. La soupape de détente 64a (figure 4) montée sur la canalisation d'alimentation 31 sert à empêcher que la pression produite du côté suspension ne se propage vers l'accumulateur 32. Comme l'illustrent les figures 8 et 9, le clapet tournant 60 comprend une soupape intérieure cylindrique 36, une soupape extérieure cylindrique 37 en contact avec la périphérie de ladite soupape inté- rieure 36, et fixée à celle-ci de façon à ce qu'elles puissent tourner l'une par rapport à l'autre, et un corps princi- pal contenant et portant lesdites soupapes 36 et 37 pour assurer leur rotation. Ladite soupape intérieure 36 est munie d'un passage d'alimentation en huile 40 communicant avec ladite canalisation d'alimentation 31 par l'intermédiaire d'un orifice d'entrée 39, et d'un passage d'évacuation de l'huile 43 communicant avec un tuyau de retour 42 (voir figure 4) par l'intermédiaire d'un orifice de sortie 41. Ces passages d'alimentation en huile 40 et d'évacuation d'huile 43 sont respecti- vement en communication, comme le montrent les figures 8 et 9, avec un orifice d'alimentation en huile 44 et un orifice d'évacuation d'huile 45, qui s'ouvrent à la périphérie de ladite soupape 36 lorsque celles-ci se déplacent l'une par rapport à l'autre dans des direc- tions circonférentielles et axiales. - Ladite soupape extérieure 37 comporte un trou d'admission d'huile 46 et un trou d'évacuation d'huile 47 dans des positions correspondant audit orifice d'admission d'huile 44 et audit orifice d'évacuation d'huile 47, respectivement, dans la direction axiale. Ces deux trous 46 et 47 sont disposés sur une généra- trice commune d'un cylindre. En d'autres termes, ils sont disposés dans un plan contenant l'axe-de rotation de ladite soupape extérieure 37. Le corps principal 38 est muni d'un passage d'huile 48 disposé en face dudit trou d'admission d'huile 46 et dudit trou d'évacuation d'huile 47. Ledit passage d'huile 48 communique avec un cylindre 23 dudit élément télescopique 24 par l'intermédiaire d'une soupape de détente 49. Ladite soupape de détente 49 comporte un piston 51 repoussé par un ressort 50. Lorsque le moteur est arrêté et qu'aucune pression hydraulique n'existe à l'intérieur du tuyau d'alimentation 31, cette soupape de détente 49 a pour rôle, comme le montre la figure 8, d'isoler Le passage d'huile 48 du cylindre 23 pour empêcher l'huile de s'échapper du cylindre 23 et-ainsi, empêcher que le châssis 2 s'affaisse. Au démarrage du moteur et lorsque la pression d'huile s'établit à l'intérieur du tuyau d'alimentation 31, du fait de la pression hydraulique, le piston 51 comprime le ressort et permet la communication entre Le passage d'huile 48 et le cylindre 23. Comme le montrent les figures 4 et 10, ainsi que cela est décrit ci-après, la soupape intérieure 36 est reliée à un coulisseau 13 par l'intermédiaire d'un levier 52 et est mise en rotation par le mouvement de va-et-vient dudit coulisseau 13. Par ailleurs, la soupape extérieure 37 est reliée à un piston 22 du côté dudit élément télescopique 24 par l'intermédiaire d'un levier 53, et est mise en rotation par rapport à ladite soupape intérieure 36 par le mouvement dudit piston 22 (mouvement par rapport au châssis du véhicule. Cette définition restera ci-après inchangée) et produit un effet de contre-réaction. Le tuyau de retour 42 relié audit orifice de sortie 41 du clapet tournant 60 est en outre relié, comme le montre la figure 4, à un réservoir 62. Entre le tuyau d'alimentation 31 et le tuyau de retour 42, se trouve une soupape de sécurité 54 adaptée à laisser passer l'huile dans le tuyau d'alimentation 31-vers le réservoir 62. La figure 4 illustre un état de fonction- nement semblable à celui de la figure 1, lorsque le véhicule se déplace selon une trajectoire rectiligne. Le clapet tournant 60 est en position neutre, c'est-à- dire que le trou d'alimentation 46 et que le trou d'évacuation d'huile 47 de la soupape extérieure 37, sont disposés en un point intermédiaire entre l'orifice d'alimentation en huile 44 et l'orifice d'évacuation d'huile 45 de la soupape intérieure 36 dans la direction - 2560122 il 12 61 circonférentieLle. La figure 9 mentionnée ci-dessus illustre également un état neutre tel qu'il vient d'être décrit. La figure 6 illustre l'état dans lequel se trouve un ressort de suspension gauche 14 (côté droit dans la figure) et le clapet tournant 60, lorsque le véhicule tourne vers la droite. Lorsque le véhicule tourne à droite, le coulisseau 13 se déplace vers la gauche comme indiqué par une flèche b, et la soupape intérieure 36 reliée audit coulisseau 13 par L'inter- médiaire d'un levier 52, pivote dans le sens des aiguilles d'une montre, dans la figure. Par conséquent, l'orifice d'alimentation en huile 44 qui a été éloigné de l'orifice d'alimentation en huile 46 au moment o le véhicule se déplaçait en ligne droite, est amené en alignement avec le trou d'alimentation en huile 46. IL en résulte que l'huile sous pression dans le tuyau d'alimentation 31 est introduite dans le cylindre 23, pour repousser le piston 22 vers le bas. Selon le mouvement du piston 22, une soupape extérieure 37 reliée à celui-ci par l'inter- médiaire d'un Levier 53, pivote dans le sens des aiguilles d'une montre. Bien que le trou d'alimentation en huile 46 soit amené dans une position éloignée de l'orifice d'alimentation en huile 44, comme l'orifice d'alimentation en huile 44 pivote également dans le sens des aiguilles d'une montre lors du déplacement du coulisseau 13, l'alignement entre les trous d'ali- mentation en huile 46 et 44 est conservé, et le piston 22 continue de se déplacer. En d'autres termes, l'élément télescopique 24 est maintenu à l'état allongé et la longueur totale du ressort de suspension 14 continue de s'accroître. Lorsque le mouvement du coulisseau 13 est interrompu, comme indiqué dans la figure 7, le trou d'alimentation d'huile 46 est éloigné de l'orifice d'alimentation d'huile 44. Par consequent, l'allongement de l'élément télescopique 24 est également interrompu et la longueur totale du ressort de suspension 14 est maintenue à une longueur correspondant à la quantité de déplacement du coulisseau 13, c'est-à-dire à l'im- portance du braquage. Simultanément, dans le clapet tournant 60 du côté droit, l'orifice d'évacuation d'huile 45 et l'orifice d'évacuation d'huile 47 sont alignés l'un par rapport à l'autre. Par conséquent, l'huile contenue dans le cylindre 23 est évacuée dans le tuyau de retour 42, par l'intermédiaire du passage d'évacuation d'huile 43 et de l'orifice de sortie 41. De la même manière que dans le cas précédent, la longueur totale du ressort de suspension 14 se contracte en correspon- dance avec l'importance du braquage, et le ressort de suspension 14 conserve sa longueur. Il en résulte comme cela a déjà été décrit à propos des figures 1 et 2, que le châssis du véhicule est incliné vers la droite ou vers le centre de rotation, et est amené dans une position penchée semblable à celle d'une motocyclette. La figure 10 est une vue en perspective illustrant d'une façon plus réaliste les structures des divers dispositifs mentionnés ci-dessus, des numéros de référence identiques désignant les mêmes parties que précédemment. Dans la figure 10, l'arbre de direction 19 et le coulisseau 13 sont reliés l'un à l'autre par un mécanisme d'articulation autre que la crémail- lère. Plus précisément, le bras 55 fixé à l'arbre de direction 19 est relié au bras 56 pivotant sur le châssis du véhicule au moyen d'une articulation 57, et le mouvement d'oscillation représenté par une flèche c du bras 56 est converti en un mouvement de va- et-vient du coulisseau 13 par l'intermédiaire du coulisseau 59 dans lequel s'engage la tige coulissante 58 2560 1 2 2 montée sur ledit bras 56. La pompe 61 et le réservoir 62 (non représentés dans La figure 10) placé à côté de celui-ci sont disposés en des points inférieurs au clapet tournant 60, et l'huile sortant du clapet tournant 60 est renvoyée au réservoir 62 par gravité, par l'intermédiaire du tuyau de retour 42. Par conséquent, comme Le montrent les figures 8 et 9, l'orifice de sortie 41 a un diamètre plus important que celui de l'orifice d'entrée 39, et le tuyau de retour 42 est constitué d'un matériau tubulaire ayant également un diamètre important par comparaison à celui du tuyau d'alimentation 31. Dans le présent mode de réalisation, bien que le ressort de suspension 14 s'allonge et se contracte selon le déplacement du coulisseau 13, le coulisseau 13 actionne simplement la soupape intérieure 36 du clapet tournant 60 et la force de réaction du ressort de suspension 14 n'est pas transmise au coulisseau 13. Au contraire, seule la force de réaction exercée par le sol sur la roue avant 1 est transmise au couLisseau 13, et cette force de réaction est transmise au volant 20. Par conséquent, on peut éprouver une sensation de conduite satisfaisante. Bien que dans les modes de réalisation respec- tifs décrits ci-dessus, la présente invention soit appliquée à un dispositif de suspension du type à double triangle, elle peut également s'appliquer à d'autres types de dispositifs de suspension. De plus, on peut utiliser au lieu du volant 20, une manette. En outre, l'invention peut bien sûr s'appliquer à des véhicules autres que des tricycles à moteur, tel que des automobiles. Comme cela a été décrit dans ce qui précède, de nombreuses autres modifications peuvent être apportées dans le cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de suspension pour véhicule, monté entre une paire de roues droite et gauche (11, 12) du véhicule et le châssis du véhicule (2), caractérisé en ce que des éléments télescopiques (241, 242) s'al- longeant et se contractant sous l'effet d'une pression de liquide commandée par un mécanisme de direction (17, 18, 20) sont solidaires de ressorts de suspension (141, 142) de sorte que lorsque le véhicule effectue un virage, le châssis (2) du véhicule est amené à s'incliner vers le centre de rotation en raison du mouvement téles- copique dudit élément télescopique (241 ou 242) dépendant de l'opération de braquage. 2. Dispositif de suspension selon la reven- dication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un cylindre hydraulique (26) divisé en deux chambres de cylindre (261, 262) au moyen d'un piston (27) dont le mouvement est-associé audit mécanisme de direc- tion, lesdites deux chambres de cylindre (261, 262) communicant respectivement avec les éléments télesco- piques droit (241) et gauche (242). 3. Dispositif de suspension selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un clapet de commande (60) adapté à introduire un liquide comprimé par une pompe (61) dans lesdits éléments télescopiques (241, 242) et à évacuer le liquide desdits éléments télescopiques, ledit clapet de commande (60) étant actionné en réponse au mécanisme de direction.