Brevet FR2747637A1 — publié le 19971024

STRUCTURE DE CHASSIS EQUIPANT UN VEHICULE DE PETIT DIMENSIONNEMENT La présente invention se rapporte à une structure de châssis équipant un véhicule de petit dimensionnement, monoplace ou biplace, approprié à la circulation urbaine. Le brevet japonais n 63978/90, soumis à l'inspection publique, a trait à une structure d'absorption de chocs dans laquelle des poutres latérales longitudinales, représentant des pièces constitutives d'un élément d'absorption de chocs doté d'une configuration générale en U, font saillie horizontalement avec parallélisme mutuel à l'avant de la caisse d'un véhicule. Le brevet japonais n 247338/94, soumis à l'inspection publique, mentionne que la déformation d'un capot moteur prend également part à l'absorption d'un choc, en plus de la structure d'absorption exposée ci-avant. Du fait de la disposition borizontale de l'élément précité d'absorotion de chocs, configuré en U, les poutres latérales sont susceptibles de fléchir verticalement à l'instant de l'absorption d'un choc. Par conséquent, il est impossible d'utiliser des poutres latérales suffisamment longues, donc impossible d'assurer une course de déformation suffisante (course d'absorption d'un choc . 'absorotion d'une énergie d'impact s'en trouve ainsi limitée. De plus, dans la structure d'absorption de chocs mentionnée ci-avant, dans laquelle une structure supérieure de la caisse ou véhicule, telle oua le capot moteur, prend part à l'absorption d'un choc, il est nécessaire de prendre e compte une déformation adéquatement répartie de toutes les pièces constitutives concernées. De la sorte, il est difficile d'optimaliser la caractéristique d'absorption de chocs. Conformément à la présente invention, en vue de résoudre les problèmes susmentionnés, il est proposé une structure de châssis équipant un véhicule de petit dimensionnement, présentant une partie d'absorption de chocs qui fait saillie, vers l'avant, à partir d'un châssis principal supportant la caisse du véhicule de petit dimensionnement, alite structure étant caractérisée par le fait que ladite parie d'absorption de chocs comprend une pluralité de poutres latérales dépassant vers l'avant, parallèlement les unes aux autres, depuis l'extrémité antérie@re dudit châssis principal, lesdites poutres latérales étant reliées, par leurs extrémités antérieures respectives, à un élément transversal commun situé à l'extrémité antérieure ; une poutre centrale reliée, par son extrémité antérieure, à une partie approximativement centrale dudit élément transversal, l'extrémité posterleure de ladite outre centrale occupant une position plus haute que lesdites poutres latérales ; et des piéces de liaison pour établir une liaison entre ladite poutre centrale t lesdites poutres latérales. La partie d'absorption de chocs peut, par ailleurs, comporter une pièce Ü type plaque destinée à recouvrir l'extrémité postérieure de la poutre centrale et une partie des pièces de liaison, depuis un côté habitacle. En outre, l'arrière de la pièce du type plaque peut être en butée contre un plancher an résine de la caisse du véhicule. La partie d'absorption de choss est constituée d'une pluralité de poutres latérales parallèles, longitudinales et reliées, par leurs extrémités antérieures respectives, à un élément transversal commun situé à l'extrémité antérieure ; et d'une poutre centrale reliée à l'élément transversal par son extrémité antérieure, l'extrémité postérieure de ladite poutre centrale occupant une position plus haute que les poutres latérales, et étant reliée auxdites poutres latérales par des pièces de liaison. Ainsi, les pièces constitutives de la partie d'absorption de chocs décrivent une configuration triangulaire en élévation latérale, et peuvent donc être déformées sans aucune flexion verticale au stade de l'absorption d'un choc. En conséquence, il est possible d'assurer une course d'absorption de chocs suffisamment longue. En outre, du fait qu'il n'est pas nécessaire qu ' une structure supérieure de la caisse du véhicule (telle que le capot moteur; prenne part à l'absorption d'un choc, il suffit de prendre en compte une déformation adéquatement répartie d'un nombre restreint de pièces constitutives, si bien qu'il est facile d'optimaliser la caractéristique d'absorption de chocs. Concernant le nombre de poutres latérales, il est préférable de prévoir une paire de poutres latérales de droite et de gauche, mais l'on peut utiliser des poutres latérales au nombra de trois ou plus. La présence 'une pièce du type plaque, cui recouvre l'extrémité posté--eure de la poutre centrale et une partie des pièces ce liaison depuis le côté habitacle, est par ailleurs avantageuse en ce sens qu'elle permet de dimn une pression de venue en butée lors de la van ce an ou tee ce ces régions, contre le côté caisse du véhicule, au stade de l'absorption d'un choc. En conséquence, si la pièce du type plaque est mise en butée avec le plancher de l'habitacle (lequel plancher est constitué d'une résine), une énergie d'impact peut être dispersée et absorbée par la caisse en résine du véhicule. L'invention va à présent être décrite plus en détail, à titre d'exemple nullement limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels la figure 1 est une élévation latérale d'un véhicule électrique monoplace de petit dimensionnement, auquel la présente invention est appliquée la figure 2 est une vue an éclaté d'une cabine la figure 3 est une vue en perspective d'un châssis du véhicule la figure 4 est une vue en plan d'un système de suspension la figure 5 est une élévation latérale dudit système la figure 6 est une fragmentaire en plan d'un système de suspension des roues avant la figure 7 est une élévation latérale fragmentaire dudit système. Dans le véhicuie te catit dimensionnement, comme illustré sur la figure 1, une batterie 4 est supportée par un châssis 3 du véhicule interposé entre une paire de roues avant 1 de droite et de gauche, et une paire de roues arrière 2 de droite et de gauche. Une caisse 5 du véhicule, en appui sur le châssis 3 et présentant une structure monobloc constituée ce part les supérieure et Inférieure, matérialise u le. De grandes ouvertures sont pratiquées dans des faces latérales de droite et de gauche de la caisse 5, et l'espace interne de alite caisse se présente comme un habitacle. A l'intérieur de de l'hab@tacle, sont prévus une assise rembourrée 6 et @@ @ossier @ devant lesquels est disposé un volent de direction 8. La région frontale de la caisse 5 du véhicule est recouverte par un capot avant amovible Les roues avant 1 sont supportées à pivotement autour de points de pivotement 11, à l'avant du châssis 3 du véhicule, par une paire de bras antérieurs 10 de droite et de gauche. Une biellette 12 d'amortisseur avant fait saillie d'un seul bloc vers le haut à partir d'un emplacement proche du point de pivotement 11 de chaque bras antérieur 10, un amortisseur avant 13 étant monté entre ladite biellette 12 et une face latérale du châssis 3 du véhicule. Les roues arrière 2 sont supportées à pivotement autour de points de pivotement 16, par la partie postérieure du châssis 3 du véhicule, grâce à une paire de bras postérieurs 15 de droite et de gauche, des amortisseurs arrière 17 étant montes entre les bras postérieurs 15 et la région extrême postérieure du châssis 3. Les bras postérieurs 15 constituent, conjointement à un groupe propulseur 18 prévu au-dessus desdits bras 15 et mun@ d'un moteur électrique, un bloc-moteur oscillant 14 couvant osciller verticalement. Un groupe de commanda 19 est suspendu à la région postérieure de la caisse 5 du véhicule, surplombant le groupe propulseur 18. Le groupe de commande 19 est un groupe de commande connu comprenant, par exemple, un microordinateur an vue de commencer a puissance de sortie du moteur électrique du groupe prop@lseur 18. Comme représenté sur la figure 2, la caisse 5 du véhicule est un corps an resne comprenant une cabine supérieure 20 et une cabine inférieure 30 solidarisées verticalement. La cabine supérieure 20 comprend une partie avant 21, un pavillon 22 et une partie arrière 23, et est configurée en arceau observée en élévation latérale. Le pavillon 22 et la partie arrière 23 revêtent chacun la forme d'un panneau. Une fenêtre 24, dans laquelle une vitre est enchâssée, est pratiquée dans la partie avant 21. Des zones de montage 26 s'étendent, vers le bas, à partir des deux côtés de droite et de gauche d'un bord inférieur 25 de la partie avant 21, La cabine iniarieure 30 comprend une partie avant 31, un plancher 32 et une partie 33 s'étendant vers l'arrière. La partie avant 31 monte vers l'avant et est fixée, par son bord supérieur 34, au bord inférieur 25 de la partie avant 21 de la cabine supérieure 20. Des échancrures Oo sont ménagées dans le plancher 32, en des amptacements proches de la zone de base de la partie avant 31 de a cabine inférieure, et les zones de montage 28 de la ceoine supérieure viennent an butée dans lesdites échancrures 35, auxquelles elles sont ixees. La partie 33 s'étendant vers l'arriéra comprend une région inclinée 36, constituant une région antérieure médiane montant à l'oblique vers l'arrière en élévation latérale, et une région 37 en porte-à-faux s'étendant vers l'arrière, pour l'essentiel horizontalement, à partie de l'extrémité supérieure de la région inclinée 38. Le plancher 32 est ne partie placée en appui sur le châssis 3 du véhicule. Une colonne 38 de montage d'un siège dépasse, d'un se@@ tenant, depuis la région postérieure du plancher 32 @@squ'à la région inclinée 36. L'assise rembourrez 6 est montée sur ladite colonne. Des trous de montage 37a sont pratiqués dans la région 37 en porte-à-faux et des boulons 39a sont insérés, de haut en bas, dans lesdits trous 37a. Des brides de suspension 39 sont attachées, à l'aide des boulons 39a, à la face inférieure de la région 37 en porte-à-faux. Des trous de montage 39a' sont percés dans les deux extrémités de chaque bride de suspension 39, tandis que des oreilles de montage 19a sont façonnées sur des faces latérales ou groupe de commande 19. Les oreilles 19e sont misas en alignement avec les trous 39a' et sont assujetties a de de boulons 19c, avec interposition de coussinets antivibratoires 19b en caoutchouc, ce oui assure le montage du groupe de commande 19. Comme illustré sur la figure 3, le châssis 3 du véhicule comporte une partie rectangulaire d'encadrement 40 de configuration générale en quadrilatère et produite en utilisant, par exemple, un métal à haute rigidité tel qu'une tubulure carrée en aluminium ; et une partita 53 d'absorption de chocs, ménagée à l'avant de - partie rectangulaire d'encadrement 40. La partie rectangulaire d'encadrement 40 revêt, globalement, la forme d'un quâdrilatère comprenant des éléments transversaux 41a et 41b antérieur et postérieur, et deux éléments latéraux 42. Des bras 43 de support de pivotement font sel s l'oblique, vers le bas, à partir des deux extrémités te droite et de gauche de l'élément transversal 41a Une paire de bras 44 de support de pivotement est égaiement prévue dans la région centrale dudit élément la. Les éléments latéraux 42 de droite et de gauche présentent chacun, dans leur région supérieure, des consoles 45 assurant e montage d la cabine inférieure 30 et, dans leur région LnLérieure, des consoles 46 affectées au support de la batterie 4. Une console 47 d'amortisseur, conçue pour supporter la région extrême postérieure de l'amortisseur avant 13, est par ailleurs fixée, dans une zone intermédiaire, à la face latérale extérieure de chaque élément latéral 42. La batterie 4 est implantée sur un bac 4a qui est logé dans l'espace rectangulaire de la partie rectangulaire d'encadrement 40, puis des oreilles de montage 4b, ménagées sur ses faces latérales du bac 4a, sont plaquées en superposition sur as consoles 46, auxquelles elles sont ass@jetties par tes boulons 4c et des écrous 4d. Des consoles 48 d'amortisseurs, dépassant à l'oblique vers l'arrière e vers le haut, sont prévues aux deux extrémités de droite et de gauche de la région supérieure de l'élément transversal bulb. Des consoles 49 font également saillie à l'oblique, vers l'arrière et vers le bas, au-delà des deux extrémités de droite et de gauche de la région antérieure dudit élément 41b. La partie 50 d'absorption de chocs comprend une paire de poutres latérales 51 de droite et de gauche, s'étendant vers l'avant et à l'oblique vers le haut à partir des deux régions extrêmes de l'élément transversal 41a ; et une outre centrale 52 occupant une position intercalaire entre les poutres latérales 51, parallèlement à ces dernières, et s'étendant vers l'arrière et à l'oblique vers la haut. Les extremitas antérieures de prolongements des bras 44 de support de pivotement sont respectivement assujetties à des faces latérales de régions intermédiaires des poutres latérales 51 de droite et de gauche. Les extrémités antérieures des poutres latérales 51 et de la poutre centrale 52 sont montées sur un pare-chocs 53, tandis que @'extrémité postérieure de la poutre centrale 52 est supportee par des pièces de liaison 54 décrivant un arc, dans le sens vertical, à partir des poutres latérales 51 de droite et de gauche. Une unique plaque 55 de dissipation d'impacts, de configuration générale semi-circulaire, est rattachée à la solidarisation entre l'extrémité postérieure de la poutre centrale 52, et les pièces de liaison 54 de droite et de gauche. Dans la suspension ces roues avant, comme le mettent en évidence as figures 4 et 5, la région extrême postérieure de chaque ores antérieur 10 est supportée, à pivotement, entre un ensemble de bras adjacents 43 et 44 de support ce pivotement. Dans la suspension des roues arrière, les extrémités antérieures des amortisseurs carrière 17 sont montées aux extrémités saillantes des consoles 48, sur l'élément transversal lb, en prenant appui sur ces dernières. En outre, les ragions extrêmes antérieures des bras postérieurs 15 sont en appui pivotant sur les consoles inférieures 49, la centre de chaque support de pivotement de ce genre représentant un point de pivotement 16. Le bloc-moteur os@illant 14 est pourvu d'une tubulure transversale 60 solidarisant les extrémités postérieures des bras postérieurs 15 de droite et de gauche ; et d'une tubulure inférieure 61 qui supporte le fond du groupe propulseur 18. La tubulure inférieure 61 est supportée au centre de sa région antérieure, par l'élément transversal 41b, coaxialemant aux points de pivotement 16. Les roues arrière 2 de droite et de gauche sont mises en rotation par l'intermédiaire d'essieux 63, auxquels une rotation est imprimez par le groupe propulseur 18. La figure 6 est une vue fragmentaire en plan d'un système de suspension des roues avant, et la figure 7 est une élévation latérale fragmentaire dudit système. Comme l'atteste une observation de ces figures, un tourillon 0, placé à l'extrémité postérieure de chaque bras antérieur '0, est supporté à pivotement entre les bras extérieurs 43 de support de pivotement et les bras intérieurs 44 de support de pivotement. La liaison entre 1 tourillon 70 et le bras antérieur 10 est rigidifiée par un gousset d'assemblage 71. La partie extrême antérieure de l'amortisseur avant 13 associé est agencée au-dessus du tourillon 70 et ledit amortisseur 13 s'étend, pour l'essentiel sur toute sa longueur, la loto d'une face latérale extérieure de la région antérieure de la partie rectangulaire d'encadrement 40. Les bras antérieurs 10 comprennent chacun un segment rectiligne 72 managé sur le côté proximal et s'étendant vers l'avant, parallèlement à la poutre latérale 51 associée, en chevauchant partiellement ladite poutre latérale observée et ? an ; une zone ponctuelle de fléchissement 73, occupant quasiment une position centrale ; et un segment co@dé 74 représentant une région antérieure par rapport - ladite zone ponctuelle 73, ledit segment ou é étant coudé vers l'extérieur en dépassant te la poutre latérale 51. De ce fait, les bras antérieurs 1C revêtent la configuration générale d'une patte de chien. Une zone d'articulation 75 est rattachée à l'extrémité antérieure du segment coudé 74 et établit une liaison avec la roue avent 1 associée. Les zones d'articulation 75, prévues sur les deux côtés de droite et de gauche, se trouvent à l'intérieur des extrémités transversales de l'élément transversal 41a observées an plan, et devant ledit élément transversal considérées en élévation latérale. De la sorte, l'élément transversal 41a et des zones de roulement des roues avant 1 de droite et de gauche sont en relation mutuelle de chevauchement observés par-devant. Des joints antérieurs 77 de barres d'accouplement 76 sont respectivement reliés aux extrémités postérieures des zones d'articulation 75, et des joints posterieurs 78 sor.t reliés à une région approximativement centrale dans le sens transversal d'un boîtier de direction 80, en des emplacements proches du centre de la caisse 5 du véhicule. Le boîtier de direction 30 est conçu pour supporter un mécanisme de direction 81 du type à pignon et crémaillère. ledit boîtier 80 s'étend en longueur dans le sens transversal, le cng de la face frontale de l'élément transversal 4la. Les barres d'accouplement 76 sont agencées en une paire à droite et à gauche, de manière à s'ouvrir à l'avant, vers l'extérieur, sous la forme d'un V lorsqu'on les observe en plan. L'inclinaison de chaque barre 76 est approximativement la même que celle du segment coudé 74 de chaque bras antérieur 10. Comme illustré sur la figure 1, l'arrière de la plaque 55 de dissi pation d'impacts se trouve en butée contre l'extrémité antérieure d@ bord supérieur 34 de la partie avant 31 du plancher 32 en résine, représentant une pièce constitutive de la cabine inférieure 30. Il convient de décrire, à présent, le fonctionnement de cette forme de réalisation. Sur la figure 6, les roues avant 1 et les bras antérieurs 10 illustrés par des traits pleins sont à l'état normal. En cet état, lors d'une collision du pare-chocs 53 avec un obstacle quelconque, les poutres latérales 51 et la poutre centrale 52 répercutent le choc résultant sur la partie rectangulaire d'encadrement 40. A ce stade, les poutres latérales 51 et la poutre centrale 52 de la partie 50 d'absorption de chocs subissent une déformation plastique propre à les comprimer sur eux-mames vers l'arrière, d'où un recul de leurs positions antérieures extrêmes. En outre, comme la partie 50 d'absorption de chocs présente une orme triangulaire considérée en élévation latérale, la déformation plastique susmentionnée peut s'opérer sans aucune flexion verticale des poutres latérales 51, ni de la poutre centrale 52, au moment do ~e asorotion d'un choc. Cela permet, par conséquent, d'assurer une course d'absorption de chocs suffisamment ongue. De plus, il n'est pas nécessaire qu'une structure supérieure de la caisse, telle que le capot moteur, prenne part à 1 @absorption d'un choc. Il suffit de prendre en compta la déformation adéquatement répartie d'un nombre restreint de pièces constitutives, ce qui favorise une optimalisation de la caractéristique d'absorption de chocs. Par ailleurs, da fait te la présence de la plaque 55 de dissipation d'impacts, recouvrant l'extrémité postérieure de la poutre centrale 52 et une partie des pièces ta iason s depuis le côté habitacle, et étant donné que ladite plaque est en butée contre le plancher 32 en résine, le choc émanant de la partie d'absorption 50 peut être estompé sur toute la surface de ladite plaque 55, puis répercuté sur ledit plancher 32 dans un tel état estompé. Une énergie d'impact peut ainsi être absorbée, de manière dispersée, par la caisse 5 du véhicule se présentant comme un corps en résine. De surcroît, du fait que les bras antérieurs 10 sont préalablement montés dans une posture ouverte vers l'extérieur, lorsque les roues avant 1 subissent un choc, lesdits bras antérieurs fléchissent et font l'objet d'une ample déformation centrée sur les zones ponctuelles de fléchissement 73. Les roues avant 1 sont chassées vers l'extérieur, afin de ne pas interférer avec les poutres latérales 51, la poutre centrale 52 et l'élément transversal 41a de la partie rectangulaire d'encadrement 40, si bien que la déformation plastique peut se poursuivre dans la direction de la compression. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la structure de châssis décrite et représentée, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIDNS 1. Structure de châssis équipant un véhicule de petit dimensionnement, présentant une partie (50) d'absorption de chocs qui fait saillie, vers l'avant, à partir d'un châssis principal (3) supportant la caisse (5) du véhicule de petit dimensionnement, structure caractérisée par le fait que ladite partie (50) d'absorption de chocs comprend une pluralité de poutres latérales (51) dépassant vers l'avant, parallèlement les unes aux autres, depuis l'extrémité antérieure dudit châssis principal (3), , lesdites poutres latérales (51) étant reliées, par leurs extrémités antérieures respectives, à un élément transversal commun (41a) situé à l'extrémité antérieure ; une poutre centrale (52) reliée, par son extrémIté antérieure, à une partie approximativement centrale dudit élément transversal (41a), l'extrémité postérieure de ladite poutre centrale (52) occupant une position plus haute que lesdites poutres latérales (51) ; et des pièces de liaison (54) pour établir une liaison entre ladite poutre centrale (52) et lesdites poutres latérales (51). 2. Structure de châssis selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la partie (50) d'absorption de chocs comporte, par ailleurs, une pièce du type plaque (55) destinée à recouvrir l'extrémité postérieure de la poutre centrale (52) et une partie des pièces de liaison (54) , depuis un côté habitacle. 3. Structure de châssis selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'arrière de la pièce du type plaque (35) est en butée contre un plancher (32) de la caisse (5) du véhicule, constitué d'une résine.