Brevet FR2776966A1 — publié le 19991008

La présente invention concerne la motorisation de véhicules au moyen de moteurs intégrés dans les roues. On envisage de plus en plus de construire des véhicules à traction électrique, par exemple des véhicules urbains. Dans ce contexte, on a déjà proposé d'implanter le moteur électrique de traction directement dans la roue, afin de supprimer l'arbre de transmission. On sait en effet qu'un moteur électrique peut développer un couple important au démarrage, ce qui fait qu'il n'est pas nécessaire de prévoir de boîte de vitesse. La chaîne de transmission mécanique du couple moteur jusqu'à la roue s'en trouve simplifiée. Pour en tirer tout le bénéfice, il est judicieux d'implanter directement dans la roue ledit moteur. Cependant, on se heurte alors à d'autres difficultés: étant donné que le volume du moteur électrique est proportionnel au couple qu'il est capable de délivrer, pour que le moteur de traction puisse développer un couple suffisant, son volume sera important s'il entraîne la roue en direct. Cela n'est pas souhaitable car, outre les problèmes d'encombrement, cela augmente à l'excès le poids des masses non suspendues. Aussi, on a déjà proposé d'incorporer dans la roue un train épicycloïdal pour permettre au moteur électrique de tourner plus vite et démultiplier le couple qu'il produit. Cependant, la réduction de vitesse par train épicycloïdal cause par elle-même une surcharge dans la roue. D'o un rapport masse de l'ensemble roue et chaîne de traction par unité de puissance ou de couple développé à la roue qui n'est pas beaucoup plus favorable. L'invention propose un élément de liaison au sol d'un véhicule automobile, ledit élément comportant un moyeu conçu pour supporter une roue, ladite roue comprenant essentiellement un disque et une jante, ledit ensemble comportant un porte-roue définissant l'axe de rotation du moyeu, ledit élément comportant une roue dentée solidaire du moyeu, ladite roue dentée étant en prise avec un pignon monté tournant sur le porte-roue, le mouvement dudit pignon étant commandé par au moins un moteur de traction dont le stator est solidaire du porte-roue, dont le rotor entraîne en prise directe ladite roue dentée, de façon à pouvoir appliquer un couple audit moyeu via la roue dentée. -2- De préférence, on utilise plusieurs moteurs électriques qui agissent tous en prise directe sur une roue dentée concentrique à la roue. Les moteurs agissent en parallèle, les couples fournis par chacun d'eux s'additionnant. L'invention sera mieux comprise par la description d'un exemple donné à titre non limitatif, en se référant au dessin annexé sur lequel: la figure I est une vue partielle et coupe partielle selon I-I à la figure 2; la figure 2 est une vue partielle et coupe partielle selon II-II à la figure 1. Aux figures, on reconnaît un pneu I monté sur une jante 10. La jante 10 est reliée à un disque 13 de roue. La jante 10 et le disque 13 forment une roue 14. Cette roue 14 est montée sur un moyeu grâce à des goujons 16. Un disque de frein 17 est solidaire du moyeu 15. Les détails de réalisation du montage d'une roue et d'un disque de frein sur un moyeu sont bien connus de l'homme du métier et ne nécessitent pas de plus ample explication. Rappelons simplement qu'il peut exister une fixation assez faiblement dimensionnée entre le disque de frein 17 et le moyeu , et que la reprise des efforts de service est assurée par la fixation due aux goujons 16. Une roue dentée 18 est également solidaire du moyeu 15. Le moyeu 15 et la roue dentée 18 sont rendus solidaires l'un de l'autre par un ensemble de boulons 19, de façon à non seulement maintenir les pièces l'une sur l'autre, mais aussi assurer la transmission d'un couple entre la roue dentée 18 et le moyeu 15. Le sous-ensemble qui vient d'être décrit constitue les pièces dites tournantes de la liaison au sol. Leur axe de rotation est l'axe XX'. Ces pièces tournantes sont montées sur un porte-roue 3 par l'intermédiaire d'un roulement 2. Le porte-roue 3 forme une bride insérée dans l'espace libre situé axialement entre le moyeu 15 et la roue dentée 18. La bague extérieure du roulement 2 est solidaire du porte-roue 3. Le porte-roue 3 est lui-même relié à la caisse du véhicule, dans cet exemple via un dispositif de suspension à bras superposés 4. On voit aussi une biellette de commande de direction 40. Examinons l'implantation des moyens de freinage. Rappelons qu'un disque de frein 17 est solidaire du moyeu 15. L'effort de freinage est appliqué sur le disque de frein 17 par un étrier de frein 90 solidaire du porte- roue 3. L'étrier de frein 90 permet à la demande de pincer le disque de frein 17 par une commande appropriée, par exemple hydraulique ou électrique, ladite -3 - commande ne faisant pas partie en soi de la présente invention. Bien entendu, ce type de frein, à disque, n'est qu'une variante constructive et, plus généralement, l'invention peut utiliser des moyens de freinage comportant une pièce de révolution pourvue d'au moins une piste de freinage, ladite pièce de révolution étant solidaire du moyeu, et comportant un organe de freinage pour appliquer un matériau de friction sur ladite piste, ledit organe de freinage étant solidaire du porte-roue. La paroi interne 30 du porte-roue 3 comporte plusieurs zones d'ancrages 31 chacune prévue pour recevoir un moteur, donc comportant un orifice pour le passage de l'arbre du rotor et un ou des points de fixation pour le stator. En cas de non utilisation d'une ou de plusieurs desdites zones d'ancrage 31, on peut très facilement occulter ledit orifice correspondant par un couvercle d'occultation adapté à cet effet. Cela préserve l'isolation de la cavité interne, et empêche l'huile qu'elle contient de s'échapper ou d'être polluée par des corps étrangers. Dans l'exemple illustrant l'invention, le couple est fourni par deux moteurs intégrés à l'ensemble proposé par l'invention. Ce sont ici des moteurs électriques 971 et 972, dit de traction, dont les stators sont directement solidaires du porte-roue 3 (voir le stator 982 à la figure 2). Les rotors des moteurs 971 et 972 entraînent les pignons 951 et 952, eux mêmes étant en prise sur la roue dentée 18 S. Ces moteurs électriques 971 et 972 peuvent être pilotés non seulement pour appliquer un couple moteur, mais aussi un couple freineur à la roue dentée 18, donc au moyeu 15 et donc à la roue 14. On voit que l'on dispose de suffisamment de place pour loger plusieurs moteurs de traction, quel que soit le type de moteur (électrique, hydraulique par exemple). De préférence, on utilise des moteurs électriques de traction conçus pour une vitesse de rotation maximale élevée, ce qui à performances visées constantes, diminue le couple requis et donc diminue le volume du moteur. Cela contribue à la grande compacité de l'ensemble et facilite l'implantation et l'adaptation au véhicule. -4 - REVENDICATIONS 1. Elément de liaison au sol d'un véhicule automobile, ledit élément comportant un moyeu (15) conçu pour supporter une roue (14), ladite roue comprenant essentiellement un disque et une jante, ledit ensemble comportant un porte-roue (3) définissant l'axe de rotation du moyeu, ledit élément comportant une roue dentée (18) solidaire du moyeu, ladite roue dentée étant en prise avec un pignon monté tournant sur le porte- roue, le mouvement dudit pignon étant commandé par au moins un moteur (971, 972) de traction dont le stator est solidaire du porte-roue, dont le rotor entraîne en prise directe ladite roue dentée, de façon à pouvoir appliquer un couple audit moyeu via la roue dentée. 2. Elément selon la revendication 1, comportant plusieurs moteurs qui agissent tous en prise directe sur ladite roue dentée (18) concentrique à la roue, lesdits moteurs agissant en parallèle, les couples fournis par chacun d'eux s'additionnant. 3. Elément selon la revendication 2, dans lequel la paroi interne (30) du porte-roue (3) comporte plusieurs zones d'ancrages (31) chacune prévue pour recevoir un moteur, chacune desdites zones d'ancrage (31) comportant un orifice pour le passage de l'arbre du rotor, et comportant des couvercles d'occultation de l'orifice desdites zones. 4. Elément selon l'une des revendications I à 3, dans lequel le ou lesdits moteurs de traction sont des moteurs électriques.