Brevet FR2927056A1 — publié le 20090807

TRAIN DE ROUES A ARTICULATION CENTRALE, NOTAMMENT DIRECTIONNEL La présente invention est relative à un train de roues à articulation centrale, notamment directionnel. La plupart des cycles utilisés aujourd'hui possèdent deux roues : une roue arrière motrice et une roue avant directionnelle. Que ce soit pour un usage quotidien, pour des déplacements urbains, pour une simple ballade, ou dans les compétitions, les cycles à deux roues sont majoritairement utilisés car ils offrent l'avantage de fournir un faible encombrement et une bonne maniabilité. Cependant, ne possédant que deux appuis par rapport au sol, un cycle à deux 10 roues n'est pas un mode de transport stable. En effet, à l'arrêt, un cycle à deux roues nécessite un troisième appui : béquille ou utilisateur mettant pied à terre, pour tenir debout en équilibre. Et, en mouvement, un cycle à deux roues est maintenu en équilibre instable par l'utilisateur. Pour cela, ledit utilisateur déplace son centre d'inertie et/ou 15 modifie la direction de la roue avant. Toutefois, moins il roule vite plus la position d'équilibre et la direction sont difficiles à coordonner par l'utilisateur. Il en est ainsi aussi bien pour les cycles à deux roues motorisés que pour les cycles à deux roues non motorisés. 20 Dans un premier cas correspondant à un cycle utilisé pour transporter des ob jets à livrer ou des produits à vendre, il est fatiguant et éventuellement très pénible pour l'utilisateur de devoir maintenir l'équilibre du vélo à de maintes reprises tout au long de la journée. Dans un deuxième cas, certaines personnes affaiblies par des handicaps légers peuvent aussi souhaiter utiliser un cycle pour des déplacements de proximité. Dans le premier cas comme dans le deuxième, le franchissement d'obstacles, tels des trottoirs ou des nids de poule, peut s'avérer problématique et peut potentiellement provoquer une chute de l'utilisateur. Par conséquent, il apparaît évident que dans certaines applications ou pour certaines personnes, un cycle stable, tant à l'arrêt qu'en mouvement, est utile 10 voire nécessaire. Un premier cycle de l'art antérieur susceptible de fournir une alternative stable aux cycles à deux roues est le tricycle à deux roues arrières, les trois roues assurant la stabilité dudit cycle en toute situation. De plus, grâce à l'ajout de moyens de transport appropriés, tel un bac disposé sur 15 l'essieu arrière, un tel tricycle permet un transport aisé et sans risque de plusieurs objets à livrer ou produits à vendre. Un tel tricycle possède une roue avant directrice et, de préférence, deux roues arrières motrices. En effet, une conception à une seule roue motrice entraîne une propulsion 20 déséquilibrée et nécessite deux roues arrière indépendantes en rotation, ce qui est susceptible de perturber la conduite du tricycle en provoquant des déséquilibres ou des changements de direction. Une conception à deux roues arrière motrices nécessite l'utilisation d'un différentiel pour maintenir l'adhérence des roues lors du passage des virages. 25 L'utilisation d'un tel mécanisme n'est pas adaptée à des cycles légers car, pour de tels cycles, il convient de limiter le nombre et le coût des équipements, ceci afin de conserver un prix de vente abordable et de limiter le poids entraîné par l'utilisateur. Un autre cycle à trois roues de l'art antérieur, couramment nommé triporteur, comprend généralement deux roues avant directrices et une roue arrière motrice. Il est habituellement équipé sur l'avant de moyens pour transporter, comme son nom l'indique, un certain volume d'ob jets ou de produits à vendre. Etant donné son application particulière, la conception du train avant d'un triporteur doit être très robuste et très rigide, ce qui empêche toute utilisation dudit train avant pour la conception d'un cycle à trois roues de conception légère et destiné à de simples ballades ou déplacements quotidiens. C'est un objet de la présente invention de combler les inconvénients de l'art antérieur en proposant un train de roues à articulation centrale, notamment directionnel, de conception simple et légère, de faible coût de fabrication et permettant d'améliorer la stabilité, aussi bien à l'arrêt qu'en mouvement, d'un véhicule intégrant ledit train de roues selon l'invention. Selon un autre avantage, le train de roues à articulation centrale selon l'invention permet grâce à sa conception une meilleure répartition des masses entre les deux roues lors du passage d'un virage, ce qui facilite la conduite et induit un meilleur confort de l'utilisateur. A cet effet, l'invention a pour objet un train de roue à articulation centrale comprenant un axe sensiblement vertical à l'extrémité inférieure duquel est relié un essieu mobile en rotation dans un plan sensiblement vertical, au moins une roue étant fixée à chaque extrémité dudit essieu et des moyens de stabilisation reliant chaque extrémité dudit essieu audit axe. Bien entendu, le train de roues à articulation centrale selon l'invention est adaptable à tous types de véhicules, qu'il s'agisse d'un cycle à trois roues, d'un véhicule motorisé ou de tout autre engin à train directionnel. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement, en regard des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une représentation schématique d'un premier mode de réalisation d'un train de roues selon l'invention, - la figure 2 est une représentation schématique d'un deuxième mode de réalisation d'un train de roues selon l'invention, - la figure 3 est une représentation en perspective d'un véhicule intégrant un train de roues selon l'invention. Un train de roues 10 selon l'invention est destiné à être intégré à un cadre C d'un véhicule. Par véhicule, l'invention entend les cycles à pédales et les cycles à moteurs, tels les cyclomoteurs, les motocyclettes, les scooters ou tout autre engin léger motorisé. Au sens de l'invention, le terme véhicule englobe tous les types de véhicule, comme par exemple les quads, les buggys ou autres, qu'ils possèdent trois, quatre, ou plus de quatre roues, qu'il soit motorisé ou non, et qu'il s'agisse d'un véhicule léger ou non, Comme l'illustre schématiquement la figure 1, selon un premier mode de réalisation, un train de roues selon l'invention comprend un élément 10 d'axe 12 sensiblement vertical à l'extrémité inférieure 14 duquel est relié un essieu 16 mobile en rotation dans un plan sensiblement vertical, au moins une roue 18 étant fixée à chaque extrémité (20,22) dudit essieu, et des moyens de stabilisation 24 reliant chaque extrémité (20,22) dudit essieu à une partie 26 de l'élément 10. De préférence, l'essieu 16 est relié au niveau de son centre 28 à l'extrémité inférieure 14 de l'élément 10 par une liaison pivot 30 d'axe sensiblement horizontal. De cette manière, les deux extrémités (20,22) de l'essieu 16 pivotent librement et de manière opposée de chaque côté de l'extrémité inférieure 14 de l'élément 10. Au moins une roue 18 est fixée à chaque extrémité (20,22) de l'essieu 16, l'axe de rotation 32 de chaque roue 18 étant sensiblement horizontal et sensiblement perpendiculaire à l'axe 12 de l'élément 10. Aussi, afin de rendre chaque roue 18 indépendante en rotation, chaque roue est 5 avantageusement reliée à l'essieu 16 par une liaison pivot 32 d'axe sensiblement horizontal et sensiblement perpendiculaire à l'axe 12. Par moyens de stabilisation 24, l'invention entend des moyens permettant, lors de l'utilisation d'un véhicule équipé d'au moins un train de roues selon l'invention, de répartir les transferts de masses entre les roues 18 du train de roues et 10 d'équilibrer ledit véhicule par rapport à l'essieu dudit train de roues. De préférence, ces moyens de stabilisation 24 comprennent au moins un dispositif de stabilisation 34 dédié à chaque extrémité (20,22) de l'essieu 16, au moins un dispositif de stabilisation 34 reliant chaque extrémité (20,22) à la partie 26 de l'élément 10. 15 Un dispositif de stabilisation 34 est susceptible de se déformer ou de diminuer en longueur pour absorber une augmentation de contrainte, notamment en compression, et, à l'inverse, de reprendre sa forme initiale ou de s'allonger pour compenser une baisse de ladite contrainte. Avantageusement, un dispositif de stabilisation 34 comprend une butée 20 permettant de limiter sa déformation ou sa diminution de longueur, ceci afin de limiter l'inclinaison de l'élément 10 et le débattement de l'essieu 16. Ces moyens de stabilisation 24 peuvent prendre différentes formes : pièce en matériau à comportement élastique, amortisseur mécanique, hydraulique ou autre, de nombreuses solutions étant connues et applicables par l'homme du 25 métier. De préférence et comme représenté en figure 1, l'extrémité supérieure de chaque dispositif de stabilisation 34 est reliée à la partie 26 de l'élément 10 par une liaison pivot 36 d'axe sensiblement horizontal, et l'extrémité inférieure de chaque dispositif de stabilisation 34 est reliée à l'extrémité (20,22) de l'essieu qui lui est associée par une liaison pivot 38 d'axe sensiblement horizontal. Selon un deuxième mode de réalisation, illustré en figure 2, un train de roues selon l'invention comprend un élément 10 à l'extrémité inférieure 14 duquel est relié un essieu 16 composé d'au moins deux demi essieux 40G et 40D mobiles en rotation dans un plan sensiblement vertical, au moins une roue 18 étant fixée à chaque extrémité extérieure (42G, 42D) des demi essieux 40G et 40D, et des moyens de stabilisation 24 reliant chaque extrémité extérieure (42G, 42D) à la partie 26 de l'élément 10. De préférence, chaque demi essieu (406,40D) est relié au niveau de son extrémité intérieure (44G, 44D) à l'extrémité inférieure 14 de l'élément 10 par une liaison pivot (466,46D) d'axe sensiblement horizontal. De cette manière, les deux extrémités extérieures (42G, 42D) des demi essieux 40G et 40D pivotent librement et indépendamment de chaque côté 15 de l'extrémité inférieure 14 de l'élément 10. C'est là un avantage important de ce deuxième mode de réalisation : permettre un fonctionnement indépendant des moyens de stabilisation 24 pour chaque demi essieu (406,40D). Au moins une roue 18 est fixée à l'extrémité (426,42D) de chaque 20 demi essieu (406,40D), l'axe de rotation 32 de chaque roue 18 étant sensiblement horizontal et sensiblement perpendiculaire à l'axe 12 de l'élément 10. Aussi, afin de rendre chaque roue 18 indépendante en rotation, chaque roue est avantageusement reliée audit essieu 16 par une liaison pivot 32 d'axe 25 sensiblement horizontal et sensiblement perpendiculaire à l'axe 12. De préférence, les moyens de stabilisation 24 comprennent au moins un dispositif de stabilisation 34 dédié à chaque extrémité (426,42D) des demi essieux (406,40D), au moins un dispositif de stabilisation 34 reliant chaque extrémité (426,42D) à la partie 26 de l'élément 10. De préférence et comme représenté en figure 2, l'extrémité supérieure de chaque dispositif de stabilisation 34 est reliée à la partie 26 de l'élément 10 par une liaison pivot 48 d'axe sensiblement horizontal, et l'extrémité inférieure de chaque dispositif de stabilisation 34 est reliée à l'extrémité (426,42D) du demi essieu (406,40D) qui lui est associée par une liaison pivot 50 d'axe sensiblement horizontal. De plus, dans un mode de réalisation préféré, les deux demi essieux 40G et 40D sont sensiblement de même longueur, montés de manière symétrique par rapport à l'axe 12 de l'élément 10, et équipés de roues 18 de même diamètre. Ceci afin d'obtenir un équilibre du train de roues et donc de rendre stable le véhicule équipé dudit train de roues. On constate donc que, grâce à ce deuxième mode de réalisation du train de roues selon l'invention et lors de l'utilisation d'un véhicule équipé dudit train de roues, l'absorption d'une augmentation de contrainte ou la compensation d'une baisse de ladite contrainte, correspondant à des transferts de masse, s'effectuent bien de manière autonome pour chaque extrémité de l'essieu 16 et donc pour chaque roue 18. Que ce soit dans son premier mode de réalisation ou dans son deuxième mode de réalisation, le train de roues selon l'invention est particulièrement adapté pour stabiliser et faciliter la conduite d'un cycle à trois roues comprenant une roue arrière motrice et deux roues avant directrices. La figure 3 donne un exemple d'intégration d'un train de roues selon l'invention à un tel cycle à trois roues. Cet exemple n'est aucunement limitatif et il doit seulement être considéré comme une application possible parmi d'autres du train de roues. Dans l'exemple représenté, le train de roues selon l'invention est réalisé selon le premier mode de réalisation décrit ci-dessus, et utilisé en tant que train avant directionnel. Bien entendu, le train de roues selon l'invention peut aussi être utilisé en tant que train arrière, directionnel ou non, mais c'est particulièrement en tant que train avant directionnel qu'il apporte une meilleure stabilité et qu'il facilite le plus la conduite. Ainsi, comme représenté sur la figure 3, l'élément 10 du train de roues selon l'invention est solidarisé au tube de direction 52 du cadre C du cycle intégrant ledit train de roues. De façon connue, ledit tube de direction 52 est monté pivotant par rapport à son axe central et des moyens d'orientation 54, tel un guidon, un volant ou autre, sont fixés à son extrémité supérieure pour permettre à l'utilisateur de modifier l'orientation des roues 18 avant. Ainsi, lorsque l'utilisateur fait tourner les moyens d'orientation 54 dans le sens indiqué par la flèche 56, l'élément 10 va pivoter sur lui-même par rapport à son axe 12. Cette rotation de l'élément 10 entraîne une rotation de l'essieu 16 par rapport audit élément 10. Plus précisément, la rotation de l'élément 10 dans le sens indiqué par la flèche 56 entraîne un rapprochement entre l'extrémité 20 de l'essieu et la partie 26 de l'élément 10, et simultanément, un éloignement entre l'autre extrémité 22 de l'essieu et la partie 26 de l'élément 10. L'éloignement et le rapprochement entre les extrémités 20 et 22 de l'essieu 16 25 et la partie 26 sont permis par les dispositifs de stabilisation 34 des moyens de stabilisation 24. Dans l'exemple représenté, un dispositif de stabilisation 34 prend la forme d'une simple liaison glissière 58 couplée à des moyens de rappel 60, tel un ressort. Les liaisons pivot 30, 36, 38 peuvent être réalisées simplement à l'aide d'un doigt coopérant avec un logement en forme de U et d'un axe traversant, d'autres solutions, connues de l'homme du métier, étant aussi envisageables. Il apparaît clairement sur cette figure 3 que l'invention permet une conception simple et légère d'un train de roues directionnel, tout en améliorant la stabilité du l'intégrant et en facilitant sa conduite. Et, il en est de même quelque soit le véhicule auquel on intègre le train de roues selon l'invention. Selon un mode de réalisation amélioré mais non représenté, le train de roues peut comprendre un élément 10 intégrant des moyens d'amortissement afin de réaliser une suspension complète de l'essieu 16 et ainsi améliorer davantage encore le confort de l'utilisateur. Enfin, l'invention prévoit aussi d'équiper le train de roues avec des moyens de motorisation ou d'entraînement destinés à rendre au moins une roue 18 motrice, ces moyens de motorisation ou d'entraînement ne sont pas détaillés ici car ils dépendent du type de véhicule intégrant le train de roues selon l'invention et ne sont pas l'objet principal de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Train de roues comprenant un élément (10) d'axe (12) sensiblement vertical à l'extrémité inférieure (14) duquel est relié un essieu (16) mobile en rotation dans un plan sensiblement vertical, au moins une roue (18) étant fixée à chaque extrémité (20,22) dudit essieu, et des moyens de stabilisation (24) reliant chaque extrémité (20,22) dudit essieu à une partie (26) de l'élément (10). 2. Train de roues selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'essieu (16) est relié au niveau de son centre (28) à l'extrémité inférieure (14) de l'élément (10) par une liaison pivot (30) d'axe sensiblement horizontal. 3. Train de roues selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un élément (10) à l'extrémité inférieure (14) duquel est relié un essieu (16) composé d'au moins deux demi essieux (40G) et (40b) mobiles en rotation dans un plan sensiblement vertical, au moins une roue (18) étant fixée à chaque extrémité extérieure (42G, 42D) des demi essieux (40G) et (40b), et des moyens de stabilisation (24) reliant chaque extrémité extérieure (42G, 42D) à la partie (26) de l'élément (10). 4. Train de roues selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque demi essieu (406,40D) est relié au niveau de son extrémité intérieure (44G, 44D) à l'extrémité inférieure (14) de l'élément (10) par une liaison pivot (466,46D) d'axe sensiblement horizontal. 5. Train de roues selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les deux demi essieux (40G) et (40b) sont sensiblement de même longueur, montés de manière symétrique par rapport à l'axe (12) de l'élément (10), et équipés de roues (18) de même diamètre. 6. Train de roues selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en que les moyens de stabilisation (24) comprennent au moins un dispositif de stabilisation (34) reliant chaque extrémité (20,22, 42G,42b) de l'essieu (16) ou du demi essieu (40G,40b) à la partie (26) de l'élément (10). 7. Train de roues selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'un dispositif de stabilisation (34) est susceptible de se déformer ou de diminuer en longueur lors d'une augmentation de contrainte, et, à l'inverse, de reprendre sa forme initiale ou de s'allonger lors d'une diminution de contrainte, et en ce que ledit dispositif de stabilisation (34) comprend une butée permettant de limiter sa déformation ou sa diminution de longueur. 8. Train de roues selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que l'extrémité supérieure de chaque dispositif de stabilisation (34) est reliée à la partie (26) de l'élément (10) par une liaison pivot (36,48) d'axe sensiblement horizontal, et en ce que l'extrémité inférieure de chaque dispositif de stabilisation (34) est reliée à l'extrémité (20,22, 42G,42b) de l'essieu (16) ou du demi essieu (40G,40b) qui lui est associée par une liaison pivot (38,50) d'axe sensiblement horizontal. 9. Train de roues directionnel comprenant un train de roues selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément (10) est solidarisé à un tube de direction (52), monté pivotant par rapport à son axe central, et à des moyens d'orientation (54), tel un guidon, un volant ou autre, permettant à l'utilisateur de modifier l'orientation des roues (18). 10. Véhicule, notamment un cycle, intégrant un train de roues selon l'une quelconque des revendications précédentes.