Brevet FR2953184A1 — publié le 20110603

VEHICULE A TROIS ROUES L'invention concerne un véhicule à trois roues, plus particulièrement, un véhicule à trois roues ayant deux roues avant, une roue arrière et une unité antiroulis. Un motocycle traditionnel comprend généralement une roue avant et une roue arrière qui est alignée avec la roue avant suivant une direction avant-arrière pour fournir une manoeuvrabilité relativement bonne. Toutefois, des conducteurs du motocycle traditionnel doivent avoir un sens de l'équilibre relativement élevé pour conduire le véhicule sans roulis ou culbutage. La demande de brevet taïwanaise n° 469 239 et le brevet taïwanais n° I331973 décrivent un type de véhicule à trois roues comprenant deux roues avant et une roue arrière pour améliorer la stabilité de direction. Un tel véhicule à trois roues comprend en outre un élément articulé qui est relié aux roues avant et qui comprend quatre tiges articulées reliées de manière pivotante entre elles de sorte que les roues avant puissent être actionnées pour osciller latéralement ou s'incliner simultanément par rapport au sol. Toutefois, quand le véhicule à trois roues est ralenti ou arrêté, une action de pivotement parmi les tiges articulées peut se produire automatiquement, en entraînant ainsi le roulis du véhicule à trois roues. La demande de brevet taïwanais n° 200530057 décrit un dispositif antiroulis pour véhicules à trois roues. Le dispositif antiroulis comprend deux disques de blocage connectés à une unité de tiges articulées du 2 véhicule et deux étriers de blocage actionnés pour serrer respectivement les disques de blocage pour empêcher le mouvement de pivotement de l'unité de tiges articulées, en empêchant ainsi le roulis du véhicule à trois roues. Toutefois, la structure d'un tel dispositif antiroulis est relativement compliquée. Par ailleurs, du fait qu'un moteur est nécessaire pour commander le mouvement des étriers de blocage, un espace relativement important est occupé dans le véhicule. Par conséquent, l'objet de la présente invention est de proposer un véhicule à trois roues en mesure de diminuer les inconvénients précités de l'art antérieur. En conséquence, un véhicule à trois roues de la présente invention comprend un cadre principal comprenant un élément de positionnement central creux, une unité antiroulis, une unité de roues avant, une unité de roue arrière et une unité de direction. L'unité antiroulis comprend un groupe de tiges articulées relié de manière pivotante à l'élément de positionnement central, et un mécanisme de verrouillage hydraulique connecté au groupe de tiges articulées, et pouvant être actionné pour se déplacer entre un état déverrouillé de manière à permettre le mouvement de pivotement du groupe de tiges articulées par rapport à l'élément de positionnement central, et un état verrouillé de manière à arrêter le mouvement de pivotement du groupe de tiges articulées par rapport à l'élément de positionnement central. L'unité de roues avant comprend deux mécanismes de suspension sont disposés respectivement sur les côtés gauche et droit 3 et reliés de manière pivotante au groupe de tiges articulées, et une paire de roues avant connectées respectivement et de manière pivotante aux mécanismes de suspension. L'unité de roue arrière est montée sur un côté arrière du cadre principal. L'unité de direction comprend un mécanisme de direction reliant de manière pivotante les mécanismes de suspension à l'élément de positionnement central, et une tige de commande enfilée dans l'élément de positionnement central et pouvant être tournée pour changer l'orientation des roues avant. La tige de commande et l'élément de positionnement central sont libres de s'incliner par rapport au sol de manière à actionner le mouvement de pivotement du groupe de tiges articulées pour provoquer ainsi une inclinaison des roues avant par rapport au sol quand le mécanisme de verrouillage hydraulique est dans l'état déverrouillé. La tige de commande et l'élément de positionnement central sont limités pour s'incliner par rapport au sol quand le mécanisme de verrouillage hydraulique est dans l'état verrouillé. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront dans la description détaillée ci-après des modes de réalisation préférés en référence aux dessins annexés, sur lesquels : la figure 1 est une vue de côté d'un premier mode de réalisation préféré d'un véhicule à trois roues selon la présente invention ; la figure 2 est une vue de face du premier mode de 30 réalisation préféré, illustrant une paire de roues avant dans une position normale ; 4 la figure 3 est une vue schématique illustrant un mécanisme de verrouillage hydraulique du premier mode de réalisation préféré dans un état déverrouillé ; la figure 4 est une vue schématique illustrant le mécanisme de verrouillage hydraulique du premier mode de réalisation préféré dans un état verrouillé ; la figure 5 est une vue de face du premier mode de réalisation préféré, illustrant la paire de roues avant s'inclinant par rapport au sol ; la figure 6 est une vue schématique pour illustrer une modification du mécanisme de verrouillage hydraulique du premier mode de réalisation préféré ; la figure 7 est une vue de face partielle du premier mode de réalisation préféré pour illustrer une unité de verrouillage modifiée ; et la figure 8 est une vue de face partielle d'un deuxième mode de réalisation préféré du véhicule à trois roues selon la présente invention. Avant que l'invention soit décrite plus en détail en référence aux modes de réalisation ci-joints, il faut noter que des éléments identiques sont indiqués par les mêmes numéros de référence tout au long de la description. Comme représenté sur les figures 1 et 2, un premier mode de réalisation préféré d'un véhicule à trois roues 2 de la présente invention comprend un cadre principal 21, une unité antiroulis 20, une unité de roues avant 23, une unité de roue arrière 28 et une unité de direction 24. Le cadre principal 21 comprend un élément de positionnement central creux 211. L'unité antiroulis 20 comprend un groupe de tiges articulées 22 et une unité de verrouillage 25. Le groupe de tiges articulées 22 est relié de manière pivotante à l'élément de positionnement central 211 et comprend une paire de tiges articulées écartées 221 s'étendant dans 5 une direction horizontale et une paire de tiges latérales creuses 222. Chacune des tiges articulées 221 a une partie centrale reliée de manière pivotante à l'élément de positionnement central 211. Une des tiges latérales 222 est reliée de manière pivotante à des extrémités gauches des tiges articulées 221, et l'autre des tiges latérales 222 est reliée de manière pivotante à des extrémités droites des tiges articulées 221. Dans ce mode de réalisation, chacune des tiges latérales 222 est formée avec un bloc d'engagement 2221. Dans ce mode de réalisation, chaque tige articulée 221 comprend une paire de segments de tige 224. Chaque segment de tige 224 connecte entre eux de manière pivotante l'élément de positionnement central 211 et une tige latérale 222 correspondante. Le groupe de tiges articulées 22 comprend en outre une tige d'accouplement rigide 223 ayant une partie centrale qui est reliée de manière pivotante à l'élément de positionnement central 211, et des parties d'extrémité opposées qui sont formées respectivement avec des rainures d'engagement 225 engageant respectivement et de manière coulissante les blocs d'engagement 2221. L'unité de roues avant 23 comprend deux mécanismes de suspension 231 qui sont disposés respectivement sur les côtés gauche et droit et reliés de manière pivotante au groupe de tiges articulées 22, et une paire de roues avant 232 qui sont connectées 6 respectivement et de manière pivotante aux mécanismes de suspension 231. Chaque mécanisme de suspension 231 comprend une tige latérale 233 enfilée de manière rotative dans une tige latérale 222 correspondante, un siège d'accouplement 234, un bras de suspension 235 relié de manière pivotante à l'une respective desdites roues avant 232, un élément amortisseur 236 et une tige de support 237 (un seul est visible sur la figure 1). Pour chaque mécanisme de suspension 231, le siège d'accouplement 234 a une extrémité de connexion externe 2341 qui est reliée de manière pivotante à la tige latérale 233, et une extrémité de connexion interne 2342 qui est opposée à l'extrémité de connexion externe 2341 et qui s'étend vers l'intérieur. L'élément amortisseur 236 connecte entre eux de manière pivotante l'extrémité de connexion interne 2342 du siège d'accouplement 234 et le bras de suspension 235 de manière à positionner la roue avant respective 232 au-dessous de la tige latérale 233. La tige de support 237 a une extrémité qui est reliée à l'extrémité de connexion interne 2342 du siège d'accouplement 234 et une extrémité opposée qui est reliée de manière pivotante au bras de suspension 235. L'unité de roue arrière 28 est montée sur un côté arrière du cadre principal 21. En vertu de la configuration des sièges d'accouplement 234, les roues avant 232 peuvent être positionnées respectivement au-dessous des tiges latérales correspondantes 237, de sorte que le véhicule à trois roues 2 de la présente invention a une largeur relativement réduite dans la direction horizontale. 7 L'unité de direction 24 comprend une tige de commande 241 et un mécanisme de direction 242. La tige de commande 241 est enfilée de manière rotative dans l'élément de positionnement central 211. Le mécanisme de direction 242 relie de manière pivotante les mécanismes de suspension 231 à l'élément de positionnement central 211. Le mécanisme de direction 242 comprend un siège de direction 243 et une paire de tiges de direction 244. Le siège de direction 243 est couplé pour tourner conjointement avec la tige de commande 241 dans une position proche des roues avant 232. Chaque tige de direction 244 comprend un corps de tige 245 qui a des extrémités opposées interne et externe, un joint à rotule interne 246 qui relie de manière pivotante l'extrémité interne du corps de tige 245 au siège de direction 243, et un joint à rotule externe 247 qui relie de manière pivotante l'extrémité externe du corps de tige 245 au siège d'accouplement 234 du mécanisme de suspension 231 correspondant. Par conséquent, quand la tige de commande 241 est tournée par rapport à l'élément de positionnement central 211, les roues avant 232 sont tournées pour changer leur orientation par le biais du mécanisme de direction 242. Par ailleurs, en référence aux figures 3 à 5, l'unité de verrouillage 25 comprend un mécanisme de verrouillage hydraulique 251 qui est relié au groupe de tiges articulées 22. Le mécanisme de verrouillage hydraulique 251 comprend un cylindre 253 qui est monté sur le groupe de tiges articulées 22, qui définit un espace de fluide à l'intérieur, et qui a une ouverture communiquant avec l'espace de fluide, une tige de 8 piston 253' qui a une extrémité configurée comme un piston et s'étendant de manière télescopique dans l'espace de fluide à travers l'ouverture et l'autre extrémité reliée de manière pivotante à l'élément de positionnement central 211, un passage de fluide 254 en communication fluidique avec l'espace de fluide, un réservoir de fluide 255 qui est rempli avec un fluide hydraulique 250 et qui est en communication fluidique avec le passage de fluide 254, et une vanne 256 pour commander le flux de fluide entre le réservoir de fluide 255 et l'espace de fluide. L'unité de verrouillage 25 comprend en outre un commutateur 252 pour actionner le fonctionnement de la vanne 256. Le mécanisme de verrouillage hydraulique 251 peut fonctionner pour se déplacer entre un état déverrouillé dans lequel il permet le mouvement de pivotement du groupe de tiges articulées 22 par rapport à l'élément de positionnement central 211 et un état verrouillé dans lequel il arrête le mouvement de pivotement du groupe de tiges articulées 22. Quand un utilisateur conduit le véhicule à trois roues 2, la vanne 256 est actionnée par le biais du commutateur 252 pour ouvrir le passage de fluide 254, et le mécanisme de verrouillage hydraulique 251 est dans l'état déverrouillé (voir figure 3). A ce moment, la tige de commande 241 et l'élément de positionnement central 211 sont autorisés à s'incliner par rapport au sol (voir figure 5) de manière à forcer la tige de piston 253' à se rétracter dans le cylindre 253 pour actionner le mouvement de pivotement du groupe de tiges articulées 22, en entraînant ainsi une inclinaison des 9 roues avant 232 par rapport au sol à partir d'une position normale (voir figure 2) conjointement à la tige de commande 241. Quand le véhicule à trois roues 2 est ralenti ou arrêté, la vanne 256 est commandée par le biais du commutateur 252 pour fermer le passage de fluide 254, et le mécanisme de verrouillage hydraulique 251 est dans l'état verrouillé (voir figure 4). Du fait que le fluide hydraulique 250 entre l'extrémité de piston de la tige de piston 253' et une extrémité pleine du cylindre 523 est incompressible, la tige de piston 253' n'est pas en mesure de se rétracter dans le cylindre 253, de sorte que la tige de commande 241 et l'élément de positionnement central 211 sont empêchés de s'incliner par rapport au sol. Par conséquent, le mouvement de pivotement du groupe de tiges articulées 22 par rapport à l'élément de positionnement central 211 est empêché. Il faut noter que, du fait que le cylindre 253 a une tige de piston 253' s'étendant dans l'espace de fluide, les volumes que le fluide hydraulique 250 occupait dans l'espace de fluide à des extrémités opposées de l'extrémité de piston de la tige de piston 253' ne sont pas les mêmes, de sorte que le réservoir de fluide 255 est nécessaire pour garantir que le volume du fluide hydraulique 250 qui s'écoule dans et hors du passage de fluide 254 soit le même. En référence à la figure 6, un mécanisme de verrouillage hydraulique modifié peut être utilisé pour inclure le cylindre 253 ayant des extrémités ouvertes opposées et deux tiges de piston 253' qui sont disposées pour 10 s'étendre respectivement dans l'espace de fluide à travers les extrémités ouvertes. Ainsi, le réservoir de fluide 255 tel qu'illustré sur les figures 3 et 4 peut être omis. En référence à la figure 7, le cylindre 253 peut être monté sur l'élément de positionnement central 211 alors que la tige de piston 253' peut être reliée à la tige supérieure des tiges articulées 221. En effet, le cylindre 253 et la tige de piston 253' peuvent être connectés à l'une quelconque de deux positions du groupe de tiges articulées 22 et du cadre principal 21 qui ont un déplacement relatif durant le mouvement de pivotement du groupe de tiges articulées 22. Pour résumer, les avantages de la présente invention sont les suivants. Dans cette invention, le mécanisme de verrouillage hydraulique 251 peut fonctionner pour se déplacer entre l'état déverrouillé de manière à maintenir une bonne manoeuvrabilité du véhicule à trois roues 2 et l'état verrouillé de manière à empêcher le roulis du véhicule à trois roues 2 quand ce dernier est ralenti ou arrêté. Par ailleurs, l'unité antiroulis 20 du véhicule à trois roues 2 a une structure relativement simple et une taille relativement réduite. En référence à la figure 8, un deuxième mode de réalisation préféré du véhicule à trois roues 2 selon la présente invention a une structure similaire au premier mode de réalisation. La principale différence entre ce mode de réalisation et le premier mode de réalisation est la suivante. Dans ce mode de réalisation, le groupe de tiges articulées 22 comprend 11 deux tiges articulées rigides 221, chacune ayant une partie centrale reliée de manière pivotante à l'élément de positionnement central 211, et des extrémités gauche et droite reliées de manière pivotante et respectivement aux tiges latérales 222. Par conséquent, la tige d'accouplement 223 peut être omise dans ce mode de réalisation. Le deuxième mode de réalisation préféré a les mêmes avantages que ceux du premier mode de réalisation préféré.10 REVENDICATIONS1. Véhicule à trois roues (2) caractérisé par : - un cadre principal (21) comprenant un élément de positionnement central creux (211) ; - une unité antiroulis (20), comprenant un groupe de tiges articulées (22) relié de manière pivotante audit élément de positionnement central (211), et un mécanisme de verrouillage hydraulique (251) qui est connecté au groupe de tiges articulées (22), et qui peut être actionné pour se déplacer entre un état déverrouillé dans lequel il permet le mouvement de pivotement dudit groupe de tiges articulées (22) par rapport audit élément de positionnement central (211), et un état verrouillé dans lequel il arrête le mouvement de pivotement dudit groupe de tiges articulées (22) par rapport audit élément de positionnement central (211) ; - une unité de roues avant (23) comprenant deux mécanismes de suspension (231) qui sont disposés respectivement sur les côtés gauche et droit et reliés de manière pivotante audit groupe de tiges articulées (22), et une paire de roues avant (232) qui sont connectées respectivement et de manière pivotante auxdits mécanismes de suspension (231) ; - une unité de roue arrière (28) qui est montée sur un côté arrière dudit cadre principal (21) ; et - une unité de direction (24) qui comprend 13 un mécanisme de direction (242) reliant de manière pivotante lesdits mécanismes de suspension (231) audit élément de positionnement central (211), et une tige de commande (241) enfilée dans ledit élément de positionnement central (211) et pouvant être tournée pour changer l'orientation desdites roues avant (232), ladite tige de commande (241) et ledit élément de positionnement central (211) étant libres de s'incliner par rapport au sol de manière à actionner le mouvement de pivotement dudit groupe de tiges articulées (22) pour provoquer ainsi une inclinaison desdites roues avant (232) par rapport au sol quand ledit mécanisme de verrouillage hydraulique (251) est dans l'état déverrouillé, ladite tige de commande (241) et ledit élément de positionnement central (211) étant limités pour s'incliner par rapport au sol quand ledit mécanisme de verrouillage hydraulique (251) est dans l'état verrouillé. 2. Véhicule à trois roues (2) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit groupe de tiges articulées (22) de ladite unité antiroulis (20) comprend : une paire de tiges articulées écartées (221) qui s'étendent dans une direction horizontale, chacune desdites tiges articulées (221) ayant une partie centrale reliée de manière pivotante audit élément de positionnement central (211) ; et une paire de tiges latérales (222), une desdites tiges latérales (222) étant reliée de manière pivotante à des extrémités gauche desdites tiges articulées (221), l'autre desdites tiges latérales (222) étant reliée de 14 manière pivotante à des extrémités droite desdites tiges articulées (221). 3. Véhicule à trois roues (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit mécanisme de direction (242) comprend : un siège de direction (243) couplé à ladite tige de commande (241) dans une position proche desdites roues avant (232) ; et une paire de tiges de direction (244), chacune desquelles comprend un corps de tige (245) qui a des extrémités opposées interne et externe, un joint à rotule interne (246) qui relie de manière pivotante ladite extrémité interne dudit corps de tige (245) audit siège de direction (243), et un joint à rotule externe (247) qui relie de manière pivotante ladite extrémité externe dudit corps de tige (245) à l'un respectif desdits mécanismes de suspension (231). 4. Véhicule à trois roues (2) selon la revendication 3, caractérisé en outre en ce que : - chacun desdits mécanismes de suspension (231) comprend une tige latérale (233) enfilée de manière rotative dans une respective desdites tiges latérales (222), un siège d'accouplement (234) ayant une extrémité de connexion externe (2341) qui est reliée de manière pivotante à ladite tige latérale (233), et une extrémité de connexion interne (2342) qui est opposée à ladite extrémité de connexion externe (2341) et qui s'étend vers l'intérieur, 15 un bras de suspension (235) relié de manière pivotante à l'une respective desdites roues avant (232), un élément amortisseur (236) interconnectant de manière pivotante ladite extrémité de connexion interne (2342) dudit siège d'accouplement (234) et ledit bras de suspension (235) de manière à positionner respectivement lesdites roues avant (232) au-dessous desdites tiges latérales (233), et une tige de support (237) ayant une extrémité qui est reliée à ladite extrémité de connexion interne (2342) dudit siège d'accouplement (234) et une extrémité opposée qui est reliée de manière pivotante audit bras de suspension (235) ; et - ledit joint à rotule externe (247) de chacune desdites tiges de direction (244) relie de manière pivotante ladite extrémité externe dudit corps de tige (245) audit siège d'accouplement (234) d'un respectif desdits mécanismes de suspension (231). 5. Véhicule à trois roues (2) selon la revendication 2, caractérisé en outre en ce que : chacune desdites tiges articulées (221) comprend une paire de segments de tige (224), chacun desquels connecte entre eux de manière pivotante ledit élément de positionnement central (211) et une respective desdites tiges latérales (222) ; chacune desdites tiges latérales (222) est formée par un bloc d'engagement (2221) ; et ledit groupe de tiges articulées (22) comprend en outre une tige d'accouplement rigide (223) ayant une partie centrale qui est reliée de manière pivotante audit élément de positionnement central (211), et des 16 parties d'extrémité opposées qui sont formées respectivement avec des rainures d'engagement (255) engageant respectivement et de manière coulissante lesdits blocs d'engagement (2221) desdites tiges latérales (222). 6. Véhicule à trois roues (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit mécanisme de verrouillage hydraulique (251) comprend : un cylindre (253) monté sur ledit groupe de tiges articulées (22) et définissant un espace de fluide à l'intérieur ; un passage de fluide (254) en communication fluidique avec ledit espace de fluide dudit cylindre (253) ; et une vanne (256) pouvant être actionnée pour ouvrir ledit passage de fluide (254) quand ledit mécanisme de verrouillage hydraulique (251) est dans l'état déverrouillé et pour fermer ledit passage de fluide (254) quand ledit mécanisme de verrouillage hydraulique (251) est dans l'état verrouillé. 7. Véhicule à trois roues (2) selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit mécanisme de verrouillage hydraulique (251) comprend en outre un réservoir de fluide (255) qui est rempli avec un fluide hydraulique (250) et qui est en communication fluidique avec ledit passage de fluide (254), de manière que le flux de fluide entre ledit réservoir de fluide (255) et ledit espace de fluide dudit cylindre (253) puisse être contrôlé par le biais de l'actionnement de ladite vanne (256). 17 8. Véhicule à trois roues (2) selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que ladite unité de verrouillage (25) comprend en outre un commutateur (252) qui est disposé pour actionner le fonctionnement de ladite vanne (256).