Brevet FR3003203A1 — publié le 20140919

Structure de pneu/roue La présente invention concerne une structure de pneu/roue, et en particulier un pneu ou une roue qui sert de pneu moteur ou de roue motrice d'un véhicule. Le pneu ou la roue comprend une pluralité de blocs de guidage et de rainures à profil aérodynamique pour améliorer le guidage des flux d'air, réduire la résistance au vent et générer une force motrice d'assistance facilitant la rotation dans un sens de rotation avant du pneu ou de la roue. Par sens de rotation avant on entend le sens de rotation contribuant à faire avancer le véhicule dans une direction de déplacement la plus usuelle du véhicule. La direction géométrique correspondant au sens de rotation avant est une direction tangentielle à une circonférence extérieure de la roue ou du pneu. Par générer une force motrice d'assistance, on entend modifier le comportement du véhicule de manière à réduire la force motrice nécessaire à l'avancement du véhicule. Un pneu comporte une bande de roulement sur laquelle est formé un motif complexe de pavés de bande de roulement pour améliorer l'adhérence et la résistance au glissement. Cela provoque inévitablement une résistance de frottement et une résistance à la pénétration dans l'air accrues sur le pneu. Cela peut avoir un effet négatif pour la rotation avant du pneu. D'autre part, pour la conduite de longue durée d'un véhicule automobile, cela peut entraîner une consommation accrue de carburant et d'énergie. A l'heure actuelle, où l'on souhaite faire des économies d'énergie, une telle structure de pneu classique peut engendrer un coût supplémentaire de consommation de carburant du véhicule automobile. Des brevets antérieurs de ce domaine sont disponibles, par exemple le modèle d'utilité taïwanais M362122 qui divulgue une jante de roue en fibres de carbone réduisant la résistance au vent latéral, le brevet taïwanais n° 1262859 qui divulgue un perfectionnement d'une jante de pneu résistant au perçage et résistant à l'explosion, et le modèle d'utilité taïwanais 254216 qui divulgue une autre jante de roue. Tous ces documents proposent des modifications des structures de jantes de roue ou de pneus de véhicules automobiles, généralement dans le but de réduire la résistance au vent ou de générer un effet d'assistance du mouvement. Toutefois, ces modifications ne peuvent pas être appliquées à tous les types de véhicules, car les freins à disque ou les freins à tambour de véhicules automobiles disponibles auprès de différents fabricants ne sont éventuellement pas exactement les mêmes. Par exemple, pour certains modèles automobiles, il peut être impossible de modifier une jante pour y ménager des saillies ou des évidements quelconques sur l'extérieur ou l'intérieur d'une jante, afin d'éviter des interactions avec les freins à disque ou les freins à tambour. Les jantes proposées ne peuvent alors être installées de façon adéquate. En outre, cette documentation de brevets connus exige justement que les jantes soient remplacées ou modifiées. Le coût de fabrication, de remplacement et d'entretien peut être excessivement élevé, ce qui fait que l'invention n'est pas économiquement viable. De plus, les surfaces de la roue ou de la jante selon ces documents de brevets connus, qui peuvent aider à réduire la résistance au vent et offrir une assistance pour le déplacement en marche avant, sont limitées aux deux surfaces latérales, et ne permettent pas de tirer parti de la surface de la bande de roulement de la roue ou du pneu. En outre, la publication du brevet taïwanais n° 201040041 divulgue une combinaison de "pneu secondaire et pneu principal". Une telle combinaison offre l'avantage du remplacement individuel soit du pneu secondaire soit du pneu principal, en fonction de celui qui est usé. Toutefois, elle n'apporte pas d'aide pour réduire la résistance du pneu au vent ni pour réaliser des économies de carburant. La présente invention a pour but de proposer une structure de pneu/roue qui surmonte les problèmes ou inconvénients d'un pneu classique soumis à une force de frottement importante, présentant une résistance au vent élevée et engendrant une consommation de carburant élevée dans le sens de rotation avant. A cette fin, la présente invention propose une structure de pneu/roue qui comprend un corps et une pluralité de blocs de guidage, où le corps peut être un pneu automobile et les blocs de guidage sont ménagés sur au moins une des deux parois latérales du corps, dans une disposition en cascade organisée dans une direction circonférentielle, chacun des blocs de guidage ayant un côté faisant face à un sens de rotation avant du corps et formant au moins une face de guidage inclinée, de manière à ce que la face de guidage inclinée et un bloc adjacent des blocs de guidage définissent entre eux une rainure favorisant l'écoulement d'air, ce qui fait que lorsque le corps est dans un état de rotation avant, les faces de guidage inclinées des blocs de guidage et les rainures adjacente favorisant l'écoulement d'air et aident à améliorer le guidage des flux d'air, à réduire la résistance au vent et à générer une première force motrice d'assistance. La rainure favorisant l'écoulement d'air peut être par exemple définie entre la face de guidage inclinée d'un premier bloc de guidage, et un côté arrière d'un second bloc de guidage précédant le premier bloc de guidage, le côté arrière du second bloc de guidage pouvant être incliné ou ne pas être incliné. Par "en cascade" suivant une direction circonférentielle, on entend que les blocs de guidage sont globalement alignés les uns avec les autres suivant une direction circonférentielle, sans que les bords de blocs soient forcément alignés eux-mêmes selon une direction circonférentielle. Par "côté faisant face à un sens de rotation avant" on entend que le côté du bloc de guidage intercepte (n'est pas parallèle à) une direction géométrique "de rotation avant". La direction géométrique "de rotation avant" est parallèle à une direction qui est tangentielle à la circonférence extérieure de la roue ou du pneu, à la position angulaire moyenne du côté du bloc de guidage. En outre, l'extérieur dudit côté du bloc de guidage est tourné en direction des prochaines positions qu'occupera le bloc de guidage quand la roue ou le pneu tourne pour faire avancer le véhicule. Par face de guidage inclinée, on entend que la face est inclinée par rapport à la direction tangentielle précédemment décrite. Lorsque, lors de la rotation de la roue ou du pneu, les faces de guidage inclinées des blocs de guidage et les rainures favorisant l'écoulement d'air viennent se positionner dans la moitié inférieure du corps, une seconde force motrice d'assistance, également favorable à l'avancement du véhicule, et un effet de stabilisation de mouvement sont obtenus. Une force motrice d'assistance améliorée peut ainsi être produite dans le sens de rotation avant du corps de la structure de pneu/roue, bénéficiant également d'un écoulement amélioré des flux d'air. Une efficacité améliorée résultant de la structure de pneu/roue de la présente invention est obtenue grâce à la disposition des blocs de guidage répartis sur la circonférence du corps, des faces de guidage inclinées et des rainures favorisant l'écoulement d'air. L'invention améliore conjointement le guidage des flux d'air, la réduction de la résistance au vent et génère une force motrice d'assistance au cours de la rotation avant du pneu/de la roue, de manière à réduire sensiblement la consommation de carburant et la consommation d'énergie lors du déplacement en marche avant d'un véhicule. Il est ainsi possible d'obtenir un effet d'économie de carburant et d'économie d'énergie, aussi bien pour des véhicules neufs que pour des véhicules anciens. Cela peut aider à réduire considérablement la consommation d'énergie et contribuer à économiser les réserves d'énergie de la planète terre. Un avantage supplémentaire de l'invention est que le remplacement de la roue ou du pneu n'est pas nécessaire. La présente invention n'est pas associée de manière exclusive à un système de frein spécifique d'une marque automobile spécifique et peut être appliquée à des véhicules neufs ou anciens pour produire un effet substantiel de réduction de la consommation de carburant ou de consommation d'énergie des véhicules. Il n'est pas nécessaire de prévoir des dépenses élevées pour la fabrication, le remplacement et l'entretien des pneus ou roues selon l'invention, qui présente don un avantage économique. La présente invention sera mieux comprise par l'homme du métier à l'étude détaillée de la description ci-après de modes de réalisation préférés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, en relation avec les dessins annexés sur lesquels : -la figure 1 est une vue en perspective montrant une structure de pneu/roue conforme à un premier mode de réalisation de la présente invention, -la figure 2 est une vue de face de la structure de la figure 1, -la figure 3 est une vue de côté de la structure de la figure 1, -la figure 4 est une vue partiellement agrandie, montrant une disposition de premiers blocs de guidage auxiliaires et de deuxièmes blocs de guidage auxiliaires de structures selon l'invention, dans des canaux favorisant les flux d'air, -la figure 5 est une vue en perspective montrant une structure de pneu/roue conforme à un deuxième mode de réalisation de la présente invention, -la figure 6 est une vue en perspective montrant une structure de pneu/roue conforme à un troisième mode de réalisation de la présente invention, -la figure 7 est une autre vue en perspective de la structure de la figure 6, -la figure 8 est une vue de face illustrant une surface d'un corps de la structure des figures 6 et 7, en contact avec un rail, et -la figure 9 est une vue en perspective montrant un quatrième mode de réalisation de la présente invention. En référence aux dessins et en particulier aux figures 1 à 3, une structure de pneu/roue conçue conformément à un premier mode de réalisation de la présente invention et désignée d'une manière générale par la référence 100 comprend un corps 10. Le corps 10 peut par exemple être un pneu automobile. Le corps 10 comprend une pluralité de pavés de bande de roulement 11 qui sont montés sur une surface de bande de roulement 12 du corps 10, dans une disposition en cascade organisée dans la direction circonférentielle. Les pavés de bande de roulement 11 peuvent avoir n'importe quelle forme et disposition, qui ne sont pas limitées à une forme et une disposition spécifiques. Dans la présente invention, des pavés rectangulaires sont pris à titre d'exemple pour l'illustration qui suit, mais l'homme du métier comprendra que les formes et les dispositions des pavés de bande de roulement peuvent être modifiées d'un modèle de pneu à l'autre et d'un fabricant de pneus à l'autre. Une pluralité de blocs de guidage 20, 30 sont montés sur au moins une des deux parois latérales du corps 10, dans une disposition en cascade dans la direction circonférentielle. Dans la présente invention, deux séries en cascade de blocs de guidage, montés respectivement sur les deux parois latérales du corps 10 et situés ainsi sur des côtés opposés des pavés de bande de roulement 11, sont prises à titre d'exemple pour l'illustration. Il convient de noter que les blocs de guidage 20, 30 ne sont pas limités à une forme spécifique, et dans la présente invention, une forme trapézoïdale et une forme en aile sont prises à titre d'exemple pour les blocs de guidage dans l'illustration ci-après. Les blocs de guidage 20 et les pavés de bande de roulement 11 définissent entre eux des canaux favorisant les flux d'air 21. Chacun des blocs de guidage 20, 30 est pourvu, sur un côté faisant face au sens de rotation avant du corps 10, d'au moins une face de guidage inclinée 22, 31. Cette face de guidage inclinée 22, 31 peut avoir n'importe quelle forme souhaitée qui n'est pas limitée à une forme spécifique. Dans la présente invention, une pente incurvée et une pente rectiligne sont prises comme exemples d'illustration. La face de guidage inclinée 22 de chacun des blocs de guidage 30 et un bloc adjacent des blocs de guidage 20 définissent entre eux une rainure favorisant l'écoulement d'air 23 et, de façon similaire, la face de guidage inclinée 31 de chacun des blocs de guidage 30 et un bloc adjacent des blocs de guidage 30 définissent entre eux une rainure favorisant l'écoulement d'air 32, ce qui fait que lorsque le corps 10 est dans un état de rotation avant (comme montré dans la figure 3), les faces de guidage inclinées 22, 31 et les rainures favorisant l'écoulement d'air 23, 32 des blocs de guidage 20, 30 conduisent et guident les flux d'air, réduisent la résistance au vent et génèrent une force motrice d'assistance. D'autre part, les faces de guidage inclinées 22 et les rainures favorisant l'écoulement d'air 23 des blocs de guidage 20 peuvent engendrer une force motrice d'assistance, s'inscrivant la même tendance, et un effet de stabilisation de mouvement. Le nombre de blocs de guidage 30 et le nombre de séries des blocs de guidage 30 ne sont pas limités à un chiffre spécifique quelconque. Dans la présente invention, une seule série des blocs de guidage 30, qui est disposée de manière à être concentrique avec le pneu, est prise comme exemple d'illustration, et une telle série de blocs de guidage 30 est formée sur chaque paroi latérale du corps 10. En outre, chacun des blocs de guidage 30 est pourvu, sur sa face arrière, d'une pluralité de saillies favorisant l'écoulement d'air 33 qui créent une superficie accrue et un effet associé d'entraînement assisté par le vent. En référence à la figure 4, une pluralité de premiers blocs de guidage auxiliaires 211 et de deuxièmes blocs de guidage auxiliaires 212 sont prévus dans les canaux favorisant le flux d'air 21, définis entre les pavés de bande de roulement 11 du corps 10 et les blocs de guidage 20. Les premiers blocs de guidage auxiliaires 211 et les deuxièmes blocs de guidage auxiliaires 212 peuvent être disposés avec n'importe quelle forme souhaitée et ne sont pas limités à une disposition spécifique. Dans la présente invention, les blocs de guidage auxiliaires 211 sont ménagés directement sur une surface de fond de chacun des canaux favorisant le flux d'air 21, tandis que les deuxièmes blocs de guidage auxiliaires 212 sont ménagés respectivement sur deux surfaces latérales de chacun des canaux favorisant le flux d'air 21. Chacun des premiers blocs de guidage auxiliaires 211 est pourvu, sur un de ses côtés faisant face au sens de rotation avant du corps 10, d'une face de guidage inclinée 211a (visible sur la figure 5), et chacun des deuxièmes blocs de guidage auxiliaires 212 est pourvu, sur un de ses côtés faisant face au sens de rotation avant du corps 10, d'une face de guidage inclinée 212a (visible sur la figure 5). De façon similaire, les faces de guidage inclinées 211a des premiers blocs de guidage auxiliaires 211 et les faces de guidage inclinées 212a des deuxièmes blocs de guidage auxiliaires 212 sont configurés pour produire, conjointement avec les canaux favorisant le flux d'air 21, un effet d'amélioration de guidage de flux d'air, de réduction de la résistance à l'écoulement de l'air et de génération d'une première force motrice d'assistance. Lorsque les faces de guidage inclinées 211a des premiers blocs de guidage auxiliaires 211 et les faces de guidage inclinées 212a des deuxièmes blocs de guidage auxiliaires 212 sont amenées par rotation jusqu'à une position située sur la moitié inférieure de la circonférence du corps, elles peuvent être configurées pour produire une deuxième force motrice d'assistance, et un effet de stabilisation de mouvement du pneu ou de la roue. La figure 5 représente une structure de pneu/roue, conçue conformément à un deuxième mode de réalisation de la présente invention, qui est également désignée par la référence 100 et comporte des blocs de guidage 30' qui sont réalisés avec une configuration en forme de chevron et sont disposés en une seule rangée de chevrons rapprochés sur chacune des deux parois latérales du corps 10. Chacun des blocs de guidage 30' est pourvu, sur un de ses côtés faisant face au sens de rotation avant du corps 10, d'au moins une face de guidage inclinée 31', de manière à ce que la face de guidage inclinée 31' de chacun des blocs de guidage 30' et un bloc adjacent des blocs de guidage 30' définissent entre eux une rainure 32' favorisant l'écoulement d'air, et chacun des blocs de guidage 30' est pourvu, sur sa face arrière, d'au moins une saillie 33' favorisant l'écoulement d'air correspondant à la confluence de plusieurs surfaces pour faciliter l'écoulement d'air autour du relief correspondant dans l'air au cours de la rotation de la roue ou du pneu. Les blocs de guidage 20, 30, 30' et les premiers blocs de guidage auxiliaires 211 ainsi que les deuxièmes blocs de guidage auxiliaires 212 peuvent être montés sur le corps 10 de n'importe quelle manière souhaitée et ne sont pas limités à une méthode de fabrication spécifique. Dans la présente invention, la réalisation monobloc des blocs de guidage avec le corps 10 est prise comme exemple d'illustration. Les blocs de guidage 20, 30, 30', les premiers blocs de guidage auxiliaires 211 et les deuxièmes blocs de guidage auxiliaires 212 peuvent être disposés sur le corps 10 selon toute géométrie adaptée et ne sont pas limités à une géométrie spécifique. N'importe quelle manière de créer différentes formes de disposition ou n'importe quelle structure équivalente qui remplace le pavé de bande de roulement 11 du corps 10 avec les blocs de guidage 20, 30, 30', les premiers blocs de guidage auxiliaires 211 ou les deuxièmes blocs de guidage auxiliaires 212, et n'importe quelle manière de disposer les blocs de guidage 20, 30, 30', les premiers blocs de guidage auxiliaires 211 ou les deuxièmes blocs de guidage auxiliaires 212 dans des évidements ou des rainures d'élimination d'eau du motif de bande de roulement d'un pneu est envisageable dans le cadre de la présente invention. Les figures 6 à 8 représentent une structure de pneu/roue, conçue conformément à un troisième mode de réalisation de la présente invention, qui est également désignée par la référence 100 et dans laquelle le corps 10 est une roue métallique d'un train. Le corps 10 comporte des parois latérales opposées, sur chacune desquelles sont formés plusieurs blocs de guidage 40. Les blocs de guidage 40 sont chacun pourvus, sur un de leurs côtés faisant face au sens de rotation avant du corps 10, d'au moins une face de guidage inclinée 41, de manière à ce que la face de guidage inclinée 41 et un bloc adjacent des blocs de guidage 40 définissent entre eux des rainures favorisant l'écoulement d'air 42. Chacun des blocs de guidage 40 a une face arrière formant une pluralité de saillies favorisant l'écoulement d'air 43, correspondant à la confluence de plusieurs surfaces pour faciliter l'écoulement d'air autour du relief correspondant dans l'air au cours de la rotation de la roue. De façon similaire, comme le montre la figure 8, lorsque la surface de bande de roulement 13 du corps 10 est amenée en contact avec un rail 200 et est dans un état de rotation avant (comme indiqué par les flèches dans la figure 8), les faces de guidage inclinées 41 des blocs de guidage 40, conjointement avec les rainures favorisant l'écoulement d'air 42 et les saillies favorisant l'écoulement d'air 43, aident à améliorer le guidage de flux d'air, à réduire la résistance de pénétration dans l'air et à générer une force motrice d'assistance (dont la direction est indiquée par les flèches des figures 6 et 7). Dans le cadre d'une application d'un système ferroviaire en boucle, où le mouvement d'un train s'effectue de façon unidirectionnelle, pour un fonctionnement de longue durée du train, la consommation de carburant ou la consommation d'énergie du train peut être considérablement réduite et on peut obtenir un résultat efficace d'économie d'énergie et de réduction d'émission de dioxyde de carbone. La figure 9 représente une structure de pneu/roue, conçue conformément à un quatrième mode de réalisation de la présente invention, qui est également désignée par la référence 100 et dans laquelle les blocs de guidage 40' sont réalisés avec une configuration en forme de chevron, pour être montés sur une paroi latérale extérieure du corps 10 se présentant sous la forme d'une roue ferroviaire métallique, représentée dans les figures 6 à 8, et sont disposés en une seule rangée de chevrons rapprochés sur la paroi latérale extérieure du corps 10. Chacun des blocs de guidage 40' est pourvu, sur un de ses côtés faisant face au sens de rotation avant du corps 10, d'au moins une face de guidage inclinée 41', de manière à ce que la face de guidage inclinée 41' de chacun des blocs de guidage 40' et un bloc adjacent des blocs de guidage 40' définissent entre eux une rainure favorisant l'écoulement d'air 42', longeant des surfaces d'orientation différente pour drainer l'écoulement d'air et améliorer l'écoulement d'air autour du relief correspondant dans l'air au cours de la rotation de la roue. La structure de pneu/roue 100 selon la présente invention, telle qu'elle est représentée dans les figures 1 à 9, lorsqu'elle est appliquée à un véhicule, par exemple une moto, une voiture ou un train, peut permettre au véhicule, par exemple une moto, une voiture ou un train, d'améliorer le guidage de flux d'air autour du corps 10, de réduire la résistance à la pénétration dans l'air du corps 10 et de générer une force motrice d'assistance lors du déplacement en marche avant, au moyen des blocs de guidage 20, 30, 30' ou 40 ainsi qu'éventuellement des premiers blocs de guidage auxiliaires 211, des deuxièmes blocs de guidage auxiliaires 212 et des faces de guidage inclinées 22, 31, 31', 41, 41', des faces de guidage inclinées 211a, des faces de guidage inclinées 212a, des rainures favorisant l'écoulement d'air 23, 32, 32' ou 42, 42', et des saillies favorisant l'écoulement d'air 33 et 43, de manière à abaisser sensiblement la consommation de carburant ou la consommation d'énergie de la moto, de la voiture ou du train, qu'ils soient neufs ou anciens. Un meilleur effet d'économie d'énergie peut être obtenu pour un diamètre accru du corps 10. D'autre part, la structure de pneu/roue 100 de la présente invention peut être appliquée à un véhicule à propulsion humaine, tel qu'une bicyclette, pour obtenir un effet de type mouvement assisté, d'économie d'effort et de stabilisation de mouvement. Bien que la présente invention ait été décrite en référence aux modes de réalisation préférés, l'homme du métier comprendra aisément qu'un certain nombre de modifications et de changements peuvent être apportés sans s'écarter du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS1. Structure de pneu/roue (100), comprenant : un corps (10) présentant une surface circonférentielle et deux parois latérales; et une pluralité de blocs de guidage (20, 30) qui sont disposés sur au moins une des deux parois latérales du corps, dans une disposition en cascade organisée dans une direction circonférentielle, chacun des blocs de guidage (20, 30) ayant un côté avant par rapport à la direction de déplacement du bloc, le côté avant formant au moins une face de guidage inclinée (22, 31) par rapport à une direction tangentielle de rotation du pneu ou de la roue, de manière à ce que la face de guidage inclinée (22, 31) et un bloc adjacent des blocs de guidage définissent entre eux une rainure (23, 32) favorisant l'écoulement d'air, de manière à ce que lorsque le corps est dans un état de rotation avant, les faces de guidage inclinées (22, 31) des blocs de guidage et les rainures favorisant l'écoulement d'air aident à améliorer le guidage des flux d'air, à réduire la résistance à la pénétration dans l'air et permet ainsi de réduire la force motrice nécessaire à l'avancement du véhicule, les blocs de guidage étant en outre configurés de manière à ce que, lorsque les faces de guidage inclinées (22, 31) des blocs de guidage et les rainures favorisant l'écoulement d'air se trouvent déplacées jusqu'à une position située dans la moitié inférieure de la circonférence du corps (10), la déformation de ces blocs de guidage et des rainure associées permet de réduire encore la force motrice nécessaire à l'avancement du véhicule et permet en outre de stabiliser la trajectoire du véhicule. 2. Structure de pneu/roue selon la revendication 1, caractérisée en ce que le corps comprend en outre une pluralité de pavés de bande de roulement (11) formés sur la surface circonférentielle du pneu ou de la roue, les pavés de bande de roulement et les blocs de guidage (20, 30) définissant conjointement entre eux des canaux (21) favorisant l'écoulement de flux d'air. 3. Structure de pneu/roue selon la revendication 2, caractérisée en ce que à l'intérieur de chacun des canaux (21) favorisant les flux d'air sont ménagés des premiers blocs de guidage auxiliaires (211) et des deuxièmes blocs de guidage auxiliaires (212), les premiers blocs de guidage auxiliaires et les deuxièmes blocs de guidage auxiliaires ayant chacun un côté avant par rapport à la direction de déplacement du auxiliaire, le côté avant formant au moins une face de guidage inclinée par rapport à une direction tangentielle de rotation du pneu ou de la roue. 4. Structure de pneu/roue selon la revendication 1, caractérisée en ce que les blocs de guidage (30) présentent un contour sensiblement en forme de chevron. 5. Structure de pneu/roue selon la revendication 1, caractérisée en ce que les faces de guidage inclinées des blocs de guidage sont des pentes incurvées (41).