FR3146869A1

FR3146869A1 - Véhicule de structure simplifiée

Info

Publication number: FR3146869A1
Application number: FR2302580A
Authority: FR
Inventors: Pascal Rambaud
Original assignee: SCAP
Current assignee: SCAP
Priority date: 2023-03-20
Filing date: 2023-03-20
Publication date: 2024-09-27
Anticipated expiration: 2043-03-20
Also published as: FR3146869B1

Abstract

Véhicule de structure simplifiée Le véhicule (1) comprend : - un châssis (2) ; - quatre trains roulants montés sur le châssis, comportant chacun une roue et un système de liaison (10) entre la roue et le châssis, les trains roulants avant et/ou arrière étant directeurs. Le châssis comprend un châssis partiel inférieur (21) et un châssis partiel supérieur (22) comportant chacun quatre portions d’assemblage (23a, 23b) qui sont assemblées coaxialement deux à deux au voisinage d’un même plan moyen, avec interposition d’un manchon (12) supérieur du train roulant. Sont ainsi formés quatre montants du châssis dont l’axe (A6) sensiblement vertical forme l’axe de pivotement (A) des trains roulants directeurs, permettant le braquage des roues correspondantes. Figure 6

Description

Véhicule de structure simplifiée

L’invention concerne un véhicule du type comportant un châssis définissant un habitacle ainsi que deux trains roulants avant et deux trains roulants arrière montés sur le châssis.

Les véhicules automobiles et autres véhicules routiers à quatre roues présentent généralement un châssis constitué d’une seule pièce structurelle réalisé en mécanosoudure ou en tôle emboutie formant une caisse autoporteuse, sur lequel les trains roulants viennent se fixer par des assemblages boulonnés.

Ces trains roulants peuvent être constitués d’essieux avant et arrière rigides ou semi-rigides ou de roues indépendantes montées sur des éléments articulés (bras, triangles, porte-moyeux) pour satisfaire les besoins de suspension et de direction.

Dans la chronologie d'assemblage, les châssis sont livrés complets sur la ligne de montage pour y recevoir les trains roulants qui peuvent être préassemblés.

Ce type de véhicule connu présente généralement une structure et un mode d’assemblage relativement complexes.

La présente invention vise à fournir un véhicule amélioré par rapport aux véhicules connus, notamment en termes de simplicité.

A cet effet, l’invention concerne un véhicule comprenant :

un châssis définissant un habitacle ;
deux trains roulants avant et deux trains roulants arrière montés sur le châssis, chaque train roulant comportant une roue et un système de liaison entre la roue et le châssis, les trains roulants avant et/ou arrière étant directeurs.

Selon une définition générale de l’invention, le châssis comprend un châssis partiel inférieur et un châssis partiel supérieur comportant chacun au moins quatre portions d’assemblage présentant chacune un axe, lesdits châssis partiels inférieur et supérieur étant assemblés l’un à l’autre par assemblage entre elles, de façon coaxiale, des portions d’assemblage correspondantes, dans des zones d’assemblage respectives, pour former deux montants latéraux avant et deux montants latéraux arrière du châssis, les montants présentant chacun un axe sensiblement vertical, les quatre zones d’assemblage présentant sensiblement un même plan moyen sensiblement horizontal. De plus, une partie extrême du système de liaison de chaque train roulant présente un axe et est assemblée au montant correspondant, coaxialement à celui-ci, dans la zone d’assemblage. En outre, pour chaque train roulant directeur, l’axe du montant correspondant forme un axe de pivotement du système de liaison par rapport au châssis, ou axe du pivot de direction, permettant le braquage des roues correspondantes.

Le châssis partiel inférieur et le châssis partiel supérieur, qui sont initialement deux pièces distinctes, forment une fois assemblées une structure très rigide de cage assurant la sécurité passive des occupants de l’habitacle.

Le châssis est de préférence constitué de ces châssis partiels inférieur et supérieur, c'est-à-dire qu’il ne comprend pas d’autre élément structurel. Ceci n’exclut pas que le véhicule puisse comprendre en plus des éléments de carrosserie tels qu’un toit, un plancher, une ou plusieurs portes, des ailes, une paroi avant, une paroi arrière etc., assemblés au châssis.

Le véhicule selon l’invention présente donc un châssis de structure simplifiée – avec un nombre de pièces réduit – mais néanmoins robuste.

En outre, en prévoyant de monter les trains roulants dans les mêmes zones d’assemblage que les châssis partiels, c’est la structure globale du véhicule qui est simplifiée et renforcée, et le véhicule obtenu présente une esthétique améliorée. Cela peut également permettre d’intégrer dans une même opération d’assemblage les composants du châssis et ceux des trains roulants, ce qui simplifie considérablement la construction et réduit le temps d’assemblage.

Le plan moyen des quatre zones d’assemblage peut être situé à mi-hauteur du châssis. Dans ce cas, les châssis partiels inférieur et supérieur forment des demi-châssis. En prévoyant que ces demi-châssis soient identiques ou sensiblement identiques, on arrive à une solution technique particulièrement simple structurellement, et on limite considérablement les pièces à fabriquer et à stocker.

En position montée et lorsque le véhicule est sur un sol horizontal, les portions d’assemblage des châssis partiels inférieur et supérieur sont sensiblement verticales.

Avantageusement, les trains roulants peuvent être situés sensiblement ou majoritairement à l’extérieur de l’emprise de l’habitacle, c'est-à-dire, en vue de dessus, à l’extérieur de la zone occupée par l’habitacle.

Selon une réalisation possible, pour au moins un montant et par exemple pour chaque montant, la portion d’assemblage d’un des châssis partiels, de préférence le châssis partiel inférieur, est munie d’un tourillon coaxial au montant, et la portion d’assemblage de l’autre des châssis partiels possède une partie extrême creuse apte à recevoir le tourillon, pour permettre l’assemblage par emboîtement desdits châssis partiels.

Un tel assemblage par simple emboîtement de pièces concentriques est particulièrement aisé et rapide à mettre en œuvre.

De préférence tous les tourillons sont agencés sur le même châssis partiel, par exemple le châssis partiel inférieur.

La forme extérieure du tourillon ne correspond pas nécessairement à la forme intérieure de la partie extrême creuse de la portion d’assemblage le recevant. Si les formes et/ou les dimensions du tourillon et de la partie extrême creuse de la portion d’assemblage sont différentes, il peut être prévu une pièce intermédiaire d’adaptation et/ou un organe de fixation mutuel.

La partie extrême du système de liaison de chaque train roulant directeur, et de préférence de chaque train roulant, peut comprendre un manchon.

Selon une réalisation possible, pour chaque montant sur lequel est monté un train roulant directeur, et de préférence pour chaque montant, le tourillon prévu sur la portion d’assemblage de l’un des châssis partiels est engagé dans le manchon du système de liaison du train roulant, ledit manchon étant interposé entre la portion d’assemblage du châssis partiel inférieur et la portion d’assemblage du châssis partiel supérieur.

Ainsi, le tourillon qui permet l’assemblage des châssis partiels inférieur et supérieur constitue également le pivot de direction du train roulant correspondant, ce pivot de direction se trouvant donc totalement intégré à la structure, ce qui le rend particulièrement robuste et esthétique.

On peut prévoir que le tourillon soit cylindrique de même que la face du manchon qui est en regard du et coopère avec le tourillon, afin de former la liaison pivot.

Les portions d’assemblage, et de préférence l’ensemble des éléments structurels formant les châssis partiels inférieur et supérieur, peuvent être tubulaires. Ceci contribue à la simplicité structurelle, la robustesse et la rapidité d’assemblage du châssis.

Selon une réalisation possible, le manchon est également tubulaire, et les diamètres extérieurs du manchon et des portions d’assemblage sont sensiblement identiques. Ainsi, la liaison entre la structure rigide du véhicule et ses trains roulants, en particulier les trains roulants directeurs, est minimaliste voire quasiment invisible.

Avantageusement, l’axe du pivot de direction passe sensiblement par le point de contact de la roue correspondante avec le sol.

Selon une réalisation possible, le châssis partiel inférieur possède, en regard de la roue de chaque train roulant directeur, et de préférence en regard de chaque roue, une partie qui est en retrait par rapport à l’axe du pivot de direction, en direction du plan longitudinal médian du véhicule, de sorte à former un espace permettant à la roue de se déplacer par rapport à la position neutre. Ceci peut inclure le braquage de la roue, résultant du pivotement du système de liaison correspondant par rapport au châssis et/ou le mouvement vertical de la roue si celle-ci est munie de suspensions.

L’ensemble composé du châssis et des trains roulants peut présenter un plan de symétrie vertical longitudinal et/ou un plan de symétrie vertical transversal. Ceci permet de simplifier encore la structure et l’aspect du véhicule.

En outre, le châssis peut présenter un plan de symétrie horizontal qui est sensiblement confondu avec le plan moyen des quatre zones d’assemblage. En d’autres termes, les châssis partiels inférieur et supérieur peuvent être sensiblement symétriques. Cette symétrie concerne la forme globale extérieure, mais peut exclure les éléments intérieurs au châssis, tels que les tourillons précités, et d’éventuels organes annexes tels que des goupilles de verrouillage.

Le véhicule peut comprendre un projecteur monté sur le système de liaison d’au moins l’un des trains roulants. Dans le cas d’un train roulant directeur, puisque le système de liaison pivote par rapport au châssis, le projecteur pivote également et de ce fait éclaire toujours en direction de la zone où le véhicule se dirige. Une telle disposition permet donc de réaliser de façon extrêmement simple des projecteurs directionnels.

Par exemple, les châssis partiels inférieur et supérieur comprennent chacun un ensemble d’éléments structurels ayant une forme allongée. Ces éléments structurels peuvent définir l’enveloppe extérieure, ou la forme globale, desdits châssis partiels. Ledit ensemble d’éléments structurels du châssis partiel inférieur et ledit ensemble d’éléments structurels du châssis partiel supérieur peuvent être sensiblement identiques. Ceci n’exclut pas que l’un desdits châssis partiels comporte un ou plusieurs éléments non présents sur l’autre desdits châssis partiels, comme un système de support d’un volant, un élément additionnel de renfort, etc. Dans le cas où le véhicule comprend des éléments de carrosserie comme décrit précédemment, ceux-ci peuvent être assemblés aux éléments structurels.

Selon une réalisation possible, chacun des châssis partiels inférieur et supérieur est constitué d’éléments structurels allongés assemblés via des éléments de jonction coudés ou angulaires. En d’autres termes, selon cette réalisation, lesdits châssis partiels ne comportent pas d’autres éléments que les éléments structurels allongés et les éléments de jonction. Lesdits éléments structurels allongés forment de préférence sensiblement des arêtes de l’habitacle, étant précisé que certains éléments structurels allongés peuvent être prévus en plus des arêtes, notamment à fin de rigidification. Tout ou partie des éléments structurels allongés peuvent être tubulaires. Tous les éléments structurels allongés peuvent être de section identique.

On peut prévoir que les extrémités supérieures des portions d’assemblage du châssis partiel inférieur soient situées sensiblement dans un même plan sensiblement horizontal, qui est également le plan supérieur du châssis partiel inférieur.

En variante ou en complément, on peut prévoir que les extrémités inférieures des portions d’assemblage du châssis partiel supérieur soient situées sensiblement dans un même plan sensiblement horizontal, qui est également le plan inférieur du châssis partiel supérieur.

Le châssis peut posséder une zone de passage ouverte à l’arrière, par exemple une zone dépourvue d’éléments structurels ou autres éléments montés de façon fixe et empêchant le passage. En outre, le châssis peut comprendre un panneau monté mobile entre une position déployée, dans laquelle il forme une rampe d’accès à l’habitacle pour une personne en fauteuil roulant, via la zone de passage, et une position escamotée, dans laquelle le panneau est logé dans l’habitacle ou détaché du châssis.

On décrit à présent, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs modes de réalisation possibles de l’invention, en référence aux figures annexées :

est une vue en perspective d’un véhicule selon un premier mode de réalisation de l’invention ;

est une vue latérale du véhicule de la ;

est une vue en perspective d’un train roulant du véhicule de la ;

est une vue de détail de moyens de transmission entre un volant de direction et les trains roulants avant ;

est une vue de détail de moyens de commande du braquage des trains roulants arrière ;

est une vue schématique du châssis et des trains roulants du véhicule de la , en cours d’assemblage ;

est une vue en coupe d’une zone d’assemblage du châssis ;

est une vue en perspective du véhicule de la avec les roues braquées ;

est une vue de dessus du véhicule de la avec les roues braquées ;

est une vue de face du véhicule de la avec les roues braquées ;

est une vue partielle, en perspective, d’un véhicule selon une variante du premier mode de réalisation ;

est une vue de face du véhicule de la ;

est une vue en perspective d’un véhicule selon un deuxième mode de réalisation de l’invention ;

est une vue de dessus du véhicule de la avec les roues braquées ;

est une vue en perspective d’un véhicule selon un troisième mode de réalisation de l’invention, dans une configuration permettant l’accès pour une personne en fauteuil roulant ;

est une vue en perspective du véhicule de la , dans une configuration d’utilisation pour une personne en fauteuil roulant ;

est une vue en perspective d’un véhicule selon une variante de réalisation.

La représente un premier mode de réalisation d’un véhicule 1 qui comprend :

un châssis 2 définissant un habitacle 3 ;
quatre trains roulants 5, à savoir deux trains roulants avant et deux trains roulants arrière, montés sur le châssis 2.

Comme illustré sur la , chaque train roulant 5 comporte une roue 4 et un système de liaison 10 entre la roue et le châssis 2. Le véhicule 1 comporte ainsi deux roues avant 4a et deux roues arrière 4b. Les trains roulants avant et/ou arrière sont directeurs. Avantageusement, les trains roulants 5 peuvent être tous identiques, qu’ils soient ou non directeurs. Dans le premier mode de réalisation, les quatre trains roulants 5 sont directeurs.

Sur les figures 1, 2, 4, 5 et 6, le véhicule 1 est représenté en position neutre, c’est-à-dire lorsqu’il repose sur une surface plate et horizontale et qu’il est à l’arrêt, les roues 4, étant orientées pour que le véhicule 1 puisse se déplacer selon une ligne droite.

Dans un premier temps, le véhicule 1 va être décrit en référence à cette position neutre.

On définit la direction longitudinale X comme la direction longitudinale générale du véhicule 1, qui est donc sensiblement horizontale en position neutre. Les termes « avant » et « arrière » seront utilisés en référence à la direction X et à un déplacement du véhicule 1 en marche avant. On définit la direction transversale Y comme la direction orthogonale à X et qui est sensiblement horizontale en position neutre. Les termes « gauche », « droite », « latéral » et « transversal » seront employés en référence à la direction Y. Enfin, on définit la direction Z comme la direction orthogonale à X et Y, qui est donc sensiblement verticale en position neutre. Les termes « haut », « bas », « supérieur » et « inférieur » seront employés en référence à la direction Z.

Le véhicule 1 présente un plan longitudinal médian P1 parallèle à (X, Z) et un plan transversal médian P2 parallèle à (Y, Z). Dans les modes de réalisation représentés, les plans P1 et P2 sont des plans de symétrie de l’ensemble composé du châssis 2 et des trains roulants 5. D’autres réalisations sont toutefois possibles, notamment où P2 n’est pas un plan de symétrie.

En référence à la , le système de liaison 10 comprend par exemple une jambe 11 coudée qui possède une partie extrême supérieure comportant un manchon 12 d’axe A12, de préférence de forme cylindrique creuse. En partant du manchon 12, la jambe 11 peut comporter une portion globalement horizontale 13 prolongée par une portion descendante 14. Le système de liaison 10 peut également comprendre un bras 15 agencé globalement horizontalement. Le bras 15 présente une première extrémité 16 fixée à la roue 4 au voisinage de l’axe A4 de celle-ci, et une deuxième extrémité 17 montée de façon pivotante à la partie extrême inférieure 18 de la jambe 11, autour d’un axe A17 sensiblement parallèle à l’axe A4 de la roue 4. On peut prévoir qu’un dispositif amortisseur 19 relie la jambe 11 et le bras 15.

De préférence, la motorisation est électrique, le véhicule 1 comprenant des moteur-roues – sur chaque roue motrice – et étant donc dépourvu d’organes de transmission de puissance. Le véhicule 1 peut de plus comporter une batterie (non représentée) pour alimenter ces moteurs.

Le châssis 2 comprend un châssis partiel inférieur 21 et un châssis partiel supérieur 22 qui sont des pièces distinctes assemblées l’une à l’autre pour former le châssis 2. De préférence, le châssis 2 est constitué de ces châssis partiels 21, 22 comme uniques éléments structurels.

Dans la réalisation représentée, chacun des châssis partiels inférieur 21 et supérieur 22 comporte des éléments structurels 23 qui sont allongés et peut être constitué d’éléments structurels allongés 23 assemblés via des éléments de jonction 24 coudés ou angulaires. De préférence, sur le châssis 2 assemblé, les éléments structurels allongés 23 forment sensiblement des arêtes de l’habitacle 3. Dans les exemples de réalisation représentés, le châssis 2 possède une forme globale de cube dont les quatre arêtes supérieures (avant, arrière et latérales) et les quatre arêtes inférieures (avant, arrière et latérales) auraient été chanfreinées.

Par exemple, chacun des châssis partiels inférieur 21 et supérieur 22 comporte :

deux éléments structurels latéraux avant 23a sensiblement verticaux ;
deux éléments structurels latéraux arrière 23b sensiblement verticaux ;
deux éléments structurels latéraux 23c, ou longerons, décalés verticalement et transversalement par rapport aux éléments structurels latéraux avant 23a et arrière 23b ;
deux éléments structurels transversaux avant et arrière 23d, ou traverses, reliant lesdits longerons ;
quatre éléments structurels obliques 23e reliant chacune une extrémité d’un longeron à une extrémité d’un élément structurel latéral avant 23a ou d’un élément structurel latéral arrière 23b, chaque élément structurel oblique 23e étant de préférence orienté en oblique à la fois par rapport au plan P1 et au plan P2.

Pour un châssis partiel donné, l’élément structurel latéral avant 23a, l’élément structurel oblique 23e, le longeron 23c, l’élément structurel oblique 23e et l’élément structurel latéral arrière 23b situés d’un même côté du plan P1, dans le prolongement les uns des autres, forment un arceau. Un châssis partiel peut donc être formé de deux arceaux reliés entre eux par des traverses 23d.

Bien entendu, d’autres formes géométriques sont envisageables.

Il est précisé que les termes latéral, avant, arrière ne signifient pas que l’élément qu’ils qualifient soit nécessairement disposé respectivement le plus latéralement, le plus en avant, le plus en arrière, notamment lorsque l’on considère le véhicule 1 dans son ensemble.

Dans les exemples de réalisation représentés, les éléments structurels 23 sont tubulaires.

Dans d’autres variantes, l’un et/ou l’autre des châssis partiels inférieur et supérieur peut être constitué d’une coque en acier, aluminium ou matériau composite par exemple.

Selon une forme de réalisation avantageuse, les châssis partiels inférieur 21 et supérieur 22 sont identiques ou sensiblement identiques, au moins en ce qui concerne l’ensemble des éléments structurels allongés 23 – ou autres éléments – définissant l’enveloppe extérieure, ou la forme globale, desdits châssis partiels 21, 22.

Comme on le voit sur les figures 2, 6, 7 et 10, les extrémités supérieures des éléments structurels latéraux avant 23a et arrière 23b du châssis partiel inférieur 21 peuvent être situées sensiblement dans un même plan sensiblement horizontal, qui est également le plan supérieur P21 du châssis partiel inférieur 21. De même, les extrémités inférieures des éléments structurels latéraux avant 23a et arrière 23b du châssis partiel supérieur 22 peuvent être situées sensiblement dans un même plan sensiblement horizontal, qui est également le plan inférieur P22 du châssis partiel supérieur 22.

Les châssis partiels inférieur 21 et supérieur 22 comportent chacun au moins quatre portions d’assemblage présentant chacune un axe. Dans la réalisation représentée, chaque portion d’assemblage est formée par un élément structurel allongé latéral 23a, 23b ou une partie extrême de celui-ci. Dans d’autres réalisations non illustrées, par exemple avec des châssis partiels inférieur et supérieur constitués d’une coque, les portions d’assemblage peuvent former des pièces en saillie depuis la coque.

Les châssis partiels inférieur 21 et supérieur 22 sont assemblés l’une à l’autre par l’assemblage entre elles, et de façon coaxiale, des portions d’assemblage correspondantes, c'est-à-dire ici des éléments structurels latéraux 23a, 23b correspondants, dans des zones d’assemblage 25 respectives. Les éléments structurels latéraux 23a, 23b assemblés forment ainsi les montants latéraux 6 du châssis 2, à savoir deux montants latéraux avant 6a et deux montants latéraux arrière 6b. Chacun de ces montants présente un axe A6 sensiblement vertical. De plus, le manchon 12 est assemblé au montant 6 correspondant, coaxialement à celui-ci, dans la zone d’assemblage 25.

Selon la réalisation illustrée sur les figures 6 et 7, chacun des éléments structurels avant 23a et arrière 23b du châssis partiel inférieur 21 est muni d’un tourillon 30 qui possède un axe A30 sensiblement confondu avec l’axe A6 du montant 6 du châssis 2, en position assemblée. Les tourillons 30 sont cylindriques. Chacun de ces tourillons 30 fait saillie vers le haut au-delà de l’extrémité supérieure de l’élément structurel latéral correspondant du châssis partiel inférieur 21, c'est-à-dire au-delà du plan P21, et est reçu dans la partie extrême inférieure creuse de l’élément structurel latéral correspondant du châssis partiel supérieur 22. Les châssis partiels inférieur 21 et supérieur 22 sont ainsi assemblés par emboîtement.

En variante, les ou certains tourillons pourraient être prévus sur le châssis partiel supérieur 22, ou l’assemblage des éléments structurels latéraux 23a, 23b des châssis partiels inférieur 21 et supérieur 22 pourraient être obtenu par d’autres moyens.

De plus, chaque tourillon 30 est engagé dans le manchon 12 du système de liaison 10 du train roulant 5 correspondant, le manchon 12 étant interposé entre l’élément structurel latéral du châssis partiel inférieur 21 et l’élément structurel latéral du châssis partiel supérieur 22.

Selon un exemple de réalisation, le tourillon 30 possède un diamètre inférieur à celui de l’élément structurel latéral du châssis partiel inférieur 21 auquel il est fixé. De plus, le tourillon 30 est solidaire d’une embase 31 cylindrique emmanchée à force dans ledit élément structurel latéral de façon à ne pas dépasser au-delà de l’extrémité supérieure de l’élément structurel – et de préférence d’être coplanaire à cette extrémité supérieure. En outre, l’élément structurel latéral du châssis partiel supérieur 22 comporte une bague 32 emmanchée à force dans ledit élément structurel latéral de façon à ne pas dépasser au-delà de l’extrémité inférieure de l’élément structurel – et de préférence d’être coplanaire à cette extrémité inférieure. La bague 32 reçoit le tourillon 30 et à cet effet possède un diamètre intérieur correspondant au diamètre du tourillon 30.

Selon un exemple de réalisation, le manchon 12 présente un diamètre intérieur supérieur au diamètre du tourillon 30 et comporte des paliers 33, typiquement au voisinage de chacune de ses extrémités, dont le diamètre intérieur est sensiblement identique au diamètre du tourillon 30.

Le manchon 12 forme une entretoise entre les éléments structurels latéraux 23a, 23b des châssis partiels inférieur 21 et supérieur 22. Le diamètre extérieur du manchon 12 peut être sensiblement identique ou légèrement supérieur au diamètre desdits éléments structurels latéraux 23a, 23b.

La bague 32 est également pourvue d’un trou traversant 34 orthogonal à l’axe A6 et situé en correspondance d’une part d’un trou traversant 35 ménagé dans le tourillon 30 et d’autre part d’orifices 26 ménagés en vis-à-vis dans l’élément structurel latéral du châssis partiel supérieur 22. Une goupille, ou tout autre moyen similaire, est engagée dans les trous traversants 34, 35 et les orifices 26 pour permettre le verrouillage en position montée du châssis 2 et des trains roulants 5.

Comme on le voit sur les figures 2, 7 et 10, les quatre zones d’assemblage 25 présentent sensiblement un même plan moyen P25 qui est sensiblement horizontal, et de préférence sensiblement équidistant des plans P21 et P22. Selon une réalisation possible, le châssis 2 présente un plan de symétrie horizontal P3 (voir ) qui est sensiblement confondu avec ce plan moyen P25 des quatre zones d’assemblage 25.

En position neutre, comme illustré notamment sur les figures 1 et 2, l’agencement des trains roulants 5 peut être le suivant. La jambe 11 des trains roulants 5 est située sensiblement dans un plan vertical longitudinal passant par les axes A6 des montants 6 du châssis 2, les bras 15 étant agencés entre le châssis 2 et la jambe 11. En outre, chaque jambe 11 s’étend depuis le montant 6 auquel elle est attachée en direction du plan P2. Les trains roulants 5 sont donc situés à l’extérieur sensiblement ou majoritairement de l’emprise de l’habitacle. Avantageusement, les trains roulants 5 sont tous assemblés par les mêmes moyens au châssis 2, et sont agencés symétriquement par rapport au plan P2.

Le fait de prévoir des trains roulants 5 qui associent des jambes 11 coudées articulées et des bras oscillants 15 de grande longueur permet :

un grand débattement des suspensions pour une meilleure liaison au sol et un meilleur confort ;
la préservation d’un volume habitable totalement libéré de toute emprise mécanique ;
selon les modèles, un accès latéral classique ou par l’arrière pour rendre le véhicule 1accessible à une personne handicapée en fauteuil roulant.

Pour chaque train roulant 5 directeur l’axe A6 du montant 6 correspondant, qui est sensiblement confondu avec l’axe A12 du manchon 12 et avec l’axe A30 du tourillon 30, forme un axe de pivotement A du système de liaison 10 par rapport au châssis 2. Le manchon 12 et le tourillon 30 forment ainsi un pivot de direction permettant le braquage des roues 4 correspondantes. L’axe de pivotement A forme ainsi l’axe du pivot de direction.

Avantageusement, l’axe A du pivot de direction passe sensiblement par le point P de contact de la roue 4 correspondante avec le sol (voir figures 1 et 2), de façon à éviter les phénomènes de ripage qui alourdiraient la direction et les déports qui la rendraient sensible aux obstacles.

Le châssis partiel inférieur 21 possède avantageusement, en regard de la roue 4 de chaque train roulant 5 directeur, et de préférence en regard de chaque roue 4, une partie qui est en retrait par rapport à l’axe A du pivot de direction, en direction du plan P1. Est ainsi défini un espace 29 permettant à la roue 4 de se déplacer par rapport à la position neutre, que ce soit du fait de son braquage ou de sa suspension. Dans l’exemple de réalisation représenté, cet espace 29 résulte de l’agencement des éléments structurels obliques 23e. Le châssis 2 peut ainsi présenter une forme globale octogonale en vue de face ( ) et en vue latérale ( ).

Le véhicule 1 peut également être pourvu d’un volant 7 actionnable par un conducteur de façon à provoquer le braquage des roues 4 directrices par l’intermédiaire de moyens de transmission 40. Le volant 7 est fixé à une colonne de direction 8 montée rotative par rapport au châssis 2, par exemple montée dans un tube 9 solidaire du châssis partiel inférieur 21. Pour un véhicule 1 pouvant recevoir un conducteur et un passager côte à côte, le volant 7 n’est pas centré transversalement, ceci ne remettant pas en cause, par ailleurs, la symétrie générale du châssis par rapport au plan P1.

En référence aux figures 1 et 4, où les roues avant 4a sont directrices, les moyens de transmission 40 comprennent un pignon 41 solidaire de la colonne de direction 8, par exemple à son extrémité avant, et un organe denté 42, par exemple en forme de secteur, s’engrenant avec le pignon 41. L’organe denté est monté sur le châssis 2 de façon pivotante autour d’un axe A42 parallèle à celui de la colonne de direction 8. Du côté gauche et du côté droit, une biellette 43 relie l’organe denté 42 et le système de liaison 10 du train roulant 5 avant correspondant. Plus précisément, une extrémité 44 de la biellette 43 est articulée à l’organe denté 42, par exemple par une rotule, et une extrémité 45 de la biellette 43 est articulée, par exemple par une rotule, à une patte 46 fixée à la jambe 11. Du fait de la position décentrée – transversalement – du volant 7, le véhicule comporte une biellette 43 plus longue que l’autre.

Le véhicule 1 selon le premier mode de réalisation ayant quatre roues directrices, il comprend un mécanisme de couplage 50 liant les moyens de transmission 40 et des moyens de commande du braquage des autres roues directrices, ici les roues arrière 4b.

Les moyens de commande 60 du braquage des roues arrière 4b comprennent un organe pivotant 62 monté sur le châssis 2 de façon pivotante autour d’un axe A62 sensiblement longitudinal et pouvant être centré transversalement. Du côté gauche et du côté droit, une biellette 63 relie l’organe pivotant 62 et le système de liaison 10 du train roulant 5 arrière correspondant. Plus précisément, une extrémité 64 de la biellette 63 est articulée à l’organe pivotant 62, par exemple par une rotule, et une extrémité 65 de la biellette 63 est articulée, par exemple par une rotule, à une patte 46 fixée à la jambe 11. En position neutre du véhicule 1, les biellettes 63 sont disposées symétriquement par rapport au plan P1.

Le mécanisme de couplage 50 comporte une plaquette 52 solidaire en rotation de l’organe denté 42, autour de l’axe A42. Par exemple, la plaquette 52 et l’organe denté 42 sont montés rigidement sur un même tube 49 d’axe A42. Le mécanisme de couplage 50 comporte de plus, à gauche et à droite du plan P1, un câble « push-pull » 53 ou un autre moyen souple équivalent. Ces câbles 53 sont représentés schématiquement et partiellement sur la . Chaque câble 53 s’étend globalement longitudinalement et est associé, à ses extrémités avant et arrière, à une tige rigide 54. La tige rigide 54 est articulée, par exemple via une rotule, d’une part à son extrémité avant à une aile latérale de la plaquette 52 et d’autre part à son extrémité arrière à une aile latérale de l’organe pivotant 62.

Ainsi, la rotation du volant 7 entraîne (voir notamment) :

via le pignon 41 et l’organe denté 42, la traction d’une des biellettes 43 en direction du plan P1 et de l’autre biellette 43 en s’écartant du plan P1, donc le braquage des roues avant 4a ;
via le pignon 41, l’organe denté 42 et la plaquette 52, puis les câbles 53 et l’organe pivotant 62, la traction d’une des biellettes 63 en direction du plan P1 et de l’autre biellette 63 en s’écartant du plan P1, donc le braquage des roues arrière 4b.

Tel qu’illustré sur les figures 1 à 10, le châssis 2 peut de plus comporter un élément structurel allongé transversal avant 23f, ou traverse avant 23f, et/ou un élément structurel allongé transversal arrière 23g, ou traverse arrière 23g, de préférence symétriques, appartenant au châssis partiel inférieur 21, et servant de moyen de renfort et/ou de support à différents composants. Ainsi, les composants portant le volant 7, les moyens de transmission 40 et la plaquette 52 peuvent être portés par la traverse avant 23f ; les moyens de commande 60 du braquage des roues arrière 4b peuvent être portés par la traverse arrière 23g.

Le véhicule 1 peut également comporter un ou plusieurs éléments de carrosserie, tel que, montés sur le châssis partiel inférieur 21, un panneau 70 formant un plancher, un panneau avant 71 agencé entre la traverse avant 23d et la traverse avant 23f, et/ou un panneau arrière 72 agencé entre la traverse arrière 23d et la traverse arrière 23f. On pourrait également prévoir un panneau formant un toit, et portant éventuellement des panneaux solaires pour recharger des batteries alimentant les moteurs des roues 4.

Par ailleurs, le véhicule 1 peut comprendre des projecteurs 75 qui peuvent avantageusement être montés sur la jambe 1 des trains roulants 5. On équipe ainsi le véhicule 1 de projecteurs directionnels sans qu’aucun mécanisme spécifique ne soit nécessaire.

On se rapporte à présent aux figures 8 à 10 qui illustrent le véhicule 1 des figures 1 à 7 se déplaçant à plat en virage, ici un virage à gauche.

En conséquence de la rotation du volant 7 vers la gauche par le conducteur, la jambe 11 de chacun des trains roulants 5 a pivoté autour de l’axe A du pivot de direction. Ainsi, les roues avant 4a sont braquées vers la gauche (via les moyens de transmission 40), et les roues arrière 4b sont également braquées vers la gauche (via le mécanisme de couplage 50 et les moyens de commande 60 du braquage des roues arrière). Le plan moyen des roues 4, orthogonal à leur axe A4, n’est alors plus longitudinal mais reste sensiblement vertical. En outre, chacun des projecteurs 75 a pivoté de façon identique à la jambe 11 sur laquelle il est monté.

Dans ce mode de réalisation, les biellettes 43 et 63 sont situées au voisinage ou au-dessus du plan moyen P25 des quatre zones d’assemblage 25, les câbles 53 pouvant passer sous le châssis 2, par exemple sous le panneau 70 formant un plancher lorsqu’il est présent. Cet agencement permet d’obtenir un véhicule 1 avec une garde au sol importante.

En variante, comme illustré sur les figures 11 et 12, on peut prévoir que les biellettes 43, 63 soient agencés en partie basse du véhicule 1, plus précisément sous le châssis 2, par exemple sous le panneau 70 formant un plancher lorsqu’il est présent. Il est précisé que, sur la , le châssis partiel inférieur 21 n’est pas représenté pour davantage de visibilité.

Selon cette variante, on peut prévoir que les biellettes 43, à l’avant, ne soient pas montées directement sur l’organe denté 42, mais sur un organe pivotant 48 monté sur le châssis 2 de façon pivotante autour d’un axe A48 sensiblement longitudinal et situé sous le volant 7. L’organe pivotant 48 est par exemple monté sur la traverse avant 23d du châssis partiel inférieur 21. Il est relié à une aile latérale de la plaquette 52 – ou tout autre organe solidaire en rotation de l’organe denté 42 – via une biellette de renvoi 55. En outre, l’organe pivotant 62 (à l’arrière) peut lui-même être fixé sous le châssis 2, et non plus au-dessus de celui-ci. L’extrémité latérale des biellettes 43, 63 est articulée, par exemple par une rotule, à une patte 46’ fixée en partie basse du système de liaison 10 du train roulant 5 correspondant, par exemple solidaire du bras 15. Les câbles 53 (représentés partiellement sur la ) passent de préférence sous le châssis 2 également.

Cette configuration permet d’obtenir un aspect plus épuré, puisque les biellettes ne sont pas apparentes.

Un tel véhicule 1 à quatre roues directrices est particulièrement maniable et agile, notamment en franchissement.

Selon un deuxième mode de réalisation, illustré sur les figures 13 et 14, le véhicule 1 n’est équipé que de deux roues directrices, à savoir les deux roues avant 4a. Dans ce cas, le véhicule 1 comporte bien les moyens de transmission 40 mais est dépourvu de moyens de commande 60 du braquage des roues arrière 4b et du mécanisme de couplage 50.

Comme on le voit sur la , en virage, seules les roues avant 4a peuvent être braquées, les roues arrière 4b restant orientées longitudinalement. Une biellette de maintien 66 (voir ) peut être prévue pour relier transversalement le bras 15 du système de liaison 10 de chaque roue non directrice 4b au châssis 2.

Une telle configuration à deux roues directrices est plus autostable à vitesse élevée et plus économique qu’une configuration à quatre roues directrices.

Il est à noter que, sur les figures 13 et 14, les biellettes 43 sont en position haute, comme sur les figures 1, 4 et 8 à 10 ; cependant, une configuration avec des biellettes 43 agencées en position basse, comme sur les figures 11 et 12, est également envisageable.

Le véhicule 1 selon l’invention peut être aisément utilisé par une personne en fauteuil roulant, notamment dans une configuration selon un troisième mode de réalisation illustré sur les figures 15 et 16.

Une difficulté pour les personnes en fauteuil roulant réside dans le transfert entre le fauteuil roulant 75 et le siège du véhicule 1. L’invention permet de résoudre ce problème en permettant au fauteuil roulant 75 d’entrer dans l’habitacle 3 et d’y former le siège du conducteur. L’habitacle 3 est dans ce cas bien entendu dépourvu du siège habituellement prévu pour le conducteur. L’utilisateur peut ainsi rester sur son fauteuil roulant 75, ce qui simplifie considérablement l’utilisation du véhicule 1 et le déplacement des personnes handicapées.

Plus précisément, le châssis 2 possède une zone de passage 74 ouverte à l’arrière. A cet effet, le châssis partiel inférieur 21 peut être dépourvu de traverse arrière 23g et de panneau arrière 72. Afin de rigidifier la structure, et pour compenser, on peut prévoir que le châssis partiel inférieur 21 comporte de façon additionnelle deux éléments structurels longitudinaux latéraux 23h, de forme allongée.

De plus, le véhicule 1 peut comprendre un panneau 76 qui est par exemple monté de façon pivotante sur le châssis partiel inférieur 21, autour d’un axe transversal A76 situé en partie basse et à l’arrière du châssis 2. L’axe A76 est par exemple proche de la traverse arrière 23d du châssis partiel inférieur 21. Le panneau 76 peut occuper une position déployée, illustrée sur la , dans laquelle il forme une rampe d’accès à l’habitacle 3 pour le fauteuil roulant 75 et la personne qui y est installée, via la zone de passage 74. Le panneau 76 peut ensuite être déplacé, ici par pivotement autour de l’axe A76, jusqu’à une position escamotée, illustrée sur la , dans laquelle le panneau 76 est logé dans l’habitacle 3. Dans la réalisation représentée à titre d’exemple, en position escamotée, le panneau 76 est agencé sensiblement verticalement à l’arrière du fauteuil roulant 75. D’autres solutions sont toutefois envisageables. Le véhicule 1 est bien entendu pourvu de moyens de fixation (non représentés) du fauteuil roulant 75 en position de conduite.

On a vu précédemment que le véhicule 1 peut comporter un ou plusieurs éléments de carrosserie, typiquement montés sur les éléments structurels allongés 23 de l’un et/ou l’autre des châssis partiels inférieur 21 et supérieur 22.

Dans la variante de réalisation illustrée sur la , le véhicule 1 comporte deux portières 77 de type « papillon ». Chaque portière 77 est par exemple montée pivotante par son arête supérieure sur le longeron 23c correspondant du châssis partiel supérieur 22. La portière 77 peut ainsi occuper une position fermée, dans laquelle elle recouvre sensiblement le flanc du véhicule 1 (le flanc droit du véhicule sur la ) et une position relevée, ouverte, dans laquelle le flanc du véhicule 1 est ouvert et permet notamment le passage d’une personne vers / depuis l’habitacle 3 (le flanc gauche du véhicule sur la ).

Ainsi, l'invention apporte une amélioration déterminante à la technique antérieure, en fournissant une solution technique robuste et élégante.

Dans une version avantageuse de l’invention, les châssis partiels inférieur et supérieur– formant de préférence deux demi-châssis sensiblement identiques – s’assemblent, par exemple selon un plan sensiblement horizontal, par le simple emboitement de pièces concentriques (tels que quatre tourillons solidaires du demi-châssis inférieur dans quatre portions d’assemblage creuses du demi-châssis supérieur). En outre, ces tourillons forment également les pivots de direction des trains roulants qui se trouvent donc totalement intégrés à la structure, ce qui les rend particulièrement robustes et offre une esthétique épurée.

La structure rigide du véhicule constituée de deux demi-châssis réduit le poids et l’encombrement des composants et permet leur empilage pour simplifier le stockage et le transport. Le fait que les tourillons constituent à la fois des organes permettant l’assemblage du châssis et la réalisation du pivot de direction des trains roulants réduit également le nombre de pièces et les temps d’assemblage, tout en assurant une très grande robustesse.

L’assemblage d’un tel véhicule selon l’invention est extrêmement simplifié. Il consiste seulement :

à enfiler les manchons, situés à l’extrémité supérieure des jambes de chaque train roulant, sur les tourillons solidaires du demi-châssis inférieur ;
à emboîter les extrémités inférieures des éléments structurels creux du demi-châssis supérieur sur lesdits tourillons ;
à verrouiller l'ensemble par une goupille transversale à chaque tourillon.

Ainsi, les trains roulants sont assemblés dans la même opération que les demi-châssis.

Il va de soi que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus à titre d'exemples mais qu'elle comprend tous les équivalents techniques et les variantes des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons.

Claims

Véhicule (1) comprenant:
- un châssis (2) définissant un habitacle (3) ;
- deux trains roulants (5) avant et deux trains roulants (5) arrière montés sur le châssis (2), chaque train roulant (5) comportant une roue (4, 4a, 4b) et un système de liaison (10) entre la roue (4, 4a, 4b) et le châssis (2), les trains roulants (5) avant et/ou arrière étant directeurs ;
caractérisé en ce que le châssis (2) comprend un châssis partiel inférieur (21) et un châssis partiel supérieur (22) comportant chacun au moins quatre portions d’assemblage (23a, 23b) présentant chacune un axe, lesdits châssis partiels inférieur et supérieur (21, 22) étant assemblés l’un à l’autre par assemblage entre elles, de façon coaxiale, des portions d’assemblage (23a, 23b) correspondantes, dans des zones d’assemblage (25) respectives, pour former deux montants latéraux avant (6, 6a) et deux montants latéraux arrière (6, 6b) du châssis (2), les montants (6) présentant chacun un axe (A6) sensiblement vertical, les quatre zones d’assemblage (25) présentant sensiblement un même plan moyen (P25) sensiblement horizontal, une partie extrême (12) du système de liaison (10) de chaque train roulant (5) présentant un axe (A12) et étant assemblée au montant (6) correspondant, coaxialement à celui-ci, dans la zone d’assemblage (25), et dans lequel, pour chaque train roulant (5) directeur, l’axe (A6) du montant correspondant forme un axe de pivotement (A) du système de liaison (10) par rapport au châssis (2), ou axe du pivot de direction, permettant le braquage des roues (4, 4a, 4b) correspondantes.
Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour au moins un montant (6) et par exemple pour chaque montant (6), la portion d’assemblage (23a, 23b) d’un des châssis partiels (21, 22), de préférence le châssis partiel inférieur (21), est munie d’un tourillon (30) coaxial au montant (6), et la portion d’assemblage (23a, 23b) de l’autre des châssis partiels (21, 22) possède une partie extrême creuse apte à recevoir le tourillon (30), pour permettre l’assemblage par emboîtement desdits châssis partiels (21, 22).
Véhicule selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la partie extrême du système de liaison (10) de chaque train roulant (5) directeur, et de préférence de chaque train roulant (5), comprend un manchon (12).
Véhicule selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que, pour chaque montant (6) sur lequel est monté un train roulant (5) directeur, et de préférence pour chaque montant (6), le tourillon (30) prévu sur la portion d’assemblage (23a, 23b) de l’un des châssis partiels (21, 22) est engagé dans le manchon (12) du système de liaison (10) du train roulant (5), ledit manchon (12) étant interposé entre la portion d’assemblage (23a, 23b) du châssis partiel inférieur (21) et la portion d’assemblage (23a, 23b) du châssis partiel supérieur (22).
Véhicule selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les portions d’assemblage (23a, 23b) des châssis partiels inférieur et supérieur (21, 22), sont tubulaires.
Véhicule selon la revendication 3 ou 4 et la revendication 5, caractérisé en ce que le manchon (12) est tubulaire et en ce que les diamètres extérieurs du manchon (12) et des portions d’assemblage (23) sont sensiblement identiques.
Véhicule selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l’axe (A) du pivot de direction passe sensiblement par le point (P) de contact de la roue (4) correspondante avec le sol.
Véhicule selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le châssis partiel inférieur (21) possède, en regard de la roue (4) de chaque train roulant (5) directeur, et de préférence en regard de chaque roue (4), une partie qui est en retrait par rapport à l’axe (A) du pivot de direction, en direction du plan longitudinal médian (P1) du véhicule (1), de sorte à former un espace (29) permettant à la roue (4) de se déplacer par rapport à la position neutre.
Véhicule selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l’ensemble composé du châssis (2) et des trains roulants (5) présente un plan de symétrie vertical longitudinal (P1) et/ou un plan de symétrie vertical transversal (P2).
Véhicule selon l’une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le châssis (2) présente un plan de symétrie horizontal (P3) qui est sensiblement confondu avec le plan moyen (P25) des quatre zones d’assemblage (25).
Véhicule selon l’une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que :
- les extrémités supérieures des portions d’assemblage (23a, 23b) du châssis partiel inférieur (21) sont situées sensiblement dans un même plan sensiblement horizontal (P21), qui est également le plan supérieur du châssis partiel inférieur (21) ; et/ou
- les extrémités inférieures des portions d’assemblage (23a, 23b) du châssis partiel supérieur (22) sont situées sensiblement dans un même plan sensiblement horizontal (P22), qui est également le plan inférieur du châssis partiel supérieur (22).
Véhicule selon l’une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu’il comprend un projecteur (75) monté sur le système de liaison (10) d’au moins l’un des trains roulants (5).
Véhicule selon l’une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que les châssis partiels inférieur et supérieur (21, 22) comprennent chacun un ensemble d’éléments structurels allongés (23, 23a-h) définissant l’enveloppe extérieure, ou la forme globale, desdits châssis partiels (21, 22), ledit ensemble d’éléments structurels allongés du châssis partiel inférieur (21) et ledit ensemble d’éléments structurels allongés du châssis partiel supérieur (22) étant sensiblement identiques.
Véhicule selon l’une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que chacun des châssis partiels inférieur et supérieur (21, 22) est constitué d’éléments structurels allongés (23, 23a-h) assemblés via des éléments de jonction (24) coudés ou angulaires, lesdits éléments structurels allongés formant de préférence sensiblement des arêtes de l’habitacle (3).
Véhicule selon l’une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que le châssis (2) possède une zone de passage (74) ouverte à l’arrière et comprend un panneau (76) monté mobile entre une position déployée, dans laquelle il forme une rampe d’accès à l’habitacle (3) pour une personne en fauteuil roulant, via la zone de passage (74), et une position escamotée, dans laquelle le panneau (76) est logé dans l’habitacle (3) ou détaché du châssis (2).