FR2755419A1 - Vehicle steering system with virtual pivoting axis - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIF DE DIRECTION A AXE VIRTUEL DE PIVOTEMENT
La présente invention concerne un dispositif de direction à axe virtuel de pivotement, notamment applicable aux véhicules à une roue directionnelle comme une moto ou à train directionnel comme une voiture.STEERING DEVICE WITH VIRTUAL PIVOTING AXIS
The present invention relates to a steering device with a virtual pivot axis, in particular applicable to vehicles with a directional wheel such as a motorcycle or with a directional train such as a car.
On connaît les colonnes de direction actuellement utilisée pour permettre à un conducteur de manoeuvrer la roue avant d'une moto par exemple. We know the steering columns currently used to allow a driver to maneuver the front wheel of a motorcycle for example.
Cette colonne comprend un fourreau solidaire du châssis, incliné par rapport à la verticale pour donner à l'ensemble l'angle de chasse convenable. This column comprises a sleeve integral with the chassis, inclined relative to the vertical to give the assembly the suitable hunting angle.
Dans ce fourreau est monté un arbre de direction, libre en rotation et immobilisé en translation, dont les extrémités supérieure et inférieure sont dépassantes pour recevoir respectivement des triangles de rigidification supérieur et inférieur. In this sheath is mounted a steering shaft, free in rotation and immobilized in translation, the upper and lower ends of which protrude to receive upper and lower stiffening triangles respectively.
Ces triangles de rigidification sont sensiblement isocèles et fixés à l'arbre chacun par son sommet principal tandis que les deux sommets latéraux symétriques portent des moyens de fixation de la fourche avant qui comprend la roue avant directionnelle. La fourche est généralement tenue par les tubes de fourche qui intègrent pour la plupart les moyens télescopiques de suspension. These stiffening triangles are substantially isosceles and fixed to the shaft each by its main apex while the two symmetrical lateral apices carry means for fixing the front fork which comprises the front directional wheel. The fork is generally held by the fork tubes which for the most part incorporate the telescopic suspension means.
Le guidon, qui est l'élément manipulé par le conducteur, est rapporté sur le triangle supérieur. The handlebar, which is the element handled by the driver, is attached to the upper triangle.
Ainsi le pivotement angulaire de la fourche s'effectue autour de l'axe longitudinal de l'arbre. Thus the angular pivoting of the fork takes place around the longitudinal axis of the shaft.
Un tel agencement ne permet pas de gagner en compacité car la longueur engendrée par cette colonne de direction nuit à l'empattement. Such an arrangement does not allow to gain in compactness because the length generated by this steering column harms the wheelbase.
La présente invention propose un dispositif de direction à axe virtuel qui est simple, qui diminue simultanément la longueur de la fourche et permet d'envisager d'autres agencements de suspension et de tubes de fourche, qui permet d'accéder à une grande rigidité du châssis complet, qui abaisse le centre de gravité et surtout qui rend l'ensemble plus compact. The present invention provides a virtual axis steering device which is simple, which simultaneously reduces the length of the fork and makes it possible to envisage other arrangements of suspension and fork tubes, which allows access to a high rigidity of the complete chassis, which lowers the center of gravity and above all which makes the whole more compact.
A cet effet, le dispositif de direction selon l'invention, pour un véhicule comprenant au moins une roue directionnelle, un châssis et des moyens de liaison de la roue avec le châssis, comporte des moyens fixes de guidage, solidaires du châssis, ces moyens fixes comprenant une section angulaire a d'un premier profilé torique, ainsi que des moyens mobiles de support des moyens de liaison de la roue avec le châssis, comprenant une section angulaire ss d'un second profilé torique, la section ss étant prévue pour coopérer en translation curviligne avec la section oc, la section angulaire ss du second profilé étant supérieure à la section angulaire a, la différence B-a / 2 correspondant à l'angle maximum de braquage de la roue directionnelle. To this end, the steering device according to the invention, for a vehicle comprising at least one directional wheel, a chassis and means for connecting the wheel to the chassis, comprises fixed guide means, integral with the chassis, these means fixed comprising an angular section a of a first toroidal profile, as well as mobile means for supporting the means of connection of the wheel with the chassis, comprising an angular section ss of a second toric profile, the section ss being intended to cooperate in curvilinear translation with the section oc, the angular section ss of the second section being greater than the angular section a, the difference Ba / 2 corresponding to the maximum steering angle of the directional wheel.
Plus particulièrement, le premier profilé est un profilé creux et le second profilé est mobile en translation par rapport au premier profilé, des moyens de roulement étant interposés entre les premier et second profilés. More particularly, the first profile is a hollow profile and the second profile is movable in translation relative to the first profile, rolling means being interposed between the first and second profiles.
Selon un mode de réalisation, le premier profilé est réalisé en deux parties, I'une à section en U et l'autre, formant couvercle. According to one embodiment, the first profile is made in two parts, one with a U-shaped section and the other, forming a cover.
Dans le cas d'une moto, selon un mode de réalisation, la section de tore fixe est articulée par rapport au châssis autour d'un axe avec des moyens de blocage de cette section de tore dans une position donnée. In the case of a motorcycle, according to one embodiment, the fixed toroid section is articulated relative to the chassis about an axis with means for blocking this toroid section in a given position.
Dans le cas d'un véhicule à train directionnel, les moyens de liaison comprennent un arbre de roue ainsi qu'une biellette de liaison articulée en un point d'articulation par rapport à un support d'arbre de roue, ce support d'arbre de roue étant articulé autour d'un axe parallèle au plan de la roue grâce à deux paliers, solidaires de la section de tore mobile en translation curviligne dans une la section de tore fixe. In the case of a vehicle with a directional train, the connection means comprise a wheel shaft as well as a connecting rod articulated at a point of articulation relative to a wheel shaft support, this shaft support wheel being articulated around an axis parallel to the plane of the wheel by means of two bearings, integral with the section of toroid movable in curvilinear translation in a section of fixed torus.
Le dispositif selon l'invention est décrit ci-après selon un mode de réalisation particulier, non-limitatif, en regard des dessins annexés, sur lesquels les figures représentent
- figure 1, une vue en perspective schématique du dispositif de
direction selon l'invention, agencé sur une moto,
- figures 2A, 2B et 2C, une vue de dessus respectivement dans la
position neutre, dans la position braquée d'un côté et braquée de
l'autre côté,
- figure 3, une vue en coupe des moyens de guidage et de support,
- figure 4, une vue de dessus d'un agencement pour l'application à une
roue d'un véhicule à train directionnel tel qu'une voiture, et
- figure 5, une vue en coupe d'une variante de réalisation dans laquelle
les moyens de guidage fixes sont articulés par rapport au châssis.The device according to the invention is described below according to a particular, non-limiting embodiment, with reference to the appended drawings, in which the figures represent
- Figure 1, a schematic perspective view of the device
steering according to the invention, arranged on a motorcycle,
- Figures 2A, 2B and 2C, a top view respectively in the
neutral position, in the position turned to one side and turned to
the other side,
- Figure 3, a sectional view of the guide and support means,
- Figure 4, a top view of an arrangement for application to a
wheel of a directional train vehicle such as a car, and
- Figure 5, a sectional view of an alternative embodiment in which
the fixed guide means are articulated relative to the chassis.
Sur la figure 1, on a représenté un châssis 10, en l'occurrence un cadre de moto, des moyens de guidage 12 fixes et solidaires du châssis, des moyens mobiles de support 14, déplaçables en translation curviligne et prévus pour coopérer avec les moyens de guidage 12, ainsi que des éléments tubulaires 16, symbolisants la fourche avant directionnelle de la moto. In Figure 1, there is shown a chassis 10, in this case a motorcycle frame, guide means 12 fixed and integral with the chassis, mobile support means 14, movable in curvilinear translation and provided to cooperate with the means guide 12, as well as tubular elements 16, symbolizing the directional front fork of the motorcycle.
Des prolongateurs 17 sont disposés en partie supérieure pour permettre la manoeuvre de cette fourche directionnelle par l'utilisateur, ceci à l'aide de moyens connus tel qu'un guidon. Extenders 17 are arranged in the upper part to allow the maneuvering of this directional fork by the user, this using known means such as a handlebar.
Le châssis 10 n'est pas décrit plus avant en ce sens qu'il ne fait pas directement partie de l'invention. The chassis 10 is not described further in the sense that it is not directly part of the invention.
Par contre, on peut noter sur cette figure 1 que les moyens de guidage 12 sont liés au châssis par soudage afin de les positionner parfaitement par rapport à ce châssis notamment angulairement puisque de l'orientation de ces moyens de guidage dépend le réglage de la chasse. On the other hand, it can be noted in this FIG. 1 that the guide means 12 are linked to the chassis by welding in order to position them perfectly relative to this chassis in particular angularly since the orientation of these guide means depends on the adjustment of the flush. .
Les moyens de guidage 1 2 fixes sont composés d'une section de tore 18, creuse à l'intérieur. La section de tore est déterminée par un angle a issu du centre C du tore. The fixed guide means 1 2 are composed of a core section 18, hollow inside. The cross section of the torus is determined by an angle a from the center C of the torus.
Des moyens de roulement 20 sont également prévus pour former des paliers, il peut s'agir de roulements à billes ou à rouleaux ou de plaques en un matériau de glissement tel que du polytétrafluoroéthylène. Rolling means 20 are also provided for forming bearings, these may be ball or roller bearings or plates made of a sliding material such as polytetrafluoroethylene.
Les moyens mobiles de support 14 comprennent une section ss de tore, issue également du centre C, de dimensions extérieures et de rayon tels que cette section puisse être reçue dans la section de tore des moyens de guidage 12 fixes. The mobile support means 14 comprise a toroidal cross section, also from the center C, of external dimensions and radius such that this section can be received in the toroidal section of the fixed guide means 12.
Les moyens de roulement doivent être interposés entre les deux sections de tore, tels qu'ils sont représentés sur la figure 3, les explications étant données plus avant dans la description. The rolling means must be interposed between the two toroid sections, as shown in FIG. 3, the explanations being given further in the description.
La section de tore mobile est déterminée par un angle ss de centre C sensiblement égale à 1800. La section de tore fixe est telle que la différence ss-a / 2 corresponde à l'angle de pivotement, c'est-à-dire à l'angle de braquage recherché. The mobile toroid section is determined by an angle ss of center C substantially equal to 1800. The fixed torus section is such that the difference ss-a / 2 corresponds to the pivot angle, that is to say the desired steering angle.
Sur la figure 2A, la vue de dessus permet de mieux appréhender l'espace couvert par les angles a et ss. In FIG. 2A, the top view makes it possible to better understand the space covered by the angles a and ss.
Les figures 2B et 2C montrent la position prise par la seconde section de tore mobile par rapport à la première section fixe lors du braquage maximum d'un côté et de l'autre de la section de tore fixe. FIGS. 2B and 2C show the position taken by the second movable toroid section with respect to the first fixed section during the maximum turning on one side and the other of the fixed torus section.
Sur la figure 3 on a représenté une section qui fait apparaître les moyens de roulement 20, plus particulièrement les paliers inférieurs 22 et les paliers supérieurs 24. FIG. 3 shows a section which shows the rolling means 20, more particularly the lower bearings 22 and the upper bearings 24.
Pour faciliter le montage de la section de tore 14 mobile en translation dans la section de tore 1 2 fixe, cette section de tore 1 2 fixe peut être réalisée en deux parties, I'une 12a ayant une section en U et l'autre, 12b formant couvercle. Des moyens adaptés 26 de liaison, tels que des vis, doivent permettre une liaison mécanique forte du couvercle 12b avec la section en U 12a. Le U peut aussi être renversé et le couvercle disposé en partie inférieure sans que cela sorte de la variante décrite. To facilitate the mounting of the toroid section 14 movable in translation in the fixed torus section 1 2, this fixed torus section 1 2 can be produced in two parts, one having a U-shaped section and the other, 12b forming a cover. Suitable connecting means 26, such as screws, must allow a strong mechanical connection of the cover 12b with the U-shaped section 12a. The U can also be overturned and the cover arranged in the lower part without this going beyond the variant described.
Le fonctionnement de ce dispositif est particulièrement intéressant en ce sens que la fourche 16 est maintenue par un seul élément, à savoir, la section de tore mobile et on constate que cette liaison est réalisée en partie basse ce qui réduit considérablement l'encombrement de la partie correspondant à la colonne de direction dans l'art antérieur. De plus, la compacité du dispositif s'en trouve améliorée. Les efforts nécessaires pour le maintien de la fourche sont aussi diminués puisque le bras de levier est luimême diminué. The operation of this device is particularly advantageous in that the fork 16 is held by a single element, namely, the section of the movable torus and it can be seen that this connection is made in the lower part which considerably reduces the size of the part corresponding to the steering column in the prior art. In addition, the compactness of the device is improved. The efforts required to maintain the fork are also reduced since the lever arm is itself reduced.
Par contre, I'agencement selon l'invention, tout en étant compact, ne diminue pas le volume disponible en tête de fourche comme dans l'art antérieur, tout au contraire, puisque toute la zone centrale comprise à l'intérieur de l'espace délimité par les sections de tore est disponible. On the other hand, the arrangement according to the invention, while being compact, does not reduce the volume available at the head of the fork as in the prior art, quite the contrary, since the entire central zone included inside the space delimited by toroid sections is available.
En effet, le centre C de pivotement est virtuel et n'interdit en aucun cas l'adjonction d'accessoires ou d'équipements complémentaires à cet endroit. Indeed, the pivot center C is virtual and in no case prohibits the addition of accessories or additional equipment at this location.
Les moyens de roulement décrits sont schématiques et des solutions particulièrement adaptées peuvent être recherchées afin de favoriser les translations curvilignes. The rolling means described are schematic and particularly suitable solutions can be sought in order to favor curvilinear translations.
Sur la figure 4 les éléments identiques tant dans la forme que dans la fonction portent les mêmes références que précédemment augmentées de 100. In FIG. 4, the elements which are identical both in form and in function bear the same references as previously increased by 100.
Sur cette figure 4, on a représenté un arbre de roue 130 ainsi qu'une biellette de liaison 132 articulée en un point d'articulation 134 par rapport à un support 136 d'arbre de roue. Ce support 136 d'arbre de roue est articulé autour d'un axe 138 parallèle au plan de la roue grâce à deux paliers 140. In this Figure 4, there is shown a wheel shaft 130 and a connecting rod 132 hinged at a point of articulation 134 relative to a support 136 of the wheel shaft. This support 136 for the wheel shaft is articulated around an axis 138 parallel to the plane of the wheel by means of two bearings 140.
Ces deux paliers sont solidaires d'une section de tore 114 mobile en translation curviligne dans une section de tore 112 fixe solidaire d'un châssis de véhicule ayant un train directionnel.These two bearings are integral with a toroidal section 114 movable in curvilinear translation in a fixed toroidal section 112 secured to a vehicle chassis having a directional train.
Des moyens de roulement 120 sont symbolisés sur cette figure 4 pour montrer les possibilités de déplacement curviligne de la section de tore 114 dans la section de tore 112. Rolling means 120 are symbolized in this FIG. 4 to show the possibilities of curvilinear displacement of the toroid section 114 in the torus section 112.
Sur cette même figure 4, on a représenté une crémaillère 142 de direction pour des véhicules ayant au moins un train directionnel ainsi qu'indiqué ci-avant. La crémaillère 144 proprement dite est reliée à la section de tore mobile 114 par une biellette 146 articulée. In this same Figure 4, there is shown a steering rack 142 for vehicles having at least one directional train as indicated above. The rack 144 proper is connected to the movable core section 114 by a link 146 articulated.
Le fonctionnement d'un tel agencement est strictement identique au précédent, à savoir que la section de tore 114 est guidée par la section de tore fixe 112 et que les moyens d'actionnement directionnel tel qu'une crémaillère de direction 142 avec sa biellette de manoeuvre 146 permettent de contrôler le déplacement curviligne de la section 114 de tore, mobile, dans la section 112 de tore, fixe. The operation of such an arrangement is strictly identical to the previous one, namely that the toroid section 114 is guided by the fixed torus section 112 and that the directional actuation means such as a steering rack 142 with its connecting rod maneuver 146 make it possible to control the curvilinear displacement of the section 114 of torus, mobile, in section 112 of torus, fixed.
Sur la figure 5, on a représenté une variante dans le cas d'une moto, dans laquelle les moyens de guidage sont solidaires du châssis mais articulés pour permettre un réglage de la chasse. In Figure 5, there is shown a variant in the case of a motorcycle, in which the guide means are integral with the chassis but articulated to allow adjustment of the flush.
Les éléments identiques portent les mêmes références que sur les figures 1 et 2A,2B,2C, mais augmentées de 200. Identical elements have the same references as in FIGS. 1 and 2A, 2B, 2C, but increased by 200.
Les moyens de guidage fixes comprennent une section de tore 212. The fixed guide means comprise a toroid section 212.
Cette section de tore est articulée, en partie inférieure dans ce mode de réalisation schématique, sur un axe 200 transversal de pivotement sur l'avant et sur l'arrière comme le symbolise la double flèche.This toroid section is articulated, in the lower part in this schematic embodiment, on a transverse pivot axis 200 on the front and on the rear as symbolized by the double arrow.
La partie supérieure de cette même section comprend un trou curviligne 204, centrée sur l'axe 200, dans lequel sont disposés des moyens de serrage 202 sous la forme schématique d'un axe serrant. The upper part of this same section includes a curvilinear hole 204, centered on the axis 200, in which are clamping means 202 in the schematic form of a clamping axis.
L'axe 200 comme les moyens de serrage 202 sont solidaires et fixes par rapport au châssis 210. The axis 200 as the clamping means 202 are integral and fixed relative to the chassis 210.
Le débattement angulaire, + 6, est relativement faible car les débattements linéaires correspondants de la roue portée par la fourche sont importants par les effets multiplicateurs dues à la longueur de cette fourche. The angular movement, + 6, is relatively low because the corresponding linear movements of the wheel carried by the fork are significant by the multiplier effects due to the length of this fork.
L'agencement de la section 214 de tore, mobile en translation curviligne dans la section 212 de tore, fixe, solidaire du châssis 210 et le fonctionnement sont identiques aux modes de réalisation précédents. The arrangement of the toroid section 214, movable in curvilinear translation in the torus section 212, fixed, integral with the chassis 210 and the operation are identical to the previous embodiments.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9613696A FR2755419A1 (en) | 1996-11-05 | 1996-11-05 | Vehicle steering system with virtual pivoting axis |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9613696A FR2755419A1 (en) | 1996-11-05 | 1996-11-05 | Vehicle steering system with virtual pivoting axis |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2755419A1 true FR2755419A1 (en) | 1998-05-07 |
Family
ID=9497485
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9613696A Pending FR2755419A1 (en) | 1996-11-05 | 1996-11-05 | Vehicle steering system with virtual pivoting axis |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2755419A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US5069303A (en) * | 1989-06-29 | 1991-12-03 | Fuller Robert B | High performance motorcycle steering mechanism |
-
1996
- 1996-11-05 FR FR9613696A patent/FR2755419A1/en active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| CD | Change of name or company name |