IT201700007544A1

IT201700007544A1 - Veicolo

Info

Publication number: IT201700007544A1
Application number: IT102017000007544A
Authority: IT
Inventors: Pietro Perlo; Davide Penserini
Original assignee: Interactive Fully Electrical Vehicles S R L
Priority date: 2017-01-24
Filing date: 2017-01-24
Publication date: 2018-07-24
Also published as: WO2018138594A1; EP3573885B1; EP3573885A1

Description

"Veicolo”,

TESTO DELLA DESCRIZIONE

Campo dell'invenzione

La presente invenzione si riferisce in generale ai veicoli del tipo cavalcabile, ivi comprese le biciclette del tipo convenzionale con propulsione solo a pedali, le biciclette con motore elettrico, sia del tipo a pedalata assistita, sia del tipo puramente elettrico, i ciclomotori, gli scooter e i motocicli in genere.

Più specificamente, l’invenzione riguarda un veicolo cavalcabile del tipo comprendente un telaio, un gruppo ruota posteriore portato da un telaio ed un gruppo ruota anteriore portato da un gruppo di sterzo associato al telaio, in cui il gruppo ruota posteriore include due ruote posteriori affiancate.

Tecnica nota

Sono stati proposti e utilizzati in passato veicoli a pedali del tipo sopra indicato nella forma di veicoli tricicli non inclinabili lateralmente, che hanno il vantaggio di garantire una posizione statica eretta stabile del veicolo, senza la necessità di prevedere un cavalletto, ma che nello stesso tempo ostacolano un inclinamento laterale del veicolo quando questo percorre una curva, il che rende tali veicoli tricicli non assimilabili nell'uso ad una bicicletta o ad un motociclo e non in grado di riprodurre per l'utilizzatore la stessa sensazione di guida di una bicicletta o di un motociclo. In tali veicoli tricicli, le due ruote posteriori sono girevoli l'una indipendentemente dall'altra, per consentire le differenti velocità di rotazione delle due ruote quando il veicolo percorre una curva.

Scopo dell'invenzione

Lo scopo della presente invenzione è quello di realizzare un veicolo del tipo sopra indicato, che in condizioni statiche garantisca una posizione eretta stabile del veicolo, senza la necessità di impiego di un cavalletto, ma che ciò nonostante sia del tutto assimilabile nell'uso ad una bicicletta o ad un ciclomotore, o a uno scooter o ad un motociclo in genere e che riproduca la stessa sensazione di guida di questo tipo di veicoli, consentendo l’inclinamento laterale del veicolo in curva.

Un ulteriore scopo dell'invenzione è quello di raggiungere il suddetto obiettivo con una struttura estremamente semplice e caratterizzata da una serie di importanti ulteriori vantaggi, fra cui:

- la possibilità di utilizzare ruote prive di pneumatici gonfiabili (il che permette ad esempio di semplificare notevolmente la manutenzione di parchi di biciclette utilizzati in servizi di “bike-sharing”),

- la possibilità di ottenere una sospensione elastica del veicolo integrata nella struttura delle ruote, aumentando in tal modo il comfort di guida,

- la possibilità di predisporre la catena di trasmissione del veicolo e le ruote dentate ad essa associate sostanzialmente nel piano mediano longitudinale del veicolo, in modo tale da eliminare il rischio di interferenza con le gambe dell'utilizzatore e ottenere anche che le forze dovute alla spinta propulsiva siano trasmesse alle ruote nel modo più ottimale ed efficiente, senza le componenti trasversali che si generano in cicli e motocicli convenzionali a causa della disposizione disassata della trasmissione a catena rispetto al piano mediano longitudinale,

- la possibilità di aumentare la sicurezza di guida su terreno scivoloso (acqua e ghiaccio), nonché di aumentare la sicurezza in frenata.

Un ulteriore scopo preferito dell'invenzione è quello di realizzare un veicolo del tipo sopra indicato in cui sia possibile variare la risposta elastica della sospensione e/o il comportamento e la manovrabilità in curva e ancora di ottimizzare in modo auto-adattativo o tramite un organo di comando, ad esempio in forma di manopola, le prestazioni del mezzo durante la guida in relazione all’utilizzo istantaneo, ad esempio maggior comfort oppure maggior rigidità per far sì che la spinta propulsiva sia più direttamente trasmessa alla strada.

Un ulteriore scopo preferito dell’invenzione è quello di distribuire la resistenza di rotolamento su due ruote la cui impronta complessiva sul terreno è inferiore o al massino uguale a quella del pneumatico solitamente utilizzato in ciclomotori, scooter o motocicli in genere.

Un ulteriore scopo dell'invenzione è quello di realizzare un veicolo del tipo sopra specificato utilizzando materiali che esaltino le caratteristiche che sono state sopra menzionate.

Costituisce infine uno scopo dell'invenzione quello di raggiungere tutti i suddetti obiettivi con una struttura di costruzione ed assemblaggio estremamente semplici ed economici, avente peso relativamente ridotto e caratterizzata anche da una bassa resistenza al rotolamento.

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Sintesi dell'invenzione

In vista di raggiungere uno o più degli scopi sopra menzionati, l'invenzione ha per oggetto un veicolo del tipo cavalcabile, comprendente un telaio, un gruppo ruota posteriore portato da un telaio e un gruppo ruota anteriore portato da un gruppo di sterzo associato al telaio, caratterizzato dal fatto che:

- il gruppo ruota posteriore include due ruote posteriori affiancate aventi diametro sostanzialmente uguale e rispettivi mozzi connessi rigidamente ad un albero ruota comune, in modo da risultare accoppiate in rotazione fra loro,

- ciascuna ruota posteriore comprende un disco ruota connesso centralmente al rispettivo mozzo ruota ed avente una porzione circonferenziale periferica per il contatto con il terreno,

- il disco ruota di ciascuna ruota posteriore comprende una o più porzioni circonferenziali concentriche, aventi ciascuna una configurazione corrugata, in modo tale da deformarsi elasticamente in direzione radiale, nell'uso del veicolo, nella porzione del disco ruota compresa fra il mozzo ruota e la parte della ruota che è in contatto con il terreno, così da consentire un inclinamento laterale del veicolo in una curva,

- le due ruote posteriori sono assialmente distanziate fra loro di una lunghezza compresa fra 0,2 e 0,95 volte il loro diametro, preferibilmente fra 0,3 e 0,4 volte il loro diametro, in modo tale per cui il veicolo ha una posizione statica eretta stabile, grazie all'appoggio sulle due ruote posteriori e sul gruppo ruota anteriore, mentre nello stesso tempo le due ruote posteriori sono sufficientemente vicine per far sì che la differenza fra le loro velocità perifieriche in una curva sia sufficientemente piccola per essere compensata dalle differenti deformazioni elastiche delle porzioni corrugate delle due ruote posteriori.

Le porzioni circonferenziali corrugate del disco ruota di ciascuna ruota posteriore assolvono una duplice funzione. Da un lato esse realizzano una sospensione elastica del veicolo simile a quella di un pneumatico convenzionale, che assorbe le irregolarità della strada anche in marcia rettilinea e dall'altro lato esse consentono l’inclinamento laterale del veicolo in curva e permettono alle due ruote posteriori di avere in tali condizioni diverse velocità periferiche, pur essendo accoppiate in rotazione fra loro, grazie alla differente variazione della distanza fra il mozzo di ciascuna ruota e la parte delle ruote in contatto con il terreno.

L'effetto di sospensione elastica realizzato dalle suddette porzioni circonferenziali corrugate delle due ruote posteriori consente pertanto, nella forma preferita di attuazione, di prevedere una porzione circonferenziale periferica di contatto con il terreno priva di pneumatico gonfiabile.

Sempre con riferimento alla forma preferita di attuazione, l'albero di detto gruppo ruota posteriore porta uno o più pignoni in impegno selettivo con una catena di trasmissione del veicolo che sono disposti fra le due ruote posteriori del veicolo. Preferibilmente, inoltre, il movimento centrale del veicolo include una o più corone dentate per l'impegno della catena di trasmissione del veicolo che sono sostanzialmente centrate sul piano mediano longitudinale del veicolo e sostanzialmente allineate con i suddetti uno o più pignoni disposti fra le sue ruote posteriori. Grazie a tali caratteristiche, il sistema di trasmissione a catena del veicolo è disposto in una zona protetta, fra le due ruote posteriori, al riparo dal rischio di interferenza con le gambe dell'utilizzatore. Inoltre grazie a tali caratteristiche sia dal lato pedali che dal lato ruota la trasmissione non ha componenti trasversali che limitino l’efficienza della spinta, sia questa muscolare o elettrica.

Sempre con riferimento alla forma preferita di attuazione, il disco ruota di ciascuna ruota posteriore è costituito da un materiale scelto fra acciaio ad alta resistenza (preferibilmente un acciaio del tipo Dual Phase) e un materiale composito includente una matrice di resina sintetica ricca e rinforzata con fibre. L'impiego di tali materiali consente di conferire al disco ruota le desiderate caratteristiche, che includono la capacità delle porzioni circonferenziali corrugate di fornire la risposta elastica desiderata e d'altra parte le necessarie caratteristiche di resistenza strutturale e di stabilità dinamica del disco ruota durante la marcia. In una variante, il disco ruota di ciascuna ruota posteriore è costituito da una parete multistrato, includente una pluralità di strati costituiti ciascuno di acciaio ad alta resistenza o di materiale composito. Le caratteristiche di elasticità del disco lungo il raggio potranno essere modulate tramite uno spessore variabile progressivo o localizzato lungo il raggio, variando la frequenza e-o ampiezza della corrugazione o variando il tipo di materiale lungo il raggio del disco.

In tutte le forme di attuazione preferite, il disco ruota di ciascuna ruota posteriore comprende un'unica parete, monostrato o multi-strato, includente le suddette porzioni corrugate. Questo distingue la struttura delle ruote posteriori del veicolo secondo l'invenzione rispetto a strutture note di ruote con pareti corrugate proposte nel campo degli autoveicoli (vedere ad esempio US 1432540 A, in cui il disco ruota ha due pareti reciprocamente distanziate aventi ciascuna porzioni circonferenziali corrugate).

Secondo un’ulteriore caratteristica preferita dell'invenzione, il disco di ciascuna ruota posteriore è provvisto di un dispositivo per regolare la configurazione e/o la flessibilità di dette porzioni corrugate del disco ruota. Secondo una prima soluzione, tale dispositivo comprende uno o più anelli di materiale elastomero, applicabili su una o entrambe le facce di una o più di dette porzioni circonferenziali corrugate del disco ruota, ciascun anello di materiale elastomero includendo una o più nervature circonferenziali accoppiabili entro rispettive cavità anulari definite da dette porzioni corrugate.

Un utilizzatore potrà incollare o avvitare uno o più anelli elastomerici al fine di regolare l’effetto sospensione privilegiando il confort oppure la velocità in relazione alle proprie preferenze di guida. In una seconda soluzione detto dispositivo di regolazione comprende uno o più fili a lunghezza regolabile avvolti ciascuno intorno ad una rispettiva porzione corrugata di detto disco ruota. I suddetti fili a lunghezza regolabile sono fili flessibili avvolti ad anello ed aventi estremità fra loro accoppiate in una posizione regolabile manualmente ad esempio mediante un tirante avvitabile o mediante attuatore elettrico alimentato da una batteria elettrica (ad esempio co-laminata o comunque integrata nel disco oppure tramite collegamento elettrico che passa per il mozzo ruota), oppure sono fili aventi almeno una porzione a memoria di forma fungente da attuatore ad azionamento elettrico. La regolazione della rigidità-elasticità del disco ruota potrà essere applicata tramite manopola posta sul manubrio sia via cavo sia in modalità wireless. I dischi potranno altresì essere regolati con rigidità differenti in tempo reale per massimizzare il grip su strada in presenza di curve strette o di curve con strada bagnata o ghiacciata.

Come risulta evidente dalla descrizione che precede, il veicolo secondo l'invenzione consente di raggiungere una serie di importanti vantaggi.

In primo luogo, la configurazione del gruppo ruota posteriore con due ruote posteriori fra loro affiancate conferisce al veicolo la possibilità di avere una posizione statica eretta stabile, senza la necessità di impiego di un cavalletto. Sono in tal modo ridotte o eliminate del tutto le possibilità di cadute dal mezzo da fermo o a bassa velocità, che sono sovente causa di rottura del polso, del gomito e del bacino dell’utilizzatore, in particolare nel caso di utilizzatori anziani.

Nello stesso tempo, la configurazione del disco ruota di ciascuna ruota posteriore con le suddette porzioni circonferenziali corrugate consente al veicolo di inclinarsi lateralmente quando percorre una curva, il che lascia all'utilizzatore la sensazione di guida di una bicicletta convenzionale. Nello stesso tempo le porzioni circonferenziali corrugate dei dischi ruota delle due ruote posteriori compensano le differenti velocità periferiche delle due ruote quando veicolo percorre una curva, nonostante le due ruote posteriori siano accoppiate in rotazione fra loro, così da dare luogo ad un gruppo ruota posteriore integrato, di costruzione semplice ed economica.

Allo stesso tempo viene aumentata l’aderenza su fondo scivoloso (acqua e ghiaccio), soprattutto in curva. Viene quindi ridotto il fenomeno di scivolamento dovuto al cosiddetto “aquaplaning”.

Anche la sicurezza del veicolo in frenata risulta aumentata, in quanto si riduce di molto il rischio di uno scivolamento delle ruote rispetto al terreno, durante la frenata.

La predisposizione della catena di trasmissione e dei pignoni ad essa associati nel piano mediano longitudinale del veicolo, nello spazio compreso fra le ruote posteriori, dà luogo ad ulteriori vantaggi di sicurezza contro l'interferenza di corpi estranei, ed in primis delle gambe dell'utilizzatore, con la catena.

La configurazione delle due ruote posteriori con le suddette porzioni circonferenziali corrugate conferisce al veicolo una sospensione elastica, che permette anche di prevedere ruote prive di pneumatico gonfiabile. Tale aspetto risulta di grande vantaggio ad esempio nella manutenzione di flotte di biciclette per servizi di “bike sharing”, ove le biciclette sono sovente fuori uso proprio perché hanno la ruote sgonfie.

A tal fine, si può prevedere in particolare di predisporre una porzione circonferenziale corrugata più esterna a maggior elasticità tramite maggior frequenza e o maggiore ampiezza delle corrugazioni, per assolvere la funzione del pneumatico gonfiabile, ed una porzione circonferenziale corrugata più interna a maggior spessore o con minor frequenza per assolvere la funzione di sospensione elastica. Tutti i suddetti vantaggi sono esaltati dall'impiego dei materiali previsti nelle forme preferite di attuazione dell'invenzione, in particolare acciaio ad alta resistenza e alta elasticità (preferibilmente acciai Dual Phase) e materiali sintetici compositi eventualmente a spessore variabile stampabili a caldo o a freddo o ancora laminati con rifiniture applicate per via laser.

Al fine di ridurre la superfice laterale e quindi la spinta laterale del vento i dischi possono essere dotati di fori aventi anche funzione estetica. I dischi ruota posteriori o anteriori possono infine essere ricoperti di una superficie fotovoltaica co-laminata o co-stampata atta ad alimentare l’attuazione dell’attuatore regolatore della rigidità del disco o per alimentare il sistema di accumulo energetico sia esso elettromeccanico o elettrochimico di tipo capacitore o di tipo batteria.

La posizione centrale della catena facilita l’inserimento di un motore elettrico anteriore tra i due pedali che nella configurazione pedalata assistita potranno infatti essere connessi all’albero motore. Nella modalità puramente elettrica il motore può essere disposto sul telaio nella parte posteriore in basso lasciando spazio per il posizionamento dei piedi sulla base che integra le batterie.

In una ulteriore configurazione nella modalità di propulsione elettrica del tipo corrispondente alla cosiddetta categoria “L” (bike o scooter) il motore elettrico è posto tra le due ruote posteriori, lo statore è rigidamente collegato ai tubi del telaio posti all’interno tra le due ruote mentre l’albero motore è direttamente connesso alle ruote nella modalità “direct drive”.

Sia nella modalità a trazione elettrica pura che in quella a pedalata assistita sono applicate le modalità note di recupero energetico durante le decelerazioni, le discese e le frenate.

Infine, il veicolo secondo l'invenzione consente anche di prevedere un dispositivo di regolazione della configurazione e/o della flessibilità delle suddette porzioni circonferenziali corrugate dei dischi ruota delle ruote posteriori. È così possibile per il produttore predisporre con facilità veicoli aventi caratteristiche prestazionali diverse per diversi segmenti di mercato ed è anche possibile per l'utilizzatore adattare il suo veicolo a diversi impieghi.

Descrizione dettagliata di forme preferite di attuazione

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno dalla descrizione che segue con riferimento ai disegni annessi, forniti a puro titolo di esempio non limitativo, in cui:

- la figura 1 è una vista prospettica di un primo esempio di attuazione di un veicolo secondo l'invenzione,

- la figura 2 è un’ulteriore vista prospettica di una seconda forma di attuazione di un veicolo secondo la presente invenzione,

- la figura 3 è una vista prospettica in scala ampliata e parzialmente sezionata del gruppo ruota posteriore del veicolo secondo una qualsiasi delle forme di attuazione delle figure 1,2,

- la figura 4 è un’ulteriore vista prospettica sezionata del gruppo ruota posteriore del veicolo secondo l'invenzione,

- la figura 5 è una vista in scala ampliata di un dettaglio della figura 4, - la figura 6 è una vista frontale schematica del gruppo ruota posteriore illustrato in una condizione inclinata lateralmente, che il gruppo ruota posteriore assume quando il veicolo percorre una curva, e

- la figura 7 è un’ulteriore vista prospettica parzialmente sezionata del gruppo ruota posteriore secondo un’ulteriore forma di attuazione dell'invenzione.

- la figura 8 mostra una forma di attuazione puramente elettrica, con ruote posteriori poste esternamente al telaio, e telaio che poggia sulla carcassa esterna del gruppo motore mentre sull’albero motore sono fissate due flange su cui a loro volta vengono fissate le ruote. Il gruppo motore può essere del tipo DC alimentato direttamente dalle batterie o preferibilmente un motore AC ad esempio induzione o a riluttanza alimentato da un inverter,

- la figura 9 è una vista della disposizione del comparto batterie planari posizionate sulla superficie su cui poggiano i piedi, con inverter a valle del pacco batterie che alimenta il motore e pacco batterie che può essere del tipo “swapping” sostituibile con altro carico,

- le figure 10, 11 mostrano configurazioni di veicolo cargo con un porta pacchi posteriore che sfrutta lo spazio tra le due ruote posteriori per massimizzare il volume utile mantenendo il centro di gravità più basso possibile al fine di migliorare la stabilità del veicolo ed la sua governabilità.

Nelle figure 1, 2, il numero di riferimento 1 indica un esempio di attuazione di un veicolo secondo l'invenzione, sostanzialmente in forma di bicicletta, comprendente un telaio 2 portante un gruppo di ruota posteriore 3 ed un gruppo di ruota sterzante anteriore 4. L'unica differenza sostanziale fra gli esempi delle figure 1, 2 risiede nel fatto che nel caso della figura 2 il gruppo ruota anteriore prevede un'unica ruota 40, mentre nel caso della figura 1 il gruppo ruota anteriore prevede due ruote anteriori 40 realizzate in modo simile a quanto verrà descritto nel seguito con riferimento al gruppo ruota posteriore 3. Il telaio 2 della bicicletta non viene qui illustrato in dettaglio, dal momento che esso può essere realizzato in un qualunque modo noto. Conformemente ad una bicicletta convenzionale, anche nel caso dell'esempio delle figure 1, 2, il telaio 2 supporta in modo girevole un gruppo di sterzo includente una forcella 5 portante il gruppo ruota anteriore 4 e collegata ad un manubrio 6. Pure in modo convenzionale, il telaio 2 include un tubo reggi-sella 20 portante una sella 21. Una caratteristica invece che preferibilmente distingue il telaio del veicolo secondo l'invenzione rispetto alle soluzioni convenzionali risiede nel fatto che il movimento centrale (di cui le figure 1, 2 mostrano soltanto l'involucro 7) include una o più corone dentate (non visibili nelle figure 1, 2) connesse in rotazione con pedivelle 8 cui sono associati i pedali 9 e disposte in posizione sostanzialmente centrata sul piano longitudinale mediano del veicolo, ossia non su un lato rispetto a tale piano mediano, come avviene nelle biciclette convenzionali. Tale disposizione centrata delle corone dentate anteriori deriva dalla configurazione del gruppo ruota posteriore, che viene descritta qui nel seguito.

Secondo una caratteristica importante dell'invenzione, il gruppo ruota posteriore 3 include due ruote posteriori affiancate 30, aventi diametro sostanzialmente uguale e rispettivi mozzi 301 (vedere figura 3) connessi rigidamente ad un albero ruota comune 302, in modo da risultare accoppiate in rotazione fra loro. Ciascuna ruota posteriore 30 comprende un disco ruota 303 connesso centralmente al rispettivo mozzo ruota 301 ed avente una porzione circonferenziale periferica 304, per il contatto con il terreno.

Nell'esempio preferito illustrato, ciascun disco ruota 303 è costituito da un'unica parete avente una o più porzioni circonferenziali corrugate 305, deformabili elasticamente in direzione radiale. Come visibile nel dettaglio della figura 5, ciascuna porzione circonferenziale corrugata 305 presenta una sezione a profilo ondulato in modo da definire su ciascuna delle due facce del disco ruota una pluralità di creste circonferenziali alternate a cavità circonferenziali, secondo una configurazione generale a soffietto o a fisarmonica, che consente al disco ruota di deformarsi elasticamente in direzione radiale, nell'uso della bicicletta, nella porzione del disco ruota compresa fra il mozzo ruota 301 e la parte della ruota che è in contatto con il terreno, così da consentire un inclinamento laterale della bicicletta in curva.

Come già sopra discusso, le porzioni circonferenziali corrugate 305 assolvono sia la funzione di sospensione elastica sia la funzione di consentire una deformazione differenziata delle due ruote posteriori 30, e di conseguenza un coricamento laterale del veicolo in curva, secondo quanto schematicamente illustrato nella figura 6.

La funzione di sospensione elastica delle porzioni circonferenziali corrugate 305 consente anche, se lo si desidera, di eliminare il pneumatico gonfiabile della ruota. Di conseguenza, nelle forme preferite di attuazione che sono illustrate nei disegni annessi, ciascun disco ruota 303 ha una porzione circonferenziale periferica includente alette 305 per il trattenimento di un anello di materiale elastomero 306 (figura 3), a sezione piena, fungente da elemento di contatto con il terreno. La superficie dell'anello di materiale elastomero 306 è preferibilmente trattata e/o configurata in modo da presentare una elevata resistenza all'usura e un basso attrito di rotolamento. La distribuzione dello sforzo su due ruote consente di fare in modo che la somma delle impronte o area di contatto sulla strada dei due dischi sia preferibilmente inferiore o al massimo uguale all’area di contatto di un pneumatico convenzionale di un normale ciclomotore o scooter. Da un lato le due ruote riducono la resistenza al rotolamento aumentando l’efficienza, dall’altro aumentano la stabilità del mezzo su strada, in particolare su strade bagnate o ghiacciate.

Sempre con riferimento alle forme preferite di attuazione, il disco ruota 303 di ciascuna ruota posteriore 30 è costituito da un'unica parete (monostrato o pluristrato) definente le suddette porzioni circonferenziali corrugate. Sempre secondo una caratteristica preferita, il materiale scelto per ciascun disco ruota è acciaio ad alta resistenza ed altamente elastico, in particolare acciaio del tipo Dual Phase, oppure un materiale composito includente una matrice di resina sintetica rinforzata con fibre. Come indicato, la parete costituente il disco ruota può prevedere più strati fra loro accoppiati, costituiti ciascuno di materiale composito o di acciaio ad alta resistenza.

In una forma preferita di attuazione, ciascuna ruota posteriore 30 è provvista di un dispositivo che consente di regolare la flessibilità di una o più porzioni circonferenziali corrugate e/o di variare la configurazione di dette porzioni circonferenziali corrugate.

Secondo una prima soluzione, su una o entrambe le facce di una o più delle porzioni circonferenziali corrugate 305 sono applicati per incollaggio, per avvitamento o a scatto anelli di materiale elastomero 307 (vedere figura 5) includenti ciascuno una o più nervature circonferenziali 308 accoppiabili entro rispettive cavità anulari definite dalle porzioni corrugate 305. Naturalmente, è possibile prevedere diverse configurazioni degli anelli 307, in cui ciascun anello presenta un numero differente di nervature 308 ed è inoltre possibile prevedere di associare tali anelli di materiale elastomero a diverse porzioni corrugate 305, in modo da regolare secondo quanto si desidera la risposta elastica del disco ruota rispetto alle deformazioni in senso radiale. Ciò può consentire in primo luogo al produttore di produrre diverse biciclette aventi diverse caratteristiche per rispondere a diversi segmenti di mercato, e/o consente anche al singolo utilizzatore di variare le caratteristiche della propria bicicletta, in funzione dell'impiego.

In alternativa a tale dispositivo di regolazione, la bicicletta secondo l'invenzione può essere provvista di un dispositivo di regolazione comprendente uno o più fili a lunghezza regolabile 309 (la figura 7 illustra l’applicazione di un unico filo 309) avvolti ciascuno intorno ad una rispettiva porzione corrugata del disco ruota 303. Ciascun filo 309 è avvolto ad anello ed ha estremità opposte fra loro collegate in modo tale da poterne regolare la posizione reciproca. È possibile prevedere un sistema di collegamento manuale (non illustrato), ad esempio del tipo a vite tirante, oppure anche un sistema di regolazione mediante attuatore elettrico alimentato da un accumulatore laminato o semplicemente integrato nel disco ruota e a sua volta alimentato da una cella fotovoltaica integrata al disco. In una configurazione di più semplice implementazione l’attuatore elettrico è alimentato da un cavetto elettrico che tramite il mozzo è collegato alla batteria centrale. Ciascun filo 309 può essere un filo flessibile di materiale metallico o di materiale sintetico. È anche previsto che ciascun filo 309 abbia almeno una porzione costituita da una lega metallica a memoria di forma la cui lunghezza è controllata mediante riscaldamento ottenuto con alimentazione di corrente elettrica.

Con riferimento ancora alle figure 3, 4 e 7, l'albero 302 che collega rigidamente fra loro le due ruote 30 del gruppo ruota posteriore 3 porta uno o più pignoni 310 per l'impegno selettivo con la catena di trasmissione 10 (figura 1) della bicicletta. I pignoni 310 sono disposti fra le due ruote posteriori 30, sostanzialmente nel piano mediano longitudinale della bicicletta, in condizione allineata con la catena 10 e con le corone dentate del gruppo di movimento centrale della bicicletta. In tal modo, la catena 10, i pignoni posteriori 310 e le corone dentate anteriori del sistema di trasmissione della bicicletta sono in una zona protetta, che elimina anche il rischio di interferenza con le gambe dell'utilizzatore.

Le due ruote posteriori 30 sono assialmente distanziate fra loro di una lunghezza compresa fra 0,2 e 0,95 volte il loro diametro, preferibilmente fra 0,3 e 0,4 volte il loro diametro, in modo tale per cui la bicicletta ha una posizione statica eretta stabile, grazie all'appoggio sulle due ruote posteriori 30 e sul gruppo ruota anteriore 4, mentre nello stesso tempo le due ruote posteriori sono sufficientemente vicine per far sì che le loro differenti rotazioni in una curva siano sufficientemente piccole per essere compensate dalla deformazione elastica differenziata delle porzioni corrugate 305 delle ruote posteriori 30, secondo quanto illustrato nella figura 6.

Con riferimento alla figura 6, quando la bicicletta percorre una curva, la ruota posteriore 30 sul lato interno della curva è soggetta ad una deformazione radiale maggiore nella porzione della ruota compresa fra il mozzo ruota e la porzione in contatto con il terreno. La ruota sul lato esterno è soggetta ad un carico inferiore rispetto a quando è verticale per cui subisce una espansione. Questo comporta una differenza del raggio delle due ruote posteriori 30 nella parte in contatto con il terreno che consente a tali ruote di avere velocità periferiche diverse nelle suddette parti in contatto col terreno, nonostante esse abbiano sostanzialmente la stessa velocità angolare di rotazione, essendo entrambe accoppiate al medesimo albero 302. La deformazione ideale delle porzioni corrugate 305 dei dischi ruota 303 consente pertanto sia il coricamento laterale della bicicletta in curva sia la compensazione delle diverse velocità periferiche delle due ruote in curva. In tal modo, il gruppo ruota può avere una struttura estremamente semplice, con entrambe le ruote connesse rigidamente al medesimo albero ruota 302 e la sensazione di guida per l'utilizzatore è la stessa di una bicicletta convenzionale.

Naturalmente il distanziamento fra le due ruote posteriori 30 deve essere sufficientemente piccolo affinché la suddetta compensazione possa essere realizzata, senza apprezzabili strisciamenti fra le ruote ed il terreno.

Un ulteriore vantaggio importante della presente invenzione consiste nel fatto che ciascuna delle due ruote posteriori 30 può avere una larghezza sensibilmente ridotta rispetto a quella di una ruota di bicicletta convenzionale, con conseguente riduzione della resistenza complessiva al rotolamento. Grazie alla struttura e configurazione sopradescritte, anche il peso della bicicletta può risultare considerevolmente ridotto. Inoltre i dischi possono essere prodotti a basso costo in quanto sono elementi che possono essere realizzati con tecniche di stampaggio a caldo o a freddo.

Come già sopra indicato, nel caso della soluzione illustrata nella figura 1, anche il gruppo ruota anteriore 4 ha due ruote anteriori 40 fra loro affiancate, ciascuna delle quali può avere una struttura del tutto analoga a quella sopradescritta con riferimento alle ruote posteriori 30, al fine di ottenere una sospensione elastica anteriore della bicicletta. Nel caso delle ruote anteriori, non essendovi la necessità di prevedere lo spazio per i pignoni, il distanziamento delle ruote può essere ancora più ridotto rispetto a quello delle ruote posteriori, essendo peraltro sufficiente, per ottenere una posizione statica eretta stabile della bicicletta, che la bicicletta appoggi sulle due ruote posteriori e su un punto d'appoggio anteriore concentrato, definito da un'unica ruota anteriore o dalle due ruote anteriori gemellate.

La parte del telaio che supporta il gruppo ruota posteriore può essere disposto all’esterno delle ruote (figure 1 e 2) oppure all’interno di esse (figura 8).

Nel caso di veicolo a propulsione puramente elettrica (figura 8), si può prevedere un motore elettrico M a corrente continua o a corrente alternata posizionato tra le due ruote posteriori, e con albero motore direttamente collegato simmetricamente alle due ruote posteriori. Con riferimento alla figura 8, in tale forma di attuazione il telaio 2 comprende due coppie di elementi tubolari 201, 202 estendentesi nello spazio fra le due ruote posteriori e convergenti verso porzioni di estremità che supportano lo statore del motore elettrico M. Il rotore del motore M è collegato direttamente in rotazione con l’albero ruote 302, che è disposto coassialmente attraverso il rotore e ha estremityà opposte fuoriuscenti simmetricamente dal motore e collegate alle due ruote posteriori 30.

Con riferimento anche alla figura 9, il pacco batteria B per l’alimentazione del motore elettrico è ricevuto in modo sostituibile, insieme ad un inverter I, in una scatola S sostanzialmente appiattita, di altezza inferiore a 5 cm e larghezza inferiore a 12 cm, chiusa da un coperchio P fungente da pavimento –pedana. La scatola S si estende su tutta la lunghezza del pavimento-pedana del veicolo, ed è montata in modo sostituibile fra due elementi tubolari 203 del telaio 2.

In una variante, nel caso di propulsione di tipo elettrico o a pedalata assistita, il motore elettrico ha uno statore posizionato tra i due pedali e un albero motore direttamente collegato in modo simmetrico ai due pedali, eventualmente tramite un giunto elettromeccanico di un qualunque tipo noto, per l’accoppiamento disinnestabile fra pedali e albero motore.

Le varianti delle figure 10, 11 prevedono un portapacchi anteriore C1 ed un portapacchi posteriore C2, dotati di coperchi L1, L2. Il portapacchi posteriore C2 sfrutta lo spazio tra le due ruote per massimizzare il volume utile mantenendo basso il centro di gravità.

Occorre infine osservare che costituisce un’invenzione indipendente rispetto a quella che è stata sopradescritta una ruota per veicolo sia a propulsione muscolare sia elettrica, in particolare una ruota per bicicletta, ciclomotore, scooter o motociclo in genere, utilizzabile ad esempio sia in un veicolo del tipo sopra descritto, sia, in alternativa, ad esempio in una bicicletta di tipo convenzionale, tale ruota avendo le caratteristiche che sono state sopra descritte con riferimento a ciascuna delle ruote posteriori del veicolo secondo l’invenzione.

Pertanto, un’invenzione indipendente della Richiedente è una ruota di veicolo, in particolare una ruota per bicicletta, ciclomotore, scooter o motociclo in genere, comprendente un disco ruota che collega un mozzo centrale ad una porzione circonferenziale periferica per il contatto con il terreno, in cui il disco ruota comprende una o più porzioni circonferenziali concentriche, aventi ciascuna una configurazione corrugata, in modo tale da deformarsi elasticamente in direzione radiale, nell’uso del veicolo, nella porzione del disco ruota compresa fra il mozzo ruota e la parte della ruota che è in contatto con il terreno, così da consentire un coricamento laterale del veicolo in una curva, in cui inoltre detta ruota presenta una o più delle seguenti caratteristiche: - il disco ruota è costituito da un materiale scelto fra acciaio ad alta resistenza ed un materiale composito includente una matrice di resina sintetica rinforzata con fibre disposte in modo tale da facilitare la deformazione radiale del disco,

- il disco ruota presenta un'unica parete monostrato o un'unica parete multistrato includente una pluralità di strati costituiti ciascuno di acciaio ad alta resistenza o di materiale composito,

- il disco ruota è provvisto di un dispositivo per regolare la configurazione e/o la flessibilità delle porzioni corrugate del disco ruota.

Analogamente a quanto sopra illustrato per il veicolo secondo l'invenzione, anche nel caso dell'invenzione relativa alla sola ruota presa a sé stante, il suddetto dispositivo di regolazione può comprendere uno o più anelli di materiale elastomero, applicabili su una o entrambe le facce di una o più di dette porzioni circonferenziali corrugate del disco ruota, ciascun anello di materiale elastomero includendo una o più nervature circonferenziali accoppiabili con rispettive cavità anulari definite da dette porzioni corrugate. Oppure, in alternativa, il suddetto dispositivo di regolazione può comprendere uno o più fili a lunghezza regolabile avvolti ciascuno intorno ad una rispettiva porzione corrugata di detto disco ruota.

Naturalmente, fermo restando il principio del trovato, i particolari di costruzione e le forme di attuazione potranno ampiamente variare rispetto a quanto descritto ed illustrato a puro titolo di esempio, senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Veicolo del tipo cavalcabile, comprendente un telaio (2), un gruppo ruota posteriore (3) portato dal telaio (2) ed un gruppo ruota anteriore (4) portato da un gruppo di sterzo (5) associato al telaio (2), caratterizzato dal fatto che: - il gruppo ruota posteriore (3) include due ruote posteriori (30) affiancate aventi diametri sostanzialmente uguali e rispettivi mozzi (301) connessi rigidamente ad un albero ruota comune (302), in modo da risultare accoppiate in rotazione fra loro, - ciascuna ruota posteriore (30) comprende un disco ruota (303) connesso centralmente al rispettivo mozzo ruota (301) ed avente una porzione circonferenziale periferica (306) per il contatto con il terreno, - il disco ruota (303) di ciascuna ruota posteriore (30) comprende una o più porzioni circonferenziali concentriche (305) aventi ciascuna una configurazione corrugata, in modo tale da deformarsi elasticamente in direzione radiale, nell'uso del veicolo, nella porzione del disco ruota (303) compresa fra il mozzo ruota (301) e la parte della ruota che è in contatto con il terreno, così da consentire un inclinamento laterale del veicolo in una curva, - le due ruote posteriori (30) sono assialmente distanziate fra loro di una lunghezza compresa fra 0,2 e 0,95 volte il loro diametro, preferibilmente fra 0,3 e 0,4 volte il loro diametro, in modo tale per cui il veicolo ha una posizione statica eretta stabile, grazie all'appoggio sulle due ruote posteriori (30) e sul gruppo ruota anteriore (4), mentre nello stesso tempo le due ruote posteriori (30) sono sufficientemente vicine per far sì che la differenza delle loro velocità periferiche in una curva sia sufficientemente piccola per essere compensata dalle differenti deformazioni elastiche delle porzioni corrugate (305) delle due ruote posteriori (30).
2. Veicolo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'albero (302) di detto gruppo ruota posteriore (3) porta uno o più pignoni (310) in impegno selettivo con una catena di trasmissione (10) del veicolo, e dal fatto che detti uno o più pignoni (310) e la catena (10) ad essi associata sono disposti fra le due ruote posteriori (30).
3. Veicolo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto telaio (2) supporta in modo girevole un gruppo movimento centrale includente una o più corone dentate per l'impegno della catena di trasmissione (10) del veicolo, che sono sostanzialmente centrate sul piano mediale longitudinale del veicolo e sostanzialmente allineate con detti uno o più pignoni (310) disposti fra le due ruote posteriori (30).
4. Veicolo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il disco ruota (303) di ciascuna ruota posteriore (30) è costituito da un materiale altamente elastico scelto fra acciaio ad alta resistenza ed un materiale composito includente una matrice di resina sintetica rinforzata con fibre.
5. Veicolo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che il disco ruota (303) di ciascuna ruota posteriore (30) è costituito da una parete multistrato includente una pluralità di strati costituiti ciascuno di acciaio ad alta resistenza o di materiale composito.
6. Veicolo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il disco ruota (303) di ciascuna ruota posteriore (30) comprende un'unica parete includente le suddette porzioni corrugate (305).
7. Veicolo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il disco elasticamente deformabile (303) di ciascuna ruota posteriore (30) ha uno spessore variabile radialmente e/o porzioni corrugate aventi una sezione con profilo ondulato con frequenza e/o ampiezza delle ondulazioni variabili radialmente,
8. Veicolo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il disco ruota (303) di ciascuna ruota posteriore (30) è provvisto di un dispositivo (308;309) per regolare la configurazione e/o la flessibilità di dette porzioni corrugate (305) del disco ruota (303).
9. Veicolo secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di regolazione comprende uno o più anelli di materiale elastomero (308) applicabili su una o entrambe le facce di una o più di dette porzioni circonferenziali corrugate (305) del disco ruota (303), ciascun anello di materiale elastomero (308) includendo una o più nervature circonferenziali atte ad essere ricevute entro rispettive cavità anulari definite da dette porzioni corrugate (305).
10. Veicolo secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di regolazione comprende uno o più fili a lunghezza regolabile avvolti ciascuno intorno ad una rispettiva porzione corrugata (305) di detto disco ruota (30).
11. Veicolo secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che detti fili a lunghezza regolabile (309) sono fili flessibili avvolti ad anello ed aventi estremità fra loro accoppiate in una posizione relativa regolabile, manualmente o mediante attuatore, oppure sono fili aventi almeno una porzione costituita di lega metallica a memoria di forma, a controllo elettrico, fungente da attuatore.
12. Veicolo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la porzione circonferenziale periferica di ciascuna ruota posteriore è priva di pneumatico gonfiabile.
13. Veicolo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il gruppo ruota anteriore (4) presenta anch’esso due ruote anteriori affiancate (4) aventi ciascuna una struttura con la stessa configurazione delle ruote posteriori
14. Veicolo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il telaio si estende esternamente alle due ruote posteriori oppure internamente fra di esse.
15. Veicolo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che ha un sistema di propulsione elettrica, con un motore elettrico (M) a corrente continua o a corrente alternata supportato dal telaio (2) tra le due ruote posteriori, e con un albero motore avente estremità opposte sporgenti simmetricamente dal motore e collegate alle due ruote posteriori (30).
16. Veicolo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che comprende un motore elettrico ed un pacco batteria (B) avente una scatola (S) sostanzialmente appiattita, di altezza inferiore a 5 cm e larghezza inferiore a 12 cm, disposta su tutta la lunghezza di una porzione a pavimento (P) del veicolo, collegata rigidamente al telaio e configurata per essere sostituibile.
17. Veicolo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che ha un sistema di propulsione elettrico o a pedalata assistita elettricamente, con motore elettrico avente uno statore posizionato tra i due pedali e con un albero motore direttamente collegato in modo simmetrico ai due pedali e preferibilmente con un giunto elettromeccanico per l’accoppiamento disinnestabile fra pedali e albero motore.
18. Veicolo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che è provvisto di un portapacchi posteriore (C2) che sfrutta lo spazio tra le due ruote posteriori (30) per massimizzare il volume utile mantenendo basso il centro di gravità.