FR3065940B1 - Dispositif d’assistance motorise de pedalier - Google Patents

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Abstract

La présente invention concerne un dispositif d'assistance motorisé de pédalier (100) comprenant un plateau (140) configuré pour entrainer une chaîne de vélo, un moteur, et un engrenage à onde de déformation (120) configuré pour augmenter le couple du moteur et entraîner en rotation le plateau (140).

Description

Domaine de l'invention
Le domaine de la présente invention concerne celui des vélos à assistance électrique. Elle concerne particulièrement, mais pas exclusivement, le domaine des dispositifs d'assistance motorisé de pédalier comprenant un engrenage à onde de déformation.
Art antérieur
De nos jours, différents type de dispositifs pour vélos à assistance électrique sont disponibles sur le marché comme par exemple des moteurs intégrés soit dans la roue arrière soit dans la roue avant, ou des moteurs intégré dans un axe de pédalier avec un réducteur planétaire. Ces derniers sont logés dans la partie basse du cadre de vélo, mais malheureusement présentent un encombrement et un poids importants. On vise à résoudre ce problème technique.
Exposé de l'invention
La présente invention a pour but de résoudre tout ou partie des inconvénients mentionnés ci-dessus sous la forme d'un dispositif d'assistance motorisé de pédalier comprenant : un engrenage à onde de déformation ; l'engrenage à onde de déformation comprenant au moins un générateur d'ondes de déformation, un élément stationnaire et un organe de transmission ; l'engrenage à onde de déformation est configuré pour augmenter le couple entre le générateur d'ondes de déformation et l'organe de transmission ; un moteur; le moteur comprenant un logement intérieur délimité par une surface intérieure et formant un châssis ; le châssis comportant un stator, rapporté sur la surface intérieur et un rotor, mobile en rotation par rapport au châssis; le moteur étant configuré pour entraîner en rotation le générateur d'ondes de déformation selon un sens d'entraînement et l'organe de transmission ; un plateau; le plateau étant configuré pour entraîner une chaîne et être relié mécaniquement à l'organe de transmission ; et, un arbre de transmission; l'arbre de transmission étant configuré pour être relié mécaniquement au plateau ; caractérisé en ce que l'élément stationnaire est fixé radialement à la surface intérieure du châssis.
Ainsi, grâce à cette disposition, l'encombrement de l'engrenage à onde de déformation est diminué.
Le dispositif d'assistance motorisé de pédalier peut en outre présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison.
Selon un mode de réalisation, le châssis forme un boîtier de pédalier ou un moyeu.
Ainsi, grâce à cette disposition, le châssis du moteur peut être inséré dans un moyeu ou être le moyeu d'un axe de pédalier.
Selon un mode de réalisation, l'élément stationnaire comprend une périphérie intérieure et des dents disposées sur la périphérie intérieure de l'élément stationnaire.
Selon un mode de réalisation, les dents de l'élément stationnaire s'étendent radialement vers l'intérieur de l'élément stationnaire.
Ainsi, grâce à cette disposition, l'élément stationnaire peut coopérer avec une pièce logée à l'intérieur de l'élément stationnaire
Selon un mode de réalisation, l'organe de transmission comprend une périphérie intérieure et des dents disposées sur la périphérie intérieure de l'organe de transmission.
Selon un mode de réalisation, les dents de l'organe de transmission s'étendent radialement vers l'intérieur de l'organe de transmission.
Ainsi, grâce à cette disposition, l'organe de transmission peut coopérer avec une pièce logée à l'intérieur de l'organe de transmission
Selon un mode de réalisation, l'organe de transmission est adjacent à l'élément stationnaire.
Selon un mode de réalisation, l'engrenage à onde de déformation comprend un organe d'entrainement; l'organe d'entrainement est placé à l'intérieur de l'organe de transmission et/ou de l'élément stationnaire et comprend une périphérie extérieure et des dents disposées sur la périphérie extérieure de l'organe d'entrainement; les dents de l'organe d'entrainement engrènent les dents de l'organe de transmission.
Ainsi, grâce à cette disposition, l'engrenage à onde de déformation permet un jeu réduit, un bon rapport de transmission, un mécanisme compact et très léger, une bonne transmission du couple, et un rotor et un arbre de transmission coaxiaux.
Selon un mode de réalisation, les dents de l'organe d'entrainement s'étendent radialement vers l'extérieur de l'organe d'entrainement.
Ainsi, grâce à cette disposition, l'organe d'entrainement permet le déplacement de l'organe de transmission.
Selon un mode de réalisation, le générateur d'ondes de déformation est inséré à l'intérieur de l'organe d'entrainement.
Selon un mode de réalisation : le rotor est solidaire en rotation du générateur d'ondes de déformation et est configuré pour entraîner en rotation le générateur d'ondes de déformation selon un sens d'entraînement, et configuré de sorte que lorsque le générateur d'ondes de déformation effectue un mouvement de rotation, le générateur d'ondes de déformation déplace les dents de l'organe d'entrainement en appuie sur les dents de l'élément stationnaire de manière à entraîner la rotation de l'organe de transmission ; et, le stator entoure le rotor et est solidaire du châssis.
Selon un mode de réalisation, le rotor comprend au moins deux arcs polaires; lesdits au moins deux arcs polaires présentent une dimension radiale comprise entre 7 et 12 mm.
Ainsi, grâce à cette disposition, le dispositif d'assistance motorisé de pédalier peut être inséré dans un moyeu de pédalier.
Selon un mode de réalisation, le stator comporte un nombre de phase compris entre 3 et 6, et de préférence un nombre de phase égale à 3, 5 ou 6.
Selon un mode de réalisation, le plateau est monté mobile en rotation et est configuré pour être relié mécaniquement à l'organe de transmission par l'intermédiaire d'une première roue libre de sorte que lorsque l'organe de transmission est entraîné par l'organe d'entrainement, le plateau est entraîné en rotation.
Selon un mode de réalisation, l'organe de transmission comprend une première partie de transmission et une deuxième partie de transmission ; la première partie transmission étant configurée pour être en contact avec l'organe d'entrainement et la deuxième partie de transmission étant configurée pour être en contact avec la première roue libre.
Selon un mode de réalisation, la première roue libre est comprise entre la deuxième roue libre et l'organe de transmission.
Selon un mode de réalisation, l'arbre de transmission est relié mécaniquement au plateau par l'intermédiaire d'une deuxième roue libre de sorte que lorsque l'arbre de transmission est entraîné en rotation, le plateau est entraîné en rotation.
Selon un mode de réalisation, la deuxième roue libre est comprise entre la première roue libre et l'arbre de transmission.
Selon un mode de réalisation, le rotor est monté mobile en rotation sur l'arbre de transmission.
Selon un mode de réalisation, le dispositif d'assistance motorisé de pédalier comporte un dispositif de mesure de vitesse de rotation ; le dispositif de mesure comprend un capteur à effet hall fixé au châssis et une roue polaire solidaire de l'arbre de transmission.
Selon un mode de réalisation, le dispositif d'assistance motorisé de pédalier comporte un organe de calage ; l'organe de calage est disposé entre le stator et l'organe de transmission de sorte à limiter le déplacement transversal de l'organe de transmission vers le stator. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif.
Liste des figures L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée qui est exposée ci-dessous en regard du dessin, dans lesquels : la figure 1 représente un exemple boîtier de pédalier dans lequel le dispositif d'assistance motorisé de pédalier 100 selon l'invention est mis en oeuvre ; la figure 2A montre une vue de face d'un boîtier de pédalier ; et, la figure 2B montre une vue selon la coupe B-B du boîtier de pédalier de la figure 2A lorsque le dispositif d'assistance motorisé de pédalier 100 selon l'invention est mis en oeuvre.
Dans la description détaillée qui va suivre des figures définies ci-dessus, les mêmes éléments ou les éléments remplissant des fonctions identiques pourront conserver les mêmes références de manière à simplifier la compréhension de l'invention.
Principe général
La présente invention est destinée à assister l'utilisateur dans ses efforts de pédalage. En effet, l'utilisateur, c'est-à-dire le Cycliste, doit pouvoir tourner l'axe de pédalier qui entraîne le plateau sans avoir de contrainte lorsque l'assistance n'est pas enclenchée.
Lorsque l'assistance au pédalage est sollicitée par le demandeur un dispositif de mesure fixé sur l'axe de pédalier transmet l'ordre au moteur de fonctionner. Le moteur alors s'enclenche et entraîne indirectement le pédalier. En d'autres termes, le dispositif d'assistance motorisé de pédalier 100 permet, d'une part, l'actionnement du pédalier par l'utilisateur sans gêne lorsque le moteur ne fonctionne pas, et d'autre part, une assistance dans l'effort lorsque le moteur fonctionne.
Description d'un mode de réalisation de l'invention
Le dispositif d'assistance motorisé de pédalier 100, représenté sur la figure 1 et permettant permet un jeu réduit, un bon rapport de transmission, un mécanisme compact et très léger, une bonne transmission du couple, et un rotor et un arbre de transmission coaxiaux, comprend un moteur, un engrenage à onde de déformation 120, et un pédalier. Ainsi, grâce à cette disposition, l'engrenage à onde de déformation 120.
Le moteur est composé d'un châssis 101 formant un boîtier de pédalier ou un moyeu de sorte à pouvoir être inséré dans un moyeu ou être le moyeu d'un axe de pédalier, d'un rotor 131, et d'un stator 133 intégrés dans le châssis 101. Ce châssis 101 forme un logement intérieur délimité par sa surface intérieure. Ce logement intérieur est destiné à recevoir le stator 133, rapporté sur la surface intérieur du châssis 101 et un rotor 131. Ce dernier, c'est-à-dire le rotor 131, comprend un ensemble d'arcs polaires 135 présentant une dimension radiale comprise entre 7 et 12 mm et dont le nombre d'arcs polaires de l'ensemble d'arcs polaires 135 peut varier en fonction du nombre de phase, c'est-à-dire entre 3 et 6, et de préférence être égale à 3, 5 ou 6. Le rotor 131 est mobile en rotation par rapport au châssis 101. Ainsi, le moteur peut entraîner en rotation l'engrenage à onde de déformation dans un sens d'entraînement. L'engrenage à onde de déformation, mentionné précédemment comprend un organe de transmission 123, un générateur d'ondes de déformation 127 solidaire du rotor 131 et un élément stationnaire 121 fixé radialement à la surface intérieure du châssis 101 de sorte à rendre l'engrenage à onde de déformation compacte et facile de montage. Par ailleurs, le dispositif d'assistance motorisé de pédalier 100 peut également comprendre un organe de calage 132 disposé entre le stator 133 et l'élément stationnaire 121 de sorte à limiter le déplacement transversal de l'organe de transmission 123 vers le stator 133. En particulier, cette disposition permet d'isoler spatialement l'organe de transmission 123 du stator 133 par l'intermedaire de l'organe de calage 132 qui vient s'intercaler entre l'organe de transmission 123 et le stator 133 et ainsi éviter que l'organe de transmission 123 ne sectionne les connexion électrique du stator 133. L'élément stationnaire 121, mentionné précédemment, comprend une périphérie intérieure et des dents 122 disposées sur cette périphérie intérieure, c'est-à-dire sur la périphérie intérieure de l'élément stationnaire 121, plus précisément, les dents 122 de l'élément stationnaire 121 s'étendent radialement vers l'intérieur de l'élément stationnaire 121 de sorte à pouvoir coopérer avec une pièce logée à l'intérieur de l'élément stationnaire comme par exemple un générateur d'ondes de déformation 127.
Tout comme l'élément stationnaire 121, l'organe de transmission 123, cité précédemment et adjacent à l'élément stationnaire 121, comprend également une périphérie intérieure et des dents disposées sur la périphérie intérieure de l'organe de transmission 123 plus précisément, les dents 126 de l'organe de transmission 123 s'étendent radialement vers l'intérieur de l'organe de transmission 123 de sorte à pouvoir coopérer avec une pièce logée à l'intérieur de l'organe de transmission 123. Par ailleurs, pour des raisons de montage et de compacité, l'organe de transmission 123 peut comprendre une première partie de transmission 128 et une deuxième partie de transmission 129 : la première partie de transmission 128 étant configurée pour être en contact avec l'organe d'entrainement et la deuxième partie de transmission 129 étant configurée pour être en contact indirectement avec le plateau.
Cette pièce, qui peut être logé à l'intérieur de l'organe de transmission 123 et/ou de l'élément stationnaire 121 comme représentés sur la figure 2B en vue de coupe selon la section B-B de la figure 2A, est un organe d'entrainement 125. L'organe d'entrainement 125 est, en effet, placé à l'intérieur de l'organe de transmission 123 et/ou de l'élément stationnaire 121 et comprend une périphérie extérieure et des dents 134 disposées sur la périphérie extérieure de l'organe d'entrainement 125 de sorte que les dents 134 de l'organe d'entrainement 125 engrènent les dents 126 de l'organe de transmission 123.
Pour ce faire, le rotor 131, solidaire en rotation du générateur d'ondes de déformation 127 comme précisé précédemment, entraîne en rotation le générateur d'ondes de déformation 127 dans un sens d'entraînement, et est configuré de sorte que lorsque le générateur d'ondes de déformation 127 effectue un mouvement de rotation, le générateur d'ondes de déformation 127 déplace les dents 134 de l'organe d'entrainement 125 en appuie sur les dents 122 de l'élément stationnaire 121 de manière à entraîner à son tour la rotation de l'organe de transmission 123.
Ainsi, l'engrenage à onde de déformation 120 augmente le couple du moteur entre le générateur d'ondes de déformation 127 et l'organe de transmission 123 de sorte que lorsque le générateur d'ondes de déformation 127 est entraîné par le moteur, l'engrenage à onde de déformation augmente, par un jeu d'engrange décrit précédemment, le couple du moteur. Ce couple est ensuite transmis au pédalier, lequel comprenant un plateau 140 et un arbre de transmission 150. Ce dernier, c'est-à-dire l'arbre de transmission 150, comprend une roue polaire qui associé à un capteur à effet hall fixé au châssis 101 forme un dispositif de mesure. Ce dispositif de mesure mesure l'effet Hall à proximité et envoie, sous forme de valeur de signale analogique et/ou de données digitales, la vitesse de rotation de l'arbre de transmission 150 à une unité de contrôle (non représentée). Cette unité de contrôle commande la vitesse de rotation du moteur en fonction de la vitesse de rotation de l'arbre de transmission 150 de sorte à permettre une assistance optimale au pédalage pour l'utilisateur.
Le plateau 140 est configuré pour entraîner une chaîne et être relié mécaniquement à l'organe de transmission 123 par l'intermédiaire d'une première roue libre 124. L'arbre de transmission 150, sur lequel le rotor 131 est monté mobile en rotation, est configuré pour être relié mécaniquement au plateau 140. Le plateau 140 est monté mobile en rotation et est configuré pour être relié mécaniquement à l'organe de transmission 123 par l'intermédiaire d'une première roue libre 124 de sorte que lorsque l'organe de transmission 123 est entraîné par l'organe d'entrainement 125, seul le plateau 140 est entraîné en rotation. L'arbre de transmission 150, quant à lui, est relié mécaniquement au plateau 140 par l'intermédiaire d'une deuxième roue libre 145, comprise entre la première roue libre 124 et l'arbre de transmission 150, de sorte que lorsque l'arbre de transmission 150 est entraîné en rotation, seul le plateau 140 est entraîné en rotation.

Claims (16)

  1. REVENDICATIONS
    1. Dispositif d'assistance motorisé de pédalier (100) comprenant : un engrenage à onde de déformation (120) ; l'engrenage à onde de déformation (120) comprenant au moins un générateur d'ondes de déformation (127), un élément stationnaire (121) et un organe de transmission (123) ; l'engrenage à onde de déformation (120) est configuré pour augmenter le couple entre le générateur d'ondes de déformation (127) et l'organe de transmission (123) ; un moteur; le moteur comprenant un logement intérieur délimité par une surface intérieure et formant un châssis (101) ; le châssis (101) comportant un stator (133), rapporté sur la surface intérieur et un rotor (131), mobile en rotation par rapport au châssis (101) ; le moteur étant configuré pour entraîner en rotation le générateur d'ondes de déformation (127) selon un sens d'entraînement et l'organe de transmission (123) ; un plateau (140) ; le plateau (140) étant configuré pour entraîner une chaîne et être relié mécaniquement à l'organe de transmission (123) ; et, un arbre de transmission (150) ; l'arbre de transmission (150) étant configuré pour être relié mécaniquement au plateau (140) ; caractérisé en ce que l'élément stationnaire (121) est fixé radialement à la surface intérieure du châssis (101).
  2. 2. Dispositif d'assistance motorisé de pédalier (100) selon la revendication 1, dans lequel le châssis (101) forme un boîtier de pédalier ou un moyeu.
  3. 3. Dispositif d'assistance motorisé de pédalier (100) selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel l'élément stationnaire (121) comprend une périphérie intérieure et des dents (122) disposées sur la périphérie intérieure de l'élément stationnaire (121),
  4. 4. Dispositif d'assistance motorisé de pédalier (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'organe de transmission (123) comprend une périphérie intérieure et des dents (126) disposées sur la périphérie intérieure de l'organe de transmission (123).
  5. 5. Dispositif d'assistance motorisé de pédalier (100) selon la revendication 4, dans lequel l'engrenage à onde de déformation (120) comprend un organe d'entrainement (125) ; l’organe d'entrainement (125) est placé à l'intérieur de l'organe de transmission (123) et/ou de l'élément stationnaire (121) et comprend une périphérie extérieure et des dents (134) disposées sur la périphérie extérieure de l'organe d'entrainement (125) ; les dents (134) de l'organe d'entrainement (125) engrènent les dents (126) de l'organe de transmission (123).
  6. 6. Dispositif d’assistance motorisé de pédalier (100) selon la revendication 5, dans lequel le générateur d'ondes de déformation (127) est inséré à l'intérieur de l'organe d'entrainement (125).
  7. 7. Dispositif d'assistance motorisé de pédalier (100) selon la revendication 5 ou la revendication 6, dans lequel : le rotor (131) est solidaire en rotation du générateur d'ondes de déformation (127) et est configuré pour entraîner en rotation le générateur d'ondes de déformation (127) selon un sens d'entraînement, et configuré de sorte que lorsque le générateur d'ondes de déformation (127) effectue un mouvement de rotation, le générateur d'ondes de déformation (127) déplace les dents (134) de l'organe d'entrainement (125) en appuie sur les dents (122) de l'élément stationnaire (121) de manière à entraîner la rotation de l'organe de transmission (123) ; et, le stator (133) entoure le rotor (131) et est solidaire du châssis (101).
  8. 8. Dispositif d'assistance motorisé de pédalier (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le rotor (131) comprend au moins deux arcs polaires (135) ; lesdits au moins deux arcs polaires (135) présentent une dimension radiale comprise entre 7 et 12 mm.
  9. 9. Dispositif d'assistance motorisé de pédalier (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le stator (133) comporte un nombre de phase compris entre 3 et 6, et de préférence un nombre de phase égale à 3, 5 ou 6.
  10. 10. Dispositif d'assistance motorisé de pédalier (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le plateau (140) est monté mobile en rotation et est configuré pour être relié mécaniquement à l'organe de transmission (123) par l'intermédiaire d'une première roue libre (124) de sorte que lorsque l'organe de transmission (123) est entraîné par l'organe d'entrainement (125), le plateau (140) est entraîné en rotation.
  11. 11. Dispositif d'assistance motorisé de pédalier (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'arbre de transmission (150) est relié mécaniquement au plateau (140) par l'intermédiaire d'une deuxième roue libre (145) de sorte que lorsque l'arbre de transmission (150) est entraîné en rotation, le plateau (140) est entraîné en rotation.
  12. 12. Dispositif d'assistance motorisé de pédalier (100) selon les revendications 10 et 11, dans lequel la première roue libre (124) est comprise entre la deuxième roue libre (145) et l'organe de transmission (123).
  13. 13. Dispositif d'assistance motorisé de pédalier (100) selon la revendication 11 ou 12, dans lequel la deuxième roue libre (145) est comprise entre la première roue libre (124) et l'arbre de transmission (150).
  14. 14. Dispositif d'assistance motorisé de pédalier (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le rotor (131) est monté mobile en rotation sur l'arbre de transmission (150).
  15. 15. Dispositif d'assistance motorisé de pédalier (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, lequel comporte un dispositif de mesure de vitesse de rotation ; le dispositif de mesure comprend un capteur à effet hall fixé au châssis (101) et une roue polaire solidaire de l'arbre de transmission (150).
  16. 16. Dispositif d'assistance motorisé de pédalier (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, lequel comporte un organe de calage (132) ; l'organe de calage (132) est disposé entre le stator (133) et l'organe de transmission (123) de sorte à limiter le déplacement transversal de l'organe de transmission (123) vers le stator (133).
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