Domaine technique

La présente demande appartient au domaine des moteurs-roues pour moyens de transport doux, tel qu’un skateboard. Plus particulièrement la demande porte sur un système de roue motorisée pour essieu cylindrique, et permettant de remplacer les roues d’un skateboard classique.

Etat de la technique

Les skateboards électriques sont devenus aujourd’hui un moyen de transport ludique et permettant de contribuer à la réduction de notre empreinte carbone liée au transport En effet, il s’agit d’un dispositif léger et avec une faible consommation énergétique. En comparaison à d’autres moyen de transport doux électriques, le skateboard électrique est également plus accessible en termes d’investissement, par exemple en comparaison d’un vélo électrique. Il est toutefois souhaitable de diminuer davantage le prix d’accès à un skateboard électrique pour le rendre accessible au plus grand nombre d’utilisateurs, tout en conservant une qualité et fiabilité de produit

L’une des contraintes de fabrication d’un skateboard électrique est le besoin d’adaptation des différents composants constituant le skate classique, notamment les roues et les essieux mieux connus sous le nom de « trucks », ainsi que l’intégration des composants électroniques comme la batterie et le système de gestion de la batterie. Afin de limiter au maximum l’utilisation des composants non standardisés, il est souhaitable de transformer un skate classique en modifiant le moins possible ses composants de base, c’est-à-dire la planche et les essieux. Par exemple, les essieux d’un skateboard électrique sont différents des essieux standard, et sont généralement composés soit d’axes carrés ou hexagonaux, soit d’empreintes du même type. En effet, cette forme est nécessaire pour pouvoir assurer la fixation d’un moteur-roue sur l’axe de l’essieu tout en permettant la transmission de mouvement En contraste, les axes d’essieux de skateboard standard son parfaitement cylindriques car ils sont destinés à recevoir les roues classiques d’un skateboard. Or, pour permettre la motorisation du skateboard, une partie du moteur (stator) doit être fixe par rapport à la planche. Impossible donc de réaliser un isostatisme sur une surface cylindrique seule.

Dans ce contexte, le brevet américain US, 11, 192, 019 B2 propose une solution de fixation d’un système de roue motorisée sur les axes cylindriques des essieux classiques de skateboard. En particulier, le stator du moteur est pourvu d’un alésage axial cylindrique dans lequel est glissé l’axe cylindrique de l’essieu et jusqu’à butée contre un épaulement dudit essieu. D’un côté distal de l’axe de l’essieu, la roue motorisée est retenue dans l’axe de manière classique par un contre- écrou. Afin de garantir le couple moteur, ce document propose de fixer l’axe du stator et de l’essieu au moyen d’un anneau de serrage conique fendu. En particulier, l’anneau de serrage est disposé en butée contre l’épaulement de l’essieu et à niveau d’une coupe femelle conique dans l’axe du stator recevant ladite rondelle. Lors du serrage du contre-écrou, la force axiale pousse l’arbre du moteur axialement et force l’anneau de serrage conique contre l’épaulement de l’essieu et dans la coupe femelle conique, de sorte que l’anneau se compresse et maintient une emprise contre l’axe de l’essieu. Cette solution est avantageuse en ce qu’elle permet la fixation d’un moteur-roue sur un des trucks classiques, cependant, il est souhaitable d’avoir d’autres solutions de fixation permettant de garantir l’adhérence d’une roue motorisée à l’axe d’un essieu cylindrique. Exposé de l'invention

A cette fin l’invention propose un système de roue motorisée pour moyen de transport doux tel qu’un skateboard, ledit moteur-roue comportant au moins un stator pourvu d’un alésage axial traversant, et configuré pour recevoir un axe de montage cylindrique d’un essieu dudit moyen de transport doux, et comportant un système de fixation entre le stator et l’axe de montage, caractérisé en ce que :

-le système de fixation comporte au moins une paire de bagues de serrage fendues pour serrer l’axe de montage de l’essieu, chaque bague de serrage comportant respectivement une surface conique mâle et une surface conique femelle se glissant l’une sur l’autre, et en ce que

-l’alésage du stator présente une section variable et comporte une chambre interne d’emplacement de ladite paire de bagues de serrage fendues, ladite chambre comportant un épaulement contre lequel ladite paire de bagues fait butée lors de son insertion dans le stator et le serrage dudit système de fixation par boulonnage d’une extrémité distale dudit axe.

Le système de fixation de l’invention permet ainsi de fixer par adhérence le stator du moteur électrique sur l’axe cylindrique de l’essieu, et pour que le couple du moteur soit directement transmis du rotor vers la route. Ces bagues sont serrées lorsqu’elles sont poussées axialement dans le stator créant une liaison d’encastrement entre le stator et l’axe de montage, cette liaison étant assurée uniquement par l’adhérence générée par les bagues de serrage fendues. L’utilisation d’une paire de bagues de serrage mâle et femelle permet d’augmenter la force de fixation, et de la multiplier simplement par le nombre de paires de bagues utilisées. De plus, ce système de fixation est très avantageux en ce qu’il garantit la bonne tenue et maintien du système de fixation dans le stator. En effet, les bagues de serrage ont un emplacement fixe et s’appuient contre un support stable à l’intérieur du stator. Le système de fixation est également protégé des intempéries, tel que de l’eau et de la poussière en raison de son emplacement à la chambre interne.

Le stator de l’invention est également caractérisé en ce qu’il comporte :

- un segment intermédiaire comportant un premier diamètre configuré pour recevoir l’axe de montage de l’essieu, et

-un lamage externe définissant un épaulement pour un écrou de serrage d’une extrémité distale et fileté dudit axe d’essieu, et dans laquelle la chambre interne est située entre un lamage externe dudit alésage et le segment intermédiaire, et de préférence est située adjacente audit segment intermédiaire.

En particulier, l’alésage présente au niveau de la chambre interne une section cylindrique et un deuxième diamètre, supérieur au premier diamètre du segment intermédiaire.

La chambre interne est ainsi située sensiblement vers un côté externe du stator, ce qui facilite le serrage du système de fixation lors du montage de la roue motorisée et fixation de l’écrou sur l’essieu. De plus, cet emplacement est préféré car il peut être facilement protégé par une couverture extérieure, ce qui limité l’entrée d’eau et poussière de ce côté du stator. Au contraire, un côté interne du stator est plus sensible à l’entrée d’eau et de poussière. De préférence, le système de fixation comporte trois paires de bagues de serrage fendues et s’imbriquant l’une sur l’autre lorsqu’elles sont montées sur ledit axe d’essieu. Il est ainsi possible de multiplier la force d’adhérence du système de fixation.

Selon un mode de réalisation de l’invention, le système de fixation comporte une entretoise et une rondelle permettant de relier la paire ou les paires de bagues de serrage avec un écrou de fixation, et le stator comporte une deuxième chambre d’emplacement de ladite entretoise entre la chambre interne et le lamage externe, et de préférence le stator comporte des trous au niveau du lamage externe pour viser la rondelle au stator.

La présente invention concerne également l’adaptation du stator pour faciliter l’aménagement du câble de sortie moteur. A cette fin, le stator de l’invention comporte un lamage interne destiné à être monté face à l’essieu, ledit lamage interne comportant un bord pourvu d’un dégagement permettant de sortir un câble de moteur. En particulier, ledit lamage interne est pourvu d’une fraisure, et le dégagement est présent au niveau de ladite fraisure.

De même, l’invention concerne un skateboard, une trottinette ou un vélo comportant un système de roué motorisée selon l’invention.

L’invention propose également un kit pour transformer un skateboard classique en skateboard électrique, ledit kit comportant un système de roue motorisée selon l’invention, une batterie électrique et un système de management de la batterie.

Enfin, l’invention concerne également un procédé de transformation d’un skateboard classique en skateboard électrique, ledit skateboard comportant un essieu pourvu d’un axe de montage cylindrique, ledit procédé comportant une étape de montage sur ledit axe cylindrique d’un système de roue motorisée selon l’invention, et une étape de serrage du système de fixation par boulonnage d’une extrémité distale dudit axe.

Définitions

Dans la présente invention, les termes suivants doivent être interprétés comme suit Skateboard- On entend par skateboard ou skate une planche à roulettes permettant de déplacer une personne ou un objet.

Truck - Terme anglosaxon pour dénommer l’essieu d’un skateboard recevant les roues.

Brève description des dessins

L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent Celles-ci ne sont présentées qu’à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention.

[Fig. 1] Un schéma simplifié de la fixation d’un système de roue motorisée selon l’invention sur un axe cylindrique d’essieu de skateboard classique.

[Fig. 2] Une vue supérieure de la première bague mâle et sa coupe selon A- A.

[Fig. 3] Une vue supérieure de la deuxième bague femelle et sa coupe selon A-A.

[Fig. 4] Une vue éclatée du système de fixation du stator de l’invention selon un mode de réalisation de l’invention.

[Fig. 5] Une vue latérale externe d’un stator selon un mode de réalisation de l’invention.

[Fig. 6] Une section du stator de l’invention selon la coupe A-A de la figure 5. [Fig. 7] Une vue de face d’un côté dit « externe » du stator de la figure 5.

[Fig. 8] Une vue de face d’un côté dit « interne » du stator de la figure 5.

[Fig. 9] Une vue en perspective d’un montage d’un système de roue motorisée selon l’invention sur un essieu de skate classique.

[Fig. 10] Un exemple d’un skateboard électrique intégrant un système de roué motorisée selon l’invention.

Description détaillée

La présente invention a comme but de proposer un système de roue motorisée pouvant être monté et fixé sur un essieu pourvu d’un axe de montage cylindrique, tel que sur un essieu d’un skateboard classique, plus connu sous le nom de « truck » de skateboard. L’invention s’applique également à tout type de moyen de transport doux intégrant des essieux avec un axe de montage cylindrique, tel que la trottinette ou le vélo.

Un autre but de l’invention, est que le système de roue motorisée soit fixé sans aucune modification des trucks d’un skateboard classique, et de sorte que ce système de roue motorisée remplace les roues non motorisées de tout type de skateboard.

Un autre but de l’invention est que la roue motorisée soit fixée avec une forte adhérence garantissant la viabilité d’un moyen de locomotion doux intégrant ladite roue motorisée.

Un autre but de l’invention est que le système de fixation de la roue motorisée soit protégé des intempéries.

A ces fins, l’invention propose un système de roue motorisée comportant au moins un stator de moteur pourvu d’un alésage axial traversant destiné à se glisser sur un axe cylindrique d’un essieu, et dans lequel ledit stator est fixé à l’essieu au moyen d’une liaison encastrement assurée par des bagues de serrage fendues. La figure 1 illustre schématiquement un exemple de fixation d’un système de roue motorisée 1 selon l’invention sur un essieu 2 dit aussi truck 2 de skateboard classique. Tel qu’il peut être observé sur cette figure, le stator 10 est pourvu d’un alésage 100 de section variable, et comportant au moins un segment intermédiaire 110 dont un diamètre est apte à recevoir l’axe 3 de montage de l’essieu avec un jeu moyen. De manière classique, l’axe 3 de l’essieu traverse l’alésage 100 de la roue motorisée pour être fixé par son extrémité distale et filetée au moyen d’un écrou 4 et une rondelle 5. Bien entendu la roue motorisée 1 comporte également les différents composants classiques d’une roue motorisée tels qu’un moteur pourvu d’un câble 6 de sortie, des bobines 7 autour du stator 10 entourées elles-mêmes par des aimants 8 et un pneu 9 en polyuréthane.

Afin de garantir la fixation entre le stator 10 et l’essieu 2, et la transmission du couple au moteur, l’invention propose de mettre en œuvre un système de fixation par adhérence comportant au moins une paire de bagues de serrage 20 fendues, une première bague 21 (fig. 3) comportant une surface conique male et une deuxième bague 22 (fig. 4) comportant une surface conique femelle, lesdites surfaces coniques mâle et femelle se glissant l’une dans l’autre. Les bagues comportent également une surface cylindrique, opposée à la surface conique et permettant de serrer l’axe du truck 2 et l’alésage cylindrique du stator respectivement Les figures 2 et 3 montrent en détail une vue supérieure et une section selon la coupe A-A de la première bague 21 mâle (figure 2) et de la deuxième bague 22 femelle (figure 3). Les bagues de serrage seront choisies en fonction d’un diamètre de l’axe du truck à serrer. Par exemple, pour un truck de skateboard standard d’un diamètre de 8 mm on choisira une paire de bagues de serrage présentant un diamètre interne DI de valeur égal ou proche à cette valeur, c’est-à-dire avec un diamètre interne de la bague femelle égal ou proche à 8 mm. D’autre part le diamètre externe d’une paire de bagues assemblées en position détendue est sensiblement égal au diamètre de l’alésage du stator au niveau d’un emplacement de ladite paire de bagues. Dans un mode de réalisation non limitatif, la bague mâle 21 et la bague femelle 22 comportent un diamètre interne de 8mm, et un diamètre externe de 11 mm respectivement, et une longueur de fente de 1 mm.

Dans un mode de réalisation préféré, l’invention propose de mettre en œuvre au moins deux paires de bagues de serrage 20 fendues, et de préférence trois paires de bagues de serrage 20 fendues (fig. 1), chaque paire de bagues assemblées s’imbriquant sur une paire de bagues adjacente et de sorte à multiplier la force de fixation. En particulier, le serrage de l’écrou 4 sur le truck permet de pousser axialement les bagues de serrage 20 fendues montées sur l’axe 3 du truck, et de serrer la liaison d’encastrement assurée uniquement par l’adhérence générée par ces paires de bagues de serrage.

D’autre part le stator 10 de l’invention est adapté pour permettre la mise en œuvre d’un tel système de fixation. Tout d’abord et de manière classique, le stator comporte un premier lamage externe 140 servant de butée et d’emplacement à l’écrou et une rondelle de fixation 5. Pour les besoins de la description, un côté externe de la roue motorisée et du stator est repéré par rapport à sa position de fixation sur un essieu de skateboard, bien entendu, le côté interne est face au skateboard, et le côté externe est le côté opposé audit côté interne. Afin d’optimiser l’adhérence du système de fixation de l’invention, le stator de l’invention est pourvu d’une chambre interne 120 servant d’emplacement et comme épaulement E pour les paires de bagues de serrage 20. En particulier, la chambre interne 120 est située entre ledit lamage externe 140 et ledit segment intermédiaire 110, et de préférence adjacente audit segment intermédiaire 110. Il est ainsi possible de garantir l’adhérence du système de fixation et protéger au maximum ledit système de fixation des intempéries.

Bien entendu, lorsque la roue motorisée est destinée à une trottinette ou un vélo, un côté externe et un côté interne du stator sont réalisées avec les caractéristiques classiques aux sorties de l’alésage pour leur montage sur l’axe et fixation par écrou. L’essentiel pour l’invention étant l’intégration au niveau de l’alésage d’une chambre interne, définissant l’emplacement d’au moins une paire de bague de serrage fendues selon l’invention. Par exemple, certaines trottinettes à deux roues avant ou arrière sont compatibles avec le système motorisé de l’invention décrit car les essieux sont très similaires à ceux d’un skateboard. D’autre part, la roue motorisée de l’invention sera adaptée pour un vélo électrique ou trottinette classique lorsque son montage à l’essieu cylindrique se fait de manière traversante, et exposant les deux extrémités de l’essieu cylindrique à chaque côté de la roue motorisée et du stator. Dans ce dernier cas, il suffira d’implémenter le système de fixation de l’invention de chaque côté du stator, et d’adapter la géométrie de l’alésage pour qu’elle soit symétrique d’un côté et d’un autre de la chambre intermédiaire recevant l’essieu cylindrique. Les sorties de chaque côté de l’alésage seront bien entendu adaptées pour être serrées de manière classique avec les haubans ou pattes de fixations d’un vélo ou trottinette classique. Dans un autre mode de réalisation illustré sur la figure 4, le système de fixation comporte également une entretoise 25 pour relier les bagues de serrage 20 avec la rondelle 5 et l’écrou 4. Le stator 10 comporte alors une deuxième chambre 130 définissant un emplacement de ladite entretoise 25. Les figures 6 à 8 illustrent les détails du stator dans ce mode de réalisation et dans lequel l’alésage comporte ladite deuxième chambre 130, située entre la première chambrellO et le lamage externe 140, et définissant un emplacement et un épaulement E pour ladite entretoise.

Tel qu’il a été déjà mentionné, l’alésage comporte une section de diamètre variable, un premier diamètre DI correspond à un diamètre du segment intermédiaire 110 et sa valeur est proche de celui de l’axe de montage de l’essieu. Au niveau de la chambre intermédiaire 120, l’alésage comporte un deuxième diamètre D2, supérieur au diamètre Dl, et permettant d’héberger les paires de bagues de serrage 20 en position détendue. La deuxième chambre 130 comporte également un diamètre D3 légèrement supérieur au diamètre D2 pour définir un emplacement pour l’entretoise. Le lamage externe 140 comporte également un diamètre D4 supérieur au diamètre D3, et de sorte que chaque chambre ou lamage définisse un épaulement E pour la ou les pièces du système de fixation hébergées à son intérieur. Le système de fixation est ainsi positionné de manière stable à l’intérieur du stator. La profondeur de chaque chambre ou lamage est également choisie pour s’adapter à la longueur de la ou les pièces hébergées à son intérieur et les maintenir sécurisées à l’intérieur du stator.

De préférence et tel qu’illustré sur les figures 6 et 7, le stator comporte également trois trous au niveau du lamage externe 140 destinés à recevoir des vis (voir figure 4) de fixation de la rondelle 5 au stator 5. Le serrage de ces vis permet d’immobiliser d’avantage le système de fixation, et de sorte à empêcher la perte d’une pièce du système de fixation lors du montage et démontage la roue motorisée. Bien entendu, ce nombre de trous et son emplacement ne sont pas limitatifs, l’intérêt étant de maintenir les pièces du système de fixation à l’intérieur de l’alésage lors du montage et démontage de la roue-motorisée. Un utilisateur n’aura donc pas à manipuler le système de fixation et pourra serrer et desserrer ledit système lorsqu’il boulonne ou déboulonne l’écrou de serrage avec la rondelle. Dans un autre mode de réalisation, tel qu’illustré à la figure 1, le système de fixation comporte une rondelle 5 simple et sans vis de fixation.

Dans tous les modes de réalisation destinés à un skateboard, le stator présente un lamage interne 101 facilitantle montage de la roue motorisée sur l’axe 3 de l’essieu 2 etde la glisser jusqu’à butée de l’essieu 2 avec ledit lamage interne 101. Le lamage interne comporte donc un diamètre D5 supérieur au diamètre Dl du segment intermédiaire. De préférence, le lamage interne 101 est pourvu également d’une fraisure 102 pour faciliter d’avantage le montage de la roue avec tout type d’essieu.

La présente invention concerne également l’optimisation du stator 10 pour faciliter l’aménagement du câble 6 de sortie du moteur. A cette fin, l’invention propose un stator comportant un dégagement 104 sur un bord 103 d’un côté dit interne du stator, au niveau de la fraisure 102 et s’étendant jusqu’à un périmètre externe dudit bord 103. Ce dégagement 104 définit un trou 104 permettant de sortir directement le câble 6 du moteur sans encombrement de l’essieu 3.

L’invention propose ainsi un nouveau système de roue motorisée permettant de remplacer les roues d’un moyen de transport doux, tel qu’un skateboard classique, et sans besoin de modifier l’essieu dudit skateboard. Un skateboard électrique peut donc être obtenu à partir d’un skateboard classique avec des coûts de fabrication réduits. Bien entendu, le système de roue motorisée et son système de fixation peut également remplacer les roues d’autres moyens de transport doux comportant un essieu avec un axe de montage cylindrique, par exemple les roues d’une trottinette ou un vélo.