Dispositif d'ouverture d'un ouvrant à axe horizontal, notamment un hayon d'un véhicule automobile

Abstract

 L'invention concerne un dispositif d'ouverture d'un ouvrant (5) à axe horizontal (6), du type comprenant au moins un organe de déplacement de l'ouvrant entre une position de fermeture et une position d'ouverture maximale. Le dispositif comprend au moins deux éléments magnétiques (10-20) en vis-à-vis, l'un (10) des éléments étant monté sur l'axe horizontal et l'autre (20) desdits éléments étant relié à une partie fixe et le déplacement des éléments magnétiques l'un par rapport à l'autre déterminant une force de freinage à l'ouverture de l'ouvrant (5) entre la position de fermeture et une position d'ouverture intermédiaire et plusieurs positions stables d'arrêt de l'ouvrant (5) entre cette position d'ouverture intermédiaire et la position d'ouverture maximale.
L'invention s'applique par exemple aux hayons des véhicules automobiles.

Description

[0001] La présente invention concerne un dispositif d'ouverture d'un ouvrant à axe horizontal, notamment un hayon d'un véhicule automobile, ainsi qu'un ouvrant équipé d'un tel dispositif d'ouverture.

[0002] Les ouvrants à axe horizontal, notamment de véhicules automobiles, par exemple les hayons, sont équipés au moins d'un organe de déplacement qui assiste le basculement de l'ouvrant entre une position de fermeture et une position d'ouverture. Cet organe de déplacement est constitué par exemple par une barre de torsion intégrée à l'articulation ou par un vérin à gaz à action rectiligne.

[0003] Pour que l'ouvrant à axe horizontal ait une tendance naturelle à s'ouvrir sous l'effet de l'organe de déplacement associé ce qui est le cas maintenant sur les véhicules automobiles, il faut que la résistance des efforts actifs engendrés par l'organe de déplacement, soit toujours supérieure ou au moins égale à la somme des forces passives dues à la masse de l'ouvrant et aux divers frottements.

[0004] Si, vers la fin de la trajectoire d'ouverture, l'effort dû à l'organe de déplacement, se trouve inférieur à l'effort résistant, l'ouvrant ne reste pas stable dans sa position d'ouverture maximale, mais il a tendance à redescendre jusqu'à la position où les efforts s'équilibrent, c'est-à-dire dans une position d'ouverture intermédiaire sensiblement horizontale.

[0005] En l'absence de toute loi de manoeuvre impliquant par exemple des jeux de leviers et d'articulations combinés, la courbe caractéristique des forces produites par un organe de déplacement constitué par exemple par un arrangement de ressorts est toujours décroissante. De ce fait, il en résulte obligatoirement un excès d'effort moteur engendré par cet organe de déplacement en début d'ouverture, ce qui provoque un départ de mouvement brutal, voire dangereux.

[0006] De plus, lors de la fermeture de l'ouvrant à axe horizontal, l'utilisateur doit vaincre cet effet d'effort pour assurer une fermeture complète. Un autre inconvénient réside dans le fait que l'ouvrant n'a pas d'autre position stable que celle correspondant à la position d'ouverture maximale, cette position pouvant être incompatible avec un plafond trop bas. Enfin, cette position d'ouverture maximale peut être trop élevée pour des utilisateurs de taille modeste ce qui ne facilite pas la préhension de l'ouvrant pour effectuer la manoeuvre de fermeture.

[0007] L'invention vise à obtenir un dispositif d'ouverture qui pallie les inconvénients de l'état de la technique et qui facilite la préhension d'un ouvrant à axe horizontal pour le basculer entre une position d'ouverture et une position de fermeture.

[0008] L'invention a donc pour objet un dispositif d'ouverture d'un ouvrant à axe horizontal, notamment un hayon d'un véhicule automobile, du type comprenant au moins un organe de déplacement de l'ouvrant entre une position de fermeture et une position d'ouverture maximale, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux éléments magnétiques en vis-à-vis, l'un des deux éléments étant montés sur l'axe horizontal et l'autre desdits éléments étant relié à une partie fixe et le déplacement des éléments magnétiques l'un par rapport à l'autre déterminant, d'une part, une force de freinage à l'ouverture de l'ouvrant entre la position de fermeture et une position intermédiaire située avant la position d'ouverture maximale et, d'autre part, plusieurs positions stables d'arrêt de l'ouvrant entre cette position d'ouverture intermédiaire et ladite position d'ouverture maximale.

[0009] Selon d'autres caractéristiques de l'invention :

• les éléments magnétiques comprennent deux aimants annulaires à aimantation axiale formés chacun par un anneau plat,
• les éléments magnétiques comprennent un élément annulaire réalisé en une matière magnétique douce à faible champ coercitif et un aimant annulaire à aimantation axiale, ledit élément annulaire et ledit aimant annulaire étant formés chacun par un anneau plat,
• l'élément annulaire est solidaire de l'axe horizontal et l'aimant annulaire est solidaire de la partie fixe,
• les éléments magnétiques comprennent deux aimants annulaires à aimantation radiale et concentriques formés chacun par un cylindre,
• les éléments magnétiques comprennent un élément annulaire réalisé en une matière magnétique douce à faible champ coercitif et un aimant annulaire à aimantation radiale, ledit élément annulaire et ledit aimant annulaire étant concentriques et formés chacun par un cylindre,
• l'aimant annulaire comprend une succession de pôles nord et sud également répartis sur la circonférence,
• l'aimant annulaire est en un matériau anisotrope à forte aimantation rémanente,
• le matériau est par exemple une céramique à base de ferrite de baryum ou de strontium ou un alliage élaboré à partir de terres rares, comme par exemple le samarium-cobalt ou néodyme-fer-bore,
• la matière magnétique douce est par exemple un alliage métallique isotrope.

[0010] L'invention a également pour objet un ouvrant à axe horizontal formé par un hayon muni d'un dispositif d'ouverture tel que précédemment mentionné.

[0011] L'invention a encore pour objet un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un ouvrant tel que précédemment mentionné.

[0012] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels :

• la figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale d'une partie arrière d'un véhicule automobile et comportant un ouvrant à axe horizontal équipé d'un dispositif d'ouverture conforme à l'invention,
• la figure 2 est une vue schématique en coupe axiale d'un premier mode de réalisation d'un dispositif d'ouverture conforme à l'invention,
• la figure 3 est une vue schématique en coupe transversale selon la ligne 3-3 de la figure 2,
• la figure 4 est une vue schématique en coupe axiale d'un deuxième mode de réalisation d'un dispositif d'ouverture conforme à l'invention,
• la figure 5 est une vue schématique en coupe transversale selon la ligne 5-5 de la figure 4,
• la figure 6 est une vue schématique en coupe axiale d'un troisième mode de réalisation d'un dispositif d'ouverture conforme à l'invention,
• la figure 7 est une vue schématique en coupe transversale selon la ligne 7-7 de la figure 6,
• la figure 8 est une vue schématique en coupe axiale d'un quatrième mode de réalisation d'un dispositif d'ouverture conforme à l'invention,
• la figure 9 est une vue schématique en coupe transversale selon la ligne 9-9 de 1a figure 8, et
• la figure 10 représente des courbes montrant l'évolution de la force nécessaire à la manoeuvre d'ouverture de l'ouvrant en fonction de sa rotation.

[0013] Sur la figure 1, on a représenté schématiquement la partie arrière d'un véhicule automobile, par exemple du type monospace ou mono berline désigné de manière générale par la référence 1.

[0014] De manière classique, le véhicule automobile 1 comporte une carrosserie délimitant un habitacle 2 contenant un poste de conduite et plusieurs rangées de sièges, non représentés. L'habitacle 2 est délimité, entre autres, par un plancher 3, un pavillon 4 et, à sa partie postérieure, par un ouvrant à axe horizontal 5 du type hayon.

[0015] L'ouvrant 5 présente, dans sa partie supérieure, des moyens d'articulation sur le pavillon 4 et qui sont formés par un axe 6 horizontal de sorte que l'ouvrant 5 peut être déplacé entre une position A de fermeture de la partie postérieure de l'habitacle 2 et une position B d'ouverture maximale, par déplacement angulaire autour de l'axe horizontal 6, donnant accès à la partie arrière dudit habitacle 2'. L'ouvrant 5 est déplaçable entre ces deux positions A et B par un arrangement, non représenté, de ressorts à action directe, comme par exemple une barre de torsion intégrée à l'articulation ou au moins un vérin à gaz à action rectiligne.

[0016] Ainsi que montré à la figure 1, dans la position A fermée de l'ouvrant 5, le couple déterminé par le poids P de cet ouvrant 5 et le bras de levier l₁ est réduit du fait de la faible valeur dudit bras de levier l₂.

[0017] Dans une position C sensiblement horizontale, le bras de levier l₂ est maximum si bien que le couple déterminé par le poids P de l'ouvrant 5 et ledit bras de levier l₂ est également maximum.

[0018] Au-delà de cette position C sensiblement horizontale, le couple déterminé par le poids P de l'ouvrant 5 et le bras de levier l₃ a tendance à se réduire.

[0019] D'une manière générale, le dispositif d'ouverture conforme à l'invention comprend au moins deux éléments magnétiques en vis-à-vis, l'un des éléments étant montés sur l'axe horizontal et l'autre desdits éléments étant relié à une partie fixe et le déplacement des éléments magnétiques l'un par rapport à l'autre déterminant, d'une part, une force de freinage à l'ouverture de l'ouvrant 5 entre la position A de fermeture et une position D d'ouverture intermédiaire située avant la position B d'ouverture maximale et, d'autre part, plusieurs positions stables d'arrêt de l'ouvrant 5 entre cette position D d'ouverture intermédiaire et ladite position B d'ouverture maximale.

[0020] Ainsi, les deux éléments magnétiques placés en vis-à-vis génèrent une zone d'amplitude L (figure 1) où toutes les positions intermédiaires de l'ouvrant 5 sont stables, cet ouvrant pouvant rester immobilisé quelle que soit sa position. A titre d'exemple, la zone d'amplitude L représente sensiblement un déplacement de 60°.

[0021] Selon un premier mode de réalisation représenté sur les figures 2 et 3, les éléments magnétiques comprennent deux aimants annulaires, respectivement 10 et 20, à aimantation axiale, formés chacun par un anneau plat.

[0022] Pour cela, une des extrémités de l'axe horizontal 6 supportant l'ouvrant 5 comporte un palier 11 tourillonnant sur des coussinets 12 comportant des collerettes d'appui axial. Le palier 12 solidaire en rotation de l'axe horizontal 6 supporte un plateau 13 sur lequel est fixée une culasse 14 en fer doux recevant l'élément annulaire 10 ayant la forme d'un anneau plat. Une partie fixe 8 de l'ossature du véhicule supporte un plateau 21 formant un palier fixe et sur lequel est montée une culasse 22 en fer doux recevant l'aimant annulaire 20 à aimantation axiale et constituée par un anneau plat.

[0023] Ainsi, les aimants 10 et 20 sont disposés en vis-à-vis.

[0024] L'aimant annulaire 10 comprend une succession de pôles nord et sud également répartis sur la circonférence et l'aimant 20 comprend aussi une succession de pôles nord et sud également répartis sur la circonférence, comme représenté à la figure 3.

[0025] Chaque aimant annulaire 10 et 20 est en un matériau anisotrope à forte aimantation rémanente, comme par exemple une céramique à base de ferrite de baryum ou de strontium ou un alliage élaboré à partir de terres rares, par exemple le samarium-cobalt ou le néodyme-fer-bore.

[0026] Les deux aimants 10 et 20 antagonistes étant identiques, les pôles de noms contraires s'attirent très fortement et trouvent autant de positions stables qu'il y a de paires de pôles. Dans ce cas, l'effet de frein entre la position A de fermeture et la position D intermédiaire n'est pas continue, mais constitué par une série de crans d'autant plus rapprochés que le nombre de pôles est élevé. Entre la position D intermédiaire et la position B d'ouverture maximale, les aimants antagonistes 10 et 20 déterminent plusieurs positions stables d'arrêt de l'ouvrant 5.

[0027] En se reportant maintenant sur les figures 4 et 5, on va décrire un deuxième mode de réalisation du dispositif d'ouverture de l'ouvrant 5, les éléments communs au précédent mode de réalisation étant désignés par les mêmes références.

[0028] Dans ce mode de réalisation, les éléments magnétiques comprennent un élément annulaire 30 porté par le plateau 13 solidaire de l'axe horizontal 6 et réalisé en une matière magnétique douce à faible champ coercitif, comme par exemple un alliage métallique isotrope. Les éléments magnétiques comprennent également un aimant annulaire 40 à aimantation axiale fixé sur la culasse 22 en fer doux qui est portée par le plateau 21 fixé sur la partie fixe 8. L'élément annulaire 30 et l'aimant annulaire 4 sont disposés en vis-à-vis et formés chacun par un anneau plat.

[0029] Ainsi que montré à la figure 5, l'aimant annulaire 40 comprend une succession de pôles nord et sud également répartis sur sa circonférence. Cet aimant 40 est réalisé dans un matériau magnétique anisotrope présentant une forte aimantation rémanente, par exemple une céramique à base de ferrite de baryum ou de strontium ou un alliage élaboré à partir de terres rares, comme le samarium-cobalt ou encore le néodyme-fer-bore.

[0030] L'élément annulaire 30 n'est aimanté que par l'influence et la proximité de l'aimant annulaire 40 qui imprime ses pôles dans sa matière. Ainsi, la rotation relative de l'élément annulaire 30 et de l'aimant annulaire 40 fait que chaque particule de cet élément annulaire 30, successivement aimantée puis désaimantée, passe par des états magnétisés de polarité opposée en décrivant un cycle d'hystérésis qui implique une dépense énergétique et qui entraîne une forte résistance au mouvement.

[0031] Ainsi, l'élément annulaire 30 et l'aimant annulaire 40 déterminent une force de freinage à l'ouverture de l'ouvrant 5 entre la position A de fermeture et la position D d'ouverture intermédiaire et, d'autre part, plusieurs positions stables d'arrêt de cet ouvrant 5 entre la position D d'ouverture intermédiaire et la position B d'ouverture maximale.

[0032] Selon un troisième mode de réalisation représenté sur les figures 6 et 7, l'axe horizontal 6 comporte à l'une de ses extrémités, un pallier 51 tourillonnant sur des coussinets 52 munis de collerettes d'appui axial. Un plateau 53 formant une culasse en fer doux est monté solidaire en rotation avec le pallier 51 et, par conséquent, avec l'axe horizontal 6. Le plateau 53 supporte un aimant annulaire 50 à aimantation radiale. Sur une partie fixe 8 est fixé un plateau 61 formant une culasse en fer doux qui supporte le pallier fixe 51 et qui reçoit un aimant annulaire 60 à aimantation radiale. L'aimant annulaire 60 est concentrique à l'aimant annulaire 50 et situé sensiblement dans le même plan.

[0033] Les aimants annulaires 50 et 60 sont en un matériau anisotrope à forte aimantation rémanente, capable de passer dans un champ magnétique inverse relativement intense sans subir de désaimantation. Ce matériau est par exemple une céramique à base de ferrite de baryum ou de strontium ou un alliage élaboré à partir de terres rares, comme le samarium-cobalt ou encore le néodyme-fer-bore.

[0034] Ainsi que montré à la figure 7, les aimants annulaires 50 et 60 comprennent une succession de pôles nord et sud également répartis sur la circonférence de chacun de ces aimants. La répartition angulaire des pôles des deux aimants antagonistes 50 et 60 étant la même, les pôles de nom contraire s'attirent très fortement et trouvent autant de positions angulaires stables qu'il y a de paires de pôles. Comme dans le premier mode de réalisation, pour quitter ces positions, on doit exercer un effort sensiblement proportionnel à la masse des aimants utilisés. L'effet de frein n'est pas continu, mais constitué par une série de crans d'autant plus rapprochés que le nombre de pôles est élevé.

[0035] En se reportant maintenant aux figures 8 et 9, on va décrire un quatrième mode de réalisation du dispositif d'ouverture de l'ouvrant 5, les éléments communs aux troisième mode de réalisation étant désignés par les mêmes références.

[0036] Dans ce mode de réalisation, les éléments magnétiques comprennent un aimant annulaire 70 à aimantation radiale supporté par le plateau 53 solidaire en rotation avec l'axe horizontal 6 par l'intermédiaire du pallier 51. Comme montré à la figure 9, l'aimant annulaire 70 comprend une succession de pôles nord et sud également répartis sur sa circonférence. Dans ce cas également, cet aimant annulaire 70 est en un matériau anisotrope à faible aimantation rémanente, par exemple une céramique à base de ferrite de baryum ou de strontium ou un alliage élaboré à partir de terres rares, comme par exemple le samarium-cobalt ou le néodyme-fer-bore.

[0037] Les éléments magnétiques comprennent aussi un élément annulaire 80 supporté par le plateau 61 solidaire de la partie fixe 8. Cet élément annulaire 80 est réalisé en une matière magnétique douce à faible champ coercitif, comme par exemple un alliage métallique isotrope.

[0038] L'aimant annulaire 70 et l'élément annulaire 80 sont concentriques et formés chacun par un cylindre.

[0039] L'élément annulaire 80 n'est aimanté que par l'influence et la proximité de l'aimant annulaire 70 qui imprime ses pôles dans sa matière. La rotation relative de l'aimant annulaire 70 et de l'élément annulaire 80 fait que chaque particule de l'élément annulaire 80, successivement aimantée puis désaimantée, passe par des états magnétisés de polarité opposée en décrivant un cycle d'hystérésis qui implique une dépense énergétique et qui entraîne une forte résistance au mouvement. Dans cette configuration, les efforts résistants conservent une valeur constante quels que soient le sens et l'ampleur du déplacement.

[0040] Sur la figure 10, on a représenté l'évolution de la force nécessaire à la manoeuvre d'ouverture de l'ouvrant 5 en fonction de la rotation α de cet ouvrant 5.

[0041] La courbe F représente la caractéristique décroissante minimale de l'organe de déplacement de l'ouvrant 5 nécessaire pour assurer l'ouverture complète et le maintien ouvert dudit ouvrant 5. On constate donc, qu'au début de la manoeuvre d'ouverture, l'organe de déplacement exerce un excès d'effort S1 qui rend brutal le démarrage du mouvement d'ouverture de cet ouvrant 5.

[0042] Grâce à l'existence d'une force de freinage exercée par les deux éléments magnétiques du dispositif d'ouverture conforme à l'invention, de part et d'autre de la courbe E, dont la zone est définie par les courbes H et I, montre qu'un organe de déplacement de caractéristique conduisant à un excès de force S2 nettement plus faible que l'excès de force S1 est suffisant pour assurer le maintien stable de l'ouvrant 5 entre la position D intermédiaire et la position B d'ouverture maximale de l'ouvrant 5 (figure 1) .

[0043] On voit également sur la figure 10, que pour toute la zone de mouvement située après l'intersection J des courbes H et I, la force due au poids de l'ouvrant 5 ne peut entraîner aucun mouvement de cet ouvrant qui reste figé dans la position où il a été laissé.

[0044] Le dispositif d'ouverture selon l'invention permet l'installation d'un organe de déplacement constitué par exemple par une barre de torsion ou un vérin à gaz à action rectiligne, qui présente un excès de force limitée.

[0045] De plus, le dispositif d'ouverture selon l'invention permet d'obtenir une zone terminale du mouvement d'ouverture où l'ouvrant reste stable dans toutes les positions dans cette zone.

[0046] Cette zone est définie pour correspondre à des positions de préhension aisée de l'ouvrant où il est souhaitable d'arrêter l'ouvrant à sa guise, en particulier quand la hauteur sous plafond est limitée. Cette opportunité offre aussi aux utilisateurs de taille modeste, une facilité de préhension pour effectuer la manoeuvre de fermeture de l'ouvrant.

[0047] Enfin, le dispositif d'ouverture créée un effet de frein sans contact, donc sans usure et sans variation dans le temps.

Revendications

1. Dispositif d'ouverture d'un ouvrant (5) à axe horizontal (6), notamment un hayon d'un véhicule automobile, du type comprenant au moins un organe de déplacement de l'ouvrant (5) entre une position de fermeture et une position d'ouverture maximale, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux éléments magnétiques (10-20;30-40;50-60;70-80) en vis-à-vis, l'un des éléments étant monté sur l'axe horizontal (6) et l'autre desdits éléments étant relié à une partie fixe (8) et le déplacement des éléments magnétiques l'un par rapport à l'autre déterminant, d'une part, une force de freinage à l'ouverture de l'ouvrant (5) entre la position de fermeture et une position d'ouverture intermédiaire située avant la position d'ouverture maximale et, d'autre part, plusieurs positions stables d'arrêt de l'ouvrant (5) entre cette position d'ouverture intermédiaire et ladite position d'ouverture maximale.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments magnétiques comprennent deux aimants annulaires (10-20) à aimantation axiale formés chacun par un anneau plat.

3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments magnétiques comprennent un élément annulaire (30) réalisé en une matière magnétique douce à faible champ coercitif et un élément annulaire (40) à aimantation axiale, ledit élément annulaire (30) et ledit élément annulaire (40) étant formés chacun par un anneau plat.

4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément annulaire (30) est solidaire de l'axe horizontal (6) et l'élément annulaire (40) est solidaire de la partie fixe (8).

5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments magnétiques comprennent deux aimants annulaires (50-60) à aimantation radiale et concentriques, et formés chacun par un cylindre.

6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments magnétiques comprennent un élément annulaire (80) réalisé en une matière magnétique douce à faible champ coercitif et un aimant annulaire (70) à aimantation radiale, ledit élément annulaire (80) et ledit élément annulaire (70) étant concentriques et formés chacun par un cylindre.

7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'élément annulaire (80) est solidaire de la partie fixe (8) et l'aimant annulaire (70) est solidaire de l'axe horizontal (6).

8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que l'aimant annulaire (10-20;40;50-60;70) comprend une succession de pôles nord et sud également répartis sur la circonférence.

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'aimant annulaire (10-20;40;50-60;70) est en un matériau anisotrope à forte aimantation rémanente.

10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le matériau est par exemple une céramique à base de ferrite de baryum ou de strontium ou un alliage élaboré à partir de terres rares, comme par exemple le samarium-cobalt ou néodyme-fer-bore.

11. Dispositif selon la revendication 3 ou 6, caractérisé en ce que la matière magnétique douce est par exemple un alliage métallique isotrope.

12. Ouvrant à axe horizontal, notamment de véhicules automobiles, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'ouverture selon l'une quelconque des revendications précédentes.

13. Ouvrant selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'ouvrant (5) est formé par un hayon.

14. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un ouvrant (5) selon la revendication 12 ou 13.

Dessins