Brevet FR2268684A1 — publié le 19751121

La présente invention concerne un véhicule propulsé par son conducteur. Un véhicule est connu propulsé par son conducteur, ayant un axe frontal oscillant avec des roues qui ne peuvent tourner généralement que dans une direction vers l'avant. La propulsion de ce véhicule est assurée par des poignées reliées à l'axe frontal. Bien que ce véhicule soit facilement actionné par un enfant, il ne peut être propulsé ou rouler généralement que vers l'avant, et non en arrière. Parmi les différents buts de l'invention, on peut noter la réalisation d'un véhicule, propulsé parton conducteur, actionnable par oscillations de roues du véhicule par l'intermédiaire d un volantou de poignées, la réalisation d'un tel véhicule qui est propulsé avec facilité et sans mouvement trop critique du corps, la réalisation d'un tel véhicule qui peut être propulsé vers lla- vant ou vers 11 arrière, la mise en oeuvre d'un mode de réalisation d'un tel véhicule qui est propulsé en faisant osciller son axe ar rière pour ainsi le pousser plutôt que le tirer, et la réalisation d'un tel véhicule qui peut être mis en oeuvre de nombreuses façons, qui est économique à fabriquer et qui est sûr. En bref, un véhicule de l'invention, propulsé par son conducteur, comprend un châssis et un siège pour le conducteur sur le châssis. Un moyen à roues est prévu pour supporter le châssis sur le sol, il comprend un axe monté pour osciller, autour d'un point situé à mi-chemin entre ses extrémités, par rapport au châssis, autour d'un axe vertical, cet axe pouvant tourner de 3600 autour de l'axe vertical. Le moyen à roues comprend une paire de roues portées par l'axe oscillant et généralement équidistantes de part et d'autre de l'axe vertical, les roues se trouvant sur un axe commun généralement horizontal.Le véhicule comprend de plus un moyen, actionnable par le conducteur, pour propulser et diriger le véhicule, comprenant un moyen pour faire osciller l'axe autour de son axe vertical et un moyen associé à chacune des roues portées par l'axe oscillant et permettant aux roues de tourner dans un sens par rapport à l'axe, mais empêchant leur rotation dans le sens opposé. L'axe oscillant est adapté à occuper une première position neutre dans laquelle l'axe des roues est généralement perpendiculaire à l'axe longitudinal du véhicule et les roues peuvent tourner de façon à permettre au véhicule de rouler vers l'avant, dans la direction de son axe longitudinal.L'axe oscillant est également adapté à occuper une seconde position neutre dans laquelle l'axe des roues est généralement perpendiculaire à l'axe longitudinal du véhicule et les roues peuvent to orner de façon à permettre au hic ulve de rouler en arrière dans la direction de son axe longitu- dinal. L'axe peut osciller sur l'axe vertical dans des directions opposées autour de sa première position neutre, pour assurer une propulsion généralement vers l'avant du véhicule, une roue étant bloquée vis-à vis d' me rotation vers l'arrière pendant que l'aw tre tourne en ayant, et l'axe oscillant vers l'avant en s'appuy- ant sur le point de contact de la roue bloquée pour ainsi propul- ser le véhicule vers l'avant.De façon similaire, l'axe peut osciller sur l'axe vertical dans des directions opposées autour de sa seconde position neutre pour assurer me propulsion généralement vers l'arrière du véhicule, me roue étant bloquée vis-à-vis d'une rotation vers l'avant pendant que l'autre tourne en sens in verse et que l'axe oscille vers l'arrière, en s'appuyant sur le point de contact de la roue bloque a Tec le sol, pour propulser le véhicu- u- le lors 1 'arrière. d'autres objets, caractéristiques et avantages de l'in ntion apparaîtront de la description détaillée qui s uit, et des dessins annexés sur lesquels: La Figure 1 est une vue en plan d' m véhicule de l'invontion. propulsé par son conducteur. La Figure 2 est une vue de pro fil du véhicule de la Figure 1 ac ses roues motrices et directionnelles en position pour propulser et diriger le véhicule généralement vers 1 'a 'ant, La Figure 3 est une vue de face du véhicule de la Fig- re 1, La Figure 4 est une coupe horizontale, sur la ligne 4-4 de la Figure 2, illustrant les roues motrices et directionnelles dans une première position neutre et, en traits interrompis, dans une position tournée pour propulser et/o u diriqer le véhicule généralement vers l'avant, La Figure 5 est me tue en éléyation, à échelle agrandie, avec des parties enlevées, d' m système à paliers et accouplements à une direction pour monter à rotation les roues motrices et directionnelles et permettre leur rotation dans un sens et pas dans l'autre, La Figure 6 est une coupe horizontale à échelle réduite sur la ligne 6-6 de la Figure 5, La Figure 7 est une vue semblable à la Figure 1 iil tstrant les roues motrices et directionnelles déplacées de 180 dans une seconde position neutre dans laquelle elles peuvent tourner pour mener le véhicule en arrière, La Figure 8 est une vue en plan d! un second mode de réalisation d'un véhicule de l'in vention, propulsé par son condurteur, dont les roues motrices et directionnelles sont à l'arière, et La Figure 9 est une vue de profil du véhicule de la Figure 8. Des ré férences numériques connespondantes désignent des pièces correspondantes dans les différentes vues. En se reportant maintenant aur dessins on voit un véhi- cule à roues propulsé par son conducteur. indiqué qlobalement en I. Il comprend un châssis longitudinal 3. sur lequel est monté m siège 5 pour le conducteur, et m moyen à roues indique de façon générale en 7 pour supporter à rotation le châssis sur le sol. Une paire de roues avant, motrices et directionnelles, indiquées cha c une en 9, sont tourillonnées sur un axe 11 monté po ur osciller à mi-chemin entre ses extrémités, par rapport au châssis 3, sur un axe vertical S. Les roues 9 sont équidistantes de part et d'autre de l'axe d'oscillation et sont touillonnées sur m axe horizontal commun W. L'axe 11 peut tourner de 3600 autour de l'axe S.Une paire de roues arrière 13 est tourillonnée sur un axe fixe 15 s'étendant généralement à angle droit par rapport à l'axe longitudinal du véhicule. Le véhicule 1 comprend de plus un moyen. actionnable par le conducteur généralement indiqué en 16, pour propulser et diriger le véhicule. Ce moyen comprend un moyen pour faire osciller 1' axe 11 autour de l'axe vertical S, comprenant un volant 17 point être manipulé par le conducteur depuis le siège 5, r et un moyen 18, dit d'entrainement unidirectionnel, associé à chaune des roues avant 9. Le moyen unidirectionnel 18 comprend: un système à palier et accouplement à une direction, comme expliq ué p1 us en détail p1 us loin; Ces systèmes à paliers et accouplements à une direction permettent à chaque roue 9 de tourner dans un sens par rapport à l'axe 11, mais empêchent leur rotation en sens inverse. Lorsque les roues sont dans la position de la Figure 2, l'axe 11 étant plus proche de l'axe arrière 15 que l'axe d'oscillation S, les roues 9 peuvent tourner de façon à ce que le véhicule puisse a vancer(c'est- iLre dans la direction de la flèche à la Figure 1).Cependant,lorsque les roues sont dans la position de la Figure 7t l'axe d'oscil lation S étant plus proche que l'axe 11 de l'axe arrière 15, les accouplements à une direction 18 permettent au véhicule de rouler en sens in verse comme indiqué par la flèche à la Figure 7. Norma lement, , 1 l'axe 11 est disposé dans 1' me de deux positions neutres dans lesquelles l'axe W des roues est généralement à angle droit par rapport à l'axe longitudinal du véhicule, permettant ainsi au véhicule de rouler dans un sens ou dans l'autre.Lorsque l'axe 11 est dans sa première position neutre (Figures 1 et 2), il peut osciller dans des sens opposés sur l'axe S, comme indiqué par la flèche à la Figure 1, et comme indiqué en traits interrompus à la Figure 4, pour propulser le véhicule vers l'avant, une roue avant 9 étant bloquée vis-à-vis d' une rotation en arrière pendant que 1' autre tourne en avant et que l'axe 11 oscille vers l'avant en appuyant sur le point de contract de la roue bloquée a Tec le sol, pour tirer le véhicule vers l'avant.De façon similaire, lorsque 1' axe 11 est dans sa seconde position neutre (Figure 7), 1 l'axe peut osciller dans le sens opposé sur l'axe S pour propulser le uéhicu- le en sens in verse, une ro ue a vant étant bloquée vis-à vis d' une rotation vers l'avant pendant que l'autre tourne en sens in verse et que l'axe 11 oscille vers l'arrière en s'appvyant sur le point de contact de la roue bloquée avec le sol, pour ainsi propulser le véhicule vers l'arrière.On comprendra que, en faisant tourner le volant de 180 , l'axe 11 peut facilement être amené d'une position neutre à l'autre, et que, en faisant to urner le volant dans un sens et dans l'autre d'approzimativement 300 par rapport à me position centrée, le véhicule de l'invention peut facilement être propulsé ers l'avant ou vers l'arriere. Ce mouvement de va-et-vient du volant, et l'oscillation résultante de l'axe 11 peuvent être désignés par "godillage". Le véhicule 1 comprend un arbre généralement vertical 19 tourillonné dansle chassis 3 et s'étendant au-dessus et en-dessous duchâssis, l'axe de l'arbre 19 coïncident avec l'axe S. Le volant 17 est fixé au sommet de l'arbre 19 en position généralement hori zonale, et m support 21 est fixé à l'extrémité in ferieure de l'ar- bre 19 et peut osciller dans un an généralement horizontal autour de l'axe S lors d'une rotation du volant 17 et de l'arbre 19.Plus particulièrement, le support 21 est un bras généralement en U. , en acier à ressort ou une autre matière élastique, avec un bras plus court 21a fixé à l'arbre 19 et un bras plus long 21b à l'extrémité duquel est fixé l'axe 11, ce qui fait que l'axe des roues W est dé calé d1une distance prédéterminée de l'axe S, cette distance étant appelée "longue de godillage". Donc, lorsque le volant 17 est tourné dans un sens et dans l'autre, les roues de devant 9 sur l'axe 11 oscillet dans m plan horiontal par rapport à l'axe longitudinal du véhicule, ce mouvement d'oscillation d'ayant en arrière des roues étant désigné par "godillage".Comme on l'a indique plus hant, ce godillage propulse vers l'avant ou vers l'arrière le véhi otie, par l'intermédiaire du moyen d'entraînement unidirectionnel 18, selon que l'axe 11 est dans la première ou la seconde positions neutres. Le siège 5 est fixé au châssis 3 par m ressort en U 23. Le véhic ule 1 peut également être pour vu de pare-chocs élastiques 25 as extrémités du châssis 3, et de repose-pieds 27 s'étendant latéralement de part et d'autre du châssis à l'avant, pour supporter les pieds du conducteur. Comme on le wit, l'axe frontal 11 comprend: un tube d'une certaine longue soudé comme indique en 31 (Figure 4) au bras 21b, à 1 'extrémité externe de celui-ci, a tec des fusées de roues 33 (Figtres 5 et 6) fixées aux extrémités du tube et s'éten- dant ters l'extérieur de celui-ci. Chacune des roues avant 9 possède un moyeu 35 monté sur la fusée 33 à l'extrémité correspondante de l'axe 11 au moyen d'un système à palier et accouplement unidirectionnel, l'accouplement unidirectionnel ser vant de moyen d'entrainement unidirectionnel 18 pour chaque roue.Ce système peut entre un système tendu par la Torrington Co. de- Torrington, Connecticut, et tel que représenté dans le brevet des U.S.A. n 3.194.368, comprenant deux voies de ro ulement 37 (Figure 5) extérieures et, entre elles un mécanisme d'accouplement unidirectionnel comprenant une cage à rouleaux 39 et des rouleau': 41, le tout dans une cuvette 43 fixée au moyeu 35 de la roue.Les rouleaux se situent dans des encoches axiales 45 dans la cage, et la cuvette a des parties inclinées 47 à l'intérieur, pour caler les rouleaux contre l'arbre 33 lors d'une rotation dans le sens in-N-erse de celui des aiguilles d' me montre de la cuvette autour de arbre, en regardant la Figure 5. Le système à palier et accouplement est agencé pour caler la rote, c'est-à-dire l'empêcher de tourner dans un sens sur sa fusée, tout en lui permettant de tourner librement dans l'autre sens sur la fusée (dans le sens des aiguilles d'une montre à la Figure 5). Chaque fusée a à son extrémité externe un moyen, indiqué en 49 à la Figure 6, retenant le système à palier et accouplement sur l'arbre. On comprendra cependant que l'on peut utiliser d'autres types d'ac co uplements et moyens unidirectionnels à la place de l'accouple- ment à une direction décrit plus haut. Selon l'in vention, le rapport entre la distance entre l'axe S et l'axe des roues W (indiquée par Y à la Figure 4) et l'écartement des roues 9 sur l'axe W (indiqué- par X) se situe de pré- férence dans des limites prescrites. Par exemple, si le rapport Y/X est s upérie ur à en viron 1 ,00, on peut tro uver di fficile de diriger le véhicule lorsqu'il roule en roues libres. parde que de faibles déviations du @ volant par rapport à sa position centrée pe uvent faire q ue le véhie ule marche pl utôt q us de ro uler en roues libres. D'autre part, si le rapport est in férieur à environ 0,75, le véhicule ne pe ut entre prop ulsé en ayant a ussi rapidement que c'est souhaitable.On a trouvé que le rapport optimun de la longueur de godillage à l'écartement des roues (Y/X) est approximativement 0.87. En se reportant maintenant à la Figure 4, les roues motrices et directionnelles 9 sur l'axe 11 sont représentées en traits pleins dans leur première position neutre dans laquelle le véhicule peut rouler en roues libres vers l'avant. Lorsque l'on tourne le wlant d'approximativement 30 ters la droite l'accou- plement unidirectionnel 18 de la roue 9 à main droite lui permet de se mouvoir librement vers L'ayant dans la position représentée en traits interrompus à la Figure 4, l'accouplement midirectionnel 18 de la ro us de gauche 9 l'empêche de tourner en sens inverse, et elle pivote donc autour de son point de contact a'ac le sol.On remarquera que l'axe longit udinal du véhi @le est légèrement déplacé vers la gauche par rapport à la position qu'il occupe lorsque les roues sont dans leur position "droit de vant." et que le vé- véhicule s'est déplacé vers l'avant. Le volant 17 est tourné dans 1' autre sens (c'est-à-dire ters la gauche) de façon à inverser l'angle de l'axe W des roues par rapport à l'axe longitudinal du véhi- cule. Lors de cette rotation en sens inverse du volant, la roue 9 de droite ne peut tourner en arrière, et la roue gauche est libre de tourner vers l'avant, propulsant done le véhicule vers l'avant. De préférence. l' l'écartement entre les roues motrices et directionnelles 9 et les roues arrière libres 13t et la position d u centre de gravité de la combinaison véhie ule-cond ucte ur sont tels que les roues arrières libres portent le plus grande partie du poids (par exemple environ 85%) et que les roues axant 9 motrices et directionnelles portent le reste du poids. On comprendra cependant que l'écartement entre les ro ues et le centre de gra ui- té peut varier considérablement tout en conser vant un fonctionnement satis faisant du véhicule. Egalement, les roues motrices 9 étant tournées d'approximativement 90 par rapport à la position de la Figure 1, un mou- vement de godillage du volant 17 d'approximativement 150 fera tourner le véhicule en un cercle serré, pivotant sur ses roues arrière. On comprendra que le véhicule 1 peut être propulsé et dirigé selon: me variété de trajets, y compris en ligne droite et en courbe, par exemple suivant un "8". En se reportant aux Figures 8 et 9, un second mode de réalisation du véhicule de l'invention est indiqué globalement en 101, pour le distinguer du @ véhicule 1 décrit plus haut. Des ré:fe- rences correspondantes aux Figures 1-7 et aux Figures 8 et 9 indi quent des pièces correspondantes ayant des fonctions identiq ues, qui ne doivent pas etre expliquées de nouveau ici. Le véhicule 101 porte à son extrémité ayant. un axe fixe 103 sur lequel sont tourillonnées des roues 105.Un axe oscillant 11 pourvu de roues motrices et directionnelles 9 est monté pour osciller à l'arrière dv châssis sur un axe dloscillation debout ou vertical S. L'axe 11 peut tourner de 3600 autour de son axe d'oscillation et, comme décrit précédemment, les roues 9 comprennent chacune un moyen d'entraînement unidirectionnel 18. Comme le véhicule 1 décrit plus haut, le véhicule 101 comprend m moyen 107 actionnable par le conducteur pour propulseur et diriger le véhicule, moyen comprenant une commande pon faire osciller l'axe autour de son axe d'oscillation debout S.Plus particulièrement, ce moyen d'entraînement comprend m volant 17, une première bofte d'engrenages 109, ou boîte ayant, commandée par le wlant et ayant un pignon à chaîne de sortie 111. Une seconde boite à engrenages 113, ou boite arrière, est fixée à l'extrémité arrière du châssis du véhicule et possède un pignon mené 115 avec une chaîne d'entraînement 117 entrainée autour des pignons 111 et 115. La boite à engrenages 113 possède un arbre de sortie 119 sur lequel est fixé un bras de support 21 montant l'axe 11.On comprendra que le mécanisme des boîtes à engrenages 109 et 113 est tel que, lorsque le plant tourne dans un sens (c'est-à-dire vers la gauche à la Figure 8) t l'axe 11 et les roues 9 oscillent vers la droite de façon à faire tourner le véhicule dans la direction de rotation du talant (c'est-à-dire vers la gauche). De façon similaire, lorsque le volant est tourné vers la droite, le véhicule to urnera vers la droite. Done, le véhic ule peut être dirigé dans la direction so chaitée en tournant le volant dans cette direction. Cette caractéristique permet à m jeu ne en fant sans coordination main/yeux fort dé veloppée de de venir rapidment compétent dans la conduite du véhicule. On comprendra que, avec 1 'agencement du véhicule 101 de l'inxention à roues motrices à l'arrière, celui-ci peut etre propulsé ers l'avant en faisant tourner le volant dans un sens et dans l'autre pour effectuer un mouvement de godillage des roues arrières autour d1une première position neutre (représentée à la Figure 8) pour entraîner le véhicule vers l'avant par l'intermédiaire dumoyen d'entraînement unidirectionnel 18. On comprendra encore que les ro ues 9 du véhic ule 101 peuvent. comme dans le cas du véhic ule 1, étre to unéesde 180 dans une seconde position neutre (non représentée) dans laquelle le wlant peut entre tourné dans un sens et dans l'autre pour produire m mouvement de godillage des roues et propulser le véhicule vers l'arrière. A partir de ce qui précède, on toit donc que l'invention a atteint son but, ainsi que d'autres résuitats avantageux. Bien entendu, l'in vention n'est pas limitée aux modes de réalisation représentés et décrits, qui n'ont été choisis qu'à titre d'exemple. REVENDICATIONS 1. Véhicule à roues, propulsé par son condunteur, comprenant un chassis, un siège monté sur le chassies pour supporter le conducteur, un moyen à roues pour supporter le châssis sur le sol, comprenant un axe monté pour osciller à mi-chemin entre ses extrémités, par rapport au châssis, s ir un axe debout, ledit axe pouvant tourner de 3600 a utour de son axe debout, le moyen à roues comprenant: une paire de roues portées par l'axe oscillant, généralement équidistantes de part et d'autre de l'axe debout et sur un axe commun généralement horizontal, et un moyen actionnable par le conducteur pour propulser et diriger le véhicule, comprenant un moyen pour Maire osciller l'axe autour de son axe debout et un moyen associé à chaque roue portée par l'axe oscillant, permettant leur rotation dans un sens par rapport à l'axe, mais empêchant leur rotation en sens inverse, l'axe oscillant étant adapté à occuper me première position neutre dans laquelle l'axe des roues est gé néralement perpendic ulaire à l'axe longitudinal du iehic ule, et les ro tes peuvent tourner de façon à permettre au véhic ule de rouler vers l'avant dans la direction de son axe longitudinal, l'axe oscillant étant adapté à occuper trie seconde position neutre dans laquelle l'axe de roues est généralement perpendiculaire à l'axe longit undinal du véhicule et les roues peuvent tourner de façon à permettre au véhicule de ro uler en arrière, dans la direction de son axe longittdinal, ledit axe pouvent osciller sur l'axe debout dans des directions opposées autour de sa première position neutre pour assurer une propulsion généralement lers l'avant du véhicule par l'intermédiaire d'une roue dont la rotation en arrière est bloquée tandis que l'autre tourne vers l'avant et que l'axe oscille vers l'avant en stappuyant sur le point de contact de la roue bloquée avec le sol, pour ainsi propulser le véhicule vers l'avant, 1' axe pourvant osciller de façon similaire sur l'axe debout dans des directions opposées autour de sa seconde position neutre pour assu- rer une propulsion généralement vers l'arrière du véhicule, une roue étant bloquée vis-à-vis d'une rotation vers l'avant tandis que 1' autre tourne 'ers l'arrière et que l'axe oscille vers l'arrière en s'appuyant sir le point de contact de la roue bloquée a a vec le sol, pour ainsi propulser le véhidule en arrière. 2. Le véhicule de la revendication 1, dans lequel le moyen à roues comprend encore- un axe fixe s'étendant généralement à angle droit par rapport à l'axe longitudinal du véhicule, et une paire de roues portées par l'axe fixe. 3. Le véhicule de la revendication 2, dans lequel le moyen associé à chaque roue de l'axe oscillant pou permettre leur rotation dans un sens est interposé entre la roue et l'axe. 4. Le véhicule de la revendication 3, dans lequel l'axe oscillant est en avant de l'axe fixe, et l'axe debout se trouve vers l'avant du véhicule. 5. Le véhicule de la revendication 4, dans lequel un bras pivote sur l'axe debout et porte l'axe oscillant ce dernier etant décalé par rapport à l'axe debout, et dans lequel le moyen actionnable par le conducteur comprend un wlant fixé au bras et actionnable par le conducteur pour faire osciller le bras et l'a- xe oscillant sur l'axe debout. 6. Le véhicule de la revendication 3, dans lequel l'axe oscillant est en arrière de l'axe fixe, et l'axe debo ut se trouve vers l'arrière du véhicule. 7, Le véhicule de la revendication 6, dans lequel le vé- hicule comprend un bras supportant l'axe oscillant pivotant sur l'axe debout, et le moyen actionnable par le conducteur pour propulser et diriger le v6hicule comprend m wlant et: un moyen reliant le wlant à l1axe oscillant pour faire osciller cet axe dans la direction opposée à celle de rotation du a volant, de, telle sorte que le véhicule tourne dans la direction de rotation du volant. 8. Le véhicule de la revendication 1, dans lequel l'axe oscillant est plus proche que l'axe debout du centre de gravité du véhic ule lorsqu' il se tro uve dans sa première position neutre. 9. Le véhicule de la revendication 3, dans lequel le rapport entre la distance de l'axe debout à l'axe oscillant et l'écartement des roues montées sur axe oscillant se situe entre environ 0.75 et 1,00. 10. Le véhic ule de la re vendication 9, dans lequelle rapport laut approximativement 0,87,