Brevet FR2526747A1 — publié le 19831118

Véhicule monocycle L'invention a pour objet un nouveau véhicule de la catégorie des cycles, dans lesquels le pilote est installé en équilibre sur un châssis monté sur au moins une roue dont la rotation au contact du sol assure sa progression. Outre les dispositifs du type bicyclette dans lesquels lté- nergie de propulsion du véhicule est fournie par un effort du pilote lui-même, on connaît de nombreux dispositifs à moteur, vélomoteurs ou motocyclettes, dont l'énergie de propulsion est fournie par un moteur, en général un moteur à combustion interne, relié par une transmission à une roue motrice, le véhicule comprenant une deuxième roue dont l'orientation détermine la direction. Ce dernier type de véhicule a connu un développement spectaculaire, non seulement comme moyen de transport utilitaire, mais également comme engin sportif en raison de la mobilité qu'il procure, de sa grande maniabilité, des accélérations qu'il autorise, etc... L'invention vise un nouveau type de cycle à moteur permettant notamment de créer une nouvelle forme de sport et de procurer aux utilisateurs des sensations inconnues avec les véhicules connus jusqu'à présent. Au regard de cet objectif, l'invention a pour objet un véhicule du type comprenant, fixé à un châssis, un ensemble comportant un bloc moteur, une transmission reliant le moteur à une roue motrice adaptée à rouler sur le sol, et un siège en forme de selle au-dessus de cet ensemble, caractérisé en ce que ledit ensemble est monté à l'intérieur de ladite roue. Selon une forme de réalisation préférée, cette roue est unique et l'ensemble lié au châssis repose directement sur la jante de la roue. Des moyens sont avantageusement prévus pour maintenir en permanence l'ensemble solidaire du châssis dans le plan de la roue. La transmission peut comprendre une roue d'attaque mue par le moteur et propre à rouler sur une voie d'entrarnement circulaire le long de ladite jante. Cette voie peut être réalisée sous forme d'une crémaillère attaquée par un pignon de transmission et montée par exemple à l'intérieur de la jante,ou de deux crémaillères latérales d'un coté et de l'autre de cette jante. Lorsque la roue motrice est dressée dans un plan vertical, l'ensemble solidaire du châssis se trouve positionné dans la portion inférieure de l'espace interne de la roue, de façon à permettre au pilote de l'engin de chevaucher cet ensemble lorsqu'il est assis sur la selle, la partie supérieure de son corps se trouvant dans la portion de l'espace interne de la roue surmontant ledit ensemble. L'engin est pourvu, comme dans le cas d'une motocyclette de points d'appui pour les pieds et pour les mains. A la différence d'une motocyclette toutefois, le moyen d'appui pour les mains ou guidon est normalement lié rigidement au châssis et n'a pas d'action sur la direction d'avancement du véhicule. En fonctionnement, lorsque le pilote embraye la transmission entre le moteur et la roue, celle-ci tend à faire avancer l'ensemble lié au châssis le long de la jante de cette roue. Cependant, le poids de cet ensemble et du pilote tend à maintenir constamment cet ensemble dans la partie inférieure de l'espace interne de la roue, ce qui provoque son roulement sur le sol. Lorsque la roue est lancée à une vitesse suffisante, l'engin et son équipage se maintiennent aisément en équilibre sans qu'une aide des pieds du pilote soit nécessaire, comme dans tout autre cycle. Comme dans ces derniers également, la direction de l'engin peut être modifiée en provoquant l'inclinaison du plan de rotation de la roue de locomotion. Celleci peut être aisément obtenue par un décentrage du poids du corps du pilote d'un côté ou de l'autre du plan de symétrie de la roue perpendiculaire à son axe. Le rayon de courbure du virage dépend de l'inclinaison de la roue et de sa vitesse. A faible vitesse, la modification de direction peut être obtenue, par exemple, par de simples coups de reins de la part du pilote. Selon un mode de réalisation, l'ensemble lié au châssis repose sur une crémaillère d'entraînement à l'intérieur de la roue par l'intermédiaire de deux pignons dentés espacés symétriquement par rapport à un plan vertical passant par l'axe de la roue. Bien d'autres dispositions sont possibles à titre complémentaire, dont certaines sont évoquées à propos deremples de réalisation, décrits ci-après, en référence aux dessins annexés, sur lesquels la figure 1 est une vue schématique en élévation d'un engin selon l'invention ; la figure 2 est une vue de face de l'engin dans deux positions la figure 3 est une vue en coupe de la roue proprement dite par un plan de section III-III sur la figure 1 la figure 4 est une vue schématique en élévation d'une variante de réalisation de la machine de la figure 1 les figures 5A et 5B illustrent, respectivement en coupe transversale et en perspective une variante de réalisation les figures 6A et 6B illustrent, en coupe et en perspective, respectivement, une autre variante de réalisation. Un véhicule monocycle 10 selon l'invention (figure 1) comprend une roue 12 sans moyeu ni rayons et équipée d'un bandage de roulement pneumatique 14 de constitution analogue à celle des pneumatiques de motocyclette, par exemple, et d'un diamètre approprié. Le pneu 14 est monté sur une jante rigide 16 possédant une section 17 en forme de gouttière du côté extérieur (figure 3) et dont la face interne est garnie d'une crémaillère 18 sur toute sa périphérie interne. Les dents de la crémaillere sont, dans cet exemple, parallèles à l'axe de la roue 12. Sur les parois latérales ou joues 20 et 21 de la jante 16 sont prévus deux rails circulaires respectifs 22 et 23 faisant saillie dans une direction sensiblement parallèle à l'axe de la roue. Dans l'espace interne libre 25, à l'intérieur de la jante 16, est monté un ensemble 26 comprenant un châssis non représenté, un bloc moteur fixé à ce châssis et schématiquement représenté en 28, et une selle horizontale 30 fixée à la partie supérieure de l'ensemble 26. L'ensemble 26 comprend en outre un réservoir de carburant représenté schématiquement en 32 et permettant l'alimentation du moteur du bloc 28, lequel peut être un moteur à explosion classique, par exemple un moteur deux temps ou quatre temps d'une cylindrée analogue à celles qui sont utilisées sur les motocyclettes. L'ensemble 26 comprend encore deux repose-pieds 35 et 36 cor.stitués par deux tiges métalliques faisant saillie dans une direction parallèle à l'axe de la roue de part et d'autre du plan de celle-ci, de façon à permettre à un pilote représenté schématiquement en 38, assis sur la selle 30, de chevaucher l'ensemble 26, en reposant, en marche, ses pieds sur les repose-pieds, tout en gardant la faculté, à l'arrêt, de maintenir l'engin en équilibre en posant un pied au moins sur le sol 40. Solidaire du chassis est également un guidon 42 pourvu de deux branches 44 et 45 permettant au pilote de reposer ses mains et lui fournissant un point d'appui pour modifier la position de son corps lors du pilotage de l'engin. Deux pignons dentés 46 et 47 sont articulés sur le châssis autour d'axes respectifs parallèles à l'axe de la roue dans une position où ils engrènent chacun avec la crémaillère 18. Ces pignons 46 et 47 assurent au repos la transmission du poids de l'ensemble 26 et du pilote à la roue 12 à la verticale du point d'application 48 de la roue 12 sur le sol 40. L'un au moins de ces pignons1 par exemple le pignon avant 46, est entraîné par le moteur 28 par une transmission non représentée qui peut être réalisée de façon analogue à une transmission de motocyclette. Elle peut par exemple comporter une boîte de vitesses et un embrayage de façon à permettre la mise en rotation progressive de l'engrenage de traction 46 et le changement de rapport entre l'arbre de sortie du moteur et cet engrenage lorsque l'engin est en fonctionnement. L'ensemble 26 comprend en outre des glissières latérales 50 et 51 solidaires du châssis, bien visibles sur la figure 2. La glissière 50 est montée autour du rail 23 de la roue 12 et la glissière 51 autour du rail 24 de façon à permettre à la roue 12 de pouvoir se déplacer par rapport à l'ensemble 26, tout en maintenant le plan de symétrie de cet ensemble dans le plan de la roue 12. En particulier, le nombre de glissières 50 et 51, leur longueur et la position de leurs points d'application sur la périphérie de la roue 12 sont déterminés pour empêcher tout débattement entre le plan de symétrie longitudinal de l'ensemble 26 et le plan de symétrie longitudinal de la roue 12. Dans la configuration schématique représentée à la figure 2, les glissières 50 et 51 fournissent notamment un appui con tre les arêtes latérales des rails 22 et 23 pour empêcher toute possibilité de débattement latéral. Des roulements peuvent être avantageusement prévus pour assurer la liaison avec un minimum de friction entre les rails-23 et 24 et les glissières 50 et 51. Bien entendu, il est également posai ble de prévoir un appui latéral du châssis au moyen de rouleaux de guidage par exemple, directement contre les joues 20 et 21 de la jante 16 de la roue 12. Dans la représentation de la figure 1, l'ensemble 26 est carrossé par un capot 65 qui ménage une surface sensiblement plane 90 à l'avant de' la selle 30 au-dessus du bloc moteur 28 et une surface également plane 52 à l'arrière, au-dessus du réservoir 32. Ce capot 65 est prolongé aux extrémités avant et arrière du bloc 26 par une cloison de protection en forme d'arceau 54 disposée vis-à-vis de la face interne de la crémaillère 18 tout autour de l'espace libre 25 entre la roue 12 et l'ensemble 26. Bien entendu il est possible de prolonger la cloison de protection 54 latéralement de façon à venir en recouvrement partiel des bords de la crémaillère 18 et éventuellement des rails 22 et 23. I1 est également possible de la rendre solidaire de glissières supplémentaires telles que 50 et 51. Selon une forme de réalisation illustrée à la figure 4, un voile de protection 60, par exemple en matière translucide, est fixé à la fois à la cloison 54 dans la portion frontale de celle-ci et à l'avant de l'ensemble 26 de façon à fournir une protection contre les intempéries pour le pilote 38 sans nuire à sa visibilité. La bordure 62 de ce voile 60 est conformée pour faciliter la montée et la descente du pilote sur l'engin et le passage de ses jambes. A l'avant, l'engin 10 peut être équipé de deux phares 61 et 62 de part et d'autre de la-roue 12, montés dans le capot 65 carrossant l'ensemble 26. En fonctionnement, l'engin se pilote sensiblement comme une motocyclette. Le conducteur 38 s'installe sur la selle 30 dans une position à califourchon sur l'ensemble 26. Lors de la mise en route du moteur, l'engrenage de traction 46 tend à entraîner l'ensemble 26 et les parties qui en sont solidaires le long de la crémaillère 18 à l'intérieur de la roue 12. En raison du poids combiné de l'ensemble 26 et du pilote, ce mouvement d'entraînement tend à faire basculer la roue dans le sens de la flèche 70 et à provoquer un mouvement d'avance de celle-ci le long du sol 40. Le guidage de l'engin s'effectue en modifiant l'inclinaison de la roue 12 par rapport à sa position verticale en marche rectiligne (position I sur la figure 2).Cette modification est effectuée par le pilote qui décentre son poids par rapport au plan de symétrie de la roue 12, provoquant ainsi l'inclinaison de celle-ci d'un angle A vers une position représentée par exemple en II sur la figure 2 pour faire évoluer l'engin vers la droite. Ces mouvements de contrôle de la direction présentent une parenté avec ceux du contrôle d'une moto. En particulier, au ralenti, il est possible de modifier cette direction par un simple coup de rein. Lors des accélérations et des ralentissements, le mouvement relatif de l'ensemble 26 chevauché par le pilote et de la roue 12 procure des sensations de conduite nouvelles par rapport à celles que l'on peut expérimenter sur les engins existants. Bien entendu, on prévoit la dimension de la roue 12 de telle façon que la dimension de l'espace interne 25 soit suffisante pour permettre à un pilote 28 d'être installé à l'aise à l'intérieur de cet espace. De préférence, la position des organes moteurs et l'agencement de l'ensemble 26 sont déterminés de façon telle que lorsque son centre de gravité est au plus bas par rapport à l'axe de la roue sous l'effet de la gravité, les surfaces 50, 30 et 52 soient sensiblement horizontales. En outre, les moyens d'installation du pilote, selle 30, repose-pieds 36 et guidon 42, sont avantageusement reliés au châssis par l'intermédiaire d'une suspension appropriée. Un système de freinage est prévu. Selon une forme de réalisation, il comprend des patins frotteurs qui viennent s'appliquer contre les joues de la jante 20, 21. Selon une autre forme de réalisation, ces patins agissent directement sur la surface des rails 22 et 23. Des variantes sont possibles par rapport à l'exemple de réalisation qui vient d'être décrit. Aux figures 5A et 5B, le pneu 14 est monté sur une jante 20-1 qui présente sur sa face interne une crémaillère circulaire 18-1 identique à la crémaillère 18 et avec laquelle engrènent deux roues dentées telles que 46 et 47 de la figure 1. Dans les parois latérales de cette jante 20-1 sont pratiquées deux gorges respectivement 81 et 83 qui servent de guidage à deux tenons respectifs 84 et 86 qui viennent se loger dans ces rainures. Les tenons 84 et 86 dépendent chacun d'un bras respectif 85 et 87, de part et d'autre de chacune des roues dentées 46 et 47 Comme le représente la figure 5A, l'axe 88 de la roue 46 est fixé à ses extrémités aux bras 85 et 87.Les tenons 84 et 86 et les bras 85 et 87 coopèrent avec les gorges 81 et 83 et les bords latéraux de la jante 20-1 pour maintenir l'équipage ou ensemble 26 dans le plan de la roue 12. Dans la variante de réalisation présentée aux figures 6A et 6B, le pneumatique 14 est monté sur une jante 20-2 dont les faces latérales sont garnies chacune d'une crémaillère respective 91, 92 avec lesquelles engrènent deux pignons dentés opposés respectifs 93, 94. La face interne 95 de la jante 20-2 forme un chemin de roulement sur lequel viennent prendre appui deux galets 96 d'axe horizontal pour transmettre le poids de l'équipage mobile 26 à la roue 12. Les pignons 93 et 94 assurent en même temps l'entraînement de la roue 12 et le calage de l'équipage mobile 26 dans le plan de la roue. Les pignons 93 et 94 sont montés rotatifs autour d'axes parallèles aux côtés de la jante 20-1 et entraînés en sens inverse à l'aide d'une transmission non représentée. Revendications 1. Véhicule du type comportant, fixé à un châssis, un ensemble (26) comprenant un bloc moteur (28), une transmission reliant le moteur à une roue motrice (12) mobile sur le sol et un siège (30) en forme de selle au-dessus de cet ensemble, caractérisé en ce que l'ensemble (26) est monté à l'intérieur t25) de ladite roue (12). 2. Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite roue mobile (12) est unique et ledit ensemble (26) fixé au châssis repose directement sur la jante (16) de cette roue. 3. Véhicule selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par un guidage circulaire (22, 23) autour de ladite roue (12) et des moyens d'appui (50, 51) du châssis le long de ce guidage pour maintenir ledit ensemble (26) dans le plan de la roue (12). 4. Véhicule selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens d'appui comprennent des galets propres à rouler au contact dudit guidage. 5. Véhicule selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite transmission comprend une roue d'attaque (46) propre à rouler sur une voie d'entraînement circulaire (18) le long de ladite roue mobile sur le sol. 6. Véhicule selon la revendication 5, caractérisé en ce ladite voie d'entraînement est une crémaillère (18) solidaire de la jante de la roue, notamment sur la face interne ou sur au moins une face latérale de celle-ci et ladite roue d'attaque est un pignon (46) engrenant avec cette crémaillère. 7. Véhicule selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit ensemble (26) lié au châssis repose sur la jante de la roue motrice par au moins deux roues. 8. Véhicule selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'une au moins des roues de support participe à l'entraînement de la roue motrice (12) sur le sol. 9. Véhicule selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le châssis est surmonté par une cloison de protection (54) en forme d'arceau disposée visà-vis de la face interne de la jante de la roue (12). 10. Véhicule selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par une protection contre les intempéries (60) solidaire du châssis.