Brevet FR2593134A1 — publié le 19870724

La présente invention se rapporte à une pédale pour une bicyclette, et plus particulièrement à une pédale pour une bicyclette, qui a un corps de pédale ayant, à ses deux côtés, des surfaces de support du pied et est supporté rotatif sur un arbre de pédale monté sur un bras de manivelle sur la bicyclette. En général, la pédale d'une bicyclette, comme cela est révélé dans la divulgation du modèle d'utilité au Japon No. 57-46 092, comprend un arbre comprenant une base montée sur l'arbre de manivelle, une partie d'arbre intermédiaire s'étendant axialement vers l'extérieur de la base et une partie extrême, et est pourvue d'un premier roulement à billes entre la base et la partie d'arbre intermédiaire à proximité du bras de manivelle, et d'un second roulement à billes entre la partie extrême et la partie axialement externe du corps de la pédale, le corps de la pédale étant supporté rotatif sur l'arbre. L'arbre de la pédale est supporté sur le bras de manivelle en porte-àfaux et la base est soumise à un moment maximum de flexion, la base doit donc être épaisse pour supporter ce moment maximum de flexion, en d'autres termes, la force maximale d'appui du pied. En revanche, la force d'appui du pied agissant sur le corps de la pédale, en considérant la position de pédalage du cycliste, est transmise pour la plus grande part (environ 75%) par le second roulement à billes, à l'arbre de la pédale, de la partie externe du corps de la pédale qui est éloignée du bras de manivelle. En conséquence, il faut que la partie extrême de l'arbre de la pédale soit d'un diamètre suffisamment grand pour supporter la force d'appui du pied, comme pour la base. Par conséquent, l'épaisseur du corps de la pédale entre sa surface supérieure de support du pied et sa surface inférieure du support du pied est restreinte par le diamètre de l'arbre de la pédale, ce qui pose un problème par le fait qu'il est difficile à l'épaisseur d'être plus petite qu'une valeur prédéterminée. En d'autres termes, l'épaisseur du corps de la pédale dépend du diamètre de la base qui est soumise au moment maximum de flexion et de la dimension du roulement à billes du côté de la base, et ne peut être réduite. Par conséquent, le jeu entre la pédale et le sol ne peut être suffisamment important, avec pour résultat que l'angle d'inclinaison de la bicyclette ne peut être suffisamment important vis-à-vis du sol. Lorsqu'une pédale conventionnelle est destinée à assurer un jeu important vis-à-vis de la-route, la surface de support du pied à la partie axialement interne du corps de la pédale à proximité du premier roulement à billes est sacrifiée et d'autres parties sont formées moins épaisses que la partie axialement vers l'intérieur, permettant ainsi au jeu avec la route d'être plus grand. Au contraire, la surface de support du pied du côté du bras de manivelle est inutile et la force d'appui du pied pour un usage réel s'éloigne du bras de manivelle de l'étendue de la longueur de la partie axialement vers l'intérieur qui est plus épaisse, posant ainsi un problème par le fait que la position du cycliste devient impropre, diminuant l'efficacité de transmission de la force d'appui du pied. Il est donc impossible de résoudre fondamentalement les problèmes ci-dessus. La présente invention a pour objet une pédale pour une bicyclette, o il soit possible de réduire l'épaisseur du corps de la pédale dans son ensemble en empêchant la surface de support du pied d'être séparée du bras de manivelle. En plus de détail, l'inventeur a remarqué que dans l'exemple conventionnel, le corps de la pédale est supporté sur l'arbre de la pédale par des premier et second roulements à billes qui sont séparés l'un de l'autre, à la base et à l'extrémité de l'arbre de la pédale, il est donc impossible de réduire le diamètre de la partie extrême en considérant de la transmission et de la distribution d'une force d'appui du pied, mais deux roulements sont utilisés pour supporter l'arbre de la pédale à son extrémité pour ainsi permettre à la force d'appui du pied d'être dispersée et au diamètre de la partie extrême de l'arbre de la pédale d'être réduit, et étant donné que le premier roulement à billes prévu du c8té de la base nécessite d'établir l'épaisseur de la pédale du c8té de la base en considérant non seulement le diamètre de l'arbre de la pédale mais également la dimension du premier roulement à billes, il faut que ce corps soit d'une épaisseur importante. Par conséquent, la présente invention est dirigée vers deux roulements à billes à la partie extrême de l'arbre de la pédale, mais non pas du c8té de la base, pour permettre ainsi au corps de la pédale d'être dans son ensemble d'une moindre épaisseur. Selon l'invention, dans la pédale pour bicyclette, qui est supportée rotative sur l'arbre de la pédale monté sur le bras de manivelle de la'bicyclette, le corps de la pédale ayant sur ses deux c8tés des surfaces de support du pied, la partie extrême de l'arbre de la pédale est d'un plus petit diamètre que sa base qui est montée sur le bras de manivelle et des premier et second roulements à billes sont prévus entre la partie extrême et le corps de la pédale qui lui fait face, le corps de la pédale étant supporté rotatif sur la partie de plus petit diamètre de l'arbre de la pédale. En plus de détail, tandis que le diamètre de l'arbre de la pédale est suffisamment grand pour supporter le moment maximum de flexion, le premier roulement à billes est disposé à la partie extrême de l'arbre de la pédale afin de supporter, avec le second roulement à billes, le corps de la pédale, et la force d'appui du pied à appliquer à l'arbre de la pédale, de la partie axialement vers l'extérieur du corps de la pédale, est dispersée par les deux roulements à billes pour être transmise à l'arbre de la pédale, permettant ainsi à la partie extrême de l'arbre de la pédale d'être d'un diamètre réduit. En conséquence, comme aucun roulement n'est prévu du côté de la base de la pédale et que sa partie extrême peut 8tre réduite en diamètre, la partie axialement vers l'intérieur du corps de la pédale peut être réduite en épaisseur, sans être restreinte par le roulement à billes, donc l'épaisseur de la partie axialement vers l'extérieur peut être établie sur la base de l'épaisseur de la partie axialement vers l'intérieur, et donc le corps de la pédale peut être moins épais dans son ensemble ce qui permet d'augmenter le jeu ou la distance par rapport à la route. De même, comme toute la surface du corps de la pédale peut être formée en une surface de support du pied, celle-ci peut s'approcher du bras de manivelle pour permettre au cycliste de pédaler en bonne position, améliorant ainsi l'efficacité de transmission de la force d'appui du pied transmise à l'arbre de la pédale. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure i est une vue avant en coupe longitudinale d'un mode de réalisation d'une pédale de bicyclette selon l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe faite suivant la ligne II-II de la figure 1; - la figure 3 est une vue en coupe d'un mode de réalisation modifié de l'invention, correspondant à la figure i; et - la figure 4 est une vue en coupe faite suivant la ligne IV-IV de la figure 3. En se référant à la figure 1, le chiffre de référence 1 désigne un arbre de pédale monté à une extrémité libre d'un bras de manivelle K, sur un pédalier de bicyclette, et 2 désigne un corps de pédale supporté rotatif sur l'arbre 1 de la pédale et ayant, à ses deux surfaces, des surfaces de support du pied 2a et 2b respectivement, l'arbre i comprenant une base 11 ayant, à son pourtour externe, un filetage, une partie d'arbre intermédiaire 12 s'étendant axialement vers l'extérieur de la base 11, une partie rotative de commande 13 angulaire en section, et prévue entre la base 11 et la partie d'arbre intermédiaire 12 et une partie extrême 14 placée axialement vers l'extérieur de la partie intermédiaire 12. Dans un mode de réalisation de la pédale de l'invention que l'on peut voir sur les figures 1 et 2, la partie extrême 14 sur l'arbre 1 de la pédale est d'un plus petit diamètre que la base 11 montée sur le bras de manivelle K et des premier et second roulements à billes 3 et 4 sont prévus entre la partie extrême 14 et le pourtour interne du corps 2 de la pédale, lui faisant face. Dans la construction ci-dessus, les premier et second roulements à billes 3 et 4 sont soumis à la force d'appui du pied pour pédaler, la force d'appui du pied étant distribuée aux roulements à billes 3 et 4 puis transmise à l'arbre 1 de la pédale, donc le diamètre de la partie extrême 14 peut être plus petit que celui de l'arbre de la pédale dans une pédale conventionnelle qui est pourvue, du côté de la base 11, du premier roulement à billes 3, en d'autres termes, qui est pourvue à la partie extrême 14, du second roulement à billes 4. De même, le diamètre de la partie extrême 14 est plus petit, dans les limites de support du moment maximum de flexion dû à la force d'appui du pied transmise par les premier et second roulements à billes. En se réfèrant à la figure 1, une partie d'arbre continuant la partie intermédiaire 12 est pourvue d'un chemin interne de roulement 31 du premier roulement à billes 3 et s'effilant doucement pour former une partie effilée 14a, et la partie extrême 14 en continuation de la partie effilée 14a est d'un diamètre encore plus petit et a un filetage 14b avec lequel est vissé un porte-billes 42 ayant un chemin externe de roulement 41 pour le second roulement à billes 4. Le premier roulement à billes 3 comprend le chemin interne de roulement 31, une bague externe 33 ayant un chemin externe de roulement 32 faisant face au chemin interne 31 et un certain nombre de billes 34 interposées entre le chemin interne 31 et le chemin externe 32. Le second roulement à billes 4 comprend le porte-billes 42, une bague externe 44 ayant un chemin externe de roulement 43 faisant face au chemin interne de roulement 41 sur le porte-billes 42 et un certain nombre de billes 45 interposées entre les chemins de roulement 41 et 43, les bagues externes 33 et 43 montrées sur la figure 1 faisant corps l'une avec l'autre. Le porte-billes 42 est ajusté, en étant vissé, de manière que le corps 2 de la pédale, fixé par les bagues externes 33 et 34 en une pièce ajustées à pression sur le corps 2 de la pédale, soit ajusté en rotation. De plus, les premier et second roulements à billes 3 et 4 sont disposés axialement vers l'intérieur et vers l'extérieur de la position séparée d'environ 60 mm du bord interne la de la base 11 de l'arbre 1 de la pédale et à proximité l'un de l'autre. La position centrale entre les deux roulements à billes 3 et 4, et l'intervalle entre eux, ne sont pas particulièrement définis. Cependant, il est préférable que le premier roulement à billes 3 soit disposé vers l'extrémité au-delà de la position de la moitié de toute la longueur axiale de l'arbre 1 de la pédale, à l'exception de la base 11. De même, le porte-billes 42 et les bagues 33 et 44 sont formées en métal et les chemins de roulement 32, 41 et 43 sont frittés. Le corps 2 de la pédale est fait en un métal léger, comme de l'aluminium, et forme, totalement, sur ses deux surfaces, les surfaces de support du pied. Au centre du corps i de la pédale, en direction longitu- dinale de la bicyclette, sont prévus un perçage 21 de réception de la section intermédiaire 12 de l'arbre 1 de la pédale et un perçage de support 22 continuant le perçage 21 par un épaulement, de manière que les bagues externes 33 et 44 en une pièce soient ajustées à pression dans le perçage 22 pour ainsi supporter le corps 2 de la pédale de manière rotative sur la partie 14 de plus petit diamètre. De plus, le corps 2 de la pédale est empêché, par le premier roulement à billes, de se déplacer axialement vers l'intérieur relativement à l'arbre 1 de la pédale et, par le second roulement à billes 4, de se déplacer axialement vers l'extérieur par rapport à lui. Par ailleurs, la pédale montrée sur la figure 1 est pourvue, dans le perçage de réception 21, d'un manchon 5 ayant un faible coefficient de frottement. Le manchon 5 n'est pas indispensable mais est utile pour empêcher le corps 2 de la pédale de diminuer en efficacité de rotation, parce qu'il évite un contact direct de la surface interne du corps 2 de la pédale avec le pourtour externe de l'arbre 1 de la pédale. Le manchon 5 peut faire bloc avec le corps 2 de la pédale qui est moulé en un métal léger ou en résine synthétique, ou bien il peut être pourvu, au pourtour interne, d'une ou plusieurs gorges annulaires d'huile dans lesquelles est introduite de la graisse afin d'empêcher l'eau de pluie d'entrer dans chaque roulement à billes 3 ou 4 à l'intérieur du perçage de réception, à travers un espace entre le bord du corps 2 de la pédale et l'arbre 1. De plus, sur le dessin, les chiffres de référence 6 et 7 désignent des écrous indesserrables qui sont vissés à la partie extrême 14b de l'arbre 1 de la pédale, et 8 désigne un capuchon monté amovible sur une ouverture du perçage 22. La pédale de bicyclette de l'invention, construite comme ci-dessus, est vissée à la base 11 de l'arbre 1 de la pédale, à l'extrémité libre du bras de manivelle K de la bicyclette. La force d'appui du pied due au cycliste est transmise du corps 2 de la pédale au bras de manivelle K par les premier et second roulements à billes 3 et 4, l'extrémité 14 de l'arbre 1 de la pédale et sa base 11. Comme le corps 2 de la pédale est supporté rotatif sur la partie extrême de plus petit diamètre de l'arbre 1 de la pédale par les premier et second roulements à billes 3 et 4, les surfaces de support du pied 2a et 2b aux parties axialement vers l'intérieur du corps 2 de la pédale peuvent s'approcher de l'axe de l'arbre 1 de la pédale sans 8tre restreintes par le roulement à billes. Par conséquent, le corps 2 de la pédale peut avoir son épaisseur réduite à sa partie axialement vers l'intérieur du côté du bras de manivelle en comparaison avec le corps conventionnel et l'épaisseur de sa partie axialement vers l'extérieur est établie sur la base de l'épaisseur de sa partie axialement vers l'intérieur, le corps 2 dans son ensemble étant d'une moindre épaisseur. Par conséquent, lorsque la bicyclette, dans son fonctionnement, est fortement tournée ou passe sur une pente, comme sur une piste de course, l'espace avec la route est plus important, ce qui permet d'augmenter l'angle d'inclinaison de la bicyclette relativement au sol. Les surfaces respectives de support du pied 2a et 2b du corps 2 de la pédale, qui sont totalement plates et parallèles à l'axe de l'arbre 1, peuvent mieux s'approcher plus du bras de manivelle K que dans le cas d'une pédale conventionnelle. Par conséquent, le cycliste peut prendre une bonne position lorsqu'il pédale, ce qui améliore l'efficacité de transmission de l'appui du pied transmis à l'arbre 1 de la pédale. L'arbre 1, qui est d'un plus petit diamètre à sa partie extrême 14, supporte le corps 2 de la pédale par les deux roulements à billes 3 et 4, assurant ainsi sa résistance nécessaire au corps 1. Alternativement, un corps 20 de pédale peut être formé en résine synthétique et divisé en moitiés des deux côtés d'une ligne passant par l'axe de l'arbre 1, comme le montrent les figures 3 et 4, les moitiés séparées 20A et 20B étant reliées par un moyen de liaison, comme par une soudure. Ainsi, un arbre 10 de la pédale et des premier et second roulements à billes 30 et 40, à une partie extrême de l'arbre 10, sont formés en une pièce afin de supporter le corps 20 de la pédale, et un porte-billes 420 pouvant être vissé à un filetage 140b à la partie extrême 140 permet d'ajuster facilement l'efficacité de rotation du corps 20 et en outre, les roulements à billes 30 et 40 sont faciles à incorporer. 2593134 Dans le mode de réalisation modifié des figures 3 et 4, la partie extrême 140 de l'arbre 10 est rendue plus petite en diamètre de manière échelonnée, une bague interne 35 ayant une bille interne de roulement 310'est fixée sur le pourtour externe d'une partie latérale de base de la partie 140a de l'arbre de plus petit diamètre, le porte-billes 420 est vissé à un filetage 140b prévu sur le pourtour externe de la partie extrême 140, et les bagues externes 330 et 440 sont séparées l'une de l'autre. De plus, un manchon 50 fait corps avec les moitiés respectives 20A et 20B du corps 20 de la pédale. Dans ce mode de réalisation, le chemin de roulement 310 n'est pas prévu directement sur l'arbre 10 de la pédale, et il n'est donc pas nécessaire de le fritter, avec pour résultat une diminution du prix de fabrication et qu'il n'y a pas à craindre que l'arbre 10 puisse être cassé lorsqu'il est fritté. De plus, sur les figures 3 et 4, le chiffre de référence 110 désigne une base de l'arbre 10, 120 désigne sa partie intermédiaire, et 130 désigne une partie active en rotation, qui sont identiques à celles du mode de réalisation des figures 1 et 2. De même, le corps 20 de la p4dale dans le mode de réalisation modifié des figures 3 et 4 peut être formé en métal léger autre que la résine synthétique et divisé en moitiés, de manière que les surfaces en aboutement puissent être reliées par un moyen de liaison, comme un adhésif ou des vis d'ajustement. De même, le porte- billes 420 et la bague interne 35 peuvent être placés de manière inverse l'un par rapport à l'autre. Comme on peut le voir dans ce qui précède, le corps 2 ou 20 de la pédale est supporté à la partie extrême 14 ou 140 de plus petit diamètre par le premier roulement à billes 3 ou 30 et le second roulement à billes 4 ou 40 interposé entre le corps 2 ou 20 de la l 2593134 pédale et la partie extrême 14 ou 140, ce qui permet ainsi de réduire l'épaisseur sans restriction due au premier roulement à billes 3 ou 30 et ajustement de l'épaisseur de la partie axialement externe du corps. Par conséquent, tout le corps de la pédale peut être d'une épaisseur réduite, par rapport au corps conventionnel, avec pour résultat qu'un espace plus grand est assuré relativement à la route. De même, les surfaces de support du pied peuvent s'approcher du bras de manivelle parce qu'elles sont formées sur la surface du corps de la pédale du c8té du bras de manivelle, ainsi le cycliste peut prendre une bonne position pour pédaler, ce qui améliore l'efficacité de transmission de la force d'appui du pied. Les premier et second roulements à billes et la partie extrême de l'arbre de la pédale peuvent assurer une plus grande surface du chemin de roulement, permettant ainsi la réduction de l'usure locale en comparaison avec la pédale conventionnelle pourvue, du côté de la base, du premier roulement à billes, ainsi que l'amélioration de la durabilité du roulement à billes. Par ailleurs, la force d'appui du pied à transmettre à l'arbre de la pédale est dispersée par les deux roulements à billes, ce qui réduit la charge appliquée à chaque roulement en comparaison avec le roulement conventionnel. Par conséquent, les rayons du chemin de roulement et de chaque bille peuvent être plus petits, ce qui réduit la présence d'un jeu dans les paliers dû à une surface grossière du chemin de roulement. Donc, le roulement à billes peut être de petite dimension, ce qui permet de donner, au corps de la pédale, une épaisseur encore plus faible. 12 2593134 REVENDICATIONS 1. Pédale pour une bicyclette qui est supportée sur un bras de manivelle, caractérisée en ce qu'elle comprend: un arbre de pédale (1) monté sur ledit bras de manivelle et pourvu d'une base montée sur ledit bras de manivelle, une partie intermédiaire est une partie extrême, ladite partie extrême étant d'un plus petit diamètre que ladite base, un corps (2) de pédale supporté rotatif sur l'arbre et ayant sur ses deux côtés, des surfaces de support du pied (2a, 2b), respectivement; et des premier et second roulements à billes (3,4) prévus entre ledit corps de la pédale et ladite partie extrême dudit arbre. 2. Pédale selon la revendication 1, caracté- risée en ce qu'à partie de connexion de ladit partie intermédiaire de l'arbre et de ladite partie extrême de l'arbre en continuation de ladite partie intermédiaire est prévue un chemin de roulement (31) pour le premier roulement à billes (3). 3. Pédale selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'un manchon (5) est prévu entre le corps de la pédale et la partie intermédiaire de l'arbre du côté de sa base. 4. Pédale selon la revendication 3, caractérisée en ce que le manchon (5) précité fait bloc avec le corps de la pédale (2). 5. Pédale selon la revendication 1, caractérisée en ce que le corps de ladite pédale est divisé en deux parties (20) qui sont reliées l'une à l'autre par un moyen de liaison et les premier et second roulements à billes (30, 40) prévus à la partie extrême 13 2 5 92593134 de l'arbre sont formés en une unité avec ladite partie extrême avant assemblage des premier et second roulements à billes dans ledit corps de pédale.