Brevet FR2738497A1 — publié le 19970314

Patin à roues en ligne L'invention se rapporte au domaine des patins à roues et conceme plus particulièrement les patins à roues en ligne. Les patins à roues en ligne, ou patins en ligne", ont des roues généralement situées toutes dans un même plan longitudinal du patin, et tournent chacune autour d'un axe propre sensiblement perpendiculaire au plan longitudinal du patin, les axes étant parallèles entre eux. On peut distinguer deux familles principales de patins en ligne : une première famille dans laquelle chaque axe de roue est immobilisé par rapport au patin, et une seconde dans laquelle au moins un axe de roue est mobile par rapport au patin de préférence dans un sens de rapprochement ou d'éloignement du pied d'un utilisateur. Dans la première famille, les roues sont montées sur le patin de façon réglable ou non. Une ligne de contact, définie par la courbe enveloppe des points de contact de l'extrémité inférieure de chaque roue avec le sol, a une forme droite ou convexe en fonction de l'implantation ou des réglages choisis. Quelle que soit la forme de cette ligne de contact, la conduite du patin par l'utilisateur se fait selon un mode de tout ou rien. Lorsqu'une impulsion donnée par l'utilisateur amène une ou plusieurs roues au contact du sol, la conduite du patin est effective soit dans un sens moteur, soit dans un sens de freinage. Par contre, si un mouvement de l'utilisateur éloigne le patin du sol, alors la conduite du patin n'a pas lieu. Dans la seconde famille, la mobilité d'une ou plusieurs roues par rapport au patin permet d'amortir des chocs ou de répartir les efforts de contact sur les différentes roues quand l'utilisateur donne des impulsions de conduite. Cependant, les patins selon ces deux familles ne permettent pas à l'utilisateur d'être à l'aise dans toutes les configurations. En effet, ces patins ne sont pas capables d'assurer un bon contact de toutes les roues au sol quand l'utilisateur donne des impulsions de conduite, en particulier au début et à la fin de chaque impulsion. II s'ensuit que la précision de conduite n'est bonne ni au début ni à la fin des phases d'impulsion, ce qui engendre des risques de chute. D'autre part, ces patins ne sont pas non plus à même de restituer de l'énergie provenant des efforts de conduite ou de chocs éventuels, que ce soit lors d'une impulsion de conduite ou lors d'une impulsion d'appui, en particulier pour l'appel de sauts. Par conséquent,-les performances sont insuffisantes notamment en termes de vitesse, d'accélération, et de hauteur de saut. Un objet de l'invention est de remédier à ces inconvénients en proposant un patin dont la stabilité au sol est continue et sensiblement constante pendant la durée d'une phase d'impulsion. Un autre objet de l'invention est de proposer un patin capable d'accumuler et de restituer de l'énergie emmagasinée pendant l'utilisation du patin. Un objet de l'invention encore est de faire un patin souple dans la conduite, confortable, et capable de filtrer des vibrations résultant d'un état de surface imparfait du sol. Pour cela, un patin à roues selon l'invention comprend un châssis de liaison entre au moins deux roues et une semelle de chaussure, le châssis comprenant au moins un moyen de maintien des roues à distance constante les unes des autres, et au moins une platine solidaire de la semelle. Le patin à roues selon l'invention est caractérisé par le fait que le moyen de maintien des roues et la platine sont mobiles l'un par rapport à l'autre. Cette disposition permet à toutes les roues de rester en contact avec le sol, dans des cas où la semelle fait des petits mouvements autour d'une position d'équilibre. En particulier, lorsqu'une impulsion est donnée avec le pied, I'effort exercé sur les roues n'est généralement pas constant dans le temps. La mobilité relative de l'ensemble des roues et de la platine permet avantageusement de conserver une bonne ligne de contact avec le sol, et garantit une bonne stabilité du pied de l'utilisateur. De préférence, le moyen de maintien des roues à distance constante les unes des autres est une poutre mobile dans un plan longitudinal sensiblement perpendiculaire à la semelle. Selon l'invention, tout déplacement relatif de la poutre par rapport à la semelle se fait, de préférence, par coopération avec au moins un moyen élastique. Cette structure permet au patin d'accumuler une énergie qu'il peut restituer par exemple à la fin d'une impulsion de conduite ou de saut. L'avantage est que les performances de l'utilisateur sont nettement améliorées sans qu'il ait à fournir des efforts supplémentaires. De préférence, dans un patin selon l'invention, au moins un moyen d'amortissement est inséré entre la poutre et la semelle. Le comportement du patin en est avantageusement encore amélioré notamment en souplesse d'utilisation. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description qui va suivre, en regard du dessin annexé illustrant, par des exemples non limitatifs, comment l'invention peut être réalisée et dans lequel - la figure 1 est une vue de côté d'un patin selon l'invention, - la figure 2 est une coupe selon ll-ll de la figure 1, - la figure 3 est une coupe selon 111-111 de la figure 1, - la figure 4 est une coupe selon IV-IV de la figure 1, - la figure 5 est une coupe longitudinale selon V-V de la figure 4 explicitant le fonctionnement de l'invention, - la figure 6 est une vue latérale d'ensemble d'un patin selon une variante de réalisation de l'invention, - la figure 7 est une coupe selon VII-VII de la figure 6, - la figure 8 est une coupe selon VIII-VIII de la figure 6, - la figure 9 est une vue de côté d'un patin selon une variante de réalisation de l'invention, - la figure 10 est une coupe selon X-X de la figure 9. Un mode de réalisation privilégié d'un patin à roues 1 selon l'invention apparaît à la figure 1 selon une vue latérale, qui correspond ici à un pied droit d'un utilisateur. Le patin 1 est maintenu au pied non représenté de l'utilisateur au moyen d'une chaussure 2 reliée à des roues 10, 11, 12, 13, comme il va être décrit. La chaussure 2 comprend une tige 3 solidaire d'une semelle 4. Une platine 5 prolonge la face inférieure 6 de la semelle 4 vers le bas pour former une arête longitudinale en relief sur cette face inférieure 6. Selon le mode de réalisation privilégié, la semelle 4 et la platine 5 forment une pièce unique réalisée par exemple par moulage d'une matière plastique. Comme il sera mieux montré par la suite, la platine 5 est creusée par une rainure longitudinale 7 qui permet de loger au moins un moyen de maintien des roues et au moins un moyen élastique. Le moyen de maintien des roues, réalisé ici sous la forme d'une poutre 8 de section transversale en forme de U sur laquelle sont fixées les roues 10, 11, 12, 13, permet de maintenir la roue arrière 10, les roues centrales 11, 12 et la roue avant 13, à distance-constante-les unes des autres. Les roues 10, 11, 12, 13 sont fixées de façon à être situées toutes dans un même plan longitudinal P du patin 1, qui est sensiblement vertical quand l'utilisateur est en position orthostatique, et qui sera montré sur d'autres figures. Le moyen élastique, réalisé ici sous la forme d'une lame flexible 9, coopère avec la poutre 8, comme on va le voir, pour gérer la position de la poutre 8 par rapport à la platine 5. La figure 2 montre la fixation de la roue arrière 10. La lame flexible 9 et la poutre 8 sont reliées ensemble au niveau de la roue arrière 10 par l'intermédiaire d'une chape 14 servant au montage de la roue 10. La chape 14 en forme de U est fixée sur une face inférieure 15 et à l'extrémité arrière 16 de la lame flexible 9. La roue 10 est montée libre en rotation autour d'un arbre 17 d'axe 18 fixé sur la chape 14, de façon connue de l'homme du métier, et peut donc tourner dans la chape 14. L'arbre 17 passe en même temps à travers un ensemble d'orifices, pratiqués dans des côtés 19, 20 de la chape 14 et dans des bras 21, 22 de la poutre 8, de façon à assurer la liaison entre la chape 14 et la poutre 8. Deux couches 23, 24 de matériau viscoélastique sont insérées entre la chape 14 et la poutre 8. Cette disposition a l'avantage d'éliminer toutes les vibrations parasites qui peuvent perturber le fonctionnement du patin 1. La rigidité de la chape 14 empêche toute désolidarisation de l'arbre 17, des bras 21, 22 et des côtés 19, 20, qui sont immobilisés les uns par rapport aux autres dans un plan P1 parallèle au plan de coupe ll-ll de la figure 1. Par contre, comme il est montré à la figure 3, un déplacement relatif de la chape 14 et de la poutre 8 est possible dans un plan P2 parallèle au plan de coupe 111-111 de la figure 1. En effet, si l'arbre 17 passe à travers les bras 21, 22 de la poutre 8 par des orifices circulaires, il passe à travers les côtés 19, 20 de la chape 14 par des orifices oblongs en vis à vis, ou lumières 26, 27 de la chape 14. L'arbre 17 est donc à même de coulisser d'une extrémité à l'autre des lumières 26, 27 dans le plan de coupe 111-111 à l'encontre des moyens viscoélastiques 23, 24, c'est-à-dire dans un sens sensiblement parallèle à la semelle 4. Au niveau de la roue avant 13, la lame flexible 9 et la poutre 8 sont reliées ensemble d'une façon presque identique à la liaison du côté de la roue arrière 10 par l'intermédiaire d'une chape 28- en forme de U fixée de façon commune sur la face inférieure 15 et à l'extrémité avant 29 de la lame flexible 9. La roue 13 est montée libre en rotation autour d'un arbre 30 d'axe 31 qui passe à travers un ensemble d'orifices tous circulaires de la chape avant 28 et des bras 21, 22 de la poutre 8. Dans ce cas aucun mouvement relatif n'est donc possible entre la chape 28 et la poutre 8 que ce soit dans un sens du plan P1 parallèle au plan de coupe ll-ll ou dans un sens du plan P2 parallèle au plan de coupe 111-111. Les roues centrales 11, 12 sont quant à elles reliées à la poutre 8 d'une façon conventionnelle qui apparaît par exemple en coupe à la figure 4. Il s'agit ici de la roue 1 1 dont l'arbre de rotation est inséré dans deux orifices circulaires respectivement des bras 21 et 22 de la poutre 8. La figure 4 permet de voir la rainure longitudinale 7 de la platine 5, qui est de préférence sensiblement médiane par rapport au patin 1, et dont le milieu est le plan longitudinal P. Les bras 21 et 22 de la poutre 8 sont en contact respectivement avec une paroi 32 et une paroi 33 de la rainure 7 ; cette structure permet à la rainure 7 de servir de guide à la poutre 8 qui peut se déplacer dans la rainure 7, de préférence dans une direction parallèle au plan longitudinal P et dans un sens de rapprochement ou d'éloignement de la tige 3. La lame flexible 9 est quant à elle solidarisée au fond de la rainure 7, sur une paroi 34, par au moins un moyen de retenue représenté ici sous forme de vis 35, 36. La lame flexible 9 est donc située dans une position sensiblement médiane du patin 1. Les moyens décrits ci-avant sont visibles simultanément sur la figure 5, qui est une coupe selon le plan P permettant d'expliciter le fonctionnement du patin 1. La figure 5 montre comment le moyen élastique représenté sous la forme de la lame flexible 9 est déformable dans le plan longitudinal P de déplacement de la poutre 8, chaque extrémité 16, 29 de la lame 9 étant reliée à une extrémité de la poutre 8 tandis qu'une zone intermédiaire de la lame 9 est reliée à la semelle 4 ou à la platine 5. La lame flexible 9 a de préférence une forme courbe dont les extrémités 16, 29 sont plus éloignées de la face inférieure 6 de la semelle 4 que ne l'est la zone intermédiaire. Les extrémités 16, 29 peuvent se déformer selon une valeur d'angle a du côté arrière et selon une valeur d'angle ss du côté avant, sous l'effet de chocs ou d'impulsions transmis au patin 1. Les déformations selon les valeurs d'angles a, ss sont possibles parce qu'au moins l'une des extrémités 16, 29 de la lame 9 est mobile par rapport à la poutre 8, comme il a été expliqué. Les déformations se traduisent par des variations de distance entre la courbe enveloppe C, qui passe par chaque point des roues 10, 11, 12, 13 apte à entrer en contact avec le sol, et la semelle 4 du patin 1. Les variations de distance peuvent par exemple être mesurées entre la courbe C et le fond 34 de la rainure 7. La figure 5 correspond à un cas où la courbe enveloppe C est droite, et où les roues 10, 11, 12, 13 contactent un sol S linéaire. La distance hl correspond à une position haute du patin 1 par rapport au sol S, tandis que la distance h2 correspond à une position basse. La position haute est une position naturelle dans laquelle la lame 9 n'est pas contrainte. Au contraire, la position basse traduit une accumulation d'énergie par déformation de la lame 9, énergie qui peut être restituée pour assurer un meilleur contact des roues 10, 11, 12, 13 avec le sol S, ou pour aider l'utilisateur à effectuer des sauts. Le patin 1 selon l'invention permet donc une meilleure conduite et facilite l'utilisation. Les couches de matériau viscoélastique 23, 24, qui ont été insérées au niveau de la chape arrière 14, constituent une forme de réalisation d'un moyen d'amortissement agissant par frottement et/ou par déformation entre la chape 14 et donc la lame flexible 9 et la poutre 8. En effet, chaque couche de matériau viscoélastique 23, 24 est située à une extrémité de la poutre 8 où la lame 9 et la poutre 8 sont mobiles l'une par rapport à l'autre, comme il a été expliqué. La réalisation du patin 1 peut être faite au moyen de tous les matériaux et techniques connus de l'homme de l'art. En particulier, la lame flexible 9 peut être réalisée en matériaux composites ou en métal, ainsi que les chapes 14, 28 et la poutre 8. L'assemblage entre les chapes 14, 28 et la lame 9 peut se faire par collage, soudage ou tout moyen. Le matériau viscoélastique peut être un caoutchouc, un polyuréthane ou autre. Ce mode de réalisation permet de contenir l'ensemble des éléments nécessaires au roulage à l'intérieur d'un espace dont la largeur n'excède pas celle de la rainure longitudinale 7. La structure est donc suffisamment fine pour permettre au patin 1 de s'incliner de manière conséquente dans un virage. On peut envisager d'autres modes de réalisation tel que celui montré aux figures 6, 7 et 8. Pour des raisons de commodité, on désigne les parties communes par des références identiques. Un patin 1 est visible à la figure 6 ; il présente une chaussure 2 composée d'une tige 3 solidarisée à une semelle 4. Une platine 5 prolonge la face inférieure 6 de la semelle 4, dans un sens d'éloignement de la tige 3, et selon une direction longitudinale du patin 1. Des roues arrière 10, centrales 11, 12, et avant 13 sont maintenues ensemble par une poutre 8, elle-même guidée par rapport à la platine 5 au moyen d'une rainure longitudinale 7 et d'une lame flexible 9 montrées en coupe à la figure 7. La rainure 7 est sensiblement centrée sur un plan longitudinal P du patin 1. La poutre 8 comprend deux bras 21 et 22 qui sont en contact de parois 32 et 33 de la rainure 7. La poutre 8 est apte à se déplacer dans la rainure 7 dans un sens d'éloignement ou de rapprochement du fond 34 de la rainure 7. Les déplacements sont proportionnels aux déformations de la lame flexible 9 qui est elle-même montée dans une autre rainure 59, latérale et sensiblement parallèle à la rainure 7, et maintenue dans cette rainure latérale 59 par une goupille 40. La lame flexible 9 est donc située dans une position sensiblement latérale du patin 1. La poutre 8 et la lame 9 sont reliées ensemble au niveau de leurs extrémités respectives. La figure 7 montre que la liaison du côté avant du patin 1 se fait par un arbre 41 d'axe 42 commun à la roue 13, à la poutre 8 et à la lame 9. L'arbre 41 passe par des orifices tous circulaires de la lame 9, des bras 21 et 22, et de la roue 13. Autrement dit, la lame 9 et la poutre 8 sont articulées l'une par rapport à l'autre du côté avant du patin 1 sans possibilité de translation. Par contre, la liaison est différente du côté arrière du patin 1. En effet, si un arbre 17 d'axe 18 passe en même temps par des orifices de la lame 9, d'une couche de matériau viscoélastique 23, de la roue 10, et des bras 21, 22 de la poutre 8, tous ces orifices sont circulaires à l'exception du trou oblong ou lumière 43 de la lame 9. II s'ensuit qu'un déplacement relatif est possible entre la lame 9 et la poutre 8 dans un sens sensiblement parallèle à la semelle 4. Chaque extrémité arrière 16 ou avant 29 de la lame 9 peut donc se déformer d'une valeur d'angle a ou B sous l'effet de chocs ou d'impulsions. Le fonctionnement de l'ensemble est similaire à celui du mode de réalisation préalablement décrit. De façon complémentaire, des moyens de retenue maintiennent la lame 9 sur les arbres des roues avant 13 et arrière 10. Ces moyens sont par exemple un anneau élastique 44 associé à une gorge de l'arbre 41 à l'avant du patin 1, et un anneau élastique 45 associé à une gorge de l'arbre 17 à l'arrière du patin 1 ; L'anneau élastique 45, ainsi que la couche de matériau viscoélastique 23 interposée entre la poutre 8 et la lame 9, sont visibles sur la figure 8. Le patin 1 selon ce second exemple de réalisation permet de réduire la distance qui sépare la semelle 4 du sol S, puisque la poutre 8 et la lame 9 sont situées côte à côte. Le centre de gravité du patin 1 est donc très bas. Un troisième mode de réalisation est proposé aux figures 9 et 10. Les parties communes aux modes précédents sont encore désignées par les mêmes références et ne sont plus décrites ici. La différence essentielle provient du fait que la poutre 8 est mobile par rapport à la platine 5 grâce à un système de parallélogramme déformable : des bras 46, 47, 48, 49 articulés selon des axes 50, 51, 52, 53 permettent un déplacement relatif de la poutre 8, et donc des roues 10, 11, 12, 13, par rapport à la chaussure 2 du patin 1, dans un sens d'éloignement ou de rapprochement de la semelle 4. Le déplacement des roues 10, 11, 12, 13 vers la semelle 4 est limité par contact de la poutre 8 avec la platine 5. Le déplacement des roues 10, 11, 12, 13 dans le sens d'éloignement de la semelle 4 est quant à lui limité par un moyen de retenue comme celui décrit ci-après ; une extrémité d'un tube 54 est articulée selon une goupille 55 d'axe 56 dans la rainure 7 de la platine 5, comme il est montré à la figure 10. L'autre extrémité du tube 54 comprend un moyen d'arrêt, tel qu'un épaulement 57, destiné à limiter la déformation du parallélogramme réalisé par la platine 5, la poutre 8 et les bras 46, 47 et 48, 49. De ce fait l'éloignement des roues 10, 11, 12, 13 par rapport à la semelle 4 est limité. A l'état libre, la platine 5 et la poutre 8 sont éloignées au maximum l'une de l'autre par suite de l'action permanente d'un moyen élastique, représenté sous la forme d'un ressort 58, qui agit en permanence dans le sens d'éloignement de la platine 5 et de la poutre 8. Le fonctionnement du patin 1 selon ce mode de réalisation est similaire aux autres modes, I'avantage étant qu'il fait appel à des techniques de construction plus habituelles. Bien entendu, I'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation ainsi décrits, et comprend tous les équivalents techniques pouvant entrer dans l'étendue des revendications qui vont suivre. Notamment, on peut prévoir un nombre de roues différent, des moyens élastiques sous forme de ressorts à spirale à la place de la lame flexible 9, des moyens d'amortissement à fluide au lieu des couches de matériaux viscoélastiques, des guidages de la poutre 8 par cylindres coulissants à la place de contacts dans la rainure 7. On peut également prévoir d'utiliser plusieurs lames flexibles sur chaque patin. REVENDICATIONS 1- Patin à roues (1) comprenant un châssis de liaison entre au moins deux roues (10, 11, 12, 13) et une semelle (4) de chaussure (2), le châssis comprenant au moins un moyen de maintien des roues (10, 11, 12, 13) à distance constante les unes des autres, et au moins une platine (5) solidaire de la semelle (4), caractérisé en ce que le moyen de maintien des roues (10, 11, 12, 13) et la platine (5) sont mobiles l'un par rapport à l'autre. 2- Patin (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de maintien des roues (10, 11, 12, 13) à distance constante les unes des autres est une poutre (8) mobile dans un plan longitudinal (P) sensiblement perpendiculaire à la semelle (4). 3- Patin (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que tout déplacement relatif de la poutre (8) par rapport à la semelle (4) se fait par coopération avec au moins un moyen élastique. 4- Patin (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moyen élastique est une lame flexible (9), déformable dans le plan longitudinal (P) de déplacement de la poutre (8), et en ce que chaque extrémité (16, 29) de la lame (9) est reliée à une extrémité de la poutre (8) tandis qu'une zone intermédiaire de la lame (9) est reliée à la semelle (4) ou à la platine (5). 5- Patin (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que la lame flexible (9) est située dans une position sensiblement médiane du patin (1). 6- Patin (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que la lame flexible (9) est située dans une position sensiblement latérale du patin (1). 7- Patin (1) selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce qu'au moins l'une des extrémités (16, 29) de la lame (9) est mobile par rapport à la poutre (8). 8- Patin (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'au moins un moyen d'amortissement est inséré entre la poutre (8) et la semelle (4). 9- Patin (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce que le moyen d'amortissement est une couche (23, 24) de matériau viscoélastique agissant par frottement entre la poutre (8) et la lame flexible (9). 10- Patin (1) selon la revendication 9, caractérisé en ce que la couche de matériau viscoélastique (23, 24) est située à une extrémité de la poutre (8) où la lame (9) et la poutre (8) sont mobiles l'une par rapport à l'autre. 11- Patin (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que tout déplacement relatif de la poutre (8) par rapport à la semelle (4) se fait par un système de parallélogramme déformable. 12- Patin (1) selon la revendication 11, caractérisé en ce que le système de parallélogramme déformable comprend des bras (46, 47, 48, 49) articulés selon des axes (50, 51, 52, 53). 13- Patin (1) selon la revendication 1 1 ou 12, caractérisé en ce qu'un moyen élastique agit en permanence sur le parallélogramme déformable pour éloigner la poutre (8) de la platine (5). 14- Patin (1) selon la revendication 13, caractérisé en ce que le moyen élastique est un ressort (58).