Brevet FR2843090A1 — publié le 20040206

La présente invention concerne une trottinette à propulsion mécanique et, en particulier, une structure nouvelle de trottinette actionnée manuellement, dans laquelle le mouvement oscillant de la barre d'actionnement est utilisé pour l'avancement. Dans les premières réalisations, les trottinettes ne disposaient pas de barre de manoeuvre. De ce fait, il était difficile de garder l'équilibre et leur manipulation était complexe. Etant donné que la manipulation des trottinettes demande un entraînement prolongé ou un grand sens de l'équilibre, leur utilisation était limitée presque uniquement au jeu et principalement aux enfants. Par la suite, elles ont été largement utilisées pour remplacer la marche lorsqu'elles ont été munies d'une barre de manoeuvre et d'une structure motorisée ou mécanisée. En général, la source d'énergie d'une trottinette à propulsion mécanique est soit une batterie permettant d'entraîner un moteur électrique, soit un moteur à essence, soit un moyen purement mécanique, etc. Toutefois, une batterie a un poids important, et doit être chargée; de plus elle est limitée par le nombre d'heures de service. Un moteur à essence est quant à lui lourd, mais aussi bruyant, polluant et dangereux. Ces facteurs négatifs sont donc à prendre en compte lorsque l'on souhaite utiliser ces moyens pour remplacer la marche. En outre, le modèle d'utilité taiwanais n0 481 intitulé "A powered scooter structure", représenté sur la figure 1 du dessin annexée, décrit une structure utilisant un moyen mécanique d'entraînement, comprenant: un plateau (10), une barre de support (20) pour la propulsion mécanique, un ensemble de roue avant (30), un ensemble de roues arrière (40), un mécanisme articulé (50) et un mécanisme d'entraînement (60). L'ensemble de roue avant (30) et l'ensemble de roues arrière (40) sont agencés respectivement aux extrémités avant et arrière du plateau (10). Une extrémité de la barre de support (20) est agencée de manière à pivoter à l'extrémité avant du plateau (10) et reliée de manière articulée à une extrémité du mécanisme articulé (50). L'autre extrémité du mécanisme articulé (50) est raccordée au mécanisme d'entraînement (60) sur l'ensemble de roues arrière (40). Le mouvement oscillant de la barre de support (20) actionne le mécanisme d'entraînement par l'intermédiaire du mouvement du mécanisme articulé (50), ce qui fait tourner l'ensemble de roues arrière (40) afin de produire une énergie de propulsion entraînant un mouvement vers l'avant. Le mécanisme d'entraînement (60) comprend un pignon de transmission (63), une pluralité d'engrenages passifs (64), engrenant avec le pignon de transmission (63) et fixés sur un support fixe (61), et une roue de transmission intérieure (62) fixée dessus. Une portion d'engrenage (621) est agencée sur la paroi périphérique intérieure de ladite roue de transmission intérieure (62) afin d'engréner avec la pluralité d'engrenages passifs (64) pour assurer l'entraînement. Lorsque le mécanisme d'entraînement (60) est actionné par l'entraînement provenant du mécanisme articulé (50), la roue de transmission intérieure (62) peut déplacer le pignon de transmission (63) selon différents rapports d'engrenages pour faire tourner les roues arrière. Idéalement, la structure précitée utilise le mouvement oscillant de la barre de support (20) pour entraîner de façon unidirectionnelle le mécanisme d'entraînement (60) associé à l'ensemble de roues arrière (40). En d'autres termes, la course vers l'avant du mouvement de va-et-vient pivotant de la barre de support (20) est efficace, alors que la course de retour ne sert à rien et gaspille simplement de l'énergie. De plus, l'ensemble de roues arrière (40) peut se déplacer vers l'avant uniquement à une vitesse constante, selon les rapports d'engrenages fixes de la roue de transmission intérieure (62) sur les engrenages passifs (64) et le pignon de transmission (63). Aucune accélération ne peut être obtenue avec un tel agencement. Considérant les inconvénients, en particulier concernant les performances, indiqués ci-dessus relatifs à une trottinette classique, l'objet de la présente invention est de fournir une trottinette à propulsion mécanique actionnée à main et, en particulier, une structure nouvelle de trottinette dans laquelle le mouvement oscillant de la barre de manoeuvre est utilisé pour entraîner indirectement une crémaillère horizontale selon un mouvement de va- etvient afin d'entraîner des engrenages terminaux sur les deux courses et dans les deux directions, de façon à pouvoir accélérer les roues arrière en marche avant. L'objectif ci-dessus et d'autres peuvent être obtenus grâce à une trottinette selon la présente invention, comprenant une trottinette à propulsion mécanique actionnée à main, comprenant un plateau dont l'extrémité avant est reliée à un arbre de colonne de direction; une barre d'actionnement dont l'extrémité inférieure est agencée de manière à pivoter au sommet de l'arbre de colonne de direction pour permettre un mouvement oscillant de ladite barre d'actionnement i une fourche avant, dont l'extrémité supérieure est insérée dans ledit arbre de colonne de direction et dont l'extrémité inférieure tourne sur une roue avant; une boîte d'engrenages, qui comprend une pluralité d'arbres, sur lesquels sont montés une pluralité d'engrenages unidirectionnels, une pluralité d'engrenages réducteurs, et un engrenage terminal, disposés sous le plateau; une paire de roues arrière, qui sont supportées de manière à tourner sur l'axe de l'engrenage terminal de la boîte d'engrenages; ladite trottinette étant caractérisée en ce que l'extrémité inférieure de la barre d'actionnement déplace par son pivotement une crémaillère horizontale selon un mouvement de va-et-vient par l'intermédiaire des extrémités d'une pluralité de biellettes articulées; et, pendant le mouvement de va-et-vient de ladite crémaillère horizontale provoqué par l'oscillation de ladite barre d'actionnement, la course avant de la crémaillère entraîne un autre engrenage unidirectionnel, et le mouvement de la crémaillère entraîne également l'engrenage terminal sur les deux courses de celui-ci et dans les deux directions par l'intermédiaire des engrenages réducteurs de façon à accélérer en continu les roues arrière en marche avant. L'invention a également pour objet, en variante, une trottinette à propulsion mécanique actionnée à main, comprenant: un plateau, qui est monté sur une paire de longerons parallèles et dont l'extrémité avant est reliée à un arbre de colonne de direction; une fourche avant, dont l'extrémité supérieure est montée pour tourner dans ledit arbre de colonne de direction, et dont l'extrémité inférieure tourne sur une roue avant; une barre d'actionnement, dont l'extrémité supérieure comprend une barre de manoeuvre, et dont l'extrémité inférieure comprend un joint de Cardan placé sur son extrémité inférieure située de manière à pivoter au sommet de l'arbre de colonne de direction pour assurer un mouvement oscillant de ladite barre d'actionnement; une boîte d'engrenages, qui comprend une pluralité d'arbres sur lesquels sont montés une pluralité d'engrenages unidirectionnels, une pluralité d'engrenages réducteurs, et un engrenage terminal, et l'extrémité avant de la boîte d'engrenages est montée pour pivoter sur les longerons, la portion centrale de ladite boîte d'engrenages étant supportée au-dessous des longerons par l'intermédiaire d'un ressort amortisseur; ladite trottinette étant caractérisé en ce que une fente de guidage est agencée sur la paroi supérieure de la boîte d'engrenages; une pluralité de biellette est prévue, la première de ces biellettes étant reliée à l'extrémité inférieure de la barre d'actionnement et la dernière biellette étant reliée à une crémaillère horizontale, ladite crémaillère horizontale étant insérée dans la fente de guidage de la boîte d'engrenages, et présentant des dents qui engrènent avec un engrenage unidirectionnel et un engrenage unidirectionnel inverse; une paire de roues arrière est prévue, supportées de manière à tourner sur l'axe de l'engrenage terminal de la boîte d'engrenages. Ainsi, selon la présente invention, pendant le mouvement de va-et-vient de la crémaillère horizontale résultant du pivotement de ladite barre d'actionnement, la course avant de la crémaillère entraîne un engrenage unidirectionnel, la course arrière entraîne un autre engrenage unidirectionnel et la crémaillère entraîne également l'engrenage terminal sur les deux courses et dans les deux directions par l'intermédiaire des engrenages réducteurs de façon à accélérer les roues arrière en continu en marche avant. Autrement dit, les roues arrière peuvent se déplacer avec une accélération constante lorsque la barre d'actionnement oscille en permanence. Selon une caractéristique particulière, un élément formant cliquet est agencé de manière à pivoter sur l'engrenage terminal de la boîte d'engrenages, et les roues arrière sont supportées de manière à tourner sur l'arbre de l'engrenage terminal en pouvant se déplacer vers l'avant, mais en s'arrêtant dans la direction inverse. Ainsi, les roues arrière ne glisseront pas vers le bas, même en cas de pente de la piste utilisée. Selon une autre caractéristique, une paire de pédales de frein est agencée au-dessus des roues arrière, reliées rigidement l'une à l'autre par une pluralité de barreaux. Les extrémités de cette paire de pédales de frein sont respectivement montées de manière à pivoter sur les longerons du plateau, les autres extrémités, supportées par l'intermédiaire d'un moyen élastique, s'étendant au-dessus des roues arrière. Les roues arrière peuvent ainsi être ralenties ou arrêtées par le frottement produit en appuyant sur les pédales de frein. La manipulation de cette structure de freinage est donc très simple. Selon encore une autre caractéristique, un bras de pliage est agencé entre l'arbre de colonne de direction et le plateau. Le bras de pliage est maintenu en position par une paire de goupilles élastiques. Ainsi, l'arbre de colonne de direction peut être replié par rapport au plateau. Enfin, la barre d'actionnement peut comporter une structure télescopique grâce à la fourniture d'un tube intérieur. Ainsi, elle peut être repliée avec un encombrement minimal lorsque la trottinette n'est pas utilisée. Les objets, caractéristiques et avantages ci-dessus de la présente invention seront mieux compris à la lecture de la description détaillée du mode de réalisation donné comme illustration de la présente invention en référence aux figures des annexés, o: la figure 1 est une vue schématique d'une structure connue de trottinette à propulsion mécanique selon le brevet taiwanais n0 481 160 précité; la figure 2 est une vue en perspective d'une trottinette à propulsion mécanique actionnée à main selon la présente invention; la figure 3 est une vue de côté de la trottinette actionnée à main de la présente invention; la figure 4 est une vue en plan de la trottinette actionnée à main de la présente invention, dont une partie est éclatée pour montrer la structure d'une crémaillère et d'un groupe d'engrenages; la figure 5 est une vue en coupe transversale prise le long de la ligne 5-5 de la figure 4, sur laquelle est représentée la structure d'une biellette, de la crémaillère et du groupe d'engrenages; la figure 5a est une vue agrandie de la figure 5, sur laquelle une partie des éléments est omise; la figure 6 est une vue schématique d'une trottinette actionnée à main de la présente invention dans son état replié; la figure 7 est une vue schématique en coupe transversale prise le long de la ligne 7-7 de la figure , sur laquelle la structure de positionnement des goupilles élastiques du bras repliable est représentée; et la figure 8 est une vue schématique en coupe transversale prise le long de la ligne 8-8 de la figure 6, sur laquelle la structure de positionnement télescopique de la barre d'actionnement est représentée. Tout d'abord, en référence aux figures 2, 3 et 4, la trottinette à propulsion mécanique actionnée à main 1 selon la présente invention comprend un plateau 10 monté sur une paire de longerons parallèles 11, dont l'extrémité avant est reliée à un arbre de colonne de direction 20; une fourche avant 30, dont l'extrémité supérieure est montée pour tourner dans ledit arbre de colonne de direction 20, et dont l'extrémité inférieure tourne sur une roue avant 40; une barre d'actionnement , dont l'extrémité supérieure comprend une barre de manoeuvre 52, et dont l'extrémité inférieure est agencée de manière à pivoter au sommet de l'arbre de colonne de direction 20 pour permettre un mouvement oscillant de ladite barre d'actionnement; une boîte d'engrenages , qui comprend une pluralité d'arbres 61a, 61b, 61c, 61d destinés à supporter de manière pivotante une pluralité d'engrenages unidirectionnels 62a, 62b, une pluralité d'engrenages réducteurs 63a, 63b, 63c, 63d, et un engrenage terminal 64, l'extrémité avant de ladite boîte d'engrenages 60 étant montée pour pivoter sur les longerons 11, la portion centrale de ladite boîte d'engrenages étant supportée au-dessous des longerons il par l'intermédiaire d'un ressort amortisseur 68. Une fente de guidage 65 est agencée sur la paroi supérieure de la boîte d'engrenages 60, et une pluralité de biellettes 71, 72, 73, 74 sont prévues, la première biellette 71 étant reliée par un collier de raccordement 53 à l'extrémité inférieure de la barre d'actionnement 50, et la dernière biellette 74 étant articulée sur une crémaillère horizontale 75 déplaçable selon un mouvement de va-et-vient. La crémaillère horizontale 75 est insérée dans la fente de guidage 65 de la boîte d'engrenages 60, et ses dents engrènent avec la pluralité d'engrenages unidirectionnels 62a, 62b. Une paire de roues arrière 80 est enfin supportée de manière à tourner sur l'axe 61d de l'engrenage terminal 64 de la boîte d'engrenages 60. Comme cela est mieux visible sur les figures 4, 5 et 5a, l'extrémité inférieure de la barre d'actionnement 50 est agencée de manière à pouvoir pivoter au sommet de l'arbre de colonne de direction 20 par un joint de Cardan 54, ce qui permet une oscillation de ladite barre d'actionnement dans les directions avant et arrière. L'angle d'oscillation de la barre d'actionnement 50 dans les directions avant et arrière est respectivement compris entre environ 50 et 25 , en étant de préférence de l'ordre de 15 (comme représenté sur la figure 3). La plage angulaire du mouvement d'oscillation est restreinte par des espaces 541 et 541', de façon que le degré d'oscillation du corps d'un utilisateur ne devienne pas trop important. L'extrémité inférieure du joint de Cardan 54 est reliée 1l à la fourche avant 30 de façon à pouvoir tourner horizontalement par rapport à l'arbre de colonne de direction 20. En outre, un bras ou secteur de pliage 21 est agencé entre l'arbre de colonne de direction 20 et le plateau 10 de façon qu'il soit possible de replier l'arbre de colonne de direction 20 par rapport au plateau 10. Le collier de raccordement 53 est monté coulissant sur l'extrémité inférieure de la barre d'actionnement 50, et il est relié de façon articulé à une crémaillère horizontale 75 qui est déplaçable selon un mouvement de va-et-vient par l'intermédiaire de la première biellette 71, de la deuxième biellette 72, de la troisième biellette 73 et de la dernière biellette 74. La portion dentée de la crémaillère horizontale 75 engrène avec celle d'un engrenage unidirectionnel 62a calé sur l'arbre 61a, et d'un autre engrenage unidirectionnel 62b inverse calé sur l'arbre 61b. La portion centrale de la deuxième biellette 72 est agencée de manière à pouvoir pivoter sur le bras de pliage 21. Lors du mouvement de va-et-vient de la crémaillère horizontale 75, par l'intermédiaire de la pluralité de biellettes 71, 72, 73, 74, résultant de l'oscillation de la barre d'actionnement 50, la course avant du mouvement de la crémaillère horizontale 75 entraîne l'engrenage unidirectionnel 62a, alors que la course arrière entraîne l'autre engrenage unidirectionnel 62b, tout en entraînant également l'engrenage terminal 64 sur les deux courses et dans les deux directions par l'intermédiaire des engrenages réducteurs 63a, 63b, 63c, 63d afin de déplacer les roues arrière 80 en continu vers l'avant avec une accélération constante (comme représenté sur la figure a). En outre, un élément formant cliquet 66 est agencé de manière à pivoter sur l'engrenage terminal 64. Les roues arrière 80 supportées de manière à tourner sur l'arbre 61d de l'engrenage terminal 64 peuvent ainsi se déplacer vers l'avant, mais s'arrêtent dans la direction inverse. Donc, les roues arrière 80 empêchent tout glissement vers le bas, même en cas de forte pente. Selon la présente invention, et comme cela est visible sur la figure 6, une paire de pédales de frein est agencée au-dessus des roues arrière 80, ces pédales étant reliées rigidement l'une à l'autre par une pluralité de barreaux 91. Les extrémités inférieures de cette paire de pédales de frein 90 sont respectivement montées de manière à pouvoir pivoter sur les longerons 11 du plateau 10, les autres extrémités, supportées par un moyen élastique qui est ici le ressort 68, s'étendant au-dessus des roues arrière 80. Les roues arrière 80 peuvent être ralenties ou arrêtées par le frottement produit en appuyant sur les pédales de frein 90. La manipulation de cette structure est donc particulièrement simple. Le bras de pliage 21 est en outre agencé entre l'arbre de colonne de direction 20 et le plateau 10. L'articulation du bras de pliage 21 est fixée en place de manière pivotante par une attache filetée 22. Une paire de goupilles élastiques 23 est prévue respectivement sur les deux côtés de l'articulation du bras de pliage 21. Ainsi, l'arbre de colonne de direction 20 peut être replié ou déployé par rapport au plateau 10, en étant maintenu à l'aide de ces goupilles élastiques 23. En outre, la barre d'actionnement 50 comporte un tube intérieur 51 inséré à l'intérieur et fixé par une attache de retenue à levier coudé 55 pour former une structure télescopique (comme représenté sur les figures 5 et 6). Ainsi, l'arbre de colonne de direction peut être rentré et replié pour être rangé ou placé dans un coffre de voiture, afin de réduire son encombrement lorsque la trottinette n'est pas utilisée. Avec l'agencement précité, les courses alternatives de la barre d'actionnement de la trottinette à propulsion mécanique actionnée à main de la présente invention peuvent entraîner l'engrenage terminal sur les deux courses et dans les deux directions de façon à accélérer en continu les roues arrière en marche avant. Cette trottinette présente de bonnes performances d'accélération et peut être rapidement et aisément repliée pour être rangée afin de réduire son encombrement lorsqu'elle n'est pas utilisée. Ce qui précède décrit un mode de réalisation préféré de la présente invention sans aucune limitation. Les variantes et modifications, qui apparaîtront aux spécialistes de la technique, sont incluses dans l'étendue de cette invention et des revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Trottinette à propulsion mécanique actionnée à main (1), comprenant: un plateau (10) dont l'extrémité avant est reliée à un arbre de colonne de direction (20); une barre d'actionnement (50) dont l'extrémité inférieure est agencée de manière à pivoter au sommet de l'arbre de colonne de direction (20) pour permettre un mouvement oscillant de ladite barre d'actionnement; une fourche avant (30), dont l'extrémité supérieure est insérée dans ledit arbre de colonne de direction (20) et dont l'extrémité inférieure tourne sur une roue avant (40); une boîte d'engrenages (60), qui comprend une pluralité d'arbres (61a, 61b, 61c, 61d), sur lesquels sont montés une pluralité d'engrenages unidirectionnels (62a, 62b), une pluralité d'engrenages réducteurs (63a, 63b, 63c, 63d), et un engrenage terminal (64), disposés sous le plateau (10); une paire de roues arrière (80), qui sont supportées de manière à tourner sur l'axe (61d) de l'engrenage terminal (64) de la boîte d'engrenages (60); caractérisée en ce que l'extrémité inférieure de la barre d'actionnement (50) déplace par son pivotement une crémaillère horizontale (75) selon un mouvement de va-et-vient par l'intermédiaire des extrémités d'une pluralité de biellettes articulées (71, 72, 73, 74); et, pendant le mouvement de va-et-vient de ladite crémaillère horizontale provoqué par l'oscillation de ladite barre d'actionnement, la course avant de la crémaillère (75) entraîne un engrenage unidirectionnel (62a), la course arrière entraîne un autre engrenage unidirectionnel (62b), et le mouvement de la crémaillère (75) entraîne également l'engrenage terminal (64) sur les deux courses de celle-ci et dans les deux directions par l'intermédiaire des engrenages réducteurs (63a, 63b, 63c, 63d) de façon à accélérer en continu les roues arrière en marche avant. 2. Trottinette à propulsion mécanique actionnée à main (1), comprenant: un plateau (10), qui est monté sur une paire de longerons parallèles (11) et dont l'extrémité avant est reliée à un arbre de colonne de direction (20); une fourche avant (30), dont l'extrémité supérieure est montée pour tourner dans ledit arbre de colonne de direction (20), et dont l'extrémité inférieure tourne sur une roue avant (40); une barre d'actionnement (50), dont l'extrémité supérieure comprend une barre de manoeuvre (52), et dont l'extrémité inférieure comprend un joint de Cardan (54) placé sur son extrémité inférieure agencée de manière à pivoter au sommet de l'arbre de colonne de direction (20) pour assurer un mouvement oscillant de ladite barre d'actionnement; une boîte d'engrenages (60), qui comprend une pluralité d'arbres (61a, 61b, 61c, 61d) sur lesquels sont montés une pluralité d'engrenages unidirectionnels (62a, 62b), une pluralité d'engrenages réducteurs (63a, 63b, 63c, 63d) et un engrenage terminal (64), et l'extrémité avant de la boîte d'engrenages (60) est montée pour pivoter sur les longerons (11), la portion centrale de ladite boîte d'engrenages (60) étant supportée au-dessous des longerons (11) par l'intermédiaire d'un ressort amortisseur (68); et caractérisée en ce que: une fente de guidage (65) est agencée sur la paroi supérieure de la boîte d'engrenages (60); une pluralité de biellettes (71, 72, 73, 74) est prévue, la première de ces biellettes (71) étant reliée à l'extrémité inférieure de la barre d'actionnement (50) et la dernière biellette (74) étant reliée à une crémaillère horizontale (75) , ladite crémaillère horizontale (75) étant insérée dans la fente de guidage (65) de la boîte d'engrenages (60), et présentant des dents qui engrènent avec un engrenage unidirectionnel (62a) et un engrenage unidirectionnel (62b) inverse; une paire de roues arrière (80) est prévue, supportées de manière à tourner sur l'axe (61d).. de l'engrenage terminal (64) de la boîte d'engrenages (60). 3. Trottinette à propulsion mécanique actionnée à main (1) selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans laquelle un élément formant cliquet (66) est agencé de manière à pouvoir pivoter sur l'engrenage terminal (64), et les roues arrière (80) sont supportées de manière à tourner sur l'arbre de l'engrenage terminal (64) en pouvant se déplacer vers l'avant, mais en s'arrêtant dans la direction inverse. 4. Trottinette à propulsion mécanique actionnée à main (1) selon la revendication 2, dans laquelle une paire de pédales de frein (90) est agencée au-dessus des roues arrière (80), lesdites pédales étant reliées rigidement l'une à l'autre par une pluralité de barreaux (91), les extrémités de cette paire de pédales de frein (90) étant respectivement montées de manière à pouvoir pivoter sur les longerons (11) du plateau (10), les autres extrémités, supportées par un moyen élastique (68), s'étendant au-dessus des roues arrière (80). 5. Trottinette à propulsion mécanique actionnée à main (1) selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans laquelle un bras de pliage (21) est agencé entre l'arbre de colonne de direction (20) et le plateau (10) de façon à pouvoir replier l'arbre de colonne de direction (20) par rapport au plateau (10). 6. Trottinette à propulsion mécanique actionnée à main (1) selon la revendication 5, dans laquelle le bras de pliage (21) est maintenu en position par une paire de goupilles élastiques (23). 7. Trottinette à propulsion mécanique actionnée à main (1) selon la revendication 5 ou la revendication 6, dans laquelle la portion centrale de la deuxième biellette (72) est articulée sur le bras de pliage (21). 8. Trottinette à propulsion mécanique actionnée à main (1) selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans laquelle la barre d'actionnement (50) peut osciller dans les directions avant et arrière en utilisant l'arbre de colonne de direction (20) comme centre d'oscillation, ledit angle d'oscillation dans chaque direction étant compris entre environ 50 et 250. 9. Trottinette à propulsion mécanique actionnée à main (1) selon la revendication 8, dans laquelle l'angle d'oscillation de la barre d'actionnement (50) dans les directions avant et arrière est de préférence voisin de 15 . 10. Trottinette à propulsion mécanique actionnée à main (1) selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans laquelle la barre d'actionnement (50) comporte un tube intérieur (51) inséré à l'intérieur de ladite barre pour former une structure télescopique.