Brevet FR2862231A1 — publié le 20050520

L'invention concerne des patins à roulettes, et plus particulièrement des patins possédant des grandes roues. Historiquement les premiers patins à roulettes ayant connu un essor populaire notable étaient conçus pour s'adapter à tous les types de chaussures et disposaient de quatre roulettes montées sur une plaque métallique ajustable en longueur. Plus récemment, il a été développé des patins à roulettes avec des roulettes fixées sous la semelle d'une chaussure adaptée, usuellement au nombre de quatre; ces patins qui présentaient un agrément plus important ont permis une efficience améliorée de l'effort de patinage ainsi que la conversion de celui-ci en vitesse de pointe plus élevée. Puis, l'adaptation du principe des patins à glace aux patins à roulettes a conduit à la mise en ligne des roulettes et l'utilisation de matériaux plus performants, tant du point de vue des roues et de leur revêtement que des roulements et du rendement obtenu. Les limites des patins à roulettes en ligne semblent aujourd'hui atteintes et les problèmes d'amélioration de confort de patinage, notamment par la transmission des chocs engendrés par la surface irrégulière de roulement vers le patineur, ne sont toujours pas réglés, la possibilité d'atteindre des vitesses encore plus élevées semble technologiquement limitée, la faculté de rouler sur des terrains irréguliers voire même non goudronnés est toujours irréalisable; toutes ces limitations sont principalement reliées à la dimension trop réduite des roulettes. Il a été plusieurs fois décrit dans la technique antérieure des dispositifs s'apparentant à des patins à roulettes et possédant des roues dites de grandes dimensions, c'est à dire dont le diamètre est typiquement supérieur à 15 centimètres. Différents documents, tels que par exemple FR 753 203 ou US 2 931 012, ont proposé des systèmes à roues uniques de diamètres sensiblement équivalents ou très légèrement supérieurs à la longueur du pied. Toutefois, ces dispositifs présentent des difficultés importantes pour une utilisation aisée et agréable, notamment en raison de l'inconvénient plus prononcé que pour des patins classiques de maintenir des trajectoires. Par ailleurs, en raison du diamètre trop réduit de la roue et la conception de ces patins, l'angle entre le plan de la roue et la verticale doit être important ce qui induit des contraintes mécaniques importantes sur les différentes pièces de liaison entre la roue et le pied du patineur et un rendement d'effort limité. D'autres dispositifs à deux roues de diamètres importants ont été également décrits, notamment dans le document US 3 885 804, mais la taille encore insuffisante des roues a conduit aux mêmes inconvénients que ceux des systèmes à roue unique. Il a aussi été décrit des patins à roues multiples montées en parallèle, tel que dans le document CH 104 820, toutefois de tels patins à roulettes présentent un encombrement important et sont fonctionnellement quasi inutilisables. L'invention a donc pour objectif de résoudre ces principales difficultés, c'est à dire permettre une augmentation de la vitesse de pointe du patineur, améliorer le confort de roulement sur routes dans des conditions classiques d'utilisation, permettre le roulement sur des terrains accidentés, tout en disposant des qualités usuelles des patins en ligne que sont la stabilité directionnelle et la réalisation aisée du mouvement de patinage. Selon la présente invention, le patin à roulettes comprenant deux roues est caractérisé par le fait qu'il présente: É une roue principale de grand diamètre, positionnée à l'avant de l'ensemble, laquelle roue principale disposant de moyens de fixation 25 pour la chaussure du patineur, reliés au moyeu de la roue, É une roue de stabilisation, de petit diamètre, positionnée à l'arrière de la roue principale, le plan de la roue principale de grand diamètre étant incliné d'un angle a par rapport au plan P contenant le point de contact entre la bande de roulement et le sol, la chaussure et la jambe du patineur, ledit plan de la roue principale étant incliné vers l'extérieur par rapport au patineur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention se dégageront de la 5 description qui va suivre en regard des dessins annexés qui ne sont donnés qu'à titre d'exemples non limitatifs. La figure 1 est une vue de côté d'un patin à roulettes selon l'invention. La figure 2 est une vue de l'avant du patin à roulettes, illustré figure 1. La figure 3 illustre le positionnement relatif des différents éléments du patin 10 présenté figure 1 Comme le montre la figure 1, le patin à roulettes selon l'invention présente une roue principale 1, positionnée à l'avant de l'ensemble, et une roue de stabilisation 10, positionnée à l'arrière de la roue principale 1. Sur cette figure la jambe et le pied droit du patineur sont également représentés. Comme le montre la vue de face représentée dans la figure 2, sur laquelle la roue de stabilisation 10 est dessinée mais cachée, on notera les positions relatives du pied droit du patineur et de la grande roue, l'inclinaison typique par rapport à la verticale et le positionnement du point de contact au sol de la roue 1 par rapport au pied du patineur. La roue principale 1 est composée de deux parties essentielles coaxiales avec le moyeu 2, le disque de roue 9 de forme globalement concave et la bande de roulement 7 fixée à la jante 8. Plus précisément, la roue principale du patin à roulettes selon l'invention présente un grand diamètre pour améliorer le confort d'utilisation, diminuer les 25 frottements engendrés par l'inclinaison de la roue par rapport à la verticale. Ladite inclinaison est nécessaire pour que le pied du patineur soit positionné au-dessus du point de contact entre la bande de roulement 7 et le sol, et pour éviter l'interférence entre la jambe du patineur et la partie supérieure de la bande de roulement 7. Compte tenu de la taille moyenne d'un pied d'adulte et du placement du support de chaussure à une distance proche du sol, de préférence à moins de 15 centimètres, il en résulte une taille de roue au moins égale à 40 centimètres de diamètre, et avantageusement de l'ordre de 60 à 70 centimètres, pour des patins à roulettes utilisables par des adultes. Pour une taille de pied plus petite, pour des enfants par exemple, le diamètre de la roue principale serait ajusté en proportion. La roue principale de grand diamètre 1 est inclinée d'un angle a par rapport au plan contenant le point de contact entre la bande de roulement et le sol, la chaussure et la jambe du patineur. Cette inclinaison est orientée vers l'extérieur par rapport au patineur de manière à ce que le pied puisse être positionné de manière idéale au-dessus du point de contact entre la bande de roulement et le sol et de manière à éviter un frottement éventuel entre le genou et/ou le mollet du patineur et la jante, dans toutes les configurations de roulement. L'inclinaison a de la grande roue par rapport au plan P contenant la jambe du patineur doit être aussi limitée que possible, notamment moins de 25 et avantageusement moins de 15 . Sur le moyeu 2 de la roue principale 1 est fixé un moyen de liaison composé d'une tige métallique doublement coudée 3 servant de support 5 pour la fixation de la chaussure 4. Ce moyen de liaison permet de déporter dans une position basse le point de fixation de la chaussure et donc globalement le centre de gravité du patineur pour améliorer sa stabilité. Telle que dessinée sur la figure 2, la forme de la roue principale 1 de grand diamètre est globalement concave. Bien que cela ne soit pas indispensable au bon fonctionnement du patin à roulettes selon l'invention, il a été trouvé avantageux de réaliser une portion en creux, au niveau du moyeu 2, incurvée vers le patineur de manière à décaler le moyeu de la roue vers le patineur et diminuer la longueur du moyen de liaison 3 dans sa partie supérieure, coaxiale avec le moyeu 2. Cette configuration du disque de roue 9 améliore le rendement de patinage, diminue l'encombrement latéral du patin et atténue les contraintes mécaniques sur le moyeu. Ledit disque de roue 9 est de préférence en matériau composite spécifiquement adapté pour une résistance élevée vis-àvis des contraintes mécaniques et des chocs avec un poids aussi limité que possible. Un tel disque de roue peut être alésé par endroits dans le but d'alléger la roue ou introduire des motifs esthétiques. La forme particulière de la roue principale et le léger angle par rapport au plan P contenant la jambe du patineur autorisent le positionnement du support de chaussure 5 à la verticale du point de contact entre la bande de roulement 7 et le sol, et très près de celui-ci. Ainsi le pied du patineur se situe à une hauteur au-dessus du sol comparable à celle des patins à roulettes en ligne ou des patins à quatre roues montées en parallèles deux à deux, soit usuellement à moins de 15 centimètres audessus du sol. La bande de roulement 7 est notamment en caoutchouc ou en polymère résistant à l'abrasion et absorbant les chocs. Cette bande peut être pleine ou creuse et munie d'une chambre à air identique à celle placée sur les vélos et suivant le même principe de fixation à la jante 8 du disque de roue 9 et pour un fonctionnement comparable. Comme pour les cycles, la surface de la bande de roulement peut être lisse, nervurée ou texturée suivant les terrains sur lesquels sont utilisés ces patins à grandes roues et suivant le confort de roulement souhaité. Dans le cas d'une bande de roulement 7 munie d'une chambre à air pneumatique, les valves des pneumatiques sont courbées ou souples afin de limiter l'interférence entre ladite valve et le support de la chaussure, permettant ainsi de baisser la garde au sol et d'améliorer la stabilité en roulis. A l'arrière de la roue principale 1 est disposée la roue de stabilisation 10 dont les fonctions sont principalement d'assurer la stabilité directionnelle par le contrôle des mouvements de tangage et de lacet occasionnés par la grande roue principale et d'autoriser un possible transfert de poids du patineur d'une position avant usuelle vers une position arrière pour le franchissement des obstacles. Cette roue de stabilisation 10 est de dimension réduite, avantageusement moins de 20 centimètres de diamètre. Elle peut être inclinée dans le sens contraire à la roue principale, d'un angle 13, afin d'obtenir un chevauchement des roues, ce qui diminue la longueur du patin. Elle peut être inclinée dans le même sens que la roue principale afin de limiter l'interférence entre les deux patins pendant le mouvement de patinage. La roue de stabilisation 10 peut être pleine ou creuse, revêtue de caoutchouc ou de polymère résistant à l'abrasion. Cette roue 10 est reliée au support 5 par une tige de fixation 11 dont la longueur est calculée pour ménager un espacement suffisant entre les deux roues. Ledit espacement peut être ajusté pour conférer plus ou moins de stabilité à l'ensemble. Les figures 1 et 2 montrent la position de la chaussure 4 du patineur renforcée par une coque rigide 6 dont le but est de maintenir la cheville protégée tout en évitant les mouvements de torsion latéraux parasites au cours du mouvement de patinage. De telles coques rigides sont classiquement employées dans les patins à roulettes en ligne et dans les chaussures de ski de fond pour améliorer l'efficience de patinage et éviter les blessures du sportif. Selon un exemple avantageux de réalisation de l'invention, le patin à roulettes possède les caractéristiques suivantes: É La grande roue principale 1 présente un diamètre de soixante quatre centimètres, laquelle roue est inclinée de 10 vers l'extérieur par rapport au plan vertical contenant le point de contact de la bande de roulement avec le sol, la chaussure 4 et la jambe du patineur. É La grande roue principale 1 est globalement concave, le disque de roue 9 présente un renfoncement conique orienté vers le patineur à l'intérieur d'un disque de vingt deux centimètres coaxial avec le moyeu 2 de la roue. É Le moyen de liaison 3 entre le moyeu 2 et le support de la chaussure 5, doublement coudé, permettant d'abaisser le centre de gravité du patineur, autorise un positionnement de la chaussure 4 à huit centimètres au-dessus du sol juste à la verticale du point de contact de la bande de roulement avec le sol. Ledit moyen de liaison 3 est en aluminium. Dans cet exemple la chaussure du patineur est située très en-dessous du moyeu de la grande roue principale. Ladite chaussure, solidairement fixée sur le moyen de liaison 3 au niveau du support 5, comporte une coque rigide 6 entourant la cheville du patineur pour la protéger des torsions excessives et des blessures. É La bande de roulement 7 est constituée d'un pneu en caoutchouc avec chambre à air interne, d'épaisseur trois centimètres. É La roue de stabilisation 10, pleine, formée dans un plastique résistant à l'abrasion, placée à l'arrière de la grande roue principale, présente un diamètre de dix centimètres. Ladite roue 10 est placée pour ménager un espacement de un centimètre avec la grande roue principale 1. Ladite roue de stabilisation est fixée sur le moyen de liaison 3 au niveau du support 5 de la chaussure par l'intermédiaire de la tige de fixation 11. Les avantages des patins à roulettes selon l'invention sont multiples, la vitesse de pointe réalisable par le patineur est plus importante que pour les autres modèles de patins, notamment ceux en ligne, et une meilleure stabilité est obtenue tant à cette vitesse maximale que pour des vitesses réduites. Le confort de roulement lié aux bandes caoutchoutées, ou pneus, est très grand, le patineur ne ressent pas les aspérités du terrain et peut de plus rouler sur des terrains rugueux, voire même sur des chemins pierreux. Outre les avantages précédents, il est à noter le très faible niveau de bruit engendré par le fonctionnement, à l'opposé des patins à roulettes en ligne, et la possibilité dont dispose le patineur d'un freinage aisé par frottement direct sur les roues avec ses mains gantées. Ce dernier avantage modifie notablement la sécurité du patineur par rapport aux patins existants. Plusieurs variantes sont possibles quant à la dimension et au positionnement de la roue de stabilisation à l'arrière de la roue principale de grande dimension 1. Il peut en effet être envisagé une roue de stabilisation de très petit diamètre, de diamètre identique aux roulettes utilisées sur les patins en ligne, ou de diamètre légèrement supérieur sans sortir du cadre de l'invention. Le positionnement de la roue arrière peut être plus ou moins proche de la roue principale par un réglage de la longueur de la tige de fixation 11, il est ainsi envisageable, pour améliorer la stabilité de l'ensemble de rallonger cette tige, de déporter la roue de stabilisation latéralement, de modifier l'inclinaison de la roue de stabilisation par rapport à la verticale, de placer un ensemble de roues jumelles en parallèle ou un ensemble de roues. II peut aussi être envisagé un système de suspension permettant un meilleur confort de roulage. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et 15 représentés à titre d'exemples, mais elle comprend aussi tous les équivalents techniques ainsi que leurs combinaisons. 9 REVENDICATIONS 1- Patin à roulettes comprenant deux roues, caractérisé par le fait qu'il présente: - une roue principale (1) de grand diamètre, positionnée à l'avant de 5 l'ensemble, laquelle roue principale disposant de moyens de fixation pour la chaussure (4) du patineur, reliés au moyeu (2) de la roue (1), - une roue de stabilisation (10), de petit diamètre, positionnée à l'arrière de la roue principale (1), le plan de la roue principale (1) de grand diamètre étant incliné d'un angle a par rapport au plan (P) contenant le point de contact entre la bande de roulement et le sol, la chaussure et la jambe du patineur, ledit plan de la roue principale (1) étant incliné vers l'extérieur par rapport au patineur. 2- Patin à roulettes selon la revendication 1, dans lequel l'angle a entre le plan de la roue principale (1) et le plan (P) vertical est inférieur à 25 , et plus 15 particulièrement inférieur à 15 . 3- Patin à roulettes selon la revendication 1, dans lequel la roue de stabilisation (10) est contenue dans un plan incliné d'un angle 8 vers le patineur, symétriquement par rapport au plan de la roue principale suivant le plan vertical. 4- Patin à roulettes selon la revendication 1, dans lequel la chaussure (4) du patineur est positionnée à la verticale du point de contact entre la bande de roulement (7) et le sol, très en-dessous du moyeu (2) de la roue principale (1) de grand diamètre, par le moyen de liaison (3) reliant ce moyeu (2) et le support (5) de fixation de la chaussure. 5- Patin à roulettes selon la revendication 1, dans lequel le disque de roue (9) à proximité de la jante (8) est de forme concave pour permettre le positionnement de la chaussure du patineur à la verticale du point de contact avec le sol. 6- Patin à roulettes selon la revendication 5, dans lequel le disque de roue (9) de la roue principale (1) de grand diamètre de forme globalement concave présente un renfoncement au voisinage du moyeu (2) pour décaler celui-ci vers la jambe du patineur. 7- Patin à roulettes selon la revendication 4, dans lequel la roue de stabilisation (10) est fixée sur le moyen de liaison (3) entre le moyeu (2) et le support de la chaussure (5), au niveau de ce dernier. 8- Patin à roulettes selon la revendication 1, dans lequel la bande de roulement (7) de la roue principale (1) est formée en matériau absorbant les vibrations et les chocs ou constituée d'un pneu avec ou sans chambre à air. 9- Patin à roulettes selon la revendication 1, dans lequel la roue de stabilisation (10) présente un diamètre inférieur à 20 centimètres, et/ou la roue principale (1) présente un diamètre au moins égal à 40 centimètres. 10- Patin à roulettes selon la revendication 4, dans lequel la tige de fixation (11) de la roue de stabilisation (10) sur le support de la chaussure (5), est réglable en longueur et en inclinaison. 11- Patin à roulettes selon la revendication 8, dans lequel les valves de gonflage des chambres à air sont courbes, ou souples. 12- Patin à roulettes selon la revendication 1, dans lequel la roue principale (1) présente un diamètre suffisant et la chaussure (4) est suffisamment basse pour permettre au pilote de freiner par simple friction de la main sur la périphérie de la roue.