Brevet FR2873089A1 — publié le 20060120

SYSTEME DE SUSPENSION ARRIERE DE BICYCLETTE La présente invention concerne une bicyclette, et plus particulièrement un système de suspension arrière 5 de bicyclette. Le brevet US No 6 595 538 décrit un système de suspension arrière de bicyclette. Bien que le système de suspension arrière de bicyclette puisse effectivement amortir le choc exercé sur la roue arrière, il comporte une structure relativement compliquée. Le but de la présente invention est de fournir un système de suspension arrière de bicyclette qui comporte une structure simple. Selon la présente invention, un système de suspension arrière de bicyclette comprend un cadre triangulaire arrière disposé derrière un cadre triangulaire avant et soutenant une roue arrière dessus, une paire de liaisons supérieure et inférieure interconnectant chacune les cadres triangulaires avant et arrière à deux extrémités de ceux-ci, et un cylindre hydraulique amortisseur comportant une extrémité avant reliée de manière pivotante au cadre triangulaire avant, et une extrémité arrière reliée de manière pivotante à une partie intermédiaire de la liaison supérieure. Le cylindre hydraulique amortisseur comprend un corps de cylindre et une tige de piston. Le système de suspension arrière comporte un point de pivotement virtuel qui est près d'une jonction entre une chaîne et une roue d'entée d'entraînement avant lorsque la tige de piston effectue une course par rapport au corps de cylindre de 1/4 à 1/3 de la valeur de déplacement maximum, et qui se déplace en arrière lorsqu'une roue arrière se déplace vers le haut loin du sol. Une ligne interconnectant un centre instantané d'un cadre triangulaire arrière et un point de contact entre une roue arrière et le sol forme un angle d'environ 45 par rapport à une ligne horizontale. Ces caractéristiques et d'autres de la présente invention ressortiront dans la description détaillée suivante d'un mode de réalisation préféré de la présente invention, en faisant référence aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue schématique du mode de réalisation préféré, illustrant un système de suspension arrière de bicyclette selon la présente invention; la figure 2 est une vue schématique du mode de réalisation préféré, illustrant un angle formé entre une ligne horizontale et une ligne interconnectant un centre instantané et un point de contact entre une roue arrière et le sol; la figure 3 est une vue schématique du mode de réalisation préféré, illustrant la rotation d'une paire de liaisons supérieure et inférieure en réaction au déplacement vers le haut de la roue arrière loin du sol; et la figure 4 illustre la manière dont un point de pivotement virtuel est déplacé en arrière lorsque la roue arrière se déplace vers le haut loin du sol. En référence à la figure 1, le mode de réalisation préféré d'un système de suspension arrière de bicyclette 100 est disposé sur une bicyclette qui comprend un cadre triangulaire avant 200, une roue avant 300 disposée sur une extrémité avant du cadre triangulaire avant 200, un pédalier 400 disposé sur une partie inférieure du cadre triangulaire avant 200, une unité d'entraînement 500 entraînée par le pédalier 400, et une roue arrière 600 disposée derrière le cadre triangulaire avant 200 et soutenue par le système de suspension 100. Le système de suspension 100 est utilisé pour amortir le choc exercé sur la roue arrière 600. Le cadre triangulaire avant 200 comprend un vilebrequin 210 disposé sur une partie inférieure dudit cadre pour une liaison avec le pédalier 400, une bielle 220 intégrée inférieure inclinée en arrière et vers le haut disposée sous le vilebrequin 210, et une bielle 230 intégrée supérieure inclinée en arrière et vers le haut disposée au-dessus du vilebrequin 210. Le pédalier 400 comprend une manivelle 410 et deux pédales 420 reliées respectivement à deux extrémités de la manivelle 410. L'unité d'entraînement 500 comprend une roue dentée d'entraînement avant 510 reliée au pédalier 400 d'une manière connue, une roue dentée entraînée arrière 520 reliée à la roue arrière 600 d'une manière connue, et une chaîne 530 entraînée sur la roue dentée d'entraînement avant 510 et la roue dentée entraînée arrière 520. Le système de suspension 100 comprend un cadre triangulaire arrière 10 disposé derrière le cadre triangulaire avant 200 et comportant une extrémité arrière pour soutenir la roue arrière 600 dessus; une liaison inférieure 20 interconnectant de manière pivotante les cadres triangulaires avant et arrière 200, 10; une liaison supérieure 30 interconnectant de manière pivotante les cadres triangulaires avant et arrière 200, 10 et disposée au-dessus de la liaison inférieure 20; et un cylindre hydraulique amortisseur 40 interconnectant le cadre triangulaire avant 200 et la liaison supérieure 30. Le cadre triangulaire arrière 10 comporte une partie formant fourche inférieure 11 généralement horizontale disposée de manière adjacente et quelque peu plus haut que le vilebrequin 210 à une extrémité avant 111 de celui-ci et s'étendant en arrière dans un sens (X), une partie formant fourche supérieure 12 inclinée disposée au-dessus et s'étendant intégralement, vers le haut, et en avant d'une extrémité arrière de la partie formant fourche inférieure 11, et une unité de patte 13 disposée à une jonction entre les parties formant fourche supérieure et inférieure 12, 11. La liaison inférieure 20 comporte une première extrémité qui est pourvue d'un premier axe de pivotement 21 pour relier la première extrémité de la liaison inférieure 20 de manière rotative à la bielle inférieure 220 du cadre triangulaire avant 200 à un emplacement adjacent au vilebrequin 210, et une seconde extrémité qui est pourvue d'un second axe de pivotement 22 pour relier la seconde extrémité de la liaison inférieure 20 de manière rotative à l'extrémité avant 111 de la partie formant fourche inférieure 11 du cadre triangulaire arrière 10. Le premier axe de pivotement 21 comporte un axe de rotation 21' (voir figure 3) qui est disposé sous et derrière l'axe de rotation 210' (voir figure 3) du vilebrequin 210 du cadre triangulaire avant 200. La liaison supérieure 30 comporte une première extrémité qui est pourvue d'un troisième axe de pivotement 31 pour relier la première extrémité de la liaison supérieure 30 de manière rotative à la bielle supérieure 230 du cadre triangulaire avant 200 à un emplacement au-dessus du vilebrequin 210, une seconde extrémité qui est pourvue d'un quatrième axe de pivotement 32 pour relier la seconde extrémité de la liaison supérieure 30 de manière rotative à une extrémité avant 121 de la partie formant fourche supérieure 12 du cadre triangulaire arrière 10, et une partie intermédiaire 33 située entre les troisième et quatrième axes de pivotement 31, 32. Le cylindre hydraulique amortisseur 40 comprend un corps de cylindre 41 relié de manière pivotante au cadre triangulaire avant 200 à une extrémité avant de celui-ci, et une bielle 42 comportant une extrémité avant reliée de manière mobile au corps de cylindre 41, et une extrémité arrière reliée de manière pivotante à la partie intermédiaire 33 de la liaison supérieure 30. La bielle 42 est mobile par rapport au corps de cylindre 41 d'une distance qui est égale à ou plus petite qu'une valeur de déplacement maximum. En référence à la figure 2, lorsqu'un frein arrière (non illustré) est actionné, une force de freinage (F) qui est exercée sur la roue arrière 600 le long d'une ligne d'application de la force (B) affecte les caractéristiques d'amortissement de chocs du système de suspension 100. La ligne d'application de la force (B) forme un angle (6) par rapport à une ligne horizontale (H). L'angle (6) est typiquement dans l'intervalle de 40 à 50 . Dans ce mode de réalisation, l'angle (6) est d'environ 45 . Le cadre triangulaire arrière 10 comporte un centre instantané (0) par rapport au cadre triangulaire avant 200. Le centre instantané (0) est situé à un point d'intersection d'une première ligne (L1) interconnectant les axes de rotation des premier et deuxième axes de pivotement 21, 22 et d'une deuxième ligne (L1) interconnectant les axes de rotation des troisième et quatrième axes de pivotement 31, 32. Du fait que la ligne d'application de la force (B) interconnecte le centre instantané (0) et un point de contact (P) entre la roue arrière 600 et le sol, l'effet de la force de freinage (F) sur les caractéristiques d'amortissement de chocs du système de suspension 100 peut être minimisé. En référence aux figures 1 et 3, lorsque la roue arrière 600 effectue une course sur une surface de roulement bosselée (non illustrée) pour ainsi se déplacer vers le haut dans une direction (Y) loin du sol, le second axe de pivotement 22 de la liaison inférieure 20 tourne autour du premier axe de pivotement 21 de la liaison inférieure 20 dans un sens inverse des aiguilles d'une montre loin du cadre triangulaire avant 200 et vers la roue arrière 600, tandis que le quatrième axe de pivotement 32 de la liaison supérieure 30 tourne autour du troisième axe de pivotement 31 de la liaison supérieure 30 dans le sens des aiguilles d'une montre loin de la roue arrière 600 et vers le cadre triangulaire avant 200. En même temps, la tige de piston 42 du cylindre hydraulique amortisseur 40 se rétracte dans le corps de cylindre 41 du cylindre hydraulique amortisseur 40 de manière à retarder le déplacement relatif entre les cadres angulaires avant et arrière 200, 10. En référence aux figures 1 et 4, le système de suspension 100 comporte un point de pivotement virtuel (VPP, virtual pivot point) qui représente le centre de rotation de la roue arrière 600 lorsque la roue arrière 600 se déplace par rapport au cadre triangulaire avant 200. Lorsque la roue arrière 600 est disposée à une position normale illustrée sur la figure 1, le piston 42 effectue une course par rapport au corps de cylindre 41 de 1/4 à 1/3 de la valeur de déplacement maximum, et le point de pivotement virtuel (VPP, virtual pivot point) est disposé près d'une jonction entre la chaîne 530 et la roue dentée d'entraînement avant 510. Par conséquent, une perte de l'énergie de pédalage peut être réduite. Lorsque la roue arrière 600 se déplace vers le haut loin du sol, le point de pivotement virtuel (VPP, virtual pivot point) se déplace en arrière, comme cela est illustré sur la figure 4, de manière à réduire le recul brutal inconfortable des pédales 420. Certains des avantages de la présente invention peuvent être résumés comme suit: (1) la structure du système de suspension 100 est relativement simple. (2) Lorsque la roue arrière 600 est disposée à sa 30 position normale par rapport au cadre triangulaire avant 200, le point de pivotement virtuel (VPP, virtual pivot point) est près de la jonction entre la chaîne 530 et la roue dentée d'entraînement avant 510. En conséquence, une perte de l'énergie de pédalage peut être réduite. (3) Lorsque la roue arrière 600 se déplace vers le haut loin du sol, le point de pivotement virtuel (VPP, virtual pivot point) se déplace en arrière de manière à réduire le retour brutal inconfortable des pédales (420). (4) Du fait de la ligne (B) interconnectant le centre instantané (0) et le point de contact (P) entre la roue arrière 600 et le sol forme l'angle (0) d'environ 45 par rapport à la ligne horizontale (H), l'effet du freinage de la roue arrière sur les caractéristiques d'amortissement de chocs du système de suspension 100 est réduit de façon significative. En résumé, l'invention consiste en un système de suspension arrière de bicyclette 100 destiné à amortir le choc exercé sur une roue arrière 600 d'un véhicule, la bicyclette comprenant un cadre triangulaire avant 200, une roue avant 300 disposée sur une extrémité avant du cadre triangulaire avant 200, un pédalier 400 disposé sur une partie inférieure du cadre triangulaire avant 200, et une unité d'entraînement 500 entraînée par le pédalier 400. La roue arrière 600 est disposée derrière le cadre triangulaire avant 200 et est soutenue par le système de suspension 100, le pédalier 400 comprenant une manivelle 410 et deux pédales 420 reliées respectivement à deux extrémités de la manivelle 410. L'unité d'entraînement comprend une roue dentée d'entraînement avant 510 reliée au pédalier 400, une roue dentée entraînée arrière 520 reliée à la roue arrière 600, et une chaîne entraînée sur la roue dentée d'entraînement avant 510 et la roue dentée entraînée arrière 520. Selon l'invention, le système de suspension 100 comprend: un cadre triangulaire arrière 10 adapté pour être disposé derrière le cadre triangulaire avant 200 et comportant une extrémité arrière adaptée pour soutenir la roue arrière 600 dessus; et un cylindre hydraulique amortisseur 40 adapté pour relier le cadre triangulaire arrière 10 au cadre triangulaire avant 200 et comprenant un corps de cylindre 41 et une tige de piston 42, un des corps de cylindre 41 et la tige de piston 42 étant adaptés pour être reliés de manière pivotante à un des cadres triangulaires avant 200 et au cadre triangulaire arrière 10, l'autre. corps de cylindre 41 et la tige de piston 42 étant adaptés pour être reliés de manière pivotante à l'autre cadre triangulaire avant 200 et au cadre triangulaire arrière 10, la tige de piston 42 étant mobile par rapport au corps de cylindre 41 d'une distance qui est égale à ou plus petite qu'une valeur da déplacement maximum. Le système de suspension 100 comporte un point de pivotement central PPC qui est adapté pour représenter un centre de rotation d'un centre de la roue arrière 600 lorsque la roue arrière 600 se déplace par rapport au cadre triangulaire avant 200, qui est adapté pour être près d'une jonction entre la chaîne et la roue dentée d'entraînement avant 510 lorsque la tige de piston 42 effectue une course par rapport au corps de cylindre 41 de 1/4 à 1/3 de la valeur de déplacement maximum, et qui se déplace en arrière lorsque la roue arrière 600 se déplace vers le haut loin du sol. Le cadre triangulaire arrière 10 comporte un centre instantané 0 par rapport au cadre triangulaire avant 200, une ligne B interconnectant le centre instantané 0 et un point de contact P entre la roue arrière 600 et le sol formant un angle 6 d'environ 40 à 50 par rapport à une ligne horizontale H. Dans une autre réalisation, l'invention consiste en un système de suspension arrière de bicyclette 100 adapté pour être disposé entre un cadre triangulaire avant 200 et une roue arrière 600, le cadre triangulaire avant 200 comportant une partie inférieure qui est pourvue d'un vilebrequin 210. Selon l'invention, le système de suspension arrière de bicyclette 100 comprend: un cadre triangulaire arrière 10 comportant une partie formant fourche inférieure 11 et une partie formant fourche supérieure 12 disposée au-dessus de la partie formant fourche inférieure 11, chacune des parties formant fourche supérieure et inférieure 12, 11 comportant une extrémité avant 121, 111, l'extrémité avant 111 de la partie formant fourche inférieure 11 étant adaptée pour être disposée de manière adjacente au vilebrequin 210 du cadre triangulaire avant 200. Une liaison inférieure 20 comporte une première extrémité qui est pourvue d'un premier axe de pivotement 21 adapté pour relier la première extrémité de la liaison inférieure 20 de manière rotative au cadre triangulaire avant 200 à un emplacement adjacent au vilebrequin 210, et une seconde extrémité qui est pourvue d'un deuxième axe de pivotement 22 pour relier la seconde extrémité de la liaison inférieure 20 de manière rotative à l'extrémité avant 111 de la partie formant fourche inférieure 11 du cadre triangulaire arrière 10. Une liaison supérieure 30 située au-dessus de la liaison inférieure 20 comporte une première extrémité qui est pourvue d'un troisième axe de pivotement 31 adapté pour relier la première extrémité de la liaison supérieure 30 de manière rotative au cadre triangulaire avant 200 à un emplacement au-dessus du vilebrequin 210, et une seconde extrémité qui est pourvue d'un quatrième axe de pivotement 32 pour relier la seconde extrémité de la liaison supérieure 30 de manière rotative à l'extrémité avant 121 de la partie formant fourche supérieure 12 du cadre triangulaire arrière 10. Un cylindre hydraulique amortisseur 40 adapté pour relier le cadre triangulaire arrière 10 au cadre triangulaire avant 200 comprend un corps de cylindre 41 et une tige de piston 42, un des corps de cylindre 41 et la tige de piston 42 étant adaptés pour être reliés de manière pivotante à un des cadres triangulaires avant 200 et à la liaison supérieure 30. L'autre cylindre et la tige de piston 42 sont reliés de manière pivotante à l'autre cadre triangulaire avant 200 et à la liaison supérieure 30, la liaison supérieure 30 étant reliée de manière pivotante au cylindre hydraulique amortisseur 40 à un emplacement entre les troisième et quatrième axes de pivotement 31, 32. Les liaisons supérieure et inférieure 30, 20 peuvent être orientées de façon à ce que, lorsque la roue arrière 600 se déplace vers le haut loin du sol, le second axe de pivotement 22 de la liaison inférieure 20 tourne autour du premier axe de pivotement 21 de la liaison inférieure 20 dans un sens loin du cadre triangulaire avant 200 et vers la roue arrière 600. Le quatrième axe de pivotement 32 de la liaison supérieure 30 tourne autour du troisième axe de pivotement 31 de la liaison supérieure 30 dans un sens loin de la roue arrière 600 et vers le cadre triangulaire avant 200, permettant ainsi à la tige de piston 42 du cylindre hydraulique amortisseur 40 de se rétracter dans le corps de cylindre 41 du cylindre hydraulique amortisseur 40. REVENDICATIONS 1. Système de suspension arrière de bicyclette (100) destiné à amortir le choc exercé sur une roue arrière (600) d'un véhicule, la bicyclette comprenant un cadre triangulaire avant (200), une roue avant (300) disposée sur une extrémité avant du cadre triangulaire avant (200), un pédalier (400) disposé sur une partie inférieure du cadre triangulaire avant (200), et une unité d'entraînement (500) entraînée par le pédalier (400), la roue arrière (600) étant disposée derrière le cadre triangulaire avant (200) et étant soutenue par le système de suspension (100), le pédalier (400) comprenant une manivelle (410) et deux pédales (420) reliées respectivement à deux extrémités de la manivelle (410), l'unité d'entraînement comprenant une roue dentée d'entraînement avant (510) reliée au pédalier (400), une roue dentée entraînée arrière (520) reliée à la roue arrière (600), et une chaîne entraînée sur la roue dentée d'entraînement avant (510) et la roue dentée entraînée arrière (520), caractérisé en ce que le système de suspension (100) comprend: un cadre triangulaire arrière (10) adapté pour être disposé derrière le cadre triangulaire avant (200) et comportant une extrémité arrière adaptée pour soutenir la roue arrière (600) dessus; et un cylindre hydraulique amortisseur (40) adapté pour relier le cadre triangulaire arrière (10) au cadre triangulaire avant (200) et comprenant un corps de cylindre (41) et une tige de piston (42), un des corps de cylindre (41) et la tige de piston (42) étant adaptés pour être reliés de manière pivotante à un des cadres triangulaires avant (200) et au cadre triangulaire arrière (10), l'autre corps de cylindre (41) et la tige de piston (42) étant adaptés pour être reliés de manière pivotante à l'autre cadre triangulaire avant (200) et au cadre triangulaire arrière (10), la tige de piston (42) étant mobile par rapport au corps de cylindre (41) d'une distance qui est égale à ou plus petite qu'une valeur de déplacement maximum; le système de suspension (100) comportant un point de pivotement central (PPC) qui est adapté pour représenter un centre de rotation d'un centre de la roue arrière (600) lorsque la roue arrière (600) se déplace par rapport au cadre triangulaire avant (200), qui est adapté pour être près d'une jonction entre la chaîne et la roue dentée d'entraînement avant (510) lorsque la tige de piston (42) effectue une course par rapport au corps de cylindre (41) de 1/4 à 1/3 de la valeur de déplacement maximum, et qui se déplace en arrière lorsque la roue arrière (600) se déplace vers le haut loin du sol; le cadre triangulaire arrière (10) comportant un centre instantané (0) par rapport au cadre triangulaire avant (200), une ligne (B) interconnectant le centre instantané (0) et un point de contact (P) entre la roue arrière (600) et le sol formant un angle (6) d'environ 40 à 50 par rapport à une ligne horizontale (H). 2. Système de suspension arrière de bicyclette (100) adapté pour être disposé entre un cadre triangulaire avant (200) et une roue arrière (600), le cadre triangulaire avant (200) comportant une 5 partie inférieure qui est pourvue d'un vilebrequin (210), caractérisé en ce que le système de suspension arrière de bicyclette (100) comprend: un cadre triangulaire arrière (10) comportant une partie formant fourche inférieure (11) et une partie formant fourche supérieure (12) disposée au- dessus de la partie formant fourche inférieure (11), chacune des parties formant fourche supérieure et inférieure (12, 11) comportant une extrémité avant (121, 111), l'extrémité avant (111) de la partie formant fourche inférieure (11) étant adaptée pour être disposée de manière adjacente au vilebrequin (210) du cadre triangulaire avant (200) ; une liaison inférieure (20) comportant une première extrémité qui est pourvue d'un premier axe de pivotement (21) adapté pour relier la première extrémité de la liaison inférieure (20) de manière rotative au cadre triangulaire avant (200) à un emplacement adjacent au vilebrequin (210), et une seconde extrémité qui est pourvue d'un deuxième axe de pivotement (22) pour relier la seconde extrémité de la liaison inférieure (20) de manière rotative à l'extrémité avant (111) de la partie formant fourche inférieure (11) du cadre triangulaire arrière (10) ; une liaison supérieure (30) située au-dessus de la liaison inférieure (20) et comportant une première extrémité qui est pourvue d'un troisième axe de pivotement (31) adapté pour relier la première extrémité de la liaison supérieure (30) de manière rotative au cadre triangulaire avant {200) à un emplacement au-dessus du vilebrequin (210), et une seconde extrémité qui est pourvue d'un quatrième axe de pivotement (32) pour relier la seconde extrémité de la liaison supérieure (30) de manière rotative à l'extrémité avant (121) de la partie formant fourche supérieure (12) du cadre triangulaire arrière (10) , et un cylindre hydraulique amortisseur (40) adapté pour relier le cadre triangulaire arrière (10) au cadre triangulaire avant (200) et comprenant un corps de cylindre (41) et une tige de piston (42), un des corps de cylindre (41) et la tige de piston (42) étant adaptés pour être reliés de manière pivotante à un des cadres triangulaires avant (200) et à la liaison supérieure (30), l'autre cylindre et la tige de piston (42) étant reliés de manière pivotante à l'autre cadre triangulaire avant (200) et à la liaison supérieure (30), la liaison supérieure (30) étant reliée de manière pivotante au cylindre hydraulique amortisseur (40) à un emplacement entre les troisième et quatrième axes de pivotement (31, 32). 3. Système de suspension arrière de bicyclette (100) selon la revendication 2, caractérisé en outre en ce que le premier axe de pivotement (21) de la liaison inférieure (20) comporte un axe de rotation (21') qui est adapté pour être disposé sous et derrière celui du vilebrequin (210) du cadre triangulaire avant (200). 4. Système de suspension arrière de bicyclette (100) selon la revendication 3, caractérisé en outre en ce que les liaisons supérieure et inférieure (30, 20) sont orientées de façon à ce que, lorsque la roue arrière (600) se déplace vers le haut loin du sol, le second axe de pivotement (22) de la liaison inférieure (20) tourne autour du premier axe de pivotement (21) de la liaison inférieure (20) dans un sens loin du cadre triangulaire avant (200) et vers la roue arrière (600), tandis que le quatrième axe de pivotement (32) de la liaison supérieure (30) tourne autour du troisième axe de pivotement (31) de la liaison supérieure (30) dans un sens loin de la roue arrière (600) et vers le cadre triangulaire avant (200), permettant ainsi à la tige de piston (42) du cylindre hydraulique amortisseur (40) de se rétracter dans le corps de cylindre (41) du cylindre hydraulique amortisseur (40).