Brevet FR3117084A1 — publié le 20220610

L’invention concerne un vélo intermodal, uni-taille et d’encombrement réduit comprenant : - un cadre, - une roue avant orientable par rapport au cadre au moyen d’une douille de direction fixée au cadre, - une roue arrière dont le diamètre est supérieur ou égal au double du diamètre de la roue avant, et entraînable en rotation par une transmission mue par des pédales montées sur un pédalier - une selle montée sur le cadre par l’intermédiaire d’un tube de selle. Selon l’invention, l’axe de la douille de direction et l’axe du tube de selle définissent entre eux un angle ouvert vers le haut et compris entre 1 et 5°, de préférence entre 1° et 3°, et en vue de côté, le disque représentant la rotation des pédales ne pénètre (chevauche) pas le disque représentant la roue avant. Figure pour l’abrégé : Fig. 1 Vélo intermodal et d’encombrement réduit L’invention se rapporte au domaine technique des cycles, et en particulier à celui des vélos. Art antérieur Dans le contexte de l’évolution des modes de transport urbains et interurbains, le vélo est de plus en plus utilisé, et notamment dans le cadre des transports intermodaux, c’est-à-dire combinant plusieurs modes de déplacement. Par exemple un déplacement domicile-travail peut se faire avec le vélo pour aller du domicile à une gare, en train pour rejoindre une autre agglomération, puis encore à vélo pour aller de la gare d’arrivée au lieu de travail. Il est connu d’utiliser des vélos pliants pour faciliter la prise des transports intermodaux. En effet, dans le train par exemple, il est possible de replier son vélo afin que celui-ci soit moins encombrant. Le poids de ces vélos est généralement limité afin d’en faciliter le portage. Toutefois, les vélos pliants présentent deux inconvénients : Tout d’abord, la limitation de leur encombrement passe par l’utilisation de roues de petites dimensions. Or, l’utilisation de petites roues a un impact direct sur la performance du vélo, car le développé disponible par tour de pédale est limité, c’est-à-dire que la distance parcourue par tour de pédale est limité, malgré l’utilisation de cassette munies de plusieurs pignons de tailles différentes. Le cadre de ces vélos est également conçu en vue de faciliter le pliage, pas en vue d’optimiser les performances du vélo. L’utilisation d’un vélo pliant est donc beaucoup plus fatigante par rapport à celle d’un vélo de taille normale. Il est envisageable de doter un vélo pliant d’une motorisation électrique, mais cela alourdit considérablement le vélo qui devient de fait moins transportable. L’impact financier est également élevé. Le second inconvénient des vélos pliables réside dans leur articulation qui le fragilise. Il devient donc nécessaire de sur-dimensionner l’articulation du vélo. Ensuite, la manipulation nécessaire au pliage ou au dépliage du vélo n’est pas toujours aisée, ni rapide. Le verrouillage de l’articulation nécessite généralement l’utilisation de fixations qui ne sont pas pratiques à manipuler. Il en découle que les utilisateurs de vélos pliants renoncent parfois à plier leur vélo et les transportent dépliés, considérant déjà leur dimension réduite comme satisfaisante en termes d’encombrement. L’un des buts de l’invention est de concevoir un vélo permettant de concilier un encombrement réduit avec des performances qui ne soient pas dégradées. À cet effet, il a été mis au point un vélo intermodal et d’encombrement réduit comprenant : - un cadre, - une roue avant orientable par rapport au cadre au moyen d’une douille de direction fixée au cadre, - une roue arrière dont le diamètre est supérieur ou égal au double du diamètre de la roue avant, et entraînable en rotation par une transmission mue par des pédales montées sur un pédalier - une selle montée sur le cadre par l’intermédiaire d’un tube de selle. Selon l’invention, l’axe de la douille de direction et l’axe du tube de selle définissent entre eux un angle ouvert vers le haut et compris entre 1 et 15°, de préférence entre 1° et 3°, et en vue de côté, le disque représentant la rotation des pédales ne pénètre pas le disque représentant la roue avant. De cette manière, le vélo est d’encombrement réduit car la roue avant est de diamètre restreint, ce qui diminue la prise au sol du vélo et facilite sa manipulation dans des endroits exigus, tels que des transports en commun. La performance du vélo n’est pas dégradée, car la dimension de la roue arrière est celle d’un vélo adulte. De plus, le cadre n’étant pas modifié afin d’en faire un vélo pliant, sa géométrie peut être optimisée afin de perfectionner le rendement du vélo. Ainsi, il n’est pas plus fatigant à conduire qu’un vélo de taille adulte de l’art antérieur. L’angle entre l’axe de la douille de direction et l’axe du tube de selle permet, lorsqu’on règle la hauteur de la selle, d’éloigner la selle du guidon lorsqu’on la monte. Autrement dit, plus le vélo grandit, plus il s’allonge. Cela permet de minimiser le nombre de tailles de cadres nécessaires pour couvrir l’ensemble des utilisateurs. De préférence, le vélo obtenu est uni-taille et convient par exemple à des utilisateurs mesurant de 1,5m à 1,95m. Le fait que vu de côté, le disque représentant la rotation des pédales ne pénètre pas le disque représentant la roue avant permet de garantir la sécurité de l’utilisateur, en permettant de tourner le guidon et d’orienter la roue convenablement sans que les pieds ou les pédales ne viennent heurter la roue avant. Le vélo ainsi obtenu dispose donc de l’encombrement d’un vélo d’enfant, mais avec la performance d’un vélo d’adulte. Afin de garantir la maniabilité du vélo et sa stabilité dans les virages, l’angle de chasse est compris entre 70° et 90°. Avantageusement, la distance entre l’axe du pédalier et une ligne passant par les axes des roues avant et arrière est comprise entre 0 et 100 mm, afin de garantir la stabilité du vélo à haute vitesse, et vaut par exemple 17mm. Pour que l’utilisation du vélo puisse être mixte, et pour garantir la facilité de son enjambement, le cadre comprend un tube central reliant la douille de direction au tube de selle, et dont la hauteur médiane par rapport au sol est comprise entre 300 et 600 mm. De préférence, la distance mesurée horizontalement entre l’axe du pédalier et un point supérieur de la douille de direction est comprise entre 300 et 500 mm et vaut par exemple 398mm, afin de procurer à l’utilisateur une sensation d’un vélo long, qui offre de la place pour se mouvoir. Au surplus, la distance mesurée verticalement entre l’axe du pédalier et un point supérieur de la douille de direction est comprise entre 500 et 800 mm et vaut par exemple 620mm, de sorte que l’utilisateur puisse avoir une position plus assise sur le vélo, et qu’il n’ait pas l’impression d’avoir un vélo trop petit. Afin de limiter l’encombrement du vélo tout en garantissant sa maniabilité, l’entraxe des roues avant et arrière est compris entre 850 et 1350 mm et vaut par exemple 1095mm. Avantageusement, le vélo comprend une portion tubulaire reliant le tube de selle et le tube central formant une poignée de transport du vélo, facilitant ainsi la prise en main du vélo pour le transport. De préférence, la poignée de transport est inclinée vers le bas, du côté de la roue avant, et l’angle entre l’axe de la poignée et le sol est compris entre 5 et 30°, et vaut par exemple 13°. Ainsi lorsqu’on porte le vélo et que celui bascule vers l’arrière à cause de sa répartition des masses, la poignée arrive en position horizontale et le portage du vélo n’est pas douloureux pour le poignet. Par ailleurs, cela permet de pouvoir monter des escalier en réduisant le risque que la roue avant heurte les marches. Pour améliorer la robustesse de la direction, la longueur de la douille de direction est comprise entre 450 et 850 mm. est une vue de côté d’un vélo selon l’invention. est une vue de côté d’un cadre et d’une fourche d’un tel vélo. Description détaillée de l’invention La présente un vélo correspondant à l’invention, comprenant un cadre, une roue arrière de taille adulte par exemple de diamètre 28 pouces, et une roue avant de taille réduite par exemple de diamètre 12 pouces. La roue avant est montée sur une fourche, qui peut pivoter par rapport au cadre au moyen d’une douille de direction (1). L’utilisateur oriente la fourche avec un guidon, qui peut avantageusement être pliable pour limiter l’encombrement du vélo entre deux utilisations. Le ratio minimal de 2 entre le diamètre (d) de la roue avant et le diamètre (D) de la roue arrière garantit un ratio satisfaisant entre la performance du vélo et son encombrement. En effet, une grande roue arrière permet d’avoir un développé important pour chaque tour de pédale fourni par l’utilisateur. En revanche, un diamètre restreint de la roue avant limite l’encombrement du vélo, sans augmenter l’effort nécessaire pour le faire avancer. La roue arrière est montée sur le cadre et est entraînée par des pédales au moyen d’une transmission qui comprend généralement une chaîne et des pignons, bien qu’il puisse s’agir d’une courroie et de poulies ou de tout autre système adapté. Encore dans un but de limite l’encombrement, les pédales, montées sur un pédalier (5), peuvent être pliables. La selle est pourvue d’une tige de selle qui s’insère dans le tube de selle (2) du cadre. Selon l’invention, l’angle formé par l’axe de la douille de direction (1) et l’axe du tube de selle (2) est un angle (A) ouvert vers le haut du vélo, compris entre 1 et 15°, et de préférence entre 1 et 3°, et par exemple 2°. Cela permet de disposer d’une taille de cadre unique pour une plage d’utilisateurs mesurant de 1,5m à 1,95m environ. En effet, lorsqu’on monte la selle, elle s’éloigne du guidon, ce qui en d’autres termes signifie que plus le vélo grandit, plus il s’allonge. Le simple réglage en hauteur de la selle permet donc au vélo de s’adapter aux morphologies d’utilisateurs ayant pourtant des tailles très différentes. De plus, le vélo est conçu de sorte que, vu de côté, le disque (P) représentant l’encombrement des pédales en rotation n’interfère jamais avec le diamètre (d) de la roue avant, notamment lors des virages. Cela permet de pouvoir orienter librement la roue avant et donc de jouir d’une maniabilité satisfaisante du vélo car les pieds ne gênent pas la roue. Cela prévient également les risque de déséquilibre et de chute si le pied ou une pédale venait heurter la roue avant. À la différence de certains vélos de l’art antérieur, l’axe du pédalier (5) ne pénètre pas le disque représentant la roue arrière. En référence à la , et afin que les performances du vélo ne soient pas dégradées, la géométrie du cadre et de la fourche ont été étudiées de façon à ce que les caractéristiques ci-après soient proposées. La mesure verticale (S) entre l’axe du pédalier (5) et le point haut de la douille (1), appelée « stack » en anglais, mesure entre 500 et 800mm, et est de préférence de 620 mm. Cette plage de valeur permet à l’utilisateur d’avoir une position plus « assise » sur le vélo et de ne pas trop plier son dos. La distance horizontale (R) entre l’axe du pédalier (5) et un point supérieur de la douille de direction (1), appelée « reach » en anglais, mesure entre 300 et 500 mm, et de préférence 398mm. Cette plage de valeurs permet à l’utilisateur de ne pas avoir la sensation d’utiliser un vélo trop petit pour lui, et lui laisse notamment suffisamment de place pour mouvoir ses genoux sous le guidon. La distance (B) entre l’axe du pédalier (5) et une ligne passant par les axes des roues avant et arrière est comprise entre 0 et 100 mm, et est de préférence de 17 mm ce qui permet de disposer d’un vélo stable lors de son utilisation à une vitesse élevée. Cette distance est appelée en anglais « BB drop ». Le choix judicieux des valeurs de « stack », de « reach » et de « BB drop » permettent de disposer d’un vélo sur lequel la performance et le confort d’utilisation ne sont pas dégradés, malgré l’utilisation d’une roue avant de petite dimension qui modifie structurellement le vélo. La maniabilité du vélo et sa stabilité dans les virages sont conférées par un angle de chasse (C), définit par l’angle entre le sol et l’axe de la douille de direction (1), qui mesure entre 70 et 90°, et de préférence entre 73 et 77°, par exemple 75°. La robustesse de la direction du vélo est conférée par la longueur importante de la douille de direction (1), qui mesure entre 450 et 850 mm, et de préférence 650mm. Le vélo intermodal selon l’invention étant prévu pour être emmené par l’utilisateur dans d’autres moyens de transport, par exemple un train, le vélo est avantageusement pourvu d’une poignée de transport (4), celle-ci reliant un tube central (3) du cadre au tube de selle (2). Cette poignée de transport (4) facilite la préhension du vélo. Par ailleurs, la hauteur médiane (SO) du tube central (3) par rapport au sol, appelée en anglais « stand over », mesure entre 300 et 600mm, et de préférence entre 440 et 480mm, par exemple 460 mm. Ces valeurs de « stand over » permettent non seulement d’enjamber facilement le vélo pour monter dessus, le destinant ainsi autant à des utilisateurs masculins ou féminins, mais permet également d’avoir une longueur entre l’épaule de l’utilisateur et la poignée de transport (4) qui soit compatible avec un portage facile du vélo. Il n’est pas nécessaire de plier le coude pour porter le vélo, ce qui pourrait être une gêne dans les escaliers généralement présents dans les gares. La poignée de transport (4) peut également être légèrement inclinée vers l’avant, entre 5 et 30°, et de préférence 13°. En effet le vélo étant plus lourd à l’arrière, lorsqu’on le porte il a tendance à basculer vers l’arrière. Une telle disposition de la poignée de transport (4) permet donc d’accompagner le basculement du vélo lorsqu’on le soulève, et présente une orientation ergonomique pendant le portage du vélo. En effet, lorsqu’on porte le vélo, la poignée de transport (4) est en position horizontale. L’utilisateur n’a donc pas à forcer avec son poignet pour maintenir le vélo en position, et le risque pour la roue de heurter une marche en montant des escaliers est diminué. Le vélo ainsi obtenu dispose d’un entraxe (E) entre la roue arrière et la roue avant qui mesure entre 850 et 1350mm, et de préférence 1095mm. Son encombrement est donc limité, ce qui facilite son portage et sa manipulation dans les transports en communs par exemple. Les modifications structurelles apportées au vélo en simplifiant le cadre et en utilisant une roue avant plus petite permettent d’obtenir un vélo léger, pesant entre 8,5 kg et 11,5 kg, pour un encombrement en longueur de l’ordre de 1,4 m à 1,6 m, par exemple 1,5 m. Les caractéristiques techniques des différents modes de réalisation et variantes mentionnés ci-dessus peuvent être, en totalité ou pour certaines d’entre elles, combinées entre elles. Ainsi, le vélo intermodal uni-taille et d’encombrement réduit peut être adapté en termes de coût, de fonctionnalités et de performance. Vélo intermodal et d’encombrement réduit comprenant : - un cadre, - une roue avant orientable par rapport au cadre au moyen d’une douille de direction fixée au cadre, - une roue arrière dont le diamètre (D) est supérieur ou égal au double du diamètre (d) de la roue avant, et entraînable en rotation par une transmission mue par des pédales montées sur un pédalier (5) - une selle montée sur le cadre par l’intermédiaire d’un tube de selle, caractérisé en ce que l’axe de la douille de direction et l’axe du tube de selle définissent entre eux un angle (A) ouvert vers le haut et compris entre 1 et 15°, de préférence entre 1° et 3°, et en ce qu’en vue de côté, le disque (P) représentant la rotation des pédales ne pénètre pas le disque représentant la roue avant. Vélo selon la revendication 1, caractérisé en ce que qu’il comprend un angle de chasse (C) compris entre 70° et 90°. Vélo selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la distance (B) entre l’axe du pédalier et une ligne passant par les axes des roues avant et arrière est comprise entre 0 et 100 mm. Vélo selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le cadre comprend un tube central reliant la douille de direction au tube de selle, dont la hauteur médiane (SO) par rapport au sol est comprise entre 300 et 600 mm. Vélo selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la distance (R) mesurée horizontalement entre l’axe du pédalier (5) et un point supérieur de la douille de direction est comprise entre 300 et 500 mm. Vélo selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la distance (S) mesurée verticalement entre l’axe du pédalier (5) et un point supérieur de la douille de direction est comprise entre 500 et 800 mm. Vélo selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’entraxe (E) des roues avant et arrière est compris entre 850 et 1350 mm. Vélo selon la revendication 4, caractérisé en ce qu’il comprend une portion tubulaire reliant le tube de selle et le tube central formant une poignée de transport (4) du vélo. Vélo selon la revendication 8, caractérisé en ce que la poignée de transport (4) est inclinée vers le bas, du côté de la roue avant, l’angle entre l’axe de la poignée de transport (4) et le sol est compris entre 5 et 30°. 0 Vélo selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la longueur (D) de la douille de direction est comprise entre 450 et 850 mm.