FR2946610A1 - Velo couche ou semi-couche avec cadre en forme de tetraedre - Google Patents

Abstract

L'invention a pour objet une bicyclette comprenant un cadre (4) comportant une partie avant (ou avant) et une partie arrière (ou arrière), une roue avant (2) à l'extrémité d'une fourche avant (20) qui est montée pivotante dans une douille de direction (8), ladite douille de direction (8) étant située à l'avant dudit cadre (4), un pédalier monté pivotant dans une boîte de pédalier (7), ladite boîte de pédalier étant située à l'avant dudit cadre (4), une roue arrière (3), ledit cadre (4) comportant : - une poutre (9) qui est une tige et qui s'étend, dans le plan de la roue arrière (3) et en passant au-dessus d'elle, de l'avant à l'arrière dudit cadre, - deux bras de fourche arrière (10, 11) qui sont des tiges formant une fourche, solidaires de ladite poutre (9) au voisinage de l'arrière du cadre (4) et s'étendant vers le bas, encadrant la roue arrière (3) et sensiblement symétriques l'une de l'autre par rapport au plan de la roue arrière (3), les extrémités inférieures desdits bras de fourche arrière (10, 11) étant reliées par un axe (12) destiné à recevoir le moyeu de la roue arrière (3), - deux tiges de renfort (13, 14) du cadre (4) comportant une extrémité avant et une extrémité arrière, solidaires chacune à leur extrémité arrière de l'extrémité inférieure d'une tige (10, 11) respective et reliées à leur extrémité avant à ladite poutre (9), au niveau de l'avant dudit cadre (4).

Description

Vélo couché ou semi-couché avec cadre en forme de tétraèdre DOMAINE DE L'INVENTION L'invention se rapporte, généralement, aux vélos et, particulièrement, aux vélos couchés et semi-couchés. ETAT DE LA TECHNIQUE Classiquement un vélo (ou bicyclette) comprend un cadre supporté par une roue avant par l'intermédiaire d'une fourche avant comportant un pivot se logeant dans une douille de direction cylindrique faisant partie du cadre et dans laquelle il peut pivoter par l'intermédiaire de deux roulements situés en haut et en bas de ladite douille de direction, et une roue arrière comportant un moyeu et un axe passant au travers de celui-ci, et par l'intermédiaire duquel elle est fixée au cadre. Ce cadre porte une selle pour un cycliste, un pédalier, le plus souvent solidarisé au cadre par l'intermédiaire d'un boîtier de pédalier qui est logé dans une boîte de pédalier cylindrique faisant partie du cadre, et d'un moyen de transmission du mouvement des pédales à la roue arrière de la bicyclette. Pour les vélos de femmes, le cadre à une forme globale en Vé. Pour les hommes le Vé est complété par une traverse sensiblement horizontale reliant les extrémités libre des branches du Vé. Globalement le pédalier se trouve sensiblement à l'aplomb de l'assise sur laquelle prend place le cycliste et à la pointe du Vé du cadre. Lorsque le cycliste est à l'arrêt, il doit descendre de sa selle pour poser les pieds au sol.

Une évolution de ce vélo a été de disposer le pédalier à l'avant du vélo, ce qui a permis au cycliste, en pédalant les pieds devant, d'adopter une position couchée sur le dos, la selle étant remplacée par un siège adapté à cet effet. Ainsi est né un nouveau type de vélo, appelé "vélo couché". Une architecture voisine de ce vélo avec pédalier sur l'avant est celle où le cycliste se trouve non pas en position couchée, mais en position assise. La selle peut être à nouveau remplacée par un siège, car le cycliste est assis plus bas. II peut ainsi, tout en restant assis, avoir ses pieds qui reposent sur le sol lorsqu'il est à l'arrêt. II s'agit, alors, d'un vélo que l'on appelle "semi-couché".

Le vélo couché offre, par rapport au vélo classique, les avantages de confort (on n'est plus assis sur une selle) et de rapidité. Rapidité due à une manière de pédaler plus efficace et à une meilleure pénétration dans l'air, le cycliste étant couché. En contrepartie, la conduite du vélo couché est peu évidente et nécessite un apprentissage parfois long. En ville il est dangereux car la tête du cycliste est trop basse pour que celui-ci voie correctement la circulation, et qu'il soit vu des autres usagers de la route. L'expérience montre, aussi, qu'il est difficile de monter les côtes avec un vélo couché. Inconvénient supplémentaire, touchant au domaine de la production, les architectures des vélos couchés sont compliquées. Cette complication fait qu'ils sont coûteux à fabriquer et qu'ils pèsent lourd. Certains vélos couchés sont néanmoins légers, mais cette légèreté est obtenue au détriment de la rigidité du cadre. Il existe, quand-même, une possibilité de faire des vélos couchés légers et à peu près rigides, en utilisant de coûteux éléments en matériaux composites, ce qui rend prohibitif un prix déjà élevé. On comprend mieux alors pourquoi, bien qu'ayant été inventés dans les années 1930, les vélos couchés n'ont toujours pas réussi à s'imposer sur le marché par rapport aux vélos classiques.

Le vélo semi-couché résout une partie des problèmes : il est plus adapté à la ville, la tête du cycliste étant à une hauteur suffisante pour voir la circulation et être vu; la position du cycliste est plus naturelle que celle induite par le vélo couché, mais aussi que celle induite par le vélo classique; la prise en main est immédiate pour tout cycliste n'ayant connu que le vélo classique; et enfin, monter les côtes avec un vélo semi-couché est plus facile qu'avec le vélo couché, et même plus facile qu'avec le vélo classique.

On peut se demander, alors, pourquoi le vélo semi-couché n'a pas remplacé aussi bien le vélo classique que le vélo couché. On l'a vu, les architectures des vélos semi-couchés, comme celle des vélos couchés, sont compliquées, et induisent donc les défauts de coût élevés, de poids et de manque de rigidité évoqués ci-dessus.

Néanmoins, trois brevets de vélo semi-couchés proposent une architecture simple, les rendant légers et peu coûteux à fabriquer : les brevet n° FR2898575 et FR2898576, brevets qui ont été déposés par l'auteur du présent brevet, et le brevet n° US5509678.

Cependant, si les trois vélos présentés dans ces brevets offrent une simplicité d'architecture et une légèreté comparable à celle du vélo classique, ils ne sont toujours pas armés pour le remplacer, car leurs cadres n'offrent pas la rigidité du cadre du vélo classique. Or, si un cadre manque de rigidité, l'énergie que le cycliste consacre à tordre le cadre à chaque coup de pédale ne sert pas à propulser le vélo. Un tel vélo est donc pénible à faire avancer. Un test simple permet de vérifier la rigidité du cadre : si, sur un vélo classique, à l'arrêt, une personne serre fortement le frein arrière et appuie en même temps de toutes ses forces sur une pédale, celle-ci ne se déplacera pas. Si cette personne fait la même expérience sur un vélo couché , la pédale se déplacera sensiblement, de un ou de plusieurs centimètres. Les adeptes du vélo couché plaident que cela est dû à une légère élasticité de la chaîne qui ne se révèle pas sur le vélo classique car elle est deux ou trois fois plus courte que celle d'un vélo couché. S'il est certain qu'une chaîne peut avoir du jeu, il apparaît, en revanche, peu crédible qu'un être humain soit suffisamment fort pour faire subir à ses maillons en acier traité une déformation élastique... Cette prétendue élasticité serait alors facilement vérifiable : une chaîne de vélo couché dont la pédale pourrait être déplacée de 2 ou 3 cm avec le test évoqué ci-dessus, chaîne posée ensuite sur un vélo classique (après qu'elle a été raccourcie de la moitié ou des deux tiers de sa longueur pour pouvoir être montés sur ledit vélo) devrait permettre, toujours en pratiquant le même test, un déplacement d'environ 1 cm. Or, il n'en est rien. Ce n'est donc pas la supposée élasticité d'une longue chaîne qui explique ce problème de déplacement anormal de la pédale, mais bien un manque de rigidité des cadres des vélos couchés et semi-couchés. Le vélo présenté dans le brevet n° US5509678, ainsi que ceux présentés dans les brevets n° FR2898576 et FR2898575 ne pourraient pas, non plus, satisfaire ce test car, sous l'effort d'appui sur la pédale, les extrémités des axes du pédalier et de la roue arrière, du côté de la chaîne se rapprocheraient l'un de l'autre. Ceci, parce que, lors de cet effort appliqué sur l'un de ces vélos, tous les éléments du cadre situés entre l'axe du pédalier et l'axe de la roue arrière travaillent soit à la flexion soit à la torsion, ce qui les rend vulnérables à la déformation. Les brevets n° FR2898575 et FR2898576 comportent, néanmoins, un moyen pour assurer à la fois rigidité et légèreté du cadre, à savoir que, dans ces structures, c'est le poids du cycliste qui assure la rigidité du cadre. Ceci, parce que le poids du cycliste tend à écarter la fourche avant et la fourche arrière, toutes deux étant inclinées dans des sens opposés, et que cet écartement ne peut pas être excessif, car il est contrôlé par des profilés jouant rôle de hauban. Le poids du cycliste crée donc, par le biais de l'inclinaison de la fourche arrière, une force tendant à tirer l'axe de la roue arrière vers l'arrière, cette force s'opposant à la force tirant l'axe de la roue arrière vers l'avant lorsque le cycliste pédale. Le prototype de ce vélo ayant été construit, il a été avéré que cette conception était inefficace. Partant de ce constat, la nouvelle idée a été de faire en sorte que, comme dans le cas de l'arrière du vélo classique, les éléments du cadre travaillent uniquement à la compression. Il est intéressant, en effet, de voir pourquoi le vélo classique offre cette rigidité que n'offre aucun vélo couché ou semi-couché : (Dans la suite de cet exposé, on appellera "tige" toute sorte de tube, de profilé, de barre ou de méplat).

La partie arrière du cadre du vélo classique, sur laquelle travaille la chaîne, forme un tétraèdre dont les arêtes sont l'axe de la roue arrière, les deux tiges allant des extrémités de cet axe à la boîte de pédalier, la tige montant de la boîte de pédalier jusqu'au point de fixation de la selle, et les deux tiges partant de ce point de fixation jusqu'aux extrémités de l'axe de la roue arrière. Or, un tétraèdre est un polyèdre indéformable, et c'est cette qualité qui donne sa rigidité à la partie arrière de cadre du vélo classique.

La présente invention résout le problème de manque de rigidité du vélo couché ou semi-couché en leur procurant un cadre en forme de tétraèdre qui correspond à la seule partie arrière du cadre du vélo classique. En plus de cette qualité de rigidité, ce cadre offre la qualité de posséder une géométrie plus simple que celle du cadre du vélo classique et des cadres des vélos couchés, simplicité génératrice de faible coût de fabrication et de légèreté.

Un tel vélo offre ainsi la facilité d'utilisation du vélo classique alliée au confort et à la rapidité du vélo couché. On peut parvenir à réaliser un cadre de vélo correspondant à la partie arrière du vélo classique en modifiant les dimensions, les proportions et les orientations des arêtes du tétraèdre constituant la partie arrière du cadre du vélo classique, et en disposant la boîte de pédalier et la douille de direction de manière appropriée.

A cet effet, l'invention se rapporte à une bicyclette caractérisée en ce qu'elle comprend un cadre 4 comportant une partie avant (ou avant) et une partie arrière (ou arrière), une roue avant 2 à l'extrémité d'une fourche avant 20 qui est montée pivotante dans une douille de direction 8, ladite douille de direction 8 étant située à l'avant dudit cadre 4, un pédalier monté pivotant dans une boîte de pédalier 7, ladite boîte de pédalier étant située à l'avant dudit cadre 4, une roue arrière 3, ledit cadre 4 comportant : - une poutre 9 qui est une tige et qui s'étend, dans le plan de la roue arrière 3 et en passant au-dessus d'elle, de l'avant à l'arrière dudit cadre, - deux bras de fourche arrière 10, 11 qui sont des tiges formant une fourche, solidaires de ladite poutre 9 au voisinage de l'arrière du cadre 4 et s'étendant vers le bas, encadrant la roue arrière 3 et sensiblement symétriques l'une de l'autre par rapport au plan de la roue arrière 3, les extrémités inférieures desdits bras de fourche arrière 10, 11 étant reliées par un axe 12 destiné à recevoir le moyeu de la roue arrière 3, - deux tiges de renfort 13, 14 du cadre 4 comportant une extrémité avant et une extrémité arrière, solidaires chacune à leur extrémité arrière de l'extrémité inférieure d'une tige 10, 11 respective et reliées à leur extrémité avant à ladite poutre 9, au niveau de l'avant dudit cadre 4.

Dans la suite de cet exposé, on appellera le couple des bras de fourche arrière 10, 11 la "fourche arrière". Par ailleurs, dans le texte qui va suivre, sont évoquées les notions d"'avant" et d'arrière" ou de "partie avant" et de "partie arrière" ou d'extrémité avant" et d'extrémité arrière" pour certains composants du vélo. Ces notions sont, alors, définies en accord avec celles d "avant" et dm arrière" définies pour le cadre 4. FIG 1 : le vélo vu de côté (non représentés : le pédalier et le mode de transmission du mouvement du pédalier à la roue arrière). (Planche 1).

FIG 2 : le cadre du vélo vu de dessus, avec représentation de l'axe 12 de la roue arrière. (Planche 1). FIG 3 : suspension avant selon la revendication 7. (Planche 2). FIG 4 : pièce additionnelle au cadre selon revendication 5. (Planche 3). FIG 5 : siège selon la revendication 8. (Planche 4).

FIG 6 : siège selon la revendication 9. (Planche 4). FIG 7 : système de fixation du siège à la poutre selon la revendication 10). (Planche 3).

Comme dans un vélo classique, ce sont les tiges de renfort 13, 14 qui assurent, par leur grande capacité de résistance à la compression comme à la traction, la rigidité du cadre s'opposant à l'effort de pédalage du cycliste. Ces tiges obligent, en effet, la distance de la boîte du pédalier 7 à l'axe 12 de la roue arrière à rester constante, à chaque pression faite sur les pédales lors de l'effort du cycliste. A cet effet, cette bicyclette est caractérisée en ce que les extrémités avant de ladite poutre 9 et desdites tiges 13, 14 rejoignent ladite boîte de pédalier 7.

Cependant, il n'est pas nécessaire que les extrémités avant des tiges 13, 14 rejoignent la boîte de pédalier 7 pour assurer que, face aux efforts de pédalage, la distance reste constante entre ladite boîte de pédalier 7 et l'axe 12 de la roue arrière. En effet, si ces extrémités avant rejoignent, par exemple, la douille de direction 8 et que celle-ci est reliée de façon suffisamment robuste à la boîte de pédalier 7 pour que la rigidité du cadre s'opposant à l'effort de pédalage du cycliste ne soit pas remise en cause, cette configuration, aussi, est acceptable. Et de nombreuses variations de cette configuration sont aussi acceptables, tant que les extrémités avant des tiges 13, 14 rejoignent une partie du cadre au voisinage de la boîte de pédalier 7, telle que la liaison entre cette partie du cadre et la boîte de pédalier 7 est suffisamment robuste pour ne pas remettre en cause la rigidité du cadre s'opposant à l'effort de pédalage.

A cet effet, cette bicyclette est caractérisée en ce que les extrémités avant des tiges 13, 14 rejoignent une quelconque partie avant du cadre, à condition que la liaison entre cette partie avant du cadre et la boîte de pédalier 7 soit suffisamment robuste pour que ne soit pas remise en cause la rigidité du cadre s'opposant à l'effort de pédalage.

Le brevet n° US5509678 présente un vélo dont l'architecture le rend pratiquement impossible à conduire, en raison de son angle de chasse trop important. Par "angle de chasse", on comprendra qu'il s'agit, lorsque le vélo se trouve sur un plan horizontal, de l'angle que fait l'axe de la douille de direction du vélo avec la verticale. La valeur de cet angle de chasse conditionne la possibilité pour le cycliste de trouver son équilibre lorsque le vélo roule. Si cet angle est trop important ou trop faible, le vélo est, pratiquement, impossible à conduire. L'auteur du brevet n° US5509678 a été contraint de choisir un angle de chasse trop important car les pédales doivent être suffisamment éloignées de la roue avant pour que le cycliste ne risque pas de les cogner lorsqu'il tourne le guidon tout en pédalant. Cette angle de chasse très important lui permet, à la fois, d'éloigner la roue avant des pieds du cycliste, et de rapprocher le guidon du cycliste, sans être obligé d'obtenir ce rapprochement avec des pièces de fabrication spéciales pour son vélo, qui en aurait augmenté à la fois le poids et le coût... cependant, ce choix comme on l'a compris, rend son vélo impossible à conduire. Ce choix, qui revient à définir la distance de l'axe de la boîte de pédalier à celle de l'axe de la roue avant comme supérieure à la somme des longueur d'un bras de manivelle de pédalier et du rayon de la roue avant, est le premier choix possible qui, comme on l'a vu, est un mauvais choix. Le second choix possible consiste en ne plus se soucier de la distance entre l'axe de la boîte de pédalier et celui de la roue avant, et de prendre un écartement entre les pédales supérieur au diamètre de la roue avant. Ce second choix n'est pas, non plus, réaliste...

La bonne solution consiste en un choix intermédiaire entre ces deux choix, qui joue à la fois sur la distance entre les deux axes cités plus haut et l'écartement des pédales. Or, la construction d'un prototype a montré qu'il est possible de trouver ce choix intermédiaire satisfaisant, tout en utilisant des pièces standard entrant dans la fabrication des vélos. Ceci, en jouant sur trois paramètres : le choix d'une roue avant de petit diamètre (telle qu'une roue de vélo d'enfant), avec une fourche telle que la fourche d'un vélo d'enfant correspondant à cette roue, l'écartement des pédales par rapport au plan de la roue arrière, qui peut être modulé par le choix du boitier de pédalier, et la distance entre l'axe de la boîte de pédalier et celui de la roue avant. Et cette expérience acquise par la construction de prototype montre qu'alors, il n'est pas nécessaire de mettre le pédalier très en retrait de la roue avant, car celle-ci, même avec le pédalier sensiblement à l'aplomb de son axe, est assez petite pour qu'elle ne cogne pas contre le pédalier lorsque le cycliste tourne le guidon tout en pédalant. La marge peut être augmentée si l'on choisit de mettre la fourche en position "roue tirée", en adaptant l'angle de chasse en conséquence. Par "roue tirée", on comprendra qu'il s'agit de mettre la fourche dans le sens inverse de son sens habituel (qui est en "roue poussée", où la courbure des deux bras de la fourche va vers l'avant, de telle sorte que l'axe de la roue avant du vélo se trouve devant le prolongement vers le bas de l'axe de la douille de direction). Dans la position en "roue tirée", cette courbure des deux bras de la fourche est orientée vers l'arrière, de telle sorte que l'axe de la roue avant se trouve derrière le prolongement vers le bas de l'axe de la douille de direction. L'angle de chasse peut ainsi être redressé, l'expérience acquise par la construction de différents prototypes montre que l'éloignement idéal du guidon au cycliste est, quand-même, obtenu avec des pièces standard entrant dans la fabrication des vélos. Cette idée a été validée par la construction d'un prototype. A cet effet, cette bicyclette est caractérisée en ce qu'elle possède une roue avant 2 suffisamment petite, avec des pédales suffisamment écartées par rapport au plan de la roue arrière et une distance suffisante entre l'axe de la boîte de pédalier 7 et l'axe de la roue avant 2 pour que ladite roue avant puisse pivoter sans entraver l'action de pédaler du cycliste. La bicyclette décrite jusqu'à présent est un véhicule optimisé pour son efficacité. (Le prototype, avec le même empattement qu'un vélo classique, fait une longueur hors tout de 1 m 55 contre 1 m 75 pour un vélo classique, et pèse 12 kg avec ses suspensions - qui seront présentées ci-après - contre les 14 ou 15 kg d'un vélo classique sans suspensions...). Cependant, le cadre en forme de tétraèdre peut offrir des variantes moins optimisées (vélo un peu plus lourd, un peu plus encombrant...), mais offrant d'autres avantages. Par exemple, un vélo dont la douille de direction est située à quelques dizaines de centimètres devant la boîte de pédalier, afin que la boîte de pédalier puisse être positionnée plus bas et que la roue avant puisse être de plus grand diamètre, sans gêner le cycliste lorsqu'il pédale. On remarque que cette disposition ne remet pas en cause la rigidité du cadre faisant face aux efforts pour pédaler, car la forme en tétraèdre entre la boîte de pédalier, l'axe de la roue arrière et le sommet de la fourche arrière reste conservée. Cette disposition nécessite une liaison par une tige robuste entre la boîte de pédalier et la douille de direction, et une pièce d'adaptation pour reculer guidon de telle sorte qu'il ne soit pas trop éloigné du cycliste. Cela occasionnerait une augmentation de poids raisonnable (moins des 2 ou 3 kilos qui séparent son poids du poids du vélo classique), et une longueur hors tout de l'ordre de celle du vélo classique. Un tel vélo pourrait, aussi, avoir son marché. Et d'autres variantes peuvent ainsi être crées qui respectent ce principe de forme de tétraèdre tout en disposant la douille de direction en avant ou en arrière de la boîte de pédalier.

A cet effet, cette bicyclette est caractérisée en ce que la douille de direction 8 peut être placée devant ou derrière la boîte de pédalier 9, et être directement solidarisée ou non avec celle-ci.

La roue avant du vélo et sa fourche peuvent, donc, provenir d'un vélo d'enfant.

Cependant, cette petite roue est moins adaptée pour franchir les obstacles qu'une grande roue de vélo classique d'adulte. Qui plus est, cette fourche et cette roue, prévues pour supporter le poids d'un enfant qui ne roule pas vite, risquent d'être trop fragiles pour supporter le poids d'un adulte susceptible de rouler vite. Ces deux problèmes ne se poseraient pas si un tel vélo roulait toujours sur une route parfaitement lisse, car cette fourche et cette roue n'auraient pas à absorber de chocs qui sont autant de brutales absorptions d'énergie cinétique très destructrices. Donner une suspension à la fourche avant, en rendant progressives ces absorptions d'énergie cinétique, résout ce problème de fragilité d'une fourche et d'une roue provenant d'un vélo d'enfant, et apporte l'avantage du confort d'une suspension. Par ailleurs, le fait que la suspension de la petite roue s'enfonce lors du franchissement d'un obstacle fait que cette petite roue le franchit aussi facilement qu'une grande roue de vélo classique pour adulte. Il est à noter que la présence de cette nécessaire suspension de la roue avant ne figure dans aucun des trois brevets cités plus haut.

Afin de limiter le coût de fabrication, la suspension se fera en faisant coulisser le pivot 21 de la fourche dans la douille de direction 8. A cet effet, il s'agit d'une bicyclette caractérisée en ce qu'elle est munie d'une suspension de la roue avant 2 comportant un ressort 22 travaillant en compression et positionné concentriquement autour d'un pivot 21 entre la fourche avant 20 et le bas de la douille de direction 8 pour résister au rapprochement entre ladite fourche avant 20 et ladite douille de direction 8, ledit pivot 21 pouvant coulisser à l'intérieur de ladite douille de direction 8.

Il se peut que la poutre 9 ne soit pas assez large pour que les tiges 10, 11 de la fourche arrière ne soient pas suffisamment éloignées de la roue arrière au niveau de sa jante et de son pneu. Ce problème peut être réglé en rapportant une pièce intermédiaire entre les hauts des tiges 10, 11 et la poutre. Cette pièce peut consister en une tige très courte (moins d'une dizaine de centimètres), pouvant être de forte section afin d'être robuste et de permettre de solidariser, de façon robuste aussi, les deux bras de la fourche arrière à la poutre. Un tel dispositif ne remettra pas en cause la rigidité du cadre, tout en grevant peu son poids. A cet effet, cette bicyclette est caractérisée en ce que les extrémités supérieures bras de fourche arrière 10, 11 sont reliés par une pièce intermédiaire 28 transversale à ladite poutre 9 et à laquelle elle est assujettie.

L'architecture de ce vélo permet d'avoir une assise plus basse que celle du vélo classique et, par conséquent, de s'affranchir d'une selle inconfortable pour la remplacer par un siège permettant, quand-même, au cycliste d'avoir ses pieds qui reposent à plat sur le sol lorsqu'il est à l'arrêt. Ce siège doit être robuste, rigide pour permettre au cycliste de prendre appui dessus afin de pouvoir appuyer avec toute sa force sur les pédales sans qu'il se déforme. II doit être léger aussi, confortable et peu coûteux à fabriquer. Pourvoir ce siège d'un dossier est une bonne solution pour offrir au cycliste à la fois le confort et la bonne zone d'appui dont il a besoin pour produire son effort. Pour arriver à ce résultat, il faut que le siège comporte des parties robustes qui conditionnent le reste de la structure et dont les autres parties, profitant de la robustesse desdites parties, n'ont pas besoin d'être elles-mêmes robustes. Le siège reposant sur la poutre, la robustesse de celle-ci peut, elle-même, profiter à la robustesse du siège. II en résulte que les parties du siège qui n'ont pas besoin d'être robuste seront légères et peu coûteuses. L'architecture de ce siège peut s'inspirer de celle du "siège transat'". Par "siège transat", on comprendra qu'il s'agit de ce type de siège consistant en un support rectangulaire reposant sur un piètement, support rectangulaire à l'intérieur duquel se trouve une toile rectangulaire maintenue en deux de ses extrémités par deux des bords opposés dudit support rectangulaire. Utiliser ce principe du siège transat pour le siège du vélo offre les avantages recherchés de robustesse, de rigidité, de légèreté, de confort et de faible coût de fabrication qui sont celles des sièges transat. Le confort d'un tel siège peut être accru en utilisant une toile ou un filet ayant des propriétés d'élasticité. Ce siège doit aussi pouvoir être démontable, et sa toile ou son filet doit pouvoir être changé. A cet effet, cette bicyclette est caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un siège 15 constitué : - d'une base 29 consistant en un support oblong reposant sur la poutre 9 et dont la longueur correspond sensiblement à la profondeur du siège, - d'un cadre 30 de forme sensiblement rectangulaire formé de quatre bords et dont deux de ses bords opposés, le bord arrière 31 et le bord avant 32 sont perpendiculaires au plan de la roue arrière et sont robustes, et qui supportent une toile ou un filet 49, ayant ou non des propriétés d'élasticité, allant du bord 31 au bord 32, - d'un piètement supportant le cadre 30 constitué de deux parties, à savoir une partie avant 37 reposant sur la partie avant de la base 29 et supportant le bord avant 32 dudit cadre rectangulaire, laquelle partie avant 37 du piètement est à la fois robuste et de petites dimensions, et une partie arrière 38 reposant sur la partie arrière de la base 29 et supportant le bord arrière 31 dudit cadre rectangulaire, constituée de deux tiges 34, 35 verticales ou inclinées parallèlement au plan de la roue arrière, - d'un moyen de fixation du siège 15 sur la poutre 9, autorisant son déplacement le long de ladite poutre 9.

On le voit, les seuls éléments du siège qui ont besoin d'être robustes sont la partie avant du piètement qui offre l'avantage, par ses petites dimensions, d'offrir facilement et pour peu de poids la robustesse, et les deux tiges bords du cadre rectangulaire auxquels est fixée la toile, car ils travaillent à la flexion. Les tiges supportant le bord arrière du cadre rectangulaire et solidaires de l'arrière de la base du siège n'ont pas besoin d'être robustes puisqu'elles travaillent à la compression; les bords du cadre ne supportant pas la toile n'ont pas besoin d'être robustes puisqu'ils travaillent à la traction et/ou à la compression; la base du siège n'a pas besoin d'être robuste puisque, reposant sur la poutre avec son avant et son arrière fermement serrés à celle-ci, elle profite de la robustesse de la poutre. On remarque que c'est la robustesse de la partie avant du piétement, alliée à la robustesse de la poutre par l'intermédiaire du serrage ferme qui la lie à celle-ci, qui conditionne la rigidité et la robustesse de l'ensemble du siège. Le choix de la toile de store ou de siège transat peut être une bonne solution, car ces toiles sont traitées contre la pluie et l'ensoleillement. Preuve de l'efficacité de ce traitement, les stores des magasins qui résistent aux intempéries pendant de nombreuses années. Mais d'autre types de toiles sont envisageables, comme le lycra ou le gore-tex, et la toile peut, même, être remplacée par un filet. Là aussi, les filets utilisés pour les hamac ou pour la pêche ont fait leurs preuve de fiabilité. L'avantage du filet est que, si le vélo est stationné sous la pluie, il est alors facile d'évacuer l'eau du siège pour s'asseoir au sec lorsqu'on reprend le vélo.

Le choix de reprendre l'idée d'un siège de type transat pour ce vélo offre les avantages de légèreté et de faible coût de fabrication associés à l'avantage d'adopter une solution éprouvée de longue date.

Le siège doit être tenu sur la poutre par un dispositif de serrage qui l'y maintient fermement lorsqu'il est fermé, et qui permet au siège de coulisser sur la poutre lorsqu'il est ouvert, afin que le cycliste puisse régler sa distance au pédalier. La solution présentée ci-après peut faire appel aux systèmes d'axe à serrage rapide utilisés notamment pour la bicyclette, et qui permettent de solidariser facilement, par serrage en rabattant un levier, une roue sur sa fourche ou la tige d'une selle dans le tube du cadre qui la supporte. A cet effet, la bicyclette est caractérisée en ce qu'elle comporte un moyen de fixation du siège 15 sur ladite poutre 9 composé de deux paires de plaques ou tiges enserrant ladite poutre 9, une première paire de plaques ou tiges avant 50, 51 directement solidaires de l'avant de la base 29 du siège 15, une seconde paire de plaques ou tiges arrière 52, 53 directement solidaires de l'arrière de la base 29, ledit moyen de fixation comportant en outre des moyens de blocage par serrage 54, 55 desdites plaques ou tiges sur ladite poutre 9, de façon à pouvoir repositionner ledit siège 15 sur ladite poutre 9.

Sur cette bicyclette, de même que sur les bicyclettes décrites dans les brevet n° US5509678, FR2898576 et FR2898575 ci-dessus cités, le cycliste est assis, le dos sensiblement à la verticale, au-dessus de l'axe de la roue arrière. De ce fait, il subit directement les chocs en provenance de la roue arrière, ce qui peut être nuisible pour sa colonne vertébrale. Cet inconvénient n'existe pas dans le cas du vélo couché, où la colonne vertébrale du cycliste n'est pas à la verticale, ni dans le vélo classique où le cycliste est en appui à la fois sur la selle, les pédales et le guidon.

Ces chocs peuvent être absorbés par des propriétés d'élasticités de la toile ou du filet du siège, ou encore par une suspension, ou enfin par une association des deux. La première possibilité est présentée page 11, lignes 14 à 31. Cependant, elle a l'inconvénient de laisser le dos du cycliste en appui sur le bord arrière 31 du cadre 30, ce qui serait inconfortable pour le cycliste, car son dos frotterait contre ce bord lors de l'absorption des secousses. Doter la roue arrière d'une suspension n'est pas non plus une bonne solution, car l'effort produit par le cycliste en pédalant enfoncerait la suspension, et il se produirait, alors, la même perte d'énergie que celle provoquée par la déformation d'un cadre qui ne serait pas rigide.

La solution consiste donc à intégrer la suspension au siège. Et cette suspension doit répondre à trois critères : posséder un débattement suffisamment important (au moins une dizaine de centimètres) pour offrir un bon confort au cycliste, être réglable pour s'adapter au poids du cycliste et, enfin, ne pas s'enfoncer lorsque ce dernier produit son effort pour pédaler, car il ne servirait à rien, alors, d'avoir par ailleurs un cadre rigide. Remarque : sur ce vélo, le cycliste peut prendre appui sur le dossier pour produire son effort, et c'est un des atouts dudit vélo. En effet, sur un vélo classique, la force d'appui que le cycliste peut produire sur les pédales est limitée à son poids (à, éventuellement, un peu plus de son poids si le cycliste roule en danseuse en tirant sur le guidon). Or, la force qu'il possède dans ses jambes est bien supérieure à celle nécessaire à supporter son propre poids, surtout lorsque ses jambes sont presque déployées (pour s'en convaincre, il suffit de remarquer qu'une personne pas spécialement sportive est capable de prendre sur son dos une autre personne de même poids, et de grimper ainsi des escaliers...). Le cycliste, sur le vélo présenté ici, pourra donc appuyer plus fort sur les pédales qu'il ne pourrait le faire avec un vélo classique. Enfin, par "débattement de la suspension", on comprendra qu'il s'agit de la distance entre la partie supérieure de la suspension lorsque celle-ci est en position haute et cette même partie supérieure lorsque la suspension est en position basse. A cet effet, cette bicyclette est caractérisée en ce que le siège 15 possède en outre un moyen de suspension consistant : - en une tige intermédiaire 40 rapportée perpendiculairement aux tiges 34, 35 ainsi qu'au plan de la roue arrière, de section plus importante que celles des tiges 34, 35 de telle sorte que deux trous puissent être percés dedans pour laisser passer les tiges 34, 35 et permettre à la tige intermédiaire 40 de coulisser le long de celles-ci, ladite tige 40 supportant la partie de la toile du siège précédemment supportée par le bord 31 du cadre 30, - en la disposition, concentriquement autour des tiges 34, 35, de deux ressorts de suspension 41, 42 sur lesquels prend appui la tige intermédiaire 40 de telle sorte qu'ils résistent à sa descente pour obtenir l'effet de suspension recherché, lesdits ressorts prenant eux-mêmes appui sur un support 43 pouvant coulisser le long des tiges 34, 35, - et en un système de réglage de la tension des ressorts obtenu en faisant varier la distance du support 43 à la base du siège par pivotement d'une tige filetée 44 parallèle aux tiges 34, 35 et passant au travers d'un trou fileté 45 pratiqué dans le support 43, la tige filetée prenant, elle-même, appui sur une partie fixe 46 du siège, la bicyclette pouvant accepter d'autres sièges à suspension que celui-ci.

Pour qu'une suspension soit complète elle doit disposer, aussi, d'amortisseurs destinés à freiner les oscillations des ressorts et participant, ainsi, à la fois au confort et à la tenue de route du véhicule. Ceux-ci sont nécessaires sur les véhicules à moteur, plus lourds et plus rapides qu'une bicyclette. Or la réalisation de prototypes montre que, sur ce vélo, les frottements existants aussi bien dans la suspension avant que dans la suspension arrière intégrée au siège sont suffisants pour assurer les fonctions d'amortisseur qui lui sont nécessaires. II est, donc, inutile d'ajouter des amortisseurs.

Ce vélo offre donc un cadre dont la rigidité manquait jusqu'à présent aux vélos couchés et semi-couchés, cadre de conception simple et donc léger et peu coûteux à produire, un système de pédalage plus efficace que le vélo classique, notamment parce que le cycliste peut, en prenant appui sur un dossier, déployer plus de force sur les pédales qu'il ne peut le faire avec un vélo classique, un confort et une ergonomie inconnus sur un vélo classique, une longueur hors tout et un poids inférieurs à ceux d'un vélo classique, une prise en main qui, contrairement à un vélo couché ne pose pas de problème, et une sécurité meilleure que celle d'un vélo couché, et aussi que celle d'un vélo classique. 20 25 30

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Bicyclette caractérisée en ce qu'elle comprend un cadre (4) comportant une partie avant (ou avant) et une partie arrière (ou arrière), une roue avant (2) à l'extrémité d'une fourche avant (20) qui est montée pivotante dans une douille de direction (8), ladite douille de direction (8) étant située à l'avant dudit cadre (4), un pédalier monté pivotant dans une boîte de pédalier (7), ladite boîte de pédalier étant située à l'avant dudit cadre (4), une roue arrière (3), ledit cadre (4) comportant : - une poutre (9) qui est une tige et qui s'étend, dans le plan de la roue arrière (3) et en passant au-dessus d'elle, de l'avant à l'arrière dudit cadre, - deux bras de fourche arrière (10, 11) qui sont des tiges formant une fourche, solidaires de ladite poutre (9) au voisinage de l'arrière du cadre (4) et s'étendant vers le bas, encadrant la roue arrière (3) et sensiblement symétriques l'une de l'autre par rapport au plan de la roue arrière (3), les extrémités inférieures desdits bras de fourche arrière (10, 11) étant reliées par un axe (12) destiné à recevoir le moyeu de la roue arrière (3), - deux tiges de renfort (13, 14) du cadre (4) comportant une extrémité avant et une extrémité arrière, solidaires chacune à leur extrémité arrière de l'extrémité inférieure d'une tige (10, 11) respective et reliées à leur extrémité avant à ladite poutre (9), au niveau de l'avant dudit cadre (4).
2. 2. Bicyclette selon la revendication 1, caractérisée en ce que les extrémités avant de ladite poutre (9) et desdites tiges (13, 14) rejoignent ladite boîte de pédalier (7).
3. 3. Bicyclette selon la revendication 1, caractérisée en ce que les extrémités avant des tiges (13, 14) rejoignent une quelconque partie avant du cadre, à condition que la liaison entre cette partieavant du cadre et la boîte de pédalier (7) soit suffisamment robuste pour que ne soit pas remise en cause la rigidité du cadre s'opposant à l'effort de pédalage.
4. 4. Bicyclette selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que la douille de direction (8) peut être placée devant ou derrière la boîte de pédalier (9), et être directement solidarisée ou non avec celle-ci.
5. 5. Bicyclette selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les extrémités supérieures desdites tiges formant fourche (10, 11) sont reliées par une pièce intermédiaire (28) transversale à ladite poutre (9) et à laquelle elle est assujettie.
6. 6. Bicyclette selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle possède une roue avant (2) suffisamment petite, avec des pédales suffisamment écartées par rapport au plan de la roue arrière et une distance suffisante entre l'axe de la boîte de pédalier (7) et l'axe de la roue avant (2) pour que celle-ci puisse pivoter sans entraver l'action de pédaler du cycliste
7. 7. Bicyclette selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est munie d'une suspension de la roue avant (2) comportant un ressort (22) travaillant en compression et positionné concentriquement autour d'un pivot (21) entre la fourche avant (20) et le bas de la douille de direction (8) pour résister au rapprochement entre ladite fourche avant (20) et ladite douille de direction (8), ledit pivot (21) pouvant coulisser à l'intérieur de ladite douille de direction (8).
8. 8. Bicyclette selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un siège (15) constitué : - d'une base (29) consistant en un support oblong reposant sur la poutre (9) et dont la longueur correspond sensiblement à la profondeur du siège, - d'un cadre (30) de forme sensiblement rectangulaire formé de quatre bords et dont deux de ses bords opposés, le bord arrière (31) et le bord avant (32) sontperpendiculaires au plan de la roue arrière et sont robustes, et qui supportent une toile ou un filet (49), ayant ou non des propriétés d'élasticité, allant du bord (31) au bord (32), - d'un piètement supportant le cadre (30) constitué de deux parties, une partie avant (37) reposant sur la partie avant de la base (29) et supportant le bord avant (32) dudit cadre rectangulaire, laquelle partie avant (37) du piètement est à la fois robuste et de petites dimensions, et une partie arrière (38) reposant sur la partie arrière de la base (29) et supportant le bord arrière (31) dudit cadre rectangulaire, constituée de deux tiges (34, 35) verticales ou inclinées parallèlement au plan de la roue arrière, - d'un moyen de fixation du siège (15) sur la poutre (9), autorisant son déplacement le long de ladite poutre (9).
9. 9. Bicyclette selon la revendication 8 caractérisée en ce que le siège (15) possède en outre un moyen de suspension consistant : - en une tige intermédiaire (40) rapportée perpendiculairement aux tiges (34, 35) ainsi qu'au plan de la roue arrière, de section plus importante que celles des tiges (34, 35) de telle sorte que deux trous puissent être percés dedans pour laisser passer les tiges (34, 35) et permettre à la tige intermédiaire (40) de coulisser le long de celles-ci, ladite tige (40) supportant la partie de la toile du siège précédemment supportée par le bord (31) du cadre (30), - en la disposition, concentriquement autour des tiges (34, 35), de deux ressorts de suspension (41, 42) sur lesquels prend appui la tige intermédiaire (40) de telle sorte qu'ils résistent à sa descente pour obtenir l'effet de suspension recherché, lesdits ressorts prenant eux-mêmes appui sur un support (43) pouvant coulisser le long des tiges (34, 35), - et en un système de réglage de la tension des ressorts obtenu en faisant varier la distance du support (43) à la base du siège par pivotement d'une tige filetée (44) parallèle aux tiges (34, 35) et passant au travers d'un trou fileté (45) pratiqué dans le support (43), la tige filetée prenant, elle-même, appui sur une partie fixe (46) du siège, la bicyclette pouvant accepter d'autres sièges à suspension que celui-ci.
10. 10. Bicyclette selon les revendications 8 et 9, caractérisée en ce qu'elle comporte un moyen de fixation du siège (15) sur ladite poutre (9) composé de deux paires de plaques ou tiges enserrant ladite poutre (9), une première paire de plaques ou tiges avant (50, 51) directement solidaires de l'avant de la base (29) du siège (15), une seconde paire de plaques ou tiges arrière (52, 53) directement solidaires de l'arrière de la base (29), ledit moyen de fixation comportant en outre des moyens de blocage par serrage (54, 55) desdites plaques ou tiges sur ladite poutre (9), de façon à pouvoir repositionner ledit siège (15) sur ladite poutre (9). 10 15 20 25 30