WO2007135285A1 - Pédale avec dispositif pantographe - Google Patents

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WO2007135285A1
WO2007135285A1 PCT/FR2007/000850 FR2007000850W WO2007135285A1 WO 2007135285 A1 WO2007135285 A1 WO 2007135285A1 FR 2007000850 W FR2007000850 W FR 2007000850W WO 2007135285 A1 WO2007135285 A1 WO 2007135285A1
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WO
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pedal
crank
axis
eccentric
cycle
Prior art date
Application number
PCT/FR2007/000850
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English (en)
Inventor
Michel Garnier
Original Assignee
Michel Garnier
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Filing date
Publication date
Application filed by Michel Garnier filed Critical Michel Garnier
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Priority to US12/302,079 priority patent/US20090217783A1/en
Priority to CA002653109A priority patent/CA2653109A1/fr
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M3/00—Construction of cranks operated by hand or foot
    • B62M3/02—Construction of cranks operated by hand or foot of adjustable length
    • B62M3/04—Construction of cranks operated by hand or foot of adjustable length automatically adjusting
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/21—Elements
    • Y10T74/2164—Cranks and pedals
    • Y10T74/2168—Pedals
    • Y10T74/217—Pedals with toe or shoe clips
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/21—Elements
    • Y10T74/2164—Cranks and pedals
    • Y10T74/2168—Pedals
    • Y10T74/2172—Adjustable or folding

Definitions

  • the present invention relates to a cycle pedal and cycles equipped with such pedals. It will find its application among manufacturers and bicycle distributors, both in the field of sports bikes competitions and in that of city bikes.
  • the conventional pedals are attached directly to the end of the cranks of a cycle crank, usually by means of a shaft mounted in pivot connection.
  • the cyclist exerts a force with the soles of the feet on the body of the pedals that is transmitted on the cranks, thus producing a torque on the pedal, hence the rotation of the plates of the pedal that transmit the movement to the rear wheel.
  • Advanced pedals are known, such as those described in the patent application in France published under the number FR 2.880.863, or in the patent application in France published under the number FR 2 623 769.
  • the pedals consist of a body allowing either the direct support of the cyclist's shoe, in particular for city bikes, or the attachment of the shoe by snapping it on locking means implemented on said body, especially on the sports competition bike.
  • the pedals have the major disadvantage of not keeping a definite orientation when the foot of the user is no longer in contact with the body of the pedal. Indeed, the body of the pedal is articulated along a pivot axis corresponding to either the connecting axis of the crank, or to an eccentric axis via an intermediate assembly of the eccentric type. In both cases, the pedal tends to change its orientation when the shoe loosens or detaches from the pedal body, this change of orientation being due to the lack of balancing of the pedal and the fact that the pedal is articulated according to a single axis. The cyclist may then have difficulty repositioning his feet quickly on the pedals when he restarts.
  • cranks are also known, such as those described in the international patent application published under the number WO 01/30642, or in the German patent application published under the number DE 117 906, or in the patent application in France. published under the number FR 891 873.
  • These cranks which are arranged between the axis of the pedal and that of the pedal, comprises a pantograph device and / or eccentric to vary their length.
  • these cranks are such that their length is maximum during the driving phase of descent of the pedal and minimum during the lift phase of the pedal.
  • the offset of the fulcrum of the foot relative to the axis of the pedal thus obtained, allows to vary the lever arm and generate in particular a maximum power with minimal effort cyclist.
  • the cranks described do not provide means guaranteeing a pedal orientation for rapid repositioning of the feet on said pedals.
  • the main object of the present invention is to design a pedal whose mechanism makes it possible to increase the lever arm during pedaling by creating an offset of the point of support of the foot on the pedal relative to the axis of the pedal. fixing the crank.
  • the present invention also aims to implement means for imposing and maintaining an orientation of the body of the pedal in a defined plane when the crank is in a first angular dial, this plane being for example substantially horizontal, then to leave a certain freedom to said pedal body when the crank is located in a second angular dial, complementary to the first angular dial to allow the cyclist to orient the pedal body at his convenience.
  • the pedal object of the invention has the advantage of facilitating the positioning of the foot on said body, such as on city bikes where the cyclist must stop and put feet down often because of traffic. Similarly, it increases the speed of engagement of the shoe on the locking means provided on the pedal body fitted more particularly competition bikes.
  • Another object of the present invention is to design a pedal whose mounting on the crank can be modified very easily to adapt the cycle to the morphology of the cyclist and optimize pedaling.
  • the pedal according to the invention has the advantage of allowing a modification of the mounting mechanism of said pedal on the crank, said modification having for objective to refine the trajectory of the point of support of the feet during a cycle of rotation of the crank, to provide pedaling conditions tailored and refined to the fair to each user.
  • the invention proposes a cycle pedal mounted at the end of a pedal crank, comprising a main body on which a cyclist's foot is supported during pedaling, said pedal being assembled, along an axis Xi of connection, with the crank crankset.
  • the A - pedal is remarkable in that it comprises an intermediate pantograph device for assembling the pedal body with the crank by creating both a variable offset of the point of support of the foot on said body relative to the Xi axis connection to increase the pedaling torque, and to orient said pedal body in a defined plane during the rotation of the crank on a pedal cycle.
  • the invention also relates to city bikes and competition bikes which are equipped with this type of pedal.
  • FIG. 1 represents an overall view of a particular embodiment of the pedal according to the invention
  • FIG. 2 represents an exploded view of the pedal according to this particular embodiment
  • FIG. 3 represents an exploded view of the assembly of a constituent element of the pantograph intermediate device, in accordance with FIGS. 1 and 2,
  • FIG. 4 represents a plan view according to FIG. 3 of the element assembled on the crank
  • FIG. 5 represents a kinematic diagram of the pantograph device implemented on the pedal presented in FIGS. 1 to 4,
  • FIGS. 6 and 7 relate to a dynamic representation of the pedal according to FIGS. 1 to 5,
  • FIGS. 8 and 9 show a variant of a design of a constituent element of the pantograph intermediate device
  • FIG. 10 represents a kinematic diagram of a Pantograph device according to the variant shown in Figures 8 and 9,
  • FIG. 11 and 12 relate to a dynamic representation of the pedal according to the variant shown in Figures 8 to 10.
  • the cycle pedal 1 according to the invention is mounted at the end 3 of a pedal crank 5, said pedal (not shown) preferably having similar technical characteristics to those described in the French patent applications registered under the numbers FR 05 00505 and FR 05 11607.
  • the pedal 1 comprises a main body 7 on which presses, during pedaling, either the left foot or the right foot of the cyclist, depending on whether it is a left pedal or a right pedal.
  • the design of the body 7 is adapted according to the type of cycle or bike that it is intended to equip; thus the city cycles are preferably equipped with standard flat pedals, not shown in the figures, possibly including streaks or notches for gripping the shoe soles of the cyclist, while the competition cycles include pedals provided with means blocking 9 of the shoe, such as footrests or a snap-fitting device suitable for competition shoes.
  • the pedal 1 is assembled with the crank 5 at its end 3 along a connecting axis Xi.
  • the pedal 1 is remarkable in that it comprises a pantograph device 11 allowing the assembly of the pedal body 7 with the crank 5.
  • This pantograph device 11 has two functions: first of all that of creating a shift of the point d support of the foot on said body 7 with respect to the axis Xi in two directions y and z defined in the same plane perpendicular to the connecting axis Xi, and - ⁇ - that of orienting the body 7 in a defined plane during the rotation of the crank on a pedaling cycle, allowing for example to keep the body 7 in a substantially horizontal plane when the foot leaves the pedal 1.
  • the shift the point of support on the pedal 1 with respect to the connection axis Xi makes it possible to increase the pedaling torque, which makes it possible to reduce the pedaling force for a developed power comparable to that of the conventional pedals; the cyclist saves energy.
  • the orientation of the body 7 of the pedal 1 according to a defined plan makes it possible to arrange the cyclist's foot following a certain inclination, in harmony with the position of the body and that of the cyclist's legs, said inclination making it possible to optimize at best the effort exerted by the cyclist on pedal 1 during pedaling. Maintaining the orientation of the pedal body 7, for example in a substantially horizontal plane, makes it easier to reposition the foot on said body 7 of the pedal 1.
  • the pantograph device 11 consists of a mechanism assembled with the crank 5 and the body 7 of the pedal 1. As shown in Figure 1, the pantograph device 11 is assembled with the crank 5 according to a link axis Xi, and it is assembled in double pivot connection with the body 7 pedal along two axes X 2 and X 3 .
  • the mechanism of the device 11 comprises means arranged to impose the orientation of the body 7 of the pedal 1 in a defined plane when the crank 5 is in an angular dial ⁇ , shown in Figures 7 and 12, terminals between 0 ° and 360 °, and to leave free the orientation of said body (7) when the crank (5) is located in an angular dial ⁇ , shown in Figures 7 and 12, terminals between 0 ° and 360 °, said angular dial ⁇ being complementary to the first dial angular ⁇ .
  • the mechanism of the pantograph device 11 comprises a support rod 13, a secondary link 15, and an eccentric 17, the secondary rods 15 and support 13 being respectively assembled with the body 7 along the two axes X 2 and X 3 .
  • the eccentric 17 is assembled with the crank along the axis Xi, with one of the connecting rods also along the axis Xi and with the other link along an axis X 4 eccentric with respect to Xi.
  • the eccentric 17 is mounted on the crank 5 according to a connection of axis Xi;
  • the support rod 13 is pivotally connected to the X axis 4 on the eccentric 17 and X axis pivot connection 3 on the cylindrical portion 19 located at the rear of the body 7;
  • the secondary link 15 is mounted in pivot connection of axis X 1 on the eccentric 17 and in axis X 2 pivot connection on the cylindrical portion 21 located at the front of the body 7.
  • Pivot connections are preferably made by means of ball bearings 23, 25, 27, 29 along the axes X 1 , X 2 , X 3 and X 4 , said axes being parallel to one another.
  • the eccentric consists of a shaft consisting of three cylindrical portions 31, 33, 35.
  • the first portion 31 is mounted at the end 3 of the crank 5 along the axis Xi.
  • the second portion 33 of axis X is mounted on bearing 23 in a bore 37 provided at one end of the sub-rod 15, the other end of the sub-rod 15 also comprises a bore 39 of axis X 2 which receives a bearing 25 mounted on the cylindrical portion 21 provided on the front of the pedal body 1.
  • the third eccentric portion of axis X 4 offset with respect to the axis Xi, is mounted on a bearing 27 in a bore 41 provided in one the ends of the support rod 13, the other end of the support rod 13 also comprising a bore 43 of axis X 3 which receives a bearing 29 mounted on the cylindrical portion 19 provided at the rear of the body 7.
  • These two parts cylindrical 19, 21 are preferably directly molded in the material of the body 7 of the pedal 1.
  • the pantograph device 11 comprises adjustment means 45 for the angular position of the eccentric 17 embedded on the crank.
  • These adjustment means 45 advantageously make it possible to adjust the angular position of the eccentric over 360 ° with respect to a defined position of the crank. Indeed, this setting makes it possible to modify the position of the third part 35 of the eccentric defined along the axis X 4 , and thus to transform the pantograph assembled on the crank. This changes the path described by the pedal relative to the axis of rotation of the crank during pedaling.
  • This adjustment has the advantage of better adapting the cycle equipped pedals according to the invention, the morphology of the cyclist.
  • the adjustment means 45 comprise a toothed pinion 47 implemented on the first portion 31 of the eccentric 17 and a toothed hub 49 implemented on the crank 5.
  • the meshing of the pinion 47 with the hub 49 makes it possible to immobilize in rotation, along the axis X 1, the eccentric 17 relative to the crank 5, the immobilization in translation along this axis X 1 is obtained by a locking screw in translation 51, shown in FIGS. 3 and 8. thus the connection fitting of axis X 1 of the eccentric 17 on the crank 5.
  • the pinion 47 meshes with the hub 49 along the axis Xi, the meshing position making it possible to define a wedge angle ⁇ of the eccentric on the crank, said wedging angle ⁇ being chosen according to a defined position of the crank, such as for example a horizontal position of the crank on the crankset, as shown in FIG. 4.
  • the modification of the stall angle ⁇ therefore makes it possible to modify the position of the X axis 4 in which the pivot connection is made between the third portion 35 of the eccentric 17 and the support rod 13.
  • the eccentric 17 is mounted on the crank 5 according to the axis connection Xi, the support rod 13 is mounted in axis pivot connection Xi on the eccentric 17 and in association pivot axis X 3 of the cylindrical portion 19 located at the rear of the body 7, and the sub-rod 15 is mounted in pivot connection having axis X 4 of the cam 17 and pivot connection having axis X 2 on the cylindrical portion 21 located at the front of the body 7.
  • the eccentric 17 is as shown in FIGS. 8 and 9 of design close to that presented in FIGS.
  • the first part 31 and the third part 35 are defined along the axis X 1
  • the second part 33 is defined along the axis X 4
  • the pantograph device 11 comprises the adjustment means 45 for the angular position of the eccentric 17 relative to the crank 5, as previously described, making it possible, according to this embodiment, to modify the position of the second part 33, defined along the axis X 4 , with respect to the crank 5.
  • the meshing position of the toothed pinion 47 of the eccentric 17 with the hub 49 of the crank 5 makes it possible to define a wedge angle ⁇ of the eccentric 17 on the crank 5, said wedging angle ⁇ being chosen for a defined position of the crank 5, such as for example a horizontal position of the crank on the crankset, as shown in FIG. the angle of adjustment ⁇ thus makes it possible to modify the position of the axis X 4 according to which the pivot connection is made between the second portion 33 of the eccentric 17 and the secondary link 15.
  • An exemplary implementation of the pantograph device 11 provided with an eccentric 17 according to FIGS. 3 and 4, corresponding to the first embodiment, consists in adjusting the setting angle ⁇ to a value of 315 °, in the trigonometrical direction. .
  • an eccentric 17 having an interaxial spacing between the axes X 1 and X 4 equal to 5 mm is used, a secondary connecting rod 15 having a spacing between the axes X 1 and X 2 equal to 60 mm, a connecting rod 13 having a spacing between the axes X 4 and X 3 equal to 25 mm and a pedal body 7 having a spacing between the axes X 2 and X 3 equal to 79.8 mm.
  • an eccentric 17 having an interaxial spacing between the axes X 1 and X 4 equal to 5 mm is used, a secondary connecting rod 15 having an interaxial spacing between the axes X 4 and X 2 equal to 60 mm, a support rod 13 having a spacing between the axes X 1 and X 3 equal to 25 mm and a pedal body 7 having a spacing between the axes X 2 and X 3 equal to 79.8 mm.
  • the dynamic diagram shown in FIG. 12 is then obtained for which the pedal body 7 is oriented in a horizontal plane, this horizontal position of the body 7 being imposed when the crank 5 is situated in the angular dial ⁇ , represented in FIG. 12, while that the pedal is left free in orientation, and can be positioned horizontally, when the crank 5 is in the angular dial ⁇ , shown in Figure 12, which is complementary to the angular dial ⁇ .
  • the horizontal position of the pedal body 7 is imposed when the crank 5 is in the dial angular ⁇ between 8 3 and ⁇ 4 , shown in Figure 12, where ⁇ 3 is 20 ° and ⁇ 4 is 190 °.
  • the present invention also relates to the cycles equipped with pedals 1 as described above.
  • the cycle comprises a pedal, generally with several gear plates (not shown) and it is provided with two cranks, left and right, which each receive, at their end, a pedal 1 object of the invention, respectively left and right.
  • the cranks are preferably symmetrical to one another with respect to the sagittal plane of the cyclist when seated in the seat of said cycle.
  • the left pedal has its pantograph device 11 positioned and adapted on the right lateral side of the body to mate with the left crank, as shown in FIG. 1, while the right pedal has its pantograph device positioned and adapted on the lateral side. left of the body to mate on the right crank.
  • the pedal 1 according to the invention can equip both city cycles and competition cycles.
  • the body 7 of the pedal is, in a preferred embodiment, not shown, of flat shape and optionally provided with seizing means such as ridges or teeth.
  • the body 7 then comprises wedging means 9 of a cyclist shoe. These wedging means 9 may be for example footrests or a device for snapping the boot on the pedal body.
  • the pedal 1 comprises a positioning lever 59.
  • This positioning lever 59 allows a better manipulation of the body 7 to modify its inclination and possibly rotate the crank around the pedal so that it can be positioned properly according to the appearance of the cyclist, and thus facilitate the engagement of the shoe on the wedging means 9.
  • the positioning lever 59 is preferably directly molded in one piece and is an integral part of the pedal body.
  • the middle part 49 on the crank 5 may, for example, be mounted in pivot connection with said crank 5.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
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  • Mechanical Control Devices (AREA)

Abstract

La présente invention concerne une pédale (1) de cycle montée à l'extrémité (3) d'une manivelle (5) de pédalier, comprenant un corps (7) principal sur lequel appui un pied de cycliste au cours du pédalage, ladite pédale (1) étant assemblée, suivant un axe Xi de liaison, avec la manivelle (5), remarquable en ce que la pédale (1) comprend un dispositif intermédiaire pantographe (11) permettant d'assembler le corps (7) avec la manivelle (5) en créant à la fois un décalage variable du point d'appui du pied sur ledit corps (7) par rapport à l'axe Xi de liaison pour augmenter le couple de pédalage, et d'orienter ledit corps (7) dans un plan défini lors de la rotation de la manivelle sur un cycle de pédalage. Elle fait également référence aux cycles équipés de ce type de pédale (1).

Description

PEDALE AVEC DISPOSITIF PANTOGRAPHE
La présente invention est relative à une pédale de cycle et aux cycles équipés de telles pédales. Elle trouvera notamment son application chez les fabricants et chez les distributeurs de cycles, tant dans le domaine des vélos de compétitions sportives que dans celui des vélos de ville .
Les pédales classiques se fixent directement à l'extrémité des manivelles d'un pédalier de cycle, généralement au moyen d'un axe monté en liaison pivot. Le cycliste exerce un effort avec la plante des pieds sur le corps des pédales qui est transmis sur les manivelles, produisant ainsi un couple sur le pédalier, d'où la rotation des plateaux du pédalier qui transmettent le mouvement à la roue arrière. On connaît des pédales perfectionnées, comme celles décrites dans la demande de brevet en France publiée sous le numéro FR 2.880.863, ou encore dans la demande de brevet en France publiée sous le numéro FR 2 623 769. Ces pédales permettent de créer un décalage du point d' appui du pied sur la pédale par rapport à l'axe de fixation de la manivelle et donc d' augmenter le bras de levier lors du pédalage ; le cycliste fournit ainsi un effort moins important pour une puissance développée équivalente à celle obtenue avec une pédale classique, ce qui lui permet d'économiser de l'énergie.
Les pédales se composent d' un corps permettant soit l'appui direct de la chaussure du cycliste, en particulier pour les vélos de ville, soit la fixation de la chaussure par encliquetage de celle-ci sur des moyens de blocage mis en œuvre sur ledit corps, en particulier sur le vélo de compétition sportive. Les pédales ont pour inconvénient majeur de ne pas conserver une orientation bien définie lorsque le pied de l'utilisateur n'est plus en contact avec le corps de la pédale. En effet, le corps de la pédale est articulé suivant un axe de pivotement correspondant soit à l'axe de liaison de la manivelle, soit à un axe excentré via une pièce d'assemblage intermédiaire du type excentrique. Dans ces deux cas, la pédale tend à changer d'orientation lorsque la chaussure lâche ou se détache du corps de pédale, ce changement d'orientation étant dû au défaut d'équilibrage de la pédale et au fait que la pédale est articulée suivant un seul axe. Le cycliste peut alors éprouver des difficultés à repositionner rapidement ses pieds sur les pédales lorsqu'il redémarre.
On connaît aussi des manivelles extensibles, comme celles décrites dans la demande internationale de brevet publiée sous le numéro WO 01/30642, ou dans la demande de brevet en Allemagne publiée sous le numéro DE 117 906, ou encore dans la demande de brevet en France publiée sous le numéro FR 891 873. Ces manivelles, qui sont disposées entre l'axe du pédalier et celui de la pédale, comporte un dispositif pantographe et/ou excentrique permettant de faire varier leur longueur. En outre, ces manivelles sont telles que leur longueur est maximale durant la phase motrice de descente de la pédale et minimale durant la phase de remontée de la pédale. Le décalage du point d'appui du pied par rapport à l'axe du pédalier, ainsi obtenu, permet de faire varier le bras de levier et de générer notamment une puissance motrice maximale avec un effort du cycliste minimal. Toutefois, les manivelles décrites ne proposent pas de moyens garantissant une orientation des pédales permettant au repositionnement rapide des pieds sur lesdites pédales.
Le but principal de la présente invention est de concevoir une pédale dont le mécanisme permet d' augmenter le bras de levier lors du pédalage en créant un décalage du point d'appui du pied sur la pédale par rapport à l'axe de fixation de la manivelle. La présente invention a également pour objectif de mettre en œuvre des moyens permettant d' imposer et de conserver une orientation du corps de la pédale dans un plan défini lorsque la manivelle se situe dans un premier cadran angulaire, ce plan étant par exemple sensiblement horizontal, puis de laisser une certaine liberté audit corps de pédale lorsque la manivelle se situe dans un second cadran angulaire, complémentaire au premier cadran angulaire pour permettre au cycliste d' orienter le corps de pédale à sa convenance. Ainsi, la pédale objet de l'invention présente pour avantage de faciliter le positionnement du pied sur ledit corps, comme par exemple sur les vélos de ville où le cycliste doit s'arrêter et poser les pieds à terre souvent du fait de la circulation. De même, elle permet d'accroître la rapidité d'enclenchement de la chaussure sur les moyens de blocage prévus sur le corps de pédale équipant plus particulièrement les vélos de compétition.
Un autre but de la présente invention est de concevoir une pédale dont le montage sur la manivelle peut être modifié très aisément afin d'adapter le cycle à la morphologie du cycliste et optimiser ainsi le pédalage. Pour cela, la pédale selon l'invention présente pour avantage de permettre une modification du mécanisme de montage de ladite pédale sur la manivelle, ladite modification ayant pour objectif d'affiner la trajectoire du point d'appui du pieds lors d'un cycle de rotation de la manivelle, pour offrir des conditions de pédalage adaptées et affinées au plus juste à chaque utilisateur. A cet effet, l'invention propose une pédale de cycle montée à l'extrémité d'une manivelle de pédalier, comprenant un corps principal sur lequel appuie un pied de cycliste au cours du pédalage, ladite pédale étant assemblée, suivant un axe Xi de liaison, avec la manivelle de pédalier. La - A - pédale est remarquable en ce qu'elle comprend un dispositif intermédiaire pantographe permettant d'assembler le corps de pédale avec la manivelle en créant à la fois un décalage variable du point d' appui du pied sur ledit corps par rapport à l'axe Xi de liaison pour augmenter le couple de pédalage, et d'orienter ledit corps de pédale dans un plan défini lors de la rotation de la manivelle sur un cycle de pédale.
L' invention concerne également les vélos de ville et les vélos de compétition qui sont équipés de ce type de pédale.
D' autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description donnée ci-après à titre d' illustration non limitative de l'invention, en référence avec les dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 représente une vue d'ensemble d'un mode de réalisation particulier de la pédale selon l'invention,
- la figure 2 représente une vue éclatée de la pédale selon ce mode de réalisation particulier,
- la figure 3 représente une vue éclatée de l'assemblage d'un élément constitutif du dispositif intermédiaire pantographe, conformément aux figures 1 et 2,
- la figure 4 représente une vue en plan conforme à la figure 3 de l'élément assemblé sur la manivelle,
- la figure 5 représente un schéma cinématique du dispositif pantographe mis en œuvre sur la pédale présentée aux figures 1 à 4,
- les figures 6 et 7 concernent une représentation dynamique de la pédale conformément aux figures 1 à 5,
- les figures 8 et 9 représentent une variante de conception d'un élément constitutif du dispositif intermédiaire pantographe,
- la figure 10 représente un schéma cinématique d'un dispositif pantographe conformément à la variante représentée aux figures 8 et 9,
- les figures 11 et 12 concernent une représentation dynamique de la pédale conformément à la variante représentée aux figures 8 à 10.
La pédale 1 de cycle selon l'invention est montée à l'extrémité 3 d'une manivelle 5 de pédalier, ledit pédalier (non représenté) présentant de préférence des caractéristiques techniques semblables à celles décrites dans les demandes de brevet français enregistrées sous les numéros FR 05 00505 et FR 05 11607.
La pédale 1 comprend un corps principal 7 sur lequel appuie, au cours du pédalage, soit le pied gauche soit le pied droit du cycliste, selon qu'il s'agisse d'une pédale gauche ou d'une pédale droite. La conception du corps 7 est adaptée en fonction du type de cycle ou vélo qu' il est destiné à équiper ; ainsi les cycles de ville sont de préférence équipés de pédales standards planes, non représentées sur les figures, comprenant éventuellement des stries ou des crans permettant d' agripper les semelles de chaussures du cycliste, tandis que les cycles de compétition comprennent des pédales munies de moyens de blocage 9 de la chaussure, comme par exemple des cale-pieds ou un dispositif d' encliquetage adapté aux chaussures de compétition.
La pédale 1 est assemblée avec la manivelle 5, à son extrémité 3, suivant un axe de liaison Xi. La pédale 1 est remarquable en ce qu'elle comprend un dispositif pantographe 11 permettant l'assemblage du corps 7 de pédale 1 avec la manivelle 5. Ce dispositif pantographe 11 présente deux fonctions : tout d'abord celle de créer un décalage du point d' appui du pied sur ledit corps 7 par rapport à l'axe Xi suivant deux directions y et z définies dans un même plan perpendiculaire à l'axe de liaison Xi, et - β - celle d' orienter le corps 7 dans un plan défini lors de la rotation de la manivelle sur un cycle de pédalage, permettant par exemple de conserver le corps 7 dans un plan sensiblement horizontal lorsque le pied quitte la pédale 1. Le décalage du point d' appui sur la pédale 1 par rapport à l'axe de liaison Xi permet d'augmenter le couple de pédalage, ce qui permet de réduire l'effort de pédalage pour une puissance développée comparable à celle des pédales classiques ; le cycliste économise ainsi de l'énergie. L'orientation du corps 7 de la pédale 1 suivant un plan défini permet de disposer le pied du cycliste suivant une certaine inclinaison, en harmonie avec la position du corps et celle des jambes du cycliste, ladite inclinaison permettant d'optimiser au mieux l'effort exercé par le cycliste sur la pédale 1 au cours du pédalage. Le maintien de l'orientation du corps 7 de pédale 1, par exemple dans un plan sensiblement horizontal, permet de faciliter le repositionnement du pied sur ledit corps 7 de la pédale 1. Le dispositif pantographe 11 est constitué d'un mécanisme assemblé avec la manivelle 5 et le corps 7 de la pédale 1. Tel que présenté en figure 1, le dispositif pantographe 11 est assemblé avec la manivelle 5 selon une liaison d'axe Xi, et il est assemblé en double liaison pivot avec le corps 7 de pédale suivant deux axes X2 et X3. Le mécanisme du dispositif 11 comprend des moyens agencés pour imposer l'orientation du corps 7 de la pédale 1 suivant un plan défini lorsque la manivelle 5 se situe dans un cadran angulaire α, représenté aux figures 7 et 12, bornes comprises entre 0° et 360°, et pour laisser libre l'orientation dudit corps (7) lorsque la manivelle (5) se situe dans un cadran angulaire β, représenté aux figures 7 et 12, bornes comprises entre 0° et 360°, ledit cadran angulaire β étant complémentaire au premier cadran angulaire α. Pour cela, et tel que représenté sur les figures 1 et 2, le mécanisme du dispositif pantographe 11 comprend une bielle support 13, une bielle secondaire 15, et un excentrique 17, les bielles secondaire 15 et support 13 étant respectivement assemblées avec le corps 7 suivant les deux axes X2 et X3. L'excentrique 17 est assemblé avec la manivelle suivant l'axe Xi, avec l'une des bielles également suivant l'axe Xi et avec l'autre bielle suivant un axe X4 excentré par rapport à Xi. Selon un mode de conception correspondant aux figures 1 et 2, et au schéma cinématique de la figure 5, l'excentrique 17 est monté sur la manivelle 5 selon une liaison d'axe Xi ; la bielle support 13 est montée en liaison pivot d'axe X4 sur l'excentrique 17 et en liaison pivot d'axe X3 sur la partie cylindrique 19 située à l'arrière du corps 7 ; la bielle secondaire 15 est montée en liaison pivot d'axe Xi sur l'excentrique 17 et en liaison pivot d'axe X2 sur la partie cylindrique 21 située à l'avant du corps 7. Tel que représenté à la figure 2, les liaisons pivots sont réalisées de préférence au moyen de roulements à billes 23, 25, 27, 29, suivant les axes Xi, X2, X3 et X4, lesdits axes étant parallèles entre eux.
Tel que représenté aux figures 1 à 4, l'excentrique se compose d'un arbre constitué de trois parties cylindriques 31, 33, 35. La première partie 31 est montée à l'extrémité 3 de la manivelle 5 suivant l'axe Xi. La seconde partie 33 d'axe Xi, est montée sur roulement 23 dans un alésage 37 prévu à l'une des extrémités de la bielle secondaire 15, l'autre extrémité de la bielle secondaire 15 comprenant également un alésage 39 d'axe X2 qui reçoit un roulement 25 monté sur la partie cylindrique 21 prévue à l'avant du corps 7 de pédale 1. La troisième partie 35 excentrée d'axe X4, décalée par rapport à l'axe Xi, est montée sur roulement 27 dans un alésage 41 prévu à l'une des extrémités de la bielle support 13, l'autre extrémité de la bielle support 13 comprenant également un alésage 43 d'axe X3 qui reçoit un roulement 29 monté sur la partie cylindrique 19 prévue à l'arrière du corps 7. Ces deux parties cylindriques 19, 21 sont, de préférence, directement moulées dans la matière du corps 7 de la pédale 1.
La liaison entre la première partie 31 de l'excentrique 17 et l'extrémité 3 de la manivelle 5, est selon un mode préférentiel du type encastrement. Tel que représenté en figure 3, le dispositif pantographe 11 comprend des moyens de réglage 45 de la position angulaire de l'excentrique 17 encastré sur la manivelle. Ces moyens de réglage 45 permettent avantageusement de régler la position angulaire de l'excentrique sur 360° par rapport à une position définie de la manivelle. En effet, ce réglage permet de modifier la position de la troisième partie 35 de l'excentrique définie suivant l'axe X4, et donc de transformer le pantographe assemblé sur la manivelle. On modifie ainsi la trajectoire décrite par la pédale par rapport à l'axe de rotation de la manivelle lors du pédalage. Ce réglage présente pour avantage d'adapter au mieux le cycle équipé des pédales selon l'invention, à la morphologie du cycliste. Les moyens de réglage 45 comprennent un pignon denté 47 mis en œuvre sur la première partie 31 de l'excentrique 17 et un moyeu denté 49 mis en œuvre sur la manivelle 5. L' engrènement du pignon 47 avec le moyeu 49 permet d'immobiliser en rotation, suivant l'axe Xi, l'excentrique 17 par rapport à la manivelle 5, l'immobilisation en translation suivant cet axe Xi étant obtenue par une vis d'arrêt en translation 51, représenté en figures 3 et 8. On constitue ainsi la liaison encastrement d'axe Xi de l'excentrique 17 sur la manivelle 5.
Tel que représenté en figure 4, le pignon 47 engrène sur le moyeu 49 suivant l'axe Xi, la position d' engrènement permettant de définir un angle de calage γ de l'excentrique sur la manivelle, ledit angle de calage γ étant choisi suivant une position définie de la manivelle, comme par exemple une position horizontale de la manivelle sur le pédalier de cycle, telle que présentée en figure 4. La modification de l'angle de calage γ permet donc de modifier la position de l'axe X4 selon lequel est réalisée la liaison pivot entre la troisième partie 35 de l'excentrique 17 et la bielle support 13.
Selon une variante de réalisation qui est schématisée sur la figure 10, l'excentrique 17 est monté sur la manivelle 5 selon la liaison d'axe Xi , la bielle support 13 est montée en liaison pivot d'axe Xi sur l'excentrique 17 et en liaison pivot d'axe X3 sur la partie cylindrique 19 située à l'arrière du corps 7, et la bielle secondaire 15 est montée en liaison pivot d'axe X4 sur l'excentrique 17 et en liaison pivot d'axe X2 sur la partie cylindrique 21 située à l'avant du corps 7. Dans ce cas, l'excentrique 17 est tel que présenté aux figures 8 et 9 de conception proche de celle présentée aux figures 1 et 2 correspondant au premier mode de réalisation, à la différence que l'excentricité est réalisée sur la seconde partie cylindrique 33 qui est alors d'axe X4, tandis que la troisième partie cylindrique 35 est centrée, d'axe Xi identique à celui de la première partie cylindrique 31 assemblée sur l'extrémité 3 de la manivelle 5.
Selon cette variante, et tel que représenté aux figures 8 et 9, la première partie 31 et la troisième partie 35 sont définies suivant l'axe X1, tandis que la seconde partie 33 est définie suivant l'axe X4. Tel que présenté en figure 8, le dispositif pantographe 11 comprend les moyens de réglage 45 de la position angulaire de l'excentrique 17 par rapport à la manivelle 5, tels que décrits précédemment, permettant, selon ce mode de réalisation, de modifier la position de la seconde partie 33, définie suivant l'axe X4, par rapport à la manivelle 5. La position d' engrènement du pignon denté 47 de l'excentrique 17 avec le moyeu 49 de la manivelle 5 permet de définir un angle de calage φ de l'excentrique 17 sur la manivelle 5, ledit angle de calage φ étant choisi pour une position définie de la manivelle 5, comme par exemple une position horizontale de la manivelle sur le pédalier de cycle, telle que présentée en figure 9. La modification de l'angle de calage φ permet donc de modifier la position de l'axe X4 selon lequel est réalisée la liaison pivot entre la seconde partie 33 de l'excentrique 17 et la bielle secondaire 15.
Un exemple de mise en œuvre du dispositif pantographe 11 muni d'un excentrique 17 conforme aux figures 3 et 4, correspondant au premier mode de réalisation, consiste à régler l'angle de calage γ à une valeur de 315°, dans le sens trigonométrique. En référence à la figure 6, on utilise un excentrique 17 présentant un entraxe entre les axes Xi et X4 égal à 5 mm, une bielle secondaire 15 présentant un entraxe entre les axes Xi et X2 égal à 60 mm, une bielle support 13 présentant un entraxe entre les axes X4 et X3 égal à 25 mm et un corps de pédale 7 présentant un entraxe entre les axes X2 et X3 égal à 79,8 mm. On obtient alors le schéma dynamique représenté en figure 7 pour lequel le corps de pédale 7 est orienté dans un plan horizontal, cette position horizontale du corps 7 étant imposée lorsque la manivelle 5 se situe dans le cadran angulaire α, représenté en figure 7, tandis que la pédale est laissée libre en orientation, et peut être positionnée horizontalement, lorsque la manivelle 5 se situe dans le cadran angulaire β, représenté en figure 7, qui est complémentaire au cadran angulaire α. Pour ces valeurs, la position horizontale du corps de pédale 7 est imposée lorsque la manivelle 5 se situe dans le cadran angulaire α compris entre δi et δ2, définis en figure 7, où O1 vaut 20° et δ2 vaut 190°. Un second exemple de mise en œuvre du dispositif pantographe 11 muni d'un excentrique 17 conforme aux figures 8 et 9, correspondant à la variante de réalisation, consiste à régler l'angle de calage φ à une valeur de 135°, dans le sens trigonométrique . En référence à la figure 11, on utilise un excentrique 17 présentant un entraxe entre les axes Xi et X4 égal à 5 mm, une bielle secondaire 15 présentant un entraxe entre les axes X4 et X2 égal à 60 mm, une bielle support 13 présentant un entraxe entre les axes Xi et X3 égal à 25 mm et un corps de pédale 7 présentant un entraxe entre les axes X2 et X3 égal à 79,8 mm.
On obtient alors le schéma dynamique représenté en figure 12 pour lequel le corps de pédale 7 est orienté dans un plan horizontal, cette position horizontale du corps 7 étant imposée lorsque la manivelle 5 se situe dans le cadran angulaire α, représenté en figure 12, tandis que la pédale est laissée libre en orientation, et peut être positionnée horizontalement, lorsque la manivelle 5 se situe dans le cadran angulaire β, représenté en figure 12, qui est complémentaire au cadran angulaire α. Pour ces valeurs, la position horizontale du corps de pédale 7 est imposée lorsque la manivelle 5 se situe dans le cadran angulaire α compris entre 83 et δ4, représenté en figure 12, où δ3 vaut 20° et δ4 vaut 190°.
La présente invention concerne également les cycles équipés de pédales 1 telles que décrites précédemment. Le cycle comprend un pédalier, généralement à plusieurs plateaux de vitesses (non représentés) et il est muni de deux manivelles, gauche et droite, qui reçoivent chacune, à leur extrémité, une pédale 1 objet de l'invention, respectivement gauche et droite. Les manivelles sont de préférence symétriques l'une de l'autre par rapport au plan sagittal du cycliste lorsqu' il est en position assise sur la selle dudit cycle. La pédale gauche a son dispositif pantographe 11 positionné et adapté sur le côté latéral droit du corps pour s'accoupler sur la manivelle gauche, tel que présenté en figure 1, tandis que la pédale droite a son dispositif pantographe positionné et adapté sur le côté latéral gauche du corps pour s'accoupler sur la manivelle droite .
La pédale 1 selon l'invention peut équiper aussi bien les cycles de ville que les cycles de compétition. Dans le cas des cycles de ville, le corps 7 de la pédale est, selon un mode préférentiel, non représenté, de forme plate et muni éventuellement de moyens de grippage tels que des stries ou des dentures. Lorsque la pédale 1 selon l'invention équipe les cycles de compétition, le corps 7 comprend alors des moyens de calage 9 d'une chaussure de cycliste. Ces moyens de calage 9 peuvent être par exemple des cale-pieds ou encore un dispositif d' encliquetage de la chaussure sur le corps de pédale.
Selon un mode préférentiel, représenté aux figures 1 et 2, la pédale 1 comprend un levier de positionnement 59. Ce levier de positionnement 59 permet une meilleure manipulation du corps 7 pour modifier son inclinaison et éventuellement faire tourner la manivelle autour du pédalier afin que celle-ci puisse être positionnée convenablement en fonction de la physionomie du cycliste, et ainsi faciliter l'enclenchement de la chaussure sur les moyens de calage 9.
Le levier de positionnement 59 est de préférence directement moulé d'une seule pièce et fait partie intégrante du corps de pédale. On peut cependant envisager une pièce rapportée sur le corps pour sa mise en œuvre. Selon une variante, on peut concevoir une liaison de type pivot d'axe X1 entre le dispositif pantographe 11 et la manivelle, en remplacement de la liaison encastrement décrite précédemment. Dans ce cas, la partie en moyen 49 sur la manivelle 5 peut, par exemple, être montée en liaison pivot avec ladite manivelle 5.
D' autres modes de conception de la pédale peuvent être envisagés dans le cadre de la présente invention qui trouve tout particulièrement son application dans l'industrie et le commerce du cyclisme.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Pédale (1) de cycle montée à l'extrémité (3) d'une manivelle (5) de pédalier, comprenant un corps (7) principal sur lequel appuie un pied de cycliste au cours du pédalage, ladite pédale (1) étant assemblée, suivant un axe Xi de liaison, avec la manivelle (5), caractérisée en ce que la pédale (1) comprend un dispositif intermédiaire pantographe (11) permettant d'assembler le corps (7) de pédale (1) avec la manivelle (5) en créant à la fois un décalage variable du point d' appui du pied sur ledit corps (7) par rapport à l'axe Xi de liaison pour augmenter le couple de pédalage, et d'orienter ledit corps (7) dans un plan défini lors de la rotation de la manivelle sur un cycle de pédalage.
2 - Pédale (1) de cycle, selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le dispositif pantographe (11) est constitué d'un mécanisme assemblé en liaison avec la manivelle (5) selon une liaison d'axe Xi, et assemblé en double liaison pivot avec le corps (7) de pédale suivant deux axes X2 et X3.
3 - Pédale (1) de cycle, selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le mécanisme du dispositif (11) comprend des moyens agencés pour imposer l'orientation du corps (7) de la pédale (1) suivant un plan défini lorsque la manivelle (5) se situe dans un cadran angulaire α, bornes comprises entre 0° et 360°, et pour laisser libre l'orientation dudit corps (7) lorsque la manivelle (5) se situe dans un cadran angulaire β compris entre zéro et trois cent soixante degrés [0° ; 360°], ledit cadran angulaire β étant complémentaire au premier cadran angulaire α. 4 - Pédale (1) de cycle, selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le mécanisme du dispositif pantographe (11) comprend une bielle support (13), une bielle secondaire (15), et un excentrique (17), les bielles (13, 15) étant assemblées avec le corps (7) suivant les axes X2 et X3 et l'excentrique (17) étant assemblé avec la manivelle (5) suivant l'axe Xi, et en ce que l'une des bielles (13, 15) est assemblée avec l'excentrique (17) suivant l'axe Xi et l'autre suivant un axe X4 excentré par rapport à l'axe Xi.
5 - Pédale (1) de cycle, selon la revendication précédente, caractérisée en ce que l'excentrique (17) est monté en liaison d'axe Xi sur la manivelle (5), la bielle support (13) est montée en liaison pivot d'axe X4 sur l'excentrique (17) et en liaison pivot d'axe X3 sur une partie cylindrique (19) à l'arrière du corps (7), et la bielle secondaire (15) est montée en liaison pivot d'axe Xi sur l'excentrique (17) et en liaison pivot d'axe X2 sur une partie cylindrique (21) à l'avant du corps (7).
6 - Pédale (1) de cycle, selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'excentrique (17) est monté sur la manivelle (5) selon une liaison d'axe Xi , la bielle support (13) est montée en liaison pivot d'axe Xi sur l'excentrique (17) et en liaison pivot d'axe X3 sur une partie cylindrique (19) à l'arrière du corps (7), et la bielle secondaire (15) est montée en liaison pivot d'axe X4 sur l'excentrique (17) et en liaison pivot d'axe X2 sur une partie cylindrique (21) à l'avant corps (7) .
7 - Pédale (1) de cycle, selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisée en ce que le dispositif pantographe (11) comprend des moyens de réglage (45) de la position angulaire de l'excentrique (17) sur la manivelle (5) permettant de modifier la position du pantographe par rapport à la manivelle et ainsi de modifier la trajectoire de la pédale par rapport à l'axe de rotation de la manivelle au cours d'un cycle de pédalage.
8 - Pédale (1) de cycle, selon la revendication précédente, caractérisée en ce que les moyens de réglage (45) comprennent un pignon denté (47) sur l'excentrique (17) qui engrène dans un moyeu denté (49) sur la manivelle (5), l'engrenage entre l'excentrique (17) et la manivelle (5) étant défini suivant l'axe Xi et permettant de modifier le calage de l'excentrique (17) sur la manivelle (5) .
9 - Pédale (1) de cycle, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le corps (7) de pédale comprend des moyens de calage (9) d'une chaussure de cycliste.
10 - Pédale (1) de cycle, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la pédale (1) comprend un levier de positionnement (59) du corps (7) pour faciliter le calage de la chaussure sur ledit corps (7) .
11 - Cycle comprenant un pédalier muni de deux manivelles gauche et droite, caractérisé en ce qu' il est équipé de pédales selon l'une quelconque des revendications précédentes, la manivelle gauche recevant une pédale gauche et la manivelle droite recevant une pédale droite.
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