FR3113396A1 - Pédale pour véhicule à propulsion humaine tel qu’un cycle - Google Patents

Abstract

L’invention concerne une pédale pour véhicule à propulsion humaine tel qu’un cycle, comportant un corps globalement parallélépipédique présentant une face supérieure dite d’appui, en rotation autour d’un axe de pivot traversant latéralement le corps de la pédale, la pédale coopérant avec une manivelle d’un pédalier du véhicule et permettant à un utilisateur d’actionner en rotation le pédalier par un mouvement alternatif des jambes. Une telle pédale comporte un centre de masse décalé par rapport à l’axe de pivot, vers une extrémité avant du corps de la pédale, de sorte à augmenter le couple de pédalage par gravité, l’axe de pivot étant en outre décentré par rapport au corps de la pédale, vers une extrémité arrière du corps de la pédale. Figure à publier avec l’abrégé : figure 4

Description

Pédale pour véhicule à propulsion humaine tel qu’un cycle

La présente invention appartient au domaine de l’industrie du cycle, notamment des pièces détachées de cycles, et concerne plus particulièrement une pédale pour un véhicule à propulsion humaine, tel qu’un cycle.

La présente invention trouve une application directe dans le cyclisme sportif et sur route sans s’y limiter. Elle peut en outre être appliquée aux ergocycles.

Etat de l’art

Historiquement, le premier vélo s’apparentant à la bicyclette moderne date de la seconde moitié du 19^èmesiècle et a été développé par les inventeurs français Lallement et Michaux. Pour son invention du vélocipède, Pierre Lallement s’est vu attribué le brevet américain US59915 en 1866. Déjà à l’époque, le but était de faciliter la locomotion en cherchant à augmenter la vitesse de déplacement tout en réduisant les efforts musculaires. De nos jours, les objectifs n’ont pas changé, cependant certaines avancées technologiques et prouesses techniques ont permis d’obtenir de très bonnes performances, en particulier dans le domaine du cyclisme sportif.

Au vu des enjeux écologiques actuels et de la volonté d’un transport à moindre pollution, le vélo redevient un moyen de transport de plus en plus prisé. L’implantation de bornes de vélos en libre accès dans les villes est devenue un symbole de modernité. Ainsi, le vélo survit à l’ère de la facilité et notamment du transport motorisé à base d’énergie fossile. Durant son évolution, le vélo a su profiter de l’évolution industrielle, de la recherche et développement par l’utilisation de nouveaux concepts (VTC, VTT, BMX Freestyle, descente), de nouveaux matériaux (aluminium, matériaux composites, etc.), de nouveaux mécanismes (dérailleurs, suspensions, etc.), et de nouvelles formes de propulsion telles que la propulsion assistée électriquement. Les fondements de la propulsion en cyclisme s’appuient sur l’utilisation des leviers pour optimiser la transformation des forces créées par le cycliste en une vitesse de déplacement. Il existe une forte similitude entre le dérailleur artificiel d’un vélo et « le dérailleur anatomique » qu’est le corps humain. En effet, le corps humain est composé d’actionneurs que sont les muscles, de leviers formés par les os et d’axes de rotations formés par les articulations. Le tout se rassemble en une chaîne mécanique permettant la propulsion.

Dans l’objectif d’aller plus vite avec moins d’efforts musculaires, nous pouvons soit agir sur la propulsion anatomique en modifiant la posture de pédalage par exemple, soit modifier le système de propulsion matériel. Ce deuxième cas se traduit par la recherche de perfectionnements des pièces mécaniques et essentiellement des pièces de transmission. Il s’agit d’utiliser les principes de la mécanique pour mettre en évidence les adaptations possibles face à l’augmentation de la contrainte.

Il existe de nombreuses solutions proposant d’améliorer les pièces de transmission des vélos pour augmenter le couple et donc la performance.

On connaît par exemple les plateaux non circulaires (elliptiques, ovoïdes, ou autres). Toutefois, ces plateaux ne suffisent pas à procurer un maximum de confort musculaire lors du pédalage et semblent parfois perturber les cyclistes débutants en raison des tensions élevées sur la chaîne que ces plateaux induisent durant certaines phases du pédalage.

De tels plateaux sont par exemple décrits dans le document FR2682349.

Par ailleurs, il est connu des pédales ayant un corps ayant une forme sensiblement parallélépipédique, isométrique, globalement creux, en rotation autour d’un axe de pivot. L’axe de pivot est généralement centré par rapport à la tranche du parallélépipède et est maintenu à une extrémité d’une manivelle d’un pédalier.

Le pédalier comprend ainsi deux manivelles opposées l’une de l’autre, permettant à un utilisateur de propulser le véhicule en appuyant alternativement sur les deux pédales. Le couple de pédalage appliqué sur les pédales étant transmis à au moins une roue par un engrenage, généralement une chaine et des pignons, relié au pédalier.

Au cours du temps, de nouvelles pédales ont été développées, avec une recherche de légèreté comme l’ensemble des pièces d’un véhicule à propulsion humaine, dans le but d’obtenir un véhicule à propulsion humaine le plus léger possible.

Il a néanmoins été tenté de développer des pédales ayant un centre de gravité désaxé par rapport à l’axe de pivot, notamment dans le but d’améliorer le couple de pédalage appliqué par l’utilisateur.

Toutefois, ce couple de pédalage complémentaire reste limité.

Il existe ainsi un besoin d’améliorer encore davantage les pédales afin de faciliter l’utilisation d’un véhicule à propulsion mécanique, en créant un couple de pédalage conséquent permettant à un utilisateur de moins se fatiguer, sans avoir besoin d’utiliser une assistance électrique à la propulsion.

Présentation de l’invention

La présente invention vise à pallier les inconvénients de l’art antérieur, en particulier à augmenter le couple de pédalage en profitant de la gravité et à optimiser certains matériels pour obtenir la meilleure performance possible.

Un autre objectif de l’invention est de proposer une solution simple et pratique, pouvant être installée sans difficulté sur des vélos existants et donc commercialisée en ce sens.

A cet effet, l’invention vise une pédale pour véhicule à propulsion humaine tel qu’un cycle, comportant un corps globalement parallélépipédique présentant une face supérieure dite d’appui, en rotation autour d’un axe de pivot traversant latéralement le corps de la pédale, la pédale coopérant avec une manivelle d’un pédalier du véhicule et permettant à un utilisateur d’actionner en rotation le pédalier par un mouvement alternatif des jambes.

Selon l’invention, la pédale comporte un lest décalé par rapport à l’axe de pivot, vers une extrémité avant du corps de la pédale, de sorte à augmenter le couple de pédalage par gravité, l’axe de pivot étant en outre décentré par rapport au corps de la pédale, vers une extrémité arrière du corps de la pédale.

Ainsi, le couple de pédalage complémentaire conféré par la pédale est plus important. L’avant de la pédale ainsi perfectionnée s’en trouve allongée et offre un effet de levier non exploité jusqu’à présent.

Dans des modes de réalisation particuliers de l’invention, l’extrémité avant du corps de la pédale est à une distance d1 de l’axe de pivot comprise entre huit et douze centimètres, préférentiellement inférieure à dix centimètres.

Il convient de souligner que cette distance d1 est nettement plus grande que ce qui est traditionnellement effectué sur les pédales, qui est plutôt de l’ordre de trois à cinq centimètres, le bout de la chaussure se trouvant en retrait par rapport à l’extrémité avant du corps de la pédale.

Cette avancée importante permet d’accroitre davantage le couple de pédalage. La distance maximale est configurée en fonction de la configuration particulière du véhicule et notamment de la position de la roue avant dans le cas d’un vélo.

Une distance d1 inférieure à dix centimètres est ainsi préférable dans le cas d’un vélo afin d’éviter que l’extrémité avant de la pédale vienne en contact avec la roue avant du vélo.

Dans des modes de réalisation particuliers de l’invention, l’extrémité arrière du corps de la pédale est à une distance d2 de l’axe de pivot comprise entre quatre et sept centimètres.

Dans des modes de réalisation particuliers de l’invention, l’extrémité avant du corps de la pédale est à une distance d1 de l’axe de pivot et l’extrémité arrière du corps de la pédale est à une distance d2 de l’axe de pivot, le ratio entre d1 et d2 étant compris entre 1,2 et 2, préférentiellement de l’ordre de 1,6.

Dans des modes de réalisation particuliers de l’invention, au moins une face extérieure du corps de la pédale à proximité immédiate de l’extrémité avant est biseautée de sorte à éviter un contact de la pédale avec une surface sur laquelle est propulsée le véhicule.

Un tel contact avec la surface, correspondant par exemple à une voie ou une route, est notamment évité pour un vélo lorsque celui-ci est incliné, notamment dans une phase de changement de direction, comme par exemple dans un virage ou dans un rond-point.

Dans des modes de réalisation particuliers de l’invention, le biseau est de type arrondi.

Dans des modes de réalisation particuliers de l’invention, l’axe de pivot est également décentré dans le sens de la hauteur du corps de la pédale.

Ainsi, l’inclinaison de la pédale qui est lestée vers l’avant est moins prononcée dans une position de repos, facilitant alors le positionnement du pied sur la pédale.

Dans des modes de réalisation particuliers de l’invention, la position de l’axe de pivot est environ à un tiers de la face supérieure d’appui.

Dans des modes de réalisation particuliers de l’invention, la pédale comprend également, à son extrémité avant, un cale-pied ou un mécanisme d’accrochage automatique d’une semelle d’une chaussure.

Dans des modes de réalisation particuliers de l’invention, le poids de la pédale est supérieur à un kilogramme.

Dans des modes de réalisation particuliers de l’invention, au moins une partie est formée dans un métal présentant une densité supérieure à 10 g/cm³.

Un tel métal est par exemple du plomb ou du tungstène.

Il convient de souligner que le métal à forte densité peut être réparti tout le long de la pédale ou uniquement sur une partie avant de la pédale.

En d’autres termes, l’invention a pour objet un moyen de pédalage pour cycle de type vélo, coopérant avec un pédalier du cycle et permettant à un cycliste d’actionner en rotation le pédalier par un mouvement alternatif des jambes, ledit moyen présentant une extrémité avant pointant constamment vers l’avant du cycle lors d’une séquence de pédalage. Ce moyen comporte ainsi une pédale perfectionnée et une chaussure lestée.

La partie avant de la pédale est plus longue que sa part arrière, par rapport à son axe de pivotement Ce moyen de pédalage est remarquable en ce qu’il est lesté au niveau de son extrémité avant de sorte à augmenter le couple de pédalage par gravité.

Ainsi, pour un effort de pédalage donné, le cycliste génère un couple plus important et donc une plus grande vitesse de déplacement. Inversement, le cycliste fournit moins d’effort pour obtenir une vitesse donnée, ce qui limite ses dépenses énergétiques et donc sa fatigue musculaire.

Selon un aspect avantageux de l’invention, le moyen de pédalage est une pédale spécifique comportant un lest placé à son extrémité avant de sorte à déporter vers l’avant le centre de gravité de ladite pédale.

De ce fait, le moyen de pédalage exploite la position naturelle du pied du cycliste qui tourne constamment en étant pointé vers l’avant lors du pédalage.

Selon un autre aspect avantageux de l’invention, le moyen de pédalage est une chaussure de cyclisme comportant un lest au niveau de son bout, sous forme de coque en plomb par exemple.

Selon d’autres aspects de l’invention, le moyen de pédalage peut être un cale-pied, à lanière ou automatique, un couvre-chaussure avec un lest supérieur par exemple à 1 kg, ou tout autre accessoire conventionnel d’aide au pédalage.

Il convient de noter que la position et la répartition du lest dans le moyen de pédalage peuvent être adaptées aux spécificités géométriques dudit moyen de sorte à ne pas entraver le pédalage, par exemple par un contact sol non désirable lors de virages.

L’invention a également pour objet des manivelles de pédalier pour cycle de type vélo, comportant au moins un moyen de pédalage comme présenté ci-dessus.

Avantageusement, ces manivelles de pédalier comprennent deux pédales, chacune des pédales comportant un lest placé à son extrémité avant, tel que cela est décrit ci-dessus.

Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, chaque pédale est articulée à une manivelle, chacune desdites manivelles présentant une forme angulaire et comportant une petite branche de longueur L₁et une grande branche de longueur L₂supérieure à L₁, lesdites branches formant un angle α, les pédales étant articulées aux extrémités libres des premières branches.

Plus particulièrement et selon un mode de réalisation préféré, les longueurs L₁et L₂vérifient la relation (L₂+L₁)/L₂= L₂/L₁et l’angle α exprimé en radians est sensiblement égal à πL₁/L₂, le rapport L₂/L₁étant le nombre d’or.

L’invention a également pour objet un vélo pour du cyclisme de sport ou de route, comportant ces manivelles de pédalier telles que présentées.

Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, le vélo comporte en outre au moins un plateau non circulaire entraîné par le pédalier et entraînant une chaîne de transmission, elle-même entraînant un pignon sur une roue arrière du vélo. Un tel plateau non circulaire peur être de forme elliptique, ovale ou présentant une symétrie unique par rapport à un point central.

Les concepts fondamentaux de l’invention venant d’être exposés ci-dessus dans leur forme la plus élémentaire, d’autres détails et caractéristiques ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit et en regard des dessins annexés, donnant à titre d’exemples non limitatifs des modes de réalisation de moyens de pédalage et d’un vélo associé conformes aux principes de l’invention.

Présentation des dessins

Les figures sont données à titre purement illustratif pour l’intelligence de l’invention et ne limitent pas la portée de celle-ci. Les différents éléments sont représentés de manière schématique et ne sont pas nécessairement à la même échelle. Sur l’ensemble des figures, les éléments identiques ou équivalents portent la même référence numérique.

Il est ainsi illustré en :

: un cycle de type vélo équipé de moyens de pédalage selon un mode de réalisation de l’invention ;

: les forces extérieures appliquées au pédalier lors du pédalage ;

: une pédale lestée à l’avant selon l’invention ;

: une vue en perspective d’un exemple de mode de réalisation d’une pédale selon l’invention ;

: une vue de dessus de la pédale de la .

: une chaussure de cyclisme lestée à l’avant selon l’invention ;

: une manivelle coudée selon un mode de réalisation de l’invention ;

: un pédalier selon l’invention monté sur un plateau non circulaire ;

: un ensemble de pédalage selon l’invention comprenant des pédales et des chaussures lestées, des manivelles coudées et un plateau non circulaire, et

: une pédale lestée à l’avant selon l’invention et une chaussure lestée.

Description détaillée de modes de réalisation

Il convient de noter que certains dispositifs et systèmes bien connus dans l’industrie du cycle sont ici décrits pour éviter toute insuffisance ou ambiguïté dans la compréhension de la présente invention.

Dans le mode de réalisation décrit ci-après, on fait référence à différents moyens de pédalage tels que les pédales, les chaussures intégrées ou amovibles, les cale-pieds et autres, et à une manivelle perfectionnée, destinés principalement à équiper un vélo. Cet exemple d’application, non limitatif, est donné pour une meilleure compréhension de l’invention et n’exclut pas l’incorporation des moyens de pédalages et de la manivelle perfectionnée dans d’autres types de cycles tels que des ergocycles et plus généralement dans tout système nécessitant un pédalage et une transmission similaire à celle d’une bicyclette conventionnelle.

Dans la suite de la description, les termes « bicyclette » et « vélo » (contraction de vélocipède) sont indifféremment employés pour désigner un cycle à deux roues dont la force motrice est fournie par l’effort physique d’un conducteur appelé « cycliste ».

Un tel cycle est un exemple de véhicule à propulsion humaine qui peut être de tout type comme par exemple un tricycle, un tandem ou un vélo-cargo.

La représente un vélo 100 de type vélo de course pour du cyclisme sportif ou sur route, comportant principalement un pédalier 10 équipé de pédales 11a et 11b selon l’invention, au moins un plateau 20 solidaire du pédalier et entraîné en rotation par celui-ci, une chaîne 30 entraînée par le plateau, une roue arrière 41 entraînée par la chaîne, une roue avant 42, ainsi que d’autres éléments constitutifs qu’on retrouve classiquement dans la majeure partie des vélos. Parmi ces éléments, dont l’intérêt est moindre pour la présente invention, on peut citer un cadre avec ses tubes supérieur, inférieur, de selle, son hauban et sa base ; une assise avec sa selle et sa tige de selle ; et un train avant avec son guidon, son tube de direction, son amortisseur et sa fourche.

En outre, le vélo 100 comporte des dérailleurs avant et arrière, des pignons et des freins avant et arrière non représentés.

Il est utile de rappeler que chaque pédale 11a et 11b pourvue de sa partie avant allongée est montée, par l’intermédiaire d’un axe 15 de pivot, sur une manivelle 12a et 12b qui transmet l'effort au plateau 20 avec un effet de levier, l’ensemble formant le pédalier 10. Le plateau 20 comprend une roue dentée solidaire entraînant la chaîne 30 qui, elle-même, entraîne un pignon fixé sur la roue arrière 41. Les pédales 11a et 11b du vélo 100 sont en rotation libre autour de leurs axes propres 15 et permettent à la force du cycliste de s'exercer alternativement sur l'une ou l'autre des deux pédales. En effet, lorsque le pied descend, la force musculaire est transmise à la pédale correspondante, et lorsque le pied remonte, en l'absence d'un système de fixation sur la pédale (cale-pied à lanières serré, ou cale mécanique), la force musculaire n'est plus transmise au pédalier 10.

Le pédalier 10 est l’ensemble mécanique qui convertit le mouvement alternatif des jambes du cycliste lors du pédalage en un mouvement de rotation et comprend à cet effet une première pédale 11a et une deuxième pédale 11b, d’un côté et de l’autre du plateau 20, articulées chacune à une manivelle 12a et 12b, les deux manivelles s’étendant sensiblement suivant une même direction passant par le centre du plateau 20 qui représente également l’axe de rotation dudit pédalier.

Selon un aspect particulièrement avantageux de l’invention, chaque pédale 11a et 11b est lestée au niveau de sa partie avant, autrement dit en aval de son axe, qui correspond à l’axe d’articulation de la pédale sur la manivelle associée, suivant le sens d’avancement du vélo 100.

Plus précisément, conformément à l’exemple de réalisation illustré, chaque pédale 11a et 11b est lestée au moyen d’un lest 13a et 13b placé au niveau de l’extrémité avant de la pédale.

On notera par ailleurs que la partie avant de chaque pédale 11a et 11b est plus longue que la partie arrière, les deux parties étant délimitées par l’axe de pivotement 15.

De préférence, les lests 13a et 13b présentent des masses sensiblement égales pour assurer une symétrie lors du pédalage. Toutefois, un réglage des lests peut être envisagé pour adapter le chargement de chaque pédale à la puissance musculaire de la jambe concernée du cycliste.

Ainsi, le centrage de chaque pédale s’en trouve modifié, avec une répartition massique non uniforme longitudinalement. De ce fait, le centre de gravité de chaque pédale, qui correspond au point d’application du poids de ladite pédale, est décalé vers le lest, donc vers l’avant de la pédale. Par conséquent, le couple du poids des pédales est modifié à cause du changement de bras de levier.

En effet, en référence à la , si on considère que l’effet des lests 13a et 13b se traduit par un poids P supplémentaire déporté à l’avant de chaque pédale, on peut aisément constater que les moments de ces poids par rapport à l’axe de rotation 14 du pédalier 10 ne s’annulent pas à cause de la différence des bras de levier.

Plus précisément, dans le plan d’étude (XZ) du repère lié au pédalier 10 et d’origine O, sensiblement confondue avec l’axe de rotation 14, si on considère que les poids P_aet P_bdes lests 13a et 13b sont appliqués respectivement à des points A et B, la somme des moments de ces poids par rapport à O s’écrit :
[math] :

Le développement de cette relation permet d’obtenir un couple C dû aux poids des lests donné par la relation suivante :
[math] :

Avec m₁₃la masse de chaque lest 13a et 13b, g l’accélération de la pesanteur et la position angulaire du vecteur OB. Il faut noter que l’angle θ correspond à l’angle de rotation de la manivelle 12b, pris comme nul lorsque ladite manivelle est à l’horizontale en phase descendante.

Il faut également noter que pour des raisons de simplification, l’angle entre le vecteur OA et l’axe X est considéré comme égal à l’angle entre le vecteur OB et l’axe X. En réalité, le maintien des pédales sensiblement à l’horizontale lors du pédalage induit une petite différence entre ces angles qui n’a aucun impact sur l’interprétation qui suit.

En raison des variations de signe du cosinus et de la différence (OB – OA) entre les phases de descente et de remontée de chaque pédale, le couple C demeure positif en permanence.

Par exemple, sur la , la distance OB est supérieure à la distance OA lors de la descente de la pédale 11b. En même temps, l’angle θ varie entre 3π/2 et 0 (rad) et son cosinus reste donc positif.

Ainsi, le couple C engendré par les poids des lests apporte une puissance supplémentaire lors du pédalage sans effort musculaire supplémentaire.

Les pédales peuvent donc être lestées de différentes manières à condition de respecter un centrage avant de la masse de sorte que la relation supra puisse toujours être vérifiée.

La représente une pédale 11 comportant à son extrémité avant un lest 13. Le lest 13 peut être constitué d’une masse en plomb ou dans un autre matériau de forte densité, et fixé rigidement à l’extrémité de la pédale de façon définitive ou amovible par soudage, vissage, clipsage ou tout autre moyen de fixation conventionnel.

En d’autres termes, le centre de masse de la pédale 11 est décalé par le lest 13 vers l’avant de la pédale 11.

Comme cela a été indiqué précédemment, il convient de souligner que l’axe 15 de pivot de la pédale 11 est décentré vers l’arrière de la pédale 11 incluant le lest 13, de sorte que la partie avant de chaque pédale 11 est plus longue que la partie arrière.

Bien entendu, la pédale peut être lestée à sa fabrication par un changement de densité du matériau de fabrication. Les techniques de fabrication additive permettent par exemple de régler automatiquement la densité et donc la masse du matériau en fonction de la position dans l’objet à réaliser.

Lesfigure s 4 et 5sont respectivement une vue schématique et une vue de dessus d’un exemple de mode de réalisation d’une pédale 110 selon l’invention.

La pédale 110 comporte un corps 120 globalement parallélépipédique avec une extrémité avant 130 allongée et biseautée sur le bord extérieur 140.

Le biseau 145, qui permet d’éviter que la pédale 110 plus longue qu’une pédale standard ne vienne en contact d’une voie sur laquelle circule le vélo, notamment lors de l’inclination du vélo dans un virage, est ici réalisé sous la forme d’un arrondi mais peut être réalisé sous tout autre forme tel que droit.

Il convient en effet de souligner que la pédale 110 comporte une partie avant ayant une longueur d₁supérieure à la longueur d₂de la partie arrière de la pédale. La délimitation entre les deux parties avant et arrière correspond à l’axe de pivot 15. Le ratio entre d₁et d₂est ici de l’ordre de 1,6, contribuant à un déplacement du centre 150 de masse de la pédale 110 vers l’extrémité avant 130 de la pédale 110, par exemple placé au niveau du bout 210 de la chaussure 220 du cycliste.

Contrairement à une pédale traditionnelle, l’extrémité avant 130 dépasse ainsi le bout 210 de la chaussure 220 afin d’augmenter le couple de pédalage complémentaire fourni par la pédale. La distance d₁entre l’extrémité avant 130 et l’axe de pivot 15 est néanmoins contrainte sur un vélo par la position de la roue avant. Une distance d₁inférieure à 10 cm est ainsi privilégiée pour un vélo, afin d’éviter que la pédale 110 ne vienne en contact avec la roue avant ou toucher le sol dans les virages. Le bout 210 de la chaussure 220 peut néanmoins dépasser l’extrémité 130 de la pédale 110 si un lest est placé sur l’avant de cette chaussure 220.

Utiliser les pédales perfectionnées avec les chaussures lestées peut engendrer un dépassement des 10 cm décrits. Comme pour la pédale, il faut alors ajuster ce lest pour que la chaussure ne touche pas la roue avant ou le sol en tournant dans les virages.

Il convient de souligner que le centre 150 de masse peut être avantageusement distinct du point central de la pédale, en densifiant davantage la masse vers l’extrémité avant 130 de la pédale 110.

Afin d’éviter que la pédale 110 ne se retrouve trop à la verticale lorsqu’elle n’est pas utilisée, l’axe de pivot 15 peut être avantageusement décentré dans la hauteur de la pédale 110, par exemple placé à un tiers de la hauteur par rapport à la face 160 d’appui du pied.

Avantageusement, la pédale 110 peut être réalisée dans un matériau à forte densité, supérieure à 5 g/cm³, préférentiellement supérieure à 10 g/cm³tel que du plomb (11,35 g/cm³) ou du tungstène (19,3 g/cm³).

La pédale 110 est majoritairement pleine, par exemple avec une masse répartie de manière homogène tout le long de la pédale 110. La forme particulière de la pédale 110 avec un axe de pivot 15 décentré va contribuer à placer le centre de masse vers l’avant, incliné vers le bas lorsque le cycliste va appliquer un effort sur la pédale 110.

Par exemple, la pédale 110 présente un poids supérieur à 1 kg, par exemple de l’ordre de 2 à 3 kg. Cette masse conséquente, inhabituelle dans le milieu du cyclisme, contribue à augmenter le couple de pédalage et par conséquent permet de réduire les efforts du cycliste.

Avec de telles pédales, un cycliste occasionnel peut maintenir sa vitesse habituelle avec un vélo équipé de pédales classiques mais se fatiguera moins.

Il convient de souligner que la pédale 110 peut comprendre tout type d’accessoires tel qu’un cale-pied en son bout ou un mécanisme 230 de fixation automatique avec la semelle 240 de la chaussure.

Le principe de lestage expliqué ci-avant peut être généralisé à tout autre moyen de pédalage et/ou d’aide au pédalage.

Par exemple, la représente schématiquement une chaussure 50 comportant un lest 51 à son bout.

D’autres moyens de pédalage et/ou d’aide au pédalage peuvent être lestés, comme les cale-pieds, les adaptateurs et autres.

Sur les cycles qui sont munis de cale-pieds, la phase de remontée de la jambe est aussi exploitée pour transmettre une force musculaire, en tirant sur la pédale.

Selon un autre aspect avantageux de l’invention, les manivelles présentent une forme angulaire, dite coudée, de sorte à bien orienter la poussée du cycliste et à augmenter son couple. En outre, ces manivelles coudées permettent de faciliter le passage des deux points morts lors du pédalage.

La représente une manivelle 12’ selon un exemple de réalisation préféré, ladite manivelle comportant une petite branche 121 et une grande branche 122 se terminant respectivement par des extrémités d’articulation 123 et 124. Les branches 121 et 122 présentent respectivement des longueur L₁et L₂, avec L₂supérieure à L₁, et forment un angle α défini par leurs axes moyens en tiret cadratin-point sur la figure.

Selon cet exemple de réalisation, les longueurs L₁et L₂vérifient la relation (L₂+L₁)/L₂= L₂/L₁et l’angle α exprimé en radians est sensiblement égal à πL₁/L₂, le rapport L₂/L₁étant le nombre d’or.

Par exemple, la longueur L₁, la longueur L₂et l’angle α sont respectivement égaux à 8 cm, 13 cm et 111,24°.

Pour encore plus de performance, le vélo peut comporter un plateau 20’ non circulaire comme représenté sur la .

Les différents tests rapportés dans la littérature spécialisée n’ont montré aucune diminution de performance en utilisant les plateaux non circulaires. Ils se sont même révélés significativement plus performants (+ 1,6 %) lors d’un effort au seuil anaérobie. Trois facteurs semblent être à l’origine de cette amélioration. La forme du plateau permettrait de développer plus de force au moment de la phase de poussée/traction. Dans un second temps, le plateau faciliterait le passage des points morts en diminuant la force nécessaire à leur passage, mais l’accélération angulaire compenserait la perte de force pour conserver un niveau presque identique à celui d’un plateau circulaire conventionnel.

Le second facteur est l’inertie de pédalage créé lors de l’accélération provoquée par les passages des points morts. Cette vitesse aiderait le cycliste à développer plus de force au moment des phases de poussée traction.

Le dernier facteur serait une conséquence de la forme particulière du plateau qui engendrerait une activation plus précoce des muscles intervenants dans la phase de poussée, mais aussi une activation plus tardive au niveau des muscles responsables de la traction.

Enfin, il peut être envisagé de combiner les différents éléments décrits pour obtenir un maximum de performance.

La illustre partiellement un vélo au niveau de sa transmission, comprenant des pédales 11a et 11b lestées 13a et 13b, des manivelles 12’a et 12’b coudées et un plateau 20’ non circulaire. Le cycliste peut également se servir de chaussures 50a et 50b lestées.

La illustre un autre type de pédale 110 comportant une partie avant 130 allongée sur son rebord extérieur 140, un axe 15 de pivotement décentré vers l’arrière et un système supérieur d’attache 250 de type coque ou encoche à l’intérieur duquel est insérée une chaussure 20 dont le bout 210 est préférentiellement lesté.

Il ressort clairement de la présente description que certains éléments peuvent être réalisés différemment sans pour autant sortir du cadre de l’invention, défini dans les revendications.

Claims (10)

1. Pédale pour véhicule à propulsion humaine tel qu’un cycle, comportant un corps globalement parallélépipédique présentant une face supérieure dite d’appui, en rotation autour d’un axe de pivot traversant latéralement le corps de la pédale, la pédale coopérant avec une manivelle d’un pédalier (10) du véhicule et permettant à un utilisateur d’actionner en rotation le pédalier par un mouvement alternatif des jambes, caractérisée en ce que la pédale comporte un centre de masse décalé par rapport à l’axe de pivot, vers une extrémité avant du corps de la pédale, de sorte à augmenter le couple de pédalage par gravité, l’axe de pivot étant en outre décentré par rapport au corps de la pédale, vers une extrémité arrière du corps de la pédale.
2. Pédale selon la revendication précédente, dans laquelle l’extrémité avant du corps de la pédale est à une distance d1 de l’axe de pivot comprise entre huit et douze centimètres, préférentiellement inférieure à dix centimètres.
3. Pédale selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’extrémité avant du corps de la pédale est à une distance d1 de l’axe de pivot et l’extrémité arrière du corps de la pédale est à une distance d2 de l’axe de pivot, le ratio entre d1 et d2 étant compris entre 1,2 et 2, préférentiellement de l’ordre de 1,6.
4. Pédale selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle au moins une face extérieure du corps de la pédale à proximité immédiate de l’extrémité avant est biseautée de sorte à éviter un contact de la pédale avec une surface sur laquelle est propulsée le véhicule.
5. Pédale selon la revendication précédente, dans laquelle le biseau est de type arrondi.
6. Pédale selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’axe de pivot est également décentré dans le sens de la hauteur du corps de la pédale.
7. Pédale selon la revendication précédente, dans laquelle la position de l’axe de pivot est environ à un tiers de la face supérieure d’appui.
8. Pédale selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant également un cale-pied ou un mécanisme d’accrochage automatique d’une semelle d’une chaussure.
9. Pédale selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le poids de la pédale est supérieur à un kilogramme.
10. Pédale selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle au moins une partie est formée dans un métal présentant une densité supérieure à 10 g/cm³.