L'invention concerne les engins non motorisés permettant la circulation des personnes ainsi que les engins de loisirs du type roller-skate et skis à roulettes. Les engins du type roller-skate ou ski à roulettes permettent le déplacement des personnes à l'aide de roulettes. Hs sont constitués d'un châssis fixé sous chaque chaussure et supportant deux ou plusieurs roulettes, en général alignées selon le sens du déplacement. Le déplacement se fait par la méthode du « pas de patineur » en déplaçant le poids du corps d'une jambe sur l'autre. Dans l'exemple du ski à roulettes, une articulation de la chaussure sur le ski lui-même, au niveau de l'avant de la chaussure, permet de prolonger chaque pas de patineur vers l' arrière du corps, en poussant sur la pointe du pied pour provoquer une accélération maximum. Dans ce cas, la position de la jambe de l'utilisateur atteint environ 45° vers l'arrière par rapport au ski. Ces réalisations n'apportent pas toutefois une satisfaction suffisante aux pratiquants. En particulier, elles ne permettent pas à l'utilisateur de freiner. Sur les roller-skates un patin en caoutchouc fixé à l'arrière permet de ralentir. Mais l'utilisation est difficile et demande de l'expérience. En fait, devant la présence d'un obstacle, seule une manœuvre d'évitement s'avère efficace. Sur les skis à roulettes, il n'existe pas de patin en caoutchouc. De plus, la longueur des skis empêche d'effectuer une éventuelle manœuvre d'évitement devant un obstacle. Le danger devient permanent et les accidents nombreux. En outre, dans les deux cas, l'absence de freinage rend impossible de descendre la moindre pente, ce qui limite l'utilisation de ces engins en terrain plat. La présente invention permet d'apporter une solution à cette absence de freinage. On retrouve le principe de base des rollers-skates et skis à roulettes consistant à disposer de façon alignée deux ou plusieurs roulettes fixées sur un châssis. L'innovation porte sur l'adjonction d'un dispositif de freinage, sur la façon de le commander, sur l'adjonction d'un anti-recul et sur la possibilité de basculement vers l'avant. Cette innovation technologique de l'invention porte essentiellement sur sept points : Le premier point consiste à adjoindre un système de freinage du type « à disques » par patins latéraux sur la roue arrière. Pour cela, la roulette arrière est de plus grand diamètre que la normale utilisée sur ce type de matériel. L'utilisation d'une roulette de plus grand diamètre permet d'adjoindre un disque de chaque coté, de disposer de la place suffisante pour installer le système de freinage et d'augmenter la surface de contact au sol. Elle est aussi dictée par la technologie actuelle. Cette technologie et les éléments du commerce permettent difficilement d'ajouter un système de freinage sur plus d'une

roulette. A l'avenir, une miniaturisation du système de freinage permettrait d'utiliser les diamètres standard actuels et de l'utiliser sur toutes les roulettes de l'engin.

Le deuxième point consiste à utiliser le basculement du pied vers l' arrière pour commander le freinage. Pour effectuer cette action, un palonnier est ajouté sur le châssis de base. Ce palonnier est articulé sur le châssis autour d'un axe horizontal et perpendiculaire au sens du déplacement. En position roue libre, le palonnier est légèrement incliné vers le haut de quelques degrés (6 à 8° sur les figures), ce qui correspond à une légère inclinaison du corps vers l'avant, soit la position normale d'un utilisateur qui se déplace vers l'avant. Pour freiner, l'utilisateur se bascule instinctivement vers l'arrière pour compenser l'effet d'inertie lors du ralentissement. L'idée est de récupérer ce mouvement pour commander le freinage. Le palonnier peut donc basculer de la position légèrement incliné vers l'avant (roue libre) à une position approximativement horizontale correspondant au freinage maximum. Les positions intermédiaires donneront le dosage du freinage. La chaussure est fixée sur le palonnier. Pour une utilisation sportive, utilisant des chaussures montantes de type roller-skate, la fixation peut être définitive. Il existe d'ailleurs, une nouvelle norme visant à standardiser les entraxes de fixations des chaussures pour permettre plus facilement leur interchangeabilité selon les pointures. Pour une utilisation comme engin de déplacement urbain, la chaussure peut être fixée sur le palonnier au moyen de fixations amovibles à déclenchement rapide, analogues à celles du ski. Cette disposition permet à l'utilisateur de quitter l'engin rapidement et de marcher normalement sans changer de chaussures. Ce système est déjà utilisé sur les skis à roulettes en reprenant les fixations utilisées en ski de fond. Toutefois, il est inadapté à l'engin objet de l'invention, car la fixation ne porte que sur la partie avant de la chaussure. Le troisième point consiste à équilibrer la charge due au poids de l'utilisateur sur l'engin. La position de l'axe de rotation du palonnier n'est pas choisie au hasard. Elle est telle qu'à l'arrêt, le poids du corps soit situé légèrement en arrière de cet axe. Les essais de prototypes ont montré que la position idéale de cet axe correspond sensiblement au niveau des articulations des premières phalanges sur le pied lui-même. Avec le palonnier légèrement incliné vers le haut, cette disposition donne une position de l'utilisateur en appui sur la pointe des pieds. Mais cette position ne peut être maintenue naturellement. Pour équilibrer la charge, un deuxième point d'appui est nécessaire au niveau du talon. Une liaison entre le châssis et le palonnier, juste après le talon, assure une fonction de rappel arrière.

Le quatrième point concerne le déclenchement du freinage. Il est nécessaire de différencier le fonctionnement en roue libre, lorsque l'opérateur veut avancer et le moment ou cet opérateur veut déclencher le freinage. Dans le fonctionnement en roue libre, l'utilisateur a tendance à se pencher en avant. De ce fait, le point d'appui du système de rappel arrière supporte une charge faible. Il est même nécessaire de limiter la course du palonnier vers le haut à l'aide d'une butée. Pour freiner, l'utilisateur doit se pencher en arrière pour compenser l'inertie. Dès lors, l'effort sur le point d'appui du système de rappel arrière augmente jusqu'à supporter la presque totalité du poids du corps. Le système de rappel arrière doit donc assurer une fonction de butée verticale exerçant un effort vertical dirigé de bas en haut mais dont le fonctionnement est limité à un certain effort. Au delà de cet effort, l'enfoncement de la butée doit être progressif. Pour assurer cette fonction, un système de ressort précontraint par une butée verticale impose à l'utilisateur d'appuyer un effort minimum pour déclencher le freinage. Les essais de prototypes ont montré qu'un effort vertical d'une centaine de newtons donne une stabilité suffisante.

Le cinquième point concerne le dosage du freinage. Les essais de prototypes ont montré qu'avec un système de freinage à disques, un effort de serrage de 100 à 200 newtons provoque un freinage correct. Or, lorsque l'utilisateur se penche en arrière pour freiner, il transmet un couple très important autour de l'axe de rotation du palonnier, trop pour se traduire par un serrage de 100 à 200 newtons. Pour limiter cet effort, un jeu de ressorts entre le palonnier et le système de freinage s'impose. Il permet, en outre, de procurer à l'opérateur une sensation de dosage du freinage.

Le sixième point consiste à ajouter un système d' anti-recul sur une ou plusieurs roulettes avant. Comme le but de l'invention est de pouvoir freiner, l'utilisation de l'engin devient possible en descente. Il est donc logique que cette utilisation puisse aussi accepter les montées. Ce dispositif d' anti-recul est déjà utilisé sur certains skis à roulettes. Il permet un meilleur rendement lors de l'ascension de pentes.

Le septième point porte sur le guidage de l'avant de l'engin. Bien que les six points précédents suffisent pour réaliser l'invention, il est intéressant de pouvoir utiliser la technique du ski à roulettes consistant à pousser sur l'arrière du ski avec le pied incliné vers l'avant, jusqu'à environ 45°, afin de donner une accélération maximum. Cette technique appelée pas alternatif est possible sur les skis à roulettes pour deux raisons : d'une part, la chaussure est articulée sur le ski à sa partie avant pour autoriser cette inclinaison du pied vers l'avant; d'autre part, le ski est toujours guidé dans cette position par ses deux roulettes en contact permanent avec le sol. Cette technique est difficilement

utilisable avec les rollers-skates. Lorsque l'utilisateur cherche à pousser vers l'arrière, en inclinant le pied à 45°, le roller-skate ne porte que sur une seule roulette et n'est plus guidé longitudinalement.

Pour retrouver cette caractéristique des skis à roulettes, on dispose deux roues avant au lieu d'une pour assurer un guidage rectiligne. Pour conserver ce guidage quel que soit l'angle de l'engin, les deux roues avant sont solidaires de deux flasques latéraux articulés en leur milieu sur l'extrémité avant du châssis. Un ressort de torsion permet le rappel en position horizontale des deux flasques.

Les dessins annexés illustrent l'invention. Pour faciliter la compréhension, l'avant de l'engin est toujours représenté du coté gauche des dessins.

Les figures 1 à 9 représentent l'engin dans une première solution technique du système de freinage.

La figure 1 représente l'engin en perspective avant dans une solution à deux roulettes avant.

La figure 2 représente l'engin en perspective arrière dans une solution à une seule roulette avant.

La figure 3 représente l'engin en vue de coté dans la position roue libre dans une solution à deux roulettes avant. La figure 4 représente l'engin en vue de coté dans la position freinage et dans une solution à une seule roulette avant.

La figure 5 représente le détail du système de freinage en perspective arrière. Le palonnier 2 est représenté coupé longitudinalement et le système de freinage du coté droit a été ôté. La figure 6 représente le détail du système de freinage en coupe frontale.

La figure 7 représente la courbe de l'effort de freinage en fonction de l'angle du palonnier 2.

La figure 8 représente le détail du système de freinage en vue de coté et en coupe dans la position roue libre. La figure 9 représente le détail du système de freinage en vue de coté et en coupe dans la position freinage maximum.

Les figures 10 à 18 représentent l'engin dans une deuxième solution technique du système de freinage.

La figure 10 représente la partie arrière de l'engin en perspective avant. Le châssis 1 et le palonnier 2 sont représentés coupés longitudinalement.

La figure 11 représente la partie arrière de l'engin en perspective arrière. Le palonnier 2 est ôté.

La figure 12 représente la courbe de l'effort de freinage en fonction de l'angle du palonnier 2. La figure 13 représente le détail du système de freinage en vue de coté et en coupe dans la position roue libre.

La figure 14 représente le détail du système de freinage en vue de coté et en coupe dans la position freinage maximum.

La figure 15 représente le détail d'un système de réglage du désalignement de la genouillère, en position effort minimum.

La figure 16 représente ce réglage du désalignement de la genouillère, en position effort maximum.

La figure 17 représente le détail d'un autre système de réglage du désalignement de la genouillère, en position effort minimum. La figure 18 représente ce réglage du désalignement de la genouillère, en position effort maximum.

Les figures 19 à 24 représentent la partie avant de l'engin dans une disposition à deux roues, valable pour les deux solutions techniques de freinage sus-citées.

La figure 19 représente, en vue de coté et en coupe, la partie avant de l'engin. La figure 20 représente l'engin en vue de coté et dans la position basculée à 45°.

La figure 21 représente, en perspective arrière, le système d'anti-recul situé à la partie avant de l'engin. Le châssis 1 est représenté coupé longitudinalement et un flasque support de roue est ôté.

La figure 22 représente, en vue de dessus, le détail du système d'anti-recul. La figure 23 représente, en vue de coté et en coupe, le système d'anti-recul en position active.

La figure 24 représente, en vue de coté et en coupe, le système d'anti-recul en position inactive.

L'engin, objet de l'invention, est globalement composé d'un châssis 1, d'un palonnier 2, d'un système de rappel arrière 3 et d'un système de freinage 4. Le châssis 1 supporte la ou les roulettes avant 5 et la roulette arrière 6. Dans la réalisation pratique de l'invention, le châssis est en forme de U (fig. 6). Cette disposition permet une fabrication facile en tôle aluminium pliée, valable pour de petites séries. Pour des productions plus importantes, un châssis en plastique moulé par injection serait préférable. La roulette

arrière 6 reçoit deux disques latéraux 7. Le palonnier 2 supporte la chaussure 8. Sur la réalisation décrite, la chaussure est fixée au palonnier de façon définitive. Pour une application commerciale, il est intéressant d'utiliser une fixation temporaire permettant un démontage rapide. Cette solution permet de changer d'utilisateur et aussi de pouvoir marcher occasionnellement, pour monter un escalier, par exemple. Le palonnier 2 est articulé selon un axe horizontal 9 perpendiculaire au sens du déplacement grâce à deux paliers 10 fixés au châssis 1. La position de l'axe 9 se trouve approximativement au niveau de l'articulation des premières phalanges sur le pied de l'utilisateur. Un système de freinage 4 agit sur chaque disque 7 de la roulette arrière 6. Dans une première réalisation simple de l'invention, le système de rappel arrière 3 est à effet direct. Le châssis 1 possède un axe fixe 11, presque vertical, incliné vers l'avant d'un angle correspondant à la moitié de celui de l'inclinaison du palonnier 2. Un ressort 12 est disposé autour de l'axe 11. Une butée 13 précontraint le ressort 12 à une valeur PO et limite le mouvement du palonnier 2 vers le haut, mais pas vers le bas. Le système de freinage 4 est composé, de chaque coté de la roue arrière 6, d'un étrier 14 fixé sur un axe horizontal 15, libre en rotation entre deux paliers 16 solidaires du châssis 1. De chaque coté et de façon symétrique, un patin 17 équipé d'une garniture assure la friction nécessaire au freinage. Il est articulé autour d'un axe 18 solidaire de chaque étrier 14. Un renvoi 19, fixé sur l'axe 15, reçoit l'effort de freinage transmis par le palonnier 2 à l'aide d'un ressort de limitation 20. Une tige 21 guide le ressort 20. En position roue libre, une légère précontrainte de quelques millimètres du ressort 20 permet de garder un léger jeu entre le patin 17 et le disque 7. Un écrou auto-freiné 22, vissé vers sur la tige 21, permet de régler ce jeu selon l'usure du patin 17. Cette réalisation de l'invention convient pour des applications en petites séries, en utilisant des pièces faciles à fabriquer. Ses défauts sont qu'elle ne possède pas de réglage du ressort 12 pour s'ajuster au poids de l'utilisateur et qu'elle se caractérise par une relation linéaire entre l'angle A du palonnier 2 et l'effort de freinage. La courbe fig. 7 donne, en hachuré, la valeur de l'effort de freinage selon l'angle A du palonnier en abscisses, et de l'effort F sur le palonnier en ordonnées. En effet, la relation entre l'effort de freinage et l'angle du palonnier résulte de la soustraction des efforts du ressort 12 et des ressorts 20 ce qui donne une courbe linéaire. La valeur de l'effort de freinage doit se situer entre la précontrainte PO du ressort 12 au repos et la charge maxi Fu correspondant au poids de l'utilisateur. Comme la précontrainte PO est importante, cette résultante donne un effort de freinage relativement faible convenant à un ralentissement plus qu'à un freinage efficace et puissant.

Dans une deuxième réalisation plus évoluée de l'invention, le système de rappel arrière 3 et le système de freinage 4 sont à effet différentiel. La technique utilise le principe du « trois points » encore appelé « genouillère ». Elle consiste à aligner approximativement les trois points d'articulation de deux bielles reliées entre elles. Dans le cas ou ces trois points sont alignés, l'effort en bout de genouillère pour faire basculer celle-ci est théoriquement infini. Dans la réalisation de l'invention, ces trois points ne sont pas tout à fait alignés, ce qui autorise un basculement de la genouillère sous un effort important. La figure 13 montre le décalage D entre les trois points d'articulation. Dans cette deuxième réalisation de l'invention, le montage du palonnier 2 sur le châssis 1 est identique, avec le même point d'articulation 9. Mais la partie arrière de l'ensemble diffère, en regroupant le système de freinage 4 et le système de rappel arrière 3. Le châssis 1 supporte un basculeur 23 articulé autour d'un axe horizontal 24 perpendiculaire au sens du déplacement et solidaire du châssis 1. Deux ressorts symétriques de torsion 25 provoquent un rappel du basculeur dans le sens horaire. Une plaque de plastique élastique 26 collée au fond du châssis 1 assure deux butées en rotation du basculeur 23 : Bl dans le sens horaire et B2 dans le sens trigonométrique. Avec un axe 27 se déplaçant sur un rayon, ce basculeur fait office de première bielle de la genouillère. Un ensemble de deux bielles 28 assurent la liaison entre le palonnier 2 à l'aide d'un axe 29 et le basculeur à l'aide de l'axe 27. L'ensemble de bielles 28 fait office de deuxième bielle de la genouillère. L'alignement sensible des trois axes 24, 27 et 29 associé à l'effort du ressort 25, assure la fonction de point d'appui arrière en communiquant, au repos, une précontrainte PO au palonnier 2. Deux cames 30, articulées sur le châssis 1 autour d'un axe 31, permettent de régler la tension des ressorts de rappel 25 et d'ajuster l'effort du point d'appui arrière au poids de l'utilisateur. Deux étriers 32, droite et gauche, sont articulés chacun autour d'un axe vertical 33 solidaire du châssis 1. Chaque étrier 32 reçoit un patin 34 équipé d'une garniture de freinage. Les deux étriers 32 sont reliés par un petit ressort de rappel 35 permettant d'assurer un jeu de fonctionnement entre les patins 34 et les disques 7. L'effort de freinage est transmis de chaque bielle 28 à chaque étrier 32 par un ressort de limitation de freinage 36. Lorsque le palonnier 2 passe de la position roue libre (incliné vers le haut) à la position horizontale du freinage maximum l'effort de rappel du point d'appui arrière, transmis par les ressorts 25 du basculeur 23 aux bielles 28, décroît de façon sinusoïdale. L'effort des ressorts de freinage 36 est linéaire. La courbe fig. 12 donne en hachuré la valeur de l'effort de freinage selon l'angle A du palonnier en abscisses, et de l'effort F sur le palonnier en ordonnées. L'effort de freinage résulte toujours de la soustraction des efforts

des ressorts 25 et des ressorts 36. Mais comme l'effort du ressort 25 est dégressif, l'effort de freinage est plus important pour le même poids de l'utilisateur Fu. Cette deuxième réalisation de l'invention fonctionne donc avec un effort de freinage plus important que la première. Sur cette dernière réalisation de l'invention, le réglage de l'effort de rappel du point d'appui arrière se fait par deux ressorts 25. La modification du tarage de ces ressorts à l'aide de l'excentrique 30 modifie l'effort nécessaire à appliquer sur la bielle 28 pour déverrouiller la genouillère, donc sur la charge admissible. Une autre solution consiste à modifier le léger désalignement D des trois axes 24, 27 et 29. De part sa solidarité avec le châssis 1, il n'est pas possible de modifier la position de l'axe 24. Par contre les axes 27 ou 29 peut être déplacés à l'aide d'un système de réglage. L'axe 27, cylindrique sur l'exemple, peut être modifié par l'adjonction d'un excentrique 37. En tournant l'excentrique 37 de 180°, ou moins, la valeur du décalage D se modifie (fig. 15 et 16). Cette solution permet un petit réglage de quelques millimètres sur le désalignement D. Pour disposer d'une plage de réglage plus importante, le déplacement de l'axe 29 est préférable. On peut, par exemple prévoir sur le palonnier 2 une série de trois trous pour positionner l'axe 29, ou une lumière oblongue 38 pour positionner l'axe 29. Le déplacement de la position de l'axe 29 vers l' arrière de la lumière 38 augmente le décalage D et diminue l'effort de rappel du point d'appui arrière (fig. 18). La partie avant de l'engin possède une ou deux roulettes 5. Comme le but de l'invention est de pouvoir freiner, l'utilisation de l'engin devient possible en descente. Il est donc logique qu'elle puisse aussi accepter les montées. L'utilisation d'un système anti-recul est donc indispensable sur la ou les roues avant. Il existe dans le commerce des roulettes équipées de systèmes intégrés aux roulements à billes et n'autorisant qu'un seul sens de rotation. Ces roulettes sont malheureusement onéreuses.

Dans une réalisation de l'invention (fig. 19), la partie avant se compose de deux roulettes 5 reliées par deux flasques 39. Ces deux flasques 39 sont articulés sur le châssis 1 par un axe central 40, solidaire du châssis. Deux ressorts symétriques 41 rappellent les deux flasques 39 en position horizontale tout en autorisant une inclinaison de 45° vers le haut. Un élément 42 en tube rectangulaire usiné assure la fonction d'anti-recul (fig. 21). Articulé sur l'axe 40, il agit sur les deux roulettes à la fois. Sa forme est telle que ce sont les cotés du tube qui viennent en appui directement sur le bandage de chaque roulette 5 avec un auto-blocage sur ce bandage. Cette disposition permet d'éviter le contact avec la partie active de la bande de roulement de la roulette 5 et de ne pas être tributaire de l'usure de cette bande de roulement. Pour agir sur les deux roulettes en même temps, la

forme de l'élément 42 est symétrique par rapport à un point symbolisé par l'axe de rotation 40. Un ressort de torsion 43 assure un contact permanent de l'élément 42 sur le bandage de chaque roulette 5.

L'utilisation de l'engin est la suivante :

Pour avancer, l'utilisateur se penche vers l'avant et utilise l'engin comme un roller-skate normal ou un ski à roulettes normal. D bascule le corps successivement à droite et à gauche en avançant le pied correspondant (pas de patineur). L'utilisateur peut accélérer au maximum en prenant appui sur l'extrémité du pied arrière en le basculant à 45° comme sur la figure 20. Le système d'anti-recul prend alors la position de la figure 24. Dans ce cas, avec l'utilisation de deux roues avant, le guidage rectiligne de l'engin reste bien assuré.

Pour freiner, l'opérateur bascule naturellement le corps en arrière pour compenser l'effet d'inertie. En basculant le poids du corps vers l'arrière, il appuie sur les talons et provoque le basculement du palonnier vers l'arrière et commande le freinage de l'engin comme illustré sur les figures 4, 9 et 14. L'opérateur peut contrôler l'effort du freinage par une variation de l'angle du palonnier.

Telle qu'elle est représentée sur les dessins, l'invention est une réalisation pratique destinée à une application commerciale pour les loisirs et les déplacements de personnes.