De façon connue un tel vélo présente un cadre, deux roues, un ensemble de transmission, un ensemble de direction et habituellement un ensemble de freinage.

Il existe actuellement certains standards auxquels les fabricants se référent pour la fabrication de leurs vélos.

Un premier standard concerne le diamètre des roues. Ces standards suivent les normes ETRTO et JIS qui définissent le diamètre des sites de repos du pneu, c'est-à-dire le diamètre de la jante dans la zone du talon du pneu. Ainsi on connaît les roues de 20 pouces pour les vélos de type BMX, de 26 pouces pour les vélos tout terrain, et de 700 millimètres pour les vélos de route.

Les vélos polyvalents qui sont actuellement commercialisés ont des roues qui répondent selon les cas au standard"route"ou au standard"tout terrain"le plus souvent.

Le diamètre de 700 millimètres pour les vélos de route date du début du siècle, il a été déterminé en fonction de l'état des routes qui existaient à l'époque et n'a pas été remis sérieusement en question depuis.

Cependant une roue de grand diamètre n'offre pas le meilleur compromis pour un vélo polyvalent. En effet elle présente un poids et une inertie relativement importante.

Un autre standard de construction est relatif à l'accrochage des roues sur le cadre. De façon usuelle les moyeux ont une largeur de 100 millimètres à l'avant, de 130 millimètres à l'arrière pour un vélo de route, et 100 et 135 millimètres pour un vélo tout terrain.

Dans cette largeur on inclut le moyeu, le disque de freinage s'il est présent et la cassette de pignons pour la roue arrière. La partie rotative du moyeu tend de ce fait à diminuer en longueur ce qui n'est pas favorable pour la rigidité de la roue par la diminution du parapluie de la roue.

Un problème qui se pose aussi pour un vélo est son transport et son stockage. De plus en plus les vélos sont transportés dans le coffre d'une voiture ou bien parce que son utilisateur se rend en voiture au point de départ de son parcours ou bien sans qu'il souhaite pouvoir utiliser son vélo dès qu'une occasion se présente. De mme, l'utilisateur peut souhaiter voyager en train ou avion avec son vélo. Le problème se pose également pour le stockage du vélo sous un petit volume. Pour réduire l'encombrement du vélo il faut pouvoir démonter et remonter facilement les roues. Or les vélos actuels avec le montage du moyeu sur la fourche, la mise en place de la chaîne et du système de freinage ne sont pas pratiques à monter et démonter.

Ce problème de montage et démontage de la roue se pose également en cas de crevaison. En effet, lorsqu'il faut démonter le pneu, il faut préalablement démonter la roue.

Il existe des vélos dont les fourches avant et arrière ont un bras unique qui portent la roue en porte-à-faux. D'une part le montage et démontage de la roue sont facilités, puisque la roue est mise en place selon la direction axiale du moyeu. En outre avec ce montage il est possible de laisser sur le cadre la cassette de pignons et le tambour ou le disque de frein. Les fourches à bras unique sont connues pour un vélo, notamment d'après les publications US 4 170 369, FR 2 611 641, US 2 497 121, et plus récemment EP 1 153 827 et EP 1 147 976.

Toutefois dans ces différentes publications, les roues sont équipées de rayons, ce qui impose un corps de moyeu ou une cloche de dimension axiale suffisante pour avoir un angle de parapluie acceptable des deux nappes de rayon.

Il existe bien des roues à bâtons ou des roues monobloc qui ont un encombrement moindre à la base des bâtons. Une telle roue est décrite dans la demande de brevet EP 1 083 063. Pour ces roues, le moyeu est centré ou sensiblement centré sur le plan radial médian de la jante. Dans ces conditions on ne pourrait pas les utiliser avec des fourches à bras unique, le porte-à-faux serait en effet excessif.

En outre, ces roues à bâtons ont une masse et une inertie qui augmentent avec le diamètre, et à l'inverse une rigidité qui se détériore avec l'augmentation de diamètre. Dans ces conditions une roue à bâtons de 700 mm ne serait pas satisfaisante sur le plan du poids et de la rigidité.

Un but de l'invention est de proposer un vélo d'un type nouveau qui offre un meilleur compromis entre les performances et la polyvalence, et qui est plus commode à utiliser qu'un vélo traditionnel.

D'autres buts et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre.

Le vélo selon l'invention comprend un cadre définissant un plan général médian, deux roues avant et arrière, un ensemble de transmission, le cadre ayant une fourche avant et une fourche arrière à bras unique pour le montage amovible des roues avant et arrière, chacune des roues ayant une jante et un moyeu central par lequel elle est reliée au cadre.

Il est caractérisé par le fait que les deux roues avant et arrière ont chacune une jante reliée au moyeu par au moins un élément rigide en flexion et en compression, cet élément étant asymétrique par rapport au plan radial médian défini par la jante de façon que le moyeu de la roue soit déporté selon une direction axiale perpendiculaire à ce plan alors que le plan radial médian des jantes est confondu avec le plan général médian du cadre.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le diamètre d'une roue est compris entre 480 et 560 millimètres.

Selon une autre caractéristique les deux roues avant et arrière sont identiques et de ce fait interchangeables.

Selon une autre caractéristique l'ensemble de transmission qui comprend un pédalier, une cassette de pignons associée à la roue arrière et une chaîne de transmission est monté à demeure sur le cadre.

La roue selon l'invention est caractérisée en ce qu'au moins un élément rigide en flexion et en compression relie la jante et le moyeu, que l'élément rigide est asymétrique par rapport au plan radial médian défini par la jante de façon que le moyeu de la roue soit déporté selon une direction axiale perpendiculaire à ce plan alors que le plan radial médian des jantes est confondu avec le plan général médian du cadre.

D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description ci-dessous et les dessins en annexe qui lui sont attachés.

La figure 1 représente en vue de côté un vélo selon l'invention.

La figure 2 est une vue en coupe partielle du cadre au niveau de l'arbre de support de la roue arrière.

La figure 3 est une vue en coupe partielle du cadre au niveau de l'arbre de support de la roue avant.

La figure 4 représente en perspective une roue prévue pour le vélo de la figure 1.

La figure 5 montre la roue arrière et la partie arrière du cadre vues selon la direction V- V repérée en figure 1.

La figure 6 montre de la mme façon la roue avant et la fourche avant selon la direction VI-VI.

Le vélo représenté en figure 1 présente un cadre 1, deux roues 2 et 3, un ensemble de transmission 4.

Le cadre a une structure de base 5 formée de tubes ou profilés assemblés entre eux par tout moyen approprié, notamment par collage ou soudure. Les profilés ou tubes sont métalliques, par exemple en acier ou en alliage d'aluminium. La structure pourrait aussi tre réalisée en matériau composite tel que des fibres de carbone noyées dans une matrice de résine.

La structure 5 comprend de façon connue un tube de selle 6 pour supporter la selle 7 et sa tige de selle 8, et un tube diagonal 9.

Sur l'arrière, la structure 5 présente une fourche de support de roue à bras unique. Cette fourche comprend ici un hauban 12 et une base 13 qui convergent vers le centre de la roue arrière, sur un côté seulement de celle-ci.

De façon classique la base 13 est raccordée au tube diagonal au niveau d'un boîtier de pédalier qui porte l'axe 15 de rotation du pédalier.

Sur l'avant la structure 5 a un tube de direction 20 dans lequel est engagée une fourche 18 qui porte la roue avant.

La fourche 18 n'a qu'un seul bras 22 qui passe sur un côté seulement de la roue avant 3 prolongé vers le haut par un axe qui traverse le tube de direction 20. puis par une potence 24 qui porte le guidon 25. De façon connue, le guidon porte des leviers de freinage et de commande de changement de vitesse. Ces leviers et les dispositifs de connexion aux organes de freinage et de changement de vitesse sont d'un type connu, ils n'ont pas été représentés dans les figures.

Le cadre 1 qui vient d'tre décrit n'est pas limitatif, et d'autres modes de construction pourraient également convenir. Notamment la fourche avant pourrait tre suspendue au niveau du bras 22 ou au niveau de la liaison entre l'axe de la fourche et le tube de direction.

De mme pour l'arrière, la base et le hauban pourraient tre reliés au reste de la structure par un système de suspension.

L'important est que le cadre supporte les roues avant et arrière sur un seul côté de leur moyeu. Les roues sont donc montées en porte-à-faux.

L'ensemble de transmission 4 comprend de façon connue un pédalier 28 dont l'axe 15 est logé dans le boîtier de pédalier, une chaîne de transmission 29 et sur l'arrière une cassette de pignons 30.

Le pédalier représenté ne comprend qu'un seul plateau, mais ce n'est pas limitatif, on pourrait aussi avoir plusieurs plateaux avec un dérailleur pour faire passer la chaîne d'un plateau à l'autre ou encore tout autre dispositif de transmission à rapport variable comme celui qui est par exemple décrit dans la demande de brevet FR 2 818 952.

La cassette de pignons 30 comprend de façon connue une pluralité de pignons montés sur un corps de roue libre, éventuellement avec une cage intermédiaire. Ces éléments seront décrits plus en détail ultérieurement. Toutefois il faut noter qu'une particularité de la cassette de pignons est qu'elle est montée sur l'extérieur du cadre de l'autre côté du bras de fourche qui porte la roue.

La position de la chaîne sur les pignons est pilotée par un dérailleur arrière 32. Ce dérailleur est de tout type approprié. Dans le mode de réalisation illustré le dérailleur est du type décrit dans la demande de brevet EP 513 394. Un tel dérailleur est assemblé à une patte solidaire de la base 13 du cadre et située en avant de l'axe de la roue arrière. Il est bien adapté au montage des pignons sur l'extérieur du cadre.

D'autres dérailleurs pourraient également convenir avec d'autres modes de liaison au cadre. Au lieu de la cassette de pignons et du dérailleur ou en complément de ceux-ci, on pourrait aussi utiliser un changement de vitesse intégré dans le moyeu de la roue ou dans le pédalier.

En se reportant à la figure 2, la cassette de pignons 30 est engagée sur un corps de roue libre 35 qui est lui-mme monté sur une extrémité de l'arbre de roue arrière 36. Un mécanisme de roue libre et des roulements sont placés entre l'arbre 36 et le corps de roue libre 35 selon un montage traditionnel.

L'arbre 36 est emmanché dans la cage interne d'un roulement 38. Le roulement est logé dans un logement 40 de dimension adaptée situé à l'extrémité de la base 13. Selon le mode de réalisation illustré, le roulement est retenu sur l'arbre par un circlips 39 et dans son logement par une bague 41 assemblée à la base. Tout autre moyen approprié pourrait également convenir. De préférence, le roulement utilisé est compact axialement pour réduire le déport et l'encombrement, il doit aussi supporter des charges radiales et des moments de basculement importants et se comporter rigidement par rapport à ces sollicitations. Le roulement est donc de préférence à deux rangées de billes à contact obliques précontraints, il pourrait aussi tre à une rangée de billes et à quatre points de contact, ce qui est encore plus compact et léger. On pourrait aussi utiliser deux roulements indépendants juxtaposés.

Du côté opposé aux pignons, l'arbre 36 possède un flasque circulaire 42 qui offre un siège épaulé pour un disque de freinage 43 et une couronne dentée 45 de liaison avec la roue.

Selon le mode de réalisation illustré, les dents de la couronne sont réparties de façon circulaire autour de l'axe de l'arbre, et elles ont une section triangulaire et sont orientées selon une direction axiale vers l'extérieur de l'arbre. La denture de la couronne est réalisée dans la masse de l'arbre 36. La couronne assure une liaison en rotation entre la roue qui sera décrite ultérieurement et l'arbre 36.

Le disque est fixé au flasque 42 de l'arbre par tout moyen approprié, notamment par des vis, il coopère avec un étrier de freinage 44 de tout type approprié qui est monté sur une patte solidaire du hauban 12.

Ceci n'est pas limitatif, la couronne dentée pourrait tre rapportée sur l'arbre, d'autres moyens de liaison entre la roue et l'arbre pourraient également convenir, par exemple une liaison par une surface de contact tronconique et cannelée comme cela est décrit dans la demande de brevet EP 1 153 827. De mme on pourrait monter de façon différente l'étrier de freinage. Au lieu d'un disque on pourrait également avoir un système de freinage à tambour, ou tout autre système approprié de freinage.

Au centre de la couronne, l'arbre 36 est prolongé vers l'extérieur par un embout 46 en forme de champignon qui est prévu pour réaliser l'accrochage de la roue.

Comme on peut s'en rendre compte d'après la figure 2, la cassette de pignons, le mécanisme de roue libre et le disque restent à demeure sur le cadre en particulier lorsque la roue est démontée. Ainsi il est possible de monter et démonter la roue arrière sans toucher à la chaîne, ni au disque de frein.

La figure 3 montre la structure de l'arbre avant et sa liaison au bras 22.

Cette structure est semblable à celle de la roue arrière qui vient d'tre décrite, elle est cependant simplifiée du fait de l'absence des pignons et de la roue libre.

Comme dans le cas précédent, l'arbre 52 est monté dans un roulement 53 qui est logé dans un logement 54 situé à l'extrémité inférieure du bras 22 de la fourche 18. Une vis creuse 51 assure l'assemblage de l'arbre avec la cage interne du roulement. D'autres moyens d'assemblage pourraient aussi convenir.

Sur un des côtés l'arbre présente un flasque 54 semblable au flasque 42 de la figure 2, avec un siège épaulé pour un disque de freinage 55 et une couronne dentée 56 de liaison avec la roue. Au centre du flasque l'arbre porte un embout 58 en forme de champignon pour l'assemblage de la roue.

Dans les figures 2 et 3, on a schématisé respectivement par le trait mixte 50 et 60 la trace du plan médian défini par le cadre.

Les couronnes dentées 45,56, et les embouts 46,58 sont identiques pour que l'on puisse monter la mme roue sur chacun d'eux comme cela va tre décrit maintenant.

La figure 4 représente en perspective une roue 62 comprenant une jante 63, un moyeu central 64 et des bâtons de liaison reliant la jante et le moyeu.

La jante 63 présente un profil avec un canal annulaire ouvert vers l'extérieur qui est prévu pour recevoir un pneu approprié, avec ou sans chambre à air. Dans le cas d'un montage sans chambre, le profil du canal est de préférence conforme à ce qui est décrit dans la demande de brevet EP 893 280. La jante est pleine en section et selon le mode de réalisation illustré, elle n'a qu'un pont unique qui est percé d'un trou 68 pour le passage de la valve de gonflage.

Les bâtons de liaison entre la jante et le moyeu sont des éléments rigides en flexion et en compression. Dans le mode de réalisation illustré ils ont en section une forme de"L"et ils sont au nombre de sept, mais ceci n'est pas limitatif. Toute autre section appropriée et nombre de bâtons conviennent également.

Le moyeu a une couronne dentée 70 qui est prévue pour coopérer avec l'une ou l'autre des couronnes 45 et 56, un canon central 71 refermant un mécanisme de serrage automatique du moyeu sur l'un ou l'autre des embouts 46,58. Ce mécanisme est prévu pour coopérer avec les embouts. Il ne sera pas décrit en détail. Il est par exemple du mme type que celui décrit dans la demande EP 1 153 827 déjà citée. Il est manoeuvré à l'aide d'un levier 74. La couronne 70 est rapportée sur le moyeu, elle pourrait également tre monobloc avec lui.

La disposition des dents qui sont orientées de façon axiale assure un bon centrage de la roue sur son arbre.

La roue est réalisée en tout matériau approprié par injection dans un moule. Par exemple elle peut tre réalisée en une matière plastique éventuellement armée de fibres, en alliage d'aluminium, de magnésium ou toute autre matière appropriée.

Selon le mode de réalisation illustré, la roue est monobloc, en dehors de la couronne et du mécanisme de serrage qui sont rapportés. Ceci n'est pas limitatif, et on pourrait fabriquer séparément les différents éléments de la roue et les assembler ensuite par des vis, des rivets ou encore par soudure ou collage.

Une particularité de la roue est que le moyeu est déporté selon une direction axiale pour tre situé entièrement d'un côté seulement du plan radial médian défini par la jante. Le déport axial du moyeu est réalisé en relation avec la construction des arbres avant et arrière et de leurs éléments associés pour que le plan médian des jantes soit confondu avec le plan médian du cadre. La trace de ce plan dans le plan des figures 2 et 3 est schématisée par le trait mixte 50,60.

Comme on peut le voir dans la figure 4, les bâtons 65 ont une configuration asymétrique par rapport au plan radian médian de la jante, ils sont formés de trois portions, une portion distale 65a d'orientation radiale, une portion intermédiaire 65b inclinée parallèlement à la génératrice d'un tronc de cône centré sur l'axe de la roue, et une portion proximale 65c d'orientation radiale. Ceci n'est pas limitatif, et les bâtons pourraient avoir une autre forme pourvu qu'ils aient une portion non parallèle au plan radial médian de la jante, de façon à amener un déport latéral du moyeu par rapport à la jante selon une direction axiale.

Le fait d'avoir des bâtons rigides travaillant à la compression et non des rayons travaillant en traction permet de réaliser le déport latéral du moyeu sous un faible encombrement axial.

Dans le cas présent les bâtons sont tous déportés d'un mme côté du plan radial médian de la jante. Avec des rayons il faudrait maintenir deux nappes situées de part et d'autre du plan médian pour conserver l'équilibre des forces au niveau de la jante.

Selon une caractéristique de l'invention, les roues du vélo ont un diamètre extérieur compris entre 480 et 560 millimètres, et de préférence voisin de 520 millimètres. Ceci représente un diamètre de 507 millimètres environ au niveau des sites de repos du pneu.

On a trouvé qu'un tel diamètre offrait un bon compromis entre les différentes qualités demandées à une roue.

Des essais ont montré que dans cette plage de diamètre une roue présentait de bonnes qualités de rendement de roulement et de franchissement d'obstacle. En outre comme le diamètre de la roue est relativement réduit, le poids de la roue et donc son inertie sont relativement faibles en considération de sa rigidité.

Selon une autre caractéristique de l'invention, les roues avant et arrière sont identiques, et interchangeables. Dans ce cas les mécanismes de serrage automatiques à l'avant et à l'arrière sont identiques.

Il faut noter que les roues en elles-mmes n'ont pas d'axe ou d'élément mobile en rotation en dehors du mécanisme de serrage. Toutes les pièces mobiles en rotation sont en effet montées à demeure sur le cadre.

La figure 5 montre de façon schématique la roue 62 montée sur l'arbre arrière. Du coté cadre on reconnaît la cassette de pignons 30, le disque de freinage 43, et le hauban 12.

Du côté de la roue 62 on a représenté la jante 63 avec un pneu 78 et des bâtons 65.

L'assemblage entre la roue et le cadre se fait par engagement mutuel des dents des deux couronnes 45 et 70 qui assurent un accouplement en rotation et par le dispositif de serrage qui assurent l'accouplement axial.

Comme on peut le voir dans la figure, de préférence, le hauban est cintré vers l'extérieur dans une première portion 12a pour contourner le pneu de la roue, puis il est cintré vers l'intérieur sur une deuxième portion 12b. Une troisième portion 12c du hauban, celle qui porte le roulement de l'arbre est parallèle au plan médian du cadre et de la jante. La base 13 est cintrée de la mme façon, pour contourner le pneu et revenir vers le plan général médian du cadre.

La figure 6 représente de la mme façon la roue 62 montée à l'avant sur la fourche. On voit dans cette figure que le bras unique 22 de la fourche est cintré pour contourner le pneu puis revient vers le plan général médian du cadre. L'accouplement en rotation se fait à l'aide des couronnes dentées 56 et 70, et le serrage axial à l'aide du dispositif de serrage porté par la roue.

La disposition de ces ensembles avant et arrière par rapport au plan général médian défini par le cadre est déterminée de la façon suivante.

En premier lieu on détermine la position axiale de la cassette de pignons pour respecter la ligne de chaîne, c'est-à-dire un alignement moyen de la chaîne avec l'ensemble des pignons. Globalement le plan défini par la couronne dentée du plateau passe vers le milieu de la cassette. Ensuite on tient compte de l'encombrement du roulement 38 et de son logement dans la base 13. Enfin on prend en compte l'encombrement du disque et de son étrier de frein.

La base et le hauban sont donc coudés de telle façon que la cassette de pignons est centrée sur la ligne de chaîne définie par le plateau. Le disque de freinage et le roulement se trouvent dans ces conditions très proches du plan général médian du cadre, de part et d'autre de celui-ci.

A l'avant le disque 55, la couronne dentée 56 et l'embout 58 sont situés à la mme distance de ce plan que ces mmes éléments de la partie arrière. La figure 1 montre que la base arrière 13 et le bras de fourche avant 22 sont situés de part et d'autre des roues. Dans ces conditions les éléments mentionnés ci-dessus sont situés de part et d'autre du plan médian dans une configuration symétrique par rapport à ce plan.

Naturellement la présente description n'est donnée qu'à titre indicatif et l'on pourrait adopter d'autres mises en oeuvre de l'invention sans pour autant sortir du cadre de celle-ci.

Notamment on pourrait utiliser à l'avant et l'arrière des roues de diamètre différent. Au lieu d'une liaison de la jante et du moyeu par des bâtons, on pourrait avoir une liaison par un disque ou des portions de disque ou tout autre élément rigide en flexion et en compression.