CA2345868A1 - Scooter equipped with a human powered propulsion mechanism - Google Patents

Description

e TROTTINETTE MUNIE D'UN MÉCANISME DE PROPULSION
Ä FORCE HUMAINE
La présente invention concerne une trottinette munie d'un mécanisme de propulsion utilisant la force humaine comme source d'énergie. Ce mécanisme permet notamment une propulsion beaucoup plus efficace que la façon traditionnelle qui consiste à pousser la trottinette à l'aide d'un pied en contact avec le sol.
II est également beaucoup plus économique et plus léger qu'un moteur électrique ou à
essence.
La trottinette comprend principalement quatre parties principales, à savoir une base, un système de direction, des roues et le mécanisme de propulsion. D'autres éléments, tels qu'un frein ou une suspension, peuvent également être installés sur la trottinette.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée ci-jointe, laquelle est faite en se référant aux figures annexées décrivant un mode possible de réalisation et parmi lesquelles la figure 1 est une vue en perspective d'un mode de réalisation préféré de la trottinette et où les différentes pièces du mécanisme de propulsion sont montrées individuellement;
la figure 2 est une vue du dessus et explosée de la base, de la roue arrière ainsi que du mécanisme de propulsion;
la figure 3 est une vue similaire à la figure 2; montrant les pièces une fois assemblées;
la figure 4 est une vue de côté, montrant les pièces illustrées à la figure 3;
la figure 5 est une vue d'élévation montrant la trottinette de la figure 1 en cours d'utilisation et où la pédale du mécanisme de propulsion est à une première position limite; e TROTTINETTE WITH A PROPULSION MECHANISM
Ä HUMAN FORCE
The present invention relates to a scooter provided with a propulsion using human force as a source of energy. This mechanism allows including much more efficient propulsion than the traditional way who consists in pushing the scooter using a foot in contact with the ground.
II is also much more economical and lighter than an electric or petrol.
The scooter mainly consists of four main parts, namely a base, a steering system, wheels and the propulsion mechanism. other elements, such as a brake or suspension, can also be installed on the scooter.
The invention will be better understood on reading the detailed description below.
attached, which is made with reference to the appended figures describing a mode possible to realization and among which Figure 1 is a perspective view of a preferred embodiment of the scooter and where the different parts of the propulsion mechanism are shown individually;
Figure 2 is an exploded top view of the base, the rear wheel as well as the propulsion mechanism;
Figure 3 is a view similar to Figure 2; showing the pieces once assemblies;
Figure 4 is a side view showing the parts illustrated in Figure 3;
Figure 5 is an elevational view showing the scooter of Figure 1 in Classes of use and where the pedal of the propulsion mechanism is at a first position limit;

2 la figure 6 est une vue agrandie du mécanisme de propulsion dans sa position illustrée à la figure 5;
la figure 7 est une vue similaire à la figure 5, montrant le mécanisme de propulsion actionné par un utilisateur et où la pédale du mécanisme de propulsion est à
une deuxième position limite; et la figure 8 est une vue agrandie du mécanisme de propulsion dans sa position illustrée à la figure 7.
Différentes pièces de la trottinette sont identifiées par numéro dans chacune des figures. Ces différentes pièces sont les suivantes 1 Roue arrire 1 a Roue dente arrire et mcanisme rochet 2 Roue dente (avant) 2 Figure 6 is an enlarged view of the propulsion mechanism in its position illustrated in Figure 5;
FIG. 7 is a view similar to FIG. 5, showing the mechanism for propulsion operated by a user and where the pedal of the propulsion mechanism is a second limit position; and Figure 8 is an enlarged view of the propulsion mechanism in its position illustrated in figure 7.
Different parts of the scooter are identified by number in each of the FIGS. These different pieces are as follows 1 Rear wheel 1 a Rear wheel and mechanism ratchet 2 Toothed wheel (front)

3 Chane (ou courroie) 3 Chain (or strap)

4 Roulement billes 4 Ball bearing

5 Pignon 5 Sprocket

6 Pdale munie d'une crmaillre 6 Pedal fitted with a rack

7 Arbre de transmission 7 Drive shaft

8 Bague de retenue 8 Retaining ring

9 Bague de retenue 9 Retaining ring

10 Ressort de rappel 10 Return spring

11 Douille d'cartement 11 Spacer sleeve

12 Roulement billes 12 Ball bearing

13 Douille d'cartement 13 Spacer sleeve

14 Axe de la pdale 14a Boulon de retenue 14 Pedal axis 14a Retaining bolt

15 Base (marchepied) La figure 1 illustre la trottinette munie d'un mécanisme de propulsion, le tout étant selon un mode préféré de réalisation. II est à noter que la trottinette ainsi que le mécanisme de propulsion peuvent être réalisés différemment du mode de réalisation illustré dans les figures annexées.
La première partie de la trottinette est la base (15). Cette base est préférablement faite de matériau très léger et est moulée en un seul morceau. Un matériau particulièrement intéressant pour la fabrication de la base (15) est le magnésium en raison de sa légèreté, sa résistance au choc, sa durabilité et autres propriétés physiques qui procurent à la base une bonne résistance à la torsion et à la flexion.
La base (15) comprend préférablement une surface supérieure, de forme allongée, permettant à un utilisateur de pouvoir y poser ses pieds l'un derrière l'autre. Cette surface supérieure est avantageusement munie d'un revêtement anti-dérapant.
L'arrière de la base (15) est préférablement en forme de fourche, tel que décrit plus loin dans le texte.
La deuxième partie de la trottinette est le système de direction, lequel est sous forme d'un assemblage de pièces qui est préférablement relié de façon amovible à la base (15). Le système de direction comprend essentiellement un tube creux, lequel est relié à la base par le mécanisme amovible. II existe différents types de mécanismes amovibles et ces derniers sont bien connus dans le domaine des trottinettes.
Un assemblage fixe est aussi possible. Le tube creux serre à guider et supporter un autre tube. Les deux tubes sont coaxiaux et le tube du centre est en rotation libre dans le tube de support. L'extrémité supérieure du tube du centre est reliée à
un guidon, lui-même étant préférablement muni de poignées. Le guidon est avantageusement ajustable en hauteur grâce au fait que le tube du centre est lui-même un ensemble de tubes télescopiques munis d'un mécanisme de blocage. Ceci permet notamment d'ajuster la hauteur des poignées en fonction de la taille de l'utilisateur et de permettre à la trottinette d'être pliée et rangée en une position très compacte, en particulier pour son transport.
Le système de direction comprend une fourche ou autre pièce similaire servant à
recevoir la roue avant de la trottinette. Le système de direction décrit ci-haut permet donc à l'utilisateur de la trottinette de modifier la direction de déplacement en tournant les poignées du guidon, ce qui change l'orientation de la roue avant.
La roue avant de la trottinette a préférablement un diamètre d'environ six pouces, ce qui permet de réduire l'encombrement de la trottinette lorsqu'elle est en position pliée. D'autres diamètres sont également possibles, selon les utilisations projetées.
La jante de la roue est préférablement faite de nylon ou autre matériau léger.
La roue peut aussi être pneumatique.
La roue arrière (1 ) a préférablement un diamètre d'environ seize pouces et est placée entre les fourches de la base (15). La jante de la roue arrière (1 ) est préférablement faite de nylon ou en un autre matériau léger. Cette roue (1 ) est aussi préférablement pneumatique. II est à noter que la roue arrière (1 ) peut avoir un diamètre différent de celui spécifié ci-dessus. Une roue arrière (1 ) de relativement grande dimension est toutefois plus avantageuse au niveau de la transmission de la force provenant du mécanisme de propulsion.
La roue arrière (1 ) est montée autour d'un moyeu dont les extrémités sont reliées à
l'extrémité des fourches arrières de la base (15). Le lien mécanique entre la roue (1 ) et le moyeu est préférablement assuré à l'aide de coussinets ou de roulements à
billes (non illustrés).
Le mécanisme de propulsion est situé à l'arrière de la surface supérieure de la base (15). Le but du mécanisme de propulsion est de permettre à l'utilisateur de propulser facilement la trottinette, le tout à l'aide d'une pédale pivotante (6). Ainsi, l'utilisateur se tenant normalement debout peut garder un pied sur la surface supérieure de la base (15) et pousser sur la pédale (6) avec l'autre pied afin de transmettre une impulsion sur la trottinette. Ceci évite donc à l'utilisateur d'avoir à
toucher le sol pour déplacer la trottinette.
Lors de l'utilisation du mécanisme de propulsion, l'utilisateur appuie à
l'aide d'un pied sur la pédale (6), ce qui la force à pivoter autour d'un axe de rotation (14).
La pédale (6) est munie d'une crémaillère recourbée et dont les dents sont engagées à un pignon (5), lui-même solidaire d'un arbre de transmission (7) disposé

transversalement. L'arbre de transmission (7) est préférablement relié de façon pivotante à la base (15) à l'aide de roulements à billes (4).
Une roue dentée (2) est reliée de façon rigide à l'arbre de transmission (7).
Cette roue dentée (2) est alignée avec une roue dentée (1 a) correspondante, laquelle est 5 coaxiale à la roue arrière (1 ). La roue dentée arrière (1 a) fait partie intégrante d'un mécanisme à rochet permettant de transmettre un couple à la roue arrière (1 ) dans un sens de déplacement vers l'avant. Le mécanisme à rochet, bien connu, est monté sur toutes les bicyclettes conventionnelles et n'a donc pas à étre décrit davantage.
Le lien entre la roue dentée avant (2) et la roue dentée arrière (1a) du mécanisme de propulsion se fait grâce à une chaîne (3). La chaîne (3) peut bien sûr être remplacée par une courroie si les roues dentées (1 a, 2) sont elles-mêmes remplacées par des poulies. D'autres moyens sont également possibles.
Les figure 1 et 2 illustrent bien les autres pièces que l'on retrouve dans la trottinette.
II est notamment possible de constater que le mécanisme de propulsion comprend un ressort de rappel (10), lequel est préférablement constitué par un ressort en torsion. Ce ressort (10) est monté auteur de l'axe (14) afin de ramener la pédale (6) à sa position initiale. Tel qu'illustré à la figure 3, l'une des branche du ressort de rappel (10) est reliée à la pédale (6}, alors que l'autre branche est reliée à
la base (15).
Les figures 5 à 8 illustrent bien la façon dont le mécanisme de propulsion fonctionne.
La figure 5 illustre le mécanisme de propulsion avec la pédale (6) en position initiale.
La pédale (6) est alors orientée sensiblement vers le haut et vers l'avant de la trottinette. La figure 6 montre une vue agrandie des pièces du mécanisme de propulsion en position initiale.
La figure 7 montre la pédale (6) du mécanisme de propulsion à la position finale de sa course. L'extrémité libre de la pédale (6) est alors en contact avec la surface supérieure de la base (15).

La figure 8 montre la position des différentes pièces du mécanisme de propulsion lorsque la position finale de la pédale (6) a été atteinte.
Te) qu'il est possible de constater en examinant les différences entre les figures 6 et 8, la rotation de la pédale (6) a entraîné la rotation du pignon (5) grâce à
la crémaillère recourbée faisant partie intégrante de la pédale (6). La crémaillère a un rayon de courbure qui est substantiellement égal au rayon par rapport au centre de rotation de la pédale (6). La rotation du pignon (5) sur lui-même transmet alors un mouvement de rotation à la roue dentée avant (2) par le biais de l'arbre de transmission (7). Le couple est finalement transmis à la roue arrière (1 ) à
l'aide de la chaîne (3), laquelle est enroulée autour de la roue dentée avant (2) et la roue dentée arrière (1 a).
II est à noter que les différents rapports entre les engrenages permettrent une démultiplication du couple. Le rapport final de transmission sera avantageusement déterminé en fonction de la force des utilisateurs ainsi que de la vitesse atteinte par les trottinettes. Par exemple, le rapport pourra étre différent entre une trottinette destinée à des enfants pour leur loisir et une autre destinée à des adolescents ou à
des adultes pour la compétition.
Bien qu'un mode de réalisation préféré de la trottinette a été décrit et illustré, il est important de noter que des modifications peuvent étre effectuées aux différents éléments qui la constituent tout en demeurant à L'intérieur du cadre et de la portée de la présente invention. Par exemple, il est possible d'utiliser des matériaux autre que ceux décrits pour la réalisation des différentes pièces. II est également possible de donner aux pièces des formes différentes de celles décrites et illustrées. II
est possible d'installer un frein sur la trottinette, ce qui rend son utilisation plus sécuritaire. Les différents modèles de freins peuvent étre utilisés, comme par exemple un frein actionné par le pied dans lequel un sabot vient s'engager sur la roue arrière (1a) pour freiner son mouvement. Un autre modèle possible est celui où
le mécanisme de freinage est actionné à l'aide d'une poignée fixée au guidon, tel qu'illustré à la figure 1. 15 Base (step) Figure 1 illustrates the scooter with a propulsion mechanism, the everything being according to a preferred embodiment. It should be noted that the scooter thus that the propulsion mechanism can be realized differently from the mode of production illustrated in the attached figures.
The first part of the scooter is the base (15). This base is preferably made of very light material and is molded in one piece. A material particularly interesting for the manufacture of the base (15) is the magnesium in due to its lightness, impact resistance, durability and others properties physical which provide good resistance to torsion and bending.
The base (15) preferably comprises an upper surface, in the form elongated allowing a user to be able to put their feet there one behind the other. This the upper surface is advantageously provided with a non-slip coating.
The rear of the base (15) is preferably in the form of a fork, such as describes more far in the text.
The second part of the scooter is the steering system, which is form of an assembly of parts which is preferably removably connected to the based (15). The steering system essentially comprises a hollow tube, which East connected to the base by the removable mechanism. There are different types of mechanisms removable and these are well known in the field of scooters.
A
fixed assembly is also possible. The hollow tube tightens to guide and support a other tube. The two tubes are coaxial and the center tube is rotating free in the support tube. The upper end of the center tube is connected to a handlebars, itself preferably being provided with handles. The handlebar is advantageously adjustable in height thanks to the fact that the center tube is him-even a set of telescopic tubes fitted with a locking mechanism. This allows in particular to adjust the height of the handles according to the size of the user and allow the scooter to be folded and stored in one very position compact, especially for its transport.
The steering system includes a fork or other similar part serving at receive the front wheel of the scooter. The steering system described below high allows so the scooter user can change the direction of travel in turning the handlebars, which changes the orientation of the front wheel.
The front wheel of the scooter preferably has a diameter of about six inches, this which reduces the size of the scooter when it is in position folded. Other diameters are also possible, depending on the uses projected.
The rim of the wheel is preferably made of nylon or other light material.
The wheel can also be pneumatic.
The rear wheel (1) preferably has a diameter of about sixteen inches and East placed between the forks of the base (15). The rim of the rear wheel (1) East preferably made of nylon or other lightweight material. This wheel (1) is also preferably pneumatic. It should be noted that the rear wheel (1) may have a diameter different from that specified above. A rear wheel (1) of relatively large dimension is however more advantageous in terms of transmission of the force from the propulsion mechanism.
The rear wheel (1) is mounted around a hub, the ends of which are related to the end of the rear forks of the base (15). The mechanical link between the wheel (1) and the hub is preferably secured using bearings or bearings at beads (not shown).
The propulsion mechanism is located at the rear of the upper surface of the base (15). The purpose of the propulsion mechanism is to allow the user to propel easily the scooter, all using a swivel pedal (6). So, the user standing normally can keep one foot on the upper surface of the base (15) and push on the pedal (6) with the other foot in order to transmit a impulse on the scooter. This therefore saves the user from having to touch the ground to move the scooter.
When using the propulsion mechanism, the user presses using a foot on the pedal (6), which forces it to pivot about an axis of rotation (14).
The pedal (6) is provided with a curved rack and the teeth of which are engaged in a pinion (5), itself secured to a drive shaft (7) disposed transversely. The drive shaft (7) is preferably connected by way pivoting at the base (15) using ball bearings (4).
A toothed wheel (2) is rigidly connected to the drive shaft (7).
This gear wheel (2) is aligned with a corresponding gear wheel (1 a), which is 5 coaxial with the rear wheel (1). The rear toothed wheel (1 a) is part integral of a ratchet mechanism for transmitting torque to the rear wheel (1) in a direction of forward movement. The well-known ratchet mechanism is mounted on all conventional bicycles and therefore does not have to be described more.
The link between the front gear (2) and the rear gear (1a) of the mechanism propulsion is done by a chain (3). The chain (3) can of course be replaced by a belt if the toothed wheels (1 a, 2) are themselves replaced by of the pulleys. Other means are also possible.
Figures 1 and 2 illustrate the other parts found in the scooter.
It is in particular possible to note that the propulsion mechanism comprises a return spring (10), which is preferably constituted by a spring in torsion. This spring (10) is mounted on the axis (14) in order to bring the pedal (6) to its original position. As illustrated in Figure 3, one of the branches of the spring from reminder (10) is connected to the pedal (6}, while the other branch is connected to the base (15).
Figures 5 to 8 clearly illustrate how the propulsion mechanism works.
Figure 5 illustrates the propulsion mechanism with the pedal (6) in position initial.
The pedal (6) is then oriented substantially upwards and forwards from the scooter. Figure 6 shows an enlarged view of the parts of the propulsion in initial position.
Figure 7 shows the pedal (6) of the propulsion mechanism in the position final of its course. The free end of the pedal (6) is then in contact with the area top of the base (15).

Figure 8 shows the position of the different parts of the propulsion when the final position of the pedal (6) has been reached.
Te) which can be seen by examining the differences between Figures 6 and 8, the rotation of the pedal (6) has caused the rotation of the pinion (5) thanks to the curved rack forming an integral part of the pedal (6). The rack has one radius of curvature which is substantially equal to the radius with respect to the center of pedal rotation (6). The rotation of the pinion (5) on itself transmits then a rotational movement to the front gear (2) through the shaft transmission (7). The torque is finally transmitted to the rear wheel (1) at using the chain (3), which is wrapped around the front toothed wheel (2) and the gear wheel rear (1 a).
It should be noted that the different relationships between the gears allow a reduction of the torque. The final transmission report will be advantageously determined based on user strength and speed reached by scooters. For example, the relationship may be different between a scooter intended for children for their leisure and another intended for adolescents or to adults for the competition.
Although a preferred embodiment of the scooter has been described and illustrated it is important to note that modifications can be made to different elements that constitute it while remaining inside the frame and the scope of the present invention. For example, it is possible to use materials other than those described for the realization of the different parts. He is also possible to give the pieces different shapes from those described and illustrated. II
East possible to install a brake on the scooter, which makes its use more safe. The different brake models can be used, as for example a brake actuated by the foot in which a shoe engages on the rear wheel (1a) to brake its movement. Another possible model is the one where the braking mechanism is actuated using a handle fixed to the handlebars, Phone as illustrated in figure 1.