FR2729546A1 - Chaussure, en particulier chaussure de sport, comportant un insert elastique restitueur d'energie - Google Patents

Abstract

Chaussure, en particulier chaussure de sport, comportant une insert élastique restitueuse d'énergie. L'invention consiste à mettre sous le talon une insert restitueuse d'énergie en matériaux composites constituée de trois zones: un premier plan est parallèle au sol (zone 3), un deuxième plan (zone 2) qui s'étend du talon jusqu'au milieu de la voûte plantaire et une troisième zone (zone 1) reliant les deux première par un coude dont l'axe 10 est parallèle à l'axe d'appui des métatarsiens 11 et placé sous le milieu de la voûte plantaire. Cette insert se déforme dans la zone 1 sous l'action des forces F1 et F2 représentant respectivement le poids du corps au niveau du talon et la force d'interaction du sol.

Description

La marche ou la course à pied sont décomposées au niveau du pied en trois phases: 1-La phase taligrade où le pied rentre en contact avec le sol. Ensemble des Fig.1.

2-La phase plantigrade où la totalité du pied est en contact avec le sol. Ensemble des
Fig.2.

3-La phase digitigrade où le pied s'appuie sur le sol pour décoller. Ensemble des Fig.3.

Pour une course à 12 Kmlh, on peut compter, approximativement, que le choc subi en phase taligrade est de 3 fois le poids du coureur. Divers traumatismes anatomiques et/ou physiologiques en découleraient si les chaussures actuelles n'étaient pas pourvues de systèmes d'amortis. Mais quelle que soit la technologie employée (système mécanique, visco-élastique et/ou gazeux) il y a perte d'énergie en déformation et en chaleur. Toutefois on peut noter que le brevet 92 00644 essaye de répondre à ce problème et ce rapproche le plus du présent brevet.

L'invention a donc pour but: 1-De préserver l'utilisateur 2-De restituer le maximum d'énergie perdue dans le but 1 3-De garantir le maximum de confort à l'utilisateur sans augmenter le poids de la chaussure.

L'invention vise également à pouvoir s'adapter à la morphologie de l'utilisateur par un choix préalable de la rigidité du système.

L'invention se caractérise par l'emploi de matériaux performants tels que des matériaux composites ainsi qu'une différence d'épaisseur selon les zone de la pièce et des rainurages de rigidification tout en prenant en compte les caractéristiques anatomiques et bio-mécaniques du corps humain.

En effet, l'utilisation de matériaux composites - tel que de la fibre de carbone unidirectionnelle pris en sandwich entre de la fibre de verre le tout lié par une résine époxy confèrent une rigidité telle, que les forces exercées en F1 et F2 compriment l'insert, au niveau de la portion de cylindre zone 1 uniquement car le rainurage 5 ne permet pas aux forces F1 et F2 de déformer en flexion les zones 2 et 3.

On peut remarquer - Fig.t.a, Fig.2.a Figea ( parties grisées) - que le poids du coureur se déplace de part et d'autre d'une ligne médiane 12 qui passe par le milieu du talon et par la deuxième phalange. C'est pour cela que le rainurage 5 effectué sur l'insert est placé en diagonaie.

D'autre part, pour respecter l'axe de flexion métatarsophalangien 11 (Fig.3.b), la zone 1 de l'insert sera positionnée parallèle à cet axe et au milieu de la voûte plantaire 14.

Pour l'adulte la hauteur entre le sol et la semelle de propreté ne doit pas excéder 45 millimètres et pour l'enfant 30 millimètres. La hauteur 13 correspond à la hauteur de l'insert et est déterminée par la pointure. En effet, une pointure en point francais 41 donne une hauteur de 30 millimètres au niveau du calcanéum, point d'application de la force F1. II y a donc un rapport d' environ 4/3 entre la pointure et la hauteur 13. Alors toutes les cotes évoluent de manière homogène avec la pointure. La rigidité, elle, estproportionnelle au poids de l'utilisateur et fait surtout évoluer les cotes d'épaisseur de 10a et 10b.

L'angle entre la zone 2 et 3 est déterminé par la hauteur 13 - à l'endroit où le talon (calcanéum) vient en contact avec le plan 2 et exerce la force F1 - et l'axe 11 à l'intersection avec le plan parallèle au sol représenté par la zone 3.

L'angle d'attaque du talon au sol Fig.1.b mesure environ 20 degrés. Ce qui détermine la forme de la zone 4 en forme de portion de tore et augmente par conséquent la surface de contact au sol.

D'un point de vue dynamique:
En phase 1 L'insert est soumise à deux forces: F1 représentant le poids du coureur et F2 étant la force d'intéraction du sol. L'insert se déforme alors rapprochant les zones 2 et 3 et emmagasinant toutes les contraintes sur la zone 1.

En phase 2, il y a un transfert de la charge dû au poids du coureur en mouvement qui passe d'arrière en avant de part et d'autre de la ligne médiane 12a Fig2.b. Dès que cette charge devient inférieure à l'énergie emmagasinée en phase 1, la restitution commence et se traduit par un retour du poids du coureur vers l'avant et donc favorise la phase 3 ou digitigrade.

La zone 6 devra être recouverte d'un matériau microcellulaire en polymère (EVA ou polyuréthane), par exemple, dans le cas où la zone 6 viendrait en contact avec les zones 3 et 4.

L'insert sera intégrée dans la semelle intermédiaire 8 et par conséquent recouverte d'une semelle d'usure 7 sur toute la surface inférieure des zones 3 et 4 puis s'étendant sur toute la longueur de la chaussure.

Claims (6)

RRIENMCATH)NS

1-Chaussure comportant une insert élastique en matériau composite restitueuse d'énergie en une seule ou plusieurs pièces telle que celle-ci se situe sous le talon dans l'axe du pied 12 et s'étend jusqu'au milieu de la voûte plantaire.

2-Chaussure selon la revendication 1 caractérisée en ce que l'insert se compose de trois zones principales: un plan dessinant un parallélépipède oblique inférieur parallèle le au sol dont les côtés les plus grands sont parallèles à l'axe du pied 12 (zone 3). Un deuxième plan parallélépipède oblique (zone 2) supérieur qui s'étend du talon jusqu'au milieu de la voûte plantaire dont l'axe est incliné d'un angle déterminé par la hauteur du talon 13 (au niveau du calcanéum, point d'application de la force F. Hauteur qui est d'un rapport d'environ 4/3 par rapport à la pointure en point français) et s'étendant jusqu'à l'intersection formée par l'axe d'appui des métatarsiens 11 et l'axe du pied 12.

La troisième zone (zone 1) reliant les deux premières par un coude dont l'axe 10 est parallèle à l'axe d'appui des métatarsiens 11 et est placée sous le milieu de la voûte plantaire.

3-Chaussure selon les revendications 1 et 2 caractérisée par une épaisseur plus large de l'insert dans la zone 1(10a et 10b) que dans les zones 2, 3, 4 et 6.

4-Chaussure selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisée par des rainurages de rigidification en diagonale 5 sur les zones 2 et 3 de l'insert.

5-Chaussure selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisée en ce que la zone 4 de l'insert soit une portion de tore venant mourir sur les chants de la zone 3.

6-Chaussure selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée par l'addition dans la zone 6 d'un élément en matériau amortisseur dans le cas où la partie 6 de l'insert viendrait en contact avec les zones 3 et 4.