Dispositif de stabilisation d'amortissement et de restitution d'énergi~__pour chaussures, notamment de sport et chaussures équipées d'un tel dispositif La présente invention concerne un dispositif de stabilisation pour chaussures, susceptible d'améliorer la capacité d'amortissement et de restitution de ces der-nières. Elle concerne également une chaussure, notamment de sport, équipée d'un tel dispositif.
Bien que non limitée à de telles chaussures de sport, la présente invention s'intéresse, concernant les chaussures destinées à la ~ourse à pied, à la solution des problèmes techniques généraux suivants :
- auymentation de la stabilité intrinsèque des semelles des chaussures, avec pour conséquence la diminu-tion des traumatismes dûs à l'instabilité des semelles del'art antérieur ;
- augmentation de la capacité d'amortissement de la semelle, et plus particulièrement du talon, tout en minimisant la diminution de cette capacité pour cause de vieillissement et d'usage prolongé ;
- augmentation de la capacité de restitution d'énergia des semelles, et plus particulièrement du talon de ces dernières, à l'occasion de chaque pas de course ;
- d'une manière générale, augmentation du confort des chaussures.
Pour bien comprendre la presente invention et son intérât, il ~aut, au préalable, bien comprendre :
- la notion d'amortissement, et 1'intérêt qu'il y a à maintenir aussi longtemps que possible les capacités originales d'amortissement d'une semelle et, plus précisé-ment, de son talon ;
- la répartition des pressions et appuis sur les arches plantaires du pied lors de chaque pas pendant la course ;
i - la notion de stabilité et les ffets néfastes de l'instabilite ;
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~773 - et la forme sous laquelle l'énergis, liée a l'impact du pied au sol lors de chaque pas, peut être utilement restituée pour permettre une amélioration des performances du coureur.
La capacité d'amortissement d'une semelle ou du talon d'une semelle de chaussure, notamment de sport, peut être définie comme etant le pouvoir d'absorption progres~
sive des vibrations ou ondes de choc traversant la semelle, et le corps du coureur, lors de chaque impact au sol du pied pendant la course.
on comprend qu'une faible capacité d'amortisse-ment est susceptible de générer à la longue chez le coureur, des traumatismes articulaires, tendineux et meme musculaires. Il y a donc tou$~ in~érêt qulune chaussure dispose à l'origine d'une forte capacité d'amortissement et puisse conserver celle-ci le plus longtemps possible en dépit de l'usage de la chaussure et qu'ainsi cette capacité
ne diminue pas avec le temps ou diminue peu.
La figure 1 illustre notamment de ~açon schématique la répartition des pressions et appuis sur la semalle de la chaussuxe et sur les arches plantaires lors de chaque pas pendant la course.
En 10 il est schématisé la silhouette en plan d'une chaussure gauche. En 30 il est schématisé en traits fins interrompus la silhouette du pied à l'intérieur de la chaussure ; en 31 celle de l'avant du talon du pied ; en 32 celle de la voute plantaire : en 15a 15e celle des cinq métatarsiens et en 33a - 33e celle des cinq phalanges.
Classiquement on considère qu'au niveau du pied, un pas de course se déroule selon une succession de trois phases : ~
- une phase d'impact du pied avec le sol ;
- une phase de "déroulement" du pied ;
- un~ phase de propulsion.
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Par ailleurs il faut distinguer deux catégories de coureurs : les coureurs dits "supinateurs" et ceux dits "pronateurs"c Pour les deux catégories de coureurs, et pour la très grande majorité de ceux-ci (plus de 99%~, l'impact a lieu dans ~ne zone du talon de la chaussure référencée en 11 et située sur la partie arrière externe de celui-ci.
En règle générale on considère qu'un coureur de 80 kg exerce contre le sol, et par conséquent le talon dP
sa chaussure, lors de chaque impact une force de 2000 N.
Après l'impact, dans la phase de déroulement, les pressions vont se déplacer vers l'avant du pied.
S'agissant de coureurs supinateurs la zone de transfert des pressions se situe essentiellement sur la moitié externe du pied, puisque pendant la phase de déroulement les pressions se déplacent en général selon une ligne 12 en forme d'arche orientée vers l'extérieur et vers 1'avant du pied. ~a ligne de déroulement 12 qui est représentée sur la figure 1 représente le déplacement des pressions pour un coureur supinateur gualifié ici de "normal" c'est-à-dire un coureur dont le pied n'est ni excessivement plat ni excessivement creux. Dans~le cas d'un pied plat, la ligne 12 se déplace vers l'intérieur du pied, tandis que dans le cas d'un pied relativement creux, la ligne 12 se déplacP vers l'extérieur du pied. On observe que la ligne 12 se développe globalement depuis le baricentre 13 de la zone d'impact 11, suit une arche correspondant au développement du pied et aboutit en 14 au niveau des premier (15a) et second (15b) métatarsiens.
Lors de la phase de propulsion, le coureur prend appui sur ses cinq métatarsiens (15a - 15e) pour exercer la détente qui le propulse dans le pas suivant. On sait que les appuis ne sont pas uniformément répartis sur les cinq métatarsiens. Il suffit de retenir ici qu'en regle générale, mais celle-ci n'est pas absolue, plus le coureur va vite et souhaite, Pn conséquence, exercer une force . ., . . - . .. . . .. .
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': .' ', - . :' ' , ' 71~3 importan~e de propulsion, plus l'appui global se déplace vers le premier métatarsien.
Chez les coureurs qualifiés de pronateurs, pendant la phase de déroulement, le déplacement des pressions se fait globalement selon une ligne en double arche lGl et 1~2. En effet, à partir de la zone d'impact 11, et plus précisement du baricentre 13 de cette zone d'impact, les pressions se déplacent tout d'abord selon une première arche 161 pour aboutir à une zone 17 située sur l'arrière interne du pied. Du baricentre 18 de cette zone, la pression se déplace selon une arche 162 qui rejoint plus ou moins tangentiellement la ligne 12 de déplacement des pressions des pieds supinateurs, sensiblement en arrière du quatrième métatarsien 15d.
La phase de détente des coureurs pronateurs est sensiblement la meme que celle des coureurs supinateurs.
Les informations ci-dessus sont bien connues de 1'homme de 1'art qui sait qu'elles concernent des coureurs pronateurs et supinateurs correspondant à une moyenne observée sur une population relativement importante. Il existe bien évidemment de très nombreux cas particuliers.
Une chaussure est dite stable dès lors que, tout en permettant l'absorption des vibrations ou ondes de choc lors de l'impact au sol sur la zone 11 et les divers appuis s'ensuivent ~comme explicité plus haut), elle n'autorise pas une déformation et/ou un écxasement excessifs des diverses zones d'impact ou d'appui qui entra~neraient une déformation de la structure et par conséquent un déversement du pied vers l'extérieur ou vers l'intérieur.
En figure 2, il est illustré, en coupe au niveau du talon, une chaussure stable lors de l'impact sur le sol. On a schématisé sous la réference 11 la zone dlimpact.
En figure 3, il est illustré une chaussure instable de torme semb1able. on s'aperSoit que l'écrasement ... .
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au niveau du talon 20 est plus important, ce qui entra~ne une déformation du contre~ort externe 21 de la chaussure, entralnant de ce fait un déversement du pied vers l'ex-térieur, dans le sens de la flèche A. ce phénomène est identique lorsque la chaussure présente une instabilité sur son côté interne, notamment au niveau de la zone 17. Un tel déversement du pied, vers l'intérieur ou vers l'extérieur suivant le cas (pronateur ou supinateur~, lors de chaque pas de course, entraine à la longue des traumatismes articulaires, tendineux et musculaires. On comprend l'intérêt de développer des chaussures stables.
Pour permettre l'augmentation des performances du coureur, la restitution de l'énergie liée à l'impact du pied lors de chaque pas de ~ourse doit prendre d'une manière générale, et de préférence, la forme d~une augmentation de la vitesse de déroulement du pied pendant la phase de déroulement entre celle d'impact et celle de propulsion. Par suite de cette augmentation de vitesse, il y a amplification de la force de détente au niveau des métatarsiens qui se traduit par une augmentation de la vitesse du coureur, que ce dernier soit du type supinateur ou pronateur.
Pour les coureurs pronateurs en particulier, l'augmentation de la vitesse de la phase de déroulement, par suite de la restitution de l'énergie de l'impact~ se traduit en plus par une diminution du temps d'appui sur l'arrière interne du pied (zone 17). De ce fait, il y a diminution de la durée pendant la~uelle la zone 17 est sollicitée à chaque pas et augmentation ainsi de la longévité de la capacité d'amortissement de cette zone. La restitution de l'énergie liee à llimpact a dès lors, pour les coureurs pronateurs, le double effet de diminuer les traumatismes eventuellement liés a l'appui sur la zone 17 à
l'arrière du pied et de diminuer le vieillissement de la capacité d'amortissement de la semelle à ce niveau.
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Ayant en vue l'augmentation du con~ort, la diminution des traumatismes liés à la course à pied et l'augmentation des performances das coureurs, 1'inventeur s'est attaché à développer une chaussure et des moyens destinés à être intégrés dans cette chaussure permettant :
- d'en augmenter la stabilité intrinsèque ;
- d'en augmenter la capacité d'amortissement et notamment la longévité de cette capacité d'amortissement ;
- et d'en augmenter les capacités de restitu-tion d'énergie sous la forme utile exposée ci-dessus.
Il existe, dans l'état de la technique, diverses chaussures de sport comportant des moyens sensés améliorer la capacité d'amortissement ou la restitution d'énergie.
15 Ainsi, sous la marque ~'NIKE" il est commer-cialisé une chaussure dont le talon est réalisé en polyuréthanne. A l'intérieur du talon il est moulé un logement creux ren~ermant un "coussin dairl'.
Le ~'coussin d'air" accro~ la capacité
d'amortissement de la chaussure, nota~ment par rapport aux chau~sures dont le talon est simplement réalisé dans des polyuréthannes ou des matériaux tels que ceux connus sous la marquP "E.V.A.". Cependant ce dispositif ne confère nullement à~la chaussure une qualité de stabilité au sens ci-dessus défini. De plus- l'aptitude du dispositif à
restituer de façon utile l'énergie liée à l'impact est infime pour ne pas dire inexistante.
Sous la marque "REEBOK" il est commercialisé
une chaussure de sport dans laquelle on ménage dans la semelle quatre tubes creux agencés en sens transversal et disposes en général, à l'aplomb du talon (et parfois à
1'aplom~ des métatarsiens).
Ce dispositif confèrs à la chaussure une assez bonne capacité d'amortissement et une capacité de restitu-tion d'énergie supérieure au modèle à coussin d'air.Cependant la stabilité d'une tella chaussure est ~aibleb .' . .~ ~ . , :
Sous la marque "ASICS-TIGER" il est commer-cialisé une chaussure comportant un gel à base de siliccne disposé dans des logements ménagés dans la semelle a 1'aplomb du talon et des métatarsiens.
Cette chaussure présente une bonne capacité
d'amortissement. En revanche ses qualités de stahilite et de restitution d'énergie sont assez ,~aibles.
On connaît par le document DE-U-87.13850 une chaussure de sport ou de correction orthopédique comportant une pièce d'amortissement pouvant être adaptée en ~onction de la correction orthopédique souhaitée.
La répartition des capacités d'amortissement dans les divers modes de réalisation de cette piece n'est pas satisfaisante car elle ne c~onfère pas à la chaussure une bonne stabilité ni une amélioration de la capacité
d'amortissement dans la zone d'impact ou de celle de la restitution d'énergie.
On connait aussi, par le document WO-A-8707481 une chaussure dont la semelle est formée de couches ayant différentes raideurs, la couche inférieure étant plus dure que la couche supérieure.
Ce document part d'une analyse du déroulement du pas de course à pied distincte de celle exposée plus haut, et la chaussure proposée ne résoud pas les problemes techniques qu'a cherché à résoudre le Demandeur avec la présente invention.
De ce qui précède il ressort que, à la connaissance de l'inventeur, il n'existe pas de chaussures de course à pied présentant une bonne stabilité. A fortiori il n'axiste pas dans l'état de la technique de chaussures présentant ~ la fois une bonne stabilité et une bonne capacité d'amortissement et de restitution d'énergie.
La présente invention vise une chaussure présentant au moins ces trois qualités, aussi bien pour des coureurs de type supinateur que pour des cou~eurs de type pronateur.
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, -D'une maniere générale une chaussure conforme à
un aspect de llinvention est caractérisés en ce que sa semelle, à l'aplomb du talon du pied présente une raideur plus élevée du côté externe du pied que du côté interne du pied.
Conformément à un autre aspect de l'invention, ~t selon un mode de réalisation pré~éré de celle~ci, la chaussure comporte, logé dans la semelle, à 1'aplomb du talon, un élément de stabilisation élastique présentant une raideur plus élevée du côté externe du pied que du côté
interne du pied.
Dans ce mode de réalisation préféré l'élément de stabilîsation conforme à 1'invention est caractérisé en ce qu'il est élastique et qu'il se présente sous forme d'un volume cylindrique dont la courbe directrice est telle que la section droite de l'élément présente, au niveau de 1'élément destiné à être à l'aplomb du côté interne du pied, une hauteur supérieure à celle de la section de la courbe directrice de l'élément, au niveau de ce dernier destiné à être à l'aplomb de l'extérieur du pied.
Avantageusement, dans ce mode de réalisation~
la courbe directrice s'étend globalement transversalement à
un axe longitudinal du pied, tandis que les génératrices s'étandant parallèlement à cet axe.
Grâce à ces dispositions la chaussure conforme à l'invention présente une stabilité supérieure ~ celle tenue dans l'art antérieur, notamment celle dont la structure a été succinctement rappelée plus haut.
En e~fet, en conférant à cet élément une raideur sur son côté disposé à l'aplomb du côté externe du pied supérieure à la raideur de 1'élément à 1'aplomb du côté interne du pied, on limite la déformation du talon du côté externe du pied lors de l'impact, par rapport à celle côté interne. De la sorte, on augmente la stabilité intrin-sèque de la chaussure en évitant toute déformation excessive avec les conséquences explicitées plus haut à
~J~ 7'~3 l'appui des ~igures 2 et 3.
De meme la raideur plus elevée du côté externe du dispositif de stabilisation contribue a augmenter, pour le côté externe, sa capacité d'absorption du choc lié a l'impact. De plus, comme l'élément de stabilisation est élastique, une partie de l'énergie liée à l'impact se trouve restituée ~n un laps de temps tres court ce qui fait que, globalement, par rapport aux chaussures de 1'art antérieur non dotées d'un tel élament de stabilisation, la capacité d'amortissement de la chaussure est sollicitée, à
1'occasion de chaque pas, pendant un laps de temps plus bref. Il s'ensuit non seulement un meilleur amortissement de l'impact, mais également une durée de vie accrue d~s capacités d'amortissement de la~chaussure. Il s'ensuit de plus une usure des qualités d'amortissement identique sur l'arrière interne et sur l'arrière externe de la chaussure, ce qui est favorable sur le plan de la stabilité car cela empêche un déversement de la structure de la chaussure sur 1'extérieur comme c'est le cas actuellement dans les chaussures de courses à pied.
La mise en oeuvre de l'invention par l'élément cylindrique dont la structure est succinctement décrite ci dessus est particulièrement simple et avantageuse. En effet l'élément de stabilisation se présente sous la forme d'un volume cylindrique de forme un peu particulière puisque la courbe directrice qui le caractérise et qui, avantageuse-ment dans un mode préfére de réalisation est Permée, présente, en section, une hauteur sensiblement plus faible côté interne que côté externe. COmmQ 1 ' e1ément cylindrique est réalisé dans ce mode de réalisation en résine époxy-tissus de ~ibres de verre, d'épaisseur sensiblement constante, il s'ensuit que l'on obtient facilement un elément dont la raideur est plus importante coté externe que côté interne, avec notamment les avantages ci-dessus énoncésO
'. . ' "
.. :. :: . .. - , . - : , Pour les pieds pronateurs, l'élément de stabilisation ainsi conçu présente l'avantage supplémen-taire qu'il occupe, dans le talon de la chaussure, un volume sensiblement plus grand coté interne que c~té
externe. Ainsi lors du basculement du talon du pied vers l'intérieur (ligne 161 aboutissant a la zone 17~ au ~ur et à mesure du basculement vers l'intérieur les phénomènes suivants se produisent :
- d'une part, l'épaisseur de matière entre le talon du coureur et l'élément de stabilisation étant plus faible côté interne que côté externe du pied, cette mati~re se tasse plus vite et le talon, dans son bascul~ment rencontre une résistance ;
- d'autre part cette~ résistance croit au fur-et-à-mesuxe de la dé~ormation de l'élément cylindrique sur son côté interne.
Une ~ois que 1'élément de stabilisation est déforme côté interne il reprend sa ~orme initiale en un laps de temps plus court que dans les chaussures de 1'art antérieur où Ie talon est uniquement réalisé en poly-urethanne. Ainsi la partie du talon de la chaussure a l'aplomb de la partie arrière interne du pied se trouve sollicitée pendant un laps de temps plus bref à l'occasion de chaque pas, ce qui permet dlaccroître la longévité de la capacité d'amortissement de cette partie de la chaussure par rapport à celle de l'art antérieur, touk en évitant un affaissement vers l'interieur de la structure de la chaussure, ce qui est favorable sur le plan de la stabilité
de celle-ci.
Selon une autre caractéristique de l'invention l'élément de stabilisation slétend longitudinalement globalemPnt sous 1'ensemble du talon. Dans le mode de réalisation préféré 1'élément cylindrique s'étend lon-gitudinalement globalement sous 1'ensemble du talon du coureur.
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De préf~,rence l'élément de stabilisation présente une raideur sensiblement uni~orme en sens longitudinal.
Grâce à ces dispositions lors de l'impact, l'élément de stabilisation se déforme sensiblement plus sur 1'arrière gue sur l'avant. Comme 1'élément de stabilisation est élastique hors de sa reprise de la forme initiale la partie arrière de l'élément de stabilisation restitue une énergie sensiblement plus importante que la partie avant de cet élément. Il s'ensuit que le talon du coureur est sensiblement plus sollicité sur son arrière que sur son avant et a de ce fait tendance à "basculer" vers l'avant.
En pratique une telle restitution d'énergie se traduit par un déroulement accéléré de la ph~ase de deroulement, ce qui est conforme au but que s'était assigné l'inventeur.
Les caractéristiques et avantages de la presente invention ressortiront de la description qui va suivre en référence aux dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1, partiellement déjà décrite, illustre egalement en vue en plan l'implantation d'un dispositif de stabilisation conforme à l'invention ;
- les figures 2 et 3, ont déjà été d~crites ;
- la figure 4 est une vue en coupe selon la ligne IV-IV de la figure 1 ;
25- la figure 5 est une vue en perspective du dispositif de stabilisation illustré en coupe en figure 4 ;
- la figure 6 est une vue en coupe longitu-dinale partielle selon la ligne VI-VI de la figure 1 ;
- les Pigures 7a - 7d sont des vues correspon-dant ~ la figure 4 et illustrent, en coupe transversale, la déformation du dispositif de stabilisation dans diverses situations ;
- la figure 8 est une vue en coupe correspon-dant à la figure 4 et illustre le talon de la chaussure après une utilisation prolongée et intensive de celle-ci ;
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' ' - la figure 9 illustre en vue arrière 1~ kalon d'une chaussure de l'art antérieur utilisé de fa~on intensive par un coureur de type pronateur ;
- la figure 10 est une vue en coupe d'un autre mode de réalisation dlun dispositif de stabilisation et - la figure 11 est une vue en coupe de ce même dispositif lors de l'impact au sol.
Selon le mode de réalisation choisi et représen~é aux figures une chaussure conforme à l'invention présente une forme en plan identique à celle déjà décrite en figure l. Les éléments décrits à l'appui de la fig~lre 1 (la disposition des principaux éléments du pied et la repartition des pressions) restent bien évidemment valables s'agissant de la chaussure conforme à l'invention. Sur cette figure il est illustré, sous la référence 40, la position d'un dispositif de stabilisation que l'on va maintenant décrire à ltappui de la figure 5a L'élément de stabilisation illustré en figure 5 se présente sous la *orme d~un volume cylindrique dont la courbe directrice porte la référence 41 sur la figure 5. on observe que cette courbe directrice est telle gue sa section droite (axe 42) au voisinage de son extr~mité de droite, présente une longueur sensiblement plus grande que sa section droite au ~oisinage de son extrémité ~auche sur la figure 5 (axe 43). Au sens de la présente invention on dira que la section droite 42 est plus haute que la section droite 43. Dans le mode de réalisation représenté la courbe directrice 41 est en fait formée de deux quasi demi-cercles (44 sur la gauche, 45 sur la droite) dont les extrémites sont jointes par deux segements de droite 46, 47 dé~inis-sant des faces respectivement supérieure et inférieure portant les mêmes références~ Les sections droites 42, 43 correspondent sensiblement (aux erreurs de dessin près) au diamètre des demi-cercles 44 et 45. Les génératrices sont 35 ~ orientees perpendiculaire=ent à la courbe directrice 41.
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Dans le mode de réalisation présentement décrit les axes 42, 43 sont distants de ~4 mm, le petit demi-cercle 44 ayant un rayon de 6 mm tandis que le grand demi-cercle 45 a un rayon de 10 mm. Le cylindre 40 s'étend sur une longueur de 40 mm.
Il est ici réalisé en résine époxy/tissus en fibres de verre, et se présente sous ~orme d'un corps annulaire dont l'épaisseur de la paroi, constante sur toute la périphérie de la section 41 est de un millimbtre.
Un tel élément de stabilisation présente une raideur globale de 1854 kg/mm, selon une direction parallèle à un axe 60 (~igure 4).
Selon une caractéristique de ce mode de réalisation de l'invention la raideur est répartie localement comme suit :
Si on considère que la raideur locale au niveau de l'axe 60 selon une dire~tion parallèle à cet axe, est ~gale à un facteur de 100, la raideur locale au niveau de l'axe 43 de la figure 5, selon une direction parallèle à
cet axe est égale à un facteur de 200 et celle, au niveau de l'axe 42 de la figure 5, est égale à un facteur de 150.
Cette répartition des raideurs est illustrée en figure 5 par les flèches 200, 100 et 150.
En figures 1 et 4 il est illustré la position de l'élément de stabilisation 40 dans le talon 20 de la chaussure illustrée~ On observe que l'élément de stabilisa-tion est disposé de telle sorte que ces génératrices soient parallèles à l'axe longitudinal 50 du pied (figure 1). La courba directrice 2St donc transversale à cet axe. Les génératrices issues du grand demi-cercle 44 sont dispo~ées sensiblement parallèlement au bord interne droit de la chaussure tandis que celles issues du demi-cercle de faible diamètre 45 sont disposées sensiblement parallèlement au bord externe gauche de la chaussure globalement à l'aplomb du talon du coureur.
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' :- - , : ' , on observe de surcro~t que la face supérieure 46 de l'élément de stabilisation ~0 est dispos~e de telle sorte ~u'elle est horizontale à quelques millimètres sous l'aplomb du talon du coureur.
En 21 on a illustré de façon schématique un contrefort de la chaussure. Ce contrefort est de structure classique et n'a pas à être décrit en détail ici. De même le talon 20, mis à part un logement creux de forme complémentaire à l'élément de stabilisation 40, est pour le reste de structure classique. Il est ici réalisé dans un bloc de polyuréthanne moulé.
En figure 7a il est illustré la déformation du talon de la chaussure et notamment de l'élément de stabilisation lors de la phase d~impact. Sur cette figure on reconnaît en 11 la zone d'impact. On observe qu'au niveau de cette zone il y a une déformation de la structure 22 en polyuréthanne du talon 20.
La déformation de l'élément de stabilisation 40 est illustrée en traits pleins alors qu'en traits fins mixtes on a illustré la forme originelle de l'élément de stabilisation. On observe que l'élément de stabilisation est un peu dé~ormé sur la gauche (côté externe du pied) tandis que la déformation cBté interne du pied (grand diamètre 42) est quasiment nulle.
En tout état de cause le talon 20 se déforme globalement moins dans une chaussure équipée d'un dis-positif de stabilisation conforme à 1'invention ~figure 7a) que dans une chaussure ne comportant pas un tel dispositif (fiyura 3). Cette caractéristique est favorable sur le plan de la stabilité car en ef~et la structura 21 du contre~ort de la chaussure prend un léger angle sur la gauche bien inférieur à celui qu'elle prendrait si la déformation était semblable à celle du talon illustré en ~igure 3.
Au début de la phase de déroulement, chez les coureurs de type supinateurs on assiste à une phase de recentration où la pression est répartie, en sen~ transver-sal, de façon uniforme sur 1'ensemble du talon.
On observe qulau niveau des axes 43 et 42 ledispositi de stabilisation n'est pas deforme de ~açon visible en réalité le dispositif de stabilisation est légèrement dé~orme de façvn identique au niveau de chacun des axes 42, 43. En revanche la partie centrale du dispositif de stabilisation est tres déformée.
Chez les coureurs de type pronateur il y a basculement du talon vers 1'intérieur comme exposé
plus haut à l'appui de la figure 1. En figure 7c il est illustré la déformation du talon de la chaussure dans cette hypothèse.
On observe qu'au niv~au de l'axe 42 il y a une importante déformation due à 1'appui du coureur sur la ~one 17 (figure 1) de même que sur la partie centrale, notamment à droite de l'axe 60. En revanche au niveau de l'axe 43 la déformation est nulle.
Aussi bien dans le cas de la ~igure 7b que celui de la figure 7c, les déforma$ions substantielles de l'élément de stabilisation élastique vont entra~ner une restitution d'énergie.
On se rend compte de l'intérêt d'une raideur locale plus faible au niveau de l'axe 42 : une telle raideur permet une déformation de l'élément de stabilisa-tion plus progre~sive, et plus importante, cette déforma-tion étant de ce fait moins traumatisante pour le coureur ;
par ailleurs une raideur moins importante au niveau de 1'axe 42 est justifi~ée par le fait que les pressions sont moins importantes sur le côté interne du pied gue sur son côté externe, aussi bien pour un coureur pronateur que pour qu'un coureur supinateur, pour un coureur pronateur la pression sur le côté interne du pied étant par ailleurs plus prolongée.
on voit donc qu'aussi bien lors de la phase d'impact que lors du début de celle de déroulement, un même dispositi~ de stabilisation peut être utilis~ avec des .
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, -: '.' ~.:-' ~ : :' ' .- ' . ~ ., ' 7~3 coureurs pronateurs et supinateurs avec des avantages dans les deux cas.
La ~igure 7d montre le talon de la chaussure et l'élément de stabilisation à la fin de la phase de déroulement, au début de la phase de détente pour un coureur pronateur. On observe que 1 ' élément de stabilisa-tion a repris sa forme initiale et a restitué ce faisant une certaine énergie.
En figure 6 il est illustré une coupe lon-gitudinale de l'élément de stabilisation 40, selon la ligneVI-VI de la figure 1, pendant la phase d'impact (la ligne VI-VI de coupe sst également illustrée en figure 7a).
On y observe que sous l'impact la face supérieure 46 de l'élément de stabilisation s'est déformée.
Comme l'impact est si~ué sensiblement plus sur l'arrière de la chaussure, l'élément de stabilisation 40 se déforme plu5 vers 1'arrière 52 de ce d~rnier que vers la portion avant 53, de sorte que la face supérieure 46 de ltélément 40 prend un angle par xapport à l'horizontale ré~érencé en sur la figure 6.
Concomitamment avec la fin de la phase d'impact, l'élément 40 tend à revenir vers la position de repos illustrée en 46' sur la ~igure 6. En revenant vers cette position de repos l'élément 40 exerce de ce fait une force exercée en fait selon un arc de cercle (fleche F).
La force F a en pratique pour effet d'accélérer la phase de déroulement du pied explicitée plus haut.
D'une manière générale on observera que l'élément de stabilisation 40 décrit à l'appui des figures est en fait un cas particulier d'un élément de stabilisa-tion élastique présentant une raideur sensiblement plus élevée de son côté destiné à être à l'aplomb de la partie externe du pied que de son côté destiné à être à l'aplomb de la partie interne du pied.
De même, dès lors que la raideur de l'élément de stabilisation reste sensiblement constante selon un axe . .
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longitudinal de ce dernier, l'impact fait que l'élément destabilisation se déforme plus sur son arrière que sur son avant de telle sorte que la force exercée par llarrière de ce dernier est plus elevée que la force exercée par les parties de l'élément de stabilisation disposé sur l'avant.
Ceci se traduit d'une manière générale par une poussée vers l'avant accélérant la phase de déroulement du pied.
Il ressort de ces explications que 1'élément de stabilisation décrit à l'appui des figures n'est qu'un mode de réalisation parmi d'autres et qu'il peut en particulier être remplacé par tout élément présentant une répartition équivalente des raideurs.
En figure 8 il est illustré l'élément de stabilisation 9 après un usage intensif (course ~ pied sl~r environ un millier de kilomètres). On observe que le materiau constituant le talon 20 disposé entre la face supérieure ~6 de l'élément de stabilisation et le con-trefort de la chaussure s'est sensiblement tassé mais que globalement le talon 20 présente, en section transversale, une géométrie semblable à celle illustrée en figure 4.
En figure 9, a titre de comparaison il est illustré la géométrie que prend le talon 20 d'une chaussure de sport non equipée d'un tel élément de stabilisation et utilisée pendant environ un millier de kilomètres de course à pied par un coureur de type pronateur. On y constate un net affaissement vers l'intérieur du pied (vers la droite sur la figure) et une déformation du contrefort droit 21d de la structure.
Par ailleurs on y observe une certaine deformation du contrefort gauche 21g due, même chez un coureur pronateur, à la phase d'impact. Les déformations des contreforts droit et gauche sont dues entre autres à ce manque de stabilité.
Sous la référence 65 on a illustré en traits 3~ mixtes la forme originelle du talon et des contreforts avant affaissement. On observe que la chaussure illustrée '. . : ' .: ' , , . :, , :
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en figure 8 est plus satis~aisante à maints éyards et que, notamment, on n~assiste pas aux déformations des contre-forts.
La figure 10 illustre, en coupe transversale, une variante de réalisation du dispositif de stabilisation qui vient d'etre décrit.
Dans ce mode de réalisation, le dispositif de stabilisation comporte deux pièces dont une première est constituée par un élément cylindrique creux semblable à
celui décrit à l'appui de la figure 5 et porte, en ~igure 10, la ré~érence 4Oa. Les caractéristiques dimensionnelles de 1'élément 40a sont les mêmes que celles dP l'élément 40.
Il est egalement realisé en ~ibres de verre.
Le Demandeur a co~staté que pour certains coureurs, de poids élevé, il pouvait etre préférable, notamment sur le plan économique de compléter cette dernière par un élément de soutien 70 plutôt que de chercher à renforcer la pièce 40 décrite plus haut.
L'élément de soutien 70, réalisé ici en polycarbonate présente une forme externe complémentaire à
la forme interne de 1'élément de stabilisation 40a. Il comporte un évidement intérieur 71 qui, dans ce mode de réalisationl s'étend sur toute la longueur de l'elément de soutien 70 et occupe la majeure partie du volume interne de ` 25 celui-ci.
Cet évidement est ici symétrique par rapport à
un plan longitudinal horizontal de symétrie 76~ Il est agencé pour laisser, le long des bords longitudinaux latéraux de l~élement de soutien 70 deux zones de ~lexion 30 72, 73. Des surfaces de butée 74, 74' sont agencées en regard l'une de l'autre de part et d'autre du plan de s~métrie 76 et associées à la zone de flexion 72. Des surfaces de butée 75, 75' sont ~galement agencées de part et d'autre du plan 76 et associées à la zone de flexion 73.
La ~igure 11, qui correspond à la figure 7a, représente la déformation du dispositif de stabilisation ' ~
lg constitue par les élémen~s 40a et 70 lors de la phase d'impact.
On observe que la déformation n'est ici pas suffisante pour permettre la mise en contact des sur~aces de butée 74, 74' ou 75, 75'. Dans l'hypothèse d'un impact plus violent (coureur plus lourd ou course en desc~nte, par exemple), les surfaces de butée sus-mentionnées vienn0nt en contact l'une avec l'autre et par suite d'un impact encore plus violent, la matière constituant l'élément de soutien 70 peut être amenée à se comprimer. Dans cette hypothèse, la raideur est encore plus augmentée.
D'autres formes de réalisation d'un élément de soutien sont possibles. Tout d'abord, l'élément de soutien peut être constitué par un bloc~de matière non évidée. En choisissant une matière telle que du polycarbonate, on obtiendra une raideur bien plU5 importante que dans le cas de la ~igure 10. Il est également possible de conférer à
1lévidement 71 une autre forme grace à laquelle la raideur de 1'ensemble pourrait être soit constante, soit augmentée de façon régulière ~et non de fa~on abrupte comme dans le cas de la variante des figures 10 et 11, dès que les surfaces de butée viennent en contact l'une avec l'autre).
Par ailleurs, il est possible de remplir llévidement 71 avec une pièce de forme complémentaire. La raideur de cette pièce pourra par exemple être adaptée au poids et aux caractéristiques du coureur~
Enfin, d'une manière générale, on observera que 1'on peut réaliser un élément de stabilisation tel que l'élément 40 en un seul bloc non évidé.
Bien entendu la présente invention ne se limite nullement aux modes de réalisation décrits et repré-sentés.
Il a été expliqué plus haut que 1'élément de stabilisation 40 pouvait être remplacé par tout elément présentant une répartition des raideurs semblable à celles décrites dans la présente demande.
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., - ,, . , ~ , Par ailleurs la présente demande ne se limite nullement aux chaussures de course à pied. Il apparaltra en effet à 1'homme de 1~art qu~elle peut avantageusement être mise en oeuvre dans tou~e chaussure de sport avec laquelle il est nécessaire de courir.
L'élément de stabilisation élastique doté d~une importante capacité de restitution énergie comme celui conforme à la présente invention, peut avantageusement être utilisé dans des chaussures destinées à des sports tels que le volley-ball ou le basket ball. En effet, dans certaines circonstances, la restitution d'énergie est liée à un impact sur le talon, peut être utile pour augm~-nter les performances du joueur de basket~ball ou de volley-ball lors de sauts verticaux.
Dans un sport tel que le tennis, 1iinvention est particulièrement avantageuse.
Tout d'abord le tennis est un sport où le ~oueur est amené à courir et à cet éyard, une chaussure conforme à l'invention, en particulier lorsqu'elle comporte l'élément de stabilisation décrit plus haut présente les avantages qui y sont associés. De plus, on observera que dans le tennis/ le ~oueur est souvent amené à faire des déplacements lat~raux, ses pieds peuvant être soumis à
d'importants mouvement de supination. Par conséquent, il est souhaitable qu'une stabilisation supinatrice plus importante soit conférée aux chaussures de tennis. La présente invention permet d'y arriver en conférant à la chaussure une importante rigidité au niveau de la partie arrière externe de son talon.
Dans une mise en oeuvre au moyen d'un élément de stabilisation tel que l'elément 40, complété ou non par un élément de maintien tel que l'élément 70, les indica tions suivantes peuvent être utiles. Une plus grande rigidité de l'ensemble sera obtenue en donnant à la chaussure une hauteur de semelle moindre que pour celle des chaussures de course à pied. La hauteur de l'élément de 7~
stabilisation au niveau de l~axe 42 sera sensiblemenk diminuée par rapport a un élément dQ stabilisation destiné
à des chaussures de course à pied, tandis que la hauteur au niveau de l'axe 43 sera conservée. Cela entraînera une plus grande rigidité de l'ansemble, notamment sur le coté
externe de la chaussure que dans le cas des figures 7a-7d.
Comme par ailleurs les mouvements en pronation sont moins nombreux loxs des déplacements, la diminution relative de la hauteur de l'élément de stabilisation au niveau du grand axe 42 ne diminuera pas de façon trop sensible les avantages de la présente invention pour les joueurs de tennis ayant une tendance à la pronation.
Enfin on observera que la présente invention peut également avantageusemen~ être appliquée à des chaussures de marche à pied. En effet, si dans de telles chaussures les phénomènes décrits à llappui de la ~igure 1 ne sont pas aussi marqués, ils n'en existent pas moins et les traumastismes qui y sont liés, s'ils n'apparaissent au bout d'un temps comparable à ce qui a été observé pour les coureurs, n'en apparaissent pas moins au bout de plusieurs années. Il est donc particulièrement avantageux de munir de simples chaussures de marche ou de ville de dispositifs de stabilisation conformes à la présente invention.
Notamment, la présente invention permet de conferer aux chaussures de trecking ou de golf, ainsi ~u'aux chaussures de ville, une importante stabilité et une caractéristique d'amortissement particulièrement élevée.
Dans une mise en oeuvre au moyen d'un élément de stabilisa-tion tel que l'élément 40, la hauteur du grand axe 42 sera conservée, tandis que la hauteur du petit axe 43 sera sensiblement augmentée.
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,,. " , , , .. , . i . Damping stabilization device and energy return for shoes, in particular sports and shoes fitted with such a device The present invention relates to a device for shoe stabilization, likely to improve amortization and return capacity of these nières. It also relates to a shoe, in particular of sport, equipped with such a device.
Although not limited to such footwear sports, the present invention is concerned with the shoes intended for the foot bear, for the solution of following general technical issues:
- increase in the intrinsic stability of shoe soles, resulting in reduced tion of trauma due to instability of the soles of the prior art;
- increased depreciation capacity the sole, and more particularly the heel, while minimizing the decrease in this capacity due to aging and prolonged use;
- increase in restitution capacity of the soles, and more particularly the heel of the latter, on the occasion of each running step;
- in general, increase in shoe comfort.
To fully understand the present invention and its interest, it ~ aut, beforehand, understand well:
- the concept of depreciation, and the interest it maintain the capacities as long as possible original cushioning of a sole and, more precisely-of his heel;
- the distribution of pressures and presses on the arch of the foot during each step during the race;
i - the notion of stability and harmful effects instability;
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~ 773 - and the form in which the energis, linked to the impact of the foot on the ground during each step, can be usefully restored to allow an improvement in runner performance.
The cushioning capacity of a sole or heel of a shoe sole, in particular for sports, may be defined as being the absorptive power progresses ~
vibration or shock waves passing through the sole, and the runner's body, each time the ground hits the foot during the race.
we understand that a low damping capacity is likely to generate in the long run the runner, joint, tendon and even trauma muscles. There is therefore always $ ~ in ~ interest that a shoe originally has a high depreciation capacity and can keep it as long as possible by despite the use of the shoe and thus this ability does not decrease over time or decrease little.
Figure 1 illustrates in particular of ~ açon schematic the distribution of pressures and presses on the sole of the Chaussuxe and on the plantar arches during of each step during the race.
In 10, the silhouette in plan is schematized a left shoe. In 30 it is schematized in lines ends interrupted the silhouette of the foot inside the shoe; in 31 that of the front of the heel of the foot; in 32 that of the arch of the foot: in the 15th to 15th that of the five metatarsals and in 33a - 33e that of the five phalanges.
Classically we consider that at the level of foot, a running step takes place according to a succession of three phases: ~
- an impact phase of the foot with the ground;
- a phase of "unfolding" of the foot;
- a propulsion phase.
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In addition, two categories must be distinguished.
of runners: runners called "supinators" and those called "pronators" c For both categories of runners, and for the vast majority of these (over 99% ~, the impact takes place in ~ ne heel area of the shoe referenced in 11 and located on the outer rear part thereof.
As a general rule, a runner of 80 kg exercises against the ground, and therefore the heel dP
his shoe, at each impact a force of 2000 N.
After the impact, in the unfolding phase, the pressures will move towards the front of the foot.
For supine runners the area of transfer of pressures is essentially located on the outer half of the foot, since during the unwinding pressures generally move in a line 12 in the shape of an arch oriented outwards and towards The front of the foot. ~ a unwinding line 12 which is shown in Figure 1 shows the displacement of pressures for a supine runner gualified here from "normal" that is to say a runner whose foot is neither excessively flat nor excessively hollow. In the case of a flat foot, line 12 moves inward foot, while in the case of a relatively hollow foot, line 12 moves outward from the foot. We observe that line 12 has developed overall since baricenter 13 of impact zone 11, follows an arch corresponding to the development of the foot and leads in 14 to level of the first (15a) and second (15b) metatarsals.
During the propulsion phase, the runner relies on its five metatarsals (15a - 15th) to exercise the trigger which propels it into the next step. We knows that the supports are not uniformly distributed over the five metatarsals. Just remember here that as a rule general, but this is not absolute, the more the runner goes fast and wishes, Pn consequence, to exert a force . .,. . -. ... . ...
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':.'', -. : '', ' 71 ~ 3 important propulsion, the more the overall support moves towards the first metatarsal.
Among runners qualified as pronators, during the unfolding phase, the movement of pressures is done globally along a duplicate line ark lGl and 1 ~ 2. Indeed, from the impact area 11, and more precisely from the baricenter 13 of this zone impact, the pressures first move in a first arch 161 to lead to a zone 17 located on the inner back of the foot. From the 18 center of this area, the pressure moves along an arch 162 which joins more or less tangentially the line 12 of displacement of pressures of the supinator feet, noticeably behind of the fourth metatarsal 15d.
The relaxation phase of pronator runners is much the same as that of the supine runners.
The above information is well known to A person skilled in the art who knows that they concern runners pronators and supinators corresponding to an average observed on a relatively large population. he There are obviously many very special cases.
A shoe is said to be stable when, while allowing the absorption of vibrations or waves of shock during impact on the ground on zone 11 and the various presses follow ~ as explained above), it does not allow deformation and / or crushing excessive of the various impact or support zones which cause a deformation of the structure and by consequently a spill of the foot outwards or towards the interior.
In Figure 2, it is illustrated, in section at heel level, a stable shoe upon impact on floor. We have schematized under the reference 11 the area impact.
In Figure 3, a shoe is illustrated unstable like torch. we realize that the crash ...
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at the heel 20 is more important, which entered ~ do a deformation of the outer ~ ~ ort 21 of the shoe, thus causing a spill of the foot towards the ex-in the direction of arrow A. this phenomenon is identical when the shoe has instability on its internal side, in particular at the level of zone 17. Such a foot spill, inward or outward depending on the case (pronator or supinator ~, during each no running, long-term trauma joint, tendon and muscle. We understand the advantage of developing stable shoes.
To allow increased performance of the runner, the restitution of the energy linked to the impact of the foot during each step of the bear must take a generally, and preferably, the form of a increase in speed of foot movement during the unfolding phase between that of impact and that of propulsion. As a result of this increase in speed, it there is amplification of the trigger force at the level of metatarsals which results in an increase in the speed of the runner, whether the latter is of the supinator type or pronator.
For pronator runners in particular, increasing the speed of the unwinding phase, as a result of the restitution of the energy of the impact ~ se also results in a reduction in the press time on the inner back of the foot (zone 17). As a result, there are decrease in duration during ~ uelle zone 17 is solicited at each step and thus increase the longevity of the amortization capacity of this zone. The restitution of the energy linked to the impact has therefore, for pronator runners, the double effect of reducing trauma possibly related to pressing on zone 17 to the back of the foot and decrease the aging of the cushioning capacity of the sole at this level.
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Having in view the increase in con ~ ort, the decreased trauma from running and increased performance of runners, the inventor set out to develop a shoe and resources intended to be integrated into this shoe allowing:
- to increase its intrinsic stability;
- increase its depreciation capacity and in particular the longevity of this amortization capacity;
- and to increase the restitution capacities -tion of energy in the useful form set out above.
In the state of the art, various sports shoes with sensible means improve the depreciation capacity or the restitution of energy.
15 Thus, under the brand ~ 'NIKE "it is traded a shoe whose heel is made of polyurethane. Inside the heel is molded a hollow housing ren ~ ermant a "cushion dairl '.
The ~ 'air cushion "addicted ~ capacity shoe cushioning, nota ~ ment compared to chau ~ sures whose heel is simply made in polyurethanes or materials such as those known as the mark "EVA". However, this device does not confer in no way to the shoe a quality of stability in the sense above defined. In addition, the ability of the device to usefully restoring impact energy is tiny if not nonexistent.
Under the brand "REEBOK" it is marketed a sports shoe in which we keep in the sole four hollow tubes arranged in transverse direction and generally arranged directly above the heel (and sometimes Aplom ~ metatarsals).
This device gives the shoe a fairly good depreciation capacity and restitution capacity tion of energy higher than the air cushion model. However, the stability of such a shoe is ~ aibleb . ' . . ~ ~. ,::
Under the brand "ASICS-TIGER" it is commercial-a shoe comprising a gel based on silicone arranged in housings in the sole a Plumb with the heel and metatarsals.
This shoe has good capacity depreciation. On the other hand his qualities of stahilite and of energy restitution are enough, ~ aibles.
Document DE-U-87.13850 discloses a sports or orthopedic correction shoe comprising a damping piece that can be adapted in ~ anointing of the desired orthopedic correction.
Distribution of depreciation capacity in the various embodiments of this piece is not not satisfactory because it does not cfer with the shoe good stability or improved capacity of amortization in the impact zone or that of the energy restitution.
We also know, from document WO-A-8707481 a shoe whose sole is formed of layers having different stiffnesses, the bottom layer being harder than the top layer.
This document is based on an analysis of the process of the running step distinct from that exposed more high, and the proposed shoe does not solve the problems that the Applicant sought to resolve with the present invention.
From the above it appears that, at the knowledge of the inventor, there are no shoes running with good stability. A fortiori it does not exist in the state of the art of shoes having ~ both good stability and good energy depreciation and restitution capacity.
The present invention relates to a shoe having at least these three qualities, both for riders of the supinator type only for riders of the type pronator.
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, -Generally a shoe conforms to one aspect of the invention is characterized in that its sole, plumb with the heel of the foot has stiffness higher on the outer side of the foot than on the inner side of the foot.
In accordance with another aspect of the invention, ~ t according to a pre ~ erated embodiment of it ~ this, the shoe has, housed in the sole, plumb with the heel, an elastic stabilizing element having a higher stiffness on the outer side of the foot than on the side internal of the foot.
In this preferred embodiment the element stabilizer according to the invention is characterized in that it is elastic and that it comes in the form of a cylindrical volume whose guiding curve is such that the cross section of the element presents, at the level of The element intended to be perpendicular to the internal side of the foot, a height greater than that of the section of the directing curve of the element, at the level of the latter intended to be plumb from the outside of the foot.
Advantageously, in this embodiment ~
the guiding curve extends generally transversely to a longitudinal axis of the foot, while the generatrices extending parallel to this axis.
Thanks to these provisions, the conforming shoe to the invention has greater stability ~ that held in the prior art, in particular that of which the structure has been briefly mentioned above.
In fact, by giving this element a stiffness on its side, plumb with the external side of the foot greater than the stiffness of the element plumb with the internal side of the foot, we limit the deformation of the heel of the external side of the foot at impact, compared to that internal side. In this way, the intrinsic stability is increased.
shreds the shoe avoiding any deformation excessive with the consequences explained above at ~ J ~ 7 '~ 3 the support of ~ igures 2 and 3.
Likewise the higher stiffness on the external side of the stabilization device contributes to increase, for the external side, its capacity to absorb the shock linked to the impact. In addition, as the stabilizing element is elastic, part of the energy linked to the impact found restored ~ n a very short period of time which makes that, overall, compared to shoes of art not equipped with such a stabilizing element, the cushioning capacity of the shoe is requested, at During each step, for a longer period of time in short. This not only results in better amortization impact, but also a longer lifespan of ~ s cushioning capabilities of the shoe. It follows from plus wear of identical damping qualities on the internal rear and the external rear of the shoe, which is favorable in terms of stability because this prevents spillage of the shoe structure on Outside as is currently the case in running shoes.
The implementation of the invention by the element cylindrical, the structure of which is briefly described below above is particularly simple and advantageous. Indeed the stabilizing element is in the form of a cylindrical volume with a slightly particular shape since the guiding curve which characterizes it and which, advantageous-ment in a preferred embodiment is Permitted, has, in section, a significantly lower height inner side than outer side. COmmQ 1 'element cylindrical is made in this embodiment in epoxy resin-fabrics of glass iber, substantially thick constant, it follows that one easily obtains a element whose stiffness is greater on the external side internal side, with the above advantages in particular statementsO
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..:. ::. .. -, . -:, For pronator feet, the stabilization thus designed has the additional advantage keep quiet that it occupies, in the heel of the shoe, a volume significantly larger internal side than c ~ tee external. So when tilting the heel of the foot towards inside (line 161 leading to zone 17 ~ at ~ ur and as the inward tilting occurs following occur:
- on the one hand, the thickness of material between the runner's heel and the stabilizer being more lower internal side than external side of the foot, this material settles faster and the heel, in its tilt ~ ment meets resistance;
- on the other hand, this ~ resistance is growing et-à-mesuxe de ~ ormation of the cylindrical element on its internal side.
Only that the stabilizing element is deforms internal side it resumes its initial ~ elm in one shorter time than in art shoes anterior where the heel is made only of poly-urethane. So the part of the heel of the shoe has the plumb of the internal rear part of the foot is solicited for a shorter period of time on occasion of each step, which increases the longevity of the cushioning capacity of this part of the shoe compared to that of the prior art, touk avoiding a sagging inward of the structure of the shoe, which is favorable in terms of stability of it.
According to another characteristic of the invention the stabilizing element extends longitudinally overall under the entire heel. In the mode of preferred embodiment the cylindrical element extends along gitudinally overall under the entire heel of the runner.
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Preferably, the stabilizing element has a substantially uniform stiffness ~ elm in direction longitudinal.
Thanks to these provisions during impact, the stabilizing element deforms substantially more on The rear lies on the front. As the stabilizing element is elastic when it resumes its initial form the rear part of the stabilization element restores a significantly greater energy than the front part of this item. It follows that the runner's heel is significantly more stressed on its rear than on its forward and therefore tends to "tip" forward.
In practice, such energy restitution results in an accelerated unwinding of the unwinding ph ~ ase, which conforms to the purpose which the inventor had set himself.
The characteristics and advantages of the present invention will emerge from the description which goes follow with reference to the accompanying drawings in which:
FIG. 1, partially already described, also illustrates in plan view the installation of a stabilization device according to the invention;
- Figures 2 and 3, have already been described ~;
- Figure 4 is a sectional view along the line IV-IV of Figure 1;
Figure 5 is a perspective view of the stabilization device illustrated in section in FIG. 4;
- Figure 6 is a sectional view longitu-partial line along line VI-VI of Figure 1;
- Pigures 7a - 7d are corresponding views -dant ~ Figure 4 and illustrate, in cross section, deformation of the stabilization device in various situations;
- Figure 8 is a corresponding sectional view-in Figure 4 and illustrates the heel of the shoe after prolonged and intensive use thereof;
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'' - Figure 9 illustrates in rear view 1 ~ kalon a shoe of the prior art used fa ~ on intensive by a pronator runner;
- Figure 10 is a sectional view of another embodiment of a stabilization device and - Figure 11 is a sectional view of the same device upon impact with the ground.
Depending on the embodiment chosen and shown in the figures a shoe according to the invention has a plan shape identical to that already described in figure l. The elements described in support of fig ~ lre 1 (the arrangement of the main elements of the foot and the pressure distribution) obviously remain valid with regard to the shoe according to the invention. Sure this figure is illustrated, under reference 40, the position of a stabilization device that we're going now describe using Figure 5a The stabilizing element illustrated in FIG. 5 is presented under the * elm of a cylindrical volume whose directing curve bears the reference 41 in FIG. 5.
observe that this guide curve is such that its straight section (axis 42) near its end of straight, has a length significantly greater than its cross section at the edge of its end Figure 5 (axis 43). Within the meaning of the present invention, will say that the straight section 42 is higher than the section right 43. In the embodiment shown the curve director 41 is in fact formed by two quasi semicircles (44 on the left, 45 on the right) whose extremities are joined by two straight segments 46, 47 de ~ inis-sant upper and lower faces respectively bearing the same references ~ The straight sections 42, 43 correspond substantially (except for drawing errors) to diameter of the semicircles 44 and 45. The generators are 35 ~ oriented perpendicular = ent to the directing curve 41.
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In the embodiment now described axes 42, 43 are ~ 4 mm apart, the small half circle 44 having a radius of 6 mm while the large half circle 45 has a radius of 10 mm. The cylinder 40 extends over a length of 40 mm.
It is here made of epoxy resin / fabrics in glass fibers, and comes in ~ body elm annular whose wall thickness, constant over all the periphery of section 41 is one millimeter.
Such a stabilization element has a overall stiffness of 1854 kg / mm, in one direction parallel to an axis 60 (~ igure 4).
According to a characteristic of this mode of realization of the invention the stiffness is distributed locally as follows:
If we consider that the local stiffness at the level axis 60 along a line ~ tion parallel to this axis, is ~ equal to a factor of 100, the local stiffness at the axis 43 of FIG. 5, in a direction parallel to this axis is equal to a factor of 200 and that, at the level of the axis 42 of FIG. 5, is equal to a factor of 150.
This distribution of stiffness is illustrated in Figure 5 by arrows 200, 100 and 150.
In Figures 1 and 4 the position is illustrated of the stabilizing element 40 in the heel 20 of the shoe illustrated ~ We observe that the stabilizing element tion is arranged so that these generators are parallel to the longitudinal axis 50 of the foot (Figure 1). The curved direction 2St therefore transverse to this axis. The generators from the large semicircle 44 are available substantially parallel to the right internal edge of the shoe while those from the low semicircle diameter 45 are arranged substantially parallel to the left external edge of the shoe generally plumb runner's heel.
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': - -,:', we also observe that the upper side 46 of the stabilizing element ~ 0 is arranged ~ e such so ~ that it is horizontal a few millimeters below plumb with the runner's heel.
In 21 we have schematically illustrated a shoe buttress. This buttress is of structure classic and need not be described in detail here. Likewise the heel 20, apart from a hollow shaped housing complementary to stabilization element 40, is for the rest of classic structure. It is carried out here in a molded polyurethane block.
In FIG. 7a, the deformation of the heel of the shoe and in particular of the element of stabilization during the impact phase. In this figure we recognize in 11 the impact zone. We observe that at level of this area there is a deformation of the structure 22 in polyurethane heel 20.
The deformation of the stabilizing element 40 is illustrated in solid lines while in fine lines we illustrated the original form of the element of stabilization. We observe that the stabilizing element is slightly deformed on the left (external side of the foot) while the internal side deformation of the foot (large diameter 42) is almost zero.
In any event, the heel 20 deforms overall less in a shoe fitted with a stabilization positive according to the invention ~ Figure 7a) that in a shoe without such a device (fiyura 3). This characteristic is favorable in terms of stability because in ef ~ and the structura 21 of the counter ~ ort of the shoe takes a slight angle on the left well less than it would take if the strain was similar to that of the heel illustrated in ~ igure 3.
At the beginning of the unfolding phase, among supinator type riders we are witnessing a phase of re-centering where the pressure is distributed, in sen ~ cross-sal, uniformly over the entire heel.
We observe that at the level of axes 43 and 42 the stabilization device is not deformed by ~ açon visible in reality the stabilization device is slightly de ~ elm identvn identical to each level axes 42, 43. On the other hand, the central part of the stabilization device is very distorted.
In pronator runners there are tilting heel inward as exposed above in support of Figure 1. In Figure 7c it is illustrated the deformation of the heel of the shoe in this hypothesis.
We observe that on level 42 of axis 42 there is a significant deformation due to the support of the runner on the ~ one 17 (Figure 1) as well as on the central part, in particular to the right of axis 60. On the other hand, at axis 43 the distortion is zero.
Both in the case of ~ igure 7b that that of FIG. 7c, the substantial deformations of the elastic stabilizing element will cause ~ ner energy restitution.
We realize the interest of a stiffness weaker local on axis 42: such stiffness allows deformation of the stabilizing element tion more progressive, and more important, this deformation tion being thereby less traumatic for the runner;
in addition a less stiffness at the level of 1'axe 42 is justified ~ ée by the fact that the pressures are less important on the inner side of the foot external side, both for a pronator runner and for than a supinator runner, for a pronator runner the pressure on the inner side of the foot being otherwise more prolonged.
so we see that both during the phase of impact that at the start of the unfolding one, the same stabilization device can be used with .
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, -: '.' ~.: - '~::'' .- '. ~., '' 7 ~ 3 pronators and supinators with advantages in both cases.
The ~ igure 7d shows the heel of the shoe and the stabilizing element at the end of the course, at the start of the relaxation phase for a pronator runner. It is observed that the stabilizing element tion returned to its original shape and returned in doing so some energy.
In FIG. 6, a cross-section is illustrated.
gitudinal of the stabilizing element 40, along the line VI-VI of FIG. 1, during the impact phase (the line Section VI-VI is also illustrated in FIG. 7a).
We observe that under the impact the face upper 46 of the stabilizing element has deformed.
As the impact is so markedly more on the back of the shoe, the stabilizing element 40 deforms more towards the rear 52 of this last that towards the front portion 53, so that the upper face 46 of the element 40 takes an angle by horizontal x re-referenced in in figure 6.
Concomitantly with the end of the phase of impact, element 40 tends to return to the position of rest illustrated in 46 'on ~ igure 6. Returning to this rest position the element 40 therefore exerts a force actually exerted in an arc (arrow F).
Force F has the effect of accelerating in practice the unfolding phase of the foot explained above.
Generally we will observe that the stabilizing element 40 described in support of the figures is actually a special case of a stabilizing element elastic tion having a substantially greater stiffness raised on its side intended to be level with the part external of the foot that on its side intended to be plumb of the inner part of the foot.
Similarly, as soon as the stiffness of the element stabilization remains substantially constant along an axis . .
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longitudinal of the latter, the impact causes the destabilizing element to deform more on its rear than on its forward so that the force exerted by the rear of the latter is higher than the force exerted by the parts of the stabilizing element arranged on the front.
This generally results in a push towards the front accelerating the unwinding phase of the foot.
It follows from these explanations that the element of stabilization described in support of the figures is only a mode among others and that he can in particular be replaced by any element with a distribution equivalent of stiffness.
In figure 8 the element of stabilization 9 after intensive use (running ~ foot sl ~ r about a thousand kilometers). We observe that the material constituting the heel 20 disposed between the face upper ~ 6 of the stabilizing element and the con-shoe tread has noticeably settled but that overall the heel 20 has, in cross section, a geometry similar to that illustrated in Figure 4.
In figure 9, for comparison it is illustrated the geometry of the heel 20 of a shoe not equipped with such a stabilization element and used for about a thousand kilometers of racing on foot by a pronator runner. There is a marked sagging towards the inside of the foot (to the right in the figure) and a deformation of the right buttress 21d of the structure.
In addition, there is a certain deformation of the left buttress 21g due, even in a pronator runner, in the impact phase. The deformations right and left buttresses are due, among other things, to this lack of stability.
Under the reference 65 we have illustrated in lines 3 ~ mixed the original shape of the heel and the buttresses before subsidence. We observe that the shoe illustrated '. . : '.:', ,. :,,:
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in FIG. 8 is more satisfying in many areas and that, in particular, we do not witness the deformations of the counter strong.
FIG. 10 illustrates, in cross section, an alternative embodiment of the stabilization device which has just been described.
In this embodiment, the stabilization consists of two parts, one of which is formed by a hollow cylindrical element similar to that described in support of Figure 5 and door, in ~ igure 10, the re ~ erence 4Oa. Dimensional characteristics of element 40a are the same as those of element 40.
It is also made in ~ glass ibres.
The Applicant has determined that for some runners, high weight, it might be better, particularly economically to complete this last by a support element 70 rather than seek to strengthen the part 40 described above.
The support element 70, produced here in polycarbonate has an external shape complementary to the internal shape of the stabilizing element 40a. he has an interior recess 71 which, in this mode of realizationl extends over the entire length of the element support 70 and occupies most of the internal volume of `25 this one.
This recess is here symmetrical with respect to a horizontal longitudinal plane of symmetry 76 ~ It is arranged to leave, along the longitudinal edges side of the support element 70 two attachment zones 72, 73. Stop surfaces 74, 74 ′ are arranged in look at each other on either side of the plane s ~ metry 76 and associated with the flexion zone 72.
abutment surfaces 75, 75 ′ are also arranged on the side and other of the plane 76 and associated with the bending zone 73.
La ~ igure 11, which corresponds to Figure 7a, represents the deformation of the stabilization device '~
lg constituted by the elements ~ s 40a and 70 during the phase impact.
We observe that the deformation is not here sufficient to allow contacting of ~ aces stop 74, 74 'or 75, 75'. Assuming an impact more violent (heavier runner or downhill race, for example), the abovementioned abutment surfaces come in contact with each other and further impact more violent, the material constituting the support element 70 can be caused to compress. In this hypothesis, the stiffness is even more increased.
Other embodiments of an element of support are possible. First, the support element can be constituted by a block ~ of material not hollowed out. In choosing a material such as polycarbonate, we will get a much greater stiffness than in the case of ~ igure 10. It is also possible to confer to 1lévidement 71 another form thanks to which the stiffness of the set could either be constant or increased on a regular basis ~ and not abruptly as in the case of the variant of FIGS. 10 and 11, as soon as the abutment surfaces come into contact with each other).
Furthermore, it is possible to fill in 71 with a piece of complementary shape. The stiffness of this piece can for example be adapted to the weight and characteristics of the runner ~
Finally, in general, we will observe that A stabilizing element such as the element 40 in a single block not hollowed out.
Of course, the present invention is not in no way limits the embodiments described and shown smelled.
It has been explained above that the element of stabilization 40 could be replaced by any element with a stiffness distribution similar to that described in this application.
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., - ,,. , ~, Furthermore, this request is not limited in no way to running shoes. He will appear in effect to the man of art that it can advantageously be implementation in tou ~ e sports shoe with which it is necessary to run.
The elastic stabilizing element with ~
significant energy restitution capacity like that according to the present invention, can advantageously be used in shoes for sports such as volleyball or basketball. Indeed, in some circumstances, energy restitution is linked to a impact on the heel, can be useful to increase ~ -nter basketball player or volleyball player performance during vertical jumps.
In a sport such as tennis, the invention is particularly advantageous.
First of all tennis is a sport where ~ player is led to run and at this éyard, a shoe in accordance with the invention, in particular when it comprises the stabilizing element described above presents the associated benefits. In addition, we will observe that in tennis / the player is often called upon to lateral movements, his feet can be subjected to important movements of supination. Consequently, he is desirable that more supinator stabilization important is given to tennis shoes. The present invention achieves this by conferring on the shoe high rigidity at the level of the part back of his heel.
In an implementation by means of an element stabilization such as element 40, whether or not supplemented by a holding element such as element 70, the indica The following may be helpful. A bigger rigidity of the assembly will be obtained by giving the shoe lower sole height than for running shoes. The height of the element 7 ~
stabilization at axis 42 will be sensiblemenk reduced compared to a stabilization element intended running shoes, while the height at level of axis 43 will be kept. This will result in more high rigidity of the assembly, especially on the side outer of the shoe than in the case of Figures 7a-7d.
As the overhand movements are less many displacement loxs, the relative decrease in the height of the stabilizing element at the level of the large axis 42 will not decrease too significantly the advantages of the present invention for players of tennis with a tendency to pronation.
Finally it will be observed that the present invention can also advantageously be applied to walking shoes. Indeed, if in such shoes the phenomena described with the support of ~ igure 1 are not as marked, they still exist and related traumas, if they do not appear in the after a time comparable to what has been observed for runners, nevertheless appear after several years. It is therefore particularly advantageous to provide simple walking shoes or city shoes stabilization according to the present invention.
In particular, the present invention makes it possible to confer to trecking or golf shoes as well ~ city shoes, significant stability and particularly high damping characteristic.
In an implementation by means of a stabilizing element tion as element 40, the height of the major axis 42 will be preserved, while the height of the minor axis 43 will be significantly increased.
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