EP0902627B1 - Chaussure equipee d'un dispositif elastique d'amortissement des chocs - Google Patents

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EP0902627B1
EP0902627B1 EP97924088A EP97924088A EP0902627B1 EP 0902627 B1 EP0902627 B1 EP 0902627B1 EP 97924088 A EP97924088 A EP 97924088A EP 97924088 A EP97924088 A EP 97924088A EP 0902627 B1 EP0902627 B1 EP 0902627B1
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EP
European Patent Office
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sole
shoe
spring
leaf spring
blades
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP97924088A
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German (de)
English (en)
Other versions
EP0902627A1 (fr
Inventor
Frédéric Paradis
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Individual
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Publication of EP0902627B1 publication Critical patent/EP0902627B1/fr
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A43—FOOTWEAR
    • A43B—CHARACTERISTIC FEATURES OF FOOTWEAR; PARTS OF FOOTWEAR
    • A43B21/00—Heels; Top-pieces or top-lifts
    • A43B21/24—Heels; Top-pieces or top-lifts characterised by the constructive form
    • A43B21/30—Heels with metal springs

Definitions

  • the present invention relates to a shoe equipped with a elastic shock absorbing device which can be a shoe of city or more particularly a shoe intended for the practice athletic.
  • the invention aims to minimize the impact force of the heel on the ground with a minimum heel height while maintaining high energy absorption capacity and good stability as well that a good return of the energy stored by the device during compression.
  • the invention aims to provide a shoe of reduced weight including the stiffness of the cushioning device can be adjustable by simple means, and in addition, a cost of reasonable manufacturing.
  • the shoe especially for practicing sport, consists of a upper and a sole comprising a part lower movable relative to an upper part and at least one elastically deformable blade opposing the approximation of said parts, and is characterized in that the blade or blades are arranged in outside the perimeter of the user's foot, working advantageously in a bending mode substantially close to buckling.
  • the blade or blades spring are made of composite materials composed at least in the outer faces of high strength unidirectional fibers mechanical, in particular in glass fibers and / or polyethylene, and / or polyester, and / or carbon, and / or aramid, with a resinous matrix thermosetting or thermoplastic.
  • the approximation of the part lower on the upper part is rotated around an axis transverse, or longitudinal axes.
  • the shoe comprises two side blades with the lower end of each of them arranged plumb with the user's ankle, while _each blade is elongated and has a component opposing the approximation of lower and upper parts of the sole.
  • the blades are tilted while their tilt is adjustable, like, by example, by modifying the length of at least one of the strands of link retaining the upper end of each of said blades.
  • the moment of inertia of the center of the blade is at less equal to the moment of inertia of the lower and upper ends, and that the core of the blade (s) can be made of flexible material such that in elastomer, or rigid plastic, the density at the ends of the blade being at least equal to the density in the center, or in material composite comprising fibers with transverse component.
  • each blades is connected by its lower end to the lower part by lower connecting means arranged directly above the ankle the user, and by its upper end to the upper part by upper connecting means, which are, for example, constituted by a lower housing of blades secured to the lower movable sole, or by a flexible retaining link, one end of which is fixed to the lower sole to pass, on the one hand, over a projection, and on the other hand, under the lower end of the blade to then be fixed there by its other end.
  • lower connecting means arranged directly above the ankle the user
  • upper connecting means which are, for example, constituted by a lower housing of blades secured to the lower movable sole, or by a flexible retaining link, one end of which is fixed to the lower sole to pass, on the one hand, over a projection, and on the other hand, under the lower end of the blade to then be fixed there by its other end.
  • Figures 1, 2 and 3 illustrate a first embodiment.
  • Figure 1 is a side view.
  • Figures 2 and 3 are schematic sectional views along AA showing the shoe in its two extreme positions.
  • Figure 2 is an illustration showing the shoe in position rest.
  • Figure 3 is an illustration showing the shoe in position maximum compression.
  • Figure 4 is a view similar to Figure 2 showing a variant.
  • Figures 5 and 6 are side views illustrating a second embodiment.
  • Figure 7 illustrates a detail of execution of a lower link possible applicable to the embodiment of Figures 5 and 6.
  • Figures 8a and 8b illustrate a detail of execution of another lower link possible applicable to the embodiment of Figures 5 and 6.
  • Figure 9 illustrates in side view an alternative embodiment of hinge for the shoe of the invention.
  • Figures 10 and 11a are views similar to Figures 1 and 2 of another alternative embodiment, FIG. 11b illustrating a detail of execution.
  • Figure 12 is a view similar to Figure 2 showing a another possibility of execution.
  • Figures 13a, 13b and 13c illustrate three ways of exercising the load on the blades, while Figure 14 is a view showing the different curves illustrating the compression of each of the realizations.
  • Figures 15a and 15b are plan views showing different shapes of spring leaves.
  • FIG. 15c is a longitudinal section of a variant of the blade.
  • Figures 15d and 15e are cross-sectional views of two possible variants.
  • Figures 16a and 16b are views in longitudinal section showing two possible execution variants.
  • the shoe (1) according to the invention is constituted in a known manner in itself a rod (2) intended to receive the foot of the user.
  • the sole itself (4) is consisting of a movable lower part (4a) or movable base lower articulated on an upper part or upper sole (4b) around a transverse axis (5).
  • the lower part is advantageously fitted with a wear pad (6).
  • the lower part (4a) forms with the upper part (4b) an open acute dihedral ( ⁇ ) backwards (AR).
  • ⁇ acute dihedral
  • AR backwards
  • the elastic means damping consist of at least one deformable blade elastically (7a, 7b) working in buckling.
  • the shoe has two leaf springs (7a, 7b) arranged laterally on either side of the upper (2) of the shoe in the area located directly above the user's ankle.
  • Each of the blades of springs (7a, 7b) are elongated and extend upwards substantially vertically.
  • each of the blades (7a, 7b) is connected by its lower end (70) to the lower part (4a) by means of lower link and by its upper end (71) to the part upper (4b) by upper connecting means.
  • the lower connecting means consist of a housing lower blades (8a, 8b) secured to the lower movable sole (4a) and arranged directly above the upper blade housing (9a, 9b) integral with the upper sole (4b), while the lower housings (8a, 8b) are plumb with the upper housings (9a, 9b) to hold the blade corresponding (7a) and / or (7b) vertically.
  • Each of the lower housings (8a, 8b) is constituted by a groove open upwards formed by a lower retaining rim (80a, 80b) opening outward to form an upwardly flared housing which allows buckling deformation of the blade retained therein, as shown in Figure 3.
  • Each of the upper housings (9a, 9b) is made up, likewise, by a groove open downwards formed by a retaining rim upper (90a, 90b) opening outwards to form a housing flared down which allows buckling deformation of the blade which is retained there, as illustrated in FIG. 3.
  • the retaining housings (8a, 8b - 9a, 9b) are positioned directly above the user's ankle so that the blades spring (7a) and / or (7b) are also there.
  • the two upper retaining housings (9a, 9b) are produced by the buttress (91) which includes a U open upwards to connect the two upper housings at the upper sole (4b).
  • blocking means to limit the relative pivoting between the two parts of sole and thus limit the maximum opening angle ( ⁇ ) that can form the two flanges (4a, 4b).
  • the means of upper link consist of a flexible link (92) such, for example, that a cable or strap replacing the upper retaining rim (90a, 90b), such as that described above. So the flexible link is fixed by one of its ends to the upper end (71) of one of the blades (7a) to pass under the upper part (4b) and then be fixed by the other of its ends to the other blade (7b).
  • the length of the link (92) could be adjustable so as to vary the maximum compression, and / or the maximum value of the angle ( ⁇ ).
  • Figure 5 shows the position of a hardness greater than that shown in Figure 6, the angle (B2) being less than the angle (B1).
  • a system has been illustrated according to which it is possible to modify the effective length of the front strand (920) attached to the attachment point (922), thanks to a succession of notches (20). Of course such a provision could be adopted for the rear strand (921).
  • each of the blades is retained at its upper end (71) by a link (92) or a cable comprising a front strand (920) and a rear strand (921).
  • the variation of the inclination of blades can be obtained by changing the length of the front strands (920) and rear (921). This modification can be obtained by all appropriate means.
  • the restraint of the lower end (70) of each of the blades (7a, 7b) is suitable and allows, on the one hand, the pivoting of these in its own plane and, on the other hand, the outward movement to allow the buckling of said blades.
  • the lower retainer can be produced as illustrated in the Figure 7 and Figures 8a and 8b.
  • a flexible retaining link (81) is provided, one of which end (82) is fixed to the bottom sole (4a) to pass from a on the one hand, above a projection (83), and on the other hand, under the lower end (70) of the blade to then be fixed by its other end (84).
  • FIGS 8a and 8b show lower retaining means blades, made in the form of a cardan type device consisting by an intermediate piece (85) pivotally mounted on the sole lower (4a) intended to receive, thanks to a groove (86), the end lower (70) of the corresponding blade.
  • the articulation between the lower part (4a) on the upper part (4b) can be carried out in different ways, such as, for example, with a joint with an axis (5), as illustrated in FIG. 1, or with a flexible zone (500), as illustrated in FIGS. 5 and 6, or as it is shown in Figure 9 where the lower part (4a) and the upper part (4b) are surmounted on a flexible deformable link (501).
  • FIGs 10 and 11 illustrate another embodiment according to which the plane of the spring blades (7a, 7b) is not parallel to the plane of general symmetry (P) of the shoe, as in the realizations above, but arranged substantially perpendicular to this plane.
  • the two lateral blades (7a, 7b) are inclined to extend backwards, while a connecting element is provided transverse (10) retaining the upper ends (71) of said two blades.
  • this transverse element (10) extends horizontally behind the user's Achilles heel, and that as in the embodiment of Figures 5 and 6, said ends (70 and 71) are connected to lower parts (4a) and upper parts (4b) via a strand front (920) and a rear strand (921) of a link (92).
  • Figure 11b is a view illustrating an embodiment making it possible to vary the initial inclination of the blades of the embodiment of FIGS. 10 and 11a.
  • a pulley (12) around which is wound the cable (92), said pulley (12) being connected to the transverse element (10) by means of a coupling comprising a succession notches (lOb) integral with an end flange (10a) of the element (10) while a succession of corresponding notches (12a) is integral pulley (12). It is therefore enough, to vary the inclination, to modify winding the cable by pivoting the pulley after having uncoupled from the transverse element (10). It goes without saying that the device is symmetrical with respect to the plane (P).
  • Figure 12 is a view similar to Figure 2 showing a variant according to which the lower sole (4a) is consisting of two movable lower parts (4'a, 4 "a) arranged movable in pivoting relative to the upper part (4b) around two longitudinal axes (400a, 400b).
  • FIGS. 13a, 13b, 13c illustrate three ways of exercising the load on the blades.
  • the blade is straight, and the load F is exerted directly on the axis of the neutral fiber, as in the variant of Figures 1, 2 and 3.
  • the square buckling curve of Figure 14 corresponds to this configuration. Note that if the alignment is perfect, you cannot predict on which side the blade will burn. Also the achievements of blades illustrated in FIGS. 13c and 13b solve this type of problem.
  • the load F is offset relative to the axis of the neutral fiber, the shift "e” gives rise to a moment F x e, before to achieve the critical force of Euler's buckling proper, which allows to obtain a rounded curve as illustrated by curve b of Figure 14.
  • the load is offset more than half the thickness of the blade.
  • Figure 13c illustrates a another variant in which said blade has an initial curvature giving an offset "e” similar to that obtained in the realization of Figure 13b.
  • the spring leaves (7a, 7b) must store a quantity significant energy and withstand a large number of bending cycles with high forces and stresses, this for a minimum weight and a reasonable cost. Thus, they are advantageously made in composite material.
  • the applicant intends to use plies woven of fibers of high mechanical resistance impregnated with a material of thermoplastic or thermosetting resin.
  • the fibers are long carbon fibers with high mechanical resistance and whose modulus of elasticity can vary from 230 to 590 Gpa and the resistance to breaking from 2,450 to 7,000 Mpa. Such values are, of course, superior to those of conventionally known steels.
  • the matrices or resins can be of the thermoplastic or thermosetting type.
  • the spring blades (7a, 7b) can consist of a stack of several woven sheets of fibers, for example, bidirectional, the particular orientation of the fibers constituting each woven sheet having an appropriate orientation so that the blades have the characteristics adequate elasticity.
  • 90 ° fibers allow better resistance to this shear, for example at the heart of the blade, near the neutral fiber, by pultrusion, or by gluing or welding a layer of fiber low volume ratio in matrix with large elastic elongation, on the two sides of the blade.
  • the core of the blade is subjected mainly to shear forces, and contributes little to rigidity, resistance and the stored energy, we can use a construction of the type called sandwich, with plastic lighter than composite at the core, and unidirectional fibers on the faces.
  • Figures 16a and 16b are illustrations of a blade of the type sandwich, whereby a core layer at the heart (75c) is covered by two outer layers (75a, 75b).
  • the central layer (75c) may be rigid or flexible plastic, while the layers external (75a, 75b) are made of composite material as proposed previously, the density at the ends (70, 71) of the heart (75c) of the blade being at least equal to the density of the heart in the center.
  • the leaf springs (7a, 7b) are of elongated shape of low thickness to be able to deform by buckling. Their constitution and their size must be chosen according to the performance at get. Likewise, their width can be either constant, as is illustrated in FIGS. 5, 6, 11a and 15a, either variable, as illustrated in Figures 1 and 15b.
  • Figures 15d and 15e illustrate a variant additional possible that the thickness of the blade is variable, the compression face being for example plane, while the face external (75a) subjected to traction has a transverse curvature, and this, so that the side edges of the blades are thinner than the central part.
  • the thickness of the blades can be constant or variable, as illustrated in figures 15c and 16b (in the longitudinal direction) as in Figures 15d and 15e (in the transverse direction), without depart from the scope of the invention.
  • a hermetic dihedral by a bellows or other type system, so as to avoid any intrusion of foreign bodies such as stones.
  • a device can be combined with known devices of the foam type, air pocket, or linear spring or not, placed in the dihedral.

Landscapes

  • Footwear And Its Accessory, Manufacturing Method And Apparatuses (AREA)
  • Vibration Dampers (AREA)
  • Fluid-Damping Devices (AREA)

Description

La présente invention concerne une chaussure équipée d'un dispositif élastique d'amortissement des chocs pouvant être une chaussure de ville ou plus particulièrement une chaussure destinée à la pratique sportive.
Pendant la marche ou la course à pied, généralement le premier contact avec le sol se fait avec le talon, suivi d'un déroulement du pied sur le sol, suivi de l'appui de l'avant pied qui propulse le corps vers l'avant et en l'air. Le contact du talon sur le sol dur résulte en un pic de force dont l'intensité varie environ d'une valeur égale à deux ou trois fois le poids du coureur, principalement selon sa vitesse. Bien que ce pic soit de courte durée, le nombre élevé de cycles peut amener des blessures de fatigue, ou aggraver des blessures ou faiblesses existantes (cheville, genoux, dos, etc..).
Ainsi, il est intéressant d'équiper les chaussures d'un dispositif d'amortissement de ladite force.
Il existe de nombreuses chaussures équipées d'un dispositif d'amortissement comme, par exemple, celles utilisant une poche d'air ou une couche de mousse ; celles-ci présentent des inconvénients car pour une quantité d'énergie et une distance de compression données, la force maximale de réaction est importante en fin de compression, l'amortissement étant obtenu de façon non linéaire et l'aire, représentant l'énergie absorbée, définie par la courbe représentant la force de réaction du dispositif en fonction de la distance de compression, est inférieure à celle obtenue avec un ressort de type linéaire, à force et distance de compression égales. Si l'on veut absorber la même énergie en diminuant la force de réaction maximum, il faut alors augmenter la distance de compression ainsi que la souplesse du dispositif et l'on crée ainsi des problèmes de stabilité du pied.
Certains brevets (CH 228,630, US 3,886,674) décrivent une chaussure comportant une semelle en deux parties rigides, articulées près de l'articulation avant du pied et possédant plusieurs ressorts entre les deux parties rigides sous le talon. Ce système offre une stabilité satisfaisante mais au prix d'une semelle très haute (l'écrasement est limité par la hauteur finale du ressort) et lourde (ressort en métal). Le brevet FR 2,686,233 comporte le même système de charnière, mais ici un ressort hélicoïdal de torsion est utilisé. Ce ressort est configuré, de sorte qu'il présente un angle entre les branches plus fermé initialement, cet angle s'ouvrant au cours de l'écrasement de la semelle, augmentant le bras de levier et ainsi réduisant l'augmentation de force verticale. Dans US-A-2 555 654 un ressort hélicoidal d'amortissement est disposé en dehors du périmètre du pied de l'utilisateur.
Dans les brevets US-A-4 843 737 et 4 592 153 un ressort sous forme de lames élastiques est disposé à l'intérieur du périmètre du pied de l'utilisateur.
On obtient avec cette construction une réaction du ressort relativement forte après une faible compression donnant un résultat non linéaire. Ce brevet comporte toujours les inconvénients de poids (surtout par rapport à l'énergie emmagasinée) et de hauteur : la hauteur de compression s'ajoutant à la hauteur du ressort comprimé créant un problème d'encombrement.
De plus, le frottement des branches sur les plaques est une source importante d'usure et de friction qui réduit le retour d'énergie désirable et recherché.
Ainsi, l'invention a pour but de minimiser la force d'impact du talon sur le sol avec une hauteur de talon minimum tout en conservant une grande capacité d'absorption d'énergie et une bonne stabilité, ainsi qu'une bonne restitution de l'énergie emmagasinée par le dispositif lors de la compression. De plus, l'invention a pour but de proposer une chaussure de poids réduit dont la raideur du dispositif d'amortissement peut être réglable grâce à des moyens simples, et de plus, un coût de fabrication raisonnable.
Ainsi, selon l'invention, la chaussure, notamment pour la pratique du sport, est constituée d'une tige et d'une semelle comprenant une partie inférieure mobile par rapport à une partie supérieure et au moins une lame déformable élastiquement s'opposant au rapprochement desdites parties, et est caractérisée en ce que la ou les lames sont disposées en dehors du périmètre du pied de l'utilisateur, travaillant avantageusement dans un mode de flexion sensiblement proche du flambage.
Selon une caractéristique complémentaire, la ou les lames de ressort sont réalisées en matériaux composites composés au moins dans les faces externes de fibres unidirectionnelles de haute résistance mécanique, notamment en fibres de verre et/ou polyéthylène, et/ou polyester, et/ou carbone, et/ou aramide, avec une matrice résineuse thermodurcissable ou thermoplastique.
Selon une autre caractéristique, le rapprochement de la partie inférieure sur la partie supérieure se fait par rotation autour d'un axe transversal, ou d'axes longitudinaux.
Dans un mode d'exécution préféré, la chaussure comprend deux lames latérales dont l'extrémité inférieure de chacune d'elles est disposée à l'aplomb de la cheville de l'utilisateur, tandis que _chaque lame est allongée et comporte une composante s'opposant au rapprochement des parties inférieure et supérieure de la semelle.
Selon une variante d'exécution donnée à titre d'exemple, les lames sont inclinées tandis que leur inclinaison est réglable, comme, par exemple, par modification de la longueur d'au moins l'un des brins de liaison retenant l'extrémité supérieure de chacune desdites lames.
Notons que le moment d'inertie du centre de la lame est au moins égal au moment d'inertie des extrémités inférieure et supérieure, et que le coeur de la ou des lames peut être réalisé en matière souple tel qu'en élastomère, ou en matière plastique rigide, la densité aux extrémités de la lame étant au moins égale à la densité au centre, ou en matière composite comportant des fibres à composante transversale.
Ajoutons aussi que, selon le mode préféré de l'invention, chacune des lames est reliée par son extrémité inférieure à la partie inférieure par des moyens de liaison inférieurs disposés à l'aplomb de la cheville de l'utilisateur, et par son extrémité supérieure à la partie supérieure par des moyens de liaison supérieurs, qui sont, par exemple, constitués par un logement inférieur de lames solidaires de la semelle mobile inférieure, ou par un lien souple de retenue dont l'une des extrémité est fixée à la semelle inférieure pour passer, d'une part, au-dessus d'une saillie, et d'autre part, sous l'extrémité inférieure de la lame pour y être ensuite fixée par son autre extrémité.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention se dégageront de la description qui va suivre au regard des dessins annexés qui ne sont donnés qu'à titre d'exemples non limitatifs.
Les figures 1, 2 et 3 illustrent un premier mode de réalisation.
La figure 1 est une vue latérale.
Les figures 2 et 3 sont des vues schématiques en coupe selon AA montrant la chaussure dans ses deux positions extrêmes.
La figure 2 est une illustration montrant la chaussure en position de repos.
La figure 3 est une illustration montrant la chaussure en position de compression maximale.
La figure 4 est une vue similaire à la figure 2 montrant une variante d'exécution.
Les figures 5 et 6 sont des vues latérales illustrant un deuxième mode de réalisation.
La figure 7 illustre un détail d'exécution d'une liaison inférieure possible applicable au mode de réalisation des figures 5 et 6.
Les figures 8a et 8b illustrent un détail d'exécution d'une autre liaison inférieure possible applicable au mode de réalisation des figures 5 et 6.
La figure 9 illustre en vue latérale une variante d'exécution de charnière pour la chaussure de l'invention.
Les figures 10 et 11a sont des vues similaires aux figures 1 et 2 d'une autre variante de réalisation, la figure 11b illustrant un détail d'exécution.
La figure 12 est une vue similaire à la figure 2 représentant une autre possibilité d'exécution.
Les figures 13a, 13b et 13c illustrent trois moyens d'exercer la charge sur les lames, tandis que la figure 14 est une vue montrant les différentes courbes illustrant la compression de chacune des réalisations.
Les figures 15a et 15b sont des vues en plan qui représentent différentes formes de lames de ressort.
La figure 15c est une coupe longitudinale d'une variante de la lame.
Les figures 15d et 15e sont des vues en coupe transversale de deux variantes possibles.
Les figures 16a et 16b sont des vues en coupe longitudinale montrant deux variantes d'exécution possibles.
La chaussure (1) selon l'invention est constituée de façon connue en soi d'une tige (2) destinée à recevoir le pied de l'utilisateur. Selon l'une des caractéristiques de l'invention, la semelle proprement dite (4) est constituée par une partie inférieure mobile (4a) ou semelle mobile inférieure articulée sur une partie supérieure ou semelle supérieure (4b) autour d'un axe transversal (5). La partie inférieure est avantageusement munie d'un patin d'usure (6).
En position de repos de non sollicitation, la partie inférieure (4a) forme avec la partie supérieure (4b) un dièdre d'angle aigu (α) ouvert vers l'arrière (AR). Dans cette position, l'écartement angulaire des deux parties (4a, 4b) est maintenu grâce à des moyens élastiques d'amortissement, le rapprochement angulaire des deux parties se faisant contre l'action de ces moyens élastiques.
Selon une caractéristique de l'invention, les moyens élastiques d'amortissement sont constitués par au moins une lame déformable élastiquement (7a, 7b) travaillant en flambage.
Selon le premier mode de réalisation illustré aux figures 1 à 3, la chaussure comprend deux lames de ressort (7a, 7b) disposées latéralement de part et d'autre de la tige (2) de la chaussure dans la zone située à l'aplomb de la cheville de l'utilisateur. Chacune des lames de ressorts (7a, 7b) est de forme allongée et s'étend vers le haut sensiblement verticalement.
Ajoutons que chacune des lames (7a, 7b) est reliée par son extrémité inférieure (70) à la partie inférieure (4a) par des moyens de liaison inférieurs et par son extrémité supérieure (71) à la partie supérieure (4b) par des moyens de liaison supérieurs.
Les moyens de liaison inférieurs sont constitués par un logement inférieur de lames (8a, 8b) solidaire de la semelle mobile inférieure (4a) et disposé à l'aplomb du logement supérieur de lame (9a, 9b) solidaire de la semelle supérieure (4b), tandis que les logements inférieurs (8a, 8b) sont à l'aplomb des logements supérieurs (9a, 9b) pour retenir la lame correspondante (7a) et/ou (7b) verticalement.
Chacun des logements inférieurs (8a, 8b) est constitué par une gorge ouverte vers le haut formée par un rebord inférieur de retenue (80a, 80b) s'ouvrant vers l'extérieur pour former un logement évasé vers le haut qui permet la déformation par flambage de la lame qui y est retenue, comme cela est illustré à la figure 3.
Chacun des logements supérieurs (9a, 9b) est constitué, de même, par une gorge ouverte vers le bas formée par un rebord de retenue supérieur (90a, 90b) s'ouvrant vers l'extérieur pour former un logement évasé vers le bas qui permet la déformation par flambage de la lame qui y est retenue, comme cela est illustré à la figure 3.
Notons, par ailleurs, que les logements de retenue (8a, 8b - 9a, 9b) sont disposés à l'aplomb de la cheville de l'utilisateur afin que les lames à ressort (7a) et/ou (7b) s'y trouvent aussi. Dans une solution avantageuse, les deux logements supérieurs de retenue (9a, 9b) sont réalisés par le contrefort (91) qui comprend un U ouvert vers le haut pour relier les deux logements supérieurs à la semelle supérieure (4b).
Par ailleurs, il est, bien entendu, prévu des moyens de blocage permettant de limiter le pivotement relatif entre les deux parties de semelle et limiter ainsi l'angle d'ouverture maximum (α) que peuvent former les deux semelles (4a, 4b).
Ainsi, lorsque l'utilisateur marche ou court, la force due au choc de la semelle mobile inférieure (4a) sur le sol s'opposant à la force due au poids de l'utilisateur appliquée par le pied à la partie supérieure (4b), ainsi qu'à l'inertie de la masse en mouvement, provoque la compression des lames de ressort (7a, 7b) augmentant très rapidement, pour une faible compression, leur force de réaction qui, dès le dépassement du seuil de force critique d'Euler, provoque le flambage desdites lames, flambage pendant lequel la force de réaction desdites lames (7a, 7b) augmente plus lentement en fonction de la distance de compression ; les lames se comportant alors comme un ressort classique de raideur faible mais fortement précontraint.
Ainsi, selon ce premier mode de réalisation, il est possible, en fonction du poids de l'utilisateur et du type d'effort (course rapide, endurance ou marche) de monter par emboítement dans les logements de lames supérieurs (9a, 9b) et inférieurs (8a, 8b) une paire de lames de ressort (7a, 7b) de raideur adaptée.
Selon la variante d'exécution illustrée à la figure 4, les moyens de liaison supérieurs sont constitués par un lien souple (92) tel, par exemple, qu'un câble ou une sangle remplaçant le rebord de retenue supérieure (90a, 90b), tel que celui décrit précédemment. Ainsi, le lien souple est fixé par l'une de ses extrémités à l'extrémité supérieure (71) de l'une des lames (7a) pour passer sous la partie supérieure (4b) et être ensuite fixé par l'autre de ses extrémités à l'autre lame (7b). Notons qu'avantageusement la longueur du lien (92) pourrait être réglable de manière à faire varier la compression maximale, et/ou la valeur maximale de l'angle (α).
Dans le troisième mode de réalisation illustré aux figures 5 et 6, il est prévu des moyens permettant de modifier la raideur du dispositif d'amortissement sans avoir à changer de lames de ressort (7a, 7b). Ainsi, selon ce troisième mode de réalisation, il est prévu des moyens permettant de modifier l'inclinaison des lames de ressorts (7a, 7b) et modifier ainsi, par exemple, la valeur de l'angle d'inclinaison des lames dont l'axe longitudinal (YY') est incliné vers l'avant pour former un angle aigu (B1, B2) ouvert vers l'avant. Les modifications d'inclinaison vers l'avant des lames de ressort (7a, 7b) provoquent la modification de la composante de la force s'opposant au rapprochement de la partie inférieure (4a) vers la partie supérieure (4b). La figure 5 représente la position d'une dureté supérieure à celle représentée à la figure 6, l'angle (B2) étant inférieur à l'angle (B1). A titre d'exemple de dispositif de réglage de l'inclinaison des lames, il a été illustré un système selon lequel il est possible de modifier la longueur effective du brin avant (920) fixé au point d'attache (922), grâce à une succession de crans (20). Bien entendu une telle disposition pourrait être adoptée pour le brin arrière (921).
Dans ce mode d'exécution, chacune des lames est retenue à son extrémité supérieure (71) par un lien (92) ou un câble comprenant un brin avant (920) et un brin arrière (921). La variation de l'inclinaison des lames peut être obtenue par modification de la longueur des brins avant (920) et arrière (921). Cette modification peut être obtenue par tous moyens appropriés. Bien entendu, la retenue de l'extrémité inférieure (70) de chacune des lames (7a, 7b) est appropriée et permet, d'une part, le pivotement de ces dernières dans son propre plan et, d'autre part, le déplacement vers l'extérieur pour permette le flambage desdites lames. Ainsi, la retenue inférieure peut être réalisée comme cela est illustré à la figure 7 et aux figures 8a et 8b.
A la figure 7, il est prévu un lien souple de retenue (81) dont l'une des extrémité (82) est fixée à la semelle inférieure (4a) pour passer d'une part, au-dessus d'une saillie (83), et d'autre part, sous l'extrémité inférieure (70) de la lame pour y être ensuite fixée par son autre extrémité (84).
Les figures 8a et 8b montrent des moyens de retenue inférieurs aux lames, réalisés sous forme d'un dispositif de type à cardan constitué par une pièce intermédiaire (85) montée pivotante sur la semelle inférieure (4a) destinée à recevoir, grâce à une gorge (86), l'extrémité inférieure (70) de la lame correspondante.
L'articulation entre la partie inférieure (4a) sur la partie supérieure (4b) peut être réalisée de différentes manières, comme, par exemple, avec une articulation avec un axe (5), tel qu'illustré à la figure 1, ou avec une zone souple (500), tel qu'illustré aux figures 5 et 6, ou tel que cela est représenté à la figure 9 où la partie inférieure (4a) et la partie supérieure (4b) sont surmontées sur une liaison déformable souple (501).
Les figures 10 et 11 illustrent un autre mode de réalisation selon lequel le plan des lames à ressorts (7a, 7b) n'est pas parallèle au plan de symétrie général (P) de la chaussure, comme dans les réalisations précédentes, mais disposé sensiblement perpendiculairement à ce plan. Dans cette réalisation, les deux lames latérales (7a, 7b) sont inclinées pour s'étendre vers l'arrière, tandis qu'il est prévu un élément de liaison transversal (10) retenant les extrémités supérieures (71) desdites deux lames. Notons que cet élément transversale (10) s'étend horizontalement derrière le talon d'Achille de l'utilisateur, et que comme dans la réalisation des figures 5 et 6, lesdites extrémités (70 et 71) sont reliées aux parties inférieures (4a) et supérieures (4b) par l'intermédiaire d'un brin avant (920) et d'un brin arrière (921) d'un lien (92). La figure 11b est une vue illustrant un mode de réalisation permettant de faire varier l'inclinaison initiale des lames de la réalisation des figures 10 et lia. Dans le dispositif proposé, il est prévu une poulie (12) autour de laquelle est enroulé le câble (92), ladite poulie (12) étant reliée à l'élément transversal (10) par l'intermédiaire d'un accouplement comprenant une succession de crans (lOb) solidaires d'une collerette d'extrémité (10a) de l'élément (10) tandis qu'une succession de crans (12a) correspondants est solidaire de la poulie (12). Il suffit donc, pour faire varier l'inclinaison, de modifier l'enroulement du câble par pivotement de la poulie après l'avoir désaccouplée de l'élément transversal (10). Il va de soi que le dispositif est symétrique par rapport au plan (P).
La figure 12 est une vue similaire à la figure 2 montrant une variante de réalisation selon laquelle la semelle inférieure (4a) est constituée par deux parties inférieures mobiles (4'a, 4"a) disposées mobiles en pivotement par rapport à la partie supérieure (4b) autour de deux axes longitudinaux (400a, 400b).
Les figures 13a, 13b, 13c, illustrent trois moyens d'exercer la charge sur les lames. Dans la figure 13a, la lame est droite, et la charge F est exercée directement sur l'axe de la fibre neutre, comme dans la variante des figures 1, 2 et 3. La courbe carrée de flambage de la figure 14 correspond à cette configuration. Notons que si l'alignement est parfait, on ne peut prévoir de quel coté la lame va flamber. Aussi les réalisation de lames illustrées aux figures 13c et 13b solutionnent ce type de problème. A la figure 13b, la charge F est décalée par rapport à l'axe de la fibre neutre, le décalage "e" donne naissance à un moment F x e, avant d'atteindre la force critique d'Euler de flambage proprement dit, ce qui permet d'obtenir une courbe arrondie tel qu'illustrée par la courbe b de la figure 14. Dans les variantes des figures 4, 5 et 6, la charge est excentrée de plus de la moitié de l'épaisseur de la lame. La figure 13c illustre une autre variante selon laquelle ladite lame présente une courbure initiale donnant un décalage "e" semblable à celui obtenu dans la réalisation de la figure 13b.
Les lames de ressort (7a, 7b) doivent emmagasiner une quantité importante d'énergie et résister à un grand nombre de cycles de flexion avec des forces et des contraintes élevées, cela pour un poids minimum et un coût raisonnable. Ainsi, elles sont avantageusement réalisées en matériau composite.
Par matériau composite, le demandeur entend utiliser des nappes tissées de fibres de haute résistance mécanique imprégnées d'une matière de résine thermoplastique ou thermodurcissable. Parmi les fibres figurent les fibres longues de carbone de haute résistance mécanique et dont le module d'élasticité peut varier de 230 à 590 Gpa et la résistance à la rupture de 2 450 à 7 000 Mpa. De telles valeurs sont, bien entendu, supérieures à celles des aciers classiquement connus. Les matrices ou résines peuvent être du type thermoplastique ou thermodurcissant. Les lames à ressort (7a, 7b) peuvent être constituées par un empilage de plusieurs nappes tissées de fibres, par exemple, bidirectionnelles, l'orientation particulière des fibres constituant chaque nappe tissée ayant une orientation appropriée pour que les lames aient les caractéristiques d'élasticité adéquates.
Toutefois, on préférera utiliser des lames en composites à base de fibres de verre, unidirectionnelles dans le sens longitudinal, à haut pourcentage de fibres, réalisées par pultrusion avec de la résine époxie. Il est par ailleurs avantageux d'avoir une largeur de lame qui soit proportionnelle au moment, et dont ladite largeur varie dans le sens longitudinal comme par exemple plus large au centre qu'aux extrémités tel qu'illustré à la figure 15b. Dans ce cas, les rapports largeur/longueur et donc la variation de largeur/longueur sont importants, ce qui produit un effort de cisaillement plus important entre la partie centrale et les deux parties latérales. Des fibres à 90° permettent de mieux résister à ce cisaillement, soit par exemple au coeur de la lame, près de la fibre neutre, en pultrusion, ou alors en collant ou soudant une couche de fibre de faible taux volumique en matrice à grand allongement élastique, sur les deux faces de la lame.
Etant donné que le coeur de la lame est soumis surtout à des efforts de cisaillement, et contribue peu à la rigidité, la résistance et à l'énergie emmagasinée, on peut utiliser une construction du type dit sandwich, avec du plastique plus léger que le composite au coeur, et des fibres unidirectionnelles sur les faces.
Les figures 16a et 16b sont des illustrations de lame du type sandwich, selon lesquelles une couche centrale au coeur (75c) est recouverte par deux couches externes (75a, 75b). La couche centrale (75c) peut être en matériau plastique rigide ou souple, tandis que les couches externes (75a, 75b) sont en matériau composite tels que proposés précédemment, la densité aux extrémités (70, 71) du coeur (75c) de la lame étant au moins égale à la densité du coeur au centre. On peut aussi coller, souder, ou surmouler une plaque de matériau plastique sur chaque face pour protéger la lame de l'humidité, des rayonnements ultra violets et d'éventuelles égratignures.
Les lames de ressorts (7a, 7b) sont de forme allongée de faible épaisseur pour pouvoir se déformer par flambage. Leur constitution et leur dimension doivent être choisies en fonction des performances à obtenir. De même, leur largeur peut être soit constante, comme cela est illustré aux figures 5, 6, lia et 15a, soit variable, comme cela est illustré aux figures 1 et 15b. Les figures 15d et 15e illustrent une variante supplémentaire possible selon laquelle l'épaisseur de la lame est variable, la face de compression étant par exemple plane, tandis que la face externe (75a) soumise à la traction présente une courbure transversale, et ce, afin que les bordures latérales des lames soient plus minces que la partie centrale.
Bien entendu, l'épaisseur des lames peut être constante ou variable, tel qu'illustré aux figures 15c et 16b (dans le sens longitudinal) ainsi qu'aux figures 15d et 15e (dans le sens transversal), sans pour autant sortir du cadre de l'invention.
Il va de soi que l'on peut prévoir que les lames puissent être démontées pour être interchangeables en cas de rupture ou pour que l'utilisateur puisse changer de type de lames en fonction de ses besoins.
Il est possible dans les différents modes de réalisation de réaliser un dièdre hermétique par un système du type soufflets ou autre, de manière à éviter toute intrusion de corps étranger tels que des cailloux. En outre, on peut combiner un tel dispositif avec des dispositifs connus du type mousse, poche d'air, ou ressort linéaire ou non, placés dans le dièdre.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés à titre d'exemples, mais elle comprend aussi tous les équivalents techniques ainsi que leurs combinaisons.

Claims (11)

  1. Chaussure (1) notamment pour la pratique du sport, constituée d'une tige (2) et d'une semelle (4) comprenant une partie inférieure (4a) mobile par rapport à une partie supérieure (4b) et au moins une lame (7a, 7b) déformable élastiquement s'opposant au rapprochement desdites parties (4a, 4b), caractérisée en ce que la ou les lames (7a, 7b) sont disposées en dehors du périmètre du pied de l'utilisateur, travaillant avantageusement dans un mode de flexion sensiblement proche du flambage.
  2. Chaussure (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la ou les lames de ressort (7a, 7b) sont réalisées en matériaux composites, composés au moins dans les faces externes de fibres unidirectionnelles de haute résistance mécanique notamment en fibres de verre et/ou polyéthylène et/ou polyester, et/ou carbone, et/ou aramide, avec une matrice résineuse thermodurcissable ou thermoplastique.
  3. Chaussure (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le rapprochement de la partie inférieure (4a) sur la partie supérieure (4b) se fait par rotation autour d'un axe transversal (5, 500), ou d'axes longitudinaux (400a, 400b).
  4. Chaussure (1) selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle comprend deux lames latérales (7a, 7b) dont l'extrémité inférieure (70) de chacune d'elles, est disposée à l'aplomb de la cheville de l'utilisateur.
  5. Chaussure (1) selon la revendication 3, caractérisée en ce que chaque lame (7a, 7b) est allongée et comporte une composante s'opposant au rapprochement des parties inférieure (4a) et supérieure (4b) de la semelle (4).
  6. Chaussure (1) selon la revendication 5, caractérisée en ce que les lames sont inclinées tandis que l'inclinaison des lames (7a, 7b) est réglable.
  7. Chaussure (1) selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'inclinaison est réglable par modification de la longueur d'au moins l'un des brins de liaison (920, 921) retenant l'extrémité supérieure (71) de chacune desdites lames.
  8. Chaussure (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le moment d'inertie du centre de la lame est au moins égal au moment d'inertie des extrémités inférieure (70) et supérieure (71).
  9. Chaussure (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le coeur (75c) de la ou des lames (7a, 7b) est réalisé en matière souple tel qu'en élastomère, ou en matière plastique rigide, la densité aux extrémités (70, 71) du coeur (75c) de la lame étant au moins égale à la densité du coeur au centre, ou en matière composite comportant des fibres à composante transversale.
  10. Chaussure (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chacune des lames (7a, 7b) est reliée par son extrémité inférieure (70) à la partie inférieure (4a) par des moyens de liaison inférieurs disposés à l'aplomb de la cheville de l'utilisateur, et par son extrémité supérieure (71) à la partie supérieure (4b) par des moyens de liaison supérieurs.
  11. Chaussure (1) selon la revendication 10, caractérisée en ce que les moyens de liaison inférieurs sont constitués par un logement inférieur de lames (8a, 8b) solidaire de la semelle mobile inférieure (4a), ou par un lien souple de retenue (81) dont l'une des extrémité (82) est fixée à la semelle inférieure (4a) pour passer, d'une part, au-dessus d'une saillie (83), et d'autre part, sous l'extrémité inférieure (70) de la lame pour y être ensuite fixée par son autre extrémité (84).
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