EP4013259A1 - Semelle monolithique de chaussure de cyclisme - Google Patents

Semelle monolithique de chaussure de cyclisme

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Publication number
EP4013259A1
EP4013259A1 EP20754271.3A EP20754271A EP4013259A1 EP 4013259 A1 EP4013259 A1 EP 4013259A1 EP 20754271 A EP20754271 A EP 20754271A EP 4013259 A1 EP4013259 A1 EP 4013259A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sole
hollow
monolithic
wedge
automatic pedal
Prior art date
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Granted
Application number
EP20754271.3A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP4013259B1 (fr
Inventor
Pascal Nobile
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pedalissime 2020 SAS
Original Assignee
Pedalissime 2020 SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Pedalissime 2020 SAS filed Critical Pedalissime 2020 SAS
Publication of EP4013259A1 publication Critical patent/EP4013259A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP4013259B1 publication Critical patent/EP4013259B1/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A43—FOOTWEAR
    • A43B—CHARACTERISTIC FEATURES OF FOOTWEAR; PARTS OF FOOTWEAR
    • A43B13/00—Soles; Sole-and-heel integral units
    • A43B13/14—Soles; Sole-and-heel integral units characterised by the constructive form
    • A43B13/141—Soles; Sole-and-heel integral units characterised by the constructive form with a part of the sole being flexible, e.g. permitting articulation or torsion
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A43—FOOTWEAR
    • A43B—CHARACTERISTIC FEATURES OF FOOTWEAR; PARTS OF FOOTWEAR
    • A43B5/00—Footwear for sporting purposes
    • A43B5/14—Shoes for cyclists
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A43—FOOTWEAR
    • A43B—CHARACTERISTIC FEATURES OF FOOTWEAR; PARTS OF FOOTWEAR
    • A43B7/00—Footwear with health or hygienic arrangements
    • A43B7/14—Footwear with health or hygienic arrangements with foot-supporting parts
    • A43B7/1405—Footwear with health or hygienic arrangements with foot-supporting parts with pads or holes on one or more locations, or having an anatomical or curved form
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A43—FOOTWEAR
    • A43C—FASTENINGS OR ATTACHMENTS OF FOOTWEAR; LACES IN GENERAL
    • A43C13/00—Wear-resisting attachments
    • A43C13/04—Cleats; Simple studs; Screws; Hob-nails

Definitions

  • the present invention relates to a monolithic cycling shoe sole intended to cooperate with a cycling pedal provided with an attachment device, called an automatic pedal.
  • the automatic pedal makes it possible to create a detachable mechanical connection with the shoe in order to efficiently transmit the force of the shoe to the automatic pedal, in particular in the upward phases of the pedaling cycle.
  • a wedge fixed under the sole and comprising connecting means allows the shoe to hook and unhook from the automatic pedal. This cleat is therefore an interface part between the automatic pedal and the shoe.
  • Said monolithic sole is made of plastic or a composite material and offers great rigidity so that its deformation under the action of pedaling is as low as possible.
  • the monolithic sole according to the invention can be used with all devices requiring pedaling action but it is particularly suitable for road cycling, cycling on gravel tracks and cycle touring.
  • Pedals, cleats and shoes, for road cycling and mountain biking are different on several characteristics and have different advantages and disadvantages:
  • the automatic road pedals are equipped with a single attachment device and are designed to have a large surface in contact with the cleat so that pedaling forces are transmitted and distributed as well as possible.
  • the cleats for automatic road pedals are generally made of plastic and of large size, comprise a front connection means and a rear connection means making it possible to hook onto the pedal and include protuberances called “tread stud” which protect said connecting means during the walking phases. They are fixed under the sole of the shoe generally by three screws.
  • Road cycling shoes have plastic or composite material soles to be as rigid as possible in order to best transmit the pedaling forces from the shoe to the pedal. They are light and do not have crampons because the thickness of the wedge attached to the sole is such that contact with the ground during the walking phases is made on the "tread blocks" of the wedge.
  • MTB automatic pedals have an attachment device on each of its faces to facilitate the operation of hooking the boot in steep terrain where the user, in unstable balance, often has very little power. time to hang the shoe on the pedal. They have a very small contact surface with the cleat in order to allow the shoe to be hooked up even when the sole, cleat or pedal is clogged with impurities (mud, stones, leaves, etc.).
  • MTB cleats are generally metallic, small in size, thin, and are secured under the sole of the shoe, usually with two screws.
  • MTB shoes have soles of less rigidity than road shoes and have the underside covered with a non-slip and abrasion resistant coating on almost the entire surface. A recess is present in said non-slip coating where the wedge is housed in the depth of said recess so that it does not touch the ground during the walking phases.
  • MTB shoes can overcome this disadvantage because they allow easy walking, but their lack of rigidity and the cleats used do not achieve as good transmission of pedaling efforts and as good comfort as road shoes.
  • Patent No. FR3016153B1 provides a solution to the problem posed with an assembly consisting of a shoe and a specific two-part cleat.
  • This solution consists of the sole of the shoe being made flexible over its entire width in the metatarsal area, between the front attachment means and the rear attachment means of the cleat.
  • the cleat is split into two distinct pieces: a front cleat and a rear cleat so that the flexible area of the sole can maintain freedom of flexion.
  • the front and rear wedges are embedded in the studs of the sole so as not to protrude so that the wedges do not touch the ground when walking.
  • the advantage of this solution is that the unrolling of the shoe is close to a shoe dedicated to walking, which answers the problem.
  • this solution has the following drawbacks:
  • the shoe equipped with such a sole is less rigid than a conventional road shoe comprising a rigid monolithic sole, so it is less efficient in transmitting the forces during the pedaling phases.
  • the monolithic cycling shoe sole according to the invention makes it possible to provide a solution to the problem posed by walking with conventional cycling shoes because the wedge does not protrude from the underside of said monolithic sole. Walking is therefore comfortable and secure, and the stiffness and weight remain the same as current road cycling shoes.
  • the shoe equipped with the monolithic sole according to the invention thus retains good performance and comfort characteristics during the pedaling phases.
  • this object is achieved by an assembly composed of a rigid monolithic sole made of plastic or of a composite material of a cycling shoe, of a front cleat comprising a front connection means capable of cooperating with a device for 'front attachment of an automatic pedal and a rear cleat comprising a rear connection means capable of cooperating with a rear attachment device of said automatic pedal, said cleats being fixed to the underside of said monolithic sole.
  • the monolithic sole comprises on its underside a front hollow situated between the front end of the sole and the zone of contact with the automatic pedal and substantially in the middle of the width of said monolithic sole; and a rear hollow positioned substantially in the middle of the length and the width of said monolithic sole and opening onto at least one of the lateral sides of said monolithic sole; said front and rear hollows are dimensioned to receive respectively the front and rear attachment device of said automatic pedal and to respectively receive the front and rear cleat so that they are fully integrated into the depth of said front and rear hollows.
  • the front wedge is positioned in contact with the rear edge of the front hollow, and the connecting means of said front wedge is oriented towards the front of the monolithic sole;
  • the rear wedge is positioned in contact with the front edge of the rear hollow, and the connecting means of said rear wedge is oriented towards the rear of the monolithic sole;
  • the front hollow and the rear hollow each comprise at least one hole passing through the thickness of the monolithic sole, said hole being able to cooperate with the fixing element of the front and rear wedges;
  • the front edge of the rear hollow comprises a protrusion projecting into said rear hollow, located between the rear wedge and the lateral side of the monolithic sole where the rear hollow opens, said protuberance being able to push back the rear attachment device of the automatic pedal towards the rear of the monolithic sole during a phase of unhooking the shoe;
  • the distance between the rear edge and the front edge of the front hollow is dimensioned to allow the passage of the front attachment device of the automatic pedal during the hooking phase of the shoe in said pedal;
  • the distance between the lateral edges of the front hollow is greater on the front side of the monolithic sole than that on the rear side of said monolithic sole;
  • the underside of the monolithic sole is covered with an adherent and abrasion resistant coating except for the front hollow, the rear hollow and the area in contact with the automatic pedal during the phases of pedaling, hooking up and unhooking the shoe.
  • the front hollow opens onto the front end of the sole.
  • the sole has two side walls, a front wall covering the toes and a rear wall covering the heel, the whole being in one piece.
  • the subject of the invention is also a kit which facilitates the transmission of forces between the foot and the pedal during the pedaling phases.
  • kits comprising an automatic pedal and an assembly according to any one of the preceding claims, in which the front hollow and the rear hollow respectively receive the front attachment device and the locking device.
  • the automatic pedal having a support zone arranged between the front attachment device and the rear attachment device and facing a rotation shaft of the automatic pedal, the contact zone being supported on the support area.
  • the subject of the invention is also a method for fixing between an assembly according to one of the preceding configurations and an automatic pedal to form a connection ensuring better transmission of forces during pedaling.
  • the method of securing an assembly according to any of the configurations with an automatic pedal is remarkable in that the automatic pedal has a support area disposed between a front attachment device and a rear attachment device and facing away from it. a rotation shaft of the automatic pedal and in that the method comprises the following steps:
  • FIG. 1 shows a three-dimensional view from below and from the inside of an assembly consisting of a shoe with the monolithic sole according to the invention equipped with front and rear wedges with their fixing elements, the assembly being hooked to an automatic pedal in the pedaling position;
  • FIG. 2 is a three-dimensional view of the top face of the clipless pedal showing the front and rear hooks of the clipless pedal;
  • FIG. 3 is a three-dimensional view of the underside and the outer side of the monolithic sole according to the invention equipped with the front and rear wedges with their fasteners.
  • the contact zone of the sole on the pedal is delimited by the dashed lines;
  • FIG. 4 is a three-dimensional view of the underside of the front wedge with its fixing element
  • FIG. 5 is a three-dimensional view of the underside of the rear wedge with its two fasteners
  • FIG. 6 shows a bottom view of the monolithic sole according to the invention equipped with the rear wedge with its fixing elements, enlarged on the area of the rear hollow;
  • FIG. 7 shows a three-dimensional view from below and from the outer side of an assembly consisting of the boot with the monolithic sole according to the invention equipped with front and rear wedges with their fixing elements and the automatic pedal; the assembly being shown in an intermediate phase of unhooking the boot;
  • FIG. 8 shows a three-dimensional view from below and from the inside of an assembly consisting of the shoe with the monolithic sole according to the invention equipped with the front and rear cleats with their fixing elements and the automatic pedal; the assembly being shown in an intermediate phase of hooking the shoe into the automatic pedal;
  • FIG. 9 is a three-dimensional view from above and from the inside of the monolithic sole according to the invention.
  • FIG. 10 shows a three-dimensional view of the underside and the inner side of the monolithic sole according to the invention equipped with front and rear wedges with their fasteners and partially coated with rubber studs;
  • FIG. 11 shows a variant of the invention seen in three dimensions of the top face and the inner side of the monolithic sole comprising two side walls, a front wall and a rear wall.
  • Figure 1 shows a road cycling shoe (1) comprising the monolithic sole (2) according to the invention and equipped with a front cleat (4) and a rear cleat (5), the assembly being hooked to an automatic pedal (3).
  • the monolithic sole (2) is made of plastic or a composite material and its rigidity is such that its deformation is as low as possible under the force exerted by the user during a pedaling action.
  • Said monolithic sole (2) comprises on its underside:
  • the front hollow (6) is therefore located in the region of the phalanges and the rear hollow (7) in that of the arch of the foot.
  • Said front and rear hollows (6, 7) are dimensioned to receive respectively the front attachment device (10) and the rear attachment device (11) of the automatic pedal (3) and to respectively receive the front cleat (4). ) and the rear wedge (5) so that they are fully integrated into the depth of said front and rear hollows (6, 7).
  • the front and rear wedges (4, 5) are therefore not protruding from the monolithic sole (2), which allows the user to be able to walk without said wedges (4, 5) hindering the unwinding of the sole. On the ground.
  • the area (9), located in the metatarsal region, between the front and rear hollows (6,7), is smooth and dedicated to direct contact with the upper face of the automatic pedal (3) in order to directly transmit the forces of the shoe (1) to the automatic pedal (3), thus increasing the performance during the pedaling phases.
  • the other advantage of this direct contact is that the distance between the monolithic sole (2) and the automatic pedal (3) is consequently zero, which is a characteristic (called "bio position") sought to increase pedaling performance. .
  • the front wedge (4) is positioned in contact with the rear edge (12) of the front hollow (6) and oriented with the front connecting means (14) towards the front of the monolithic sole (2).
  • the rear wedge (5) is positioned in contact with the front edge (13) of the rear hollow (7) and oriented with the rear connecting means (15) towards the rear of said monolithic sole (2).
  • the front hollow (6) has a hole passing through the monolithic sole (2) capable of receiving the fixing element (16) for fixing the front wedge (4).
  • the rear hollow (7) has two holes passing through the monolithic sole (2) capable of receiving the fixing elements (16) for fixing the rear wedge (5).
  • the fasteners (16) are inserted into nuts, attached from the inside of the shoe (1) or embedded in the material of the monolithic sole (2).
  • the front rim of the rear hollow (7) comprises a protrusion (8) projecting into said rear hollow (7).
  • Said protuberance (8) is located between the rear wedge (5) and the lateral side of the monolithic sole (2) into which the rear hollow (7) opens.
  • the protuberance (8) is suitable for push the rear attachment device (11) of the automatic pedal (3) towards the rear of the monolithic sole (2) during a gesture of rotation of the shoe
  • the rear hollow (7) opens onto the internal lateral side of the monolithic sole in order to allow the passage of the rear attachment device (11) of the automatic pedal (3) during the unhooking phase of the boot (1) (described in the next paragraph).
  • the distance between the rear edge (12) and the front edge of the front hollow (6) is dimensioned to allow the passage of the front attachment device (10) of the automatic pedal (3) during of the hooking phase (described in the following paragraph) of the boot (1) in said pedal (3).
  • the distance between the side edges of the front recess (6) is greater on the front side than that on the rear side.
  • the front hollow (6) thus forms a narrower channel in the rear part in order to facilitate the engagement and guidance of the front attachment device (10) during the hooking phase of the boot (1) in the automatic pedal. (3).
  • the hooking operation is done by a relative movement of the shoe (1) relative to the automatic pedal (3), from the rear to the front of the pedal (direction indicated by arrow) while maintaining contact between the underside of the monolithic sole (2) and the face of the clipless pedal (3) where the front and rear attachments (10, 11) are located until engaged of the front connection means (14) of the front cleat (4) in the front attachment device (10), followed by a movement of the heel (indicated by the small arrow) from top to bottom which causes the insertion of the rear wedge (5) in the rear attachment device (11) of said automatic pedal (3).
  • Figure 9 shows that the front and rear hollows (6, 7) respectively form a front bump (17) and a rear bump (18) on the top face of the monolithic sole (2).
  • the rear bump (18) is located at the natural hollow of the user's arch of the foot and the front bump (17) is located in the natural hollow of the user's phalanges.
  • the contact between the foot and the front and rear bumps (17, 18) is thus not very disturbing, which preserves the comfort of the user.
  • the monolithic sole (2) according to the invention is partially covered by a coating (19) of rubber or similar type, adherent and resistant to abrasion.
  • the support zones of the monolithic sole (2) on the automatic pedal (3) during the pedaling phase and during the shoe hooking and unhooking phases (1) are spared by the coating (19).
  • the thickness of the monolithic sole (2) is such that its top surface is smooth.
  • the front and rear hollows (6, 7) are embedded in the thickness of said monolithic sole (2) and the bumps (17, 18) are therefore no longer present in this embodiment.
  • the protrusion (8) is integrated into the rear wedge (5), the rear connecting means (15) and the protrusion (8) then forming a single piece.
  • the rear hollow does not open out and stops near the internal lateral side of the monolithic sole (2), the distance between the two lateral edges of the rear hollow (7) is such as to allow the boot to be released.
  • the front hollow (6) opens onto the front end of the sole.
  • the monolithic sole (2) according to the invention comprises two side walls (20), a front wall (21) completely or partially covering the toes and a rear wall (22) covering. in whole or in part the heel, the whole being in one piece.
  • the invention described is particularly well suited to the practice of sport cycling on roads and on gravel paths, including cycle tourism.
  • the sole, the assembly and the shoe possibly in association with the automatic pedal are mainly intended for road or "gravel" cycling.
  • the sole must be rigid in order to transmit the cyclist's efforts on the pedals as efficiently as possible.
  • the sole is therefore more rigid than the equivalent sole found in mountain biking or mountain biking with the exception of "cross-country” shoes.
  • the sole has a lower face intended to bear on an upper face of the pedal.
  • the sole has an upper face intended to receive the cyclist's foot and opposite the lower face.
  • the upper side can be covered with one or more layers of comfort.
  • the sole also has opposing inner and outer faces.
  • the sole defines a first so-called front hollow cavity 6 which is intended to receive a front wedge 4.
  • the sole defines a second so-called rear hollow cavity 7 which is intended to receive a rear wedge 5.
  • the front wedge 4 and the rear wedge 5 can be made of metal or polymer material or composite material.
  • the bearing surface on the pedal is formed by the sole.
  • the metatarsal zone 9 of the cleat bears against the upper surface of the pedal so as to form a contact zone ensuring good power transfer.
  • the curvature of the sole is particularly advantageous for the curvature of the sole to be identical or substantially identical to that of the upper face of the pedal in order to have an extended contact zone between the sole and the pedal and thus facilitate the transmission of forces.
  • the metatarsal area 9 of the sole is located between the front hollow 6 and the rear hollow 7.
  • the metatarsal area is preferably devoid of any fixing means, and for example of the nuts that are conventionally encountered in the soles of the art. prior. It is then possible to form a metatarsal zone whose thickness is less than in the prior art, for example less than 4mm, preferably less than 2mm.
  • the front hollow 6 and the rear hollow 7 are separated by the metatarsal zone 9 of the sole intended to come into vis-à-vis the metatarsals. of the foot of a user, the metatarsal zone forming the contact zone 9 with the automatic pedal 3.
  • the metatarsal zone is devoid of fixing element 16 of the front cleat 6 and of the rear cleat 7, the zone thickness metatarsal being less than or equal to 4mm.
  • the metatarsal zone is formed by a constant thickness.
  • first cavity or front hollow 6 is located opposite the phalanges and forms a first protuberance on the upper face of the sole.
  • the first protuberance is in front of the phalanges, that is to say in an area where the support of the foot during the force transmission phase is weak.
  • second cavity or rear hollow 7 is located facing the arch of the foot.
  • the possible second protuberance formed on the upper face of the sole and linked to the second cavity fills part of the hollow formed by the arch of the foot.
  • the second cavity opens out only on the internal face of the sole.
  • the protuberances linked to the integration of the wedges in the thickness of the sole are formed in suitable areas of the sole.
  • the thickness of the top wall can be reduced by at least 30% in relation to the thickness of the sole around the hollow. It is even more advantageous to divide the thickness by at least a factor of two.
  • the sole is rigid, that is to say, it is dimensionally stable when walking with a shoe comprising said sole.
  • the sole is not perforated over its entire width, which prevents deformation of the sole and therefore reduces the transmission of forces.
  • the foot is only separated from the upper face of the pedal by the sole and possibly a few comfort layers mounted on the upper face of the sole.
  • the configuration presented makes it possible to form a metatarsal zone whose thickness is less than 4mm, that is to say much less than the conventional thickness of a nut which secures the wedge.
  • the metatarsal zone 9 can optionally be covered with a reinforcing layer intended to protect the metatarsal zone 9 when the user walks with the sole.
  • the reinforcing layer may optionally connect the front wedge to the rear wedge.
  • the backing layer can also facilitate the sliding of the metatarsal area relative to the pedal. It is also possible to integrate the reinforcing layer directly into the sole, for example by overmolding.
  • the thickness of the reinforcing layer is less than 1 mm.
  • the underside of the sole 2 is particularly advantageous for the underside of the sole 2 to be curved or substantially planar.
  • curve is meant that the underside of the sole rises from the metatarsal area to the front tip of the sole.
  • the lower surface of the front wedge is flush with the lower surface of the sole or even be slightly sunk into the thickness of the sole. It is also advantageous that the lower surface of the wedge rear or inside the sole, that is to say that it protrudes from the lower surface of the sole outside the rear hollow or even is mounted flush.
  • the front wedge is held in the sole by means of a fixing system, for example a screw. It is preferable that the front wedge comes to rest on the side faces of the first cavity, that is to say along the width of the sole without necessarily resting on the bottom wall.
  • This configuration is mechanically more resistant than a wedge mounted on the sole.
  • the rear wedge is held in the sole by means of a fixing system, for example a screw. It is preferable that the rear wedge comes to bear on the side faces of the first cavity.
  • the front and rear wedges take advantage of the lateral faces of the cavities to increase the mechanical strength imparted by the sole and thus ensure better shear resistance during the separation operations between the sole and the pedal.
  • the front hollow and / or rear hollow have a height greater than the thickness of the sole.
  • the lower face of the sole in the front and / or rear hollow is located in a plane above the plane defined by the upper face of the sole around the associated protuberance.
  • the metatarsal area has a thickness between the upper surface and the lower surface that is less than or equal to the depth of the rear hollow. The protuberance makes it possible to reinforce the sole.
  • the comfort layer (s) which are arranged on the upper face of the sole to separate the foot and the sole.
  • the sole is advantageous for the sole to be in one piece, that is to say formed by a single piece. It is also advantageous for the sole to include only the front cavity and the rear cavity.
  • the integration of the front and rear wedges inside the thickness of the sole makes it possible to have a zone metatarsal without insert, wedge or other protruding elements.
  • the metatarsal zone of the sole is preferably flat or flat in order to allow the formation of a larger contact zone with the pedal.
  • the sole is made entirely of a composite material, for example of carbon fiber. It is also possible to provide a molded sole.
  • the sole may include means for adjusting the front cleat along the longitudinal axis of the sole so as to bring the front cleat towards the front tip of the sole or towards the heel of the sole.
  • the sole may include means for adjusting the rear wedge along the longitudinal axis of the sole so as to bring the rear wedge towards the front tip of the sole or towards the heel of the sole.
  • the sole cooperates with a so-called automatic pedal pedal which has front and rear attachment devices 10, 11 which are intended to cooperate respectively with the front cleat 4 and the rear cleat 5.
  • the pedal has a body with a rotation shaft which is intended to attach to the bike. The body revolves around the rotating shaft.
  • the body defines a support surface which receives the metatarsal zone 9. During pedaling, the metatarsal zone 9 presses on the support surface which turns the crankset.
  • the front attachment device and the rear attachment device are separated by the support surface and by the rotating shaft.
  • the metatarsal zone of the sole comes to rest on the support surface and a front part of the sole comes to bear on a front part of the body. It is also advantageous for the rear part of the sole to rest against a rear part of the body.
  • the body defines a cradle with the front and rear attachment devices 10, 11 mounted protruding.
  • the body is preferably curved with a curvature identical or substantially identical to that of the front part of the sole. In this way, when the sole presses on the pedal, it has a larger bearing surface than the configurations of the prior art. which facilitates the transmission of a significant force on the rotation shaft and therefore on the crankset.
  • the illustrated configuration makes it possible to form a rigid sole while being thin, of low mass.
  • the application of a force of 25N applied to 170mm from the metatarsal zone facing the rotation shaft of the pedal results in a displacement less than or equal to 10mm, the metatarsal zone 9 being embedded .
  • the effort and displacement are applied and measured at 170mm towards the heel to represent pedaling effort.
  • the automatic pedal and the assembly formed by the sole and the front and rear cleats form a kit that facilitates the transmission of pedaling forces.
  • the front hollow 6 and the rear hollow 7 respectively receive the front attachment device 10 and the rear attachment device 11 of the automatic pedal 3.
  • the automatic pedal has a support area disposed between the front attachment device 10 and the rear attachment device 11 and facing a rotation shaft of the automatic pedal 3, the contact area 9 resting on the support area.
  • the particular configuration of the sole with the front and rear cleats allows a more efficient fixation on the automatic pedal.
  • the fixing kinematics remain conventional in order to facilitate their acceptance by the public. The process comprises the following steps:

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Abstract

Une semelle monolithique de chaussure de cyclisme sur route avec une cale avant et une cale arrière apte à coopérer avec une pédale automatique. La semelle monolithique comporte sur sa face du dessous un creux avant (6) et arrière (7) situés respectivement en avant et en arrière de la zone de contact (9) avec la pédale et sensiblement au milieu de la largeur la semelle (2). Le creux arrière (7) est débouchant sur le côté interne de ladite semelle (2). Les cales avant et arrière (4, 5) sont placées respectivement dans les creux avant et arrière (6,7) de manière à ce qu'elles ne soient pas en saillie de la semelle (2), permettant ainsi à l'utilisateur de marcher aisément sans que les cales ne soient une gêne, contrairement aux chaussures de cyclisme sur route conventionnelles équipées de cales standards.

Description

SEMELLE MONOLITHIQUE DE CHAUSSURE DE CYCLISME
Domaine technique
La présente invention a pour objet une semelle monolithique de chaussure de cyclisme destinée à coopérer avec une pédale de cyclisme pourvue d’un dispositif d’attachement, dit pédale automatique. La pédale automatique permet de créer une liaison mécanique détachable avec la chaussure afin de transmettre de manière efficace la force de la chaussure vers la pédale automatique, notamment dans les phases montantes du cycle de pédalage. Une cale fixée sous la semelle et comportant des moyens de liaison permet à la chaussure de s’accrocher et de se décrocher de la pédale automatique. Cette cale est donc une pièce d’interface entre la pédale automatique et la chaussure.
Ladite semelle monolithique est en plastique ou en matériau composite et offre une grande rigidité afin que sa déformation sous l’action de pédalage soit la plus faible possible.
La semelle monolithique selon l’invention peut être utilisée avec tous engins nécessitant une action de pédalage mais elle est particulièrement adaptée pour le cyclisme sur route, le cyclisme sur piste gravillonnée et le cyclotourisme.
Technique antérieure
D’une manière générale, dans le domaine du cyclisme moderne où la performance est recherchée, l’utilisation des pédales automatiques est généralisée et leur conception se distingue en deux types : les pédales de route pour la pratique du cyclisme sur route et les pédales de VTT pour la pratique du Vélo Tout Terrain. Ces pédales présentent un fonctionnement similaire, elles sont équipées d’au moins un dispositif d’attachement comportant une partie avant, le plus souvent fixe, et une partie arrière mobile qui comporte un élément élastique tendant à repousser la partie arrière vers la partie avant, les deux parties formant ainsi une pince. Le dispositif d’attachement d’une pédale automatique est destiné à s’accrocher à une cale fixée sous la semelle de la chaussure, ladite cale comportant un moyen de liaison avant et un moyen de liaison arrière.
Les pédales, les cales et les chaussures, pour la pratique du cyclisme sur route et la pratique du VTT, sont différentes sur plusieurs caractéristiques et présentent des avantages et des inconvénients différents :
- Les pédales automatiques de route sont équipées d’un seul dispositif d’attachement et sont conçues pour avoir une grande surface en contact avec la cale afin que les efforts de pédalage soient les mieux transmis et répartis possible. Les cales pour les pédales automatiques de route sont généralement en matière plastique et de grande dimension, comportent un moyen de liaison avant et un moyen de liaison arrière permettant de s’accrocher à la pédale et comportent des protubérances appelées « plot de marche » qui protègent lesdits moyens de liaison lors des phases de marche à pied. Elles sont fixées sous la semelle de la chaussure généralement par trois vis. Les chaussures de cyclisme sur route comportent des semelles en matière plastique ou en matériau composite afin d’être le plus rigide possible dans le but de transmettre au mieux les efforts de pédalage de la chaussure vers la pédale. Elles sont légères et ne disposent pas de crampons car l’épaisseur de la cale fixée sous la semelle est telle que le contact au sol lors des phases de marche à pied se fait sur les « plots de marche » de la cale.
- Les pédales automatiques de VTT possèdent un dispositif d’attachement sur chacune de ses faces afin de faciliter l’opération d’accrochage de la chaussure dans les terrains escarpés où l’utilisateur, en équilibre instable, n’a souvent que très peu de temps pour accrocher la chaussure à la pédale. Elles ont une surface de contact avec la cale très faible afin de permettre l’accrochage de la chaussure même lorsque la semelle, la cale ou la pédale est encombrée par des impuretés (boue, cailloux, feuilles, etc...). Les cales de VTT sont généralement métalliques, de petite dimension, fines et sont fixées sous la semelle de la chaussure, généralement par deux vis. Les chaussures de VTT comportent des semelles de rigidité inférieure aux chaussures de route et ont la face du dessous recouverte d’un revêtement antidérapant et résistant à l’abrasion sur presque l’intégralité de leur surface. Un évidement est présent dans ledit revêtement antidérapant où la cale est logée dans la profondeur dudit évidement de manière à ce qu’elle ne touche pas le sol lors des phases de marche à pied.
L’inconvénient des chaussures de route réside dans le fait qu’il est pratiquement impossible de marcher, principalement à cause de la cale placée sous la semelle, dans la zone métatarsienne, faisant une proéminente saillie à la semelle. Les utilisateurs de ces chaussures peuvent se déplacer à pied seulement sur quelques mètres. Ils sont dans l’obligation de chausser une autre paire de chaussure dédiée à la marche s’ils souhaitent effectuer des déplacements à pied plus conséquents, ou par exemple pour conduire leur automobile pour se rendre sur leur lieu de pédalage, ou encore tout simplement s’ils souhaitent avoir une chaussure confortable lors des déplacements à pied durant leur activité de cyclotourisme. De plus, les déplacements à pied avec des chaussures de route peuvent être dangereux car il existe un risque de glisser à cause de la cale en plastique dur peu adhérent.
Les chaussures de VTT peuvent pallier cet inconvénient car elles permettent une marche aisée mais leur manque de rigidité et les cales utilisées ne permettent pas d’atteindre une aussi bonne transmission des efforts de pédalage et un aussi bon confort que les chaussures de route.
Le brevet N°FR3016153B1 propose une solution au problème posé avec un ensemble composé d’une chaussure et d’une cale spécifique en deux parties. Cette solution consiste à ce que la semelle de la chaussure soit rendue flexible sur toute sa largeur dans la zone métatarsienne, entre le moyen d’accrochage avant et le moyen d’accrochage arrière de la cale. La cale est scindée en deux pièces distinctes : une cale avant et une cale arrière afin que la zone flexible de la semelle puisse garder une liberté de flexion. De plus, les cales avant et arrière sont encastrées dans les crampons de la semelle de façon à ne pas faire saillie pour que les cales ne touchent pas le sol lors de la marche à pied. L’avantage de cette solution est que le déroulé de la chaussure est proche d’une chaussure dédiée à la marche, ce qui répond au problème posé. Par contre, en contrepartie cette solution comporte les inconvénients suivants :
- La chaussure équipée d’une telle semelle est moins rigide qu’une chaussure de route conventionnelle comportant une semelle monolithique rigide, elle est donc moins performante pour transmettre les efforts lors des phases de pédalage.
- Le dispositif pour rendre la semelle flexible ajoute un poids supplémentaire à la chaussure.
Cette solution permet donc la marche à pied tout en offrant la possibilité d’utiliser des pédales automatiques de route, mais elle n’est pas performante pour le pédalage. Le domaine d’utilisation sera donc plutôt le cyclisme dédié aux déplacements urbains. Pour le cyclisme sur route et le cyclotourisme cette solution n’est pas adaptée.
Pour des activités de cyclisme sur route et de cyclotourisme, il n’y a donc à ce jour pas de chaussure performante lors des phases de pédalage capable de permettre une marche aisée, confortable et sécurisée.
Objet de l'invention
La semelle monolithique de chaussure de cyclisme selon l’invention permet d’apporter une solution au problème posé par les déplacements à pied avec des chaussures de cyclisme conventionnelles car la cale ne fait pas saillie avec la face du dessous de ladite semelle monolithique. La marche à pied est donc confortable et sécurisée, et la rigidité ainsi que le poids restent identiques aux chaussures de cyclisme sur route actuelles. La chaussure équipée de la semelle monolithique selon l’invention conserve ainsi des bonnes caractéristiques de performance et de confort lors des phases de pédalage.
Selon l’invention, ce but est atteint par un ensemble composé d’une semelle monolithique rigide en plastique ou en matériau composite d’une chaussure de cyclisme, d’une cale avant comportant un moyen de liaison avant apte à coopérer avec un dispositif d’attachement avant d’une pédale automatique et d’une cale arrière comportant un moyen de liaison arrière apte à coopérer avec un dispositif d’attachement arrière de ladite pédale automatique, lesdites cales étant fixées sur la face du dessous de ladite semelle monolithique. L’ensemble est remarquable en ce que la semelle monolithique comporte sur sa face du dessous un creux avant situé entre l’extrémité avant de la semelle et la zone de contact avec la pédale automatique et sensiblement au milieu de la largeur de ladite semelle monolithique ; et un creux arrière positionné sensiblement au milieu de la longueur et de la largeur de ladite semelle monolithique et débouchant sur au moins un des côtés latéraux de ladite semelle monolithique ; lesdits creux avant et arrière sont dimensionnés pour recevoir respectivement le dispositif d’attachement avant et arrière de ladite pédale automatique et pour recevoir respectivement la cale avant et arrière de manière à ce qu’elles soient intégrées totalement dans la profondeur desdits creux avant et arrière.
Selon d’autres caractéristiques de l’invention :
- la cale avant est positionnée en contact avec le rebord arrière du creux avant, et le moyen de liaison de ladite cale avant est orienté vers l’avant de la semelle monolithique ;
- la cale arrière est positionnée en contact avec le rebord avant du creux arrière, et le moyen de liaison de ladite cale arrière est orienté vers l’arrière de la semelle monolithique ; - le creux avant et le creux arrière comportent chacun au moins un trou traversant l’épaisseur de la semelle monolithique, ledit trou étant apte à coopérer avec l’élément de fixation des cales avant et arrière ;
- le rebord avant du creux arrière comporte une protubérance faisant saillie dans ledit creux arrière, située entre la cale arrière et le côté latéral de la semelle monolithique où le creux arrière débouche, ladite protubérance étant apte à repousser le dispositif d’attachement arrière de la pédale automatique vers l’arrière de la semelle monolithique lors d’une phase de décrochage de la chaussure ;
- la distance entre le rebord arrière et le rebord avant du creux avant est dimensionnée pour permettre le passage du dispositif d’attachement avant de la pédale automatique lors de la phase d’accrochage de la chaussure dans ladite pédale ;
- la distance entre les rebords latéraux du creux avant est plus grande du côté avant de la semelle monolithique que celle du côté arrière de ladite semelle monolithique ;
- la face du dessous de la semelle monolithique est recouverte d’un revêtement adhérent et résistant à l’abrasion excepté le creux avant, le creux arrière et la zone en contact avec la pédale automatique pendant les phases de pédalage, d’accrochage et de décrochage de la chaussure.
Selon des variantes :
- le creux avant débouche sur l’extrémité avant de la semelle.
- la semelle comporte deux parois latérales, une paroi avant recouvrant les orteils et une paroi arrière recouvrant le talon, l’ensemble étant monobloc.
L’invention a également pour objet un kit qui facilite la transmission des efforts entre le pied et la pédale lors des phases de pédalage.
Selon l’invention, ce but est atteint par un kit comportant une pédale automatique et un ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le creux avant et le creux arrière reçoivent respectivement le dispositif d’attachement avant et le dispositif d’attachement arrière de ladite pédale automatique, la pédale automatique possédant une zone de support disposée entre le dispositif d’attachement avant et le dispositif d’attachement arrière et face à un arbre de rotation de la pédale automatique, la zone de contact étant en appui sur la zone de support.
L’invention a également pour objet un procédé de fixation entre un ensemble selon l’une des configurations précédentes et une pédale automatique pour former une connexion assurant une meilleure transmission des efforts lors du pédalage.
Le procédé de fixation d’un ensemble selon l’une quelconque des configurations avec une pédale automatique est remarquable en ce que la pédale automatique possède une zone de support disposée entre un dispositif d’attachement avant et un dispositif d’attachement arrière et face à un arbre de rotation de la pédale automatique et en ce que le procédé comprend les étapes suivantes :
- fournir l’ensemble et la pédale automatique,
- fixer la cale avant avec le dispositif d’attachement avant, - fixer la cale arrière avec le dispositif d’attachement arrière, la zone métatarsienne de la semelle venant en appui direct avec la zone de support de la pédale automatique.
Description sommaire des dessins
D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation et de mise en œuvre de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés aux dessins annexés, dans lesquels :
- la figure 1 représente une vue en trois dimensions de dessous et du côté intérieur d’un ensemble composé d’une chaussure avec la semelle monolithique selon l’invention équipée des cales avant et arrière avec leurs éléments de fixation, l’ensemble étant accroché à une pédale automatique en position de pédalage ;
- la figure 2 est une vue en trois dimensions de la face du dessus de la pédale automatique où apparaissent les dispositifs d’accrochage avant et arrière de la pédale automatique;
- la figure 3 est une vue en trois dimensions du dessous et du côté extérieur de la semelle monolithique selon l’invention équipée des cales avant et arrière avec leurs éléments de fixation. La zone de contact de la semelle sur la pédale est délimitée par les traits mixtes;
- la figure 4 est une vue en trois dimensions de la face du dessous de la cale avant avec son élément de fixation;
- la figure 5 est une vue en trois dimensions de la face du dessous de la cale arrière avec ses deux éléments de fixation;
- la figure 6 représente une vue de dessous de la semelle monolithique selon l’invention équipée de la cale arrière avec ses éléments de fixation, agrandie sur la zone du creux arrière;
- la figure 7 représente une vue en trois dimensions de dessous et du côté extérieur d’un ensemble composé de la chaussure avec la semelle monolithique selon l’invention équipée des cales avant et arrière avec leurs éléments de fixation et de la pédale automatique ; l’ensemble étant représenté dans une phase intermédiaire de décrochage de la chaussure;
- la figure 8 représente une vue en trois dimensions de dessous et du côté intérieur d’un ensemble composé de la chaussure avec la semelle monolithique selon l’invention équipée des cales avant et arrière avec leurs éléments de fixation et de la pédale automatique ; l’ensemble étant représenté dans une phase intermédiaire d’accrochage de la chaussure dans la pédale automatique ;
- la figure 9 est une vue en trois dimensions du dessus et du côté intérieur de la semelle monolithique selon l’invention ;
- la figure 10 représente une vue en trois dimensions de la face du dessous et du côté intérieur de la semelle monolithique selon l’invention équipée des cales avant et arrière avec leurs éléments de fixation et revêtue partiellement de crampon en caoutchouc ;
- la figure 11 représente une variante de l’invention vue en trois dimensions de la face du dessus et du côté intérieur de la semelle monolithique comportant deux parois latérales, une paroi avant et une paroi arrière.
Description des modes de réalisation
La figure 1 montre une chaussure de cyclisme sur route (1 ) comportant la semelle monolithique (2) selon l’invention et équipée d’une cale avant (4) et d’une cale arrière (5), l’ensemble étant accroché à une pédale automatique (3).
En référence aux figures 1 à 3, la semelle monolithique (2) selon l’invention est en plastique ou en matériau composite et sa rigidité est telle que sa déformation est la plus faible possible sous l’effort exercé par l’utilisateur lors d’une action de pédalage. Ladite semelle monolithique (2) comporte sur sa face du dessous :
- un creux avant (6) situé entre l’extrémité avant de la semelle monolithique (2) et la zone de contact (9) avec la pédale automatique (3), et sensiblement au milieu de la largeur de ladite semelle monolithique (2).
- un creux arrière (7) positionné sensiblement au milieu de la longueur et de la largeur de ladite semelle monolithique (2) et débouchant sur le côté latéral interne de ladite semelle monolithique (2). Le côté interne est celui qui se trouve du côté du pédalier du vélo lorsque l’utilisateur pédale. Le creux avant (6) se situe donc dans la zone des phalanges et le creux arrière (7) dans celle de la voûte plantaire. Lesdits creux avant et arrière (6, 7) sont dimensionnés pour recevoir respectivement le dispositif d’attachement avant (10) et le dispositif d’attachement arrière (11) de la pédale automatique (3) et pour recevoir respectivement la cale avant (4) et la cale arrière (5) de manière à ce qu’elles soient intégrées totalement dans la profondeur desdits creux avant et arrière (6, 7). Les cales avant et arrière (4, 5) ne sont donc pas en saillie de la semelle monolithique (2), ce qui permet à l’utilisateur de pouvoir marcher sans que lesdites cales (4, 5) ne gênent le déroulement de la semelle sur le sol.
En référence à la figure 3, la zone (9), située dans la région métatarsienne, entre les creux avant et arrière (6,7), est lisse et dédiée à un contact direct avec la face supérieure de la pédale automatique (3) afin de transmettre directement les forces de la chaussure (1) vers la pédale automatique (3), augmentant ainsi la performance lors des phases de pédalage. L’autre avantage de ce contact direct est que la distance entre la semelle monolithique (2) et la pédale automatique (3) est par conséquent nulle, ce qui est une caractéristique (appelée « bio position ») recherchée pour augmenter la performance au pédalage.
En référence aux figures 3 à 5, la cale avant (4) est positionnée en contact avec le rebord arrière (12) du creux avant (6) et orientée avec le moyen de liaison avant (14) vers l’avant de la semelle monolithique (2). La cale arrière (5) est positionnée en contact avec le rebord avant (13) du creux arrière (7) et orientée avec le moyen de liaison arrière (15) vers l’arrière de ladite semelle monolithique (2).
Le creux avant (6) comporte un trou traversant la semelle monolithique (2) apte à recevoir l’élément de fixation (16) pour fixer la cale avant (4). Le creux arrière (7) comporte deux trous traversant la semelle monolithique (2) aptes à recevoir les éléments de fixation (16) pour fixer la cale arrière (5). Les éléments de fixation (16) sont insérés dans des écrous, rapportés par l’intérieur de la chaussure (1 ) ou noyés dans la matière de la semelle monolithique (2).
En référence à la figure 6, le rebord avant du creux arrière (7) comporte une protubérance (8) faisant saillie dans ledit creux arrière (7). Ladite protubérance (8) est située entre la cale arrière (5) et le côté latéral de la semelle monolithique (2) dans lequel le creux arrière (7) débouche. La protubérance (8) est apte à repousser le dispositif d’attachement arrière (11 ) de la pédale automatique (3) vers l’arrière de la semelle monolithique (2) lors d’un geste de rotation de la chaussure
(I) vers l’extérieur du cycle.
Le creux arrière (7) est débouchant sur le côté latéral interne de la semelle monolithique afin de permettre le passage du dispositif d’attachement arrière (11) de la pédale automatique (3) lors de la phase de décrochage de la chaussure (1) (décrite au paragraphe suivant).
Selon l’illustration de la figure 7, lors d’une phase de décrochage de la chaussure depuis la position de pédalage, l’utilisateur fait un geste de rotation du pied, le talon allant vers l’extérieur du vélo (geste représenté par la grosse flèche). Durant ce geste, le dispositif d’attachement arrière (11) de la pédale automatique (3) se déplace dans le creux arrière (7) de la semelle monolithique (2). Lors de ce mouvement relatif à la semelle monolithique (2), le dispositif d’attachement arrière
(I I) va venir en contact avec la protubérance (8) ce qui va alors pousser le dispositif d’attachement arrière (11) vers l’arrière de la semelle monolithique (2) (déplacement représenté par la petite flèche). Le dispositif d’attachement arrière (11) étant précontraint par un élément élastique, son déplacement va alors créer une force résistante au décrochage de la chaussure (1). Durant cette première phase, la chaussure (1) est toujours accrochée à la pédale automatique (3), et, en poursuivant le geste de rotation du pied, la chaussure (1) se décrochera lorsque le dispositif d’accrochage arrière (11) s’échappera de la cale arrière (5). Le dispositif d’attachement avant (10) se dégagera naturellement de la cale avant (4) lorsque le dispositif d’attachement arrière (11 ) sera décroché de la cale arrière (5). En référence aux figures 2 et 3, la distance entre le rebord arrière (12) et le rebord avant du creux avant (6) est dimensionnée pour permettre le passage du dispositif d’attachement avant (10) de la pédale automatique (3) lors de la phase d’accrochage (décrite au paragraphe suivant) de la chaussure (1) dans ladite pédale (3). La distance entre les rebords latéraux du creux avant (6) est plus grande du côté avant que du celle du côté arrière. Le creux avant (6) forme ainsi un canal plus étroit en partie arrière afin de faciliter l’engagement et le guidage du dispositif d’attachement avant (10) lors de la phase d’accrochage de la chaussure (1) dans la pédale automatique (3). En référence à la figure 8, l’opération d’accrochage se fait par un geste relatif de la chaussure (1) par rapport à la pédale automatique (3), de l’arrière vers l’avant de la pédale (sens indiqué par la flèche) tout en maintenant un contact entre la face du dessous de la semelle monolithique (2) et la face de la pédale automatique (3) où se trouvent les dispositifs d’attachement avant et arrière (10, 11) jusqu’à engagement du moyen de liaison avant (14) de la cale avant (4) dans le dispositif d’attachement avant (10), suivi d’un mouvement du talon (indiqué par la petite flèche) du haut vers le bas qui provoque l’insertion de la cale arrière (5) dans le dispositif d’attachement arrière (11) de ladite pédale automatique (3).
La figure 9 montre que les creux avant et arrière (6, 7) forment respectivement une bosse avant (17) et une bosse arrière (18) sur la face du dessus de la semelle monolithique (2). La bosse arrière (18) est située au niveau du creux naturel de la voûte plantaire de l’utilisateur et la bosse avant (17) est située dans le creux naturel des phalanges de l’utilisateur. Le contact entre le pied et les bosses avant et arrière (17, 18) est ainsi peu gênant, ce qui préserve le confort de l’utilisateur. En référence à la figure 10, la semelle monolithique (2) selon l’invention est recouverte partiellement par un revêtement (19) de type caoutchouc ou similaire, adhérent et résistant à l’abrasion. Les zones d’appui de la semelle monolithique (2) sur la pédale automatique (3) lors de la phase pédalage et lors des phases d’accrochage et de décrochage de la chaussure (1) sont épargnées par le revêtement (19).
Dans un autre mode de réalisation, l’épaisseur de la semelle monolithique (2) est telle que sa surface du dessus est lisse. Les creux avant et arrière (6, 7) sont noyés dans l’épaisseur de ladite semelle monolithique (2) et les bosses (17, 18) ne sont donc plus présentes dans ce mode de réalisation.
Dans un mode de réalisation différent, la protubérance (8) est intégrée dans la cale arrière (5), le moyen de liaison arrière (15) et la protubérance (8) formant alors une seule pièce.
Selon un autre mode de réalisation, le creux arrière n’est pas débouchant et s’arrête à proximité du côté latéral interne de la semelle monolithique (2), la distance entre les deux bords latéraux du creux arrière (7) est telle qu’elle puisse permettre le décrochage de la chaussure.
Selon un autre mode de réalisation, le creux avant (6) est débouchant sur l’extrémité avant de la semelle.
Dans le mode de réalisation illustré à la figure 11 , 1a semelle monolithique (2) selon l’invention comporte deux parois latérales (20), une paroi avant (21) recouvrant en totalité ou partiellement les orteils et une paroi arrière (22) recouvrant en totalité ou partiellement le talon, l’ensemble étant monobloc.
Les autres modes de réalisations cités peuvent être combinés ou être en remplacement de certaines caractéristiques décrites dans le mode de réalisation principal.
L’invention décrite est particulièrement bien adaptée à la pratique du cyclisme sportif sur route et sur piste gravillonnée, comprenant le cyclotourisme.
Comme indiqué précédemment, la semelle, l’ensemble et la chaussure éventuellement en association avec la pédale automatique sont principalement destinés au cyclisme sur route ou « gravel ». La semelle doit être rigide afin de transmettre le plus efficacement possible les efforts du cycliste sur les pédales. La semelle est donc plus rigide que la semelle équivalente que l’on rencontre dans le cyclisme de montagne ou VTT à l’exception des chaussures de « cross-country ».
Aujourd’hui, les chaussures de cyclisme sur route en compétition et pour les passionnés avertis sont quasiment toutes formées par une semelle rigide qui définit à sa surface trois trous ou plus qui sont des trous de fixation pour une cale triangulaire également appelée cale delta. Cette configuration permet d’avoir une semelle monolithique suffisamment rigide pour assurer un bon transfert de puissance. La cale est montée en saillie de la face inférieure de la semelle pour venir se fixer sur la pédale.
Malheureusement, cette configuration n’est pas optimale. Afin d’augmenter l’efficacité de la transmission de puissance entre le cycliste et le pédalier, il est particulièrement avantageux que la distance entre le pied et l’axe de rotation de la pédale soit la plus faible possible pour que le maximum de puissance soit transmis durant la rotation de la pédale.
En conséquence, il est particulièrement intéressant de modifier les configurations des semelles de l’art antérieur afin d’obtenir une semelle de faible épaisseur tout en étant suffisamment rigide pour son utilisation dans le cyclisme sur route.
Une réalisation alternative de semelle a été divulguée dans le document US 4,893,420 qui propose d’utiliser une seule cale triangulaire disposée dans une cavité creusée à l’intérieure de la semelle. Cependant, il ressort que cette réalisation est difficile à mettre en œuvre et ne procure pas les avantages recherchés.
En effet, dans les chaussures classiques de cyclisme sur route, les écrous sont noyés dans l’épaisseur de la semelle sous la zone métatarsienne de sorte que l’épaisseur de semelle est classiquement égale ou supérieure à 6mm pour assurer une bonne fixation de la cale triangulaire sur la semelle. Le document US 4,893,420 utilisant une intégration conventionnelle des écrous de fixation de la cale, il en ressort que l’épaisseur de la semelle face à la zone métatarsienne du pied est sensiblement égale à celle des chaussures classiques et que la semelle est plus épaisse tout autour de la cale. Cette intégration peut être intéressante pour le cyclotourisme où l’utilisateur peut marcher régulièrement, mais elle ne permet pas d’améliorer l’efficacité de la transmission de puissance entre le pied et le pédalier.
Il apparait également que plus la semelle est rigide plus il est difficile de marcher car la chaussure se plie peu et la cale triangulaire formant les cales avant et arrière est particulièrement glissante ce qui peut entraîner des chutes. Avec les chaussures classiques de l’art antérieur, la cale montée sous la zone métatarsienne du pied forme le principal point de contact entre le sol et le cycliste de sorte que lors de l’opération de marche la cale plastique forme le point de pivot qui peut glisser. Afin de réduire le risque de chute, il est classique d’intégrer des crampons sous la semelle.
Comme indiqué plus haut, pour améliorer la transmission des efforts entre le cycliste et la pédale, il est préférable de réduire autant que possible l’épaisseur de l’interface entre le pied et la pédale et notamment entre l’axe de rotation de la pédale et la zone métatarsienne du pied.
La semelle possède une face inférieure destinée à prendre appui sur une face supérieure de la pédale. La semelle possède une face supérieure destinée à recevoir le pied du cycliste et opposée à la face inférieure. La face supérieure peut être recouverte d’une ou plusieurs couches de confort. La semelle possède également des faces interne et externe opposées.
La semelle définit une première cavité dite creux avant 6 qui est destinée à recevoir une cale avant 4. La semelle définit une seconde cavité dite creux arrière 7 qui est destinée à recevoir une cale arrière 5. La cale avant 4 et la cale arrière 5 peuvent être en métal ou en matériau polymère ou en matériau composite. Comme illustré sur les figures 1 , 3, 5, 7, 8 et 9, il est particulièrement avantageux que la surface d’appui sur la pédale soit formée par la semelle. La zone métatarsienne 9 de la cale vient en appui sur la surface supérieure de la pédale de manière à former une zone de contact assurant un bon transfert de puissance. Il est particulièrement avantageux que la courbure de la semelle soit identique ou sensiblement identique à celle de la face supérieure de la pédale afin d’avoir une zone d’appui étendue entre la semelle et la pédale et ainsi faciliter la transmission d’efforts.
Alors que les configurations de l’art antérieur prévoient que la pédale se fixe à la semelle par une ou plusieurs cales de fixation qui séparent la semelle et la pédale, la configuration illustrée prévoit que la zone métatarsienne de la pédale vienne directement en appui sur la pédale, c’est-à-dire sans que l’effort fourni par le pied sur la pédale passe par la cale dans les phases descendante du pédalage.
La zone métatarsienne 9 de la semelle se trouve entre le creux avant 6 et le creux arrière 7. La zone métatarsienne est préférentiellement dépourvue de tout moyen de fixation, et par exemple des écrous que l’on rencontre classiquement dans les semelles de l’art antérieur. Il est alors possible de former une zone métatarsienne dont l’épaisseur est plus faible que dans l’art antérieur, par exemple inférieure à 4mm, de préférence inférieure à 2mm.
De manière préférentielle, le creux avant 6 et le creux arrière 7 sont séparés par la zone métatarsienne 9 de la semelle destinée à venir en vis-à-vis des métatarses du pied d’un utilisateur, la zone métatarsienne formant la zone de contact 9 avec la pédale automatique 3. La zone métatarsienne est dépourvue d’élément de fixation 16 de la cale avant 6 et de la cale arrière 7, l’épaisseur de zone métatarsienne étant inférieure ou égale à 4mm.
De manière privilégiée, la zone métatarsienne est formée par une épaisseur constante.
Afin d’avoir une zone métatarsienne mince et rigide, il est particulièrement avantageux de décaler la cale avant et la cale arrière par rapport aux positions utilisées classiquement. Il est avantageux de décaler la cale avant en direction de l’avant du pied jusqu’à venir face aux phalanges. Il est avantageux de décaler la cale arrière vers l’arrière du pied pour venir face à la voûte plantaire.
Il est particulièrement avantageux de prendre appui sur la zone métatarsienne 9 au lieu de prendre appui sur une cale montée en saillie de la semelle car cela permet de réduire la distance entre le pied et la pédale. Cependant, il est également intéressant de choisir une configuration de semelle qui permet de conserver une faible épaisseur de semelle ainsi qu’une faible masse.
Il est avantageux de prévoir que la première cavité ou creux avant 6 se trouve face aux phalanges et forme une première protubérance sur la face supérieure de la semelle. La première protubérance se trouve face aux phalanges, c’est-à-dire dans une zone où l’appui du pied lors de phase de transmission d’effort est faible. Il est également avantageux de prévoir que la deuxième cavité ou creux arrière 7 se trouve face à la voûte plantaire. Là encore, l’éventuelle deuxième protubérance formée sur la face supérieure de la semelle et liée à la deuxième cavité vient combler une partie du creux formé par la voûte plantaire. La deuxième cavité débouche uniquement sur la face interne de la semelle.
Les protubérances liées à l’intégration des cales dans l’épaisseur de la semelle sont formées dans des zones adaptées de la semelle.
Afin de diminuer la hauteur de la première protubérance et/ou de la deuxième protubérance, il est avantageux de former une paroi sommitale de la cavité avec une épaisseur moindre que l’épaisseur adjacente de la semelle autour du creux. La paroi sommitale de la cavité intervenant peu dans la tenue mécanique de la cale associée, l’épaisseur de la paroi sommitale peut être réduite d’au moins 30% par rapport à l’épaisseur de la semelle autour du creux. Il est encore plus avantageux de diviser l’épaisseur d’au moins un facteur deux.
De manière préférentielle, la semelle est rigide c’est-à-dire qu’elle est indéformable lorsque l’on marche avec une chaussure comportant ladite semelle. Afin de maintenir une semelle rigide et un faible poids, il est préférable que la semelle ne soit pas ajourée sur toute sa largeur ce qui évite la déformation de la semelle et donc diminue la transmission des efforts.
Afin d’assurer une bonne transmission des efforts, lors du pédalage, il est avantageux que la zone située sous le talon présente une nervure ce qui permet d’augmenter la rigidité.
Dans cette construction, le pied est uniquement séparé de la face supérieure de la pédale par la semelle et éventuellement quelques couches de confort montées sur la face supérieure de la semelle. La configuration présentée permet de former une zone métatarsienne dont l’épaisseur est inférieure à 4mm, c’est-à-dire nettement inférieure à l’épaisseur classique d’un écrou qui assure la fixation de la cale.
Dans une configuration avantageuse, la zone métatarsienne 9 peut éventuellement être recouverte par une couche de renfort destinée à protéger la zone métatarsienne 9 lorsque l’utilisateur marche avec la semelle. La couche de renfort peut éventuellement reliée la cale avant à la cale arrière. La couche de renfort peut également faciliter le glissement de la zone métatarsienne par rapport à la pédale. Il est également possible d’intégrer la couche de renfort directement dans la semelle, par exemple par surmoulage. De manière avantageuse, l’épaisseur de la couche de renfort est inférieure à 1 mm.
Comme illustré sur les figures 1 , 3, 5, 7, 8 et 9, il est particulièrement avantageux que la face inférieure de la semelle 2 soit courbe ou sensiblement plane. Par « courbe », on entend que la face inférieure de la semelle remonte depuis la zone métatarsienne jusqu’à la pointe avant de la semelle.
Il est également préférable que la surface inférieure de la cale avant affleure avec la surface inférieure de la semelle voire soit légèrement enfoncée dans l’épaisseur de la semelle. Il est également avantageux que la surface inférieure de la cale arrière soit à l’intérieure de semelle, c’est-à-dire qu’elle déborde de la surface inférieure de la semelle hors du creux arrière voire soit montée affleurante.
La cale avant est maintenue dans la semelle au moyen d’un système de fixation, par exemple une vis. Il est préférable que la cale avant vienne en appui sur les faces latérales de la première cavité, c’est-à-dire selon la largeur de la semelle sans obligatoirement venir en appui sur la paroi de fond.
Cette configuration est mécaniquement plus résistante qu’une cale montée en saillie sur la semelle.
La cale arrière est maintenue dans la semelle au moyen d’un système de fixation, par exemple une vis. Il est préférable que la cale arrière vienne en appui sur les faces latérales de la première cavité.
Dans la configuration illustrée, les cales avant et arrière profitent des faces latérales des cavités pour augmenter de la tenue mécanique conférée par la semelle et ainsi assurer une meilleure tenue au cisaillement lors des opérations de séparation entre la semelle et la pédale.
De cette manière une partie de la pédale s’insère dans l’épaisseur de la semelle. Lorsque l’épaisseur de la semelle est faible, il est possible que le creux avant et/ou creux arrière possèdent une hauteur supérieure à l’épaisseur de la semelle. Dans ce cas de figure, la face inférieure de la semelle dans le creux avant et/ou arrière se trouve dans un plan au-dessus du plan défini par la face supérieure de la semelle autour de la protubérance associée. En d’autres termes, la zone métatarsienne présente une épaisseur entre la face supérieure et la face inférieure qui est inférieure ou égale à la profondeur du creux arrière. La protubérance permet de renforcer la semelle.
Une partie de l’épaisseur de la protubérance peut être en compensée par la ou les couches de confort qui sont disposées sur la face supérieure de la semelle pour séparer le pied et la semelle.
Comme indiqué plus haut, il est avantageux que la semelle soit monobloc c’est-à- dire formée par une seule pièce. Il est également avantageux que la semelle ne comporte que la cavité avant et la cavité arrière.
Dans les différents exemples de réalisation illustrés, l’intégration des cales avant et arrière à l’intérieure de l’épaisseur de la semelle permet d’avoir une zone métatarsienne dépourvue d’insert, de cale ou d’autres éléments en saillie. La zone métatarsienne de la semelle est préférentiellement plate ou plane afin d’autoriser la formation d’une zone de contact plus importante avec la pédale.
Dans un mode de réalisation, la semelle est intégralement réalisée en matériau composite, par exemple en fibre de carbone. Il est également possible de prévoir une semelle moulée.
La semelle peut comporter des moyens de réglage de la cale avant selon l’axe longitudinal de la semelle de manière à rapprocher la cale avant vers la pointe avant de la semelle ou vers le talon de la semelle. La semelle peut comporter des moyens de réglage de la cale arrière selon l’axe longitudinal de la semelle de manière à rapprocher la cale arrière vers la pointe avant de la semelle ou vers le talon de la semelle.
La semelle coopère avec une pédale dite pédale automatique qui possède des dispositifs d’attachement avant et arrière 10, 11 qui sont destinés à coopérer respectivement avec la cale avant 4 et la cale arrière 5. La pédale possède un corps avec un arbre de rotation qui est destiné à se fixer au vélo. Le corps tourne autour de l’arbre rotation.
Le corps définit une surface de support qui reçoit la zone métatarsienne 9. Lors du pédalage, la zone métatarsienne 9 appuie sur la surface de support ce qui fait tourner le pédalier. Le dispositif d’attachement avant et le dispositif d’attachement arrière sont séparés par la surface de support et par l’arbre de rotation.
De manière préférentielle, la zone métatarsienne de la semelle vient en appui sur la surface de support et une partie avant de la semelle vient en appui d’une partie avant du corps. Il est également avantageux que la partie arrière de la semelle vienne en appui d’une partie arrière du corps.
Avantageusement, le corps définit un berceau avec les dispositifs d’attachement avant et arrière 10, 11 montés en saillie. Le corps est préférentiellement courbé avec une courbure identique ou sensiblement identique à celle de la partie avant de la semelle. De cette manière, lorsque la semelle appuie sur la pédale, elle possède une surface d’appui plus étendue que les configurations de l’art antérieur ce qui facilite la transmission d’un effort important sur l’arbre de rotation et donc sur le pédalier.
La configuration illustrée permet de former une semelle rigide tout en étant mince, de faible masse. A titre d’exemple, l’application d’un effort de 25N appliqué à 170mm de la zone métatarsienne faisant face à l’arbre de rotation de la pédale se traduit par un déplacement inférieur ou égal à 10mm, la zone métatarsienne 9 étant encastrée. L’effort et le déplacement sont appliqués et mesurés à 170mm en direction du talon afin de représenter un effort de pédalage.
La pédale automatique et l’ensemble formée par la semelle et les cales avant et arrière forment un kit qui facilite la transmission des efforts de pédalage.
Le creux avant 6 et le creux arrière 7 reçoivent respectivement le dispositif d’attachement avant 10 et le dispositif d’attachement arrière 11 de la pédale automatique 3. La pédale automatique possède une zone de support disposée entre le dispositif d’attachement avant 10 et le dispositif d’attachement arrière 11 et face à un arbre de rotation de la pédale automatique 3, la zone de contact 9 étant en appui sur la zone de support.
La configuration particulière de la semelle avec les cales avant et arrière permet une fixation plus performante sur la pédale automatique. La cinématique de fixation reste conventionnelle afin de faciliter son acceptation par le public. Le procédé comprend les étapes suivantes :
- fournir l’ensemble et la pédale automatique,
- fixer la cale avant avec le dispositif d’attachement avant,
- fixer la cale arrière avec le dispositif d’attachement arrière, la zone métatarsienne de la semelle venant en appui direct avec la zone de support de la pédale automatique.

Claims

Revendications
1. Ensemble composé d’une semelle monolithique (2) rigide en plastique ou en matériau composite d’une chaussure de cyclisme (1), d’une cale avant (4) comportant un moyen de liaison avant (14) apte à coopérer avec un dispositif d’attachement avant (10) d’une pédale automatique (3) et d’une cale arrière (5) comportant un moyen de liaison arrière (15) apte à coopérer avec un dispositif d’attachement arrière (11) de ladite pédale automatique (3), lesdites cales étant fixées sur la face du dessous de ladite semelle monolithique (2) caractérisé en ce que ladite semelle monolithique (2) comporte sur sa face du dessous un creux avant (6) situé entre l’extrémité avant de ladite semelle monolithique (2) et la zone de contact (9) avec la pédale automatique (3) et sensiblement au milieu de la largeur de ladite semelle monolithique (2) ; et un creux arrière (7) positionné sensiblement au milieu de la longueur et de la largeur de ladite semelle monolithique (2) et débouchant sur au moins un des côtés latéraux ; ledit creux avant (6) et ledit creux arrière (7) sont dimensionnés pour recevoir respectivement le dispositif d’attachement avant (10) et le dispositif d’attachement arrière (11) de ladite pédale automatique (3) et pour recevoir respectivement la cale avant (4) et la cale arrière (5) de manière à ce qu’elles soient intégrées totalement dans la profondeur desdits creux avant et arrière (6, 7).
2. Ensemble selon la revendication précédente caractérisé en ce que la cale avant (4) est en contact avec le rebord arrière (12) du creux avant (6) et en ce que le moyen de liaison avant (14) de ladite cale avant (4) est orienté vers l’avant de ladite semelle monolithique (2).
3. Ensemble selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que la cale arrière (5) est en contact avec le rebord avant (13) du creux arrière (7) et en ce que le moyen de liaison arrière (15) de ladite cale arrière (5) est orienté vers l’arrière de ladite semelle monolithique (2).
4. Ensemble selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que le creux avant (6) et le creux arrière (7) comportent chacun au moins un trou traversant l’épaisseur de la semelle monolithique (2), ledit trou étant apte à coopérer avec l’élément de fixation (16).
5. Ensemble selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que le rebord avant du creux arrière (7) comporte une protubérance (8) faisant saillie dans ledit creux arrière (7) et située entre la cale arrière (5) et le côté latéral de la semelles monolithique (2) dans lequel ledit creux arrière (7) débouche ; ladite protubérance (8) étant apte à repousser le dispositif d’attachement arrière (11) de pédale automatique (3) vers l’arrière de ladite semelle monolithique (2) lors d’une phase de décrochage de la chaussure (1).
6. Ensemble selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que la face du dessous de la semelle monolithique (2) est recouverte d’un revêtement adhérent (19) excepté le creux avant (6), le creux arrière (7) et la zone en contact avec la pédale automatique (3) pendant les phases de pédalage, d’accrochage et de décrochage de la chaussure (1).
7. Ensemble selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que le creux avant (6) et le creux arrière (7) sont séparés par la zone métatarsienne (9) de la semelle destinée à venir en vis-à-vis des métatarses du pied d’un utilisateur, la zone métatarsienne formant la zone de contact (9) avec la pédale automatique (3) et en ce que la zone métatarsienne est dépourvue d’élément de fixation (16) de la cale avant (6) et de la cale arrière (7), l’épaisseur de zone métatarsienne étant inférieure ou égale à 4mm.
8. Ensemble selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que la face inférieure de la cale avant (4) et la face inférieure de la cale arrière (5) affleurent avec la face inférieure de la semelle ou est dans l’épaisseur de la semelle et en ce que la cale avant (4) et la cale arrière (5) sont séparées par la zone métatarsienne de la semelle destinée à venir en vis-à-vis des métatarses du pied d’un utilisateur, la zone métatarsienne formant la zone de contact (9) avec la pédale automatique (3).
9. Ensemble selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que le creux avant (6) est destiné à venir en vis-à-vis des phalanges du pied d’un utilisateur et en ce que le creux arrière (7) est destiné à venir en vis-à-vis de la voûte plantaire du pied d’un utilisateur.
10. Ensemble selon la revendication précédente caractérisé en ce que le creux avant (6) et le creux arrière (7) forment respectivement une première protubérance et une deuxième protubérance sur la face supérieure de la semelle, la première protubérance étant destinée à venir en vis-à-vis des phalanges du pied d’un utilisateur et la deuxième protubérance étant destinée à venir en vis-à-vis de la voûte plantaire du pied d’un utilisateur.
11. Ensemble selon la revendication précédente caractérisé en ce que la zone métatarsienne présente une épaisseur entre la face supérieure et la face inférieure qui est inférieure ou égale à la profondeur du creux arrière (7).
12. Kit comportant une pédale automatique et un ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le creux avant (6) et le creux arrière (7) reçoivent respectivement le dispositif d’attachement avant (10) et le dispositif d’attachement arrière (11) de ladite pédale automatique (3), la pédale automatique possédant une zone de support disposée entre le dispositif d’attachement avant (10) et le dispositif d’attachement arrière (11) et face à un arbre de rotation de la pédale automatique (3), la zone de contact (9) étant en appui sur la zone de support.
13. Procédé de fixation d’un ensemble selon l’une quelconque des revendications 1 à 11 avec une pédale automatique (3) possédant une zone de support disposée entre un dispositif d’attachement avant (10) et un dispositif d’attachement arrière (11) et face à un arbre de rotation de la pédale automatique (3), le procédé comprenant les étapes suivantes :
- fournir l’ensemble et la pédale automatique (3),
- fixer la cale avant (4) avec le dispositif d’attachement avant (10),
- fixer la cale arrière (5) avec le dispositif d’attachement arrière (11 ), la zone métatarsienne (9) de la semelle (2) venant en appui direct avec la zone de support de la pédale automatique (3).
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