FR2863458A1 - Semelle et talon de chaussure renforces a absorption d'energie et durabilite ameliorees - Google Patents

Abstract

Une semelle de chaussure constituée au moins en partie, d'au moins une couche de matériau flexible tel qu'un élastomère compact ou alvéolaire, intégrant des renforts, est caractérisée selon l'invention en ce que lesdits renforts (8, 15) ont une forme élancée, telle que les dimensions caractérisant leurs sections (β, λ) sont inférieures à leurs longueurs, lesdits renforts (8, 15) s'étendent sur au moins la moitié de l'épaisseur de ladite couche (11, 20, 101, 103) de la semelle, lesdits renforts (8, 15) sont noyés dans le matériau flexible de ladite couche (11, 20, 101, 103) qui les intègre, chacun desdits renforts (8, 15) a une orientation comprise entre 30 et 150° par rapport à la surface extérieure (13) de la semelle, lesdits renforts (8, 15) sont liés à une base (7, 16, 66, 71) de forme élargie à leur extrémité dirigée vers la surface extérieure (13) de la semelle, et lesdits renforts (8, 15) sont flexibles.Application aux chaussures de sport, chaussures et bottes confortables, chaussures de sécurité et orthopédiques.

Description

L'invention concerne le domaine des chaussures et bottes, en particulier

leurs semelles et talons. Elle vise principalement les chaussures de sport, les chaussures et bottes confortables, les chaussures de sécurité et orthopédiques.

Une chaussure doit être conçue pour s'adapter au mieux à la forme du pied et respecter 5 son mouvement. Elle doit également amortir les chocs, stabiliser le pied au sol et assurer un bon confort thermique.

Mais il y a un antagonisme entre la recherche de l'amortissement des chocs lors du contact du pied sur le sol et l'obtention d'une efficacité optimale de la motricité, de la durée de vie et de la légèreté des semelles.

La recherche de propriétés de protection, de souplesse et d'adhérence a mené à l'utilisation du caoutchouc. Ses caractéristiques mécaniques et de résistance à l'abrasion en font le matériau à semelle le plus performant. Alors que les semelles en élastomère souple ne sont pas suffisamment stables et résistantes, celles en élastomère à forte dureté présentent une trop forte raideur, source d'inconfort et une faible résistance à la déchirure sous les flexions répétées.

Pour répondre à diverses conditions d'utilisation, souvent plusieurs élastomères composent la semelle: élastomère compact pour la couche d'usure et mousse EVA, ou polyuréthane (PU) expansé pour la semelle intermédiaire dite aussi couche de confort.

L'apparition de la semelle compensée, puis celle de la semelle en mousse EVA et ensuite des coussins d'air sous pression dans les semelles ont répondu à un besoin majeur d'amorti et de confort. Ces semelles s'avèrent trop souples pour absorber l'énergie de l'impact du talon sur le sol. En effet les pics d'impact peuvent représenter une charge correspondant à 4 ou 5 fois le poids du corps. Aussi sous la répétition des sollicitations, les élastomères microcellulaires en EVA ou en PU fluent, ils ont tendance à se tasser et perdent leurs propriétés élastiques. Par conséquent l'épaisseur des talons et semelles a augmenté pour obtenir une course d'absorption d'énergie plus grande. Mais elle ne peut être très importante sans générer un inconfort: perte de stabilité impliquant souvent une pronation excessive, et trop lourde. Puis d'autres principes sont apparus pour absorber davantage d'énergie: air circulant entre plusieurs cavités, incorporation de gel encapsulé dans une enveloppe, de micro-billes. Ces dispositifs techniques sont relativement complexes et engendrent un coût important de la semelle. De plus ils dissipent une grande partie de l'énergie ce qui entraîne une fatigue accentuée des utilisateurs. Et ils ne conservent pas leurs performances très longtemps. Aussi des structures élastiques sont intégrées dans les semelles pour les rendre plus résistantes et offrir un contrôle de stabilité. Elles ont diverses formes: à alvéoles en nid d'abeille, anneau, soufflet. Ces structures reprennent l'essentiel des efforts et la matière environnante ne sert que de garniture. Et elles admettent de moindres déformations, limitant la capacité d'absorption d'énergie.

L'invention proposée est différente des solutions antérieures et vient en concurrence et/ou en complément avec les dispositifs agissant pour améliorer l'absorption tout en préservant la restitution d'énergie, le confort, la stabilité, la souplesse et la légèreté des semelles. Selon l'invention, la semelle de chaussure est constituée au moins en partie, d'au moins une couche de matériau flexible tel qu'un élastomère compact ou alvéolaire (élastomère expansé), intégrant des renforts, caractérisée en ce que: lesdits renforts ont une forme élancée c'est à dire minces et hauts, telle que les dimensions caractérisant leurs sections sont inférieures à leurs longueurs, lesdits renforts s'étendent sur une hauteur correspondant au moins à la moitié de l'épaisseur de ladite couche de la semelle, lesdits renforts sont noyés dans le matériau flexible de ladite couche qui les 15 intègre, chacun desdits renforts a une orientation comprise entre 30 et 150 par rapport à la surface extérieure de la semelle, lesdits renforts possèdent ou sont liés à une base (une assise ou un patin), de forme élargie, à leur extrémité dirigée vers la surface extérieure de la semelle, 20 lesdits renforts sont flexibles.

Il est préférable que l'élargissement de ladite base de chacun desdits renforts s'étende d'un côté sur toute la largeur du renfort, et idéalement tout autour du renfort, dans une direction sensiblement parallèle à la surface extérieure de la semelle.

Lesdits renforts sont en matière plastique ou constitués préférentiellement d'un matériau élastomère (thermoplastique ou non), renforcé ou non, expansé ou non, plus raide que le matériau flexible de ladite couche qui les intègre et admettant de se déformer de manière non permanente et sans se rompre. Ils sont par exemple en PU mais ne sont pas métalliques. Afin que chaque renfort puisse apporter une absorption d'énergie sensible, il faut que le module d'élasticité du matériau du renfort soit au moins supérieur à 1.5 fois celui du matériau flexible de ladite couche de semelle. Il est à remarquer que ce rapport de modules d'élasticité sera choisi d'autant plus important que la section du renfort sera faible. Il est préférable que ledit renfort soit noyé dans la matrice en matériau flexible de ladite couche et qu'il adhère convenablement à cette matrice. Ainsi la matrice et le renfort collaborent ensemble pour accroître les capacités d'absorption d'énergie. Sinon, le renfort serait moins bien soutenu et il y aurait des frottements entre le renfort et la matrice lors de la déformation de la semelle, entraînant une dissipation d'énergie supplémentaire réduisant donc à la fois l'énergie absorbée et la restitution d'énergie et induisant un risque d'usure prématurée.

Selon une version, la semelle comprend au moins une couche intermédiaire (couche supérieure, de confort) et une couche d'usure (couche inférieure) sur sa face extérieure, dont au moins une partie de ladite couche d'usure constitue au moins une partie de ladite base élargie d'au moins un dudit renfort de forme élancée qui s'étend sur la majeure partie de l'épaisseur d'au moins une couche intermédiaire.

De préférence, les bases élargies ou groupes de bases élargies desdits renforts sont reliés entre eux par une liaison flexible, notamment de plus faible épaisseur et/ou de forme courbée.

Il est préféré que les extrémités des renforts ne soient pas confondues, ou que les renforts ne soient pas directement liés ensemble par paquet ou deux à deux, pour que les renforts puissent travailler indépendamment des autres. Les renforts ne s'entrecroisent pas sinon ils forment un treillis, n'autorisant que de faibles déformations, et donc néfaste pour l'absorption d'énergie. Cependant les renforts peuvent comporter des bras à leur sommet, formant un Y pour obtenir un appui indirect sur la première de montage.

Il est avantageux que ledit renfort traverse toute l'épaisseur de la semelle, ou s'étende sur l'essentiel de son épaisseur. Ainsi le sommet desdits renforts vient en appui directement ou indirectement sur la semelle première de montage de la chaussure. L'appui est direct lorsque l'extrémité supérieure du renfort touche la première de montage. Ainsi le renfort est bien maintenu et ne peut reculer étant retenu par la première de montage. Il peut donc opposer des efforts importants. L'extrémité en contact direct peut apporter un effet de massage léger du pied en cours d'utilisation des chaussures. A ce titre le choix d'une disposition d'au moins quelques uns des renforts en correspondance avec des points d'acuponcture est judicieux. Certains utilisateurs préféreront un contact plus uniforme et réparti. Par conséquent, une embase élargie est installée ou formée à cette extrémité du sommet du renfort pour former un patin supérieur, constituant un support du renfort pour répartir les contraintes au niveau de la première de montage et du pied.

Le contact ou l'appui du renfort est indirect lorsqu'une couche d'élastomère (compact ou alvéolaire) ou une partie de matrice de semelle ou une autre couche ou un vide, ou encore une structure (pattes de fixation), s'intercale entre l'extrémité du sommet du renfort et la semelle première de montage. L'espace entre la première de montage et le sommet du renfort, sert dans ce cas à donner davantage de souplesse à la semelle pour les sollicitations modérées de la semelle (marche, essayage). Puis pour des sollicitations plus fortes, le renfort remonte, cet espace intercalaire étant comprimé, et le sommet du renfort appuie bien sur la première de montage afin d'opposer des efforts plus importants, au delà d'un certain seuil, et absorber davantage d'énergie. Ce jeu permet d'obtenir une raideur variable dudit renfort. Cependant il doit être faible pour ne pas réduire la capacité d'absorption d'énergie.

Les fonctions des différents éléments de l'invention sont les suivantes: Le renfort de forme élancée renforce la matrice de la semelle. Ce renfort joue le rôle d'une fibre de renforcement et peut-être assimilé à une fibre à ce titre. Ainsi il permet d'accroître la capacité d'absorption d'énergie de la semelle en travaillant par compression et par flexion. En effet sa forme élancée lui permet de travailler en flexion afin d'admettre de plus grandes déformations. Et contrairement à des renforts de forme compacte ou ayant une dimension de section plus importante que leur hauteur, ce renfort collabore avec la matrice pour absorber de l'énergie. De plus l'inclinaison et l'orientation du renfort servent à contrôler la stabilité en corrigeant le mouvement de pronation (ou de supination pour les supinateurs), avec une raideur accentuée dans la direction et à la position souhaitée.

- Le renfort de forme élancée a un pied constitué par une base élargie, qui s étend au moins d'un côté ou sur tout son pourtour, sur une distance supérieure au quart du diamètre du cercle équivalent à la section du renfort, ayant la même superficie, et de préférence supérieure à la moitié de cette valeur. Ce pied augmente la surface d'appui du renfort afin que le renfort soit davantage sollicité par la surface du sol, souvent irrégulière, et puisse absorber plus d'énergie sans risquer d'être chassé sur le côté d'une protubérance du relief du sol, par manque de stabilité de l'extrémité du renfort. Il est connu des renforts qui s'appuient seulement sur les bords d'un réseau de cellules ouvertes. Dans ce cas, leur assise n'est pas satisfaisante. La base doit donc être pleine, non ajourée à proximité immédiate du renfort.

L'élastomère de la couche d'usure ou en contact avec le sol, a des propriétés adaptées aux fonctions de contact de la semelle: tenue à l'abrasion, adhérence. L'élastomère de la couche intermédiaire offre une grande capacité à se déformer, notamment par compression. Il est de préférence de type alvéolaire pour obtenir une grande légèreté, notamment en PU expansé qui offre de bonnes propriétés mécaniques et d'adhésion.

La liaison entre les patins à la base de chaque renfort évite à un renfort de trop se déformer par rapport aux autres. Ainsi une meilleure répartition de la charge est permise et la durabilité de la semelle est améliorée. Les liaisons entre les patins peuvent constituer un réseau (flexible) qui sert aussi à la fabrication comme canaux d'alimentation de matière plastique ou élastomère lors du moulage ou surmoulage.

Les patins supérieurs ou pattes de fixation au sommet des renforts, servent de support et répartissent la charge transmise au pied par les renforts pour un meilleur confort de l'utilisateur, avec plus de douceur du contact. Ce support supérieur peut également servir de piston pour un autre dispositif d'amortissement. Ou bien le sommet du renfort reste relativement étroit pour obtenir un léger effet de massage du pied.

L'appui direct ou indirect sur la première de montage sert à contrôler la variation de raideur du renfort.

On choisira pour ledit renfort une section droite de forme appropriée au comportement recherché. Par exemple une forme elliptique ou rectangulaire (de préférence aux angles arrondis) permettra de privilégier la flexion dans une direction. La largeur de chacun desdits renforts est de préférence inférieure à la moitié de l'épaisseur de la partie de semelle où chacun desdits renforts est placé. Aussi la dimension principale la plus petite caractérisant la section de forme diverse, de chacun desdits renforts, dimension qui correspond au diamètre du plus grand cercle s'inscrivant dans la section, est de préférence inférieure au tiers de l'épaisseur de la partie de semelle où chacun desdits renforts est placé. Pour un renfort constitué d'un élastomère compact, non expansé, cette dimension est idéalement inférieure au cinquième de l'épaisseur de la semelle considérée. Aussi ledit renfort peut avoir une section variable le long de sa hauteur, ce qui permet d'ajuster les propriétés d'absorption avec l'importance des chocs. Par exemple il peut comporter des zones de rétrécissements de sa section afin de faciliter sa flexion et pouvoir admettre de plus grandes déformations. Il est avantageux de concevoir ledit renfort avec une zone de plus grande souplesse mais à déplacement ou déformation limitée, le reste de sa structure plus raide, se déformant davantage sous de plus grands efforts, ceci pour offrir une sensation de confort au porter lors d'une simple marche (lors de l'essayage par exemple) et d'offrir une capacité d'amortissement des chocs lors de sollicitations importantes. Ledit renfort possède ainsi une raideur variable.

Ledit renfort est disposé de sorte à être incliné par rapport à la direction de la force de contact du sol exercée sur la semelle, surtout au moment de l'atterrissage du pied sur le sol, pour éviter une trop forte raideur de la semelle et limiter le pic de charge dû à l'impact. Aussi il faut éviter que le renfort soit trop incliné sinon il fléchit trop facilement sans opposer de force suffisante et l'absorption d'énergie s'en trouve modérée. Ainsi il est préférable de concevoir les renforts avec une inclinaison comprise entre 50 et 130, idéalement entre 65 et 115 par rapport à la surface extérieure de la semelle. La forme, la section, l'inclinaison et l'orientation des renforts sont de préférence différentes selon leur implantation sur la semelle car les sollicitations y sont différentes.

Il est avantageux qu'au moins un desdits renforts comporte un profil en long non rectiligne, permettant de favoriser un mode de déformation par flexion, telle une prédéformation. Pour les inclinaisons comprises entre 85 et 95 , le renfort est sollicité davantage axialement et doit de préférence comporter des zones favorisant la flexion telles qu'une forme en zig-zag. Il est aussi très intéressant que le renfort soit constitué d'un matériau microcellulaire admettant une compression plus forte.

L'invention concerne également le procédé de fabrication d'une semelle de chaussure telle que décrite précédemment: Un type de procédé de fabrication de semelles est caractérisé par le surmoulage des renforts sur au moins une couche de semelle. Le surmoulage des renforts peut être réalisé par multi-injection afin d'obtenir des propriétés de renforts adaptées aux zones d'implantation sur la semelle et/ou obtenir un design plus coloré.

Selon une version particulièrement simple à réaliser, la couche de confort de la semelle est moulée en aménageant des cavités pour les renforts. Puis la couche d'usure est surmoulée sur la couche de confort, en remplissant les cavités dédiées aux renforts. Les renforts sont ainsi constitués par la même matière que celle de la couche d'usure. La semelle est ainsi entièrement réalisée par ce procédé qui est économique, car sans moule spécifique pour les renforts. Et il permet de mouler des formes complexes de renforts car le démoulage de la couche de confort se réalise aisément compte tenu de la grande souplesse du matériau utilisé pour celle-ci. Cette solution réduit considérablement le risque de délaminage de la couche d'usure de la couche de confort par une meilleure interpénétration grâce aux renforts.

Il est à noter que des fibres textiles peuvent être incorporées dans les cavités aménagées pour les renforts avant leur moulage, ceci pour conférer aux renforts des propriétés mécaniques particulières. Cette opération est dans ce cas réalisée idéalement par un dispositif automatisé, tel que ceux utilisés dans l'industrie de la brosserie lors de l'opération d'empoilage des brosses.

La semelle obtenue est ensuite collée et/ou cousue sous la semelle première de montage de la chaussure. Des chaussures sont ainsi réalisées par le procédé dit soudé.

Un type différent de procédé de fabrication d'une semelle est caractérisé par le moulage desdits renforts et par leur surmoulage par au moins une couche de la semelle. Selon un mode particulier, au moins un ensemble de renforts est moulé à part, par exemple avec un élastomère thermoplastique. Puis la couche de confort est surmoulée sur l'ensemble des renforts, introduit comme un insert dans le moule de cette couche intermédiaire. Enfin la couche d'usure est surmoulée sur la couche de confort munie des renforts. A des fins esthétiques, les renforts sont conçus avec une matière de couleur différente de celle de la couche d'usure, et au moins une partie reste apparente à la surface extérieure de la semelle. Ce procédé offre un avantage de standardisation, avec des ensembles de renforts utilisés sur plusieurs modèles de semelles. Plusieurs ensembles de renforts identiques ou différents peuvent être introduits, avec éventuellement des couleurs différentes afin de varier les modèles et rajouter davantage de couleurs sous les semelles et soigner ainsi la beauté des chaussures.

Selon un autre procédé de fabrication, un ensemble de renforts est moulé à part avec un outillage spécifique. Puis il est inséré dans le moule de la couche d'usure et est surmoulé pour y former cette couche. Enfin la couche de confort est surmoulée sur la couche d'usure et les renforts. Ce procédé est notamment adapté à la fabrication de chaussures par injection directe de la semelle sur tige, dit mode injecté.

Selon un autre mode de fabrication, les couches couche de confort et d'usure sont d'abord réalisées. Puis s'ensuit la mise en place et le collage des renforts sur la semelle.

Dans ce cas, l'assemblage est de préférence automatisé. Ou bien l'ensemble des renforts est surmoulé sur celle-ci. Pour un meilleur effet visuel, des renforts peuvent restés apparents sur le côté de la semelle. Une autre variante consiste à mouler la couche d'usure, puis surmouler ou rapporter et coller les renforts et enfin surmouler la couche de confort. Ces deux derniers procédés nécessitent un outillage un peu plus complexe que les précédents. Cependant ils permettent davantage de liberté pour des effets d'esthétisme sur la surface extérieure de la semelle.

Enfin, un emploi spécifique très avantageux de l'invention consiste à ajuster les caractéristiques de la semelle en fonction de l'utilisateur des chaussures, notamment de son poids, du mouvement de pronation de ses pieds et du type d'utilisation (sport particulier, usage professionnel). Ainsi au moins quelques renforts du talon, aux propriétés différentes (de part leur forme, leurs dimensions et leur matière) peuvent être choisis et mis en place chez le chausseur après sélection et essayage du modèle de chaussures. Dans ce cas, le maintien des renforts dans la semelle est préférentiellement réalisé par collage.

Le fabricant de semelle spécifie les renforts à insérer par le chausseur et leur disposition selon les cas, les renforts étant identifiés par des repères (couleur, numéro) et fournis en lot avec les chaussures. Des renforts standards pourraient être préalablement montés mais non collés pour que les chaussures puissent être essayées avant leur ajustement de caractéristiques à l'utilisateur. Les chaussures sont ainsi parfaitement adaptées à son utilisateur sans nécessiter de disposer d'une série importante de chaussures aux propriétés différentes, source de stock et de coût important. Le choix des renforts peut porter également sur l'esthétisme procuré.

Aussi la semelle peut être modulaire avec au moins une portion de semelle de l'avant-pied ou du talon qui est rapportée sur une semelle support, ladite portion de 15 semelle étant ajustée aux besoins de l'utilisateur des chaussures.

Aussi il est intéressant de profiter de l'intégration de renforts pour incorporer également un racloir dans la semelle. Ce racloir permettrait d'améliorer l'adhérence de la semelle sur surface mouillée ou souillée (recouverte d'un film d'huile) avec un effet de raclette qui chasse l'eau ou les souillures. La semelle peut comporter un racloir constitué d'une lèvre ou nappe, inclinée de 30 à 150 par rapport à la surface extérieure de la semelle et de préférence entre 45 et 135 , disposée au moins sur une partie de la largeur d'un crampon, ou patin du relief de la chaussure, de préférence sur toute la largeur du bord d'attaque (bord avant ou arrière ou latéral selon le sens de la marche et du mouvement) et dont le bord inférieur affleure la surface extérieure de la semelle. Ce racloir est réalisé avec un matériau plus rigide que le matériau flexible de la semelle. Il est avantageux que le racloir soit moulé en même temps que les renforts.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante de plusieurs modes de réalisation préférentiels de l'invention donnés à titre d'exemples illustratifs et non limitatifs, et des dessins parmi lesquels: la figure 1 représente une vue en coupe longitudinale d'une chaussure avec sa semelle renforcée selon l'invention; la figure 2 illustre une vue de dessous de la semelle de la figure 1, avec un type de design particulier obtenu selon l'invention - La figure 3 indique une vue en coupe longitudinale d'une semelle renforcée selon une variante de l'invention, la figure 4 montre divers types de section de renforts utilisables selon l'invention; la figure 5 illustre plusieurs profils en long de renforts, favorisant leur flexion; la figure 6 représente une portion de semelle en coupe avec diverses options selon l'invention.

la figure 7 présente une autre version de semelle, vue en coupe transversale.

- la figure 8 montre d'autres modes de disposition de renforts - la figure 9 illustre deux renforts sur une base commune - la figure 10 représente une semelle modulaire en coupe longitudinale avec des éléments rapportés selon l'invention.

En référence à la figure 1, une chaussure 1 selon l'invention comprend une semelle 5 rapportée et collée sous la semelle première de montage 3 qui est cousue sous le dessus 2 de la chaussure. La semelle 5 comprend une seule couche d'élastomère 11 qui sert à la fois au confort et de revêtement anti-usure. Le talon 17 intègre des renforts 15 qui s'étendent sur l'essentiel de l'épaisseur de la semelle 5. Ces renforts comportent à leur pied une base élargie 16 indépendante des autres. Cette base sert à accroître leur surface d'appui sur le sol. L'élargissement de cette base est étendu sur une distances > (D/4 autour du renfort, étant le diamètre du cercle équivalent à la section du renfort 15, au niveau de la jonction de la base 16 et du renfort 15. Ils sont inclinés par rapport à la surface extérieure 13 de la semelle 5 d'un angle a. Leur sommet est en contact avec la première de montage 3, par l'intermédiaire de la plaque 4, dont la position correspond à l'appui du calcanéum du pied. Cette plaque 4 sert de répartiteur de pression et de piston. Afin de bien maintenir des renforts 15, leur sommet peut être encastré dans la plaque 4. Aussi la plaque 4 et les renforts 15 peuvent être formés d'une seule pièce. Lors d'un choc au niveau du talon 17, les renforts 15 noyés dans l'élastomère 11, encaissent l'énergie en se déformant, notamment par flexion. Aussi un ensemble 6 de renforts 8 est inséré dans la semelle 5 au niveau de l'avant-pied. Ils traversent toute l'épaisseur de la semelle 5. Ils possèdent chacun une base élargie 7, représentant un patin, à leur extrémité inférieure et sont en appui direct par leur sommet avec la première de montage 3. Les patins 7 sont reliés ensemble via des pattes flexibles 9, 10, qui présentent un amincissement de l'épaisseur des patins et qui sont courbées pour faciliter leur déformation si nécessaire. Les pattes 9 sont courbées dans le sens de l'épaisseur et ne sont pas visibles de l'extérieur de la semelle.

Alors que les pattes 10 sont courbées dans le plan de la surface de contact extérieur de la semelle et restent visibles à la surface extérieure de la semelle. Cela permet de jouer sur l'esthétisme de la semelle. L'orientation des renforts 8 et 15 est telle que leur sommet est dirigé vers l'avant de la semelle 5, alors que leur pied est positionné vers l'arrière. Cette disposition favorise l'absorption et la restitution d'énergie lorsque les renforts 8, 15 sont sollicités dans le sens de la marche. Aussi leur base peut être orientée sur les côtés latéraux de la semelle 5, pour améliorer les performances dans les déplacements latéraux. A noter que seuls les renforts placés vers les bords de la semelle 5 ont intérêt à être disposés de cette manière. Et des cavités 12 sont formées dans la semelle 5, afin d'économiser de la matière 11. Quelques renforts du talon, 15 aux propriétés différentes peuvent être choisis, installés et collés chez le chausseur.

Le dessous 13 de la semelle 5, montré sur la figure 2, laisse apparaître les pieds 7 de l'ensemble 6 des renforts. Les pattes 10 reliant les patins 7, sont également visibles. Ce nouveau concept d'amortissement des chocs par des renforts spécifiques offre un attrait commercial, car il permet d'améliorer le design des semelles et peut être identifiable par les marques apparentes des patins, de couleur contrastée par rapport au reste 11 de la semelle. Aussi des reliefs 18 sont définis pour compléter la personnalisation du design et/ou pour améliorer l'adhérence de la semelle.

La semelle 5 de la figure 3 est simple à fabriquer. La couche d'usure 20, les renforts 8 et 15 ainsi que leurs bases élargies 7 sont constitués du même élastomère et sont moulés ensemble. Pour les chaussures assemblées par collage et/ou couture sur la semelle, la couche de confort 11 est de préférence moulée avant puis surmoulée par la couche d'usure 20 avec les renforts 8 et 15. Cela permet d'avoir seulement deux moules, avec un démoulage aisé. Si la couche d'usure 20 est moulée en premier avec les renforts 8 et 15, ceux-ci se démoulent moins facilement s'ils ont une forme complexe, ou une faible dépouille, ou bien des inclinaisons différentes. Les bases 7 des renforts 8 et 15 forment des crampons 21 ou le relief sous la semelle. Ces bases 7 sont reliées de manière flexible entre elles grâce à un amincissement 9 de l'épaisseur de la couche d'usure et à la forme d'arceau. A noter que la couche de confort 11 peut être composée de plusieurs couches intermédiaires, en particulier au niveau du talon.

Diverses formes de section droite 30 à 36 de renforts 15 (ou 8) sont montrées sur les figures 4. La plus grande largeur du renfort 15 est inférieure à la longueur du renfort et de préférence inférieure à l'épaisseur de la partie de semelle 5 où ledit renfort est placé. La dimension principale la plus petite X caractérisant la section 30 à 36 durenfort, qui correspond au diamètre du plus grand cercle s'inscrivant dans la section, est de préférence inférieure au tiers de l'épaisseur de la partie de semelle 5 où ledit renfort est placé. La forme circulaire 30 permet au renfort 15 de fléchir aisément dans toutes les directions. On choisira une forme rectangulaire 31 ou elliptique pour favoriser la flexion dans une direction préférée. La section hexagonale 33 privilégie la flexion autour des axes de symétrie 37. Ces formes compactes sont préférées aux formes ouvertes tels des profils en L, 35 ou en U, 36, car elles admettent davantage de flexions importantes dans diverses directions. Cependant une matrice qui entoure le renfort et qui est très souple telle qu'une mousse d'élastomère, permet au profil ouvert 35, 36 de s'ouvrir davantage ou de se refermer selon la sollicitation et limite ainsi la croissance des contraintes de flexion avec la flexion. Aussi le renfort peut comporter des entailles ou rainures 38 ou des nervures pour accroître la surface de contact entre le renfort et la matrice et ainsi améliorer l'adhésion renfort-matrice. Une section 34 avec des entailles 38 permet d'augmenter la souplesse du renfort en torsion. Un renfort avec une section creuse 32, admet de se comprimer davantage car le volume libre laisse encore plus de place au matériau pour s'épandre latéralement sous compression. Enfin ledit renfort peut avoir des sections droites différentes le long de sa hauteur, pour ajuster ses propriétés.

La figure 5 indique divers types de profil en long desdits renforts pour favoriser un mode de déformation par flexion. Le profil 40 est non rectiligne. Il dévie de son axe 42 par une courbure 41 qui initie le mode de déformation par flexion. Le profil 43 comporte un point d'inflexion 51 qui permet au renfort de fléchir selon deux courbures. Le déplacement transversal obtenu sous la compression, est ainsi réduit. La silhouette 44 du renfort intègre des rétrécissements de section 46 qui constituent des zones de fléchissement et de pivotement. Et les élargissements de section 45 offrent une plus grande résistance à la compression. La forme 47 en zig-zag permet une grande compression axiale car les portions droites 49 peuvent pivoter les unes par rapport aux autres. Pour limiter les contraintes de flexion dans les coudes, une forme arrondie 48 en U ou en goutte d'eau y est définie. A noter l'intérêt du profil du renfort 47 de forme élancée et en zig-zag par rapport à une structure axisymétrique en forme de soufflet. En effet sous compression, un soufflet subit des contraintes axiales, de flexion et en plus tangentielles.

Ainsi pour une même flexion qu'une fibre ou qu'un renfort en zig-zag, un soufflet supporte un état de sollicitation plus important d'où une endurance moindre. Enfin un autre aspect de l'invention concernant la liaison des renforts avec leur base élargie est montré sur la figure 5. Les renforts 15 ont leur pied qui comporte une gorge 50 ou 52. Le renfort selon la configuration 44 a un rétrécissement de section 54 au niveau de sa jonction avec sa base 16. Et un arc 56 est formé selon l'architecture 47 pour sa liaison avec son patin 16. Ces détails de conception 50, 52, 54 et 56 facilitent un pivotement relatif de la base 16 par rapport au renfort 15. Cela permet à la base 16 du renfort de transmettre principalement un effort axial en minimisant le moment de flexion.

Une autre version de semelle 5 est montrée sur la figure 6. Les renforts 15 traversent la couche d'usure 20 et se déploient sur une partie de la couche de confort 11, tel que l'épaisseur x de semelle traversée soit supérieure à la moitié de l'épaisseur de la semelle E en cet endroit. Il est préférable que la hauteur libre a des renforts, correspondant à l'espace entre leurs extrémités, support et base exclus, soit supérieure à EI2. Les bases élargies 16 ressortent de la couche d'usure pour former un relief. Elles sont reliées par des pattes flexibles 64 et sont constituées par une seule pièce 66, type de nappe moulée par injection. Puis cette pièce 66 est insérée dans un moule et la couche d'usure 20 est surmoulée sur les bases 16. Et un ensemble de renforts 15, moulés avec un support 62 séparément de la semelle, est installé sur la couche d'usure, dans les cavités 65 des bases 16. Les trous 65 débouchent à la surface et laissent les extrémités des renforts 15 apparaître et affleurer la surface extérieure de la semelle. Les trous 65 peuvent aussi être borgnes, enfermant les extrémités des renforts. Ensuite un dispositif supplémentaire 60, chambre d'air comprimé ou poche de gel, ou autre, est placé sur le support 62 qui comporte des ergots de maintien 61 à cet effet. Enfin la couche de confort 11 est surmoulée sur l'ensemble des éléments. Aussi un racloir 63 constitué d'une nappe fine, est disposé sur toute la largeur du bord d'attaque d'un patin 21 du relief de la chaussure, et dont le bord inférieur affleure la surface extérieure de la semelle. Il est avantageux qu'il soit moulé en même temps que le support 62 et les renforts 15. Cette nappe 63 permet d'améliorer l'adhérence de la semelle sur surface mouillée ou souillée. Cette solution de semelle bien que complexe, montre l'éventail de possibilités de l'invention. Aussi trois couleurs apparaissent en surface, celles des éléments 15, 16, 63 et 20. Le support 62 constitue le réseau d'alimentation en matière pour mouler les renforts 15 et le racloir 63 et sert à la fois d'appui des renforts 15 pour répartir les contraintes au niveau de la première de montage 3 et du pied de l'utilisateur et de piston pour un dispositif d'amortissement 60.

Une version relativement simple de semelle 5 est représentée sur la figure 7. Les renforts 15 sont conçus pour corriger un mouvement de pronation du pied. Les renforts 15 sont plus nombreux et/ou plus raides (plus épais) d'un côté que de l'autre. Les renforts 15 au centre sont inclinés dans un plan longitudinal de la semelle alors que les autres sur les côtés sont orientés dans le plan transversal. Tous les renforts sont moulés ensemble avec une nappe 62 (de préférence ajourée) qui représente le support supérieur des renforts. L'ensemble est formé d'une seule pièce. Cet ensemble est placé sur la couche d'usure 20, puis la couche de confort 11 est surmoulée. Les bases élargies 16 des renforts 15 sont formées par le relief 21 de la couche d'usure 20. Le support 62 peut comporter une partie apparente 70 sur la semelle servant à l'identifier ou un embout servant à protéger l'extrémité de la semelle de chaussure. Ce mode de réalisation permet d'utiliser des ensembles de renforts 15 standards et communs à plusieurs références de semelles, sans moule complexe de semelle. Mais dans ce cas, aucun effet esthétique particulier n'est obtenu. Les renforts peuvent posséder un pied 71 pour répartir le contact sur la couche d'usure 20. La base élargie des renforts 15 est définie dans ce cas par les deux parties: les pieds 71 et les portions 21 de semelles d'usure. A noter que les renforts 15 disposés sur les côtés peuvent être moulés séparément avec des nappes 62 différentes, et placés sur la couche d'usure 20 tels des inserts, pour davantage de modularité.

La figure 8 illustre deux architectures 80 et 81 de renforts 15 noyés dans une couche de confort 11 avec un jeu de fonctionnement 83. Ce jeu 83 permet de ne faire agir le renfort 15 que seulement au delà d'un certain seuil de compression de la semelle. Dans la configuration 80, le jeu 83 est situé entre la base élargie 16 en retrait et la surface extérieure 13 du reste de la semelle correspondant à la surface de contact avec le sol. La base élargie 16 du renfort 15 est constituée des parties 82 et 84 du renfort et d'une partie 85 de la couche d'usure qui collaborent ensemble. Selon la configuration 81, le pied 16 est au même niveau que la surface extérieure 13. Et le jeu 83 est positionné entre le sommet évasé 87 du renfort 15 et la semelle première de montage 3.

Sur la figure 9 est montrée une disposition 90 caractérisée par une embase 16 commune à plusieurs renforts 15, qui sont inclinés de manière symétrique de sorte à obtenir un déplacement seulement vertical de l'embase 16 sous la compression-flexion des renforts 15. L'ensemble 90 formé par le patin 16 et les renforts 15 peut être inséré dans les crampons 21 d'une semelle 5.

Un exemple de semelle modulaire 5 est visualisé sur la figure 10. Des portions de semelle de l'avant-pied 100 et du talon 104 sont rapportées sur une semelle support 102.

Ces modules 100 et 104 ont des propriétés correspondant à des catégories de besoins d'utilisateurs des chaussures. Les bases élargies 7 et 16 des renforts 8 et 15 font saillie de la surface de la semelle et forment des crampons 21. Ils sont noyés respectivement dans les matrices 101 et 103 formant une couche d'élastomère de la semelle 5. Les modules 100 et 104 sont fabriqués à part de la semelle support 102 et après peuvent être collés, agrippés par des clips ou soudés sur la semelle support 102 (par la fusion localisée de matière thermoplastique à l'interface entre les éléments rapportés 100, 104 et la semelle support, obtenue à l'aide d'un miroir chauffant ou par un échauffement provoqué par un mouvement relatif entre les éléments en contact). Le réglage du contrôle de pronation peut être obtenu en tournant la partie rapportée du talon 104 par rapport à un pivot 105, les renforts 15 étant disposés de manière non symétrique. Le module du talon 104 peut représenter toute la surface du talon. L'épaisseur de ce module peut varier de sorte à pouvoir ajuster la hauteur du talon pour correspondre au besoin de l'utilisateur. Les modules 100 et 104 peuvent aussi servir à réaliser des corrections orthopédiques.

Les chaussures utilisant les semelles selon l'invention offrent un avantage supplémentaire sur le marché par rapport aux autres modèles de part les bonnes caractéristiques des semelles, l'adaptation des propriétés des semelles aux besoins des utilisateurs et à leur design spécifique.

Claims (13)

REVENDICATIONS

1 semelle de chaussure constituée au moins en partie, d'au moins une couche (11, 20, 101, 103) de matériau flexible tel qu'un élastomère compact ou alvéolaire, intégrant 5 des renforts (8, 15), caractérisée en ce que: lesdits renforts (8, 15) ont une forme élancée, telle que les dimensions caractérisant leurs sections (13, )L.) sont inférieures à leurs longueurs, lesdits renforts (8, 15) s'étendent sur une hauteur x correspondant au moins à la moitié de l'épaisseur de ladite couche (11, 20, 101, 103) de la semelle, - lesdits renforts (8, 15) sont noyés dans le matériau flexible de ladite couche (11, 20, 101, 103) qui les intègre, chacun desdits renforts (8, 15) a une orientation comprise entre 30 et 150 par rapport à la surface extérieure (13) de la semelle, lesdits renforts (8, 15) sont liés à une base (7, 16, 21, 66, 71) de forme élargie, à 15 leur extrémité dirigée vers la surface extérieure (13) de la semelle, - lesdits renforts (8, 15) sont flexibles.

2 Semelle selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'élargissement e de ladite base (7, 16, 21, 66, 71) de chacun desdits renforts (8, 15) s'étend tout autour du renfort 20 dans une direction sensiblement parallèle à la surface extérieure (13) de la semelle.

3 Semelle selon les revendications 1 ou 2, caractérisée par le fait que lesdits renforts (8, 15) sont constitués d'un matériau élastomère, renforcé ou non, expansé ou non, plus raide que le matériau flexible de ladite couche (11, 20, 101, 103) qui les intègre.

4 Semelle selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'au moins un desdits renforts (8, 15) comporte un profil en long non rectiligne, permettant de favoriser un mode de déformation par flexion.

5 Semelle selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'elle comprend au moins une couche intermédiaire (11, 101, 103) et une couche d'usure (20) sur sa face extérieure, dont au moins une partie (21, 85) de ladite couche d'usure (20) constitue au moins une partie de ladite base élargie (7, 16) d'au moins un dudit renfort de forme élancée (8, 15) qui s'étend sur la majeure partie de l'épaisseur d'au moins une couche intermédiaire (11, 101, 103).

6 Semelle selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le sommet desdits renforts (8, 15) vienne en appui directement ou indirectement sur la semelle première de montage (3).

7 Semelle selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que lesdits renforts (8, 15) ont une inclinaison comprise entre 50 et 130 par rapport à la surface extérieure (13) de la semelle, et que la largeur 13 de chacun desdits renforts (8, 15) est inférieure à la moitié de l'épaisseur de la partie de semelle E où chacun desdits renforts (8, 15) est placé et que la dimension principale ?. la plus petite caractérisant la section de forme diverse, figure 4, de chacun desdits renforts (8, 15), dimension qui correspond au diamètre du plus grand cercle s'inscrivant dans la section, est inférieure au tiers de l'épaisseur E de la partie de semelle où chacun desdits renforts (8, 15) est placé.

8 Semelle de chaussure selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que la semelle est modulaire et qu'au moins une portion de semelle de l'avant- pied (100) ou du talon (104) est rapportée sur une semelle support (102), et que ladite portion de semelle (100, 104) est ajustée aux besoins de l'utilisateur des chaussures.

9 Semelle de chaussure selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que la semelle comporte un racloir (63) pour améliorer l'adhérence de la semelle sur surface mouillée ou souillée, ce racloir (63) étant constitué d'une lèvre inclinée de 30 à 150 par rapport à la surface extérieure (13) de la semelle, disposée au moins sur une partie de la largeur d'un patin (21) du relief de la semelle, dont le bord inférieur affleure la surface extérieure (13) de la semelle et réalisé avec un matériau plus rigide que le matériau flexible de la partie de semelle (20, 11, 101, 102, 103) où est inséré le racloir (63).

Semelle de chaussure selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que les caractéristiques de la semelle (5) sont ajustées en fonction de l'utilisateur des chaussures, avec au moins quelques uns desdits renforts du talon (15) choisis puis installés après l'essayage chez le chausseur.

11 Procédé de fabrication de semelles de chaussures selon l'une quelconque des 5 revendications 1 à 10, caractérisé par la mise en place et le collage des renforts (8, 15) sur les semelles.

12 Procédé de fabrication de semelles (5) de chaussures selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le moulage desdits renforts (8, 15) et par leur 10 surmoulage par au moins une couche (11, 20, 101, 103) de semelle.

13 Procédé de fabrication de semelles (5) de chaussures selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le surmoulage des renforts (8, 15) sur au moins une couche (11, 20, 101, 103) de semelle.

14 Chaussures utilisant les semelles (5) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10.