FR3022122A1 - Dispositif de semelle comprenant des moyens de climatisation - Google Patents

Abstract

Dispositif de semelle pour être disposé à l'intérieur d'une chaussure (60) caractérisé par le fait qu'il comprend, entre une couche de semelle inférieure (1) et une couche de semelle supérieure (40, 50), des moyens de climatisation comprenant des moyens de chauffage et des moyens de refroidissement raccordés à des moyens de régulation de température auxquels sont associés des moyens de commandes à distance, le dispositif comportant encore des moyens d'alimentation en énergie électrique rechargeable.

Description

Dispositif de semelle comprenant des moyens de climatisation Le domaine de l'invention est celui de la chaussure. Plus précisément, l'invention concerne un dispositif de semelle de chaussure.

Les chaussures constituent un élément d'habillement dont le rôle est de protéger les pieds. La forme des chaussures peut varier à l'infini, notamment en fonction de la culture, de la mode, du statut social et surtout de l'usage. En effet, elles peuvent être à usage de détente, formel, sportif, médical, professionnel, ou plus simplement à usage récréatif.

Une chaussure se compose principalement du semelage, partie inférieure qui protège la plante des pieds, plus ou moins relevée à l'arrière par le talon et de la tige, partie supérieure qui enveloppe le pied. Elle peut être limitée à la cheville ou être montante. Le semelage ou semelle peut se décliner en deux parties. Une couche de semelle supérieure en contact direct avec le pied de l'utilisateur et une couche de semelle inférieure en contact direct avec le sol ou plus généralement l'environnement extérieur. Les nouvelles technologies accompagnent des besoins nouveaux et le monde de la chaussure fait partie de ce mouvement. C'est dans ce sens, que de nouveaux produits deviennent indispensables pour les nouveaux besoins des consommateurs dans un cadre professionnel ou personnel.

Les semelles de chaussure connectées existent déjà et permettent des fonctions basiques telles que la fonction de chauffage du pied à une ou plusieurs températures données déterminées à l'avance par le constructeur. Ces semelles peuvent être autonomes et contenir une batterie rechargeable. Elles peuvent être reliées à un terminal extérieur par un système filaire ou une connexion sans fil. Le terminal en question permet de choisir un choix limité de températures et identique pour les semelles de la paire de chaussure. Ces chaussures peuvent servir pour des activités de sport et de loisir tels que la chasse, les sports d'hiver... D'autres utilisateurs, comme par exemple les cyclistes, ont des besoins différents voire opposés. Un rafraichissement de la chaussure leur est indispensable.

En effet, ils souffrent de la chaleur dans leurs chaussures dû à l'absence de compression de la voute plantaire facilitant le retour veineux pendant un long trajet sans arrêt voire une course, auxquels se rajoutent les facteurs tels que la météo et la surface sur laquelle le cycliste roule. Il peut donc y avoir une très forte accumulation de chaleur dans la chaussure et seuls l'application de produits particuliers ou l'arrêt pour marcher permet le soulagement du sportif. Comme solution, il existe des semelles rafraichissantes contre les échauffements du pied et les gonflements, inévitables dès que la température s'élève. Elles sont mises au réfrigérateur une heure avant de les placer dans la chaussure. Ces semelles sont indépendantes de la chaussure et présentent l'inconvénient de devoir les réfrigérer avant utilisation. Leur capacité à rester fraiches est aussi limitée dans le temps. En parallèle, d'autres semelles connectées sont apparues récemment. Comme par exemple, celles équipées de capteurs de pression et d'un accéléromètre qui permettent de délivrer à un smartphone via Bluetooth, des statistiques sur les activités physiques de leur porteur : le nombre de pas réalisés, etc. Ou encore, une autre semelle connectée est capable de détecter les mines terrestres aux environs, en générant un champ électromagnétique. A cet effet, la semelle vient directement s'insérer dans la chaussure de son porteur. Équipé d'un micro-processeur et d'une transmission audio, le système communique sans fil à un bracelet compagnon. Plus généralement, aucun utilisateur n'a accès à des chaussures climatisées. C'est- à-dire des chaussures permettant la régulation de la température dans la chaussure en fonction de la température ambiante ou de la volonté de l'utilisateur.

L'invention a notamment pour objectif de pallier ces inconvénients de l'art antérieur. Plus précisément, un objectif de l'invention, selon au moins un mode de réalisation, est de permettre de remédier à ces limitations de simple fonction chauffante du pied et de niveaux de chauffe limités en proposant d'accéder à des informations supplémentaires et en régulant la température sur une consigne. Plus précisément, l'objectif est de fournir un dispositif de semelle comprenant des moyens de climatisation, c'est-à-dire des moyens de ventilation, de rafraichissement et/ou de réchauffement de la chaussure selon la volonté de l'utilisateur ou des conditions environnantes. La semelle selon l'invention est particulièrement destinée aux personnes souhaitant un confort optimal du pied en passant par la régulation de sa température, et souhaitant avoir accès aux informations accessibles depuis un terminal communicant.

Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaitront plus clairement par la suite sont atteints à l'aide d'un dispositif de semelle de chaussure comprenant, entre une couche de semelle inférieure et une couche de semelle supérieure, des moyens de climatisation comprenant des moyens de chauffage et/ou des moyens de refroidissement raccordés à des moyens de régulation de température auxquels sont associés des moyens de commandes à distance, le dispositif comportant encore des moyens d'alimentation en énergie électrique rechargeable. En effet, le confort de l'utilisateur est primordial et le confort du pied passe par une régulation de la température du pied lors des températures extérieures froides ou chaudes.

Avantageusement, le dispositif de semelle comporte encore au moins un capteur de température en liaison filaire ou autre avec les moyens de régulation pour la commande de fonctionnement, selon le cas, des moyens de chauffage ou des moyens de refroidissement selon que la température mesurée par le capteur est inférieure ou supérieure à une valeur de consigne.

Cette valeur de consigne peut être définie précisément par l'utilisateur. Les moyens de climatisation permettent ainsi d'ajuster la température intérieure de la chaussure en fonction des paramètres mesurés par le capteur. Préférentiellement, le dispositif de semelle comporte au moins un desdits capteurs de température disposé au niveau de ladite couche de semelle inférieure.

Le capteur du dispositif permet ainsi de mesurer une température plus ou moins égale au sol. Selon un mode de réalisation, le dispositif de semelle comporte au moins un desdits capteurs de température disposé au niveau de ladite couche de semelle supérieure. En effet cette température mesurée correspond sensiblement à celle sous le pied.

De façon avantageuse, la couche de semelle inférieure est réalisée en un matériau isolant en comparaison au matériau de ladite couche de semelle supérieure. La chaleur ou la fraicheur émise par le dispositif de semelle peut ainsi atteindre facilement le pied. Selon un mode de réalisation particulier, la couche de semelle supérieure comporte des perforations traversantes.

En effet, la couche de semelle supérieure d'une part s'étend sensiblement dans un plan et d'autre part comporte des perforations traversantes qui s'étendent sensiblement perpendiculairement audit plan. La couche de semelle supérieure peut ainsi permettre plus aisément la propagation de la chaleur ou de la fraicheur. Selon un autre mode de réalisation, les moyens de chauffage consistent en une résistance électrique ou une plaque chauffante. Avantageusement, les moyens de refroidissement sont du type à effet Peltier et/ou ventilateur.

Un module Peltier peut être installé et connecté à un moyen de propagation de température sur toute la surface de la couche de semelle supérieure tel que par exemple une plaque conductrice. De même un ventilateur peut permettre de refroidir le système. De façon avantageuse, le dispositif de semelle présente une partie médiane, comportant une partie concave correspondant à la voute plantaire et à l'intérieur de laquelle sont implantés lesdits moyens de régulation de la température. La voute plantaire est une zone à forme concave qui offre avantageusement un espace libre dans la partie médiane de la couche de semelle pour insérer les moyens de régulation dans le dispositif de semelle. De plus les moyens de régulations de chauffage, de refroidissement peuvent être alimentés par une batterie, elle-même rechargeable par l'intermédiaire d'une prise ou d'autres moyens de rechargement, comme par exemple l'énergie piézoélectrique issue de la marche, énergie cinétique de la marche ou l'énergie solaire par l'intermédiaire de panneaux solaires disposés sur au moins l'une des chaussures. Avantageusement, le niveau de charge de la batterie peut être mesuré et affiché sur un terminal à distance. Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif de climatisation d'une paire de chaussures comportant deux dispositifs de semelle chacun associé à une chaussure, chacun conforme à l'une quelconque des revendications précédentes et chacun comportant un moyen de régulation de température de fonctionnement indépendant.

Avantageusement, l'invention permet de réguler les dispositifs de semelle contenus dans chaque chaussure indépendamment l'un de l'autre. Une plus grande précision de régulation est ainsi obtenue.

Liste des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre des modes de réalisation non limitatifs de l'invention, en référence aux figures annexées, dans lesquelles : - la figure 1 représente schématiquement une vue éclatée selon un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 représente schématiquement une vue éclatée d'un dispositif de semelle selon un second mode de réalisation de l'invention ; - la figure 3 représente schématiquement une vue latérale d'un dispositif de semelle selon un troisième mode de réalisation de l'invention. Exposé de l'invention/Description La présente invention concerne un dispositif de semelle rechargeable et permettant de réguler la température, et plus particulièrement un dispositif de semelle pouvant être facilement installée dans des chaussures ou autres pour générer d'une part une fonction de régulation de la température sous la commande d'un utilisateur par l'intermédiaire d'un terminal communicant sans fil et, d'autre part des informations complémentaires, notamment sur le dispositif de semelle, la marche ou la santé de l'utilisateur. A cet effet, la présente invention se rapporte à un dispositif de semelle connectée sans fil permettant de réguler la température, comprenant principalement entre une couche de semelle inférieure et une couche de semelle supérieure : une partie chauffante et/ou refroidissante, un circuit de commande et de capteurs ainsi qu'un système d'alimentation rechargeable. Le circuit de commande et de capteurs permet la régulation de la température de la semelle et le renvoi d'informations à l'utilisateur, il s'occupe également d'établir la liaison sans fil avec le terminal communicant. Le système d'alimentation intégré est utilisé pour alimenter en énergie électrique le dispositif. La semelle est conçue de manière à permettre à l'utilisateur de choisir une température et de réguler la température du dispositif de semelle sur cette consigne. Elle comporte de plus un ou des capteurs rendant cette semelle intelligente. Selon un premier mode de réalisation et en référence à la figure 1, la présente 30 invention se caractérise en une couche de semelle supérieure 40 amovible et en contact direct avec le pied et une couche de semelle inférieure 1, elle-même en contact direct avec le sol et solidaire de la tige de la chaussure. L'ensemble est connecté et permet la régulation de la température ou climatisation. Une partie chauffante 30, pouvant être un fil de résistance électrique chauffant cousu sur une couche de tissu résistant à la chaleur, une plaque chauffante, une lumière infrarouge, etc, et la partie refroidissante pouvant être un ventilateur, etc. (non représentée) ; s'étendent vers un circuit 10 de commande et de capteurs et un système d'alimentation 20 par l'intermédiaire d'un fil de connexion 31 ou liaison filaire, constituant ainsi une boucle électrique. La partie refroidissante permet lorsque la température du pied est supérieure à la consigne de refroidir le pied. Selon un autre mode de réalisation, les moyens de refroidissement sont constitués par exemple d'un modèle thermoélectrique ou dit Peltier et/ou un ventilateur. La partie chauffante 30 se trouve intercalée dans entre les couches de semelle supérieure 40 et inférieure 1 sur l'avant du pied et couvre le plus largement possible le pied et répartie la chaleur uniformément de manière à ce que lorsque la fonction chauffante est activée, les objectifs de chauffe soient atteints. Elle est comprise entre une couche de matériau isolant sur le dessous dans la couche de semelle inférieure 1 pour limiter les pertes de chaleur vers le dessous de la chaussure, et une couche d'un matériau conducteur de chaleur sur le dessus dans la couche de semelle supérieure 40. Dans une réalisation préférée, pour un meilleur échange de chaleur entre le pied et la semelle, la couche de semelle supérieure 40 comprend des perforations traversantes de manière à améliorer les échanges de chaleur. La partie refroidissante se trouve dans une partie de la semelle ne gênant pas le confort de l'utilisateur et assurant la fonction recherchée. Dans une réalisation préférée, elle se trouve à l'avant du pied. Elle est de même comprise entre les deux couches de semelle supérieure 40 et inférieure 1 pour assurer l'isolation thermique avec le dessous de la chaussure. Pour installer le système de climatisation dans une chaussure, le circuit 10 de commande et de capteurs et le système d'alimentation 20 sont mis dans une position appropriée dans la couche de semelle inférieure 1 et de préférence dans le talon.

Toutefois, une autre position peut aussi être envisagée. Un accès 11 peut être défini pour pouvoir d'une part recharger le système d'alimentation 20 qui est rechargeable par l'intermédiaire d'un connecteur électrique de type micro-USB ou tout autre composant pouvant réaliser cette fonction et, d'autre part allumer/éteindre la semelle par l'intermédiaire d'un interrupteur 13, ou autre. La couche de semelle supérieure 40 permet d'amortir les chocs, spécialement au niveau du talon où le circuit électrique et le système d'alimentation sont situés. Le circuit 10 et le système d'alimentation 20 sont insérés dans la couche de semelle inférieure 1 de manière à permettre un maintien et une résistance aux chocs optimaux. Pour assurer une bonne résistance, le circuit électrique peut être résiné ou protégé dans un boitier. Le système d'alimentation 20 utilisé peut être une batterie du type Lithium- Polymère rechargeable ou autre garantissant une durée de vie importante et une résistance aux chocs, ainsi qu'une place réduite dans la semelle 1. Un capteur de température 14 faisant partie du circuit électrique 10 permet avantageusement de réguler la température du pied suivant la consigne de température choisie par l'utilisateur, économisant ainsi le système d'alimentation du dispositif, et permettant à l'utilisateur un choix de température du pied plus large et plus précis pour chaque pied. Le capteur de température peut être celui du module de communication s'il en dispose, ou être un capteur de température posé à proximité du pied de l'utilisateur comme un thermocouple, une résistance sensible à la chaleur, ou tout autre type, de manière à mesurer précisément la température du pied. La plage de température doit veiller à ce qu'elle ne laisse pas le pied devenir trop froid ou trop chaud, pour ne pas gêner le confort de l'utilisateur. Le dispositif de semelle propose une commande sans fil plus aisée grâce à un terminal communicant, par exemple téléphone mobile, PDAs, tablette, etc. La liaison sans fil entre le dispositif de semelle et le terminal communicant se fait par l'intermédiaire d'une communication sans fil pouvant être de type Bluetooth, permettant une liaison simplifiée, une consommation d'énergie faible dans la communication et une gamme d'appareils communicant compatibles importante. La communication peut se faire par d'autres réseaux comme les réseaux cellulaires, satellites, WI-FI, ou autres.

Un module émetteur/récepteur sans fil 12 se situe dans le circuit électrique 10 du dispositif de semelle. Le circuit 10 comporte un microcontrôleur capable de prendre en compte la température de consigne et la température du pied mesurée par le capteur pour adapter l'alimentation de la partie chauffante et/ou refroidissante et réguler la température du pied. Le terminal communicant et un module émetteur/récepteur sans fil indépendant du dispositif de semelle gauche et du dispositif de semelle droite permet de se connecter au dispositif de semelle droite pour régler la valeur de consigne de température et au dispositif de semelle gauche pour régler de même la valeur de consigne de température indépendamment l'un de l'autre. Le terminal permet aussi de récupérer les informations identifiées et/ou mesurées par les dispositifs de semelles et de les stocker en interne ou sur un réseau pour un suivi de l'utilisateur.

Le système d'alimentation 20 ainsi que les composants électroniques utilisés pour la recharge du système d'alimentation 20, l'alimentation du module émetteur/récepteur sans fil 12, l'alimentation du fil chauffant 30 et le module émetteur/récepteur sans fil 12 peuvent inclure n'importe quels types de variations réalisant la même fonction connus par l'homme du métier.

Le dispositif de semelle connecté est intelligent par la régulation de la température du pied et l'apport de fonctions supplémentaires. En effet, le dispositif de semelle peut calculer le nombre de pas effectués par l'utilisateur, par l'intermédiaire d'un accéléromètre placé dans le circuit électrique 10 et ainsi renvoyer l'information à l'utilisateur sur le terminal communicant. Cette information peut donner à l'utilisateur grâce à un algorithme, sa dépense en calories entre autres. Le dispositif de semelle peut contenir plusieurs capteurs permettant de mesurer plusieurs paramètres comme le rythme cardiaque, le poids de la personne, toutes ses informations seront communiquées à l'utilisateur par affichage sur le terminal communicant.

Le dispositif de semelle étant au contact direct du pied, il permet d'analyser les informations de la vapeur s'échappant de la peau, et donc on peut déterminer si le régime de l'utilisateur manque de telle ou telle vitamine, la salinité de la sueur peut être évaluée, etc. L'archivage de ces informations sur le terminal communicant pour un suivi de l'utilisateur peut être fait. Selon un deuxième mode de réalisation et en référence à la figure 2, le circuit électrique 10 et la source d'alimentation 20 se trouvent à l'intérieur d'un espace situé dans une forme concave 70 de la couche de semelle supérieure 40, ou ailleurs de manière à réduire l'épaisseur du dispositif de semelle au niveau du talon, permettant ainsi une insertion dans la chaussure facilitée. Selon d'autres modes de réalisation de l'invention : - le circuit de commande et de capteurs ainsi que la batterie peuvent se trouver dans le talon de la semelle, dans la partie concave 70 de la voûte plantaire, ou à toute autre position ne gênant pas le confort de l'utilisateur ; - des capteurs physiologiques ou permettant de récupérer des informations personnelles ou autres peuvent être additionnés à la semelle pour enrichir les fonctions de la semelle ; - le rechargement du système d'alimentation se fait grâce à un connecteur électrique le reliant à une source externe d'alimentation électrique ; - en addition au rechargement par source externe, le rechargement du système d'alimentation peut être assuré par un système permettant de convertir l'énergie mécanique de marche en énergie électrique, par exemple piézoélectrique ; - l'énergie de marche peut être convertie directement en énergie thermique. Selon un troisième mode de réalisation de l'invention représenté en figure 3, le semelage 100 de la chaussure 60 comprend une couche de semelle inférieure 80 en contact direct avec le sol et solidaire de la tige de la chaussure 60. Ce semelage 100 comprend aussi une couche de semelle inférieure amovible 50 et une couche de semelle supérieure amovible 40. La couche de semelle inférieure 50 s'intercale entre les couches de semelle supérieures 40 et inférieures 80. Le dispositif de climatisation et toutes ses variantes selon les précédents modes de réalisation de l'invention sont installés dans la couche de semelle inférieure 50 et sont donc amovibles.

Toutefois, il doit être bien entendu que ces exemples sont donnés uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'invention dont ils ne constituent en aucune manière une limitation.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif de semelle (100) de chaussure (60) caractérisé par le fait qu'il comprend, entre une couche de semelle inférieure (1, 50, 80) et une couche de semelle supérieure (40), des moyens de climatisation comprenant des moyens de chauffage et/ou des moyens de refroidissement raccordés à des moyens de régulation de température auxquels sont associés des moyens de commandes à distance, le dispositif comportant encore des moyens d'alimentation en énergie électrique rechargeable.
2. 2. Dispositif de semelle selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'il comporte encore au moins un capteur de température (14) en liaison filaire (31) ou autre avec lesdits moyens de régulation pour la commande de fonctionnement, selon le cas, des moyens de chauffage ou de ses moyens de refroidissement selon que la température mesurée par ledit capteur (14) est inférieure ou supérieure à une valeur de consigne.
3. 3. Dispositif de semelle selon la revendication 2 caractérisé par le fait qu'il comporte au moins un desdits capteurs de température (14) disposé au niveau de ladite couche de semelle inférieure (1, 50).
4. 4. Dispositif de semelle selon la revendication 2 caractérisé par le fait qu'il comporte au moins un desdits capteurs de température (14) disposé au niveau de ladite couche de semelle supérieure (40).
5. 5. Dispositif de semelle selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que ladite couche de semelle inférieure (1) est réalisée en un matériau isolant en comparaison au matériau de ladite couche de semelle supérieure (40).
6. 6. Dispositif de semelle selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que ladite couche de semelle supérieure (40) comporte des perforations traversantes.
7. 7. Dispositif de semelle selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que lesdits moyens de chauffage consistent en une résistance électrique (30).
8. 8. Dispositif de semelle selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que lesdits moyens de refroidissement sont du type à effet Peltier et/ou ventilateur.
9. 9. Dispositif de semelle selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait qu'il présente une partie médiane, comportant une partie concave (70) correspondant à la voute plantaire et à l'intérieur de laquelle sont implantés lesdits moyens de régulation de la température.
10. 10. Dispositif de climatisation d'une paire de chaussures comportant deux dispositifs de semelle chacun associé à une chaussure, chacun conforme à l'une quelconque des 10 revendications précédentes et chacun comportant un moyen de régulation de température de fonctionnement indépendant.