Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
WO 2021/028586
PCT/EP2020/072926
1
SEMELLE MONOLITHIQUE DE CHAUSSURE DE CYCLISME
Domaine technique
La présente invention a pour objet une semelle monolithique de chaussure de
5 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
io 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
15 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.
20 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.
25 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
30 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
CA 03147438 2022-2-9
WO 2021/028586
PCT/EP2020/072926
2
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
5 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 cc plot de marche qui protègent lesdits moyens de
10 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
15 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
20 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,
25 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
30 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
CA 03147438 2022-2-9
WO 2021/028586
PCT/EP2020/072926
3
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
5 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
10 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
15 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
20 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
25 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
30 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
CA 03147438 2022-2-9
WO 2021/028586
PCT/EP2020/072926
4
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
5 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
10 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
15 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
20 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
25 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
30 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
CA 03147438 2022-2-9
WO 2021/028586
PCT/EP2020/072926
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
5 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,
10 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 ;
15 - 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
20 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
25 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
30 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
CA 03147438 2022-2-9
WO 2021/028586
PCT/EP2020/072926
6
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.
5 - 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.
11:r
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
15 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
20 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
25 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,
30 - fixer la cale avant avec le dispositif d'attachement avant,
CA 03147438 2022-2-9
WO 2021/028586
PCT/EP2020/072926
7
- 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.
5 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
oeuvre
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 ;
15 - 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
25 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
30 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
CA 03147438 2022-2-9
WO 2021/028586
PCT/EP2020/072926
8
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
5 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 ;
10 - 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
15 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
20 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
25 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
30 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.
CA 03147438 2022-2-9
WO 2021/028586
PCT/EP2020/072926
9
Le creux avant (6) se situe donc dans la zone des phalanges et le creux
arrière
(7) dans celle de la voute 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
5 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.
10 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
15 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
20 (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)
25 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
30 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
CA 03147438 2022-2-9
WO 2021/028586
PCT/EP2020/072926
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
(1) vers l'extérieur du cycle.
Le creux arrière (7) est débouchant sur le côté latéral interne de la semelle
5 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
-ici 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
(11) va venir en contact avec la protubérance (8) ce qui va alors pousser le
15 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
20 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
25 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
30 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).
CA 03147438 2022-2-9
WO 2021/028586
PCT/EP2020/072926
11
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
5 (3) où se trouvent les dispositifs d'attachement avant et arrière (10,
11) jusqu'à
l'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).
10 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
voute 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
15 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
20 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
25 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.
30 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
CA 03147438 2022-2-9
WO 2021/028586
PCT/EP2020/072926
12
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.
5 Dans le mode de réalisation illustré à la figure 11, la 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
-ici 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 cc gravel . La semelle doit être rigide
afin de
transmettre le plus efficacement possible les efforts du cycliste sur les
pédales. La
20 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
25 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.
30 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
CA 03147438 2022-2-9
WO 2021/028586
PCT/EP2020/072926
13
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
5 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 uvre 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
15 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
20 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 entrainer des chutes. Avec les
25 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.
30 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
CA 03147438 2022-2-9
WO 2021/028586
PCT/EP2020/072926
14
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
5 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
10 7 qui est destinée à recevoir une cale arrière 5. La cale avant 4 et la
cale arrière
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
15 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.
20 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.
25 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
30 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
CA 03147438 2022-2-9
WO 2021/028586
PCT/EP2020/072926
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.
5 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
10 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 voute 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
15 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 voute 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 voute 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%
CA 03147438 2022-2-9
WO 2021/028586
PCT/EP2020/072926
16
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 égaiement avantageux que la surface inférieure de la
cale
CA 03147438 2022-2-9
WO 2021/028586
PCT/EP2020/072926
17
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
5 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,
10 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
15 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
20 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.
25 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
30 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
CA 03147438 2022-2-9
WO 2021/028586
PCT/EP2020/072926
18
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
5 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
15 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
20 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
25 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
30 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
CA 03147438 2022-2-9
WO 2021/028586
PCT/EP2020/072926
19
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.
CA 03147438 2022-2-9
