Brevet FR2905566A1 — publié le 20080314

DISPOSITIF DE LIAISON D'UNE CHAUSSURE A UN ELEMENT D'ARTICLE DE SPORT TEL QUE PEDALE DE CYCLE La présente invention concerne un dispositif de liaison d'une chaussure à un élément d'article de sport tel que pédale de cycle, bicyclette ou engin analogue. Elle concerne aussi bien les parties de ce dispositif solidaires de la pédale que de la chaussure. Il existe actuellement différents systèmes de liaison d'une chaussure à une pédale. Le système le plus ancien consiste en une sorte de cage associée à une courroie, -appelé communément cale-pied-, qui emprisonne la moitié avant de la chaussure, une fois la courroie serrée et rend ladite chaussure complètement solidaire de la pédale. Un tel dispositif présente l'inconvénient d'assurer un blocage permanent de la chaussure sur la pédale et de ne pas permettre un dégagement rapide de celle-ci en cas de besoin et notamment lorsque apparaissent des risques d'accident ou de chute, ou bien lors d'un arrêt lorsque le cycliste doit poser pied à terre. De plus ces dispositifs à courroie sont d'une mise en place peu commode, du fait de la difficulté d'introduction de la chaussure dans la cage constituant le cale-pied et du fait de la nécessité de serrer ensuite manuellement la courroie pour obtenir un maintien satisfaisant du pied. Il est connu par le US 4,953, 425 d'avoir un dispositif de liaison de la chaussure à la pédale constitué d'une courroie s'étendant de façon diagonale par rapport à la pédale. Du fait de sa 2 0 position diagonale, la courroie forme une plus grande ouverture facilitant l'introduction du pied et donc également la sortie. La courroie peut être serrée plus ou moins selon le degré de maintien souhaité. Le problème d'un tel dispositif de liaison est que la courroie tend à s'aplatir, ce qui empêche l'introduction du pied. Par ailleurs lorsque la courroie est serrée, le même problème de dégagement qu'avec les cale-pieds traditionnels se pose. 25 Il existe également des systèmes à cale dits automatiques, dans lesquels une cale métallique ou plastique solidaire de la semelle, coopère avec un mécanisme associé de la pédale, l'accouplement se formant selon une direction longitudinale et le désaccouplement en cas de chute ou d'arrêt étant obtenu par une rotation du pied vers l'extérieur. Ce type de pédale automatique nécessite néanmoins un certain temps d'apprentissage de 3 0 l'utilisateur le mouvement de rotation du pied vers l'extérieur en cas de besoin n'étant pas un mouvement naturel. Pendant cette phase d'apprentissage d'un système de pédale automatique, ou en cas de situation d'urgence, le cycliste a parfois du mal à effectuer cette manoeuvre et tombe donc avec le vélo, les deux pieds restant attachés aux pédales. 35 Par ailleurs les cales fixées sur la chaussure forment des saillies par rapport à la surface extérieure de la semelle de marche, ce qui constitue une gêne importante pour la marche à pied, voire même des risques d'accident par glissade. 2905566 2 Par ailleurs de tels systèmes de pédale automatique sont très sensibles à la présence de boue, cailloux qui peuvent empêcher le bon accrochage de la chaussure à la pédale ou au contraire favoriser un décrochage intempestif. Par le US 4,662,090 il est connu de réaliser un système de liaison pédale/semelle par la 5 création dans la semelle d'un évidement de forme sensiblement rectangulaire complémentaire de la forme de la pédale. Une telle construction présente l'inconvénient que l'évidement de la semelle est très important et peut constituer un logement pour de la boue, cailloux, lors de la marche. Par ailleurs cet évidement est complètement caché, car en retrait par rapport à l'enveloppe 10 extérieure de la surface de marche et délimité par deux sortes de marche, notamment à l'avant, qui gênent la mise en place de la semelle sur la pédale. En d'autres termes, l'utilisateur doit tâtonner avant de trouver la correspondance exacte entre la pédale et l'évidement de sa semelle. Par le US 6,725,742 il est connu d'assurer une liaison de la pédale, qui présente des creux, 15 avec des crampons de la chaussure faisant saillie par rapport à la surface inférieure de la semelle de marche. Le même problème qu'évoqué précédemment de positionnement à l'aveugle de la semelle dans la pédale se pose. Par ailleurs la liaison se fait à l'aide d'éléments de la semelle, les crampons, qui sont soumis à l'usure lors de la marche et peuvent rendre la liaison instable du fait d'une usure prématurée. 2 0 Le dégagement en cas de besoin n'est pas non plus facile. A l'heure actuelle les dispositifs de liaison les plus utilisés sont les systèmes de cale-pied ou de cale/pédale automatique évoqués ci-avant. Du fait des risques évoqués ci-avant, de difficulté de dégagement, seule une partie des cyclistes utilise ces systèmes, les autres craignant le risque de chute. 25 Il en résulte que de nombreux cyclistes n'utilisent aucun système de liaison, ni de calage de leur chaussure sur la pédale et ont de ce fait une mauvaise position de pédalage. Idéalement le pied doit être positionné de façon que l'axe de l'articulation métatarsophalangienne soit à peu près aligné avec l'axe de rotation de la pédale. Cette position idéale peut être obtenue à l'aide des dispositifs de liaison/calage/fixation 3 0 décrits précédemment. En l'absence de tels dispositifs de liaison/calage, l'utilisateur positionne souvent mal son pied, par exemple trop en arrière sur la pédale, ou le pied disposé en éventail par rapport à l'axe de la pédale. Or une mauvaise position du pied par rapport à la pédale conduit généralement à une mauvaise position du cycliste (selle trop basse) et conduit à une plus grande fatigue et/ou 3 5 traumatismes accrus notamment au niveau des genoux. Le but de la présente invention est de propose un dispositif de liaison d'une chaussure à un élément d'un article de sport tel que pédale qui permette de remédier aux inconvénients ci-avant. Un but est notamment de faciliter la liaison chaussure/pédale même à l'aveugle. 2905566 3 Un autre but est d'assurer un positionnement correct du pied par rapport à la pédale. Un autre but est d'avoir un dispositif de liaison ne posant aucun risque de blocage de la semelle en cas de besoin. D'autres buts et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui suit. 5 Ce ou ces buts sont atteints dans le dispositif de liaison d'une chaussure à un élément d'un article de sport tel que pédale de cycle selon l'invention qui est du type dans lequel la chaussure et la pédale comportent des organes d'accrochage de forme complémentaire, par le fait que les organes d'accrochage de la semelle sont au moins partiellement constitués par des alternances de creux, ménagés en retrait par rapport à la surface d'enveloppe externe de la 10 semelle. Du fait de cette construction les organes d'accrochage de la semelle ne font pas saillie au-delà de la surface d'enveloppe externe de ladite semelle et ne sont donc pas soumis à des risques d'usure intempestive. Ils ne gênent pas non plus la marche. Selon un mode de réalisation, la surface d'enveloppe externe de la semelle est relevée vers 15 le haut en avant de la zone des organes d'accrochage de la semelle. Cette construction définit une rampe à l'avant des organes d'accrochage et facilite donc l'engagement de la chaussure sur la pédale, même en aveugle. De toute façon, l'invention sera bien comprise et d'autres caractéristiques et avantages de celle-ci ressortiront à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique 2 0 annexé dans lequel : - la figure 1 est une vue en perspective éclatée de la semelle de la chaussure et de la pédale avant liaison mutuelle, - la figure 2 est une vue de côté de l'ensemble chaussure/pédale en cours d'engagement de la chaussure sur la pédale, 25 -la figure 3 est une vue similaire à la figure 2, la chaussure étant liée à la pédale, - la figure 4 est une vue en perspective de la pédale, - la figure 5 est une vue en bout de la pédale de la figure 4, - la figure 6 est une vue de dessus de la pédale de la figure 4, - la figure 7 est une vue de côté de la pédale de la figure 4, 3 0 - la figure 8 est une vue de dessous de la semelle de chaussure, - la figure 9 est une vue en coupe selon IX-IX de la figure 8, - la figure 10 est une vue similaire à la figure 8 selon un autre mode de réalisation, - la figure 11 est une vue en coupe selon XI-XI de la figure 10. Les figures 1 à 3 illustrent le dispositif de liaison d'une chaussure 1 à une pédale de vélo 10 35 pendant les différentes étapes d'assemblage. La chaussure est constituée de façon connue en soi d'une tige 2, surmontant une semelle 3 dite de marche. 2905566 4 La semelle 3 comporte une série de profilés de marche 4, constitués en l'occurrence par des reliefs 4 en forme de vagues ou vaguelettes s'étendant de façon générale perpendiculaire à l'axe longitudinal L de la chaussure. Bien entendu, ces reliefs en forme de vague 4, qui sont destinés à faciliter l'accroche de la 5 semelle 3 sur différents terrains, peuvent avoir des formes différentes en fonction du terrain sur lequel la chaussure est destinée plus particulièrement à être utilisée. Ainsi que le montre la figure 9 l'extrémité libre de chacune des vagues ou reliefs 4 est contenue dans une surface enveloppe S dont le profil évolue selon la direction longitudinale de la chaussure. 10 Par ailleurs dans une zone correspondant sensiblement à la zone d'articulation métatarsophalangienne, à savoir dans une zone s'étendant de part et d'autre de l'axe M d'articulation métatarsophalangienne, la semelle 3 de la chaussure comporte une succession de creux respectivement 5, 6, 7, 8 et un épaulement 9 constituant les organes d'accrochage de la semelle destinés à coopérer avec la pédale de vélo 10 ainsi qu'on le verra plus loin. La pédale 15 de vélo 10 comporte un axe d'articulation 11 sur lequel est monté un corps de pédale 12 comportant une forme en croix 15 avec des branches 15a, et des saillies respectivement 16, 17, destinées à coopérer respectivement avec les creux 5, 6 et 7 de la semelle de la chaussure. Les branches 15a de la croix sont reliées deux à deux par deux barreaux 18 portant les saillies 16, 17. 2 0 Ainsi que le montre particulièrement bien la figure 9, les creux 5, 6, 7, 8 sont ménagés à l'intérieur ou en retrait par rapport à la surface d'enveloppe externe S de la semelle et ne dépassent donc pas par rapport à ladite semelle de marche 3. L'épaulement 9 est défini par une découpe de la semelle de marche 3 et ne dépasse donc pas non plus par rapport à la surface d'enveloppe externe S de celle-ci. 25 Le creux 5 a une forme de croix ou de X centré sensiblement sur l'axe d'articulation métatarsophalangienne M, et complémentaire de la forme du bloc 15 en forme de croix de la pédale. Le creux 5 est également sensiblement centré en direction transversale par rapport à la semelle. Chaque branche 5a du creux en forme de croix 5, se termine par une partie inclinée 5b. De 3 0 même chaque branche 15a de la forme de croix associée 15 de la pédale se termine également par une partie inclinée 15b. Les dimensions des croix 5, 15 sont complémentaires de façon à permettre un emboîtement mutuel de ces formes avec un léger jeu. Les parties inclinées 5b, 15b sont destinées à faciliter l'engagement mutuel de la semelle et 3 5 de la pédale, notamment en présence de terre, boue, cailloux. Les saillies et creux respectivement 16, 6 ont une forme polygonale sensiblement en forme de chevron. Chaque branche 16a du chevron 16 est inclinée par rapport à l'autre à la façon d'un toit. 2905566 5 Les creux et saillies respectivement 7, 17 ont sensiblement la forme d'un triangle double. Chaque face 17a du triangle 17 est inclinée par rapport à l'autre à la façon d'un toit. Ces formes inclinées des faces 16a, 17a peuvent également faciliter l'évacuation de matériaux indésirables (terre, cailloux,...etc.) lors de l'engagement de la semelle sur la pédale. 5 Bien entendu d'autres formes peuvent être prévues pour les creux, saillies respectivement 5, 6, 7, 15, 16, 17, l'important étant que ces creux/saillies aient des formes complémentaires. Comme pour les croix 5, 15, les dimensions des creux/saillies 6, 7 et 16, 17 sont prévues de façon à permettre un emboîtement avec un léger jeu. Les barreaux 18 portant les saillies 16, 17 ont dans l'exemple représenté sensiblement la 10 forme d'un arc de cercle. L'épaulement 9 de la semelle a sensiblement la même forme d'arc de cercle de façon à coopérer et à servir de butée arrière avec l'un ou l'autre des barreaux 18 en fonction de la position de la pédale. Comme le montre particulièrement la figure 5, le corps de pédale présente une double symétrie par rapport à son axe de rotation 11. En conséquence la pédale 10 présente deux 15 faces 10a symétriques, chacune ayant une double série de saillies respectivement 16, 17. La figure 5 montre également que la surface de chacune des faces 10a de la pédale a un profil légèrement curviligne destiné à coopérer avec la courbure 3a de la semelle en direction longitudinale (cf. figure 3). La surface supérieure de la croix 15 est donc légèrement en-dessous des surfaces des reliefs 16, 17. 2 0 Enfin le creux ou évidement 8 de la semelle 3 a une forme demi cylindrique et s'étend depuis le côté médial 3b de la semelle sur une partie de ladite semelle, sensiblement parallèlement à l'axe d'articulation métatarsophalangienne M (cf figure 8). Ce creux 8 est destiné à coopérer avec l'axe d'articulation 11 de la pédale. Cette construction permet de rapprocher la pédale 10 au maximum du pied de l'utilisateur 25 et est donc intéressante en terme de rendement. Ainsi que le montre particulièrement la figure 8, l'épaulement 9 se termine de chaque côté par une buté 9a, destinée à faciliter le centrage de la chaussure. Enfin, ainsi que le montre la figure 9 la surface d'enveloppe S de la semelle externe 3 est relevée vers le haut en 3c, par rapport à la zone comportant les creux 5, 6, 7 et en avant de 3 0 ladite zone. Le fonctionnement du dispositif de liaison de la chaussure à une pédale, notamment de cycle s'effectue très simplement. Il suffit en effet d'engager l'extrémité avant 3c, relevée, de la semelle sur la pédale 10, comme montré à la figure 2, et de la faire glisser vers l'avant par rapport à la pédale jusqu'à ce que l'épaulement 9 vienne en butée contre l'un des barreaux 18 3 5 de la pédale. A ce moment les parties en saillies respectivement 15, 16, 17, de la pédale viennent se loger dans les parties en creux associées respectivement 5, 6, 7 de la semelle, cet engagement étant facilité par les faces inclinées respectivement 16a, 17a des parties en saillie et 5a, 15a des parties en croix (cf. figure 3). 2905566 6 Comme indiqué précédemment les butées 9a de chaque côté de l'épaulement 9 permettent le centrage de la pédale sur la semelle 3. Ainsi malgré le chaussage à l'aveugle la liaison semelle/pédale se fait automatiquement et sans difficulté, notamment du fait de la courbure plus forte 3c de la surface d'enveloppe S à 5 l'avant de la zone de creux. Un positionnement correct du pied de l'utilisateur par rapport à la pédale est donc garanti et permet une meilleure ergonomie et une fatigue musculaire moindre. Par ailleurs les jeux relatifs entre les creux et les saillies permettent une certaine adaptation à la morphologie de l'utilisateur. 10 Enfin la forme de X des organes centraux de liaison 5, 15 empêche une rotation relative de la chaussure par rapport à la pédale. Par ailleurs la pédale 10 est par sa forme compatible avec des chaussures normales puisqu'elle produit des appuis au moyen des surfaces en relief 16, 17 plus hautes par rapport aux surfaces de la croix 15. Selon un mode de réalisation les croix 15 sont recouvertes d'un 15 revêtement 25 lisse tel que POM DELRIN ou PE (polyéthylène) ou PTFE (Téflon) de la pédale sur la semelle, tandis que les parties en relief périphériques 16, 17 sont en un matériau plus rugueux, destiné à faciliter l'accroche sur la semelle 3. Les figures 10 et 11 montrent un exemple de réalisation dans lequel les éléments similaires ou identiques seront désignés par les mêmes références. 2 0 La seule différence par rapport aux modes de réalisation montrés ci-avant est que la semelle 3 est constituée de plusieurs matériaux en fonction des différentes zones 31, 32, 33, 34 de celle-ci. En effet dans les zones 32, 33 comportant les creux 5, 6, 7, 8, 9, à savoir la zone des organes d'accrochage de la semelle, le matériau est en un matériau plus dur que dans les zones 25 31, 34 de la semelle située de part et d'autre de ces zones. Dans l'exemple représenté le matériau dans les zones 31, 34 est en caoutchouc ayant une dureté de 65 shA, à savoir un caoutchouc peu dur, ayant de grandes caractéristiques d'adhérence. Selon le cas, ce matériau peut être remplacé par un caoutchouc un peu plus dur ou un autre 3 0 matériau ayant de bonnes qualités d'adhérence tel que du TPU. Bien entendu si l'aspect adhérence n'est pas important le matériau des zones 31, 34 peut également être différent et être par exemple en un caoutchouc plus dur. Le matériau de la zone autour des saillies 6, 7 est, dans cet exemple une plaque de TPU de 70 shA à 80 shA, c'est à dire une plaque en matériau assez dur et ayant un coefficient de 35 frottement moins élevé que le caoutchouc du reste de la semelle, afin de faciliter le glissement de la semelle sur la pédale dans la partie avant des organes d'accrochages. Dans l'exemple cette plaque de TPU fait environ 2mm d'épaisseur et est logée dans un évidement associé de la semelle. 2905566 7 Le matériau de la zone 33, qui est donc la partie arrière de la zone des organes d'accrochage de la semelle, le matériau est par exemple un caoutchouc ayant une dureté d'environ 80 à 85 shA. Le matériau de cette zone 33 est donc un peu plus dur que celui des zones 31, 34 de la 5 semelle, tout en ayant des caractéristiques d'adhérence similaire. Le matériau de cette zone 33 peut être surmoulé avec le reste de la semelle, puisque dans le même type de matériau que celui 31, 34 des autres zones de celle-ci. Selon le cas il peut s'agir d'une plaque rapportée. Cette plus grande dureté du matériau dans la zone 33 permet de limiter l'usure et les déformations des parties coopérant avec la semelle. 10 Le fait de conserver un matériau de type caoutchouc dans cette zone est par contre intéressant pour garder un bon accrochage de la semelle sur la pédale de vélo. Bien entendu d'autres matériaux peuvent être utilisés en fonction de l'usage recherché. Par exemple pour une utilisation à l'intérieur (rameur, vélo d'appartement), l'utilisation d'un matériau caoutchouc dans les zones 31, 34 ne sera pas forcément recherché. 15 Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-avant à titre d'exemples non limitatifs mais en englobe tous les modes de réalisation similaires ou équivalents. Bien que décrite en liaison avec une pédale de vélo l'invention peut être appliquée à d'autres équipements de sports dans lesquels des problèmes similaires ou identiques se posent 2 0 et par exemple vélo d'appartement, appareil de gymnastique (rameur,...etc.), matériel d'aviron. REVENDICATIONS 1- Dispositif de liaison d'une chaussure (1) à un élément d'article de sport tel que pédale (10) de cycle, du type dans lequel la chaussure (1) et la pédale (10) comportent des organes d'accrochage de forme complémentaire, caractérisé en ce que les organes d'accrochage de la semelle sont au moins partiellement constitués par des alternances de creux (5, 6, 7, 8), ménagés en retrait par rapport à la surface d'enveloppe externe (S) de la semelle (3). 2- Dispositif de liaison selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface d'enveloppe externe (S) de la semelle est relevée (3c) vers le haut en avant de la zone des organes d'accrochage (5, 6, 7, 8) de la semelle (3). 3- Dispositif de liaison selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la zone des organes d'accrochage (5, 6, 7, 8) de la semelle se trouve sensiblement au niveau de la zone d'articulation métatarsophalangienne (M) du pied. 4- Dispositif de liaison selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la zone des organes d'accrochage de la semelle comporte une butée arrière (9). 5- Dispositif de liaison selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il 2 0 comporte des organes d'accrochage centraux (5, 15) ayant une forme complémentaire en X. 6- Dispositif de liaison selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que des butées latérales (9a) sont prévues de chaque côté de la butée arrière (9). 25 7- Dispositif de liaison selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la pédale (10) comporte des organes d'accrochage (16, 17) périphériques ayant une hauteur supérieure à celle des organes d'accrochage centraux (15). 8- Dispositif de liaison selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'au moins 3 0 une partie des organes d'accrochage (5, 15, 16, 17) présente des faces inclinées. 9- Dispositif de liaison selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce qu'au moins une partie des organes d'accrochage centraux (15) sont munis d'une surface lisse. 35 10- Dispositif de liaison selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la semelle (3) comporte un évidement (8) destiné à loger au moins en partie l'axe de rotation (11) de la pédale. 2905566 9 11- Dispositif de liaison selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que dans la partie avant (32) de la zone des organes d'accrochage (5, 6, 7, 8) de la semelle, le matériau a un coefficient de frottement moins élevé. 5 12- Ensemble chaussure/pédale comportant un dispositif de liaison selon l'une quelconque des revendications 1 à 11. 13- Engin de sport comportant un ensemble chaussure/pédale ou un dispositif de liaison selon l'une quelconque des revendications 1 à 12.