Подошва для полуботинка, в частности для кроссовки. Патенты кроссовки


подошва для полуботинка, в частности для кроссовки - патент РФ 2489069

Изобретение относится к подошве для обуви, в частности для кроссовки, которая содержит подложку из полиуретана, сформированную инжекционным формованием; продольно проходящий геленок и наружную подошву; причем упомянутый геленок проходит от части подошвы для переднего отдела стопы через область для свода стопы к пяточной области и содержит отверстие в его пяточной области для расположения в нем полиуретана, причем геленок (4) смещен таким образом, чтобы в пяточной области (25) он был расположен ближе к наружной подошве (3), чем в области для свода стопы, причем элемент (9) для обеспечения удобства, обладающий большей упругостью, чем полиуретан подложки, помещен в полость (17) поверх упомянутого отверстия (8) в геленке, и прикреплен к полиуретану подложки (1). Технический результат заключается в обеспечении амортизации ботинка и уменьшение его веса. 9 з.п. ф-лы, 18 ил.

Изобретение относится к подошве для полуботинка, в частности, для кроссовки. Один тип кроссовок, соответствующих современному уровню техники в данной области, изготавливают, основываясь, в общем, на концепции защиты ступни потребителя. Более точно, кроссовку рассматривают, как укрывающее средство для ступни. Эта защитная концепция привела к появлению относительно тяжелых кроссовок, часто содержащих подошву или стельку, обладающую высокой степенью амортизации, для смягчения реакции сил, возникающих при столкновении пятки с землей и воздействующих на голеностопный сустав и на голень. Увеличенный вес обуви отбирает энергию у бегуна. Другой тип кроссовок является сверхлегким, и кроссовки часто весят меньше 300 г. Этот тип является минималистским, содержащим тонкую подошву и тонкий верх. При проектировании кроссовок в обувной промышленности в течение продолжительного периода времени принимали за идеальное движение естественное движение стопы, например, при беге босыми ногами по траве, где стопа, не ограниченная полуботинком, может осуществлять естественное движение. Однако если полуботинок надет на ногу, то естественное движение ноги ограничено. В качестве примера можно сказать, что угол поворота плюсневого межфалангового сустава значительно уменьшается при ношении обуви. Угол поворота плюсневого сустава - это угол между землей и плюсневыми фалангами. Если измерять этот угол в момент непосредственно перед отталкиванием от земли, при беге босяком, то он близок к 60°, а при так называемом техническом, или атлетическом, беге, когда используют спортивную обувь, он уменьшается до только 35°. Под помехами для естественного движения стопы, помимо прочего, понимают то, что мышцы голени и стопы, активно действующие во время бега босяком, также ограничены при беге в обуви. Этим мышцам не предоставляют возможность действовать в их полную силу, и, поэтому, если обувь сконструирована неправильно, она будет ограничивать способность бегуна двигаться эффективно. Его достижения снижаются в сравнении с бегом босяком. Некоторые из основных мышц, действующих при ходьбе и беге, являются мышцами для сгибания большого пальца стопы и мышцами для разгибания большого пальца стопы. Важное значение этих сильных мышц при сравнении бега босяком и бега в обуви, уже признано в патенте США № 5384973, включенного в настоящее описание путем ссылки. Более конкретно в патенте США № 5384973 описана подложка для кроссовки, подошва которой содержит множество гибких соединений или канавок, расположенных в продольном и поперечном направлениях. Ряд дискретных элементов подошвы соединен с подложкой. Такая конструкция позволяет носку стопы действовать независимо и повышать стабильность полуботинка. В частности, посредством гибких соединений создана изолированная область подошвы для большого пальца стопы, что позволяет сгибателю большого пальца стопы и разгибателю большого пальца стопы играть большую роль во время бега.

Как указано выше, хотя при использовании более тяжелых кроссовок обеспечивается амортизация, но они отбирают энергию у бегуна из-за амортизации и из-за того, что тяжелая кроссовка из-за ее массы и отдаленности точки приложения силы тяжести вызывает противодействующий крутящий момент, воздействующий на стопу, при изгибе спины во время бега. Бегун должен затрачивать энергию на преодоление этого противодействующего крутящего момента. С другой стороны, сверхлегкие кроссовки, соответствующие современному уровню техники в данной области, не обеспечивают большую конструкционную опору для стопы, и в них не учтены в достаточной мере биометрические аспекты.

Уменьшение веса полуботинка может быть осуществлено посредством минимизации размеров верха и конструктивных изменений подошвы. Что касается подошвы, то материал может быть удален или заменен материалами других типов. В производстве обуви много лет использовали полиуретан (ПУ), а в последние годы стал доступен его специальный вариант - легкий полиуретан (ЛПУ). Изготавливая подложку из ПУ, а особенно - из ЛПУ, снижают вес. Использование ПУ в качестве подложки, однако, не гарантирует большие удобства при беге. В подошве требуется устанавливать геленок для обеспечения стабильности в продольном и поперечном направлениях полуботинка, так как ПУ обладает высокой степенью упругости. Испытания при беге, проведенные авторами, показали, однако, что простое размещение геленка между стопой человека и подложкой мало способствует повышению удобства бегуна. В немецком патенте DE 19608488 A1 описан геленок, заделанный в ПУ подложку, и предложено изготавливать отверстие в пяточной области геленка. Полиуретаном подложки заполняют отверстие, и благодаря этому пяточная область становится мягкой и упругой. Однако описанный полуботинок не являетсякроссовкой, и подошва все еще остается слишком жесткой для бега. Этот недостаток (жесткая подошва), к сожалению, перевешивает преимущества, достигнутые полным пренебрежением амортизации полуботинка и уменьшением его веса.

Задача, решенная настоящим изобретением, заключается в создании способа конструирования подошвы, в частности, для кроссовки, которая имеет малый вес, но посредством которой обеспечивают достаточное удобство.

Этого достигают с помощью решения, описанного в п.1 формулы изобретения.

Посредством смещения продольно проходящего геленка в пяточную область подошвы создают полость в пяточной зоне. Эта смещенная пяточная область является платформой, на которой размещают элемент для обеспечения удобства и полностью или частично заделывают и прикрепляют к полиуретану (ПУ) подложки во время процесса впрыскивания. ПУ вводят в полость через отверстие, выполненное в полости, или, более точно, через отверстие, выполненное в смещенной пяточной области геленка, и к ПУ прикрепляют элемент для обеспечения удобства. Прикрепление производят во время и после процесса впрыскивания ПУ, и при этом фиксируют элемент для обеспечения удобства в его положении. ПУ распределяют в полости посредством давления, прикладываемого с помощью оборудования для впрыскивания ПУ. Такое закрепление является благоприятным, так как без этого сцепления элемент для обеспечения удобства создавал бы шум при беге, обычно возникающий из-за захвата воздуха. Элемент для обеспечения удобства более эластичный, чем ПУ, используемый для изготовления подложки, и, таким образом, с его помощью обеспечивают более высокую степень возврата энергии, чем посредством ПУ подложки. Пяточная область смещена к наружной подошве, ко второй горизонтальной плоскости, отличающейся от первой горизонтальной плоскости геленка в области для свода стопы. Испытания, проведенные авторами, показали, что при такой конструкции бегун испытывает более приятные ощущения, так как пяточная область подошвы стала мягче. Предложенное в изобретении решение превосходит первое альтернативное решение, которое не было подтверждено как успешное, а именно: решение, согласно которому геленок был размещен между подложкой и наружной подошвой. Такое размещение приводило к возникновению проблем, связанных с трением между пяткой человека и пяточной областью подложки, так как подложку при беге сжимают, и она разжимается в пяточной области, и при каждом сжатии возникает возможность смещения пятки человека вниз, а при каждом разжимании возникает возможность смещения пятки человека вверх. В результате повторяемых смещений вверх и вниз относительно пяточной области кроссовки создается трение, вызывающее дискомфорт бегуна. С другой стороны, согласно второму альтернативному решению геленок может быть размещен поверх подложки, и таким образом может быть уменьшено трение, так как посредством геленка, как ранее вводимого в действие ужесточенного слоя, уменьшают длину смещений вверх и вниз. Однако, как уже было описано, было подтверждено, что при этом решении получается слишком жесткая подошва. Предложенное в изобретении решение находится, так сказать, между этими двумя альтернативными решениями, так как части геленка для переднего отдела стопы и для свода стопы размещают поверх подложки или вблизи верха подложки, а пяточную область геленка опускают и заделывают в подложку, и размещают близко к наружной подошве.

Поверхность элемента для обеспечения удобства, обращенная к текстильной подошве верха, должна быть предпочтительно оставлена свободной от ПУ материала подложки, чтобы, таким образом, обеспечивать возможность проявления его упругости при столкновении пятки с землей. Таким образом, все стороны элемента для обеспечения удобства окружены материалом подложки, за исключением упомянутой поверхности и тех краевых частей элемента для обеспечения удобства, которые лежат на геленке.

Элемент для обеспечения удобства предпочтительно выполнен с выступом, введенным в отверстие геленка. Этим обеспечивают даже еще большую упругость в пяточной зоне, так как в то же самое время уменьшено количество относительно более жесткого ПУ материала подложки. Выступ вводят на 1-2 мм в отверстие в направлении подошвы, и он может в некоторых случаях даже проходить ниже отверстия в геленке.

Как было упомянуто, элемент для обеспечения удобства обладает эластичностью, большей эластичности ПУ, используемого для подложки. Посредством варьирования отношения высоты слоя для обеспечения удобства к высоте ПУ слоя, расположенного в полости или ниже полости, можно получать широкий диапазон различных значений жесткости. Предпочтительное отношение получают при точном заполнении ПУ отверстия до входа в полость, а элементом для обеспечения удобства заполняют остальную часть полости. Однако отношение высоты элемента для обеспечения удобства к высоте ПУ подложки ниже полости не должно быть слишком большим, так как это приводило бы к слишком большой амортизации, недостатки которой уже были описаны. Отношение можно варьировать в диапазоне 2:1, а предпочтительно оно должно быть меньше 1,5:1,0.

Так как подложка должна быть как можно более тонкой, чтобы не увеличивать вес кроссовки, жесткий геленок может в некоторых случаях ощущаться потребителем при беге. Это может быть в случае, если геленок во время процесса впрыскивания ПУ был заделан слишком близко к стопе человека, т.е. при отсутствии или при наличии только тонкого слоя ПУ подложки между текстильной подошвой верха и геленком. Для уменьшения влияния этой проблемы, непосредственно под текстильной подошвой размещают тонкий слой материала, поглощающего энергию. Тонкий слой может быть дискретным слоем или матом, или он может быть интегрированной частью текстильной подошвы, покрывающей сторону, обращенную к подложке и геленку.

Переход от области для свода стопы геленка к смещенной пяточной области должен быть выполнен под небольшим углом. Резкий переход, скажем, под углом 90° от плоскости для свода стопы к пяточной плоскости, вызывает дискомфорт у бегуна, который может ощущать острый край. Таким образом, геленок в переходной зоне должен иметь угол относительно горизонтальной плоскости смещенной пяточной области геленка, составляющий максимум 50°, более предпочтительно - меньше 30°.

Переходная зона не только наклонена от области для свода стопы в направлении пяточной области, но также от внутренней стороны геленка к полевой стороне. Таким образом, геленок поднимают для обеспечения опоры для свода стопы.

Предпочтительно отверстие, или проем, в пяточной области геленка является по существу эллиптическим и расположенным над точкой соприкосновения с землей при беге. Таким образом достигают полного эффекта смягчения в области пятки. На практике отверстие располагают в середине смещенной пяточной области. Эллиптическая форма повторяет форму пятки человека, и при расположении отверстия в середине смещенной пяточной области геленка создают кромку, на которую укладывают элемент для обеспечения удобства.

Геленок содержит изогнутые пальцы в области для переднего отдела стопы и жесткую часть, и мягкую часть. Пальцы можно сгибать относительно линии сгиба, расположенной между жесткой частью и мягкой частью геленка, при этом жесткая часть начинается там, где начинаются пальцы, идущие от основного тела геленка, и оканчивается у пяточного конца. Этими пальцами поддерживают, в частности, первую, четвертую и пятую плюсневые фаланги.

Изобретение ниже описано со ссылками на чертежи, на которых изображено:

на фиг.1 - вид в разобранном состоянии подошвы, предложенной в изобретении;

на фиг.2a - сечение А-А подошвы, предложенной в изобретении;

на фиг.2b - сечение подошвы, предложенной в изобретении, и подошвы Стробеля;

на фиг.3a - геленок, используемый в подошве, предложенной в изобретении, вид в перспективе;

на фиг.3b - геленок, представленный на фиг.3a, вид сбоку;

на фиг.3c - геленок, представленный фиг.3a, вид сзади;

на фиг.4 - подложка, вид снизу;

на фиг.5 - рисунок костей стопы человека, медиальная сторона;

на фиг.6 - рисунок костей правой стопы человека, вид снизу;

на фиг.7 - подложка и наружная подошва, дополнительный вид снизу;

на фиг.8 - подложка и наружная подошва, еще один дополнительный вид снизу;

на фиг.9 - подложка и наружная подошва, еще один дополнительный вид снизу;

на фиг.10 - подложка, вид с полевой стороны;

на фиг.11 - подложка, вид с внутренней стороны;

на фиг.12 - верх с альтернативной подложкой, вид с внутренней стороны;

на фиг.13 - верх с альтернативной подложкой, вид с полевой стороны;

на фиг.14 - пяточная область подложки, вид первой версии;

на фиг.15 - пяточная область подложки, вид второй версии.

На фиг.1 изображен вид в перспективе подошвы 7, предложенной в изобретении. В этом предпочтительном варианте осуществления подошва состоит из трех слоев и геленка, а именно, из: первого слоя-подложки 1, второго промежуточного слоя 2 и третьего слоя 3, представляющего наружную подошву. Геленок 4 показан расположенным сверху от подложки, но он располагается после впрыскивания полиуретана (ПУ), в полностью или частично заделанном состоянии, в подложке 1. На фиг.2a показана подошва, продольное сечение А-А на фиг.1.

Подложка 1 в предпочтительном варианте осуществления выполнена из легкого полиуретанового материала, называемого также «легким полиуретаном» (ЛПУ), основанным на сложном полиэфире. ЛПУ является известным вариантом ПУ, обладающим низкой объемной плотностью (0,35 г/см 3), т.е. он является легким материалом. Его дополнительной характеристикой является хорошие амортизирующие свойства, и эта характеристика важна при беге на длинные дистанции. Твердость по Шору, по шкале А, составляет от 38 ед. до 40 ед. Часто изготовители обуви используют сополимер этилена и винилацетата (СЭВА) в качестве материала для подложки, так как он обладает меньшей удельной массой, чем ЛПУ, благодаря чему в результате получают более легкую подошву. Однако СЭВА обладает тенденцией к быстрому старению при частом воздействии сил, прикладываемых стопой. Это старение наблюдают в виде морщин в материале. СЭВА не обладает стабильностью, и спустя некоторое время уплотняется и не восстанавливается в его первоначальной форме.

Подложка 1 покрыта вторым промежуточным слоем 2, имеющим тот же профиль, что и подложка. На фиг.2a показан этот профиль, и второй слой 2 является, так сказать, копией нижней стороны подложки 1. Слой 2 обладает функцией защитного слоя, он состоит из термопластичного полиуретана (ТПУ) и является тонким промежуточным слоем, с толщиной, обычно составляющей 0,5-2,0 мм.

Третий слой 3 является наружной подошвой, состоящей из ряда дискретных элементов наружной подошвы (например, элементов 120-123 на фиг.8), при сложении которых вместе получается наружная подошва. Под термином «дискретные элементы наружной подошвы» понимают часть наружной подошвы, которую не отливают, или формуют, в том же процессе, в котором изготавливают подложку или промежуточный слой 2, а прибавляют или прикрепляют, например, к слою 2 позднее. Кроме того, дискретный элемент наружной подошвы не соединен с другими элементами наружной подошвы. Более подробно, наружная подошва 3 состоит из множества элементов наружной подошвы, которые можно воспринимать как острова, взаимно не соединенные, отделенные одной или большим числом канавок в подложке. Элементы предпочтительно изготавливают из каучука. В качестве материала для изготовления дискретных элементов наружной подошвы можно вместо каучука использовать ТПУ, но характеристики сцепления ТПУ меньше тех же параметров каучука. Используемым каучуком является обычный бутадиен-нитрильный каучук (БНК), предпочтительный для кроссовок благодаря его относительно малому весу. Для других типов обуви можно использовать латекс (состоящий из смеси натурального и синтетического каучуков). Элементы наружной подошвы отделены друг от друга канавками 5, 6 в промежуточном слое 2 ТПУ и в подложке 1, и они уложены на выступы, или бобышки, 10-13 (см. фиг.2a), выполненные в промежуточном слое ТПУ. Бобышки и канавки промежуточного слоя сопрягают с соответствующими бобышками и канавками подложки.

Изготовление подошвы 7, состоящей из частей 1, 2 и 3 подошвы и геленка 4 (см. фиг.1), осуществляют следующим способом. На первой стадии промежуточный слой 2 ТПУ и элементы наружной подошвы 3 обрабатывают в отдельном процессе изготовления для получения одного интегрированного объекта. На второй стадии подложку 1 соединяют с интегрированным объектом, состоящим из слоя 2 и наружной подошвы 3. Ниже описаны первая и вторая стадии.

На первой стадии изготавливают промежуточный слой 2 ТПУ и дискретные элементы наружной подошвы 3 для получения интегрированного объекта. Сначала изготавливают дискретные элементы наружной подошвы в процессе вулканизации каучука. Затем элементы наружной подошвы размещают в пресс-форме, в которую вводят ТПУ поверх элементов. Пресс-форму закрывают, и при приложении тепла и давления формуют ТПУ, придавая ему требуемую форму. После отверждения завершают изготовление интегрированного объекта из элементов наружной подошвы и промежуточного слоя ТПУ. Хотя слой ТПУ изготавливают, используя процесс отливки, можно также использовать альтернативные процессы изготовления для получения второго слоя 2. Таким образом, можно формовать ТПУ под давлением посредством впрыскивания известным способом, или ТПУ может быть пленкообразным сырьевым материалом, подобным листу, который укладывают поверх элементов наружной подошвы 3 до соединения этих элементов и ТПУ с использованием тепла и давления. Промежуточный слой 2 ТПУ и элементы наружной подошвы 3 прикрепляют клеем, который активируют подводом тепла во время формования ТПУ, наложенного поверх элементов наружной подошвы. Было подтверждено, что при использовании просто адгезии между ТПУ и каучуком, без применения клея во время формования, продукт получается недолговечным. До добавления клея между промежуточным слоем 2 ТПУ и элементами наружной подошвы 3 каучуковая поверхность элементов наружной подошвы 3 должна быть галогенизирована в процессе, в ходе которого удаляют жир с каучука и, таким образом, улучшают адгезию.

На второй стадии изготовления подошвы 7 подложку 1 соединяют с интегрированным объектом, состоящим из слоя 2 и элементов наружной подошвы 3, полученным на первой стадии, а также с верхом кроссовки. Более конкретно, промежуточный слой 2 ТПУ с элементами наружной подошвы 3 укладывают в пресс-форму для впрыскивания вместе с верхом кроссовки и геленком 4 (уложенным на стельку верха), после чего в пресс-форму впрыскивают ПУ и прикрепляют к верху кроссовки с геленком и к интегрированному объекту, состоящему из слоя 2 и элементов наружной подошвы 3. Таким образом ПУ прикрепляют к стороне промежуточного слоя 2 ТПУ, располагаемого наиболее близко к стопе человека. После этой второй стадии, элементы 1, 2 и 3 подошвы становятся интегрированными в один объект.

Промежуточный слой 2 ТПУ выполняет две функции: с его помощью снижают ломкость подложки и сокращают продолжительность цикла действия оборудования для впрыскивания ПУ. Это подробно описано ниже.

В принципе, промежуточный слой ТПУ может быть исключен, а отдельные элементы наружной подошвы могут быть уложены непосредственно в пресс-форму оператором до впрыскивания ПУ. Однако это вело бы к увеличению времени и повышению стоимости обработки на машине для впрыскивания ПУ, так как укладка множества дискретных элементов наружной подошвы занимает много времени. Вместо этого, посредством изготовления промежуточного слоя 2 ТПУ и элементов наружной подошвы 3 в отдельных процессах, как это описано выше, машина для впрыскивания ПУ освобождена от затраты большей части времени на изготовление подложек. Время ожидания машины уменьшено. Однако благодаря использованию промежуточного слоя ТПУ получают дополнительные преимущества, а именно: уменьшается тенденция к поломке подложек из ЛПУ. Если дискретные элементы наружной подошвы 3 укладывают непосредственно на подложку из ЛПУ без какого-либо промежуточного слоя 2, то подложка обладает тенденцией к поломке, выявляемой в ходе испытаний на долговечность. Из-за такой поломки появляется возможность проникновения воды в кроссовку во время носки. Причиной возникновения тенденции к поломке является то, что при впрыскивании ПУ в пресс-форму во время изготовления, имеет место тенденция к появлению пузырьков воздуха в подложке. Пузырьки появляются из-за того, что полиуретаном (ПУ) невозможно выдавить воздух из пространства вокруг острых краев каналов пресс-формы. Это, вероятно, происходит из-за малого удельного веса ПУ. В результате этого в подложке содержатся пузырьки воздуха, что, таким образом, делает подошву подверженной проникновению воды при поломке подложки или при появлении в ней трещин. ТПУ обладает большим удельным весом, и при его использовании не возникают проблемы, связанные с захватом пузырьков воздуха во время изготовления. Другими словами, подложка 1 не подвержена проникновению воды, вызываемому наличием пузырьков воздуха и поломками, благодаря защите посредством промежуточного слоя 2, который вносит свой вклад в сохранение внутренности кроссовки в сухом состоянии.

В качестве материала для подложки 1 был выбран ПУ вместо ТПУ. В принципе, вся подложка может быть изготовлена из ТПУ, но ЛПУ обладает меньшим удельным весом, благодаря чему уменьшают вес кроссовки. Кроме того, ПУ обладает хорошей амортизирующей характеристикой, что особенно важно для кроссовок.

Геленок 4 (см. фиг.1) состоит из смеси термопластичного полиэтилена (ТПЭ) и найлона и является частично упругим. Он проходит в продольном направлении от части подошвы для переднего отдела стопы, через часть подошвы для области свода стопы, к пяточной области, и предпочтительно содержит в пяточной области отверстие 8 (см. фиг.3a), куда вводят полиуретан, используемый для подложки 1, во время процесса впрыскивания. В переднем конце геленок содержит два изогнутых в продольном направлении пальца 15 и 16 и малый палец 14, расположенный посередине. Этими пальцами поддерживают, в частности, первую, четвертую и пятую плюсневые фаланги. Установлено, что достаточно использовать от двух до трех пальцев вместо того, чтобы использовать по одному опорному пальцу для каждого луча стопы. Геленок сконструирован таким образом, чтобы он был «анатомическим», т.е. чтобы он более близко соответствовал средней стопе, чем обычные геленки. Геленок изготавливают, используя процесс впрыскивания, таким образом, чтобы он был гибким в поперечном направлении точно в том месте, где начинаются пальцы геленка, соответствующем отдаленным концам первой, четвертой и пятой плюсневым фалангам (см. линию, обозначенную позицией 18 на фиг.1). В зависимости от конструктивных требований линия 18 может быть расположена в любом месте в зоне между проксимальным и дистальным концами первой, четвертой и пятой плюсневыми фалангами. Таким образом, геленок является сгибаемым в направлении, перпендикулярном к продольной оси подошвы. Сгибаемость геленка обеспечивают в процессе изготовления, когда термопластичный полиэтилен впрыскивают с пяточного конца, а найлон с носочного конца. Две композиции встречаются на линии сгиба, и подошва получается сгибаемой относительно этой линии 18, так как сложный полиэфир мягче, чем жесткое стекловолокно. Дополнительной особенностью является то, что геленок обладает также упругостью в его продольном направлении вдоль линии 19, так как геленок должен быть предпочтительно более упругим с его полевой стороны, чем с внутренней стороны. При такой особенности жесткость при кручении в продольном направлении является регулируемой. На фиг.3a-3c геленок представлен более подробно.

Во время изготовления геленок приклеивают к подошве Стробеля, которую вместе с верхом устанавливают на колодке. Такая подошва Стробеля является эластичной текстильной подошвой, обычно пришитой к верху. Колодку с верхом и подошвой Стробеля и геленком помещают в пресс-форму, которую закрывают, после чего в пресс-форму впрыскивают ПУ.

Согласно изобретению геленок 4 содержит смещенную пяточную область, как это показано на фиг.3a. В этой смещенной пяточной области определена полость 17 для введения ПУ и/или элемента 9 для обеспечения удобства. Смещенная пяточная область выполняет функцию платформы для ПУ, вводимого в отверстие 8, по существу эллиптической формы. Полость выполнена посредством кромки геленка, проходящей вокруг отверстия 8. Кромка наклонена внутрь в направлении отверстия, и таким образом определяет полость 17. Согласно изобретению полиуретаном (ПУ) частично заполняют полость, после чего получается слоеная структура (если рассматривать центр отверстия), состоящая из следующих слоев в пяточной области сверху к наружной подошве: подошва Стробеля, элемент для обеспечения удобства, ПУ, промежуточный слой 2 ТПУ и наружная подошва 3. Однако в области для свода стопы подошвы порядок расположения слоев является следующим: подошва Стробеля, ПУ, геленок 4, ПУ и промежуточный слой 2 ТПУ. Так как в отверстии 8 пяточной области нет материала геленка, эта область является более эластичной.

Элементы для обеспечения удобства хорошо известны и коммерчески доступны. В данном варианте осуществления высота элементов для обеспечения удобства составляет 9 мм; высота подложки из ПУ, расположенной ниже, составляет 8 мм; высота промежуточного слоя ТПУ составляет 1 мм; а высота дискретной каучуковой наружной подошвы 3 составляет 2 мм. На фиг.2b показана, в сечении, подошва, предложенная в изобретении, где подошва Стробеля обозначена позицией 53 (на фиг.2b верх кроссовки не показан). Отношение между высотой элемента для обеспечения удобства и высотой ПУ подложки, расположенной ниже, можно варьировать в широком диапазоне вплоть до 2:1, но оно предпочтительно не должно превышать 1,5:1,0. В противном случае конструкция приближалась бы к обычным амортизирующим технологическим решениям, которые, как уже было описано, обладают недостатками. Предпочтительно, ПУ прикрепляют к элементу для обеспечения удобства посредством заполнения отверстия 8 в геленке и окружения боковых сторон элемента для обеспечения удобства, таким образом обеспечивая прикрепление материала без каких-либо дополнительных стадий обработки. Поверхность 65 элемента 9 для обеспечения удобства, обращенную к подошве Стробеля, сохраняют свободной от какого-либо ПУ подложки, так как даже небольшой слой ПУ подложки ограничивал бы его способность к сжиманию и разжиманию и, следовательно, к уменьшению удобства в пяточной зоне. В одном варианте осуществления элемента 9 для обеспечения удобства, элемент содержит плоскую поверхность, как показано на фиг.2a. В другом варианте осуществления, как показано на фиг.2b, элемент 9 может быть снабжен выступом, или выступающей частью, 58, который садится точно в отверстие 8, и он только немного меньше. Элемент для обеспечения удобства, таким образом, садится на кромку геленка и имеет первую высоту, тогда как выступающая часть, проходящая в отверстие, сообщает элементу для обеспечения удобства вторую, большую высоту. Элемент для обеспечения удобства предпочтительно изготавливают из ПУ, и он обладает меньшей плотностью, чем ПУ подложки, т.е. является более мягким. Посредством выполнения элемента для обеспечения удобства с выступающей частью 58, как это описано выше, достигают увеличения степени мягкости управляемым способом, и его располагают только в особой и ограниченной области в пяточной зоне. Предпочтительно, чтобы элемент для обеспечения удобства, выполненный из ПУ, обладал более высокими характеристиками возврата энергии, чем ПУ подложки.

Переходная зона 39 (см. фиг.3b) геленка между областью для свода стопы и пяточной областью образует угол с горизонтальной плоскостью смещенной пяточной области геленка, который предпочтительно не должен превышать 50°. При большем угле бегун испытывает дискомфорт из-за острого края. Угол предпочтительно составляет около 30°. На фиг.3c показан геленок, вид сзади. Переходная зона 39 не только наклонена от области для свода стопы в направлении к пяточной области, но также - в направлении от внутренней стороны геленка к его полевой стороне. Таким образом, геленок приподнимают для поддержания стопы в области для свода стопы.

Геленок 4 полностью или частично заделан в ПУ подложки, как это показано на фиг.2b. В области для переднего отдела стопы и в области для свода стопы геленок уложен близко к подошве 53 Стробеля, где при этом между подошвой Стробеля и геленком может быть или не быть ПУ. В смещенной пяточной области геленок уложен близко к наружной подошве. Так как подложка должна быть как можно более тонкой для сохранения малого веса кроссовки, потребитель может в некоторых случаях чувствовать жесткий геленок при беге. Это может быть в том случае, если геленок во время процесса впрыскивания ПУ был заделан слишком близко к стопе человека, т.е. так, чтобы отсутствовал ПУ или имелся бы только тонкий слой ПУ подложки между подошвой Стробеля и геленком. Для уменьшения влияния этого недостатка, непосредственно под подошвой Стробеля укладывают тонкий слой материала 51, поглощающего энергию. Этот слой, так сказать, защищает ступню от геленка, и бегун не будет чувствовать края или поверхности геленка при столкновении пятки с землей, так как материал будет поглощать большую долю энергии толчка. Такой материал под торговой маркой Poron® XRD может быть приобретен у компании Rogers Corporation. Слой состоит из пенополиуретана, и его толщина составляет от 0,5 мм до 1,5 мм, предпочтительно - 1 мм, и он может представлять собой дискретный мат в форме, соответствующей форме подошвы Стробеля. После укладки мата на подошву Стробеля верха, расположенного на колодке, к мату прикрепляют геленок, и объединенную структуру, состоящую из верха, материала, поглощающего энергию, подошвы Стробеля и геленка, помещают в пресс-форму для впрыскивания ПУ подложки. В другом варианте осуществления ПУ материал, поглощающий энергию, уже является частью подошвы Стробеля, т.е. этот растяжимый ПУ был в более раннем процессе изготовления прикреплен к текстильному материалу, использованному в качестве подошвы Стробеля, и составляет одну сторону подошвы Стробеля.

ПУ материал, поглощающий энергию, можно растягивать во всех направлениях, и он обладает малой объемной плотностью (меньше 0,35 г/см3). Таким образом, он обладает меньшей объемной плотностью и является более мягким, чем ПУ, используемый для изготовления подложки.

Использовали специальную стельку. Стелька состоит из двух слоев. Верхний слой является материалом из сложного полиэфира, являющимся легким и воздухопроницаемым («дышащим»). Нижний слой выполняют в двух версиях. Для бегунов класса А нижний слой изготавливают из СЭВА, который предпочтительно обладает небольшим весом, а для бегунов класса B нижний слой изготавливают из пеннополиуретана (ППУ). Стелька согласно этому решению является более дорогой, но она лучше по качеству. Нижний слой содержит сквозные отверстия для обеспечения воздухопроницаемости. В пяточной части стельки располагают область с амортизирующим материалом, а в области стельки для переднего отдела стопы располагают материал, возвращающий энергию, из которого во время толчка высвобождается большая часть энергии, полученной при столкновении пятки с землей и при полном контакте стопы с землей.

На фиг.4 показана подложка 1, вид снизу. Подложка содержит часть 23 для переднего отдела стопы, верхний конец 22, нижнюю пяточную часть 20, часть 21 для свода стопы и полевую часть 24. Четыре канавки сгиба 27, 29, 31 и 34 проходят в поперечном направлении части 23 для переднего отдела стопы. Канавки имеют глубину, составляющую приблизительно 50-60% толщины части подложки для переднего отдела стопы, в данном примере - 3-4 мм. Изогнутая канавка сгиба 63 проходит от внутренней боковой стороны 49 части 21 для свода стопы и продолжается вдоль частей 48, 32, 59, 60 и 61. Посредством канавок сгиба созданы выступы, или бобышки, 26, 28, 30, 33, 35, 38, 40, 46, 50, 52, 54, 56, 62, по форме соответствующие форме дискретных элементов наружной подошвы 3, но имеющие большую площадь. Таким образом, бобышки расположены ближе друг к другу, чем дискретные элементы наружной подошвы, установленные в промежуточном слое 2 ТПУ. Как описано ниже, это должно оказывать положительное воздействие на сопротивление скольжению. Бобышки 33 и 35 проходят в поперечном горизонтальном направлении и становятся самыми крайними точками на полевой стороне подошвы. Когда элементы наружной подошвы накладывают на бобышки, это удлинение вносит свой вклад в стабилизацию, особенно при повороте стопы наружу. Армирующая балочка 47 проходит наклонно от внутренней боковой стороны к полевой стороне. Армирующая балочка является частью подложки, и ее изготавливают во время процесса впрыскивания. Она толще подложки в полевой части 37 и во внутренней боковой части 49, и с ее помощью увеличивают жесткость подложки. Она проходит параллельно геленку 4 (не виден на фиг.4), который уложен с другой стороны подложки, т.е. со стороны, обращенной к стопе.

Изогнутая канавка сгиба значительно шире других канавок сгиба. В одном варианте осуществления она имеет ширину 6 мм, канавка сгиба 34 имеет ширину 3 мм, а канавка сгиба 31 - 4 мм. Как правило, изогнутая канавка сгиба в 1,5 и 3,0 раза шире других канавок сгиба. Ширину изогнутой канавки сгиба можно варьировать, но она предпочтительно имеет ширину, которая в 1-2 раза больше расстояния между третьей и четвертой плюсневыми фалангами. Однако расстояние может быть не слишком большим, так как это привело бы к слишком большой гибкости. Кроме того, канавка сгиба имеет по существу постоянную ширину вдоль ее изогнутой траектории в части для переднего отдела стопы.

Изогнутая канавка сгиба 63 пересекает поперечные канавки сгиба 29, 31 и 34. Изогнутая канавка сгиба, таким образом, проходит в продольном направлении от внутренней боковой стороны части для свода стопы к вершинной точке 59 в части для плюсневой зоны стопы. От этой вершинной точки канавка продолжается в противоположном направлении вдоль тракта 60 и пересекает канавки сгиба 57 и 55. Она заканчивается приблизительно под возвышением большого пальца ноги канавкой сгиба 61. Кривизна канавки по существу задает последовательности бобышек подложки спиралеобразный характер. Таким образом, начиная с исходной точки O в бобышке 62, может быть проведена кривая 64, которая описывает в некоторой степени сжатую, или эксцентричную, спиральную линию. При использовании позднее в процессе изготовления дискретные элементы наружной подошвы 3 описывают такую же кривую.

Функцией изогнутой канавки сгиба 63 является обеспечение возможности естественного бега посредством создания в подложке линии сгиба в продольном направлении между четвертой и третьей плюсневыми фалангами и, таким образом, придания характеристики «разделения 2-3» лучей стопы. Это более подробно описано ниже. На фиг.5 показаны кости правой стопы с медиальной (внутренней) стороны первой плюсневой фаланги 85, пятки 69, пяточного бугра 68 и большого бугра 67. На фиг.6 показана правая стопа человека снизу. Позицией 70 обозначены кости лодыжки, позицией 71 - ладьевидная кость, а позициями 72, 73 и 74 три клиновидные кости, т.е. медиальная, промежуточная и латеральная клиновидные кости, соответственно. Линия 89 представляет линию сгиба в стопе человека между кубовидной костью 87, с одной стороны, и латеральной клиновидной костью 74 и ладьевидной костью 71, с другой стороны. Стопа может сгибаться вдоль этой линии сгиба, что означает, что если ее сгибают вдоль продольной оси, проходящей между четвертой плюсневой фалангой 82 и третьей плюсневой фалангой 83, то три наиболее медиальных фаланги 83, 84, 85 будут сгибаться в одну сторону, а две наиболее латеральных фаланги 81, 82 будут сгибаться в другую сторону. Признание этой линии сгиба путем обеспечения возможности сгиба подошвы вдоль этой оси, обеспечивают возможность мышцам для поворота наружу и поворота внутрь быстрее компенсироваться после удара пятки в ситуации, когда стопа поворачивается либо внутрь, либо наружу. Таким образом, в случае слишком большого поворота внутрь, т.е. в случае, когда свод стопы перемещают в медиальную сторону, мышцы сгибателя большого пальца стопы для поворота наружу противодействуют реакцией подошвенного изгиба на медиальной стороне стопы. Противодействие будет более быстрым при использовании подошвы, содержащей изогнутую канавку сгиба, так как мышцы сгибателя большого пальца стопы не должны «поднимать» всю подошву, а только ее часть, а именно: часть, расположенную с внутренней боковой стороны изогнутой канавки сгиба, т.е. часть, содержащую первую, вторую и третью плюсневые фаланги. Это противодействие повороту наружу происходит для выведения лодыжки в нейтральное положение, в котором, по идее, не существует поворота наружу или поворота внутрь.

Контур изогнутой канавки сгиба 63 показан линией 90 на фиг.6. Этой линией показано, где расположена изогнутая канавка сгиба в подложке 1. Следует отметить, что канавка сгиба 63 расположена на стороне подложки, обращенной к наружной подошве. Изогнутая канавка сгиба 63, представленная линией 90 на фиг.6, проходит от внутренней боковой стороны части для свода стопы и начинается под ладьевидной костью 71, альтернативно - под медиальной клиновидной костью 72. Она пересекает латеральную клиновидную кость 74 и продолжается между третьей и четвертой плюсневыми фалангами вплоть до начала суставов между плюсневыми и проксимальными фалангами 75, 76, 77, 78, 79. Эти суставы показаны линией 92, которая также представляет канавку сгиба 31 на фиг.4. Кривизна линии 90 (т.е. канавки 63) на участке клиновидных костей может быть изменена. Также и начальная точка кривой с медиальной стороны может быть поднята в направлении к носочному концу или опущена в направлении к пяточной части.

Идеальная точка А (см. фиг.4) касания земли показана в нижней области пяточной части. Эта точка является оптимальной точкой приземления для бегуна, и она расположена непосредственно под пяткой и смещена к полевой стороне. Испытания в реальных условиях показывают, однако, что на практике эту оптимальную точку приземления невозможно достигнуть. Обычно реальные бегуны касаются земли где-то вдоль линии, обозначенной знаком B и позицией 41. Точка приземления зависит от скорости бегуна, и ее положение может даже отличаться у правой стопы и у левой стопы. Однако приближение этой точки к точке А приводит в результате к улучшенной затрате силы и энергии, и испытания показали, что точка приземления подошвы может быть смещена приблизительно к точке C, показанной на фиг.4. Базовая идея смещения точки приземления как можно ближе к точке А заключается в осознании того, что мышцы голени, ответственные за продвижение, могут быть активизированы в более раннее время, чтобы они стали механически активными - они раньше напрягаются и могут обеспечивать продвижение вперед. Для приближения этой точки приземления как можно ближе к точке А, были предприняты две меры в создании конструкции. Во-первых, высота пяточной части была уменьшена, или, более конкретно, высота нижней области пяточной части была уменьшена, чтобы как можно больше приблизить стопу человека к земле. В сравнении с состоянием в области производства кроссовок в настоящее время, эту высоту можно уменьшить, так как в предложенной в изобретении конструкции в подошве не очень широко применяют материалы, обладающие слишком большой амортизирующей способностью. Амортизирующая способность является присущей характеристикой используемого ПУ материала подложки. В общем, амортизация не должна быть исключена, но сохранена в минимальной степени, так как благодаря амортизации поглощается энергия без возврата ее стопе. В предпочтительном варианте осуществления максимальная высота, или толщина, подложки в нижней области пяточной части 20 составляет от 8 мм до 12 мм, предпочтительно - 8 мм. Это - пяточная пружина подложки, и она соответствует толщине пяточной части в точке А на фиг.4. Для обеспечения мягкого касания земли при беге, геленок 4 (см. фиг.1) заделывают в нижнюю пяточную часть 20, и геленок 4 согласно изобретению содержит отверстие 8, расположенное около точки А. Вторая мера, предпринятая для приближения точки приземления к точке А, заключается в конструировании нижней области пяточной части 20 подложки 1 с двойным сужением на конус. На фиг.14 показана задняя сторона стопы 150 в кроссовке с подложкой 1 и дискретным элементом 124 наружной подошвы. Подложка в задней области стопы ассиметрична относительно вертикальной линии B-B, делящей подложку на две половины. В оптимальном направленном вверх положении вертикальная ось B-B проходит через голеностопный сустав и большую берцовую кость. Подложка разделена на внутреннюю пяточную часть 143 и полевую пяточную часть 151. Кроме того, горизонтальная линия C-C делит подложку в задней области стопы на нижнюю пяточную часть 20 и верхнюю пяточную часть 142. Линии B-B и C-C вместе делят пяточную часть подложки на четыре секции: I, II, III и IV. Из чертежа понятно, что все четыре секции I-IV не одинаковы. Посредством суженной на конус части 141 обеспечивают возможность соприкосновения стопы с землей в точке C (см. фиг.4). Как показано на фиг.14, сужение на конус имеет место не только в секции III, но также частично и в секции IV. В секции IV, т.е. во внутренней стороне нижней пяточной части 20, сужение на конус прекращается и поверхность части совмещается с геометрической плоскостью, соответствующей геометрической плоскости поверхности 149 (см. фиг.10). На фиг.10 сужение на конус показано более подробно, и следует понимать, что сужение на конус проходит не только от центра нижней пяточной части 20 в направлении полевой стороны, как это показано на фиг.14, но также от центра в направлении конца пяточной части. На фиг.11 позицией 153 показано, что в этой точке внутренней стороны пяточной части нижняя пяточная часть находится в полном контакте с землей через элемент наружной подошвы. Опора 147 является интегральной частью подложки.

Подложка и подошва сконструированы таким образом, чтобы при столкновении пятки с землей обеспечивался так называемый горизонтальный изгиб. Этого достигают с помощью изогнутой пяточной канавки сгиба 45, показанной на фиг.4, которая глубже и шире поперечных канавок изгиба в части для переднего отдела стопы, и ее функция заключается в отделении пяточной части подошвы от части подошвы для переднего отдела стопы, для обеспечения возможности «горизонтального изгиба», т.е. для обеспечения возможности горизонтального смещения пяточной части, особенно при столкновении пятки с землей. Эту функцию можно сравнить со скоплением жировой ткани человека в пяточной области, которая также обеспечивает возможность небольшого горизонтального смещения вперед и назад.

На фиг.15 показан второй вариант осуществления 168 пяточной части подложки. Нижняя пяточная часть 20 снабжена ступеньками 169, 170 и 171. Эти ступеньки смещены одна относительно другой и выполнены как часть подложки из ПУ. Смещенные ступеньки 170 и 171 выполнены для ужесточения нижней пяточной части. Такой ужесточающий эффект обеспечен непосредственным впрыскиванием ПУ в краевые зоны. Ступенька 169, также показанная на фиг.14, четко выступает дальше в полевую сторону, чем остальные части подложки пяточной части, например, в сравнении с поддерживающей планкой 145, и выполнена для обеспечения повышенной стабильности. Следует отметить, что внутренняя пяточная часть 143 (см. фиг.14 и 15) по существу может быть совмещена с вертикальной линией D, тогда как полевая пяточная часть 151 совмещается с наклонной линией E.

Были проведены сравнительные испытания предложенной в изобретении кроссовки и кроссовки согласно современному уровню техники. 12 мужчин-испытателей носили предложенные в изобретении кроссовки и кроссовки согласно современному уровню техники. Используя угломерный прибор, размещенный на пятке испытателей, определяли момент контакта стопы с землей и, используя акселерометр, установленный на мышце большой берцовой кости, определяли различные параметры, такие как: углы, скорости и ускорения. В Таблице 1 показаны результаты сравнительных испытаний.

Таблица 1Сравнительные испытания
Кроссовка, предложенная в изобретении Кроссовка согласно современному уровню техники
Задний угол стопы при соприкосновении с землей (отрицательный угол = инверсия) -3,4°-2,8°
Максимальный задний угол стопы (положительный угол = эверсия) 10,2°10,1°
Скорость изменения заднего угла стопы при соприкосновении с землей175°/с 340°/с
Максимальная скорость изменения заднего угла стопы 390°/с480°/с
Средняя скорость изменения заднего угла стопы 200°/с290°/с

Задний угол стопы при соприкосновении с землей был немного больше, чем у кроссовки согласно современному уровню техники. Таким образом, пятка в среднем была повернута на 3,4° в полевую сторону в сравнении с идеальной ситуацией, соответствующей 0°. С другой стороны, было установлено, что максимальный угол эверсии составлял 10,2°, в сравнении с углом 10,1° кроссовки согласно современному уровню техники. Максимальный угол эверсии - это угол, измеренный, когда пяточная область стопы поворачивается во внутреннюю сторону. Особый интерес представляют скоростные показатели во время соприкосновения с землей, где максимальная скорость изменения заднего угла стопы составляет 390°/с (градусов в секунду) в сравнении с 480°/с кроссовки согласно современному уровню техники, а средняя скорость изменения заднего угла стопы составляет 200°/с в сравнении с 290°/с. По мнению заявителя это - существенная разница, так как при меньшей средней и максимальной скоростях обеспечивается большая стабильность кроссовки. Это означает, что от того мгновения, когда пятка сталкивается с землей, до завершения эверсии кроссовка движется существенно медленнее и, следовательно, является более стабильной. Результатом является пониженный риск повреждений в лодыжке. Низкое значение средней скорости изменения заднего угла стопы частично обеспечивается тем, что кроссовка содержит низкий каблук, благодаря чему стопа благоприятно находится очень близко к земле.

На фиг.7 показана еще одна подложка 118 (вид снизу), несколько модифицированная в сравнении с подложкой 1, представленной на фиг.4. Помимо модификации подложка, представленная на фиг.7, отличается от подложки на фиг.4 тем, что подложка 118 содержит дискретные круглые элементы 101, 102, 104, 105, 106, 108, 110, 111, 112, 114, 115 наружной подошвы, установленные на подложке. Кроме того, на фиг.7 показана изогнутая канавка сгиба 103, следующая вдоль траектории 119 вплоть до поперечной линии сгиба 113. Эта линия сгиба соответствует линии 92 на фиг.6. Также в варианте осуществления, представленном на фиг.7, воображаемую эксцентричную спиральную кривую можно провести, начиная от исходной точки O (кривая не показана) в элементе 105 наружной подошвы, продолжая через элементы 104, 106, 108, 110, 111, 112, 114 и заканчивая на элементе 115, таким образом, огибая изогнутую канавку сгиба 103. Здесь также элементы наружной подошвы являются дискретными. Таким образом, элементы 104, 105 и 106, хотя они соединены мостиком 109, могут быть выполнены как отдельные элементы наружной подошвы. Пара элементов 108, 110 представляет другой дискретный элемент наружной подошвы. На фиг.7 показано, что изогнутая канавка сгиба 103 может оканчиваться на уровне линии сгиба 113. Эта конструкция подошвы также вносит свой вклад в увеличение гибкости стопы и быстрой реакции на чрезмерный поворот наружу или поворот внутрь. В пяточной части посредством суженной на конус области 117 обеспечивают возможность смещения точки приземления ближе к центру пяточной части подошвы. Элемент 100 наружной подошвы отдален от армирующей балочки 99 пяточной канавкой сгиба 116.

Усовершенствования могут быть достигнуты посредством дополнительного продолжения изогнутой канавки сгиба. Изогнутая линия 90 (см. фиг.6) продолжается в виде изогнутой линии 91 переднего отдела стопы, проходящей поперек третьей и второй проксимальных фаланг, и содержит U-образный поворот в направлении пяточной части. Кривая 91 теперь идет в противоположном направлении между первой и второй плюсневыми фалангами. Эта траектория также является линией, показанной на подложке, представленной на фиг.4, и она соответствует линии, показанной на фиг.8.

Более подробно, на фиг.8 показан дополнительный пример подложки, которая на чертеже содержит промежуточный слой 2 ТПУ и зафиксированные дискретные элементы 120, 121, 122, 124, 125 наружной подошвы. Дискретные элементы подошвы функционируют как ходовые поверхности подошвы кроссовки. Благодаря канавкам сгиба между дискретными элементами наружной подошвы общая площадь подошвы меньше площади обычных наружных подошв. Это оказывает влияние на сопротивление скольжению. Площадь наружной подошвы, которую можно также рассматривать как площадь контакта между наружной подошвой и землей, была дополнительно минимизирована посредством удаления материала из центральной части элементов наружной подошвы. Более конкретно, площадь контакта элемента наружной подошвы элементов, представленных на фиг.8, является площадью, близкой к краю элемента, тогда как центр элемента наружной подошвы либо не содержит материала, либо обладает только небольшой площадью контакта. Удаление материала из элементов наружной подошвы позволяет благоприятно уменьшить вес кроссовки, что представляет особый интерес для кроссовки. Несмотря на это уменьшение веса и на небольшую площадь поверхности, необычный эффект был выявлен при рассмотрении скользких поверхностей, так как сцепление подошвы было улучшено в сравнении с обычными подошвами. Это достигнуто частично благодаря материалу подошвы, который, как было упомянуто, является каучуком, а частично благодаря «островной» конструкции подошвы. Например, дискретный элемент 125 наружной подошвы, представленной на фиг.8, содержит первую плоскую поверхность 126 и вторую плоскую поверхность 127. Вторая поверхность расположена ниже первой поверхности, а третья поверхность 128 находится в той же плоскости, что и первая. Четвертая плоская поверхность 133 представляет собой поверхность промежуточного слоя 2 ТПУ и расположена ниже плоских поверхностей 126 и 127. Площадь поверхности 133 по существу соответствует площади поверхности бобышки подложки (см. бобышку 35 на фиг.4), хотя она немного больше благодаря промежуточному слою ТПУ, которым покрыта бобышка. Как показано на фиг.8, дискретный элемент 125 наружной подошвы покрывает меньшую площадь, чем площадь соответствующей бобышки в подложке. Это означает, что смежные дискретные элементы наружной подошвы расположены на большем расстоянии друг от друга, чем бобышки на подложке, как это можно видеть при сравнении расстояния между элементами 125 и 123 наружной подошвы, представленными на фиг.8. В рассматриваемом варианте осуществления расстояние между элементами 123 и 125 наружной подошвы составляет 5 мм, а расстояние между элементами 122 и 125 составляет 10 мм. Благодаря относительно большему расстоянию между дискретными элементами наружной подошвы повышается гибкость подошвы, и это ведет к обеспечению хороших характеристик на сопротивление скольжению, как уже было описано выше. Кроме того, благодаря уменьшению площади элемента наружной подошвы в сравнении с соответствующей площадью промежуточного слоя ТПУ и бобышки, эффект отслаивания, действующий на элементы наружной подошвы, может быть исключен. Они в меньшей степени предрасположены к ослаблению соединения, так как скрепление между ТПУ и каучуком выполняют на плоской поверхности, отдаленной от краев поверхности 133.

Дискретный элемент 125 наружной подошвы содержит острые края, расположенные под углом около 90°. При ходьбе по скользкой поверхности острые края проникают в лед, что создает лучшее сцепление. Общая длина острых краев равна сумме длин контуров дискретных элементов наружной подошвы. Чем она больше, тем лучшее сцепление достигается. Однако при описанной конструкции сцепление даже еще больше повышено. Не связывая это с описанной ниже теорией, авторы считают, что упругие дискретные элементы наружной подошвы позволяют стопе реагировать естественным образом при ходьбе по скользкой поверхности. Если человек скользит, стоя на одной части основания стопы, то его мозг через действие мышц инструктирует другую часть того же основания стопы мгновенно и автоматически компенсировать состояние и попытаться достичь сцепления с землей. При использовании обычных наружных подошв такая компенсация не происходит, так как компенсационная реакция мышц сдерживается обычной подошвой. Однако при использовании дискретной наружной подошвы, выполненной согласно рассматриваемой здесь конструкции, содержащей упругие островки наружной подошвы, обеспечивается возможность дискретного действия одной или большего числа из 32 мышц стопы. Улучшенные характеристики сцепления подошвы были подтверждены в лабораторных испытаниях в сравнении с кроссовками согласно современному уровню техники. Было показано, что сопротивление скольжению было повышено и на мокрой поверхности, и на ледяной поверхности. Повышение сопротивления скольжению наружной подошвы, представленной на фиг.8, может быть достигнуто посредством создания каналов 129 в первой поверхности 126. На мокрых поверхностях может возникать явление скольжения по воде, так как вода захватывается канавками в более низко расположенной второй поверхности 127. С помощью каналов 129 обеспечивается возможность выхода воды, таким образом, уменьшается риск скольжения по воде и даже еще больше увеличивается сопротивление скольжению.

На фиг.9 показан еще один дополнительный пример подложки 135 (вид снизу), содержащей промежуточный слой 2 ТПУ и имеющей альтернативную ходовую поверхность подошвы. Дискретный элемент 130 наружной подошвы содержит волнообразные каналы 131, действующие как канавки, отводящие воду. Обычно используют канавки глубиной 1 мм. В наружной подошве, показанной на фиг.9, использована смесь из элементов наружных подошв, представленных на фиг.8 и 9. Дискретный элемент 132 наружной подошвы, расположенный в нижней области пяточной части, содержит волнообразные каналы, проходящие наклонно к продольному направлению подошвы.

На фиг.10 показан вариант осуществления подложки 135 (вид сбоку с полевой стороны) с дискретными элементами 139 наружной подошвы и промежуточным слоем 134 ТПУ. Геленок 4 заделан в подошву и не виден. Пяточный конец 137 проходит вертикально к верхней точке 152 с внутренней стороны подложки и к нижней точке 140 в центре пяточного конца 137. Верхняя пяточная часть, таким образом, проходит к месту крепления ахиллова сухожилия к пяточному отростку, а верхняя пяточная часть по существу покрывает пяточный бугор с медиальной и латеральной сторон. Отверстие 144 выполнено в полевой стороне для увеличения гибкости посредством уменьшения конструкционной поддержки, заданной в этой области. Однако, в принципе, всю пятку можно поддерживать вертикально выступающим материалом подложки. Пяточная часть проходит вертикально до точки, по существу соответствующей пяточному бугру (см. позицию 67 на фиг.5). Поддерживающая планка 145 соединяет пяточный конец 137 с полевой пяточной частью 151, и этим обеспечивают стабильность. Посредством введения пяточной части подложки в верхнюю пяточную часть, которая составляет интегрированный объект (предпочтительно образованный впрыскиванием под давлением, как это описано выше), задник традиционной обуви может быть исключен, и таким образом может быть упрощена конструкция полуботинка и уменьшены его вес и стоимость. В одном примере высота в вертикальном направлении, измеренная от геометрической плоскости, соответствующей поверхности 149, до нижней верхней точки 140 составляет 61 мм. С промежуточным слоем 2 ТПУ и установленными дискретными элементами наружной подошвы высота становится равной 65 мм.

С полевой стороны подложки 135 принимают меры для компенсации действия проксимальной головки пятой плюсневой фаланги, которая образует выступ или местную крайнюю точку стопы, также известную как бугристость кости (см. позицию 86 на фиг.6). Эта головка, если она окружена относительно жестким материалом подошвы, подвергается трению между головкой и материалом подошвы, и при этом уменьшается гибкость кроссовки. Для исключения этого трения и для обеспечения возможности свободного смещения головки и сустава, создано отверстие, или окно, 148 (показано на фиг.10) в материале подложки. Таким образом, в этой области подложки из нее удален материал подошвы.

На фиг.11 показана подложка 135 с внутренней стороны с большой поддерживающей областью внутренней пяточной части 143. Как описано, верхняя точка 152 находится в области бугристости пяточной кости. От этой точки край подложки внутренней пяточной части понижается в направлении носочного конца вдоль изгиба 154, проходя через поддерживающую планку 155 к части для переднего отдела стопы. Соответствующая поддерживающая планка расположена с полевой стороны (позиция 156 на фиг.10). Таким образом, подложка 1 поднимается вертикально с полевой стороны и с внутренней стороны для поддержания стопы посредством использования поддерживающих структур 157 и 158, соответственно. Этими структурами обеспечивают медиальной верхней части свода стопы эластичную и регулируемую поддержку. Таким образом, с помощью поддерживающей структуры 158 обеспечивают дополнительную поддержку сразу после столкновения пятки с землей, например, в случае, когда стопа имеет тенденцию к повороту внутрь. Поддерживающее действие достигается благодаря тому, что ПУ материал подложки обладает достаточной механической прочностью, чтобы оказывать стабилизирующее действие. В принципе, поддерживающая конструкция 158 может быть выполнена без окна 159, но было подтверждено, что поддерживающая планка 155 обеспечивает достаточную поддержку. Кроме того, был добавлен структурный элемент 160 для дополнительного армирования. Высота в вертикальном направлении поддерживающей конструкции 158 проходит вплоть до или выше половины ладьевидной кости 71 и медиальной клиновидной кости 72, и проходит в продольном направлении приблизительно до начала первой плюсневой фаланги.

Предпочтительно поддерживающие конструкции 158 и 157 наклонены внутрь таким образом, чтобы они соответствовали форме стопы. Так как поддерживающие конструкции являются интегрированной частью подложки и, таким образом, в предпочтительном варианте осуществления выполнены из полиуретана (ПУ), то поддерживающие конструкции обладают теми же характеристиками материала, что и ПУ, и, таким образом, могут сохранять наклон во время использования и оказывать давление на верх 166 и на свод стопы. Полевую и внутреннюю поддерживающие конструкции прикрепляют к верху в ходе процесса впрыскивания полиуретана.

Носочный конец 36 (см. фиг.1a, 1b, 2a, 2b, 10, 11, 12 и 13) таким же способом прикрепляют к верху в ходе процесса впрыскивания, и он составляет интегрированную часть подложки. Носочный конец материально соединен с поддерживающими конструкциями 163 и 162 посредством кромки в части для переднего отдела стопы, и проходит вертикально от основания подложки 1, загнут внутрь и направлен к пятке. Конструкция этой интегрированной носочной части соответствует общей концепции. предложенной в изобретении, а именно: направлена на увеличение поверхности поддерживающего материала с внутренней стороны в сравнении с полевой стороной. Таким образом, как это показано на фиг.11, носочный конец 36 покрывает его внутренней стороной большую область, чем полевой стороной, как показано на фиг.10. Продолговатый носочный конец 36 смещен от продольной центральной линии, проходящей через подложку к внутренней стороне, стабилизирует стопу при беге и защищает пальцы ноги и верх.

На фиг.12 и 13 показан еще один дополнительный вариант осуществления подложки 161, снабженной верхом 166. Поддерживающие конструкции 162 и 163 в этом варианте осуществления выполнены в виде поддерживающей сетки с отверстиями 164 и 165. С внутренней стороны (см. фиг.12) кроссовка снабжена планками 172, идущими вверх к области 173 шнуровки, образующими пересекающиеся секции 167, 172, и обеспечивающими достаточную конструкционную поддержку. Поддерживающая конструкция 163 представляет собой конструкционное механическое стабилизирующее соединение между внутренним пяточным концом и внутренней частью для переднего отдела стопы, которое заканчивается в выступающем вверх носочном конце 36.

Описанные варианты осуществления можно комбинировать различными способами.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Подошва для обуви, в частности для кроссовки, содержащая: подложку из полиуретана, сформированную инжекционным формованием; продольно проходящий геленок; и наружную подошву; причем упомянутый геленок проходит от части подошвы для переднего отдела стопы через область для свода стопы к пяточной области и содержит отверстие в его пяточной области для расположения в нем полиуретана, отличающаяся тем, что геленок (4) смещен таким образом, чтобы в пяточной области (25) он был расположен ближе к наружной подошве (3), чем в области для свода стопы, причем элемент (9) для обеспечения удобства, обладающий большей упругостью, чем полиуретан подложки, помещен в полость (17) поверх упомянутого отверстия (8) в геленке, и прикреплен к полиуретану подложки (1).

2. Подошва по п.1, в которой поверхность (65) элемента (9) для обеспечения удобства, обращенная к текстильной подошве (53) верха, свободна от полиуретана подложки.

3. Подошва по п.2, в которой поверхность элемента (9) для обеспечения удобства, обращенная к геленку (4), содержит выступ (58), соответствующий по размеру отверстию (8) и выступающий в отверстие.

4. Подошва по п.2, в которой отношение высоты элемента (9) для обеспечения удобства к высоте полиуретана ниже полости составляет менее 2:1.

5. Подошва по п.2, в которой отношение высоты элемента (9) для обеспечения удобства к высоте полиуретана ниже полости составляет менее 1,5:1,0.

6. Подошва по п.2, в которой полиуретановый слой (51), поглощающий энергию, обладающий меньшей плотностью, чем полиуретан подложки (1) и имеющий толщину от 0,5 мм до 1,5 мм, уложен на сторону текстильной подошвы (53) верха, обращенную к геленку (4) и полиуретановой подложке.

7. Подошва по п.2, в которой геленок в переходной зоне (39) от области геленка для свода стопы к пяточной области имеет угол наклона, составляющий максимум 50°, к горизонтальной плоскости смещенного геленка в пяточной области.

8. Подошва по п.7, в которой переходная зона (39) наклонена от области для свода стопы в направлении к пяточной области, и от внутренней стороны к полевой стороне.

9. Подошва по пп.1-8, в которой отверстие (8) в смещенной пяточной области имеет, по существу, эллиптическую форму и расположено над точкой (С) соприкосновения с землей.

10. Подошва по пп.1-8, в которой геленок (4) содержит изогнутые пальцы (15, 16) в области для переднего отдела стопы, и упомянутый геленок содержит жесткую часть и мягкую часть, и пальцы, которые могут быть согнуты относительно линии сгиба (18), расположенной между жесткой частью и мягкой частью.

www.freepatent.ru

Кроссовки с демпфирующим элементом подошвы

Кроссовка с подошвой (1), которая содержит в области передней части ступни, по меньшей мере, один элемент (6) подошвы, способствующий уменьшению трения каждый раз, когда кроссовка ударяется о поверхность земли, когда положение при беге таково, что по поверхности земли сначала ударяется упомянутый элемент; при этом упомянутый элемент (6) подошвы представляет собой материал с ограниченным поверхностным трением относительно жестких поверхностей, подобных асфальту, бетону и полам. Элемент подошвы может быть обычно изготовлен из износостойкого синтетического материала и обычно расположен сбоку под передней частью ступни. 15 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к ботинку с демпфирующим устройством для использования ботинка при движении по жесткому покрытию поверхности земли, например по асфальту. Более конкретно, изобретение относится к кроссовкам с подошвой, спроектированной для обеспечения хорошего демпфирования также в передней части ступни.

Предпосылки к созданию изобретения

Хорошо известно, что кроссовки, или спортивные ботинки, обладают хорошим демпфированием задней части ступни. Демпфирование может быть обеспечено с помощью гибких слоев материала, предпочтительно - в сочетании с карманами, в которых заключен воздух или газ, а также демпфирующие гелеобразные материалы.

Существуют также ботинки, обладающие так называемым «полным демпфированием», с соответствующим, но несколько меньшим демпфированием в области передней части ступни, чем в области задней части ступни. Такой тип демпфирования эффективен при демпфировании движений в вертикальном направлении.

В некоторых областях использования, однако, существует значительная потребность в демпфирующих свойствах при движении в горизонтальном направлении. Это особенно существенно для бегунов, участвующих в соревнованиях, бегущих с высокой скоростью по жестким поверхностям, например по асфальту, и бегущих таким образом, что передняя часть ступни соприкасается с землей, по меньшей мере, одновременно с пяткой. Проблема «приземления» на переднюю часть ступни обычно заключается в том, что нагрузка в горизонтальном направлении на ступню и лодыжку очень велика, так как используемые ботинки содержат подошвы, обладающие большим трением, что обеспечивает очень быстрое замедление каждый раз, когда нога соприкасается с землей. Эта проблема не столь значительна для бегунов, «приземляющихся» на пятку, так как затем происходит перекатывающее движение в направлении от пятки к передней части ступни. При проведении соревнований проблема становится особенно выраженной, так как желательно, чтобы спортивная обувь имела как можно меньший вес, и, следовательно, использование демпфирующих материалов ограничено в области передней части ступни, а также в области задней части ступни.

Предпринимались некоторые попытки ослабления влияния этого недостатка, но ни одна из попыток не привела к оптимальному решению, и особенно это относится к кроссовкам, предназначенным для соревнований, т.е. к ботинкам с очень малым весом.

Из документа DE A1 2733605 известны спортивные ботинки с носком подошвы с рифленым профилем и с эластичными поперечными рифлями, обеспечивающими определенную гибкость в направлении длины. Такие ботинки обеспечивают определенную гибкость при соударении ботинка с землей, но степень демпфирования в горизонтальном направлении ограничена высотой рифлей и их гибкостью. Кроме того, создается впечатление, что ботинки согласно этому патенту не пригодны для их использования на соревнованиях.

Цели изобретения

Целью настоящего изобретения является исключение упомянутых недостатков путем создания кроссовок с особенно хорошими демпфирующими свойствами в горизонтальном направлении во время быстрого бега - т.е. когда бегун ударяет по земле передней частью ботинка, по меньшей мере, одновременно с ударом пяточной частью ботинка.

Подробное описание настоящего изобретения

Упомянутую цель достигают, используя кроссовку такой формы, которая определена п.1 формулы изобретения. Под термином «жесткие поверхности земли» здесь понимают такие поверхности земли, как асфальт, бетон и другие плотные поверхности земли. Ботинки согласно изобретению также функциональны, но в несколько меньшей степени на более мягких поверхностях земли, например на различных типах синтетических покрытий земли.

Предпочтительные варианты исполнения раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения.

Особенно хороший эффект при использовании кроссовок согласно настоящему изобретению заключается в уменьшении трения между ботинком и поверхностью земли, когда бегун бежит таким образом, что передней частью ботинка ударяет по поверхности земли одновременно или раньше, чем пяточной частью ботинка. В зависимости от поверхности земли, скорости и техники бега ботинок скользит вдоль контролируемого расстояния при каждом шаге, обычно - 1-3 см, в некоторых случаях - 4-5 см или более, в зависимости от скорости, поверхности и наклона. Таким образом, меньшая нагрузка передается на различные соединения ступни и лодыжки пользователя и получается увеличенная длина шага, которую можно использовать для увеличения скорости. Когда вес движется вперед в направлении мысков, трение снова увеличивается и во время начала следующего шага трение снова достигает максимального значения, так как место, или область, уменьшенного трения больше не находится в контакте с землей.

Даже при беге таким образом, что передняя нога ударяет по поверхности земли раньше, имеет место определенное перекатывание ступни и, следовательно, подошвы в момент после того, как подошва ботинка ударяет по поверхности земли. Перекатывание происходит частично в направлении вперед и частично - с боковой стороны (со стороны маленького пальца ноги) к средней части (к стороне большого пальца ноги) ступни. Однако при более подробном изучении перекатывающего движения было выявлено, что оно является более сложным, чем это описано выше, и содержит более раннюю стадию движения, направленную назад, до того как перекатывание вперед становится доминирующим. Настоящее изобретение, однако, не зависит от научного понимания сложного рисунка движения при каждом шаге. С другой стороны, важно, что определенный элемент подошвы, обладающий ограниченным трением относительно поверхности, расположен в основном сбоку и, таким образом, вступает в контакт с поверхностью земли как можно раньше в фазе «приземления», и, кроме того, существенно то, что средняя часть подошвы не имеет значительной площади в таком элементе подошвы, так как это приводило бы к более слабому сцеплению при начале движения.

В предпочтительном варианте исполнения элемент подошвы согласно настоящему изобретению имеет форму, по меньшей мере, одной пластины, встроенной в подошву ботинка. Подошва обычно содержит, по меньшей мере, одно углубление, имеющее в основном ту же форму, что и пластина или пластины, о которых идет речь, где упомянутая пластина (пластины) прикреплена (прикреплены) к подошве постоянно или с возможностью отделения и замены.

Демпфирующие сжимаемые материалы обычного типа, в основном пригодные для демпфирования для замедления движения в вертикальном направлении, могут быть расположены под подошвой ботинка и/или между упомянутой пластиной и подошвой ботинка.

В качестве альтернативы отдельным пластинкам, закрепленным в углублениях подошвы, можно использовать элемент подошвы, изготовленный за одно целое с подошвой ботинка. Этим предотвращают какой-либо риск потери элемента подошвы во время использования. Кроме того, это позволяет постепенно переходить от определенной жесткости с соответствующим коэффициентом трения к другой жесткости с другим коэффициентом трения. С другой стороны, такой тип элемента подошвы невозможно заменять при его износе.

Существуют различные способы обеспечения желательного регулирования трения элемента подошвы относительно поверхности. Один способ заключается в регулировании жесткости определенного материала. В общем, чем жестче элемент из определенного материала, тем ниже коэффициент трения. Во всяком случае, элемент подошвы согласно настоящему изобретению обычно является более жестким, чем другая часть подошвы. Материал, как таковой, может также влиять на трение. Предпочтительно, чтобы элемент подошвы согласно настоящему изобретению был изготовлен из синтетического материала, и не имеет значения вид используемого синтетического материала, если при его использовании достигается желательное малое трение. По практическим и экономическим причинам следует использовать материал, обладающий значительной износостойкостью, чтобы элемент подошвы не изнашивался значительно раньше, чем остальная часть ботинка. В некоторых вариантах исполнения предпочтительно, чтобы элемент подошвы согласно настоящему изобретению был изготовлен из другого материала, отличного от материалов других частей подошвы ботинка.

Ниже описаны кроссовки согласно настоящему изобретению со ссылками на некоторые варианты исполнения, представленные на чертежах, на которых изображено:

на фиг.1 - вид сверху подошвы кроссовки согласно настоящему изобретению;

на фиг.2 - практически то же, что и на фиг.1, но с несколько отличающимся расположением элемента подошвы согласно изобретению;

на фиг.3 - вариант исполнения настоящего изобретения, содержащий два отдельных элемента подошвы;

на фиг.4 - вариант версии, представленной на фиг.3, в котором два элемента подошвы частично наложены один на другой;

на фиг.5a и 5b - сечение V-V подошвы ботинка, изображенной на фиг.1, и место, выделенное на фиг.5a, в увеличенном масштабе соответственно.

На фиг.1 изображен вид снизу подошвы кроссовки согласно настоящему изобретению. Подошва содержит: мысочную часть 2; пяточную часть 3; боковую сторону 4 и среднюю часть 5. Отличительной частью подошвы ботинка является особенный элемент 6 подошвы, с помощью которого обеспечивают уменьшенное трение, расположенный по существу сбоку под передней частью ступни. Пунктирной линией, проведенной в поперечном направлении подошвы, показано место, в котором поперечный свод ступни пользователя является наибольшим. Передней частью ступни следует считать часть ступни, расположенную перед упомянутой пунктирной линией.

На фиг.2 показан другой вариант подошвы ботинка согласно настоящему изобретению. Согласно этому варианту особенный элемент 6' подошвы проходит от боковой стороны и несколько перекрывает среднюю часть ступни, но основная его часть расположена сбоку.

На фиг.4 изображен еще один вариант подошвы ботинка согласно настоящему изобретению. В данном случае два отдельных элемента 6а' и 6b' подошвы расположено в основном сбоку в передней части подошвы ботинка. Элементы выполнены отдельно, но расположены рядом друг с другом.

На фиг.3 изображен вариант подошвы ботинка, изображенной на фиг.4, где два элемента 6a и 6b подошвы выглядят частично наложенными один на другой. Для этого может быть выполнен вырез в элементе 6a подошвы, соответствующий части элемента 6b подошвы, «перекрывающей» элемент 6a подошвы. Может также быть более двух элементов подошвы (не показано) согласно настоящему изобретению, расположенных, по меньшей мере, под одним элементом подошвы, с уменьшенным трением, расположенных у середины передней части ступни, если величина такого элемента не является доминирующей.

Элементы 6a и 6b подошвы, изображенные на фиг.3, могут обладать отличающимися друг от друга свойствами. Они могут, например, обладать различной жесткостью и различным трением относительно, например, асфальта, таким образом, что элемент 6a подошвы, которым обычно ударяют по поверхности земли первым, может обладать трением относительно асфальта, меньшим трения элемента 6b подошвы, который обладает более высоким трением, чем элемент 6a подошвы, но меньшим трением, чем другая часть подошвы ботинка. То же следует сказать и относительно элементов 6a' и 6b' подошвы, изображенных на фиг.4.

На фиг.5a показано сечение подошвы ботинка, представленной на фиг.1, где сечение выполнено по линии V-V на фиг.1. Толщина подошвы на чертеже сильно увеличена относительно других размеров подошвы; на фиг.5b показано в увеличенном масштабе место, выделенное (кружком) на фиг.5a. При рассмотрении фиг.5b очевидно, что элемент 6 подошвы выступает из подошвы, как это показано, на величину δ (дельта). Такая разница по высоте не обязательна, но предпочтительно, чтобы разница по высоте была в диапазоне от 0,5 до 5,0 мм. Таким образом, вероятность того, что особенные элементы подошвы будут соударяться с поверхностью земли первыми, увеличивается, даже если поверхность не является совершенно ровной или если ступни пользователя обладают уменьшенной пронацией (сокращенным поворотом).

На фиг.5a и 5b представлена иллюстрация элемента подошвы, содержащего продольный бортик вдоль части или всего контура для поддержки или удерживания элемента подошвы, прикрепленного к подошве 1. Это необязательный признак изобретения, и он обычно не представляет существенный способ прикрепления элемента 6 подошвы, который предпочтительно следует прикреплять к подошве 1 по всей или по существенной части площади, по которой элементы подошвы находятся в контакте с подошвой 1. Пригодные механизмы прикрепления включают приклеивание и вулканизацию. В слое 8 между подошвой 1 и элементом 6 подошвы может быть расположен особенный демпфирующий элемент или демпфирующий материал элемента 6 подошвы в дополнение к демпфирующему элементу или элементам, которые обычно располагают поверх подошвы 1, накрывая часть или всю площадь подошвы. Демпфирующий материал 8 должен быть упругим, а его толщина может быть в некоторых вариантах исполнения, по меньшей мере, соответствовать величине выступающей части δ или разнице высот элемента подошвы и другой части подошвы 1, чтобы элемент подошвы при каждом шаге подвергался сжатию приблизительно до уровня других частей подошвы. Демпфирующий материал 8, если он присутствует, вносит вклад в демпфирование как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях.

Элемент подошвы обычно изготавливают из синтетического материала, обладающего высокой износостойкостью и жесткостью или особенно поверхностной жесткостью, посредством чего обеспечивают трение относительно поверхности земли, подобной асфальту, бетону, мощеной мостовой и т.п., которое меньше трения подошвы 1, относительно таких поверхностей. Элемент подошвы может быть также снабжен волокном или частицами для дополнительного приспособления его свойств к прочности и коэффициенту трения.

Предпочтительно, чтобы с помощью элемента подошвы обеспечивался коэффициент трения относительно (сухого) асфальта и (сухого) бетона меньше 0,8, более предпочтительно, чтобы коэффициент трения был в диапазоне от 0,1 до 0,8 и даже более предпочтительно - в диапазоне от 0,2 до 0,4.

Также предпочтительно, чтобы элемент 6 подошвы имел площадь, составляющую, по меньшей мере, 15% площади части подошвы ботинка, расположенной под передней частью ступни, т.е. расположенной перед поперечной пунктирной линией на фиг.1-4. Если используют более одного элемента подошвы, как это изображено на фиг.3, то сумма площадей упомянутых элементов подошвы должна составлять упомянутую относительную величину.

Кроме того, элемент подошвы согласно настоящему изобретению располагают в основном сбоку под подошвой; т.е. наибольшая часть элемента подошвы или весь элемент подошвы должен быть расположен сбоку от воображаемой средней линии вдоль подошвы 1 ботинка. Более предпочтительно, чтобы, по меньшей мере, 75% площади элемента подошвы было обычно расположено с боковой стороны от такой воображаемой продольной средней линии подошвы.

На чертежах изображена только подошва правого ботинка. Следует понимать, что тот же принцип применим к обоим ботинкам пары, при этом смысл слов «боковой» и «средний» сохраняется при предположении, что чертежи подошвы левого ботинка будут представлять собой зеркальное отображение чертежей на фиг.1-4.

1. Кроссовка, отличающаяся тем, что она содержит подошву (1), которая имеет в области передней части ступни, по меньшей мере, один элемент (6) подошвы, способствующий уменьшению торможения каждый раз, когда кроссовка ударяется о поверхность земли, когда положение при беге таково, что по поверхности земли сначала ударяет упомянутый элемент; при этом упомянутый элемент (6) подошвы представляет собой материал с ограниченным поверхностным трением относительно жестких поверхностей.

2. Кроссовка по п.1, отличающаяся тем, что элемент (6) подошвы расположен, по существу, сбоку под передней частью ступни.

3. Кроссовка по п.2, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, 75% площади элемента (6) подошвы расположено сбоку от воображаемой средней линии вдоль передней части ступни.

4. Кроссовка по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый элемент (6) подошвы выполнен в виде, по меньшей мере, одной пластины, вмонтированной в подошву (1) ботинка.

5. Кроссовка по п.3, отличающаяся тем, что ее подошва (1) содержит углубление в основном той же формы, что и упомянутая, по меньшей мере, одна пластина.

6. Кроссовка по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый элемент (6) подошвы содержит выполненную за одно целое часть подошвы (1) кроссовки.

7. Кроссовка по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый элемент (6) подошвы обладает большей поверхностной жесткостью, чем другие части ее подошвы (1).

8. Кроссовка по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый элемент (6) подошвы изготовлен из материала, отличающегося от материала других частей подошвы (1) кроссовки.

9. Кроссовка по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый элемент (6) подошвы выступает на 0,5-5,0 мм из окружающих частей подошвы (1) ботинка.

10. Кроссовка по п.1, отличающаяся тем, что между упомянутым элементом (6) подошвы и подошвой (1) расположен сжимаемый демпфирующий материал (8), посредством которого обеспечивается возможность полного или частичного погружения элемента подошвы в подошву при каждом шаге.

11. Кроссовка по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый элемент (6) подошвы изготовлен из синтетического материала, обладающего высокой износостойкостью.

12. Кроссовка по п.11, отличающаяся тем, что упомянутый синтетический материал армирован волокном или частицами для модификации поверхностных свойств, таких как износостойкость и коэффициент трения материала.

13. Кроссовка по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый элемент (6) подошвы обладает коэффициентом трения меньше 0,8 относительно сухого асфальта и бетона.

14. Кроссовка по п.13, отличающаяся тем, что упомянутый элемент (6) подошвы обладает коэффициентом трения в диапазоне от 0,1 до 0,6, а более предпочтительно - в диапазоне от 0,2 до 0,4 относительно асфальта и бетона.

15. Кроссовка по п.1, отличающаяся тем, что упомянутым элементом (6) подошвы покрыта площадь, составляющая, по меньшей мере, 15% площади части подошвы, расположенной под передней частью ступни.

16. Кроссовка по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый элемент (6) подошвы содержит, по меньшей мере, два отдельных элемента подошвы (6а, 6b), которые могут обладать различным трением относительно соответствующих поверхностей.

www.findpatent.ru

кроссовки с демпфирующим элементом подошвы - патент РФ 2427297

Кроссовка с подошвой (1), которая содержит в области передней части ступни, по меньшей мере, один элемент (6) подошвы, способствующий уменьшению трения каждый раз, когда кроссовка ударяется о поверхность земли, когда положение при беге таково, что по поверхности земли сначала ударяется упомянутый элемент; при этом упомянутый элемент (6) подошвы представляет собой материал с ограниченным поверхностным трением относительно жестких поверхностей, подобных асфальту, бетону и полам. Элемент подошвы может быть обычно изготовлен из износостойкого синтетического материала и обычно расположен сбоку под передней частью ступни. 15 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к ботинку с демпфирующим устройством для использования ботинка при движении по жесткому покрытию поверхности земли, например по асфальту. Более конкретно, изобретение относится к кроссовкам с подошвой, спроектированной для обеспечения хорошего демпфирования также в передней части ступни.

Предпосылки к созданию изобретения

Хорошо известно, что кроссовки, или спортивные ботинки, обладают хорошим демпфированием задней части ступни. Демпфирование может быть обеспечено с помощью гибких слоев материала, предпочтительно - в сочетании с карманами, в которых заключен воздух или газ, а также демпфирующие гелеобразные материалы.

Существуют также ботинки, обладающие так называемым «полным демпфированием», с соответствующим, но несколько меньшим демпфированием в области передней части ступни, чем в области задней части ступни. Такой тип демпфирования эффективен при демпфировании движений в вертикальном направлении.

В некоторых областях использования, однако, существует значительная потребность в демпфирующих свойствах при движении в горизонтальном направлении. Это особенно существенно для бегунов, участвующих в соревнованиях, бегущих с высокой скоростью по жестким поверхностям, например по асфальту, и бегущих таким образом, что передняя часть ступни соприкасается с землей, по меньшей мере, одновременно с пяткой. Проблема «приземления» на переднюю часть ступни обычно заключается в том, что нагрузка в горизонтальном направлении на ступню и лодыжку очень велика, так как используемые ботинки содержат подошвы, обладающие большим трением, что обеспечивает очень быстрое замедление каждый раз, когда нога соприкасается с землей. Эта проблема не столь значительна для бегунов, «приземляющихся» на пятку, так как затем происходит перекатывающее движение в направлении от пятки к передней части ступни. При проведении соревнований проблема становится особенно выраженной, так как желательно, чтобы спортивная обувь имела как можно меньший вес, и, следовательно, использование демпфирующих материалов ограничено в области передней части ступни, а также в области задней части ступни.

Предпринимались некоторые попытки ослабления влияния этого недостатка, но ни одна из попыток не привела к оптимальному решению, и особенно это относится к кроссовкам, предназначенным для соревнований, т.е. к ботинкам с очень малым весом.

Из документа DE A1 2733605 известны спортивные ботинки с носком подошвы с рифленым профилем и с эластичными поперечными рифлями, обеспечивающими определенную гибкость в направлении длины. Такие ботинки обеспечивают определенную гибкость при соударении ботинка с землей, но степень демпфирования в горизонтальном направлении ограничена высотой рифлей и их гибкостью. Кроме того, создается впечатление, что ботинки согласно этому патенту не пригодны для их использования на соревнованиях.

Цели изобретения

Целью настоящего изобретения является исключение упомянутых недостатков путем создания кроссовок с особенно хорошими демпфирующими свойствами в горизонтальном направлении во время быстрого бега - т.е. когда бегун ударяет по земле передней частью ботинка, по меньшей мере, одновременно с ударом пяточной частью ботинка.

Подробное описание настоящего изобретения

Упомянутую цель достигают, используя кроссовку такой формы, которая определена п.1 формулы изобретения. Под термином «жесткие поверхности земли» здесь понимают такие поверхности земли, как асфальт, бетон и другие плотные поверхности земли. Ботинки согласно изобретению также функциональны, но в несколько меньшей степени на более мягких поверхностях земли, например на различных типах синтетических покрытий земли.

Предпочтительные варианты исполнения раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения.

Особенно хороший эффект при использовании кроссовок согласно настоящему изобретению заключается в уменьшении трения между ботинком и поверхностью земли, когда бегун бежит таким образом, что передней частью ботинка ударяет по поверхности земли одновременно или раньше, чем пяточной частью ботинка. В зависимости от поверхности земли, скорости и техники бега ботинок скользит вдоль контролируемого расстояния при каждом шаге, обычно - 1-3 см, в некоторых случаях - 4-5 см или более, в зависимости от скорости, поверхности и наклона. Таким образом, меньшая нагрузка передается на различные соединения ступни и лодыжки пользователя и получается увеличенная длина шага, которую можно использовать для увеличения скорости. Когда вес движется вперед в направлении мысков, трение снова увеличивается и во время начала следующего шага трение снова достигает максимального значения, так как место, или область, уменьшенного трения больше не находится в контакте с землей.

Даже при беге таким образом, что передняя нога ударяет по поверхности земли раньше, имеет место определенное перекатывание ступни и, следовательно, подошвы в момент после того, как подошва ботинка ударяет по поверхности земли. Перекатывание происходит частично в направлении вперед и частично - с боковой стороны (со стороны маленького пальца ноги) к средней части (к стороне большого пальца ноги) ступни. Однако при более подробном изучении перекатывающего движения было выявлено, что оно является более сложным, чем это описано выше, и содержит более раннюю стадию движения, направленную назад, до того как перекатывание вперед становится доминирующим. Настоящее изобретение, однако, не зависит от научного понимания сложного рисунка движения при каждом шаге. С другой стороны, важно, что определенный элемент подошвы, обладающий ограниченным трением относительно поверхности, расположен в основном сбоку и, таким образом, вступает в контакт с поверхностью земли как можно раньше в фазе «приземления», и, кроме того, существенно то, что средняя часть подошвы не имеет значительной площади в таком элементе подошвы, так как это приводило бы к более слабому сцеплению при начале движения.

В предпочтительном варианте исполнения элемент подошвы согласно настоящему изобретению имеет форму, по меньшей мере, одной пластины, встроенной в подошву ботинка. Подошва обычно содержит, по меньшей мере, одно углубление, имеющее в основном ту же форму, что и пластина или пластины, о которых идет речь, где упомянутая пластина (пластины) прикреплена (прикреплены) к подошве постоянно или с возможностью отделения и замены.

Демпфирующие сжимаемые материалы обычного типа, в основном пригодные для демпфирования для замедления движения в вертикальном направлении, могут быть расположены под подошвой ботинка и/или между упомянутой пластиной и подошвой ботинка.

В качестве альтернативы отдельным пластинкам, закрепленным в углублениях подошвы, можно использовать элемент подошвы, изготовленный за одно целое с подошвой ботинка. Этим предотвращают какой-либо риск потери элемента подошвы во время использования. Кроме того, это позволяет постепенно переходить от определенной жесткости с соответствующим коэффициентом трения к другой жесткости с другим коэффициентом трения. С другой стороны, такой тип элемента подошвы невозможно заменять при его износе.

Существуют различные способы обеспечения желательного регулирования трения элемента подошвы относительно поверхности. Один способ заключается в регулировании жесткости определенного материала. В общем, чем жестче элемент из определенного материала, тем ниже коэффициент трения. Во всяком случае, элемент подошвы согласно настоящему изобретению обычно является более жестким, чем другая часть подошвы. Материал, как таковой, может также влиять на трение. Предпочтительно, чтобы элемент подошвы согласно настоящему изобретению был изготовлен из синтетического материала, и не имеет значения вид используемого синтетического материала, если при его использовании достигается желательное малое трение. По практическим и экономическим причинам следует использовать материал, обладающий значительной износостойкостью, чтобы элемент подошвы не изнашивался значительно раньше, чем остальная часть ботинка. В некоторых вариантах исполнения предпочтительно, чтобы элемент подошвы согласно настоящему изобретению был изготовлен из другого материала, отличного от материалов других частей подошвы ботинка.

Ниже описаны кроссовки согласно настоящему изобретению со ссылками на некоторые варианты исполнения, представленные на чертежах, на которых изображено:

на фиг.1 - вид сверху подошвы кроссовки согласно настоящему изобретению;

на фиг.2 - практически то же, что и на фиг.1, но с несколько отличающимся расположением элемента подошвы согласно изобретению;

на фиг.3 - вариант исполнения настоящего изобретения, содержащий два отдельных элемента подошвы;

на фиг.4 - вариант версии, представленной на фиг.3, в котором два элемента подошвы частично наложены один на другой;

на фиг.5a и 5b - сечение V-V подошвы ботинка, изображенной на фиг.1, и место, выделенное на фиг.5a, в увеличенном масштабе соответственно.

На фиг.1 изображен вид снизу подошвы кроссовки согласно настоящему изобретению. Подошва содержит: мысочную часть 2; пяточную часть 3; боковую сторону 4 и среднюю часть 5. Отличительной частью подошвы ботинка является особенный элемент 6 подошвы, с помощью которого обеспечивают уменьшенное трение, расположенный по существу сбоку под передней частью ступни. Пунктирной линией, проведенной в поперечном направлении подошвы, показано место, в котором поперечный свод ступни пользователя является наибольшим. Передней частью ступни следует считать часть ступни, расположенную перед упомянутой пунктирной линией.

На фиг.2 показан другой вариант подошвы ботинка согласно настоящему изобретению. Согласно этому варианту особенный элемент 6' подошвы проходит от боковой стороны и несколько перекрывает среднюю часть ступни, но основная его часть расположена сбоку.

На фиг.4 изображен еще один вариант подошвы ботинка согласно настоящему изобретению. В данном случае два отдельных элемента 6а' и 6b' подошвы расположено в основном сбоку в передней части подошвы ботинка. Элементы выполнены отдельно, но расположены рядом друг с другом.

На фиг.3 изображен вариант подошвы ботинка, изображенной на фиг.4, где два элемента 6a и 6b подошвы выглядят частично наложенными один на другой. Для этого может быть выполнен вырез в элементе 6a подошвы, соответствующий части элемента 6b подошвы, «перекрывающей» элемент 6a подошвы. Может также быть более двух элементов подошвы (не показано) согласно настоящему изобретению, расположенных, по меньшей мере, под одним элементом подошвы, с уменьшенным трением, расположенных у середины передней части ступни, если величина такого элемента не является доминирующей.

Элементы 6a и 6b подошвы, изображенные на фиг.3, могут обладать отличающимися друг от друга свойствами. Они могут, например, обладать различной жесткостью и различным трением относительно, например, асфальта, таким образом, что элемент 6a подошвы, которым обычно ударяют по поверхности земли первым, может обладать трением относительно асфальта, меньшим трения элемента 6b подошвы, который обладает более высоким трением, чем элемент 6a подошвы, но меньшим трением, чем другая часть подошвы ботинка. То же следует сказать и относительно элементов 6a' и 6b' подошвы, изображенных на фиг.4.

На фиг.5a показано сечение подошвы ботинка, представленной на фиг.1, где сечение выполнено по линии V-V на фиг.1. Толщина подошвы на чертеже сильно увеличена относительно других размеров подошвы; на фиг.5b показано в увеличенном масштабе место, выделенное (кружком) на фиг.5a. При рассмотрении фиг.5b очевидно, что элемент 6 подошвы выступает из подошвы, как это показано, на величину (дельта). Такая разница по высоте не обязательна, но предпочтительно, чтобы разница по высоте была в диапазоне от 0,5 до 5,0 мм. Таким образом, вероятность того, что особенные элементы подошвы будут соударяться с поверхностью земли первыми, увеличивается, даже если поверхность не является совершенно ровной или если ступни пользователя обладают уменьшенной пронацией (сокращенным поворотом).

На фиг.5a и 5b представлена иллюстрация элемента подошвы, содержащего продольный бортик вдоль части или всего контура для поддержки или удерживания элемента подошвы, прикрепленного к подошве 1. Это необязательный признак изобретения, и он обычно не представляет существенный способ прикрепления элемента 6 подошвы, который предпочтительно следует прикреплять к подошве 1 по всей или по существенной части площади, по которой элементы подошвы находятся в контакте с подошвой 1. Пригодные механизмы прикрепления включают приклеивание и вулканизацию. В слое 8 между подошвой 1 и элементом 6 подошвы может быть расположен особенный демпфирующий элемент или демпфирующий материал элемента 6 подошвы в дополнение к демпфирующему элементу или элементам, которые обычно располагают поверх подошвы 1, накрывая часть или всю площадь подошвы. Демпфирующий материал 8 должен быть упругим, а его толщина может быть в некоторых вариантах исполнения, по меньшей мере, соответствовать величине выступающей части или разнице высот элемента подошвы и другой части подошвы 1, чтобы элемент подошвы при каждом шаге подвергался сжатию приблизительно до уровня других частей подошвы. Демпфирующий материал 8, если он присутствует, вносит вклад в демпфирование как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях.

Элемент подошвы обычно изготавливают из синтетического материала, обладающего высокой износостойкостью и жесткостью или особенно поверхностной жесткостью, посредством чего обеспечивают трение относительно поверхности земли, подобной асфальту, бетону, мощеной мостовой и т.п., которое меньше трения подошвы 1, относительно таких поверхностей. Элемент подошвы может быть также снабжен волокном или частицами для дополнительного приспособления его свойств к прочности и коэффициенту трения.

Предпочтительно, чтобы с помощью элемента подошвы обеспечивался коэффициент трения относительно (сухого) асфальта и (сухого) бетона меньше 0,8, более предпочтительно, чтобы коэффициент трения был в диапазоне от 0,1 до 0,8 и даже более предпочтительно - в диапазоне от 0,2 до 0,4.

Также предпочтительно, чтобы элемент 6 подошвы имел площадь, составляющую, по меньшей мере, 15% площади части подошвы ботинка, расположенной под передней частью ступни, т.е. расположенной перед поперечной пунктирной линией на фиг.1-4. Если используют более одного элемента подошвы, как это изображено на фиг.3, то сумма площадей упомянутых элементов подошвы должна составлять упомянутую относительную величину.

Кроме того, элемент подошвы согласно настоящему изобретению располагают в основном сбоку под подошвой; т.е. наибольшая часть элемента подошвы или весь элемент подошвы должен быть расположен сбоку от воображаемой средней линии вдоль подошвы 1 ботинка. Более предпочтительно, чтобы, по меньшей мере, 75% площади элемента подошвы было обычно расположено с боковой стороны от такой воображаемой продольной средней линии подошвы.

На чертежах изображена только подошва правого ботинка. Следует понимать, что тот же принцип применим к обоим ботинкам пары, при этом смысл слов «боковой» и «средний» сохраняется при предположении, что чертежи подошвы левого ботинка будут представлять собой зеркальное отображение чертежей на фиг.1-4.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Кроссовка, отличающаяся тем, что она содержит подошву (1), которая имеет в области передней части ступни, по меньшей мере, один элемент (6) подошвы, способствующий уменьшению торможения каждый раз, когда кроссовка ударяется о поверхность земли, когда положение при беге таково, что по поверхности земли сначала ударяет упомянутый элемент; при этом упомянутый элемент (6) подошвы представляет собой материал с ограниченным поверхностным трением относительно жестких поверхностей.

2. Кроссовка по п.1, отличающаяся тем, что элемент (6) подошвы расположен, по существу, сбоку под передней частью ступни.

3. Кроссовка по п.2, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, 75% площади элемента (6) подошвы расположено сбоку от воображаемой средней линии вдоль передней части ступни.

4. Кроссовка по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый элемент (6) подошвы выполнен в виде, по меньшей мере, одной пластины, вмонтированной в подошву (1) ботинка.

5. Кроссовка по п.3, отличающаяся тем, что ее подошва (1) содержит углубление в основном той же формы, что и упомянутая, по меньшей мере, одна пластина.

6. Кроссовка по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый элемент (6) подошвы содержит выполненную за одно целое часть подошвы (1) кроссовки.

7. Кроссовка по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый элемент (6) подошвы обладает большей поверхностной жесткостью, чем другие части ее подошвы (1).

8. Кроссовка по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый элемент (6) подошвы изготовлен из материала, отличающегося от материала других частей подошвы (1) кроссовки.

9. Кроссовка по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый элемент (6) подошвы выступает на 0,5-5,0 мм из окружающих частей подошвы (1) ботинка.

10. Кроссовка по п.1, отличающаяся тем, что между упомянутым элементом (6) подошвы и подошвой (1) расположен сжимаемый демпфирующий материал (8), посредством которого обеспечивается возможность полного или частичного погружения элемента подошвы в подошву при каждом шаге.

11. Кроссовка по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый элемент (6) подошвы изготовлен из синтетического материала, обладающего высокой износостойкостью.

12. Кроссовка по п.11, отличающаяся тем, что упомянутый синтетический материал армирован волокном или частицами для модификации поверхностных свойств, таких как износостойкость и коэффициент трения материала.

13. Кроссовка по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый элемент (6) подошвы обладает коэффициентом трения меньше 0,8 относительно сухого асфальта и бетона.

14. Кроссовка по п.13, отличающаяся тем, что упомянутый элемент (6) подошвы обладает коэффициентом трения в диапазоне от 0,1 до 0,6, а более предпочтительно - в диапазоне от 0,2 до 0,4 относительно асфальта и бетона.

15. Кроссовка по п.1, отличающаяся тем, что упомянутым элементом (6) подошвы покрыта площадь, составляющая, по меньшей мере, 15% площади части подошвы, расположенной под передней частью ступни.

16. Кроссовка по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый элемент (6) подошвы содержит, по меньшей мере, два отдельных элемента подошвы (6а, 6b), которые могут обладать различным трением относительно соответствующих поверхностей.

www.freepatent.ru

Подошва для полуботинка, в частности для кроссовки

Изобретение относится к подошве для обуви, в частности для кроссовки, которая содержит подложку из полиуретана, сформированную инжекционным формованием; продольно проходящий геленок и наружную подошву; причем упомянутый геленок проходит от части подошвы для переднего отдела стопы через область для свода стопы к пяточной области и содержит отверстие в его пяточной области для расположения в нем полиуретана, причем геленок (4) смещен таким образом, чтобы в пяточной области (25) он был расположен ближе к наружной подошве (3), чем в области для свода стопы, причем элемент (9) для обеспечения удобства, обладающий большей упругостью, чем полиуретан подложки, помещен в полость (17) поверх упомянутого отверстия (8) в геленке, и прикреплен к полиуретану подложки (1). Технический результат заключается в обеспечении амортизации ботинка и уменьшение его веса. 9 з.п. ф-лы, 18 ил.

 

Изобретение относится к подошве для полуботинка, в частности, для кроссовки. Один тип кроссовок, соответствующих современному уровню техники в данной области, изготавливают, основываясь, в общем, на концепции защиты ступни потребителя. Более точно, кроссовку рассматривают, как укрывающее средство для ступни. Эта защитная концепция привела к появлению относительно тяжелых кроссовок, часто содержащих подошву или стельку, обладающую высокой степенью амортизации, для смягчения реакции сил, возникающих при столкновении пятки с землей и воздействующих на голеностопный сустав и на голень. Увеличенный вес обуви отбирает энергию у бегуна. Другой тип кроссовок является сверхлегким, и кроссовки часто весят меньше 300 г. Этот тип является минималистским, содержащим тонкую подошву и тонкий верх. При проектировании кроссовок в обувной промышленности в течение продолжительного периода времени принимали за идеальное движение естественное движение стопы, например, при беге босыми ногами по траве, где стопа, не ограниченная полуботинком, может осуществлять естественное движение. Однако если полуботинок надет на ногу, то естественное движение ноги ограничено. В качестве примера можно сказать, что угол поворота плюсневого межфалангового сустава значительно уменьшается при ношении обуви. Угол поворота плюсневого сустава - это угол между землей и плюсневыми фалангами. Если измерять этот угол в момент непосредственно перед отталкиванием от земли, при беге босяком, то он близок к 60°, а при так называемом техническом, или атлетическом, беге, когда используют спортивную обувь, он уменьшается до только 35°. Под помехами для естественного движения стопы, помимо прочего, понимают то, что мышцы голени и стопы, активно действующие во время бега босяком, также ограничены при беге в обуви. Этим мышцам не предоставляют возможность действовать в их полную силу, и, поэтому, если обувь сконструирована неправильно, она будет ограничивать способность бегуна двигаться эффективно. Его достижения снижаются в сравнении с бегом босяком. Некоторые из основных мышц, действующих при ходьбе и беге, являются мышцами для сгибания большого пальца стопы и мышцами для разгибания большого пальца стопы. Важное значение этих сильных мышц при сравнении бега босяком и бега в обуви, уже признано в патенте США № 5384973, включенного в настоящее описание путем ссылки. Более конкретно в патенте США № 5384973 описана подложка для кроссовки, подошва которой содержит множество гибких соединений или канавок, расположенных в продольном и поперечном направлениях. Ряд дискретных элементов подошвы соединен с подложкой. Такая конструкция позволяет носку стопы действовать независимо и повышать стабильность полуботинка. В частности, посредством гибких соединений создана изолированная область подошвы для большого пальца стопы, что позволяет сгибателю большого пальца стопы и разгибателю большого пальца стопы играть большую роль во время бега.

Как указано выше, хотя при использовании более тяжелых кроссовок обеспечивается амортизация, но они отбирают энергию у бегуна из-за амортизации и из-за того, что тяжелая кроссовка из-за ее массы и отдаленности точки приложения силы тяжести вызывает противодействующий крутящий момент, воздействующий на стопу, при изгибе спины во время бега. Бегун должен затрачивать энергию на преодоление этого противодействующего крутящего момента. С другой стороны, сверхлегкие кроссовки, соответствующие современному уровню техники в данной области, не обеспечивают большую конструкционную опору для стопы, и в них не учтены в достаточной мере биометрические аспекты.

Уменьшение веса полуботинка может быть осуществлено посредством минимизации размеров верха и конструктивных изменений подошвы. Что касается подошвы, то материал может быть удален или заменен материалами других типов. В производстве обуви много лет использовали полиуретан (ПУ), а в последние годы стал доступен его специальный вариант - легкий полиуретан (ЛПУ). Изготавливая подложку из ПУ, а особенно - из ЛПУ, снижают вес. Использование ПУ в качестве подложки, однако, не гарантирует большие удобства при беге. В подошве требуется устанавливать геленок для обеспечения стабильности в продольном и поперечном направлениях полуботинка, так как ПУ обладает высокой степенью упругости. Испытания при беге, проведенные авторами, показали, однако, что простое размещение геленка между стопой человека и подложкой мало способствует повышению удобства бегуна. В немецком патенте DE 19608488 A1 описан геленок, заделанный в ПУ подложку, и предложено изготавливать отверстие в пяточной области геленка. Полиуретаном подложки заполняют отверстие, и благодаря этому пяточная область становится мягкой и упругой. Однако описанный полуботинок не является кроссовкой, и подошва все еще остается слишком жесткой для бега. Этот недостаток (жесткая подошва), к сожалению, перевешивает преимущества, достигнутые полным пренебрежением амортизации полуботинка и уменьшением его веса.

Задача, решенная настоящим изобретением, заключается в создании способа конструирования подошвы, в частности, для кроссовки, которая имеет малый вес, но посредством которой обеспечивают достаточное удобство.

Этого достигают с помощью решения, описанного в п.1 формулы изобретения.

Посредством смещения продольно проходящего геленка в пяточную область подошвы создают полость в пяточной зоне. Эта смещенная пяточная область является платформой, на которой размещают элемент для обеспечения удобства и полностью или частично заделывают и прикрепляют к полиуретану (ПУ) подложки во время процесса впрыскивания. ПУ вводят в полость через отверстие, выполненное в полости, или, более точно, через отверстие, выполненное в смещенной пяточной области геленка, и к ПУ прикрепляют элемент для обеспечения удобства. Прикрепление производят во время и после процесса впрыскивания ПУ, и при этом фиксируют элемент для обеспечения удобства в его положении. ПУ распределяют в полости посредством давления, прикладываемого с помощью оборудования для впрыскивания ПУ. Такое закрепление является благоприятным, так как без этого сцепления элемент для обеспечения удобства создавал бы шум при беге, обычно возникающий из-за захвата воздуха. Элемент для обеспечения удобства более эластичный, чем ПУ, используемый для изготовления подложки, и, таким образом, с его помощью обеспечивают более высокую степень возврата энергии, чем посредством ПУ подложки. Пяточная область смещена к наружной подошве, ко второй горизонтальной плоскости, отличающейся от первой горизонтальной плоскости геленка в области для свода стопы. Испытания, проведенные авторами, показали, что при такой конструкции бегун испытывает более приятные ощущения, так как пяточная область подошвы стала мягче. Предложенное в изобретении решение превосходит первое альтернативное решение, которое не было подтверждено как успешное, а именно: решение, согласно которому геленок был размещен между подложкой и наружной подошвой. Такое размещение приводило к возникновению проблем, связанных с трением между пяткой человека и пяточной областью подложки, так как подложку при беге сжимают, и она разжимается в пяточной области, и при каждом сжатии возникает возможность смещения пятки человека вниз, а при каждом разжимании возникает возможность смещения пятки человека вверх. В результате повторяемых смещений вверх и вниз относительно пяточной области кроссовки создается трение, вызывающее дискомфорт бегуна. С другой стороны, согласно второму альтернативному решению геленок может быть размещен поверх подложки, и таким образом может быть уменьшено трение, так как посредством геленка, как ранее вводимого в действие ужесточенного слоя, уменьшают длину смещений вверх и вниз. Однако, как уже было описано, было подтверждено, что при этом решении получается слишком жесткая подошва. Предложенное в изобретении решение находится, так сказать, между этими двумя альтернативными решениями, так как части геленка для переднего отдела стопы и для свода стопы размещают поверх подложки или вблизи верха подложки, а пяточную область геленка опускают и заделывают в подложку, и размещают близко к наружной подошве.

Поверхность элемента для обеспечения удобства, обращенная к текстильной подошве верха, должна быть предпочтительно оставлена свободной от ПУ материала подложки, чтобы, таким образом, обеспечивать возможность проявления его упругости при столкновении пятки с землей. Таким образом, все стороны элемента для обеспечения удобства окружены материалом подложки, за исключением упомянутой поверхности и тех краевых частей элемента для обеспечения удобства, которые лежат на геленке.

Элемент для обеспечения удобства предпочтительно выполнен с выступом, введенным в отверстие геленка. Этим обеспечивают даже еще большую упругость в пяточной зоне, так как в то же самое время уменьшено количество относительно более жесткого ПУ материала подложки. Выступ вводят на 1-2 мм в отверстие в направлении подошвы, и он может в некоторых случаях даже проходить ниже отверстия в геленке.

Как было упомянуто, элемент для обеспечения удобства обладает эластичностью, большей эластичности ПУ, используемого для подложки. Посредством варьирования отношения высоты слоя для обеспечения удобства к высоте ПУ слоя, расположенного в полости или ниже полости, можно получать широкий диапазон различных значений жесткости. Предпочтительное отношение получают при точном заполнении ПУ отверстия до входа в полость, а элементом для обеспечения удобства заполняют остальную часть полости. Однако отношение высоты элемента для обеспечения удобства к высоте ПУ подложки ниже полости не должно быть слишком большим, так как это приводило бы к слишком большой амортизации, недостатки которой уже были описаны. Отношение можно варьировать в диапазоне 2:1, а предпочтительно оно должно быть меньше 1,5:1,0.

Так как подложка должна быть как можно более тонкой, чтобы не увеличивать вес кроссовки, жесткий геленок может в некоторых случаях ощущаться потребителем при беге. Это может быть в случае, если геленок во время процесса впрыскивания ПУ был заделан слишком близко к стопе человека, т.е. при отсутствии или при наличии только тонкого слоя ПУ подложки между текстильной подошвой верха и геленком. Для уменьшения влияния этой проблемы, непосредственно под текстильной подошвой размещают тонкий слой материала, поглощающего энергию. Тонкий слой может быть дискретным слоем или матом, или он может быть интегрированной частью текстильной подошвы, покрывающей сторону, обращенную к подложке и геленку.

Переход от области для свода стопы геленка к смещенной пяточной области должен быть выполнен под небольшим углом. Резкий переход, скажем, под углом 90° от плоскости для свода стопы к пяточной плоскости, вызывает дискомфорт у бегуна, который может ощущать острый край. Таким образом, геленок в переходной зоне должен иметь угол относительно горизонтальной плоскости смещенной пяточной области геленка, составляющий максимум 50°, более предпочтительно - меньше 30°.

Переходная зона не только наклонена от области для свода стопы в направлении пяточной области, но также от внутренней стороны геленка к полевой стороне. Таким образом, геленок поднимают для обеспечения опоры для свода стопы.

Предпочтительно отверстие, или проем, в пяточной области геленка является по существу эллиптическим и расположенным над точкой соприкосновения с землей при беге. Таким образом достигают полного эффекта смягчения в области пятки. На практике отверстие располагают в середине смещенной пяточной области. Эллиптическая форма повторяет форму пятки человека, и при расположении отверстия в середине смещенной пяточной области геленка создают кромку, на которую укладывают элемент для обеспечения удобства.

Геленок содержит изогнутые пальцы в области для переднего отдела стопы и жесткую часть, и мягкую часть. Пальцы можно сгибать относительно линии сгиба, расположенной между жесткой частью и мягкой частью геленка, при этом жесткая часть начинается там, где начинаются пальцы, идущие от основного тела геленка, и оканчивается у пяточного конца. Этими пальцами поддерживают, в частности, первую, четвертую и пятую плюсневые фаланги.

Изобретение ниже описано со ссылками на чертежи, на которых изображено:

на фиг.1 - вид в разобранном состоянии подошвы, предложенной в изобретении;

на фиг.2a - сечение А-А подошвы, предложенной в изобретении;

на фиг.2b - сечение подошвы, предложенной в изобретении, и подошвы Стробеля;

на фиг.3a - геленок, используемый в подошве, предложенной в изобретении, вид в перспективе;

на фиг.3b - геленок, представленный на фиг.3a, вид сбоку;

на фиг.3c - геленок, представленный фиг.3a, вид сзади;

на фиг.4 - подложка, вид снизу;

на фиг.5 - рисунок костей стопы человека, медиальная сторона;

на фиг.6 - рисунок костей правой стопы человека, вид снизу;

на фиг.7 - подложка и наружная подошва, дополнительный вид снизу;

на фиг.8 - подложка и наружная подошва, еще один дополнительный вид снизу;

на фиг.9 - подложка и наружная подошва, еще один дополнительный вид снизу;

на фиг.10 - подложка, вид с полевой стороны;

на фиг.11 - подложка, вид с внутренней стороны;

на фиг.12 - верх с альтернативной подложкой, вид с внутренней стороны;

на фиг.13 - верх с альтернативной подложкой, вид с полевой стороны;

на фиг.14 - пяточная область подложки, вид первой версии;

на фиг.15 - пяточная область подложки, вид второй версии.

На фиг.1 изображен вид в перспективе подошвы 7, предложенной в изобретении. В этом предпочтительном варианте осуществления подошва состоит из трех слоев и геленка, а именно, из: первого слоя-подложки 1, второго промежуточного слоя 2 и третьего слоя 3, представляющего наружную подошву. Геленок 4 показан расположенным сверху от подложки, но он располагается после впрыскивания полиуретана (ПУ), в полностью или частично заделанном состоянии, в подложке 1. На фиг.2a показана подошва, продольное сечение А-А на фиг.1.

Подложка 1 в предпочтительном варианте осуществления выполнена из легкого полиуретанового материала, называемого также «легким полиуретаном» (ЛПУ), основанным на сложном полиэфире. ЛПУ является известным вариантом ПУ, обладающим низкой объемной плотностью (0,35 г/см3), т.е. он является легким материалом. Его дополнительной характеристикой является хорошие амортизирующие свойства, и эта характеристика важна при беге на длинные дистанции. Твердость по Шору, по шкале А, составляет от 38 ед. до 40 ед. Часто изготовители обуви используют сополимер этилена и винилацетата (СЭВА) в качестве материала для подложки, так как он обладает меньшей удельной массой, чем ЛПУ, благодаря чему в результате получают более легкую подошву. Однако СЭВА обладает тенденцией к быстрому старению при частом воздействии сил, прикладываемых стопой. Это старение наблюдают в виде морщин в материале. СЭВА не обладает стабильностью, и спустя некоторое время уплотняется и не восстанавливается в его первоначальной форме.

Подложка 1 покрыта вторым промежуточным слоем 2, имеющим тот же профиль, что и подложка. На фиг.2a показан этот профиль, и второй слой 2 является, так сказать, копией нижней стороны подложки 1. Слой 2 обладает функцией защитного слоя, он состоит из термопластичного полиуретана (ТПУ) и является тонким промежуточным слоем, с толщиной, обычно составляющей 0,5-2,0 мм.

Третий слой 3 является наружной подошвой, состоящей из ряда дискретных элементов наружной подошвы (например, элементов 120-123 на фиг.8), при сложении которых вместе получается наружная подошва. Под термином «дискретные элементы наружной подошвы» понимают часть наружной подошвы, которую не отливают, или формуют, в том же процессе, в котором изготавливают подложку или промежуточный слой 2, а прибавляют или прикрепляют, например, к слою 2 позднее. Кроме того, дискретный элемент наружной подошвы не соединен с другими элементами наружной подошвы. Более подробно, наружная подошва 3 состоит из множества элементов наружной подошвы, которые можно воспринимать как острова, взаимно не соединенные, отделенные одной или большим числом канавок в подложке. Элементы предпочтительно изготавливают из каучука. В качестве материала для изготовления дискретных элементов наружной подошвы можно вместо каучука использовать ТПУ, но характеристики сцепления ТПУ меньше тех же параметров каучука. Используемым каучуком является обычный бутадиен-нитрильный каучук (БНК), предпочтительный для кроссовок благодаря его относительно малому весу. Для других типов обуви можно использовать латекс (состоящий из смеси натурального и синтетического каучуков). Элементы наружной подошвы отделены друг от друга канавками 5, 6 в промежуточном слое 2 ТПУ и в подложке 1, и они уложены на выступы, или бобышки, 10-13 (см. фиг.2a), выполненные в промежуточном слое ТПУ. Бобышки и канавки промежуточного слоя сопрягают с соответствующими бобышками и канавками подложки.

Изготовление подошвы 7, состоящей из частей 1, 2 и 3 подошвы и геленка 4 (см. фиг.1), осуществляют следующим способом. На первой стадии промежуточный слой 2 ТПУ и элементы наружной подошвы 3 обрабатывают в отдельном процессе изготовления для получения одного интегрированного объекта. На второй стадии подложку 1 соединяют с интегрированным объектом, состоящим из слоя 2 и наружной подошвы 3. Ниже описаны первая и вторая стадии.

На первой стадии изготавливают промежуточный слой 2 ТПУ и дискретные элементы наружной подошвы 3 для получения интегрированного объекта. Сначала изготавливают дискретные элементы наружной подошвы в процессе вулканизации каучука. Затем элементы наружной подошвы размещают в пресс-форме, в которую вводят ТПУ поверх элементов. Пресс-форму закрывают, и при приложении тепла и давления формуют ТПУ, придавая ему требуемую форму. После отверждения завершают изготовление интегрированного объекта из элементов наружной подошвы и промежуточного слоя ТПУ. Хотя слой ТПУ изготавливают, используя процесс отливки, можно также использовать альтернативные процессы изготовления для получения второго слоя 2. Таким образом, можно формовать ТПУ под давлением посредством впрыскивания известным способом, или ТПУ может быть пленкообразным сырьевым материалом, подобным листу, который укладывают поверх элементов наружной подошвы 3 до соединения этих элементов и ТПУ с использованием тепла и давления. Промежуточный слой 2 ТПУ и элементы наружной подошвы 3 прикрепляют клеем, который активируют подводом тепла во время формования ТПУ, наложенного поверх элементов наружной подошвы. Было подтверждено, что при использовании просто адгезии между ТПУ и каучуком, без применения клея во время формования, продукт получается недолговечным. До добавления клея между промежуточным слоем 2 ТПУ и элементами наружной подошвы 3 каучуковая поверхность элементов наружной подошвы 3 должна быть галогенизирована в процессе, в ходе которого удаляют жир с каучука и, таким образом, улучшают адгезию.

На второй стадии изготовления подошвы 7 подложку 1 соединяют с интегрированным объектом, состоящим из слоя 2 и элементов наружной подошвы 3, полученным на первой стадии, а также с верхом кроссовки. Более конкретно, промежуточный слой 2 ТПУ с элементами наружной подошвы 3 укладывают в пресс-форму для впрыскивания вместе с верхом кроссовки и геленком 4 (уложенным на стельку верха), после чего в пресс-форму впрыскивают ПУ и прикрепляют к верху кроссовки с геленком и к интегрированному объекту, состоящему из слоя 2 и элементов наружной подошвы 3. Таким образом ПУ прикрепляют к стороне промежуточного слоя 2 ТПУ, располагаемого наиболее близко к стопе человека. После этой второй стадии, элементы 1, 2 и 3 подошвы становятся интегрированными в один объект.

Промежуточный слой 2 ТПУ выполняет две функции: с его помощью снижают ломкость подложки и сокращают продолжительность цикла действия оборудования для впрыскивания ПУ. Это подробно описано ниже.

В принципе, промежуточный слой ТПУ может быть исключен, а отдельные элементы наружной подошвы могут быть уложены непосредственно в пресс-форму оператором до впрыскивания ПУ. Однако это вело бы к увеличению времени и повышению стоимости обработки на машине для впрыскивания ПУ, так как укладка множества дискретных элементов наружной подошвы занимает много времени. Вместо этого, посредством изготовления промежуточного слоя 2 ТПУ и элементов наружной подошвы 3 в отдельных процессах, как это описано выше, машина для впрыскивания ПУ освобождена от затраты большей части времени на изготовление подложек. Время ожидания машины уменьшено. Однако благодаря использованию промежуточного слоя ТПУ получают дополнительные преимущества, а именно: уменьшается тенденция к поломке подложек из ЛПУ. Если дискретные элементы наружной подошвы 3 укладывают непосредственно на подложку из ЛПУ без какого-либо промежуточного слоя 2, то подложка обладает тенденцией к поломке, выявляемой в ходе испытаний на долговечность. Из-за такой поломки появляется возможность проникновения воды в кроссовку во время носки. Причиной возникновения тенденции к поломке является то, что при впрыскивании ПУ в пресс-форму во время изготовления, имеет место тенденция к появлению пузырьков воздуха в подложке. Пузырьки появляются из-за того, что полиуретаном (ПУ) невозможно выдавить воздух из пространства вокруг острых краев каналов пресс-формы. Это, вероятно, происходит из-за малого удельного веса ПУ. В результате этого в подложке содержатся пузырьки воздуха, что, таким образом, делает подошву подверженной проникновению воды при поломке подложки или при появлении в ней трещин. ТПУ обладает большим удельным весом, и при его использовании не возникают проблемы, связанные с захватом пузырьков воздуха во время изготовления. Другими словами, подложка 1 не подвержена проникновению воды, вызываемому наличием пузырьков воздуха и поломками, благодаря защите посредством промежуточного слоя 2, который вносит свой вклад в сохранение внутренности кроссовки в сухом состоянии.

В качестве материала для подложки 1 был выбран ПУ вместо ТПУ. В принципе, вся подложка может быть изготовлена из ТПУ, но ЛПУ обладает меньшим удельным весом, благодаря чему уменьшают вес кроссовки. Кроме того, ПУ обладает хорошей амортизирующей характеристикой, что особенно важно для кроссовок.

Геленок 4 (см. фиг.1) состоит из смеси термопластичного полиэтилена (ТПЭ) и найлона и является частично упругим. Он проходит в продольном направлении от части подошвы для переднего отдела стопы, через часть подошвы для области свода стопы, к пяточной области, и предпочтительно содержит в пяточной области отверстие 8 (см. фиг.3a), куда вводят полиуретан, используемый для подложки 1, во время процесса впрыскивания. В переднем конце геленок содержит два изогнутых в продольном направлении пальца 15 и 16 и малый палец 14, расположенный посередине. Этими пальцами поддерживают, в частности, первую, четвертую и пятую плюсневые фаланги. Установлено, что достаточно использовать от двух до трех пальцев вместо того, чтобы использовать по одному опорному пальцу для каждого луча стопы. Геленок сконструирован таким образом, чтобы он был «анатомическим», т.е. чтобы он более близко соответствовал средней стопе, чем обычные геленки. Геленок изготавливают, используя процесс впрыскивания, таким образом, чтобы он был гибким в поперечном направлении точно в том месте, где начинаются пальцы геленка, соответствующем отдаленным концам первой, четвертой и пятой плюсневым фалангам (см. линию, обозначенную позицией 18 на фиг.1). В зависимости от конструктивных требований линия 18 может быть расположена в любом месте в зоне между проксимальным и дистальным концами первой, четвертой и пятой плюсневыми фалангами. Таким образом, геленок является сгибаемым в направлении, перпендикулярном к продольной оси подошвы. Сгибаемость геленка обеспечивают в процессе изготовления, когда термопластичный полиэтилен впрыскивают с пяточного конца, а найлон с носочного конца. Две композиции встречаются на линии сгиба, и подошва получается сгибаемой относительно этой линии 18, так как сложный полиэфир мягче, чем жесткое стекловолокно. Дополнительной особенностью является то, что геленок обладает также упругостью в его продольном направлении вдоль линии 19, так как геленок должен быть предпочтительно более упругим с его полевой стороны, чем с внутренней стороны. При такой особенности жесткость при кручении в продольном направлении является регулируемой. На фиг.3a-3c геленок представлен более подробно.

Во время изготовления геленок приклеивают к подошве Стробеля, которую вместе с верхом устанавливают на колодке. Такая подошва Стробеля является эластичной текстильной подошвой, обычно пришитой к верху. Колодку с верхом и подошвой Стробеля и геленком помещают в пресс-форму, которую закрывают, после чего в пресс-форму впрыскивают ПУ.

Согласно изобретению геленок 4 содержит смещенную пяточную область, как это показано на фиг.3a. В этой смещенной пяточной области определена полость 17 для введения ПУ и/или элемента 9 для обеспечения удобства. Смещенная пяточная область выполняет функцию платформы для ПУ, вводимого в отверстие 8, по существу эллиптической формы. Полость выполнена посредством кромки геленка, проходящей вокруг отверстия 8. Кромка наклонена внутрь в направлении отверстия, и таким образом определяет полость 17. Согласно изобретению полиуретаном (ПУ) частично заполняют полость, после чего получается слоеная структура (если рассматривать центр отверстия), состоящая из следующих слоев в пяточной области сверху к наружной подошве: подошва Стробеля, элемент для обеспечения удобства, ПУ, промежуточный слой 2 ТПУ и наружная подошва 3. Однако в области для свода стопы подошвы порядок расположения слоев является следующим: подошва Стробеля, ПУ, геленок 4, ПУ и промежуточный слой 2 ТПУ. Так как в отверстии 8 пяточной области нет материала геленка, эта область является более эластичной.

Элементы для обеспечения удобства хорошо известны и коммерчески доступны. В данном варианте осуществления высота элементов для обеспечения удобства составляет 9 мм; высота подложки из ПУ, расположенной ниже, составляет 8 мм; высота промежуточного слоя ТПУ составляет 1 мм; а высота дискретной каучуковой наружной подошвы 3 составляет 2 мм. На фиг.2b показана, в сечении, подошва, предложенная в изобретении, где подошва Стробеля обозначена позицией 53 (на фиг.2b верх кроссовки не показан). Отношение между высотой элемента для обеспечения удобства и высотой ПУ подложки, расположенной ниже, можно варьировать в широком диапазоне вплоть до 2:1, но оно предпочтительно не должно превышать 1,5:1,0. В противном случае конструкция приближалась бы к обычным амортизирующим технологическим решениям, которые, как уже было описано, обладают недостатками. Предпочтительно, ПУ прикрепляют к элементу для обеспечения удобства посредством заполнения отверстия 8 в геленке и окружения боковых сторон элемента для обеспечения удобства, таким образом обеспечивая прикрепление материала без каких-либо дополнительных стадий обработки. Поверхность 65 элемента 9 для обеспечения удобства, обращенную к подошве Стробеля, сохраняют свободной от какого-либо ПУ подложки, так как даже небольшой слой ПУ подложки ограничивал бы его способность к сжиманию и разжиманию и, следовательно, к уменьшению удобства в пяточной зоне. В одном варианте осуществления элемента 9 для обеспечения удобства, элемент содержит плоскую поверхность, как показано на фиг.2a. В другом варианте осуществления, как показано на фиг.2b, элемент 9 может быть снабжен выступом, или выступающей частью, 58, который садится точно в отверстие 8, и он только немного меньше. Элемент для обеспечения удобства, таким образом, садится на кромку геленка и имеет первую высоту, тогда как выступающая часть, проходящая в отверстие, сообщает элементу для обеспечения удобства вторую, большую высоту. Элемент для обеспечения удобства предпочтительно изготавливают из ПУ, и он обладает меньшей плотностью, чем ПУ подложки, т.е. является более мягким. Посредством выполнения элемента для обеспечения удобства с выступающей частью 58, как это описано выше, достигают увеличения степени мягкости управляемым способом, и его располагают только в особой и ограниченной области в пяточной зоне. Предпочтительно, чтобы элемент для обеспечения удобства, выполненный из ПУ, обладал более высокими характеристиками возврата энергии, чем ПУ подложки.

Переходная зона 39 (см. фиг.3b) геленка между областью для свода стопы и пяточной областью образует угол β с горизонтальной плоскостью смещенной пяточной области геленка, который предпочтительно не должен превышать 50°. При большем угле бегун испытывает дискомфорт из-за острого края. Угол β предпочтительно составляет около 30°. На фиг.3c показан геленок, вид сзади. Переходная зона 39 не только наклонена от области для свода стопы в направлении к пяточной области, но также - в направлении от внутренней стороны геленка к его полевой стороне. Таким образом, геленок приподнимают для поддержания стопы в области для свода стопы.

Геленок 4 полностью или частично заделан в ПУ подложки, как это показано на фиг.2b. В области для переднего отдела стопы и в области для свода стопы геленок уложен близко к подошве 53 Стробеля, где при этом между подошвой Стробеля и геленком может быть или не быть ПУ. В смещенной пяточной области геленок уложен близко к наружной подошве. Так как подложка должна быть как можно более тонкой для сохранения малого веса кроссовки, потребитель может в некоторых случаях чувствовать жесткий геленок при беге. Это может быть в том случае, если геленок во время процесса впрыскивания ПУ был заделан слишком близко к стопе человека, т.е. так, чтобы отсутствовал ПУ или имелся бы только тонкий слой ПУ подложки между подошвой Стробеля и геленком. Для уменьшения влияния этого недостатка, непосредственно под подошвой Стробеля укладывают тонкий слой материала 51, поглощающего энергию. Этот слой, так сказать, защищает ступню от геленка, и бегун не будет чувствовать края или поверхности геленка при столкновении пятки с землей, так как материал будет поглощать большую долю энергии толчка. Такой материал под торговой маркой Poron® XRD может быть приобретен у компании Rogers Corporation. Слой состоит из пенополиуретана, и его толщина составляет от 0,5 мм до 1,5 мм, предпочтительно - 1 мм, и он может представлять собой дискретный мат в форме, соответствующей форме подошвы Стробеля. После укладки мата на подошву Стробеля верха, расположенного на колодке, к мату прикрепляют геленок, и объединенную структуру, состоящую из верха, материала, поглощающего энергию, подошвы Стробеля и геленка, помещают в пресс-форму для впрыскивания ПУ подложки. В другом варианте осуществления ПУ материал, поглощающий энергию, уже является частью подошвы Стробеля, т.е. этот растяжимый ПУ был в более раннем процессе изготовления прикреплен к текстильному материалу, использованному в качестве подошвы Стробеля, и составляет одну сторону подошвы Стробеля.

ПУ материал, поглощающий энергию, можно растягивать во всех направлениях, и он обладает малой объемной плотностью (меньше 0,35 г/см3). Таким образом, он обладает меньшей объемной плотностью и является более мягким, чем ПУ, используемый для изготовления подложки.

Использовали специальную стельку. Стелька состоит из двух слоев. Верхний слой является материалом из сложного полиэфира, являющимся легким и воздухопроницаемым («дышащим»). Нижний слой выполняют в двух версиях. Для бегунов класса А нижний слой изготавливают из СЭВА, который предпочтительно обладает небольшим весом, а для бегунов класса B нижний слой изготавливают из пеннополиуретана (ППУ). Стелька согласно этому решению является более дорогой, но она лучше по качеству. Нижний слой содержит сквозные отверстия для обеспечения воздухопроницаемости. В пяточной части стельки располагают область с амортизирующим материалом, а в области стельки для переднего отдела стопы располагают материал, возвращающий энергию, из которого во время толчка высвобождается большая часть энергии, полученной при столкновении пятки с землей и при полном контакте стопы с землей.

На фиг.4 показана подложка 1, вид снизу. Подложка содержит часть 23 для переднего отдела стопы, верхний конец 22, нижнюю пяточную часть 20, часть 21 для свода стопы и полевую часть 24. Четыре канавки сгиба 27, 29, 31 и 34 проходят в поперечном направлении части 23 для переднего отдела стопы. Канавки имеют глубину, составляющую приблизительно 50-60% толщины части подложки для переднего отдела стопы, в данном примере - 3-4 мм. Изогнутая канавка сгиба 63 проходит от внутренней боковой стороны 49 части 21 для свода стопы и продолжается вдоль частей 48, 32, 59, 60 и 61. Посредством канавок сгиба созданы выступы, или бобышки, 26, 28, 30, 33, 35, 38, 40, 46, 50, 52, 54, 56, 62, по форме соответствующие форме дискретных элементов наружной подошвы 3, но имеющие большую площадь. Таким образом, бобышки расположены ближе друг к другу, чем дискретные элементы наружной подошвы, установленные в промежуточном слое 2 ТПУ. Как описано ниже, это должно оказывать положительное воздействие на сопротивление скольжению. Бобышки 33 и 35 проходят в поперечном горизонтальном направлении и становятся самыми крайними точками на полевой стороне подошвы. Когда элементы наружной подошвы накладывают на бобышки, это удлинение вносит свой вклад в стабилизацию, особенно при повороте стопы наружу. Армирующая балочка 47 проходит наклонно от внутренней боковой стороны к полевой стороне. Армирующая балочка является частью подложки, и ее изготавливают во время процесса впрыскивания. Она толще подложки в полевой части 37 и во внутренней боковой части 49, и с ее помощью увеличивают жесткость подложки. Она проходит параллельно геленку 4 (не виден на фиг.4), который уложен с другой стороны подложки, т.е. со стороны, обращенной к стопе.

Изогнутая канавка сгиба значительно шире других канавок сгиба. В одном варианте осуществления она имеет ширину 6 мм, канавка сгиба 34 имеет ширину 3 мм, а канавка сгиба 31 - 4 мм. Как правило, изогнутая канавка сгиба в 1,5 и 3,0 раза шире других канавок сгиба. Ширину изогнутой канавки сгиба можно варьировать, но она предпочтительно имеет ширину, которая в 1-2 раза больше расстояния между третьей и четвертой плюсневыми фалангами. Однако расстояние может быть не слишком большим, так как это привело бы к слишком большой гибкости. Кроме того, канавка сгиба имеет по существу постоянную ширину вдоль ее изогнутой траектории в части для переднего отдела стопы.

Изогнутая канавка сгиба 63 пересекает поперечные канавки сгиба 29, 31 и 34. Изогнутая канавка сгиба, таким образом, проходит в продольном направлении от внутренней боковой стороны части для свода стопы к вершинной точке 59 в части для плюсневой зоны стопы. От этой вершинной точки канавка продолжается в противоположном направлении вдоль тракта 60 и пересекает канавки сгиба 57 и 55. Она заканчивается приблизительно под возвышением большого пальца ноги канавкой сгиба 61. Кривизна канавки по существу задает последовательности бобышек подложки спиралеобразный характер. Таким образом, начиная с исходной точки O в бобышке 62, может быть проведена кривая 64, которая описывает в некоторой степени сжатую, или эксцентричную, спиральную линию. При использовании позднее в процессе изготовления дискретные элементы наружной подошвы 3 описывают такую же кривую.

Функцией изогнутой канавки сгиба 63 является обеспечение возможности естественного бега посредством создания в подложке линии сгиба в продольном направлении между четвертой и третьей плюсневыми фалангами и, таким образом, придания характеристики «разделения 2-3» лучей стопы. Это более подробно описано ниже. На фиг.5 показаны кости правой стопы с медиальной (внутренней) стороны первой плюсневой фаланги 85, пятки 69, пяточного бугра 68 и большого бугра 67. На фиг.6 показана правая стопа человека снизу. Позицией 70 обозначены кости лодыжки, позицией 71 - ладьевидная кость, а позициями 72, 73 и 74 три клиновидные кости, т.е. медиальная, промежуточная и латеральная клиновидные кости, соответственно. Линия 89 представляет линию сгиба в стопе человека между кубовидной костью 87, с одной стороны, и латеральной клиновидной костью 74 и ладьевидной костью 71, с другой стороны. Стопа может сгибаться вдоль этой линии сгиба, что означает, что если ее сгибают вдоль продольной оси, проходящей между четвертой плюсневой фалангой 82 и третьей плюсневой фалангой 83, то три наиболее медиальных фаланги 83, 84, 85 будут сгибаться в одну сторону, а две наиболее латеральных фаланги 81, 82 будут сгибаться в другую сторону. Признание этой линии сгиба путем обеспечения возможности сгиба подошвы вдоль этой оси, обеспечивают возможность мышцам для поворота наружу и поворота внутрь быстрее компенсироваться после удара пятки в ситуации, когда стопа поворачивается либо внутрь, либо наружу. Таким образом, в случае слишком большого поворота внутрь, т.е. в случае, когда свод стопы перемещают в медиальную сторону, мышцы сгибателя большого пальца стопы для поворота наружу противодействуют реакцией подошвенного изгиба на медиальной стороне стопы. Противодействие будет более быстрым при использовании подошвы, содержащей изогнутую канавку сгиба, так как мышцы сгибателя большого пальца стопы не должны «поднимать» всю подошву, а только ее часть, а именно: часть, расположенную с внутренней боковой стороны изогнутой канавки сгиба, т.е. часть, содержащую первую, вторую и третью плюсневые фаланги. Это противодействие повороту наружу происходит для выведения лодыжки в нейтральное положение, в котором, по идее, не существует поворота наружу или поворота внутрь.

Контур изогнутой канавки сгиба 63 показан линией 90 на фиг.6. Этой линией показано, где расположена изогнутая канавка сгиба в подложке 1. Следует отметить, что канавка сгиба 63 расположена на стороне подложки, обращенной к наружной подошве. Изогнутая канавка сгиба 63, представленная линией 90 на фиг.6, проходит от внутренней боковой стороны части для свода стопы и начинается под ладьевидной костью 71, альтернативно - под медиальной клиновидной костью 72. Она пересекает латеральную клиновидную кость 74 и продолжается между третьей и четвертой плюсневыми фалангами вплоть до начала суставов между плюсневыми и проксимальными фалангами 75, 76, 77, 78, 79. Эти суставы показаны линией 92, которая также представляет канавку сгиба 31 на фиг.4. Кривизна линии 90 (т.е. канавки 63) на участке клиновидных костей может быть изменена. Также и начальная точка кривой с медиальной стороны может быть поднята в направлении к носочному концу или опущена в направлении к пяточной части.

Идеальная точка А (см. фиг.4) касания земли показана в нижней области пяточной части. Эта точка является оптимальной точкой приземления для бегуна, и она расположена непосредственно под пяткой и смещена к полевой стороне. Испытания в реальных условиях показывают, однако, что на практике эту оптимальную точку приземления невозможно достигнуть. Обычно реальные бегуны касаются земли где-то вдоль линии, обозначенной знаком B и позицией 41. Точка приземления зависит от скорости бегуна, и ее положение может даже отличаться у правой стопы и у левой стопы. Однако приближение этой точки к точке А приводит в результате к улучшенной затрате силы и энергии, и испытания показали, что точка приземления подошвы может быть смещена приблизительно к точке C, показанной на фиг.4. Базовая идея смещения точки приземления как можно ближе к точке А заключается в осознании того, что мышцы голени, ответственные за продвижение, могут быть активизированы в более раннее время, чтобы они стали механически активными - они раньше напрягаются и могут обеспечивать продвижение вперед. Для приближения этой точки приземления как можно ближе к точке А, были предприняты две меры в создании конструкции. Во-первых, высота пяточной части была уменьшена, или, более конкретно, высота нижней области пяточной части была уменьшена, чтобы как можно больше приблизить стопу человека к земле. В сравнении с состоянием в области производства кроссовок в настоящее время, эту высоту можно уменьшить, так как в предложенной в изобретении конструкции в подошве не очень широко применяют материалы, обладающие слишком большой амортизирующей способностью. Амортизирующая способность является присущей характеристикой используемого ПУ материала подложки. В общем, амортизация не должна быть исключена, но сохранена в минимальной степени, так как благодаря амортизации поглощается энергия без возврата ее стопе. В предпочтительном варианте осуществления максимальная высота, или толщина, подложки в нижней области пяточной части 20 составляет от 8 мм до 12 мм, предпочтительно - 8 мм. Это - пяточная пружина подложки, и она соответствует толщине пяточной части в точке А на фиг.4. Для обеспечения мягкого касания земли при беге, геленок 4 (см. фиг.1) заделывают в нижнюю пяточную часть 20, и геленок 4 согласно изобретению содержит отверстие 8, расположенное около точки А. Вторая мера, предпринятая для приближения точки приземления к точке А, заключается в конструировании нижней области пяточной части 20 подложки 1 с двойным сужением на конус. На фиг.14 показана задняя сторона стопы 150 в кроссовке с подложкой 1 и дискретным элементом 124 наружной подошвы. Подложка в задней области стопы ассиметрична относительно вертикальной линии B-B, делящей подложку на две половины. В оптимальном направленном вверх положении вертикальная ось B-B проходит через голеностопный сустав и большую берцовую кость. Подложка разделена на внутреннюю пяточную часть 143 и полевую пяточную часть 151. Кроме того, горизонтальная линия C-C делит подложку в задней области стопы на нижнюю пяточную часть 20 и верхнюю пяточную часть 142. Линии B-B и C-C вместе делят пяточную часть подложки на четыре секции: I, II, III и IV. Из чертежа понятно, что все четыре секции I-IV не одинаковы. Посредством суженной на конус части 141 обеспечивают возможность соприкосновения стопы с землей в точке C (см. фиг.4). Как показано на фиг.14, сужение на конус имеет место не только в секции III, но также частично и в секции IV. В секции IV, т.е. во внутренней стороне нижней пяточной части 20, сужение на конус прекращается и поверхность части совмещается с геометрической плоскостью, соответствующей геометрической плоскости поверхности 149 (см. фиг.10). На фиг.10 сужение на конус показано более подробно, и следует понимать, что сужение на конус проходит не только от центра нижней пяточной части 20 в направлении полевой стороны, как это показано на фиг.14, но также от центра в направлении конца пяточной части. На фиг.11 позицией 153 показано, что в этой точке внутренней стороны пяточной части нижняя пяточная часть находится в полном контакте с землей через элемент наружной подошвы. Опора 147 является интегральной частью подложки.

Подложка и подошва сконструированы таким образом, чтобы при столкновении пятки с землей обеспечивался так называемый горизонтальный изгиб. Этого достигают с помощью изогнутой пяточной канавки сгиба 45, показанной на фиг.4, которая глубже и шире поперечных канавок изгиба в части для переднего отдела стопы, и ее функция заключается в отделении пяточной части подошвы от части подошвы для переднего отдела стопы, для обеспечения возможности «горизонтального изгиба», т.е. для обеспечения возможности горизонтального смещения пяточной части, особенно при столкновении пятки с землей. Эту функцию можно сравнить со скоплением жировой ткани человека в пяточной области, которая также обеспечивает возможность небольшого горизонтального смещения вперед и назад.

На фиг.15 показан второй вариант осуществления 168 пяточной части подложки. Нижняя пяточная часть 20 снабжена ступеньками 169, 170 и 171. Эти ступеньки смещены одна относительно другой и выполнены как часть подложки из ПУ. Смещенные ступеньки 170 и 171 выполнены для ужесточения нижней пяточной части. Такой ужесточающий эффект обеспечен непосредственным впрыскиванием ПУ в краевые зоны. Ступенька 169, также показанная на фиг.14, четко выступает дальше в полевую сторону, чем остальные части подложки пяточной части, например, в сравнении с поддерживающей планкой 145, и выполнена для обеспечения повышенной стабильности. Следует отметить, что внутренняя пяточная часть 143 (см. фиг.14 и 15) по существу может быть совмещена с вертикальной линией D, тогда как полевая пяточная часть 151 совмещается с наклонной линией E.

Были проведены сравнительные испытания предложенной в изобретении кроссовки и кроссовки согласно современному уровню техники. 12 мужчин-испытателей носили предложенные в изобретении кроссовки и кроссовки согласно современному уровню техники. Используя угломерный прибор, размещенный на пятке испытателей, определяли момент контакта стопы с землей и, используя акселерометр, установленный на мышце большой берцовой кости, определяли различные параметры, такие как: углы, скорости и ускорения. В Таблице 1 показаны результаты сравнительных испытаний.

Таблица 1 Сравнительные испытания
Кроссовка, предложенная в изобретении Кроссовка согласно современному уровню техники
Задний угол стопы при соприкосновении с землей (отрицательный угол = инверсия) -3,4° -2,8°
Максимальный задний угол стопы (положительный угол = эверсия) 10,2° 10,1°
Скорость изменения заднего угла стопы при соприкосновении с землей 175°/с 340°/с
Максимальная скорость изменения заднего угла стопы 390°/с 480°/с
Средняя скорость изменения заднего угла стопы 200°/с 290°/с

Задний угол стопы при соприкосновении с землей был немного больше, чем у кроссовки согласно современному уровню техники. Таким образом, пятка в среднем была повернута на 3,4° в полевую сторону в сравнении с идеальной ситуацией, соответствующей 0°. С другой стороны, было установлено, что максимальный угол эверсии составлял 10,2°, в сравнении с углом 10,1° кроссовки согласно современному уровню техники. Максимальный угол эверсии - это угол, измеренный, когда пяточная область стопы поворачивается во внутреннюю сторону. Особый интерес представляют скоростные показатели во время соприкосновения с землей, где максимальная скорость изменения заднего угла стопы составляет 390°/с (градусов в секунду) в сравнении с 480°/с кроссовки согласно современному уровню техники, а средняя скорость изменения заднего угла стопы составляет 200°/с в сравнении с 290°/с. По мнению заявителя это - существенная разница, так как при меньшей средней и максимальной скоростях обеспечивается большая стабильность кроссовки. Это означает, что от того мгновения, когда пятка сталкивается с землей, до завершения эверсии кроссовка движется существенно медленнее и, следовательно, является более стабильной. Результатом является пониженный риск повреждений в лодыжке. Низкое значение средней скорости изменения заднего угла стопы частично обеспечивается тем, что кроссовка содержит низкий каблук, благодаря чему стопа благоприятно находится очень близко к земле.

На фиг.7 показана еще одна подложка 118 (вид снизу), несколько модифицированная в сравнении с подложкой 1, представленной на фиг.4. Помимо модификации подложка, представленная на фиг.7, отличается от подложки на фиг.4 тем, что подложка 118 содержит дискретные круглые элементы 101, 102, 104, 105, 106, 108, 110, 111, 112, 114, 115 наружной подошвы, установленные на подложке. Кроме того, на фиг.7 показана изогнутая канавка сгиба 103, следующая вдоль траектории 119 вплоть до поперечной линии сгиба 113. Эта линия сгиба соответствует линии 92 на фиг.6. Также в варианте осуществления, представленном на фиг.7, воображаемую эксцентричную спиральную кривую можно провести, начиная от исходной точки O (кривая не показана) в элементе 105 наружной подошвы, продолжая через элементы 104, 106, 108, 110, 111, 112, 114 и заканчивая на элементе 115, таким образом, огибая изогнутую канавку сгиба 103. Здесь также элементы наружной подошвы являются дискретными. Таким образом, элементы 104, 105 и 106, хотя они соединены мостиком 109, могут быть выполнены как отдельные элементы наружной подошвы. Пара элементов 108, 110 представляет другой дискретный элемент наружной подошвы. На фиг.7 показано, что изогнутая канавка сгиба 103 может оканчиваться на уровне линии сгиба 113. Эта конструкция подошвы также вносит свой вклад в увеличение гибкости стопы и быстрой реакции на чрезмерный поворот наружу или поворот внутрь. В пяточной части посредством суженной на конус области 117 обеспечивают возможность смещения точки приземления ближе к центру пяточной части подошвы. Элемент 100 наружной подошвы отдален от армирующей балочки 99 пяточной канавкой сгиба 116.

Усовершенствования могут быть достигнуты посредством дополнительного продолжения изогнутой канавки сгиба. Изогнутая линия 90 (см. фиг.6) продолжается в виде изогнутой линии 91 переднего отдела стопы, проходящей поперек третьей и второй проксимальных фаланг, и содержит U-образный поворот в направлении пяточной части. Кривая 91 теперь идет в противоположном направлении между первой и второй плюсневыми фалангами. Эта траектория также является линией, показанной на подложке, представленной на фиг.4, и она соответствует линии, показанной на фиг.8.

Более подробно, на фиг.8 показан дополнительный пример подложки, которая на чертеже содержит промежуточный слой 2 ТПУ и зафиксированные дискретные элементы 120, 121, 122, 124, 125 наружной подошвы. Дискретные элементы подошвы функционируют как ходовые поверхности подошвы кроссовки. Благодаря канавкам сгиба между дискретными элементами наружной подошвы общая площадь подошвы меньше площади обычных наружных подошв. Это оказывает влияние на сопротивление скольжению. Площадь наружной подошвы, которую можно также рассматривать как площадь контакта между наружной подошвой и землей, была дополнительно минимизирована посредством удаления материала из центральной части элементов наружной подошвы. Более конкретно, площадь контакта элемента наружной подошвы элементов, представленных на фиг.8, является площадью, близкой к краю элемента, тогда как центр элемента наружной подошвы либо не содержит материала, либо обладает только небольшой площадью контакта. Удаление материала из элементов наружной подошвы позволяет благоприятно уменьшить вес кроссовки, что представляет особый интерес для кроссовки. Несмотря на это уменьшение веса и на небольшую площадь поверхности, необычный эффект был выявлен при рассмотрении скользких поверхностей, так как сцепление подошвы было улучшено в сравнении с обычными подошвами. Это достигнуто частично благодаря материалу подошвы, который, как было упомянуто, является каучуком, а частично благодаря «островной» конструкции подошвы. Например, дискретный элемент 125 наружной подошвы, представленной на фиг.8, содержит первую плоскую поверхность 126 и вторую плоскую поверхность 127. Вторая поверхность расположена ниже первой поверхности, а третья поверхность 128 находится в той же плоскости, что и первая. Четвертая плоская поверхность 133 представляет собой поверхность промежуточного слоя 2 ТПУ и расположена ниже плоских поверхностей 126 и 127. Площадь поверхности 133 по существу соответствует площади поверхности бобышки подложки (см. бобышку 35 на фиг.4), хотя она немного больше благодаря промежуточному слою ТПУ, которым покрыта бобышка. Как показано на фиг.8, дискретный элемент 125 наружной подошвы покрывает меньшую площадь, чем площадь соответствующей бобышки в подложке. Это означает, что смежные дискретные элементы наружной подошвы расположены на большем расстоянии друг от друга, чем бобышки на подложке, как это можно видеть при сравнении расстояния между элементами 125 и 123 наружной подошвы, представленными на фиг.8. В рассматриваемом варианте осуществления расстояние между элементами 123 и 125 наружной подошвы составляет 5 мм, а расстояние между элементами 122 и 125 составляет 10 мм. Благодаря относительно большему расстоянию между дискретными элементами наружной подошвы повышается гибкость подошвы, и это ведет к обеспечению хороших характеристик на сопротивление скольжению, как уже было описано выше. Кроме того, благодаря уменьшению площади элемента наружной подошвы в сравнении с соответствующей площадью промежуточного слоя ТПУ и бобышки, эффект отслаивания, действующий на элементы наружной подошвы, может быть исключен. Они в меньшей степени предрасположены к ослаблению соединения, так как скрепление между ТПУ и каучуком выполняют на плоской поверхности, отдаленной от краев поверхности 133.

Дискретный элемент 125 наружной подошвы содержит острые края, расположенные под углом около 90°. При ходьбе по скользкой поверхности острые края проникают в лед, что создает лучшее сцепление. Общая длина острых краев равна сумме длин контуров дискретных элементов наружной подошвы. Чем она больше, тем лучшее сцепление достигается. Однако при описанной конструкции сцепление даже еще больше повышено. Не связывая это с описанной ниже теорией, авторы считают, что упругие дискретные элементы наружной подошвы позволяют стопе реагировать естественным образом при ходьбе по скользкой поверхности. Если человек скользит, стоя на одной части основания стопы, то его мозг через действие мышц инструктирует другую часть того же основания стопы мгновенно и автоматически компенсировать состояние и попытаться достичь сцепления с землей. При использовании обычных наружных подошв такая компенсация не происходит, так как компенсационная реакция мышц сдерживается обычной подошвой. Однако при использовании дискретной наружной подошвы, выполненной согласно рассматриваемой здесь конструкции, содержащей упругие островки наружной подошвы, обеспечивается возможность дискретного действия одной или большего числа из 32 мышц стопы. Улучшенные характеристики сцепления подошвы были подтверждены в лабораторных испытаниях в сравнении с кроссовками согласно современному уровню техники. Было показано, что сопротивление скольжению было повышено и на мокрой поверхности, и на ледяной поверхности. Повышение сопротивления скольжению наружной подошвы, представленной на фиг.8, может быть достигнуто посредством создания каналов 129 в первой поверхности 126. На мокрых поверхностях может возникать явление скольжения по воде, так как вода захватывается канавками в более низко расположенной второй поверхности 127. С помощью каналов 129 обеспечивается возможность выхода воды, таким образом, уменьшается риск скольжения по воде и даже еще больше увеличивается сопротивление скольжению.

На фиг.9 показан еще один дополнительный пример подложки 135 (вид снизу), содержащей промежуточный слой 2 ТПУ и имеющей альтернативную ходовую поверхность подошвы. Дискретный элемент 130 наружной подошвы содержит волнообразные каналы 131, действующие как канавки, отводящие воду. Обычно используют канавки глубиной 1 мм. В наружной подошве, показанной на фиг.9, использована смесь из элементов наружных подошв, представленных на фиг.8 и 9. Дискретный элемент 132 наружной подошвы, расположенный в нижней области пяточной части, содержит волнообразные каналы, проходящие наклонно к продольному направлению подошвы.

На фиг.10 показан вариант осуществления подложки 135 (вид сбоку с полевой стороны) с дискретными элементами 139 наружной подошвы и промежуточным слоем 134 ТПУ. Геленок 4 заделан в подошву и не виден. Пяточный конец 137 проходит вертикально к верхней точке 152 с внутренней стороны подложки и к нижней точке 140 в центре пяточного конца 137. Верхняя пяточная часть, таким образом, проходит к месту крепления ахиллова сухожилия к пяточному отростку, а верхняя пяточная часть по существу покрывает пяточный бугор с медиальной и латеральной сторон. Отверстие 144 выполнено в полевой стороне для увеличения гибкости посредством уменьшения конструкционной поддержки, заданной в этой области. Однако, в принципе, всю пятку можно поддерживать вертикально выступающим материалом подложки. Пяточная часть проходит вертикально до точки, по существу соответствующей пяточному бугру (см. позицию 67 на фиг.5). Поддерживающая планка 145 соединяет пяточный конец 137 с полевой пяточной частью 151, и этим обеспечивают стабильность. Посредством введения пяточной части подложки в верхнюю пяточную часть, которая составляет интегрированный объект (предпочтительно образованный впрыскиванием под давлением, как это описано выше), задник традиционной обуви может быть исключен, и таким образом может быть упрощена конструкция полуботинка и уменьшены его вес и стоимость. В одном примере высота в вертикальном направлении, измеренная от геометрической плоскости, соответствующей поверхности 149, до нижней верхней точки 140 составляет 61 мм. С промежуточным слоем 2 ТПУ и установленными дискретными элементами наружной подошвы высота становится равной 65 мм.

С полевой стороны подложки 135 принимают меры для компенсации действия проксимальной головки пятой плюсневой фаланги, которая образует выступ или местную крайнюю точку стопы, также известную как бугристость кости (см. позицию 86 на фиг.6). Эта головка, если она окружена относительно жестким материалом подошвы, подвергается трению между головкой и материалом подошвы, и при этом уменьшается гибкость кроссовки. Для исключения этого трения и для обеспечения возможности свободного смещения головки и сустава, создано отверстие, или окно, 148 (показано на фиг.10) в материале подложки. Таким образом, в этой области подложки из нее удален материал подошвы.

На фиг.11 показана подложка 135 с внутренней стороны с большой поддерживающей областью внутренней пяточной части 143. Как описано, верхняя точка 152 находится в области бугристости пяточной кости. От этой точки край подложки внутренней пяточной части понижается в направлении носочного конца вдоль изгиба 154, проходя через поддерживающую планку 155 к части для переднего отдела стопы. Соответствующая поддерживающая планка расположена с полевой стороны (позиция 156 на фиг.10). Таким образом, подложка 1 поднимается вертикально с полевой стороны и с внутренней стороны для поддержания стопы посредством использования поддерживающих структур 157 и 158, соответственно. Этими структурами обеспечивают медиальной верхней части свода стопы эластичную и регулируемую поддержку. Таким образом, с помощью поддерживающей структуры 158 обеспечивают дополнительную поддержку сразу после столкновения пятки с землей, например, в случае, когда стопа имеет тенденцию к повороту внутрь. Поддерживающее действие достигается благодаря тому, что ПУ материал подложки обладает достаточной механической прочностью, чтобы оказывать стабилизирующее действие. В принципе, поддерживающая конструкция 158 может быть выполнена без окна 159, но было подтверждено, что поддерживающая планка 155 обеспечивает достаточную поддержку. Кроме того, был добавлен структурный элемент 160 для дополнительного армирования. Высота в вертикальном направлении поддерживающей конструкции 158 проходит вплоть до или выше половины ладьевидной кости 71 и медиальной клиновидной кости 72, и проходит в продольном направлении приблизительно до начала первой плюсневой фаланги.

Предпочтительно поддерживающие конструкции 158 и 157 наклонены внутрь таким образом, чтобы они соответствовали форме стопы. Так как поддерживающие конструкции являются интегрированной частью подложки и, таким образом, в предпочтительном варианте осуществления выполнены из полиуретана (ПУ), то поддерживающие конструкции обладают теми же характеристиками материала, что и ПУ, и, таким образом, могут сохранять наклон во время использования и оказывать давление на верх 166 и на свод стопы. Полевую и внутреннюю поддерживающие конструкции прикрепляют к верху в ходе процесса впрыскивания полиуретана.

Носочный конец 36 (см. фиг.1a, 1b, 2a, 2b, 10, 11, 12 и 13) таким же способом прикрепляют к верху в ходе процесса впрыскивания, и он составляет интегрированную часть подложки. Носочный конец материально соединен с поддерживающими конструкциями 163 и 162 посредством кромки в части для переднего отдела стопы, и проходит вертикально от основания подложки 1, загнут внутрь и направлен к пятке. Конструкция этой интегрированной носочной части соответствует общей концепции. предложенной в изобретении, а именно: направлена на увеличение поверхности поддерживающего материала с внутренней стороны в сравнении с полевой стороной. Таким образом, как это показано на фиг.11, носочный конец 36 покрывает его внутренней стороной большую область, чем полевой стороной, как показано на фиг.10. Продолговатый носочный конец 36 смещен от продольной центральной линии, проходящей через подложку к внутренней стороне, стабилизирует стопу при беге и защищает пальцы ноги и верх.

На фиг.12 и 13 показан еще один дополнительный вариант осуществления подложки 161, снабженной верхом 166. Поддерживающие конструкции 162 и 163 в этом варианте осуществления выполнены в виде поддерживающей сетки с отверстиями 164 и 165. С внутренней стороны (см. фиг.12) кроссовка снабжена планками 172, идущими вверх к области 173 шнуровки, образующими пересекающиеся секции 167, 172, и обеспечивающими достаточную конструкционную поддержку. Поддерживающая конструкция 163 представляет собой конструкционное механическое стабилизирующее соединение между внутренним пяточным концом и внутренней частью для переднего отдела стопы, которое заканчивается в выступающем вверх носочном конце 36.

Описанные варианты осуществления можно комбинировать различными способами.

1. Подошва для обуви, в частности для кроссовки, содержащая: подложку из полиуретана, сформированную инжекционным формованием; продольно проходящий геленок; и наружную подошву; причем упомянутый геленок проходит от части подошвы для переднего отдела стопы через область для свода стопы к пяточной области и содержит отверстие в его пяточной области для расположения в нем полиуретана, отличающаяся тем, что геленок (4) смещен таким образом, чтобы в пяточной области (25) он был расположен ближе к наружной подошве (3), чем в области для свода стопы, причем элемент (9) для обеспечения удобства, обладающий большей упругостью, чем полиуретан подложки, помещен в полость (17) поверх упомянутого отверстия (8) в геленке, и прикреплен к полиуретану подложки (1).

2. Подошва по п.1, в которой поверхность (65) элемента (9) для обеспечения удобства, обращенная к текстильной подошве (53) верха, свободна от полиуретана подложки.

3. Подошва по п.2, в которой поверхность элемента (9) для обеспечения удобства, обращенная к геленку (4), содержит выступ (58), соответствующий по размеру отверстию (8) и выступающий в отверстие.

4. Подошва по п.2, в которой отношение высоты элемента (9) для обеспечения удобства к высоте полиуретана ниже полости составляет менее 2:1.

5. Подошва по п.2, в которой отношение высоты элемента (9) для обеспечения удобства к высоте полиуретана ниже полости составляет менее 1,5:1,0.

6. Подошва по п.2, в которой полиуретановый слой (51), поглощающий энергию, обладающий меньшей плотностью, чем полиуретан подложки (1) и имеющий толщину от 0,5 мм до 1,5 мм, уложен на сторону текстильной подошвы (53) верха, обращенную к геленку (4) и полиуретановой подложке.

7. Подошва по п.2, в которой геленок в переходной зоне (39) от области геленка для свода стопы к пяточной области имеет угол наклона, составляющий максимум 50°, к горизонтальной плоскости смещенного геленка в пяточной области.

8. Подошва по п.7, в которой переходная зона (39) наклонена от области для свода стопы в направлении к пяточной области, и от внутренней стороны к полевой стороне.

9. Подошва по пп.1-8, в которой отверстие (8) в смещенной пяточной области имеет, по существу, эллиптическую форму и расположено над точкой (С) соприкосновения с землей.

10. Подошва по пп.1-8, в которой геленок (4) содержит изогнутые пальцы (15, 16) в области для переднего отдела стопы, и упомянутый геленок содержит жесткую часть и мягкую часть, и пальцы, которые могут быть согнуты относительно линии сгиба (18), расположенной между жесткой частью и мягкой частью.

www.findpatent.ru

спортивная обувь "макси-2" - патент РФ 2041677

Использование: изобретение относится к конструкции обуви для летних и зимних легкоатлетических состязаний, командных игр и бытового применения. Цель улучшение эффективности преобразования толчкового усилия в скорость с обеспечением удобства эксплуатации при бытовом использовании. Сущность изобретения: спортивная обувь состоит из подошвы 1, соединенной с верхом 2, имеющим фиксации 3, вкладную стельку 4 и опорный узел с горизонтальной плоскостью в пяточной области 5 и наклоненной под углом 7 25° к ходовой стороне плоскостью носочной части 6. Опорные элементы носочный 6 и пяточный 7 выполнены из жесткого термопластического материала. Опорный элемент 6 разделен поперечными пазами 8 с увеличивающимися в направлении от носка к пятке шириной и глубиной. Верхняя плоскость 9 носочного элемента 6 и фиксирующий выступ 10 на внутренней носочно - геленочной части выполнены из эластичного (упругого) материала. Изобретение может использоваться в производстве кроссовок, шиповок, бутс, лыжных и конькобежных ботинок. 4 з.п. ф-лы, 7 ил. Изобретение относится к обувной промышленности, преимущественно к производству обуви спортивного назначения, а именно к конструкции обуви для зимних и летних легкоатлетических соревнований: кроссовок, шиповок, лыжных и коньковых ботинок. Улучшение эксплуатационных свойств известной обуви для различных видов спорта достигается за счет облегчающих бег конструктивных усовершенствований, например наклонных участков подошвы или упругих элементов в пяточной части. Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сути является обувь с подошвой из материала с различной жесткостью, имеющей опору переменной толщины, расположенной в пяточной части между подметкой и стелькой. Носочная часть и нижний сектор пяточной части подошвы выполнен из эластичного материала. Недостаток обуви с этой подошвой низкие эксплуатационные свойства ее в динамике при отличных свойствах в статике. В динамике этот недостаток является следствием низкой эффективности преобразования толчка ноги в скорость вследствие горизонтальной опорной плоскости подошвы, причем проявляется она и в пространстве, и во времени. Она связана с уменьшением нагрузочной способности системы бедро-голень-стопа (БГС). В пространстве нагрузочная способность не достигает максимального значения потому, что перемещении бегуна (ходока) по подъему вследствие увеличения угла сгиба стопы ее нагрузочная способность определяется самой слабой частью БГС пучковой частью стопы, как имеющей самую минимальную грузоподъемность. Стопой же определяется нагрузочная способность БГС и в конечной фазе толчка на любом профиле трассы, когда голень максимально наклонена и из-за большого угла сгиба стопы вся нагрузка с толчковым усилием передается опорной поверхности через стопу (низкая преобразовательная способность во времени). С увеличением угла сгиба стопы увеличивается доля нагрузки, приходящейся на пучковую часть. Эффективность преобразования толчка в скорость во времени незначительно улучшена в известном решении с шарнирной наклоненной к ходовой стороне площадкой вследствие изменения от максимума до нуля в конце толчка угла наклона этой опорной площадки. Но и у этого решения максимальны статические эксплуатационные свойства именно вследствие горизонтального расположения опорной плоскости при стоянии. Если угол наклона опорной плоскости зафиксировать, то улучшение динамических эксплуатационных свойств будет достигнуто за счет ухудшения статических эксплуатационных свойств: при стоянии более 5 мин стопа "затекает" и только после начала движения постепенно приходит в норму. Низкая статическая эффективность снижает эксплуатационные свойства, и это противоречие присуще всей известной обуви. Цель изобретения улучшение эксплуатационных свойств обуви путем обеспечения стабильности эффективного преобразования толчкового усилия в скорость и исключения сдавливающих стопу усилий при стоянии. Сущность изобретения состоит в том, что спортивная обувь "Макси-2", содержащая соединенную с верхом, имеющим средство фиксации обуви на ноге, подошву со вкладной стелькой в нем, выполненное из материалов различной жесткости средство с участками переменной толщины, снабжена между стелькой и подошвой в готовой обуви опорой с наклонной к ходовой стороне под углом 7-25о верхней носочной и горизонтальной пяточной опорными плоскостями, с фиксирующим выступом на внутренней боковой стороне носочно-геленочной части, профилированным по своду стопы в поперечном и продольном направлениях с плавным сопряжением его с наклонной носочной и горизонтальной пяточной опорными плоскостями. Носочная и пяточная части опоры имеют опорные элементы, выполненные из термопластического жесткого, например вспененного, материала, а верхняя сторона носочной части и фиксирующий выступ из эластичного (упругого) материала. Опорные элементы носочной части разделены поперечными пазами с увеличивающимися от носка к пятке шириной и глубиной паза. Опора может быть выполнена из отдельных носочной и пяточной частей. Возможно выполнение обуви с подошвой, отформованной заодно с носочной, пяточной или обеими частями опоры. Опора обуви может быть выполнена с эластичными (упругими) опорными элементами на горизонтальной части опорной плоскости опоры и контактирующим с каждым из них соответствующим ребром жесткости из жесткого материала на верхней стороне подошвы. Пяточная часть опоры выполнена с одним, по крайней мере, центральным опорным элементом, снабженным наклонной нижней стороной и задним нижним сектором, заполненным эластичным (упругим) материалом в плоскостях между пяточной частью и подошвой. Наличие наклонной носочной части обеспечивает стабильно эффективное преобразование толчкового усилия в скорость и в пространстве, и во времени. Горизонтальная опорная пяточной части улучшает эксплуатационные свойства обуви и в динамике, и в статике. Полости в пяточной части в совокупности с горизонтальным срезом опоры обеспечивают расход материала на изготовление обуви "Макси-2" практически на уровне серийной обуви. На фиг. 1 изображена кроссовка с наклонно-горизонтальной опорой внутpи, вид сбоку; на фиг.2 вид А на фиг.1; на фиг.3 опора, вид 6 ходовой стороны подошвы; на фиг. 4 пяточная часть кроссовки, выполненной с контактирующими друг с другом нижними опорными элементами опоры и верхними ребрами жесткости подошвы; на фиг. 5 опора с верхними опорными элементами, отформованными за одно с подошвой; на фиг.6 схема разложения толчкового усилия на наклонной плоскости опоры при движении; на фиг.7 схема действия усилия Р от веса тела на стопу в статике, схема разложения толчкового усилия и преобразования его в скорость в известной обуви. Спортивная обувь "Макси-2" состоит из подошвы 1, верха 2 со средством фиксации 3, вкладной стельки 4 и опоры с пяточной 5 и носочной частью 6 с опорными элементами. Эти и пяточный элемент 7 выполнены из жесткого термопластичного вспененного материала. Пазы 8 имеют увеличивающуюся от носка к пятке ширину и глубину и также, как и имеющая одинаковую толщину наклонная площадка 9 и фиксирующий выступ 10 выполнены из эластичного (упругого) материала. Полости 7, образующиеся между верхом пяточной части и центральным опорным элементом после его установки в верх, могут быть заполнены вставками из жесткого вспененного материала, отформованного предварительно по форме этих полостей и соединенных с пяточной частью при выполнении традиционного верха. Верх может быть выполнен с обратной выпуклостью этой области пяточной части для прилегания к центральному опорному элементу. Центральный опорный элемент 7" может быть выполнен с дополнительными элементами 11, которым соответствуют и с которыми контактируют ребра жесткости 12 подошвы. Образованные ими полости могут быть заполнены при выполнении элементов эластичными невспененным материалом. При жестких элементах и ребрах полости могут быть полыми. Блок подошвы 1 с опорой 5 снабжен верхними опорными элементами 6" с пазами 8" между ними. Опорные элементы пяточной части опоры (например один центральный 7), могут иметь наклонную ходовую сторону 13, а образовавшееся пространство между верхом и подошвой с опорой заполнено отформованными по форме пространства вспененным эластичным (упругим) материалом. Используется обувь "Макси-2" следующим образом. Надевание на ногу и фиксирование ее на ноге выполняют известным образом, например с помощью шнуровки 3. При толчке ноги в движении толчковое усилие F раскладывается на две силы Fп и Fн (фиг.6), каждая из которых раскладывается на Fв" и Fв"" (вертикальные составляющие) и Fг", Fг"", стабильные в пространстве и во времени и создающие скорость движения. Формирование двух горизонтальных составляющих определяется углом наклона голени к опорной плоскости кроссовки и расположением этой плоскости относительно ходовой плоскости под углом . Пазы 8 носочной части обеспечивают легкий изгиб ее вместе с подошвой, а жесткие опорные элементы 6 стабильно высокую эффективность преобразования толчкового усилия в скорость. В статике вес Р воспринимается полностью пяточной частью 5 опоры горизонтальной частью опорной плоскости (фиг. 7), для чего пользователю обуви "Макси-2" достаточно отклониться на 1-2о назад от вертикали, проходящей через центр тяжести тела. Разложение толчкового усилия при движении в известной обуви образует лишь одну горизонтально направленную составляющую Fг""", создаваемую только за счет угла наклона голени к вертикали, Fг"+Fг"">Fг""", более того, и Fг">Fг""" и Fг"">Fг""". Дополнительный прирост скорости в обуви "Макси-2" обеспечивается за счет увеличения нагрузочной способности БГС как вследствие увеличения площади опоры стопы на наклоненную под углом опорную плоскость носочной части, так и за счет дополнительной передачи усилий от БГС к опоре через фиксирующий выступ 10, который в статике дополнительно предотвращает возникновение сдавливающих стопу усилий.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Спортивная обувь, включающая соединенный с подошвой верх, вкладную стельку и опорный узел, размещенный между подошвой и вкладной стелькой и состоящий из носочного и пяточного элементов, выполненных из материалов с различной жесткостью, отличающаяся тем, что верхняя поверхность носочного элемента наклонена в сторону носка обуви под углом 7 25o относительно ходовой поверхности подошвы и выполнена из упругого эластичного материала, а нижняя часть носочного и пяточный элемент выполнены из термопластичного жесткого материала, причем в носочном элементе образованы поперечные пазы, ширина и глубина которых выполнена увеличивающейся от носка к пяточной части обуви, а на внутренней поверхности опорного узла в геленочной области установлен профилированный по форме свода стопы упругий эластичный выступ для фиксации положения стопы. 2. Обувь по п.1, отличающаяся тем, что носочный и пяточный элементы опорного узла выполнены в виде отдельных деталей. 3. Обувь по п.1, отличающаяся тем, что за одно целое с подошвой отформован весь опорный узел или один из его элементов. 4. Обувь по п.1, отличающаяся тем, что каждый опорный элемент, выполненный на горизонтальном участке опорной плоскости, и соответствующее ему на подошве ребро жесткости из жесткого материала выполнены с возможностью их контакта. 5. Обувь по п.1, отличающаяся тем, что пяточный элемент опорного узла включает деталь в виде ребра, размещенного по оси пяточной части подошвы, выполненного с наклоном от пяточной части подошвы к ее середине, при этом между пяточной частью обуви и подошвой образованы полости, заполненные отформованным упругим вспененным материалом.

www.freepatent.ru


Смотрите также