KR100463304B1 - 복귀성 신발 안창 기구 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 신발 안창은 인간 발의 형태에 맞게 구성되어 골지 건(腱) 기관의 고유 수용성 자극을 증대시킨다. 상기 안창 기구의 중간 발 부위에는 발의 아치 체계의 해부학적 정점에 있는 위치에서 발바닥면에 제공되는 비대칭의 돔 형태 구조가 있다. 상기 비대칭의 돔 형태 구조는 신체의 고유 수용성 피드백 메커니즘을 이용하여 근육 조직의 균형을 촉진시키는 물리적 특성을 나타낸다. 그 결과, 보다 큰 에너지 효율이 있고 부상의 위험을 줄일 수 있는 보다 구조적으로 근사한 발이 된다. 안창 또는 중간창 기구의 바닥면은 바이오피드백 자극부 및 많은 형태를 수용하고 상호 교환할 수 있는 능력이 있는 공동을 특징으로 하고, 자극부를 적절히 배치할 수 있게 하고 그 배치를 유지할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

복귀성 신발 안창 기구{REHABILITATIVE SHOE INSOLE DEVICE}

보행과 관련한 병리학(病理學)을 다루는 전문가들은 대다수의 사람들이 살아가는 중에 보행과 관련한 고통 또는 기능 장애로 고생한다는 사실을 인정하고 있다. 또한, 대부분의 경우에 있어서, 비정상 상태, 상해 또는 기능 장애를 나타내는 메커니즘은 지지 상태의 보행 주기의 디딤 과정에서 발과 지면 사이의 계면(界面)과 생물 역학적으로 관련이 있다고 인정하고 있다.

상기 비정상 상태, 상해 또는 기능 장애를 나타내는 메커니즘을 직접 목표로 하여, 착용자의 발에 고유 수용성의 또는 내부의 피드백 자극을 야기하는 기구를 제공하는 것이 제안되어 왔다. 이러한 기구가 부르케(Burke) 등의 미국 특허 제5,404,659호에 개시되어 있다. 이 특허에 개시되어 있는 바와 같이, 아치형의 강화(복귀성) 자극부(촉매부)(arch rehabilitative catalyst)는 골지 건(腱) 기관(Golgi tendon organ)을 자극하고, 이는 다시 발의 근골격(筋骨格) 구조를 자극하여 발의 구조를 강화시킨다. 상기 자극부는 비대칭 돔형의 혹 모양(asymmetrically domed hump)이며, 이는 가벼운 불편함 내지 심한 불편함을 야기하여 초기에 골지 건 기관을 자극한다.

그러나, 상기 미국 특허 제5,404,659호에 개시된 기구는 전술한 것과 같이 기능하지 않는다는 것이 밝혀졌고, 착용자의 대부분은 상기 기구가 사용하기에는 너무 불편하다는 것을 알게 되었다. 특히, 상기 기구는 보행 중인 사람의 체중의 2.5배 범위의 수직 압축력을 받는 경우에, 최대 높이의 40% 내지 60% 사이에서 휘어지는 구조이며, 단지 체중 정도의 힘이 가해지는 경우에는 휘어짐이 없어야 한다. 골지 건 기관을 자극하여 고유 수용성(固有受容性) 반응을 야기하기보다는, 상기 범위의 편의는 탄력이 불충분하여 착용자에게 심한 고통을 초래할 수 있고, 착용자는 그 기구의 존재를 항상 알게 된다. 또한, 상기 미국 특허 제5,404,659호에 개시되어 있는 바와 같이, 상기 기구의 이상적인 최대 높이는 전체 발 길이의 5.28% 내지 7.6%이다. 이러한 치수로 만든 기구는 아치 높이가 지나치게 높고, 착용자에게 심한 불편함을 야기할 수 있으며, 부상을 입힐 수도 있다. 또한, 상기 기구의 절대적인 비체중 지탱 높이(absolute, non-weight bearing height)는 체중 및 아치 높이에 상관 없이 동일해야 한다고 개시되어 있다. 이는 명백히 잘못된 것인데, 왜냐하면 착용자마다 편안함을 느끼는 임계값 및 아치 높이가 다르기 때문이다.

전체적으로, 상기 미국 특허 제5,404,659호에 개시된 기구는 개시된 것과 같이 기능하지 않는다. 착용자는 상기 기구가 너무 딱딱하여 성공적으로 사용할 수 없다는 것을 알게 될 것이고, 상기 기구는 고유 수용성 반응을 자극하기 보다는 걸을 때마다 고통 내지 불편함을 야기할 것이다. 착용자의 발에 생기는 고통으로 인해, 그 특허에 개시된 목표처럼 지각할 수 없는 자극을 야기하여 발을 훈련시키기보다는, 착용자는 불편함을 피하기 위하여 발에 가해지는 압력을 제한하려 한다.

본 발명은 신발 안창(insole)에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 착용자의 발에 있어서 고유 수용성 (固有受容性) 반응(proprioceptive response)을 자극하여 발을 치유할 수 있는 안창 기구에 관한 것이다.

도 1은 안창 또는 중간창 상의 발의 위치에 대한 아치형 복귀성 자극부의 위치를 나타내는 안창의 의학적 시상도(矢狀圖)이다.

도 2는 발의 위치에 대한 아치형 복귀성 자극부의 위치를 나타내는 안창의 배면도(dorsal view)이다.

도 3은 하부 구조 및 위치 조정 구멍을 나타내는 본 발명의 외팔보 기계식 스프링 기구의 사시도이다.

도 4는 도 2의 A-A'을 따라 취한, 도 3의 외팔보 기계식 스프링 기구와 안창또는 중간창의 시상 단면도이다.

도 5는 상기 하부 구조 내로 설계되는 본 발명의 외팔보 기계식 스프링 기구의 다른 실시예의 사시도이다.

도 6은 하부 구조 및 위치 조정 구멍을 나타내는 본 발명의 돔 형태의 코일형 기계식 스프링 기구의 다른 실시예를 나타내는 사시도이다.

도 7은 도 2의 B-B'를 따라 취한, 본 발명의 돔 형태의 코일형 기계식 스프링 기구의 다른 실시예를 나타내는 전방 단면도이다.

도 8은 아치형 복귀성 자극부 영역의 사각형 수용 공동의 위치 조정을 나타내는 도 2의 A-A' 및 B-B'를 따라 취한 안창 또는 중간창의 전방 단면도 및 시상 단면도이다.

도 9는 도 8에 도시한 아치형 복귀성 자극부의 사각형 수용 공동 및 아치형 복귀성 자극부의 바닥면을 나타낸 도면이다.

도 10은 아치형 복귀성 자극부의 사각형 수용 공동 내로 삽입될 수 있는 삽입물의 사시도이다.

도 11은 아치형 복귀성 자극부의 피라미드 모양의 사각형 수용 공동의 위치 조정을 나타내는 도 2의 A-A' 및 B-B'를 따라 취한 안창 또는 중간창의 다른 실시예의 전방 단면도 및 시상도이다.

도 12는 도 11에 도시한 아치형 복귀성 자극부의 피라미드 모양의 사각형 수용 공동 및 아치형 복귀성 자극부의 바닥면을 나타내는 도면이다.

도 13은 아치형 복귀성 자극부의 피라미드 모양의 사각형 수용 공동 내로 삽입될 수 있는 삽입물의 사시도이다.

도 14는 아치형 복귀성 자극부의 곡선이 있는 사각형 수용 공동의 위치 조정을 나타내는 도 2의 A-A' 및 B-B'를 따라 취한 안창 또는 중간창의 다른 실시예의 전방 단면도 및 시상도이다.

도 15는 도 14에 도시한 아치형 복귀성 자극부의 곡선 단부가 있는 사각형 수용 공동 및 아치형 복귀성 자극부의 바닥면을 나타내는 도면이다.

도 16은 도 14에 도시한 아치형 복귀성 자극부의 곡선 단부가 있는 사각형 수용 공동 내로 삽입될 수 있는 삽입물의 사시도이다.

도 17은 배면측에 위치 조정 및 안전살이 있는 돔 형태의 삽입물의 다른 실시예의 사시도이다.

도 18은 도 17의 두 위치 조정 및 안전살이 있는 돔 형태의 삽입물을 나타내는 도 2의 B-B'를 따라 취한 안창 또는 중간창과 아치형 복귀성 자극부의 전방 단면도이다.

도 19는 단일의 위치 조정 및 안전살이 있는 돔 형태의 삽입물을 나타내는 도 2의 B-B'를 따라 취한 안창 또는 중간창과 아치형 복귀성 자극부의 다른 실시예에 따른 전방 단면도이다.

도 20은 안창 또는 중간창 상의 발의 위치에 대한 아치형 복귀성 자극부의 위치 및 후방의 뒤꿈치 단을 나타내는 본 발명의 다른 실시예의 의학적 시상도이다.

도 21은 도 20에 도시한 테이퍼 형태의 뒤꿈치 단의 위치 및 특성을 나타내는 안창 또는 중간창 기구의 뒤꿈치 영역을 나타내는 도면이다.

도 22는 상기 후방의 뒤꿈치 단의 기하학적 특성을 보여주는 도 21의 C-C'를 따라 취한 전방 단면도이다.

도 23은 수직 측벽과 테이퍼형 측벽의 조합인 사각형 수용 공동의 아치형 복귀성 자극부에서의 위치 조정을 나타내는 도 2의 A-A' 및 B-B'를 따라 취한 본 발명의 안창 또는 중간창의 다른 실시예의 전방 단면도 및 시상 단면도이다.

본 발명은 인체의 고유 수용성 피드백 메커니즘을 이용하여 사람 발의 구조적 일체성을 증대시키는 신발 안창 또는 중간창 유닛을 제공한다. 개선된 특징에 따르면, 아치형의 복귀성 자극부와 착용자 사이의 상호 작용을 용이하게 할 뿐만 아니라, 그 자극부가 계속 원하는 해부학적 위치(anatomical location)에 위치할 수 있도록 해주는 제공이 이루어진다. 또한, 개선된 특징에 따르면, 상기 아치형의 복귀성 자극부의 수명을 증대시켜줄 뿐만 아니라, 상기 자극부와의 점진적인 복수 방향의 접촉이 이루어진다.

본 발명의 한 양태에 있어서, 개선된 아치형의 복귀성 자극부가 제공된다. 본 발명의 다른 양태에 따르면, 상기 아치형의 복귀성 자극부를 용이하게 상호 교환할 수 있게 해준다. 본 발명의 다른 양태에 있어서, 기계적 기구를 도입함으로써, 상기 아치형 복귀성 자극부의 반동 특성, 편의 특성 및 압축 특성의 수명을 증대시키는 구조 및 시스템이 제공된다. 본 발명의 다른 양태에 있어서, 아치형의 복귀성 자극부를 발바닥에 점진적으로 복수 방향에서 도입할 수 있게 해주는 개선된 기구가 제공된다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 기하학적 공동(geometric cavities)의 도입을 통해 상기 아치형 복귀성 자극부의 적절한 위치를 제공하는 많은 구조와, 수직의 측벽 상호 작용이 있는 일치형의 삽입 가능한 기구(matching insertable devices)가 제공된다. 이들 기하학적 공동 및 일치형의 삽입 가능한 기구의 구조에 제공되는 것은 상기 아치형의 복귀성 자극부 지지를 상호 용이하게 교환할 수 있게 해주는 시스템으로서 나타낸다. 상기 삽입 가능한 기구를 본래 발포형으로 하거나 기계식으로 할 수 있어, 상기 삽입된 기구는 선형 및/또는 가변율로 편의될 수 있고 본 발명의 내구성을 증대시킬 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 있어서, 테이퍼형의 뒤꿈치 단(tapered heel skive)이 제공되는데, 이 단은 체중이 중간에서 측방으로 그리고 전방에서 후방으로 아치형의 복귀성 자극부 위로 점진적으로 수용될 수 있도록 해주어 본 발명의 편안함을 증대시킨다.

이하에서는, 단지 예시에 불과한 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조 하여 설명한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 신발 안창 또는 중간창 기구(1)가 도시되어 있다. 기구(1)에는 발의 하부면과 접촉하는 배면(dorsal surface)이 있다. 고유 수용성 자극부(4)가 발 아치 체계의 정점과 실질적으로 정렬되어 기구(1)의 중간 부분에 위치하고 있다. 상기 아치 체계의 정점은 도 1 및 도 2에서 목표 영역(target area)(A)으로 도시되어 있고, 주상골(舟狀骨)(navicular bone)(5), 측면 설상골(楔狀骨)(lateral cuneiform bone)(6), 입방골(立方骨)(cuboid bone)(7)의 교차 지점 또는 그 약간 중간 지점으로서 정해진다. 당업자라면 이해할 수 있는 바와 같이, 사람의 발은 인대(靭帶)에 의해 상호 연결되는 발의 뼈를 포함한다. 상기 뼈에는 근육층이 건(腱)에 의해 부착되어 있고, 다음에 두꺼운 지방 조직층에 의해 덮여 있고 최종적으로 피부층에 의해 덮여 있다.

고유 수용성의 자극부(4)에는 전방 아치, 후방 아치, 중간 아치 및 측방 아치에 의해 정해지는 영역 및 주변(9)이 있다. 바람직하게는, 상기 전방 아치의 최대점은 제2 중족골(中足骨)(metatarsal) 옆과 제3 중족골 중간에 있으며, 그 아치는 발 전체 길이의 70% 이상, 60% 미만으로 전방을 향해 연장되지 않는다. 후방 아치의 최대점은 종골(踵骨)(calcaneus)의 측면 결절(結節)(tubercle)의 중간과 그 중간 결절의 측면에 있으며, 그 아치는 발 전체 길이의 15% 미만, 25% 이상으로 후방을 향해 연장되지 않는다. 중간 아치 및 측방 아치는 발 자체에 의해 만들어진 중간 경계 및 측면 경계를 초과하지 않는다. 고유 수용성의 자극부(4)는 그 전체가 발의 중족골 헤드, 종골, 측면 경계 및 중간 경계에 의해 설정된 둘레 내에 있다.

고유 수용성 자극부(4)는 시상면에서 보았을 때, 그 정점이 전술한 바와 같이, 목표 영역(A)과 정렬되어 있는 비대칭의 돔 형이다. 정점에서의 자극부(4) 높이는, 사용자가 휴식 상태에 있을 때 목표 영역(A)이 발 전체 길이의 5.28% 내지 7.6%의 높이에 있을 수 있도록 해야 한다. 본 발명자는, 이것이 발 길이의 1% 내지 5% 범위의 실제 자극부 높이에 상응한다는 것을 발견하였으며, 실제 이상적인 비는 착용자의 발 길이의 약 3.6%이다.

바람직하게는, 자극부(4)는 바람직한 압축 특성 및 반동 특성을 나타내는 재료에 의해 그런 특성이 나타나도록 제조되어야 한다. 예를 들면, 휴식 상태로 서 있는 사람에 의해 수직력이 상기 자극부에 가해지면, 상기 자극부는 그 최대 높이의 40% 내지 100% 범위에서 휜다.

본 발명의 제1 실시예가 도 3 내지 도 7에 도시되어 있다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 기구(1)는 A-A' 시상 단면으로부터 보았을 때 하부 구조(undercarriage)(11)와 계면을 이룬다. 하부 구조(11)에는 뒤꿈치 부위(3)와 발중간 부위(10)가 있다. 자극부(4)에 의해 뚜렷이 형성되는 발중간 부위(10)에는 돔 형태의 외팔보 스프링 기구(domed cantilever spring device;12) 형태의 탄성 부재에 의해 지지되는자극부(4)가 있다. 외팔보 다리(13)는 틈새(14)를 구부리고 압축하여, 다리(13)가 압축 중에 서로 간섭하지 않으면서 압축될 수 있도록 한다. 기계식의 외팔보 스프링 기구(12) 형태의 자극부의 정점(8)에는 기구(1)의 위치 조정 핀(18)과 정렬되는 위치 조정 구멍(positioning aperture)(17)이 있다. 위치 조정 구멍(15)도 기구(1)의 위치 조정 핀(16)과 정렬되어, 자극부(4)와 그 정점(8)이 적절히 배치될 수 있도록 해주고 그러한 배치를 유지할 수 있게 한다. 위치 조정 핀(16)과 위치 조정 구멍(15)의 수직 측벽(23)은 도 3 내지 도 6에 도시한 것과 같이 삽입된 기구가 전방/후방 및 중간/측방으로 이동(전후방 요동 및 좌우 요동)되는 것을 막아주는 역할을 한다. 구멍(15) 및 이에 상응하는 배치 핀(16)은 구조 및 기능적으로 적합한 것으로 보여지는 기구(1)와 하부 구조(11)의 어떤 위치에도 배치될 수 있다. 체중, 활동, 발 형태의 다양성 문제는 하부 구조(11) 및 외팔보 스프링 기구(12)의 성형용 재료 또는 그 두께를 적절히 선택하여 보상할 수 있다. 하부 구조(11) 및 외팔보 스프링 기구(12)는 사출 성형이나 진공 성형 및 스탬핑을 통해 성형할 수 있다. E.I. DuPont에서 판매하는 Derlin, Hytrel 및 Zytel과, PVC, Pebax와 같은 중합체 또는 유리 섬유와 같은 여러 겹의 직물 및 수지 복합물 또는 그래파이트는 원하는 물리적 특성 및 물질적 특성을 제공할 수 있다.

본 발명의 기구(1)의 이점은 선택한 재료의 높은 휨 피로 특성이다. 이 때문에, 기구(1), 특히 자극부(4)는 인간 발의 구조적 일체성을 증대시키기 위해 인체의 고유 수용성 피드백 메커니즘을 이용하는 다른 신발 안창 또는 중간창보다 훨씬 더 오랫 동안 사용할 수 있다. 정점(8)에서 외팔보 기구에 수직으로 힘이 가해질 때, 기구(1)의 지지면에서 자극부(4)의 정점(8)에 이르는 최대 수직 거리에 대한 원하는 조절이 일어난다.

도 5에는 기계식의 외팔보 스프링 기구(12)의 다른 구조가 도시되어 있는데, 외팔보 스프링 기구(12)의 다리(13)는 중앙 영역으로부터 멀어지도록 휘어진다. 도 5에 도시한 기계식 스프링 기구(12)의 후방 핑거(20)는 하부 구조(11)와 일체로 성형되거나 하부 구조(11)에 영구 부착될 수 있다. 외팔보 스프링 기구(12)의 각 다리(13)에는 발(19)이 있는데, 이 발에 의해 다리(13)는 발(19)의 하부면과 그 발이 접촉하는 신발 안쪽 사이의 마찰에 의한 방해를 받는 일 없이 순조롭게 연신될 수 있다. 도 5에 도시한 실시예에서도 위치 조정 핀(18, 16), 위치 조정 구멍(15, 17) 및 그 고유의 수직 측벽(23)이 있어 자극부(4)와 그 정점(8)이 적절히 배치될 수 있도록 해주어, 자극부를 제 위치에 유지한다.

도 6에는 본 발명에 따른 자극부(4)의 다른 구성이 도시되어 있다. 이 자극부에는 형성된 대로의 발의 아치형 체계 정점(8)의 목표 영역과 정렬되고, 하부 구조(11)에 부착되거나 그 구조에 일체로 설계된 코일형 스프링 기구(12)가 포함되어 있다. 이것이 도 6에 도시되어 있는데, 도 6에서는 코일형 스프링 기구(21)를 사시도로 나타내었다. 다시, 위치 조정 핀(16), 위치 조정 구멍(15) 및 수직 측벽(23)이 포함되어 있어서, 상기 삽입된 기구가 중간/측방 및 전방/후방으로 이동되는 것을 방지해 주며, 그 적절한 배치를 보장 해준다.

본 발명의 외팔보 스프링 기구에 대해 요구되는 바람직한 특성은 적어도 두 가지의 다른 방식으로 얻을 수 있을 것이라고 생각된다. 한 가지 방법은, 구조, 특히 다리(13)의 구조적 특성을 일정하게 하고 다른 등급의 전술한 중합체 또는 유사한 것을 채택하는 것이다. 가해지는 수직력을 계산하고 삼각법을 이용함으로써, 다리(13)를 누르는 힘을 나타내는 수직력 벡터를 간단히 계산할 수 있고, 이는 그 휨 계수에 기초하여 원하는 중합체나 원하는 등급의 중합체를 결정하는 데 이용할 수 있다. 즉, F=(KX)인데, F는 정점(8)에서 수직으로 가해지는 힘이고, K는 휨 계수를 통해 주어질 수 있는 스프링 상수이며, X는 스프링의 길이가 변하는 거리를 나타내는데, 이러한 경우에 휴지 높이(H+X)와, 외팔보가 목표 영역에서 가해지는 수직력을 인가하여 압축될 때 높이(H)의 차이이다.

원하는 반동 특성 및 압축 특성을 달성하는 제2 방법은 선택 중합체를 일정하게 유지하고, 도 3 내지 도 5에 도시한 것과 같은 다리(13)의 두께를 변화시키는 것이다. 재료 두께와 관련하여, 휨 계수 정보를 이용하면, 이상적인 재료 두께를 결정하는 데 필요한 정보를 얻을 수 있다. 이러한 이점은 가변 휨(variable deflexion rate)을 얻을 수 있다는 것이다. 즉, 다리(13)의 두께를 변화시킴으로써 힘을 변화시키면 외팔보 기구(12)가 동등하게 효율적으로 반동하는 구조로 될 수 있다. 그 일예로서, 상기 상황이 신발 사이즈는 동일하지만, 걷는 것과 비교하여 농구 활동이나, 80 kg의 운동 선수와 비교하여 150 kg의 운동 선수와 같이 수직 부하가 더 큰 환경적 응력 또는 활동 특성에 주어지는 경우라면, 다리(13)의 두께를 더 두껍게 보완하는 것이다.

본 발명에 따른 개선된 복귀성 자극부의 이점은 일반적으로 세가지이다. 먼저, 위치 조정 핀(16)과 위치 조정 구멍(15) 및 그 상보적인 수직 벽(23)은 자극부(4)를 적절히 배치할 수 있도록 해주고, 그 배치를 적절히 유지할 수 있도록 해준다. 둘째, 전술한 바와 같이 선택 중합체 및 재료와 기계식 삽입물을 적절히 일체화함으로써, 자극부는 극히 우수한 내구성을 나타낼 수 있다. 셋째, 상기 자극부는 특정의 용도에 요구되는 원하는 압축 특성 및 스프링 특성을 달성하도록 설계할 수 있다. 이러한 성질을 유지하면 유용한데, 왜냐하면,

Ⅰ) 반동 특성에 의해, 자극부(4)는 그 원래의 정점 높이(8)로 복귀할 수 있어, 발의 아치형 체계의 정점과 접촉할 수 있게 된다. 이러한 접촉에 의해, 자극부는 발의 아치형 체계의 근골격 특성을 적절히 재구성하는 데 필요한 고유 수용성 메커니즘을 자극한다.

Ⅱ) 압축 특성으로 인해, 발의 아치형 체계는 자연스럽게 휘게되어, 그 체계는 자연적인 쿠션 기구 역할을 할 수 있다. 이는 조임 효과가 일어나는 것을 방지해 주기도 한다.

Ⅲ) 압축 특성으로 인해, 인간의 발 아치 체계는 자연스럽게 휠 수 있어, 족저 근육 조직의 특이한 수축이 일어날 수 있다. 이는 아치형 휨 속도를 조절하고, 근육에서 잇따라 생기는 평행적 스프링 특성이 에너지를 축적할 수 있게 해주고, 그 저장된 에너지가 효율적으로 추진되도록 기여하기도 한다.

본 발명의 다른 양태에 있어서, 착용자가 필요로 하는 반동 특성, 압축 특성 및 편의 특성을 제공하는 도 10, 도 13, 도 16 및 도 17에 나타낸 몇몇 선택 사항과 같은 적절한 형태의 탄성 부재(26) 또는 충전 기구를 쉽게 삽입 및 제거하고, 수직 벽(25, 31)을 제공하여 탄성 부재(26) 또는 기구 및 자극부를 적절히 위치 조정할 수 있도록 해주며 원하는 위치를 적절히 유지할 수 있도록 하기 위하여, 자극부(4)의 영역에서 상기 기구(1)의 바닥면의 기하하적 특성을 재구성하는 것이 바람직할 수 있다. 탄성 부재(26)는 상기 기계식 기구의 다리(13)를 참조 하여 전술한 것과 동일하게 자극부를 습관적으로 사용할 수 있도록 해준다. 탄성 부재(26)는 다양한 높이, 강도, 압축 경향을 띠는 다양한 형태의 발포성 재료로 제공되어, 체중 조건, 발의 형태 특성, 또는 사용 활동에 역점을 둘 수 있다.

이전의 발명들은 곡선 특성의 공동 형태의 수용부를 가지는 자극부를 가지고 있지만, 상기 공동은 탄성 부재(26)를 배치시키고, 원하는 위치를 적절하게 유지시키는 수직 벽이 없었다.

탄성 부재를 전술한 곡선 공동에 삽입하고 제거하는 데에는 두 가지의 단점이 있다. 먼저, 보다 작은 강도의 접착 시스템이 사용되는데, 이는 충전 물체의 제거 및 삽입을 용이하게 하여, 탄성 부재(26)는 보통 걸음걸이의 특징인 중간/측방 전단력이 가해질 때 원래 위치를 벗어나도록 미리 배치되어 있다. 이러한 이동은 충전 물체 또는 탄성 부재(26)가 개괄한 것처럼 원하는 위치에 유지되지 못하도록 한다.

두 번째 단점은 충전 물체의 위치 유지를 위해 적당한 힘의 부착 시스템을 사용하는 경우 분명히 나타난다. 사용된 접착제는 에워싸는 기구(1) 재료 및 탄성 부재보다 훨씬 강한 인장 강도 특성을 나타내었다. 본 발명에 의해 교시된 발 교정에 필요로 하는 새로운 탄성 부재를 삽입할 목적으로 기존의 탄성 부재를 제거하려고 하면, 기구(1)를 쓸모 없게 할 정도로 기구(1) 재료에 실질적인 손상을 야기한다는 것이 밝혀졌다.

도 8 내지 도 19에는 충전 물체 또는 삽입물(26)의 적절한 배치, 그러한 배치의 유지, 탄성 부재(26)의 용이한 제거 및 삽입을 보장하는 시스템의 재구성과 관련하여 이용할 수 있는 선택 사항이 도시되어 있다.

도 8 내지 도 10에 있어서, 앞발 영역(2), 뒤꿈치 영역(3) 그리고 뚜렷한 정점(8)과, 주상골(5), 측면 설상골(6) 및 입방골(7)의 교차 지점을 에워싸는 해부학적 영역과 정렬된 목표 영역이 있는 자극부(4)를 가진 기구(1)가 도시되어 있다. 자극부(4)의 경계에 의해 정해지는 영역에 있는 기구(1)의 바닥면은 기하학적 공동(24)을 특징으로 한다. 이 공동에는 탄성 부재(26)의 중간-측방(좌우) 이동을 막아주는 수직 벽(25)과, 탄성 부재(26)의 전방-후방 이동을 막아주는 수직 벽(31)이 있다. 도 8 내지 도 10에 도시된 바람직한 실시예의 경우, 사각형의 기하학적 공동(24)과, 이에 대응하여 사각형의 탄성 부재(26)가 도시되어 있는데, 상기 삽입물에는 공동(24)의 수직 측벽(25, 31)에 닿도록 구성된 수직의 측벽(27)이 있다.

도 11 내지 도 13에는 앞발 영역(2), 뒤꿈치 영역(3), 주상골(5), 외측 설상골(6), 입방골(7)의 교차 지점을 에워싸는 해부학적 영역에 의해 정해지는 발의 목표 영역과 정렬된 정점(8)이 있는 자극부(4)가 마련된 기구(1)가 도시되어 있다. 자극부(4)의 경계에 의해 정해지는 영역에 있는 기구(1)의 바닥면은 기하학적 공동(24)을 특징으로 한다. 이 공동에는 탄성 부재(26)의 수직 측벽(27)과 맞물려 탄성 부재(26)의 좌우 요동을 막아주는 수직 벽(25)과, 탄성 부재(26)의 수직 측벽(27)과 맞물려 탄성 부재(26)의 전방-후방 요동을 막아주는 수직 벽(31)이 있다. 도 11 내지 도 13에 나타낸 바람직한 실시예에는 피라미드 형태로 적층된 사각형의 기하학적 공동(24)과, 이에 대응하는 피라미드 형태로 적층된 사각형의 탄성 부재(26)가 있다. 이러한 구조를 참조하여, 각각의 사각형 층(30)을 임의의 충전 물체 또는 삽입물층으로 구성할 수 있고 따라서 각 층을 다른 재료 및/또는 다른 재료 특성으로 구성할 수 있다. 이런 식으로, 자극부(4), 정점(8) 및 탄성 부재(26)를 적절히 배치시키고 그 위치를 유지시키면서, 전술한 가변 휨 개념을 얻을 수 있다. 이 가변성 편의의 이점은 각 층이 개별적인 편의 특성, 압축 특성 및 반동 특성을 나타낼 수 있는 층을 적층하여 탄성 부재(26)를 구성함으로써, 도 8 내지 도 10에 나타낸 방법을 통해서 달성할 수 있다.

도 14 내지 도 16은, 탄성 부재(26)의 대부분의 전방 단부 및 후방 단부와, 기하학적 공동(24)의 전방 벽 및 후방 벽이 곡선이라는 것을 제외하고는 도 8 내지 도 10에 나타낸 것과 기하학적 구성이 일치한다.

기하학적 공동(24)은 원하는 반동 특성, 편의 특성을 제공하면서 적절하게 정합하는 모양을 가진 기계식 기구를 삽입하는 것을 용이하게 하도록 설계될 수 있다. 상기 기계식 기구는 코일 스프링 기구, 바이 밸브형(bi-valve)형 스프링 기구, 외팔보 스프링 기구, 가스 충전 구조를 포함하는 유체 충전 구조(fluid filled structures)와 같은 압축성 기계식 시스템 형태를 취할 수 있다. 상기 기계식 기구는 공동(24)의 수직 측벽(25, 31)이 기계식 기구와 맞물려서 기계식 기구를 적절하면서도 영구적으로 그 배치를 유지할 수 있게 공동(24)을 채우도록 설계되어 있다. 기계식 기구의 압축성은 본래 선형적이고, 가변 휨 특성을 제공할 수 있다.

도 17 내지 도 19에는 탄성 부재(26)가 원하는 위치에서 벗어나는 위험 없이 곡선의 기하 형태의 공동(24)과 유사한 형태 및 구조의 탄성 부재(26)가 곡선의 기하하적 공동(24)에 삽입될 수 있게 해주는 기구가 도시되어 있다. 이러한 양태에 있어서, 구멍(29)이 기구(1)의 자극부(4) 영역에 제공되어, 탄성 부재(26)와 일체로 구성된 위치 조정 및 안전 살(positioning and security ribs)(28)과 정렬된다. 위치 조정 및 안전 살(28)에는 안창 또는 중간창의 수직 측벽(25, 31)과 맞물리는 수직 측벽(27)이 있어 탄성 부재(26)의 위치가 좌우로 또는 전후방으로 요동되는 것을 방지한다.

도 23에는 탄성 부재(26)를 고정시키는데 필요한 공동(24)의 수직 측벽(31, 25)을 마련하고, 고유의 외팔보 효과를 제공하는 바람직한 방법이 도시되어 있다. 수직 측벽(31, 25)은 미리 정해진 거리인 최대 높이로부터 하측으로 수직하게 연장되는데, 상기 거리는 안창 기구(1)의 기하학적 공동(24) 및 안창(1)의 바닥 지지면의 내부 최대 높이로부터의 최대 수직 거리보다는 작다. 기하학적 공동(24)의 하측부는 테이퍼형 측벽(36)에 특징이 있다. 이러한 구조에서는 압착시 신발 내부에서 공기를 순환시킬 수 있는 펌핑 작용을 가능하게 하고 추가의 외팔보 효과를 제공하기 위하여 안창체의 재료 특성을 이용하기도 한다.

본 발명의 다른 양태에 있어서, 전술한 것과 같이 기구(1)에는 뒤꿈치 영역(3)이 있으며, 도 20에 도시한 것과 같이 테이퍼형 단(tapered skive)(32)을 포함하는 데, 이 단의 최대 두께는 중골의 시상면 중앙선에 상응하고, 기구(1)의 후단부에서 기구(1)의 최소 두께와 동일한 수준으로 시상 각도에 의해 테이퍼진다.

상기 테이퍼형 단(32)은 일단 뒤꿈치에서 발가락으로 진행하는 통상의 보행시에 땅바닥에 딛는 뒤꿈치에 의해 땅에 박히면, 발의 속도를 감소시키는 역할을 한다. 이는, 발이 자극부(4) 위로 천천히 내려가도록 함으로써 부상을 방지하는 역할을 한다. 이와 같이 할 때, 압력이 보다 점진적으로 인가되도록 함으로써, 발 아치 체계의 충격 관련 부상에 대한 위험이 감소되고, 기구(1)에서 초기에 느꼈던 편안함이 증대된다.

다른 발명에서 제공되는 테이퍼형 단은 단일 방향의 보행 중에는 충분히 효과적으로 기능을 수행하지만, 여러 방향으로 움직이는 스포츠 활동에서와 같이 발을 중앙으로 또는 측방으로 움직이는 경우에 충격 속도를 감소시키는 데에는 효과적으로 설계되어 있지 않다. 발을 자극부(4) 위로 천천히 하강시키는 목적은 기구(1)의 대부분의 후방 연부(33) 및 전방 연부로부터 존재하는 기울기에 의해 만들어진 시상면 테이퍼를 통해 단일 방향의 보행 중에도 유지되고, 안창 또는 중간창 기구(1)가 복수 방향으로 움직이는 스포츠 활동에서 사용될 때, 중간의 단(34) 및 측방 단(35)을 추가 설계하여 이러한 효과를 계속 제공할 수도 있다. 다시, 이는 발이 자극부(4) 위로 천천히 하강되도록 함으로써 부상을 예방하는 기능을 한다. 이와 같이 할 때, 압력이 보다 점진적으로 인가되도록 함으로써, 발 아치 체계의 충격 관련 부상에 대한 위험이 감소되고, 안창 또는 중간창(1)에서 초기에 느꼈던 편안함이 증대된다. 중간 단 및 측면 단(34, 35)을 서로 각도가 다르게 비대칭으로 변경하는 것은 스포츠용 특수 안창 또는 중간창의 설계 및 제작을 위해 바람직할 수 있다.

전술한 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 것이고, 첨부된 청구의 범위에서 한정되는 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 변경 또는 수정할 수 있다는 것을 이해하여야 한다.

Claims (28)

1. 탄성 부재가 결합된 복귀성 신발 안창 기구로서, 상기 복귀성 신발 안창 기구는 사람 발의 발바닥과 접하는 실질적으로 돔 형태를 가지는 자극부를 포함하는고,

   상기 자극부는 상기 발이 제한받지 않고 상기 목표 영역 주위를 3차원 피벗할 수 있도록, 상기 발의 측면 설상골, 입방골 및 주상골에 의해 정해지는 상기 발 내의 목표 영역과 정렬되는 정점을 가지고 있고,

   상기 자극부는, 상기 발의 길이가 실질적으로 상기 복귀성 신발 안장 기구의 길이에 대응한다고 보았을 때, 상기 발 길이의 1% 내지 5%에 해당하는 상기 정점에서 최대 높이를 가지고 있으며,

   상기 발에 의해서 상기 자극부에 가해지는 하방 압력에 대응하여, 상기 자극부가 상기 발 내의 골지 건 기관을 자극하도록 상방으로 압력을 가하도록 하기 위해, 상기 자극부는 상기 탄성 부재를 탈착 가능하게 수용하는 수용부를 가지고 있으며,

   상기 자극부의 상기 수용부는 상기 탄성 부재의 대응되는 수직 벽면들과 서로 접해있는 수직 벽면들을 포함하고 있어, 상기 벽면들 사이에서 상기 탄성 부재가 수평 이동하는 것을 방지하고,

   상기 탄성 부재는, 휴식 상태로 서 있는 사람의 수직력이 가해지는 경우, 상기 자극부가 그 최대 높이의 40% 내지 100% 사이에서 휘어지는 것을 특징으로 하는 복귀성 신발 안창 기구.
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16. 제1항에 있어서, 상기 수용부는 상기 수직벽들과 상기 안창의 발바닥 면 사이에 바깥 방향으로 테이퍼진 측벽을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 복귀성 신발 안창 기구.
17. 제1항에 있어서, 상기 복귀성 신발 안창 기구는 뒤꿈치 영역에 테이퍼형 단을 더 포함하는데, 상기 단의 최대 두께는 중골의 시상면 중앙선에 상응하고, 시상 각도에 의해 상기 복귀성 신발 안창 기구의 후단부에서 상기 복귀성 시발 안창 기구의 최소 두께와 동일한 수준으로 테이퍼지는 것을 특징으로 하는 복귀성 신발 안창 기구.
18. 제1항에 있어서, 상기 복귀성 신발 안창 기구는 뒤꿈치 영역에 테이퍼형 단을 더 포함하는데, 상기 단의 최대 두께는 중골의 시상면 중앙선에 상응하고, 시상 각도에 의해 상기 복귀성 신발 안창 기구의 후단부에서 상기 복귀성 시발 안창 기구의 최소 두께와 동일한 수준으로 테이퍼지고,

    상기 테퍼형 단은 중간 단 및 측방 단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 탄성 부재와 결합된 복귀성 신발 안창 기구.
19. 제18항에 있어서, 상기 자극부는 상기 정점에서 상기 발 길이의 약 3.6%의 정점에서 최대 높이를 가지는 것을 특징으로 하는 탄성 부재와 결합된 복귀성 신발 안창 기구.
20. 제1항에 있어서, 상기 탄성 부재는 외팔보 스프링, 코일 스프링 및 바이 밸브형 스프링 중 선택된 하나이며, 상기 수직 벽들을 가지는 적어도 하나의 위치 조절 구멍을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성 부재와 결합된 복귀성 신발 안창 기구.
21. 제20항에 있어서, 상기 자극부는 상기 정점에서 상기 발 길이의 약 3.6%의 정점에서 최대 높이를 가지는 것을 특징으로 하는 탄성 부재와 결합된 복귀성 신발 안창 기구.
22. 제1항에 있어서, 상기 탄성 부재는 발포형 재료인 것을 특징으로 하는 탄성 부재와 결합된 복귀성 신발 안창 기구.
23. 제22항에 있어서, 상기 수용부 및 상기 탄성 부재는 대응되는 곡면 단부를 가지는 것을 특징으로 하는, 탄성 부재와 결합된 복귀성 신발 안창 기구.
24. 제23항에 있어서, 상기 자극부는 상기 정점에서 상기 발 길이의 약 3.6%의 정점에서 최대 높이를 가지는 것을 특징으로 하는 탄성 부재와 결합된 복귀성 신발 안창 기구.
25. 제22항에 있어서, 상기 자극부는 상기 정점에서 상기 발 길이의 약 3.6%의 정점에서 최대 높이를 가지는 것을 특징으로 하는 탄성 부재와 결합된 복귀성 신발 안창 기구.
26. 제1항에 있어서, 상기 탄성 부재는 가스 충전 구조물 및 액체 충전 구조물 중 선택된 하나인 것을 특징으로 하는 탄성 부재와 결합된 복귀성 신발 안창 기구.
27. 제26항에 있어서, 상기 자극부는 상기 정점에서 상기 발 길이의 약 3.6%의 정점에서 최대 높이를 가지는 것을 특징으로 하는 탄성 부재와 결합된 복귀성 신발 안창 기구.
28. 제1항에 있어서, 상기 자극부는 상기 정점에서 상기 발 길이의 약 3.6%의 정점에서 최대 높이를 가지는 것을 특징으로 하는 탄성 부재와 결합된 복귀성 신발 안창 기구.