KR100669583B1 - 신발 제품 및 동적 블래더 시스템 - Google Patents

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Abstract

블래더 시스템을 구비한 신발 제품은 다중 블래더 시스템에서 충격완화 및 동적 운동 제어를 제공한다. 블래더 시스템은 개인 사용자의 측면대 측면 운동에 반응하여 신발의 일부분을 보강함으로써 운동 제어의 필요한 정도를 제공한다. 뒤꿈치에 사용되는 경우에, 블래더 시스템은 발의 측면대 안쪽 회전에 반응하여 안쪽 강도를 증가시키기 위해서 발의 중앙 가압 경로를 고려하여, 사용자가 보다 회내 운동하게 하여 신발의 안쪽의 보강이 이뤄진다. 블래더 시스템은 종래 기술의 지지 구조체의 중량 및 부피가 증가됨이 없이 편안함과 조절성을 제공한다. 블래더 시스템은 압력이 가해지는 경우에 신발의 일부분의 강도를 동적으로 변경시키고, 압력이 제거되는 경우 평형상태로 리턴시킨다.

Description

신발 제품 및 동적 블래더 시스템{ARTICLE OF FOOTWEAR WITH A MOTION CONTROL DEVICE}
본 발명은 동적 변경 운동 제어 및 충격완화 블래더 시스템을 구비하는 신발 제품에 관한 것이다. 블래더 시스템은 걷거나, 달리거나, 다른 운동 경기에 참여하는 동안에 이러한 운동이 가해지는 것에 따라 좌우되는 측면대 측면 운동에 대한 다양한 저항 정도를 제공한다.
전형적인 달리는 걸음은 발이 그 걸음을 통해 계속될 때 안쪽측쪽으로 회내(pronation)에 의해 추종되는 뒤꿈치 영역내의 신발의 측면 후부 에지상에 달리는 사람 랜딩을 포함한다. 발 디딤이 계속될 때, 발은 회내를 정지하고, 발이 중간스탠스에서 중립 위치에 도달하도록 발이 전방으로 진동할 때 외전(supination)이 개시된다. 중간스탠스로부터 발은 발가락 어긋남(toe-off)이 발의 볼(ball) 및 전방에서 발생되는 앞꿈치 영역으로 전방으로 진동된다. 통상적으로, 발가락 어긋남은 발이 새로운 사이클을 개시하도록 지면에서 떨어질 때 발의 안쪽측상의 발가락이 달리는 면에서 떨어진다.
회내는 그 측면 후부측으로부터 그 내부 안쪽측까지 발의 움직임을 포함한다. 회내가 적당한 발 위치설정을 성취하기 위해서 통상적이며 필요할지라도, 이것은 과도하게 회내되는 달리는 사람에게 발가락 및 다리 상처의 원인일 수 있다. 과도하게 회내되는 전형적인 달리는 사람은 외전된 위치에서 뒤꿈치의 외부 측면측상에 랜드되며, 다음에 정상적인 것을 고려할 수 있는 지점을 지나서 신발의 내부 측면쪽으로 뒤꿈치를 가로질러 안쪽으로 진행된다. 어느 정도의 회내가 다리에 의해 겪게되는 완화된 압력 및 스트레스에 유용하지만, 과도한 회내가 각종 관절, 뼈 및 유조직에 스트레스를 야기시킬 것이다. 안쪽측으로부터 측면쪽으로 발의 진행을 포함하지만 과도한 회내시에는 통상적이지 않은 외전은 이것이 과도하다면 발 및 다리 상처를 야기시킬 것이다.
현대의 런닝용 및 워킹용 신발은 많은 마일을 달리거나 걷는 것을 견딜 수 있도록 신발의 전체 성능에 도움을 주는 특정 기능을 각각 가지는 동시에 발 및 다리에 대한 충격완화 및 지지를 제공하는 많은 요소의 조합체이다. 운동화 제품은 2개의 일반적인 구성요소, 즉 갑피와 신발창으로 분리된다. 갑피는 발을 느슨하고 편안하게 둘러싸도록 설계된 반면에, 신발창은 견인성, 보호성 및 내구적인 마모 표면을 제공해야 한다. 착용자가 걷는 동안에 뒤꿈치가 지면에 디딜 경우에 개선된 보호 및 충격 흡수를 위해서 탄성의 충격완화 재료의 층을 구비한 중간창을 구비한 신발을 제공하는 것이 종종 바람직하다. 특히 이러한 사실은 장거리 또는 장시간 사용하도록 설계된 트레이닝 또는 조깅 신발의 경우는 중간창을 구비하는 것이 바람직하다. 이들 충격완화 재료는 발 디딤에 의해 야기되는 충격을 흡수하기에 충분히 부드러워야 하며, 뒤꿈치 디딤의 충격이 완전히 흡수되기 전에 "바닥에 이르지(bottom out)" 않기에 충분하게 형성되어야 한다.
또한, 신발창내에서 서로 유체 연통되는 블래더를 제공함으로써 제품 신발의 지지성 및 편안함을 제공하는 시도가 있었다. 이러한 장치의 예는 루디에게 허여된 미국 특허 제 4,183,156 호(참고로 본원에 인용함), 존슨 등에게 허여된 미국 특허 제 4,446,634 호, 그림에게 허여된 미국 특허 제 4,999,932 호, 슐츠 등에게 허여된 오스트리아 특허 제 200,963 호, BROOKS(등록상표) Sports, Inc.에 의해 제조된 HYDROFLOW(등록상표)가 있다.
최대 정도의 유용한 충격완화를 사용자에게 제공하기 위해서 설계된 종래의 런닝용 및 워킹용 신발은 중간창 충격완화 시스템을 이용함으로써 신발 안정성을 감소시키는 경향이 있으며, 상기 중간창 충격완화 시스템은 너무 부드럽고, 과도하게 회내되는 사람에게 너무 큰 측면 가요성을 갖게 하거나 몇몇 형태의 운동 제어가 요구된다. 종래의 충격완화 재료의 측면 가요성 및 변형은 발목의 거골하 관절(subtalar joint)의 불안정성을 야기시키며, 달리는 사람이 과도하게 회내되는 경향을 야기시킨다. 이러한 불안정성은 "달리는 사람의 무릎" 및 다른 운동학적 상처의 원인중 하나로서 인정된다. 그 결과, 과도하게 회내하는 사람은 특별히 최대 충격완화를 위해 설계된 현대의 신발을 사용하지 않고, 대신에 보다 무거운 신발이나, 보다 단단한 신발이나, 과도한 회내와 같은 물리적인 문제를 교정하도록 특별히 설계된 운동 제어 장치를 구비하는 신발을 사용한다. 운동 제어 장치는 발 디딤에 바로 이어서 거골하 관절 회내의 정도 및/또는 비율을 제한한다.
과도한 회내 또는 거골하 관절의 불안정성을 억제하는 다양한 방법이 제안되어 있으며, 운동 제어 장치로서 런닝 신발에 합체된다. 일반적으로, 이들 장치는 뒤꿈치 카운터 및/또는 중간창 충격완화 재료와 같은 종래의 신발 구성요소를 변경함으로써 구성되었다. 본 발명과 달리, 현재의 운동 제어 장치는 각 발 디딤에 수반되는 다양한 정도의 측면대 측면 운동을 조화시키기 위해서 그 지지 정도를 반복적으로 조정하지 않는다. 대신에, 회내를 조절하기 위해 사용되는 경우, 단단한 안쪽 지주와 같은 장치는 일정한 강도와, 발의 안쪽측에 대해 가압하는 지지 수준을 가진 실질적으로 강성 구조체를 제공하여 과도한 회내를 제한하여, 발목의 내부 회전을 제한한다. 운동 제어 장치의 예로는 킬고어 등의 미국 특허 제 5,046,267 호, 베티스 등의 미국 특허 제 5,155,927 호 및 그로스 등의 미국 특허 제 5,367,791 호가 있다.
발명의 요약
달리는 사람 및 걷는 사람에 의해 겪게 되는 발 및 무릎 상처에 대한 가장 공통적인 이유 2가지는 충분하지 못한 충격 흡수성과, 적당한 측면 운동 제어의 부족이다. 2가지 이유는 착용자가 신발의 전체 중량을 상당히 증가시키지 않고 적당한 정도의 충격완화 및 운동 제어를 수용하도록 신발을 설계할 때 고려되어야 한다. 적당한 정도의 운동 제어가 필요한 사람인 많이 달리는 사람은 지지 특징에 의해 중량을 낮추고 그리고 심각한 과도한 회내를 위해 설계된 무겁고 부피가 큰 신발을 사용할 수 있다.
본 발명은 개인 사용자 측면 운동, 가장 바람직하게는 회내 운동에 반응하여 신발의 일부분을 보강함으로써 최적의 충격완화를 제공하는 동시에 필요한 운동 제어를 제공하는 단일의 다중 블래더 시스템에서 충격완화 및 동적 운동 제어를 도입하는 것이다. 본 발명의 블래더 시스템은 전형적인 발 디딤 동안에 발의 중앙 압력 경로를 고려하여 발의 측면 내지 안쪽 회전에 반응하여 안쪽 강도를 증가시키고, 사용자가 보다 잘 회내되게 하고, 신발의 안쪽 부분을 보다 강하게 만든다. 블래더 시스템은 종래 기술의 지지 구조의 중량 및 부피를 초과하지 않고 편안함과 제어를 제공하는데, 그 이유는 충격완화 시스템에서 유체의 유동에 의해 지지가 제공되기 때문이다. 또한, 블래더 시스템은 압력이 신발의 영역에 가해지는 경우 작동하고 그리고 압력이 제거된 경우 평형상태로 복귀되는 동적 변경 충격완화 시스템을 제공한다.
본 발명은 충격완화 및 운동 제어의 이중 목적을 위해서 경량 블래더를 이용한다. 그 결과, 본 발명을 구현하는 운동 제어 신발은 현대의 다른 제품보다 경량으로 제조될 수 있고, 사용자가 각기 걸을 때 과도한 회내와 같은 측면 운동의 정도에 상응하는 지지 수준을 제공한다.
본 발명에 따른 착용자의 신발의 측면대 측면 운동을 제어하기 위한 신발 제품은 갑피와, 갑피에 부착된 신발창과, 신발의 신발창내에 위치된 블래더 시스템을 포함한다. 상기 시스템은 서로 나란하고 유체 연통되게 위치된 적어도 제 1 및 제 2 블래더 챔버를 포함한다. 제 1 밸브는 제 1 블래더 챔버와 제 2 블래더 챔버 사 이에 위치된다. 제 1 밸브는, 제 1 블래더 챔버내의 압력이 소정 레벨에 도달할 때 제 1 외부 블래더 챔버내에 수용된 유체가 제 2 블래더 챔버내로 가압되도록 압력의 제 1 소정 레벨로 개방하여, 제 2 블래더 챔버내의 압력을 증가시키고, 이것이 배치된 측상의 상기 제 2 블래더 챔버에 의해 제공되는 지지력을 동적으로 증가시킨다.
바람직한 일 실시예에 있어서, 블래더 시스템은 신발창의 뒤꿈치 영역내에 위치되며, 제 1 블래더 챔버는 뒤꿈치 영역의 한 측에 인접해 배치되며, 제 3 블래더 챔버는 뒤꿈치 영역의 다른 측에 인접해 위치되며, 제 2 블래더 챔버는 제 1 및 제 3 블래더 챔버 사이에서 이와 유체 연통되게 배치된다. 제 2 밸브는 제 3 블래더 챔버와 제 2 블래더 챔버 사이에 위치된다. 제 2 밸브는, 제 2 블래더 챔버내의 압력이 제 2 소정 압력 이하로 될 때 제 2 블래더 챔버로부터 제 3 블래더 챔버로의 유체 유동을 방지하고 그리고 제 2 블래더 챔버내의 압력이 제 2 소정 압력이나 그 이상일 때 제 2 블래더 챔버로부터 제 3 블래더 챔버까지 유체 유동을 허용하는 제 2 압력 조절기를 포함하여, 제 3 블래더 챔버내의 압력을 증가시키고 그리고 제 3 블래더 챔버에 의해 제공되는 지지력을 동적으로 증가시킨다.
본 발명은 또한 중앙 챔버로부터의 유체를 이 중앙 챔버를 둘러싸는 2개의 외부 챔버내로 가압하여, 발을 안정화하고, 발의 안쪽 및 측면 회전을 방지하는 실시예를 포함한다. 이러한 실시예에 있어서, 챔버를 연결하는 도관내에 위치된 밸브는 압력이 중앙 챔버에 가해지는 경우에 수용된 유체를 중앙 챔버로부터 외부 챔버내로 바로 유동시키게 한다. 이러한 실시예에 있어서, 중앙 챔버와 제 1 외부 챔버 사이의 인접한 유체 유동의 방향이 본 발명의 따른 실시예에 대해서 상술한 것과 반대이다. 이러한 실시예에 있어서, 유체는 압력이 가해지는 경우에 중앙 블래더로부터 2개의 외부 블래더로 바로 유동한다. 달리거나 걷는 정지 위상 동안에 유체가 다시 제 위치로 천천히 빠지는 경우에 유체는 단지 제 1 외부 블래더로부터 중앙 블래더로 유동한다.
도 1은 본 발명에 따른 블래더 시스템을 구현하는 신발 제품의 분해도,
도 2a는 블래더 챔버 사이에 단일 도관 하우징을 구비하는 본 발명에 따른 블래더 시스템의 평면도,
도 2b는 본 발명에 따른 블래더 시스템의 사시도,
도 3a는 블래더 챔버 사이로 연장되는 2개 도관 라인을 구비하는 단일 하우징을 구비하는 것으로 본 발명에 따른 블래더 시스템의 평면도,
도 3b는 블래더 챔버 사이로 연장되는 2개 도관 라인을 구비하는 본 발명에 따른 블래더 시스템의 평면도,
도 4는 걷는 동안에 발의 압력의 중심의 전형적인 경로를 도시한 도면,
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 도관의 상이한 실시예를 도시하기 위해서 도 3a 및 도 3b의 5A-5A 선 및 5B-5B 선을 따라 취한 것으로 밸브가 제거된 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 블래더 시스템의 다른 실시예의 평면도.
도 1에는 본 발명에 따른 동적 충격완화 및 운동 제어 블래더 시스템(10)을 포함하는 운동용 신발(80)의 제품이 도시되어 있다. 신발(80)은 착용자 발 및 신발창 조립체(85)를 커버하기 위한 갑피(75)로 구성된다. 블래더 시스템(10)은 중간창 층(60)내로 합체된다. 지면에 접촉하는 바닥창 층(65)은 신발창 조립체(85)를 형성하기 위해서 중간창 층(60)의 적어도 일부분에 고정된다. 바람직하게 안창 라이너(70)는 신발 갑피(75)에 위치된다. 중간창 재료와, 신발의 성능 요구에 따라서, 중간창 층(60)은 지면 접촉 표면의 일부 또는 모두를 형성할 수 있어서, 바닥창 층(65)의 일부 또는 모두는 생략될 수 있다. 블래더 시스템(10)은 신발(80)의 뒤꿈치 영역에 위치되며, 폼 중간층의 절취부내에 배치 또는 폼 캡슐화와 같은 모든 종래의 기술에 의해 뒤꿈치 영역내에 합체된다. 적당한 폼 캡슐화 기술은 참고로 본원에 인용하는 것으로 루디에게 허여된 미국 특허 제 4,219,945 호에 개시되어 있다.
도 1 및 도 2a에 도시된 바와 같이, 블래더 챔버(12)는 외부의 측면 블래더 챔버(12)와, 외부의 안쪽 블래더 챔버(14)를 포함한다. 중앙 블래더 챔버(16)는 측면 및 안쪽 블래더 챔버(12, 14) 사이에 그리고 이들 챔버와 유체 연통되게 위치되며, 블래더 챔버(12, 14, 16)가 나란한 관계로 배치된다. 측면 블래더 챔버(12) 및 중앙 블래더 챔버(16)는 제 1 도관(20)에 의해 유체 연결된다. 제 2 도관(30)은 중앙 블래더 챔버(16) 및 안쪽 블래더 챔버(14)를 유체 연결한다. 도 2a에 도시된 실시예에 있어서, 챔버(12, 14, 16)는 도관(27)에 의해 유체로 연결된다. 도 2a의 블래더 챔버(12, 14, 16) 및 도관(27)과, 도 3a 및 도 3b의 도관(20, 30)은 폴리에스터 폴리우레탄, 폴리에테르 폴리우레탄과 같은 열가소성 탄성중합체 배리어 필름으로 형성되며, 상기 필름의 예로는 "Tetra Plastics TPW-250"과 같은 쇼어 A 경도가 80 내지 95인 주조 또는 사출 에스터 기제 폴리우레탄 필름이 있다. 다른 적당한 재료는 상술한 미국 특허 제 4,183,156 호에 개시된 것들이 사용될 수 있다. 필름층을 형성하는데 특히 유용한 많은 열가소성 우레탄으로는 Pellethane(등록상표)(미국 미시간주 미드랜드에 소재하는 Dow Chemical Company의 등록제품명), Elastollan(등록상표)(BASF Corporation의 등록상표) 및 ESTANE(등록상표)(B.F. Goodrich Co.의 등록상표)이 있으며, 이들 모두는 에스터 또는 에테르 기제이며, 특히 유용한 것으로 증명되었다. 폴리에스터, 폴리에테르, 폴리카프로락톤 및 폴리카보네이트 마크로겔 기제의 열가소성 우레탄이 또한 이용될 수 있다. 다른 보다 적합한 재료에는, 루디(Rudy)에게 허여된 미국 특허 제 4,936,029 호 및 제 5,042,176 호에 개시된 것과 같은 결정성 재료를 함유하는 열가소성 필름; 참고로 본원에 인용하는 봉크(Bonk) 등에게 허여된 미국 특허 제 6,013,340 호에 개시된 것과 같은 폴리에스테르 폴리올을 포함하는 폴리우레탄; 또는 참고로 본원에 인용하는 미첼(Mitchell) 등에게 허여된 미국 특허 제 5,952,065 호에 개시된 것과 같은 적어도 하나의 탄성중합체 열가소성 재료 층과, 에틸렌 및 비닐 알콜의 공중합체로 형성된 배리어 재료 층으로 형성된 다중층 필름을 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 블래더 챔버(12, 14, 16) 및 도관(27, 20, 30)은 탄성중합체 배리어 필름의 제 1 및 제 2 시트(40, 45)로 일체로 형성된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 블래더 챔버(12, 14, 16)는 대체로 투명하거나 반투명의 탄성중합체 필름으로 형성되어 블래더를 통해 볼 수 있게 된다.
그 내용을 참고로 본원에 인용하는 것으로 루디 마리온 에프에게 허여된 미국 특허 제 4,183,156 호 및 제 4,219,945 호에는 블래더 챔버(12, 14, 16) 및 도관(20, 30)의 형상을 형성하는데 이용될 수 있는 종래의 용접 기술이 개시되어 있다. 상기 미국 특허 제 4,183,156 호 및 제 4,219,945 호에 개시된 바와 같이, 시트(40, 45)는 블래더 챔버(12, 14, 16) 및 도관(20, 30)의 측벽 뿐만 아니라 블래더 챔버를 대체로 평탄한 형태로 유지하기 위해 블래더 챔버내에 내부 용착부(도면에 도시되지 않음)를 형성하도록 서로 용접된다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 블래더 챔버(12, 14, 16) 및 도관(27, 20, 30)은 종래의 블로-몰딩 기술을 이용하여 형성된다.
블래더 챔버(12, 14, 16)는 대기압에서 공기 또는 다른 유체를 유지하도록 밀봉될 수 있거나, 6플루오르에탄, 황 6풀루오르화물, 질소, 공기 또는 루디의 상술한 미국 특허 제 4,183,156 호, 제 4,219,945 호, 제 4,936,029 호 또는 제 5,042,176 호 또는 미첼 등의 미국 특허 제 5,952,065 호에 개시된 것과 같은 다른 가스와 같은 적당한 유체로 압력을 가할 수 있다. 압력이 가해진다면, 유체 또는 가스는 니들 또는 중공 용접 기구에 의해 종래의 방법으로 팽창 튜브(도시되지 않음)를 통해 블래더내에 위치될 수 있다. 팽창후에, 블래더는 블래더 및 팽창 튜브의 접합부가 밀봉되거나, 팽창 튜브상의 팽창 지점 둘레에 중공 용접 기구에 의해 밀봉될 수 있다.
도 4는 통상적인 달리기중에 발에 가해지는 압력의 중심의 경로(CP)를 개략적으로 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 압력 중심은 발을 디딜시에 발의 후방 측면 에지에서 최초에 가해지며, 대각선 안쪽 및 전방으로 이동한다. 압력 중심의 안쪽 운동은 발이 발을 디딘후에 바로 받는 자연적인 회내 운동(natural pronation motion)을 나타낸다. 발이 뒤꿈치 영역을 지나 전방으로 진행되는 경우, 회내 운동은 정지하고, 발은 반대 방향, 즉 안쪽측으로부터 측면측으로 어느 정도의 외전 운동을 개시한다.
발을 디딘 동안에 발의 압력의 중심이 신발(80)을 가로질러 안쪽으로 이동하는 경우, 안쪽 챔버가 신발의 안쪽층을 충전 및 보강하여 정상적으로 고려될 수 있는 지점을 지난 과도한 회내 운동을 방지할 때까지 블래더내의 압력은 회내 운동의 방향을 연속적으로 증가시킨다. 발을 디딘 동안에 블래더내에서 발생되는 압력 구배는 발의 회내 운동과 결합되어 작용되어 과도한 회내 운동에 상응하는 운동 제어의 동적 레벨을 제공한다.
도 3a에 도시된 바와 같이 이러한 동적 제어를 성취하기 위해서, 블래더 챔버 사이의 압력은 각기 제 1 및 제 2 도관(20, 30)내에 위치된 제 1 및 제 2 유동 밸브(22, 32)에 의해 제어된다. 밸브(22, 32)는 버나리 덕빌 밸브(Vernay duck-bill valves) 또는 플래퍼 밸브(flapper valves)와 같은 일방 밸브를 포함한다. 또한, 밸브(22, 32)는 참고로 본원에 인용하는 오거 등의 미국 특허 제 5,253,435 호 및 제 5,257,470 호에 개시된 것을 포함한다. 단지 한 방향으로 유체 유동을 제한하고 그리고 주사기 및 벌브 펌프와 같은 안쪽 기구에 통상 이용되는 일방 또는 체크 밸브가 이용될 수 있다. 도관(20) 및 밸브(22)는 발의 걷는 방향에서 자유롭게 유체를 전달한다. 밸브(22, 32)는 이들을 발의 걷는 동안의 충격으로부터 보호하기 위해서 블래더 시스템(10)의 전방 단부에 위치된다. 도관(20, 30)은 도 5b에 도시된 바와 같이 자체 유체 라인을 각각 구비하는 2개의 개별 부재일 수 있거나, 도 5a에 도시된 바와 같이 2개 유체 라인을 포함하는 하나의 부재일 수 있다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 밸브(22, 32)가 저속 리턴 배출되는 일방 밸브(28)로 대체될 수 있다. 단일 밸브(28)는 2개의 인접한 블래더 사이로 연장되는 단일 도관(27)내에 위치된다. 밸브(22, 32)를 구비한 바와 같이, 각 단일 밸브 및 각 단일 도관은 한쌍의 인접한 블래더의 전방 단부와 유체 연통될 수 있다.
밸브(22) 또는 단일 일방 밸브(28)는 발의 걷는 결과로 챔버(12 또는 16)내의 압력이 상승되는 경우 순간적으로 개방될 수 있어서, 유체가 각기 챔버(16 또는 14)내로 통과되게 한다. 이들 밸브내에서의 조절 부재가 개방되어 유지되는 시간은 0.001초 내지 0.005초(1밀리세컨드 내지 5밀리세컨드)이다. 바람직한 개방 시간은 약 0.005초이다. 조절 부재는 예를 들면 플래퍼 밸브상의 플랩을 포함한다. 또한, 이들 밸브는 블래더 사이의 차등 압력이 예를 들면 어떠한 최소 차이로부터 10psi 또는 그 이상의 차이까지 소정의 레벨에 도달하는 경우에 걷는 방향에서의 유체 유동을 위해서 개방으로 설정될 수 있다. 다른 공지된 압력 레벨은 이들 밸브를 트리거하는데 이용될 수 있다. 트리거 압력 레벨은 이들이 팽창되는 경우 블래더내에 설정되는 최초 충격완화 압력에 따라 다양해질 것이다. 사전설정 압력 차이에서 개방하도록 밸브를 설정함으로써 블래더 챔버 및 유체 유동이 심한 회내근, 보다 빠른 달리는 사람 또는 블래더로부터의 충격완화가 특정 또는 추가 정도로 요구되는 다른 사용자를 위해서 최적화될 수 있게 한다.
사용자 뒤꿈치가 닫기 전에, 블래더 챔버내의 소정 압력은 PL = PC = PM과 동일하다. 블래더내의 압력 범위는 15psi 내지 30psi 가 바람직하며, 바람직한 압력은 20psi 이다. 뒤꿈치의 최초에 디딜시에는 측면 블래더 챔버(12)내의 압력(PL)을 증가시켜, 이 챔버를 변형시킨다. 발의 디딤이 계속되고 PL 이 PC 또는 유동 밸브(22)가 조정되는 값을 초과하는 경우에, 밸브(22)는 개방되고 측면 블래드 챔버(12)로부터 중앙 챔버(16)로 도관(20)을 통해 유체가 유동되어, 중앙 챔버(16)내의 압력이 상승되어 PC > PM 가 된다. 중앙 블래더 챔버(16)내의 압력이 회내 운동으로 인해 더 상승되는데, 그 이유는 압력 중심이 안쪽으로 이동되어 중앙 블래더 챔버(16)를 가압하기 때문이다. PC 가 PM 또는 밸브(22)에 대한 조정된 차이 한계를 초과하는 경우에, 챔버(14, 16) 사이의 밸브(22)가 개방되고, 중앙 블래더 챔버(16)로부터의 유체는 안쪽 블래더 챔버(14)내로 유동한다. 결과적으로 증가된 챔버(14)내의 압력은 뒤꿈치 영역(81)의 안쪽측을 보강하여 발의 어떠한 다른 안쪽 구부러짐을 방지하는데, 즉 회내 운동을 제한한다. 안쪽 블래더 챔버(14)내의 증 가된 압력 및 신발(80)의 안쪽측의 강도는 뒤꿈치의 디딜시의 위치 및 힘에 따라 좌우된다.
블래더 시스템(10)은 보행동안의 회내의 양에 순응하며, 그에 따라 신발(80)의 안쪽측을 보강한다. 측면 블래더 챔버(12)로부터 중앙 블래더 챔버(16)까지 그리고 안쪽 블래더 챔버(14)까지의 연속적인 압력 증가는 압력 램핑(ramping)이라고 할 수 있다. 측면에서 안쪽 운동의 정도 및 발의 디딜시의 위치는 안쪽 블래더 챔버(14)내의 결과적인 압력 및 신발(80)의 안쪽측을 따르는 결과적인 강도 정도를 가리킨다. 시스템(10)내의 압력 램핑은, 사용자가 신발의 외측 측면 에지상을 디딜 때 그리고 그 결과적인 발 운동이 측면 내지 안쪽 방향에서 클 때 가장 크게 된다. 상술한 바와 같이, 이러한 형태의 회내 발 운동은 최초에 측면 블래더 챔버(12)에 압력을 가하여, 그 유체를 중앙 블래더 챔버(16)내로 가압한다. 발 걷는 것이 계속될 때, 압력은 중앙 블래더 챔버(16)에 가해지며, 중앙 챔버내의 유체의 체적은 안쪽 블래더 챔버(14)내로 가압되며, 이에 의해 신발(80)의 안쪽측이 보강된다.
대체로 회내되지 않는 사용자는 신발의 측면측상에 최초 압력을 덜 가할 것이며, 동일한 디딤 힘을 가진 과도한 회내근과 비교할 때 전형적인 걷는 동안에 블래더 챔버(14, 16)내로 가능하다면 덜 힘을 가할 것이다. 회내되지 않는 사용자가 신발(80)을 이용하는 경우에, 안쪽측을 따르는 결과적인 강도는 상술한 것과 상이하며, 양 뒤꿈치 디딤이 힘에 있어서 동일한 것으로 추정된다. 예를 들면, 사용자의 뒤꿈치 디딤이 우선 단지 중앙 블래더 챔버(16)를 가압하고 그리고 측면 챔버(12)내의 압력이 도관(20)에서 밸브(22)의 해제 한계 이하로 유지된다면, 중앙 블래더 챔버(16)로부터의 유체만이 안쪽 블래더 챔버(14)로 이송될 수 있다. 따라서, 챔버(14)내의 결과적인 압력은 챔버(14)내의 유체 압력과 챔버(16)로부터 이송된 양의 합으로만 될 것이다. 챔버(12)내의 압력이 밸브(22)가 개방되는 압력보다 클 때까지 챔버(12, 16) 사이에 위치된 유동 밸브(22)는 유체가 측면 블래더 챔버(12)로부터 이탈하는 것을 방지한다. 밸브(32)를 통해 챔버(12)에 유입되는 유체의 양이 밸브(22)를 통해 챔버(16)내로 빠져나가도록, 밸브(32)는 유체가 챔버(12)내로 유동하는 것을 방지함으로써 또는 밸브(22)와 결합하여 작동시킴으로써 챔버(12)의 압력을 그 최초 레벨로 유지한다. 따라서, 안쪽 블래더 챔버(14)내의 압력은 보다 회내의 뒤꿈치 디딤 동안에 성취되는 총 압력, 즉 신발의 측면부를 디딤으로써 개시되는 압력까지 상승되지 않는데, 그 이유는 블래더 챔버(16)내의 유용한 유체가 블래더 챔버(12, 14, 16)로부터의 유체의 합이지 않기 때문이다. 대신에, 챔버(14, 16)로부터의 유체만을 효율적으로 포함할 수 있다. 따라서, 달리는 사람의 회내가 적으면 적을수록 신발의 안쪽측이 덜 강하게 된다.
달릴시에 랜딩 위상이 초과된 후에, 블래더 사이의 평형 또는 최초 압력은 단일 2방 밸브(28)를 통해 또는 유체가 다시 중앙 및 측면 블래더 챔버내로 통과되게 하는 밸브(32)를 통해 저속 누설에 의해 다음 뒤꿈치가 디딤되기 전에 재설정된다. 이들 블래더 챔버를 정지 압력으로 리턴시키기 위한 전형적인 복원 시간은 0.1초와 2초 사이이며, 가장 바람직한 시간은 대략 1초이다. 상술한 바와 같이, 복원 시간은 각 블래더 챔버로부터 가압된 유체의 양에 따라 좌우될 것이다. 챔버 가 보다 적거나 또는 적은 유체가 이송되면, 시스템에 대한 복원 시간이 보다 짧다.
도 6에 도시된 바와 같이, 충격완화 시스템(100)은 신발(80)의 길이, 즉 뒤꿈치 영역 및 앞꿈치 영역내의 블래더 챔버를 따라 연장될 수 있다. 충격완화 시스템(100)은 블래더 시스템(110)을 포함한다. 블래더 시스템(110)은 블래더 시스템(10)과 동일하게 구성되며, 도 6의 유사한 구성요소는 블래더 시스템(10)과 동일한 참조부호에 100 단위를 추가해서 사용했다. 블래더 챔버(112, 114, 116)는 각기 블래더 챔버(12, 14, 16)와 동일한 방법으로 작동하여 뒤꿈치 영역(135)의 발등 위에서 신발(80)의 안쪽측을 보강한다.
또한, 충격완화 시스템(100)은 앞꿈치 영역(150)내의 블래더 챔버(152, 156)에 형성된 블래더 시스템(148)을 포함하여 달리거나 점프시에 측면 안정성 및 증가된 성능을 제공한다. 블래더 챔버(152, 156)는 신발(80)의 앞꿈치 영역을 따라 연장되고, 블래더 챔버(12, 14)와 동일한 재료로 형성된다. 블래더 챔버(152, 156)는 후방 블래더 챔버(112, 114, 116)에 사용된 것과 동일한 지지 충격완화 유체나, 상술한 것과 상이한 유체를 포함한다. 블래더 챔버(152, 156)는 한쌍의 도관(158)에 의해 서로 유체 연통되며, 각 도관(158)은 밸브(160, 162)를 구비한다. 밸브(160, 162)는 이들이 밸브(122, 132)와 상이한 압력 레벨 또는 차동에서 기능하도록 설계될 수 있는 것을 제외하고 각기 밸브(122, 132)와 동일하다. 상술한 밸브(122)와 반대로, 밸브(160)는 발의 걷는 동안에 신발(80)의 앞꿈치의 측면측을 보강하기 위해서 안쪽 방향에서 측면 방향으로 유체 유동을 허용한다. 발의 디딤 이 신발(80)의 뒤꿈치를 통해 이동하기 때문에, 유체는 안쪽 챔버(152)를 벗어나 측면 챔버(156)내로 유동하여 신발(80)의 측면측을 보강한다. 신발의 압력 램프는 유체가 반대 방향으로 유동하는 것을 제외하고 뒤꿈치 영역의 원리와 동일한 원리로 이뤄진다. 앞꿈치에서 압력 램프는 향상된 성능으로 정지 또는 회전시에 발을 지지하도록 또는 달리거나 걸을 시의 추진 위상 동안에 신발을 지지하기 위해서 신발(80)의 측면측을 보강한다. 블래더 챔버(156)가 챔버(152)로부터의 유체로 충전될 때, 이 챔버는 회전, 점프 또는 달릴 때 사용자에게 가해질 수 있는 웨지 효과를 신발내에 발생시킨다. 밸브(162)는 챔버(152)로부터 챔버(156)까지의 유체의 리턴이 가능하게 한다.
압력 램프 시스템은 모든 개수의 챔버로 분할될 수 있다. 그 효과는 압력 램프 기능을 제공하기 위해서 사용된 챔버의 상대 체적, 위치 및 개수에 의해 결정된다. 사용된 챔버의 개수는 적어도 부분적으로 모든 주어진 규정 운동의 함수로서 발바닥 영역내의 압력에 의거한 것이다. 블래더의 위치설정 및 사이즈는 이것이 내부에 합체될 신발의 형태와 이들이 사용될 작용에 따라 좌우된다. 예를 들면, 농구에 사용하고자 하는 신발 제품내에 위치된 시스템은 달리기용으로 사용된 신발과 상이한 사이즈, 정지 압력의 차이 그리고 상이한 밸브 트리거 압력을 가질 수 있다. 또한, 농구화는 이러한 시스템이 런닝화내에는 필요없을 수 있는 충격완화 시스템(100)의 앞꿈치 부분을 구비할 수 있다.
본 발명의 많은 특징, 이점 및 실시예는 첨부 도면을 참조하는 상술한 설명에 상세하게 기술되어 있다. 그러나, 이러한 기재는 단지 설명을 위한 것이며, 본 발명은 개시된 실시예에 의해 제한되지 않는다. 본 발명의 영역 또는 정신의 범위를 벗어남이 없이 당 업자들에 의해 다양한 수정 및 변경이 이뤄질 수 있다.

Claims (26)

  1. 착용자의 발의 측면대 측면 운동을 조절하기 위한 신발 제품에 있어서,
    착용자 발의 적어도 일부분을 커버하기 위한 갑피와,
    상기 갑피에 부착된 신발창과,
    상기 신발창내에 위치되며, 서로 유체 연통되는 적어도 제 1 및 제 2 블래더 챔버를 포함하는 블래더 시스템으로서, 상기 제 1 및 제 2 블래더 챔버는 상기 신발창의 안쪽 내지 측면 방향에서 서로 나란하게 위치된, 상기 블래더 시스템과,
    상기 제 1 블래더 챔버와 상기 제 2 블래더 챔버 사이에 위치된 제 1 밸브를 포함하며;
    상기 제 1 밸브는, 상기 제 1 블래더 챔버내의 압력이 제 1 소정 압력 이하로 될 때 상기 제 1 블래더 챔버로부터 상기 제 2 블래더 챔버로의 유체 유동을 방지하고 그리고 상기 제 1 블래더 챔버내의 압력이 상기 제 1 소정 압력이나 그 이상일 때 상기 제 1 블래더 챔버로부터 상기 제 2 블래더 챔버까지 유체 유동을 허용하는 제 1 압력 조절기를 포함하여, 상기 제 2 블래더 챔버내의 압력을 증가시키고 그리고 이 조절기가 배치된 측상의 상기 제 2 블래더 챔버에 의해 제공되는 지지력을 동적으로 증가시키는
    신발 제품.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 밸브는 일방 체크 밸브인
    신발 제품.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 일방 체크 밸브는 유체가 상기 제 2 블래더 챔버내로 가압된 후에 상기 제 1 블래더 챔버로 리턴되게 하는 조절기를 구비하는
    신발 제품.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 밸브 조절기는 상기 블래더 챔버가 걷는 중에 최초 정지 압력으로 리턴되게 하는
    신발 제품.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 블래더 챔버는 회내를 제어하도록 안쪽측을 따라 연장하는
    신발 제품.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 블래더 챔버는 외전을 제어하도록 앞꿈치 영역의 측면을 따라 연장되는
    신발 제품.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 블래더 챔버와 상기 제 2 블래더 챔버 사이에 위치된 제 2 밸브를 더 포함하며, 상기 제 2 밸브는 유체가 상기 제 1 블래더 챔버내로 리턴되게 하는
    신발 제품.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 블래더 시스템이 상기 신발창의 뒤꿈치 영역내에 위치되며, 상기 블래더 챔버는 상기 뒤꿈치 영역의 하나의 측면에 인접해 위치되며, 제 3 블래더 챔버가 상기 뒤꿈치 영역의 다른 측면에 인접해 위치되며, 상기 제 2 블래더 챔버는 이와 유체 연통되게 상기 제 1 및 제 3 블래더 챔버 사이에 위치되며;
    상기 제 3 블래더 챔버와 상기 제 2 블래더 챔버 사이에 제 2 밸브가 배치되며;
    상기 제 2 밸브는, 상기 제 2 블래더 챔버내의 압력이 제 2 소정 압력 이하로 될 때 상기 제 2 블래더 챔버로부터 상기 제 3 블래더 챔버로의 유체 유동을 방지하고 그리고 상기 제 2 블래더 챔버내의 압력이 상기 제 2 소정 압력이나 그 이상일 때 상기 제 2 블래더 챔버로부터 상기 제 3 블래더 챔버까지 유체 유동을 허용하는 제 2 압력 조절기를 포함하여, 상기 제 3 블래더 챔버내의 압력을 증가시키고 그리고 상기 제 3 블래더 챔버에 의해 제공되는 지지력을 동적으로 증가시키는
    신발 제품.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 밸브는 상기 뒤꿈치 영역이 가압될 때 상기 챔버 사이에서의 유체 유동이 상기 제 3 블래터 챔버내의 압력을 증가시켜서 상기 제 3 블래더 챔버가 위치되는 상기 뒤꿈치 영역을 보강하고 발의 운동을 제어하는 일방 체크 밸브인
    신발 제품.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 일방 체크 밸브는 유체가 상기 제 2 블래더 챔버내로 가압된 후에 상기 제 1 블래더 챔버로 리턴되게 하는 조절기를 구비하는
    신발 제품.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 밸브 조절기는 상기 블래더 챔버가 사용자의 보행 중에 최초 정지 압력으로 리턴되게 하는
    신발 제품.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 3 블래더 챔버는 회내를 제어하도록 상기 뒤꿈치 영역의 안쪽측을 따라 연장되는
    신발 제품.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 블래더 챔버와 상기 제 2 블래더 챔버 사이에 위치된 제 3 밸브와, 상기 제 3 블래더 챔버와 상기 제 2 블래더 챔버 사이에 위치된 제 4 밸브를 더 포함하며, 상기 제 3 및 제 4 밸브는 각기 유체가 상기 제 1 및 제 2 블래더 챔버내로 리턴되게 하는
    신발 제품.
  14. 착용자의 발의 운동을 조절하기 위해 신발내에 사용하기 위한 동적 블래더 시스템에 있어서,
    서로 유체 연통되며, 신발창의 안쪽 내지 측면 방향으로 서로 나란하게 배치된 적어도 제 1 및 제 2 블래더 챔버와,
    상기 제 1 블래더 챔버와 상기 제 2 블래더 챔버 사이에 위치된 제 1 밸브를 포함하며,
    상기 제 1 밸브는, 상기 제 1 블래더 챔버내의 압력이 제 1 소정 압력 이하로 될 때 상기 제 1 블래더 챔버로부터 상기 제 2 블래더 챔버로의 유체 유동을 방지하고 그리고 상기 제 1 블래더 챔버내의 압력이 상기 제 1 소정 압력이나 그 이상일 때 상기 제 1 블래더 챔버로부터 상기 제 2 블래더 챔버까지 유체 유동을 허 용하는 제 1 압력 조절기를 포함하여, 상기 제 2 블래더 챔버내의 압력을 증가시키고 그리고 이 조절기가 배치된 측상의 상기 제 2 블래더 챔버에 의해 제공되는 지지력을 동적으로 증가시키는
    동적 블래더 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 밸브는 일방 체크 밸브인
    동적 블래더 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 일방 체크 밸브는 유체가 상기 제 2 블래더 챔버내로 가압된 후에 상기 제 1 블래더 챔버로 리턴되게 하는 조절기를 구비하는
    동적 블래더 시스템.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 밸브 조절기는 상기 블래더 챔버가 걷는 중에 최초 정지 압력으로 리턴되게 하는
    동적 블래더 시스템.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 블래더 챔버와 상기 제 2 블래더 챔버 사이에 위치된 제 2 밸브를 더 포함하며, 상기 제 2 밸브는 유체가 상기 제 1 블래더 챔버내로 리턴되게 하는
    동적 블래더 시스템.
  19. 제 14 항에 있어서,
    제 3 블래더 챔버로서, 상기 제 2 블래더 챔버는 상기 제 1 및 제 3 블래더 챔버 사이에서 이와 연통되게 배치되는, 상기 제 3 블래더 챔버와,
    상기 제 3 블래더 챔버와 상기 제 2 블래더 챔버 사이에 위치된 제 2 밸브를 더 포함하며,
    상기 제 2 밸브는, 상기 제 2 블래더 챔버내의 압력이 제 2 소정 압력 이하로 될 때 상기 제 2 블래더 챔버로부터 상기 제 3 블래더 챔버로의 유체 유동을 방지하고 그리고 상기 제 2 블래더 챔버내의 압력이 상기 제 2 소정 압력이나 그 이상일 때 상기 제 2 블래더 챔버로부터 상기 제 3 블래더 챔버까지 유체 유동을 허용하는 제 2 압력 조절기를 포함하여, 상기 제 3 블래더 챔버내의 압력을 증가시키고 그리고 상기 제 3 블래더 챔버에 의해 제공되는 지지력을 동적으로 증가시키는
    동적 블래더 시스템.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 밸브는 상기 블래더 시스템이 가압될 때 상기 챔버 사이에서의 유체 유동이 상기 제 3 블래터 챔버내의 압력을 증가시켜서 상기 제 3 블래더 챔버가 위치되는 영역을 보강하고 발의 운동을 제어하는 일방 체크 밸브인
    동적 블래더 시스템.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 각각의 일방 체크 밸브는 유체가 상기 제 3 블래더 챔버내로 가압된 후에 상기 제 1 및 제 2 블래더 챔버로 리턴되게 하는 조절기를 구비하는
    동적 블래더 시스템.
  22. 제 19 항에 있어서,
    상기 밸브 조절기는 상기 블래더 챔버가 사용자의 보행 중에 최초 정지 압력으로 리턴되게 하는
    동적 블래더 시스템.
  23. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 1 블래더 챔버와 상기 제 2 블래더 챔버 사이에 위치된 제 3 밸브와, 상기 제 3 블래더 챔버와 상기 제 2 블래더 챔버 사이에 위치된 제 4 밸브를 더 포함하며, 상기 제 3 및 제 4 밸브는 각기 유체가 상기 제 1 및 제 2 블래더 챔버내로 리턴되게 하는
    동적 블래더 시스템.
  24. 블래더 시스템에 의해 제공된 측면대 측면 지지를 동적으로 조절하기 위해 신발에 사용하기 위한 블래더 시스템에 있어서,
    나란한 관계로 배치된 다수의 유체 수납 블래더 챔버와,
    상기 인접한 챔버에 유체 연결된 도관과,
    상기 블래더 챔버중 하나의 압력이 소정의 레벨을 초과하는 경우에 착용자 발의 충격을 받는 상기 블래더 챔버중 하나로부터 상기 다른 블래더 챔버중 적어도 하나로 유체의 유동을 배향하여, 상기 다른 블래더 챔버중 적어도 하나내의 압력과 이에 의해 제공되는 지지를 증가시키는 유체 제어 장치를 포함하는
    블래더 시스템.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 다수의 블래더 챔버는 2개의 외부 블래더 챔버와 하나의 중앙 블래더 챔버와 같은 적어도 3개의 블래더 챔버를 포함하며, 상기 유동 제어 장치는, 착용자 발의 충격이 제 1 소정 레벨 이상으로 상기 외부 블래더 챔버중 하나내의 압력을 증가시키고 그리고 그에 따라 상기 중앙 블래더 챔버내의 압력을 제 2 소정 레벨 이상으로 증가시킬 때 상기 외부 블래더 챔버중 하나로부터 상기 중앙 블래더 챔버까지 그리고 그 후에 상기 외부 블래더 챔버의 다른 하나까지 유체 유동을 연속적으로 배향하도록 배치되어, 상기 외부 블래더 챔버중 상기 다른 하나내의 압력과 이것에 의해 제공되는 지지를 증가시키는
    블래더 시스템.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 유동 제어 장치는 착용자에 의한 발 디딤이 완료된 후에 상기 외부 블래더 챔버중 상기 다른 하나로부터 상기 중앙 블래더 챔버 및 상기 외부 블래더 챔버중 하나로 유체를 리턴시키는
    블래더 시스템.
KR1020017014558A 2000-03-16 2001-03-15 신발 제품 및 동적 블래더 시스템 KR100669583B1 (ko)

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US09/526,862 US6457262B1 (en) 2000-03-16 2000-03-16 Article of footwear with a motion control device
US09/526,862 2000-03-16
PCT/US2001/008202 WO2001070061A2 (en) 2000-03-16 2001-03-15 Article of footwear with a motion control device

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