KR101423025B1 - 무릎 부하를 경감시키는 미드솔 - Google Patents

무릎 부하를 경감시키는 미드솔 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무릎 부하를 경감시키는 미드솔에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 본 발명은 제1소프트부와, 제2소프트부를 전방 및 후방의 내측에 배치함으로써, 상대적으로 내측 무릎의 움직임을 원활하게 함으로써 내측 무릎 관절에 집중되는 충격 내지 부하를 감소시킬 수 있으며, 운동력 향상 효과를 기대할 수 있는 무릎 부하를 경감시키는 미드솔에 관한 것이다.

Description

무릎 부하를 경감시키는 미드솔{Midsole reducing the load on the knee}
본 발명은 무릎 부하를 경감시키는 미드솔에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 본 발명은 제1소프트부와, 제2소프트부를 전방 및 후방의 내측에 배치함으로써, 상대적으로 내측 무릎의 움직임을 원활하게 함으로써 내측 무릎 관절에 집중되는 충격 내지 부하를 감소시킬 수 있으며, 운동력 향상 효과를 기대할 수 있는 무릎 부하를 경감시키는 미드솔에 관한 것이다.
최근에는 생활수준의 향상과 수요자의 다양한 욕구에 의해 다양한 디자인을 가진 수많은 종류의 신발이 제조되고 있으며, 또한, 각 기능에 따른 특수신발 역시 다양하게 출시되고 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 일반적으로 사용되는 신발(1)은, 크게 밑창(2)과, 상기 밑창(2)의 상부에 결합된 갑피(3)로 구성된다. 상기 밑창(2)은, 신발의 바닥창을 이루는 아웃솔(2a)과, 대개 신발의 중창을 이루는 미드솔(2b)로 구성된다. 상기 아웃솔(2a)은 내마모성과 미끄럼 방지를 위한 기능을 충족시킬 수 있도록 고무재질로 이루어지고, 미드솔(2b)은 전체 신발(1)의 무게를 줄여 가벼우면서도 충격을 가했을 때 충격을 흡수하면서 복원력이 있도록 하기 위해 발포 팽창시킨 합성수지재를 주로 사용하게 된다.
한편, 아웃도어형 신발의 경우 기존의 MID-CUT, HI-CUT과 같은 전통 아웃도어형 신발에서 가볍고 쿠션닝 내지 착화감이 우수한 상품들이 개발되고 있다. 그러나, 등산화의 경우 다른 운동보다도 많은 상해 요소가 있기 때문에 쿠션감과 착화감을 강조하여 개발된 최근의 등산화는 오히려 상해 위험이 높아지고 운동력 향상에 크게 도움이 되지 못하고 있다.
미국 발병의학 협회(American Podiatric Medical Association)가 발행한 보고서에 의하면 미국인 3/4가 만성적인 발 문제로 고생하고 있으며, 발로 인해 매년 5,500만번 이상의 진료가 이루어진다. 반면, 충격적인 것은 발 문제의 대부분이 신발때문이라는 사실이다. 신발이 발 뼈의 구조를 바꾸고, 무릎, 허리 통증을 일으키는 원인이 되고 있다. 한국의 경우, 국민건강 보험공단 정책 연구원에 의하면, 2005년부터 2009년까지 5년간 건강보험진료비 지급자료를 분석한 결과, 후천성 신발관련 부상에 대한 비용이 무려 77%나 늘었다. 특히 대한민국 국민들이 즐겨하는 등산의 경우 다른 어떤 신발보다도 운동량과 부상의 위험이 많아 충분한 부상방지 시스템이 반드시 접목되어야 하는 실정이다.
특히 무릎관절 관련 질환의 경우 여성 환자 수가 3만 6,000(2009년 기준)명으로 남성의 7배가 넘었다. 인구 10만 명당 환자 추이를 보면 남성은 최근 5년간 모든 연령대에서 꾸준한 증가세를 보이고 있으며, 여성은 30대 이하와 70대 이상에서는 완만하게 증가했으나, 40~60대는 급격히 증가하는 추세이다.
지역별 인구 10만 명당 진료환자 수를 보면 서울이 108.2명, 부산이 97.1명, 전북이 97.0명 순으로 나타났으며, 대도시 지역의 환자 수가 많았다.
이러한 결과를 보면 남녀 모두 안정적인 신발보다는 스타일과 디자인 중심의 신발의 착화로 인하여 후천적으로 발 뼈가 손상된다는 것을 알 수 있다.
발의 움직임에 따라 뒤꿈치에서 엄지발가락까지 지면에 닿는 과정에서 충격을 흡수하고 추진력을 발생하게 되는데, 무릎관련 질환, 특히 관절염 환자의 경우에는 내측 무릎에 가중되는 adduction의 움직임이 커지면서 내측 연골이 손상되게 된다.
따라서 발목 관절 내지 무릎 관절을 보호할 수 있는 구조의 신발, 특히 미드솔을 개발하는 것이 필요한 실정이다.
한편, 도 8은 종래 신발중창을 도시한 사시도로서, 이를 참조하면 대한민국 등록특허 제10-1075172호에는 경도가 다른 3개의 조각을 접합하여 플렉스(1), 힐부(2), 힐캡(3)으로 이루어지고, 뒤꿈치의 직하방에 작용하는 충격하중을 분산시킴과 동시에 흡수하여 편안한 보행을 할 수 있도록 구성되는 신발중창이 개시되어 있다.
다만, 상기 등록특허는 충격을 흡수하는 기능은 우수하나, 무릎 관절의 움직임 특성을 고려하여 무릎 관절에 집중되는 충격 내지 부하를 줄이는 구조에 대한 기술적 구성은 제시하지 못하고 있는 실정이다.
1. 대한민국 공개특허 제10-2000-0017890호(2000.04.06.) 2. 대한민국 등록특허 제10-1075172호(2011.10.19.)
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 제1소프트부와, 제2소프트부를 전방 및 후방의 내측에 배치함으로써, 상대적으로 내측 무릎의 움직임을 원활하게 함으로써 내측 무릎 관절에 집중되는 충격 내지 부하를 감소시킬 수 있으며, 운동력 향상 효과를 기대할 수 있는 미드솔을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 소프트부와 하드부의 경사면을 형성하여 접합하기 때문에 경도 차에 따른 불편함을 최소화할 수 있는 무릎 부하를 경감시키는 미드솔을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 아치부에 하드부보다 경도가 큰 아치 생크를 형성함으로써 아치 내지 족궁의 탄성작용에 의한 충격의 분산과 흡수 기능을 향상시킬 수 있는 무릎 부하를 경감시키는 미드솔을 제공하는 것이다.
이를 위해 본 발명에 따른 무릎 부하를 경감시키는 미드솔은 발의 아치부를 기준으로 전방 내측에 형성되는 제1소프트부와; 발의 아치부를 기준으로 후방 내측에 형성되는 제2소프트부와; 상기 제1, 2소프트부를 제외한 나머지 영역과 상기 발의 아치부에 형성되며, 상기 제1, 2소프트부보다 경도가 큰 하드부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 무릎 부하를 경감시키는 미드솔의 제1소프트부와 제2소프트부는 동일한 경도로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 무릎 부하를 경감시키는 미드솔의 소프트부 및 하드부의 경도는 1 : 1.1~1.6의 비율로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 무릎 부하를 경감시키는 미드솔의 소프트부와 하드부는 서로 맞대어 접합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 무릎 부하를 경감시키는 미드솔의 소프트부와, 하드부에는 각각 상하로 접합되는 경사진 단면이 형성되고, 상기 소프트부와 하드부가 접합되는 영역의 경도는 상기 소프트부의 경도와 하드부의 경도 사이의 값을 가지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 무릎 부하를 경감시키는 미드솔의 하드부 중 상기 발의 아치부에 해당하는 영역에는 상기 하드부보다 큰 경도를 가지는 아치 생크(arch shank)가 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 무릎 부하를 경감시키는 미드솔의 아치부 생크는 상기 제1소프트부와 제2소프트부 사이의 족궁 영역에 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 무릎 부하를 경감시키는 미드솔의 미드솔은 바닥부와 측벽부가 형성된 아웃솔 내에 삽입되는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 무릎 부하를 경감시키는 미드솔에 의하면, 제1소프트부와, 제2소프트부를 전방 및 후방의 내측에 배치함으로써, 상대적으로 내측 무릎의 움직임을 원활하게 함으로써 내측 무릎 관절에 집중되는 충격 내지 부하를 감소시킬 수 있으며, 운동력 향상 효과를 기대할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 무릎 부하를 경감시키는 미드솔에 의하면, 소프트부와 하드부의 경사면을 형성하여 접합하기 때문에 경도 차에 따른 불편함을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 무릎 부하를 경감시키는 미드솔에 의하면, 아치부에 하드부보다 경도가 큰 아치 생크를 형성함으로써 아치 내지 족궁의 탄성작용에 의한 충격의 분산과 흡수 기능을 향상시킬 수 있는 무릎 부하를 경감시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 무릎 부하를 경감시키는 미드솔의 제1실시예를 도시하는 평면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 무릎 부하를 경감시키는 미드솔의 제2실시예를 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 무릎 부하를 경감시키는 미드솔의 제2실시예를 도시하는 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 무릎 부하를 경감시키는 미드솔의 제3실시예를 도시하는 B-B 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 무릎 부하를 경감시키는 미드솔의 제4실시예를 도시하는 B-B 단면도이다.
도 6은 실시예 1, 2와 비교예 1의 stance phase에 따른 medial contact force를 측정한 값을 나타내는 그래프이다.
도 7은 종래 신발의 구조를 도시한 도면이다.
도 8은 종래 신발중창을 도시한 사시도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 무릎 부하를 경감시키는 미드솔의 제1실시예를 도시하는 평면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 무릎 부하를 경감시키는 미드솔의 제2실시예를 도시하는 A-A 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 무릎 부하를 경감시키는 미드솔(10)은 크게 제1소프트부(11)와, 제2소프트부(13)와, 하드부(15)를 포함하는 것으로서, 신발의 아웃솔과 인솔 사이에 배치된다.
구체적으로, 본 발명에 따른 무릎 부하를 경감시키는 미드솔(10)은 발의 아치부를 기준으로 전방 내측에 형성되는 제1소프트부(11)와, 발의 아치부를 기준으로 후방 내측에 형성되는 제2소프트부(13)와, 상기 제1, 2소프트부(11,13)를 제외한 나머지 영역과 상기 발의 아치부에 형성되며, 상기 제1, 2소프트부(11,13)보다 경도가 큰 하드부(15)를 포함할 수 있다.
상기 제1소프트부(11)와 제2소프트부(13)는 서로 족궁 영역을 기준으로 전후로 이격되며, 발의 내측 영역에 형성된다.
상기 제1소프트부(11)는 엄지발가락을 포함하는 전방 내측 영역에 형성되는 것으로서, 걷거나 뛸 때 추진력을 발생하는 엄지발가락의 이동을 원활하게 하는 역할을 한다.
상기 제2소프트부(13)는 발뒤꿈치의 내측을 포함하는 후방 내측 영역에 형성되는 것으로서, 착지시 하중 내지 충격을 흡수하는 동시에, 무릎의 움직임을 원활하게 하는 역할을 한다.
상기 제1소프트부(11)와 제2소프트부(13)는 모두 동일한 소재, 예를 들어, (Ethylene-vinyl acetate) 및 동일한 경도로 이루어질 수 있다. 다만, 상기 제1소프트부와 제2소프트부가 동일한 경도로 이루어진다면 서로 다른 소재로 이루어질 수 있다.
상기 하드부(15)는 발의 아치부와, 상기 아치부의 전방 외측과, 상기 아치부의 후방 외측에 형성되는 것으로서, 상기 소프트부보다 딱딱하고 경도가 크게 구성된다.
상기 소프트부와 하드부의 경도는 1 : 1.1~1.6의 비율로 이루어지는 것이 바람직하다.
왜냐하면, 상기 범위 미만인 경우, 예를 들어 제2소프트부와 하드부의 경도가 1 : 1.1 미만인 경우에는 상대적인 경도 차이가 근소하여 제2소프트부에 의해 무릎을 보호하는 기능을 충분히 수행할 수 없다.
또한, 상기 범위를 초과하는 경우, 예를 들어 제2소프트부와 하드부의 경도가 1 : 1.6을 초과하는 경우에는 경도 차이에 의해 착화감이 저하될 뿐만 아니라, 착지시 발목 부위의 부상 위험이 생기기 때문에 상기 범위의 비율로 이루어지는 것이 바람직하다.
도 3은 본 발명에 따른 무릎 부하를 경감시키는 미드솔의 제2실시예를 도시하는 A-A 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에서는 소프트부(11,13)와 하드부(15)는 서로 맞대어 접합되되, 각각 상하로 접합되는 경사진 단면(11a,15a; 13a,15b)이 형성되도록 구성할 수 있다.
도시된 바와 같이, 상기 소프트부(11,13)의 경사진 단면(11a,13a)이 상기 하드부(15)의 경사진 단면(15a,15b) 위에 배치되도록 구성할 수 있으며, 그 반대로 구성할 수도 있다.
이와 같이 소프트부와 하드부에 경사진 단면을 형성하여 접합하는 이유는 소프트부와 하드부와의 경도차이로 인해 이질감을 느끼거나, 착화감이 저하되는 것을 최대한 방지하기 위함이다.
즉, 소프트부와 하드부의 경계에 그 중간 경도 값을 가지도록 함으로써, 경도가 계단식으로 급격하게 변화되지 않도록 해주는 역할을 한다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 무릎 부하를 경감시키는 미드솔의 제3실시예를 도시하는 B-B 단면도이다.
도 4a를 참조하면, 본 실시예에서는 하드부(15) 중 상기 발의 아치부에 해당하는 영역에 상기 하드부(15)보다 큰 경도를 가지는 아치 생크(17)(arch shank)를 설치할 수 있으며, 하드부 저면에 접합되는 것을 예시할 수 있다.
상기 아치 생크(17)는 발의 아치부를 보다 견고하게 지지하는 역할을 한다.
본 발명에서는 발의 내측에 해당하는 영역에 제1소프트부 및 제2소프트부를 배치함으로써, 전체적으로 발의 내측 영역의 움직임이 원활해진다. 다만, 제1, 2소프트부와 하드부와의 경도 차가 크거나, 또는 제1소프트부와 제2소프트부와의 이격거리가 좁게 구성되는 경우에는 아치부 영역이 무너질 우려가 있다. 이때, 아치 생크는 발의 아치부를 견고하게 받쳐줌으로써, 체중을 분산하고 충격을 흡수하는 아치부 본래의 기능을 원활하게 수행할 수 있도록 해주는 역할을 한다.
도 4b를 참조하면, 도 4a와 달리 아치 생크(17a)는 아치부 중에서도 내측에 움푹 들어간 발의 족궁 영역에 설치되도록 구성할 수 있다.
상기 아치 생크(17a)는 열가소성 폴리우레탄(TPU,Thermo Plastic Polyurethane)으로 이루어지는 것을 예시할 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 무릎 부하를 경감시키는 미드솔의 제4실시예를 도시하는 B-B 단면도이다.
본 발명의 미드솔은 도 5a와 같이 아웃솔(20)의 상측에 적층되는 구조로 이루어질 수 있고, 도 5b와 같이 바닥부(21)와 측벽부(22)가 형성된 아웃솔(20a) 내에 삽입되는 구조로 이루어질 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 무릎 부하를 경감시키는 미드솔의 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
발의 아치부 중 내측의 족궁을 기준으로 전방에 제1소프트부가 배치되고, 후방에 제2소프트부가 배치되도록 하며, 제1, 2소프트부를 제외하고 나머지 영역은 하드부가 배치되도록 한다. 그리고 접착하여 제1, 2소프트부 및 하드부를 접합하여 미드솔을 제조하였다.
이때 제1, 2소프트부는 soft EVA를 사용하고, 하드부는 hard EVA를 사용하였으며, 소프트부와 하드부의 경도비는 1 : 1.2이다.
상기 실시예 1에서 소프트부와 하드부의 경도비가 1 : 1.3인 것을 제외하고 동일한 방법으로 미드솔을 제조하였다.
[비교예 1]
상기 실시예 1과 같이 제1, 2소프트부와 하드부가 구분되지 않으며, 상기 실시예 1의 하드부의 경도와 동일한 hard EVA를 사출하여 미드솔을 제조하였다.
한편, 실시예 1, 2와 비교예 1의 미드솔을 이용하여 각각 신발을 제조하였으며, 신발이 지면에 접지되는 순간(stance phase : 0%)부터 지면에서 떨어지는 순간(stance phase : 100%)까지 신발 내측에 작용하는 힘(medial contact force)을 측정하였으며, 그 결과는 도 00의 그래프에 도시하였다.
도 6은 실시예 1, 2와 비교예 1의 stance phase에 따른 medial contact force를 측정한 값을 나타내는 그래프이다.
도 6을 참조하면, 실시예 1, 2의 경우 비교예 1의 신발에 비해 뒤꿈치에 하중이 가장 많이 작용하는 20% stance phase 영역 및 엄지발가락으로 추진력을 발생시키는 70% 영역에서 각각 medial contact force가 급격히 감소한다는 것을 확인할 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 미드솔은 (신)발의 내측에 작용하는 medial contact force가 감소함에 따라 발목 관절의 움직임을 원활하게 해주며, 내측 무릎에 작용하는 adduction의 움직임을 최소화하기 때문에 궁극적으로는 무릎 연골이 손상되는 것을 예방할 수 있는 장점이 있다.
상기 실시예 1에서 제1, 2소프트부 및 하드부에 45°로 경사진 단면이 형성되어 접합하는 것을 제외하고 동일한 방법으로 미드솔을 제조하였다.
이때, 하드부의 경사진 단면이 소프트부의 경사진 단면 위에 배치된다.
상기 실시예 3에서 하드부의 하면에 TPU(Thermo Plastic Polyurethane)을 사출한 아치 생크를 접합하였다. 이때, 상기 아치 생크는 족궁을 포함하는 아치부에 횡방향으로 배치된다.
상기 실시예 1 내지 4의 미드솔로 제조된 신발의 착화감을 알아보기 위하여 선별한 100명(남녀 각각 50명씩)을 대상으로 관능검사를 실시하였다.
위 관능검사는 해당 신발들을 1시간씩 착용하고 보행한 후 각 신발에 대한 착화감에 대한 평가를 하도록 하였다.
*관능검사 기준 : 착화감에 대하여 7점범에 따라 응답하도록 하였고, "1은 대단히 나쁘다, 2는 나쁘다, 3은 별로이다, 4는 보통이다, 5는 약간 좋다, 6은 좋다, 7은 아주 좋다"를 의미하는 것으로서, 그 결과 값을 평균 값으로 하여 아래의 표에 나타냈다.
구분 착화감
실시예 1 5.9
실시예 2 6.0
실시예 3 6.5
실시예 4 6.7
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 4는 모두 착화감이 좋다는 것을 확인할 수 있으며, 특히 소프트부와 하드부의 경계에 경사면을 형성한 실시예 3 내지 4의 경우 착화감이 현저히 증가하며, 아치 생크가 있는 실시예 4는 가장 우수한 판정을 받았다.
한편, 본 발명의 상세한 설명 및 첨부도면에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명은 개시된 실시예에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다. 따라서, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들을 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 미드솔
11 : 제1소프트부
13 : 제2소프트부
15 : 하드부
17 : 아치 생크
20 : 아웃솔
21 : 바닥부
22 : 측벽부

Claims (8)

  1. 발의 아치부를 기준으로 전방 내측에 형성되는 제1소프트부와;
    발의 아치부를 기준으로 후방 내측에 형성되는 제2소프트부와;
    상기 제1, 2소프트부를 제외한 나머지 영역과 상기 발의 아치부에 형성되며, 상기 제1, 2소프트부보다 경도가 큰 하드부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무릎 부하를 경감시키는 미드솔.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1소프트부와 제2소프트부는 동일한 경도로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무릎 부하를 경감시키는 미드솔.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 소프트부 및 하드부의 경도는 1 : 1.1~1.6의 비율로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무릎 부하를 경감시키는 미드솔.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 소프트부와 하드부는 서로 맞대어 접합되는 것을 특징으로 하는 무릎 부하를 경감시키는 미드솔.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 소프트부와, 하드부에는 각각 상하로 접합되는 경사진 단면이 형성되고,
    상기 소프트부와 하드부가 접합되는 영역의 경도는 상기 소프트부의 경도와 하드부의 경도 사이의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 무릎 부하를 경감시키는 미드솔.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 하드부 중 상기 발의 아치부에 해당하는 영역에는 상기 하드부보다 큰 경도를 가지는 아치 생크(arch shank)가 설치되는 것을 특징으로 하는 무릎 부하를 경감시키는 미드솔.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 아치부 생크는 상기 제1소프트부와 제2소프트부 사이의 족궁 영역에 설치되는 것을 특징으로 하는 무릎 부하를 경감시키는 미드솔.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 미드솔은,
    바닥부와 측벽부가 형성된 아웃솔 내에 삽입되는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무릎 부하를 경감시키는 미드솔.
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