KR102187718B1 - 다수의 개별 챔버를 갖는 경사 조절기 - Google Patents

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Abstract

밑창 구조는 전기유변 유체를 포함하는 챔버 및 전달 채널을 포함할 수 있다. 전극은 전극에 걸친 전압에 반응하여, 전달 채널 내 전기유변 유체의 적어도 일부에 전기장을 생성하도록 위치할 수 있다. 밑창 구조는 프로세서 및 메모리를 포함하는 제어기를 더 포함할 수 있다. 프로세서 및 메모리 중 적어도 하나는 프로세서에 의해 실행가능한 명령을 저장하여 동작을 수행할 수 있고, 당해 동작은 전달 채널을 통한 전기유변 유체의 흐름이 차단되는 하나 이상의 흐름-저지 레벨로 전극에 걸친 전압을 유지하는 것, 전달 채널을 통한 전기유변 유체의 흐름을 허용하는 하나 이상의 흐름-가능 레벨로 전극에 걸친 전압을 유지하는 것을 더 포함한다.

Description

다수의 개별 챔버를 갖는 경사 조절기
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2017년 8월 31일자로 출원되고 명칭이 "다수의 개별 챔버를 갖는 경사 조절기(INCLINE ADJUSTER WITH MULTIPLE DISCRETE CHAMBERS)"인 미국 가특허 출원 제62/552,551호에 대한 우선권을 주장한다. 제62/552,551호는 전체적으로 본원에 참조로 포함된다.
종래의 풋웨어 물품은 일반적으로 갑피 및 밑창 구조를 포함한다. 갑피는 발에 대한 외피를 제공하고 밑창 구조에 대해 발을 안전하게 위치시킨다. 밑창 구조는 갑피의 아랫부분에 고정되고 착용자가 서거나, 걷거나, 뛰고 있을 때 발 및 지면 사이에 위치하도록 구성된다.
종래의 풋웨어는 대개 특정 조건 또는 일련의 조건들에 대해 신발을 최적화하는 목적을 갖고 설계된다. 예를 들어, 스포츠, 예컨대 테니스 및 농구는 상당한 좌우(side-to-side) 움직임을 필요로 한다. 그러한 스포츠를 하면서 착용하기 위해 설계된 신발은 대개 상당한 보강재를 포함하고/하거나 측방으로 움직이는 동안 보다 많은 힘을 받는 영역을 지지한다. 다른 예로서, 러닝화는 대개 착용자에 의한 직선의 전진 운동을 위해 설계된다. 상황이 변화하는 동안, 또는 다수의 상이한 유형의 움직임을 취하는 동안 신발을 착용하고 있어야만 할 때 어려움이 발생할 수 있다.
이러한 발명의 내용은 하기 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에서 더 설명될 개념의 선택을 간략화된 형태로 소개하기 위해 제공된다. 이러한 발명의 내용은 본 발명의 주요 특징 또는 본질적 특징을 밝히고자 하는 것은 아니다.
적어도 몇몇 실시형태에서, 밑창 구조는 베이스, 경사 조절기 및 지지 플레이트를 포함할 수 있다. 베이스는 밑창 구조의 전족부 부분, 밑창 구조의 중족부 부분 및 밑창 구조의 뒤꿈치 부분에 배치될 수 있다. 지지 플레이트는 적어도 밑창 구조의 전족부 부분에 배치될 수 있다. 경사 조절기는 밑창 구조의 전족부 부분에서 베이스와 지지 플레이트 사이에 배치된 전족부 섹션을 포함할 수 있고, 적어도 3개의 챔버를 포함할 수 있다. 챔버 각각은 전기유변 유체를 수용할 수 있고, 챔버 내의 전기유변 유체의 체적 변화에 대응하여 바깥쪽 연장부를 변경하도록 구성될 수 있다. 챔버들은 전달 채널에 의해 직렬로 연결될 수 있으며, 전달 채널 각각은 상기 챔버 중 2개 사이에서의 흐름을 허용한다. 전달 채널은 흐름-조절 전달 채널을 포함할 수 있으며, 이 흐름-조절 전달 채널은 흐름-조절 전달 채널의 전기장-생성 부분의 내부를 따라 연장되는 대향하는 제1 및 제2 전극을 포함한다.
몇몇 실시형태에서, 경사 조절기는 본체, 및 본체로부터 바깥쪽으로 연장되는 적어도 3개의 가변-체적 챔버를 포함할 수 있다. 챔버 각각은 전기유변 유체를 수용할 수 있고, 챔버 내의 전기유변 유체의 체적 변화에 대응하여 바깥쪽 연장부를 변경하도록 구성될 수 있다. 챔버들은 전달 채널에 의해 직렬로 연결될 수 있으며, 전달 채널 각각은 상기 챔버 중 2개 사이에서의 흐름을 허용한다. 전달 채널은 흐름-조절 전달 채널을 포함할 수 있다. 흐름-조절 전달 채널은 흐름-조절 전달 채널의 전기장-생성 부분의 내부를 따라 연장되는 대향하는 제1 및 제2 전극을 포함할 수 있다. 전기장-생성 부분은 길이 L 및 평균 폭 W를 가질 수 있고, 비 L/W는 적어도 50일 수 있다.
몇몇 실시형태에서, 경사 조절기를 제조하는 방법은 상측부, 및 상측부에 한정된 다수의 전달 채널 제1 부분을 포함하는 제1 구성요소를 성형하는 단계를 포함할 수 있다. 전달 채널 제1 부분 중 하나는 노출된 제1 전극을 포함할 수 있다. 상기 방법은 저측부, 상측부, 및 저측부에 한정된 다수의 전달 채널 제2 부분을 포함하는 제2 구성요소를 성형하는 단계를 포함할 수 있다. 전달 채널 제2 부분 중 하나는 노출된 제2 전극을 포함할 수 있다. 적어도 3개의 챔버 각각의 상부 부분은 제2 구성요소의 상측부로부터 바깥쪽으로 연장될 수 있다. 상기 방법은 제1 구성요소의 상측부를 제2 구성요소의 저측부에 접합하는 단계, 내부 체적을 전기유변 유체로 채우는 단계, 및 내부 체적을 밀봉하는 단계를 더 포함할 수 있다.
추가 실시형태가 본 명세서에 설명된다.
몇몇 실시형태는 비슷한 참조 부호가 유사한 요소를 나타내는 첨부 도면의 도해로, 제한으로서가 아니라 예로서 예시된다.
도 1은 몇몇 실시형태에 따른 신발의 내측 외측도이다.
도 2a는 도 1의 신발의 밑창 구조의 저면도이다.
도 2b는 도 1의 신발의 밑창 구조의 저면도이나, 전족부 겉창 요소가 제거되었다.
도 2c는 도 1의 신발의 밑창 구조의 전족부 겉창 요소의 저면도이다.
도 3은 도 1의 신발의 밑창 구조의 부분적인 분해 조립도의 내측 사시도이다.
도 4a는 도 1의 신발의 경사 조절기의 확대된 후방 외측 상부 사시도이다.
도 4b는 도 4a의 경사 조절기의 상면도이다.
도 4c는 도 4b에 화살표 A-A로 표시된 평면으로부터 취한 영역 단면도이다.
도 4d는 도 4b에 화살표 B-B로 표시된 평면으로부터 취한 영역 단면도이다.
도 5a는 금속제 제1 전극과 함께, 도 4a의 경사 조절기의 제1 구성요소의 제1 층을 도시한다.
도 5b는 도 5a의 제1 전극의 부착 후의 도 5a의 제1 층을 도시한다.
도 5c는 제1 층 및 부착된 제1 전극 위에 제2 층을 성형한 후의 도 4a의 경사 조절기의 제1 구성요소를 도시한다.
도 6a는 금속의 제2 전극과 함께, 도 4a의 경사 조절기의 제2 구성요소의 제1 층을 도시한다.
도 6b는 도 6a의 제2 전극의 부착 후의 도 6a의 제1 층을 도시한다.
도 6c는 제1 층 및 부착된 제2 전극 위에 제2 층을 성형한 후의 도 4a의 경사 조절기의 제2 구성요소를 도시한다.
도 7은 도 5c의 제1 구성요소 및 도 6c의 제2 구성요소로부터의 도 4a의 경사 조절기의 조립을 도시한다.
도 8a는 조립 후 및 ER 유체로 채우기 전의 경사 조절기의 외측 상부 사시도이다.
도 8b는 조립 후 및 ER 유체로 채우기 전의 경사 조절기의 내측 저부 사시도이다.
도 9는 도 4b에 화살표 C-C로 표시된 평면으로부터 취한 확대된 영역 단면도로서, 도 4a의 경사 조절기의 전달 채널의 일부를 도시한다.
도 10은 도 4b에 화살표 A-A로 표시된 평면으로부터 후방 내측 상부 사시도로서 취한 부분적인 개략 단면도로서, 2개의 챔버 캡을 더 도시한다.
도 11은 도 1의 신발에서의 전기적 시스템 구성요소를 도시하는 블록도이다.
도 12a 내지 도 12c는 최소 경사 상태에서 최대 경사 상태로 되어갈 때 도 1의 신발의 경사 조절기의 작동을 도시하는, 부분적인 영역의 개략적인 단면도이다.
도 13a는 최소 경사 상태로부터 최대 경사 상태로 이행하는 동안, 상이한 시간에서의 발 상태, 압력차, 전압 레벨 및 경사각의 그래프이다.
도 13b는 최대 경사 상태로부터 최소 경사 상태로 이행하는 동안, 상이한 시간에서의 발 상태, 압력차, 전압 레벨 및 경사각의 그래프이다.
도 14a 및 도 14b는 경사 조절기의 구성요소를 성형하는 프로세스에서의 동작을 개략적으로 도시한다.
도 14c 및 도 14d는 다른 실시형태에 따른 경사 조절기를 형성하기 위한 주형의 상면도이다.
도 15a 내지 도 15f는 도 14c 및 도 14d의 주형을 사용하여 경사 조절기 구성요소를 성형하는 제1 예를 도시하는 부분적인 개략 영역 단면도이다.
도 16a 내지 도 16f는 도 14c 및 도 14d의 주형을 사용하여 경사 조절기 구성요소를 성형하는 제2 예를 도시하는 부분적인 개략 영역 단면도이다.
다양한 유형의 활동에서, 신발의 착용자가 뛰고 있거나, 아니면 다른 활동에 참여하고 있을 때 신발 또는 신발 부분의 형상을 변경하는 것이 바람직할 수 있다. 많은 달리기 경주에서, 예를 들어, 선수는 "굽이(bend)"로서도 알려진, 커브 부분을 갖는 트랙 주위를 달린다. 몇몇 경우, 특히 보다 단거리 종목, 예컨대 200 미터 또는 400 미터 경주에서, 선수는 트랙 굽이 상에서 전력 질주하는 페이스로 달리고 있을 수 있다. 그러나 빠른 페이스로 평평한 커브를 달리는 것은 생체역학적으로 비효율적이며 불편한 신체 움직임을 필요로 할 수 있다. 그러한 영향을 상쇄시키기 위해, 몇몇 러닝 트랙 중 굽이는 경사진다. 이러한 경사는 보다 효율적인 신체 움직임을 가능하게 하고 통상적으로 러닝 타임을 보다 단축시킨다. 테스트를 통해 유사한 이점이 신발의 형상을 변경함으로써 달성될 수 있다는 것이 드러났다. 특히, 지면에 대해 경사져 있는 풋베드를 갖는 신발을 신고 평평한 트랙 굽이를 달리는 것은 경사지지 않은 풋베드를 갖는 신발을 신고 경사진 굽이를 달리는 이점과 흡사할 수 있다. 그러나, 경사진 풋베드는 러닝 트랙의 직선 부분 상에서는 불리하다. 굽이를 달릴 때 경사진 풋베드를 제공할 수 있고 직선 트랙 섹션을 달릴 때 경사를 감소 또는 제거할 수 있는 풋웨어는 상당한 이점을 제공할 수 있다.
몇몇 실시형태에 따른 풋웨어에서, 하나 이상의 신발 부분의 형상을 변경하기 위해 전기유변(ER) 유체가 사용된다. ER 유체는 통상적으로 매우 작은 입자가 현탁되어 있는 비전도성 오일 또는 다른 유체를 포함한다. 몇몇 유형의 ER 유체에서, 입자는 5 마이크론 이하의 직경을 가질 수 있고 폴리스티렌 또는 쌍극 분자를 갖는 다른 폴리머로 형성될 수 있다. ER 유체에 걸쳐 전기장이 작용될 때, 유체의 점도는 전기장의 강도가 증가함에 따라 증가한다. 아래에서 보다 상세하게 설명될 바와 같이, 이러한 효과는 유체의 전달을 제어하여 풋웨어 구성요소의 형상을 수정하기 위해 사용될 수 있다. 처음에는 트랙 슈즈의 실시형태가 설명되지만, 다른 실시형태는 다른 스포츠용 또는 활동용으로 의도된 풋웨어를 포함한다.
"신발(슈즈)" 및 "풋웨어 물품"은 인간의 발에 착용하도록 의도된 물품을 나타내기 위해 본원에서 호환하여 사용된다. 신발은 착용자의 발 전체를 감쌀 수도 있고 감싸지 않을 수도 있다. 예를 들어, 신발은 착용한 발의 많은 부분을 노출시키는 샌들 모양의 갑피를 포함할 수 있다. 신발 요소는 그 신발을 착용한 인간의 발의 영역 및/또는 해부학적 구조에 기초하여, 그리고 신발의 내부가 일반적으로 착용한 발에 정합하며 그 외에 착용한 발에 적절하게 사이징되는 것을 가정함으로써, 설명될 수 있다. 발의 전족부 영역은 중족골의 맨 윗부분 및 중심부뿐만 아니라, 지골을 포함한다. 신발의 전족부 요소는 신발이 착용될 때 착용자의 전족부(또는 이의 일부)의 아래에, 위에, 외측 및/또는 내측으로, 및/또는 앞에 배치되는 하나 이상의 부분을 갖는 요소이다. 발의 중족부 영역은 투자골, 주상골 및 경상골뿐만 아니라, 중족골의 기저부를 포함한다. 신발의 중족부 요소는 신발이 착용될 때 착용자의 중족부(또는 이의 일부)의 아래에, 위에, 및/또는 외측 및/또는 내측으로 배치되는 하나 이상의 부분을 갖는 요소이다. 발의 뒤꿈치 영역은 거골 및 종골을 포함한다. 신발의 뒤꿈치 요소는 신발이 착용될 때 착용자의 뒤꿈치(또는 이의 일부)의 아래에, 및/또는 외측 및/또는 내측으로, 및 또는 뒤에 배치되는 하나 이상의 부분을 갖는 요소이다. 전족부 영역은 중족부 영역과 겹칠 수 있고, 중족부 및 뒤꿈치 영역도 그럴 수 있다.
하기의 설명 전체에 걸쳐 그리고 도면에 있어서, 유사한 요소는 때때로 공통의 숫자 부호 및 상이한 첨자(예를 들어, 외측 챔버(35a, 35b 및 35c))를 사용하여 식별된다. 그러한 방식으로 식별된 요소는 또한 숫자 부호만을 사용하여 집합적으로(예를 들어, 외측 챔버(35)(lateral chambers 35)) 또는 포괄적으로(예를 들어, 외측 챔버(35)(a lateral chamber 35)) 식별될 수 있다.
도 1은 몇몇 실시형태에 따른 트랙 슈즈(10)의 내측 외측도이다. 신발(10)의 외측은 유사한 구성 및 외관을 갖지만, 착용자의 발의 외측에 대응하도록 구성된다. 신발(10)은 오른쪽 발에 착용하도록 구성되며, 신발(10)의 거울상이고 왼쪽 발에 착용하도록 구성된 신발(미도시)을 포함하는 한 켤레 중 한 짝이다. 그러나, 아래에서 보다 상세하게 설명될 바와 같이, 신발(10) 및 그에 대응하는 왼쪽 신발은 주어진 일련의 조건하에 상이한 방식으로 그것들의 형상을 변경하도록 구성될 수 있다.
신발(10)은 밑창 구조(12)에 부착되는 갑피(11)를 포함한다. 갑피(11)는 임의의 다양한 유형의 재료로 형성될 수 있고 임의의 다양한 상이한 구성을 가질 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 예를 들어, 갑피(11)는 단일 유닛으로 짜일 수 있고, 다른 유형의 안감의 부티를 포함하지 않을 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 갑피(11)는 발을 수용하는 내부 공간을 감싸기 위해 갑피(11)의 저부 가장자리를 스티칭함으로써 슬립 라스팅(slip last)될 수 있다. 다른 실시형태에서, 갑피(11)는 스트로벨(strobel)로 또는 몇몇 다른 방식으로 라스팅될 수 있다. 배터리 조립체(13)는 갑피(11)의 뒤쪽 뒤꿈치 영역에 배치되고, 제어기에 전력을 제공하는 배터리를 포함한다. 제어기는 도 1에 보이지 않으나, 다른 도시된 도면과 관련하여 아래에서 설명된다.
밑창 구조(12)는 풋베드는 풋베드(14), 겉창(15) 및 경사 조절기(16)를 포함한다. 경사 조절기(16)는 겉창(15)과 풋베드(14) 사이에 위치한다. 아래에서 보다 상세하게 설명될 바와 같이, 경사 조절기(16)는 풋베드(14)의 내측 전족부 부분을 지지하는 내측 유체 챔버뿐만 아니라, 풋베드(14)의 외측 전족부 부분을 지지하는 외측 유체 챔버를 포함한다. ER 유체는 챔버들 사이에서 챔버의 내부와 유체 연통하는 전달 채널을 통해 전달될 수 있다. 해당 유체 전달은 다른 쪽의 챔버 높이에 비해 한쪽의 챔버 높이를 상승시켜서, 챔버 위에 배치된 풋베드(14)의 부분에 경사를 야기할 수 있다. 채널 중 하나를 통한 ER 유체의 추가 흐름이 중단될 때, 경사는 ER 유체 흐름이 재개되는 것이 가능해질 때까지 유지된다.
겉창(15)은 밑창 구조(12)의 지면-접촉 부분을 형성한다. 신발(10)의 실시형태에서, 겉창(15)은 전방 겉창 섹션(17) 및 뒤쪽 겉창 섹션(18)을 포함한다. 전방 겉창 섹션(17) 및 뒤쪽 겉창 섹션(18)의 관계는 밑창 구조(12)의 저면도인 도 2a와, 전족부 겉창 섹션(17)이 제거된 밑창 구조(12)의 저면도인 도 2b를 비교함으로써 알 수 있다. 도 2c는 밑창 구조(12)로부터 제거된 전족부 겉창 섹션(17)의 저면도이다. 도 2a에서 볼 수 있는 바와 같이, 앞쪽 겉창 섹션(17)은 밑창 구조(12)의 전족부 및 중앙 중족부 영역을 통해 연장되고, 협소한 말단(19)을 향해 가늘어진다. 단부(19)는 뒤꿈치 영역에 배치된 결합부(20)에서 뒤쪽 겉창 섹션(18)에 부착된다. 뒤쪽 겉창 섹션(18)은 측부 중족부 영역 위로 연장된다. 전족부 겉창 섹션(17)은 결합부(20)를 통과하는 종축(L1)에 대해 피봇팅한다. 특히, 그리고 아래에서 설명될 바와 같이, 전족부 겉창 섹션(17)은 풋베드(14)의 전족부 부분이 전족부 겉창 섹션(17)에 대해 경사져 있을 때 축(L1)의 주위를 회전한다.
겉창(15)은 폴리머 또는 폴리머 복합체로 형성될 수 있고 지면-접촉면 상에 고무 및/또는 다른 마모-방지 재료를 포함할 수 있다. 정지 마찰 요소(21)는 겉창(15)의 저부의 내로 성형되거나, 아니면 그 안에 형성될 수 있다. 또한 전족부 겉창 섹션(17)은 하나 이상의 제거 가능한 스파이크 요소(22)를 유지하기 위한 리셉터클을 포함할 수 있다. 다른 실시형태에서, 겉창(15)은 상이한 구성을 가질 수 있다.
풋베드(14)는 중창(25)을 포함한다. 신발(10)의 실시형태에서, 중창(25)은 인간의 발의 외형에 대략적으로 대응하는 사이즈 및 형상을 갖고, 풋베드(14)의 전체 길이 및 폭을 연장하는 단편이며, 윤곽진 상면(26)을 포함한다(도 3에 도시됨). 상면(26)의 윤곽은 인간 발의 발바닥 영역의 형상에 대체로 대응하도록, 그리고 아치 지지부를 제공하도록 구성된다. 중창(25)은 에틸렌초산비닐(EVA, ethylene vinyl acetate) 및/또는 하나 이상의 다른 독립기포 폴리머 발포 재료로 형성될 수 있다. 또한 뒤쪽 겉창 섹션(18)의 내측 및 외측을 위를 향하여 연장시키면, 추가의 내측 및 외측의 지지를 착용자의 발에 제공할 수 있다. 다른 실시형태에서, 풋베드는 상이한 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 중창은 밑창 전체를 커버하지는 않을 수 있거나 완전히 부재할 수 있고/있거나, 풋베드는 다른 구성요소를 포함할 수 있다.
도 3은 밑창 구조(12)의 부분적인 분해 조립도의 내측 사시도이다. 저부 지지 플레이트(29)는 신발(10)의 발바닥 영역에 배치된다. 신발(10)의 실시형태에서, 저부 지지 플레이트(29)는 앞쪽 겉창 섹션(17)의 상면(30)에 부착된다. 상대적으로 강성인 폴리머 또는 폴리머 복합체로부터 형성될 수 있는 저부 지지 플레이트(29)는 앞쪽 겉창 섹션(17)의 전족부 영역을 경화시키고 경사 조절기(16)에 안정적인 베이스를 제공하는 것을 돕는다. 앞쪽 전족부 힘 감지 저항기(FSR)(32a), 중간 전족부 FSR(32b) 및 뒤쪽 전족부 FSR(32c)는 전족부 영역의 내측 상에서 저부 지지 플레이트(29)의 상면(33)에 부착된다. 유사하게, 앞쪽 전족부 FSR(31a), 중간 전족부 FSR(31b) 및 뒤쪽 전족부 FSR(31c)은 전족부 영역의 외측 상에서 상면(33)에 부착된다. 아래에 설명될 바와 같이, FSR(31 및 32)은 경사 조절기(16)의 챔버 내의 압력을 판정하는 것을 돕는 출력을 제공한다.
경사 조절기(16)는 하부 지지 플레이트(29)의 상면(33), 및 뒤쪽 겉창 섹션(18)의 상면(43)에 부착된다. 경사 조절기(16)의 외측 챔버(35a, 35b 및 35c)는 각각 외측 FSR(31a, 31b 및 31c) 위에 위치한다. 경사 조절기(16)의 내측 챔버(36a, 36b 및 36c)는 각각 내측 FSR(32a, 32b 및 32c) 위에 위치한다. 챔버 캡(37a, 37b 및 37c)은 각각 챔버(35a, 35b 및 35c) 위에 위치한다. 챔버 캡(38a, 38b 및 38c)은 각각 챔버(36a, 36b 및 36c) 위에 위치한다. 도 10과 관련하여 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 챔버 캡(37 및 38)은 챔버(35 및 36)와 상부 지지 플레이트(41)의 밑면 사이의 인터페이스를 제공한다. 상부 지지 플레이트(41)는 신발(10)의 발바닥 영역에 배치되고 경사 조절기(16) 위에 위치한다. 신발(10)의 실시형태에서, 상부 지지 플레이트(41)는 저부 지지 플레이트(29)와 대체로 정렬된다. 또한 상대적으로 강성인 폴리머 또는 폴리머 복합체로 형성될 수 있는 상부 지지 플레이트(41)는 경사 조절기(16)가 밀릴 수 있고 풋베드(14)의 전족부 영역을 지지하는 안정적이고 상대적으로 변형 불가능한 영역을 제공한다.
중창(25) 밑면의 전족부 영역 부분은 상부 지지 플레이트(41)의 상면(42)에 부착된다. 뒤꿈치 및 중족부 영역에서의 중창(25) 밑면 부분은 이의 뒤꿈치 및 중족부 영역 내의 경사 조절기(16)의 상면에 부착된다. 전방 겉창 섹션(17)의 말단(19)은 결합부(20)를 형성하기 위해 뒤쪽 겉창 섹션(18)의 전단의 가장 뒤쪽 위치(44)에서 뒤쪽 겉창 섹션(18)에 부착된다. 몇몇 실시형태에서, 말단(19)은 위치(14)에서 또는 그 부근에서 섹션(18)에 형성되는 슬롯에 미끄러져 들어가는 탭일 수 있고/있거나, 경사 조절기(16)의 상면(43)과 밑면 사이에 끼워넣어질 수 있다.
또한 도 3에는 제어기(47)의 DC 대 고전압-DC 컨버터(45) 및 인쇄 회로 기판(PCB, printed circuit board)(46)이 도시된다. 컨버터(45)는 저전압 DC 전기 신호를 경사 조절기(16) 내의 전극에 인가되는 고전압(예를 들어 5000V) DC 신호로 변환한다. PCB(46)는 하나 이상의 프로세서, 메모리 및 다른 구성요소를 포함하고, 컨버터(45)를 통해 경사 조절기(16)를 제어하도록 구성된다. 또한 PCB(46)는 FSR(31 및 32)로부터 입력을 수신하고 배터리 유닛(13)으로부터 전력을 수신한다. PCB(46) 및 컨버터(45)는 중족부 영역(48)에서의 앞쪽 겉창 섹션(17)의 상면에 부착될 수 있다.
도 4a는 경사 조절기(16)의 확대된 후방 외측 상부 사시도이다. 도 4b는 경사 조절기(16)의 확대된 상면도이다. 도 4c는 도 4b에 화살표 A-A로 표시된 평면으로부터 취한 영역 단면도이다. 도 4d는 도 4b에 화살표 B-B로 표시된 평면으로부터 취한 영역 단면도이다.
경사 조절기(16)는 본체(51)를 포함한다. 외측 챔버(35b)의 일부는 본체(51)의 상부(52)의 외측으로부터 상향으로 연장되는 가요성의 윤곽 벽(53b)에 의해 경계지어진다. 윤곽 벽(53b)은 중앙 섹션(71b)뿐만 아니라, 외측부 섹션(73b) 및 내측부 섹션(75b)을 포함한다. 외측 챔버(35b)의 다른 부분은 본체(65) 내의 대응하는 영역(55b)에 의해 경계지어진다(도 4c 및 도 4d). 외측 챔버(35a 및 35c) 각각은 챔버(35b)의 구조와 유사한 구조를 가지며, 본체(51)의 상부(52)의 외측으로부터 상향으로 연장되는 각각의 가요성 윤곽 벽(53a 및 53c)뿐만 아니라, 영역(55b)과 유사한 본체(51) 내의 대응하는 영역에 의해 경계지어지는 각각의 부분을 포함한다. 벽(53a 및 53c) 각각은 각각의 외측부 섹션(73a 및 73c), 각각의 내측부 섹션(75a 및 75c), 및 각각의 중앙 섹션(71a 및 71c)을 포함한다.
내측 챔버(36c)의 일부는 상측부(52)의 내측으로부터 상향으로 연장되는 가요성의 윤곽 벽(54c)에 의해 경계지어진다. 윤곽 벽(54c)은 측부 섹션(74c) 및 중앙 섹션(72c)을 포함한다. 내측 챔버(36c)의 다른 부분은 본체(51) 내의 대응하는 영역(56c)에 의해 경계지어진다. 내측 챔버(36a 및 36b) 각각은 챔버(36c)의 구조와 유사한 구조를 가지며, 본체(51)의 상부(52)의 내측으로부터 상향으로 연장되는 각각의 가요성 윤곽 벽(54a 및 54b)뿐만 아니라, 영역(56c)과 유사한 본체(51) 내의 대응하는 영역에 의해 경계지어지는 각각의 부분을 포함한다. 벽(54a 및 54b) 각각은 각각의 측부 섹션(74a 및 74b) 및 각각의 중앙 섹션(72a 및 72b)을 포함한다.
도 4a 내지 도 4d의 실시형태에서, 챔버(35 및 36)는 트랙 굽이 주위로 달릴 때의 보행 사이클의 상이한 부분 동안의 보다 높은 충격력에 대응하는 위치에 있다. 챔버(36a)는 완성된 신발(10)에서, 일반적으로 착용자의 무지(엄지발가락)에 대응하는 위치에 있다. 챔버(36b)는 착용자의 제1 중족골 두부(발의 볼(ball))에 대응하는 위치에 있다. 챔버(36c)는 착용자의 제1 중족골 기저부에 대응하는 위치에 있다. 챔버(35a)는 착용자의 제5 원위 지골(새끼발가락)에 대응하는 위치에 있다. 챔버(35b)는 착용자의 제5 중족골 두부에 대응하는 위치에 있다. 챔버(35c)는 착용자의 제5 중족골 기저부에 대응하는 위치에 있다.
몇몇 실시형태에서, 챔버는 챔버가 연장되는 본체의 평면에서 둥글고, 15 밀리미터 내지 30 밀리미터의 직경을 갖는다. 몇몇 실시형태에서, 챔버(36a)는 20 밀리미터의 직경을 가지며, 챔버(36b, 36c 및 35a 내지 35c) 각각은 25 밀리미터의 직경을 갖는다. 챔버 사이즈의 최소화는 풋웨어(10)가 실제 사용 동안에 지면과 충돌할 때 챔버 변형을 최소화하고, 이에 의해 잠재적으로 제어 시스템에서의 소음을 최소화시킬 수 있다.
도 4b로부터 이해될 수 있는 바와 같이, 경사 조절기(16)의 챔버(35a, 35b, 35c, 36c, 36b 및 36a)는 전달 채널에 의해 직렬로 연결되고, 전달 채널 각각은 상이한 쌍의 챔버를 연결한다. 외측 챔버(35a)는, 본체(51)의 일부에 한정되고 챔버(35a 및 35b) 사이에서 연장되는 전달 채널(61)을 통해 내측 챔버(35b)와 유체 연통한다. 경사 조절기(16)는 도 4a 내지 도 4d의 실시형태에서 불투명하며, 따라서 전달 채널(61) 및 다른 전달 채널의 위치는 도 4b에서 짧은 파선으로 표시되어 있다. 외측 챔버(35b)는, 본체(51)의 일부에 한정되고 챔버(35b 및 35c) 사이에서 연장되는 전달 채널(62)을 통해 내측 챔버(35c)와 유체 연통한다. 내측 챔버(36a)는, 본체(51)의 일부에 한정되고 챔버(36a 및 36a) 사이에서 연장되는 전달 채널(65)을 통해 내측 챔버(36b)와 유체 연통한다. 내측 챔버(36b)는, 본체(51)의 일부에 한정되고 챔버(36b 및 36c) 사이에서 연장되는 전달 채널(64)을 통해 내측 챔버(36c)와 유체 연통한다. 내측 챔버(36c)는 챔버(36c)로부터 뒤쪽으로 본체(31)의 뒤꿈치 영역으로 연장된 후에 외측 챔버(35c)로 앞쪽으로 복귀하는 전달 채널(63)을 통해 외측 챔버(35c)와 유체 연통한다.
도 4b에서 알 수 있는 바와 같이, 전달 채널은 챔버(36c 및 35b) 사이에서 직접 연장되지 않는다. 따라서, 도 4c에서는 전달 채널 부분이 보이지 않는다. 그러나, 도 4d에서, 전달 채널(62) 및 전달 채널(63)의 일부를 볼 수 있다. 전달 채널(63)의 나머지뿐만 아니라, 전달 채널(61, 64 및 65)은 도 4d에 도시된 것과 유사한 본체(51)와 챔버 연결부 및 수직 위치를 갖는다. 또한, 모든 전달 채널의 폭 및 높이는 적어도 몇몇 실시형태에서 대체로 일정하다.
ER 유체(69)는 챔버(35), 챔버(36) 및 전달 채널(61 내지 65)을 채운다. 몇몇 실시형태에서 사용될 수 있는 ER 유체의 일례는 ERF Produktion W
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rzberg GmbH에 의해 "RheOil 4.0"이라는 이름으로 판매된다. 외측 챔버(35)의 내부 체적은 ER 유체(69)가 외측 챔버(35) 내로 또는 밖으로 흐름에 따라 변할 수 있다. 벽(53)에 의해 형성된 각 챔버(35)의 부분은 ER 유체(69)가 해당 챔버(35) 내로 흐를 때 팽창함으로써, 해당 벽(53)의 중앙 섹션(71)을 본체(51)로부터 상향으로 변위시키도록 구성된다. 내측 챔버(36)의 내부 체적은 유사하게 ER 유체(69)가 내측 챔버(36) 내로 또는 밖으로 흐름에 따라 변할 수 있다. 벽(54)에 의해 형성된 각 챔버(36)의 부분은 ER 유체(69)가 해당 챔버(36) 내로 흐를 때 팽창함으로써, 해당 벽(54)의 중앙 섹션(72)을 본체(51)로부터 상향으로 변위시키도록 구성된다.
한 쌍의 대향 전극은 저측부 및 상측부의 전달 채널(63) 내에 위치하고, 도 4b에서 긴 파선으로 표시된 전달 채널(63)의 전기장-생성 부분(77)을 따라 연장된다. 별개의 리드(lead)는 저부 및 상부 전극과 각각 전기적으로 접촉하고, 컨버터(45)에 연결된다. 전달 채널(63)은 채널(63) 내의 ER 유체(69)에 전기장을 생성하기 위해 채널(63) 내의 전극에 대한 증가된 표면적을 제공하도록 기다란 형상을 갖는다. 몇몇 실시형태에서, 전달 채널(63)은 1 밀리미터(mm)의 전극들 사이에서 최대 높이(h), 2 mm의 평균 폭(w), 및 챔버(35c 및 36c) 사이에서 흐름 방향에 따른 적어도 250 mm의 길이를 가질 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 전달 채널(63)은 1 밀리미터(mm)의 전극들 사이에서 최대 높이(h), 4 mm의 평균 폭(w), 및 챔버(35c 및 36c) 사이에서 흐름 방향에 따른 적어도 250 mm의 길이를 가질 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 전달 채널(63)의 길이는 270 mm를 초과할 수 있다.
몇몇 실시형태에서, 전달 채널의 높이는 실제로는 적어도 0.250 mm 내지 3.3 mm 이하의 범위로 제한될 수 있다. 유연한 재료로 구성된 경사 조절기는 사용되는 동안 신발과 함께 굴곡할 수 있을 수 있다. 전달 채널에 걸쳐 굴곡시키는 것은 굴곡점에서의 높이를 국부적으로 감소시킨다. 충분한 허용량에 이르지 못하면, 전기장 강도의 대응하는 증가는 ER 유체의 최대 절연 강도를 초과하여, 전기장이 붕괴되게 할 수 있다. 극단적으로, 전극은 너무 가까워서 사실상 접촉하게 될 수 있으며, 전기장 붕괴라는 결과를 낳는다.
ER 유체의 점도는 인가된 전기장 강도에 따라 증가된다. 효과는 비선형적이고 최적의 전기장 강도는 밀리미터당 3 킬로볼트 내지 6 킬로볼트(kV/mm)의 범위 내이다. 3 내지 5 V의 배터리를 부스팅하기 위해 사용되는 고전압 dc-dc 컨버터는 물리적 사이즈 및 안전상의 고려에 의해 2 W 미만으로 제한될 수 있거나 10 kV 이하의 최대 출력 전압으로 제한될 수 있다. 전기장 강도를 바람직한 범위 내로 유지하기 위해, 그에 따라 전달 채널의 높이는 몇몇 실시형태에서 최대 약 3.3 mm(10 kV/3 kV/mm)로 제한될 수 있다.
전달 채널의 폭은 실제로는 0.5 mm 이상 4 mm 이하의 범위로 제한될 수 있다. 채널의 최대 폭은 챔버들 사이의 물리적 공간에 의해 제한될 수 있다. 또한 ER 유체의 등가 직렬 저항은 채널 폭이 증가됨에 따라 감소될 것이며, 이는 전력 소비를 증가시킨다. 최소 M7(US)까지의 신발 사이즈 범위에 있어서, 실제 폭은 4 mm 미만으로 제한될 수 있다.
전달 채널(63)의 전기장-생성 부분(77) 내의 대향 전극은 전기장-생성 부분(77) 내의 ER 유체(69)의 점도를 증가시키도록 통전되어, 채널(63)을 통한 ER 유체(69)의 흐름을 늦추거나 정지시킬 수 있다. 전달 채널(63)을 통한 흐름이 가능한 경우, 내측 챔버(36)의 중앙 섹션(72)에 대한 하향력은 ER 유체(69)를 챔버(36)로부터 전달 채널(63)을 통해 챔버(35) 내로 강제한다. ER 유체(69)가 챔버(36)로부터 챔버(35) 내로 전달됨에 따라, 중앙 섹션(72)은 본체(51)를 향해 하향으로 이동하고, 중앙 섹션(71)은 본체(51)로부터 상향으로 멀리 이동한다. 반대로, 중앙 섹션(71)에 대한 하향력(전달 채널(63)을 통한 흐름이 가능한 경우)은 ER 유체(69)를 챔버(35)로부터 전달 채널(63)을 통해 챔버(36) 내로 강제한다. ER 유체(69)가 챔버(35)로부터 챔버(36) 내로 전달됨에 따라, 중앙 섹션(71)은 본체(51)를 향해 하향으로 이동하고, 중앙 섹션(72)은 본체(51)로부터 상향으로 멀리 이동한다. 도 12a 내지 도 12c와 관련하여 아래에서 보다 상세하게 논의되는 바와 같이, 중앙 섹션(71)과 중앙 섹션(72)의 상대 높이의 변화는 저부 지지 플레이트(29)에 대한 상부 지지 플레이트(41)의 경사각을 변경시킨다.
전달 채널의 바람직한 길이는 사용할 때 경사 조절기의 챔버들 사이의 최대 압력차의 함수일 수 있다. 채널이 길수록, 견뎌낼 수 있는 압력차가 커진다. 최적의 채널 길이는 용도 및 구성에 의해 좌우될 수 있으며, 그에 따라 실시형태들 사이에서 다를 수 있다. 긴 채널로 인한 불이익은 전기장이 제거될 때 유체 흐름에 대한 보다 큰 제한이다. 몇몇 실시형태에서, 채널 길이의 실제 제한은 25 mm 내지 350 mm의 범위 내이다. 적어도 몇몇 실시형태에서, 전기장-생성 부분(77)은 적어도 50의 L/w 비를 가질 수 있으며, 여기서 L은 전기장-생성 부분(77)의 길이이고, w는 전기장-생성 부분(77)의 평균 폭이다. 다른 실시형태에서, 전달 채널의 전기장-생성 부분의 L/w 비에 대한 예시적인 최소 값은 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160 및 170을 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 전달 채널의 전기장-생성 부분에서 ER 유체와 접촉하는 각각의 대향 전극의 최소 면적은, 4 mm의 평균 채널 폭을 갖는 전달 채널의 경우, 800 제곱 밀리미터일 수 있다. 아래에서 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 전극의 장착 특징부는 채널의 벽 내에 캡슐화될 수 있고, 그에 따라 ER 유체와 접촉하지 않을 수 있다. 따라서, 전극의 총 면적은 노출된 기능적 면적보다 클 수 있다.
도 4c 및 도 4d에서 보여지는 바와 같이, 외측부 섹션(73b 및 73c)은 상측부(52)로부터 상향으로 연장되고, 내측부 섹션(75b 및 75c)과 결합하며, 내측부 섹션(75b 및 75c)은 중앙 섹션(71b 및 71c)에 결합된다. 챔버(35a)의 섹션(73a, 75a 및 71a)은 유사한 구조를 갖는다. 섹션(75 및 71)은 외측 챔버(35)의 외부 형상에 함몰부를 형성한다. 이러한 함몰부는 시스템 내에 필요한 ER 유체(69)의 총 체적의 감소를 가능하게 한다. 도 4a 내지 도 4d의 실시형태에서, 외측 챔버(35)만이 외부 함몰부를 포함한다. 다른 실시형태에서, 임의의 챔버 또는 모든 챔버가 함몰부를 포함할 수 있거나, 어떠한 챔버도 함몰부를 포함하지 않을 수 있다(예를 들어, 일부 또는 모든 외측 챔버가 외부 함몰부를 포함할 수 있거나, 어떠한 외측 챔버도 외부 함몰부를 포함하지 않을 수 있고/있거나, 일부 또는 모든 내측 챔버가 외부 함몰부를 포함할 수 있거나, 어떠한 내측 챔버도 외부 함몰부를 포함하지 않을 수 있음).
몇몇 실시형태에서, 경사 조절기 챔버는 벨로우즈 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 4c에서 볼 수 있는 바와 같이, 외측부 섹션(73b)은 외측 챔버(35b)의 벨로우즈 형상을 한정하는 접힘부를 갖는다. 벽(54c)의 측부 섹션(74c)은 또한 내측 챔버(36c)의 벨로우즈 형상을 한정하는 접힘부를 갖는다. 도 4a 내지 도 4d의 실시형태에서, 외측 챔버의 외측부는 내측 챔버의 측부보다 많은 접힘부를 갖는다. 몇몇 실시형태에서, 양 측부 상의 챔버는 동일한 수의 접힘부를 가질 수 있는 한편, 또 다른 실시형태에서, 내측 챔버는 외측 챔버보다 많은 접힘부를 가질 수 있다. 챔버의 벨로우즈 형상에 의해, 챔버의 팽창 및 수축 동안에 만곡이 증가하기 쉽다. 이것은 마모를 최소화할 뿐만 아니라, 시스템 내에 필요한 ER 유체의 총량을 감소시키는 것을 돕는다. 몇몇 실시형태에서, 몇몇 챔버 또는 모든 챔버는 벨로우즈 형상을 갖지 않을 수 있다.
몇몇 실시형태에서, 경사 조절기(16)는 저부 및 상부 구성요소를 별도로 형성함으로써 제조될 수 있다. 저부 구성요소는 챔버(35)의 영역(55) 및 챔버(36)의 영역(56), 전달 채널(61 내지 65)의 저부 부분, 및 저부 전극을 포함할 수 있다. 상부 구성요소는 챔버(35)의 벽(53) 및 챔버(36)의 벽(54), 전달 채널(61 내지 65)의 상부 부분 및 상부 전극을 포함할 수 있다. 일단 형성되면, 저부 구성요소의 상측부는 상부 구성요소의 저측부에 접합될 수 있다. 이어서, 챔버(35), 챔버(36) 및 전달 채널(60 내지 65)의 내부 체적을 포함하는 내부 체적은 ER 유체(69)로 채워지고, 내부 체적은 밀봉될 수 있다.
도 5a 내지 도 5c는 경사 조절기(16)의 저부 구성요소를 형성함에 있어서의 단계를 도시하고 있다. 우선, 도 5a에 도시된 바와 같이, 제1 층(101)이 사출 성형된다. 층(101)은 저부 구성요소의 저부 층을 형성할 것이다. 층(101)의 둘레부는, 전방 연장부(103 및 104)를 제외하고는, 본체(51)의 둘레부의 형상과 동일한 형상을 갖는다. 연장부(103 및 104)는 경사 조절기(16)를 ER 유체(69)로 채울 수 있는 스프루(sprue)를 갖는 넥부의 부분을 형성할 것이다. 채워진 후에, 이들 스프루는 밀봉되고, 넥부가 제거될 수 있다. 전기 리드를 노출시키는 공동의 일부를 형성하는 개구(78.1)를 제외하고는, 층(101)은 연속적이다. 층(101)의 상면(105)은 융기 부분(106)을 포함한다. 융기 부분(106)은, 저부 전극(107)에 대응하고 저부 전극(107)에 대한 안착부(seat)를 한정하는 형상을 갖는다.
또한 도 5a에 도시된 저부 전극(107)은 연속 금속 시트이다. 몇몇 실시형태에서, 저부 전극(107)은 .05 mm 두께의 1010 니켈 도금된 냉간 압연강으로 형성될 수 있다. 전극(107)은 전기 리드(79)(도 5b)의 부착을 위한 패드(108)를 포함한다. 전극(107)의 가장자리는 또한 양쪽 가장자리를 따라 형성된 일련의 슬롯(109)을 포함한다. 슬롯(109)에 대한 예시적인 치수는 .5 mm x 1 mm이다. 아래에서 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 전극(107)을 제 위치에 고정시키기 위해 저부 구성요소의 성형 동안에 재료가 슬롯(109) 내로 흐를 수 있다.
도 5b에서, 전극(107)은 융기 부분(106)에 부착된다. 몇몇 실시형태에서, 후속 성형 작업(아래에서 설명됨) 동안에 전극(107)을 제자리에 유지하기 위해, 감압 접착제(PSA)가 전극(107)의 저면 및/또는 융기 부분(106)의 상면에 도포될 수 있다. 리드(79)는 납땜에 의해, 전도성 에폭시의 사용에 의해, 또는 다른 기법에 의해 제자리에 놓이고 패드(108)에 부착될 수 있다.
전극(107) 및 리드(79)의 부착 후에, 제2 층(112)이 층(101) 상에 오버몰딩(overmolding)된다. 경사 조절기(16)의 결과적인 저부 구성요소(115)는 도 5c에 도시되어 있다. 챔버(35)의 영역(55) 및 챔버(36)의 영역(56)은 저부 구성요소(115)의 상면(116)에 한정된다. 전달 채널(61, 62, 63, 64 및 65) 각각의 저부 부분(61.1, 62.1, 63.1, 64.1 및 65.1)은 유사하게 상면(116)에 형성된다. 전극(107)의 일부는 저부 부분(63.1)에서 노출된다. 층(101)의 개구(78.1)와 정렬되는 층(112)의 개구(78.2)는 전기 리드(79), 및 상부 전극을 위한 유사한 전기 리드(아래에서 설명됨)를 수용하는 공동의 추가 부분을 형성할 것이다. 층(112)은 또한 층(101)의 연장부(103 및 104) 위에 놓이는 연장부(113 및 114)를 포함한다. 연장부(113) 내의 채널(129)은 외측 스프루의 일부를 형성할 것이다. 연장부(114) 내의 채널(110)은 내측 스프루의 일부를 형성할 것이다. 리드(79) 위로 상면(116)으로부터 연장되는 융기 영역(119)은 경사 조절기(16)의 상부 구성요소의 저면의 함몰부에 끼워맞춰질 것이다. 상부 구성요소의 저면에서 하기의 리드에 대응하는 대응 융기 영역을 수용하기 위해 함몰부(120)가 상면(116)에 형성된다.
몇몇 실시형태에서, 층(101)은 열가소성 폴리우레탄(TPU)으로 사출 성형될 수 있다. 층(112)은 (전극(107) 및 리드(79)가 부착된) 층(101) 상에 오버몰딩될 수 있다. 층(112)은 층(101)을 형성하는 데 사용된 것과 동일한 유형의 TPU로 형성될 수 있다.
도 6a 내지 도 6c는 경사 조절기(16)의 상부 구성요소를 형성함에 있어서의 단계를 도시하고 있다. 우선, 도 6a에 도시된 바와 같이, 제1 층(151)이 사출 성형된다. 층(151)은 상부 구성요소의 상부 층을 형성할 것이다. 층(151)의 둘레부는, 연장부(153 및 154)를 제외하고는, 본체(51)의 둘레부의 형상과 동일한 형상을 갖는다. 층(151)은 연속적이다. 층(151)의 상면(155)은 융기 부분(156)을 포함한다. 융기 부분(156)은, 상부 전극(157)에 대응하고 상부 전극(157)에 대한 안착부를 한정하는 형상을 갖는다. 또한 도 6a에서 볼 수 있는 바와 같이, 층(151)은 윤곽 벽(53 및 54)을 포함하고, 이들 벽은 그 가장자리 주위에서 층(151)의 나머지 부분에 결합된다. 몇몇 실시형태에서, 벽(53 및 54)은 층(151)의 다른 부분과 동시에 사출 성형된다. 도 14c 내지 도 16f와 관련하여 아래에서 논의되는 실시형태와 같은 다른 실시형태에서, 챔버의 벽은 별도로 성형될 수 있고, 다음에 층(151)의 나머지 부분이 그러한 벽 상에 성형될 수 있다.
도 6a에서, 층(151)은 도 4a의 경사 조절기(16)의 배향으로부터 반전된다. 특히, 층(151)의 저측부는 도 6a에서 볼 수 있다. 벽(53 및 54)을 둘러싸는 층(151)의 상측부의 부분은 도 6a에서는 보이지 않지만, 완성된 경사 조절기(16)에서 본체(51)의 상부(52)를 형성할 것이다. 연장부(153 및 154)는 경사 조절기(16)를 ER 유체(69)로 채울 수 있는 스프루를 갖는 넥부의 부분을 형성할 것이다.
상부 전극(157)이 또한 도 6a에 도시되어 있다. 전극(157)은 또한 연속 금속 시트이고, 전극(107)을 형성하는 데 사용된 것과 동일한 재료로 형성될 수 있다. 전극(157)은 전기 리드의 부착을 위한 패드(158)를 포함한다. 전극(157)의 가장자리는 또한 양쪽 가장자리를 따라 형성된 일련의 슬롯(159)을 포함한다. 슬롯(159)에 대한 예시적인 치수는 전극(107)의 슬롯(109)의 치수와 동일할 수 있다.
전극(157)은 도 6b에서 융기 부분(156)에 부착된다. 몇몇 실시형태에서, 후속 성형 작업(아래에서 설명됨) 동안에 전극(157)을 제자리에 유지하기 위해, PSA가 전극(157)의 상면 및/또는 융기 부분(156)의 저면에 도포될 수 있다. 리드(80)는 납땜에 의해, 전도성 에폭시의 사용에 의해, 또는 다른 기법에 의해 제자리에 놓이고 패드(158)에 부착될 수 있다.
전극(157) 및 리드(80)의 부착 후에, 제2 층(162)이 층(151) 상에 오버몰딩된다. 경사 조절기(16)의 결과적인 상부 구성요소(165)가 도 6c에 도시되어 있다. 벽(53) 내의 챔버(35)의 내부 영역에 대한 개구, 및 벽(54) 내의 챔버(36)의 내부 영역에 대한 개구는 상부 구성요소(165)의 저면(166)에 한정된다. 전달 채널(61, 62, 63, 64 및 65) 각각의 상부 부분(61.2, 62.2, 63.2, 64.2 및 65.2)은 또한 저면(166)에 형성된다. 전극(157)의 일부는 상부 부분(63.2)에서 노출된다. 표면(166)의 함몰부(78.3)는 개구(78.1 및 78.2)와 정렬되어 리드(79 및 80)를 노출시키는 공동을 형성할 것이다. 층(162)은 또한 층(151)의 연장부(153 및 154) 위에 놓이는 연장부(163 및 164)를 포함한다. 연장부(163) 내의 채널(179)은 외측 스프루의 일부를 형성할 것이다. 연장부(164) 내의 채널(160)은 내측 스프루의 일부를 형성할 것이다. 리드(80) 위로 저면(166)으로부터 연장되는 융기 영역(169)은 저부 구성요소(115)의 상면(116)의 함몰부(120) 내에 끼워맞춰질 것이다. 저부 구성요소(115)의 상면(116)에서 융기 영역(119)을 수용하기 위해 함몰부(170)가 저면(166)에 형성된다.
몇몇 실시형태에서, 층(151)은 TPU로 사출 성형될 수 있다. 층(162)은 추가적인 TPU의 사출 성형에 의해 (전극(157) 및 리드(80)가 부착된) 층(151) 상에 오버몰딩될 수 있다. 층(151 및 162)은 층(101 및 112)을 형성하는 데 사용된 것과 동일한 유형의 TPU로 형성될 수 있거나, 상이한 유형의 TPU로 형성될 수 있다.
도 7은 저부 구성요소(115) 및 상부 구성요소(116)의 제조 후의 경사 조절기(16)의 조립을 도시하고 있다. 상부 구성요소(165)의 저면(166)은 저부 구성요소(115)의 상면(116)과 접촉하여 배치된다. 구성요소(115 및 165)는, 저부 부분(61.1 내지 65.1)이 각각 상부 부분(61.2 내지 65.2)과 정렬되어 각각 전달 채널(61 내지 65)을 형성하고, 영역(55a 내지 55c)이 각각 벽(53a 내지 53c)에 의해 경계지어진 공동 내부에 대한 개구와 정렬되어 각각 외측 챔버(35a 내지 35c)를 형성하고, 영역(56a 내지 56c)이 각각 벽(54a 내지 54c)에 의해 경계지어진 공동 내부에 대한 개구와 정렬되어 각각 내측 챔버(36a 내지 36c)를 형성하고, 융기 영역(119)이 함몰부(170) 내에 배치되고, 융기 영역(169)이 함몰부(120) 내에 배치되도록 조립된다. 상부 구성요소(165)의 저면(166)은 RF 용접에 의해 저부 구성요소(115)의 상면(116)에 접합될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 표면(166 및 116)은 접착제 도포를 이용하여 접합될 수 있다.
도 8a는 구성요소(115 및 165)의 접합 후, 그러나 경사 조절기(16)를 ER 유체(69)로 채우기 전의 경사 조절기(16)의 측면 상부 사시도이다. 예시의 목적으로, 층(101, 112, 151 및 162)의 위치는 도 8a의 확대된 삽입 부분에 표시되어 있다. 그러나, 적어도 몇몇 실시형태에서(예를 들어, 동일한 색상의 동일한 재료가 모든 층에 사용되는 경우), 개별 층은 경사 조절기(16)에서 구별되지 않을 수 있다.
넥부(193)는 층(101 및 112) 각각의 연장부(103 및 113)뿐만 아니라, 층(151 및 162) 각각의 연장부(153 및 163)에 의해 형성된다. 채널(129 및 179)에 의해 형성된 스프루(191)는 외측 챔버(35a) 내로의 통로를 제공한다. 넥부(194)는 층(101 및 112) 각각의 연장부(104 및 114)뿐만 아니라, 층(151 및 162) 각각의 연장부(154 및 164)에 의해 형성된다. 채널(110 및 160)에 의해 형성된 스프루(192)는 내측 챔버(36a) 내로의 통로를 제공한다. 스프루(191 및 192)는 도 8a에서 파선으로 표시되어 있지만, 간결성을 위해, 전달 채널의 위치 및 경사 조절기(116)의 다른 내부 구조는 표시되어 있지 않다. 이어서, ER 유체(69)는 스프루(191 또는 192) 중 하나를 통해, 다른 스프루(191 또는 192)로부터 유출될 때까지 주입될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 미국 특허 출원 공개 제2017/0150785호(본원에 참조로 포함됨)에 개시된 바와 같은 탈기 절차가 사용될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 명칭이 "탈기 전기유변 유체(Degassing Electrorheological Fluid)"인 미국 가특허 출원(본 출원과 동일자로 출원되고, 대리인 참조번호 제215127.02298/170259US04호를 가짐)(본원에 참조로 포함됨)에 개시된 바와 같은 탈기 절차가 이용될 수 있다. 채우거나 탈기한 후에, 스프루(191 및 192)는 (예를 들어, 스프루(191 및 192)를 가로지르는 RF 용접에 의해) 밀봉되고, 그에 따라 챔버(35a 내지 35c), 챔버(36a 내지 36c), 및 전달 채널(61 내지 65)의 내부 체적에 의해 형성된 내부 체적을 밀봉할 수 있다. 이어서, 시일 앞쪽의 넥부(193 및 194)의 부분은 도 4b에 도시된 경사 조절기(16)의 전족부 부분의 외주부 형상을 달성하도록 트리밍될 수 있다.
도 8b는 조립 후 및 ER 유체로 채우기 전의 경사 조절기(16)의 저부 내측 상부 사시도이다. 저측부 상의 공동(78)은 개구(78.2(층(112), 도 5c) 및 78.1(층(101), 도 5a))와 함몰부(78.3(층(162), 도 6c))의 정렬에 의해 형성된다. 리드(79 및 80)는 컨버터(45)에 연결하기 위해 공동(78)에서 노출되어 있다.
도 9는 도 4b에 화살표 C-C로 표시된 평면으로부터 취한 확대된 영역 단면도이다. 도 9는 매립된 전극(107 및 157)의 추가 세부사항뿐만 아니라, 전기장-생성 부분(77) 내에 배치된 전달 채널(63)의 일부를 도시한다. 층(101, 112, 151 및 162)의 위치는 파선으로 표시되어 있다. 저부 전극(107)은 전기장-생성 부분(77)에서 전달 채널(63)의 저부에 걸쳐 있다. 상부 전극(157)은 전기장-생성 부분(77)에서 전달 채널(63)의 상부에 걸쳐 있다. 전극(107 및 157)의 측부 가장자리는 전달 채널(63)의 측부를 넘어서 본체(51)의 재료 내로 연장된다. 도 9에서 볼 수 있는 바와 같이, 본체(51)의 재료는 슬롯(109 및 159) 내로 흘러들고 슬롯(109 및 159) 내에서 응고되었고, 전극(107 및 157)을 제자리에 고정시킨다. 몇몇 실시형태에서, 전달 채널(63)은 1 밀리미터(mm)의 전극들 사이에서 최대 높이(h) 및 2 mm의 평균 폭(w)을 가질 수 있다. 전달 채널(61, 62, 64 및 65)의 최대 높이(h)(상부 벽과 저부 벽 사이의 높이) 및 평균 폭(w)은 동일한 치수를 가질 수 있다.
도 10은 도 4b에 화살표 A-A로 표시된 평면으로부터 후방 내측 상부 사시도로서 취한 부분적인 개략 단면도이다. 챔버 캡(38c)은 챔버(36c) 상의 소정의 위치에 있고, 챔버 캡(37b)은 챔버(35b) 상의 소정의 위치에 있다. 챔버 캡(38c)은 벽(54c)의 상부 외부에서 디스크형 부분을 수용하는 함몰부(98c)를 포함한다. 챔버 캡(37b)은 챔버(35b)의 상부에 있는 외부 함몰부 내에 포개진 돌출부(97b), 및 외측벽(73b)을 둘러싸는 스커트(95b)를 포함한다.
챔버 캡(38a 및 38b) 각각은 챔버 캡(38c)의 구조와 유사한 구조를 갖는다. 챔버 캡(37a 및 37c) 각각은 챔버 캡(37b)의 구조와 유사한 구조를 갖는다. 다른 챔버 캡은 편의상 도 10에서 생략되었지만, 조립된 신발(10)에서, 챔버 캡(38a 및 38b)은 챔버 캡(38c) 및 챔버(36c)에 대해 나타낸 것과 유사한 방식으로 챔버(36a 및 36b) 상에 각각 위치할 것이며, 챔버 캡(35a 및 35c)은 챔버 캡(37b) 및 챔버(35b)에 대해 나타낸 것과 유사한 방식으로 챔버(35a 및 35c) 상에 각각 위치할 것이다.
챔버 캡(38c)의 상면(94c) 및 챔버 캡(37b)의 상면(93b)을 포함하는 챔버 캡(37a 내지 37c 및 38a 내지 38c)의 상면은 둥글고 볼록한 형상을 갖는다. 이들 형상은 상부 지지 플레이트(41)의 저면을 가로지르는 챔버 캡의 이동을 용이하게 하고, 또한 플레이트(41)에 대한 캠 작용을 제공한다. 몇몇 실시형태에서, 챔버 캡(37 및 38)의 적어도 상면(93 및 94)를 형성하는 재료가 지지 플레이트(41)의 저면에 대해 갖는 마찰 계수는, 벽(53 및 54)을 형성하는 재료가 지지 플레이트(41)의 저면에 대해 갖는 마찰 계수보다 작다. 몇몇 실시형태에서, 캡(37 및 38)은 폴리카보네이트(PC), PC와 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS)의 블렌드, 또는 아세탈 호모폴리머로 형성될 수 있다.
도 11은 신발(10)의 전기적 시스템 구성요소를 나타내는 블록도이다. 도 11에서의 블록으로의 또는 그로부터의 각각의 선은 신호(예를 들어 데이터 및/또는 전력) 흐름 경로를 나타내고 반드시 각각의 전도체를 나타내도록 의도되는 것은 아니다. 배터리 팩(13)은 충전 가능한 리튬 이온 배터리(201), 배터리 커넥터(202) 및 리튬 이온 배터리 보호 IC(집적 회로)(203)를 포함한다. 보호 IC(203)는 비정상적인 충전 및 방전 상태를 검출하고, 배터리(201)의 충전을 제어하며, 다른 종래의 배터리 보호 회로 동작을 수행한다. 또한 배터리 팩(13)은, 제어기(47)와 통신하고 배터리(201)를 충전하기 위한 USB(범용 직렬 버스) 포트(208)를 포함한다. 전력 경로 제어 유닛(209)은 전력이 제어기(47)에 USB 포트(208)로부터 공급되는지 또는 배터리(201)로부터 공급되는지 여부를 제어한다. 온/오프(O/O) 버튼(206)은 제어기(47) 및 배터리 팩(13)을 활성화 또는 비활성화한다. LED(발광 다이오드)(207)는 전기 시스템이 온인지 오프인지 여부를 나타낸다. 배터리 팩(13)의 상술된 각각의 요소는 종래의 것일 수도 있고, 본 명세서에 설명된 신규하고 진보성 있는 방식으로 조합 및 사용되는 시중에서 구할 수 있는 구성요소일 수도 있다.
제어기(47)는 PCB(46) 상에 하우징되는 구성요소뿐만 아니라 컨버터(45)를 포함한다. 다른 실시형태에서, PCB(46) 및 컨버터(45)의 구성요소는 단일 PCB 상에 포함될 수 있거나, 또는 몇몇 다른 방식으로 패키징될 수 있다. 제어기(47)는 프로세서(210), 메모리(211), 관성 측정 유닛(IMU, inertial measurement unit)(213) 및 저에너지 무선 통신 모듈(212)(예를 들어 블루투스(BLUETOOTH) 통신 모듈)을 포함한다. 메모리(211)는 프로세서(210)에 의해 실행될 수 있는 명령을 저장하고 다른 데이터를 저장할 수 있다. 프로세서(210)는, 메모리(211)에 의해 저장되고/되거나 프로세서(210)에 의해 저장되는 명령을 실행하며, 이러한 실행은 제어기(47)가 예컨대 본 명세서에 설명된 동작을 수행하게 한다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 명령은 하드 코딩된 명령 및/또는 프로그램 가능한 명령을 포함할 수 있다.
IMU(213)는 자이로스코프 및 가속도계 및/또는 자기력계를 포함할 수 있다. IMU(213)에 의해 출력되는 데이터는 신발(10)의, 그리고 그에 따라 신발(10)을 착용한 발의 배향 및 모션의 변경을 검출하기 위해 프로세서(210)에 의해 사용될 수 있다. 아래에서 보다 상세하게 설명될 바와 같이, 프로세서(210)는 신발(10)의 일부의 경사가 변경되어야 할 때를 판정하기 위해 그러한 정보를 사용할 수 있다. 무선 통신 모듈(212)은 ASIC(주문형 집적 회로(application specific integrated circuit))를 포함할 수 있고, 프로그래밍 및 다른 명령을 프로세서(210)에 전달하기 위해, 뿐만 아니라 메모리(211) 또는 프로세서(210)에 의해 저장될 수 있는 데이터를 다운로드하기 위해 사용될 수 있다.
제어기(47)는 저-드롭아웃 전압 조절기(LDO)(214) 및 부스트 조절기/컨버터(215)를 포함한다. LDO(214)는 배터리 팩(13)으로부터 전력을 수신하고 프로세서(210), 메모리(211), 무선 통신 모듈(212) 및 IMU(213)에 정전압을 출력한다. 부스트 조절기/컨버터(215)는 허용 가능한 입력 전압을 컨버터(45)에 제공하는 레벨(예를 들어 5 볼트)로 배터리 팩(13)으로부터의 전압을 부스팅한다. 이어서, 컨버터(45)는 그러한 전압을 훨씬 더 높은 레벨(예를 들어, 5000 볼트)까지 증가시키고, 그러한 고전압을 경사 조절기(16)의 전극(107 및 157)에 걸쳐 공급한다. 부스트 조절기/컨버터(215) 및 컨버터(45)는 프로세서(210)로부터의 신호에 의해 활성화(enable) 및 비활성화(disable)된다. 제어기(47)는 외측 FSR(31a 내지 31c) 및 내측 FSR(32a 내지 32c)로부터 신호를 더 수신한다. 그러한 FSR(31 및 32)로부터의 신호에 기초하여, 프로세서(210)는 착용자의 발로부터 외측 유체 챔버(35) 및 내측 유체 챔버(36)에 대한 힘이 챔버(36) 내의 압력보다 높은 챔버(35) 내의 압력을 생성하고 있는지를 판정한다.
제어기(47)의 상술된 각각의 요소는 종래의 것일 수도 있고, 본 명세서에 설명된 신규하고 진보성 있는 방식으로 조합 및 사용되는 시중에서 구할 수 있는 구성요소일 수도 있다. 또한, 제어기(47)는 메모리(211) 및/또는 프로세서(210)에 저장된 명령에 의해, 신발(10) 풋베드(14)의 전족부 부분의 경사를 조절하기 위해 챔버(35 및 36) 사이에서 유체의 전달을 제어하는 것과 관련하여 본 명세서에 설명된 신규하고 진보성 있는 동작을 수행하도록 물리적으로 구성된다.
도 12a 내지 도 12c는 몇몇 실시형태에 따라, 최소 경사 상태에서 최대 경사 상태로 되어갈 때의 경사 조절기(16)의 작동을 나타내는 부분적인 영역의 개략적인 단면도이다. 도 12a 내지 도 12c에서의 경사 조절기(16)를 가로지르는 단면 평면의 위치는 도 4b에 화살표 A-A로 표시된 것과 유사하다. 조립된 신발(10)을 가로지르는 유사한 단면도에서의 저부 지지 플레이트(29), FSR(32c 및 31b) 및 상부 지지 플레이트(41)의 상대적 위치가 또한 표시되어 있다. 어떤 도면도 반드시 축척대로 도시된 것은 아니지만, 도 12a 내지 도 12c에 나타낸 특정 요소의 비율은 간결성 위해 다른 도면에 도시된 비율에 대해 변경되었다.
최소 경사 상태에서, 저부 플레이트(29)에 대한 상부 플레이트(41)의 경사각(α)은 밑창 구조(12)가 전족부 영역에 제공하도록 구성된 최소 경사량을 나타내는 αmin의 값을 갖는다. 몇몇 실시형태에서, αmin = 0°이다. 최대 경사 상태에서, 경사각(α)은 밑창 구조(12)가 제공하도록 구성된 최대 경사량을 나타내는 αmax의 값을 갖는다. 몇몇 실시형태에서, αmax는 적어도 5°이다. 몇몇 실시형태에서, αmax = 10°이다. 몇몇 실시형태에서, αmax는 10°보다 클 수 있다.
도 12a 내지 도 12c에 저부 플레이트(29), 경사 조절기(16), 상부 플레이트(41), FSR(31b), 및 FSR(32c)가 나타나 있지만, 다른 요소는 간결성을 위해 생략된다. 밑창 구조(12)의 상부 플레이트(41) 및 다른 요소는 경사 조절기(16)를 향하는 방향으로의 플레이트(41)에 대한 하향력이 내측 챔버(36) 및 외측 챔버(35)에 의해 지지되도록 구성된다. 또한 내측 스톱(83) 및 외측 스톱(82)이 도 12a 내지 도 12c에 표시된다. 경사 조절기(16) 및 상부 플레이트(41)가 최대 경사 상태에 있을 때 내측 스톱(83)은 상부 플레이트(41)의 내측을 지지한다. 경사 조절기(16) 및 상부 플레이트(41)가 최소 경사 상태에 있을 때 외측 스톱(82)이 상부 플레이트(41)의 외측을 지지한다. 외측 스톱(82)은 상부 플레이트(41)가 외측을 향해 기우는 것을 방지한다. 경주 동안 주자는 트랙 주위를 반시계방향으로 나아가기 때문에, 신발(10)의 착용자는 트랙의 커브 부분을 달릴 때 자신의 왼쪽으로 기울어질 것이다. 그러한 사용 시나리오에 있어서, 오른쪽 신발 밑창 구조의 풋베드가 외측을 향해 경사지도록 할 필요는 없을 것이다. 그러나 다른 실시형태에서, 밑창 구조는 내측 또는 외측으로 기울어질 수 있다.
몇몇 실시형태에서, 신발(10)을 포함하는 한 켤레의 신발 중 왼쪽 신발은 도 12a 내지 도 12c에 도시된 것과는 약간 상이한 방식으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 내측 스톱은 신발(10)의 외측 스톱(82)의 높이와 유사한 높이에 있을 수 있고, 외측 스톱은 신발(10)의 내측 스톱(83)의 높이와 유사한 높이에 있을 수 있다. 그러한 실시형태에서, 왼쪽 신발의 상부 플레이트는 상부 플레이트가 외측으로 경사지는 최소 경사 상태와 최대 경사 상태 사이에서 이동한다(즉, 왼쪽 신발 상부 플레이트의 외측은 최대 경사에서 왼쪽 신발 상부 플레이트의 내측보다 낮을 것임).
내측 스톱(83)의 그리고 외측 스톱(82)의 위치는 도 12a 내지 도 12c에 개략적으로 표현되고, 이전 도면에는 도시되지 않는다. 몇몇 실시형태에서, 외측 스톱(82)은 저부 플레이트(29)의 외측 또는 가장자리 상에 림(rim)으로서 형성될 수 있다. 유사하게, 내측 스톱(83)은 저부 플레이트(29)의 내측 또는 가장자리 상에 림으로서 형성될 수 있다.
도 12a는 상부 플레이트(41)가 최소 경사 상태에 있을 때의 경사 조절기(16)를 도시한다. 신발(10)은 신발(10)의 착용자가 경주를 개시하기 직전에 서 있거나 스타팅 블록에 있을 때, 또는 착용자가 트랙의 직선 부분을 달리고 있을 때, 상부 플레이트(41)를 최소 경사 상태로 두도록 구성될 수 있다. 도 12a에서, 제어기(47)는 전극(107 및 157)에 걸친 전압을 하나 이상의 흐름-저지 전압 레벨로 유지하며, 전극(107 및 157)에 걸친 전압은 전달 채널(63)의 전기장-생성 부분(77)에서의 ER 유체(69)의 점도를 챔버(35c 및 36c) 사이의 흐름을 방지하는 점도 레벨까지 증가시키기에 충분한 강도를 갖는 전기장을 생성할 만큼 충분히 높다. 몇몇 실시형태에서, 흐름-저지 전압 레벨은 전극(107 및 157) 사이에 3 kV/mm 내지 6 kV/mm의 전기장 강도를 생성하기에 충분한 전압이다. ER 유체(69)는 도 12a에 도시된 상태 하에서 채널(63)을 통해 흐를 수 없기 때문에, 신발(10)의 착용자가 신발(10)의 내측과 외측 사이에서 체중을 옮기는 경우, 상부 플레이트(41)의 경사각(α)은 변경되지 않는다.
도 12b는 상부 플레이트(41)가 최대 경사 상태에 놓여야 한다는 것, 즉 α = αmax까지 경사져야 한다고 제어기(47)에 의해 판정된 직후의 경사 조절기(16)를 나타낸다. 몇몇 실시형태에서, 그리고 아래에서 설명될 바와 같이, 제어기(47)는 신발(10) 착용자의 많은 걸음 수에 기초하여 그러한 판정을 한다. 상부 플레이트(41)가 αmax까지 경사져야 함을 결정할 시, 제어기(47)는 신발(10)을 착용한 발이 착용자의 보행 사이클의 일부에 있는지 판정하며, 여기서 신발(10)은 지면과 접촉한다. 또한 제어기(47)는 내측 챔버(36) 내의 ER 유체(69)의 압력(PM)과, 외측 챔버(35) 내의 ER 유체(69)의 압력(PL)의 차이(ΔPM-L)가 양인지, 즉 PM - PL이 0보다 큰지 판정한다. 신발(10)이 지면에 닿고 있고 ΔPM-L이 양인 경우, 제어기(47)는 전극(107 및 157)에 걸친 전압을 흐름-가능 전압 레벨까지 감소시킨다. 특히, 전극(107 및 157)에 걸친 전압은 전달 채널(63) 내의 ER 유체(69)의 점도가 정상 점도 레벨에 있도록 전달 채널(63) 내의 전기장의 강도를 감소시키기에 충분히 낮은 레벨까지 감소한다.
전극(107 및 157)에 걸친 전압을 흐름-가능 전압 레벨까지 감소시킬 시, 채널(63) 내의 ER 유체(69)의 점도는 저하한다. 이어서, ER 유체(69)는 챔버(36)로부터 챔버(35) 내로 흐르기 시작한다. 이는 상부 플레이트(41)의 내측이 저부 플레이트(29)를 향해 이동하기 시작하는 것, 및 상부 플레이트(41)의 외측이 저부 플레이트(29)로부터 떨어져 이동하기 시작하는 것을 가능하게 한다. 그 결과, 경사각(α)은 αmin으로부터 증가되기 시작한다.
몇몇 실시형태에서, 제어기(47)는 IMU(213)로부터의 데이터에 기초하여 신발(10)이 보행 사이클의 걸음 부분에 있는지, 그리고 지면과 접촉하고 있는지 판정한다. 특히, IMU(213)는 3축 가속도계 및 3축 자이로스코프를 포함할 수 있다. 가속도계 및 자이로스코프로부터의 데이터를 사용하여, 그리고 주자의 발의 알려진 생체역학, 예를 들어 보행 사이클의 상이한 부분 동안 다양한 방향으로의 회전 및 가속에 기초하여, 제어기(47)는 신발(10) 착용자의 오른쪽 발이 지면을 디디고 있는지 여부를 판정할 수 있다. 제어기(47)는 FSR(31a 내지 31c) 및 FSR(32a 내지 32c)로부터의 신호에 기초하여 ΔPM-L이 양인지 판정할 수 있다. 그러한 각각의 신호는 착용자의 발이 FSR을 눌러내리는 힘의 크기에 대응한다. 그러한 힘의 크기 및 챔버(35 및 36)의 알려진 치수에 기초하여, 제어기(47)는 FSR(31) 및 FSR(32)로부터의 신호의 값을 ΔPM-L의 크기 및 부호와 상관시킬 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 내측 FSR(31)의 합은 내측 압력(PM)의 값으로 이용되고, 외측 FSR(32)의 합은 외측 압력(PL)의 값으로 이용된다. 이어서, 압력차는 전극 전압 상태를 판정하도록 계산된다.
도 12c는 도 12b와 연관된 시간의 바로 직후의 경사 조절기(16)를 도시한다. 도 7c에서, 상부 플레이트(41)는 최대 경사 상태에 도달했다. 구체적으로, 상부 플레이트(41)의 경사각(α)은 αmax에 도달했다. 내측 스톱(83)은 경사각(α)이 αmax를 초과하는 것을 방지한다. 도 7c와 연관된 시간 바로 직후에, 제어기(47)는 전극(107 및 157)에 걸친 전압을 흐름-저지 전압 레벨까지 상승시킨다. 이는 전달 채널(63)을 통한 추가 흐름을 방지하고 상부 플레이트(41)를 최대 경사 상태로 유지시킨다. 정상적인 보행 사이클 동안, 신발에 대한 오른쪽 발의 하향력은 초기에 전족부가 내측으로 말림에 따라 외측에 대한 그것보다 높다. 채널(63)을 통한 흐름이 방지되지 않으면, 착용자 오른쪽 발의 외측 상의 초기 하향력은 경사각(α)을 감소시킬 것이다.
몇몇 실시형태에서, 신발(10)의 착용자는 상부 플레이트(41)가 최대 경사에 도달하도록 몇 걸음을 걸을 필요가 있을 수 있다. 그에 따라, 제어기(47)는, 제어기(47)가 착용자의 발이 지면에서 떨어졌음을 (IMU(213) 및 FSR(31 및 32)로부터의 데이터에 기초하여) 판정할 때 전극(107 및 157)에 걸친 전압을 상승시키도록 구성될 수 있다. 이어서, 신발(10)이 지면을 디디고 있으며 ΔPM-L이 양이라고 다시 판정할 때, 제어기(47)는 그러한 전압을 강하시킬 수 있다. 이는 사전에 결정된 걸음 수 동안 반복될 수 있다. 이는 최소 경사 상태로부터 최대 경사 상태로의 이행 동안 상이한 시간에서의 내측-외측 압력차(ΔPM-L), 전극(107 및 157)에 걸친 전압, 및 경사각(α)의 그래프인 도 13a에 예시된다.
시간 T1에서, 제어기(47)는 신발(10)의 상부 플레이트(41)가 최대 경사 상태로 이행해야 함을 판정한다. 시간 T2에서, 제어기(47)는 신발(10)이 지면을 디디고 있으나 ΔPM-L은 음이라고 판정한다. 시간 T3에서, 제어기(47)는 신발(10)이 지면을 디디고 있으며 ΔPM-L이 양이라고 판정하고, 제어기는 전극(107 및 157)에 걸친 전압을 흐름-가능 전압 레벨까지 감소시킨다. 그 결과, 상부 플레이트(41)의 경사각(α)이 αmin로부터 증가하기 시작한다. 시간 T4에서, 제어기(47)는 신발(10)이 더 이상 지면을 디디고 있지 않는다고 판정하고, 제어기는 전극(107 및 157)에 걸친 전압을 흐름-저지 전압 레벨까지 상승시킨다. 그 결과, 경사각(α)은 그 현재 값을 유지한다. 시간 T5에서, 제어기(47)는 다시 신발(10)이 지면을 디디고 있으나 ΔPM-L은 음이라고 판정한다. 시간 T6에서, 제어기(47)는 신발(10)이 지면을 디디고 있으며 ΔPM-L이 양이라고 판정하고, 제어기는 다시 전극(107 및 157)에 걸친 전압을 흐름-가능 전압 레벨까지 감소시키며, 경사각(α)의 증가가 재개된다. 시간 T7에서, 경사각(α)은 αmax에 도달한다. 상부 플레이트(41)가 추가로 기울어지는 것이 내측 스톱(83)에 의해 방지되기 때문에, 경사각(α)의 증가는 멈춰진다. 시간 T8에서, 제어기(47)는 신발(10)이 더 이상 지면을 디디고 있지 않는다고 판정하고, 제어기는 다시 전극(107 및 157)에 걸친 전압을 흐름-저지 전압 레벨까지 상승시킨다. 제어기(47)에 의해 상부 플레이트(41)가 최소 경사 상태로 이행해야 한다는 것이 판정될 때까지, 제어기(47)는 추가 걸음 사이클 동안 해당 전압을 흐름-저지 전압 레벨로 유지한다.
도 13b는 최대 경사 상태로부터 최소 경사 상태로의 이행 동안 상이한 시간에서의 내측-외측 압력차(ΔPM-L), 전극(107 및 157)에 걸친 전압, 및 경사각(α)의 그래프이다. 시간 T11에서, 제어기(47)는 신발(10)의 상부 플레이트(47)가 최소 경사 상태로 이행해야 함을 판정한다. 시간 T12에서, 제어기(47)는 신발(10)이 지면을 디디고 있으며 ΔPM-L이 음이라고 판정하고, 제어기(47)는 전극(107 및 157)에 걸친 전압을 흐름-가능 전압 레벨까지 감소시킨다. 그 결과, 음의 ΔPM-L이 내측 챔버(36) 내의 압력(Pmed)보다 높은 외측 챔버(35) 내의 압력(Plat)을 나타내기 때문에, ER 유체(59)는 외측 챔버(35)로부터 유출되고 내측 챔버(36) 내로 유입되기 시작하며, 경사각(α)은 αmax로부터 감소하기 시작한다. 시간 T13에서, 제어기(47)는 신발(10)이 지면을 디디고 있으나 ΔPM-L이 양이라고 판정하고, 제어기(47)는 전극(107 및 157)에 걸친 전압을 흐름-저지 전압 레벨까지 증가시킨다. 그 결과, 상부 플레이트(41)의 경사각(α)은 유지된다. 시간 T14에서, 제어기(47)는 신발(10)이 다시 지면을 디디고 있으며 ΔPM-L이 음이라고 판정하고, 제어기(47)는 전극(107 및 157)에 걸친 전압을 흐름-가능 전압 레벨까지 낮춘다. 그 결과, 경사각(α)은 계속해서 감소한다. 시간 T15에서, 경사각(α)은 αmin에 도달한다. 상부 플레이트(41)가 추가로 기울어지는 것이 외측 스톱(82)에 의해 방지되기 때문에, 경사각(α)의 감소는 멈춰진다. 시간 T16에서, 제어기(47)는 ΔPM-L이 양이라고 판정하고, 제어기(47)는 다시 전극(107 및 157)에 걸친 전압을 흐름-저지 전압 레벨까지 증가시킨다. 제어기(47)에 의해 상부 플레이트(41)가 최대 경사 상태로 이행해야 한다는 것이 판정될 때까지, 제어기(47)는 추가 걸음 사이클 동안 해당 전압을 흐름-저지 전압 레벨로 유지한다.
상기 예에서, 제어기(47)는 경사 상태들 사이에서의 이행을 위해 두 걸음 사이클 동안 전극(107 및 157)에 걸친 전압을 낮췄다. 그러나 다른 실시형태에서, 제어기(47)는 해당 전압을 보다 적거나 보다 많은 걸음 사이클 동안 낮출 수 있다. 최소 경사로부터 최대 경사로 이행하기 위한 걸음 사이클의 수는 최대 경사로부터 최소 경사로 이행하기 위한 걸음 사이클의 수와 동일하지 않을 수 있다.
몇몇 실시형태에서, 제어기(47)는 초기화 이후의 걸음 수를 카운팅하고 해당 걸음 수가 트랙 굽이(track bend)의 일부에 신발(10) 착용자가 위치하기에 충분한지를 판정함으로써 최대 경사 위치로의 전달 시기를 결정한다. 통상적으로, 육상 선수의 보폭의 길이는 매우 일관적이다. 트랙 치수, 및 각 트랙 레인의 스타트 라인으로부터 굽이까지의 거리는 제어기(47)에 의해 저장될 수 있는 공지된 양이다. 신발(10) 착용자에게 할당된 트랙 레인을 나타내는, 해당 신발(10) 착용자로부터 제어기(47)로의 입력뿐만 아니라, 해당 착용자의 보폭의 길이를 나타내는 입력에 기초하여, 제어기(47)는 달린 걸음수를 기억함으로써 착용자의 트랙 위치를 판정할 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 제어기(47)는 IMU(213)로부터의 데이터에 기초하여 신발(10)이 보행 사이클 내에 있을 수 있는 경우를 판정할 수 있다. 이러한 보행 사이클 판정은 걸음을 내디뎠을 때를 나타낼 수 있다.
몇몇 실시형태에서, 신발(10)을 포함하는 한 켤레의 신발 중 왼쪽 신발은 신발(10)에 대해 위에서 설명된 방식과 유사한 방식으로 작동할 수 있으나, 최대 경사 상태는 왼쪽 신발 상부 플레이트가 외측을 향해 최대로 경사져있음을 나타낸다. 왼쪽 신발 제어기에 의해 수행된 동작은 도 13a 및 도 13b와 관련하여 위에서 설명된 것과 유사하지만, 판정은 ΔPL-M = PL - PM의 부호에 기초하는 대신, ΔPM-L의 부호에 기초했으며, 여기서 PL은 왼쪽 신발 외측 유체 챔버 내의 압력이고, PM은 왼쪽 신발 내측 유체 챔버 내의 압력이다.
몇몇 실시형태에서, 신발 제어기는 다른 유형의 입력에 기초하여, 최소 경사로부터 최대 경사로, 그리고 그 반대로 이행할 때를 판정할 수 있다. 몇몇 그러한 실시형태에서, 예를 들어, 신발 착용자는 착용자의 신발로부터 변위된 몇몇 다른 위치 및/또는 몸통 상에 배치된 하나 이상의 IMU를 포함하는 의복을 착용할 수 있다. 그러한 센서의 출력은 무선 모듈(212)(도 11)과 유사한 무선 인터페이스를 통해 신발 제어기에 전달될 수 있다. 그러한 센서로부터 (예를 들어 트랙 굽이를 달릴 때 착용자의 신체가 옆으로 기울어짐에 따라) 착용자가 신발 상부 플레이트를 경사지게 할 필요와 합치되는 신체의 위치를 점했음을 나타내는 출력을 수신할 시, 제어기는 신발 상부 플레이트를 경사지게 하기 위한 동작을 수행할 수 있다. 또 다른 실시형태에서, 신발 제어기는 몇몇 다른 방식으로 (예를 들어, GPS 신호에 기초하여) 위치를 판정할 수 있다.
제어기는 밑창 구조 내에 배치되지 않아도 된다. 몇몇 실시형태에서, 예를 들어, 제어기의 몇몇 또는 모든 구성요소는 배터리 조립체, 예컨대 배터리 조립체(13)의 하우징과 함께 배치되고/되거나, 풋웨어 갑피 상에 위치하는 또 다른 하우징에 배치될 수 있다.
몇몇 실시형태에서, 그리고 위에서 나타낸 바와 같이, 저부 구성요소(115) 및 상부 구성요소(165)는 각각 멀티-샷 사출 성형 프로세스 동안에 형성될 수 있다. 이러한 프로세스는 도 14a 및 도 14b에 개략적으로 도시되어 있다. 도 14a에 도시된, 층(101 및 151)을 형성하기 위한 제1 세트의 동작에서, 저부 주형(301 및 302) 및 제1 세트의 상부 주형(303 및 304)이 사용된다. 저부 주형(301) 상의 표면은, 층(101)의 저면 및 측부 가장자리의 반전부(reverse)에 대응하고 층(101)의 저면 및 측부 가장자리를 형성하는 윤곽을 갖는다. 상부 주형(303) 상의 표면은, 층(101)의 상면의 반전부에 대응하고 층(101)의 상면을 형성하는 윤곽을 갖는다. 동작(1a)에서, 주형(301 및 303)이 합쳐진다. 동작(2a)에서, 용융 TPU(또는 다른 재료)가 주입되고, 해당 재료가 층(101)으로 경화될 수 있게 한다. 동작(3a)에서, 주형(303)이 제거되고, 층(101)은 주형(301) 내에 잔류하며, 전극(107) 및 리드(79)는 층(101) 상에 배치된다. 저부 주형(302) 상의 표면은, 층(151)의 상면 및 측부 가장자리의 반전부에 대응하고 층(151)의 상면 및 측부 가장자리를 형성하는 윤곽을 갖는다. 상부 주형(304) 상의 표면은, 층(151)의 저면의 반전부에 대응하고 층(151)의 저면을 형성하는 윤곽을 갖는다. 동작(1b)에서, 주형(302 및 304)이 합쳐진다. 동작(2b)에서, 용융 TPU(또는 다른 재료)가 주입되고, 해당 재료가 층(151)으로 경화될 수 있게 한다. 동작(3b)에서, 주형(304)이 제거되고, 층(151)은 주형(302) 내에 잔류하며, 전극(157) 및 리드(80)가 층(151) 상에 배치된다.
도 14b에 도시된, 층(112 및 162)을 형성하기 위한 제2 세트의 동작에서, 저부 주형(301 및 302) 및 제2 세트의 상부 주형(305 및 306)이 사용된다. 저부 주형(301) 상의 표면은, 층(112)의 측부 가장자리의 반전부에 대응하고 층(112)의 측부 가장자리를 형성하는 윤곽을 갖는다. 상부 주형(305) 상의 표면은, 층(112)의 상면의 반전부에 대응하고 층(112)의 상면을 형성하는 윤곽을 갖는다. 동작(4a)에서, 주형(301 및 305)이 합쳐진다. 동작(5a)에서, 용융 TPU(또는 다른 재료)가 주입되고, 해당 재료가 층(112)으로 경화될 수 있게 한다. 동작(6a)에서, 주형(305)이 제거되고, 구성요소(115)가 주형(301)으로부터 제거된다. 저부 주형(302) 상의 표면은, 층(162)의 측부 가장자리의 반전부에 대응하고 층(162)의 측부 가장자리를 형성하는 윤곽을 갖는다. 상부 주형(306) 상의 표면은, 층(162)의 저면의 반전부에 대응하고 층(162)의 저면을 형성하는 윤곽을 갖는다. 동작(4b)에서, 주형(302 및 306)이 합쳐진다. 동작(5b)에서, 용융 TPU(또는 다른 재료)가 주입되고, 해당 재료가 층(162)으로 경화될 수 있게 한다. 동작(6b)에서, 주형(306)이 제거되고, 구성요소(165)가 주형(302)으로부터 제거된다.
몇몇 실시형태에서, 챔버(35)의 벽(53) 및 챔버(36)의 벽(54)은 층(151)의 다른 부분과 동시에 성형된다. 특히, 주형(302)은 벽(53 및 54)의 외면의 반전부에 대응하는 윤곽을 갖는 영역을 포함할 수 있고, 주형(304)은 벽(53 및 54)의 내면의 반전부에 대응하는 윤곽을 갖는 영역을 포함할 수 있다. 다른 실시형태에서, 벽(53 및 54)은 별도로 성형된다. 이어서, 이들 벽이 저부 주형 내로 삽입되고, 상부 주형이 저부 주형 위에 배치되고, 층(151)의 나머지가 벽(53 및 54) 주위의 제자리에 사출 성형된다. 그러한 몇몇 실시형태에서, 저부 및 상부 주형은 벽(53 및 54)을 유지하도록 위치한 제거 가능한 인서트를 가질 수 있다. 이어서, 이들 인서트는 상이한 사이즈 및/또는 형상의 챔버 벽을 갖는 층(151)의 버전을 형성하기 위해 다른 인서트로 대체될 수 있다.
도 14c는 층(151)을 형성하는 데 사용될 수 있는, 몇몇 실시형태에 따른 주형(312)의 상면도이다. 주형(312)은 주형(302)을 대체한다. 주형(312)은, 층(151)의 상면의 반전부에 대응하고 층(151)의 상면을 형성하는 윤곽을 갖는 저면(320)을 포함한다. 측벽(322)은, 층(151 및 162)의 측부 가장자리의 반전부에 대응하고 층(151 및 162)의 측부 가장자리를 형성하는 윤곽을 갖는다. 인서트(323a 내지 323c)는 각각 벽(53a 내지 53c)에 대응한다. 인서트(323) 각각은 사출 성형 동안에 벽(53)을 제자리에 보유하는 것을 돕기 위해, 해당 벽(53)의 외면과 접촉하는 내면(325a, 325b 및 325c)을 갖는다. 인서트(324a 내지 324c)는 각각 벽(54a 내지 54c)에 대응한다. 인서트(324) 각각은 사출 성형 동안에 벽(54)을 제자리에 보유하는 것을 돕기 위해, 해당 벽(54)의 외면과 접촉하는 내면(326a, 326b 및 326c)을 갖는다.
도 14d는 인서트(323 및 324)가 제거된 상태의 주형(312)의 상면도이다. 아래에서 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 임의의 또는 모든 인서트(323) 및/또는 임의의 또는 모든 인서트(324)는 상이한 유형의 챔버 벽에 대응하는 인서트로 대체될 수 있으며, 그에 따라 주형(312)의 사용이 경사 조절기 상부 구성요소의 커스터마이징된 버전을 생성할 수 있게 한다. 개구(327a)는 인서트(323a)에 대응하고, 립(329a)을 포함한다. 인서트(327b 및 327c)에 각각 대응하는 개구(327b 및 327c)는 립(329a 및 329b)을 포함한다. 개구(328a 내지 328c)는 각각 인서트(324a 내지 324c)에 대응하고, 각각의 립(330a 내지 330c)을 포함한다. 립(329 및 330)은 아래에서 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 인서트(323 및 324)를 보유하는 것을 돕는다.
도 15a 내지 도 15f는 주형(312)을 사용하는 구성요소(165)의 일부의 성형을 도시하는 부분적인 개략 영역 단면도이다. 도 15a의 단면 평면은 벽(53a)의 중심을 통한 수직 평면이다. 도 15b 내지 도 15e의 단면 평면은 도 14c에서 화살표 D-D로 표시되어 있다. 도 15f의 단면 평면은 화살표 D-D가 나타내는 주형(312)의 영역에 대응하는 구성요소(165)의 일부를 관통한다.
도 15a 내지 도 15f는 벽(53a)을 둘러싸고 포함하는 구성요소(165)의 영역을 성형하는 것에 대응한다. 그러나, 본원에서의 논의에 기초하여, 당업자는 다른 벽(53) 및 벽(54)을 둘러싸고 포함하는 구성요소(165)의 부분을 동시에 성형하기 위한 다른 주형 요소의 구조 및 사용을 쉽게 이해할 것이다.
도 15a는 별도로 성형된 벽(53a)의 영역 단면도이다. 도 15b는 인서트(323a) 내에 배치된 후의 벽(53a)의 영역 단면도이다. 상부 주형(314)이 주형(304)(도 14a) 대신에 사용되며, 주형(312) 위에 배치되어 있다. 주형(312)과 유사하게, 주형(314)은 하나의 벽(53) 또는 하나의 벽(54)에 각각 대응하는 복수의 인서트를 포함한다. 도 15b에 도시된 인서트(397a)는 벽(53a)에 대응한다. 다른 인서트는 벽(53b, 53c 및 54a 내지 54c)에 대응한다. 인서트(397a)를 둘러싸는 표면(395), 및 다른 벽(53 및 54)에 대응하는 인서트는 층(151)의 저면(예를 들어, 융기 영역(156)을 포함함)의 반전부에 대응하고 층(151)의 저면을 형성하는 윤곽을 갖는다. 인서트(323a)의 립(331a)은 주입된 용융 재료로부터의 바깥쪽 압력에 대해 인서트(323a)를 제자리에 고정시키기 위해 개구(327a)의 립(329a)에 당접한다. 인서트(397a)는 유사하게, 주입된 용융 재료로부터의 바깥쪽 압력에 대해 인서트(323a)를 제자리에 고정시키기 위해 주형(314)의 개구 내의 립에 당접하는 립을 포함한다. 주형(312 및 314)의 다른 인서트는 동일한 방식으로 고정된다.
주형(312 및 314)은 용융 재료가 주입될 보이드(400)를 한정하도록 결합된다. 인서트(323a)의 표면(325a)은 벽(53a)의 외면과 접촉한다. 인서트(397a) 내의 돌출부(393a)의 외측부는 벽(53a)의 내면과 접촉한다. 이러한 방식으로, 벽(53a)은 벽(53a) 주위에서 보이드(400)를 밀봉하기 위해 인서트(323a 및 397a) 사이에 핀치(pinch)된다. 보이드(400)는 유사하게 다른 벽(53) 주위, 및 벽(54) 주위에서 밀봉된다.
도 15c는 보이드(400) 내로의 용융 재료의 주입 후의 주형(312 및 314)을 도시한다. 용융 재료는 벽(53a)과 융합되고 응고되어 층(151)을 형성한다. 도 15d에서, 주형(314)이 제거되고, 층(151)이 주형(312) 내에 남아 있다. 전극(157) 및 리드(80)가 층(151) 상의 제자리에 배치되었다(도시되지 않음). 제2 주형(316)이 주형(306)(도 14b) 대신에 사용되고, 주형(312) 위에 배치되었다. 주형(316 및 312)은, 주형(312) 내의 층(151), 전극(157) 및 리드(80)와 함께 결합될 때, 층(162)을 형성하기 위해 용융 재료가 주입될 보이드(402)를 한정한다. 주형(316)은 벽(53a)에 대응하는 인서트(391a)를 포함하고, 다른 인서트는 벽(53b, 53c 및 54a 내지 54c)에 대응한다. 주형(316) 내의 인서트는 또한 제거 가능하고, 이전에 설명된 것과 유사한 방식으로 립들이 당접한 상태로 제자리에 유지된다. 주형(316) 내의 인서트를 둘러싸는 표면(387)은 층(162)의 저면(예를 들어, 전달 채널 부분(61.2 내지 65.2)을 포함함)의 반전부에 대응하고 층(162)의 저면을 형성하는 윤곽을 갖는다. 인서트(391a)의 돌출부(389a)는 벽(53a) 주위에서 보이드(402)를 밀봉하기 위해 인서트(323a)에 대해 벽(53a)을 핀치한다. 보이드(402)는 유사하게 다른 벽(53) 주위 및 벽(54) 주위에서 밀봉된다.
도 15e는 보이드(402) 내로의 용융 재료의 주입 후의 주형(312 및 316)을 도시한다. 용융 재료는 벽(53a) 및 층(151)과 융합되고 응고되어 층(162) 및 구성요소(165)를 형성한다. 도 15f는 주형(312)으로부터 제거된 후의 벽(53a) 주위의 구성요소(165)의 영역을 도시한다.
도 16a 내지 도 16f는 주형(312, 314 및 316)이 어떻게 커스터마이징된 경사 조절기 구성요소를 성형하는 데 사용될 수 있는지를 도시한다. 도 16a 내지 도 16f는 벽(53a)이 상이한 벽으로 교체되는 예를 제공하고 있지만, 일부 또는 모든 다른 챔버 벽이 추가적으로 또는 대안적으로 교체될 수 있다.
도 16a는 경사 조절기 내의 벽(53a) 대신에 사용될 벽(553a)의 영역 단면도이다. 단면 평면은 벽(553a)의 직경을 수직 관통한다. 도 16b 내지 도 16f의 단면 평면은 도 15b 내지 도 15f에 대해 설명된 것과 유사한 위치에서 온 것이다. 도 16b에서, 벽(553a)이 주형(312 및 314) 내에 배치된다. 인서트(323a 및 397a)는 벽(553a)과 정합하는 인서트(343a 및 417a)로 각각 대체되었다. 도 16c에서, 용융 재료가 주입되어 층(151)을 형성하였다. 도 16d에서, 주형(314)이 제거되고 주형(316)으로 교체되었으며, 이제 주형(316)은 인서트(391a) 대신에 인서트(411a)(벽(553a)에 정합함)를 갖는다. 전극(157) 및 리드(80)는 주형(314)의 제거 후 및 주형(316)의 배치 전에 층(151) 상에 배치되었다. 도 16e에서, 용융 재료가 주입되어 층(162) 및 구성요소(165)를 형성하였다. 도 16f는 주형(312)으로부터 제거된 후의 벽(553a) 주위의 구성요소(165)의 영역을 도시한다.
의혹의 방지를 위해, 본 출원은 다음 넘버링된 단락("para.")에 설명된 청구 대상을 포함한다.
단락 1. 풋웨어 물품으로서, 갑피; 및 갑피에 결합된 밑창 구조를 포함하며, 밑창 구조는 베이스, 경사 조절기 및 지지 플레이트를 포함하고, 베이스는 밑창 구조의 전족부 부분, 밑창 구조의 중족부 부분, 및 밑창 구조의 뒤꿈치 부분에 배치되고, 지지 플레이트는 적어도 밑창 구조의 전족부 부분에 배치되고, 경사 조절기는 밑창 구조의 전족부 부분에서 베이스와 지지 플레이트 사이에 배치된 경사 조절기 전족부 섹션을 포함하고, 경사 조절기 전족부 섹션은 적어도 3개의 챔버를 포함하고, 챔버 각각은 전기유변 유체를 수용하고, 챔버 내의 전기유변 유체의 체적 변화에 대응하여 바깥쪽 연장부를 변경하도록 구성되며, 챔버들은 전달 채널에 의해 직렬로 연결되고, 전달 채널 각각은 챔버 중 2개 사이에서의 흐름을 허용하고, 전달 채널은 흐름-조절 전달 채널을 포함하고, 흐름-조절 전달 채널은 흐름-조절 전달 채널의 전기장-생성 부분의 내부를 따라 연장되는 대향하는 제1 및 제2 전극을 포함하는, 풋웨어 물품.
단락 2. 단락 1의 풋웨어 물품으로서, 직렬로 있는 챔버들 중 제1 챔버는 직렬로 있는 챔버들 중 최종 챔버에 연결되지 않는, 풋웨어 물품.
단락 3. 단락 1 및 2 중 어느 한 단락의 풋웨어 물품으로서, 챔버 각각은 챔버의 일부를 형성하는 가요성 벽을 포함하고, 가요성 벽은 챔버 내의 전기유변 유체의 체적이 증가함에 따라 팽창하도록 구성되고, 챔버 내의 전기유변 유체의 체적이 감소함에 따라 수축하도록 구성되는, 풋웨어 물품.
단락 4. 단락 3의 풋웨어 물품으로서, 경사 조절기는 전달 채널이 수용되는 본체를 포함하고, 본체로부터 챔버의 가요성 벽이 연장되는, 풋웨어 물품.
단락 5. 단락 3의 풋웨어 물품으로서, 챔버 중 하나의 가요성 벽은 중앙 섹션 및 중앙 섹션을 둘러싸는 측부 섹션을 포함하고, 측부 섹션은 챔버의 벨로우즈 형상을 한정하는 적어도 하나의 접힘부를 포함하는, 풋웨어 물품.
단락 6. 단락 3의 풋웨어 물품으로서, 챔버 중 적어도 2개의 챔버 각각에 대하여, 가요성 벽은 중앙 섹션 및 중앙 섹션을 둘러싸는 측부 섹션을 포함하고, 측부 섹션은 챔버의 벨로우즈 형상을 한정하는 적어도 하나의 접힘부를 포함하는, 풋웨어 물품.
단락 7. 단락 3, 5 및 6 중 어느 한 단락의 풋웨어 물품으로서, 챔버 중 하나의 가요성 벽은 중앙 섹션 및 중앙 섹션을 둘러싸는 측부 섹션을 포함하고, 중앙 섹션은 함몰부를 포함하는 외부 형상을 갖는, 풋웨어 물품.
단락 8. 단락 3, 5 및 6 중 어느 한 단락의 풋웨어 물품으로서, 챔버 중 적어도 2개의 챔버 각각에 대하여, 가요성 벽은 중앙 섹션 및 중앙 섹션을 둘러싸는 측부 섹션을 포함하고, 중앙 섹션은 함몰부를 포함하는 외부 형상을 갖는, 풋웨어 물품.
단락 9. 단락 1 내지 8 중 어느 한 단락의 풋웨어 물품으로서, 밑창 구조는, 챔버 각각에 대하여, 챔버의 상부와 지지 플레이트의 저부 사이에 배치된 대응하는 챔버 캡을 포함하는, 풋웨어 물품.
단락 10. 단락 9의 풋웨어 물품으로서, 챔버 캡 각각은 지지 플레이트의 저부의 표면과 접촉하는 둥근 상면을 갖는, 풋웨어 물품.
단락 11. 단락 10의 풋웨어 물품으로서, 챔버 캡 각각에 대하여, 둥근 상면을 형성하는 캡 상부 재료가 지지 플레이트의 저부의 표면에 대해 갖는 마찰 계수는, 챔버 캡에 대응하는 챔버의 상면을 형성하는 재료가 지지 플레이트의 저부의 표면에 대해 갖는 마찰 계수보다 작은, 풋웨어 물품.
단락 12. 단락 9의 풋웨어 물품으로서, 챔버 중 제1 챔버는 챔버의 일부를 형성하는 가요성 벽을 포함하고, 가요성 벽은 챔버 내의 전기유변 유체의 체적이 증가함에 따라 팽창하도록 구성되고, 챔버 내의 전기유변 유체의 체적이 감소함에 따라 수축하도록 구성되며, 제1 챔버의 가요성 벽은 중앙 섹션 및 중앙 섹션을 둘러싸는 측부 섹션을 포함하고, 제1 챔버의 가요성 벽의 중앙 섹션은 함몰부를 포함하는 외부 형상을 가지며, 제1 챔버에 대응하는 챔버 캡은 함몰부 내로 연장되는 돌출부, 및 제1 챔버의 가요성 벽의 측부 섹션을 둘러싸는 스커트를 포함하는, 풋웨어 물품.
단락 13. 단락 1 내지 12 중 어느 한 단락의 풋웨어 물품으로서, 전달 채널은 챔버 내의 전기유변 유체의 체적이 변할 때 전달 채널 내의 전기유변 유체의 체적이 실질적으로 일정하게 유지되도록 구성되는, 풋웨어 물품.
단락 14. 단락 1 내지 13 중 어느 한 단락의 풋웨어 물품으로서, 챔버는 경사 조절기 전족부 섹션의 내측 상에 배치된 하나 이상의 내측 챔버, 및 경사 조절기 전족부 섹션의 외측 상에 배치된 하나 이상의 외측 챔버를 포함하는, 풋웨어 물품.
단락 15. 단락 14의 풋웨어 물품으로서, 외측 챔버가 내측 챔버보다 많은 풋웨어 물품.
단락 16. 단락 14의 풋웨어 물품으로서, 내측 챔버가 외측 챔버보다 많은 풋웨어 물품.
단락 17. 단락 14의 풋웨어 물품으로서, 내측 챔버는 앞쪽 내측 챔버, 중간 내측 챔버 및 뒤쪽 내측 챔버를 포함하고, 외측 챔버는 앞쪽 외측 챔버, 중간 외측 챔버 및 뒤쪽 외측 챔버를 포함하는, 풋웨어 물품.
단락 18. 단락 1 내지 17 중 어느 한 단락의 풋웨어 물품으로서, 전기장-생성 부분은 밑창 구조의 중족부 및 뒤꿈치 영역을 통해 연장되는, 풋웨어 물품.
단락 19. 단락 1 내지 18 중 어느 한 단락의 풋웨어 물품으로서, 전기장-생성 부분은 길이 L 및 평균 폭 W를 가지며, 비 L/W는 적어도 50인, 풋웨어 물품.
단락 20. 단락 1 내지 19 중 어느 한 단락의 풋웨어 물품으로서, 흐름-조절 전달 채널 이외의 전달 채널에는 전극이 없는, 풋웨어 물품.
단락 21. 단락 1 내지 20 중 어느 한 단락의 풋웨어 물품으로서, 경사 조절기는 전달 채널이 수용된 본체를 포함하고, 챔버 각각은 챔버가 연장되는 본체의 평면에서 둥글고, 본체의 평면에서 15 밀리미터 내지 30 밀리미터의 직경을 갖는, 풋웨어 물품.
단락 22. 물품으로서, 본체, 및 본체로부터 바깥쪽으로 연장되는 적어도 3개의 가변-체적 챔버를 포함하며, 챔버 각각은 전기유변 유체를 수용하고, 챔버 내의 전기유변 유체의 체적 변화에 대응하여 바깥쪽 연장부를 변경하도록 구성되며, 챔버들은 전달 채널에 의해 직렬로 연결되고, 전달 채널 각각은 챔버 중 2개 사이에서의 흐름을 허용하고, 전달 채널은 흐름-조절 전달 채널을 포함하고, 흐름-조절 전달 채널은 흐름-조절 전달 채널의 전기장-생성 부분의 내부를 따라 연장되는 대향하는 제1 및 제2 전극을 포함하고, 전기장-생성 부분은 길이 L 및 평균 폭 W를 가지며, 비 L/W는 적어도 50인, 물품.
단락 23. 단락 22의 물품으로서, 직렬로 있는 챔버들 중 제1 챔버는 직렬로 있는 챔버들 중 최종 챔버에 연결되지 않는, 물품.
단락 24. 단락 22 또는 23의 물품으로서, 챔버 각각은 챔버의 일부를 형성하는 가요성 벽을 포함하고, 가요성 벽은 챔버 내의 전기유변 유체의 체적이 증가함에 따라 팽창하도록 구성되고, 챔버 내의 전기유변 유체의 체적이 감소함에 따라 수축하도록 구성되는, 물품.
단락 25. 단락 24의 물품으로서, 챔버 중 하나의 가요성 벽은 중앙 섹션 및 중앙 섹션을 둘러싸는 측부 섹션을 포함하고, 측부 섹션은 챔버의 벨로우즈 형상을 한정하는 적어도 하나의 접힘부를 포함하는, 물품.
단락 26. 단락 24의 물품으로서, 챔버 중 적어도 2개의 챔버 각각에 대하여, 가요성 벽은 중앙 섹션 및 중앙 섹션을 둘러싸는 측부 섹션을 포함하고, 측부 섹션은 챔버의 벨로우즈 형상을 한정하는 적어도 하나의 접힘부를 포함하는, 물품.
단락 27. 단락 24, 25 또는 26의 물품으로서, 챔버 중 하나의 가요성 벽은 중앙 섹션 및 중앙 섹션을 둘러싸는 측부 섹션을 포함하고, 중앙 섹션은 함몰부를 포함하는 외부 형상을 갖는, 물품.
단락 28. 단락 24, 25, 또는 26의 물품으로서, 챔버 중 적어도 2개의 챔버 각각에 대하여, 가요성 벽은 중앙 섹션 및 중앙 섹션을 둘러싸는 측부 섹션을 포함하고, 중앙 섹션은 함몰부를 포함하는 외부 형상을 갖는, 물품.
단락 29. 단락 22 내지 28 중 어느 한 단락의 물품으로서, 전달 채널은 챔버 내의 전기유변 유체의 체적이 변할 때 전달 채널 내의 전기유변 유체의 체적이 실질적으로 일정하게 유지되도록 구성되는, 물품.
단락 30. 단락 22 내지 29 중 어느 한 단락의 물품으로서, 챔버는 경사 조절기의 내측 상에 배치된 하나 이상의 내측 챔버, 및 경사 조절기의 외측 상에 배치된 하나 이상의 외측 챔버를 포함하는, 물품.
단락 31. 단락 30의 물품으로서, 외측 챔버가 내측 챔버보다 많은 물품.
단락 32. 단락 30의 물품으로서, 내측 챔버가 외측 챔버보다 많은 물품.
단락 33. 단락 30의 물품으로서, 내측 챔버는 앞쪽 내측 챔버, 중간 내측 챔버 및 뒤쪽 내측 챔버를 포함하고, 외측 챔버는 앞쪽 외측 챔버, 중간 외측 챔버 및 뒤쪽 외측 챔버를 포함하는, 물품.
단락 34. 단락 22 내지 33 중 어느 한 단락의 물품으로서, 흐름-조절 전달 채널 이외의 전달 채널에는 전극이 없는, 물품.
단락 35. 방법으로서, 상측부, 및 상측부에 한정된 다수의 전달 채널 제1 부분을 포함하는 제1 구성요소를 성형하는 단계로서, 전달 채널 제1 부분 중 하나는 전달 채널 제1 부분 중 하나의 전기장-생성 부분을 따라 노출된 제1 전극의 일부를 포함하는, 단계; 저측부, 상측부, 및 저측부에 한정된 다수의 전달 채널 제2 부분을 포함하는 제2 구성요소를 성형하는 단계로서, 전달 채널 제2 부분 중 하나는 전달 채널 제2 부분 중 하나의 전기장-생성 부분을 따라 노출된 제2 전극의 일부를 포함하고, 적어도 3개의 챔버 각각의 상부 부분이 제2 구성요소의 상측부로부터 바깥쪽으로 연장되는, 단계; 경사 조절기를 생성하기 위해 제1 구성요소의 상측부를 제2 구성요소의 저측부에 접합하는 단계로서, 전달 채널 제1 부분은 전달 채널 제2 부분과 정렬되어, 챔버들을 직렬로 연결하고 챔버들 사이의 유체 연통을 제공하는 전달 채널을 형성하고, 전달 채널 제1 부분 중 하나의 전기장-생성 부분은 전달 채널 제2 부분 중 하나의 전기장-생성 부분과 정렬되는, 단계; 내부 체적을 전기유변 유체로 채우는 단계로서, 내부 체적은 챔버 및 전달 채널의 내부 체적을 포함하는, 단계; 및 내부 체적을 밀봉하는 단계를 포함하는, 방법.
단락 36. 단락 35의 방법으로서, 제2 구성요소를 성형하는 단계는 적어도 3개의 챔버의 상부 부분을 별도로 성형하는 단계, 및 적어도 3개의 챔버의 상부 부분 상에 제2 구성요소의 나머지를 성형하는 단계를 포함하는, 방법.
단락 37. 단락 36의 방법으로서, 적어도 3개의 챔버의 상부 부분 상에 제2 구성요소의 나머지를 성형하는 단계는 적어도 3개의 챔버의 상부 부분 상에 제2 구성요소의 제1 층을 성형하는 단계, 제2 구성요소의 제1 층 및 제2 전극 상에 제2 구성요소의 제2 층을 성형하는 단계를 포함하는, 방법.
실시형태에 대해 전술한 설명은 예시 및 설명의 목적을 위하여 제시되었다. 전술한 설명은 망라적인 것 또는 본 발명의 실시형태를 개시된 정확한 형태로 제한하고자 하는 것이 아니며, 수정 및 변형이 상술한 교시 내용에 비추어 가능하거나 다양한 실시형태의 실시로부터 습득될 수 있다. 본 명세서에서 논의된 실시형태는 당업자가 본 발명을 다양한 실시형태로, 그리고 고려된 특정 목적에 적합하게 다양하게 변형하여 이용할 수 있게 하도록 다양한 실시형태 및 이들의 실제 적용예의 원리 및 속성을 설명하기 위해 선택되고 설명되었다. 본 명세서에 설명된 실시형태로부터의 특징의 모든 조합, 하위 조합 및 치환은 본 발명의 범위 내에 있다. 청구범위에서, 구성요소의 잠재적 또는 의도된 착용자 또는 이용자에 관한 언급은 구성요소의 실제 착용 또는 사용, 또는 착용자 또는 사용자의 존재를 청구된 발명의 일부로서 필요로 하는 것이 아니다.

Claims (37)

  1. 풋웨어 물품으로서,
    갑피; 및
    상기 갑피에 결합된 밑창 구조를 포함하며, 상기 밑창 구조는 베이스, 경사 조절기 및 지지 플레이트를 포함하고,
    상기 베이스는 상기 밑창 구조의 전족부 부분, 상기 밑창 구조의 중족부 부분, 및 상기 밑창 구조의 뒤꿈치 부분에 배치되고,
    상기 지지 플레이트는 적어도 상기 밑창 구조의 상기 전족부 부분에 배치되고,
    상기 경사 조절기는 상기 밑창 구조의 상기 전족부 부분에서 상기 베이스와 상기 지지 플레이트 사이에 배치된 경사 조절기 전족부 섹션을 포함하고, 상기 경사 조절기 전족부 섹션은 적어도 3개의 챔버를 포함하고,
    상기 챔버 각각은 전기유변 유체를 수용하고, 상기 챔버 내의 상기 전기유변 유체의 체적 변화에 대응하여 바깥쪽 연장부를 변경하도록 구성되며,
    상기 챔버들은 전달 채널에 의해 직렬로 연결되고, 상기 전달 채널 각각은 상기 챔버 중 2개 사이에서의 흐름을 허용하고,
    상기 전달 채널은 흐름-조절 전달 채널을 포함하고, 상기 흐름-조절 전달 채널은 상기 흐름-조절 전달 채널의 전기장-생성 부분의 내부를 따라 연장되는 대향하는 제1 및 제2 전극을 포함하고,
    상기 챔버 각각은 상기 챔버의 일부를 형성하는 가요성 벽을 포함하고, 상기 가요성 벽은 상기 챔버 내의 상기 전기유변 유체의 상기 체적이 증가함에 따라 팽창하도록 구성되고, 상기 챔버 내의 상기 전기유변 유체의 상기 체적이 감소함에 따라 수축하도록 구성되고,
    상기 챔버 중 하나의 상기 가요성 벽은 중앙 섹션 및 상기 중앙 섹션을 둘러싸는 측부 섹션을 포함하고,
    상기 측부 섹션은 상기 챔버의 벨로우즈 형상을 한정하는 적어도 하나의 접힘부를 포함하는,
    풋웨어 물품.
  2. 제1항에 있어서, 직렬로 있는 상기 챔버들 중 제1 챔버는 직렬로 있는 상기 챔버들 중 최종 챔버에 연결되지 않는, 풋웨어 물품.
  3. 제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 경사 조절기는 상기 전달 채널이 수용되는 본체를 포함하고, 상기 본체로부터 상기 챔버의 상기 가요성 벽이 연장되는, 풋웨어 물품.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 챔버 중 적어도 하나의 추가 챔버에 대하여,
    상기 적어도 하나의 추가 챔버의 상기 가요성 벽은 적어도 하나의 추가 중앙 섹션, 및 상기 적어도 하나의 추가 중앙 섹션을 둘러싸는 적어도 하나의 추가 측부 섹션을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 추가 측부 섹션은 상기 적어도 하나의 추가 챔버의 벨로우즈 형상을 한정하는 적어도 하나의 추가 접힘부를 포함하는,
    풋웨어 물품.
  5. 제4항에 있어서, 상기 적어도 하나의 추가 중앙 섹션은 함몰부를 포함하는 외부 형상을 갖는, 풋웨어 물품.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 챔버 중 하나의 상기 중앙 섹션은 함몰부를 포함하는 외부 형상을 갖는,
    풋웨어 물품.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 밑창 구조는, 상기 챔버 각각에 대하여, 상기 챔버의 상부와 상기 지지 플레이트의 저부 사이에 배치된 대응하는 챔버 캡을 포함하는,
    풋웨어 물품.
  8. 제7항에 있어서, 상기 챔버 캡 각각은 상기 지지 플레이트의 상기 저부의 표면과 접촉하는 둥근 상면을 갖는, 풋웨어 물품.
  9. 제8항에 있어서, 상기 챔버 캡 각각에 대하여, 상기 둥근 상면을 형성하는 캡 상부 재료가 상기 지지 플레이트의 상기 저부의 상기 표면에 대해 갖는 마찰 계수는, 상기 챔버 캡에 대응하는 상기 챔버의 상면을 형성하는 재료가 상기 지지 플레이트의 상기 저부의 상기 표면에 대해 갖는 마찰 계수보다 작은, 풋웨어 물품.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 챔버 중 하나의 상기 가요성 벽의 상기 중앙 섹션은 함몰부를 포함하는 외부 형상을 가지며,
    상기 챔버 중 하나에 대응하는 상기 챔버 캡은 상기 함몰부 내로 연장되는 돌출부, 및 상기 챔버 중 하나의 상기 가요성 벽의 상기 측부 섹션을 둘러싸는 스커트를 포함하는,
    풋웨어 물품.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전달 채널은 상기 챔버 내의 상기 전기유변 유체의 체적이 변할 때 상기 전달 채널 내의 상기 전기유변 유체의 상기 체적이 실질적으로 일정하게 유지되도록 구성되는, 풋웨어 물품.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 챔버는 상기 경사 조절기 전족부 섹션의 내측 상에 배치된 하나 이상의 내측 챔버, 및 상기 경사 조절기 전족부 섹션의 외측 상에 배치된 하나 이상의 외측 챔버를 포함하는, 풋웨어 물품.
  13. 제12항에 있어서, 외측 챔버가 내측 챔버보다 많은 풋웨어 물품.
  14. 제12항에 있어서, 내측 챔버가 외측 챔버보다 많은 풋웨어 물품.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 내측 챔버는 앞쪽 내측 챔버, 중간 내측 챔버 및 뒤쪽 내측 챔버를 포함하고,
    상기 외측 챔버는 앞쪽 외측 챔버, 중간 외측 챔버 및 뒤쪽 외측 챔버를 포함하는,
    풋웨어 물품.
  16. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전기장-생성 부분은 상기 밑창 구조의 중족부 및 뒤꿈치 영역을 통해 연장되는, 풋웨어 물품.
  17. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전기장-생성 부분은 길이 L 및 평균 폭 W를 가지며,
    비 L/W는 적어도 50인,
    풋웨어 물품.
  18. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 흐름-조절 전달 채널 이외의 상기 전달 채널에는 전극이 없는, 풋웨어 물품.
  19. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 경사 조절기는 상기 전달 채널이 수용된 본체를 포함하고,
    상기 챔버 각각은 상기 챔버가 연장되는 상기 본체의 평면에서 둥글고, 상기 본체의 상기 평면에서 15 밀리미터 내지 30 밀리미터의 직경을 갖는,
    풋웨어 물품.
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