KR20020026235A - 신발용 피스톤 기능 시스템 - Google Patents

신발용 피스톤 기능 시스템 Download PDF

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KR20020026235A
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Abstract

본 발명은 신발의 중창과 밑창 사이에 별도의 쿠션창을 내재시켜 보행 및 구보를 하는 중 지면으로부터 발바닥과 각 관절에 가해지는 충격을 완화할 수 있도록 하는 신발용 피스톤 기능 시스템에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 신발의 밑창과 중창 사이에는 밑면에 다수개의 수 피스톤 로드가 성형된 상판과 상기 수 피스톤 로드에 대응되는 암 피스톤 로드가 윗면에 성형된 하판의 접합으로 이루어진 쿠션창이 내재되고, 상기 상판과 하판 사이에는 상기 수 피스톤 로드가 탄성체가 내재된 상기 암 피스톤 로드의 인서트 홀에 삽입되어 형성된 다수개의 피스톤이 내재된 것이다.
이로써, 본 발명은 외압이 가해져도 벌징현상이 나타나지 않도록 함으로써 신발의 착용감을 향상시키고, 외압이 균일하게 전달되도록 함으로써 충격으로 인한 발의 관절이나 발목 등의 손상을 줄일 수 있는 것이다. 또한, 본 발명은 탄성체에 의해 수축 및 팽창되는 피스톤으로 외부에서 가해지는 충격을 흡수하도록 함으로써 제작이 용이하고 쿠션창의 기밀을 유지하지 않아도 되는 것이다.

Description

신발용 피스톤 기능 시스템{piston function system for footwear}
본 발명은 신발용 피스톤 기능 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 신발의 중창과 밑창 사이에 별도의 쿠션창을 내재시켜 보행 및 구보를 하는 중 지면으로부터 발바닥과 각 관절에 가해지는 충격을 완화할 수 있도록 하는 신발용 피스톤 기능 시스템에 관한 것이다.
통상적으로, 인간의 발은 직립 시에 지면과 접촉하여 체중을 지탱하여 보행이나 운동 등이 가능토록 하는 역할을 한다. 대부분의 정상적인 발의 발바닥은 직립 시에 족궁을 제외하고는 전체적으로 지면에 맞닿아 안정적인 직립을 가능하게 하며, 보행이나 달리기 등에서는 족궁이 마치 스프링과 같이 신축되면서 발에 가해지는 충격을 완화시켜 주고, 발가락들을 포함한 발 전체의 움직임을 자유롭게 하여 완만하고 부드러운 보행 및 달리기 등의 운동을 가능하게 한다.
따라서, 신발을 선택함에 있어서도 발바닥 전체가 지면에 맞닿아 고르게 하중을 분산시켜 줄 필요가 있다.
일반적으로 달리기, 농구, 축구 및 테니스 등의 운동을 하는 동안에는 발에 상당한 충격이 지속적이고 반복적으로 가해지게 되고, 이러한 충격은 발이 착지할 때마다 직접적으로 발에 전달된다. 발이 모든 체중을 지탱하면서 그 충격을 흡수해야 하는데, 발에 가해지는 충격이 체중의 수배에 달하기 때문에 연골 부분 등이 약화되어 부상이나 노화 등이 쉽게 유발될 우려가 있다.
따라서, 보통 사람들은 물론이고 과격한 운동을 하는 사람들에게 있어, 충격을 흡수할 수 있는 편안한 신발의 선택은 아무리 강조하여도 지나침이 없을 것이다.
이러한 충격 흡수를 위해 신발, 특히 운동화 등에는 충격 흡수용 쿠션이 장착되어 있다.
운동화를 포함한 대부분의 신발은 밑창과 중창 및 안창의 적층으로 이루어진 바닥과 상기 바닥에 취부되어 발을 감싸는 외피로 이루어지며, 충격 흡수를 위한 쿠션, 즉 완충재는 바닥에 내재되어 있다.
상기한 충격 흡수용 쿠션으로는 고무(rubber), 스펀지(sponge), 폴리우레탄 폼(poly urethane foam) 등의 통상적인 탄성재질을 판상으로 가공하여 밑창(outsole)과 중창(midsole) 사이 또는 중창과 안창(insole) 사이에 취부시켜 발바닥을 지지하면서 발바닥에 가해지는 충격을 흡수하고 있다.
그러나, 이러한 종래의 충격 흡수용 쿠션으로는 수백 킬로그램 내지 수 톤에 달하는 큰 충격을 흡수하는데 한계가 있으며, 큰 충격으로 인해 영구변형이 일어나 더 이상의 완충효과를 얻지 못한다. 또한, 탄성 재질로 된 밀봉체 내에 액체 또는 반고체 즉, 젤(gel) 상의 유동체가 투입된 쿠션도 개발되었으나, 이는 액체 또는 유동체들이 압축되지 않는 재질의 물질이라 완충효과가 낮아진다.
이에 출원인은 1999. 09. 17.자 대한민국 특허출원 제40122호(충격 흡수용 지지핀 구조를 갖는 에어쿠션, 그 제조방법 및 이를 포함하는 신발)에서와 같이, 저면에 하방으로 향하여 동일 높이 또는 각각 서로 다른 높이로 돌설된 다수의 지지핀들을 갖는 상판과, 상기 상판에 대응하는 상면에 상기 지지핀들을 수용할 수 있는 홈이 형성된 핀수용체들이 각각 상기 지지핀들에 대응하여 형성된 하판이 구비되고, 상기 지지핀들이 상기 핀수용체들이 고정되도록 서로 결합시킨 상태에서 튜브몸체로 감싸 기밀이 유지되도록 밀봉한 에어 쿠션을 연구 개발한 바 있다.
상기한 에어 쿠션이나 이를 적용한 신발은 외압에 의한 벌징현상이 줄어 다소 안정감이 향상되었으나, 충격을 흡수하는 튜브몸체가 기밀상태를 유지해야 하므로 튜브몸체로 사용할 수 있는 재질에 제한이 있을 뿐더러 튜브몸체에 조그마한 구멍이 뚫리면 에어쿠션, 더 나아가서는 신발의 기능인 완충효과를 전혀 얻을 수 없다. 또한, 튜브몸체 내에 지지핀 등을 구성해야 하므로 제작이 어렵고 제작단가가 올라가는 등의 결점이 있다.
상기한 바와 같은 결점을 해결하기 위한 본 발명은 외압이 가해져도 벌징현상이 나타나지 않도록 하여 신발의 착용감을 향상시키고, 외압이 균일하게 전달되도록 하여 충격으로 인한 발의 관절이나 발목 등의 손상을 줄일 수 있도록 하는 신발용 피스톤 기능 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 탄성체에 의해 수축 및 팽창되는 피스톤으로 외부에서 가해지는 충격을 흡수하도록 하여, 제작이 용이하고 쿠션창의 기밀을 유지하지 않아도 되도록 하는 신발용 피스톤 기능 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
도1은 본 발명에 따른 신발용 피스톤 기능 시스템에 적용된 쿠션창의 분해 사시도이다.
도2는 도1의 쿠션창의 단면도이다.
도3은 본 발명의 따른 신발용 피스톤 기능 시스템이 채용된 신발을 보인 측면도이다.
도4는 쿠션창의 작동상태를 설명하기 위한 도3의 단면도이다.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※
1 : 밑창(outsole) 2 : 중창(midsole)
3 : 안창(insole) 4 : 바닥판
5 : 외피 6 : 쿠션창
7 : 상판 8 : 하판
9 : 피스톤(piston) 10 : 수 피스톤 로드(male piston rod)
11 : 암 피스톤 로드(female piston rod)
12 : 탄성체(elastic body) 13 : 인서트 홀(insert hole)
14a,14b : 웨지(wedge)
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 신발용 피스톤 기능 시스템은, 밑창과 중창 및 안창이 순차적으로 적층되어 있는 바닥판 위에 발을 감쌀 수 있는 소정 형상의 외피가 재봉 및 접착된 신발용 피스톤 기능 시스템에 있어서, 상기 밑창과 중창 사이에는 밑면에 다수개의 수 피스톤 로드가 성형된 상판과 상기 수 피스톤 로드에 대응되는 암 피스톤 로드가 윗면에 성형된 하판의 접합으로 이루어진 쿠션창이 내재되고, 상기 상판과 하판 사이에는 상기 수 피스톤 로드가 탄성체가 내재된 상기 암 피스톤 로드의 인서트 홀에 삽입되어 형성된 다수개의 피스톤이 내재되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 신발용 피스톤 기능 시스템에 있어서, 상기 쿠션창의 상판과 하단은 고주파(heat seal) 융착으로 접착되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 신발용 피스톤 기능 시스템에 있어서, 상기 쿠션창의 상판과 하단의 외곽에는 소정 폭의 웨지가 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 신발용 피스톤 기능 시스템에 있어서, 상기 쿠션창의 상판 및 하판은 써머 플라스틱 폴리우레탄(thermo plastic poly urethane) 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 신발용 피스톤 기능 시스템에 있어서, 상기 안창은 상기 쿠션창의 윗면에 수평지게 접착되고, 상기 안창의 윗면은 발바닥과 밀착 가능토록 서로 다른 높이를 가지는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 신발용 피스톤 기능 시스템에 있어서, 상기 쿠션창의 상판 윗면이 수평을 유지할 수 있도록 상기 밑창 위에 적층되어 있는 상기 쿠션창의 상판과 하판 사이에 내재된 피스톤은 서로 다른 높이를 가지는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 신발용 피스톤 기능 시스템에 있어서, 상기 쿠션창의 상판과 하단 사이에는 15개 내지 25개의 피스톤이 내재되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 신발용 피스톤 기능 시스템에 있어서, 상기 탄성체는 탄성 고무(rubber gum), 폴리우레탄 폼(poly urethane foam), 폴리에스테르 수지(polyester resin), 코일 형상으로 감겨진 스틸 와이어(steel wire) 군에서 선택된 하나인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 신발용 피스톤 기능 시스템에 있어서, 상기 탄성체는 2 내지 4 mm의 높이로 수축 팽창할 수 있는 탄성력을 가지는 것이 바람직하다.
이하에서 본 발명을 상세히 설명한다.
도3에 도시한 바와 같이 밑창(1)과 중창(2), 안창(3) 등을 갖는 바닥판(4)과 발을 감싸는 외피(5)로 이루어진 신발, 즉 바닥판(4)의 밑창(1)과 중창(2) 사이에 내재되는 쿠션창(6)은 도1에 나타낸 것처럼, 다수개의 수 피스톤 로드(10)가 밑면에 형성된 상판(7)과, 탄성체(12)가 수용되고 수 피스톤 로드(10)와 결합되는 다수개의 암 피스톤 로드(11)가 윗면에 형성된 하판(8)이 별도의 금형에 의해 각각 분리된 상태로 성형된 후에 고주파(heat seal) 융착에 의해 하나로 된 것이다.
여기서, 발 형상의 상판(7)과 내부공간을 형성하기 위한 높이를 갖는 발 형상의 하판(8) 및 상판(7)과 하판(8)에 형성된 암수 피스톤 로드(10)(11)의 재질로는 써머 플라스틱 폴리우레탄(thermo plastic poly urethane) 등이 사용될 수 있다. 특히, 상판(7)과 하판(8) 및 상판(7)과 하판(8)에 형성된 암수 피스톤 로드(10)(11)의 재질은 종래와는 달리 공기(질소)입자보다 작아야 한다는 제한을 받지 않고 공기입자보다 커도 무방하다.
또한, 쿠션창(6)의 상판(7)과 하판(8)의 외곽에는 고주파 융착을 위한 소정의 폭의웨지(14a)(14b)가 수평에 가깝게 형성되어 있는데, 상기 웨지(14a)(14b)는 상판(7)과 하판(8)이 분리된 상태에서는 고주파 융착이 용이하도록 4 mm 정도의 폭을 가지고, 고주파 융착이 완료된 후에는 밑창(1)과 중창(2) 사이에 내재가 용이하도록 2 mm 정도만 남기고 절단되는 것이 바람직하다.
도2에 도시한 바와 같이 상판(7)과 하판(8)이 하나로 접합될 때 상판(7)의 수 피스톤 로드(10)가 하판(8)의 암 피스톤 로드(11) 즉, 탄성체(12)가 내재된 인서트 홀(13)에 결합되면서 외압에 의한 충격을 흡수할 수 있는 하나의 피스톤(9)이 구성되는 것이다.
이러한 피스톤(9)은 쿠션창(6), 즉 일체형으로 접합된 상판(7)과 하판(8)에 고르게 배치되는데, 15 내지 25 개로 하는 것이 적절하다.
그리고, 암 피스톤 로드(11)의 인서트 홀(13)에 삽입되어 외압(체중)에 의해 상판(7), 즉 수 피스톤 로드(10)가 2 내지 4 mm 정도 상하로 이동할 수 있도록 탄성력을 부여하는 탄성체(12)로서는 탄성 고무(rubber gum), 폴리우레탄 폼(poly urethane foam), 폴리에스테르 수지(polyester resin), 코일 형상으로 감겨진 스틸 와이어(steel wire) 등이 선택적으로 사용될 수 있다.
뿐만 아니라, 쿠션창(6)의 앞부분에 위치한 피스톤(9)과 쿠션창(6)의 뒷부분에 위치한 피스톤(9), 즉 암 피스톤 로드(11)와 암 피스톤 로드(11)의 인서트 홀(13)에 수용된 탄성체(12)가 지면과 닿는 밑창(1)의 높이에 대응되게 3 내지 7 mm로 서로 다른 높이를 가짐으로써 쿠션창(6)의 윗면이 수평상태를 유지할 수 있도록 한다. 또한, 쿠션창(6)의 윗면에 수평으로 부착되는 중창(2) 윗면은 발바닥에 밀착되어,즉 발바닥에 고르게 닿아 발바닥에 의한 외압이 쿠션창(6)의 윗면에 고르게 가해질 수 있도록 서로 다른 높이를 갖는다.
이에 따라 도4에서와 같이 신발을 신지 않거나 혹은 지면에서 발(신발)이 떨어진 상태에서는 탄성체(12)의 탄발력에 의해 상판(7), 즉 수 피스톤 로드(10)가 올라가 상판(7)의 밑면과 암 피스톤 로드(11) 사이에 2 내지 4 mm 정도의 틈이 생긴다.
하지만, 발이 지면에 닿으면서 발과 지면으로부터 쿠션창(6)의 윗면과 밑면에 각각 외압이 가해지면, 외압에 의해 최대 상판(7)의 밑면이 암 피스톤 로드(11)의 윗면에 닿을 때까지 탄성체(12)가 수축되면서 발바닥에 가해지는 충격을 흡수한다.
물론, 다시 지면에서 다시 발을 떼는 순간 위에서와 같이 탄성체(12)의 탄발력에 의해 수 피스톤 로드(10), 즉 상판(7)은 원상태로 돌아간다.
특히, 쿠션창(6)에 조그마한 구멍이 생긴 경우에도 이에 영향을 받지 않고 탄성체(12)에 의한 탄발력에 의해 쿠션창(6)이 충격 흡수기능을 지속적으로 수행함으로써 보행이나 도보 중에 발목이나 인체의 각종 관절에 가해지는 충격을 최소화할 수 있는 것이다.
따라서, 본 발명에 의하면 외압이 가해져도 벌징현상이 나타나지 않도록 함으로써 신발의 착용감을 향상시키고, 외압이 균일하게 전달되도록 함으로써 충격으로 인한 발의 관절이나 발목 등의 손상을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 탄성체에 의해 수축 및 팽창되는 피스톤으로 외부에서 가해지는 충격을 흡수하도록 함으로써 제작이 용이하고 쿠션창의 기밀을 유지하지 않아도 되는 효과가 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술 사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (9)

  1. 밑창과 중창 및 안창이 순차적으로 적층되어 있는 바닥판 위에 발을 감쌀 수 있는 소정 형상의 외피가 재봉 및 접착된 신발용 피스톤 기능 시스템에 있어서,
    상기 밑창과 중창 사이에는 밑면에 다수개의 수 피스톤 로드가 성형된 상판과 상기 수 피스톤 로드에 대응되는 암 피스톤 로드가 윗면에 성형된 하판의 접합으로 이루어진 쿠션창이 내재되고, 상기 상판과 하판 사이에는 상기 수 피스톤 로드가 탄성체가 내재된 상기 암 피스톤 로드의 인서트 홀에 삽입되어 형성된 다수개의 피스톤이 내재되는 것을 특징으로 하는 신발용 피스톤 기능 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 쿠션창의 상판과 하단은, 고주파(heat seal) 융착으로 접착되는 것을 특징으로 하는 상기 신발용 피스톤 기능 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 쿠션창의 상판과 하단의 외곽에는 소정 폭의 웨지가 형성되는 것을 특징으로 하는 상기 신발용 피스톤 기능 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 쿠션창의 상판 및 하판은, 써머 플라스틱 폴리우레탄(thermo plastic polyurethane) 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 신발용 피스톤 기능 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 안창은 상기 쿠션창의 윗면에 수평지게 접착되고, 상기 안창의 윗면은 발바닥과 밀착 가능토록 서로 다른 높이를 가지는 것을 특징으로 하는 상기 신발용 피스톤 기능 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 쿠션창의 상판 윗면이 수평을 유지할 수 있도록 상기 밑창 위에 적층되어 있는 상기 쿠션창의 상판과 하판 사이에 내재된 피스톤은, 서로 다른 높이를 가지는 것을 특징으로 하는 상기 신발용 피스톤 기능 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 쿠션창의 상판과 하단 사이에는 15개 내지 25개의 피스톤이 내재되는 것을 특징으로 하는 상기 신발용 피스톤 기능 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 탄성체는, 탄성 고무(rubber gum), 폴리우레탄 폼(poly urethane foam), 폴리에스테르 수지(polyester resin), 코일 형상으로 감겨진 스틸 와이어(steel wire)군에서 선택된 하나인 것을 특징으로 하는 상기 신발용 피스톤 기능 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 탄성체는, 2 내지 4 mm의 높이로 수축 팽창할 수 있는 탄성력을 가지는 것을 특징으로 하는 상기 신발용 피스톤 기능 시스템.
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