KR20040089077A - 신발밑창 및 신발밑창을 위한 쿠션 - Google Patents

Abstract

본 발명은 신발밑창에 이용되는 쿠션(20)에 관한 것이다. 쿠션(20)은 착용자 발의 중앙부를 완충하는 중앙챔버(26)를 포함한다. 중앙챔버(26) 내에 위치한 내부챔버(40)는 중앙챔버의 강성을 증가시킨다. 최소한 하나의 측방챔버(24)가 착용자 발의 측방부를 완충한다. 중앙챔버(26) 및 측방챔버(24)는 단일구조이다.

Description

신발밑창 및 신발밑창을 위한 쿠션{SHOE SOLE AND CUSHION FOR A SHOE SOLE}

신발밑창은 다양한 탄력 있는 쿠션요소로 만들어져 왔고 충격에너지를 저장 및 흡수하여 착용자의 발을 완충한다. 알려진 쿠션요소에는 대기압 보다 큰 압력으로 가압된 물질을 포함한 공기주머니가 포함된다. 전형적인 물질로 기체, 점성 액체, 및 겔이 있다. 이런 알려진 신발밑창의 쿠션특성은 포함된 물질이 압력상태를 유지하는데 달려있다.

쿠션요소는 위치의 기능에 따라 변화하여 쿠션의 특성을 최적화 한다. 예로, 쿠션의 강성은 가장 자리 보다 중앙 모서리를 따라 더 강하다.

본 발명은 발을 지지하고 충격을 흡수하기 위한 신발밑창에 이용되는 쿠션에 관한 것이다. 본 발명의 쿠션은 발의 쿠션 영역을 위한 내부 챔버를 포함한 최소한 한 개의 챔버를 포함한다.

도 1은 본 발명의 쿠션의 평면도.

도 2는 도 1의 쿠션의 단면도.

도 3은 도 1의 쿠션의 제 2 단면도.

도 4는 도 1의 쿠션의 측방 측면도.

도 5는 도 1의 쿠션의 중앙 측면도.

도 6은 본 발명의 쿠션의 제 2실시예의 평면도.

도 7은 도 6의 쿠션의 단면도.

도 8은 본 발명의 쿠션의 신발밑창의 중앙 측면도.

도 9는 도 8의 밑창의 평면도.

도 10 및 11은 도 9의 신발밑창의 단면도.

도 12는 본 발명의 제 2신발밑창 및 쿠션의 평면도.

도 13은 도 12의 신발밑창 및 쿠션의 단면도.

도 14는 도 12의 신발밑창 및 쿠션의 측방부를 도시한 도면.

도 15는 도 12의 신발밑창 및 쿠션의 중앙부를 도시한 도면.

*부호설명*

20 : 쿠션 28 : 후방챔버

22 : 외부쿠션 24 : 측방챔버

26 : 중앙챔버

본 발명은 최소한 하나의 챔버를 포함한 내부 요소가 있는 쿠션에 관한 것이다. 챔버는 체적을 둘러싸는 표면을 가진 요소이며, 이런 중공 체적은 기체 또는 액체를 담는다. 내부 요소는 수직 강성 및 챔버의 탄성을 강화한 성형 챔버이다. 내부 챔버를 포함한 챔버는 대개 쿠션의 중앙 영역에 배치되므로 중앙챔버라 한다.챔버가 신발밑창에 사용되면, 챔버는 신발밑창의 중앙 뒤꿈치 부근에서 앞부분으로 뻗어 있다.

챔버 및 내부요소는 내부에 유체가 채워지지 않아도 착용자의 발의 중앙 모서리를 지지하기에 충분한 강도 및 강성을 가지고 있다. 따라서 중앙 챔버 및 내부 요소의 쿠션특성은 내부 유체의 압력에 무관하다.

내부 챔버에 추가로, 쿠션은 대개 최소한 하나의 측방쿠션 및 하나의 후방쿠션을 포함한다. 쿠션이 신발밑창에 배치되면, 측방쿠션은 착용자 발의 측부 모서리를 지지한다. 후방쿠션은 착용자 발의 뒤꿈치 같은 후방을 지지한다.

측방 및 후방쿠션은 대개 유체를 포함한다. 유체는 이들 쿠션사이를 튜브 또는 다른 통로를 통하여 이동한다. 측방 및 후방쿠션의 쿠션특성은 뒤꿈치의 충격으로 압축되어 유체가 후방챔버에서 측방챔버로 흐르면서 변한다. 유체는 대개 공기 같은 기체이다. 상기 뒤꿈치 충격 시, 측방 및 후방챔버에 갇힌 유체는 대기압 보다 높지 않다.

도 1 및 2에서, 쿠션(20)은 외부쿠션(22)을 포함하고, 외부쿠션은 대개 측방챔버(24), 중앙챔버(26) 및 후방챔버(28)를 포함한다, 챔버(24,26,28)는 공기와 같은 유체를 포함하고, 휴지상태에서는, 내부압력은 대기압 보다 높지 않다. 대개, 챔버의 강도는 내부의 물질에 관계없이 착용자의 발을 지지하는데 충분하다. 그러나, 유체를 포함한 하나 이상의 챔버가 챔버와 함께 착용자의 발을 지지한다. 예로, 챔버는 기체를 포함하며 기체는 뒤꿈치 충격으로 가압되어 착용자의 발을 완충한다.

쿠션(20)은 대개 종래 재료로 형성된 신발밑창에 위치한다. 예로, 밑창은 에틸 비닐 아세테이트(EVA)로 형성된 주 밑창 및 고무로 형성된 외부 밑창을 포함한다. 쿠션(20)에 적합한 밑창 구조는 미국특허 제 6,026,593호에 설명된다. 실시예에서 쿠션(20)은 밑창에 배치된다.

쿠션(20)의 발자국은 비대칭이다. 중앙챔버(26)는 대개 측방챔버를 넘어서 전방 쿠션으로 거리(d1) 만큼 뻗는다. 비대칭은 쿠션의 능력을 강화하여 발이 뒤틀리는 경향을 감소시킨다.

중앙챔버의 폭(w1)은 쿠션의 외부중앙 모서리(50) 및 쿠션의 주 세로축(54)에 평행한 외부중앙쿠션에 거의 평행하게 뻗은 내부중앙 모서리(52)로 구성된다. 중앙챔버의 폭은 대개 쿠션(20)의 전체 폭(w2)의 약 40% 보다 작다. 쿠션(20)이 신발밑창 내에 위치되면, 중앙챔버는 대개 신발의 뒤꿈치에서 전방으로 뻗는다. 중앙챔버는 높이 대비 폭의 비율이 대개 2에서 4사이 이다.

중앙 및 측면챔버는 대개 중앙 및 측방챔버를 서로 독립적으로 압축되게 하는 웹(42)으로 분리된다. 웹(42)은 또한 쿠션(20)이 웹의 세로축에 대해서 구부러질 수 있다. 후방챔버는 중앙 및 측방챔버와 독립적으로 압축되게 하는 웹(43)으로 중앙 및 측방챔버와 분리된다. 웹(43)은 또한 챔버(28)와 별도로 중앙챔버(26)의 후방부(75)와 떨어져 있다.

중앙챔버(26)는 대개 블로우 성형된 챔버인 내부요소(40)를 포함한다. 내부요소(40) 및 중앙챔버(26)는 함께 쿠션의 중앙부를 주변챔버 보다 뻣뻣하게 하여 착용자의 발을 주변부로 뒤틀리지 않게 하여 발을 고정시킨다. 내부요소 및 중앙챔버의 강성은 주변챔버 보다 최소한 10 내지 25% 더 크다.

중앙챔버 및 내부요소의 강성은 상면 및 하면에 연결된 챔버벽의 반경(r1)을 변경하여 조절할 수 있다. 예로, 반경을 감소시키면 강성이 증가한다. 챔버의 상면의 면적에 대해서 중앙챔버의 발자국을 증가시키면 챔버의 강성을 증가시킨다.

챔버의 강성을 변경하는 다른 방법으로 챔버의 면에 리브(56)를 추가하고, 고정핀 표시(58)를 추가하고 내부요소의 강성을 증가시키는 것이다. 표시(58)는 내부챔버가 중앙챔버 내에서 움직이지 못하게 하기 위하여 사용된다. 이 경우, 표시(58)는 중앙챔버의 외면(60)에서 내부요소(40)의 외면(62)으로 뻗는다.

측방챔버 및 측방챔버 내의 내부요소의 형태 및 구조는 발을 완충하기 위하여 결합 중앙챔버/내부요소 보다 더 유연하게 선정된다. 예로, 측방챔버는 내부요소 없이 형성되거나 중앙챔버 내에 사용된 것 보다 더 유연한 내부요소로 형성된다. 추가로, 벽과 상면을 연결하는 반경(r2)은 중앙챔버의 반경 보다 크다.

측방챔버는 튜브(77)로 연결되어 뒤꿈치가 눌려지면 유체가 측방챔버 사이를 흐르게 한다. 유체가 챔버 사이를 이동하면, 유체를 받아들이는 챔버의 완충력이 증가한다. 중앙챔버의 완충력은 주변챔버의 완충력과 별개이다. 따라서, 대개 중앙챔버는 주변챔버와 유체로 연결되지 않는다.

내부요소(40)의 외면(62)은 대개 중앙챔버(26)의 내면과 형태 및 크기가 유사하다. 내부요소의 외면이 중앙챔버의 내면 보다 작거나 형태가 다르면 내면, 대개 중앙챔버의 상하부의 내면, 한 개 이상의 위치고정구멍이 내부완충요소 사이에 있다. 내부완충요소의 외면은 위치고정구멍에 맞는 한 개 이상의 돌기를 포함한다.물론, 중앙챔버의 내면은 내부완충요소의 외면의 구멍에 맞는 돌기가 제공된다.

도 3 및 4를 보면, 후방챔버의 하면(66)은 대개 후방챔버(28)의 상면(68)에 각도(pi)로 형성되어 비스듬한 면을 만든다. 각도(pi)는 3 내지 15도 사이, 6 내지 10도 사이 이다. 대개 후방챔버의 상하면 사이의 거리는 쿠션의 후방에서 전방으로 가면서 증가하여 하면이 기울어져서 상면에 닿는다.

후방챔버는 쿠션(20)의 중심선에서 각도를 이루고, 가장 가까운 측방 및 중앙챔버와 분리하여 웹(43)에 뒤따르는 뒤꿈치틈을 형성한다. 중앙선에서의 각도는 약 20 내지 45도, 30 내지 40도 이다. 뒤꿈치가 눌려지면, 쿠션(20)은 뒤꿈치틈을 따라 구부러져서 신발이 한쪽으로 과도하게 뒤틀리는 것을 감소시킨다.

본 발명에 의한 한 실시예에서, 웹(42,43)을 노출시킨 채 외부밑창은 챔버(24,26,28)의 하면에 직접 부착된다. 완성된 신발밑창은 웹을 따라서 쿠션의 유연성이 증가한다.

도 1,4,5를 보면, 외부 쿠션(22)의 벽은 리브(56)를 갖는다. 리브는 벽의 강성을 증가시키는 구조 및 크기이다. 예로, 리브는 요소의 상하면에 가로질러 뻗어서 요소의 강성을 증가시킨다.

외부쿠션(22)은 대개 단일구조의 일체로 블로우 성형된다. 종래기술에 의한 블로우 성형은 금형에 의한 레진의 돌기를 포함하고, 레진에 공기를 주입하고, 금형을 닫고, 내각 및 금형을 개방한다.

내부요소(40)도 대개 블로우 성형되지만 외부쿠션(22)과는 다른 과정을 거친다.

외부쿠션(22)은 대개 내부요소 보다 낮은 계수의 소재로 성형된다. 외부쿠션은 성형하는 소재는 대개 쿠션(20)에 완충특성을 제공한다. 예로, 외부쿠션(22)에 선호되는 소재로는 우레탄( 및 혼합물), PVC( 및 혼합물), 폴리에스터 및 폴리에스터-폴리에스터 글리콜 혼합물, 에틸렌 비닐 아세테이트 및 폴리에테르 등의 열가소성 플라스틱이다.

내부요소(40)를 형성하는 소재는 쿠션에 강성 및 탄성을 준다. 쿠션(20)의 내부요소의 소재는, 예로, HYTREL HTR5612 또는 HTX8382, 우레탄( 및 혼합물), PVC( 및 혼합물), 폴리에스터 및 폴리에스터-폴리에스터 글리콜 혼합물, 에틸렌 비닐 아세테이트 및 폴리에테르 등의 합성고무이다. HYTREL 고무는 블로우 성형을 위하여 듀퐁사에서 설계되어 판매된다. 내부요소(40)는 가벼운 완충재로서 밀폐된 거품으로 형성된다.

내부요소(40)의 소재는 비교적 높은 용융점돌르 가진다. 대부분의 내부요소의 소재는 포와슨비 약 0.45를 가지고, 변형계수가 약 100 내지 150MPa이고, 예로, 124MPa, 경도 40 내지 60이고, 예로 D 스케일에서 50이다. 압축시험에서 소재는 48시간 동안 원래 두께에 50%로 압축되었다가 완전히 감압된다. 압축시험 후에는 원래크기의 1% 이내로 돌아온다.

외부쿠션(22)의 벽의 두께(30)는 1.0 내지 2.5mm이고, 1.4 내지 2.4mm이고 밑창의 잔여부분과 함께 붕괴되지 않고 뒤꿈치를 완충하고 지지한다. 내부요소(40)의 벽의 두께(31)는 대개 약 0.5 내지 2.2mm, 0.75 내지 1.5mm이다. 이 두께는 신발이 쓰임새에 따라 감소하거나 증가할 수 있다. 두께는 위치에 따른 강성의 변화를 위하여 챔버 별로 다를 수 있다. 예로, 챔버의 강도를 증가하기 위하여 리브를 추가하는 변경으로 챔버의 표면형태가 수정되면 두께는 감소한다. 외부쿠션의 높이(32)는 쿠션에서의 밑창의 높이의 약 60 내지 95%이고 대개 80 내지 85%이다.

블로우 성형과정의 결과로, 제조시에 공기가 주입되는 잔여부(34)가 남는다. 이 잔여부는 보행시 소음을 제거하고 물과 다른 이물질의 침입을 막기 위하여 밀폐된다. 만약 잔여부(34)가 밀폐되지 않는다면, 쿠션(20)에 인접한 소재로 잔여부의 구멍을 막는데 이용된다. 상기한 대로, 잔여부가 밀폐되면 쿠션(20)이 공기를 가두지만 공기 및 다른 유체 대신에 쿠션의 벽이 발을 지지하고 완충하는 주역할을 한다.

블로우 성형에 추가로, 다른 성형방법으로, 진공성형, 압출성형, 사출성형이 본 발명의 쿠션을 성형하는데 이용된다. 진공성형에서, 1 또는 2 베드 시스템이 이용된다. 1 베드 시스템에서 쿠션의 반대면은 별개로 성형된 후 고주파용접 등으로 접합된다. 2 베드 시스템에서 제 1 및 2형은 쿠션의 반대면을 성형 및 접합하는데 이용된다. 각 내부 주머니요소는 서로 다른 공정 및/또는 소재로 성형된다. 예로, 측방챔버 내에 위치한 내부요소는 중앙챔버의 내부요소(40) 보다 낮은 강성을 갖도록 성형된다.

도 6 및 7을 보면 쿠션(20')은 핀 표시가 없는 외에는 동일하다. 쿠션(20')은 측방챔버(24'), 후방챔버(28') 및 중앙챔버(26')를 포함한다. 리브(56')가 측방 및 후방챔버(24',28')에 추가로 강성을 준다. 프라임 표시된 참조특성은 프라임 없는 특성과 같다.

도 8 내지 11을 보면, 신발밑창(200)은 쿠션(202)을 포함한다. 밑창(200)의 뒤꿈치부(201)는 후방챔버(216)에 결합된 후방 외부밑창(204), 중앙챔버(212)에 결합된 중앙 외부밑창(206), 및 측방챔버(210)에 결합된 측방 외부밑창을 포함한다. 각 외부밑창은 상대 챔버에 접착된다. 밑창(200)은 또한 EVA로 성형된 중앙밑창(218)을 포함한다.

중앙챔버(212)는 상기 블로우 성형된 내부챔버(214)인 내부 쿠션요소를 포함한다.

챔버(210,212)는 굽혀져서 웹(220)에 대하여 서로 이동한다. 후방챔버(216)은 챔버(210,212)에 대하여 이동하고 상기 뒤꿈치틈을 형성한다.

쿠션(202)의 최소한 일부가 노출되고, 여기는 밑창으로 덮이지 않는다. 외부밑창이 웹이 노출된 중앙 밑창의 개입없이 쿠션의 챔버의 하면에 적용된다.

도 12 내지 15를 참고하면, 밑창(300)의 뒤꿈치부(301)는 쿠션(302)를 포함한다. 쿠션(302)은 내부 쿠션요소(306)와 함께 중앙챔버(304), 측방챔버(308), 및 후방챔버(310)를 포함한다.

뒤꿈치부(301)는 중앙밑창(314)으로 쿠션(302)과 분리된 외부밑창(312)을 포함한다. 외부밑창(312)의 부분(319)은 수축을 위한 청어뼈 형태와 같은 특정 형태를 포함한다.

본 발명의 쿠션은 발의 척골 및 지골을 완충하기 위하여 신발 앞쪽에 위치한다. 발 전방챔버는 중앙 및 측방부로 나뉘고 발 전방의 중앙 및 측방을 따라 뻗는다. 각 챔버는 요소 안정과 완충성질을 조절하기 위한 내부챔버를 포함한다. 발 전방챔버의 높이 폭 비는 쿠션(20)의 중앙챔버 보다 작다.

상기 발명이 특정 실시예로 설명되었지만, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않는다. 따라서 당업자는 이 실시예의 변형예를 본 발명의 사상 내에서 발견할 수 있고, 이 것의 범위는 후기 청구항으로 정의된다.

본 발명은 신발밑창에 쿠션(20)에 이용되어 착용자의 발을 지지하고 완충한다.

Claims (6)

1. 착용자 발의 중앙부를 완충하기 위한 중앙챔버;

   중앙챔버의 강성을 증가시키는 중앙챔버 내에 위치한 내부챔버; 및

   착용자 발의 측방부를 완충하기 위한 최소한 한 개의 측방챔버로 구성된 것을 특징으로 하는 신발밑창에 사용되는 쿠션.
2. 제 1항에 있어서, 중앙 및 측방챔버가 단일 구조인 것을 특징으로 하는 쿠션.
3. 제 2항에 있어서, 중앙 및 측방챔버가 블로우 성형된 것을 특징으로 하는 쿠션.
4. 제 1항에 있어서, 내부챔버가 중앙 및 측방챔버의 소재 보다 높은 강성을 가진 소재로 성형된 것을 특징으로 하는 쿠션.
5. 제 1항에 있어서, 내부챔버가 블로우 성형된 것을 특징으로 하는 쿠션.
6. 제 1항의 쿠션으로 구성된 신발밑창.