KR200438522Y1 - 2단 안치부를 갖는 신발인솔 - Google Patents

Abstract

본 고안은 신발인솔에 관련되는 기술로서, 보다 운동효과를 높이기 위해 발가락이 상측으로 들리어지도록 하는 발가락안치부를 구비함과 동시에 중족골을 받쳐주는 보조안치부를 더 구비하는 것으로 함으로써, 평소에 잘 사용되지 않던 근육의 활동량을 증대시킴으로서 건강을 유지하는데 도움을 줄 수 있는 2단 안치부를 갖는 신발인솔에 관한 것이다.

신발, 인솔, 발가락안치부, 보조안치부, 근육, 족저압, 근전도, 운동효과

Description

2단 안치부를 갖는 신발인솔{Shoe insole with double supports}

도1은 종래기술에 따른 기능성신발의 분해 사시도.

도2는 본 고안의 바람직한 제1실시예에 따른 신발인솔의 개략적인 단면도.

도3은 본 고안에 따른 신발인솔의 제2실시예를 보여주는 개략적인 단면도.

도4는 근전도 측정위치를 보여주는 부분도.

<도면에 사용된 주요부호에 대한 설명>

100 : 발가락안치부 110 : 슬로프면

200 : 보조안치부

본 고안은 신발인솔에 관련되는 기술로서, 보다 운동효과를 높이기 위해 발가락이 상측으로 들리어지도록 하는 발가락안치부를 구비함과 동시에 중족골을 받쳐주는 보조안치부를 더 구비하는 신발인솔에 관한 것이다.

기술의 발전과 생활수준의 향상으로 신발은 단순히 발을 보호하기 위한 착용구라는 개념을 넘어 건강을 지키기 위한 매우 중요한 필수 품목의 하나로 자리 잡아 가고 있다.

이러한 추세에 따라 매년 다양한 디자인과 기능을 갖춘 보다 향상된 신발 및 각종 부속부품이 개발되고 있다. 대표적인 것으로는 각종 기능성 신발이 있는데, 당뇨병 환자를 위한 치료용 신발이나 특수운동화, 충격 및 통기성이 우수한 신발 등이 있다.

신발의 기본적인 구성을 보면, 하부로부터 아웃솔, 미드솔, 인솔 및 갑피로 구성되며, 아웃솔은 미끄럼방지기능을 하고, 미드솔은 충격흡수, 인솔은 발의 편안함과 부수적인 충격흡수기능을 담당한다. 갑피는 발 전체를 보호하고 신발이 발을 적당히 조여줄 수 있도록 한다.

일반적으로 사람들은 일정한 걸음걸이로 반복적인 보행을 하므로 일부 근육만을 집중적으로 사용하게 된다. 따라서, 사용되지 못하는 근육 등에 퇴화가 발생되고 이로 인한 다양한 질병이 유발된다.

이와 같은 문제점에 착안하여 균형잡힌 운동효과를 얻고자 뒷굽 없는 신발 등이 출시되고 있다. 본 고안과 직접 관련되는 기술로 인솔에 형태적 변화를 주어서 정상적인 보행시에도 보다 많은 근육이 사용될 수 있도록 하는 인솔이 제안된 바 있다.

본 고안과 관련된 종래기술로 특허출원번호 제2006-0022571호의 "기능성 신발"이 제안된 바 있으며, 도1은 이에 따른 구성을 보여주는 분해 사시도에 해당된다.

상기 종래기술에서는 발가락이 안치되는 부분의 높이가 다른 부분보다 높은 발가락 안치부가 형성되고, 상기 발가락 안치부의 내측 단부는 발가락을 편안히 안 치할 수 있도록 오목한 만곡 형상으로 형성된 신발깔창을 포함하여 구성되는 신발에 관한 것이었다.

이 기술에 의하면 발가락이 높게 형성되어 평상시 사용되지 않던 근육을 사용하게 되며, 뒤로 걷는 효과가 있는 등 나름대로의 운동효과를 얻을 수 있게 된다.

하지만, 상기 종래기술에서는 발의 구조상 가장 큰 하중을 지지하는 중족골에 대한 고려가 전혀 되지 않았기 때문에 생체역학적인 측면에서 신뢰하기에 부족한 측면이 많이 있었다.

따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 고안은 중족골을 고려하여 착용시 보다 편안함을 제공할 수 있는 구조를 갖는 신발인솔을 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고 구체적인 실험 결과를 바탕으로 하여 신뢰할 수 있는 수준의 신발인솔을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

상술한 바와 같은 목적 달성을 위한 본 고안은, 발가락 부위가 상측으로 들리어지도록 돌출되는 발가락안치부를 구비하는 신발인솔에 있어서, 기초면에 대해 비스듬한 슬로프면을 이루면서 형성되고, 일직선형을 이루는 발가락안치부와; 상기 발가락안치부의 후방으로 이격거리를 두고서 돌출되어 발의 중족골 부위가 접촉되는 보조안치부;를 포함하여 구성되어 운동효과를 높일 수 있도록 함을 특징으로 하 는 2단 안치부를 갖는 신발인솔에 관한 것이다.

또한, 본 고안의 2단 안치부를 갖는 신발인솔에서 상기 보조안치부는 다수개가 연속적인 요철을 이루면서 형성되는 것으로 함이 바람직하다.

또한, 본 고안의 2단 안치부를 갖는 신발인솔에서 상기 보조안치부는 발가락안치부 보다 높이가 낮은 구조로 함이 더욱 바람직하다.

본 고안에 의한 2단 안치부를 갖는 신발인솔(이하, 신발인솔이라 한다)은 종래기술과는 차별화되는 독특한 구성을 갖추고 있으며, 이로 인해 달성되는 효과도 실험적으로 입증되는 바, 이하 관련도면 및 실험자료를 참고하여 본 고안의 기술적 사상에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

단, 여기에 첨부되는 도면 등은 본 고안의 기술적 사상에 대한 이해의 편의를 위해 제시되는 것이므로, 도면 자체에 본 고안의 권리범위가 한정되는 것은 아니다.

먼저, 도2는 본 고안의 바람직한 제1실시예에 따른 신발인솔의 개략적인 단면도를 보여준다.

도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 신발인솔은 기본적으로 신발인솔의 전방부에 발가락안치부(100)가 돌출되게 형성되며, 더 나아가 상기 발가락안치부(100)와 이격거리를 두고 보조안치부(200)가 구비된다.

상기 발가락안치부(100)는 신발 착용시 발가락 부위가 상측으로 들리어지도록 하게 되며, 특히 착용감을 좋게 하기 위해 신발인솔의 기본적인 상면을 이루는 기초면(b)으로부터 비스듬히 경사진 슬로프면(110)을 이루면서 돌출되는 형태를 갖도록 한다. 그리고 상기 발가락안치부(100)의 상면은 대체로 평탄한 면을 이루게 되며, 상기 발가락안치부(100)가 기초면(b)과 형성하게 되는 경계면인 슬로프면(110)은 발가락의 형태에 따라 굴곡진 형태이거나 일직선형을 이루는 것으로 하여도 무방하다.

본 고안에서는 상기와 같은 발가락안치부(100)와 더불어 또 하나의 구성으로 보조안치부(200)를 구비하게 된다. 상기 보조안치부(200)는 발가락안치부(100) 보다 후방으로 이격거리를 두고서 설치되는 것으로 착용자 발의 중족골 부위가 접촉되어 중족골을 누르게 된다.

첨부되는 도3은 본 고안에 따른 신발인솔의 제2실시예를 보여주는 개략적인 단면도이며, 상기 보조안치부(200)는 볼록한 형태를 갖는 것으로 함이 적합하며, 연속적인 요철을 이루는 다수개로 구성되도록 할 수도 있다. 또한, 상기 보조안치부(200)의 높이는 발가락안치부(100) 보다는 낮게 형성시키는 것도 가능하다.

그리고 상기 보조안치부의 전체적인 형상도 굴곡진 형태이거나 직선형 중 어느 하나를 선택하여 적용함이 바람직하다.

다음으로 본 고안에 따른 신발인솔과 기존 신발인솔 등을 이용한 실험결과에 대해 설명하기로 한다. 본 출원인은 상이한 조건을 갖는 다수의 신발인솔을 통하여 본 고안의 우수성을 확인할 수 있었다.

총 5개 타입의 신발인솔을 준비하였으며, 순서대로 타입1, 타입2, 타입3, 타 입4, 타입5라 명명하기로 한다.

타입1과 타입2의 신발인솔은 발가락안치부만을 갖는 것이며, 슬로프면의 각도는 30도를 유지하는 것이다. 단, 타입1은 중족골에서부터 발가락안치부 시작부까지의 길이가 20mm로 하였고, 타입2는 25mm로 한 차이가 있다. 한편, 신발인솔의 경도치는 50인 것으로 하였다.

한편, 타입3과 타입4는 발가락안치부와 동시에 보조안치부가 형성되는 것이며, 슬로프면의 각도는 동일하게 30도로 하였으며, 경도치는 전자가 50이며, 후자가 30인 것으로 실험을 하였다.

타입5는 발가락안치부와 보조안치부가 모두 없는 일반적인 신발인솔을 시험대상으로 한 것이다.

구체적인 실험계획과 결과는 아래와 같다.

먼저, 피험자를 대상으로 한 설문조사에 따라 평균 운동시간인 1시간을 측정시간으로 정하였고, 실험 시작 시점과 1시간 후의 족저압과 근전도를 측정하였다. 피험자는 1시간동안 신발인솔을 착용하고 실험실 내의 정해진 공간에서 경보행 정도의 움직임을 허용하여 기립자세를 유지하도록 하였다. 또한, 각 피험자는 타입1에서 타입5까지의 신발인솔을 랜덤하게 추출된 순서에 의하여 각각의 신발인솔을 착용케하여 측정을 실시 하였다.

실험에 사용된 장비로는 양발의 족저압을 측정하기 위해 인솔형 센서를 사용하는 Tekscan사의 F-Scan 장비와 Rearch foot 5.23 프로그램을 사용하였으며, 근육의 피로도를 측정하기 위해 근전도(EMG) 측정 장비인 ME6000-T8 장비와 Mega Win Ver 2.3.1 프로그램을 사용하여 측정을 실시하였다.

족저압 측정은 인솔형 센서를 얇은 양말에 삽입한 후 1초에 1회 사이클의 걸음으로 5초 동안 측정하고 이를 5회 반복하였으며, 족저압 분석을 위해 양발의 평균압력(Mean Pressure)을 조사하였다.

근전도 측정은 보행 시 가장 많이 사용되는 근육인 허리의 척추기립근(Erector spine)과 허벅지의 외측광근(Vastus laterales), 종아리의 비복근(Gastrocneminus)으로 선택하였으며, 각 근육에 표면전극을 부착하여 5초 동안의 근육 활동을 측정하였고 구체적인 근육의 위치는 도4와 같다. 또한, 근전도 분석을 위해 근전도 신호 중 MF(Median Frequency), MPF(Mean Power Frequency), ZCR(Zero Crossing Rate)을 사용하였다.

족저압 분석결과는 표1과 같다.

족저압 분석을 위하여 피험자의 양발의 평균 압력을 측정하여 시간에 따른 증감율을 비교하였다. 발 압력의 증감율은 발의 편안함을 나타내는 척도로 사용된다. 그리고 각 신발인솔들에 대한 0 시간(최초 착용시)의 족저압 값과 1 시간 후의 족저압 값을 비교하여 시간의 흐름에 따른 발압력의 증감율을 분석하였다.

이와 같은 실험으로 족저압의 증감율 분석을 통하여 발압력 변화량이 적은 인솔을 찾는 것이 목표이다.

	시간	평균(KPa)	P-value	증감율(%)
Type 1	0	32.10	0.418	7.04%
	1	29.84
Type 2	0	35.05	0.033	19.91%
	1	28.07
Type 3	0	26.53	0.832	2.82%
	1	25.78
Type 4	0	18.98	0.702	3.17%
	1	18.38
Type 5	0	31.29	0.429	7.09%
	1	29.07

표1에 보이는 바와 같이, 각 신발인솔들에 대한 족저압의 증감율로 보았을 때 타입3의 인솔에서의 증감율이 2.82%로 가장 작게 나타났으며, 타입4의 경우 증감율이 3.17%로 나타났다.

따라서, 족저압 증감율이 가장 적은 타입3의 신발인솔이 가장 좋은 것으로 판단되며, 다음으로 타입4의 신발인솔이 좋은 것으로 판단할 수 있다.

이어서 근전도 분석결과에 대해 설명한다.

첫번째로, MF(Median Frequency) 측정결과는 아래와 같다.

MF(Median Frequency)는 근전도 주파수 분석을 통하여 근육의 활동량을 알아볼 수 있으며, 주파수의 중앙값으로 정의된다. MF 천이값은 근육의 활발한 작용에 의해 생성됨에 따라 근 활동량이 많을수록 높은 값을 나타낸다.

표2는 각 신발인솔들에 대한 MF 측정치에 결과값을 보여준다.

	MF
	평균(Hz)	P-value
타입1	9.90	0.080*
타입2	11.33
타입3	11.12
타입4	14.26
타입5	9.15

실험한 신발인솔간의 MF 천이값을 비교한 결과 타입4의 신발인솔에서의 MF 값이 14.26Hz로 가장 높게 나타났다. 이것은 타입4의 신발인솔 착용시에 근육의 활동이 가장 많다는 것을 의미한다. 그리고 각 신발인솔간의 분산분석 결과 P-value 값이 0.080으로 신발인솔간의 유의성이 존재한다. 따라서 MF 주파수 천이값이 가장 큰 타입4의 신발인솔이 가장 큰 운동효과를 가짐을 알 수 있다.

두번째로, MPF(Mean Power Frequency) 측정결과를 설명한다.

MPF(Mean Power Frequency) 역시 근전도 주파수 분석을 통한 근육의 활동량을 알아보는 것으로 주파수의 평균으로 정의된다.

표3은 MPF 측정치에 대한 결과값을 보여준다.

	MPF
	평균(Hz)	P-value
타입1	6.92	0.095*
타입2	9.81
타입3	9.11
타입4	11.70
타입5	9.06

각 신발인솔들에 대한 MPF 천이값을 비교한 결과 타입4에서 가장 높은 값인 11.70Hz 를 나타내었다. 따라서 타입4의 신발인솔의 착용시 운동효과가 가장 크다는 것을 알 수 있었다.

세번째로, ZCR(Zero Crossing Rate) 측정결과를 설명한다.

ZCR(Zero Crossing Rate)은 근전도가 X축을 통과한 횟수를 이용하여 근육의 활동량을 알아볼 수 있으며 주파수가 X축을 Crossing한 비율로 정의된다.

표4는 ZCR 측정치의 결과를 보여준다.

	ZCR
	평균(Hz)	P-value
타입1	8.63	0.003*
타입2	10.72
타입3	9.07
타입4	14.64
타입5	12.29

5개의 신발인솔들에 대한 ZCR 천이값을 비교한 결과 타입4의 것에서 14.64Hz로 가장 높게 나타났다. 이는 타입4의 신발인솔 착용시 근육의 활동이 가장 많음을 의미하며, 동시에 운동효과도 가장 크다는 것을 알 수 있다.

상술한 바와 같은 실험결과를 통해서 다음과 같은 결과를 도출할 수 있다.

족저압의 측정 결과 타입3의 신발인솔에서 증감율이 가장 작았으며, 다음으로 타입4의 신발인솔에서 작은 증감율을 나타내었다. 따라서, 신발인솔의 경도가 50인 타입3의 신발인솔 착용시 발의 편안함이 가장 좋다고 할 수 있고, 다음으로 경도 30인 타입4의 신발인솔 착용시 편안함이 좋다고 할 수 있다. 타입3과 타입4의 신발인솔간에는 그 차이가 크지 않다고 할 수 있다.

근전도 측정결과에 따르면 타입4의 신발인솔에서 주파수 천이값이 가장 크게 나타났으므로 타입4의 착용시 운동효과가 가장 좋다고 할 수 있다.

각 신발인솔을 대상으로 한 족저압과 근전도 측정 결과에 따르면 전체적으로 타입4의 신발인솔 착용시 가장 좋은 운동효과를 제공할 수 있다고 결론 지을 수 있게 된다.

즉, 발가락안치부만이 구비되는 신발인솔 보다는 발가락안치부와 보조안치부가 모두 구비되는 신발인솔이 기능적으로 우수하다고 할 수 있다.

본 고안에 따른 신발인솔에 의하면 착용자에게 평상시 사용되지 않던 근육 활동량을 증가시켜 보다 높은 운동효과를 제공할 수 있다는 효과가 있다.

그리고 본 고안의 신발인솔 착용으로 착용자는 건강을 지키는데 적지않은 도움을 을 수 있는 효과가 기대된다.

Claims (3)

1. 발가락 부위가 상측으로 들리어지도록 돌출되는 발가락안치부를 구비하는 신발인솔에 있어서,

   기초면에 대해 비스듬한 슬로프면을 이루면서 돌출되게 형성되는 발가락안치부와;

   상기 발가락안치부의 후방으로 이격거리를 두고서 돌출되어 발의 중족골 부위가 접촉되는 보조안치부;를 포함하여 구성되어 운동효과를 높일 수 있도록 함을 특징으로 하는 2단 안치부를 갖는 신발인솔.
2. 제1항에 있어서,

   상기 보조안치부는,

   다수개가 연속적인 요철을 이루면서 형성되는 것을 특징으로 하는 2단 안치부를 갖는 신발인솔.
3. 제1항에 있어서,

   상기 보조안치부는,

   발가락안치부 보다 높이가 낮은 구조로 함을 특징으로 하는 2단 안치부를 갖는 신발인솔.

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