RU2546448C2 - Insole with reduced fretting wear - Google Patents

Insole with reduced fretting wear Download PDF

Info

Publication number
RU2546448C2
RU2546448C2 RU2013126668/12A RU2013126668A RU2546448C2 RU 2546448 C2 RU2546448 C2 RU 2546448C2 RU 2013126668/12 A RU2013126668/12 A RU 2013126668/12A RU 2013126668 A RU2013126668 A RU 2013126668A RU 2546448 C2 RU2546448 C2 RU 2546448C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
insole
heel
foot
inclined plane
recess
Prior art date
Application number
RU2013126668/12A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013126668A (en
Inventor
Сергей Петрович Александров
Ирина Петровна Бердникова
Татьяна Владимировна Жуковская
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет технологий и управления" им. К.Г. Разумовского
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет технологий и управления" им. К.Г. Разумовского filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет технологий и управления" им. К.Г. Разумовского
Priority to RU2013126668/12A priority Critical patent/RU2546448C2/en
Publication of RU2013126668A publication Critical patent/RU2013126668A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2546448C2 publication Critical patent/RU2546448C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Footwear And Its Accessory, Manufacturing Method And Apparatuses (AREA)

Abstract

FIELD: personal use articles.
SUBSTANCE: invention relates to footwear industry and is aimed at improvement of insole structure where in the front push phase fretting-wear conditions do not take place; such conditions negatively affect the insole and cause foot chafing. The required conditions are ensured by creation of a depression in the heel-and-waist part of the insole, the depression consisting of two combined surfaces, a spherical frustrum and an inclined plane that are smoothed away at the spot of interfacing. For nonslip effect intensification the inclined surface of the depression is agitated.
EFFECT: increase of the depression volume and its filling with a resilient friction material ensure (apart from nonslip) human body shock absorption in the front push phase.
3 cl, 2 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретение, - обувая промышленность, а именно конструкция основной стельки, которая предотвращает или существенно сокращает возникновение фреттинг-износа в процессе носки обуви.The technical field to which the invention relates is the footwear industry, namely the design of the main insole, which prevents or substantially reduces the occurrence of fretting wear in the process of wearing shoes.

Уровень техники.The level of technology.

Фреттинг-износ встречается между плотно посаженными поверхностями, подвергающими воздействию циклических движений малой амплитуды до 2,5 мм. Интенсивность износа возрастает при работе тел, контактирующей в агрессивной среде, в частности при потоотделении, при повышенных давлений и амплитудах движения.Fretting wear occurs between tightly set surfaces, subject to small amplitude cyclic movements of up to 2.5 mm. The wear rate increases with the work of bodies in contact in an aggressive environment, in particular during sweating, at elevated pressures and amplitudes of movement.

В обувной практике используется стелька с практически плоским участком в пяточной части (Справочник обувщика. Михеева Е.А., Мореходов Г.А. Издательство: Легпромбытиздат, 1989 г., 416 с.).In shoe practice, an insole with an almost flat area in the heel is used (Shoe Reference. Mikheeva EA, Morekhodov GA Publisher: Legprombytizdat, 1989, 416 pp.).

Опора на пяточную часть стельки происходит в период переднего толчка, начинающегося, когда положение общего центра масс (ОЦМ) тела человека находится позади выдвинутой вперед ноги. Стопа выдвинутой вперед ноги становится на опорную поверхность пяткой.Reliance on the heel of the insole occurs during the period of the front shock, which begins when the position of the common center of mass (GCM) of the human body is behind the leg extended forward. The foot of the leg extended forward becomes the heel on the supporting surface.

ОЦМ наряду с поступательным движением вперед совершает еще движение по вертикали.OTSM along with the forward movement also makes a vertical movement.

Кинематические характеристики человека между продольными осями смежных сегментов конечности поддаются измерениям (так называемые межзвенные углы). Характерной особенностью графиков этих углов является стабильная периодичность.The kinematic characteristics of a person between the longitudinal axes of adjacent limb segments are measurable (the so-called inter-link angles). A characteristic feature of the graphs of these angles is a stable periodicity.

При ходьбе человек взаимодействует с опорной поверхностью, при этом возникают силовые факторы. При постановке обутой стопы на опорную поверхность угол между ними составляет 30° и на такой же угол пяточной части стопы нужно было бы подняться, чтобы произошел сдвиг пятки стопы относительно стельки обуви, при этом еще преодолев силу трения, возникающую между пяткой (в носке или без носка) и материалом стельки.When walking, a person interacts with the supporting surface, and force factors arise. When placing a shod foot on a supporting surface, the angle between them is 30 ° and one would have to climb to the same angle of the heel of the foot so that the heel of the foot moves relative to the insole of the foot, while still overcoming the frictional force that arises between the heel (with or without toe) sock) and insole material.

Наиболее опасный момент возникновения условий для сдвига пятки (носок) относительно стельки будет тогда, когда угол подъема пятки по стельке будет близок к нулю. Этот момент имеет место, когда каблучная часть обуви ложится своей плоскостью на опорную поверхность и угол между ОЦМ и контактирующим с опорной поверхностью каблуком составляет примерно 15°, при этом горизонтальная силовая нагрузка на опорной поверхности составляет 26% от вертикальной силы (Уткин В.Л. Биомеханика физических упражнений. - М.: Просвещение, 1989 г. - 210 с.). Такая же по величине сила, но противоположно направленная, будет действовать со стороны опорной поверхности на каблук.The most dangerous moment when conditions arise for the heel (toe) to shift relative to the insole will be when the angle of heel rise along the insole is close to zero. This moment occurs when the heel part of the shoe lies flat on the supporting surface and the angle between the OTsM and the heel in contact with the supporting surface is approximately 15 °, while the horizontal force load on the supporting surface is 26% of the vertical force (Utkin V.L. Biomechanics of physical exercises. - M .: Education, 1989 - 210 p.). The same largest force, but oppositely directed, will act from the side of the supporting surface on the heel.

На основании теоремы о параллельном переносе силы горизонтальная сила перемещается из зоны контакта каблука с опорной поверхностью в зону контакта пятки со стелькой.Based on the parallel force transfer theorem, the horizontal force moves from the contact zone of the heel with the supporting surface to the contact zone of the heel with the insole.

Для того чтобы соблюсти условия непроскальзывания пятки (носок) по стельке, необходимо обеспечить силу трения Fтр между ними, большую горизонтальной движущей силы Fдв, равной 26% от вертикальной силы. Сила трения Fтр находится как произведение нормальной силы N (в рассматриваемом случае вертикальной силы) на коэффициент трения µ, т.е. Fтр=N*µ. Условие непроскальзывания пятки (носок) по стельке соблюдается, когдаIn order to comply with the conditions of non-slip of the heel (toe) on the insole, it is necessary to provide the friction force Ftr between them, greater than the horizontal driving force Fdv, equal to 26% of the vertical force. The friction force Ftr is found as the product of the normal force N (vertical force in the case under consideration) and the friction coefficient µ, i.e. Ftr = N * µ. The condition of non-slip of the heel (toe) on the insole is met when

Fтр>FдвFtr> Fdv

Nµ>0,26NNµ> 0.26N

µ>0,26µ> 0.26

Величина коэффициента трения определяется материалами пар трения, приведенными в таблице.The value of the coefficient of friction is determined by the materials of the friction pairs given in the table.

Коэффициент трения фрикционных пар материаловFriction coefficient of friction pairs of materials Материал стелькиInsole material Материал носкаSock material стопаfoot шерстьwool хлопокcotton капронnylon Бахтарма стелечной кожиBakhtarma Faux Leather 0,480.48 0,410.41 0,340.34 Стелечный картонCardboard cardboard 0,360.36 0,350.35 0,220.22 Стелечная кожаLeather 0,170.17 0,210.21 0,110.11 0,170.17

Как видно из таблицы, ряд пар трения имеют коэффициент трения µ ниже 0,26, что означает проскальзывание стопы относительно стельки в рассматриваемый момент времени и возникновение фреттинг-износа.As can be seen from the table, a number of friction pairs have a friction coefficient µ below 0.26, which means slipping of the foot relative to the insole at the considered time and the occurrence of fretting wear.

Следует отметить, что для ряда пар трения с коэффициентом трения р больше чем 0,26 имеется определенная вероятность появления условий проскальзывания из-за рассеивания плотностей распределения коэффициента трения и движущей горизонтальной силы.It should be noted that for a number of friction pairs with a friction coefficient p greater than 0.26, there is a certain probability of slipping conditions due to dispersion of the distribution densities of the friction coefficient and the driving horizontal force.

Возможность проскальзывания увеличивается и при естественном выделении стопой пота. В этом случае сухое трение между пяточной частью стопы и материалом стельки замещается полужидкостным или даже жидкостным, при которых коэффициент трения резко снижается, что обеспечивает смещение пяточной части стопы относительно стельки.The possibility of slipping increases with the natural release of foot sweat. In this case, dry friction between the heel of the foot and the insole material is replaced by semi-liquid or even liquid, in which the friction coefficient decreases sharply, which ensures the heel of the foot is displaced relative to the insole.

Величина относительного смещения не превышает нескольких мм, так как имеется конструктивный упругий ограничитель в пучковой части обуви и подъеме.The value of the relative displacement does not exceed several mm, since there is a constructive elastic limiter in the beam part of the shoe and the rise.

Смещение проходит при достаточно высокой силе прижатия пяточной части стопы и стельки, приближающейся к силе веса носчика mg (m - масса носчика, g - ускорение свободного падения).The displacement takes place with a sufficiently high pressing force of the heel of the foot and insole, approaching the force of the nose weight mg (m is the mass of the nose, g is the acceleration of gravity).

Хотя относительное движение пятки по стельке минимально, оно повторяется при каждом шаге. Совокупность этих факторов воздействия (нагрузки и смещения) определяется как фреттинг-износ контактирующих пар тел.Although the relative movement of the heel along the insole is minimal, it is repeated at every step. The combination of these impact factors (load and displacement) is defined as fretting wear of the contacting pairs of bodies.

Требуемый технический результатThe required technical result

Необходимо в фазе переднего толчка в процессе ходьбы обеспечить условия отсутствия смещения пяточной части стопы относительно стельки, что физически достигается, если горизонтальная движущая сила на всей рассматриваемой фазе переднего толчка будет меньше силы трения пары - пяточная часть стопы-стелька.It is necessary in the forward push phase during walking to ensure that there is no displacement of the heel of the foot relative to the insole, which is physically achieved if the horizontal driving force throughout the considered phase of the front push is less than the friction force of the pair - the heel of the foot-insole.

Условия должны соблюдаться при стопе в носке, без носка, при сухой стопе и влажной от пота. При превышении движущей силой величины силы трения возникает фреттинг-износ с негативными последствиями как для стопы, так и для стельки.The conditions must be met when the foot is in the toe, without the toe, with a dry foot and wet from sweat. If the driving force exceeds the value of the friction force, fretting wear occurs with negative consequences for both the foot and the insole.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Для обеспечения изобретением технического результата - ликвидации или, во всяком случае, снижения возможности создания условий для появления фреттинг-износа, который возникает при существенном давлении между телами, составляющими пару трения, и незначительном их смещении, в пределах нескольких мм, относительно друг друга, предлагается изменить геометрию стельки в области ее контакта с пяточной частью стельки.To provide the invention with a technical result — elimination or, in any case, reduction of the possibility of creating conditions for the appearance of fretting wear, which occurs at a significant pressure between the bodies making up the friction pair and their slight displacement, within a few mm, relative to each other, it is proposed change the geometry of the insole in the area of its contact with the heel of the insole.

Причиной выбора вышеотмеченной зоны является то, что в плантограммах давления в этой зоне образуется максимальное давление пяточной части стопы в фазе переднего толчка и этот участок стопы несет всю опорную нагрузку.The reason for choosing the aforementioned zone is that in the pressure planograms in this zone the maximum pressure of the heel of the foot in the front push phase is formed and this portion of the foot carries the entire supporting load.

В стельки в пяточной части со стороны лицевой поверхности вырезается или отформовывается углубление по форме пятки с центральной частью в виде усеченной сферы с радиусом верхней круговой поверхности, равным 0,18Д, и высотой h, равной 2-3 мм. На расстоянии, равном 0,27Д, от крайней точки сферы, соответствующей началу построения стельки, усеченная сфера переходит в наклонную плоскость, начинающуюся на глубине h=2-3 мм и поднимающуюся к верхней поверхности стельки под углом β=6-10°, частично захватывает не только пяточную, но и геленочную части. Ширина наклонной плоскости соответствует оттиску стопы в сечении 0,27Д и равна 0,31 Д.Insoles in the heel part from the front surface side are cut or molded in the form of a heel with the central part in the form of a truncated sphere with a radius of the upper circular surface of 0.18 D and a height h of 2-3 mm. At a distance equal to 0.27 D from the extreme point of the sphere corresponding to the beginning of the insole construction, the truncated sphere passes into an inclined plane starting at a depth of h = 2-3 mm and rising to the upper surface of the insole at an angle β = 6-10 °, partially captures not only the heel, but also the gel part. The width of the inclined plane corresponds to the footprint in the section of 0.27 D and is equal to 0.31 D.

В момент наиболее вероятного проскальзывания пяточной части стопы по стельке, когда стелька практически горизонтальна, в предлагаемой конструкции пятка стопы своей передней частью будет находиться на наклонной плоскости углубления, направленной к верху под углом β=6-10°. Для проведения расчета примем среднее значение угла β=8°. Угол между ОЦМ и вертикалью α, где пяточная часть установлена на горизонтальной поверхности стельки, составляет 15°.At the moment of the most probable slipping of the heel of the foot along the insole, when the insole is almost horizontal, in the proposed design the heel of the foot with its front part will be on the inclined plane of the recess, directed to the top at an angle β = 6-10 °. To carry out the calculation, we take the average value of the angle β = 8 °. The angle between the JCM and the vertical α, where the heel is mounted on the horizontal surface of the insole, is 15 °.

Результирующая сила Fрез раскладывается на две составляющие - нормальную силу N и движущую Fдв. Из приведенной выше книги B.C. Уткина известно, что соотношение между силами Fдв и N составляет 0,26, тогда результирующая сила в относительных единицах будет равна 1,035. При постановке пятки на наклонную плоскость предложенной конструкции стельки результирующая сил Fрез не изменяется ни по направлению, ни по величине.The resulting force Frez is decomposed into two components - the normal force N and the driving force Fdv. From the book above B.C. Utkina is known that the ratio between the forces Fdv and N is 0.26, then the resulting force in relative units will be 1.035. When setting the heel on an inclined plane of the proposed insole design, the resulting force Fres does not change either in direction or in magnitude.

Угол между результирующей силой Fрез и нормалью N″ к наклонной поверхности составит γ=α-β=15°-8°=7° и N″=FрезCos7°=1.027. Тогда движущая сила на наклонной поверхности будет F″дв=FрезSin7°=1.035*0.122=0.126.The angle between the resulting force Fres and the normal N ″ to the inclined surface is γ = α-β = 15 ° -8 ° = 7 ° and N ″ = FresCos7 ° = 1.027. Then the driving force on the inclined surface will be F ″ dv = Fresin7 ° = 1.035 * 0.122 = 0.126.

Если сравнить величину силы трения, возникающей между пяткой (носок) - стелькой, Fтр=N*µ с величиной F″дв, то видно, что во всех приведенных случаях, кроме пары капрон-стелечная кожа, проскальзывание пятки относительно стельки не будет происходить даже при среднем значении угла наклонной плоскости.If we compare the magnitude of the frictional force that arises between the heel (toe) - insole, Ftr = N * µ with the value of F ″ dv, then we see that in all the above cases, except for a pair of capron-insole skin, slipping of the heel relative to the insole will not even occur with an average angle of inclined plane.

Изменение угла наклона плоскости отталкивания до 8° расширяет нижний предел значения коэффициента трения до µ=Fдв/N″=0,126/1,027=0,122.Changing the angle of inclination of the repulsion plane to 8 ° expands the lower limit of the coefficient of friction to µ = Fdv / N ″ = 0.126 / 1.027 = 0.122.

Технический результат усиливается, если наклонную поверхность углубления стельки в пяточной части взъерошить (отшершевать). В этом случае коэффициент трения увеличивается до значения µ=0,41. Тогда сила трения между пяточной частью стопы и стелькой будет заведомо больше движущей силы и проскальзывание пятки по стельке не будет иметь место.The technical result is enhanced if the inclined surface of the insole recess in the heel part is ruffled (roughened). In this case, the friction coefficient increases to a value of µ = 0.41. Then the frictional force between the heel of the foot and the insole will obviously be greater than the driving force, and slipping of the heel along the insole will not take place.

Предлагаемая конструкция стельки с пониженным фреттинг-износом предназначена для обуви, изготовленной из кожи, картона, и других материалов, состоящей из плоской пластины толщиной более 4 мм, имеющей конфигурацию следа колодки, отличается тем, что на стельке в зоне пяточной и частично геленочной части имеется углубление, представляющее собой соединение усеченной сферы и наклонной плоскости, причем усеченная сфера с центром на пересечении сечения 0,18Д и продольной оси пяточной части стельки имеет в верхней плоскости вид окружности радиусом R=0,18Д, на расстоянии 0,27Д окружность заканчивается пересечением ее фронтальной поперечной плоскостью на глубине h=2-3 мм. Сферическая поверхность углубления трансформируется посредством сопрягающей поверхности в наклонную плоскость, которая поднимается к поверхности стельки под углом β=6-10°, наклонная плоскость располагается вначале на пяточной части и далее может частично захватывать участок геленочной части стельки.The proposed design of the insole with reduced fretting wear is intended for shoes made of leather, cardboard, and other materials, consisting of a flat plate with a thickness of more than 4 mm, having the configuration of the track of the shoe, characterized in that the insole in the heel and partially gel part has a recess representing the connection of a truncated sphere and an inclined plane, the truncated sphere centered at the intersection of the 0.18D section and the longitudinal axis of the heel of the insole has a circle radius in the upper plane ohm R = 0.18D, at a distance of 0.27D, the circle ends with the intersection of its frontal transverse plane at a depth of h = 2-3 mm. The spherical surface of the recess is transformed by means of the mating surface into an inclined plane, which rises to the insole surface at an angle β = 6-10 °, the inclined plane is initially located on the heel part and then may partially capture the portion of the gel part of the insole.

Наклонная плоскость в пяточно-геленочной части стельки взъерошивается для увеличения коэффициента трения, создавая тем самым условие непроскальзывания пяточной части стопы по стельке.The inclined plane in the heel-gel part of the insole is tousled to increase the coefficient of friction, thereby creating the condition for the heel part of the foot to slip on the insole.

Стелька имеет расширенные в 1,15-1,2 раза объемные размеры пяточного углубления по сравнению с первоначально обозначенными, заполненного упругим фрикционным материалом, который сжимается силой прижатия пятки к углублению стельки и принимает размеры первоначального без расширения углубления, что обеспечивает в фазе переднего толчка постановку пятки на стельку без проскальзывания и одновременно осуществляет амортизацию переднего толчка.The insole has an enlarged 1.15-1.2 times the volume dimensions of the heel recess in comparison with the originally marked, filled with elastic friction material, which is compressed by the force of pressing the heel against the insole recess and assumes the dimensions of the initial without expansion of the recess, which ensures setting in the forward push phase heel on the insole without slipping and at the same time cushioning the front push.

Сведения, раскрывающие сущность изобретенияSummary of the invention

Задача, на решение которой направленно заявленное изобретение, состоит в том, чтобы исключить явление фреттинг-износа, который возникает в фазе переднего толчка, когда ОЦМ тела человека находится сзади опорной стопы, вынесенной вперед, опирающейся на стельку своей пяточной частью.The problem to which the claimed invention is directed is to exclude the phenomenon of fretting wear that occurs in the phase of the front push when the MTC of the human body is located behind the supporting foot, which is carried forward, resting on the heel with its heel part.

Условия работы пяточной части стопы без проскальзывания относительно верхней поверхности стельки возможно, только если движущая сила, приложенная к пятке, будет меньше силы трения, возникающей между контактирующими поверхностями стопы (носка) и верхней поверхностью стельки.The working conditions of the heel of the foot without slipping relative to the upper surface of the insole is possible only if the driving force applied to the heel is less than the friction force arising between the contacting surfaces of the foot (toe) and the upper surface of the insole.

Из-за многообразия применяемых материалов для носков, а также материалов и покрытий верхней поверхности стельки имеются пары трения, для которых условия непроскальзывания нарушаются и стопа при каждом шаге в фазе переднего толчка проскальзывает относительно стельки до упора в ограничитель-шнуровку, союзку и др.Due to the variety of materials used for socks, as well as materials and coatings on the upper surface of the insole, there are friction pairs for which the slip conditions are violated and the foot slips relative to the insole with each stop in the front push phase in the limiter lacing, vamp, etc.

Проскальзывание с малым перемещением при давлении на контактирующую поверхность динамической массой тела человека вызывает фреттинг-износ контактируемых пар-потертости на стопе и поверхности стельки, разрушение материала носка. Устранение появления возможности фреттинг-износа осуществляется путем внесения конструктивных изменений в стельку.Slippage with small displacement under pressure on the contacting surface by the dynamic mass of the human body causes fretting-wear of the contacted steam-abrasion on the foot and the insole surface, destruction of the sock material. The elimination of the possibility of fretting wear is carried out by making structural changes to the insole.

В пяточной части стельки вырезается или отформовывается углубление, по форме представляющее сочетание двух геометрических фигур - усеченной сферической части и наклонной плоскости, соединенных поверхностями плавного перехода одной фигуры в другую.In the heel of the insole, a recess is cut out or molded, in shape representing a combination of two geometric figures - a truncated spherical part and an inclined plane, connected by the smooth transition surfaces of one figure to another.

Усеченная сферическая часть находится в пяточной области стельки, начинается от заднего края стельки, имеет радиус верхней плоскости 0,18Д; центр совпадает с центром пяточной части стельки, глубина 2-3 мм. На расстоянии 0,27Д от заднего края стельки усеченная сферическая часть заканчивается пересечением поперечной вертикальной плоскостью и от места пересечения на глубине 2-3 мм начинается расположенная под углом α=6-10° наклонная плоскость, поднимающаяся до пересечения с горизонтальной плоскостью стельки, которая распространяется на остаточную пяточную часть стельки, захватывая начало геленочной части стельки. Наклонная плоскость углубления препятствует проскальзыванию пятки стопы относительно стельки. Для усиления эффекта непроскальзывания наклонная плоскость взъерошивается, что существенно повышает коэффициент трения используемых материалов для носка и кожи пятки стопы с обработанной (взъерошенной) наклонной поверхностью.The truncated spherical part is located in the heel of the insole, starts from the rear edge of the insole, has a radius of the upper plane of 0.18D; the center coincides with the center of the heel of the insole, depth 2-3 mm. At a distance of 0.27 D from the rear edge of the insole, the truncated spherical part ends with the intersection with a transverse vertical plane and from the intersection at a depth of 2-3 mm, an inclined plane located at an angle α = 6-10 ° begins, rising to the intersection with the horizontal plane of the insole, which extends on the residual heel of the insole, capturing the beginning of the gel part of the insole. The inclined plane of the recess prevents slipping of the heel of the foot relative to the insole. To enhance the non-slip effect, the inclined plane is tousled, which significantly increases the coefficient of friction of the used materials for sock and skin of the heel of the foot with the treated (tousled) inclined surface.

Перечень фигур чертежейList of drawings

Фигура 1 - Предлагаемая конструкция стельки с пяточным углублением.Figure 1 - The proposed design of the insole with a heel recess.

Фигура 2 - Схема сил, действующих при контакте пятки стопы с пяточной частью стельки в прототипе и предлагаемой конструкции стельки.Figure 2 - Scheme of forces acting upon contact of the heel of the foot with the heel of the insole in the prototype and the proposed design of the insole.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления предлагаемого изобретенияInformation confirming the possibility of carrying out the invention

Предлагаемое углубление в пяточной части стельки может быть выполнено путем фрезеровки или горячей формовки.The proposed recess in the heel of the insole can be performed by milling or hot molding.

Описание конструкции изобретения в статическом состоянииDescription of the construction of the invention in a static state

Предлагаемая конструкция стельки представляет собой по внешнему габаритному очертанию обычную стельку, где по месту расположения пятки стопы сделано углубление, представляющее собой состыкованные поверхности усеченной сферы 1 (фиг 1) и наклонной плоскости 2, которые в месте соединения плавно сопряжены. Глубина усеченной сферы 1 равна h=2-3 мм. Наклонная плоскость 2 имеет угол подъема α=6-10°, начинающийся с места стыковки с усеченной сферой на глубине h.The proposed design of the insole is an external insole in the form of an ordinary insole, where a recess is made at the location of the heel of the foot, which is the joined surfaces of the truncated sphere 1 (Fig. 1) and the inclined plane 2, which are smoothly conjugated at the junction. The depth of the truncated sphere 1 is equal to h = 2-3 mm. The inclined plane 2 has an elevation angle α = 6-10 °, starting from the point of joining with a truncated sphere at a depth h.

Наклонная плоскость 2 пристыковывается к усеченной сфере 1 на расстоянии 0,27Д от ее начала, совпадающего с началом стельки. Максимальная глубина усеченной сферы 1 и места стыковки с началом наклонной плоскости составляет h=2-3 мм. Данный диапазон значения глубины h выбран из условия сохранения стереотипа привычной ходьбы человека. Наклонная плоскость 1, располагающаяся под углом α=6-10°, служит для увеличения силы, препятствующей возможности скольжения пятки стопы в фазе переднего толчка. Выбранное значение угла α наклонной поверхности определялось условием сохранения непроскальзывания пятки по плоскости стельки.The inclined plane 2 is attached to the truncated sphere 1 at a distance of 0.27D from its beginning, which coincides with the beginning of the insole. The maximum depth of the truncated sphere 1 and the junction with the beginning of the inclined plane is h = 2-3 mm. This range of depth h is selected from the condition of maintaining the stereotype of a person’s habitual walking. The inclined plane 1, located at an angle α = 6-10 °, serves to increase the force that prevents the heel of the foot from sliding in the front push phase. The selected value of the angle α of the inclined surface was determined by the condition for maintaining the heel non-slip along the insole plane.

Наклонная плоскость 2 с целью увеличения силы трения взъерошивается.Inclined plane 2 in order to increase the friction force is tousled.

Описание действия (работы) конструкции стелькиDescription of the action (work) of the insole design

В фазе переднего толчка стопа опирается пяткой на стельку в области пяточной части, при этом ОЦМ тела человека находится сзади контактирующей пятки стопы со стелькой.In the phase of the front push of the foot, the heel rests on the insole in the heel region, while the human body MTC is located behind the contacting heel of the foot with the insole.

В предлагаемой конструкции стельки выполнено углубление в пяточной части. Углубление состоит из сопряженной усеченной сферической поверхности и наклонной плоскости.In the proposed design of the insole, a recess is made in the heel. The recess consists of a conjugated truncated spherical surface and an inclined plane.

Стопа в момент, предшествующий постановке всей ее опорной поверхности на стельку, в фазе переднего толчка попадает своей пяткой в пяточное углубление на стельке. Так как ОЦМ находится сзади места контакта пятки стопы и углубления, результирующая сила будет направлена от ОЦМ к наклонной плоскости (фиг. 2). В этом случае нормальная сила N″ (фиг. 2), перпендикулярная наклонной плоскости углубления, приблизится к направлению результирующей силы Fрез, а движущая сила F″дв, направленная вдоль наклонной плоскости, уменьшится.The foot at the moment preceding the installation of its entire supporting surface on the insole, in the phase of the front push, gets its heel into the heel of the heel on the insole. Since the OCM is located behind the contact between the heel of the foot and the groove, the resulting force will be directed from the OCM to the inclined plane (Fig. 2). In this case, the normal force N ″ (Fig. 2), perpendicular to the inclined plane of the recess, approaches the direction of the resulting force Fres, and the driving force F ″ dv directed along the inclined plane decreases.

Так как нормальная сила N" возрастает, то сила трения Fтр=µN" увеличится, при этом уменьшится движущая сила F″дв, т.е. эти два фактора способствуют расширению диапазона непроскальзывания пятки по углублению стельки.Since the normal force N "increases, the friction force Ftr = µN" will increase, while the driving force F ″ dw will decrease, i.e. these two factors contribute to the expansion of the range of non-slip heel on the insole indentation.

Таким образом увеличивается возможность использования практически всех применяемых пар трения - стопа (носок)-стелька, обеспечивающих взаимный контакт без проскальзывания. Взъерошенная поверхность наклонной плоскости увеличивает эффект непроскальзывания.Thus, the possibility of using almost all of the applied friction pairs - the foot (toe) -insole, providing mutual contact without slipping, increases. The tousled surface of the inclined plane increases the slip effect.

На фиг. 2 показано также разложение результирующей силы Fрез на нормальную к горизонтальной поверхности N′ для прототипа и движущую силу F′дв. Фиг. 2 наглядно показывает, что F′дв>F″дв′ и N′<N″, т.е. при наклонной плоскости возможность непроскальзывания возрастает.In FIG. 2 also shows the decomposition of the resulting force Fres into normal to the horizontal surface N ′ for the prototype and the driving force F′dv. FIG. 2 clearly shows that F′dv> F ″ dv ′ and N ′ <N ″, i.e. with an inclined plane, the possibility of non-slip increases.

Claims (3)

1. Стелька с пониженным фреттинг-износом предназначенная для обуви, изготовлена из кожи, картона и подобных материалов, представляющая собой фигурную пластину толщиной более 4 мм, имеющая конфигурацию следа колодки, отличающаяся тем, что на стельке с лицевой стороны в зоне пяточной и фрагментарно геленочной частей имеется углубление, представляющее собой соединение усеченной сферы и наклонной плоскости, причем усеченная сфера с центром на пересечении сечения 0,18Д (Д -длина стопы) и продольной оси пяточной части стельки имеет в верхней плоскости вид окружности радиусом R=0,18Д, на расстоянии 0,27Д окружность заканчивается пересечением ее фронтальной поперечной плоскостью, на глубине 2-3 мм сферическая поверхность углубления трансформируется посредством сопрягающей поверхности в наклонную поверхность, которая поднимается к лицевой поверхности стельки под углом β=6-10°, наклонная плоскость вначале располагается на пяточной части стельки и далее может частично захватывать начальный участок геленочной части стельки.1. The insole with reduced fretting wear intended for shoes, made of leather, cardboard and similar materials, which is a figured plate with a thickness of more than 4 mm, having a track trace configuration, characterized in that on the insole on the front side in the heel and fragmented gel area parts there is a recess, which is a connection of a truncated sphere and an inclined plane, and a truncated sphere with a center at the intersection of the cross section 0.18D (D-foot length) and the longitudinal axis of the heel of the insole has at a distance of 0.27 D, the circle ends with the intersection of its frontal transverse plane, at a depth of 2-3 mm, the spherical surface of the recess is transformed by means of a mating surface into an inclined surface that rises to the front surface of the insole at an angle β = 6-10 °, the inclined plane is initially located on the heel of the insole and then may partially capture the initial portion of the gel part of the insole. 2. Стелька по п.1, отличающаяся тем, что наклонная плоскость в пяточно-геленочной части стельки взъерошивается для увеличения коэффициента трения, создавая тем самым условия непроскальзывания пятки стопы по стельке в фазе переднего толчка.2. The insole according to claim 1, characterized in that the inclined plane in the heel-gel part of the insole is tousled to increase the coefficient of friction, thereby creating conditions for the heel of the foot to slip on the insole in the forward push phase. 3. Стелька по п.1, отличающаяся тем, что имеет расширенные в 1,15-1,2 раза объемные размеры пяточно-геленочного углубления по сравнению с обозначенными выше, которое заполнено упругим фрикционным материалом, сжимающимся пяткой стопы до размера углубления без расширения, что обеспечивает в фазе переднего толчка постановку пятки стопы на стельку без проскальзывания и одновременно осуществляет амортизацию тела человека. 3. The insole according to claim 1, characterized in that it has an enlarged 1.15-1.2 times the volume dimensions of the heel-gel recess as compared with those indicated above, which is filled with elastic friction material, compressing the heel of the foot to the size of the recess without expansion, which ensures that the heel of the foot is placed on the insole in the forward push phase without slipping and at the same time depreciates the human body.
RU2013126668/12A 2013-06-11 2013-06-11 Insole with reduced fretting wear RU2546448C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013126668/12A RU2546448C2 (en) 2013-06-11 2013-06-11 Insole with reduced fretting wear

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013126668/12A RU2546448C2 (en) 2013-06-11 2013-06-11 Insole with reduced fretting wear

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013126668A RU2013126668A (en) 2014-12-20
RU2546448C2 true RU2546448C2 (en) 2015-04-10

Family

ID=53278134

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013126668/12A RU2546448C2 (en) 2013-06-11 2013-06-11 Insole with reduced fretting wear

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2546448C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2729536C1 (en) * 2019-09-23 2020-08-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет технологий и управления имени К.Г. Разумовского (ПКУ)" Method for creation of health-saving footwear

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2129822C1 (en) * 1998-04-21 1999-05-10 Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна Insertable inner sole for shoe
DE202006000454U1 (en) * 2006-01-12 2006-06-01 Union Footwear Technologies Co., Ltd., Gong-Guan Insole e.g. for high heel shoe, has assembly element with front foot section, central foot section and heel section with central foot section and heel section of element divided in upper and lower layers
RU2401024C2 (en) * 2008-12-17 2010-10-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Санкт-Петербургский университет технологии и дизайна "СПГУТД" Insole
WO2011036519A1 (en) * 2009-09-25 2011-03-31 Bocorocco Italia S.R.L. Multilayer insole to be fitted in footwear and the like

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2129822C1 (en) * 1998-04-21 1999-05-10 Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна Insertable inner sole for shoe
DE202006000454U1 (en) * 2006-01-12 2006-06-01 Union Footwear Technologies Co., Ltd., Gong-Guan Insole e.g. for high heel shoe, has assembly element with front foot section, central foot section and heel section with central foot section and heel section of element divided in upper and lower layers
RU2401024C2 (en) * 2008-12-17 2010-10-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Санкт-Петербургский университет технологии и дизайна "СПГУТД" Insole
WO2011036519A1 (en) * 2009-09-25 2011-03-31 Bocorocco Italia S.R.L. Multilayer insole to be fitted in footwear and the like

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2729536C1 (en) * 2019-09-23 2020-08-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет технологий и управления имени К.Г. Разумовского (ПКУ)" Method for creation of health-saving footwear

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013126668A (en) 2014-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8316558B2 (en) Shoe
JP3950096B2 (en) Slide member and shoe sole
CN105310180B (en) Fit insole for correcting posture
JPH0464681B2 (en)
CN104095350A (en) Sole and shoes with same
KR102097381B1 (en) Shoes sole with having function of shock absorption and walking propulsion, shoes comprising the same
RU2546448C2 (en) Insole with reduced fretting wear
KR101797987B1 (en) Shoes support foam
TW313515B (en)
KR101933660B1 (en) midsole
CN203873105U (en) Light damping shoe sole
CN205866137U (en) Anti -skidding and shock -absorbing sole
CN114081238B (en) Sole and shoe for shock absorption
CN106998854B (en) Outsole for a shoe with a cushion block
CN207285383U (en) A kind of health care shock absorption insole
CN213215648U (en) Shoe sole
KR102030532B1 (en) Shock Absorbing Shoe Sole
CN208211594U (en) On-slip Shoe-pad structure
CN105394876B (en) A kind of bionical kangaroo running shoes sole
CN209376823U (en) A kind of antiskid, shock-absorbing sole
CN107874352A (en) A kind of shoes of sole arrangement angled section spring
CN210227077U (en) Shock attenuation sole convenient to production and processing
CN209498705U (en) A kind of safety shoe with cushioning buffer effect
CN214509778U (en) Arched shock-absorbing sole and product thereof
CN212650503U (en) Antitorque children&#39;s shoes sole

Legal Events

Date Code Title Description
HC9A Changing information about inventors
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200612