PL231718B1 - Spód obuwniczy z modułem absorbującym wstrząsy - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest spód obuwniczy z modułem absorbującym wstrząsy.

Podczas chodzenia po twardym podłożu w obuwiu powstają wstrząsy o amplitudzie największej w pierwszej fazie zetknięcia pięty z podłożem. Wstrząsy te, poprzez kończynę dolną, rozprzestrzeniają się do miednicy i kręgosłupa. Jakkolwiek są one czasem niewyczuwalne przez człowieka, to wywierają szkodliwy wpływ na funkcjonowanie organizmu. Amortyzacja wstrząsów jest jedną z najbardziej istotnych dla wygody użytkownika właściwości obuwia. Na rynku znajduje się szereg materiałów o dobrych własnościach tłumienia wibracji, w tym materiały specjalnie zaprojektowane do zastosowań w obuwnictwie, a producenci obuwia przedstawili szereg rozwiązań konstrukcyjnych mających na celu redukcję drgań podczas chodu lub biegu. Szczególnie rozwinięte pod względem technologicznym są rozwiązania stosowane w obuwiu sportowym. W obuwiu tym elementy amortyzujące są zazwyczaj umieszczane w podeszwie (spodzie) lub we wkładce do obuwia. Do czołowych firm zajmujących się tą problematyką należą: Nike, Adidas, Reebok i Head.

O ile dla obuwia sportowego problem amortyzacji wstrząsów jest rozpoznany i rozwiązany, o tyle w obuwiu wizytowym, zarówno damskim jak i męskim, kwestie odpowiedniej amortyzacji pozostają zasadniczo nierozwiązane. Wynika to stąd, że podeszwy w tego rodzaju obuwiu są znacznie cieńsze niż w obuwiu sportowym, a przez to ograniczona jest możliwość zastosowania rozwiązań znanych z obuwia sportowego. Redukcja wstrząsów możliwa jest głównie przez użycie wkładek wykonanych z pianki lub innych miękkich materiałów. W przypadku obuwia damskiego, na przykład typu czółenka, grubość podeszwy jest jeszcze mniejsza a dodatkowo pięta - wrażliwa część stopy znajduje się bezpośrednio nad twardym, nieelastycznym obcasem.

Typowym rozwiązaniem problemu jest użycie odpowiednio elastycznych i miękkich materiałów do wykonania spodów. Należą do nich takie tworzywa jak guma wulkanizowana, poliuretan, kopolimer etylenu i octanu winylu znany jako EVA i ich kompozycje. Materiały te mają ograniczone zastosowanie w obuwiu wizytowym, zwłaszcza z górnej półki, gdzie do wykonania podeszew lub obcasów stosuje się twardsze tworzywa takie jak skóra, drewno lub mazonit. Nawet w przypadku zastosowania materiałów o mniejszej twardości, efekt amortyzacji może być niedostateczny.

Częstym zabiegiem zwiększającym absorpcję wstrząsów jest wykonywanie w obcasie ulżeń w postaci otworów lub konstrukcji ażurowej. Wadą tego ostatniego rozwiązania jest deformacja podpodeszwy przy dłuższym użytkowaniu. Ten sposób jest ponadto nieefektywny przy twardych, nieelastycznych obcasach I spodach.

Jako dodatkowy element amortyzujący stosuje się wkładki wykonane z miękkich materiałów typu lateks, pianka poliuretanowa, skóra podszewkowa. Tego rodzaju rozwiązania nie zawsze nadają się jednak do obuwia wizytowego. Dotyczy to zwłaszcza obuwia damskiego, w którym wierzch obuwia może nie być zabudowany i wkładka wówczas jest widoczna, co obniża walory estetyczne całości.

Znane są również bardziej zaawansowane rozwiązania konstrukcyjne mające na celu poprawę amortyzacji w obuwiu tego typu. I tak w patencie EP1642513B1 zaproponowano sprężynę w obcasie typu szpilka. Ze względu na znaczne skomplikowanie układu konieczność użycia materiałów o podwyższonych wymaganiach wytrzymałościowych, rozwiązanie to znalazło ograniczony zasięg. Podobne, skomplikowane technicznie urządzenie, dotyczące obcasa zawierającego sprężynę, opisane zostało w zgłoszeniu patentowym WO2006126798A1.

Patent US810419482 opisuje rozwiązanie polegające na umieszczeniu w obcasie modułu składającego się z dwóch sztywnych płytek rozdzielonych sprężynami. Podpodeszwa opiera się na tworzywowym usztywniaczu umieszczonym nad modułem absorbującym wstrząsy.

Zgłoszenie patentowe WO2012051177A2 opisuje rozwiązanie konstrukcji wysokiego obcasa, w którym sprężystość nadają przesuwające się między sobą elementy obcasa.

Idealnym rozwiązaniem jest spód, który przy zachowaniu typowej dla obuwia wizytowego grubości i wyglądu zewnętrznego, redukuje w znacznym stopniu wstrząsy, zwłaszcza w obszarze piętowym, charakteryzuje się przy tym małym stopniem skomplikowania a przez to jest łatwy w produkcji i tani. Konstrukcja taka nie powinna pociągać za sobą istotnych zmian w powszechnie stosowanych procesach montażu buta.

Istotą rozwiązania według wynalazku jest podniesienie komfortu użytkowania obuwia, zwłaszcza wizytowego, poprzez redukcję wstrząsów, na które narażona jest stopa podczas chodzenia.

Podpodeszwa w spodzie obuwniczym według wynalazku jest na tylnym (piętowym) odcinku rozdwojona. W dolnej części rozdwojonej części podpodeszwy znajdują się otwory. W obcasie złączonym

PL 231 718 B1 z podeszwą wydrążone jest gniazdo, w którym osadzony jest moduł amortyzujący. Moduł amortyzujący ma postać układu elementów wspierających, korzystnie słupów, przechodzących przez otwory w dolnej części rozdwojonej części podpodeszwy i podpierających jej część górną. Elementy wspierające są połączone w części dolnej modułu amortyzującego wspólną platformą. Długość słupów jest tak dobrana, aby po zmontowaniu buta, odległość między dolną częścią rozdwojonej części podpodeszwy, a jej górną częścią wynosiła od 4 do 6 mm. Ich długość jest taka sama lub różna.

Moduł amortyzujący wykonany jest z tworzywa sztucznego wybranego z grupy obejmującej kauczuk naturalny, kauczuk syntetyczny, gumę wulkanizowaną, poliuretan, kopolimery etylenu i octanu winylu, polipropylen, polistyren lub kompozycje tych tworzyw. Kauczuk syntetyczny wybrany jest z grupy obejmującej kauczuk termoplastyczny, akrylonitrylo-butadienowy, styrenowo-butadienowy, izobutylowy, chloroprenowy, butadienowy, izoprenowy, silikonowy.

Twardość modułu amortyzującego w skali Shore'a wynosi 30-90 stopni, korzystnie 50-80 stopni.

Otwory w dolnej części rozdwojenia podpodeszwy, mają odpowiadający słupom, kształt kolisty, owalny, prostokątny lub nieregularny, korzystnie kolisty, a ich liczba wynosi od czterech do pięciu. Średnica otworów w dolnej części rozdwojenia podpodeszwy wynosi od 10 do 12 mm, a elementy wspierające modułu amortyzującego w obrysie przekroju są o 2 mm mniejsze od przekroju otworów w dolnej części rozdwojonej części podeszwy.

Moduł amortyzujący wykonany jest metodą wtrysku, wulkanizacji w formie, nalewania, obróbki skrawaniem lub szlifowania, korzystnie metodą wtrysku.

Miejsce złączenia górnej i dolnej części rozdwojonej części podpodeszwy znajduje się na linii podziału usytuowanej pomiędzy 1/3 a 2/3 długości podpodeszwy licząc od jej czubka.

Przedmiot wynalazku przedstawiony został, w sposób nieograniczający jego zakresu, w przykładach wykonania, na których fig. 1 przedstawia schematyczny przekrój podłużny podeszwy według wynalazku, fig. 2 - schematyczny rzut pionowy podpodeszwy od dołu.

P r z y k ł a d 1

Spód obuwniczy do obuwia męskiego rozmiarze 44 wykonany został z poliuretanu, obcas 4 ze skóry naturalnej (obcas składkowy) o wysokości 22 mm, a moduł amortyzujący 3 z kauczuku termoplastycznego o twardości 62 stopnie w skali Shore'a. Podpodeszwę 2 wykonano z tektury typu Bontex o konstrukcji dzielonej składającej się z części górnej 2a oraz części dolnej 2b wykonanej również z tektury typu Bontex, przy czym długość części dolnej stanowi 40% całkowitej długości podpodeszwy, Części podpodeszwy 2 połączone są klejem poliuretanowym, a miejsce łączenia zostało ścienione na krawędzi na szerokości 2 mm. W dolnej części rozdwojonej części 2b podpodeszwy 2 wykonano pięć otworów 7 o średnicy 12 mm rozmieszczonych symetrycznie względem podłużnej osi podpodeszwy 2, wszystkie otwory 7 w odległości 18 mm od brzegu podpodeszwy 2. W tylnej części podeszwy 1 o grubości 8 mm wykonano pięć otworów o średnicy 12 mm rozmieszczonych tak, by pasowały do otworów w dolnej części rozdwojonej części 2b podpodeszwy 2. Gniazdo w obcasie 4 ma głębokość 10 mm i taki obrys, aby jego odległość od brzegu obcasa wynosiła 6 mm. Wykonany metodą wtrysku moduł amortyzujący ma postać platformy o grubości 9 mm i kształcie pasującym do kształtu gniazda w obcasie z pięcioma kolistymi słupami o średnicy 10 mm i wysokości 13 mm rozmieszczonych tak, by pasowały do otworów w podeszwie 1. Po zmontowaniu, maksymalna odległość między częściami dolną 2b a górną 2a rozdwojonej częścią podpodeszwy 2 wynosi 6 mm. Wierzch buta jest przymocowany do podpodeszwy 2 za pomocą ćwiekowania do dolnej części rozdwojonej części 2b podpodeszwy 2 i do przedniej części podpodeszwy 2.

Podeszwa 1 jest łączona za pomocą kleju obuwniczego. Po zmontowaniu obuwia i obciążeniu podpodeszwy 2 w części piętowej ciężarem 200 N moduły amortyzujące 3 ulegają ściśnięciu w ten sposób, że górna część 2a podpodeszwy 2 styka się z częścią dolną 2b.

P r z y k ł a d 2

Spód obuwniczy do obuwia damskiego rozmiarze 38 wykonany został z poliuretanu, obcas 4 z mazonitu o wysokości 40 mm, a moduł amortyzujący 3 z kauczuku termoplastycznego o twardości 62 stopnie w skali Shore'a. Podpodeszwę 2 wykonano z tektury typu Bontex o konstrukcji dzi elonej z usztywniaczem (stalką) w górnej części rozdwojonej części 2a podpodeszwy 2 oraz częścią dolną 2b podpodeszwy 2 wykonaną również z tektury typu Bontex o długości 30% całkowitej długości podpodeszwy 2, przy czym łączenie wykonane jest klejem poliuretanowym, a miejsce łączenia ścienione na krawędzi na szerokości 10 mm. W dolnej części rozdwojonej części 2b podpodeszwy 2 znajdują się cztery otwory o średnicy 10 mm rozmieszczone symetrycznie względem podłużnej osi podpodeszwy 2, wszystkie otwory w odległości 14 mm od brzegu podpodeszwy. W tylnej części podeszwy 1 o grubości

PL 231 718 B1 mm wykonano cztery otwory o średnicy 10 mm rozmieszczone tak, by pasowały do otworów w podpodeszwie 2. Gniazdo w obcasie 4 ma głębokość 10 mm i taki obrys, by odległość obrysu od brzegu obcasa 4 wynosiła 5 mm. Wykonany metodą wtrysku moduł amortyzujący 3 w postaci platformy 6 o grubości 9 mm i kształcie pasującym do kształtu gniazda w obcasie oraz czterech owalnych słupów 5 o średnicy 8 mm i wysokości od 13 do 16 mm rozmieszczonych tak, by pasowały do otworów w podeszwie 1. Po zaćwiekowaniu wierzchu do podpodeszwy 2 w obrębie jej przedniej części przedniej i do dolnej części rozdwojonej części 2b podpodeszwy 2 oraz wklejeniu podeszwy 1, maksymalna odległość między dolną 2b a górną 2a częścią podpodeszwy 2 wynosi 4 mm. Po zmontowaniu obuwia i obciążeniu podpodeszwy 2 w części piętowej ciężarem 150 N moduły amortyzujące 3 ulegają ściśnięciu w ten sposób, że górna część 2a rozdwojonej części podpodeszwy 2 styka się z częścią dolną 2b.

Zaletą spodu do butów według niniejszego wynalazku jest to, że amortyzuje wstrząsy i może być stosowany w obuwiu z cienką podeszwą. W praktyce, stwierdzono, że zamierzony cel i idee obecnego wynalazku zostały osiągnięte przy użyciu materiałów i parametrów geometrycznych opisanych w korzystnych, ale nie wyczerpujących zastosowania przykładach.

Na poprawę charakterystyki amortyzacji i zdolności modułu amortyzującego do pochłaniania i odzysku energii można wpływać poprzez dobór parametrów, które określają geometrię i właściwości materiału. Tak więc, można korzystnie wprowadzić dobór materiału modułu amortyzującego liczbę, rozmiary i rozmieszczenie słupów wspierających a także określenie linii łączącej części podpodeszwy oraz wymiarów geometrycznych wymienionych części, dla określenia sztywności modułu amortyzującego.

Rozmiary kołków są tak dobrane, aby sięgały na określoną zadaną wysokość ponad podeszwę.

Podpodeszwa jest mocowana do wierzchu przy pomocy ćwiekowania wierzchu do jej części przedniej oraz do dolnej części rozdwojonej części tylnej. Górna część rozdwojonej części podpodeszwy jest ruchoma i może uginać się pod wpływem nacisku stopy użytkownika. Sprężystość jest nadawana przez ściskanie i rozciąganie przylegającego do niej modułu amortyzującego.

Zastrzeżenia patentowe

Claims (16)

1. Spód obuwniczy z modułem absorbującym wstrząsy zawierający podeszwę, podpodeszwę i obcas, znamienny tym, że podpodeszwa (2) jest rozdwojona w części tylnej, przy czym w dolnej części (2b) rozdwojonej części podpodeszwy (2) znajdują się otwory (7), w których zakotwiczony jest, osadzony w gnieździe wydrążonym w obcasie (4) złączonym z podeszwą (1), moduł amortyzujący (3) w postaci układu elastycznych elementów wspierających (5) przechodzących przez otwory (7) w części (2b) rozdwojonej części podpodeszwy (2) i podpierających część (2a) rozdwojonej części podpodeszwy (2), połączonych ze sobą w dolnej części platformą (6).

2. Spód według zastrz. 1, znamienny tym, że elementy wspierające (5) mają kształt słupów o przekroju kolistym, owalnym, prostokątnym lub nieregularnym.

3. Spód według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że elementy wspierające (5) mają kształt kolisty.

4. Spód według zastrz. 1, znamienny tym, że długość elementów wspierających (5) jest tak dobrana, aby po zmontowaniu buta odległość między dolną częścią (2b) rozdwojonej części podpodeszwy (2), a częścią górną (2a) wynosiła od 4 do 6 mm.

5. Spód według zastrz. 1 albo 4, znamienny tym, że elementy wspierające (5) mają tą samą długość.

6. Spód według zastrz. 1 albo 4, znamienny tym, że elementy wspierające (5) mają różną długość.

7. Spód według zastrz. 1, znamienny tym, że moduł amortyzujący (3) wykonany jest z tworzywa sztucznego wybranego z grupy obejmującej kauczuk naturalny, kauczuk syntetyczny, gumę wulkanizowaną, poliuretan, kopolimery etylenu i octanu winylu, polipropylen, polistyren lub kompozycje tych tworzyw.

8. Spód według zastrz. 1 albo 7, znamienny tym, że kauczuk syntetyczny wybrany jest z grupy obejmującej kauczuk termoplastyczny, akrylonitrylo-butadienowy, styrenowo-butadienowy, izobutylowy, chloroprenowy, butadienowy, izoprenowy, silikonowy.

9. Spód według zastrz. 1, znamienny tym, że twardość modułu amortyzującego (3) w skali Shore'a wynosi 30-90 stopni.

PL 231 718 B1

10. Spód według zastrz. 1 albo 9, znamienny tym, że twardość modułu amortyzującego (3) w skali Shore'a wynosi 50-80 stopni.

11. Spód według zastrz. 1, znamienny tym, że liczba otworów (7) w dolnej części (2b) rozdwojonej części podpodeszwy (2) wynosi od czterech do pięciu.

12. Spód według zastrz. 1, znamienny tym, że średnica otworów (7) w dolnej części (2b) rozdwojonej części podpodeszwy (2) wynosi od 10 do 12 mm.

13. Spód według zastrz. 1, znamienny tym, że elementy wspierające (5) modułu amortyzującego (3) w obrysie przekroju są o 2 mm mniejsze od przekroju otworów (7) w dolnej części (2b) rozdwojonej części podpodeszwy (2).

14. Spód według zastrz. 1, znamienny tym, że element amortyzujący (3) wykonany jest metodą wtrysku, wulkanizacji w formie, nalewania, obróbki skrawaniem lub szlifowania.

15. Spód według zastrz. 1 albo 14, znamienny tym, że element amortyzujący (3) wykonany jest metodą wtrysku.

16. Spód według zastrz. 1, znamienny tym, że miejsce łączenia górnej części (2a) podpodeszwy (2) i dolnej części (2b) podpodeszwy (2) znajduje się na linii (8) pomiędzy 1/3 a 2/3 długości podpodeszwy (2) licząc od jej czubka.