NO178993B - Idrettssko - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår en idrettssko, og spesielt en idrettssko med støtabsorberende, energilagrende og fotstabiliserende egenskaper.

For de fleste vil gåing eller løping involvere bruk av hele foten og starter ved at hælen treffer underlaget, derpå følger en rulling mot midtfoten, og tilslutt drives frem-foten og tærne bort fra underlaget. Før hælen treffer underlaget er foten i en supinert eller utover dreid posisjon, dvs. orientert i en oppovervinkel i forhold til bakken og vridd utover. Når hælen treffer underlaget, vil den involverte ankel, kne og hofte alle bøye seg for å dempe og absorbere sjokket fra støtet, og foten ruller og vender seg innover i en prosess som er kalt pronasjon.

Under denne sekvensen er det ønskelig å absorbere så mye av fotstøtsjokkenergien som mulig, samtidig som dette er forenelig med landingsstabilitet, for å unngå kronisk eller traumatisk skade på løperen. Hvor det er mulig, og igjen forenelig med god løpestabilitet, er det også ønskelig av energieffektivitetsgrunner å lagre den absorberte' sjokkenergien og returnere denne til foten under fremdrifts-partiet av sekvensen. Det er også ønskelig å begrense enhver-"tendens for foten til å oversupinere eller utover-dreies, eller å overpronere under fotens kontakt med bakken, av både medisinske og løpestabilitetsgrunner.

På skoområdet er det kjent å innlemme fjærende anordninger i skosålene, og spesielt hælene til skoene, for å lagre sjokkenergi frembragt ved fotstøt under løping, og å returnere i det minste en del av denne energien til bærerens sko under løfting av foten. Det er likeledes kjent å tilveiebringe tverrgående og langsgående avspilningselemen-ter i skosålen for å overkomme virkningen av oversupinering eller overpronasjon av bærerens fot under løping.

F.eks. beskrives i US-patentene 4.486.964 og 4.506.460, tilhørende M.F. Rudy, forskjellige typer "fjærmoderatorer" av plast og varmebehandlet stål, hvis primære formål som nevnt er å fordele fotstøtkreftene mer likt eller jevnt og hurtig til underliggende gassfylte såleelementer. En hesteskoformet hælkomponent i disse moderatorene er ment å virke som en Bellville-fjaer i samvirke med foten for å lagre og returnere energi under løping, og i en versjon er det også sagt at den vil tilveiebringe vertikal stabilisering av ankelen.

I US-patentene 2.357.281 og 2.394.281, til V.P. Williams, er det beskrevet en sjokkresistent oppbygd hælmon-tasje for selskapssko, og som innbefatter en stålfjær. Når det gjelder US 2.394.281 skal det bemerkes at dette angår en skotype (dvs. en "gatesko" eller en "pensko") med en separat hæl av "kiletype", som i realiteten er ganske annerledes enn den flatbunnede type idrettssko foreliggende oppfinnelse angår. Skoen ifølge US 2.394.281 har ikke noen midtsåle-struktur i seg. Skoen inneholder en fjærplate som har den funksjon å returnere en elasto-pneumatisk "tunge" på undersiden av hælen, til utstrakt stilling etter at den har vært sammentrykket inne i senteret av hælen, som er av blokk-type. Funksjonen med absorpsjon av støt-energi er her faktisk fullt og helt delegert til den elasto-pneumatiske tungen. Videre er fjærplaten i US 2.3 94.281 festet i skoen ved fastnagling til undersiden av en hard yttersåle med stifter, eller alternativt ved at dens omkretskant holdes i et spor i hælens relativt harde gummimateriale. Fjærplaten i US 2.394.281 er således lite egnet for bruk i en idrettssko .

I US-patent nr. 4.709.489, til K.F. Welter, er det beskrevet en fjæranordning for en skohæl som omfatter en stålplate opplagret i sine laterale ender av et U-formet, ikke-sammentrykkbart opplagringselement. I tillegg til å tilveiebringe en hælfjærende effekt er det sagt at opplag-ringselementet vil tilveiebringe sidestabilisering av hælen.

I US-patent nr. 4.881.329, til K.J. Crowley, er det beskrevet nok en annen type energilagrende hælfjær som er sagt å være støpbar av materialer med høy strekkstyrke, såsom grafitt og/eller glassfibere og harpiks.

Det skal også nevnes at Etonic company of Brockton, Massachusetts, averterer et "stabilitetssystem" som innbefatter forskjellige utforminger av en "DRP Plus Plate" fremstilt av en kompositt av grafitt, akryl og glassfiber, og som er anordnet på forskjellige steder innenfor sålene til skoene for å kompensere for overpronasjon og/eller oversupinasjonsproblemer for individuelle bærere.

Publikasjonene US 4.592.153. US 4.843.737 og US 4.881.329 omhandler alle idrettssko med hæl-fjærer. Disse fjæranordningene er imidlertid relativt vanskelige å fremstille, og følgelig også relativt dyre. Dette henger sammen med tverrsnittsformen, som i US 4.592.153 er "Z-formet", mens US 4.843.737 og US 4.881.329 begge oppviser fjærer med elliptiske tverrsnitt. Disse utformingene gir også mer uhensiktsmessige fjærkonstanter og dynamisk respons på påtrykt kraft fra brukerens hæl, enn hva som kunne være ønskelig. De sideveis stabilitetsforhold som oppnås med disse kjente hælfjær-utformingene, er også mindre gode. Hvis først hælen skulle begynne å rulle mot en side av skoen, er det ingenting i noen av de her viste fjærene, som vil mot-virke en slik bevegelse. Dette kan lede til en mulig farlig tilstand i skoen, dvs. "over-supinasjon" eller "over-pronas jon". Videre oppviser disse publikasjonene utilstrek-kelige"~midler for å holde hælfj ærene på plass i skoens midtsåle og for å forhindre at fjæren river seg løs inne i midtsålen. Spesielt vil en ellipse-formet fjær påføre vekslende skjær- og/eller kompresjon/-krefter på det tilstøtende midtsålematerialet under en bøyebevegelse, avhengig av den spesielle posisjon som velges på fjærens utvendige overflate. Disse vekslende kreftene kan nedbryte midtsålematerialet som ligger inntil fjæren ganske hurtig.

Denne patentsøknad beskriver en idrettssko med en spesiell anordning leiret i skoens midtsåle, hvilken anordning kombinerer fordelene med en hælfjær for absor-bering, lagring og returnering av sjokkenergien til bærerens fot under løping, og en stabiliseringsplate som under den samme aktiviteten hjelper til med å forhindre oversupinasjon eller utoverdreining og overpronasjon av foten. På grunn av de anvendte materialer og fremstillingsmåtene er anordningen

enkel og rimelig å fremstille og den har svært lett vekt.

Anordningen består av en tynn plate med hælform tildannet av en sterk, stiv, men likevel fjærende fleksibel komposittsandwich av termoplastharpiks og karbon/glassfiber-duk som er innkapslet i hælpartiet av midtsålen i en idrettssko. Platen har et par oppoverflensede laterale kanter, front og bakender, og et integrert, bakoverstrekkende, oppoveravskrådd, vertikaltvirkende fjærelement som strekker seg fra denne. Fjæren er definert på platen av et par åpne spalter som strekker seg fremover inn i platen fra dens bakre ende. Fjærelementet er anordnet slik at det befinner seg under kalkaneus i bærerens fot, og midtsålen til skoen er avlastet i et område under fjærelementet for å tillate skoen å bøyes fritt nedover som respons på krefter på hælen. En "støtdemper" eller stoppebøssing kan støpes inn i den ytre sålen til skoen for å begrense den maksimale nedoveravbøyning av fjærelementet.

Oppfinnelsen defineres nøyaktig i sin mest generelle form i det vedføyde patentkrav 1, og spesielle utførelser av oppfinnelsen fremgår av patentkravene 2-6.

En bedre forståelse av oppfinnelsen, sammen med dens mange fordeler, vil fremgå av den følgende detaljerte beskrivelse av foretrukne utførelser, spesielt når disse sees i lys av de medfølgende tegninger, som det først skal gis en kort omtale av.

Fig. 1 er et delvis sideriss av hælen til en høyre idrettssko i henhold til oppfinnelsen, hvor en innebygget plate er vist med brutte linjer;

fig. 2 er et delvis bunnriss av hælen til den samme skoen som sees på fig. 1, slik denne fremgår i et riss tatt langs linjen 2-2 på fig. 1, og hvor platen også er vist i brutte linjer;

fig. 3 er et delvis tverrsnitt sideriss gjennom skohælen slik som vist på fig. 1 og 2, slik denne fremgår i snittet 3-3 på fig. 2;

fig. 4 er et delvis tverrsnitt sett bakover inn i skohælen med platen på fig. 1 til 3, i snittet 4-4 på fig.

2; og

fig. 5 er en perspektivtegning av den fjærende og stabiliserende skohælplaten som inngår i idrettsskoen i henhold til den foreliggende oppfinnelse.

Som det best sees på fig. 1 og 2, har en idrettssko 1 typisk et øvre parti 2, og et nedre eller såleparti 3. Skoen 1 kan være en "bane"-sko, en "løpe"-sko, en "terreng-trening"-sko, i avhengighet av dens bestemte formål og utforming.

Den øvre delen 2 kan ha enten en høy topp eller en lav topp utforming, og kan være fremstilt av lær og/eller forskjellige kunststoffmaterialer, innbefattende vinyl. Sålepartiet 3 består vanligvis av en midtsåle 4 og en ytre såle 5. Sålepartiet 3 kan også innbefatte et indre sålesjikt (ikke vist) som er integrert med, eller separat fra, midtsålen og som har en form slik at den passer godt med undersiden av bærerens fot og fordeler fotbelastninger mer jevnt til midtsålen.

Det vanlige midtsålematerialet for moderne idrettssko innbefatter skummet etylenvinylacetat ("EVA") og skummet polyuretan ("PU"), som kan støpes slik at de omfatter mange ønskelige funksjonelle og ornamentale detaljer og dimen-sjonsegenskaper, såvel som at de kan innkapsle anordninger, såsom platen som utgjør et viktig element i den foreliggende oppfinnelse, innenfor tykkelsen til midtsålen under støpe-prosessen.

Vanlig materialer for den ytre sålen 5 innbefatter mange syntetisk fremstilte gummier og ikke-skummet PU. Som i tilfellet med materialene i midtsålen 4 egner også disse materialene seg godt til ved støping å innlemme ønskede egenskaper eller mønstre på undersiden eller de ytre veggene av den ytre sålen 5, slik som opphøyde partier 6 som fremgår av figurene. Et eksempel på et mulig ytre mønster i sålen er illustrert i søkerens parallelle U.S. mønstersøknad på en ytre såle, med serienummer 07/505.003, inngitt 04/05/90.

Et eksempel på en foretrukket utførelse av en hælfjær og stabiliserende anordning 10 for en idrettssko i henhold til denne oppfinnelsen er visualisert på fig. 3-5 av tegningene. Den viste anordning 10 er for en høyre sko 1, og det må forståes at den omfatter et par slike anordninger, en i hvert par av slike sko, og den andre eller venstre er symmetrisk med anordningen 10 illustrert om et sagittal eller pilplan 'gjennom bæreren.

Anordningen 10 består av en tynn, flat plate 12 med hælstørrelse og som er tilformet av et sterkt, stivt, men likevel fjærende fleksibelt materiale som er beskrevet nedenfor. Anordningen er innkapslet i en generelt horisontal posisjon inne i det fjærende materialet til hælpartiet i midtsålen 4 under støpningen av denne som beskrevet ovenfor.

Platen 12 er fortrinnsvis formskåret fra en større lagerplate av flatt materiale, så tilformet som beskrevet nedenfor. Den har et par oppoverflensede laterale kanter 14A og 14B, front og bakender 16 og 18, og et integrert, bakoverstrekkende, oppoveravskrådd, vertikalt virkende fjærelement 20 definert av et par åpne spalter 22A og 22B som strekker seg fremover inn i platen fra dens bakre ende 18 .

Dén illustrerte anordningen 10 kan være fremstilt av en rekke forskjellige materialer, innbefattende varmebehandlet fjærstål, men det foretrukne materialet for eksempel-anordningen 10 er en komposittsandwich av en termoplastharpiks som har overflateark bestående av vevde fibre, eller matrise, av karbon og glassfiber. Materialet, som selges av Medical Materials Corporation for biomedisinske anvendelser under varemerket TL-61, og for kommersielle anvendelser under navnet Novetek, er beskrevet mer detaljert i US-patent nr. 4.778.717.

Det foretrukne materialet er tilgjengelig i ark eller plater som har tykkelser i området mellom 0,035 og 0,055 tommer. Det har en strekkspenning som i avhengighet av tykkelsen ligger mellom 165 og 290 MPa (24 og 42 tusen psi), og en elastisitetsmodul på mellom 9 og 25 GPa (1,3 og 3,6 millioner psi). Det er lett å skjære, sage eller som i tilfellet med den illustrerte foretrukne utførelse, formskjære ved bruk av relativt rimelig verktøy.

Materialet kan videre termoformes slik at det inntar forskjellige ønskelig former eller konturer, såsom oppover-hellningen til fjærelementet 20 og de oppover flensede laterale kantene 14A, 14B, ved oppvarming av materialet til relativt lave temperaturer (180-260°C) i passende verktøy. Når temperaturen til materialet som er formet på denne måten vender tilbake til romtemperaturen, blir elastisiteten og styrken til materialet fullstendig gjenopprettet. Levetids-tester har blitt utført av søkeren på testprøver av en utforming av anordningen 10 som i hovedsak er lik eksempel-utførelsen som er illustrert og hvor fjærelementet 20 ble avbøyd fra dets ikke-bøyde tilstand til en posisjon i kant med platen 12 i en hastighet på seks sykler pr. sekund. Testprøven utholdt mer enn 1 million slike sykler uten feil og uten at det oppsto brudd, tretthets-sprekker eller målbare tap i materialstyrken eller elastisiteten. Det kan således sees at de fysiske egenskapene til det foretrukne komposittmaterialet kommer meget fordelaktig ut fra en sammenligning med de varmebehandlede stållegeringene, og samtidig oppnås en vesentlig reduksjon av vekt og frem-stillingskostnader sammenlignet med ekvivalente ståldeler.

Anordningen 10 er anordnet inne i hælområdet til materialet til midtsålen 4 slik at det bakerste partiet av fjærelementet 2 0 befinner seg generelt under det store hælbenet, eller kalkaneus, til bærerens fot, og slik at dette sjikt 24 av materialet til midtsålen 4 ligger over det. Midtsålen er avspent eller avlastet i et område 26 under fjærelementet

for å tillate at dette kan bøye seg fritt nedover.

Sjiktet eller laget 24 virker som en støtdemper mellom vevputen under bærerens hælben og den øvre overflaten til fjærelementet 20, og det tjener også til å fordele mere jevnt belastningen som foten påfører fjærelementet. Laget 24 virker også slik at det i noen grad reduserer den totale elastisiteten til fjærelementet slik denne føles av hælen, såvel som egenskapen til fjærelementet til å returnere dets refleksjonsenergi under hælhellning, noe som mest skyldes energitap i form av varmedissipasjon i laget 24 under kompresjon og ekspansjon. Dette lille tapet anses imidlertid å være akseptabelt på bakgrunn av den økte fotkomfort og idet hele hælfjærvirkning som er for "fjærende" forhindres. Med unntak for denne virkningen og den avbøyningsbegrensede tilstanden som er beskrevet nedenfor, er responsen til fjærelementet temmelig lineært over hele dets tiltenkte refleksjonsområde, og det er høyst effektivt (større enn 85%) når det gjelder returnering av den lagrede refleksjons-energien fra hælstøt til bærerens fot ved hælløfting.

I den foretrukne utførelse er sidekantene 14A og 14B til platen 12 vist flenset oppover, men de kunne også være flenset nedover i en passende utforming. De flensede kantene tjener til å avstive anordningen i vesentlig grad i den langsgående retningen og siden de er anordnet litt utenfor hælen til bærerens fot på begge sidene, virker de som utriggere på en kano, slik at de forhindrer over-utoverdreiing og overpronasjon av bærerens fot under sekvensen hælstøt, fotrulling og oppløfting, som foten utsettes for under normal gåing eller løping. De flensede kantene hjelper også til å forankre og forhindre kryping av anordningen 10 inne i materialet til midtsålen 4 dersom anordningen av en eller annen grunn skulle løsne fra midtsålematerialet.

I den foretrukne eksempelutførelse som er illustrert er en valgfri "støtdemper" eller stopper 2 8 støpt inn i den ytre sålen 5 til skoen og posisjonert umiddelbart under fjærelementet 20 og kalkaneusbenet for å begrense den maksimale nedoveravbøyning av fjærelementet under store hælpåførte sjokk, som vil kunne opptre under hopping. Den vertikale dimensjonen til støtdemperen 28 er slik at den ikke kommer i kontakt med fjærelementet 20 under normal stående eller gående aktivitet, men bare virker ved fjærelementavbøyninger som overskrider en maksimal nedoveravbøyning av fjærelementet, hvilket vil kunne finne sted under hopping eller harde løpeaktiviteter.

Claims (6)

1. Idrettssko (1) med støtabsorberende, energilagrende og fotstabiliserende egenskaper, omfattende: en overdel (2) ; en såle (3) festet til overdelen, hvor sålen innbefatter en fjærende midtsåle (4) med et hælparti, og en ytre såle (5)'; og en tynn, hovedsakelig plan plate (12) med hælstørrelse, tildannet av et sterkt, stivt men likevel fjærende og fleksibelt materiale innkapslet i materialet til midtsålens (4) hælparti slik at platen (12) er festet inne i midtsålen (4) i en hovedsakelig horisontal stilling over den ytre sålen (5), og slik at et relativt tykt parti (24) av midtsålen (4) ligger over denne, karakterisert ved at platen (12) har et par sidekanter (14A, 14B), for- og bakender (16, 18) og et hovedsakelig plant, bakoverragende fjærelement (20) som er fjærende bøybart og uavhengig bevegelig i forhold til platen (12) og definert i denne av minst én spalte (22) som strekker seg gjennom platen (12), at fjærelementet (20) er permanent tilformet i en vinkel i forhold til platen (12) for å skrå oppover og bakover fra platen, og med et bakre parti anordnet for å befinne seg hovedsakelig under calcaneus i bærerens fot og for å bøyes nedover av denne ved et hælstøt for foten, og at midtsålen (4) er avspent i et område under fjærelementet (20) og over den ytre sålen (5) slik at fjærelementet (20) kan bøye seg fritt i vertikal retning når det bøyes nedover.

2. Idrettssko ifølge krav 1, karakterisert ved at fjærelementet (20) er definert ved et par åpne spalter (22A, 22B) som strekker seg forover fra den bakre enden (18) av platen (12).

3. Idrettssko ifølge krav 1, karakterisert ved at materialet i platen (12) omfatter en kompositt av en termoplastharpiks og en karbon- og glassfibervevnad.

4. Idrettssko ifølge krav 1, karakterisert ved at platens (12) sidekanter (14A, 14B) er flenset oppover.

5. Idrettssko ifølge krav 1, karakterisert ved at platens (12) sidekanter (14A, 14B) er flenset nedover.

6. Idrettsko ifølge krav 1, karakterisert ved at den videre omfatter en stopper (28) av fjærende materiale anordnet på den ytre sålen (5) under fjærelementet (20) for a begrense dets maksimale nedoverbøyning.