ES2333394B1 - Suela para calzado perfeccionada. - Google Patents

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ES2333394B1 ES200850072A ES200850072A ES2333394B1 ES 2333394 B1 ES2333394 B1 ES 2333394B1 ES 200850072 A ES200850072 A ES 200850072A ES 200850072 A ES200850072 A ES 200850072A ES 2333394 B1 ES2333394 B1 ES 2333394B1
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    • A43BCHARACTERISTIC FEATURES OF FOOTWEAR; PARTS OF FOOTWEAR
    • A43B13/00Soles; Sole-and-heel integral units
    • A43B13/14Soles; Sole-and-heel integral units characterised by the constructive form
    • A43B13/18Resilient soles
    • A43B13/187Resiliency achieved by the features of the material, e.g. foam, non liquid materials

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Footwear And Its Accessory, Manufacturing Method And Apparatuses (AREA)

Abstract

Suela para calzado perfeccionada, que comprende un piso (1) apto para ser acoplado a un calzado, dotado de al menos tres porciones huecas (2) dispuestas superiormente en la zona del piso (1) donde se producen presiones máximas al andar (talón, articulaciones metatarso-falángicas y dedos), estando dichas porciones huecas (2) rellenas de un material elástico, inserciones (3), capaz de almacenar la energía aplicada durante la primera fase del ciclo de la marcha, devolviendo parte de dicha energía en la fase intermedia; y una plantilla anatómica (4) situada superiormente al piso de un material blando viscoelástico, estando dicha plantilla formada por una cazoleta posterior (5) que recoge la grasa plantar en la zona del talón para la absorción de impactos y una bóveda longitudinal (6) que actúa a modo de soporte para el arco longitudinal del pie distribuyendo las presiones en el área mayor.

Description

Suela para calzado perfeccionada.
Objeto de la invención
La presente solicitud de Patente de Invención tiene por objeto el registro de una suela para calzado perfeccionada que incorpora notables innovaciones y ventajas frente a las actuales configuraciones de suelas empleadas para un mismo fin.
Más concretamente, la suela de la invención reduce la fatiga y el dolor de pies mediante el uso de un material blando que se adapta a la forma del pie y favorece la distribución de presiones en la planta del pie evitando las zonas puntuales de hiperpresión.
Antecedentes de la invención
Actualmente, son bien conocidas una amplia variedad de suelas para calzado orientadas a optimizar el gasto energético del usuario, no obstante, las configuraciones de este tipo de suelas presentan un grave inconveniente en su diseño, puesto que estas modifican el patrón de marcha normal empeorando otros aspectos funcionales del calzado.
La Patente Americana US534363 consiste en un dispositivo que reduce la fatiga del usuario al absorber la energía en el paso siendo esta devuelta mediante un fleje montado sobre una plataforma que se acopla a la planta del zapato. Cuando el usuario inicia el paso cargando su peso sobre el fleje, este almacena la energía de contacto con el terrero, que será devuelta durante la finalización del paso.
Sin embargo, el dispositivo descrito presenta una cierta inestabilidad en la marcha del usuario.
Por otro lado, la Patente Japonesa JP9051803 se identifica con el objeto de la Patente Americana anteriormente descrita, diferenciándose en el hecho de que el dispositivo de absorción y devuelta de energía está solidarizado con el zapato.
Una variación de los dispositivos anteriores se describe en la Patente PCT WO03022087 la cual consiste en un sistema para absorber impactos y devolver energía compuesto por un conjunto de muelles situados en la zona del talón.
En cuanto a las propiedades de reducción del dolor de pies como síntoma de fatiga producida al andar durante largo tiempo, los antecedentes registrales están basados únicamente en la introducción de elementos de soporte anatómico, como es el caso de la Patente Americana US4045886, o en diseños anatómicos provistos de protuberancias circulares que proporcionen un efecto masaje, ejemplo Patente Americana US4047310.
Descripción de la invención
La suela para calzado perfeccionada objeto del presente registro, resuelve los inconvenientes anteriormente citados, aportando, además, otras ventajas adicionales que serán evidentes a partir de la descripción que se acompaña a continuación.
La suela para calzado de la invención reduce la fatiga y el dolor de pies mediante el uso de un material blando que se adapta a la forma del pie y destruye las presiones puntuales concentradas en una zona del pie evitando la aparición de duricias, callosidades, y/o molestias o dolores en la planta del pie.
Además, gracias a la presentación de un diseño anatómico se favorece la distribución de presiones en la planta del pie evitando las zonas de hiperpresión, y se favorece a la absorción de impactos en el talón.
Para ello y de forma más concreta la suela de la invención comprende un piso apto para ser acoplado a un calzado, caracterizada por el hecho de que el piso está dotado de al menos tres porciones huecas dispuestas superiormente en la zona del piso donde se producen presiones máximas al andar (talón, articulaciones metatarso-falángicas y dedos), estando dichas porciones huecas rellenas de un material elástico, inserciones, capaz de almacenar la energía aplicada durante la primera fase del ciclo de la marcha, devolviendo parte de dicha energía en la fase intermedia; y una plantilla anatómica situada superiormente al piso de un material blando viscoelástico, estando dicha plantilla formada por una cazoleta posterior que recoge la grasa plantar en la zona del talón para la absorción de impactos y una bóveda longitudinal que actúa a modo de soporte para el arco longitudinal del pie distribuyendo las presiones en el área
mayor.
Preferentemente, las inserciones irán vinculadas a la plantilla o al piso.
En una alternativa de realización las inserciones pueden ir vinculadas a una base del mismo material situada entre el piso soporte y la plantilla.
La configuración especifica de la plantilla tiene una doble función, por un lado homogeniza la compactación del material de la plantilla redistribuyendo las presiones de forma más eficiente, y por el otro, sirve de soporte para la estructura muscular del arco longitudinal del pie que absorbe las deformaciones longitudinales del pie producidas al andar, reduciendo de esta forma la fatiga muscular en esta zona del pie.
Según otro aspecto de la invención, la selección de los materiales constitutivos de la suela de la invención es clave para su funcionamiento. Las inserciones se realizaran con un material elástico capaz de devolver casi toda la energía aplicada sobre el. Por otro lado, el material de la plantilla, material viscoelástico, tiene la capacidad de absorber los impactos producidos en la fase de apoyo del talón y a su vez presenta capacidad de adaptación a la forma de la planta del pie, resultando una redistribución de las presiones de la planta del pie producidas al andar en el área mayor, reduciendo los puntos de hiperpresión y en consecuencia, la formación de callosidades y duricias.
Las características mecánicas del material elástico constitutivo de las inserciones son, preferentemente, de un rango de deformación de entre 1 y 1,5 mm. puesto que el espesor del material elástico es de cómo mínimo 2 mm., y un rango de porcentaje de absorción de energía de entre 0% y 20%. Mientras que las características mecánicas del material blando viscoelástico constitutivo de la plantilla anatómica son, preferentemente, de un rango de rigidez dinámica de entre 1x10^{4} y 1x10^{5} N/m., y un rango de ratio de energía absorbida de entre 0,8 y 1 J/J.
Ventajosamente, la suela para calzado de la invención optimiza el balance energético durante la marcha distribuyendo la presión en la planta del pie, reduciendo la fatiga muscular y el dolor de pies producido al andar. La energía del impacto inicial del talón contra el suelo queda almacenada siendo devuelta en la fase de despegue del calzado, reduciendo de esta forma la fatiga muscular.
Otra ventaja no menos destacable, es el hecho de que la suela para calzado descrita puede utilizarse en todo tipo de calzado, calzado de uso diario tipo casual, calzado ocupacional o calzado deportivo.
Para completar la descripción que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de sus características, se acompaña a la presente memoria descriptiva, de un juego de planos en cuyas figuras, de forma ilustrativa y no limitativa, se representan los detalles más significativos de la invención.
Breve descripción de los diseños
La figura 1 corresponde a una vista en alzado seccionada de la suela de la invención;
La figura 2 corresponde a una vista en planta de la suela representada en la figura anterior;
La figura 3 corresponde a una vista en perspectiva de la plantilla constitutiva de la suela de la invención;
La figura 4 corresponde a una gráfica que representa el comportamiento del material de la suela frente a las presiones que se producen durante la marcha al andar;
La figura 5 corresponde a una gráfica que representa el comportamiento del material viscoelástico propio de la plantilla frente a las fuerzas de impacto que se producen en el talón en contacto inicial; y
La figura 6 corresponde a un gráfica que representa el comportamiento del material elástico propio de las inserciones frente a las fuerzas que se producen en el antepié en la fase de impulso.
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Descripción de una realización preferente
A la vista de las comentadas figuras y de acuerdo con la numeración adoptada, se puede observar en las mismas una realización preferente aunque no limitativa de la invención, la cual consiste en una suela para calzado perfeccionada.
Tal y como se muestra en las figuras 1, 2 y 3, la suela de la invención comprende un piso (1) apto para ser acoplado a un calzado, caracterizada por el hecho de que el piso (1) está dotado de al menos tres porciones huecas (2) dispuestas superiormente en la zona del piso (1) donde se producen presiones máximas al andar (talón, articulaciones metatarso-falángicas y dedos), estando dichas porciones huecas (2) rellenas de un material elástico, inserciones (3), capaz de almacenar la energía aplicada durante la primera fase del ciclo de la marcha, devolviendo parte de dicha energía en la fase intermedia; y una plantilla anatómica (4) situada superiormente al piso de un material blando viscoelástico, estando dicha plantilla formada por una cazoleta posterior (5) que recoge la grasa plantar en la zona del talón para la absorción de impactos y una bóveda longitudinal (6) que actúa a modo de soporte para el arco longitudinal del pie distribuyendo las presiones en el área mayor.
Preferentemente, las inserciones (3) irán vinculadas a la plantilla anatómica (4) o al piso (1).
En una alternativa de realización las inserciones (3) pueden ir vinculadas a una base del mismo material situada entre el piso (1) soporte y la plantilla. (no representado).
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La configuración específica de la plantilla anatómica (4) tiene una doble función, por un lado homogeniza la compactación del material de la plantilla redistribuyendo las presiones de forma más eficiente, y por el otro, sirve de soporte para la estructura muscular del arco longitudinal del pie que absorbe las deformaciones longitudinales del pie producidas al andar, reduciendo de esta forma la fatiga muscular en esta zona del pie.
Debe tenerse en cuenta que la selección de los materiales constitutivos de la suela de la invención es clave para su funcionamiento. Las inserciones (3) se realizaran con un material elástico capaz de devolver casi toda la energía aplicada sobre el. Por otro lado, el material de la plantilla, material viscoelástico, tiene la capacidad de absorber los impactos producidos en la fase de apoyo del talón y a su vez presenta capacidad de adaptación a la forma de la planta del pie, resultando una redistribución de las presiones de la planta del pie producidas al andar en el área mayor, reduciendo los puntos de hiperpresión y en consecuencia, la formación de callosidades y duricias. (véase figura 4).
La suela para calzado descrita puede utilizarse en todo tipo de calzado, calzado de uso diario tipo casual, calzado ocupacional o calzado deportivo. (no representado).
La figura 5, muestra el comportamiento del material viscoelástico constitutivo de la plantilla anatómica que comprende la suela de la invención al producirse el impacto de inicio de la marcha en el pie, concretamente en el talón. La energía de impacto que absorbe el material se cuantifica mediante el área que queda encerrada en la curva de fuerza-deformación del material. Estas propiedades mecánicas se registran mediante un ensayo de impacto en el que se deja caer una masa de 5.25 Kg. desde un altura 45 mm para simular el impacto producido en la fase de contacto inicial del pie en el suelo, la más crítica del ciclo de marcha, desde el punto de vista dinámico. Durante la ejecución de este ensayo se registra por medio de dos transductores (una célula de carga y un transductor de desplazamiento) tanto la fuerza transmitida como la deformación sufrida por el material. Los parámetros a medir obtenidos en este ensayo son:
- Rigidez dinámica: Se describe como la fuerza necesaria para comprimir el material. Proporciona información sobre la deformidad del material. En términos generales se requieren materiales que muestren valores bajos de rigidez dinámica.
- Ratio de energía absorbida: Este parámetro representa la capacidad del material para disipar la energía del impacto (a mayor ratio, mayor absorción de energía). Un valor alto representa una gran capacidad del material para disipar la energía.
La figura 6, muestra el comportamiento del material elástico constitutivo de las inserciones comprendidas en la suela de la invención frente a las fuerzas producidas en el antepié en la fase de impulso al andar. Como se puede observar en esta gráfica, el área encerrada en la curva en forma de lazo es muy pequeña por lo que la energía absorbida por el material es casi nula y prácticamente toda la energía aplicada durante el paso se devuelve favoreciendo el impulso hacia delante. De esta forma se reduce la fatiga muscular asociada a la fase de impulso ya que el ser humano necesita aportar menos energía para caminar. Para evaluar los materiales y clasificarlos como aptos para este fin, se ha establecido un ensayo dinámico de almohadillado que simula las condiciones de cargas reales medias (fuerza y tiempo de aplicación) a las que se ven sometidos durante la marcha. Considerando que el producto es para población adulta y la actividad realizada es una marcha a velocidad media, las cargas simuladas en la máquina de ensayos son de 400 kPa aplicados sobre una superficie circular de diámetro 50 mm. en un tiempo de 400 milisegundos. El ensayo consiste en aplicar cinco ciclos de compresión con un intervalo de tiempo de 1300 ms, entre dos picos consecutivos. Este tiempo corresponde con el tiempo entre dos pasos consecutivos durante la marcha. El ensayo se lleva a cabo con una máquina universal de ensayos, controlando de forma automática el desplazamiento del actuador.
A partir de la curva fuerza-desplazamiento, resultado de este ensayo, se han definido dos parámetros que caracterizan la capacidad del material para adaptarse a la forma del pie y reducir las presiones. Los parámetros que se registran en el ensayo dinámico de almohadillado son:
- Deformación máxima (Dmáx): Mide la compresión máxima del material, de modo que éste es mejor si aumenta la deformación máxima, por su capacidad para adaptarse a la forma de la anatomía plantar.
- Porcentaje de energía absorbida (Eabs): Se trata del porcentaje de energía que el material "absorbe" o disipa en un ciclo de carga con respecto a la energía total aplicada sobre él. Al contrario que en los impactos que se producen en la zona del talón, donde es preferible un valor alto de absorción de energía, es preferible frente a las cargas más lentas del paso la utilización de materiales que posean una baja absorción de energía. Estos materiales son capaces de devolver la energía (alta componente elástica) reduciendo la fatiga.
Por último, y en base a los ensayos descritos, las características mecánicas del material elástico constitutivo de las inserciones (3) son de un rango de deformación de entre 1 y 1,5 mm., siendo el espesor del material elástico como mínimo de 2 mm., y un rango de porcentaje de absorción de energía de entre 0% y 20%. Mientras que las características mecánicas del material blando viscoelástico constitutivo de la plantilla anatómica (4) son de un rango de rigidez dinámica de entre 1x10^{4} y 1x10^{5} N/m., y un rango de ratio de energía absorbida de entre 0,8 y 1 J/J.
Los detalles, las formas, las dimensiones y demás elementos accesorios, así como los materiales empleados en la fabricación de la suela para calzado de la invención podrán ser convenientemente sustituidos por otros que sean técnicamente equivalentes y no se aparten de la esencialidad de la invención ni del ámbito definido por las reivindicaciones que se incluyen a continuación.

Claims (7)

1. Suela para calzado perfeccionada, que comprende un piso (1) apto para ser acoplado a un calzado, caracterizada por el hecho de que el piso (1) está dotado de al menos tres porciones huecas (2) dispuestas superiormente en la zona del piso (1) donde se producen presiones máximas al andar (talón, articulaciones metatarso-falángicas y dedos), estando dichas porciones huecas (2) rellenas de un material elástico, inserciones (3), capaz de almacenar la energía aplicada durante la primera fase del ciclo de la marcha, devolviendo parte de dicha energía en la fase intermedia; y una plantilla anatómica (4) situada superiormente al piso de un material blando viscoelástico, estando dicha plantilla formada por una cazoleta posterior (5) que recoge la grasa plantar en la zona del talón para la absorción de impactos y una bóveda longitudinal (6) que actúa a modo de soporte para el arco longitudinal del pie distribuyendo las presiones en el área mayor.
2. Suela para calzado perfeccionada, según la reivindicación anterior, caracterizada por el hecho de que las inserciones (3) están vinculadas a la plantilla anatómica (4).
3. Suela para calzado perfeccionada, según la reivindicación primera y en una alternativa de realización, caracterizada por el hecho de que las inserciones (3) están vinculadas a una base del mismo material situada entre el piso (1) y la plantilla (4).
4. Suela para calzado perfeccionada, según reivindicación primera, caracterizada por el hecho de que el material elástico constitutivo de las inserciones (3) presenta un rango de deformación de entre 1 y 1,5 mm., siendo la dimensión del espesor del material elástico como mínimo de 2 mm.
5. Suela para calzado perfeccionada, según reivindicación primera, caracterizada por el hecho de que el material elástico constitutivo de las inserciones (3) presenta un rango de porcentaje de absorción de energía de entre 0% y 20%.
6. Suela para calzado perfeccionada, según reivindicación primera, caracterizada por el hecho de que el material blando viscoelástico constitutivo de la plantilla anatómica (4) presenta un rango de rigidez dinámica de entre 1x10^{4} y 1x10^{5} N/m.
7. Suela para calzado perfeccionada, según reivindicación primera, caracterizada por el hecho de que el material blando viscoelástico constitutivo de la plantilla anatómica (4) presenta un rango de ratio de energía absorbida de entre 0,8 y 1 J/J.
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