SE504179C2 - Hälfjäder och stabilisator för sko - Google Patents

Description

504 179 återföra åtminstone en del av den energin till bära- rens fot vid fotlyft. Det är likaledes känt att an- ordna transversella och längsgående förstyvningsele- ment i sulan hos en sko för att övervinna effekten av översupinering eller överpronering av bärarens fot under löpning.

Till exempel beskrives i US patent nr 4 486 964 och 4 506 460, MF Rudy, olika typer av "fjädermode- ratorer" av plast och värmebehandlat stål, vilkas primära uppgift skall vara att fördela fotnedslags- krafterna mer jämnt och snabbt till underliggande, gasfyllda suldelar. En hästskoformad hälkomponent hos dessa moderatorer skall fungera som en stympat konisk fjäderbricka i samverkan med foten för att lagra och återföra energi under löpningen och i en version är det även sagt att den åstadkommer verti- kal stabilisering av ankeln.

I US patent nr 2 357 281 och 2 394 281, V.P.

Williams, beskrives ett med stötmotstånd anordnat hälaggregat för skor, vilket innefattar en stålfjâ- der.

I US patent nr 4 709 489, K.F. Welter, beskri- ves en fjäderanordning för en skohäl vilken innefat- tar en stålplatta, som stöds vid sina sidoändar av ett U-format, icke kompressibelt stödorgan. Förutom att åstadkomma en hälfjädereffekt påstås stödorganet även åstadkomma sidostabilisering av hälen.

I US patent nr 4 881 329, K.J. Crowley, beskri- ves ytterligare en annan form av energilagrande häl- fjäder, vilken påstås kunna formas av material med hög dragstyrka, såsom grafit och/eller glasfibrer och harts.

Slutligen annonserar företaget Etonic i Brock- ton, Massachusetts om ett "stabiliseringssystem" vilket inkluderar olika konfigurationer av en "DRP 504 179 Plus Plate", som är gjord av en komposit av grafit, akryl och glasfiber och som är placerad pä olika ställen inuti sulan hos skon för att kompensera för överpronerings- och/eller översupineringsproblem hos' individuella bärare.

Denna ansökning beskriver en ny anordning för inkapsling i mittsulan av en idrottssko. vilken kom- binerar fördelarna hos en hälfjäder för absorption, lagring och äterföring av den stötenergi som upplevs under löpningen, till bärarens fot och en stabili- seringsplatta, vilken under samma aktivitet hjälper vid förebyggande av översupinering och överpronering av foten. Pà grund av metoderna och materialen vid dess framställning, är anordningen enkel och billig att tillverka och har mycket läg vikt.

Anordningen innefattar en tunn platta av häl- storlek som är formad av en stark, stel, men ändá fjädrande böjlig kompositsandwich av termoplastiskt harts och kol-glasfiberduk, vilken är inkapslad inu- ti häldelen av mittsulan hos en idrottssko. Plattan har ett par uppflänsade sidokanter fram- och bakändar och ett i ett stycke med plattan utfört, bakätriktat, uppàt snedställt, vertikalverkande fjä- derorgan, som är anordnat därpä. Fjädern är avgrän- sad pà plattan av ett par öppna slitsar som sträcker sig framät in i plattan fràn dess bakre ände..Fjä- derorganet är anordnat att ligga under calcaneus i bärarens fot, och mittsulan hos skon är avlastad i ett omràde under fjädern för att tillàta att den bö- jes fritt nedät till följd av krafter som utföres av hälen. En stötdämpare eller en spärrbussning kan vara utformad i yttersulan hos skon för att begränsa den maximala nedàtgäende deflektionen hos fjäderor- ganet.

Uppfinningen förklaras närmare i det följande 504 179 med hänvisning till bifogade ritningar, pä vilka FIG. högerfots idrottssko, 1 är en partiell sidovy av hälen hos en i vilken anordningen en- ligt föreliggande uppfinning visas med strecka- de linjer; FIG. samma sko som ses i FIG. l, 2 är en partiell bottenvy av hälen hos tagen längs linjen 2-2 däri, i vilken anordningen enligt förelig- gande uppfinning även visas med streckade lin- jer: FIG. 3 är en partiell tvärsektionsvy av skohä- len och anordningen enligt föreliggande uppfin- ning visad i FIG. 1 och 2, enligt sektionen 3-3 tagen i FIG. 2; FIG. 4 är en partiell tvärsektionsvy, sedd bakat in i skohälen och anordningen visad i FIG. 1-3, enligt sektion 4-4 i FIG. 2; och, FIG. 5 är en perspektivvy av hälfjädern och den stabiliserade plattanordningen enligt förelig- gande uppfinning. l och 2, innefattar en idrottssko 1 typiskt en överdel 2 och en underdel eller suldel 3. sko" eller en "löparsko" eller en "allträningssko" Säsom bäst visas i FIG.

Skon 1 kan kännetecknas som en "ban- beroende pà dess speciella syfte och utförande. Överdelen 2 kan innefatta antingen en högtopps- eller en lägtoppskonfiguration och kan vara tillver- kad av läder och/eller en variation av syntetiska material, sàsom vinyl. Suldelen 3 innefattar typiskt en mittsula 4 och en yttersula 5. Suldelen 3 kan också innefatta ett innersulslager (ej visat), vil- ket är i ett stycke med eller skilt fràn mittsulan och vilket har konturer som nära sammanfaller med undersidan av bärarens fot och fördelar fotbelast- ningar till mittsulan mer jämnt. 504 179.

Typiska material för mittsulan hos moderna idrottsskor inkluderar skummat etylenvinylacetat (EVA) och skummat polyuretan (PU), vilka kan formas för att dels inkludera manga önskvärda funktionella och ornamentella detaljer och dimensionella känne- tecken, och dels inkapsla sädana anordningar som anordningen enligt föreliggande uppfinning, inom den tjockaste delen hos mittsulan under formningsproces- sen.

Typiska material för yttersulan 5 inkluderar manga syntetiska gummin och oskummad PU. Som i fal- let med materialen hos mittsulan 4 kan dessa även användas för inkorporering genom formning av önsk- värda kännetecken eller mönster pà undersidan eller ytterväggarna av yttersulan 5, säsom land 6 som vi- sas i figurerna. Ett exempel pä ett möjligt mönster för yttersulan visas i sökandens amerikanska mön- steransökan för en yttersula, serienummer 07/505 003 inlämnad 04/05/90.

Ett föredraget utföringsexempel av en hälfjäder och en stabilisatoranordning 10 för en idrottssko, som innefattas av denna uppfinning visas bättre i FIG. 3-5 i ritningarna. Anordningen 10 som visas är för en högersko 1 och utgör naturligtvis den ena av ett par sädana anordningar, en i vardera av ett par skor, av vilken den vänstra är symmetrisk med anord- ningen 10 som illustreras omkring ett pilformigt plan genom bäraren.

Anordningen 10 innefatttar en tunn, plan platta 12 av hälstorlek, vilken är formad av ett starkt, stelt, men ända elastiskt böjligt material, som be- skrives nedan. Anordningen är inkapslad i huvudsak- ligen horisontell position inuti det elastiska mate- rialet hos häldelen hos mittsulan 4 under formningen av den senare, säsom beskrivits ovan. 504 179 Plattan 12 är företrädesvis stansad frän ett större arkämne av plant material och sedan formad sàsom beskrives nedan. Den har ett par uppflänsade sidokanter 14a och 14b, fram- och bakändar 16 respektive 18 och ett med plattan sammanhängande, bakätriktat uppät snedställt, vertikalverkande fjä- derorgan 20 som är avgränsat pà denna av ett par öppna slitsar 22A och 22B vilka sträcker sig framàt in i plattan fràn dess bakre ände 18.

Anordningen 10 kan tillverkas av en mångfald material, däribland värmebehandlat fjäderstäl, men det föredragna materialet för den som exempel visade anordningen 10 är en kompositsandwich av ett termo- plastiskt harts, som har ytark som består av vävda fibrer eller en matris av kol- och glasfiber.

Materialet, som säljes av Medical Materials Corpora- tion för biomedicinska applikationer under varumär- ket TL-6l och för kommersiella applikationer under namnet Novetek, beskrives mer i detalj i US patent nr 4 778 717.

Det föredragna materialet är tillgängligt i ark som har tjocklekar inom omradet mellan 0,080 cm (0,035 inch) och 0,130 cm (0,055 inch). Det har en draghällfasthet beroende pà tjockleken av mellan 1v*1o7 N/m2 (24* 103 psi) och 29*1o7 N/m2 (42*l03 psi) och en elastisitetsmodul av mellan 9,o*1o9 N/m2 (1,3*1o6 psi) och 2,s*1o1° N/m2 (3,6*106 psi). Det kan enkelt skäras, sägas eller som i det visade föredragna utförandet, stan- sas med användning av relativt billiga verktyg.

Materialet kan vidare varmformas för att inne- fatta olika önskade former eller konturer, såsom den uppàtgäende snedställningen av fjäderorganet 20 och de uppflänsade sidokanterna 14A respektive 14B, gen- om uppvärmning av materialet till relativt laga tem- oss s 504 179 peraturer (1ao-zso°c), 1 lämpliga verktyg. När temperaturen hos materialet, som säledes formats, ätergär till rumstemperatur, är dess elasticitet och styrka fullständigt bevarad. Livscykeltester har ut- förts av sökanden pä testprover med en konfiguration av anordningen 10, som är huvudsakligen lika med ut- föringsexemplet som visats, i vilket fjäderorganet böjdes frän sitt oböjda tillstànd till en posi- tion i plan med plattan 12 med en hastighet av sex cykler per sekund. Testämnena utstod mer än en mil- jon sàdana cykler utan missöden och utan att uppvisa nägra frakturer, utmattningssprickor eller mätbara förluster i materialstyrka eller elasticitet. Säle- des kan visas, att de fysikaliska egenskaperna hos det föredragna kompositmaterialet är mycket fördel- aktigt i jämförelse med värmebehandlade ställege- ringar, men kan ända ästadkommas med en signifikant reduktion i vikt och tillverkningskostnader, när de jämföres med motsvarande stäldelar.

Anordningen 10 är placerad inom hälomrädet hos materialet i mittsulan 4, sä att den bakre delen av fjäderorganet 20 ligger huvudsakligen under det sto- ra hälbenet eller calcaneus i bärarens fot och pä sä sätt, att ett skikt 24 av materialet i mittsulan 4 överlappar den. Mittsulan är avlastad i ett omràde 26 under fjädermedlemmen för att tilláta den senare att böjas fritt nedät.

Skiktet 24 fungerar som en dämpare mellan dynan av vävnad under bärarens hälben och den övre ytan av fjâderorganet 20 och skall även jämnare fördela las- ten som pälägges fjäderorganet av foten. Skiktet 24 minskar även nagot den totala elasticiteten hos fjä- derorganet med avseende pä hälen, säväl som förmàgan hos fjäderorganet att återföra sin böjningsenergi under hällyftning, mest pä grund av att energiför- 504 179 lusten genom värmeförluster i skiktet 24 under kom- pression och expansion. Denna ringa förlust anses emellertid vara acceptabel i termer av ökad fotkom- fort och för att förhindra en hälfjäderfunktion som är för "fjädrande". Förutom denna effekt och det böjningsbegränsade tillstándet som beskrives nedan, är responsen frän fjäderorganet nägorlunda linjär över hela dess avsedda böjningsomräde och mycket effektiv (>85%) med avseende pä att till bärarens fot vid hällyftning äterföra den böjningsenergi, som lagrats inom densamma vid hälnedslag.

I det föredragna utförandet är sidokanterna 14A, l4B hos plattan 12 visade uppflänsade, men kan ocksà vara nedflänsade i en lämplig formgivning. De flänsade kanterna tjänar till att styva upp anord- ningen avsevärt i den längsgående riktningen och fungerar, pä grund av att de är anordnade nägot utanför hälen av bärarens fot pà vardera sidan, som utriggare pä en kanot för att förhindra översupine- ring och överpronering av bärarens fot under sek- vensen av hälnedslag, fotrullning och avstamp, som förekommer under normal gäng eller löpning. De flän- sade kanterna hjälper även till att förankra och förhindra krypning av anordningen 10 inom materialet i mittsulan 4, om anordningen av någon anledning skulle lossna fràn mittsulans material.

I det som exempel visade föredragna utförandet utformas en valfri "stötdämpare" eller spärr 28 in i yttersulan 5 hos skon och placeras omedelbart under fjäderorganet 20 och calcaneusbenet för att begränsa den maximala nedätgäende böjningen hos fjäderorganet under av hälen orsakade kraftiga stötar, som skulle kunna inträffa under hoppning. Den vertikala dimen- sionen fios stötdämparen 28 är avpassad för att inte komma i kontakt med fjäderorganet 20 under normalt 504 179 stàende eller gàende och fungerar endast vid böjning av fjäderorganet som överskrider en önskvärd maximal nedàtgäende böjning av fjäderorganet, som skulle inträffa under hoppning eller härd löpning.

Fackmannen inser fràn de föregående diskussio- nerna, att manga modifikationer av egenskaperna, materialen och metoderna är möjliga vid tillverkning av hälfjàdern och den stabiliserande plattanord- ningen som beskrives häri, beroende pä det speciella problemet eller användningen vid tillfället. Följ- aktligen skall de utföranden som beskrives och dis- kuteras häri, endast ses som exempel och begränsas föreliggande uppfinning endast av bifogade patent- krav.

Claims (5)

w U 20 25 30 35 504 179 "' /0 PATENTKRAV

1. Idrottssko med stötabsorberande, energilagrande och hälstabiliserande egenskaper, innefattande en överdel (2), en därvid fäst suldel (3) med en elastisk mellansula (4) och yttersula (5), vilka under bärarens häl har hälpartier, som är minst lika stora som bärarens häl, varvid ett huvudsakligen plant, längsgående, vertikalt verkande fjäderorgan (20), vilket är framställt av ett starkt, stelt, men ändå elastiskt böjligt material, är anordnat i hälpartiet hos mellansulan (4) på så sätt att ett skikt (24) hos mellansulan (4) ligger över det, och vilket är riktat snett uppåt och bakåt och i huvudsak befinner sig under calcaneus i bärarens häl för att elastiskt böjas ned därav vid hälansättning, och varvid vidare mellansulan (4) är urtagen i området (26) under fjäderorganet för att låta det böja sig fritt i vertikal riktning, k ä n n e t e c k- n a d av en platta (12) för att fixera fjäderorganets (20) främre ände i mellansulan (4) och för att i sidled stabili- sera bärarens häl under fotens hälisättning, varvid plattans (12) sidokanter (14A, 14B) är uppflänsade huvud- sakligen vinkelrätt från plattan för dess uppstyvning och förankring i mellansulan (4).

2. Idrottssko enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att plattan (12) är en tunn, huvudsakligen plan platta (12), som har hälstorlek, är framställd av ett starkt, stelt, men elastiskt böjligt material och är in- kapslad i mellansulans (4) hälparti för att vara fixerad däri i ett huvudsakligen horisontellt läge över yttersulan (5), varvid plattan har främre och bakre ändar (16, 18) och ett par sidokanter (14A, 14B), som sträcker sig utanför bärarens häl, och varvid den främre änden hos fjäderorganet är fäst vid plattan, så att det sträcker sig lutande uppåt och bakåt därifrån och kan böjas ned elastiskt. 10 ” 504 179

3. Idrottssko enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att fjäderorganet (20) och plattan (12) är utformade i ett stycke, varvid fjäderorganet är definierat i plattan (12) genom minst en genomgående slits (22) och permanent lutar uppåt och bakåt relativt plattan.

4. Idrottssko enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d därav, att fjäderorganet (20) definieras av ett par slitsar (22A, 22B), som sträcker sig framåt från plattans (12) bakre ände (18).

5. Idrottssko enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av en spärr (28) av elastiskt material anordnad på yttersu- lan (5) under den bakre delen av fjäderorganet (20) for att begränsa dettas nedåtböjning.