Способ изготовления стельки обуви

 

Использование: обувная промышленность . Сущность изобретения: способ изготовления стельки обуви, заключающийся в том, что в носочно-пучковой части устанавливают опору для фиксации стопы, имеющую основание в виде дугообразной полосы. Дугообразная полоса размещается в выемке стельки заподлицо с поверхностью стельки. Крайние точки осевой линии дугообразной полосы располагают на расстоянии 0,73 и 0,62 соответственно с внутренней и наружной стороны, где D - длина стопы. Радиус дугообразной полосы R 1,5- 2ШП, где Шп - ширина стельки в пучках. Половина ширины дугообразной полосы с равна с 15 мм от ее центральной линии. Дугообразную полосу изготавливают из материала , который имеет коэффициент трения I. определяемый по формуле: 7,3sinQ3 + J)-sin(« - j) - 1.6CQSJ ; 7,3sin(0+j)-cos(a-j)-1,6sinj где a, ft - углы между линиями приложения веса человека и действия нагрузки на плюсневую а и пяточную /3 части; j - угол подьема стопы на каблук; m - масса тела человека.3 ил. (Л

союз соВетских социАлистических

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4909422/12 (22) 07.02.91 (46) 28,02.93. Бюл, № 8 (71) Всесоюзный заочный институт текстильной и легкой промышленности (72) С,П.Александров и О.В.Паршина (56) Патент Японии ¹ 61-36922, кл. А 43 В 7/14, 1986 г.

Патент Англии № 480093, кл. А 43 В 7/14, 1938 r. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТЕЛЬКИ

ОБУВИ (57) Использование: обувная промышленность. Сущность изобретения: способ изготовления стельки обуви, заключающийся в том, что в носочно-пучковой части устанавливают опору для фиксации стопы, имеющую основание в виде дугообразной полосы. Дугообразная полоса размещается

Изобретение относится к обувной промышленности, а именно к изготовлению деталей низа обуви, Цель изобретения — повышение. комфортности обуви.

На фиг.1а,б изображена аналитическая модель стопы и ее расчетная схема; на фиг.2 — графики изменения усилия в подошвенных мышцах Fynp, в зависимости от угла подъема стопы ), активной силы F и коэффициента трения,и; на фиг.3 — конструкция стелечного узла, содержащего опору для фиксации стопы.

Стопа является сложной конструкцией, нормальная работа элементов которой определяется интенсивностью и характером

„„Я2 ÄÄ 1797832 А1 (я)5 А 43 В 10/00, 7/14, 13/40 в выемке стельки заподлицо с поверхностью стельки, Крайние точки осевой линии дугообразной полосы располагают на расстоянии 0,73 и 0,62 соответственно с внутренней и наружной стороны, где D — длина стопы. Радиусдугообразной полосы R =1,52Шп, где Шл — ширина стельки в пучках.

Половина ширины дугообразной полосы с равна с = 15 мм от ее центральной линии.

Дугообразную полосу изготавливают из материала, который имеет коэффициент трения р, определяемый по формуле:

7,3з!и + J sin а — Π— 1,6cosj

7,3япф+ j) соз(а — j) — 1,6sinj где а, j3 — угл ы между линиями и риложения веса человека и действия нагрузки на плюсневую а и пяточную p cT ; J — угол подъема стопы на каблук; m — масса тела человека. 3 ил. воздействия на нее внешних сил, как массовых, так и со стороны низа обуви, Важной характеристикой стопы является ее амортизационная способность уменьшать воздействие силовых нагрузок. Потеря этой функции связана с уплощением свода, вызванного появлением остаточных деформаций подошвенных мышц, что приводит к болезненным ощущениям в стопе и позвоночнике, повышению утомляемости и другим дискомфортным последствиям.

Величину деформации подошвенных мышц определяет усилие, возникшее в них и зависящее от ряда воздействий и факторов.

Для определения усилий в подошвенных мышцах и степени воздействия на его

1797832 величину влияющих параметров, рассмотрим модель стопы и ее расчетную схему, в11ючающую элементы стопы и усилия, которые определяют функционирование амортизационного механизма человеческого тела (фиг.1).

Расчетная схема амортизационной системы стопы представляет собой плоскую шарнирно-стержневую конструкцию с включением элемента С1, имитирующего работу подошвенных мышц, Стержни АВ и

ВС отражают конструкцию опорного скелета стопы, шарниры А,В и С вЂ” суставные сочленения элементов стопы, Под действием активной силы Fa в стержнях возникают усилия R12 и R21, в точках

ОПОР— РЕаКЦИИ Ra И Rc И СИЛа ТРЕНИЯ FyI1P, появляющаяся при перемещении шарнира

А по опорной поверхности. Шарнир С остается неподвижным, так как направление действия силы R21 в стержне ВС входит в конус трения (фиг,1). Геометрические характеристики стопы определяются высотой голеностопного сустава BD, расстоянием CD до его проекции на плоскость опоры и длиной свода СА, которые могут быть определены по уровням связи размерных признаков стопы (1): (CD) = 0,2Р; (BD) = 0,210; (СА) =

=0,54D, где D — длина стопы.

Угол у характеризует подъем стопы на каблук, Значения углов а и Р однозначно определяются из геометрических соотношений звеньев схемы, как элементов стопы

2Qо)

К внешним силовым воздействиям на рассматриваемую шарнирно-стержневую схему является активная сила Fa, физическая природа которой определяется массой тела, динамикой нагружения и характером распределения нагрузки по опорной поверхности.

Значение активной силы запишется в виде: Fa = Кдин Красп тц, где К вЂ” динамический коэффициент максимального увеличения давления стопы на опору, Кдин = 1,8

Усилие в пружине АС определяется из условия равновесия узлов шарнирно-стержневой конструкции:

Узел В: ZX=O-Е+812 cos (а-у)+

+ R21 со$ ф+ g) =0

ZY=0 R12 sin (а-У) -R21 sirI (/3+ )=0

С,Ып(а+у з!п(а+Я

Узел А: ХХ=О RA-R12 cos (а- y) +

+ Fynp, SlI1 P =0

ZY=O-Н12 slfl (а-1 +Еупр. со$ Q Ртр,=О

Е,р. =- RA è где p — коэффициент трения стопы по поверхности стельки. с, в(пф+у (ып(— у — p сы(а-Д

sin(a + (cosy — р siny) 1Q или

F т,з иЯ+уД la — ó)-р ов(а-у ) (21.sin(a +P)(cosy -gc slny) Как видно из уравнения (2), сила упруго15 сти Рупр., возникающая в подошвенных мышцах, зависит от массы тела m, угла у подъема стопы на каблук, определяемого высотой каблука, значений углов а и Р и коэффициента трения,и стопы на опорной поверхности.

Поставленной задачей является обеспечение естественного напряженного состояния подошвенных мышц, которое определяется условиями формирования опорно-двигательного аппарата человека в процессе, а именно: наличием тонуса подошвенных мышц, непосредственным контактом стопы с упругопластичным основанием-почвой и непревышением массы тела среднего значения, то есть следующими величинами воздействующих параметров(у) = О, масса тела

m должна быть равна среднему значению m, определяемому ростом человека ((m)=m) и коэффициентом трения, определенным для контакта стопы с землей (экспериментально); (yon .)=0,47, Определив оптимальное значение параметров, воздействующих или управляющих величиной усилия в подошвенных мышцах, определим оптимальную величину усилия (Еупр ) по уравнению (2):

fFynp.) = 0,16ITlg = 1,6гп т.е, усилие, в 1,6 раз превышающее массу тела, обеспечивает естественно напряженное состояние подошвенных мышц.

Задаваясь попарным значением оптимальных параметров g, Fa и (, можно определить зависимость усилия в подошвенных мышцах от каждого из них в отдельности (фиг.2), Из графиков зависимости усилия в подошвенных мышцах видно, что с увеличением активной силы Fa усилие возрастает в линейной зависимости, при увеличении угла подъема каблука происходит уменьшение

Fynp. и при значении у= 35 (ВК = 75 мм) происходит переход естественных растягивающих усилий в сжимающие, а с возраста1797832 нием коэффициента трения усилия в подошвенных мышцах уменьшаются, Активная сила F> и угол подъема каблука являются трудноуправляемыми параметрами, так как их величины заложены в конструкции обуви в индивидуальных особенностях носчика, легкоуправляемым параметром является коэффициент трения р, поскольку он определяется свойствами материала вкладной стельки, которые возможно изменить.

Величину коэффициента трения обеспечивающую оптимальное усилие в подошвенных мышцах, определим из уравнения (2), - " "" "- (=и=

Щ

7э y+,>, — t - F... . „„„. и7.3 (,Я + I c + 16 C

7,3 m sin(a+ cos(a — у) — 1 s py (Величины а и j3 являются постоянными, а m u p— -переменными,,Для пар значений m- у можно определить соответствующий коэффициент трения, Диапазон изменения определяется областью существования шарнирно-стержневой модели стопы, которая g = 0, выражается в прямую (фиг.1), Интервал измерения массы определяется отклонением ее значения от средней вели.чины m, которая обычно не превышает 2m, Значения оптимальных коэффициентов трения для пар y-m указаны в табл.1.

Угол подъема на каблук, у"

Отрицательные значения,и выходят за область действия как управляющего параметра, то есть границу действия формулы (3). Сжимающее усилие в подошвенных мышцах для массы ниже значения, чем rn и для у >30 не может быть скомпенсировано коэффициентом трения. Обеспечить необходимый коэффициент трения возможно за счет установки в зоне плюсны о и о ры с та ким коэффициентом трения, обеспечивающим оптимальное усилие в подошвенных мышцах с учетом материала, из которого может быть изготовлен чулок. Наиболее часто встречающиеся материалы стелек — подкладачная кожа, окрашенная стелечная кожа, а материалы чулок — капрон, эластик, хлопок.

Значения коэффициентов трения для вышеуказанных материалов представлены в табл.2.

Как видно из данных таблицы, коэффициенты трения сочетания существующих материалов не обеспечивают необходимые величины conj. Дополнительно необходимо получить коэффициенты трения больших и

50 меньших значений. Эти значения можно получить, придавая рекомендуемой опоре фрикционные свойства — снизить коэффициент трения возможно путем лакирования поверхности стельки, а увеличить — применение шершевания.

Данные по материалам, обработанным укаэанными способами, даны в табл.3.

При превышении массы тела среднего значения в средней и каблучной обуви процесс управления усилием в подошвенных мышцах становится возможным.

По данным табл.1 и 3 можно подобрать соотввтствующий материал вкладной стельки для сочетания величины массы и высоты каблука, Весь диапазон изменения,и =

=(О, 1 ...0,92).

Опору 1 устанавливают в носочно-пучковой части вкладной стельки 2, расположенной на основной стельке 3, заподлицо и прикрепляют клеем К, Выполняют опору 1 в виде дугообразной полосы, осевая линия 4 которой является дугой окружности с радиусом R =(1,5...2) Шл где UJn — ширина стельки в пучках. Такой радиус наиболее точно описывает линию плюсны 5. Осевая линия 4 располагается на расстоянии а =- 0,73D по оси стельки с внутренней стороны от самой выпуклой точки пятки M и в = 0,62D — с наружной, расстояния а и в соответствуют координатам внутреннего и наружного пучка, которые определяют центр плюсневой части 5 . стопы. Половина ширины опоры с = 1,5 мм. Эта величина соответствует ширине опоры плюсневой части 5 стопы всех размеров (фиг.3). Толщина т опоры 1 равна толщине стельки 2. Материал опоры 1 может быть подвергнут необходимой обработке. Приклеивание опоры клеем Кдолжно обеспечить достаточную прочность скрепления при эксплуатации и заменяемость опоры, При опоре стопы со вставкой 1 коэффициент трения,и, определенный для массы носчика и высоты каблука используемой обуви обеспечит фиксацию стопы в необходимой тачке А, При использовании носчика обуви с различной высотой каблука возможно иметь несколько опор с учетом индивидуальной массы.

Геометрические параметры опоры и расположение ее на стельке определяются следующим образом, Опора должна быть установлена в зоне контакта плюсны стопы со стелькой, а плюсна имеет форму дуги окружности, следовательно, и опора должна иметь аналогичную форму, Существует ряд уравнений взаимосвязи геометрических

1797832

7,3sln + J sin а — ) — 1,6cosj

7;Звпф+ j) cos(a — j) — 1,6sinj

Таблица 1

Масса тела человека в зависимости от ее среднего значения m.rn ,и = f (m, y) для (Fypp) Таблица 2 размеров плюсны стопы с длиной и шириной стельки (1); расстояние от самой выпуклой точки пяточной части до центральной линии плюсны равно:

С наружной стороны 0,62 D, С внутренней стороны 0,73 D, где D — длина стопы.

Пример. Требуется определять параметры опоры для носчика, обладающего массой m = 90 кг, длиной. стопы (номер обуви) D = 240 мм для обуви с высотой каблука

В» =50 мм(у=20 ), Найдем значения а» Y Ь и R; а = 0,73D = 0,73к240 = 175,2 мм;

b = 0,62D = 0,62x240 = 148,8 мм;

LUn = 0,240 + 32 = 89,6 мм;

К = 1,7x Шп = 146 мм.

Масса m превышает m 1,5 раза.

По табл,1 определяем,и для m = 1,5m и y=20 : è =0,6, По табл,3 находим, что такое можно обеспечить при использовании эластичного чулка и материала опоры: стелечная кожа, шершеванная образивом М 40.

Применение изобретения позволяет осуществлять профилактику возникновения продольного плоскостопия при использовании обуви с низкой и средней высотой каблука.

По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция стельки имеет следующие преимущества: точно установлена зона размещения опоры для фиксации стопы, которая обеспечивает естественное напряженное состояние подошвенных мышц для профилактики продольного плоскостопия и увеличения комфортности обуви; опора не усложняет конструкцию обуви; определены фрикционные свойства опоры с учетом массовых характеристик носчика и высоты каблука; профилактика продольного плоскостопия стопы; повышение комфортности обуви, (1).

10 Формула изобретения

Способ изготовления стельки обуви, заключающийся в том, что в носочно-пучковой части устанавливают опору для фиксации стопы, имеющую основание в виде дугооб15 разной полосы, отличающийся тем, что, с целью повышения комфортности обуви, дугообразную полосу размещают в выемке стельки заподлицо с ней, причем крайние точки осевой линии дугообразной

20 полосы располагают на расстоянии 0,73D и

0,620 соответственно с внутренней и наружной стороны, где D — длина стопы с ее радиусом R = 1,5 — 2 LLln, где LLln — ширина стельки в пучках, половина ширины дугооб25 разной полосы с равна 15 мм от ее центральной линии, при этом дугообразную полосу изготавливают из материала, который имеет коэффициент трения,и, определяемый по формуле

30 где a,P — углы между линиями приложения

35 веса человека и действия нагрузки на плюсневую а и пяточную В части;

J — угол подъема стопы на каблук;

m — масса тела человека.

1797832

Таблица 3

1797832 ноеффиднент тренея о

1797832

Составитель С. Александров

Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор M. Керецман

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

3аказ 725 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5