Кроссовки с демпфирующим элементом подошвы
Кроссовка с подошвой (1), которая содержит в области передней части ступни, по меньшей мере, один элемент (6) подошвы, способствующий уменьшению трения каждый раз, когда кроссовка ударяется о поверхность земли, когда положение при беге таково, что по поверхности земли сначала ударяется упомянутый элемент; при этом упомянутый элемент (6) подошвы представляет собой материал с ограниченным поверхностным трением относительно жестких поверхностей, подобных асфальту, бетону и полам. Элемент подошвы может быть обычно изготовлен из износостойкого синтетического материала и обычно расположен сбоку под передней частью ступни. 15 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к ботинку с демпфирующим устройством для использования ботинка при движении по жесткому покрытию поверхности земли, например по асфальту. Более конкретно, изобретение относится к кроссовкам с подошвой, спроектированной для обеспечения хорошего демпфирования также в передней части ступни.
Предпосылки к созданию изобретения
Хорошо известно, что кроссовки, или спортивные ботинки, обладают хорошим демпфированием задней части ступни. Демпфирование может быть обеспечено с помощью гибких слоев материала, предпочтительно - в сочетании с карманами, в которых заключен воздух или газ, а также демпфирующие гелеобразные материалы.
Существуют также ботинки, обладающие так называемым «полным демпфированием», с соответствующим, но несколько меньшим демпфированием в области передней части ступни, чем в области задней части ступни. Такой тип демпфирования эффективен при демпфировании движений в вертикальном направлении.
В некоторых областях использования, однако, существует значительная потребность в демпфирующих свойствах при движении в горизонтальном направлении. Это особенно существенно для бегунов, участвующих в соревнованиях, бегущих с высокой скоростью по жестким поверхностям, например по асфальту, и бегущих таким образом, что передняя часть ступни соприкасается с землей, по меньшей мере, одновременно с пяткой. Проблема «приземления» на переднюю часть ступни обычно заключается в том, что нагрузка в горизонтальном направлении на ступню и лодыжку очень велика, так как используемые ботинки содержат подошвы, обладающие большим трением, что обеспечивает очень быстрое замедление каждый раз, когда нога соприкасается с землей. Эта проблема не столь значительна для бегунов, «приземляющихся» на пятку, так как затем происходит перекатывающее движение в направлении от пятки к передней части ступни. При проведении соревнований проблема становится особенно выраженной, так как желательно, чтобы спортивная обувь имела как можно меньший вес, и, следовательно, использование демпфирующих материалов ограничено в области передней части ступни, а также в области задней части ступни.
Предпринимались некоторые попытки ослабления влияния этого недостатка, но ни одна из попыток не привела к оптимальному решению, и особенно это относится к кроссовкам, предназначенным для соревнований, т.е. к ботинкам с очень малым весом.
Из документа DE A1 2733605 известны спортивные ботинки с носком подошвы с рифленым профилем и с эластичными поперечными рифлями, обеспечивающими определенную гибкость в направлении длины. Такие ботинки обеспечивают определенную гибкость при соударении ботинка с землей, но степень демпфирования в горизонтальном направлении ограничена высотой рифлей и их гибкостью. Кроме того, создается впечатление, что ботинки согласно этому патенту не пригодны для их использования на соревнованиях.
Цели изобретения
Целью настоящего изобретения является исключение упомянутых недостатков путем создания кроссовок с особенно хорошими демпфирующими свойствами в горизонтальном направлении во время быстрого бега - т.е. когда бегун ударяет по земле передней частью ботинка, по меньшей мере, одновременно с ударом пяточной частью ботинка.
Подробное описание настоящего изобретения
Упомянутую цель достигают, используя кроссовку такой формы, которая определена п.1 формулы изобретения. Под термином «жесткие поверхности земли» здесь понимают такие поверхности земли, как асфальт, бетон и другие плотные поверхности земли. Ботинки согласно изобретению также функциональны, но в несколько меньшей степени на более мягких поверхностях земли, например на различных типах синтетических покрытий земли.
Предпочтительные варианты исполнения раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения.
Особенно хороший эффект при использовании кроссовок согласно настоящему изобретению заключается в уменьшении трения между ботинком и поверхностью земли, когда бегун бежит таким образом, что передней частью ботинка ударяет по поверхности земли одновременно или раньше, чем пяточной частью ботинка. В зависимости от поверхности земли, скорости и техники бега ботинок скользит вдоль контролируемого расстояния при каждом шаге, обычно - 1-3 см, в некоторых случаях - 4-5 см или более, в зависимости от скорости, поверхности и наклона. Таким образом, меньшая нагрузка передается на различные соединения ступни и лодыжки пользователя и получается увеличенная длина шага, которую можно использовать для увеличения скорости. Когда вес движется вперед в направлении мысков, трение снова увеличивается и во время начала следующего шага трение снова достигает максимального значения, так как место, или область, уменьшенного трения больше не находится в контакте с землей.
Даже при беге таким образом, что передняя нога ударяет по поверхности земли раньше, имеет место определенное перекатывание ступни и, следовательно, подошвы в момент после того, как подошва ботинка ударяет по поверхности земли. Перекатывание происходит частично в направлении вперед и частично - с боковой стороны (со стороны маленького пальца ноги) к средней части (к стороне большого пальца ноги) ступни. Однако при более подробном изучении перекатывающего движения было выявлено, что оно является более сложным, чем это описано выше, и содержит более раннюю стадию движения, направленную назад, до того как перекатывание вперед становится доминирующим. Настоящее изобретение, однако, не зависит от научного понимания сложного рисунка движения при каждом шаге. С другой стороны, важно, что определенный элемент подошвы, обладающий ограниченным трением относительно поверхности, расположен в основном сбоку и, таким образом, вступает в контакт с поверхностью земли как можно раньше в фазе «приземления», и, кроме того, существенно то, что средняя часть подошвы не имеет значительной площади в таком элементе подошвы, так как это приводило бы к более слабому сцеплению при начале движения.
В предпочтительном варианте исполнения элемент подошвы согласно настоящему изобретению имеет форму, по меньшей мере, одной пластины, встроенной в подошву ботинка. Подошва обычно содержит, по меньшей мере, одно углубление, имеющее в основном ту же форму, что и пластина или пластины, о которых идет речь, где упомянутая пластина (пластины) прикреплена (прикреплены) к подошве постоянно или с возможностью отделения и замены.
Демпфирующие сжимаемые материалы обычного типа, в основном пригодные для демпфирования для замедления движения в вертикальном направлении, могут быть расположены под подошвой ботинка и/или между упомянутой пластиной и подошвой ботинка.
В качестве альтернативы отдельным пластинкам, закрепленным в углублениях подошвы, можно использовать элемент подошвы, изготовленный за одно целое с подошвой ботинка. Этим предотвращают какой-либо риск потери элемента подошвы во время использования. Кроме того, это позволяет постепенно переходить от определенной жесткости с соответствующим коэффициентом трения к другой жесткости с другим коэффициентом трения. С другой стороны, такой тип элемента подошвы невозможно заменять при его износе.
Существуют различные способы обеспечения желательного регулирования трения элемента подошвы относительно поверхности. Один способ заключается в регулировании жесткости определенного материала. В общем, чем жестче элемент из определенного материала, тем ниже коэффициент трения. Во всяком случае, элемент подошвы согласно настоящему изобретению обычно является более жестким, чем другая часть подошвы. Материал, как таковой, может также влиять на трение. Предпочтительно, чтобы элемент подошвы согласно настоящему изобретению был изготовлен из синтетического материала, и не имеет значения вид используемого синтетического материала, если при его использовании достигается желательное малое трение. По практическим и экономическим причинам следует использовать материал, обладающий значительной износостойкостью, чтобы элемент подошвы не изнашивался значительно раньше, чем остальная часть ботинка. В некоторых вариантах исполнения предпочтительно, чтобы элемент подошвы согласно настоящему изобретению был изготовлен из другого материала, отличного от материалов других частей подошвы ботинка.
Ниже описаны кроссовки согласно настоящему изобретению со ссылками на некоторые варианты исполнения, представленные на чертежах, на которых изображено:
на фиг.1 - вид сверху подошвы кроссовки согласно настоящему изобретению;
на фиг.2 - практически то же, что и на фиг.1, но с несколько отличающимся расположением элемента подошвы согласно изобретению;
на фиг.3 - вариант исполнения настоящего изобретения, содержащий два отдельных элемента подошвы;
на фиг.4 - вариант версии, представленной на фиг.3, в котором два элемента подошвы частично наложены один на другой;
на фиг.5a и 5b - сечение V-V подошвы ботинка, изображенной на фиг.1, и место, выделенное на фиг.5a, в увеличенном масштабе соответственно.
На фиг.1 изображен вид снизу подошвы кроссовки согласно настоящему изобретению. Подошва содержит: мысочную часть 2; пяточную часть 3; боковую сторону 4 и среднюю часть 5. Отличительной частью подошвы ботинка является особенный элемент 6 подошвы, с помощью которого обеспечивают уменьшенное трение, расположенный по существу сбоку под передней частью ступни. Пунктирной линией, проведенной в поперечном направлении подошвы, показано место, в котором поперечный свод ступни пользователя является наибольшим. Передней частью ступни следует считать часть ступни, расположенную перед упомянутой пунктирной линией.
На фиг.2 показан другой вариант подошвы ботинка согласно настоящему изобретению. Согласно этому варианту особенный элемент 6' подошвы проходит от боковой стороны и несколько перекрывает среднюю часть ступни, но основная его часть расположена сбоку.
На фиг.4 изображен еще один вариант подошвы ботинка согласно настоящему изобретению. В данном случае два отдельных элемента 6а' и 6b' подошвы расположено в основном сбоку в передней части подошвы ботинка. Элементы выполнены отдельно, но расположены рядом друг с другом.
На фиг.3 изображен вариант подошвы ботинка, изображенной на фиг.4, где два элемента 6a и 6b подошвы выглядят частично наложенными один на другой. Для этого может быть выполнен вырез в элементе 6a подошвы, соответствующий части элемента 6b подошвы, «перекрывающей» элемент 6a подошвы. Может также быть более двух элементов подошвы (не показано) согласно настоящему изобретению, расположенных, по меньшей мере, под одним элементом подошвы, с уменьшенным трением, расположенных у середины передней части ступни, если величина такого элемента не является доминирующей.
Элементы 6a и 6b подошвы, изображенные на фиг.3, могут обладать отличающимися друг от друга свойствами. Они могут, например, обладать различной жесткостью и различным трением относительно, например, асфальта, таким образом, что элемент 6a подошвы, которым обычно ударяют по поверхности земли первым, может обладать трением относительно асфальта, меньшим трения элемента 6b подошвы, который обладает более высоким трением, чем элемент 6a подошвы, но меньшим трением, чем другая часть подошвы ботинка. То же следует сказать и относительно элементов 6a' и 6b' подошвы, изображенных на фиг.4.
На фиг.5a показано сечение подошвы ботинка, представленной на фиг.1, где сечение выполнено по линии V-V на фиг.1. Толщина подошвы на чертеже сильно увеличена относительно других размеров подошвы; на фиг.5b показано в увеличенном масштабе место, выделенное (кружком) на фиг.5a. При рассмотрении фиг.5b очевидно, что элемент 6 подошвы выступает из подошвы, как это показано, на величину δ (дельта). Такая разница по высоте не обязательна, но предпочтительно, чтобы разница по высоте была в диапазоне от 0,5 до 5,0 мм. Таким образом, вероятность того, что особенные элементы подошвы будут соударяться с поверхностью земли первыми, увеличивается, даже если поверхность не является совершенно ровной или если ступни пользователя обладают уменьшенной пронацией (сокращенным поворотом).
На фиг.5a и 5b представлена иллюстрация элемента подошвы, содержащего продольный бортик вдоль части или всего контура для поддержки или удерживания элемента подошвы, прикрепленного к подошве 1. Это необязательный признак изобретения, и он обычно не представляет существенный способ прикрепления элемента 6 подошвы, который предпочтительно следует прикреплять к подошве 1 по всей или по существенной части площади, по которой элементы подошвы находятся в контакте с подошвой 1. Пригодные механизмы прикрепления включают приклеивание и вулканизацию. В слое 8 между подошвой 1 и элементом 6 подошвы может быть расположен особенный демпфирующий элемент или демпфирующий материал элемента 6 подошвы в дополнение к демпфирующему элементу или элементам, которые обычно располагают поверх подошвы 1, накрывая часть или всю площадь подошвы. Демпфирующий материал 8 должен быть упругим, а его толщина может быть в некоторых вариантах исполнения, по меньшей мере, соответствовать величине выступающей части δ или разнице высот элемента подошвы и другой части подошвы 1, чтобы элемент подошвы при каждом шаге подвергался сжатию приблизительно до уровня других частей подошвы. Демпфирующий материал 8, если он присутствует, вносит вклад в демпфирование как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях.
Элемент подошвы обычно изготавливают из синтетического материала, обладающего высокой износостойкостью и жесткостью или особенно поверхностной жесткостью, посредством чего обеспечивают трение относительно поверхности земли, подобной асфальту, бетону, мощеной мостовой и т.п., которое меньше трения подошвы 1, относительно таких поверхностей. Элемент подошвы может быть также снабжен волокном или частицами для дополнительного приспособления его свойств к прочности и коэффициенту трения.
Предпочтительно, чтобы с помощью элемента подошвы обеспечивался коэффициент трения относительно (сухого) асфальта и (сухого) бетона меньше 0,8, более предпочтительно, чтобы коэффициент трения был в диапазоне от 0,1 до 0,8 и даже более предпочтительно - в диапазоне от 0,2 до 0,4.
Также предпочтительно, чтобы элемент 6 подошвы имел площадь, составляющую, по меньшей мере, 15% площади части подошвы ботинка, расположенной под передней частью ступни, т.е. расположенной перед поперечной пунктирной линией на фиг.1-4. Если используют более одного элемента подошвы, как это изображено на фиг.3, то сумма площадей упомянутых элементов подошвы должна составлять упомянутую относительную величину.
Кроме того, элемент подошвы согласно настоящему изобретению располагают в основном сбоку под подошвой; т.е. наибольшая часть элемента подошвы или весь элемент подошвы должен быть расположен сбоку от воображаемой средней линии вдоль подошвы 1 ботинка. Более предпочтительно, чтобы, по меньшей мере, 75% площади элемента подошвы было обычно расположено с боковой стороны от такой воображаемой продольной средней линии подошвы.
На чертежах изображена только подошва правого ботинка. Следует понимать, что тот же принцип применим к обоим ботинкам пары, при этом смысл слов «боковой» и «средний» сохраняется при предположении, что чертежи подошвы левого ботинка будут представлять собой зеркальное отображение чертежей на фиг.1-4.
1. Кроссовка, отличающаяся тем, что она содержит подошву (1), которая имеет в области передней части ступни, по меньшей мере, один элемент (6) подошвы, способствующий уменьшению торможения каждый раз, когда кроссовка ударяется о поверхность земли, когда положение при беге таково, что по поверхности земли сначала ударяет упомянутый элемент; при этом упомянутый элемент (6) подошвы представляет собой материал с ограниченным поверхностным трением относительно жестких поверхностей.
2. Кроссовка по п.1, отличающаяся тем, что элемент (6) подошвы расположен, по существу, сбоку под передней частью ступни.
3. Кроссовка по п.2, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, 75% площади элемента (6) подошвы расположено сбоку от воображаемой средней линии вдоль передней части ступни.
4. Кроссовка по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый элемент (6) подошвы выполнен в виде, по меньшей мере, одной пластины, вмонтированной в подошву (1) ботинка.
5. Кроссовка по п.3, отличающаяся тем, что ее подошва (1) содержит углубление в основном той же формы, что и упомянутая, по меньшей мере, одна пластина.
6. Кроссовка по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый элемент (6) подошвы содержит выполненную за одно целое часть подошвы (1) кроссовки.
7. Кроссовка по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый элемент (6) подошвы обладает большей поверхностной жесткостью, чем другие части ее подошвы (1).
8. Кроссовка по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый элемент (6) подошвы изготовлен из материала, отличающегося от материала других частей подошвы (1) кроссовки.
9. Кроссовка по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый элемент (6) подошвы выступает на 0,5-5,0 мм из окружающих частей подошвы (1) ботинка.
10. Кроссовка по п.1, отличающаяся тем, что между упомянутым элементом (6) подошвы и подошвой (1) расположен сжимаемый демпфирующий материал (8), посредством которого обеспечивается возможность полного или частичного погружения элемента подошвы в подошву при каждом шаге.
11. Кроссовка по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый элемент (6) подошвы изготовлен из синтетического материала, обладающего высокой износостойкостью.
12. Кроссовка по п.11, отличающаяся тем, что упомянутый синтетический материал армирован волокном или частицами для модификации поверхностных свойств, таких как износостойкость и коэффициент трения материала.
13. Кроссовка по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый элемент (6) подошвы обладает коэффициентом трения меньше 0,8 относительно сухого асфальта и бетона.
14. Кроссовка по п.13, отличающаяся тем, что упомянутый элемент (6) подошвы обладает коэффициентом трения в диапазоне от 0,1 до 0,6, а более предпочтительно - в диапазоне от 0,2 до 0,4 относительно асфальта и бетона.
15. Кроссовка по п.1, отличающаяся тем, что упомянутым элементом (6) подошвы покрыта площадь, составляющая, по меньшей мере, 15% площади части подошвы, расположенной под передней частью ступни.
16. Кроссовка по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый элемент (6) подошвы содержит, по меньшей мере, два отдельных элемента подошвы (6а, 6b), которые могут обладать различным трением относительно соответствующих поверхностей.
