КОНСТРУКЦИЯ ПОДОШВЫ С УСТРОЙСТВОМ НАГНЕТАНИЯ ВОЗДУХА
SOLE STRUCTURE WITH AIR INJECTION DEVICE

Область техники
Заявляемое изобретение относится к конструкции подошвы для обуви, которая при каждом шаге в процессе ходьбы обеспечивает эффективную циркуляцию воздуха в обуви и, следовательно, непосредственно в области стопы пользователя обуви.
Уровень техники
В настоящее время известна обувь, которая оснащена расположенными в подошве устройствами, способствующими циркуляции воздуха в обуви, что уменьшает внутреннюю влажность и позволяет повысить удобство пользования обувью. Однако известный тип обуви не позволяет обеспечить достаточную эффективность циркуляции воздуха в обуви.
В документе DE 60012874 Т2 описана обувь, которая обеспечивает всасывание воздуха извне с последующим выводом такого воздуха наружу. В документе U.S. 6581303 В1 описана вентиляция обуви с использованием насоса, который является частью вставки, размещенной между внешней частью подошвы и внутренней частью подошвы. В документе DE 9317522 U1 описана подошва обуви, которая имеет впускные отверстия для воздуха внутри обуви.
В документе DE 7611551 U описан ботинок с резиновой подошвой и верхом. Единая резиновая подошва имеет верхнюю часть с устройством нагнетания воздуха, выполненным в форме линзообразной полости, которая сформирована в области пятки подошвы, а также нижнюю наружную часть. Вдоль верха ботинка проходит впускной канал 16 для впуска свежего воздуха (элемент 5.1). В документе DE 69710492 Т2 описана обувь с воздушной циркуляцией, которая имеет сжимаемые камеры, расположенные между наружной частью и комфортной вставкой.
В документе U.S. 7238525 B2 описана конструкция подошвы обуви, в которую воздух поступает извне через воздушный канал в воздушную камеру и воздушный проход. В документе DE 202005013490 U1 описана обувная вставка для обеспечения воздушной циркуляции.
Таким образом, существует необходимость создания обуви с конструкцией подошвы, которая обеспечивает более эффективную и длительную циркуляцию воздуха, чем обеспеченная ранее в уровне техники.
Описание изобретения
Указанная задача решается с помощью обуви с конструкцией подошвы и верхом обуви ("Schuhschaft"), при этом конструкция подошвы содержит
верхнюю частью подошвы, которая содержит каналы;
нижнюю наружную часть подошвы и
устройство нагнетания воздуха, которое соединено с указанными каналами и выполнено, по существу, в верхней части подошвы, причем указанная нижняя наружная часть подошвы содержит на наружной рабочей поверхности в области устройства нагнетания воздуха возвышенный участок, который выполнен с возможностью сжиматься в направлении верхней части подошвы при нагружении стопой пользователя, что обеспечено взаимодействием указанной верхней части подошвы и указанной нижней наружной части, а обувь также содержит
по меньшей мере один первый воздухопровод, соединенный с устройством нагнетания воздуха; и
по меньшей мере один второй воздухопровод, одна сторона которого соединена с устройством нагнетания воздуха, а противоположная сторона соединена с каналами, а
устройство нагнетания воздуха выполнено с возможностью выполнения функции нагнетания воздуха в ответ на шагательное движение пользователя обуви так, что оно попеременно
всасывает воздух извне конструкции подошвы через указанный по меньшей мере один первый воздухопровод и нагнетает воздух в каналы, которые соединены с устройством нагнетания воздуха посредством указанного по меньше мере одного второго воздухопровода,
причем в указанном по меньшей мере одном первом воздухопроводе расположен первый клапан, который выполнен с возможностью пропускать воздух исключительно в направлении извне конструкции подошвы внутрь устройства нагнетания воздуха; и/или
в указанном по меньшей мере одном втором воздухопроводе расположен второй клапан, который выполнен с возможностью пропускать воздух только в направлении от устройства нагнетания воздуха к каналам, при этом
верх обуви содержит близко расположенную к конструкции подошвы часть и одну удаленную от конструкции подошвы часть, при этом первый воздуховод отделен от ступни пользователя обуви внутренней обшивкой верха обуви и проходит частично вдоль верха обуви от близко расположенной к конструкции подошвы части до удаленной от конструкции подошвы части таким образом, что воздух может нагнетаться из указанной удаленной части в устройство нагнетания воздуха.
В настоящей заявке термины «верх», «верхний» и т.д. относятся к позициям, по которым происходит контакт с конструкцией подошвы при использовании в обуви и которые расположены на большем удалении от земли, нежели позиции, которые названы терминами «низ», «нижний» и т.д.
Таким образом, нижняя поверхность нижней наружной рабочей части контактирует с землей, на которую наступает пользователь обуви в процессе использования обуви с конструкцией подошвы согласно изобретению. Указанные первая и вторая части конструкции подошвы могут быть выполнены отдельными, однако они могут также образовывать части выполненного в виде цельной детали тела подошвы с образованием интегрального блока.
В соответствии с настоящим изобретением воздух через устройство нагнетания воздуха всасывается извне обуви и распределяется по каналам. Устройство нагнетания воздуха выполнено с возможностью нагнетания воздуха при шагательном движении пользователя обуви с конструкцией подошвы согласно настоящему изобретению так, что при снятии нагрузки стопы пользователя воздух всасывается через по меньшей мере один воздухопровод извне конструкции подошвы или обуви, а при нагружении устройства нагнетания воздуха стопой пользователя распределяется по каналам в обуви.
Устройство нагнетания воздуха может быть предусмотрено в области пятки, проходящей от конца стопы до области сустава, в центральной области сустава и/или области подушечек стопы (область плюсны), которая проходит от передней части стопы до области сустава.
Формирование устройства нагнетания воздуха, по существу, в верхней части подошвы означает, что устройство нагнетания воздуха расположено по меньшей мере более чем на 50% в верхней части подошвы (и менее чем на 50% в нижней части подошвы), если даже оно формируется за счет взаимодействия верхней части подошвы и нижней наружной части подошвы. В частности, этот признак может указывать на то, что устройство нагнетания воздуха расположено по меньшей мере более чем на 80%, в частности более чем на 90%, в частности более чем на 95%, в верхней части подошвы.
В конструкции подошвы по меньшей мере часть верхней части подошвы, в которой выполнено устройство нагнетания воздуха, может быть выполнена более упругой, нежели нижняя наружная часть подошвы. За счет этого упругого исполнения эффект нагнетания может достигаться по всей длине подошвы, то есть от пятки через сустав до подушечек стопы.
За счет того, что часть верхней части подошвы, в которой сформировано устройство нагнетания воздуха, выполнена более упругой по сравнению с нижней наружной частью, может достигаться эффективное нагнетающее действие. При нагружении стопой пользователя указанная упругая область отжимается вниз (в направлении рабочей поверхности) и может приводить в действие устройство нагнетания воздуха, выдавливая воздух из устройства нагнетания воздуха и направляя его через каналы. Дополнительно эффект нагнетания может обеспечиваться за счет того, что нижняя наружная часть подошвы на внешней рабочей поверхности (которая входит в контакт с землей при ходьбе пользователя обуви с конструкцией подошвы согласно изобретению) содержит в области устройства нагнетания воздуха возвышенный участок, который выполнен с возможностью сжиматься в направлении верхней части подошвы при нагружении стопой пользователя. Возвышенный участок может быть выполнен более тонким по сравнению с прочими участками нижней наружной части подошвы. Таким образом, за счет того, что при нагружении происходит вдавливание возвышенного участка, достигается эффективная циркуляция воздуха, при этом благодаря амортизирующей функции устройство нагнетания воздуха позволяет повысить удобство ходьбы.
В соответствии с альтернативными вариантами реализации устройство нагнетания воздуха сформировано, по существу, встроенным в верхнюю часть подошвы полым пространством, или оно сформировано отдельно как независимое устройство и полностью или частично встроено в полое пространство верхней части подошвы. Доля объема полого пространства, функционирующего как устройство нагнетания воздуха, в верхней части подошвы больше доли объема полого пространства, принадлежащей нижней наружной части подошвы. В частности, полое пространство может принадлежать верхней части подошвы более чем на 80%, в частности более чем на 90%, в частности более чем на 95%. В соответствии с одним из вариантов реализации устройство нагнетания воздуха выполнено в форме полого пространства, заполненного упругим воздухопроницаемым наполнителем.
Использование только одного выполненного полого пространства в качестве устройства нагнетания воздуха упрощает технологию изготовления, снижает издержки на изготовление и может повышать надежность и срок службы устройства нагнетания воздуха. Использование устройства нагнетания воздуха, выполненного отдельно в качестве самостоятельного устройства, может повышать эффективность циркуляции воздуха.
Например, устройство нагнетания воздуха может содержать пластиковый насосный резервуар в виде самостоятельного устройства. При нагружении его стопой пользователя он сжимается, в результате чего воздух вытесняется из пластикового насосного резервуара. Если во время шагательного движения стопа вновь разгружает пластиковый резервуар, он расширяется и в результате возникшего перед этим разрежения всасывает извне воздух для последующей вентиляции внутреннего пространства обуви и, следовательно, стопы пользователя. Кроме того, устройство нагнетания воздуха может быть выполнено заодно в виде единой детали с пластиковым насосным резервуаром и воздушными каналами. Выполнение устройства нагнетания воздуха в виде самостоятельного устройства обеспечивает возможность независимого от конструкции подошвы или тела подошвы выбора материала и, в частности, прочности материала.
В описанных выше примерах вдоль каналов в верхней части подошвы могут быть предусмотрены отверстия таким образом, что воздух, проходящий через каналы, может попадать через отверстия в область выше верхней части подошвы, то есть во внутреннее пространство обуви, которая содержит конструкцию подошвы согласно настоящему изобретению. Благодаря нагнетающему действию устройства нагнетания воздуха при нагружении стопой пользователя воздух нагнетается через каналы и предусмотренные в них отверстия с целью вентиляции стопы во внутреннее пространство обуви, в котором находится стопа.
В соответствии с одним примером могут предусматриваться также гибкие трубки, проходящие от устройства нагнетания воздуха вдоль каналов, в которых проходит воздух от устройства нагнетания воздуха. В этом случае гибкие трубки должны содержать отверстия, соответствующие тем, которые могут быть предусмотрены в верхней части подошвы. Гибкие трубки могут быть выполнены, например, из силикона.
Как уже упоминалось, верхняя часть подошвы и нижняя наружная часть подошвы могут быть выполнены отдельно или заодно, в виде единой детали, то есть в виде интегрального блока. В первом случае верхняя часть подошвы и нижняя наружная часть подошвы могут быть выполнены из различных материалов, или же они могут быть сформованы из одного и того же материала. В последнем случае конструкция подошвы может быть сформирована вокруг отдельного устройства нагнетания воздуха, выполненного в виде самостоятельного устройства, таким образом, что верхняя часть подошвы, по меньшей мере, в области устройства нагнетания воздуха является более упругой (в результате различных толщин), чем нижняя наружная часть подошвы. Конструкция подошвы изготавливается при этом из упругого материала, например методом литья под давлением.
В одном из вариантов настоящего изобретения конструкция подошвы может содержать также пластиковые гибкие трубки, которые расположены в каналах, причем вдоль продольных осей таких пластиковых трубок выполнены отверстия, а трубки соединены с устройством нагнетания воздуха с возможностью прохождения текучей среды.
Наружный воздух в зависимости от фазы ходьбы может согласно настоящему изобретению всасываться устройством нагнетания воздуха, а забранный ранее воздух может вытесняться в каналы. Если во время соответствующей фазы ходьбы стопа пользователя не нагружает устройство нагнетания воздуха, оно всасывает воздух извне конструкции подошвы, а если стопа нагружает его, то оно нагнетает воздух через соответствующий второй воздухопровод в каналы, откуда он вытесняется вверх к стопе пользователя, например через отверстия, которые проходят вверх в каналах для эффективной вентиляции стопы пользователя.
Таким образом, создана конструкция подошвы, которая, являясь несложной, обеспечивает улучшенную циркуляцию воздуха только за счет движения во время ходьбы без необходимости значительного увеличения размеров подошвы по сравнению с известными конструкциями подошв без циркуляции воздуха. В приведенном варианте предусмотренные клапаны обеспечивают возможность эффективного контроля потоков воздуха через воздухопроводы внутрь устройства нагнетания воздуха и из него.
Второй воздухопровод может быть выполнен в форме гибкой трубки или канала, а также может представлять собой выход устройства нагнетания воздуха, в частности воздушного резервуара устройства нагнетания воздуха. В частности, по меньшей мере один первый и/или по меньшей мере один второй воздухопровод может содержать гибкую трубку и/или закрытый канал или состоять соответственно из гибкой трубки, например выполненной из полимера. Если предусмотрены несколько первых и/или вторых воздухопроводов, то либо они все могут содержать гибкую трубку или быть выполненными из нее, либо некоторые из воздухопроводов могут содержать гибкую трубку или быть выполненными из нее. Кроме того, воздухопроводы могут быть выполнены заодно с пластиковым резервуаром для нагнетания устройства нагнетания воздуха. В соответствии с этими примерами воздухопроводы могут в течение длительного времени с обеспечением герметичности несложным и не требующим больших затрат образом направлять воздух к устройству нагнетания воздуха и от него для вентиляции по меньшей мере одной части тела подошвы и, как следствие, для вентиляции внутреннего пространства обуви. Первый воздухопровод может направляться вверх, где он заканчивается, например в области верха обуви, содержащей конструкцию подошвы согласно настоящему изобретению, чтобы обеспечить там возможность всасывания свежего воздуха через устройство нагнетания воздуха.
Согласно настоящему изобретению всасывание свежего воздуха устройством нагнетания воздуха может осуществляться на относительно большой площади, при этом проникновение воды в обувь извне может быть предотвращено, если конец первого воздухопровода, через который воздух всасывается извне, расположен при взгляде со стороны наружной части выше нижнего конца обуви.
Дальнейшие свойства и преимущества заявляемого изобретения вытекают из подробного, но не ограничивающего описания вариантов исполнения, которые проиллюстрированы с помощью приложенных чертежей, на которых:
Фиг.1 показывает конструкцию подошвы с одной верхней частью подошвы и одной нижней наружной частью подошвы в соответствии с одним примером изобретения;
Фиг.2 показывает верхнюю часть подошвы конструкции подошвы в соответствии с одним примером изобретения;
Фиг.3 иллюстрирует поперечные сечения конструкций подошвы в соответствии с различными примерами изобретения; и
Фиг.4 показывает устройство нагнетания воздуха с гибкими трубками, которые содержат отверстия вдоль их продольных осей.
Как видно из фиг.1, конструкция подошвы в соответствии с одним из примеров настоящего изобретения содержит верхнюю часть 1 подошвы, которая может быть названа промежуточной подошвой, и нижнюю наружную часть 2 подошвы. В показанном примере верхняя часть 1 подошвы выполнена из более упругого (более сжимающегося) материала, нежели нижняя часть 2 подошвы. В области пятки выполнено устройство нагнетания воздуха, например в виде полого пространства или пластикового насосного резервуара, как это проиллюстрировано на фиг.2, на которой показана верхняя часть 1 подошвы (со стороны нижней наружной части 2 подошвы). Например, верхняя часть 1 подошвы может быть изготовлена из относительно мягкого полиуретана, в то время как наружная часть 2 подошвы может состоять из износостойкой резины. При нагружении области пятки устройство нагнетания воздуха сжимается, в результате чего воздух вытесняется из него в показанные на фиг.2 каналы 4, которые содержат отверстия 3. Вытесненный через отверстия 3 воздух используется затем для вентиляции внутреннего пространства обуви и тем самым стопы пользователя обуви, которая содержит конструкцию подошвы с верхней частью 1 подошвы и нижней наружной частью 2 подошвы.
В показанном на фиг.2 примере верхней части 1 подошвы в области пятки предусмотрено полое пространство 5. Это полое пространство может представлять собой устройство нагнетания воздуха, которое в соответствии с изобретением предусмотрено в верхней части 1 подошвы. Альтернативно в полом пространстве 5 может быть предусмотрено отдельное устройство нагнетания воздуха в виде пластикового насосного резервуара. По меньшей мере, область пятки части 1 подошвы является в достаточной мере сжимаемой, так что она при нагружении стопой пользователя, то есть если последний при ходьбе переносит свой вес в область пятки, продавливается и за счет этого уменьшается объем полого пространства, вследствие чего воздух из полого пространства или расположенного там пластикового насосного резервуара вытесняется в каналы 4. Воздух поступает, например, через врезанный в промежуточной области 6 проход (в котором может быть предусмотрен клапан) и через выпуск 7 в систему каналов 4.
В соответствии с одним из примеров воздух может направляться из полого пространства 5 или расположенного в нем пластикового насосного резервуара в пластиковые гибкие трубки, которые размещены в каналах 4 и содержат отверстия, которые выполнены в соответствии с отверстиями 3 верхней части 1 подошвы. Воздухопровод, проведенный через врезанный в промежуточную область 6 проход и выпуск 7, может соединять полое пространство или встроенный в него пластиковый насосный резервуар с каналами 4. В воздухопроводе может быть предусмотрен обратный клапан для гарантии того, что воздух проходит только от устройства нагнетания воздуха к каналам 4, но не наоборот (см. также описание к фиг.3 ниже). В предусмотренном в промежуточной области 6 проходе также может быть размещен единый распределительный клапан для регулирования воздуха, всасываемого и вытесняемого устройством нагнетания воздуха.
В показанном на фиг.2 примере от устройства нагнетания воздуха через пропускное отверстие 8 вверх к верху обуви, содержащей конструкцию подошвы с верхней частью 1 подошвы, проходит еще один воздухопровод, через который свежий воздух всасывается в устройство нагнетания воздуха при снятии нагрузки с области пятки в процессе ходьбы. Пропускное отверстие 8 посредством прохода внутри отверстия 8 соединено с полым пространством 5 или расположенным в нем пластиковым насосным резервуаром. Указанный еще один воздухопровод может быть оснащен обратным клапаном, который гарантирует, что при снятии нагрузки с области пятки воздух попадает в устройство нагнетания воздуха, а при нагружении области пятки - воздух не выходит наружу через указанный воздухопровод.
На фиг.3 для примера показаны поперечные сечения трех вариантов исполнения конструкции подошвы согласно изобретению. В верхнем изображении на фиг.3 верхняя часть 1 подошвы и нижняя наружная часть 2 подошвы образуют конструкцию подошвы. Полое пространство в области пятки, по существу, принадлежит верхней части 1 подошвы. Полое пространство, по существу, полностью занято устройством нагнетания воздуха в виде пластикового насосного резервуара 9. При нагружении стопой (пяткой) пользователя устройство нагнетания воздуха сжимается и воздух вытесняется через обратный клапан 10 в показанные на фиг.2 каналы 4, из которых через отверстия 3 попадает во внутреннее пространство обуви, оснащенной конструкцией подошвы.
Для выполнения этой функции пластикового насосного резервуара 9 верхняя часть 1 подошвы должна быть выполнена таким образом, чтобы она прогибалась (внутрь) под давлением пятки пользователя. Материал может выбираться в соответствии с половой принадлежностью пользователя. Предусмотренное в области пятки нижней наружной части 2 подошвы возвышение также может вдавливаться внутрь при нагружении области пятки весом пользователя, так что происходит поддержка насосного эффекта. При снятии нагрузки с области пятки в процессе шагательных движений в пластиковом насосном резервуаре 9 возникает разрежение, за счет которого воздух всасывается извне через воздухопровод (на фиг.3 не показан) в пластиковый насосный резервуар 9. При этом обратный клапан 10 препятствует всасыванию воздуха из внутреннего пространства обуви через каналы в пластиковый насосный резервуар 9.
На среднем изображении на фиг.3 показана конструкция, схожая с конструкцией, показанной на верхнем изображении, в которой отсутствует пластиковый насосный резервуар 9. Устройство нагнетания воздуха образуется, таким образом, исключительно полым пространством 5, которое сжимается при нагружении стопой пользователя, в результате чего воздух через обратный клапан 10 вытесняется в показанные на фиг.2 каналы 4, из которых через отверстия 3 попадает во внутреннее пространство обуви, оснащенной конструкцией подошвы.
В заключение, на нижнем изображении на фиг.3 показана конструкция 20 подошвы в виде цельной детали, в которой верхняя часть 1 подошвы и нижняя наружная часть 2 подошвы выполнены заодно. Изображенная конструкция содержит пластиковый насосный резервуар 9 в качестве устройства нагнетания воздуха. Устройство нагнетания воздуха может образовывать часть верхней поверхности верхней части 1 подошвы. Альтернативно пластиковый насосный резервуар 9 может быть полностью окружен материалом конструкции подошвы, как это показано на верхнем и среднем изображениях на фиг.3. Кроме того, показана система 11 гибких трубок, через которую воздух, который, проходя от пластикового насосного резервуара 9, достигает обратного клапана 10, подводится через отверстия гибких трубок и через отверстия 3 верхней части 1 подошвы для вентиляции внутреннего пространства обуви. Устройство нагнетания воздуха, которое может использоваться при этом, показано на фиг.4.
Следует отметить, что в показанных на фиг.3 примерах исполнения могут быть предусмотрены как каналы с расположенными в них гибкими трубками, так и каналы без гибких трубок. Также в соединенных с устройством нагнетания воздуха воздухопроводах может быть предусмотрен обратный клапан.
Показанное на фиг.4 устройство нагнетания воздуха образовано пластиковым насосным резервуаром 9, из которого воздух через обратный клапан 10 может нагнетаться в гибкие трубки 11. Гибкие трубки 11 содержат отверстия 12, которые соответствуют отверстиям 3 в каналах 4 верхней части 1 подошвы. К клапану 10 подключен распределительный элемент 13, к которому подходят гибкие трубки 11. Другой обратный клапан 14 закрыт для нагнетаемого из пластикового насосного резервуара 9 воздуха и допускает лишь подвод воздуха извне в пластиковый насосный резервуар 9, если во время шагательных движений пользователя с пластикового насосного резервуара 9 снимается нагрузка. Альтернативно для регулирования подвода воздуха возможно использование единого распределительного клапана вместо двух обратных клапанов 10 и 14 (который расположен между позициями клапанов 10 и 14). Указанным распределительным клапаном может быть переменный обратный клапан, который в зависимости от приведения в действие устройства нагнетания воздуха нажимом стопы пользователя регулирует поток воздуха таким образом, чтобы воздух нагнетался извне только в устройство нагнетания воздуха и выводится только в гибкие трубки 11. Показанная на фиг.4 конструкция может также использоваться в примере исполнения, показанном на верхнем изображении на фиг.3.