CN101365356B - 用于鞋类物品的可折曲的鞋芯垫片 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于鞋类物品(100)的可定向折曲的鞋芯垫片(132)，其为穿用者足部的底部提供支撑，同时为一个或更多特定方向上的足部运动提供可折曲性。可定向折曲的鞋芯垫片还可支撑足弓。可定向折曲的鞋芯垫片可以包括多个可关节式活动的节段(134、136、138)，它们可以容易地在第一方向彼此相对旋转，且由此允许可定向折曲的鞋芯垫片折曲离开足部，同时限制相反方向的关节式活动。可关节式活动的节段通过铰链结构(140)彼此连接，铰链结构可以包括由热塑性材料形成的活动铰链。铰链结构还可以由连接到可定向折曲的鞋芯垫片的底部部分的可折曲的片形成。还公开了用于制造可定向折曲的鞋芯垫片的方法。

Description

用于鞋类物品的可折曲的鞋芯垫片

发明背景

发明领域

本发明涉及鞋类领域。更具体地说，本发明涉及用于鞋类物品的可折曲的鞋芯垫片(flexible shank)，其为使用者足部的底部提供支撑，并在一个或更多选定方向提供可折曲性。

背景技术描述

常规的鞋类物品包括两个主要元件，即鞋面和鞋底结构。鞋面提供足部的覆盖物以相对于鞋底结构稳固地容纳并定位足部。鞋底结构固定于鞋面的下部部分，且通常位于足部和地面之间。除了削弱地面的反作用力外，鞋底结构还可以提供附着摩擦力，控制潜在的有害足部运动以及支撑足部的底部和足弓。因此，鞋面和鞋底结构共同作用以提供一种适于各种需要移动的活动，诸如步行和跑步的舒适结构。

鞋面形成用于容纳足部的鞋类内部的空腔。此空腔具有足部的大体形状，且进入此空腔的入口通过脚踝开口提供。因此，鞋面越过足部的脚面和脚趾区域，沿着足部的内侧面和外侧面，以及围绕足部的脚跟区域延伸。鞋带系统通常被结合入鞋面以选择性地增大脚踝开口的尺寸，允许穿鞋者改变鞋面的某些尺寸，尤其是围长，以适应变化比例的足部。此外，鞋面可包括在鞋带系统下延伸以增强鞋类的舒适度的鞋舌，且鞋面可包括脚跟稳定器以限制脚跟的移动。

常规鞋类物品的鞋底结构通常包括一般称为鞋内底、鞋底夹层和鞋外底的多个层。鞋内底是位于鞋面内并邻近足部的足底(下)表面以增强鞋类舒适度的薄的、增强舒适度的构件。通常沿着鞋面的整个长度连接到鞋面的鞋底夹层形成鞋底结构的中间层，并起到包括控制足部运动和削弱地面反作用力在内的多种作用。鞋外底形成鞋类的地面接触元件，且通常由含有增强附着摩擦力的纹理的耐久、耐磨的材料制造。

常规鞋底夹层的主要元件是延伸穿过鞋类长度的弹性聚合物泡沫材料，如聚氨基甲酸酯、乙烯乙酸乙烯酯(ethylvinylacetate)。鞋底夹层内的聚合物泡沫材料的性质主要取决于多个因素，包括鞋底夹层的空间构型以及选做聚合物泡沫的材料的具体特性，包括聚合物泡沫材料的密度。通过在整个鞋底夹层内改变这些因素，可以改变相对硬度、地面反作用力的衰减程度和能量吸收性能以满足鞋类被期望使用的活动的具体要求。除了聚合物泡沫材料之外，常规的鞋底夹层可以包括，如抵抗过度内旋的稳定装置和分散地面反作用力的缓合器。常规的鞋底夹层还可以包括足弓区域内的支撑部件，或它们可以包括设置在鞋底夹层顶部上的可拆装的足弓支撑体。

供舞蹈和与舞蹈相关的活动使用的一些常规鞋类物品，如爵士鞋、舞蹈鞋和专门设计供常规练习使用的舞蹈软底鞋，具有极为灵活的鞋底结构。这些鞋底结构为足部提供很少的支撑，且通常根本没有鞋底夹层。这些鞋允许穿用者因不同的舞蹈步态而易于折曲足部的足弓区域，但缺少对穿用者足弓的支撑。其他类型的与舞蹈相关的鞋具有对诸如旋转和脚趾站立等各种动作所需的较硬的鞋底元件，但这种鞋底元件难以在足弓区域弯曲。

发明内容

本发明的各方面涉及用于鞋类物品的可定向折曲的鞋芯垫片，其为穿用者足部的底部提供支撑，同时为一个或多个特定方向的足部运动提供可折曲性。可定向折曲的鞋芯垫片还可以支撑足部的足弓。可定向折曲的鞋芯垫片可以包括多个可关节式活动的节段(articulatable segment)，它们可以容易地在第一方向彼此相对旋转，且由此允许可定向折曲的鞋芯垫片折曲离开足部，同时限制相反方向的关节式活动。可关节式活动的节段通过铰链结构彼此连接，铰链结构可以包括由热塑性材料形成的活动铰链。铰链结构还可以由连接到可定向折曲的鞋芯垫片的底部部分的可折曲的片形成。

还提供了用于形成可定向折曲的鞋芯垫片的方法。本发明的表征新颖性的各方面的优势和特点在所附的权利要求中特别指出。然而，为了获得对新颖性的优势和特点的更好的理解，可以参考下面的描述性内容和附图，它们描述并阐释了与本发明相关的各种实施方案和概念。

附图说明

当结合附图阅读时，本发明前面的概述以及下面的本发明的详细描述将得到更好的理解。

图1是根据本发明各实施方案的鞋类物品的外例视图。

图2是图1的鞋类物品的顶部平面图。

图3是图1的鞋类物品的底部平面图。

图4是图1的鞋类物品的分解视图。

图5A是以弯曲的足弓构型显示的图1的鞋类物品的外侧视图。

图5B显示了图5A的鞋类物品的鞋底结构的一部分。

图6是以鞋前部与地面接触过程中的弯曲的足前部构型显示的图1的鞋类物品的外侧视图。

图7A是图1的鞋类物品的底部平面图，其展示了第一扭曲构型。

图7B是图1的鞋类物品的底部平面图，其展示了第二扭曲构型。

图8是根据本发明实施方案的图1的鞋类物品的足弓支撑体的外侧视图。

图9是以弯曲构型显示的图8的足弓支撑体的外侧视图。

图10是以未弯曲构型显示的图8的足弓支撑体的顶部平面图。

图11是以弯曲构型显示的图8的足弓支撑体的顶部平面图。

图12是根据本发明实施方案的足弓支撑体的外侧视图。

图13是图12的足弓支撑体的分解视图。

图14是以弯曲构型显示的图12的足弓支撑体的外侧视图。

图15是以未弯曲构型显示的图12的足弓支撑体的顶部平面图。

图16是图15的足弓支撑体的底部平面图。

图17是图12的足弓支撑体的分解视图，其展示了根据本发明实施方案的足弓支撑体的制造过程。

图18是以注射成型的制造步骤不久之后显示的图17的足弓支撑体的外侧视图。

图19是图18的足弓支撑体的底部平面图。

图20是根据本发明又一个实施方案的鞋类物品的分解视图。

本发明的详细描述

下面的讨论和附图公开了根据本发明各方面的鞋类物品100。鞋类100以适用于体育运动的构型描绘在附图中并论述在下文中，此构型尤其适用于利用了有关舞蹈动作的舞蹈活动和练习，如爵士类型的练习套路。同样，当穿用者踏脚或以其他方式向足部施加向下的力时，鞋类100的各方面为足部的底部提供支撑，如向足部的足弓提供支撑，同时允许足弓区域可定向折曲。其他方面提供了将鞋面稳固地配合到穿用者的足部，同时允许适用于足部弯曲、卷曲和/或扭曲的可折曲性，足部的弯曲、卷曲和/或扭曲是舞蹈活动中的基本动作。足部、足弓支撑件以及鞋类100的其他部件的动作在此处描述为特定方向的动作。然而，应该理解术语方向可以指旋转的动作、线性的动作或其组合，以及动作的其他描述语。类似地，有关力的描述意欲指一般的力，且可以包括力矩、扭矩、向量、压力或其他描述语。

虽然以鞋类100为背景讨论了这些和其他方面，但是本发明的实施方案可以包括此处描述的排列成不同组合的一个或更多方面。此外，有关鞋类100公开的各方面和概念可以适用于各种鞋类型，如用于一般用途的鞋类和专门设计的鞋类类型。例如，鞋类100的各方面可以应用于为各种体育运动而专门设计的鞋类，体育运动包括，如练习套路、舞蹈、篮球、棒球、足球、英式足球、步行和远足，以及还可以应用于各种非运动鞋类类型。因此，相关领域的技术人员应认识到，此处所公开的概念可以适用于各种鞋类型而不限于下文所论述的以及附图所描绘的具体的实施方案、构型和用途。

鞋类100通常描绘在图1-11中，且包括鞋面110和鞋底结构112。鞋面110由缝合和/或胶着地结合在一起以形成内部空腔的各种材料元件形成，内部空腔舒适地容纳足部并相对于鞋底结构112稳固足部的位置。鞋底结构112固定到鞋面110的底部部分，且提供耐久的、耐磨损的部件以当鞋类100冲击地面时衰减地面反作用力。鞋面110和鞋底结构112相互配合地关节式活动、弯曲、拉伸或以其他方式移动，以为穿用者的足部提供有力的支撑，并在某些方向和布置中提供用于足部动作的可折曲性。也就是说，鞋面110和鞋底结构112被设计成对某些动作允许极大的可折曲性，如当穿用者弯曲其足弓以卷曲足部的底部或以其他方式将足前部向足后部弯曲，或者当穿用者相对于足后部扭曲足前部。然而，鞋面110和鞋底结构112被设计成具有双重目的，这是因为它们为某些其他动作提供有力的支撑，例如当跑步或步行时，在由穿用者施加向下的力的过程，鞋面110和鞋底结构112衰减作用力并提供足弓支撑。

与鞋类100相比，常规的舞蹈鞋或者为穿用者足部的底部提供良好的支撑，而没有为与舞蹈相关的动作提供良好的可折曲性，或者为与舞蹈相关的动作提供了良好的可折曲性，但为穿用者足部的底部或足弓区域却提供很少的支撑。也就是说，可折曲性和支撑通常是相互博弈的关注点，常规的舞蹈鞋通过重点关注一个方面或重点关注另一个方面来设法解决此问题。相比之下，包括由鞋类100展示的本发明各方面的鞋类实施方案可以对一个或更多特定方向上的动作提供可折曲性，并对其他方向的动作提供牢固支撑。

为了参考的目的，鞋类100可分成如图1所示的3个大致的区域：鞋前区域102，鞋中区域104和鞋跟区域106。区域102-106并不旨在精确地划分鞋类100的各区域。相反地，区域102-106旨在表示在下面的论述过程中提供了参考框架的鞋类100的大致的各区域。虽然区域102-106通常适用于鞋类100，但是对区域102-106的参考还可以特别适用于鞋面110、鞋底结构112或者鞋面110或鞋底结构112内的单独的部件或部分。

如图2所示，形成鞋面110的各种材料元件相结合以提供具有形成鞋面110内的空腔的外侧面107、相对的内侧面108、鞋舌126和内部的保护罩(interior boot)128的结构。外侧面107沿着区域102-106的每一个延伸，且通常设计成接触并覆盖穿用者足部的外侧部分。此外，外侧面107、内侧面108和鞋舌126相互配合地形成鞋跟区域106内的脚踝开口，以向穿用者足部提供进入鞋面100内的空腔的入口。而且，可关节式活动的带状物124既设置在外侧面上，又设置在内侧面上，以有助于将鞋类100固定到足部，同时提供用于诸如足部弯曲或卷曲的某些动作的可折曲性。

鞋舌126沿鞋面110纵向延伸，并被定位成接触足部的脚背区域。鞋舌126的侧面部分固定到外侧面107和内侧面108的每一个的内表面。鞋带113在鞋舌126上延伸，并穿过形成于外侧面107和内侧面108内的孔，这些孔优选形成为穿过带状物124的远端部分。鞋舌126在鞋带113下延伸，以将鞋带113与足部的脚背区域分开。

通过增大鞋带113的张力，可以增大外侧面107和内侧面108的张力，以便将外侧面107和内侧面108牵拉成与足部接触。类似地，通过减小鞋带113的张力，可以减小外侧面107和内侧面108的张力以便为鞋面110内的足部提供额外的空间。因此，这种一般构型提供了用于调整鞋面110的合脚性以及用于适应各种足部尺寸的机构。带状物124与鞋带113相互配合，以将鞋类100固定到足部，同时增大用于某些动作的可折曲性。特别地，如连同图5A进一步论述的，带状物124可以彼此相对地关节式活动，以增大用于绕足弓区域进行足部卷曲或弯曲的可折曲性。

多种材料适用于形成鞋面110。鞋面110可以由，如皮革、合成皮革、天然的或合成的织物、聚合物片、聚合物泡沫、网状织物、毡、非编织聚合物或橡胶材料的组合形成。鞋面可以由包括外层、中间层和内层的多个材料层形成。形成外层的材料可以基于耐磨性、韧性和透气性的性能来选择。例如，鞋面110的鞋头区域和鞋跟区域可以由赋予了相对高程度的耐磨性的硬皮革、合成皮革或橡胶材料形成，而鞋中部分可以由提供了更大的韧性或透气性的织物材料形成。如果鞋面包括中间层，则中间层可以由衰减地面反作用力和/或使足部免受可能接触鞋面的物体影响的轻质聚合物泡沫材料形成。类似地，鞋面的内层可以由从直接围绕足部的区域排出汗液的吸汗织物形成。各个层可以用粘合剂连接，且缝合可以用于连接单层内的各元件或用于增强鞋面的特定区域。

如图1所示，鞋面110通常由在特定位置缝合或胶着地结合在一起的两个材料层形成，但出于可折曲的目的，上述两个材料层还可以在不同位置相对彼此移动。材料层通常包括内部的保护罩128和外部材料122。虽然以两个材料层论述，但是内部的保护罩128和外部材料122实际上可以由同样类型的材料形成。因而，内部的保护罩128和外部材料122是不同的材料层，而不是必须为不同类型的材料。如图所示，外部材料122包括鞋跟部分123、鞋头部分125以及鞋跟部分和鞋头部分之间的可关节式活动的带状物124。外部材料122定位在鞋面110的外部上，而内部的保护罩128定位在鞋面的内部上以便形成鞋面110内的空腔的中间部分。外部材料122的下部边缘127(见图4)包裹足部空腔的底部部分，并且接近鞋底结构112的上部部分经由缝线或其他装置连接在一起。

鞋跟部分123包裹足部的脚跟，并在外侧面107和内侧面108上连接到可关节式活动的带状物的最后部带状物141。类似地，鞋头部分125包裹足部的脚趾，并在外侧面和内侧面上连接到可关节式活动的带状物124的最前部带状物。中间的可关节式活动的带状物145设置在鞋面的鞋跟部分和鞋头部分之间，且以通常轮辐状的布置从鞋底结构112的鞋中区域104延伸。除了最后部带状物141和最前部带状物143外，每一个可关节式活动的带状物124叠盖其后面的相邻带状物，同时被其前面的相邻带状物部分覆盖。类似地，最后部带状物141被其前面的相邻带状物部分覆盖，而最前部带状物143叠盖其后的相邻带状物。因而，可关节式活动的带状物可以通过彼此相对滑动来相对于相邻的带状物移动。带状物可以自由地彼此相对移动。这些带状物还可以在不同的位置固定到相邻的带状物以限制关节式活动的量。在不同的位置固定相邻的带状物可以提供带状物之间变化的移动程度，以控制鞋面的弯曲的可折曲性。例如，如在图1的构型中所显示的，径向缝合线(radial stitch line)131可以将相邻的带状物彼此连接以使带状物可以在位于缝合线131上的带状物区域彼此相对地关节式活动(即在缝合线131和鞋带113之间)，但在缝合线131之下彼此相对静止(即，在缝合线和鞋底结构112之间)。

因此，通过可关节式活动的带状物构型，可以对足部的卷曲或鞋类100的其他弯曲运动提供期望的灵活度。图5A展示了当足部向下卷曲或弯曲时，带状物124的关节式活动。如图所示，带状物的接合鞋带113的远端部分间隔距离S’，与图1所示的非弯曲构型的距离S相比，此距离S’彼此距离更远了。进一步如图5A所示，在弯曲过程中，当带状物从缝合线131延伸时，它们彼此相对地关节式活动，但在缝合线之下基本保持静止。鞋带113优选连接到带状物的端部部分，使得当辐条状构型扩张和收缩时，鞋带随带状物一起移动。这样，在弯曲运动中，鞋带113调整以在足部的顶部部分上提供均匀的支撑。

如图1和2所示，内部的保护罩128从外侧面107处的鞋底结构112跨过鞋面的顶部至内侧面108处的鞋底元件而包裹在鞋面110内，由此为鞋面内的空腔的一部分形成内部边界。因此，内部的保护罩128连同鞋底结构112包封足部的足中区域104和足前部分102的大部分。尽管不是必须，鞋舌126优选形成为内部的保护罩128的一部分。内部的保护罩128优选由诸如弹性缎质材料的弹性的、透气性材料形成，其紧贴地包围足部，同时能够伴随着足部运动而折曲和拉伸，并为足部提供透气性。在其他构型中，保护罩128可以由合成橡胶材料形成，如由称为NEOPRENE、LYCRA或SPANDEX的材料形成。

内部的保护罩128优选沿着鞋面110的中间部分延伸，而不覆盖足部的脚趾部分。这样，内部的保护罩128紧贴地包围足部，而不会限制脚趾在鞋类100内的运动。当穿用者弯曲、卷曲、扭曲足部时，穿用者的脚趾能够在必要时在鞋面110内移动，而不会像包脚趾型的内部的保护罩构型可能发生的那样受到约束。例如，当穿用者绕足弓部分118卷曲足部时，鞋类的鞋头部分102可以向前滑动离开穿用者的脚趾。内部的保护罩128不会约束足部或限制穿用者脚趾的运动，这是因为内部的保护罩未覆盖脚趾。

内部的保护罩128可以由易于贴着相邻的材料滑动的材料，如弹力缎材料形成。因而，内部的保护罩128的外表面能够易于贴着外部材料122的内表面滑动。这能够改进各种运动过程中，如做舞蹈动作时的鞋类100的可折曲性。例如，在图5A所示的弯曲示例中，当穿用者弯曲足部时，可关节式活动的带状物124能够易于相对于内部的保护罩128滑动。内部的保护罩128与外部材料122相互配合以在鞋类100提供穿用者足部的紧贴保持，同时为足部的弯曲、卷曲、扭曲或其他动作提供鞋面110良好的可折曲性。

图4显示了鞋类100和鞋底结构112的分解视图。如图所示，鞋底结构112通常包括鞋内底衬垫130、足弓支撑体132、连接到足弓支撑体的后部的鞋外底114和连接到足弓支撑体的鞋前部的鞋外底116。当配合在一起时，鞋内底衬垫设置在鞋面的空腔内，位于下边缘127之上。当配合在一起时，足弓支撑体132也设置在下边缘127之上，并位于鞋内底衬垫之下。

鞋内底衬垫130接触足部的足底(下)表面并增强鞋类100的舒适度。此衬垫可以是通常延伸遍及鞋类的长度的弹性的聚合物泡沫材料，如聚氨基甲酸酯或乙烯乙酸乙烯酯。当足部冲击地面时，衬垫有助于吸收、衰减和/扩散所遇到的力。然而，衬垫优选是相对可折曲的以便允许足部在不同的方向和构型中运动，如弯曲、扭曲或其他与舞蹈相关的动作。

如图4所示，衬垫130可从鞋跟区域延伸，并终止于鞋前区域的中间部分，而不是完全延伸贯穿鞋类的长度直至前部的鞋头区域。换句话说，衬垫130在某些构型中可以不在穿用者的脚趾下延伸，这能够增强足弓的可弯曲性。在这种构型中，当穿用者弯曲足弓时，衬垫的向前的部分能够更容易地相对于鞋前部的鞋外底滑动。在其他构型中，衬底可以完全延伸到鞋前部区域的前部部分，这对限制足弓的可弯曲性或为鞋前部提供额外的缓冲是有利的。

进一步如图4所示，鞋底结构112可以包括足弓区域118内的桥接物120，其将后部的鞋外底114连接到鞋前部的鞋外底116。桥接物120可以提供结构性的优势以及美学上的优势，如覆盖鞋面的边缘127之间的接缝，并向鞋类100的穿用者强调可弯曲的足弓。桥接物可以由热塑性材料形成，如由尼龙、聚乙烯、聚丙烯或聚乙烯嵌段酰胺形成，其以弹性方式连接鞋外底结构114和116。桥接物还可以包括卸荷切口(reliefnotch)178，其增强了桥接物沿着其纵轴扭曲的能力。在其他构型中，桥接物120可以由相对刚性的材料形成，如由弹性金属形成，其保持或促使鞋外底结构呈期望的构型。图3还从底部视图显示了桥接物120，此时，桥接物连接后部的鞋外底114和鞋前部的鞋外底116，同时覆盖鞋面的边缘127之间的接缝。

在图4的构型中，后部的鞋外底114和鞋前部的鞋外底116都直接连接到足弓支撑体132。然而，在其他构型中，鞋外底结构114和116可以通过中间结构，如鞋底夹层结构(未显示)连接到足弓支撑体。此外，在其他构型中，鞋外底结构114和116中只有一个可以固定到足弓支撑体。在所示的构型中，足弓支撑体的鞋前部部分和后部部分可以通过粘合剂、或通过诸如熔化结合或机械结合的其他连接机制分别连接到后部的鞋外底和鞋前部的鞋外底。

鞋外底结构114和116提供用于鞋类接触地面的耐磨性。用于鞋外底结构114和116的合适的材料包括用在鞋类的鞋外底中的任意一种常规的橡胶材料，如碳黑橡胶复合物。鞋外底结构被分开以允许后部的鞋外底114相对于鞋前部的鞋外底116独立运动，且反之亦然，这为不同方向的运动提供可折曲性。这样，对各种与舞蹈相关的动作而言，足部可以弯曲、卷曲、扭曲和折曲，而不会使鞋前部或后部的足部受到彼此明显的限制。

在某些构型中，鞋外底结构可以包括定向的移动区域170和172(参见图3)，这能够增强穿用者在某些方向相对于地面或其他接触面滑动或移动鞋类的能力。图3所示的定向的移动区域170和172相对于鞋外底的接触面176的其余部分优选具有较低的摩擦系数，当一个人将足部的支撑集中在一个这些区域时，这允许穿用者更容易相对于接触面移动其足部。例如，如果穿用者在鞋前部的鞋外底上向前摆动，并且大致将支撑集中在定向的移动区域172上，那么与将支撑分散在鞋前部的鞋外底的整个接触面上相比，穿用者能够更容易地在区域172上扭曲。

与可以由具有相对高的摩擦系数的橡胶材料形成的剩余的接触面176相比，定向的移动区域可以由具有相对低的摩擦系数的材料形成，如由皮革或类似皮革的材料形成。定向的移动区域可以被形成为有利于某些方向的运动，如扭曲运动或向前的滑动运动。如图3所示，定向的移动区域可以包括有助于在期望的方向运动的定向的引导件174或其他几何构型。举个例子，定向的引导件174可以是如图3所示的圆形脊或凹槽，这有助于定向的移动区域170和172上的旋转。在其他构型中，定向的引导件174可以是在期望的运动方向上成角度的平行线，如与从后部的足部到鞋前部的轴对齐的平行线以有助于定向的引导件上的向前的滑动运动。

进一步如图4所示，足弓支撑体132沿着鞋类的鞋中区域104延伸，且可以延伸入鞋前部区域和鞋跟区域。一般来说，足弓支撑体132是可定向折曲的鞋芯垫片，其为足部施加的向下的力提供相对刚性的支撑，如通常当步行或跑步时受到的力。在图4所示的构型中，定向的鞋芯垫片仿形为当足部向鞋底结构112施加向下的力时为足部的足弓提供支撑。足弓支撑体132是可定向折曲的，因为其被配置成在一个或更多方向上易于弯曲或折曲，但被配置成在其他方向上抵抗弯曲或折曲。例如，足弓支撑体132在第一方向易于弯曲以适应足部的卷曲或弯曲，但在相反的方向提供刚性支撑。因而，如图5B所示，足弓支撑体可以容易折曲，以便当穿用者绕足弓区域118弯曲足部时，允许鞋跟的鞋外底114朝鞋前部的鞋外底116移动。然而，如图6所示，足弓支撑体抵抗相反方向的运动，且由此当穿用者向足部施加向下的力F时，足弓支撑体支撑足部和足弓的底部。因而，对由足部施加的向下的许多力来说，足弓支撑体起到与常规的鞋底夹层或其鞋芯垫片类似的作用，以分布施加的力并向足部的底部提供支撑，这可以包括对足弓的支撑。

足弓支撑体132设置在常规的鞋类物品中通常由鞋底夹层占据的位置；尽管如此，足弓支撑体可以与鞋底夹层结构一起存在。常规的鞋底夹层是整体的聚合物泡沫结构，其延伸遍及足部的长度且具有抑制足部的自然运动的刚度或不可折曲性。与常规的鞋类的鞋底夹层相比，足弓支撑体132具有关节式结构，其赋予一个或更多方向上相对高的可折曲性和关节式活动。足弓支撑体132的可折曲结构(与如上所述的鞋面110的结构一起)被配置为在跑步或其他活动期间补充足部的自然卷曲运动，且可以赋予光脚跑步的触感或感觉。此外，足弓支撑体132补充通常伴随与舞蹈相关的活动发生的更剧烈的足部的卷曲和弯曲。然而，与光脚跑步或许多常规的舞蹈鞋相比，当足部在向下的运动中冲击地面时，足弓支撑体132衰减地面反作用力，并减小施加到足部上的总应力。因而，足弓支撑体132允许在离开足部的弯曲方向上的折曲运动，同时为足部的向下运动提供结构性的支撑。

此外，如图7A和7B所示，足弓支撑体可以被配置成为对沿其长度的扭曲运动提供可折曲性。这样，足弓支撑体可以对图7A和7B的扭曲运动提供很少抵抗，其中鞋前部的鞋外底114在与鞋跟的鞋外底116相反的方向上沿着鞋类110的长度旋转。这种运动可以是各种类型的与舞蹈相关的活动或其他活动所要求的。

现在参考图8-11，足弓支撑体132被更详细地显示以展示其各个方面。如图所示，足弓支撑体132的上表面133可以按需要仿形，以支撑足部的足弓或为足部提供其它支撑。例如，足弓支撑体132通常可以仿形成匹配足部的自然的、解剖学上的形状，如在其后端具有其杯形或杯状部分以接纳脚跟。此外，上表面133的外围区域通常可以抬升，以形成足弓支撑区域147或提供用于接纳并定位足部的凹陷部分。在其他实施方案中，上表面133可以具有非仿形构型。因而，虽然被称为足弓支撑体，但是在其他构型中，支撑体132可以是鞋芯垫片或其他的鞋底夹层支撑体，其通常支撑足部的鞋底而不为足弓提供特别的支撑。

如图8所示，足弓支撑体132包括多个节段134、136和138，它们能从相对扁平的构型在离开足部的第一方向160上彼此关节式活动，但从通常扁平的构型以相反的、第二方向162上的旋转时是受限制的。因而，足弓支撑体132通常形成在第一方向160上折曲，但在相反的方向162上不折曲或者比在方向160上折曲程度低的鞋芯垫片。足弓支撑体132包括前端处的鞋前部节段136、后端的鞋后部节段134和依次设置在它们之间的多个中间节段138。在优选的构型中，三个或四个可关节式活动的中间节段138设置在鞋类的足弓区域118内。然而，可以采用更多或更少数目的中间节段。三个节段为足弓提供了对向下施加的力的良好的结构性支撑。三个节段还在足部的弯曲主要发生的足弓区域118处提供了良好的可折曲性。在只有两个中间节段的构型中，节段之间的铰链承受了与足部弯曲相关的大部分应力，且鞋类在足弓区域具有明显的弯曲。当采用更多数目的中间节段时，支撑体可能不具有用于衰减向下施加的力的足够刚度。

节段中的每一个经由设置在足弓支撑体的底部部分的铰链结构140来连接相邻的节段。另外，在相邻的节段之间，与各自的铰链相对处形成间隙142，当足弓支撑体在第一方向160上折曲时，间隙142尺寸加大。铰链结构可以是厚约0.5到3mm，且足弓支撑体的高度可为约3mm到约30mm。然而，优选地，对许多与舞蹈相关的鞋类物品，铰链140厚约1mm，且足弓支撑体高约5到15mm。

如图9所示，节段包括沿着节段的上部部分、在相邻的节段之间的间隙处的相对的肩形区域135和137。肩形区域135和137可以主要存在于节段的上部部分，或可以沿着铰链140之上的节段的高度延伸以提供相对大的接触面积。虽然如此，当足弓支撑体132在第一方向160折曲时，肩形区域反向移动，结果间隙增大。当足弓支撑体132在相反的、第二方向162折曲时，肩形区域相向移动以缩小任何间隙，直到它们彼此接触并相互抵触。肩形区域135和137的抵触限制了节段在方向162上的关节式活动，且由此避免足弓支撑体在该方向上折曲相当大的程度(如果折曲的话)。图9展示了足弓支撑体132在方向162上夸大的折曲。

如图10所示，铰链结构140在其中间部分的相邻节段之间延伸且具有宽度W。这样，铰链140通常排成一行以沿着足弓支撑体形成宽的纵轴A，节段可以围绕纵轴A进行有限的旋转。因而，足弓支撑体132可以沿着其长度扭曲以向鞋类100提供进一步的可折曲性。铰链结构的宽度W可以按照期望增大或减小以提供变化的可扭曲程度。肩形区域135和137优选地被配置成在沿着宽度W的中间区域彼此接触，但可以或多或少地延伸以对方向162上的运动提供期望量的反力矩或停止扭矩。此外，肩形区域可以被配置成具有较大或较小的所期望的接触面积。在图10所示的构型中，肩形区域135和137在铰链结构的宽度W之外成扇形彼此远离。因而，间隙142沿着节段的外围部分是较大的，且甚至当相对的肩形区域彼此抵触时，间隙都能在一定程度上存在。使肩形区域的尺寸与足弓支撑体的宽度相比相对小可能是必要的，例如以避免将任意材料挤在间隙140内、减少与肩形区域接触有关的噪声以及允许方向162上的一定程度的可折曲性。

足弓支撑体132可以由热塑性弹性体形成，如尼龙、聚乙烯或聚丙烯。在优选的构型中，由于聚醚嵌段酰胺(PEBA)的弹性、强度性能和用于保持其模制形状的记忆特征，聚醚嵌段酰胺(PEBA)，如由ARKEMA制造的称为PEBAX的PEBA材料，用于模制足弓支撑体132。因而，足弓支撑体132的结构部件，如铰链140和肩形区域135和137由于使用PEBAX材料而能在长时期内很好地保持它们的形状。此外，由这种材料形成的足弓支撑体较硬，但能够按照需要弯曲以吸收振动并提供有限的反向的可折曲性。

多种制造方法适用于形成足弓支撑体132。例如，可以将足弓支撑体132形成为注射模制而成的单件，以使铰链140以及节段132、136和138通过单一的注射模具由相同的材料形成。可以按图9所示的折曲构型模制足弓支撑体，以允许模制工具在间隙142内延伸，并由此形成节段和铰链。可以在每一个节段处设置注射模制浇口(injection molding gate)以确保热塑性材料提供给每一个节段，而不会使材料的流动被阻塞在铰链区域中。用于每一个节段的单个模制浇口还可以确保热塑性材料很好地流入铰链中以提供坚固、密实的铰链140。一旦从模具移出足弓支撑体，那么当足弓支撑体冷却时，可以将其保持成大体扁平的构型以减少任何模制记忆，模制记忆能够朝在其中足弓支撑体被模制的向下折曲的构型的方向过度偏压足弓支撑体。

现在参考图12-16，显示了可折曲的足弓支撑体232，其进一步展示了本发明的各方面。除了下文讨论的之外，足弓支撑体232与足弓支撑体132大体相同。足弓支撑体232包括后面的节段234、前面的节段236和中间的节段238，它们通过可折曲的片250彼此连接。可折曲的片250通常延伸足弓支撑体的长度且连接到足弓支撑体的底面270，当足弓支撑体被放置在鞋类内时，底面270与朝足部定位的顶面233相对。

可折曲的片250是绒面织物(pile fabric)，其包括织物片272和纤维274，如图13所示。织物片272可以包括紧密编织的织物，如尼龙织物，其提供结构性框架以将节段保持成期望的布置，同时允许它们绕织物的弯曲区域关节式活动。然而，织物片272可以由多种合成纤维和非合成纤维、诸如塑性材料片的非纤维材料或诸如丝网的其他材料形成。纤维274可以由多种合成材料和非合成材料形成，如聚乙烯、聚丙烯、尼龙或其他塑性材料和非塑性材料形成。在优选的构型中，可折曲的片272和纤维274都由尼龙材料形成。在一种构型中，可折曲的片250可以是诸如称为VELCRO的紧固件的钩环紧固件中的环的一侧。可折曲的片250可以通过将节段模制入纤维274中而连接到节段，这将在下文进一步讨论。此外，可折曲的片250可以通过其他方式连接，如通过粘性连接件连接。

如图14所示，可折曲的片250在节段之间的枢轴区域是可弯曲的，所述枢轴区域形成节段之间的铰链240。这样，节段能够在向下的方向上绕可折曲的片彼此相对地关节式活动，这允许足弓支撑体232可定向折曲。然而，足弓支撑体通过相邻节段的肩形区域235和237在相反的方向上限制了其可折曲性，各肩形区域相互抵触以限制向上的方向上的关节式活动。当足弓支撑体向上折曲时，可折曲的片250在铰链240处处于拉伸状态，且肩形区域235和237接触以相互抵触。因此，如图13所示的织物片272优选具有良好的抗拉强度性能，以当足弓支撑体向上折曲时抵抗铰链处的张力，如由尼龙或其他高强度的弹性材料形成的紧密编织织物所提供的。

足弓支撑体232不同于足弓支撑体132之处还在于，相邻的节段大体沿着其整个宽度彼此接触。因而，如图15所示，肩形区域235和237大体横跨足弓支撑体的宽度彼此邻接。此外，肩形区域235和237在松弛状态下通常彼此邻接。因此，图14所示的间隙242在图15的松弛的、大体扁平的状态下不存在或非常小。

由于使用可折曲的片250用于铰链240，而不是与足弓支撑体132的构型一样使用热塑性材料用于铰链，间隙242可以在松弛状态下保持较小或可以基本上不存在。这是因为热塑性材料通常具有模制记忆，当处于自然态时，这会偏压材料使其恢复到其模制时的构型。足弓支撑体132将很可能以略微向下折曲的构型模制，以提供供工具形成肩形区域135和137的空间，如图9所示。因而，足弓支撑体132将很可能具有一些模制记忆，模制记忆将使足弓支撑体132偏向向下折曲的构型，而不是偏向于足弓支撑体232的扁平构型。足弓支撑体232与期望足弓区域内向上的可折曲性非常少的鞋类一起使用是有优势的。宽的肩形区域235和237以及对铰链240使用可折曲的片250允许扁平构型在自然状态下存在。节段使用相对刚性的热塑性材料使足弓支撑体232有可能允许非常少的向上的可折曲性，同时允许大程度的向下的可折曲性。

足弓支撑体232还可以沿着其长度提供扭曲的可折曲性，正如所期望的。如图16所示，可折曲的片250显示为宽度小于节段234、236和238的宽度。因此，铰链240并不延伸横跨足弓支撑体232的宽度，这可以改进沿着足弓支撑体长度的扭曲的可折曲性。通过调整可折曲的片250的宽度使其增加或减少延伸横跨足弓支撑体的宽度，可以提供或多或少的可折曲性。例如，宽度是足弓支撑体宽度的约25％的可折曲的片能够提供具有沿着其长度的高度扭曲的可折曲的足弓支撑体。相比之下，宽度基本与足弓支撑体宽度匹配的可折曲的片可能具有非常少的扭曲的折曲性。

与足弓支撑体132一样，足弓支撑体232可以通过多种制造方法形成。例如，如图17-19所示，可以通过将节段370注射模制到可折曲材料350的绒面侧上形成足弓支撑体232。可折曲材料350与可折曲材料250相同，只不过可折曲材料350包括相对端上的突出部376和378。当将热塑性材料注射入模具中时，可利用突出部来将可折曲材料锚固在模具(未显示)中。可以设置形成在突出部内的孔380，以有助于将可折曲材料放置并锚固在模具设备中。

在模制过程中，热塑性材料渗入可折曲材料的绒面侧上的纤维374并与之混合，此绒面侧暴露在模具的内部。这样，在可折曲材料和节段之间提供了牢固的结合。纤维可以由与节段相同或类似的材料形成，或者纤维可以具有与用于节段的材料相同或类似的熔点。因而，在模制过程中，纤维可以至少部分熔化以改善可折曲材料与节段之间的结合。在模制节段之前，可以将结合剂选择性地添加到纤维中。在可替代的制造构型中，可以通过粘合剂将可折曲材料固定到节段。

图20展示了鞋类物品400，除了就衬套490而言外，鞋类物品400大致与鞋类物品100相同。衬套490是围绕足弓支撑体132的前面部分设置的部分封闭物。衬套490连接到前部的鞋外底116，且由此将足弓支撑体的前面部分保持期望的构型。衬套490可以由多种材料形成，但优选由具有相对低摩擦系数的可拉伸材料形成。例如，衬套490可以由称为LYCRA或SPANDEX的尼龙材料形成。

足弓支撑体132被允许在衬套490内滑动，这使前部的鞋外底116能够相对于足弓支撑体132移动。这可能对在足部的弯曲或卷曲运动过程中增强鞋类的可折曲性是有优势的。例如，在向下的弯曲过程中，足弓支撑体可能具有比后部的鞋外底114和前部的鞋外底116之间的弯曲半径大的弯曲半径，这可能引起足弓支撑体与鞋底结构114和116之间的剪切应力。允许足弓支撑体的一端相对于鞋底结构114或116移动能够减少或避免这些应力，提高可折曲性并避免由此应力引起的破坏。可以提供其他构型以改善方向向下的弯曲的可折曲性并减少鞋底结构内的应力。例如，衬套可以设置在足弓支撑体的后端上，可以除足弓支撑体的一端以外覆盖全部足弓支撑体，或者可以装入整个足弓支撑体。

在上文和参考各种实施方案的附图中公开了本发明。然而，此公开内容所起的作用是提供与本发明相关的各种特征和概念的示例，而不是限制本发明的范围。本领域的技术人员将认识到，可以对上述实施方案做出各种变更和修改而并不偏离由所附权利要求界定的本发明的范围。

Claims (14)

1.一种用于鞋类物品鞋底的可定向折曲的鞋芯垫片，所述可定向折曲的鞋芯垫片包括：

多个节段，其沿着所述可定向折曲的鞋芯垫片的长度依次设置，在所述节段的相邻节段之间、在所述鞋芯垫片的上表面上形成间隙；以及

多个铰链结构，所述铰链结构中的每一个设置在所述节段的相邻节段之间，且定向在横向于所述可定向折曲的鞋芯垫片的长度的方向上，所述节段和所述铰链结构由单一的材料形成。

2.如权利要求1所述的可定向折曲的鞋芯垫片，其中每一个节段包括底部部分和相对的上部部分，且所述铰链结构设置在所述底部部分上。

3.如权利要求2所述的可定向折曲的鞋芯垫片，其中每一个节段包括外侧面上的肩形区域，所述肩形区域设置成邻近其中一个所述铰链结构，并和相邻节段的肩形区域相对，当所述可定向折曲的鞋芯垫片在第一方向绕所述铰链结构折曲时，所述肩形区域中的相对的肩形区域移动分开，而当所述可定向折曲的鞋芯垫片在相反的第二方向上折曲时，所述肩形区域中的相对的肩形区域移动到一起。

4.如权利要求3所述的可定向折曲的鞋芯垫片，其中当所述可定向折曲的鞋芯垫片在所述第二方向上折曲时，所述肩形区域中的相对的肩形区域形成彼此抵触的阻挡件，以抵抗所述可定向折曲的鞋芯垫片在所述第二方向上的弯曲。

5.如权利要求1所述的可定向折曲的鞋芯垫片，其中所述铰链结构的宽度比相邻节段的宽度小，且所述铰链结构设置在所述可定向折曲的鞋芯垫片的中间的纵向部分，以形成所述可定向折曲的鞋芯垫片的纵轴并允许所述可定向折曲的鞋芯垫片绕所述纵轴扭曲。

6.如权利要求1所述的可定向折曲的鞋芯垫片，其中所述可定向折曲的鞋芯垫片由整体的弹性材料形成，且所述铰链包括由所述整体的弹性材料形成的活动铰链。

7.如权利要求6所述的可定向折曲的鞋芯垫片，其中所述弹性材料包括聚醚嵌段酰胺PEBA。

8.如权利要求1所述的可定向折曲的鞋芯垫片，还包括由所述节段的上表面形成的顶表面，所述顶表面包括适用于接合足部的轮廓。

9.如权利要求8所述的可定向折曲的鞋芯垫片，其中所述轮廓包括形成足弓支撑体的抬升部分。

10.如权利要求8所述的可定向折曲的鞋芯垫片，其中所述轮廓包括用于接纳穿用者的脚跟的凹陷部分。

11.一种用于鞋类物品的足弓支撑体，所述足弓支撑体包括：

多个节段，其沿着所述足弓支撑体的长度依次设置并形成顶表面，所述顶表面具有形成对足部的足弓的支撑的抬升轮廓，在所述节段的相邻节段之间的所述顶表面上形成间隙，所述多个节段由热塑性材料形成；以及

多个铰链结构，所述铰链结构中的每一个设置在所述节段的相邻节段之间，且定向在横向于所述足弓支撑体的长度的方向上，所述铰链结构允许所述多个节段在离开所述顶表面的第一方向上绕所述铰链中的相应的一个铰链旋转，同时限制所述多个节段在相反的第二方向上旋转，所述节段和所述铰链结构由单一的材料形成。

12.如权利要求11所述的足弓支撑体，其中每一个节段包括外侧面上的肩形区域，所述肩形区域设置成邻近其中一个所述铰链结构，并和相邻节段的肩形区域相对，当所述足弓支撑体在所述第一方向绕所述铰链结构折曲时，所述肩形区域中的相对的肩形区域移动分开，而当所述足弓支撑体在所述相反的第二方向上折曲时，所述肩形区域中的相对的肩形区域移动到一起。

13.如权利要求11所述的足弓支撑体，其中每一个节段包括底部部分和相对的上部部分，且所述铰链结构设置在所述底部部分上。

14.一种形成可定向折曲的鞋芯垫片的方法，所述方法包括：

形成具有织物片和从所述织物片延伸的多根纤维的可折曲的片；以及

将节段结构模制到所述可折曲的片上，所述模制的步骤包括将热塑性材料以彼此分开并依次设置在所述可折曲的片上的多个节段的形式模制到所述纤维上。

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