CN101731792A - 可自我调整形状的鞋垫 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可自我调整形状的鞋垫，它包括一个或多个装有流体的流体腔，腔壁由具有减震性能的弹性材料制成。其特点在于：可自我调整形状的鞋垫的流体腔中包含有较少量的流体，起到填补原本脚底与普通鞋垫之间空隙的作用，从而形成一个与脚底完全贴合的鞋垫，最大限度的增大鞋垫的受力面积；同时利用流体的流动特性和受力后同一腔体中的流体会流向腔体中压强小的部分，直到该腔体中各处流体所受压强相等的特点，让脚底获得鞋垫均匀的支撑力，让使用者可以更加舒适的站立和行走。

Description

可自我调整形状的鞋垫

技术领域

本发明主要涉及到日常生活用品领域中的鞋垫，特指一种可自我调整形状的鞋垫。

背景技术

普通鞋垫一般比较平整，而脚底是凹凸不平的，这使得脚底有些部分承受的压力过大，有些部分去不承受任何压力，这容易让脚的受力部分容易产生不适甚至疼痛感。在压力一定的情况下，受力面积越大则压强越小，在人体重量一定的情况下，也就是脚底接触鞋垫的面积越大，受力部位的压强也就相应越小，行走起来就更舒适。

针对以上问题，有人对改进鞋垫作过努力。早在1997年史蒂文·莱昂斯设计了“仿脚形鞋垫或靴垫”(专利号#CN1233943)，该发明设计了一种覆盖在鞋底或靴底上的仿脚形鞋垫包括：一个具有所需要的鞋垫轮廓以覆盖鞋底并确定了脚趾区和脚跟区的片基，其中该片基具有一个由可变形材料制成的凹槽垫，位于穿鞋者的拇趾球之下；以及一个相对于脚尖与脚跟之间的轴线横向伸展的冲击载荷分布区，所述区域用于承载穿鞋者的脚跖骨区。该发明虽然一定程度上增加了脚底受力面积，让脚跖骨区分担人体重量和运动带来的冲击力，并且让大脚指能比较自由的移动，但该发明和其他仿脚形鞋垫一样，其鞋垫的形状其实是仿照某一双脚，而不是所有的脚，因为每一双脚的脚底形状都有或多或少的差别。也就是说除了那一双作为标准的脚，其他脚和这双鞋垫均会有或多或少形状不合的地方。

另一方面，除了正常脚，还有相当一部分人是异形脚，包括脚后旋(内八自)，脚前旋(外八字)，足弓的拱形缺陷，以及脚趾骨的变形等。对于这一部分人来说，走路、站立以及跑步和过度锻炼时，都很容易引发功能性障碍和疼痛。

为了解决这个问题，有人使用石膏或其他特殊材料为异型脚制作脚模，然后用适当的材料制成适合某一双特定脚的鞋垫。但这种特制的鞋垫由于需要单独制模，单件或几件量的生产导致费用很高，很难大范围推广。1997年朴寅植设计了“用于矫正、调节以及使脚底舒适的鞋垫”(专利号#CN1182559A)，该发明提出了一种“使脚舒适性的矫形鞋垫，可方便地控制和矫正多种畸形脚，包括三种类型的垫面设计，具有整个脚的长度或对应于脚前部外的脚底的长度，对应于不同脚弓高度的拱形填充物，支撑脚跟位于对齐位置的脚跟部分，进一步被固定在鞋垫面底面前部以控制脚前部和地面夹角的脚前部楔形物，以及可被进一步固定在矫形鞋底底面后部以控制并校正脚后部和地面夹角的脚后跟后部楔形物。”，该设计通过将畸形脚主要分类为半前旋脚，过度后旋脚，过度前旋脚等再根据一定的标准预制相应几种前述用于控制并校正夹角的楔形物，和不同脚弓高度的拱形填充物。这样虽然让鞋垫相对比较接近畸形脚的形状，带来一定的舒适和矫正的效果，但这种分类让生产和销售变得相当复杂。并且对于鞋垫而言，由于鞋码众多的原因，让每一个鞋码再制作成不同的几类，等于让鞋垫的生产和销售成倍的复杂化。另一方面这种将畸形脚分为三种形状并预制形状的作法，忽略了被其归为一类的畸形脚如过度后旋脚，每个人的畸形程度仍然可能不一致，其脚底的形状也不会一样，用一个预制的形状并不能贴合形状各有不同尽管属于某一类的畸形脚如过度后旋脚。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的问题，本发明提供一种结构比较简单，能在使用过程中可自我调节形状的鞋垫，让鞋垫最大程度贴合使用者的脚底，最大限度的增加脚底的受力面积，让正常脚和畸形脚均能更加舒适的站立和行走。

为解决上述技术问题，本发明提出的解决方案为：一种可自我调整形状的鞋垫，它包括一个或多个装有流体的流体腔，腔壁由具有减震性能的弹性材料制成。其特点在于：可自我调节形状的鞋垫的流体腔中包含有较少量的流体，起到填补原本脚底与普通鞋垫之间空隙的作用，从而形成一个与脚底完全贴合的鞋垫，最大限度的增大鞋垫的受力面积；同时利用流体的流动特性和受力后同一腔体中的流体会流向腔体中压强小的部分，直到该腔体中各处流体所受压强相等的特点，让脚底获得鞋垫均匀的支撑力，让使用者可以更加舒适的站立和行走。

所述可自我调节形状的鞋垫具有整个脚的长度，所述流体腔为一个连通的整体。

所述可自我调节形状的鞋垫具有整个脚的长度，所述流体腔由脚趾区分腔、跖骨头区分腔、脚弓区分腔，和脚跟区分腔的一个分腔或几个互不连通的分腔组成。

所述可自我调节形状的鞋垫具有整个脚的长度，所述流体腔由脚趾区分腔、跖骨头区分腔、脚弓区分腔，和脚跟区分腔组成，相邻分腔通过连接通道互相连通。

所述可自我调节形状的鞋垫不具有整个脚的长度，只覆盖脚趾区，跖骨头区，脚弓区，或脚跟区之中的一个区域。

所述流体腔设置有一个可让流体进出并可密封的进出孔，可以用来调节流体腔中流体的量。

所述腔壁的上下部分有互相连接的腔壁固定点，防止腔体的相对滑动。

虽然已经有许多发明将流体腔应用于鞋底和鞋垫中，但这些发明主要运用流体腔来达到减震的目的。一些人设计出一个在整个鞋底区域延伸的单独的腔(空腹)，如刘晋舒，刘彩燕在专利CN85205874号中提出的“空腹鞋垫”，试图取得减震(缓冲)和助步的作用。然而，人们已经了解到了，当这些类型的流体腔结构局部受到高强度的压力时，他们会局部变得扁平失去减震或缓冲的作用，也就是在脚底局部受到高强度的压力，最需要得到缓冲的时候，该“空腹鞋垫”将失去作用。为了克服上面的问题，另外一些人设计的流体腔包含了多个彼此相互连接的分腔，各个连接的腔之间通过一定的方式连接，甚至在各个腔之间设置各分腔压力的监控系统，通过检测到的压力值，改变各个分腔的流体量来达到减震并防止在某分腔局部受到高强度的压力时，让该分腔中的流体不至于全部瞬间流失而失去减震的效果，如Demon在美国专利第5813142提出的智能鞋底“Shoe sole with an adjustable support pattern”。该类设计虽然解决了流体腔在局部受到高强度的压力时，他们局部变得扁平失去减震作用的问题，但该设计相当复杂，需要对每个分腔进行压力监控和实时进行压力调控，并且在鞋底或鞋垫中装置这么多电子设备也是一件相当困难的问题，同时高昂的成本让普及也成了一个很大的问题。

前面之所以简单的提到流体腔被应用于鞋底，鞋垫的相关设计，是为了和本发明提到的流体腔的应用区别开来。从前面的叙述可以看出，前面的关于流体腔应用的相关设计主要通过利用流体腔内一定压强的流体，在运动过程中，当脚底局部或整体受到高强度的冲击或压力时，利用流体的弹性和流动特性，试图起到减震或缓冲的作用。而本发明提出的设计主要是利用流体腔中的较少量的流体，起到填补原本脚底与普通平鞋垫之间空隙的作用，从而形成一个与脚底贴合的鞋垫，最大限度的增大鞋垫的受力面积；并且利用流体的流动特性和受力后同一腔体中的流体会流向腔体中压强小的部分，直到该腔体中各处流体所受压强相等的特点，让脚底获得鞋垫均匀的支撑力，让使用者可以更加舒适的站立和行走。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明可自我调节形状的鞋垫增加了脚底的受力面积，让行走更加舒适。可自我调节形状的鞋垫设置的装有流体的腔体，充分利用了流体在受压后，处于压强大的位置的流体在受力后会流向压强小的位置，直到所处腔体中各处流体压强相等的特点，让流体在受力后，从受力大的地方流向压强小的脚底与鞋垫原本不接触的空隙处，让原本脚底与鞋垫不相接触的地方由于流体的存在，让脚底与鞋垫接触，达到增加受力面积的目的。

2、本发明可自我调节形状的鞋垫让脚底的受力更加均匀，让脚底在行走过程中更加舒适。可自我调节形状的鞋垫设置的装有流体的腔体，当里面的流体在受压后，处于压强大的位置的流体在受力后会流向压强小的位置，直到所处腔体中各处流体压强相等。腔体中各处流体压强相等，也表明通过流体反作用于脚底的支撑力各处压强相等，从而让脚底获得鞋垫均匀的支撑力。

附图说明

图1是一种普通鞋垫的脚跟部分受力时的横向截面图；

图2是本发明可自我调整形状的鞋垫的脚跟部分受力时的横向截面图；

图3是本发明实施例1的结构示意图；

图4是本发明实施例2的结构示意图；

图5是本发明实施例2另一种可能结构的结构示意图；

图6是本发明实施例3的结构示意图；

图7是本发明实施例4的结构示意图；

图8是本发明实施例5的结构示意图；

图9是沿图8中的线I-I的截面图；

图10是本发明实施例6的结构示意图；

图11是沿图10中的线II-II的截面图；

图例说明

1、脚底              2、鞋垫

3、流体腔            4、腔壁

5、流体              6、连接通道

7、进出孔            8、腔壁固定点

31、脚趾区分腔       32、跖骨头区分腔

33、脚弓区分腔       34、脚跟区分腔

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1、图2和图3所示，本发明的可自我调整形状的鞋垫上设置有流体腔(3)，由腔壁(4)围绕而成，腔壁(4)的上下壁构成鞋垫的两面，它里面包含有少量的流体(5)。该流体(5)可以是气体，液体或具有流动性能的凝胶。优选地，采用具有流动性能的凝胶，其优点在于它不仅具有受压后向压强较低处流动的特点，它还有比气体和液体更强的保持原来形状的特点，这样当自我调整形状的鞋垫在形成与使用者脚底贴合的鞋垫后，能够一直保持这种与使用者脚底贴合的形状直到其所受压力的改变如脚底局部受到压力的冲击等。流体腔(3)由弹性材料构成，优选地，采用密度小、无毒无味、防潮、防震、耐磨、无腐蚀，且具有生理惰性的有机硅凝胶材料，目前在医疗上有机硅凝胶被用来作为植入人体内的器官如人工乳房等，以及用来修补已损坏的器官。当然其它具有优良性能的弹塑材料也可以被使用。流体腔(3)的作用一方面起到容器的作用容纳流体(5)，另一方面其弹性材料可以为脚底起到减震的作用。流体腔(3)中流体(5)量的设定需要满足两个条件：第一个是流体(5)足够用来填补原本脚底(1)与普通鞋垫之间的空隙，第二个条件是当脚底(1)的压力全部作用于鞋垫(2)上时，在流体腔(3)中的流体(5)达到相对平衡后，流体腔(3)中部分腔壁(4)的上下壁之间不含有流体(5)，这样使得脚底(1)至少有一部分没有受力于流体(5)上，也就是脚底(1)至少有一部分可以直接从腔壁(4)上具有弹性并且不包含有流体(5)的上下壁得到支撑力，防止发生脚底站立或行走不稳的情况。至于更具体的描叙会在下面的实施例中提到。

在生活中，许多人有这样的感受，所穿的鞋子经常是鞋底脚后跟有一边磨损得厉害，另一边磨损得很少，其主要原因是我们至少是有很大一部分人在脚跟落地时，脚底并不是完全平整的，也就是脚跟与鞋垫之间的左边或右边有一些空隙，如图1是一种普通鞋垫的脚跟部分受力时的横向截面图，虽然我们部分或大部分脚跟从普通鞋垫得到支撑力，但仍有一部分空隙让我们不能最大面积的得到鞋垫的支撑。并且事实上不仅仅是鞋跟，我们的脚底的脚趾区，跖骨头区，脚弓区各部分与普通鞋垫之间或多或少的存在着空隙。图2是本发明可自我调整形状的鞋垫的脚跟部分受力时的横向截面图，当脚底(1)接触鞋垫(2)的脚后跟时，脚底给流体腔(3)接触到的部分施加压力，流体腔(3)里面的流体(5)在受压后，会流向腔体中压强小的部分像脚底(1)与鞋垫(2)之间原本是空隙的部分，直到该腔体中各处流体所受的压强相等，如图2中的情形，使得流体腔(3)的上下壁和所受压强相等的流体(5)一起形成一个与脚底几乎完全贴合的鞋垫，最大限度的增大了鞋垫的受力面积，并让脚底获得鞋垫均匀的支撑力，让使用者可以更加舒适的站立和行走。

实施例1：如图2和图3所示，本实施例的可自我调整形状的鞋垫上设置有流体腔(3)，由腔壁(4)围绕而成，腔壁(4)的上下壁构成鞋垫的两面，它里面包含有少量的流体(5)。本实施例的可自我调整形状的鞋垫具有整个脚的长度，腔体(3)为一个连通的整体。流体(5)占流体腔(3)全部容积的80％以下，根据测试，优选地，流体(5)占流体腔(3)全部容积的10％-40％，这样流体(5)足够用来填补原本脚底(1)与普通鞋垫之间的空隙；同时当脚底(1)的压力全部作用于鞋垫上时，在流体腔(3)中的流体(5)达到相对平衡后，流体腔(3)中部分腔壁(4)的上下壁之间不含有流体(5)，也就是脚底(1)至少有一部分直接从腔壁(4)上具有弹性并且不包含有流体(5)的上下壁得到支撑力，防止发生脚底站立或行走不稳的情况。当脚底(1)接触鞋垫(2)时，脚底给流体腔(3)接触到的部分施加压力，流体腔(3)里面的流体(5)在受压后，会流向腔体中压强小的部分像脚底(1)与鞋垫(2)之间原本是空隙的部分，直到该腔体中各处流体所受的压强相等。由于流体腔(3)在受压后在流体腔(3)中的移动，使得流体腔(3)的上下壁和所受压强相等的流体(5)一起形成一个与脚底几乎完全贴合的鞋垫，最大限度的增大了鞋垫的受力面积，并让脚底获得鞋垫均匀的支撑力，让使用者可以更加舒适的站立和行走。

实施例2：如图2、图4和图5所示，本实施例的可自我调整形状的鞋垫上设置有流体腔(3)，由腔壁(4)围绕而成，腔壁(4)的上下壁构成鞋垫的两面，它里面包含有少量的流体(5)。本实施例与实施例1不同的是，虽然自我调节形状的鞋垫仍具有整个脚的长度，但流体腔(3)由脚趾区分腔(31)、跖骨头区分腔(32)、脚弓区分腔(33)，和脚跟区分腔(34)的一个分腔或几个互不连通的分腔组成。该实施例的优点在于上述四个分腔均对应于脚底某一具体的位置，如果使用者的脚底某一部分有畸形的话，对应位置分腔中的流体(5)让鞋垫(2)在局部形成与脚底完全贴合的鞋垫，对畸形部分起到缓解压力的作用，并且该位置分腔中的流体(5)不可能移动到别的分腔位置，这样始终能对该畸形部分起到缓解压力的作用。由于在上述四个分腔所处的位置中，脚底(1)与呈平面状的普通鞋垫之间的空隙一般不同，因此流体(5)占各个分腔容积的比例也相应不同。根据测试，流体(5)占脚趾区分腔(31)容积的比例在50％以下比较合适，优选地，这个比例为10％-30％；流体(5)占跖骨头区分腔(32)容积的比例在40％以下比较合适，优选地，这个比例为5％-20％；流体(5)占脚弓区分腔(33)容积的比例在80％以下比较合适，优选地，这个比例为30％-70％；流体(5)占脚跟区分腔(34)容积的比例在40％以下比较合适，优选地，这个比例为5％-20％。这样的设置让流体(5)足够用来填补原本脚底(1)与普通鞋垫之间位于各个分腔之间的空隙，最大限度的增大了鞋垫的受力面积，同时当脚底(1)的压力全部作用于鞋垫上时，脚底(1)在各个分腔的位置均至少有一部分直接从腔壁(4)上具有弹性并且不包含有流体(5)的上下壁得到支撑力，防止发生脚底站立或行走不稳的情况。

实施例3：如图2和图6所示，本实施例的可自我调整形状的鞋垫上设置有流体腔(3)，由腔壁(4)围绕而成，腔壁(4)的上下壁构成鞋垫的两面，它里面包含有少量的流体(5)。本实施例与实施例2不同的是，流体腔(3)由脚趾区分腔(31)、跖骨头区分腔(32)、脚弓区分腔(33)，和脚跟区分腔(34)四个分腔组成，相邻分腔通过连接通道(6)相连通。虽然四个独立的分腔能够更加有针对性的为脚底各部分提供相对稳定的缓解压力的作用，但这给生产带来了一定难度，需要为每个独立的腔去确定需要密封在里面流体(5)的量。本实施例通过在四个相连分腔中间设置连接通道(6)，解决了生产复杂的问题。同时通过设定连接通道(6)的数量和大小，还可以控制流体(5)在各个分腔之间的流动速度，从而让可自我调整形状的鞋垫在不增加生产难度的基础上，能更稳定的为脚底提供稳定均匀的支撑力，让使用者可以更加舒适的站立和行走。

实施例4：如图2和图7所示，本实施例的可自我调整形状的鞋垫上设置有流体腔(3)，由腔壁(4)围绕而成，腔壁(4)的上下壁构成鞋垫的两面，它里面包含有少量的流体(5)。本实施例与实施例2不同的是，流体腔(3)由脚趾区分腔(31)、跖骨头区分腔(32)、脚弓区分腔(33)，和脚跟区分腔(34)通过连接通道(6)之中的某一个分腔组成，同时可自我调节形状的鞋垫不具有整个脚的长度，也只具有一个分腔的长度如图7。这样的好处在于当使用者脚底的某一特定部位需要缓解压力，特别是使用者脚底某一部分有畸形时，可以选择相应部位的本实施例的可自我调整形状的鞋垫。本实施例可自我调整形状的鞋垫可以通过胶结的形式固定于普通鞋垫的上面，也可以在生产鞋底的过程中将其镶嵌在鞋底里面。至于流体(5)占流体腔(3)容积的比例，可以根据流体腔(3)位于所处分腔的位置，和实施例2中的设置标准一样。

实施例5：如图8和图9所示，本实施例的可自我调整形状的鞋垫上设置有流体腔(3)，由腔壁(4)围绕而成，腔壁(4)的上下壁构成鞋垫的两面，它里面包含有少量的流体(5)。脚弓区设置有进出孔(7)，进出孔(7)可以采用任何已知的技术达到调节流体腔(3)内所含流体(5)的量的目的，并且在使用过程中能达到密封的效果，由于该技术很成熟并且在生活中广为使用，在此不再赘述。考虑到部分畸形脚的使用者，他们脚底与普通平面鞋垫之间形成的空隙大小与形状和正常脚不一样，因此对应于畸形脚的可自我调整形状的鞋垫也需要不同的流体(5)的量来形成一个与脚底完全贴合的鞋垫，而本实施例设置进出孔(7)就是为了达到这一目的。

实施例6：如图10和图11所示，本实施例的可自我调整形状的鞋垫上设置有流体腔(3)，由腔壁(4)围绕而成，腔壁(4)的上下壁构成鞋垫的两面，它里面包含有少量的流体(5)。在前面实施例中为了防止由于流体腔(3)中的流体(5)的存在而发生脚底站立或行走不稳的情况，在设置流体(5)的量时，均确保脚底(1)至少有一部分是直接从腔壁(4)上具有弹性并且不包含有流体(5)的上下壁得到支撑力。不过考虑到使用当中的某些极端情况的偶尔出现，比如使用者起跳后脚尖着地，而此时该位置的流体腔(3)中正好包含有流体(5)，这时腔壁(4)的上下壁有可能在瞬间极大的冲击力作用下产生相对滑动。当然如上面部分实施例中将流体腔(3)分割为脚趾区分腔(31)、跖骨头区分腔(32)、脚弓区分腔(33)，和脚跟区分腔(34)的方法也能在很大程度上解决上面提到的问题，但我们可以通过在主要受力区如跖骨头区和脚跟区设置不连续的腔壁固定点(8)，就能更好的解决此问题。腔壁固定点(8)由弹性材料构成，可以与腔壁(4)采用同一种弹性材料，并与腔壁(4)成为一体。

以上实施例仅为申请人在此举出的有限个实施方式而已，因此本发明可自我调整形状的鞋垫的结构并不局限于上述实施例中所列举的结构形式，还可以为其他的结构形式，其他方式在此不再赘述。

Claims (7)

1.一种可自我调整形状的鞋垫，它包括一个或多个装有流体的流体腔，腔壁由具有减震性能的弹性材料制成。其特点在于：可自我调整形状的鞋垫的流体腔中包含有较少量的流体，起到填补原本脚底与普通鞋垫之间空隙的作用，从而形成一个与脚底完全贴合的鞋垫，最大限度的增大鞋垫的受力面积；同时利用流体的流动特性和受力后同一腔体中的流体会流向腔体中压强小的部分，直到该腔体中各处流体所受压强相等的特点，让脚底获得鞋垫均匀的支撑力，让使用者可以更加舒适的站立和行走。

2.根据权利要求1所述的可自我调整形状的鞋垫，其特征在于：所述可自我调节形状的鞋垫具有整个脚的长度，所述流体腔为一个连通的整体。

3.根据权利要求1所述的可自我调整形状的鞋垫，其特征在于：所述可自我调节形状的鞋垫具有整个脚的长度，所述流体腔由脚趾区分腔、跖骨头区分腔、脚弓区分腔，和脚跟区分腔的一个分腔或几个互不连通的分腔组成。

4.根据权利要求1所述的可自我调整形状的鞋垫，其特征在于：所述可自我调节形状的鞋垫具有整个脚的长度，所述流体腔由脚趾区分腔、跖骨头区分腔、脚弓区分腔，和脚跟区分腔组成，相邻分腔通过连接通道互相连通。

5.根据权利要求1所述的可自我调整形状的鞋垫，其特征在于：所述可自我调节形状的鞋垫不具有整个脚的长度，只覆盖脚趾区，跖骨头区，脚弓区，或脚跟区之中的一个区域。

6.根据权利要求1所述的可自我调整形状的鞋垫，其特征在于：所述流体腔设置有一个可让流体进出并可密封的进出孔，可以用来调节流体腔中流体的量。

7.根据权利要求1所述的可自我调整形状的鞋垫，其特征在于：所述腔壁的上下部分有多个互相连接的腔壁固定点，防止腔体的相对滑动。。

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