CN101795592A - 中足着地者的鞋底与鞋 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种有益于中足着地步态的改进的跑步鞋鞋底，包括位于上表面和地面接触表面之间的缓冲元件，缓冲元件的至少一部分位于鞋底外侧且包含在从鞋底后足端起测量的鞋底长度的15％至90％之间的范围内。一个或多个高耐磨地面接触防震垫位于该缓冲元件下方，并且包括包含在从鞋底后足端起测量延伸距离为鞋底长度的20％范围内的外侧部分。该鞋底优选地至少没有垂直拱形雕刻，并且还包括位于防震垫正内侧的纵向弯曲凹槽。

Description

中足着地者的鞋底与鞋

相关申请的交叉引用

本申请要求申请日为2007年9月6日、序列号为60/967,670的美国专利申请的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明涉及为跑步者设计的鞋及鞋底，特别是在一个步态周期内中足首先接触路面的跑步者。

背景技术

对跑步者的脚着地特性的研究和评估已经进行了25年多。这些研究表明大多数跑步者，至少有60％到80％在一个步态周期内自然地用足跟首先接触路面。这些跑步者被称为足跟到足趾跑步者、足跟着地者、或后足着地者。如图1所示，后足着地者首先用外足跟边缘着地，阴影区域为后足首次着地区10。

1980年，Cavanagh和Lafortune在对一组17个跑步者的研究中首先识别出另一种不同的脚着地模式。如图2所示，五(5)个研究对象首先用中足的某区域20着地，相反，其余十二(12)个研究对象用足跟区着地。Cavanagh，Peter R.和LaFortune，Mario A.，“Ground Reaction Forces in Distance Running，”J.Biomechanics，Vol.13，pp.397-406(1979年6月)，(以下称为“Cavanagh”)。这五个跑步者被标示为所谓的“中足着地者”。

在Cavanagh中，自从识别出这两种跑步者之后，后足着地者和中足着地者在一个步态周期中的总接触区域就均被监控。Cavanagh发现中足着地者在一个步态周期中的总接触区域主要限于脚外侧的中心部分，而后足着地者的总接触区域大些，从外足跟区的首先着地区10沿着鞋的纵轴延伸到脚前足足趾部分到在步态的最后的“足趾离地”期。后足着地者的较大接触区域意味着在后足着地者的脚接触地面期间占步态周期的较大百分比。因此，认为后足着地者的跑步步态比中足着地者的跑步步态效率更低。

尽管该中足着地技术看起来更优越，但研究显示大多数跑步者自然地为后足着地者。例如，1983年在一项对参与10k比赛的休闲跑步者和参与马拉松比赛的职业跑步者的脚着地特性的研究中，发现在每项比赛中有大约80％的跑步者足跟着地，20％的中足着地。然而，同时也发现，在每项比赛中跑的较快的往往是中足着地者。Kerr，B.A.，Beauchamp，L.，Fisher，V.和Neil，R.，“BiomechanicalAspects of Sports Shoes and Playing Surfaces”，pp.135-142(University PrintingCalgary，Calgary AB，1983)。

其它研究也表明了速度和跑步步态之间的相关性。例如发现大量的跑步者在舒适的跑步步伐中表现为足跟着地，加速时变为中足着地步态，这主要是由于身体重量不知不觉的前移。Williams，Keith R.，“Biomechanics of Running”，Exercise and Sport Sciences Reviews，Vol.13，pp.299-441(1985)。

认真的跑步者已经逐渐意识到使用在这些以及其它研究中所概述的中足着地步态的好处。这些好处包括减少受伤率，以及提高速度和效率。McClay，I.和Williams，D.，“Lower Extremity Mechanics in a Converted Forefoot Strike pattern inRunners，”North American Congress on Biomechanics，Waterloo，Canada(8月14日-18日，1998年)。因此，很多跑步者已经或者试图从他们自然的后足着地步态转换为该中足着地技术。

研制了一项现已公知的商标为

的跑步技术的Nicholas Romanov，已经成为将教授该中足着地跑步技术作为首选跑步步态的最强提倡者之一。Romanov的技术需要跑步者中足着地同时在受冲击时支撑关节弯曲，并且接着使用腘绳肌将脚从地面收回，依靠地心引力驱使跑步者向前。除了概述该技术，Romanov还发展了一种锻练路标，用于跑步者从典型的足跟着地跑步模式转换为

跑步技术。Arendse，R.E，Noakes，T.D.，Romanov，N.，Schwellnus，M.P.，和Fletcher，G.，“Reduced Eccentric Loading of the Knee with the Pose RunningMethod”，Medicine&Science in Sports&Exercise，Vol.36(2)，pp.272-277(2004年2月)。

因此，中足着地者分成以下三种基本类型：那些不依赖于速度而固有使用中足着地步态者；以舒适的步伐跑步的后足着地者的跑步者，但是随着他们速度的增加而自然转换为中足甚至前足着地；以及那些固有的后足着地者，但是由于多种原因已经转换或者试图转换为中足着地步态。

尽管在鞋类行业中已经尝试制造对中足着地有益的鞋，但仍需要为自然的和转换的中足着地者改进跑步鞋。

发明内容

本发明提供了一种有益于中足着地步态的改进的跑步鞋鞋底以及一种包括鞋面和该鞋底的鞋。

该跑步鞋鞋底包括上表面；地面接触表面；以及位于该上表面和该地面接触表面之间的缓冲元件。该缓冲元件的至少一部分位于鞋底中足区的外侧。该外侧部分包含在从该鞋底后足端起测量的鞋底长度的20％至90％之间的范围内。

该鞋底还包括一个或多个位于缓冲元件下方的地面接触防震垫。该一个或者多个地面接触防震垫具有外侧部分，该外侧部分包含在从自鞋底的后足端起测量的鞋底长度的15％延伸到该后足端的范围内。该地面接触表面的外侧部分包括该一个或多个地面接触防震垫的下表面。

该鞋底还包括位于该一个或多个地面接触防震垫的外侧部分的正内侧的纵向弯曲凹槽。

在一个方面中，该缓冲元件仅在外侧位于从后足端起测量的鞋底长度的20％至70％之间的范围内。

在另一个方面中，该缓冲元件进一步包括在前足区中的内侧延伸部分，该内侧延伸部分覆盖脚的跖骨头区域。

优选地，该鞋底至少在外侧拱形区域没有垂直雕刻。在一方面中，不管是垂直的还是水平的，都没有雕刻。

该鞋底可包括中底层。该中底层可位于缓冲元件上方或下方，或者该缓冲元件可夹在中底层之间。

在一方面中，中底层在后足区和前足区之间的厚度差小于10mm。

在本发明鞋底的一个方面中，一个或多个地面接触防震垫只位于外侧，并且包含在外侧的从后足端起测量的鞋底长度的20％至70％之间的范围内。

该一个或多个地面接触防震垫可由高耐磨工程橡胶、泡沫橡胶和粘性发泡橡胶中的至少一种组成。

在另一个方面中，纵向弯曲凹槽在鞋底长度的80％至90％之间延伸。

本发明的鞋包括本发明的鞋底和位于该鞋底上方的鞋面。在一个方面中，该鞋面可包括位于鞋的前足区的外侧稳定部件。

本发明另一个跑步鞋鞋底包括上表面、地面接触表面、和位于该上表面和该地面接触表面之间的缓冲元件。缓冲元件的至少一部分位于鞋底中足区的外侧，并且包含在从鞋底后足端起测量的鞋底长度的15％优选为20％至90％之间的范围内。

该鞋底还可包括位于鞋底外侧的缓冲元件下表面上的一个或多个地面接触防震垫，并且优选地包含在从鞋底后足端起测量的鞋底长度的20％至70％之间的范围内。相应地，该地面接触表面的一部分包括该一个或多个地面接触防震垫的下表面。

该鞋底还包括一个位于该一个或多个地面接触防震垫正内侧的纵向弯曲凹槽，且该纵向弯曲凹槽可在鞋底长度的80％至90％之间延伸。

附图说明

图1是后足着地者的首次着地动作的示意图。

图2是中足着地者的首次着地动作的示意图。

图3A是典型的中足着地者的跑步步态周期的首次触地期的压力分布示意图。

图3B是典型的后足着地者的跑步步态周期的首次触地期的压力分布示意图。

图3C是在一个跑步步态周期内，与中足着地者相比，后足着地者的典型的地面反作用力图。

图3D是为后足着地者设计的标示有后足着地者纵向着地区域的典型跑步鞋的仰视图。

图3E是为后足着地者设计的标示有中足着地者纵向着地区域的典型跑步鞋的仰视图。

图4A和图4B是本发明跑步鞋鞋底的一个实施例的示意图。图4A是该实施例的侧视图，图4B是该实施例的仰视图。

图5A和图5B是本发明跑步鞋鞋底的另一个实施例的示意图。图5A是该实施例的侧视图，图5B是该实施例的仰视图。

图6A和图6B分别是本发明鞋底的另一个实施例的侧视图和仰视图。

具体实施方式

本发明提供了改进的跑步鞋鞋底及有益于中足着地步态的跑步鞋，这可以通过对以下结合附图的优选实施例的描述而更好地理解。很显然，对本领域的技术人员来说，这里提供的对本发明实施例的描述仅仅是示例性和解释性的而不是限制性的。除非另有明确说明，说明书中所公开的所有技术特征可以被具有同样或类似用途的替代特征所替换。因此，许多变更的其它实施例被认为落在本发明及其等同物的范围之内。

应当指出的是，这里使用的术语“中足着地者”和“中足着地”也是为了包括现有技术中常被称为“足趾着地者”的类型的跑步者。

如图3A和图3B所示，中足着地步态跑步者在跑步步态周期过程中在整个脚分布压力，这和大多数采用后足着地步态的跑步者不同。这在跑步步态周期中从第一期的首次触地点到第二期的所谓“中期”或过渡期的过程中尤其明显。特别地，在中足着地步态中，地面接触的总区域22较小，最高压力区域24出现在外侧中足区，这和后足着地者足跟区中的地面接触总区域28内的典型的最高压力区域26相反。在第三期即“足趾离地”期期间，压力分布对于中足着地者和后足着地者基本相同。

本发明发明者的一项研究更详细地检查了后足着地者(RFS)和中足着地者(MFS)跑步步态周期之间的差别。图3C提供了这两种跑步者整个跑步步态周期的地面反作用力图(脚沿x、y或z轴施加的力)的线图。在该研究中，第三期进一步被分解为单独的推离(主动的)和足趾离地步骤。

需要注意的是，紧接首次触地34之后的对后足着地者的地面反作用力的峰值32在中足着地者中并不存在，该峰值32出现在足跟区。这一区别特征影响了在有益于中足着地者的鞋底中的各区域所需的缓冲量。

如图3C所示，该研究还发现与后足着地者在中期期36与推离期38之间的垂直地面反作用力的变化相比，对于中足着地者，重量转移或中期期35与推离期37之间的垂直地面反作用力变化更大。另外，该研究还确认中足和所谓“足趾着地者”并不可真正区分，因为中足着地者在加速时将进一步前移到足趾区域，有些人把该“足趾着地者”作为区分中足着地和更向前的足趾着地的另一类型。因此，这里使用的术语“中足着地者”和“中足着地”是旨在包括现有技术中常被称为“足趾着地者”的类型的跑步者。

参考图3D和图3E，传统跑步鞋25被设计成缓冲跑步步态的首次触地，该首次触地开始于后足着地者的发生在足跟着地区域30内的首先足跟着地。因此，例如，图3D和图3E所示的传统跑步鞋25包括高冲击缓冲垫40，该高冲击缓冲垫适当地位于外底42上方和鞋内侧和外侧都存在的足跟着地区域30内，以覆盖大多数后足着地者所特有的首次触地的最常见区域。另外，跑步鞋25还包括位于鞋内侧即后足着地者足跟着地最常见点内侧的鞋跟劈口45，以允许鞋底在受冲击时弯曲从而降低旋前速度。

相反，本发明的跑步鞋包括适当地位于中足着地区域50内的缓冲和地面接触防震垫，以覆盖大多数中足着地者所特有的首次触地的最常见区域，还包括适当地位于更靠近鞋的中心纵向轴线的位置处的纵向弯曲凹槽来降低中足着地者的旋前速度。

在对大量研究对象的研究中，本发明的发明者已确认对于大多数中足着地人群的首先着地可能发生在外侧中足区中的任何地方，该外侧中足区介于从后足端起测量的鞋底长度的约20％到约70％之间。

因此，为了在整个中足步态周期中为中足着地者提供必要的缓冲和支撑，本发明的缓冲元件的至少一部分位于鞋底中足区的外侧，并包含在从鞋底后足端起测量的鞋底长度的15％优选为20％到90％之间的范围内。

另外，“防震垫”优选位于至少在该至少20％到70％的范围内的外侧，来适应首先着地。因此，为了在首先着地时提供额外支撑，本发明的一个或多个防震垫被定位在缓冲元件下方以形成地面接触表面的一部分，该部分位于鞋底外侧并且至少定位在从鞋底后足端起测量的鞋底长度的20％到70％之间的范围内。

本发明防震垫的宽度优选地小于鞋底横向宽度的一半，最优选的是鞋底横向宽度的30％或更小。

特别地，参照图4A和图4B，根据本发明的跑步鞋鞋底60的一个实施例包括地面接触下表面65、接近内底(未示出)的上表面70、高冲击缓冲元件80、以及一个或多个防震垫100。图4A和图4B中的缓冲元件80位于鞋底60的下表面65和上表面70之间，并且只位于鞋底60的外侧。

缓冲元件80具有第一端85，该第一端85位于距离鞋底的后足端90至少为整个鞋底60的长度15％优选至少20％的位置，且优选地不超过50％的位置。缓冲元件80的第二端95位于距离后足端90约鞋底60的全长的约60％和约80％之间(包含两个端点)的位置，并且优选地处于约60％和70％之间。

缓冲元件80的宽度等于或小于鞋底60宽度的一半，并且其总长度优选等于鞋底60的全长的25％至65％之间的长度。

本发明的缓冲元件可以包括本领域技术人员已知的设计成吸收冲击力的任何结构和材料，例如以下的任何一个或组合：缓冲或减震泡沫，如新平衡的

缓冲系统；气垫或囊；或如用TPU制作的减震杆，如新平衡的缓冲系统。

仍参考图4A和图4B，防震垫100被成形并定位成仅在缓冲元件80的下方提供凹凸不平的高耐磨地面接触表面。可以提供一(1)至五(5)个防震垫100，最好是1至3个防震垫100。

本发明的防震垫优选地包括高耐磨地面接触表面，例如，高耐磨工程橡胶或泡沫橡胶。本发明的防震垫可以包括粘性发泡橡胶。

地面接触表面65的剩余部分由外底层110提供。本发明的外底层可以是适合用作外底的任何材料和结构。优选地，该外底层包括薄而轻质的橡胶或塑料。

本发明的外底的地面接触表面还可以包括位于侧壁和足跟区的斜纹。

鞋底60还可以包括纵向弯曲凹槽120，该纵向弯曲凹槽120将外侧定位的防震垫100与外底层110的内侧分开。优选地，本发明的纵向弯曲凹槽延伸鞋底长度的至少80％，并且可以延伸超过长度的90％。

该弯曲凹槽120优选地位于鞋的中足或足弓区域的内侧和外侧之间的中央，且沿着处于中足着地跑步者脚接触点内侧的纵向向后延伸，该弯曲凹槽的定位确保其对于任何中足着地步态在受到冲击时都会弯曲。

为了增加整个步态周期的灵活性，特别是在前足区还可包括额外的横向弯曲凹槽130。

再次参考图4A和图4B，鞋底60还优选地包括中底层140，该中底层延伸鞋的长度和宽度且位于外底层110的上方。本发明的中底层可以包括任何适合用作中底层的材料，例如EVA。

图4A和图4B中的中底层140位于缓冲元件80的上方，但其它实施例可以包括位于缓冲元件80下方的中底层，或该缓冲元件80夹在中底层之间。

在图4A和图4B中提供虚线150来表示具有雕刻拱形的传统跑步鞋的边界。该雕刻通常被用来减轻重量。相比较之下，本发明的鞋底被设计成有益于中足着地步态，它在鞋的外侧足弓区域没有垂直拱形雕刻。优选地，该鞋底在外侧也没有水平拱形雕刻。

没有该雕刻，本发明的鞋底有利地在典型中足着地者的首次触地区域内提供更多的接触区域，来防止鞋底由于在鞋底的该外侧中足区连续着地而毁坏。因此，所产生的平坦的外侧轮廓为中足着地步态提供了改进的地面接触和支撑。如图4B所示，本发明的鞋底能可选地在内侧包含一些雕刻155来减轻重量。

现在参考图5A和图5B，本发明的鞋底160的另一个实施例包括缓冲元件180，该缓冲元件进一步延伸到前足区并横穿到内侧以覆盖脚的跖骨头区域。该鞋底160包括位于该缓冲元件180的仅一部分正下方的防震垫200，该防震垫位于鞋的外侧中足区且包含在从鞋底后足端起测量的鞋底长度的15％优选20％和80％优选70％之间的范围内。地面接触表面165的剩余部分通过外底层210提供。

缓冲元件180延伸超过防震垫200，终止于距离后足端190等于鞋底长度70％至90％的位置处。在该实施例中，缓冲元件180还在前足区内延伸横跨鞋底160的宽度，从而在脚的跖骨头区域提供附加的缓冲。在该前足区提供高冲击缓冲适应当典型的中足着地者速度增加时发生在冲击着地区域内的前移。

还参考图5A和图5B，鞋底160还优选地包括中底层240，该中底层在鞋的长度和宽度上延伸且位于外底层210之上。在图5A和图5B所示的一个实施例中，缓冲元件180位于中底层240下方。鞋底160进一步包括将外侧定位的防震垫200与外底层210的内侧分离的纵向弯曲凹槽220、及可选的横向弯曲凹槽230。优选地，本发明的纵向弯曲凹槽至少延伸鞋底长度的80％，且可在长度的90％上延伸。优选地，鞋底160在其外侧没有垂直雕刻。可选择地，鞋底160在内侧足弓区域具有雕刻255且可在外侧还具有水平雕刻。

在为后足着地步态设计的传统跑步鞋中，通过增加在足跟区的中底层的厚度来提供充分的缓冲，这提高了足跟区。该提高可以通过结合位于中底层上方或下方的单独的缓冲足跟楔来提供，或者通过在足跟区内简单地提供较厚的楔形中底。典型地，足跟相对于前足区的厚度差约为10-14mm。例如，在足跟处的典型的中底厚度为22到27mm，而在前足处为大约12到14mm。

因为后足着地者不可能在一个跑步步态周期开始的最初冲击时接触足跟区，因此，本发明的鞋底不需要这样的重缓冲。相应地，本发明的鞋底优选包括前足和足跟之间的厚度差为5-10mm的中底。在一个实施例中，足跟区的中底厚度大约为13-18mm。足跟区的中底需要的缓冲的减少将产生相比于传统的跑步鞋更平且显著更轻的跑步鞋。

在图6A和图6B所示的本发明的鞋底260的另一个实施例中，减震泡沫值的缓冲元件280位于EVA制的中底层290上方。该缓冲元件280仅位于鞋底260的外侧并且包含在下述的范围内，该范围是从鞋底后足端起测量的、始于鞋底长度的大约15％至20％之间止于鞋底长度的大约75％至80％之间的距离。

鞋底260包括防震垫300，优选地由粘性发泡橡胶制成。该防震垫300的外侧部分从足趾端部310向后延伸鞋底260的长度的75％到80％。还设置了内侧防震垫320以覆盖内侧前足区。

鞋底260还包括将外侧定位的防震垫300与外底层340的内侧分离的纵向弯曲凹槽330。该纵向弯曲凹槽330沿着防震垫300外侧部分的内缘从前足区的端部350向后延伸，直到位于从后足端360起测量的鞋底长度的约15％到20％之间的位置处的点。

本发明的鞋包括鞋面和本发明的鞋底的实施例，例如，如图4A和图4B中所示的鞋底60和参照图4A和图4B所进行的描述，或者在图5A和图5B中所示的鞋底160和参照图5A和图5B所进行的描述，或者在图6A和图6B中所示的鞋底260和参照图6A和图6B所进行的描述。在一个优选实施例中，鞋面包括适当地定位于中足区上方和/或前足区中的外侧支撑部件。该支撑可通过任意的已知的适当定位的装置或材料来提供，从而为旋后控制提供外侧足支撑。

虽然本发明例示的实施例已经参照附图在此加以描述，但应该明白本发明并不限于这些确切的实施例，本领域技术人员可在不背离本发明的范围或精神的前提下，进行各种其它变化和变更。

Claims (12)

1.一种跑步鞋鞋底，包括：

上表面；

地面接触表面；

缓冲元件，其位于所述上表面和所述地面接触表面之间，所述缓冲元件的至少一部分位于所述鞋底的中足区的外侧，所述外侧部分包含在从所述鞋底的后足端测量的所述鞋底的长度的20％至90％之间的范围内；以及

一个或多个地面接触防震垫，其位于所述缓冲元件下方，所述一个或多个地面接触防震垫包括外侧部分，该外侧部分包含在从所述鞋底的所述后足端测量的所述鞋底的所述长度的15％延伸至所述后足端的范围内，所述地面接触表面的一部分包括所述一个或多个地面接触防震垫的下表面；和

纵向弯曲凹槽，其位于所述一个或多个地面接触防震垫的所述外侧部分的正内侧。

2.如权利要求1所述的鞋底，其中所述缓冲元件仅在所述外侧位于从所述后足端起测量的所述鞋底的长度的20％至70％之间的范围内。

3.如权利要求1所述的鞋底，其中所述缓冲元件进一步包括前足区的内侧延伸部分，该内侧延伸部分覆盖脚的跖骨头区域。

4.如权利要求1所述的鞋底，在外足弓区域中没有垂直雕刻。

5.如权利要求1所述的鞋底，进一步包括位于所述缓冲元件上方的中底层。

6.如权利要求5所述的鞋底，其中所述中底层在后足区和前足区的厚度差小于10mm。

7.如权利要求1所述的鞋底，其中所述一个或多个地面接触防震垫只位于所述外侧，并且包含在从所述后足端起测量的所述鞋底的长度的20％至70％之间的所述外侧的范围内。

8.如权利要求1所述的鞋底，其中所述纵向弯曲凹槽在所述鞋底的长度的80％至90％之间的范围上延伸。

9.如权利要求1所述的鞋底，其中所述一个或多个地面接触防震垫由高耐磨工程橡胶、泡沫橡胶和粘性发泡橡胶中的至少一种组成。

10.如权利要求1所述的鞋底，进一步包括位于所述缓冲元件下方的中底层。

11.一种鞋，包括如权利要求1所述的鞋底和位于所述鞋底上方的鞋面。

12.如权利要求11所述的鞋，所述鞋面包括位于所述鞋的前足区的外侧稳定部件。

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