CN101795593B - 装有填有泡沫的元件的鞋类制品和用于制造填有泡沫的元件的方法 - Google Patents

装有填有泡沫的元件的鞋类制品和用于制造填有泡沫的元件的方法 Download PDF

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Abstract

一种鞋类制品，其可以具有鞋面和固定到鞋面的鞋底结构。鞋底结构具有多个支承元件，每个支承元件包括外壳和核心。外壳形成内部空隙，且其由实质上绕整个空隙延伸的聚合物材料形成。核心具有空隙的形状，且位于空隙内，至少一部分核心是聚合物泡沫材料。至少两个支承元件的聚合物泡沫材料可以具有不同的密度。

Description

装有填有泡沫的元件的鞋类制品和用于制造填有泡沫的元件的方法
背景技术
传统的运动鞋类制品包括两个主要的元件，即鞋面和鞋底结构。鞋面为脚提供了遮盖，其相对于鞋底结构舒适地容纳并安全地放置脚。鞋底结构固定到鞋面的下部，且总体上位于脚和地面之间。鞋底结构除了能减弱地面反作用力外，例如还可以提供抓地力，(例如通过抵抗旋前)控制脚的运动和提供稳定性。因此，鞋面和鞋底结构共同作用，提供适合于多种范围的运动活动的舒适结构。
鞋底结构总体上结合有传统上称为内底、中底和大底的多个层。内底是位于鞋面内的薄的、可压缩的部件，其靠近脚的脚底(下)表面，以提高鞋舒适度。中底传统上固定到鞋面的下表面，形成鞋底结构的中间层，其主要负责减弱地面反作用力。大底形成鞋的触地元件，其通常由包括纹饰的耐用、抗磨材料形成，以提高抓地力。
传统的中底主要由有弹性的聚合物泡沫材料形成，例如聚氨酯或乙烯醋酸乙烯酯共聚物，其延伸贯穿鞋的长度。中底中的聚合物泡沫材料的性能主要依赖的因素包括：中底的空间结构和选择的用于聚合物泡沫的材料的具体性质，这包括聚合物泡沫材料的密度。通过改变中底的全部这些因素，可以改变相对硬度和减弱地面反作用力的程度，以满足穿用者的具体要求或鞋意欲应用的活动的具体要求。
除了聚合物泡沫材料外，传统的中底还可以包括，例如一个或多个填充有流体的腔。通常，填充有流体的腔由密封的和加压的弹性聚合物材料形成。然后将腔封装在中底的聚合物泡沫中，使得腔和封装的聚合物泡沫功能组合，作为鞋底结构的中底。在一些结构中，织物或泡沫拉伸部件可以位于腔内，或者加固结构可以结合到腔的外部或内部，以对腔提供形状。
发明内容
本发明的一个方面涉及鞋类制品，其具有鞋面和固定到鞋面的鞋底结构。鞋底结构具有多个支承元件，每个支承元件包括外壳和核心。外壳形成内部空隙，其由实质上绕所有空隙延伸的聚合物材料形成。核心具有空隙的形状，且位于空隙内，核心的至少一部分是聚合物泡沫材料。至少两个支承元件的聚合物泡沫材料可以具有不同的密度。
发明的另一方面涉及制造用于鞋类制品的鞋底结构的方法。该方法包括在第一聚合物层形成多个凹部，用不同体积的实质上未膨胀的聚合物泡沫材料部分地填充该凹部。然后使聚合物泡沫材料膨胀到实质上填充凹部，将第二聚合物层固定到第一聚合物层，以密封凹部内的聚合物泡沫材料。
在权利要求中具体指明了体现本发明的各个方面的优点和新颖的特征。然而，为了更好地理解这些优点和新颖的特征，可以参考下述的说明和附图，其说明并图示了多种实施例和关于本发明的方面的概念。
附图说明
结合附图阅读时将能更好地理解前述的发明内容以及下述的具体说明。
图1是鞋类制品的外侧视图。
图2是鞋类制品的内侧视图。
图3是鞋类制品的第一鞋底组件的俯视图。
图4A和4B是由图3中的剖切线图4A和4B确定的第一鞋组件的剖视图。
图5是第一鞋底组件的外侧视图。
图6是第一鞋底组件的内侧视图。
图7是第一鞋底组件的仰视图。
图8是第一鞋底组件的一部分的透视图。
图9是由图8中的剖切线9确定的第一鞋底组件的一部分的剖视图。
图10是第一鞋底组件的一部分的分解透视图。
图11A-11F是用于形成第一鞋底组件的一部分的制造方法的示意侧视图。
图12是可以应用于制造方法的装置的侧视图。
图13是装置的分解透视图。
图14是由图13中的剖切线14-14确定的装置的分解剖视图。
图15A-15F是与图14相应的装置的剖视图，其示出了用于形成第一鞋底组件的一部分的另一制造方法。
图15G是第一鞋底组件的一部分的剖视图，其由图15A-15F示出的方法制造。
图16A-16E是与图9相应的剖视图，其示出了第一鞋底组件的一部分的可选结构。
图17是与图14相应的剖视图，其示出了装置的另一结构。
图18是第二鞋底组件的透视图。
图19是第二鞋底组件的俯视图。
图20A-20C是由图19中的剖切线20A-20C确定的第二鞋底组件的剖视图。
图21是第二鞋底组件的侧视图。
图22是第二鞋底组件的仰视图。
图23A和23B是结合装置的透视图。
图24A-24C是结合装置的侧视图，其示出了用于形成第二鞋底组件的制造方法的一部分。
具体实施方式
下述的说明和附图公开了用于鞋类制品的鞋底组件以及用于制造鞋底组件的方法。本发明参照具有适于跑步的结构的鞋揭示关于鞋底组件的概念。但是，鞋底组件并不仅仅限于设计用于跑步的鞋，也可以应用于广泛范围的运动鞋式样，其包括例如篮球鞋、网球鞋、足球鞋(football shoes)、综合训练鞋、休闲鞋、英式足球鞋(soccer shoes)和登山鞋。鞋底组件还可以应用于一般认为是非运动的鞋式样，其包括时装鞋、平底鞋、凉鞋和靴子。所属技术领域的技术人员因此应理解到，除了在下述的说明中讨论的和附图中示出的具体式样外，此处公开的概念还应用于广泛类型的鞋式样。此处公开的概念还可以应用于除鞋之外的产品，其包括例如座椅垫、手套和用于头盔以及其它保护装置。
鞋的结构
图1和图2中示出鞋类制品10，其包括鞋面20和鞋底结构30。为了便于参照，可以将鞋10分成三个基本的区：脚前区11、脚中区12和脚跟区13。鞋10还包括外侧面14和相对的内侧面15。脚前区11总体上包括与脚趾和连接跖骨与趾骨的关节对应的鞋10的部分。脚中区12总体上包括与脚弓区对应的鞋10的部分，脚跟区13对应于脚的后部，其包括跟骨。外侧面14和内侧面15延伸通过区11-13中的每一个，且与鞋10的相对侧面一致。区11-13和侧面14-15并非用于准确划分鞋10的区。但是，区11-13和侧面14-15用于显示鞋10的总体上的区，以帮助理解下述的说明。除了鞋10外，区11-13和侧面14-15还可以应用到鞋面20、鞋底结构30，以及鞋面20和鞋底结构30的任一个的单个元件。
图中示出的鞋面20具有实质上传统的结构，其结合了多种材料元件(例如，织物、泡沫、皮革和合成革)，这些材料元件缝合或粘合在一起形成内部空隙，以安全地和舒适地容纳脚。脚跟区13中的踝开口21对内部空隙提供了入口。另外，鞋面20还可以包括鞋带22，其以传统的方式使用，以调整内部空隙的尺寸，从而将脚固定在内部空隙内，并便于脚进出内部空隙。鞋带22可以延伸穿过鞋面20上的孔，且鞋面20的鞋舌部可以在内部空隙和鞋带22之间延伸。假定本申请的各个方面主要涉及鞋底结构30，鞋面20可以显示上述说明的总体结构，或实际上任何其它传统的或非传统的总体结构。因此，与鞋底结构30或其变型一起使用的鞋面20的结构可以显著地变化。
鞋底结构30固定到鞋面20，且具有在鞋面20和地面之间延伸的结构。鞋底结构30的主要元件是鞋底组件31和多个大底分区32。鞋底组件31单独示出于图3-7中，其固定到鞋面20并延伸穿过区11-13中的每一个和侧面14和15之间。如下述的详细说明，鞋底组件31包括多个向下延伸的支承元件33，其被多个弯曲凹陷34隔开。支承元件33形成了鞋底结构30的独立的部分，其压缩以减弱地面反作用力，弯曲凹陷34在支承元件33之间延伸，从而允许鞋底结构30在步行、跑步或其它走动活动中弯折或以不同的方式弯曲。大底分区32(在一些结构中可以省略大底分区32)固定到每个支承元件33的下表面，其由可以包括纹饰的耐用、抗磨材料(例如橡胶)形成，以提高抓地力。
鞋底组件的结构
鞋底组件31包括外壳40和位于外壳40内的可压缩泡沫材料50。外壳40的上部靠近鞋面20，其由聚合物材料的第一层41形成，外壳40的下部由聚合物材料的第二层42形成。其中第一层41具有相对平坦的结构，且形成各个支承元件33的上表面，第二层42的轮廓形成支承元件33的侧壁和下表面。即是说，第二层42形成空隙或凹部，以容纳泡沫材料50。另外，层41和42结合或以其它方式彼此连接，以密封在弯曲凹陷34的上部的各种支承元件33。
第二层42的轮廓形成支承元件33和在支承元件33之间延伸的各种弯曲凹陷34。通常，支承元件33是鞋底组件31的离散的部分，其从鞋面20向下延伸。每个支承元件33的形状部分地由各种弯曲凹陷34的位置确定。如图7所示，三个弯曲凹陷34沿着鞋底结构30在纵向方向延伸，大部分弯曲凹陷34在总体上横向的方向延伸。弯曲凹陷34的这种位置设置形成大部分支承元件33，其显示总体上方形的、矩形的或梯形的形状。由于鞋跟结构30在脚跟区13弯曲，最靠后的支承元件33具有四分之一圆的形状。尽管弯曲凹陷34的数量和位置可以相当程度地改变，在一些结构中，鞋底结构30具有至少一个沿着鞋底结构30在纵向方向延伸的弯曲凹陷34，且至少有两个在横向方向上延伸的弯曲凹陷34。
如上述说明的每个支承元件33的形状部分地由各种弯曲凹陷34确定，弯曲凹陷34是向上延伸到鞋底组件31的间隔。如图所示，弯曲凹陷34延伸穿过鞋底组件31的大部分厚度(即，几乎整个下和上表面之间的厚度)。在一些结构中，如果层41和42的轮廓都以这种方式形成弯曲凹陷34，则弯曲凹陷34可以仅延伸穿过在下和上表面之间的一半距离。
弯曲凹陷34通过在鞋底组件31上形成枢接的结构增加了鞋底结构30的弹性。尽管传统的鞋中底是聚合物泡沫的单一元件，弯曲凹陷34在鞋底组件31上形成弯曲线，因此，在鞋底结构30的弯曲方向上起作用。鞋底结构30的横向弹性(即在外侧面14和内侧面15之间延伸的方向上的弹性)由三个纵向的弯曲凹陷34提供。尽管其中一个纵向弯曲凹陷34纵向延伸穿过鞋底组件31的整个长度(即，穿过全部三个区11-13)，其余两个纵向弯曲凹陷34仅延伸穿过鞋底组件31的大约一半的长度。尽管每一个纵向的弯曲凹陷34可以具有直的或线性的结构，但图示纵向的弯曲凹陷34为具有总体上弯曲的或s-形的结构。在脚前区11和脚中区12，纵向的弯曲凹陷34延伸穿过鞋底组件31的整个长度，其靠近外侧面14并从外侧面14向内侧隔开，但是位于脚跟区13的中心。在鞋底结构30的进一步的结构中，每个纵向的弯曲凹陷34可以延伸穿过鞋底组件31的整个长度，或者纵向的弯曲凹陷34都可以不延伸穿过鞋底组件31的整个长度。
鞋底结构30的纵向弹性(即，在区11和13之间延伸的方向上的弹性)通过十个横向的弯曲凹陷34提供。参考图7，横向的弯曲凹陷34总体上彼此平行，并在内侧-外侧方向上(即在侧面14和15之间)延伸。尽管横向弯曲凹陷34具有总体上平行的结构，并在内侧-外侧方向上延伸，但脚前区11中的横向弯曲凹陷34相对于脚跟区13的横向弯曲凹陷34具有一定角度。尽管图示每个横向弯曲凹陷34延伸穿过整个鞋底组件31，但在一些结构中，一些或全部横向弯曲凹陷34可以仅部分延伸穿过鞋底组件31。
弯曲凹陷34的位置和方向选择为补偿脚在跑步周期中的自然运动。通常，脚在跑步行进中的运动如下：首先，脚跟落地，然后是拇趾球。随着脚跟离开地面，脚向前滚动，使得脚趾可以接触，最后，整个脚离开地面，开始另一周期。在脚接触地面的时间内，脚典型地从外侧或外侧面向内侧或内侧面滚动，即所谓的旋前过程。即是说，通常，脚跟的外侧首先落地，脚的内侧的脚趾最后离开地面。纵向的弯曲凹陷34提供了横向的弹性，从而使得脚在跑步周期中自然地旋前。横向弯曲凹陷34保证了脚维持在持平的脚落地位置，且在脚接触地面时补偿脚的向前滚动。同样地，如上所述的横向的弯曲凹陷34的成角度的结构，提供了附加的弹性，其进一步提高了脚的自然运动。
鞋底组件31除了补偿脚的自然运动的弯曲外，其压缩以减弱地面反作用力(即，为脚提供缓冲)。如上所述，每个支承元件33形成鞋底结构30的独立元件，其结合泡沫材料50。鞋底结构30在脚和地面之间压缩时，泡沫材料50压缩以对脚提供缓冲。当脚离开地面时，加在支承元件33上的压缩力减少了，泡沫材料50膨胀到其最初的非压缩的结构。因此在步行、跑步或其它走动活动中，支承元件33压缩以减弱脚所经受的地面反作用力。依赖这样的结构，鞋底组件31还可以提供稳定性或限制各种的脚运动，例如旋前。
支承元件33压缩的程度至少部分依赖泡沫材料50的密度，泡沫材料50形成各种支承元件33的核心。通常，随着泡沫材料50的密度增加，泡沫材料50的可压缩性降低。即是说，随着泡沫材料50的密度增加，需要更大的力来偏转泡沫材料50。通过改变鞋底组件31的不同部分的泡沫材料50的密度，可以应对在跑步周期的各个部分中通过脚产生的压缩力。举例来说，位于脚跟区13的泡沫材料50具有的密度可以小于位于脚中区12和脚前区11的每一个的泡沫材料50，从而应对鞋底组件31在脚跟落地时经受的力与脚向前滚动时的力之间的不同。再举例来说，位于靠近外侧面14的泡沫材料50具有的密度可以大于位于靠近内侧面15的泡沫材料50，以降低脚朝向外侧面14滚动时的旋前率。在另外的实施例中，多种密度的泡沫材料50可以应用于鞋底组件31的不同区域。因此，泡沫材料50的密度在整个鞋底组件31中变化，例如用来减弱地面反作用力，控制脚的运动，并提供稳定性。
多种聚合物材料可以应用于外壳40。在选择用于外壳40的材料时，可以考虑材料的工程性能(例如，抗张强度、延展性能、疲劳特性、动态模量和损耗因数)。例如，当外壳40的壁由热塑性聚氨酯弹性体形成时，外壳40的壁可以具有大约1.0毫米(0.040英寸)的厚度，但是，厚度例如可以为从0.25毫米(0.010英寸)到3.0毫米(0.120英寸)之间或更多。除了热塑性聚氨酯弹性体外，多种其它的热塑性或热固性的聚合物材料也可以应用于外壳40，其包括聚氨酯、聚酯、聚酯型聚氨酯和聚醚聚氨酯。此外，在授予米切尔(Mitchell)等的美国第5,713,141和5,952,065号专利、授予邦克(Bonk)的美国第6,013,340，6,082,025，6,127,026，6,203,868，和6,321,465号专利、授予鲁迪(Rudy)的美国第4,183,156，4,219,945，4,936,029，和5,042,176号专利中所公开的任何材料都可以应用于外壳40。如同外壳40一样，多种热塑性的和热固性的聚合物泡沫材料可以应用于泡沫材料50，其包括例如聚氨酯和乙烯醋酸乙烯酯共聚物。因此，多种材料可以适合用于外壳40和泡沫材料50的每一个。
制造方法
为了说明用于制造鞋底组件31的方法，图3和图7中示出的鞋底组件31的一部分35还在图8-10中单独地示出(即，从鞋底组件31的其余部分中分离出来)。部分35包括两个支承元件33，其单独地表示为支承元件33a和33b以便于参考。其中一个弯曲凹陷34的一部分在支承元件33a和33b之间延伸。如鞋底组件31的其余部分一样，外壳40的层41和42的形状形成支承元件33a和33b，且泡沫材料50位于支承元件33a和33b内。如上所述，泡沫材料50的密度可以在整个鞋底组件31中变化。通过下面说明的制造方法，支承元件33a形成为具有比支承元件33b更大的可压缩性。更具体地，部分35形成为使得支承元件33a内的泡沫材料50显示比支承元件33b内的泡沫材料50较低的密度。
参照图11A，其示意性地示出泡沫源60，泡沫源60具有一对出口管61a和61b，其分别位于形成支承元件33a和33b的第二层42中的凹部之上。出口管61a和61b图示为具有不同的宽度，其中出口管61a具有比出口管61b较窄的结构。第二层42适当地设置在出口管61a和61b之下后，泡沫材料50同时地从出口管61a和61b中喷出并流入到或以其它方式进入第二层42中的凹部，如图11B所示。由于出口管61a和61b的宽度不同，泡沫材料50流入凹部的量不同。即是说，从出口管61b中排出的泡沫材料50的体积大于从出口61a中排出的泡沫材料50。
一旦第二层42的凹部填充了预定量的泡沫材料50，泡沫源60就停止供应泡沫材料50，且在凹部上方放置透气性格挡62，如图11C所示。当泡沫材料50从出口管61a和61b中排出时，其可以处于预发泡状态，其在进入第二层42后膨胀。泡沫材料50还可以处于部分发泡状态，其在进入第二层42的凹部后继续膨胀。即是说，泡沫材料50可以包括活性材料，在进入第二层42中的凹部后，在泡沫材料50内形成气体填充的空隙。透气性格挡62允许第二层42中的凹部内的空气和泡沫材料50内反应产生的气体逸出第二层42中的凹部，但是有效地阻止泡沫材料50膨胀超出第二层42中的凹部的上方。因此，泡沫材料50膨胀到填充第二层42的凹部，如图11D所示，但是，由于存在透气性格挡62，泡沫材料50实质上保持在凹部内。
泡沫材料50膨胀后，移走透气性格挡62，相对于第二层42和泡沫材料50设置第一层41，如图11所示。第一层41然后结合到第二层42，如图11F所示，以有效地完成部分35的制造。在一些结构中，第一层41还可以结合到泡沫材料50的上表面。为了使第一层41结合到第二层42，可以应用下述的具有结合装置160的特征的结合装置。尽管上述的制造方法是参考部分35进行说明的，但所属技术领域的技术人员会理解到与部分35的制造方法关联的概念可以应用于整个鞋底组件31。即是说，上述说明的总体方法可以应用于形成整个鞋底组件31。
如上所述，由于出口管61a和61b不同，不同量的泡沫材料50进入第二层42中的凹部。不同的量对支承元件33a和33b的每一个内的泡沫材料50的最终密度有影响。更具体地，支承元件33a接收的泡沫量少于支承元件33b，支承元件33a内的泡沫材料50的密度小于支承元件33b内的泡沫材料50的密度。因此，通过改变泡沫材料50的供应，支承元件33a和33b内的密度也改变。尽管出口管61a和61b的物理差异(例如，宽度、直径等)可以应用于影响进入第二层42中的凹部的泡沫材料50的相对量，但也可以采用关闭阀和其它的技术为每个凹部提供不同量的泡沫材料50。
假定支承元件33a和33b的体积是实质相同的，不同量的泡沫材料50导致不同的密度。在支承元件33a和33b具有不同体积的结构中，不同量的泡沫材料50可以导致实质上相同的密度。例如参照鞋底组件31，多个各种支承元件33图示为具有不同的大小。位于每个支承元件33内的各种量的泡沫材料50因此可以导致不同的密度、实质上相同的密度或多种密度的结构。因此，出口管61a和61b物理差异(例如，宽度、直径等)可以用于影响进入第二层42中的凹部的泡沫材料50的相对量，从而对于不同的鞋式样形成所需要的具体的密度。
透气性格挡62允许在泡沫材料50内反应产生的气体逸出第二层42中的凹部，但是有效地阻止泡沫材料50膨胀超出第二层42的上方。可以应用于透气性格挡62的材料的实例是孔状结构金属材料。如所属技术领域所公知的，孔状结构金属材料主要由包括在其内形成的各种空隙(例如穴或孔)的金属基体部件形成。如包括具有各种穴或孔的基体聚合物的聚合物泡沫一样，孔状结构金属材料形成各种空隙，其形成填充流体(例如空气、气体、液体)的穴，其与基体金属相比降低了孔状结构金属材料的整体密度。因此，孔状结构金属材料还可以被认为是孔状泡沫或孔状金属泡沫。
形成透气性格挡62的孔状结构金属材料的密度范围可以在不具有孔状结构的基底金属的密度的2％-98％之间。因此，与非孔状金属相比，孔状结构金属材料的密度例如可以是不具有孔状结构的相同金属材料的密度的2％、10％、25％、50％、75％或95％。尽管由于存在空隙，减少了金属的结构性材料的量，但孔状结构金属材料形成的材料保持了足以适用于鞋底组件31的模子中的物理性能，例如强度、硬度和变形抗力。
形成透气性格挡62的孔状结构金属材料可以具有开孔结构。在开孔结构中，空隙可以互相连接或以其它方式流体连通。举例来说，由于互相连接的空隙，空气可以穿过孔状结构金属材料，从而为孔状结构金属材料提供多孔的或透气的性能。空隙总体上可以贯穿整个透气性格挡62的三维结构形成。另外，透气性格挡62的多孔结构的选择使得泡沫材料50不会堵塞或以其它方式破坏穿过可渗透挡板62的空气或其它气体的流动。
尽管任何需要类型的金属或其它材料都可以用于孔状结构金属材料，但更具体的合适的金属材料的例子包括铝、钛、镍、铜、锌、碳、锆、钨、铅、钼和/或其组合物及其合金(例如镍铝合金、锡铅合金、黄铜等)。此外，可以采用任何需要的制造孔状结构材料的方法，其并不脱离本申请，其包括公知的和孔状结构金属材料供应商所使用的传统的方法，例如：德国
Figure G2008800244776D00111
的应用轻质材料(Applied Lightweight Materials，ALM)公司；奥地利拉舍芬的铝粉国际公司(Alulight International GmbH)；加拿大安大略湖米西索加的Cymat公司；加利福尼亚的奥克兰的ERG材料和航空航天公司(ERG Materials and Aerospace Corporation)；韩国汉城的泡沫材料有限公司(Foamtech Co.，Ltd)；加拿大安大略湖的FiberNide有限公司(FiberNide Ltd.)；德国卡尔滕基兴格莱希(Gleich)公司(Gleich GmbH)；奥地利施瓦森(Schwarzenau)的
Figure G2008800244776D00112
Klein-Reichenbach Ges.m.b.H公司；加拿大安大略湖的多伦多lnco公司(lnco Ltd.)；韩国天安的韩国金属泡沫材料公司(Korea Metalfoam)；日本桶川市的三菱材料公司(MitsubishiMaterials Corporation)；德国德累斯顿的M-Pore公司(M-Pore GmbH)；(美国)北卡罗来纳州亨德森威尔的博韦尔工程材料公司(Porvair AdvancedMaterials)；荷兰的Recemat国际公司(Recemat International B.V.)；(美国)罗得岛州的普罗维斯登工程材料公司(Reade Advanced Materials)；加拿大沃森维尔的Spectra-Mat公司(Spectra-Mat，Inc.)；法国布森的SASSolea公司(SAS Solea)；加拿大帕柯伊玛的Ultramet公司(UltrametCorporation)。另外，各种材料及其制造方法公开于美国第6,932,146；6,866,084；6,840,301；6,706,239；6,592,787；5,951,791；5,700,36和4,957,543号专利。
制造装置
泡沫源60对支承元件33a和33b中的每一个提供不同量的泡沫材料50。图12-14中的可选择的泡沫源60示为模子70。模子70的主要元件是上模部71和下模部72。上模部71包括凹部73、一对出口管74a和74b、密封盖75及透气性格挡76。下模部72包括一对腔77，其形状与第二层42中的各种凹部相应，且容纳第二层42中的各种凹部。
操作时，分离上模部71和下模部72，使得第二层42可以设置在其间，如图15A所示。另外，从凹部73和出口管74a和74b内的位置移去密封盖75。适当放置第二层42后，模部71和72闭合并使预定量的泡沫材料50流入凹部73，如图15B所示。由于重力作用，泡沫材料50然后流过出口管74a和74b进入第二层42内的凹部，如图15C所示。以与出口管61a和61b相似的方式，出口管74a和74b图示为具有不同的直径，其中出口管74a的直径比出口管74b的直径小。由于出口管74a和74b的直径不同，穿过出口管74a和74b进入第二层42中的凹部的泡沫材料50的量不同。即是说，从出口管74b中流出的泡沫材料50的体积比从出口管74a中流出的大。
当实质上所有的泡沫材料50已流过出口管74a和74b进入第二层42中的凹部时，将密封盖75置于凹部73内，使得密封盖75上的凸起伸入到出口管74a和74b中，并与透气性格挡76的下表面平齐，如图15D所示。当泡沫材料50注入凹部73中时，其可以处于预发泡状态，其在进入第二层42中的凹部后膨胀。即是说，泡沫材料50可以包括活性材料，其在进入第二层42中的凹部后在泡沫材料50内形成填充有气体的空隙。密封盖75防止泡沫材料50向上膨胀到出口管74a和74b中，透气性格挡76允许在泡沫材料50内反应产生的气体逸出第二层42中的凹部，但是有效阻止泡沫材料50膨胀超出第二层42的凹部之上。因此，泡沫材料50膨胀到填充第二层42中的凹部，如图15E所示，但是由于存在密封盖75和透气性格挡76，其保持在凹部内。像透气性格挡62一样，透气性格挡76也可以由孔状结构金属材料形成。尽管图中未示出，各种通道或管道可以延伸穿过上模部71，以排出穿过透气性格挡76的空气或气体。
泡沫材料50膨胀后，从模子70中移走第二层42和泡沫材料50，然后相对于第二层42和泡沫材料50设置第一层41，如图15F所示。可选择地，第二层42和泡沫材料50可以保持在下模部72内。然后将第一层41结合到第二层42，如图15G所示，以有效地完成部分35的制造。在一些结构中，应用相容的材料时，第一层41还可以结合到泡沫材料50的上表面。为了使第一层41结合到第二层42，可以应用下述的具有结合装置160特征的结合装置。尽管上述的采用模子70的制造方法是参考部分35进行说明的，所属技术领域的技术人员将理解到，与部分35的制造方法关联的概念可以应用于整个鞋底组件31。即是说，上述的总体方法可以用于形成整个鞋底组件31。在进一步的方法中，不同的泡沫材料可以设置在支承元件33a和33b中的每一个，或者泡沫材料50可以在不同的时间而非同时地注入或者以其它方式放入支承元件33a和33b内。
如上所述，由于出口管74a和74b不同，不同量的泡沫材料50进入第二层42的凹部。不同的量对于支承元件33a和33b中的每一个内的泡沫材料50的最终密度有影响。更具体地，支承元件33a容纳的泡沫材料少于支承元件33b，支承元件33a内的泡沫材料50的密度低于支承元件33b内的泡沫材料50的密度。因此，通过改变泡沫材料50的供应，支承元件33a和33b内的密度也改变。
进一步的结构
在上述说明的每个结构中，泡沫材料50完全填充各种支承元件33。参照图16A-16C，其示出了部分35的横截面图的结构，其中填充有流体的或填充有气体的腔51形成于泡沫材料50中。更具体地，图16A示出的结构中，泡沫材料50形成了梯形的腔51，图16B示出的结构中泡沫材料50形成了圆形的或总体上半圆形的腔51。与图16A相比，图16B中的腔51显示了不同的大小。就像将不同量的泡沫材料50注入支承元件33a和33b的技术一样，形成不同大小的腔51也对支承元件33a和33b的相对可压缩性产生影响。如图16C所示，腔51还可以是泡沫材料50的上表面和第一层41之间的流体间隙。尽管腔51图示为靠近外壳40，在鞋底组件31的一些结构中，腔51还可以位于泡沫材料50的中间。另外，在腔51内的气体可以相对于鞋10的外部压缩或不压缩。
在制造包括腔51的部分35时，模子70可以改良为结合有凸起78，如图17所示。在部分35的制造方法中，凸起78伸入到第二层42的凹部内。泡沫材料50膨胀时，其绕凸起78延伸，以形成凸起78形状的腔51。凸起78图示为具有总体上梯形的形状，因此，形成图16A所示的腔51的结构。在另外的结构中，凸起78可以具有圆形的形状或任何其它的形状，以形成其它形状的腔。凸起78可以由孔状结构金属材料或多种其它材料形成。
在上述的各种结构中，其中一个弯曲凹陷34图示为在支承元件33a和33b之间。更具体地，多个弯曲凹陷34图示为在多个支承元件33之间延伸。在进一步的结构中，支承元件33a和33b可以连接，使其之间不具有弯曲凹陷34，如图16D所示。在其它结构中，支承元件33a和33b还可以是鞋底结构30的分离的部件，如图16E所示。
鞋底组件31图示为贯穿鞋10的长度和宽度延伸。在一些结构中，相似的鞋底组件可以限定于鞋底结构30的具体区域。例如，鞋底组件可以仅位于脚跟区13内或例如位于脚前区11内。可选择地，鞋底组件可以仅位于靠近外侧面14。因此，在鞋类制品中应用鞋底组件31或类似结构的方式可以显著变化。
参照图18-22，其示出了另一鞋底组件131，其包括外部的外壳140和位于外壳140内的可压缩的泡沫材料150。尽管鞋底组件31具有沿着实质上整个鞋10的长度延伸的结构，鞋底组件131具有可以主要位于鞋类制品的脚跟区的结构。因此，泡沫元件或其它鞋底元件可以形成结合鞋底组件131的鞋底结构的脚中和脚前部分。
外壳140的上部由聚合物材料的第一层141形成，外壳140的下部由聚合物材料的第二层142形成。层141和142的每一个显示轮廓式的结构。更具体地，第一层141的轮廓形成中心凹部，第二层142的轮廓形成六个支承元件133和多个在支承元件133之间延伸的弯曲凹陷134。就像鞋底组件30一样，支承元件133可以是从鞋面向下延伸的鞋底组件131的离散的部分。在图16A-16C示出的部分35的结构中，泡沫材料50形成多个在支承元件33a和33b内提供空气或气体间隔的腔51。泡沫材料150也形成多个腔151，其在支承元件133内形成空气或气体间隔。
为了形成腔151，可以将与凸起78相似的凸起安装到模子，其使泡沫材料150注入由第二层142形成的凹部。泡沫膨胀后，可以打开模子，使得可以移走第二层142和泡沫材料150。如图23A和图23B所示，可以应用结合装置160使第一层141结合到第二层142，或使第一层141结合到第二层142和泡沫材料150的上表面。
结合装置160包括上结合部161和下结合部162。结合部161具有与第一层141的形状相应的轮廓区。更具体地，上结合部161具有与鞋底组件131的上表面的形状相应的形状的区域。相似地，下结合部162具有与第二层142的形状相应的轮廓区。更具体地，下结合部162具有与鞋底组件131的下表面的形状相应的形状的区域，且延伸到各种弯曲凹陷134中。
为了将第一层141结合到第二层142，第一层141以及第二层142和泡沫材料150的组合设置在上结合部161和下结合部162之间，如图24A所示。然后结合部161和162朝向彼此移动，使层141和142压合在一起，如图24B所示。这里，可以采用热能或射频(RF)能来提高层141和142的温度，从而使层结合或以其它方式固定在一起。然后将结合部161和162分开，以允许移走完成的鞋底组件131。
与用于鞋类应用的许多射频焊接装置相比，结合装置160具有轮廓式的界面。如上所述，第一层141的轮廓形成中心凹部。连接层141和142的结合因此遵循中心凹部的轮廓。同样地，在层141和142之间形成结合的结合部161和162的区域的轮廓形状也形成非平面的结合。
以上通过附图并参考各种实施例公开了本发明。但是公开的目的是提供关于本申请的各方面的各种特征的实施例和概念，而非限制本发明的各方面的保护范围。所属技术领域的技术人员将意识到，可以对上述实施例作出各种改变和变更，而并不脱离由权利要求限定的本发明的保护范围。

Claims (29)

1.一种鞋类制品，其具有鞋面和固定到鞋面的鞋底结构，鞋底结构包含第一支承元件和第二支承元件，每一个支承元件包括：
形成内部空隙的外壳；及
聚合物泡沫材料，其具有至少一部分空隙的形状且位于空隙内，
第一支承元件邻近第二支承元件且与第二支承元件隔开，以在鞋底结构上在第一支承元件和第二支承元件之间形成弯曲凹陷，第一支承元件比第二支承元件更靠近鞋的内侧面。
2.根据权利要求1所述的鞋类制品，其特征在于，第一支承元件的聚合物泡沫材料比第二支承元件的聚合物泡沫材料的可压缩性低。
3.根据权利要求1所述的鞋类制品，其特征在于，第一支承元件的聚合物泡沫材料的密度大于第二支承元件的聚合物泡沫材料。
4.根据权利要求1所述的鞋类制品，其特征在于，第一支承元件的聚合物泡沫材料形成腔。
5.根据权利要求4所述的鞋类制品，其特征在于，腔的至少一部分靠近外壳。
6.根据权利要求4所述的鞋类制品，其特征在于，空气位于腔内。
7.根据权利要求1所述的鞋类制品，其特征在于，外壳由第一片和第二片聚合物材料形成，第一片形成第一支承元件和第二支承元件的第一表面，第二片形成第一支承元件和第二支承元件的第二表面和侧壁，第一表面与第二表面相对。
8.一种鞋类制品，其具有鞋面和固定到鞋面的鞋底结构，鞋底结构包含均具有上表面和相对的下表面的第一支承元件和第二支承元件，第一支承元件和第二支承元件由多个从下表面向上延伸的在鞋底结构中的弯曲凹陷隔开，弯曲凹陷包括：第一弯曲凹陷，其纵向延伸穿过至少一部分鞋底结构的长度；及至少两个第二弯曲凹陷，其延伸穿过实质上整个鞋底结构的宽度，第一支承元件和第二支承元件均包括形成内部空隙的外壳和位于空隙内的聚合物泡沫材料，第一支承元件比第二支承元件更靠近鞋的内侧面。
9.根据权利要求8所述的鞋类制品，其特征在于，第一支承元件的聚合物泡沫材料的密度不同于第二支承元件的聚合物泡沫材料的密度。
10.根据权利要求8所述的鞋类制品，其特征在于，第一支承元件和第二支承元件的聚合物泡沫材料形成腔。
11.根据权利要求10所述的鞋类制品，其特征在于，腔的至少一部分靠近外壳。
12.根据权利要求10所述的鞋类制品，其特征在于，空气位于腔内。
13.根据权利要求8所述的鞋类制品，其特征在于，外壳由第一片和第二片聚合物材料形成，第一片形成上表面，第二片形成下表面和第一支承元件和第二支承元件的侧壁。
14.一种鞋类制品，其具有鞋面和固定到鞋面的鞋底结构，鞋底结构包含多个具有上表面和相对的下表面的支承元件，支承元件由多个从下表面向上延伸的在鞋底结构中的弯曲凹陷隔开，弯曲凹陷包括：第一弯曲凹陷，其延伸穿过实质上整个鞋底结构的长度；第二弯曲凹陷，其延伸穿过鞋底结构的一部分长度且至少位于鞋底结构的脚前区；及至少两个第三弯曲凹陷，其延伸穿过实质上整个鞋底结构的宽度，每个支承元件包括：形成内部空隙的外壳，外壳由实质上绕所有空隙延伸的聚合物材料形成；及核心，其具有空隙的形状且位于空隙内，至少一部分核心是聚合物泡沫材料，多个支承元件中的第一支承元件的聚合物泡沫材料的密度不同于多个支承元件中的第二支承元件的聚合物泡沫材料的密度，其中第一支承元件比第二支承元件更靠近鞋的内侧面。
15.根据权利要求14所述的鞋类制品，其特征在于，多个大底元件固定到至少一部分支承元件上，形成接触地面的表面。
16.根据权利要求15所述的鞋类制品，其特征在于，大底元件固定到支承元件的下表面。
17.根据权利要求14所述的鞋类制品，其特征在于，至少一个支承元件的聚合物泡沫材料形成腔。
18.根据权利要求17所述的鞋类制品，其特征在于，腔的至少一部分靠近外壳。
19.根据权利要求17所述的鞋类制品，其特征在于，空气位于腔内。
20.根据权利要求14所述的鞋类制品，其特征在于，外壳由第一片和第二片聚合物材料形成，第一片形成上表面，第二片形成下表面和支承元件的侧壁。
21.一种制造用于鞋类制品的鞋底结构的方法，该方法包含以下步骤：形成第一聚合物层的形状，以形成多个凹部和位于凹部之间的间隔，凹部设置成具有鞋底结构的轮廓的形状，多个凹部中的第一凹部比多个凹部中的第二凹部更靠近鞋的内侧面，间隔具有：第一间隔，其延伸穿过实质上整个鞋底结构的长度；至少两个第二间隔，其延伸穿过实质上整个鞋底结构的宽度，用不同体积的聚合物泡沫材料部分地填充凹部；使聚合物泡沫材料膨胀，以实质上填充凹部，至少两个凹部中的聚合物泡沫材料具有不同的密度；将第二聚合物层固定到第一聚合物层，以密封凹部内的聚合物泡沫材料。
22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，进一步包括将大底元件固定到至少一部分凹部的下表面。
23.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，使聚合物泡沫材料膨胀的方法包括使用透气性格挡以实质上防止聚合物泡沫材料膨胀出凹部。
24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，使聚合物泡沫材料膨胀的方法进一步包括选择孔状结构金属材料作为透气性格挡。
25.一种鞋类制品，其具有鞋面和固定到鞋面的鞋底结构，鞋底结构包含多个支承元件，每个支承元件包括：形成内部空隙的外壳，外壳由实质上绕整个空隙延伸的聚合物材料形成；核心，其具有至少一部分空隙的形状且位于空隙内，至少一部分核心是聚合物泡沫材料，多个支承元件中的第一支承元件和第二支承元件的内部空隙具有不同的体积，位于第一支承元件和第二支承元件的内部空隙中的核心具有实质上相似的密度，其中第一支承元件比第二支承元件更靠近鞋的内侧面。
26.根据权利要求25所述的鞋类制品，其特征在于，核心的聚合物泡沫材料形成腔。
27.根据权利要求26所述的鞋类制品，其特征在于，腔的至少一部分靠近外壳。
28.根据权利要求26所述的鞋类制品，其特征在于，空气位于腔内。
29.根据权利要求25所述的鞋类制品，其特征在于，外壳由第一片和第二片聚合物材料形成，第一片形成支承元件的第一表面，第二片形成支承元件的第二表面和侧壁，第一表面与第二表面相对。
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