CN101884449B - 具有非线性的粘性液体的鞋组件 - Google Patents

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Abstract

在此处公开了鞋和鞋底组件以及相关的制造办法。本发明的一个方面涉及由非线性的粘性的基于SEBS嵌段共聚物的材料制成的鞋和鞋底，在施加更多能量时所述材料变得更有弹性。鞋和鞋底组件被构造成具有脚跟和前脚插入件，所述脚跟和前脚插入件被构造以配合到中底中的凹陷中。在其它的实施例中，非线性的粘性的基于SEBS嵌段共聚物的材料在泡沫材料中与至少一种其它的聚合物混合。中底形成有由泡沫材料制成的脚跟冲击区域和前脚区域。

Description

具有非线性的粘性液体的鞋组件
技术领域
本发明公开内容的实施例涉及具有非线性的粘性液体部件的鞋组件和鞋。
背景技术
所有类型的鞋都由于由行走、跑步和其他活动所引起的重复的周期性负荷而遭受大量的应力。由于与体育活动相关联的更高冲击水平，运动鞋通常经历还更剧烈的应力。高度强度的步伐的反复冲击导致大的磨损并且甚至导致损坏掉许多鞋。另外，冲击对穿戴者的身体产生应力。如果没有正确的支撑和缓冲，脚、踝、腿肚子、膝和甚至髋关节由于体育活动而身体上受到挑战。关节、骨头和脚、腿和髋的肌肉的正确对准是至关紧要的。不合适地构造、磨损的或者未对活动量进行适当地校正的鞋，可能导致关节和骨头的离轴负荷。离轴负荷可能导致穿用者的疲劳和张力。
已经对生产一种鞋底进行了许多尝试，所述鞋底甚至对于最剧烈的体育活动也能自始至终给穿用者提供耐用的长久的和可靠的支撑。许多传统的材料通常为舒适感而牺牲响应性或者为了响应性而牺牲舒适感。此外，大多数材料或者适合于应力的高冲击的活动(诸如跑步)或者适于较低水平的活动(诸如站立或者行走)。许多先前的尝试放置气囊或者插入包含空气、胶、塑料或其他的吸收来自冲击的能量的材料到鞋底中。这些材料通常不能对不同水平的压力和冲击提供一系列的响应特性。换句话说，可能非常适于站立和行走的较软鞋底的鞋，对于更高的冲击水平没有被适当地校正。类似地，硬的鞋可以对于跑步或者其它的高能量活动提供适当的弹性和性能，通常不是非常适合于较低水平活动，甚至对于较低水平活动是不舒服的或者疼痛的。
已经进行了一些尝试，以提供在鞋底中具有胀流性(即剪切增稠)材料的鞋。这些材料的粘性作为切变速率的函数而增加(例如傻油泥(sillyputty))。然而，胀流性材料通常没有对于不同水平的活动所需要的响应性进行精确地校准，以提供最佳的响应性和舒适度。此外，胀流性材料不能容易地注模成型或压模成型，从而增加了制造的复杂性和成本。需要这样的鞋组件，其可以满足高和低强度活动的需要，而不牺牲舒适度或者性能。
附图说明
图1是在平均步伐期间脚步的冲击图案的等距视图。
图2是根据本发明公开内容的一双鞋的视图。
图3是根据本发明公开内容的几个实施例的左右脚跟和前脚的鞋组件插入件的俯视图。
图4A是根据本发明公开内容的几个实施例的脚跟插入件的横截面侧视图。
图4B是根据本发明公开内容的几个实施例的前脚插入件的横截面侧视图。
图5A是根据本发明公开内容的几个实施例的中底(midsole)和脚跟插入件的横截面后视图。
图5B是根据本发明公开内容的几个实施例的中底和脚跟插入件的横截面后视图。
具体实施方式
本发明公开内容的方面通常指向包括由非线性的粘性材料制成的鞋部件的鞋和鞋组件以及相关的制造办法。本发明公开内容的一个方面指向包括插入件(诸如由非线性的粘性的基于SEBS嵌段共聚物的材料制成的脚跟插入件)的鞋底组件。一个实施例的脚跟插入件通常具有弯曲的泪珠形状，具有大致圆形的脚跟部分和从脚跟部分向前延伸的锥形突起。鞋组件还可以包括类似地由非线性的粘性的基于SEBS嵌段共聚物的材料制成的前脚插入件。一个实施例的前脚插入件是波状外形的(contoured)插入件，该插入件包括设置在脚的内侧跖骨下面的大致椭圆形的部分，和从椭圆形部分横向向外延伸的弧突起。前脚延伸部被构造成弧形状，以大致位于穿用者的脚的跖骨的下面。中底被构造以容纳脚跟插入件和前脚插入件。
本发明公开内容的其它方面指向鞋底，其具有带脚跟冲击区域和前脚冲击区域的中底部分。脚跟冲击区域和前脚冲击区域中的至少一个由与至少一种其它的聚合物共混到泡沫材料中的基于非线性的粘性的SEBS嵌段共聚物的材料形成。
本发明公开内容的其它的方面指向制造鞋底组件的办法，包括形成具有至少一个凹陷的中底，该凹陷被构造成容纳至少一个插入件；和由非线性的粘性的基于SEBS嵌段共聚物的材料模制至少一个插入件，以配合到至少一个凹陷中。中底和插入件的顶表面形成内底(insole)，该内底构造成容纳脚。在一些实施例中，内底和/或鞋内底(sockliner)也可以由非线性的粘性材料制成，并可以用与在此处公开的相同的制造工艺制成。
本发明公开内容的另外的其它方面指向制造鞋底的办法。所述办法包括混合非线性的粘性的基于SEBS嵌段共聚物的材料与至少一个其它的聚合物以产生泡沫材料，和将该泡沫材料模制成具有脚跟冲击区域和前脚冲击区域的鞋底。所述办法还包括形成中底以容纳脚跟冲击区域和前脚冲击区域，其中中底、脚跟冲击区域和前脚冲击区域包括被构造成容纳脚的内底表面。
现在将描述公开内容的各个实施例。以下描述为全面理解和明白(enabling)这些实施例的描述提供具体的细节。然而，本领域技术人员将了解，公开内容可以被实践，而没有许多这些细节。此外，一些公知的结构或者功能可能没有被详细地示出或者描述，以便避免不必要地模糊各个实施例的相关描述。
下文呈现的描述中所使用的术语意欲以最宽的合理的方式诠释，即使它的使用结合了公开内容中的特定的具体的实施例的详细描述。特定术语可以甚至在下文被强调，然而以任何限制方式诠释的任何术语将如在这一详细描述部分中被明显地和具体地限定。
在整个说明书中提及“一个实施例”时，指的是关于实施例描述的和包括在本发明公开内容的至少一个实施例中的具体的特征、结构或者特性。因此，在整个说明书的各个位置中的“在一个实施例中”的措词的出现不是非指同一实施例。此外，具体的特征、结构或者特性可以以任何适合的方式结合到一个或多个实施例中。
图1示出在正常步伐的步伐循环期间传统的脚冲击图案。最黑部分10和12分别地对应于第一和第二跖骨与脚跟之间的区域。可以理解，这些是在正常步伐循环期间的高冲击的区域。较浅的区域14和16显示围绕脚跟和在第三、第四和第五跖骨下面的略微较少冲击的区域。冲击图案大致跟随脚的圆形部位(balls ofthe foot)或者跖骨的弧图案。其它的冲击区域是脚趾区域18和脚跟前方的和朝向足迹的外缘的区域20。这些冲击区域的图案示出在这些重要的区域对冲击吸收或者能量返回的需要。图1描述传统的平均冲击图案。然而，在整个这一公开内容中，参考冲击图案，可以认识到不同的活动将导致更高或者较低的冲击，和/或图案与图1显示的不同的冲击。本发明公开内容的特征可以被应用到不同的使用者在不同活动中所使用的鞋上，其中相关的冲击图案不同，且不背离这一公开内容的保护范围。
图2-5B示出根据公开内容的各个实施例的鞋组件的各个特征。图2是根据本发明公开内容的一对跑鞋100的视图。鞋包括上部102和鞋底104。鞋底包括脚跟插入件106和前脚插入件108。所述脚跟插入件106和前脚插入件108被分别地定位于鞋100的穿用者的脚跟和前脚的下面。插入件106和108被大致构造，以匹配人脚的冲击区域。通常，在步伐循环期间最高冲击的区域在脚跟的下面和在前脚的第一和第二跖骨头部的下面。插入件106和108的厚度通常对应于在这些区域的典型或者潜在的冲击负荷的水平，由此在典型地受到最高负荷的区域下的插入件部分的一部分比在典型地受到较低负荷的脚的部分下的部分厚。将在下文更详细地描述插入件106和108。应当认识，这里示出的鞋100仅是为了说明的目的，而且本发明公开内容适用于所有类型的鞋。
图3是根据本发明公开内容的左右鞋插入件110的俯视图。虽然有时本发明公开内容论述左或者右鞋/脚，但是应当认识左右鞋组件特征可以或者可以不必镜像在右鞋组件中。根据本发明公开内容的选择的实施例，左脚跟插入件112包括定位于穿用者的脚跟下面的大致圆形的区域114。锥形突起116从圆形区域114向前延伸。脚跟插入件112的形状大致对应于在正常步伐循环期间的人脚所经历的冲击区域。如图3所示，锥形突起116大致跟随脚跟和前脚之间的脚跟附近的脚的外部分。锥形突起116以圆形的尖端118终止。
脚跟插入件112包括多个通道凹陷120和销凹陷122。可以根据设计优先考虑而改变这些凹陷120和122的形状、深度、构造和布局。凹陷120和122一般提供更大的灵活性并减少插入件112的重量。一些凹陷120和122可以从插入件112的底部向上延伸，和一些凹陷从插入件112的顶部向下延伸，或者所有的凹陷可以从顶部或者底部延伸。在一些实施例中，凹陷120和122被整体构造以匹配脚的冲击图案。在这一示例中，凹陷124定位在围绕大致圆形区域114的圆形图案中。在一些实施例中，所述凹陷120和122可以包括在插入件112中的密封的空腔，以防止粘合剂及其他材料填充或者污染凹陷120和122。
前脚插入件130包括大致椭圆形部分132和在从椭圆形部分132以弧形延伸的弧突起134。弧的形状可以大致匹配人脚跖骨头部的形状，使得前脚插入件130给在前脚上的最高冲击的区域提供最大支撑。椭圆形部分132被稍微倾斜，前端部分136从后部138向内。类似于脚跟插入件112中的凹陷，前脚插入件130可以包括通道凹陷120和销凹陷122。
图4A是根据本发明公开内容的几个实施例的脚跟插入件112的横截面侧视图。脚跟插入件112包括从插入件112向下延伸的凸形的突起142和大致平坦的顶表面143。可以依赖于鞋的意图应用的范围和依赖于插入件112和130的材料改变凸形的突起142的厚度和形状。图4B是根据本发明公开内容的几个实施例的前脚插入件130的横截面侧视图。在这一实施例中前脚插入件130也具有凸形的突起144。与图4A中的脚跟插入件112的凸形的突起142相比，前脚插入件130的突起144较小。在其它的实施例中，其中插入件被构造成在前脚比在脚跟涉及更多冲击的不同使用，前脚插入件130可以更厚和具有更显著的圆顶形的轮廓144。例如，诸如骑自行车和跳舞的活动可能在前脚上涉及更多的冲击和在脚跟上涉及较少冲击。对于这样的活动，前脚插入件130可以比脚跟插入件112厚。脚跟插入件112和前脚插入件130以大致对应于在正常步伐循环期间人脚的高冲击区域的位置和定向被定位于在鞋底组件中，由此吸收在步伐期间传递到穿用者的骨骼、肌肉和关节的冲击力和其它负荷。因此，对穿用者的离轴的关节和骨架负荷被显著减少，尤其在费劲的高冲击活动(诸如跑和其它体育活动)期间。
在本发明公开内容的其它实施例中，插入件可以延伸大致跨过鞋的整个内底。在这些实施例中插入件可以在与图3中示出的图案大致相同的图案中在脚跟和前脚具有更厚的区域。其它的实施例可以包括在图3中大致被成形和构造的脚跟和前脚插入件，脚跟和前脚插入件通过薄连接片连接，以便于制造、输送和组装。应当认识到，图3示出的插入件是在诸如跑步或者行走的活动期间脚步的冲击图案的示例。还可以认识到，根据本发明公开内容的用于具有不同冲击图案的使用的插入件，可以根据活动的冲击图案被成形。例如，驾驶汽车可以放置压力在脚跟的后面，这是因为驾驶员操作脚踏板和离合器-在正常行走步伐期间未经历的冲击图案。兼容这种不规则冲击图案的插入件在本发明公开内容的保护范围内。
图5A是根据本发明公开内容的鞋组件150的横截面后视图。中底152被构造以容纳在中底152的凹陷中的脚跟插入件112。虽然脚跟插入件112被在图5A中示出，但是相似的特征可以被用于包括前脚插入件的其它的类型的插入件。在一些实施例中，中底152包括唇状部154，其在一部分插入件112上延伸以保持插入件112在适当的位置上。具有其它的形状和构造的其它的锁定接合可以定位于在中底152中的其它地方。插入件112可以包括诸如肩状部156的配合元件，其被构造以容纳唇状部154(或者其它的锁定接合)。粘合剂可用于增强中底152和插入件112之间的连接。在一些实施例中，肩状部156可以从插入件112延伸围绕插入件112的周长的均匀的距离。在其它的实施例中，肩状部156(和相对应的唇状部154)的尺寸可以围绕插入件112的周长改变。例如，在侧边上的肩状部156可以比在前边缘或后边缘上的肩状部156大或小。或者在内侧或前部的肩状部156可以比在外侧和后部上的肩状部156大或小。在有或者没有粘合剂的情况下，各种肩状部尺寸可以提高唇状部154和肩状部156的粘合。不同区域的应力依赖于鞋组件150被如何使用可以是不同的。因此，肩状部156和唇状部154可以被制定尺寸用以抵抗这些应力，使得插入件112被牢固地保持在中底152中。
中底周长部分159大致围绕中底152的周长延伸并被构造以容纳穿用者的脚并改善舒适度和拱形支撑。插入件112的顶部大体上是平坦的，在一些实施例中与中底152的表面大致平齐。在其它的实施例中，内底层(未示出)被放置在中底152和插入件112上。中底152中的凹陷被成形为使得插入件112配合到中底152中。虽然中底152在此处被示出具有大致凹形表面用以容纳插入件112的凸形突起142，但是可以认识到不同实施例可以有不同的构造，包括具有比在此处示出的更大或更小的半径的凹形表面或者具有平坦或凸形形状的凹形表面。例如，图5B是根据本发明公开内容的前脚插入件130和中底152的横截面视图，其中中底152具有横截面形状160，所述横截面形状160与在插入件112的底部上的相类似的负形形状相匹配。前脚插入件130被容纳在在中底152的另一部分中相类似的凹陷中。如上所述，前脚插入件130可以依赖于预期应用或类型而有各种形状和尺寸。
上面描述的插入件112和130由非线性的粘性材料(诸如由GLS公司制造的产品号为LC331-178或者331-138)构造。这些材料是基于SEBS(苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯)嵌段共聚物的材料。材料的弹性是对材料的冲击的水平的函数。这种材料允许运动鞋在行走的同时感觉柔软和吸收能量，但是当穿用者开始跑步或者以其它方式冲击材料时，鞋变硬并给穿用者的步伐提供期望的能量返回。当跑步者加速时，材料将继续对增加的冲击水平做出响应。弹性是穿用者的步伐的速度和力量以及穿用者的重量的函数。以一速度的较重的跑步者与以相同的速度的较轻的跑步者相比可能在材料中引起较高水平的弹性。
插入件是耐用的和挠曲的。当冲击在脚步之间被移除时，它们弹性地返回到它们的未负荷的形状。在正常步伐循环期间脚跟和前脚插入件受到不同的负荷。脚跟插入件上的主要的力来自从脚跟向下的压迫插入件的力，而在由于穿用者推离地面前脚插入件被弯曲时则有相当大的力施加到前脚插入件上。当冲击是高的时上述两个插入件通过向上弹起穿用者的脚跟后面或向前推动穿用者而返回这种能量给步伐。当冲击是低的时，插入件回复至它们的较软的吸收更多能量的状态，这时能量返回相应地(和适当地)较少。步伐的冲击越高，更多能量被返回给步伐。结果是鞋对于行走是舒适穿着的，而对于跑或者训练也没有牺牲其高端表现。
根据冲击能量吸取能量和返回能量提供几个优点。穿用者能获得舒适度和性能这两者，且没有牺牲任一种。能量返回和吸收通过减小离轴负荷在步伐期间提供更大的稳定性给穿用者。对脚中的关节、膝和髋有较小的应力，因为设置在脚上的力矩通过离轴负荷的减少而被减少。由于所述材料，鞋在适当时间和恰当地点提供缓冲和支撑。鞋用起来的感觉对于单独的跑步者和行走者被调节，因为材料的弹性把重量和活动作为因素，而适当地响应每一个。
除了由材料的弹性提供的能量返回的优点之外，本发明公开内容的材料和构造可以被定位于和被构造成给穿用者的步伐提供稳定性。穿用者的脚的内转可能引起过度的离轴负荷。球鞋可以被设计成包括非线性的粘性材料，其形式为包括大致如以上文讨论地一体形成在中底之内的其它结构部件或插入件、在选定位置上抵消内转或旋后以便给穿用者的步伐提供稳定性。类似于上面描述的动作，在较高冲击水平的材料的增加刚度和弹性将增强由鞋提供的稳定性防护。因此，在行走时略微内转(或旋后)而在跑或者跳时更重的跑步者，导致材料响应更高的冲击水平，而抵消更重的内转(或旋后)。
与胀流性材料不同的是，这种材料的一个额外的优点是它可以通过注模或者压模被制成各种形状。这些是公知的和成本有效的制造办法，因此通过这些方法制造的鞋较便宜。鞋组件的中底152及其他部件可以α烯烃(olephin)共混聚合物、聚烯烃共混聚合物构造或者由具有聚烯烃的聚合物合金构造。这些材料还可以被注模或者压模成形。
上述实施例包括由完全不同的材料制成的插入件和中底。在其它的实施例中SEBS材料可以和至少一种其它的材料，诸如在之前的对于中底的实施例中使用的使用材料中的至少一种或另一种聚合物材料，合并到泡沫材料中。材料可以一起混合到泡沫材料中，其可以被注模或者压模成形。在一些实施例中，泡沫材料被限制到在由图4A、4B、5A和5B的插入件覆盖的大致相同的区域中的脚跟和前脚区域。在其它的实施例中，SEBS材料更大地集中在高区域冲击中，并可以作为平均步伐(其可以依赖于活动而改变)的冲击水平的函数而分配，但不局限于那些区域。在另外的其它的实施例中，SEBS材料可以被分配到贯穿泡沫材料的平均的或者其它的选择分布图案，因此贯穿鞋的鞋底分布。
公开内容的上述详细描述的实施例不是要穷尽的或将公开内容限制成上文公开的精确形式。上面描述的公开内容的具体的实施例和示例是说明性目的，但是相关技术领域的技术人员将认识到各种等同的变型可以在公开内容的范围内。例如，尽管以给定次序呈现步骤，但是可选的实施例可以以不同的次序执行。在此处描述的实施例的各个方面可以被结合和/或除去，以提供另外的实施例。虽然与公开内容的特定实施例相关联的优点时在那些实施例的上下文中描述的，但是其它的实施例也可以显示这样的优点。此外，在公开内容的保护范围之内，不需要全部的实施例都必须显示这些优点。
除非上下文另外清楚地要求，贯穿描述和权利要求的措辞“包括”等被解释成包括的意义，与排它性的或者穷举的意义相反，即为“包括但不限于”的意义。此外，在此处的措辞“上”、“下”和类似意思的措辞，当用于这种应用时，总体上参考这种应用，而不是参考这种应用的任何的具体部分。关于项目列表的措辞“或”的使用意图是覆盖a)列表中的任意项目、b)列表中的所有项目和c)列表中的项目任何组合。
通常，下述的权利要求中使用的术语将不会解释成将本发明限制成在说明书中公开的具体的实施例，除非上文详细描述明确地限定这样的术语。另外发明人以许多的权利要求的形式仔细考虑公开内容的各个方面。因此，在提出申请之后，发明人保留添加权利要求的权利，以对公开内容的其它方面的寻求额外的权利要求形式。

Claims (10)

1.一种鞋底组件，所述鞋底组件包括：
脚跟插入件，所述脚跟插入件由非线性粘性的、基于SEBS嵌段共聚物的材料制成，所述脚跟插入件包括：
大致圆形的脚跟部分；和
从脚跟部分向前延伸的锥形突起；
前脚插入件，所述前脚插入件由非线性粘性的、基于SEBS嵌段共聚物的材料制成，所述前脚插入件包括：
大致椭圆形部分，其定位于脚的内侧跖骨的下面；和
弧突起，所述弧突起从所述椭圆形部分横向向外延伸，其中所述前脚插入件被构造成脚的跖骨的弧图案，以大致位于所述跖骨的下面；和
中底，其被构造以容纳所述脚跟插入件和所述前脚插入件。
2.根据权利要求1所述的鞋底组件，其中所述脚跟部分的顶表面是大致平坦的，和底表面是大致圆顶形状。
3.根据权利要求1所述的鞋底组件，其中所述锥形突起沿宽度方向和厚度方向中的至少一个逐渐减小。
4.根据权利要求1所述的鞋底组件，其中所述椭圆形部分略微厚于所述弧突起。
5.根据权利要求1所述的鞋底组件，其中所述非线性粘性的、基于SEBS嵌段共聚物的材料是可注模的或可压模的中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的鞋底组件，其中所述非线性粘性的、基于SEBS嵌段共聚物的材料是触变的、震凝的和假塑性的中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的鞋底组件，其中所述脚跟插入件和所述前脚插入件被构造成配合到所述中底的凹陷中。
8.根据权利要求1所述的鞋底组件，其中所述脚跟插入件和所述前脚插入件中的至少一个插入件具有多个凹陷，所述多个凹陷被构造以提高柔性并减少脚跟插入件和前脚插入件中的所述至少一个插入件的重量。
9.根据权利要求1所述的鞋底组件，其中所述材料被构造成至少在第一使用过程中响应于第一冲击提供第一能量返回，和在第二使用过程中响应于第二冲击提供大于第一能量返回的第二能量返回，其中所述第二冲击大于第一冲击。
10.根据权利要求9所述的鞋底组件，其中所述第一使用是行走，所述第二使用是跑步。
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