CN101969804A - 高性能运动鞋 - Google Patents
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Abstract
根据一个方面，鞋底包括至少一个特别地设计为响应于由运动员的脚部作出的某些模式的诱发行为的主要地面接合部分。所述部分设有具有凹部和实体区域的雕刻图案。所述凹部和实体区域被分布为使得响应于所述模式的诱发行为在整个所考虑的地面接合部分上的压力或应力的差异最小化，从而提供更好的附着性和更低的由磨蚀引起的磨损。优选地，所述布置被运用于所述鞋底中多于一个的主要地面接合部分上，所述主要地面接合部分中的每一个对于运动员在活动中作出的特定模式的诱发行为提供特殊的响应。根据一个优选实施方式，所述凹部通过细长单元格构成，所述细长单元格通过带有圆形端部的细长孔在相应实体区域中开口。描述了这些原理在网球鞋的生产中的应用。
Description
技术领域
本发明涉及运动鞋。特别地，涉及这些鞋与地面接触的特性，所述特性根据高水平运动员施加的应力而变化，所述鞋的性能很大程度上取决于所述鞋响应于它们与地面的接合(engagement)而能够获得的反应的质量和变化。本发明还涉及就磨损方面考虑的鞋的强度和使用寿命，所述磨损产生于例如为竞赛的高强度和长时间的使用情况下。
背景技术
一些运动和比赛，例如网球，以及篮球、排球、手球、壁球和很多其它的运动和比赛在具有特殊表面覆层的相对小的场地进行，所述覆层对竞赛者快速的运动以及可能大幅变化的加速或减速运动(包括起跳、急停、滑行、击打时的接合与再接合、以及突然变向)的难易程度有很大的影响。因此，运动鞋通常受到强烈的应力，所述应力根据场地以及参加的运动的性质而变化。
这使得专用于某些运动或某些类型运动的运动鞋已经得到改进，所述改进至少针对高水平的运动，有时，在例如为网球运动的情况下，甚至运动场地表面的特性也已经得到改进。众所周知，在粘土(或红土)场地打网球导致运动员频繁的滑动运动，所述滑动运动显然比在其它类型的场地上造成更大且更多的磨损。显然比粘土或硬地表面对鞋底造成更小损害的草地场地在湿润时需要特别小心粘附。已经改进了许多类型的硬运动场地表面，所述表面具有许多特定的接触的附着特性、磨损特性、防滑特性以及柔性特性。
运动鞋技术近年来有了相当大的改进，制造商使它们的范围多样化，还提供了生产鞋底的创新的技术方案。
法国专利申请2297011提供了一种鞋的实例，其中，为了增大抗磨损性，鞋底具有围绕其整个外周的相对紧凑的连续边缘，所述边缘由比中央槽部更抗磨的材料制成。其它设计者(例如美国专利4 134 220)推荐特殊材料和/或处理方法来提升抗磨性，或者如在美国专利4 920 663中所述，为了所述目的而建议在鞋底中插入或包括进特定部分。
显然，就附着性方面，制造者传统上使用通过在鞋底表面上实体区域和凹部交替布置形成的雕刻图案，这通常为了以这样的方式产生尖锐的边缘，所述边缘能够帮助减轻鞋底与运动场地表面的粘附。因此，例如欧洲专利EP 0 706 767描述了一种鞋底，所述鞋底在其表面内包括多个并列的圆形图案，每个图案由被同样为圆形的沟槽环绕的小圆接合部分组成。这导致鞋底具有高“边缘数”，其理论上提供了用于在其表面所有方向上抓附或粘附的元件。另外，所述鞋底在厚度方向上每个接合区域以及对应的沟槽后面具有中空区域，这样，所述圆形接合区域悬空并且在垂直于鞋底的接触力作用下可朝向鞋底内部被弹性推压，从而提供自动清洁以移除环绕所述区域的沟槽中累积的颗粒。
专利EP 0 552 762和JP 2004 216019还介绍了一种鞋底的实施方式，所述鞋底具有在垂直于鞋底纵向方向的方向上大致彼此平行的直肋。这些肋的横向侧部沿从地面接触表面朝向所述鞋底的内部的方向朝向鞋的前部倾斜，因而，产生出比一侧垂直于地面的情况更不尖锐的边缘，并且使鞋更容易向前滑行到一定程度。相反地，每个肋的后侧壁的向后倾斜程度小于相反的向前倾斜程度。相应边缘的顶部的角度因此更尖，并且提供了所述肋沿从前向后方向(相反方向)开始滑动的更大的阻力。鞋底的特定的部分还可设有纵向肋。
另外还已知，例如由国际PCT申请No.WO99/38406提供了一种具有圆形内侧边缘的运动鞋鞋底，相比于尖锐边缘，当鞋底在运动员侧向猛冲过程中倾向于旋转时，增大所述鞋的鞋底和地面之间的接触区域。这样的横向曲率半径可沿所述边缘稍微变化，以便当穿着者沿着边缘向前移动时防止所述区域收缩过度。而且，在鞋内侧向前部分中且围绕所述部分的边缘的鞋底的所述曲线部分由纵向沟槽切开，所述纵向沟槽带有位于鞋底的其它部分的鞋底踏面图案之上的独特图案。
在英国专利申请No.GB 2136670所示例的运动鞋另一个实施方式中，多个齿形槽被设置在壁球鞋的鞋底正前区域中以增大其弹性。另外，在鞋底下面的不同区域中设置了锯齿状边缘和带状部以在需要的位置提供抓地力。
最后，专利申请No.GB 2030039描述了一种带有横向平行肋的用于室内运动的鞋的鞋底，所述横向平行肋呈现为具有相等长度及两种不同宽度的交替的部分。这些肋的尖端在鞋底的表面中呈圆形。这种构造明显地被设计以允许一些受限制或受控制的滑动能力。在一个实施方式中，与鞋底相对边缘邻接的两个区域设有同心半圆肋的图案，以允许鞋底的一定的枢转运动，所述图案呈现与如上所述大致相同的特征。
这些不同的设置中的每一个都可以实现一个精确而具体的性能目标。然而如果考虑现今必须实现的多种性能，它们就不适于实现高水平使用者现在的需求了。确实，现今需要在考虑到比赛的持久性或经济上的限制的情况下，在可能彼此矛盾的所要求的或所期望的最小性能特点连同就磨损方面所考虑的足够的使用寿命之间实现更好的折中。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种运动鞋，其鞋底能够根据参加的运动类型而对运动员的许多特定需求作出更好的响应。特别地，所述目的建议提供一种调节长期耐磨性和附着力的性能特点之间的折中的手段。
本发明的另一个目的是提供一种能够满足网球运动员需求的鞋底设计。
根据本发明的另一个目的，本发明的目的在于提供一种运动鞋，所述运动鞋具有包住运动员的一只脚(右或左)的鞋面，以及围绕所述鞋面的周边固定到所述鞋面上的由柔性、可弹性变形材料制成的鞋底，所述鞋底具有朝向脚趾的前端部、后跟部处的后端部以及具有交替布置的用于与地面接触的实体区域(或实心区域)和凹部的下表面，所述表面由更接近所述运动员的另一只脚(左或右)的内侧侧部边缘和位于相反侧的外侧侧部边缘侧向地限界。
根据本发明的一个方面，所述鞋包括至少一个主要地面接合部分，所述主要地面接合部分具有由所述部分的表面的凹部和实体区域的分布确定的表观可压缩性，并且优先于所述鞋底的其它部分而主要地受到响应于由运动员施加到所述鞋底上的作用力作出的对应模式的诱发行为的给定类型的动态应力。根据本发明，所述凹部和实体区域遍布所述部分的分布特别地被设计为使得反应于前述模式的诱发行为而在所述部分上产生的应力之间的差异最小化。
运动鞋的鞋底在大多数运动的运动成绩中起到重要的作用。甚至运动员只有通过使用他可用的与地面接触的多种形式才能做出所进行的特定比赛或运动的移动和击打特征。
鞋底的组成材料部分地确定了鞋的性能。鞋底必须具有足够的柔性，以在不需要过多的可能使脚部疲劳的变形作用力的情况下弯曲，并且快速弹性回复到其常规形状。所述鞋底在其厚度方向上必须足够坚固，以高精度地传递力和地面的反作用力，同时为运动员提供适当程度的舒适性。这样的鞋底通常由天然或合成弹性体制成，所述天然或合成弹性体在本领域中很多时候被称作“橡胶”，以下使用该术语。
为高水平运动员提供的所述运动鞋的鞋底受到静态应力，并且更重要的是，也受到具有相当大强度和多变性的动态应力，所述动态应力例如为或多或少受控的垂直负载、侧向滑动、滑移、急停或起跳、接合以及再接合等。鞋底对运动员脚部的反应的精确性、可靠性和稳定性是运动员表现的质量、精确性和稳定性的基本条件。
当然，鞋底的所述负载还取决于所进行的运动的类型、所使用的运动场地表面和使用所述鞋底的运动员的表现水平。观察表明，鞋底的不同部分根据运动状态所需的瞬时表现的类型而被运动员的脚部不同地施加负载。因此，例如在网球运动中在运动员提起他的体重后与地面再次接合时、或在改变方向时、或刚刚在球拍大力击球的冲击之前，给鞋底施加负载以获得最大的附着力的运动员倾向于在跖骨的头部下方鞋底前部的内侧侧部边缘上需要最大的附着力。相反地，其它的状态需要脚部滑过运动场地表面以尽快地达到远处位置，或者以提供快速而受控的制动。
本申请人的工作和经验还显示出，鞋底的主要接合部分的发热从一个部分到另一个部分不相同，并且在这些部分的每一个中材料的磨损程度是使用过程中所述部分内每个单独位置的最大工作温度的正递增函数。事实上，磨损取决于在接触点作用于材料上并导致橡胶发热的摩擦力强度。这些力和相应的发热随着摩擦表面之间压力升高而增大，而橡胶本身的磨损随着温度的升高而增大。因此，明显地，可有利的是，例如通过限制运动员期望存在抓地力的部分在大应力下滑动的风险，同时使运动员需要滑动的其它部分更容易进行所预期的滑动。
因此期望的是，特别在受到主要地面冲击力的那些部分中，接合压力不超过一定极限值并且动态压力的最大水平或峰值被最小化。在所述方面，为了避免在鞋底所述部分的限制区域中过度的压力峰值，本发明在遍布受负载部分的表面上提供了尽可能均匀的压缩应力的分布，由此，由于运动员的活动而引起的在鞋底的所述部分上产生的压缩应力之间的差异被最小化，从而提供最佳附着力和更好的磨损控制。
根据以上所阐述的本发明的特定方面，通过根据遍布所述接合部分的磨损引发应力的预期分布而调节或调整其至少一个主要地面接合部分中所述鞋底的表观可压缩性，从而实现所述目的。正如此前所指出的，垂直于鞋底表面的表观可压缩性的调节可以通过在所考虑的鞋底地面接合区域内的凹部和实体区域的相应分布而实现。下面将给出更详细的解释。
以上所指的遍布所述接合部分的磨损引发应力的预期分布可以例如根据温度的测量而确定。这样的测量通常能够在所述鞋刚刚被运动员使用给定的连续运动时间后提供整个鞋底地面接合部分上不同位置所达到的橡胶温度的分布图。因此可以理解，根据这里所讨论的本发明的特定方面，位于所述鞋的一个或多个主要地面接合部分中的凹部和实体区域的分布被设计为，使得反应于由运动员在活动中产生的对所述部分的特定诱发行为而在所述部分上引发的动态应力之间的差异均匀化或最小化。
根据一个优选实施方式，所述鞋底包括至少两个主要地面接合部分，所述主要地面接合部分中的每一个都优先于所述鞋底的其它部分而主要地受到响应于由运动员作出的相应模式的诱发行为的不同类型的动态应力，并且所述凹部和实体区域特别地遍布每一个所述部分而分布，以使得反应于所述相应运动员诱发行为在所述部分内产生的应力之间的差异最小化。
根据本发明的一个实施方式，在所述鞋底中，至少一个主要接合部分用于优先于鞋底的多于一个的部分而主要地受到动态压缩应力，所述至少一个主要接合部分能够促进鞋底响应于来自运动员的特定地面冲击压力诱发行为的抓地力和侧向附着力。这些部分可设置在所述鞋底的下表面的内侧前部和/或内侧后部。它可提供抵抗特别地在横向于所述鞋的长度的方向上由运动员施加的重的切向应力的抓地力。
根据另外一个实施方式，至少一个所述主要接合部分主要受到能够引发鞋底在至少一个方向上滑动的切向摩擦应力，所述切向摩擦应力响应于来自运动员的特定诱发行为。这里再一次地，所述鞋底的凹部和实体区域遍布在所述鞋底的相应鞋底部分上分布，以使得反应于相应运动员脚部的诱发行为在所述部分内产生的应力之间的差异被最小化。这样的部分可设置在所述鞋底的下表面的外侧前部侧和/或外侧后部侧。
实体区域和凹部的布置可以这样的方式设计，以提供在雕刻图案中形成尖锐边缘的平直过渡，所述尖锐边缘增大鞋底在运动场地表面上的抓地力，所述抓地力与垂直于这些线的定向而指向的力相反。
根据一个补充方面，这些边缘位于受到运动员施加在鞋的内侧的地面冲击作用力的地面接合部分中。这些边缘于是可以有利地指向大致纵向的方向，以增强相反于向内或向外的侧向切向应力的侧向附着力和抓地力，所述附着力和抓地力响应于运动员的诱发行为。
根据另一个理想的特征，所述边缘还位于受到运动员施加在鞋底外侧的滑动诱发行为的地面接合部分中，以在优选方向上稍微导引鞋底的滑动运动。于是有益的是，在鞋底的下表面中朝着向前向外的方向设置这些边缘，以用于使所述鞋能够在所述方向上以受控的方式倾斜滑动。
在本发明的一个应用中，特别是对于用于在通常称作“球场”的相对有限范围的封闭场地上进行的运动的鞋，有利的是，提供一种具有第一主要地面接合部分和第二主要地面接合部分的鞋底，在所述第一主要地面接合部分中实体区域和凹部的图案倾向于增大响应于运动员的地面冲击诱发行为的在内侧鞋底前部的地面附着力，其中，所述在内侧换句话说指在面向另一只鞋侧，而所述第二主要地面接合部分位于所述鞋底外侧的所述鞋底前部或向前部中，在所述第二主要地面接合部分中实体区域和凹部具有倾向于使所述鞋在至少一个优选的非纵向方向上的受控滑动更容易的图案。在这种情况下优选的是，由凹部和实体区域的分布构成的凹部相对实体区域的面积百分比或凹口比例在第二主要接合部分中比在第一主要接合部分中更大，所述第二主要接合部分用于使鞋在切向力下的滑动更容易，而所述第一主要接合部分用于承受来自运动员的高动态地面冲击作用力，这需要在地面上具有良好的抓地力和侧向附着力。
根据本发明的其它实施方式，可以典型地包括以下设置：a)在所述鞋底的后端部附近位于后跟部下面的地面接合部分，所述地面接合部分能够增大在向前方向上的制动力；b)在紧邻所述鞋底的前端部的区域中的地面接合部分，所述地面接合部分能够增大抵抗向前起跳的力的附着力；和/或c)在围绕鞋底内侧边缘向上侧向延伸的鞋底的区域中的地面接合部分，所述地面接合部分能够增大响应于在所述部分中来自运动员的地面冲击诱发行为的附着力和反弹力。
根据在鞋底的至少一个部分中的雕刻图案的设置的一个有利的方面，凹部以成组或成排的单元格的形式设置在所述部分的实体区域中，每个单元格通过由闭合线限定的孔开口，在特定方向上呈细长状，并且具有不带尖锐拐角的端部。
通过适当地指定这些单元格在所考虑的鞋底的区域的下表面中的深度和布置，可以调整或调节在围绕所述单元格的实体区域中垂直于所述鞋底下表面的鞋底的表观可压缩性或总体可压缩性。这是因为，如已知的那样，形成实体区域的橡胶(弹性体)通常不能在这个方向被压实，如果在另一个方向上没有膨胀的可能性(仅仅通过弹性蠕动才可能变形)的话。换句话说，如果运动员的脚部在与地面接触的橡胶实体区域上施加高的压力，那么材料只能通过侧向变形、也就是说通过单元格的至少一个所述边缘朝向其中空中心部分运动而吸收或缓冲部分施加的力。
除了由运动员给予的部分动态能量在压力传递到地面之前被吸收之外，围绕单元格的橡胶实体区域的总体可压缩性通过增大实体区域的接触表面并且因此减小其在地面上的压力而表现。根据本发明，根据通过比赛类型和运动状态的经验而获得的数据，这种现象被利用以调节在鞋底下表面中产生的动态压力，并且使它们遍及所考虑的地面接合部分的水平均等。
因此，总体可压缩性的调整需要对每个接合部分中和/或不同接合部分之间的单元格的包括深度的尺寸以及分布密度进行适当选择。确定凹口比例或一定区域的表面中凹部所占的面积百分比的这些因素，提供了用于调节鞋底的每个单元区域的总体或表观可压缩性的手段。
在一个实施方式中，所述区域下表面中每个单元格的孔包括两条优选地平行的大致平直的纵向边缘，所述边缘的相应端部成对地由不带有角点(angular point)的曲线连接。
这些纵向边缘的壁可垂直于围绕所述单元格孔的实体区域，由此产生出对鞋底抓地力有用的尖锐边缘。理想的当然是调节尖锐边缘的分布，换句话说是调节尖锐边缘的密度，所述尖锐边缘能在橡胶区域中横向于它们的定向抓附地面表面。
关于所述表面中的单元格的布置，给定的主要接合部分的基本上所有单元格、或者其中的大多数具有相同的定向。例如对于形成在用于使优选方向上的滑动更容易的所述主要接合部分中的单元格来说，即为这种情况。这些平行的单元格可以按错列布置的形式分布在所述接合部分中。
因此这些单元格使得可以根据运动员需要作出的响应的类型而在鞋底中形成不同的主要接合部分，同时调节这些区域中的每一个的可压缩性，以在鞋底的每个主要地面接合部分中限制最大局部压力集中，以便在受到活动中的运动员的特定诱发行为时，使所述部分中施加的压力尽可能均匀。压力分布的所述均匀性提供了鞋底更好的总体附着力，以及磨损更慢和更均匀的改进。在这一方面，还有利的是，由实体区域中单元格的布置而构成的凹口比例在鞋底的所述主要地面接合滑动部分中比在鞋底的主要地面接合抓地部分中更大。
根据特别地适于网球运动的一个实施方式，一个或多个主要滑动部分设有倾斜地定向的单元格，所述定向相对于鞋的纵向方向成30°到45°范围内的角度、优选成35°到40°范围内的角度、并且最常用地成大约37°的角度。
本发明还涉及由柔性弹性体材料制成的鞋底，所述鞋底被设计来配合运动鞋的下表面。
附图说明
为了便于理解本发明的主要设置以及本发明的其它方面或者变化形式，以下参照附图描述本发明的用于网球鞋的详细的且非限制性的实施方式，其中：
图1是所述鞋的鞋底的下表面的平面图；
图2是沿着图1的箭头II-II方向截取的鞋底的内侧侧部轮廓的视图；
图3是在图2中箭头的方向上沿着线III-III截取的所述鞋底的后跟的截面示意图；
图4为所述鞋底的实体区域中的凹部的一个可能的实施方式的示意图；
图5a示出了相对于前述实施方式的优选技术方案；图5b示出了使用本发明的条件下的所述方案的操作；
图6示出了用于本发明的应用的鞋底的雕刻元件的布置方法的说明。
具体实施方式
图1示出了制造来适于运动员右脚的网球鞋的鞋底10的下表面11。其由分别在鞋的脚趾部和后跟部处的两个端部，即前端部12和后端部13限界。所述端部由两个侧边缘、即面向运动员左脚的内侧边缘14和另一侧的外侧边缘15连接。在实心橡胶区域由凹口或凹部形成的一组雕刻图案在所述表面中可见，以便于产生文字或装饰设计，或者以便于在通常与地面接触的实体区域和不碰到地面的凹部或空心区域之间产生尖锐边缘或功能性过渡部。所述鞋底由基于天然或合成弹性体的厚橡胶层形成，所述弹性体能够主要通过屈曲而响应于脚部的运动发生弹性变形。在本例中，鞋底模制成形，并且在其外周具有向上延伸的橡胶延伸部，在图2和3中内侧侧部上的9处清晰可见，所述橡胶延伸部固定在鞋的鞋面或顶部外层(未示出)的基底上，所述鞋面或顶部外层由加强织物制成，所述加强织物由附加设计或装饰元件另外装饰。鞋底10本身在鞋的内部通过用于加固、舒适和卫生的其它材料层、以及通过用于直接支撑脚的鞋内底完成。
鞋底10的下表面11的视图示出其具有分别通过箭头20和40表示的前部和后部。这两个部分由在图1中更完整地示出的中间部分18隔开，所述中间部分18对应于与运动场地表面没有接触或仅仅很少接触的下表面11。前部20在鞋的纵向方向上分为两个彼此并列的主要接合区域或者部分，其中称为内侧前部区域或部分的22邻接下表面11的内侧侧部边缘14，而称为外侧前部区域或部分的24邻接下表面11的外侧侧部边缘15。这两个区域在鞋底的中间部分18和脚趾或前端部12之间延伸。它们在中间部分中由在脚趾12和中间部分18之间沿大致纵向方向延伸的槽25隔开。(顺便提及，值得注意的是，此处所示的实施方式的实例具有无任何内部设计的橡胶区域，例如与区域22齐平的区域23，以及与区域24齐平的区域26。这些区域不具有与本发明主题相关的技术功能。)
主要的内侧前部接合区域或部分22受到由网球运动员给予的相当大的压力。根据本发明的一个方面，所述内侧前部接合区域或部分22设有使其在侧向上具有用于抵抗切向力的抓地力和附着力的高负载能力的图案，所述切向力特别是如箭头122所示的作用在向内方向上的地面反作用力或在向外方向上的地面反作用力。
继续解释本发明的所述实施方式，主要的外侧前部接合区域或部分24是能使运动员在如图1中箭头124所示倾斜向前并向外的方向上以受控的方式滑动移动的区域。
邻接内侧边缘14的主要内侧接合区域或部分42以及邻接外侧边缘15的主要外侧接合区域或部分44也可以在鞋底10的下表面11的后部40中识别。这两个区域大致在鞋底后端部或后跟部13与中间部分18之间延伸，并且由大致纵向的槽45分隔开。它们各自的图案，一方面，为了特别地在箭头142所示的向内的方向上提供地面在鞋底上的切向力的最大阻力，在侧向上为区域42提供了用于抓地力或附着力的高负载能力；另一方面，在如图1中由箭头144所示的倾斜向前并且向外方向上(从鞋底后端部13看)为区域44提供了容易控制的滑动。
根据本发明所述的同一方面，鞋底10在靠近鞋底脚趾部12处和前部62的附近具有主要起跳接合区域或部分，并且在靠近后端部13的后跟部中具有示为64的用于向前运动的制动区域或部分。在这种情况下，这些区域中的每一个都位于各自内侧侧部接合区域22或42的直接延续位置。其还设有雕刻图案，所述图案使其具有用于相对于地面施加在鞋底上的纵向力的附着力的高负载能力。这些反应于鞋中运动员的脚部的接合的力由各自的纵向箭头162和164在相反的方向上示出。
最后，根据前面所提及的方面，鞋底还能有利地设有两个补充接合区域，或者反弹区域或部分，即前区域83和后区域85，其各自位于鞋底10的前部20和后部40。这些区域与内侧侧边缘14交叠而形成。如图2所示，这些区域沿着鞋底的边缘延伸一定程度进入向上延伸的橡胶延伸部9。它们被设计为给鞋底提供响应于鞋中运动员的脚部的冲击的反弹力的高负载能力，如箭头82和86分别所示(图1)。
申请人已经发现一种改进经受高负荷和高强度使用的鞋底的附着力和耐磨性的优异的方法，所述高负荷和高强度使用例如为在用于高水平运动员的网球鞋的情况下，所述方法消除或者减少尽可能多的反应于相应的特定类型作用力的、在至少一个地面接合部分上施加的压力的差异或应力水平的差异，所述相应的特定类型作用力在比赛不同阶段由运动员的脚部所施加或由其诱发。为实现所述方法，已经发现鞋底的垂直可压缩性(总体的或表观的)可以在所考虑的其下表面的整个地面接合部分中被调整。在一个实施方式中，所考虑的部分中鞋底的可压缩性通过雕刻图案的适当的布置而被调节。换句话说，如后面更详细地解释的那样，所考虑的地面接合部分中每个位置处的凹部和实体区域被分布为，在受到相应的特定模式诱发时，遍及所述部分获得相对均匀的压力，所述特定模式的激发例如为地面压缩冲击或运动员的切向滑移推动。甚至更特别地，实体区域和凹部的分布设置为使得鞋底中实体区域的橡胶在被动态力的分量向下按压时允许侧向蠕变到形成在所述鞋底的表面中的凹部中。侧向蠕变量的更多或更少取决于所考虑的鞋底部分内每个位置处的凹口比例并且确定了由局部压缩而产生的鞋底变形幅度。
在一个优选实施方式中(图5a)，凹部以产生于实体区域中的单元格102的形式形成，这些单元中的每一个通过由边缘形成闭合线的孔在鞋底的下表面上开口，沿一个特定方向呈细长状，并且具有不带尖锐拐角的端部。图5a示出了孔101的平面图，产生于实体区域100的橡胶中的单元格102的空腔通过所述孔101在鞋底的下表面上开口。孔101的轮廓是闭合线103，所述闭合线103在通过其两条平行较长直边106和107限定的预定方向上呈细长状，所述两条直边106和107的对应端部由曲线边108和109连接，其中在与呈细长状的直边106和107连接的连接处没有任何角点或带角的轮廓。形成空腔的橡胶中的中空部本身无锐角拐角。雕刻设计根据橡胶的区域中空心部所占百分比而允许鞋底橡胶凹口比例的精细调整，在所述橡胶的区域中实体区域与地面接触并传递其作用力到所述地面。这不仅允许获得凹口比例足够的调整，还允许获得尖锐的橡胶边缘的期望定位和分布密度，所述尖锐的橡胶边缘形成单元格102的直边106和107，并且实现或加强响应于运动员施加到鞋的力的鞋底在运动场地表面中的抓地力。
如以上所解释的那样，当实心橡胶区域受到垂直压缩力时，其能够在鞋底厚度方向上压实到一定程度，这是因为，橡胶可以在所述方向的侧向上弹性蠕变到由相邻单元格提供的空心部中。因此，即使由本身不可压缩的橡胶材料制成的实体区域，由于与实体区域相邻的单元格提供的侧向橡胶膨胀，因此鞋底的任意给定部分可设有一定程度的可压缩性，这被称为总体或表观可压缩性。
图5b示出当由单元格形成凹口的实心橡胶区域100受到运动员的脚部与地面强力接合而产生的高压力时图5a中单元格102的壁的变形。已知，由于橡胶侧向蠕变的倾向，孔的开口呈虚线103’的形式。直边106和107朝向空腔102的内部前进，直到位置106’和107’。类似地，边缘108和109的圆形端点倾向于展平到位置108’和109’。总的效果通过孔103的面积的减小以及实体区域100周围的地面接触区域的相应增大而表现。可以理解，由邻接受到垂直于地面的重压缩力的实体区域的中空区域提供的侧向膨胀能力越大，则所述实体区域的橡胶容易地流入附近单元格空腔的可能性越好。从而，凹口比例越大，通常所考虑的鞋的部分的表观可压缩性将会越大。
由于空腔102的壁没有任何角点，当橡胶如箭头117和118所示被侧向推向空腔102内部时，橡胶中与孔101邻接的内部应力以相对均匀的方式分布。如果孔所限界的单元格具有如图4中120处所示为矩形的形状，则不会是这种情况。这是因为，在图4的这种情况下，当橡胶被推向单元格的内部时(箭头127和128)，如等应力线125所示，应力集中会出现在矩形轮廓的四个直角的顶点122处。所述集中增加橡胶的疲劳直到其由于围绕单元格的过早破裂而断裂。因此，不仅有利的是由于闭合轮廓的使用灵活性而使根据本发明的呈细长单元格形式的凹部带有闭合轮廓，而且优选的是使它们设有不带尖角区域的轮廓。
图6示意性地示出了以三行和两列对齐的六个宽度为l、长度为L的单元格102。按照之前所确定的主要地面接合区域或功能性鞋底部分，单元格设计的以及彼此相关联的所述方式使得在以下性能特点之间能够实现可控的折中：滑移、抓地和接合压力。在允许滑动运动的区域或者部分中，单元格定向在箭头190所示的优选滑动方向上。随着宽度l减小，滑动变得容易。长度L的增大在与切向力相反的方向上提高鞋底的抓地力，所述切向力由地面在垂直箭头192的方向上以反作用而施加。最后，考虑到如前所述，所述凹口比例在鞋底表观可压缩性上以及在使地面上压力平均的努力上具有显著的效果，单独一列中单元格之间的间隔e1和一行相邻单元格之间的e2确定凹口比例，也就是在鞋底下表面的给定部分中凹部的表面积所占百分比。
因此，再次参考图1，外侧接合区域24和44设有相对于鞋纵向方向成37°的角度沿箭头124和144的方向并倾斜向前和向外呈细长状的单元格202和204。已经发现，在用于网球鞋的情况下，为了实现本发明的正确操作，所述倾斜度必须有利地在30°到45°的范围内，优选在35°到40°的范围内。
在促进滑动的主要区域中，单元格的纵向尖锐边缘具有提供平行于它们长度的滑动运动的一定程度的引导功能。如果需要避免滑动中过度明显的轨迹效果，那么单元格24和44的长度必须优选地相对于例如为用于内侧侧部区域22和42的206和208的单元格的理想长度减小。这是因为最后提到的单元格具有提供横向于其长度、抵抗地面施加到鞋上的切向力的最大抓地力的功能，所述切向力反应于运动员由于变向或击球而产生的诱发行为。图1示出了大多数单元格206和208比滑动区域的单元格202相对地更加细长(在这种情况下在它们宽度的3和5倍之间)，并且定位于大致纵向方向上以提供良好的侧向抓地力或者以抵抗侧向滑动。
至少一些单元格206和208布置为形成于具有大致纵向方向的例如为207和209的橡胶条中的行，所述橡胶条由例如为在图1中210和215处清楚示出的连续纵向槽彼此分隔开，对于所述条207和209，所述连续纵向槽分别位于中间部分18和鞋底的前部或后部之间。所述槽的纵向尖锐边缘有助于所述槽形成于其中的区域22和42的抓地力。单元格206的长度作为它们相距鞋底10的下表面11的内侧侧部边缘14的距离的函数而减少。因此，附图标记206a表示靠近侧边缘14的位于条207中的单元格，而206b表示离边缘14更远的位于靠近槽25的前侧区域24中的橡胶的条或区域中的单元格，所述槽25将接合区域与外侧区域24分隔开。单元格206b大致上比单元格206a短。
单元格206和208按行对齐或沿着平行于槽的路径的线连续，所述槽例如为分隔开相邻的前部条207的槽210和分隔开例如为209的相邻条的槽215。条207的路径朝向表面11的前侧继续沿着内侧侧部边缘14的轮廓延伸，呈现为方向上逐渐改变，最后变得大致上垂直于分隔外侧和内侧区域的中心槽25。这样就形成了前面已经描述的起跳部分或者区域。在所述区域内部，单元格211具有垂直于纵向方向的定向。类似地，后部内侧侧部接合区域42的至少一个条209延伸并且逐渐改变其方向，以沿着内侧侧部边缘14的轮廓延伸，直到在后端部13附近其形成设有垂直于鞋的纵向方向而定向的单元格212的制动区域64。
如图1中还清楚示出的，在前、后外侧主要地面接合区域或部分24和44中设有单元格的区域具有不连续的槽。设置在这些部分中的相对短的单元格202和204的错列分布相对于内侧侧部区域22和24中的单元格的密度来说非常密集。仅仅在单元格之间留有薄的实心橡胶区域以与运动场地表面接触。这些部分中的所述实体区域比这些部分中通过孔101开口的凹部占据鞋底下表面11中的接合部分24和44的小得多的部分。相反，地面冲击部分22和42中的凹口比例大大小于部分24和44中的凹口比例。在这些区段中留有适当比例地较大的与地面接触的总实体区域，以抵抗运动中承受的动态压力。
反弹部分83沿着鞋底的中间部分18和脚趾部之间其长度的大部分在鞋底10的前部覆盖内侧侧部边缘14。反弹部分83在一侧和最内侧的纵向橡胶条207相邻接，并且在84处延伸到向上延伸的橡胶延伸部9中(图2)。侧边缘14沿着反弹区域83的整个长度有着适当的圆形轮廓。向上延伸部84设有至少一行单元格306，所述单元格306沿鞋的纵向方向定向，并且当运动员在边缘14的极限位置剧烈地压倒鞋底时给予所述区域足够的可压缩性，从而为运动员提供反弹冲力。类似地，后反弹区域85形成于橡胶条209的边缘上，并且覆盖在图3中清楚示出其圆形轮廓的边缘14。反弹区域85在88处延伸到向上延伸的橡胶延伸部9中，在本实例中，所述反弹区域85设有在纵向方向上定向的第一行三个单元格307和在所述行之上的补充单元格308，从而给予区域85高反弹能力，所述反弹响应于由运动员的脚后跟在鞋底的边缘上施加的再接合的冲力。
用于在此所描述的一个实施方式的实例中，滑动区域或部分24和44的单元格是相同的，具有大约3毫米的深度、4毫米的长度以及大约1.5毫米的宽度。它们以对齐的单元格的线之间间隔大约1毫米且相邻的端部之间间隔1毫米的错列布置形式而分布。地面接合抓地部分或区域22和42的单元格的宽度为大约2毫米，并且根据位置的不同，它们的长度可以从5到10毫米变化。网球比赛运动员使用根据如上所述的原理而制造的鞋所进行的试验获得了显著的效果。整体性能得到提高并且保持很长的使用时间，对于这种水平的运动及其必需的条件，所述使用时间比目前可用的最佳标准的两倍还要长很多。
Claims (44)
1.运动鞋，所述运动鞋具有包住运动员的一只脚(右或左)的鞋面，以及围绕所述鞋面的周边固定到所述鞋面上的由柔性、可弹性变形的材料制成的鞋底，所述鞋底具有朝向脚趾的前端部、后跟处的后端部、带有交替布置的用于与地面接触的实体区域和凹部的下表面，所述表面由更接近所述运动员另一只脚(左或右)的内侧侧部边缘和在相反侧的外侧侧部边缘侧向地限界，其中所述鞋底包括至少一个主要地面接合部分，所述主要地面接合部分具有由所述部分的表面上的凹部和实体区域的分布确定的表观可压缩性，并且优先于所述鞋底的其它部分而主要地受到响应于由运动员作出的对应模式的诱发行为的给定类型的动态应力，并且所述凹部和实体区域特别地遍布所述部分而分布，以使得反应于所述模式的诱发行为而在所述部分上产生的应力之间的差异最小化。
2.根据权利要求1所述的运动鞋，其特征在于，所述鞋底包括至少两个主要接合部分，所述主要接合部分中的每一个都优先于所述鞋底的其它部分而主要地受到响应于由运动员作出的相应模式的诱发行为的给定类型的动态应力，并且所述凹部和实体区域特别地遍布各个部分而分布，以使得反应于所述相应模式的诱发行为而在所述部分上产生的应力之间的差异最小化。
3.根据权利要求1所述的运动鞋，其特征在于，所述至少一个主要接合部分优先于鞋底的其它部分而主要地受到动态压缩应力，所述至少一个主要接合部分能够增大鞋底响应于来自运动员的特定地面冲击压力诱发行为的抓地力和侧向附着力。
4.根据权利要求1所述的运动鞋，其特征在于，所述至少一个主要接合部分优先于鞋底的其它部分而主要地受到切向摩擦应力，所述至少一个主要接合部分能够促进鞋底在至少一个方向上响应于来自运动员的特定鞋底滑动诱发行为的滑动。
5.运动鞋，其中鞋底被分为前部和后部，并且包括如权利要求4或权利要求5中所述的相同类型的第一和第二主要地面接合部分，并且其中，所述第一主要接合部分位于鞋底的前部，而所述第二主要接合部分位于鞋底的后部。
6.根据权利要求2所述的运动鞋，其特征在于，所述至少第一主要接合部分优先于鞋底的其它部分而主要地受到动态压缩应力，所述至少一个主要接合部分能够促进鞋底响应于来自运动员的特定地面冲击压力诱发行为的抓地力和侧向附着力，并且所述第二主要接合部分主要地受到切向摩擦应力，所述第二主要接合部分能够促进鞋底响应于来自运动员的特定脚部滑动诱发行为的滑动。
7.根据权利要求6所述的运动鞋，其特征在于，在所述至少第一和第二主要接合部分内的凹部和实体区域的分布被设置为使得所述第二部分中的鞋底的凹口比例大于所述第一部分中的凹口比例。
8.根据权利要求3所述的运动鞋，其特征在于，所述至少一个主要接合部分位于鞋底下表面的内侧前部部分中，所述至少一个主要接合部分能够增大反应于由运动员给予所述鞋底的地面冲击作用的附着力和抓地力。
9.根据权利要求3所述的运动鞋，其特征在于，所述至少一个主要接合部分位于鞋底下表面的内侧后部部分中，所述至少一个主要接合部分能够增大反应于由运动员给予所述鞋底的地面冲击作用的附着力和抓地力。
10.根据权利要求8或9所述的运动鞋，其特征在于，在所述主要接合部分中的凹部和实体区域形成尖锐边缘，所述尖锐边缘能够增大在其响应于所述地面冲击作用方向的横向方向上的抓地力。
11.根据权利要求4所述的运动鞋，其特征在于，所述至少一个主要接合部分位于所述鞋底的外侧前部部分中，所述至少一个主要接合部分能够促进由来自运动员的相应诱发行为引起的所述鞋底的滑动。
12.根据权利要求4所述的运动鞋，其特征在于，所述至少一个主要接合部分位于所述鞋底的外侧后部部分中，所述至少一个主要接合部分能够促进由来自运动员的相应诱发行为引起的所述鞋底的滑动。
13.根据权利要求11或12所述的运动鞋，其特征在于，所述主要接合部分的凹部和实体区域形成尖锐边缘，所述尖锐边缘能够在所述鞋底响应于来自所述运动员的相应诱发行为的滑动的方向上提供一定的引导控制。
14.根据权利要求13所述的运动鞋，其特征在于，所述边缘沿朝向鞋底前侧和外侧的给定倾斜方向定向，以在所述方向上提供所述鞋底响应于来自所述运动员的相应诱发行为的滑动的一定的引导控制。
15.根据权利要求6所述的运动鞋，其特征在于，还包括至少一个在所述鞋底的后端部附近位于后跟部下面的地面接合部分，所述地面接合部分能够增大在向前方向上的制动力。
16.根据权利要求6所述的运动鞋，其特征在于，还包括在紧邻所述鞋底的前端部的区域中的地面接合部分，所述地面接合部分能够增大抵抗向前起跳的力的附着力。
17.根据权利要求6所述的运动鞋，其特征在于，还包括至少一个在围绕鞋底内侧边缘向上侧向延伸的鞋底的区域中的地面接合部分，所述地面接合部分能够促进响应于在所述部分中来自运动员的地面冲击诱发行为的附着力和反弹力。
18.根据权利要求1所述的运动鞋，其特征在于，在所述鞋底的至少一个主要接合部分中，凹部包括在所述鞋底的下表面的实体区域中通过由闭合线限界的孔开口的单元格，所述闭合线在一个方向上呈细长状并且不具有尖锐拐角。
19.根据权利要求18所述的运动鞋，其特征在于，在所述实体区域的下表面中的每个单元格的孔包括两条形成大致平直的尖锐边缘的纵向边缘，所述纵向边缘在各端部以不带有角点的方式由曲线连接。
20.根据权利要求18所述的运动鞋，其特征在于，在所述接合部分中的大多数所述单元格大致平行于相同的方向呈细长状。
21.根据权利要求18到20之一所述的运动鞋，其特征在于，至少在所述接合部分中，所述单元格的长度随着鞋底从侧向边缘到中间纵向线的距离的增大而减小。
22.根据权利要求20所述的运动鞋，其特征在于，所述平行的呈细长状的单元格至少在所述主要接合部分中以错列布置形式分布。
23.根据权利要求18或19所述的运动鞋，其特征在于，包括增大抓地力或附着力的内侧前部主要地面接合部分和促进受控的滑动的外侧前部主要地面接合部分，并且其中所述外侧前部接合部分的单元格比所述内侧前部接合部分的单元格具有更密集的凹部的平均分布。
24.根据权利要求18或19所述的运动鞋，其特征在于，包括增大抓地力或附着力的内侧前部主要地面接合部分和促进受控的滑动的外侧前部接合部分，并且其中所述内侧前部接合部分的单元格比所述外侧前部接合部分的单元格更长。
25.根据权利要求18或19所述的运动鞋，其特征在于，包括增大抓地力或附着力的内侧前部主要地面接合部分和促进受控的滑动的外侧前部接合部分，并且其中所述内侧前部接合部分的单元格比所述外侧前部接合部分的单元格更宽。
26.根据权利要求18或19所述的运动鞋，其特征在于，包括用于在鞋底后跟部附近增大抓地力或附着力的内侧后部主要地面接合部分和用于在鞋底后跟部附近促进受控的滑动的外侧后部主要地面接合部分。
27.根据权利要求18或19所述的运动鞋，其特征在于，包括增大抓地力或附着力的内侧前部主要地面接合部分，所述内侧前部主要地面接合部分包括大致在鞋的纵向方向上定向的单元格，其中所述部分通过起跳地面接合部分在鞋底的脚趾部附近延伸，所述起跳地面接合部分设有大致垂直于鞋的纵向方向定向的单元格。
28.根据权利要求18或19所述的运动鞋，其特征在于，包括增大朝向鞋的后跟部的抓地力或附着力的内侧后部主要地面接合部分，所述内侧后部主要地面接合部分包括大致在鞋的纵向方向上定向的单元格，其中所述部分通过设有单元格的制动接合部分朝向后跟部延伸，所述单元格具有带横向指向分量的方向，所述横向指向分量沿着鞋底的边缘朝向所述鞋的后部变得越来越明显，直到它们变为大致垂直于鞋底的纵向方向。
29.根据权利要求18或19所述的运动鞋，其特征在于，包括至少一个增大抓地力或附着力的靠近鞋底内侧的主要地面接合部分，其中所述部分通过在内侧的鞋底内侧侧部上向上延伸的反弹部分朝向鞋底的边缘延伸，并且具有在从鞋底后部到前部的方向上定向的位于所述向上延伸部分中的至少一个细长单元格或者一列细长单元格。
30.根据权利要求18或19所述的运动鞋，其特征在于，所述主要地面接合部分被设于鞋底内侧以用于增大抓地力或附着力，并且被具有大致纵向方向的至少一个槽划分为相邻的实心橡胶条，并且所述条自身由单元格形成凹口，所述单元格在大致相同的方向上布置为一列或多列。
31.运动鞋，所述运动鞋具有用于包住运动员的脚(右或左)的鞋面，以及围绕所述鞋面的周边固定到所述鞋面上的由柔性材料制成且可弹性变形的鞋底，所述鞋底具有用于与地面接触的下表面，且在其下表面中具有交替布置的实体区域和凹部，以及由前端部和后端部限定，并且在侧向上由更靠近运动员另一只脚(左或右)的内侧边缘限定以及在相反侧由外侧边缘限定，并且其中，在鞋底的至少一个主要地面接合部分中，由一组或一系列的单个单元格形成凹部，所述单元格的每一个在鞋底的下表面的实体区域中通过孔开口，所述孔的边缘形成闭合且不带有尖角的细长的线。
32.根据权利要求31所述的运动鞋，其特征在于，所述鞋底的所述至少一个主要地面接合部分的单元格中的大部分大致平行于相同方向。
33.根据权利要求31所述的运动鞋，其特征在于，在所述鞋底的至少一个主要地面接合部分中，单元格的凹口比例根据响应于由运动员在运动中作出的所述接合部分的特定模式的诱发行为的、在所述地面接合部分上的动态应力的预期分布而变化，以使得响应于所述模式的诱发行为的遍布于所述地面接合部分上的动态压力之间的差异最小化。
34.根据权利要求31或32所述的运动鞋，其特征在于，每个细长单元格的孔包括两条形成大致平直的尖锐边缘的纵向边缘，所述纵向边缘在各端部以不带有任何角点的方式由曲线连接。
35.根据权利要求31或33所述的运动鞋，其特征在于，对于第一主要地面接合部分中的单元格来说，所述单元格形成在大致纵向方向上定向的一系列尖锐边缘，以在表面上提供与相对于鞋的纵向方向横向地指向的力相反的侧向抓地力，并且对于第二主要地面接合部分中的单元格来说，一系列尖锐边缘在朝着倾斜向前向外的方向上定向，以导引所述鞋底在所述倾斜方向上的滑动运动。
36.根据权利要求31或33所述的运动鞋，其特征在于，所述单元格在所述至少一个主要接合部分中以错列布置形式分布。
37.根据权利要求31或33所述的运动鞋，其特征在于，所述至少一个主要接合部分的单元格以平行于朝着倾斜向前向外的方向的错列布置形式分布，以帮助引导所述鞋底在所述方向上的滑动运动。
38.根据权利要求31、32或35所述的运动鞋，其特征在于，还包括在邻接所述鞋底前端部处垂直于所述鞋的纵向方向而定向的单元格，以形成用于运动员向前起跳的地面接合部分。
39.根据权利要求31、32或35所述的运动鞋，其特征在于，还包括在邻接所述鞋底后端部处垂直于所述鞋的纵向方向而定向的单元格，以形成用于制动运动员的向前运动的地面接合部分。
40.根据权利要求31、32或35所述的运动鞋，其特征在于，包括至少一个橡胶形成的侧向反弹部分，所述侧向反弹部分带有圆形轮廓、围绕所述鞋底的下表面的内侧侧部边缘朝向上方的鞋面向上延伸，并且设有至少一个在鞋的纵向方向上定向的这样的单元格。
41.根据权利要求31所述的网球鞋，其特征在于，在前部和/或后部包括至少一个主要外侧地面接合部分，所述主要外侧地面接合部分由多个平行于优选倾斜方向的这样的细长单元格形成凹口，所述优选倾斜方向沿结合所述鞋底前端部和后端部的纵向线向前和向外以成30°到45°的范围内的角度延伸，优选地以成35°到40°的范围内的角度延伸。
42.根据权利要求41所述的网球鞋，其特征在于，所述角度为大约37°。
43.根据权利要求41或者42所述的网球鞋，其特征在于，所述平行单元格的深度至少大约为3毫米。
44.一种用于根据权利要求1、2、6、7、8、11、31、32、33、41或42所述的运动鞋的鞋底。
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