CN105451589A - 用于鞋底支撑的相异空单元阵 - Google Patents

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Abstract

一种鞋底包括被定位为与互连的空单元的第二相对阵列相邻的互连的空单元的第一阵列，其中所述互连的空单元的第二相对阵列在几何形状上不同于所述空单元的第一阵列并且包括至少一个具有非对称周界的空单元。

Description

用于鞋底支撑的相异空单元阵
相关专利申请的交叉引用
本申请要求于2013年8月2日提交的题为“偏移切割线(OffsetCutLines)”的美国临时专利申请No.61/861,514的优先权的权益，该申请的全部公开和教导通过引用的方式明确地并入本申请中。
技术领域
本发明总体上涉及用于可穿戴服饰的缓冲和/或支撑应用。
背景技术
空单元(voidcell)构造可以用于缓冲和/或支撑应用，尤其是服饰。例如，空单元构造可以用于形成鞋底的全部或一部分。在一些实施方式中，多层相同的空单元被堆叠。然而，堆叠的多层相同的空单元无法在鞋底的不同区域提供不同程度的压缩和回弹特性以及缓冲特性。
发明内容
本文中描述且要求保护的实施方式通过提供具有不同的空单元的堆叠阵列的鞋底来解决上述问题。所述鞋底包括互连的空单元的第一阵列，所述互连的空单元的第一阵列与互连的空单元的第二相对阵列相邻。所述互连的空单元的第二相对阵列在几何形状上不同于所述互连的空单元的第一阵列并且包括至少一个具有非对称周界(perimeter)的空单元。
附图说明
图1图示了包括被布置成在几何形状上不相同的空单元阵(voidcellmatrices)的空单元的示例鞋底的透视图。
图2图示了包括被布置成在几何形状上不相同的空单元阵的空单元的示例鞋底的透视图。
图3图示了包括被布置成在几何形状上不相同的空单元阵的空单元的示例鞋底的后视图。
图4A图示了形成鞋底的第一部分的第一空单元阵。
图4B图示了形成鞋底的另一部分的第二空单元阵。
图5图示了用于形成具有不同的空单元阵的鞋底的示例操作。
具体实施方式
空单元构造可以用于服饰中以提供不同程度的保护、活动性和稳定性以及缓冲。以下详细描述具有各种结构和功能特征的空单元构造。公开的技术的一些实施方式包括利用彼此附接并且具有不同的单独的(individual)空单元几何形状(geometries)的多个空单元的阵列的单元构造。尽管图1至图5具体图示了鞋底，本文公开的空单元构造可以应用于其他缓冲服饰。
图1图示了包括被布置成在几何形状上不相同的空单元阵的空单元(例如，空单元102、104)的示例鞋底100的透视图。具体地讲，鞋底100包括顶部阵106和底部阵108，每个阵包括多个空单元。空单元是抵抗由于压缩力而引起的偏转(deflection)的空腔(hollowchambers)，类似于压缩弹簧。顶部阵106的空单元从共同的顶部粘结层110突出，并且底部阵108的空单元从共同的底部粘结层111突出。粘结层110、111可以是由与空单元相同的材料构成的，并且可以与空单元连接。
单独的空单元可以布置为或可以不布置为网格状图案。顶部阵106中的一些空单元与底部阵108中的对应的空单元对齐。术语“对应的单元”或“相对的单元”指的是具有沿着与支撑鞋底100的表面基本上垂直(例如，+/-5°)的轴(例如，z方向的轴，如图1所示)轴向对齐的顶峰(peaks)的一对空单元。如图所示，沿着z方向的轴对齐在本文中也指“垂直对齐”。
顶部阵106和底部阵108在几何形状上彼此不同。底部阵108和顶部阵106中的相对的单元可以在形状、尺寸和/或在鞋底100的x-y平面内的相对位置上相同或不同。在一个实施方式中，空单元相对于其对应的空单元偏移(offset)，使得一个单元的一部分不与相对的单元的一部分垂直地对齐。在另一个实施方式中，底部阵108上的至少一个单元具有比顶部阵106的相对的单元更大或更小的外周长。在又另一个实施方式中，对应的空单元对的空单元具有不同的尺寸和/或形状。
在一些实施方式中，相对的空单元顶峰彼此不直接接触。例如，鞋底100可以包括在顶部阵106与底部阵108之间的中间粘结层(未示出)，使得对应的单元顶峰在物理上不彼此接触，但是仍然垂直对齐。
在一个实施方式中，顶部阵106具有与底部阵108的对应的长度或宽度不同的长度(例如，y方向)和/或宽度(例如，x方向)。因此，顶部阵106的外周长可以包围与底部阵的外周长不同的面积。
例如，顶部阵106可以具有比底部阵108的对应的宽度和长度更小的宽度和更小的长度，使得顶部阵106的外周长包围比底部阵108的外周长所包围的表面积更小的总表面积。此外，顶部阵106可以包括与底部阵108不同数量的空单元。
鞋底100中的空单元可以具有各种对称的和/或非对称的形状。例如，空单元可以是椭圆形的、圆形的、矩形的、三角形的或各种其他非传统的形状。在一些情况下，单独的空单元在一个或多个轴上缺乏对称性。
在一个实施方式中，顶部阵106和/或底部阵108的多个单独的空单元的形状符合将空单元聚集成外观区域的弯曲的或波浪状的(contoured)周界轮廓。例如，顶部阵106和/或底部阵108中成对的对应的单元可以紧密聚集在鞋底的高冲击区域，例如，足中部或脚跟区域。
在一些实施方式中，一些或所有空单元具有与垂直平面(例如，z轴)成一定角度的单元壁(cellularwalls)。单元壁可以以拔模角度(例如，在放大视图120中示出了示例的拔模角度(draftangle)α)背离空单元基部向外张开，这样可以减小或消除空单元在负载作用下迅速塌陷的特性。在同一个阵中(例如，在顶部阵106中或在底部阵108中)的空单元的拔模角度可以互不相同，并且/或者顶部阵106中的空单元的拔模角度可以不同于底部阵108中的空单元的拔模角度。例如，空单元124的拔模角度α不同于对应的空单元126的拔模角度β。
鞋底100包括切割区域(例如，切割区域(cutarea)112)，所述切割区域使鞋底100的不同区域分开并且在切割区域提供鞋底100的增加的柔性。再者，鞋底100的不同区域中的空单元可以提供不同的压缩/回弹特性(例如，鞋底100的脚跟区域中的空单元可以具有比鞋底100的足弓区域中的空单元更高的抗偏转性)。另外，鞋底100的不同区域可以基于鞋底100的所需性能特性具有预定尺寸。每个预定区域中的空单元可以具有被配置为以相邻空单元之间的一致的间隔(consistentspacing)完全填充鞋底100的每个预定区域的形状和尺寸。
鞋底100还包括使两个相邻的空单元分开的多个硬化通道(例如，硬化通道(stiffeningchannel)103)。硬化通道可以增加相邻空单元的抗偏转性。在一个实施方式中，硬化通道被定位在周界空单元之间，以在鞋底100的周界提供额外的支撑和稳定性。
至少每个空单元的材料、壁厚、尺寸和形状限定每个空单元能够提供的抗力。用于空单元的材料在预期负载条件下通常可弹性变形，并且在没有破损或经受影响鞋底100的功能的其他破裂的情况下将承受许多变形。示例的材料包括热塑性聚氨酯(thermoplasticurethane)、热塑性弹性体(thermoplasticelatomers)、苯乙烯共聚物(styrenicco-polymers)、橡胶(rubber)、DowLubrizolDupontTM ATOFINA和Krayton聚合物。另外，空单元可以是立方体的、锥体的、半球形的或能够具有空心内部体积的任何其他形状。其他形状可以具有与上述立方体的实施方式类似的尺寸。在一个实施方式中，顶部阵106是由与底部阵108不同的材料构成的。在其他实施方式中，顶部阵106是由与底部阵108相同的材料构成的。
在一个实施方式中，空单元被环境空气(ambientair)充满。在另一个实施方式中，空单元被除空气外的泡沫(foam)或流体(fluid)充满。泡沫或某些流体可以用于隔绝用户的身体，便于热量从用户的身体传到鞋底100/从鞋底传到用户的身体，并且/或者影响鞋底100的抗偏转性。在真空或近真空环境下(如，外太空)，空腔可以是未填充的。
尽管图1的鞋底包括两个空单元阵，但是其他实施方式可以包括具有互不相同的两个或更多个空单元阵的三个或更多个堆叠的空单元阵。在至少一个实施方式中，顶部阵106中的一些或所有空单元的顶峰附接至底部粘结层111。在相同的或另一个实施方式中，底部阵108中的一些或所有空单元的顶峰附接至顶部粘结层110。
图2图示了包括被布置成在几何形状上不相同的空单元阵的空单元(例如，空单元204、212、214)的示例鞋底200的侧面透视图。具体地讲，鞋底200包括从共同的顶部粘结层210突出的空单元的顶部阵206以及从共同的底部粘结层211突出的空单元的底部阵208。图示的对应的空单元具有类似的周界尺寸并且具有垂直对齐的顶峰，使得每个空单元与至少一个其他的空单元对应。
一些单独的空单元可以与相对的阵上的多个空单元对应。例如，底部阵208上的一个大的空单元可以与顶部阵206上的多个小的空单元垂直对齐。在另一个实施方式中，顶部阵206的大的空单元与底部阵208上的多个小的空单元对应。在又另一个实施方式中，顶部阵206和底部阵208具有彼此偏移的对应的多对空单元，使得顶部阵206或底部阵208上的至少一个空单元与相对的阵上的多个空单元对应。
在图2中，顶部阵206中的一些或所有空单元不同于底部阵208的对应的空单元。顶部阵206可以包括与底部阵208不同数量的空单元，并且/或者顶部阵206的一个或多个空单元可以具有与底部阵208的对应的空单元不同的尺寸和/或形状。例如，放大视图220图示了底部阵208上的空单元212具有第一平均深度(d1)并且顶部阵206上的对应的空单元214具有更大的平均深度(d2)。根据一个实施方式，空单元的深度在约2mm到24mm之间变化。
对应的单元深度的比值(例如，d1/d2)可以基于鞋底200内每个单独的空单元相对于脚的的位置并且/或者基于性能设计准则(例如，所需的运动范围、压缩等)而变化。在一些使用中，空单元的一侧可以被设计为在空单元的相对侧之前塌陷以便给脚或脚的特定区域提供稳定性。该选择性的塌陷性可以以各种方式实现，例如，通过使空单元的一侧形成为比另一侧更长和/或更深。使空单元的这侧弯曲(例如，塌陷)所需的力与长度(或深度)成比例地减小，所以更长的这一侧可以在更短的这一侧之前弯曲。此外，某些制造过程，例如，热成型，可以使得比其他侧面更长(或更深)的空单元的侧面的空单元壁更薄。更薄的壁可以在比足以使更厚的壁弯曲的力更小的力的作用下弯曲。
对应的空单元可以具有互不相同的拔模角度。例如，空单元212的拔模角度(α)大于对应的空单元214的拔模角度(β)。在一个实施方式中，不同的空单元的拔模角度根据空单元所处的鞋底200的区域而变化。例如，不同的空单元拔模角度可以用于在鞋的不同区域提供不同的压缩/回弹特性。根据一个实施方式，各种空单元的拔模角度在约3度到45度之间变化。当鞋底放置在平面上时，鞋底200的x-y平面(以下称为“鞋底平面”)是与鞋底的基部226基本上平行的平面。
顶部阵206和/或底部阵208的外周界可以包括背离鞋底平面成一定角度向外张开的凸缘部分(flangeportion)。例如，顶部阵206具有在全部侧面向上张开的周界边缘222(如双头箭头所示)。这种特征可以提供能够减缓用户的脚过度内转(over-pronation)并且/或者促进鞋底300和鞋上部之间的粘结的额外的稳定性控制。
图3图示了包括被布置成多个不相同的空单元阵的空单元(例如，空单元304)的示例鞋底300的后透视图。具体地讲，鞋底300包括从共同的顶部粘结层310突出的空单元的顶部阵306以及从共同的底部粘结层311突出的空单元的底部阵308。
顶部阵306中的空单元的构造不同于底部阵308中的空单元的构造。例如，顶部阵306可以包括与底部阵308不同数量的空单元，并且/或者顶部阵306的一个或多个空单元可以具有与底部阵308的对应的空单元不同的尺寸和/或形状。
此外，顶部阵306的周长尺寸不同于底部阵308的周长尺寸。更具体地讲，顶部阵306的宽度尺寸小于底部阵308的宽度尺寸，如同并非垂直定向的切割线312、314所证明的。在本文中这称为偏移切割线。在各种实施方式，偏移切割线与垂直方向成10度至20度的角度。
顶部阵306中的一些或所有空单元的顶峰附接至底部阵308中的对应的空单元的顶峰以形成鞋底300。此外，鞋底300包括切割区域(例如，切割区域(cutarea)302)，所述切割区域使鞋底300的不同区域分开并且在切割区域提供鞋底300的增加的柔性。再者，鞋底300的不同区域中的空单元可以提供不同的压缩/回弹特性(例如，鞋底300的脚跟区域中的空单元可以具有比鞋底300的足弓区域中的空单元更高的抗偏转性)。
图4A和图4B图示了形成鞋底400的不同部分的不同的空单元阵。图4A图示了包括从共同的上粘结层411突出的空单元的顶部阵406的顶面的平面图。图4B图示了从共同的下粘结层410突出的空单元的底部阵408的底面的平面图。在图示的实施方式中，图4A和图4B中的所有空单元在z方向上向页面内突出。当在相同的鞋底中实施顶部阵406和底部阵408时，顶部阵406的空单元顶峰靠近(例如，接触)底部阵408的空单元顶峰，并且图4A图示的表面面向与图4B图示的表面相对的方向。在另一个实施方式中，顶部阵406的空单元顶峰不接触底部阵408的空单元顶峰。例如，可以有使对应的空单元顶峰分开的中间层，并且/或者可以有对应的空单元顶峰之间的空间。
底部阵408中的一些空单元精确地对应顶部阵406中的一个空单元。例如，空单元404和409形成独有对应的空单元对。然而，底部阵408中的其他空单元与顶部阵406中的一个以上空单元对应。例如，细长延伸的空单元416与沿着顶部阵406的中心部分以脊状方式延伸的多个离散的空单元(例如，空单元410、412、414、418等)相对应。因此，多个离散的空单元可以给鞋底400的用户提供改善的支撑，并且延伸的空单元416可以在一个或多个方向上提供鞋底400的增加的柔性。例如，延伸的空单元416可以提供横穿鞋底400的纵向(例如，y方向)的增加的柔性。其他实施方式包括包含与多个空单元对应的单独的空单元的各种其他空单元构造。例如，大的矩形空单元可以与相对的阵的两个或更多的小的空单元对应。
顶部阵406的周长尺寸不同于底部阵的周长尺寸(即，鞋底400包含偏移切割线)。在一个实施方式中，空单元的底部阵列具有更大的周长尺寸以促进包含前述空单元结构的鞋底的稳定性。空单元的顶部阵列具有更小的周长尺寸以紧密地匹配用户的脚的尺寸。例如，顶部阵406的宽度W1小于底部阵408的对应的宽度W2。此外，顶部阵406的长度L1小于底部阵408的长度L2。因此，顶部阵406的鞋底平面(例如，x-y平面)的总表面积小于底部阵408的鞋底平面的总表面积。
在一些实施方式中，顶部阵406的一个或多个空单元具有与底部阵408的对应的空单元不同的周长或深度。空单元可以具有各种形状，例如，椭圆形、圆形、矩形、三角形或各种其他非传统形状。鞋单元中的一个或多个空单元可以具有非对称周界。例如，具有可变长度的四个侧壁的空单元420是非对称的。一些空单元，如顶部阵406中的空单元414，沿着第一轴(例如，y方向的轴)对称，但是沿着另一个轴(例如，x方向的轴)缺乏对称性。
另外，鞋底400包括切割区域(例如，切割区域402)，所述切割区域使鞋底400的不同区域分开并且在切割区域提供鞋底400的增加的柔性。再者，鞋底400的不同区域中的空单元可以提供不同的压缩/回弹特性(例如，鞋底400的脚跟区域中的空单元可以具有比鞋底400的足弓区域中的空单元更高的抗偏转性)。再者，一个或多个硬化通道(例如，硬化通道403)可以被整合到使两个空单元分开的区域中。硬化通道可以增加相邻空单元的抗偏转性。在各种实施方式中，顶部阵406和/或底部阵408的外周长尺寸在周界空单元之外保留充足的粘结层材料以利于附接至层状空单元结构的其他组件。
在其他实施方式中，底部阵408可以是由耐磨材料制成的，包含耐磨涂层，或者具有施加在空单元上的耐磨层。如果使用耐磨层，可以开孔(cut-out)或者说是穿孔(perforated)以避免使面对底部的空单元被密封。另外，耐磨材料也可以增强与相邻表面的牵引(traction)。耐磨材料允许底部阵408被用作鞋底400的牵引表面。
图5图示了用于形成具有不同的空单元阵的鞋底的示例操作500。第一成型操作505形成从第一共同粘结层突出的互连空单元的第一阵列。第二成型操作510形成从第二共同粘结层突出的空单元的第二阵列。适合的成型操作包括，例如，吹塑成型(blowmolding)、热成型(thermoforming)、挤出成型(extrusion)、注射成型(injectionmolding)、层压(laminating)等。
第一阵列和第二阵列中的每个空单元具有预定的几何形状。对应的空单元可以彼此相同或不同。在一个实施方式中，互连的空单元的第一阵列具有与互连的空单元的第二阵列不同数量的空单元。在另一个实施方式中，互连的空单元阵包括具有不同尺寸、形状和/或拔模角度的一个或多个对应的空单元。在又另一个实施方式中，互连的空单元阵具有不同尺寸的外周长。另外，一个或多个空单元可以具有非对称的周界。
定位操作(orientationoperation)515将互连的空单元的第一阵列定位为与互连的空单元的第二阵列相邻。附接操作520将从互连的空单元的第一阵列突出多个空单元的顶峰附接至从互连的空单元的第二阵列突出的空单元的顶峰。在另一个附接操作中，互连的空单元的一个阵列的多个空单元的顶峰被附接至互连的空单元的相对的阵列的粘结层。
压缩操作(compressionoperation)525施加接触力以压缩互连的空单元的第一阵列和第二阵列，从而使一个或多个单元变形。去压缩操作530去除压缩力，从而允许被压缩的空单元回弹到原始形状和位置。
构成本文所述的本发明的实施例的逻辑操作指的是各种操作、步骤、对象或模块。此外，应当理解的是，逻辑操作可以按照任意顺序执行，根据需要增加或省略步骤，除非另有明确要求，或者权利要求的语言使特定的顺序内在地成为必需。
上述说明、示例和数据提供了本发明的示例性实施例的结构和用途的完整描述。由于在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以作出本发明的许多实施例，所以本发明属于以下所附的权利要求书。此外，不同实施例的结构特征可以在不脱离叙述的权利要求书的情况下被结合在又另一个实施例中。

Claims (20)

1.一种鞋底，包括：
互连的空单元的第一阵列，所述互连的空单元的第一阵列被定位为与互连的空单元的第二相对阵列相邻，其中，所述互连的空单元的第二相对阵列在几何形状上不同于所述空单元的第一阵列并且包括至少一个具有非对称周界的空单元。
2.根据权利要求1所述的鞋底，其中，所述互连的空单元的第一阵列包括至少一个与所述互连的空单元的第二相对阵列的对应的空单元不同的空单元。
3.根据权利要求1所述的鞋底，其中，所述互连的空单元的第一阵列具有第一外周长尺寸，并且所述互连的空单元的第二相对阵列具有第二外周长尺寸，所述第一外周长尺寸不同于所述第二外周长尺寸。
4.根据权利要求1所述的鞋底，其中，所述互连的空单元的第一阵列的空单元的深度不同于所述互连的空单元的第二相对阵列的对应的空单元的深度。
5.根据权利要求1所述的鞋底，其中，所述互连的空单元的第一阵列的至少一个空单元具有不同于所述互连的空单元的第二相对阵列的对应的空单元的尺寸。
6.根据权利要求1所述的鞋底，其中，所述互连的空单元的第二相对阵列包括至少一个与所述互连的空单元的第一阵列的多个空单元相对应的空单元。
7.根据权利要求1所述的鞋底，其中，所述鞋底包括偏移切割线。
8.根据权利要求1所述的鞋底，其中，至少一个空单元的拔模角度不同于另一个空单元的拔模角度。
9.一种方法，包括：
将互连的空单元的第一阵列定位为与互连的空单元的第二相对阵列相邻，其中，所述互连的空单元的第二相对阵列在几何形状上不同于所述空单元的第一阵列并且包括至少一个具有非对称周界的空单元。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述互连的空单元的第一阵列包括至少一个与所述互连的空单元的第二相对阵列的对应的空单元不同的空单元。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述互连的空单元的第一阵列具有第一外周长尺寸，并且所述互连的空单元的第二相对阵列具有第二外周长尺寸，所述第一外周长尺寸不同于所述第二外周长尺寸。
12.根据权利要求9所述的方法，其中，所述互连的空单元的第一阵列的空单元的深度不同于互连的空单元的第二阵列的对应的空单元的深度。
13.根据权利要求9所述的方法，其中，所述互连的空单元的第一阵列的至少一个空单元具有不同于所述互连的空单元的第二相对阵列的对应的空单元的尺寸。
14.根据权利要求9所述的方法，其中，所述互连的空单元的第二相对阵列包括至少一个与所述互连的空单元的第一阵列的多个空单元相对应的空单元。
15.根据权利要求9所述的方法，其中，所述互连的空单元的第一阵列的空单元的深度不同于所述互连的空单元的第二相对阵列的对应的空单元的深度。
16.根据权利要求9所述的方法，其中，至少一个空单元的拔模角度不同于另一个空单元的拔模角度。
17.一种鞋底，包括：
互连的空单元的第一阵列，所述互连的空单元的第一阵列与互连的空单元的第二相对阵列相邻，其中，所述互连的空单元的第二相对阵列包括至少一个具有非对称周界的空单元以及至少一个与所述互连的空单元的第一阵列的对应的空单元不同的空单元。
18.根据权利要求17所述的鞋底，其中，所述互连的空单元的第一阵列在一个或多个对应的空单元的顶峰处附接至所述互连的空单元的第二相对阵列。
19.根据权利要求17所述的鞋底，其中，所述互连的空单元的第一阵列具有第一外周长尺寸，并且所述互连的空单元的第二相对阵列具有第二外周长尺寸，所述第一外周长尺寸不同于所述第二外周长尺寸。
20.根据权利要求17所述的鞋底，其中，所述第二相对阵列包括至少一个与所述第一阵列的多个空单元相对应的空单元。
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