CN106170219A - 用于鞋类的鞋底，以及用于设计和制造其的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及在其上包括凸形和/或凹形元件的鞋类物品及其部分，并且涉及用于设计和制造其的相关系统和方法。示例鞋类物品包括具有内侧、侧向侧、前脚区域、中脚区域和脚后跟区域的中底，该中底包括侧壁，其中，该侧壁包括第一壁部分和第二壁部分，第一壁部分具有从该侧壁延伸出的多个凸形结构，第二壁部分具有延伸至该侧壁中的多个凹形结构。

Description

用于鞋类的鞋底，以及用于设计和制造其的系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年2月12日递交的美国临时专利申请序列号61/938,999的优先权和权益，其公开的全部内容通过引用本文中。

技术领域

本发明总体上涉及鞋类领域，并且更具体地涉及在其上具有凸形和/或凹形元件的鞋类及其部分，以及用于设计和制造其的相关系统和方法。

背景技术

鞋类物品的性能和舒适度的许多方面取决于鞋类穿着者的各种表现和身体特性。例如，步长、步频、脚触地（footstrike）位置、旋前/旋后、跑步姿势和跑步速度能够受到所穿鞋类的元件的影响。此外，运动员的身体特性，诸如，身高、体重、鞋的大小、脚形、腿的形状和大小等都能够影响运动员和所穿鞋类物品的表现。

虽然不同的运动员和不同的体育活动经常具有不同组的表现和身体要求，但是经常是困难的是，在不需要结合复杂的，并且经常是昂贵的，结构元件、材料、和/或其他特征的情况下，设计并制造最佳地支持具体的运动员和/或体育活动的不同的表现要求的鞋类。

发明内容

本发明致力于鞋类及其部分，其具有并入至其壁中的凸形和/或凹形元件，以为鞋类提供优化的性能特性，而无需将复杂的多部件和/或多材料结构并入至鞋类中。

本发明的一个方面涉及用于鞋类物品的鞋底或其部分，该鞋类物品具有构造成接收脚的上部以及附接至该上部的底部部分的鞋底部件。鞋底部件包括具有内侧、侧向侧、前脚区域、中脚区域和脚后跟区域的中底。该中底包括上部表面、下部表面和侧壁，其中，该侧壁包括第一壁部分和第二壁部分，第一壁部分包括从侧壁延伸出的多个凸形结构，第二壁部分包括延伸至侧壁中的多个凹形结构。在一个实施例中，凸形部分和凹形部分向邻近第一壁部分和第二壁部分的至少一部分的中底的区域赋予不同的结构性质。

凹形结构和/或凸形结构可以包括下述或主要由下述组成：至少一个球体的一部分（例如，扁球体、长椭球体或球形球体中的至少一个的一部分）和/或至少一个多面体的一部分（例如，三角形的、方形的、矩形的、五角形的、或六角形的多面体中的至少一个的一部分）。

在一个实施例中，第一部分包括至少部分前脚区域，并且第二部分包括脚后跟区域的至少一部分。在一个实施例中，第一部分包括脚后跟区域的至少一部分，并且第二部分包括前脚区域的至少一部分。在一个实施例中，第一部分包括内侧的至少一部分，并且第二部分包括侧向侧的至少一部分。在一个实施例中，第一部分包括侧向侧的至少一部分，并且第二部分包括内侧的至少一部分。

凸形结构和/或凹形结构的大小、形状、定向、和/或分布中的至少一个可以在侧壁的至少一部分上变化。在一个实施例中，靠近第二壁部分的中底的区域与靠近第一壁部分的中底的区域相比具有更低的刚度。在一个实施例中，凸形结构和凹形结构的位置、大小、形状、定向、和/或分布中的至少一个基于针对具体体育活动的性能标准和/或针对具体运动员或运动员具体团体的性能标准被选择。

在一个实施例中，鞋类物品包括附接至中底的下部表面的至少一部分的接触地面的外底。接触地面的外底的下部表面可以包括从其延伸的多个摩擦元件。摩擦元件中的至少一个的大小、形状、定向、和/或分布中的至少一个可以基于针对具体体育活动的性能标准和/或具体运动员或运动员团体的性能标准被选择。

本发明的另一个方面包括设计和制造鞋类物品的鞋底的至少一部分的方法，该鞋底具有上部表面、下部表面和侧壁。该方法包括以下步骤：确定与使用者或体育活动中的至少一个相关的至少一个输入参数；分析该至少一个输入参数以确定至少一个性能指标；以及基于该性能指标确定侧壁的一个或多个结构特征中的至少一个性质。该一个或多个结构特征可以包括：（i）包括从侧壁延伸出的多个凸形结构的第一壁部分，以及（ii）包括延伸至侧壁中的多个凹形结构的第二壁部分。该方法进一步包括形成带有侧壁的鞋底，所述侧壁包括所述结构特征。

在一个实施例中，第一壁部分和第二壁部分向靠近第一壁部分和第二壁部分的至少一部分的鞋底的区域赋予不同的结构性质。在一个实施例中，至少一个性质包括凸形结构和/或凹形结构的大小、形状、定向、和/或分布中的至少一个。

本发明的另一个方面包括用于鞋类物品的中底，其包括内侧、侧向侧、前脚区域、中脚区域和脚后跟区域。该中底包括上部表面、下部表面和侧壁，其中，该侧壁包括第一壁部分和第二壁部分，第一壁部分包括从侧壁延伸出的多个凸形结构，第二壁部分包括延伸至侧壁中的多个凹形结构。在一个实施例中，凸形结构和凹形结构向靠近第一壁部分和第二壁部分的至少一部分的中底的区域赋予不同的结构性质。

本发明的另一个方面包括鞋类物品，该鞋类物品包括构造成接收脚的上部，以及附接至该上部的底部部分的鞋底部件。该鞋底部件包括具有内侧、侧向侧、前脚区域、中脚区域和脚后跟区域的中底。该中底包括上部表面、下部表面和侧壁。该侧壁包括第一壁部分，该第一壁部分包括从侧壁延伸出的多个凸形六角形结构，其中，该凸形结构的大小、形状、定向和分布中的至少一个在第一壁部分的至少一部分上变化；以及第二壁部分，该第二壁部分包括延伸至侧壁中的多个凹形六角形结构，其中，该凹形结构的大小、形状、定向和分布中的至少一个在第二壁部分的至少一部分上变化。

在一个实施例中，第一壁部分和第二壁部分向靠近第一壁部分和第二壁部分的至少一部分的中底的区域赋予不同的结构性质。在一个实施例中，第一部分包括内侧的至少一部分，并且第二部分包括侧向侧的至少一部分。

通过参考下面的说明书、附图以及权利要求，在本文中公开的本发明的这些及其他目标，连同优点和特征将变得更加明显。另外，要理解的是，本文中描述的各个实施例的特征不是互相排斥的，并且能够以各种组合和排列的形式存在。

附图说明

在附图中，贯穿各不同视图，相同的附图标记一般表示相同的部分。而且，附图不必然是按比例绘制，相对地，重点一般放在说明本发明的原理上。在下面的描述中，参考以下各图来描述本发明的各个实施例，其中：

图1A是根据本发明的一个实施例的在鞋底的侧壁上具有一个凹形元件和一个凸形元件的鞋的侧视图；

图1B是图1A的鞋的第一透视图；

图1C是图1A的鞋的第二透视图；

图2A至图2C是用于图1A的鞋的凹形元件的各个视图；

图3A至图 3D是用于图1A的鞋的凸形元件的各个视图；

图4A是根据本发明的一个实施例的在鞋底的侧壁上具有多个凹形和凹形元件的鞋的侧视图；

图4B是图4A的鞋的第一透视图；

图4C是图4A的鞋的第二透视图；

图5A至图5C是用于图4A的鞋的多个凹形元件的各个视图；

图6A至图6D是用于图4A的鞋的多个凸形元件的各个视图；

图7A是根据本发明的一个实施例的鞋底的平面图；

图7B至7F是图7A的鞋底的各个示例截面端视图（通过截面A-A）；

图8是根据本发明的一个实施例的在其鞋底上具有凹形和/或凸形元件的另一只鞋的侧视图；

图9是根据本发明的一个实施例的在其鞋底上具有凹形和/或凸形元件的另一只鞋的侧视图；

图10A是根据本发明的一个实施例的示例鞋底的平面图；

图10B是图10A的鞋底的内侧视图；

图10C是图10A的鞋底的侧向侧视图；

图10D是图10A的鞋底的后端视图；

图11A是根据本发明的一个实施例的另一个示例鞋底的平面图；

图11B是图11A的鞋底的内侧视图；

图11C是图11A的鞋底的侧向侧视图；

图11D是图11A的鞋底的前端视图；

图11E是图11A的鞋底的后端视图；

图12A是根据本发明的一个实施例的另一个示例鞋底的平面图；

图12B是图12A的鞋底的内侧视图；

图12C是图12A的鞋底的侧向侧视图；

图12D是图12A的鞋底的前端视图；

图12E是图12A的鞋底的后端视图；

图12F是图12A的鞋底的第一透视图；

图12G是图12A的鞋底的第二透视图；

图13A是根据本发明的一个实施例的另一个示例鞋底的平面图；

图13B是图13A的鞋底的内侧视图；

图13C是图13A的鞋底的侧向侧视图；

图13D是图13A的鞋底的后端视图；

图14A是根据本发明的一个实施例的在其鞋底上具有摩擦元件的鞋的透视图；

图14B至图14H是在图14A中所示的摩擦元件的各个视图；

图15A是根据本发明的一个实施例的另一个示例鞋底的平面图；

图15B是图15A的鞋底的内侧视图；

图15C是图15A的鞋底的侧向侧视图；

图15D是图15A的鞋底的后端视图；

图15E是图15A的鞋底的俯视图；

图16是根据本发明的一个实施例的给鞋底着色的方法的截面端视图（通过截面A-A）；

图17是根据本发明的一个实施例的给鞋底着色的方法的平面图（通过截面A-A）；

图18是根据本发明的一个实施例的多个颜色的鞋底的透视图；以及

图19是根据本发明的一个实施例的另一个多个颜色的鞋底的透视图。

具体实施方式

向鞋底，并且尤其是用于运动鞋的鞋底，提供结构控制以及添加性能特性的传统方法经常涉及向鞋底添加多种材料和/或复杂的机械结构。这经常可能是费时的，高成本的，并且给鞋制造添加了显著的复杂性。因此，对于下述鞋底存在需求：其具有提供优越性能特性并且控制鞋底的结构元件，且不需要由多种材料和/或复杂的机械结构，或通过复杂且昂贵的制造技术来制造鞋底。

在本文中描述的发明提供鞋及其元件，该鞋提供改进的性能特性，且不要求并入额外的材料或单独的结构元件。这通过在鞋底的一个或多个表面上添加仔细放置且成形的结构特征来实现，其中例如，通过传统的模制方法将所述特征添加至鞋底的形状。这样一来，能够以成本有效并且高效的方式形成简单的一件式的中底（或具有其他易做的鞋底结构的中底），其具有对特定使用者和/或特定体育活动优化的性能特性。

在本文中描述的鞋底，或鞋底元件（以及，例如中底）可以由任何适当的技术制造，并且例如，可以由模制方法制造，诸如，但不限于，发泡成型、模切、泡沫材料造型、压缩模塑和/或三维打印或添加剂制造（例如，通过选择性激光烧结）。在本文中描述的用于鞋底和鞋底元件的材料包括，但不限于，聚合物材料，该聚合材料可以包括（或主要由以下组成）：聚合物、弹性体和/或热塑性塑料。例如，聚合物材料可以是乙烯醋酸乙烯酯（EVA）、EVA共聚物、聚乙烯（PE）、氯化聚乙烯（CPE）、聚氨酯（PU）、热塑性聚氨酯（TPU）、杜邦^TM沙林®（DuPont™ Suriyn®）、发泡橡胶、或热塑性橡胶（TPR）。在一个示例实施例中，聚合物材料是接触地面的EVA（即，特别配制的EVA以提供适当的性能、磨损和耐久性特性，从而允许其被用作鞋底的接触地面的表面）。

形成具有提供某些性能特性的结构壁元件的鞋底允许专门定制以满足体育活动和/或具体运动员或运动员团体的一种或多种需求的鞋类或鞋类元件的创造，以在体育活动期间改进运动员的表现和/或改进鞋类物品在被穿着时的舒适度。为满足具体性能要求对鞋类进行定制对于许多个人团体是有益的，诸如，但不限于，运动员（他们期望通过他们的鞋类来改进表现）、患有医疗状况的人（他们期待针对他们的具体状况来提供更好的支持和/或治疗的鞋类），或休闲跑步者和步行者，他们期待具有改进的和定制的性能益处和/或定制的美学外观（例如，包括装饰元件、标记、姓名，等等）的鞋类。虽然本文中的描述总体上涉及设计成为运动员提供改进的性能特性的鞋类，但应该注意的是，本文中描述的方法和结构能等同地适用于针对任何目的和针对任何使用者进行元件定制。

本文中描述的发明允许创造鞋类物品（例如，鞋、人字拖鞋、凉鞋、鞋垫、诸如压缩支撑元件的运动支撑件）和/或定制用于并入至成品中的鞋类物品的元件，其提供优越性能而不向该物品及其制造添加显著的成本或复杂性。示例鞋类元件包括，但不限于，用于鞋的外底、中底和/或内底和/或用于放置在外底、中底和/或内底内的定制元件，诸如用于在鞋底的特定区域处（例如，在脚后跟、中脚和/或前脚区域中）插入或附接（例如，通过机械附接、粘合或其他适当的附接装装）至鞋的鞋底的元件。

此处，重要的鞋类或鞋类元件的性能特征能够基于若干物理性能（例如，运动学性能），和/或与个人或个人团体相关联的使用者偏好特性。例如，具体运动员或运动员的子组的表现方面，诸如，但不限于，脚触地位置（例如，在步态周期或其他体育运动期间在脚初始地面接触期间的脚后跟触地，中脚触地，或前脚触地）、步长、步频（即，节奏）、在脚触地时脚的旋前或旋后、在触及地面和脚趾离地期间脚的枢转、跑步姿势、跑步速度、和/或一个或多个关节的柔韧性，可以通过在鞋类上添加仔细选择的结构元件被解决，其中，按照需要支持或补偿具体的性能特性，以改进运动员在体育活动期间的表现和/或改进在体育活动期间所穿着的鞋类的舒适度。

此外，当针对具体运动员或运动员的子组成形、定位并定向用于鞋类鞋底的壁元件时，能够将针对具体体育活动的性能要求纳入考虑。例如，针对跑步者（诸如跑道跑步者、公路跑步者或越野跑步者）的性能和摩擦要求可以不同，取决于跑步者是短跑选手还是长跑选手，和/或跑步者是否要求鞋类支持围绕转角（例如，在标准的室内或室外的运动跑道上）跑动，或者跑动是否主要呈直线地（例如，在公路赛或慢跑期间）进行。鞋类的定制也可以取决于运动员执行时的天气和脚下条件，例如，针对潮湿/干燥条件和/或软的/硬的脚下条件需要不同的摩擦要求。此外，不同运动可以要求结构元件的不同的形状、大小、和/或构造，例如，针对足球、美式足球、曲棍球、棒球等的鞋都要求不同的结构性能要求。

针对其能够定制鞋类鞋底元件的其他体育活动包括具有明显的转动和/或切入类型（cutting-type）运动的活动（例如，篮球、棒球、垒球、足球、美式足球、曲棍球、冰球、滑冰、速滑、英式橄榄球、网球、壁球、短柄壁球、滑板运动、自行车运动等），其中，个人的技术和身体特性在人与人之间可能变化很大，并且其中，专门定制的摩擦元件和结构壁元件能够极大地改进体育运动的个人表现。在创造增强或支持具体运动员和/或活动的表现特性的独特组合的结构壁元件和摩擦元件时，能够考虑任何活动、或活动（诸如，跳、蹲、踢、摔、转、旋等）的组合

图1A至图1C中示出示例鞋。鞋100包括上部105，其带有附接至其底部部分115的鞋底110。鞋100包括前脚区域120、中脚区域125、脚后跟区域130，以及能够将脚接收至其中的开口135。该鞋进一步包括侧向侧140和内侧145。鞋底110包括具有上部表面210和下部表面155的中底150，上部表面210面向鞋100的内部，下部表面155在鞋与地面接触时面向地面。在一个实施例中，中底150可以由具有适当性能、摩擦力、磨损和耐久度特性的材料（例如，地面接触的EVA）制成，以允许其被用作鞋底的接触地面的表面。在替代的实施例中，一个或多个外底元件（例如，橡胶外底元件）可以附接至下部表面155以为鞋100提供适当的接触地面特性。

中底150进一步包括围绕中底150的周边延伸的侧壁160。在一个实施例中，可以将几何结构特征并入至侧壁160中以向侧壁160和中底150的各个区域提供特定的结构、性能和美学特性。例如，这些几何特征可以包括延伸至侧壁160中的一个或多个凹形元件165和/或从侧壁160延伸出的一个或多个凸形元件170。凹形元件165和凸形元件170可以是任何适当形状、大小和定向，并且取决于所要求的具体结构、性能和美学特性可以以任何适当方式布置。例如，凹形元件165和凸形元件170可以形成为从侧壁160向内或向外延伸的离散球体的多个部分（例如，扁球体、长椭球体，或球形球体的多个部分）或离散的多面体元件的多个部分。示例多面体元件可以包括多面体形状，诸如，但不限于，四面体（即，具有四个三角形面的多面体）、立方体、八面体、十二面体、二十面体等，以及，例如，具有三角形、正方形、矩形、五角形、六角形或更高阶横截面的三维形状。

在图2A-3D中示出用于图1A至图图1C的鞋的示例凹形元件165和凸形元件170。这个凹形元件165和凸形元件170具有伸长的六角形横截面。凹形元件165（示于图2A-2C中）包括带有六个成角度的壁180的伸长的六角形基体175，该六个成角度的壁180以凹形的方式从侧壁160向内延伸（即，朝向中底150的内部）至远端壁185。类似地，凸形元件170（示于图3A-3D中）包括带有六个成角度的壁190的伸长的六角形基底175，该六个成角度的壁190以凸形的方式从侧壁160向外延伸至远端壁195。

在各个实施例中，凹形元件165和/或凸形元件170可以向内和向外延伸至任何适当程度（即，凹形元件165和凸形元件170可以具有任何合适的厚度/深度），并且成角度的壁180、190可以以任何锐角（例如，在大约5°至几乎90°之间，或在10°至80°之前，或在20°至70°之间）或钝角（例如，在大约90°至大约135°之间）延伸或垂直地，或基本上垂直地，延伸至侧壁160。在一个实施例中，凹形元件165和/或凸形元件170的横截面形状在元件的厚度/深度上可以基本上保持恒定。在替代的实施例中，该横截面形状可以随元件的厚度/深度变化（额外于或代替横截面的面积随元件的厚度/深度的变化）。

在一个实施例中，在侧壁160上放置一个或多个凹形元件165能够通过减小材料在侧壁160的那个部分处的体积降低侧壁160在那个部分处的刚度，由此降低在侧壁160部分上的材料的总体密度。因此，这能够增加侧壁160的那个部分的压缩性，并且因此在那个区域处产生更大的或更软的减震的局部区域。凹形元件165能够改变靠近凹形元件165的位置的中底150的减震的程度可以取决于下述因素：诸如，但不限于，在侧壁160区域内凹形元件165的大小、厚度/深度、形状、定向、和/或分布。此外，用在中底150中的材料的性质，诸如，但不限于，外表层的结构性质（例如，外表层的厚度、层的刚度、和/或外表层关于中底150的内部泡沫的刚度差别）能够影响凹形元件165改变靠近该元件（一个或复数个）165的中底150的减震性质的程度。在一个实施例中，增加凹形元件165的厚度/深度（即，增加凹形元件165延伸到中底150中的距离）降低了围绕凹形元件165的中底的刚度，由此使中底150在那个区域中有效地变软。

类似地，在侧壁160的一部分上的一个或多个凸形元件170的大小、厚度/深度、形状、定向、和/或分布可以影响靠近凸形元件170的中底150的减震性质。例如，凸形元件170的添加（以及，在一些实施例中，靠近凸形元件170的额外中底材料的添加-诸如使凸形结构从鞋底的中间部分进一步向外延伸的楔形或鼓起的中底材料的添加）提供额外的压缩阻力，并且因此影响侧壁160（以及靠近侧壁160的那个部分的中底150）在添加有凸形元件170的区域中的结构性质。

在一个实施例中，除了并入结构凹形元件165和/或凸形元件170以外，可以应用侧壁160的表面的纹理。可以仅在围绕或远离凹形元件165和/或凸形元件170的侧壁160的区域上应用纹理（即，为了美学目的向壁的表面添加浅的表面图案或粗糙度），或者除了环绕侧壁160以外，或代替环绕侧壁160，可以在凹形元件165和/或凸形元件170的表面上应用纹理。不同于本文中描述的结构凸形和凹形元件，表面纹理限于侧壁的表面，并且没有延伸至壁中到足够在中底上赋予结构变化的深度。例如，在一个实施例中，纹理可以延伸至侧壁的表面中不超过0.5 mm，并且例如，延伸至侧壁的表面中0至0.1或0.2 mm之间。相对地，结构凸形和凹形元件可以从侧壁的表面延伸出和延伸至（视情况而定）侧壁的表面中为提供所要求的适当结构和性能特征所必须的任何适当距离。在一个实施例中，凹形和凸形结构能够从侧壁的表面延伸从0至2 mm之间，或从0至1 mm之间，或从0至0.5 mm之间。在替代的实施例中，可以采用任何适当的距离/深度、或深度范围。

在一个实施例中，改变凹形元件165和/或凸形元件（一个或复数个）170的定向能够影响围绕侧壁160的那个区域的中底的减震性质。例如，在一个实施例中，形成具有伸长的横截面轮廓的凹形元件165和/或凸形元件（一个或复数个）170创造不同地变形的元件，这取决于负载是沿着元件的伸长轴线施加，还是垂直于元件的伸长轴线施加，或者是与其成角度地施加。例如，在创造结构时可能有益的是当负载在第一方向上施加时使得中底能够更软，但当负载在第二方向上施加时使中底能够更硬。这可以允许在步态周期的各个阶段期间，随着在步态周期的地面接触阶段期间运动员加载中底（使该负载的水平分量大体上在初始的脚触地期间在向前的方向上施加，并且在脚趾离地期间在向后方向上施加）所处的角度变化来控制由中底提供的减震。在一个实施例中，伸长的元件（以及，例如，伸长的凹形元件165）可以被定向成使得当脚（以及，例如，脚后跟）接触地面时中底150更软（由此增加在接触地面期间的减震）但当脚蹬起时其表现得更硬（由此在脚趾离开期间增加由运动员产生的能量）。此外，在具体体育运动和/或活动期间，根据加载的角度来控制中底的刚度可有益于促进最佳的运动技术。

在图8中示出具有不同定向的元件的示例鞋。在这个实施例中，具有伸长的轴线215的第一元件220（其可以是凹形元件165或凸形元件170）以与水平面225成第一角度'a'被定向，同时第二元件230（其也可以是凹形元件165或凸形元件170）以与水平面225成第二角度'b'被定向。在各个实施例中，根据鞋底的具体结构要求，可以采用用于凹形和/或凸形元件的定向的角度的任何适当范围和组合。

在各个实施例中，凹形元件165和/或凸形元件（一个或复数个）170的任何适当数量和分布可以定位在侧壁160的不同区域上，以在鞋的不同部分处控制中底150的性能特性。例如，凹形元件165和/或凸形元件（一个或复数个）170的不同布置可以定位在内侧145和侧向侧140上，以向鞋的每一侧提供不同的减震和稳定性特性（例如，使内侧脚后跟侧具有更高的刚度并且侧向脚后跟侧具有更低的刚度以控制过度内旋，和/或使侧向前脚侧具有更高的刚度以及内侧前脚侧具有更低的刚度以辅助切入运动）。此外，或替代地，凹形元件165和/或凸形元件（一个或复数个）170的不同布置可以定位在前脚120、中脚125和脚后跟130区域中以控制在那些区域中的中底150的性能特性。在图4A至图4C中能够看见在鞋100上的凹形元件165和/或凸形元件（一个或复数个）170的示例布置，其中，图5A至图5C中示出凹形元件165的布置，以及图6A至图6D中示出的凸形元件（一个或复数个）170的布置。如所示，凹形元件165和/或凸形元件（一个或复数个）170以通过小的侧壁区域200分隔的常规的、重复的图案示出。凹形元件165到彼此的接近度（以及，类似地，凸形元件（一个或复数个）170到彼此的接近度）也可以被用于控制侧壁160（以及靠近侧壁160的中底150）的性能特性，其中，凹形元件165和/或凸形元件（一个或复数个）170的更高密度对侧壁160的性质影响更大。

在替代的实施例中，凹形元件165和/或凸形元件（一个或复数个）170的大小、形状、定向、深度和分布可以在侧壁160的各部分上改变，例如，使在前脚区域中的元件的大小、形状、和/或定向与在脚后跟区域中的大小、形状、和/或定向不同。在一个实施例中，元件的几何形状（以及由元件所引起的侧壁160的所得性质）可以从一个区域到另一个区域逐渐地改变。在替代的实施例中，从一个区域到另一个区域，在元件的几何形状之间可以存在突变分开。

在一个实施例中，并入多个凹形元件的壁部分可以包括下述凹形元件，其在那个壁部分上（或在其截面上）的横截面面积、深度、形状、和/或定向是变化的。例如，该壁部分可以包括在其中央区域中的更大且更深的凹形元件以及分布至那个壁部分的边缘的更小且更浅的凹形元件。类似地，并入多个凸形特征的壁部分可以包括下述凸形元件，其在那个壁部分上（或在其截面上）的横截面面积、深度、形状、和/或定向上是变化的。

在一个实施例中，侧壁160的性质（并且因此靠近侧壁160的中底150的性质）能够通过凹形元件165、凸形元件170以及（如果必需的话）在中底150的不同区域处的额外的壁特征的仔细布置和选择来控制。例如，图7B至图7F示出通过截面A-A的、在图7A中所示的中底150的脚后跟区域130的侧向侧140和内侧145上的凹形元件165和/或凸形元件（一个或复数个）170的不同分布。

更特别地，图7B示出具有分布在内侧145上的多个浅的凹形元件165以及分布在侧向侧140上的多个浅的凸形元件170的脚后跟区域130，同时图7C示出类似的构造，但带有更厚的（或更深的）凹形元件165和凸形元件170。图7D示出具有分布在内侧145上的多个凹形元件165、但没有元件分布在侧向侧140的侧壁160上的布置。图7E示出具有凹形元件165和凸形元件170的布置，这些元件的厚度从中底150的上部表面210到下部表面155是变化的。图7F示出在侧向侧140和内侧145上都具有凹形元件165的中底150。在替代的实施例中，凹形元件165、凸形元件170、平坦侧壁160截面、和/或其他结构特征的任何数量、大小、形状、定向和分布可以布置在侧壁160的个个区域中，以向中底150的各个区域提供特定的结构和性能特性。

在一个实施例中，凹形元件165和/或凸形元件170的不同形状可以位于侧壁160的不同部分。此外，或替代地，侧壁160区域可以包括不同的凹形元件165和/或凸形元件170的布置，以及例如，不同形状的元件的布置和/或具有凹形元件165和凸形元件170二者的布置。例如，图9示出用于鞋100的中底150，其具有第一区域和第二区域，第一区域包括具有多个均匀分布的矩形凹形或凸形元件250的布置，第二区域包括具有多个伸长的椭圆形凹形或凸形元件255与散置在其之间的球形凹形或凸形元件260的布置。

除了为鞋100在中底150的侧壁160内提供结构特征以外，能够将摩擦元件（并且，例如，具有凹形和/或凸形结构的摩擦元件）并入鞋的接触地面的表面中（例如，外底和/或接触地面的中底），以向接触地面的表面提供优化的摩擦和其他性能特性（例如，受控的柔韧性）。设计、形成、和/或优化这样的摩擦元件的方法描述在美国专利申请号14/134,948中，其公开的全部内容通过引用并入本文中。在一个实施例中，在接触地面的表面上的摩擦元件可以具有与鞋的侧壁上的凹形和/或凸形元件相同或类似的形状。替代地，接触地面的摩擦元件可以与侧壁上的凹形和/或凸形元件的形状不同。

在图10A至图10D中示出用于鞋的示例鞋底300，其具有中底150与位于其下部表面上的外底305。中底150包括围绕侧壁160的大部分延伸的凹形元件165和凸形元件170的布置。中底150包括在其上具有凹形元件165的内侧前脚部分310，在其上具有凸形元件170的内侧脚后跟部分315，在其上具有凸形元件170的侧向前脚部分320，以及在其上具有凹形元件165的侧向脚后跟部分325。此外，中底150包括侧向中脚部分330，其包括过渡区域335，在这里，壁元件从凹形过渡至凸形；以及内侧中脚部分340，在这个区域的大部分上具有凸形元件170、并且带有过渡区域345（其在内侧中脚部分340的前部分处），在这里，壁元件从凹形过渡至凸形。在替代的实施例中，侧壁160的任何部分（或各个部分）能够包括凹形元件165和/或凸形元件170（视情况而定），以及视情况而定在凹形和凸形壁元件之间的突变或延伸的过渡区域。

在一个实施例中，外底305包括接触地面的表面或花纹，其包括在鞋底300和地面之间提供摩擦的多个摩擦元件350（在这个情况中是凸形摩擦元件）。摩擦元件的大小、形状、位置、定向和分布可以被优化以提供针对鞋被设计用于的体育活动和/或鞋被设计用于的运动员（或运动员的类型）所定制的优越摩擦，例如，如在美国专利申请号14/134,948中所描述的，其通过引用并入本文中。在一个实施例中，外底305可以包括在其上没有摩擦元件的实心部分355，以向在那些区域中的中底150提供额外的支撑和稳定性（例如，在体育活动期间的高负载的区域下方，诸如但不限于，在中底150的脚后跟部分的边缘的下方）。在一个实施例中，可以将一个或多个弯曲凹槽360添加至外底305以向在靠近该弯曲凹槽360的区域内的鞋底300提供额外的柔韧性。这样的弯曲凹槽可以在基本上纵向方向上（即，基本上与鞋从脚后跟到脚趾区域的纵向长度平行）延伸，在基本上侧向方向上（即，基本上垂直于鞋从脚后跟到脚趾区域的纵向长度）延伸，或与纵向方向成任何适当角度延伸。一个或多个弯曲凹槽可以跨越鞋的整个宽度或长度，或仅跨越其一部分。弯曲凹槽可以被并入鞋底的下部表面、鞋底的上部表面、和/或鞋底的侧壁中。

在图11A至图11E中示出用于鞋的另一个示例鞋底300，其具有中底150与位于其下部表面上的外底305。在这个实施例中，中底150包括在其上具有凸形元件170的内侧前脚部分310，在其上具有凹形元件165的内侧脚后跟部分315，在其上具有凸形元件170的侧向前脚部分320，以及在其上具有凹形元件165的侧向脚后跟部分325。鞋底的底部包括以网状样式布置的弯曲凹槽360的布置，以在体育活动期间向鞋底300提供额外的柔韧性，其中，多个接触地面的外底元件305围绕弯曲凹槽360定位。在替代的实施例中，取决于鞋的具体柔韧性要求，弯曲凹槽360的任何适当布置均可以并入外底305和/或中底150的下部表面中。

在图12A至图12G中示出用于鞋的另一个示例鞋底300，其具有中底150与位于其下部表面上的外底305。在这个实施例中，中底150包括在其上具有凸形元件170的内侧前脚部分310，在其上具有凹形元件165的内侧脚后跟部分315，在其上具有凸形元件170的侧向前脚部分320，以及在其上具有凹形元件165的侧向脚后跟部分325。在这个实施例中，侧壁160包括具有凹形元件165和/或凸形元件170的部分以及没有这样的元件的壁部分370，这取决于用于具体任务或多个任务的中底150的结构要求。如在图12F中所示，一个或多个摩擦元件350可以在其中具有凹形结构，以按照需要在所选择的区域中提供额外的摩擦和/或压缩特性。

在图13A至图13D中示出用于鞋的另一个示例鞋底300，其具有中底150与位于其下部表面上的外底305。在这个实施例中，中底150包括在其上具有凹形元件165的内侧前脚部分310，在其上具有凸形元件170的内侧脚后跟部分315，在其上具有凸形元件170的侧向前脚部分320，以及在其上具有凹形元件165的侧向脚后跟部分325。

用于鞋底300的摩擦元件350可以被仔细地构造并定向，以针对具体体育活动和/或运动员提供优化的摩擦特性。例如，在图14A至图14H中详细示出的图13A至图13D的实施例的摩擦元件350是成角度的并且被成形成针对越野跑提供优化的摩擦和性能特性。在本文中描述的用在鞋中的摩擦元件的形状和构造，以及设计和制造其的方法被更详细地描述在美国专利申请号14/134,948中，其通过引用并入本文中。在各个实施例中，壁元件和摩擦元件可以构造成提供针对任何体育活动（诸如，但不限于，公路跑、越野跑、远足、跑道跑（或任何其他跑步方式））或针对要求直线速度、切入表现或其组合的任何体育活动优化的性能特性和能力。

在图15A至图15E中示出用于鞋的另一个示例鞋底300，其具有中底150与位于其下部表面上的外底305。在这个实施例中，中底150包括内侧前脚部分310、内侧脚后跟部分315、侧向前脚部分320，以及侧向脚后跟部分325，全部这些部分都在其上具有凹形元件165，其中，凹形元件165的大小和形状随着侧壁的长度变化。此外，摩擦元件350的形状和大小随着鞋底300的长度和宽度改变。

图15E示出中底150的上部表面210。在这个实施例中，上部表面包括多个凹形元件380，其以被设计成降低中底150在具有凹形元件380的区域中的刚度的方式被布置。例如，在上部表面210的某些部分中创造凹形元件380减少了在那些区域中的脚下的材料，由此减少在那些区域中脚下的材料的密度，并且有效地减少了在那些区域中对加载的阻力（其实际上软化了在那些区域中的中底150的感觉）。在各个实施例中，能够根据具体减震和所要求的其他性能特性以任何适当方式对凹形元件380进行定大小、成形、定向及布置。例如，在某些区域中增加凹形元件380的厚度能够降低中底150在那个区域中的刚度，同时关于鞋的纵向轴线在特定取向上定向伸长的凹形元件380能够在所选择的方向上提供受控的减震和脚下支撑。在替代的实施例中，中底的上部表面能够包括在其中带有多个凸形元件的凹陷，所述凸形元件从凹陷向上延伸至上部表面的表面平面，其中，凸形元件的形状、大小和深度影响鞋底在那个区域处的减震和其他性能特性。

在一个实施例中，在鞋底300的侧壁160上的凹形元件165和凸形元件170的布置能够向鞋类提供独特且有吸引力的美学元件。例如，可能有利的是在鞋底300内提供更高或更低刚度的区域的额外视觉指示，同时为鞋类提供明显的美学外表。在一个实施例中，鞋类的视觉特征能够通过提供多颜色的鞋底300或其部分被进一步增强，其中，颜色上的差别增强形成在侧壁160上的结构性元件的视觉外观。

在一个实施例中，在鞋类物品的侧壁160上的凹形元件165和凸形元件170的形状和位置能够通过鞋底300的样式来强调，鞋底300具有指示凹形或凸形结构部件的区域的两种或多种对比颜色。这可以通过下述实现，例如，由具有第一颜色的材料整体地或者基本上形成鞋底300，并且此后选择性地添加第二对比颜色至侧壁160的选择区域以产生指示鞋底300的区域上的不同结构的视觉效果。在一个实施例中，可以使用三种或多种颜色以创建更复杂阴影和配色。

例如，第二对比颜色可以以非垂直于侧壁160的角度喷涂至侧壁160上，使得仅仅凹形元件165和凸形元件170的表面的一些部分用第二颜色覆盖，同时剩余的表面部分保持第一颜色。在图16和图17中示出用于选择性地对鞋底300的各个部分着色的示例方法，及在图18和图19中示出所得的两种颜色的鞋底300的示例。

如在图16中所示，可以以与水平面成锐角的角度喷涂侧壁160，使得面向喷雾的侧壁160的表面的部分由喷雾着色剂（例如，涂料）着色，同时面向远离喷雾颜色或对于喷雾着色剂隐藏的侧壁160的表面的部分保持不变。类似地，如在图17中所示，可以以与竖直平面成锐角的角度喷涂侧壁160（除此之外，或代替地，以与水平面成锐角的角度喷涂）以产生阴影或双色着色效果。在各个实施例中，喷涂元件400（或喷枪）能够以任何适当的角度将着色材料（例如，涂料）405引导至侧壁160，取决于所期望的视觉特征，这个角度要么保持恒定要么随着侧壁160的长度变化。

应该理解的是，替代的实施例，和/或在实施例或替代的实施例的构造中使用的材料可适用于本文中描述的所有其他实施例。

在不脱离本发明的精神或必要特征的情况下，可以以其他具体形式实施本发明。因此，前述实施例在所有方面都将被认为是说明性的，而不是限制本文中描述的本发明。因此本发明的范围由所附的权利要求指示，而不是由前述描述指示，并且落入权利要求的等同物的意义和范围内的所有变化都意在被包含于其中。

Claims (20)

1.一种用于鞋类物品的中底，其具有内侧、侧向侧、前脚区域、中脚区域和脚后跟区域，所述中底包括：

上部表面；

下部表面；以及

侧壁，其中，所述侧壁包括：

（i）第一壁部分，所述第一壁部分包括从所述侧壁延伸出的多个凸形结构，以及

（ii）第二壁部分，所述第二壁部分包括延伸至所述侧壁中的多个凹形结构，其中，所述凸形结构和凹形结构向靠近所述第一壁部分和第二壁部分的所述中底的区域赋予不同的结构性能。

2.根据权利要求1所述的鞋类，其中，所述凹形结构和所述凸形结构中的至少一个包括球体或多面体中的至少一个的一部分。

3.根据权利要求1所述的鞋类，其中，所述凹形结构和所述凸形结构中的至少一个包括扁球体、长椭球体或球形球体中的至少一个的一部分。

4.根据权利要求1所述的鞋类，其中，所述凹形结构和所述凸形结构中的至少一个包括三角形上的、方形的、矩形的、五角形的、或六角形的多面体中的至少一个的一部分。

5.根据权利要求1所述的鞋类，其中，所述第一部分包括所述前脚区域的至少一部分，并且所述第二部分包括所述脚后跟区域的至少一部分。

6.根据权利要求1所述的鞋类，其中，所述第一部分包括所述脚后跟区域的至少一部分，并且所述第二部分包括所述前脚区域的至少一部分。

7.根据权利要求1所述的鞋类，其中，所述第一部分包括所述内侧的至少一部分，并且所述第二部分包括所述侧向侧的至少一部分。

8.根据权利要求1所述的鞋类，其中，所述第一部分包括所述侧向侧的至少一部分，并且所述第二部分包括所述内侧的至少一部分。

9.根据权利要求1所述的鞋类，其中，所述凸形结构的大小、形状、定向和分布中的至少一个在所述第一壁部分的至少一部分上变化。

10.根据权利要求1所述的鞋类，其中，所述凹形结构的大小、形状、定向和分布中的至少一个在所述第二壁部分的至少一部分上变化。

11.根据权利要求1所述的鞋类，其中，靠近所述第二壁部分的所述中底的所述区域与靠近所述第一壁部分的所述中底的所述区域相比具有更低的刚度。

12.根据权利要求1所述的鞋类，其中，所述凸形结构和凹形结构的位置、大小、形状、定向和分布中的至少一个基于针对具体体育活动的性能标准被选择。

13.根据权利要求1所述的鞋类，其中，所述凸形结构和凹形结构的位置、大小、形状、定向和分布中的至少一个基于针对具体运动员或运动员团体的性能标准被选择。

14.根据权利要求1所述的鞋类，其进一步包括附接至所述中底的所述下部表面的至少一部分的接触地面的外底，所述接触地面的外底包括从其延伸的多个摩擦元件。

15.根据权利要求14所述的鞋类，其中，所述摩擦元件中的至少一个的大小、形状、定向和分布中的至少一个基于针对具体体育活动、具体运动员以及运动员具体团体中的至少一个的性能标准被选择。

16.一种制造鞋类物品的鞋底的至少一部分的方法，所述鞋底具有上部表面、下部表面、侧壁，所述方法包括以下步骤：

确定与使用者或体育活动中的至少一个相关的至少一个输入参数；

分析所述至少一个输入参数以确定至少一个性能指标；

基于所述性能指标确定所述侧壁的一个或多个结构特征，其中，所述结构特征包括：（i）包括从所述侧壁延伸出的多个凸形结构的第一壁部分，以及（ii）包括延伸至所述侧壁中的多个凹形结构的第二壁部分，其中，所述第一壁部分和第二壁部分向靠近所述第一壁部分和第二壁部分的至少一部分的所述鞋底的区域赋予不同的结构性能；以及

形成带有所述侧壁的所述鞋底，所述侧壁包括所述一个或多个结构特征。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述至少一个结构特征包括凸形结构和凹形结构的大小、形状、定向和分布中的至少一个。

18.一种鞋类物品，其包括构造成以接收脚的上部以及附接至所述上部的底部部分的鞋底部件，所述鞋底部件包括：

具有内侧、侧向侧、前脚区域、中脚区域以及脚后跟区域的中底，所述中底包括：

上部表面；

下部表面；以及

侧壁，其中所述侧壁包括：

（i）第一壁部分，所述第一壁部分包括从所述侧壁延伸出的多个凸形六角形结构，其中，所述凸形结构的大小、形状、定向和分布中的至少一个在所述第一壁部分的至少一部分上变化，以及

（ii）第二壁部分，所述第二壁部分包括延伸至所述侧壁中的多个凹形六角形结构，其中，所述凹形结构的大小、形状、定向和分布中的至少一个在所述第二壁部分的至少一部分上变化。

19.根据权利要求18所述的鞋类，其中，所述凸形结构和凹形结构向靠近所述第一壁部分和第二壁部分的至少一部分的所述中底的所述区域赋予不同的结构性能。

20.根据权利要求18所述的鞋类，其中，所述第一壁部分包括所述内侧的至少一部分，并且所述第二壁部分包括所述侧向侧的至少一部分。