CN107028286B - 一种可增加步幅的鞋底及其鞋 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可增加步幅的鞋底及其鞋，其中该鞋底包括脚掌部分，脚掌部分包括上底层和下底层，上底层与人体脚掌接触以承载人体脚掌，下底层与地面接触以产生运动摩擦力，上底层和下底层的至少部分区域相连，上底层和下底层可在鞋底纵向(即前后方向)上发生相对移动，以增加跑步时的步幅。本发明中，鞋底的上底层和下底层之间可发生相对滑动，在跑步蹬伸前掌弯曲时，脚掌部分的上底层比下底层向前移动更大的幅度，使得蹬伸发力点往前平移，进而增加跑步时每步的步幅，通过在通道内装入硬度调节组件，使鞋底具备良好的稳定性、缓冲效果以及弹性。

Description

一种可增加步幅的鞋底及其鞋

技术领域

本发明属于鞋技术领域，具体涉及一种可增加步幅的鞋底以及包括该鞋底的鞋。

背景技术

运动鞋的设计要适应人体运动的特点，除了要满足穿着舒适、避免运动损伤的要求外，还应具备提高运动者的运动机能、技能以及信心的功能。近年来，许多科研机构或鞋生产商都对鞋底的结构及材料进行了改进，其目标是在提升运动鞋的减震、稳定、舒适、止滑等性能的同时，也提高运动者的运动机能和运动成绩。

目前，大多数的运动鞋厂商都关注鞋后跟着地时的减震性、舒适性以及稳定性，而对前掌区域的功能性关注度较少。研究表明，前脚掌的弯曲刚度和幅度与蹬伸动作时的生物力学特征关系是非常密切的，因此前掌区域仍存在较大的研发空间。

对于前掌区域，一般认为可在前掌中底或鞋垫采用较软的减震材料，来提升前掌区域的缓冲和舒适效果，但柔软的材料会导致蹬伸力或蹬伸效率降低。替代地，也可在前掌区域加入硬质的热塑性聚氨酯弹性体橡胶(TPU)或碳纤模块，来提升前掌弯折刚度，从而降低每次蹬踏过程中的能量损耗，但这又会降低穿着的舒适性和缓冲效果。因此，前掌区域的舒适性和缓冲效果的设计要求与弯折刚度和回弹性的设计要求之间似乎存在此长彼消的矛盾。

发明内容

为解决上述现有技术中的问题，本发明提供了一种可增加步幅的鞋底，以确保运动鞋同时具备良好的稳定性、缓冲效果以及折弯回弹性。

为实现上述目的，本发明的可增加步幅的鞋底的具体最优的技术方案如下：

一种鞋底，包括脚掌部分，脚掌部分包括上底层和下底层，上底层与人体脚掌接触以承载人体脚掌，下底层与地面接触以产生运动摩擦力，上底层和下底层的至少部分区域相连，上底层和下底层可在鞋底纵向上发生相对移动，以增加跑步时的步幅。

进一步，上底层与下底层通过多个间隔设置的连接壁相连。

进一步，连接壁的强度低于上底层和下底层的强度以允许上底层和下底层在鞋底纵向上发生相对移动。

进一步，上底层、下底层以及连接壁为一体成型结构。

进一步，连接壁沿鞋底宽度方向设置，连接壁的壁面沿竖向延伸，连接壁的上侧部与上底层的底面相连，下侧部与下底层的顶面相连。

进一步，相邻的连接壁，上底层的底面以及下底层的顶面围合形成通道，通道中设置有硬度调节组件，硬度调节组件可调节脚掌部分的缓冲效果，弹性和整体稳定性。

进一步，通道的中心轴线与鞋底宽度方向平行。

进一步，上底层与下底层通过多个间隔设置的硬度调节组件相连。

进一步，硬度调节组件的强度低于上底层和下底层的强度以允许上底层和下底层在鞋底纵向上发生相对移动。

进一步，硬度调节组件为柱状体或球形体。

进一步，硬度调节组件为实心结构、空心结构或夹层结构。

进一步，硬度调节组件为空心结构，硬度调节组件的内部空腔中填充有加压气体或气体混合物。

进一步，脚掌部分上还设置有限位装置，限位装置可防止硬度调节组件滑出通道。

进一步，限位装置为设置在通道顶部边缘和/或底部边缘的凸缘，凸缘阻挡硬度调节组件的端部，以对硬度调节组件进行限位。

进一步，限位装置包括设置在硬度调节组件上的凸缘，以及通道内侧壁上对应设置的凹槽，硬度调节组件上的凸缘与通道内侧壁上的凹槽耦合，以对硬度调节组件进行限位。

进一步，还包括鞋跟部分，鞋跟部分与脚掌部分相连，并且可承载人体脚后跟。

进一步，鞋跟部分和脚掌部分分别为单个部件，鞋跟部分的前端与脚掌部分的后端相连，脚掌部分的上底层与鞋跟部分之间形成有间隙。

进一步，鞋跟部分和脚掌部分为一体成型结构，脚掌部分的下底层与鞋跟部分相连，脚掌部分的上底层与鞋跟部分之间形成有间隙。

进一步，下底层的底面设置有多个防滑条，防滑条与通道的中心轴线平行，并且位于相邻的两连接壁之间。

根据本发明的另一方面，提供了一种鞋，包括上述的鞋底，所述鞋底与鞋身相连。

本发明中，鞋底的上底层和下底层之间可发生相对滑动，在跑步蹬伸前掌弯曲时，脚掌部分的上底层比下底层向前移动更大的幅度，使得蹬伸发力点往前平移，进而增加跑步时每步的步幅。此外，通过在通道内装入硬度调节组件，使用者可按个人需求选择不同硬度的材料模块，使鞋底同时具备良好的稳定性、缓冲效果以及折弯回弹性，在提升步幅的同时也能优化鞋底的穿着舒适度。

附图说明

图1为现有鞋底处于自然状态下的结构示意图；

图2为现有鞋底处于弯曲状态下的结构示意图；

图3为本发明第一实施例的可增加步幅的鞋底；

图4为图3中的鞋底处于弯曲状态下的结构示意图；

图5为本发明第二实施例的具有可增加步幅的鞋底的鞋；

图6示出了图5中的鞋底的脚掌部分。

具体实施方式

为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明的可增加步幅的鞋底做进一步详细的描述。

本文的描述中，前向定义为鞋跟部分指向脚掌部分的方向，后向定义为脚掌部分指向鞋跟部分的方向，横向定义为鞋底的宽度方向，纵向定义为鞋底的前后方向，竖向定义为垂直鞋底平面的方向。

如图1-2所示，现有的鞋底结构示意图，现有的鞋底为一层式结构，当鞋底受力弯曲时(例如使用者穿上鞋子运动蹬伸时)，鞋底的中线弯曲形成折弯线18，折弯线18在鞋底弯折前后的长度不变化，鞋底脚掌部分的前端不发生错位/位移。

如图3所示，作为对比，示出了本发明的可增加步幅的鞋底，该鞋底2包括鞋跟部分4和脚掌部分6，鞋跟部分4与脚掌部分6的连接位置由分隔点14表示，脚掌部分6包括上底层10和下底层12，上底层10与人体脚掌接触(包括直接接触或间接接触)以承载人体脚掌，下底层12与地面接触(包括直接接触或间接接触)，上底层10和下底层12至少有部分区域相连，例如上底层10和下底层12在后端位置处(靠近分隔点14的一端)固定连接，上底层10和下底层12在前段区域和中段区域的部分部位相连。

鞋跟部分4和脚掌部分6可分别是不同的单个组件，脚掌部分6的后端与鞋跟部分4的前端相连以组成鞋底2，例如脚掌部分6与鞋跟部分4通过胶粘剂粘合连接。替代地，鞋跟部分4和脚掌部分6也可以是一体成型结构。此外，鞋跟部分4和脚掌部分6可分别采用不同或相同的材料制成。

类似地，脚掌部分6中，上底层10和下底层12可分别是不同的单个组件，上底层10和下底层12的至少部分位置相连，例如上底层10和下底层12通过连接组件(如连接臂)连接。替代地，上底层10和下底层12也可以是一体成型结构。此外，上底层10和下底层12可分别采用不同或相同的材料制成。

鞋跟部分4和脚掌部分6可以是实心体、空心体结构，如由一个或者多个纤维增强层制成的实心体或空心体。鞋跟部分4和脚掌部分6由柔性材料制成，这些柔性材料具有高耐磨性和低密度，可为鞋底提供与地面的高摩擦。柔性材料可以是热塑性或热固性的高分子材料，例如热塑性丁苯橡胶、天然橡胶、热塑性聚氨酯、(聚)氯乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯的共聚物以及聚酰胺弹性体等热塑性聚合物，又例如环氧树脂、不饱和聚酯树脂等热固性树脂。

根据以上选定的柔性材料，可采用合适的方法来加工制造鞋底2，例如可采用喷射铸造、树脂浇注、机械加工、三维打印(也称3d印刷或积层制造)等方法来制造。

如图4所示，当脚掌部分6受力弯曲并形成折弯线18时，上底层10和下底层12之间可在鞋底纵向上发生相对滑动，上底层10的前端8向前移动的距离大于下底层12的前端16向前移动的距离，上底层10的前端8与下底层12的前端16之间形成间距D。

由此，在人体脚底板踩踏鞋底2进行跑步的过程中，当人体脚后跟离地，脚掌向后踩踏脚掌部分6进行蹬伸时，上底层10比下底层12具有更大的向前移动幅度，使得蹬伸的发力点向前平移，运动者跑步时可获得额外的前移距离，进而可提升跑步时每步的步幅和跑步的速度。此外，对于具有相同总厚度的鞋底而言，由于本发明鞋底的脚掌部分6采用双层结构，本发明鞋底的脚掌部分6更容易被弯曲，从而更能提升运动时前掌的灵活性及舒适性。

如图5-6所示，示出了具有鞋底2的鞋20，鞋底2的顶面25与鞋身22的底部相连，上底层10的前端8具有向上延伸的挡止部23，挡止部23可与鞋身22的前端相连。

脚掌部分6的后端与鞋跟部分4的前端相连，脚掌部分6与鞋跟部分4的连接位置形成沿鞋底宽度方向的直线形连接带。优选地，脚掌部分6的后端呈L形，下底层12的后端以及下底层12后端位置处的连接壁24共同组成脚掌部分6的L形后端，下底层12后端的顶面以及下底层12后端位置处的连接壁24的外侧面分别与鞋跟部分4的前端相连。

鞋跟部分4和脚掌部分6可以分别为单个部件，鞋跟部分4的前端与脚掌部分6的后端相连以组成完整鞋底，替代地，鞋跟部分4和脚掌部分6也可为一体成型结构，例如脚掌部分的下底层与鞋跟部分一体成型。应注意的是，无论鞋跟部分4和脚掌部分6是单个部件组成还是一体成型，脚掌部分6的上底层10与鞋跟部分4之间均形成有间隙，以防止脚掌部分6的上底层10与鞋跟部分4发生联动，阻碍上底层10和下底层12在鞋底纵向上发生相对滑动。

脚掌部分6的上底层10和下底层12之间设置有硬度调节组件28，上底层10与下底层12通过硬度调节组件28相连，硬度调节组件28的强度低于上底层10和下底层12的强度以允许上底层和下底层在鞋底纵向上发生相对滑动，通过选定硬度调节组件28的数量、尺寸以及材料，可调节脚掌部分的缓冲效果，弹性和整体稳定性，其中弹性可为运动者跑步提供辅助的向前弹力，整体稳定性是指鞋底要具备一定的结构稳定度。

硬度调节组件28可采用减震性能好、可弯曲、耐疲劳、重量轻的热塑性聚合物或热固性树脂等柔性材料制成，例如泡沫体或纤维增强体结构。硬度调节组件28优选采用高密度聚乙烯、尼龙、聚酯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物等热塑性聚合物，以使硬度调节组件28具有良好的弹性和减震性能。通过在上底层10和下底层12之间设置的硬度调节组件28，可调节脚掌部分6的硬度和增强脚掌部分6的整体稳定性。

硬度调节组件28可以是实心体、空心体或夹层结构，例如实心/空心柱体(例如空心圆柱)、实心/空心球体，以及内侧/层为反弹材料且外侧/层为较软材料组成的夹层结构等，夹层结构可以是一体成型的单体部件或由多个配件组配而成。柱状硬度调节组件28的长度等于或小于通道26的长度。优选地，硬度调节组件28采用空心体结构，硬度调节组件28的内部空心填充加压气体或气体混合物，例如空气、氮气、二氧化碳、氦气或氩气等，这些气体在柔性材料中具有较低的扩散速率。

由于硬度调节组件28的内部空心并且填充有气体，从而可在上底层10和下底层12之间提供更好的弹性和减震性能，进一步增加穿戴舒适度。

进一步，上底层10与下底层12之间间隔设置有多个连接壁24，上底层10与下底层12通过连接壁24相连，连接壁24的强度低于上底层10和下底层12的强度以允许上底层10和下底层12在鞋底纵向上发生相对滑动。连接壁24的壁面沿竖向延伸，连接壁24沿鞋底横向方向的长度等于或小于脚掌部分6的宽度，连接壁24的上侧部与上底层10的底面相连，下侧部与下底层12的顶面相连，连接壁24可以是单个的组件并且与上底层10和下底层12连接，也可以是与上底层10和下底层12一体成型。

连接壁24、上底层10以及下底层12可采用相同或不同的柔软弹性材料制成。通过设定连接壁24的间距、数量以及材料，可减弱上底层10与下底层12彼此间的易动性或可动性，并同时增加脚掌部分6的整体稳定性，为用户提供具有合适可动性和稳定度的鞋底。

进一步，每两个相邻的连接壁24之间形成有通道26，也即相邻的两个连接壁24，上底层10的底面以及下底层12的顶面共同围成通道26。上述硬度调节组件28设置在通道26中，硬度调节组件28可仅与通道26的内侧壁接触设置，或者与通道26的内侧壁固定连接。

通道26的内部孔径可大于，等于或略小于硬度调节组件28的直径，当通道26的内部孔径大于或等于硬度调节组件28的直径时，可方便硬度调节组件28安装到通道26中，当通道26的内部孔径略小于硬度调节组件28的直径时，通道26的内侧壁可夹紧硬度调节组件28，并且可防止外部灰尘、杂质进入到通道26内。

由此，人们在跑步运动过程中，下底层12与地面接触，地面对下底层12的静摩擦力对下底层12产生向后的阻力，上底层10与脚底接触，跑步时脚底对上底层10产生向前的推力。由于地面对下底层12的阻力与脚底对上底层10的推力相反，促使上底层10与下底层12之间发生相对运动，连接壁24倾斜，当人体脚后跟离地，脚掌向后踩踏脚掌部分6进行蹬伸时，上底层10比下底层12具有更大的向前移动幅度，使得蹬伸的发力点向前平移，进而可提升跑步时每步的步幅。

进一步，脚掌部分6中设置有限位装置，以防止硬度调节组件28在使用过程中滑出通道26。例如，限位装置是设置在通道26内底面边缘和/或内顶面边缘上的凸缘30，凸缘30可阻挡硬度调节组件28的端部，以对装入通道26内的硬度调节组件28进行限位。限位装置也可以是硬度调节组件28上设置在凸缘(例如环状凸缘)，通道26的内侧壁上对应形成有凹槽，当用力将硬度调节组件28装入通道26内时，硬度调节组件28上的凸缘与通道26内侧壁上的凹槽耦合，以对调节组件28进行限位。替代地，通道26的内侧壁上也可以设置有凸缘(例如环形凸缘)，硬度调节组件28的外壁上对应形成有凹槽，硬度调节组件28上的凹槽与通道26内侧壁上的凸缘耦合，以对调节组件28进行限位。

此外，下底层12的底面32还设置有防滑条，防滑条与通道26平行设置，防滑条优选位于通道26的下方，也即位于相邻的两连接壁24之间，防滑条错位设置在连接壁24之间，在运动过程中方便连接壁24随着上底层10和下底层12间的相对滑动而扭动。

可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。

Claims (17)

1.一种鞋底，其特征在于，包括脚掌部分和鞋跟部分，鞋跟部分与脚掌部分相连，可承载人体脚后跟，脚掌部分包括上底层和下底层，上底层与人体脚掌接触以承载人体脚掌，下底层与地面接触以产生运动摩擦力，上底层和下底层的至少部分区域相连，上底层和下底层可在鞋底纵向上发生相对移动，以增加跑步时的步幅；上底层与下底层通过多个间隔设置的连接壁相连；相邻的连接壁、上底层的底面以及下底层的顶面围合形成通道，通道中设置有硬度调节组件，硬度调节组件可调节脚掌部分的弹性和整体稳定性。

2.根据权利要求1所述的鞋底，其特征在于，连接壁的强度低于上底层和下底层的强度以允许上底层和下底层在鞋底纵向上发生相对移动。

3.根据权利要求1所述的鞋底，其特征在于，上底层、下底层以及连接壁为一体成型结构。

4.根据权利要求1所述的鞋底，其特征在于，连接壁沿鞋底宽度方向设置，连接壁的壁面沿竖向延伸，连接壁的上侧部与上底层的底面相连，下侧部与下底层的顶面相连。

5.根据权利要求1所述的鞋底，其特征在于，通道的中心轴线与鞋底宽度方向平行。

6.根据权利要求1所述的鞋底，其特征在于，上底层与下底层通过多个间隔设置的硬度调节组件相连。

7.根据权利要求6所述的鞋底，其特征在于，硬度调节组件的强度低于上底层和下底层的强度以允许上底层和下底层在鞋底纵向上发生相对移动。

8.根据权利要求1或6所述的鞋底，其特征在于，硬度调节组件为柱状体或球形体。

9.根据权利要求8所述的鞋底，其特征在于，硬度调节组件为实心结构、空心结构或叠层结构。

10.根据权利要求9所述的鞋底，其特征在于，硬度调节组件为空心结构，硬度调节组件的内部空腔中填充有加压气体或气体混合物。

11.根据权利要求1所述的鞋底，其特征在于，脚掌部分上还设置有限位装置，限位装置可防止硬度调节组件滑出通道。

12.根据权利要求11所述的鞋底，其特征在于，限位装置为设置在通道顶部边缘和/或底部边缘的凸缘，凸缘阻挡硬度调节组件的端部，以对硬度调节组件进行限位。

13.根据权利要求11所述的鞋底，其特征在于，限位装置包括设置在硬度调节组件上的凸缘，以及通道内侧壁上对应设置的凹槽，硬度调节组件上的凸缘与通道内侧壁上的凹槽耦合，以对硬度调节组件进行限位。

14.根据权利要求1所述的鞋底，其特征在于，鞋跟部分和脚掌部分分别为单个部件，鞋跟部分的前端与脚掌部分的后端相连，脚掌部分的上底层与鞋跟部分之间形成有间隙。

15.根据权利要求1所述的鞋底，其特征在于，鞋跟部分和脚掌部分为一体成型结构，脚掌部分的下底层与鞋跟部分相连，脚掌部分的上底层与鞋跟部分之间形成有间隙。

16.根据权利要求5所述的鞋底，其特征在于，下底层的底面设置有多个防滑条，防滑条与通道的中心轴线平行，并且位于相邻的两连接壁之间。

17.一种鞋，其特征在于，包括前述任一项所述的鞋底，所述鞋底与鞋身相连。

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