CN108024594A - 具有插入板和非线性抗弯刚度的鞋类鞋底组件 - Google Patents

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Abstract

用于鞋类物品的鞋底组件包括具有面向脚的表面的鞋底板(12)，鞋底板(12)具有设置在面向脚的表面中的凹部(22)。插入板(24)设置在凹部(22)中。在插入板的前端和后端之间的插入板(24)的长度小于凹部(22)的长度。当鞋底组件的前足部分以弯曲范围的第一部分背屈时，插入板(24)在不受鞋底板(12)的压缩载荷的情况下弯曲，并且当前足部分以弯曲范围的第二部分背屈时与鞋底板(12)可操作地接合，弯曲范围的第二部分包括大于弯曲范围的第一部分的弯曲角度。例如，当前足部分按照脚趾朝向脚的顶部弯曲的方式弯曲时，鞋底组件是背屈的。

Description

具有插入板和非线性抗弯刚度的鞋类鞋底组件
相关申请的交叉引用
本申请要求了2015年9月18日提交的美国临时申请号为62/220633的优先权，其全部内容通过引用并入本文。本申请要求了2015年9月18日提交的美国临时申请号为62/220758的优先权，其全部内容通过引用并入本文。本申请要求了2015年9月18日提交的美国临时申请号为62/220638的优先权，其全部内容通过引用并入本文。本申请要求了2015年9月18日提交的美国临时申请号为62/220678的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本教导总体包括用于鞋类物品的鞋底组件。
背景技术
鞋通常包括鞋底组件，该鞋底组件配置成位于穿着者的脚下以将脚与地面隔开。运动鞋中的鞋底组件配置用于提供所需的缓冲、运动控制和弹性。
附图说明
图1是具有鞋底板和插入板的鞋类物品的鞋底组件的平面图的示意图；
图2是图1的鞋底组件的分解平面图的示意图；
图3是示出了图1的鞋底板的底部的透视图的示意图；
图4是鞋底组件在插入板处于向后位置情况下的局部平面图的示意图；
图5是鞋底组件在插入板转换到向前位置的局部平面图的示意图；
图6是沿图4中的线6-6截取的鞋底组件的局部侧视图的示意性截面图；
图7是以第一预定弯曲(flex)角度弯曲的图6的鞋底组件的局部侧视图的示意性截面图；
图8是以第二预定弯曲角度弯曲的图6的鞋底组件的局部侧视图的示意性截面图；
图9是图1-8的鞋底组件的扭矩相对于弯曲角度的曲线图；
图10是移除了插入板的鞋底组件的局部平面图的示意图；
图11是在图2中的线11-11处截取的图2的鞋底板在凹槽打开情况下的局部示意性截面图；
图12是图8的鞋底板在凹槽闭合情况下的局部示意性截面图；
图13是根据本教导的以可选的第二预定弯曲角度弯曲的鞋底组件的另一实施例的局部侧视图的示意性截面图；
图14是根据本教导的以可选的第一预定弯曲角度弯曲的图13的鞋底组件的局部侧视图的示意性截面图；
图15是图13-14的鞋底组件的扭矩相对于弯曲角度的曲线图；
图16是根据本教导的处于弯曲位置的鞋底组件的另一实施例的局部侧视图的示意性截面图；
图17是以可选的预定弯曲角度弯曲的图16的鞋底组件的局部侧视图的示意性截面图；
图18是图16-17的鞋底组件的扭矩相对于弯曲角度的曲线图；
图19是根据本教导的一方面的鞋底组件在凹槽处于打开位置情况下的实施例的局部示意性截面图，该鞋底组件具有处于凹槽内的弹性材料；
图20是图19的鞋底组件在凹槽闭合情况下的局部视图的示意性截面图；
图21是根据本教导的鞋底组件的实施例的局部侧视图的示意性截面图，其中弹性材料在凹部中处于插入板和鞋底板之间；
图22是以第一预定弯曲角度弯曲的图21的鞋底组件的局部侧视图的示意性截面图；
图23是具有鞋底板和插入板的鞋类物品的鞋底组件的另一实施例的平面图的示意图；
图24是具有鞋底板和插入板的鞋类物品的鞋底组件的另一实施例的平面图的示意图；
图25是具有鞋底板和插入板的鞋类物品的鞋底组件的另一实施例的平面图的示意图。
具体实施方式
用于鞋类物品的鞋底组件包括具有朝向脚的表面的鞋底板，其中凹部设置在朝向脚的表面中。插入板设置在凹部中并且具有在插入板的前端和后端之间延伸的长度。前端和后端之间的长度小于凹部的长度。当鞋底组件的前足部分以弯曲范围的第一部分背屈时，插入板在没有鞋底板的压缩载荷的情况下弯曲，并且当鞋底组件的前足部分以弯曲范围的第二部分背屈时，插入板与鞋底板可操作地接合，弯曲范围的第二部分包括大于弯曲范围的第一部分的弯曲角度。例如，当前足部分按照脚趾朝向脚的顶部弯曲的方式弯曲时，鞋底组件是背屈的。
弯曲范围的第一部分包括小于第一预定弯曲角度的鞋底组件的弯曲角度，并且弯曲范围的第二部分包括大于或等于第一预定弯曲角度的鞋底组件的弯曲角度。插入板的前端和后端以第一预定弯曲角度与鞋底板可操作地接合，以在鞋底组件以大于或等于第一预定弯曲角度的弯曲角度背屈时使插入板在鞋底板的压缩下弯曲。相应地，鞋底组件处于第一预定弯曲角度时具有抗弯刚度的变化。
在一个实施例中，插入板未被固定在凹部内，插入板的任何部分都不被固定成阻止相对于鞋底板的运动。插入板因此可以相对于鞋底板平移直至第一预定弯曲角度，并且因此仅在插入板的外周处与鞋底板可操作地接合。
在一个实施例中，插入板可以具有从插入板的内侧延伸到插入板的外侧的前边缘和从插入板的内侧延伸到插入板的外侧的后边缘。鞋底板可以具有位于凹部的前周边处的前壁以及位于凹部的后周边处的后壁。前边缘配置为在整个前周边处与前壁可操作地接合，并且后边缘配置为在整个后周边处与后壁可操作地接合，以使鞋底板对插入板的压缩载荷分布在插入板的前边缘和后边缘上。前边缘和后边缘可以在内侧和外侧之间被倒圆。
鞋底板在凹部处可以具有边缘。边缘可以配置为使凹部在边缘下方的长度大于凹部在边缘处的长度。因此，当插入板与鞋底板可操作地接合时，前壁和后壁可以稍微低于边缘，以使边缘有助于在操作接合期间将插入板保持在凹部中。
在一个实施例中，至少一个凹槽在鞋底板的面向脚的表面中横向地纵长延伸。换言之，至少一个凹槽沿其长度至少部分地在鞋底板的横向上延伸。至少一个凹槽配置为在鞋底组件以小于第二预定弯曲角度的弯曲角度背屈时打开，并且在鞋底组件以大于或等于第二预定弯曲角度的弯曲角度背屈时闭合。鞋底板具有在至少一个凹槽闭合时抵抗响应于在至少一个凹槽上的压缩力而变形的能力，使得鞋底组件处于第二预定弯曲角度时具有抗弯刚度的另外的变化。
该至少一个凹槽具有至少预定的深度和宽度。在一个实施例中，插入板的长度以及至少一个凹槽的深度和宽度使得插入板在至少一个凹槽闭合之前与鞋底板可操作地接合，因此第二预定弯曲角度比第一预定弯曲角度更大。在另一实施例中，插入板的长度以及至少一个凹槽的深度和宽度使得至少一个凹槽在插入板与鞋底板可操作地接合之前闭合，因此第二预定弯曲角度比第一预定弯曲角度小。在又一实施例中，插入板的长度以及至少一个凹槽的深度和宽度使得插入板在至少一个凹槽闭合时与鞋底板可操作地接合，因此第二预定弯曲角度与第一预定弯曲角度相同。
至少一个凹槽的预定深度和宽度可以选择为在至少一个凹槽打开时，使鞋底板在至少一个凹槽处的相邻壁是非平行的。例如，当至少一个凹槽打开时，至少一个凹槽处的相邻壁中的向前的壁比至少一个凹槽中的相邻壁中的向后的壁向前倾斜地更多。
至少一个凹槽可以横向地延伸超出凹部。至少一个凹槽可以是直的。至少一个凹槽具有内端和外端，并且外端可以位于内端的后方。当至少一个凹槽打开时，至少一个凹槽在底部处可以比在远端处更窄。
鞋底板在至少一个凹槽打开和至少一个凹槽闭合时可以都具有比插入板更大的抗弯刚度。可选地，插入板在至少一个凹槽打开和至少一个凹槽闭合时可以具有比鞋底板更大的抗弯刚度，或者插入板可以仅在至少一个凹槽打开时具有比鞋底板更大的抗弯刚度。
可选地，鞋底板可以在至少一个凹槽处倒角或倒圆。鞋底板可以具有在至少一个凹槽下方的底部。当至少一个凹槽闭合时，鞋底板可以在底部处受到增加的张力并且在闭合的凹槽处受到压缩。
在一个实施例中，鞋底板在至少一个凹槽处的部分可以在面向地面的表面处向下突出并且可以比鞋底板的紧接的前部和后部更厚。抓地元件(traction elements)可以在面向地面的表面处比鞋底板在至少一个凹槽处的部分向下突出得更远。
在一个实施例中，鞋底板可以包括第一狭槽和第二狭槽，第一狭槽相对于鞋底板纵向延伸并穿透鞋底板，第一狭槽位于鞋底板的内侧和至少一个凹槽之间，第二狭槽相对于鞋底板纵向延伸并且穿透鞋底板，第二狭槽位于鞋底板外侧和至少一个凹槽之间。换句话说，第一狭槽和第二狭槽至少部分地在鞋底板的纵向上纵长地延伸。至少一个凹槽从第一狭槽延伸到第二狭槽。
此外，鞋底板可以包括位于鞋底板的内侧中的第一凹口和位于鞋底板的外侧中的第二凹口，第一凹口和第二凹口与至少一个凹槽对齐。
在一个实施例中，插入板配置为当鞋底组件沿鞋底组件的纵向在第一弯曲范围内弯曲时相对于鞋底板在凹部中平移，使得插入板在第一弯曲范围期间不受鞋底板的压缩载荷。插入板配置为当鞋底板沿纵向以第一预定弯曲角度弯曲时在凹部中与鞋底板可操作地接合，由此在大于第一弯曲范围的第二弯曲范围中使插入板处于鞋底板的压缩状态下。由此鞋底组件处于第一预定弯曲角度时具有抗弯刚度的变化。
在这样的实施例中，鞋底板可以在面向脚的表面中具有至少一个凹槽。至少一个凹槽在第一弯曲范围期间打开，并且当鞋底组件沿纵向在大于第二弯曲范围的第三弯曲范围内弯曲时闭合。可选地，第三弯曲范围可以大于第一弯曲范围并且小于第二弯曲范围。鞋底组件在第三弯曲范围内具有不同于第二弯曲范围内的抗弯刚度。例如，在至少一个凹槽闭合的情况下，在至少一个闭合凹槽处施加压缩力，使得鞋底板在闭合凹槽的远端部分处压缩。
例如但不限于聚合物泡沫的弹性材料可设置在凹部中处于鞋底板与插入板的前端和后端中的至少一个之间。当鞋底组件在纵向上弯曲时，在插入板与鞋底板操作接合之前，弹性材料可以被压缩。因此，处于小于第一预定弯曲角度的弯曲角度时，鞋底组件的抗弯刚度至少部分地由弹性材料的刚度确定。
弹性材料(例如但不限于聚合物泡沫)可以设置在至少一个凹槽中，以使弹性材料通过闭合至少一个凹槽而被压缩。因此，处于小于第二预定弯曲角度的弯曲角度时，鞋底组件的抗弯刚度至少部分地由弹性材料的刚度确定。
结合附图，通过以下用于执行本教导的模式的具体实施方式，本教导的上述特征和优点以及其他特征和优点将变得显而易见。
“一(a)”、“一(an)”、“该”、“至少一个”和“一个或多个”可互换使用以表明存在的至少一个项目。除非上下文另有明确表示，否则可以存在多个这样的项目。除非根据上下文另外明确或清楚地表示，否则本说明书(包括所附权利要求)中的参数(例如量或条件)的所有数值在所有情况下由术语“约”修饰，无论术语“约”是否实际出现在数值之前。“约”表示所述数值允许一些轻微的不精确性(以一定程度近似于该值的精确值；大致或合理得近似该值；差不多)。如果“约”所提供的不精确性不是本领域中以其常规含义的另外理解，那么如本文所用的“约”表示至少由测量的常规方法和使用这些参数可能引起的变化。此外，公开的范围应理解为具体公开了该范围内的所有值和进一步划分的范围。
术语“包括(comprising)”、“包括有(including)”和“具有”是包含性的，因此指定了所述特征、步骤、操作、要素或组件的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作、要素或组件。在可行的情况下，步骤、过程和操作的顺序可以改变，并且可以采用另外的或可选的步骤。如在本说明书中所使用的，术语“或”包括相关列出项目的任何一个和所有组合。术语“任何”理解为包括引用项目的任何可行的组合，包括“任何一个”引用项目。术语“任何”理解为包括所附权利要求的引用权利要求的任何可行的组合，包括“任何一个”引用的权利要求。
本领域的普通技术人员将认识到的是，如“以上”、“以下”、“向上”、“向下”、“顶部”、“底部”等的术语是相对于附图描述使用的，并且不表示对由权利要求限定的本发明范围的限制。
参考附图，其中在全部视图中相同的附图标记指代相同的部件，图1示出了用于鞋类物品的鞋底组件10。鞋底组件10具有非线性的抗弯刚度，该非线性抗弯刚度随着前足部分14在纵向上的弯曲的增加而增加。如在此进一步说明的，鞋底组件10沿纵向以一个或多个预定弯曲角度弯曲时提供抗弯刚度的变化。更具体地，鞋底组件10具有以一个或多个预定弯曲角度变化的分段函数的抗弯刚度。通过选择确定一个或多个预定弯曲角度的本文所述的各种结构参数来调整抗弯刚度。如本文所使用的，“抗弯刚度(bending stiffness)”和“抗弯刚度(bend stiffness)”可以互换使用。
鞋底组件10具有全长的整体鞋底板12，鞋底板12具有前足部分14、中足部分16和鞋后跟部分18。鞋底板12设置有在前足部分14、中足部分16和鞋后跟部分18之上延伸的面向脚的表面20。
鞋后跟部分18总体包括当人脚支撑在鞋底组件10上并且尺寸与鞋底组件10相对应时鞋底板12的与包括跟骨的人脚后部相对应的部分。前足部分14总体包括鞋底板12的与脚趾和将跖骨与人脚趾骨连接的关节(在本文中可互换地称为“跖骨-趾骨关节”或“MPJ”关节)相对应的部分。中足部分16总体包括鞋底板12的与包括舟状关节的人脚足弓区域相对应的部分。如本文所使用的，包括鞋底板12的外侧38(也称为外侧边缘38)的用于鞋类物品的部件的外侧是与人脚的外侧区域(即更接近穿着者的第五趾的一侧)相对应的一侧。第五趾通常被称为小趾。包括鞋底板12的内侧36(也称为内侧边缘36)的用于鞋类物品的部件的内侧是与人脚的内侧区域(即靠近穿着者的脚的拇指的一侧)相对应的一侧。拇指通常被称为大脚趾。外侧38和内侧36都从鞋底板12周边的最前方范围延伸到最后方范围。鞋底板12的鞋后跟部分、中足部分、前足部分、内侧和外侧的相对位置的这些描述也可以用于描述包括鞋底板12的鞋类物品的部分，该鞋类物品包括鞋底结构及其各个部件。
鞋底板12被称为板，但不一定是扁平的并且不必是单个部件，而是可以是多个互连的部件。例如，朝向脚的表面20的朝上部分和相对的朝向地面的表面64可以在成型或以其他方式形成时预先形成为具有一定量的曲率和厚度变化，以便在所需的区域中提供用于增强的成形的鞋床和/或增加的厚度。例如，鞋底板12可以具有弯曲或波状的几何形状，其可以类似于图7的脚52的下部轮廓。
鞋底板12可以完全是单一均匀的材料，或者可以具有包括不同材料的不同部分。例如，前足部分14的第一材料可以选择为实现前足部分14中所需的抗弯刚度，而中足部分16和鞋后跟部分18的第二材料可以是对前足部分14的抗弯刚度无影响的不同的材料。作为非限制性示例，第二部分可以包覆成型在第一部分上或与第一部分共注成型。用于鞋底板12的示例材料包括耐用的耐磨材料，例如但不限于尼龙、热塑性聚氨酯或碳纤维。
这里使用的术语“纵向”是指沿着鞋底组件的长度延伸的方向，例如从鞋底组件的前足部分到鞋后跟部分。这里使用的术语“横向”是指沿着鞋底组件的宽度延伸的方向，例如从鞋底组件的外侧到内侧。术语“向前”用于指代从鞋后跟部分到前足部分的总体方向，并且术语“向后”用于指代相反的方向，即从前足部分向脚跟部分的方向。术语“前部”用于指代部件的前方部分或前部部件。术语“后部”用于指代部件的后方部分或后部部件。术语“板”指代总体水平设置的元件，其总体用于提供结构和形状而不是缓冲。板可以但不一定是扁平的，并且不必是单个部件，而是可以是多个互连的部件。例如，当成型或以其他方式形成时，鞋底板可以预先形成为具有一定量的曲率和厚度变化，以便在所需的区域中提供用于增强的成形鞋床和/或增加的厚度。例如，鞋底板可以具有与脚52的下部轮廓类似的弯曲的或起伏的几何形状。
如图7所示，脚52可以由面向脚的表面20支撑，脚在面向脚的表面20上方。面向脚的表面20可以被称为鞋底板12的上表面。在所示的实施例中，鞋底板12是外底。在其他实施例中，鞋底板可以是鞋内底板，也被称为内底、内垫板、内板、鞋垫板或楦板。更进一步地，鞋底板可以是鞋中底板或单独鞋底板，或者可以是鞋外底、中底和/或鞋内底(也称为内垫板)中的一个或者其中任何两个或更多个的单一组合。可选地，在所示的实施例中，鞋内底板或其他层可以覆盖面向脚的表面20并且定位在脚52和面向脚的表面20之间。
凹部22设置在面向脚的表面20中位于前足部分14处。凹部22相对较浅，以使其并非延伸完全穿透鞋底板12。插入板24纵向地设置在凹部22中。参考图2，插入板24具有沿鞋底板12的总体纵向在板24的前端25A和后端25B之间延伸的长度L1。长度L1略小于凹部22的长度L2。如图4和图5最佳示出的，该长度差容许插入板24在鞋底组件10处于未弯曲状态或在其以相对低的弯曲角度(即当弯曲角度小于图9所示的第一预定弯曲角度A1时)在前足区域14中弯曲时在凹部22中相对于鞋底板12前后平移。由于插入板24具有在该弯曲角度范围内相对于鞋底板12平移的能力，因此插入板24可以被称为浮动板。插入板24未固定在凹部22内。换句话说，不存在将插入板24的任何部分相对于鞋底板12保持固定的任何销钉、柱或其他部件。
预定弯曲角度被定义为在第一轴线LM1与第二轴线LM2之间的交点处形成的角度，其中第一轴线在鞋底板12的面向地面的表面64处在插入板24的前端25A的前方并且也在鞋底板包括任选的凹槽30和底部54的下降部分的前方总体沿着纵向中线LM(如图所示3)延伸，并且第二轴线LM2总体沿着纵向轴线——例如在鞋底板12的面向地面的表面64处在插入板24的后端25B的后方并且也在鞋底板的包括凹槽30和底部54的下降部分的后方的纵向中线LM——延伸。鞋底板12配置为使第一轴线LM1和第二轴线LM2的交点通常位于本文所述的插入板24和凹槽30之下在纵向和横向都大致居中，并且位于支撑在面向脚的表面20上的脚52的跖骨-趾骨关节之下。作为非限制性示例，第一预定弯曲角度A1可以是从约30度(°)至约65°。在一示例性实施例中，第一预定弯曲角度A1存在于约30°至约60°之间的范围内，典型值为约55°。在另一示例性实施例中，第一预定弯曲角度A1存在于约15°至约30°之间的范围内，典型值为约25°。在另一示例中，第一预定弯曲角度A1存在于约20°至约40°之间的范围内，典型值为约30°。特别地，第一预定弯曲角度可以是35°、36°、37°、38°、39°、40°、41°、42°、43°、44°、45°、46°、47°、48°、49°、50°、51°、52°、53°、54°、55°、56°、57°、58°、59°、60°、61°、62°、63°、64°或65°中的任何一个。总体上，发生抗弯刚度增加速率变化的特定弯曲角度或角度范围取决于鞋类物品设计所针对的具体活动。
由于插入板24和凹部22的长度差，以小于图7和图9的第一预定弯曲角度A1的弯曲角度，插入板24和鞋底板12的一端或两端之间存在间隙。更具体地，当插入板24处于凹部22的后部位置时，插入板24的倒圆的前边缘26与凹部22的前周边FP处的鞋底板12的倒圆的前壁27之间存在间隙G1，如图4所示。后部位置是插入板24在凹部22中的最靠后的位置。倒圆的前边缘26从插入板24的内侧31延伸到外侧33。类似地，以小于第一预定弯曲角度A1的弯曲角度，当插入板24处于前部位置时，插入板24的倒圆的后边缘28与凹部22的后周边RP处的鞋底板12的倒圆的后壁29之间存在间隙G2，如图5所示。前部位置是插入板24在凹部22中的最靠前的位置。倒圆的后边缘28从插入板24的内侧31延伸到外侧33。图4和图5所示的插入板24的后部位置和前部位置是插入板24在凹部22内的极限位置。在以小于第一预定弯曲角度A1的弯曲角度正常使用期间，插入板24可以位于前部位置、后部位置或者在两端具有间隙的中间位置。当鞋底组件10沿着鞋底组件10的纵向以小于第一预定弯曲角度A1的弯曲角度弯曲时，长度差以及由差所产生的间隙(例如间隙G1或间隙G2)使得插入板24在不受鞋底板12的压缩载荷的情况下弯曲。
在一些实施例中，可以有多于一个的凹部22，每个凹部22中具有位于其中的相应的插入板24。例如，两个或更多个凹部可以定位为彼此横向相邻(即并排)。第一插入板定位在第一凹部中，并且第二插入板定位在第二凹部中。凹部和插入板可以配置为使插入板以相同的弯曲角度与鞋底板可操作地接合。可选地，插入板和凹部可以配置为以不同弯曲角度接合，例如当处于未弯曲位置时具有不同尺寸的间隙。插入板由此连续接合以影响处于其中一个插入板接合的每个弯曲角度时抗弯刚度的变化。
图6-8示出了插入板24的操作。图6示出了插入板24处于凹部22中的后部位置。鞋底板12具有边缘50，边缘50围绕凹部22并且配置为使边缘50下方的凹部22的长度L2大于边缘50处的凹部22的长度L3。边缘50由此形成围绕插入板24的鞋底板12的底切。可以通过将插入板24压过边缘50而将插入板24插入到凹部22中。插入板24的长度L1和凹部22的长度L2被选择为在鞋底组件10沿纵向方向以小于第一预定弯曲角度A1的弯曲角度弯曲期间使插入板24的前边缘26和后边缘28以及它的前端25A和后端25B分别与前壁27和后壁29不同时接触。相应地，随着脚52(图7中以虚线示出)弯曲将扭矩置于鞋底组件10上并且通过将鞋后跟部分18抬高离开地面G同时在前足部分14的前部保持与地面G接触而使鞋底组件10在前足部分14处弯曲，插入板24会弯曲，但在第一弯曲范围FR1内(即弯曲角度小于第一预定弯曲角度A1，如图9所示)插入板24将不会受到鞋底板12的压缩载荷。鞋底组件10在第一弯曲范围FR1期间的抗弯刚度将与鞋底板12和插入板24的抗弯刚度至少部分相关，但插入板24不受鞋底板12的压缩载荷。
参考图7，当鞋底组件10沿纵向以大于或等于第一预定弯曲角度Al的弯曲角度弯曲时，插入板24的前端25A和后端25B与鞋底板12可操作地接合，以使插入板24在由鞋底板12压缩的情况下弯曲(由图7中的力的箭头CF表示)。处于第一预定弯曲角度时插入板24仅在鞋底板12的外周处(包括前端25A、后端25B、前边缘26和后边缘28)与鞋底板12可操作地接合28。如图7所示，处于第一预定弯曲角度A1时，鞋底板12中的凹槽30朝向闭合状态移动但保持打开。如本文所使用的，在纵向上弯曲期间，当鞋底板12的压缩力传递到插入板24时，插入板24与鞋底板12“可操作地接合”。由于插入板24和鞋底板12的操作接合，鞋底板12在凹部22下方并且更靠近地面G(并且因此更远离弯曲的曲率中心)的底部54处于附加的张力下。张力由图7中的力箭头TF表示。因此鞋底组件10处于第一预定弯曲角度A1时具有抗弯刚度的变化。如本领域技术人员可以理解的，在鞋底板12随着脚52弯曲而弯曲期间，鞋底板12存在中性轴线，在该轴线上方鞋底板12处于压缩状态并且在该轴线下方鞋底板12处于拉伸状态。插入板24与鞋底板12的操作接合对中性轴线下方的鞋底板12(例如在鞋底板12的底面处)施加另外的张力，从而将鞋底板12的中性轴线有效地向上移动(远离底面)。
处于大于或等于第一预定弯曲角度A1的弯曲角度时，例如在图9的第二弯曲范围FR2和第三弯曲范围FR3期间，鞋底组件10的刚度与插入板24的压缩载荷以及鞋底板12上的附加张力至少部分地相关。更具体地，当鞋底组件10弯曲到至少第一预定弯曲角度Al时，由于鞋底板12的弯曲总体发生在凹部22的前足部分14中，因此在前壁27处的凹部22的前周边FP和后壁29处的凹部22的后周边RP之间的凹部22长度比长度L2短。换言之，凹部22在纵向上的长度稍微缩短，如图7中的长度L4所示。由于凹部22距弯曲鞋底组件10的曲率中心更远，凹部22比插入板24缩短的更多。由于稍微缩短的凹部22，插入板24的前端25A和倒圆的前边缘26由此接合前壁27并且插入板24的后端25B和后边缘28接合后壁29。
在所示的实施例中，前边缘26和前壁27具有相似的倒圆形状，并且后边缘28和后壁29具有相似的倒圆形状。这使得前边缘26能够接合整个前周边FP(即本文所述的一系列凹槽30前方的凹部22周边)，并且后边缘28接合整个后周边RP(即凹槽30后方的凹部周边)。鞋底板12作用在插入板24上的压缩力CF分别通过总体类似形状的倒圆的前壁27和倒圆的后壁29沿着倒圆的前边缘26和倒圆的后边缘28良好地分布在插入板24上。避免了在插入板24和鞋底板12之间的较窄界面处可能发生的应力集中。在其他实施例中，前边缘26、前壁27和/或后边缘28和后壁29可以可选地具有平直的方形形状或具有其他形状。此外，插入板24可以被成形为使不同形状的前边缘和/或不同形状的后边缘仅部分地分别接触前壁和后壁。
参考图2和图10，鞋底板12具有至少一个凹槽30，并且在所示的实施例中具有一系列凹槽30，这些凹槽也影响鞋底组件10的抗弯刚度。更具体地，凹槽30被配置为处于小于第二预定弯曲角度的弯曲角度时打开并且处于大于或等于第二预定弯曲角度的弯曲角度时闭合。在凹槽闭合的情况下，鞋底板12上的压缩力施加在闭合的凹槽30上。在凹槽30闭合情况下鞋底板12具有抵抗变形能力，由此在凹槽30闭合时增加了鞋底组件10的抗弯刚度。由于插入板24与这种鞋底板12的操作接合也提供非线性弯曲刚性，因此凹槽30是可选的并且本教导的范围还包括在面向脚的表面20中没有凹槽的鞋底板12。
凹槽30在凹部22处相对于鞋底板总体横向地纵长延伸。每个凹槽30总体是直的，并且凹槽30总体彼此平行。例如，可以在鞋底板12成型期间形成凹槽30。每个凹槽30具有内端32和外端34(利用图2中的其中一个凹槽30的附图标记表示)，内端32更靠近鞋底板12的内侧36，并且外端34更靠近鞋底板12的外侧38。外端34比内端32稍微靠后，以使凹槽30落在脚52的跖骨趾骨关节的解剖结构之下并且总体上遵循该结构。凹槽30在鞋底板12中总体横向地纵长延伸超过凹部22朝向内侧36和外侧38。如图1所示，当插入板24插入凹部22时，凹槽30的中间部分被插入板24覆盖，而凹槽30的端部延伸超出凹部22和插入板24。
凹槽30的数量可以为仅一个(即单个凹槽)或者可以是多个凹槽30。总体上，凹槽30的宽度和深度取决于凹槽30的数量，并且将被选择为处于本文所述的第二预定弯曲角度时使一个或多个凹槽闭合。在具有多于一个凹槽30的不同实施例中，凹槽可以具有彼此不同的深度、宽度和/或间隔，并且可以具有不同的角度(即不同凹槽的相邻壁可以处于不同的相对角度)。例如，沿着纵向方向靠近一系列凹槽的中间的凹槽可以比靠近该系列凹槽的前端和后端的凹槽宽。总体上，一个或多个凹槽的总宽度(即从该系列凹槽的前端到后端)被选择为足以适应根据针对特定鞋类尺寸的人口平均值的穿着者的跖骨趾骨关节的位置范围。如果设置仅一个凹槽，则其总体上具有比设置多个凹槽30的情况更大的宽度，以便处于相同的预定弯曲角度时闭合。
如图2最佳示出的，鞋底板12包括第一狭槽40，第一狭槽40相对于鞋底板12总体纵向地纵长延伸并且完全穿透鞋底板12在内侧36和一系列凹槽30之间。鞋底板12还具有第二狭槽42，该第二狭槽42相对于鞋底板12总体纵向地纵长延伸并且完全穿透鞋底板12在外侧38和一系列凹槽30之间。第一狭槽40和第二狭槽42是弯曲的，分别朝向内侧36和外侧38弯曲。凹槽30从第一狭槽40延伸到第二狭槽42。换句话说，每个凹槽30的内端32位于第一狭槽40处，并且每个凹槽30的外端34位于第二狭槽42处。在其他实施例中，两组或更多组凹槽可以彼此横向隔开(例如一组设置在纵向中线LM的内侧上，从第一狭槽40延伸并且终止于纵向中线LM之前，并且另一组设置在纵向中线LM的外侧上，从第二狭槽42延伸并且终止于纵向中线LM之前)。类似地，三组或更多组可以横向设置并且彼此隔开。与狭槽40、42不同，凹槽30并非延伸完全穿透鞋底板12，如图11和12所示。狭槽40、42在鞋底板12弯曲期间有助于将一系列凹槽30与鞋底板12在凹槽30外部的部分(即第一狭槽40与内侧36之间的部分以及第二狭槽42与外侧38之间的部分)隔离。
鞋底板12包括位于鞋底板12的内侧36中的第一凹口44以及位于鞋底板的外侧38中的第二凹口46。如图10中最佳示出地，第一凹口44和第二凹口46与一系列凹槽30总体对齐，但不一定与凹槽30平行。换句话说，连接凹口44、46的线将穿过一系列凹槽30。凹口44、46增加了鞋底板12在凹槽30所处的前足部分14的区域中的柔性。鞋底板12在狭槽40、42外部的材料因此对鞋底板12的前足部分14在纵向方向上的柔性具有很小的影响。
参考图11，鞋底板12中的凹槽30在每个凹槽30附近形成横向延伸的肋60。每个凹槽30具有从凹部22处的鞋底板12的表面58到凹槽30下方的鞋底板12的底部54的预定深度D。在其它实施例中，不同的凹槽30可以具有不同深度，每个凹槽深度至少为预定深度D。深度D小于鞋底板12从表面58到鞋底板12的面向地面的表面64的厚度T1。厚度T1和深度D之间的差是底部54的厚度T2。如图3和图11中最佳示出的，鞋底板12在凹槽30和肋60下方的面向地面的表面64处向下突出，使得鞋底板12在一系列凹槽30处的厚度T1能够大于紧接在凹槽30的前方和后方的鞋底板12部分的厚度T3。相应地，深度D比凹槽30处于仅具有厚度T3的鞋底板12的部分中的情况更大。
鞋底板12具有抓地元件69，抓地元件69比鞋底板12在一系列凹槽30处的部分从朝向地面的表面64突出的更远，由此确保鞋底板12在一系列凹槽30处的部分的面向地面的表面64脱离与地面的接触(即升到地面G之上)或者至少承受较小的载荷。由此可以减小作用在底部54上的地面反作用力，该地面反作用力可以减小底部54的柔性并且影响凹槽30的打开和闭合。抓地元件69可以整体地形成为鞋底板12的一部分或者可以附接到鞋底板12。在所示的实施例中，抓地元件69是整体形成的防滑部。例如，如图1和图3最佳示出的，鞋底板12在面向脚的表面20上具有浅凹部73，抓地元件69在浅凹部73处向下延伸。在其他实施例中，抓地元件可以是例如可移除的钉。
参考图11，每个凹槽30在凹槽30远离底部54的远端68处具有预定宽度W。肋60的远端71在每个凹槽30处被倒圆或倒角，如图11通过倒角72示出的。当凹槽30闭合时，倒角或倒圆的远端71降低了肋60的塑性变形的可能性，该塑性变形如同向闭合凹槽30上施加压缩力时尖角接触会在相邻肋60处发生塑性变形。在任何倒角开始处(即在侧壁70正好位于任何倒角或倒圆的边缘下方的点处)在相邻肋60的相邻侧壁70之间测量宽度W。当凹槽30打开时，每个凹槽30在凹槽30的底部74处(即在底部54正上方的凹槽30的根部处)比在远端68处(即在最靠近面向脚的表面20和脚52的凹槽30的最宽部分处)更窄。尽管每个凹槽30被示出为具有相同的宽度W，但不同的凹槽30可以具有不同的宽度。
可选地，预定深度D和预定宽度W可以调整(即选择)为在凹槽30打开时使相邻的侧壁70(即每个凹槽30的前侧壁70A和后侧壁70B)是非平行的，如图11所示。当凹槽30闭合时，相邻的侧壁70A、70B平行，如图12所示。通过将鞋底板12配置为使侧壁70A、70B在打开位置是非平行的，当凹槽30闭合时，侧壁70的表面区域接触最大化。在这样的实施例中，当凹槽30闭合时，倒角72下方和底部74上方的侧壁70的整个平面部分可以同时接触。相反地，在凹槽30打开时如果相邻侧壁70A、70B是平行的，则至少在凹槽30最初闭合时，侧壁70会是非平行的，这潜在地使相邻壁的接触面积减小和/或应力集中。
可选地，凹槽30可以配置为在凹槽30打开并且鞋底板12处于图6和图11所示的未弯曲位置时使每个凹槽30的前侧壁70A比每个凹槽30处的后侧壁70B更多地向前倾斜。未弯曲的位置是在鞋后跟部分18未被抬起并且在前足部分14和鞋后跟部分18处的抓地元件69与地面G接触时的鞋底板12的位置。侧壁70A、70B的相对倾斜会在凹槽30闭合时起作用。使前侧壁70A比后侧壁70B更多地倾斜能确保处于第二预定弯曲角度A2时凹槽30闭合，该第二预定弯曲角度A2比后侧壁70B比前侧壁70A更向前倾斜的情况下的第二预定弯曲角度更大。
图11示出了处于打开位置的凹槽30。凹槽30配置为在鞋底组件10沿纵向以小于图9中所示的第二预定弯曲角度A2的弯曲角度弯曲时打开。换言之，凹槽30配置为在第一弯曲范围FR1(其中插入板24与鞋底板12没有可操作地接合)期间以及在第二弯曲范围FR2(其中插入板24与鞋底板12可操作地接合)期间打开。凹槽30配置为在鞋底组件10沿纵向以大于或等于第二预定弯曲角度A2的弯曲角度(即在第三弯曲范围FR3内)弯曲时闭合。当凹槽30闭合时，鞋底板12具有抵抗响应于闭合的凹槽30上的压缩力而变形的能力，以使鞋底组件10处于第二预定弯曲角度A2时具有抗弯刚度的附加变化。图12示出了接触的侧壁70以及肋60的远端71处在闭合槽30的至少远端68附近所产生的压缩力CF1以及在底部54处的增大的张力TF2。闭合的凹槽30提供抵抗压缩力CF1的能力，这可以使肋60弹性地变形。
在图6-8的实施例中，在凹槽30闭合之前，插入板24与鞋底板12可操作地接合。图6示出了在鞋底板12的未弯曲状态下(即处于0度的弯曲角度时)鞋底板12与插入板24没有可操作地接合并且凹槽30打开。图7示出了处于第一预定弯曲角度A1时插入板24与鞋底板12操作接合，其中凹槽30仍保持打开。图8示出了处于第二预定弯曲角度A2时凹槽30闭合。相应地，在图1-8的实施例中，第二预定弯曲角度A2大于第一预定弯曲角度A1。
图9示出了表示鞋底组件10的抗弯刚度(曲线的斜率)的示例曲线图，其中竖直轴上是扭矩(以牛顿米为单位)并且水平轴上是弯曲角度(以度数表示)。如本领域技术人员所理解的，扭矩源自在距弯曲轴线的一段距离处施加的力，如穿着者弯曲鞋底组件10时所产生的，该弯曲轴线位于跖骨趾骨关节附近。处于第一预定弯曲角度A1时抗弯刚度发生变化(增加)并且处于第二预定弯曲角度A2时抗弯刚度再次变化(增加)。抗弯刚度是分段函数。在第一弯曲范围FR1中，抗弯刚度是根据每个弯曲的插入板24的抗弯刚度和鞋底板12的抗弯刚度的函数。在第二弯曲范围FR2中，抗弯刚度也是鞋底板12对插入板24的压缩载荷以及作用在鞋底板12上的相应增加的张力的函数。在第三弯曲范围FR3中，抗弯刚度也是鞋底板12在闭合凹槽的远端部(即最接近面向脚的表面20和脚52的部分)上的压缩载荷的函数。
鉴于本公开，普通技术人员将认识到的是，鞋底板12将响应于在身体活动期间由使用者的脚的相应弯曲在MPJ处所施加的力而背屈地弯曲。在整个弯曲范围的第一部分FR1中，抗弯刚度(定义为根据弯曲角度变化的力矩变化)将保持为与通过增大弯曲角度进行的弯曲大致相同。由于弯曲范围的第一部分FR1内的弯曲主要由鞋底板12材料的固有材料特性决定，因此板上的扭矩(torque)(或力矩(moment))相对于弯曲角度的曲线(其斜率是抗弯刚度)在弯曲范围的第一部分FR1中将典型地表现出平滑但相对逐渐倾斜的曲线(在此被称为具有恒定抗弯刚度的“线性”区域)。然而，在弯曲范围的第一部分和第二部分之间的边界处，插入板24可操作地接合鞋底板12，以使附加的材料和机械特性显著提高抵抗进一步背屈的能力。因此，也包括弯曲范围的第二部分FR2的扭矩相对于弯曲角度的对应曲线(其斜率是抗弯刚度)可以示出(从大致对应于角度A1的弯曲角度开始)偏离弯曲范围的第一部分FR1的渐变和平滑地倾斜弯曲特性。这种偏离在本文中被称为抗弯刚度的“非线性”增加，并且将表现为抗弯刚度的步进式增加和/或抗弯刚度的增加率的变化中的任何一个或两个。率的变化可以是突然的，或者它可以表现为在鞋底板12的弯曲角度(即也被称为弯曲角度(flex angle)或弯曲的角度(angle of flexion))的小范围增加。在任一情况下，描述弯曲范围的第二部分FR2中的抗弯刚度的数学函数将不同于描述弯曲范围的第一部分中的抗弯刚度的数学函数。大致处于第二预定弯曲角度A2时凹槽30的闭合引起抗弯刚度的另一非线性增加，其表现为抗弯刚度的步进式增加和/或抗弯刚度的增加率的变化中的任何一个或两者。
图9是描述处于增加的弯曲角度时抵抗弯曲的能力的预期增加的示例性曲线图，如通过关于前足部分14的背屈在鞋后跟部分18处所需扭矩的增加幅度所示的。在第一弯曲范围FR1中的抗弯刚度可以是恒定的(因此该曲线图具有线性斜率)或基本线性的或者可以逐渐增加(这将示出FR1的斜率变化)。第二弯曲范围FR2中的抗弯刚度可以是线性的或非线性的，但由于插入板24的操作接合，处于第一预定弯曲角度A1时，第二弯曲范围FR2中的抗弯刚度将显著地或逐渐地偏离在第一预定弯曲角度A1处第一弯曲范围FR1的抗弯刚度(例如在几度的范围内)。
如本领域技术人员可以理解的，在鞋底板12随着脚52背屈而弯曲期间，鞋底板12中存在被称为中性平面(虽然不一定是平面)或中性轴线的层，位于其上的鞋底板12处于压缩状态，并且位于其下的鞋底板12处于拉伸状态。插入板24的操作接合对中性平面上方的鞋底板12施加另外的压缩力，并且对中性平面下方的面向地面的表面附近施加另外的张力。除了鞋底板12的机械性能(例如，拉伸、压缩等)之外，同样影响背屈期间的抗弯刚度的变化的结构因素包括但不限于鞋底板12的厚度、纵向长度和不同部分的横向宽度。
图13和14示出了鞋底组件10A的可选实施例。鞋底组件10A在所有方面与鞋底组件10相同，并且具有与鞋底组件10一致的部件，除了鞋底板12A设置的凹槽30由凹槽30A代替以及插入板24由插入板24A代替。凹槽30A的深度和宽度以及插入板24A的长度被选择为使凹槽30A随着鞋底组件10A在纵向上弯曲同时产生不同的抗弯刚度而在插入板24A与鞋底板12A接合之前闭合。更具体地，凹槽30A被配置为在图15所示处于弯曲角度A2A时闭合，弯曲角度A2A被称为第二预定弯曲角度。凹槽30A具有比凹槽30更小的深度和/或更小的宽度，以使弯曲角度A2A小于图8的第二预定弯曲角度A2。此外，插入板24A具有比插入板24的长度L1更短的长度，凹部22具有比图6的长度L2更短的长度，或两者兼有。插入板24A因此与鞋底板12A没有可操作地接合，直到达到比图9的第一预定弯曲角度A1更大的弯曲角度A1A。弯曲角度A1A可以被称为第一预定弯曲角度并且大于弯曲角度A2A。相应地，凹槽30A在插入板24A与鞋底板12A可操作地接合之前闭合，由此第二预定弯曲角度A2A小于第一预定弯曲角度A1A。
图15示出了表示鞋底组件10A的抗弯刚度(曲线的斜率)的示例曲线图，其中竖直轴上是扭矩(以牛顿米为单位)并且水平轴上是弯曲角度(以度数表示)。鞋底组件10A的抗弯刚度处于第二弯曲角度A2A时改变(增加)并且处于第一弯曲角度A1A时再次改变(增加)。抗弯刚度是分段函数。在第一弯曲范围FRIA中，抗弯刚度是插入板24A和鞋底板12A的抗弯刚度的函数。在第一弯曲范围FRIA之后的弯曲范围FR3A内，抗弯刚度也是鞋底板12A的闭合的凹槽30A上出现的压缩载荷的函数。在弯曲范围FR3A之后的弯曲范围FR2A内，抗弯刚度也是鞋底板12对插入板24A的压缩载荷以及作用在鞋底板12A上的相应增加的张力的函数。弯曲范围FR3A被称为第三弯曲范围，并且弯曲范围FR2A被称为第二弯曲范围。相应地，当鞋底组件沿纵向在大于第一弯曲范围FR1A并且小于第二弯曲范围FR2A的第三弯曲范围FR3A内弯曲时，鞋底板12A在凹槽30A处的侧壁70接合以闭合凹槽30A。凹槽30A的闭合在闭合凹槽30A的远侧部(即在闭合凹槽30A最靠近面向脚的表面20和脚52的部分处)在鞋底板12A上施加另外的压缩载荷，并且增加鞋底板12A的底部54处的张力，鞋底组件12A的抗弯刚度由此在第三弯曲范围FR3A内至少部分地与这种载荷相关地增加。
图16和图17示出了鞋底组件10B的可选实施例。鞋底组件10B在所有方面都与鞋底组件10相同，并且具有与鞋底组件10相同的部件，除了鞋底板12B设置的凹槽30由凹槽30B代替以及插入板24由插入板24B代替。凹槽30B的深度和宽度以及插入板24B的长度被选择为处于与插入板24B和鞋底板12B接合的弯曲角度相同的弯曲角度时使凹槽30B闭合。更具体地，处于图16所示的弯曲角度AA时，凹槽30B是打开的，插入板24B与鞋底板12B没有可操作地接合。然而，处于图17所示的较大的弯曲角度A12时，插入板24B与鞋底板12B可操作地接合并且凹槽30B闭合。弯曲角度A12用作第一预定弯曲角度(即插入板24B与鞋底板12B可操作地接合的弯曲角度)和第二预定弯曲角度(即凹槽30B闭合的弯曲角度)。
图18示出了表示鞋底组件10B的抗弯刚度(曲线的斜率)的示例曲线图，其中竖直轴上是扭矩(以牛顿米为单位)并且水平轴上是弯曲角度(以度数表示)，示出了处于弯曲角度A12时变化(增加)的抗弯刚度。抗弯刚度是分段函数。在第一弯曲范围FR1B中，抗弯刚度是插入板24B和鞋底板12B的抗弯刚度的函数。在第一弯曲范围FR1A之后的弯曲范围FRB内，抗弯刚度也是鞋底板12B对插入板24B的压缩载荷、在闭合凹槽30B上的压缩载荷以及在鞋底板12B上相应增加的张力的函数。相应地，当鞋底板12B沿纵向在大于第一弯曲范围FR1B的弯曲范围FRB内弯曲时，鞋底板12B在凹槽30B处的侧壁70接合以闭合凹槽30B，并且插入板24B与鞋底板12B接合，由此在闭合凹槽30B的远侧部(即在闭合凹槽30B最靠近面向脚的表面20和脚52的部分处)施加另外的压缩载荷，并且相应地增加鞋底板的底部54处的张力，并且通过鞋底板12B使插入板24B压缩。鞋底组件12B的抗弯刚度由此在弯曲范围FRB内至少部分地与该载荷相关地增加。
图19和图20示出了鞋底板12C的可选实施例的一部分，其可用于代替鞋底板12、12A和12B中的任何一个。弹性材料80设置在凹槽30中。在所示的实施例中，为了说明的目的，弹性材料80设置在鞋底板12C的每个凹槽30中。可选地，弹性材料80可以设置在仅一些凹槽30中，或者设置在仅一个凹槽30中。弹性材料80可以是弹性的(即可逆压缩的)聚合物泡沫，如乙烯醋酸乙烯酯(EVA)泡沫或热塑性聚氨酯(TPU)泡沫，其选择为具有提供不同于(即小于或大于)鞋底板12C的压缩刚度的压缩强度和密度。在图19中，鞋底组件10C示出处于弯曲角度为0度的未弯曲位置。在图19中凹槽30处于打开位置，但它们填充有弹性材料80。在所示的实施例中，鞋底板12C配置为具有比弹性材料80更大的压缩刚度(即抵抗响应于压缩力而变形的能力)。相应地，当弯曲角度增加时，在鞋底组件10C随着鞋底板12C弯曲(即挠曲)直到处于图20中示出的第二预定弯曲角度A2B时弹性材料80达到最大压缩位置而弯曲期间，弹性材料80将开始被鞋底板12C压缩。在弹性材料80的最大压缩位置处，凹槽30处于闭合位置。与凹槽30是空的实施例相比，处于小于凹槽30到达闭合位置的弯曲角度(即第二预定弯曲角度A2B)的弯曲角度时弹性材料80增加鞋底组件10C的抗弯刚度。因此，处于小于第二预定弯曲角度A2B的弯曲角度时，鞋底组件10C的抗弯刚度至少部分地由弹性材料80的刚度确定。在鞋底组件10C中的凹槽30的闭合位置，每个凹槽30的相邻壁彼此不接触并且不平行，但比凹槽30在打开位置更接近彼此。换言之，闭合凹槽30具有小于打开凹槽30的宽度W的宽度W2。
图21和图22示出了可用于代替鞋底组件10、10A、10B或10C中的任何一个的鞋底组件10D的可选实施例的一部分。弹性材料82设置在凹部22中位于鞋底板12与插入板24的前边缘26和插入板24的后边缘28中的至少一个之间。弹性材料82具有与插入板24的压缩刚度不同(即小于或大于)的压缩刚度。在所示的实施例中，弹性材料82具有比插入板24的压缩刚度小的压缩刚度，并且因此在鞋底组件10D沿纵向弯曲期间在插入板24与鞋底板12的操作接合之前在鞋底组件10弯曲期间被压缩。在所示的实施例中，为了说明的目的，弹性材料82设置在凹部22中位于前边缘26和后边缘28两者处。例如，弹性材料82可以是弹性(即可逆压缩的)聚合物泡沫，如乙烯醋酸乙烯酯(EVA)泡沫或热塑性聚氨酯(TPU)泡沫，其选择为具有提供压缩刚度小于插入板24的压缩刚度的压缩强度和密度。在图21中，鞋底组件10D示出处于弯曲角度为0度的未弯曲位置。
插入板24配置为具有比弹性材料82更大的压缩刚度。相应地，当弯曲角度增大时，弹性材料82将随着鞋底板12弯曲而开始在插入板24和鞋底板12之间被压缩，直到处于第一预定弯曲角度A1B时弹性材料82达到图22所示的最大压缩位置。与凹部22在鞋底板12与插入板24的相应的前边缘26和后边缘28之间是空的实施例相比，处于小于插入板24与鞋底板12可操作地接合的弯曲角度(即如本文所定义的第一预定弯曲角度)的弯曲角度时，弹性材料82增加鞋底组件10D的刚度。因此，处于小于第一预定弯曲角度的弯曲角度时，鞋底组件10D在纵向弯曲时的抗弯刚度至少部分地由弹性材料82的压缩刚度确定。
由于弹性材料82处于最大压缩位置，因此鞋底板12的压缩力通过弹性材料82传递到插入板24，以在弹性材料82处于最大压缩位置时使插入板24与鞋底板12可操作地接合并且处于鞋底板12的压缩载荷下。
图23-25示出了在本教导的范围内的另外实施例的鞋底结构10E、10F和10G。鞋底结构10E、10F和10G中的每一个都如关于鞋底结构10所描述的那样起作用，处于当插入板24E、24F或24G分别可操作地接合鞋底板12时的第一预定弯曲角度时，抗弯刚度发生变化，并且处于当凹槽30闭合时的第二预定弯曲角度时，抗弯刚度发生第二变化。第二预定弯曲角度可以小于、等于或大于第一预定弯曲角度。
在鞋底结构10E中，鞋底板12在面向脚的表面20中具有凹部22E。插入板24E设置在凹部22E中。当鞋底结构10E处于图23所示的未弯曲的松弛位置时，插入板24E在鞋底板12的纵向上的长度小于凹部22E的长度，如通过插入板24E前方位于鞋底板12的前壁27E和插入板24E之间可见的小间隙以及插入板24E后方位于鞋底板的后壁29E和插入板24E之间可见的小间隙所示的。由于该间隙，鞋底结构10E在背屈弯曲的情况下，在第一背屈范围内，插入板24E在没有鞋底板12的压缩载荷的情况下相对于鞋底板12平移，并且当处于第一预定弯曲角度时插入板24E的前端接合前壁27E并且插入板24E的后端接合后壁29E时，抗弯刚度变化。当鞋底组件10E沿纵向以大于或等于第一预定弯曲角度的弯曲角度弯曲时，插入板24E在鞋底板12压缩的情况下弯曲。在所示的实施例中，插入板24E是碳纤维材料，但可以是本文关于插入板的各种实施例所述的任何材料。
凹槽30总体横向跨越面向脚的表面20纵长地延伸。凹槽30可以配置成如关于本文公开的鞋底结构的任何实施例的凹槽所描述的那样起作用。每个凹槽30的纵向轴线遵循支撑在面向脚的表面20上的脚的弯曲取向。换句话说，每个凹槽30的纵向轴线总体平行于最适合落入脚的MPJ关节下方的线。当鞋底结构10E包括在鞋类物品中并且被穿在脚上时，插入板24E和凹槽30两者总体位于鞋底板12的前足区域14中，其中在背屈期间脚使鞋底板12弯曲。凹部22E和插入板24E总体长于鞋底结构10F和10G的相应特征，其在鞋底板12背屈弯曲部分的整个长度上延伸。凹部22E和鞋底板24E比鞋底板12的宽度窄，并且凹槽30在凹部22E外部在凹部以及鞋底板12的内侧36和外侧38之间横向延伸。处于小于第二预定弯曲角度的弯曲角度时凹槽30打开，并且处于大于或等于第二预定弯曲角度的弯曲角度时凹槽30闭合。根据凹槽30的数量和宽度，第二预定弯曲角度可以小于、等于或大于第一预定弯曲角度。凹槽30由此减轻了在凹部22E的横向外侧的鞋底板12的材料中的应力，这是由于当凹槽30打开时，凹槽30允许其以比凹槽30关闭时更小的抵抗弯曲能力(即以较低的抗弯刚度)弯曲。
在鞋底结构10F中，鞋底板12在面向脚的表面20中具有凹部22F。插入板24F设置在凹部22F中。当鞋底结构10F处于图24所示的未弯曲的松弛位置时，插入板24F在鞋底板12的纵向的长度小于凹部22F的长度。如由插入板24F前方位于鞋底板12的前壁27F和插入板24F之间的可见的小间隙以及在插入板24F后方位于鞋底板12的后壁29F和插入板24F之间的可见的小间隙所示的。由于该间隙，鞋底结构10F在背屈弯曲的情况下，在第一背屈范围内，插入板24F在没有鞋底板12的压缩载荷的情况下相对于鞋底板12平移，并且当处于第一预定弯曲角度时插入板24F的前端与前壁27F接合并且插入板24F的后端接合后壁29F时，抗弯刚度变化。当鞋底组件10F在纵向以大于或等于第一预定弯曲角度的弯曲角度弯曲时，插入板24F在鞋底板12的压缩作用下弯曲。在所示的实施例中，插入板24F是碳纤维材料，但其可以是在本文中关于插入板的各种实施例所述的任何材料。
凹槽30总体横向跨越面向脚的表面20纵长地延伸。凹槽30可以配置成如关于本文公开的鞋底结构的任何实施例的凹槽所描述的那样起作用。每个凹槽30的纵向轴线遵循支撑在面向脚的表面20上的脚的弯曲取向。换言之，每个凹槽30的纵向轴线大致平行于最适合落入脚的MPJ关节下的线。凹槽30总体位于鞋底板12的前足区域14中，其中当鞋底结构10F包括在鞋类物品中并且穿在脚上时，在脚背屈期间，脚使鞋底板12弯曲。凹部22F和插入板24F总体仅接近背屈弯曲部分的后部，并且总体落在支撑在鞋底板12的面向脚的表面20上的脚的MPJ关节的正下方，但其可以处于背屈时鞋底板12弯曲部分中的任何位置。凹部22F比鞋底板12的宽度窄，并且凹槽30从鞋底板12的内侧36和外侧38延伸鞋底板12的整个宽度。大部分凹槽30整体位于凹部22F的前方。处于小于第二预定弯曲角度的弯曲角度时凹槽30打开，并且处于大于或等于第二预定弯曲角度的弯曲角度时凹槽30闭合。根据凹槽30的数量和宽度，第二预定弯曲角可以小于、等于或大于第一预定弯曲角度。凹槽30中的最后一个被凹部22F中断，并且因此减轻了鞋底板12弯曲时在凹部22F的横向外侧的鞋底板12的材料中的应力。当凹槽30打开时，凹槽30允许鞋底板12以比凹槽30闭合时更小的抗弯能力(即以较低的抗弯刚度)弯曲。
在鞋底结构10G中，鞋底板12在面向脚的表面20中具有凹部22G。插入板24G设置在凹部22G中。当鞋底结构10G处于图25所示的未弯曲的松弛位置时，插入板24G在鞋底板12的纵向上的长度小于凹部22G的长度，如由插入板24G前方位于鞋底板12的前壁27G和插入板24G之间的可见的小间隙以及插入板24G的后方位于鞋底板12的后壁29G和插入板24G之间的可见的小间隙所示的。由于该间隙，鞋底结构10G在背屈弯曲的情况下，在第一背屈范围期间，插入板24G在没有鞋底板12的压缩载荷的情况下相对于鞋底板12平移，并且当处于第一预定弯曲角度时插入板24G的前端接合前壁27G并且插入板24G的后端接合后壁29G时，抗弯刚度变化。当鞋底组件10G在纵向以大于或等于第一预定弯曲角度的弯曲角度弯曲时，插入板24G在鞋底板12的压缩下弯曲。在所示的实施例中，插入板24G是碳纤维材料，但其可以是在本文中关于插入板的各种实施例所述的任何材料。
凹槽30总体横向跨越面向脚的表面20纵长地延伸。凹槽30可以配置为如关于本文公开的鞋底结构的任何实施例的凹槽所描述的那样起作用。每个凹槽30的纵向轴线遵循支撑在面向脚的表面20上的脚的弯曲取向。换言之，每个凹槽30的纵向轴线总体平行于最适合落入脚的MPJ关节下的线。凹槽30总体位于鞋底板12的前足区域14中，其中当鞋底结构10G包括在鞋类物品中并且穿在脚上时，在脚背屈弯曲期间，脚使鞋底板12弯曲。凹部22G和插入板24G总体仅接近背屈弯曲部分的后部，并且总体落在支撑在鞋底板12的面向脚的表面20上的脚的MPJ关节的正下方，但其可以处于在背屈期间鞋底板12弯曲部分中的任何位置。凹部22G从鞋底板12的内侧36和外侧38延伸鞋底板12的整个宽度。大部分凹槽30整体位于凹部22G的前方，并且也从鞋底板12的内侧36和外侧38延伸鞋底板12的整个宽度。处于小于第二预定弯曲角度的弯曲角度时凹槽30打开并且处于大于或等于第二预定弯曲角度的弯曲角度时凹槽30闭合。根据凹槽30的数量和宽度，第二预定弯曲角度可以小于、等于或大于第一预定弯曲角度。当凹槽30打开时，凹槽30允许鞋底板12以比凹槽闭合时更小的抗弯能力(即以较低的抗弯刚度)弯曲。
在本文描述的任何实施例中，插入板24、24A、24B、24E、24F或24G以及相应的鞋底板12、12A、12B或12C的相对抗弯刚度和相对压缩刚度可选择为期望影响鞋底组件10、10A、10B、10C、10D、10E、10F或10G的抗弯刚度。例如，插入板24、24A、24B、24E、24F或24G以及鞋底板12、12A、12B或12C的材料和厚度影响它们的抗弯刚度。插入板24、24A、24B、24E、24F以及鞋底板12、12A、12B或12C可以使用各种材料。例如，热塑性聚氨酯(TPU)的热塑性弹性体、玻璃复合材料、包括玻璃填充尼龙的尼龙、弹簧钢、碳纤维、陶瓷或致密泡沫可用于插入板24、24A、24B、24E、24F或24G以及鞋底板12、12A、12B或12C中的任何一个。
鞋底板12、12A、12B或12C可以配置为仅在凹槽30、30A或30B打开时、仅在凹槽30、30A或30B闭合时、或者在凹槽30、30A或30B打开以及在凹槽30、30A或30B闭合两者时具有比插入板24、24A、24B、24E、24F或24G更大的抗弯刚度。可选地，插入板24、24A、24B、24E、24F或24G可以配置为在凹槽30、30A或30B打开以及凹槽30、30A或30B闭合两者时都具有比鞋底板12、12A、12B或12C更大的抗弯刚度。
尽管已经详细描述了用于执行本教导的许多方面的若干模式，但是熟悉与这些教导相关的领域的技术人员将认识到用于实践本教导的各种可选方面，这些方面在所附权利要求的范围内。可以预期的是，包含在以上描述中或附图中示出的所有主题应被解释为仅仅是说明性的而不是限制性的。

Claims (29)

1.一种用于鞋类物品的鞋底组件，包括：
鞋底板，所述鞋底板具有面向脚的表面，所述面向脚的表面具有设置在所述面向脚的表面中的凹部；
插入板，所述插入板设置在所述凹部中；其中所述插入板具有前端、后端以及在所述前端和所述后端之间延伸的长度，所述长度小于所述凹部的长度，以在所述鞋底组件的前足部分以弯曲范围的第一部分背屈时使所述插入板在不受所述鞋底板的压缩载荷的情况下弯曲，并且在所述鞋底组件的前足部分以所述弯曲范围的第二部分背屈时使所述插入板与所述鞋底板可操作地接合，所述弯曲范围的所述第二部分包括比所述弯曲范围的所述第一部分中的弯曲角度更大的弯曲角度。
2.根据权利要求1所述的鞋底组件，其中：
所述弯曲范围的所述第一部分包括小于第一预定弯曲角度的所述鞋底组件的弯曲角度，并且所述弯曲范围的所述第二部分包括大于或等于所述第一预定弯曲角度的所述鞋底组件的弯曲角度；以及
所述鞋底组件处于所述第一预定弯曲角度时具有抗弯刚度的变化。
3.根据权利要求2所述的鞋底组件，其中处于所述第一预定弯曲角度时所述插入板的所述前端和所述后端与所述鞋底板可操作地接合，以在所述鞋底组件以大于或等于所述第一预定弯曲角度的弯曲角度背屈时，使所述插入板在所述鞋底板的压缩下弯曲。
4.根据权利要求3所述的鞋底组件，其中所述插入板未固定在所述凹部内。
5.根据权利要求4所述的鞋底组件，其中所述插入板仅在所述插入板的外周边处与所述鞋底板可操作地接合。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的鞋底组件，其中：
所述插入板具有从所述插入板的内侧延伸到所述插入板的外侧的前边缘和从所述插入板的内侧延伸到所述插入板的外侧的后边缘；
所述鞋底板具有位于所述凹部的前周边处的前壁以及位于所述凹部的后周边处的后壁；以及
所述前边缘配置为与所述前壁可操作地接合，并且所述后边缘配置为与所述后壁可操作地接合以使所述鞋底板对所述插入板的压缩载荷分布在所述插入板的所述前边缘和所述后边缘上。
7.根据权利要求6所述的鞋底组件，其中所述前边缘和所述后边缘中的至少一个在所述内侧和所述外侧之间被倒圆。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的鞋底组件，其中：
所述鞋底板具有位于所述凹部处的边缘；以及
所述凹部的所述长度位于所述边缘的下方并且大于所述边缘处的所述凹部的长度。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的鞋底组件，进一步包括：
至少一个凹槽，所述至少一个凹槽在所述鞋底板的所述面向脚的表面中横向延伸；
其中所述至少一个凹槽配置为在所述鞋底组件以小于第二预定弯曲角度的弯曲角度背屈时打开，并且在所述鞋底组件以大于或等于所述第二预定弯曲角度的弯曲角度背屈时闭合，所述鞋底板具有在所述至少一个凹槽闭合时抵抗响应于施加在所述至少一个凹槽上的压缩力而变形的能力，以使所述鞋底组件处于所述第二预定弯曲角度时具有所述抗弯刚度的另外的变化。
10.根据权利要求9所述的鞋底组件，其中：
所述至少一个凹槽具有至少预定的深度和宽度；以及
所述插入板的所述长度以及所述至少一个凹槽的所述深度和宽度使得所述插入板在所述至少一个凹槽闭合之前与所述鞋底板可操作地接合，所述第二预定弯曲角度由此大于所述第一预定弯曲角度。
11.根据权利要求9所述的鞋底组件，其中：
所述至少一个凹槽具有至少预定的深度和宽度；以及
所述插入板的所述长度和所述至少一个凹槽的所述深度和宽度使得所述至少一个凹槽在所述插入板与所述鞋底板可操作地接合之前闭合，所述第二预定弯曲角度由此小于所述第一预定弯曲角度。
12.根据权利要求9所述的鞋底组件，其中：
所述至少一个凹槽具有至少预定的深度和宽度；以及
所述插入板的所述长度以及所述至少一个凹槽的所述深度和宽度使得所述插入板在所述至少一个凹槽闭合时与所述鞋底板可操作地接合，所述第二预定弯曲角度由此与所述第一预定弯曲角度相同。
13.根据权利要求9-12中任一项所述的鞋底组件，其中：
所述至少一个凹槽具有至少预定深度和宽度，所述预定深度和宽度被选择为使所述鞋底板在所述至少一个凹槽处的相邻壁在所述至少一个凹槽打开时是非平行的。
14.根据权利要求13所述的鞋底组件，其中所述至少一个凹槽处的所述相邻壁中的向前的壁在所述至少一个凹槽打开时比所述至少一个凹槽处的所述相邻壁中的向后的壁向前倾斜的更多。
15.根据权利要求9-14中任一项所述的鞋底组件，其中：
所述鞋底板在所述至少一个凹槽处的部分在面向地面的表面处向下突出并且比所述鞋底板的紧接的前部和后部更厚。
16.根据权利要求9-15中任一项所述的鞋底组件，其中所述至少一个凹槽横向延伸超过所述凹部。
17.根据权利要求9-16中任一项所述的鞋底组件，其中所述至少一个凹槽具有内端和外端，所述外端位于所述内端的后方。
18.根据权利要求9-17中任一项所述的鞋底组件，进一步包括：
弹性材料，所述弹性材料设置在所述至少一个凹槽中，以通过所述至少一个凹槽的闭合来压缩所述弹性材料，由此处于小于所述第二预定弯曲角度的弯曲角度时所述鞋底组件的抗弯刚度至少部分地由所述弹性材料的刚度来确定。
19.根据权利要求18所述的鞋底组件，其中所述弹性材料是聚合物泡沫。
20.根据权利要求9-19中任一项所述的鞋底组件，其中所述鞋底板包括：
第一狭槽，所述第一狭槽相对于所述鞋底板纵向延伸并且穿透所述鞋底板，所述第一狭槽位于所述鞋底板的内侧和所述至少一个凹槽之间；以及
第二狭槽，所述第二狭槽相对于所述鞋底板纵向延伸并且穿透所述鞋底板，所述第二狭槽位于所述鞋底板的外侧和所述至少一个凹槽之间。
21.根据权利要求20所述的鞋底组件，其中所述至少一个凹槽从所述第一狭槽延伸到所述第二狭槽。
22.根据权利要求9-21中任一项所述的鞋底组件，其中：
所述鞋底板包括位于所述鞋底板的内侧中的第一凹口和位于所述鞋底板的外侧中的第二凹口；并且
所述第一凹口和所述第二凹口与所述至少一个凹槽对齐。
23.根据权利要求9-22中任一项所述的鞋底组件，其中所述鞋底板在所述至少一个凹槽打开以及所述至少一个凹槽闭合时都具有比所述插入板更大的抗弯刚度。
24.根据权利要求9-22中任一项所述的鞋底组件，其中所述插入板在所述至少一个凹槽打开并且在所述至少一个凹槽闭合时都具有比所述鞋底板更大的抗弯刚度。
25.根据权利要求9至22中任一项所述的鞋底组件，其中所述插入板仅在所述至少一个凹槽打开时具有比所述鞋底板更大的抗弯刚度。
26.根据权利要求1-25中任一项所述的鞋底组件，进一步包括：
设置在所述凹部内的弹性材料，所述弹性材料位于所述鞋底板与所述插入板的所述前端和所述插入板的所述后端中的至少一个之间，以在所述鞋底组件背屈时使所述弹性材料在所述插入板与所述鞋底板的操作接合之前被压缩，由此处于小于所述第一预定弯曲角度的弯曲角度时，所述鞋底组件的抗弯刚度至少部分地由所述弹性材料的刚度来确定。
27.一种用于鞋类物品的鞋底组件，包括：
鞋底板，所述鞋底板具有位于面向脚的表面中的凹部；
插入板，所述插入板由所述鞋底板支撑在所述凹部中；
其中：
所述插入板配置为在所述鞋底组件沿所述鞋底组件的纵向在第一弯曲范围内弯曲时在所述凹部中相对于所述鞋底板平移，以使所述插入板在所述第一弯曲范围期间不受所述鞋底板的压缩载荷；并且
所述插入板配置为在所述鞋底板沿所述纵向以第一预定弯曲角度弯曲时在所述凹部中与所述鞋底板可操作地接合，由此在大于所述第一弯曲范围的第二弯曲范围内将所述插入板置于所述鞋底板的压缩下，由此所述鞋底组件处于所述第一预定弯曲角度时具有抗弯刚度的变化。
28.根据权利要求27所述的鞋底组件，其中：
所述鞋底板在所述面向脚的表面中在所述凹部处具有至少一个横向延伸的凹槽；
所述至少一个凹槽在所述第一弯曲范围期间打开；并且
所述至少一个凹槽在所述鞋底组件沿纵向在大于所述第二弯曲范围的第三弯曲范围内弯曲时闭合，由此所述鞋底组件在所述第三弯曲范围内具有与在所述第二弯曲范围内不同的抗弯刚度。
29.根据权利要求27所述的鞋底组件，其中：
所述鞋底板在所述面向脚的表面中在所述凹部处具有至少一个横向延伸的凹槽；
所述至少一个凹槽在所述第一弯曲范围期间打开；并且
所述至少一个凹槽在所述鞋底组件沿所述纵向在大于所述第一弯曲范围并且小于所述第二弯曲范围的第三弯曲范围内弯曲时闭合，由此所述鞋底组件在所述第三弯曲范围内具有与所述第一弯曲范围和所述第二弯曲范围中的任一个不同的抗弯刚度。
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