CN1099247A - 带有弹性拱形部分的运动鞋鞋底组件 - Google Patents

Abstract

一种带有鞋底组件的运动鞋，该鞋底组件包括若 干在脚的主要承重区即脚跟、跖骨和脚趾之下的拱形 部分。每个拱形部分至少包括一对底脚部分和一个 延伸在底脚部分之间的面向下的凹入拱形表面，一个 基本上是平的外鞋底在底脚部分下面延伸并附着到 其上。

Description

本发明涉及运动鞋、更确切地说是涉及一种包括弹性拱形部分的运动鞋的鞋底组件。

运动鞋的设计需要适当考虑很多有关脚的支撑和承重结构的复杂的生物力学原理。这样的鞋需要在使用者进行对鞋剧烈施力的强烈运动时还能正常使用。该鞋不但对脚提供适当的支撑，最好还要吸收震动并将能量返回给使用者。该鞋应当在达到前述的目标时仍保持弹性和重量轻。在一双鞋的设计中要同时满足所有这些有点相互矛盾的因素是不太容易的。

该发明提供了一种运动鞋的鞋底组件，它能在吸收震动并将能量返回给脚的同时保持弹性和重量轻。该鞋底包括一个鞋底夹层，在其承受脚重部分即脚跟、跖骨、脚趾部设有弹性弯曲的拱形结构部分。一个外鞋底附着到这些拱形结构部分上、其底面设有防滑花纹。各拱形结构部分之间可大量节省鞋底材料以减少重量。拱形结构元件提供了一种类似弹簧的功能；当脚对其施力时它吸收震动，而当所施加的力减少时它将能量返回给使用者。如果需要，则可在每个拱形结构部分凸的底面设有楔型开口或其它形状的凸纹以产生一种铰接的效果，在不移动拱形结构元件的支脚的条件下这种效果有利于拱形结构元件的弹性弯曲。

本发明结合在附图中所示的说明性的实施例将得到说明，在附图中：

图1是根据本发明的一个右脚球鞋的分解透视图；

图2是图1的鞋底组件的分解图；

图3是左脚鞋底夹层底面的透视图；

图4是左脚外鞋底的顶面视图；

图5是图4的外鞋底的底面视图；

图6是图5的外鞋底的侧视图；

图7是右脚平底鞋的鞋底夹层顶部的透视图；

图8是右脚外鞋底的顶面视图；

图9是右脚平底鞋的鞋底夹层的透视图；

图10是右脚平底鞋的外鞋底的顶面视图；

图11是图10的外鞋底的底面视图；

图12是图11的外鞋底的侧视图；

图13是右脚的鞋的另外一个实施例的分解视图；

图14是图13的鞋底组件的分解透视图；

图15是左脚的鞋底组件的底部透视图；

图16是图15中的鞋底组件的顶面视图；

图17是图15中的鞋底组件的底面视图；

图18是图15中的鞋底组件的鞋底夹层的底部透视图；

图19是图15中的鞋底组件的鞋底夹层的底部透视图；

图20是图15中的鞋底组件的外鞋底的底部透视图；

首先参考图1和图2，一个运动鞋10包括一个上部11、一个鞋底夹层12和一个外鞋底13。装配鞋时，外鞋底附着到鞋底夹层上，而鞋底夹层附着到上部。如果需要，可将内鞋底插入鞋中。

鞋底夹层包括一个在足下延伸的细长主体15，该细长主体包括脚跟部16、脚弓部17、跖骨部18和脚趾部19。该细长主体有一个上表面20在所述实施例中，该上表面有增高或等高的边缘部分21和22、一个基本上平的底表面23（图3）以及右和左的边缘部分24和25。

参考图3，从细长主体15的脚跟部向下延伸一对拱形元件25和26。拱形元件25位于脚跟的后部，它包括一个弯曲的后表面27。拱形元件26在纵向位于拱形元件25的前面，它们由隔缝28隔开。拱形元件25包括一对底脚部分29和30，该底脚部分通常有平的底表面和一个向上弯曲的凹入拱形表面31，此拱形表面在底脚部分之间横向伸展。拱形部分26同样包括一对底脚部分32和33以及凹入拱形表面34。

拱形元件36从细长主体15的跖骨部向下延伸。跖骨拱形部分有一个与鞋底左边缘相邻接的底脚部分37和与一个鞋底的右边缘相邻接的底脚部分38。在所示的特殊实施例中，在拱形部分36上设有横向延伸的槽口39，该槽口将底脚部分38分为前部和后部38a和38b。然而，假如需要也可省略槽口39。图2中鞋底夹层是左脚的，而两个底脚部分38a和38b位于鞋底夹层的支撑脚的球状体的部位。凹入拱形面40横向延伸于底脚部分37和38之间并于槽口39相横贯。

拱形元件42从细长主体15的脚趾部分向下沿伸。脚趾拱形元件42包括与细长主体的右和左边缘相邻接的右和左底脚部分43和44以及中间底脚部分45。一个凹入拱形表面46在底脚部分43和45之间延伸，一个凹入拱形表面47在底脚部分45和44之间延伸。脚趾拱形部分42和跖骨部拱形部分36由隔缝48分并。两个凹入拱形表面46和47在脚趾部分提供了两个拱形结构元件。假如需要，根据使用设计鞋底夹层的特定用鞋的运动种类可只在脚趾部分提供一个拱形结构元件。

左和右纵向延伸的肋51和52在脚跟拱形部分26与跖骨部拱形部分36之间附着到细长主体15上。在所示的实施例中肋的前端与跖骨部拱形部分36结合，其后端结束于横向向外伸展的部分53和54。一对横向延伸的肋55和56延伸在纵肋之间。每个横肋都包括一个带拱形的底面57。

鞋底夹层可以整体成型，也可以由用胶妥善固定的分离元件组成。鞋底夹层的材料是可压缩和有弹性的。合适的材料包括乙烯乙酸乙烯酯（EVA）、压缩成型橡胶（CMR）和聚氨基甲酸乙酯（PU）。一些可弹性弯曲且有相对刚性的复合材料如凯夫拉尔（Kevlar）、石墨或Hytrel都可层压到拱形部分的内表面或下表面，以增强支撑和性能。这种复合材料还可用来加强脚中部处的结构。

在一个具体的实施例中，鞋底夹层的细长主体部分15的厚度大约为3/16英寸，脚跟拱形部分25和26在垂直方向的尺寸大约为15/16英寸，跖骨部拱形部分36的垂直方向尺寸大约5/8英寸，脚趾部拱形部分42的垂直方向尺寸大约为1/2英寸，拱形元件在拱的顶部的厚度大约1/4英寸。从而当鞋底夹层由拱形部分的底脚部分支撑时，细长主体部分是从脚趾到脚跟向上倾斜的。纵肋51和52的底边从跖骨部拱形部分36的底面到脚跟拱形部分26的底面逐渐向上倾斜，以便支承鞋底夹层的脚弓部分。前述的尺寸可根据运动鞋类的设计图样的运动类别而变动。

外鞋底13基本上是平的并相对地薄些（见图6）。然而外鞋底可以有一个与拱形部分底脚相邻的侧壁结构。外鞋底包括一个带有防滑花纹的底面59（图5）和一个基本上平的上表面60。图5所示的特定花纹是用于球鞋如蓝球鞋上的。外鞋底的重量由于中央开口61被减轻。该中央开口可用透明橡胶或其它能够使拱形元件系统可见的材料来填充。

外鞋底的上表面60设有一些升高脊边或侧壁。它们围绕鞋底夹层上的拱形部分的底脚部分，以便于外鞋底对鞋底夹层的定位。一般在脚跟的后部形成L形的脊边62和63，并使它们按一定尺寸沿脚跟拱形部分25的底脚部分29和30的内表面和前表面延伸。U形脊边64和65沿着靠前的脚跟拱形部分26的底脚部分32和33的后、内、前表面延伸。

围绕跖骨部拱形部分36的底脚部分37形成脊边66。围绕跖骨部拱形部分的底脚部分38a和38b分别形成脊边67和68。在脚趾端围绕脚趾拱形部分43-45分别形成脊边67、70和71。

各脊边形成了可搁放各拱形部分的底脚的框界。在所示的实施例中这些底脚都是搁放固定在脊边的周界之内的。另外，这些底脚还可以带有槽口或凹槽，并可以以柃榫舌、凹槽或燕尾槽的形式搁放固定在脊边之上。在某些情况下，可在外鞋底上形成凹槽而不是形成脊边，在此凹槽内延伸着拱形部分的底脚部分。

外鞋底由具有理想的抗磨损和防滑的材料模压成型。合适的材料为常规的外鞋底橡胶化合物或聚氨基甲酸乙酯。任何能提供理想的耐久性能、附着性能和弯曲性能的鞋底材料都是合适的。外鞋底通过粘合、融接或类似的方法与鞋底夹层永久性地结合。

图7和图8显示了一个右脚跑鞋的鞋底夹层和外鞋底，图9-12显示了左脚跑鞋的鞋底夹层和外鞋底。除了上表面76基本上是平的和不包括升高的脊边部分这两点以外，鞋底夹层75与鞋底夹层12大体相同。参考图9，鞋底夹层75同样包括细长主体部分77，一对脚跟拱形部分78和79，一个跖骨部拱形部分80和一个脚趾拱形部分81，它们都与前述的拱形元件相对应。纵向的右、左肋82和83在跖骨部拱形部分80和脚跟拱形部分79之间延伸。

平底鞋的外鞋底84基本上与外鞋底13相同，所不同的是其底面85（图11）设有适合于平底鞋的花纹。内鞋底的上表面86设有如图4所示的升高的脊边，该脊边设计成围绕鞋底夹层75的拱形部分的底脚部分。

鞋底夹层的脚跟、跖骨部和脚趾处的拱形元件都位于鞋底的主要承重区下面。拱形部分的中部的材料比端部或底脚部分的材料少，在跑步、跳跃等过程中随着向下力的作用、此中部发生弯曲。拱形部分的可压缩和有弹性的材料的弯曲吸收了震动并对脚有缓冲作用。有弹性的拱形部分材料还起了一个弹簧的作用，当脚上施加的力减少时，它还将能量向上返回给脚。

由于穿用者的重量都由拱形元件来支承，因此在鞋底夹层的拱形部分之间的区域就能节约大量的鞋底材料。在拱形部分之间相对薄的细长主体部分对脚提供了充分的支承。因此，鞋底夹层非常轻且提供了良好的支承。拱形部分之间的空间部分还改善了鞋底夹层的通风。

图13-20显示了改型的实施例。运动鞋90包括一个上部91和鞋底组件92。该鞋底组件包括一个鞋底夹层93、一个外鞋底94和一个夹在鞋底夹层与外鞋底之间的衬垫95。

图13和14显示了一个右脚鞋的一个鞋底组件92，图15-20显示了一个类似的左脚鞋的鞋底组件。

参考图18，鞋底夹层93包括一个脚跟部96、一个脚弓部分97、一个趾骨部98和一个脚趾部99。一对拱形元件100和101从脚跟部分向下延伸。拱形元件100包括一个向上弯曲的拱形表面102，拱形元件101包括一个向上弯曲的、成波纹状或肋状的拱形表面103。波纹起手风琴的折叠作用，允许材料弯曲和移动。

在鞋底夹层的脚趾部分向下延伸有3个拱形元件105、106、和107。表面108延伸在拱形元件105和106之间并在与拱形元件相连的地方弯曲。表面109延伸在拱形元件106和107之间并在与拱形元件相连的地方弯曲。

肋11沿鞋底夹层的右侧在脚弓部分和跖骨部分之间延伸。在跖骨部的肋上开有一个槽口112。较短的肋113沿鞋底夹层的左侧延伸。肋111和113通过横肋114和115连接。凹入的区域116、117和118在肋111、113、114和115之间。较长的肋111和113提供了更大的稳定性，槽口112则有利于弯曲。

拱形元件的底面100、101和105-107以及肋111和113-115基本上位于同一个平面并被衬垫95上相同形状的部位支承。参考图14和19，衬垫包括一个底部120和侧壁121，此侧壁绕鞋底夹层93的侧面与脚跟向上延伸。此底部与鞋底夹层的底表面一致并包括：脚跟拱形部分122和123，它们成形邻接鞋底夹层的脚跟拱形元件100和101以及拱形表面102和103的；脚趾拱形部分124、125和126，它们成形邻接鞋底夹层的脚趾拱形元件105-107和表面108-109；还有肋部127、128、129和130，它们成形邻接肋111，113-115以及凹入部分116-118。而开口131、132、133和134则通过鞋底夹层的底部延伸。脚跟拱形部分123包括一个带波纹的拱形部分135。衬垫比相对软的鞋底夹层要硬，并给鞋底夹层提供了稳定性和刚性。

外鞋底94包括一个底表面138和向上延伸的侧壁139。鞋底夹层的底表面设有防滑花纹（见图20）。鞋底夹层的底部与衬垫95的底部具有相同的形状。外鞋底包括：一对袋状部分140和141，它们容纳并支承脚跟拱形部分122的底脚部分；一对袋状部分142和143，它们容纳并支承脚跟拱形部分123的底脚部分；袋状部分144、145和146，它们容纳并支承脚趾拱形部分124-126以及袋状部分147和148，它们容纳并支承肋部127和128。

外鞋底的底面设有中央开口149，该开口露出衬垫的横肋129和130（见图15和17）以及鞋底夹层的某些被衬垫中的开口131-134露出的部分。

鞋底组件92与图1-12中所示的鞋底组件有相同的功能。在脚跟与脚趾处的鞋底夹层的拱形元件和衬垫以及在跖骨部和脚弓处的鞋底夹层肋111和113-115和衬垫肋127-130都位于鞋底的主要承重区。拱形部分的中部和肋之间的区域可以在跑步、跳跃等加力的过程中向下弯曲。弹性可压缩材料的挠曲吸收了振动、缓冲了脚部并在向下的力减少时向上返回能量给脚。

鞋底夹层93的肋111和113的前部与图2所示的鞋底夹层的趾骨部的拱形元件37和38一致。鞋底夹层93的向上延伸的凹入部分118与图2所示的拱形表面40一致并能在施加于鞋底组件的载荷的作用下向下弯曲。

鞋底夹层93和外鞋底94的材料可以如前所述。衬垫95的材料可以是聚氨基甲酸乙酯，尼龙及其它塑料。衬垫最好是注射成型的。

为了说明，前面的详细介绍对本发明的实施例做了仔细的描述，应理解给出的许多细节可能被本领域的熟练人员做相当大的改变而不背离主本发明的构思和超出本发明的保护范围。

Claims (15)

1、一种鞋的鞋底组件，其特征在于，包括一个适合于放在脚下的细长主体，其具有一个脚跟部、一个脚弓部分、一个跖骨部分和一个脚趾部分，一个顶表面从脚跟部延伸到脚趾部以及一对延伸在脚跟部分和脚趾部分之间的侧边部分，一个在细长主体上的拱形元件在所述侧边的下面延伸，它包括一对横向配置的底脚部分和一个在底脚部分之间横向延伸的向上配置的拱形表面以及一个外鞋底附着到底脚部分。

2、一种鞋的鞋底组件，其特征在于，包括：

一个适合于放置在脚下的细长主体，其具有一个脚跟部分、一个脚弓部分、一个跖骨部分和一个脚趾部分，一个从脚跟部分延伸到脚趾部分的顶表面和一对从脚跟部分延伸到脚趾部分的侧边部分；

一个位于在侧边之间延伸的，在细长主体的脚跟部分之上的脚跟拱形部分；

一个位于在侧边之间延伸的，在细长主体的跖骨部分之上的跖骨拱形部分；

一个位于在侧边之间延伸的，在细长主体的脚趾部分之上的脚趾拱形部分；

每个上述拱形元件都有一对底脚部分和一个向上配置的、延伸在底脚部分之间的拱形表面。

3、如权利要求2所述的鞋底组件，其还包括一个具有顶面和底面的外鞋底，外鞋底的顶面附着到所述的拱形部分上，而外鞋底的底面则具有防滑花纹。

4、如权利要求3所述的鞋底组件，其还包括一对在与细长主体侧边相邻的脚跟拱形部分和跖骨拱形部分之间的纵向延伸的肋。

5、如权利要求2所述的鞋底组件，其还包括一对延伸在与细长主体侧边相邻的脚跟拱形部分和跖骨拱形部分之间的纵向延伸的肋。

6、如权利要求2所述的鞋底组件，其中的脚跟拱形元件包括第一和第二个纵向配置的拱形部分。

7、如权利要求2所述的鞋底组件，其中的脚趾拱形部分包括一对横向配置向下的凹入的拱形表面。

8、如权利要求2所述的鞋底组件，其中的脚趾拱形部分包括与所述的细长主体的每一个侧边相邻的侧部底脚部分，一个位于侧部底脚部分之间的中间底脚部分，一个位于侧部底脚部分和中间底脚部分之间的、面向下的凹入拱形第一表面、一个位于另一些侧部底脚部分和中间底脚部分的、面向下的凹入拱形第二表面。

9、如权利要求2所述的鞋底组件，其中的跖骨拱形部分包括一对纵向配置的底脚部分，该底脚部分与细长主体的一个侧边部分相邻并且通常在细长主体支承脚的球状体的部分之下，还有第3个底脚部分与细长主体的另一个侧边部分相邻。

10、如权利要求12所述的鞋底组件，其中的脚跟拱形部分包括纵向配置的第一和第二对横向间隔配置的底脚部分，每个底脚部分都与一个细长主体的侧边相邻，一个在第一对底脚部分之间延伸的、面向下的凹入拱形第一表面和一个在第二对底脚部分之间延伸的、面向下的凹入的拱形第二表面。

11、一种鞋的鞋底组件，其特征在于，包括：

一个适合于放置下脚下的细长主体，其具有一个脚跟部分、一个脚弓部分、一个跖骨部分和一个脚趾部分，一个从脚跟部分延伸到脚趾部分的顶表面，一对从脚跟部分延伸到跟趾部分的侧边部分；

一个位于细长主体脚跟部分上的脚跟拱形部分，它包括一对与细长主体的侧边部分相邻的底脚部分和一个延伸于底脚部分之间的、向上配置的拱形表面；

一个跖骨拱形部分，它具有一对纵向配置的、与细长主体的侧边部分之一相邻的且通常在支承脚的球状体的细长主体部分之下的底脚部分和与细长主体的另一侧边部分相邻的第三个底脚部分以及一个延伸在底脚部分之间的、向上配置的拱形表面；

一个在细长主体脚趾部分上的脚趾拱形部分，它包括一对与细长主体的侧边部分相邻的侧部底脚部分和位于两个侧部底脚部分之间的中间底脚部分、在其中一个侧部底脚部分和中间底脚部分之间配置的向上的第一拱形表面和在另一个侧部底脚部分和中间底脚部分之间配置的向上的第二拱形表面；

一个外鞋底具有顶表面和底表面，外鞋底的顶表面附着到所述的底脚部分、外鞋底的底表面有防滑花纹。

12、如权利要求11所述的鞋底组件，其还包括一对纵向延伸的肋，它们在与所述细长主体的侧边相邻的脚跟拱形部分和跖骨拱形部分之间延伸。

13、如权利要求12所述的鞋底组件，其还包括一个横向延伸的肋，它横向延伸在纵向延伸的肋之间。

14、如权利要求11所述的鞋底组件，其中所述的外鞋底包括一些脊形部分，此脊形部分从外鞋底的顶表面向上延伸并围绕所述的底脚部分延伸。

15、如权利要求11所述的鞋底组件，其还包括一个在细长主体的脚跟部分上的第二拱形部分，该拱形部分与已述的第一个脚跟拱形部分纵向间隔配置，该第二脚跟拱形部分具有一对与该细长主体的侧边部分相邻的底脚部分以及在该底脚部分之间延伸的向上配置的拱形表面。

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