CN109965450A - 一种具有减震功能的轻量化鞋底和鞋 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种具有减震功能的轻量化鞋底和鞋，鞋底包括鞋底本体和密封机构；鞋底本体上设置至少一个减震区域和支撑区域，减震区域与支撑区域连接；减震区域设置第一圆孔，支撑区域设置若干第二圆孔，第二圆孔的直径大于等于第一圆孔的直径，第二圆孔的深度大于等于第一圆孔的深度，第一圆孔深度小于减震区域的最小厚度，第二圆孔深度小于支撑区域的最小厚度；密封机构设置于第一圆孔和第二圆孔的开口处，用于密封第一圆孔和第二圆孔。本申请在减震区域和受力区域均设置圆孔，用于降低鞋底的重量，且与未开孔的鞋底相比具有几乎相同的减震功能。
Description
技术领域
本发明涉及鞋类制造技术领域，尤其涉及一种具有减震功能的轻量化鞋底和鞋。
背景技术
在现代繁忙、快节奏的工作、学习、生活中，人们越来越注重休闲运动，通过休闲运动，不仅可以锻炼身体，还能缓解一些来自工作、学习、生活中的压力。人体全身12条经络有6条通向双足，加上近40个穴位，可以说足部健康关系到全身健康，因此在运动过程中，选择一双舒适、轻便、减震性好的运动鞋是非常重要的。
运动鞋鞋底在保证功能需求的前提下，轻量化一直是其追求的目标，无论是跑步还是篮球等其他体育运动，鞋底重量的降低则意味着在相同的运动状态下，脚部在抬起和摆动过程中所消耗的能量也会相应的降低，而我们通常降低重量的方法是采用密度更低的中底材料或底部橡胶材料。
但是鞋底材料的选择需要考虑鞋底的减震性和回弹性要求，因此往往不能兼顾密度要求。
基于既要保证鞋底的减震性和回弹性，又要对鞋底进行轻量化设计，本申请对符合鞋底减震性和回弹性的材料制成的鞋底的结构进行了改进，使其符合轻量化的要求。
发明内容
本发明公开一种具有减震功能的轻量化鞋底和鞋，以解决在不改变鞋底材料密度的情况下，如何降低鞋底重量，且使鞋底具有较好的减震性和回弹性的问题。
为了解决上述问题，本发明采用下述技术方案：
本申请提供了一种具有减震功能的轻量化鞋底，包括鞋底本体和密封机构；
所述鞋底本体上设置至少一个减震区域和支撑区域，所述减震区域与所述支撑区域连接；
所述减震区域设置第一圆孔，所述支撑区域设置若干第二圆孔，所述第二圆孔的直径大于等于所述第一圆孔的直径，所述第二圆孔的深度大于等于所述第一圆孔的深度，所述第一圆孔深度小于所述减震区域的最小厚度，所述第二圆孔深度小于所述支撑区域的最小厚度；
所述密封机构设置于所述第一圆孔和所述第二圆孔的开口处，用于密封所述第一圆孔和所述第二圆孔。
可选地，上述的具有减震功能的轻量化鞋底，所述鞋底本体设置鞋底上表面和鞋底下表面；
沿着所述鞋底上表面至所述鞋底下表面方向，所述第一圆孔为竖直向下的凹陷圆柱孔。
可选地，上述的具有减震功能的轻量化鞋底，所述第一圆孔的深度与所述减震区域最小厚度比不大于25％；优选地，所述第一圆孔的深度与所述减震区域最小厚度比小于20％。
可选地，上述的具有减震功能的轻量化鞋底，所述鞋底本体设置鞋底上表面和鞋底下表面；
沿着所述鞋底下表面至所述鞋底上表面方向，所述第一圆孔为竖直向上的凸起圆柱孔。
可选地，上述的具有减震功能的轻量化鞋底，所述第一圆孔的深度与所述减震区域最小厚度比不大于35％；优选地，所述第一圆孔的深度与所述减震区域最小厚度比小于30％。
可选地，上述的具有减震功能的轻量化鞋底，所述鞋底本体设置鞋底上表面和鞋底下表面；
沿着所述鞋底上表面至所述鞋底下表面方向，所述第二圆孔为竖直向下的凹陷圆柱孔。
可选地，上述的具有减震功能的轻量化鞋底，所述第一圆孔和所述第二圆孔为镭射孔。
可选地，上述的具有减震功能的轻量化鞋底，沿着所述第一圆孔的直径延展方向，所述第一圆孔与所述减震区域的面积比不大于20％；或/和
沿着所述第二圆孔的直径延展方向，所述第二圆孔与所述支撑区域的面积比不大于30％；或/和
所述第二圆孔的深度与所述支撑区域的最小厚度比不大于50％。
可选地，上述的具有减震功能的轻量化鞋底，所述第一圆孔的直径为2-4mm；或/和所述第二圆孔的直径为2-6mm。
可选地，上述的具有减震功能的轻量化鞋底，所述密封机构包括密封胶和中底布，所述密封胶设置于所述鞋底上表面，所述中底布设置于所述密封胶上，通过所述密封机构将所述第一圆孔和所述第二圆孔密封。
可选地，上述的具有减震功能的轻量化鞋底，所述密封机构包括密封胶、中底布和橡胶层，所述密封胶设置于所述鞋底上表面，所述中底布设置于所述密封胶上，通过设置于所述密封胶上的所述中底布密封所述第二圆孔；所述橡胶层设置于所述鞋底下表面，所述橡胶层用于密封所述第一圆孔。
第二方面，本申请提供了一种轻量化鞋，包括鞋面和上述的具有减震功能的轻量化鞋底，所述鞋面设置于所述具有减震功能的轻量化鞋底上。
本发明采用的技术方案能够达到以下有益效果：
本发明公开的具有减震功能的轻量化鞋底，因此本申请在减震区域和受力区域均设置圆孔，用于降低鞋底的重量。
由于减震区域受力较大，是主要受力区域；支撑区域受力较小，是次要受力区域；因此，如果减震区域的圆孔直径小于支撑区域的圆孔直径，减震区域的圆孔深度小于支撑区域的圆孔深度，则减震区域具有较大的承重能力，支撑区域在满足承重力的情况下做到鞋底较轻；如果减震区域的圆孔直径等于支撑区域的圆孔直径，减震区域的圆孔深度等于支撑区域的圆孔深度，则减震区域和支撑区域的承重力相同，也降低了鞋底的重量，具有工艺设计简单、操作容易、更容易实施的优点。
圆孔为非贯通鞋底本体的圆孔，保证鞋底局部不会因为承重力过弱导致断裂，且在圆孔上设置密封机构将圆孔进行密封，形成封闭空间，封闭空间在快速的挤压情形下，内部气体在短暂压缩时间内无法快速排除，则该封闭空间相当于气囊的功能，因此鞋底在减重的同时提升了鞋底的减震功能。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为鞋底的俯视图；
图2为第一圆孔设置于鞋底上表面的鞋底的主视图；
图3为第一圆孔设置于鞋底下表面的鞋底的主视图；
图4为对比例1的结构变形图；
图5为样例2的结构变形图；
图6为冲击加速度曲线图；
图7为轻量化鞋的结构示意图；
附图标记说明：
鞋底本体100，鞋底上表面101，鞋底下表面102，减震区域110，第一圆孔111，脚掌集中受力区112，脚跟集中受力区113，支撑区域120，第二圆孔121，密封机构200，密封胶201，中底布202，橡胶层203，鞋面300。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下结合附图，详细说明本发明各个实施例公开的技术方案。
如图1所示，本发明实施例公开了一种具有减震功能的轻量化鞋底，包括鞋底本体100和密封机构200；鞋底本体100上设置至少一个减震区域110和支撑区域120，减震区域110与支撑区域120连接；减震区域110设置第一圆孔111，支撑区域120设置若干第二圆孔121，在减震区域110和受力区域120均设置圆孔111、121，用于降低鞋底的重量；第二圆孔121的直径r2大于等于第一圆孔111的直径r1，第二圆孔121的深度H2大于等于第一圆孔111的深度h1，第一圆孔111深度h1小于减震区域110的最小厚度h，第二圆孔121深度H2小于支撑区域120的最小厚度H；密封机构设置于第一圆孔111和第二圆孔121的开口处，用于密封第一圆孔111和第二圆孔121。由于减震区域110受力较大，是主要受力区域；支撑区域120受力较小，是次要受力区域；因此，如果减震区域110的第一圆孔111直径小于支撑区域120的第二圆孔121直径，减震区域110的第一圆孔111深度小于支撑区域120的第二圆孔121深度，则减震区域110具有较大的承重能力，支撑区域120在满足承重力的情况下做到鞋底较轻；如果减震区域110的第一圆孔111直径等于支撑区域120的第二圆孔121直径，减震区域110的第一圆孔111深度等于支撑区域120的第二圆孔121深度，则减震区域110和支撑区域120的承重力相同，也降低了鞋底的重量，具有工艺设计简单、操作容易、更容易实施的优点。第一圆孔111、第二圆孔121均为非贯通鞋底本体的圆孔，保证鞋底局部不会因为承重力过弱导致断裂，且在圆孔上设置密封机构200将圆孔进行密封，形成封闭空间210，封闭空间210在快速的挤压情形下，内部气体在短暂压缩时间内无法快速排除，则该封闭空间210相当于气囊的功能，因此鞋底在减重的同时提升了鞋底的减震功能。
减震区域110包括脚掌区域和脚后跟区域，此为主要受力区域；支撑区域120为足弓区域，此为次要受力区域。
如图2所示，本申请的一个实施例中，鞋底本体100设置鞋底上表面101和鞋底下表面102；沿着鞋底上表面101至鞋底下表面102方向，第一圆孔111为竖直向下的凹陷圆柱孔；第一圆孔111的深度h1与减震区域110最小厚度h比不大于25％，即h1/h≤25％；优选地h1/h＜20％。此数值是根据力学分析得出，经过大量的实验验证，当h1/h≤25％时，设置有第一圆孔111和密封结构200的鞋底具有的减震性能与未开设第一圆孔111的鞋底具有的减震功能基本相同，因此本申请在比较小范围内通过第一圆孔进行减轻重量，对鞋底区域的减震的影响可以忽略，从而实现在保证产品性能的前提下，降低产品的重量，实现减重目的。
如图3所示，本申请的一个实施例中，沿着鞋底下表面102至鞋底上表面101方向，第一圆孔111为竖直向上的凸起圆柱孔；第一圆孔的深度h1与减震区域最小厚度h比不大于35％，即h1/h≤35％；优选地，h1/h＜30％。由于在鞋底下表面102开设第一圆孔111相对于从鞋底上表面101开设第一圆孔111具有更好的称重能力，且通过力学测试，当h1/h≤35％时，设置有第一圆孔111和密封结构200的鞋底具有的减震性能与未开设第一圆孔111的鞋底具有的减震功能基本相同，因此本申请在比较小范围内通过第一圆孔进行减轻重量，对鞋底区域的减震的影响可以忽略，从而实现在保证产品性能的前提下，降低产品的重量，实现减重目的。
本申请的一个实施例中，沿着鞋底上表面101至鞋底下表面102方向，第二圆孔121为竖直向下的凹陷圆柱孔。
本申请的一个实施例中，第一圆孔111和第二圆孔121为镭射孔。
本申请的一个实施例中，沿着第一圆孔111的直径r1延展方向，第一圆孔r1与减震区域110的面积比不大于20％，第一圆孔111的面积S1为nπr1 2，减震区域面积110的面积为A，即S1/A≤20％。优选地，减震区域110的脚掌集中受力区112和脚跟集中受力区113不设置第一圆孔111，或者设置比第一圆孔111直径r1更小的圆孔，因为此位置为减震区域110受力最大位置，相应的减震区域110的其他位置可以设置密度更大的第一圆孔111，只要保证第一圆孔111与减震区域110的面积的孔占比≤20％即可。
本申请的一个实施例中，沿着第二圆孔121的直径r2延展方向，第二圆孔r2与支撑区域120的面积比不大于30％，第二圆孔121的面积S2为nπr2 2，支撑区域面积120的面积为B，即S2/B≤30％。
本申请的一个实施例中，第二圆孔121的深度H2与支撑区域的最小厚度H比不大于50％，即H2/H≤50％；优选地，H2/H＜40％。由于支撑区域120受力较小，根据力学分析可知，支撑区域只需要承受40％左右的力，因此可以在支撑区域120设置H2/H≤50％，这样即能够满足支撑区域120的承重力要求。
由于圆孔过小，镭射工艺较难实现，且成本高；圆孔过大，则容易导致鞋底容易断裂，因此本申请的一个实施例中，第一圆孔111的直径r1设置为2-4mm。本申请的一个实施例中，第二圆孔121的直径r2设置为2-6mm。
如果沿着鞋底上表面101至鞋底下表面102方向，在鞋底本体100上设置第一圆孔111，则第一圆孔111的开口设置于鞋底上表面101上，且由于第二圆孔121的开口设置于鞋底上表面101上，则密封机构200只需要设置于鞋底上表面101上即可；因此，密封机构200包括密封胶201和中底布202，密封胶201设置于鞋底上表面101，中底布202设置于密封胶201上，通过密封机构200将第一圆孔111和第二圆孔121密封。此密封机构200具有结构简单，黏贴牢固的特点。
如果沿着鞋底下表面102至鞋底上表面101方向，在鞋底本体100上设置第一圆孔111，则第一圆孔111的开口设置于鞋底下表面102上，则密封机构200需要一部分设置于鞋底下表面102上；且由于第二圆孔121的开口设置于鞋底上表面101上，则密封机构200需要一部分设置于鞋底上表面101上；因此，密封机构200包括密封胶201、中底布202和橡胶层203，密封胶201设置于鞋底上表面101，中底布202设置于密封胶201上，通过设置于密封胶201上的中底布202密封第二圆孔121；橡胶层203设置于鞋底下表面102，橡胶层203用于密封第一圆孔111。此密封机构200满足了鞋底上表面101、鞋底下表面102的密封要求，且与第一圆孔11配合使用，提高了承重性能。
下面结合具体实施例对本发明进行具体阐述：
对比例1：采用长度为80mm、宽度为80mm，厚度为20mm的长方体，S＝长度×宽度；
样例1：采用与对比例1相同的长方体，通过镭射工艺，在长方体的长度和宽度组成的平面上从上到向下均匀地开设10行10列即100个圆孔，每个圆孔直径为2mm，深度为5mm，圆孔深度与厚度比为25％；在长方体的长度和宽度组成的平面上，圆孔的总面积/(长度×宽度)≈5％；
样例2：采用与对比例1相同的长方体，通过镭射工艺，在长方体的长度和宽度组成的平面上从上到向下均匀地开设10行10列即100个圆孔，每个圆孔直径为4mm，深度为5mm，圆孔深度与厚度比为25％；在长方体的长度和宽度组成的平面上，圆孔的总面积/(长度×宽度)≈20％；
机械冲击测试条件：采用直径为45mm、重量为8.5kg的冲击头，使其从50mm高空自由落体到鞋底上，即上述的对比例1、样例1、样例2上。
然后根据机械冲击测试，绘制结构变形图和冲击加速度曲线图；
图4为对比例1的结构变形图，图5为样例2的结构变形图；将图4和图5进行比较，可知图4和图5的结构变形接近，因此可以得出开设4mm直径的圆孔的鞋底与未开设圆孔的鞋底具有基本相同的结构变形，因此圆孔的总面积/(长度×宽度)≈20％的轻量化鞋底结构具有良好的减震功能，故S1/A≤20％的轻量化鞋底结构具有良好的减震功能。
图6为对比例1和样例1的冲击加速度曲线图；冲击加速度曲线为冲击测试过程中冲击力大小随时间的变化曲线，a曲线为对比例1的冲击力加速度曲线，b曲线为样例1的冲击力加速度曲线，曲线的纵坐标为冲击力，用g表示，g表示重力加速度；曲线的横坐标为时间，单位为s。
从图6中可以看出，a、b两条曲线的形状相同，a的峰值约等于12.1g，即12.1个重力加速度；b的峰值约等于11.8g，即11.8g重力加速度；可知a、b的峰值接近，因此对比例1和样例1的最大承受冲击力的能力基本相同。因此，通过在鞋底上设置镭射孔的方式对鞋底进行减重，且将圆孔直径设置为2mm，h1/h≤25％对鞋底区域的减震的影响基本可以忽略，进而在不改变鞋底材料的前提下，实现了降低鞋底重量的目的。
综上所述，按照圆孔的总面积/(长度×宽度)≤20％，圆孔深度与厚度比不大于25％设计的鞋底具有较好的减震功能，且降低了鞋底的重量，因此减震区域按照此原则进行设计，支撑区域根据承受40％左右的力的力学分析设计，即H2/H≤50％。
如图7所示，本申请提供了一种轻量化鞋，包括鞋面300和上述的具有减震功能的轻量化鞋底，鞋面300设置于具有减震功能的轻量化鞋底上。进一步地，鞋面300设置于中底布202上。
本发明上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
Claims (12)
1.一种具有减震功能的轻量化鞋底，其特征在于，包括鞋底本体和密封机构；
所述鞋底本体上设置至少一个减震区域和支撑区域，所述减震区域与所述支撑区域连接；
所述减震区域设置第一圆孔，所述支撑区域设置若干第二圆孔，所述第二圆孔的直径大于等于所述第一圆孔的直径，所述第二圆孔的深度大于等于所述第一圆孔的深度，所述第一圆孔深度小于所述减震区域的最小厚度，所述第二圆孔深度小于所述支撑区域的最小厚度；
所述密封机构设置于所述第一圆孔和所述第二圆孔的开口处，用于密封所述第一圆孔和所述第二圆孔。
2.根据权利要求1所述的具有减震功能的轻量化鞋底，其特征在于，所述鞋底本体设置鞋底上表面和鞋底下表面；
沿着所述鞋底上表面至所述鞋底下表面方向，所述第一圆孔为竖直向下的凹陷圆柱孔。
3.根据权利要求2所述的具有减震功能的轻量化鞋底，其特征在于，所述第一圆孔的深度与所述减震区域最小厚度比不大于25％。
4.根据权利要求1所述的具有减震功能的轻量化鞋底，其特征在于，所述鞋底本体设置鞋底上表面和鞋底下表面；
沿着所述鞋底下表面至所述鞋底上表面方向，所述第一圆孔为竖直向上的凸起圆柱孔。
5.根据权利要求4所述的具有减震功能的轻量化鞋底，其特征在于，所述第一圆孔的深度与所述减震区域最小厚度比不大于35％。
6.根据权利要求1所述的具有减震功能的轻量化鞋底，其特征在于，所述鞋底本体设置鞋底上表面和鞋底下表面；
沿着所述鞋底上表面至所述鞋底下表面方向，所述第二圆孔为竖直向下的凹陷圆柱孔。
7.根据权利要求1所述的具有减震功能的轻量化鞋底，其特征在于，所述第一圆孔和所述第二圆孔为镭射孔。
8.根据权利要求1所述的具有减震功能的轻量化鞋底，其特征在于，沿着所述第一圆孔的直径延展方向，所述第一圆孔与所述减震区域的面积比不大于20％；或/和
沿着所述第二圆孔的直径延展方向，所述第二圆孔与所述支撑区域的面积比不大于30％；或/和
所述第二圆孔的深度与所述支撑区域的最小厚度比不大于50％。
9.根据权利要求1所述的具有减震功能的轻量化鞋底，其特征在于，所述第一圆孔的直径为2-4mm；或/和所述第二圆孔的直径为2-6mm。
10.根据权利要求1所述的具有减震功能的轻量化鞋底，其特征在于，所述密封机构包括密封胶和中底布，所述密封胶设置于所述鞋底上表面，所述中底布设置于所述密封胶上，通过所述密封机构将所述第一圆孔和所述第二圆孔密封。
11.根据权利要求1所述的具有减震功能的轻量化鞋底，其特征在于，所述密封机构包括密封胶、中底布和橡胶层，所述密封胶设置于所述鞋底上表面，所述中底布设置于所述密封胶上，通过设置于所述密封胶上的所述中底布密封所述第二圆孔；所述橡胶层设置于所述鞋底下表面，所述橡胶层用于密封所述第一圆孔。
12.一种轻量化鞋，其特征在于，包括鞋面和权利要求1～11任一项所述的具有减震功能的轻量化鞋底，所述鞋面设置于所述具有减震功能的轻量化鞋底上。
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