CN113287829A - 包括可单独弯曲的加强构件的鞋底，以及具有这种鞋底的鞋 - Google Patents

Abstract

本发明的方面涉及一种用于鞋，特别是用于跑鞋的鞋底，以及包括这种鞋底的鞋。提供了一种用于鞋的鞋底，其包括在鞋底的前半部延伸的至少两个加强构件，其中加强构件适于通过在步态周期期间作用在鞋底上的力独立地偏转。

Description

包括可单独弯曲的加强构件的鞋底，以及具有这种鞋底的鞋

技术领域

本发明涉及一种用于鞋，特别是跑鞋的鞋底。本发明还涉及一种包括这种鞋底的鞋，特别是跑鞋。

背景技术

鞋底通常具有许多不同的功能，例如缓冲在脚落地时产生的冲击力，以及提供附着摩擦力以避免穿着者的脚打滑。鞋底通常所起的另一作用是为穿着者的脚提供一定程度的稳定性，从而减少了使脚踝扭曲或其它类型的损伤的危险，例如足底筋膜的损伤或肌肉过载等。鞋底的另一功能，特别是用于类似跑鞋的高性能鞋类(performance footwear)，是为了促进力从运动员的腿通过他们的脚到地面的良好传递和高效的跑步方式，以改善运动员的表现。

为了解决跑鞋中的上述稳定性和性能问题，已经考虑了鞋芯垫片元件、扭转系统、补强板等。然而，这些结构的一个缺点是它们导致鞋具有高刚性和刚度，导致跑步体验不是非常符合人体工程学。还观察到，现有技术中已知的鞋类结构不能适应脚中的特定解剖结构标志。这种结构倾向于人为地将脚限制和约束在一个平面上，在跑步时仅允许固定程度的运动和不自然的蹬离(push-off)。这可能导致以在长跑中可能导致不适或甚至受伤的方式张紧或使用腿部和脚中的关节。

另一方面，从US 6,968,637 B1中已知一种具有从连接构件延伸的五个稳定构件的稳定元件。然而，该稳定元件主要位于中足区域。这必然伴有在鞋底的脚趾离地区域支撑不足的问题，例如，当在跑步期间动态地和能量有效地蹬离脚时，这是一个重要因素。

US 2005/0268489 A1描述了一种弹性鞋提升装置，其包括一系列由杆稳定并整体模制到鞋底结构中的杠杆。

EP 1 906 783 B1描述了一种鞋底，其包括至少三个细长元件，细长元件在鞋底的水平面内纵向定向并适于响应于鞋底纵向张力的增加而增加刚性。

US 6,502,330 B1描述了一种鞋底，其包括闭环形式的加强构件，该加强构件围绕脚跟搁置在其上的区域，并以沿鞋底的两个边缘延伸的两个分支的形式向前延伸，至少延伸到第一和第五跖骨头的区域。

基于该现有技术，本发明的问题是提供一种用于鞋、特别是跑鞋的鞋底的加强结构，其改进并克服了上述已知结构的至少一些缺点。本发明的一个特别的目的是提供一种加强结构，其允许更好地考虑穿着者的脚的生理机能，并且其有助于自然和愉快的跑步体验，并且有助于降低受伤的风险。

发明内容

本发明的不同方面处理了上述问题，并且至少部分地解决了上述问题。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于鞋的鞋底。

特别地，鞋底可以用于跑鞋中。然而，鞋底也可以用于不同类型的鞋，特别是其它类型的运动鞋，并且其使用不限于跑鞋。例如，鞋底可以用于田径运动鞋、跳远运动鞋、短跑或短距离场地赛运动鞋、跨栏运动鞋、中或长距离场地赛运动鞋等。

在一个实施例中，鞋底包括在鞋底的前半部延伸的至少两个加强构件，其中加强构件适于通过在步态周期期间作用在鞋底上的力独立地偏转。

可能希望在脚的脚趾区域周围提供足够的刚度和缓冲以减少移动和疲劳，并且还希望在跖趾关节(MTP关节)和第一跖骨处提供足够的刚度和缓冲以避免应力过载。通过在鞋底的前半部延伸，加强构件可以充分地支撑和稳定在跑步期间处于高负荷下的脚趾和脚趾关节，从而有助于减少关键解剖学标志和肌肉群上的过载。

加强构件可以进一步有助于减少跑步期间产生的偏心功(eccentric work)，这又可以有助于减少运动员损失的能量，这可以减少MTP关节、膝关节、踝关节和髋关节处做的功。所做的功越少意味着对这种鞋的穿着者的疲劳越少，过载或过度使用的伤害越少。不同于先前已知的刚性或现有技术中的整体元件，加强构件还可以迎合脚的解剖结构和生理机能。

此外，当一起作用时，加强构件还可以提供稳定平台以供脚在其上着地，从而给予使用者平稳的跑步体验。例如，可以通过加强构件的刚性杆状结构来获得稳定性。

总之，根据本发明的加强构件考虑了人脚结构及其解剖结构，以提供生物力学保护、运动和简易性。换句话说，本发明从人脚本身得到灵感：通过补充脚的自然形状和解剖结构，它改善了脚与地面的接触面，增加了辗动(rolling)的平稳性并减小了冲击力，从而减少了脚的结构和肌肉群上的过载。这可以帮助穿戴者实现更平滑和更自然的跑步步态。

此外，通过具有多个加强构件并且使各个加强构件独立地对步态周期期间产生的力进行反应和响应，与使用简单的单个加强元件相比，可以更详细地控制加强构件的加强功能并使加强功能适应跑步者的特定需要。单独的加强构件可以迎合脚中的特定解剖学标志，例如每个单独的跖骨结构。例如，每个加强构件的刚度可以迎合这些解剖学标志。总之，使用单独和/或彼此结合作用的单独的加强构件，可以允许在纵向方向上稳定鞋底和鞋，同时还允许在跑步时的步态周期的支撑相(stance phase)期间脚、脚踝和周围的子结构的生物力学上优选的移动。

使用所公开的加强构件的另一个好处是，它们可以允许脚在更多控制的情况下从外侧移动到内侧，反之亦然，其中加强构件可以优选地悬挂在诸如软泡沫材料的中底材料中。由于每个加强构件元件可以独立于另一个加强构件元件移动，脚将不会快速地移动和扭曲，而是提供了“受控的自由度”。以下类推可用于进一步阐述这种效果：当使用五个手指弹奏钢琴时，每个手指可以敲击一个键而不按下其它键，因此可以以较慢的速度并且以对每个键的较大控制来进行从左到右的移动。另一方面，如果使用单个整体结构，例如平的杆或板，而不是五个单独的手指，则几乎不能对按压多少键进行控制，并且实际上，很可能仅可能同时按压所有的各个键。类似地，借助于本发明的单独的加强构件，每个构件可以在跑步期间从外侧到内侧单独地被激活，以产生平稳且稳定的载运(ride)，而整体结构立即激活，因此可能是较不稳定的且提供较少的可控性。

在该位置处，需要强调的是，对于加强构件，不同的几何形状和横截面形状是可能的。横截面形状也可沿给定加强构件的不同区段变化和/或其可在不同的加强构件之间变化。加强构件的可能的横截面形状或加强构件的区段的示例包括但不限于圆形、椭圆形、棱柱形、梯形、方形、矩形，并且加强构件可以是杆状/管状或板状(或包含具有这种形状的区段)，如将在本文件的剩余部分中更详细地讨论的。

每个加强构件可以包括非线性区段。

在此上下文中，“非线性”意味着不沿着直线延伸。换句话说，每个加强构件可以具有弯曲或弯折的区段。例如，纽结或急弯也是可能的，但通常是较不优选的。

对于具有例如圆形横截面的加强构件，如何确定它们是否遵循直线是显而易见的。然而，对于具有不同横截面的加强构件，例如下面进一步讨论的板状加强构件，术语“加强构件的流线(flow-line)”将在下面用于描述加强构件的一般形状和几何形状。给定加强构件的流线可以被认为是穿过加强构件的“中心”(或者如果加强构件的横截面形状在加强构件的不同区段上变化，则穿过加强构件的每个区段的中心)的线。

从数学上讲，不考虑加强构件的横截面形状而限定加强构件的流线的更严格的方法是，例如，将加强构件纵向分成多个恒定厚度的切片(例如，厚度为1mm、或2mm、或5mm等，取决于期望的精确度)，确定每个切片的质心并用点标记，将加强构件拼接在一起，然后连接所有如此确定的点。然后，所得到的线可以被认为是加强构件的流线。虽然上述过程原则上可以通过实际将加强构件切割成块来“物理地”执行，但是通常将采用计算机模拟来“虚拟地”执行该操作而不必破坏加强构件。为此目的合适的过程和设备(例如，3D扫描器)是本领域技术人员已知的，并且在此将不进一步讨论。

于是，不管加强构件的横截面如何，非线性加强构件的中心线或流线都不遵循直线。

然而，除了一个或多个非线性区段之外，给定的加强构件还可以包括一个或多个线性(即，直的)区段，或者整个加强构件可以是非线性的。线性和非线性区段也可以交替。此外，在鞋底内也可以组合具有和不具有这种直区段的加强构件。这些陈述仍然适用于以下讨论，其中讨论了加强构件的更具体的形状和几何结构，即使没有再次明确地重复。

在加强构件中使用非线性部分允许加强构件例如遵循脚部的一般形状和解剖结构，并因此提供脚部和周围子结构的足够的支撑、稳定性和引导，从而有助于防止受伤、关节过载和疲劳，并通常促进鞋底的良好的辗落(roll-off)行为。

例如，每个加强构件可以包括在鞋底的侧视图中具有凹形形状的区段(当鞋底以不受力的状态坐落在平坦的地面或桌子上而不弯曲或扭曲时，并且从内侧或后侧观看)。

在本公开的上下文中，“凹形形状”被理解为类似于碗、或碟子、或勺子的形状，即，水将在其中聚集而不被排出的形状。

因此，从图中可以看出，加强构件可以在脚的前半部提供“碗形”或“碟形”或“勺形”，脚趾，特别是跖骨和跖趾关节(MTP关节)可以搁置在其中，从而避免例如压力点。此外，这种几何形状特别有助于允许跖骨和趾骨结构在支撑相中在解剖学上有效的位置中被引导，并且用于在脚趾离地时增加脚踝和地面之间的力矩臂。这种几何形状还减小了在每个MTP关节处衰减的制动力，并且可以在跑步期间的步态周期的支撑相期间帮助防止受伤。

为了进一步促进这些效果，加强构件可以在脚的整个前半部以平滑且连续的方式弯曲，例如，它们的几何形状(例如，如由它们的流线限定)可以遵循至少近似圆弧(对于不同的加强构件可能具有不同的弧/圆)。这可以允许在跑步期间从脚跟到脚趾的非常平滑的辗落或跨步，即辗动运动，因为圆是用于运动的非常有效的形状，并且因此提供非常有效的运动路径，因为它不费力地辗动。

每个加强构件可以具有包括相对于水平面的局部低点的形状，其中每个所述低点位于鞋底的前半部中。

术语“水平面”用于表示在鞋底位于平坦地面上并且不弯曲或扭曲的状态下，即在不受力的状态下，平行于平坦地面的平面。

例如，再次考虑上面限定的加强构件的流线，根据这里讨论的选项，这些流线中的每一个穿过鞋底的前半部中的局部低点。“局部”是指低点不是延伸区域，而是可识别的点。换句话说，在低点的两侧，加强构件向上移动。

每个所述低点可以位于鞋底的中足区域和脚趾区域之间的区域中。更特别地，每个所述低点可以位于MTP关节的区域中。

加强构件的低点对应于骨结构的低点，并且脚的解剖结构再次有助于为脚提供足够的支撑，形成稳定的结构以减少跑步期间肌肉和肌腱的过载。

每个所述低点可以位于与由加强构件形成的结构的上侧相切的平面下方至少5mm的距离处，优选地至少8mm。

离该(概念上的)平面的距离描述了由加强构件在脚的前半部中形成的“碟子”的“深度”。该深度可以根据多个因素选择，例如鞋底的总体尺寸(通常，鞋底越大，深度越大)。然而，由于本发明使用单独的加强构件，每个单独的加强构件的深度也可以被独立地选择和适配，这可以允许鞋底的特性的特别精细调节的控制。所提及的最小值可以提供足够的深度，以确保舒适的穿着感觉并且避免疲劳，例如，并且它们还可以允许前足解剖结构“稳定(settle)”到由加强构件提供的加强结构中。低点的深度也可根据鞋底和鞋所提供的预期活动来调节。例如，对于需要或青睐更大稳定性的活动，可以选择更大的深度。可以进一步调节以低点的深度适应中底的期望堆叠高度，例如，如果需要较薄的中底，则低点的深度可以选择为稍微更小。

切面和每个所述低点之间的距离可以相同或至少近似相同，以在鞋底的整个宽度上提供恒定的辗落行为，这可以提高辗落和蹬离期间的稳定性，并且有助于避免例如前足关节的损伤和疲劳。

然而，切面与每个所述低点之间的距离也可以取决于相应低点相对于鞋底的外侧边缘或内侧边缘的位置。

换句话说，每个低点的深度可以从内侧向外侧横跨鞋底变化。

在一个示例中，鞋底的内侧和外侧边缘上的低点的深度可以小于鞋底的中间，使得由加强构件提供的加强结构不仅在鞋底的侧视图中和在纵向方向上具有曲率，而且在内侧到外侧方向上也具有曲率。

在另一个示例中，低点的深度从内侧朝向外侧逐渐增加。这种结构可以是有利的，因为其可以允许更大的外部髋关节旋转角度，这可以通过最后的地面接触点增加臀肌活动。因此，它可以从下肢重新分配正功贡献，以提高跑步效率。这种形状还可以引导前足稍微更多地外翻，这可以改善大拇趾的活动并且允许压力中心在脚趾离地时在运动方向上具有更线性的平移。

总之，由于优选低点与脚的解剖学标志例如MTP关节的位置对准，如上所述，并且由于这些通常在位置和/或深度上因人而异，因此单独和独立地选择每个低点的位置和/或深度的选项提供了很大程度的可定制性，这对于使用本领域已知的整体稳定结构来实现是非常困难的(如果不是不可能的话)。

每个加强构件的具有非线性形状的区段可以至少从鞋底的中足区域延伸到脚趾区域。

从脚趾到中足的区域对于脚趾离地或脚的蹬离特别重要，因此它特别地由本发明的鞋底的加强结构支撑。在该区域中避免直线，即，线性加强构件，有助于促进脚的自然辗落和蹬离运动，同时仍然提供必要的稳定性和刚度以允许下肢上的较小应力和疲劳，并且减少运动员所做的偏心功。

然而，加强构件也可向后延伸超过中足区域并进入鞋底的脚跟区域。

在该区域中，加强构件也可以是弯曲的和非线性的，或者它们可以是直的或至少更直，因为后足区域通常不会经历与中足和脚趾区域一样多的挠曲。因此，使用近似直的区段作为加强构件实际上可以有益于在脚跟落地期间提供高度的稳定性。

然而，优选的是，加强构件不向后延伸超过跟骨的突出部，因为与脚趾相比，脚跟可能需要更坚固的支撑。在脚跟区域，在支撑相主要有一个接触的骨，即跟骨，而在向前足区域过渡期间，这些骨通常彼此独立地起作用。因此，虽然支撑中足区域且特别是前足区域的各个加强构件适于彼此独立地移动，但它们可在脚跟区域中为更坚固的支撑结构留出空间，例如下面进一步讨论的载荷分布构件。

加强构件可以是板状构件。

在此上下文中，“板状”可指具有与构件的纵向和横向延伸相比小的垂直厚度。板状加强构件可以是有益的，因为它们提供了脚可以搁置在其上的大表面区域，从而为脚提供了良好的稳定性框架。

加强构件也可以是杆状和/或管状构件。

杆状或管状构件是例如具有(近似)圆形、椭圆形、棱柱形、梯形、方形或矩形横截面的构件，其中横截面与构件的纵向延伸相比是小的。杆状构件可以被认为是大致实心的构件(即，主要由实心区段组成)，而管状构件可以被认为是大致中空的构件(即，主要由中空区段组成)。

位于杆状/管状和板状之间的混合形状也是可能的，并且横截面形状也可以沿着给定的加强构件改变(例如，给定的构件可以具有杆状/管状的一个或多个区段以及板状的一个或多个区段)。此外，不是在给定鞋底内的所有加强构件必须是相同类型和形状，而是混合体也是可能的。

如上所述，加强构件可包括实心区段，并且加强构件也可以包括中空区段。同样，这可以沿着给定的加强构件变化，并且在这方面，不是给定鞋底内的所有加强构件都必须具有相同的结构。

使用中空区段，特别是用于圆形或椭圆形管状加强构件，可以允许提供特别轻重量的构造，同时仍然提供鞋底的必要程度的加强(例如，加固)。

另一方面，使用实心区段可以例如允许有目的地增加鞋底的某些区域或区段的重量，这可以用于平衡鞋底并改善在步态周期期间当鞋底经历多个阶段的不同方向的加速度时鞋底的动态行为。

加强构件的直径也可以在至少两个加强构件之间变化和/或至少一个加强构件的直径可以沿着所述加强构件变化。

换句话说，直径是加强构件的另一个参数，其可以改变并适于根据需要改变鞋底的动态行为。定位在脚趾离地期间(例如，在第一和第三脚趾和相应跖骨下方)承受较大力的位置处的加强构件可以例如具有更大的直径，以承受这样的力并且特别地在这些区域中提供高程度加强。

对于圆形横截面，直径的含义是清楚的。对于杆状或管状构件的其它类型的几何形状，直径可以例如是横跨这种构件的横截面的最小(或可替代地最大)距离。例如，对于椭圆形横截面，直径可以是椭圆的短轴(或可替代地长轴)的长度。对于板状加强构件，竖直厚度可以作为其直径的量度。

在本发明的一个特定实施例中，有五个加强构件，每个加强构件对应于相应的跖骨。这可以在从外侧到内侧脚趾离地的辗动期间提供解剖学支撑。

例如，五个加强构件可以大致在脚的跖骨下方延伸。然而，它们不需要精确地位于这些骨下方，而是还可以稍微偏移到一侧(至少其中一些)，例如以帮助鞋底的质心朝向大脚趾偏移，以获得最大的蹬离效率，或者提供更自然的流线，其更好地遵循脚的总体解剖结构。

在这种情况下，对应于第一和第三跖骨的加强构件可以具有比其余三个加强构件更高的挠曲刚度(deflection stiffness)。

这可以例如通过对应于第一和第三跖骨的加强构件实现，所述加强构件具有比其余三个加强构件更大的直径。

第一跖骨的增加的刚度是有益的，因为这通常是脚中五个跖骨的最大且最强的结构，因此在跑步期间必须施加并承受最高的力。另一方面，在跑步的步态周期的支撑相，脚中心的第三跖骨自然地位于压力中心周围，因此也受益于增加的支撑。

为了进一步促进由本发明提供的有益支撑，在第一跖骨下面的加强构件也可以延伸到中底单元的边缘，以增加踝关节和脚趾离地位置之间的距离，增加在前-后轴线(即纵向轴线)上的力矩臂。

加强构件可以包括碳纤维、碳纤维复合材料和/或玻璃纤维复合材料。合适的碳纤维复合材料的示例例如为注入有碳纤维的聚酰胺材料，合适的玻璃纤维复合材料的示例例如为注入有玻璃纤维的聚酰胺材料。

这些材料可以是优选的，因为它们提供了高稳定性和刚度，同时具有相对低的重量。

然而，用于加强构件的其它种类的材料，如金属、或木材、或注射模制的塑料材料也是可能的，并且被本发明所涵盖。

此外，材料成分可以在不同的加强构件之间和/或沿着给定的加强构件变化，这还可以允许将不同的物理特性赋予不同的加强构件或给定的加强构件的不同区段。

加强构件可以使用多种制造方法制造。这些方法的优选选项包括，例如：模制(例如，注射模制)、增材制造(例如，3D打印)或碳挤出。

至少两个加强构件还可以通过连接构件连接。

这可以有助于为由加强构件提供的整体加强结构提供一些额外的稳定性，例如在通常发生脚跟落地的脚跟区域。然而，由该连接构件提供的连接可以仅是补充的，其意义在于，其不阻碍或至少不完全否定加强构件独立地对在步态周期期间作用于加强构件上的力进行反应和响应的能力，特别是不在脚的前半部中。

连接构件可以例如布置在加强构件的端部区域处或靠近加强构件的端部区域。连接构件可以例如在靠近其后端处连接几个或所有的加强构件，以提高该区域(例如，该区域可以是中足区域或脚跟区域，这取决于加强构件的向后延伸部)的稳定性。

另一种可能是在最靠近鞋底内侧(例如，对应于大拇趾和第二脚趾的加强构件)并且靠近这两个加强构件的前端(例如，在上述脚趾下方的区域中)的两个加强构件之间具有连接。通过这种连接的适当定位和设计，可以提供一些额外的支撑，用于在这两个脚趾上稳定地蹬离，同时两个连接的加强构件仍然能够在很大程度上保持对在脚趾尖上的实际蹬离之前的步态周期的阶段期间作用的力的响应的独立性。在任何情况下，通过仅连接一对加强构件，不会削弱剩余加强构件(如果存在)的运动独立性。

加强构件可以基本上沿着鞋底的纵向方向延伸。

因此，加强构件的流线可以遵循脚和解剖结构的自然流线，并且因此提供了用于减少下肢上的过载的特别良好的支撑。而且，脚的辗落主要沿着该方向发生，因此使加强构件遵循该方向也允许自然的辗落运动被它们的形状和设计考虑在内。

在上下文中，词语“基本上”可以理解为意味着加强构件的流线与纵向方向的偏离与加强构件的长度相比是小的。为了给出一个特定示例，对于20cm长的加强构件，该构件的流线与纵向方向的偏差(即，“横向运动”)高达1cm，或高达2cm，或甚至高达5cm，仍然可以被认为是该构件的“基本上”纵向延伸。

加强构件可以沿内侧到外侧方向彼此相邻地布置。

这可以有助于提供支撑框架，穿着者的脚可以搁置在该支撑框架上并且被很好地支撑，并且从结构的观点来看也是有益的，因为鞋底的厚度可以保持在例如可接受的范围内。

这也便于加强构件可以连接到网状材料的选项。

这种网状材料可以进一步增加由加强构件提供的加强结构的整体稳定性，同时仍然至少在很大程度上保持它们单独偏转的能力，即单独地对作用力作出反应和响应的能力。

根据并适应于穿着者的需要，例如运动员的跑步速度、跑步方式和解剖结构以及跑步距离，可以有利地进一步设计加强构件。这种定制可涉及根据需要改变各个加强构件的刚度、长度、材料成分、横截面、弹性、塑性等。

例如，通过使用更塑性的材料来制造加强构件，可以根据跑步者的步态模式定制加强构件的形状，从而使包括加强构件的中底的结构适应跑步者的实际的个体解剖结构特征。

在另一个示例中，更有弹性的加强构件将保持它们的原始形状并提供更好的能量返还，以更平滑的方式促进起步相(take-off phase)，从而减小在下部关节处的负荷和应力，特别是MTP关节和踝关节。

鞋底还可以包括布置在鞋底的后半部分中，优选地在鞋底的脚跟区域中的载荷分布构件。

如其名字所表明的，这种载荷分布构件可用于将例如在脚跟落地期间产生的大的力分布到脚和鞋底的更大的区域，以节省跑步者的关节，并且还提高脚跟落地的稳定性，以避免受伤和脚踝扭曲。更具体地，载荷分布构件可有助于将在从下肢到鞋底的冲击期间产生的力从跟骨分布，以防止所有力直接分布在足底筋膜的原点下方，并且有助于将力分布在跟骨的整个表面区域上。为了增强这种效果，载荷分布构件可以是略微弯曲的，而不是完全平坦的，因为这可以允许脚部以更加人体工程学的方式坐落在载荷分布构件上，并且其还可以允许内侧/外侧力由载荷分布构件吸收(由于其向上的弯曲)并且从那里被分布到中底材料中。

载荷分布构件可以特别地包括载荷分布板，或者被配置为载荷分布板，以提供特别高的载荷分布程度，同时保持重量低。由于上面刚刚讨论的原因，板可以是弯曲的，例如在其边缘处向上弯曲。

例如，脚跟板形式的载荷分布构件可有助于确保在跑步期间当脚落地时在地面反作用下踝关节的稳定性，这又可有助于减少脚踝的过载。

为了减轻重量，载荷分布构件还可以包括碳纤维、碳纤维复合材料和/或玻璃纤维复合材料。合适的碳纤维复合材料的示例例如为注入有碳纤维的聚酰胺材料，合适的玻璃纤维复合材料的示例例如为注入有玻璃纤维的聚酰胺材料。如上所述，这些材料提供了高稳定性和刚度以及低重量的特别有益的组合。

载荷分布构件还可以进一步向上延伸到鞋底并延伸到鞋底的中足区域中。

因此，载荷分布构件还可以帮助支撑足弓，足弓是脚的特别敏感的区域，并且分布作用在足弓上的力和压力载荷，以避免疲劳和损伤，并且促进鞋底的舒适的穿着感觉和良好的整体稳定性。

加强构件和载荷分布构件也可以至少部分地重叠。

在此上下文中，术语“重叠”是指鞋底的垂直投影或俯视图。如果从这种角度来看，加强构件的一部分位于载荷分布构件的下方或上方。术语“重叠”并不意味着加强构件和载荷分布构件需要彼此接触或者甚至彼此连接(尽管这通常也是可能的)。

一方面，这种重叠可以在脚的后半部和前半部之间提供一定程度的互锁，再次有助于高的整体稳定性和期望的加强以促进动态跑步运动。换句话说，即使加强构件和载荷分布构件通常不是物理连接的，重叠也可具有这样的效果，即，载荷分布构件一旦被施加负载，就将力均匀地传递到加强构件(例如，通过中间中底材料)，从而有助于维持足够的纵向支撑并且还在中足区域中产生高水平的稳定性，这与降低例如由脚的扭曲引起的伤害的风险相关联。

另一方面，重叠还可有助于脚从脚跟区域中的脚跟板朝向前足区域中的加强构件过渡，并可因此导致在足弓区域的舒适配合。

然而，加强构件和载荷分布构件优选地是独立的元件。

虽然这可以减小上述互锁，但是它有助于保持各个加强构件对作用力作出反应和响应的独立性，这已经作为本发明的一个有益特征在上面进行了讨论。

加强构件可以至少部分地嵌入鞋底的中底中。中底可进一步包括塑料泡沫材料。加强构件也可完全嵌入中底中。

将加强构件(部分地或完全地)嵌入中底内，特别是泡沫中底，提供了许多益处：

首先，通过嵌入加强构件，额外的紧固装置或结构可能是不必要的，并且甚至可能不必使用粘合剂或胶(尽管这在本发明的范围内也是可能的)，因为加强构件通过周围的中底材料简单地保持就位。这有利于制造并使整个鞋底更加环保。加强构件被中底材料包围得越多，它们的固定通常就越好，即，如果加强构件完全嵌入中底中，则它们通过中底材料的固定通常是最好的。

其次，通过将加强构件至少部分地嵌入中底中，加强构件可以保持不与穿着者的脚和地面直接接触。前者可能是不愉快和不舒适的，而后者可能降低附着摩擦力，并且由于加强构件的相对刚性而在例如踩在树根或石头上时引起鞋底打滑。从这个观点来看，例如，暴露鞋底侧壁处的加强构件的一些区段是可以接受的，而暴露鞋底的顶侧或底侧处的加强构件可能是不期望的。然而，如果出于美观、技术或装配的原因需要，也可以至少部分地从鞋底的顶侧或底侧露出加强构件。

使用泡沫材料用于中底有助于保持鞋底的重量低，同时提供良好的缓冲和减震特性。

中底可以包括颗粒泡沫。特别地，中底可以包括颗粒泡沫，该颗粒泡沫包括以下材料中的一种或多种的颗粒：膨胀热塑性聚氨酯(eTPU)、膨胀聚酰胺(ePA)、膨胀聚醚嵌段酰胺(ePEBA)、膨胀热塑性聚酯醚弹性体(eTPEE)。

这些材料特别适合于高性能鞋类如跑鞋，因为它们具有相对低的重量、高寿命、良好的温度稳定性(即，它们在大的温度范围内保持它们的缓冲和能量返还性能)和高的缓冲和向跑步者的能量返还。特别地，关于使用ePEBA颗粒泡沫的选项，这种颗粒泡沫的具体优点在于，其允许以较低的重量实现与其他颗粒泡沫类似的性能水平。

可替代地或附加地，以下材料可单独或组合地用于颗粒泡沫中底的颗粒：膨胀聚丙交酯(ePLA)、膨胀聚对苯二甲酸乙二醇酯(ePET)、膨胀聚对苯二甲酸丁二醇酯(ePPBT)和膨胀热塑性烯烃(eTPO)。

作为颗粒泡沫材料的替代或补充，中底也可包括均质泡沫材料。

这种材料的示例是乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)、注射模制的TPU、TPEE或其它合适的材料。可以使用这样的材料，因为它们在某些方面比颗粒泡沫更便宜和/或更容易加工。例如，对于其中在高压下将液体材料注入模制腔中的注射模制，与使用可能粘住的颗粒基底材料相比，可以更容易地获得中底材料围绕加强构件的均匀分布。

同样，颗粒泡沫和均质泡沫材料也可在中底中组合，且特别地，不同材料可用在中底中的不同位置，以向相应区域提供不同特性。

可替代地或附加地，除了使用泡沫材料用于中底，也可以使用其它材料和制造选项，并且上面关于将加强构件嵌入泡沫中底内所述的内容也可以应用于这种其它中底选项，只要物理上和技术上可行。例如，中底可以包括或由网格结构组成，例如增材制造的网格结构(例如，使用3D打印法或激光烧结法或立体光刻法制成的结构)，其可以被定制用于长距离跑鞋(其中优选高缓冲)和短跑鞋或短距离跑鞋(其中高缓冲不是必需的，但是高刚度和在地面接触期间脚的解剖学引导是有益的)。

中底可以包括下中底部分和上中底部分，其中加强构件定位在下中底部分和上中底部分之间。

这可以便于鞋底的组装，因为上部和下部可以首先分开制造，然后加强构件布置在两者之间。例如，当使用颗粒泡沫时，这可能是相关的，因为在制造期间可能不总是容易实现颗粒在加强构件周围的均匀分布，特别是如果加强构件在中底内是“致密的”并且在模具加载期间不提供用于颗粒通过的足够的开口。通过单独地制造上中底部分和下中底部分，可以避免这样的问题。然而，如果中底使用其他材料和/或制造选择，例如上述网格结构，则这种方法也是有益的。

此外，使用分离的上部和下部也可以用于为中底的不同部分提供不同的物理和性能特性。例如，下部可以被制造得更耐磨和稳定，而上部可以特别地针对于缓冲和减震，仅举一个可能的示例。

具有上中底部分和下中底部分的这种结构还可用于进一步的优点，因为加强构件和载荷分布构件可由上中底部分分开。

例如，上中底部分可以大致布置在加强构件的顶部上，并且载荷分布构件然后可以放置在顶部上或者部分地或完全地嵌入上中底部分的顶侧中。如上所述，加强构件和载荷分布构件优选地保持为分离的元件，同时仍提供一定程度的功能性互锁，并且通过使用上中底部分作为中间元件，两个需求可以有利地彼此平衡。

为了再次重复这一点，载荷分布构件可以至少部分地嵌入上中底部分内。

然而，要强调的是，加强构件和载荷分布构件之间的功能性互锁也可以以其它方式实现，例如，载荷分布构件可以具有延伸到加强构件之间的空间中的部分。

除了与上述加强构件的功能性互锁之外，将载荷分布构件嵌入上中底部分内还可以有助于将载荷分布构件保持就位，并且还防止载荷分布构件与跑步者的脚直接接触或至少防止载荷分布构件从鞋底突出。

然而，应提及，在所有这些结构中，加强构件可保持其相对于其它加强构件可独立移动的能力，从而能够“遵守(adhere)”个体穿着者的脚的解剖学和生物力学特性。

可替代地或附加地，除了将载荷分布构件(部分地或完全地)嵌入上中底部分之内，鞋底还可以包括鞋垫。

如果通过将载荷分布构件嵌入上中底部分中尚未实现上述优点，则鞋垫可以布置在上中底部分的顶部上并且至少部分地覆盖载荷分布构件，以实现上文直接提及的优点。

还应强调的是，鞋垫也可用于不具有载荷分布构件的本发明的鞋底中。鞋垫通常也可以用作上中底部分，例如以降低与将加强构件嵌入中底内有关的制造复杂性。加强构件例如可以放置在下中底“壳体”中，然后将鞋垫简单地加在顶部上以用作“盖”，以覆盖并容纳鞋底内的加强构件。使用鞋垫的另一个好处是可以减少上中底部分或中底的厚度，并补偿缓冲的损失，那么可以包括具有良好缓冲性能的高鞋垫(例如，使用eTPU颗粒泡沫的鞋垫)。换句话说，鞋垫可以为鞋底提供进一步的缓冲程度。或者它可以为鞋底提供进一步的稳定度。还有另一种选择是，为了在一双鞋中具有可更换的元件，例如如果鞋被雨水或汗水弄湿，则可以简单地期望鞋垫，此时鞋垫可以由干的一双来更换，而不必更换整双鞋。在长期使用后，例如在长跑后，鞋垫可进一步帮助减少偏心力和肌肉损伤。

鞋底还可以包括外底。

这可以有助于增加附着摩擦力，并且还提供改进的耐磨性，因此鞋底和鞋的寿命更长。

虽然以上以特定的顺序描述了根据本发明第一方面的鞋底的可能特征、选择和修改，但是要强调的是，这不是为了表达所描述的特征和选择之间的某种依赖性(除非另有说明)。相反，不同的特征和选择也可以以不同的顺序和排列彼此组合，只要物理上和技术上可行，并且特征或甚至子特征的这种组合也被本发明所覆盖。如果上述单独特征或子特征对于获得期望的技术效果不是必需的，则可以省略它们。

最后，本发明的另一方面由一种鞋提供，特别是跑鞋，其包括根据上述选项和实施例之一的鞋底或根据本文献中下面进一步描述的鞋底。然而，如在开始已经提到的，本发明的鞋底也可以用于不同类型的鞋，特别是其它类型的运动鞋，例如用于田径运动鞋、跳远运动鞋、短跑或短距离场地赛运动鞋、跨栏运动鞋、中或长距离场地赛运动鞋。

附图说明

下面参照以下附图更详细地描述本发明的可能实施例：

图1a-f：具有五个不同直径的杆状/管状加强构件的鞋底，每个加强构件对应于相应的跖骨；

图2：具有五个不同直径的杆状/管状加强构件的鞋底，每个加强构件对应于相应的跖骨；

图3a-b：具有四个杆状/管状加强构件的鞋底；

图4：具有四个杆状/管状加强构件的鞋底；

图5a-b：具有两个板状加强构件的鞋底；

图6a-d：具有四个板状加强构件的鞋底；

图7a-b：具有四个加强构件的鞋底，加强构件具有板状和杆状/管状之间的混合形状；以及

图8a-b：具有四个加强构件的鞋底，加强构件具有板状和杆状/管状之间的混合形状，并且通过网状材料连接。

具体实施方式

下面主要针对跑鞋描述本发明的不同方面的可能的实施例。然而，再次强调的是，本发明的不同方面也可以在不同种类的鞋中实施，并且不限于下面阐述的具体实施例。

进一步参考以下事实，即在下文中仅可以更详细地描述本发明的单独实施例。然而，本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的范围的情况下，参考这些具体实施例描述的特征和可能的修改也可以以不同的方式或以不同的子组合进行进一步修改和/或彼此组合。如果不需要单独的特征或子特征来获得所需的结果，则也可以省略单独的特征。因此，为了避免重复，参考前面的部分中的解释，其也适用于下面的详细描述。

图1a-f从不同的视角示出了根据本发明的鞋底的实施例100或其部分。

图1a示出了整个鞋底100的分解图。鞋底100包括具有上中底部分111和下中底部分112的中底110。包括五个加强构件的加强结构120完全嵌入上中底部分111和下中底部分112之间，在图1A中，这五个加强构件分别用附图标记121-125表示。鞋底100还包括部分地嵌入上中底部分111的顶侧内的载荷分布构件140。因此，上中底部分111将加强构件121-125与载荷分布构件140分开，即，一方面加强构件121-125和另一方面载荷分布构件140设置为分开的和单独的元件。载荷分布构件140和上中底部分111进一步被鞋垫150覆盖，该鞋垫可以是可替换的或永久地连接到载荷分布构件140和上中底部分111。在其他实施例中，也可以没有鞋垫150。鞋底100还可以包括外底(未示出)，以改善附着摩擦力和耐磨性。鞋底100也可以装有防滑钉和/或鞋钉，以使其适合于例如田径运动。

鞋底100可用于运动鞋，特别是跑鞋。

上中底部分111和下中底部分112可以包括塑料泡沫材料或由塑料泡沫材料制成。上中底部分111和下中底部分112可以包括相同的材料或由相同的材料制成，或者它们可以包括不同的材料或由不同的材料制成。在给定的中底部分内，材料成分局部地改变也是可能的，即，在不同的区域中使用不同的材料，例如，以局部地影响上中底部分111和/或下中底部分112的机械特性。塑料泡沫材料可以包括均质泡沫材料，如乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)或注射模制热塑性聚氨酯(TPU)，或热塑性聚酯醚弹性体(TPEE)，或其它合适的材料。塑料泡沫材料也可以包括颗粒泡沫。例如，由膨胀热塑性聚氨酯(eTPU)、膨胀聚酰胺(ePA)、膨胀聚醚嵌段酰胺(ePEBA)和/或膨胀热塑性聚酯醚弹性体(eTPEE)的颗粒制成或包含这些颗粒的颗粒泡沫特别适用于高性能鞋类，因为它们提供高度的缓冲和向穿着者的能量返还。例如，eTPU的颗粒泡沫在大的温度范围(例如-20℃至40℃)内保持其有益性能。包括膨胀聚交酯(ePLA)、膨胀聚对苯二甲酸乙二醇酯(ePET)、膨胀热塑性烯烃(eTPO)和/或膨胀聚对苯二甲酸丁二醇酯(ePBT)的颗粒泡沫也是可能的。为了给出一个具体示例，下中底部分112可以由均质的EVA或TPU或TPEE泡沫材料制成，以向鞋底100提供良好的整体稳定性和耐磨性，而上中底部分111可以由包括eTPU、ePA、ePEBA和/或eTPEE的颗粒泡沫制成，以提供良好的缓冲、高能量返还和减小偏心力并提供舒适载运的更平滑的过渡。

然而，要强调的是，可替代地或附加地，除了中底110使用泡沫材料，也可以使用其它材料和制造选项。例如，中底110或其部分可以包括或由网格结构组成，例如增材制造的网格结构(例如，使用3D打印法或激光烧结法或立体光刻法制成的结构)，如上文已经进一步提到的，其可以用于长距离跑鞋(其中优选高缓冲)和短跑鞋或短距离跑鞋(其中高缓冲不是必需的，但是高刚度和在地面接触期间脚的解剖学引导是有益的)。

此外，还强调的是，本发明还涵盖其中鞋底不包括单独的上中底部分和下中底部分，而仅包括一个统一的中底部件的实施例。这种中底还可包括一种或多种上述均质泡沫材料和/或颗粒泡沫和/或非泡沫材料，或由一种或多种上述均质泡沫材料和/或颗粒泡沫和/或非泡沫材料制成，例如，如上所述的网格结构。

载荷分布构件140位于鞋底100的后半部中，主要在鞋底100的脚跟区域中，在该区域中发生脚跟落地。它还朝向鞋底100的中心(即，中足区域)延伸一定距离，使得在鞋底100的垂直投影中，载荷分布构件140与由五个加强构件121-125提供的加强结构120部分地重叠(下文将更详细地描述)。在这里所示的实施例中，载荷分布构件140被设置为基本上平面的载荷分布板，但是其它几何形状，如轻微的碗形或杯形，潜在地包括脚跟稳定器，也是可能的。为了节省重量但仍提供期望程度的载荷分布，载荷分布构件140可以例如包括碳纤维、碳纤维复合材料和/或玻璃纤维复合材料或由碳纤维、碳纤维复合材料和/或玻璃纤维复合材料制成，例如，注入有碳纤维的聚酰胺材料和/或注入有玻璃纤维的聚酰胺材料。

转到由五个加强构件121-125提供的加强结构120的示例性实施例，加强构件121-125在鞋底100的前半部中延伸。更具体地说，加强构件121-125从中足区域——这里是足弓下的区域——向上延伸到脚趾。加强构件121-125基本上纵向地延伸穿过鞋底100，即，它们的纵向(即，从鞋底100的后部到前部)延伸比它们沿着它们穿过鞋底100的路线的外侧和内侧延伸大得多。加强构件121-125还在内侧到外侧的方向上彼此相邻地布置，从鞋底100的内侧上的加强构件121开始，并且继续直到鞋底100的外侧上的加强构件125。这里所示的实施例的加强构件121-125具有圆形横截面，并且它们的中心对称轴线限定了在本文中被称为它们的“流线”。然而，本发明也涵盖其它横截面形状。其它可能的横截面形状的示例包括椭圆形、棱柱形、梯形、方形或矩形截面。

如上所述，加强构件121-125位于上中底部分111和下中底部分112之间，并且可以完全嵌入中底110内。如果必要或认为有益的话，加强构件121-125可以通过例如粘合剂或胶水或通过一些机械紧固方式连接到中底110的材料。然而，由于它们完全嵌入在中底110的材料内，这可能不是必需的。在其它实施例中，加强构件121-125也可以部分地从中底材料突出，并且暴露在鞋底100的外部上，例如在内侧或外侧侧壁处。然而，通常优选的是，加强构件121-125不暴露在鞋底100的顶侧和底侧上，以便不分别损害穿着感觉和鞋底的附着摩擦力。

加强构件121-125适于在步态周期期间作用的力的作用下彼此独立地移动。它们尤其适于通过在步态周期期间作用的力而彼此独立地偏转，并且因此提供局部精细调节的支撑和加强功能，这不能通过例如从现有技术已知的简单的整体结构来实现。因此，通过允许鞋底100的不同区域，尤其是鞋底100的前半部和脚趾区域，被不同程度地支撑和加强，它们迎合了人脚的复杂解剖结构以及跑步或短跑运动中涉及的复杂运动模式。这提供了比现有技术中已知的方案更生物力学驱动的解决方案。加强构件121-125有助于提供脚的更平稳的着陆和平滑的过渡，从而减小偏心力并减小肌肉、骨骼和关节的过载。这有助于降低运动期间受伤的总体风险。

加强构件121-125是非线性的，即它们的流线不遵循直线，以进一步迎合人体解剖结构。在这里所示的实施例中，加强构件121-125甚至不包括直的区段，尽管这在本发明的范围内通常是可能的。如图1d和1e的内侧视图中清楚地看到的，加强构件121-125在中足区域和脚趾之间的区域中形成了一个凹形结构(即，呈碗或碟的形状的结构)，该凹形结构对应于脚的一般形状和解剖结构。这种形状还有利于脚的平滑的辗落运动，并因此促进自然的运动模式。

用更加数学的语言表达，每个加强构件121-125的形状(例如，由流线限定)包括相对于水平面的最小或局部低点。应当注意，这种陈述包括鞋底位于水平的平坦地面上(如果鞋底倾斜，则参考平面也必须以相同的方式倾斜)并且处于无作用力状态(即，没有弯曲或扭曲)的假设。这些低点的位置在图1a和1b中用所有五个加强构件121-125的十字表示，并用附图标记131-135表示。在图1d和1e的侧视图中，仅示出了这些低点中的两个，以便不会使图过于混乱。所有的低点131-135都位于鞋底100的前半部中。更具体地说，每个低点位于鞋底100的中足区域和脚趾之间，这里在MTP关节的区域内。在其它实施例中，精确位置可以不同于这里所示的位置，例如以迎合跑步者的脚的特定解剖结构、跑步方式和运动模式等。还应强调的是，低点131-135的位置仅在图1a、1b、1d和1e(以及本申请的所有后续附图)中一般性地示出，以示出手头上的这种点，而不是以最高精度确定的(例如，使用计算机模拟)。

如上所述，加强构件121-125在中足区域和脚趾之间的区域中形成凹形结构(即，呈碗或碟的形状的结构)。关于低点131-135，这意味着这些点位于与由加强构件121-125形成的加强结构120的上侧相切的平面下方一定距离处。图3b给出了这个概念的清楚说明(参见平面339和距离d)，并且为了更多细节和解释，参考该图的讨论。考虑这一点的示例性方式是设想将加强结构120与鞋底100隔离，其形状和结构保持完整，然后将纸板或薄金属板放置在该结构的顶部上。然后，确定低点131-135距离该平面的(垂直)距离。加强结构120越“碗形”，该距离通常越大。

为了迎合典型的人体解剖结构，所有的低点131-135可以位于以上限定的切向参考平面下方至少5mm的距离处，或者甚至至少8mm的距离处。如上所述，深度也可根据鞋底和鞋所提供的预期活动来调节。例如，对于需要或青睐更大稳定性的活动，可以选择更大的深度。然而，如已经提到的，如果例如需要特别薄的中底，则深度也可以选择得更小。

可替代地或附加地，除了遵守由加强构件121-125限定的结构的深度的下限之外，低点131-135到所述切向参考平面的距离也可以根据相应低点相对于内侧到外侧方向的位置而调整或改变。例如，“中心点”133可以是最深的，并且然后到参考平面的距离(即，低点的深度)随着人脚的一般解剖结构而朝向外侧边缘和内侧边缘减小。然而，考虑到特定的解剖特征或一些单独的运动模式，其它配置也是可能的。

根据在例如重量、稳定性、刚度等因素之间的期望折衷，加强构件121-125可以是实心的(即，杆状构件)或者它们可以是中空的(即，管状构件)，或者它们可以是部分实心部分中空的。在这方面，并非所有的加强构件121-125都必须具有相同的结构。

如图1b和1c所示的鞋底100的一些部件的垂直投影(或俯视图)所示，加强构件121-125中的每一个都对应于脚的一个脚趾/一个跖骨。为了使这一点更明显，在图1b和1c中，由加强构件121-125构成的加强结构120覆盖在典型人脚的X射线照片的示意图上。虽然从该重叠视图中可以理解，加强构件121-125不总是精确地跟随人体骨结构的每个“弯折和转动”，但是五个加强构件121-125和五个跖骨之间的对应关系仍然清晰可见。因此，加强构件121-125中的每一个都是脚趾中的一个的主要支撑源。加强构件121对应于第一跖骨(即，“大脚趾”)，加强构件122对应于第二跖骨，加强构件123对应于第三跖骨，加强构件124对应于第四跖骨，加强构件125对应于第五跖骨。

如图1b和1a中也能清楚地看到的(而且在与鞋底100有关的所有其它图1a-f中也能清楚地看到的)，分别与第一和第三跖骨对应的加强构件121和123具有比其余三个加强构件122、124和125更大的直径。在步态周期期间作用的力的作用下，与其他三个加强构件122、124和125相比，增大的直径导致加强构件121和123的更高的挠曲刚度，并且因此导致第一和第三跖骨以及第一和第三脚趾的增加的支撑。加强构件121还具有延伸的前部区段126，其优选地在大拇趾的尖端下方“向内弯曲”，以在该区域中提供甚至更好的支撑。加强构件121和123的这种特定形状和设计的一个原因是，第一跖骨的增加的刚度是有益的，因为这通常是脚中五个跖骨的最大且最强的结构，因此在跑步期间必须施加并承受最高的力。另一方面，在跑步的步态周期的支撑相，脚中心的第三跖骨自然地位于压力中心周围，因此也受益于增加的支撑。这进一步帮助负载得到生物力学驱动并且在不同MTP骨之间均匀分布。这将降低受伤风险。

与加强构件122、124和125相比，加强构件121和123的不同直径在图1f中也是可见的，该图的左半部分示出了在MTP关节下方的区域中从内侧到外侧穿过鞋底100的横截面。图1f还再次很好地示出了五个加强构件121-125是如何嵌入上中底部分111和中底下部分112之间的。

更一般地说，应该指出，加强构件121-125的直径也可以以不同的方式在它们之间改变和适应，并且直径也不需要沿着给定的加强构件保持恒定，即使在图1a-f所示的鞋底100中是这种情况。通过在不同加强构件之间和/或沿着给定加强构件改变直径，可以因此获得对关于由加强结构120提供的支撑和加强的一组特定要求的微调。

加强构件121-125可以包括或由多种材料制成。然而，为了在一方面实现刚度和加强与另一方面实现低重量之间的有益折衷，用于构造加强构件121-125的优选材料是碳纤维、碳纤维复合材料和/或玻璃纤维复合材料，例如，注入有以碳纤维的聚酰胺材料和/或注入有玻璃纤维的聚酰胺材料。除了它们良好的刚度重量比之外，当涉及到可以由它们制成的加强构件的几何形状和形状的种类时，它们也是非常适合的，这对于获得与人脚一样复杂的物体的良好配合是特别重要的。其它可能的材料例如是金属、木材或注射模制的塑料材料。

用于制造加强构件121-125的潜在方法包括：例如，模制(例如，注射模制)、增材制造(例如，3D打印)或碳挤出。

已经在上面简要描述的鞋底100的另一个特征是，载荷分布构件140和加强构件121-125的后端至少部分地重叠(在图1c中最佳地看到的鞋底的垂直投影中)，该特征从图1c的俯视图和图1d和1e的中间侧视图中变得更加清楚可见。重叠区域在图1c-1e中由附图标记145表示。这种重叠所做的是，即使加强构件121-125和载荷分布构件140被设置为鞋底的单独部分并且被上中底部分111分开，在这两者之间仍然存在一些相互作用或互锁，在这种意义上，上中底部分111的材料将两者联接在一起，并且鞋底在整个步态周期(当主压力点通常从脚跟区域穿过中足区域移动到脚趾，以便蹬离)中的总体稳定性得到改善，而鞋底对作用力的响应没有任何突然的跳跃或不连续。

图2(图2示出了分解图)所示的根据本发明的鞋底的实施例200与图1a-f的非常相似。因此，关于鞋底100的相应构件、元件和部件的所有描述也适用于图2的实施例(当然，除非物理地或技术地排除)，因此不再重复。

鞋底200包括具有上中底部分211和下中底部分212的中底210，五个加强构件220位于上中底部分和下中底部分之间。它们完全嵌入在中底210内。加强构件220也是杆状/管状，并且对应于第一和第三跖骨的加强构件具有比其它三个加强构件更大的直径。鞋底还包括主要布置在脚跟区域中和上中底部分211的顶部上的载荷分布构件240，以及外底260，其在这里示出的实施例中包括若干单独的子部分(然而，这不必总是这种情况)。

鞋底200的一个值得注意的特征是，下中底部分212包括五个凹槽215，每个凹槽对应于五个加强构件220中的一个。这可以帮助将加强构件220固定在它们的位置，并且因此帮助避免或限制例如粘合剂或胶水的使用，并且总体上有助于鞋底200的组装。

图3a和3b所示的根据本发明的鞋底的实施例300也与图1a-f和图2的非常相似。因此，关于鞋底100和200的相应构件、元件和部件的所有描述也适用于图3a和3b的实施例(除非物理上或技术上被排除)，因此也不再重复。

图3a示出鞋底300的分解图，图3b示出鞋底300的侧视图。

鞋底300包括中底310，其具有上中底部分311和下中底部分312，但现在只有四个加强构件321-324位于它们之间以形成加强结构320。该结构再次完全嵌入中底310内。

减少单独的加强构件的数量可以例如简化结构并且减少重量和成本。另一方面，例如，与具有五个单独构件121-125的结构120相比，这可能放弃对由加强结构320提供的加强功能的一定程度的控制。另一方面，可以很好地发现，对于特定的活动，例如第五跖骨和第五脚趾的支撑可能不是必需的，那么一个加强构件可以简单地省略，而剩余的四个加强构件321-324仍然对应于第一到第四跖骨。或者，四个加强构件的最外侧的加强构件，即加强构件324，可以与支撑第四和第五跖骨相关联，而前三个加强构件321-323各自对应于一个跖骨。本领域技术人员可以想到在这方面的进一步置换。在所示的实施例中，加强构件321-323也是杆状/管状的。

鞋底300还包括主要布置在脚跟区域中和上中底部分311的顶部上的载荷分布构件340，以及具有若干单独的子部分的外底360。

图3b再次示出了加强构件的低点的含义以及它们到与由加强构件321-324形成的加强结构320的上侧相切的平面339的距离。图3B中示出的是低点之一，具体地，是加强构件324的低点334。对于其它加强构件321-323，情况是类似的。低点334可以被认为是加强构件324的流线上最靠近地面的点，即水平面。另一方面，参考平面339是与由加强构件321-324形成的结构的上侧相切的平面(该平面339可以被认为是位于该结构顶部的“盖”)。距该平面的距离d被称为相应低点(这里，低点334)的深度。

图4示出了处于分解状态的根据本发明的鞋底的另一实施例400，非常类似于图3a和3b。上述关于例如鞋底300的类似陈述同样适用，因此在此不再重复。

鞋底包括具有上中底部分411和下中底部分412的中底410。在图4所示的实施例中，两个部分都由均质TPEE泡沫材料制成。然而，部分411和412通常可由贯穿本文所提及的所有材料制成。例如，上中底部分411可以包括具有ePEBA颗粒的颗粒泡沫，而下中底部分412可以包括具有ePTEE颗粒的颗粒泡沫，反之亦然。

鞋底还包括加强结构420，其具有四个加强构件421-424，所述加强构件位于中底部分411、412之间并完全嵌入中底410内。

加强结构420的一个特别的特征是四个加强构件421-424在中足区域通过连接构件428连接，该连接构件作为小连接杆设置在各个加强构件421-424之间。这不仅可以便于鞋底400的组装，而且可以便于四个加强构件421-424本身的制造，因为各个加强构件可以制造或模制为单个(部分)连接的单元。连接构件428还可以增加鞋底400在中足区域的稳定性。值得注意的是，在鞋底的前半部中，特别是在前足区域中，在加强构件421-424之间没有连接，以不阻碍它们在步态周期期间作用的力的作用下单独地偏转的能力。

使用类似构件428的连接构件也可以补偿(至少部分地补偿)在鞋底的脚跟区域中不使用载荷分布构件，如图4所示的鞋底400的情况。另一方面，这种载荷分布构件也可以添加到鞋底400，以在脚跟区域中提供甚至更好的稳定性。

图5a和5b示出了根据本发明的鞋底的另一实施例500。图5a示出了整个鞋底500的分解图，图5b示出了仅一些部件的俯视图。

鞋底500同样包括具有上中底部分511和下中底部分512的中底510以及具有若干单独部件的外底560。在实施例100、200、300和400的上下文中关于这些组件所描述的所有内容也适用于本文(只要物理上和技术上相容)，并且不再重复。

与上述实施例100、200、300和400的不同之处在于加强结构520的形状和结构，在这种情况下，该加强结构由两个板状加强构件521和522提供。即使这两个加强构件具有与上述加强构件不同的形状，它们仍然适于在步态周期期间由作用在它们上的力独立地偏转。尽管它们是板状形状，但是加强构件521和522也可以具有例如中空芯部或中空区段。它们也可以是实心构件。

与上述实施例的另一区别在于，加强构件521和522向后延伸超过中足区域并进入脚跟区域，直到跟骨。这可以增加整个鞋底的刚度，而不仅仅是前半部。

图5a和5b还分别示出了加强构件521、522的流线521a、522a。如在以上部分III中所讨论的，对于具有非圆形(或更一般地，非对称)横截面的加强构件，限定流线的方式是(概念上)将构件分成等距切片，确定每个切片的质心，并且将这些点拼合在一起以获得流线。与上述低点131-135的情况一样，这里也没有以绝对数学精度确定流线521a、522a的位置，而只是粗略地指出，以示出这种点。

从流线可以看出，两个加强构件521和522包括延伸跨过鞋底500的前半部的非线性区段。在鞋底500的后半部，加强构件521和522包括直的或至少近似直的区段。更具体地说，在鞋底500的前半部，加强构件521和522为加强结构520提供了凹形形状，同时低点531和532位于与加强结构520上侧相切的平面下方一定距离处。已经讨论了该距离的下边界的适当值，并且不再重复，因为所讨论的值也可以适用于类似构件521和522的板状加强构件。

图6a-6d示出了由鞋底500提供的基本结构的进一步变化。图6a示出了根据本发明的鞋底的实施例600的分解图，图6b示出了鞋底600的一些部件的俯视图以及沿着线A-A的横截面。图6c和6d示出了加强构件的可能修改。

鞋底600同样包括具有上中底部分611和下中底部分612的中底610，以及具有若干单独部件的外底660。这些部件已经被广泛地讨论，并且所有上述内容也适用于这里。

与鞋底500的两个加强结构相比，在鞋底600中，加强结构620由四个板状加强构件621-624提供。鞋底600的一个具体特征是加强构件621-624具有沿它们的中心纵向轴线(即，至少大致沿着它们的流线)略微凸起的区段，该区段大致在足弓的后端开始并向前延伸直到脚趾区域。例如，在沿着图6b的左下角所示的切割线A-A的横截面中，可以看到这些略微凸起的区段。这种凸起区段例如可以增加加强构件621和624在其所应用的区段中的刚度。

图6c示出了由加强构件621-624提供的加强结构620的另一种可能的变型，其中加强构件621-624可以通过连接构件628在鞋底600的后半部连接，例如在足弓区域，连接构件在这里是杆的形式，每个杆连接两个相邻的加强构件。优选的是，这种连接限于鞋底600的后半部，从而加强构件响应鞋底600前半部分中的作用力并对其反应的能力不会受到连接的损害。

图6d示出了另一种选择，即增加鞋底600的整体稳定性，同时不会不适当地损害各个加强构件621和624的运动独立性。代替将加强构件621-624彼此连接，加强构件621-624在此层压或以其它方式连接到网状材料680。这种材料可以是高度抗撕裂的，但仍足够柔韧以允许在稳定性和各个加强构件621和624的移动的独立性之间的良好折衷。它还可以便于鞋底600的组装并增加其寿命和耐久性。

最后，图7a和7b以及图8a和8b示出了本发明的其它结构。图7a和8a示出了本发明鞋底的实施例700、800的分解图，图7b和8b示出了鞋底700、800的一些部件的相应俯视图。

鞋底700和800例如与上述鞋底300非常相似。两个鞋底包括中底710、810，其分别具有上中底部分711、811和下中底部分712、812以及外底760、860。鞋底700、800还包括分别具有四个加强构件721-724和821-824的加强结构720、820。

因此，通过不重复以上关于相应元件和部件所述的一切，避免了冗余，这也适用于实施例700、800。

然而，不同的是加强构件721-724和821-824的横截面。这些是板状和棒状/管状之间的“混合”，并且横截面也沿着加强构件变化。加强构件721-724和821-824的前端和后端是扁平的，而它们的中间区段是椭圆形横截面的圆形。使端部平坦，特别是朝向鞋底700、800的前部变平坦，可能是有益的，因为鞋底通常朝向其前端变得更薄，因此容纳加强构件的空间更小。因此，使它们朝向前端变薄可以有助于避免鞋底的前半部过厚且体积过大。

此外，加强构件721-724和821-824的各自长度也不同。通常，加强构件越长，在支撑相期间它将提供越多的过渡支撑，以及更好地引导通过经设计的运动(engineeredmotion)。与现有技术中已知的整体结构相比，为加强构件721-724和821-824选择不同的长度还允许以更符合解剖学/人体工程学的方式定制沿着不同跖骨的力分布。

在此处应明确指出，为不同加强构件选择不同长度的这种选项也适用于本文中描述的所有其它实施例(除非另外明确说明)，并且不限于图7a-b和图8a-b的具体实施例700和800。

最后，鞋底800还包括网状材料880，加强构件821-824层压或以其它方式连接到其上，以增加鞋底800的整体稳定性、便于组装和/或增加寿命。

Claims (40)

1.一种用于鞋，特别是跑鞋的鞋底，包括：

a.至少两个加强构件，其在所述鞋底的前半部中延伸，

b.其中，所述加强构件适于在步态周期期间通过作用在所述鞋底上的力而独立地偏转。

2.根据权利要求1所述的鞋底，其中，所述加强构件中的每一个包括非线性区段。

3.根据权利要求2所述的鞋底，其中，所述加强构件中的每一个包括在所述鞋底的侧视图中具有凹形形状的区段。

4.根据权利要求2至3中任一项所述的鞋底，

其中，每个加强构件具有包括相对于水平面的局部低点的形状，以及

其中，每个所述低点位于所述鞋底的前半部中。

5.根据权利要求4所述的鞋底，其中，所述低点中的每一个位于所述鞋底的中足区域和脚趾区域之间的区域中。

6.根据权利要求5所述的鞋底，其中，所述低点中的每一个位于跖趾关节的区域中。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的鞋底，其中，每个所述低点位于与由所述加强构件形成的结构的上侧相切的平面下方至少5mm的距离处，优选地至少8mm。

8.根据权利要求7所述的鞋底，其中，切面与所述低点中的每一个之间的距离取决于相应的低点相对于所述鞋底的外侧边缘或内侧边缘的位置。

9.根据权利要求2至8中任一项所述的鞋底，其中，每个加强构件的具有非线性形状的区段至少从所述鞋底的所述中足区域延伸至所述脚趾区域。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的鞋底，其中，所述加强构件向后延伸超过所述鞋底的中足区域并进入脚跟区域。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的鞋底，其中，所述加强构件是板状构件。

12.根据权利要求1至10中任一项所述的鞋底，其中，所述加强构件是杆状构件和/或管状构件。

13.根据权利要求11或12所述的鞋底，其中，所述加强构件包括实心区段。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的鞋底，其中，所述加强构件包括中空区段。

15.根据权利要求11至14中任一项所述的鞋底，其中，所述加强构件的直径在所述加强构件中的至少两个之间变化，和/或其中，所述加强构件中的至少一个的直径沿着所述加强构件变化。

16.根据权利要求11至15中任一项所述的鞋底，其中，具有五个加强构件，每个加强构件对应于相应的跖骨。

17.根据权利要求16所述的鞋底，其中，对应于第一跖骨和第三跖骨的所述加强构件具有比其余三个加强构件更高的挠曲刚度。

18.根据权利要求16至17中任一项所述的鞋底，其中，对应于第一跖骨和第三跖骨的所述加强构件具有比其余三个加强构件更大的直径。

19.根据权利要求1至18中任一项所述的鞋底，其中，所述加强构件包括以下材料中的一种或多种：碳纤维、碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料。

20.根据权利要求1至19中任一项所述的鞋底，其中，所述加强构件中的至少两个通过连接构件连接。

21.根据权利要求1至20中任一项所述的鞋底，其中，所述加强构件基本上沿着所述鞋底的纵向方向延伸。

22.根据权利要求1至21中任一项所述的鞋底，其中，所述加强构件沿内侧至外侧方向彼此相邻地布置。

23.根据权利要求22所述的鞋底，其中，所述加强构件连接至网状材料。

24.根据权利要求1至23中任一项所述的鞋底，还包括布置在所述鞋底的后半部中的载荷分布构件，优选地布置在所述鞋底的脚跟区域中。

25.根据权利要求24所述的鞋底，其中，所述载荷分布构件包括载荷分布板。

26.根据权利要求24至25中任一项所述的鞋底，其中，所述载荷分布构件包括以下材料中的一种或多种：碳纤维、碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料。

27.根据权利要求24至26中任一项所述的鞋底，其中，所述载荷分布构件延伸到所述鞋底的所述中足区域中。

28.根据权利要求24至27中任一项所述的鞋底，其中，所述加强构件和所述载荷分布构件至少部分地重叠。

29.根据权利要求24至28中任一项所述的鞋底，其中，所述加强构件和所述载荷分布构件是独立的元件。

30.根据权利要求1至29中任一项所述的鞋底，其中，所述加强构件至少部分地嵌入所述鞋底的中底中，其中，所述中底包括塑料泡沫材料。

31.根据权利要求30所述的鞋底，其中，所述加强构件完全嵌入所述中底中。

32.根据权利要求30至31中任一项所述的鞋底，其中，所述中底包括颗粒泡沫，特别是膨胀热塑性聚氨酯颗粒、膨胀聚酰胺颗粒、膨胀聚醚嵌段酰胺颗粒和/或膨胀热塑性聚酯醚弹性体颗粒的颗粒泡沫。

33.根据权利要求30至32中任一项所述的鞋底，其中，所述中底包括均质泡沫材料。

34.根据权利要求30至33中任一项所述的鞋底，其中，所述中底包括下中底部分和上中底部分，并且其中，所述加强构件定位在所述下中底部分和所述上中底部分之间。

35.根据权利要求34结合权利要求24至29中任一项所述的鞋底，其中，所述加强构件和所述载荷分布构件由所述上中底部分分开。

36.根据权利要求35所述的鞋底，其中，所述载荷分布构件至少部分地嵌入所述上中底部分中。

37.根据权利要求1至36中任一项所述的鞋底，还包括鞋垫。

38.根据权利要求37结合权利要求35至36中任一项所述的鞋底，其中，所述鞋垫布置在所述上中底部分的顶部上，并且至少部分地覆盖所述载荷分布构件。

39.根据权利要求1至38中任一项所述的鞋底，还包括外底。

40.一种鞋，特别是跑鞋，包括根据前述权利要求1至39中任一项所述的鞋底。

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