CN1981662A - 用于鞋类的减震系统 - Google Patents

Abstract

一种用于鞋类的鞋底夹层包括至少一根置于其中以提高鞋底夹层的减震性的实心或中空减震管。较佳地，鞋底夹层包括多根由弹性材料制成的减震管。这些管子的直径和/或壁厚可以互相不同，以改变系统的减震和稳定性能。每根管子的直径和/或壁厚还可沿其长度而不同。

Description

用于鞋类的减震系统

技术领域

本发明涉及一种用于运动鞋的鞋底夹层(midsole)的减震装置，尤其是可将该该装置的设计改变成沿鞋鞋底夹层的不同的部位提供不同的减震量。

本发明涉及一种经过改进的鞋类减震系统。具体来说，该系统由位于例如在前脚掌或脚跟区域中的鞋底夹层中的诸管状插入件制成。这些管状插入件提供减震的差异以及使鞋底夹层稳定，并且可被改变为用来提供特殊的减震效果，或者如果需要的话可以在特定的位置提供更好的稳定性。

运动鞋的稳定性在防止被称为下翻(pronation)或上翻(supination)的脚的翻转十分重要。减震装置不应该危及鞋的稳定性。使用本发明的设计就不会牺牲稳定性并可加强减震性。

此外，在鞋的鞋底夹层的不同区域具有完全不同的减震和稳定要求。本发明是设计用来为前脚掌和脚跟部分中的鞋底夹层提供所要求的减震和稳定量。

背景技术

鞋类减震是运动鞋的最重要的特性之一，对于运动鞋来说脚对底面的持久撞击会造成变形和受伤。有大量的设计是用来改进减震效果的，其中大多数关注于脚底下的材料，已知这些材料是(按向下的顺序)鞋垫、鞋底上层(insole)、鞋底夹层和鞋底下层(outsole)。直接在脚下的第一部分是鞋垫，该部分可由较软、更加可以吸震的材料制成，比如弹性泡沫或弹性体材料。在此之下是鞋底上层，它是一层更加坚固的平台，其上面缝制有由纤维、皮革等制成的上层面。紧挨这层面之下的是鞋底夹层，该层通常是最厚的部分并通常使用弹性泡沫材料，从而为减震技术提供最多的选择余地。最后，在鞋底夹层之下的是鞋底下层，该层是接触地面的部分，且需要用一鞋底下层的鞋底纹图案（tread pattern)来加固以提供摩擦力和耐用性。

一个对鞋底夹层的替换性设计在授予Kita的美国专利6,898,870中有所揭示，该专利描述了一种在鞋底夹层中的波纹板，该板的硬度可以不同以提供可变的减震和稳定装置。这一设计的局限性在于它无法对特定的区域改变减震性，并且在鞋底夹层厚度最小的前脚掌处有效性最低。

另一个减震装置由授予Rohde的美国专利6,898,870中有所描述，他通过使用诸柱形支承件来达到减震效果，各柱形支承件具有一个孔用来控制每个支承件的柔性或减震性，选择采用插入诸孔中的诸塞子来进一步控制诸支承件的柔性。这一设计的局限性在于需要使用这些柱形支承件，这就将减震和稳定装置的方向基本上限制在垂直上下的动作上。

用来改进运动鞋的减震性的再一个替代设计是由授予Wu的美国专利5,787,509所示出的，他描述了一种鞋垫(sock liner)结构设计，该结构包含有一种带有多个腔的弹性材料以提供吸震装置。这一结构设计还是受鞋垫厚度的限制，该厚度通常比鞋子的鞋底夹层要薄得多。

根据本发明的鞋类减震系统基本上与现有技术中的传统概念和设计不同，这样做就提供了一种装置，该装置的研发的主要目的是改进减震性又保持稳定性、同时又改进外观。

因此，可以理解的是有一种持续改进运动鞋减震系统的需要。从这一点来说，本发明基本上满足了这一要求。

发明内容

从以上现有技术中的已知设计和结构的鞋类所用的已知类型的减震系统所固有的共同特性出发，本发明提供了一种改进了的鞋类减震系统。这样，本发明的总的目的是提供一种新的可经过改进的鞋类减震系统，这种系统具有现有技术的所有优点，但没有现有技术的缺点。上面提到的本发明的目的将在以下予以详细描述。

因此，对本发明的更加重要的特性来进行较概括的描述，从而使随后的详细描述可以得到更好的理解，并且可以更好地知道对本领域的贡献。当然，还有本发明的其它特性将在以下进行描述，这些特性将构成所附权利要求的主题。

在这方面，在详细解释本发明的至少一个实施例之前，可以理解的是本发明并不仅限于以下描述或附图所示的诸组件的具体构造和布置的应用。本发明可以用于其它的实施例，且可以各种方式实施。同样，可以理解的是这里所采用的措词和术语只是出于说明的目的，不应将其理解为限定性的。

这样，那些熟悉本领域技术的人员将会知道，可以将基于本发明的构思用作设计其它用于实现本发明的数个目的的结构、方法和系统的基础。因此，重要的是应该认为权利要求是包括这样的等效结构，它们并不背离本发明的精神实质和范围。

本发明提供了一种用于鞋类的新的和改进的减震系统，它具有已知设计和结构中已有技术的所有优点，而没有其缺点。

本发明提供了一种用于鞋类的新的和改进的减震系统，而且可以简单和有效地对其进行制造和营销。

本发明提供了一种用于鞋类的新的和改进的减震系统，它具有耐用和可靠的结构。

本发明提供了一种用于鞋类的新的和改进的减震系统，从材料和劳动力方面都可以使其制造成本降低，因此可以以较低的价格向消费公众出售，由此使消费公众可以廉价地得到这种鞋。

本发明提供了一种鞋类减震系统，该系统可为脚跟和前脚掌区域的不同位置提供特定的稳定装置。

本发明提供了一种改进的鞋类减震系统，该系统可适用于球场运动用的运动鞋以及跑鞋和步行鞋。

最后，本发明提供了一种用于鞋类的新的和改进的减震系统，它是用大量管子和/或杆制成，这些管子和/或杆插在鞋底夹层的两部分之间以在脚跟和前脚掌区域提供所需的减震和稳定装置。

为了更好地理解本发明、其操作优点和通过对其的使用而得到的具体目标，应该参照附图和说明了本发明的优选实施例的描述。

附图说明

图1是根据本发明的原理构造的一只鞋的侧面的正视图。

图2是示出了图1所示的鞋的各个组件的分解图。

图3是脚跟部位管子的等角投影图。

图4是前脚掌部位管子的等角投影图。

图5a-d是示出了其直径沿长度变化的管子的详图。

图6a-d是示出了其壁厚沿长度变化的管子的详图。

图7a-b是示出了沿其长度至少一部分是实心的管子的详图。

图8a-b是示出了选择地置于管子中的插入件的详图。

图9a-c是几个等角投影图，图中的管子朝向各不相同，以得到不同的减震和稳定装置。

在不同的附图中，相同的标号表示相同的零件。

具体实施例

现在参见附图，具体参见图1到图9，将描述用标号10来表示的根据本发明的优选实施例的鞋。

本发明使用多根预先模制的空心管，其功能是改变鞋子的减震量。截面为圆形或椭圆形的管子较佳地是用弹性塑料或弹性体材料制成，且作为弓形结构或弹簧作用以吸收冲击力。所需要的减震量取决于每根管子的材料、几何形状、位置和朝向。

用于管子的材料可改变所得到的减震性。例如，如果需要高度的减震性，则材料应为一种具有30-50的肖氏A级硬度的弹性体级别材料(elastomeric grade material)，比如热塑性聚氨基甲酸酯(TPU)、或热塑性橡胶(TPR)、或热塑性高弹体(TPE)。一个例子是GLS Dynaflex。如果所需的减震性较小而稳定性较大，则材料的硬度应该是具有50-90肖氏A级硬度值，比如Dupont Hytrel系列或BASF Elastollan系列。

管子的几何形状和尺寸可以是变化的以提供大小不一的减震性。例如，如果需要更好的减震性，则增加管子的直径同时减小壁厚以增加柔性，从而使管子在受到冲击的过程中收缩更多。如果需要的减震性较小，则可以减小管子的直径或增加管子的壁厚以增加管子的硬度。

管子的位置也将决定减震量。在脚跟和前脚掌区域中，对于将每根管子放置在什么位置以及管子的数量、管子间的间隔、管子的垂直位置和管子的朝向有许多的选择。

管子的朝向也将影响鞋子的减震性和稳定性。例如，可相对于鞋的轴线呈90°地放置管子，从而通过改变每根管子的尺寸、大小和硬度来提供沿鞋子的长度可选的减震性。管子的朝向还可平行于鞋子的轴线，或者以放射状放置，从而在所选择的前脚掌和脚跟处提供特定的减震性和稳定性。

这些管子是在模制鞋子的鞋底夹层之前单独模制而成的。较佳地是单独对每根管子进行注射模制以生成所需的实际几何形状和材料特性。高压注射模制可产生十分坚固和可靠的结构，该结构可承受反复的冲击负荷而不会破裂以及丧失整体性，而在鞋底夹层所常用的泡沫材料中会常发生这样的现象。

一旦将管子模制好，就可以几种方式中的一种将它放置在鞋底夹层中。一个选择是模制鞋底夹层的两个分离的部分，一个部分在管子中线以上，另一个在管子中线以下，每个部分模制有一个腔，该腔具有待放置在鞋底夹层中的各管道部分的准确形状。在这个例子中，当下和上鞋底夹层部分互相连接在一起时，管子与它们都接合。这种选择提供了对每个鞋底夹层部分使用不同的泡沫材料的这样一个替代方案。例如，使用不同密度、甚至不同材料，其中一部分可由较轻的乙基乙烯基乙酸(EVA)泡沫制成，而另一部分由密度更高且更加耐用的聚氨酯(PU)泡沫制成。

第二种选择是将管子放置在打开的鞋底夹层模具中，然后将预先混合好的液态泡沫注入模具中，将模具关闭而泡沫会膨胀并将管子封闭起来。这需要精确地放置管子，例如使用销钉来将管子固定在位，然后当液态泡沫被注入模具中并开始膨胀时将定位销钉拔出，使管子悬浮并精确地定位在鞋底夹层中。使用这一方法更加经济，但不能采用密度不同的鞋底夹层部分。

使用两片鞋底夹层的构思或使用一片鞋底夹层的构思都对管子在鞋底夹层中的垂直定位提供了选择。管子不需要位于鞋底夹层的垂直厚度的中央位置。管子可以根据需要在鞋底夹层中定位得较高或较低。此外，管子可呈角度地定位，例如管子的高度可在后部较高而向鞋子的前部放低。另一种选择是使管子的高度从中央向两横向侧改变。

还有可能将管子放置在鞋底夹层的外侧。这在鞋底夹层最薄的前脚掌区域是最常见的，而在此处可能没有空间将管子埋在鞋底夹层内部。在脚跟区域将管子定位在鞋底夹层的上侧也是有利的。当这么做的时候，必须将注意力集中到管子的上表面而使之不会被脚所感受到。在此情况下，管子可具有较平坦的、水平顶面，或者鞋垫和鞋底上层可在下侧具有一些凹凸结构以容纳管子。

本发明的鞋类减震系统对于鞋类的减震提供了一种独特的解决方案，因为管子的作用象弹簧一样以吸收冲击力。例如，当脚跟撞击地面时，冲击力就会压缩管子，将它们从圆形的截面变为椭圆形的横截面。这样做之后，管子的外壁压靠着泡沫，而这泡沫根据其密度和弹性可影响所提供的减震量。

此外，管子的横截面并不需要是圆形的。管子可为椭圆形的，其主轴线朝向为垂直的或水平的或呈一个角度，从而提供过去没有得到过的独特的减震替代方案。对于这一选择，可以旋转以及压缩管子以达到所需的减震水平。

此外，管子并不需要是圆柱形的。管子可以是锥形的或抛物线形的，这意味着直径沿管子的长度非线性地改变。例如，管子可在鞋的外侧的附近具有较大的直径和较厚的壁厚以提供更好的稳定性和更加独特的鞋子外观。

此外，管子可以接纳各种硬度的插入物，当将该插入物放进管子后可影响减震量和稳定性。

此外，管子可以是实心的，或者管子的一部分是实心的，从而按需要提供特定的减震性或稳定性。

此外，管子可以通过例如一连接板连在一起以形成一弹夹形构件。这可便于模制和处理管子以及将它们放置在鞋底夹层模具中。

另外，管子可被构作为一连续的空气软囊(air bladder)，使空气可在管子之间流动，从而在需要的时候提供更大的减震性。

这一管子的构思的另一个优点是美观。管子的端部可以在鞋底夹层的边缘处是开口的，从而提供最大的可见度，或者被包覆在一透明材料中从而可避免外界碎屑聚积在管子中。还可以象汽车的排气管那样来放置管子，两根管子伸出鞋子的后部以使鞋子看上去象跑车。

如上所提到的，可以单独地模制管子并将其放置在鞋的鞋底夹层中，或者可以模制成一个互相连接的弹夹形构件。在任何一种选择中，有可能改变每根管子的材料、硬度和几何形状并沿每根管子长度方向获得特定的减震性能特征。

本发明的鞋类减震系统并不限于在球场上穿的运动鞋。它可以应用于跑鞋、旅行鞋、步行鞋、甚至时装鞋。

具体参见附图中的图1到4，本发明的一第一个实施例具有：由一块任选的连接板或连接带11连接的几根弹性管10，用于提高脚跟区域的减震性；以及几根类似的但较薄的管子2，用于提高前脚掌区域的减震性。将鞋底夹层制造成两部分：一上部分3和一下部分4。下鞋底夹层与鞋底下层5接合。

图2示出了鞋底夹层的各个组件的分解图。脚跟部位管子10可包括任意数量，并且可以互相连接或不连接。在该优选的实施例中，脚跟部位管子10包括四根弹性管10，每根管子的长度恰好是鞋底夹层的宽度，从而在最终产品中可以从横向和中央侧看到它们。在该优选实施例中，前脚掌采用三根实心管12。如在本发明中所采用的，术语“管子”包括实心杆和空心管。

在此情况下，较佳的是在最终产品中只能看到管子12的侧面。下鞋底夹层部分4和上鞋底夹层部分3具有几个根据所埋设的管子部分的实际形状模制的腔。组装过程是向管子和鞋底夹层部分施加一种粘结剂，然后通过压缩而将它们组装在一起以形成完整的鞋底夹层组合件。

图3示出了一个替代实施例的详图，其中脚跟部位管子连接起来以形成一弹夹形构件1。在这个实施例中，诸管子在顶侧的壁厚比底侧的要厚。管子还是椭圆形的，且其主轴线的朝向相对于垂直方向呈一个角度。在图3中的弹夹形构件1中，允许外侧的空气通过管子10进入并离开诸孔。此外，如果需要，可在连接诸管子的连接带11上设置毗邻的管子10之间的通道，使空气可在诸管子10之间通过。

图4示出了前脚掌部位管子的一个替代性实施例的详图，这些管子连接起来以形成一弹夹形构件2。在这个实施例中，诸管子12是实心杆以加强该区域的稳定性。此外，管子12的横截面为椭圆形，且它们的主轴线的朝向呈一与脚跟部位管子的弹夹形构件1相类似的角度。

图5a、5b、5c和5d示出了管子的直径各种可能的变化的例子。应该理解的是对管子直径的选择余地是很大的，它只受该区域鞋底夹层的厚度的限制。

图6a、6b、6c和6d示出了壁厚的各种可能的变化的例子，其中虚线表示管子的内壁。应该理解的是：对壁厚的选择余地是很大的，它只受该区域管子直径的限制。

图7示出了关于管子是如何沿其长度在一空心管和实心部分之间变化的两个例子，其中虚线表示空心部分中的管子内壁。管状部分的量与实心部分的量之比可根据在每个区域中所需的减震性或稳定性而有所不同。

图8示出了是如何使用插入件14、15以改变管子的减震性和稳定性的例子。图8a示出了一个被设计用来插入管子的圆柱孔中的圆柱形插入件14。另一个选择方案在图8b中示出，其中将一圆锥形的插入件15插入一圆锥形孔中。

最后，图9示出了改变管子朝向以在不同的区域中获得不同的减震性的一些例子。这里有管子10a、10b、10c和10d可以如何朝向的一些非限定的选择方案。例如，在图9c中，管子10c连续穿过鞋底夹层的全长以在任何部位提供减震性。这一设计最适用于跑步鞋或步行鞋，在这些情况中运动主要是沿向前的方向。图9a和9b示出了最适用于在所有方向上运动的情况的管子朝向。

关于本发明的使用和操作方法，从以上的描述中可以明显地看出。因此不再就使用和操作方法进行进一步的讨论。

关于以上的描述，可以认识到：在阅读了以上的描述之后，对于本发明的诸零件的最优化的尺寸关系，包括大小、材料、形状、形式、功能以及操作、组装和使用方法对于熟悉本领域技术的人员来说是显而易见的，且所有与附图中所示出的以及说明书中所描述的内容等效的等效物都包括在本发明中。

因此，应该认为以上的内容只是本发明的原理。另外，既然那些熟悉本领域技术的人员可以进行大量的修改和变化，因此不应将本发明限制于所示的和所描述的具体结构，因此，所有合适的修改和等效内容应落入本发明的范围中。

Claims (15)

1.一种鞋类减震系统包括：

一鞋底夹层，该鞋底夹层包括至少一根由一种弹性材料制成的减震管以用于吸震，其中，所述减震管大致处于水平朝向。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述鞋底夹层包括至少两根互相连接以形成一弹夹形构件的管子。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述鞋底夹层包括至少两根处于不同位置的管子。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述至少一根减震管具有沿其长度而改变的直径。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述至少一根减震管具有沿其长度而改变的壁厚。

6.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述至少两根管子具有不同的长度。

7.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述至少两根管子具有不同的横截面形状。

8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，减震管沿其长度具有一实心部分。

9.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述至少两根减震管相对于鞋子的轴线呈不同的角度。

10.如权利要求1所述的系统，其特征在于，减震管具有被密封在鞋底夹层中的一外表面以及允许空气或其它流体流经管子的一中空内部。

11.如权利要求2所述的系统，其特征在于，诸所述管子由一构件互相连接，该构件使空气可在诸所述管子之间通过。

12.如权利要求3所述的系统，其特征在于，鞋底夹层具有许多截面高度，而所述至少两根减震管位于鞋底夹层中的不同高度处。

13.如权利要求1所述的系统，其特征在于，鞋底夹层具有一顶面，减震管位于鞋底夹层的该顶面上。

14.如权利要求1所述的系统，其特征在于，鞋底夹层具有一底面，减震管位于鞋底夹层的该底面上。

15.如权利要求1所述的系统，其特征在于，鞋底夹层被模制成两部分。

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