CN212165092U - 提升助推力的鞋底及鞋 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种提升助推力的鞋底，包括至少一个弹性层和至少一个支撑层，弹性层与支撑层具有不同的弹性和硬度，弹性层和支撑层重叠设置，以形成鞋底主体，鞋底主体的中足部位设置有中空结构，中空结构可使鞋底主体的中足部位发生弹性形变。本实用新型的提升助推力的鞋底及鞋，其鞋底整体具有联动式的力反馈机制，能够将穿着者每一步落地时的能量进行回收，并在蹬地时进行重新释放，从而提升鞋底的助推力；鞋底支撑效果好，且更符合人体足部的运动步态，脚感舒适，同时兼备了良好的弹性性能；减震性能好，能够提供给穿着者更好的缓冲保护。

Description

提升助推力的鞋底及鞋

技术领域

本实用新型涉及鞋类领域，尤其涉及一种能够提升助推力的鞋底及包含有该鞋底的鞋。

背景技术

随着生活水平的不断提高，人们对鞋子的功能性和舒适性的要求也越来越高。鞋底是鞋非常重要的一部分，为了使鞋底同时具备多种有益的性能，常会将不同的材料及结构进行复合，以形成完整的鞋底，这也是运动鞋发展的重点研究方向。

弹性与稳定性是衡量鞋底性能的两个重要指标，为了使鞋底同时兼备两种功能，通常会使用弹性较好的材料制作鞋中底，并将硬质支撑结构附着于中底上，以达到支撑效果。但是，为了使鞋底维持较佳的稳定性，支撑结构会大大影响鞋底的弹性效果，削弱鞋底的回弹能力，还可能因为支撑结构的弯折刚度过高，影响人体足部的自然弯曲，造成不适；而如果支撑结构设置不足，又会导致鞋底的稳定性较差，容易发生运动损伤。

实用新型内容

本实用新型提供了一种提升助推力的鞋底及鞋，鞋底具有良好的弹性和稳定性，同时能够提升鞋底的助推力。具体技术方案如下：

一种提升助推力的鞋底，包括至少一个弹性层和至少一个支撑层，弹性层与支撑层具有不同的弹性和硬度，弹性层和支撑层重叠设置，以形成鞋底主体，鞋底主体的中足部位设置有中空结构，中空结构可使鞋底主体的中足部位发生弹性形变。

进一步，弹性层包括第一弹性部和第二弹性部，第一弹性部和第二弹性部与至少一个支撑层重叠设置，形成鞋底主体。

进一步，支撑层包括第一支撑板和第二支撑板，第一弹性部、第二弹性部、第一支撑板和第二支撑板重叠设置，形成鞋底主体。

进一步，第一弹性部、第二弹性部、第一支撑板和第二支撑板由上到下的重叠顺序为：第一弹性部、第一支撑板、第二弹性部和第二支撑板；或第一支撑板、第一弹性部、第二支撑板和第二弹性部；或第一支撑板、第一弹性部、第二弹性部和第二支撑板；或第一弹性部、第一支撑板、第二支撑板和第二弹性部。

进一步，弹性层上设置有凹槽结构，凹槽结构与支撑层共同围成鞋底主体中足部位的中空结构。

进一步，鞋底主体包括由上到下顺次设置的第一弹性部、第一支撑板、第二弹性部和第二支撑板，凹槽结构设置在第二弹性部上，凹槽结构与第一支撑板共同围成鞋底主体中足部位的中空结构。

进一步，第二支撑板为弧形的薄片状结构，对应设置在中空结构的下方。

进一步，中空结构为弓形的镂空结构。

进一步，中空结构横穿鞋底主体的内外两侧，使鞋底主体的内外两侧相互贯通。

进一步，第一支撑板包括前段、中段和后段，前段对应设置在鞋底主体的前掌位置，中段对应设置在鞋底主体的中足部位，后段对应设置在鞋底主体的足跟位置，前段和中段具有不同的弯曲刚度。

进一步，第一支撑板的后段为突出的角状结构，靠近足跟的内侧区域设置，以防止人体足部落地时过度外翻。

进一步，第一支撑板的前段的厚度小于第一支撑板的中段的厚度，以使前段和中段具有不同的弯曲刚度。

进一步，第一支撑板由多层纤维布叠加复合而成，第一支撑板的前段、中段、后段所包括的纤维布层数和/或材质不同，以使第一支撑板的前段、中段和后段具有不同的弯曲刚度。

一种鞋，包括以上所述的任意一种提升助推力的鞋底。

本实用新型的提升助推力的鞋底及鞋具有以下优点：

1、鞋底整体具有联动式的力反馈机制，能够将穿着者每一步落地时的能量进行回收，并在蹬地时进行重新释放，从而提升鞋底的助推力；

2、鞋底的支撑效果好，且更符合人体足部的运动步态，脚感舒适，同时兼备了良好的弹性性能；

3、减震性能好，能够提供给穿着者更好的缓冲保护。

附图说明

图1为本实用新型中提升助推力的鞋底的结构示意图。

图2为本实用新型中提升助推力的鞋底中足部位的放大示意图。

图3为本实用新型中提升助推力的鞋底的爆炸图。

图4为本实用新型中的第一支撑板的结构示意图。

图5为一个步态周期足部受到地面的垂直反作用力曲线图。

图6为动力学(地面反作用力)指标对比图。

图7为踝关节和膝关节做功对比图。

图8为进行对比测试的两款样鞋(左侧为本实用新型中设置有提升助推力的鞋底的样鞋，右侧为普通鞋底的样鞋)。

具体实施方式

为了更好的了解本实用新型的目的、结构及功能，下面结合附图，对本实用新型的提升助推力的鞋底及鞋做进一步详细的描述。

本实用新型中的提升助推力的鞋底包括鞋底主体，鞋底主体包括弹性层和支撑层，弹性层与支撑层相互重叠设置，以形成鞋底主体。鞋底主体可包括一层弹性层，也可包括两层或多层弹性层；可包括一层支撑层，也可包括两层或多层支撑层。两层或多层的弹性层与支撑层交错重叠，复合设置，能够使鞋底同时具有良好的弹性及稳定性。

在鞋底主体的中足部位还形成有中空结构，中空结构可在鞋底受压时发生弹性形变。中空结构优选为镂空结构，将鞋底主体靠近人体足部内侧的一边定义为鞋底主体的内侧，将鞋底主体靠近人体足部外侧的一边定义为鞋底主体的外侧，则镂空结构横穿鞋底主体的内外两侧，使鞋底主体的内外两侧相互贯通；中空结构也可以为设置在鞋底主体内部的空心结构。中空结构优选为一个完整的弓形或扁圆形整体，也可以为两个或多个集中布设在鞋底主体中足部位的空心结构或镂空结构。鞋底的中足部位通常为承压的主要区域，在此区域设置中空结构，能够为鞋底提供更加有效的形变空间，增加减震性能，给穿着者提供更好的缓冲保护。

综合以上，本实用新型中的提升助推力的鞋底采用多层弹性层与支撑层复合设置，且鞋底的中足部位同时复合设置有中空结构，这种复合设置的方式，使鞋底在初触地时，弹性层与中空结构同时发生缓冲形变，同时鞋底中的支撑层会迅速回弹，以使支撑层恢复到原有的形态，并促进形变的中空结构迅速恢复形状。在此过程中，鞋底内部会产生联动式的力反馈机制，将穿着者每一步落地时产生的能量回收，并对人体足部释放大量的反弹能量，进而提升鞋底的助推力。

下面结合附图，对本实用新型的一种优选实施方式进行详细说明。

如图1、图2和图3所示，本实用新型中的提升助推力的鞋底包括鞋底主体，鞋底主体由弹性层和支撑层复合而成，弹性层与支撑层具有不同的弹性和硬度。弹性层包括第一弹性部1和第二弹性部3，第一弹性部1与第二弹性部3均采用高弹材料制成，具有良好的弹性性能；第一弹性部1和第二弹性部3上下重叠设置，第一弹性部1位于上方，第二弹性部3位于下方。支撑层包括第一支撑板2，第一支撑板2为薄板结构，采用硬质材料制成，具有良好的支撑性能；第一支撑板2内嵌式地设置在第一弹性部1与第二弹性部3之间。第一弹性部1、第一支撑板2和第二弹性部3相互重叠、复合设置，以形成一个整体结构。

进一步，第一支撑板2整体略小于第一弹性部1，呈弯曲状，近似于人体足底的形状；第一支撑板2贴合设置在第一弹性部1的下表面处。第二弹性部3上设置有弓形的凹槽结构，凹槽结构位于第二弹性部3靠近第一弹性部1的一侧表面上，且对应鞋底主体的中足部位设置，凹槽结构与第一支撑板2和第一弹性部1共同围成了鞋底主体中足部位的中空结构6。

以上为形成中空结构6的一种优选实施方式，此外，还可以将第一支撑板2与第二弹性部3紧密贴合设置，在第一弹性部1的下表面开设凹槽结构，以使第一弹性部1与第一支撑板2之间共同围成中空结构6。中空结构6也可以通过一体成型的方式直接设置在第一弹性部1或第二弹性部3内，也可以同时在第一弹性部1和第二弹性部3中形成两个或多个中空结构6。

进一步，中空结构6优选为一个整体的弓形镂空结构，横穿鞋底主体的内外两侧，以使鞋底主体的内外两侧相互贯通。中空结构6不仅可以有效增加鞋底的减震性能，给穿着者提供更好的缓冲保护，同时，中空结构6与第一弹性部1、第二弹性部3和第一支撑板2共同作用，能够大大提高鞋底对人体足部的助推力，提升鞋底的运动性能。

进一步，支撑层还包括第二支撑板4，第二支撑板4为弧形的薄片状结构，与第一支撑板2相比较短、较窄。第二支撑板4对应设置在中空结构6的下方或上方，以对中空结构6所在的鞋底部位提供更好的支撑效果，同时促进中空结构6形变后的迅速恢复，进一步提升助推力。

优选地，如图2和图3所示，第二支撑板4贴合设置在第二弹性部3的下表面处。当然，第二支撑板4也可以贴合设置在第二弹性部3的上表面，即第二弹性部3的凹槽结构内，或设置在第一弹性部1的上表面处。

进一步，如图4所示，第一支撑板2整体与人体足底的形状较为近似，包括前段21、中段22和后段23三段结构，其中，前段21对应设置在鞋底主体的前掌位置，中段22对应设置在鞋底主体的中足部位，后段23对应设置在鞋底主体的足跟位置。

具体的，第一支撑板2的后段23为突出的角状结构，自第一支撑板2的中段22处向鞋底的足跟区域延伸设置；角状结构仅设置在靠近足跟的内侧区域处，以防止人体足部落地时发生过度外翻的问题。第一支撑板2的前段21、中段22和后段23三段非均厚，其中，前段21的厚度薄于中段22的厚度，目的是为了使前段21的弯折刚度降低，更便于人体前脚掌的弯曲，而较厚的中段22具有较高的硬度，能够提供更好的支撑效果。这种三段式非均厚的支撑板结构能够使第一支撑板2不同区域具有不同弯折刚度，使鞋底在具备较好的稳定性的同时，更加符合人体足部的运动步态，提升舒适度，减少因过度支撑引起的运动损伤或不适感。

当然，除采用上述三段非均厚的方式，也可以采用具有不同弯折刚度的材料分别构成第一支撑板2的前段21、中段22和后段23三段，以达到使第一支撑板2不同区域具有不同弯折刚度的目的和效果。

进一步，第一支撑板2和第二支撑板4均由多层纤维布结合环氧树脂叠加复合而成，纤维布可为碳纤维、玻璃纤维等。其中，第一支撑板2的前段21、中段22、后段23所包括的纤维布层数和/或材质不同，以使第一支撑板2的前段21、中段22和后段23具有不同的弯曲刚度。

具体的，可使第一支撑板2的前段21所包括的纤维布层数少于第一支撑板2的中段22所包括的纤维布层数，从而使前段21的弯曲刚度小于中段22的弯曲刚度。或者，使用不同弯折刚度的材质或材质的组合构成第一支撑板2的前段21和中段22，从而使前段21的弯曲刚度小于中段22的弯曲刚度。

优选地，第一支撑板2的后段23所包括的纤维布为碳纤维，第一支撑板2的前段21及中段22所包括的纤维布为碳纤维和/或玻璃纤维。

在本优选实施方式中，第一弹性部1、第一支撑板2、第二弹性部3和第二支撑板4顺次重叠设置，形成鞋底主体。此外，第一弹性部1、第二弹性部3、第一支撑板2和第二支撑板4由上到下的重叠顺序还可以为：第一支撑板2、第一弹性部1、第二支撑板4和第二弹性部3，或第一支撑板2、第一弹性部1、第二弹性部3和第二支撑板4，或第一弹性部1、第一支撑板2、第二支撑板4和第二弹性部3。

在本优选实施方式中，位于最上层的第一弹性部1能够与人体足部紧密贴合，以提供更加舒适的脚感；第一支撑板2能够为人体足部提供强有力的支撑效果，此外，通过第一支撑板2的三段分布式结构，能够在提高鞋底稳定性的同时，保证鞋底具有良好的弯折性能，穿着更加舒适安全；第二弹性部3可在鞋底的下层提供减震和缓冲的作用；第二支撑板4可使人体足部在运动过程中的过度感进一步得到提升。而当上述四层结构与位于鞋底主体中足部位的弓形中空结构6相复合时，鞋底主体整体的形变能力和回复能力都有显著提升，能够在走路或跑步过程中给穿着者提供极强的减震和回弹感，提高助推效果。

下面以第一支撑板2和第二支撑板4的其中一种铺层方式为例，对第一支撑板2和第二支撑板4的具体结构及设置方式进行举例说明。需要明确的是，此实施方式仅为一种优选实施方式，不作为对第一支撑板2和第二支撑板4具体结构及铺设方式的限制。

用于铺设第一支撑板2和第二支撑板4的纤维布每层厚度为0.12mm至0.15mm，第一支撑板2的总厚度为1.0mm至1.3mm，第二支撑板4的总厚度为1.0mm。

具体的，第一支撑板2的前段21厚度为1.0mm，铺层方式为：

(1)第一层：3K碳纤斜纹；

(2)第二层：45度碳纤单向带；

(3)第三层：90度玻纤单向带；

(4)第四层：90度玻纤单向带；

(5)第五层：45度碳纤单向带；

(6)第六层：3K碳纤斜纹。

第一支撑板2的中段22厚度为1.3mm，铺层方式为：

(1)第一层：3K碳纤斜纹；

(2)第二层：90度碳纤单向带；

(3)第三层：45度碳纤单向带；

(4)第四层：90度玻纤单向带；

(5)第五层：90度玻纤单向带；

(6)第六层：45度碳纤单向带；

(7)第七层：90度碳纤单向带；

(8)第八层：3K碳纤斜纹。

第一支撑板2的后段23厚度为1.0mm，铺层方式为：

(1)第一层：3K碳纤斜纹；

(2)第二层：45度碳纤单向带；

(3)第三层：45度碳纤单向带；

(4)第四层：45度碳纤单向带；

(5)第五层：45度碳纤单向带；

(6)第六层：3K碳纤斜纹。

第二支撑板4的厚度为1.0mm，铺层方式为：

(1)第一层：3K碳纤斜纹；

(2)第二层：90度碳纤单向带；

(3)第三层：90度碳纤单向带；

(4)第四层：3K碳纤斜纹。

进一步，为了配合支撑层提供最优的力反馈性能，本实用新型中的弹性层优选为尼龙弹性体材料，其优势在于，密度为0.13g/cm³，Shore C硬度为42，回弹率(Energyreturn)80％，峰值加速度(Peak G)11.48(10mm厚)。该材料能够使鞋底更加轻质，并提供更高的回弹性能。当然，弹性层也可为聚氨酯(热塑性聚氨酯、浇注型聚氨酯、混炼型聚氨酯)、热塑性聚酯弹性体、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-辛烯嵌段共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、高苯乙烯橡胶、溴化丁基橡胶、顺丁橡胶、硅橡胶、三元乙丙橡胶、天然橡胶、丁腈橡胶中的一种、两种或两种以上材料制成。

进一步，本实用新型中的支撑层可为尼龙、尼龙弹性体、热塑性聚氨酯、环氧树脂、酚醛树脂、聚碳酸酯、聚醚醚酮、聚醚酮酮、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)中的至少一种；或者为碳纤维、芳纶纤维、玻璃纤维、聚酰亚胺纤维中的至少一种与上述树脂或弹性体中的至少一种复合而成。

进一步，如图1、图2和图3所示，鞋底主体的底部还设置有外底，外底优选为浇注型聚氨酯材料制成，硬度(邵尔A)62，密度1.20g/cm³，拉伸强度13.4MPa，断裂伸长率632％，直角撕裂强度59.6N/mm，阿克隆磨耗(1.61km)0.03cm³，DIN磨耗11mm³，耐黄变4级，耐老化4级。外底具有优异的耐磨性能，贴合设置在鞋底主体的下表面上，能够为鞋底提供优异的止滑性能和耐疲劳、耐磨损的有益效果。此外，外底整体的厚度非常薄，既可以满足穿着者实际的运动需求，又能够降低鞋底的厚度及重量，实现鞋体轻量化的功能诉求，为穿着者提供更好的穿着体验。

此外，外底还可由顺丁橡胶、丁苯橡胶、天然橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶、异戊二烯橡胶、氯丁橡胶、溴化丁基橡胶、聚氨酯(热塑性聚氨酯、浇注型聚氨酯、混炼型聚氨酯)、尼龙弹性体、热塑性聚酯弹性体中的一种、两种或两种以上制成。

本实用新型中还包括一种鞋，其鞋底为以上所述的任意一种提升助推力的鞋底。

进一步，如图5、图6、图7和图8和所示，经一系列整鞋性能测试，本实用新型的提升助推力的鞋底及鞋具有诸多有益效果。

冲击测试(ASTM F1976-13)

利用峰值加速度(Peak G)来评价鞋的减震性能，峰值加速度越小，鞋的减震性能越好；利用回弹率(Energy return)评价鞋的回弹性能，回弹率越大，鞋的减震性能越好。

本实用新型中的鞋底及鞋，

后跟区域：峰值加速度(Peak G)8.07，回弹率(Energy return)65.41％；

中足部位：峰值加速度(Peak G)8.38，回弹率(Energy return)71.37％。

未设置中空结构6的普通鞋底的鞋，

后跟区域：峰值加速度(Peak G)8.89，回弹率(Energy return)64.77％；

中足部位：峰值加速度(Peak G)9.94，回弹率(Energy return)69.51％。

从冲击测试的结果可见，本实用新型的提升助推力的鞋底及鞋减震性能更加优异，回弹性能更好。

生物力学测试

通过生物力学的对比测试发现，本实用新型的提升助推力的鞋底及鞋能够大幅度降低奔跑时人体受到的地面冲击力。如图5所示，曲线代表人体在行走或奔跑时受到的垂直地面反作用力，一般是双峰曲线，将设置有中空结构6和未设置中空结构6的两款样鞋进行对比测试，可以发现，与损伤正相关的第一峰值力有明显下降，表示本实用新型的提升助推力的鞋底及鞋能够大幅度降低奔跑时人体受到的地面冲击力。

如图6所示，通过动力学指标对比结果可见：

Peak1表示第一峰值；

Time of Peak 1表示达到第一峰值的时间；

上述两个指标与冲击力相关，Peak1越小表示鞋的抗冲击性能越好，Time of Peak1显示的时间越长，表示鞋的抗冲击性能越好。

Max Loading Rate表示最大加载率；

Mean Loading Rate表示平均加载率；

上述两个指标与膝关节损伤程度相关，Max Loading Rate和Mean Loading Rate两个指标越小，表示鞋底对减轻膝关节损伤的效果越好。

因此，由图6中所示的数据可见，本实用新型的提升助推力的鞋底及鞋能够明显降低落地时的第一峰值冲击力，相较于减震数据库中的均值水平也要优异很多。

进一步，如图7所示，通过比较踝关节和膝关节做功的对比结果可见，无论是膝关节或是踝关节，本实用新型的提升助推力的鞋底及鞋，其所做的正功和负功都小于对比样鞋，能够减轻穿着者在运动过程中踝关节和膝关节的运动负担，减少膝关节和踝关节的损伤风险。

本实用新型的提升助推力的鞋底及鞋具有以下优点：

1、鞋底整体具有联动式的力反馈机制，能够将穿着者每一步落地时的能量进行回收，并在蹬地时进行重新释放，从而提升鞋底的助推力；

2、鞋底的支撑效果好，且更符合人体足部的运动步态，脚感舒适，同时兼备了良好的弹性性能；

3、减震性能好，能够提供给穿着者更好的缓冲保护。

以上借助具体实施例对本实用新型做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本实用新型的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本实用新型所保护的范围。

Claims (14)

1.一种提升助推力的鞋底，其特征在于，包括至少一个弹性层和至少一个支撑层，弹性层与支撑层具有不同的弹性和硬度，弹性层和支撑层重叠设置，以形成鞋底主体，鞋底主体的中足部位设置有中空结构，中空结构可使鞋底主体的中足部位发生弹性形变。

2.如权利要求1所述的提升助推力的鞋底，其特征在于，弹性层包括第一弹性部和第二弹性部，第一弹性部和第二弹性部与至少一个支撑层重叠设置，形成鞋底主体。

3.如权利要求2所述的提升助推力的鞋底，其特征在于，支撑层包括第一支撑板和第二支撑板，第一弹性部、第二弹性部、第一支撑板和第二支撑板重叠设置，形成鞋底主体。

4.如权利要求3所述的提升助推力的鞋底，其特征在于，第一弹性部、第二弹性部、第一支撑板和第二支撑板由上到下的重叠顺序为：第一弹性部、第一支撑板、第二弹性部和第二支撑板；或第一支撑板、第一弹性部、第二支撑板和第二弹性部；或第一支撑板、第一弹性部、第二弹性部和第二支撑板；或第一弹性部、第一支撑板、第二支撑板和第二弹性部。

5.如权利要求1至3中任一所述的提升助推力的鞋底，其特征在于，弹性层上设置有凹槽结构，凹槽结构与支撑层共同围成鞋底主体中足部位的中空结构。

6.如权利要求5所述的提升助推力的鞋底，其特征在于，鞋底主体包括由上到下顺次设置的第一弹性部、第一支撑板、第二弹性部和第二支撑板，凹槽结构设置在第二弹性部上，凹槽结构与第一支撑板共同围成鞋底主体中足部位的中空结构。

7.如权利要求6所述的提升助推力的鞋底，其特征在于，第二支撑板为弧形的薄片状结构，对应设置在中空结构的下方。

8.如权利要求5所述的提升助推力的鞋底，其特征在于，中空结构为弓形的镂空结构。

9.如权利要求5所述的提升助推力的鞋底，其特征在于，中空结构横穿鞋底主体的内外两侧，使鞋底主体的内外两侧相互贯通。

10.如权利要求3或4所述的提升助推力的鞋底，其特征在于，第一支撑板包括前段、中段和后段，前段对应设置在鞋底主体的前掌位置，中段对应设置在鞋底主体的中足部位，后段对应设置在鞋底主体的足跟位置，前段和中段具有不同的弯曲刚度。

11.如权利要求10所述的提升助推力的鞋底，其特征在于，第一支撑板的后段为突出的角状结构，靠近足跟的内侧区域设置，以防止人体足部落地时过度外翻。

12.如权利要求10所述的提升助推力的鞋底，其特征在于，第一支撑板的前段的厚度小于第一支撑板的中段的厚度，以使前段和中段具有不同的弯曲刚度。

13.如权利要求10所述的提升助推力的鞋底，其特征在于，第一支撑板由多层纤维布叠加复合而成，第一支撑板的前段、中段、后段所包括的纤维布层数和/或材质不同，以使第一支撑板的前段、中段和后段具有不同的弯曲刚度。

14.一种鞋，其特征在于，包括上述权利要求1至13中任一所述的提升助推力的鞋底。

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