CN219813347U - 复合鞋底及鞋 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种复合鞋底，包括层叠设置的上层中底、硬质支撑层和下层中底；上层中底上形成有可承托人体足部的容纳空间；硬质支撑层的前掌区域上翘，中足区域具有向上弧度，以形成前足杠杆；下层中底的中足区域下凸，以形成中足杠杆；前足杠杆和中足杠杆构成了复合鞋底的双杠杆结构，以在保持前掌区域助推的同时，还可提供着地方式发生转变后对中足区域的助推作用。复合鞋底底部两侧区域上翘，中足区域下凸，使得底部结构形成船型弧度，有利于中足或后足向前掌快速过渡，提升鞋整体前向滚动性。同时公开了一种鞋。本实用新型的复合鞋底及鞋可同时提升前掌推进力和中足推进力，以提升鞋子整体的运动性能。

Description

复合鞋底及鞋

技术领域

本实用新型涉及鞋领域，尤其涉及一种复合鞋底，以及包含有该鞋底的鞋。

背景技术

马拉松竞赛中，运动员的着地方式会发生改变，主要分为前掌着地方式、中足着地方式和后跟着地方式。其中，后跟着地的使用比例普遍低于前掌着地与中足着地的使用比例。因此，提升前掌推进力以及中足推进力对运动员在竞赛中是否能够取得好成绩至关重要。

目前各大运动品牌在竞速跑鞋的研发中更多关注于前掌推进性，通过在中底嵌入硬质支撑层来调整前掌杠杆支点和踝关节、跖趾关节作用力臂，叠加高弹中底材料来发挥提升竞速跑鞋的运动表现，而没有去解决如何提升中段助推效果的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种复合鞋底及鞋，采用双杠杆原理，使得该复合鞋底既能保持前掌优异助推，又能为运动员着地方式发生转变的后程提供中足助推的作用。具体技术方案如下：

一种复合鞋底，包括层叠设置的上层中底、硬质支撑层和下层中底；上层中底上形成有可承托人体足部的容纳空间；硬质支撑层的前掌区域上翘，中足区域具有向上弧度，以形成前足杠杆；下层中底的中足区域下凸，以形成中足杠杆；前足杠杆和中足杠杆构成了复合鞋底的双杠杆结构，以在保持前掌区域助推的同时，还可提供着地方式发生转变后对中足区域的助推作用。

进一步，硬质支撑层包括第一支撑部、第二支撑部和第三支撑部，第一支撑部位于前掌区域，第二支撑部位于中足区域，第三支撑部位于后跟区域；第一支撑部具有上翘弧度，以增加蹬离滚动速度；第二支撑部具有向上弧度，以提升蹬伸时助推力。

进一步，复合鞋底的鞋头翘度为50-60mm，第一支撑部的翘度为35-40mm，第二支撑部的向上弧度的最高点到地面的高度为25-30mm。

进一步，下层中底的前掌区域具有均匀的密度，且与硬质支撑层的第一支撑部的弧度贴合设置，以在蹬伸过程中使材料动态形变保持一致。

进一步，下层中底的后跟区域设有空腔单元，硬质支撑层的第三支撑部位于空腔单元上部，以提升鞋底的减震缓冲效果，减轻鞋底重量。

进一步，硬质支撑层上设有三条连通第一支撑部和第二支撑部的加强筋，处于中间位置的加强筋的长度大于处于两侧位置的加强筋的长度，以增加硬质支撑层的刚度。

进一步，下层中底的下凸位置为鞋底沿鞋跟-鞋头方向的37％～45％，下凸高度为2～4mm。

进一步，复合鞋底还包括外底，外底位于下层中底的下部，外底上对应形成有下凸结构，以与下层中底弧度贴合设置。

进一步，复合鞋底的鞋头区域和鞋跟区域上翘，以与下层中底和外底上的下凸结构共同构成船型复合鞋底。

一种鞋，包括上述的复合鞋底。

本实用新型的复合鞋底，其硬质支撑层前掌区域上翘形成前足杠杆；下层中底的中足区域下凸形成中足杠杆。前足杠杆和中足杠杆构成了本实用新型复合鞋底的双杠杆原理，以在保持前掌区域优异助推的同时，还可以提供着地方式发生转变的后对中足区域的助推作用。复合鞋底底部形成船型弧度，利于中足或后足向前掌快速过渡，提升前向滚动性。

附图说明

图1a为中足着地方式脚对鞋的压力中心线走线位置图。

图1b为前掌着地方式脚对鞋的压力中心线走线位置图。

图2a为前掌着地时膝关节转动原理图。

图2b为中足着地时髋关节转动原理图。

图3为本实用新型中的复合鞋底的爆炸图。

图4为本实用新型中的复合鞋底的主视图。

图5为本实用新型中的复合鞋底的硬质支撑层的立体图。

图6为本实用新型中的复合鞋底的硬质支撑层的主视图。

图7为硬质支撑层前掌区域杠杆效果示意图。

图8为硬质支撑层中足区域推进效果示意图。

图9为本实用新型中的复合鞋底的下层中底与外底的立体图。

图10为本实用新型中的复合鞋底的下层中底与外底的俯视图。

图11为本实用新型中的复合鞋底的下层中底与外底的结构示意图。

图12为本实用新型测试鞋鞋底与普通鞋鞋底的结构对比示意图。

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，对本实用新型的复合鞋底及鞋进一步详细的描述。

如图3-4所示，本实用新型的复合鞋底包括层叠设置的上层中底、硬质支撑层和下层中底；上层中底包括凸缘部，上层中底主体与凸缘部之间形成容纳空间，用于承托人体足部；硬质支撑层2的前掌区域上翘，以形成前足杠杆，下层中底3的中足区域下凸，以形成中足杠杆。前足杠杆和中足杠杆构成了本实用新型复合鞋底的双杠杆原理，以在保持前掌区域优异助推的同时，还可以提供着地方式发生转变的后对中足区域的助推作用。

如图5-6所示，硬质支撑层2包括第一支撑部21、第二支撑部22、第三支撑部23，第一支撑部21位于前掌区域，第二支撑部22位于中足区域，第三支撑部23位于后跟区域。其中，相对于现有硬质支撑层，在不改变第一支撑部21的起翘位置的基础上，增加第一支撑部21的头翘，同时，增加第二支撑部22向上的弧度，将第一支撑部21和第二支撑部22做上述限定，其目的是增加蹬离滚动速度和提升蹬伸时的助推力。

优选的是，如图12所示，本实用新型中的鞋头的翘度①为50～60mm，第一支撑部21的翘度②为35～40mm，第二支撑部22中足向上弧度最高点到地面的高度③为25～30mm。

具体地，如图7所示，实线是普通硬质支撑层的杠杆效果；虚线是不改变起翘位置，增加硬质支撑层头翘的本实用新型中的增效硬质支撑层的杠杆效果。在后端动力臂L及重力不变的情况下，相对于普通硬质支撑层的前端动力臂B，增效硬质支撑层的前端动力臂A更大，施加力F相同时，增效硬质支撑层的蹬伸力矩增大，能够提升蹬伸运动表现。

如图8所示，实线是普通硬质支撑层的中足推进效果，虚线是提升中足硬质支撑层弧度的本实用新型中的增效硬质支撑层的中足推进效果。图中，G为重力，F为作用在鞋上的反作用合力，F’为前向作用力，F”为向上作用力，α为硬质支撑层中足弧度与支点夹角，β为反作用合力与前向作用力夹角。

公式(1)：β＝90°-α；

公式(2)：F’＝F cosβ；

由公式(1)、(2)可得F’＝F cos(90°-α)。

增大硬质支撑层中足向上弧度，使得相对于普通硬质支撑层，增效硬质支撑层的α变大，依据数学公式可知，F’会变大，从而能够通过增大硬质支撑层中足的向上弧度而增加前向推进力。

如图9-10所示，下层中底3在中足区域下凸，于下层中底3的下部设置外底4，外底4上对应形成有下凸结构，以与下层中底3弧度贴合设置。此外，相对于现有鞋底的鞋头部分的上翘幅度，本实用新型的复合鞋底的鞋头部分具有更大的上翘幅度。由此，本实用新型的复合鞋底底部鞋头区域和鞋跟区域上翘，中足区域下凸，使得整个鞋底底部弧度为船型，有利于中足或者后足向前掌快速过渡，实现优异的滚动效果。

优选的是，如图11所示，下层中底3在中足着地区域的下凸高度为2～4mm，尤其在下凸高度为2mm时具有更好的运动性能，下凸位置为鞋底沿鞋跟-鞋头方向的37％～45％处，尤其在下凸位置为41％处时具有更好的运动性能。该下凸结构类似于杠杆的支点，在运动过程中起到快速过渡的撬动作用，从而为运动过程提供支撑及推动作用。在运动员以中足着地时，髋关节为主要转动轴心，下凸结构会使得触地点距离髋关节的相对距离变长，从而增大髋关节转动力臂，提高惯性力矩；同时，节约髋关节做功，维持高抬膝步态，发挥中段助推效果。

图1a、图1b界定了不同着地方式压力中心走线的位置，图2a和图2b界定了不同着地方式下的转动轴心。其中，图1b和图2a示出了运动员前掌着地时，脚对鞋的压力中心走线的位置为鞋底沿鞋跟-鞋头方向的60％左右,运动员腿部的主要转动轴心为膝关节；如图1a和图2b所示，当远端的踝膝关节发生疲劳时，运动员的着地方式会由前掌着地转变为中足着地，主要转动轴心由膝关节调整为髋关节，脚对鞋的压力中心走线的位置为鞋底沿鞋跟-鞋头方向的41％左右。由此，将下层中底3在中足着地区域的下凸位置优选为鞋底沿鞋跟-鞋头方向的41％处，能够使杠杆的支点与中足着地时的压力中心走线的位置一致，进而发挥最佳的撬动作用和中段助推效果。

进一步，下层中底3的前掌区域具有均匀的密度，且与硬质支撑层2的第一支撑部21的弧度贴合设置，以在蹬伸过程中使材料动态形变保持一致；下层中底3的后跟位置设有空腔单元31，硬质支撑层的第三支撑部位于空腔单元上部，以提升鞋底的减震缓冲效果，减轻鞋底重量，提升鞋底的运动性能。

上层中底1和下层中底3均采用尼龙弹性体、聚氨酯、热塑性聚醚酯弹性体、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-苯乙烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、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、异戊橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶中的一种、两种或两种以上材料制成。其特征为硬度40-45C，密度为0.12-0.18g/cm³。上述材质轻质柔软有弹性，在跑动过程中，可为人体足部的中足部位至前掌部位提供极好的减震和回弹效果。

硬质支撑层2上设有连通第一支撑部21和第二支撑部22的三条沿鞋头至鞋跟方向延伸的加强筋24，以增加中足至前掌的刚性，处于中间位置的加强筋的长度大于处于两侧位置的加强筋的长度，利于压力中心走线前向滚动，使力的传导更迅速，加强筋24的具体形状不做限定。硬质支撑层2可选择为邵氏D硬度50-95，采用其他硬质材料制成的支撑板件，如酚醛树脂或热塑性树脂、热塑性聚氨酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、尼龙弹性体、聚醚酯弹性体、聚酮、聚醚醚酮、聚醚酮酮、聚醚砜、聚苯硫醚、ABS其中至少一种或与无机填料或长纤维或短纤维所形成的复合材料。

外底4的材料为丁苯橡胶、溴化丁基橡胶、顺丁橡胶、硅橡胶、三元乙丙橡胶、天然橡胶、异戊橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、尼龙弹性体、聚氨酯(热塑性聚氨酯、浇注型聚氨酯、混炼型聚氨酯)、热塑性聚醚酯弹性体、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-苯乙烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、高苯乙烯橡胶中的一种、两种或两种以上材料制成其中一种或者多种橡胶或者弹性体材料。上述材料具备优异的止滑性、耐疲劳磨损性，可实现用最薄的厚度制作外底4，即可满足实际的跑步运动需求，有效地降低了鞋底厚度及重量，实现鞋子轻量化的功能诉求，提供给穿着者更好的穿着体验。

如图1所示，上层中底1包括凸缘部11，上层中底1主体与凸缘部11之间形成一个容纳脚的保护空间，以实现对脚的保护。

如图12所示的本实用新型的复合鞋底与普通碳板跑鞋鞋底的结构比对，其中，①表示鞋头的翘度，②表示第一支撑部的翘度，③表示第二支撑部中足向上弧度最高点到地面的高度，④表示下层中底中足区域的下凸高度：

鞋底结构	本实用新型的鞋底	普通碳板跑鞋鞋底
			鞋头翘度	50～60mm	40～50mm
第一支撑部的翘度	35～40mm	30～35mm
			第二支撑部中足向上弧度最高点到地面的高度	25～30mm	20～25mm
下层中底中足区域的下凸高度	向下凸2mm	水平

结合上表所示，相对于普通鞋鞋底，本实用新型的复合鞋底具有以下功能点：

1、Ⅰ区增加了鞋头翘度和硬质支撑层的第一支撑部的翘度，以加快蹬离的滚动速度。

2、Ⅱ区中足抬高了中足硬质支撑层的第二支撑部的弧度最高点到地面的高度，提升了蹬伸时助推力。

3、Ⅱ区中腰低弧区域，测试鞋鞋底中足区域向下凸2mm，增加了中足着地时髋关节转动力臂，提供高效的中段助推力。

4、测试鞋鞋底的鞋头区域和鞋跟区域上翘，以与下层中底和外底上的下凸结构共同构成船型复合鞋底，具备优异的滚动效果。

优选的是，该复合鞋底的上层中底1和下层中底3选用尼龙弹性体材料，以配合硬质支撑层2提供最优的力反馈性能；外底4选用浇注型聚氨酯，具有优异的耐磨性能，性能如下：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。

为了验证本实用新型中的复合鞋底及鞋具有优异的运动性能，选取测试鞋和普通鞋进行实验对比。

表1测试鞋和普通鞋的参数比对

测试鞋和普通鞋的所用材料基本相同，差异在于硬质支撑层弧度及鞋底弧度，测试多个跑者在同一速度下，在跑步机上的右脚生物力学参数指标，具体如下：

表2对比测试结果

以上对比测试结果表明，相较普通鞋，本实用新型的测试鞋在蹬离时，鞋与地面滚动速度比普通鞋大；在蹬伸阶段前向峰值推进力要比普通鞋大；踝关节和髋关节在屈伸做的总功均比普通鞋小。

本实用新型的复合鞋底及鞋，采用双杠杆原理，保持前掌优异助推的同时，能为精英跑者着地方式发生转变的后程提供中足助推，整个鞋底形成船型弧度并搭载硬质支撑层为中足向前掌过渡提供高效的滚动具有积极意义。

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。在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

Claims (10)

1.一种复合鞋底，其特征在于，包括层叠设置的上层中底、硬质支撑层和下层中底；上层中底上形成有可承托人体足部的容纳空间；硬质支撑层的前掌区域上翘，中足区域具有向上弧度，以形成前足杠杆；下层中底的中足区域下凸，以形成中足杠杆；前足杠杆和中足杠杆构成了复合鞋底的双杠杆结构，以在保持前掌区域助推的同时，还可提供着地方式发生转变后对中足区域的助推作用。

2.如权利要求1所述的复合鞋底，其特征在于，硬质支撑层包括第一支撑部、第二支撑部和第三支撑部，第一支撑部位于前掌区域，第二支撑部位于中足区域，第三支撑部位于后跟区域；第一支撑部具有上翘弧度，以增加蹬离滚动速度；第二支撑部具有向上弧度，以提升蹬伸时助推力。

3.如权利要求2所述的复合鞋底，其特征在于，复合鞋底的鞋头翘度为50-60mm，第一支撑部的翘度为35-40mm，第二支撑部的向上弧度的最高点到地面的高度为25-30mm。

4.如权利要求2所述的复合鞋底，其特征在于，下层中底的前掌区域具有均匀的密度，且与硬质支撑层的第一支撑部的弧度贴合设置，以在蹬伸过程中使材料动态形变保持一致。

5.如权利要求2或4所述的复合鞋底，其特征在于，下层中底的后跟区域设有空腔单元，硬质支撑层的第三支撑部位于空腔单元上部，以提升鞋底的减震缓冲效果，减轻鞋底重量。

6.如权利要求2所述的复合鞋底，其特征在于，硬质支撑层上设有三条连通第一支撑部和第二支撑部的加强筋，处于中间位置的加强筋的长度大于处于两侧位置的加强筋的长度，以增加硬质支撑层的刚度。

7.如权利要求1或3所述的复合鞋底，其特征在于，下层中底的下凸位置为鞋底沿鞋跟-鞋头方向的37％～45％，下凸高度为2～4mm。

8.如权利要求7所述的复合鞋底，其特征在于，还包括外底，外底位于下层中底的下部，外底上对应形成有下凸结构，以与下层中底弧度贴合设置。

9.如权利要求8所述的复合鞋底，其特征在于，复合鞋底的鞋头区域和鞋跟区域上翘，以与下层中底和外底上的下凸结构共同构成船型复合鞋底。

10.一种鞋，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的复合鞋底。