CN100539888C - 冲击衰减及弹簧元件和包含该元件的产品 - Google Patents

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Abstract

冲击衰减/弹簧系统包括第一主体部分和第二主体部分以及至少部分包含在主体部分之间的至少一个弹簧构件。弹簧构件应该基本包围和/或枢轴啮合到主体部分上。冲击衰减及弹簧元件的组成部分应当这样布置：当有力施加于主体部分时，弹簧构件将施加一个平衡力来驱使冲击衰减及弹簧元件回复到原始方位。弹簧构件包括一个或多个在拉力下能伸长的聚合物元件。冲击衰减及弹簧元件可以以某种方式应用于鞋类或其它装置中，在这种方式下，使用者或零售商(或其他人)能够根据例如使用者或预期用途的特性，来选择适当的弹簧构件(或其部分)。

Description

冲击衰减及弹簧元件和包含该元件的产品
技术领域
本发明涉及冲击衰减及弹簧元件。这种元件可以广泛的应用于不同的产品中，例如，鞋类产品和其它足部容纳装置中，比如，鞋类产品的鞋跟和/或鞋头区域。本发明一般涉及的冲击衰减及弹簧元件与同时提交的名称为“Impact Attenuating Devices and Products Containing Such Devices”的美国专利申请No.10/949,813中所描述的类似，该申请指定Michael Aveni作为发明人(专利档案号No.005127.00401)。该同时提交的美国专利申请的全部内容以引用方式包含在本文的内容中。
背景技术
传统的运动鞋类物品包括两个主要元件，即鞋帮和鞋底构件或结构。鞋帮提供对足部的覆盖物，它可以安全地容纳足部，并相对于鞋底结构放置足部。另外。鞋帮可具有保护足部并提供透气性的构造，从而使足部凉爽并除汗。通常，鞋底结构稳固到鞋帮的下部，并通常设置在足部和地面之间。除了衰减地面的反作用力(即给予减震)外，鞋底结构还可提供附着摩擦力，并控制足部运动，例如内旋。因此，鞋帮和鞋底结构相互配合，以提供适合于例如走和跑等多种步行运动的舒适结构。
运动鞋类的鞋底构件或结构通常呈现层状构造，包括：增强舒适性的鞋内底；弹性鞋底夹层，由聚合物泡沫材料形成；以及接触地面的鞋外底，提供耐磨性和附着摩擦力。鞋底夹层为主要的鞋底结构元件，其衰减地面的反作用力，并控制足部的运动。用于鞋底夹层的合适的聚合物泡沫材料包括乙烯-醋酸乙烯共聚物(ethylvinylacetate)或聚氨酯，其在所施加的负载下弹性压缩，以衰减地面的反作用力。传统的聚合物泡沫材料部分由于包含多个敞开的或封闭的小室而为弹性可压缩的，所述敞开的或封闭的小室界定基本由气体替代的内体积。
如上所述，已知多种冲击衰减及弹簧元件和系统，包括这样的用在鞋类产品中的元件和系统。传统上，鞋类产品的鞋内底、鞋底夹层和/或鞋外底部分，例如在鞋的后跟区和/或鞋头区，可包括泡沫或衰减震动和抑制振动的其它材料。至少在一些情况下，可需要相对大体积的泡沫或其它材料，来完全地或充分地衰减鞋类产品所受的冲击力，以及提供足够的支撑和/或舒适性。这特别适合于运动鞋类，由于跑、跳、扭、改变方向、参与田径项目等，所述运动鞋类可受到相对大的冲击力。如果必要，足以衰减地面反作用力和/或提供支撑的过大体积的冲击衰减材料，可使鞋直立太高，特别是用作运动鞋的情况。
此外，即使当传统泡沫材料在用于鞋类产品的情况下提供足够的冲击衰减以及舒适特性时，这些材料也很少或毫不将能量返回给鞋类使用者。反而，泡沫材料一般从压缩中恢复，并相对缓慢地返回到其原来的形状，很少或没有返回或“回弹”。因此，如果压缩力在泡沫材料上持续，那么此力可进一步阻止或减慢所述材料的恢复。
因此，有用的是提供冲击衰减及弹簧元件，其衰减冲击力(例如，地面反作用力)，以及提供回复或“回弹”能量，例如用于鞋类产品和/或其它足部容纳装置的情况。有利地，这样的冲击衰减及弹簧元件提供这些有用的特性，而不过多增加鞋类或其它产品的高度。
发明内容
为了对本发明至少在某些方面能有基本理解，以下论述了本发明各方面的基本发明内容。本发明内容不是发明综述，也不是要指出本发明的主要或关键元件或者描绘出发明的范围。以下的发明内容仅仅从整体上给出本发明的一些概念，作为后续更详细的说明的序言。
本发明的方面涉及冲击衰减及弹簧元件和系统以及应用该元件和系统的产品(比如：鞋类，足部容纳装置等等)。至少在一些实施例中，根据本发明的冲击衰减及弹簧元件将衰减来自第一方向的突发冲击力的分量(例如垂直力分量)，其动作引发所述元件的至少一部分沿不同方向的相应位移(例如，水平位移)。另外，所述位移可用于“加载”弹簧元件(例如伸展水平布置的弹簧构件)，然后其沿与冲击力的原始方向相对的方向，很快回复到其原来的未加载的方位，至少释放回一些能量。
依据本发明的至少一些示例性方面的冲击衰减及弹簧元件包括，比如：(a)第一主体部分；(b)第二主体部分，其中第一主体部分和第二主体部分，至少部分地，界定了冲击衰减及弹簧元件的基本方位，并且其中在第一和第二主体部分之间界定了一个敞开空间；以及(c)一个或多个弹簧构件，可选地至少部分地包含在敞开空间中，并且至少与第一主体部分或第二主体部分之一枢轴啮合。冲击衰减及弹簧元件的各个部分可以这样布置：使得当力作用于至少第一主体部分或第二主体部分之一上，以便改变冲击衰减及弹簧元件使其脱离基本方位(比如，共同压缩主体部分)时，弹簧构件将施加一个平衡力，该平衡力驱使冲击衰减及弹簧元件回复到基本方位。弹簧构件可以包括，比如至少一个聚合物元件，该聚合物元件在拉力下可以拉伸，并且当拉力释放后能回复到其原始形状和/或大小(或基本回复到其原始形状和/或大小)。
本发明的方面还涉及冲击衰减及弹簧元件，包括，比如：(a)第一拱形主体部分；(b)第二拱形主体部分，面对第一拱形主体部分，使得在主体部分之间界定了一个敞开空间；以及(c)弹簧构件，至少部分地包含在敞开空间中，并且延伸以致至少基本包含第一拱形主体部分和第二拱形主体部分。在该示例性冲击衰减及弹簧元件中，当力施加在至少第一拱形主体部分或第二拱形主体部分之一，以便改变冲击衰减及弹簧元件的方位时，第一弹簧构件产生一个力，该力驱使冲击衰减及弹簧元件回复到其初始方位。至少在一些实施例中，一个或两个拱形主体部分的至少一个边缘可以是圆的，以便允许在拱形主体部分和弹簧构件之间进行枢轴啮合。
依据本发明的其它方面，以上描述的冲击衰减及弹簧元件可以包含于鞋类和/或其它足部容纳装置中。
本发明的其它方面涉及将冲击衰减及弹簧元件包含于产品中的方法，比如包含于鞋类或其它足部容纳装置中。这种方法包括，比如：(a)提供鞋类或其它足部容纳装置的鞋帮构件或者鞋底构件；(b)至少部分地根据鞋类或其它足部容纳装置的预期使用者的特性(比如使用者的体重、足部的宽度、跑/走的速度能力、跳跃能力、特殊的步态或步幅特征(如内旋或外旋趋势等等))，或根据鞋类或其它足部容纳装置的预期用途的特性(比如特定的体育运动或训练类型)，来选择冲击衰减及弹簧元件的至少一个部分(比如，至少是弹簧构件)；以及(c)在鞋类或其它足部容纳装置的鞋帮构件和鞋底构件之间提供至少一部分冲击衰减及弹簧元件，和/或将至少一部分冲击衰减及弹簧元件与至少鞋帮构件或鞋底构件之一啮合。本发明的冲击衰减及弹簧元件和/或其部分具有以上大致描述的类型，在鞋类或其它足部容纳装置中，可以自由地移除或替换他们中的一个或多个，比如，可以在销售点(比如，取决于预期使用者或它的最终的预期用途的特性)、在仓库、在生产场所进行，或者，由使用者(比如，在使用场所，根据给定时间、给定用途等的期望特性等)进行。
附图说明
通过参考以下说明以及结合附图，将有助于更加完整地理解使本发明及其优点，其中相同的标号表明相同的特征，其中：
图1A和1B为依据本发明方面的一个冲击衰减及弹簧元件实施例；
图2A至2C为依据本发明方面的另一个冲击衰减及弹簧元件实施例；
图3为依据本发明方面的另一个冲击衰减及弹簧元件实施例；
图4A和4B为依据本发明方面的另一个冲击衰减及弹簧元件实施例；
图5A至5C为依据本发明方面的一个冲击衰减及弹簧元件/基本构件结构的实施例；
图6A至6C为依据本发明方面的一个具有独立铰链构件的冲击衰减及弹簧元件实施例；
图7A至7D为依据本发明方面的另一个具有独立铰链构件和凸轮动作的冲击衰减及弹簧元件实施例；
图8A至8C为依据本发明方面的一个具有弹簧构件的冲击衰减及弹簧元件实施例，所述弹簧构件至少部分地把所述元件的主体部分包围起来；
图9A至9C为依据本发明方面的另一个具有弹簧构件的冲击衰减及弹簧元件实施例，所述弹簧构件至少部分地把所述元件的主体部分包围起来；
图10A和10B为依据本发明方面的另一个冲击衰减及弹簧元件实施例；以及
图11为一个鞋类或其它足部容纳装置实施例，其在多个位置上包含依据本发明的冲击衰减及弹簧元件。
具体实施方式
在本发明的多种示例性实施方式的以下描述中，参考附图，所述附图形成以下描述的一部分，以及其中通过图示显示可实施本发明的多种示例性系统和环境。应理解，可使用其它特定布置的部件、示例性系统和环境，以及可进行结构和功能的变更，而不脱离本发明的范围。此外，尽管术语“顶”、“底”、“侧”、“前”、“后”等可使用在本说明书中，以描述本发明的多种示例性特征和元件，然而在本说明书中是出于方便而使用这些术语的，例如基于附图所示的示例方位。本说明书中没有任何事物应解释成需要结构具有特定的三维方位，以落在本发明的范围内。
为了帮助读者，本说明书分成如下的多个子部分：术语；本发明的冲击衰减及弹簧系统的综述；本发明的具体实施例；以及结论。
A.术语
在本说明书中使用下面的术语，除非另有所述或在上下文中具有清晰含义，这些术语具有下面所提供的含义。
“足部容纳装置”意指使用者放置他或她的至少一部分足部的任何装置。除了所有类型的鞋类(下面所述)外，足部容纳装置包括但并不局限于：用于将足部稳固在雪撬、越野雪撬、滑水橇、滑雪板等上的绑带和其它设备；将足部稳固在用于自行车、运动装置等的踏板上的绑带、夹子或其它设备；在玩视频游戏或其它游戏期间容纳足部的绑带、夹子或其它设备；等等。
“鞋类”意指任何类型的用于足部的穿戴用具，此术语包括但不局限于：所有类型的鞋、靴、运动鞋、便鞋、人字拖鞋、扣拇指胶底凉鞋、无后帮的拖鞋、平底拖鞋、拖鞋、专用运动鞋(例如高尔夫球鞋、网球鞋、棒球鞋、足球鞋或橄榄球鞋、滑雪靴等)，等等。
B.本发明的冲击衰减及弹簧系统的综述
总体上，本发明的方面涉及冲击衰减及弹簧系统及其应用产品(比如鞋类，其它足部容纳装置等)、以及将其包含在鞋类、足部容纳装置中的方法。依据本发明至少一些示例性方面的冲击衰减及弹簧元件包括，比如：(a)第一主体部分；(b)第二主体部分，其中第一主体部分和第二主体部分，至少部分地，界定了冲击衰减及弹簧元件的基本方位，并且其中在第一和第二主体部分之间界定了一个敞开空间，以及(c)第一弹簧构件，至少部分地包含在敞开空间里，并且与至少第一主体部分或第二主体部分之一枢轴联接。冲击衰减及弹簧元件的各个部分可以这样布置：使得当力作用于至少第一主体部分或第二主体部分之一，以便改变冲击衰减及弹簧元件使其脱离基本方位时(比如：来自于踩踏鞋类或跳跃着地等等时的竖直方向压缩力)，第一弹簧构件将在另一个方向产生位移(比如在水平方向拉伸)，然后，将施加平衡力，该平衡力驱使冲击衰减及弹簧元件回复到基本方位。
依据至少一些本发明实施例的装置，可以包括超过一个如上所述类型的弹簧构件。弹簧构件可以包括，比如：至少一个聚合物元件，其在拉力下可以拉伸，并且当拉力释放后能回复到其原始形状和/或大小(或基本回复到其原始形状和/或大小)。
在冲击衰减及弹簧元件中，弹簧构件可以布置在任何合适的或期望的位置，而不脱离本发明。比如，在依据本发明的一些冲击衰减及弹簧元件中，弹簧构件可以在第一和第二主体部分之间的中间位置，穿过敞开空间延伸。在另一个实施例中，在依据本发明的一些冲击衰减及弹簧元件中，一个或多个弹簧构件可以在接近主体部分之一的中心部分(central portion)的位置处的位置，穿过敞开空间延伸(可选地，如果需要，一个或多个其它的弹簧构件可以在接近另一个主体部分的中心部分的位置处的位置，穿过敞开空间延伸)。在其它实施例中，弹簧构件可以布置在由主体部分界定的敞开空间的外部。可以使用以上各种弹簧构件的位置和方位的组合，而不脱离本发明。
可以采取任何合适或期望的方式，来提供弹簧构件和至少一个主体部分之间的枢轴啮合，而不脱离本发明。比如，依据至少一些本发明实施例的冲击衰减及弹簧元件可以包括：第一个轴，在第一位置以枢轴联接的方式联接第一主体部分、第二主体部分和第一弹簧构件；和第二个轴，在第二位置以枢轴联接的方式联接第一主体部分、第二主体部分和第一弹簧构件(比如，沿第一、第二主体部分和弹簧构件的每一个侧边的轴)。第一、第二主体部分和弹簧构件也可以沿着他们的侧边，在一个或多个位置处相互联接。在另一实施例中，主体部分可以通过独立的铰链构件与弹簧构件枢轴啮合。在另一实施例中，一个弹簧构件可以与一个主体部分枢轴啮合，第二个弹簧元件可以和另一个主体部分枢轴啮合。在依据本发明方面的另一个冲击衰减及弹簧元件实施例中，一个或多个主体部分可以包含圆形边缘，该圆形边缘可以在突发力被衰减的情况下，提供与第一弹簧构件的枢轴啮合。其它布置方式和/或以上布置方式的组合也是可行的，而不脱离本发明。
本发明方面涉及的冲击衰减及弹簧元件包括，比如：(a)第一拱形主体部分；(b)第二拱形主体部分，面对第一拱形主体部分，其中在主体部分之间界定一个敞开空间；以及(c)第一弹簧构件，至少部分地包含在敞开空间里，并且延伸以致至少基本包含第一拱形主体部分和第二拱形主体部分。在本实施例冲击衰减及弹簧元件中，当力作用于至少第一拱形主体部分或第二主体部分之一上，以便改变冲击衰减及弹簧元件的方位时，第一弹簧构件产生一个力，该力驱使冲击衰减及弹簧元件回复到其初始方位。可选地，依据本发明这些方面的冲击衰减及弹簧元件还可以包括：(d)第三拱形主体部分，以及(e)第四拱形主体部分，面对第三拱形主体部分，其中在第三和第四拱形主体部分之间界定了第二敞开空间，其中第一弹簧构件至少部分地包括在第二敞开空间里，并且延伸以致至少部分地包含第三和第四拱形主体部分。至少在一些实施例中，一个或两个拱形主体部分的至少一边包含圆形边缘，该圆形边缘允许在拱形主体部分和弹簧构件之间进行枢轴啮合。
在本说明书中，上下文中所使用的词汇“基本包含”是指主体部分外表面的大部分(至少50％)被弹簧元件界定的区域或空间所覆盖或包含。
可选地，至少在一些依据本发明的实施例中，第一和第二拱形主体的某些部分可以穿过第一弹簧构件延伸，比如，可以通过栓钉或别的方式，与基座或其它元件啮合，和/或将主体部分固定在弹簧构件上。
本发明其它方面涉及冲击衰减及弹簧元件，还包括：(a)第一主体部分；(b)第二主体部分，面对第一主体部分，其中在主体部分之间界定一个敞开空间；(c)第一弹簧构件，至少部分地包含在敞开空间里；以及(d)铰链构件，联接第一主体部分和第二主体部分，其中弹簧构件与铰链构件的凸轮部分啮合。在这个实施例中，当力作用在至少第一或第二主体部分之一上，以便改变冲击衰减及弹簧元件的方位时，第一弹簧构件施加一个力，该力驱使该元件回复到其初始方位。至少在依据本发明的一些起实施例中，第一弹簧构件可以通过一个区域延伸到敞开空间的外部，所述区域界定在第一主体部分和铰链构件的凸轮部分之间。在应用中，弹簧构件可以相对第一主体部分滑动。
本发明其它方面还涉及鞋类或其它足部容纳装置，其包含有一个或多个上述冲击衰减及弹簧元件。这样的鞋类或和足部容纳装置，除了其它构件以外，包括：(a)鞋帮构件；(b)直接或间接连接到鞋帮构件的鞋底构件；以及(c)至少一个如上所述的冲击衰减及弹簧元件，位于鞋帮构件和鞋底构件之间，且与至少一个鞋帮构件和鞋底构件的至少某些部分啮合。冲击衰减及弹簧元件可以位于鞋类或其它足部容纳装置的鞋跟区域、鞋头区域和/或其它适合的或期望的位置，而不脱离本发明。在一些实施例中，在鞋类或足部容纳装置组装完成后，以及/或者在鞋类或足部容纳装置的使用中，虽然冲击衰减及弹簧元件是包围在结构中的，冲击衰减及弹簧元件仍然可以保持可见且暴露在外的，而不脱离本发明。
本发明的其它方面还涉及将一个或多个冲击衰减及弹簧元件包含于鞋类或足部容纳装置中的方法。这样的方法包括，比如：(a)提供鞋类或足部容纳装置的鞋帮和鞋底；(b)至少部分地基于鞋类或足部容纳装置的预期使用者的特性，或基于鞋类或足部容纳装置的预期用途的特性，选择冲击衰减及弹簧元件的至少一部分；以及(c)在鞋类或足部容纳装置的鞋帮构件和鞋底构件之间提供至少部分冲击衰减及弹簧元件，并且/或者将至少部分冲击衰减及弹簧元件与至少鞋帮构件或鞋底构件之一啮合。冲击衰减及弹簧元件或其部分具有以上论述的类型(并且以下将更详细地论述)。
在更具体的实施例中，可以基于预期最终使用者的一个或多个特性，来选择冲击衰减及弹簧元件部分，比如：使用者的体重，使用者的鞋子尺寸，使用者的足部宽度，使用者的移动速度，或使用者的步态或步幅特征(如内旋或外旋趋势等等)之类的。而且，可以根据鞋类或足部容纳装置的最终预期用途，来选择不同的冲击衰减及弹簧元件或其部分。例如，可以根据产品是否是用于走、跑、篮球运动、足球运动、橄榄球运动、棒球运动、垒球运动、全速短跑、径赛项目、田赛项目、儿童游戏或者视频游戏等等，来选择不同的冲击衰减及弹簧元件或其部分(例如具有不同的刚度)。
在任意期望的位置，选择和/或包含冲击衰减及弹簧元件或其部分，作为鞋类或足部容纳装置的一部分，而不脱离本发明。比如，可以在组装工厂选择冲击衰减及弹簧元件或其部分，然后就可以采取针对特定的预期使用者或使用特性的方式在市场上出售(比如，销售盒或产品上的标签可以标明是专为身高165至1801bs的使用者跑或跳而设计的)。在另一个实施例中，为了补充消耗的库存，鞋类零售商或批发商可能供应大量的冲击衰减及弹簧元件或其部分，以便基于例如预期使用者和/或预期用途的特性，在销售场所插入到鞋类或足部容纳装置中。在另一个实施例中，使用者可以根据他们的即时需求或者他们对鞋类或足部容纳装置的期望特性，自由地选择和/或更换冲击衰减及弹簧元件或其部分(比如，在使用场所，将一个冲击衰减及弹簧元件或其部分更换为另一个)。
以下是对本发明的具体实施例的详细论述。读者应当理解，这些具体实施例仅仅是为了展示本发明实施例而阐述，它们不应当被解释为对本发明的限制。
C.本发明的具体实施例
本说明书中的各种附图展示了用于本发明实施例的系统和方法中的冲击衰减及弹簧元件的实施例。当同一标号出现在超过一幅附图中时，该标号在本说明书和附图中连续使用，始终代表相同的或相似的部件。
图1A和1B展示了依据本发明方面的第一个冲击衰减及弹簧元件实施例或装置100。这个实施例冲击衰减及弹簧元件100(本说明书中也叫“弹簧装置”)包括第一主体或基座部分或构件102和第二主体或基座部分或构件104，其中主体构件102和主体构件104彼此面对面布置，使得它们之间界定了敞开空间106。图示实施例中的主体构件102和104可以是拱形的、半圆的、半卵形的(顶部边缘是平的或大体上基本是平的)、半椭圆形的、半球形的，等等，以便为敞开空间106提供一个区域，尽管使用任何合适的形状或方位也不会脱离本发明。主体构件102和104可以由任何合适的材料制成，比如塑料、合成橡胶或聚合物材料等，这些材料在外力施加到它们之上时可以改变形状、尺寸和/或方位，并当外力释放或减轻时可以回复到其初始的形状、尺寸和/或方位。在更具体的实施例中，主体构件102和104(本说明书中所述其它实施例的主体部分或构件亦然)可以由聚合材物料制成，比如
Figure C20058003246600221
(来自法国的Atofina Corporation of Puteaux的聚醚嵌段共聚酰胺聚合物(polyether-block co-polyamide polymer))。如果需要，可以使用一个单一主体构件，该构件包含有界定了敞开区域的主体部分，或者每一个独立的主体构件102和/或104都可以由多个部件构成，而不脱离本发明。
如图1A所示，主体构件102和104，至少部分地，界定了弹簧装置100的基本或中间方位(比如，这样一个方位，在这个方位上，除了由弹簧装置100的组成部件所施加的力，和/或由弹簧装置安装于或安置于其中的任何装置(比如鞋类或足部容纳装置)的组成部件所施加的力之外，没有明显的外力施加到弹簧装置100上。换句话说，在基本或中间方位上，没有来自于使用者的外力施加于弹簧装置100上，比如，由于走路、跑步或跳跃而产生的结果(虽然弹簧装置100可以支撑使用者的重量，但还是被认为处于其基本或中间方位上)。
弹簧构件108穿过敞开空间106延伸，并且至少部分地包含在敞开空间106内。在基本方位上，如图1A所示，基本在主体构件102和104之间的中心位置处，弹簧构件108严格地穿过界定在主体构件102和104之间的敞开空间106延伸。至少在本发明的一些实施例中，由弹簧构件108施加于整个弹簧装置结构100的力，也是界定弹簧装置100的基本或中间方位的力的一部分。
任何合适的或期望的弹簧构件108的设计或方位都可以应用于弹簧装置100结构，而不脱离本发明。在图示的实施例中，弹簧构件108采用合成或天然橡胶或聚合物材料(比如，人造橡胶材料)，这种材料在拉力的作用下可以拉伸，并且当拉力释放或减轻时又能回复(或基本回复)到原始尺寸和形状。在更具体的实施例中，弹簧构件108(本说明书中所述的其它实施例的弹性构件亦然)可以由聚合物材料，比如，
Figure C20058003246600231
(来自德国的BayerAG of Leverkusen的热塑性聚氨酯材料)。可以自由地选择和改变弹簧构件108的尺寸、结构、方位、材料和/或其它特性，以便改变弹簧装置100的整体刚度和弹簧常数特性。
弹簧构件108可以采取枢轴、旋转或铰链的方式，与主体构件102和/或104中至少一个啮合。在如图1A和1B所示的实施例中，弹簧构件108可以在多个位置，通过两个枢轴110和112，与主体构件102和主体构件104两者枢轴联接(比如，枢轴110和112穿过由主体构件102、主体构件104和弹簧构件108的连接边缘所界定的开口延伸)。枢轴110和112可以由金属、塑料、合成物、和/或任何其它合适的或期望的材料制成。在这种方式下，当力在第一个方向上施加到主体构件102或104中至少一个(比如，竖直压缩力114，趋向于至少在一个方向上减小敞开空间106)，使得弹簧装置100从基本方位上(如图1A所示)改变成压缩方位或负载方位(如图1B所示)时，弹簧构件108将伸长。换句话说，压缩力114被衰减了，从而在另一个方向产生了位移(比如弹簧构件108的水平伸长)。当施加负载114时，弹簧构件108将保持伸长状态。枢轴或铰链联接允许主体构件102、104和弹簧构件108可以相对彼此更自由地移动，并且有助于防止由压缩力114生产的应力破坏主体构件102、104或弹簧构件108中的任何一个，尤其是在或接近它们联接点的位置。当压缩力114释放或减轻时，弹簧构件108将回复(或基本回复)到原始尺寸和形状(例如见图1A)，并且将主体构件102和104向里拉，导致弹簧装置100回复到其原始方位(或至少朝着其原始方位回复)。主体构件102和104的材料特性(比如，在一些实施例中的热塑料性结构)，也将有助于主体构件102和104回复到其原始方位。
力可以以任何合适的方式或在任何环境下施加到弹簧装置100，而不脱离本发明。在一个更具体的实施例中，在鞋类或其它足部容纳装置中可以安装一个或多个弹簧装置100(比如，作为鞋类或足部容纳装置的鞋跟区和/或鞋头区中的鞋底夹层或鞋外底的一部分)，并且当使用者踩踏鞋类或足部容纳装置时(比如迈步、跳跃着地时等)，可以将压缩力114(比如地面反作用力)施加到弹簧装置100上。由于当弹簧构件108回复到其原始尺寸、形状和方位时会施加反弹力，因此，弹簧装置100有助于使用者的迈步或跳跃反弹能力，从而改善和提高使用者的成绩。
图示1A和1B进一步展示了弹簧装置100，所述弹簧装置100安装或包含在两个基座或平板116和118之间，其中在基座116、118和弹簧装置100的主体构件102、104之间提供了可选择的柔性接口120和122(比如泡沫材料)。当施加压缩力114时，这些柔性接口120和122能够改变形状，如图1A和1B所示。
基座116、118和可选择的柔性接口120、122，可以形成安装或包含弹簧装置100的鞋类或其它装置的一个组成部分。可替换地，基座116、118和可选择的接口120、122也可以包含作为整个弹簧装置100的一部分，并和弹簧装置100的其它元件一起，作为一个单一的结构(比如鞋跟骨架单元)放置在鞋类和其它装置里。可以采取任何合适的方式，比如通过机械联接、粘胶联接、紧固工具等方式，如果需要，将柔性接口120、122和它们各自的基座116、118相连，并且如果需要，将主体构件102、104和它们各自的接口120、122相连，以及/或者和基座116、118相连。
基座116和118可以由任何期望的材料制成，而不脱离本发明。在更具体的实施例中，基座116和118(本说明书中描述的其它实施例的基座亦然)可以由聚合物材料制成，比如
Figure C20058003246600251
(来自法国的AtofinaCorporation of Puteaux的聚醚嵌段共聚酰胺聚合物)。柔性接口120和122也可以由任何合适的和期望的材料制成，比如，商业可获得的合成泡沫橡胶材料之类的。
虽然图1A和图1B所示的特定的实施例包含有枢轴110和112，使得主体构件102和104可以例如相对于弹簧构件108以及相对于彼此进行旋转或枢轴移动，但是不使用枢轴110和112的其它布置也是可能的。另外，虽然图1A和图1B所示的结构是由多个独立的部件组成的，但是对于弹簧装置100的至少一部分，采用更单一和/或一体的结构也是可能的，而不脱离本发明。以下将更详细地描述这种布置和结构的实施例。
图2A至图2C展示的是依据本发明方面的另一个实施例弹簧装置200，它包含有另外的或可选的潜在特征或结构。如图2A所示，弹簧装置200包含第一主体部分或构件202，和第二主体部分或构件204，这两部分可以具有如下的形状和方位，使得彼此面对面，并且在二者之间形成敞开空间206。在这个实施例中，与图1A和1B所示的主体构件102、104相比，主体构件202和204在基本方位上的形状更接近于半卵形或半椭圆形。同时，在该实施例中，提供多个独立的弹簧构件208，并且所提供的弹簧构件208在主体构件202、204之间的中心位置处，穿过敞开空间206延伸。以与如图1A，1B所示类似的方式，弹簧构件208可以在它们各自的连接边缘处，通过轴210和212，相对于主体构件202和204以枢柚方式或以铰链方式安装。另外，当压缩力施加于主体构件202和204时，弹簧装置200和弹簧构件208将以类似于以上所述的弹簧装置100和弹簧构件108的方式来运转。
虽然不是要求的，本实施例中的所有弹簧构件208都具有相同的形状和大小，尽管每个单独的弹簧构件208都可能使用不同的形状、大小、强度和材料，而不脱离本发明。另外，虽然图2A和图2B所示的所有弹簧构件208都是在同一平面上，基本穿过弹簧装置200的中心位置，以平行的方式排列，但是可以使用弹簧构件208的任何合适的或期望的排列或方位，包括排列在不同的平面上和/或以非平行的方式排列，而不脱离本发明。而且，为了改变弹簧装置200的整体刚度和弹性常数特性，可以对各个独立的弹簧构件208的尺寸、结构、方位、材料和/或其它特性进行自由选择和改变。此外，如果需要，可以将一个或多个弹簧构件208与具有其它尺寸、结构、方位、材料和/或其它特性的弹簧构件结合在一起使用，而不脱离本发明。
图2A至图2C展示了依据本发明的至少一些实施例的其它特征。比如，在这个所示的实施例中，每一个主体构件202和204都包含有安装构件214。这些安装构件214(比如所示实施例中的销214)用来将主体构件202和204的位置相对于基座构件216和218固定，如图2C所示。可选地，如果需要，例如，在安装构件214上，在基座构件216、218上，和/或在主体构件202、204上，可以使用胶粘剂或粘固剂将主体构件202、204进一步固定在它们各自的基座构件216、218上。在不脱离本发明的情况下，基座构件216和218可以形成弹簧装置200的组成部分，或者可选地，它们可以形成包含弹簧装置200的装置的一部分(比如鞋类或其它足部容纳装置)。而且，虽然在图2A至图2C中安装销214示为圆柱栓，但是对于固定元件可以使用任何合适的或期望的结构、位置、形状或尺寸，而不脱离本发明。比如，主体构件202和204的外表面可以包含一个或多个凸起的肋状物，该肋状物装配到在基座构件216和218上形成的槽、轨道或开口中，反之亦然。
另外或可选地，如上所述类型的销或肋状物214也可以用来控制和/或精调整个弹簧装置的刚度。比如，与通过增加整个主体构件的厚度来提高刚度的方法相比，提供如上所述的销或肋状物可以增加主体构件的刚性，同时又使弹簧装置的总重增加得较少。
图3展示了包含本发明方面的另一个实施例弹簧装置300。因为所述实施例的弹簧装置300在结构上与图2A到图2C所示实施例的弹簧装置200非常相似，所以在可适用之处，在图3中使用与图2A至图2C中所使用的相同的标号。然而，在该实施例的弹簧装置300中，与图2A至图2C中的弹簧构件相比，弹簧构件308在形状和型式上略有不同。更具体地，本实施例中，弹簧构件308基本是由橡胶弹性体材料制成的实心带，在两端各有一个开口来容纳轴210和212，而不是图2A至图2C所示的更敞开的带结构。而且，为了改变弹簧装置300的整体刚度和弹性常数特性，可以对各个弹簧构件308的位置、尺寸、结构、方位、材料和/或其它特性进行自由选择和改变。此外，如果需要，可以将一个或多个弹簧构件308与具有其它尺寸、结构、方位、材料和/或其它特性的弹簧构件结合在一起使用，而不脱离本发明。
图4A至图4B展示了依据本发明方面的另一个实施例弹簧装置400。在本实施例中，弹簧装置400的主体构件在布置上与以上所述的其它实施例有所不同。特别地，在本实施例中，每个主体部分或构件402和404都是半圆形的、半椭圆形的、或半卵形的，并且在基座构件416和418之间的整个距离上延伸(在图1A至图3的实施例中，每个主体部分或构件只跨越该距离的一半)。此外，在本实施例中，每一个弹簧装置400包含有多个独立的主体构件402和404，这些主体构件在每一个方向上相互平行。
在各个主体部分或构件402和404之间界定了一个敞开空间406，并且弹簧构件408a和408b穿过该敞开空间406延伸。弹簧构件408a与主体构件402通过轴420和422以枢轴方式或以铰链方式啮合，并在接近基座构件416的位置处穿过敞开空间406延伸。相似地，弹簧构件408b与主体构件404通过轴424和426以枢轴方式或以铰链方式啮合，并在接近基座构件418的位置处穿过敞开空间406延伸。在轴420、422、424和426的末端包含滑轮428，该滑轮与平板416和418上的轨道430啮合。此外，主体构件402和404通过轴432和434以枢轴方式或以铰链方式彼此啮合。
当压缩力施加于平板416和/或418(比如，在竖直方向)时，由于滑轮428沿着轨道430彼此相背滑行，导致主体构件402和404拉平(例如在水平方向发生位移)。该压缩力还使弹簧构件408a和408b拉伸。当该压缩力释放或减轻时，拉伸的弹簧构件408a和408b将朝向它们的初始方位回复，从而将所固定的基座构件402和404与它们一起拉动，并且使弹簧装置400回复到其原始方位。
当然，对图4A和图4B所展示的结构，存在各种各样的可能的替换结构。比如，虽然弹簧装置400包含的多个主体部分或构件402和404在每一个方向上都是相互平行的，但如果需要，可以将每一组平行的主体部分或构件402、404做成单一结构。此外，图4A和图4B所示的每个弹簧构件408a和408b都是单一结构，但也可以使用多个弹簧构件，而不脱离本发明。作为潜在的其它替换结构，弹簧构件408a和/或408b可以分别布置在主体构件402和404的外部，使得尤其是当主体构件402和404形成为单体结构时，弹簧构件408a和408b就可以不用穿过敞开空间406了。弹簧装置400的各种部件可由任何合适的或期望的材料制成，比如前述类似元件的各种材料。对弹簧装置400的各种部件的结构、尺寸、构造、位置和/或方位的其它改变都是可能的，而不脱离本发明，而且弹簧装置400还可以包含前述各实施例的一个或多个特征，而不脱离本发明。
图5A至图5C展示了另一个依据本发明方面的实施例弹簧装置500。如图5A所示，弹簧装置500包含单一的基座构件516，从其上延伸出四个弹簧装置部分502。每个弹簧装置部分502都可选地包含有多个弹簧主体部分或构件504。虽然不是要求的，基座构件516和弹簧装置部分502可以由同一块材料制成，比如塑料、聚合物或弹性体橡胶材料，包括前述各种材料。
图5B附加显示出，弹簧构件508在弹簧装置部分502的两端之间，连接在轴510和512上。任何期望的弹簧构件508的结构都是可以使用的，而不脱离本发明。比如，虽然如图5B所示的实施例显示出每个弹簧装置部分502都有多个弹簧构件508，即每一对相邻的弹性主体部分或构件504之间都有一个弹簧构件508，但是作为可选结构，对于一个或多个弹簧装置部分502，可以提供单一结构的弹簧构件，而不脱离本发明。任何数量的弹簧构件508都可以应用于弹簧装置部分502，并且单一结构的弹簧构件508也可以跨越在两个或更多个弹簧装置部分502上，而不脱离本发明。
图5C展示了完成的弹簧装置500，其中第二基座构件518具有其自己的一套弹簧装置部分502，并且弹簧主体部分或构件504通过枢轴或铰链方式与第一基座构件516相连。特别地，轴510和512穿过弹簧主体部分或构件504的连接端以及弹簧构件508的连接端，以便通过枢轴或铰链方式将这些构件相对于彼此啮合。可以将整个弹簧装置500应用于任何期望的装置，比如，鞋类的鞋跟部分，鞋类或足部容纳装置的鞋跟骨架构件等等。弹簧装置500可以按照前面接合其它实施例所描述的相同的一般方式来使用和操作。
图6A至图6C展示了包含依据本发明方面的另一个实施例弹簧装置600。如图6A所示，弹簧装置600包含两个主体部分或构件602和604，以及包含在敞开空间606内的弹簧构件608，该敞开空间606界定在主体部分602和604之间。围绕弹簧装置600的外围提供多个铰链构件610，以便通过枢轴方式或铰链方式，将弹簧构件608相对于主体构件602和604啮合。
图6B至图6C详细展示了弹簧构件608和铰链构件610。如图所示，弹簧构件608包含有从608a至608f的多个臂，所述臂从中心区域612朝着各个铰链构件610向外延伸。臂608a至608f的末端包含用于容纳枢轴614的开口部分，枢轴614将弹簧构件608和铰链构件610枢轴联接。每个铰链构件610包含有一个或多个铰链元件616，该铰链元件将铰链构件610和弹簧构件608枢轴联接到主体构件602上。此外，每个铰链构件610包含有一个或多个铰链元件618，该铰链元件将铰链构件610和弹簧构件608枢轴联接到主体构件604上。如图6A所示，进入孔620用来将枢轴插入到主体构件602和604中，并且通过铰链构件616和618。
当压缩力作用到主体构件602和604(比如，在竖直方向)上时，该动作将同时压缩主体构件602和604，而这导致铰链构件610闭合，并且向外驱使轴614，结果弹簧构件608的臂608a至608f被拉伸(比如，臂608a至608f在竖直力的作用下产生水平位移)。当该力释放或减轻时，臂608a至608f将压缩或朝着它们的原始位置和方位回缩，而这将铰链构件610的轴614向内拉动，从而使铰链构件610张开，并且驱使主体构件602和604回到它们的原始方位。
图7A至图7D展示了依据本发明至少一些方面的另一个实施例弹簧装置700。在该弹簧装置700中，两个弹簧主体部分或构件702和704在它们之间界定了敞开空间706，以及弹簧构件708部分提供在敞开空间706之内。图7B详细展示了用于该示例弹簧装置700的示例弹簧构件708，图7B显示该弹簧构件708包含有中心或集中区域708a以及六个臂708b至708g，所述臂从中心区域708a向外延伸(为了避免混淆附图中的不同特性，在图7C至图7D中没有示出弹簧构件708)。如图7A所示，弹簧构件708的臂708b至708g部分地延伸到在主体构件702和704之间界定的敞开空间706之外。
主体构件702和704通过凸轮或铰链构件710相互枢轴联接。弹簧构件708的臂708b至708g通过空间712延伸到敞开空间706之外，所述空间712界定在主体构件702和凸轮或铰链构件710的凸轮部分714之间(如图7C至7D所示)。如图7A、7C和7D所示，将弹簧构件708置于空间712中(并且适当绷紧地安装在其中)，可以至少部分地有助于使主体构件702和704处于更加分离的位置。臂708b至708g的末端被放大，这样可以防止臂708b至708g被完全拉回到敞开空间706之内。
该实施例中的凸轮或铰链构件710通过枢轴716与每个主体构件702和704枢轴相连。此外，该实施例中的凸轮或铰链构件710包括有三个独立的部分，即两个凸轮或铰链元件710a(与主体构件702枢轴联接)和凸轮或铰链元件710b(与主体构件704枢轴联接)。凸轮或铰链元件710a和710b通过一个或多个轴718相互枢轴联接。
在应用中，压缩力(比如竖直方向的或具有竖直分量的)作用于主体构件702和704上，该力试图压缩这些主体构件之间的敞开空间706，如图7C右侧图所示。该动作将使位于主体构件702和凸轮部分714之间的区域712的尺寸变小，并同时挤压弹簧构件708的臂708b至708g，所述臂位于主体构件702和凸轮或铰链构件710的凸轮部分714之间。随着压缩力进一步将主体构件702和704推向一起，弯曲的凸轮部分714将相对于弹簧构件708的各个臂旋转或转动，从而拉伸弹簧构件708的臂708b至708g，并将所述臂推出敞开空间706之外(比如，弹簧臂的水平位移)。当作用于主体构件702和704上的力释放或减轻时，弹簧构件708在其朝向其初始方位迅速回弹之时施加一个反向力，从而使凸轮或铰链构件710朝着原始方位转动和拉回。如果需要，可以使用止动构件720，例如作为铰链元件710a或710b的一部分结构，以便防止铰链元件710b相对于铰链元件710a过分旋转。
各种不同的材料和结构都可以应用在该弹簧装置700的部件上，而不脱离本发明。比如，选择弹簧构件708的结构和材料以及凸轮部分714的结构和材料，以便获得与主体构件702和弹簧构件708之间的啮合相比较高的磨擦啮合，当弹簧构件的臂708b至708g滑出敞开空间706之外时，上述选择将有利于凸轮部分714更好地将弹簧构件708拉伸出来。
图8A至图8C展示了依据本发明方面的另一个实施例弹簧装置800。在该实施例中，彼此相对地布置拱形主体部分或构件802和804，使得在它们之间界定了敞开空间806。可拉伸的弹簧构件808穿过敞开空间806延伸，并分别与主体构件802和804的圆形末端802a和804a枢轴啮合。弹簧构件808可以进一步延伸到敞开空间806之外，并且围绕主体构件802和804的外表面，从而至少基本上包围主体构件(比如，包围或覆盖至少50％的主体构件802和804的外表面)。在所示出的示例中，弹簧构件808基本包围了主体构件802和804的全部外表面。本实施例弹簧装置800的优点在于，它免除了弹簧装置结构对于分离的枢轴、铰链、和/或凸轮构件的需求。
在应用中，当施加使主体构件802和804向着彼此压缩的压缩力时，主体构件802和804的圆形末端802a和804a挤压在一起并相对于弹簧构件808转动，这导致弹簧构件808在挤压且拉平的主体构件802和804的力作用下向外拉伸。当压缩力释放或减轻时，弹簧构件808倾向于朝着其原始方位缩回，从而将主体构件802和804(和弹簧装置800)拉回到它们的原始方位和结构。
该所示实施例中的弹簧构件808包含有界定在其中的孔，从而使主体部分和构件802和804的外表面上的安装元件814，比如，销814，可以通过弹簧构件延伸，并且所述安装元件可以用来固定弹簧装置800的位置。比如，如图8C所示，安装元件814可以安装进在基座构件818上界定的孔816中，这样弹簧装置800就可稳固地安装在基座构件818之间了。图8C进一步的展示，可以将一个或多个弹簧装置800安装进一套基座构件818中，从而形成一个弹簧系统850，可以将所述弹簧系统850作为一个单元(比如“鞋跟骨架单元”)应用于另一个装置中，比如，鞋类或足部容纳装置的鞋跟区域或其它区域。
安装元件814除了可以作为主体构件802和804的一部分之外，还可以作为弹簧构件808的一部分，或者他们可以作为独立元件以某种方式连接到弹簧构件808和/或主体构件802和804上。此外，安装元件814可以由任何合适或期望的材料、以任何期望的形状构成，和/和提供在任何期望的位置，而不脱离本发明。比如，如前所述，安装元件814可以形成为肋状物，所述肋状物可容纳在界定于基座构件818中的轨道、凹槽或开口中，反之亦然。
图9A至图9C展示了另一个实施例弹簧装置900，该装置具有图8A至图8C所示的一般类型。在该装置中，第一拱形主体部分或构件902包括两个独立的弹簧主体区域902a和902b，第二拱形主体部分或构件904包括两个独立的弹簧主体区域904a和904b。单一的弹簧构件908穿过敞开空间906a和906b延伸，该敞开空间界定在弹簧主体区域902a、902b、904a和904b之间。尽管如同以上结合图8C所描述的，安装元件914可以作为弹簧构件908的一部分，也可以作为独立的附属配件，然而也可以将具有不同尺寸和形状的多个安装元件914作为主体构件902和904的一部分，而不脱离本发明。图9A至图9C所示的示例弹簧装置900，可以采用同图8A至图8C所展示的示例弹簧装置800以及前述的其它弹簧装置相同的方式使用和运行。
在图9A至图9C所示的实施例中，单一的弹簧构件908穿过敞开空间906a和906b延伸，并围绕主体构件902和904的外表面，所述敞开空间界定在弹簧主体区域902a、902b、904a和904b之间。可替换地，如果需要，对于该区域，每个敞开空间906a和906b都可以包含有独立的弹簧构件908或多个弹簧构件908。作为另一个可替换实施例，单一弹簧构件908可以延伸，以致至少基本覆盖或包围两套完全独立的弹簧主体部分或构件(比如，弹簧主体区域902a和902b和/或弹簧主体区域904a和904b不必由一块材料制成，而是可以由完全独立的材料制成)。对弹簧装置900的弹簧构件、主体构件和/或其它部分的结构和构造的其它改变都是可能的，而不脱离本发明。
在上述的各种冲击衰减及弹簧装置示例中，冲击衰减元件的主体部分都是由单独且独立的材料制成的。应当注意，比如，上述主体部分102，104，202，204，402，404，504，602，604，702，704，802和804。这并不是必须的。图10A至图10B所示的实施例冲击衰减及弹簧元件系统1000包含有四个单独的弹簧元件区域1002。每个弹簧元件区域都包含上部主体部分1004a和下部主体部分1004b，主体部分1004a和1004b面对面布置，使得在二者之间界定了敞开空间1006。在本例中，如图所示，主体部分1004a和1004b形成为单独的单一结构。而且，在本实施例中，在基座构件1016和1018之间有四个弹簧元件区域1002，从而构成单一结构，该单一结构可以安装于鞋类、其它足部容纳装置和/或其它所需装置中。弹簧元件区域1002可以通过任何期望的方式与基座构件1016和1018相连，比如利用胶粘剂、利用粘合剂、作为单一的一体结构、作为安装销或肋状物等等，而不脱离本发明。
图10B进一步展示了图10A中的弹簧元件系统1000，弹簧构件1008穿过主体部分1004a和1004b之间的敞开空间1006延伸。如图所示，该实施例中的弹簧构件1008包含有膨胀的末端或球形末端1008a，该末端可以安装到由主体部分1004a和1004b界定的相应凹槽1004c中。此外，至少在一些实施例中，凹槽1004c的开口处可以界定圆形边缘1004d。
在使用中，当压缩力作用以便压缩主体部分1004a和1004b之间的敞开空间1006时(比如，趋向于压扁弹簧元件区域1002)，圆形边缘1004d将会在弹簧构件1008上挤压，并稍微相对于弹簧构件1008旋转。弹簧元件区域1002变平的同时，前述挤压和旋转动作将使弹簧构件1008在敞开空间1006中在凹槽1004c之间伸长。然后，当压缩力释放或减轻时，弹簧构件1008将回复到或基本回复到其原始尺寸、形状和方位。在弹簧构件1008向着其原始尺寸、形状和方位紧缩时，弹簧构件1008的膨胀末端或球形区域1008a将会拉回主体部分1004a或1004b的边缘1004d，从而有助于使整个弹簧元件区域1002回复到它们的原始尺寸、形状和方位。
如图10A至图10B所示的冲击衰减及弹簧元件布置的优势在于：弹簧元件区域1002的主体部分1004a和1004b可以是单一结构，这种设计免除了对独立的铰链、销或轴等元件的需求。但是，弹簧构件1008的尺寸可以根据弹簧元件主体(比如主体部分1004c)的剩余部分来决定，使得如果需要，可以去除或替换弹簧构件1008，比如，以便为预期使用者和/或预期用途而定制，以下将会详细论述，以便更换坏了的弹簧构件1008等。当然，依据本发明的该实施例弹簧元件装置可以包含一个、两个或任何数目的弹簧元件区域1002，或独立的弹簧元件，而不脱离本发明。
如上所述，各种的冲击衰减及弹簧元件及其部分可以由任何合适的或期望的材料制成，包括以上所述的各具体实施例，而不脱离本发明。同样，上述实施例中的冲击衰减及弹簧元件的各部分可以由任何期望的方法制成，包括本领域内已知的常规方法，而不脱离本发明。比如，如果需要，各种弹簧主体部分或构件、弹簧构件、铰链构件等可以通过常规技术用塑料材料制成，包括喷射造型技术和/或其它造型技术，而不脱离本发明。
如上所述，依据本发明至少一些方面的一个或多个冲击衰减及弹簧元件可作为冲击衰减和/或弹簧元件，用于鞋类或其它足部容纳装置中。图11一般展示了一个具有鞋帮构件1102和鞋底构件1104的鞋类(或其它足部容纳装置)1100实施例。例如，在鞋帮构件1102和鞋底构件1104之间的任何合适或期望的位置，都可包含一个或多个依据本发明方面的弹簧装置1106，作为鞋底夹层或内底结构的一部分。如图11所示，弹簧装置1106可以位于鞋跟区和/或鞋头区，而不脱离本发明。如果需要，上述类型的冲击衰减及弹簧元件1106可以应用于足部容纳装置的足弓区来支撑足弓。
在一些实施例中，鞋类或足部容纳装置1100可以包含如此构造，使得在至少部分鞋帮构件1102和鞋底构件1104之间界定敞开空间1108(部分鞋底夹层结构可以包含敞开空间1108)，并且该敞开空间1108中可以包含有一个或多个弹簧装置1106。至少在一些实施例中，在鞋类或足部容纳装置的最终产品中，敞开空间1108可以保持开放和暴露的状态，比如，没有包围的泡沫材料、鞋底夹层结构或其它结构元件，类似于NIKE，Inc.的商标SHOX的产品。在另一些实施例中，在鞋类或足部容纳装置产品中，弹簧装置1106可能是隐藏的(比如，包含在鞋底夹层和/或外底结构中)，并且对于使用者或零售者来说是不易可见的，但是，如果需要，可以提供进入开口或窗口，而不脱离本发明。
当然，可以将弹簧装置1106应用在鞋类或其它足部容纳装置产品的任何期望位置，而不脱离本发明。比如，一个或多个弹簧装置1106可以作为鞋类或其它足部容纳装置的鞋底夹层的一部分，作为外底的一部分，作为独立元件，和/或应用于鞋子的其它部分，而不脱离本发明。附加地或可替换地，在相同的鞋类或足部容纳装置产品中，一个或多个弹簧装置1106可以呈现于敞开空间中(类似于敞开空间1108)，而其余部分可以隐藏起来。在不脱离本发明的情况下，其它的布置方式也是可以的。
本发明的其它方面还涉及提供包含有前述类型的冲击衰减及/或弹簧元件的鞋类或足部容纳装置的方法。如上所述，依据本发明的实施例的冲击衰减及弹簧元件的刚度特性可以很容易改变，比如，通过选择冲击衰减装置的各种元件的结构特性以便得到不同的刚度或冲击衰减特性(比如，通过改变弹簧构件的材料，改变弹簧构件的结构，改变弹簧构件的数量，改变弹簧构件的厚度，等等)；通过选择具有不同特性的主体部分或构件(比如，不同的主体材料，不同的主体厚度，不同的主体结构(比如，具有肋状物的外表面与光滑的外表面))；等等。
当确定放置于给定的鞋类或其它足部容纳装置中的弹簧构件、主体部分或构件和/或整个冲击衰减及弹簧元件的具体特性时，需要综合考虑各种因素。比如，根据预期的最终使用者的一个或多个特性，来选择弹簧构件、主体部分或构件和/或整个冲击衰减及弹簧元件的特性，比如，使用者的体重，使用者的鞋子尺寸，使用者的足部宽度，使用者的移动速度，使用者的跳跃能力，使用者的步态或步幅(如内旋或外旋趋势)等。同时，根据鞋类或足部容纳装置产品的预期最终用途，来选择不同的弹簧构件、主体部分或构件和/或整个冲击衰减及弹簧元件。比如，可以根据鞋类或足部容纳装置是否是用于走、跑、篮球运动、足球运动、棒球运动、垒球运动、疾跑、径赛项目、田赛项目、交叉训练、视频游戏、训练练习等等，来选择不同的冲击衰减及弹簧元件或其一个或多个部分(例如具有不同刚度)。
这些潜在的可变特性使得生产商、批发商、零售商、使用者或其它人可以通过选择不同的冲击衰减及弹簧元件和/或冲击衰减及弹簧元件的一部分，来选择性地确定和或/改变鞋类或其它足部容纳装置的刚度和冲击衰特性。在这种方式下，如果需要，生产商、批发商、零售商、使用者或其它人可以定制一双鞋类或其它足部容纳装置，比如，依据预期使用者的一个或多个特性，以及/或者依据产品预期的最终用途。而且，这种定制化可以在销售链的任何环节发生，比如，由生产商在生产地进行，由批发商或零售商进行(比如在仓库或销售场所，为了补充消耗的库存等)，由消费者在产品卖出之时和/或之后进行，等等。作为一个实施例，对于给定的一双鞋，可在装配厂选择冲击衰减及弹簧元件和/或其部分的特征，以及然后具体针对特定的用户或使用特征来销售这些鞋(例如，售货箱和/或鞋上的标签可指示此鞋是为165和180lbs之间的用户奔跑或慢跑而设计的)。然后，可在箱子或标签上标记用于一系列不同用途和用于不同用户重量(或其它特征)的鞋(依赖于所使用的冲击衰减及弹簧元件的特征)，并放置在市场上。。
作为另一个示例，鞋子零售商或者批发商可以在销售场所供应可插入鞋类或足部容纳装置中的冲击衰减及弹簧元件或其部分，例如可以根据预期使用者、预期用途的特性，和/或为了补充消耗的库存。作为另一个示例，使用者可以根据他们的即时需求和/和他们对鞋类或足部容纳装置的期望特性，自由地选择和/或更换冲击衰减及弹簧元件或其部分(比如，在使用现场，将一个或多个冲击衰减及弹簧元件或其部分更换为其它冲击衰减及弹簧元件或其部分)。对于使用者来说，可得到标有各种不同特性(例如，上述的不同使用者特性或预期使用特性)的冲击衰减及弹簧元件。本发明的这些方面对于如下的鞋类和足部容纳装置的设计来说特别有用，在这些鞋类和足部容纳装置中，当装置组装完全完成后，弹簧元件仍然保持可见和/或仍能由使用者容易获得。
作为另一个实施例，根据本发明方面的方法还进一步包含提供鞋类或其它足部容纳装置的至少鞋帮构件或鞋底构件。至少部分地根据鞋类或装置的预期使用者的特性或鞋类或装置的预期用途的特性，来选择或确定用于包含在鞋类或装置中的至少一部分冲击衰减及弹簧元件。如上所述，这种选择可能发生在，比如，生产场所、批发场所、零售场所、销售购买后、使用场所等等。可以在鞋类或其它足部容纳装置的期望位置使用冲击衰减及弹簧元件，比如，在鞋帮构件和鞋底附加之间，并与至少一部分鞋帮构件或鞋底构件(直接或间接)啮合。
如果期望，使用者可以通过移去一个或多个冲击衰减及弹簧元件或其部分，以及用新的冲击衰减及弹簧元件或其部分来更换它/它们，从而改变鞋类或其它足部容纳装置的特性。这个特性还可以用于更换损坏的冲击衰减及弹簧元件，为新使用者定制足部容纳装置，或为改变使用者或使用状态而定制足部容纳装置，等等。
D.结论
尽管已就具体的实施例，包括目前实施本发明的优选方式，描述了本发明，然而本领域的技术人员应理解，上述的系统和方法存在许多变更和改变。因此，应如所附权利要求所阐述的，广义地解释本发明的精神和范围。

Claims (60)

1、一种冲击衰减及弹簧装置，包括：
第一主体部分，其具有第一连接边缘和第二连接边缘；
第二主体部分，其具有第一连接边缘和第二连接边缘，其中所述第一主体部分和所述第二主体部分，至少部分地，界定所述装置的基本方位，并且其中在所述第一主体部分和所述第二主体部分之间界定了敞开空间；以及
第一弹簧构件，其具有第一连接边缘和第二连接边缘，其中所述第一弹簧构件的所述第一连接边缘枢轴啮合所述第一主体部分的所述第一连接边缘和所述第二主体部分的所述第一连接边缘，并且其中所述第一弹簧构件的所述第二连接边缘枢轴啮合所述第一主体部分的所述第二连接边缘和所述第二主体部分的所述第二连接边缘；
第一轴，其以枢轴方式联接所述第一主体部分的所述第一连接边缘、所述第二主体部分的所述第一连接边缘和所述第一弹簧构件的所述第一连接边缘；以及
第二轴，其以枢轴方式联接所述第一主体部分的所述第二连接边缘、所述第二主体部分的所述第二连接边缘和所述第一弹簧构件的所述第二连接边缘，
其中，力作用于至少所述第一主体部分或所述第二主体部分之一，导致改变所述装置使其脱离所述基本方位，使得所述第一弹簧构件在拉力作用下伸长并施加驱使所述装置回复到所述基本方位的力。
2、根据权利要求1所述的装置，进一步包括：
第二弹簧构件，相对于所述第一主体部分和所述第二主体部分枢轴啮合，其中，当施加力导致改变所述装置使其脱离基本方位时，所述第二弹簧构件施加驱使所述装置回复到基本方位的力。
3、根据权利要求2所述的装置，其中所述第一弹簧构件包含在拉力作用下伸长的第一聚合物元件，并且所述第二弹簧构件包含在拉力作用下伸长的第二聚合物元件。
4、根据权利要求2所述的装置，其中所述第一弹簧构件在所述第一主体部分和所述第二主体部分之间的中心位置处，穿过所述敞开空间延伸，并且所述第二弹簧构件在所述第一主体部分和所述第二主体部分之间的中心位置处，穿过所述敞开空间延伸。
5、根据权利要求4所述的装置，其中所述第一弹簧构件在接近所述第一主体部分的中心部分的位置处，穿过所述敞开空间延伸，并且第二弹簧构件在接近所述第二主体部分的中心部分的位置处，穿过所述敞开空间延伸。
6、根据权利要求1所述的装置，其中所述第一弹簧构件包含在拉力作用下伸长的聚合物元件。
7、根据权利要求1所述的装置，其中所述第一主体部分包含用于将所述装置固定在其它元件上的部件。
8、根据权利要求1所述的装置，其中所述第一主体部分的一个外表面形成第一附着基座。
9、根据权利要求1所述的装置，其中所述第一弹簧构件在所述第一主体部分和所述第二主体部分之间的中心位置处，穿过所述敞开空间延伸。
10、根据权利要求1所述的装置，其中所述第一主体部分、所述第二主体部分和所述第一弹簧构件沿着它们的第一连接边缘，在一个位置处相互联接，并且所述第一主体部分、所述第二主体部分和所述第一弹簧构件沿着它们的第二连接边缘，在一个位置处相互联接。
11、根据权利要求1所述的装置，其中所述第一主体部分、所述第二主体部分和所述第一弹簧构件沿着它们的第一连接边缘，在多个位置处相互联接，并且所述第一主体部分、所述第二主体部分和所述第一弹簧构件沿着它们的第二连接边缘，在多个位置处相互联接。
12、根据权利要求1所述的装置，进一步包括：
至少一个铰链构件，用于将所述第一弹簧构件枢轴啮合到所述第一主体部分和所述第二主体部分。
13、根据权利要求12所述的装置，其中所述铰链构件包含：
第一铰链元件，与所述第一主体部分枢轴联接；
第二铰链元件，与所述第二主体部分枢轴联接；以及
轴，枢轴联接所述第一铰链元件、所述第二铰链元件和所述第一弹簧构件。
14、根据权利要求1所述的装置，进一步包括：
第一基座，其中所述第一主体部分与所述第一基座相接触；以及
第二基座，其中所述第二主体部分与所述第二基座相接触。
15、根据权利要求14所述的装置，其中所述第一主体部分可移动地啮合所述第二基座，并且其中所述第二主体部分可移动地啮合所述第一基座。
16、根据权利要求1所述的装置，其中所述第一主体部分包含第一圆形边缘和第二圆形边缘，其中所述第一主体部分的所述第一圆形边缘和所述第二圆形边缘提供与所述第一弹簧构件的枢轴啮合，并且其中所述第二主体部分包含第一圆形边缘和第二圆形边缘，其中所述第二主体部分的所述第一圆形边缘和所述第二圆形边缘提供与所述第一弹簧构件的枢轴啮合。
17、根据权利要求1所述的装置，其中至少所述第一主体部分或所述第二主体部分之一包含具有肋状物的外表面。
18、根据权利要求1所述的装置，其中所述第一主体部分是与所述第二主体部分相独立的部件。
19、一种冲击衰减及弹簧装置，包括：
第一主体部分；
第二主体部分，其中所述第一主体部分和所述第二主体部分，至少部分地，界定所述装置的基本方位，并且其中在所述第一主体部分和所述第二主体部分之间界定了敞开空间；以及
第一弹簧构件，相对于至少所述第一主体部分或所述第二主体部分之一枢轴啮合，
其中，力作用于至少所述第一主体部分或所述第二主体部分之一，导致改变所述装置使其脱离所述基本方位，使得所述第一弹簧构件在拉力作用下伸长并施加驱使所述装置回复到所述基本方位的力，
其中所述第一主体部分和所述第二主体部分形成为单一的整体结构，
进一步地，其中所述第一弹簧构件包含安装到由所述第一主体部分和所述第二主体部分界定的相应凹槽的膨胀的末端或球形末端。
20、一种冲击衰减及弹簧装置，包括：
第一拱形主体部分；
第二拱形主体部分，面对所述第一拱形主体部分，其中在所述第一拱形主体部分和所述第二拱形主体部分之间界定敞开空间；以及
第一弹簧构件，至少部分地包含在所述敞开空间里，并且延伸以致至少基本围绕并包含所述第一拱形主体部分和所述第二拱形主体部分，
其中，当力作用于至少所述第一拱形主体部分或所述第二拱形主体部分之一，导致改变所述装置的方位时，所述第一弹簧构件将在拉力作用下伸长并会施加驱使所述装置回复到其初始方位的力。
21、根据权利要求20所述的装置，进一步包括：
第三拱形主体部分；和
第四拱形主体部分，面对所述第三拱形主体部分，其中在所述第三拱形主体部分和所述第四拱形主体部分之间界定第二敞开空间；
其中，所述第一弹簧构件至少部分地包含在所述第二敞开空间里，并且延伸以致至少基本包含所述第三拱形主体部分和所述第四拱形主体部分，并且其中当力作用于至少所述第三拱形主体部分或所述第四拱形主体部分之一，导致改变所述装置的方位时，所述第一弹簧构件施加驱使所述装置回复到其初始方位的力。
22、根据权利要求20所述的装置，其中所述第一拱形主体部分的一部分穿过所述第一弹簧构件延伸，并且其中所述第二拱形主体部分的一部分穿过所述第一弹簧构件延伸。
23、根据权利要求22所述的装置，进一步包括：
第一基座，与所述第一拱形主体部分的穿过所述第一弹簧构件延伸的所述部分啮合；以及
第二基座，与所述第二拱形主体部分的穿过所述第一弹簧构件延伸的所述部分啮合。
24、根据权利要求20所述的装置，进一步包括；
第一基座，与所述第一弹簧构件的一个外表面啮合；以及
第二基座，与所述第一弹簧构件的所述外表面啮合。
25、根据权利要求20所述的装置，其中所述第一拱形主体部分包含第一圆形边缘和第二圆形边缘，其中所述第一拱形主体部分的所述第一圆形边缘和所述第二圆形边缘提供与所述第一弹簧构件的枢轴啮合；并且其中所述第二拱形主体部分包含第一圆形边缘和第二圆形边缘，其中所述第二拱形主体部分的所述第一圆形边缘和所述第二圆形边缘提供与所述第一弹簧构件的枢轴啮合。
26、一种冲击衰减及弹簧装置，包括：
第一主体部分；
第二主体部分，面对所述第一主体部分，其中在所述第一主体部分和所述第二主体部分之间界定敞开空间；
第一弹簧构件，至少部分地包含在所述敞开空间里；以及
铰链构件，将所述第一主体部分和所述第二主体部分联接，其中所述弹簧构件与所述铰链构件的凸轮部分啮合，
其中，当力作用于至少所述第一主体部分或所述第二主体部分之一，导致改变所述装置的方位时，所述第一弹簧构件在拉力作用下伸长并施加驱使所述装置回复到其初始方位的力。
27、根据权利要求26所述的装置，其中所述第一弹簧构件穿过在所述第一主体部分和所述铰链构件的所述凸轮部分之间界定的区域，延伸到所述敞开空间之外。
28、根据权利要求27所述的装置，其中所述第一弹簧构件的至少一部分相对于所述第一主体部分可滑动地移动。
29、根据权利要求26所述的装置，其中所述铰链构件包含第一铰链元件，相对于所述第一主体部分枢轴啮合；和第二铰链元件，相对于所述第二主体部分枢轴啮合，其中，所述第一铰链元件和所述第二铰链元件枢轴联接。
30、一种足部容纳装置，包括：
鞋帮构件；
与鞋帮构件啮合的鞋底构件；以及
冲击衰减/弹簧装置，至少与所述鞋帮构件或所述鞋底构件之一啮合，其中所述冲击衰减/弹簧装置包括：
(a)第一主体部分，其具有第一连接边缘和第二连接边缘；
(b)第二主体部分，其具有第一连接边缘和第二连接边缘，其中所述第一主体部分和所述第二主体部分，至少部分地，界定所述冲击衰减/弹簧装置的基本方位，并且其中在所述第一主体部分和所述第二主部分之间界定了敞开空间；和
(c)第一弹簧构件，其具有第一连接边缘和第二连接边缘，其中所述第一弹簧构件的所述第一连接边缘枢轴啮合所述第一主体部分的所述第一连接边缘和所述第二主体部分的所述第一连接边缘，并且其中所述第一弹簧构件的所述第二连接边缘枢轴啮合所述第一主体部分的所述第二连接边缘和所述第二主体部分的所述第二连接边缘；
(d)第一轴，其以枢轴方式与所述第一主体部分的所述第一连接边缘、所述第二主体部分的所述第一连接边缘和所述第一弹簧构件的所述第一连接边缘相联接；以及
(e)第二轴，其以枢轴方式与所述第一主体部分的所述第二连接边缘、所述第二主体部分的所述第二连接边缘和所述第一弹簧构件的所述第二连接边缘相联接，
其中，力作用于至少所述第一主体部分或所述第二主体部分之一，导致改变所述冲击衰减/弹簧装置使其脱离基本方位，使得所述第一弹簧构件在拉力作用下伸长并施加驱使所述冲击衰减/弹簧装置回复到所述基本方位的力。
31、根据权利要求30所述的足部容纳装置，其中所述冲击衰减/弹簧装置位于鞋跟区域。
32、根据权利要求30所述的足部容纳装置，其中在所述足部容纳装置的使用过程中，所述冲击衰减/弹簧装置至少部分地可见。
33、根据权利要求30所述的足部容纳装置，进一步包括：
第二冲击衰减/弹簧装置，与至少所述鞋帮构件或所述鞋底构件之一啮合。
34、根据权利要求30所述的足部容纳装置，其中所述第一弹簧构件包含在拉力作用下伸长的聚合物元件。
35、根据权利要求30所述的足部容纳装置，其中所述冲击衰减/弹簧装置包含用于固定到所述足部容纳装置的其它元件上的部件。
36、根据权利要求30所述的足部容纳装置，其中所述足部容纳装置是运动型鞋类。
37、一种足部容纳装置，包括：
鞋帮构件；
与所述鞋帮构件啮合的鞋底构件；以及
冲击衰减/弹簧装置，与至少所述鞋帮构件或所述鞋底构件之一啮合，所述冲击衰减/弹簧装置包括：
(a)第一拱形主体部分；
(b)第二拱形主体部分，面对所述第一拱形主体部分，其中在所述第一拱形主体部分和所述第二拱形主部分之间界定了敞开空间；以及
(c)第一弹簧构件，至少部分地包含在所述敞开空间里，并且延伸以致至少基本围绕并包含所述第一拱形主体部分和所述第二拱形主体部分，
其中，当力作用于至少所述第一拱形主体部分或所述第二拱形主体部分之一，导致改变所述冲击衰减/弹簧装置的方位时，所述第一弹簧构件在拉力作用下伸长并施加驱使所述冲击衰减/弹簧装置回复到其初始方位的力。
38、根据权利要求37所述的足部容纳装置，其中所述冲击衰减/弹簧装置进一步包括：
(d)第三拱形主体部分；以及
(b)第四拱形主体部分，面对所述第三拱形主体部分，其中在所述第三拱形主体部分和所述第四拱形主部分之间界定第二敞开空间，
其中，所述第一弹簧构件至少部分地包含在所述第二敞开空间里，并且延伸以致至少基本包含所述第三拱形主体部分和所述第四拱形主体部分，并且其中，当力作用于至少所述第三拱形主体部分或所述第四拱形主体部分之一，导致改变所述冲击衰减/弹簧装置的方位时，所述第一弹簧构件施加驱使所述冲击衰减/弹簧装置回复到其初始方位的力。
39、根据权利要求37所述的足部容纳装置，其中所述冲击衰减/弹簧装置位于鞋跟区域。
40、根据权利要求37所述的足部容纳装置，其中在所述足部容纳装置的使用过程中，所述冲击衰减/弹簧装置至少部分地可见。
41、根据权利要求37所述的足部容纳装置，进一步包括：
第二冲击衰减/弹簧装置，与至少所述鞋帮构件或所述鞋底构件之一啮合。
42、根据权利要求37所述的足部容纳装置，其中所述第一弹簧构件包含在拉力作用下伸长的聚合物元件。
43、根据权利要求37所述的足部容纳装置，其中所述冲击衰减/弹簧装置包含用于固定到所述足部容纳装置的其它元件上的部件。
44、根据权利要求37所述的足部容纳装置，其中所述足部容纳装置是运动型鞋类。
45、一种足部容纳装置，包括：
鞋帮构件；
与所述鞋帮构件啮合的鞋底构件；以及
冲击衰减/弹簧装置，与至少所述鞋帮构件或所述鞋底构件之一啮合，所述冲击衰减/弹簧装置包括：
(a)第一主体部分；
(b)第二主体部分，面对所述第一主体部分，其中在所述第一主体部分和所述第二主部分之间界定敞开空间；
(c)第一弹簧构件，至少部分地包含在所述敞开空间里；以及
(d)铰链构件，联接所述第一主体部分和所述第二主体部分，其中所述弹簧构件与所述铰链构件的凸轮部分啮合，
其中，当力作用于至少所述第一主体部分或所述第二主体部分之一，导致改变所述冲击衰减/弹簧装置的方位时，所述第一弹簧构件在拉力作
用下伸长并施加驱使所述冲击衰减/弹簧装置回复到其初始方位的力。
46、根据权利要求45所述的足部容纳装置，其中所述第一弹簧构件穿过在所述第一主体部分和所述铰链构件的所述凸轮部分之间界定的区域，延伸到所述敞开空间之外。
47、根据权利要求46所述的足部容纳装置，其中所述第一弹簧构件的至少一部分相对于所述第一主体部分可滑动地移动。
48、根据权利要求45所述的足部容纳装置，其中所述铰链构件包含第一铰链元件，相对于所述第一主体部分枢轴啮合；和第二铰链元件，相对于所述第二主体部分枢轴啮合，其中，所述第一铰链元件和所述第二铰链元件枢轴联接。
49、根据权利要求45所述的足部容纳装置，其中所述冲击衰减/弹簧装置位于鞋跟区域。
50、根据权利要求45所述的足部容纳装置，其中多个冲击衰减/弹簧装置位于鞋跟区域。
51、根据权利要求45所述的足部容纳装置，其中所述足部容纳装置是运动型鞋类。
52、一种将权利要求1所述的冲击衰减及弹簧装置包含于足部容纳装置中的方法，包括：
提供足部容纳装置的鞋帮构件和鞋底构件；
至少部分地根据足部容纳装置的使用者特性或足部容纳装置的预期用途特性，来选择至少一部分冲击衰减/弹簧装置；以及
将所述至少一部分冲击衰减/弹簧装置与所述足部容纳装置的至少所述鞋帮构件或所述鞋底构件之一啮合，
其中所述至少一部分冲击衰减/弹簧装置的所述啮合的步骤包括啮合所述至少一部分冲击衰减/弹簧装置，以使所述至少一部分冲击衰减/弹簧装置能够在使用或出售时被使用者移去，并且至少新的一部分冲击衰减/弹簧装置可在使用或出售时被使用者啮合所述足部容纳装置的所述鞋帮构件或所述鞋底构件，以在使用或出售时为使用者定制所述足部容纳装置。
53、根据权利要求52所述的方法，其中至少部分地根据最终使用者的体重来选择所述至少一部分冲击衰减/弹簧装置。
54、根据权利要求52所述的方法，其中根据使用者的特性，选择所述聚合物弹簧构件的所述弹簧特性。
55、根据权利要求52所述的方法，其中在销售场所选择所述至少一部分冲击衰减/弹簧装置。
56、根据权利要求52所述的方法，进一步包括：
从所述足部容纳装置中去除所述至少一部分冲击衰减/弹簧装置；以及
在所述足部容纳装置中插入至少新的一部分冲击衰减/弹簧装置。
57、根据权利要求56所述的方法，其中所述至少一部分冲击衰减/弹簧装置由使用者去除。
58、根据权利要求56所述的方法，其中所述至少新的一部分冲击衰减/弹簧装置由使用者插入到所述足部容纳装置中。
59、根据权利要求52所述的方法，其中选择所述至少一部分冲击衰减/弹簧装置的步骤包括选择完整的冲击衰减/弹簧装置。
60、根据权利要求52所述的方法，其中所述足部容纳装置是运动型鞋类。
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