CN1578634B - 鞋底以及用于鞋底的缓冲垫 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于鞋底的缓冲垫(20)。该缓冲垫(20)包括：用于对穿鞋者的脚的中间部分提供缓冲的中间腔(26)；设置在该中间腔(26)内的内腔(40)，以便增加该中间腔的刚性；以及至少一个用于对该穿鞋者的脚的侧部分提供缓冲的侧腔(24)。该中间腔(26)和该侧腔(24)成整体结构。

Description

鞋底以及用于鞋底的缓冲垫

技术领域

本发明涉及一种用于鞋底的缓冲垫，以便对脚提供缓冲并支承脚。本发明尤其涉及一种具有至少一个腔的缓冲垫，该腔封装用于对脚的一区域提供缓冲的内腔。

背景技术

运动鞋鞋底形成有各种弹性缓冲元件，以便通过例如存储和吸收冲击能量从而对穿鞋者的脚提供缓冲。已知的缓冲元件包括被加压的囊体封装材料，压力例如大于该缓冲元件周围的环境压力。通常的材料包括气体、粘性液体、和凝胶。这些已知的鞋底的缓冲特性取决于保持该封装材料的加压状态。

用于鞋底的缓冲元件应在理论上提供作为位置的函数而变化的缓冲特性。例如，缓冲垫提供的刚性相对于侧边缘沿中间边缘具有更大的刚性，与缺少这种不同刚性的缓冲垫相比，这将降低平足的状态。

发明内容

本发明涉及一种缓冲垫，其包括至少一个封装有内元件的腔。腔是具有封装一容积的表面的元件，该容积例如为含有气体或流体的中空容积。内元件优选为吹制模制腔，其增加该封装腔的垂直刚性和弹性。封装有内腔的腔可称为中间腔，这是由于其优选为沿缓冲垫的中间部分设置。当缓冲垫设置在鞋底中时，该封装腔优选为从靠近鞋底的中间脚跟部分的位置处延伸到靠近鞋底的中间足前部的位置处。

中间腔和内元件具有的强度和刚性足以支承穿鞋者的脚的中间(内)边缘部分，即使是在其中没有保持任何流体的情况下也是如此。因此，中间腔和内元件的缓冲特性优选为大致独立于压力和存在于其中的任何流体或其它材料的可压缩性。

除了中间腔之外，缓冲垫优选为包括至少一个侧缓冲垫和一个后缓冲垫。当该缓冲垫设置在鞋底中时，侧缓冲垫支承穿鞋者的脚的侧(外)边缘部分并对其提供缓冲。后缓冲垫支承穿鞋者的脚的后部(例如脚跟后部)并对其提供缓冲。

侧缓冲垫和后缓冲垫优选为封装流体，该流体可通过在其间的管或其它通道在这些缓冲垫之间流动。在脚跟撞击地面时由于穿鞋者的脚使得流体从后腔流到侧腔从而进行压缩，因此该侧缓冲垫和后缓冲垫的缓冲特性可改变。该流体优选为气体，例如空气。在脚跟撞击地面之前，任何保持在侧腔和后腔内的流体优选为不加压到高于缓冲垫周围的环境压力的压力。

附图说明

参照附图来详细描述本发明，在附图中：

图1是本发明的缓冲垫的底视图；

图2是图1所示的缓冲垫的截面图；

图3是图1所示的缓冲垫的第二截面图；

图4是图1所示的缓冲垫的侧面侧视图；

图5是图1所示的缓冲垫的中间截面图；

图6是依据本发明的缓冲垫的第二实施例的底视图；

图7是图6所示的缓冲垫的截面图；

图8是本发明的鞋底和缓冲垫的中间侧视图；

图9是图8所示的鞋底的底视图；

图10和11是图9所示的鞋底的截面图；

图12是本发明的第二鞋底和缓冲垫的底视图；

图13是图12所示的鞋底和缓冲垫的截面图；

图14是图12所示的鞋底和缓冲垫的侧面侧视图；以及

图15是图12所示的鞋底和缓冲垫的中间侧视图。

具体实施方式

参照图1和2，缓冲垫20包括外缓冲垫22，该外缓冲垫优选为包括侧腔24、中间腔26、和后腔28。腔24、26、28包括流体，例如气体，在静止状态中该流体优选为不加压到大于缓冲垫22在使用中的周围环境压力的压力。优选的是，无论包含在腔中的是何种材料，该腔的强度足以支承穿鞋者的脚并对其提供缓冲，然而，一个或多个腔可包括与腔配合作用的流体，以便支承穿鞋者的脚并对其提供缓冲。例如，腔封装的气体在脚跟击地时压力增大，以便进一步地对脚提供缓冲。

缓冲垫20优选为设置在由常规材料形成的鞋底中。例如，鞋底可包括由乙基乙酸乙烯酯(EVA)制成的主鞋底以及由例如橡胶的材料制成的鞋外底。与缓冲垫20一起使用的适当的鞋底和鞋底结构在美国专利6026593中进行了描述，其内容通过引证结合于此。在优选实施例中，缓冲垫20设置在鞋底中，以便对穿鞋者的脚提供缓冲。

缓冲垫20的脚接触区域(footprint)优选为不对称的。中间腔26优选为比侧腔朝向缓冲垫的前部(即当置于鞋底中时，为鞋底的前部)延伸更长的距离d1。不对称性加强了缓冲垫20降低穿鞋者的脚的平足状态趋势的能力。

中间腔的宽度W1由缓冲垫20的外中间边缘50和内中间边缘52来限定，内中间边缘大致平行外中间边缘延伸，该外中间边缘平行于该缓冲垫的主纵向轴线54。中间腔的宽度优选为小于缓冲垫20的总宽度W2的大约40％。当缓冲垫20设置在鞋底中时，中间腔优选为从靠近脚跟的位置延伸到鞋的足前部。该中间腔的宽高比优选为大约2-4。

中间腔和侧腔优选为由连接片42间隔开，该连接片允许中间腔和侧腔彼此独立地压缩。连接片42还可允许缓冲垫20围绕连接片42的纵向轴线挠曲。后腔由连接片43与中间腔和侧腔间隔开，该连接片允许后腔与中间腔和侧腔间彼此独立地压缩。连接片43还间隔开中间腔26的后部75和腔28。

中间腔26封装一内元件40，该内元件优选为吹制模制的腔。内元件40和中间腔26共同使用，使得缓冲垫20的中间部分比侧腔更具刚性，以便使穿鞋者的脚稳定，由此防止穿鞋者的脚朝向侧向成过度的平足状态(pronation)。具有内元件的中间腔的刚性优选为至少比侧腔的刚性大10％，例如大25％。

可通过例如改变邻接顶表面和底表面的腔壁的半径r1，从而改变中间腔和内元件的刚性。例如，减小该半径可增加中间腔或内元件的刚性。相对于该腔的上表面的表面积，增加中间腔的脚接触区域也可增加该腔的刚性。

用于改变腔的刚性的其它方式包括在该腔的表面上设置肋56，设置夹紧/定位销标记58、以及增大内元件的刚性。该标记58可用于防止内腔在中间腔内移动。在这种情况下，标记58形成为从中间腔的外表面60延伸到内元件40的外表面62上的凹部。

侧腔和在其中的内元件的形状和结构如此选择，以便使得这些腔与组合的中间腔/内元件相比更具有柔性，以便对穿鞋者的脚提供缓冲。例如，侧腔优选为没有内元件，或者形成的内元件与在中间腔内的内元件相比更具柔性。此外，邻接壁和顶表面的半径r2大于中间腔的对应半径。侧腔如此成型，即其脚接触区域与顶表面的比率比中间腔的比率小。

侧腔可通过例如管77流体连通，以便流体可在脚跟击地时在侧腔之间流动。当脚跟击地时流体从一个腔流到另一腔，接收流体的腔的缓冲特性增大。然而，中间腔的缓冲特性优选为独立于侧腔的缓冲特性。因此，中间腔优选为不与侧腔流体连通。

内元件40的外表面62优选为在形状上相当于中间腔26的内表面63并具有相似尺寸。如果内元件的外表面在尺寸上小于中间腔的内表面或形状不同，则中间腔的内表面、优选为内顶表面和内底表面可包括一个或多个定位穴，以便在其中定位该内缓冲元件。内缓冲元件的外表面可包括一个或多个形状与该定位穴互补的突起。当然，中间腔的内表面可设置有突起，以便与内缓冲元件的外表面的穴互补。

参照图3和4，后腔的底表面66优选为相对于后腔28的上表面68形成有角度

，由此形成斜面。角度为大约3-15度，例如为6-10度。优选的是，后腔的顶表面和底表面之间的距离从缓冲垫的后部朝向缓冲垫的前部增加，以便使得底表面从水平面向上倾斜以与顶表面相交。

后腔从缓冲垫20的中心线设置有一角度并且与最靠近的侧腔和中间腔分开，以便形成脚跟间隙，其与连接片43相符。从中心线开始的角度大约20-45度，例如大约30-40度。在脚跟击地时，缓冲垫20沿该脚跟间隙挠曲，以便降低鞋过度卷曲到一侧的趋势。在脚跟击地之后，脚跟间隙降低平足状态率，以便降低在脚跟击地与足前部接触地面之间的平足状态的量。

在本发明的一个实施例中，鞋外底直接粘接到腔24、26、28的下表面上，使得连接片42、43暴露。使连接片暴露可允许该完整的鞋底沿连接片42、43保持缓冲垫的多个挠曲性。

参照图1、4、5，外缓冲垫22的壁具有部分延伸或沿整个宽度方向横跨延伸的肋56。该肋构形成并且尺寸确定成使得壁刚性增大。例如，肋延伸横跨该部件的顶表面和底表面，以便增加部件的刚性。

外缓冲垫22优选为吹制模制成单件的整体结构。本领域的普通技术人员应当理解，吹制模制可包括树脂材料挤压通过模和芯，空气注射通过树脂、随后封闭模具，冷却和取出该模制的元件。

内元件40也优选为吹制模制成，而且还可由与外缓冲垫22不同的过程来形成。

外缓冲垫22优选为由模量比形成内元件40的材料的模量更低的材料形成。形成该外缓冲垫的材料优选为向缓冲垫20提供阻尼特性。例如，对应外缓冲垫22优选的材料包括热塑塑料，例如氨基申酸乙酯(及混合物)、PVC(及混合物)、聚酯和聚酯-聚醚多元醇混合物、乙烯基乙酸乙烯酯和聚醚。

形成内元件40的材料优选为使得缓冲垫20具有刚性和弹性特性。在缓冲垫20的内元件40的结构中使用的优选材料包括例如，聚酯弹性体例如HYTREL HTR5612或HTX8382、氨基申酸乙酯(及混合物)、PVC(及混合物)、聚酯和聚酯-聚醚多元醇混合物、乙烯基乙酸乙烯酯和聚醚。HYTREL弹性体设计成吹制模制成并且由Dupont公司出售。内元件40还可由例如泡沫材料形成，例如提供轻质量阻尼器的封闭多孔泡沫材料。

用于内元件40的优选弹性体材料具有较高的熔融粘度。最优选的内元件材料最好具有大约0.45的泊松比、大约100-150MPa的挠曲模量，例如为124MPa、以及大约40-60的计示硬度，例如50的肖氏硬度。当经过压缩测试时，该材料被压缩到其初始厚度的50％48小时，并且随后松开，该材料优选为大致完全解除压缩。在压缩测试之后，该优选构形恢复为在其初始厚度的1％范围内。

使用该优选材料，该外缓冲垫22的壁的优选厚度30大约为1.0-2.5毫米，例如大约1.4-2.4毫米，以便支承脚并对其提供缓冲，同时保持鞋底的其余部分不塌陷。内元件40的壁的厚度31优选为大约0.5-2.2毫米，例如大约0.75-1.5毫米。这些厚度依据构造鞋底的活动性可减小或增大。各个腔之间的厚度还可改变，以便限制其刚性变化。例如，当腔的表面几何形状改变时，例如当设置肋以便与不改变的腔相比增加该腔的强度时，厚度可减小。外缓冲垫的优选高度32是缓冲垫处的鞋底高度的大约60-95％，最优选为大约80-85％。

由于优选的吹制模制过程，保留了突出端34，在制造过程中空气经过该突出端吹入。这些突出端被密封，以便防止缓冲垫20在走每一步时由于空气经突出端吸入并吹出从而发出讨厌的噪音。突出端34的密封还防止在步行表面上的水或其它流体进入缓冲垫20。如果突出端34本身不是封闭的，在鞋底上靠近缓冲垫20的材料可用于阻塞该突出端开口。如上所述，尽管一旦突出端34被阻塞，缓冲垫20可保持住空气，但是缓冲垫20的壁提供了对脚的主支承并对其提供缓冲，而不是由被保持的空气或其它流体来实现以上效果。

除了吹制模制之外，可使用其它的常规模制过程，例如真空模制、挤压、注射模制，以形成本发明的缓冲垫。当真空模制缓冲垫时，可采用一个或两个床系统。在一个床系统中，缓冲垫的相对表面独立地形成并连接，例如通过RF焊接而连接。在两个床系统中，使用第一和第二模具以形成和连接缓冲垫的相对表面。每一内囊体件可使用不同制造过程和/或方法来形成。例如，设置在侧腔中的内元件可形成比中间腔的内元件40的刚性更小的刚性。

参照图6和7，缓冲垫20’没有缓冲垫20的销标记，但是其它方面相同。缓冲垫20’包括侧腔24’、后腔28’、和中间腔26’。肋56’增加了侧腔24’和后腔28’的刚性。带有撇号的附图标记与相同的不带撇号的附图标记表示相同的部件。

参照图8-11，鞋底200包括缓冲垫202。鞋底200的脚跟部分201包括与后腔216相关的后鞋外底204、与中间腔212相关的中间鞋外底206、以及与后腔210相关的后鞋外底。每一鞋外底可通过例如粘接剂固定到其相应的腔上。鞋底200还包括鞋中底218，其由例如EVA形成。

中间腔212包括内缓冲元件，该内缓冲元件是内腔214，例如如上所述的吹制模制的内腔。

腔210和212可例如通过挠曲从而彼此相对地围绕连接片220移动。后腔216相对于腔210和212围绕222移动，该连接片如上所述地形成脚跟间隙。

缓冲垫202的至少一部分暴露出来，其没有被鞋外底部分覆盖，如图11所示。该鞋外底施加到缓冲垫202的腔的底表面上，没有置于其间的鞋中底，由此使得缓冲垫202的连接片部分大致暴露出来。

参照图12-15，鞋底300的脚跟部分301包括缓冲垫302。缓冲垫302包括带有内缓冲元件306的中间腔304、侧腔308、以及后腔310。

脚跟部分301包括鞋外底312，其通过鞋中底314与缓冲垫302间隔开。鞋外底312的部分319可包含几何特征，例如人字形特征，以便有助于施加力。鞋底300的足前部部分包含鞋外底321，其也包含带有几何特征的部分323。

应当理解，本发明的鞋底可设置在鞋的足前部上，以便对例如脚的跖骨和趾骨提供缓冲。足前部腔可分为中间区域和侧区域，并且沿穿鞋者的脚的足前部的侧向和中间侧延伸。每一腔可包括内腔，以便调节该部件的稳定性和缓冲特性。足前部缓冲腔的高度与宽度比率优选为小于缓冲垫20的中间腔的对应比率。

尽管在以上的详细描述中参照优选实施例描述了本发明，但是本领域的普通技术人员应当理解，本发明不限于所示的实施例，并且在不脱离由后附的权利要求限定的本发明的范围内的情况下，可进行许多附加和变型。因此，本发明仅由后附的权利要求及其等效形式来限定。

Claims (6)

1.一种用于鞋底的缓冲垫，其包括：

用于对穿鞋者的脚的中间部分提供缓冲的中间腔；

设置在该中间腔内的内腔，以便增加该中间腔的刚性，其中所述内腔的外表面在形状上基本对应于所述中间腔的内表面并且具有与所述中间腔的内表面相似的尺寸，由此所述内腔和所述中间腔共同使用以使得所述中间腔更具刚性；以及

至少一个用于对该穿鞋者的脚的侧部分提供缓冲的侧腔，其中所述中间腔不与所述侧腔流体连通，使得所述中间腔的缓冲特性独立于所述侧腔的缓冲特性。

2.如权利要求1所述的缓冲垫，其特征在于，该中间腔和侧腔是整体的结构。

3.如权利要求2所述的缓冲垫，其特征在于，该中间腔和侧腔由吹制模制成。

4.如权利要求1所述的缓冲垫，其特征在于，该内腔由刚性高于形成该中间腔和侧腔的材料刚性的材料形成。

5.如权利要求1所述的缓冲垫，其特征在于，该内腔由吹制模制成。

6.一种包括如权利要求1所述的缓冲垫的鞋底。

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