專利名稱：鞋底以及用于鞋底的緩沖墊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于鞋底的緩沖墊，以便對腳提供緩沖并支承腳。本發(fā)明尤其涉及一種具有至少一個腔的緩沖墊，該腔封裝用于對腳的一區(qū)域提供緩沖的內(nèi)腔。
背景技術(shù)：
運動鞋鞋底形成有各種彈性緩沖元件，以便通過例如存儲和吸收沖擊能量從而對穿鞋者的腳提供緩沖。已知的緩沖元件包括被加壓的囊體封裝材料，壓力例如大于該緩沖元件周圍的環(huán)境壓力。通常的材料包括氣體、粘性液體、和凝膠。這些已知的鞋底的緩沖特性取決于保持該封裝材料的加壓狀態(tài)。
用于鞋底的緩沖元件應(yīng)在理論上提供作為位置的函數(shù)而變化的緩沖特性。例如，緩沖墊提供的剛性相對于側(cè)邊緣沿中間邊緣具有更大的剛性，與缺少這種不同剛性的緩沖墊相比，這將降低平足的狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種緩沖墊，其包括至少一個封裝有內(nèi)元件的腔。腔是具有封裝一容積的表面的元件，該容積例如為含有氣體或流體的中空容積。內(nèi)元件優(yōu)選為吹制模制腔，其增加該封裝腔的垂直剛性和彈性。封裝有內(nèi)腔的腔可稱為中間腔，這是由于其優(yōu)選為沿緩沖墊的中間部分設(shè)置。當(dāng)緩沖墊設(shè)置在鞋底中時，該封裝腔優(yōu)選為從靠近鞋底的中間腳跟部分的位置處延伸到靠近鞋底的中間足前部的位置處。
中間腔和內(nèi)元件具有的強度和剛性足以支承穿鞋者的腳的中間(內(nèi))邊緣部分，即使是在其中沒有保持任何流體的情況下也是如此。因此，中間腔和內(nèi)元件的緩沖特性優(yōu)選為大致獨立于壓力和存在于其中的任何流體或其它材料的可壓縮性。
除了中間腔之外，緩沖墊優(yōu)選為包括至少一個側(cè)緩沖墊和一個后緩沖墊。當(dāng)該緩沖墊設(shè)置在鞋底中時，側(cè)緩沖墊支承穿鞋者的腳的側(cè)(外)邊緣部分并對其提供緩沖。后緩沖墊支承穿鞋者的腳的后部(例如腳跟后部)并對其提供緩沖。
側(cè)緩沖墊和后緩沖墊優(yōu)選為封裝流體，該流體可通過在其間的管或其它通道在這些緩沖墊之間流動。在腳跟撞擊地面時由于穿鞋者的腳使得流體從后腔流到側(cè)腔從而進(jìn)行壓縮，因此該側(cè)緩沖墊和后緩沖墊的緩沖特性可改變。該流體優(yōu)選為氣體，例如空氣。在腳跟撞擊地面之前，任何保持在側(cè)腔和后腔內(nèi)的流體優(yōu)選為不加壓到高于緩沖墊周圍的環(huán)境壓力的壓力。


參照附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明，在附圖中圖1是本發(fā)明的緩沖墊的底視圖；圖2是圖1所示的緩沖墊的截面圖；圖3是圖1所示的緩沖墊的第二截面圖；圖4是圖1所示的緩沖墊的側(cè)面?zhèn)纫晥D；圖5是圖1所示的緩沖墊的中間截面圖；圖6是依據(jù)本發(fā)明的緩沖墊的第二實施例的底視圖；圖7是圖6所示的緩沖墊的截面圖；圖8是本發(fā)明的鞋底和緩沖墊的中間側(cè)視圖；圖9是圖8所示的鞋底的底視圖；圖10和11是圖9所示的鞋底的截面圖；圖12是本發(fā)明的第二鞋底和緩沖墊的底視圖；圖13是圖12所示的鞋底和緩沖墊的截面圖；圖14是圖12所示的鞋底和緩沖墊的側(cè)面?zhèn)纫晥D；以及圖15是圖12所示的鞋底和緩沖墊的中間側(cè)視圖。
具體實施例方式
參照圖1和2，緩沖墊20包括外緩沖墊22，該外緩沖墊優(yōu)選為包括側(cè)腔24、中間腔26、和后腔28。腔24、26、28包括流體，例如氣體，在靜止?fàn)顟B(tài)中該流體優(yōu)選為不加壓到大于緩沖墊22在使用中的周圍環(huán)境壓力的壓力。優(yōu)選的是，無論包含在腔中的是何種材料，該腔的強度足以支承穿鞋者的腳并對其提供緩沖，然而，一個或多個腔可包括與腔配合作用的流體，以便支承穿鞋者的腳并對其提供緩沖。例如，腔封裝的氣體在腳跟擊地時壓力增大，以便進(jìn)一步地對腳提供緩沖。
緩沖墊20優(yōu)選為設(shè)置在由常規(guī)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膠的材料制成的鞋外底。與緩沖墊20一起使用的適當(dāng)?shù)男缀托捉Y(jié)構(gòu)在美國專利6026593中進(jìn)行了描述，其內(nèi)容通過引證結(jié)合于此。在優(yōu)選實施例中，緩沖墊20設(shè)置在鞋底中，以便對穿鞋者的腳提供緩沖。
緩沖墊20的腳接觸區(qū)域(footprint)優(yōu)選為不對稱的。中間腔26優(yōu)選為比側(cè)腔朝向緩沖墊的前部(即當(dāng)置于鞋底中時，為鞋底的前部)延伸更長的距離d1。不對稱性加強了緩沖墊20降低穿鞋者的腳的平足狀態(tài)趨勢的能力。
中間腔的寬度W1由緩沖墊20的外中間邊緣50和內(nèi)中間邊緣52來限定，內(nèi)中間邊緣大致平行外中間邊緣延伸，該外中間邊緣平行于該緩沖墊的主縱向軸線54。中間腔的寬度優(yōu)選為小于緩沖墊20的總寬度W2的大約40％。當(dāng)緩沖墊20設(shè)置在鞋底中時，中間腔優(yōu)選為從靠近腳跟的位置延伸到鞋的足前部。該中間腔的寬高比優(yōu)選為大約2-4。
中間腔和側(cè)腔優(yōu)選為由連接片42間隔開，該連接片允許中間腔和側(cè)腔彼此獨立地壓縮。連接片42還可允許緩沖墊20圍繞連接片42的縱向軸線撓曲。后腔由連接片43與中間腔和側(cè)腔間隔開，該連接片允許后腔與中間腔和側(cè)腔間彼此獨立地壓縮。連接片43還間隔開中間腔26的后部75和腔28。
中間腔26封裝一內(nèi)元件40，該內(nèi)元件優(yōu)選為吹制模制的腔。內(nèi)元件40和中間腔26共同使用，使得緩沖墊20的中間部分比側(cè)腔更具剛性，以便使穿鞋者的腳穩(wěn)定，由此防止穿鞋者的腳朝向側(cè)向成過度的平足狀態(tài)(pronation)。具有內(nèi)元件的中間腔的剛性優(yōu)選為至少比側(cè)腔的剛性大10％，例如大25％。
可通過例如改變鄰接頂表面和底表面的腔壁的半徑r1，從而改變中間腔和內(nèi)元件的剛性。例如，減小該半徑可增加中間腔或內(nèi)元件的剛性。相對于該腔的上表面的表面積，增加中間腔的腳接觸區(qū)域也可增加該腔的剛性。
用于改變腔的剛性的其它方式包括在該腔的表面上設(shè)置肋56，設(shè)置夾緊/定位銷標(biāo)記58、以及增大內(nèi)元件的剛性。該標(biāo)記58可用于防止內(nèi)腔在中間腔內(nèi)移動。在這種情況下，標(biāo)記58形成為從中間腔的外表面60延伸到內(nèi)元件40的外表面62上的凹部。
側(cè)腔和在其中的內(nèi)元件的形狀和結(jié)構(gòu)如此選擇，以便使得這些腔與組合的中間腔/內(nèi)元件相比更具有柔性，以便對穿鞋者的腳提供緩沖。例如，側(cè)腔優(yōu)選為沒有內(nèi)元件，或者形成的內(nèi)元件與在中間腔內(nèi)的內(nèi)元件相比更具柔性。此外，鄰接壁和頂表面的半徑r2大于中間腔的對應(yīng)半徑。側(cè)腔如此成型，即其腳接觸區(qū)域與頂表面的比率比中間腔的比率小。
側(cè)腔可通過例如管77流體連通，以便流體可在腳跟擊地時在側(cè)腔之間流動。當(dāng)腳跟擊地時流體從一個腔流到另一腔，接收流體的腔的緩沖特性增大。然而，中間腔的緩沖特性優(yōu)選為獨立于側(cè)腔的緩沖特性。因此，中間腔優(yōu)選為不與側(cè)腔流體連通。
內(nèi)元件40的外表面62優(yōu)選為在形狀上相當(dāng)于中間腔26的內(nèi)表面63并具有相似尺寸。如果內(nèi)元件的外表面在尺寸上小于中間腔的內(nèi)表面或形狀不同，則中間腔的內(nèi)表面、優(yōu)選為內(nèi)頂表面和內(nèi)底表面可包括一個或多個定位穴，以便在其中定位該內(nèi)緩沖元件。內(nèi)緩沖元件的外表面可包括一個或多個形狀與該定位穴互補的突起。當(dāng)然，中間腔的內(nèi)表面可設(shè)置有突起，以便與內(nèi)緩沖元件的外表面的穴互補。
參照圖3和4，后腔的底表面66優(yōu)選為相對于后腔28的上表面68形成有角度，由此形成斜面。角度為大約3-15度，例如為6-10度。優(yōu)選的是，后腔的頂表面和底表面之間的距離從緩沖墊的后部朝向緩沖墊的前部增加，以便使得底表面從水平面向上傾斜以與頂表面相交。
后腔從緩沖墊20的中心線設(shè)置有一角度并且與最靠近的側(cè)腔和中間腔分開，以便形成腳跟間隙，其與連接片43相符。從中心線開始的角度大約20-45度，例如大約30-40度。在腳跟擊地時，緩沖墊20沿該腳跟間隙撓曲，以便降低鞋過度卷曲到一側(cè)的趨勢。在腳跟擊地之后，腳跟間隙降低平足狀態(tài)率，以便降低在腳跟擊地與足前部接觸地面之間的平足狀態(tài)的量。
在本發(fā)明的一個實施例中，鞋外底直接粘接到腔24、26、28的下表面上，使得連接片42、43暴露。使連接片暴露可允許該完整的鞋底沿連接片42、43保持緩沖墊的多個撓曲性。
參照圖1、4、5，外緩沖墊22的壁具有部分延伸或沿整個寬度方向橫跨延伸的肋56。該肋構(gòu)形成并且尺寸確定成使得壁剛性增大。例如，肋延伸橫跨該部件的頂表面和底表面，以便增加部件的剛性。
外緩沖墊22優(yōu)選為吹制模制成單件的整體結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，吹制模制可包括樹脂材料擠壓通過模和芯，空氣注射通過樹脂、隨后封閉模具，冷卻和取出該模制的元件。
內(nèi)元件40也優(yōu)選為吹制模制成，而且還可由與外緩沖墊22不同的過程來形成。
外緩沖墊22優(yōu)選為由模量比形成內(nèi)元件40的材料的模量更低的材料形成。形成該外緩沖墊的材料優(yōu)選為向緩沖墊20提供阻尼特性。例如，對應(yīng)外緩沖墊22優(yōu)選的材料包括熱塑塑料，例如氨基申酸乙酯(及混合物)、PVC(及混合物)、聚酯和聚酯一聚醚多元醇混合物、乙烯基乙酸乙烯酯和聚醚。
形成內(nèi)元件40的材料優(yōu)選為使得緩沖墊20具有剛性和彈性特性。在緩沖墊20的內(nèi)元件40的結(jié)構(gòu)中使用的優(yōu)選材料包括例如，聚酯彈性體例如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彈性體設(shè)計成吹制模制成并且由Dupont公司出售。內(nèi)元件40還可由例如泡沫材料形成，例如提供輕質(zhì)量阻尼器的封閉多孔泡沫材料。
用于內(nèi)元件40的優(yōu)選彈性體材料具有較高的熔融粘度。最優(yōu)選的內(nèi)元件材料最好具有大約0.45的泊松比、大約100-150MPa的撓曲模量，例如為124MPa、以及大約40-60的計示硬度，例如50的肖氏硬度。當(dāng)經(jīng)過壓縮測試時，該材料被壓縮到其初始厚度的50％48小時，并且隨后松開，該材料優(yōu)選為大致完全解除壓縮。在壓縮測試之后，該優(yōu)選構(gòu)形恢復(fù)為在其初始厚度的1％范圍內(nèi)。
使用該優(yōu)選材料，該外緩沖墊22的壁的優(yōu)選厚度30大約為1.0-2.5毫米，例如大約1.4-2.4毫米，以便支承腳并對其提供緩沖，同時保持鞋底的其余部分不塌陷。內(nèi)元件40的壁的厚度31優(yōu)選為大約0.5-2.2毫米，例如大約0.75-1.5毫米。這些厚度依據(jù)構(gòu)造鞋底的活動性可減小或增大。各個腔之間的厚度還可改變，以便限制其剛性變化。例如，當(dāng)腔的表面幾何形狀改變時，例如當(dāng)設(shè)置肋以便與不改變的腔相比增加該腔的強度時，厚度可減小。外緩沖墊的優(yōu)選高度32是緩沖墊處的鞋底高度的大約60-95％，最優(yōu)選為大約80-85％。
由于優(yōu)選的吹制模制過程，保留了突出端34，在制造過程中空氣經(jīng)過該突出端吹入。這些突出端被密封，以便防止緩沖墊20在走每一步時由于空氣經(jīng)突出端吸入并吹出從而發(fā)出討厭的噪音。突出端34的密封還防止在步行表面上的水或其它流體進(jìn)入緩沖墊20。如果突出端34本身不是封閉的，在鞋底上靠近緩沖墊20的材料可用于阻塞該突出端開口。如上所述，盡管一旦突出端34被阻塞，緩沖墊20可保持住空氣，但是緩沖墊20的壁提供了對腳的主支承并對其提供緩沖，而不是由被保持的空氣或其它流體來實現(xiàn)以上效果。
除了吹制模制之外，可使用其它的常規(guī)模制過程，例如真空模制、擠壓、注射模制，以形成本發(fā)明的緩沖墊。當(dāng)真空模制緩沖墊時，可采用一個或兩個床系統(tǒng)。在一個床系統(tǒng)中，緩沖墊的相對表面獨立地形成并連接，例如通過RF焊接而連接。在兩個床系統(tǒng)中，使用第一和第二模具以形成和連接緩沖墊的相對表面。每一內(nèi)囊體件可使用不同制造過程和/或方法來形成。例如，設(shè)置在側(cè)腔中的內(nèi)元件可形成比中間腔的內(nèi)元件40的剛性更小的剛性。
參照圖6和7，緩沖墊20’沒有緩沖墊20的銷標(biāo)記，但是其它方面相同。緩沖墊20’包括側(cè)腔24’、后腔28’、和中間腔26’。肋56’增加了側(cè)腔24’和后腔28’的剛性。帶有撇號的附圖標(biāo)記與相同的不帶撇號的附圖標(biāo)記表示相同的部件。
參照圖8-11，鞋底200包括緩沖墊202。鞋底200的腳跟部分201包括與后腔216相關(guān)的后鞋外底204、與中間腔212相關(guān)的中間鞋外底206、以及與后腔210相關(guān)的后鞋外底。每一鞋外底可通過例如粘接劑固定到其相應(yīng)的腔上。鞋底200還包括鞋中底218，其由例如EVA形成。
中間腔212包括內(nèi)緩沖元件，該內(nèi)緩沖元件是內(nèi)腔214，例如如上所述的吹制模制的內(nèi)腔。
腔210和212可例如通過撓曲從而彼此相對地圍繞連接片220移動。后腔216相對于腔210和212圍繞222移動，該連接片如上所述地形成腳跟間隙。
緩沖墊202的至少一部分暴露出來，其沒有被鞋外底部分覆蓋，如圖11所示。該鞋外底施加到緩沖墊202的腔的底表面上，沒有置于其間的鞋中底，由此使得緩沖墊202的連接片部分大致暴露出來。
參照圖12-15，鞋底300的腳跟部分301包括緩沖墊302。緩沖墊302包括帶有內(nèi)緩沖元件306的中間腔304、側(cè)腔308、以及后腔310。
腳跟部分301包括鞋外底312，其通過鞋中底314與緩沖墊302間隔開。鞋外底312的部分319可包含幾何特征，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，其也包含帶有幾何特征的部分323。
應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的鞋底可設(shè)置在鞋的足前部上，以便對例如腳的跖骨和趾骨提供緩沖。足前部腔可分為中間區(qū)域和側(cè)區(qū)域，并且沿穿鞋者的腳的足前部的側(cè)向和中間側(cè)延伸。每一腔可包括內(nèi)腔，以便調(diào)節(jié)該部件的穩(wěn)定性和緩沖特性。足前部緩沖腔的高度與寬度比率優(yōu)選為小于緩沖墊20的中間腔的對應(yīng)比率。
盡管在以上的詳細(xì)描述中參照優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于所示的實施例，并且在不脫離由后附的權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)的情況下，可進(jìn)行許多附加和變型。因此，本發(fā)明僅由后附的權(quán)利要求及其等效形式來限定。
權(quán)利要求
1.一種用于鞋底的緩沖墊，其包括用于對穿鞋者的腳的中間部分提供緩沖的中間腔；設(shè)置在該中間腔內(nèi)的內(nèi)腔，以便增加該中間腔的剛性；以及至少一個用于對該穿鞋者的腳的側(cè)部分提供緩沖的側(cè)腔。
2.如權(quán)利要求1所述的緩沖墊，其特征在于，該中間腔和側(cè)腔是整體的結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求2所述的緩沖墊，其特征在于，該中間腔和側(cè)腔由吹制模制成。
4.如權(quán)利要求1所述的緩沖墊，其特征在于，該內(nèi)腔由剛性高于形成該中間腔和側(cè)腔的材料剛性的材料形成。
5.如權(quán)利要求1所述的緩沖墊，其特征在于，該內(nèi)腔由吹制模制成。
6.一種包括如權(quán)利要求1所述的緩沖墊的鞋底。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于鞋底的緩沖墊(20)。該緩沖墊(20)包括用于對穿鞋者的腳的中間部分提供緩沖的中間腔(26)；設(shè)置在該中間腔(26)內(nèi)的內(nèi)腔(40)，以便增加該中間腔的剛性；以及至少一個用于對該穿鞋者的腳的側(cè)部分提供緩沖的側(cè)腔(24)。該中間腔(26)和該側(cè)腔(24)成整體結(jié)構(gòu)。
文檔編號A43B13/20GK1578634SQ03801448
公開日2005年2月9日 申請日期2003年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月4日
發(fā)明者E·哈蒙-維斯, H·彼得森, S·B·默菲, C·阿倫, O·盧布拉諾, P·-C·施 申請人:新平衡運動鞋公司