具有含嵌入式彈性板的側傾鞋中底的鞋類物品的製作方法
2023-05-12 06:14:31 3
鞋類物品通常包括兩個主要元件，鞋面和鞋底結構。鞋面由各種材料元件(例如，紡織品、泡沫、皮革和合成皮革)形成，所述各種材料元件被縫合或粘接地結合在一起以在鞋的內部形成用於舒適且牢固地接收腳的空隙。通過材料元件的腳踝開口提供通向空隙的通路，從而便於腳從空隙中進入和移除。此外，鞋帶可以被用來改變空隙的尺寸並且將腳固定在空隙內。
鞋底結構位於鄰近鞋面的下部，並且總體被定位在腳與地面之間。在許多鞋類物品——包括運動鞋——中，鞋底結構通常包括鞋內底、鞋中底和鞋外底。鞋內底——其可以位於空隙內並且鄰近空隙的下表面——是提高鞋舒適性的薄的可壓縮元件。鞋中底——其可以被固定到鞋面的下表面並且從鞋面向下延伸——形成鞋底結構的中間層。除了減弱地面反作用力(即，為腳提供緩衝)之外，鞋中底可以例如限制腳的運動或賦予穩定性。鞋外底——其可以被固定到鞋中底的下表面——形成鞋的接地部分，並且通常由耐用且耐磨的材料製成，該耐用且耐磨的材料包括紋理以改善附著磨擦力(traction)。
通常，鞋中底是鞋類物品的主要緩衝來源，並且其主要由延伸遍及鞋的長度和寬度的泡沫聚合物材料(例如聚氨酯或乙烯醋酸乙烯酯共聚物)形成。在一些鞋類物品中，鞋中底可以包括增強鞋的舒適性或性能的各種附加鞋元件，包括板、緩衝器(moderator)、流體填充室、持久元件(lasting element)或運動控制元件。在一些構造中，這些附加鞋類元件中的任何一個可以例如位於鞋中底與鞋面之間、位於鞋中底和鞋外底之間、嵌入到鞋中底內、或者被鞋中底的泡沫聚合物材料包封。雖然許多鞋中底主要由泡沫聚合物材料形成，但是流體填充室或其它非泡沫結構可以形成一些鞋中底構造的大部分。
鞋中底傾向於優化穿著者在行走或跑步時的支撐和緩衝舒適性。在這些活動期間作用於鞋中底上的力趨向於被垂直並且在相對於鞋類物品的前後方向上定向。鞋中底被設計為在遇到這些力時恢復可預測且一致的緩衝舒適性和支撐。
側向或「側傾(banking)」運動，特別是在運動者(像足球隊員、籃球隊員和網球隊員)中，也是常見的。通常，期望運動員在側傾時快速改變他或她的側向方向。因此，許多運動者在這些側傾操縱期間喜歡具有較少緩衝的更穩定且更具支撐性的鞋。然而，無論是在步行、跑步還是側傾時，鞋類並且特別是鞋中底，在鞋的整個使用範圍內傾向於提供相同或相似的緩衝和支撐水平。
技術實現要素：
板可以被添加到鞋類物品的鞋底結構中，以便改變鞋的各種物理特性。例如，鞋中底可以由聚合物泡沫材料形成，並且由更剛性的材料形成的板可以被嵌入到鞋中底中。這樣的嵌入板可以改變例如鞋的柔韌性和耐久性以及鞋的支撐特性，例如恢復力和彈性。
當嵌入鞋中底中的板具有彎曲或其他弓形構造時，板的一些部分相比於其它部分可以對各種力作出不同的反應。例如，如果板被形成為包括具有凹的曲線或在向下方向上的開口的部分，則該部分上的向下力可以至少部分地轉變成板的該部分的向下位移和板的相鄰部分的向外或側向位移。
由彎曲板提供的支撐特性在「側傾」(例如，傾斜到一側或從腳的內側或外側蹬向側面)期間可能是特別有利的。彎曲板可以同時允許在鞋中底的一個區域中局部壓縮，而在另一個區域中提供附加支撐。
在一個方面，本發明提供了一種用於鞋類物品的鞋底結構，該鞋底結構包含彈性鞋中底和接地鞋外底。鞋中底包括彎曲板和聚合物泡沫材料。彎曲板具有面向下的第一凹部和面向上的第二凹部。第二凹部被定位在第一凹部與鞋中底的外側邊緣或鞋中底的內側邊緣之間。
在另一個方面，本發明提供一種鞋類物品，該鞋類物品具有形成內部空隙的鞋面和包含鞋中底、鞋外底和板的鞋底結構。鞋中底被固定到鞋面的下表面並且包括聚合物泡沫材料。鞋外底被固定到鞋中底的下表面，包括橡膠材料，並且形成鞋的接地部分。板被至少部分嵌入到鞋中底中並且具有波浪形的內側-外側曲線。
在另一個方面，本發明提供一種鞋類物品，該鞋類物品具有鞋面和固定到鞋面的鞋底結構。該鞋底結構包含由聚合物泡沫材料形成的鞋中底和形成鞋的接地部分的鞋外底。鞋中底包括彎曲板，該彎曲板包含具有向下定向的第一邊緣的第一側、具有向上定向的第二邊緣的第二側、以及位於第一側與第二側之間的彎曲區域。第一邊緣與第二邊緣都從鞋中底的外圍邊緣向內間隔開。
基於考查以下附圖和詳細描述，本發明的其它系統、方法、特徵和優點對於本領域普通技術人員而言將是或將變得顯而易見。其意圖是所有這樣的附加系統、方法、特徵和優點都被包括在該說明書和該發明內容中、包括在本發明的範圍內，並且受以下權利要求保護。
附圖說明
參考以下附圖和說明書，可以更好地理解本發明。附圖中的部件不一定是按比例繪製的，重點在於說明本發明的原理。此外，在附圖中，貫穿不同的視圖，相同的附圖標記指示相應的部分。
圖1是鞋類物品的外側側視圖。
圖2是鞋類物品的內側側視圖。
圖3是鞋類物品的底部平面圖。
圖4是由圖3中的剖面線4-4限定的鞋類物品的鞋底結構的剖視圖。
圖5是由圖3中的剖面線5-5限定的鞋底結構的剖視圖。
圖6是由圖3中的剖面線6-6限定的鞋底結構的剖視圖。
圖7是包含在鞋底結構中的彎曲板的俯視平面圖。
圖8是彎曲板的側視圖。
圖9是彎曲板的透視圖。
圖10是圖1-6的鞋底結構的剖視圖，其示出了垂直力的可能應用。
圖11是圖1-6的鞋底結構的剖視圖，其示出了側向或側傾力的可能應用。
圖12-23是對應於圖5並且描繪鞋底結構的另外的構造的剖視圖。
圖24-27是對應於圖8並且描繪彎曲板的另外的構造的側視圖。
圖28-31是對應於圖7並且描繪彎曲板的另外的構造的俯視平面圖。
圖32-34是對應於圖3並且描繪鞋類物品的另外的構造的仰視平面圖。
具體實施方式
以下討論和附圖公開了鞋底結構的各種構造。與鞋底結構相關聯的構思可以被應用於廣泛的運動鞋樣式，包括例如，籃球鞋、訓練鞋(cross-training shoe)、美式足球鞋、高爾夫球鞋、遠足鞋(hiking shoe)和靴子、滑雪和滑雪板靴、足球鞋、網球鞋和步行鞋。與鞋底結構相關聯的構思也可以被用於通常被認為是非運動性的鞋類樣式，包括禮服鞋(dress shoe)、休閒鞋和涼鞋。
大體鞋結構
在圖1和圖2中鞋類物品10被描繪為包括鞋面20和鞋底結構30。為了參考的目的，鞋10可以被分成三個大體區域：前腳區域11、中腳區域12和腳跟區域13，如圖1所示。鞋10還包括外側14和內側15。前腳區域11通常包括與腳趾和連接蹠骨與趾骨的關節相對應的鞋10的部分。中腳區域12通常包括與腳的弓形區域相對應的鞋10的部分。鞋跟區域13通常包括與腳的後部(包括跟骨)相對應的鞋10的部分。外側14和內側15延伸穿過區域11-13中的每一個並且與鞋10的相對側相對應。
區域11-13和側面14-15不旨在劃分鞋10的精確區域。而是，區域11-13和側面14-15旨在表示鞋10的大體區域，以有助於以下討論。除了鞋10之外，區域11-13和側面14-15還可以針對其各個元件(例如鞋面20和鞋底結構30)以及腳本身進行討論。
鞋面20被描繪為具有包含多種材料元件(例如，紡織品、泡沫、皮革和合成皮革)的大體上常規的構造，該多種材料元件被縫合或粘接地結合在一起以形成用於牢固且舒適地接收腳的內部空隙。材料元件可以相對於鞋面20進行選擇和定位，以便選擇性地賦予例如耐久性、透氣性、耐磨性、柔韌性和舒適性的特性。腳跟區域13中的腳踝開口21提供通向內部空隙的通路。此外，鞋面20可以包括鞋帶22，該鞋帶22被用於以常規方式改變內部空隙的尺寸，從而將腳固定在內部空隙內並且便於腳從內部空隙中進入和移除。鞋帶22可以延伸穿過鞋面20中的孔，並且鞋面20的鞋舌部分可以延伸到內部空隙與鞋帶22之間。
考慮到本申請的各個方面主要涉及鞋底結構30，所以鞋面20可以呈現以上討論的大體構造或實際上任何其它常規或非常規鞋面的大體構造。因此，鞋面20的整體結構可以顯著變化。
鞋底結構30被固定到鞋面20並且具有在鞋面20與地面之間延伸的構造。因此，實際上，鞋底結構30被定位成在腳與地面之間延伸。除了減弱地面反作用力(即，為腳提供緩衝)之外，鞋底結構30可以提供附著磨擦力、賦予穩定性並且限制各種腳運動，例如內旋(pronation)。
鞋底結構30的主要元件是鞋中底31和鞋外底32。鞋中底31可以包括流體填充室。此外，鞋中底31可以包含增強鞋10的舒適性、性能或地面反作用力減弱特性的一個或多個附加鞋元件，包括聚合物泡沫材料，例如聚氨酯或乙烯醋酸乙烯酯共聚物、板、緩和器(moderator)、持久元件、或運動控制元件。鞋外底32——在鞋10的一些構造中其可以不存在——被固定到鞋中底31的下表面並且可以由提供用於接合地面的耐用且耐磨的表面的橡膠材料形成。此外，鞋外底32也可以是有紋理的以增強鞋10與地面之間的附著磨擦(即，摩擦)特性。
鞋底結構30還可以包含鞋內底或鞋墊，該鞋內底或鞋墊位於鞋面20中的空隙內並且鄰近(即，位於接近或靠近，雖然不一定接觸)腳的蹠面或下表面以增強鞋10的舒適性。足底(footplate)可以可操作地接收在鞋中底上方以改善支撐。
彎曲板構造
圖3-6描繪了鞋10包含多個彎曲板40，兩個位於前腳區域11中並且一個位於腳跟區域13中。每一個彎曲板40具有第一側42和第二側62。對於每一個彎曲板40，第一側42包括面向下的第一凹部，並且第二側62包括面向上的第二凹部。每一個彎曲板40還包括鄰近第一側42的向下定向的第一邊緣44和鄰近第二側62的向上定向的第二邊緣64。
如圖所示，向下凹的第一側42被定位在鞋10的內側15上，並且向上凹的第二側62被定位在鞋10的外側14上。彎曲板40被嵌入到鞋中底31的聚合物泡沫材料內並且被其包圍。每一個彎曲板40在其各個側上從鞋中底31的外圍邊緣36和鞋外底32的外圍邊緣37相應地向內間隔開，並且還與鞋中底31的上表面和下表面間隔開。
彎曲區域50位於每一個板40上第一側42與第二側62之間。在每一個彎曲區域50，相應的板40的曲線從第一側42的向下凹部過渡到第二側62的向上凹部。每一個板40相應地具有從第一邊緣44延伸到第二邊緣64的平滑的弓形S形曲線。此外，由於第一邊緣44接近外圍邊緣36的內側部分，並且由於第二邊緣64接近外圍邊緣36的外側部分，所以每一個板40具有波浪形的內側-外側曲線，這是指在鞋10的內側15與外側14之間波動的曲線。
在圖7-9中彎曲板40被描繪為均勻厚度的材料層。彎曲板40可以由通常比鞋中底31的聚合物泡沫材料更剛性的各種材料中的任意一種形成或者可以另外包括通常比鞋中底31的聚合物泡沫材料更剛性的各種材料中的任意一種。例如，彎曲板40可以由聚酯材料形成，例如熱塑性聚氨酯(TPU)。在這樣的實施例中，TPU片材可以被熱成型以具有波動的曲線，並且此後可以被嵌入到鞋中底31內。也可以被用於彎曲板40的其它材料包括：注射成型級熱塑性或熱固性聚合物材料；複合材料，例如纖維增強聚合物材料或碳纖維材料；具有熔融粘合表層的工程紡織品；或多種材料層壓結構。因此，彎曲板40的材料和厚度可以允許針對特定活動或運動者類型來優化鞋底結構30的支撐和緩衝。
圖10-11描繪了在各種力下的鞋10。如圖10所示，鞋中底31的各個部分可以響應於鞋中底31上的大體上垂直或向下的力(例如與站立、行走或跑步相關的力)而提供同等的支撐度。彎曲板40不幹擾由鞋中底31的聚合物泡沫提供的正常緩衝和支撐，從而在諸如站立、行走或跑步這樣的活動期間允許大體上對稱的內側-外側支撐和緩衝。
相比之下，鞋中底31和彎曲板40可以在側傾——例如，從腳的內側或外側蹬向側面——期間提供獨特的緩衝和支撐特性。側傾力可以具有向下或垂直分量以及橫向或側向分量。側傾力還可以沿著內側–外側軸線被不對稱地施加到鞋底結構31，並且可以相比於另一側被更直接地施加到鞋10的一側。
如圖11所示，彎曲板40的第一側42可以響應於側傾力而垂直地壓縮。更具體地，第一側42響應於力而垂直地壓縮。進而，第一側42的垂直壓縮促使第二邊緣64其次在相鄰箭頭的方向上的位移。彎曲板40的第一側42可以因此被用作板簧，第二側62可以通過向外和向上移位而對第一側42作出反應，從而相對於所施加的側傾力進一步增強鞋中底31的外側14。因此，當穿著鞋10的運動者對鞋中底31施加這樣的側傾力時，彎曲板40通過以下方式來對第一側42的壓縮作出反應：(a)穩定鞋10的內側15並且(b)對鞋10的外側提供增加的支撐。在側傾操縱期間運動者的腳的總體支撐可以由此被增加。
由於彎曲板40的波浪形內側-外側構造，彎曲板40可以響應於在側向或橫向側傾運動期間施加到鞋10的力的種類而有利地輔助鞋10的緩衝特性的優化。
另外的構造
在圖3-6中彎曲板40被描繪為與鞋中底31的外圍邊緣36間隔開，以及與鞋中底31的上表面和下表面間隔開。也就是說，彎曲板40被描繪為被完全嵌入到鞋中底31的聚合物泡沫材料中。在其它構造中，板40可以僅被部分嵌入到鞋中底31中。例如，如圖12所示，彎曲板40可以被定位在鞋中底31的底部，並且彎曲板40的一部分可以形成鞋中底31的下表面的一部分。類似地，彎曲板40可以被定位在鞋中底31的頂部，並且可以形成鞋中底31的上表面的一部分，如圖13所示。
圖14描繪了替代構造，其中彎曲板40形成鞋中底31的上表面和下表面二者的部分。如圖14所示，彎曲板40相應地具有大於圖5-6所示的彎曲板40的高度的高度。然而，在各種構造中，彎曲板40可以具有各種高度。換句話說，彎曲板40的高度與鞋中底31的高度的比可以變化。如圖15的替代構造所示，例如，彎曲板40可以具有小於圖3-6所示的彎曲板40的高度的高度，並且彎曲板40的高度與鞋中底31的高度的比可以小於圖5-6所示的那些高度的比。
圖3-6描繪了彎曲板40延伸穿過鞋中底31的近內側邊緣(即，內側15上的外圍邊緣36的近側部分)與鞋中底31的近外側邊緣(即，外側14上的外圍邊緣36的的近側部分)之間的距離的至少百分之六十。換句話說，彎曲板40延伸穿過鞋中底31的近內側-外側範圍的至少百分之六十。彎曲板40的這種內側外側範圍的優點是，在側傾操縱期間提供給運動者的腳的總體支撐(由於第一側42的壓縮以及彎曲板40在第二邊緣64的方向上的反作用向上推動)可以延伸到鞋的寬度的一半以上。
然而，在各種其它構造中，彎曲板40可以具有其它程度的內側-外側範圍。如圖16所示，例如，彎曲板40延伸穿過鞋中底31的近內側-外側範圍的至少百分之八十。在這樣的構造中，在側傾操縱期間提供給運動者的腳的整體支撐可以有利地延伸到鞋的幾乎全部寬度。可選擇地，彎曲板40的其它構造可以延伸穿過鞋中底31的近內側-外側範圍的百分之六十以下，如圖17所示。
在圖3-6中彎曲板40被描繪為大體上在鞋中底31的中心。彎曲區域50被相應地定位在鞋中底31的中心區域中，並且第一側42和第二側62具有大體上相似的內側-外側範圍；然而，在鞋10的各種其他構造中，彎曲板40的其它取向是可能的。圖18和19描繪了鞋10的兩種這樣的替代構造。在圖18的構造中，相比於鞋中底31的近外側邊緣，彎曲板40更靠近鞋中底31的近內側邊緣，而在圖18的構造中，相比於鞋中底31的近內側邊緣，彎曲板40更靠近鞋中底31的近外側邊緣。
此外，雖然圖3-6描繪了彎曲板40的彎曲區域50位於彎曲板40的中心，但是區域50可以沿著彎曲板40的內側-外側範圍以其他方式定位。如圖26所示，例如，彎曲區域50被定位成：相比於第一邊緣44，更靠近第二邊緣64，並且第一側42因此比第二側62更寬(即，具有更大的內側-外側範圍)。相比之下，如圖27所示，彎曲區域50被定位成：相比於第二邊緣64，更靠近第一邊緣44，並且第二側42因此比第一側42更寬。
在圖3-6中，每一個彎曲板40的第一側42和第二側64被描繪為與鞋中底31的上表面同等地間隔開。類似地，每一個彎曲板40的第二側62和第一側42被描繪為與鞋中底31的下表面同等地間隔開。在其它構造中，彎曲板40的側面和邊緣可以與鞋中底31的上表面和下表面不同地間隔開。
例如，圖20描繪了鞋中底31的構造，其中第一邊緣44與鞋中底31的下表面比第二側62間隔得更遠，並且第二邊緣64與鞋中底31的上表面比第一側42間隔得更遠。相比之下，在圖21所示的示例性構造中，第二側62與鞋中底31的下表面比第一邊緣44間隔得更遠，並且第一側42與鞋中底31的上表面比第二邊緣64間隔得更遠。
儘管在圖3-6中鞋中底31被描繪為僅包括聚合物泡沫材料和彎曲板40，但是鞋中底31可以包括其他部件，例如其他類型的板、緩和器、流體填充室、持久元件或運動控制元件。和圖22所示的構造一樣，鞋中底31的一些構造可以包括鞋外底32中的孔，該孔暴露鞋中底31中的向上延伸的弓形凹陷70。弧形板40可以具有在內側-外側方向上和在前腳-後腳方向上部分或全部符合凹陷70的輪廓的形狀。
如以上關於圖3-6所討論的，彎曲板40具有定位在內側15上的向下凹的第一側42和定位在外側14上的向上凹的第二側62。然而，在其它構造中，彎曲板40可以具有定位在內側15上的向上凹的第一側42，和定位在外側14上的向下凹的第二側62，如圖23所示。任何彎曲板40可以相應地具有向上凹側和向下凹側，並且向下凹側可以是(a)在向上凹側與鞋中底的外側邊緣之間，或者(b)在鞋中底的內側邊緣與向上凹側之間。
此外，雖然在圖5-6和8-9中彎曲板40被描繪為均勻厚度的材料層，但是在一些構造中，彎曲板40可以具有不均勻的厚度，即，彎曲板40的厚度可以在板40的各部分之間變化。例如，如圖24-25所示，向下凹的第一側42可以包括位於鄰近鞋中底31的內側邊緣的漸縮邊緣(tapered edge)44，或者向上凹的第二側62可以包括鄰近鞋中底31的外側邊緣的漸縮邊緣64。在各種構造中，第一側42、第二側62或兩者可以漸縮到它們各自的邊緣44和64。
圖3和7-9描繪了彎曲板40具有大體上矩形構造，即，具有大體上相同長度的邊緣44和64，以及大體上平行的前部邊緣和後部邊緣。然而，如圖28和29所示，邊緣44和64可以具有不同的長度，並且彎曲板40可以具有不平行的前部邊緣和後部邊緣。
在一些構造中，和圖30所示的示範性構造一樣，彎曲板40可以具有帶有彎曲邊緣44和64的凸弓形形狀，例如菱形形狀、或橢圓形形狀、或卵形形狀或蛋形形狀。更一般地，彎曲板40可以具有各種凸形形狀中的任一種，包括圓形、三角形、正方形、矩形、或六邊形形狀、或其它規則的幾何形狀。然而，在其它構造中，彎曲板40可以具有帶有向外延伸的突起的非凸形形狀，或任何其它不規則形狀，例如圖31所示的非凸形形狀。
雖然圖3描繪了鞋10包括定位在前腳區域11中的兩個彎曲板40和定位在腳跟區域13中的一個彎曲板40，但是任何數量的彎曲板可以以各種方式被定位在整個鞋中底31中。例如，圖32描繪了一種構造，其中單個彎曲板被定位在前腳區域11、中腳區域12和腳跟區域13中的每一個中，而圖33描繪了具有位於整個區域11-13中的許多彎曲板40的構造。前腳區域11、中腳區域12或腳跟區域13中的任一個可以相應地包括一個或多個彎曲板40。
此外，儘管在圖3-6中彎曲板40被描繪為延伸穿過鞋中底31的大體上內側-外側部分，但是板40也可以至少部分在前腳-後腳方向上延伸。圖34描繪了示例性構造，其中前腳區域11中的彎曲板40和腳跟區域13中的彎曲板各自在內側-外側方向和前腳-後腳方向上延伸，並且第三V形彎曲板40也在內側-外側方向和前腳-後腳方向二者上延伸。
雖然已經描述了本發明的各種實施例，但是該描述旨在是示例性的而不是限制性的，並且對於本領域普通技術人員來說顯而易見的是，在本發明的範圍內，許多更多的實施例和實施方式是可能的。因此，除了根據所附權利要求及其等同物之外，本發明不受限制。此外，在所附權利要求的範圍內可以進行各種修改和改變。