專利名稱：具有運(yùn)動(dòng)控制裝置的鞋類產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鞋類產(chǎn)品，其具有一個(gè)動(dòng)力變化運(yùn)動(dòng)控制和緩沖氣囊系統(tǒng)。在行走、跑或其它運(yùn)動(dòng)中，該氣囊系統(tǒng)根據(jù)左右運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度給這種左右運(yùn)動(dòng)提供不同大小的阻力。
背景技術(shù)：
通常的跑步包括跑步者著落在后跟區(qū)域的鞋的外側(cè)后邊緣，當(dāng)腳繼續(xù)跨步時(shí)緊跟著朝向中間向下轉(zhuǎn)。當(dāng)腳碰撞繼續(xù)時(shí)，當(dāng)腳向前擺動(dòng)時(shí)腳停止向下旋并開始向后旋以便腳達(dá)到一個(gè)中間位置。從中間位置開始，腳向前擺動(dòng)到前腳區(qū)域，其中在腳的圓形突出部分(ball)和前部出現(xiàn)腳趾偏離。當(dāng)腳離開地面開始一個(gè)新循環(huán)時(shí)，腳趾偏離通常包括腳中部的腳趾離開運(yùn)動(dòng)表面。
向下旋包括腳從其外側(cè)后部到其內(nèi)側(cè)中部。盡管向下旋是正常的和必須的以實(shí)現(xiàn)正常的腳定位，但它可能會(huì)引起過度下旋的跑步者的腳、腿受傷。過度向下旋的跑步者以一種旋后的位置著落在后跟的外側(cè)，然后遠(yuǎn)離被認(rèn)為是正常的位置朝向鞋的內(nèi)側(cè)向中間滾動(dòng)通過后跟。當(dāng)一定量的向下旋有益于減小由腿所承受的壓力和應(yīng)力時(shí)，多余的向下旋能引起各關(guān)節(jié)、骨頭和軟組織上的應(yīng)力。盡管不像過度向下旋一樣普通，包括腳從中間到側(cè)邊的滾動(dòng)的旋后如果過量時(shí)也能造成腳和腿受傷。
現(xiàn)代的跑和走鞋是許多元件的組合，各元件都具有特定的功能，各功能有助于鞋承受許多英里的跑和走的整體能力，同時(shí)提供對(duì)腳和腿的緩沖和支承。運(yùn)動(dòng)鞋類產(chǎn)品被分成兩個(gè)基本部件，一個(gè)上部和一個(gè)鞋底。上部被設(shè)計(jì)得能溫暖舒適地包圍腳，而鞋底必須提供附著力、保護(hù)措施和一個(gè)耐磨表面。通常需要給鞋提供一個(gè)中間鞋底，其具有一層彈性、緩沖材料，當(dāng)穿鞋者跨步期間后跟碰撞地面時(shí)增強(qiáng)保護(hù)性和沖擊吸收性。對(duì)于被設(shè)計(jì)的用于長(zhǎng)距離和長(zhǎng)時(shí)間的訓(xùn)練或緩步鞋這尤其正確。這些緩沖材料必須足夠軟以吸收腳碰撞地面所產(chǎn)生的沖擊，而且必須足夠結(jié)實(shí)以便在后跟撞擊所產(chǎn)生的沖擊被完全吸收前不會(huì)“接觸到底”。
已經(jīng)進(jìn)行了多種努力以在鞋類產(chǎn)品中提供支承和舒適性，它們通過將彼此流體連通的多個(gè)氣囊裝在一個(gè)鞋底內(nèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些裝置的例子包括Rudy的美國(guó)專利4,183,156(此后被用作參考文獻(xiàn))；Johnson等的美國(guó)專利4,446,634；Grim的美國(guó)專利4,999,932；Schutz等的澳大利亞專利200963；及BROOKS運(yùn)動(dòng)有限公司的HYDROFLOWST。
被設(shè)計(jì)的給用戶提供最大量可用緩沖的傳統(tǒng)的跑和走鞋傾向于通過使用一個(gè)中間鞋底緩沖系統(tǒng)來(lái)犧牲鞋的穩(wěn)定性，所述系統(tǒng)對(duì)于過度向下旋或需要某種形式運(yùn)動(dòng)控制的人太軟并具有太多的側(cè)面靈活性。傳統(tǒng)緩沖材料的側(cè)面靈活性和變形對(duì)踝關(guān)節(jié)的不穩(wěn)定有影響并增加了跑步者過度向下旋的傾向。這種不穩(wěn)定性已經(jīng)被認(rèn)為是“跑步者膝蓋”和其它這種運(yùn)動(dòng)受傷的原因之一。結(jié)果，過度向下旋者通常不使用為最大緩沖專門設(shè)計(jì)的現(xiàn)代鞋，而是使用較重的、更結(jié)實(shí)的鞋，或者具有運(yùn)動(dòng)控制裝置的鞋，所述裝置專門設(shè)計(jì)以用來(lái)矯正例如過多向下旋的實(shí)際問題。運(yùn)動(dòng)控制裝置限制了緊隨腳撞擊之后的踝關(guān)節(jié)向下旋的量和/或速率。
已經(jīng)提出了各種抵制踝關(guān)節(jié)下關(guān)節(jié)過多向下旋或不穩(wěn)定的方法并將它們作為運(yùn)動(dòng)控制裝置加到運(yùn)動(dòng)鞋中。一般，通過改進(jìn)傳統(tǒng)的鞋元件，例如后跟突出部、和/或中跟緩沖材料來(lái)改進(jìn)所述的這些裝置。不像本發(fā)明，目前的運(yùn)動(dòng)控制裝置不能反復(fù)地調(diào)節(jié)它們的支承程度以配合伴隨每次腳撞擊的左右運(yùn)動(dòng)的不同程度。而是當(dāng)用來(lái)控制向下旋時(shí)，如結(jié)實(shí)的中間支柱等裝置通過提供一種非常結(jié)實(shí)的結(jié)構(gòu)、通過限制腳踝的內(nèi)旋來(lái)限制過度向下旋，所述結(jié)構(gòu)具有壓靠腳中間側(cè)的有一定硬度和高度的支承。運(yùn)動(dòng)控制裝置的例子包括Kilgore等的美國(guó)專利5,046,267；Bates等的美國(guó)專利5,155,927；Gross等的美國(guó)專利5,367,791。

發(fā)明內(nèi)容
跑步者和行走者所經(jīng)受的腳和膝受傷的兩個(gè)最常見的原因是不充分的沖擊吸收和缺乏合適的側(cè)面運(yùn)動(dòng)控制。當(dāng)設(shè)計(jì)鞋時(shí)必須考慮這兩個(gè)原因，以便穿鞋者獲得合適量的緩沖和運(yùn)動(dòng)控制而不會(huì)顯著地增加鞋的整體重量。許多要求適量運(yùn)動(dòng)控制的跑步者會(huì)不得不使用具有支承特征的重的、大體積的鞋，這為劇烈的過度向下旋者設(shè)計(jì)。
本發(fā)明在一個(gè)獨(dú)立的、多氣囊系統(tǒng)中引入了緩沖和動(dòng)力運(yùn)動(dòng)控制，該系統(tǒng)提供最優(yōu)的緩沖，同時(shí)通過根據(jù)單個(gè)使用者的側(cè)向運(yùn)動(dòng)，最通常的是向下旋運(yùn)動(dòng)，提供所需量的運(yùn)動(dòng)控制。本發(fā)明的氣囊系統(tǒng)考慮了典型的腳撞擊期間腳的壓力中心通路以便根據(jù)腳的側(cè)部到中部轉(zhuǎn)動(dòng)提高中間的強(qiáng)度，因此使用者向下旋的越多，鞋的中間部分被做得越硬。該氣囊系統(tǒng)提供了舒適性和控制而沒有現(xiàn)有支承結(jié)構(gòu)的多余重量和體積，這是由于支承由緩沖系統(tǒng)中的流體流動(dòng)提供。該氣囊系統(tǒng)還提供一種動(dòng)力變化緩沖系統(tǒng)，當(dāng)壓力施加到鞋的氣囊區(qū)域時(shí)該緩沖系統(tǒng)起作用，當(dāng)壓力去掉時(shí)該緩沖系統(tǒng)恢復(fù)平衡。
本發(fā)明使用緩沖和運(yùn)動(dòng)控制雙重目的的重量輕的氣囊。結(jié)果是，包含本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)控制鞋可以做的比其同時(shí)代的類似產(chǎn)品的輕而且在使用者的每步中提供一種與側(cè)向運(yùn)動(dòng)如過度下旋的程度相應(yīng)的支承水平。
根據(jù)本發(fā)明的用于控制穿鞋者腳的左右運(yùn)動(dòng)的一種鞋類產(chǎn)品包括一個(gè)上部、一個(gè)連接到上部的鞋底和一個(gè)設(shè)置在鞋底內(nèi)部的氣囊系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括彼此并排設(shè)置并流體連通的至少一個(gè)第一和第二氣囊室。一個(gè)第一閥設(shè)置在第一氣囊室和第二氣囊室之間。第一閥在第一預(yù)定壓力下打開，以便當(dāng)?shù)谝粴饽沂覂?nèi)的壓力達(dá)到預(yù)定值時(shí)包含在第一外氣囊室中的流體被強(qiáng)迫流入第二氣囊室以增加第二氣囊室中的壓力并動(dòng)力地增加由第二氣囊室在其設(shè)置一側(cè)所提供的支承。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所設(shè)置的氣囊系統(tǒng)位于鞋底的后跟區(qū)域，而且第一氣囊室鄰近后跟區(qū)域的一側(cè)設(shè)置，第三氣囊室鄰近后跟區(qū)域的另一側(cè)設(shè)置，第二氣囊室設(shè)置在第一和第三氣囊室之間與其流體連通。一個(gè)第二閥設(shè)置在第三和第二氣囊室之間。第二閥包括一個(gè)第二壓力調(diào)節(jié)器，當(dāng)?shù)诙饽沂抑械膲毫Ρ鹊诙A(yù)定壓力低時(shí)該調(diào)節(jié)器防止流體從第二氣囊室流動(dòng)到第三氣囊室，而當(dāng)?shù)诙饽沂抑械膲毫Φ扔诨蚋哂诘诙A(yù)定壓力時(shí)該調(diào)節(jié)器容許流體從第二氣囊室流動(dòng)到第三氣囊室以增加第三氣囊室中的壓力并動(dòng)力地增加由第三氣囊室所提供的支承。
本發(fā)明還包括一個(gè)實(shí)施例，其強(qiáng)迫流體從一個(gè)中央室流入兩個(gè)外部室，它們圍繞中央室以使腳穩(wěn)定并防止腳的中間和側(cè)向轉(zhuǎn)動(dòng)。在該實(shí)施例中，當(dāng)壓力施加到中央室時(shí)，設(shè)置在連接所述室的管道中的閥容許所包含的流體立即從中央室流入外部室。在該實(shí)施例中，中央室和第一外部室之間的中間流體流動(dòng)方向與前面論述的相對(duì)本發(fā)明其它實(shí)施例的方向相反。在該實(shí)施例中，當(dāng)施加壓力時(shí)，流體立即從中央氣囊流入兩個(gè)外部氣囊。當(dāng)在跑動(dòng)或走動(dòng)的其余階段中流體緩慢地返回中央氣囊中時(shí)流體才從第一外部氣囊流入中央氣囊。


圖1是包含本發(fā)明氣囊系統(tǒng)的一種鞋類產(chǎn)品的分解圖；圖2A是根據(jù)本發(fā)明的氣囊系統(tǒng)的一個(gè)頂視圖，其具有一個(gè)位于氣囊室之間的管道殼體；圖2B是根據(jù)本發(fā)明的氣囊系統(tǒng)的一個(gè)透視圖；圖3A是根據(jù)本發(fā)明的氣囊系統(tǒng)的一個(gè)頂視圖，其具有一個(gè)在氣囊室之間延伸的兩個(gè)管道的管道殼體；圖3B是根據(jù)本發(fā)明的氣囊系統(tǒng)的一個(gè)頂視圖，其具有在氣囊室之間延伸的兩個(gè)管道；圖4表示一步期間腳壓力中心的一種典型路徑；圖5A和5B是沿圖3A和圖3B的5A-5A和5B-5B線的剖視圖，表示根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施例的管道，(去掉閥后)；圖6是根據(jù)本發(fā)明的氣囊系統(tǒng)的另一實(shí)施例的頂視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1表示根據(jù)本發(fā)明的一種運(yùn)動(dòng)鞋類產(chǎn)品80，其包括一個(gè)動(dòng)力緩沖和運(yùn)動(dòng)控制氣囊系統(tǒng)10。鞋80由一個(gè)覆蓋穿者腳的上部75和一個(gè)鞋底組件85組成。氣囊系統(tǒng)10包含在一個(gè)中鞋底層60中。用于接觸地面的一個(gè)外鞋底層65固定到中鞋底層60的至少一部分上以形成鞋底組件85。一個(gè)襪襯70最好設(shè)置在鞋底上部75。取決于鞋的中鞋底材料和性能需求，中鞋底層60還可以形成部分和全部地接觸地面表面以便可以省去部分或全部外鞋底層65。氣囊系統(tǒng)10設(shè)置在鞋80的后跟區(qū)域81并通過任何傳統(tǒng)技術(shù)例如在泡沫中鞋底的切口部分中的泡沫封裝或裝在其中。一種合適的泡沫封裝技術(shù)在Rudy的美國(guó)專利4,219,945中披露，因此用作參考文獻(xiàn)。
如圖1和圖2A所示，氣囊包括外部側(cè)面的第一氣囊室12和外部中間的第三氣囊室14。一個(gè)中央的第二氣囊室16設(shè)置在側(cè)面和中間的第一氣囊室12和第三氣囊室14之間并與它們流體連通以使氣囊室12、14和16以一種并排關(guān)系設(shè)置。側(cè)面的第一氣囊室12和中央的第二氣囊室16通過第一管道20連通。第二管道30連通中央的第二氣囊室16和中間的第三氣囊室14。在圖2A所示的實(shí)施例中，氣囊室12、14和16通過管道27連通。
圖2A中的氣囊室12、14、16及管道27或圖3A和3B中的管道20、30由一種熱塑彈性阻擋膜形成，例如聚酯聚氨基甲酸酯、聚醚聚氨基甲酸酯，例如一種具有肖氏A級(jí)硬度的鑄造或擠出酯基聚氨基甲酸酯膜，如Tetra塑料TPW-250。可以選用其它合適的材料，例如在Rudy的’156專利中公開的。在許多的聚氨酯橡膠如PellethaneTM(密歇根中部的Dow化學(xué)公司的一種商標(biāo)產(chǎn)品)、Elastollan(BASF公司的一種注冊(cè)商標(biāo))及ESTANE(B.F.Goodrich公司的一種注冊(cè)商標(biāo))的熱塑性聚氨酯橡膠中，所有是酯基或醚基的已被證明特別有用，其中熱塑性聚氨酯橡膠在形成膜層中特別有用。也可以使用基于聚酯、聚醚、聚己酸內(nèi)酯和聚碳酸酯大粒凝膠的熱塑性聚氨酯橡膠。其它合適的材料可以包括含有晶狀體材料的熱塑性膜，例如Rudy的美國(guó)專利4,936,029和5,042,176，它們被用作參考文獻(xiàn)；包含一種聚酯多元醇的聚氨基甲酸酯，例如Bonk等的美國(guó)專利6,013,340，其被用作參考文獻(xiàn)；或者由至少一個(gè)彈性熱塑材料層和一個(gè)由乙烯和乙烯醇共聚物形成的阻擋材料層構(gòu)成的多層膜，例如Mitchell等的美國(guó)專利5,952,065，其被用作參考文獻(xiàn)。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，氣囊室12、14、16和管道27、20、30由彈性保護(hù)膜的第一和第二層40、45一體形成。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，氣囊室12、14、16由基本透明或半透明的彈性膜形成以保證氣囊的可視性。
Marion F.Rudy的美國(guó)專利4,183,156和4,219,945在此處被用作參考，描述可以用來(lái)形成氣囊室12、14、16和管道20、30的形狀的傳統(tǒng)焊接技術(shù)。如‘156和‘945專利中所披露的，層40、45可以焊接到彼此上以限定氣囊室12、14、16和管道20、30的側(cè)壁，還有氣囊室中的內(nèi)部焊接(在附圖中未示出)以將氣囊室維持在基本扁平的結(jié)構(gòu)中。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，氣囊室12、14、16和管道27、20、30采用傳統(tǒng)的吹模技術(shù)制成。
氣囊室12、14、16可以被密封以將空氣或其它流體保持在外界大氣壓力，或者可以將一種適當(dāng)?shù)牧黧w壓入，這些流體如六氟乙烷、六氟化硫、氮、空氣或如那些披露在前述Ruay的專利‘156、‘945、‘029或‘176中或Mitchell等的‘065專利中的其它氣體。如果被壓縮，這些流體或氣體可以通過一個(gè)針狀物或中空焊接工具以一種傳統(tǒng)的方式經(jīng)過一個(gè)打氣管(未示出)放入氣囊中。膨脹后，氣囊可以在氣囊和打氣管的接頭處密封，或者在打氣管的膨脹點(diǎn)周圍通過中空焊接工具密封。
圖4示意地表示在通常的跑步過程中腳所施加的壓力中心的路徑CP。從中可以看出，壓力中心在腳撞擊時(shí)起初施加在腳的后側(cè)邊緣并斜向地向中間和向前移動(dòng)。壓力中心的中間運(yùn)動(dòng)是腳撞擊之后腳馬上經(jīng)受的自然下旋運(yùn)動(dòng)的標(biāo)志。當(dāng)腳向前滾動(dòng)通過后跟區(qū)域時(shí)，向下旋運(yùn)動(dòng)停止而且腳開始在相反方向上的一定程度地旋后運(yùn)動(dòng)，例如，從中間邊到側(cè)邊。
當(dāng)腳撞擊期間腳的壓力中心向中間運(yùn)動(dòng)經(jīng)過鞋80時(shí)，氣囊內(nèi)部的壓力沿向下旋運(yùn)動(dòng)的方向依次增加直到中間室填充并加固鞋的中間側(cè)以防止過度向下旋，防止超出被認(rèn)為是正常點(diǎn)的向下旋。在腳撞擊期間在氣囊中產(chǎn)生的壓力變化與腳的向下旋運(yùn)動(dòng)一起作用以提供與過度向下旋程度相適應(yīng)的運(yùn)動(dòng)控制動(dòng)力程度。
為了完成這種動(dòng)力控制，如圖3A所示，氣囊室之間的壓力分別由設(shè)置在第一和第二管道20、30內(nèi)部的第一和第二閥22、32控制。第一閥22、第二閥32包括單向閥如Vernay鴨嘴閥或舌形閥。第一閥22、第二閥32還可以包括那些在Auger等的美國(guó)專利5,253,435和Auger等的美國(guó)專利5,257,470中所論及的，此處均用作參考。還可以使用限制流體僅向一個(gè)方向流動(dòng)而且通常用在醫(yī)療裝置如注射器或球泵中的單向閥或檢查閥。管道20和第一閥22在腳跨步的方向上自由地輸送流體。管道30和第二閥32容許排出的流體慢慢地返回其原始室中。第一閥22、第二閥32設(shè)置在氣囊系統(tǒng)10的前端以便保護(hù)它們?cè)谀_撞擊期間免受沖撞。管道20、30可以是兩個(gè)獨(dú)立的元件，其中各元件具有如圖5B所示的自己流動(dòng)線路，或者可以是如圖5A所示的包括兩個(gè)流體流動(dòng)線路的一個(gè)元件。
如圖2A所示，一個(gè)具有慢回泄放孔的單向閥28可以用第一閥22和第二閥32替代。一個(gè)單向閥28設(shè)置在一個(gè)在兩個(gè)相鄰氣囊之間延伸的單管道27中。通過第一閥22和第二閥32，各單向閥和各單管道將與一對(duì)相鄰氣囊的前端進(jìn)行流體交流。
當(dāng)腳撞擊使流體流入室16或14而分別引起室12或16中的壓力升高時(shí)，第一閥22或單向閥28能立即打開。這些閥中的調(diào)節(jié)元件可以保持開的時(shí)間在1至5毫秒之間。一個(gè)優(yōu)選的打開時(shí)間是5毫秒。這些調(diào)節(jié)元件例如舌形閥上的片。這些閥還可以設(shè)定為當(dāng)氣囊之間的壓差達(dá)到預(yù)定值，例如從任意小的壓差直到10psi或更大時(shí)沿跨步的方向?yàn)榱黧w流動(dòng)打開閥門。其它已知的壓力等級(jí)也可以用來(lái)觸發(fā)這些閥。觸發(fā)的壓力等級(jí)將根據(jù)氣囊膨脹時(shí)建立在氣囊中的初始緩沖壓力而變化。設(shè)定閥在一定的壓差下打開閥門容許氣囊室和流體流動(dòng)以便為嚴(yán)重的下旋者、較龐大的跑步者或其它使用者而定制，這些人需要特殊的或額外量的源自氣囊的緩沖。
在一個(gè)使用者的后跟向下接觸時(shí)，氣囊室中的預(yù)定壓力最好是相等的PL＝PC＝PM。氣囊室中的壓力范圍最好在15和30psi之間，優(yōu)選的壓力是20psi。后跟的初始撞擊通過使側(cè)面氣囊室12變形而增加了其中的壓力PL。當(dāng)腳撞擊繼續(xù)進(jìn)行而且PL超過PC或者第一閥22已標(biāo)定值時(shí)，第一閥22打開且流體通過管道20從側(cè)面第一氣囊室12流到中央的第二氣囊室16，引起中央的第二氣囊室16中的壓力增加，導(dǎo)致PC＞PM。中央的第二氣囊室16中的壓力甚至隨著向下旋運(yùn)動(dòng)進(jìn)一步增加，這是由于壓力中心向中間移動(dòng)以壓縮中央的第二氣囊室16。當(dāng)PC超過PM或第三氣囊室14和第二氣囊室16之間的第一閥22的標(biāo)定差極限值時(shí)，第一閥22打開而且流體從中央的第二氣囊室16流入中間的第三氣囊室14。第三氣囊室14中所產(chǎn)生的壓力增加加強(qiáng)了后跟區(qū)域81的中間側(cè)以防止腳的任何進(jìn)一步的中間滾動(dòng)，即限制向下旋。中間的第三氣囊室14中增加的壓力和鞋80中間側(cè)的加固取決于后跟撞擊的位置和力度。
氣囊系統(tǒng)10適應(yīng)跨步期間的下旋量并相應(yīng)地加固了鞋80的中間側(cè)。壓力從側(cè)面的第一氣囊室12到中央的第二氣囊室16到中間的第三氣囊室14的依次增加可以被稱為壓力梯升。側(cè)面到中間運(yùn)動(dòng)的程度及腳撞擊的位置決定了中間的第三氣囊室14中的最終壓力和沿鞋80中間側(cè)的最終加固程度。當(dāng)使用者著落在鞋的外側(cè)邊緣而且側(cè)面到中間方向上的最終腳運(yùn)動(dòng)大時(shí)，系統(tǒng)10內(nèi)的壓力梯升最大。如前所述，這種類型的向下旋腳運(yùn)動(dòng)起初給側(cè)面的第一氣囊室12施加壓力，強(qiáng)迫其流體進(jìn)入中央的第二氣囊室16。當(dāng)腳步繼續(xù)時(shí)，壓力施加給中央的第二氣囊室16而且中央室中一定體積的流體被迫進(jìn)入中間的第三氣囊室14，從而加強(qiáng)了鞋80的中間側(cè)。
一個(gè)沒有過度下旋的使用者在一個(gè)普通的跨步中通常將較小的初始?jí)毫κ┘釉谛膫?cè)面而且將壓迫少量的流體進(jìn)入第二氣囊室16和第三氣囊室14，這是與具有相同撞擊力度的過度下旋者相比。當(dāng)一個(gè)不過度下旋的人使用鞋80時(shí)，假定兩者的后跟撞擊具有相同的力度，那么沿中間側(cè)的最終加強(qiáng)程度與上面論及的不同。例如，如果一個(gè)使用者的后跟撞擊首先僅壓縮中央的第二氣囊室16而且側(cè)面的第一氣囊室12中的壓力保持在管道20中第一閥22的釋放限度之下，只有來(lái)自中央的第二氣囊室16的流體可以轉(zhuǎn)移到中間的第三氣囊室14。因此第三氣囊室14中的最終壓力將僅是第三氣囊室14中流體壓力和從第二氣囊室16轉(zhuǎn)移量的和。位于第一氣囊室12和第二氣囊室16之間的第一閥22將防止流體離開側(cè)面的第一氣囊室12直到第一氣囊室12中的壓力比第一閥22打開時(shí)的壓力大。第二閥32通過防止流體流入第一氣囊室12或者通過與第一閥22一起工作將第一氣囊室12中的壓力保持在其初始值，以便使通過第二閥32進(jìn)入第一氣囊室12的流體通過第一閥22排出到第二氣囊室16中。因此，中間的第三氣囊室14中的壓力不會(huì)升高到一個(gè)過度下旋后跟撞擊期間所得到的總壓，即通過撞擊鞋的側(cè)面部分而開始的壓力，這是由于第二氣囊室16中可利用的流體不會(huì)是來(lái)自氣囊室12、14和16的總和。相反，它將只有效地包括來(lái)自第三氣囊室14和第二氣囊室16的流體。因此，跑步者向下旋的越少，鞋的中間側(cè)加強(qiáng)的越少。
在跑步的落地階段結(jié)束后，氣囊之間的平衡或初始?jí)毫υ谙麓魏蟾矒糁爸匦陆?，這要么通過一個(gè)經(jīng)過兩向閥28的緩慢泄露而實(shí)現(xiàn)，要么通過第二閥32，其容許流體流回中央和側(cè)面氣囊室。返回這些氣囊室以保持壓力的典型恢復(fù)時(shí)間是在0.1至2秒之間，最優(yōu)選的時(shí)間是接近1秒。如上所述，恢復(fù)時(shí)間將取決于從各氣囊室強(qiáng)迫流出的流體量。室越小或轉(zhuǎn)移的流體越少，系統(tǒng)的恢復(fù)時(shí)間越短。
如圖6所示，一個(gè)緩沖系統(tǒng)100可以沿鞋80的長(zhǎng)度延伸，即在后跟區(qū)域和前腳區(qū)域中具有氣囊室。緩沖系統(tǒng)100包括一個(gè)氣囊系統(tǒng)110。氣囊系統(tǒng)110與氣囊系統(tǒng)10的結(jié)構(gòu)相同，圖6中類似的元件被標(biāo)以和氣囊系統(tǒng)10中類似的標(biāo)號(hào)，但在100系列數(shù)中。氣囊室112、114和116分別以和氣囊室12、14和16相同的方式工作，用以加強(qiáng)步伐之后在后跟區(qū)域135中的鞋80的中間側(cè)。
緩沖系統(tǒng)100也包括一個(gè)由前腳區(qū)域150中的氣囊室152和156形成的氣囊系統(tǒng)148，以在跑步或跳躍時(shí)提供側(cè)面穩(wěn)定性并改善鞋的性能。氣囊室152和156沿鞋80的前腳區(qū)域延伸并由和氣囊室12、14和16相同的材料形成。如前所述，氣囊室152和156包括一種支撐的、緩沖液體，該液體可以與后部氣囊室112、114和116中所用的液體一樣，或是一種不同的液體。氣囊室152和156通過一對(duì)各具有一個(gè)閥160、162的管道158彼此連通。閥160、162分別與閥122、132相同，除了它們可以設(shè)計(jì)成在不同的壓力和壓差下工作。與上述閥122相比，閥160容許流體沿中間到側(cè)面的方向的流動(dòng)以便在腳跨步期間加強(qiáng)鞋80前腳的側(cè)面。當(dāng)腳撞擊移動(dòng)經(jīng)過鞋80的前腳時(shí)，流體流出中間室152進(jìn)入側(cè)面室156以加強(qiáng)鞋80的側(cè)邊。前腳中的壓力梯升遵循和后跟區(qū)域相同的原理，除了流體沿相反的方向流動(dòng)之外。前腳中的壓力梯升加強(qiáng)了鞋80的側(cè)邊，當(dāng)切動(dòng)(cutting)或轉(zhuǎn)彎時(shí)支承腳以便提高鞋的性能，或者在跑或走的向前運(yùn)動(dòng)階段支承前腳。當(dāng)氣囊室156充滿來(lái)自室152的流體時(shí)，它在前腳中產(chǎn)生一種楔的效果，在轉(zhuǎn)彎、跳躍或跑步時(shí)使用者能推靠前腳。閥162容許流體從室152返回室156。
壓力梯升系統(tǒng)可以分成任何數(shù)量的室。其效果由相對(duì)的容積、位置和用于提供壓力梯升功能的室的數(shù)量確定。對(duì)于任何給定的運(yùn)動(dòng)所用室的數(shù)量至少部分基于作為時(shí)間函數(shù)的在腳底區(qū)域中的壓力。氣囊的位置和尺寸取決于它們包含進(jìn)鞋的類型以及它們將用于的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合。例如，位于打算用于打籃球的鞋類產(chǎn)品中的系統(tǒng)可以具有與用于跑步的鞋不同的尺寸、不同的保持壓力和不同的閥觸動(dòng)壓力。另外，籃球鞋可以包含緩沖系統(tǒng)100的前腳部分，而這種系統(tǒng)在跑步鞋中可以是不需要的。
在前面參照附圖的說明中已經(jīng)詳細(xì)地描述了本發(fā)明的許多特點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)和實(shí)施例。但是，所披露的是示意性的而且本發(fā)明不限于所示的實(shí)施例。在不偏離本發(fā)明范圍或精神的前提下本領(lǐng)域技術(shù)人員可以進(jìn)行各種改進(jìn)和變型。
權(quán)利要求
1.一種用在鞋中以控制穿鞋者腳運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力氣囊系統(tǒng)，所述氣囊系統(tǒng)包括彼此流體連通的至少第一和第二氣囊室，所述第一和第二氣囊在鞋底的中間到側(cè)面方向彼此并排設(shè)置；一個(gè)設(shè)置在第一氣囊室和第二氣囊室之間的第一閥；所述第一閥包括一個(gè)第一壓力調(diào)節(jié)器，其當(dāng)所述第一氣囊室中的壓力低于第一預(yù)定壓力時(shí)防止流體從所述第一氣囊室流動(dòng)到所述第二氣囊室；當(dāng)所述第一氣囊室中的壓力等于或高于所述第一預(yù)定壓力時(shí)容許流體從所述第一氣囊室流動(dòng)到所述第二氣囊室以增加所述第二氣囊室中的壓力并動(dòng)力地提高由所述第二氣囊室在其所設(shè)置側(cè)提供的支承。
2.如權(quán)利要求1所述的氣囊系統(tǒng)，其特征在于所述第一閥是一個(gè)單向止回閥。
3.如權(quán)利要求2所述的氣囊系統(tǒng)，其特征在于所述單向止回閥具有一個(gè)調(diào)節(jié)器，該調(diào)節(jié)器容許流體在其被強(qiáng)迫進(jìn)入所述第二氣囊室之后返回所述第一氣囊室。
4.如權(quán)利要求1所述的氣囊系統(tǒng)，其特征在于所述閥調(diào)節(jié)器容許所述氣囊室在各步伐之間返回到初始支撐壓力。
5.如權(quán)利要求1所述的氣囊系統(tǒng)，還包括設(shè)置在所述第一氣囊室和所述第二氣囊室之間的一個(gè)第二閥，其特征在于所述第二閥容許流體回流到所述第一氣囊室。
6.如權(quán)利要求1所述的氣囊系統(tǒng)，包括一個(gè)第三氣囊室，其中所述第二氣囊室設(shè)置在所述第一和第三氣囊室之間與其流體連通；一個(gè)設(shè)置在所述第三氣囊室和所述第二氣囊室之間的第二閥；所述第二閥包括一個(gè)第二壓力調(diào)節(jié)器，當(dāng)所述第二氣囊室中的壓力比第二預(yù)定壓力低時(shí)該調(diào)節(jié)器防止流體從所述第二氣囊室流動(dòng)到所述第三氣囊室，而當(dāng)所述第二氣囊室中的壓力等于或高于所述第二預(yù)定壓力時(shí)該調(diào)節(jié)器容許流體從所述第二氣囊室流動(dòng)到所述第三氣囊室以增加所述第三氣囊室中的壓力并動(dòng)力地增加由所述第三氣囊室所提供的支承。
7.如權(quán)利要求6所述的氣囊系統(tǒng)，其特征在于所述閥是單向止回閥，當(dāng)所述氣囊系統(tǒng)被壓以增加所述第三氣囊室中的壓力時(shí)所述閥容許流體在所述室之間流動(dòng)，從而加強(qiáng)一區(qū)域，其中設(shè)置所述第三氣囊室并由所述第三氣囊室控制腳的運(yùn)動(dòng)。
8.如權(quán)利要求7所述的氣囊系統(tǒng)，其特征在于各所述單向止回閥具有一個(gè)調(diào)節(jié)器，該調(diào)節(jié)器容許流體在其被迫進(jìn)入所述第三氣囊室之后返回所述第一和第二氣囊室。
9.如權(quán)利要求6所述的氣囊系統(tǒng)，其特征在于所述閥調(diào)節(jié)器容許所述氣囊室在使用者各步伐之間返回到一種初始支撐壓力。
10.如權(quán)利要求6所述的氣囊系統(tǒng)，還包括一個(gè)設(shè)置在所述第一氣囊室和所述第二氣囊室之間的第三閥，和一個(gè)設(shè)置在所述第三氣囊室和所述第二氣囊室之間的第四閥，其中所述第三和第四閥容許流體分別進(jìn)入所述第一和第二氣囊室。
11.一種氣囊系統(tǒng)，其用在鞋中以動(dòng)力地控制由氣囊系統(tǒng)所提供的左右支承，其包括若干以并排關(guān)系設(shè)置的包含流體的氣囊室；流體地連接相鄰室的管道；以及流動(dòng)控制裝置，用以當(dāng)所述氣囊室中的一個(gè)室的壓力超過預(yù)定值時(shí)導(dǎo)引流體從經(jīng)受穿鞋者腳撞擊的一個(gè)所述氣囊室流動(dòng)到至少一個(gè)所述另外的氣囊室以增加至少一個(gè)所述另外的氣囊室中的壓力及其所提供的支承。
12.如權(quán)利要求11所述的氣囊系統(tǒng)，其特征在于所述若干氣囊室包括至少三個(gè)氣囊室，它們包括兩個(gè)外部氣囊室和一個(gè)中央氣囊室，而且所述流動(dòng)控制裝置被如此設(shè)置，以當(dāng)穿鞋者腳的沖擊增加所述一個(gè)所述外部氣囊室中的壓力高于第一預(yù)定壓力并在之后增加所述中央氣囊室中的壓力高于第二預(yù)定壓力時(shí)，連續(xù)地引導(dǎo)流體從一個(gè)所述外部氣囊室流動(dòng)到所述中央氣囊室并在之后到另一個(gè)所述外部氣囊室以增大所述另一個(gè)所述外部氣囊室中的壓力及其所提供的支承。
13.如權(quán)利要求12所述的氣囊系統(tǒng)，其特征在于在穿鞋者腳撞擊完成之后，所述流動(dòng)控制裝置容許流體從所述另一個(gè)所述外部氣囊室中返回到所述中央氣囊室和所述其中一個(gè)所述外部氣囊室。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用在鞋中以控制穿鞋者腳運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力氣囊系統(tǒng)，該氣囊系統(tǒng)包括彼此流體連通的至少第一和第二氣囊室，所述第一和第二氣囊在鞋底的中間到側(cè)面方向彼此并排設(shè)置；一個(gè)設(shè)置在第一氣囊室和第二氣囊室之間的第一閥；所述第一閥包括一個(gè)壓力調(diào)節(jié)器。該氣囊系統(tǒng)通過根據(jù)單個(gè)使用者的左右運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)鞋的一部分以提供所需量的運(yùn)動(dòng)控制。當(dāng)用在后跟中時(shí)，該氣囊系統(tǒng)考慮了腳的壓力中心通路以根據(jù)腳的側(cè)部到中部轉(zhuǎn)動(dòng)提高中間的強(qiáng)度，因此使用者向下旋的越多，鞋的中間部分就被做得越硬。該氣囊系統(tǒng)提供了舒適性和運(yùn)動(dòng)控制而沒有現(xiàn)有支承結(jié)構(gòu)的多余重量和體積。當(dāng)壓力施加到其上時(shí)該氣囊系統(tǒng)動(dòng)力地改變一部分鞋的強(qiáng)度，當(dāng)壓力去掉時(shí)該系統(tǒng)恢復(fù)平衡。
文檔編號(hào)A43B13/18GK1589692SQ20041001205
公開日2005年3月9日 申請(qǐng)日期2001年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月16日
發(fā)明者約翰·F·斯威格特 申請(qǐng)人:耐克國(guó)際有限公司