專利名稱：用于鞋特別是用于跑鞋的底的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于鞋，特別是用于跑鞋的底。
背景技術(shù)：
一種現(xiàn)有技術(shù)的跑鞋共同具有對(duì)腳的保護(hù)的概念。更確切地，這種鞋被認(rèn)為是腳 的保護(hù)裝置。該保護(hù)概念已經(jīng)導(dǎo)致了相對(duì)較重的跑鞋，其通常具有高度緩沖的底或內(nèi)底 (insole)，以緩和來自后跟撞擊并作用在踝關(guān)節(jié)和腿上的反作用力。鞋的增加的重量從跑 步者帶走能量。另一種類型的跑鞋是通常低于300克的超級(jí)輕的鞋。該類型是具有薄底和 薄鞋面的極簡(jiǎn)類型(minimalist)。當(dāng)設(shè)計(jì)鞋時(shí)，鞋行業(yè)已經(jīng)在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)將自然移動(dòng)的腳 作為理想的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，例如，在草地上的裸腳跑步，其中，允許不受鞋限制的腳執(zhí)行它的自 然運(yùn)動(dòng)。然而，一旦鞋穿在腳上， 腳的自然運(yùn)動(dòng)就被阻礙。例如，當(dāng)穿著鞋時(shí)，跖趾關(guān)節(jié)的角 度被大大降低。跖關(guān)節(jié)的角是地面與跖趾之間的角。如果就在離開地面前的瞬間測(cè)量，則 在裸腳跑步中該角接近60度，而在使用跑鞋的所謂技術(shù)或競(jìng)技的跑步中，降低到僅35度。 對(duì)腳的自然運(yùn)動(dòng)的阻礙意味著，除了其它方面以外，在裸腳跑步期間活動(dòng)的腿和腳的肌肉 也被限制等。這些肌肉不被允許以它們的全部力量動(dòng)作，因此，如果鞋被錯(cuò)誤設(shè)計(jì)，則將限 制跑步者高效運(yùn)動(dòng)的能力。與裸腳跑步相比，跑步者的表現(xiàn)被降低。一些在走路和跑步期 間的關(guān)鍵肌肉是長(zhǎng)屈肌和長(zhǎng)伸肌。US 5，384，973中已經(jīng)認(rèn)可了當(dāng)相對(duì)于穿鞋跑步考慮裸腳 跑步時(shí)這些強(qiáng)壯肌肉的重要性，通過引用將其合并到本文中。更具體地，US 5，384，973描 述了用于跑鞋的中底，該中底在縱向和橫向上具有多個(gè)撓性結(jié)合點(diǎn)(flex joint)或凹槽。 許多分離的外底(outsole)元件連接到中底。該結(jié)構(gòu)允許腳趾獨(dú)立地動(dòng)作并提高鞋的穩(wěn)定 性。特別地，撓性結(jié)合點(diǎn)為拇趾創(chuàng)建了隔離的底區(qū)域，由此允許屈拇長(zhǎng)肌和伸拇長(zhǎng)肌以在跑 步期間起到更大的作用。如上所述，盡管提供了緩沖，因?yàn)榫彌_，以及因?yàn)樵谂懿狡陂g足背屈(dorsi flexing)時(shí)重鞋由于其質(zhì)量及遠(yuǎn)重力點(diǎn)引起作用在腳上的反扭矩，較重的跑鞋從跑步者帶 走能量。跑步者必須使用能量去克服這個(gè)反扭矩。另一方面，現(xiàn)有技術(shù)的超輕跑鞋沒有提 供很多對(duì)腳的結(jié)構(gòu)支持，它們也沒有充分考慮生物力學(xué)的方面。減輕鞋的重量可通過最簡(jiǎn)化鞋面及在鞋底上的設(shè)計(jì)改動(dòng)達(dá)成。在鞋底上，材料可 以被去除或用其它類型取代。聚亞安酯(polyurethane，PU)已在制鞋業(yè)使用多年，且近年 來一種特殊的輕質(zhì)聚亞安酯變體已可用。用PU尤其是輕質(zhì)PU制造中底(midsole)減輕了 重量。然而，使用PU作為中底在跑步中不能保證好的舒適度。鞋底中需要弓墊(shank)以 確保在鞋的縱向和橫向的穩(wěn)定性，因?yàn)镻U具有高度柔性。然而我們的跑步測(cè)試顯示，僅在 人腳與中底之間放置弓墊提供差的跑步舒適度。DE 19608488A1描述了一種嵌入PU中底的 弓墊，并建議在弓墊的鞋跟區(qū)域制做開口。來自中底的PU填滿這個(gè)開口，這樣鞋跟區(qū)域變 得軟且有柔性。然而，所描述的鞋不是跑鞋，且對(duì)跑步目的而言鞋底仍然變得太硬。這個(gè)缺 點(diǎn)(硬底)很遺憾地蓋過了通過在鞋中完全省略緩沖和減輕重量所實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)。發(fā)明內(nèi) 容本發(fā)明中解決的任務(wù)是如何設(shè)計(jì)鞋底，特別是為跑鞋設(shè)計(jì)鞋底，該鞋底具有輕的 重量而仍能提供充足舒適度。這通過如權(quán)利要求1描述的解決方案實(shí)現(xiàn)。通過使縱向延伸的弓墊在鞋底的后跟區(qū)域中偏移，在后跟區(qū)域中產(chǎn)生了腔。該偏 移的后跟區(qū)域是平臺(tái)，舒適元件放置在該平臺(tái)上并在注射工藝期間全部或部分地嵌入并粘 合在來自中底的聚亞安酯(PU)上。PU通過在腔上形成的孔進(jìn)入所述腔，或者更具體地，通 過在弓墊的偏移后跟區(qū)域中形成的開口進(jìn)入所述腔，并將舒適元件粘合到PU上。粘合在PU 注射工藝期間及之后發(fā)生，并將舒適元件鎖定在其位置上。PU將通過來自PU注射機(jī)器的 壓力分散到腔中。這個(gè)粘合是有好處的，因?yàn)闆]有這個(gè)粘附，典型地由于困住的空氣，舒適 元件會(huì)在跑步中造成噪音。舒適元件比用于中底的PU更有彈性，這樣比來自中底的PU提 供更高程度的能量回饋。后跟區(qū)域被朝向外底偏移到與弓墊的足弓區(qū)域的第一水平面不同 的第二水平面。我們的測(cè)試已經(jīng)顯示，該設(shè)計(jì)給出了更好的跑步體驗(yàn)，因?yàn)榈椎暮蟾鷧^(qū)域已 變得更軟。本創(chuàng)造性解決方案勝過第一個(gè)可替代的解決方案，該方案沒有證實(shí)成功，既在中 底和外底間放置弓墊。該放置將導(dǎo)致人后跟與中底后跟之間的摩擦問題，因?yàn)?，中底在跑?期間將在后跟區(qū)域中壓緊與松開，每次壓緊允許人后跟向下運(yùn)動(dòng)，每次松開允許人后跟向 上運(yùn)動(dòng)。抵靠著后跟的向下和向上的重復(fù)運(yùn)動(dòng)對(duì)跑步者產(chǎn)生摩擦和不舒服。另外一方面， 在第二個(gè)可替代的解決方案中，弓墊可被置于中底的頂部，由此降低摩擦，因?yàn)樽鳛樵缙谟?化層的弓墊降低向下和向上運(yùn)動(dòng)的長(zhǎng)度。然而，如已經(jīng)描述的，該解決方案已被證實(shí)給出了 過于硬的鞋底。本創(chuàng)造性解決方案可以說是位于這兩個(gè)可替代解決方案之間，因?yàn)楣瓑|的 前腳和足弓部分放置在中底頂部上或靠近中底頂部，并且弓墊的后跟區(qū)域被降低并嵌入中 底，并靠近外底放置。朝向鞋面的織物底的舒適元件的表面應(yīng)優(yōu)選地沒有PU中底材料以此允許其柔性 對(duì)后跟撞擊有影響。這樣舒適元件的所有側(cè)面被中底材料包圍，除了所述表面和舒適元件 的那些擱在弓墊上的邊緣部分。有利地，舒適元件制作為帶有伸入弓墊開口的鼻狀物。這使后跟區(qū)能夠具有更大 的柔性，因?yàn)橄鄬?duì)較硬的PU中底材料的量同時(shí)被降低了。鼻狀物朝向外底伸入開口 1-2毫 米，并在一些情況中可延伸到弓墊的開口更下面。如所述的，舒適元件具有比用于中底的PU的彈性更大的彈性。通過改變舒適層高 度與腔之中或之下PU層高度的比例，可實(shí)現(xiàn)不同硬度值的寬范圍。在PU剛好填滿為進(jìn)入 腔而設(shè)的孔，且舒適元件填補(bǔ)腔的其余部分時(shí)，可實(shí)現(xiàn)有利的比例。然而，舒適元件的高度 與腔下PU中底高度的比例不應(yīng)太大，因?yàn)檫@會(huì)造成過多的緩沖伴隨已述的缺點(diǎn)。該比例可 在2 1的范圍內(nèi)變化，并應(yīng)優(yōu)選地低于1.5 1。由于中底應(yīng)盡可能薄以限制鞋的重量，硬弓墊可在一些情況下被穿著者在跑步中 感覺到。如果在PU注射工藝期間弓墊被嵌入得過于接近人腳，即在鞋面的織物底與弓墊間 沒有或僅有一薄層來自中底的PU時(shí)，會(huì)發(fā)生這種情況。為了緩解這個(gè)問題，恰在織物底下 方放置薄層能量吸收材料。該薄層可以是分離的層或墊，也可以是覆蓋朝向中底和弓墊一 側(cè)的織物底的集成部分。從弓墊的足弓區(qū)域到偏移后跟區(qū)域的過渡必須在小角度下形成。陡峭的過渡，比如說從足弓面到后跟面90°，將給跑步者帶來不舒適，跑步者會(huì)感覺到尖銳邊緣。因此，轉(zhuǎn) 變區(qū)的弓墊與偏移后跟區(qū)域的水平面間應(yīng)有最大50°的角，更優(yōu)選低于30°。轉(zhuǎn)變區(qū)不僅從足弓區(qū)域向后跟區(qū)域也從弓墊的腳內(nèi)側(cè)向腳外側(cè)傾斜。這樣，弓墊 被抬高以給腳的足弓提供支持。優(yōu)選地，弓墊后跟區(qū)域中的孔或開口基本上是橢圓的且放置于跑步期間的著地點(diǎn) 之上。由此實(shí)現(xiàn)了后跟中的全部軟化效果。在實(shí)際中，開口放置在偏移后跟區(qū)域的中間。橢 圓的形狀貼合人腳 跟的形狀，且在偏移后跟區(qū)域中間的布置在弓墊中創(chuàng)建邊緣，舒適元件 倚靠在該邊緣上。弓墊在前腳區(qū)域具有彎曲指狀體，且具有硬區(qū)和軟區(qū)。指狀體可繞弓墊的硬區(qū)和 軟區(qū)間的彎曲線彎曲，且硬區(qū)開始于指狀體開始從弓墊主體延伸的地方并終止于后跟的端 部。這些指狀體特別地支撐第一、第四和第五跖趾。


現(xiàn)在通過以下附圖描述本發(fā)明，其中圖1是創(chuàng)造性鞋底的拆分視2a是創(chuàng)造性鞋底沿著軸線A-A的剖面2b是創(chuàng)造性鞋底和縫合底的剖面3a示出了用于創(chuàng)造性鞋底的弓墊的立體圖
圖3b示出圖3a中的弓墊的側(cè)視3c示出圖3a中的弓墊的后視4是中底從下方的視5是示出腳的中部側(cè)的骨頭的附6示出了從下方觀察的人的右腳圖7是中底的底部和外底的進(jìn)一步視8是中底的底部和外底的更進(jìn)一步視9是中底的底部和外底的更進(jìn)一步視10是中底從腳外側(cè)的視11是中底從腳內(nèi)側(cè)的視12是鞋面和可替代的中底從腳內(nèi)側(cè)的視13是鞋面和可替代的中底從腳外側(cè)的視14是中底的第一后跟形式的視15是中底的第二后跟形式的視圖
具體實(shí)施例方式圖1是創(chuàng)造性鞋底7的立體圖。在這個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，該底由三個(gè)層及弓墊組成， 艮口，作為第一層的中底1、第二中間層2以及構(gòu)成外底的第三層3。該弓墊4示于中底上面， 但在聚亞安酯(PU)注射后全部或部分地嵌入中底1。圖2a示出沿著圖1的軸線A-A的縱 向剖面圖中的底。在優(yōu)選實(shí)施例中，中底1由輕質(zhì)聚亞安酯材料制成，也稱為輕質(zhì)PU，基于聚酯纖維。輕質(zhì)PU是PU的公知變體，其具有低密度(0.35g/cm3)，即為輕質(zhì)材料。進(jìn)一步的特征 在于良好的震動(dòng)吸收，該特征對(duì)長(zhǎng)距離跑步很重要。邵氏A(Shore Α)硬度在38與40之間。 慣常地，鞋制造商使用乙烯醋酸乙烯酯(EVA)作為中底材料，因?yàn)槠渚哂斜容p質(zhì)PU更低的 比重，導(dǎo)致更輕的底。然而，EVA在來自腳的不斷的力的影響下傾向快速老化。該老化表現(xiàn) 為材料上的皺褶。EVA的形態(tài)也不穩(wěn)定，并且一段時(shí)間后它就會(huì)被壓縮并不再回復(fù)到其原始 形狀。中底1被與其具有相同外形的第二中間層2覆蓋。圖2a示出該外形，并且，可以 說，第二層2是中底1的底部的復(fù)制。層2具有保護(hù)層的功能，由熱塑性聚亞安酯(TPU)組 成，并且是薄的(通常0.5-2毫米)中間層。 第三層3是外底，其由許多分離的外底元件(例如，圖8中的附圖標(biāo)記120-123)組 成，它們合在一起成為外底。根據(jù)詞匯“分離的外底元件”可以理解，一片外底不是用與中 底或中間層2相同的方法鑄造或模鑄的，而是在以后被加到或粘合到例如層2的。此外，分 離的外底元件不連接到其它外底元件。更具體地，外底3由多個(gè)被看成孤島的外底元件組 成，這些孤島互不相連，并被中底中的一個(gè)或多個(gè)凹槽分開。這些元件優(yōu)選地由橡膠制成。 代替橡膠，TPU也可以被用作用于這些分離外底元件的材料，但TPU的抓地特性與橡膠相比 較差。所使用的橡膠是傳統(tǒng)的丁腈橡膠(NBR)，因?yàn)樗鄬?duì)較輕的重量而優(yōu)選使用它用于跑 鞋。對(duì)于其它類型的鞋，可以使用乳膠(由自然和合成橡膠的混合物構(gòu)成)。外底元件被在 中間TPU層2以及中底1上的凹槽5、6間隔開，并且被置于在中間TPU層上形成的凸起或 墊10-13 (圖2a)上。中間層的墊和凹槽與中底的對(duì)應(yīng)墊和凹槽配合。按照以下方法進(jìn)行由底部件1、2、3和弓墊4(圖1)組成的底7的制造。在第一步 中，在獨(dú)立的制造工藝中生產(chǎn)TPU中間層2與外底元件3以使它們形成集成的實(shí)體。在第 二步中，中底1連接到由層2和外底3組成的集成實(shí)體?，F(xiàn)在將描述步驟1和步驟2。在步驟1中，TPU中間層2與分離的外底元件3被制造成為集成的實(shí)體。首先，在 橡膠硫化工藝中制造分離的外底元件。接著，將外底元件放置在模具中，其中TPU被嵌在這 些元件的上方。關(guān)閉模具，并且在熱和壓力的作用下，TPU被成形為期望的形狀。在硬化之 后，完成外底元件與TPU中間層的集成實(shí)體。雖然用鑄造方法制造TPU層，但也有替代的制 造方法可用于生產(chǎn)第二層2。因此，可按照公知方式對(duì)TPU進(jìn)行注模成型，或者，在使用熱和 壓力將這些元件與TPU連接之前，TPU可以是置于外底元件3上的片狀箔形原材料。利用膠進(jìn)行TPU中間層2與外底元件3之間的粘合，所述膠在將TPU模鑄到外底 元件上期間被熱激活。模鑄工藝期間，TPU和橡膠之間不使用膠而進(jìn)行的簡(jiǎn)單粘連被證明 不耐用。在TPU中間層2與外底元件3之間加膠之前，必須在從橡膠中移除油脂的工藝中 對(duì)外底元件3的橡膠表面進(jìn)行鹵化并因此增強(qiáng)粘合。在制造底7的步驟2中，將中底1與來自步驟1中的由層2和外底3組成的集成 實(shí)體以及鞋面形成一體。更具體地，帶有外底元件3的TPU中間層2與鞋面和弓墊4 (其固 定于鞋面的鞋床上)一起被放置在注射模具中，在這之后，PU被注射到模具中并與鞋面和 弓墊以及由層2和外底元件3組成的集成實(shí)體粘合在一起。因此，PU粘合到TPU中間層2 最接近人腳的側(cè)。在該第二步之后，底元件1、2和3已經(jīng)變得集成為一個(gè)實(shí)體。TPU中間層2具有雙重功能，其降低中底的脆性，并降低PU注射機(jī)器上的循環(huán)時(shí) 間。下面將對(duì)此進(jìn)行詳述。
原則上，可以省略TPU中間層，并且，在PU注射之前由人工操作者將隔離的外底元 件直接放置在模具中。然而，這將在PU注射機(jī)器上耗費(fèi)處理時(shí)間，因?yàn)樵S多分離外底元件 的擺放花費(fèi)時(shí)間。替代地，如上所述，通過在獨(dú)立的工藝中制造TPU中間層2與外底元件3， PU注射機(jī)器大多數(shù)時(shí)間都可制造中底。降低了機(jī)器等待時(shí)間。然而，TPU中間層的使用具 有進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)，即降低輕質(zhì)PU中底破裂的傾向。如果直接靠著輕質(zhì)PU中底放置分離外 底元件3而沒有任何中間層2，則中底往往在耐久性測(cè)試中破裂。在穿著期間，這種破裂將 允許水進(jìn)入鞋。原因在于當(dāng)在制造期間將PU注入模具中時(shí)，在中底中往往發(fā)生氣泡。傾向 于破裂的原因在于PU不能夠壓出模具通道中銳邊附近的空氣。這很可能是由于PU的低比 重引起的。其結(jié)果是在中底中包含氣泡，因此，當(dāng)中底破裂或經(jīng)受開裂時(shí)，使鞋底易受水的 滲透。TPU具有更大的比重，并且在制造期間不引起俘獲氣泡的問題。換句話說，由于中間 層2的保護(hù)，中底1不易受由氣泡和破裂引起的水的滲透，這有助于保持鞋的內(nèi)部干燥。作為中底1的材料，選擇PU優(yōu)過選擇TPU。原則上，整個(gè)中底可以由TPU制成，但 輕質(zhì)PU具有更低的比重，因此降低鞋的重量。此外，PU具有良好震動(dòng)吸收特性，其對(duì)跑鞋 特別重要。弓墊4(圖1)由熱塑性聚乙烯(TPE)與尼龍組成，并且有一定程度的柔性。它從鞋 底的前腳部分穿過足弓區(qū)域縱向延伸到后跟區(qū)域，并且在后跟區(qū)域優(yōu)選地具有開口 8(圖 3a)，在注射工藝期間，用于中底1的聚亞安酯進(jìn)入開口 8。在前端，弓墊具有兩個(gè)以縱向曲 率延伸的彎曲指狀體15和16以及中間的小指狀體14。這些指狀體特別地支撐第一、第四 和第五跖趾。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，兩至三個(gè)指狀體就足夠，而不是為腳中的每個(gè)分支(ray)具有一個(gè) 支撐指狀物。弓墊被設(shè)計(jì)為“解剖學(xué)的”，即其比傳統(tǒng)弓墊更貼合平均腳。弓墊用注射方法 制造，并且在弓墊的指狀體開始處可橫向彎曲，該開始處對(duì)應(yīng)于第一 、第四和第五跖趾的遠(yuǎn) 端，見圖1中附圖標(biāo)記18所指示的線。隨設(shè)計(jì)需求而定，線18可放置于第一、第四和第五 跖趾的近端和遠(yuǎn)端之間區(qū)域的任何地方。因此，弓墊在垂直于鞋的縱軸線的方向上可彎曲。 該彎曲能力在弓墊的制造工藝中獲得，其中，將熱塑性聚乙烯從后跟端注射，將尼龍從腳趾 端注射。兩個(gè)成分在彎曲線處相遇，并且底從該線18可彎曲，因?yàn)榕c硬玻璃纖維相比，聚 酯纖維是軟的。作為再一措施，弓墊還可以在其縱向上沿著線19是柔性的，因?yàn)楣瓑|優(yōu)選 地應(yīng)該在腳外側(cè)上比腳內(nèi)側(cè)上更有柔性。利用該措施，縱向上的扭轉(zhuǎn)剛度是可調(diào)節(jié)的。圖 3a-3c更詳細(xì)地示出了該弓墊。在制造期間，弓墊被膠合到縫合底，該底與鞋面一起被安裝在鞋楦上。這樣的縫合 底是有柔性的織物底并典型地與鞋面縫合。鞋楦隨鞋面和縫合底及弓墊被置于關(guān)閉的模具 中，隨后，PU被注入該模具中。依據(jù)本發(fā)明，弓墊4具有偏移后跟區(qū)域25，如圖3a所示。偏移后跟區(qū)域限定了用 于接收PU和/或舒適元件9的腔17。偏移后跟區(qū)域用作為PU進(jìn)入大致橢圓形開口 8的平 臺(tái)。該腔由弓墊上的邊沿形成，所述邊沿圍繞開口 8。該邊沿向內(nèi)朝開口傾斜，由此限定腔 17。依據(jù)本發(fā)明，PU部分地充滿該腔，當(dāng)在開口的中心考慮時(shí)，腔在后跟區(qū)域從頂部至外底 給出以下層縫合底、舒適元件、PU、TPU中間層2與外底3。然而，在底的足弓區(qū)域，層的順 序是縫合底、PU、弓墊4、PU與TPU中間層2。因?yàn)樵诤蟾拈_口 8中不具有弓墊材料，所 以該區(qū)域更有柔性。舒適元件是公知的并且商業(yè)上可得。在這個(gè)實(shí)施例中，舒適元件9毫米高，底下的PU中底是8毫米，TPU中間層是1毫米，并且分離的橡膠外底3是2毫米。圖2b示出了創(chuàng)造性鞋底的剖面圖，其中縫合底以附圖標(biāo)記53示出(鞋面未在該圖示出)。舒適元件的 高度與底下的PU中底的高度之比可以在上至2 1的寬范圍內(nèi)變化，但優(yōu)選地不應(yīng)該超出 1.5 1。否則，該設(shè)計(jì)將接近如已描述的具有缺點(diǎn)的傳統(tǒng)緩沖技術(shù)。有利地，PU通過填充 弓墊的開口 8和包圍舒適元件的側(cè)面粘合到舒適元件，由此在沒有任何其它制造步驟情況 下確保材料固定。舒適元件9面對(duì)縫合底的表面65保持沒有任何中底PU，因?yàn)榧词挂恍?中底PU也會(huì)限制其壓縮和解壓能力并由此限制后跟區(qū)域的舒適度。在舒適元件9的一個(gè) 變體中，該元件具有如圖2a所示的平坦表面。在如圖2b所示的另一個(gè)變體中，該元件可配 置有突出物或鼻狀物58，該鼻狀物可恰好地裝入開口 8中，并僅是略微地稍小。舒適元件將 這樣依靠在弓墊的邊緣，并具有第一高度，而伸入開口的鼻狀物給舒適元件第二、更大的高 度。舒適元件優(yōu)選地用PU制造，并具有比中底PU低的密度，從而更軟。通過給該舒適元件 提供所述的鼻狀物58，可實(shí)現(xiàn)以可控方式增加的軟化程度，并僅配置于后跟區(qū)中的特別的、 限定的區(qū)域。有利地，用PU制造的舒適元件具有比中底的PU更高的能量返回特征。參照?qǐng)D3b，弓墊中在足弓區(qū)域與后跟區(qū)域之間的轉(zhuǎn)變區(qū)39應(yīng)該優(yōu)選地與偏移后 跟區(qū)域的水平面之間的角度β不超過50度。更大的角度由于銳邊而使得跑步者不舒適。 有利的角度在30度左右。圖3c示出后視圖中的弓墊。轉(zhuǎn)變區(qū)39不僅從足弓區(qū)域向后跟 區(qū)域傾斜，而且從弓墊的腳內(nèi)側(cè)向腳外側(cè)傾斜。由此，弓墊被升起以對(duì)腳的足弓提供支撐。弓墊4完全或部分地嵌在PU中底中，如圖2b所示。在前腳和足弓區(qū)域中，弓墊被 靠近縫合底53放置，在縫合底與弓墊之間有或者沒有PU。在偏移后跟區(qū)域中，弓墊被靠近 外底放置。由于中底應(yīng)盡可能薄以限制鞋的重量，硬弓墊可在一些情況下被穿著者在跑步 中感覺到。如果在PU注射工藝期間弓墊被嵌入得過于接近人腳，即在鞋面的縫合底與弓 墊間沒有或僅有一薄層來自中底的PU時(shí)，會(huì)發(fā)生這種情況。為了緩解這個(gè)問題，恰在縫合 底下方放置薄層能量吸收材料51。該層可以說對(duì)弓墊保護(hù)人腳，而跑步者不會(huì)在后跟撞擊 中感覺到弓墊的邊緣或表面，因?yàn)檫@樣的材料會(huì)在撞擊時(shí)吸收高比例的能量。這種材料可 從RogersCorporation公司以商標(biāo)Poron XRD商購。該層由聚亞安酯泡沫體組成，且在 0. 5mm到1. 5mm厚之間，優(yōu)選為1mm，并且可以是具有與縫合底相襯形狀的分離墊。在將該 墊放置到最后(lasted)鞋面的縫合底上之后，弓墊被附接到該墊，且鞋面、能量吸收材料、 縫合底與弓墊的聯(lián)合體被插入用于PU中底注射的模具中。在另一個(gè)實(shí)施例中，PU能量吸 收材料已經(jīng)是縫合底的部分，即該可伸展PU已在更早的制造過程中被黏附至用作縫合底 的織物上，并形成縫合底的一側(cè)。該P(yáng)U能量吸收材料可在所有方向伸展并具有低密度(低于0. 35g/cm3)。這樣它 具有更低的密度且比用于中底的PU更軟。已經(jīng)提供了特殊的內(nèi)底。內(nèi)底由兩層組成。上層是輕質(zhì)而透氣的聚酯纖維材料。 下層制成為兩個(gè)版本。對(duì)于A類跑步者，下層由EVA組成，其有利地具有低重量，對(duì)于B類 跑步者，下層由PU泡沫制成。這是更昂貴的方案，但給出了更好的內(nèi)底。下層具有用于透 氣的穿通孔。在內(nèi)底的后跟部分放置了帶有震動(dòng)吸收材料的區(qū)域，并且在內(nèi)底的前腳區(qū)域 中放置了能量返回材料，能量返回材料在登離期間釋放了大多數(shù)在后跟撞擊和全腳接觸期 間接收的能量。圖4中從底部用直觀圖示出了中底1。中底具有前腳部分23、頂端22、下后跟部分20、足弓部分21以及腳外側(cè)部分24。四個(gè)撓性凹槽27、29、31和34橫跨前腳23。凹槽具 有約為前腳中底厚度的50-60%的深度，該示例中是3-4毫米。彎曲的撓性凹槽63從足弓 部分21的腳內(nèi)側(cè)49開始延伸，并沿著部分48、32、59、60和61繼續(xù)。撓性凹槽產(chǎn)生凸起或 墊26、28、30、33、35、38、40、46、50、52、54、56、62，這些凸起或墊的形狀對(duì)應(yīng)于分離外底元件 3的形狀，但具有更大的面積。因此，墊比安裝在TPU中間層2上的分離外底元件更互相靠 近。如以后將要描述的，這已顯示對(duì)防滑具有積極效果。墊33和35在腳外側(cè)水平方向延 伸，從而變成底的腳外側(cè)上的最末端點(diǎn)。當(dāng)外底元件被放置在墊上時(shí)，該延伸將對(duì)穩(wěn)定具有 貢獻(xiàn)，尤其當(dāng)腳仰轉(zhuǎn)(supinate)時(shí)。加強(qiáng)條47從腳內(nèi)側(cè)向腳外側(cè)傾斜延伸。加強(qiáng)條是中 底的一部分，并在注射工藝期間形成。加強(qiáng)條比腳外部分37和腳內(nèi)部分49上的中底更厚， 并且對(duì)中底增加剛度。其與弓墊4(圖4上不可視)平行地延伸，弓墊4被放置在中底另一 側(cè)上，即，面向腳的一側(cè)。彎曲撓性凹槽比其它撓性凹槽寬得多。在一個(gè)實(shí)施例中，其是6毫米寬，撓性凹槽 34是3毫米，撓性凹槽31是4毫米。通常，彎曲撓性凹槽是其它撓性凹槽的1. 5至3倍寬。 彎曲撓性凹槽的寬度可以被改變，但其優(yōu)選地具有對(duì)應(yīng)于第三和第四跖趾之間距離的1-2 倍的寬度。然而，該距離不可以太寬，因?yàn)檫@將導(dǎo)致太多的撓曲。此外，撓性凹槽在前腳中 沿著它的曲線具有基本恒定的寬度。彎曲撓性凹槽63與橫向撓性凹槽29、31和34相交。因此，彎曲撓性凹槽在縱向 從足弓的腳內(nèi)側(cè)向腳的跖骨區(qū)域中的頂點(diǎn)59延伸。從該頂點(diǎn)起，凹槽沿著路徑60在相反 方向繼續(xù)延伸并與撓性凹槽57和55相交。凹槽63大致在撓性凹槽61中大腳趾球(ball) 的下方終止。凹槽的彎曲本質(zhì)上對(duì)該序列的中底墊提供了螺旋形特性因此，從墊62中的 起點(diǎn)0開始可以畫出曲線64，曲線64描述了某種程度上壓縮的或偏心的螺旋曲線圖。當(dāng)以 后在制造工藝中安裝時(shí)，分離外底元件3將描述相同的曲線。
彎曲的撓性凹槽63的功能是通過沿縱向在第四和第三跖趾之間給中底提供彎曲 線并由此提供腳立正(foot attention)的分支的“2-3劃分”特征而使得能夠自然地跑步。 下面詳細(xì)描述這一點(diǎn)。圖5從腳內(nèi)側(cè)示出了右腳的骨頭，具有第一跖趾85、跟骨69、結(jié)節(jié)68 和上結(jié)節(jié)67。圖6從下面示出了人的右腳。附圖標(biāo)記70描述距骨，附圖標(biāo)記71描述舟骨， 附圖標(biāo)記72、73和74描述三個(gè)楔狀骨，即，分別為腳內(nèi)、中間和腳外楔狀骨。線89表示人腳 中在一邊的骰骨87與另一邊的腳外楔狀骨74和舟骨71之間的折線。腳沿著該折線是柔 性和可彎曲的，意味著如果使得彎曲沿著在第四跖趾82和第三跖趾83之間延伸的縱向軸 線，則三個(gè)最腳內(nèi)側(cè)的趾骨83、84、85將彎到一側(cè)，并且兩個(gè)最腳外側(cè)的趾骨81、82將彎到 另一側(cè)。認(rèn)識(shí)到，該彎曲線通過允許鞋底沿著該軸線彎曲而在腳仰轉(zhuǎn)或俯轉(zhuǎn)的情況中能使 仰轉(zhuǎn)和俯轉(zhuǎn)肌肉在后跟撞擊之后補(bǔ)償?shù)酶?。因此，在太大俯轉(zhuǎn)的情況中，即腳的足弓被移 動(dòng)到腳內(nèi)側(cè)的情況中，仰轉(zhuǎn)肌肉足拇長(zhǎng)屈肌將通過腳的腳內(nèi)側(cè)上的跖屈反應(yīng)而抵消。利用 具有彎曲撓性凹槽的底，抵消(counteraction)將更快，因?yàn)?，肌肉足拇屈肌不一定要“?起(lift)”整個(gè)鞋底，而僅是它的部分，即彎曲撓性凹槽的腳內(nèi)側(cè)上的部分，也即包括了第 一、第二和第三跖趾的部分。該仰轉(zhuǎn)抵消發(fā)生為使腳踝進(jìn)入理想中不存在仰轉(zhuǎn)或俯轉(zhuǎn)的中 性位置。利用圖6中的線90示出彎曲撓性凹槽63的外形。該線示出了中底1中放置彎曲 撓性凹槽的位置。注意，撓性凹槽63被置于中底的面向外底的側(cè)面上。由圖6中的線90表示的彎曲的撓性凹槽63從足弓的腳內(nèi)側(cè)產(chǎn)生，并在舟骨71下方開始。可替代地，腳內(nèi)楔狀 骨72。其與腳外楔狀骨74相交，并且在第三和第四跖趾之間繼續(xù)，直到跖骨和近趾75、76、 77、78、79之間的關(guān)節(jié)的起點(diǎn)。這些關(guān)節(jié)被線92示出，線92還表示圖4中的撓性凹槽31。 鍥狀骨的區(qū)域中的線90(S卩，凹槽63)的曲率可以被改變。而且，可以朝著腳趾端升起或朝 著后跟降低腳內(nèi)側(cè)上的曲線的起點(diǎn)?；氐綀D4，理想的著地點(diǎn)A被顯示為在下后跟部分。對(duì)于跑步者，該點(diǎn)是最佳著地 點(diǎn)，并且其正好位于根骨下方，偏向腳外側(cè)。然而，實(shí)際生活測(cè)試顯示實(shí)踐中不能夠達(dá)到該 最佳著地點(diǎn)。通常，實(shí)際生活的跑步者在沿著標(biāo)記為B的線(附圖標(biāo)記41)的某個(gè)位置接 觸地面。著地點(diǎn)依賴跑步速度，并且甚至可以在左右腳之間不同。然而，將該點(diǎn)移動(dòng)到更靠 近A導(dǎo)致改善的力和能量消耗，并且測(cè)試已經(jīng)顯示在有該底的情況下著地點(diǎn)可以被移動(dòng)到 圖4所示的C的附近。將著地點(diǎn)移動(dòng)到盡量與A靠近的基本想法是認(rèn)識(shí)到腿上負(fù)責(zé)推進(jìn)的 肌肉可以提前被激活而變得機(jī)械上活躍——它們提前處于緊張狀態(tài)并且能夠產(chǎn)生向前的 推力。為了將該著地點(diǎn)移動(dòng)到盡量與A靠近，在設(shè)計(jì)中已經(jīng)采取了兩個(gè)措施。首先，已經(jīng)降 低了后跟的高度，或者更具體地，已經(jīng)降低了下后跟部分20的高度，以便使人腳和地面盡 量靠近。與現(xiàn)有技術(shù)的跑鞋相比，可以降低該高度，因?yàn)?，本?chuàng)造性設(shè)計(jì)不在鞋底中大量使 用額外的緩沖材料。緩沖是所使用的PU中底材料的固有特征。一般地，緩沖不應(yīng)該被避開 而是被保持到最小，因?yàn)槠湮漳芰康粚⒛芰糠祷氐侥_。在優(yōu)選實(shí)施例中，中底在下后跟 部分20中的最大高度或厚度在8和12毫米之間，優(yōu)選8毫米。這是中底的后跟翹并且對(duì) 應(yīng)于圖4的點(diǎn)A中的后跟厚度。為了在跑步期間提供軟化的著地，弓墊4(圖1)被嵌入較 低的后跟部分20，并且依據(jù)本發(fā)明其開口 8位于點(diǎn)A之上。為了將落地點(diǎn)移動(dòng)到更靠近A 而采取的第二措施是通過設(shè)計(jì)具有雙鍥(tapering)的中底1的下后跟部分20。圖14示出 了穿著帶有中底1和分離外底元件124的鞋的腳150的后部。后腳區(qū)域中的中底圍繞將中 底分為兩半的豎直軸線B-B是不對(duì)稱的。在最佳的直立站立姿勢(shì)中，豎直軸線B-B將穿過 踝關(guān)節(jié)和脛骨。中底被分為腳內(nèi)后跟部分143和腳外后跟部分151。此外，水平線C-C將在 后腳區(qū)域中的中底分為下后跟部分20和上后跟部分142。線B-B和C-C 一起將中底的后跟 分為四個(gè)部分Ι、ΙΙ、ΠΙ和IV。根據(jù)該圖很清楚，四個(gè)部分I-IV都各不相同。鍥141能使 腳在點(diǎn)C(圖4)著地。如在圖14中所示，該鍥不僅在部分III中，還部分地在部分IV中。 在部分IV中，即，在下后跟部分20的腳內(nèi)側(cè)上，鍥終止并且變得與對(duì)應(yīng)于表面149 (圖10) 的幾何平面的幾何平面對(duì)準(zhǔn)。圖10更詳細(xì)地示出了該鍥，并且將理解，該鍥不僅從下后跟 部分20的中心朝向圖14所述的腳外側(cè)延伸，而且也從該中心朝向后跟端延伸。圖11利用 附圖標(biāo)記153示出了在后跟的腳內(nèi)里側(cè)的該點(diǎn)上，下后跟部分通過外底元件完全與地面接 觸。支撐147是中底的集成部分。在后跟沖擊時(shí)，中底和外底被設(shè)計(jì)為允許所謂的水平撓曲，這利用圖4的彎曲的 后跟撓性凹槽45實(shí)現(xiàn)，該凹槽比前腳上的橫向撓性凹槽更深更寬，并且具有為了允許“水 平撓曲”(即，為了允許后跟部分的水平運(yùn)動(dòng)，特別在后跟沖擊期間)而將鞋底的后跟從前 腳底分開的功能。該功能可以類似于后跟區(qū)域的人的脂肪襯墊，其也允許小的前后水平運(yùn)動(dòng)。圖15中示出了中底的后跟的第二實(shí)施例168。下后跟部分20設(shè)置有臺(tái)階169、170 和171。這些臺(tái)階互相錯(cuò)開，并且被作為PU中底的一部分。為了硬化下后跟部分而設(shè)置錯(cuò)開的臺(tái)階170和171。通過在邊緣區(qū)域中直接注射的PU提供這種硬化效果。還在圖14中 示出的臺(tái)階169清楚地比后跟部分中的中底的其余部分向腳外側(cè)延伸得更長(zhǎng)，例如與支撐 臂145相比，并且被提供來獲得增強(qiáng)的穩(wěn)定性。根據(jù)圖14和圖15將注意到，腳內(nèi)后跟部分 143基本上可以與豎直線D對(duì)齊，而腳外后跟部分151與傾斜線E對(duì)齊。已經(jīng)進(jìn)行了創(chuàng)造性跑鞋與現(xiàn)有技術(shù)跑鞋之間的比較測(cè)試。12個(gè)男性測(cè)試者使用 創(chuàng)造性鞋與現(xiàn)有技術(shù)跑鞋。通過使用置于人后跟上的角度計(jì)、用于檢測(cè)地面接觸的腳開關(guān) (foot switch)以及安裝在脛骨肌肉上的加速計(jì)，已經(jīng)測(cè)量了不同的參數(shù)，如角度、速度和 加速度。表1示出了比較測(cè)試結(jié)果。
權(quán)利要求
1.一種用于鞋，特別用于跑鞋的底，所述底包括聚亞安酯注射中底、縱向延伸的弓墊和 外底，所述弓墊從所述底的前腳部分穿過足弓區(qū)域延伸到后跟區(qū)域，并且在其后跟區(qū)域具 有開口以接收聚亞安酯，其特征在于，所述弓墊(4)在所述后跟區(qū)域(25)偏移以比所述弓 墊在所述足弓區(qū)域更靠近所述外底(3)，以及具有比中底的聚亞安酯更高彈性的舒適元件 (9)放置于在所述弓墊的所述開口⑶之上的腔(17)中并與所述中底⑴的聚亞安酯連 接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的底，其中，所述舒適元件(9)在面對(duì)鞋面的織物底(53)的面 (65)上沒有來自所述中底的聚亞安酯。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的底，其中，所述舒適元件(9)在面對(duì)所述弓墊(4)的面上具有 與所述開口(8)尺寸對(duì)應(yīng)且伸入所述開口的鼻狀物(58)
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的底，其中，所述舒適元件(9)的高度與所述腔下方聚亞安酯的 高度的比例低于2 1。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的底，其中，所述舒適元件(9)的高度與所述腔下方聚亞安酯的 高度的比例低于1.5 1。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的底，其中，具有比所述中底(1)的聚亞安酯更低的密度且厚度 為0. 5至1. 5毫米的能量吸收聚亞安酯層(51)放置在所述鞋面的所述織物底(53)的面向 所述弓墊(4)和所述聚亞安酯中底的一側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的底，其中，所述弓墊在從所述弓墊的所述足弓區(qū)域到所述后 跟區(qū)域的轉(zhuǎn)變區(qū)(39)中具有相對(duì)于所述后跟區(qū)域的所述偏移弓墊的水平表面最大為50° 的角。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的底，其中，所述轉(zhuǎn)變區(qū)(39)從所述足弓區(qū)域向所述后跟區(qū)域 傾斜，以及從腳內(nèi)側(cè)向腳外側(cè)傾斜。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的底，其中，在所述偏移后跟區(qū)域中的所述開口 (8)基本上是橢圓的，且位于著地點(diǎn)(C)之上。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的底，其中，所述弓墊(4)在所述前腳區(qū)域中具有 彎曲指狀體(15，16)，所述弓墊具有硬區(qū)和軟區(qū)，且所述指狀體能夠繞所述硬區(qū)和所述軟區(qū) 間的彎曲線(18)彎曲。
全文摘要
一種用于鞋，特別用于跑鞋的底，包括聚亞安酯注射中底、縱向延伸的弓墊和外底。所述弓墊從所述底的前腳部分穿過足弓區(qū)域延伸到后跟區(qū)域，并且在其后跟區(qū)域具有開口以在用于中底的聚亞安酯的注射工藝期間接收聚亞安酯。進(jìn)一步地，弓底包括用于接收舒適元件(9)的腔(17)。弓墊的后跟區(qū)域是偏移的，以比在足弓區(qū)域的弓墊更靠近外底(3)。本發(fā)明解決了設(shè)計(jì)具有輕的重量而仍能給鞋的穿著者帶來舒適的鞋底的問題。通過在弓墊的后跟區(qū)域的腔(17)中放置舒適元件，其中舒適元件具有比中底的聚亞安酯更高的彈性，提供了有改良的能量吸收和能量回饋的全面的解決方案。
文檔編號(hào)A43B13/18GK102046035SQ200980119389
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2009年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月5日
發(fā)明者E·特魯爾森 申請(qǐng)人:伊科斯克有限公司