專利名稱：鞋內底的制作方法
鞋內底本發明大致涉及一種改進了的鞋內底(insole),更具體地，涉及為 穿著者的足部提供緩沖和支持作用的改進的鞋內底。發明背景人腳是非常復雜的生物機體。在走路的時候，當腳后跟碰地時， 腳上負重一般是人身體重量的1.5倍。在跑步或者攜帶額外重量(例如 背包)的時候，腳上的負重可能超過身體重量的三倍。許多骨頭、肌肉、 韋刃帶和腳腱起到吸收及消耗碰撞力、支撐身體和其它負重的重量，以 及提供推進力的作用。適當設計的鞋內底能夠協助足部完成這些功能 并保護腳免受傷害。鞋內底可以定做以滿足個人特殊需求。它們可以基于使用者足部 的鑄坤莫來制作，或者由按照使用者足部輪廓一莫制的熱塑性材料制成。 然而，為一般大眾制作這樣的鞋內底不實際。像許多定做的物品一樣， 定做的鞋內底往往是很貴的，因為需求量小且需要大量時間來制作并 使它變得合適'。為了使鞋內底可以銷售給一般大眾，鞋內底必須做成不需要個別 調整和修改就能夠有益于使用者。 一般場外可以買到的第一類鞋內底 著重腳部緩沖功能，這樣為了提升吸收沖擊力。對于普通個人而言， 當進行輕微的、適當的運動，i者如走路或者跑步時，緩沖鞋內底足夠 起作用。也就是說，緩沖鞋內底可以為這樣的運動提供足夠的緩沖和支持 作用。然而，對于比較費力或者在技術上富有挑戰性的運動，諸如 攜帶重的背包或者穿越難走的地形，普通的緩沖鞋內底就不夠了。在 這樣的條件下，緩沖鞋內底本身不能提供足夠的支持和控制作用，并且在使用期間效果可能會降到最低點。場外的(over-the-counter)另 一類型鞋內底著重于控制作用。典型 地，像這樣的鞋內底做得相對4交僵硬且剛性，這樣通過限制腳的運動 而控制腳的彎曲和扭動。剛性的結構有利于控制運動，但不是很寬松。 因此，當足部運動到達由剛性結構帶來的極限時，腳上的負重趨向于 突然改變且可能增加腳部結構的負重。因為生物組織、諸如腱和韌帶 對它們所負重的比率很敏感，負重的突然改變可能會導致創傷或損 傷。考慮到上文所述的情況，希望能夠提供一種具有緩沖和控制作用 的場外鞋內底。還希望能夠提供對一般大眾比較實用的、具有緩沖和控制作用的 鞋內底。發明概述考慮到上文所述的情況，本發明的目的是提供一種具有緩沖和控 制作用的場外鞋內底。本發明的目的還在于提供一種對于一般大眾比較實用的，具有緩 沖和控制作用的鞋內底。本發明上述的和其它的目的和優點都是由具有控制和緩沖作用的 鞋內底提供的。鞋內底包括有相互作用的部件的系統，這些相互作用 的部件協作以達到所希望的腳部緩沖和運動控制作用。該部件包括泡 沫塑料核芯(core),半剛性的穩定托架(stability cradle)和多個有彈性的 莢狀物(pod)和襯墊(pad)。可以選擇部件的性能、尺寸、形狀以及位置 以獲得到所希望的緩沖和控制作用。更具體地是為了獲得所希望的生 物才幾械功能。與本發明的原理相一致，緩沖核芯或者說基部與相對較硬的穩定 托架和多個彈性材料制成的莢狀物結合以形成具有緩沖、穩定和控制 作用的鞋內底。通過改變尺寸、形狀和莢狀物的材料性能(materialproperty)，所設計的鞋內底可以滿足過度的/不足的旋前動作 (pronation)、過度的/不足的旋后動作(supination)和其它與足部運動相關的問題。在本發明的優選實施例中，鞋內底的部件^jc久性地相互粘貼在一 起，以制造出為特定類型或者特定范圍的運動而設計的鞋內底。然后 利用多種鞋內底設計來滿足不同運動的寬泛需求。在本發明可選實施 例中，鞋內底包括有多個具有不同特性的可互換的英狀物。使用這樣 的全套工具，最終用戶可以選擇性地改變莢狀物來訂制滿足特殊運動 的需求的鞋內底。附圖簡述參考下文詳細說明和附圖，可以理解本發明上述的和其它的目的 和優點，附圖中相似的參考數字指的是相似的零件，其中
圖1是與本發明原理一致的鞋內底的所示實施例的分解透視圖； 圖2和圖3是分別顯示了圖1中鞋內底的基部和穩定托架的透視圖；圖4到圖7分別是圖1中鞋內底的背面視圖(頂部視圖)、腳底視 圖(底部視圖)、夕卜側(lateral)視圖(夕卜視圖)和后視圖； 圖8是圖1中鞋內底的縱向截面圖； 圖9和圖IO是圖1中鞋內底的橫向截面圖；而 圖ll是足部骨頭附加在圖1鞋內底上時的腳底示意圖。發明詳述參考圖l到圖11，與本發明原理一致的鞋內底構造公開在其中。 正如圖1的分解視圖所示，鞋內底20是復合結構，其包括基部22、 穩定托架24、后跟外側莢狀物(lateral heel pod)26、后跟內側莢狀物 (medial heel pod)28、中足外側莢狀物30、前足莢狀物32、外翻部(valgus) 襯墊34和上部薄板36。盡管在圖1中看不到，鞋內底20還包括設置在基部22和上部薄板36之間的薄襯墊，以形成橫向的足弓支持部38, 其可以在圖4到圖9中看見。正如圖2所示，基部22大致具有完整或者部分鞋內底的形狀。基 部22優選地由一層或者多層具有合適緩沖性能的泡沫塑料或者其它 材料制成。例如，基部22可以包括頂層和底層，頂層由大約2毫米、 肖氏(Shore)硬度為C25-55的EVA泡沫塑料構成，底層由大約4.5毫 米、肖氏硬度為C40-65的EVA泡沫塑料構成。更優選地，基于鞋內 底使用者的運動類型而挑選基部22的材料。輕松的運動挑選較軟的 材料，而較硬的材料更適合難度較大的運動。例如，基部的頂側由肖 氏硬度為C30-35的EVA材料制成，而底側由肖氏硬度為C45的EVA 材料制成，該基部適合為例如徒步旅行而設計的鞋內底。但是，頂側 和基部的EVA層的肖氏硬度分別為C45-50和C60，這樣的基部更適 合為背包運動而設計的鞋內底。基部22有凸起的邊緣40，其環繞腳后跟且部分沿腳側延伸，這 樣使得鞋內底與腳的自然形狀一致。如圖6-10所示，凸起邊緣24的 高度在腳內側位置一般較高，在腳外側高度較低，而基部材料在腳內 側位置也較厚。基部22還包括凹部42、 44和46，其分別與穩定托架 24、前足莢狀物32和外翻部村墊34配合。基部22部分設置在穩定托架24的內部，穩定托架提供剛性給鞋 內底20。優選地，穩定托架24由有足夠剛性的材料制成以控制腳部 運動，例如，穩定托架24可以由肖氏硬度為A90的聚丙烯制成。穩定托架24大致地從跟骨(在其下方)延伸，穿過腳的中部跗骨關 節。然而，向前的內側部分形成為可以調節腳趾離地(toeoff)時第一跖 骨的向下運動(如下所述)。圍繞后跟即沿穩定托架24外側的壓痕58 有助于提高鞋內底20與鞋子的適合度，并且降低鞋內底20與鞋子之 間的移動。如圖6-10所示，穩定托架24包括壁，其包裹基部22的側部和后 部以提供對腳的支持。優選地，穩定托架24為大約3毫米厚，壁的厚度從2毫米逐漸減少到0.5毫米。因為較大的負重，在腳的內側， 穩定托架24的邊優選地較高。例如，穩定托架24的內側48在縱向 足弓內側下延伸向上。槽50提高沿穩定托架24內側的彈性，而并不 犧牲對縱向足弓的支持。優選地，基部22模制而成，因此泡沫塑料 材料52和54部分插入槽50和孔56中，使得其大致對齊穩定托架34 的外表面，以機械地將穩定托架24和基部22鎖定在一起。有利地， 當基部22受壓縮時，例如，在走路時，泡沫塑料還能夠通過槽42凸 起，以提供額外的緩沖作用給足弓。莢狀物26-30通過穩定托架24中相應的開口 60-64而附接在基部 22的底側。前足莢狀物32和外翻部襯墊34在穩定托架24之前附接 在基部22的底部上，而上部薄板36附在基部22的頂部表面上。如 下文所要描述的那樣，這些莢狀物和襯墊的尺寸、形狀和設置都基于 腳的各種解剖特征和足部運動的生物力學。腳與地面的接觸一般分成三個階段腳跟碰地，中足支持和腳趾 離地。在腳跟碰地時，腳跟用4艮大的力與地面碰撞。為了緩沖碰撞， 后跟外側莢狀物26沿跟骨的后部和外側放置，在穩定托架24下突出。 優選地，后跟外側莢狀物26由具有適當緩沖性能的材料制成。例如， 后跟外側莢狀物26可以由肖氏硬度為C40-60>大約6毫米的聚氨酯 材料制成。更優選地，后跟外側莢狀物26的性能基于運動的類型加 以選擇。例如，為例如徒步旅行這樣運動而設計的鞋內底，其后跟外 側莢狀物26適合由具有C45-50肖氏硬度的聚氨酯制成，反之，為例 如背包這樣的運動而設計的鞋內底，肖氏硬度為C50-55的聚氨酯更 適合。在腳跟與地面的最初碰撞之后，足部扭轉或者旋前動作使得后跟 內側與地面接觸。足部對旋前動作的數量以及旋前動作發生的速率 (rate)很敏感。旋前動作是自然的，某些程度的旋前動作是所希望的，過度的旋前動作次數或旋前動作速率會導致損傷。穩定托架24沿腳內部提供牢固的支持以利于控制旋前動作的次 數。后跟內側莢狀物28由與后跟外側莢狀物26不同性能的材料制成， 以利于控制旋前動作的速率。例如，為了減少旋前動作速率，后跟內 側莢狀物28可以由比后跟外側莢狀物26更牢固的材料制成。較牢固 或者較硬的材料在相同負重的情況下，壓縮程度和速度不及較軟的材 料。因此，后跟內側莢狀物由較堅固的材料制成，比由較軟材料制成 后跟外側莢狀物的壓縮程度較小。其結果是，后跟內側莢狀物28趨 于抵抗或者抵消旋前動作，因此可以幫助減少旋前動作的程度和速 率。相反，使用比后跟外側莢狀物26軟的材料制作的后跟內側莢狀 物28會趨于增加旋前動作的次數和速率。優選地，基于后跟外側莢狀物26的材料硬度以及運動類型而選擇 用于制作后跟內側莢狀物28的材料硬度。例如，從輕松到中等強度 的行為過程中所使用的鞋內底，后跟外側莢狀物26和后跟內側莢狀 物28的材料硬度可以相差20-30%。更具體地，為輕松徒步旅行而設 計的鞋內底，其后跟外側及內側莢狀物具有的肖氏硬度分別是大約 C45-50和C60。在腳跟碰撞時和碰撞后，攜帶的重背包大大增加了腳的負重和旋 前動作速率。因此，在設計用于負重使用的鞋內底時，后跟內側莢狀 物28可以由更堅固的材料制成。例如，硬度差為20-40%的材料更適 合這樣的運動。更具體地，為背包而設計的鞋內底，其后跟外側和內 側莢狀物分別具有的肖氏硬度值為C50-55和C65-70。中足襯墊30在每一次邁步的中間階段中為腳的外側提供緩沖和 控制作用。典型地，中足襯墊30由具有和側面腳跟莢狀物相同性能(例 如，硬度)的材料制成。然而，也可以使用具有不同性能的材料。在推進或者說腳趾離地的步驟開始時，腳跟開始從地面提起，重 量轉移到腳掌(the ball of the foot)上。前足莢狀物32位于腳的這個部 位。優選地，前足莢狀物32由相對有彈性的材料制成，因此壓縮前 足莢狀物32的能量在腳趾離地時可以反過來幫助推動足部。例如，前足莢狀物32可以由一層大約6.5毫米厚、肖氏硬度大約為C25-45、 更具體地為C30-40的EVA材并牛制成。優選地，前足莢狀物32包括 傾斜的凹槽66，如圖l-5所示。凹槽66自成角度與腳掌內的關節的 樞紐線協調，以增加前足莢狀物32的柔性。在腳趾離地的時候，第一跖骨自然地向下彎曲。防止第一跖骨的 這種自然向下彎曲會引起足弓變平以及腳的過度旋前動作，這樣增加 了腳踝和膝蓋的壓力。為調節這種向下彎曲，前足莢狀物32的內側 部分62向后延伸進穩定托架24的相應凹部64內。穩定托架和前足 莢狀物的形狀允許第一跖骨更自然地彎曲，因此在腳趾離地的時候讓 大腳趾負重。外翻部襯墊34位于腳外側腳趾的下方。為了在腳趾離地時進一步 鼓勵大腳趾負重，外翻部村墊34比基部22堅固。例如，外翻部襯墊 34可以由1.5毫米厚、肖氏硬度為C70的EVA層制成。在優選實施例中，基部22由上部薄板36覆蓋，其優選地是摩擦 系數低的無紡布層，這樣為了降低起水皰的可能性。在優選實施例中， 無紡布經過抗菌藥劑處理，與防濕部件一起減少細菌和真菌引起的氣 味。 一系列空氣端口 66延伸穿過上部薄板36、基部22和前足莢狀物 32,以允許鞋內底20上部和下部的空氣流通。圖11顯示了足部骨頭作用在根據本發明的鞋內底上的底視圖。腳 跟處是跟骨70,跟骨前面是距骨72。距骨72前在腳內側是舟骨74, 而在腳外側是骰骨76。骰骨和舟骨前是楔形骨78。在楔形骨78和骰 骨76的前面是跖骨80A-80E。笫一跖骨80A位于腳的內側，第五跖 骨80E位于腳的外側。跖骨前面是近端趾骨82。近端趾骨82前面是 中間趾骨84,在每個腳趾的端部是遠端趾骨86。在本發明的第 一優選實施例中，根據本發明原理制造的鞋內底各 部件使用適當的方式(例如粘合劑)而永久性地附^接在基部22上。在本 發明的可選實施例合劑(temporary adhesive)或者其它可移除的附接工具可以使莢狀物 26-32附在基部22上。通過提供包括可互換部件的鞋內底全套工具，途。例如，易受過度旋前動作影響的最終使用者，或者是帶很重的背 包徒步旅行的最終使用者，可以選擇比常規使用者所用的更堅固的后 跟內側莢狀物。本發明已經在相關的優選實施例中作了介紹，詳細的介紹并不限 制本發明，而其它改進對于本領域技術人員來說也是顯而易見的。例 如，上述公開的本發明的實施例以控制過度旋前動作的需求為前提。 因此，在所示實施例中，鞋內底具有比后跟外側莢狀物更堅固的后跟 內側莢狀物。類似地，在腳趾離地時，通過改變基部22、前足莢狀物 32和外翻部村墊34的任何性能，鞋內底可以適用于過度的或者不足 的4t后動作。本發明已經在本文中公開了場外鞋內底，其可以供普通大眾使用。 然而，足部醫生或者其他醫學專家可以使用相同的原理設計出或者制 造出滿足病人特殊需求的鞋內底。因此，已經公開了改良的革圭內底。顯而易見地，在所示實施例中 公開的鞋內底有利于在諸如徒步旅行或者背包等運動中緩沖足部并 控制旋前動作。然而，人們應當理解，還可以改良鞋內底系統的部件 以適應其它運動或者控制其它肚p步運動。因此本文所提供的說明性內 容，包括鞋內底部件的特殊厚度、材料、性能的說明性內容僅僅起到 舉例說明的作用，而并不是限制性的作用，本發明僅由所附的權利要 求來限制。
權利要求
1.一種用在鞋子中的鞋內底，所述鞋內底包括具有符合鞋子內部的形狀的、并具有頂側和底側的核芯；設置在所述核芯底側上的穩定托架；和從所述核芯底部設置的第一莢狀物和第二莢狀物，其中，所述第一莢狀物和所述第二莢狀物具有不同的材料性能。
2. 根據權利要求1所述的鞋內底，其特征在于所述第一莢狀 物和所述第二莢狀物包括設置在后跟外側與后跟內側下的莢狀物。
3. 根據權利要求2所述的鞋內底，其特征在于設置在后跟內
4. 根據權利要求3所述的鞋內底，其特征在于外側的莢狀物 的肖氏硬度范圍在C45-50之間，而內側的莢狀物的肖氏硬度大約是 C60。
5. 根據權利要求3所述的鞋內底，其特征在于所述外側莢狀 物的肖氏硬度范圍在C50-55之間，所述內側莢狀物的肖氏硬度范圍 大約在C65-70之間。
6. 根據權利要求3所述的鞋內底，其特征在于選擇所述莢狀 物的硬度以控制旋前動作的速率。
7. 根據權利要求3所述的鞋內底，其特征在于基于鞋內底所 設計用于的運動類型而選擇所述莢狀物的硬度。
8. 根據權利要求2所述的鞋內底，其特征在于所述鞋內底還 包括中足莢狀物，其設置在后跟外側莢狀物前，且沿著鞋內底與腳外 側相，十應的一部分。
9. 根據權利要求8所述的鞋內底，其特征在于所述穩定托架 形成為能夠讓第一跖骨在腳趾離地時彎曲。
10. 根據權利要求2所述的鞋內底，其特征在于所述鞋內底還 包括前足莢狀物，其設置在所述核芯的下方、所述鞋內底與腳掌相對應的部分處。
11. 根據權利要求10所述的鞋內底，其特征在于所述穩定托 架和所述前足莢狀物形成為能夠允許笫 一跖骨在腳趾離地時彎曲。
12. 根據權利要求2所述的鞋內底，其特征在于所述鞋內底還 包括村墊，其從鞋內底、在與外翻處相對應的區域中設置。
13. 根據權利要求1所述的鞋內底，其特征在于所述核芯包括 EVA泡沫材料。
14. 根據權利要求1所述的鞋內底，其特征在于所述莢狀物可 移除地附在所述核芯上。
15. 根據權利要求1所述的鞋內底，其特征在于所述莢狀物包 括利用臨時性粘合劑而附在所迷核芯上的聚氨酯材料。
16. 根據權利要求1所述的鞋內底，其特征在于所述莢狀物包 括利用鉤和環扣件而附接在所述核芯上的聚氨酯材料。
17. —種緩沖并控制足部在鞋子中的運動的方法，所述方法包括 提供具有符合鞋子內部的形狀的、并具有頂側和底側的核芯； 提供設置在所述核芯底側上的穩定托架；提供從所述核芯的底部、在對應于后跟外側部分的區域內設置的 笫一莢狀物；并且提供從所述核芯的底部、在對應于后跟內側部分的區域內設置的 第二莢狀物，其中，所述第一莢狀物和所述第二莢狀物選擇不同的材料性能以 控制足部的運動。
18. 根據權利要求17所述的方法，其特征在于所述方法還包 括提供第三莢狀物，其從所述核芯的底部、在所述第一莢狀物的前方、 在對應于腳的外側部分的區域內設置。
19. 根據權利要求18所述的方法，其特征在于所述方法還包 括提供笫四莢狀物，其從所述核芯的底部、在所述第三莢狀物的前方、 在對應于腳掌的區域內設置。
20. —種用在鞋子中的鞋內底，所述鞋內底包括具有符合鞋子內部的形狀的、并具有頂側和底側的核芯；從所述核芯的所述頂側設置的頂部薄板；在所述核芯的所述底側上i殳置的穩定托架；多個可互換的、具有不同石更度的笫一莢狀物，其適合從所述核芯 的底側、在對應于后跟外側部分的區域內設置；多個可互換的、具有不同石更度的第二莢狀物，其適合從所述核芯 的底側、在對應于后跟內側部分的區域內設置；其中，所述第 一莢狀物和所述第二莢狀物可以分別從多個第 一莢 狀物和第二莢狀物中選出，并/人所述核芯的所述底側設置。
全文摘要
鞋內底為足部運動提供緩沖和控制作用。鞋內底包括穩定托架和多個位于鞋內底核芯或者說基部的下側上的莢狀物。一些莢狀物被選擇有不同的材料性能，以利于控制足部運動。
文檔編號A43B17/02GK101282664SQ200680037339
公開日2008年10月8日 申請日期2006年4月20日 優先權日2005年8月12日
發明者M·P·謝斯金, R·M·弗雷德里克森 申請人:斯彭科醫療公司