鞋底和鞋的制作方法

專利名稱：鞋底和鞋的制作方法
技術領域：
本發明涉及鞋底和鞋。
2.現有技術當今大部分常見的運動鞋都采用包含泡沫材料的鞋底。例如，由乙烯-醋酸乙烯 酯(EVA)或聚氨酯(PU)制成的泡沫會針對鞋底中出現的載荷提供出色的緩沖性能，因此被 用作位于鞋底內底區與外底區之間的鞋底夾層的典型材料。然而，由泡沫材料制成的鞋底夾層的壽命相當有限。泡沫材料在鞋底承受反復壓 縮和剪切載荷條件下發生的不可逆轉的退化是原本良好的緩沖性能很快喪失的原因。由 此，運動鞋被“磨壞”，不再能夠滿足為足部提供緩沖和生物力學支承的要求。此外，泡沫材料的動態性能與溫度密切相關，這會導致問題，特別是對于冬季的 (奔跑)運動，冬季泡沫材料會變硬，由此大幅度損失其緩沖性能。采用泡沫材料的另一個 不利條件是調整緩沖性能以適應鞋尺寸和穿用者預期體重的可能性有限。此外，對于尺寸 較小的鞋，泡沫材料的表面部分相對體積而言較大，由此在外界溫度低時會導致泡沫材料 溫度較低(即會形成不希望的硬度)。對鞋底構造的改動除了使用不同厚度的鞋底夾層以 外，它在批量生產中只能通過高工作量和高成本的方式來實現。因此，在現有技術中，已經知道有很多種方式是至少部分替代由泡沫材料制成的
鞋底夾層。例如，德國專利10 2006 015 649號披露，在鞋底區下方安置由熱塑性聚氨酯 (TPU)制成、不含泡沫材料的緩沖元件。美國專利2007/0209230號還披露了若干種鞋底構 造，其中在鞋底區域安置有多個彎曲彈簧元件，所有彈簧元件的取向基本相同。美國專利 5，185，943號給出了一種用作增強件的緩沖插件，并被集成到鞋的另一種常見鞋底夾層中。然而，已知的構造并不能提供由泡沫材料制成的新鞋底夾層所具備的有利的緩沖 性能。此外，后兩個文件中所述的構造加工非常復雜，僅因為此原因，它們并未在實踐中應 用。此外，美國專利2002/0038522 Al號介紹了具有空腔、內部放有支承件的鞋底，當 支承件在外力作用下撓曲時會向其原始形狀回復。美國專利6，925，732 Bl號介紹了一種 具有框架元件的鞋底結構。框架元件圍繞鞋跟部分延伸，并與鞋底夾層一起作為彈簧元件。 最后，美國專利2009/0178303 Al號介紹了一種鞋底部件，該鞋底部件的前腳掌部分具有上 板和下板，并且多個下板臂從上板上向下彎曲。因此本發明所針對的問題是提供一種可以簡便地加工、幾乎不需要泡沫材料并且 生產過程具有成本效益的鞋底構造，以便至少部分克服現有技術的上述缺點。
3.

發明內容
此問題由根據權利要求1的鞋底加以解決。根據一個示例，一種鞋、尤其是運動鞋的鞋底包含至少一個方向與鞋底的縱向基本平行的第一板簧元件和至少一個布置在前腳掌部分、方向與鞋底的縱向基本垂直的第二 板簧元件。本發明基于這樣的認識鞋底內的板簧元件可以實現相比采用泡沫材料的方式沒 有劣勢的緩沖性能。然而，這僅在板簧元件采用針對預期載荷的優化取向的情況下才適用。 相比具備各向同性緩沖性能的泡沫材料，由于材料在載荷下只是被壓縮，板簧元件只有在 以其優選方向被撓曲的情況下才能提供足底的彈性支承。目前所要保護的的第一板簧元件 在縱向的布置可以彈性地吸收鞋跟撞擊中出現的地面反作用力。前腳掌部分中安置至少一 個第二板簧元件是由于其經過調整的正交方向，調整的目的是對足部進行側平衡，并支承 足部以防發生取向誤差，例如旋前和旋后，即前腳掌部分分別相對中間和側面的傾斜運動。相比由泡沫材料制成的鞋底夾層，本發明的第一板簧元件和第二板簧元件可由壽 命長且基本沒有溫度相關性的材料制成。此外，第一板簧元件和第二板簧元件可以很容易 地被調整，以適應不同的鞋尺寸及與之對應的穿用者的預期體重。如果在前腳掌部分中至少安置一對第二板簧元件，并使它們從鞋底前腳掌部分的 中部延伸至側面，則可實現鞋底的一種特別有利的支承和導向功能。在這種優選實施方式 中，具有決定意義的是，板簧元件對足部的支承在側面和中間面上同時實現。這可以通過不 同的布置方式來實現，例如通過一對獨立的第二板簧元件，或者還可以通過一對相互連接 的第二板簧元件，其中一個板簧元件由側邊緣延伸至前腳掌部分的大致中心處，另一個板 簧元件則由前腳掌部分的中心延伸至中部邊緣。然而，對稱分區并非是強制的。在現在所述的最為優選的布置方式中，有多對第二板簧元件從鞋底前腳掌部分的 中部平行延伸至側面。這種布置能夠特別好地承受在用前腳掌部分推出過程中出現的載 荷。此外，它還可提供與泡沫材料的動態性能基本相當的變形性能，因為它通常用在前腳掌 部分的鞋底夾層中。在優選情況下，第一板簧元件和/或第二板簧元件具有非平面形狀，使板簧元件 由內底區向外底區延伸。相應地，彎曲的板簧元件從內底區(布置于接近足部處)起始， 跨過鞋底夾層區(通常由泡沫鞋底夾層填充)，延伸至外底區(即布置于地面處、與足部距 離較遠的鞋底區域)。這種優選實施方式便于鞋底的內底區與外底區之間的板簧元件實現 幾乎不受阻礙的彈性撓曲。如果第一板簧元件和/或第二板簧元件各有凸曲區域和凹曲區 域，這種實施方式特別優選。在一種實施方式中，提供有優選在足弓區域內延伸的兩個相對的第一板簧元件。 板簧元件的相反取向可以強化鞋底的這一部分，其中足部的足夠支承對于避免傷害具有首 要的意義。特別優選的一種鞋底布置包含至少一個鞋底板，其中至少一個第一板簧元件和至 少一個第二板簧元件被布置在鞋底板下方。換言之，在這種實施方式中，第一板簧元件和第 二板簧元件在鞋底板與地面之間的空間內延伸。鞋底板和板簧元件可作為單一件提供，例 如通過注塑成型方式。這種加工技術可以很容易地按照本發明的鞋底設計、以非常低的成 本進行生產。有利的是，即使鞋底前腳掌部分的設計與上述設計不同，所述鞋底板也可以與 整體式第一板簧元件一起使用。優選地，鞋底板基本在鞋底整個長度上延伸，并包含像碗狀物一樣包圍鞋跟的可 選的足跟杯。如果采用分立的板簧元件而非由泡沫材料制成的已知的同質鞋底夾層，則足部的導向具有特別重要的意義。三維成形的鞋底板一方面可以確保板簧元件不會對足底施 加點載荷。此外，它還可以避免足踝在步行循環中發生意外的翻滾。此外，在優選實施方式 中基本在鞋底全長上延伸的鞋底板可作為鞋的底架或構架。每個板簧元件優選包含連接至鞋底板的端部和未連接至鞋底板的端部，其中未連 接至鞋底板的多個板簧元件的端部可以相互連接。在板簧元件未連接至鞋底元件的至少一個端部(在整個本說明書中將稱為“自由 端”)與鞋底板之間可以布置第一緩沖元件，以便有選擇性地影響鞋底的動態性能。為此目 的，第一緩沖元件可通過膠粘等方式置于諸如板簧元件的上表面和/或鞋底板的下表面等 處。第一緩沖元件可以是結構緩沖元件，優選為無泡沫材料。可由一種泡沫材料制成的第二緩沖元件優選布置為使其僅在第一板簧元件和/ 或第二板簧元件發生優選的預定撓曲后才發生變形。第一板簧元件和第二緩沖元件的所述 布置方式可實現按照預期載荷準確調整鞋底的動態性能。當有載荷施加到鞋底上時，板簧 元件可在撓曲時提供基本為彈性的回復力，而緩沖元件對撓曲運動和回復運動均可提供緩 沖。由此可以避免在鞋的穿用者的足底和關節上施加高峰載荷。優選為泡沫緩沖元件的第 二緩沖元件優選僅在第一板簧元件和/或第二板簧元件發生預定撓曲之后發生變形。由 此，這種材料出現上述退化的時間基本晚于每一載荷均直接導致泡沫鞋底夾層材料變形的 已知的鞋底構造。根據另一方面，本發明涉及采用根據上述實施方式的鞋底的鞋。所述的鞋可被用 作運動鞋等，其具備恒定緩沖性能的壽命要大大長于采用泡沫鞋底夾層的鞋。如果鞋的鞋 幫至少部分直接連接至上述鞋底板，則此為特別優選。這將在鞋幫與鞋底構造的板簧元件 之間形成特別穩定且直接的連接。足部被安全地保持在鞋的鞋幫與鞋底板之間，以使板簧 元件的緩沖功能直接對足部作出反應。本發明的更多可選特征將在進一步的相關權利要求中解釋。 4.


下文將參照附圖對本發明的各方面進行更為詳細的說明。這些圖顯示圖1 一種采用根據本發明的一種實施方式的鞋底的鞋的分解圖；圖2 圖1中鞋的鞋底板和板簧元件的側視圖；圖3 具有附加緩沖元件的圖2中鞋底板和板簧元件的側視圖；圖4:圖3中實施方式的后視圖；圖5 根據另一種實施方式、位于鞋跟部分的鞋底板、若干板簧元件和若干緩沖元 件的側視圖；圖6 圖5中實施方式的后視圖；圖7 在前腳掌部分有若干附加緩沖元件的另一種實施方式的側視圖；圖8 圖7中實施方式的前腳掌部分的橫截面；圖9 另一種實施方式的前腳掌部分的橫截面；圖10 再另一種實施方式的前腳掌部分的橫截面；圖11 本發明另一種實施方式的示意性側視圖；圖12 圖11中實施方式的底視圖13 本發明另一種實施方式的示意性側視圖；圖14 圖13中實施方式的底視圖；圖15 本發明另一種實施方式的示意性側視圖；圖16 圖15中實施方式的底視圖；圖17 另一種實施方式的示意性側視圖；圖18 另一種實施方式的示意性側視圖；圖19 另一種實施方式的透視底視圖；圖20 圖19中鞋底的另一個不同的透視底視圖；圖21 另一種實施方式的透視側視圖；圖22 另一種實施方式的透視側視圖；圖23 另一種實施方式的底視圖；圖M 圖23中鞋底的側視圖；圖25 另一種實施方式的分解圖；圖沈圖25中鞋底的側視圖；圖27 更多實施方式的底視圖；以及圖觀一種用于鞋緩沖的模塊式系統。5.優選實施方式的詳細說明在下文中，將參照一種運動鞋的鞋底構造對本發明的當前優選實施方式進行進一 步介紹。本發明也可用于其他類型的鞋。然而，鞋動態性能不改變的壽命期較長以及在調 整鞋的緩沖性能以適應穿用者尺碼和要求的方面有大量可行方案的特別優勢對于運動鞋 而言特別重要。圖1所示為根據本發明的鞋1的一種實施方式的分解圖。可以看出，鞋1包括鞋 幫10、鞋底板20、一組第一緩沖元件30和外底層40。盡管在下文中將參照圖1的實施方式 對四組組件的特征進行討論，但應理解的是，其相應組件基本上相互獨立。以下所討論的特 征并不一定要同時實現，也可以單獨或以其他組合方式實現，以制造出至少能部分克服現 有技術上述缺點的鞋1。在鞋幫10下方安置有三維成形的鞋底板20。鞋底板20用作整個鞋構造的底架 或構架，并優選作為包含多個第一板簧元件22和第二板簧元件23和足跟杯M的單一件進 行制造，例如通過對TPU等適用的塑料材料進行注塑成型的方式。另外還可以想見，采用聚 酰胺或可以用纖維加強的復合材料來進行制造。在這種方式中，纖維優選以流動方向插入。 然而，如果需要采用不同的材料，例如對鞋底板20采用較硬的合成材料，對板簧元件22、23 采用較柔韌的材料，則可采用多成分注塑成型進行具備成本效益的生產。鞋幫10附著在鞋底板20的上邊緣沈上，優選通過沿縫12縫合的方式，或采用膠 粘、焊接等其他附著方法。鞋底板也可以直接注塑到鞋幫的內底中(適用條件下)，或者與 之膠粘。從圖3-10可以看出，第一緩沖元件30被置于鞋底板20下方，但要高于第一板簧 元件22和第二板簧元件23的自由端。在鞋跟部分，鞋底板20與鞋幫10交疊。這樣可在不用其他任何構造措施的條件 下對鞋跟部分進行加強。鞋1穿用者的腳(在圖1中未示出)可以直接放在鞋底板20被向上束縛的頂面上，其中優選在鞋底板10頂部安置薄的內嵌鞋底，例如所謂的鞋墊(在圖 1中未示出)，以提高穿著舒適度。 足跟杯M (從下方和三個側面可靠地包圍住足部)和邊緣沈(優選延伸至前腳掌 部分)都有助于提高鞋1的穩定性。這適用于鞋1本身的構造穩定性，因為鞋底板20的抗 扭剛度得以提高。它也適用于鞋1對足部的穩定導引，使得足部相對鞋底板20的傾斜被可 靠地避免。多個板簧元件22、23(上文已述及)均有一個與地面直接接觸的下表面。多個板 簧元件被置于鞋底板20下方，上述內底區與由外底層40所確定的外底區之間。因此板簧 元件22、23將取代標準鞋底設計中的鞋底夾層。作用于鞋上的載荷，例如在鞋跟撞擊以及 用前腳掌部分推出過程中出現的載荷，會導致板簧元件22、23發生彈性變形，如下文中參 照圖2進行的更詳細的介紹。在一種實施方式中，外底被直接注塑到板簧元件上。如果在(i)板簧元件加工后和(ii)被組裝到鞋中之后板簧元件22、23有偏差、即 鞋底板20與板簧元件自由端之間的距離不同，則較為有利。板簧元件可以帶著這樣的偏差 被組裝，使得下文詳述的緩沖元件在未加載時有拉伸應變，即鞋底板20與板簧元件自由端 之間的距離在加工后比組裝后大。由此，在最低載荷下即已提供緩沖。相反地，在沒有任何 載荷施加在鞋底上的情況下，緩沖元件可能已經被板簧元件壓縮(即鞋底板20與板簧元件 自由端之間的距離在加工之后小于組裝之后)。由此，材料內的張力可以因板簧元件的撓曲 而減小。同樣可想到，在鞋底的不同區域中可以組合有偏差不同的板簧元件。在另一種實施方式(未在圖中示出)中，若干板簧元件上下疊放，使得它們在相應 載荷下一起撓曲。第一緩沖元件30被置于板簧元件22、23的自由端與鞋底板20的下側之間。第一 緩沖元件30對于板簧22、23在鞋底被加載時的變形運動和板簧元件22、23彈回時的相反 運動均可提供緩沖。鑒于上述原因，第一緩沖元件30優選不采用泡沫材料制造，而是優選 采用諸如DE 102 34913 Al號德國專利或10 2006 015 649 Al號德國專利中所披露的結 構緩沖元件。在圖1所示、同時也在圖3側視圖和圖4后視圖中部分示出的實施方式中，每 個第一緩沖元件30均包含兩個彎曲側壁32，二者之間由張力元件34連接。第一緩沖元件 30上的壓力載荷會使側壁32的曲度和相連的張力元件34上的張力載荷均增大。由此，所 述布置方式有助于將鞋底上的壓力載荷高效率地轉變為張力載荷。除圖1、3和4所示的第一緩沖元件之外，在板簧元件22、23的自由端與鞋底板20 的下側之間還可以布置其他類型的結構緩沖元件。圖5和6所示為第一緩沖元件30的示 例，其中壓力載荷被轉換為一個剪切運動。在此，緩沖元件30在其初始配置中有一個有些 類似于平行四邊形的橫截面，其側表面稍微彎曲，在鞋底板20與外底層40之間的距離減小 時會進一步被剪切，如圖5中兩個虛線箭頭所示。如果采用類似的壁厚，圖5和6中的緩沖 元件要比圖1、3和4中的緩沖元件軟。然而，一項詳細檢查顯示，在圖5和6的第一種實施 方式中，還在后端采用了一個沒有張力元件的可選緩沖元件35，使其在由剪切運動或緩沖 元件35的前方和后方側壁32平行彎曲的運動所造成的載荷下發生變形。同樣，位于鞋底 前端的緩沖元件37 (對照圖幻在平行側壁32之間沒有張力元件，因此可以提供更軟的緩 沖特性。最后，如不采用所述的結構緩沖元件30，還可以采用由標準鞋底夾層材料(如泡沫EVA)制成的緩沖元件。相比采用現有技術的鞋底夾層，鞋底的此種替代方式也可望實現 更長的壽命，因為泡沫材料必須僅對變形運動緩沖，而針對鞋底變形的實際回復力是由彈 性撓曲的板簧元件22、23提供。在此方面，此設計類似于汽車的緩沖器，其中也有獨立的構 造元件提供回復力(例如鋼制彈簧)和緩沖(油)。相比使用由泡沫材料制成的同質鞋底 夾層，這種獨立既可實現更長的壽命，又可對鞋底特性進行更準確的調整。盡管在優選實施方式中，對板簧元件22、23的每一個自由端均分配有獨立的緩沖 元件30，但仍可設想其他的布置方式，其中單一緩沖元件30對若干板簧元件22、23的撓曲 進行緩沖，或者其中若干緩沖元件30在單一板簧元件23、22的自由端與鞋底板20的下側 之間彼此相鄰布置或上下疊放。作為替代方式，緩沖元件30在板簧元件22、23的相應構造 設計中可以被完全放棄。此外，還可以用可釋放的方式將緩沖元件30連接到鞋底板20和/ 或板簧元件22、23的自由端上，以便在磨損情況下或為選擇性地調整緩沖性能或為設計的 目的(如顏色)而更換一個或多個緩沖元件30。還可設想出一種布置方式(未示出)，其 中緩沖元件30僅連接到一側，即，或者在板簧元件22、23的自由端，或者在鞋底板20上，且 其中緩沖元件30在其自由端處分別與板簧元件22、23或鞋底板20有某一個距離。由此板 簧元件22、23開始可被無阻尼地撓曲，因為緩沖元件30僅在板簧元件22、23的預定撓曲運 動之后才被壓縮。與其具體布置方式無關，緩沖元件30可以被粘附在鞋底板20與板簧元件22、23 的自由端之間。應用熱的和流態化的粘合劑的移印方式特別有利。在此工藝中，凸模/襯 墊會以印制設計的形式吸收粘合劑，并將其轉印至待印的本體。由此，手工耗時地施加粘合 劑的過程可以被自動化，以節省時間、成本和粘合劑。粘合的質量也可提高。移印特別適用 于粗糙的本體，因為凸模/襯墊可適應背景。圖2所示為板簧元件22、23的優選取向和形狀，板簧元件22、23從鞋底板20向下 延伸，且優選與鞋底板20連接為一體。從足跟杯M下方的鞋跟區域開始，直至足弓下方的 足部中間區域，三個板簧元件22基本沿鞋底縱向的方向取向。“基本”一詞包含存在相對鞋 底縱向的偏差的意義，所述偏差由典型制造公差導致。然而，也可能存在相對基本平行的取 向的有意偏差。三個板簧元件22優選采用使其自由端指向足跟的方向。在優選實施方式中 被置于足部中間區域的另外兩個第一板簧元件22采用相反的取向，使其自由端指向前方。 板簧元件22的所述交叉布置方式將導致足弓下方鞋底夾層區域發生顯著的硬化。若干板簧元件22、23的自由端可以直接或通過外底材料相互連接，以便在鞋底的 特定區域實現更高量值的結構完整性。例如，圖1-7中實施方式的兩個位于最后方的第一 板簧元件22的自由端間相互連接，而鞋跟中的第一板簧元件22(最靠近足部中間區域)則 包含兩個獨立、未連接的自由端(對照圖1)。由于其特定的取向，三個位于最后方的板簧元件22可以在鞋跟撞擊中很容易地 發生撓曲，如圖2示意所示。地面反作用力(對照圖2中的箭頭)作用于板簧元件22的自 由端，使它們以其優選方向即基本垂直于其取向的方向發生撓曲。由凹曲度變為凸曲度的 板簧元件22、23優選曲度(從下文可見)可以實現板簧元件22、23在鞋底板20內的簡單 集成，并為自由端的向上撓曲提供所需的空間。曲度的拐點，即板簧元件22、23由凹曲度向 凸曲度的轉變點，優選布置在鞋底板20的下側與外底層40 (布置于板簧元件22、23的自由 端的下方)中間。然而，也可以設想其他形狀的板簧元件22、23，一方面提供良好的彈簧特性，另一方面形成在鞋底板與外底層之間的空間內實現撓曲所需的距離。例如，板簧元件 22、23可以被集中連接到鞋底板上，也可以從鞋底板20的側面向中間面以彎角或彎曲形狀 或線性方式布設，其中板簧元件22、23附著在中部或側邊緣上，相對鞋底板20有一角度。上述外底40優選布置在緩沖元件30下方。此鞋底層主要用于提供良好的抓地性， 并避免因磨損而過早用壞。外底層40可以包含置于板簧元件22、23的單個自由端下方的 單個元件。然而，外底層40也可能延伸經過若干板簧元件，如圖7中對鞋跟部分和前腳掌 部分的示例所示。如果是這樣，外底層40在板簧元件的相鄰自由端之間優選包含彎曲區域 41，使得無需在外底層40內形成顯著的張力即可實現單個板簧元件22、23的獨立撓曲。鑒于地面反作用力的緩沖在鞋跟撞擊中至關重要，如圖2所示，它用于在用前腳 掌部分推出過程中正確平衡足部所必需的后續展開階段。這部分鞋底內的板簧元件23因 此優選與鞋跟和足中部分的板簧元件22垂直布置，并由鞋底的側面向中間面成對延伸，如 圖8-10中橫截面所示意示出。由此，在每種情況下一個板簧元件將由鞋底的邊緣延伸至大 致中心處。這些圖還示出，上述緩沖元件30還可以被置于板簧元件23的自由端與鞋底板 20的底側之間。例如，圖7的側視圖和圖8的橫截面圖示出了側壁32之間沒有在載荷下平 行彎曲的張力元件的緩沖元件30的布置方式。緩沖元件30的外側壁32優選包含側面上 的向上延伸部分，通過諸如膠粘或焊接等方式形成與鞋底板20的邊緣沈的重疊，以實現簡 單的相互連接。優選情況下不僅外側壁有向上延長段，側壁在其上端和下端也相互連接，使它們 能夠與鞋底板20和板簧元件22、23的自由端可靠地粘附。由此，側壁上端之間的相互連接 有向上延長段延伸超出鞋底板20的邊緣，以避免緩沖元件的橫向偏移。還可以設想，不僅 將板簧元件22、23與鞋底板20連接，還與鞋幫連接，以使板簧元件22、23的變形可以影響 鞋幫的特性(鞋幫變得更緊和更寬)。例如，板簧元件22、23的自由端也可以有垂直于鞋幫 的延長段，所述延長段在板簧元件22、23沿鞋幫橫向變形時向上移動，由此提供附加的橫 向穩定性。圖9的橫截面顯示了另一種實施方式，其中鞋底板20和前腳掌部分的板簧元件23 為獨立加工，并僅在鞋組裝過程中通過諸如膠粘、焊接、某種(可釋放的)機械連接或其他 適當方法進行連接。然而，在此還一起提供兩個板簧元件23，并形成從鞋底前腳掌部分中間 延伸至側面的彈性組件。還可以設想一種布置方式，板簧元件22、23不與鞋底板20剛性連 接，而是僅通過外底和緩沖元件30與鞋底板20間接連接，由此在板簧元件22、23與鞋底板 20之間形成一定的機械游隙。圖10所示為對前腳掌部分的另一種修改方式。在此，以同軸方式布置第二緩沖元 件38，例如可由泡沫材料制成。在板簧元件23上載荷較小的情況下，例如在正常行走中，第 二緩沖元件38不與圖10中以虛線示意示出的地面接觸。只有在前腳掌部分承受重載時， 例如跳起之后的落地，板簧元件23才會撓曲到使第二緩沖元件38被壓縮的程度。由于這 種漸進式的緩沖，所謂的“降至最低點”、即鞋底在極端載荷下的緩沖失效可以被避免。對于 經常承受極端載荷的鞋，例如籃球鞋，在前腳掌部分的各板簧元件23的彈簧臂之間優選安 置多個第二緩沖元件38。圖11和圖12示出了包含多個整體式板簧元件22、23的整體式鞋底板20的另一 種實施方式。然而，在本例中，板簧元件22、23沿鞋底的邊界取向，使得在前腳掌部分中板簧元件23也幾乎平行于鞋的縱向軸線。為減少重量并/或改善通風，鞋底板20可以包含 如圖12所例示的較小或較大的切口 28。所述切口也可以在上述實施方式中使用。通過在 前腳掌部分(和/或鞋跟部分)的側面和中間面采用不同數量和/或不同硬度的板簧元件 23，在圖11、12的實施方式中也可處理諸如旋前或旋后等取向誤差。此外，在本實施方式 中，緩沖元件也可以被安置在板簧元件22、23的自由端之間(未在圖11和12中示出)。圖13和圖14所示為與圖11和圖12相反的方式。在此，除足中部分之外，連接至 鞋底板20的板簧元件22和23被置于鞋底板20的中心區域，并被其他緩沖元件(例如前腳 掌部分中馬蹄鐵狀的緩沖元件70和鞋跟部分的中間和側面上的兩個分立的緩沖元件71) 沿鞋底板的邊界包圍。緩沖元件70、71可以包含泡沫材料，也可被制成如上所述的不含泡 沫材料的結構緩沖元件30。在足中部分，作為示例，布置有對此部分的鞋底板20進行彈性 支承的隔離的板簧元件22。可以設想，為將更多板簧元件集成到鞋底板20中，例如參照以 上圖2和圖3的實施方式介紹的，在中間面上和/或以交叉方式。圖13和圖14的實施方 式也可以避免緩沖元件70、71的過早磨損，因為板簧元件22、23在鞋底體壓縮情況下會對 回復力有巨大的貢獻。由于板簧元件22、23過度地伸入緩沖元件70和71下方，可以確保 一種漸進式緩沖，開始基本上只有板簧元件22、23發生變形，而緩沖元件70、71僅在鞋底被 進一步壓縮的情況下才會變形。圖15和圖16示意性示出了本發明的另一種實施方式，其中未給出任何附加的緩 沖元件，且板簧元件22、23被集成到鞋底板20中。板簧元件被置于鞋跟部分、足中部分和 前腳掌部分，并完全以平行于鞋底縱軸的方向延伸，使板簧元件22、23的自由端被前方或 后方定向。在圖11-16的實施方式中，鞋底板20還優選包含尺寸更小或更大的整體式足跟杯 24，以便為足部提供必要的橫向和中部穩定性，并避免在鞋跟撞擊中發生取向誤差。圖17和圖18所示為本發明的另外兩種實施方式，其中后端沒有可選緩沖元件 35 (對照圖5和圖6)。這將在鞋跟撞擊中呈現更軟的緩沖特性，因為最后方板簧元件22的 后端可以幾乎不受阻礙地發生撓曲。只有當在步行循環的最初階段中載荷的重點在鞋內前 移時，最后方的緩沖元件30才會變形。圖17的實施方式僅使用結構緩沖元件，而在圖18 的實施方式中，板簧元件22、23與鞋底板20之間專門安置了泡沫緩沖元件。由于加工的原 因，同時也為了提高剪切穩定性，如果鞋跟部分和前腳掌部分的緩沖元件30分別作為通用 組件進行加工，則優選采用這種方式。在所述的實施方式中，鞋底的生物力學性質可以針對不同尺碼的鞋所預期承受的 載荷作具體調整。這種微調對于由泡沫材料制成的同質性鞋底夾層而言無法輕易實現，因 為它會要求諸如根據鞋的不同尺碼對所用鞋底夾層材料的化學成分進行改動。而這種改動 會在加工中造成巨大的附加成本。圖19-25所示為與圖11和圖12實施方式類似的本發明的另外一些實施方式，其 中板簧元件22、23在其一些自由端處相互連接。如上所述，板簧元件22、23有一端被固定在 鞋底板20上，另一端則不固定在鞋底板20上，即自由端。由于其非平面的形狀，板簧元件 22、23會自鞋底板沿曲線延伸，在撓曲時在其自由端處提供回復力。通常，回復力會施加具 有垂直于鞋底板的分量(緩沖)和平行于鞋底、指向后方的分量(加速)的力。此外，板簧 元件自由端的位置遠離板簧元件的固定端，因此可以在遠離鞋底板20的位置提供回復力。這些特點與螺旋彈簧形成對比，螺旋彈簧只能在其所安置/固定的位置提供垂直于鞋底的 回復力。由于其機械配置，板簧適合被調整為在力不僅以垂直于鞋底的方向施加、而且以平 行于鞋底、尤其是平行于板簧元件的方向施加的情況下提供回復力。螺旋彈簧在這種情況 下不太適合。板簧元件22、23的固定端具有放大的橫截面，以確保固定，并在自由端提供更 大的撓曲力。上文還述及，板簧元件22、23的自由端可以相互連接。相互連接的板簧元件22、23 提供的組合回復力基本上與各個板簧元件22、23的回復力之和相當。相互連接的自由端數 量越多，回復力就越大。因此相互連接的自由端針對基本為點式的載荷可以提供顯著高于 單一自由端的回復力。在一種變體中，可能會有緩沖元件被置于板簧元件22、23的自由端與鞋底板之 間，例如以上參照圖1-10所述，以及上文參照圖11和圖12所述的內容。在另一種變體(未示出)中，相鄰板簧元件的布置方式使得第一撓曲板簧元件在 發生一定變形之后接觸到與之相鄰的第二彈簧元件，隨即也對相鄰的第二板簧元件施加作 用力。此時相鄰的第二彈簧元件將在第一彈簧元件作用下發生變形(類似鏈式反應)。因 此這種布置方式將產生延遲的組合回復力。由此，即使沒有通過“連接部分”相互連接，相 鄰的彈簧元件也會互相影響。圖19是具有鞋幫10和配有板簧元件22 (22a~c)、23 (23a-e)的鞋底板20的鞋的 透視底視圖。第一板簧元件22被置于鞋底后部，第二板簧元件23被置于鞋底前部。圖19示出了被置于鞋底板20側面上的三組板簧元件22c、23b、23c。在板簧元件 22c、2;3b、23c中的每一組中，自由端均相互連接。圖19還示出了被置于鞋底板20中間面上 且自由端均相互連接的兩組板簧元件22b、23a。最后，圖19示出了被置于鞋底板20前腳掌 區中心且自由端均相互連接的三組板簧元件23e。在圖19未示出的一種實施方式中，兩個 或多個板簧元件被置于鞋底板20的后側，且其自由端相互連接。圖19中的第一板簧元件2 被置于鞋底板20的后邊界和側面，并相互連接。具 體而言，在圖19的實施方式中，被置于后邊界的兩個板簧元件和被置于側面的一個板簧元 件連接在一起。多個板簧元件22a的連接可以在足部著地期間對鞋跟提供附加的緩沖，足 部首先在鞋底的這一區域接觸地面。圖19中的第一板簧元件22b被置于鞋底板20后部的中間面上，并在鞋底板20的 這一面上提供緩沖。類似地，第一板簧元件22c在鞋底板20的側面上提供緩沖。第二板簧元件23 03a-e)被置于鞋底的前部，包含第二板簧元件23a(中間面)、 第二板簧元件2 (延伸至中心部分的側面)、第二板簧元件23c (側面)、第二板簧元件 23d(前面)和第二板簧元件2 (中心部分)，并在鞋底板20的相應區域內提供緩沖。圖19中板簧元件22、23的相互連接僅是一個示例。在其他實施方式中，板簧元件 22、23可以根據穿用者的需求在其他區域連接。例如，位于鞋底板20的中間面或側面上的 所有板簧元件均可以相互連接。圖20為圖19實施方式的另一個不同的透視底視圖，沒有鞋幫10，其中與圖19中 相同的附圖標記指代相同的對象。圖21為另一種實施方式的透視側視圖，其中與圖19和圖20中相同的附圖標記指 代類似的對象。與圖19和圖20不同的是，鞋底板20包含足跟杯24。
圖22為有鞋跟10和鞋底板20的另一種實施方式的透視側視圖。鞋底板20包含 足跟杯對。圖23為鞋底的另一種實施方式的底視圖，其中與圖19和圖20中相同的附圖標記 指代相同的對象。圖23示出了構成外底的板簧元件22a-C、23a-e的相互連接。板簧元件 22a-c、23a_e隱藏在相互連接部分之下。圖M為圖23所示鞋底的側視圖。圖25為示出一種運動鞋組裝方式的分解圖，所述運動鞋包含鞋幫10、(可選的) 鞋墊11、帶有板簧元件22、23的鞋底板20以及對鞋底板20板簧元件的自由端和/或自由 端之間的相互連接加以覆蓋的外底層40。所述外底層將最可能具有中斷或切口。圖沈所示為圖25中帶有板簧元件22、23的鞋底板20的兩個側視圖，圖中示出了， 板簧元件22、23提供的緩沖程度取決于其自由端與鞋底板20之間的距離。由圖沈可見， 被置于鞋底板20后部的第一板簧元件22相比被置于鞋底板20前部的第二板簧元件23要 長，且其自由端與鞋底板20之間的距離更大。因此，第一板簧元件22可實現比第二板簧元 件23更大的撓曲，由此可提供的緩沖程度更高。距離D表示第一板簧元件22所提供的撓 曲程度與第二板簧元件23所提供的撓曲程度之差。板簧元件的撓曲最終僅受恒定因素限制，例如在其與鞋底板的固定點處其材料的 橫截面積。因此一個足夠長的板簧元件可以因其長度而提供顯著高于泡沫材料的緩沖程 度，因為泡沫材料的壓縮量取決于其尺寸。因此，在鞋底高度相同的條件下可實現更大的緩 沖效果；或者可以以更小的鞋底高度實現相同的緩沖效果。圖27所示為被置于鞋底板20前部的第二板簧元件23的自由端之間相互連接程 度不同的三個底視圖。在左圖中，沿鞋底板20前部邊界布置的所有板簧元件23被連接在 一起，由此在因載荷而撓曲時提供最大的回復力。在中圖中，此相互連接已被分為五段，即 兩個中間部分23a、一個前部23d和兩個側面部分23b、23c。23a-d中的每一部分均包含多 個連接在一起的板簧元件。這樣提供的緩沖回復力較小，但靈活性更高，是因為不同位置的 載荷不同。右圖所示為一種變體，其中中間部分23a仍為單一件，側面部分2 則被進一步 切為兩段，由此產生了第三中心件23e。圖觀所示為涉及一種為鞋提供緩沖的模塊式系統并成為一個與其他實施方式無 關的方面的另一種實施方式。這種模塊式系統可實現泡沫模塊、板簧、結構元件等緩沖模塊 或處于鞋的不同區域的滑動元件的不同組合。它可提供針對不同外部條件(地面條件、天 氣等環境條件)及使用者要求(例如跑步、走路、攀爬等用途；所需緩沖程度；特定人員條 件，如體重、對特定關節或肌肉的保護；緩沖元件長壽命與舒適度之間的關系；等等)的高 適應能力。總之，模塊式系統可以由有限數量的模塊生產出許多種預制的鞋。此外，可以根 據需要為單一使用者單獨加工鞋，而構造組塊可由使用者根據需要進行更換。圖觀所示為可用于這種模塊式系統的緩沖模塊示例。以下所述的第一組緩沖模 塊211-214針對在鞋底板20前腳掌區的應用而調整。泡沫模塊211由乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)或聚氨酯(PU)等泡沫材料制成，可以針 對鞋底中出現的載荷提供出色的緩沖性能。模塊式系統也可以包含不同的泡沫模塊，根據 所用材料提供不同的緩沖程度。板簧模塊212包含帶有如上所述連接自由端的第二板簧元件23，克服了同樣如前文所述的泡沫元件的缺點，如壽命有限和材料性質與溫度相關等。帶有泡沫元件的板簧模塊213額外包含被設置于板簧元件自由端與鞋底板20之 間的泡沫元件。如上所述，相比采用現有技術的鞋底夾層，這種替代方式可望使泡沫元件實 現更長的壽命，因為泡沫材料必須僅對變形運動提供緩沖，而抵抗鞋底變形的實際回復力 則由彈性撓曲板簧元件213提供。帶有結構的板簧模塊214額外包含被置于板簧元件自由端與鞋底板之間的結構 元件。上文參照圖3-10所述的緩沖元件30是這種結構元件的示例。第二組緩沖模塊220-2 專門針對在鞋底鞋跟區的應用而調整。泡沫模塊221與 泡沫模塊211相當，由乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)或聚氨酯(PU)等泡沫材料制成。板簧模塊 222與板簧模塊212相當，包含具有連接自由端的第一板簧元件22。此外，板簧模塊222由 鞋底的后端延伸至側面，以便在足部著地期間為鞋跟提供附加的緩沖，如上文結合圖19對 第一板簧元件22的介紹所述。第二組緩沖模塊還包含滑動模塊220，申請人在EP 1 402 795和EP 1402 796號 歐洲專利中對該滑動模塊220作了詳細的描述。滑動模塊220具有上滑動表面和下滑動表 面，其中下滑動表面置于上滑動表面下方，以便至少可沿兩個方向滑動。這種布置方式將使 表面產生滑動，使鞋的減速分布在較長的時間段內。這進而會減少作用在運動員身上的力 量，繼而減少向肌肉和骨骼的動量傳遞。由于上滑動表面相對下滑動表面的滑動可以在多 個方向出現，在兩個正交方向、即在一個平面內可以有效地減少應變。緩沖模塊211-214和220-2 可以用膠粘、焊接等相應手段永久性地固定在鞋底 上。由此，可以根據有限數量的構造組塊高效率地加工出許多種適應特定用途的鞋，而不需 要對每一種最終鞋型進行單獨設計。各種緩沖模塊211-214和220-2 還可配備用于以可拆卸方式將各種模塊(鞋 幫、鞋底、緩沖模塊)相互固定的裝置。這可包含夾扣裝置、磁性裝置、螺釘及相關固定件， 以及本領域技術人員知曉的其他任何裝置。固定件的釋放可由專門適配的工具、常規工具 或完全不用工具的方式來進行。這樣可以形成一種模塊式鞋，可由使用者進行快速調整以 適應不同的或變化的需求(天氣或地面條件)，或者其中壽命較其他模塊短的模塊可以被 更換，例如采用泡沫的模塊。甚至一個模塊還可以用使用者購買模塊式鞋時還不存在的改 進型模塊進行更換。大量可行的設計可以由一種系統進行最佳的開發，在所述系統中，使用者對其所 需的鞋進行配置，隨后進行相應的加工，并交付給使用者。通過一種在線系統可以使此過程 易于實現，在該在線系統中，使用者被提供不同的選項(鞋幫、鞋底、緩沖模塊、材料、顏色 等)，由此使用者可配置所需的鞋。該系統還可通過將不同的功能(涉及各種所需因素，例 如地面條件；天氣等環境條件，跑步、走路、攀爬等用途；緩沖程度；體重、對特定關節或肌 肉的保護等特定個人條件；緩沖元件長壽命與舒適度之間的關系；等等)與模塊式系統的 相應元件建立關聯的方式幫助使用者進行配置，由此對使用者所提出的問題提供獨特的解 決方案。以下述及本發明的更多優選示例1. 一種用于鞋(1)、尤其是用于運動鞋的鞋底，包含a.至少一個第一板簧元件(22)，其取向基本平行于鞋底(1)的縱向；
b.至少一個第二板簧元件(23)，其置于前腳掌部分且取向基本垂直于鞋底的縱 向。2.如例1所述的鞋底，其中至少一對第二板簧元件在前腳掌部分相鄰布置， 使其由鞋底中間延伸至側面。3.如例2所述的鞋底，其中多對第二板簧元件相互平行地由鞋底前腳掌部分 的中間延伸至側面。4.如前述各例之一所述的鞋底，其中至少一個第一和/或至少一個第二板簧元件 (22,23)具有非平面形狀，使其由內底區延伸至外底區。5.如前述各例之一所述的鞋底，其中每種情況下至少一個第一和/或至少一個第 二板簧元件(22、2；3)包含具有凹曲度和凸曲度的區域。6.如前述各例之一所述的鞋底，還包含至少兩個取向相反、優選置于足弓區域內 的第一板簧元件02)。7.如前述各例之一所述的鞋底，還包含至少一個鞋底板(20)，其中至少一個第一 板簧元件0 和至少一個第二板簧元件被置于鞋底板下方。8.如例7所述的鞋底，其中鞋底板00)和至少一個第一板簧元件02)和至少一 個第二板簧元件被作為單件提供。9.如例7或8中所述的鞋底，其中鞋底板OO)基本在鞋底的整個長度上延伸。10.如例7-9中之一所述的鞋底，其中鞋底板OO)包含像碗狀物一樣包圍足部的 足跟杯(24)。11.如例7-10中之一所述的鞋底，其中每個板簧元件(22、2；3)包含連接至鞋底板 (20)的一個端部和未連接至鞋底板OO)的一個端部。12.如例11所述的鞋底，其中未連接至多個板簧元件(22、2；3)的鞋底板QO)的端
部相互連接。13.如例11或12中所述的鞋底，其中至少第一緩沖元件(30)被置于至少一個未 連接至板簧元件02、23)的鞋底板00)的端部與鞋底板00)之間。14.如例13所述的鞋底，其中第一緩沖元件(30)是不含泡沫材料的結構緩沖元 件。15.如例13所述的鞋底，其中第一緩沖元件(30)包含泡沫材料。16.如前述各例之一所述的鞋底，還包含至少一個第二緩沖元件(38)。17.如例16所述的鞋底，其中至少一個第二緩沖元件(38)被設置以使其僅在第一 和/或第二板簧元件(22、2；3)撓曲之后才發生變形。18.如前例所述的鞋底，其中第二緩沖元件(38)包含泡沫材料。19.如例17或18所述的鞋底，其中多個第二緩沖元件(38)被置于前腳掌部分的 中心部分。20.如前述各例之一所述的鞋底，其中至少一個第一板簧元件0 被置于鞋底鞋 跟區的后邊界處，并由鞋底的后端延伸至側面。21.采用如前述直至引用例7的各例之一所述的鞋底的鞋(1)，還包含鞋幫(10)， 其中鞋幫(10)至少被部分縫至鞋底板00)上。22.用于鞋(1)、尤其是用于運動鞋的鞋底，包含
a.至少一個板簧元件(22)，其取向基本平行于鞋底的縱向；b.鞋底板(20)，包含像碗狀物一樣包圍足跟的足跟杯04)；其中c.鞋底板00)和至少一個板簧元件0 被共同加工成單件。23.如例22所述的鞋底，其中板簧元件、鞋底板QO)和足跟杯Q4)被共同加工成單件。24.采用如例22或23所述鞋底的鞋(1)，還包含鞋幫(10)，其中鞋幫(10)至少被 部分縫至鞋底板00)上。25.鞋(1)，尤其是運動鞋，包含a.在前腳掌范圍內具有多個板簧元件(23)、被共同加工為單件的鞋底板QO)；b.其中多個板簧元件中的每一個均有一個未與鞋底板00)連接的自由端， 且其中所有自由端還基本指向同一方向。
權利要求
1.鞋(1)，尤其是運動鞋，包含a.在前腳掌范圍內具有多個板簧元件(22、23)的鞋底板(20)，其中鞋底板(20)和多 個板簧元件(22、23)被加工成單件；b.其中多個板簧元件(22、23)中的每一個均有一個未與鞋底板(20)連接的自由端，且 其中所有自由端均基本指向同一方向。
2.如前一權利要求所述的鞋底，其中多個板簧元件(22、23)中的每一個均被置于鞋底 板(20)下方。
3.如前述各權利要求之一所述的鞋底，其中鞋底板(20)基本在鞋底的整個長度上延伸。
4.如前述各權利要求之一所述的鞋底，其中鞋底板(20)包含像碗狀物一樣包圍足部 的足跟杯(24)。
5.如前述各權利要求之一所述的鞋底，其中至少兩個板簧元件(22、23)的自由端相互 連接。
6.如權利要求5所述的鞋底，其中至少兩個板簧元件(22a)被設置于鞋底板(20)的后 面和外側面上。
7.如前述各權利要求之一所述的鞋底，其中相鄰板簧元件被設置以使撓曲板簧元件在 一定變形之后與相鄰板簧元件接觸，然后再對相鄰板簧元件施加作用力。
8.如前述各權利要求之一所述的鞋底，其中至少第一緩沖元件(30)被置于板簧元件 (22,23)的至少一個自由端與鞋底板(20)之間。
9.如權利要求8所述的鞋底，其中第一緩沖元件(30)包含泡沫材料。
10.如權利要求8所述的鞋底，其中第一緩沖元件(30)是一種不含泡沫材料的結構緩 沖元件。
11.用于鞋(1)、尤其是用于運動鞋的鞋底，包含d.至少一個第一板簧元件(22)，其取向基本平行于鞋底的縱向；e.至少一個第二板簧元件(23)，其被設置于前腳掌部分且其取向基本垂直于鞋底的 縱向。
12.如權利要求11所述的鞋底，還包含至少一個鞋底板(20)，其中所述至少一個第一 板簧元件(22)和所述至少一個第二板簧元件(23)被置于鞋底板(20)下方。
13.如權利要求11或12所述的鞋底，其中每個板簧元件(22、23)包含連接至鞋底板 (20)的一個端部和未連接至鞋底板(20)的一個端部。
14.用于鞋(1)、尤其是用于運動鞋的鞋底，包含a.至少一個板簧元件(22)，其取向基本平行于鞋底的縱向；b.鞋底板(20)，包含像碗狀物一樣包圍足跟的足跟杯(24)；其中c.鞋底板(20)和至少一個板簧元件(22)被加工成單件。
15.如權利要求14所述的鞋底，其中板簧元件(22)、鞋底板(20)和足跟杯(24)被加 工成單件。
16.采用如權利要求14或15所述鞋底的鞋(1)，還包含鞋幫(10)，其中鞋幫(10)至少 被部分縫至鞋底板(20)上。
全文摘要
本發明涉及鞋，尤其是運動鞋。所述鞋包含在前腳掌區域內具有多個板簧元件22、23的鞋底板20，其中鞋底板20和多個板簧元件22、23被加工成單件。多個板簧元件22、23中的每一個均有一個自由端不與鞋底板20連接，且所有自由端均基本指向同一方向。
文檔編號A43B5/00GK102090756SQ20101058663
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月14日 優先權日2009年12月14日
發明者保羅·倫納德·邁克爾·史密斯, 蓋德·賴納·曼茲, 簡·希爾, 蒂姆·大衛·盧卡斯 申請人:阿迪達斯股份公司