波形技術的制作方法

發明背景

本發明涉及鞋類制品，且特別是包括具有改善的緩沖特征的鞋底的鞋類制品。

運動鞋類的最近設計中的一個主要焦點為足下緩沖。這主要是因為，雖然人類的足部存在天然緩沖特征，這樣的天然特征不能獨自有效地克服每天的活動過程中遇到的應力。例如，運動員可參與大量負荷都位于腳、關節和腿的肌肉結構(包括踝、膝蓋和髖關節)的活動。這樣的活動包括公路賽跑、田徑賽跑、遠足或越野跑。特別是越野跑可使足部和下肢經歷極端的條件和因此的極端的負荷。作為一個例子，在越野跑中，如與田徑賽跑和公路賽跑不同的，人可能遇到粗糙的地形，諸如巖石、倒下的樹木、碎石或陡坡。穿越這個地形需要使足部忍受大的應力。甚至在較不苛刻的環境(諸如普通的散步或公路賽跑)中，人類的足部仍經歷了很大的應力。因此開發了緩沖系統以減輕和克服這些應力。

現存的用于鞋類的緩沖系統趨向于集中在減輕垂直地面反作用力以抵消步行過程中與腳跟著地關聯的沖擊。就那些而言，這不是完全不合理的，在一些活動中，身體在垂直方向上經歷約2000N的最大力。但是，在跑步、散步、越野跑或類似的過程中，腳跟著地典型地涉及垂直力和水平力。實際上，由于在與地面接觸時足部和腿的角度，高達百分之三十(30)的生成的力在水平平面上。

很多常規緩沖系統還遭受了預負荷(preloading)的問題，這一部分是由于這樣的緩沖系統的設計的特征。具體地，很大量的現存緩沖系統利用了連續的中底，其中在與地面接觸時中底的每一部分都對壓縮敏感。換言之，常規的中底為連續的，使得，當中底的一部分被壓縮時，相鄰的部分也被壓縮。結果是在地面接觸時大面積的中底被壓縮，由此減少緩沖的可能性且強制中底用作單塊結構。

現存緩沖系統的再另一個關注點是，雖然不同緩沖系統必須滿足類似的目的，這樣的系統通常需要適應正在從事的特殊的活動或用途。例如，就緩沖而言，越野跑跑步者的期望和需要可與隨便的散步者的期望有很大不同。例如，越野跑跑步者可具有要求比普通散步者更多的緩沖的特定需要。實際上，在越野跑中，對抗擦傷(可由與巖石、樹根和其他不規則物體的反復沖擊導致的)為主要關注點。很大不同的是，在散步和/或公路賽跑中，額外的注意在于垂直壓縮和穩定平臺。

發明簡述

本發明的第一實施例包括鞋底，該鞋底包括鞋底部件，該鞋底部件具有覆蓋第二材料層的第一材料層。第一材料層和第二材料層可分別包括第一表面和第二表面，其中第一材料層的第二表面可大體上沿著第一材料層的第二表面的整個長度連接至第二材料層的第一表面。第一材料層可具有第一硬度且第二材料層可具有第二硬度，第一層比第二層硬。第二材料層上還可形成凸起的圖案，凸起布置為沿著第二材料層的第二表面延伸的重復波形圖案。

第一實施例的另外方面可包括第一材料層和第二材料層，該第一材料層和第二材料層組合形成實心體。在第一實施例的其他方面，第一材料層的第一硬度在Asker C級別上的約六十(60)至六十三(63)范圍內，而第二材料層的第二硬度可在Asker C級別上的約四十八(48)至五十(50)范圍內。第二材料層的第二表面還可部分地被外底覆蓋，外底還與第二材料層的第二表面一致(即適配)，使得外底可與第二材料層的第二表面鄰接。第一實施例的仍然另外方面可包括外底，外底以多個橡膠材料帶的形式與第二材料層的第二表面非鄰接地連接，與全包覆外底(all encompassing outsole)相反。

另外，根據第一實施例，重復波形圖案可為以下中的一個：(1)低頻率、高振幅波；(2)中等頻率、中等振幅波；和(3)高頻率、低振幅波。根據第一實施例的另外方面，前面提到的凸起中的選擇的凸起還可從鞋底的外側連續延伸至鞋底的內側。在鞋底的內側與外側之間，這樣的選擇的凸起的振幅還可保持恒定。

根據本發明的第二實施例，提供了一種鞋底且該鞋底包括外表面，該外表面具有沿著鞋底的縱軸縱向延伸的凸起圖案。凸起可限定出正弦波形圖案且可對稱布置，使得每個凸起構造為：(1)在與鞋底的縱軸大體上垂直的方向上垂直壓縮；(2)在與鞋底的縱軸大體上平行地延伸的第一方向上水平偏斜；和(3)在與第一方向相反且與鞋底的縱軸大體上平行地延伸的第二方向上水平偏斜。

第二實施例的另外方面可包括中底，中底具有覆蓋第二材料層的第一材料層。第一材料層可具有第一硬度且第二材料層可具有第二硬度，第一層的硬度比第二層的硬度大。第一材料層和第二材料層還可分別包括第一表面和第二表面，其中第一材料層的第二表面大體上沿著第一材料層的第二表面的整個長度連接至第二材料層的第一表面。第二實施例的另外方面還可包括實心凸起。凸起圖案中的每個凸起可另外構造為獨立于相鄰凸起垂直壓縮和水平偏斜。凸起中的選擇的凸起還可從鞋底的外側連續延伸至鞋底的內側。每一個選擇的凸起還可另外具有振幅，該振幅在鞋底的外側和內側之間保持恒定。

根據本發明的第三實施例，提供了一種鞋，該鞋包括鞋幫和連接至鞋幫的中底。中底可具有覆蓋底材料層的頂材料層。頂材料層可大體上沿著頂材料層的整個長度連接至底材料層。頂材料層還可比底材料層硬。凸起的圖案可形成在底材料層的外表面上，凸起由從鞋的腳趾區域沿著外表面延伸至腳跟區域的正弦波限定。

根據第三實施例的另外方面，前面提到的凸起中的選擇的凸起可從中底的外側連續延伸至中底的內側。在中底的外側和內側之間，這樣的凸起的振幅還可保持恒定。此外，外底還可連接至底材料層的外表面且該外底與底材料層的外表面一致，使得外底可與底層的外表面一致。第三實施例的仍然另外方面可包括在底材料層的外表面上在從中底的外側延伸至中底的內側的方向上形成的正弦波形圖案。

附圖簡要說明

本發明的主題的更全面的理解和其各種優點可參考以下的詳細描述來實現，其中參考附圖：

圖1A為根據本發明的一個實施例的鞋的鞋底的爆炸透視圖。

圖1B為圖1A的鞋底處于組裝狀態的透視圖。

圖1C為圖1B的鞋底的替代實施例的透視圖，包括鞋底的底表面上的橡膠墊(rubber pod)或橡膠帶。

圖2為圖1B的鞋底的內側部分的側視圖。

圖3為圖1B的鞋底的外側部分的側視圖。

圖4A-C為根據本發明的另外實施例的形成在鞋底的底表面上的各種波形圖案沿圖5的線A-A的剖視圖。

圖5為圖1B的鞋底的仰視圖。

圖6A為常規鞋底的截面的側視圖。

圖6B為圖1B的鞋底的截面的側視圖，示出了壓縮狀態的鞋底的獨立凸起。

圖7A為圖1B的鞋底的截面的側視圖，示出了垂直壓縮或水平偏斜的鞋底的凸起。

圖7B為圖1B的鞋底的側視圖，該鞋底的一部分以垂直壓縮的狀態示出。

圖7C為圖1B的鞋底的側視圖，該鞋底的一部分以水平偏斜的狀態示出。

圖8為包括圖1B的鞋底的鞋的透視圖。

具體實施方式

在描述此處討論的發明的實施例中，具體術語將用于清楚的目的。然而，本發明不意欲限制于本申請中使用的任意具體術語，且應當理解的是每個具體術語包括所有的技術等同物，該技術等同物以相似方式操作以達到相似的目的。

參考圖1A和圖1B，用于鞋(未示出)的鞋底10包括中底12和外底20，外底20由具有多個凸起22的波形圖案18限定，多個凸起22允許在特定區域壓縮鞋底10。

鞋底10的中底12可包括第一材料層14和第二材料層16。在一個特定實施例中，第一材料層14和第二材料層16為可完全實心的。第一材料層14和第二材料層16可分別具有對應的頂表面15、19和底表面17、21。第二材料層16的頂表面19可大體上或可選地沿著第二材料層16的頂表面19的整個長度鄰接且連接至第一材料層14的底表面17。因此，第一材料層14可覆蓋第二材料層16。

鞋底10的第一材料層14和第二材料層16在硬度上還可不同。換言之，第一材料層14可比第二材料層16硬，反之亦然。作為一個示例，第一材料層14可具有在Asker C級別上六十(60)至六十三(63)范圍內的硬度且第二材料層16可具有在Asker C級別上四十八(48)至五十(50)范圍內的硬度，因此使第一材料層14比第二材料層16硬。在一個可選的實施例中，第一材料層14可具有在Asker C級別上約五十(50)至七十(70)范圍內的硬度，而第二材料層16可具有在Asker C級別上約四十五(45)至六十(60)范圍內的硬度。硬度還可取決于用途而改變。例如，第二材料層16(即較低的中底)還可被設計為比第一材料層14(即較高的中底)軟，第一材料層14提供對足部的支撐且第二材料層16作為彈簧物體以吸收越野不規則物且提供單獨區域的變形。

在另一個實施例中，如描述地，由于第一材料層和第二材料層14、16的不同的硬度，在使用過程中外底20的凸起22可壓縮進入第一材料層14，這可分散鞋底10的使用者感覺到的力。具體地，形成在第二材料層16上的特別的凸起22在與地面接觸時可壓縮且可強制進入較硬的第一材料層14，由于其硬度，第一材料層14可吸收和分散由這樣的壓縮產生的力。換句話說，在一個實施例中，較軟的第二材料層16可被壓縮進入較硬的第一材料層14，通過第一層14的相對硬度這可吸收和分散這樣的壓縮。

仍然參考圖1A和圖1B，鞋底10的外底20可覆蓋第二材料層16的部分底表面21或整個底表面21。在一個實施例中，外底20可由使用過程中對鞋底10(和因此使用者)提供牽引力的平滑橡膠材料組成。可選地，外底20可由合成材料或具有與橡膠的特征相似的特征的其他材料組成。這樣的材料可包括但不限于聚氨酯、EVA(乙基乙酸乙烯酯)、合成橡膠和膠乳(即天然)橡膠。在再另一個實施例中，第二材料層16的底表面21可作為外底(即可完全省略外底20)。

如果包括在鞋底10中，外底20因此可具有內表面23，內表面23與形成在第二材料層16的底表面21上的波形圖案18平齊。因此，外底20的內表面23可以與和其連接的底表面21的一部分鄰接。這樣，外底20上形成的波形圖案18可以近似于或鏡像形成在第二材料層16的底表面21上的波形圖案18。因此，外底20可以提供地面接觸表面25，其鏡像底表面21上的波形圖案18。在一個可選實施例中，外底20的地面接觸表面25可粗略近似于波形圖案18的形狀且可稍微偏離波形圖案18的形狀。

參考圖1C，在一個特定實施例中，以非鄰接方式放置的橡膠墊或橡膠帶60可連接至第二材料層16的底表面21。橡膠墊或橡膠帶60可位于波形圖案18的波谷部分以與波的最有可能與地面接觸的一部分(例如地面接觸表面25)重合。換句話說，波形圖案18的波峰部分可能不包含橡膠墊或橡膠帶60，而波形圖案18的波谷部分可包含橡膠墊或橡膠帶60。在一個實施例中，橡膠墊或橡膠帶60可提供另外的牽引力和耐磨性且還可減少鞋底10的總重量。

第一材料層14的頂表面15可進一步連接至鞋的鞋幫，如圖8所示，以向使用者提供鞋類制品，諸如跑步鞋、涼鞋、皮鞋、靴子等，該鞋類制品具有用于提供改善的緩沖特征的波形圖案18。

參考圖2和圖3，在一個特定實施例中，第二材料層16的底表面21上的波形圖案18可具有大體上為正弦波的形狀。波形圖案18的特定特征(諸如波的振幅和頻率)還可變化以獲得不同的緩沖特征。例如，波形圖案18的每個凸起22可由正弦波18的波谷限定且可具有特定振幅50，所有凸起22不需要共享相同的振幅。因此，雖然在一個實施例中，所有凸起22可具有相同的振幅50，同樣預期的是單獨的凸起22可具有不同的振幅50。作為一個例子，鞋底10的腳跟端44中的凸起22的振幅50可比鞋底10的腳趾端42中的凸起22的振幅大，因此在鞋底10的腳跟端44提供更大的緩沖。具體地，與鞋底10的腳跟端44相鄰的凸起22可具有約十(10)毫米的振幅，且與腳趾端42相鄰的凸起22可具有約五(5)毫米的振幅。反過來也是對的，因為鞋底10的腳趾端42中的凸起22可具有比腳跟端44中的凸起22的振幅大的振幅。在一個可選實施例中，凸起22的振幅55可周期地變化，使得在腳趾端42與腳跟端44之間，凸起22的振幅50可增加和減少。

波形圖案18的多個實施例還可具有不同頻率。此外，特定波形圖案18的頻率可沿著鞋底10的長度變化或沿著該長度保持恒定。例如，第二材料層16(和因此外底20)上的凸起22的特定部分相對于其他這樣的部分可具有高頻率，意思是給定距離中的凸起22的數量相對于鞋底10的其他部分是增加的。可選地，第二材料層16(和因此外底20)上的凸起22的特定部分相對于其他這樣的部分可具有低頻率，意思是給定距離中的凸起22的數量相對于鞋底10的其他部分是減少的。還預期中等頻率的波形圖案18。此外，在一個實施例中，從鞋底10的腳趾端42延伸至腳跟端44的波形圖案18可具有恒定頻率，意思是給定距離中的凸起22的數量在鞋底10的整個長度上保持恒定。在一個特定實施例中，通用目的的訓練鞋可具有每二點五(2.5)厘米一個凸起22的頻率。再者，在一個可選實施例中，鞋底10的一部分可具有二點五(2.5)厘米一個凸起22的頻率，而鞋底10的其他部分可具有較高或較低的、凸起22的頻率。

如描述地，波形圖案18的振幅和頻率的這種變化提供了具有不同緩沖特征以滿足不同使用條件的鞋底10。例如，如圖4A中的鞋底10的剖視圖所示，在一個特定實施例中，為越野跑而預先設計的鞋底具有低頻率而高振幅的波形圖案18。波形圖案18的低頻率可產生最佳的負空間以幫助吸收越野不規則物，且凸起22的高振幅可提供增加的壓縮。作為另一個例子，參考圖4C中底10的剖視圖，在一個實施例中，適合用于公路賽跑的鞋底可具有高頻率而低振幅的波形圖案18。凸起22的低振幅可產生用于使用的更穩定的平臺且波形圖案18的高頻率可提供對地面的更多緩沖。甚至進一步地，如圖4B中的鞋底10的剖視圖所示，在一個實施例中，為了適應公路賽跑或越野跑而設計的鞋底具有中等頻率和中等振幅的波形圖案18。這樣的圖案18可在“公路波”的特征和“越野波”的特征之間提供折衷。因此預期這樣的波形圖案18的任何變化以適應不同環境的需要。

再次參考圖2和圖3，鞋底10的波形圖案18還可從鞋底10的腳趾端42完全行進至腳跟端44且可以從鞋底10的外側46橫向延伸至內側48。因此，波形圖案18可大體上圍繞外底20的整個地面接觸表面25，盡管在一個可選實施例中，波形圖案僅可圍繞地面接觸表面25的一部分。作為一個例子，波形圖案18可在鞋底10的拱形部分處被中斷，用于將商標粘附至鞋底10(圖5)。甚至進一步地，在一個可選實施例中，波形圖案18可限于地面接觸表面25的一部分。例如，波形圖案18可形成在用于優良緩沖特征的鞋的腳跟區域，但不是在可使用更傳統的外底幾何形狀的鞋的前腳區域或腳趾區域。

仍然參考圖2和圖3，在橫向(即從外側46至內側48)上，波形圖案18或特定凸起22的振幅50保持恒定。在另一個實施例中，波形圖案18或特定凸起22的振幅50的尺寸反而可變化。例如，在外側46與內側48之間的中點，特定凸起22的振幅可比外側46或內側48的端點處的振幅低。可選地，在外側46與內側48之間的任意特定點，特定凸起22的振幅50比在任意相鄰點處的振幅大或小。因此，凸起22(或多個這樣的凸起22)的振幅可在從鞋底10的外側46延伸至內側48的方向上變化。可選地，凸起22的振幅50從鞋底10的外側46至內側48可保持恒定，如以上指明的。

現在參考圖5，外底20可從腳趾端42至腳跟端44且從外側46至內側48大體上覆蓋第二材料層16的底表面21。然而，在諸如鞋底10的拱形部分23的點處，第二材料層16的底表面21的一部分可暴露。例如，在鞋底10的拱形部分23處，第二材料層16的底表面21可輕微暴露以允許將商標粘結至此處。但是，同樣預期的是，整個底表面21可被外底20覆蓋。

在一個特定實施例中，外底20還可具有從外側至內側的波形圖案52。換言之，波形圖案52可形成在第二材料層16的底表面21中，且因此，在從鞋底10的外側46延伸至內側48的方向上，外底20覆蓋底表面21。波形圖案52還可近似于或可選地鏡像正弦波，與波形圖案18類似。因此，鞋底10可包括外底20，其中在從腳趾端42至腳跟端44且從外側46至內側48延伸的方向上形成波形圖案。

仍然參考圖5，在一個實施例中，從外側至內側的波形圖案52還可具有變化的頻率和振幅，與波形圖案18類似。因此，在外底20的特定部分，從外側至內側的波形圖案52相對于外底20的其他部分可具有高振幅或低振幅。類似地，在外底20的特定部分中，從外側至內側的波形圖案52相對于外底20的其他部分可具有高頻率或低頻率。因此，非常類似波形圖案18，從外側至內側的波形圖案52可具有正弦圖案的任意組合，該圖案具有高振幅、中等振幅或低振幅和高頻率、中等頻率或低頻率。在一個特定實施例中，從外側至內側的波形圖案52在鞋底10的腳跟端44附近可具有相對低的振幅和頻率且在鞋底10的腳趾端42附近可具有相對高的振幅和頻率。甚至進一步地，在這個特定實施例中，從外側至內側的波形圖案52的頻率和振幅可從腳跟端44的低振幅和低頻率轉變為腳趾端42的高振幅和高頻率。換句話說，從外側至內側的波形圖案52的振幅和頻率可在腳趾端42處最高且在腳跟端44處最低，鞋底10的中間部分具有的波形圖案52具有在腳趾端42的頻率和振幅與腳跟端44的頻率和振幅之間的頻率和振幅。其中從外側至內側的波形圖案52的頻率和振幅從腳跟端44至腳趾端42保持恒定的其他構造也是可以預期的。

現在參考圖6A，對“預負荷”問題敏感的常規鞋底54可包括連續中底56。具體地，當連續中底56的一部分被壓縮時，相鄰的部分也可被壓縮，使得相鄰部分不是處于完全展開的狀態。相鄰部分因此可為“預負荷”的，使得其不能完全吸收使用過程中產生的沖擊力。該“預負荷”在不直接與地面接觸的材料上產生應變，且因此減少了結構的獨立特征，有效地減少了接觸表面積。

相反，現在參考圖6B，鞋底10的波形圖案18的各個凸起22可相互獨立地壓縮，因此避免預負荷的問題。換句話說，當接觸地面時，特定凸起22不影響周圍的或相鄰的凸起，允許這樣的相鄰凸起22獨立于操作的相鄰凸起保持為完全不被壓縮的狀態。因此，這些相鄰凸起22在本身接觸地面時，可完全吸收與其相關聯的沖擊力。鞋底10的波形圖案18的形狀促進了這些獨立壓縮，因此提供了具有改善的緩沖特征的鞋底10。

現在參考圖7A至7C，波形圖案18的各個凸起22且因此和波形圖案18的一部分可被垂直壓縮或水平偏斜以適應腳跟接觸和腳趾離地過程中作用在足部上的力。具體地，每個單獨凸起22能夠在朝向腳趾端42或朝向腳跟端44延伸的方向上水平偏斜(圖7C)。此外，每個單獨凸起22能夠朝向第一材料層14的底表面17或遠離第一材料層14的底表面17垂直偏斜(圖7B)。作為一個例子，在腳跟著地的過程中，與地面接觸的凸起22可朝向腳跟端44水平地向后偏斜和朝向底表面17垂直地偏斜，因此吸收與腳跟著地相關聯的水平力和垂直力。凸起22的該水平偏斜和垂直偏斜可對鞋底10的使用者提供制動和過渡作用。甚至進一步地，在從腳跟著地至腳趾離地的過渡過程中，與地面接觸的凸起22可朝向腳趾端42水平地向前偏斜且可初始朝向底表面17且隨后遠離底表面17垂直偏斜，因此提供力以在前進的方向上推動使用者。這樣，一部分由于凸起22的垂直緩沖和水平適應性，單獨凸起22(和因此波形圖案18)的緩沖特征向鞋底10的使用者提供了在使用過程中的平穩和有效旅行。

圖中示出的裝置中，示出了適于對鞋的鞋底提供改善的緩沖的特定結構。本發明還預期使用用于該目的的任意可選結構，包括具有不同長度、形狀和構造的結構。例如，雖然第二材料層16的頂表面19描述為大體上沿著其整個長度連接至第一材料層14的底表面17，第二材料層16可僅沿著底表面17的一部分連接至第一材料層14。

作為另一個例子，盡管波形圖案18和從外側至內側的波形圖案52描述為近似于或可選地鏡像正弦波，可以預期其他波形圖案，諸如具有梯形形狀或三角形形狀的波形圖案。換句話說，雖然波形圖案18和從外側至內側的波形圖案52的形狀優選為正弦波，波形圖案18和從外側至內側的波形圖案52的形狀可與正弦波不同而仍然保持描述的緩沖特征。

仍然進一步地，雖然外底20的底面接觸表面25描述為近似于波形圖案18，可以預期導致波形圖案18的形狀與地面接觸表面25的形狀之間不一致的差異。因此，在一個實施例中，地面接觸表面25的形狀可類似于波形圖案18的形狀，雖然具有各種輕微的變化。例如，雖然波形圖案18在波的波谷處具有圓形正弦曲線的形狀，外底20的地面接觸表面25的波谷可為更平的，以便提供用于接觸地面的更大表面積。

作為再另一個例子，盡管從外側至內側的波形圖案52描述為形成在第二材料層16(和因此外底20)的底表面21上，應當預期的是波形圖案52可完全不存在。換言之，預期的是，在從外側46延伸至內側48的方向上，不存在波形圖案。

此外，雖然在一個實施例中，第一材料層14描述為具有在Asker C級別上六十(60)至六十三(63)范圍內的硬度，且第二材料層16描述為具有在Asker C級別上四十八(48)至五十(50)范圍內的硬度，第一材料層14和第二材料層16可具有Asker C級別上的任意硬度。

甚至進一步地，雖然在一個實施例中，與鞋底10的腳跟端44相鄰的凸起22可具有約十(10)毫米的振幅且與腳趾端42相鄰的凸起22可以具有約五(5)毫米的振幅(例如“中等振幅”凸起圖案)，這樣的凸起22中的任一種的振幅可增加或減少零(0)至百分之五十(50)。換句話說，預期的是，腳跟端44或腳趾端42中的、前面提到的凸起22可比描述的那些大或小零(0)至百分之五十(50)，因此提供“低振幅”凸起圖案或“高振幅”凸起圖案。此外，盡管在一個實施例中，通用目的訓練鞋具有每兩點五(2.5)厘米一個凸起22的頻率(例如“中等頻率”凸起圖案)，鞋底10的凸起22的頻率還可增加或減少零(0)至百分之五十(50)。這樣，與振幅類似，鞋底10上的凸起22的特定部分的頻率可比描述的那些大或小零(0)至百分之五十(50)，因此提供“低頻率”凸起圖案或“高頻率”凸起圖案。

盡管已經參考特定實施例描述了本發明，應當理解的是這些實施例僅說明本發明的原則和應用。因此，應當理解的是，在不超出如所附的權利要求所限定的、本發明的精神和范圍的情況下，可對說明性實施例做出很多修改且可設計其他的布置。

還將理解的是，其中提出的多個從屬權利要求和其特征可以以與初始權利要求中提出的方式不同的方式組合。還將理解的是，與單獨實施例結合描述的特征可與其他描述的實施例共享。例如，層14、16的雙硬度構造可與描述的任意波凸起布置一起使用。