相異空單元陣的制作方法

本案是分案申請，其母案為于2014年7月29日申請的申請號為201480043648.5的題為“相異空單元陣”的專利申請。

相關專利申請的交叉引用

本申請要求于2013年8月2日提交的題為“偏移切割線(offsetcutlines)”的美國臨時專利申請no.61/861,514的優先權的權益，該申請的全部公開和教導通過引用的方式明確地并入本申請中。

本發明總體上涉及用于可穿戴服飾的緩沖和/或支撐應用。

背景技術：

空單元(voidcell)構造可以用于緩沖和/或支撐應用，尤其是服飾。例如，空單元構造可以用于形成鞋底的全部或一部分。在一些實施方式中，多層相同的空單元被堆疊。然而，堆疊的多層相同的空單元無法在鞋底的不同區域提供不同程度的壓縮和回彈特性以及緩沖特性。

技術實現要素：

本文中描述且要求保護的實施方式通過提供具有不同的空單元的堆疊陣列的鞋底來解決上述問題。所述鞋底包括互連的空單元的第一陣列，所述互連的空單元的第一陣列與互連的空單元的第二相對陣列相鄰。所述互連的空單元的第二相對陣列在幾何形狀上不同于所述互連的空單元的第一陣列并且包括至少一個具有非對稱周界(perimeter)的空單元。

附圖說明

圖1圖示了包括被布置成在幾何形狀上不相同的空單元陣(voidcellmatrices)的空單元的示例鞋底的透視圖。

圖2圖示了包括被布置成在幾何形狀上不相同的空單元陣的空單元的示例鞋底的透視圖。

圖3圖示了包括被布置成在幾何形狀上不相同的空單元陣的空單元的示例鞋底的后視圖。

圖4a圖示了形成鞋底的第一部分的第一空單元陣。

圖4b圖示了形成鞋底的另一部分的第二空單元陣。

圖5圖示了用于形成具有不同的空單元陣的鞋底的示例操作。

具體實施方式

空單元構造可以用于服飾中以提供不同程度的保護、活動性和穩定性以及緩沖。以下詳細描述具有各種結構和功能特征的空單元構造。公開的技術的一些實施方式包括利用彼此附接并且具有不同的單獨的(individual)空單元幾何形狀(geometries)的多個空單元的陣列的單元構造。盡管圖1至圖5具體圖示了鞋底，本文公開的空單元構造可以應用于其他緩沖服飾。

圖1圖示了包括被布置成在幾何形狀上不相同的空單元陣的空單元(例如，空單元102、104)的示例鞋底100的透視圖。具體地講，鞋底100包括頂部陣106和底部陣108，每個陣包括多個空單元。空單元是抵抗由于壓縮力而引起的偏轉(deflection)的空腔(hollowchambers)，類似于壓縮彈簧。頂部陣106的空單元從共同的頂部粘結層110突出，并且底部陣108的空單元從共同的底部粘結層111突出。粘結層110、111可以是由與空單元相同的材料構成的，并且可以與空單元連接。

單獨的空單元可以布置為或可以不布置為網格狀圖案。頂部陣106中的一些空單元與底部陣108中的對應的空單元對齊。術語“對應的單元”或“相對的單元”指的是具有沿著與支撐鞋底100的表面基本上垂直(例如，+/-5°)的軸(例如，z方向的軸，如圖1所示)軸向對齊的頂峰(peaks)的一對空單元。如圖所示，沿著z方向的軸對齊在本文中也指“垂直對齊”。

頂部陣106和底部陣108在幾何形狀上彼此不同。底部陣108和頂部陣106中的相對的單元可以在形狀、尺寸和/或在鞋底100的x-y平面內的相對位置上相同或不同。在一個實施方式中，空單元相對于其對應的空單元偏移(offset)，使得一個單元的一部分不與相對的單元的一部分垂直地對齊。在另一個實施方式中，底部陣108上的至少一個單元具有比頂部陣106的相對的單元更大或更小的外周長。在又另一個實施方式中，對應的空單元對的空單元具有不同的尺寸和/或形狀。

在一些實施方式中，相對的空單元頂峰彼此不直接接觸。例如，鞋底100可以包括在頂部陣106與底部陣108之間的中間粘結層(未示出)，使得對應的單元頂峰在物理上不彼此接觸，但是仍然垂直對齊。

在一個實施方式中，頂部陣106具有與底部陣108的對應的長度或寬度不同的長度(例如，y方向)和/或寬度(例如，x方向)。因此，頂部陣106的外周長可以包圍與底部陣的外周長不同的面積。

例如，頂部陣106可以具有比底部陣108的對應的寬度和長度更小的寬度和更小的長度，使得頂部陣106的外周長包圍比底部陣108的外周長所包圍的表面積更小的總表面積。此外，頂部陣106可以包括與底部陣108不同數量的空單元。

鞋底100中的空單元可以具有各種對稱的和/或非對稱的形狀。例如，空單元可以是橢圓形的、圓形的、矩形的、三角形的或各種其他非傳統的形狀。在一些情況下，單獨的空單元在一個或多個軸上缺乏對稱性。

在一個實施方式中，頂部陣106和/或底部陣108的多個單獨的空單元的形狀符合將空單元聚集成外觀區域的彎曲的或波浪狀的(contoured)周界輪廓。例如，頂部陣106和/或底部陣108中成對的對應的單元可以緊密聚集在鞋底的高沖擊區域，例如，足中部或腳跟區域。

在一些實施方式中，一些或所有空單元具有與垂直平面(例如，z軸)成一定角度的單元壁(cellularwalls)。單元壁可以以拔模角度(例如，在放大視圖120中示出了示例的拔模角度(draftangle)α)背離空單元基部向外張開，這樣可以減小或消除空單元在負載作用下迅速塌陷的特性。在同一個陣中(例如，在頂部陣106中或在底部陣108中)的空單元的拔模角度可以互不相同，并且/或者頂部陣106中的空單元的拔模角度可以不同于底部陣108中的空單元的拔模角度。例如，空單元124的拔模角度α不同于對應的空單元126的拔模角度β。

鞋底100包括切割區域(例如，切割區域(cutarea)112)，所述切割區域使鞋底100的不同區域分開并且在切割區域提供鞋底100的增加的柔性。再者，鞋底100的不同區域中的空單元可以提供不同的壓縮/回彈特性(例如，鞋底100的腳跟區域中的空單元可以具有比鞋底100的足弓區域中的空單元更高的抗偏轉性)。另外，鞋底100的不同區域可以基于鞋底100的所需性能特性具有預定尺寸。每個預定區域中的空單元可以具有被配置為以相鄰空單元之間的一致的間隔(consistentspacing)完全填充鞋底100的每個預定區域的形狀和尺寸。

鞋底100還包括使兩個相鄰的空單元分開的多個硬化通道(例如，硬化通道(stiffeningchannel)103)。硬化通道可以增加相鄰空單元的抗偏轉性。在一個實施方式中，硬化通道被定位在周界空單元之間，以在鞋底100的周界提供額外的支撐和穩定性。

至少每個空單元的材料、壁厚、尺寸和形狀限定每個空單元能夠提供的抗力。用于空單元的材料在預期負載條件下通常可彈性變形，并且在沒有破損或經受影響鞋底100的功能的其他破裂的情況下將承受許多變形。示例的材料包括熱塑性聚氨酯(thermoplasticurethane)、熱塑性彈性體(thermoplasticelatomers)、苯乙烯共聚物(styrenicco-polymers)、橡膠(rubber)、dowlubrizoldupont^tmatofina和krayton聚合物。另外，空單元可以是立方體的、錐體的、半球形的或能夠具有空心內部體積的任何其他形狀。其他形狀可以具有與上述立方體的實施方式類似的尺寸。在一個實施方式中，頂部陣106是由與底部陣108不同的材料構成的。在其他實施方式中，頂部陣106是由與底部陣108相同的材料構成的。

在一個實施方式中，空單元被環境空氣(ambientair)充滿。在另一個實施方式中，空單元被除空氣外的泡沫(foam)或流體(fluid)充滿。泡沫或某些流體可以用于隔絕用戶的身體，便于熱量從用戶的身體傳到鞋底100/從鞋底傳到用戶的身體，并且/或者影響鞋底100的抗偏轉性。在真空或近真空環境下(如，外太空)，空腔可以是未填充的。

盡管圖1的鞋底包括兩個空單元陣，但是其他實施方式可以包括具有互不相同的兩個或更多個空單元陣的三個或更多個堆疊的空單元陣。在至少一個實施方式中，頂部陣106中的一些或所有空單元的頂峰附接至底部粘結層111。在相同的或另一個實施方式中，底部陣108中的一些或所有空單元的頂峰附接至頂部粘結層110。

圖2圖示了包括被布置成在幾何形狀上不相同的空單元陣的空單元(例如，空單元204、212、214)的示例鞋底200的側面透視圖。具體地講，鞋底200包括從共同的頂部粘結層210突出的空單元的頂部陣206以及從共同的底部粘結層211突出的空單元的底部陣208。圖示的對應的空單元具有類似的周界尺寸并且具有垂直對齊的頂峰，使得每個空單元與至少一個其他的空單元對應。

一些單獨的空單元可以與相對的陣上的多個空單元對應。例如，底部陣208上的一個大的空單元可以與頂部陣206上的多個小的空單元垂直對齊。在另一個實施方式中，頂部陣206的大的空單元與底部陣208上的多個小的空單元對應。在又另一個實施方式中，頂部陣206和底部陣208具有彼此偏移的對應的多對空單元，使得頂部陣206或底部陣208上的至少一個空單元與相對的陣上的多個空單元對應。

在圖2中，頂部陣206中的一些或所有空單元不同于底部陣208的對應的空單元。頂部陣206可以包括與底部陣208不同數量的空單元，并且/或者頂部陣206的一個或多個空單元可以具有與底部陣208的對應的空單元不同的尺寸和/或形狀。例如，放大視圖220圖示了底部陣208上的空單元212具有第一平均深度(d1)并且頂部陣206上的對應的空單元214具有更大的平均深度(d2)。根據一個實施方式，空單元的深度在約2mm到24mm之間變化。

對應的單元深度的比值(例如，d1/d2)可以基于鞋底200內每個單獨的空單元相對于腳的的位置并且/或者基于性能設計準則(例如，所需的運動范圍、壓縮等)而變化。在一些使用中，空單元的一側可以被設計為在空單元的相對側之前塌陷以便給腳或腳的特定區域提供穩定性。該選擇性的塌陷性可以以各種方式實現，例如，通過使空單元的一側形成為比另一側更長和/或更深。使空單元的這側彎曲(例如，塌陷)所需的力與長度(或深度)成比例地減小，所以更長的這一側可以在更短的這一側之前彎曲。此外，某些制造過程，例如，熱成型，可以使得比其他側面更長(或更深)的空單元的側面的空單元壁更薄。更薄的壁可以在比足以使更厚的壁彎曲的力更小的力的作用下彎曲。

對應的空單元可以具有互不相同的拔模角度。例如，空單元212的拔模角度(α)大于對應的空單元214的拔模角度(β)。在一個實施方式中，不同的空單元的拔模角度根據空單元所處的鞋底200的區域而變化。例如，不同的空單元拔模角度可以用于在鞋的不同區域提供不同的壓縮/回彈特性。根據一個實施方式，各種空單元的拔模角度在約3度到45度之間變化。當鞋底放置在平面上時，鞋底200的x-y平面(以下稱為“鞋底平面”)是與鞋底的基部226基本上平行的平面。

頂部陣206和/或底部陣208的外周界可以包括背離鞋底平面成一定角度向外張開的凸緣部分(flangeportion)。例如，頂部陣206具有在全部側面向上張開的周界邊緣222(如雙頭箭頭所示)。這種特征可以提供能夠減緩用戶的腳過度內轉(over-pronation)并且/或者促進鞋底300和鞋上部之間的粘結的額外的穩定性控制。

圖3圖示了包括被布置成多個不相同的空單元陣的空單元(例如，空單元304)的示例鞋底300的后透視圖。具體地講，鞋底300包括從共同的頂部粘結層310突出的空單元的頂部陣306以及從共同的底部粘結層311突出的空單元的底部陣308。

頂部陣306中的空單元的構造不同于底部陣308中的空單元的構造。例如，頂部陣306可以包括與底部陣308不同數量的空單元，并且/或者頂部陣306的一個或多個空單元可以具有與底部陣308的對應的空單元不同的尺寸和/或形狀。

此外，頂部陣306的周長尺寸不同于底部陣308的周長尺寸。更具體地講，頂部陣306的寬度尺寸小于底部陣308的寬度尺寸，如同并非垂直定向的切割線312、314所證明的。在本文中這稱為偏移切割線。在各種實施方式，偏移切割線與垂直方向成10度至20度的角度。

頂部陣306中的一些或所有空單元的頂峰附接至底部陣308中的對應的空單元的頂峰以形成鞋底300。此外，鞋底300包括切割區域(例如，切割區域(cutarea)302)，所述切割區域使鞋底300的不同區域分開并且在切割區域提供鞋底300的增加的柔性。再者，鞋底300的不同區域中的空單元可以提供不同的壓縮/回彈特性(例如，鞋底300的腳跟區域中的空單元可以具有比鞋底300的足弓區域中的空單元更高的抗偏轉性)。

圖4a和圖4b圖示了形成鞋底400的不同部分的不同的空單元陣。圖4a圖示了包括從共同的上粘結層411突出的空單元的頂部陣406的頂面的平面圖。圖4b圖示了從共同的下粘結層410突出的空單元的底部陣408的底面的平面圖。在圖示的實施方式中，圖4a和圖4b中的所有空單元在z方向上向頁面內突出。當在相同的鞋底中實施頂部陣406和底部陣408時，頂部陣406的空單元頂峰靠近(例如，接觸)底部陣408的空單元頂峰，并且圖4a圖示的表面面向與圖4b圖示的表面相對的方向。在另一個實施方式中，頂部陣406的空單元頂峰不接觸底部陣408的空單元頂峰。例如，可以有使對應的空單元頂峰分開的中間層，并且/或者可以有對應的空單元頂峰之間的空間。

底部陣408中的一些空單元精確地對應頂部陣406中的一個空單元。例如，空單元404和409形成獨有對應的空單元對。然而，底部陣408中的其他空單元與頂部陣406中的一個以上空單元對應。例如，細長延伸的空單元416與沿著頂部陣406的中心部分以脊狀方式延伸的多個離散的空單元(例如，空單元410、412、414、418等)相對應。因此，多個離散的空單元可以給鞋底400的用戶提供改善的支撐，并且延伸的空單元416可以在一個或多個方向上提供鞋底400的增加的柔性。例如，延伸的空單元416可以提供橫穿鞋底400的縱向(例如，y方向)的增加的柔性。其他實施方式包括包含與多個空單元對應的單獨的空單元的各種其他空單元構造。例如，大的矩形空單元可以與相對的陣的兩個或更多的小的空單元對應。

頂部陣406的周長尺寸不同于底部陣的周長尺寸(即，鞋底400包含偏移切割線)。在一個實施方式中，空單元的底部陣列具有更大的周長尺寸以促進包含前述空單元結構的鞋底的穩定性。空單元的頂部陣列具有更小的周長尺寸以緊密地匹配用戶的腳的尺寸。例如，頂部陣406的寬度w1小于底部陣408的對應的寬度w2。此外，頂部陣406的長度l1小于底部陣408的長度l2。因此，頂部陣406的鞋底平面(例如，x-y平面)的總表面積小于底部陣408的鞋底平面的總表面積。

在一些實施方式中，頂部陣406的一個或多個空單元具有與底部陣408的對應的空單元不同的周長或深度。空單元可以具有各種形狀，例如，橢圓形、圓形、矩形、三角形或各種其他非傳統形狀。鞋單元中的一個或多個空單元可以具有非對稱周界。例如，具有可變長度的四個側壁的空單元420是非對稱的。一些空單元，如頂部陣406中的空單元414，沿著第一軸(例如，y方向的軸)對稱，但是沿著另一個軸(例如，x方向的軸)缺乏對稱性。

另外，鞋底400包括切割區域(例如，切割區域402)，所述切割區域使鞋底400的不同區域分開并且在切割區域提供鞋底400的增加的柔性。再者，鞋底400的不同區域中的空單元可以提供不同的壓縮/回彈特性(例如，鞋底400的腳跟區域中的空單元可以具有比鞋底400的足弓區域中的空單元更高的抗偏轉性)。再者，一個或多個硬化通道(例如，硬化通道403)可以被整合到使兩個空單元分開的區域中。硬化通道可以增加相鄰空單元的抗偏轉性。在各種實施方式中，頂部陣406和/或底部陣408的外周長尺寸在周界空單元之外保留充足的粘結層材料以利于附接至層狀空單元結構的其他組件。

在其他實施方式中，底部陣408可以是由耐磨材料制成的，包含耐磨涂層，或者具有施加在空單元上的耐磨層。如果使用耐磨層，可以開孔(cut-out)或者說是穿孔(perforated)以避免使面對底部的空單元被密封。另外，耐磨材料也可以增強與相鄰表面的牽引(traction)。耐磨材料允許底部陣408被用作鞋底400的牽引表面。

圖5圖示了用于形成具有不同的空單元陣的鞋底的示例操作500。第一成型操作505形成從第一共同粘結層突出的互連空單元的第一陣列。第二成型操作510形成從第二共同粘結層突出的空單元的第二陣列。適合的成型操作包括，例如，吹塑成型(blowmolding)、熱成型(thermoforming)、擠出成型(extrusion)、注射成型(injectionmolding)、層壓(laminating)等。

第一陣列和第二陣列中的每個空單元具有預定的幾何形狀。對應的空單元可以彼此相同或不同。在一個實施方式中，互連的空單元的第一陣列具有與互連的空單元的第二陣列不同數量的空單元。在另一個實施方式中，互連的空單元陣包括具有不同尺寸、形狀和/或拔模角度的一個或多個對應的空單元。在又另一個實施方式中，互連的空單元陣具有不同尺寸的外周長。另外，一個或多個空單元可以具有非對稱的周界。

定位操作(orientationoperation)515將互連的空單元的第一陣列定位為與互連的空單元的第二陣列相鄰。附接操作520將從互連的空單元的第一陣列突出多個空單元的頂峰附接至從互連的空單元的第二陣列突出的空單元的頂峰。在另一個附接操作中，互連的空單元的一個陣列的多個空單元的頂峰被附接至互連的空單元的相對的陣列的粘結層。

壓縮操作(compressionoperation)525施加接觸力以壓縮互連的空單元的第一陣列和第二陣列，從而使一個或多個單元變形。去壓縮操作530去除壓縮力，從而允許被壓縮的空單元回彈到原始形狀和位置。

構成本文所述的本發明的實施例的邏輯操作指的是各種操作、步驟、對象或模塊。此外，應當理解的是，邏輯操作可以按照任意順序執行，根據需要增加或省略步驟，除非另有明確要求，或者權利要求的語言使特定的順序內在地成為必需。

上述說明、示例和數據提供了本發明的示例性實施例的結構和用途的完整描述。由于在不脫離本發明的精神和范圍的情況下可以作出本發明的許多實施例，所以本發明屬于以下所附的權利要求書。此外，不同實施例的結構特征可以在不脫離敘述的權利要求書的情況下被結合在又另一個實施例中。