专利名称：改进的鞋结构及其制作方法
技术领域：
本发明总的涉及改进的鞋结构及其制作方法。
背景技术：
对先前及目前使用之技术所做出的高跟鞋的评价是极端不舒服，而且调查指出20％的传统高跟鞋使用者有过因穿这种鞋子而会立刻感到脚痛的经验，而大部分的使用者在四小时之内会感到脚痛。这种不舒适主要由于穿着者的脚在鞋中往前滑移而造成穿着者的脚趾在鞋子的前端被挤压。
参考图1，图中用点划线显示在一只传统高跟鞋中一只脚之骨头结构。脚的结构包含脚跟骨10(也称为跗骨)，拱形区以及指骨或趾骨13，脚跟骨10包含距骨以及跟骨，拱形区包含禊状骨11和跖骨12。当脚的拱形区延伸过鞋中之中央鞋底加强部分15至脚跖骨与趾骨13之基底结合处的球形骨16，脚跟骨10被跟座19所支撑。脚的球形骨在跖骨前端下方而形成跖骨，趾骨被鞋子足尖区域9所支撑。
在图1中显示这只鞋有大约50.8mm之跟高。所示的鞋子是根据美国标准女鞋7号。鞋放在地面18上，从地面18至鞋跟座19经测量有跟高为“a”。跟座19相对于地面向上倾斜的角度为约12-15度。该角度“X”可参见图1及图3。中央鞋底加强部分15在鞋中是从鞋座以向前及向下相对于地面大约30度之角度倾斜。该角度“Y”可参见图1及图3。在鞋中脚趾部分的大母趾本应和地面平行，但可能因脚趾部分有一个相对于地面18向上及向前2-3度之角度而造成其向上及向前倾斜。该角度“Z”可参见图1及图3。
将会明白，显示在图1中之一只传统高跟鞋基本使穿着者之脚置于一个倾斜平面，因此当站立或行走时脚被迫向前进至脚趾匣。如此造成在球形骨或脚前端部分之压迫感以及脚趾挤压，常使这部分脚产生一种烧伤之感觉，及疲劳和不舒适。
传统上，鞋子以两种基本工艺即滑动上鞋(slip lasting)以及板上鞋(board lasting)其中之一制作。滑动上鞋是以一个鞋帮典型地缝合在一起而后粘或缝在中央鞋底及/或外鞋底上。板上鞋是以鞋帮黏或缝在一平面或预模板上，而后再粘至鞋底及/或外鞋底上。为了不使鞋垮掉并适当地支撑穿着者之体重，一个补强物，一般称为鞋底中段，典型地以金属、皮革、纤维板或塑料制成，被粘紧及/或缝到中央鞋底及/或内鞋底板以及外鞋底。有些鞋结构也使用一个模压的鞋垫衬里，及/或一个内鞋底垫在鞋中作为脚的减震垫。虽然起初减震垫让脚在鞋中有舒适之感觉，但是实际上减震垫破坏鞋之生物工学性质，而且对脚在鞋中之稳定性或以解剖学之正确位置支撑脚都没有作用。
发明内容
本发明之主要目的是提供一种穿着舒适的鞋结构，同时也使穿着者之脚在鞋中处于解剖学正确的支撑位置。
本发明之另一目的为提供一种制鞋方法，其提供的鞋结构穿着舒适，也使得穿着者之脚在鞋中处于解剖学上正确的支撑位置。
本发明之另一目的为提供一种改变鞋跟相对于地面之倾斜角度的装置，该装置在妇女穿高跟鞋时跟高改变时适用于各种鞋跟高度以及维持脚跟在与地面接近平行的关系。
本发明之另一目的为提供一种鞋结构，其可支持脚之纵轴向，但可使斜轴向有柔软性。其将可应用在例如高尔夫鞋的设计中，在挥舞动作时其可有柔软性，但可防止在走路时脚之纵向拱形区凹陷。这种应用中，将脚之中间纵向拱形区下面区域变小或完全移去使得挥舞动作时可升降脚之拱形区，而鞋之中央部分将维持刚性结构避免长轴被破坏。
简单地说，为实现前述及其他目的，本发明的一方面提供一种改进的鞋结构，包含一个柔性的鞋楦板，搭在外鞋底以及鞋跟上面，其特征在于一个刚性装置，所述的刚性装置包含一鞋跟杯以及具有一解剖学形状为拱形之装置，其从鞋跟杯向前延伸至接近跖骨头前端区域，该刚性装置作为鞋的整体部分永久地固定到该鞋楦板，用来使穿着者之脚跟定位及稳定在鞋中，并且相对地面使穿着者的脚跟支撑在高于穿着者的脚趾，使得穿着者的脚跟被支撑在与地面成平面关系，及使得穿着者之脚在鞋中能保持一解剖学上正确的位置，及提供扭力稳定，该装置还提高了鞋子结构的整体性。
本发明还提供了一种制作鞋结构的方法，其中鞋的鞋帮以及外鞋底被固定于一鞋楦板，其特征在于包含在把上端和/或外鞋底固定到鞋楦板之前，作为鞋的整体部分，把一个包含一鞋跟杯以及一解剖学上成拱形装置之刚性装置固定至鞋楦板之上端，因而使所述的鞋楦板从脚跟向前至最接近跖骨前端变硬，所述的刚性装置用来使穿着者的脚跟定位及稳定在成品鞋中，并且相对地面使穿着者的脚跟支撑在高于穿着者的脚趾，使得穿着成品鞋时穿着者的脚跟被支撑在与地面成平行关系。如所说明的，本发明之装置与传统上脚之矫正装置相似。然而，不像传统上脚之矫正装置，本发明之装置在鞋中包含一个整体的结构元件，其在鞋中更能稳定穿着者之脚，以及可不需要一个分开之鞋底中段，因此有双重功用。
根据本发明之较佳实施例应用于高跟鞋上，该刚性装置包括一微向下倾角之鞋跟座(相对于鞋子之想像鞋底中段平面)，以及一个拱形支撑装置，其从鞋跟座向前延伸并有一个第一位置支撑穿着者之舟骨前端，鞋中也包括一个鞋楦(内鞋底)板，其从拱形支撑之第一位置向前及向下延伸，以及一个脚趾支撑区域从鞋楦(内鞋底)板以一个角度向前向上延伸，因此，穿着者之第一跖骨被趾骨所支撑以防止脚相对于鞋子向前滑动，因此，可防止指头在鞋中脚趾部分挤压，使得相对于标准高跟鞋的穿着者体重被跟座承受的重量将增加大约16％或更多。
本发明的其他目的及优点，将通过下列结合附图的说明更清楚，图中相同零件用相同标号，附图中图1是现有技术制造的传统高跟鞋示意的横截面图。
图2是本发明所制造之高跟鞋示意的横截面图。
图3是一示意图，显示如图2所示之本发明制造的鞋以及具有相似跟高之如图1所示之传统高跟鞋的相对于地面之有关角度的比较。
图4至图7相似于图2，显示依本发明制造之高跟鞋，并示出本发明应用于有各种鞋跟高的高跟鞋。
图8为侧视图，其有部分为横截面图，示出本发明之一实施例制造的鞋。
图9为图8的分解视图。
图10为图8中鞋之透视图，其有部分为横截面图。
图11为图8中鞋之一个元件的透视图。
图12相似于图8，显示本发明之另一实施例。
图13为图12之横截面图。
图14为侧视图，显示本发明如何放置与支撑左脚。
具体实施例方式
参照图2，其为本发明之较佳实施例。如图1的鞋之情况，图2中显示之鞋有大约50.8mm之鞋跟高度。然而不像图1显示之传统鞋，在图2中之鞋，鞋跟座20沿顺时针方向(箭头CL方向)旋转，相对于地面18与鞋底成一角度“H”，依下例公式H＝5°+(α×1.25°)其中α＝超过25.4mm后以12.7mm为段的鞋跟高度。
一拱形支撑22至少有部分是从鞋跟座20之前端边缘向前延伸至穿着者之脚拱形区下方。拱形支撑22之轮廓有一高点23，其形成一个障碍物防止穿着者在鞋中之脚跟骨向前滑动，拱形支撑22从高点23向下弯至鞋底24结合一起，直至鞋中脚趾区域26。
鞋底24是以一个角度“M”倾斜，依下列公式相对于地面倾斜M＝18°+(α×3.5°)其中α＝超过25.4mm后以12.7mm为段的鞋跟高度。
为防止在高点23过高造成对穿着者不适，维持上述“M”与“H”相对于鞋跟高度之关系对本发明是关键性的。因此，随鞋跟高度α增加改变M/H之关系，将造成穿着者施于鞋跟座之体重大小之改变。
鞋中脚趾区域是以一个角度“T”向前向上倾斜，相对于地面大约2-3°±1°。
本发明的向下倾斜鞋跟座，形成一个鞋跟座之延伸的拱形支撑22之轮廓，鞋底中段的倾斜和鞋中脚趾区域的向上倾斜相结合，比一只传统之高跟鞋使得穿着者更高百分比率之体重被鞋跟座所承载或支撑。分别根据本发明制造之高跟鞋与一只相同高度之传统高跟鞋比较，在鞋中穿着者的鞋跟座及脚之球形骨之下进行压力测量，显示根据本发明制造之高跟鞋提供增加约16-18％之体重承载在穿着者之脚跟部，而穿着者在走路时脚之球形骨承载的重量下降，因此本发明设计之鞋使穿着者较大部分之体重被鞋跟座所承受，而不是被转移至鞋底及鞋中脚之球形骨，因而可避免脚趾挤压并确保舒适。
根据图3，虚线显示依本发明制作之高跟鞋，鞋跟座角H，第一跖骨之倾斜角M，以及在脚趾区域之大脚拇指相对于地面18之倾斜角T。α代表跟高，在图3中实线代表现有技术之高跟鞋(例如图1所显示)相对应之一组角度和倾斜，与本发明有相似跟高的数据的比较。现有技术之鞋，其鞋跟座倾斜为向上朝着鞋之后方在一个大约8度之角X，第一跖骨为向下及向前倾斜成一个角度Y，约27度，大脚拇指为向上及向前倾斜成一个角度Z，约11/2度。这些角度是相对于地面18，且相对相似大小之鞋的。
一个对脚的力学简明解释可能对本发明的鞋之功能促进了解有帮助。脚可以两个分开机械之方式起作用，以便支撑身体。脚主要之作用像一梁以弯曲应变方式支撑身体。当外力作用在拱形上(拱形变平之力)是比较低时该支撑机械有效用。这发生在身体重量中心落在脚踝关节之后的步伐中。当身体重量中心通过脚踝关节之前，如发生在一个正常向前步伐中，出现的力开始造成拱形变平。考虑这一点，脚开始从支撑机械状态基本改变成衍架支撑而后才能够经由压缩应变来支撑。因为脚骨在压缩强度方面已被认为极端强健，压缩应变越大，拱形支撑度越好。为使脚能在支撑机械中达到这种改变，跖骨必须被弯曲之脚趾支持，该支持效应防止跖骨向前滑而使得可从弯曲变为压缩支撑。
本发明鞋的设计中鞋跟座与拱形支撑的作用、形状及倾斜结合提供了本发明的优点。通过为脚创造一个特殊平台表面以更有效的方式开始一个支持效应防止跖骨向前滑动，结果就消除其后之脚趾在鞋中挤压至尖端的问题。
如增加弯曲角度，脚趾在鞋中之背曲可以两种方式中的一种达到。鞋子前端可被向上提高造成一种“神怪”(genie)式鞋。虽然这将有作用，但不会成特别流行的形式。一个更有效的机构允许跖骨本身接近鞋底之角度增加。这有增加脚趾之弯曲的作用而不用制造一种“神怪”式鞋。跖骨相对于地面之角度增加可通过鞋子后方构造之改变而达到，特别是改变鞋跟座20的角度，以及先前讨论过之通过拱形支撑延伸至穿着者舟骨之下来达到。因为脚之关节在各个不同位置，脚骨(踵骨)与地面之夹角将被跖骨接近脚之球形骨之坡度补偿。该角度关系成反比，跟骨越平行地面(只要有适合的跟高)，跖骨越接近一直立高度，因此通过提供一个有低坡度之跟座以增加跖骨的下降角度，可达到要求的支撑作用。
在本发明中，鞋跟座被保持与鞋底有关与跟高无关地向下倾斜，以及穿着者之舟骨被从跟座向前延伸之拱形区所支撑。在现有技术的鞋子设计中，鞋之跟越高，鞋跟座角度越接近鞋底角度。在现有技术鞋子设计技艺中该相关关系造成一个脚向着地板倾斜的平台。该增加的角度依次使得脚向前滑以及在鞋中脚趾部分被挤压。本发明制造之鞋其鞋跟座相对于鞋底中段向下倾斜，而不考虑跟高如何，以及提供一个拱形区在穿着者之舟形骨之下，支撑该舟形骨，因而造成一个平面使得更大百分比之穿着者体重被鞋跟座所承载。跖骨角(相对于鞋子之鞋底)与鞋跟高度成正比地增加，例如，鞋跟高度越高，跖骨角相对于地板越大。在鞋跟高度超过50.8mm的鞋中，其优点不是增加跖骨倾斜，而是由于保持鞋跟座对齐至更接近平行于地面，造成其在跖骨倾斜中生物力学改变之结果。
当脚趾区域倾斜角如上述，强调这种效应，以便增加脚趾之弹性角。由于这种特别设计，负载在脚与鞋之间的分布是有效的，因而穿着者站立时，因穿着者之大部分体重被跟座所承受，而不是被现有技术的鞋子之斜面转移到脚之球形骨上，而产生如前所述之问题。因此，采用本发明的设计，可防止脚趾挤压并确保舒适。
虽然上述说明相应于美国标准女鞋7号，其有50.8mm跟高，但本发明是特别设计适用所有通常范围之美国标准女鞋，以及特别适用于5号至10号的范围；适合的女鞋有各种不同鞋跟高度并特别适于跟高范围从25.4至76.2mm。有着不同鞋子大小及鞋跟高度，跖骨倾斜将不同，假如25.4mm鞋跟高度在大约18-22度范围之内，而76.2mm鞋跟高度在大约33-36度范围之内。图2以及图4-7以及下表1指出根据本发明制造的高跟鞋，有鞋跟高度25.4mm(图4)，38.1mm(图5)，50.8mm(图2)，63.5mm(图6)，以及76.2mm(图7)。
表1
在图8-11中，显示依本发明的其他以及较佳实施例制造的鞋的主要元件。鞋中包含一块鞋楦(内鞋底)板110，其为一在尺寸稳定的柔性材料，例如皮革、纤维板、非羊毛材料等。在鞋楦板110之下是一个外鞋底112以及一跟114，在鞋形板110之上为一刚性装置116，该刚性装置116包含一跟杯118以及一解剖学形状为拱形之装置120其从跟杯118向前延伸至跖骨前端区域122之正后方。装置116为模制以及按规定尺寸制成以适合脚之底面，其使穿着者的脚跟置于并稳定于鞋子中，从跟杯118向下倾斜，约5-10°，其决定于鞋跟高度，因此使得脚在鞋中能采取一解剖学上正确的位置，而穿着者之跟被维持在一与地面接近平行关系，因而支持穿着者之趾骨防止穿着者之脚相对于鞋子向前滑动，即如上详细说明。装置116是粘接和/或机械地被铆接或固定到鞋楦(内鞋底)板110。
装置116可由质轻，与鞋子结构相容之刚性材料形成。因此模制装置116较宜由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)塑料形成，然而，装置116可由其他刚性塑料模制材料或合成材料，例如强化纤维塑料，或金属，例如泡沫铝所形成。装置116有定位以及固定鞋中穿着者之脚双重功用，其支持脚在解剖学上正确的位置以及提供扭力平衡，以及也使鞋子从跟部向前至跖骨前端区域正后方变硬，并支持使用者之体重。因此，可以不需要分开加强鞋底骨架，然而，如果需要，鞋子也可加入一加强鞋底。另外，因为装置116在鞋中为一完整部分，其在鞋中之正确位置，因而鞋中穿着者脚之位置可保证。
鞋也配备一内鞋底或鞋垫124，其被放置在模制装置116之上，还有鞋子的上帮标示为126。跟114用已知方式粘和/或机械钉牢方法被附到外鞋底112，而上帮126固定到鞋楦(内鞋底)板110之底端以及外鞋底112，用缝、粘、U形钉、铆钉或用多种已知的制鞋工艺的结合。
本发明可改型例如，外鞋底112与跟114可整体成形为一个单元，如图9所示。另外，如图12所示，装置116可有利地用于低跟鞋130或靴子。为此应用，装置116将从跟杯118被稍微向下倾斜以适合较低跟高度，而跟被保持在与地面接近平行关系。另外，装置116也能被调整为不同之使用者应用，例如高尔夫球鞋，以便提供扭力稳定性要求的角度，以及如解剖学那样保持脚就位，同时保持鞋子结构整体性。例如当应用于高尔夫球鞋，区域132在脚之中央拱形纵向可变细小，以允许在挥舞动作时上升或降低脚之拱形区，而中央区域将保持刚性结构防止破坏长轴。装置116也可有利地用于男人女人以及小孩之走路和跑步鞋、网球鞋、旅行靴、交叉训练鞋、凉鞋以及其他需扭力平衡之活动鞋。
虽然本发明参照一较佳实施例说明如上，但是可对其做出各种变化而不背离本发明的精神与范围。例如，如图11，一切除区域140可从装置116上移去，其在大约第一跖骨前端之末梢1/3下面。因此，本发明的范围仅限制于所附的权利要求书的范围内。
权利要求
1.一种改进的鞋结构，包含一个柔性的鞋楦板(110)，搭在外鞋底(112)以及鞋跟(114)上面，其特征在于一个刚性装置(116)，所述的刚性装置(116)包含一鞋跟杯(118)以及具有一解剖学形状为拱形之装置(120)，其从鞋跟杯向前延伸至接近跖骨头前端区域，该刚性装置(116)作为鞋的整体部分永久地固定到该鞋楦板(110)，用来使穿着者之脚跟定位及稳定在鞋中，并且相对地面使穿着者的脚跟支撑在高于穿着者的脚趾，使得穿着者的脚跟被支撑在与地面成平面关系，及使得穿着者之脚在鞋中能保持一解剖学上正确的位置，及提供扭力稳定，该装置还提高了鞋子结构的整体性。
2.如权利要求1所述的鞋结构，其特征在于上述的刚性装置包含丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物塑料。
3.如权利要求1所述的改进的鞋结构，其特征在于上述使用者之脚跟与地面保持一5-10°角度之关系。
4.如权利要求1所述的鞋结构，其特征在于上述该鞋包含一装楔子的鞋，并且该刚性装置(116)位于穿着者之脚中央纵向拱形之下的区域相对该装置的其它区域变细小，以使得走路时脚之拱形区可上升下降。
5.如权利要求1所述的鞋结构，其特征在于上述刚性装置(116)为整体模制结构。
6.如权利要求1所述的鞋结构，其特征在于上述刚性装置(116)是整体机加工结构。
7.如权利要求1所述的鞋结构，其特征在于上述刚性装置(116)被粘到上述鞋楦板。
8.如权利要求1所述的鞋结构，其特征在于上述刚性装置(116)被机械式地固定到上述之鞋楦板。
9.如权利要求1所述的鞋结构，其特征在于一切除部分区域(114)被设在大约穿着者的第一跖骨头前端之下设在所述的刚性装置上。
10.一种制作按照权利要求1的鞋结构的方法，其中鞋的鞋帮以及外鞋底被固定于一鞋楦板，其特征在于包含在把上端和/或外鞋底固定到鞋楦板之前，作为鞋的整体部分，把一个包含一鞋跟杯以及一解剖学上成拱形装置之刚性装置固定至鞋楦板之上端，因而使所述的鞋楦板从脚跟向前至最接近跖骨前端变硬，所述的刚性装置用来使穿着者的脚跟定位及稳定在成品鞋中，并且相对地面使穿着者的脚跟支撑在高于穿着者的脚趾，使得穿着成品鞋时穿着者的脚跟被支撑在与地面成平行关系。
全文摘要
一种鞋结构，包含一刚性模制装置，该刚性模制装置包含一跟杯以及一个解剖学形状成拱形之装置，其从跟杯向前延伸至最近跖骨前端处，以使穿着者之脚在鞋中能采取解剖学上之正确位置，并提供扭力上的稳定性及使鞋子结构完整。还公开了制作该鞋结构的方法。
文档编号A43B7/22GK1520761SQ200410002789
公开日2004年8月18日 申请日期1997年9月30日 优先权日1996年10月2日
发明者霍华德·J·达南伯格, 霍华德 J 达南伯格 申请人:Hbn鞋业有限责任公司