专利名称：鞋内底的制作方法
鞋内底本发明大致涉及一种改进了的鞋内底(insole),更具体地，涉及为 穿着者的足部提供緩冲和支持作用的改进的鞋内底。发明背景人脚是非常复杂的生物机体。在走路的时候，当脚后跟碰地时， 脚上负重一般是人身体重量的1.5倍。在跑步或者携带额外重量(例如 背包)的时候，脚上的负重可能超过身体重量的三倍。许多骨头、肌肉、 韦刃带和脚腱起到吸收及消耗碰撞力、支撑身体和其它负重的重量，以 及提供推进力的作用。适当设计的鞋内底能够协助足部完成这些功能 并保护脚免受伤害。鞋内底可以定做以满足个人特殊需求。它们可以基于使用者足部 的铸坤莫来制作，或者由按照使用者足部轮廓一莫制的热塑性材料制成。 然而，为一般大众制作这样的鞋内底不实际。像许多定做的物品一样， 定做的鞋内底往往是很贵的，因为需求量小且需要大量时间来制作并 使它变得合适'。为了使鞋内底可以销售给一般大众，鞋内底必须做成不需要个别 调整和修改就能够有益于使用者。 一般场外可以买到的第一类鞋内底 着重脚部緩冲功能，这样为了提升吸收沖击力。对于普通个人而言， 当进行轻微的、适当的运动，i者如走路或者跑步时，緩冲鞋内底足够 起作用。也就是说，緩冲鞋内底可以为这样的运动提供足够的緩冲和支持 作用。然而，对于比较费力或者在技术上富有挑战性的运动，诸如 携带重的背包或者穿越难走的地形，普通的緩冲鞋内底就不够了。在 这样的条件下，緩冲鞋内底本身不能提供足够的支持和控制作用，并且在使用期间效果可能会降到最低点。场外的(over-the-counter)另 一类型鞋内底着重于控制作用。典型 地，像这样的鞋内底做得相对4交僵硬且刚性，这样通过限制脚的运动 而控制脚的弯曲和扭动。刚性的结构有利于控制运动，但不是很宽松。 因此，当足部运动到达由刚性结构带来的极限时，脚上的负重趋向于 突然改变且可能增加脚部结构的负重。因为生物组织、诸如腱和韧带 对它们所负重的比率很敏感，负重的突然改变可能会导致创伤或损 伤。考虑到上文所述的情况，希望能够提供一种具有緩冲和控制作用 的场外鞋内底。还希望能够提供对一般大众比较实用的、具有緩冲和控制作用的 鞋内底。发明概述考虑到上文所述的情况，本发明的目的是提供一种具有緩冲和控 制作用的场外鞋内底。本发明的目的还在于提供一种对于一般大众比较实用的，具有緩 冲和控制作用的鞋内底。本发明上述的和其它的目的和优点都是由具有控制和緩冲作用的 鞋内底提供的。鞋内底包括有相互作用的部件的系统，这些相互作用 的部件协作以达到所希望的脚部緩冲和运动控制作用。该部件包括泡 沫塑料核芯(core),半刚性的稳定托架(stability cradle)和多个有弹性的 荚状物(pod)和衬垫(pad)。可以选择部件的性能、尺寸、形状以及位置 以获得到所希望的緩冲和控制作用。更具体地是为了获得所希望的生 物才几械功能。与本发明的原理相一致，緩冲核芯或者说基部与相对较硬的稳定 托架和多个弹性材料制成的荚状物结合以形成具有緩沖、稳定和控制 作用的鞋内底。通过改变尺寸、形状和荚状物的材料性能(materialproperty)，所设计的鞋内底可以满足过度的/不足的旋前动作 (pronation)、过度的/不足的旋后动作(supination)和其它与足部运动相关的问题。在本发明的优选实施例中，鞋内底的部件^jc久性地相互粘贴在一 起，以制造出为特定类型或者特定范围的运动而设计的鞋内底。然后 利用多种鞋内底设计来满足不同运动的宽泛需求。在本发明可选实施 例中，鞋内底包括有多个具有不同特性的可互换的英状物。使用这样 的全套工具，最终用户可以选择性地改变荚状物来订制满足特殊运动 的需求的鞋内底。附图简述参考下文详细说明和附图，可以理解本发明上述的和其它的目的 和优点，附图中相似的参考数字指的是相似的零件，其中
图1是与本发明原理一致的鞋内底的所示实施例的分解透视图； 图2和图3是分别显示了图1中鞋内底的基部和稳定托架的透视图；图4到图7分别是图1中鞋内底的背面视图(顶部视图)、脚底视 图(底部视图)、夕卜侧(lateral)视图(夕卜视图)和后视图； 图8是图1中鞋内底的纵向截面图； 图9和图IO是图1中鞋内底的横向截面图；而 图ll是足部骨头附加在图1鞋内底上时的脚底示意图。发明详述参考图l到图11，与本发明原理一致的鞋内底构造公开在其中。 正如图1的分解视图所示，鞋内底20是复合结构，其包括基部22、 稳定托架24、后跟外侧荚状物(lateral heel pod)26、后跟内侧荚状物 (medial heel pod)28、中足外侧荚状物30、前足荚状物32、外翻部(valgus) 衬垫34和上部薄板36。尽管在图1中看不到，鞋内底20还包括设置在基部22和上部薄板36之间的薄衬垫，以形成横向的足弓支持部38, 其可以在图4到图9中看见。正如图2所示，基部22大致具有完整或者部分鞋内底的形状。基 部22优选地由一层或者多层具有合适緩冲性能的泡沫塑料或者其它 材料制成。例如，基部22可以包括顶层和底层，顶层由大约2毫米、 肖氏(Shore)硬度为C25-55的EVA泡沫塑料构成，底层由大约4.5毫 米、肖氏硬度为C40-65的EVA泡沫塑料构成。更优选地，基于鞋内 底使用者的运动类型而挑选基部22的材料。轻松的运动挑选较软的 材料，而较硬的材料更适合难度较大的运动。例如，基部的顶侧由肖 氏硬度为C30-35的EVA材料制成，而底侧由肖氏硬度为C45的EVA 材料制成，该基部适合为例如徒步旅行而设计的鞋内底。但是，顶侧 和基部的EVA层的肖氏硬度分別为C45-50和C60，这样的基部更适 合为背包运动而设计的鞋内底。基部22有凸起的边缘40，其环绕脚后跟且部分沿脚侧延伸，这 样使得鞋内底与脚的自然形状一致。如图6-10所示，凸起边缘24的 高度在脚内侧位置一般较高，在脚外侧高度较低，而基部材料在脚内 侧位置也较厚。基部22还包括凹部42、 44和46，其分别与稳定托架 24、前足荚状物32和外翻部村垫34配合。基部22部分设置在稳定托架24的内部，稳定托架提供刚性给鞋 内底20。优选地，稳定托架24由有足够刚性的材料制成以控制脚部 运动，例如，稳定托架24可以由肖氏硬度为A90的聚丙烯制成。稳定托架24大致地从跟骨(在其下方)延伸，穿过脚的中部跗骨关 节。然而，向前的内侧部分形成为可以调节脚趾离地(toeoff)时第一跖 骨的向下运动(如下所述)。围绕后跟即沿稳定托架24外侧的压痕58 有助于提高鞋内底20与鞋子的适合度，并且降低鞋内底20与鞋子之 间的移动。如图6-10所示，稳定托架24包括壁，其包裹基部22的侧部和后 部以提供对脚的支持。优选地，稳定托架24为大约3毫米厚，壁的厚度从2毫米逐渐减少到0.5毫米。因为较大的负重，在脚的内侧， 稳定托架24的边优选地较高。例如，稳定托架24的内側48在纵向 足弓内侧下延伸向上。槽50提高沿稳定托架24内侧的弹性，而并不 牺牲对纵向足弓的支持。优选地，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，使得其大致对齐稳定托架34 的外表面，以机械地将稳定托架24和基部22锁定在一起。有利地， 当基部22受压缩时，例如，在走路时，泡沫塑料还能够通过槽42凸 起，以提供额外的緩沖作用给足弓。荚状物26-30通过稳定托架24中相应的开口 60-64而附接在基部 22的底侧。前足荚状物32和外翻部衬垫34在稳定托架24之前附接 在基部22的底部上，而上部薄板36附在基部22的顶部表面上。如 下文所要描述的那样，这些荚状物和衬垫的尺寸、形状和设置都基于 脚的各种解剖特征和足部运动的生物力学。脚与地面的接触一般分成三个阶段脚跟碰地，中足支持和脚趾 离地。在脚跟碰地时，脚跟用4艮大的力与地面碰撞。为了緩冲碰撞， 后跟外侧荚状物26沿跟骨的后部和外侧放置，在稳定托架24下突出。 优选地，后跟外侧荚状物26由具有适当緩冲性能的材料制成。例如， 后跟外側荚状物26可以由肖氏硬度为C40-60>大约6毫米的聚氨酯 材料制成。更优选地，后跟外侧荚状物26的性能基于运动的类型加 以选择。例如，为例如徒步旅行这样运动而设计的鞋内底，其后跟外 侧荚状物26适合由具有C45-50肖氏硬度的聚氨酯制成，反之，为例 如背包这样的运动而设计的鞋内底，肖氏硬度为C50-55的聚氨酯更 适合。在脚跟与地面的最初碰撞之后，足部扭转或者旋前动作使得后跟 内侧与地面接触。足部对旋前动作的数量以及旋前动作发生的速率 (rate)很敏感。旋前动作是自然的，某些程度的旋前动作是所希望的，过度的旋前动作次数或旋前动作速率会导致损伤。稳定托架24沿脚内部提供牢固的支持以利于控制旋前动作的次 数。后跟内侧荚状物28由与后跟外侧荚状物26不同性能的材料制成， 以利于控制旋前动作的速率。例如，为了减少旋前动作速率，后跟内 侧荚状物28可以由比后跟外侧荚状物26更牢固的材料制成。较牢固 或者较硬的材料在相同负重的情况下，压缩程度和速度不及较软的材 料。因此，后跟内侧荚状物由较坚固的材料制成，比由较软材料制成 后跟外侧荚状物的压缩程度较小。其结果是，后跟内侧荚状物28趋 于抵抗或者抵消旋前动作，因此可以帮助减少旋前动作的程度和速 率。相反，使用比后跟外侧荚状物26软的材料制作的后跟内侧荚状 物28会趋于增加旋前动作的次数和速率。优选地，基于后跟外侧荚状物26的材料硬度以及运动类型而选择 用于制作后跟内侧荚状物28的材料硬度。例如，从轻松到中等强度 的行为过程中所使用的鞋内底，后跟外侧荚状物26和后跟内侧荚状 物28的材料硬度可以相差20-30%。更具体地，为轻松徒步旅行而设 计的鞋内底，其后跟外侧及内侧荚状物具有的肖氏硬度分别是大约 C45-50和C60。在脚跟碰撞时和碰撞后，携带的重背包大大增加了脚的负重和旋 前动作速率。因此，在设计用于负重使用的鞋内底时，后跟内侧荚状 物28可以由更坚固的材料制成。例如，硬度差为20-40%的材料更适 合这样的运动。更具体地，为背包而设计的鞋内底，其后跟外侧和内 侧荚状物分别具有的肖氏硬度值为C50-55和C65-70。中足衬垫30在每一次迈步的中间阶段中为脚的外侧提供緩沖和 控制作用。典型地，中足衬垫30由具有和侧面脚跟荚状物相同性能(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。在推进或者说脚趾离地的步骤开始时，脚跟开始从地面提起，重 量转移到脚掌(the ball of the foot)上。前足荚状物32位于脚的这个部 位。优选地，前足荚状物32由相对有弹性的材料制成，因此压缩前 足荚状物32的能量在脚趾离地时可以反过来帮助推动足部。例如，前足荚状物32可以由一层大约6.5毫米厚、肖氏硬度大约为C25-45、 更具体地为C30-40的EVA材并牛制成。优选地，前足荚状物32包括 倾斜的凹槽66，如图l-5所示。凹槽66自成角度与脚掌内的关节的 枢纽线协调，以增加前足荚状物32的柔性。在脚趾离地的时候，第一跖骨自然地向下弯曲。防止第一跖骨的 这种自然向下弯曲会引起足弓变平以及脚的过度旋前动作，这样增加 了脚踝和膝盖的压力。为调节这种向下弯曲，前足荚状物32的内侧 部分62向后延伸进稳定托架24的相应凹部64内。稳定托架和前足 荚状物的形状允许第一跖骨更自然地弯曲，因此在脚趾离地的时候让 大脚趾负重。外翻部衬垫34位于脚外侧脚趾的下方。为了在脚趾离地时进一步 鼓励大脚趾负重，外翻部村垫34比基部22坚固。例如，外翻部衬垫 34可以由1.5毫米厚、肖氏硬度为C70的EVA层制成。在优选实施例中，基部22由上部薄板36覆盖，其优选地是摩擦 系数低的无纺布层，这样为了降低起水疱的可能性。在优选实施例中， 无纺布经过抗菌药剂处理，与防湿部件一起减少细菌和真菌引起的气 味。 一系列空气端口 66延伸穿过上部薄板36、基部22和前足荚状物 32,以允许鞋内底20上部和下部的空气流通。图11显示了足部骨头作用在根据本发明的鞋内底上的底视图。脚 跟处是跟骨70,跟骨前面是距骨72。距骨72前在脚内侧是舟骨74, 而在脚外侧是骰骨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位于脚的内侧，第五跖 骨80E位于脚的外侧。跖骨前面是近端趾骨82。近端趾骨82前面是 中间趾骨84,在每个脚趾的端部是远端趾骨86。在本发明的第 一优选实施例中，根据本发明原理制造的鞋内底各 部件使用适当的方式(例如粘合剂)而永久性地附^接在基部22上。在本 发明的可选实施例合剂(temporary adhesive)或者其它可移除的附接工具可以使荚状物 26-32附在基部22上。通过提供包括可互换部件的鞋内底全套工具，途。例如，易受过度旋前动作影响的最终使用者，或者是带很重的背 包徒步旅行的最终使用者，可以选择比常规使用者所用的更坚固的后 跟内侧荚状物。本发明已经在相关的优选实施例中作了介绍，详细的介绍并不限 制本发明，而其它改进对于本领域技术人员来说也是显而易见的。例 如，上述公开的本发明的实施例以控制过度旋前动作的需求为前提。 因此，在所示实施例中，鞋内底具有比后跟外侧荚状物更坚固的后跟 内侧荚状物。类似地，在脚趾离地时，通过改变基部22、前足荚状物 32和外翻部村垫34的任何性能，鞋内底可以适用于过度的或者不足 的4t后动作。本发明已经在本文中公开了场外鞋内底，其可以供普通大众使用。 然而，足部医生或者其他医学专家可以使用相同的原理设计出或者制 造出满足病人特殊需求的鞋内底。因此，已经公开了改良的革圭内底。显而易见地，在所示实施例中 公开的鞋内底有利于在诸如徒步旅行或者背包等运动中緩冲足部并 控制旋前动作。然而，人们应当理解，还可以改良鞋内底系统的部件 以适应其它运动或者控制其它肚p步运动。因此本文所提供的说明性内 容，包括鞋内底部件的特殊厚度、材料、性能的说明性内容仅仅起到 举例说明的作用，而并不是限制性的作用，本发明仅由所附的权利要 求来限制。
权利要求
1.一种用在鞋子中的鞋内底，所述鞋内底包括具有符合鞋子内部的形状的、并具有顶侧和底侧的核芯；设置在所述核芯底侧上的稳定托架；和从所述核芯底部设置的第一荚状物和第二荚状物，其中，所述第一荚状物和所述第二荚状物具有不同的材料性能。
2. 根据权利要求1所述的鞋内底，其特征在于所述第一荚状 物和所述第二荚状物包括设置在后跟外侧与后跟内侧下的荚状物。
3. 根据权利要求2所述的鞋内底，其特征在于设置在后跟内
4. 根据权利要求3所述的鞋内底，其特征在于外侧的荚状物 的肖氏硬度范围在C45-50之间，而内侧的荚状物的肖氏硬度大约是 C60。
5. 根据权利要求3所述的鞋内底，其特征在于所述外侧荚状 物的肖氏硬度范围在C50-55之间，所述内侧荚状物的肖氏硬度范围 大约在C65-70之间。
6. 根据权利要求3所述的鞋内底，其特征在于选择所述荚状 物的硬度以控制旋前动作的速率。
7. 根据权利要求3所述的鞋内底，其特征在于基于鞋内底所 设计用于的运动类型而选择所述荚状物的硬度。
8. 根据权利要求2所述的鞋内底，其特征在于所述鞋内底还 包括中足荚状物，其设置在后跟外侧荚状物前，且沿着鞋内底与脚外 侧相，十应的一部分。
9. 根据权利要求8所述的鞋内底，其特征在于所述稳定托架 形成为能够让第一跖骨在脚趾离地时弯曲。
10. 根据权利要求2所述的鞋内底，其特征在于所述鞋内底还 包括前足荚状物，其设置在所述核芯的下方、所述鞋内底与脚掌相对应的部分处。
11. 根据权利要求10所述的鞋内底，其特征在于所述稳定托 架和所述前足荚状物形成为能够允许笫 一跖骨在脚趾离地时弯曲。
12. 根据权利要求2所述的鞋内底，其特征在于所述鞋内底还 包括村垫，其从鞋内底、在与外翻处相对应的区域中设置。
13. 根据权利要求1所述的鞋内底，其特征在于所述核芯包括 EVA泡沫材料。
14. 根据权利要求1所述的鞋内底，其特征在于所述荚状物可 移除地附在所述核芯上。
15. 根据权利要求1所述的鞋内底，其特征在于所述荚状物包 括利用临时性粘合剂而附在所迷核芯上的聚氨酯材料。
16. 根据权利要求1所述的鞋内底，其特征在于所述荚状物包 括利用钩和环扣件而附接在所述核芯上的聚氨酯材料。
17. —种緩冲并控制足部在鞋子中的运动的方法，所述方法包括 提供具有符合鞋子内部的形状的、并具有顶侧和底侧的核芯； 提供设置在所述核芯底侧上的稳定托架；提供从所述核芯的底部、在对应于后跟外侧部分的区域内设置的 笫一荚状物；并且提供从所述核芯的底部、在对应于后跟内侧部分的区域内设置的 第二荚状物，其中，所述第一荚状物和所述第二荚状物选择不同的材料性能以 控制足部的运动。
18. 根据权利要求17所述的方法，其特征在于所述方法还包 括提供第三荚状物，其从所述核芯的底部、在所述第一荚状物的前方、 在对应于脚的外侧部分的区域内设置。
19. 根据权利要求18所述的方法，其特征在于所述方法还包 括提供笫四荚状物，其从所述核芯的底部、在所述第三荚状物的前方、 在对应于脚掌的区域内设置。
20. —种用在鞋子中的鞋内底，所述鞋内底包括具有符合鞋子内部的形状的、并具有顶侧和底侧的核芯；从所述核芯的所述顶侧设置的顶部薄板；在所述核芯的所述底侧上i殳置的稳定托架；多个可互换的、具有不同石更度的笫一荚状物，其适合从所述核芯 的底侧、在对应于后跟外侧部分的区域内设置；多个可互换的、具有不同石更度的第二荚状物，其适合从所述核芯 的底侧、在对应于后跟内侧部分的区域内设置；其中，所述第 一荚状物和所述第二荚状物可以分别从多个第 一荚 状物和第二荚状物中选出，并/人所述核芯的所述底侧设置。
全文摘要
鞋内底为足部运动提供缓冲和控制作用。鞋内底包括稳定托架和多个位于鞋内底核芯或者说基部的下侧上的荚状物。一些荚状物被选择有不同的材料性能，以利于控制足部运动。
文档编号A43B17/02GK101282664SQ200680037339
公开日2008年10月8日 申请日期2006年4月20日 优先权日2005年8月12日
发明者M·P·谢斯金, R·M·弗雷德里克森 申请人:斯彭科医疗公司