具有多个泵腔的流体系统的制作方法

专利名称：具有多个泵腔的流体系统的制作方法
具有多个泵腔的流体系统
背景技术：
常规的运动鞋类制品包括两个主要组件，鞋面和鞋底结构。鞋面通常 由多个组件形成，例如纺织品、泡沫和皮革材料，它们被缝合或粘合到一 起以形成安全而舒适地收纳脚的内部空间。鞋底结构加入多个骨架层，按 常规其作为内底、中底和大底被提及。内底是薄的、可压縮的部件，位于 鞋面内、脚底附近以提高舒适度。中底被固定到鞋面并形成鞋底结构的中 间层。大底形成鞋的地面接触组件，通常由耐用、耐磨材料构成，其包括
增加牵引力的织纹状饰面(texturing)。
形成常规的中底的主要的材料是贯穿鞋的整个长度延伸的有弹力的 聚合物泡沫，例如聚氨酯或EVA(ethylvinylacetate)。聚合体泡沫中底还可以 加入具有囊构造的填充流体腔，用以增大鞋底结构的地面反作用力的减 少。鲁迪(Rudy)的第4, 183, 156号美国专利提供了填充流体的腔的示例， 其包括由弹性材料形成的外部封入部件。外部封入材料形成多个互相流体 连通的管状部件。
上述填充流体的腔可以由双薄膜技术制造，其中形成两个分离的弹性 薄膜层以得到腔的整体形状。上述层沿各自的外围粘合到一起形成腔的上 表面、下表面和侧壁，并且两层在预定的内部位置粘合到一起以赋予腔所 需的形状。也就是，连接层的内部以在所需的位置形成预定形状和尺寸的 子腔。随后通过将连接到液压源的喷嘴或注射针插入到腔中形成的填充 口，在周围的压力下对腔加压。腔被加压后，移出喷嘴并密封填充口。
另一种制造填充流体的腔的方法是通过吹塑成型过程，如波特等人的 第5， 353，459号美国专利总体公开的，其中将液化的弹性材料置于具有所 需的囊的整体形状和结构的模具中。模具在一个位置处具有一开口，通过 该开口提供加压的空气。加压的空气使液化的弹性材料压紧模具的内表面，并促使材料在模具中变硬，从而形成具有所需的形状和结构的腔。此
外，填充流体的腔可以通过热压成型过程制造，如斯卡加(skaja)等人的第 5,976,451号美国专利，其中一对柔性热塑性树脂片相对置于一对具有真 空系统的、用于使两片树脂片适当地成型的模具中。接着合上模具部分 以沿两片树脂片的外围使其密封并形成囊。
鞋类制品还可以加入包括多个组件的流体系统，上述组件包括压力 腔、用于增加压力腔中的压力的泵腔、用于调整流体的流动方向和流动率 的一个或多个阀，以及连接多个流体系统组件的导管。施高特(Swigart)的 第6, 457， 262号美国专利公开了一种具有中央腔和位于中央腔附近的两个 侧腔的流体系统。每个侧腔都与中央腔通过至少一个包括阀的导管流体连 通。因此，流体系统中包含的流体可以从中央腔流到侧腔，流体也可以从 侧腔流到中央腔。被密封以防止周围空气的流入或流出的其他流体系统的 示例公开于例如莱恩(Lain)的第5， 950， 332号、萨德勒(Sadler)的第5， 794, 361号、约翰逊(Johnson)等人的第4， 446， 634号美国专利等中。
加入到鞋类制品中的流体系统还可以使用周围的空气作为系统流体。 高斯(Goss)的第5,826,349号美国专利公开了一种鞋类制品，其具有使 用周围空气使鞋面内部空气流通的流体系统。该流体系统包括位于鞋面的 通气口，从通气口导入流体连通的多个腔的导管。与腔连接的阀在腔受压 縮时防止空气通过通气口逸出。而空气通过导入鞋面内部的另一导管被挤 出。黄(Huang)的第5， 937, 462号美国专利公开的流体系统，其使用周围 空气加压鞋类制品的鞋底结构中的腔。

发明内容
本发明的一个方面包括具有流体连通的泵腔和压力腔的流体系统。泵 腔包括的第一对层和第二对层。第一对层形成泵腔的相对表面，第二对层 位于第一对层之间并至少部分地绕泵腔延伸。第一对层被固定到第二对 层，以形成至少两个第一粘合体，第二对层相互固定以形成偏离第一粘合 体的第二粘合体，上述层和粘合体在泵腔中形成锯齿形或"W"形结构。
本发明的另一方面包括一种制造用于流体系统的腔的方法，该方法包含以下步骤，提供由聚合物材料形成的第一层、第二层、第三层和第四层。
在第二层和第三层的每一个中形成 L。在第一层和第四层之间定位第二层 和第三层此外，将第一层粘合到第二层，将第二层粘合到第三层，将第三 层粘合到第四层以形成泵腔的可膨胀的侧壁。
本发明的再一方面包括一种流体系统，具有带可压缩的结构的第一泵 腔和第二泵腔。第一流体通路在第一泵腔和第二泵腔之间延伸以使第一泵 腔和第二泵腔流体连通。流体系统还包括压力腔和在第二泵腔和压力腔之 间延伸的第二流体通路，以使第二泵腔和压力腔流体连通。
本发明的另一方面包括制造流体系统的方法。该方法包括在第一聚合 物层和第二聚合物层之间形成粘合，以形成第一泵腔、第二泵腔和压力腔 的至少一部分的步骤。形成第一流体通路和第二流体通路。第一流体通路 在第一泵腔和第二泵腔之间延伸，第二流体通路在第二泵腔和压力腔之间 延伸。
本发明的新颖特性的方面的优点和特征在权利要求中具体指出。但 是，为了获得对新颖性的优点和特征的更好的理解，可以参照说明和表示 本发明相关的多种实施例和方法的的说明内容和附图。


结合附图阅读时，本发明的前述发明内容和本发明的以下详细说明将 被更好地理解。
图l是加入本发明多个方面的示例性第一流体系统的鞋类制品的外侧 正视图。
图2是鞋类制品的局部剖视图，表示第一流体系统。
图3是第一流体系统的透视图。
图4是第一流体系统的俯视平面图。
图5是图4中的剖面线5-5限定的第一流体系统的第一剖视图。 图6是图4中的剖面线6-6限定的第一流体系统的第二剖视图。图7是图4中的剖面线7-7限定的第一流体系统的第三剖视图。 图8是第一流体系统的分解透视图。
图9是加入本发明多个方面的示例性第二流体系统的俯视平面图。 图10是图9中的剖面线10-10限定的第二流体系统的第一剖视图。 图ll是图9中的剖面线li-ll限定的第二流体系统的第二剖视图。 图12是第二流体系统的变形的第二剖视图。
图13是加入本发明多个方面的示例性第三流体系统的鞋类制品的外 侧正视图。
图14是鞋类制品的局部剖视图，表示第三流体系统。 图15是第三流体系统的俯视平面图。
图16是图15中的剖面线16-16限定的第三流体系统的第一剖视图。
图17是图15中的剖面线17-17限定的第三流体系统的第二剖视图。
图18是加入本发明多个方面的示例性第四流体系统的俯视平面图。
图19是图18中的剖面线19-19限定的第四流体系统的第一剖视图。
图20是图18中的剖面线20-20限定的第四流体系统的第二剖视图。
图21是图18中的剖面线21-21限定的第四流体系统的第三剖视图。
图22A是适合于在流体系统中使用的阀的透视图。
图22B是图22A中的剖面线22B-22B限定的阀的第一剖视图。
图22C是图22A中的剖面线22C-22C限定的阀的第二剖视图。
图22D是图22A中的剖面线22D-22D限定的阀的第三剖视图。
图22E是图22A中的剖面线22E-22E限定的阀的第四剖视图。
图22F是图22A中的剖面线22F-22F限定的阀的第四剖视图。
图22G是图22D中表示的悍缝的放大图。
具体实施例方式
以下说明和附图公开了根据本发明的多个方面的流体系统。参照 具有适合于跑步运动的构造的鞋类制品公开与流体系统相关的思想。 但是流体系统不仅限于为跑步设计的鞋，其还可以加入运动鞋类的广 泛范围，包括例如篮球鞋、交叉训练鞋、散步鞋、网球鞋、足球鞋、 登山鞋。此外，可以将流体系统加入总体上被认为是非运动的鞋中， 包括时装鞋、拖鞋、凉鞋和工作靴。因而，所属技术领域的技术人员 将领会，除了以下材料中说明的和附图中表示的特定类型外，此处公 开的关于流体系统的思想应用于广泛种类的鞋的类型。除了鞋，还可 以将与流体系统有关的思想加入多种其他产品。因而，本发明的思想 用于除鞋以外的多个技术领域。
可膨胀的泵腔
鞋类制品IO表示在图1中，其包括鞋面11和鞋底结构12。鞋 面U具有实质上常规的、由例如纺织品、泡沬、皮革材料的多个组 件形成的结构，组件被缝合或胶接结合到一起形成内部空间以安全而 舒适地收纳脚。鞋底结构12位于鞋面11下方，包括两个主要组件， 中底13和大底14。中底13例如通过缝合或胶接结合固定到鞋面11 的下表面，在散步或跑步时，鞋底结构12接触地面时其对地面反作 用力减小起作用。大底14固定到中底13的下表面，由接合地面的耐 久耐磨的材料形成、此外，鞋底结构12可以包括内底15，其位于鞋 面11的空间内并紧邻脚，以提高鞋类制品IO的舒适度。
中底13主要由聚合物泡沫材料形成，例如聚氨酯或 EVA(ethylvinylacetate)，其至少部分封装流体系统20。如图2所示， 流体系统20主要位于中底13的后跟部位和脚中段部位，但也可以位 于中底13的任意位置，例如赋予所需的力所减小的程度或稳定的程 度。此外，中底13可以加入多个流体系统20，其中第一流体系统20 位于后跟部位，第二流体系统20位于中底13的脚前段部位，因而通过中底13的基本部分延伸。
在图3-8中分别表示流体系统20，提供一结构，例如鞋底结构 12接触地面时，利用周围空气使其他力减小。此外，流体系统20可 以赋予稳定性，改进反应性、并提高中底13的行进特性。流体系统 20的主要组件是过滤配件30、 一对导管40a和40b，分别位于导管 40a和40b中的一对阀50a和50b泵腔60和压力腔70。工作时，例 如周围空气的流体流过过滤配件30被吸入导管40a。该流体随后流 过阀50a进入泵腔60。当泵腔60被压縮时，流体进入导管40b并流 过阀50b以进入泵腔70。泵腔60和压力腔70中的流体结合使地面 反作用力减小，其例如由流体系统20提供。但是在一些实施例中， 流体系统20提供的大部分的地面反作用力减小可以由压力腔70给 予。
将一对聚合物层21和22在特定粘合位置23粘合到一起形成多 个部分，过滤配件30、导管40a和40b和压力腔70。也就是过滤配 件30、导管40a和40b和压力腔70在层21和22的未粘合位置之间 形成。泵腔60也形成在层21和22的未粘合位置之间。但是如下以 下更详细地说明，泵腔60的一部分也形成由一对层24和25形成。 选择关于层21和22的导管40a的位置以提供在例如周围空气的流体 源和泵腔60之间延伸的流体通路，从而使流体从过滤配件30流入泵 腔60。类似的，选择导管40b的位置以提供泵腔60和压力腔70之 间延伸的流体通路，其使得流体还从泵腔60流入压力腔70。因而， 在该构造中，流体也在层21和22之间流动以穿过导管40a和40b。
多种材料适合于层21和22，包括实质上不能使流体系统20中 的流体渗透的阻隔材料。上述阻隔材料可以包括例如热塑性树脂层和 乙烯-乙烯醇共聚物层中的一个，如米切尔(Mitchell)等人在第5， 713, 141和5, 952, 065号美国专利中公开地。也可以使用对该材料的变化， 其中中间层由乙烯-乙烯醇共聚物形成，而紧邻中间层的两层由热塑 性树脂形成，外层由热塑性树脂和乙烯-乙烯醇共聚物的再磨(regind)
材料形成。另一合适的材料是柔软的微层材料，包括隔绝气体的材料和弹性材料，如邦克(Bonk)等人在第6， 082, 025和6， 127, 026号美
国专利中所公开的。
虽然聚合物层21和22可以由上述阻隔材料支撑，也可以使用更 多的节约的至少部分不渗透流体系统20中的流体的热塑弹性材料。 如上所述，流体系统20对于将例如周围空气的流体吸入泵腔60和压 力腔70起作用，以便提供鞋类制品的地面反作用力减小。如果泵腔 60和压力腔70中的流体的一部分通过扩散或其他方式经聚合物层21 和22逸出，而后流体系统20将工作以将额外的流体吸入泵腔60和 压力腔70，从而补充流失的流体。因而，聚合物层21和22不需要 提供实质上不渗透流体系统20中的流体的阻隔，而可以是至少部分 不渗透流体系统20中的流体的阻隔。因而合适的聚合物材料可以包 括热塑性弹性体，例如聚氨酯、聚酯纤维、聚酯聚氨酯和聚醚聚胺酯。 除了减少制造成本外，材料热塑弹性体的好处是可以主要根据材料的 工程特征而非材料的阻隔特征选择特定的形成层21和22的材料。因 而，可以选择形成层21和22的材料以展示出特定的张力、弹性系数、 持久性、透光度、弹力、抗侵蚀或化学损害或抗磨损的能力。
过滤配件30具有2001年6月21日申请的09/887, 523号美国专 利申请中说明的过滤配件的总体结构，此处全部引入作为参考。过滤 配件30总体上位于鞋类制品IO的外部上，包括两个主要部件，封盖 组件31和过滤材料32。封盖组件31在过滤材料32上延伸，包括使 空气进入过滤材料32的多个孔，而防止例如石头和树枝的相对较大 的物体直接接触和潜在损坏过滤材料32。上述流体通过过滤材料32 被吸入流体系统20，限制水、其他流体和多种颗粒物妨碍多个系统 部件例如阀50a和50b和压力腔70的工作。如果使它们进入流体系 统30，颗粒物例如会聚集在阀50a和50b的周围或其之中。如下面 更详细地说明，阀50a和50b是单向阀，使得流体在第一方向流动， 限制或制止流体在相反的第二方向流动。聚集在阀50a和50b的周围 或其之中的颗粒可能影响阀50a和50b的单向工作，从而使流体以不 希望的方式流过流体系统20。过滤配件30时，水和颗粒物还可以聚集在压力腔70中。在一些实施例中，压力腔70的一部分可以通过在 中底13的聚合物泡沫材料中形成的孔见到。聚集在压力腔70中的颗 粒物可以变为可从鞋类制品IO的外部见到，因而减小的鞋类制品10 的美观特征。如果也允许水进入并聚集在泵腔60、压力腔70或流体 系统20的其他部分，鞋类制品IO的重量可以显著增加。此外，颗粒 物可以起到研磨料的作用，磨损流体系统20的多个部分，因而减小 耐磨性。因而，过滤配件30用以限制可能对流体系统20产生有害影 响的流体和颗粒物的进入。
用于过滤材料32的 一 种合适材料是聚四氟乙烯 (polytetrafluoroethylene， PTFE)，其可以置于基底材料上。PTFE
展示出需要的特征并在贴到例如无纺聚酯纤维的基底时合适耐用。根 据PTFE的标准形式的变化是膨胀的聚四氟乙烯(ePTFE)，其由例如 戈尔工业品贸易有限公司(W丄.Gore & Associates)制造。处理PTFE， 用于过滤材料32的其他合适的材料包括高密度聚乙烯、超高分子量 聚乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯和某些陶瓷过滤材料。编织材料、纺织 材料、无纺材料、由一种或多种不同过滤材料组成的薄片结构和纸也 可以是合适的。此外，过滤材料32可以由实心的、多孔材料形成。
阀50a和50b可以是根据系统20的设计需要运行的、任意类型 的阀。可以用于阀50a和50b的阀结构包括例如由阀耐实验公司 (Vernay Laboratories, Inc.)制造的鸭嘴阀(duckbill valves)，和在 皮卡的第5， 144, 708号美国专利和皮卡等人的第5, 564， 143号美国专 利中公开的双层聚合物阀。上述两种阀都总体上被认为是单向阀，允 许流体在第一方向流动而限制流体在相反的第二方向流动。至于流体 系统20，阀50a允许流体在从过滤配件30到泵腔60的方向流动， 阀50b允许流体在从泵腔60到压力腔70的方向流动。但是阀50a和 50b限制流体在反方向上流动。根据希望给予流体系统的特定特征， 也可以使用允许流体在双方向上流动的阀而仍在本发明的范围内。除 了以上公开的阀，阀50a和50b还可以具有阀100的结构，其参照以 下关于流体系统20的工作更详细的说明之后的图22A-22G。配置流体系统20以提供与泵腔60分离的进气口 。参照图3和图 4，流体系统20表示为过滤配件30具有进气口和在过滤配件30和泵 腔60之间延伸的导管40a。因而，空气通过与泵腔60分离的进气口 进入流体系统20。分离的进气口和泵腔60使进气口位于鞋10的任 意部分，包括鞋面11，该构造使进气口包括没有置于反复压縮力的 区域的过滤材料32。
流体系统20的另一特性是在泵腔60和压力腔70之间直接流体 联通。导管40b直接从泵腔60导向压力腔70，并提供用于安置阀50b 的区域。因而，最小数目的流体系统部件置于泵腔60和压力腔70之 间的流体通路。该构造减少了压力损失，该损失通过流体从泵腔60 到压力腔70的转移而增大。此外，该构造提供了部件数量相对较少 的流体系统。
现将详细说明流体系统20的工作。流体系统20的多个部件中的 流体的压力的改变取决于例如使用鞋类制品IO的方式、鞋底结构12 的压縮频率和压縮鞋底结构12的力。为达本说明的目的，将初始状 态、过渡状态和平衡状态说明流体系统20的工作和流体系统的多个 部件中的流体的压力。在初始状态，泵腔60和压力腔70包含流体， 其具有实质上等于鞋类制品10和流体系统20周围的大气压的初始压 力。在过渡状态，压力腔70中的压力从初始压力增加到平衡压力， 流体系统20在此时处于平衡状态。
流体系统20至少部分封装在中底13的聚合物泡沫材料中。制造 鞋类制品10时，流体系统20可以位于具有中底13的形状的模具中。 流体系统20置于模具中时，流体系统20或者位于初始状态，或者泵 腔60和压力腔70中的流体的压力稍微提高到大于周围压力。因而， 泵腔60和压力腔70处于膨胀构造而非塌陷构造。也就是流体施予足 够的相外压力给层21和22以防止泵腔60和压力腔70严重塌陷。中 底13的聚合物泡沫材料接着注入模具中流体系统20周围。一旦固化 聚合物泡沫材料，流体系统即被安全地封装到中底13，使得泵腔60 和压力腔70保持在膨胀构造。此外，聚合物泡沫材料可以粘接到层21和22的外表面。随后中底13被固定到鞋面11和大底14以形成 鞋类制品10。
在制造鞋类制品10时，泵腔60和压力腔70中的流体的压力可 以稍微提高到大于周围压力，如上所述。在鞋类制品IO被装运给零 售商或储存时，流体系统20中的流体可以通过层21和22扩散，或 在流体系统的压力实质上等于鞋类制品10和流体系统20周围的大气 压之前，从流体系统20中逸出。因而，在一个人第一次将鞋类制品 IO穿到脚上时，流体系统20处于初始状态。
流体系统20可以位于中底13的后跟部位，如图2所示。更具体 地，流体系统20的位置可以使得例如压力腔70直接位于穿着鞋类制 品10的一个人的跟骨下方，泵腔60位于压力腔70的前方。 一个人 穿着鞋类制品IO踏出第一步时，鞋底结构12被压縮到地面，其压縮 中底13和流体系统20。基于跟骨、泵腔60和压力腔70的相对位置， 压力腔70承担引起压縮的力的大部分。但是，随着脚向前巻动，对 泵腔60的压力增加。泵腔60的压縮使得泵腔60中的流体的压力增 大。泵腔60和压力腔70之间的压力差超过流体系统20固有的多种 压力损失，泵腔60中的一部分流体流经导管40b和阀50b，流入压 力腔70。也就是泵腔60可以使得泵腔60中的一部分流体流入压力 腔70。压力腔70中上述多出的流体使得压力腔70的压力增大。因 而， 一个人踏出第一步时，流体系统20因泵腔60和压力腔70的压 力增加而处于过渡状态。上面提到的多种压力损失可以与流体流经导 管40b时的摩擦和阀50的打开压力相关。
阀50a和50b是单向阀，允许流体从第一方向流动而限制或制止 流体在相反的第二方向流动。阀50a允许流体从过滤配件30流动到 泵腔60，但是限制流体在反方向上流动。因而，当泵腔60被压縮时， 阀50a有效地防止流体流到过滤配件30。但是，在泵腔60与压力腔 70之间的压力差超过上述压力损失时，阀50b允许流体从泵腔60流 动到压力腔70。一个人前进的第一步，脚不再对中底13施予很大的力，在流体 系统20上施加的压縮力减小，中底13回到未压縮的构造。但是，压 力腔70中流体的压力持续增加，流体系统20保持在过渡状态。因为 中底13和层21和22的聚合物材料之间的粘合，在中底13回到未压 縮构造时，中底13将对泵腔60施予相外的力。也就是，中底13的 聚合物材料可以试着膨胀压縮的泵腔60。该动作使得泵腔60的压力 变得相对鞋类制品10和流体系统20外部周围的大气压为负值。因而， 泵腔60和周围空气形成负压力差。过滤配件30和导管40a形成周围 空气和泵腔60之间的流体通路。负压力差超过与流体系统20相关的 多种压力损失时，周围空气将流经过滤配件30，进入导管40a，流经 阀50a并进入泵腔60，因而使额外的流体置于泵腔60中。换言之， 随着中底13从压縮膨胀，空气将流入泵腔60。上面提到的多种压力 损失可以与过滤材料32的抵抗性、流体流经导管40a时产生的摩擦 和阀50a的开口压力相关。
上面的说明详细说明了一个人的第一步压縮泵腔60，并使得泵 腔60中的一部分流体流入压力腔70从而增加压力腔70中的压力的 方式。 一旦完成了第一步，并且中底13不再被压縮，那么额外的空 气从鞋类制品10和流体系统20周围的空气中流入泵腔60。当一个 人踏出第二步和更多步时，重复上述关于第一步的过程，压力腔70 中的流体压力增加。因而，随着压力腔70中压力的升高，流体系统 20维持在过渡阶段。
在第一步之前，泵腔60和压力腔70中的压力实质上等于周围的 大气压。因此，中底13被压縮时，泵腔60和压力腔70提供相对较 小的支撑。也就是泵腔60和压力腔70中的流体的压力不足以使较大 程度的地面反作用力减小。但是随着一个人的继续踏步且压力腔70 中流体压力的增加，压力腔70提供的支撑和地面反作用力减小的程 度也增加。在足够数量的脚步之后，压力腔70中的压力变为实质上 等于脚压紧时泵腔60中的压力。发生这种情况时，泵腔60和压力腔 70之间的压力差变得不足以引起泵腔60和压力腔70之间进一步的流体转移。因而，压力腔70中的流体的压力将最终使泵腔60中的压 力平衡，流体系统20将到达平衡状态。
在一个人的每一步中，从泵腔60转移到压力腔70的流体的容积 至少部分取决于泵腔60的容积。更具体地，泵腔60的容易增加将总 体上导致进入压力腔70的流体的容积更大，因而减小流体系统20保 持在过渡阶段的总时间。增加泵腔60的容积的一个方式包括增加泵 腔60的宽度和长度。虽然这可以是增加泵腔容积的有效方式，但是 中底13的面积是有限的，流体系统20的其他部件(也就是导管40a 和40b和压力腔70)必须安装在该区域中。增加泵腔60的容积的另 一方式包括增加泵腔60的纵向厚度(也就是层21和22之间的距离)。
流体系统20可以通过以下过程形成，包括加热层21和22并利 用模具将层21和22在粘接部位23处接合到一起。缺少层24和25 时，增加泵腔60的纵向厚度可以包括当层21和22位于模具中时对 其拉伸。拉伸后，层21和22的厚度减小，其可以减小泵腔60的耐 用性或增加流体通过泵腔60的层21和22扩散的程度。为了限制层 21和22的拉伸程度，随着泵腔60的容积的增加，利用层24和25 形成腔60的至少一部分。
层24和25至少部分绕泵腔60延伸并形成泵腔60的侧壁的至少 一部分。层24和25各形成一个孔26，如图8所示。形成泵腔60时， 层24在第一粘合位置27a被粘合到层21，层25在第二粘合位置27b 被粘合到层22，层24和层25在形成孔26的边缘附近的第三粘合位 置27c互相粘合。更具体地，粘合位置27a和27b表示为通过泵腔20 的厚度排列，粘合位置27c表示为位于孔26附近且偏离粘合位置27a 和27b的位置。。如图5和图6所绘，该构造在泵腔60的侧壁形成 锯齿形或W形结构。在本发明的其他方面中，粘合位置27a-27c处形 成的粘合可以表示不同的构造。例如，粘合位置27c可以向内与形成 孔26的位置分隔开。类似地，粘合位置27a和27b可以位于层24和 25的外边缘附近或向内与其分隔开。泵腔60的侧壁的锯齿形或W形结构使泵腔60的膨胀变容易。 也就是泵腔60的纵向厚度可以增加到实质上超过层21和22相互粘 合的构造。此外，用于泵腔60的侧壁的该结构赋予自膨胀特性。也 就是泵腔60可以用流体而非其他膨胀结构膨胀并充气。如上所述， 中底13的聚合物材料的膨胀可以尝试着膨胀压縮的泵腔60。在一些 构造中，中底13的聚合物材料可能是不足以膨胀泵腔60并将流体吸 入泵腔60的，但是层24和25的存在给予了一结构，其中膨胀的发 生与中底13的聚合物材料的存在不相关。此外，层24和25的存在 将中底13的聚合物材料与泵腔60的膨胀分开，使得流体系统20可 以在不存在外部聚合物泡沫的环境下使用。
一些现有技术的流体系统也可以在没有泡沫的环境中使用，其他 结构也存在于流体系统的外部以使泵膨胀。为了克服以上情况，现有 技术的流体系统可以将泡沫和其他外部材料置于泵的内部容积中。例 如皮卡等人的第5,564,143号美国专利公开了一种流体系统，其中泡 沫位于形成泵的聚合物层之间以提高扩展。流体系统20,具体是泵 腔60的构造的优点在于泵腔60的有效容积因泵腔60中缺少组件而 增加。因而，形成泵腔60以得到上述构造具有在提供自身膨胀结构 的同时使泵腔60最大化的优点。
流体系统20表示为总体上沿水平面延伸。在粘合之前，每个层 21、 22、 24和25都还沿水平面延伸。粘合位置27a-27c的形成引起 层24和25中的斜线，其有效地将层21和22在缺少外力的情况下彼 此隔开。也就是层24和25中的斜线形成泵腔20中故有的自身膨胀 特性。
如上所述，流体系统20可以通过加热层21和22并使用模具将 层21和22在粘合位置23粘合到一起的过程形成。除了在粘合位置 23粘合层21和22，也粘合层23和25以形成多个粘合位置27a、27b 和27c。因而流体系统20可以通过热压成型过程形成，其包括加热 层21、 22、 24和25并使用模具将层21、 22、 24和25在所需的位置 粘合到一起。在加热之前，层24和25可以置于层21和22的形成泵腔60的部分之间，阀50a和50b可以置于层21和22的形成导管40a 和40b的部分之间。类似的，过滤材料32可以置于层21和22的成 为过滤组件的部分之间。在热压成型过程中使用的模具可以具有压縮 层21和22以性恒粘合位置23的区域。此外，模具可以具有凹部， 其构造以接收层21和22的部分并形成导管40a和40b、泵腔60和 压力腔70的形状。将层21和22粘合到一起时，流体可以注入层21 和22之间，以便将层21和22压入模具的多种外形。类似的，可以 在层21和22的外部引入真空，以便还将层21和22吸入模具的多种 外形。
粘合位置23是流体系统20的层21和22互相粘合的区域。因而， 流体系统20由两个聚合物层在粘合位置23有效地形成，且上述两个 聚合物层通过流体系统20的整个厚度在粘合位置23粘合。在流体系 统20的层24和25存在的区域，粘合在特定层之间产生，但不通过 流体系统20的整个厚度。例如粘合在粘合位置27a和27b形成，但 不在层24和25的上述特定位置形成。此外，粘合形成于粘合位置 27c，但不在层21和24之间以及层22和25之间的上述特定位置形 成。位置防止粘合在层21、 22、 24和25的特定区域之间形成，可以 使用阻碍材料。阻碍材料置于两个聚合物层之间时，其提供了阻止粘 合的有效的方法。因而，阻碍材料可以用于或置于层21、 22、 24和 25的会发生粘合的多个表面附近，但不会在粘合打算发生的层21、 22、 24和25的部分。合适的阻碍材料包括加入例如聚四氟乙烯、硅 或mylar的层或外层。
参照图5和6，由位置28表示可使用阻碍材料防止粘合的多个 位置。例如，可以在层24和25之间的、对应于粘合位置27a和27b 的区域使用阻碍材料。可以在层24和25的每个未粘合表面的使用阻 碍材料，或者可以仅在层24和25的一个未粘合表面使用阻碍材料。 可替换地，阻碍材料可以是在层24和25的未粘合表面之间延伸的分 离的材料薄片。阻碍材料也可以用于层21和24之间与层22和25之 间的对应粘合位置27c的区域。除了上述热压成型外，可以使用多种其他过程形成流体系统20。 例如，层21和22可以由平的热塑薄片形成，其粘合到一起以形成导 管40a和40b,泵腔60的部分和压力腔70。此外，层21和22可以 分别形成以包括对应于导管40a和40b、泵腔60的多个部分和压力 腔70的缺口。层24和25随后可以置于层21和22之间，可以形成 粘合以形成粘合位置27a、 27b和27c。此外，流体系统20或流体系 统20中的单个部件可以通过流动模塑或旋转模塑过程制造。在流体 系统20的单个部件分别形成的情况下，单个部件可以接着结合到一 起形成导管40a和40b，泵腔60和压力腔70，其如2003年1月27 日提出的第10/351,876号美国专利申请所述，在此全部引入作为参 考。
如上所述，泵腔60由四个层21、 22、 24和25有效地形成。为 了进一步增加泵腔的膨胀能力或容量，可以使用一个或多个类似于层 24和25的额外层。在导管40a进入泵腔60的位置和导管40b离开 泵腔60的位置，可以在层24和25之间形成粘合位置27c的开口或 缺口，以允许流体流入或流出泵腔60。因而，在上述区域使用阻碍 材料防止粘合。
流体系统20中多个部件的设置可以显著改变以适应多种应用。 例如，可以改变导管40a和40b的长度，从而当压力腔保持在后跟部 位时，使泵腔60位于鞋类制品IO的脚前段部位。作为替换，压力腔 70可以位于脚前段部位。泵腔60和压力腔70的相对容积和形状也 可以显著变化。如图2-7所绘，配置流体系统20使得泵腔60与压力 腔70分离。但是，参照图9-11，压力腔70绕泵腔60的侧部延伸。
处于平衡状态的压力腔70中的流体的压力至少部分是压力腔70 绕泵腔60侧部延伸的程度的函数。为了示例目的，假定泵腔60和压 力腔70分离得足以使得压力腔70中压力的增加不会为对抗泵腔60 的压縮提供支撑。在该构造中，压力腔70的最大压力近似等于一个 人在泵腔60中引起的最大压力。但在压力腔70绕泵腔60的侧部的 至少一部分延伸时，压力腔70中流体压力的增加为对抗泵腔60的压縮提供支撑。随着压力腔70绕泵腔60的延伸程度的增加，压力腔 70可以提供的对抗泵腔60的压縮的支撑量增加。例如，如果压力腔 70进绕泵腔60的侧部部分延伸，不在压力腔70附近的泵腔60的多 个部分可以保持为可压縮的。但是如果压力腔70整个绕泵腔60延伸， 则压力腔70可以实质上限制泵腔60可压縮的量。因而，压力腔70 中的流体的压力至少部分由压力腔绕泵腔60的侧部的延伸程度决 定。压力腔70中的流体的压力因而由绕泵腔60的至少一部分延伸的 压力腔有效地限制。因此，压力腔70绕泵腔60延伸的程度对流体系 统20的压力限制特性做贡献。确定压力腔70的流体压力的其他因素 包括例如施加到泵腔60和压力腔70上的相对的力，泵腔60和压力 腔70的相对大小，以及封装流体系统20的泡沫材料的压縮能力。
如图9所绘，压力腔70形成总体上C状结构，具有容纳泵腔60 的内部区域。但在流体系统20的其他实施例中，压力腔70可以绕泵 腔60的侧部延伸到更小或更大的程度。虽然压力腔70至少部分绕泵 腔60延伸，仍然可以形成泵腔60的侧壁以表示上述可膨胀的构造。 也就是层24和25可以位于层21和22之间以赋予泵腔60膨胀构造。 层24和25也形成泵腔60和压力腔70之间的分隔器，将泵腔60中 的流体与压力腔70中的流体隔离。
如图1-8所述，层24和25赋予泵腔60的侧壁的一部分可膨胀 的构造。但在图9-11中，层24和25赋予泵腔60和压力腔70中的 每一个的侧壁的一部分可膨胀的构造。压力腔70的纵向厚度随流体 被抽入压力腔而增加时，泵腔60的纵向厚度以对应的方式增加。因 而，在层24和25形成泵腔60和压力腔70的部分的构造中，泵腔 60的纵向厚度与压力腔70的纵向厚度连接。
图9中流体系统20的结构的变化在图12中表示。粘合位置23 是流体系统20的区域，其中层21和22互相粘合，粘合位置23形成 流体系统的多个部件，包括泵腔60和压力腔70。图12中，粘合位 置23的泵腔60和压力腔70之间的部分具有类纺织的构造，其还可 以帮助确保泵腔60保持膨胀以增加泵腔60的纵向厚度。也就是粘合位置23和层24和25的类纺织构造赋予泵腔60和压力腔70的每一 个的侧壁的一部分可膨胀的构造。
基于以上说明，本发明的多个方面包括具有流体联通的泵腔和压 力腔的流体系统。泵腔包括第一对层和第二对层。第一对层形成泵腔 的相对表面，第二对层位于第一队层之间并至少部分绕泵腔延伸。多 个层彼此固定以便在泵腔中形成锯齿形或W形结构。本发明的其他 方面包括形成可膨胀的泵腔的其他结构或构造。
多个泵腔
图13所绘的鞋类制品10'包括鞋面ll'和鞋底结构12'。鞋面11' 具有实质上常规的结构，其由例如纺织品、泡沫和皮革材料的多个组 件形成，组件被缝制或胶接结合到一起以形成内部空间以安全舒适地 收纳脚。鞋底结构12'位于鞋面ll'下方，包括两个主要组件，中底13' 和大底14'。中底13'例如通过缝合或胶接结合固定到鞋面ll'的下表 面，在散步或跑步时，鞋底结构12'接触地面使其对地面反作用力减 小起作用。大底14'固定到中底13'的下表面，由接合地面的耐久耐磨 的材料形成、此外，鞋底结构12'可以包括内底15'，其位于鞋面11' 的空间内并紧邻脚，以提高鞋类制品10'的舒适度。
中底13'主要由聚合物泡沫材料形成，例如聚氨酯或 EVA(ethylvinylacetate)，其至少部分封装流体系统20'。如图14所示， 流体系统20'位于中底13'的后跟部位和脚前段部位，但可以被限制为 在中底13'的一个部位，以例如赋予所需的力所减小的程度或稳定的 程度。此外，中底13'可以加入多个流体系统20'，其中例如第一流体 系统20'位于后跟部位，第二流体系统20'位于中底13'的脚前段部位。
在图15和16中分别表示流体系统20'，其提供一结构，例如在 鞋底结构12'接触地面时，利用周围空气给予附加力的减小。此外， 流体系统20'可以赋予稳定性，改进反应性、并提高中底13'的行进特 性。流体系统20'的主要组件是过滤配件30'、三个导管40a'-40c'，分别位于导管40a'-40c'中的三个阀50a'-50c',泵腔60a'和60b'和压力腔 70'。工作时，例如周围空气的流体流过过滤配件30'被吸入导管40a'。 该流体随后流过阀50a'进入泵腔60a'。当泵腔60a'被压縮时，流体进 入导管40b'并流过阀50c'以进入泵腔70'。泵腔60a'，泵60b'和压力腔 70'中的流体组合给予地面反作用力减小，其例如由流体系统20'提供。 但是在一些实施例中，流体系统20'提供的大部分的地面反作用力减 小可以由压力腔70'给予。
与流体系统20 —样，将一对聚合物层21'和22'在特定粘合位置 23'粘合到一起形成多个部分，过滤配件30'、导管40a'-40c'、泵腔60a' 和60b'和压力腔70'。也就是过滤配件30'、导管40a'-40c'、泵腔60a' 和60b'和压力腔70'在层21'和22'的未粘合位置之间形成。选择关于 层21'和22'的导管40a'的位置以提供在例如周围空气的流体源和泵腔 60a'之间延伸的流体通路，从而使流体从过滤配件30'流入泵腔60a'。 导管40b'被定位在泵腔60a'和60b'之间延伸，导管40c'被定位在泵腔 60b'和压力腔70'之间延伸。
多种材料适合于层21'和22'，包括上述用于层21和22的任意材 料。包括封盖组件31'和过滤材料32'的过滤配件30'还可以包括过滤 配件的总体构造。类似的，阀50a'、 50b'和50c'可以具有阀50a和50b 的总体构造，也可以具有阀100的构造，以下将参照图22A-22G说 明。因此，流体系统20'的多个部件可以与上述流体系统20的多种部 件的结构和材料相似。
现详细说明流体系统20'的工作。流体系统20'的多个组件中的流 体压力的改变取决于例如鞋类制品10'的使用方式、鞋底结构12'的压 縮频率和压縮鞋底结构12'的力。为达本说明的目的，以初始状态、 过渡状态和平衡状态说明流体系统20'的工作和流体系统20'的多个部 件中的流体的压力。在初始状态，泵腔60a'和60b'和压力腔70'包含 流体，其具有实质上等于鞋类制品10'和流体系统20'周围的大气压的 初始压力。在过渡状态，压力腔70'中的压力从初始压力增加到平衡 压力，流体系统20'在此时处于平衡状态。流体系统20'可以位于中底13'中，以便通过鞋10'的后跟部位和 脚前段部位延伸，如图14所示。更具体地，可以定位流体系统20' 使得压力腔70'直接位于穿着鞋类制品10的人的跟骨下方，每个泵腔 60a'和60b'位于压力腔70'的前方。 一个人穿着鞋类制品10'踏出第一 步时，鞋底结构12'被压縮到地面，其压縮中底13'和流体系统20'。 基于跟骨、泵腔60 a'和60b'和压力腔70'的相对位置，压力腔70'承担 引起压縮的力的大部分。但是，随着脚向前巻动，对泵腔60b'的压力 增加。泵腔60b'的压縮使得泵腔60b'中的流体的压力增大。泵腔60 b'和压力腔70'之间的压力差超过流体系统20'固有的多种压力损失， 泵腔60 b'中的一部分流体流经导管40 c'和阀50 c'，流入压力腔70'。 也就是泵腔60 b'可以使得泵腔60 b'中的一部分流体流入压力腔70'。 压力腔70'中上述多出的流体使得压力腔70'的压力增大。随着脚进一 步巻动，对泵腔60 a'的压力增加。因而，以类似的方式，泵腔60a' 中的流体流经导管40b'和阀50b'，流入泵腔60b'。 一个人踏出第一步 时，流体系统20'因泵腔60a'和60 b'和压力腔70'的压力增加而处于过 渡状态。
阀50a' -50c'是单向阀，允许流体从第一方向流动而限制或制止流 体在相反的第二方向流动。阀50a'允许流体从过滤配件30'流动到泵 腔60a',但是限制流体在反方向上流动。因而，当泵腔60a'被压縮时， 阀50a'有效地防止流体流到过滤配件30'。因而，在泵腔60a'与泵腔 60b'之间的压力差超过上述压力损失时，阀50b'允许流体从泵腔60a' 流动到泵腔60b'。类似地，阀50c'允许流体从泵腔60b'流动到压力腔 70'，但是限制流体在反方向上流动。
一个人前进第一步时，脚不再对中底13'施予很大的力，在流体 系统20'上施加的压缩力减小，中底13'回到未压缩的构造。但是，压 力腔70'中流体的压力持续增加，流体系统20'保持在过渡状态。因为 中底13邻层21'和22'的聚合物材料之间的粘合，随着中底13'回到未 压縮构造时，中底13'将对泵腔60a'施予相外的力。也就是，中底13' 的聚合物材料可以试着膨胀压縮的泵腔60a'。该动作使得泵腔60a'的压力变得相对鞋类制品10'和流体系统20'外部周围的大气压为负 值。因而，泵腔60a'和周围空气之间形成负压力差。过滤配件30'和 导管40a'形成周围空气和泵腔60a'之间的流体通路。负压力差超过与 流体系统20'相关的多种压力损失时，周围空气将流经过滤配件30'， 进入导管40a',流经阀50a'并进入泵腔60a'，因而使额外的流体置于 泵腔60a'中。换言之，随着中底13'从压縮膨胀时，空气将流入泵腔 60a'。上面提到的多种压力损失可以与过滤材料32'的抵抗性、流体流 经导管40a'时产生的摩擦和阀50a'的开口压力相关。
上面的说明详细说明了一个人的第一步压縮泵腔60a'和60b'，并 使得泵腔60b'中的一部分流体流入压力腔70'从而增加压力腔70'中的 压力的方式。 一旦完成了第一步，并且中底13'不再被压縮，那么额 外的空气从鞋类制品10'和流体系统20'周围的空气中流入泵腔60a'。 当一个人踏出第二步和更多步时，重复上述关于第一步的过程，压力 腔70'中的流体压力增加。因而，随着压力腔70'中压力的升高，流体 系统20'维持在过渡阶段。
在第一步之前，泵腔60a'和60b'和压力腔70'中的压力实质上等 于周围的大气压。因此，中底13'被压縮时，泵腔60a'和60b'和压力 腔70'提供相对较小的支撑。也就是泵腔60a'和60b'和压力腔70'中的 流体的压力不足以使较大程度的地面反作用力减小。但是随着一个人 的继续踏步且压力腔70'中流体压力的增加，压力腔70'提供的支撑和 地面反作用力减小的程度也增加。在足够数量的脚步之后，压力腔 70'中的压力变为实质上等于脚压紧时泵腔60b'中的压力。发生这种情 况时，泵腔60b'和压力腔70'之间的压力差变得不足以引起泵腔60b' 和压力腔70'之间进一步的流体转移。因而，压力腔70'中的流体的压 力将最终使泵腔60b'中的压力平衡，流体系统20'将到达平衡状态。
流体系统20包括一个泵腔60。与流体系统20相反，流体系统 20'包括泵腔60a'和泵腔60b'。将泵腔60a'和60b'加入流体系统20'的 优点涉及导致压力腔70'中的压力。更具体地，在流体系统20'中提供 两个泵腔60a'和60b'在一旦流体系统20'到达平衡状态时增加压力腔70'中的压力超过压力腔70的压力。也就是压力腔70，将总体上得到 高于压力腔70的压力。
中底13处于未压縮状态时，流体被吸入泵腔60且其具有近似等 于鞋类制品10和流体系统20的周围大气压的压力。中底13实质上 由脚压缩时，泵腔60中的流体的压力将由周围压力增加到更高的压 力，其被标记为Pmax。而后流体从泵腔60传送到压力腔70。重复 该过程时，压力腔70理论上可以得到的最高压力是Pmax。考虑到上 述说明的压力损失和压力腔70的增加的压力可以限制泵腔60可被压 縮的程度，压力腔70获得的实际上最高的压力可以小于Pmax。
压縮时，压力腔70'将总体上得到的压力大于压力腔70的压力。 中底13'处于未压縮状态时，流体被吸入泵腔60a'并具有近似等于流 体鞋类制品10'和流体系统20'的周围大气压的压力。中底13'实质上 由脚压縮时，泵腔60a'中的流体的压力将由周围压力增加到更高的压 力，其被标记为Pamax。而后流体从泵腔60a'传送到泵腔60b'。流体 的一部分也从泵腔60b'传送到压力腔70。重复该过程时，由于流体 从泵腔60a'传送到泵腔60b'，所以泵腔60b'理论上可以得到的最高压 力是Pamax。但是如下所说明的，在压縮时，泵腔60b'可以得到高于 Pamax的压力。考虑到上述说明的压力损失和泵腔60b'的增加的压力 可以限制泵腔60a'可被压縮的程度，泵腔60a'获得的实际上最高的压 力可以小于Pamax。
在泵腔60b'中流体的压力向Pamax增加时，压縮中底13'将进一 步将泵腔60b'的压力增加到Pamax以上的水平。因而中底13'处于未 压縮状态时，泵腔60b'中流体获得近似等于Pamax的压力。中底13' 实质上由脚压縮时，泵腔60b'中的流体的压力将由近似等于Pamax 的压力增加到更高的压力，其被标记为Pbmax。而后流体从泵腔60b' 传送到压力腔70'。重复该过程时，压力腔70'理论上可以得到的最高 压力是Pbmax。考虑到上述说明的压力损失和压力腔70'的增加的压 力可以限制泵腔60b'可被压縮的程度，压力腔70'获得的实际上最高 的压力可以小于Pbmax。但是，总而言之，因为存在两个泵腔60a'和60b'，压力腔70'将获得高于压力腔70的压力。
流体系统20'可以通过加热层21'和22'并使用模具将层21'和22' 在粘合位置23'粘合到一起的过程形成。因而流体系统20'可以通过热 压成型过程形成，其类似于已说明的用于流体系统20的过程。也可 以使用多种其他过程形成流体系统20'。例如，层21'和22'可以由平 的热塑薄片形成，其粘合到一起以形成导管40a'-40c'，泵腔60a'和60b' 和压力腔70。此外，层21邻22'可以分别形成以包括对应于流体系统 20'的多个组件的缺口。此外，流体系统20'或流体系统20'中的单个部 件可以通过流动模塑或旋转模塑过程制造。在流体系统20'的单个部 件分别形成的情况下，单个部件可以接着结合到一起形成流体系统 20'，该系统如2003年1月27日提出的第10/351,876号美国专利申 请所述，在此全部引入作为参考。
流体系统20'中多个部件的设置可以显著改变以适应多种应用。 例如，可以改变导管40a'-40c'的长度，使泵腔60a'和60b'位于鞋类制 品10'的后跟部位。作为替换，压力腔70'可以位于脚前段部位。泵腔 60a'和60b'和压力腔70'的相对容积和形状也可以显著变化。如图14 和15所绘，配置流体系统20使得泵腔60a'和60b'与压力腔70'分离。 但是，参照图18-21，压力腔70'绕泵腔60b'的侧部延伸。
如图18所绘，压力腔70'形成总体上C状结构，具有容纳泵腔 60b'的内部区域。但在流体系统20'的其他实施例中，压力腔70'可以 绕泵腔60b'的侧部延伸到更小或更大的程度，或者压力腔70'可以绕 泵腔60a'部分延伸。在本发明的一些方面中，压力腔70'的多个部分 可以绕泵腔60a'和60b'延伸。
如图18-21所示，泵腔60a'表示出类似于泵腔60的可膨胀的构 造。也就是一对层24'和25'至少部分绕泵腔60a'延伸并形成泵腔60a' 的侧壁的至少一部分。层24'和25'中的每一个都形成一个孔。形成泵 腔60a'时，层24'在第一粘合位置27a'被粘合到层21'，层25'在第二粘 合位置27b'被粘合到层22'，层24'和层25'第三粘合位置27c'互相粘合。该构造在泵腔60a'的侧壁形成锯齿形或手风琴形结构，使得泵腔 60a'的膨胀变容易。也就是泵腔60a'的垂直厚度可以增加到实质上超 出层21'和22'互相粘合的构造。此外，用于泵腔60a'侧壁的该构造赋 予自膨胀特性。也就是泵腔60a'可以用流体而非其他膨胀结构膨胀并 充气。
加入了泵腔60a'和60b'的流体系统20'在上面随附图公开。但是， 在本发明的其他方面，可以将额外的泵腔加入流体系统20'或其他流 体系统。图18-21说明了与流体系统20相关的思想可以与流体系统 20'相接合。在本发明的其他方面，泵腔60b'可以表示由层24和25 赋予的可膨胀的构造，或者每个泵腔60a'和60b'都可以表示可膨胀的 构造。在本发明的再一方面，压力腔70或压力腔70'可以表示由层 24和25赋予的可膨胀的构造。因此，以上说明的思想可以多种形式 使用。
基于以上说明，本发明的多个方面包括具有带可压縮结构的第一 泵腔和第二泵腔的流体系统。第一流体通路在第一泵腔和第二泵腔之 间延伸以使第一泵腔和第二泵腔流体联通。流体系统还包括压力腔， 第二流体通路在第二泵腔和压力腔之间延伸以使第二泵腔和压力腔 流体联通。本发明的其他方面包括具有多个泵腔的其他结构或构造。
阀构造
现在更详细地说明阀100的构造。阀100具有第10/246,755号美 国专利申请的多个阀之一的总体构造，其于2002年9月19日申请并 在此完全引用作为参考。具有阀100的结构的阀可以被用作阀50a和 50b或其中之一，以调节流体系统20中的流体的流动。阀100还可 以用作阀50a'、 50b'、 50a"或50b"以调节流体系统20邻20"中的流体 的流动。阀IOO如图22A-22G所示，包括第一阀层110a和第二阀层 110b，其位于第一基底层120a和第二基底层120b之间。例如关于流 体系统20，基底层120类似于形成导管40a和40b的聚合物层21和22。第一阀层110a和第二阀层110b沿相对侧被粘合到一起以形成两 个通道接缝130并形成位于阀层110之间和通道层130之间的通道 140。通道140包括入口 142和出口 144。在粘合第一阀层110a和第 二阀层110b时，入口 142在开口位置被两个入口接缝珠146偏置， 接缝珠由入口 142处的聚集的聚合物材料形成并紧邻通道接缝。出口 144的位置与入口 142相对，可以由阀层110的未粘合部分形成。每 个阀层110包括外表面112和相对的内表面114。关于阀层U0a，外 表面112a位于基底层120a附近，内表面114a位于阀层110b附近。 类似的，阀层110b包括位于基底层120b附近的外表面112b和位于 阀层110a附近的内表面114b。
层100还包括两个基底接缝150，其将阀层110连接到基底层 120。更明确地，基底层120将阀层110a连接到基底层120a并经阀 层110b连接到基底层120b。如图22A-22G所绘，基底接缝150位于 入口 142附近。基底接缝150还可以位于阀100的其他部分附近。
工作时，阀100使得流体通过通道140在从入口 142到出口 144 的方向流动。但是阀IOO显著地减少了流体在相反方向的流动。该构 造确保导管30中的流体可以进入入口 142形成的通道140的至少一 部分。决定流体是否可以通过阀100的主要因素是入口 142处的流体 和出口 144处的流体的相对压力差。入口 142的流体的压力超过出口 144的流体的压力家阀100的打开压力时，入口 142中的流体施加到 阀层110的内表面114的力足以超过出口 144处的流体施加到外表面 112的力，因而使阀层110分离。阀层110分离时，流体可以流过通 道140。但是，入口 142中流体的压力小于出口 144中流体的压力时， 入口 142中的流体施加到阀层110的内表面U4的力不足以克服出口 144处的流体施加到外表面112的力，因而防止阀层110分离。阀层 110不分离时，通道140对于有效地关闭流体流通。
出口 144通过确保阀层110的密封接触帮助防止流体流过阀100。 注意到通道接缝130可以延伸得小于阀层110的整个长度。因而，出 口 144可以包括阀层110的未粘合的部分。出口 144的缺少粘合使得出口 144无阻碍的关闭，因而提供阀层110之间的防止流体流过阀层 110之间的密封接触。内表面114可以包括平滑的、粘合性的表面， 其使得阀100的关闭变容易。因而，内表面114的特征还可以对密封 接触其作用并使单向流体流过阀ioo变容易。
形成阀层110和基体层120的材料应当拥有多个特征。第一，该 材料应当允许用标准技术，例如热接触、射频能量、激光和红外焊接， 在多个材料层之间安全地形成接缝130和150。第二，该材料还应当 实质上不能渗透流体，例如空气。第三，该材料应当拥有足够的柔软 性以使得阀100如以上所述地操作。第四，该材料应当拥有是阀100 工作许多周期的耐用性。第五，如果阀100的周围存在水或水汽，由 于有水，该材料应当被选择为抗水解或化学损伤。基于上述考虑，合 适的材料包括热塑聚氨酯、氨基钾酸酯(urethane),聚氯乙稀 (polyvinyl chloride),和聚乙烯(polyethylene)。阀100由热塑聚氨酯形 成时，阀层100的合适的厚度是0.018因村，但可以例如在0.004英 寸到0.035英寸的范围内。类似的，基底层120的合适厚度是0.030 英寸，但可以例如在0.015英寸到0.050英寸的范围内。阀层110的 厚度和基底层120的厚度可以偏离上述范围，但是取决于阀100的特 定应用、材料和使用的制造方法，希望将阀ioo的特征赋予流体系统。
将基底接缝150设置在入口 142附近的好处是向出口 144的流体 露出的外表面112的相对面积大。如上所述，入口 142中的流体的压 力小于出口 144的流体的压力时，入口 142中的流体施加到阀层110 的内表面114的力不足以超过出口 144中的流体施加到外表面112的 力，从而防止阀层110分离并防止流体通过阀100流动。通过构造阔 层110的位置使得外表面112的相对较大的区域暴露给出口 144的流 体，内表面U4之间的接触区域成比例增加。防止流体流过阀100的 主要机构是内表面114的密封接触特征。因而，通过使外表明112的 相对较大的部分暴露给出口 144的流体以得到增加的效率。
作为替换，阀100可以由粘合基底层120中的一个的单个阀层 110形成，以形成通道接缝130。因而，通道140可以形成在通道接缝130之间和阀层IIO和基底层120之间。其他阀100以实质上类似 于阀100的工作方式工作。此外，可以形成阀IOO使得通道接缝130 绕出口 144延伸并封闭该出口。接着可以在阀层IIO的一个中形成孔， 以使得流体流过阀100。在再一实施例中，阀层110之间的接触和基 底层120有效地关闭阀100。
如上所述，入口 142中的流体的压力小于出口 144的流体的压力， 入口 142中的流体施加到阀层IIO的内表面114的力不足以超过出口 142中的流体施加到外表面112的力，从而防止阀层110分离。阀层 IIO不分离时，通道140有效地关闭流体传送。但是如果颗粒位于阀 IOO中和阀层110之间，则流体可以在出口 144到入口 142的方向穿 过阀100。也就是颗粒74的存在可能危及阀100在防止出口 144到 入口 142的方向的流体传送的效力。
结论
前述说明和附图公开了与鞋类制品10和10'连接到流体系统20 和20'。更具体的，流体系统20和20'被公开为在鞋底结构中充气一 个腔。在本发明的其他方面中，流体系统20和20'可以充气鞋面中的 一个腔。涉及流体系统20和20'的思想还可以用于其他多种产品。作 为示例，膨胀的泵腔或多个泵腔可以加入到充气比赛用球的流体系 统，例如足球或排球。类似的思想也可以被加入到可膨胀的椅垫或其 他装置。因而，本发明的思想具有除鞋以外的多个技术领域的应用。
本发明根据多个实施例已在上面和附图中公开。但是公开的目的 是提供涉及本发明的多种特征和思想的示例，而非限制本发明的范 围。相关技术领域的技术人员将认识到可以对实施例作许多改变和更 改而不背离如权利要求所限定的本发明的范围。
权利要求
1.一种流体系统，包含第一泵腔和第二泵腔，上述每个泵腔都具有可压缩的结构；在第一泵腔和第二泵腔之间延伸以使第一泵腔和第二泵腔流体连通的第一流体通路；用于封闭加压流体的压力腔；以及在第二泵腔和压力腔之间延伸以使第二泵腔和压力腔流体连通的第二流体通路。
2. 根据权利要求1所述的流体系统，其特征在于该流体系统加入鞋类 制品中。
3. 根据权利要求2所述的流体系统，其特征在于该流体系统至少部分 加入到鞋类制品的鞋底结构中。
4. 根据权利要求3所述的流体系统，其特征在于该流体系统至少部分 包封到鞋底结构的聚合物泡沫材料中。
5. 根据权利要求1所述的流体系统，其特征在于第一泵腔、第二泵腔 和压力腔的至少一部分由一对相互结合的聚合物层形成。
6. 根据权利要求1所述的流体系统，其特征在于进入第一泵腔的流体 是空气。
7. 根据权利要求1所述的流体系统，其特征在于压縮第一泵腔增加 第一泵腔中第一流体的压力并将第一流体的一部分传送到第二泵腔以增 加第二泵腔中的第二流体的压力；压縮第二泵腔增加第二流体的压力并将 第二流体的一部分传送到压力腔以增加压力腔中的流体的压力。
8. 根据权利要求1所述的流体系统，其特征在于将第一阀置于第一 流体通路中，以允许流体从第一泵腔流到第二泵腔，限制流体从第二泵腔 流到第一泵腔；将第二阀置于第二流体通路中，以允许流体从第二泵腔流 到压力腔，并限制流体从压力腔流到第二泵腔。
9. 根据权利要求1所述的流体系统，其特征在于压力腔至少部分绕第 二泵腔的侧面延伸。
10. 根据权利要求1所述的流体系统，其特征在于第一泵腔和第二泵腔中的至少一个包括形成第一泵腔和第二泵腔中的至少一个的相对表面 的第一对层；和位于第一对层之间、并至少部分绕第一泵腔和第二泵腔中 的至少一个延伸的第二对层，第一对层固定到第二对层以形成至少两个第 一结合，第二对层互相固定以形成从第一结合偏离的第二结合。
11. 一种至少部分由一对聚合物层形成的流体系统，其特征在于该流 体系统包含具有可压縮的结构的第一泵腔和第二泵腔，第一泵腔和第二泵腔具有 至少部分由该对聚合物层形成的相对的表面；允许周围空气进入第一泵腔 的入口；由该对聚合物层之间的结合形成的第一流体通路，该第一流体通 路在第一泵腔和第二泵腔之间延伸以使第一泵腔和第二泵腔流体连通；定 位在第一流体通路中以允许流体从第一泵腔流到第二泵腔、并限制流体从 第二泵腔流到第一泵腔的第一阀；具有至少部分由该对聚合物层形成的相 对表面的压力腔；由该对聚合物层之间的结合形成的第二流体通路，该第 二流体通路在第二泵腔和压力腔之间延伸以使第二泵腔和压力腔流体连 通；以及定位在第二流体通路中以允许流体从第二泵腔流到压力腔、并限 制流体从压力腔流到第二泵腔的第二阀。
12. 根据权利要求11所述的流体系统，其特征在于该流体系统加入鞋 类制品中。
13. 根据权利要求12所述的流体系统，其特征在于该流体系统至少部 分加入到鞋类制品的鞋底结构中。
14. 根据权利要求13所述的流体系统，其特征在于该流体系统至少部 分包封到鞋底结构的聚合物泡沫材料中。
15. 根据权利要求11所述的流体系统，其特征在于第一泵腔、第二泵 腔和压力腔由该对聚合物层之间的结合形成。
16. 根据权利要求11所述的流体系统，其特征在于压縮第一泵腔增 加第一泵腔中第一流体的压力并将第一流体的一部分传送到第二泵腔以 增加第二泵腔中的第二流体的压力；压縮第二泵腔增加第二流体的压力并 将第二流体的一部分传送到压力腔以增加压力腔中的流体的压力。
17. 根据权利要求11所述的流体系统,其特征在于压力腔至少部分绕 第二泵腔的侧面延伸。
18. 根据权利要求11所述的流体系统，其特征在于第一泵腔和第二泵 腔中的至少一个包括另一对位于该对聚合物层之间、并至少部分绕第一泵 腔和第二泵腔中的至少一个延伸的聚合物层；该对聚合物层固定到上述另 一对聚合物层以形成至少两个第一结合，上述另一对聚合物层互相固定以 形成从第一结合偏离的第二结合。
19. 根据权利要求18所述的流体系统，其特征在于该另一对聚合物层 在压力腔与第一泵腔和第二泵腔中的至少一个之间延伸，以分离压力腔与 第一泵腔和第二泵腔中的至少一个中的流体。
20. —种制造流体系统的方法，其特征在于该方法包含以下步骤在 第一聚合物层和第二聚合物层之间形成结合，以形成第一泵腔、第二泵腔 和压力腔的至少一部分；以及形成第一流体通路和第二流体通路，该第一流体通路在第一泵腔和第 二泵腔之间延伸，该第二流体通路在第二泵腔和压力腔之间延伸。
21. 根据权利要求20所述的方法，其特征在于还包括将该流体系统加 入鞋类制品的步骤。
22. 根据权利要求20所述的方法，其特征在于还包括使阀位于第一流 体通路和第二流体通路之中的步骤。
23. 根据权利要求20所述的方法，其特征在于包括以下步骤在第三 聚合物层和第四聚合物层中各自形成 L;在第一聚合物层和第二聚合物层 之间定位第三聚合物层和第四聚合物层；将聚合物层互相结合形成第一泵 腔和第二泵腔中的至少一个的可膨胀侧壁。
24. 根据权利要求22所述的方法，其特征在于包括将阻碍材料设于聚 合物层的一部分之间的步骤。
全文摘要
一种具有多个泵腔的流体系统。公开了用于鞋类制品和其他产品的流体系统(20′)。在本发明的一方面中，流体系统包括两个泵腔(60a′，60b′)和一个压力腔(70′)以增加压力腔中的最终压力。泵腔具有四层结构(21′，22′)，以赋予可膨胀的构造。上述四层互相结合使得侧壁具有锯齿形构造。在本发明的另一方面中，两个泵腔中的至少一个具有可膨胀的构造。
文档编号A43B13/20GK101291601SQ200680039112
公开日2008年10月22日 申请日期2006年10月11日 优先权日2005年10月19日
发明者K·皮耶特·哈珍博格, 弗雷德里克·J·多兰 申请人:耐克国际有限公司