波形技术的制作方法

发明背景

本发明涉及鞋类制品，且特别是包括具有改善的缓冲特征的鞋底的鞋类制品。

运动鞋类的最近设计中的一个主要焦点为足下缓冲。这主要是因为，虽然人类的足部存在天然缓冲特征，这样的天然特征不能独自有效地克服每天的活动过程中遇到的应力。例如，运动员可参与大量负荷都位于脚、关节和腿的肌肉结构(包括踝、膝盖和髋关节)的活动。这样的活动包括公路赛跑、田径赛跑、远足或越野跑。特别是越野跑可使足部和下肢经历极端的条件和因此的极端的负荷。作为一个例子，在越野跑中，如与田径赛跑和公路赛跑不同的，人可能遇到粗糙的地形，诸如岩石、倒下的树木、碎石或陡坡。穿越这个地形需要使足部忍受大的应力。甚至在较不苛刻的环境(诸如普通的散步或公路赛跑)中，人类的足部仍经历了很大的应力。因此开发了缓冲系统以减轻和克服这些应力。

现存的用于鞋类的缓冲系统趋向于集中在减轻垂直地面反作用力以抵消步行过程中与脚跟着地关联的冲击。就那些而言，这不是完全不合理的，在一些活动中，身体在垂直方向上经历约2000N的最大力。但是，在跑步、散步、越野跑或类似的过程中，脚跟着地典型地涉及垂直力和水平力。实际上，由于在与地面接触时足部和腿的角度，高达百分之三十(30)的生成的力在水平平面上。

很多常规缓冲系统还遭受了预负荷(preloading)的问题，这一部分是由于这样的缓冲系统的设计的特征。具体地，很大量的现存缓冲系统利用了连续的中底，其中在与地面接触时中底的每一部分都对压缩敏感。换言之，常规的中底为连续的，使得，当中底的一部分被压缩时，相邻的部分也被压缩。结果是在地面接触时大面积的中底被压缩，由此减少缓冲的可能性且强制中底用作单块结构。

现存缓冲系统的再另一个关注点是，虽然不同缓冲系统必须满足类似的目的，这样的系统通常需要适应正在从事的特殊的活动或用途。例如，就缓冲而言，越野跑跑步者的期望和需要可与随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缓冲的特定需要。实际上，在越野跑中，对抗擦伤(可由与岩石、树根和其他不规则物体的反复冲击导致的)为主要关注点。很大不同的是，在散步和/或公路赛跑中，额外的注意在于垂直压缩和稳定平台。

发明简述

本发明的第一实施例包括鞋底，该鞋底包括鞋底部件，该鞋底部件具有覆盖第二材料层的第一材料层。第一材料层和第二材料层可分别包括第一表面和第二表面，其中第一材料层的第二表面可大体上沿着第一材料层的第二表面的整个长度连接至第二材料层的第一表面。第一材料层可具有第一硬度且第二材料层可具有第二硬度，第一层比第二层硬。第二材料层上还可形成凸起的图案，凸起布置为沿着第二材料层的第二表面延伸的重复波形图案。

第一实施例的另外方面可包括第一材料层和第二材料层，该第一材料层和第二材料层组合形成实心体。在第一实施例的其他方面，第一材料层的第一硬度在Asker C级别上的约六十(60)至六十三(63)范围内，而第二材料层的第二硬度可在Asker C级别上的约四十八(48)至五十(50)范围内。第二材料层的第二表面还可部分地被外底覆盖，外底还与第二材料层的第二表面一致(即适配)，使得外底可与第二材料层的第二表面邻接。第一实施例的仍然另外方面可包括外底，外底以多个橡胶材料带的形式与第二材料层的第二表面非邻接地连接，与全包覆外底(all encompassing outsole)相反。

另外，根据第一实施例，重复波形图案可为以下中的一个：(1)低频率、高振幅波；(2)中等频率、中等振幅波；和(3)高频率、低振幅波。根据第一实施例的另外方面，前面提到的凸起中的选择的凸起还可从鞋底的外侧连续延伸至鞋底的内侧。在鞋底的内侧与外侧之间，这样的选择的凸起的振幅还可保持恒定。

根据本发明的第二实施例，提供了一种鞋底且该鞋底包括外表面，该外表面具有沿着鞋底的纵轴纵向延伸的凸起图案。凸起可限定出正弦波形图案且可对称布置，使得每个凸起构造为：(1)在与鞋底的纵轴大体上垂直的方向上垂直压缩；(2)在与鞋底的纵轴大体上平行地延伸的第一方向上水平偏斜；和(3)在与第一方向相反且与鞋底的纵轴大体上平行地延伸的第二方向上水平偏斜。

第二实施例的另外方面可包括中底，中底具有覆盖第二材料层的第一材料层。第一材料层可具有第一硬度且第二材料层可具有第二硬度，第一层的硬度比第二层的硬度大。第一材料层和第二材料层还可分别包括第一表面和第二表面，其中第一材料层的第二表面大体上沿着第一材料层的第二表面的整个长度连接至第二材料层的第一表面。第二实施例的另外方面还可包括实心凸起。凸起图案中的每个凸起可另外构造为独立于相邻凸起垂直压缩和水平偏斜。凸起中的选择的凸起还可从鞋底的外侧连续延伸至鞋底的内侧。每一个选择的凸起还可另外具有振幅，该振幅在鞋底的外侧和内侧之间保持恒定。

根据本发明的第三实施例，提供了一种鞋，该鞋包括鞋帮和连接至鞋帮的中底。中底可具有覆盖底材料层的顶材料层。顶材料层可大体上沿着顶材料层的整个长度连接至底材料层。顶材料层还可比底材料层硬。凸起的图案可形成在底材料层的外表面上，凸起由从鞋的脚趾区域沿着外表面延伸至脚跟区域的正弦波限定。

根据第三实施例的另外方面，前面提到的凸起中的选择的凸起可从中底的外侧连续延伸至中底的内侧。在中底的外侧和内侧之间，这样的凸起的振幅还可保持恒定。此外，外底还可连接至底材料层的外表面且该外底与底材料层的外表面一致，使得外底可与底层的外表面一致。第三实施例的仍然另外方面可包括在底材料层的外表面上在从中底的外侧延伸至中底的内侧的方向上形成的正弦波形图案。

附图简要说明

本发明的主题的更全面的理解和其各种优点可参考以下的详细描述来实现，其中参考附图：

图1A为根据本发明的一个实施例的鞋的鞋底的爆炸透视图。

图1B为图1A的鞋底处于组装状态的透视图。

图1C为图1B的鞋底的替代实施例的透视图，包括鞋底的底表面上的橡胶垫(rubber pod)或橡胶带。

图2为图1B的鞋底的内侧部分的侧视图。

图3为图1B的鞋底的外侧部分的侧视图。

图4A-C为根据本发明的另外实施例的形成在鞋底的底表面上的各种波形图案沿图5的线A-A的剖视图。

图5为图1B的鞋底的仰视图。

图6A为常规鞋底的截面的侧视图。

图6B为图1B的鞋底的截面的侧视图，示出了压缩状态的鞋底的独立凸起。

图7A为图1B的鞋底的截面的侧视图，示出了垂直压缩或水平偏斜的鞋底的凸起。

图7B为图1B的鞋底的侧视图，该鞋底的一部分以垂直压缩的状态示出。

图7C为图1B的鞋底的侧视图，该鞋底的一部分以水平偏斜的状态示出。

图8为包括图1B的鞋底的鞋的透视图。

具体实施方式

在描述此处讨论的发明的实施例中，具体术语将用于清楚的目的。然而，本发明不意欲限制于本申请中使用的任意具体术语，且应当理解的是每个具体术语包括所有的技术等同物，该技术等同物以相似方式操作以达到相似的目的。

参考图1A和图1B，用于鞋(未示出)的鞋底10包括中底12和外底20，外底20由具有多个凸起22的波形图案18限定，多个凸起22允许在特定区域压缩鞋底10。

鞋底10的中底12可包括第一材料层14和第二材料层16。在一个特定实施例中，第一材料层14和第二材料层16为可完全实心的。第一材料层14和第二材料层16可分别具有对应的顶表面15、19和底表面17、21。第二材料层16的顶表面19可大体上或可选地沿着第二材料层16的顶表面19的整个长度邻接且连接至第一材料层14的底表面17。因此，第一材料层14可覆盖第二材料层16。

鞋底10的第一材料层14和第二材料层16在硬度上还可不同。换言之，第一材料层14可比第二材料层16硬，反之亦然。作为一个示例，第一材料层14可具有在Asker C级别上六十(60)至六十三(63)范围内的硬度且第二材料层16可具有在Asker C级别上四十八(48)至五十(50)范围内的硬度，因此使第一材料层14比第二材料层16硬。在一个可选的实施例中，第一材料层14可具有在Asker C级别上约五十(50)至七十(70)范围内的硬度，而第二材料层16可具有在Asker C级别上约四十五(45)至六十(60)范围内的硬度。硬度还可取决于用途而改变。例如，第二材料层16(即较低的中底)还可被设计为比第一材料层14(即较高的中底)软，第一材料层14提供对足部的支撑且第二材料层16作为弹簧物体以吸收越野不规则物且提供单独区域的变形。

在另一个实施例中，如描述地，由于第一材料层和第二材料层14、16的不同的硬度，在使用过程中外底20的凸起22可压缩进入第一材料层14，这可分散鞋底10的使用者感觉到的力。具体地，形成在第二材料层16上的特别的凸起22在与地面接触时可压缩且可强制进入较硬的第一材料层14，由于其硬度，第一材料层14可吸收和分散由这样的压缩产生的力。换句话说，在一个实施例中，较软的第二材料层16可被压缩进入较硬的第一材料层14，通过第一层14的相对硬度这可吸收和分散这样的压缩。

仍然参考图1A和图1B，鞋底10的外底20可覆盖第二材料层16的部分底表面21或整个底表面21。在一个实施例中，外底20可由使用过程中对鞋底10(和因此使用者)提供牵引力的平滑橡胶材料组成。可选地，外底20可由合成材料或具有与橡胶的特征相似的特征的其他材料组成。这样的材料可包括但不限于聚氨酯、EVA(乙基乙酸乙烯酯)、合成橡胶和胶乳(即天然)橡胶。在再另一个实施例中，第二材料层16的底表面21可作为外底(即可完全省略外底20)。

如果包括在鞋底10中，外底20因此可具有内表面23，内表面23与形成在第二材料层16的底表面21上的波形图案18平齐。因此，外底20的内表面23可以与和其连接的底表面21的一部分邻接。这样，外底20上形成的波形图案18可以近似于或镜像形成在第二材料层16的底表面21上的波形图案18。因此，外底20可以提供地面接触表面25，其镜像底表面21上的波形图案18。在一个可选实施例中，外底20的地面接触表面25可粗略近似于波形图案18的形状且可稍微偏离波形图案18的形状。

参考图1C，在一个特定实施例中，以非邻接方式放置的橡胶垫或橡胶带60可连接至第二材料层16的底表面21。橡胶垫或橡胶带60可位于波形图案18的波谷部分以与波的最有可能与地面接触的一部分(例如地面接触表面25)重合。换句话说，波形图案18的波峰部分可能不包含橡胶垫或橡胶带60，而波形图案18的波谷部分可包含橡胶垫或橡胶带60。在一个实施例中，橡胶垫或橡胶带60可提供另外的牵引力和耐磨性且还可减少鞋底10的总重量。

第一材料层14的顶表面15可进一步连接至鞋的鞋帮，如图8所示，以向使用者提供鞋类制品，诸如跑步鞋、凉鞋、皮鞋、靴子等，该鞋类制品具有用于提供改善的缓冲特征的波形图案18。

参考图2和图3，在一个特定实施例中，第二材料层16的底表面21上的波形图案18可具有大体上为正弦波的形状。波形图案18的特定特征(诸如波的振幅和频率)还可变化以获得不同的缓冲特征。例如，波形图案18的每个凸起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，虽然在一个实施例中，所有凸起22可具有相同的振幅50，同样预期的是单独的凸起22可具有不同的振幅50。作为一个例子，鞋底10的脚跟端44中的凸起22的振幅50可比鞋底10的脚趾端42中的凸起22的振幅大，因此在鞋底10的脚跟端44提供更大的缓冲。具体地，与鞋底10的脚跟端44相邻的凸起22可具有约十(10)毫米的振幅，且与脚趾端42相邻的凸起22可具有约五(5)毫米的振幅。反过来也是对的，因为鞋底10的脚趾端42中的凸起22可具有比脚跟端44中的凸起22的振幅大的振幅。在一个可选实施例中，凸起22的振幅55可周期地变化，使得在脚趾端42与脚跟端44之间，凸起22的振幅50可增加和减少。

波形图案18的多个实施例还可具有不同频率。此外，特定波形图案18的频率可沿着鞋底10的长度变化或沿着该长度保持恒定。例如，第二材料层16(和因此外底20)上的凸起22的特定部分相对于其他这样的部分可具有高频率，意思是给定距离中的凸起22的数量相对于鞋底10的其他部分是增加的。可选地，第二材料层16(和因此外底20)上的凸起22的特定部分相对于其他这样的部分可具有低频率，意思是给定距离中的凸起22的数量相对于鞋底10的其他部分是减少的。还预期中等频率的波形图案18。此外，在一个实施例中，从鞋底10的脚趾端42延伸至脚跟端44的波形图案18可具有恒定频率，意思是给定距离中的凸起22的数量在鞋底10的整个长度上保持恒定。在一个特定实施例中，通用目的的训练鞋可具有每二点五(2.5)厘米一个凸起22的频率。再者，在一个可选实施例中，鞋底10的一部分可具有二点五(2.5)厘米一个凸起22的频率，而鞋底10的其他部分可具有较高或较低的、凸起22的频率。

如描述地，波形图案18的振幅和频率的这种变化提供了具有不同缓冲特征以满足不同使用条件的鞋底10。例如，如图4A中的鞋底10的剖视图所示，在一个特定实施例中，为越野跑而预先设计的鞋底具有低频率而高振幅的波形图案18。波形图案18的低频率可产生最佳的负空间以帮助吸收越野不规则物，且凸起22的高振幅可提供增加的压缩。作为另一个例子，参考图4C中底10的剖视图，在一个实施例中，适合用于公路赛跑的鞋底可具有高频率而低振幅的波形图案18。凸起22的低振幅可产生用于使用的更稳定的平台且波形图案18的高频率可提供对地面的更多缓冲。甚至进一步地，如图4B中的鞋底10的剖视图所示，在一个实施例中，为了适应公路赛跑或越野跑而设计的鞋底具有中等频率和中等振幅的波形图案18。这样的图案18可在“公路波”的特征和“越野波”的特征之间提供折衷。因此预期这样的波形图案18的任何变化以适应不同环境的需要。

再次参考图2和图3，鞋底10的波形图案18还可从鞋底10的脚趾端42完全行进至脚跟端44且可以从鞋底10的外侧46横向延伸至内侧48。因此，波形图案18可大体上围绕外底20的整个地面接触表面25，尽管在一个可选实施例中，波形图案仅可围绕地面接触表面25的一部分。作为一个例子，波形图案18可在鞋底10的拱形部分处被中断，用于将商标粘附至鞋底10(图5)。甚至进一步地，在一个可选实施例中，波形图案18可限于地面接触表面25的一部分。例如，波形图案18可形成在用于优良缓冲特征的鞋的脚跟区域，但不是在可使用更传统的外底几何形状的鞋的前脚区域或脚趾区域。

仍然参考图2和图3，在横向(即从外侧46至内侧48)上，波形图案18或特定凸起22的振幅50保持恒定。在另一个实施例中，波形图案18或特定凸起22的振幅50的尺寸反而可变化。例如，在外侧46与内侧48之间的中点，特定凸起22的振幅可比外侧46或内侧48的端点处的振幅低。可选地，在外侧46与内侧48之间的任意特定点，特定凸起22的振幅50比在任意相邻点处的振幅大或小。因此，凸起22(或多个这样的凸起22)的振幅可在从鞋底10的外侧46延伸至内侧48的方向上变化。可选地，凸起22的振幅50从鞋底10的外侧46至内侧48可保持恒定，如以上指明的。

现在参考图5，外底20可从脚趾端42至脚跟端44且从外侧46至内侧48大体上覆盖第二材料层16的底表面21。然而，在诸如鞋底10的拱形部分23的点处，第二材料层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处，第二材料层16的底表面21可轻微暴露以允许将商标粘结至此处。但是，同样预期的是，整个底表面21可被外底20覆盖。

在一个特定实施例中，外底20还可具有从外侧至内侧的波形图案52。换言之，波形图案52可形成在第二材料层16的底表面21中，且因此，在从鞋底10的外侧46延伸至内侧48的方向上，外底20覆盖底表面21。波形图案52还可近似于或可选地镜像正弦波，与波形图案18类似。因此，鞋底10可包括外底20，其中在从脚趾端42至脚跟端44且从外侧46至内侧48延伸的方向上形成波形图案。

仍然参考图5，在一个实施例中，从外侧至内侧的波形图案52还可具有变化的频率和振幅，与波形图案18类似。因此，在外底20的特定部分，从外侧至内侧的波形图案52相对于外底20的其他部分可具有高振幅或低振幅。类似地，在外底20的特定部分中，从外侧至内侧的波形图案52相对于外底20的其他部分可具有高频率或低频率。因此，非常类似波形图案18，从外侧至内侧的波形图案52可具有正弦图案的任意组合，该图案具有高振幅、中等振幅或低振幅和高频率、中等频率或低频率。在一个特定实施例中，从外侧至内侧的波形图案52在鞋底10的脚跟端44附近可具有相对低的振幅和频率且在鞋底10的脚趾端42附近可具有相对高的振幅和频率。甚至进一步地，在这个特定实施例中，从外侧至内侧的波形图案52的频率和振幅可从脚跟端44的低振幅和低频率转变为脚趾端42的高振幅和高频率。换句话说，从外侧至内侧的波形图案52的振幅和频率可在脚趾端42处最高且在脚跟端44处最低，鞋底10的中间部分具有的波形图案52具有在脚趾端42的频率和振幅与脚跟端44的频率和振幅之间的频率和振幅。其中从外侧至内侧的波形图案52的频率和振幅从脚跟端44至脚趾端42保持恒定的其他构造也是可以预期的。

现在参考图6A，对“预负荷”问题敏感的常规鞋底54可包括连续中底56。具体地，当连续中底56的一部分被压缩时，相邻的部分也可被压缩，使得相邻部分不是处于完全展开的状态。相邻部分因此可为“预负荷”的，使得其不能完全吸收使用过程中产生的冲击力。该“预负荷”在不直接与地面接触的材料上产生应变，且因此减少了结构的独立特征，有效地减少了接触表面积。

相反，现在参考图6B，鞋底10的波形图案18的各个凸起22可相互独立地压缩，因此避免预负荷的问题。换句话说，当接触地面时，特定凸起22不影响周围的或相邻的凸起，允许这样的相邻凸起22独立于操作的相邻凸起保持为完全不被压缩的状态。因此，这些相邻凸起22在本身接触地面时，可完全吸收与其相关联的冲击力。鞋底10的波形图案18的形状促进了这些独立压缩，因此提供了具有改善的缓冲特征的鞋底10。

现在参考图7A至7C，波形图案18的各个凸起22且因此和波形图案18的一部分可被垂直压缩或水平偏斜以适应脚跟接触和脚趾离地过程中作用在足部上的力。具体地，每个单独凸起22能够在朝向脚趾端42或朝向脚跟端44延伸的方向上水平偏斜(图7C)。此外，每个单独凸起22能够朝向第一材料层14的底表面17或远离第一材料层14的底表面17垂直偏斜(图7B)。作为一个例子，在脚跟着地的过程中，与地面接触的凸起22可朝向脚跟端44水平地向后偏斜和朝向底表面17垂直地偏斜，因此吸收与脚跟着地相关联的水平力和垂直力。凸起22的该水平偏斜和垂直偏斜可对鞋底10的使用者提供制动和过渡作用。甚至进一步地，在从脚跟着地至脚趾离地的过渡过程中，与地面接触的凸起22可朝向脚趾端42水平地向前偏斜且可初始朝向底表面17且随后远离底表面17垂直偏斜，因此提供力以在前进的方向上推动使用者。这样，一部分由于凸起22的垂直缓冲和水平适应性，单独凸起22(和因此波形图案18)的缓冲特征向鞋底10的使用者提供了在使用过程中的平稳和有效旅行。

图中示出的装置中，示出了适于对鞋的鞋底提供改善的缓冲的特定结构。本发明还预期使用用于该目的的任意可选结构，包括具有不同长度、形状和构造的结构。例如，虽然第二材料层16的顶表面19描述为大体上沿着其整个长度连接至第一材料层14的底表面17，第二材料层16可仅沿着底表面17的一部分连接至第一材料层14。

作为另一个例子，尽管波形图案18和从外侧至内侧的波形图案52描述为近似于或可选地镜像正弦波，可以预期其他波形图案，诸如具有梯形形状或三角形形状的波形图案。换句话说，虽然波形图案18和从外侧至内侧的波形图案52的形状优选为正弦波，波形图案18和从外侧至内侧的波形图案52的形状可与正弦波不同而仍然保持描述的缓冲特征。

仍然进一步地，虽然外底20的底面接触表面25描述为近似于波形图案18，可以预期导致波形图案18的形状与地面接触表面25的形状之间不一致的差异。因此，在一个实施例中，地面接触表面25的形状可类似于波形图案18的形状，虽然具有各种轻微的变化。例如，虽然波形图案18在波的波谷处具有圆形正弦曲线的形状，外底20的地面接触表面25的波谷可为更平的，以便提供用于接触地面的更大表面积。

作为再另一个例子，尽管从外侧至内侧的波形图案52描述为形成在第二材料层16(和因此外底20)的底表面21上，应当预期的是波形图案52可完全不存在。换言之，预期的是，在从外侧46延伸至内侧48的方向上，不存在波形图案。

此外，虽然在一个实施例中，第一材料层14描述为具有在Asker C级别上六十(60)至六十三(63)范围内的硬度，且第二材料层16描述为具有在Asker C级别上四十八(48)至五十(50)范围内的硬度，第一材料层14和第二材料层16可具有Asker C级别上的任意硬度。

甚至进一步地，虽然在一个实施例中，与鞋底10的脚跟端44相邻的凸起22可具有约十(10)毫米的振幅且与脚趾端42相邻的凸起22可以具有约五(5)毫米的振幅(例如“中等振幅”凸起图案)，这样的凸起22中的任一种的振幅可增加或减少零(0)至百分之五十(50)。换句话说，预期的是，脚跟端44或脚趾端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”凸起图案或“高振幅”凸起图案。此外，尽管在一个实施例中，通用目的训练鞋具有每两点五(2.5)厘米一个凸起22的频率(例如“中等频率”凸起图案)，鞋底10的凸起22的频率还可增加或减少零(0)至百分之五十(50)。这样，与振幅类似，鞋底10上的凸起22的特定部分的频率可比描述的那些大或小零(0)至百分之五十(50)，因此提供“低频率”凸起图案或“高频率”凸起图案。

尽管已经参考特定实施例描述了本发明，应当理解的是这些实施例仅说明本发明的原则和应用。因此，应当理解的是，在不超出如所附的权利要求所限定的、本发明的精神和范围的情况下，可对说明性实施例做出很多修改且可设计其他的布置。

还将理解的是，其中提出的多个从属权利要求和其特征可以以与初始权利要求中提出的方式不同的方式组合。还将理解的是，与单独实施例结合描述的特征可与其他描述的实施例共享。例如，层14、16的双硬度构造可与描述的任意波凸起布置一起使用。