具有鞋中部柔性的鞋类物品的制作方法

具有鞋中部柔性的鞋类物品
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求2019年3月01日提交的美国临时专利申请第62/812,500号的优先权的权益，该美国临时专利申请通过引用以其整体并入。
技术领域
3.本公开涉及一种鞋类物品，该鞋类物品对鞋中部区域内的跖屈(plantarflexion)具有增强的柔性。
4.背景
5.常规的运动鞋类物品包括两个主要元件：鞋面和鞋底结构。鞋面为足部提供相对于鞋底结构牢固地接纳和定位足部的覆盖物。另外，鞋面可以具有保护足部且提供通风的构型，从而冷却足部并除去汗液。鞋底结构固定到鞋面的下表面并且通常定位在足部和地面之间。除了衰减地面反作用力和吸收能量(即，给予缓冲)外，鞋底结构可以提供附着摩擦力并控制可能有害的足部运动，诸如过度内旋(over pronation)。因此，鞋面和鞋底结构协作地操作来提供适合于诸如行走和跑步的多种步行活动的舒适的结构。
6.鞋底结构通常含有常规地被称为鞋内底、鞋底夹层和鞋外底的多个层。鞋内底是位于鞋面内并邻近足部的足底(下)表面以增强鞋类舒适性的薄的缓冲构件。传统地沿着鞋面的整个长度附接到鞋面的鞋底夹层形成鞋底结构的中间层，并且用于包括控制足部运动和提供缓冲的多种目的。鞋外底形成鞋类的接触地面的元件，且通常由包括纹理以改善附着摩擦力的耐用的、耐磨的材料形成。
7.常规的鞋底夹层的主要元件是延伸穿过整个鞋类长度的弹性聚合物泡沫材料，诸如聚氨基甲酸酯或乙烯乙酸乙烯酯(ethylvinylacetate)。鞋底夹层中的聚合物泡沫材料的性质主要取决于包括鞋底夹层的尺寸构型和选择用于聚合物泡沫的材料的具体特性(包括聚合物泡沫材料的密度)的因素。通过在整个鞋底夹层内改变这些因素，可以改变相对硬挺度(stiffness)、地面反作用力的衰减程度和能量吸收性质以满足鞋类被期望使用的活动的具体要求。
8.概述
9.本公开涉及一种鞋类物品和用于鞋类物品的鞋底结构，该鞋底结构被特别设计成促进和/或允许足部缩短(short
‑
footing)(也称为跖屈)。足部缩短是足部的跖球部(ball)向后拉向足跟以增大足部足弓的足部运动。这与背屈相反，背屈是典型的跑步运动，其中足跟相对于平置的足前部向上枢转。
10.在一些实施例中，鞋类物品可以包括鞋底结构，该鞋底结构具有联接到沟槽部分(siped portion)的连接部分。连接部分包括上表面和相反的面向地面的面，并且沟槽部分包括上侧面和相反的接触地面的表面。连接部分延伸跨过鞋底结构，并且上表面可操作成固定到鞋面。
11.沟槽部分从连接部分的面向地面的面延伸，并包括多个鞋底元件。多个鞋底元件中的每一个至少部分地由多个沟槽中的一个或更多个限定，这些沟槽从接触地面的表面延
伸到连接部分的面向地面的面。多个沟槽中的至少一个是横向沟槽(lateral sipe)，该横向沟槽位于鞋中部区域内并从鞋底结构的内侧面(medial side)延伸到外侧面(lateral side)。该横向沟槽的尺寸设定成允许鞋底结构的跖屈，而相邻的鞋底元件几乎不变形或不变形。在一些实施例中，沟槽可以限定棱柱形空隙(prism
‑
shaped void)，该棱柱形空隙具有例如在约3mm和约8mm之间的截面宽度(transverse width)。
12.附图简述
13.图1是鞋类物品的外侧面的示意性侧视图。
14.图2是鞋类物品的内侧面的示意性侧视图。
15.图3a是沿线3a
‑
3a截取的图1的鞋类物品的一部分的示意性横截面视图。
16.图3b是沿线3b
‑
3b截取的图1的鞋类物品的一部分的示意性横截面视图。
17.图4是平行于纵向轴线截取的鞋类物品的示意性横截面视图，该纵向轴线在鞋前部区域和鞋跟区域之间延伸。
18.图5是处于背屈的鞋类物品的示意性侧视图。
19.图6是在鞋中部区域中具有跖屈的鞋类物品的示意性侧视图。
20.详细描述
21.下面的讨论和附图公开了根据本发明的鞋类物品10。鞋类10在附图中被描绘并且在下文中被论述为具有适用于体育运动(尤其是适用于跑步)的构型。然而，所公开的关于鞋类10的概念可以适用于为许多其他体育活动专门设计的鞋类类型，例如，这些体育活动包括篮球、棒球、足球、英式足球、步行以及徒步远行，并且所公开的关于鞋类10的概念也可以适用于各种非运动型鞋类类型。因此，相关领域的技术人员应认识到，此处所公开的概念可以适用于各种鞋类类型，且不限于下文所论述的以及附图所描绘的具体的实施例。
22.鞋类10被描绘在图1
‑
图3b中且包括鞋面20和鞋底结构30。鞋面20由缝合或粘合性地结合在一起的各种材料元件形成以形成相对于鞋底结构30可舒适地接纳足部并固定足部位置的内部空腔。鞋底结构30固定到鞋面20的下部部分，且提供耐用的耐磨损的部件以当鞋类10冲击地面时衰减地面反作用力并吸收能量(即，提供缓冲)。
23.许多常规的鞋类物品呈现出控制跑步或其他活动期间的足部运动的构型。例如，常规的鞋底结构可以具有抑制足部自然运动的相对硬挺的或非柔性的构造。在本设计中，鞋底结构30具有可以铰接、弯曲、拉伸或以其他方式移动的结构以赋予个人赤脚跑动的自然感觉。也就是说，鞋底结构30构造成配合跑步或其他活动期间足部的自然运动。然而，与赤脚跑步相比，鞋底结构30衰减地面反作用力并吸收能量以缓冲足部且降低作用于足部上的总应力。
24.除了在典型的跑步步幅期间简单地提供自然的足部背屈之外，本设计还可以允许穿着者进行或参与各种足底屈曲或足部缩短运动，这些足底屈曲或足部缩短运动将跖骨头(脚趾的球部)拉向足跟，同时增加纵向足弓。这样，本发明的鞋可以比常规的鞋受到更少的约束，并且具有能够更容易地在穿着者的自然足部运动的全部范围铰转的鞋底。
25.为了参考的目的，鞋类10可以分为三个大致的区域：鞋前部区域11、鞋中部区域12以及鞋跟区域13，如图1和图2中所定义的。区域11
‑
13不旨在划分鞋类10的精确区域。而是，区域11
‑
13旨在表示鞋类10的在下面的讨论期间提供参考系的大致区域。虽然区域11
‑
13通常适用于鞋类10，但是对区域11
‑
13的参考还可以特别适用于鞋面20、鞋底结构30或者鞋面
20或鞋底结构30中的任一个内的单独的部件或部分。
26.形成鞋面20的不同材料元件进行组合，以提供具有在鞋面20内形成空腔的外侧面21、相反的内侧面22、鞋舌23以及楦制衬层(lasting sock)24的结构，在下文将详细讨论形成鞋面20的不同材料元件。外侧面21延伸穿过区域11
‑
13中的每一个且通常构造成接触和覆盖足部的外侧表面。外侧面21的一部分在足部的脚背上延伸并且与鞋舌23的外侧面重叠。内侧面22具有大致与足部的内侧表面相对应的相似的构型。内侧面22的一部分也在足部的脚背上延伸，并与鞋舌23的相对的内侧面重叠。另外，外侧面21、内侧面22和鞋舌23协作地形成鞋跟区域13中的踝部开口25以提供足部进入鞋面20内的空腔的入口。
27.鞋舌23沿鞋面20纵向延伸，并定位成接触足部的脚背区域。鞋舌23的侧面部分固定到外侧面21和内侧面22中的每一个的内表面。鞋带26在鞋舌23上延伸并穿过在外侧面21和内侧面22中形成的孔。鞋舌23在鞋带26的下面延伸以使鞋带26和足部的脚背区域分开。通过增加鞋带26中的张力，外侧面21和内侧面22中的张力可以增加以便将外侧面21和内侧面22拉紧成与足部接触。类似地，通过减小鞋带26中的张力，外侧面21和内侧面22中的张力可以减小以便为鞋面20内的足部提供额外的体积。因此，这种普通构型提供了一种用于调节鞋面20的贴合性和适应各种足部尺寸的机构。
28.多种材料适合于鞋面20，这些材料包括在鞋类鞋面中常规使用的材料。因此，鞋面20可以由例如皮革、合成革、天然或合成纺织品(textile)、聚合物片材、聚合物泡沫、网状纺织品、毛毡、非编织聚合物(non
‑
woven polymer)或橡胶材料的组合形成。鞋面20的暴露部分由缝合或粘合性地结合在一起的两个共同延伸的材料层形成。
29.如图3a和图3b中更清楚地示出的，鞋底结构30可以包括鞋内底31、鞋底夹层32和鞋外底33。鞋内底31定位在鞋面20内且邻接楦制衬层24的上表面以便接触足部的足底(下)表面并增强鞋类10的舒适性。鞋底夹层32固定到鞋面20的下部部分，包括楦制衬层24，且鞋底夹层32定位成在使用期间在足部下面延伸。除其他目的外，例如，当行走或跑步时，鞋底夹层32衰减地面反作用力并吸收能量(即，给予缓冲)。用于鞋底夹层32的合适的材料是用在鞋类鞋底夹层中的常规聚合物泡沫中的任意一种，包括乙烯醋酸乙烯酯和聚氨酯泡沫。鞋外底33固定到鞋底夹层32的下表面以提供耐磨损性，且鞋外底33可以凹进鞋底夹层32内。尽管鞋外底33可以延伸贯穿鞋底夹层32的下表面，但是在图中所描绘的特定实施例中，鞋外底33位于鞋跟部分13内。用于鞋外底33的合适的材料包括用在鞋类鞋外底中的常规橡胶材料中的任意一种，诸如碳黑橡胶化合物。
30.常规的鞋类鞋底夹层是大致整体式聚合物泡沫结构，其延伸贯穿足部的长度，并且可以具有抑制足部自然运动的硬挺度或非柔性。除此之外，大多数常规的鞋底设计通过使用额外的/更厚的材料或者通过使用固有的更硬挺或更致密的材料来增强鞋中部，以提供额外的稳定性和足弓支撑。与常规的鞋类鞋底夹层相比，鞋底夹层32具有产生相对高的柔性和铰转程度的铰接式结构(articulated structure)。鞋底夹层32的柔性结构被构造成配合跑步或其他活动期间足部的自然运动，且可以产生赤脚跑步的触觉或感觉。此外，鞋底特殊的沟槽轮廓可以促进鞋中部的跖屈或足部缩短。然而，与简单的赤脚跑步相比，鞋底夹层32衰减地面反作用力并吸收能量以缓冲足部并减少作用于足部上的总应力。
31.如图3a和图3b所示，鞋底夹层32可以大致分为上连接部分40和下沟槽部分50。连接部分40包括上表面41和相反的下表面42两者。上表面41邻近鞋面20设置且可以直接固定
到鞋面20，因此提供对足部的支撑。因此，上表面41可以具有仿形构型以与足部的自然解剖形状相一致。因此，上表面41可以在鞋中部区域12中形成足弓支撑区域，且上表面41的周边区域通常可以向上成杯状以提供用于接纳和放置足部的凹面(concavity)。在其他实施例中，上表面41可以替代地具有非仿形构型(non
‑
contoured configuration)。
32.被定义为在上表面41和下表面42之间延伸的尺寸的连接部分40的厚度可以沿鞋底夹层32的纵向长度变化。该厚度在图4中图示地描绘为厚度尺寸43a
‑
43c。例如，限定在鞋前部区域11中的尺寸43a可以是大约3毫米且可以是从1毫米至5毫米的范围。例如，限定在鞋中部区域12中的尺寸43b可以是大约8毫米且可以是从1毫米至11毫米的范围。类似地，例如，限定在鞋跟区域13中的尺寸43c可以是大约6毫米且可以是从1毫米至10毫米的范围。因此，连接部分40的厚度可以在从鞋前部区域11和鞋跟区域13朝向鞋中部区域12延伸的方向增加。然而，相关领域的技术人员应当认识到，各种厚度尺寸和变化将适合于连接部分40。
33.通常，连接部分40的呈现相对薄厚度的区域将比连接部分40的呈现较大厚度的区域拥有更大的柔性。因此，可以利用连接部分40的厚度的变化来改变鞋底结构30在具体区域中的柔性。
34.沟槽部分50形成由多个沟槽52a
‑
52l分开的多个独立的分离的鞋底元件51。鞋底元件51是从连接部分40向下延伸的鞋底夹层29的分立部分。此外，鞋底元件51被固定到连接部分40，并且可以与连接部分40成一体。每个鞋底元件51的形状由各个沟槽52a
‑
52l的位置确定。如图3a和图3b中所描绘的，沟槽52a和52b沿鞋底结构30在纵向方向上延伸，并且沟槽52c
‑
52l在大致横向方向上延伸(图4中示出)。各个沟槽52a
‑
52l的这种定位导致大多数鞋底元件51呈现出大致方形的、矩形的或梯形的形状。最后部的鞋底元件51可以具有四分之一圆的形状(quarter
‑
circular shape)，这是由于鞋底结构30在鞋跟区域13中的曲度所导致的。
35.被定义为在连接部分40的下表面42到鞋底夹层32的下表面之间延伸的尺寸的沟槽部分50的厚度可以沿鞋底夹层32的纵向长度变化。该厚度在图4中图示地描绘为厚度尺寸53a和53c。例如，限定在鞋前部区域11中的尺寸53a可以是大约7毫米且可以是从3毫米至12毫米的范围。类似地，例如，限定在鞋跟区域13中的尺寸53c可以是大约12毫米且可以是从8毫米至20毫米的范围。因此，沟槽部分50的厚度可以在从鞋前部区域11到鞋跟区域13延伸的方向上增加。然而，相关领域的技术人员应当认识到，各种厚度尺寸和变化将适合于沟槽部分50。
36.如以上所讨论的，每个鞋底元件51的形状由各个沟槽52a
‑
52l的位置确定，沟槽52a
‑
52l是向上延伸到鞋底夹层32中且在鞋底元件51之间延伸的切口(incisions)或间隙(spaces)。各个沟槽52a
‑
52l还通过在鞋底夹层32中形成铰接式构型来增加鞋底结构30的柔性。常规的鞋类鞋底夹层是整体式聚合物泡沫元件，而本设计中的沟槽52a
‑
52l在鞋底结构30中形成弯曲线(flexion lines)，并且因此，对鞋底夹层32的弯曲方向产生影响。图5
‑
图6中图解地描绘了因沟槽52a
‑
52l而使鞋底结构30可以弯曲或铰接的方式。
37.鞋底结构30的横向柔性(即，在外侧面和内侧面之间延伸的方向上的柔性)由纵向沟槽52a和52b提供。在一种构型中，第一纵向沟槽52a纵向延伸穿过所有三个区域11
‑
13。该沟槽52a可以具有直的或线性的构型。在鞋前部区域11和鞋中部区域12中，沟槽52a从鞋底结构30的外侧面向内隔开，且沟槽52a可以居中地定位在鞋跟区域13中。第二纵向沟槽52b
可以仅位于鞋前部区域11和鞋中部区域12的一部分中。在一些构型中，第二纵向沟槽52b可以居中地定位，并且可以在大致平行于第一纵向沟槽52a的方向上延伸。通常，沟槽52a和52b的深度随着沟槽52a和52b从鞋前部区域11延伸到鞋跟区域13而增加。
38.鞋底结构30的纵向柔性(即在区域11和区域13之间延伸的方向上的柔性)由各个横向沟槽52c
‑
52l提供。如所示出的，横向沟槽52c
‑
52f定位在鞋前部区域11中，横向沟槽52g大致沿鞋前部区域11和鞋中部区域12之间的界面延伸，沟槽52h和52i定位在鞋中部区域12中，沟槽52j大致沿鞋中部区域12和鞋跟区域13之间的界面延伸，以及沟槽52k和52l定位在鞋跟区域13中。
39.沟槽52a
‑
52l的位置和定向被选择为配合跑步循环期间足部的自然运动。一般来说，跑步过程期间足部的运动过程如下：最初，足跟触击地面，然后是足部的跖球部。当足跟离开地面时，足部向前滚动，使得脚趾接触地面，且最终整个足部离开地面以开始另一个循环。在足部接触地面的时间期间，足部通常从外侧或外侧面向内侧或内侧面滚动，称为内旋过程。也就是说，正常情况下，足跟的外侧首先触击地面并且足部内侧的脚趾最后离开地面。当足部与地面接触时，横向沟槽52c
‑
52l确保足部保持正中的足部着地位置且配合足部正中的向前滚动。纵向沟槽52a和52b提供横向柔性以便允许跑步循环期间足部的自然内旋。类似地，如上面所讨论的，沟槽52c
‑
52h的成角度的构型提供附加的柔性，这进一步增强足部的自然运动。
40.继续参考图4，在一些实施例中，鞋中部区域12内的横向沟槽52g
‑
52j中的一个或更多个可以被特别设计和/或设定尺寸以允许鞋中部区域12内的特定跖屈。这种运动可以允许穿着者的脚趾和足跟在称为足部缩短的运动中更靠近彼此地拉近。
41.为了允许这种向下弯曲，在一种构型中，一个或更多个鞋底元件51的一部分可以被移除或者以其他方式被设计成使得鞋底元件对足部缩短运动提供最小的阻力或者没有阻力。例如，在一种构型中，诸如图1、图2和图4中所示，鞋中部区域12内的横向沟槽52g
‑
52j中的一个或更多个可以形成有棱柱/楔形形状(即，当沿着鞋的纵向轴线切割时，该形状可以具有基本上三角形的横截面轮廓)。在一种构型中，棱柱形状中的一个或更多个可以具有直角三角形的横截面轮廓，而在其他构型中，棱柱形状中的一个或更多个可以具有大致等腰三角形或等边三角形的形状。在还有的其他构型中，沟槽52g
‑
52j中的一个或更多个可以具有大致梯形或矩形的横截面轮廓。
42.在一些实施例中，足部缩短沟槽(例如沟槽52g
‑
52j)可以在从鞋底夹层32的内侧面到外侧面的基本上横向方向上完全延伸跨过鞋。在另一个实施例中，代替在鞋底中切割/形成大的开口，鞋底元件中的一个或更多个或鞋底元件的部分可以由比用于形成大部分鞋底夹层的材料更柔顺/弹性的泡沫材料形成。换句话说，鞋底夹层32可以由具有第一硬度的第一泡沫材料形成，并且鞋中部区域12可以包括第二材料的横向定向的条带，该条带凹进鞋底夹层中，并且具有小于第一硬度的第二硬度。以这种方式，相对较软的材料条带可以允许鞋底结构更容易地铰转，以允许跖屈，诸如图6中大致图示的。
43.在一些实施例中，鞋底可能能够将总长度(即，从图4中所示的长度l1到图6中所示的缩短长度l2)减少约3％至约18％，或减少约5％至约15％，或甚至减少约8％至约12％。这些长度减少假定鞋底元件51本身的压缩可以忽略不计，并且是从鞋跟区域13的最后部的点到鞋前部区域11的最前部的点测量的。
44.鞋外底33包括固定到所选鞋底元件51的下表面的多个鞋外底元件，并且凹陷部分(indentation)形成在所选鞋底元件51的下表面中以接纳鞋外底元件。如图中所描绘的，鞋外底33限制到鞋跟区域13。然而，在某些实施例中，每个鞋底元件51可以与鞋外底元件相关联，或者鞋外底33可以在鞋底夹层32的整个下表面延伸。
45.多种制造方法适用于形成鞋底夹层32。例如，鞋底夹层32可以形成为整体式元件，随后通过切割过程形成沟槽52a
‑
52l。鞋底夹层32也可以被模制，使得在模制过程期间形成沟槽52a
‑
52l中的一个或更多个。例如，用于鞋底夹层32的合适的模制方法包括注射模制、浇注成型或压缩模制。在每种模制方法中，吹制的聚合物树脂被放置在具有鞋底夹层32的通常形状和构型的模具中。
46.在一种构型中，鞋中部区域12中的棱柱形沟槽或槽道中的至少一个或更多个可以被内模制，诸如使用从侧壁延伸到模腔中的刀片或楔形件。在模制过程期间，聚合物树脂被放置在模具内，使得该聚合物树脂最终包围突出的楔形件的至少一部分。一经凝固，就从模具中移除鞋底夹层32，其中在模制过程期间形成模制的沟槽。此后，可以切割一个或更多个附加的沟槽，诸如经由热刀或其他这样的沟槽工艺。为了提供适当量的跖屈，每个内模制的鞋中部沟槽可以具有从约3mm至约8mm的宽度，该宽度是在鞋底的接触地面的表面处测量的。
47.在一些实施例中，鞋面20和鞋底结构30具有协作地弯曲、拉伸或以其他方式移动的结构以为个人提供赤脚跑步的自然感觉。也就是说，鞋面20和鞋底结构30构造成配合跑步或其他活动期间足部的自然运动。如上面所讨论的，鞋底夹层32包括提高鞋底结构30的弯曲性质的多个沟槽52a
‑
52l。沟槽52a
‑
52l的位置、定向和深度被选择以提供所选区域和方向的特定程度的柔性。也就是说，可以利用沟槽52a
‑
52l为个人提供赤脚跑步的自然感觉。然而，与赤脚跑步相比，鞋底结构30衰减地面反作用力并吸收能量以缓冲足部且降低作用于足部上的总应力。
48.当结合附图理解时，如所附权利要求中限定的，根据下面的用于实施本教导的一些最佳模式和其他实施例的详细描述，本教导的以上特征和优点以及其它特征和优点将容易变得明显。