专利名称：具有插入式模件的运动鞋的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有新颖特性的运动鞋，以提高它的安全性和实用性。更具体地说，本发明的运动鞋装有一个可解的锁定、插入式模件，它是可卸地插入在鞋底的一个凹入夹持插座中的。这个插入式模件可包括一个电池和一个经电路与其相连接的外部可见的发光装置，此电路包括一个开关，并根据穿着者在行走和跑动中由脚部对它施加的压力来激励该发光装置。
在专利文献中有许多资料描述了在鞋的不同部位装设发光元件及供给它们能量的电池，以便例如提供一个在视觉上醒目的各种型式鞋的方法。在已有技术中出现的大多数实例中，发光装置以及电池曾被安装在时装鞋底的跟部。这个结构的优点是时装鞋的跟部一般可提供足够的容积而容易地容纳这些电子器件装置，并且由坚固的无弹性的材料构成，以保护该灯和电池，在它为半透明的情况下，它也能起到光导体和光撒布器的作用。
在诸如美国专利4，253，253号，英国专利444，392号和比利时专利570，614号，都举例说明了在妇女的高跟时装鞋中于其空心的鞋跟里装有一个电池的示例。另外，美国专利1，597，823、2，931，893、4，014，115和5，052，131，以及欧洲专利公开第EP-121-026-A描写了在发光的时装鞋和便鞋上装有一个具有开槽的内部来容纳电池并加高的或方型的鞋跟。
在鞋里安装有源的发光装置有几个原因，例如，增加穿着者夜间的安全，在娱乐场合提供特殊的视觉效果，或有助于某些生物力学的试验和测量。
因而，人们知道在运动员的器材或服装上(如步行者或骑车者)安装无源的反射物(包括反射带等等)，增加他们的能见度，从而增加他们在夜间的安全，但对于纯反射元件为了使它们起作用，必须由一个外部的有源光源(如汽车前灯的光线)来照射。自身内安装有源的光源并不依靠外来光源照射的鞋类比那些纯自然反射的具有更高的能见度和安全性。
再说，参加某些娱乐场合人的鞋里装有有源光源，如跳舞者，行军队伍，运动员等穿的那些鞋子，在光线弱的情况下，能够获得特殊的、引人入胜的视觉效果。特别是需要引起注意参与者脚部的场合，例如装备有这种鞋的行军队伍，由于队员各自发光的脚同步一致的运动，给人产生印象深刻的壮观场面。
参加某些行走和跑步运动研究的试验对象穿着具有一个有源光源装置的鞋，也能够增强科学家和生物力学工程师从人类工程或者运动医学的观点来测量和分析那些运动的能力。上述研究常常包括使用高速运动摄像设备拍摄布置在实验对象的脚部或踝部的一个特定点或反射目标，然后采用数字计算机为随后的分析而对那点的运动进行数字化，在鞋上的试验点上安装有源点光源，由于这有源光源用于照像的方法中是更清晰分明，因此能够改善测试方法，从而更容易地摄像。另外，这个光源能够配置一个对压力或加速度敏感的开关，当在一个特定的运动中，某一预设的力或加速度被作用在这对压力或加速度敏感的开关上时，这一光源可有选择地照亮。因此，能够更好地分析在各种运动中作用在鞋上的力或加速度。
在已有技术参考资料的回顾中，揭示了由于在运动中鞋底所需要的弹性、柔软性和承重的特性，使安装在运动鞋底里的发光设备复杂化。对于不能为运动员提供所需要的承重、防护和舒适的不合理设计的运动鞋底是不合格的。因此只以已有技术的教义来指导具有方跟和高跟及本质坚硬的鞋底的各种类型的时装鞋和便鞋，并把它们发光装置和电源的设计以总体相同的结构安装到运动鞋中，不是一件简单的事情。
已有技术设计结构的进一步局限性就它们能够安装在运动鞋里来说在于较难装入鞋中，以及随之而来的它们的各种元件(包括它们的电池、光源和开关组件)的替换性和维修性。
本发明公开了一种结构较为传统的运动鞋，但在它的鞋底里安装一个插座，使它成形为可以滑入式、可解锁定的啮接的型式来接受可卸的插入模件。这个模件最好包括一个可替换的电源，如一个电池、包括一个开关的电路，例如一个对压力敏感开关，对穿着者的脚作用在它上面的力感应动作、以及一个发光装置，如一个发光二极管(“LED”)。这个插入模件成形为能以滑入型式并可定位地插入插座，即可取出也能卡持在里面。根据这种结构，这个插入式模件能容易地从运动鞋里取出，以更换电池，或者考虑用另一个具有诸如不同的光源、电源、工作方式、或者完全不同功能的模件替换整个插入式模件。
图1为根据本发明包括一个插入式发光模件的运动鞋的示意图;
图2为图1中运动鞋的局部分解图，用以说明从卡持槽取出的插入式模件组件;
图3为看到的在通过鞋底横断面上的插入式模件的俯视图;
图4为沿图3中惯穿插入式模件4-4线的横断面视图;
图5为沿图4中5-5线的插入式模件的横断面图;
图6为沿图4中6-6线的插入式模件的横断面视图;
图7为与图4类似的包含一个压动开关的插入式模件的横断面视图;
图8为从图1中鞋跟部取出的插入式发光模件的另一个视图;
图9为一种具有与图2中所示的鞋底结构不同型式的，并且也可安装本发明插入式模件的运动鞋的局部分解视图;
图10为包括一个具有固位夹的储藏空间的另一种插入式模件的透视图;
图11为本发明运动鞋的另一个实施例。
图1所示为根据本发明的运动鞋20。鞋20一般包括一个有弹性的鞋底22，它自身可以进一步包括在它下面的中底部分23和基底部分24、以及鞋帮25、鞋舌26和扣具28(如图释为将鞋紧固在穿着者脚上的带子)。
如在图2和图3更详细地示出的，安装在运动鞋20的鞋底22中的插座装置30是以滑入式、可解锁定的方式来容接和夹持插入式模件32的。插座装置30最好布置在鞋底22的鞋跟部36中，此处一般鞋底最厚，并且包括一个向鞋底的中底部23内的开口40和在鞋底的中底部内形成的一个内腔42，以便允许插入式模件32插入、固位和卸出。
由图2中可以看到，插座装置30也最好包括一个比较硬的矩形槽结构，它是压制或粘接在鞋底22的中底部23中的。限定插座装置30槽结构的侧壁43的内表面包括一对凹陷部44，以下将说明它的工作作用。
这个插入式模件32包括一个能够被比作为小橱抽屉形的结构。插入式模件32包括一个壳体或本体46，其具有一外表面50和一个成形为可滑动插入插座装置30内部的普通矩形体部分52。在矩形部分横侧壁上的固定或者成形一对突起物48。当插入式模件32完全插入插座装置30中时，构成的这些突起物48以弹性的、形成凸轮状的、超中心的、锁定啮合的方式啮接插座装置30的壁43中的凹陷部44，从而达到可解锁定和卡持插入式模件32。这种可解锁定啮合防止了在鞋子摆动、弯曲和振荡中，将插入式模件30从鞋中意外地挤出，但是使用者能按以下描述的方法克服这种锁定。
插入式模件32也最好成形为在外表面50的边缘包含一对手拉用的小突出部66，小突出部66应成形为与在底部22的外表面紧贴开口40边上形成的一对凹坑或等高凹槽68平滑地吻合，并没有暴露任何尖角。由于这种配合关系，则象扇形的凹槽68使得这鞋20的穿着者用他(她)的指尖方便地抓紧插入式模件32的手拉用小突出部66，通过作用在它上面的向外拉力，克服模件侧面的突起48在他们配套的插座凹陷44里的弹性锁定啮合，从而使插入式模件32从插座装置30中拔出。
在图2-7所示的实施例中，这个插入式模件最好包含一个发光装置，如一个灯泡或者一个发光二极管54，并将其压制、粘接、或用其它方法固定在一个穿过外表面50并进入到模件32的本体46中的空腔或孔洞55中。这样当插入模件时，在鞋的外表可以看见这个灯泡或发光二极管54。理想地是发光二极管54通过电触点和电路元件58、60有选择地与布置在插入式模件32的向内凸出的矩形部分52中的电池62连通，如图4和图5所示。
插入式模件32或插座装置30、鞋底22或中底部23可进一步分别装入一个相应地增高或降低的部分70，目的是连接并启动布置在插入式模件32顶部一个简单的压敏开关72，以完成电池62与发光二极管54的电连接。如以下详细描述。
图6为沿图4中6-6线的横断面视图，并更详细地示出了插入式模件32的电元件。更具体地说，将了解到电池62可以是一个较小的、圆片形的，3伏的锂电池，可以通过它的边缘以图示的方位定位并卡持在模件32的本体46中，例如，它背对背带电的两端分别面向上和向下，通过在模件本体46的内侧壁中形成分隔的相对的槽63，使电池能被咬住或滑入槽中。电路元件58和60只是由工厂提供的普通的发光二极管54所具有的一般金属线头组成。在所示出的实施例中，电路元件是通过孔洞55进入到本体46中，以所示方式跨在电池62上。
如将看到的，一个简单的发光二极管-电池电路，要求以图示的示范例方式，使恰当的发光二极管线头58、60同时分别与电池62两端接触，以使电路通电，而不需要任何锡焊或精制的机电触点来完成。如下所述发光二极管线头下部的一根60沿着模件32的底板或底壁的上表面向前引至位于电池62的下面。线头60可以通过向下弯曲它的自由端，并使它穿进一个在本体底板上的小孔64中，而固定在这个位置上，然后与本体下侧齐平剪断它，但是对所要求的结果这末尾的精加工并非必要的发光二极管线头尺寸固定并控制电池62的位置，当电池被搭锁或滑进模件空间时，包括其电极之一的一个下表面始终保持与线头60电接触。
发光二极管的上部线头58可以采用相似的结构，只是这里它是沿着悬臂74的底部表面向前引，悬臂74是从模件32的本体46的上表面向前延伸，来覆盖电池62和它的第二个、面向上的电极(见图3)。如果需要的话，线头58可以与上述相似的方式，通过向上弯曲未固定端并将其穿过悬臂74的小孔65，然后限定端部与本体46齐平，但是再次发现上述方式相对于最终的开关效果是不必要的。
当然，在一个更精制的型式中，模件32的底板的上部表面和悬臂74的底部表面分别装备一个电触点，每个触点焊接或压接有各自的发光二极管线头。这些触点根据电池恰当地布置，在适当的条件下来接触电极的各极。但是如上指出的，这些附加的元件和联接机构在功能可靠方面，没有任何附加增益，都使模件成本增加。
悬臂74的位置能够调整，这样在一个结构中，当电池一被滑入或搭接在模件32中的位置里，各个发光二极管的线头58、60是同时与电池各极电接触。在这个结构中，不管模件32是否被插入插座装置30中，当电池一被安装在模件32中，发光二极管就持续地导通。
另一种更可取的方法，悬臂74的位置能够调整，这样以致上部线头58被置于稍微离开电池62的上部电极。在这个实施例中，这一电路是断路的，并且发光二极管是关闭的，直到悬臂74受到向下的力，致使上部线头58用力地与电池的上部电极接触，从而构成了这个回路并接通发光二极管。在一个实施例中，这是可以通过简单地将一个模件32插到插座装置30中来完成的，模件装有恰当地位于相对插座装置30的上部的内表面的悬臂74，以致于当模件32插入到插座装置30中时，通过尾部使前者受到向下的力。在这个实施例中，当模件32一被插入鞋20中时，发光二极管就被“接通”，当模件一被拔出，发光二极管就被“断开”。
在另一个实施例中，如图7所示的，悬臂74能够安置在相对于插座装置30上部的内表面，并要求运动鞋20的穿着者施加一个附加向下的力或压力通过覆盖悬臂74的中底23夹层，作用在悬臂74上。如此，在步行或跑步中，通过穿着者的脚跟在它上面施加力，以便完成线头58的电接触，并使发光二极管54通电。因此将可以看到，在这个结构中，悬臂74象一个简单的、便宜的、但却有效的装置，起到上述压敏开关72的作用，并且运动鞋20可以由此而配置一个压敏的发光装置。
图8示出了一个插座装置30和图1的插入式模件32的部件分解图。插入式模件32最好构成为即可以如图2中看到的正侧向上的方位、也可以如图8中所示相反的方位插入插座装置30中。通过这种结构，开关72或悬臂74、或插座装置30的上、下内表面构成相互对应的位置，这样致使模件为“常开”型，或者在另一种型式，即根据脚的压力“接通”。当插入式模件32以正侧向上的方位插入插座装置30中，模件为上述两种型式。在相反的情况下，模件为“常闭”型。
这个实施例允许插入式模件32由使用者从鞋20中取出，翻转后，再插入插座装置30中，而插入后发光二极管54没被接通电源，或者，即使当模件32被插入并且通过穿着者的脚使压力作用在模件上，而根据脚的压力来接通发光二极管的开关72也不动作。因此，当运动鞋的穿着者不希望发光，或者不希望根据脚的压力发光，他或她可以简单地取出插入式模件32并且以相反的状态将它插回到插座装置30中。这个实施例允许模件32锁定卡持在鞋20中，但是在常闭模式下，也要防止插入式模件32可能从鞋中脱离出并遗失。
重要的是需要了解运动鞋鞋底22的中底部23是由发泡的弹性材料，如聚烯烃塑料(“EVA”)或聚氨酯(“PU”)的压制片上形成的。而外底24是一普通较硬的无泡弹性材料，如合成橡胶。这些结构互相协同作用，且鞋子的其余部件要求达到对所有脚部构造部分的弹性支承，特别是脚跟骨和脚的球骨和趾骨，以在任何特定的运动(包括跑和跳)中承受突加冲撞的冲击。事实上，要求鞋底22缓冲吸收并反弹冲击碰撞，此外还要有充分的柔韧性，以允许在步行和跑步中引起的从脚跟到脚指部的运动所需的弯曲和回复，并也能够缓冲在各种其它运动活动中，由穿着者给予的各种型式的旋转运动所产生的横向力。
因此，应当理解鞋底22弹性支承的特性，特别是运动鞋20的中底部分23，虽然在其中安装一个在这里描述型式的插入式模件，但仍必须遵守特殊设计规范。
在图4的横断面视图中，插座装置30被图解为置于鞋底22的中底部分23的顶层和底层之间。更具体地说，中底23具有一个基本厚度D1，而其中插座装置的厚度为T1，插座装置30上面的中底23的弹性部分厚度将为D2，插座装置30下面的弹性中底部分厚度将为D3。曾经发现，中底具有一典型的硬度特性且D1的厚度在15mm和22mm之间的范围内，D2与D1的比值最好将在约0.09和0.2之间的范围内，以便达到顺利地将所描述的普通型插入式模件安装在中底中，还保持所要求的运动鞋底抗撞击和柔韧的特性。进一步来讲，D3与D1优选的比值将在约0.2和0.5之间的范围内，而插座装置的厚度T1与鞋底厚度D1的比值最好在约0.45和0.8之间的范围内。
图5所示为沿图4中5-5线的一个横断面视图。在图5中，示出了插座装置30的外侧部分，正如通过插入式模件32的横断面描述了在其中心的发光二极管54。此外，再一次示出了在插入式模件32的上方，中底材料的相应厚度。为了保持适当的距离，这中底厚度应最好在2～5mm的范围内，而合成橡胶材料应具有约50～60肖氏硬度C。
因此，从先前的讨论中，不应设想本发明的插入式模件32局限于具有如上所述的单独的、分层的中底和实心的或发泡的弹性材料外底的运动鞋。图9所示为运动鞋鞋底结构的另一种型式，它常被称为“杯形鞋底的组合底”75。其中，鞋的外底部件24是由弹性橡胶材料压制的，其具有一个由向上卷的侧壁76形成面向上的杯形77，鞋帮24是被安放并固定在里面。
在这种结构中，固接鞋帮之前，它能够包含一个普通的中底结构，即或以一个预压制落入式，或是直接压制在其中。另一方面，由于节省成本和/或减轻重量的特点，宁可取消中底而不采用上述结构的“桥架”型式，而由整体地压制在杯底结构中的许多直立的横向连接的壁78组成，并且它们之间限定了许多敞顶的，无连接的凹陷腔。当将鞋帮粘接在杯形中时，一般包括将“耐磨板”布置并粘接在鞋帮底部，在空腔的上表面上，并且这些空腔被封闭。
如将了解到的，鞋底结构的另一种型式具有某一容纳本发明的插入式模件32的措施，并能容易地容纳它。因此，在图9中示出的杯底结构的桥架型中，一个空腔42A依据插座装置30外形的长和宽的尺寸，在杯底75的最初模压时，被成形在杯底中。直立侧壁76含有一个开口40，开口40通过直立侧壁76并延伸到空腔42A中，类似于在图2中装有中底鞋中所具有的。
但是空腔42A的高度C1超过插座装置30的厚度T1，一般大约在12～18mm数量级内。因此为容纳这个尺寸并保证功能上与具有一个上述型式的插入式模件并安装有弹性中底的鞋等同，则顶部和底部模切的、具有以上讨论范围内硬度的、与发泡中底材料相同的弹性发泡垫片79A和79B分别布置在插座装置30的上部和下部，在空腔42A中形成分层结构。然后分层结构的夹层彼此与直立壁和空腔的底部用胶粘接，以便在空间中盛装插座装置30。
为分别达到顶部和底部的垫片79A和79B的恰当厚度C2和C3，首先需要从空腔42A的高度C1中减去插座装置30的厚度T1。这插值在C2和C3之间最好以60%到40%的比率分配。因此，在优选的实施例中空腔高度C1约为12～18mm情况下，顶部垫片79A厚度C2将约为2～4mm，底部垫片79B厚度C3将测定约为1～3mm，所有其它的保持不变。与此相似，C2与C1的比率最好在约0.11～0.33的范围内，并且C3与C1的比率将约为0.05～0.25。
我们遵守所提供的这些规约的试验曾表明，在插入式模件的实现过程和性能方面，安装如图2中所示的实心的层状的中底鞋与如图9中所示的安装开口的桥架结构的杯形底，没有本质上的区别，实际上这两种在装置和功能型式方面完全可以互换。
插座装置30的部件以及插入式模件32最好是由便宜的而又耐用的塑料材料构成，如着色部分的乙酰树脂，或透明部分的聚碳酸酯。这些材料具有足够的硬度和耐用性，而又有足够的弹性，使如上所论的辅助锁定机构44、48和悬臂开关臂74的性能具有弹簧似的挠性，并且也符合预计的机构的精确度。
图10描述了一个具有与上述不同功能的插入式模件80的另一个实施例。模件80的尺寸与图1-7中的模件32总体相同，但是，在这个实施例中，电路元件如电池和发光二极管被省略了。取而代之的是，模件80采用安装一个具有敞口顶部的、小的、专用的小室82和在它的内部凹槽86中有选择地安装的一个卡持夹子84。当模件插入到鞋20中时，小室82被封闭，通过这种结构，与插入式模件32的发光功能不同，它的功能为一个小的、轻便的、封闭的小室用来储藏穿着者小的、专用的物品，如钱币，或小锁或房子的钥匙。
图11描述本发明的另一种结构的运动鞋102，在其中含有与在图1-7中所看到的等同的插座装置30和插入式模件32，此外，在这鞋的鞋底22中布置和安装许多发光二极管104，106，108。这些发光二极管借助于电导线110联至最接近电导线的一个接点或插入式模件32的电路元件58、60上，例如通过在插入式模件的顶部和底部或其侧面的简单触点。根据这个结构，其益处在于能从插入式模件中很快地拆除和更换电池并能够被用来为彼此相隔很远的置于鞋102周围的许多发光二极管供电。此外，如果需要的话，发光二极管能被布置在鞋102的鞋底22中之外在各个位置上，并且借助于电的导体互相连接到插入式模件32上。
权利要求
1.一种运动鞋，其特征在于包括鞋帮(25)；鞋底(22)，所说的鞋底包含一个凹腔(42)；以及一个能滑入安放在并可卸地卡持在所说的鞋底(22)中的所述空腔(42)里的插入式模件(32)。
2.如权利要求1的运动鞋，其特征在于还包括布置在上述的鞋底(22)的空腔(42)中的插座装置(30)，用于在其中能滑入安放和可卸的锁定上述模件(32)。
3.如权利要求1或2的运动鞋，其特征在于所述模件(32)还包括一个电源(62);根据上述电源(62)供给能量而发射可见光(54)的装置;以及，使上述电源(62)与上述的发光装置(54)互相电连接的电子电路装置(58)、(60)。
4.如权利要求3的运动鞋，其特征在于所述的插入式模件(32)进一步包括根据运动鞋(20)的穿着者施加的压力而接通电子电路装置(58)、(60)的开关装置(72)。
5.如权利要求1或2的运动鞋，其特征在于所说的插入式模件(80)进一步包括一个总体上为矩形的部分(52)确定一个敞口空腔，当上述模件(80)插入到上述鞋底(22)中的上述凹腔(42)中时，所述空腔便形成一个封闭的小室(82)。
6.如权利要求3的运动鞋，其特征在于所述鞋底(22)包括一个由具有约50～60肖氏C硬度的发泡合成橡胶材料制造的中底部分(23)，和一个具有在约55肖氏C和66肖氏D2之间范围内硬度的材料制成的上述插入式模件(32)。
7.如权利要求4的运动鞋，其特征在于所述开关装置(72)可通过将上述插入式模件(32)取出、翻转它，并再将它以上述翻转位置状态插入在上述鞋(20)中来将其断开。
8.如权利要求3的运动鞋，其特征在于所述的插入式模件(32)和所述的插座装置(30)的结构部件是由乙酰树脂或聚碳酸酯制成。
9.如权利要求3的运动鞋，其特征在于所述的发光装置(54)进一步包括多个发光器(104，106，108)，它们位于并每隔一个间距配置在上述鞋底(20)周围;以及电连接装置(110)，用以电连接上述的多个发光器和上述的模件(32)。
10.一种可滑入安装并可卸地锁定在运动鞋的鞋底中的凹腔里的插入式模件，其特征在于上述模件包括一个本体(46);一个含在上述本体(46)中的电池(62);一个含在上述本体(46)中，当由上述电池(62)供给电能时，发射可见光的装置(54);以及用于将上述电池(62)和上述发光装置(54)电连接的电路装置(58)、(60)。
11.如权利要求10的模件，其特征在于进一步包括根据施加在其上的压力而有选择地闭合电路装置(58)、(60)的开关装置(72)。
12.如权利要求10的模件，其特征在于所述的本体进一步包括一个限定一个空腔(82)的矩形部分(52)。
13.如权利要求10的模件，其特征在于所述的本体(46)是由具有结构硬度在约55肖氏C和60肖氏D2之间范围内的材料制成的。
14.如权利要求10的模件，其特征在于所述的本体(46)是由乙酰树脂或聚碳酸酯制成的。
15.如权利要求10的模件，其特征在于进一步包括形成在上述本体(46)的外面和在上述空腔(42)的里面的附加的啮接装置(44，48)，用于可解地锁定在上述空腔里的上述模件。
16.一个以滑入式可解锁定啮接方式，有效地啮合在运动鞋的鞋底中一个凹陷空腔里的插入式模件，其特征在于上述模件包括一个具有总体上矩形部分(52)的本体(46)，上述矩形部分其中限定了一个敞顶的小室(82)，当上述模件(80)插入到上述空腔中时，即被封闭。
17.如权利要求16的运动鞋，其特征在于还包括一个固定在上述鞋底(22)的上述凹腔(42)中的插座(30)，上述插座(30)具有一个中空的总地为矩形的内心，它向上述鞋底(22)的外部开口，以便在其中滑入安放上述模件(80)。
18.如权利要求17的模件，其特征在于还包括在上述模件本体(46)的外表和上述插座(30)的内部形成，用于可卸地将上述模件锁定于上述空腔中的附加的啮接装置(44，48)。
全文摘要
一种运动鞋(20)，包含一个鞋底(22)、鞋帮(25)和鞋舌(26)，以及扣件(28)如鞋带。用于以滑入、可卸的锁定啮接方式安放并卡持一个插入式模件(32)的插座(30)是安装在运动鞋(20)的鞋底(22)中的。插入式模件(32)最好包含一个电池(62)，一个发光器(54)和配置有选择地将电池(62)联到发光器(54)的电路装置(58、60、72)。
文档编号A43B23/00GK1082372SQ9310761
公开日1994年2月23日 申请日期1993年6月23日 优先权日1992年6月26日
发明者M·R·戈斯敦, J·L·比米斯, C·C·拉皮沙达 申请人:劳·艾·吉尔有限公司