篮球鞋垫的制作方法
【专利说明】篮球鞋垫
[0001]相关申请数据
[0002]本申请要求2012年10月5日提交的美国临时申请第61/710，426号以及2012年8月31日提交的美国临时申请第61/696，050号的权益。
技术领域
[0003]本发明涉及一种对从事篮球或类似运动的穿着者的脚具有改进的减震和支承的鞋垫。
【背景技术】
[0004]人的脚是非常复杂的生物机体。脚的许多骨头、肌肉、韧带和腱起作用成吸收和消散冲击力。在从事诸如篮球的运动期间，参与者的脚承担其在正常行走活动中不承担的位置，或者经受其在正常行走活动中不经受的力。
[0005]放在鞋内的鞋垫为可获得的，并且公开向脚提供减震和支承的各种设计。
[0006]在2007年，Yu等人证实普通脚弓支承鞋垫可增加侧向脚踝不稳定的风险，并且使篮球运动员暴露于特定损伤，诸如侧向脚踝扭伤和第五跖骨的近侧骨折。基于Yu的基准，存在对具有推进脚稳定性的脚弓支承部的鞋垫的需要。
[0007]在2001年对10组393位篮球参与者的研宄中，Mckay推断，篮球中的脚踝损伤的比率为大约每1000位参与者4位，其中几乎一半(45%)错过一周或更长时间的比赛。作者还发现穿着在鞋跟中并入气囊的鞋子的运动员比那些穿着更坚硬鞋子的运动员更可能损伤脚踝，前者是后者的4.3倍，表明在脚踝扭伤的发生中地面反作用力(GRF)的方向和大小的重要性。基于Mckay的研宄，存在对调节GRF的方向和大小的鞋垫的需要。
[0008]在2010年，Waterman等人查询国家电子损伤监视系统(NEISS)关于在2002至2006年之间送急诊部的所有脚踝扭伤损伤。接着，关于年龄、性别、种族和运动计算发生率比率。他们发现所有脚踝扭伤的将近一半(49.3%)出现在体育活动期间，其中篮球(41%)、足球(9.3% )和橄榄球(7.9% )与运动期间的最高百分比的脚踝扭伤相关联。基于Waterman的研宄，存在对调节GRF的方向和大小的鞋垫的需要。
[0009]在1993年，Dananberg描述，在步法推进阶段期间的大拇祉背屈的功能限制如何可为慢性体位疼痛的主要病因。其它作者提出功能性大拇趾外翻(FHL)是脚跟疼痛、次跖骨疼痛、莫顿神经瘤、跟腱炎与起止点炎、后胫骨肌腱失能，以及下肢与腰椎的体位对齐异常的主要病因。虽然Payne等人识别86个无症状脚中的53个中的状态，但FHL的发生难以确定。因此，合理地假定FHL在普通人群中为普遍的，并且是体位疼痛和损伤的风险因素。还合理地推断，如果大拇趾背屈为功能性限制，则奔跑步法周期和垂直跳跃的推进阶段的效率将被不利地影响。基于Dananberg(和相关研宄)，存在对在步法推进阶段期间促进第一跖骨跖曲和大拇趾背屈的鞋垫的需要。
[0010]申请人已经获得具有稳定性支架和位于其上的多个荚状物的鞋垫的专利。这些专利包括美国专利第7484319、7665169、7908768和8250784号。然而，这些专利不以最高效率解决或抵抗GRF力，并且就此而言，存在对发明的需要，其更高效且有效地解决这些GRF力和与这些力相关联的相关问题，提供脚踝扭伤的风险的改进减小，并且促进在奔跑和跳跃期间的更高效的推进阶段。
[0011]此外，目前需要鞋垫实现以下目标:1)降低脚踝扭伤或翻转的普遍发生，(2)提高推进阶段或奔跑和垂直跳跃的效率，⑶在离地(push-offs)和落地期间缓冲脚跟和前脚，
(4)在转身和急停和启动期间减小前脚脚底上的摩擦力，(5)向脚弓提供渐进的支承，而不限制用于主动推进的第一祉节(ray)妬曲，也不限制跨步切入(extreme cutting)所需的内旋动作，(6)根据所有篮球靴的内部形状定制轮廓，和(7)是极其轻的。
【发明内容】
[0012]本文中公开一种鞋垫，其向经受球场运动诸如篮球中遇到的力的使用者的脚提供减震和支承。本发明的鞋垫生成侧向地面反作用力(GRF)，这有助于防止侧向脚踝翻转，在篮球和其它跳跃运动中最常见的损伤中的一种。此外，鞋垫设计有结构，其用以提供在跳跃和奔跑期间暴露于较大GRF的脚的区域中的减震和能源恢复。鞋垫的结构和材料选择成最小化鞋垫的总重量而不损害弹性和耐用性。通过提供减少功能性拇趾外翻(FHL)和促进具有FHL的使用者的脚的第一跖骨趾骨关节处的运动范围的增大的结构，本发明的鞋垫推进提高步行、奔跑和垂直跳跃的推进阶段的效率。
[0013]本发明是一种鞋垫，其并入但不限于:(I)在次跖骨头下方具有较坚硬支承以在步法推进阶段期间促进第一跖骨跖曲的、第一跖骨头下方的软点，(2)用以促进大拇趾背屈的大拇趾下方的支承部，以及(3)渐进的脚弓支承部，其具有第一跖骨的骨干下方的柔软区域，以允许在步法推进阶段期间的无限制的第一趾节跖屈。
【附图说明】
[0014]图1是根据本发明的原理的鞋垫的示例性实施例的分解透视图；
[0015]图2是显示鞋垫的基部的透视图；
[0016]图3是鞋垫的俯视图；
[0017]图4是鞋垫的仰(跖)视图；
[0018]图5是鞋垫的侧向(外侧)视图；
[0019]图6是鞋垫的内侧(内侧)视图；
[0020]图7是鞋垫的后(近侧)视图；
[0021]图8是鞋垫的纵向截面图；
[0022]图9是图1的鞋垫的跖骨区域后面的横向截面图；
[0023]图10是沿着鞋垫的脚跟区域的横向截面图；
[0024]图11是关于鞋垫的仰(跖)视图重叠的脚的骨的视图；
[0025]图12是示出鞋垫的各个区域的仰视图。
【具体实施方式】
[0026]具有脚跟杯和内侧纵向脚弓支承度数的所有鞋垫很可能提供少量(几度)内旋“控制”。内侧纵向脚弓支承度数正好是基于研宄证据的几度。通过内旋“控制”，我们意指增大围绕后脚的关节作用的外旋力矩，并减小内旋力矩的大小。
[0027]一定数量的令人尊敬的研宄者提出，脚功能的运动学变化可不是通过其来使用鞋垫改进肌肉骨骼疼痛、阵痛和慢性损伤的主要途径。本文中公开的本鞋垫发明是替代性鞋垫，其主要设计成运动地起作用来在篮球和/或其它运动中的所有阶层的选手奔跑和跳跃期间，减少脚踝扭伤的风险，并促进更有效的推进阶段。
[0028]本文中公开一种向经受球场运动诸如篮球中遇到的力的使用者的脚提供减震和支承的鞋垫。当使用者的脚接触地面时，遇到了地面反作用力(GRF)。在场地运动中遇到较大大小的GRF。本发明的鞋垫生成侧向GRF，这有助于防止侧向脚踝翻转，在篮球和其它跳跃运动中最常见的损伤中的一种。此外，鞋垫设计有结构，其用以提供在跳跃和奔跑期间暴露于较大GRF的脚的区域中的减震和能源恢复。鞋垫的结构和材料选择成最小化鞋垫的总重量而不损害弹性和耐用性。通过提供减少功能性拇趾外翻(FHL)和促进具有FHL的使用者的脚的第一跖骨趾骨关节处的运动范围的增大的结构，本发明的鞋垫推进提高步行、奔跑和垂直跳跃的推进阶段的效率。该关节是负责主动推进的脚的主要杠杆系统中的一个。
[0029]本发明的目的中的一些是:⑴降低脚踝扭伤或翻转的普遍发生，(2)提高推进阶段或奔跑和垂直跳跃的效率，(3)在离地和落地期间缓冲脚跟和前脚，(4)在转身和急停和启动期间减小前脚脚底上的摩擦力，(5)向脚弓提供渐进的支承，而不限制用于主动推进的第一趾节跖曲，也不限制跨步切入所需的内旋动作，(6)根据所有篮球靴的内部形状定制轮廓，和(7)是极其轻的。
[0030]本发明为鞋垫，其并入但不限于:(I)在次跖骨头下方具有较坚硬支承以在步法推进阶段期间促进第一跖骨跖曲的、第一跖骨头下方的软点，(2)用以促进大拇趾背屈的大拇趾下方的支承部，以及(3)渐进的脚弓支承部，其具有第一跖骨的骨干下方的柔软区域，以允许在步法推进阶段期间的无限制的第一趾节跖屈。本发明实现的目的在于:(1)降低脚踝扭伤或翻转的普遍发生，(2)提高推进阶段或奔跑和垂直跳跃的效率，(3)在离地和落地期间缓冲脚跟和前脚，(4)在转身和急停和启动期间减小前脚脚底上的摩擦力，(5)向脚弓提供渐进的支承，而不限制用于主动推进的第一趾节跖曲，也不限制跨步切入所需的内旋动作，(6)根据所有篮球靴的内部形状定制轮廓，和(7)是极其轻的。
[0031]参照图1至11，公开根据本发明的原理构建的鞋垫。应当理解，鞋垫通常适于插入使用者的鞋内。当鞋垫适于分别插入在右边鞋子和左边鞋子中时，使用者的右边鞋子和左边鞋子是彼此的镜像。图中仅示出了左边鞋垫。本领域技术人员将理解，右边鞋垫具有左边鞋垫的镜像结构。
[0032]本发明的鞋垫成形为基本上像运动鞋的底内部(并且因此适于收纳使用者的脚，其在休息时具有大体类似的形状)。鞋垫从脚跟端部(近侧)延伸至脚趾端部(远侧)，并且在脚的脚弓侧具有内侧边界或侧，沿鞋垫的脚弓侧和鞋垫的另一侧上的侧向边界或侧将所述脚趾端部连接于所述脚跟端部，在鞋垫的另一侧上将所述脚趾端部连接于所述脚跟端部。鞋垫还具有前脚区域(与脚的跖骨和趾骨相关的区域)、脚弓区域(沿着内侧侧)、脚跟区域(在脚跟端部的正前面)，以及中脚区域(在脚跟区域和前脚区域之间)。
[0033]如图1的分解图所示，鞋垫I优选包括顶片3和基部5，基部5具有紧固于所述顶片的顶面5A和相对的底面5B。优选地，所述基部层5的所述顶面5A限定向上延伸部分或跖骨穹顶38 (如图3、8和9所示)，其位于脚的跖骨头区域下面。基部5还限定纵向脚弓支承部6，其沿鞋垫的内侧侧向上延伸，以向脚的脚弓区域提供额外的减震和支承。
[0034]基部5的底面5B限定前脚区域中的前脚衬垫凹入区域7、第一跖骨的区域中的第一跖骨头衬垫凹入区域9、在鞋垫中部接近侧向侧的侧向中脚荚状物凹入区域11、在脚跟区域中接近侧向侧的侧向脚跟荚状物凹入区域13、在脚跟区域中接近内侧侧的内侧脚跟荚状物凹入区域15，以及从鞋垫的中部朝脚跟区域接近内侧侧的脚弓凹入区域17。
[0035]跖骨穹顶38优选位于第二至第五跖骨头下面。跖骨穹顶38为了大体前脚舒适而提供远离次跖骨头的压力的重新分配，并且相对地增大第一跖骨头衬垫凹入区域9的深度，以在步法推进阶段期间促进更大程度的第一趾节跖曲。
[0036]前脚衬垫凹入区域7在鞋垫的远端附近开始，并且在大拇趾下面邻近地延伸至第一跖骨头的前部。接着，前脚衬垫凹入区域7在次跖骨头下面侧向且邻近地延伸至跖骨头的后部。前脚衬垫凹入区域7实质上完全围绕第一跖骨头衬垫10的远侧和侧向侧。
[0037]前脚衬垫8成形为与前脚衬垫凹入区域7基本上相同并且紧固在其中。前脚衬垫8具有内侧边缘、侧向边缘、近侧(后)边缘和远侧(前)边缘。前脚衬垫8的内侧边缘沿与所述鞋垫的所述内侧边界侧向地隔开的线延伸，基本上从所述脚趾端部附近延伸至所述妬骨衬垫区域的近侧边缘。近侧边缘从所述内侧边缘横向对角线地(或侧向且邻近地)延伸至所述侧向边缘，其与所述鞋垫的所述侧向边界内侧地隔开。侧向边缘将所述近侧边缘连接于所述前脚衬垫的所述顶部边缘。在使用时，前脚衬垫凹入区域7和前脚衬垫8位于使用者的脚的大脚趾和脚的“脚掌(ball)”(排除使用者的脚的第一跖骨头或内侧脚掌)下面。图11示出在鞋垫上的脚骨头的放置。
[0038]前脚衬垫凹入区域7可用前脚衬垫区域布8A作衬里，前脚衬垫区域布8A具有基部表面和衬垫表面，沿所述基部表面紧固于所述基部，并且沿所述衬垫表面紧固于所述前脚衬垫。备选地，织物可紧固于前脚衬垫8，而复合结构紧固于前脚衬垫凹入区域7，并且插入并通过粘附紧固于所述前脚衬垫凹入区域7。
[0039]粘接剂可用于紧固构件。前脚衬垫8在垂直跳跃落地时提供减震和能量恢复。其用作大脚趾(大拇趾)下方的推进衬垫。在侧向边界和大脚趾下面的部分之间的前脚衬垫的部分在使用时用作用于使用者的脚的次跖骨头的推进衬垫和支承部。
[0040]第一跖骨头衬垫凹入区域9是基部5的底面5B中的凹部，并且位于脚的第一跖骨头下面。第一跖骨头衬垫10成形为与第一跖骨头衬垫凹入区域9基本上相同，并且紧固于第一跖骨头衬垫凹入区域9。第一跖骨头衬垫区域布1A可在一侧上紧固于基部层，并且在另一侧上紧固于跖骨衬垫，与上面关于所述前脚衬垫描述的相似。备选地，织物可替代紧固于所述跖骨衬垫，而复合结构插入并通过粘附紧固于所述跖骨衬垫凹入区域。
[0041]在篮球和其它场地运动中，重要的是，使用者的脚的跖骨头和近侧趾骨(脚趾)的基部之间的跖骨趾骨关节自由背屈，向上或向后弯曲。由于密度不同，故前脚衬垫8和第一跖骨头衬垫10可彼此独立地移动。优选地，前脚衬垫8比第一跖骨头衬垫10更坚硬。前脚衬垫8支承次跖骨头，并且第一跖骨头衬垫10允许第一跖骨头压入较低位置，允许第一脚趾关节的更有效背屈。在大脚趾下方的前脚衬垫8的区域稍微增加上推力，以也促进改进的大脚趾关节背屈。以该方式，取决于期望的物理特性和使用者对鞋垫的预期使用，前脚衬垫8可具有比第一跖骨头衬垫10更小的密度。备选地，比第一跖骨头衬垫10更软的前脚衬垫8限制第一脚趾关节的背屈，例如可有利于鞋垫在各种活动和健身运动中使用。
[0042]前脚衬垫8具有与第一跖骨头衬垫10不同的密度，并且可与其它衬垫和荚状物插入物相比，通过使用不同材料、开室设计、或改变前脚衬垫8的厚度，具有不同密度。与第一跖骨头衬垫10相比，前脚衬垫8上的不同密度的使用通过允许改进的大拇趾背屈而提高鞋垫在处理侧向力冲击方面的性能。
[0043]开室设计优选为蜂巢状结构。较大的开室深度可提供不同的减震和弹簧性质，因为其作用更像气垫。此外，使所述气孔21延伸穿过开室可提供不同的减震和弹簧性质，因为与周围的开室相比，其将允许各种开室更完全塌缩。
[0044]前脚衬垫可呈现为改型的开室设计。改型的开室设计提供开室，其不延伸衬垫或荚状物的整个厚度，其中，衬垫或荚状物的厚度的大约一半为实心材料，而大约另一半具有开室设计。这可有利于产生较小的气垫凹穴，其中期望较小的空气减震阻力。
[0045]估计，对于脚鞋垫的该部分而言，使用较硬材料可使鞋垫的耐用性比使用较软材料的鞋垫增加35% -65%。
[0046]在使用时，第一跖骨头衬垫10保持在第一跖骨头(即，使用者的脚的内侧脚掌)下面并随其移动。这还可在减小第一跖骨头下方的GRF方面想到。这增强具有FHL的穿着者中的脚的推进。在鞋垫的侧向边界附近的前脚衬垫8的部分同时支承使用者的脚的次跖骨头。当使用者使第一跖骨趾骨关节(大脚趾关节)背屈时，在脚趾区域中的鞋垫的内侧边界附近的前脚衬垫区域施加柔和向上的力，以促进使用者的脚的第一脚趾关节的改进背屈。
[0047]第一跖骨头衬垫10在形状上是稍微不规则的矩形或多边形形状。优选地，所述第一跖骨头衬垫10具有:基本上直线的远侧边缘；稍微曲线的内侧边缘，其遵循鞋垫的内侧边界的弯曲；近侧边缘，其弯曲或成角度成遵循纵向脚弓支承部6的跖骨边缘的形状；以及为曲线或直线的侧向边缘。优选地，所述第一跖骨头衬垫10为大约4.5mm厚。厚度给予足够的初始支承，但是一旦承载，则允许足够压缩。第一跖骨头衬垫10的基本设计在于在跖骨头下面产生支承差异，并且允许第一跖骨头降到其它跖骨头的平面以下。
[0048]脚弓凹入区域17沿纵向脚弓支承部6定位，并且具有最接近鞋垫的脚跟端部的近侧边缘端部，并且朝鞋垫的所述脚趾端部延伸至远侧边缘端部。内侧边缘和侧向边缘将所述近侧边缘端部连接于所述远侧边缘端部，其中，所述侧向边缘具有抛物线状形状。大体上，其大致位于脚的脚弓区域中或在距骨、舟骨、第一楔骨和第一跖骨的部分下面。脚弓支承部18成形为与脚弓凹入区域17基本上相同，并且在基部5的底面5B上紧固于所述脚弓凹入区域17。脚弓支承部18从所述近侧边缘端部朝所述远侧边缘端部限定:多根从其向外延伸的肋(18A)、具有凹进在所述脚弓支承部中的肋轮廓的多根基本上平坦的肋(18B)，以及一个或更多个肋状开口(18C)。在优选实施例中，所述多根肋中的三根或延伸肋18A从所