专利名称：用于行走和滚动的鞋子的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于行走和滚动的鞋子。
背景技术：
上个世纪及更早的时间已提出了多种步行鞋，这些步行鞋易于进行转换以暂时作为四轮溜冰鞋。这类鞋的一个主要优点在于在它们提供的运动模式中能够增大灵活性。几年前最常见的是刚性溜冰鞋结构，其被捆扎在实际任意常规步行鞋的下侧，以便如标准的四轮溜冰鞋那样，允许穿着者能够利用所设置的四个滚轮(两个设置在前，两个设置在后)沿向前或正常行走方向溜滑。在市场上至少存在一种带有轮子的步行鞋，这些轮子可以缩入鞋子的鞋底内以便行走，并且也可以伸出以便滚动。当然，这类鞋要求鞋底的厚度应足以在缩回时完全包含滚轮，其优点为在行走的同时，不要求单独携带其滚动件。
在这些标准的四轮溜冰鞋的滚动模式中，穿着者通常可以以与滑冰相似的运动方式，利用每只脚的向前交替的推力使其自身前进。运动的方向通常是由脚的纵向或脚趾-脚后跟轴线确定。直线式(in-line)溜冰鞋具有沿鞋子的纵向中央线成行配列的轮子，并且能够通过使溜冰鞋倾斜而改变轮子的倾角来提供一定的方向性控制。某些直线式溜冰鞋或通过利用位于一对中间滚轮之间的导轨，或利用位于轮子之间的橇板，能够以与纵向鞋中心线垂直的方向、沿导轨滑动。
还存在另外一种鞋，其具有一个安装在鞋底脚后跟内腔中的可拆卸的滚轮。为了行走，可以从其内腔中完全拆卸滚轮。在滚动模式中，穿着者可以根据实际情况和平衡性，通过锁定踝关节并弯曲胫骨，利用圆柱形滚轮向前溜滑。为了实现向前的动量，应指挥穿着者利用鞋子的前部奔跑，随后后倾，以仅使鞋子的脚后跟的滚轮接合地面，以便沿通过滚轮几何形状和方位确定的纵向进行持续的溜滑。
滑板是另一种运动形式并且在年轻人中很为普及。滑板的特征通常在于由前、后“滚轮组件”支承的板，每一滚轮组件均具有一对安装在一根可倾斜轴上的轮子。在通过所述板向前滚动时，左右的重量增减使板倾斜，并且改变轮子的滚动方向以实现板的可控制转向。因此，滚动方向由轮子的轴的方位确定，但是，正常的滚动方向是沿板的主纵向轴线。对于滑板者而言，与在冲浪板上的冲浪者的姿势相似，通常使其脚与板的主轴线呈一定角度，并且脚前后放置。
发明内容
已认识到利用可转换的鞋子可以实现通常喜好的稳定运动方式，所述可转换的鞋子通过新型改进的滚轮鞋和滚轮组件结构，能够沿与由鞋子的纵向中心线确定的行走方向不同的方向实现滚动，根据本发明的一个方面，一种鞋子限定了正常行走方向并且具有一个鞋底，其限定了一个位于脚趾下方的前部区域以及容纳在所述鞋子内的脚掌球形部的至少一部分。所述鞋底具有一个通过所述前部区域露出的下表面，以便为了在支承面上行走而接合支承面。鞋子还具有一个固定至鞋底上并且设置在前部区域后部的滚轮，所述滚轮绕一根轴转动，如从鞋子的上方所示，该轴限定了一个以与行走方向呈大约0度～45度的角延伸的转动主轴线，以便沿支承面侧向滚动。
“正常行走方向”意味着通常沿鞋子长度延伸的纵向或脚趾-脚后跟轴线限定的方向。
最好，所述滚轮是可以拆卸或缩回的，并且鞋底具有充分的柔性，以便在行走期间可以舒适地弯曲。
在许多情况下，滚轮形成鞋子的最下部。
在某些实施例中，所述轴可以以多个可选择的轴线方位安装在鞋底上。在某些实施例中，轴沿所述轴线方位中的一个方位，限定了与行走方向大致垂直延伸的另一转动轴线。
一些鞋子包括两个所述滚轮，这些滚轮可以在鞋底上沿横向分离。所述两个滚轮的中心最好具有为鞋底整个长度的大约20％的横向间距。在某些实施例中，所述滚轮沿行走方向分离，并且两个滚轮的中平面最好沿行走方向、以鞋底整个长度的大约30％的距离分离。
在某些实施例中，鞋子还具有一个转动面，其设置在滚轮之间并且具有一个用于接收导轨的横向延伸的槽。例如，转动面可以是一个滚动件的圆周面，或可以刚性固定至鞋子的鞋底上。
在某些实施例中，鞋底具有一个内腔，该内腔在鞋底的下表面具有一个开口，滚轮局部设置在内腔中并且延伸通过内腔的开口。
在某些实施例中，将滚动轴安装在一个跨过滚轮并且设置在鞋底内腔内的支承杯形座。支承杯形座可以从鞋底内腔中拆除，或者支承杯形座、滚轮和轴可以作为整体从鞋底内腔拆除。
在某些实施例中，支承杯形座在所述内腔室中可选择地设置在用于滚动的第一位置处以及用于行走的第二位置处，在所述第一位置处，滚轮延伸通过内腔开口，而在所述第二位置处，滚轮完全隐藏在内腔内。所述杯形座最好在用于行走的所述第二位置处封闭了内腔内的滚轮。
滚轮具有一个或两个以下特征滚轮是细长形的，滚轮为桶形形状，滚轮为一个轮子，滚轮含有一个用于将滚轮支承在轴上的轴承(如带有滚动件的轴承)，并且/或者滚轮是圆柱形的。
在许多实施例中，所述滚轮设置在鞋底的脚掌心区。
在某些实施例中，滚轮具有一个滚动表面，该表面沿鞋底跨过至少2.0英寸(5厘米)的距离，最好沿鞋底跨过至少大约2.5英寸(6.3厘米)的距离。滚动表面优选跨过至少鞋子整个长度的大约15％(更理想的是跨过至少鞋子整个长度的大约20％，最好跨过至少鞋子整个长度的大约25％)。
在某些最佳实施例中，通过允许轴相对于鞋底倾斜以依靠滚轮转动时能够改变运动方向的柔性安装件，将轴固定至鞋底上。
在某些实施例中，轴限定了一根倾斜转向销轴线，所述轴绕该轴线转动以相对于滚动方向引起偏转。通过一个柔性安装件(例如，在所述轴绕在转向销轴线转动时能够弹性变形的柔性安装件)，可以将轴固定至鞋底上。
在某些实施例中，轴支承两个滚轮，在转向销轴线的每一侧均设有一个所述滚轮。所述滚轮可以为圆柱形，例如，通过含有滚动件的独立轴承，使滚轮绕轴转动。所述滚轮的中平面之间的纵向间距最好为大约3.0英寸(76毫米)或为鞋底整个长度的大约30％。
在某些实施例中，通过所述轴中转动设置在固定至鞋底上的轴安装结构的插口内的一根销，部分限定转向销轴线。
所述轴最好设置在鞋底前部区域和露出的脚后跟区域之间的鞋底脚掌心区域中，并且为了行走，可选择地从鞋底拆除所述轴。
在一个最佳实施例中，为了在滚动期间提供辅助稳定性，鞋子还具有一个绕一固定轴转动的滚轮，该固定轴沿横向与具有倾斜转向销轴线的轴分离。固定轴最好设置在转向销轴线朝向鞋子内部侧的一侧。
在某些实施例中，鞋子具有至少两个滚轮，每一个滚轮均绕对应的独立轴转动，每一轴均具有一倾斜转向销轴线，所述轴绕该轴线转动以相对于滚动方向引起偏转，所述轴在鞋底上沿横向分离。
在某些实施例中，每一轴支承两个滚轮，在转向销轴线的每一侧均设有一个所述滚轮。最好，两个滚轮一起限定了为鞋子整个长度的大约20％的轴距。
在某些实施例中，为了实现特别刺激的运动灵活性，每一转向销轴线均朝鞋子的相邻侧向上延伸。
轴及其相关的滚轮最好完全设置在由鞋底暴露区限定的鞋子宽度内，以便不会增加鞋子的整个宽度。
在某些实施例中，所述滚轮限定有至少两个以至少1.5英寸(38毫米)分离的支承面接触点。所述接触点可以位于一个滚动件上，或者位于至少两个可独立转动的滚动件上。在某些情况下，滚动件的形状应能沿第一滚轮的倾斜方向、在一个接触点处并且沿第二滚轮的倾斜方向、在另一个的接触点处接合平坦的水平支承面。在一些其它的情况下，滚动件的形状应能同时在所有的接触点处接合平坦的水平支承面。
根据本发明的第二个方面，一种鞋子限定了正常行走方向，并且具有一个鞋底，其具有一个位于脚趾下方的前部区域，以及容纳在鞋子内的至少部分脚掌球形部。鞋底具有一个通过所述前部区域露出的下表面，以便为了在支承面上行走而接合支承面。鞋底还具有一个滚轮，该滚轮固定至鞋底上并且设置在前部区的后部。所述滚轮绕一根轴转动，如从鞋上方所示，该轴具有一个与行走方向不垂直的转动主轴线。
这项发明的各种实施例包括上面根据第一所述方面的实施例提到的特征。
根据本发明的第三个方面，一种鞋子限定了正常行走方向，并且具有一个鞋底，其具有下表面，该下表面露出，以便在支承面上行走而接合所述支承面。所述鞋底具有一个内腔，该内腔在鞋底的下表面具有一个开口，并且具有一个局部设置在内腔内并且通过内腔的开口伸出的滚轮。所述滚轮仅绕转动的主轴线转动，以便以与行走方向不同的方向，沿一个支承面滚动。
这项发明的各种实施例包括上面根据第一所述方面的实施例提到的特征。
根据本发明的第四个方面，一种鞋子具有一个脚后跟部和一个脚趾部并限定了正常行走方向，以及一个具有一下表面的柔性鞋底，该下表面露出以便在行走方式中接合一个支承面。所述鞋底具有一个内腔，该内腔从在所述下表面处的一个开口伸入脚趾部的后部的鞋底内并且至少局部包括一个可拆卸的滚轮，该滚轮延伸通过所述开口，以便在滚动模式中在支承面上滚动。应强调的是，如从鞋子的上方所示，滚轮绕一与行走方向呈0～45度角延伸的轴线转动。
这项发明的各种实施例包括上面根据第一所述方面实施例提到的特征。
根据本发明的第五个方面，一种滚轮鞋子具有一个鞋底；一个可转向的滚轮组件，该组件包括一对滚轮，所述滚轮能够绕一通过柔性安装件固定至鞋底上的轴转动，所述安装件在依靠所述滚轮滚动的同时允许轴相对于鞋底倾斜以改变运动的方向；以及一个不可转向滚轮，该滚轮绕一固定轴转动，该固定轴沿横向与可转向的滚轮组件的轴分离。
这项发明的各种实施例包括上面根据第一所述方面实施例提到的特征。
根据本发明的第六个方面，提供了一种专用运动方法。该方法包括穿上一双鞋，每一只鞋均能限定正常的行走方向，并且具有一个鞋底，其具有一个位于脚趾下方的前部区域，以及容纳在所述鞋内的脚掌球形部的至少一部分，并且具有一个下表面，该下表面通过所述前部区域露出以便为了在支承面上行走而接合支承面；以及一个滚轮，该滚轮固定至鞋底上并且设置在前部区域的后部，所述滚轮绕一根轴转动，该轴具有主转动轴线，如从鞋上方所示，该轴线以与行走方向呈0～45度角延伸，以便沿一个支承面横向滚动。该方法还包括通过使鞋的前部区域接合在一个支承面上，从而在与正常行走方向对应的所需方向上加速；随后，对鞋进行重新定位，以使滚轮接合支承面，以便沿与由鞋限定的正常行走方向呈一定角度的所需方向滚动。
在某些情况下，所述支承面包括人行道。
所述加速步骤例如可包括依靠鞋底的前部区域行走或奔跑。
在某些情况下，对鞋进行重新定位，以使其沿与由鞋限定的正常行走方向大致垂直的方向滚动。
在所述方法的某些实施形式中，对鞋重新定位的步骤包括从支承面提升每一只鞋，使鞋转动离开加速方向，随后使滚轮与支承面接合。
该方法的各种实施例还包括具有上面根据第一所述方面实施例提到的其它特征的鞋子。
根据本发明的另一个方面，一种可转向的滚轮组件包括一个在倾斜转向销的每一侧均限定有隔室的刚性安装托架；一根轴，该轴大致垂直于转向销延伸并且支承了一对滚轮，并且该轴为了转向相对于转向销呈一定角度；以及柔性衬套，这些衬套设置在托架的隔室内并且在与中间轴位置呈一定角度期间，在托架和轴的较宽相邻表面之间被弹性压缩，以便朝其中间位置偏压所述轴。
在某些实施例中，衬套为楔形并且/或由聚氨酯模制而成。
滚轮组件的某些实施例最好具有小于大约1.0英寸(25毫米)的整体高度，并且非常适于直接安装在鞋底下方。
在某些情况下，在从托架底部延伸至转向销侧面的中央托架腹板的每一侧均具有隔室。
在某些情况下，所述轴具有一个中心体，其具有一个用于接收转向销的开口圆形狭槽，狭槽的剖面包围了大于180度的规定圆，以便能够沿径向保持销。
在以下的附图以及说明书中披露了本发明中一个或多个实施例的细节。通过说明书和附图，以及权利要求，将能理解本发明的其它特点，目的和优点。
图1和2分别显示了人行道的“滑板冲浪式运动”和转动，并且鞋子在其鞋底具有滚轮。
图3-5分别为第一种鞋的侧视图，后视图以及底视图。
图5A和5B为第一种鞋的可替代的底视图。
图6和7分别为第二种鞋的侧视图和底视图。
图8为第三种鞋的局部底视图。
图9为第三种鞋的后视图。
图10-12分别为第四种鞋的侧视图，后视图以及底视图。
图13和14分别为第五种鞋的侧视图和底视图。
图15和16分别为第六种鞋的局部侧视图和底视图。
图17和18分别为第七种鞋的局部侧视图和底视图。
图19和20分别为第八种鞋的侧视图和底视图。
图21-23分别为第九种鞋的侧视图，底视图以及后视图。
图24和25分别为第十种鞋的侧视图和底视图，并且具有为了行走置于凹处的滚轮。
图26和27分别为第十种鞋的侧视图和底视图，并且具有为了侧向滚动而露出的滚轮。
图28A-28H为各种滚轮的结构。
图29-31分别为装有一个可转向滚轮组件的右脚鞋子的侧视图，底视图以及后视图。
图32为装有一个可转向滚轮组件的左脚鞋子的后视图。
图33为具有一个滚轮组件的第二种鞋子的底视图。
图34为沿图33中线34-34所示的剖面图。
图35为图33中鞋子滚轮组件的侧视图。
图36和37分别为具有一个滚轮组件的第三种鞋的底视图以及后视图。
图38为图36中鞋子的滚轮组件的侧视图。
图39-40分别为装有一个双滚轮组件的鞋子的侧视图和底视图。
图41为图39中鞋子的后视图，并且以剖面图的形式显示了所述双滚轮组件。
图42和43为在鞋底的脚掌心区域具有一个可缩回的轮子组件的鞋子的后视图，并且轮子组件分别以其伸出和缩回位置示出，并且鞋底以剖面形式示出。
图44为一种两轮滚轮组件的侧视图，并且这些轮子以虚线示出。
图45为没有轮子的图44中滚轮组件的分解视图。
图46和47分别为图44中滚轮组件的轴和安装托架的透视图。
图48和49分别为左右鞋子的后视图，这些鞋子装有可转向的滚轮组件和不可转向的轮子。
图50为图49中鞋子的底视图。
在不同的附图中相同的参考标号表示了相同的部件。
具体实施例方式
根据本发明的几个方面，图1以及图2说明了也可利用在鞋底具有滚轮的鞋子获得冲浪者和滑板者所能呈现的多种姿态和姿势，并且这些滚轮特别适于沿不同于行走方向的方向滚动。例如，图1显示了沿混凝土人行道溜滑的使用者10，并且该使用者的脚大致垂直于其运动方向。鞋子14在其鞋底的脚掌心区具有滚动件16，从而能够允许使用者通过滚动件直接平衡其重量，以便实现横向运动。最好，超出滚动件16，在柔性鞋底的脚趾区中具有足够的空间，以允许使用者在不接合滚轮的情况下，利用其脚趾区进行奔跑或行走。其可用于在跳至处于滚轮上的冲浪姿势以进行连续运动之前，可以在开始时进行奔跑。在某些情况下，滚轮能够允许沿人行道边石边缘18(如图2所示)或倾斜的导轨或楼梯扶手进行冲浪式运动。
首先参见图3-5所示的实施例，鞋子20具有一个上部22以及一个鞋底24。由于鞋的上部22可采用本领域已知的任意适当的形式，因此，不必未过分详细对其进行说明。上部22可向上延伸以覆盖穿着者的踝关节(如所示的那样)，或者可以采用下侧切口的形式。作为可选择的方案，上部22以靴子的形式向上延伸至穿着者的腓部，上部22可采用柔性材料或可以采用坚硬的形式(例如在滑雪鞋及溜冰鞋外壳中所使用的形式)。同样。鞋底24根据用途可以是柔性或坚硬的。在一个最佳实施例中，鞋底24由柔性合成橡胶模制而成，并且具有一个前部区域26，一个脚掌心区28以及一个脚后跟区域30。覆盖脚的脚趾以及脚掌球形部的前部区域26的柔性以及在前部区域26和脚掌心区28之间的过渡部分的柔性能够使鞋底在正常行走期间以及在“脚尖行走”期间(在此期间，穿着者仅利用其脚的前部行走，即被孩子们称为“脚尖行走”)弯曲。
在脚掌心区域28中的内腔34中安装一个圆柱形滚轮32。滚轮32绕一轴销36转动，该轴销36沿鞋子的纵向延伸，以便滚轮32能够如图4所示那样，自由转动。在该视图中，滚轮32的长度仅约为1.0英寸(25毫米)，直径约为1.25英寸(32毫米)，并具有圆柱形外表面。其它滚轮结构的例子如下所述。将一个刚性轴安装杯形座38或其它支承件插入模制在鞋底24内，以提供可松脱地固定轴销36的安装结构。轴销36的端部卡入在杯形座38前后边缘处的对应凹槽内，并且通过从其内腔中抽出滚轮32，便能手动使轴销36的端部从其凹槽中松脱。因此，穿着者在不使用手动工具并且不必脱鞋的情况下，就能容易地拆除滚轮32。
如图3以及图4所示，滚轮32的外表面在鞋底24的最下部下方延伸，以便穿着者能够使滚轮32接合平坦的支承表面(如人行道)，同时不会接合鞋底的任何其它部分。另外，如图4所示，斜切或以其它方式切除鞋底24的侧面边缘，以便在使鞋朝滚轮32上的任意一侧倾翻时，能够提供离地高度。最好斜切鞋底以使其沿至少一个方向具有至少大约10度的倾斜角度θ，并且应充分埋设滚轮以便其仅具有不大于大约0.5英寸(13毫米)的在最下侧鞋底表面下方的露出高度‘h’。
在图5A和5B的实施例中，销轴安装杯形座38a具有四个销轴安装凹槽40，一组在前后边缘处，以便以图5A的侧滚式方位安装滚轮32，而另外一组在侧边缘处，以便沿图5B所示的向前滚动方向安装滚轮32。同样，不但可以为了正常行走而方便地拆除滚轮32，而且还能以任一所示的方位迅速将滚轮32卡装就位，从而允许穿着者选择形成用于滑冰或滑板模式的鞋子。
在图6和7所示的实施例中，鞋子20a具有一个设置在其脚掌心区域中的沙漏状滚轮42，其最大外径为大约2.0英寸(51毫米)，且其中央直径为大约1.0英寸(25毫米)。通过其这种形状，滚轮42限定了一个中央槽44，其用于接收一横向延伸的支承面结构，如人行道边石边缘(参见图2)或用于进行极限运动的楼梯护栏。当沿一个平坦的支承表面滚动时，滚轮42仅在其两个分离的最大直径区46处接合所述表面，从而提供较小的滚动接触面积以及相应的滚动阻力，同时为了稳定，还能提供较长的接触范围“L”。在这种情况下，纵向滚动范围“L”为大约2.75英寸(70毫米)，或为鞋底24a整个长度的大约25％。当鞋子沿纵向倾斜以仅使滚轮的一端与地面接触时，在超出滚动范围“L”的两端处的滚轮42的滚动表面的视图中所示的曲率能够提供转向效果。
该实施例的另一个特征在于埋设在鞋底24a中的轴销支承结构38a限定了多组销轴接收器40，这些销轴接收器具有以不同角度设置的轴，从而允许将滚轮42插入三个不同位置中的任意一个位置处。在图中所示的中央位置处，滚轮42仅绕与正常行走方向“D”一致的纵向轴线170转动，以便使用者可以完全在侧向上溜滑。在其它时间，使用者可能希望沿与人行道方向略微倾斜的方向溜滑。如果出现这种情况，使用者则可以迅速从其中央位置抽出滚轮42，并重新将其插入其它两个位置中的一个位置处，同时滚动轴以大约15度的角α偏离纵向。为了实现滑板稳定性，希望将鞋前部的滚轮42设置在斜交位置处，同时使鞋的后部的滚轮处于中央位置处。
为了更加稳定，一只或两只鞋可以装有两个沿鞋子宽度分离的滚轮。例如，图8和9显示了这样一种鞋，其具有平行安装在鞋底的脚掌心区中的两个滚轮42。在这种情况下，两个滚轮42绕沿鞋子纵向延伸的平行轴线转动，同时使它们的中央凹槽44对准。如上面提到的实施例一样，滚轮42是可以拆除的，以便行走或奔跑。滚轮在沿滚动运行方向相距间隔“X”的点处接触地面，从而能够增强每一只鞋的稳定性。这对于在长时间使用期间，减小内侧大腿紧张状态而言是特别重要的。最好，所述间隔“X”为至少大约2.0英寸(51毫米)。
图10-12所示的鞋具有四个设置在矩形四个角处的滚动件48。两个滚轮48平行设置在鞋子的脚后跟区，而另外两个滚轮48则平行设置在鞋的脚掌心区的正前部，以便滚轮的图形结构能够包围脚掌心区。由于地面接触点限定并包围了长度L1大约3.0英寸(76毫米)、宽度W1大约2.0英寸(51毫米)的较宽平面区域，因此，滚轮的这种结构能够提供优良的稳定性。每一滚轮48均绕一纵向轴线转动，并具有圆桶形状，通过使鞋子向前或向后倾斜以便仅通过后轮或前轮实现滚动接触，所述圆桶的曲率允许实现一定的转向。
也可以设计其它的侧滚式滚轮结构。例如，图13和14显示了这样一种鞋子，其具有以偏置结构布置的四个滚轮48，并且它们的四个地面接触点限定了平面平行四边形的角部。其允许使用具有大滚动直径的滚轮，同时使横向间距W2比并排设置滚轮时小。滚轮48可以采用为了行走而易于拆卸的安装形式，如上所述，或者如图所示，可以牢固地安装在鞋底中以便仅用作滚轮鞋。最好将前部滚轮48安装至与鞋子的脚趾部距离足够远，以便能够实现脚尖行走。
也可以使侧滚部件48与脚掌心滚轮或橇板相结合，以便实现侧向滚动和转动。图15和16显示了这样一种鞋子，其具有图10中鞋子的四滚轮结构，但在前后滚轮48之间，在鞋底的脚掌心区域中还设有一个转动滚轮50。滚轮48从鞋底伸出的程度大于转动滚轮50的伸出程度，以便为了侧向滚动，仅滚轮48接合地面。但是，使用者可以从侧向滚动的方式跳至一根导轨上，以便借助容纳在转动滚轮中央的直径减小的部分51中的导轨，依靠脚掌心滚轮50转动。为了行走或为了更换，通过从支承构件38b中的相应凹槽中抽出每一滚轮轴的前端，并随后使轴倾斜离开鞋底并从支承构件的对应插口中抽出所述轴的另一端，以此可以拆除该实施例中的每一滚轮48，50。
作为转动滚轮的一种可选择的方案，如图17和18所示，可以使用一块转动板52，该板沿鞋的中心线埋设在鞋底中。转动板52具有一个用于容纳导轨或类似物并沿其滑动的凹形中央部分。在该特定的实施例中，鞋子还装有滑板54，这些滑板在鞋子的脚掌心区与鞋底的侧面重叠，以便为了进行某类运动而与转动板52结合咬合一根导轨。
在图19和20所示的另一种四边形滚轮布置结构中，将四个细长的凹形滚轮50设置成两个平行的列，并且两个滚轮在脚后跟区，而两个滚轮在脚掌心区的前部。这些滚轮一起提供了八个分离的地面接触点，在这些接触点上，鞋子能够以横向方式滚动，并且这些滚轮一起限定了两个独立的转动槽。
以上的实施例已被描述成具有固定至支承构件(这些支承构件永久埋设在鞋子鞋底中)上的滚动件。在其它的情况下，支承构件是可以拆除的。例如，图21-23显示了一种具有两个脚后跟滚动件48的鞋子，这些滚动件32可以露出以便滚动(图22和23)，随后为了行走可以重新调整(图21)。滚轮48绕平行的轴销36滚动，这些轴销的端部牢固地安装在一可拆除的滚轮盖56的两侧。如果以封闭端向内的方式设置在脚后跟内腔58中(图22)，则盖56对滚轮56进行定位，以便它们的滚动面在鞋子四周的鞋底表面下方延伸，从而能够在地面上滚动。为了行走或奔跑，可以用手拆除盖，并以封闭端向外的方式将其重新插入内腔58内，从而完全封闭并保护滚轮48，并且使盖56的底部表面与鞋子的底部鞋底表面对齐。可以设置一个狭槽(未示出)以便利用一枚钱币或钥匙就能使滚轮盖跳出鞋底。虽然显示了两个脚后跟滚轮，但是其它的结构可以包括一个脚后跟滚轮，一个与脚趾滚轮结合的脚后跟滚轮或一个或多个脚掌心滚轮。一个滚轮的盖可采用矩形形式或其它的对称足迹，以便在滚动方式中，可以将盖设置在鞋底内或对滚轮进行定位以便进行侧向滚动或者进行向前的“溜冰模式”的滚动。
对于行走模式而言，也可以设计其它的装置对鞋子的滚动件进行重新定位。例如，图24-27所示的鞋子具有带有轴销的脚后跟滚轮和脚趾滚轮，这些轴销能够卡入安装盖38c 的一组凹槽40内以使为了进行横向轮滚动而对这些轴进行定位(图26以及27)，并且轮滚动表面在底部鞋底表面下方延伸。为了行走，使用者从凹槽组中抽出轴销，使它们转动180度并将它们卡装入第二组凹槽中的安装杯形座38c内(图24以及图25)，所述第二组凹槽的深度大于第一组凹槽，以便完全使滚轮处于鞋底的下表面上方。这种安装方式可适用于各种滚轮的结构和组合。
各种滚轮结构可包括图28A-28H所显示的一些例子。首先参见图28A，滚轮42具有一个滚动表面60，该表面由一种低摩擦材料(最好为铸造热固性聚氨酯或热塑性注模聚氨酯)形成。适当的热固性树脂包括亚甲基二异氰酸酯(MDI)，如UniroyalB836MDI以及甲苯二异氰酸酯(TDI)。其它适当的材料包括聚醚或聚酯类多元醇或橡胶。如在美国专利No．5,829,757中披露的那样，可以在一个滚动表面中结合使用具有不同硬度和摩擦特性的材料，该专利文献如以前充分说明的那样，可在本申请中参考使用。
在一个由金属或塑料制成的刚性芯体62上注模成形低摩擦滚动表面材料，该刚性芯体具有端部孔腔，在这些孔腔内压入滚动件轴承(如滚珠轴承64)的外圈，这些轴承允许芯体62以及低摩擦材料62绕轴销36转动。轴承64的内圈如图所示，沿轴向约束轴销36。最好，当轴承或滚动表面磨损时，更换所示的整个组件。如以上根据图6所描述的那样，滚轮42具有一个凹形中央部分44以及两个限定了两个地面接触点的球茎凸起端部46。图28B的滚轮66一方面，具有圆柱形端部68，这些圆柱形端部提供了更宽的地面接触并且在倾斜时不会提供转向效果。代替一体滚动件，如图28C的滚轮结构一样，可以横向独立地转动的部件限定滚动表面。在这种结构中，使两个由低摩擦材料制成的凸形滚轮48在中央凹形滚轮70任意一侧上的轴承74上转动，所述滚轮70可绕衬套72上的轴销36a独立转动。三个滚动件的滚动表面均近似于图28A中滚轮42的形状，但凹形滚轮70可以采用不同的材料，如可采用与凹形滚轮48相比，能够形成更大滚动摩擦的材料。如图28D所示，中间滚动件70a的外表面也可以为圆柱形。
如上所述，桶形或凸形滚动件可用于通过使滚轮的滚动轴线倾斜来提供滚动方向的控制或转向。图28E和28F显示了这两种滚轮的结构。在图28E中，一个细长的滚轮74具有与图28A中滚轮42相同的基本结构，两者的不同点在于已将外侧、低摩擦材料60a模制成具有凸形外侧形状，并且在滚轮的中部具有最大直径。为了转向，例如通过使鞋子相对于地面倾斜，从而使轴销36在具有所述剖面的平面内倾斜，以便接合在其中部的一侧或另一侧上的滚轮的外表面。虽然如图28F所示，利用安装在相同轴上的两个独立滚动凸形部件48，可获得相似的效果，但是在一定程度上其能够增强横向稳定性。
应强调的是可以使滚动件的外表面逐渐变细，以便在部件绕其轴转动时，能够沿滚动方向产生连续变化。在图28G中，滚轮78的端部76的滚动表面沿圆锥面设置，以便能够沿左转的方向滚动。可以沿鞋底的纵向中心线，首尾相连地设置两个所述滚动件78，同时使它们的较大端部彼此相对，从而能够通过鞋子倾斜实现转向。沿向前的方向，利用与地面平行的鞋底，鞋子将依靠滚轮的两个较大端部滚动。在图28H中，为了具有相似的效果，锥形滚轮80a以及80b具有位于相同锥形延伸部分中的外表面。
例如通过在鞋底的销轴安装结构中加入适量的柔顺性，利用合适的安装件将滚动件安装在鞋底上，也可以实现转向控制。
更刺激的机动灵活性带有一个滚轮或轮子安装件，其能够响应转向输入，沿轮轴的方位引起变化。例如，图29-31中鞋子82装有一个类型与通常在滑板上成对使用的滚轮组件相似的全轴滚轮组件84。滚轮组件84的底部86牢固地固定至鞋子脚掌心区的鞋底上。滚轮组件84带有一根轴88，结构与滑板滚轮相似的两个大致圆柱形的滚轮90绕该轴独立转动。如图31所示，轴88具有一根销92，其容纳在底部86的插口内并且能够自由在插口内转动。通过在两个柔性衬套96a和96b之间的斜置台肩螺栓94，也将轴88固定至底部86上。这种结构会使轴88在通过衬套96a和96b的压缩而在图29的平面内倾斜时，能够以转向方向(即，在图30的平面内)略微转动，从而能够提供直观的方向(即，偏转)控制。
结合参见图31和32，一双鞋子中的每一只鞋均装有一个滚轮组件84，以便能够在侧滑滚动“冲浪”模式中独立进行每一只脚的转向控制。在所说明的结构中，左脚的滚轮轴88具有向左延伸的销92，而右脚的滚轮轴88具有向右延伸的销92，以便为了使滚轮的轴彼此异相，在相应的鞋子以相同的方向倾斜时，滚轮轴能够沿相反的方向转动。
可以将滚轮组件84安装在鞋底上以便能够迅速拆除而转变至行走或奔跑模式。在图33-35中，滚轮组件84a具有四个迅速脱开紧固件98，这些紧固件用于可脱开地将滚轮组件的底部固定至鞋底上。在图36-38中，另一方面，利用一个迅速脱开销100将整个滚轮组件84b固定至鞋底上，该脱开销易于被抓住并由弹簧102从鞋底抽出。当安装就位时，销100延伸通过从滚轮组件84b底部伸出的安装凸起106中的孔104，从而允许根据特定滚动方向和转向模式的需要，以两个相反方位中的任意一个方位安装滚轮组件。
参见图39-41，鞋子108具有一个安装在鞋底脚掌心区下方的双滚轮组件110。滚轮组件110支承了两个可独立倾斜的轮轴112，每一根轮轴均具有一个对应的枢轴销92，该枢轴销可在连接滚轮组件底部114的对应插口内转动。为了实现更刺激性的转向灵敏度，应相反布置滚轮轴112，从而使鞋子108赋予传统滑板的所有转向性能，所有部件均在鞋底的宽度W2以内而不是需要放置两只脚的较长板。双滚轮组件110的整个轴距WB最好为大约2.0英寸(51毫米)或更小。在一个最佳实施例中，在整个鞋底长度Ls为大约12英寸(30.5厘米)的男子号码9的鞋子中，轴距WB为大约2.0英寸(51毫米)，轮子的中平面之间的纵向间距TB为大约3.0英寸(76毫米)。因此，轮子的中央轨迹的宽度TB以及轴距WB分别为鞋子长度的大约30％和20％。利用两只这样的鞋108，在侧滑滚动以及转向的同时，穿着者可以相对使其脚处于任意的位置处，从而能够实现滑板所不能完成的运动。与上面所述的其它实施例一样，鞋子108的鞋底的脚趾和脚掌球形区113不会受到滚轮组件及其轮子90的影响，从而在不滚动时，允许穿着者利用鞋底的前部进行足尖行走。利用鞋底中暴露的脚后跟表面111，也可实现脚后跟走路。最好，鞋底在脚掌心区域的前部具有柔性，以便能够更舒适地行走。与上面的滚轮结构一样，可以将双滚轮组件110可松脱地安装在鞋底上。
图42和43的鞋子116具有两轮式滚轮组件118，该组件虽然安装在其脚掌心区域以便能够沿侧向滚动(与图39的鞋子相似)，但是其具有为了行走而易于缩入鞋底内的结构。在其伸出位置处(图42)，轮子90部分位于鞋底下表面120的下方，并通过一个手动操纵锁闩122将其固定就位。在缩回时(图43)，使整个滚轮组件118容纳在位于鞋底中的凹槽124内。锁闩122以及轴126均安装在鞋子上，以便能够绕相应的销128和130转动，并且通过扭转弹簧(未示出)朝图43所示的位置偏压锁闩122以及轴126。应理解在上述几种滚轮结构中均可带有这种可缩回性。
图44-47显示了一种在滑冰、滑板或类似运动中可使用的可转向的滚轮组件132。例如为了装入上面所示的侧向滚动鞋子的实施例中，所说明的例子最好具有小于大约1.0英寸(25毫米)的较小整体高度“HT”。所述组件中的三个主要部件为一个刚性安装托架134，两个柔性楔形衬套136以及一根承载两个轮子90的轴138。为了组装滚轮组件，首先将两个楔形衬套安装在托架134的中央腹板140任意一侧上的对应隔室中。接着，使轴138滑过托架134的一个刚性安装的销142，直至其接触衬套的的倾斜前表面。在应有的位置处，轴138相配合以将衬套136固定在它们的隔室中。通过一个保持夹144或其它的紧固装置，沿轴向将轴138固定在销142上。例如，如图所示，如果轴的结构在轴和在轴内端处的托架之间留有间隙，则可以使用一个在销142末端的可调节的锁定螺母(未示出)来长时间保持衬套的预载荷。这种结构还允许衬套的柔性能够略微缓冲正常的轮子载荷，同样，如果需要，则可以在轴和在销142内端的托架之间设置一个辅助衬套垫圈(未示出)。作为可选择的方案，轴138可以沿销142滑动，直至其接触托架134的刚性止动表面。在使用期间，绕托架销142施加至轴138上的力矩以弹性方式压迫一个或另一个衬套，以便能够使轴绕销142转向。衬套136例如由聚氨酯模制而成，并且具有大约50-95肖氏A硬度。
参见图46，轴138具有一个中央体146，该中央体具有一个用于接收托架的销的开口圆形狭槽148。狭槽148的剖面包围了大于180度的规定圆，以便能够沿径向保持销。狭槽148的开口侧容纳了托架的中央腹板。与狭槽148相邻的表面150在使用中抵靠在衬套的斜面上。以刚性方式将直径为大约0.25英寸(6毫米)的轴销152固定在主体146的孔腔内，并且采用本领域已知的结构来支承轮子。
图47显示了安装托架134的结构。销142直径为大约0.25英寸(6毫米)，并被压入托架下部的孔内且被焊接至中央腹板140上，以便进行辅助支承，。托架的后壁154从中央腹板、绕托架的后侧角部延伸，从而限定出缓冲隔室156。在销142末端的槽158接收保持夹。
图48-50显示了一双鞋子160L和160R，每一只鞋均具有一个可转向的滚轮组件84以及一个不可转向轮162。与图31和32的实施例相比，在每一只鞋子中，不可转向轮162如图所示，在滚轮组件84的内侧并且为了增加每一只鞋子的稳定性，设有一个第三接触轮。为了转动，轮162均绕其自身的轴164安装，并沿横向与滚轮组件84分离且被支承在从滚轮组件的公共底部168伸出的刚性凸缘166之间。
已对本发明的实施例进行了说明。尽管如此，应理解在不脱离本发明思想和范围的情况下，可以作出各种改进。因此，其它的方案也应落入以下的权利要求保护范围内。
权利要求
1.一种鞋子，其限定了正常行走方向并且包括一个鞋底，其限定了一个位于脚趾下方的前部区域以及容纳在所述鞋子内的脚掌球形部的至少一部分，并且具有一个通过所述前部区域露出的下表面，以便为了在支承面上行走而接合支承面；以及一个固定至鞋底上并且设置在前部区域后部的滚轮，所述滚轮绕一根轴转动，如从鞋子的上方所示，该轴限定了一个以与行走方向呈大约0度～45度的角延伸的转动主轴线，以便沿支承面侧向滚动。
2.根据权利要求1所述的鞋子，其中所述滚轮是可拆卸的。
3.根据权利要求1所述的鞋子，其中所述滚轮是可缩回的。
4.根据权利要求1所述的鞋子，其中所述鞋底具有柔性，以便在行走期间可以弯曲。
5.根据权利要求1所述的鞋子，其中所述滚轮形成鞋子的最下部。
6.根据权利要求1所述的鞋子，其中所述轴可以以多个可选择的轴线方位安装在鞋底上。
7.根据权利要求6所述的鞋子，其中沿所述轴线方位中的一个方位，所述轴限定了与行走方向大致垂直延伸的另一转动轴线。
8.根据权利要求1所述的鞋子，其中所述鞋子包括两个所述滚轮。
9.根据权利要求8所述的鞋子，其中所述两个滚轮在鞋底上沿横向分离。
10.根据权利要求9所述的鞋子，其中所述两个滚轮的中心具有为鞋底整个长度的大约20％的横向间距。
11.根据权利要求8所述的鞋子，其中所述两个滚轮沿行走方向分离。
12.根据权利要求11所述的鞋子，其中所述两个滚轮的中平面沿行走方向、以鞋底整个长度的大约30％的距离分离。
13.根据权利要求11所述的鞋子，其还包括一个转动面，其设置在滚轮之间并且具有一个用于接收导轨的横向延伸的槽。
14.根据权利要求13所述的鞋子，其中所述转动面包括一个滚动件的圆周面。
15.根据权利要求13所述的鞋子，其中所述转动面刚性固定至鞋子的鞋底上。
16.根据权利要求1所述的鞋子，其中鞋底具有一个内腔，该内腔在鞋底的下表面具有一个开口，滚轮局部设置在内腔中并且延伸通过内腔的开口。
17.根据权利要求16所述的鞋子，其中将所述滚轮轴安装至一个跨过滚轮并且设置在鞋底内腔内的支承杯形座。
18.根据权利要求17所述的鞋子，其中所述支承杯形座可以从鞋底内腔中拆除。
19.根据权利要求17所述的鞋子，其中所述支承杯形座、滚轮和轴可以作为整体从鞋底内腔拆除。
20.根据权利要求17所述的鞋子，其中所述支承杯形座在所述内腔中可选择地设置在用于滚动的第一位置处以及用于行走的第二位量处，在所述第一位置处，滚轮延伸通过内腔开口，而在所述第二位置处，滚轮完全隐藏在内腔内。
21.根据权利要求20所述的鞋子，其中所述杯形座在用于行走的所述第二位置处封闭了内腔内的滚轮。
22.根据权利要求1所述的鞋子，其中所述滚轮是细长形的。
23.根据权利要求1所述的鞋子，其中所述滚轮为桶形形状。
24.根据权利要求1所述的鞋子，其中所述滚轮包括一个轮子。
25.根据权利要求1所述的鞋子，其中所述滚轮含有一个用于将滚轮支承在轴上的轴承。
26.根据权利要求25所述的鞋子，其中所述轴承含有滚动件。
27.根据权利要求1所述的鞋子，其中所述滚轮是圆柱形的。
28.根据权利要求1所述的鞋子，其中所述滚轮设置在鞋底的脚掌心区。
29.根据权利要求1所述的鞋子，其中所述滚轮具有一个滚动表面，该滚动表面沿鞋底跨过至少2.0英寸(5厘米)的距离。
30.根据权利要求29所述的鞋子，其中所述滚动表面沿鞋底跨过至少大约2.5英寸(6.3厘米)的距离。
31.根据权利要求29所述的鞋子，其中所述滚动表面跨过至少鞋子整个长度的大约15％。
32.根据权利要求31所述的鞋子，其中所述滚动表面跨过至少鞋子整个长度的大约20％。
33.根据权利要求32所述的鞋子，其中所述滚动表面跨过至少鞋子整个长度的大约25％。
34.根据权利要求1所述的鞋子，其中通过允许轴相对于鞋底倾斜以依靠滚轮转动时能够改变运动方向的柔性安装件，将轴固定至鞋底上。
35.根据权利要求1所述的鞋子，其中所述轴限定了一根倾斜转向销轴线，所述轴绕该轴线转动以相对于滚动方向引起偏转。
36.根据权利要求35所述的鞋子，其中通过一个在所述轴绕转向销轴线转动时能够弹性变形的柔性安装件，将所述轴固定至鞋底上。
37.根据权利要求35所述的鞋子，其中所述轴支承两个滚轮，在转向销轴线的每一侧均设有一个所述滚轮。
38.根据权利要求37所述的鞋子，其中所述滚轮为圆柱形。
39.根据权利要求37所述的鞋子，其中通过含有滚动件的单独轴承，使滚轮绕轴转动。
40.根据权利要求37所述的鞋子，其中所述滚轮的中平面之间的纵向间距为大约3.0英寸(76毫米)。
41.根据权利要求40所述的鞋子，其中中平面之间的纵向间距为鞋底整个长度的大约30％。
42.根据权利要求35所述的鞋子，其中通过所述轴中转动设置在固定至鞋底上的轴安装结构的插口内的一根销，部分限定转向销轴线。
43.根据权利要求35所述的鞋子，其中所述轴设置在鞋底前部区域和露出的脚后跟区域之间的鞋底脚掌心区域中。
44.根据权利要求35所述的鞋子，其中为了行走，可选择地从鞋底拆除所述轴。
45.根据权利要求35所述的鞋子，其中所述鞋子还包括一个绕一固定轴转动的滚轮，该固定轴沿横向与具有倾斜转向销轴线的轴分离。
46.根据权利要求45所述的鞋子，其中所述固定轴设置在转向销轴线朝向鞋子内部侧的一侧。
47.根据权利要求35所述的鞋子，其包括至少两个滚轮，每一个滚轮均绕对应的独立轴转动，每一轴均具有一倾斜转向销轴线，所述轴绕该轴线转动以相对于滚动方向引起偏转，所述轴在鞋底上沿横向分离。
48.根据权利要求47所述的鞋子，其中每一轴支承两个滚轮，在转向销轴线的每一侧均设有一个所述滚轮。
49.根据权利要求47所述的鞋子，其中两个滚轮一起限定了为鞋子整个长度的大约20％的轴距。
50.根据权利要求47所述的鞋子，其中每一转向销轴线均朝鞋子的相邻侧向上延伸。
51.根据权利要求35所述的鞋子，其中所述轴及其相关的滚轮完全设置在由鞋底暴露的前部区域限定的鞋子宽度内。
52.根据权利要求1所述的鞋子，其中所述滚轮限定有至少两个以至少1.5英寸(38毫米分离的支承面接触点。
53.根据权利要求52所述的鞋子，其中所述接触点位于一个滚动件上。
54.根据权利要求53所述的鞋子，其中所述滚动件的形状应能沿第一滚轮的倾斜方向、在其中一个接触点处并且沿第二滚轮的倾斜方向、在其它的接触点处接合平坦的水平支承面。
55.根据权利要求53所述的鞋子，其中所述滚动件的形状应能同时在所有的接触点处接合平坦的水平支承面。
56.根据权利要求52所述的鞋子，其中所述接触点位于至少两个独立的可转动滚动件上。
57.一种鞋子，其限定了正常行走方向，并包括一个鞋底，其具有一个位于脚趾下方的前部区域，以及容纳在鞋子内的脚掌球形部，并且具有一个通过所述前部区域露出的下表面，以便为了在支承面上行走而接合支承面；以及一个滚轮，该滚轮固定至鞋底上并且设置在前部区的后部，所述滚轮绕一根轴转动，如从鞋上方所示，该轴具有一个与行走方向不垂直的转动主轴线。
58.一种鞋子，其限定了正常行走方向，并包括一个鞋底，其具有下表面，该下表面露出，以便为在支承面上行走而接合所述支承面，所述鞋底具有一个内腔，该内腔在鞋底的下表面具有一个开口；一个局部设置在内腔内并且通过内腔的开口伸出的滚轮；其中，所述滚轮仅绕转动的主轴线转动，以便以与行走方向不同的方向沿一个支承面滚动。
59.一种鞋子，其具有一个脚后跟部和一个脚趾部并限定了正常行走方向，以及一个具有一下表面的柔性鞋底，该下表面露出以便在行走方式中接合一个支承面；所述鞋底具有一个内腔，该内腔从在所述下表面处的一个开口伸入脚趾部的后部的鞋底内并且至少局部包括一个可拆卸的滚轮，该滚轮延伸通过所述开口，以便在滚动模式中在支承面上滚动；其中，如从鞋子的上方所示，滚轮绕一与行走方向呈0～45度角延伸的轴线转动。
60.一种滚轮鞋子，其具有一个鞋底并包括一个可转向的滚轮组件，该组件包括一对滚轮，所述滚轮能够绕一通过柔性安装件固定至鞋底上的轴转动，所述安装件在依靠所述滚轮滚动的同时允许轴相对于鞋底倾斜以改变运动的方向；以及一个不可转向滚轮，该滚轮绕一固定轴转动，该固定轴沿横向与可转向的滚轮组件的轴分离。
61.一种专用运动方法，其包括穿上一双鞋，每一只鞋均能限定正常的行走方向，并且包括一个鞋底，其具有一个位于脚趾下方的前部区域，以及容纳在所述鞋内的脚掌球形部的至少一部分，并且具有一个下表面，该下表面通过所述前部区域露出以便为了在支承面上行走而接合支承面；以及一个滚轮，该滚轮固定至鞋底上并且设置在前部区域的后部，所述滚轮绕一根轴转动，该轴具有主转动轴线，如从鞋上方所示，该轴线以与行走方向呈0～45度角延伸，以便沿一个支承面横向滚动；通过使鞋底的前部区域接合在一个支承面上，从而在与正常行走方向对应的所需方向上加速；随后，对鞋进行重新定位，以使滚轮接合支承面，以便沿与由鞋限定的正常行走方向成角度的所需方向滚动。
62.根据权利要求61所述的方法，其中所述支承面包括人行道。
63.根据权利要求61所述的方法，其中所述加速步骤包括依靠鞋底的前部区域行走。
64.根据权利要求61所述的方法，其中所述加速步骤包括依靠鞋底的前部区域奔跑。
65.根据权利要求61所述的方法，其中对鞋子进行重新定位，以使其沿与由鞋限定的正常行走方向大致垂直的方向滚动。
66.根据权利要求61所述的鞋子，其中对鞋重新定位的步骤包括从支承面提升每一只鞋，使鞋转动离开加速方向，随后使滚轮与支承面接合。
全文摘要
具有不同滚轮(32)结构的鞋子(20)，所述滚轮固定在其鞋底(24)的一个区域(28)上以便能够滚动，同时使另一鞋底区域(26)露出以便行走。滚轮(32)绕一根轴(36)转动，该轴具有主转动轴线，如从鞋子(20)的上方所示，该轴线以与行走方向呈0～45度的角延伸，以便沿一个支承面横向滚动。通过在露出的鞋底表面上滑动，随后跳至用于滚动的“滑板冲浪”姿势，以此能够形成组合的滑动－滚动运动方法。在某些情况下，滚轮安装在可转向的滚轮组件上。一种特别小的滚轮组件包括用于实现转向柔顺性的楔形衬套。
文档编号A63C17/22GK1638841SQ03804390
公开日2005年7月13日 申请日期2003年2月20日 优先权日2002年2月20日
发明者约翰·A·罗德里克 申请人:米尔萨恩产品公司