專利名稱：透氣腳墊的制作方法
本專利申請為1999年2月2日申請的美國專利申請No.09/243,074的部分延續(xù)申請，該文獻在這里被引用作為參考。
許多鞋底和腳墊的設(shè)計都顯示出設(shè)計者嘗試著通過使鞋底和腳墊變軟和加厚來減少走路對人體的沖擊。盡管這種設(shè)計可以減少沖擊，但是這種設(shè)計方案往往不能使使用者避免疲勞和疼痛。這類設(shè)計采用的柔軟材料，如泡沫塑料，通常是不耐久的，并且容易浸濕、被污染和產(chǎn)生臭味。在某些環(huán)境下，厚的橡膠鞋底或其他類似的材料會顯得非常沉重。另外，厚的鞋底或腳墊在一些鞋子的款式中是不適用的。
過去有些鞋底和腳墊的設(shè)計結(jié)構(gòu)嘗試著使鞋的內(nèi)部透氣。這些結(jié)構(gòu)從簡單到復(fù)雜，有類似之處也各自有所不同。其中一種方法是采用各種相互連接的排氣腔室、氣囊、活門、噴口、管道、小孔等等。這一類專利有美國專利3,180,039；3,225,463；4,215,492；4,499,672；4,654,982；4,760,651；4,776,109；4,860,463；5,010,661；5,224,277；5,282,324；5,341,581；5,606,806；5,787,609；5,809,665；5,815,949；5,813,141；5,826,349。所示的結(jié)構(gòu)大多數(shù)利用走路產(chǎn)生的動力來促使腳周圍空氣的攪動和交換。還有一些結(jié)構(gòu)設(shè)計成能對腳形成緩沖。這些設(shè)計在不同程度上使產(chǎn)品變得更厚、更復(fù)雜、成本更高。另外這些設(shè)計在不同程度上為水和臟東西提供了不容易清潔的死角。最后，這些結(jié)構(gòu)還容易破裂或產(chǎn)生其它損壞。
一種能夠透氣同時在某些時候使腳緩沖的相關(guān)方法通常是在鞋底或腳墊的上層和下層之間采用一種可壓縮支撐結(jié)構(gòu)。與這種設(shè)計類型相關(guān)的專利主要有美國專利3,716,930；4,223,455；4,364,186；4,590,689；4,674,203；4,910,882；5,035,068；5,619,809；5,669,161；5,675,914；5,845,418。所示結(jié)構(gòu)在不同程度上仍然存在著與上述的厚、復(fù)雜、易臟和易損壞相關(guān)的缺點中的一些。
第三種透氣設(shè)計采用具有肋條、珠子、液體單元、球形突起或者乳頭狀突起的鞋底或腳墊。有關(guān)這類設(shè)計的專利主要有美國專利4,685,224；4,831,749；5,167,999；5,607,749；5,694,705。所示的結(jié)構(gòu)大部分是依靠走動產(chǎn)生的動力來使在腳和腳墊之間或者是各種類似于肋條、乳頭狀突起等之間或周圍流動的空氣攪動和交換。其中有一些結(jié)構(gòu)被描述成支承、緩沖或按摩腳。雖然這些結(jié)構(gòu)中的一些所提供的緩沖或支承小于穿戴者所想要得到的，但是它們大部分比上述兩種設(shè)計更簡單、輕巧以及更薄。這些更薄、更簡單結(jié)構(gòu)的通用性暗示出采用該總體方案可以優(yōu)化產(chǎn)品的性能。
一直需要提供上述理想功能的優(yōu)良組合的改進的鞋底和腳墊。尤其需要一種相對較薄、簡單、容易制造、輕巧、耐用和透氣性好的鞋底或腳墊，它能夠為行走提供良好的支承、能夠吸收沖擊并且提供舒適的靜態(tài)支承。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種透氣性、緩沖性和舒適靜態(tài)支承的優(yōu)良組合，更具體地說，就是當穿戴者走路的時候提供優(yōu)良的透氣性，而在不動或背負重負載時提供優(yōu)良的舒適性。
本發(fā)明的另一個目的在于，當穿戴者走動時提供優(yōu)良的透氣性，而在穿戴者從事劇烈運動或作出突然運動時提供優(yōu)良的支承。
本發(fā)明還有一個目的在于，在一種簡單透氣腳墊中提供上述優(yōu)點，該腳墊可以是鞋子制品的永久的或可更換的一部分。
根據(jù)這些目的以及其它將要描述的和將變得清楚的目的，在根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例中，該腳墊包括其尺寸和形狀適合用來鋪設(shè)在穿戴鞋子、軟鞋等的腳下面的墊子。該墊子具有其上設(shè)有多個突起的上表面。每個突起具有頂面、多個側(cè)面以及多條由所述側(cè)面和所述頂面相交形成的邊緣。多條邊緣在相鄰?fù)黄鹕铣苫ハ嗥叫械年P(guān)系。這些突起能夠?qū)⑹┘釉谄渖系南蛳聣毫鬟f給墊子。這些突起能夠在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間轉(zhuǎn)變。第一種狀態(tài)在所述向下的壓力沒有超出臨界值的時候存在。第二種狀態(tài)在所述向下的壓力超過了臨界值的時候存在。在第一狀態(tài)下，所述突起的側(cè)面與所述墊子的上表面一起在其間形成空隙。當處于第二種狀態(tài)下時，突起的邊緣鄰接并形成基本上連續(xù)且均勻的支承表面。
在根據(jù)本發(fā)明的腳墊的另一個示例性實施例中，在突起之間形成的空隙的體積在開始施加所述向下壓力時并且在該壓力開始增加時減小。
在根據(jù)本發(fā)明的腳墊的另一個示例性實施例中，多個突起的邊緣將突起的頂面限定為多邊形。
在根據(jù)本發(fā)明的腳墊的另一個示例性實施例中，多個突起的邊緣將突起的頂面限定為正多邊形。
在根據(jù)本發(fā)明的腳墊的另一個示例性實施例中，多個突起的邊緣將突起的頂面限定為正六邊形。
在根據(jù)本發(fā)明的腳墊的另一個示例性實施例中，多個第一突起的邊緣將其頂面限定為m邊形，散布在多個第一突起之中的多個第二突起將其頂面限定為n邊形。m和n為如此選擇的整數(shù)，從而多個第一和第二突起的所有邊緣在相鄰的凸緣上設(shè)置成互相平行的關(guān)系。
在根據(jù)本發(fā)明的腳墊的另一個示例性實施例中，多個突起的邊緣的尺寸是一致的。
在根據(jù)本發(fā)明的腳墊的另一個示例性實施例中，多個第一和第二突起分別具有第一和第二轉(zhuǎn)變值。
在根據(jù)本發(fā)明的腳墊的另一個示例性實施例中，多個第一和第二突起分別具有頂面，該頂面的每個突起具有第一和第二表面區(qū)域。
在根據(jù)本發(fā)明的腳墊的另一個示例性實施例中，第一和第二多個突起分別具有第一和第二突起高度。
在根據(jù)本發(fā)明的腳墊的另一個示例性實施例中，多個第一和第二突起分別具有第一和第二轉(zhuǎn)變值以及第一和第二突起高度，第一轉(zhuǎn)變值大于第二轉(zhuǎn)變值而且第一突起高度大于第二突起高度。
在根據(jù)本發(fā)明的腳墊的另一個示例性實施例中，多個第一和第二突起分別具有第一和第二轉(zhuǎn)變值以及第一和第二突起高度，第一轉(zhuǎn)變值大于第二轉(zhuǎn)變值而第二突起高度大于第一突起高度。
在根據(jù)本發(fā)明的腳墊的另一個示例性實施例中，多個第一和第二突起分別限定了空隙體積與凸緣體積的比值。每個相應(yīng)空隙體積根據(jù)相應(yīng)多個突起的相鄰?fù)黄鸬南鄳?yīng)側(cè)面和高度并且根據(jù)墊子的上表面來限定，每個相應(yīng)突起體積根據(jù)這些突起的相應(yīng)高度、側(cè)面和頂面并且根據(jù)墊子的上表面來限定。
在根據(jù)本發(fā)明的腳墊的另一個示例性實施例中，至少一個突起的頂面限定有空腔。
本發(fā)明的優(yōu)點在于，在較輕或適度的壓力作用下，這些突起將腳支承在墊子的上表面的上方，從而空氣可以帶走熱量和濕氣。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點在于，當透氣性是最切實可行的并且最容易被穿戴者重視的時候，循環(huán)加載和卸載在運動過程中有助于空氣在腳周圍進行交換。該優(yōu)點由以下事實所配合，即在這時候穿戴者的運動促進了腳底中的血液循環(huán)并且減少了與腳墊的突起相關(guān)的壓力點的顯著性。
本發(fā)明還有一個優(yōu)點在于，在大靜態(tài)負載的作用下，相鄰?fù)黄鸬幕パa的、互相平行的且分開的邊緣相互靠近，從而在穿戴者可能更重視舒適性、平穩(wěn)支承勝過透氣性時提供一種基本上連續(xù)且基本上均勻的支撐腳的表面。該優(yōu)點由以下事實配合，即在穿戴者很少運動時，運動產(chǎn)生的透氣效果是不能實現(xiàn)的，并且壓力點可能使腳底循環(huán)局部不流暢。
本發(fā)明還有一個優(yōu)點在于，當受到較大負載時，在腳墊的支撐腳的區(qū)域中的相鄰?fù)黄鹑菀紫嗷咏佑|，因此變得更能抵抗進一步的變形，從而在穿戴者重視支撐勝過透氣性時可以提供更牢固的腳支撐表面。
本發(fā)明還有一個優(yōu)點在于，在正常走路動作的一部分期間受到輕的且適度負載時，本發(fā)明通過透氣的附加效果實現(xiàn)了緩沖，同時在走動和其它的更劇烈的運動的各部分期間受到的更大動態(tài)負載時，本發(fā)明犧牲了一定程度的緩沖性和一定程度的透氣性以便為穿戴者的腳提供更牢固、更穩(wěn)定的支撐。


圖16為根據(jù)本發(fā)明的腳墊的局部平面圖，顯示出在其頂面中形成有空腔的突起；圖17為根據(jù)本發(fā)明的腳墊的局部正視圖，顯示出在其頂面中形成有空腔的突起；圖18為根據(jù)本發(fā)明的腳墊構(gòu)成為后跟部分的平面圖。
繼續(xù)參考圖1，并且現(xiàn)在還參照圖5和圖9，墊子22具有主體24、周邊26和上表面28。在墊子22的上表面28上形成有多個向上伸出的突起30。通常每個突起30具有頂面32、多個側(cè)面34以及由頂面32和側(cè)面34相交而限定的邊緣36。在某些位置，例如在腳墊10的周邊26處，一個或多個突起30可以是截頂?shù)幕蜻B接在一起。如圖1和更詳細的圖5所示，該優(yōu)選實施例的突起30為六邊形，布置成一種規(guī)則的蜂巢狀圖案，其中相鄰?fù)黄?0的邊緣36以相互平行間隔開的關(guān)系彼此面對。如圖9所示，該優(yōu)選實施例的突起30與墊子主體24一體形成并且基本上高度一致。相鄰?fù)黄?0的側(cè)面34與墊子22的上表面28形成向上開口的空隙38，該空隙38以格柵一樣的方式在腳墊10的大部分區(qū)域上延伸。
在腳墊10的大部分區(qū)域內(nèi)，突起30的頂面32提供腳支承面40。最通常的是，該腳支承面40基本上在整個腳墊10上延伸。更具體地說，當腳墊10在負載時和人的腳接觸的時候，腳支承面42的寬度和位置最終由腳的形狀、重量、位置和人的運動等因素決定。當人的腳底輕輕地擱在腳支承面40上時，突起30的頂面32將開始將腳支撐在位于墊子22的上表面28上方。在該情況下，空氣在限定在突起30之間和其周圍的空隙38中自由擴散和流動，從而帶走水分和熱量。這些好處通常包括使腳舒適和健康，同時也可延長鞋子的壽命。
在腳墊10的腳支承面中，每個突起30包含有大量的彈性材料如橡膠、氯丁橡膠、硅樹脂等類似材料。因此當腳墊10承受更大的重量時，突起30將該增加的向下壓力傳遞給墊子主體24，這樣彈性的突起30產(chǎn)生變形。隨著壓力的增大，突起30的頂面32朝向襯墊主體24移動，并且相鄰的突起30的側(cè)面34和邊緣36彼此相向地側(cè)向移動。因而隨著重量的增加，限定在腳底、墊子22的上表面28和相鄰?fù)黄?0之間的空隙38的高度和寬度將減小。隨著重量增加，空隙體積減小，壓力增大，空氣被迫大體上朝向腳墊10的周邊26流動。當人的重量離開腳墊時會發(fā)生相反的情況。一般來說，腳墊10的任何循環(huán)加載和卸載將交替地從腳支撐面40中排出空氣并且將空氣吸進腳支承面40中，從而使腳底透氣。
繼續(xù)參考圖1，并且現(xiàn)在還參考圖7，當根據(jù)本發(fā)明的腳墊10承受非常大的重量時，將相應(yīng)非常大的向下壓力傳遞到墊子主體24的突起30變形到這樣一種程度，從而在腳支承面40上的相鄰?fù)黄?0的側(cè)面34彼此接觸，從而基本上消除了相鄰?fù)黄?0之間的空隙38。突起30幾乎沒有更多的空間體積來擴展，突起30變得更加能夠抵抗進一步的變形，從而提供了一種更牢固的腳支承面40。另外具體參考圖7，相鄰?fù)黄?0的相互平行間隔開的邊緣36限定了相鄰?fù)黄?0的頂面32的互補布置，這樣相鄰?fù)黄?0的頂面32彼此接近，從而提供了一種基本上連續(xù)且基本上均勻支撐的腳支承面40。
繼續(xù)參考圖1和圖7，在該優(yōu)選實施例中，相鄰?fù)黄?0之間的這種協(xié)作是在一種向下壓力下實現(xiàn)的，該向下壓力與被預(yù)定為由使用該腳墊的大多數(shù)人靜止站立并且左右腳承重相等所施加的重量值相對應(yīng)。例如，如果可接受的高百分比的人群需要具體尺碼的腳墊(例如美國男人的9號腳墊)在靜止站立在水平面上時估計承受的重量為60磅，那么在每只腳墊的腳支承面40內(nèi)的突起30必須具有特定的尺寸和體積特性，這樣相鄰?fù)黄?0的頂面32在腳墊承受了與每只腳上60磅重量相對應(yīng)的向下壓力時將相互接近，從而提供一種基本上連續(xù)的且基本上均勻支撐的腳支承面40。如果墊子主體24或在墊子22之下的鞋底是不規(guī)則的或極易變形的，則為了在預(yù)定重量下獲得所要求的結(jié)果，可以對突起30的尺寸或體積特性適當?shù)剡M行一些進一步的調(diào)整。在本發(fā)明中，導(dǎo)致上述協(xié)作出現(xiàn)的向下壓力被稱為轉(zhuǎn)變值。當然在給定的情況下，腳墊10的一些部分可以受到小于轉(zhuǎn)變值的向下壓力，而其它部分將受到大于轉(zhuǎn)變值的向下壓力。
該優(yōu)選實施例的優(yōu)點之一是在一種相對簡單的通用腳墊中提供了透氣性、緩沖性和舒適靜態(tài)支承的優(yōu)異組合。在透氣性和靜態(tài)支承之間實現(xiàn)了優(yōu)異的平衡。本發(fā)明反映了這樣一種認識即當人們在活動時，特別是在走動時將最經(jīng)常出現(xiàn)有利于腳底周圍空氣交換的循環(huán)加載和卸載。在該循環(huán)加載和卸載期間也會促進腳底的血液循環(huán)。因此由與腳墊10的突起30相對應(yīng)的任何壓力點不會產(chǎn)生不適。相反，該壓力點確實可能會對長期經(jīng)受重靜載壓力的腳產(chǎn)生不適。本發(fā)明反映了另一個認識是當必須經(jīng)受重靜態(tài)負載時，則在均勻支撐的表面上會更舒適。在透氣性不很重要的大負載情況下，本發(fā)明犧牲了透氣性以便提供一種更加舒適的腳支承面40。
本發(fā)明還反映了這樣一種認識雖然許多人喜歡能夠在走路時減輕身體沖擊的鞋，但是許多人也喜歡能夠提供牢固支撐的鞋，以便承載與旋轉(zhuǎn)、飛奔、跳躍、避閃、跳舞、爬樓梯、失穩(wěn)等活動中的動態(tài)負載。這時，許多人更關(guān)心的是鞋的牢固性和穩(wěn)定支承性而不是鞋的緩沖作用。在一些正常行走動作期間所受到的較輕和中等載荷的情況下，由于突起30相對容易地循環(huán)膨脹和收縮進空隙體積中并且空氣循環(huán)地排出和吸入，所以本發(fā)明在實現(xiàn)透氣的同時，實現(xiàn)了緩沖作用。在其它行走和其它劇烈活動期間所受到的更重的動態(tài)負載的情況下，本發(fā)明犧牲了一定程度的緩沖性，以便提供一種更牢固更穩(wěn)定的腳支撐面40。
參考圖2和3，這些圖分別顯示出結(jié)合進鞋子或拖鞋的鞋底部分中的優(yōu)選實施例。拖鞋一般在家中或長途飛行時相對不動期間穿著。當人坐著時，拖鞋可以只是支撐一條腿的部分重量。而且人們穿著拖鞋時很少進行激烈運動，并且很少需要吸收沖擊或是支撐運動活動。因此，本發(fā)明的腳墊可以如此構(gòu)成即使在施加相對較輕的負載時，相鄰?fù)黄?0的頂面32也會相互靠近，從而提供一種基本上連續(xù)的且基本上均勻支承的腳支承面40。因此對于用在拖鞋中而言，所述轉(zhuǎn)變值優(yōu)選比用在工作靴或走路或運動鞋中的轉(zhuǎn)變值更低。
腳墊的透氣、緩沖、牢固和支承均勻性之間的權(quán)衡比較常取決于環(huán)境和穿戴者的個人喜好。更偏向支撐均勻性的折衷方案可以例如通過使用更軟材料用于突起30、通過減少相鄰?fù)黄?0之間的距離、增加它們的高度、或是這些方法的任意組合來實現(xiàn)，從而使得相鄰?fù)黄?0間的頂面32更容易彼此靠近，并且提供一種基本上連續(xù)的且基本上均勻支承的腳支承面40，同時將相對更低的向下壓力傳遞給墊子主體24中。
現(xiàn)在參考圖10和11，另一個改變突起30特性的方法是在突起30中充進液體，如圖10所示，墊子主體24以及突起30的頂面32和側(cè)面34限定了內(nèi)部可以裝填氣體、液體或膠粘性塑料材料的內(nèi)部空間。這種結(jié)構(gòu)可以在許多機器中的任一種上制成，這些機器用來模制聚合物或其它樹脂材料的制品，將一定量的第二材料噴射進該制品中或者將該材料封閉在這些層之間并且將該第二材料密封在成品內(nèi)。圖11表示一種具有一個或多個與氣體或流體源相連的氣體或流體注入閥的注射模制設(shè)備。該設(shè)備穿刺突起30并通常在10～25磅/平方英寸的壓力下在其中注射一定量的氣體或液體。然后縮回閥門，受熱樹脂向內(nèi)倒塌，從而將氣體或流體密封在突起30中。
離開形成其頂面32和側(cè)面34的突起30的部分的相對大部分樹脂(在空氣或流體被注射時)流進墊子本體24，從而使得突起30的側(cè)面34變得較薄、較有柔性和收縮性。因此，當重量最終作用在突起30上時，陷在突起30內(nèi)的材料受到壓縮并且將更大部分的向下壓力傳遞到墊子主體24。突起30的側(cè)面34雖然堅固得足以限制住這些被壓縮的材料，但是柔韌得足以產(chǎn)生起波紋、彎曲或折痕而不是產(chǎn)生壓力點。
現(xiàn)在參考圖4，該圖顯示出從鞋或靴子中取出過程中的根據(jù)本發(fā)明的腳墊的可插入并且可拆除的實施例。當腳墊的周邊26與鞋內(nèi)恰在鞋底之上的空間正好匹配時，該實施例的功能最佳，所以腳墊有很少滑移的空間。該實施例的一個優(yōu)點在于它是可更換的，從而允許售賣者或使用者快捷方便地改變鞋類的通氣、緩沖和支承特性。
現(xiàn)在參考圖6、8和9，這些圖顯示出根據(jù)本發(fā)明的腳墊的其它優(yōu)選實施例，其中這些突起30分別為矩形、三角形和混合形狀。要理解的是，相鄰?fù)黄?0的邊緣36在圖6、8和9中所示的每一種示例性結(jié)構(gòu)中以相互平行分隔開的關(guān)系彼此面對。圖9舉例說明了一種以上形狀的突起30的排列，然而這些形狀間呈互補排列。而且還要理解的是，在這些示例性結(jié)構(gòu)中的每一種中，當突起30正在傳遞等于或大于轉(zhuǎn)變值的向下壓力時，相鄰?fù)黄?0的頂面32將會彼此靠近，從而提供一種基本上連續(xù)的且基本上均勻支承的腳支承面40。
現(xiàn)在參考圖13、14和15，這些圖描述了根據(jù)本發(fā)明的腳墊的其它優(yōu)選實施例。圖13顯示出大體上由12表示的腳墊，墊子22、墊子主體24、周邊26、上墊子表面28以及具有頂面32、側(cè)面34和邊緣36的突起30如前面參照圖1所述的一樣在其間限定有空隙38。在腳墊12的大部分上面，突起30的頂面32限定了腳支承面42。突起30包含有大量彈性材料并且可以相應(yīng)于被施加在它們的頂面32上的向下壓力而變形。如前面參照圖1和7所述一樣，突起30是可變形的，并且在它們之間形成的空隙體積可以響應(yīng)于在活動其間被施加在突起30的頂面32上的向下壓力的變化而改變。另外，如大體上參照圖1和7所述一樣并且如下面更詳細地所述一樣，多個相鄰?fù)黄?0在受到相對較大壓力時相互協(xié)作，從而提供一種基本上連續(xù)的且基本上均勻支承的腳支承面42。在由圖13所表示的優(yōu)選實施例中，在腳墊12的腳支承面42的腳后跟部分46、球形部分48和外緣部分50上限定了增強支承區(qū)域44。這些增強支承區(qū)域44設(shè)置成位于通常尤其是在工作和運動活動其間承受特別大的負載的腳的三個部分下面。
從圖13中大體上可以看出，這些增強支承區(qū)域44內(nèi)的每一個突起覆蓋的面積要大于腳墊12其它部分中單個突起30覆蓋的面積。然而在該實施例中和在上面圖1中所示的實施例一樣，在這些增強支承區(qū)域44的每一個的大部分上面，相鄰?fù)黄?0的邊緣36以相互平行間隔開的關(guān)系彼此面對，并且形成邊緣36和側(cè)面34的大體上互補的布置。在這些增強支承區(qū)域44的每一個的大部分上面，當突起30正在傳遞等于或大于這些具體突起30的轉(zhuǎn)變值的向下壓力時，相鄰?fù)黄?0的頂面將彼此接近，從而提供一種基本上連續(xù)的且基本上均勻支承的腳支承面。
在圖13中所示的實施例中，相鄰?fù)黄?0之間相隔開的邊緣36形成有空隙38，即使突起30自身形狀是不同的并且與腳墊12的其余部分上的突起30相比其面積通常更大，但是該空隙的寬度也是一致的。因此增強支承區(qū)域44內(nèi)，突起30覆蓋的面積要比該區(qū)域外的突起所覆蓋的面積要大。因此與腳墊12其余區(qū)域的突起30相比，增強支承區(qū)域44的突起30膨脹空間體積更小。還要理解的是，這些突起30將更不容易響應(yīng)于施加在它們上的任何向下壓力而側(cè)向膨脹，因此將提供一種比設(shè)在腳墊12其余部分上的表面更牢固的腳支承面。如果腳墊12打算為非常劇烈的躲閃或猛跑運動提供更牢固的支承，則與在這些加強區(qū)域44中的一個的給定部分上面的突起30相關(guān)的轉(zhuǎn)變值與腳墊12其余部分上的突起30的轉(zhuǎn)變值相比可以優(yōu)選相對較高。
穿著有包括根據(jù)在圖13所示的本發(fā)明實施例的腳墊的鞋子的人將在那些增強支承區(qū)域上享受增強的支承，腳的那些部分可以最有利地使用那種支承來負重、轉(zhuǎn)向、跳躍、猛跑、攀登等等。另外，當增強支承區(qū)域44沒有受到大加載的期間，在一定程度上將更希望透氣性和緩沖性勝過支承均勻性。因此，本發(fā)明的該實施例實現(xiàn)了在透氣性、緩沖性、牢固性和支承均勻性之間的優(yōu)選平衡，并制作成對腳的特定部分作出變化。
繼續(xù)參照圖13并且另外現(xiàn)在還參照圖14和15，這些附圖描述了另一個優(yōu)選實施例，其中在增強支承區(qū)域44中的突起30比在腳墊12其余部分上的突起30更高。圖14、15表示如由圖13大體上所示一樣的腳墊12的球形部分48和后跟部分46的相應(yīng)剖視圖。當一個人的腳底輕輕地?？吭谀_墊12上時，在加強支承區(qū)域44中的突起30的頂面32將開始把腳支承在墊子22的上表面28的上面，并且當所施加的負載還很輕時，在一定程度上僅僅通過接觸在腳墊12的一部分上的突起30的頂面32支承腳底。因此，位于增強支承區(qū)域44之間的腳墊12的那些部分的透氣性將提高。在該實施例中，在加強支承區(qū)域44中的突起30的高度最終是根據(jù)總體設(shè)計考慮和使用者的偏好來確定的，并且其范圍一般在0.2到0.5英寸之間。優(yōu)選的是，腳墊12的增強支承區(qū)域44和任意相鄰區(qū)域之間突起高度的轉(zhuǎn)變是逐漸的，從而避免了在相鄰?fù)黄?0之間和其邊緣36之間的高度出現(xiàn)較大的不連續(xù)。
當一個人開始更重地站立在該腳墊12上時，彈性突起30會產(chǎn)生變形。當突起30的側(cè)面34響應(yīng)于腳墊12的任何輕柔的循環(huán)加載和卸載擴展或和收縮進空隙38中時可以同時享受到透氣性和緩沖性。當施加更大的載荷從而在增強支承區(qū)域44中的突起30上的向下壓力等于或超出那些突起30的轉(zhuǎn)變值時，相鄰?fù)黄?0的頂面32將互相靠近，從而提供一種基本上連續(xù)的且基本上均勻支承的腳支承面。但是，由于具有比腳墊12其余部分上面的突起30更大的初始高度，所以在增強支承區(qū)域44中的突起30將可以提供更大的緩沖，因為它們的頂面32在給定的壓力下將會被壓縮更大的距離。這樣，由圖14和圖15所示的實施例能夠提高對于人腳的三個承載部分的支承和緩沖，并且能夠整體提高腳的透氣性。
現(xiàn)在參照圖16和圖17，這些圖描述了根據(jù)本發(fā)明的腳墊的另一個示例性實施例，其中在至少一個突起30的頂面32中形成有空腔52。如所示一樣的空腔52可以形成作為使突起30更容易響應(yīng)于向下壓力而變形的裝置。在圖17所示的優(yōu)選實施例中，空腔52是圓柱形的，并且深度與突起30的高度一樣，從而對于給頂空腔直徑而言，可以提供最大的額外空隙體積。實際上，可以將多個這種空腔52加入到突起30中。空腔52的直徑是有限制的，或者其形狀也可以變?yōu)闄E圓或者是其它類似形狀，以便保持或提高突起30的頂面32在受重壓下所提供的支承均勻性。
現(xiàn)在參考圖18，該圖顯示出根據(jù)本發(fā)明的腳墊的示例性實施例，該腳墊包括用于鞋子的鞋底或鞋墊的后跟部分。如在14處大體上所示的后跟部分包括墊子22、墊子主體24、周邊26、上墊子表面28以及具有頂面32、側(cè)面32和邊緣36的突起30，從而在它們之間形成有空隙38，并且具有如前面參照圖13和圖15所述的結(jié)構(gòu)和協(xié)同作用。如前面參照圖1-4所述一樣，該后跟部分可以與鞋子的鞋底部分一體地形成，或者可以單獨形成然后連接在或是鋪設(shè)在鞋底上面。根據(jù)本發(fā)明的后跟部分的另一個可選實施例可以通過只是形成參照圖1所述的那種腳墊的后跟的方式來提供，該后跟部分以與如圖18所示相同的方式被切割并模制成為與鞋子的后跟部分相對應(yīng)的形狀。
雖然前面已經(jīng)對根據(jù)本發(fā)明的腳墊的幾個實施例進行了詳細說明。但是應(yīng)該理解的是，上述說明只是示例性的而不是對本發(fā)明進行限制。在腳墊上面可以設(shè)置有或沒有紋理的覆蓋層。在腳墊上面可以有一個有紋理或沒有紋理的覆蓋層。該腳墊無需覆蓋鞋子的整個鞋底；它可以被用于、粘貼在、結(jié)合進鞋底的任何一個部分。具體地說，突起30不必只局限于正多邊形或規(guī)則多邊形，甚至可以不是多邊形；只要維護相鄰?fù)黄?0之間相互協(xié)作可以形成彎曲形狀。另外，在本發(fā)明內(nèi)的切實可行的范圍內(nèi)，加強支承區(qū)44可以根據(jù)突起30的不同區(qū)域、高度或間隔，根據(jù)突起30的體積或根據(jù)這些變量的任意組合來限定。要理解的是，上述實施例以及沒有提到的實際上無盡的實施例很容易落入在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。因此，本發(fā)明將只由下面所述的權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求
1.一種腳墊，包括尺寸和形狀設(shè)定成用來鋪設(shè)在穿有鞋子、軟鞋等的腳下方的墊子，所述墊子具有一上表面；設(shè)置在所述上表面上的多個突起；每個所述突起具有頂面、多個側(cè)面和多個由所述側(cè)面與所述頂面相交所限定的邊緣；多個所述邊緣在相互接近的突起上成相互平行的關(guān)系；所述突起設(shè)置成用來接受施加在其所述頂面上的向下壓力，并且用來將所述向下壓力傳遞給所述墊子；所述突起能夠在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換，所述第一狀態(tài)在所述向下壓力不超過預(yù)定轉(zhuǎn)變值時出現(xiàn)，所述第二狀態(tài)在所述向下壓力超過所述轉(zhuǎn)變值時出現(xiàn)；在所述第一狀態(tài)下，所述突起的側(cè)面與所述墊子的上表面一起在其間形成有空隙；在所述第二狀態(tài)下，所述突起的邊緣鄰接并形成基本上連續(xù)的且均勻支承的表面。
2.如權(quán)利要求1所述的腳墊，其特征在于，所述空隙的體積隨著所述向下壓力的增加而減小。
3.如權(quán)利要求1所述的腳墊，其特征在于，多個所述突起的邊緣將所述突起的頂面限定為多邊形。
4.如權(quán)利要求3所述的腳墊，其特征在于，所述多個突起的邊緣將所述突起的頂面限定為正多邊形。
5.如權(quán)利要求3所述的腳墊，其特征在于，所述多個突起的邊緣將所述突起的頂面限定為六邊形。
6.如權(quán)利要求3所述的腳墊，其特征在于，所述多個第一突起的邊緣將其所述頂面限定為m邊形，分散在所述多個第一突起之中的多個第二突起的邊緣將其所述頂面限定為n邊形，m和n為如此選擇的整數(shù)，以使得多個第一和第二突起的邊緣在相互接近的突起上設(shè)置成相互平行的關(guān)系。
7.如權(quán)利要求1所述的腳墊，其特征在于，所述多個突起的邊緣的尺寸是一致的。
8.如權(quán)利要求1所述的腳墊，其特征在于，包括分別具有第一和第二轉(zhuǎn)變值的多個第一和第二突起。
9.如權(quán)利要求1所述的腳墊，其特征在于，包括其頂面的每個突起分別具有第一和第二表面積的多個第一和第二突起。
10.如權(quán)利要求1所述的腳墊，其特征在于，包括分別具有第一和第二突起高度的多個第一和第二突起。
11.如權(quán)利要求1所述的腳墊，其特征在于，包括分別具有第一和第二轉(zhuǎn)變值以及第一和第二突起高度的多個第一和第二突起，所述第一轉(zhuǎn)變值大于所述第二轉(zhuǎn)變值，并且所述第一突起高度大于所述第二突起高度。
12.如權(quán)利要求1所述的腳墊，其特征在于，包括分別具有第一和第二轉(zhuǎn)變值以及第一和第二突起高度的多個第一和第二突起，所述第一轉(zhuǎn)變值大于所述第二轉(zhuǎn)變值，并且所述第二突起高度大于所述第一突起高度。
13.如權(quán)利要求1所述的腳墊，其特征在于，包括分別具有第一和第二空隙體積與突起體積的比值的多個第一和第二突起；所述相應(yīng)空隙體積的每一個都是根據(jù)所述相應(yīng)多個突起的相互靠近的突起的相應(yīng)高度和側(cè)面并根據(jù)所述墊子的上表面來確定的，每一個所述相應(yīng)突起的體積都是根據(jù)所述突起的相應(yīng)高度、側(cè)面和頂面并且根據(jù)所述墊子的上表面來確定的。
14.如權(quán)利要求1所述的墊子，其特征在于，至少一個所述突起的頂面限定出一空腔。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種應(yīng)用于鞋子的鞋底、鞋墊或鞋根部分的腳墊(10)，該腳墊(10)具有其上設(shè)有多個彈性突起(30)的上表面。這些突起(30)的頂面(32)形成一腳支承面，其中相鄰?fù)黄?30)的相互平面間隔開的邊緣形成了頂面的互補布置。相鄰?fù)黄?30)的側(cè)面(34)在其間限定出可將空氣從腳下循環(huán)排出的空隙。當承受重壓時，相鄰?fù)黄?30)的頂面(32)相互接近，從而提供一種基本上連續(xù)的且均勻支承的腳支承面。本發(fā)明還描述了選擇用于在承受重負載時對透氣性、緩沖性和穩(wěn)定舒適支承進行優(yōu)化組合的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還描述了選擇設(shè)置用于腳的重負載部分的增強支承結(jié)構(gòu)。
文檔編號A43B17/10GK1434683SQ00819147
公開日2003年8月6日 申請日期2000年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月10日
發(fā)明者戴維·K·勒格佐克 申請人:戴維·K·勒格佐克