鞋類溫度控制方法和裝置制造方法
【專利摘要】本文公開了溫度控制元件，該溫度控制元件用于可控地調節(jié)和/或改變鞋類的溫度，由此調節(jié)和/或改變穿鞋者的腳部的溫度。在多種實施方案中，溫度控制元件(TCE)可被容納在鞋類的鞋頭襯里內，并且控制單元可被容納在鞋類的鞋舌內。在一些實施方案中，該控制單元可包含用戶接口或被聯接到用戶接口，該用戶接口也可被容納在鞋類的鞋舌內。在一些實施方案中，袋可被設置在鞋類的鞋舌內，用于接收被配置為向系統(tǒng)供電的電源，以及在多種實施方案中，該袋也可被用于安排多種部件之間的電導線的路徑。
【專利說明】鞋類溫度控制方法和裝置
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求享有2012年7月2日提交的、標題為“鞋類溫度控制方法和裝置(Footwear Temperature Control Method and Apparatus) ” 的美國臨時專利申請N0.61/667, 358的優(yōu)先權，該美國臨時專利申請的全部公開內容以整體引用的方式納入本文。

【技術領域】
[0003]本文中的實施方案涉及鞋類(諸如靴子和鞋子)，且尤其涉及具有布置在鞋類鞋面(footwear upper)(諸如鞋頭(vamp)和/或鞋舌)的一部分中的一個或多個溫度控制元件的鞋類。

【背景技術】
[0004]在鞋類通常被穿著的條件中，溫度波動會對穿鞋者的舒適感和安全性具有顯著影響。為了在寒冷的環(huán)境中幫助保持穿鞋者的腳部溫暖，鞋類通常包括多種隔熱材料。雖然有些效果，但在嚴寒環(huán)境中僅隔熱可能不足以維持安全的或舒適的腳部溫度。此外，在較溫暖的環(huán)境中或在穿鞋者消耗大量能量的情況下，隔熱鞋類可能存在問題，因為隔熱鞋類困住了熱量和濕氣從而可能導致腳部過熱。另外，有循環(huán)問題(諸如，外周動脈疾病或雷諾氏現象)的個體在調節(jié)腳部溫度方面具有困難，尤其是在寒冷環(huán)境中。
[0005]已經開發(fā)了一些系統(tǒng)，其中電加熱系統(tǒng)被集成到鞋類主體內并由便攜式電源供電。然而，這些加熱系統(tǒng)很容易出現故障。例如，加熱元件可能是易碎的并且可能容易損壞。當傳導通路損壞時，加熱鞋類變得不工作。由于鞋類中的加熱部件的集成性質，一旦損壞，這些系統(tǒng)就不可修理或修理成本很高。此外，將加熱元件集成在鞋類內存在很大的制造困難，因為將所述元件放置到鞋類的鞋面、鞋底夾層或外底是耗費勞力的并且需要精確的縫合以避免損害導體。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]通過下面結合附圖的詳細描述將容易理解實施方案。在附圖的圖中以實施例的方式而非限制的方式例示了實施方案。
[0007]圖1例示根據多種實施方案的、用于鞋類的溫度控制系統(tǒng)；
[0008]圖2是根據多種實施方案的、關于圖1中示出的控制元件/用戶接口、充電端口以及電源的特寫視圖；
[0009]圖3例示根據多種實施方案的、附接到鞋類物品的鞋腰(quarter)襯里和鞋舌的鞋頭襯里加熱器；
[0010]圖4示出根據多種實施方案的、圖3的鞋頭襯里的剖視圖，例示了電導線到鞋舌的路徑；
[0011]圖5例示根據多種實施方案的、用于鞋類的溫度控制系統(tǒng)的鞋舌部件進出通路選項(access opt 1n)的一個實施例；
[0012]圖6例示根據多種實施方案的、圖5中例示的鞋舌部件進出通路選項的另一個視圖；
[0013]圖7例示根據多種實施方案的、用于鞋類的溫度控制系統(tǒng)的鞋舌部件進出通路選項的另一個實施例；以及
[0014]圖8例示根據多種實施方案的、圖7中例示的鞋舌部件進出通路選項的另一個視圖。

【具體實施方式】
[0015]在下面的詳細描述中，參考構成本說明書的一部分的附圖，且在附圖中以例示方式示出了可實踐的實施方案。應該理解的是，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，可以利用其他實施方案以及進行結構變化或邏輯變化。因此，下面的詳細描述不具有限制意義，并且實施方案的范圍由所附權利要求和它們的等同物限定。
[0016]可以按照可能有助于理解實施方案的方式將多種操作描述為按順序的多個離散操作；然而，描述順序不應被認為暗示這些操作是依賴順序的。
[0017]出于描述目的，形式為“A/B”或“A和/或B”的短語意味著(A)、⑶、或(A和B)。出于描述目的，形式為“A、B和C中的至少一個”的短語意味著(A)、⑶、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)、或(A、B和C)。出于描述目的，形式為“ (A)B”的短語意味著⑶或(AB)，即A是可選元件。
[0018]本描述可以使用術語“實施方案”或“多個實施方案”，它們均可指一個或多個相同或不同的實施方案。此外，關于實施方案使用的術語“包括”、“包含”、“具有”以及類似物都是同義的。
[0019]在多種實施方案中，提供了用于鞋類的溫度控制系統(tǒng)，其中鞋頭襯里可包括布置在其內的溫度控制元件(在本文中被稱為“TCE”)。如本文中使用的，術語“鞋頭”指的是鞋類鞋面的、覆蓋腳部前部并且可選地向后一直延伸到鞋腰上的接合處的節(jié)段，而術語“鞋腰”指的是鞋面的覆蓋腳后跟的后部和側部。如本文中使用的，術語“鞋頭襯里”指的是對應于鞋頭的襯里部分。
[0020]在多種實施方案中，當鞋頭襯里TCE聯接到便攜式電源(例如，蓄電池或電池單元等)時，鞋頭襯里TCE可適于生成熱量或吸收熱量，例如，以升高和/或降低襯里的溫度，從而升高和/或降低由穿鞋者腳部感知的鞋類溫度。在一些實施方案中，電氣部件(諸如，電源、控制單元、和/或用戶接口可以位于鞋類的鞋舌部分內，并且可被電氣地聯接到TCE。
[0021]TCE可包括加熱元件、冷卻元件或它們的組合。在一些實施方案中，加熱元件可包括編織到或聯接到鞋頭襯里內的傳導紗線纖維，諸如由加利福尼亞州洛杉磯Fibretixmic公司制造的那些傳導紗線纖維。在其他實施方案中，加熱元件可包括鑲嵌、蝕刻或印刷在聯接到鞋頭襯里的基板上的金屬或非金屬導體。在另一些實施方案中，加熱和/或冷卻元件可包括可控制鞋頭襯里的溫度的一個或多個壓電式和/或熱電式加熱器和/或冷卻器。
[0022]在多種實施方案中，控制單元、電源、用戶接口和/或恒溫器可被電氣地聯接到TCE并且適于調節(jié)該系統(tǒng)，以根據需要控制鞋頭襯里的溫度。在一些實施方案中，控制單元和/或用戶接口可被布置在鞋類上，使得穿鞋者通過操縱設置(例如，在控制單元和/或用戶接口上的設置)可以控制鞋頭襯里溫度，或者可以遠程控制鞋頭襯里溫度，例如，使用有線接口或無線接口。在其他實施方案中，可使用恒溫器自動控制襯里溫度。在一些實施方案中，電源、控制單元、和/或用戶接口可被設置在鞋類的鞋舌上，該位置可提供用戶對多種部件的良好可接近性，甚至當該鞋類正被穿著時。
[0023]圖1例示根據多種實施方案的、用于鞋類的溫度控制系統(tǒng)100的一個實施例。如圖1中例不的，在多種實施方案中，鞋頭襯里102 也可被稱為鞋頭襯里墊可被設定大小以適配在具有各種形狀和配置的鞋類內。如例示的，鞋頭襯里102可包括被布置在其內且被配置用于提供加熱源和/或冷卻源的TCE 104。在多種實施方案中，TCE 104可包括一個或多個傳導元件106，該一個或多個傳導元件106可被有策略地按圖案布置在至少一部分襯里102周圍。
[0024]在一些實施方案中，傳導元件106的分布可被定位成向全部或大多部分鞋頭襯里102提供溫度控制，從而被配置成向整個前腳提供加熱或冷卻。在其他實施方案中，傳導元件106可被定位在鞋頭襯里102的前向部分或球狀部分/足尖部分內。在多種實施方案中，這可是一種有利的配置，因為足尖和/或前腳通常是腳部由于減少的循環(huán)而變得寒冷或過熱的部分。在其他實施方案中，傳導元件106可被定位在如所希望的其他區(qū)域或圖案中。在既具有加熱又具有冷卻元件的實施方案中，加熱和冷卻傳導元件106可以是交錯的、交替的、鄰近的或被定位在鞋頭襯里102的不同區(qū)域內。
[0025]在多種實施方案中，與將TCE定位在鞋墊或鞋底夾層內相對照，將TCE定位在鞋頭襯里內可減少對TCE的磨損和撕扯，因為鞋頭襯里一般不會受到與腳部著地相關聯的沖擊的影響。隨著時間推移，這樣的沖擊會損害加熱元件和/或冷卻元件，這可能會限制鞋類的使用壽命。因此，將加熱元件/冷卻元件納入到鞋頭襯里內的系統(tǒng)具有的使用壽命比將TCE定位在腳部下面的類似系統(tǒng)更長。此外，將TCE納入到鞋頭襯里內可便于鞋類的制造，因為在多種實施方案中將TCE納入到鞋頭襯里內比納入到鞋底夾層內更容易，例如，由于構成這兩個鞋類部分的材料不同。
[0026]在多種實施方案中，傳導元件106可由基板承載，諸如，交聯聚乙烯(PEX)、聚酰亞胺(PI)、聚氯乙烯(PVC)、氯化聚氯乙烯(CPVC)、聚烯烴(諸如，聚乙烯)、熱塑性彈性體(TPE)、熱塑性聚氨酯(TPU)、乙基醋酸乙烯(EVA)或另一種總體薄的、柔性的并且總體不易受溫度波動影響的基板。傳導元件106可包括例如可被沉積、蝕刻、印刷和/或模制到基板內的非金屬或基于金屬的線或絲。在一些實施方案中，可使用其他傳導材料，諸如具有例如傳導碳、銀離子或銅線的傳導織物。在一些實施方案中，傳導紗線可與基礎材料相互纏繞，所述基礎材料諸如包括滌綸、尼龍或纖維混紡的編織構造物。
[0027]在多種實施方案中，傳導元件106可通過電導線108a電氣聯接到控制單元/用戶接口 110，并且可允許用戶控制溫度控制系統(tǒng)100的加熱/冷卻周期。在一些實施方案中，電導線108a可包括可拆卸的聯接構件116a，該聯接構件116a可允許TCE 104 (且因此允許鞋頭襯里102和傳導元件106)與控制單元/用戶接口 110拆開。在多種實施方案中，可拆卸的聯接構件116a可包括觸點，所述觸點可以是例如正電氣端子和負電氣端子。雖然在例示的實施方案中，控制單元和用戶接口是單個部件的一部分，但是在另一些實施方案中，控制單元可以與用戶接口分立，并且用戶接口可通過電導線聯接到控制單元，電導線可選地可包括可拆卸的聯接構件。在多種實施方案中，控制單元/用戶接口 110可包括一個或多個燈或其他標記以向用戶指示系統(tǒng)的功率狀態(tài)、操作模式、和/或其他的操作信息。
[0028]在一些實施方案中，控制單元/用戶接口 110也可通過電導線108b電氣聯接到被配置用于為溫度控制系統(tǒng)100供電的電源112，電導線108b可選地包括可拆卸的聯接構件116b。在多種實施方案中，控制單元/用戶接口 110也可電氣聯接到允許從外部電源為電源112充電的充電端口 114。雖然圖1中例示了溫度控制系統(tǒng)100的多種部件的具體配置，但是本領域技術人員將理解，在其他配置中所述多種部件可被聯接在一起以適應具體應用的要求。
[0029]圖2是根據多種實施方案的、圖1中示出的控制單元/用戶接口、充電端口以及電源的特寫視圖?，F在轉到圖2，如上文所描述的，傳導元件(未示出)可通過電導線108a電氣聯接到控制單元/用戶接口 110。在一些實施方案中，電導線108a可包括可拆卸的聯接構件116a，該可拆卸的聯接構件116a可允許TCE(未示出)且因此允許鞋頭襯里和傳導元件與控制單元/用戶接口 110拆開。在多種實施方案中，可拆卸的聯接構件116a可包括由電絕緣材料(諸如，塑料)制成的夾具或卡扣，并且可包括便于使控制單元/用戶接口 112與傳導元件斷開和重新連接的特征。
[0030]類似地，電源112可通過電導線108b電氣聯接到控制單元/用戶接口 110。在一些實施方案中，電導線108b可包括可拆卸的聯接構件116b，該可拆卸的聯接構件116b可允許電源112與控制單元/用戶接口 110拆開。在多種實施方案中，可拆卸的聯接構件116b可包括由電絕緣材料(諸如，塑料)制成的夾具或卡扣，并且可包括便于使控制單元/用戶接口 112與電源112斷開和重新連接的特征。此外，充電端口 114可包括標準的可拆卸的連接器，諸如USB或微型USB端口。在多種實施方案中，系統(tǒng)的多種部件的可拆卸性可以是合意的，例如為了便于清潔、修理或替換系統(tǒng)部件。
[0031]在一些實施方案中，除了鞋頭襯里之外，該系統(tǒng)還可包括一個或多個分立的絕緣層。例如，在一些實施方案中，絕緣層可被定位在傳導元件和鞋類的外層之間，例如，在傳導元件的外表面上。在多種實施方案中，此絕緣層可包括一個或多個傳導絕緣體(諸如，氣凝膠)和/或輻射反射體(諸如，OmniHeat?反射物)。一些實施方案既可以包括傳導絕緣體又可以包括輻射反射體，允許將傳導和輻射的熱量向內引向腳部，同時允許對流熱量(例如，汗液蒸發(fā))穿過鞋類，保持腳部溫暖和干燥。
[0032]圖3是根據多種實施方案的、附接到鞋類物品的鞋腰襯里和鞋舌的鞋頭襯里的特寫視圖。在所例示的實施方案中，通過將鞋頭襯里302附著到鞋類的鞋舌318和/或鞋腰襯里320，鞋頭襯里302可被定位在鞋類內。雖然在例示的實施方案中鞋頭襯里302通過縫合被定位在鞋類鞋面內，但是本領域技術人員將理解可以使用任何附接方法。此外，雖然在具體配置中鞋頭襯里302被描述為具有特定形狀并且聯接到鞋舌318和鞋腰襯里320，但是本領域技術人員將理解鞋頭襯里302的確切形狀和位置可以被定做以適應具體應用。
[0033]圖4示出根據多種實施方案的、圖3的鞋頭襯里的剖視圖，例示了電導線到鞋舌的路徑。在所例示的實施方案中，將鞋頭襯里302聯接到控制單元/用戶接口(未示出)的電導線308可沿著鞋舌318安排路徑。在多種實施方案中，電導線308可包括可拆卸的聯接構件316，該可拆卸的聯接構件316允許控制單元/用戶接口與鞋頭襯里302脫開。
[0034]圖5例示根據多種實施方案的用于鞋類的溫度控制系統(tǒng)的鞋舌部件進出通路選項的一個實施例。在多種實施方案中，控制單元/用戶接口 510可被納入到鞋舌518內?？蛇x地，鞋舌518可被設置有可由用戶接近的袋522或套筒(例如，在鞋舌518的前表面上)，并且該袋522或套筒可被設定大小和形狀以容納電源(未示出)。可選地，袋522可包括用于安排電導線(未示出)的路徑的一個或多個開口。在具體實施方案中，袋522可配備有閉合機構524，諸如鉤環(huán)閉合部、拉鏈、卡扣等。
[0035]圖6是圖5中例示的鞋舌部件進出通路選項的另一個視圖，示出了與鞋舌518集成的控制單元/用戶接口 510。在一些實施方案中，控制單元/用戶接口 510可以是基于集成電路的系統(tǒng)的一部分，該系統(tǒng)被配置成調節(jié)和控制由電源提供給TCE的電流。在一些實施方案中，控制單元/用戶接口 510可以被配置具有例如多個設置(如高、中、低和關斷)，并且可被配置為設置一個電子恒溫器，該電子恒溫器可基于例如鞋類的內部溫度或預定設置來調節(jié)襯里溫度。在一些實施方案中，可以通過觸發(fā)按鈕一次或多次來獲得這些不同的設置，并且這些不同的設置可由控制/用戶接口 510發(fā)出的聲音或光圖案來指示。
[0036]例如，在一個具體的非限制性實施方案中，控制/用戶接口 510可根據所選擇的設置發(fā)出綠光、黃光或紅光。雖然控制單元/用戶接口 510被例示為顯示一個具體徽標，但是本領域技術人員將理解控制單元/用戶接口 510可被配置成顯示不同的形狀、配置、徽標(例如學院徽標、品牌名稱和/或圖像、體育團隊徽標)等。
[0037]在所例示的實施方案中，袋522被顯示處于打開位置并且被配備有鉤環(huán)閉合機構524，但是可用其他閉合機構取代。在多種實施方案中，袋522還可包括用于保護電源(未示出)的內套筒526。
[0038]圖7例示根據多種實施方案的用于鞋類的溫度控制系統(tǒng)的鞋舌部件進出通路選項的另一個實施例。在所例示的實施例中，袋722可包括閉合擋片728，該閉合擋片被配置用于固定和保護電源以及其他部件。閉合擋片728在圖8中被示出處于打開位置，展現了用于固定電源(未示出)的鉤環(huán)閉合機構724和內套筒726。
[0039]在多種實施方案中，該系統(tǒng)可以是可編程的以增加溫度控制鞋類的功能。例如，在多種實施方案中，控制單元/用戶接口可適于通過各種已知的接口連接(例如，USB或微型USB)聯接到計算機或手持設備?？尚薷母鞣N參數，諸如與多種設置相關的溫度范圍、光/指示器效果、和/或計時周期。在多種實施方案中，無線接口部件(諸如收發(fā)器)可被聯接到控制單元/用戶接口、或與控制單元/用戶接口集成在一起，這可允許對控制器設置的遠程控制和操作。
[0040]在多種實施方案中，控制單元/用戶接口、電源、鞋頭襯里、和/或它們之間的電連接器和導線可被用戶移除，例如，為了清潔、修理或替換已損壞、磨損或弄臟的部件。同樣地，在這些實施方案中，單個部件可被移除進行替換或修理，而不需要替換整個系統(tǒng)。類似地，在一些實施方案中，如果鞋子變臟并且需要清潔，則可將系統(tǒng)的部件從鞋類移除。
[0041]雖然本文中已經例示和描述了某些實施方案，但是本領域普通技術人員將理解，在不脫離本發(fā)明范圍的前提下，可用實現相同目的的多種替代和/或等同實施方案或實施方式取代所示出和描述的實施方案。本領域技術人員將容易理解，可以非常廣泛的各種各樣的方式實施所述實施方案。本申請旨在覆蓋本文中討論的實施方案的所有改型或變體。因此，明顯意在使實施方案僅由權利要求及其等同物限制。
【權利要求】
1.一種用于鞋類的溫度控制系統(tǒng)，包括: 鞋頭襯里，該鞋頭襯里包括適于改變鞋類的溫度的溫度控制元件； 電源，適于聯接到所述溫度控制元件并且向所述溫度控制元件供電；以及控制單元，被聯接到鞋類的鞋舌，其中所述控制單元適于聯接到所述電源并且控制所述溫度控制元件。
2.根據權利要求1所述的溫度控制系統(tǒng)，還包括用戶接口，該用戶接口操作性地聯接到所述控制單元。
3.根據權利要求1所述的溫度控制系統(tǒng)，其中所述控制單元包括用戶接口。
4.根據權利要求1所述的溫度控制系統(tǒng)，還包括適于允許所述電源再充電的充電端□ O
5.根據權利要求1所述的溫度控制系統(tǒng)，其中所述電源被可移除地聯接到所述鞋類。
6.根據權利要求1所述的溫度控制系統(tǒng)，其中所述鞋頭襯里被可移除地連接到鞋類。
7.根據權利要求1所述的溫度控制系統(tǒng)，其中所述控制單元能夠從所述鞋類中移除。
8.根據權利要求5所述的溫度控制系統(tǒng)，其中所述鞋舌包括適于接收所述電源的一個袋。
9.根據權利要求8所述的溫度控制系統(tǒng)，其中所述鞋舌還適于接收將所述鞋頭襯里聯接到所述控制單元的一條或多條電導線。
10.根據權利要求9所述的溫度控制系統(tǒng)，其中所述鞋舌還適于接收將所述控制單元聯接到所述電源的一條或多條電導線。
11.根據權利要求1所述的溫度控制系統(tǒng)，其中所述溫度控制元件包括加熱元件和/或冷卻元件。
12.根據權利要求11所述的溫度控制系統(tǒng)，其中所述加熱元件和/或冷卻元件包括導體。
13.根據權利要求12所述的溫度控制系統(tǒng)，其中所述導體被編織到所述鞋頭襯里內。
14.根據權利要求13所述的溫度控制系統(tǒng)，其中所述導體包括碳纖維。
15.根據權利要求13所述的溫度控制系統(tǒng)，其中所述導體包括傳導紗線。
16.根據權利要求12所述的溫度控制系統(tǒng)，其中所述導體包括被聯接到所述鞋頭襯里的金屬導體。
17.根據權利要求1所述的溫度控制系統(tǒng)，其中所述控制單元包括基于集成電路的系統(tǒng)，且其中所述基于集成電路的系統(tǒng)被配置用于調節(jié)由所述電源提供給所述溫度控制元件的電流。
18.根據權利要求1所述的溫度控制系統(tǒng)，其中所述電源是蓄電池。
19.根據權利要求18所述的溫度控制系統(tǒng)，其中所述蓄電池是可再充電的。
20.根據權利要求1所述的溫度控制系統(tǒng)，其中所述控制單元是可編程的。
21.根據權利要求4所述的溫度控制系統(tǒng)，其中所述充電端口包括USB端口或微型USB端口。
22.一種溫度控制鞋類系統(tǒng)，包括: 鞋類物品，該鞋類物品包括鞋頭襯里和鞋舌；其中所述鞋頭襯里包括適于改變鞋類的溫度的溫度控制元件；并且其中所述鞋舌包括控制單元/用戶接口 ；以及 電源，該電源被可移除地聯接到所述鞋類，并且適于可移除地聯接到所述溫度控制元件以及向所述溫度控制元件供電；其中所述控制單元適于可移除地聯接到所述電源并且允許用戶控制所述溫度控制元件。
23.根據權利要求22所述的溫度控制鞋類系統(tǒng)，還包括適于允許所述電源再充電的充電端口。
24.根據權利要求22所述的溫度控制鞋類系統(tǒng)，其中所述鞋類的所述鞋舌包括適于接收所述電源的一個袋。
【文檔編號】A43B23/00GK104427898SQ201380035437
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年7月2日 優(yōu)先權日:2012年7月2日
【發(fā)明者】D·W·克里斯特, J·F·斯威加特 申請人:哥倫比亞運動休閑北美公司