專利名稱：具有充有流體的囊和加固結(jié)構(gòu)的鞋類制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鞋。本發(fā)明具體地涉及用于鞋類制品的鞋底組件及制造鞋 底組件的方法，特別是涉及在囊的上和下表面之間的傾斜結(jié)合物。盡管本 發(fā)明范圍內(nèi)的鞋底組件的構(gòu)造可以有不同的變化，該鞋底組件一般包括充 有流體的囊和固定到該囊上的外部加固結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
常規(guī)的運動鞋制品包括兩個主要組成部分，鞋面和鞋底結(jié)構(gòu)。鞋面為 腳提供覆蓋面，與鞋底結(jié)構(gòu)一起安全地接收和安置腳。另外，鞋面可以具有保護腳的構(gòu)造并提供通風，因此冷卻腳并排除腳汗。鞋底結(jié)構(gòu)固定到鞋 面一較低的表面且一般位于腳和地面之間。除減小地面的反作用力外，鞋
底結(jié)構(gòu)可以提供抓地力和對腳部動作的控制，例如過度前旋(over pronation)。因此，鞋面和鞋底結(jié)構(gòu)協(xié)同運作，提供適于例如走路和跑步 的各種走動活動的舒適結(jié)構(gòu)。
運動鞋鞋底結(jié)構(gòu)一般具有分層構(gòu)造(layered configuration),包括增加 舒適的鞋內(nèi)底(insole)、由聚合物泡沫構(gòu)成的彈性鞋中底(midsole)和提 供抗磨損性和抓地力的與地面接觸的鞋外底(outsole)。適用于鞋中底的 聚合物泡沬材料包括乙基醋酸乙烯酯(ethylvinykcetate)或聚亞胺酯 (polyurethan)，其在外加負載(applied load)的作用下彈性壓縮(compress) 以減少地面反作用力和吸收能量。常規(guī)的聚合物泡沫材料是彈性可壓縮 的，部分地歸因于具有大量的開放的或封閉的氣胞，其確定出基本上被氣 體取代的內(nèi)部體積。換句話說，聚合物泡沫包括大量封有氣體的氣泡。多 次壓縮之后，氣胞結(jié)構(gòu)會惡化，因此導致泡沬的可壓縮性降低。因此，鞋 中底的力的減小和能量吸收性能隨鞋的壽命而降低。
減少聚合物泡沫鞋中底的重量和減弱多次壓縮后惡化后果的方式公 開于Rudy (魯?shù)?的第4， 183， 156號美國專利中，該專利引用于此， 在該專利中由彈性材料制成的充有流體的囊來減小地面反作用力。該囊包 括多個管狀腔沿鞋底結(jié)構(gòu)的長度方向縱向地延伸。該多個腔彼此流體連通 并共同地延伸越過(across)鞋的寬度。該囊可以封裝在聚合物泡沫材料 中，如魯?shù)系牡?， 219， 945號美國專利所披露，其全部內(nèi)容引用于此。 囊和封裝有囊的聚合物泡沫材料結(jié)合作為鞋中底。因此，鞋面固定到聚合 物泡沫材料的上表面，而鞋外底或鞋踏底部分(tread member)固定到下 表面。
上面討論的這種類型的囊一般由彈性材料制成，并在結(jié)構(gòu)上具有上、 下部分來封閉其中間的一個或多個腔。通過將連接至流體壓力源的噴嘴 (nozzle)或注射針(needle)插入到形成在囊中的充填入口 ，該多個腔加 壓至環(huán)境壓力之上。在為該多個腔加壓后，密封充填入口并移除噴嘴。適用于鞋的充有流體的囊可用兩薄層工藝制造，在該工藝中，形成兩 層分開的彈性薄層的薄片來構(gòu)成囊的整個外形。然后該薄片沿其各自的外 輪廓粘接在一起以形成密封結(jié)構(gòu)，并且該薄片的預(yù)定的內(nèi)部區(qū)域也粘接一 起，以使囊形成所需的構(gòu)造。這就是說，內(nèi)部粘接為囊提供具有預(yù)定形狀 和尺寸的腔。這種囊還可以用吹塑工藝制造，其中，熔化或軟化的管狀彈 性材料放置于模具中，該模具具有所需的整體形狀和囊構(gòu)造。模具在一處 位置具有開口，通過該開口提供壓縮空氣。壓縮空氣使得液化的彈性材料 形成模具內(nèi)表面的形狀。然后冷卻彈性材料，從而形成有所需形狀和構(gòu)造

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為具有鞋底組件的鞋類制品，該鞋底組件包括囊和加固結(jié)構(gòu)。 囊由障壁材料形成，并且囊內(nèi)封閉有施加外向壓力到障壁材料的加壓流 體。加固結(jié)構(gòu)至少部分地凹進該障壁中并粘接到該障壁材料。加固結(jié)構(gòu)的 至少一部分可以因障壁材料上的外向壓力而處于緊張中。加固結(jié)構(gòu)還可以 限制囊由于受到障壁材料上的外向壓力產(chǎn)生的膨脹或外向膨脹，加固結(jié)構(gòu) 可以由比障壁材料彈性模量大的材料制成。
囊可以包括第一表面和相對的第二表面。第一表面可以通過多個內(nèi)部 結(jié)合物與第二表面結(jié)合，該內(nèi)部結(jié)合物從囊的側(cè)壁向內(nèi)間隔。另外，囊可
以包括至少一個形成于第二表面的彎曲縮進，縮進可以延伸，例如，從囊 的外側(cè)到囊的中間側(cè)。作為選擇，縮進可以在大體上縱向的方向上延伸。 至少一個內(nèi)部結(jié)合物可以通過縮進與第一表面結(jié)合。
加固結(jié)構(gòu)可以包括第一部分、第二部分和多個連接部。第一部分可以 置于第一表面和側(cè)壁的界面位置，并且第一部分可以沿囊的腳后跟區(qū)域附 近的囊的外側(cè)、和沿囊的中間側(cè)延伸。第二部分可以從第一部分間隔，并 置于第二表面和側(cè)壁之間的界面位置。另外，第二部分可以沿腳后跟區(qū)域 附近的外側(cè)、和沿囊的中間側(cè)延伸。連接部可以沿側(cè)壁和在第一部分和第 二部分之間延伸，同時，連接部凹進入側(cè)壁。連接部還可以關(guān)于第一部分 和第二部分傾斜。本發(fā)明的另一方面包括制造用于鞋類制品的鞋底組件的方法。該方法 包括步驟由聚合物材料成型為充有流體的囊，將加固部件凹進入囊，將 加固部件粘接到囊。因此，可以將加固部件在引入聚合物材料形成囊之前
放置到模具中。
本發(fā)明表現(xiàn)出的優(yōu)點和新穎性特征在所附的權(quán)利要求中具體地列出。 為增進對本發(fā)明的優(yōu)點和新穎性特征的理解，應(yīng)參照下面描述的內(nèi)容和附 圖，其描述和闡明了涉及本發(fā)明的各種實施例及構(gòu)思。


參照附圖進行閱讀，可以更好地理解上述發(fā)明內(nèi)容及以下對本發(fā)明的
詳細說明。
圖1為根據(jù)本發(fā)明的具有第一鞋底組件的鞋制品的外側(cè)視圖。
圖2為第一鞋底組件的第一透視圖。 圖3為第一鞋底組件的第二透視圖。 圖4為第一鞋底組件的第三透視圖。 圖5為第一鞋底組件的俯視圖。 圖6為第一鞋底組件的仰視圖。 圖7為第一鞋底組件的第一側(cè)視圖。 圖8為第一鞋底組件的第二側(cè)視圖。
圖9A-9E為由圖5中的剖面線9A-9E確定的、第一鞋底組件的剖面圖。 圖9F為由圖7中的剖面線9F-9F確定的、第一鞋底組件的剖面圖。 圖9G為鞋制品的、由圖1中的剖面線9G-9G確定的剖面圖。 圖IO為第一鞋底組件的第一分解透視圖。 圖11為第一鞋底組件的第二分解透視圖。
圖12A為用于成型第一鞋底組件的模具的上模具部分的俯視圖。 圖12B為上模具部分的側(cè)視圖。圖13A為模具的下模具部分的俯視圖。
圖13B為下模具部分的側(cè)視圖。
圖14A-14E表示成型第一鞋底組件的各生產(chǎn)步驟。
圖15為根據(jù)本發(fā)明的第二鞋底組件的透視圖。
圖16為第二鞋底組件的分解透視圖。
圖17為根據(jù)本發(fā)明的第三鞋底組件的透視圖。
圖18為第三鞋底組件的分解透視圖。
圖19為第三鞋底組件的另一實施例的透視圖。
圖20為表示第三鞋底組件的再一實施例的鞋的側(cè)視圖。
圖21為第三鞋底組件的俯視圖。
圖22為根據(jù)本發(fā)明的具有第五鞋底組件的鞋制品的外側(cè)視圖。 圖23為第五鞋底組件的透視圖。
圖24為根據(jù)本發(fā)明的具有第六鞋底組件的鞋制品的外側(cè)視圖。
圖25為根據(jù)本發(fā)明的第七鞋底組件的透視圖。
圖26為根據(jù)本發(fā)明的第八鞋底組件第一側(cè)視圖。
圖27A和27B為圖26中剖面線27A和27B確定的、第八鞋底組件的 剖面圖。
圖28為與圖9E —致的剖面圖，表示第一鞋面組件的另一實施例。
圖29A和29B為與圖9C 一致的剖面圖，表示第一鞋面組件的再一實 施例。
圖30A和30B為根據(jù)本發(fā)明的第九鞋面組件的側(cè)視圖。
圖31A和31B為根據(jù)本發(fā)明的第十鞋底組件的側(cè)視圖。
圖32為根據(jù)本發(fā)明的第十一鞋底組件的穿過鞋跟區(qū)域的剖面圖。
圖33為根據(jù)本發(fā)明的第十二鞋底組件的側(cè)視圖。
圖34為根據(jù)本發(fā)明的第十三鞋底組件的側(cè)視圖。圖35A和35B為圖34中剖面線35A和35B確定的、第十三鞋底組件 的剖面圖。
圖36為第十三鞋底組件與鞋外底一起的側(cè)視圖。
圖37A和37B為圖36中剖面線37A和37B確定的、第十三鞋底組件 和鞋外底的側(cè)視圖。
圖37C為與圖37B—致的剖面圖，表示一替代構(gòu)造。
圖38為根據(jù)本發(fā)明的具有第十四鞋底組件的鞋制品的外側(cè)正視圖。
圖39A和39B為第十四鞋底組件的側(cè)視圖。
圖40A和40B為鞋外底的示意性的仰視圖。
具體實施方式
介紹
以下論述和附圖披露了適用于鞋的鞋底組件的各種實施例。另外，還 披露了一種制造鞋底組件的方法。披露了具有適于跑步的構(gòu)造的鞋、涉及 鞋底組件和制造方法的各種構(gòu)思。該鞋底組件不僅僅限于為跑步而設(shè)計的 鞋，可以應(yīng)用于運動鞋類型的大的范圍，包括例如藍球鞋、多功能訓練鞋、 散步鞋、網(wǎng)球鞋、足球鞋和遠足鞋。該鞋底組件還可以應(yīng)用于一般被認為 是非運動的鞋類型，包括正裝鞋、皮便鞋(loafers)、涼鞋和工作鞋(work boots)。因此，這里披露的構(gòu)思可應(yīng)用于大范圍的多種鞋類型。
鞋制品10，如圖1所表示，包括鞋面11和鞋底結(jié)構(gòu)12。鞋面11可 以包括縫合或粘結(jié)在一起的多種材料元件(例如紡織品、泡沫和皮革)， 以形成用于安全地和舒適地接收腳的內(nèi)部空間。材料元件可以根據(jù)鞋面11 進行選擇和定位，以選擇性地獲得例如耐久性、透氣性、耐磨性、彈性和 舒適性等性能。另外，鞋面11可以包括鞋帶，用于以慣常的方式改變內(nèi) 部空間的大小，從而在內(nèi)部空間內(nèi)固定腳，并使腳容易地進入和移出內(nèi)部 空間。鞋帶可以穿過鞋面11上的孔延伸，鞋面11的鞋舌部分可以在內(nèi)部 空間和鞋帶之間伸展。因此，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，鞋面11可以具有實質(zhì) 上常規(guī)的構(gòu)造。鞋底結(jié)構(gòu)12固定至鞋面11并包括鞋中底13和鞋外底14。如背景技
術(shù)部分所論述，常規(guī)的鞋中底主要由聚合物泡沫材料制成，例如聚亞胺酯
或乙基醋酸乙烯酯。與常規(guī)鞋中底的結(jié)構(gòu)不同，鞋中底13包括了鞋底組 件20，如圖2-11所表示，其包括充有流體的囊30和外部加固結(jié)構(gòu)40。 在跑步、走路或其它走動活動過程中，鞋10撞擊地面時，鞋底組件20減 小地面反作用力。另外，鞋底組件20可以提供穩(wěn)定性或控制腳的運動， 例如前旋度(degree of pronation)控制。鞋外底14固定到鞋中底13的下 表面，由適合接觸地面的、耐久耐磨的材料制成。鞋底結(jié)構(gòu)12可以還包 括鞋內(nèi)底18，具有薄鞋墊部件構(gòu)造。鞋內(nèi)底18可以安置在由鞋面11形成 的內(nèi)部空間內(nèi)，其位置接觸腳的跖面，因此增強鞋10的整體舒適性。
以下論述涉及基于相互位置的鞋10、鞋面11和鞋底結(jié)構(gòu)12的各種大 致的區(qū)域(general regions )。為說明的目的，鞋10可以分成三個大致的區(qū) 域腳前區(qū)域(forefootregion) 15、腳中區(qū)域(midfootregion) 16和腳后 跟區(qū)域(heel region) 17，如圖1所示。腳前區(qū)域15 —般包括鞋10的對 應(yīng)腳趾和連接跖骨和趾骨的結(jié)合部位的部分。腳中區(qū)域16—般包括鞋10 的對應(yīng)腳的拱形區(qū)域的部分，腳后跟區(qū)域?qū)?yīng)腳的后部包括跟骨。區(qū)域 15-17不是要精確的劃分鞋10的區(qū)域。相反地，區(qū)域15-17意在表示鞋10 的大致區(qū)域，以利于下面的論述。除了鞋10夕卜，區(qū)域15-17還可以應(yīng)用 于鞋面11、鞋底結(jié)構(gòu)12和其中的單個元件。
鞋底組件結(jié)構(gòu)
鞋底組件20包括上表面21和相對的下表面22。上表面21以例如粘 接的常規(guī)的方式與鞋面11固定，并且其在輪廓上可以與腳底表面的形狀 相一致。因此，上表面21可以表現(xiàn)為腳后跟區(qū)域15的高度大于腳前區(qū)域 15，而腳中區(qū)域16在兩個高度之間形成過渡。鞋底組件20的整個厚度上 的差異，表現(xiàn)為腳后跟區(qū)域15的高度大于腳前區(qū)域15的高度。通常，鞋 底組件20的厚度的范圍可以為，例如，從腳前區(qū)域15的最前端部分0.15 英寸到在腳前區(qū)域15和腳中區(qū)域16的界面的大約0.70英寸。類似地，鞋 底組件20的厚度范圍可以為，例如從0.70英寸到腳后跟區(qū)域17的大約1.20英寸。
如俯視5和圖6所示，鞋底組件20的整體形狀與腳的形狀一致。 因此，腳后跟區(qū)域17的寬度可以小于腳前區(qū)域15的寬度，以適應(yīng)腳的寬 度尺寸的變化。鞋外底14也以例如粘接的常規(guī)的方式與下表面22固定。 除了上表面21和下表面22夕卜，鞋底組件20還包括外側(cè)表面23和相對的 中間側(cè)(medial side)表面24。兩個側(cè)表面23和24暴露在鞋中底13的 部分，并且從腳后跟區(qū)域17到腳前區(qū)域15具有漸縮的構(gòu)造，以便利腳后 跟區(qū)域17和腳前區(qū)域15之間的高度差異。
囊30的主要元件有上障壁層31和下障壁層32，其實質(zhì)上不能滲透囊 30中的加壓流體。上障壁層31和下障壁層32沿其各自的外邊緣粘接一起， 以形成外圍結(jié)合物33并協(xié)同形成密封腔，加壓流體即位于該腔中。囊30 中包含的加壓流體引起向外的壓力到障壁層31和32上，該向外的壓力趨 于分開或向外擠壓障壁層31和32，因此使障壁層31和32擴張。為了限 制由于加壓流體的向外的壓力使障壁層31和32外向脹大(即膨脹)的程 度，在障壁層31和32之間形成有多個內(nèi)部結(jié)合物(bonds) 34。內(nèi)部結(jié) 合物34從側(cè)表面23和24向內(nèi)隔開，并且內(nèi)部結(jié)合物34在整個鞋底組件 20上分布。如果沒有內(nèi)部結(jié)合物34，加壓流體引起的向外的壓力會引起 囊30成一圓形或凸起的構(gòu)造，特別是在上表面21和下表面22的位置。 無論如何，內(nèi)部結(jié)合物34限制障壁層31和32在向外方向上脹大或膨脹 的程度并保持上表面21和下表面22的預(yù)期的輪廓。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)，內(nèi)部結(jié)合物34可以表現(xiàn)出各種構(gòu)造。內(nèi)部結(jié)合 物34在腳后跟區(qū)域17形成的縮進(indentations)的深度大于其在腳前區(qū) 域15形成的，以在后腳后跟區(qū)域17增加鞋底組件20的整體厚度。另外， 腳后跟區(qū)域17的各內(nèi)部結(jié)合物34的面積一般都大于腳前區(qū)域15的各內(nèi) 部結(jié)合物34的面積。內(nèi)部結(jié)合物34在上表面21和下表面22的位置也可 以不同。例如，內(nèi)部結(jié)合物34可以位于接近上表面21、表面21和22之 間的居中位置或在接近下表面22的位置。
在跑步或行走過程中，鞋底組件20 —般彎曲或折曲以適應(yīng)腳的自然彎曲，特別是腳前區(qū)域15。為了促進鞋組件20的彎曲，在囊30中形成有 一對彎曲縮進35。每一彎曲縮進35橫向地延伸越過囊30的較低部分
(lower portion)。換句話說，彎曲縮進35在側(cè)表面23和24之間延伸， 并且彎曲縮進35形成于下表面22。彎曲縮進35的位置也根據(jù)腳的跖骨和 與其最接近的趾骨之間的結(jié)合部位的平均位置選擇。特別地，兩個彎曲縮 進35隔開，即一個彎曲縮進35位于跖骨和與其最接近的趾骨之間的結(jié)合 部位的前方，而另一個彎曲縮進35位于跖骨和與其最接近的趾骨之間的 結(jié)合部位的后方。彎曲縮進35的具體位置可以選擇，例如如根據(jù)解剖學 統(tǒng)計資料所確定的，距離跖骨和與其最接近的趾骨之間的結(jié)合部位的平均 位置三個標準離差(standard deviations)。但是，彎曲縮進35的具體位置 可以根據(jù)鞋底組件20的具體形狀與所需用途而與上述位置有很大的不同。
彎曲縮進35橫向，(即在側(cè)表面23和24之間)延伸越過下表面22。 盡管，該構(gòu)造適于結(jié)構(gòu)上用于跑步和各種其它運動活動的鞋，在結(jié)構(gòu)上用 于例如藍球、網(wǎng)球或交叉訓練的的運動活動的鞋中，彎曲縮進35可以在 大體上縱向方向上(即在腳前區(qū)域15和腳后跟區(qū)域17之間)延伸。因此， 彎曲縮進35可以在各種方向上延伸，以在鞋底組件20中提供確定的彎曲 線。圖中還示出了完全越過囊30延伸的彎曲縮進35。在某些實施例中， 而是，彎曲縮進35可以僅部分地越過囊30的一部分延伸。
彎曲縮進35定義具有減小厚度的鞋底組件20的部分。已知，彎曲物 體所需的力度一般取決于物體的厚度，鞋底組件20在彎曲縮進35區(qū)域的 減小的厚度有利于彎曲。另外，部分的鞋外底14可以延伸進彎曲縮進35， 從而形成鞋底結(jié)構(gòu)12的較硬的、難壓縮的區(qū)域，其也可促進環(huán)繞彎曲縮 進35的彎曲。
彎曲縮進35在對應(yīng)于各內(nèi)部結(jié)合物34的位置的下表面22形成縮進。 參照圖9D，其示出了通過一個彎曲縮進35的剖面。關(guān)于該區(qū)域，內(nèi)部結(jié) 合物34向下延伸粘接上障壁層31和定義彎曲縮進35的下障壁層32的一 部分。某些已有技術(shù)的囊包括形成彎曲點的結(jié)合物，彎曲點可能形成相對 硬的區(qū)域，因為在彎曲點區(qū)域沒有流體墊(fluid cushion)。這就是說，彎 曲點一般形成已有技術(shù)的囊的無墊區(qū)域。與已有技術(shù)的彎曲點相比，彎曲縮進35，在內(nèi)部結(jié)合物34到彎曲縮進35的連接部分之間的區(qū)域形成囊 30的充有流體的部分。換句話說，彎曲縮進35和上障壁層31之間形成有 空間，其包括流體以使彎曲縮進35提供既適應(yīng)彎曲又能提供地面反作用 力減小的優(yōu)點。作為選擇，可以不在定義彎曲縮進35的區(qū)域形成內(nèi)部結(jié) 合物34。
多種熱塑性聚合物材料可以用于囊30，特別是障壁層31和32，包括 聚亞胺酯、聚酯、聚酯聚氨酯(polyester polyurethane)和聚醚聚氨酯
(polyetherpolyurethane)。另一種適合于囊30的材料為由熱塑性聚亞胺酯 和乙烯-乙烯醇共聚物(ethylene-vinyl alcohol copolymer)交疊層(alternating layers)構(gòu)成的薄層，如Mitchell (美切爾)等人的第5， 713， 141和5， 952， 065號美國專利所披露，其全部內(nèi)容引用于此。也可以利用該材料的 一個變更，其中中心層由乙烯-乙烯醇共聚物制成，鄰近該中心層的兩層 由熱塑性聚亞胺酯制成，外層由熱塑性聚亞胺酯和乙烯-乙烯醇共聚物的 磨配材料(regrindmaterial)制成。囊30還可以由柔性微層膜(microlayer membrane)制成，該微層膜包括交替的氣體障壁材料和彈性材料，如Bonk 等人的第6,082,025和6,127,026號美國專利所披露的，上述專利引用于此。 另外，可以利用眾多的熱塑性聚胺酯橡膠(urethanes)，例如陶氏化學公 司(Dow Chemical Company)的產(chǎn)品PELLETHANE (熱塑性聚氨酯彈性 體)、巴斯夫公司(BASF Corporation)的產(chǎn)品ELASTOLLAN (熱塑性聚 氨酯彈性體)、B.F. Goodrich公司(B.F. Goodrich Company)的產(chǎn)品ESTANE
(埃斯坦，聚氨基甲酸乙酯彈性纖維)、其全部為酯或醚基的。還可以使 用基于聚酯、聚醚、聚已酸內(nèi)酯和聚碳酸酯大粒凝膠(polycarbonate macrogels)的其它熱塑性聚胺酯橡膠，或可以使用各種氮塞(nitrogen blocking)材料。另外的適宜的材料由Rudy的第4,183,156禾B 4,219,945 號美國專利所披露，其全部內(nèi)容引用于此。另外的適宜的材料包括含有結(jié) 晶質(zhì)材料的熱塑性薄薄膜，如Rudy的第4,936,029和5，042，176號美國專 利所披露，其全部內(nèi)容引用于此，聚亞胺酯包括聚酯多元醇(polyester polyol)，如Bonk等人的第6,013,340、 6,203,868和6,321,465號美國專利 所公開，其全部內(nèi)容引用于此。囊30內(nèi)的流體可以為Rudy的第4,340,626號美國專利所披露的任何 氣體，該專利的全部內(nèi)容引用于此，例如六氟乙烷(hexafluoroethane)和 六氟化硫(sulfur hexafluoride)。該流體還可以包括例如壓縮全氟丙烷 (octafluorapropane)、氮氣或空氣的氣體。除了氣體，可以在囊30內(nèi)密封 各種凝膠體(gels)或液體(liquids)。因此，多種流體適用于囊30。關(guān)于 壓力，適宜的流體壓力為15磅每平方英寸，但是范圍可以是0到30磅每 平方英寸。因此，囊30內(nèi)的流體壓力可以相應(yīng)的高，或者在本發(fā)明某些 實施例中，流體壓力可以與環(huán)境壓力(ambientpressure)相等或略高于環(huán) 境壓力。
加固結(jié)構(gòu)40形成粘接或固定到囊30的外部的加固罩架(cage)。通 常，加固結(jié)構(gòu)40—般沿囊30外圍的四周部分延伸，加固結(jié)構(gòu)40的部分 沿鞋底組件22的側(cè)表面23和24延伸。因此，加固結(jié)構(gòu)40在上表面21 和下表面22之間延伸。另外，制成加固結(jié)構(gòu)40的材料比制成囊30的材 料表現(xiàn)出更高的彈性模量。因此，加固結(jié)構(gòu)40的構(gòu)造特性和材料特性加 固鞋底組件20。
如上面討論的，內(nèi)部結(jié)合物34從側(cè)表面23和24向內(nèi)隔開，以限制 障壁層31和32外向脹大(即膨脹)的程度，特別是在與上表面21和下 表面22相應(yīng)的區(qū)域。內(nèi)部結(jié)合物34可能不能顯著地限制側(cè)表面23和24 的外向脹大。因此，加固結(jié)構(gòu)的一個目的是限制在側(cè)表面23和24的外向 脹大的程度，從而保持鞋底組件20的預(yù)定的形狀。
加固結(jié)構(gòu)40包括上部41、下部42和多個連接部43。上部41一般表 現(xiàn)為U形構(gòu)造，位于上表面21和外側(cè)表面23及24的界面。因此，上部 41沿側(cè)表面23從腳前區(qū)域15向腳后跟區(qū)域17延伸，并圍繞腳后跟區(qū)域 17延伸，并且還沿中間側(cè)24從腳前區(qū)域15向腳后跟區(qū)域17延伸。下部 42 —般也表現(xiàn)為U形構(gòu)造，并位于上表面21和側(cè)表面23及24的界面。 盡管上部41沿整個上表面21和側(cè)表面23及24延伸，下部42在側(cè)表面 23和24延伸。換句話說，下部42覆蓋側(cè)表面23和24鄰近下表面22的 區(qū)域，但是下部42 —般延伸不到下表面22。下部42穿過腳后跟區(qū)域17 延伸并可以延伸到腳中區(qū)域16。如附圖所示，然而，下部42延伸不到腳前區(qū)域15。連接部43沿側(cè)表面23和24延伸，并且還在上部41和下部 42之間延伸。連接部43在上部41和下部42之間沿傾斜方向延伸。更具 體地，連接部43表現(xiàn)為向前傾斜的構(gòu)造，但也可以為實質(zhì)上垂直或向后傾斜。
上部41、下部42和連接部43共同形成多個孔來暴露囊30的一部分。 孔至少在腳后跟區(qū)域17沿側(cè)表面23和24延伸，孔的形狀一般取決于連 接部43的方向和上部41及下部42的構(gòu)造。形成在整個加固結(jié)構(gòu)40的孔 具有多種形狀，包括例如平行四邊形、卵形、六邊形、三角形、圓形或 各種非幾何形狀?？椎男螤顣绊懠庸探Y(jié)構(gòu)40的壓縮特性，并可以選擇， 從而為加強結(jié)構(gòu)提供特定的性質(zhì)。
加固結(jié)構(gòu)40限制側(cè)表面23和24外向脹大的程度，從而保持鞋底組 件20的預(yù)定的形狀。也就是說，囊30中的加壓流體將障壁層31和32向 外壓，加固結(jié)構(gòu)40限制側(cè)表面23由于流體作用的膨脹。因此，加固結(jié)構(gòu) 40的一部分置于加壓流體的張力下。盡管上部41和下部42會經(jīng)受這種張 力，沿側(cè)表面23和24延伸的連接部43—般會經(jīng)受更大程度的張力。因 此，連接部43置于流壓壓力引起的張力下，并起限制側(cè)表面23和24在 向外的方向上脹大或膨脹的程度的作用。
如圖2-ll所示，并論述于上的加固結(jié)構(gòu)40的具體構(gòu)造，是便于理解 本發(fā)明的一個實施例的加固結(jié)構(gòu)40。但是，在本發(fā)明的進一步的實施例中， 加固結(jié)構(gòu)40的構(gòu)造可以顯著地改變，例如，上部41可以限制在后腳跟區(qū) 域17和腳中區(qū)域16，上部41可以中在上表面21的一部分延伸，或上部 41可以僅在側(cè)表面23和24的一部分延伸。類似地，下部42可以穿過區(qū) 域15-17的每一區(qū)域延伸，或下部42可以在下表面22的一部分延伸。連 接部43可以還表現(xiàn)為在腳中區(qū)域16和腳前區(qū)域15沿側(cè)表面23和24延 伸的構(gòu)造，并且，連接部43的數(shù)量和尺寸可以顯著的不同。因此，在本 發(fā)明的范圍內(nèi)加固結(jié)構(gòu)40可以具有多種構(gòu)造。
加固結(jié)構(gòu)40凹進入囊30，如此加固結(jié)構(gòu)40的外向表面大體上與囊的 表面21-24平齊。參照圖9F，其表示穿過鞋底組件20的一部分的剖面圖。如該剖面圖所示，連接部43的向外表面大體上與外側(cè)表面23平齊。因此， 側(cè)表面23形成接收連接部43的凹進。也就是說，側(cè)表面23彎曲進囊30 以形成安置連接部43在凹陷。如此，加固結(jié)構(gòu)40的各種外向表面大體上 與囊30的表面21-24平齊。形成加固結(jié)構(gòu)40的各種外向表面大體上與囊 30的表面21-24平齊，為鞋底組件20提供平坦的外部構(gòu)造的優(yōu)點。但是， 在本發(fā)明的某些實施例中，加固結(jié)構(gòu)40的外向表面可以插進或凹進囊30 中，或可以從囊30中向外凸出。
各種接收加固結(jié)構(gòu)40的凹進表示在分解圖10中。更具體地說，囊30 定義第一凹進51、第二凹進52和多個第三凹進53。第一凹進51對應(yīng)上 部41的位置，并因此在上表面21的周邊附近延伸。部分的第一凹進51 還在上表面21和側(cè)表面23及24的界面沿側(cè)表面23和24延伸。第二凹 進52對應(yīng)下部42的位置，并因此鄰近在腳后跟區(qū)域17和部分的腳中區(qū) 域16的外圍結(jié)合物33安置。另外，多個第三凹進53在第一凹進51和第 二凹進52之間延伸，以對應(yīng)連接部43的位置。
可以利用例如注射成型(injection-molding )工藝或壓縮模塑 (compression-molding)工藝用各種材料制成加固結(jié)構(gòu)40。適合于加固結(jié) 構(gòu)40的材料包括聚酯、熱固性氨基甲酸乙酯、熱塑性氨基甲酸乙酯、尼 龍類、上述材料的混合物或包括玻璃纖維的混合物。另外，加固結(jié)構(gòu)40 可以由高撓曲模數(shù)的聚醚嵌段酰胺(polyether block amide)制成，例如 阿托菲納公司(Atofma Company)生產(chǎn)的PEBAX。聚醚嵌段酰胺提供有 益于本發(fā)明的多種性能，包括低溫下的高沖擊阻力，在負40攝氏度到正 80攝氏度的溫度范圍內(nèi)性質(zhì)變化很小，對多種化學物質(zhì)抗降解，交替彎折 (alternative flexure)時的低滯后性。另一種適合于加固結(jié)構(gòu)40的材料是 聚對苯二甲酸丁二醇酯(polybutylene terephthalate)，例如杜邦公司(E丄 duPont de Nemours and Company)生產(chǎn)的HYTREL。也可以通過將玻璃纖 維或碳纖維混入上面論述的聚合物材料制成混合材料，以提高加固結(jié)構(gòu)40 的強度。
如上面所論述的，制成加固結(jié)構(gòu)40的材料比制成囊30的材料顯示出 更高的彈性模量。制成囊30的材料一般是彈性的，而制成加固結(jié)構(gòu)40的材料會顯示出半剛性或剛性性質(zhì)。囊30和加固結(jié)構(gòu)40的比較還是會涉及 熔點和再結(jié)晶溫度(recrystalizationtemperatures)。如下面詳細的論述，制 成囊30的材料和制成加固結(jié)構(gòu)40的材料通過模塑工藝(molding process) 結(jié)合。盡管囊30和加固結(jié)構(gòu)40的熔點和再結(jié)晶溫度會有顯著地不同，熔 點差異小于35攝氐度及再結(jié)晶溫度差異至少5攝氐度會對有利于生產(chǎn)工 藝。在某些實施例中，制成囊30的材料的極限拉伸強度小于制成加固結(jié) 構(gòu)40的材料的極限拉伸強度。
盡管加固結(jié)構(gòu)40可以由單種材料制成，在本發(fā)明的某些實施例中， 兩種或多種材料可以組合在加固結(jié)構(gòu)40中。例如，上部41可以由顯示出 比制成下部42和連接部43的材料的硬度低的材料制成。該構(gòu)造提供鄰近 鞋面11的更柔軟的材料，其可以增加鞋10的舒適性并促進鞋底結(jié)構(gòu)12 和鞋面11的粘接。對應(yīng)外側(cè)表面23的部分的加固結(jié)構(gòu)40也可以由比對 應(yīng)中間側(cè)表面24的部分的加固結(jié)構(gòu)40硬度更小的材料制成。另外，某些 實施例可以改變加固結(jié)構(gòu)40的全部材料，以為加固部分40的特定部分提 供特定的壓縮、穩(wěn)定和彈性性能。
如上所述，在跑步、行走或其它走動活動過程中鞋10撞擊地面時， 鞋底組件20提供地面反作用力的減小。另外，鞋底組件20可以為腳運動 提供穩(wěn)定性或其它控制，例如前旋度控制。鞋底組件20提供的地面反作 用力減小程度，以及鞋底組件20控制腳運動的方式，主要取決于囊30和 加固結(jié)構(gòu)40的構(gòu)造及制成囊30和加固結(jié)構(gòu)40的材料的性質(zhì)。因此，囊 30和加固結(jié)構(gòu)40的構(gòu)造及其所使用的材料的改變，都可以用于調(diào)整或控 制地面反作用力減小及鞋底組件30的運動控制性質(zhì)。鞋底組件20構(gòu)造以 控制地面反作用力減小和鞋10動運動控制性能的方式，將在下面的文字 中作詳細的論述。
下表面22在鞋底組件的后側(cè)部分(rear-lateral portion)形成有向上傾 斜區(qū)域25，以允許鞋在腳后跟撞擊后，向前和向中間側(cè)平滑地旋轉(zhuǎn)。如圖 1、 6和7所示，部分的囊30和形成外側(cè)表面23的加固結(jié)構(gòu)40的垂直厚 度在腳后跟區(qū)域17后部分減小。形成傾斜區(qū)域25的厚度減小的基本原理， 與跑步過程中腳的典型運動有關(guān)，其過程如下最初，腳后跟撞擊地面，然后是腳的圓形部分(the ball of the foot)。腳后跟離開地面時，腳向前 旋轉(zhuǎn)所以腳趾發(fā)揮接觸作用，最后整個腳離開地面開始下一個循環(huán)。在腳 與地面接觸并向前旋轉(zhuǎn)期間，還伴隨著從外側(cè)或側(cè)面向里面或中間旋轉(zhuǎn)， 該過程被稱為前旋。當腳在空中并準備下一個循環(huán)，，被稱為后旋的相反 的過程發(fā)生。
傾斜區(qū)域25的優(yōu)點是，允許鞋10從腳后跟撞擊位置，其中僅有鞋底 結(jié)構(gòu)12的后側(cè)部分與地面接觸，向腳的實質(zhì)部分與地面接觸的位置平穩(wěn) 過渡。也就是說，傾斜區(qū)域25允許鞋IO在腳后跟撞擊后，向前和向中間 側(cè)平滑地旋轉(zhuǎn)。與囊30—樣，加固結(jié)構(gòu)40的厚度也被減少以形成傾斜區(qū) 域25。此外，連接部43的位置可以選擇以使傾斜區(qū)域25位置的兩相鄰的 連接部43之間形成間隔。相鄰的連接部43之間的間隔，通過在傾斜區(qū)域 25的位置為鞋底組件20提供更大的可壓縮性，進一步促進從腳后跟撞擊 位置的平滑過渡。
鞋底組件20的特定區(qū)域的可壓縮性影響鞋底組件20的地面反作用力 減小和運動控制性質(zhì)。通常，將鞋底組件制成外圍區(qū)域(即，鄰近側(cè)表面 23和24的區(qū)域)比內(nèi)部區(qū)域可壓縮性小，可增加鞋底組件20的穩(wěn)定性。 在鞋底組件20中外圍可壓縮性減小的一種方式可通過加固結(jié)構(gòu)40實現(xiàn)。 繞鞋底組件20的外圍的加固結(jié)構(gòu)40的位置，加上形成加固結(jié)構(gòu)40的材 料的半剛性、低彈性特性，可起減小外圍的可壓縮性的作用，從而增加穩(wěn) 定性。
各種內(nèi)部結(jié)合物34的分布和構(gòu)造也會影響鞋底組件20的可壓縮性和 彈性。通常，內(nèi)部結(jié)合物34從側(cè)表面23和24向內(nèi)間隔，且內(nèi)部結(jié)合物 34彼此地相互間隔。內(nèi)部結(jié)合物34在囊30中形成縮進。表面21和22 總體上是水平的，而形成障壁層31和32的材料在總體上垂直方向延伸， 以形成內(nèi)部結(jié)合物34的縮進。在鞋底組件20壓縮時，形成內(nèi)部結(jié)合物34 的垂直延伸的材料也壓縮、彎曲或變形，從而減小在直接鄰接內(nèi)部結(jié)合物 34的區(qū)域內(nèi)的鞋底組件20的可壓縮性。也就是說，內(nèi)部結(jié)合物34的出現(xiàn) 減小在直接鄰接內(nèi)部結(jié)合物34的區(qū)域內(nèi)的鞋底組件20的可壓縮性。將腳從外面或外側(cè)向內(nèi)部或中間側(cè)旋轉(zhuǎn)的前旋是跑步是腳的自然運 動。但是一些人前旋到通常認為是不希望的程度，因此，鞋底組件20的 構(gòu)造可以限制前旋的程度。如上面所論述，內(nèi)部結(jié)合物34減小鞋底組件
在特定區(qū)域的可壓縮性。通過在鞋底組件20的中間側(cè)布置大量的，例如 內(nèi)部結(jié)合物34，可以減小中間側(cè)的可壓縮性。因為腳從外側(cè)向中間側(cè)旋轉(zhuǎn)， 增加的可壓縮性可以作用為限制腳的前旋程度。因此，可以選擇內(nèi)部結(jié)合 物34的分布以控制腳的例如前旋的運動。
鞋底組件20的地面反作用力減小和運動控制特性也會受到加固結(jié)構(gòu) 40的構(gòu)造的影響。可以選擇上部41、下部42和連接部43的尺寸，以為 部分的加固結(jié)構(gòu)40提供特定等級的彈性和可壓縮性。例如，鞋底組件20 的外圍區(qū)域的可壓縮性可以通過上部41的整體厚度的改變來選擇。類似 地，腳后跟區(qū)域17的可壓縮性可以通過連接部43在尺寸或數(shù)量上的改變 選擇。加固結(jié)構(gòu)40的厚度在上部41和下部42之間也可以為漸縮的，以 控制加固結(jié)構(gòu)40的可壓縮性或限制壓縮過程中加固結(jié)構(gòu)折皺或彎曲程度。 另外，例如，連接部43的中間區(qū)域可以比上或下部厚，以提供特定的可 壓縮性。在本發(fā)明的某些實施例中，加固結(jié)構(gòu)40可以由兩種或多種材料 制成。如上面所論述的，讓鞋底組件20具有表現(xiàn)出較小的中部可壓縮性 的結(jié)構(gòu)可以減小腳的前旋程度。因此，為加固結(jié)構(gòu)40的外側(cè)選擇的材料 可以比為加固結(jié)構(gòu)40的中間側(cè)選擇的材料具有更小的彈性模量，從而減 小中間側(cè)的可壓縮性。
制造工藝
適合于鞋底組件20的一種制造工藝使用模具100，如圖12A-13B所 示。模具100包括上模具部分110和相應(yīng)的下模具部分120。當結(jié)合一起 時，模具110和120形成空腔，該空腔具有實質(zhì)上等于鞋底組件20的外 部尺寸的尺寸。模具100可以用于熱成型(thermoforming)囊30，并同 時粘接或固定加固結(jié)構(gòu)40到囊30的外部。通常，加固結(jié)構(gòu)40置于上模 具部分110內(nèi)，兩片熱塑性聚合物薄片置于模具部分110和120之間。然 后熱塑性薄片吸入模具100的輪廓，兩片熱塑性薄板的至少一片接觸并粘接到加強結(jié)構(gòu)40。另夕卜，模具部分110和120壓縮熱塑性薄片至一起以形 成外圍結(jié)合物33。 一旦熱塑性薄片已與囊30的形狀一致，加固結(jié)構(gòu)40 即粘接到熱塑性薄片上，外圍結(jié)合物形成，囊30可以用流體加壓并密封， 從而形成鞋底組件20。
上模具部分110分別表示于圖12A和12B，包括空腔lll，其形成與 上表面21和側(cè)表面23及24 —致的鞋底組件20的各部分。脊部112繞空 腔111延伸，并形成部分的外圍結(jié)合物33。另外，多個凸起113從空腔 lll的表面延伸，并形成部分地內(nèi)部結(jié)合物34。因此，上模具部分110的 位于脊部112限制的(bounded)區(qū)域的部分，形成上表面21和側(cè)表面23 及24。脊部112的擴展從空腔111向外延伸，并形成L形通道114。如下 面詳細的論述，通道114用來形成管道(conduit),通過該管道可以將流 體注入鞋底組件20。上模具部分110的另一個特征是多個槽孔(slot vents) 115，分布在整個空腔lll。在鞋底組件20的形成過程中，聚合物材料的 熱塑性薄片吸入上模具部分110的輪廓時，孔115為空氣提供出口。
下模具部分120分別表示于圖13A和13B，包括表面121，其形成與 下表面22對應(yīng)的鞋底組件的部分。脊部122繞表面121延伸，并與脊部 112結(jié)合，形成外圍結(jié)合物33。另外，多個凸起123從表面121延伸，并 結(jié)合凸起113形成內(nèi)部結(jié)合物34。因此，下模具部分120的位于脊部122 限制的區(qū)域的部分，形成下表面22。脊部122的擴展從表面121向外延伸， 并形成L形通道124。通道124結(jié)合通道114形成管道，通過該管道可以 將流體注入鞋底組件20。下模具部分120的另一個特征是多個槽孔125， 分布在整個表面121。在鞋底組件20的形成過程中，聚合物材料的熱塑性 薄片吸入下模具部分120的輪廓時，孔115為空氣提供出口。
下面將論述利用模具100由加強結(jié)構(gòu)40和障壁層31和32形成鞋底 組件20的方法。例如，可以利用注射成型工藝由上面述論的材料形成加 固結(jié)構(gòu)40。然后用例如清潔劑或酒精清潔加固結(jié)構(gòu)40，以除去表面雜質(zhì)， 例如脫膜劑或指紋。還可以等離子處理加固結(jié)構(gòu)40的表面，以增加與囊 30的粘接。在成形和清潔后，加固結(jié)構(gòu)40被置于模具部分110和120之間，然 后放上上模具部分110，如圖14A和14B相應(yīng)地所示。如上述文字的論述， 上模具部分110形成與上表面21和側(cè)表面23及24相應(yīng)的鞋底組件20的 部分。在上面實施例所論述的鞋底組件20中，加固結(jié)構(gòu)40通常粘接到上 表面21和側(cè)表面23及24。因此，將加固結(jié)構(gòu)40置于上模具部分110, 如圖14B所示，適當?shù)姆胖眉庸探Y(jié)構(gòu)40于上模具部分110中以成形鞋底 組件20?？梢岳酶鞣N技術(shù)來固定加固結(jié)構(gòu)40和上模具部分110，包括: 例如，真空系統(tǒng)、多封口 (various seals)、非永久性粘接元件。另外，加 固結(jié)構(gòu)40可以包括各種定義開孔的接片，上模具部分110可以包括凸起， 其嚙合上述開孔以固定加固結(jié)構(gòu)40和上模具部分110。
多個管道可以延伸穿過模具100，以引導例如水的熱的流體穿過模具 100。熱的流體將整個模具IOO的溫度升高至大約180華氏度。如上所述， 加固結(jié)構(gòu)40置于模具100中，并從模具100上導熱，因此加固結(jié)構(gòu)40的 溫度升高至大約180華氏度。在本發(fā)明的某些實施例中，可以在放置加固 結(jié)構(gòu)40到模具100中之前將其加熱，以減少制造時間。
在將加固結(jié)構(gòu)40放置入上模具部分110后，加熱形成障壁層31和32 的一對熱塑性聚合物薄片，然后將其置于模具部分110和120之間，如圖 14C所示。障壁層31和32被加熱到的溫度取決于所使用的特定的材料。 如上所述的，障壁層31和32可以由多種材料制成，包括熱塑性聚亞胺酯 和乙烯-乙烯醇共聚物的交替層，其具有350到360華氏度之間的熔化溫 度。障壁層31和32的表面可以被加熱的溫度在400到450華氏度之間， 該溫度一般會熔化障壁層31和32的表面，而內(nèi)部不熔化。
在成型之前，上障壁層31的厚度可以比下障壁層32的厚度更厚。盡 管在成型之前障壁層31和32可能表現(xiàn)出不同的厚度，但在成型之前障壁 層31和32的每一層都可以具有實質(zhì)上均勻的厚度。在成型之前，適合于 上障壁層31的厚度范圍為0.045到O.O卯英寸， 一個優(yōu)選的厚度為0.075 英寸；在成型之前，適合于下障壁層32的厚度范圍為0.045到0.065英寸， 一個優(yōu)選的厚度為0.055英寸。盡管下障壁層32僅形成下表面22，上障 壁層31形成上表面21和側(cè)表面23及24。厚度上有差別的原理是，上障壁層31將伸展至較大的程度以形成上表面21和側(cè)表面23及24。因此， 障壁層31和32在伸展前的厚度的原始差異在上障壁層31的薄化中得到 補償，該補償可能發(fā)生在形成上表面21和側(cè)表面23及24過程中上障壁 層31的伸展或變形。
一旦障壁層31和32被放好，然后這樣定位模具部分110和120，脊 部112和脊部122對齊，并且多個凸起114對齊凸起123。在該位置，模 具部分110和120的形成對應(yīng)于鞋底組件20的區(qū)域定位于障壁層31和32 相對側(cè)，并且也對齊。然后模具部分110和120平移彼此靠近，這樣模具 100接觸和壓縮障壁層31和32，如圖14D所示。
當模具100接觸并壓縮部分障壁層31和32，例如空氣的、具有相對 于環(huán)境空氣正壓力的流體，可以注入到障壁層31和32之間，以引導障壁 層31和32相應(yīng)的接觸并一致于模具110和120的輪廓?？梢允褂枚喾N方 法來加壓障壁層31和32之間的區(qū)域。例如可以引導流體通過由通道114 和124形成的管道。也就是說，可以放置注射針在障壁層31和32之間以 及通道114和124之間，以輸送流進管道并進入形成鞋底組件20的區(qū)域 的流體?？諝庖部梢詮恼媳趯?1及32和模具部分110及120之間的區(qū)域， 通過孔115和125排出，因此吸引障壁層31和32到模具部分110和120 的表面。換句話說，在障壁層31及32和模具部分110及120的表面之間， 至少可以形成部分真空。另外，吸引障壁層31和32到模具部分110和120 的表面也吸引障壁層31和32與加固結(jié)構(gòu)40接觸。因此，在該部分制造 工藝中，障壁層31和32接觸并粘接至加固結(jié)構(gòu)40。
當障壁層31和32之間的區(qū)域被加壓，空氣從障壁層31和32之間及 從模具部分H0和120之間的區(qū)域除去，障壁層31和32與模具100的形 狀相一致并粘接一起。更具體地說，障壁層31和32伸展、彎曲或沿空腔 111的表面和表面121延伸，并形成囊30的大體的形狀。脊部112和脊部 122也壓縮障壁層31和32的線性區(qū)域，以形成外圍結(jié)合物33。另外，由 于在凸起113和123之間被壓縮，障壁層31和32符合凸起113和123的 形狀并粘接一起，從而形成內(nèi)部結(jié)合物。盡管障壁層31和32沿空腔111的表面和表面121延伸，上障壁層31 通常不接觸空腔111被加固結(jié)構(gòu)40覆蓋的部分。而是上障壁層31接觸并 被壓縮至加固結(jié)構(gòu)40的內(nèi)向表面，從而將上障壁層31粘接至加固結(jié)構(gòu)40。 參照圖9F，連接部43的外向表面總體上與外側(cè)表面23平齊，外側(cè)表面 23形成接收連接部43的凹進。也就是說，外側(cè)表面23彎曲入囊20以形 成安置連接部43的凹陷。該構(gòu)造產(chǎn)生于加固結(jié)構(gòu)40置于上模具部分110 中，并且上障壁層31與加固結(jié)構(gòu)40的內(nèi)向表面壓縮、并粘接到加固結(jié)構(gòu) 40的工藝。
加固結(jié)構(gòu)40的各個外向表面大體上與囊30的表面21-24平齊。當空 氣加壓障壁層31和32之間的區(qū)域，空氣通過孔115和125排出模具100 時，上障壁層31和加固結(jié)構(gòu)40均被壓至空腔111的表面。上障壁層31 接觸加固結(jié)構(gòu)40的內(nèi)表面，形成加固結(jié)構(gòu)40的形狀，沿加固結(jié)構(gòu)40延 伸，并接觸空腔111的表面。如此，加強結(jié)構(gòu)40的表面成形至大體上與 囊30的表面21-24平齊。
當障壁層31和32符合模具100的形狀并粘接一起時，上障壁層31 在上部41的位置彎曲以形成側(cè)表面23和24。因此，上障壁層31在大體 上水平方向上延伸以形成上表面21 ，并且上障壁層31在上部41的位置彎 曲，以在總體上垂直的方向上延伸并形成側(cè)表面23和24。因此，上障壁 層31在成形囊30的工藝期間彎曲，以形成上表面21和側(cè)表面23及24。
如圖9F所示，加固結(jié)構(gòu)40的邊緣表現(xiàn)為傾斜構(gòu)造以促進加固結(jié)構(gòu) 40和囊30之間界面的平齊性(flushnature)。通常，如果例如加固結(jié)構(gòu)40 形成為具有無傾斜的矩形橫截面，上障壁層31需要在更大程度上伸展， 因此導致上障壁層31在鄰近加固結(jié)構(gòu)40的區(qū)域內(nèi)不適當?shù)淖儽　Ａ硗猓?沒有傾斜可能還會導致在上障壁層31和加固結(jié)構(gòu)40之間形成間隙或間 隔。因此，加強結(jié)構(gòu)40成形為具有傾斜邊緣。
在形成上障壁層31和加固結(jié)構(gòu)40之間的粘接過程中，空氣可能會封 閉在上障壁層31和加固結(jié)構(gòu)40之間，從而降低粘接效果，為了使空氣易 于從上障壁層31和加固結(jié)構(gòu)40之間排出，可以形成多個經(jīng)過加固結(jié)構(gòu)40的選定的位置的排氣孔(vent apertures) 44，并可以形成經(jīng)過與上表面21 對應(yīng)的上表面41的區(qū)域，以限制排氣孔44的可見性。排氣孔為空氣提供 出口并可以在位置上與上模具110中的各孔115對應(yīng)。
一旦鞋底組件20在模具100中成形，分開模具110和120，以使加固 結(jié)構(gòu)40和障壁層31和32可以從模具100中移出，如圖14E所示。然后 可以冷卻形成加固結(jié)構(gòu)40和障壁層31及32的聚合物材料，可以通過通 道114和124形成的管道注入加壓流體。管道然后被密封以將流體封閉在 囊30內(nèi)。另外，障壁層31和32多余的部分可以從鞋底組件20上修剪或 移除掉。該多余的部分可以循環(huán)或再利用以形成其它的熱塑性薄片。
連接部43因加壓流體處于緊張狀態(tài)，作用為限制側(cè)表面23和24外 向脹大(即，膨脹)。在加壓之前，加固結(jié)構(gòu)40和囊30通常為非緊張狀 態(tài)。然而，加壓流體在囊30上施加向外的壓力，從而置障壁層31和32 處于緊張狀態(tài)。如果沒有加固結(jié)構(gòu)40，障壁層31和32的外向上膨脹程度 會導致側(cè)表面23和24處的球形或凸起構(gòu)造。加固結(jié)構(gòu)40，特別是連接部 43限制由加壓流體向外的壓力引起的外向膨脹。因此，囊30的加壓引起 連接部43的緊張。
如上面所論述的，各內(nèi)部結(jié)合物34的分布和構(gòu)造會影響鞋底組件20 的可壓縮性。取決于凸起113和123的位置的、內(nèi)部結(jié)合物34的分布和 構(gòu)造的改變，可以用來控制各種腳運動，例如前旋。因此，腳運動可以通 過模具部分110和120的改變來控制。通過改變鞋底組件20的整體厚度、 各內(nèi)部結(jié)合物34的分布和構(gòu)造和加固結(jié)構(gòu)40的構(gòu)造，鞋10還可以構(gòu)造 以在不同的活動中使用，例如跑步、藍球和足球。鑒于，例如，鞋底組件 20的較大的整體厚度適合跑步運動，以提供較大的地面反作用力減小，較 小的整體厚度會更適合藍球和足球運動，以增加穩(wěn)定性。為跑步運動中， 控制前旋也是關(guān)鍵，凸起113和123可以分布和構(gòu)造以在鞋10準備用作 跑步時控制前旋。相反地，當鞋10準備用作藍球或足球運動時，通過凸 起113和123的分布和構(gòu)造控制的前旋程度可以減小。因此，鞋底組件20 的尺寸和構(gòu)造改變可以用來將鞋10設(shè)計為特定的運動活動。還可以讓內(nèi)部結(jié)合物34的構(gòu)造影響鞋底組件20的其它性質(zhì)，例如穩(wěn)定性。在本發(fā)明的某些實施例中，選擇的內(nèi)部結(jié)合物34可以具有長形的構(gòu)造。參照附圖，長形的內(nèi)部結(jié)合物34置于腳中區(qū)域16和腳后跟區(qū)域17的分界面并延長到中間側(cè)(medial-lateral)方向。另外的長形的內(nèi)部結(jié)合物34置于腳后跟區(qū)域17。另外的長形的內(nèi)部結(jié)合物34置于腳前區(qū)域15可以為縱向方向或中間側(cè)方向。在腳前區(qū)域15的前面部分，例如，長形的內(nèi)部結(jié)合物34縱向延伸。與圓形、三角形或其它非長形的內(nèi)部結(jié)合物34相比，長形的內(nèi)部結(jié)合物34表現(xiàn)出增加的抗剪切力，因此增加鞋底組件20的中間到側(cè)面穩(wěn)定性。因此，形成長形的內(nèi)部結(jié)合物34可以為增加鞋10的整體穩(wěn)定性的一種方法。
各種內(nèi)部結(jié)合物34的伸長程度，也對在內(nèi)部結(jié)合物34區(qū)域的鞋底組件20的可壓縮性具有影響。通常，圓形內(nèi)部結(jié)合物34比長形的內(nèi)部結(jié)合物34表現(xiàn)出更大的可壓縮性。對腳前區(qū)域15，許多內(nèi)部結(jié)合物34置于彎曲縮進35之間，表現(xiàn)為圓形構(gòu)造以增加該區(qū)域的可壓縮性。在腳前區(qū)域15的前方部分，但是許多內(nèi)部結(jié)合物34表現(xiàn)為長形的構(gòu)造，得以減小該區(qū)域的可壓縮性。
涉及內(nèi)部結(jié)合物34的構(gòu)造的不同特征影響鞋底組件20的整體構(gòu)造。通常，內(nèi)部結(jié)合物34的間隔從中間到側(cè)面方向為大約0.86英寸，但是在腳前區(qū)域15的前方部分可以在0.5到0.6英寸的范圍。內(nèi)部結(jié)合物34的間隔在通過腳后跟區(qū)域17和部分的腳前區(qū)域16、縱向方向上為大約0.98英寸，但是在腳前區(qū)域17可以為0.4到0.9英寸的范圍。表面21和22之間的過渡形成的半半徑和從內(nèi)部結(jié)合物34向內(nèi)延伸的材料，對內(nèi)部結(jié)合物34的可壓縮性具有影響，并一般選擇為在0.125和0.150英寸范圍內(nèi)。但是在腳前區(qū)域15的前方部分，該半徑可以為0.1英寸。
在鞋底組件20成形后，鞋面11可以固定到上表面21，并且鞋外底14可以固定到下表面22，從而，實質(zhì)上完成鞋10的制造?？梢哉{(diào)節(jié)鞋底組件20的表面性質(zhì)，以促進鞋底組件20與鞋10的其它組件之間的粘接。通常，下表面22和鞋外底14之間的粘接強度，例如，可以通過形成具有相對粗糙紋理的下表面22增強。盡管粘合劑可能不能有效地粘接到整個平滑表面，粗糙表面的紋理可使粘接增強。雖然，給予表面21和22相對粗糙的紋理可以增強粘接，相對粗糙的紋理的缺點是降低通過形成囊30
的聚合物材料的可見性。因此，可以給予側(cè)表面23和24相對平滑的紋理以增加鞋底組件20的該部分的可見性，當組合成鞋10時，其可見。鞋底組件20的表面性質(zhì)通常取決于模具100的表面性質(zhì)?？涨?11和表面121形成上表面21及下表面22的部分可以，因此，不如空腔lll的形成側(cè)表面23和24的部分平滑。鞋底組件20的紋理表面還可以增加囊30與加固結(jié)構(gòu)40之間的粘接。在本發(fā)明的某些實施例中，加固結(jié)構(gòu)40的內(nèi)向表面和上障壁層31的接觸加固結(jié)構(gòu)40的部分可以在粘接之前進行粗糙化處理。
如上所述，粘接鞋外底14到下表面22的步驟可以在形成鞋底組件20后執(zhí)行?？蛇x擇地，可以在模具IOO中定位一個或多個抓地元件，以在熱成型工藝過程中在抓地元件和下表面22之間形成結(jié)合物。換句話說，抓地元件可以通過與粘接加固結(jié)構(gòu)40到囊30相似的工藝，粘接到囊30。抓地元件可以為一個或多個橡膠材料元件，例如，其構(gòu)造與常規(guī)鞋外底相似。抓地元件還可以為另外的熱塑性材料元件，其加強鞋底組件20接觸地面的區(qū)域。因此，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，抓地元件可以具有各種構(gòu)造。
加固結(jié)構(gòu)40的上部41沿鞋底組件40的中間和外側(cè)延伸，并提供確定的鉗幫線(lastingline)以固定鞋面11到鞋底組件20，如圖9G所示。某些鞋底結(jié)構(gòu)的一個問題是，鞋面應(yīng)當固定到鞋底結(jié)構(gòu)的精確程度，在鞋底結(jié)構(gòu)的構(gòu)造上不明顯。參照剖面9A-9E和圖9G，加固結(jié)構(gòu)40在鞋底組件20的中間和外側(cè)均形成脊部45。脊部45為確定鉗幫表面的可確定的線，因此，確定了鞋底組件20的鞋面11可固定的部分。更具體地說，鞋面11可以固定到粘接(pasting)表面，其為上表面21的位于脊部45之內(nèi)的部分。因此，粘合劑，例如，可以置于脊45的位于中間和外側(cè)的部分之間，以適當?shù)毓潭ㄐ?1到鞋底組件20的鉗幫表面。
模具100的構(gòu)造方式影響鞋底組件20的最終性質(zhì)。例如，模具部分110和120的構(gòu)造對障壁層31和32會發(fā)生的伸展程度有影響。如上面所論述的，可以選擇障壁層31和32的厚度，以解決模塑過程中伸展的問題。但是，另夕卜，模具部分110和120可以構(gòu)造有拔模角(draft angles),以限 制障壁層31和32的伸展程度，從而控制障壁層31和32的最終厚度。例 如，各凸起113和123的拔模角可以在5到8度的范圍內(nèi)，并且可以在腳 后跟區(qū)域向上延伸13度。
模具部分110和120的構(gòu)造還影響外圍結(jié)結(jié)合物33的布置。在下表 面22和側(cè)表面23及24的界面放置外圍結(jié)合物33的一個優(yōu)點是，不受障 壁的可見性通過側(cè)表面23和24被限制。該構(gòu)造需要上障壁層31比下障 壁層32延伸更大范圍，以還形成側(cè)表面23和24。但是，在本發(fā)明的進一 步的實施例中，外圍結(jié)合物33可以置于側(cè)表面23和24的中點，或外圍 結(jié)合物33可以置于上表面21和側(cè)表面23及24之間的界面。因此，外圍 結(jié)合物33的高度可以選擇，以限制或控制在障壁層31和32的伸展。
內(nèi)部結(jié)合物34的相對高度還影響發(fā)生在障壁層31和32的伸展程度。 如果，例如，內(nèi)部結(jié)合物34放置于相對于上表面21更接近于下表面22， 則上障壁層31必須向下伸展以形成與內(nèi)部結(jié)合物34關(guān)聯(lián)的縮進。相似的， 更接近上表面21的定位內(nèi)部結(jié)合物34引起下障壁層32向上伸展形成與 內(nèi)部結(jié)合物34關(guān)聯(lián)的縮進。確定模具100的構(gòu)造時，應(yīng)當計算在障壁層 31和32的伸展程度，并且可以選擇凸起113和123的相對高度以增加或 減少發(fā)生在障壁層31和32區(qū)域的伸展程度。因此，各種內(nèi)部結(jié)合物可以 分別形成不同的高度以控制在障壁層31和32的伸展。
各種內(nèi)部結(jié)合物34的相對高度也對鞋底組件20的可壓縮性有影響。 通常，障壁層31和32的厚度與障壁層31和32的硬度成正比。在形成鄰 近下表面22的內(nèi)部結(jié)合物34時，上障壁層31被向下拖曳并伸展。伸展 減小上障壁層31的厚度并減小上障壁層31的硬度，因此，增加可壓縮性。 可是，在形成鄰近上表面21的內(nèi)部結(jié)合物34時，上障壁層31在較小的 程度上伸展，因此，增加上障壁層31的厚度并減小可壓縮性。
在熱成形工藝中障壁層31和32伸展時，障壁層31和32的厚度減小。 希望的障壁層31和32的最終厚度， 一般由鞋10的具體用途和構(gòu)造確定。 選擇外圍結(jié)合物33的位置、內(nèi)部結(jié)合物34的位置和障壁層31和32的最初厚度，可以控制障壁層31和32的伸展程度。因此，可以選擇外圍結(jié)合
物33的位置、內(nèi)部結(jié)合物34的位置和障壁層31和32的最初厚度，以在 鞋底組件20的每一區(qū)域最優(yōu)化囊30的整體厚度。
還可以利用在障壁層31和32處控制延伸程度，為部分的囊30進行 加固。通常，囊30的具有較大厚度的區(qū)域會比厚度較小的區(qū)域更耐久。 形成囊30的材料和形成加固結(jié)構(gòu)40的材料之間的彈性模量的差異，會在 囊30和加固結(jié)構(gòu)40之間的界面引起磨損。因此，可以控制在障壁層31 和32處的伸展程度，以增加鄰近加固結(jié)構(gòu)40的區(qū)域中的囊30的厚度。 如上面所論述的，可以通過多種機制控制在障壁層31和32處的伸展程度， 包括例如模具100的構(gòu)造，障壁層31和32的相對厚度，和形成內(nèi)部結(jié) 合物34的位置。
障壁層31和32的外向脹大(即，膨脹)程度，歸因于內(nèi)部結(jié)合物34 限制的加壓流體的向外的壓力。盡管有內(nèi)部結(jié)合物34，障壁層31和32 形成上表面21和下表面22的部分，在密封在囊30中的流體的壓力下， 會向外彎曲。該向外彎曲有效地彎曲障壁層31和32的部分區(qū)域，并且會 在形成囊30的熱塑性聚合物材料上引起額外的應(yīng)力。減小形成囊30的熱 塑性聚合物材料上的應(yīng)力的一種方法為，模塑或形成包括彎曲表面的障壁 層31和32，該彎曲表面與壓力作用下將發(fā)生的膨脹一致。
盡管熱成形為形成鞋底組件20的一種適宜的方法，還可以利用吹塑 工藝。通常，適合的吹塑工藝包括放置加固結(jié)構(gòu)40到兩個模具部分的至 少一個中，以及然后放置型坯(parison)到模具，例如模具部分110和120 之間。型坯通常為熔鑄的聚合物材料的空心的管狀結(jié)構(gòu)。形成型坯時，從 模具中擠壓出熔鑄的聚合物材料。型坯的壁厚可以實質(zhì)上為常數(shù)，或可以 沿型坯的周邊不同。因此，型坯的剖面圖可能表現(xiàn)為不同壁厚的區(qū)域。適 合于型坯的材料包括上面討論的囊30的材料。在模具部分之間放置型坯 后，模具部分閉合在型坯上，型坯中的加壓空氣使液化的彈性材料接觸模 具表面。然后，封閉模具部分并引入加壓空氣，使液化的彈性材料接觸加 固結(jié)構(gòu)40的表面?？諝庖部梢詮男团骱湍＞咧g的區(qū)域排出，以進一步 促進模塑和粘接。因此，鞋底組件20也可以通過吹塑工藝制成，其中加固結(jié)構(gòu)40在引入液化的聚合物材料之前置于模具中。
除了熱成型和吹塑技術(shù)外，還可以利用各種其它制造技術(shù)來形成鞋底
組件20。例如，囊30和加固結(jié)構(gòu)40可以分別成形，兩種組件可以隨后 粘接一起。還可以利用雙注射(dual-injection)技術(shù)來同時由各自的材料 形成囊30和加固結(jié)構(gòu)40。在某些實施例中，可以形成與上表面21和側(cè)表 面23及24 —致的第一元件，與下表面22 —致的第二元件可以結(jié)合其上， 然后與加固結(jié)構(gòu)40 —致的第三元件可以固定到外部。因此，可以由多種 工藝制成鞋底組件20的具有通常形狀的結(jié)構(gòu)和特征。
另外的鞋底組件構(gòu)造
上面公開的鞋底組件20的具體構(gòu)造，意在在本發(fā)明的范圍內(nèi)提供鞋 底組件的示例。然而，也可以利用各種變更構(gòu)造。參照圖15和16，示出 的鞋底組件20具有多個橋(bridges) 46，該橋46橫向越過上表面21延 伸。更具體地說，四個橋46在上部41的中間和外側(cè)之間延伸，加強鞋底 組件20的穩(wěn)定性。如圖所示，橋46為相對窄的結(jié)構(gòu)與加固結(jié)構(gòu)40形成 整體(即， 一片)結(jié)構(gòu)，因此，橋46固定到囊30。與加固結(jié)構(gòu)40的其它 部分一樣，橋46凹進囊30的縮進，并在熱成形工藝中粘接到囊30。盡管， 橋46表現(xiàn)不相對窄的，根據(jù)希望的鞋底組件20的性質(zhì)，橋46的寬度可 以顯著的增加，并且橋46可以形成一平面遍布(extends over)腳后跟區(qū) 域17。此外，橋46可以遍布下表面22或上表面21和下表面22，并且橋 46可以延伸通過腳中區(qū)域16或腳后跟區(qū)域17。因此，在本發(fā)明的范圍內(nèi)， 橋46的具體構(gòu)造可以顯著的改變。
除了橋46夕卜，鞋底組件20可以還包括多個外延(extensions) 47，如 圖17和18所示。外延47為加固結(jié)構(gòu)40從鞋底組件20向上延伸的部分。 外延47可以固定到鞋面11的外部，或可以在形成鞋面11的材料元件之 間延伸、以進一步固定鞋底組件20到鞋面11。外延47可以在腳后跟區(qū)域 17的腳部附近延伸的一個目的，例如，是為腳提供附加的支撐。因此，外 延47可以起到常規(guī)的腳后跟穩(wěn)定器(heel counter)或其它穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的效 果。盡管外延47可以表現(xiàn)為圖中所示的長形的結(jié)構(gòu)，與常規(guī)的腳后跟穩(wěn)定器的結(jié)構(gòu)的相似的相似位置的杯形結(jié)構(gòu)48，可以成為加固結(jié)構(gòu)40的一 部分，如圖19所示。在本發(fā)明的再一個實施例中，如圖20所示，外延47 可以由多個鞋帶部件49代替，其位置使可在鞋面ll的腳背部分延伸并形 成接收鞋帶的孔。因此，可以利用鞋帶部件49作為鞋帶系統(tǒng)的一部分， 改變內(nèi)部空間的尺寸，從而將腳固定在內(nèi)部空間里并方便腳進入和從內(nèi)部 空間移除。
如上面文字的所披露，囊30形成單一的、密封的腔以封入加壓流體。 參照圖21，其所示出的囊30具有由結(jié)合物38隔斷的第一腔36和第二腔 37。第一腔36通過區(qū)域15-17的每一區(qū)域延伸，然而第二腔37只限于腳 后跟區(qū)域17。第二腔37中的流體壓力可以小于第一腔36中的流體壓力， 以使囊30的不同區(qū)域表現(xiàn)出不同的地面反作用力減小和可壓縮性性質(zhì)。 在進一步的實施例中，囊30可以其其它部分結(jié)合兩個或多個分開的密封 腔。因此，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，分開的密封腔的構(gòu)造及腔內(nèi)流體的壓力可 以顯著地改變。
常規(guī)的運動鞋制品的鞋底結(jié)構(gòu)通常含有(incorporates)聚合物泡沫材 料，例如聚亞胺酯或乙基醋酸乙烯酯。聚合物泡沫的一個缺點涉及壓縮形 變(compression set)概念。當一個人使用一鞋類制品時，鞋底結(jié)構(gòu)反復 地被壓縮。聚合物泡沫材料通常具有大量充氣單元，在反復壓縮后，該充 氣單元可能會破裂或惡化，因此，改變鞋底結(jié)構(gòu)的地面反作用力減小或穩(wěn) 定特性。與常規(guī)的鞋底結(jié)構(gòu)相比，如上所述的，鞋底結(jié)構(gòu)12沒有并入聚 合物泡沫材料。如上所述的，在某些實施例中，聚合物泡沫材料18可以 與鞋底組件20結(jié)合使用。
在上面論述的鞋底組件20的各種實施例中，鞋底組件20通過區(qū)域 15-17的每一區(qū)域延伸，因此，在腳的縱向長度的實質(zhì)部分延伸。參照圖 22和23，鞋底組件20僅通過腳后跟區(qū)域17延伸，聚合物泡沫材料18在 腳前區(qū)域15和腳中區(qū)域16形成中底13。因此，鞋底組件20可以僅通過 鞋10的縱向長度的一部分延伸。在進一步的實施例中，鞋底組件20還可 以限制在鞋底結(jié)構(gòu)12的單側(cè)。例如，鞋底結(jié)構(gòu)12的外側(cè)可以由鞋底組件 20組成，而中間側(cè)由泡沫材料18組成。在再進一步的實施例中囊30的一部分可以由泡沫材料18代替，如此，加固結(jié)構(gòu)40 —并沿囊30和泡沫材
料18延伸。
鞋底組件20可以直接粘接到鞋面11，如圖1所示。作為選擇，聚合 物泡沫材料18可以在鞋底組件20和鞋面11之間延伸，如圖24所示。因 此，泡沫材料18的上表面可以粘接至鞋面11，鞋底組件20可以粘接到泡 沬材料18的下表面。所示的泡沬材料18具有大約鞋底組件20 —半的高 度，但是泡沫材料18和鞋底組件20的相對厚度可以顯著地改變。
為囊30和加固結(jié)構(gòu)40選擇的材料可以表現(xiàn)出不同的機械性能，例如 彈性模量。然而，除了機械性能外，為囊30和加固結(jié)構(gòu)40選擇的材料還 可以表現(xiàn)出不同的視覺性能(visual properties)。例如，囊30可以由大體 上透明的材料(clear material)制成，但是加固結(jié)構(gòu)40可以由大體上半透 明或不透明的材料制成。另夕卜，囊30和加固結(jié)構(gòu)的顏色可以不同。因此， 形成鞋底組件20的材料的視覺性能的一些方面可以改變，包括透明性和/ 或顏色。
圖25示出了鞋底組件20'，具有囊30'和粘接到囊30'外部的加固結(jié)構(gòu) 40'。同鞋底組件20—樣，加固結(jié)構(gòu)40'形成加固罩架，其粘接或固定到囊 30'的外部。通常加固結(jié)構(gòu)40'大體上沿囊30'的外圍部分延伸，并且部分的 加固結(jié)構(gòu)40'順著囊30'的側(cè)表面延伸。因此，加固結(jié)構(gòu)40'在囊30'的上、 下表面之間延伸。另外，形成加固結(jié)構(gòu)40'的材料可以比形成囊30'的材料 表現(xiàn)出更高的彈性模量。因此，加固結(jié)構(gòu)40'的構(gòu)造和材料特性可以加固 囊30'。
當組合成鞋類制品時，鞋底組件20'可以封裝入聚合物泡沫材料，例 如聚亞胺酯或乙基醋酸乙烯酯。因此，鞋底組件20'可以取代鞋類制品的 常規(guī)鞋底結(jié)構(gòu)中的常規(guī)的充有流體的囊?？梢酝ㄟ^泡沫材料中的孔暴露部 分的鞋底組件20'，以達到從鞋的外部的可見性，或者可以通過泡沬材料 將整個鞋底組件20'封裝起來。鞋底組件20'也可以具有一個以上具有不同 壓力流體的腔。
對鞋底組件20的結(jié)構(gòu)的另一個考慮涉及鞋底組件20的不同部分的相對可壓縮性。在走路、跑步或其它走動活動中，鞋底組件20在地面和腳 之間被壓縮，部分的鞋底組件20因此而變形。影響鞋10的穩(wěn)定性的一個
因素是，在外加負載下下表面21和側(cè)表面23及24的壓縮或變形程度。 如果，例如，下表面22鄰近外側(cè)表面23的部分比下表面22鄰近中間側(cè) 表面24的部分的壓縮程度更大，鞋底組件20支承腳的外側(cè)的部分可能變 的不穩(wěn)定并允許腳向外側(cè)旋轉(zhuǎn)。在外加負載作用下鞋底組件20表面的壓 縮或變形程度，可以通過增加補充層(supplemental layer) 60限制，如圖 26-27B所示。另外，補充層60可以減小相對尖銳的物體(例如，石子、 刺、釘子)刺破囊30的概率。
補充層60粘接到下表面22并增加鞋底組件20變形的阻力，因此， 鞋10的整體穩(wěn)定性。如圖所示，補充層60不向上延伸、進入與內(nèi)部結(jié)合 物34和彎曲縮進35的關(guān)聯(lián)的各輪廓，因此，允許下障壁層32形成輪廓 的部分壓縮而沒有補充層60引入的額外的阻力。但是，在某些實施例中， 補充層60可以延伸進入與內(nèi)部結(jié)合物34和彎曲縮進35的關(guān)聯(lián)的各輪廓， 或者補充層60可以延伸進入選擇的輪廓。作為一個例子，補充層60可以 延伸進入最接近中間側(cè)24的輪廓，以抵抗腳的前旋(即，向前旋轉(zhuǎn))。此 外，補充層60可以在與內(nèi)部結(jié)合物34對應(yīng)的區(qū)域定義各種孔。
補充層60還表現(xiàn)為通過整個下表面23延伸。然而在某些實施例中， 補充層60的位置在僅在腳后跟區(qū)域17,或僅在下表面22鄰近中間表面 24的部分。補充層60還可以形成有 L，該孔鄰近下表面22的邊緣放置補 充層材料。
補充層60可以由上面討論的用于障壁層31和32的任何材料制成。 當，例如，障壁層31和32由熱塑性聚亞胺酯材料制成時，補充層60也 可以由熱塑性聚亞胺酯制成以利于各層之間的粘接。補充層60的厚度對 鞋底組件20的壓縮限制的程度有影響。通常，補充層60的厚度較大提供 較大的壓縮阻抗，厚度較小提供較小的壓縮阻抗。如上面所論述的，在成 型之前，下障壁層32的適宜的厚度范圍為0.03到0.10英寸， 一個優(yōu)選的 厚度為0.055英寸。補充層60可以也具有該范圍的厚度，但是根據(jù)需要的 壓縮阻抗的大小，可以從該范圍擴展。鞋底組件20的另一種構(gòu)造表示在圖28中。與圖9A、 9B和9E所示 的、 一般水平構(gòu)造的內(nèi)部結(jié)合物34相比，圖28公開的障壁層31和32之 間的一對內(nèi)部結(jié)合物34'是傾斜(inclined)或有坡度的(sloped)。如上面 所論述的，內(nèi)部結(jié)合物34的相對高度影響發(fā)生在障壁層31和32處的伸 展程度。如果，例如，內(nèi)部結(jié)合物34放置于比上表面21更接近于下表面 22，障壁層31必然向下伸展以形成與內(nèi)部結(jié)合物34關(guān)聯(lián)的縮進。相似的， 定位內(nèi)部結(jié)合物34更接近上表面21引起下障壁層32向上伸展形成與內(nèi) 部結(jié)合物34關(guān)聯(lián)的縮進。部分的障壁層31和32的伸展程度影響障壁層 31和32的厚度。因此，內(nèi)部結(jié)合物34的位置對障壁層31和32的厚度有 影響。
內(nèi)部結(jié)合物34'相對于上表面21或下表面22的平面是傾斜的。具體 地說，內(nèi)部結(jié)合物34'在遠離各自的側(cè)表面23和24的方向上形成向下傾 斜的延伸。該方向使內(nèi)部結(jié)合物34'的較高部分鄰近側(cè)表面23和24，上障 壁層31鄰近側(cè)表面23和24的區(qū)域伸展成相對小的程度，以形成內(nèi)部結(jié) 合物34'。也就是說，由于內(nèi)部結(jié)合物34'構(gòu)造，上障壁層31的延伸在鄰 近側(cè)表面23和24的位置減少。在該區(qū)域減少的延伸為上障壁層31提供 較大的厚度，因此增加上障壁層31鄰近側(cè)表面23和24處的耐久性和穩(wěn) 定性。
內(nèi)部結(jié)合物34'的方向使內(nèi)部結(jié)合物34'的較低部分接近鞋底組件20 的中間區(qū)域，上障壁層31鄰近中間位置的區(qū)域伸展至相對大的程度以形 成內(nèi)部結(jié)合物34'。也就是說，由于內(nèi)部結(jié)合物34'構(gòu)造，在上障壁層31 處的伸展在中間區(qū)域增加了。在該區(qū)域增加的延伸為上障壁層31提供較 小的厚度，因此增加上障壁層31在中間區(qū)域的可壓縮性。
結(jié)合物在障壁層31和32之間的構(gòu)造可以與圖28所示的具體的構(gòu)造 不同。例如，障壁層31和32之間的所有結(jié)合物可以具有與內(nèi)部結(jié)合物34' 相似的傾斜構(gòu)造。在某些鞋類制品中，內(nèi)部結(jié)合物34'的傾向可以反轉(zhuǎn)， 這樣內(nèi)部結(jié)合物34'在運離各自的側(cè)表面23和24方向上形成向上傾斜的 延伸。圖28表示在腳前區(qū)域15通過鞋底組件20的一部分的剖面，但是 障壁層31和32之間傾斜的結(jié)合物可以位于鞋10的任意區(qū)域。關(guān)于形成鞋底組件20的制造工藝的另一個考慮涉及表面21-24的彎 曲程度。圖13A和13B表示下模具部分120具有大體上平面(planar)的 區(qū)域，用來形成下表面22。當鞋底組件20從模具100中移除并時，處于 未膨脹和未壓縮的狀態(tài)，因此，下表面22會表現(xiàn)出基本上平面的構(gòu)造。 根據(jù)鞋底組件20的受壓程度，下表面22可能向外彎曲以使下表面22表 現(xiàn)為大體上凸起的構(gòu)造。為了限制下表面22向外彎曲并表現(xiàn)為大體上彎 曲的構(gòu)造的程度，下模具部分120可以制成以具有用于形成下表面22的 彎曲區(qū)域，從而給予下表面22在未受壓狀態(tài)下一凹入的形狀。
參照圖29A，鞋底組件20表現(xiàn)為未膨脹的構(gòu)造，并且下表面22表現(xiàn) 為大體上凹入的構(gòu)造。如上所述的，提供具有用于成形下表面22的凸起 區(qū)域的下模具部分20，可以給予下表面22—凹入的構(gòu)造。加壓后，流體 施加向外的壓力到下障壁層32并使下表面22變形成大體上平面的構(gòu)造， 如圖29B所示。提供具有平面構(gòu)造的下表面22的一個優(yōu)點是，因為對抗 凸起的構(gòu)造，增加鞋10的整體穩(wěn)定性。
首先形成表現(xiàn)為凹入構(gòu)造的下表面22，為壓力下給予下表面22大體 上平面的構(gòu)造提供了一種有效的方法。相似的構(gòu)思也可以應(yīng)用于上表面21 和側(cè)表面23及24。也就是說，成型之后，上表面21和側(cè)表面23及24 也可以表現(xiàn)為凹入的構(gòu)造，以給予加壓下大體上平面的構(gòu)造。通常地，可 以利用模具100的形狀來根據(jù)鞋底組件20的應(yīng)用和所需的構(gòu)造，為表面 21-24提供任意構(gòu)造(即，凹入、平面或凸起)。
如上面所論述的，在本發(fā)明的某些實施例中，兩種或多種材料可以整 合到加固結(jié)構(gòu)40。參照圖30A和30B，上部41由第一材料61形成，下 部42和連接部43由第二材料62形成。作為一個例子，第一材料61可以 比第二材料62表現(xiàn)出較低的硬度。該構(gòu)造為鞋面11鄰近提供更柔軟的材 料，可以增加鞋10的舒適性并促進鞋底結(jié)構(gòu)12和鞋面11之間的粘接。 另外，該構(gòu)造促進在走路、跑步或其它走動活動中鞋底組件20的彎曲。 另一種構(gòu)造表示于圖31A和31B，加固結(jié)構(gòu)40在中間側(cè)表面24的部分由 第一材料61制成，加固結(jié)構(gòu)40剩余的部分由第二材料62制成。在這種 構(gòu)造中，加固結(jié)構(gòu)40對應(yīng)外側(cè)表面23的部分由比加固結(jié)構(gòu)40對應(yīng)中間側(cè)表面24的部分硬度低的材料制成，以抵抗腳的前旋。另外，某些實施 例可能改變整個加固結(jié)構(gòu)40的材料，以為加固結(jié)構(gòu)40的特定部分提供特
定的壓縮、穩(wěn)定和彈性特性。除了第一材料61和第二材料62，加固結(jié)構(gòu) 40可以由其它材料制成。作為一個例子，例如，第一材料61可以制成加 固結(jié)構(gòu)40在腳前區(qū)域15的部分，第二材料62可以制成加固結(jié)構(gòu)40在腳 中區(qū)域16的部分，第三材料可以制成加固結(jié)構(gòu)40在腳后跟區(qū)域17的部 分。因此，制成加固結(jié)構(gòu)40的材料的位置和數(shù)量可以顯著的不同。
例如，加固結(jié)構(gòu)40的各部分的尺寸的變化對鞋底組件20的地面反作 用力減小特性、鞋底組件20的可壓縮性、鞋底組件20的彈性或扭曲鞋底 組件20所需的扭力具有影響。參照圖32，鞋底組件20表現(xiàn)為具有一構(gòu)造， 其中位于外側(cè)表面23的連接部件43表現(xiàn)出比位于中間側(cè)表面24的連接 部件43更大的厚度。在例如網(wǎng)球運動和藍球運動的球場類型(court-style) 的運動活動中，為腳的外側(cè)提供額外支承，可以在側(cè)向截斷或其它向側(cè)面 的移動過程中、防止腳向外側(cè)的旋轉(zhuǎn)。通過增加位于外側(cè)表面23的連接 部43的厚度，可以為腳的外側(cè)提供額外的支承。作為選擇，位于中間側(cè) 表面24的連接部43可能表現(xiàn)為增加的厚度以限制跑步過程腳中的前旋。 因此，可以利用選定的連接部件43的厚度的變化來控制腳部運動或影響 鞋底組件20的其它性質(zhì)。
各連接部件43的寬度的增加也會影響鞋底組件20的地面反作用力減 小特性、可壓縮性和彈性。例如，參照圖33，鞋底組件20表現(xiàn)為一構(gòu)造， 其中連接部件43與圖8相比表現(xiàn)為寬度的增加。通過增加位于外側(cè)表面 23的連接部件43的寬度，可以為腳的外側(cè)提供額外的支承。作為選擇， 位于中間側(cè)表面24的連接部件43可以表現(xiàn)為增加的寬度，以限制在跑步 過程腳中的前旋。因此，可以利用選定的連接部件43的寬度的變化來控 制腳部運動或影響鞋底組件20的其它性質(zhì)。
參照圖34-35B，其表示出另一個實施例，其中囊30包括接收鞋外底 14的側(cè)面部分的多個鋸齒狀區(qū)域63。鋸齒狀區(qū)域63可以位于鞋10的任 何區(qū)域，但是表現(xiàn)為位于區(qū)域15和16的界面和整個腳后跟區(qū)域17。換句 話說，鋸齒狀區(qū)域63位于側(cè)表面23和24的下部。鋸齒狀區(qū)域63在囊30中凹陷，允許鞋外底14的側(cè)部分向上巻繞(wmp)，并上到側(cè)表面23和 24中的一個或兩個，如圖36-37B所示。如圖36-37B所示，鋸齒狀區(qū)域 63確保鞋外底14與加固結(jié)構(gòu)40的外表面和側(cè)表面23及24的外部平齊。 在某些運動鞋中，側(cè)表面23和24的幾部分，勝于(rather than)下表面 22，與地面接觸。具有鞋外底14向上巻繞并上到側(cè)表面23和24中的一 者或兩者的一個優(yōu)點是，在側(cè)表面23和24的任何一個接觸地面時，鞋外 底14限制地面和側(cè)表面23及24之間的滑動。
盡管，上面論述的鋸齒狀區(qū)域63用于確保鞋外底14與加固結(jié)構(gòu)40 的外表面和側(cè)表面23及24的外部平齊，但是鞋外底14可以不與鞋底組 件20的所有構(gòu)造平齊。參照圖37C，沒有鋸齒狀區(qū)域63，鞋外底14向外 延伸超過加固結(jié)構(gòu)40的外表面和側(cè)表面23及24的外部。因此，在某些 實施例中，可以沒有鋸齒狀區(qū)域63。
在上面論述的許多實施例中，鞋底組件20延伸通過鞋10的整個縱向 長度。但是，上面論述的各種概念，可以應(yīng)用于其它的僅延伸通過鞋10 的縱向長度的一部分鞋底組件20。參照圖38，鞋10表現(xiàn)為包括鞋底組件 20，延伸通過腳后跟區(qū)域17和腳前區(qū)域16的一部分。在腳中區(qū)域16，鞋 底組件20向下漸縮，形成漸縮(tapered)區(qū)域64，如圖39A和39B的每 一圖所示，與泡沫元件65連接。更具體地說，上表面21通向下表面22 以在漸縮區(qū)域減小囊30的厚度。泡沫元件65延伸過漸縮區(qū)域并接觸上表 面21。然而，鞋底組件20位于鞋10的后部區(qū)域，泡沫元件65從鞋底組 件20向前延伸并通過腳前部分15。在某些實施例中，鞋底組件20可以限 制在腳前區(qū)域15，而泡沫元件可以向后延伸并通過腳后跟區(qū)域17?？蛇x 擇地，鞋底組件20可以限制于腳中區(qū)域16，如此一對泡沫元件延伸分別 通過區(qū)域15和17。
如上面所論述，補充層60可以用來控制在外加負載作用下鞋底組件 20表面的壓縮或變形程度。作為補充層60的一個替代，或除補充層60 外，鞋外底14可以可有控制鞋底組件20表面的壓縮或變形程度的構(gòu)造。 參照圖40A，鞋外底14表現(xiàn)為具有第一區(qū)域14A和第二區(qū)域14B。第一 區(qū)域14A主要位于腳后跟區(qū)域17，而第二區(qū)域14B位于腳前區(qū)域15和腳中區(qū)域16的每一區(qū)域。與第二區(qū)域14B相比，第一區(qū)域14A可以表現(xiàn)剛 性結(jié)構(gòu)以輔助控制在外加負載作用下鞋底組件20表面的壓縮或變形程度。 另一種構(gòu)造表示于圖40B，其中第一區(qū)域14A具有U形設(shè)計。結(jié)論前面的論述公開了鞋底組件的各種實施例和鞋底組件的制造方法。通 常，鞋底組件包括充有流體的囊和沿囊延伸的加固結(jié)構(gòu)。加固結(jié)構(gòu)粘接到 囊的外部，并可以凹進入囊中。在某些實施例中，加固結(jié)構(gòu)沿囊的側(cè)表面 和在囊的上、下表面之間延伸。在鞋底組件的制造中，加固結(jié)構(gòu)可以置于 模具中，形成囊的聚合物材料可以在模塑工藝中粘接到加固結(jié)構(gòu)。本發(fā)明己通過多個實施例和附圖公開如上。上述公開的目的，是為涉 及本發(fā)明的各種特征和概念提供示例，而非限制本發(fā)明的范圍。所屬技術(shù) 領(lǐng)域的技術(shù)人員當可知道，以上描述的各實施例，可以有多種變更或修正， 其均不脫離由所附的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.具有鞋面和固定到所述鞋面的鞋底結(jié)構(gòu)的鞋類制品，所述鞋底結(jié)構(gòu)包含囊，由封閉流體的聚合物障壁材料形成，所述囊具有上表面、與其相對的下表面及在所述上表面和所述下表面之間延伸的側(cè)壁；多個從所述側(cè)壁向內(nèi)間隔并且結(jié)合形成所述上表面和所述下表面的障壁材料部分的內(nèi)部結(jié)合物，至少一個所述內(nèi)部結(jié)合物是具有傾斜構(gòu)造的的傾斜結(jié)合物；以及加固結(jié)構(gòu)，固定到所述囊的外部，并至少部分地凹進所述側(cè)壁。
2. 如權(quán)利要求1所述的鞋類制品，其特征在于，所述傾斜結(jié)合物包 括上部，所述上部置于最接近所述上表面的位置，并且所述傾斜結(jié)合物包 括下部，所述下部置于遠離所述上表面的位置，所述上部比所述下部更接近所述側(cè)壁。
3. 如權(quán)利要求2所述的鞋類制品，其特征在于，所述傾斜結(jié)合物置 于鄰近所述鞋類制品的外側(cè)的位置。
4. 如權(quán)利要求2所述的鞋類制品，其特征在于，所述傾斜結(jié)合物置 于鄰近所述鞋類制品的中間側(cè)的位置。
5. 如權(quán)利要求2所述的鞋類制品，其特征在于，所述傾斜結(jié)合物具 有朝向所述囊的中心區(qū)域的向下傾斜的方向。
6. 如權(quán)利要求1所述的鞋類制品，其特征在于，所述囊的障壁材料 與形成所述加固結(jié)構(gòu)的聚合物材料不同。
7. 如權(quán)利要求6所述的鞋類制品，其特征在于，形成所述加固結(jié)構(gòu) 的所述聚合物材料具有比所述囊的所述障壁材料大的硬度。
8. 如權(quán)利要求1所述的鞋類制品，其特征在于，所述鞋底結(jié)構(gòu)包括 固定到所述下表面的鞋外底。
9. 具有鞋面和固定到所述鞋面的鞋底結(jié)構(gòu)的鞋類制品，所述鞋底結(jié) 構(gòu)包含囊，由封閉流體的聚合物障壁材料形成，所述囊具有上表面、與其相 對的下表面及在所述上表面和所述下表面之間延伸的側(cè)壁；多個從所述側(cè)壁向內(nèi)間隔并且結(jié)合形成所述上表面和所述下表面的 障壁材料部分的內(nèi)部結(jié)合物，所述內(nèi)部結(jié)合物包括一對具有形成所述囊的 所述上表面部分的上部區(qū)域的傾斜結(jié)合物，每個所述上部區(qū)域具有朝向所 述囊的中心區(qū)域向下延伸的傾斜構(gòu)造；以及加固結(jié)構(gòu)，固定到所述囊的外部，并至少部分地凹進所述側(cè)壁。
10. 如權(quán)利要求9所述的鞋類制品，其特征在于，所述傾斜結(jié)合物位 于所述囊的相對側(cè)。
11. 如權(quán)利要求9所述的鞋類制品，其特征在于，所述傾斜結(jié)合物中的一個置于鄰近所述囊的外側(cè)的位置，所述傾斜結(jié)合物中的另一個置于鄰 近所述囊的中間側(cè)的位置。
12. 如權(quán)利要求9所述的鞋類制品，其特征在于，形成鄰近所述側(cè)壁 的上表面的障壁材料的厚度大于形成鄰近所述側(cè)壁的下表面的障壁材料 的厚度。
13. 如權(quán)利要求12所述的鞋類制品，其特征在于，形成中心區(qū)域內(nèi) 的上表面的障壁材料的厚度小于形成中心區(qū)域內(nèi)的下表面的障壁材料的厚度。
14. 如權(quán)利要求9所述的鞋類制品，其特征在于，所述囊的所述障壁 材料與形成所述加固結(jié)構(gòu)的聚合物材料不同。
15. 如權(quán)利要求14所述的鞋類制品，其特征在于，形成所述加固結(jié) 構(gòu)的所述聚合物材料具有比所述囊的所述障壁材料大的硬度。
16. 如權(quán)利要求9所述的鞋類制品，其特征在于，所述鞋底結(jié)構(gòu)包括 固定到所述下表面的鞋外底。
17. 具有鞋面和固定到所述鞋面的鞋底結(jié)構(gòu)的鞋類制品，所述鞋底結(jié)構(gòu)包含囊，由封閉流體的聚合物障壁材料形成，所述囊具有上表面、與其相 對的下表面及在所述上表面和所述下表面之間延伸的側(cè)壁，所述側(cè)壁置于 鄰近所述鞋類制品的外側(cè)和相對的中間側(cè)的位置，并且所述上表面和所述 下表面穿過所述鞋類制品的中心區(qū)域延伸；多個從所述側(cè)壁向內(nèi)間隔并且結(jié)合形成所述上表面和所述下表面的 障壁材料部分的內(nèi)部結(jié)合物，所述內(nèi)部結(jié)合物包括具有上部區(qū)域和相對的下部區(qū)域的第一傾斜結(jié)合物，所述第一傾 斜結(jié)合物的所述上部區(qū)域形成所述囊的上表面的部分，所述第一傾斜 結(jié)合物的所述下部區(qū)域形成所述囊的下表面的部分，所述第一傾斜結(jié) 合物的所述上部區(qū)域具有傾斜構(gòu)造，該傾斜構(gòu)造具有遠離所述外側(cè)并 朝向所述中心區(qū)域向下延伸的斜面；以及具有上部區(qū)域和相對的下部區(qū)域的第二傾斜結(jié)合物，所述第二傾 斜結(jié)合物的所述上部區(qū)域形成所述囊的上表面的部分，所述第二傾斜 結(jié)合物的所述下部區(qū)域形成所述囊的下表面的部分，所述第二傾斜結(jié) 合物的所述上部區(qū)域具有傾斜構(gòu)造，該傾斜構(gòu)造具有遠離所述中間側(cè) 并朝向所述中心區(qū)域向下延伸的斜面；以及加固結(jié)構(gòu)，固定到所述囊的外部，并至少部分地凹進所述側(cè)壁。
18. 如權(quán)利要求17所述的鞋類制品，其特征在于，所述第一傾斜結(jié)合物的所述下部區(qū)域具有傾斜構(gòu)造，該傾斜構(gòu)造具有朝向所述外側(cè)延伸的 向上的斜面，并且，所述第二傾斜結(jié)合物的所述下部區(qū)域具有傾斜構(gòu)造， 該傾斜構(gòu)造具有朝向所述中間側(cè)延伸的向上的斜面。
19. 如權(quán)利要求17所述的鞋類制品，其特征在于，形成所述上表面并位于所述第一傾斜結(jié)合物和所述外側(cè)之間的障壁材料的厚度大于形成 所述下表面并位于所述第一傾斜結(jié)合物和所述外側(cè)之間的障壁材料的厚度。
20. 如權(quán)利要求17所述的鞋類制品，其特征在于，所述鞋底結(jié)構(gòu)包 括固定到所述下表面的鞋外底。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有充有流體的囊和加固結(jié)構(gòu)的鞋類制品，其公開了鞋底組件(12)和制造鞋底組件的方法。通常，該鞋底組件包括充有流體的囊(30)和繞該囊延伸的加固結(jié)構(gòu)(40)。該加固結(jié)構(gòu)粘接到該囊的外部，并可以凹進入該囊。在某些實施例中，該加固結(jié)構(gòu)沿該囊的側(cè)表面并在該囊的上、下表面之間延伸。在該鞋底組件的制造中，加固結(jié)構(gòu)可以中于模具中，在模塑工藝中，聚合物材料形成的該囊可以粘接到該加固結(jié)構(gòu)。
文檔編號B29D35/12GK101642307SQ20091017128
公開日2010年2月10日 申請日期2006年10月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月14日
發(fā)明者喬依·C·林德納, 思考特·C·霍爾特, 托馬斯·法克森, 杰夫瑞·C·皮西歐塔, 菲雷德里科·J·多健, 邁克爾·A·艾文莉 申請人:耐克國際有限公司