滑雪靴的多铰接点后支撑装置 技术背景
本发明涉及滑雪靴，更具体地说，涉及一种能沿两个轴方向运动的滑雪靴。
滑雪板是在雪上滑行的多样雪橇，而滑雪者是踏在雪橇上，以沿雪橇的纵方向朝向雪橇的前方，因此滑雪者通常是踏在面向滑雪板侧面的滑雪板上，通常朝向与滑雪板的严格侧面成一小角度的方向。为将蹬踏力施加在滑雪板上滑雪者通常要弯着他的膝盖，同时向滑雪板前方倾斜，这样踝部总是既相对滑雪者(滑雪板的侧面)的前方又相对滑雪者的侧面(滑雪板的前面)倾斜。
为有效地操纵滑雪板，滑雪者穿着的滑雪靴应当适应所要求的踝部倾斜角度。为满足踝部倾斜角度而作的一些尝试公开在DE3,622,746；FR2,719,197；EP6,463,34；EP7,729,82和IT1,255,752等专利文献中。在这些参考文献中，靴的上部与下部铰接地连接，以绕位于靴踵上方的一条纵轴线转动。尽管这种结构有利于踝部的侧向倾斜，但人们知道，人类的脚不易侧向倾斜，除非踝部同时也向前倾斜。这样现有技术中能满足侧向倾斜但不满足向前倾斜地滑雪靴便不能非常有效地工作。此外，仅绕一条轴线转动的滑雪靴不能总是有效地适应踝部的侧向倾斜。
发明概要
本发明旨在提供一种滑雪靴，它能满足腿部的复杂向前和向侧方向倾斜，这样滑雪者便不会疲劳，而滑雪板也能有效地控制。在本发明的一个实施例中，滑雪靴的后支撑结构包括一个后支撑件，以支撑踝部的后表面；以及一个与后支撑件相连的铰链连接机构，以连接后支撑件和滑雪靴的靴腿件。铰链连接机构包括一第一铰链连接和第二铰链连接，使后支撑件可相对靴腿件绕多条轴线转动，以适应腿部的复杂的侧向倾斜。在一个更具体的实施例中，铰链连接机构包括一第一连杆，其第一段在第一铰链连接处铰接在后支撑件上，而其第二段可铰接在靴腿件上。在一种替换实施例中，还具有一第二连杆，其第一段在第二铰链连接处铰接在第一连杆的第二段上，而该第二连杆的第二段在第三铰链连接处铰接在靴腿件上。在所有情况下，后支撑件都铰接在踵杯上，这样后支撑件便可向前后方向转动。该滑雪靴可以具有阻挡机构，以阻止靴腿件过分向后转动。
在更具体的实施例中，第二连杆可以固定在靴腿件上，而第三连杆的第一段可在第三铰链连接处铰接在第二连杆的第二段上，而第三连杆的第二段可在第四铰链连接处铰接在后支撑件上。这种结构形成一个四连杆机构，使靴腿部能水平运动，而不会绕后支撑件转动，以用于要求这种运动的场合。
附图的简要描述
图1为本发明的滑雪靴的一种具体实施例的侧视图；
图2A为图1所示高位后支撑和踵杯之间的连接细部视图，而图2B为沿图2A中2B-2B线截取的剖视图；
图3为一后视图，示出图1所示高位后支撑和铰链连接机构；
图4为图3所示高位后支撑和铰链连接机构的横剖视图；
图5为图4所示铰链连接机构的细部视图；
图6为本发明的高位后支撑和铰链连接机构的一种替代实施例的后视图；
图7为图6所示高位后支撑和铰链连接机构的横剖视图；
图8为本发明的高位后支撑和铰链连接机构的另一种替代实施例的后视图；
图9为图8所示高位后支撑和铰链连接机构的横剖视图；
图10为本发明的高位后支撑和铰链连接机构的又一种替代实施例的横剖视图；
图11为本发明的高位后支撑和铰链连接机构的又一种替代实施例的后视图；和
图12为沿图11中Ⅻ-Ⅻ线截取的剖视图。
实施例的详细描述
图1为本发明的滑雪靴的一种具体实施例的侧视图，该滑雪靴外轮廓上包括靴底部分1，靴趾部分2和靴踵部分3和靴腿部分4。在靴底部分1，靴趾部分2和靴踵部分3的内部，用复合树脂芯成形为一个整件的踵杯5设置在靴底上。这类踵杯是公知的，其结构细节不再赘述。
三个高位后支撑固定孔7形成在踵杯5的后段的上部6的两侧。该三个高位后支撑固定孔7沿一水平直线排列并形成为钻出的通孔。带子10用轴螺栓12以铰接方式与靴的每一侧上的三个高位支撑固定孔7中的一个相连接。带子10从靴子的一侧沿靴腿部分4和靴趾部分2的结合部通向另一侧。当靴腿部分4向前倾斜时，它在此结合部弯曲带子10在该结合部的定位和夹持有助于靴子的倾斜。
带子10上设有夹紧装置13，以调整带子10的长度和以所需的张紧度夹紧带子10。由于夹紧装置的结构和功能是公知的，不再对其进行讨论。另一条带子11以同样的方式设置在靴腿部分4上，并且通过操作该带子11，使靴腿部分4与脚踝扎紧并紧固成一体。鞋带8以交叉的方式穿过各鞋钩9，以公知方式舒适地将靴子与脚配合在一起。
滑雪靴两侧上的轴螺栓12也以铰接方式将高位后支撑15连接在踵杯5上。当脚踝向后倾斜时，高位后支撑15承受脚踝施加的力并传递给踵杯5。限位机构20设置在高位后支撑15的下部中央端，该限位机构20限制该高位后支撑15的向后倾斜作用，这将在下面更详细地讨论。
图2A为图1所示的高位后支撑15和踵杯5之间的连接细部视图，而图2B为沿图2A中2B-2B线截取的剖视图。如上指出的，三个高位支撑固定孔7是沿一条水平直线形成的，在该三个高位支撑固定孔7的周边形成一固定深度的椭圆形凹陷部分31，以环绕这些孔。各凹陷部分31的内周边按固定节距以凹凸交替的式样形成多个波纹状突起32，并且在各凹陷部分31的内部插入垫片33。垫片33的外周表面上以凹凸交替的式样形成多个波纹状突起34。由于波纹状突起32和波纹状突起34的形状互补，该垫片33可以配合方式插入该凹陷部分31。垫片33上的两个位置成形有螺栓孔35，通过改变垫片33在凹陷部分31中的位置，可以改变螺栓孔35的位置。
为组装构件，将轴螺栓12插入带子10的固定孔37中，然后插入垫片33的螺栓孔35，最后穿过三个高位后支撑固定孔7中的一个，并旋入已放置在踵杯5的内表面上的螺母36。结果，高位后支撑15便可绕轴螺栓12沿向前方向和后方向转动，并且通过选择螺栓孔35中的一个和选择高位后支撑固定孔7中的一个，有可能选择六个位置。
如图3和4所示，多个矩形定位突起40以固定节距和排成两列的方式成形在高位后支撑15的中心部分的后表面，并且在两列定位突起40之间成形有一个供螺栓穿过的孔41。借助固定螺栓43和螺母44，将卡板42固定在高位后支撑15上。由于高位后支撑15的各定位突起40和夹板42的各定位突起45具有相同节距，卡板42可以配合方式啮合并固定在所要求的部位。
卡板42内成形出一个凹形切口46，并且借助轴48将一个限位臂47以铰接方式安装在该切口46内。限位臂47借助弹簧49对高位后支撑施加偏压。限位臂47的阻挡面50与形成在踵杯5的上表面上的阻挡面16接触，以限制高位后支撑15绕轴螺栓12向后转动。
铰链连接机构25设置在高位后支撑15的上边缘处。该铰链连接机构25有助于将靴腿部分4的向后倾斜的作用力传递给高位后支撑15，而后者又将该向后倾斜的作用力传递给踵杯5。该铰链连接机构25还适合脚踝向前和向侧方向的复合倾斜。
图4为图3所示高位后支撑15和铰链连接机构25的横剖视图，而图5为铰链连接机构25的细部视图。如这些图示出的，通孔55成形在高位后支撑15的上边缘，一个带法兰的螺母56插在该通孔55中。一第一轴螺栓58旋入该法兰螺母56中，并且第一连杆57的一端铰接地连接在该第一轴螺栓58上。第一连杆57的另一端成形有另一个通孔59，并且在该通孔59内插入一个套筒，该套筒内插有一第二轴螺栓60。第二轴螺栓60的顶端螺纹旋入成形在第二连杆61的一端的螺孔62内。第二连杆61的另一端成形有一个通孔63，并且在该通孔63内插入一个套筒(图中未示)。一第三轴螺栓64插入到该套筒内，并且插入成形在夹板65的一端的通孔66内。两个球形垫67插套在第三轴螺栓64上，并且设置成使第二连杆61被夹持在两球形垫之间。借助锁定螺母68将两球形垫67锁定在第三轴螺栓64上。由于第二连杆61夹持在两球形垫67之间，所以第二连杆61有可能绕第三轴螺栓64转动和作微小的弧形运动。
套筒71设置在第三轴螺栓64的周边，并且第三轴螺栓64螺纹旋入螺母板70内。后支撑板72用韧性复合树脂制成，被夹持在螺母板70和固定板65之间。以相同的方式，将固定螺栓75设置在固定板65的另一端，将套筒76设置在固定螺栓75的周边，而固定螺栓75也螺纹旋入螺母板70。这样固定板65和第三轴螺栓64便固定在后支撑板72上。
总体上说，第二连杆61的一端以铰接方式支撑在已被固定的第三轴螺栓64上，第一连杆57的一端以铰接方式支撑在固定到第二连杆61的另一端上的第二轴螺栓60上，而第一连杆57的另一端以铰接方式支撑在固定到高位后支撑15上的第一轴螺栓58上。该机构从本质上说包括双连杆三接点铰链连接机构25。
滑雪者穿上具有上述结构的滑雪靴，并踩在滑雪板(图中未示)上时，移动两腿以控制滑雪板的速度和方向。当腿向前方倾斜时，由于人脚的结构原因，向前的倾斜在踝骨附近旋转。结果，滑雪靴的靴腿部分4向前倾斜。由于靴腿部分4是柔性的并且可绕轴12转动，该向前倾斜成为可能。
类似地，腿向后方倾斜时，由于人脚的结构原因，向后的倾斜在踝骨附近旋转。结果，滑雪靴的靴腿部分4向后倾斜。靴腿部分4的向后倾斜作用力通过铰链连接机构25传递给高位后支撑15。当阻挡臂47的阻挡面50与形成在踵杯5的上表面的阻挡面16发生接触，高位后支撑15的旋转运动便被阻止。之后，腿的向后倾斜作用力传到踵杯5，并传到滑雪板(图中未示)上，并且进行平稳的滑行控制。
腿向侧方倾斜的情况将结合附图3讨论。当前进方向是从脚踵至脚趾的方向时，如果腿向侧方倾斜，第三轴螺栓64的中心以R1为半径开始绕第一轴螺栓58的中心O1转动一个角度α，第一轴螺栓58起枢轴的作用。该转动角度α近似于腿随起枢轴作用的踝骨的转动。完成转角α时，第二连杆61绕第三轴螺栓64转动，同时第一连杆57继续绕第一轴螺栓58转动，直到第一连杆57转过角度β。绕第三轴螺栓64和绕第一轴螺栓58的复合转动产生以R2为半径，以位于靴底1的内侧附近的O2为中心的总转动。而这种运动又模拟了从以踝骨为转动中心变成以踵为转动中心的转动。从上述说明可以理解，由于铰链连接机构25配备有双连杆和三个铰接点，它能满足滑雪靴的靴腿部分4的复杂旋转运动。
上述铰链连接机构25是设置成第一轴螺栓58位于最低位置，第二轴螺栓60的位置高于第三轴螺栓64的位置。然而这种定位并非必须，例如在图6和7所示的铰链连接机构80中，从双连杆三铰接点的观点看，其与上述第一实施例的铰链连接机构25相同，并且两连杆的长度也相同。但是，铰链连接机构80不同于铰链连接机构25之处在于第三轴螺栓60的位置不同。换句话说，如以第一轴螺栓58的位置为基准，第二轴螺栓60定位在高度H1的位置，而固定在滑雪靴的靴腿部分4上的第三轴螺栓64定位在高度H2的位置，其中H2＞H1。在这种情况下，第一连杆57和第二连杆61的运动用虚线表示。第三轴螺栓64的运动近似以第一轴螺栓58为中心以H2为半径的圆弧。
上述第一和第二实施例说明了双连杆三铰接点铰链机构25和80。图8和9示出一种平行四连杆铰链连接机构85。该平行四连杆铰链连接机构85不是绕靴腿部分4的一部分作圆弧运动，而是一种用于需要靴腿部分4整体作水平运动的机构。在这个实施例中，第一连杆87的下端借助一第一轴螺栓86以铰接方式连接在高位后支撑15上，而第三连杆91的下端借助一第四轴螺栓92以铰接方式连接在高位后支撑上。第一连杆87的上端借助一第二轴螺栓88以铰接方式连接在第二连杆89的一端，而该第二轴螺栓88固接在靴腿部分4上。第二连杆89的另一端借助一第三轴螺栓90以铰接方式连接在第三连杆91的上端，该第三轴螺栓90固定在靴腿部分4上。结果便形成由高位后支撑15，第一轴螺栓86，第一连杆87，第二轴螺栓88，第二连杆89，第三轴螺栓90，第三连杆91和第四轴螺栓92构成的平行四连杆铰链连接机构85。由于第二轴螺栓88和第三轴螺栓90固定在滑雪靴的靴腿部分4上，靴腿部分4适于腿部的侧向平行运动。换句话说，该运动平行于鞋底的平面方向。
图10为本发明的一第四实施例中的铰链连接机构95的横剖视图。在该实施例中，铰链连接机构95为单连杆双铰接点机构。就该铰链连接机构95而言，如果将后支撑72视为刚性体，它便成为固定链机构。然而，由于实际的后支撑72，如上所述，具有一定柔性，因此它并非是固定链机构。
如图10所示，一第一连杆96的一端以铰接方式连接在第一轴螺栓58上，以形成一第一铰接点97，而第一连杆96的另一端以铰接方式连接在穿过通孔98的一第二轴螺栓99上，以形成一第二铰接点100。尽管不如上述第一和第二实施例精密，该简单的机构在某些情况下仍能提供满意的控制。
图11和图12分别为本发明的一第五种实施例的高位后支撑和铰链连接机构110的后视图和横剖视图。用Y形金属板构成的一第一铰接支撑固定板101的底部用铆钉102固定在踵杯5的后部的后表面上。第一连杆103的下端借助轴104以铰接方式连接在第一铰接支撑固定板101的上端。轴104为第一铰接点105的铰接构件。
第一连杆103的上端借助轴108可转动地支撑在靴腿部分的后支撑106上。轴108为第二铰接点107的铰接构件。该铰链连接机构110基本上包括类似上述铰链连接机构95的单连杆双铰接点链连接机构。第一铰接点105可设置在任一高度，在其范围内第一铰接点105的位置可以调整，由于该链连接机构110是用第一铰接支撑固定板101构成的，该高度范围可以加大。该铰链连接机构110的优点在于，类似于踵杯5，该铰链连接机构110可设置在一个下后支撑上。
尽管上面已对本发明的各种实施例作了说明，但在不脱离本发明的精神和范围的条件下，还可采用更多的变型，例如，各种组件的尺寸、形状、位置和取向还可根据需要进行变换，一种元件的多种功能可由两个元件实现，反之亦然。本发明的范围不应受上述具体结构的限制，本发明的实际范围应由各权利要求限定。