具有磨削板的鞋装置及其制作方法 本申请是1997年2月10日递交的美国专利申请系列号08/799,062的部分继续申请，该申请要求了1996年7月23日递交的临时申请60/022,318的优先权。
【技术领域】
本发明涉及鞋制品，更具体地说，涉及这样的鞋制品，它除具有鞋的传统功能外，还能便于例如在管道、轨道、带边缘的表面等上的滑移。
背景技术
滑板、直列式溜冰鞋及滑雪板的体育用户已发现，这些装置的外形也能使使用者在一个支承面的突出物上，如管道、轨道、带边缘的表面等上向前或侧向滑移。在滑板运动中，可通过两个相邻轮子之间的轮子安装框架的底侧啮合如管道轨道，然后沿轨道侧向滑移来完成。这通俗地称为“磨削滑行”，这类动作不直接啮合滑轮，而是啮合轮框的底侧，它通常由金属或硬塑料制成。这些材料具有必备的低摩擦系数，它能使滑移动作越过诸如混凝土道牙的磨蚀表面。另一方面，诸如跑步鞋的硬质表面运动鞋具有高摩擦衬垫鞋底，这大大有助于行走或跑步，但却禁止进行滑移运动，因此，目前磨削滑行只有这些具有滑板、直列式溜冰鞋及滑雪板的装备才能进行。不幸的是，要用滑板、直列式溜冰鞋及滑雪板进行磨削滑行动作，使用者必须具有较高水平地技能。此外，由于滑板、直列式溜冰鞋和滑雪板的体积相当大，因此不便携带，且常常不能在日常空间，如办公室汽车等地方放置。因此，目前磨削滑行虽然有趣、刺激，但要求有高水平的技能，且需要有能适用于在有限情况下磨损的特殊装备。
本发明简述
本发明提出一种运动鞋制品，它包含具有低摩擦滑移表面的零件，这使使用者得以横越支承表面滑移，且不会干扰鞋制品的其它功能。此零件是可装卸地安装至鞋制品的鞋底的底表面、鞋底的侧壁、鞋帮，或前述的任意组合。鞋制品还可适用于其它用途的任何组合，这些用途包括行走、跑步、跳高、爬山、骑自行车及其它体育活动，但不限于此。
本发明的一种形式通常包括一鞋，该鞋包含安装至鞋底上的鞋帮，鞋底成形有向下开口的凹腔，低摩擦系数的滑板就安放于其中。滑板的上表面用于安放在鞋底凹腔中，而其底表面用于可滑移地啮合一条轨道或类似物。一种紧固装置用以将滑板紧固和夹持于鞋底凹腔中。
发明的其它特点和优越性将由下述详细说明，并结合借助实施例展示发明特点的附图变得更为清晰。
附图简述
图1是左脚穿的鞋装置的侧视图，它安装有本发明的滑板；
图2是图1中鞋装置的底视图；
图3是安装至图1所示鞋装置中的滑板、鞋底和锚定板组件的放大、分解透视图；
图4是图1所示鞋装置在运行中，当行走步态以整个鞋底接触地面时的侧视图；
图5是图1所示鞋装置在运行中，当行走步态以鞋底前足部分接触地面时的侧视图；
图6是图4所示本发明滑板的前边缘的放大截面图；
图7是图5所示本发明滑板的前边缘的放大截面图；
图8是本发明的滑板的第二实施例的透视图；
图9是本发明的滑板和基板组件的第三实施例的分解透视图；
图10是装有图9所示滑板的鞋装置的底视图，为清楚起见，视图比例尺放大一倍；
图11是包含本发明第四实施例的磨削鞋装置的侧视图；
图12是包含本发明第五实施例的磨削鞋装置的侧视图；
图13是包含本发明第六实施例的磨削鞋装置的底视图；
图14是包含本发明第七实施例的磨削鞋装置的侧视图；
图15是图14所示磨削鞋装置的部分分解侧视图；
图16是包含本发明第八实施例的磨削鞋装置的透视图；
图17是包含本发明第九实施例的磨削鞋装置的底视图；
图18是包含本发明第十实施例的磨削鞋装置的底视图；
图19是包含本发明第十一实施例的磨削鞋装置的底视图；
图20是包含本发明第十二实施例的磨削鞋装置的底视图；
图21是包含本发明第十三实例的磨削鞋装置的前视图；
图22是图17所示磨削鞋装置的后视图；
图23是包含本发明第十四实施例的磨削鞋装置的透视图；
图24是包含本发明第十五实施例的磨削鞋装置的鞋底的透视图；
图25是包含本发明第十六实施例的磨削鞋装置的透视图；
图26是包含于本发明另一实施例中的鞋底的透视图；以及
图27是图26所示鞋底的纵向截面图。
本发明实施方式
本发明装置包括一个通常装有垫子的鞋底，鞋底具有一个凹腔，在其中放置着一块滑板，它使使用者能进行磨削滑行动作，还能进行诸如行走、跑步、和工作等日常运动。本发明的最基本结构包括一块滑板，它安装在鞋底的底表面内，以提供一个低摩擦系数、面向下的表面，从而能沿着支承轨道等进行滑行。如下文将充分说明的，本发明的不同结构和实施不会妨碍使用者的正常行走或跑步的步态周期，也不会降低舒适度或支承度。应理解的是，虽然披露的每张附图都是说明使用者左脚的鞋制品，但文中公开的每个实施例对使用者的右脚同样适用。
请参看图1，本发明的较优实施例是一运动鞋40，即一设计和制造用于跑步和跳高等活动的鞋，且通常理解为还包括那些进行诸如跑步、交叉训练、有氧运动、篮球、网球、滑板等运动所使用的鞋及其它相类似的鞋。在示范性实施例中所示的鞋40是一只左脚穿的鞋，通常它包括安装在鞋底100上的鞋帮110，鞋底100成形有一个横越该鞋底底表面102的弧形区域而延伸的凹腔120。鞋帮110可由皮革、帆布、塑料或任何本技术已知的其它材料制成，以便提供包围使用者足部所必须的强度和弹性。为了捆紧在使用者的足上，鞋帮110可设置有鞋带、VelcroTM鞋扣以及环形鞋扣，或任何其它常用的捆紧装置。鞋帮110可采用任何一种可操作的方法安装至鞋底100的上表面上，这些方法包括用线将鞋帮缝到鞋底上；用胶水或环氧树脂将鞋帮粘结至鞋底上；将这两件工件直接注塑、熔合、粘结、模压在一起，或这些方法的任何组合。
如图3所示，弧形滑板50由一圆筒壁成形的扇形构成，其结构包括与凹腔120形状基本相符的上凸表面54和面向下、基本呈半圆筒长槽52的凹入底表面，该滑板50被紧固在凹腔120内。鞋底100必须有足够的厚度以便容纳其大小可夹持滑板50的凹腔120，滑板的长槽52的顶点与位于下面的水平支承表面之间的高度最好为9mm(以下称为“拱高”)。已发现，在6至15mm范围内的拱高使鞋40得以有一个较为适中的垂直剖面(图1)，在为足弓提供足够的支承的同时，又提供了足够的曲率以进行磨削滑行动作。约为13mm的较高拱高较理想，但由这一拱高提供的附加支承可能要以采用较薄的鞋底100和较低的鞋总体剖面作为代价。已发现，沿鞋底纵向轴线测得的厚度约27mm至35mm的鞋底100可容纳具有足够深度的凹腔，使滑板50的拱高达9mm。在使用者步态周期期间与支承表面接触的鞋底100的底表面102可根据鞋40(图1)的使用者想进行的除磨削滑行运动之外的诸如行走、跑步、跳高等的运动功能而成形出各种花纹图案。
请再参看图3，鞋底100的鞋底座104还成形有两个横向隔开的前部通孔118和一个位于中央的从鞋底座表面伸展至凹腔后缘的后部通孔119。鞋底100最好由橡胶加压模压而成，即将橡胶加热至其玻璃相变温度，同时施加压力使橡胶挤压入所要求的鞋底形状的模具中以使其与模具形状相符。也可采用诸如皮革、塑料或聚氨酯等的其它材料，但橡胶因具有抗磨性及较高的磨擦系数而更受推崇，因为这两者对鞋底来说是非常理想的特性。此外，橡胶能缓冲震动，由于减少了行走或跑步对足部的冲击，从而大大增加了穿着者的舒适程度。橡胶能容易地浇注成各种复杂的形状及任何要求的厚度，因而能生产成可容纳实际中使用的任何滑板形状。此外，橡胶可被浇注成不同的硬度，并能制造成具有任何色泽和任何表面形状，以吸引不同市场的美学和时尚需求。
大部分其它用于制造鞋底的材料，在提供一些或大多数所要求特性的同时，往往还有一个或两个缺陷，使它们对本申请不太理想。例如，皮革能提供优异的耐磨性和柔韧性，但是，很难成形成所要求的厚度，又具有较低的磨擦系数，而且要在皮革鞋底中成形具有复杂形状的中空凹腔将需要大量工匠，劳动强度很大。同样，虽然塑料几乎能浇注成任何形状，并具有较高的耐磨性，但塑料鞋底的缺陷在于柔韧性和弹性，且通常不如橡胶鞋底舒服。
请参看图2和3，在平面图中，滑板50由一块带四侧边的、通常为梯形的单一主体构成，其形状为壁厚约8mm的圆筒扇形，以提供足以承受冲击的结构和足以承受大量磨损的主体。横向侧面的形状沿着大致为直线的方向突起，此直线在前后纵向或在与前后纵向倾斜最多为5°的方向上伸展。中央面与前后纵向方向上倾斜约15°角度，以大致补足普通鞋底的中央脚背的切面。底部长槽52最好成形成一个表面光滑、大致为半圆筒的形状，此长槽高度位于约12cm的曲率半径上，并在相对侧向上张开。圆筒形滑板的前、后端部终止于放置在水平面上的面向下的边缘49，它们在水平面之上的垂直方向相隔开，水平面包含着由鞋底100的底部所限定的水平底部花纹表面102。制作滑板50的材料选自能提供低磨擦系数滑移特征以及高耐磨性的材料，以便经受横越诸如混凝土的磨蚀支承表面的反复滑移。滑板必须承受住在垂直支承表面的持续长度上及在诸如通常楼梯式硬轨的向下倾斜表面的整个长度上的滑移，因而磨擦系数应足够低，以便由重力产生的力得以与导向的向前动量相结合，克服轨道、混凝土道牙等的磨擦阻力。此外，当按发明规定的尺寸进行注塑时，所选材料必须能提供足够的刚度，使使用者在进行磨削滑行动作时，得以保持控制，因为滑移时任何不适当的弯曲都将对使用者接受施加在滑板50下侧的反作用力反馈的能力及其方向的控制产生有害的冲击。已知具备这些要求特性的一种材料是由杜邦公司可买到的超韧801尼龙(Supertuf 801 Nylon)。已知的其它可接受的材料还有如尼龙6(Nylon 6)的其它形式的尼龙、如PTEX的塑料、硬橡胶、玻璃、陶瓷、金属、聚乙烯及复合材料。虽然具有相当刚度的滑板是较受推崇的，但本技术的那些技术人员将看到，在此装置的其它一些实施例中还可结合较柔韧的滑板，以便恰当地满足性能特征，符合各种磨削表面或磨削动作的要求。
请参看图3，滑板50的上表面54近似是底表面的镜像，但具有略大一些的曲率半径，且是面向上、凸起的，基本为半圆筒形。但是，上表面54对本发明的实践不是关键性的，它可根据实际或美学考虑成形成任何形状，以套在鞋底底部相应的凹腔中。一个相当重要的实际考虑是滑板的上表面是互补地安放在形成于鞋底的凹腔中的。因而，此凹腔的形状最好不要求复杂的生产工艺。同时鞋底中的凹腔最好对鞋底的特征，诸如支承性、稳定性、安全性、舒适性及强度，不会产生不利的冲击。这样，例如滑板上表面过于凸起，则迫使鞋底中的凹腔要特别深，从而要求鞋底十分厚，不然在足弓区域会十分薄，而只能提供有限的支承，并易于在短暂使用后即损坏。同样，一个多面和角形的滑板上表面可能在鞋底能用于成品组件之前，要求附加的生产或精整步骤。已发现，本实施例的滑板上表面结构不必要在鞋中采用十分厚的鞋底，其生产较为简单，与鞋底的足弓结合能为使用者足部提供一个支承和舒适的平台。
如图3所示，滑板50的顶表面54的形状有些像马鞍，在相对侧以双曲线形式向上弯曲，并成形成具有高性能的、相应在中央及横向隆起的弧形轨道56和58，这两条轨道相互结合使足部的中心保持在此板上，并形成相应的向外面向的弯曲滑道51和53，以便当鞋压在其侧边上时，与支承表面进行滑移接触。这样的轨道在此滑板主顶表面之上约抬高5mm。滑板的后边缘成形有安装法兰55，其上具有位于中央的向后突起后锚定凸台60，其上具有通孔62，此孔62与鞋底座104中的通孔62相对准，通孔62底侧制作成向下开口的埋头凹穴。滑板还在其前端成形有一向前突出的安装法兰57，此法兰57具有一对横向放置的浮动凸台64和68，其中成形有穿通的纵向滑动槽66和70，它们对准此鞋底100的前孔118而放置于前孔118之下。在滑动槽的底侧成形有纵向延伸的埋头凹穴。前、后法兰55和57约3mm厚，而安装凸台60和64及68约6mm厚。
还请参看图3，本发明的一个实施例还包括一个总体以80标记的锚定板，它覆盖在鞋底的居中部位上，具有大致为水平的硬塑料足框82的形状，及燕尾状向后伸出的足跟部分85。在平面图中，足框82具有一个宽的、较厚的前控制部分81，它放置在足弓的下前方，并在两个前凸起物89之前由中间向外及由横向向外地鼓出。然后其边缘向前并横向向内地弯曲以形成一个细的圆形前边缘92。足框的中间和横向边缘从前控制部分81向后伸出以形成一个拱部分83和一个足跟部分85，足跟部分85与燕尾形状相似，具有向外张开、向后突出的尾部90和91，并在尾部90和91之间形成一个大致为V形的、向后开口的切口93，它位于跟骨的侧面。
本技术的普通技术人员都清楚，使用者的足部控制大部分位于中央足拱部分83之上。为加强这一控制，足框的主要刚度形成在足部中间部分83上，以防止足部的过度凸起弯曲，并为使用者提供磨削滑行动作的支承。此外，围绕足框82的中间足部部分成三角形布置三个凸起部89共同对扭曲负载进行反作用。足框82从具有主宽度为7.5cm的控制部分81向前伸出约3.5cm以形成一个圆形前端92，此前端形状成形成能控制鞋前部的弹性。锚定板从此控制部分81横向、向后缩小至宽度约5.5cm的足跟部分85。V形切口93沿纵向切入足框主体深约1.8cm，其作用是防止跟骨与足框之间的接触。控制部分81的厚度为2mm，足框的厚度从两个前凸起部89开始逐渐向前减至最小厚度约1mm。控制部分81成形有两个横向隔开的螺栓窝86和88，它们位于浮动凸台64和68中孔66和70的正上方，而足跟部分85则成形有一个位于锚定凸台60之上的中央螺栓窝84。足框成形有向下垂挂的圆柱形突起部89，它们具有位于相应孔84、86和88的正下方的向上开口的窝，用以安放相应模制的有螺纹的黄铜嵌入物或不锈钢嵌入物87。
请再参看图3，足框82是这样定位的，即螺栓窝84、86和88直接放置在鞋底100中相应的前通孔118和后通孔119及滑板前、后安装凸台64、68和60的相应通孔62和滑动槽66、70之上，并与它们同轴。
请参看图1、3、6和7，锚定板的窝84、86和88与滑板通孔62及滑动槽66和70一起结合鞋40的鞋底100中的通孔118和119，以安放圆头突肩螺钉99，通过将紧固件拧入至紧固于足框82内的黄铜螺纹嵌入件87，使滑板50、鞋40及足框82紧固成一个密合的、不发出响声的结构。螺钉最好为Nylock自锁紧螺钉，其轴径为4或5mm，头部直径约12mm，而长度则取决于滑板安装凸台60、64和68，鞋底100及孔89的总高度。螺钉99的轴杆穿过向前突出的凸台滑动槽66和70，并夹在相应凸起部89的底端与相应紧固件的螺钉圆头96的环形突肩之间。
突肩螺钉99足够长，当螺丝完全拧紧时，突肩螺钉99起分隔器的作用，使相应圆头96的突肩离相应凸台64和68中相应埋头孔上覆底表面约1mm，从而为这些凸台提供一定间隙，得以使其较自由地浮动。可应用各种长度和不同材料的螺钉(例如合成橡胶)以安放不同材料和不同厚度的滑板，使使用者有能力调节滑板的性能特征，以符合不同磨削表面的要求。
接着选择滑板50，并将其嵌入至鞋底100的凹腔120内，此处，通过滑动槽66和70及通孔62，然后通过鞋底中的通孔118和119拧入螺钉99，并将它们紧固在黄铜、不锈钢或其它材料制成的锚定板螺纹嵌入物87中。通常在螺钉圆头96的顶部表面成形出啮合窄缝或凹槽，用于与螺丝刀或其它工具啮合，从而快速、方便地转动螺钉。一种替代方案或一种附加方案是可采用诸如环氧树脂的高强粘接剂将滑板永久性地紧固至鞋底凹腔的表面上，但这样的结构使滑板失去了互换性以获得更牢固、更安全的结合。
滑板50可制造成各种形式以符合不同用途，上述的快速更换特征使滑板能快速交换以适应不同条件和表面。这样，滑板就能由不同材料制作，从而提供不同程度的抗磨性和滑移能力以适应不同表面，如混凝土道牙和钢扶拦。这样，例如一个使用者为在钢扶栏上进行磨削滑行可选择某种滑板，而在混凝土道牙上磨削滑行时，则可选择另一种抗磨性提高的滑板，也可在右鞋上安装一类滑板，而在左鞋上安装另一类滑板。
滑板50也可成形成具有不同的面向下的形状，这样，适用于钢轨的滑板的特点是具有较窄的滑移表面52，但具有较高的侧壁56和58，而适用于混凝土道牙的滑板的特点则是有较宽、较平坦的滑移表面，而两侧壁较低。此外，滑板可生产成不同色泽以迎合使用者的时尚心理，个别滑板还可制作成不同的色泽层，以指示滑板的磨损程度，从而帮助使用者确定应更换滑板的时间。
在运行中，当使用者想去参加磨削滑行练习时，他或她可穿上鞋，并以正常姿态行走或跑步。滑板从鞋底100的底表面向上充分凹陷以减少与支承表面的接触。
现请参看图4和5，当使用者沿人行道101或运动场行走或跑步时，每走一步，他或她的鞋底100及足框82都将弯曲以适应他或她足部的弯曲，因而每只鞋的底表面102将交替地膨胀和收缩以适应此运动。因为一个直立人的正常步态是首先接触鞋跟，接着球状向前滚动接触拇趾球部(the ball of the foot)，然后抬起脚跟，鞋底中所伴随的弯曲大部分位于脚的前区和跖骨区。如图6和7所示，本发明为适应这一弯曲而设计成将滑板50通过向后伸出的安装凸台60锚定在鞋底100的足跟部分，并在由于足跟相对拇趾球部向后上方抬起稍微弯曲成一弧形时，滑板50借助浮动凸台通过细长的滑动槽66和70在前螺钉99上向后滑移，从而使滑板的前部得以相对这些前螺钉99浮动。螺钉的突肩阻止螺钉圆头96接触前安装凸台64和68中埋头凹穴的底部，从而使滑板50上的磨损和撕裂达到最小。螺钉圆头96埋在滑板50内，不与磨削表面进行磨损接触，因此当更换滑板时，它们还能被重新使用。这样，本发明的滑板使鞋底能以大部分穿鞋者的常规方法沿着支承面起作用，不会强迫使用者改变正常步态，而一些特殊的鞋制品却不一样，如滑雪靴，其狭窄的针对性设计使其失去了行走和跑步的基本作用。因此，本发明提出了一种单一的鞋装置，它可适用行走、跑步和滑移等不同的功能，它能将两种活动天衣无缝地结合在一起，而不丧失功能或舒适度。
本领域普通技术人员应该知道，足框82的柔韧性从控制部分81向着足趾92逐渐增加，这将使鞋底100的弯曲分布在滑板50之前，使行走或跑步感到舒适，并将阻止鞋底主要沿紧临板50前边缘之前的横线而弯曲的趋势，从而避免此鞋底过度弯曲，因为随着时间的推移，这种过度弯曲将在此位置形成可减弱强度的折缝，使碎屑得以进入。同样，足框易于将鞋底的弯曲向后分散，从而符合正常行走和跑步步伐，同时避免在滑板50之后形成可减弱强度的折缝。此外，位于跟骨底下的V形开口93放置在震动缓冲塞452(图26)之上，这为直接抵靠在鞋底100上的跟骨提供了垫层，从而使挫伤和损害达到最小。
还应该知道，在高难度的体育活动中，例如在一次剧烈的磨削滑行动作中，运动员可能以一定的力跳在扶拦、管道或类似的长条形表面上，运动员落地的力可能要比其本身的重量大许多倍，即超过运动员重量的8倍。例如，当一个运动员跳在一根管道上时，管道通常放置在滑板50的向下开口的长槽52中，且运动员多半努力落在一个将引起在此板中央后端的后安装法兰55区域产生初始冲击的位置上。本发明的滑板50有足够的结构完整性，使它可承受这样的冲击，还能适应由于此板横越管道表面造成的磨损。还有的好处是，运动员的冲击力将通过马鞍形板50作用一个向下的力，它将引起板的横向边缘向上弯曲，从而将鞋底和脚更牢固地裹住在马鞍形板的横向中心位置。
当运动员沿这种管道进行滑行动作时，他或她可转动脚以保持控制，或运用进一步的技巧动作。本领域中普通技术人员应该知道，足框82能提供扭曲性弯曲，同时保持与滑板50的牢固结合，从而从使用者的脚向鞋底传递控制，再传给滑板50，对其进行正确的控制。足框还用于将垂直力进行横向和纵向的分散。
当穿鞋者选择作一个要求蹲伏位置的动作时，他或她可深深地弯曲膝关节，并将一个膝盖放于中央，这将把滑板50置于横向倾斜位置，直至与水平形成约75°或80°的角。在此动作中，弧形中央轨道56将承担位于使用者脚部上的全部重量，而面向外的滑道53将沿下面的管道滑移，并重又将滑板的中心保持在此管道的顶部上。
在本发明的又一实施例中(图8)，总体标号为250的滑板由一个四边、大致为梯形的单体254构成，其外形为具有面向下凹的、基本为半圆筒形的长槽252及向上的、横向放置的弧表侧壁256和258，它们各自的上端为弧形挡轨257和259。滑板的前端成形有一个波形安装法兰，它具有一对横向隔开的前平面凸台264和268，并各自包含细长槽266和270。此板的后端具有一个波形安装法兰，并成形有一个中央向后突出的锚定凸台260，它含有通孔262。此板的主体成形成一个矩形肋的网格，它限定相应的横向突出内肋272和外肋274，相应肋的上边缘端部与弧形轨道256和258的上边缘取平。纵向肋276从每条横向内肋272通过每条相应的横向外肋274向外伸展。在内肋272与侧向轨道256和258之间成形有一个矩形开口的顶部贮存间278，使用者可在那里存放钱等。
请参看图9和10，在本发明的一个替代性实施例中，总体以130表示的滑板装置需紧固至一块总体以140表示的基板上，并安装在鞋底中具有互补形状的凹腔中。基板140由一块大致为矩形的板141构成，矩形板141成形为凹入的半圆筒形状，并具有横向对准的、前后放置的圆筒形安装筒对142和143，用以安放相应的连接销钉146。圆筒内143有螺纹，以便固定相应销钉146带螺纹的顶端。这些销钉成形有相应的夹持头148。
基板140可由任何材料制成，只要它们能提供良好的刚度特性且具有重量轻的特点，这包括塑料、金属、陶瓷和复合材料。根据结构材料不同，圆筒142可由基板的平面延伸件经热轧或冷轧形成所要求的圆筒形状，或可单独制成，然后固定至基板140的边缘。理想的基板140应具有所选结构材料能维持刚度要求的最小厚度。
请继续参看图9，滑板130由一块在平面图中大致为矩形的，半圆柱形板132构成，其上表面基本为基板140下表面的互补形状。与基板140的安装边缘相对应的滑板130的两条边缘的每一条都装有设置在中央的、向上弯转且横向突出的由圆筒134限定的安装突出物，其长度等于基板上相邻圆筒142和143之间的距离，以便移动地安放于基板的相邻圆筒间。滑板圆筒134平行于滑板圆筒相应的前后边缘。
滑板130的面向下的表面具有一层低磨擦、高抗磨的薄层136，它是一个面向下、凹形的半圆筒下表面，用于滑移地啮合支承表面。低磨擦层可采用任何具有足够机械强度的方法连接至滑板上，诸如化学结合，用以承受磨削滑行动作期间产生的剪切力。低磨擦层的下表面可成形成光滑、连续的轮廓，或可替代地成形成具有肋或其它突出物，它们减少总的滑行面积，从而减少总的磨擦阻力。作为替代，整块滑块130可由一种低磨擦、刚性和机械强度足够高的材料制成、以便直接安装至基板140上。
请参看图10，在运行中，基板140固定在鞋底中具有互补形状的凹腔内。基板140可通过任何有实用意义的方法，包括化学结合或使用机械紧固件，直接紧固至鞋底149上，并可结合使用上述图3所示的锚定板。图10所示的实施例采用四根螺丝将基板140安装至鞋底149上。基板140最好在鞋底凹腔内凹入足够的深度，以便当滑板安装在基板上时，减少滑板130与支承表面的接触。如前述一样，这是考虑防止对使用者正常步态周期进行干扰的一个重要因素。
使用者接着选择一种具有所要求的低磨擦薄层136的滑板130，并将滑板130的安装圆筒134放置于相应的基板安装圆筒对142和143之间，从而将滑板130紧邻地安装至基板140处，并用螺纹紧固件146将滑板锁紧至基板140上。如上所述，低磨擦薄层可由各种材料制成，并具有不同色泽、尺寸和底部轮廓，本实施例的结构使使用者得以在想改换滑板的任何时候，快速容易地改换滑板。如以上特别指出的，紧固件最好是自锁定的螺钉，从而可减少使用期间鞋底在经受振动和冲击后使螺钉松动或最终将它们从安装圆筒134和142中松脱出来的可能性。
如前所述，当滑板130牢固地安装在鞋底上时，穿着者可按使用者选择的步态沿人行道、街道或小路行走或跑步，而在遇到诱人的道牙、轨道等时可方便地进行各种磨削滑行动作中的任何一种。由于本施例的结构将所有磨削零件放置在鞋内部的外侧，因此可在鞋垫上放置附加的衬垫材料以增加磨削滑行行动期间使用者的舒适度和安全性。此外，由于滑板较小巧，因而使用者可方便地将一块或多块滑板装在包中甚至在外衣或裤子的口袋中，并在遇到磨削条件不同时更换它们，从而增加磨削选择和机会的范围。
在图11的一个替代性实施例中，本发明的滑板可成形有具有肋457及面向下的长槽452，它们减少接触支承面的表面面积，从而使磨擦阻力降至最低水平。可替换的是如图12所示，面向下的长槽552可成形有凹槽559，用以安放和紧固互补形状的细长滑移零件555，它们从滑板550的表面突出出来，从而形成肋，使滑移表面面积减少，降低总的磨擦阻力。凹槽559具有大致为大写字母“Ω”形状的横截面，它包括一个两侧有脊的狭窄开口，这两个侧脊配合在一起夹住滑移零件555的相应颈部，防止滑移零件被拉出。这样的细长滑移零件555在磨损后很容易更换，只需简单地将它们从凹槽559中推出，从而避免了必须使用可拆卸的滑板。在一个替代性结构中，细长的滑移零件(未表示)可安放在直接形成在鞋底中的互补形凹槽内，以共同限定一块滑板。为在沿支承表面滑移时，将此替代结构的细长滑移零件保持在固定位置，以防止滑移表面迫使滑移零件分开，而接触下面的鞋底，成形有凹槽的鞋底材料必须有足够的刚性以承受滑移运动施加的剪切力。在任一结构中，肋应相隔约3mm。应用凹槽形滑板的另一优点在于，当滑移零件磨损太厉害时，装有这种滑移零件的鞋使其完全失去磨削装置的作用，这是由于在这种情况下，滑移表面直接接触具有高摩擦系数的鞋底，从而阻碍任何滑动的可能性。因此装有这种细长滑移零件的鞋相当于内置一警告机构，用以警示使用者需要更换滑移零件。
在图13中说明了本发明鞋装置的另一实施例，其中鞋底189成形有凹腔190，此腔190横越鞋底的拱形区域，并包括位于中央的椭圆形前、后中央安装凹穴180和181，并成形有相应缩小成杆安放通道186和187。本实施例的滑板总体以191表示，它具有形状基本与鞋底凹腔190相符的上凸起表面的主体，还成形有中央设置的、由相应杆186和187携带的、在滑板前、后边缘的纵向突出安装凸台182和183。这些凸台具有沉头紧固件孔184。滑板191安装在凹腔190内，安装凸台182和183以及相应的杆186和187安放在互补形状的前、后安装凹穴180和181及相应的安放通道186和187中。安放在孔184中的是紧固件188，用于通过与鞋底189相连接或如上述的与覆盖的锚定板相连接而将滑板191紧固在凹腔190内。
滑板191的安装凸台182和183的横截面大于杆186和187的横截面，因此，当安装凸台安置于鞋底189相应的凹腔内时，滑板191稳定地固定在位，而不会受振动冲撞的干扰。尽管有附加的稳定性，本实施例的滑板130仍保留有发明中到处都阐述的滑板的容易拆卸和更换的结构特征。滑板150可在每一边缘安装有多个安装凸台182或183，或者，将一个或多个安装凸台只连接至一个边缘。将安装凸台182和183连接至滑板191的杆186和187结构可具有弹性，它能在行走或跑步步态引起的鞋底面185的反复伸长时相应地胀开和缩回。
请参看图14和15，本发明的一个替代性实施例应用一块在平面图中基本为矩形的，凹面形的滑板165，它安放在鞋底160底部的互补形状的凹腔168中。此凹腔是拱形凹面的，从可压缩鞋底之下横向伸出，其前、后端部终止于相应的可压缩垂直端壁163和164。滑板165的前、后边缘161和162切割成相应向前上方和向后上方倾斜的斜面以便互补地安放在凹腔168中，这样，在其正常的非弯曲位置，壁163和164将相应挤靠板的端部161和162而夹紧，以紧固地将其夹持在位。从而通过滑板和凹腔的相应前、后边缘之间的摩擦配合，滑板夹持在凹腔内。凹腔168在其鞋底160中足够的高，以确保板凹陷于其中，而此板与凹腔之间的相对纵长应使板将被紧夹于其中，以确保当正常弯曲施加于鞋上，引起脚趾或脚跟向上弯曲时，凹腔的长度不会拉伸太长，而使壁163和164成一直线，从而释放相应的边缘161和162。为卸走滑板，使用者只需简单地将鞋底弯曲成极端的凸起形状，将脚趾和脚跟的端部向上，直至由壁163和164限定的凹腔脱开板的端部161和162为止。
此磨削用鞋的实施例提出一种单一零件就能使使用者沿支承表面进行滑移，而无需应用机械或粘结紧固件。因此制成的鞋重量轻、穿着舒适，而且使用者无需携带任何一种工具就能在需要的时候就能更换滑板。此实施例的简单特性也使生产具有优越性，因为滑板和鞋底的简单结构使它们本身能通过多种生产工艺，如挤压成型、冲压成形及机械加工等方式容易地实施。
虽然前述实施例是根据成形于或适用于鞋的滑移表面或滑移零件加以说明的，但本领域的一般技术人员将知道，本发明的装置对任何及所有类型的鞋都同样适用。因而滑移表面可成形在凉鞋、靴子、鞋、轻便套鞋、软鞋、冰鞋，以及任何一种能装备至人脚上的穿着装置或制品上，且滑移零件也同样适用于这些制品。为对此进行说明，如图16所示，本发明的一个实施例可采用包含低摩擦系数滑移表面的装置，该装置适用于安装在鞋制品或使用者的赤脚上。
图16所示的磨削凉鞋包括一个衬垫鞋底200，鞋底200中间成形有一个向下开口的凹腔，它可装卸地安放低摩擦系数的滑板202。滑板可成形成任何形状，包括说明书中前述的那些形状，以前述任何方式固定至鞋底上，或如图所示通过插入螺纹紧固件99固定至鞋底上。鞋底200可由弹性材料制成，它与所包围的鞋制品相符，因而能适应行走或跑步步态，或者，鞋底200可由刚性材料制成，从而在磨削活动期间能提供强化的支承。
凉鞋包括两个横向放置的鞋面翼210和212，它们从鞋底前部左、右边缘向上延伸使自由边缘重叠。自由边缘装有诸如互补钩式或圈式紧固件、鞋带或拉链的紧固件211、213，它们结合在一起将两个鞋面翼牢固地固定在一起。鞋面翼可使脚趾区域开放，或围绕鞋底的前部而整个延伸，并可由整体的材料层制成，或在其中穿有任何要求形状和尺寸的小孔，以改进空气流通及符合美学要求。制作鞋面翼的材料必须有足够的拉伸强度以经受住磨削动作施加的严峻条件，这种材料可以是塑料、布料、皮革和橡胶。一个半圆筒形的脚跟后帮204从脚跟的周边向上升起，并在其相对侧连接着两根细带206和208，而在它们的自由端设置有安装紧固件，诸如互补式鞋扣和环形紧固件。在前鞋面翼中的任一个翼面210或212上装有端部开口、圆筒形的管216，它们与鞋面翼一边缘轴向平行地安装于鞋面翼的后边缘上，其尺寸能安放细带中的任一根细带。
在运行中，本实施例将其鞋底200放置在使用者已穿着的鞋制品的鞋底下面，或放置在使用者的赤脚下面，接着两翼210和212在使用者的前足区域上舒服地紧固在一起。然后细带206或208绕着使用者靠近踝关节处捆绑，一根带子穿过结合在任一翼后边缘的管段216，接着两根带子围绕使用者的脚牢固地连接在一起。这样，本发明的装置就在前足区域还有足跟区域围绕使用者的鞋制品或赤脚紧紧地固定住，这两个区域被通过管段从而将翼向后拉的细带相互拉紧在一起，从而加强了使用者从事磨削动作时经受的支承水平和稳定性。由此可看到，即使由于诸如工作场所着装规范或安全要求，人们不能穿着装有滑行表面的鞋，本发明也能通过提供一种形式简便的装置，使他们从事磨削活动，这种装置贮存方面，本发明的装置携带所占的空间小，而且能花最小的精力和最快的时间快速展开备用。
前述实施例所包含的凹形滑行表面是横向跨越特定鞋制品的鞋底的。但是，本领域的一般技术人员应该知道，除磨削提出的要求外，对滑移表面没有限制。这样，滑移表面的形状可沿纬度方向或经度方向通过鞋底，或如图17所示，在纬度和经度两个方向上通过鞋底。图17所示的鞋装有凹入的滑板231，该滑板231包括一个沿纬度方向横越鞋底239的拱部的滑移表面230，和一个沿经度方向从足趾中间区域伸展至足跟中间区域的滑移表面232，它与纬向滑移表面230在鞋底拱部区域相交。鞋底的其余外露底表面成形成高摩擦的共平面表面233，它们在正常步态周期期间接触地面。滑板231借助螺纹紧固件228安装至鞋底239上，这些紧固件228通过滑板中的沉头孔229，并由螺纹啮合紧固在鞋底内的嵌入件上。
这样装备的鞋使使用者可选择沿着一个支承突出物面向侧边或面向前地进行滑行。可替代的是，使用者可一只脚成面向侧边姿态啮合，另一只脚成面向前的姿态，从而使使用者本身置于稳定的位置，从而可方便地转换至其它位置而不会打断滑移运动。显然，允许进行面向前滑移的鞋也允许进行面向后的滑移。
现请参看图18，这是上述交叉形滑板的一个改型，它包括一块滑板236，其经向滑移表面324跨越鞋底239’的对角线，从大脚趾区域伸展至外脚跟区域，并在鞋底的拱部区域与纬度方向的滑移表面230’相交。可替换的是，经向滑移表面可从外脚趾区域伸展至内脚跟区域。这些改型在使用者采用上述转换姿态时使使用者踝关节经受的扭曲量不同，从而得以使使用者可以选择最适合他们体力需要以及他们想采用的结构。
本发明提出的交叉型滑板的另一实施例展示于图19中，其中滑板237成形有横越与拱部相对的拇趾球部(the ball of the foot)的的滑移表面235。这种外形使使用者得以在侧向磨削动作时以其脚支承其重量，从而大大减少其脚弓承受的应力。这对一大部分受足弓畸变以及其它足病困扰的群体而言是一个重要的考虑。
图20展示的实施例中鞋底的滑移面积达到最大，而持久行走或跑步步态期间支承脚和接触地面所必需的的高摩擦表面233’的面积达到最小。突出的、高摩擦的啮地区域233’设置在脚跟、脚的拇趾球部和脚趾部位，而鞋底部的其余部分则覆盖着凹陷的、低摩擦系数的滑板250。这种外形使使用者得以将她的脚定向于各种方向，同时横越支承表面而滑行，也使她得以在沿支承表面滑行的同时，在其上旋转，进行基本上如芭蕾舞中的脚尖立地旋转动作。这种能力使使用者的灵活性大大加强，且由于使用者能快速转换至最适合每一局部不平整滑移表面的任一姿态，从而增加了其娱乐的水平及安全性。
需着重指出的是，本发明不局限于将滑移表面设置在鞋制品的鞋底的底面侧。低摩擦系数的滑移表面也可成形于鞋底的侧面上，如图21和22所示，鞋装置在其鞋底239”的底部具有一块凹陷的滑板236’，沿鞋底的侧壁也安装了低摩擦滑移零件。所示的实施例包括围绕鞋底足趾区域周边而安装的侧向滑移零件244及围绕鞋底足跟区域周边而安装的侧横向滑移零件242。可替代的是，足趾和足跟区域的侧横向滑移零件244和242可成形成一件单独的连续零件，以覆盖整个鞋底239”的侧壁。
侧向滑移零件必须保持前述底部滑移零件可互换的性质，因此必须以牢固但又可拆卸的方法安装至鞋底239”上。较受推崇的紧固方法是采用螺纹连接件240，它们通过侧向滑移零件242和244中的通孔，并以螺纹啮合安装在鞋底侧壁内的嵌入件的内螺纹中。侧向滑移零件中的通孔最好是沉头的，以便在其中安放连接件的头部，防止它们接触支承表面。连接件的头部可成形有凹穴，以便用如六角扳手、螺丝起子等工具对连接件进行转动啮合，也可成形有生产厂商的商标或标记。如果连接件头部不符合使用者的审美眼光，可使用不透明塞子装配在凹穴中，并覆盖头部。塞子也可从支承表面向内凹入以防止磨损性破坏，也可在它们的外露侧成形有商标和标记。如前所述，在这一应用中，最好应用诸如Nylock的自锁紧连接件。
一种可替代的连接方法是应用形成于侧向滑移零件242和244内侧上的带钩薄片，它们锁紧地啮合鞋底239”侧壁中的互补形状的安放腔。薄片必须有足够的弹性，以便安装期间，当侧向滑移零件受力抵靠鞋底侧壁时能弯曲，但也必须有足够的机械强度，以便能经受住滑移零件漫长的寿命期间作用于其上的力。当必须卸走滑移零件时，将螺丝起子或类似物体插入至滑移零件内表面和鞋底侧壁之间，以便将带钩薄片撬出安放腔。
前述磨削鞋的外形使使用者得以借助啮合其鞋的底部和侧向两个滑移表面，从而沿着诸如V形凹槽的多侧支承表面进行滑移，也可自由发展创造新的磨削动作，诸如沿足趾或足跟进行滑移。此外，侧向滑移表面也使使用者能沿着如人行道的平面支承表面进行滑移，从而不必在支承表面上要有突出物，使磨削实际上可在具有足够刚度和强度的任何表面上进行，大大扩了可进行磨削滑行的范围。
所有前述实施例都含有可拆卸滑板，但都要求使用某些基本工具，不管是螺纹起子、小刀，还是硬币来松开相应连接件以卸走滑板。因而对滑板设计提出这样的要求，即应用的连接系统绝不要求工具来进行拆卸或更换，这样运行起来能更快、更方便。在图23中展示了这样的一个替代性连接系统，其中鞋的鞋帮376安装在鞋底351上，鞋底351在拱形区成形有面向下的凹腔，在其中安放着滑板350。滑板具有面向下凹入的、基本为半圆筒形的低摩擦系数的长槽352，并成形有横向放置的向上翻转的凸缘356。该凸缘包含位于中心、面向上的薄片360，其中有水平窄缝361。
吊带圈370穿过每一窄缝361及在每一薄片360之上受拉而被保持住的三角件375。一根带有粘扣连接件373的带子374也穿过每一三角件375，并咬合鞋两侧上的鞋带。一根足跟带372也装备有粘扣371，此带既穿过三角件又绕过脚的后部。这样，每一三角件375安放三根带子370、372和374，每根带子啮合该件的一条边。
运行时，使用者可选择一种具有要求特征的滑板350，它具有永久性或可拆卸地安装于其上的吊带圈370和三角件375。然后使用者可将滑板置于鞋底351的凹腔中，将带子374穿过每一三角件375和鞋带，将足跟带372绕过鞋的后部并通过每一三角件，然后调节三根带子中的拉力、扣住粘扣连接件以将滑板紧固在鞋底的凹腔内。可以知道，此结构能十分快速地卸去滑板350，也能同样快速地安装滑板350。此特性对使用者不能或不可能穿着磨削鞋的情况特别有用。此外，不需采用任何工具以卸去滑板大大加强了使用本发明滑板的方便性。
在一个替代实施例中，是众多快速松开滑板的快速松开机构中的一种，如图24所示，鞋底399的鞋底座379安放着压在上面的安装架锚定板392，锚定板392成形有横向放置的、朝上翻的凸缘393，它们隆起在鞋底的上边缘之上，并位于鞋帮外侧。安装架390成形在每一凸缘393的上端，并包含一个限定具有内锯齿的垂直窄缝的桥部391。本发明的滑板380成形有薄片396，它从横向设置的朝上翻的凸缘386向上伸展。每一薄片396成形有一个内矩形开口和舌397，它保持在开口之内，并有弹性地在开口的一端与薄片连接。舌397成形有面向外的齿398，它们的大小能啮合安装架390的内锯齿。
在使用中使用者可将滑板380的薄片396穿过相应的安装架390，直至滑板完全安放在鞋底399的凹腔中。当舌齿398通过安装架390的内锯齿时，发出卡嚓声响，从而确保使用者已将滑板380正确插入，并固定在鞋中。应用锚定板392以便将安装架390固定至鞋上是有益的，因为可不必将安装架固定至鞋帮上，从而防止对鞋帮的过大应力及过早的损坏。本发明的滑板十分容易安装至鞋上，一旦每一薄片396的上端插入相应的安装架，使用者只需简单地踩在鞋上，迫使鞋向下滑移到滑板上。一旦插入至它们的最远距离，舌397就被内锯齿固定在安装架390内，内锯齿啮合并紧固舌齿398。要拆去滑板380时，使用者将用一只手的手指推进每一舌397的自由端，然后拉下滑板，并从鞋底399取走滑板。因此本发明的结构使使用者得以用一只手在单次快速动作中插入和卸走每块滑板。本结构的另一优点是由安装架锚定板392的朝上凸缘393提供了附加的横向支承，锚定板392超过鞋的顶点，从而形成一个马鞍形，以便将使用者的脚安放和支承于其间。
必须指出的是，本发明的实践并不一定只限于将滑板安装至鞋侧面和底部，而是同样可适用于鞋帮。如图25所示，本发明鞋的一个替代性实施例包括安装至鞋底401上的鞋帮，鞋底401成形有将滑板400安装于其中的凹腔。滑板成形有面向下、基本为半圆筒形、凹入的低摩擦长槽402以及横向设置的朝上的凸缘403。带有粘扣连接件405的带子404安装至每一凸缘403上。脚背滑板410的形状基本与鞋帮的脚背面相符，并位于鞋的脚背上。脚背滑板410的上表面成形有低摩擦系数的、平面的、覆盖在柔韧基底411上的突起物412。吊带圈406安装到脚背滑板的两侧，并通过D形环408。
在实践中，使用者先选择滑板400和脚背滑板410，然后将滑板放入鞋底凹腔内，将脚背滑板置于她鞋的脚背区域之上，然后将滑板带404穿过D形环408，应用粘扣连接件405以紧固带子，以便将两块滑板紧紧地固定至鞋上。添加脚背滑板410不会干扰使用者的正常步态，因为随着使用者每跨一步，板的柔韧基底411都会成凹形弯曲。当希望进行磨削滑行活动时，使用者可进行前述及间接提到的所有磨削滑行动作，以及由于在鞋帮上添加了滑移表面而能进行的新型动作。例如，使用者可用领先的鞋的滑板400啮合管子轨道，并将其随后的膝关节弯曲至管子轨道的水平或其下，用随后的鞋的脚背滑板410啮合管道轨道。此姿势也可相反，即脚背滑板410领先，而滑板400随后。可替代的是，使用者可同时支承在两条轨道上，用一只鞋的滑板400啮合一条轨道，用另只鞋的脚背滑板410啮合另一轨道，并采用两条轨道间的侧向姿势。由上述可证实，设置脚背滑板能提高使用者体育娱乐的水平，并扩大了可能的动作范围。
请参看图26和27所示，本发明磨削鞋的另一实施例包括一只总体以标号449表示的鞋底，在其后端成形有一个向上开口、大致为半圆柱形的足跟室451，在其前端有一个向上开口的前足室453。安放在相应室451和453中的是相应的互补形状的冲撞缓冲嵌入垫452和450，它们可以是封闭的泡沫结构以有效地缓冲冲撞力。在鞋底449的中间成形有网格，它总体以459表示，以便在足弓区域提供轻质结构支承。因此，在使用中，可将滑板固定至安装有鞋帮的这一鞋底449的下侧，从而使用者就能进行磨削活动。应指出的是，鞋垫通常将覆盖衬垫嵌入物450和452，从动力学着地力来看，嵌入物将用于缓冲某些这样的力，从而使使用者脚部骨头受伤的趋势降至最低。
本领域的一般技术人员将注意到，本发明并不限于提出可装卸地安装至鞋制品上的滑移零件。可应用任何方法来提供一种具有低摩擦表面的鞋制品，其中包括挤压模压工艺期间将滑移表面与鞋底成整体成形，或者，将低摩擦材料烧结在鞋底的某些区域。应用这些永久性的、不可拆卸的滑移表面主要决定于是否有现成可应用的这样的材料，这种材料能持久地经受鞋制品在预期的使用期内反复地在磨蚀表面上的滑移。这种材料难于加工、价格昂贵，因此文中公开的优选实施例包括可拆卸的滑移零件。
根据上述，值得注意的是，本发明装置可促使人们在穿上这种鞋后能进行流行的称为磨削滑行的技巧动作，这种鞋适用于诸如行走或跑步的常规目的，也能啮合在在支承表面的突出物上，横越突出物，在按选定外形形成于鞋的低摩擦表面上进行滑移。本发明的低摩擦滑移表面可与鞋整体形成，或作为可装卸的滑移零件安装于此，并同样适用于体育、工作，或所有类型和风格的娱乐鞋。最有意义的特点在于，本发明的滑移表面不干扰鞋的传统功能，在使用者穿着装有这些滑移表面的鞋时，也不要求调节其正常的行走或跑步步态。因此本发明的装置为常规鞋提供了特殊装备，从而扩大了此鞋的用途，并增加了其穿着者的娱乐水平。本发明的结构和生产可以多种美学和实际选择加以完成，因此能吸引众多的市场和消费者。
虽然说明和展示了本发明的具体实施例，但在不偏离发明的精神和范围内有各种修正方案，且所有这些修正方案和等同物都在权利要求的范围内。