为了使脚更合脚，不仅需要合适的鞋长，而且需要合适的内部宽度和围度尺寸，这些尺寸实际上与鞋中脚的相应尺寸密切相配。这里所使用的“围长”定义为围绕脚的横向周长，典型地是指在脚的球状体、脚心和脚背处测得的周长，而且这些周长也用来描述相同部位鞋的有效内周长。在传统的鞋类中，这种贴合只能通过完满的尺寸范围，例如将鞋分为9或更多级再逐级依据其长度尺寸将鞋加宽的方式来近似实现。然而，尽管如此充分地划分宽度级，仍然需要一些其它的围度调节装置以适应左右脚围度的差异以及由日常活动和其它一些由脚的围度变化所导致的左右脚围度差异，其中所指的变化主要由于液体在脚中的积累所致，通常这种差异可达1.5甚至2个满宽度尺寸级。尽管这是众所周知的问题，然而批量生产和销售的经济情况已经普遍限制了大多数鞋，这些鞋对每个长度尺寸只提供一个单一的宽度，结果是在大多数情况下只能近似合脚和常常不合脚，从而使脚长期处于严重失调状态。 由于这些原因，人们越来越迫切需要一种实用地和经济的鞋结构，这种结构通过某种装置进行宽度和围度调节，所述装置可相对隐蔽地允许这样一种可调性，即提供很宽范围的包括传统鞋底和鞋帮的的鞋型。
可调围度的鞋类并不新鲜，大量的在先技术已经使用了包括鞋带、搭扣带之类可见的围度调节装置，这些装置中的大多数很难适应于脚的球状体处的围度调节，而此处又是最需要调节的地方，然而，在典型的没有围度调节装置的鞋类如平底便鞋、跟部高度不同的各种女鞋和许多其它偶然一穿的鞋和靴子等鞋类中甚至还没有出现这种围度调节装置。此外，对于有自动围度调节装置的鞋类需要明确定义，不仅要避免不合适的手调，而且要将这种调节装置提供给那些在某些方面用其它的手调装置有困难的人，例如小孩，残疾人和老人。
围度可调的鞋类已授权的美国专利3，404，468、3，541，708和3，686，777中也已公开。由于某些原因，这些专利中没有一个打开售路，这些原因是：后面二个专利过于复杂，以至于不能竞争性地生产，而且当机构中夹有泥土时很容易产生故障，468的实施例也存在类似问题，与传统的鞋相比除了耐久性和外观外，468的最后三个附图（11-13）没有给出值得考虑的围度调节。然而，尽管这些技术有许多不足，它们还是足以启发并最终引出本发明所期望加入的R&D优点。
美国专利3，442，031和3，922，800公开了一种通过升高至少部分鞋内底的顶表面使围度可调的鞋，这不仅改变了鞋的围度，同时也使脚在鞋内升高了。由于事实上一般是在鞋的前部进行这种调节以保持鞋帮后部的坚硬部分和后部舒适合脚，这样便产生了能改变鞋的“踩踏”效应即改变穿者的脚跟相对脚的球状体相对高度的不平衡调节。再者，由于适当的围度调节通常反映了左右脚之间的围度差异，所产生的另一个结果是人的脚在上述行走表面的行走高度不一致，这带来了一系列的矫形问题。
虽然外观与本发发明有些类似但实际功能完全不同的美国专利490，998、2，691，227和3，436，842，仅在鞋没有承载时进行围度调节测量，而本发明的围度调节则适合于没有承载和有承载两种情况，后者对于多数在承载情况下由于鞋不合适所引起的脚不适和损伤显得更为重要。此外，后面两项专利没有公开防止泥沙和小卵石夹到上述机构中的装置。
美国专利3，693，270将可变形的海绵穿固定在靴子内，这主要是易于脚穿鞋和脱鞋，而不必用拉链或其它松紧机构。然而在脚穿入时，特别是靴子从脚的球状体磨过时产生热和压力，从而使这种靴子不适合用作普通穿用和偶而穿用的鞋类。
美国专利4，736，531描述了一种鞋，在该鞋内围绕脚的前面设有半弹性滑动衬垫固定到底部组件上并自由附着于鞋帮。然而这个结构在使用时可能限制鞋舌使之难以对正，这样，当窄小的脚穿入鞋内，在迈步循环中重量承载高过脚的球状体顶部敏感区也就是使脚能灵活运动的部位时，使鞋产生松弛、皱折，也就无法达到基本的围度调节。
美国专利4，038，762公开的是在鞋口内采用粘性可塑性变形材料，这种结构主要用于具有硬底的高山滑雪鞋靴，正如其中所述，它不适合于在脚的球状体部位需要最佳围度调节的普通鞋类。在脚的球状体处MP（骨/指骨）在步行循环中柔性接合。这种材料和类似的使用空气、胶滞体、气体、泡沫塑料和其它机械装置等相近材料虽然对硬底鞋类，尤其是用于脚的球状体后部特别有用，但普遍不将其用于球状体或超过球状体的部位。这主要考虑了在这个相对敏感和关键配合区域脚的舒适和健康。
本发明的主要目的是提供一种包括隐蔽的围度调节装置的鞋结构，它可广泛用于各种鞋型，这种鞋包括带普通鞋底元件的鞋。
本发明所述的鞋包括可变形的鞋帮，它的下边缘非弹性地固定在鞋底和鞋底组件上，围度调节装置设置在由鞋帮及鞋底元件确定的空腔中。围度调节装置最好采用内层缝线组件的形式。它装在鞋帮内层的最上层，而且包括能够调节鞋的围度使之与脚相适合的弹性装置，当鞋帮一侧变形时，可按需要进行相应的调整。在最佳实施例中，鞋帮内可随之调节的这种变形仅发生在鞋有承载时，而且大多数是在运动中，同时是肉眼所能注意到的最小程度。
在一个实施例中，内部组件包括沿着脚边不能相对拉伸的衬层元件，该衬层与脚下可拉伸材料的基底相连接，在脚和基底之间有一个浮动内底。
另一个实施例中，内部组件的作用则基本相反，可拉伸材料围绕脚边设置，不可拉伸材料构成基底。
在没有附图表示的另一个实施例中，可拉伸衬层组件在脚边周围和脚底充分伸展。这种结构特别适合于所谓“管式”结构的鞋类。
在另一个实施例中，围度调节装置包括具有相对不可拉伸的鞋帮衬层元件的内组件，鞋帮衬层元件与类似的不可拉伸基底和内底元件相连接，基底和内底最好与横向可调的框架组件相连。框架最好，但不是必需，通过铰链桥接方式内连接，而且连接到包括弹簧、其它弹性材料、绳索、偏心轮等任何一种框架的调节机构上。框架组件中的横向运动，对衬层元件的边缘产生了滚动调节，其结果是使内衬层组件围度尺寸产生变化。在所有上述实施例中，没有承载的内部组件的内底至少部分悬浮在鞋内。仅在鞋受重力作用时鞋帮才发生变形，在其它所有时间，鞋帮保持鞋的最初外形，而与鞋内脚的围度无关。
在另一个实施例中，特别是为低价鞋类设计的实施例中，隐蔽的围度调节装置包括可拉伸的衬层元件，它部分地直接连到鞋帮上，在这种款式中，允许鞋帮采用某种假设在需要时与那些内部要拉伸可调节的衬层元件表面不相同的横向外形，以使之调至合适并将围度调到鞋内脚的形状和尺寸。上述所有这些实施例，最好采用简单普通的连接方法将鞋帮和衬层元件沿着它们共同邻接的边缘固定连接到底部元件。
为了充分理解本发明的特点和目的，下面将结合附图对本发明作详细的描述。
图1是本发明所述鞋的侧视剖面图，该图具体体现了本发明的原理。
图2是图1所示鞋沿线2-2的横向剖面图，表示了脚不在鞋中的情况。
图3是图2的实施例视图，表示脚在鞋中和鞋至少部分承载时的情况。
图4是另一个鞋的侧视剖面图，该图体现本发明原理的另一个实施例。
图5是图4所示鞋沿线5-5的横向剖面图，表示脚不在鞋中的情况。
图6是图5的实施例视图，表示脚在鞋中和鞋至少部分承载的情况。
图7是经变型的鞋的侧视剖面图，该图体现本发明原理的又一实施例。
图8是体现本发明原理所述鞋的另一个最佳实施例的侧视剖面图。
图9是图8所示鞋沿线9-9的剖面图，表示脚不在鞋中的情况。
图10是图8所示鞋沿线10-10的剖面图，表示鞋中至少有穿用者的部分脚重量的情况。
图11是图9所示内底组件的平面图，它包括横向可变形的框架，内底和衬垫及用于使框架变形的典型的横向调节机构。
图12是带有可变形框架鞋的侧视剖面图，该图具体体现本发明原理的另一个变型。
图13是图12所示鞋的内底组件的平面剖视图。
图14是体现本发明原理所述鞋的另一个最佳实施例的侧视剖面图。
图15是图14中所示鞋沿线15-15的横向剖面图，表示该鞋所设计的围度所能适应的脚的最小围度范围。
图16是图14中所示鞋沿线16-16的横向剖面图，表示该鞋所能适应的脚的最大围度。
参照附图，本发明的可调围度的鞋结构将对照公知的便鞋设计进行描述。然而应该理解，这是容易做到的，但本发明并不局限于任何类型的鞋，而是适用于大多数包括其它类型的鞋、靴、帆布胶底鞋、拖鞋等各种鞋类。在下面将要描述的各实施例中，相同的标号表示其功能相同或相近的元件。
图1-3表示本发明的一个实施例。鞋20包括普通的可弯曲鞋帮22，鞋帮22最好由皮革制成，并包括连在一起的鞋面24和鞋舌26，连接可采取例如缝合等适当的方法，以形成围绕鞋前部的凸缝28。鞋的后部一般设有盖在鞋面24上的革踵或后鞋帮30。环状物或护口32最好叠盖在后鞋帮30、鞋帮22和衬层46邻接的上边缘。鞋20还包括典型的普通鞋底组件34，鞋底组件具有鞋跟部42，脚背部43，脚心部49，脚的球状体部45，脚趾部47。该实施例的鞋底组件由普通的橡胶单体鞋底36和橡胶中底38构成，中底38的底表面通过胶合或其它合适的连接方法与单体鞋底36的上表面联接，鞋底36最好从通常所说的“块料”上切下。最好通过缝合的方法将中底38沿周边缝合到鞋面24的底部。鞋20还包括可调的内组件48，组件48包括衬层46和衬垫50。在该实施例中，衬层46是不可拉伸材料构成的，最好是采用由Faytex Corp.of Braintee.MA，提供的一种无纺尼龙纤维CambrelleR，不过也可使用任何合适的不可拉伸材料。衬层46在它的最高边缘与鞋面24的相应边缘连接，除了在鞋跟处用手随意地将后鞋帮30、鞋面24上部和底部一起固定地缝在后缝31之外，鞋面24在其它部位是自由的。在衬垫50的底表面内通过缝合将弹性衬垫50与衬层46固定，而且衬层46和衬垫50共同构成环绕脚边及脚底的内组件48。虽然也可以使用其它弹性片材，但衬垫50最好选用用通常称作氨纶的弹性纺织纤维。内底44最好不受约束地处于衬层46的下边缘和衬垫50之上，这样防止了衬垫50和使其与衬层46相连的缝合缝的过分磨损并避免使脚感觉到上述缝合缝。内底44最好延伸到鞋的全长，而且其轮廓形状与鞋最终能接受的最大宽度的底部相匹配;该最大宽度也就是最终制成鞋的最大宽度。另外，内底44不与内组件48连接，以便于取出清洗和清除任何可能积在鞋内的外来杂物。
图2表示装有衬垫50的鞋20，其中的衬垫没受应力作用，内底44在鞋中悬浮。在该状态下，衬垫50处于它的最小宽度，从而衬层46的底边缘与其最为靠近。在没承载的情况下，鞋帮22趋向于维持在最终鞋被制成时的形状。另一方面，如图3所示，当鞋穿到脚上且承受重量时，衬垫50伸展以至使衬层46贴切合脚，特别是包括球状体、脚心和脚背之间的重要配合部位。随着内组件48增加到使其本身适合于脚的围长，这种增加构成了使鞋合脚的重要因素。然而，当如图3所示，鞋中有承载时，随着内组件48和内底44在脚压下向下移动，鞋帮22的边轻微向外凸出变形，这种变形相应于鞋内脚的围度而延伸并限制了鞋的最大设计围度。
图4-7的实施例与图1-3的实施例相类似，只是上述作用在这里基本相反，拉伸材料围绕在脚边和选择性地围绕脚顶端，而不可拉伸元件设在脚下。图4表示一种仿印第安软皮鞋结构。鞋帮22楦在永久固定的内底58之上，内底采用TexonR或类似的设有内组件56的普通内底材料，内底组件56由氨纶材料或类似的拉伸衬层51组成，衬层51最好通过缝合与CambrelleR或类似物的不可拉伸衬垫54相连接。衬垫54支撑不可拉伸的内底44。图4-6表示一种仿印第安软皮鞋结构的实施例，其中接合缝28是热成形在一块鞋面22中的仿形接合缝，鞋面22内包括鞋舌26。这个接合缝或褶状皱起物可以由the Geo.knight Co.of Brockton.MA和其它厂商提供的设备制作。如图4和图5所示的仿形接合缝28最好在基本上没有应力和拉伸的条件下缝到衬层51上。图6表示接合缝28和与之相连的衬层51，在承载条件下相对于鞋中脚的宽度缝28处于拉伸状态。另外，鞋帮22沿着图3所示的边缘产生变形，同时也沿着向外延的仿形接合缝28变形。图5表示脚不在鞋中的情况，这时内组件56不受张力或所受张力极小。应该理解，仿形缝可以和前述的围度可调内组件共同使用或单独产生围度调节效果，或如图7所示不起作用，在图7中，所有围度调节是由鞋面衬层组件的弹性伴随着前述鞋面侧边变形而产生。
图8-11描述了本发明的另一个实施例。在该实施例中，内组件包括衬层46，衬垫50和框架组件60。图8表示鞋的侧视图，该鞋设有不仅用作衬层46，而且也用作衬垫50的非拉伸CambrelleR，由不可拉伸的内底62和垫块68支撑，鞋帮22永久性地楦在普通的内底70上，如图11所示的最佳实施例中，框架组件60包括铰接式框架61，它构成了围度调节装置的基底。框架61由合适的材料如塑性材料制成，该材料最好是挤压厚度大约为0.03″到0.04″的聚丙烯。在69处开有槽，使由该槽造成的跨接区起活动关节的作用，以允许框架变形或相对于不锈钢弹簧72提供的张力而产生弯曲。弹簧72由紧固件70和71固定到框架上。以上所有的部件构成了框架组件。选择性地，可将槽跨接区省略和将框架切成具有一定间隔的段和/或实际上减少切段或使之限制在一定的数量之内。弹簧72任意地而且通过固定器74在中心位置与支承内底62和垫块68的衬垫相连，以帮助框架保持横向平衡的变形。衬垫50的周边是可伸展的，它覆盖在下面的框架61上，并通过适当的方法如粘合剂胶粘或辐射粘合法，将其底面与框架61连接。然后，利用鞋楦上的鞋帮和使框架保持在最外位置的临时夹紧装置将衬层46很好地粘楦到衬垫50底侧，以便与框架组件相连，然后移掉夹具。如图所示，衬层也可以通过适当的方法例如缝合或粘合与鞋帮22连接。然后用传统的方法将鞋帮22楦到普通内底70上，最后将底部边沿弄毛并最好用粘合法将其与鞋底连接。如图所示，如果希望的话，也可选择其它常用的鞋底组件。图9表示图8在未加载情况下的鞋结构，而图10则表示承载情况下的同一只鞋，它显示的脚稍小于该鞋所适应的最大设计围度。
图12和13表示本发明的另一个实施例，它的作用与图8-11一样，只是图12-13所示的调节装置包括凸轮78，用手从鞋内旋转凸轮以调节弹簧87的张力，弹簧的尾端通过凸轮从动轮82牵引，并在固定点43与内底44相连。从弹簧前端引出的绳索将引起衬层组件的围度变化，由此使鞋自身调节以适应不同围度的脚，通过调整螺钉76旋转凸轮78，使凸轮从动轮82按照凸轮槽80的半径变化而移动，以调节由弹簧87所施加的有效张力。凸轮从动轮82还可以与一个固定在内底下侧面的纵向定位金属板相啮合，以便限定凸轮从动轮作纵向运动。如图所示，可以选择性地设计这个板，使之伸长到金属孔74处，由此使从动轮82和金属孔74之间的内底变硬，以防止内底在围度调节期间发生纵向弯曲。
如果从上述组件中取消弹簧，绳索从金属孔直接沿虚线88延伸并通过凸轮从动轮82再到固定点83，这样就变为完全手动调节，通过凸轮的手动调节，来测定框架61的相对侧段之间的距离。作为一种变型，但未在图示出，图11中的横向弹簧72也包含在这个实施例中，以允许自动围度调节和手动围度调节同时并存。根据需要，一个类似的调节弹簧和/或凸轮可设置在脚心部位以取消绳索。
图14-16表示本发明的另一个实施例，其作用方式与上述实施例类似，但结构设计上有些不同，在资金缺乏而又起决定作用时，这种结构设计允许该实施例对用户来说以较低的成本生产。图14表示鞋90，它是一种常用而并不局限于管式结构的印第安便鞋，该鞋具有用皮革或其它合适的鞋帮材料制作的鞋帮92，鞋帮包括鞋舌或鞋或鞋尖94，最好采用手缝搭接缝96将鞋舌缝合到鞋面100、鞋面衬层98和可选择的舌衬98a上。衬层由围度方向可拉伸的合适材料，如氨纶或其它类似材料，特别是由H.L Warshow & Sons，Inc.of New York，Ny销售的特别结实且耐久的SpanduraR产品构成。衬层98和可选用的98a最好在鞋中若干地方牢固地固定于鞋帮92。如图所示，固定发生在鞋舌缝合缝91、可选用的鞋舌91a、护口缝合缝91b、后鞋帮的手工缝合缝91c等处，而且在这些部位，通过普通的LittlewayR压合层106将衬层98和鞋面100一起固定到中底102上。用普通的胶粘剂将鞋底104与中底102相连接，鞋底104和中底102由专用的片料或模料如皮革、塑料或橡胶制成。最后将衬垫106活动地插入鞋90，以提高产品的舒适性和耐久性。
图15表示当脚穿入鞋中只需要很小或不需要围度调节时鞋的情况。鞋帮100和衬层98及98a在它们共同的连接点和该点附近紧密接触，在这些点允许鞋帮侧面和可选择的鞋帮顶部在高度和宽度方向产生变形以适应穿用者的脚。
如图16所示，衬层98和98a被推到与鞋帮及鞋舌完全接触，这表示与制做鞋的鞋楦或鞋模相比基本没有变形情况。该附图表示，当设计的鞋适合于具有最大围度的脚时，鞋的各组成部件的位置。
然而，衬层98和98a最好是由弹性可拉伸纤维材料构成，也可选用其它材料或用于在脚和鞋帮之间产生变化和调节容积的机械结构，以作为至少在鞋的球状体部位进行围度调节的装置。这些材料包括密封塑料或可密封塑料或类似用来保持空气和/或其它气体变化量的软外壳、胶滞体、“flo”材料或弹性泡沫塑料。这种泡沫塑料包括由United Foam Products Corp.of Gerrgetown，MA，或其它公司出售的单体热塑形聚氨酯泡沫塑料，这种泡沫塑料最好是低密度的，即2＃/立方英尺或更少。换句话说，这种泡沫塑料可以用来增强围度调节装置的弹性。在这样一个实施例中，泡沫塑料最好衬有一些织物或短纤维体的弹性内衬层。这种有明显围度调节作用的衬层至少应提供完整标准的“宽度”调节，这意味着，在脚的球状体处、脚心处，脚背处至少具有1/4″的围度调节性。为了达到这种调节性和合适的压缩率，衬层应比通常用于鞋面衬层的1/16″和1/8″织物一泡沫塑料衬层材料厚一些，即最初在大约3/8″到1/2″的厚度范围。该厚度通常会在鞋面线迹和与之邻接的脚之间引起令人不能接受的裂缝或破开，不过这种裂缝可以通过适当地绘制厚泡沫塑料的形状和在对应球状体、脚心和脚背等部位的鞋面线迹处减小泡沫塑料的厚度来缩小或甚至于消除，以使鞋具有较好的外观和更合脚。本发明的另一个实施例提供了用于鞋中泡沫塑料衬层元件的仿形装置。
有很多公知的使泡沫塑料成形的方法，这些方法包括初制模，通过磨削或类似方法对材料进行切削，对泡沫塑料板或片进行再制模。然而，包括用最少的设备花费和使鞋在尽可能宽的范围内获得最大适应性的最佳方法包括，热塑形泡沫塑料的应用，这种泡沫塑料包括上述材料，当温度升至260°-300°F，并保持8-12分钟时，泡沫塑料能永久性地定型。与聚氨酯泡沫塑料衬材料相对的热塑形粘合织物很容易达到永久定型的的目的。其中整个衬层材料的原始厚度为3/8″到1/2″，然后通过在鞋中插入一个鞋楦或其它鞋模，可在其它已完成的鞋中进行上述成型，所插入的鞋楦或鞋模具有鞋的设计所能适应的最小围度脚的轮廓和围度尺寸。在鞋内放入鞋楦后，可通过任何已知技术例如合适的炉子对其适当加热，和/或通过在鞋楦内通入循环热油或其它汽体对鞋楦加热。当冷却后，泡沫塑料的较小压力区将继续有助于鞋的围度调节。
还有另一个可供选择的实施例（图中未示），包括使用小片簧，该小片簧插入鞋的衬层和脚心区一侧的鞋帮之间，以便于调节鞋的围度，这种弹簧可以冲压成例如大约0.010英寸厚的薄片，片簧薄片材料可预先成形或弯曲，以使鞋舌（鞋帮的面）在鞋帮侧缘从脚向外变形时保持在较低位置，从而满足围度较小的脚的需要。围度较大的脚将把鞋舌向上推，通过弹簧装置的轻微约束使鞋帮向内形成最小轮廓。
应该注意到，在上述所有的实施例中如此制造的鞋能自动补偿球状体和脚背之间围度关系差异。这就提供了超过传统结构的显著配合优势，特别是对于不具备传统围度调节装置的款式，如平底便鞋，靴子，临时穿用的拖鞋等。