具有带浮动铰链的弹性鞋底夹层的鞋外底 【技术领域】
本发明涉及一种具有足部缓冲装置的鞋底。特别是，本发明涉及一种鞋或靴子的鞋底，其具有弹性鞋底夹层，用于在走路或跑动时对足部起缓冲作用。
背景技术
随着日益普及的低冲击式的心脏血管锻炼，已经出现了几种用于缓冲足部所受到的冲击的轻便鞋和运动鞋设计。
例如，Schwab(US3,662,478)描述了一种具有胎面花纹的鞋底，该胎面花纹由一个纵向肋条和从该纵向肋条分出来的多个横向凹槽组成。凹槽相对于纵向肋以不超过90°的角度倾斜。凹槽产生几个侧向肋条，步行者的重量分布在其上。
Stubblefield(US4,372,058)描述了一种具有柔性凸出部的鞋底，柔性凸出部从鞋底的下表面向下延伸。凸出部相对于下表面成钝角倾斜，并且在接触地面时向外展开。
Cohen(US4,754,559)描述了一种具有鞋底夹层、鞋外底和多对肋条的鞋，其中，多对肋条设置在鞋外底与鞋底夹层之间。该多对肋条沿鞋的整个长度设置，每一对都包括一对横向延伸到鞋的纵轴的反弓形肋条。肋条由橡胶或类似的材料制成。每一对肋条的反弓形肋条相互隔开一段距离，当鞋上的负荷增大时，其允许成对的肋条变形。在施加预定负荷后，每一对肋条中的一个肋条接近相邻的反弓状肋条，从而增加肋条对进一步变形所需的负荷。
Diaz(US4,815,221)描述了一种鞋底，其具有弹簧板和几个从弹簧板向上或向下凸起的弯曲的管形弹性凸出部。具有基本上为U形横截面的弹性凸出部在受到脚的负荷时变形，并且在脚抬起后恢复到其未变形的状态。当凸出部恢复到其未变形的状态时，设置在每一弹性凸出部后部的支撑肋条向前推动弹性凸出部。
Sessa(US5,469,639)描述了一种鞋外底，其具有形成于其上表面中地凹入部和设置在凹入部内的弹性夹层插件。该插件具有纵向隔开的、向下延伸的多条横向肋条，肋条延伸通过插件的下表面。横向肋条具有两种长度，长短两种肋条沿着插件的长度按照规则的图案交替分布。肋条按照正弦曲线的规律设置穿过插件的宽度，且每一个肋条的高度也按照正弦曲线的规律变化穿过插件的宽度。较高的肋条提供第一缓冲率，而当进一步压缩肋条时，较低的肋条提供逐渐增强的缓冲率。
Parisotto(GB2297768)描述了一种鞋外底，其具有设置在其上表面脚跟区的空腔以及设置在空腔中的中心纵向肋条和多个横向肋条。横向肋条与纵向肋条交叉设置，从而形成栅格图案。横向肋条从空腔的上表面向上延伸，并朝着鞋的后部向后倾斜。使用时，在脚跟的重量的作用下，横向肋条向后弯曲变形，并且当抬起脚后，横向肋条恢复到其未变形的状态。
Lekhtman(WO2005/025381)描述了一种缓冲式鞋外底，其包括上部承重部件、下部承重部件和设于承重部件之间的多个可压缩的弹簧件。每一个可压缩的弹簧件都具有双凹的V形结构，并且包括一对弓形板，弓形板中的一个的一端与另一个的一端相连，并且通过设置在其各个相对端的轴承装置可轴转地连接到对应的承重装置上。
【发明内容】
根据本发明的一个方面，提供一种鞋外底，其包括上部鞋底；鞋底层，所述鞋底层设置于上部鞋底之下；以及弹性鞋底夹层，所述弹性鞋底夹层设置于所述上部鞋底和鞋底层之间并且被构成为用以抵抗受到负荷时所产生的压缩，所述鞋底夹层包括至少一个横向延伸到鞋底的纵轴的浮动铰链，所述浮动铰链中的每一个都包括上部弹性凸起板簧、下部弹性凸起板簧和用于将所述板簧连接起来的U形弹簧，所述板簧中的每一个都具有根部和与所述根部相对的头部，所述U形弹簧中的每一个都具有一体成型的一对支脚，所述上部弹性板簧在其根部与上部鞋底一体成型，所述下部板簧中的每一个都在其根部与鞋底层一体成型，所述浮动铰链的板簧中的每一个都在其各自的头部整体连接到相关联的U形弹簧的一个对应支脚。
根据本发明的另一方面，提供一种足部覆盖物，其包括鞋上部及固定到鞋上部的鞋外底。该鞋外底包括上部鞋底；鞋底层，所述鞋底层设置于上部鞋底之下；以及弹性鞋底夹层，所述弹性鞋底夹层设置于所述上部鞋底和鞋底层之间并且被构成为用以抵抗受到负荷时所产生的压缩，所述鞋底夹层包括至少一个横向延伸到鞋底的纵轴的浮动铰链，所述浮动铰链中的每一个都包括上部弹性凸起板簧、下部弹性凸起板簧和用于将所述板簧连接起来的U形弹簧，所述板簧中的每一个都具有根部和与所述根部相对的头部，所述U形弹簧中的每一个都具有一体成型的一对支脚，所述上部弹性板簧在其根部与上部鞋底一体成型，所述下部板簧中的每一个都在其根部与鞋底一体成型，所述浮动铰链的板簧中的每一个都在其各自的头部整体连接到相关联的U形弹簧的一个对应支脚。
根据本发明的另一方面，板簧被构成为在受到负荷时通过逐渐伸直来抵抗压缩。
根据本发明的另一方面，U形弹簧被构成为在受到负荷时通过逐渐压缩来抵抗压缩。
根据本发明的另一方面，U形弹簧等间距地设置在上部鞋底和鞋底层之间。
根据本发明的另一方面，上部鞋底包括脚趾区和脚跟区，且所述浮动铰链中的每一个都具有朝向脚趾区定位的U形弹簧。
根据本发明的另一方面，所述鞋底夹层包括插入通道，所述插入通道位于每对相邻的浮动铰链之间，所述浮动铰链和插入通道中的每一个都不中断地连续延伸穿过鞋底宽度。
根据本发明的另一方面，板簧横向延伸贯穿整个鞋底的宽度。
根据本发明的另一方面，板簧中的每一个的厚度在其根部和头部之间基本恒定。
根据本发明的另一方面，板簧中的每一个的厚度在穿过整个鞋底的宽度时基本恒定。
根据本发明的另一方面，接近脚跟端的浮动铰链的高度高于接近脚趾区浮动铰链的高度。
在一实施例中，鞋底夹层包括弹性橡胶材料。
在另一实施例中，足部覆盖物的鞋上部和鞋外底共同组成鞋。
在另一实施例中，足部覆盖物的鞋上部和鞋外底共同组成靴子。
【附图说明】
现在将参照附图以举例的方式描述本发明，其中：
图1是具有鞋外底的鞋的侧视图，示出了上部鞋底、鞋底和弹性鞋底夹层；
图2是图1所示的鞋的侧视图，示出了处于负荷下的被压缩的鞋底夹层；
图3是图1所示的鞋外底的纵向截面图，示出了处于其未变形状态下的鞋底夹层；
图4是鞋外底的纵向截面图，示出了处于负荷下的被压缩的鞋底夹层；
图5是鞋外底的脚趾区的放大横截面图；
图6是鞋外底的脚跟区的放大横截面图；
图7是鞋外底的立体图；
图8是鞋外底的侧视图；
图9是鞋外底的脚跟区的后视图。
【具体实施方式】
参照图1，示出了一种运动鞋或轻便鞋100，其包括传统的鞋上部102和固定到鞋上部102的鞋外底200。鞋外底200通过诸如使用鞋粘结剂的传统方法固定到鞋上部102。
如图3所示，鞋外底200包括上部鞋底202、设置于上部鞋底202之下的鞋底层204，以及设置于上部鞋底202和鞋底层204之间的弹性鞋底夹层206。优选地，上部鞋底202、鞋底层204和鞋底夹层206由弹性橡胶化合物制成。更优选地，鞋底夹层206与上部鞋底202和鞋底层204一体成型。
上部鞋底202在接近上部鞋底202的一端处具有脚趾区208，并且在接近上部鞋底202的另一端处具有脚跟区210。使用时，当脚放入鞋100中时，在鞋上部102和鞋外底200之间，脚趾将接近脚趾区208驻留，同时脚跟接近脚跟区210驻留。
优选地，上部鞋底202在接近脚趾区208处与鞋底层204一体成型，但在脚跟区210处仅通过鞋底夹层206和柔性U形铰链226连接到鞋底层204，其中，弹性U形铰链226从鞋外底200向后突出。很明显，当鞋外底200受到负荷时，这种设置允许上部鞋底202在脚跟区210相对于鞋底层204垂直运动，从而为脚提供垂直方向的缓冲作用。
优选地，鞋底层204包括几个基本平行的弹性肋条212，用于增加鞋100的摩擦力。每一肋条212均向下延伸远离上部鞋底202，横穿鞋底层204的宽度。
弹性鞋底夹层206包括至少一个浮动铰链214，其横向定位到鞋外底200的纵轴。优选地，弹性鞋底夹层206包括几个这种沿鞋外底200的整个长度设置的浮动铰链214。很明显，当鞋外底200受到负荷时，浮动铰链214使鞋底夹层206构成为用以抵抗压缩。
如图所示，每一个浮动铰链214都包括上部弹性板簧216、下部弹性板簧218及用于将板簧216，218连接起来的U形弹簧220。上部弹性板簧216具有一个根部216a及与根部216a相对的头部216b。每一个上部弹性板簧216在其根部216a与上部鞋底202一体成型。类似地，下部弹性板簧218具有一个根部218a及与根部218a相对的头部218b。每一个下部板簧218在其根部218a与鞋底层204一体成型。
如图所示，每一个板簧216，218均具有凸起的外形，其中，每一个板簧216，218在接近根部216a，218a的曲率半径大于接近头部216b，218b的曲率半径。然而，每一个上部弹性板簧216的外形与每一个下部弹性板簧218的外形是相反的。
板簧216，218横向延伸穿过鞋外底200，优选穿过鞋外底200的整个宽度。优选地，每一个板簧216，218的厚度在根部216a，218a和头部216b，218b之间基本不变，并且穿过鞋外底200的整个宽度时也基本不变。
此外，优选地，鞋底夹层206包括插入通道222，其位于每对相邻的浮动铰链214之间，使得浮动铰链214和插入通道222不中断地连续延伸贯穿鞋外底200的宽度。可选地，一个或多个插入通道222可填充有弹性泡沫材料，以给予鞋外底200预期的弹性。
每一个U形弹簧220均具有一对整体连接的支脚220a，220b。每个U形弹簧220的一个支脚220a设置在相同的U形弹簧220的另一个支脚220b上方。进一步来说，每一个支脚220a，220b的横截面是基本平面，并且横向延伸贯穿鞋外底200。如图所示，每一个U形弹簧220均包括一个由上部支脚220a和下部支脚220b构成的通道224，其横向延伸贯穿鞋外底200的宽度，且在鞋外底200没有处于负荷下时将上部支脚220a和下部支脚220b分开。
每一个浮动铰链214的上部板簧216都与相关联的U形弹簧220的上部支脚220a在头部216b处一体形成。类似地，每一个浮动铰链214的下部板簧218都与相关联的U形弹簧220的下部支脚220b在头部218b处一体形成。
优选地，板簧216，218具有基本相同的长度和曲率，且U形弹簧220基本间距地设置在上部鞋底202和鞋底层204之间。进一步优选地，浮动铰链214被定位成使得U形弹簧220朝向脚趾区208定位；并且板簧216，218的根部216a，218a朝向脚跟区210定位。
由上述可知，板簧216，218具有弹性的的特性，且两者具有相反的凸起外形。因此，当鞋外底200上的垂直负荷增加时(例如，由于穿鞋100的人上台阶)，受压的板簧216，218将通过逐渐伸直来抵抗鞋外底200的垂直压缩。
由于板簧216，218具有可变的曲率半径(由上述可知)，当受到垂直方向的负荷(例如，由于穿鞋100的人的体重)时，板簧216，218的头部216a，218a将比根部216b，218b更易于偏离其没有受到负载时的形状。由于鞋外底200上的垂直负荷增加，板簧216，218的头部216a，218a将会彼此邻接(如图2和图4所示)，从而阻止板簧216，218在头部216a，218a处的继续变形。然而，板簧216，218的根部216b，218b随后将开始偏离其没有受到负载时的形状。结果，板簧216，218对足部提供了逐步的垂直缓冲。
优选地，每个U形弹簧220都具有弹性，且U形弹簧220比板簧216，218的弹性更强。因此，在最初施加垂直负荷时，U形弹簧220将首先抵抗鞋外底200的压缩，随后是板簧216，218变形。结果，由于该随后的设置，可以对足部进一步提供逐步的缓冲作用。
同样优选地，浮动铰链214在接近脚跟区210处的高度大于脚趾区208的高度，以便对脚跟处提供增强的缓冲作用。然而，鞋外底200可具有替代的截面外形，以增强负荷的散布。例如，在与足部最大负荷点对应的鞋外底200附近区域可以比诸如脚姆趾和脚跟处的浮动铰链214的高度更大，以增强对脚的这些部位的支撑。
本文预期了对前述实施例的各种变形。例如，鞋底夹层206被典型地制成标准尺寸，即全部板簧216，218的厚度和尺寸是基本相同。结果，通过增大或减小全部板簧216，218的厚度和/或尺寸就能获得预期量的垂直缓冲。然而，可选地，可以增大或减小个别板簧216，218的厚度和/或尺寸，以便沿着鞋外底200在特定的位置提供可选择的垂直缓冲。而且，可以通过适当选择制作板簧216，218的材料来调节垂直缓冲量。
同样，也可选择单位长度的鞋底夹层206(密度)上的浮动铰链214的数量，以便为足部提供不同量的缓冲。该密度变化可通过增加或减少插入通道222的尺寸和/或通过增加或减少板簧216，218的长度或角度来实现。而且，浮动铰链214的密度(如上定义的)不需要是一致的，而是可以沿着鞋200的长度变化。例如，在与脚姆趾和脚跟对应的鞋200附近的区域浮动铰链214的密度可以较大，并且在与脚弓对应的鞋200附近的区域浮动铰链214的密度可以较小。
此外，由上述可知，典型地，每一个板簧216，218的厚度在根部216a，218a和头部216b，218b之间是基本恒定的，且贯穿鞋外底200的整个宽度都是基本恒定的。然而，可选地，每一个板簧216，218的厚度可以在根部216a，218a和头部216b，218b之间变化，以提供不同的渐进垂直缓冲外形。
上面的描述解释说明了本发明的优选实施例，附属至此的权利要求限定了本发明的专利权所要求保护的范围。虽然本文没有明确说明，但那些普通技术人员能够对所述的实施例进行某些修正，而不偏离本如附属的权利要求所限定的发明的范围。