CN1153530C - 型线复杂的张力气囊体 - Google Patents

Abstract

一种用来在鞋(140)的一个中底(148)中提供减震的一种型线复杂的张力气囊体(50)。

Description

型线复杂的张力气囊体

本发明的领域

本发明涉及一种改进了的减震件，和制作该减震件的方法，更具体地说，涉及充满气体的气囊体，它有一个张力件，该张力件使得可以形成有复杂曲线的型线和形状。

本发明的背景

已经进行了大量工作来改进减震件的结构，这些减震件采用了充满气体的气囊体，比如那些用在鞋底中的气囊体。虽然近期由于材料和制作方法方面的发展，充满气体的气囊体在多方面的适应性上已经有了重大的改进，但是，仍存在与得到最佳的性能和使用寿命有关的问题。充满气体的气囊体通常被称为＂空气气囊体＂，并把气体通常称为＂空气＂，而并非企图对于所实际采用的气体组份有任何限制。

五个主要的工程问题与由顶和底隔离层形成的空气气囊体有关：(1)得到有复杂曲线的带型线的形状；(2)得到所要求的有复杂曲线的带型线的形状，而在要求充满的截面中不形成深的峰和谷，或用泡沫材料或平板使之减轻；(3)确保被用来给空气气囊体以有复杂曲线的带型线的形状的装置不会损害空气的减震效果；(4)在张力件与空气气囊体的外隔离层之间提供可靠的连接；以及(5)减少由气囊体的一些部分的周期性的折叠所引起的气囊体的疲劳损坏。

先有技术企图解决这些困难，但是只解决了上述问题中的一个，两个，或甚至三个，但常常在过程中出现了新的障碍。大多数先有技术公布了一些类型的张力件。张力件是一个与空气气囊体有关的元件，它确保了当把空气气囊体完全充满气体时，在顶隔离层与底隔离层之间有一个固定不变的关系，它常常用做一个约束装置，以维持空气气囊体的大致形状。

某些先有技术结构是空气气囊体的复合结构，它包括泡沫材料或织物的张力件。

一种类型这样的复合结构先有技术涉及采用一个腔室敝开的泡沫材料芯的空气气囊体，如属于Donzis的美国专利No.4,874,640和5,235,715中所公布的那样。这些减震件在它们的设计中确实实现了：那些腔室敝开的泡沫材料芯容许该气囊体有复杂曲线的和带型线的形状，而没有深的峰和谷。然而，带有泡沫材料芯张力件的气囊体的缺点是把芯粘接到隔离层上的粘接不可靠。图1和2示出了采用腔室敝开的泡沫材料芯12作为张力件的一种先有技术气囊体10的一个截面。图2示出了负载箭头为14的气囊体10的被加载的状态。如图2中所示，气囊体10的主要缺点之一是泡沫材料芯12赋予气囊体以它的形状，并因此必然起一个减震件的作用，这有损于空气自身的极好的减震性能。造成这一点的原因在于，为了承受与空气气囊体有关的高充气压力，泡沫材料芯必须具有高的强度，这要求采用较高密度的泡沫材料。泡沫材料的密度越高，在空气气囊体中可用的空气空间大小就越少。结果，在气囊体中空气数量的减少降低了减震的效果。

即使采用低密度泡沫材料，也要牺牲相当大数量的可用的空气空间，这意谓着由于泡沫材料的存在，而使气囊体的挠曲高度降低，因此加速了＂压缩到底＂的效应。压缩到底是指一个减震装置对于适当地使一个冲击负载减速来说过早地失效。大多数在鞋制品中采用的减震装置为以非线性压缩为基础的系统，随着对它们加负载其僵硬程度将增加。压缩到底是该减震系统不能被进一步压缩的那一位置。压缩永久变形是指在重复性的加载之后泡沫材料的永久压缩，这种永久压缩会大大地降低它的减震能力。在有泡沫材料芯的气囊体中，出现压缩永久变形是由于在大的周期性压缩负载下腔室壁的内部破裂，比如走路或跑步时会出现这种大的周期性压缩负载。构成泡沫材料结构的单个腔室的壁当它们彼此对着运动时会磨损和撕裂，并失效。泡沫材料的破裂会使穿用者受到较大的冲击作用力，在极端情况下，在穿用者的脚下在气囊体中会形成肿块或隆起，这将使穿用者感到疼痛。

另一种类型的复合结构的先有技术涉及采用三维织物做为张力件的空气气囊体，这比如在属于Rudy的美国专利No.4,906,502和5,083,361中所公布的那些。在Rudy的专利中所描述的气囊体在NIKE公司的名字为Tensile-Air的商标下的鞋方面取得了相当大的商业上的成功。采用织物的张力件的气囊体实际上消除了深的峰和谷，在Rudy的专利中所描述的方法已经证明在张力纤维与隔离层之间提供了极好的粘接。此外，单个的张力纤维很小，在负载的作用下很容易挠曲，从而纤维不会干扰空气的减震性能。

这些气囊体的一个缺点是当前还没有已知的制作方法，用来制作出采用这些纺织品纤维的张力件的有曲线复杂的带型线形状的气囊体。这些气囊体可能有不同的高度，但是其顶表面和底表面总保持是平的，而没有型线和弯曲。图3和4示出了采用三维纺织品22做为张力件的一种先有技术的气囊体20的一个剖面。图4示出了负载箭头为24的气囊体20的被加载的状态。如可以由图3和4中所看到的那样，气囊体20的表面是平的，而没有型线或倾斜。

另一个缺点是可能会出现压缩到底。虽然纺织品的纤维在负载的作用下容易挠曲，并且，这些纤维单个地相当小，但是，为了保持气囊体的形状必须极大数量的纤维意谓着在大的负载下，该空气气囊体的总的挠曲能力由于在气囊体内部的纤维的体积而被减少了一个相当大的数量，并且该气囊体可能被压缩到底。

纺织品纤维的主要问题是这些气囊体在被加载的过程中开始时比传统的空气气囊体要僵硬。这造成了在低的冲击载荷下有一种比较坚硬的感觉和一种比它们实际的减震能力要僵硬的＂杠杆作用点＂的感觉。造成这一点的原因是因为纺织品的纤维有相对较低的被拉长的能力，以便恰当地保持张力气囊体的形状，从而几千根这些相对来说没有弹性的纤维的累积效应引起一种＂鼓头(drum-head)＂效应。张力件的低拉伸能力或非弹性性质所引起的外表面的＂鼓头＂张力造成在空气气囊体中初始比较僵硬，直到纤维中的张力中断，并且只有气囊体中的空气能够起作用时为止，这可以影响鞋中的气囊体20的杠杆作用点的感觉。在图5中示出的峰值G曲线，即峰值G对以毫秒为单位的时间的曲线，反映出气囊体20对一个冲击的响应。标有26的那部分曲线对应于由于在张力下的纤维而使气囊体初始是僵硬的，标有28的那个位置表示过渡点，在此点在纺织品22的纤维中的张力＂中断＂，张力让位于空气的更多的减震效果。标有30的那部分曲线对应于用比较柔顺的空气减震了的载荷。峰值G的曲线是由一种冲击试验产生的图，这种冲击试验比如为NIKE公司出版的<运动研究评论，物理试验>中所描述的那些，该出版物作为一种特殊的广告在1990年一月/二月出版，它的内容在这里被结合进来用作参考。

另一种先有技术涉及由注塑，吹塑或真空模塑而成的空气气囊体，如属于Huang的美国专利No.4,670,995和属于Moumdjian的美国专利No.4,845,861中所公布的那些。这些制作技术可以生产出任何所要求的型线和形状的气囊体，同时实际上消除了深的峰和谷。这些空气气囊体的主要缺点在于形成了弹性材料的在竖直方向上对准的列，这些列形成了内部的张力件，并干扰空气的减震效果。图6和7示出了先有技术气囊体40的剖面，该气囊体是由注塑，吹塑或真空成形制成的，在此气囊体中，竖直的列42用作张力件。图7示出了负载箭头为44的受载状态下的气囊体40。因为这些内部的张力件是在竖直状态下形成或模塑而成的，所以，在受负载时对压缩有明显的阻力，这可能严重地妨碍空气的减震性能。列42也容易造成由于压缩负载的疲劳损坏，这种压缩负载迫使这些列皱缩和折叠。在周期性的压缩负载下，这种皱缩可能导致这些列的疲劳损坏。

再一种先有技术涉及采用波纹状的中间薄膜作为张力件的气囊体，如属于Reed的美国专利No.2,677,906中所公布的那样，该专利描述了被在它们之间的波纹状的一第三薄片连接起来的顶薄片和底薄片。围绕着周边并在中间的第三薄片的一些所选定的部分对这些顶薄片和底薄片进行热密封。这样生产出一种带型线的鞋垫，然而，因为只采用了单一的中间薄片，所得到的型线在横截该鞋垫的宽度方向上必然是均匀的。只能控制该鞋垫的从前到后的高度，并且，不可能得到有复杂曲线的带型线的形状。Reed的方案的另一个缺点在于，由于第三中间的薄片是一个连续的薄片，所有各个腔室是彼此独立的，并且必须被单个地充气，这对于批量生产是不实际的。

在Reed的专利中公布的另一实施例只采用了两个薄片，把顶薄片折叠到其自身之上，并在选定的位置装接到底薄片上，提供一些肋部和平行的口袋。这种结构的主要缺点在于，这些肋部是竖直取向的，与属于Huang和Moumdjian的专利中所描述的列相类似，它们可能阻碍压缩，并干扰和降低空气的减震效果。如Reed的第一实施例那样，这样形成的每个平行的口袋必须被分别充气。

存在着对带有适当的张力件的空气气囊体的需求，它解决了所有上面列出的问题：有复杂曲线的带型线的形状；消除深的峰和谷；不干扰空气自身的减震效果；以及在张力件与外隔离层之间实现可靠的粘接。如上面所讨论的那样，尽管先有技术在解决这些问题中的某些问题方面已经取得了成功，但是，它们中的每一个都有它们的缺点，还缺少一个完整的解决方案。

本发明的概述

本发明涉及一种空气气囊体和制作该气囊体的方法。可以把本发明的张力气囊体用于鞋的鞋垫组件中，当被加压时提供减震作用。本发明的气囊体和方法可以产生有复杂曲线的带型线的形状，而没有深的峰和谷，对空气的减震效果没有干扰，并在张力件与外面的隔离层之间提供了可靠的粘接。型线复杂的形状是指气囊体的形状关于多于一个方向可以改变。本发明克服了先有技术所列举的问题，同时避免了与先有技术方案有关的设计上的替代。

按照本发明的一个方面，一种空气气囊体包括处于彼此互相大致对准的关系的四个隔离薄膜片。为了制作该气囊体，把两个内薄片结合起来形成张力件，并用形成外隔离层的两个外薄片把此二内薄片包围起来。沿着所选定的第一安装部分把内薄片彼此安装起来，并在一定的位置进行模切。把每个外隔离层在所选定的第二安装部分最靠近内薄片的位置装到内薄片上，这些第二安装部分与所选定的第一安装部分不重合。随后把外层围绕着其周边密封起来，并用一种气体把气囊体充气，从而内薄片形成一个张力件，它在所选定的第二部分与所选定的第一部分之间伸展，形成位于外层之间的折叶。当被加载时，折叶使得张力件可以压缩，同时不干扰空气的减震性能。因为容许张力件在被压缩时容易地折叠的这些折叶的存在，在先有技术的气囊体中竖直的列疲劳损坏的问题被解决了。气囊体的这一结构容许通过适当地选择第一安装部分和第二安装部分以及模切的切口形成有复杂曲线的带型线的形状。

在本发明的另一方面，通过采用预先成形的张力件制作气囊体，这些张力件由注塑，吹塑，挤压或真空成形制作出来，随后把它们放置在外隔离层之间。这些预先成形的张力件大致为在前面描述的方法中被内薄片产生的张力件的构形，但是，因为它们是预先成形的，它们类似于被气囊体围绕着的可折叠的桁架结构。重要的是，这些预先成形的张力件具有设在它们中间的折叶，容许气囊体的张力件在被加载的条件下可以自由地变形，这消除了在这些元件上的疲劳损坏，并避免了干扰气体的减震性能。

在本发明的又一方面中，单一的内薄片构成了一个张力件，把它选择性地模切，并把它在所选择的部位装到外层上，这些部位通常在两个外层之间是交替的。

本发明提供了一种气囊体和张力件，以及制作它们的方法，这使得可以生产有复杂曲线的带型线的形状，而没有深的峰和谷，这使得容易利用空气的减震性能，并在张力件与气囊体的外隔离层之间提供了可靠的连接。张力件类似于一个可折叠的桁架结构，并形成了自然的折叶，这些折叶由于压缩而向一侧偏斜，即，是可压缩的或可折叠的，从而在受载荷时，张力件可以容易地在折叶处被压缩或折叠，从而不干扰空气的减震性能。其原因在于，在制作气囊体和张力件的过程中，在平置的状态下安装张力件，这可能是对于该气囊体的最大的压缩载荷下的形状。因此，当气囊体被完全压缩时，该张力件处于它的受应力最小的状态。这一构形确保了该张力件将不会损害空气的减震性能，因为当该气囊体被压缩时，它将容易地运动到它的受应力最小的状态，即，在折叶处折叠，并变平。

由下面参考着附图对本发明的优选实施例的详细描述可以更完全地理解本发明的这些和其它特点和优点。

附图的简要描述

图1为采用腔室敝开的泡沫材料芯作为一张力件的一种先有技术气囊体的剖面图；

图2为在加载状态下图1所示的先有技术气囊体的剖面图；

图3为采用织物纤维作一张力件的一种先有技术气囊体的剖面图；

图4为在加载状态下图3所示的先有技术气囊体的剖面图；

图5为图3所示的先有技术气囊体的峰值G的响应曲线；

图6为采用由注塑，吹塑或真空成形制成的竖向柱作为张力件的一种先有技术气囊体的剖面图；

图7为在加载状态下图6所示的先有技术气囊体的剖面图；

图8为按照本发明的一第一优选实施例的有复杂曲线的带型线的气囊体和张力件的透视图；

图9为图8所示的气囊体的顶视图；

图10为图8所示的气囊体的侧视图；

图11为沿着图9的线11-11截取的气囊体的剖面图；

图12为沿着图9的线12-12截取的气囊体的剖面图；

图13为沿着图9的线13-13截取的气囊体的剖面图；

图14为以侧视图示出的图8所示的气囊体的部件分解组件图；

图15为图8所示的气囊体的内薄片的顶视图，示出了第一安装部位；

图16为图15所示的内薄片的顶视图，示出了第二安装部位和模切线；

图17A为沿着图9的线17A-17A截取的气囊体的剖面图；

图17B为沿着图9的线17B-17B截取的气囊体的剖面图；

图17C为沿着图9的线17C-17C截取的气囊体的剖面图；

图18A为类似于图17A所示的一个气囊体剖面的示意图，示出了未受载荷的状态；

图18B为图18A所示的气囊体剖面的示意图，示出了受载荷的状态；

图19为图8所示的气囊体的峰值G的响应曲线；

图20为另一种焊接技术的详细视图；

图21为按照本发明的一第二优选实施例的有复杂曲线的带型线的气囊体和张力件的顶视图；

图22为图21所示的气囊体的侧视图；

图23为图21所示的气囊体的透视图；

图24为在鞋底组件中采用了图8所示的气囊体的鞋的部件分解透视图。

优选实施例的详细描述

现在参见图8-13，将参考着型线复杂的张力气囊体50描述本发明的第一优选实施例，它包括一个张力件52。广义地说，气囊体50是一种带型线的封套，它包括外隔离层54和56，为了解释的方便，把它们称为顶部外层或顶隔离层54和底部外层或底隔离层56。在该封套中，两个内薄片，即顶部的内薄片58和底部的内薄片60，被结合起来形成张力件52，它的功能作为用于气囊体50的一个框架，并赋予气囊体以它的带有复杂型线的形状。带有复杂型线的形状是指气囊体的形状和厚度相对于一个以上的方向可以改变，例如，关于横向和纵向都可以改变。所有这些薄片54，56，58和60最好是0.030英寸厚的聚氨基甲酸乙酯薄片。

可以认为张力件52是一个可折叠的桁架结构，它在气囊体的外隔离层之间伸展，并与这些外隔离层连接在一起，如由图10的侧视图中所看到的那样。所有竖线和对角线表示张力件52的一些部分，张力件的这些部分靠它们的连接部位赋予气囊体50以它的波浪形的带型线的顶和底表面。在此第一优选实施例中，张力件52由两个平的薄片58和60形成，把这两个薄片以一定的图案焊接在一起，并可以把它在一定的部位切开，以提供所要求的构形。

为了制作该气囊体50的制作步骤在图14-16中示出。在第一步骤，用一种防焊接的材料62选择性地处理内薄片58和60的内侧表面，防焊接材料62可以防止射频焊接发生。防焊接材料的例子是Teflon(商标)的涂层或涂有Teflon(商标)的纺织品或窄条，可以把它们放置在必要的位置，并在焊接之后把它们移开。把内薄片58和60在八个焊接部位或焊接条64A到64H处连接在一起，在没有防焊接材料的那些部位在宽度方向上形成这些焊接部位。这有效地形成了七个管66A-66G，它们共同使用的焊接线或焊接条64B到64G把这些管连接起来。管66A-66G的宽度将决定在每个管的中心处气囊体的最后高度。图16中的虚线68表示纵向切口的位置，通过内薄片58和60制作出这些切口，以便得到所示出的张力件。虚线69表示通过在焊缝64B-64G的中心制作的裂缝的位置，使得把共享这些焊接线那些管分开，而不触动那些管。在所有这些图中，当把焊缝64B-64G切开时，这些分开的部分被称为半焊缝64B′，64C′等。图11-13最清楚地示出了整个焊缝和半焊缝。在图11中，焊缝64B是整个的，而在图12和13中，这些图是在不同位置的剖面图，标号64B′表示两个半焊缝64B，它们是当把该焊缝分开时得到的。分开的焊缝64B-64G形成了在张力件52中的自由站立的张力件，如将要描述的那样。

另外，如果不进行模切，单个的张力件可以确定气囊体的厚度。作为另一种替代方案，可以增加模切切口的数目，从而切口的每条平行线形成另外的单个自由站立的张力件。对于带复杂型线形状的气囊体来说，最好采用多个模切切口形成多个独立的张力件。

在广义上可以把连接内薄片58和60的焊接线64A到64H称为所选择的第一安装部位。图16示出了形成型线的连接部位70A到70G的优选图案，在广义上可以把这些连接部位称为所选择的第二安装部位，并且，这些连接部位包括焊接线的构形或图案。形成型线的连接部位70A到70G表示内薄片58和60的将要分别被焊接到外薄片56和56上的那些部位。为了把张力件52装接到封套上，一旦把内薄片58和60焊接起来形成管66A-66G，就沿着纵向线68和把焊缝64分开的宽度线69对薄片58和60进行模切。随后，把外层54和56分别放到被焊接和被切开的内薄片58和60的上方和下方。在把形成型线的连接部位70A到70G焊接起来之前，在焊缝64A到64H之间的部位适当地放置防焊接材料，从而当连接部位70A到70G被焊接时，只在把外层54连接到内薄片58上的那些部位和把外层56连接到内薄片60上的那些部位形成连接。这样，内薄片58和60形成了张力件52，此张力件位于气囊体50的封套的里面，并被装接到其上，使得焊接条64A到64H与在连接部位70A到70G的焊缝是非重叠的或不重叠的。换句话说，所选择的第一安装部位64A-64H与所选择的第二安装部位，即70A-70G的周边不重叠，从而使得张力件52的功能像一个框架，它赋予气囊体50一个型线复杂的形状，而不会损害空气的减震性能。图10的侧视图和图11-13的剖面图更清楚地示出了张力件52的框架构形。

为了充分描述张力件52对气囊体50的关系，参见图9-13，其中将详细地描述连接部位70B。将会理解到，其余的连接部位70A和70C-70G有类似的结构，可以采用附有适当的字母的相同的标号表示精确的位置。

形成型线的连接部位70B在焊缝64B与64C之间形成的管66B的封闭范围内横截着张力件52的宽度伸展。连接部位70B包括端焊缝72B，侧焊缝74B和中心焊缝76B。在端焊缝72B的每一侧面上的内薄片部分被标记成端部张力件78B和80B。类似地，在侧焊缝74B的每一侧面上的内薄片部分被标记成侧面的张力件82B和84B。在中心焊缝76B的每一侧面上的内薄片部分被标记成中心张力件86B和88B。图16示出了对于形成型线的连接部位70A-70G的焊接图案。每个这样的连接部位都在它各自管66A-66G的封闭范围之内。由于连接部位和切割线68和69的构形，所完成的气囊体的张力件52将包括如上面所列举的多个张力件。

截面图11是通过图9的线11-11截取的，该图示出了端部焊缝72和形成管的焊缝64。如可以在此具体的截面图所看到的，内薄片58和60在外层54和56之间通常是沿对角线伸展的。这是由于保持形成管64的焊缝是完整的，即，未被切开的。

截面图12是通过图9的线12-12截取的，该图示出了在封套与张力件之间的侧焊缝74。此外，此具体的截面图示出了竖直的张力件82和84，它们是由把形成管的焊缝64分开形成的，如上面所描述的那样。具体地参见连接部位70B，由在半焊缝64B′处被连接在一起的顶部的内薄片58和底部的内薄片60形成张力件82B，半焊缝64B′是焊缝64B在被分开之后的一部分。如所有其它在封套中活动的焊缝一样，半焊缝64B′形成一个自然的折叶件，当气囊体在该区域被加载时，它用作一个压缩或折叠部位。

截面图13是通过图9的线13-13截取的，该图示出了在封套与张力件之间的中心焊缝76。类似于图12的张力件，中心的张力件86和88是由分开形成管的焊缝64形成的。同样，具体地参见连接部位70B，由在半焊缝64B′处被连接在一起的顶部的内薄片58和底部的内薄片60形成张力件86B，半焊缝64B′是焊缝64B在被分开之后的一部分。同样，半焊缝64B′是一个自然的折叶件，并且当气囊体被加载时它是一个压缩部位。

与图12和13中的封套的型线相对照，可以看出，如在图13中所看到的那样，靠近气囊体50的中心的型线通常比较平，而如在图12中所看到的那样，在侧焊缝区域的型线有更多的起伏。这是由于把张力件连接到封套上的焊缝的间隔：图12中的侧焊缝74比图13中所示出的中心焊缝76更紧地靠在一起。在一个连接部位焊缝之间的距离越大，型线就越平缓，并更平。

如在图12中示出的那样，相邻的焊缝74B与74B之间的间隔也控制了相邻的焊缝74A与74B之间的间隔。更广义地说，当侧焊缝74之间的间隔改变时，这种改变就转变成相邻的连接部位之间的间隔的变化和封套的厚度的变化。在图12中，在张力件84A与82B之间的封套的厚度被标记为73。在图13中，在张力件88A与86B之间的封套的厚度被标记为77。由于在中心焊缝76之间的间隔比侧焊缝74之间的要大，所以厚度77比厚度73小。换句话说，中心焊缝76的较大的间隔减小了外隔离层部分的长度，这些外隔离层部分向外鼓起，因此，减小了封套的厚度77。当焊缝像侧焊缝74那样一起较密地间隔时，可以向外鼓起的外隔离层部分的长度增加，从而增加了封套的厚度73。如可以由图11-13中看到的那样，当焊缝之间的间隔增加时，型线更平，而当焊缝之间的间隔减小时，型线更大地起伏。

把气囊体50的构形做成用来结合进一鞋的一鞋底组件中，这样，使气囊体的顶表面稍微下凹。在图11和12的截面图中示出了这一点，此二图更靠近气囊体的边缘，它们比更靠近气囊体的中心的图13的截面要厚一些。这一差别表明气囊体的侧面有较大的型线和较大的厚度。

可以确定在每个形成型线的连接部位70处的各焊缝的间隔和构形，以便得到任何所要求的型线复杂的形状。

图17A-17C进一步示出了这些原则。图17A和17B为连接部位70B的剖面图，而图17C为连接部位70F的剖面图。图17A和17B为在图12和13中所示出的剖面的详细的视图，并更清楚地示出了由半焊缝64B′和64C′形成的折叶。在这些区域中气囊体50的高度由相邻的形成管的焊缝64B与64C之间的距离决定。如在图16中所看到的那样，焊缝64B和64C比形成连接部位70F的焊缝64F与64G隔离得更远。这就造成了在图17B和17C中的部位70B和70C的气囊体50的截面之间高度的差别。

把张力件52连接在属于各自的外隔离层54和56的所选择的第二安装部位处，即形成型线的安装部位70，并沿着隔离层54和56的边缘形成一个周边接缝90。可以依次地在第二安装部位处进行连接和把边缘密封起来，或者同时进行。在气囊体50的一端，设置了一个通到一个充气口94的充气管道92，通过这一管道对气囊体50充气。一旦完成充气，就把充气口94密封起来。

在它相应的管66的封闭范围内可以把每个连接部位70取成任何想要的形状。例如，在形成型线的连接部位70B，焊缝72B，74B和76B可以为在任何给定的位置分开任何所想要的宽度，只要它们仍然保持在焊缝64B和64C的封闭范围内就可以。由焊缝64B整个地伸展到64C的一个焊缝可以在该部位给出零加薄片厚度的最后的气囊体高度。如果在一个部位70B的焊缝宽度为零，那么在该部位的最后的气囊体的高度可以接近64B与64C之间的宽度加上薄片的厚度。利用形成管的焊缝64的间隔和数目以及形成型线的焊缝72，74和76的形状，可以得到无数的型线复杂的气囊体形状。

气囊体50的另一方面在于，可以把焊缝64沿着每个焊缝64的一部分分开，该部分对应于焊接部位70的侧焊缝74和中心焊缝76。在图中这些模切线被标记成69，可以在形成连接部位70的焊缝之后进行这一切开步骤。当然，可以用适当的设备同时进行切开和焊接。气囊体50的主要优点之一是它的制作方法的结果。因为张力件52是由在平置状态下沿着焊缝64被焊接在一起的内薄片58和60形成的，即，在成品的气囊体的完全压缩的状态下形成的，所以，在未受载荷的条件下在充气的气囊体的焊缝64上有最大的应力。这是由于焊缝64用作内薄片58和60之间的折叶，并容许薄片被完全压缩到它们的被变平的状态，这也是它们的受应力最小的状态。因此，在一个负载的作用下，张力件52很容易沿着折叶/焊缝64被压缩，并且完全不会干扰空气的减震性能。

图18A和18B示出了关于被焊接的部位70B的这一现象。在未受载荷的状态下，如图18A，张力件82B和84B，以及因此折叶/焊缝64B和64C处于它们的最大伸展状态。在受载荷的状态下，如图18B，折叶64B的操作使张力件82B被压缩，而折叶64C的操作使张力件84B被压缩。由于其制作方法，当受到负载时张力件82B和84B处于它们的受应力最小的状态，从而确保了张力件将不起负载承受体的作用，并因此不会有损于空气的减震性能。

图19示出了峰值G的曲线，表明优选实施例的冲击的平缓的减速，而没有压缩到底。张力件52的折叶/焊缝64处容许自由地变形，这确保了不会妨碍空气的减震性能。

这是与先有技术的张力件相反的，在压缩的过程中，先有技术的张力件受到应力，被弯曲，或被折皱，使得先有技术气囊体只能得到比空气的全部减震性能要少的利益。另外，如果先有技术张力件被压缩到底，还可能对连接到隔离层的连接部位有附加的损坏。

在本发明的另一种制作方法中，所形成的气囊体基本上与气囊体50相同，但是采用了四个分开的平薄片，分开地靠注塑，吹塑，挤压或真空成形制作一个张力件，使它为一个预先成形的部件。在此另外的方法中，预先成形的张力件实际上是用来插入一个封套中的一个可折叠的桁架结构。该预先成形的张力件基本上有与由把内薄片连接在一起所产生的张力件相同的形状，重要的是，该预先成形的张力件也有折叶，这些折叶使得单个的张力件在受载荷的状态下可以自由地挠曲。这消除了在这些元件上的应力，并避免了干扰在气囊体中的空气的减震性能。采用预先成形的张力件的一个限制在于，不能像先前描述的平的内薄片那样容易地把该张力件在平置的状态下焊接到外隔离层上。当进行与外隔离层的形成型线的焊接时，也更难以在该张力件的中心放置防焊接材料。尽管有这些限制，仍然可以在某些情况下采用预先成形的张力件，而没有太大的困难。

可以采用的一种焊接技术消除了对防焊接材料的需求，这种技术包括采用金属焊接杆，如图20中所示。把金属焊接杆或指状物100和102放在张力件52的内部，邻近由内薄片58和60所形成的上、内表面和下、内表面。把射频焊接模具104和106分别放置在外隔离层54的上方和外隔离层56的下方。现在可以只在焊接杆100与焊接模具104之间和焊接杆102与焊接模具106之间进行焊接，把张力件有效地连接到外隔离层54和56上。在焊接进行之后，把焊接杆100和102移开。可以采用多对焊接杆在多个位置同时焊接张力件。可以以组合的方式使用上述的任何连接或焊接技术，制作按照本发明的型线复杂的张力气囊体。

本发明的一第二优选实施例是采用单一的内薄片的型线复杂的张力气囊体。参见图21-23，示出了气囊体120的一个示例性的形状，但是将会理解到，单一的内薄片张力件的原理可以用来形成多种形状和型线。广义地说，可以把由单一的薄片形成的一个张力件切开，并把它以一种改变了的形式装到顶和底外层上，从而当该气囊体被压缩时，张力件在其间伸展。

气囊体120包括一个上隔离层122和一个下隔离层124，以及一个位于其中的张力件126。张力件126为单一的聚氨基甲酸乙酯薄片。为了制作气囊体120，把被选择性地模切成适当形状的张力件126放置在上和下隔离层122和124之间。把防焊接材料选择性地如所需要的那样放置在上和下隔离层与张力件之间，并把组件焊接，从而如所示出的那样提供了焊接部位128。随后，把上和下隔离层122和124围绕着它们的周边焊接在一起，把气囊体120密封起来，设置一根通向充气口132的充气管道130。随后，通过充气口132对气囊体120进行充气，在充气之后，把充气口密封起来。类似于第一优选实施例，当薄片处于被平置的状态时，把张力件焊接到隔离层上，这些隔离层构成了气囊体120的封套，从而气囊体120的被压缩或受载荷的状态对应于张力件126的受最小应力的状态。这样，张力件126不会减弱当被充气的气囊体被压缩时空气的减震性能。通过选择性地模切内薄片和选择性地把防焊接材料交替地邻近上和下隔离层放置，可以得到多种气囊体形状。

图24是采用张力气囊体50的鞋的一个部件分解透视图。鞋140由用来盖住穿用者的脚的鞋面142和一个鞋底组件144构成。鞋底组件144包括插入进鞋面142中的一个内底146，装到鞋面142的底部上的一个中底148，以及装到中底148的底部上的外底150。最好把气囊体50放置在鞋底组件144的里面，如示意性地示出的那样。可以用任何传统的技术比如泡沫材料封装把气囊体50放置在鞋底组件144内，或放置在泡沫材料中底的一个切开部分中。

可以采用其它的弹性薄片代替上述的隔离层和张力件的聚氨基甲酸乙酯材料。张力件材料有隔离性能，或有相同的材料规格或类型，或与外隔离层有相同的性能，这些都不是本质的。虽然描述了射频焊接，但是其它的连接方法，比如热脉冲封接，胶粘，超声焊接，磁颗粒密封和类似方法都认为是在本发明的范围之内。

可以采用任何的气体或气体组合对张力气囊体进行充气。在属于Rudy的美国专利No.4,340,626和4,936,029中公布了优选的气体，这些专利在这里被结合进来作为参考。

在形状和构形方面，上面描述的张力气囊体是示例性的。可以使用张力件在一个气囊体封套中形成分开的腔室，把该封套的构形做成由单一的充气口进行充气。被放置进鞋中的张力气囊体的各种尺寸和形状应该认为是在本发明的范围之内。

由前面的详细描述中将会明显地看到，本发明有大量的改变，调整，和改型来自对技术熟悉的人们的知识范围之内。然而，企图把所有这些不偏离本发明的精神的改型看成在仅由所附的权利要求限制的本发明的范围之内。

Claims (5)

1.一种鞋的物品，它包括：

一个鞋面，用来盖住穿用者的脚的至少一部分；

一个装到所述鞋面上的鞋底组件，所述鞋底组件包括型线复杂的张力气囊体，用来当受到压力时提供减震功能，其特征在于，所述气囊体包括：

一个外封套，它包括弹性薄膜的一个顶部的隔离层和一个底部的隔离层，所述封套形成一个密封的周边，

一个张力件，它包括弹性薄膜的一个顶部的内薄片和弹性薄膜的一个底部的内薄片，在多个所选择的第一焊接线上把它们焊接在一起，所述张力件有边缘，并适宜于被所述封套包围着，并使该张力件位于所述封套中，使得所述密封的周边离开所述张力件的边缘，所述封套的所述顶部的隔离层被焊接到所述顶部的内薄片上，并且，在多个所选择的第二焊接线把所述底部的隔离层焊接到所述底部的内薄片上，这些第二焊接线与所述第一焊接线不重合，使得当所述气囊体被加压时，所述张力件在所述封套的所述顶部的隔离层与所述底部的隔离层之间伸展，提供一个框架，并赋予所述气囊体以一个型线复杂的形状，以及

一种在压力下的流体，它使所述张力件处于张紧状态，并使所述顶部的隔离层和所述底部的隔离层彼此分离开。

2.按照权利要求1所述的鞋的物品，其特征在于，所述气囊体的所述第一焊接线彼此是平行的，所述第一焊接线中相邻的一些线在它们之间形成一根管。

3.按照权利要求2所述的鞋的物品，其特征在于，所述气囊体的所述第二焊接线位于所述第一焊接线中相邻的一些线之间，从而当所述气囊体受到压力时，每根所述第一焊接线位于所述顶部的隔离层与所述底部的隔离层之间，而所述第二焊接线把所述顶部的隔离层装接到所述顶部的内薄片上，并把所述底部的隔离层装接到所述底部的内薄片上。

4.按照权利要求3所述的鞋的物品，其特征在于，所述气囊体的所述第一焊接线中的一些部分被分成半焊缝，把所述管的一些部分彼此分开，所述管的每个分开的部分形成一个站立的张力件，该张力件包括所述顶部的内薄片的一部分和所述底部的内薄片的一部分，这些部分被所述第一焊接线的所述半焊缝之一连接起来，使得多个站立的张力件在所述封套的所述顶部的隔离层与所述底部的隔离层之间伸展。

5.按照权利要求4所述的鞋的物品，其特征在于，所述气囊体的每个所述半焊缝形成对于所述站立的张力件中相应的一个件的一个折叶，使得当所述气囊体被压缩时，所述张力件在所述折叶处压缩。

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