CN100407955C - 具有翻转边缘接缝的气囊的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种特别用于鞋组件的气囊(36)，鞋由多个模层形成，当气囊充满时形成多个缓冲流体或气体的压力层，多气层气囊增加了缓冲响应，其更依赖于气体的响应特性，和减少了泡沫的量和对作为缓冲材料的泡沫的依赖。内膜层(42，44)提供桁架截面的几何形状，并作为一拉力件，并对气囊给予大致平滑的表面外形。气囊(36)的结合能提供复杂的区域化的缓冲外形，其能与脚的骨胳和在已知点的预期负载配合。气囊的侧壁结构有一翻转的接缝结构，以消除缓冲气囊制造中的最后步骤，并沿侧壁提供一清洁的无缝的外观。翻转的接缝可以通过将内膜层(42，44)的周边连接到外膜层(38，40)，接近内膜层之间的一焊缝，以提供一内侧朝外的翻转接缝外观。通过提供一连接于气囊膜层的分离的侧壁元件也可以形成翻转的接缝，以提供一从侧壁中部位移的接缝。

Description

具有翻转边缘接缝的气囊的制造方法

技术领域

本发明涉及用于鞋的改进的缓冲件，具体涉及到流体充填的具有多层带翻转边缘接缝的空的气囊(bladder)，以及形成沿侧壁带有翻转边缘接缝线的改进的缓冲件。

背景技术

为了改进利用流体充填的气囊例如用于鞋底的缓冲件的结构，已然作了大量的工作。随着近来在材料与制造方法中的发展，充流体气垫已显著地改进了它的通用性，但在求得最优缓冲性能和耐用性方面仍然存在着问题。充流体的气囊件通称作“气垫”而此流体一般是气体而通称作“空气”，但并无对所用实际气体组成有任何限制之意。

存在着众多的传统鞋类制品，在其鞋底夹层或外底之中具有充气的缓冲装置。充气缓冲装置一般称作气囊或“气垫”，而气体普遍称作“空气”这并无对所用实际气体组成有任何限制之意。鞋用的一种周知的气囊普遍称作“双膜气囊”。这类气囊包括通过将两片对称的阻挡材料的周边熔接到一起而形成的外壳。这使得气囊的顶、底与侧壁都是由相同的阻挡材料形成。要是此双膜气囊的任何部分需要由特殊材料形成和/或形成特定的厚度，则此整个气囊都得由这种特殊材料形成和/或形成此特定的厚度。由两片阻挡材料来形成气囊，就能防止其底、顶与侧壁定型化。

闭腔泡沫塑料常用作鞋底的缓冲材料而乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)泡沫塑料则是这方面的公用材料。EVA泡沫塑料虽易切割成所望形状与对轮廓仿形，组其缓冲特性受到限制。充气气囊的优点之一是作为缓冲剂的气体一般比闭腔泡沫塑料更能有效利用能量。这就是说，包括充气气囊的鞋底与只包括泡沫塑料的鞋底相比对于荷载能提供更好的缓冲响应。当缓冲剂对于所给的冲击力能使其分布到较长的时间内时一般就改进了缓冲性能。这样将把较小的冲击力传递给穿用者的身体。即使是包括充气气囊的鞋底还包括有一些泡沫塑料，但泡沫塑料量的减少一般将提供更好的缓冲特性。

设计由气囊层形成的气垫中相关的主要工程问题包括：(i)获得复杂弯曲的轮廓形状而不会在横剖面中形成峰与谷，而这些峰与谷则需要用泡沫材料或板片材料充填或平均化，(ii)要确保用来给此气垫形成复杂曲线轮廓形状的装置不会显著牺牲空气的缓冲优点；(iii)给气垫提供分压的缓冲，以适应特别是高荷载时与人体的脚部组织结构相对应的荷载差别：(iv)设计能使空气缓冲性质最大化且完全由扁平气囊膜制成的气囊；(v)设计出能提供复杂轮廓形和分区缓冲优点的气囊，而且这种设计要易于给合到先有的鞋底夹层的制造方法中。

先有技术普通努力来解决上述种种困难，但是只解决上述问题中的一两个至多三个而常在此过程中又出现了新的困难。绝大多数先有技术公开了某种抗拉件，即这样一种与气囊有关的部件，它在此气囊完全充气能保持其顶与底气囊层之间有固定的静止关系，且常常处于这样的拉伸状态，起到约束装置作用以保持此气囊的大致外部形式。

某些先有技术结构是包括泡沫塑料或织物抗拉件气囊的复合结构。一种这类复合结构的先有技术涉及到的气囊采用了Donzis的美国专利4874640与5235715中公开的开腔泡沫塑料芯。这类缓冲件确实在其设计中提供了自由度，这些开腔的塑料泡沫芯可使气囊取得复杂弯曲的与轮廓相符的形状而无高峰与深谷。但是带有泡沫塑料芯抗拉件的气囊则具有这种芯料对气囊层不能牢靠地粘合的缺点。泡沫塑料芯气囊的另一缺点是这种泡沫塑料芯规定了气囊的形状，因而必定起到有损于单独采用气体时优越缓冲性质的缓冲件的作用。原因之一是，为了承受住与气囊有关的高充气压力，此种泡沫塑料芯必须是高强度的因而必须采用较高密度的泡沫塑料。泡沫塑料的密度越高，气囊能用于气体的有效体积量也较少。结果就减少了气囊中的气体量，也就减小了气体的缓冲效率。

即使是采用较低密度的泡沫塑料，也会牺牲显著量的可资利用的体积，这意味着由于泡沫塑料的存在会降低气囊的偏转高度而因此加速了“触底”效应。触底效应是指缓冲装置过早的失效，不能使冲击荷载适当地减速。鞋类用的绝大多数缓冲装置是以非线性压缩系统为基础的。在它们加有载荷时会增大其刚度。所谓触底指的是到了缓冲系统不能再作任何压缩而包括有泡沫塑料的鞋底普遍失效的程度。此外，弹性泡沫塑料本身在缓冲功能方面的作用占有显著部分，同时易发生压缩永久变形。压缩永久变形是指泡沫塑料在重复加载下发生的永久性压缩，这会大大减小其缓冲本领。在泡沫塑料芯的气囊中，压缩永久变形是由于脆腔壁在循环的重压缩荷载如行走或跑步下致脆腔壁内部破损所致。组成泡沫塑料结构的各脆腔的壁在它们相互相对运动中会磨损与撕裂而破环。泡沫塑料的损坏使穿用者暴露于更大振动力的作用下。

另一种复合结构的先有技术涉及到采用三维织物作为抗拉件的气垫，例如Rudy的美国专利4906502与5083361中所公开的已综合于此供参考的内容。Rudy这两件专利中所述的气囊在NIKE公司商品名为Tensil-Air与Zoom的品牌鞋中获得了很大的商业方面的成功。采用织物抗拉件的气囊基本消除了高峰与深谷，Rudy的专利中所述的方法已证明能在抗拉纤维与阻挡层之间形成良好的结合。此外，各抗拉纤维都很细易于在荷载下偏转，使得纤维不会干扰空气的缓冲性质。

这类气囊的缺点之一是当前尚没有周知的方法能采用织物抗拉件来制造复杂弯曲的仿随轮廓形状的气囊。这些气囊可具有不同的高度。但其顶面与底面则保持平整而无软廓与弯曲。

织物抗拉件的另一缺点是有可能触底。织物纤维虽然在荷载下易于弯曲且各都很细小，但是纯由许多这样的纤维来保持所需气囊形状就意味着，在高的荷载下由于气囊内的大量纤维减少了气垫的总偏转能力，气囊就可能触底。

织物纤维所遇到的一个主要问题是这些气囊与常规的充气气囊相比，在初始载荷下开始时较不易弯曲。这使得在低的冲击荷载下有较坚硬的感觉，同时给人以较刚硬的支点感而掩盖了气囊的实际缓冲能力。这是由于织物纤维具有较低的延伸率来由张力适当地保持气囊的形状，使得成千的这些较无弹性的纤维的积累效应成为一个刚硬的整体。这种抗拉件的低延伸率或无弹性性质所造成外表面的张力导致气垫初始时有较大的刚度，直至纤维拉紧情况破坏而气垫中气体的单独的效应开始起作用，这会影响到包括有织物芯料气囊的鞋产生有支点的感觉。

另一类先有技术涉及到的气垫及是注射模塑、吹制模塑或真空模塑的，如Huang的美国专利4670995与Moumdjian的美国专利4845861中所述的，其内容已综合于此供参考。这些制造技术可以生产任何所需轮廓与外形的气囊同时能减少其高峰与深谷。

在上述专利4670995中公开了形成结实的立柱，使它们形成剖面上基本为直线式的腔，其目的是为缓冲件提供实质性的垂向支承以让缓冲件能在不膨胀时基本上支承住穿用者的体重，此专利还公开了用吹制模塑法来形成圆柱。在这种先有技术的方法中，从两个于中间遇合的相对半模伸出两个同宽、同形和同长的棒状突起，因而在圆形柱的中央形成一薄的连接板。这些立柱形成一壁部，其厚度与尺寸足以能在不膨胀的条件下实质上支承住穿用者的体重。此外，设有设置促致立柱按预定方式弯曲以能减少疲劳断裂的装置。Huang的专利中的立柱也会由于压缩荷载会无法预料地迫使立柱弯曲与折叠而易疲劳断裂。在循环的压缩荷载下，这种弯曲会导致立柱疲劳断裂。

还有另一类先有技术涉及到采用波纹的中间膜作为内部部件的气囊，如Reed在美国专利2677906中所述，其中描述了顶片与底片由侧向连接线连到设于它们之间的波纹状第三片上的鞋底的中底。此顶片与底片围绕着周边热密封，而连接到顶片与底片的中间第三片则是由延伸到中底的全宽的横向连接线实现的。这样便生产出带斜坡形的中底，但由于只采用了一个中片，所获得的轮廓就必须在此中底的整个宽度上均匀。通过应用附加的线，也只是中底的从前方到后方的高度可以控制而不能有复杂弯曲的轮廓形状。Reed专利的另一缺点是，由于此第三中间片是由延伸到中底全宽的连接线接附上的，所有形成的室是相互独立的而必须个别充气，这对于大规模生产来说实质上是不可能的。

Reed的专利所公开的另一实施形式用到的只是顶片与底片两者，顶片折叠到自身上并于选定的位置接附到底片上以提供增强肋和平行的袋部。这种结构的主要缺点是上述增强肋是垂直取向而类似于前述Huang与Moumdijan的专利中所述的立柱，它们在抵抗压缩的同时将干扰和减少空气的缓冲优点。与Reed的第一实施形式相同，这样形成的各平行袋必须独立充气。

采用平膜的先有气囊与构造方法公开于Potter等的美国专利No.5755001中，其内容已综合于此供参考。内部的膜层粘合到气囊的封包的膜层上，限定出单一的压力室。内部膜层起到抗拉件的作用，它们在加载下偏动。这种偏动结构减少了疲劳断裂和对压缩的阻力。此气囊包括充气到一种压力的单一气室而以抗拉件设于中间以使气囊能具有复杂的仿形轮廓。但其中未在气囊内设置许多流体层，它们却能充气到不同的压力来提供改进的缓冲特性与支点感。

另一种周知的气囊类型是用吹制模塑技术形成，例如Potter等在美国专利5353459所述，其内容已综合于此供参考。这类气囊是把液化的弹性材料置于具有气囊所需整体外形与构型的模具中形成。此模具在一处有孔口，通过它引入加压气体。加压的气体迫使液化的弹性材料压向模具的内表面，同时促使此弹性料在模具中硬化以形成具有理想外形与构型的气囊。生产出的气囊通常包括由于在两个半模合紧到一起时，弹性材料被强制挤入两个半模之间而形成接缝，此接缝出现于侧壁的中央并从气囊的中央指向外侧。此接缝包括锯齿形的边缘并在气囊沿着鞋类制品的鞋底夹层暴露时成为可见的。

许多的鞋类制品沿着其鞋底夹层包括至少一个孔口用于暴露所含气囊的侧壁。当所暴露的侧壁是透明的时，气囊的内部便成为可见的。沿着鞋底夹层的这些孔口一般称作“窗口”，通常位于脚跟和/或前脚处。这种鞋的例子包括1995与1997NIKE鞋产品目录中所示的NIKEAIRMAX。

由于暴露的透明材料易受扎穿，它必须具备能抵抗外面部件穿透的强度与厚度。结果，对于暴露的侧壁所用材料的要求便控制着整个两层膜或吹制模塑气囊的结构、美观与功能特征。各个气囊部件是不能定制的。相反，这种气囊是完全由具有能防止暴露的侧壁破裂所需厚度的透明材料制成。这使得气囊的顶与底是由同厚度的透明侧壁材料形成，即便是在气囊的那些并不需要透明的抗穿透材料处也是如此。不必要为此厚的顶层与底层会有害于气囊的整体柔韧性。相反，要是气囊的某些部分例如底面与底面必需由此透明侧壁较厚的材料制成，则又可能牺牲侧壁的透明性和/或柔韧性。把一种材料用于气囊的各半也会妨碍将气囊定制成使其不同部分能提供不同的性能与美观优点。

将气囊制备成沿鞋底窗口长度暴露的形式可能还要包括价昂和费时的工序。已讨论过，在制造过程中可以沿气囊的侧壁形成结构接缝。这种接缝在气囊业已膨胀后将出现于侧壁的中央。这种接缝包括着厚而粗糙的边缘，这在气囊制造中必须减少以防伤害，同时能给侧壁以平滑连续的外观。所采取的为减小接缝线的制造工序加大了生产气囊的制造时间与费用。

缓冲系统设计必须符合这样两个标准：在低荷载下，如站立、行走、支点感，能保证舒适；在高载荷下，如跑步、从事栽种、跳跃、转动，能保证性能。在分析各种装置的缓冲特征时，用剖面图来观察这类装置是有益的。这就是说，垂直向下进入鞋底夹层内取能够看清的一薄片，以揭示提供所需振荡吸收与响应功能的结构的缓冲分布。在先有技术的缓冲装置中，这种缓冲分布的任一横剖面一般只是泡沫塑料芯或有时为泡沫塑料包围或是封入泡沫塑料中的一层流体。这种简单的分布力图对低荷载与高荷载标准进行折衷处理来平衡这两者，因为简单的缓冲分布沿着整个装置提供了大致均匀的振动吸收与响应特性，但并未提供复杂的缓冲分布得以对沿着气囊某些点所出现的荷载为顾客进行定制或使之区域化。

制造两层膜的复杂的高度区域化的气囊造成了使充液部分出现异常扭绞的问题，非平面的几何结构是难以使之集成到随后的制鞋工艺中。

需要有能解决上述所有问题的气囊件：复杂弯曲的仿随轮廓的形状；不会干扰只用气体时的优点；提供能与足的结构特点相配合的区域化缓冲件；通过采用扁平阻挡膜和集成到既有鞋底夹层结构的方法来简化制造。但如以前所述，虽然先有技术已然解决了这些问题中的某些，但它们各有其缺点而不能全面地解决问题。

本发明的一个目的在于提供由多层膜构造成的具有多级缓冲区域化特性的鞋用缓冲气囊。

本发明的另一个目的在于为鞋制品提供这样的气囊。它的顶部外阻挡片、底部外阻挡片与侧壁可以具有不同的材料。

本发明的再一个目的在于提供不需在制造过程作特殊处理而具有翻转接缝线的气囊的形成方法。

发明内容

本发明涉及缓冲气囊(或软囊)及其制造方法。本发明的气囊可以结合到鞋底组件中在以流体充填时提供缓冲作用。本发明的气囊与方法能允许获得复杂弯曲的仿轮廓形状而不干扰主体的缓冲性质，同时提供了区域化的缓冲分布。所谓复杂的仿轮廓形状是指气囊的表面轮廓在不止一个方向上有变化。本发明解决了先有技术有关的众多问题，同时避免了与先有技术企图有关的设计上的折衷处理。

依据本发明的一个方面，由多层阻挡膜形成了气囊以在气囊充填时提供缓冲流体或气体的多层加压层，由此形成有不同缓冲性质的层。在最佳实施例中。这些不同性质是由许多气体加压层造成，其中多气体气囊通过更多地依靠气体的响应特性和减少了泡沫塑料数量和对作为缓冲材料的泡沫塑料的依靠，改进了缓冲响应。

最基本的结构是由形成两层气体加压层的三片阻挡层形成的气囊。三层式气囊包括围绕周边密封形成气囊封套的两个外层和相连到这两个外层上用作抗拉件的中间层。此中间层连接到两外层上的位置确定了气囊外表面的构型。中间层还将气囊内部分成至少两层流体或气体。外封套层之间的另几层膜则提供了更多层的流体或加压气体，且以内部膜层相互相连成可允许缓冲分布能进一步按顾客所需设计。

形成本发明缓冲气囊的方法包括提供4个沿垂向对准的阻挡膜片而每片具有周边的工序。此方法的定位工序包括将两个内片放在两个外片之间而使各个内片与一外片相邻。这些内片定位成使其各片的至少一部分在外片的周边之内延伸。此方法还包括下述工序：将顶部外片与顶部内片在顶部外片周边邻近固定到一起，将底部外片与底部内片在底部外片的周边邻近固定到一起；同时将两个内片在一朝内与其周边和两外片周边相分开的位置处固定到一起，以在有流体引入到气囊之内时在这两外片之间形成一翻转的接缝。这些片是通过将各片相互直接连接或通过将它们的各端固定于一中间件上而相互相对地固定。

此翻转接缝的气囊可以包括阻挡材料的分开的顶、底与侧壁件，它们在有需要时可分别选择来提供改进的耐用性、更大的抗扎穿性和局部化的刚性，以提高缓冲性、稳定性与长寿命性。构成侧壁的各阻隔材料件可根据侧壁各部分的需要而变化。本发明的气囊包括具有周边的阻隔材料的顶片和至少是与此顶片部分地共延伸的阻隔材料的底片。此气囊还包括由相同或不同材料组成的第一与第二侧壁件。第一侧壁件在顶片与底片间延伸且具有顶边缘与底边缘。第一侧壁件的顶边缘固定于阻隔材料顶片的周边相邻处，而第一侧壁件的底边缘则固定于第二侧壁件上。第二侧壁件的相对边缘固定于阻隔材料的底边上，以使包含流体的气囊由在顶片与底片之间延伸的两侧壁形成。

在气囊的生产过程，翻转的接缝是这样形成的：将阻挡片与侧壁件布置成使它们至少是部分地共延伸，然后此阻挡材料的两个侧壁件在从将两个侧壁件分别固定到顶与底阻挡片的周边熔接处向内分开的位置上熔接到一起。在这两个阻挡片与侧壁业已相互固定到一起而形成了密封的内室后，便将流体引入到气囊内。在采用四片以上的阻挡材料来形成气囊时，则将相邻的阻挡材料侧壁件在由将侧壁固定到顶与底阻挡材料片的熔接处向内分开的位置处固定到一起而形成各翻转的接缝。本发明的这种翻转结构构成的接缝不需要任何精整工序来改进其外观或消除其粗厚边缘。结果可以消除与精整和减小通常结构接缝有关的高成本生产工序。

本发明使制造厂能根据用户的审美要求定制气囊。制造厂可将不同的阻挡材料用于顶阻挡片、底阻挡片以及气囊的侧壁部分。这样就能定做气囊的不同部分。使顶片与底片不由透明侧壁材料形成。气囊也能定制成使侧壁的上片与下片不必要由相同材料形成。能够用于侧壁的材料可以具有比用于顶片与底片有较大的强度与厚度，反之也如此。此外，用于顶片与底片的材料不必要有用于侧壁材料那样的刚性和对侧向应力的稳定性。

本发明还可让制造厂将气囊定制成使其在选定区域具有某些性能特征，而不必要求使整个气囊具有这些特征或要求供给能提供这些特征的材料。例如本发明的气囊的侧壁可以用与它们所限定的加压室有相同程度的垂向刚度和对垂向压缩的稳定度的材料定制成。这些侧壁增补了加压室的缓冲作用与稳定性而不要求顶片与底片与在其间延伸的侧壁件有同样的刚度。气囊的侧壁或侧壁的一些部分也可在其固定到气囊的顶片与底片上之前预制成具有不同的形状与效能。

接缝的位置可以改变，以使翻转的接缝不位于侧壁的中央或是位于气囊窗口中。侧壁阻挡材料件的尺寸决定了翻转接缝的位置、要是这些侧壁阻挡材料件的尺寸基本相同，则接缝将存在于侧壁的中央。要是它们的尺寸不同。则接缝将偏离侧壁的中央。尺寸相差越大则偏离也越大。侧壁件可以选定这样的尺寸以使翻转的接缝出现在顶或底阻挡片的邻近。此时较大的侧壁件便构成了侧壁的大部分而且是暴露于气囊窗口中的部分。较小的侧壁件与偏移的接缝可以由鞋底夹层或上部材料覆盖。形成在侧壁与顶和底阻挡片之间的这些接缝可以在把鞋底夹层引入模具中时用作填隙料或基准点。

根据下面结合附图对本发明最佳实施例所作的详细描述，可以更全面地理解本发明上述的和其他的特点与优点。

附图说明

图1是本发明一实施例的三膜层构成的气囊的透视图。

图2是图1中气囊的顶视平面图。

图3是沿图2中的线3-3截取的气囊的剖面图。

图4是由三膜层构成的另一软件的透视图，说明通过布置连接位置来仿随外表面的轮廓。

图5是图4中气囊的顶视平面图。

图6是此气囊沿图5中的线6-6截取的剖面图。

图7是本发明另一实施例的由三膜层构成的全足气囊的透视图。

图8是图7中气囊的顶视平面图。

图9是此气囊沿图8中线9-9截取的剖面图。

图10是此气囊沿图8中线10-10截取的剖面图。

图11是本发明又一实施例的由四膜层构成的脚跟气囊的透视图。

图12是图11中气囊的顶视平面图。

图13是此气囊沿图12中13-13线截取的剖面图。

图14是本发明又另一实施例的气囊中内气囊与外膜层对合时的部件分解图。

图15是图14中气囊的顶视平面图，示明已密封与充气的情形。

图16是气囊沿图15中线16-16截取的剖面图。

图17是气囊沿图15中线17-17截取的剖面图。

图18是本发明再一实施例的气囊中内气囊与外膜层对合时的部件分解图。

图19是图18中气囊的顶视平面图，示明已密封与充气的情形。

图20是气囊沿图19中线20-20截取的剖面图。

图21是气囊沿图19中线21-21截取的剖面图。

图22概示脚跟气囊的在其静态时的剖面。

图23概示在荷载下图22中的剖面。

图24是图7中的气囊装入鞋底组件中时鞋的部件分解透视图。

图25A与25B概示本发明的五层式气囊。

图26A与26B概示本发明的六层式气囊。

图27是适用于本发明的较大气囊内的有复杂轮廓的三层式抗拉气囊的顶视平面图。

图28是图27中气囊的侧视图。

图29是图27中气囊的透视图。

图30是本发明的七层式抗拉气囊的顶视平面图。

图31是图30中气囊沿线31-31截取的剖面图。

图32是依据本发明再另一实施例的具有由内膜层形成的翻转侧壁接缝的多膜层式气囊的侧视图。

图33是图32中气囊的透视图。

图34是图32中气囊沿图32中线34-34截取的横剖图。

图35是图32中气囊在熔接与充气前的部分剖面图。其中概示了熔接部位。

图36是本发明复又一实施例的具有由不同侧壁件形成的中央翻转侧壁接缝的多膜层式气囊的透视图。

图37是图36中气囊的顶视平面图。

图38是图36中气囊一侧的侧视图。

图39是图36中气囊的基本上垂直于图38中所示这一侧面延伸的一侧的侧视图。

图40是图36中气囊在熔接与充气前的部分剖面图，其中概示了熔接部位。

图41是图36中气囊沿图37中线41-41截取的部分剖面图。

图42是本发明复另一实施例的具有由不同侧壁件形成的中央翻转侧壁接缝的多膜式气囊的透视图。

图43是图42中气囊的顶视平面图。

图44是图42中气囊一侧的侧视图。

图45是图42中气囊的基本上垂直于图44中所示这一侧面延伸的一侧的侧视图。

图46是图42中气囊沿图43中线46-46截取的局部横剖图。

图47是图42中气囊在熔接与充气前的部分剖面图，其中概示了熔接部位。

图48是本发明复另一实施例的具有由不同侧壁件形成的移位翻转的侧壁接缝的多膜层式气囊的侧视图。

图49是图48中气囊的透视图。

图50是图48中气囊沿图48中线50-50截取的横剖图。

图51是图48中气囊在熔接与充气前的部分横剖图。

图52是依据本发明复再一实施例的具有在弓形区中的翻转接缝的多膜层式气囊的透视图。

图53是图52中气囊的弓形侧的侧视图。

图54是图52中气囊的顶视平面图。

图55是沿图54中线55-55截取的部分剖面图。

图56是沿图54中线56-56截取的剖面图。

图57A～57F示意地表明了气囊的充气技术。

具体实施方式

下面参看附图，其中示明了多膜层气囊最佳实施例的几种布置形式。由于多膜层气囊有复杂的几何结构，为简明起见，在某些情形下将气囊的透视图示明为假定其外部膜层是不透明的。而以剖面表明其内部结构。应知这些膜层可以是透明的、有色的或不透明的或是不同外观的膜的组合。在此整个申请文件中，“连接位置”一词一般是指任何膜层间的连接位置。附图中采用这样的约定。只用轮廓线或是弧线所围轮廓线来表示连接位置。带弧线的位置表示内膜层与最接近观察者的外膜层之间的连接。只示明连接轮廓线的位置则描述两个内膜层之间的连接或一内膜层与距观察者最远的外膜层之间的连接。连接位置可以取圆点形、条形、延伸线形或任何其他用来将任何膜层相互连接的其他几何形状。从几个最佳实施例中将可看到，形成封套的外层至少是沿周边上相互连接的，而任意个数的内层则是相互连接或连接到外层。

所有这些附图所描述的气囊或气囊部件的构型都是密封的并且以流体充填。这就是说，图中所示为充流体形而且所取形式是由于接附着扁平膜层所致。

为易于解释，参考穿用者足部的各种特征以便沿着所述气囊来说明方向与位置。趾、前脚、跖骨、拱与脚跟都按其惯常意义使用。“中部”指穿用者脚的相互面对的两侧，“侧部”指穿用者脚的外侧。

多膜层气囊10的最佳实施例示明于图1～3中，包括形成气囊外封套的两个外膜层12与14以及位于这两个外膜层之间的内膜层16。内膜层16在两个充流体层17与19之间形成了内边界。内膜层16在连接位置18与19处分别连接膜层12与14，同时沿着周边使流体层17与19相互隔绝而无流体通连。在此实施例中，连接位置是作为圆点熔接形成。如图3的剖面图所示，连接位置18与20使得中间膜层16能起到抗拉件的作用，在外膜层12与14之间延伸并将它们相互连接到一起。中间膜层16借助连接位置相对外膜层的布置，还给气囊10提供了大致均匀的仿型外表面。气囊10有一流体充填管(未图示)，它在气囊以流体充填后封闭。在完工的气囊中，此充填管可以除去，甾下熔接位置22照除以防压力损失。气囊10的形状使之能用于前脚区在穿用者脚的跖骨区下提供缓冲。

另一种三膜层式气囊24示明于图4～6中，它表明了通过改变内膜层相对于各外膜层熔接位置的布设，能改变气囊的表面轮廓与厚度。气囊24包括外膜层26与28以及位于此两外膜层之间的内膜层30。连接位置32与34分别将内膜层30连接到外膜层26与28之上。从横剖图中可以看到，内膜层30在两外层间延伸。如这些附图所示，为了形成气囊24的较薄部分，这些连接位置呈密集地分开形式。而为了形成较厚的部分，这些连接位置就分开得较远。两者的对比示明于图6中。气囊24是用来阐明连接位置布设原则以及对气囊的厚度与外表面所造成的影响。

全脚三膜层式气囊示明于图7～10，同时采用与图1～3中相同的标号而在相应标号的右上角加撇。软片10’包括外膜层12’与14’以及在它们之间的内膜层16’。内膜层16’沿周边并在各个连接位置18’与20’处接附到外膜层上。这些膜层确定立两个充流体层17’与20’，它们可以加压至相同或不同的压力。特别是从图7与10中可以看到，气囊外部轮廓的结构是变化的，使得后跟区中的边缘于中心处形成碗状或摇篮状以改进稳定性。这在图10中可以看到，这些膜层相互接合而在中央形成较薄的轮廓，靠近气囊边缘的连接位置分开得较远以形成较厚的轮廓。

三膜层式气囊提供了两流体层，给此气囊产生缓冲作用与响应特征，减少了对鞋底中所用任何泡沫塑料的依赖性。取决于所需的缓冲分布，这两个流体层的压力可以相同或不同。例如要是将较低压力的流体层设于穿用者脚的最近处，则鞋底将给穿用者以较软或较具弹性。根据给鞋所设计成的能动本领，上述流体层的压力可以调节并可做到微调以获取最需要的反应与感觉。气囊的充气可以由通向各个流体层的气门杆来完成。在某流体层达到其所需的压力时，可在气门杆处封闭限定出此流体层的膜层以中止对此流体层的充气而其他层则继续加压。在气门杆区依序地密封相应的膜层，就能对气囊的各个充流体层按规定加压。上述原理可以应用于任何数目的膜层。

另一种充气技术示明于图57A～57F。为便于说明，在这些图中只示明了由两膜层612与614形成的气囊的充气。如图57A所示，膜层612与614一个在另一个之上地置于板613上，同时在板613的上方准直地设有模具615。模具615由分开的模板615A与615B形成，这两个模板用来形成充气通道。模板615A与615B下降(图57B)给膜层612与614加热和加压。在紧邻模板615A与615B之下形成有压缩熔接区617，在模板615A与615B之间形成有熔接缝619。熔接缝619内形成有充气孔621，此孔延伸到气囊的待充气室(未图示)。如图57C与57D所示，熔接缝619相对于剪切面623与剪切冲头625放置，进到入口627(图57E)中到充气孔621。带有气体供应孔630的电极629压抵到熔接缝619(图57E)上。使充气气体通过供应孔630与入口627至充气孔621与拟充气的气囊室。电极629最好为圆柱形，对熔接缝621加热与加压，以熔融此入口，并在这些完成充气后由熔接部封闭此入口。

现在参看图11～13，其中公开了本发明的较简单的四膜层式实施例。连接位置一般排成正交阵列。气囊36包括分别在连接位置39与41接附到内膜层42与44上的外膜层38与40。内膜层42与44相互于连接位置43处接附，这两个连接位置并不重合，即不与其相对外膜层的连接位置准直。如图13的剖面图所示，这使得内膜层42与44在外层38与40之间延伸并为气囊起到抗拉件的作用。

四个膜层形成的气囊具有通过任何缓冲分布的三个沿垂向重叠的流体层：第一外流体层46；中间流体层48与第二外流体层50。在图11～13的实施例中，中间流体层48包括一列为流体充填的管形空隙，在简单的形式中，这三个流体层48可以加压至不同的压力以获得所需的缓冲分布。例如，若是希望有软-硬-软的分布能给穿用者以最佳的缓冲感同时于中间流体层中提供高压流体以对高冲击载何作出响应，则外流体层可以加压到P₁而内流体层可加压到P₂而P₁＜P₂。或者所有这三层加压到不同压力以进一步按要求制定缓冲轮廓。

除分成三个垂直叠放的流体层外，气囊36可以在各流体层内再细分成若干离散的室以进一步改进缓冲分布。内膜层42与44可以按较复杂的关系结合以提供中间流体层的许多个室。类似地，外膜层38或40与相邻内膜层的接附方式也可改进以在外流体层中提供多个流体室。有关在流体层中形成不相连的室的更详细讨论将对照图14～17进行。

在这一特殊实施形式中，气囊36能良好地适用于鞋底的脚跟处，使弯曲的半圆形端部与穿用者脚跟后部配合。在此方式下，气门杆52可以位于任何方便的周边位置，并可以在气囊为流体充填且气门杆区密封后除去。

与以上讨论相一致，内膜层相互间的连接位置以及任何内膜层与相邻外膜层间的连接位置，决定着最终气囊的厚度与分布。此外，连接位置的具体构型可以调节来形成内部的充流体室。

迄今所述的实施例是采用圆点熔接处作为连接位置的较简单结构的部分脚气囊。多膜层和多流体层气囊的原理可以应用于任何适当的气囊形状和用途，这在以下实施例中可以看到。

图14～17所示的全脚气囊54包括相互粘合增加了几何结构复杂性的四个膜层。此气囊确定出两个分离的室或流体层，它们相互不构成流体通连。在图14的部件分解透视图中，两个外膜层与内膜层相对合而将结合到一起。所示明的两个外膜层是它们将以密封的与充气的气囊出现的形式。在未充气的状态下，所有膜层为扁平的。

气垫54包括外膜层56与58以及内膜层60与62。外膜层56与58沿其周边密封而形成封套，内膜层60与62则沿其周边密封而形成内封套。内膜层60与62相互结合并分别结合到相邻外膜层56与58。内膜层的周边密封部与外膜层的周边密封部在沿着气囊的边缘的某些点处分开确定出若干间隙59。间隙59有助于保持上部流体层与下部流体层沿气囊保持流体通连。

外膜层56在圆形的连接位置64和细长的连接位置66处接附到相邻内膜层60之上。用一致的标号代表外膜层58与内膜层62之间对应的连接位置。内膜层60与62相互在圆形连接位置68与细长连接位置70处接附。

图16与17示明通过气囊54各个部分所取该气囊的缓冲分布。在此特殊的实施例中，四个膜层相互连接而形成上与下流体层。中间流体层则形成内膜层之间并且是由许多子室形成。从这些剖面图中可以看到，存在三种充流体层，其中某些是沿垂向叠置而另一些在垂直剖面图中沿垂向相互偏移。

例如在跟部区，如图16所示，流体层72形成在外膜层56与相邻内膜层60之间而流体层74则形成在外膜层58与相邻内膜层62之间。

例如在跟部区，如图17所示，充流体层72形成在外膜层56与相邻内膜层之间并沿垂向与形成在外膜层58与相邻内膜层62之间的充流体层74对准。中央充流体层76形成在内膜层60与62之间并在垂直方向上偏离充流体层74与72。

可以看到，连接位置定位中的任何差别将会造成任意给定层中某些子室或子室的部分沿垂向叠置。

在前脚区，此上与下流体层72与74沿垂向对准，而中间流体层74则沿垂向偏离这两个外层。

如图16与17所详示，气囊54所取的结构使得内膜层60与62的边缘在某些区域不同外膜层56与58之间的周边连接部连接。使内膜层的边缘与外膜层相分开在气囊的设计中提供了另一种自由度。一般，凡是所有膜层的边缘都结合的地方，这些地方的轮廓就会比内层边缘与外膜层边缘分离的区域扁平。

通过改变充流体层的加压程度，可以获得任何所需的缓冲分布。例如取图16与17的分布轮廓，若是外充流体层72与74的加压程度低于中央充流体层76的加压程度，则所得的缓冲分布将会是软-硬-软。这是对于重复性的轻度荷载如步行时为提高软的支点感和所需响应的理想分布。较高压力的内部充流体层则对较高的冲击荷载如跳跃或跑步中的能作出合适的响应。

从图14与15可以极清楚地看到，细长的连接位置将中间流体层分为许多离散的子室A、B、C、D、E、F、与G。每个子室分别通过独立的入口a、b、c、d、e、f与g充气，使各子室能充气至不同的压力。这些入口图示的是在其充气后的状态，由圆形熔接部密封。某些细长的连接位置确定出窄的充气通道75，它们提供了从一个入口到一个子室中的通连。在此方式下，由中间流体层提供的缓冲与支承能够沿着脚的平面微调。例如室G可以充气至30psi来提供中间支承。室C可以充气至5psi使第一跖骨头部缓冲。室F可以充气至5psi在脚撞击时起到脚突然落下时后跟减震垫的作用。室E可以充气至20psi给脚跟提供缓冲。侧向室D可以充气至10psi给侧向弓形部以支承。前脚室A可以充气至25psi而侧向前脚室B可以充气至15psi，以使这两个室能为前脚提供缓冲。

根据本发明的原理，可把连接位置布置成能沿气囊在任何地方改变缓冲分布的高度。连接位置的定位形状也可以改变而得以沿任何充流体层或在两充流体层之间获得多个室。

另一种全脚气囊78如图18～21所示，包括四个由绝大多数是细长连接位置相互接合的膜层，即外膜层80与82和内膜层84与86。与前述实施例相同，这些膜层图示为气囊充气时它们将取的形状。在未充气状态时，它们将是扁平的膜。外膜层80与82沿其周边密封形成封套。内膜层84与86相互在连接位置88处结合以在其间限定中间充流体层90。内膜层84在连接位置92处接附到外膜层80之上在其间确定充流体层94。类似地，内膜层86在连接位置96处接附到外膜层82上而界定出另一充流体层98。图19是内膜层84与连接位置88的平面图。

图20～21示明通过气囊78的各部分所取的气囊缓冲分布图。四个膜层相互连接形成可于剖面中观察到的在各充流体层内的子室。一般有三个充流体层90、94与98，其中某些是沿垂向叠置的而另一些在垂直剖面中则是沿垂向相互偏移。

例如在跟部区，如图21所示，外流体层94与98在中央部分占据了横剖面积的大部分，内流体层90在此横剖面积中则较小。在前脚区，如图20所示，形成在外膜层80与相邻内膜层84之间的充流体层94与形成在外膜层82与相邻内膜层86之间的充流体层98沿垂向对准。中央充流体层90形成在内膜层84与86之间而沿垂向偏离开充流体层94与98。

与图14～17所示实施例类似，一些连接位置88将中间流体层90分成许多离散室A、B、C、D、E与F，它们分别通过入口a、b、c、d、e与f充气。

图20中详示的前脚区的缓冲分布以及其中的各离散室可以对照图18来更好地理解，图18中，内中间室C形成在沿纵向延伸而在中间环绕室C的连接位置88a之间在包围此内中间室C的是充流体层94与98，它们是形成在各个外膜层与相邻内膜层之间，连接位置88b使室B与室A分开。在前脚区中央，外流体层94与98一般地包围流体进入通道114。朝此气囊的侧面，两个内室B与D形成在内膜层84与86之间并由连接位置88c将它们分开。外连接位置92将外膜层80粘附到内膜层84上，而以其镜象连接位置96将外膜层82连接到内膜层86上。通过将连接位置布设于四个膜层之间，得到了图20中所示叠层充流体层的缓冲分布。取决于所需的响应特性，各室中的压力可以相等或不相等。

后跟区的详细缓冲分布与其中的离散室示明于图21中并可以参考图18来更好地理解。图21中所示分布是剖面图，得以看清图19的线21-21左方中四个膜层的关系。从气囊中间位置开始，借助周边连接位置88d与连接位置88e，于内膜层之间界定出内室F。此内室分别在连接位置92与96处接附到外膜层80与82之上。外膜层80与82沿横向延伸到气囊的侧边，而在另外的连接位置92与96处接附到内膜层84与86上。内室D借助周边连接位置88d与88c而形成于内膜层之间。另一内室E则位于中间内室F与侧向内室D之间。在外膜层80与内膜层84之间的连接位置92a示明于图21中以表明充流体气囊的结构。连接位置92a是外膜层与内膜层之间各连接位置的例子。内膜层84与86如图20与21所示在充流体气囊中处于受拉伸状态，可以看到，连接位置92a与相匹配的连接位置96a的大小与定位在充流体气囊的外膜层之间确定出空隙。

图18～21的气囊78构造成使得内膜层84与86的所有边缘都与外膜层80与82的周边接合。这一般在气囊边缘附近形成较扁平的缓冲分布。此外，通过改变充流体层的加压程度可提供不同的缓冲分布。

根据本发明的原理，这些连接位置可以布置成在沿着气囊的任何地方来改变缓冲分布的高度。也可以改变连接位置的配置外形来沿任何充流体层或在充流层之间获得多个室。

四膜层式气囊中的软-硬-软缓冲分布的例子在无载荷与加载条件下的情形概示于图22与23中。这种缓冲分布是有关跖骨头部区的。从以前讨论可知，由内膜层形成了侧室146与中央室148，而顶部与底部室150则形成在外膜层与相邻内膜层之间。在这一例子中，侧室146加压至35psi，内室148加压至25psi，顶部与底部室加压至15psi，在此缓冲分布中，低压室150将为轻的荷载提供软的支点感和一般的缓冲。在加有高的冲击荷载L时，高压中央室148提供此荷载所需的缓冲，较高压的侧室146则通过在支承穿用者脚的弯曲跖骨头部的两侧提供较刚性的反应而稳定穿用者的脚。这种分布阐明了为穿用者的脚提供组织上相配合的区域化缓冲的气囊结构与加压的例子。

图24所示气囊10’是鞋S的鞋底夹层组件的一部分。此鞋包括鞋面U、内底I、鞋底夹层组件M与外底O。在此附图中虽然示明了全脚气囊10’，但任何这里所述的气囊或其可替换的结构可以在鞋底夹层中被置换。气囊10’可以用任何常规的技术如泡沫塑料包封或铺设于泡沫塑料鞋底夹层切开部分中而置入鞋底夹层60内。适用的泡沫塑料包封技术公开于Rudy的美国专利4219945中，其内容已综合于此供参考。

上面已描述了三膜层或四膜层式的气囊，但本发明能广泛应用于多膜层式的并在其间确定出充流体层的气囊。以上三和四层式气囊的说明清楚阐明了本发明的原理。而任意个数膜层及充流体层的构型都属本发明的范围之内。

五和六膜层式气囊已然构制成，但由于其复杂性难以清楚地表明于专利的附图中。具有五和六膜层的气囊的剖面示意图分别给出于图25A、25B、26A与26B中。图25B与26B概示了多层式气囊，对膜层作了分解表示而以点绘出膜层间的连接位置。图25A与26A示明连接后的气囊和充气后的气囊。气囊的五个膜层清楚地示明于图25A中，而此气囊的仿型剖面则示于图25A中。在中间与侧部边缘，气囊的室叠置形成较厚的边缘，而单层的气囊室则位于中央。

图26A与26B的六层式气囊示明了一个适用在不同压力下充填流体的区域。图26A与26B的气囊中以阴影室表明其与无阴影的室有不同的压力。要是有阴影室比无阴影室具有较高的压力，则气囊中包括较高压力室的部分应该较刚硬而能比气囊的其余部分提供更强的支承。相反，较低压力的区域则比气囊的其余部分能提供更大的缓冲作用。内行人是能够应用这些原理来改变各室的加压以定制气囊的缓冲分布的。

图27～31示明了另一种多层式气囊，它包括在四层式气囊的开放区中放置的三层式气囊。三层式气囊152包括上阻挡层154、下阻挡层156与设于这两层间的抗拉件158。抗拉件158包括单片聚氨酯膜。为了制造气囊152，将通过选择冲切成适当形状的抗拉件158置于上、下阻挡层154与156之间。将防熔接的材料有选择地按需要置于此上、下阻挡层与抗拉件之间，然后熔接此组件，形成图中所示的熔接处160。然后将此上与下阻挡层154与156绕它们的周边熔接到一起以密封气囊152。设有通导到充气点164的充气导管162。通过充气点164给气囊152充气后密封此充气点。与第一最佳实施例类似，抗拉件158熔接到构成气囊152封套的阻挡层上，这时的膜层是处于扁平状态以便气囊152的压缩或加载状态对应于抗拉件158的至少是受力状态。这样，抗拉件158在充气的气囊受压缩时不会妨碍空气的缓冲性质。通过有选择地冲切内片和交替地邻接着上与下阻挡层有选择地设置防熔接材料，可以制成多种多样的气囊外形。

三层式气囊如气囊152可以置放到如图30～31所示的另一气囊内以构制成具有许多缓冲区与膜层的气囊。气囊166具有大致的矩形轮廓，包括两个外层168和170与两个内层172和174，这两个内层172与174相互结合而形成一抗拉件176并同气囊主体中的外层相互连接。外层与内层之间的连接位置178图示为气囊166的主体部分中的一些条状件。出于侧释目的，内层间的典型连接位置以180标出。在气囊166的一端放置了两个三层式气囊152来提供一个五膜层的区域。在气囊152置放于气囊166处，外层154与156分别接附到外层168与170上，使得内部气囊152在气囊的这一区域内起到抗拉件的作用。内部气囊152还通过将充气导管接附到气囊166的边缝处而固定就位。气囊152充气至较气囊166高的压力。使得气囊166的包含三层气囊152的这部分比起此气囊的只具有不干扰空气缓冲效应的抗拉件172的主体部分，对于缓冲表现出较刚性的响应。通过增设不通连的多层式室如内部气囊152，能够改变气囊的缓冲特性而仍可提供无高峰与深谷的复杂仿型外形。可以在其中加入三层式气囊152的复杂仿型抗拉气囊已公开于Potter等的美国专利5802739中，其内容已综合于此供参考。

当在这种结构中用到了四个或更多个膜层时，另一可供选择的概念性原理则是这样一种气囊，它包括一组充流体的内室和覆在这些内室之上并在选择的连接位置处接附于其上的两个外膜层，由此来提供一或两个外室。这种结构形成了稳定的平面形的气囊，其中的外膜层适当地调节了内室的作用。特别是当内室的压力比外室的高时，由扁平的膜形成的较高压力的室还会有扭结的倾向，而增设外膜与较低压力的外室通过在充填流体时平衡气囊的静荷载而能防止这种扭结。

本发明的多膜层式气囊也可以构制成沿其侧壁具有翻转的接缝。如图32～35所示，翻转的接缝可由内阻挡片形成。气囊210包括由阻挡材料片形成的顶部外阻挡层212和由阻挡材料片形成的底部外阻挡层214。此阻挡层或阻挡片212与214分别称作“顶阻挡片”与“底阻挡片”以便说明。采用参考词“顶”与“底”等并无意限制本发明，而是便于描述和参照图中所示气囊的取向。层212与214可以如图32右侧和在先前实施例中所述沿边缘211相互直接固定，或可以如图33所示通过侧壁216相互有效地固定。边缘211位于鞋制品之内，使得在制成这种鞋时它能为鞋底夹层或外底材料包围，参看图24。

气囊210构制成使得侧壁216的尺寸与使其暴露出的窗口即鞋底夹层侧面的孔口相同或较大。侧壁216的个数与尺寸取决于此鞋的鞋底夹层中有多少个窗口、气囊210打算通过各气囊窗口暴露多大以及各窗口的尺寸。可以对于各个窗口独自地形成侧壁或可以形成一个壁在所有窗口之内和之间延伸。例如脚跟部区的气囊可以由鞋各侧上一或多个窗口暴露同时包括与窗口个数相同的侧壁数，在另一种情形。鞋底夹层可形成为具有包围脚跟的单一窗口。

从图34中可以清楚看到，各侧壁216是通过将两个内阻挡层的边缘接附到与这两个内阻挡层熔接部相邻的顶部外层与底部外层上而形成的。各侧壁216具有上侧壁部217与下侧壁部218形成在指向内部的或翻转的接缝250，接缝250是采用固定技术如后述的射频(RF)熔焊技术将两个内层固定到一起而形成的。此气囊中的侧壁部217、218是抗拉件232的终端。抗拉件是气囊中内部的部件，用来在气囊完全充气时确保顶部与底部阻挡层之间的固定与静止位置。抗拉件通常起到用来保持气囊一般形式的约束件的作用。抗拉件的例子中包括有沿着气囊在某些个位置上固定以形成保持气囊形状的内部结构的至少一个内部阻挡材料片，如Potter等在前述的美国专利5755001专利中所谈及的。在另一抗拉件的实施例中，气囊中的室可以包括在顶部与底部的阻挡材料片之间延伸的三维织物，如Rudy在美国专利4906502与5083361中所公开的，其内容已综合于此供参考。

气囊210包括由阻挡材料片构成的两个内阻挡层252、253所形成的抗张件232。层252与253密封到一起，在顶部与底部阻挡层212与214的内表面262之间延伸，用以保持气囊210的形状与轮廓。内层252、253用常规的技术如射频熔焊技术固定到外层212与214上。在任何膜层之间于接附点处所形成的最终熔接部233在图35中概以X标明。阻挡层252与253固定到一起，形成内气囊室255以在气囊210内提供多级或多层的缓冲。室255可以包括多个内通道。

外阻挡层212与214沿着它们的周缘280、281一起熔接到内阻挡层252与253各自的周缘282、283上。这种边缘熔接加上内与外层间的内部熔接部233形成了在层252与室255之上的一批上气囊室221以及在层253与室255之下的一批下气囊室222。当层252的周缘282固定到外层212的整个周缘281上而层253的周缘283固定到外层214的整个周缘281上时，室221将与室222隔绝使它们不会有流体通连。这三个室221、255与222允许在气囊210中实现至少三种不同的流体压力。室255中的流体压力最好大于室220与222中的，以使气囊210不会在所加荷载下触底。具体地说，室255中的压力基本上是20～50psi。

图36～47所示的翻转接缝的气囊具有由不同侧壁件形成的中央翻转接缝。第一个这样的实施例气囊310示明于图36～41中；第二个这样的实施例气囊310’示明于图42～47中。气囊310、310’设计用来设置于鞋制品的前脚部中，以使其侧壁316、316’通过沿着鞋制品侧面或中间侧的前脚部窗口暴露。气囊310包括由一片阻隔材料形成的顶部外隔层312以及也由一片阻隔材料形成的外阻隔层314。层312与314可以沿它们的未暴露侧面311相互直接固定，如图39所示。气囊310的侧面311不是用来为气囊窗口暴露的，它们横延到鞋的整个宽度并且是由形成鞋底夹层或外底的材料覆盖。层312与314沿着其暴露侧为侧壁316相互作有效地固定，如图38～40所示。熔接处333概以X指明，来表示图40中气囊310的层之间的接合点。

气囊310构造成使各侧壁316的尺寸等于或大于暴露它们的窗口的尺寸。侧壁316的个数与尺寸则可以取决于鞋底夹层中有多少个窗口、气囊310通过各气囊窗口暴露多大以及各窗口的尺寸。各个侧壁316是由采用周知技术如熔接连接到翻转接缝350之上的上侧壁件317与下侧壁件318形成。接缝310朝内指向气囊中心并沿侧壁定中。气囊中的侧壁件317、318是由与抗拉件332分开的各阻挡材料件形成，层312与314的周缘380与381则固定到侧壁件317与318的边缘382、383之上。

抗拉件332是由两个内阻挡层352、353形成，各层352、353则是由阻挡材料片形成。层352、353密封到一起并且在顶部与底部阻挡片312、314之间延伸，用以保持气囊的形状与轮廓。已密封的层352、353提供了多个用于装置流体的室，为在气囊310内提供第二级缓冲。区域355内的压力可以大于室321与322中的压力，以使气囊310在使用中不会触底。如图40所示，侧壁件317和318并不与层352和353形成整体，而在侧壁件317和318的内边缘390、391与内阻挡层352和353的周边缘392、393之间存在间隙，使得气囊室321和322不如图32～35所示分成两个分离的气囊室。确切地说，气囊室321与322是通过一周边气囊室320而相互流体通连。

图42～47所示的气囊310’与气囊310类似之处是，它包括由至少一种阻挡材料的片件形成的且沿边缘311’连接的顶部与底部阻挡层312’与314’。它还包括由位于层312’、314’之间的侧壁件317’、318’形成的侧壁316’。如图46与47所示，侧壁件317’和318’相互固定于层312’、314’之上，这样它们便形成了翻转接缝350’。气囊310’与气囊310的不同只是其内部的抗拉件332’。与抗拉件332不同，抗拉件332’并不与多个室形成内部区域。相反，抗拉件332’包括至少一个由阻挡材料片形成的内部层352’，用周知的技术如熔接而固定到顶部层312’与底部层314’的内表面362’上。熔接部333’由图47中的“X”所示，大致指出熔接部的位置。抗拉件332’在室320’中形成了通连通道340’。

图48～51示明了具有相对于侧壁中央偏置或位移开的翻转接缝的气囊的本发明另一实施例。在图48中，气囊410包括由阻挡材料片形成的外阻挡层412、414。层412与414沿边缘411相互直接固定，且通过侧壁416相互有效地固定。各侧壁416由在一起固定于指向内部的接缝450处的上侧壁件417和下侧壁件418形成，接缝450则相对于侧壁上的中央位置偏置或移离开。

气囊410还包括抗拉件432，抗拉件具有的两个内阻挡层452、453密封到一起并在顶部与底部阻挡片412、414的内表面462之间延伸，用以保持气囊410的形状与轮廓。层452与453可以通过RF熔焊于多个熔接位置处固定于内表面462上。层452、453围绕它们的周边密封并在图51中以X标明且示意地表明焊接位置的多个熔接部433处形成内缓冲室456，用以装置流体而在气囊410内提供另一级缓冲。

气囊410的外壁是这样地形成的、将上和下层412和414的周缘480和481分别固定到侧壁417、418的边缘482与483之上，同时使侧壁417与418相互沿它们的另一边缘固定于翻转的偏移的接缝450之上。室420形成于由层412和414确定的外壁，与侧壁417和418，以及由层452与453所形成的内室458之间。室420包含有流体，用以对脚冲击时产生的振动作出初始缓冲。如图50～51所示，侧壁件417和418不与层452和453成为整体，从而气囊室420不与图32～35的室20相同分成两部分。室455包含有流体提供另加的缓冲以减少脚冲击时产生的振动。室455内的流体压力大于室420内的，这同前面相对于气囊210所述的相同。

气囊410的翻转接缝450偏离开侧壁416的中心。接缝450的位置由侧壁件417与418的相对尺寸确定。如图50～51所示，侧壁件418大于侧壁件417。更确切地说，件418相当于件417两倍的宽。尺寸的差别结合图51中以X标明的熔接位置，使得当气囊充气时接缝450偏离开侧壁的中心。接缝沿侧壁416定位的一段距离等于侧壁件418的在接附到层414与侧壁件417上的点之间的跨度。偏移的接缝450使侧壁416以它自身的接缝位于或高于使此侧壁暴露的气囊窗口的上限。相反，可以使侧壁件417大于侧壁件418而让接缝450存在于此窗口的底部而不是顶部。接缝450的翻转取向以及它偏移到边缘使之完全避开了气囊窗口而给出一整洁和无接缝的外观。这种接附方法消除了为改进暴露的气囊窗口外观所采取的价昂的制造工序，同时也去掉了这种粗厚的边缘。

上述效果在以下条件下尤为显著：若是接缝450偏离气囊中心的距离大于气囊高度之半，使得此接缝完全偏离开窗口而只有侧壁件418暴露。这样的偏移结果允许由透明材料来形成较大的侧壁件418而让侧壁件417由不透明材料形成。再有，按这样的方式移动接缝450时由于能让此接缝移离开预期有高应力的区域而能提高气囊的寿命。虽然上面只是相对气囊410讨论了偏移的接缝450，但它同样可用于本发明的其他气囊。

图52～56示明的全长度气囊500具有隆起的弓形区510以对用户的脚拱提供支承而取代位于鞋制品内底下的垫件。气囊500的顶部与底部的阻挡层512、514能够在一起直接固定于接缝511处。或者，它们可以用翻转接缝固定。在此实施例中，翻转接缝置于弓形区510内，顶部层512固定于阻挡材料的第一侧壁件516的一端。第二侧壁件517的第一端固定于底层514之上。侧壁件517的另一端则固定于一中间件515的第一端，以在两侧壁件515与517之间形成翻转的接缝550，中间件515的另一端固定于第一侧壁件516之上，使得顶部层512与底部层514作有效的连接。

翻转接缝550使得侧壁件516、517从底部层514的周缘延伸出的距离最小。这些侧壁离开气囊500的中心越近，就可以构成越大的和脱离开气囊的中心的弓形区，但它不会延伸到超过它所在鞋的范围之外。

至于这里所公开的气囊所用材料，顶部与底部阻挡片、侧壁件与内阻挡层可以由相同或不同的阻挡材料，如热塑性弹性膜，用已知的方法形成。可以用于本发明的热塑性弹性膜包括聚酯型聚氨酯、聚醚型聚氨酯，例如具有肖氏A级硬度80～95的浇铸或挤压酯基的聚氨酯膜如Tetra塑料TPW-250。其他可以采用的合适材料例如Rudy的美国专利4183156中所公开的，其内容已综合于此供参考。在众多的热塑性氨基甲酸酯中，特别适用于形成这类膜层的是氨基甲酸酯类例如Pellethone(商标化产品，Dow chemical Company of Midland，Michigan)、Elastollan(BASF公司的注册商标)与ESTANE(B.F.Goodrich公司的注册商标)，所有这些都是酯基或醚基的，并已证明特别有用。可以采用基于聚酯、聚醚、聚己丙酯与聚碳酸酯的大粒凝胶。其他的适用材料可以包括含结晶材料的热塑性膜，例如Rudy于美国专利4936029与5042176中所公开的，其内容已综合于此供参考；包括聚酯多元醇的聚氨酯，例如Bonk等于美国专利6013340中所公开的，其内容已综合于此供参考；或是由至少一种弹性热塑塑料层与由乙烯和乙烯醇的共聚物形成的阻挡材料层共同形成的多层膜，如Mitchell等的美国专利中所述，其内容已综合于此供参考。

根据本发明，这种多膜层的气囊可以由满足其各个部分的特需要求或规格的阻挡材料形成。本发明允许由第一种阻挡材料形成顶部层，由第二种阻挡材料形成底部层而由第三种阻挡材料形成侧壁的各部分。同时，侧壁各部分也可由不同阻挡材料形成。如上所述，当翻转接缝是通过将内阻挡片的终端接附到与其熔接区相邻的外阻挡片上而形成时，此内阻挡片与侧壁部件则是由相同的阻挡材料形成。结果，当内阻挡片是由不同于外阻挡片的材料形成时，侧壁则是由与内阻挡片材料相同的材料形成。再有，当各内阻挡片是由不同材料形成时，则出于一致性，侧壁件同样必需由不同的材料形成。

要是想通过气囊窗口看清内层，则为了能有最大的可见度，侧壁应尽可能由透明材料形成。在附图所示的翻转接缝实施例中，此顶部与底部层则不必要由透明塑料形成。相反，它们可以由具有相同或不同厚度的不透明阻挡材料形成。类似地，侧壁件则可由较薄或较厚的材料形成以使内部成为可见的。侧壁16的厚度至少取决于所用材料、气囊周围的环境以及侧壁的结构要求。顶部与底部层的膜厚一般为0.005～0.100″。要是希望有较厚的侧壁，则其厚度可为0.025～0.200″。

根据本发明，用于气囊各部分的阻挡材料可以特定以满足相应部分的具体需要。例如，要是顶部与底部层采用不透明的较薄的挠性阻挡材料，则所暴露的侧壁可以由较厚、较刚硬的透明阻挡材料形成。与工业部门的实际作法相反，只是于气囊窗口中示明的气囊部分此时是由较刚硬的透明塑料制成。此外，侧壁可以由预制件形成或使之形成为相对垂直压缩具有较大的刚性，以便适应气囊中的或气囊中各个压力区内的压力。选用于侧壁的材料也可用于增强鞋的经受压缩荷载和剪切荷载的部分，如鞋底后跟部的中间侧。还能取得经济效益。不用与侧壁相同的材料来形成顶部与底部层时，可以降低气囊的生产费用。根据本发明，只把最昂贵的材料用于需要的部位而不是用到整个气囊上。

给气囊加压最好采用气态流体如六氟乙烷、六氟化硫、氮、空气或其他气体，例如在上述Rudy的专利‘156、‘945、‘029或‘176或是Hitchell等的‘065专利中所公开的。

形成本发明的具有至少一个翻转侧壁接缝的气囊的方法包括，对于气囊的各部分至少根据其将经受的力与应力以及拟提供的性能特性来选择材料。还必须考虑气囊各部分的美观。例如，若是希望气囊内部成为可见的，则暴露的侧壁应由具有所需可见性的透明材料形成。但如以上所述，透明材料还必须结实得足以防止在外力作用下破裂同时能经受住用户走路时加到气囊侧壁上的弯曲应力。侧壁是透明的而厚为0.020～0.100″，而气囊的顶部与底部层则可以由厚0.005～0.500″的不透明材料形成，以便如先前所述来满足它们在鞋的最终位置上的特殊需要。要是希望气囊的构型只由底部面提供可见性，则顶部与底部的膜层可以不同。可以将厚0.020～0.100″的透明膜用于底部面而把厚0.005～0.100″的标准不透明膜用于顶部面与侧面。

在材料的尺寸与类型确定后，即可用周知的裁切或成形技术确定形成顶部层、底部层与侧壁的阻挡片的形状。然后将平整的定形的片料定位成使其周缘形成垫的周边。侧壁件位于顶部与底部阻挡片之间并由周知的技术如RF熔焊固定于其上。用于形成气囊的阻挡片采用防熔接材料作选择处理，以防形成RF熔焊部。熔焊抑制剂的例子是Teflon涂层、Teflon涂层织物或带状件如Du Pont Teflon#49或#57，它们可以定位于任何需要抑制熔焊上的部位。其他常规的焊接抑制器或阻断剂例如3M所制的带，包括Scotch“Magic Mending”带和Highland 3710Box Sealing带，或是Faron所制的带包括Kapton PSA带或Teflon PSA带，Norton的Fluoroglid“FB”的喷涂润滑剂，或是Graphic Sciences的具有Teflon或石蜡的一种苯乙烯-丙烯酸共聚物的水基涂层，都可用在这些层与侧壁之间来保证只是气囊的需要部分才会固定到一起。这些抑制剂可以在熔焊后除去或在RF熔焊过程中消耗掉。

为了制造这里所述的任何气囊，首先要确定各层的熔接图案并于片料上标明。这种熔接图案将与一层的特定侧上的连接位置对应。此种图案由丝网印刷、喷墨印刷或转印法以正像或负像标记于片料上。这种标记在用墨水时为可见的，而对于用转印法将熔焊抑制材料涂布到膜层侧上则是不可见的。应知熔接防止材料一般将是所需连接位置的负像。将熔接抑制材料应用到膜层上时可以是与对连接位置作标记的不同方法步骤。连接位置形状与构型的变化只受应用到膜层上的熔接抑制材料的限制。

一旦连接位置已适当标明而熔接抑制材料已应用到膜层上时，就可只在膜层相互直接接触而不为熔接阻止材料分开处施加RF能而进行RF熔焊。通过最外层的周边密封来形成气囊封套时可以与其余部分的熔接结合成一个整体工序，或可以在连接位置熔接之前或之后进行，在气囊形成后，以流体充填，并由RF熔焊来密封入口。

虽然RF熔焊已是制造本发明的多级缓冲垫的最佳方法，但接附的具体类型则可变动。例如可以采用膜层间的粘合剂结合，也可以采用其他周知的熔触结合、热结合与超声结合方法。

在气囊已组装完而各室已形成时，可以用周知技术给气囊室充气。虽然最好的方法是应用平的料片，但侧壁、外与内阻挡层也可以在其固定到一起形成气囊之前预加工成具有不同的形状与不同的效应。例如可对阻挡材料片进行热成形以形成各种形状。

根据以上详述，内行人容易认识到本发明可有许多变动、更改和改进型式。但应将所有这些不背离本发明精神的变型视作为属于只由后附权利要求书所限定的本发明范围之内。

Claims (12)

1. 形成用于鞋类制品中的缓冲气囊的方法，此方法包括下述步骤：提供第一、第二、第三与第四片阻挡材料，各片具有第一与第二边缘；将此第一与第二片阻挡材料的上述第一边缘定位成使它们相互共同延伸；将所述第二和第三片阻挡材料定位在所述第一和第四片材料之间；将此第三与第四片材料的上述第一边缘定位成使它们相互共同延伸，且在背离此第一片的第二边缘的方向延伸到超出此第一与第二片的第一边缘；在上述气囊内构造密封的内室以盛纳流体，这一构造工序包括将此第一与第二片沿它们的第一边缘固定到一起、在此第二与第三片之间形成指向内部的接缝，而其中还包括这样的工序，即将此第二与第三片沿所述第三片的第二边缘和所述第二片的第二边缘的方向在朝内与此第三片的第一边缘分开的位置上固定到一起，将此第三与第四片沿它们的第一边缘固定，将此第一与第四片沿它们余剩的边缘可操作地固定，以及将流体引入上述室内以形成缓冲垫。

2. 权利要求1所述的形成用于鞋类制品中的缓冲气囊的方法，其中所述固定步骤包括将相邻的片于预定位置上熔接到一起。

3. 权利要求2所述的形成用于鞋类制品中的缓冲气囊的方法，其中所述第一和第四片是由与该第二和第三片不同的阻挡材料形成。

4. 权利要求1所述的形成用于鞋类制品中的缓冲气囊的方法，其中还包括在此第一与第四片阻挡材料之间固定抗拉件的步骤。

5. 权利要求4所述的形成用于鞋类制品中的缓冲气囊的方法，其中上述固定抗拉件的步骤还包括将此抗拉件熔接到所述第一与第四片阻挡材料上。

6. 权利要求4所述的形成用于鞋类制品中的缓冲气囊的方法，其中所述抗拉件包括至少两片阻挡材料，而此方法还包括将此抗拉件的至少两片阻挡材料固定到一起形成密封的内部气囊。

7. 权利要求1所述的形成用于鞋类制品中的缓冲气囊的方法，其中所述将流体引入前述室中的步骤包括引入此流体以建立第一预定流体压力。

8. 权利要求7所述的形成用于鞋类制品中的缓冲气囊的方法，其中还包括有下述工序：将流体引入前述的密封的内部气囊，以建立不同于上述第一预定流体压力的第二预定流体压力。

9. 权利要求4所述的形成用于鞋类制品中的缓冲气囊的方法，其中所述第三片比所述第二片长，由此使所形成的翻转接缝相对于该第一片与第四片来说更接近第一片。

10. 形成用于鞋类制品的气囊的方法，此方法包括下述工序：提供第一、第二、第三与第四片阻挡材料，此各片都具有周边；将所述第二与第三片设在所述第一与第四片之间而使得此第二片相对于所述第三片来说贴近所述第一片，而此第三片相对于所述第二片来说则贴近该第四片，此第二与第三片定位成使得它们各有至少一部分在该第一与第四片各个的周边内延伸；用所述气囊形成内室，此形成工序则包括相对于此第一片固定此第二片、相对于此第四片固定此第三片、在此第一与第四片之间构成翻转接缝，而此构成工序则包括使此第二与第三片在一起固定于从此第二与第三片的周边向内分开的位置上，以及将流体引入此室内而形成缓冲气囊。

11. 权利要求10所述的形成气囊的方法，其中还包括下述步骤：提供具有第一与第二端在所述第一与第四片之间的第五片阻挡材料，同时将此第五片固定到此第一与第四片之上形成抗拉件。

12. 权利要求10所述的形成气囊的方法，其中还包括下述步骤：提供第五与第六片阻挡材料，将此第五与第六片相互固定形成内部气囊，同时将此第五片固定到此第一片上，而将此第六片固定到此第四片上形成抗拉件。

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