鞋底板具有鞋钉的鞋

技术领域

本公开总体上涉及一种包括鞋底板具有鞋钉的鞋，并且更具体地涉及一种在前脚掌区域中具有鞋钉的鞋底板，其在跑步者的脚步运动的各个阶段期间改进性能。

背景技术

许多传统的鞋或其它鞋类物品通常包括鞋面和附接到鞋面的下端的鞋底。传统的鞋还包括由鞋面和鞋底的内表面形成的内部空间，即，空隙或空腔，其在将鞋固定到脚之前容纳使用者的脚。鞋底附接到鞋面的下表面或边界，并且定位在鞋面和地面之间。因此，当鞋被穿着时，鞋底通常为使用者提供稳定性和缓冲。在一些情况下，鞋底可以包括多个部件，例如外底、中底和内底。外底可以为鞋底的底面提供附着摩擦力，并且中底可以附接到外底的内表面，并且可以向鞋底提供缓冲或增加的稳定性。例如，鞋底可以包括能够为沿着鞋底的一种或多种期望位置处增加稳定性的特定泡沫材料，或者可以包括能够减少当使用者跑步、步行或进行其他活动时脚部或腿部上的应力或冲击能量的泡沫材料。鞋底还可以包括嵌入鞋底的附加部件，例如板，以增加鞋底的整体刚度并减少使用期间的能量损失。

鞋面通常从鞋底向上延伸，并限定完全或部分包住脚的内腔。在大多数情况下，鞋面在足部的脚背和脚趾区域上延伸，并跨过脚背和脚趾区域的内侧面和外侧面。许多鞋类物品还可包括鞋舌，鞋舌延伸穿过脚背区域以桥接鞋面的内侧面和外侧面的边缘之间的间隙，该间隙限定进入空腔的开口。鞋舌也可以设置在鞋带系统下方并且在鞋面的内侧面和外侧面之间，以允许调节鞋的松紧度。鞋舌还可以由使用者操纵以允许脚进入或离开内部空间或空腔。此外，鞋带系统可以允许使用者调节鞋面或鞋底的某些尺寸，从而允许鞋面适应具有不同尺寸和形状的各种足部类型。

许多鞋的鞋面可以包括多种材料，这些材料可以用于形成鞋面并且基于鞋的一种或多种预期用途来选择使用。鞋面还可以在鞋面特定区域的多个部分包括不同材料。例如，在鞋面的前部或邻近脚跟区域处需要增加稳定性，以便提供更高程度的阻力或刚度。相反，鞋的其它部分可以包括柔软的编织织物，以提供具有抗拉伸性、柔韧性、透气性或吸湿特性的区域。

在跑步期间，许多跑步者会由于他们的鞋而经历能量损失或能量低效。当跑步者的鞋最初接触地面时，由于鞋前部的中底被压缩，能量会损失。当跑步者的鞋离开其与地面的接触时，如果鞋失去附着摩擦力，能量会损失。当跑步者的鞋与地面完全接触时，如果鞋与地面之间的接触不牢固，则能量会损失。此外，跑步者的鞋会影响跑步者的倾斜角度，这也会造成能量损失。

然而，在许多情况下，从鞋的前部或前脚掌区域暴露的部分具有突出的鞋钉，这样的鞋底板对鞋类物品是有益的。当跑步者的鞋最初接触地面时，在鞋的前脚掌区域的暴露部分可产生较少的能量损失。在跑步者的鞋的前脚掌区域设置暴露部分也有利于更向前的倾斜角度，这可以提高跑步者的能量效率。鞋钉可通过确保地面和鞋的接触是牢固的，且不失抓地力地来帮助减少能量损失。

发明内容

如本文所述，鞋类物品可以具有各种构造。鞋类物品可以具有鞋面和连接到鞋面的鞋底结构。

在一些实施方式中，本公开可以提供用于鞋的鞋底结构，该鞋具有鞋面、前脚掌区域、中足区域、脚跟区域、内侧面和外侧面。鞋底结构具有外底，外底具有沿着外底的外部而定位的外底壁，外底壁被配置为地面接合表面。鞋底结构具有邻近鞋面定位的鞋底板，该鞋底板具有底壁、前端、暴露的前脚掌区域、前部、多个鞋钉、以及位于鞋底板与外底之间的中底结构。前部位于前端，并且前向点在前脚掌区域中位于离脚跟区域最远的点处。前向点沿着底壁设置并且位于前部。后向点沿底壁设置且离前向点最远。主轴线被定义为与前向点和后向点均相交的线。暴露的前脚掌区域位于前脚掌区域中，并且不被外底或中底结构所覆盖。

外底壁在中足区域中具有最深点。最深点被定义为在主轴线和倾斜线之间形成最大角度的点，倾斜线被定义为与前向点和外底壁上不被中底结构或外底阻碍的点均相交的线。倾斜角定义为主轴线和倾斜线之间所形成的角度，并且角度大小在2度和30度之间。在一些实施方式中，倾斜角在3度与20度之间，或在4度与15度之间，或在5度与10度之间，和/或在6度与8度之间。

在一些实施方式中，用于鞋的鞋底结构具有鞋面、前脚掌区域、中足区域、脚跟区域、内侧面和外侧面。鞋底结构具有外底，外底具有沿着外底的外部而定位的外底壁，外底壁被配置为地面接合表面。鞋底结构具有邻近鞋面定位的鞋底板，该鞋底板具有底壁、前端、暴露的前脚掌区域、前部、多个鞋钉、以及位于鞋底板与外底之间的中底结构。暴露的前脚掌区域位于前脚掌区域中，并且不被外底或中底结构覆盖。多个鞋钉位于暴露的前脚掌区域中。

暴露的前脚掌边缘限定了暴露的前脚掌区域与中底结构或外底之间的边缘。前端位于前脚掌区域中并且距离脚跟区域最远。前部位于前端，前向点沿着底壁定位并且位于前部。多个鞋钉中的至少一个位于邻近的内侧面和暴露的前脚掌边缘，多个鞋钉中的至少一个位于邻近的外侧面和暴露的前脚掌边缘，并且多个鞋钉中的至少一个位于前向点附近。在一些实施方式中，多个鞋钉具有第一鞋钉、第二鞋钉、第三鞋钉和第四鞋钉。

在一些实施方式中，第三鞋钉和第四鞋钉位于前向点附近。在一些实施方式中，暴露的前脚掌区域具有多个倒钩，并且多个倒钩中的每一个都比多个鞋钉中的每一个短。在一些实施方式中，前部远离底壁并朝向上部突出。在一些实施方式中，多个鞋钉中的每一个都具有凸起，其突出于鞋底壁突出并且同心围绕该鞋钉。在一些实施方式中，中足区域或脚跟区域具有切口部分，在该切口部分，鞋底壁不被中底结构或外底覆盖。

在一些实施方式中，用于鞋的鞋底结构具有鞋面、前脚掌区域、中足区域、脚跟区域、内侧面和外侧面。鞋底结构具有外底，外底具有沿着外底的外部而定位的外底壁，外底壁被配置为地面接合表面。鞋底结构具有邻近鞋面定位的鞋底板，该鞋底板具有底壁、前端、暴露的前脚掌区域、前部、多个鞋钉、以及定位在鞋底板与外底之间的中底结构。暴露的前脚掌区域位于前脚掌区域中并且不被外底或中底结构覆盖。暴露的前脚掌边缘限定了暴露的前脚掌区域与中底结构或外底之间的边缘。前端位于前脚掌区域中并且距离脚跟区域最远。前部位于前端，并且前向点沿着底壁定位并且位于前部。后向点沿底壁设置并且离前向点最远。

主轴线被定义为与前向点和后向点均相交的线。外底壁在中足区域中具有最深点。最深点被定义为在主轴线和倾斜线之间形成最大角度的点，倾斜线被定义为与前向点和外底壁上不被中底结构或外底阻碍的点均相交的线。过渡线沿着底壁定位，投影相对于主轴线垂直，从外侧面延伸到内侧面，并且最接近最深点。波状部分被限定为由过渡线和暴露的前脚掌边缘界定的区域，其从内侧面延伸到外侧面。波状部分内的鞋底结构朝向底壁倾斜。

在一些实施方式中，前部远离底壁并朝向上部突出。在一些实施方式中，暴露的前脚掌边缘是波浪状连续线。在一些实施方式中，多个鞋钉与鞋底板一体地形成。在一些实施方式中，第一鞋钉位于暴露的前脚掌边缘和外侧面的附近，并且第二鞋钉位于暴露的前脚掌边缘和内侧面的附近。在一些实施方式中，第三鞋钉和第四鞋钉位于前向点的附近。

本领域技术人员在研究本文的附图和详细描述后，鞋包括其特征和优点的其它方面都将变得显而易见。因此，鞋的所有这些方面内容都将包括在本发明内容和详细描述中。

附图说明

图1是根据本公开实施方式被配置为左侧鞋的鞋类物品的外侧视图，该鞋类物品包括鞋面和鞋底结构；

图2是图1示出的鞋的内侧视图；

图3是图1示出的鞋的仰视图；

图4是图1示出的鞋的第二实施方式的仰视图；

图5是图1示出的鞋类物品的俯视图，其中鞋面被移除且使用者的骨骼足部结构覆盖在其上；

图6是图1示出的鞋的底侧的底部透视图；

图7是图1示出的鞋的底侧的侧视图；

图8示出了一组跑步者在垂直和水平方向上取决于该组跑步者的特定的倾斜角度的平均力矢量的曲线图；

图9是跑步者在脚步运动的第一阶段期间的序列中的图像；

图10是跑步者在脚步运动的第二阶段期间的序列中的图像；

图11是跑步者在脚步运动的第三阶段期间的序列中的图像；

图12示出了跑步者或步行者正在进行的脚步运动的各个阶段；

图13示出了图1的鞋底部上的用于脚步运动的第一阶段、第二阶段和第三阶段的各个区域；

图14示出了沿图3中的线14-14截取得到的横截面；以及

图15示出了沿图3中的线15-15截取得到的横截面。

具体实施方式

以下讨论和附图公开了鞋或鞋类物品的各种实施方式，例如跑鞋、网球鞋、篮球鞋等，并且与鞋及其鞋底结构的实施方式相关的概念可以应用于广泛的鞋类和鞋类类型，包括例如多功能训练鞋、足球鞋、休闲鞋、高尔夫鞋、徒步靴、滑雪靴和雪地靴、足球鞋和防滑鞋、步行鞋和履带防滑钉鞋。本文描述的鞋或鞋底结构的概念也可应用于被认为是非运动型的鞋类物品，包括时装鞋、凉鞋、拖鞋和高跟鞋。

本文所用的术语“大约”是指可能发生的数值变化，这些变化的产生可能是由于例如在用于鞋类物品或可包括本文的公开内容的实施方式的其它制造物品的典型测量和制造程序中，出现了无意的错误；用于制备组合物或混合物的制造、来源或纯度存在差异，或方法存在差异，以及其他情况。在本公开中所用的术语“约”和“大约”是指该术语后的数值的±5％的范围。

本文所用的术语“重量百分比”、“wt-％”、“按重量计的百分比”、“按重量计的％”及其变型是指物质或组分的浓度，即为该物质或组分的重量除以例如组合物或组合物的特定组分的总重量，并且乘以100。应当理解，本文所用的术语“百分比”、“％”等可与“重量百分比”和“wt-％”同义。

本公开涉及一种鞋类物品和/或鞋类物品的特定部件，例如鞋面和/或鞋底结构。鞋面可以包括针织织物、编织织物和/或非编织织物。针织织物可以通过针织纱线制成、编织织物通过编织制成，非编织织物可以通过单一的非编织织物网来制造。针织织物包括通过经编、纬编、平编、圆编和/或其他合适的针织操作形成的织物。针织织物可以具有例如平针针织结构、网眼针织结构和/或罗纹针织结构。织造织物包括但不限于通过多种编织形式中的任一种形成的织物，例如平纹编织、斜纹编织、缎纹编织、多臂提花编织、双面编织和/或双层编织(double cloth weaves)。非编织织物包括例如通过气流成网和/或纺丝成网方法制成的织物。鞋面可包括多种材料，例如第一纱线、第二纱线和/或第三纱线，其可具有不同的性质或不同的视觉特征。

这里使用的词语“跑步者”不应被解释为狭义的，而是包括但不限于拖着脚步(shuffling)、步行、蹦跳(hopping)、跳跃(jumping)、跨跳(leaping)、跳(skipping)、慢跑、跑和短跑的活动。词语“跑步者”在此被定义为进行脚步运动(footstep)的人，而不考虑他们的水平速度。当鞋接触地面时脚步运动开始，当鞋离开与地面的接触时脚步运动结束。然后跑步者迈出一步并向前移动鞋以开始下一次脚步运动。

图1和图2描述了鞋类物品或鞋30的实施方式，其被配置为左鞋，其包括鞋面32和鞋底结构34。鞋面32附接到鞋底结构34，并且一起限定了脚可以插入其中的内部空腔36。鞋30还包括如图1所示的外侧面38和如图2所示的内侧面40，当使用者穿着鞋30时，外侧面38对应于鞋30的面向外部的部分，换句话说，外侧面38是鞋30的离另一只鞋30最远的一侧，内侧面40对应于鞋30的面向内部的部分，换句话说，内侧面40是鞋的面向另一只鞋的一侧。这样，左鞋和右鞋具有相对的外侧面和内侧面，使得当使用者穿着鞋30时内侧面40彼此最接近，而外侧面38被限定为当被穿着时彼此最远的侧面。内侧面40和外侧面38在鞋30的相对的远端处彼此邻接。

虽然仅描绘了单只鞋30，即穿在使用者的左脚上的鞋，但是应当理解，本文公开的概念适用于一双鞋(未示出)，其包括左鞋和右鞋，其尺寸和形状可分别容纳使用者的左脚和右脚。为了便于公开，将参考单只鞋30来描述本公开的各方面。以下参照鞋30的公开内容适用于左鞋和右鞋。然而，在一些实施方式中，除了左/右配置之外，左鞋和右鞋之间可能存在差异。此外，在一些实施方式中，左鞋可以包括右鞋上不包括的一种或多种附加元件，反之亦然。

图5示出了鞋30的示意性俯视图，其限定了前脚掌区域42、中足区域44和脚跟区域46，前脚掌区域42大致对应于鞋30的包围足部48的部分，所述部分包括一组脚趾或趾骨50、足部48的大脚趾球52和将一组跖骨56与一组脚趾50连接的一组关节54。中足区域44邻近并邻接前脚掌区域42，并且大致对应于鞋30的包围足部48的足弓58以及足部48的桥接部60的部分，脚跟区域46邻近并邻接中足区域44，并且大致对应于鞋30的包围足部48的后部的部分，包括脚跟或跟骨62、脚踝(未示出)和/或跟腱(未示出)。

除非另有指明，前脚掌区域42、中足区域44、脚跟区域46(见图5)、内侧面40和外侧面38(见图1和图2)旨在限定鞋30的边界或区域。为此，前脚掌区域42、中足区域44、脚跟区域46、内侧面40和外侧面38通常表示鞋30的各个部分。此外，鞋面32和鞋底结构34均可表示为具有在前脚掌区域42、中足区域44、脚跟区域46内以及在内侧面40和外侧面38上的部分。因此，鞋面32和鞋底结构34(见图1和图2)，和/或鞋面32和鞋底结构34的各个部分，可包括其设置在前脚掌区域42、中足区域44、脚跟区域46内以及内侧面40和外侧面38上的部分。

再次参考图1和图2，鞋底结构34包括外底64、中底结构66和具有多个鞋钉70的鞋底板68。在一些实施方式中，鞋内底(未示出)设置在中底结构66和鞋面32之间。外底64具有位于外底64的外侧上的外壁或底壁72，并被配置为接触地面或跑步表面。在一些实施方式中，中底结构66可以包括邻近外底64的第一中底部件74，和邻近第一中底部件74和鞋底板68的第二中底部件76。鞋底板68邻近鞋面32，通常位于中底结构66和鞋面32之间。在一些实施方式中，鞋内底位于鞋底板68和鞋面32之间，在一些实施方式中，鞋面32可以整体或部分地固定到鞋内底上。

许多传统的鞋面由通过在接缝处结合或缝合而接合的多个元件(例如，织物、聚合物泡沫、聚合物片材、皮革和合成皮革)形成。在一些实施方式中，鞋30的鞋面32由针织织物或编织织物形成。在各种实施方式中，针织织物可以结合各种类型的纱线，提供不同性质的鞋面。例如，鞋面32的一个区域可以由赋予第一组特性的第一类型纱线形成，而鞋面32的另一区域可以由赋予第二组特性的第二类型纱线形成。使用这种结构，通过为鞋面32的不同区域选择特定的纱线，鞋面32的特性可以在整个鞋面32上变化，在另一个例子中，鞋面网眼层可以是经编针织，而网眼背衬层可以包括圆形针织。

仍然参考图1和图2，鞋面32可整体或部分地固定到鞋底板68。图1的鞋底板68进一步包括圆头前部78(见图1和图4)，其在前脚掌区域42中的鞋底板68的前端80处朝向鞋面32突出。换句话说，前端80是鞋底板68到脚跟区域46的最远端部分，其可以包括点、边缘或一种或多种区域。第一中底部件74可由热塑性材料，例如聚氨酯(PU)塑料构成；第二中底部件76可由乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)、其共聚物或类似类型的材料构成。在其他实施方式中，第一中底部件74和第二中底部件76中的每一个可以由相同的材料构成。在其他实施方式中，第一中底部件74和/或第二中底部件76可以是EVA固体海绵(“ESS”)材料、EVA泡沫(例如，

仍然参考图1和图2，在一些实施方式中，鞋底板68包括聚氨酯(PU)塑料，例如热塑性聚氨酯(TPU)材料。也可以包括由嵌段共聚物组成的其它热塑性弹性体和纤维增强的热塑性塑料。在其它实施方式中，鞋底板68可以包括例如碳纤维。在一些实施方式中，可以由这些材料和其它刚性、半刚性或弹簧状材料及其组合，共同构成鞋底板68。鞋底板68在沿着鞋底板68的长度上可以具有不同的硬度和形状。例如，鞋底板68的前脚掌区域42(为了清楚起见，在图3-图5中示出了前脚掌区域42、中足区域44和脚跟区域46)，其硬度可以比鞋底板68的中足区域44更柔软或更不柔软，其可以比鞋底板68的脚跟区域46更柔软或更不柔软。可替代地，鞋底板68可以包括均匀的硬度。另外，鞋底板68可以包括另外的或替代的几何形状，例如凹口、弯曲、突出、空隙、成角度的边缘、切口等。在一些实施方式中，鞋底板68可以被配置为减震板，以给予冲击保护并且促进腿部肌肉张力，从而减轻在使用者的脚跟、脚踝、胫骨、膝盖、臀部和/或背部上的应力。由于被选择用以制造鞋底板68的材料具有类似弹簧的特征，在每次脚步运动中，当鞋底板68首先被压缩，然后从脚步运动的冲击中释放时，适于提供回复力或回弹力。

鞋底板68提供了刚性鞋底，其可以在跑步时促进更快的起跳。特别地，鞋底板68的形状和刚性，在穿着者的中足区域44和脚跟区域46之间起到推进杠杆的作用，其允许穿着者更快地加速并使脚趾离开地面，其中穿着者的前脚掌区域42向前推进穿着者。此外，本文描述的鞋底结构的实施方式可以提供训练辅助物或工具，其可以用于加强穿着者的整个腿部和足部肌肉，并且将他们的跑步姿势调节到促进恒定肌肉张力的前倾位置。

仍然参考图1和图2，鞋底结构34连接或固定到鞋面32，并且当鞋30被使用者穿着时在使用者的脚和地面之间延伸。鞋底结构34可以包括一个或多个部件，其可以包括外底64、中底结构66、鞋跟(未示出)、鞋面(未示出)和/或鞋内底(未示出)。例如，在一些实施方式中，鞋底结构34可包括：为鞋底结构34提供结构完整性以及为使用者提供附着摩擦力的外底64、提供缓冲系统的中底结构66、以及为使用者的足弓58提供支撑的鞋内底(见图5)。如本文将进一步讨论的，本实施方式的鞋底结构34包括一种或多个部件，其为鞋底结构34提供优选的弹性和阻尼特性。此外，本实施方式的鞋底结构34包括具有多个鞋钉70的鞋底板68，以用于提高附着摩擦力和改善跑步者的脚步运动时的倾斜角度。

图3和图4示出了鞋底板68的第一实施方式和第二实施方式，并因此示出了鞋30的鞋底结构34。图4示出了在鞋底板68的前端80处的圆头前部78，圆头前部78在鞋面32的方向上延伸(见图7)，并远离鞋底板68的底壁82。前向点84被定义为沿着底壁82的最靠近圆头前部78的点，换句话说，前向点84通常是在前脚掌区域42夹层壁82的最前向点。后向点86被限定为鞋底板68的底壁82上的点，其位于距前向点84最远或最长距离点，换句话说，后向点通常是脚跟区域46中的底壁82的最后向点。

图3示出了尖头前部88，图3的尖头前部88和图4的圆头前部78分别形成为鞋底板68的整体部分。主轴线90被限定为与前向点84和后向点86均相交的线(见图3)。尖头前部88更适合于具有较少弯道或转弯的比赛，圆头前部78更适合于具有较多弯道或转弯的比赛。参考图3和图4，中底结构66和外底64在中足区域44和脚跟区域46中沿着底壁82大体上覆盖鞋底板68。在一些实施方式中，中足区域44、脚跟区域46或这两个区域可以具有切口部分92，其中鞋底板68的底壁82不被中底结构66或外底64覆盖。中底结构66限定了切口部分92。鞋底板68的底壁82暴露在切口部分92处。外底64可由一种或多种材料形成，以使鞋底结构34具有耐久性、耐磨性、抗磨性或附着摩擦力。在一些实施例中，例如，外底64可以由橡胶形成。

参考图3、图4和图7，底壁72在中足区域44中具有最深点94，最深点94被定义为在中足区域44中的底壁72上的点，该点绕主轴线90相对于前向点84形成最大的角度，并且该点距前向点84最远，并且沿着在最深点94和前向点84之间形成的线不被中底结构66或外底64阻挡(见图15)。最深点94可以是在中足区域44中的底壁72上的最低点；然而，本实施方式描述了与底壁72上的最低点相邻的最深点94，鞋底板68的底壁82不限于是平坦表面，并且可以包括轮廓或波浪状或其它构造。

参考图3和图4，从圆头前部78或尖头前部88到前脚掌区域42的至少一部分，鞋底板68的底壁82未被中底结构66或被外底64覆盖，在前脚掌区域42中的鞋底板68的底壁82的该暴露区域被限定为暴露的前脚掌区域96，暴露的前脚掌区域96结束的边界、和鞋底板68的底壁82开始被外底64、中底结构66或两者覆盖的边界，被定义为暴露的前脚掌边缘98，暴露的前脚掌边缘98可以是从鞋30的内侧面40延伸到鞋30的外侧面38的直线、波浪线、锯齿线、轮廓线或任何样式的连续线。过渡线100沿着鞋底板68的底部壁82从鞋30的内侧面40延伸到外侧面38，且投影垂直于主轴线90，并且位于最靠近最深点94处。换句话说，当从上方观察时，过渡线100通过最深点94从鞋30的外侧面38延伸到内侧面40。

中足区域44和前脚掌区域42进一步由过渡区102限定。过渡区102是在第一端由暴露的前脚掌边缘98界定，并且在第二端由过渡线100界定的区域。在图3中，靠近外侧边缘38的过渡区102具有比过渡线100更远离前向点84的暴露的前脚掌边缘98。然而，靠近内侧边缘40的过渡区102具有比过渡线100更靠近前向点84的暴露的前脚掌边缘98。换句话说，过渡区102可以具有不同的部分，但是每个部分朝向鞋底板68的底壁82倾斜，过渡区102从鞋30的内侧面40横跨到鞋30的外侧面38，由于最深点94是沿着中足区域44中的外底64的底壁72的点(相对于从前向点84引出的线)，并且前向点84位于鞋底板68的底壁82上，过渡区102中的鞋底结构34朝向底壁82倾斜(根据视图向上或向下倾斜)，以限定外底64的前端和中底结构66的波状部分104。

比较图4和图3，在图4中的最深点94比在图3中的最深点更远离前向点84。这种最深点94的位置差异产生了图3与图4的相应过渡区102的差异。在图4中，过渡区102是由暴露的前脚掌边缘98界定的单个部分，其比过渡线100更靠近前向点84，并且沿着侧面由外侧面38和内侧面40界定。同样，过渡区102沿着波状部分104朝向鞋底板68的底壁82倾斜。图3和图4示出了最深点94的位置是如何影响过渡区102的尺寸和形状。

参照图1-图5，波状部分104和多个鞋钉70(见图3和图4)对改进为跑步者提供的性能是有帮助的。图1所示的鞋30具有设计成帮助跑步者更快跑步的特征，尤其是在高速比赛期间(例如在10千米的比赛期间)。首先，在前脚掌区域42中的多个鞋钉70改善跑步者脚步运动的不同阶段期间对地面的抓紧力度，将在讨论图6-图13时进行更详细讨论。第二，由于鞋底板68具有比中足区域44的鞋底结构34更小的深度，鞋30利于跑步者的倾斜角度自然地增加，这也改进了跑步性能。一般而言，跑步者运动得越快，在一定范围内的倾斜角度越大，有助于提高跑步者的加速度，并因此提高速度(参见下面图8的讨论)。

具体参考图3和图4，多个鞋钉70位于前脚掌区域42的暴露的前脚掌区域96中，多个鞋钉70沿着鞋底板68的底壁82远离鞋面32突出，多个鞋钉70是具有深锥形或长钉形的凸起，并且可以形成为与鞋底板68一体；或者包覆成型(未示出)至相应的多个孔(未示出)中；或者可以具有螺纹端(未示出)，该螺纹端固定到相应的多个孔中的相应的螺纹(未示出)中。多个鞋钉70可以由刚性塑料材料或金属材料制成。在一些实施方式中，多个鞋钉70包括第一鞋钉106、第二鞋钉108、第三鞋钉110和第四鞋钉112。在一些实施方式中，多个鞋钉70中的任一个都是相同的。在其它实施方式中，多个鞋钉70中的一个、一些或全部可以在形状、尺寸或材料上彼此不同。

仍然参考图3和图4，除了暴露的前脚掌区域96中的多个鞋钉70之外，暴露的前脚掌区域96也可以具有多个倒钩114(也参见图6和图7)，以及可选地具有多个齿(未示出)。多个倒钩114与鞋底板68的底壁82一体形成。在长度上，多个倒钩114中的每一个比多个鞋钉70中的每一个短，这共同地增强了对地面的抓紧和附着摩擦力。多个倒钩114的横截面通常是圆形的，其横截面平行于底壁82，而多个齿的横截面大致是椭圆形的。

如图3所示，鞋底板68至少部分地延伸穿过中足区域44，在一些实施方式中，鞋底板68暴露在切口部分92以及前脚掌区域42的暴露的前脚掌区域96，在一些实施方式中，鞋底板68设置为邻近鞋30的拱形部分116。在其他实施方式中，地面接触表面沿着鞋30的中足区域44的内侧面40是不连续的。例如，如图3所示，外底64部分地围绕拱形部分116，并且中底结构66部分地界定拱形部分116。拱形部分116可以被看作从切口部分92到底壁72的过渡区。

在图6中，示出了前脚掌区域42的整体以及中足区域44的一部分。暴露的前脚掌区域96和暴露的前脚掌边缘98露出鞋底板68的底壁82。前向点84、最深点94和过渡线100都被示出。过渡线100、暴露的前脚掌边缘98、内侧面40和外侧面38共同限定过渡区102。在图6中，过渡线100从鞋30的内侧面40到外侧面38，比暴露的前脚掌边缘98更远离前向点84。多个鞋钉70被显示为包括有第一鞋钉106、第二鞋钉108、第三鞋钉110和第四鞋钉112，其沿着底壁82或在底壁82内布置。在本实施方式中，暴露的前脚掌边缘98不是直线，而是具有两个曲线的波浪线，以容纳第一鞋钉106和第二鞋钉108。波浪线限定三个拐点，但是也可以限定两个、或四个、或五个、或六个、或更多个拐点。第一鞋钉106位于鞋30的外侧面38上并邻近暴露的前脚掌边缘98，第二鞋钉108位于鞋30的内侧面40上并邻近暴露的前脚掌边缘98，第三鞋钉110和第四鞋钉112位于前向点84附近，第四鞋钉112比鞋30的内侧面40更靠近鞋30的外侧面38(见图3、图4和图6)。

继续参照图6，多个鞋钉70中的每一个均具有凸起118，该凸起118从底壁82稍微突出并且同心地围绕该鞋钉70。在一些实施方式中，多个鞋钉70不具有相应的凸起118。在一些实施方式中，凸起118可以是圆形、正方形、六边形、菱形、星形或其它形状。凸起118没有突出多个鞋钉70中的任何一个，底壁82也具有多个倒钩114，其从底壁82远离鞋面32突出(见图1)，但是没有多个鞋钉70中的任何一个突出那么远。多个倒钩114中的每一个在平行于底壁82的平面中具有大致圆形的横截面，在一些实施方式中，底壁82可以具有多个齿(未示出)，该齿从底壁82远离鞋面32突出，但不会突出至与多个鞋钉70中的每一个相同远。多个齿中的每一个在平行于底壁82的平面中具有大致椭圆形的横截面，多个倒钩114和/或多个齿(如果存在的话)与鞋底板68的底壁82一体地形成，多个倒钩114和/或多个齿(如果存在的话)配置成改善与地面的附着摩擦力。在一些实施方式中，既没有多个倒钩114也没有多个齿。在一些实施方式中，多个鞋钉70延伸超过最深点94，并且在一些实施方式中，多个鞋钉70延伸不超过最深点94。

参见图7，整体示出了前脚掌区域42以及一部分中足区域44，暴露的前脚掌区域96和暴露的前脚掌边缘98露出鞋底板68的底壁82。同时示出了前向点84和最深点94。圆头前部78显示为在前向点84附近朝向鞋面32突出(见图1)。图7示出了多个倒钩114，和多个鞋钉70中的两个，即第二鞋钉108和第三鞋钉110。此外，主轴线90从前向点84伸出并与其相交，倾斜线120与最深点94和前向点84均相交(见图7和图15)。倾斜角122位于前向点84处，且在倾斜线120与主轴线90之间。

倾斜角122提供了一种测量鞋30被构造为有助于增大跑步者的倾斜角的程度的方法。由于暴露的前脚掌区域96中的鞋底结构34(参见图1)没有中足区域44和外底64中的鞋底结构34那么深，鞋30被构造成在脚步运动期间便于跑步者向前倾斜。换句话说，鞋30的结构和形状倾向于增加跑步者的倾斜角度。当最深点94在中足区域44中更向前且暴露的前脚掌区域96的尺寸减小时，倾斜角122变得更大。当最深点94在中足区域44中更向后并且暴露的前脚掌区域96被构造得更大时，倾斜角122变得更小。倾斜角122提供了一种操纵跑步者的倾斜角的方式。倾斜角122可在约2度与约30度之间，或在约3度与约20度之间，或在约4度与约15度之间，或在约5度与约10度之间，或在约6度与约8度之间。倾斜角122还提供了前脚掌区域96所暴露的量的指示。暴露的前脚掌区域96中没有外底64和中底结构66，也有助于减少脚步运动期间的损失(见图9和下面关于图9的讨论)。

图8示出了一组跑步者在垂直和水平方向上的平均力矢量的曲线图，该平均力矢量取决于特定组的跑步者的倾斜角度。观察并测量四组跑步者。第一组124、第二组126、第三组128和第四组130分别表示为力的矢量线，它们表示以不同倾斜角度跑步时所测量的数据组。例如，第一组124是一组具有0.2度的测量倾斜角的跑步者。这意味着第一组124中的跑步者与其它组126、128、130中的跑步者相比在跑步时向前倾斜非常小。其水平X轴上数据表示所产生的水平力的大小，而垂直Y轴上数据表示由各个组124、126、128、130所产生的垂直力的大小。将由第一组124产生的水平力(即向前移动)的量与由第一组124产生的垂直力(即上下移动)的量进行比较。图8中的第一组124的矢量表示所产生的垂直力与所产生的水平力的这个比值。

第二组126具有0.5度的测量倾斜角，第三组128具有0.8度的测量倾斜角，第四组130具有1.1度的测量倾斜角。这意味着第二组126比第一组124向前倾斜更多，但是比第三组128和第四组130倾斜更少。对于每一组，与产生的垂直力相比，该组向前倾斜越多，其产生的水平力越大。因此，在图8的曲线图中，第一组124的力矢量最靠左，第四组130的力矢量最靠右，这表明当奔跑者的倾斜角度增大时，水平力以及速度更有效地产生。因此，图8中描绘的曲线图表明了一结论，即具有较大倾斜角度的跑步者通常能够更有效地跑步。鞋30(见图1)的倾斜角122(见图7和图15)提供了一种有助于增加跑步者的倾斜角的方式。

图9-图11示出了在脚步运动的第一阶段132(图9)、第二阶段134(图10)和第三阶段136(图11)期间的跑步者的图像序列。参照图9，第一阶段或着地阶段132示出了跑步者的脚步运动，并且鞋30与地面初始接触的情景。当鞋30开始接触地面时，来自跑步者的能量用于压缩鞋30。在第一阶段132期间，跑步者在水平方向上不会移动得更快，而是减速了。这种减速降低了跑步者的动量。结果，在第一阶段132期间，能够减少这种能量损失的鞋30的任何构造都将改善跑步者的比赛表现。

图1的鞋30具有四个特征，使得能够减少从第一阶段132损失的动量。首先，暴露的前脚掌区域96没有外底64和中底结构66，这减少了中底结构66和外底64经受的压缩量。第二，当鞋30在前脚掌区域42接触地面时，鞋底板68吸收第一阶段132的大部分能量。由于鞋底板68是相对刚性的，所以鞋底板68在压缩后弹回。当鞋底板68弹回时，鞋底板68在前脚掌区域42中经受的大部分压缩力将被返回(参见上面在图1和图2对鞋底板68材料的讨论)。第三，鞋30的倾斜角122(见图7和图15)有利于跑步者的倾斜角的增加。如上文关于图8所述，跑步者的倾斜角度的增加导致垂直力的浪费减少，且产生较多有价值的水平力。第四，在前脚掌区域42中的多个鞋钉70(见图3)集中第一阶段132的力，以驱动多个鞋钉70牢固地接触地面，从而在第一阶段132期间提供与鞋30的更强的地面接触。这种驱动多个鞋钉70与地面牢固接触在后续的阶段中也是有益的。

在图10中，第二阶段或推进阶段134示出了跑步者的脚步运动，鞋30与地面接触，跑步者相对于鞋30的位置被向前推进。在脚步运动期间所需的大部分水平力以及速度都在第二阶段134期间产生。对比图9与图10，从鞋30位于跑步者的身体前方的第一阶段132开始，至在第二阶段134期间，鞋30位于跑步者的身体后方的位置结束。但是鞋30不从第一阶段132移动到第二阶段134。相反，跑步者的身体相对于鞋30向前移动，由于在第二阶段134中由跑步者产生的向前动量和附加水平力的组合，跑步者的身体在第二阶段134中向前移动。因此，在第二阶段134中增加额外水平力的鞋30的任何构造都会改善跑步者的表现。

图1的鞋30具有增加在第二阶段134(见图10)期间产生的额外水平力的若干特征。首先，多个鞋钉70和多个倒钩114(见图3)确保与地面的接触牢固，从而跑步者可以如其所期望的那样用力推动自身而不失去附着力。第二，倾斜角122(见图7和图15)将第二阶段134所接触的大部分面积集中到鞋30的暴露的前脚掌区域96中，从而减少与脚跟区域46和中部区域44的接触。另外，在该第二阶段134期间，鞋底板68弹回鞋底板68的初始压缩前形状，并且该能量可用于帮助向前推进跑步者自身。第三，倾斜角122还有助于使跑步者自然地在第二阶段134期间具有更大的倾斜角，这产生更有价值的水平力和减少浪费的垂直力(参见以上对图8的讨论)。第四，鞋30的底部由于倾斜角122而有效地倾斜，所以第二阶段134的步幅在第二阶段134的结束时稍微地延长，这提供了更多的机会来产生更大的水平力。

参照图11，第三阶段或脚趾离地阶段136示出了跑步者的鞋30开始与地面脱离接触的脚步运动过程。即跑步者继续相对于鞋30的位置向前推进其身体，直到鞋30与地面脱离接触的时刻。尽管第三阶段136是相对较短的阶段，但是该阶段代表了最大化增加脚步运动期间产生的水平力的巨大机会。当或者如果鞋30失去相对于地面的附着摩擦力，能量可能损失。此外，如果鞋30失去附着摩擦力，跑步者的下一个脚步运动可能由于平衡的轻微损失以及向前动量的损失而受到影响。在第一名和最后一名之间仅相差十分之一秒的比赛中，鞋30在第三阶段136期间的附着摩擦力损失原因可能是这种差异。因此，在整个第三阶段136中保持良好的附着摩擦力可以大大提高跑步者的表现。

第二阶段134开始时(见图10)，鞋30位于跑步者身体后面，并且在第三阶段136期间，鞋30仍然位于跑步者身体后面。鞋30保持与地面接触。当鞋30上升以与地面脱离接触时(见图11)，鞋30在第二阶段134和第三阶段136之间的运动与鞋30的枢转或旋转有关。结果，任何能够在第三阶段136期间帮助防止鞋30附着摩擦力损失并增加在第三阶段136期间产生的水平力的结构都将改善跑步者的比赛表现。

在第三阶段136期间(见图11)，图1的鞋30具有产生与地面的良好附着摩擦力并增加其在第三阶段136期间产生的水平力的若干特征。首先，多个鞋钉70和多个倒钩114(见图3)确保与地面的接触是牢固的，从而跑步者可以如跑步者所希望的那样用力地推动自身，而较少担心与地面滑动和失去接触。其次，倾斜角122(见图7和图15)将第三阶段136接触的大部分面积集中在鞋30的暴露的前脚掌区域96中。在第三阶段136期间，鞋底板68要么弹回到鞋底板68的原始(压缩前)形状，要么已经弹回成使得多个鞋钉70尽可能最佳地定位以保持与地面的强接触。第三，倾斜角122还有助于在第三阶段136期间促进跑步者利用更大的倾斜角，这产生更有价值的水平力和更少浪费的垂直力(参见以上对图8的讨论)。

图12示出了脚步运动的各个阶段。图12所示的脚是一般的脚，与图1的鞋30不同。跑步者在进行赛跑的第一阶段132的开始，与步行者在从容地散步期间慢速行走的第一阶段132的开始不同。较慢速度的初始接触可以在第一点或脚跟部点138。而对于较快的速度，初始接触可以在第二点或足中部点140，而对于最快速度，初始接触可以在第三点或前足点142。在某种程度上，这是为了使跑步者保持平衡。跑步者水平移动得越快，其在保持平衡的同时所需要的能够向前倾斜角度越多。然而，在较低的速度下，由于跑步者产生的水平力减小，跑步者的倾斜角度自然地减小以保持平衡。因此，与缓慢运动的步行者相比，快速运动的跑步者的初始接触通常更向前。图12示出了在第二阶段134期间脚的角度，并且强调了跑步者的身体在第一阶段132期间在鞋30的后面，并且因此也在脚的后面，但是在第二阶段134的后面部分期间，身体在鞋30前面。在第三阶段136期间，当脚旋转时，脚开始竖直向上抬起。基于在第三阶段136期间脚的方向，一个或多个鞋钉70(见图3)将在第三阶段136期间改善地面和鞋30之间的接触。

图13示出了在图1的(左)鞋30的底部上的第一阶段132(见图12)、第二阶段134(见图12)和第三阶段136(见图12)的区域，这些区域共同地建议了在何处设置多个鞋钉70中的每一个以产生所期望的结果。首先，在前脚掌区域42的外侧面38上确定了着地区域144，其中第一阶段132与鞋30具有最大的接触面，为了确保鞋30在第一阶段132期间不经受过度的附着摩擦力(即，过度的制动力)，通过具有较少的鞋钉来提供足够的附着摩擦力，以在第一阶段132期间产生与地面的足够的接触而不产生过度的附着摩擦或制动力，使着地区域144能最佳地操作。其次，在前脚掌区域42的内侧面40上确定了推进区域146，其中第二阶段134产生最向前的力。在该推进区域146中的附着摩擦力应该保持相对较高，以确保在第二阶段134中产生最大水平力。可以通过存在于推进区域146中的多个鞋钉70中的至少一个来增加其产生的附着摩擦力。第三，已经在前脚掌区域42的前部靠近前向点84处识别出接触区域148，在该处，在第三阶段136期间的接触是最普遍的。在该接触区域148中的附着摩擦力应当保持相对高，以确保在第三阶段136期间保持地面和鞋30之间的充分接触，这又可以另外减小在第三阶段136期间产生的水平力。可以通过在接触区域148中具有的多个鞋钉70中的至少一个产生所增加的附着摩擦力。

基于这些研究结果，参考图3和图13，在至少一个实施方式中，多个鞋钉70的位置旨在确保推进区域146和接触区域148具有足够的附着摩擦力，并且着地区域144在第一阶段132期间具有足够的附着摩擦力而没有过多的附着摩擦力。第一鞋钉106位于鞋30的外侧面38上，并邻近暴露的前脚掌边缘98，该位置对应于上述第一阶段132的着地区域144。第一鞋钉106提供足够的附着摩擦力以在第一阶段132期间保持鞋30和地面之间的接触，而不会由于在着地区域144中放置太多的多个鞋钉70而产生过量的附着摩擦力。第二鞋钉108位于鞋30的内侧面40上，并邻近暴露的前脚掌边缘98，这对应于上述第二阶段134的推进区域146。第二鞋钉108确保推进区域146具有足够的附着摩擦力以确保第二阶段134能够产生尽可能多的水平力。第三鞋钉110和第四鞋钉112位于前向点84附近，这对应于上述第三阶段136的接触区域148。第三鞋钉110和第四鞋钉112提供尽可能多的附着摩擦力，以在第三阶段136期间帮助在鞋30和地面之间产生牢固的接触，以提供尽可能多的水平力。

图14示出了沿图3中的线14-14截取的横截面，图15示出了沿图3中的线15-15截取的横截面。图14和图15都示出了底壁72、外底64、第一中底部件74、第二中底部件76、鞋底板68的底壁82、圆头前部78，以及前脚掌区域42、中足区域44、脚跟区域46(后三个元件见图15)和暴露的前脚掌区域96。另外，图14和图15示出了前向点84、后向点86、最深点94、波动部分104和过渡区102。此外，还示出了主轴线90、过渡线100(为了更好地观察，可参见图6)、倾斜线120(见图15)和倾斜角122(见图15)。图14和图15还示出了最深点94，其不一定是最低点，而可以是根据过渡区102的斜面的形状，不被第一中底部件74、第二中底部件76或外底64阻挡的较短点。第二鞋钉108和第三鞋钉110在图14中示出，并且第一鞋钉106在图15中示出，而为了提供倾斜角122的更清楚的视图，第四鞋钉112在图15中略去。(所有的四个鞋钉106、108、110、112的更清楚的视图可见图3)

图14和图15共同示出了多个鞋钉70在暴露的前脚掌区域96中的位置和倾斜角122(见图15)如何有助于产生鞋30能够提供的优点。由于倾斜角122(见图15)、多个鞋钉70的位置和鞋底板68的回弹特征(见图3)促进了倾斜角增大，因此在比赛过程中，穿着本文所公开的鞋30的跑步者在第一阶段132(见图9)期间损失较少的能量，并且在第二阶段134(见图10)期间获得更多的能量或速度。另外，多个鞋钉70的位置将有助于提供在第三阶段136期间产生更高水平动力的方式(参见图11)。此外，暴露的前脚掌区域96中的中底结构66和外底64的减少也使得鞋30的重量减少。由于所有这些原因，本文所公开的鞋30的所有实施方式均提供了比赛期间的跑步性能的改进。

本文所述的任何实施方式都可以修改，以包括结合不同实施方式所公开的任何结构或方法。此外，本公开不限于具体示出类型的鞋。本文公开的任何实施方式的鞋类物品的方面可以被修改以与任何类型的鞋类、服装或其他运动装备一起使用。

如前所述，本领域技术人员将理解，尽管上面已经结合特定实施方式和示例描述了本发明，但是本发明并不旨在限制。并且，所附权利要求旨在覆盖许多其他实施方式、示例、使用、修改和与实施方式、示例和用途的相关变形。本文所引用的每个专利和出版物的全部公开内容通过引用并入本文，如同每个这样的专利或出版物通过引用单独并入本文。本发明的各种特征和优点在权利要求中阐述。

鉴于上述说明，本发明的许多修改对于本领域技术人员将是显然的。因此，本说明书应被解释为仅是说明性的，并且其旨在描述用于使本领域技术人员能够制造和使用本发明。保留对落入所附权利要求范围内的所有修改的专有权利。