气垫 【发明背景】
诸如运动鞋、护垫、头盔等之类的普通运动服饰迄今一直采用传统的海绵、泡沫橡胶或聚合物作为冲击吸收材料。充气垫已在逐渐取代这些传统材料，它利用容纳在气垫中的气体或液体来吸收冲击。
气垫通常由两片薄片构成，其中一薄片设置在另一薄片上，并且两者在外周边处密封连接，从而形成可充入气体或液体的一中空内腔。另一种气垫则通过注模加工制成，从而形成一种具有一中空内腔、并在该内腔中设有可充入气体或液体的气腔的立体气垫。
图1所示的垫子由两片薄片构成，其中一薄片设置在另一薄片上，并熔融在一起而形成一平顶面。当冲击施加到其表面上时，该冲击仅作用在一小部分垫子上，然后逐渐分散至其它表面上。此类垫子仅仅吸收少量的冲击，因此所要的能量分散体系就较大。另外，由于其重心高，因而其由冲击所造成的不稳定性也相应增加。
从物理稳定原理可以理解到具有一平面的垫子几乎无法支承较大的外力。此类垫子对于其所保护的物体只具有极弱的冲击吸收功能。
图2中所示的、通过注模加工制成的一种中空立体垫可具有与由其所保护的物体相接触的一顶曲面，但该立体垫不具有形状记忆结构，因此不得不依赖于在其表面上加设一外层来形成其顶曲面。该立体垫的整个曲面紧靠在受保护物体的底面、即冲击表面的下方，以至于当该物体向垫表面施加冲击或压力时，由于该立体垫的侧壁未更高于该气垫的高度，故该冲击力或压力将无法分散到两旁。因此，它所吸收的冲击能只是暂时被转换成限于吸收和稳定冲击地侧面效应，这仍然不是一种理想的垫体结构。
发明概述
本发明的主要目的在于提供一种具有用于冲击吸收及稳定性的较佳结构的气垫。
图3中所示的本发明立体气垫具有以下优点：
1.其中的两个或三个较高侧面上设有自中心部分延伸的气腔，以使该气垫和由其所保护的物体可与一曲面相接触，从而加大表面所受冲击的分散作用，以使冲击动能最小化，并使可压缩面积最大化，由此获得最大的冲击吸收效果。
2.它可足以将施加在顶面中间部分上的冲击能转换成外侧支承能。
3.当冲击或压力消失时，侧面支承能可完全返回至冲击点，从而形成产生良好的回弹作用的一回弹能。
本发明气垫的缓冲功能及冲击吸收作用已得到英国的塞特拉鞋类技术中心(SATRA FOOTWEAR THCHNOLOGY CENTER)的测试验证，并被认可是迄今为止最佳的实用型结构设计。
附图简介
通过参阅附图将能更好地理解本发明，在这些附图中：
图1是一种传统气垫的侧剖图，其中该气垫具有与本发明相同的一平顶面；
图2是一种传统气垫的侧剖图，其中该气垫具有与本发明相同的一下凹顶面；
图3是本发明一种气垫的侧剖图；
图4是本发明气垫的第一较佳实施例的立体图；
图4a是本发明气垫的第一较佳实施例的另一实施例；
图5是沿图4a中的线I-I剖切的剖视图；
图6是沿图5中的线II-II剖切的剖视图；
图7是本发明气垫的第二较佳实施例的剖视图；
图8是沿图7中的线III-III剖切的剖视图；
图9是本发明气垫的第三较佳实施例的剖视图；
图10是本发明气垫的第四较佳实施例的立体图；
图11是沿图10中的线IV-IV剖切的剖视图；
图12是本发明气垫的第五较佳实施例的立体图；
图13是沿图12中的线V-V剖切的剖视图；
图14是本发明气垫的第六较佳实施例的剖视图；
图15是本发明气垫的第七较佳实施例的剖视图；
图16是实际使用在运动鞋中的本发明各种气垫的剖视图；
图17是本发明气垫的第八较佳实施例的立体图；
图18是本发明气垫的第九较佳实施例的立体图；以及
图19是本发明气垫的第十较佳实施例的立体图。
较佳实施例的详述
本发明的立体气垫可做成如图4中所示的足跟气垫、图10中所示的脚底气垫或者图12中所示的鞋底气垫，但本发明并不限于其形状，它同样适用于运动鞋、护垫、头盔等。
图4、4a、5和6中所示的本发明一种立体气垫的第一较佳实施例包含一个或多个独立气腔或具有通道11的互通气腔10。每个气腔10可延伸至垫体1的相对两侧，构成一立体内顶面和未伸入到气腔10内的一底平滑曲面。垫体1的密封周边可呈一种几何形状。由该密封周边所环绕的中空内腔的投影面积小于垫体1的顶面面积。垫体1呈处于三维空间的曲面形状，它适于向内凹陷或具有鼓起的曲形垫。
图7和8中所示的本发明气垫的第二较佳实施例具有一垫体1，该垫体同第一较佳实施例一样包含一个或多个气腔，其中在一底面内设有一条或多条细长凹槽12以构成一立体凹面，而顶面则平滑弯曲。
图9中所示的本发明气垫的第三较佳实施例与第二较佳实施例几乎相同，只是第三实施例中的一条或多条细长凹槽12是同时形成在顶面及底面上的。
图10和11中所示的本发明气垫的第四较佳实施例具有形成用来支承脚底的一垫体1，该垫体在其顶面或底面内形成有细长槽12(如图8所示)、或者在顶面及底面内均形成有细长凹槽12(如图9所示)。由于该脚底气垫将要固定在运动鞋的中间部分内，因此两个相对侧面按预设角度向上弯曲，这有别于上述立体地向内弯曲或鼓起的气垫。这种气垫的特点在于：其内表面积小于外表面积，并且每个气腔10的各条细长槽12具有两个末端，该末端具有大致垂直于槽的投影立面(elevational surface)延伸的投影线。
图12和13中所示的本发明气垫的第五较佳实施例包括一种使用在脚底足尖区中的气垫。
图14中所示的本发明气垫的第六较佳实施例具有由一种不同于垫体1的材料所制成的、加设在第一较佳实施例的垫体1(同样适用于其它气垫)上的一外层2。
图15中所示的本发明气垫的第七较佳实施例具有由一种不同垫体1的材料制成的、加设在图9中所示的第三较佳实施例的垫体上的一外层2。
由于气垫1自身是一中空密封体，因此可向设置在各种较佳实施例的垫体1中的气腔10充入气体或液体。另外，可在气垫体1上安装一单通气阀及泵装置，用于向气垫体内腔充入所需压力的气体或液体。
图17～19中所示的本发明气垫的第八、第九和第十较佳实施例具有一流体输入口15，该输入口15具有一个阀13(如图17所示)或者位于泵装置14的相对两侧上的两个阀13(如图18所示)。
图16示出了适于使用在运动鞋上的图4、10和12中所示的三种气垫。这些气垫可加设一外层来使用，也可单独使用而无须加设外层，其细部可有多种变化。另外，顶面及/或底面内的诸条凹槽可相互独立或相连。
请参阅图3，气垫1的气腔10延伸至上弯的相对两侧，它具有与由其所保护的一物体相接触的一曲面，它增大了分散冲击的支承面、以使冲击动能最小化，并形成较大的可压缩尺寸、以产生最大的冲击吸收效果。当气垫1受到向下的冲击时，冲击压力将分散至两个更高的侧面上，以使相对的两个更高的侧面受到更大的压力，从而对物体或冲击源形成夹紧作用。然后将物体、例如脚移至气垫中心。换句话说，该气垫可将物体或冲击源自动夹向其中心，并由此获得最大的稳定性。倘若冲击消失，则被分散至两侧的压力将移回到冲击点而形成一回弹力，并由此赋予气垫以良好的冲击吸收功能。
虽然上文已描述了本发明的若干较佳实施例，但应当意识且明白的是，还可对本发明作各种变型，并且所附的权利要求将覆盖落在本发明精神实质范围之内的所有此类变型。