TWI531325B - Having a breathing air ventilating insole incremental effect - Google Patents

Description

具有空氣增量效應的呼吸換氣鞋墊

本發明係有關一種鞋墊之技術，尤指一種與鞋底相配使用的鞋墊，具體的說就是一種具有空氣增量效應的呼吸換氣鞋墊。

目前，市場上已出現了各種各樣的具有呼吸換氣功能的鞋子，它們都是在鞋底內鑲設有呼吸換氣機構，使鞋子具有呼吸換氣功能。然而，這種結構的呼吸換氣鞋子，其大多都是採用單獨的氣囊結構，氣囊在實際使用過程中容易損壞，而且，其結構相對較複雜，為此，人們一直探究一種以新型結構取代氣囊結構的呼吸換氣鞋子。

隨著呼吸換氣鞋子的不斷創新發展，設計者研發出一種應用流體力學原理的呼吸換氣鞋。例如是中國發明專利申請200710102098.1公開的具有文丘裏效應誘導的通氣作用的鞋底，該結構的鞋底主要是提供給摩托車駕駛者穿著使用，它在鞋底內開設與外界大氣連通的氣流溝槽，氣流溝槽的入氣口設置在鞋底的前端，氣流溝槽的出氣口設置在鞋底的雙側面，使用者穿著該鞋駕駛摩托車時，沖擊到鞋子前端的強烈氣流從入氣口流入氣流溝槽，並從出氣口向外排出，期間，入氣口前端形成氣流高壓區，出氣口外形成氣流低壓區，在氣流低壓區構成一定低壓虹吸力，使在該區域形成文丘裏效應，有助於鞋底內的氣流溝槽的氣流被抽出，實現對鞋內氣流的誘導通氣作用。但是，該結構鞋子的實際使用及其使用價值相當有限，主要體現在：(1)該鞋子只適用與氣流形成定向沖擊的運動場合，如果沒有鞋外的沖擊氣流，該鞋子的出氣口端無法形成文丘裏效應，鞋子內部無法形成自身的主動換氣功能；(2)該鞋子在穿著者步行時是不適用的，它基本上是不可能形成外界大氣的文丘裏誘導通氣作用，一般的步行，不可能形成強烈的氣流沖擊作用，無法在鞋底的入氣口形成高壓區及在出氣口形成低壓區，而且，人在步行過程中，腳是前後來回擺動的，盡管腳在步行時擺動幅度及力度非常大，其所形成的高壓區不可能形成如在摩托車駕駛時鞋子前端沖擊氣流所產生的高壓區，其所形成的文丘裏誘導作用非常薄弱；(3)該鞋子若是保持在誘導通氣的情況下工作，它根本無法在沙塵暴、污染、雨天、雪地、小菌感染等環境下使用，大大縮小了該鞋子的使用環境。

而且，普通具有呼吸換氣功能的鞋子，其氣囊結構的換氣模式，換氣量小，僅為氣囊本身壓縮行程所能實現的換氣量，呼吸換氣效果不明顯。

另外，市場上現有的具有呼吸換氣功能的鞋子，大部分都是以透氣薄膜或氣囊式換氣設計為主導，一旦鞋子的透氣薄膜的微孔被塵埃堵塞封閉及氣囊的單向閥門失效與氣囊損壞而失去換氣功能，人們也不得不重新購買新鞋子，從而增加了使用者的投入成本。

本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供一種換氣量大、換氣效果好、結構簡單、可靈活應用到不同鞋子上使用、使用環境不受限制的具有空氣增量效應的呼吸換氣鞋墊。

為達上述目的，本發明係提供一種具有空氣增量效應的呼吸換氣鞋墊，包含鞋墊本體及設於其內之空氣增量器及壓縮氣源供給裝置。空氣增量器包含順次連接的進氣管和排氣管；其中進氣管的進氣端口連通鞋內位於鞋墊本體底部並吸收該底部的空氣，排氣管連通到鞋墊本體外，期間，進氣管與排氣管兩者的管腔連成氣流通道，進氣管與排氣管的連接端面設有進氣間隙，進氣間隙的一端接收壓縮氣源供給裝置輸出的氣流，另一端為連接氣流通道的出風口，進氣間隙的出風口方向朝向氣流方向設置，使得從進氣間隙流出的壓縮氣流往排氣管方向流動，鞋墊本體底部的空氣被進氣管吸入後與從進氣間隙進入的壓縮氣流混合共同通過排氣管而排到鞋墊本體外。由於採用了空氣增量器效應，類似於飛機的推進器原理，可通過小量壓縮氣流吸收、抽拔大量的周邊氣流，實現鞋墊換氣量大、換氣效果好的功能。

作為上述技術方案所述的空氣增量器，它的其中一種形式為具有科恩達效應的空氣放大器。科恩達效應的空氣放大器已是共知、氣流抽拔效果非常好的空氣增量器器件，器件制造技術成熟，購買容易，便於鞋墊產品生產制造。

作為上述技術方案所述的空氣增量器，它的另一種形式可為管腔直徑自大向小縮小的進氣管與由若幹級管段組成的排氣管裝配而成，各級管段的管腔連成而成的整體的直徑是順次由小變大的。由若幹段管段組成排氣管，每一管段均具有對空氣的文丘裏管效應，作用，實現空氣增量器對所吸入空氣的多級虹吸、多級放大效果，更進一步增加空氣的吸入量。

上述技術方案所述具有多級空氣放大的排氣管，它的各級管段的管腔直徑變化是線性的。

在所述的空氣增量器制造過程中，所述進氣間隙的出風口為彎弧結構，彎弧的彎曲方向朝向氣流方向設置，利於氣源氣流對虹吸而入的氣流有更好的抽風作用。

另外，在上述的技術方案中，所述排氣管的末端設有導氣管，導氣管設於鞋墊本體內並穿出鞋墊本體的側壁面與外界連通。在排氣管末端設置導氣管，可將空氣增量器吸收的空氣排出鞋墊本體。

在本技術方案實施過程中，所述壓縮氣源供給裝置為呼吸氣囊，呼吸氣囊的噴氣管與進氣間隙接收輸入氣流的一端連接，氣囊結構作為壓縮氣源供給裝置，簡單價廉。

或者，所述壓縮氣源供給裝置為呼吸氣泵，呼吸氣泵的出氣管與進氣間隙接收輸入氣流的一端連接，呼吸氣泵的壓縮氣源提供效果好，更能實現為空氣增量器提供穩定氣源。

另外，在空氣增量器的制造過程中，為了進氣間隙與壓縮氣源供給裝置更好的連接，所述進氣間隙接收輸入氣流的一端通過一導氣接頭與壓縮氣源供給裝置連接。

而其，作為上述技術方案的進一步改進，所述鞋墊本體上設有阻風柱，阻風柱位於進氣管的進氣端口前方。當進氣端口前方的氣流撞向阻風柱後產生文丘裏效應，在阻風柱背面形成低壓，使得進氣管的進氣端口對進入的氣流具有初步的吸入作用，更可對周邊氣流具有引導作用，可增加進氣管的進氣端口的吸氣量。

本發明與現有技術中具有呼吸換氣功能的鞋墊相比，具有以下優點：

(1)　本發明所述的鞋墊內設置空氣增量器，由於空氣增量器的作用，只要通過很少的壓縮引導氣流，氣流在氣流通道產生附壁效應，在進氣管的進氣端口必將產生負壓，對外界產生空氣巨大的虹吸、抽風作用，類似於飛機的推進器原理，使得大量的外界氣流被吸入空氣增量器內，鞋墊從而具有換氣量大的特點，實現鞋墊有更好的呼吸換氣功能。

(2)　本發明結構簡單，只需在鞋墊設置上述空氣增量器與壓縮氣源供給裝置，即可使鞋墊具有換氣量大的特點，取代了傳統單靠氣囊結構、換氣量小的鞋子結構，制造方便簡單。

(3)　本發明所述鞋墊，可靈活放置在不同的鞋子上使用，使普通的鞋子具有換氣量大的呼吸換氣效果，大大提升普通鞋子的使用質量與穿著舒適性，鞋墊產品成本低廉，容易普及推廣。

(4)　本發明所述的鞋墊，其使用不受任何環境限制，因其是工作於鞋子內，由於空氣增量器效應本身具有對氣體的強大扯風、抽拔作用。

以下係藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，所屬技術領域中具有通常知識者可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點與功效。

再者，以下圖式均為簡化之示意圖式，而僅以示意方式說明本發明之基本構想，遂圖式中僅顯示與本發明有關之元件而非按照實際實施時之元件數目、形狀及尺寸繪製，其實際實施時各元件之型態、數量及比例可為一種隨意之變更，且其元件佈局型態可能更為複雜。

本發明是針對鞋墊作出的技術改進，所述的鞋墊是裝設在鞋子內腔並位於鞋底上表面的腳墊物，鞋墊的主要作用是使穿著者的腳部踩壓在鞋子上時感到柔軟舒適。

下面結合附圖對本發明作進一步的描述。

實施例一：

根據圖1至圖4所示的實施例，本發明所述具有空氣增量效應的呼吸換氣鞋墊，包括鞋墊本體1，它的底面是直接與鞋底接觸並相配安裝，鞋墊本體1一般是軟性材料制成，它一般由後跟部、弓部及前掌部組成。本發明針對現有技術進行改進，所述鞋墊本體1內設有空氣增量器2及壓縮氣源供給裝置。而空氣增量器2包括順次連接的進氣管21和排氣管22，進氣管21的進氣端口211連通鞋內位於鞋墊本體1底部並吸收該底部的空氣，排氣管22連通到鞋墊本體1外，該排氣管22的排風口設於鞋墊本體1的底部。期間，進氣管21與排氣管22兩者的管腔連成氣流通道5，進氣管21與排氣管22的連接端面設有進氣間隙6，進氣間隙6的一端接收壓縮氣源供給裝置輸出的壓縮氣流，另一端為連接氣流通道5的出風口61，在此，壓縮氣源供給裝置必須是能提供壓縮氣流供應，一般情況，經壓縮氣源供給裝置輸出的氣流多是經過壓縮的，該壓縮氣流輸向進氣間隙6；同時，為保證進氣間隙6的設置，一般是通過進氣管21與排氣管22之間的安裝間隙形成，該進氣間隙6為在進氣管21與排氣管22的安裝面周向設置預留位最佳，在滿足氣流對氣流通道5供給的情況下，該進氣間隙6可只設置在氣源輸入的位置。期間，進氣間隙6的出風口61方向朝向氣流方向設置，使得從進氣間隙6流出的氣流往排氣管22方向流動，在具體的設計制造中，所述的空氣增量器2制造過程中，所述進氣間隙6的出風口61為彎弧結構，彎弧的彎曲方向朝向氣流方向設置，如圖4所示，這裏所說的彎曲方向朝向氣流方向，應該理解為該彎弧的彎曲切線與氣流在排氣管22的輸出方向的夾角a為鈍角，這樣更利於氣源氣流對外界空氣有更好的抽拔作用，如圖3所示，而且，該進氣間隙6在出風口61的間距應滿足不大於0.5毫米為最佳。在上進氣間隙6的形成結構中，該間隙的一半是在進氣管21的端面上，另一半是在排氣管22的端面上，為此，該兩管的端面至少在排氣管22的端面設置上述彎弧結構，最佳狀態時兩個端面均設置上述的彎弧結構。空氣增量器2工作時，壓縮空氣進入排氣管22的腔壁並產生附壁效應，進氣管21的進氣端口211吸收其周邊空氣，並與進氣間隙6進入的氣流共同通過空氣增量器2而從排出到鞋墊本體1外。

另外，在空氣增量器2的制造過程中，為了進氣間隙6與壓縮氣源供給裝置更好的連接，本實施例的進氣間隙6接收輸入氣流的一端通過一導氣接頭9與壓縮氣源供給裝置連接。

在本實施例中所采用的空氣增量器2為具有科恩達效應的空氣放大器，在鞋墊塑造是將空氣放大器鑲嵌固定。科恩達效應的空氣放大器已是共知器件，它的進氣間隙6為0.05～0.1毫米的環形窄縫，氣流抽拔效果及抽風效果非常好，它能輸出相當於氣源氣流20多倍的空氣，器件制造技術成熟，購買容易，便於鞋墊產品生產制造。

同時，本實施例采用的壓縮氣源供給裝置為呼吸氣囊7，該呼吸氣囊7固定安裝在前掌部，呼吸氣囊7的結構以為該領域的普通技術人員所熟悉或通過鞋類文獻可獲知，在此不再詳述其內在結構。呼吸氣囊7的噴氣管71與進氣間隙6接收輸入氣流的一端連接。即與導氣接頭9連接，呼吸氣囊7結構作為壓縮氣源供給裝置，簡單價廉。

本實施例采用了具有科恩達效應的空氣放大器作為空氣增量效應，由於空氣放大器的作用，只要通過少量的壓縮引導氣流，氣流在氣流通道5產生附壁效應，在進氣管21的進氣端口211必將產生負壓，對外界空氣產生巨大的虹吸、抽風作用，使得大量的外界氣流被吸入空氣放大器內並沿排氣管22排出，鞋墊從而具有換氣量大的特點，實現鞋墊有更大風量的呼吸換氣功能。

實施例二：

請參見附圖5至附圖7，本實施例為呼吸換氣鞋墊的另一實施例，其結構和實施例一基本一致，在此省略不述，稍有不同的是：

(1)　本實施例所采用的壓縮氣源供給裝置為呼吸氣泵8，該呼吸氣泵8固定安裝於鞋墊的後跟部，期間，呼吸氣泵8的結構可采用本人在“可拆、緩震壓力可調的能量回彈換氣鞋墊”專利申請所述的減震換氣部件的結構制得。呼吸氣泵8的出氣管81與進氣間隙6接收輸入氣流的一端連接，隨著使用者不停的踩壓呼吸氣泵8，呼吸氣泵8為具有科恩達效應的空氣放大器提供足夠的氣源，而且，呼吸氣泵8提供的氣源效果好，更能實現為空氣放大器提供穩定風源。

(2)　在本實施例方案中，所述排氣管22的末端設有導氣管3，導氣管3設於鞋墊本體1內並穿出鞋墊本體1的側壁面與外界連通。在排氣管22末端設置導氣管3，可將空氣增量器2吸收的空氣排出鞋墊本體1。期間，因空氣增量器2本身的抽入大量的空氣，其氣流輸出也是非常大的，所以，在本產品中，設置的排氣管22的出氣端的導氣管3，其管徑應須足夠大，需及時排出吸入的空氣，且外，一般情況下，導氣管3可設置兩條，分別設在排氣管22端口的兩側，並分別連通鞋墊本體1兩側壁；或者用堵塞物將其中一條導氣管3封閉，使兩條導氣管3的其中一條工作，也可達到上述排氣作用。

在實施例二中，進氣管21的進氣端口211吸收來自於前掌部14方向的空氣，經空氣放大器吸收向後跟部15方向的側壁噴射而出。而作為實施例二的另外一種變換形式，在不需設置導氣管3的情況下，可將空氣放大器掉頭設置，排氣管22的的排風口設於鞋墊本體1的底部並朝向前掌部14方向，使進氣管21的端口朝後跟部15方向設置，吸收後跟部15方向的空氣，而經空氣放大器吸收的空氣則經向前掌14方向噴射而出，此時噴射出來的氣流正對著穿著者的腳趾，使穿著者的腳趾部位獲得較好的換氣效果，如圖7所示。

實施例三：

請參見附圖8，本實施例為呼吸換氣鞋墊的第三實施例，其結構和圖5所示的實施例二基本一致，在此省略不述，稍有不同的是：

本實施例在呼吸氣泵8作為壓縮氣源供給裝置的前提下，在鞋墊的前掌部增設一呼吸氣囊7，呼吸氣囊7的噴氣管71的端口噴出的氣流作為進氣管21的的進氣端口211所吸收空氣的有效增量，增大了進氣管21的空氣吸入量，更優化了鞋墊的呼吸換氣功能。期間，呼吸氣囊7已先為鞋墊實現第一次的呼吸換氣作用，也能為鞋墊底部提供充足的氣源，與上述空氣放大器同裝在鞋墊本體1內，使鞋墊實現二次換氣，更能提高鞋墊的換氣效果。

在上述的所有實施例中，作為技術方案的進一步改進，所述鞋墊本體1上設有阻風柱10，阻風柱10位於進氣管21的進氣端口211前方，阻風柱10的迎風面為尖弧面結構，類似於飛機的機翼結構，當進氣端口211前方吸入的氣流撞向阻風柱10後產生文丘裏效應，在阻風柱10背面形成低壓，使得進氣管21的進氣端口211對進入的氣流具有初步的抽風作用，更可對周邊氣流具有引導作用，可增加進氣管21的進氣端口211的吸氣量，如圖9所示。

在鞋墊的實際制造過程中，空氣增量器2不單止是上述的具有科恩達效應的空氣放大器，它還可以是如附圖10所示為空氣增量器2的另一種形式：它為管腔直徑自大向小縮小的進氣管21與由若幹級管段221一體成型的排氣管22裝配而成，各級管段221的管腔連成而成的整體的直徑是順次由小變大的。更進一步來說，排氣管22的各級管段221的管腔直徑變化是線性的，如圖10所示，它與壓縮氣源供給裝置相配的安裝方式如實施例二，或者，排氣管22的各級管段221的管腔直徑變化也可是階梯狀設置。由若幹段管段221組成排氣管22，每一管段221均具有對空氣的文丘裏管效應，實現空氣增量器2對所吸入空氣的多級放大效果，更進一步增加空氣的吸入量。與該結構的空氣增量器2相適配的壓縮氣源供給裝置可以是呼吸氣囊7，也可是附圖10所示的呼吸氣泵8。

在鞋墊產品中，為保證鞋墊有更好的呼吸換氣效果，一般還在鞋墊本體1開相應的換氣槽11及換氣孔12，如各實施例附圖所示，使得鞋墊上下的氣流得到充分的流通。

圖11所示本發明實施例的使用狀態，它可直接放置在普通的鞋底13上，使普通的鞋子具有強大的呼吸換氣效果，大大提升普通鞋子的使用質量。

本發明在使用過程中，當穿著者步行時，由於腳前掌和腳後跟交替對鞋墊的前掌部及後跟部進行踩壓，不斷的踩壓動作使得鞋墊內不斷產生另一個除呼吸氣囊7或呼吸氣泵8以外的氣源，作為進氣管21的一個穩定空氣源，同樣有助於進氣管21能吸收大量的空氣，有利於空氣增量器2發揮更大的增量效果，促進鞋墊的呼吸換氣效果。

本發明由於采用空氣增量器2，進氣管21的進氣端211必將對空氣產生巨大的抽風效果，實現如類似於飛機的推進器作用，使鞋墊從而具有換氣量大、呼吸換氣好的優點；而且，本發明結構簡單，可靈活放置在任何不同的普通鞋子上使用，使普通的鞋子具有強大的呼吸換氣效果，大大提升普通鞋子的使用質量與穿著舒適性。且外，本發明所述的鞋墊，其使用不受任何環境限制，由於空氣增量效應本身具有對氣體的強大虹吸、抽風作用，只要鞋墊底部周邊或鞋內有空氣，鞋子內部就具有優異的呼吸換氣效果。

雖然前述的描述及圖式已揭示本發明之較佳實施例，必須瞭解到各種增添、許多修改和取代可能使用於本發明較佳實施例，而不會脫離如所附申請專利範圍所界定的本發明原理之精神及範圍。熟悉本發明所屬技術領域之一般技藝者將可體會，本發明可使用於許多形式、結構、佈置、比例、材料、元件和組件的修改。因此，本文於此所揭示的實施例應被視為用以說明本發明，而非用以限制本發明。本發明的範圍應由後附申請專利範圍所界定，並涵蓋其合法均等物，並不限於先前的描述。

1．．．鞋墊本體

10．．．阻風柱

11．．．換氣槽

12．．．換氣孔

13．．．鞋底

14．．．前掌部

15．．．後跟部

2．．．空氣增量器

21．．．進氣管

211．．．進氣端口

22．．．排氣管

221．．．管段

3．．．導氣管

5．．．氣流通道

6．．．進氣間隙

61．．．出風口

7．．．呼吸氣囊

71．．．噴氣管

8．．．呼吸氣泵

81．．．出氣管

9．．．導氣接頭

圖1為本發明實施例1的結構外觀圖。

圖2為附圖1中，將相互配合的空氣增量器與呼吸氣囊抽離鞋墊本體後的結構示意圖。

圖3為附圖1中，空氣增量器的剖面圖。

圖4為實施例1所述空氣增量器的進氣間隙的剖面放大圖。

圖5為本發明實施例2的結構外觀圖。

圖6為附圖5中，將相互配合的空氣增量器與呼吸氣囊抽離鞋墊本體後的結構示意圖。

圖7為本發明實施例2中，空氣增量器與壓縮氣源供給裝置連接的另一種變換形式的結構示意圖。

圖8為本發明實施例3的結構示意圖。

圖9為本發明在吸氣管前端設置阻風柱的結構示意圖。

圖10為本發明中，另一種實施方式的空氣增量器與壓縮氣源供給裝置連接的結構示意圖。

圖11為本發明的使用狀態結構示意圖。

注：圖1、圖4、圖7均是顯示鞋墊本體的底面，該底面是直接與鞋底接觸並與鞋底相配安裝。

21．．．進氣管

211．．．進氣端口

22．．．排氣管

8．．．呼吸氣泵

81．．．出氣管

9．．．導氣接頭

Claims (10)

1. 一種具有空氣增量效應的呼吸換氣鞋墊，包含：一鞋墊本體；一空氣增量器，係設置於該鞋墊本體內，包含順次連接的進氣管和排氣管；以及一壓縮氣源供給裝置，係設置於該鞋墊本體內；其中該進氣管的進氣端口連通鞋內位於鞋墊本體底部並吸收該底部的空氣，排氣管連通到鞋墊本體外，期間，進氣管與排氣管兩者的管腔連成氣流通道，進氣管與排氣管的連接端面設有進氣間隙，進氣間隙的一端接收壓縮氣源供給裝置輸出的氣流，另一端為連接氣流通道的出風口，進氣間隙的出風口方向朝向氣流方向設置，使得從進氣間隙流出的壓縮氣流往排氣管方向流動，鞋墊本體底部的空氣被進氣管吸入後與從進氣間隙進入的壓縮氣流混合共同通過排氣管而排到鞋墊本體外。
2. 如請求項1所述之具有空氣增量效應的呼吸換氣鞋墊，其中該空氣增量器為具有科恩達效應的空氣放大器。
3. 如請求項1所述之具有空氣增量效應的呼吸換氣鞋墊，其中該空氣增量器為管腔直徑自大向小縮小的進氣管與由複數級管段組成的排氣管裝配而成，各級管段的管腔連成而成的整體的直徑是順次由小變大的。
4. 如請求項1所述之具有空氣增量效應的呼吸換氣鞋墊，其中該排氣管的各級管段的管腔直徑變化是線性的。
5. 如請求項1所述之具有空氣增量效應的呼吸換氣鞋墊，其中該進氣間隙的出風口為彎弧結構，彎弧的彎曲方向朝向氣流方向設置。
6. 如請求項1所述之具有空氣增量效應的呼吸換氣鞋墊，其中該排氣管的末端設有導氣管，導氣管設於鞋墊本體內並穿出鞋墊本體的側壁面與外界連通。
7. 如請求項1所述之具有空氣增量效應的呼吸換氣鞋墊，其中該壓縮氣源供給裝置為呼吸氣囊，呼吸氣囊的噴氣管與進氣間隙接收輸入氣流的一端連接。
8. 如請求項1所述之具有空氣增量效應的呼吸換氣鞋墊，其中該壓縮氣源供給裝置為呼吸氣泵，呼吸氣泵的出氣管與進氣間隙接收輸入氣流的一端連接。
9. 如請求項1所述之具有空氣增量效應的呼吸換氣鞋墊，其中該進氣間隙接收輸入氣流的一端通過一導氣接頭與壓縮氣源供給裝置連接。
10. 如請求項1所述之具有空氣增量效應的呼吸換氣鞋墊，其中該鞋墊本體上設有阻風柱，阻風柱位於進氣管的進氣端口前方。