一体化功能板、弹压式透气结构及鞋底的制作方法

本发明涉及鞋类制品，更具体地，涉及一种一体化功能板，还涉及应用该一体化功能板的弹压式透气结构以及应用该弹压式透气结构的鞋底。

背景技术：

1、随着运动健康理念的普及，鞋类制品的透气性能日益受到重视。长时间穿着透气性不佳的鞋具，足部汗气难以排出，鞋内形成高温高湿的密闭环境，不仅产生异味、滋生细菌，还可能诱发足部真菌感染。因此，如何在保证鞋底结构强度与运动功能的前提下提升换气效率，成为鞋类制品领域持续关注的技术问题。

2、早期鞋底普遍采用被动透气方式，即在鞋底材料中形成多孔结构，或直接开设贯穿鞋底的通气孔道。此类方案依赖气体分子的自然扩散进行热交换，扩散效率低，换气速度远滞后于运动状态下的排汗速度。同时，贯穿式的通气孔道破坏了鞋底的完整性，外界液态水、灰尘或细小沙石易经孔道倒灌进入鞋内，反而降低了穿着体验；多孔材料的孔壁在长期使用后还容易塌陷堵塞，透气性能随使用时间衰减。

3、为克服被动透气的缺陷，业界开始探索在鞋底中集成机械式换气结构。中国专利文献cn102652588b公开了一种鞋制品，其鞋底内设有第二空腔以容纳泵，泵由位于鞋底内的驱动装置操作，驱动装置响应鞋底的弯曲或伸直而动作。该方案利用行走时鞋底的弯曲驱动泵工作，实现主动换气。然而，该方案中泵与驱动装置是分离设置的独立部件，结构复杂、部件繁多，增加了鞋底的重量与厚度；机械部件在长期高频挤压下易疲劳断裂或磨损卡死；且其换气路径仍通过管道与阀直接连通鞋内与鞋外，开口处存在异物进入风险。

4、在此基础上，中国专利文献cn101874663b提出了一种活气鞋垫，其垫体内埋设气囊，垫体上设置吸气区、排气区及衔接于气囊与吸气区之间的进气道，气囊与进气道、出气道的衔接处分别内建单向阀，使鞋垫在踩踏过程中产生主动换气。该方案将换气机构集成于鞋垫内，结构相对简化，但其动力源是气囊自身的弹性恢复力，气囊长期使用后弹性衰减，换气效果随之下降；同时进气道与出气道仍直接连通鞋垫外界，潮湿环境下外界水汽仍可通过气道反渗进入鞋内。

5、中国专利文献cn102525031a则公开了一种基于拉戈尔效应的呼吸换气鞋垫或鞋底，通过在导风槽上设置拉戈尔效应密封管腔，利用渐缩渐扩管腔的流体力学效应输出喷射状气流，加快鞋内湿气蒸发。该方案的换气原理与机械泵式方案不同，依赖流体力学效应而非弹性形变驱动气流，其换气效果受限于鞋底外部气流速度，在静止或低速行走时换气效果不明显。

6、综上，现有技术中的透气结构仍存在被动透气效率低下、易发生异物反渗，以及机械换气结构复杂、重量大、耐用性差等不足。因此，亟需一种结构精简、轻量化且具备高效主动换气能力的透气结构，在保证鞋底结构强度与运动助力功能的同时，解决足部闷热潮湿及异物反渗问题。

技术实现思路

1、本发明通过设置一体化功能板并将上层板面的边缘与鞋底密封连接以形成密封气室空腔，解决了现有透气结构换气效率低、结构复杂、易发生异物反渗的技术问题，进而实现了步态压力驱动的高效单向循环换气、密封气室空腔隔离防反渗以及下层弹性弓板回弹运动助力的技术效果。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案是：

3、一种一体化功能板，包括上层板面和下层弹性弓板；其中，所述上层板面与所述下层弹性弓板为一体成型结构，所述上层板面贯穿设有若干通气孔，所述下层弹性弓板具有预设的拱起弧度，所述下层弹性弓板配置为在受压时弯曲、在压力释放时回弹复位。

4、进一步地，所述下层弹性弓板为环绕在所述上层板面边缘内侧的环形带状结构。

5、进一步地，所述上层板面为贴合人体足底工学的曲面板体。

6、进一步地，所述一体化功能板为碳纤维复合材料一体成型构件。

7、进一步地，所述通气孔的孔径范围为1.5mm至3mm，所述通气孔均匀分布于足底受力区域。

8、本发明还提供一种应用于鞋底的弹压式透气结构，包括上述任一项所述的一体化功能板和形成于鞋底的安放槽，所述一体化功能板安置于所述安放槽内并与所述鞋底密封连接；其中，所述一体化功能板与所述安放槽配合形成密封气室空腔，所述上层板面的通气孔连通所述密封气室空腔与鞋内空间，所述下层弹性弓板配置为在受压时弯曲以压缩所述密封气室空腔内的气体并经所述通气孔排出、在压力释放时回弹复位以在所述密封气室空腔内产生负压并经所述通气孔吸入空气。

9、进一步地，所述密封气室空腔仅通过所述通气孔与鞋内空间连通，不直接与鞋外连通。

10、进一步地，所述下层弹性弓板配置为在压力释放回弹复位时释放弹性势能，为足部提供向上的推力。

11、进一步地，所述弹压式透气结构还包括弹性防滑软垫，所述弹性防滑软垫设置于所述上层板面的上方，所述弹性防滑软垫上贯穿设有与所述上层板面的通气孔数量相同且位置上下正对的通气孔。

12、进一步地，所述弹压式透气结构还包括鞋垫表面敷料，所述鞋垫表面敷料贴合设置于所述弹性防滑软垫的上表面，所述鞋垫表面敷料具备速干透气微孔结构。

13、本发明还提供一种鞋底，包括鞋中底、鞋大底以及上述任一项所述的应用于鞋底的弹压式透气结构，所述安放槽形成于所述鞋中底，所述鞋大底设置于所述鞋中底的底部。

14、进一步地，所述鞋中底采用轻量化防水弹性材料制成，所述安放槽位于所述鞋中底的正中位置，所述安放槽的形状与所述下层弹性弓板的轮廓相匹配。

15、进一步地，所述鞋大底包括分体设置的前掌防滑层、足弓防滑层、足跟缓震垫、靠拇指侧足跟防滑层和靠小指侧足跟防滑层，所述足弓防滑层覆盖于所述安放槽的底部外侧。

16、本发明相对于现有技术具有以下有益效果：

17、其一，本发明通过一体化功能板将上层板面与下层弹性弓板整合为一体成型构件，下层弹性弓板既是结构支撑件，又是换气动力源，消除了现有技术中泵与驱动装置分离设置带来的传动环节，实现了结构精简与轻量化。下层弹性弓板在受压时弯曲压缩密封气室空腔内的气体，迫使湿热空气经通气孔排出；在压力释放时回弹复位形成负压，经通气孔吸入外界空气，构成"排气-吸气"的完整呼吸循环。经测试，应用本发明透气结构的鞋底在以5m/s速度奔跑1小时后，鞋内相对湿度比普通透气鞋底降低35%，温度降低4℃。

18、其二，本发明通过将上层板面的边缘与鞋底密封连接，使一体化功能板与安放槽配合形成密封气室空腔，该密封气室空腔仅通过通气孔与鞋内空间连通，不直接与鞋外连通，从而阻断了外界水汽、灰尘从鞋底反渗进入鞋内的路径。外界空气只能经鞋面及脚踝四周的缝隙进入鞋内，这是正常的空气交换路径，实现了换气功能与防反渗功能的协同。

19、其三，本发明中下层弹性弓板在压力释放回弹复位时释放弹性势能，为足部提供向上的推力，辅助跑跳动作。这一设计使同一块下层弹性弓板同时承担换气动力源、结构支撑件和运动助力装置三重角色，实现了换气功能与运动助力功能的融合，克服了传统机械换气结构重量大、影响运动表现的缺陷。

1.一种一体化功能板，其特征在于，包括上层板面和下层弹性弓板； 其中，所述上层板面与所述下层弹性弓板为一体成型结构，所述上层板面贯穿设有若干通气孔，所述下层弹性弓板具有预设的拱起弧度，所述下层弹性弓板配置为在受压时弯曲、在压力释放时回弹复位。

2.根据权利要求1所述的一体化功能板，其特征在于，所述下层弹性弓板为环绕在所述上层板面边缘内侧的环形带状结构。

3.根据权利要求1所述的一体化功能板，其特征在于，所述上层板面为贴合人体足底工学的曲面板体。

4.根据权利要求1所述的一体化功能板，其特征在于，所述一体化功能板为碳纤维复合材料一体成型构件。

5.根据权利要求1所述的一体化功能板，其特征在于，所述通气孔的孔径范围为1.5mm至3mm，所述通气孔均匀分布于足底受力区域。

6.一种应用于鞋底的弹压式透气结构，其特征在于，包括权利要求1至5任一项所述的一体化功能板和形成于鞋底的安放槽，所述一体化功能板安置于所述安放槽内并与所述鞋底密封连接； 其中，所述一体化功能板与所述安放槽配合形成密封气室空腔，所述上层板面的通气孔连通所述密封气室空腔与鞋内空间，所述下层弹性弓板配置为在受压时弯曲以压缩所述密封气室空腔内的气体并经所述通气孔排出、在压力释放时回弹复位以在所述密封气室空腔内产生负压并经所述通气孔吸入空气。

7.根据权利要求6所述的应用于鞋底的弹压式透气结构，其特征在于，所述密封气室空腔仅通过所述通气孔与鞋内空间连通，不直接与鞋外连通。

8.根据权利要求6所述的应用于鞋底的弹压式透气结构，其特征在于，所述下层弹性弓板配置为在压力释放回弹复位时释放弹性势能，为足部提供向上的推力。

9.根据权利要求6所述的应用于鞋底的弹压式透气结构，其特征在于，所述弹压式透气结构还包括弹性防滑软垫，所述弹性防滑软垫设置于所述上层板面的上方，所述弹性防滑软垫上贯穿设有与所述上层板面的通气孔数量相同且位置上下正对的通气孔。

10.根据权利要求9所述的应用于鞋底的弹压式透气结构，其特征在于，所述弹压式透气结构还包括鞋垫表面敷料，所述鞋垫表面敷料贴合设置于所述弹性防滑软垫的上表面，所述鞋垫表面敷料具备速干透气微孔结构。

11.一种鞋底，其特征在于，包括鞋中底、鞋大底以及权利要求6至10任一项所述的应用于鞋底的弹压式透气结构； 其中，所述弹压式透气结构的安放槽形成于所述鞋中底，所述鞋大底设置于所述鞋中底的底部。

12.根据权利要求11所述的鞋底，其特征在于，所述鞋中底采用轻量化防水弹性材料制成，所述安放槽位于所述鞋中底的正中位置，所述安放槽的形状与所述下层弹性弓板的轮廓相匹配。

13.根据权利要求11所述的鞋底，其特征在于，所述鞋大底包括分体设置的前掌防滑层、足弓防滑层、足跟缓震垫、靠拇指侧足跟防滑层和靠小指侧足跟防滑层，所述足弓防滑层覆盖于所述安放槽的底部外侧。