CN113040462A - 缓冲材、鞋底以及鞋 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够用于各种用途的轻量且缓冲性能优异的缓冲材、包括所述缓冲材的鞋底、以及包括所述鞋底的鞋。缓冲材包含立体结构物,所述立体结构物是将以由并行的一对平面或曲面来规定外形的壁所成形的立体形状作为单位结构体,由单位结构体在至少一方向上有规则且连续地反复排列而成。当将对单位结构体所占有的长方体形状的空间即单位空间进行规定的彼此正交的三个边中的、沿着通过缓冲材承受负荷来发挥缓冲功能的方向延伸的边设为第一边,将从第一边的一端沿着与轴方向正交的方向延伸的边分别设为第二边及第三边,将第一边的长度设为L1,将第二边及第三边中的较长的边的长度设为L2时,缓冲材满足1.1≦L1/L2≦4.0的条件。

Description

缓冲材、鞋底以及鞋
技术领域
本发明涉及一种缓和冲击的缓冲材、包括所述缓冲材的鞋底以及包括所述鞋底的鞋。
背景技术
以往,已知有用于缓和冲击的各种缓冲材,所述各种缓冲材是根据用途来使用。例如,在鞋中,有时会为了缓和着地时产生的冲击而在鞋底设置缓冲材。作为所述设在鞋底的缓冲材,一般利用树脂制或橡胶制的构件。
近年来,还开发出了如下所述的鞋,其在鞋底设置具有格子结构或网结构的部位,不仅在材料上,也在结构上提高了缓冲性能。作为公开了包括设有具有格子结构的部位的鞋底的鞋的文献,例如有美国专利公开公报第2018/0049514号说明书。
另一方面,在日本专利特表2017-527637号公报中记载了:作为使用三维层叠造形法制造的三维物体,能够制造以内部具有空洞的多面体或者三周期极小曲面等几何学的面结构为基准而在其上附加厚度的物体,通过以弹性材料来构成所述三维物体,从而能够将其适用于例如鞋底。
发明内容
此处,具有以如上所述的几何学的面结构为基准而在其上附加厚度的结构的缓冲材比起包含具有格子结构或网结构的部位的缓冲材,具有易实现高压缩刚性这一结构上的特征。
但是,若想要在具有所述结构的缓冲材中获得高压缩刚性,则存在下述问题,即,壁厚将变大,伴随于此,占空系数也将上升,因此缓冲材的重量将大幅增加。尤其,若想要仅利用缓冲材的一部分来局部性地提高压缩刚性而加大此部分的壁厚,则此部分的重量增加将变得显著,从而无法避免作为缓冲材整体的重量增加,对轻量化造成大的障碍。
因此,本发明的目的在于提供一种能够用于各种用途的轻量且缓冲性能优异的缓冲材、包括所述缓冲材的鞋底、以及包括所述鞋底的鞋。
基于本发明的第一方案的缓冲材包含立体结构物,所述立体结构物是将以由并行的一对平面或曲面来规定外形的壁所成形的立体形状作为单位结构体,由所述单位结构体在至少一方向上有规则且连续地反复排列而成。对于所述基于本发明的第一方案的缓冲材而言,当将所述单位结构体各自占有的长方体形状的空间称作单位空间,将规定所述单位空间的彼此正交的三个边中的、沿着通过所述缓冲材承受负荷来发挥缓冲功能的轴方向延伸的边设为第一边,将规定所述单位空间的彼此正交的三个边中的、从所述第一边的一端沿着与所述轴方向正交的方向延伸的边分别设为第二边及第三边,将所述第一边的长度设为L1,将所述第二边及所述第三边中的较长的边的长度设为L2时,满足1.1≦L1/L2≦4.0的条件。
基于本发明的第一方案的鞋底包括所述的基于本发明的第一方案的缓冲材。
基于本发明的第一方案的鞋包括:所述的基于本发明的第一方案的鞋底;以及鞋面(upper),设在所述鞋底的上方。
基于本发明的第二方案的缓冲材包含立体结构物,所述立体结构物是将以由并行的一对平面或曲面来规定外形的壁所成形的立体形状作为单位结构体,由所述单位结构体在至少一方向上有规则且连续地反复排列而成。对于所述基于本发明的第二方案的缓冲材而言,当将所述单位结构体各自占有的六面体形状的空间称作单位空间时,所述立体结构物包含所述单位空间的外形尺寸不同的所述单位结构体。
基于本发明的第二方案的鞋底包括所述的基于本发明的第二方案的缓冲材。
基于本发明的第二方案的鞋包括:所述的基于本发明的第二方案的鞋底;以及鞋面,设在所述鞋底的上方。
本发明的所述及其他目的、特征、方案及优点当根据与附图关联地理解的跟本发明相关的下述详细说明而明确。
附图说明
图1是实施方式1的缓冲材的局部切剖立体图。
图2是图1所示的缓冲材的剖面图。
图3是表示对比较例1及实施例1的缓冲材的缓冲性能进行模拟(simulation)的结果的图表。
图4A及图4B是分别表示第一变形例及第二变形例的缓冲材的主要部分的形状的示意剖面图。
图5是实施方式2的缓冲材的局部切剖立体图。
图6是实施方式3的缓冲材的局部切剖立体图。
图7是实施方式4的缓冲材的局部切剖立体图。
图8是表示对比较例2及实施例2的缓冲材的缓冲性能进行模拟的结果的图表。
图9是实施方式5的缓冲材的局部切剖立体图。
图10是实施方式6的缓冲材的局部切剖立体图。
图11是实施方式7的鞋底以及包括所述鞋底的鞋的立体图。
图12是图11所示的鞋底的侧面图。
图13A至图13E是表示图11所示的鞋底中的缓冲材的配置例的示意图。
图14是实施方式8的缓冲材的局部切剖立体图。
图15是图14所示的缓冲材的正面图。
图16是图14所示的缓冲材的剖面图。
图17是表示对验证例1、验证例2的缓冲材的缓冲性能进行模拟的结果的图表。
图18是表示将曲面作为基准的几何学的面结构的另一例的基本构成的局部切剖立体图。
图19是表示将曲面作为基准的几何学的面结构的又一例的基本构成的局部切剖立体图。
图20是实施方式9的缓冲材的局部切剖立体图。
图21是表示对验证例3、验证例4的缓冲材的缓冲性能进行模拟的结果的图表。
图22是表示将平面作为基准的几何学的面结构的另一例的基本构成的局部切剖立体图。
图23是表示将平面作为基准的几何学的面结构的又一例的基本构成的局部切剖立体图。
图24是实施方式10的鞋底以及包括所述鞋底的鞋的立体图。
图25是图24所示的鞋底的侧面图。
图26是表示图24所示的鞋底的构成的示意平面图。
图27是图24所示的鞋底的剖面图。
图28A至图28E是表示图24所示的鞋底中的缓冲材的单位结构体的配置例的示意图。
图29是表示实施方式11的鞋底的构成的示意平面图。
图30是图29所示的鞋底的剖面图。
图31是第三变形例的鞋底的剖面图。
图32是第四变形例的鞋底的剖面图。
图33是第五变形例的鞋底的剖面图。
图34是表示第六变形例的鞋底的构成的示意剖面图。
图35是表示第七变形例的鞋底的构成的示意剖面图。
图36是表示实施方式12的鞋底的构成的示意平面图。
图37是图36所示的鞋底的剖面图。
图38是第八变形例的鞋底的剖面图。
图39是第九变形例的鞋底的剖面图。
图40是表示实施方式13的鞋底的构成的示意平面图。
图41是表示图40所示的鞋底的构成的示意剖面图。
图42是表示图40所示的鞋底的构成的示意剖面图。
图43是表示实施方式14的鞋底的构成的示意平面图。
图44是表示图43所示的鞋底的构成的示意剖面图。
具体实施方式
以下,参照图来详细说明本发明的实施方式。另外,以下所示的实施方式中,对于相同或共同的部分,在图中标注相同的符号,并不再重复其说明。
(实施方式1)
图1是实施方式1的缓冲材的局部切剖立体图。图2是沿着图1中所示的II-II线的缓冲材的剖面图。以下,参照这些图1及图2来说明本实施方式的缓冲材1A。
如图1及图2所示,缓冲材1A包含具有多个单位结构体U(尤其参照图1)的立体结构物S。多个单位结构体U各自具有以由并行的一对曲面来规定外形的壁10所成形的立体形状。
此处,图1中,为了便于理解,未将参照符号U在严格意义上标注于单位结构体,而是标注于所述单位结构体所占有的空间即长方体形状的单位空间。
多个单位结构体U沿着宽度方向(图中所示的X方向)、纵深方向(图中所示的Y方向)及高度方向(图中所示的Z方向)分别有规则且连续地反复排列。图1及图2中,提取表示了在宽度方向及纵深方向上分别邻接的四个单位结构体U与在高度方向上邻接的两个单位结构体U。
另外,本实施方式中,例示了在宽度方向、纵深方向及高度方向上分别设有多个单位结构体U的缓冲材1A来进行说明,但单位结构体U在宽度方向、纵深方向及高度方向上的反复数量并无特别限制,只要沿着所述三个方向中的至少一方向排列两个以上即可。
此处,本实施方式的缓冲材1A意图在高度方向(图中所示的Z方向)上发挥缓冲功能。因此,通过缓冲材1A承受负荷来发挥缓冲功能的方向即轴方向与所述高度方向一致。
多个单位结构体U各自具有像这样由壁10所成形的立体形状。因此,通过将所述多个单位结构体U彼此连续地予以连接,立体结构物S也由这些壁10的集合体所构成。
此处,缓冲材1A中所含的立体结构物S具有将几何学的面结构作为基准而在其上附加厚度的结构。本实施方式的缓冲材1A中,所述面结构是作为以数学方式定义的三周期极小曲面的一种的施瓦茨(Schwarz)P结构。另外,所谓极小曲面,被定义为在边界具备所给出的闭合曲线的曲面中的面积最小的曲面。
如图2所示,将施瓦茨P结构作为基准而在其上附加厚度的立体结构物S具有蛇行部11,所述蛇行部11是沿着特定的平面切断所述立体结构物S时出现呈蛇行状延伸的剖面形状的部位。所述特定的平面在本实施方式中是在图1中与纸面正交且与II-II线平行的平面。
蛇行部11在立体结构物S的结构上存在沿着宽度方向延伸的蛇行部11、沿着纵深方向延伸的蛇行部11、及沿着高度方向延伸的蛇行部11合计三种,但在此处着眼于图2所示的剖面中出现的、沿着高度方向(即Z方向)延伸的蛇行部11。
所述沿高度方向延伸的蛇行部11具有沿着所述高度方向而设置的多个方向转换点12,在所述方向转换点12分别设有内角部13与外角部14。其中,内角部13是在所述剖面形状中,以在壁10的表面上具有凹状形状的方式而出现的部位,外角部14是在所述剖面形状中,以在壁10的表面上具有凸状形状的方式而出现的部位。此处,所述沿高度方向延伸的蛇行部11中,相邻的蛇行部之间的距离根据在所述高度方向上的位置而不同,所述距离随着沿高度方向移动而周期性地变大或变小。
如图1所示,本实施方式的缓冲材1A中,单位结构体U具有在高度方向上细长的形状。具体而言,当将对单位结构体U各自占有的长方体形状的空间即单位空间进行规定的彼此正交的三个边中的、沿高度方向(即Z方向)延伸的边设为第一边,将沿宽度方向(即X方向)延伸的边设为第二边,将沿纵深方向(即Y方向)延伸的边设为第三边时,以第一边为最长的方式来构成单位结构体U。所述最长的边即第一边是沿意图发挥所述缓冲功能的轴方向延伸的边。
此处,本实施方式中,第二边及第三边均被调节为相同的长度。因此,如图中所示,当将第一边的长度设为L1,将第二边及第三边的长度分别设为L2时,本实施方式的缓冲材1A满足1.1≦L1/L2≦4.0的条件。
通过以此方式构成,能够构成轻量且缓冲性能优异的缓冲材,但其详细将后述。另外,在第二边的长度与第三边的长度不同的情况下,只要将第二边及第三边中的较长的长度设为L2而满足所述关系式即可。
缓冲材1A的制造方法并无特别限制,缓冲材1A例如能够通过使用三维层叠造形装置的造形来制造。
作为缓冲材1A的材质,只要是富有弹性力的材料,则基本上任何材料皆可,但优选为树脂材料或橡胶材料。作为更具体的材质,在将缓冲材1A设为树脂制的情况下,例如可采用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(Ethylene-Vinyl Acetate,EVA)等热塑性树脂,而且,例如可采用聚氨基甲酸酯(Polyurethane,PU)等热固性树脂。另一方面,在将缓冲材1A设为橡胶制的情况下,例如可采用丁二烯橡胶。
缓冲材1A也可包含聚合物组合物。此时,作为聚合物组合物中所含有的聚合物,例如可列举烯烃系弹性体或烯烃系树脂等烯烃系聚合物。作为烯烃系聚合物,例如可列举聚乙烯(例如直链状低密度聚乙烯(Linear Low-Density Polyethylene,LLDPE)、高密度聚乙烯(High-Density Polyethylene,HDPE)等)、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、丙烯-1-己烯共聚物、丙烯-4-甲基-1-戊烯共聚物、丙烯-1-丁烯共聚物、乙烯-1-己烯共聚物、乙烯-4-甲基-戊烯共聚物、乙烯-1-丁烯共聚物、1-丁烯-1-己烯共聚物、1-丁烯-4-甲基-戊烯、乙烯-甲基丙烯酸共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、丙烯-甲基丙烯酸共聚物、丙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、丙烯-甲基丙烯酸乙酯共聚物、丙烯-甲基丙烯酸丁酯共聚物、丙烯-丙烯酸甲酯共聚物、丙烯-丙烯酸乙酯共聚物、丙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(Ethylene-Vinyl Acetate,EVA)、丙烯-醋酸乙烯酯共聚物的聚烯烃等。
而且,所述聚合物例如也可为酰胺系弹性体或酰胺系树脂等酰胺系聚合物。酰胺系聚合物例如可列举聚酰胺6、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺66、聚酰胺610等。
而且,所述聚合物例如也可为酯系弹性体或酯系树脂等酯系聚合物。酯系聚合物例如可列举聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯等。
而且,所述聚合物例如也可为氨基甲酸酯系弹性体或氨基甲酸酯系树脂等氨基甲酸酯系聚合物。作为氨基甲酸酯系聚合物,例如可列举聚酯系聚氨基甲酸酯、聚醚系聚氨基甲酸酯等。
而且,所述聚合物例如也可为苯乙烯系弹性体或苯乙烯系树脂等苯乙烯系聚合物。作为苯乙烯系弹性体,可列举苯乙烯-乙烯-丁烯共聚物(Styrene-Ethylene-Butylene,SEB)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(Styrene-Butadiene-Styrene,SBS)、SBS的氢化物(苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(Styrene-Ethylene-Butylene-Styrene,SEBS))、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物(Styrene-Isoprene-Styrene,SIS)、SIS的氢化物(苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯共聚物(Styrene-Ethylene-Propylene-Styrene SEPS))、苯乙烯-异丁烯-苯乙烯共聚物(Styrene-Isobutylene-Styrene SIBS)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯-丁二烯(Styrene-Butadiene-Styrene-Butadiene,SBSB)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(Styrene-Butadiene-Styrene-Butadiene-Styrene,SBSBS)等。作为苯乙烯系树脂,例如可列举聚苯乙烯、丙烯腈苯乙烯树脂(Acrylonitrile-Styrene,AS)、丙烯腈丁二烯苯乙烯树脂(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene,ABS)等。
而且,所述聚合物例如也可为聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸系聚合物、氨基甲酸酯系丙烯酸聚合物、聚酯系丙烯酸聚合物、聚醚系丙烯酸聚合物、聚碳酸酯系丙烯酸聚合物、环氧系丙烯酸聚合物、共轭二烯聚合物系丙烯酸聚合物及其氢化物、氨基甲酸酯系甲基丙烯酸聚合物、聚酯系甲基丙烯酸聚合物、聚醚系甲基丙烯酸聚合物、聚碳酸酯系甲基丙烯酸聚合物、环氧系甲基丙烯酸聚合物、共轭二烯聚合物系甲基丙烯酸聚合物及其氢化物、聚氯乙烯系树脂、硅酮系弹性体、丁二烯橡胶(Butadiene Rubber,BR)、异戊二烯橡胶(IsopreneRubber,IR)、氯丁橡胶(Chloroprene Rubber,CR)、天然橡胶(Natural Rubber,NR)、苯乙烯丁二烯橡胶(Styrene Butadiene Rubber,SBR)、丙烯腈丁二烯橡胶(AcrylonitrileButadiene Rubber,NBR)、丁基橡胶(Isobutylene Isoprene Rubber,IIR)等。
如上所述,本实施方式的缓冲材1A为轻量且缓冲性能优异的缓冲材。这大部分取决于缓冲材1A的结构特征(形状特征)。以下,关于此点,基于本发明人所进行的第一验证测试的结果来进行详细说明。
图3是表示对比较例1及实施例1的缓冲材的缓冲性能进行模拟的结果的图表。
在第一验证测试中,分别具体设计比较例1及实施例1的缓冲材的模型(model),设想沿着规定方向对这些模型施加有外力的情况,对于此时的行为,通过模拟来各别地进行分析。更具体而言,对于这些模型分别获得所谓的应力-应变曲线。
此处,实施例1的缓冲材是本实施方式的缓冲材1A本身,满足所述的1.1≦L1/L2≦4.0的条件。另一方面,比较例1的缓冲材是其构成尽管与本实施方式的缓冲材1A近似,但不满足所述1.1≦L1/L2≦4.0的条件。
更详细而言,比较例1的缓冲材是将单位结构体U的宽度方向的尺寸、纵深方向的尺寸及高度方向的尺寸分别设为10mm的缓冲材,L1/L2为1.0。另外,壁10的厚度为2.36mm,此时的占空系数V为约50%。
另一方面,实施例1的缓冲材是将单位结构体U的宽度方向的尺寸及纵深方向的尺寸分别设为5mm,且将高度方向的尺寸设为10mm的缓冲材,L1/L2为2.0。另外,壁10的厚度为1.36mm,此时的占空系数V为约50%。
而且,对比较例1及实施例1的缓冲材施加的外力的方向均设为所述轴方向即高度方向。另外,比较例1及实施例1的缓冲材的材质均设想为弹性率为0.5MPa的氨基甲酸酯系丙烯酸聚合物。
此处,通常在为了提高缓冲性能而提高压缩刚性的情况下,考虑使单位结构体U的壁10的厚度增加。但是,在使壁10的厚度增加的情况下,伴随于此,占空系数V也将增加,壁10的厚度越大,占空系数V也越增加,缓冲材将变得越重。即,压缩刚性的确保与轻量化具有所谓的权衡(trade off)关系。
但是,如图3所示,实施例1的缓冲材尽管占空系数与比较例1的缓冲材相同,但具有较比较例1的缓冲材高的压缩刚性。考虑这是因为:伴随缩短单位结构体U的宽度方向的长度,所述壁10进一步呈屏风状起作用,由此,压缩刚性提高。
因此,根据第一验证测试的结果可知:通过采用实施例1的缓冲材,能够以更少的占空系数(即无须使壁10加厚便可)获得高压缩刚性,结果,能够构成轻量且缓冲性能优异的缓冲材。
因此,通过采用所述的本实施方式的缓冲材1A,能够构成可用于各种用途的轻量且缓冲性能优异的缓冲材。
(第一变形例及第二变形例)
图4A及图4B是分别表示第一变形例及第二变形例的缓冲材的主要部分的形状的示意剖面图。以下,参照所述图4A及图4B,对基于所述实施方式1的第一变形例的缓冲材1A1及第二变形例的缓冲材1A2进行说明。
如图4A所示,第一变形例的缓冲材1A1在壁10的规定位置设有多个附加厚度部15。所述多个附加厚度部15各自在蛇行部11的方向转换点12的内角部13呈突状设置。而且,多个附加厚度部15各自以横切所述内角部13的方式而延伸。
附加厚度部15是为了比其他部分增加方向转换点12的厚度而设,作为对在对缓冲材1A1赋予有外力时因产生大的变形而应力容易集中的方向转换点12进行加强的加强部发挥功能。因此,通过设置所述附加厚度部15,能够确保压缩刚性更高,并且在因施加有外力而在方向转换点12产生了一定程度的变形之后,通过所述附加厚度部15来物理阻碍方向转换点12的更进一步的变形,因而能够借此来抑制方向转换点12处的应力集中的发生。
如图4B所示,第二变形例的缓冲材1A2在壁10的规定位置设有多个附加厚度部15'。所述多个附加厚度部15'各自与所述缓冲材1A1所具有的附加厚度部15不同,不具有突起状的形状,且以嵌入蛇行部11的方向转换点12的内角部13的方式而设。而且,多个附加厚度部15'各自以横切所述内角部13的方式而延伸。
附加厚度部15'是为了比其他部分增加方向转换点12的厚度而设,作为对在对缓冲材1A1赋予有外力时因产生大的变形而应力容易集中的方向转换点12进行加强的加强部发挥功能。因此,通过设置所述附加厚度部15',能够确保压缩刚性更高,并且在因施加有外力而在方向转换点12产生了一定程度的变形之后,通过所述附加厚度部15'来物理阻碍方向转换点12的更进一步的变形,因而能够借此来抑制方向转换点12处的应力集中的发生。
另外,此处省略了其详细说明,但本第一变形例的缓冲材1A1及第二变形例的缓冲材1A2也满足所述1.1≦L1/L2≦4.0的条件。
因此,在采用这些第一变形例的缓冲材1A1及第二变形例的缓冲材1A2时,除了采用所述实施方式1的缓冲材1A时获得的效果以外,还能够进一步抑制应力集中的局部发生,提高缓冲材的耐久性,并且能够实现进一步的压缩刚性的提高。
(实施方式2)
图5是实施方式2的缓冲材的局部切剖立体图。以下,参照所述图5来说明本实施方式的缓冲材1B。
如图5所示,缓冲材1B包含具有多个单位结构体U的立体结构物S。多个单位结构体U各自具有以由并行的一对曲面来规定外形的壁10所成形的立体形状。
多个单位结构体U沿着宽度方向(图中所示的X方向)、纵深方向(图中所示的Y方向)及高度方向(图中所示的Z方向)分别有规则且连续地反复排列。图5中,提取表示了在宽度方向及纵深方向上分别邻接的四个单位结构体U与在高度方向上邻接的两个单位结构体U。
如上所述,多个单位结构体U各自具有由壁10所成形的立体形状。因此,通过将所述多个单位结构体U彼此连续地予以连接,立体结构物S也由这些壁10的集合体所构成。
此处,缓冲材1B中所含的立体结构物S具有将几何学的面结构作为基准而在其上附加厚度的结构。本实施方式的缓冲材1B中,所述面结构是作为以数学方式定义的三周期极小曲面的一种的螺旋二十四面体(gyroid)结构。
本实施方式的缓冲材1B中,对单位结构体U各自占有的长方体形状的空间即单位空间进行规定的第一边至第三边的长度L1、L2(本实施方式中,第二边及第三边的长度也相同)与所述实施方式1的情况同样,满足1.1≦L1/L2≦4.0的条件。
因此,在采用本实施方式的缓冲材1B的情况下,与所述实施方式1的情况同样,也能够构成可用于各种用途的轻量且缓冲性能优异的缓冲材。
(实施方式3)
图6是实施方式3的缓冲材的局部切剖立体图。以下,参照所述图6来说明本实施方式的缓冲材1C。
如图6所示,缓冲材1C包含具有多个单位结构体U的立体结构物S。多个单位结构体U各自具有以由并行的一对曲面来规定外形的壁10所成形的立体形状。
多个单位结构体U沿着宽度方向(图中所示的X方向)、纵深方向(图中所示的Y方向)及高度方向(图中所示的Z方向)分别有规则且连续地反复排列。图6中,提取表示了在宽度方向及纵深方向上分别邻接的八个单位结构体U与在高度方向上邻接的四个单位结构体U。
如上所述,多个单位结构体U各自具有由壁10所成形的立体形状。因此,通过将所述多个单位结构体U彼此连续地予以连接,立体结构物S也由这些壁10的集合体所构成。
此处,缓冲材1C中所含的立体结构物S具有将几何学的面结构作为基准而在其上附加厚度的结构。本实施方式的缓冲材1C中,所述面结构是作为以数学方式定义的三周期极小曲面的一种的施瓦茨D结构。
本实施方式的缓冲材1C中,对单位结构体U各自占有的长方体形状的空间即单位空间进行规定的第一边至第三边的长度L1、L2(本实施方式中,第二边及第三边的长度也相同)与所述实施方式1的情况同样,满足1.1≦L1/L2≦4.0的条件。
因此,在采用本实施方式的缓冲材1C的情况下,与所述实施方式1的情况同样,也能够构成可用于各种用途的轻量且缓冲性能优异的缓冲材。
(实施方式4)
图7是实施方式4的缓冲材的局部切剖立体图。以下,参照所述图7来说明本实施方式的缓冲材1D。
如图7所示,缓冲材1D包含具有多个单位结构体U的立体结构物S。多个单位结构体U各自具有以由并行的一对平面来规定外形的壁10所成形的立体形状。
多个单位结构体U沿着宽度方向(图中所示的X方向)、纵深方向(图中所示的Y方向)及高度方向(图中所示的Z方向)分别有规则且连续地反复排列。图7中,仅提取表示了在宽度方向及纵深方向上分别邻接的两个单位结构体U。
如上所述,多个单位结构体U各自具有由壁10所成形的立体形状。因此,通过将所述多个单位结构体U彼此连续地予以连接,立体结构物S也由这些壁10的集合体所构成。
此处,缓冲材1D中所含的立体结构物S具有将几何学的面结构作为基准而在其上附加厚度的结构。本实施方式的缓冲材1D中,所述面结构是包含多个平面的立方八隅体结构,所述多个平面以在内部具有空洞的方式彼此交叉地配置。
本实施方式的缓冲材1D中,对单位结构体U各自占有的长方体形状的空间即单位空间进行规定的第一边至第三边的长度L1、L2(本实施方式中,第二边及第三边的长度也相同)与所述实施方式1的情况同样,满足1.1≦L1/L2≦4.0的条件。
图8是表示对比较例2及实施例2的缓冲材的缓冲性能进行模拟的结果的图表。以下,参照所述图8来说明对采用本实施方式的缓冲材1D时获得的效果进行验证的第二验证测试。
第二验证测试中,分别具体设计比较例2及实施例2的缓冲材的模型,设想沿规定方向对这些模型施加有外力的情况,对于此时的行为,通过模拟来各别地进行分析。更具体而言,对于这些模型分别获得所谓的应力-应变曲线。
此处,实施例2的缓冲材是本实施方式的缓冲材1D本身,满足所述的1.1≦L1/L2≦4.0的条件。另一方面,比较例2的缓冲材是其构成尽管与本实施方式的缓冲材1A近似,但不满足所述的1.1≦L1/L2≦4.0的条件。
更详细而言,比较例2的缓冲材是将单位结构体U的宽度方向的尺寸、纵深方向的尺寸及高度方向的尺寸分别设为20mm的缓冲材,L1/L2为1.0。另外,壁10的厚度为1.6mm,此时的占空系数V为约50%。
另一方面,实施例2的缓冲材是将单位结构体U的宽度方向的尺寸及纵深方向的尺寸分别设为10mm,且将高度方向的尺寸设为20mm的缓冲材,L1/L2为2.0。另外,壁10的厚度为0.8mm,此时的占空系数V为约50%。
而且,对比较例2及实施例2的缓冲材施加的外力的方向均设为所述轴方向即高度方向。另外,比较例2及实施例2的缓冲材的材质均设想为弹性率为9MPa的氨基甲酸酯系丙烯酸聚合物。
如图8所示,经确认的是:实施例2的缓冲材尽管占空系数与比较例2的缓冲材相同,但具有较比较例2的缓冲材高的压缩刚性。考虑这是因为:与第一验证测试的情况同样,伴随缩短单位结构体U的宽度方向的长度,所述壁10进一步呈屏风状起作用,由此,压缩刚性提高。
因此,通过采用所述的本实施方式的缓冲材1D,能够构成可用于各种用途的轻量且缓冲性能优异的缓冲材。
(实施方式5)
图9是实施方式5的缓冲材的局部切剖立体图。以下,参照所述图9来说明本实施方式的缓冲材1E。
如图9所示,缓冲材1E包含具有多个单位结构体U的立体结构物S。多个单位结构体U各自具有以由并行的一对平面来规定外形的壁10所成形的立体形状。
多个单位结构体U沿着宽度方向(图中所示的X方向)、纵深方向(图中所示的Y方向)及高度方向(图中所示的Z方向)分别有规则且连续地反复排列。图9中,仅提取表示了在宽度方向及纵深方向上分别邻接的两个单位结构体U。
如上所述,多个单位结构体U各自具有由壁10所成形的立体形状。因此,通过将所述多个单位结构体U彼此连续地予以连接,立体结构物S也由这些壁10的集合体所构成。
此处,缓冲材1E中所含的立体结构物S具有将几何学的面结构作为基准而在其上附加厚度的结构。本实施方式的缓冲材1E中,所述面结构是包含多个平面的立方体结构,所述多个平面以在内部具有空洞的方式彼此交叉地配置。
本实施方式的缓冲材1E中,对单位结构体U各自占有的长方体形状的空间即单位空间进行规定的第一边至第三边的长度L1、L2(本实施方式中,第二边及第三边的长度也相同)与所述实施方式1的情况同样,满足1.1≦L1/L2≦4.0的条件。
因此,在采用本实施方式的缓冲材1E的情况下,与所述实施方式1的情况同样,也能够构成可用于各种用途的轻量且缓冲性能优异的缓冲材。
(实施方式6)
图10是实施方式6的缓冲材的局部切剖立体图。以下,参照所述图10来说明本实施方式的缓冲材1F。
如图10所示,缓冲材1F包含具有多个单位结构体U的立体结构物S。多个单位结构体U各自具有以由并行的一对平面来规定外形的壁10所成形的立体形状。
多个单位结构体U沿着宽度方向(图中所示的X方向)、纵深方向(图中所示的Y方向)及高度方向(图中所示的Z方向)分别有规则且连续地反复排列。图10中,仅提取表示了在宽度方向及纵深方向上分别邻接的两个单位结构体U。
如上所述,多个单位结构体U各自具有由壁10所成形的立体形状。因此,通过将所述多个单位结构体U彼此连续地予以连接,立体结构物S也由这些壁10的集合体所构成。
此处,缓冲材1F中所含的立体结构物S具有将几何学的面结构作为基准而在其上附加厚度的结构。本实施方式的缓冲材1F中,所述面结构是包含多个平面的八隅体结构,所述多个平面以在内部具有空洞的方式彼此交叉地配置。
本实施方式的缓冲材1F中,对单位结构体U各自占有的长方体形状的空间即单位空间进行规定的第一边至第三边的长度L1、L2(本实施方式中,第二边及第三边的长度也相同)与所述实施方式1的情况同样,满足1.1≦L1/L2≦4.0的条件。
因此,在采用本实施方式的缓冲材1F的情况下,与所述实施方式1的情况同样,也能够构成可用于各种用途的轻量且缓冲性能优异的缓冲材。
(实施方式7)
图11是实施方式7的鞋底以及包括所述鞋底的鞋的立体图,图12是图11所示的鞋底的侧面图。而且,图13A至图13E是表示图11所示的鞋底中的缓冲材的配置例的示意图。此处,图13A是沿着图12中所示的XIIIA-XIIIA线的鞋底的示意剖面图。以下,参照这些图11、图12及图13A至图13E来说明本实施方式的鞋底110A以及包括所述鞋底110A的鞋100A。另外,本实施方式的鞋底110A配设有所述实施方式1的缓冲材1A。
如图11所示,鞋100A包括鞋底110A与鞋面120。鞋底110A是覆盖脚的脚掌的构件,具有大致扁平的形状。鞋面120具有至少覆盖所插入的脚的侧板部分整体的形状,位于鞋底110A的上方。
鞋面120具有鞋面本体121、鞋舌(shoe tongue)122与鞋带(shoelace)123。其中,鞋舌122及鞋带123均被固定或安装于鞋面本体121。
在鞋面本体121的上部,设有使脚脖的上部与脚背的一部分露出的上侧开口部。另一方面,在鞋面本体121的下部,作为一例,设有由鞋底110A所覆盖的下侧开口部,作为另一例,通过对所述鞋面本体121的下端进行袋缝等而形成底部。
鞋舌122以覆盖设于鞋面本体121的上侧开口部中的、使脚背的一部分露出的部分的方式,通过缝制、熔接或粘合或者它们的组合等而固定于鞋面本体121。作为鞋面本体121及鞋舌122,例如使用织物或针织物、无纺布、合成皮革、树脂等,尤其在要求透气性或轻量性的鞋中,利用编入有聚酯线的双层拉舍尔(double Raschel)经编物。
鞋带123包含用于使设于鞋面本体121的使脚背的一部分露出的上侧开口部的周缘在脚宽方向上彼此拉靠的带状构件,插通设在所述上侧开口部的周缘的多个孔部。通过在使脚插入鞋面本体121中的状态下紧固所述鞋带123,能够使鞋面本体121紧贴脚。
如图11至图13E所示,鞋底110A具有中底(mid sole)111、外底(out sole)112及缓冲材1A。中底111位于鞋底110A的上部,接合于鞋面120。外底112在其下表面具有接地面112a(参照图12),位于鞋底110A的下部。缓冲材1A介装在所述中底111与外底112之间的规定位置。
中底111优选具有适度的强度且缓冲性优异,基于此观点,作为中底111,例如能够采用树脂制或橡胶制的泡沫材,尤其理想的是能够采用包含乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(Ethylene-Vinyl Acetate,EVA)等热塑性树脂、聚氨基甲酸酯(PU)等热固性树脂、丁二烯橡胶等的泡沫材。
外底112优选耐磨损性或抓地性优异,基于此观点,作为外底112,例如能够采用橡胶制。另外,基于提高所述抓地性的观点,也可对外底112的下表面即接地面112a赋予花纹(tread pattern)。
如图12所示,鞋底110A沿着俯视状态下的长轴方向即前后方向(图中的左右方向)被划分为:支撑脚的脚趾部与踩踏部的前脚部R1、支撑脚的足弓部的中脚部R2、及支撑脚的脚跟部的后脚部R3。而且,如图13A所示,鞋底110A沿着俯视状态下的与长轴方向交叉的方向即脚宽方向被划分为:脚中的解剖学正位的正中侧(即靠近正中的一侧)即内脚侧的部分(图中所示的S1侧的部分)、与脚中的与解剖学正位的正中侧为相反侧(即远离正中的一侧)即外脚侧的部分(图中所示的S2侧的部分)。
此处,本实施方式的鞋100A中,在中底111设有规定形状的缺口部,通过在所述缺口部收容缓冲材1A,从而缓冲材1A以在鞋底110A的厚度方向上被中底111与外底112包夹的状态受到固定。
具体而言,如图12及图13A所示,在中底111,以沿着鞋底110A的周缘的方式跨及中脚部R2与后脚部R3而设有俯视大致U字状的缺口部,且以嵌入所述缺口部的方式而配置有整体上形成为俯视大致U字状的缓冲材1A。更详细而言,缓冲材1A沿着中脚部R2的内脚侧的缘部、后脚部R3的内脚侧的缘部、后脚部R3的后方侧的缘部、后脚部R3的外脚侧的缘部、及中脚部R2的外脚侧的缘部而配置。
作为缓冲材1A的材质,如在所述实施方式1中所说明的那样,并无特别限制,例如能够采用树脂材料或橡胶材料,尤其理想的是能够采用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)等热塑性树脂、聚氨基甲酸酯(PU)等热固性树脂、丁二烯橡胶等。而且,也能够采用烯烃系聚合物、酰胺系聚合物、酯系聚合物、氨基甲酸酯系聚合物、苯乙烯系聚合物、丙烯酸系聚合物等聚合物组合物。
此处,如图12所示,缓冲材1A是以所述轴方向即其高度方向(图中所示的Z方向)与鞋底110A的接地面112a正交的方式而配置。通过以此方式构成,从而在着地时,从脚掌及地面赋予鞋底110A的负荷通过缓冲材1A以大的变形量发生变形而被吸收,从鞋底110A对脚掌施加的负荷减少,能得到高缓冲性能。
而且,此处尽管省略其详细说明,但缓冲材1A满足所述的1.1≦L1/L2≦4.0的条件,因此具有高压缩刚性,轻量且缓冲性能优异。
因此,通过采用本实施方式的鞋底110A及包括所述鞋底110A的鞋100A,从而能够构成轻量且缓冲性能优异的鞋底及包括此鞋底的鞋。
另外,缓冲材1A也可通过将彼此独立的多个构件加以组合并相互接合等而整体上形成如上所述的俯视大致U字状的形状,但更优选的是,通过其整体构成为一构件而形成为所述俯视大致U字状的形状。尤其在采用后者的构成的情况下,重要的是,如何既排除每个部位的缓冲性能的偏颇,又能针对非长方体形状的缺口部来布局包括多个包含长方体形状的单位结构体U的缓冲材1A。
以下,参照图13A至图13E来说明如下所述的具体设计的一方法,即:对于包括多个占有长方体形状的单位空间(尤其在本实施方式中,第二边的长度与第三边的长度为相同的L2且第一边的长度L1比它们大的、细长的长方体形状的单位空间)的单位结构体U的缓冲材,仅仅通过对所述多个单位结构体U的一部分或全部轻微地进行形状变更而不伴随大的形状变更,便既能排除每个部位的缓冲性能的偏颇,又能布局到非长方体形状的区域中。
首先,如图13A所示,配置缓冲材的区域中,分为区域A1与区域A2,所述区域A1是通过调整单位结构体U的大小,并在宽度方向、纵深方向及高度方向的至少任一方向上增减所述单位结构体U的数量,便能直接排列的区域,所述区域A2是难以这样排列的区域。具体而言,本实施方式中,配置缓冲材1A的区域中,沿着鞋底110A的内脚侧及外脚侧的周缘呈直线状延伸的区域相当于所述区域A1,沿着鞋底110A的后端侧的周缘呈曲线状延伸的区域相当于所述区域A2。
此处,区域A1中,将多个如图13B所示的单位结构体U以彼此相邻的方式予以排列,所述单位结构体U占有包含第一边的长度被调整为L1且第二边及第三边的长度被调整为L2的长方体形状的单位空间。由此,所述区域A1将被大小经调整的多个单位结构体U无间隙地铺满。
另一方面,区域A2中,将多个如图13C所示的单位结构体U'以彼此相邻的方式予以排列,所述单位结构体U'构成为,占有经形状变更以使得相向的三组面中的特定的一组面变得彼此不平行的单位空间。此处,所述单位结构体U'以占有调整后的单位空间的方式进行了形状变更,所述调整后的单位空间是经调整为,例如沿宽度方向延伸的单位空间的四个边(即第二边)中的相邻的一对边成为比其他边的长度L2稍短的L2'。此种轻微的形状变更不会造成单位结构体的缓冲性能大幅不同。
另外,通过具有此种形状的单位结构体U'各别地调整其大小或方向并将其排列配置,从而能够沿着所述呈曲线状延伸的区域即所述区域A2大致无间隙地将其铺满。因此,仅仅通过施加如上所述的轻微的形状变更,在所述区域A2中也得以发挥与所述区域A1同等的缓冲性能。
因此,通过采用此种设计方法,对于包括多个占有长方体形状的单位空间的单位结构体U的缓冲材,仅仅通过对所述多个单位结构体U的一部分或全部轻微地进行形状改变而不伴随大的形状变更,便既能排除每个部位的缓冲性能的偏颇,又能布局到非长方体形状的区域中。
因此,只要依据此设计方法来设计缓冲材,并基于此而使用三维层叠造形装置来制造所述缓冲材,便能够容易地获得其整体构成为一构件的、外形为各种形状的缓冲材。
另外,所述设计方法中,若要在更为复杂的弯曲形状的区域中铺满缓冲材,则只要将多个如图13D所示的单位结构体U1以彼此相邻的方式予以排列即可,所述单位结构体U1构成为,占有经形状变更以使得相向的三组面中的特定的两组面变得彼此不平行的单位空间。
此处,所述单位结构体U1以占有调整后的单位空间的方式进行了形状变更,所述调整后的单位空间是经调整为,例如沿宽度方向延伸的单位空间的四个边(即第二边)中的相邻的一对边成为比其他边的长度L2稍短的L2',并且进一步经调整为,例如沿高度方向延伸的单位空间的四个边(即第一边)中的相邻的一对边成为比其他边的长度L1稍短的L1'。此种轻微的形状变更不会造成单位结构体的缓冲性能大幅不同。
另外,通过具有此种形状的单位结构体U1各别地调整其大小或方向并将其排列配置,从而能够沿着所述复杂的弯曲形状的区域而大致无间隙地将其铺满。因此,仅仅通过施加此种轻微的形状变更,在所述区域中也得以发挥与所述区域A1同等的缓冲性能。
而且,所述设计方法中,若要在呈直线状延伸的区域中铺满缓冲材,则也可取代如图13B所示的单位结构体U,而将多个如图13E所示的单位结构体U2以彼此相邻的方式予以排列。此处,所述单位结构体U2以占有调整后的单位空间的方式进行了形状变更,所述调整后的单位空间是经调整为,相向的三组面为平行,另一方面,特定的一组面的形状为平行四边形。
另外,图示的单位结构体U2中,例如是通过使位于高度方向的一组面各自沿着宽度方向倾斜角度θ,从而将所述一组面的形状设为平行四边形。此种轻微的形状变更不会造成单位结构体的缓冲性能大幅不同。因此,即使在铺满了所述单位结构体U2的情况下,也既能排除每个部位的缓冲性能的偏颇,又能无间隙地布局缓冲材。
(实施方式等中的公开内容的概括)
将所述实施方式1至实施方式7以及它们的变形例中公开的特征构成概括如下。
依据本公开的一实施方式的缓冲材包含立体结构物,所述立体结构物是将以由并行的一对平面或曲面来规定外形的壁所成形的立体形状作为单位结构体,由所述单位结构体在至少一方向上有规则且连续地反复排列而成。所述依据本公开的一实施方式的缓冲材在将所述单位结构体各自占有的长方体形状的空间称作单位空间,将规定所述单位空间的彼此正交的三个边中的、沿着通过所述缓冲材承受负荷来发挥缓冲功能的轴方向延伸的边设为第一边,将规定所述单位空间的彼此正交的三个边中的、从所述第一边的一端沿着与所述轴方向正交的方向延伸的边分别设为第二边及第三边,将所述第一边的长度设为L1,将所述第二边及所述第三边中的较长的边的长度设为L2时,满足1.1≦L1/L2≦4.0的条件。
所述依据本公开的一实施方式的缓冲材中,沿着所述轴方向排列的所述单位空间各自也可具有相同的L1/L2。
所述依据本公开的一实施方式的缓冲材中,所述立体结构物也可包含将三周期极小曲面作为基准而在其上附加厚度的结构。
所述依据本公开的一实施方式的缓冲材中,所述立体结构物也可具有施瓦茨P结构、螺旋二十四面体结构或施瓦茨D结构。
所述依据本公开的一实施方式的缓冲材中,所述立体结构物也可至少具有蛇行部,所述蛇行部是沿着特定的平面切断时出现呈蛇行状延伸的剖面形状的部位,此时,所述蛇行部也可具有对所述蛇行部的方向转换点进行加强的加强部。而且,此时,所述加强部也可包含为了比其他部分增加所述方向转换点的厚度而设在所述方向转换点的内角部的附加厚度部。
所述依据本公开的一实施方式的缓冲材中,所述立体结构物也可包含将以在内部具有空洞的方式彼此交叉地配置的多个平面作为基准而在其上附加厚度的结构。
所述依据本公开的一实施方式的缓冲材中,所述立体结构物也可具有立方体结构、八隅体结构或者立方八隅体结构。
所述依据本公开的一实施方式的缓冲材也可包含树脂材料及橡胶材料的任一种。
所述依据本公开的一实施方式的缓冲材也可包含含有选自由烯烃系聚合物、酰胺系聚合物、酯系聚合物、氨基甲酸酯系聚合物、苯乙烯系聚合物、丙烯酸系聚合物及甲基丙烯酸系聚合物所构成的群中的一种以上的聚合物组合物。
依据本公开的一实施方式的鞋底包括所述的依据本公开的一实施方式的缓冲材。
所述依据本公开的一实施方式的鞋底中,所述缓冲材也可以所述轴方向与接地面正交的方式而配置。
依据本公开的一实施方式的鞋包括:所述的依据本公开的一实施方式的鞋底;以及鞋面,设在所述鞋底的上方。
通过以上述方式构成,从而能够提供可用于各种用途的轻量且缓冲性能优异的缓冲材、包括所述缓冲材的鞋底以及包括所述鞋底的鞋。
(其他实施方式等)
所述实施方式7中,例示了将实施方式1的缓冲材适用于鞋底以及包括此鞋底的鞋的情况进行了说明,但也可取代于此,将实施方式2至实施方式6的缓冲材、或者基于实施方式1的第一变形例及第二变形例的缓冲材适用于鞋底以及包括此鞋底的鞋。
而且,所述实施方式7中,例示了沿着鞋底的中脚部及后侧部的周缘来配置缓冲材的情况进行了说明,但设置缓冲材的位置并不限定于此,可进行适当变更。例如也可在鞋底的整个面上设置缓冲材,还可将彼此独立的多个缓冲材分离设置于鞋底的规定位置。而且,也可根据使用所述鞋的竞技种类或用途,而仅在鞋底的内脚侧的部分及外脚侧的部分中的任一处配置缓冲材。进而,缓冲材也可设在中底与鞋面之间。此处,要在鞋底的整个面设置缓冲材的情况下,也可取代中底而将其整体替换为缓冲材。
而且,也可根据相对于鞋底的配置位置来使缓冲材的壁厚不同,还可根据相对于鞋底的配置位置来使缓冲材的面结构不同。例如,也可在鞋底的某部分配置面结构为施瓦茨P结构的缓冲材,而在鞋底的另一部分配置面结构为螺旋二十四面体结构的缓冲材。
进而,所述实施方式7中,例示了将本发明的缓冲材适用于鞋的鞋底的情况进行了说明,但本发明的缓冲材能够使用于其他缓冲用途。例如,本发明的缓冲材能够使用于包装材或者建筑物(例如住宅等)的地板材、铺装路的表面材、沙发或椅子等的表面材、轮胎等各种用途。
而且,所述实施方式1至实施方式7以及它们的变形例中公开的特征构成可在不脱离本发明的主旨的范围内相互组合。
(实施方式8)
图14是实施方式8的缓冲材的局部切剖立体图。图15是从图14中所示的箭头XV方向观察的缓冲材的正面图。图16是沿着图14中所示的XVI-XVI线的缓冲材的剖面图。以下,参照所述图14至图16来说明本实施方式的缓冲材1G。
如图14至图16所示,缓冲材1G包含具有多个单位结构体U(尤其是参照图14)的立体结构物S。多个单位结构体U各自具有以由并行的一对曲面来规定外形的壁10所成形的立体形状。
此处,图14中,为了便于理解,未将参照符号U在严格意义上标注于单位结构体,而是标注于所述单位结构体所占有的空间即六面体形状(本实施方式中,尤其是长方体形状)的单位空间。
多个单位结构体U沿着宽度方向(图中所示的X方向)、纵深方向(图中所示的Y方向)及高度方向(图中所示的Z方向)分别有规则且连续地反复排列。图14至图16中,提取表示了在宽度方向及纵深方向上分别邻接的四个单位结构体U与在高度方向上邻接的三个单位结构体U。
另外,本实施方式中,例示了在宽度方向、纵深方向及高度方向上分别设有多个单位结构体U的缓冲材1G进行了说明,但宽度方向、纵深方向及高度方向上的单位结构体U的反复数量并无特别限制,只要沿着所述三个方向中的至少一方向排列两个以上即可。
此处,本实施方式的缓冲材1G意图在高度方向(图中所示的Z方向)上发挥缓冲功能。因此,通过缓冲材1G承受负荷来发挥缓冲功能的方向即轴方向与所述高度方向一致。
如上所述,多个单位结构体U各自具有由壁10所成形的立体形状。因此,通过将所述多个单位结构体U彼此连续地予以连接,立体结构物S也由这些壁10的集合体所构成。
此处,缓冲材1G中所含的立体结构物S具有将几何学的面结构作为基准而在其上附加厚度的结构。本实施方式的缓冲材1G中,所述面结构是作为以数学方式定义的三周期极小曲面的一种的施瓦茨P结构。另外,所谓极小曲面,被定义为在边界具备所给出的闭合曲线的曲面中的面积最小的曲面。
如图16所示,将施瓦茨P结构作为基准而在其上附加厚度的立体结构物S具有蛇行部11,所述蛇行部11是沿着特定的平面切断所述立体结构物S时出现呈蛇行状延伸的剖面形状的部位。所述特定的平面在本实施方式中是在图14中与纸面正交且与XVI-XVI线平行的平面。
蛇行部11在立体结构物S的结构上存在沿着宽度方向延伸的蛇行部11、沿着纵深方向延伸的蛇行部11、及沿着高度方向延伸的蛇行部11合计三种,但在此处着眼于图16所示的剖面中出现的、沿着高度方向(即Z方向)延伸的蛇行部11。
所述沿高度方向延伸的蛇行部11具有沿着所述高度方向而设置的多个方向转换点12,在所述方向转换点12分别设有内角部13与外角部14。其中,内角部13是在所述剖面形状中,以在壁10的表面上具有凹状形状的方式而出现的部位,外角部14是在所述剖面形状中,以在壁10的表面上具有凸状形状的方式而出现的部位。此处,所述沿高度方向延伸的蛇行部11中,相邻的蛇行部之间的距离根据在所述高度方向上的位置而不同,所述距离随着沿高度方向移动而周期性地变大或变小。
如图14至图16所示,本实施方式的缓冲材1G包含外形不同的两种单位结构体UA、UB作为单位结构体U。单位结构体UA是所述单位结构体UA所占有的单位空间为正六面体形状的单位结构体,单位结构体UB是所述单位结构体UB所占有的单位空间为在高度方向上细长的六面体形状的单位结构体。
单位结构体UA构成为,当将规定所述单位空间的彼此正交的三个边中的、沿高度方向(即Z方向)延伸的边设为第一边,将沿宽度方向(即X方向)延伸的边设为第二边,将沿纵深方向(即Y方向)延伸的边设为第三边时,所述第一边至第三边均为相同的长度。即,参照图14,当将单位结构体UA的宽度方向的尺寸设为Lx1,将单位结构体UA的纵深方向的尺寸设为Ly1,将单位结构体UA的高度方向的尺寸设为Lz1时,满足Lx1=Ly1=Lz1的关系。另外,图14中,所述单位结构体UA排列在立体结构物S的上部侧的两层(以参照符号LY1所表示的范围的层)。
单位结构体UB构成为,在将规定所述单位空间的彼此正交的三个边中的、沿高度方向(即Z方向)延伸的边设为第一边,将沿宽度方向(即X方向)延伸的边设为第二边,将沿纵深方向(即Y方向)延伸的边设为第三边时,第二边与第三边为相同的长度,第一边为第二边及第三边的长度的两倍。即,参照图14,当将单位结构体UB的宽度方向的尺寸设为Lx2,将单位结构体UB的纵深方向的尺寸设为Ly2,将单位结构体UB的高度方向的尺寸设为Lz2时,满足Lx2=Ly2=Lz2/2的关系。另外,图14中,所述单位结构体UB排列在立体结构物S的下部侧的一层(以参照符号LY2所表示的范围的层)。
由此,本实施方式的缓冲材1G中,单位结构体U中的单位空间的外形尺寸不同的单位结构体(即,所述外形不同的两种单位结构体UA、UB)彼此位于通过所述缓冲材1G承受负荷来发挥缓冲功能的轴方向(即高度方向)。
这样,立体结构物S包含单位空间的外形尺寸不同的单位结构体作为单位结构体U,由此,能够构成轻量且缓冲性能优异的缓冲材,但其详细将后述。
另外,当将单位结构体U的所述尺寸中的、意图发挥缓冲功能的轴方向即高度方向的尺寸设为L1,将剩余的宽度方向的尺寸及纵深方向的尺寸中的较长的尺寸设为L2时,只要所述单位结构体UA、单位结构体UB的至少一者满足1.1≦L1/L2≦4.0的条件,便能够在满足所述条件的部分获得高压缩刚性。另一方面,只要所述单位结构体UA、单位结构体UB的至少一者满足0.1≦L1/L2≦0.9的条件,便能够在满足所述条件的部分通过压缩刚性变低而获得高变形能力。但是,所述单位结构体UA、单位结构体UB未必需要满足所述条件,是否满足此条件为任意。
缓冲材1G的制造方法并无特别限制,缓冲材1G例如能够通过使用三维层叠造形装置的造形来制造。
作为缓冲材1G的材质,只要是富有弹性力的材料,则基本上任何材料皆可,但优选为树脂材料或橡胶材料。作为更具体的材质,在将缓冲材1G设为树脂制的情况下,例如可采用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)等热塑性树脂,而且,例如可采用聚氨基甲酸酯(PU)等热固性树脂。另一方面,在将缓冲材1G设为橡胶制的情况下,例如可采用丁二烯橡胶。
缓冲材1G也可包含聚合物组合物。此时,作为聚合物组合物中所含有的聚合物,例如可列举烯烃系弹性体或烯烃系树脂等烯烃系聚合物。作为烯烃系聚合物,例如可列举聚乙烯(例如直链状低密度聚乙烯(Linear Low-Density Polyethylene,LLDPE)、高密度聚乙烯(High-Density Polyethylene,HDPE)等)、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、丙烯-1-己烯共聚物、丙烯-4-甲基-1-戊烯共聚物、丙烯-1-丁烯共聚物、乙烯-1-己烯共聚物、乙烯-4-甲基-戊烯共聚物、乙烯-1-丁烯共聚物、1-丁烯-1-己烯共聚物、1-丁烯-4-甲基-戊烯、乙烯-甲基丙烯酸共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、丙烯-甲基丙烯酸共聚物、丙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、丙烯-甲基丙烯酸乙酯共聚物、丙烯-甲基丙烯酸丁酯共聚物、丙烯-丙烯酸甲酯共聚物、丙烯-丙烯酸乙酯共聚物、丙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(Ethylene-Vinyl Acetate,EVA)、丙烯-醋酸乙烯酯共聚物的聚烯烃等。
而且,所述聚合物例如也可为酰胺系弹性体或酰胺系树脂等酰胺系聚合物。酰胺系聚合物例如可列举聚酰胺6、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺66、聚酰胺610等。
而且,所述聚合物例如也可为酯系弹性体或酯系树脂等酯系聚合物。酯系聚合物例如可列举聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯等。
而且,所述聚合物例如也可为氨基甲酸酯系弹性体或氨基甲酸酯系树脂等氨基甲酸酯系聚合物。作为氨基甲酸酯系聚合物,例如可列举聚酯系聚氨基甲酸酯、聚醚系聚氨基甲酸酯等。
而且,所述聚合物例如也可为苯乙烯系弹性体或苯乙烯系树脂等苯乙烯系聚合物。作为苯乙烯系弹性体,可列举苯乙烯-乙烯-丁烯共聚物(Styrene-Ethylene-Butylene,SEB)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(Styrene-Butadiene-Styrene,SBS)、SBS的氢化物(苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(Styrene-Ethylene-Butylene-Styrene,SEBS))、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物(Styrene-Isoprene-Styrene,SIS)、SIS的氢化物(苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯共聚物(Styrene-Ethylene-Propylene-Styrene SEPS))、苯乙烯-异丁烯-苯乙烯共聚物(Styrene-Isobutylene-Styrene SIBS)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯-丁二烯(Styrene-Butadiene-Styrene-Butadiene,SBSB)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(Styrene-Butadiene-Styrene-Butadiene-Styrene,SBSBS)等。作为苯乙烯系树脂,例如可列举聚苯乙烯、丙烯腈苯乙烯树脂(Acrylonitrile-Styrene,AS)、丙烯腈丁二烯苯乙烯树脂(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene,ABS)等。
而且,所述聚合物例如也可为聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸系聚合物、氨基甲酸酯系丙烯酸聚合物、聚酯系丙烯酸聚合物、聚醚系丙烯酸聚合物、聚碳酸酯系丙烯酸聚合物、环氧系丙烯酸聚合物、共轭二烯聚合物系丙烯酸聚合物及其氢化物、氨基甲酸酯系甲基丙烯酸聚合物、聚酯系甲基丙烯酸聚合物、聚醚系甲基丙烯酸聚合物、聚碳酸酯系甲基丙烯酸聚合物、环氧系甲基丙烯酸聚合物、共轭二烯聚合物系甲基丙烯酸聚合物及其氢化物、聚氯乙烯系树脂、硅酮系弹性体、丁二烯橡胶(Butadiene Rubber,BR)、异戊二烯橡胶(IsopreneRubber,IR)、氯丁橡胶(Chloroprene Rubber,CR)、天然橡胶(Natural Rubber,NR)、苯乙烯丁二烯橡胶(Styrene Butadiene Rubber,SBR)、丙烯腈丁二烯橡胶(AcrylonitrileButadiene Rubber,NBR)、丁基橡胶(Isobutylene Isoprene Rubber,IIR)等。
如上所述,本实施方式的缓冲材1G为轻量且缓冲性能优异的缓冲材。这大部分取决于缓冲材1G的结构特征(形状特征)。以下,关于此点,基于本发明人所进行的第三验证测试的结果来进行详细说明。
图17是表示对验证例1、验证例2的缓冲材的缓冲性能进行模拟的结果的图表。
第三验证测试中,分别具体设计验证例1、验证例2的缓冲材的模型,设想沿规定方向对这些模型施加有外力的情况,对于此时的行为,通过模拟来各别地进行分析。更具体而言,对于这些模型分别获得所谓的应力-应变曲线。
此处,验证例1的缓冲材是所述立体结构物S全部由所述单位结构体UA构成的缓冲材。更详细而言,验证例1的缓冲材是将单位结构体UA的宽度方向的尺寸Lx1、纵深方向的尺寸Ly1及高度方向的尺寸Lz1分别设为10mm的缓冲材,由所述L1及L2表示的纵横尺寸比L1/L2为1.0。另外,壁10的厚度为2.36mm,此时的占空系数V为约50%。
另一方面,验证例2的缓冲材是所述立体结构物S全部由所述单位结构体UB所构成的缓冲材。更详细而言,验证例2的缓冲材是将单位结构体UB的宽度方向的尺寸Lx2及纵深方向的尺寸Ly2分别设为5mm,将高度方向的尺寸Lz2设为10mm的缓冲材,由所述L1及L2表示的纵横尺寸比L1/L2为2.0。另外,壁10的厚度为1.36mm,此时的占空系数V为约50%。
而且,对验证例1、验证例2的缓冲材施加的外力的方向均设为所述轴方向即高度方向。另外,验证例1、验证例2的缓冲材的材质均设想为弹性率为0.5MPa的氨基甲酸酯系丙烯酸聚合物。
此处,通常要提高压缩刚性,考虑使单位结构体U的壁10的厚度增加。但是,在使壁10的厚度增加的情况下,伴随于此,占空系数V也将增加,因此,壁10的厚度越大,占空系数V也越增加,缓冲材将变得越重。即,压缩刚性的确保与轻量化具有所谓的权衡关系。
但是,如图17所示,验证例2的缓冲材尽管占空系数与验证例1的缓冲材相同,但具有比验证例1的缓冲材高的压缩刚性。考虑这是因为:伴随在验证例2的缓冲材中缩短单位结构体的宽度方向的长度,所述壁10进一步呈屏风状起作用,由此,压缩刚性提高。
因此,基于所述第三验证测试的结果可理解的是:为了局部性地获得高压缩刚性,较之以整体增加所述部分的壁10的厚度的方式构成的情况,通过采用包含外形尺寸不同的单位结构体的如上所述的缓冲材1G,能够大幅抑制缓冲材的重量增加。
因此,通过采用所述的本实施方式的缓冲材1G,从而能够构成可用于各种用途的轻量且缓冲性能优异的缓冲材。
另外,本实施方式中,如上所述,例示了以下述方式构成的情况进行了说明,即,将单位结构体U中的单位空间的外形尺寸不同的单位结构体彼此配置在通过所述缓冲材1G承受负荷来发挥缓冲功能的轴方向,但也可将它们配置在与通过所述缓冲材承受负荷来发挥缓冲功能的轴方向交叉的方向。在以此方式构成的情况下,也能够构成可用于各种用途的轻量且缓冲性能优异的缓冲材。
此处,作为由以并行的一对曲面来规定外形的壁所成形的立体形状,除了所述的将施瓦茨P结构作为基准而在其上附加厚度的结构以外,还有将螺旋二十四面体结构作为基准而在其上附加厚度的结果、或者将施瓦茨D结构作为基准而在其上附加厚度的结构等。这些螺旋二十四面体结构及施瓦茨D结构也与所述施瓦茨P结构同样,是以数学方式定义的三周期极小曲面的一种。
图18是表示螺旋二十四面体结构的基本构成的局部切剖立体图。所述图18中,提取表示了在宽度方向及纵深方向上分别邻接的四个单位结构体U与在高度方向上邻接的两个单位结构体U。另外,图18所示的单位结构体U构成为所述单位结构体U所占有的单位空间在高度方向上细长的六面体形状。
图19是表示施瓦茨D结构的基本构成的局部切剖立体图。所述图19中,提取表示了在宽度方向及纵深方向上分别邻接的八个单位结构体U与在高度方向上邻接的四个单位结构体U。另外,图19所示的单位结构体U构成为所述单位结构体U所占有的单位空间在高度方向上细长的六面体形状。
此处,尽管省略了它们的具体图示,但在包含将这些螺旋二十四面体结构或施瓦茨D结构作为基准而在其上附加厚度的立体结构物S来作为缓冲区域的缓冲材中,如上所述,所述立体结构物S也可构成为,包含单位空间的外形尺寸不同的单位结构体U。在以此方式构成的情况下,也能够构成可用于各种用途的轻量且缓冲性能优异的缓冲材。
(实施方式9)
图20是实施方式9的缓冲材的局部切剖立体图。以下,参照所述图20来说明本实施方式的缓冲材1H。
如图20所示,缓冲材1H包含具有多个单位结构体U的立体结构物S。多个单位结构体U各自具有以由并行的一对平面来规定外形的壁10所成形的立体形状。
此处,图20中,为了便于理解,未将参照符号U在严格意义上标注于单位结构体,而是标注于所述单位结构体所占有的空间即六面体形状(本实施方式中,尤其是长方体形状)的单位空间。
多个单位结构体U沿着宽度方向(图中所示的X方向)、纵深方向(图中所示的Y方向)及高度方向(图中所示的Z方向)分别有规则且连续地反复排列。图20中,提取表示了在宽度方向及纵深方向上分别邻接的四个单位结构体U与在高度方向上邻接的三个单位结构体U。
如上所述,多个单位结构体U各自具有由壁10所成形的立体形状。因此,通过将所述多个单位结构体U彼此连续地予以连接,立体结构物S也由这些壁10的集合体所构成。
此处,缓冲材1H中所含的立体结构物S具有将几何学的面结构作为基准而在其上附加厚度的结构。本实施方式的缓冲材1H中,所述面结构是包含多个平面的八隅体结构,所述多个平面以在内部具有空洞的方式彼此交叉地配置。
如图20所示,本实施方式的缓冲材1H包含外形不同的两种单位结构体UA、UB来作为单位结构体U。单位结构体UA是所述单位结构体UA所占有的单位空间为正六面体形状的单位结构体,单位结构体UB是所述单位结构体UB所占有的单位空间为在高度方向上细长的六面体形状的单位结构体。
此处,单位结构体UA与所述实施方式8的情况同样构成为,规定单位空间的第一边至第三边均为相同的长度。即,当将单位结构体UA的宽度方向的尺寸设为Lx1,将单位结构体UA的纵深方向的尺寸设为Ly1,将单位结构体UA的高度方向的尺寸设为Lz1时,满足Lx1=Ly1=Lz1的关系。另外,图20中,所述单位结构体UA排列在立体结构物S的上部侧的两层(以参照符号LY1表示的范围的层)。
另一方面,单位结构体UB与所述实施方式8的情况同样构成为,规定单位空间的第一边至第三边中的第二边与第三边为相同的长度,且第一边为第二边及第三边的长度的两倍。即,当将单位结构体UB的宽度方向的尺寸设为Lx2,将单位结构体UB的纵深方向的尺寸设为Ly2,将单位结构体UB的高度方向的尺寸设为Lz2时,满足Lx2=Ly2=Lz2/2的关系。另外,图20中,所述单位结构体UB排列在立体结构物S的下部侧的一层(以参照符号LY2表示的范围的层)。
由此,本实施方式的缓冲材1H中,单位结构体U中的单位空间的外形尺寸不同的单位结构体(即,所述的外形不同的两种单位结构体UA、UB)彼此也位于通过所述缓冲材1H承受负荷来发挥缓冲功能的轴方向(即高度方向)。
另外,当将单位结构体U的所述尺寸中的、意图发挥缓冲功能的轴方向即高度方向的尺寸设为L1,将剩余的宽度方向的尺寸及纵深方向的尺寸中的较长的尺寸设为L2时,只要所述单位结构体UA、单位结构体UB的至少一者满足1.1≦L1/L2≦4.0的条件,便能够在满足所述条件的部分获得高压缩刚性。另一方面,只要所述单位结构体UA、单位结构体UB的至少一者满足0.1≦L1/L2≦0.9的条件,便能够在满足所述条件的部分通过压缩刚性变低而获得高变形能力。但是,所述单位结构体UA、单位结构体UB未必需要满足所述条件,是否满足此条件为任意。
图21是表示对验证例3、验证例4的缓冲材的缓冲性能进行模拟的结果的图表。以下,参照所述图21来说明对采用本实施方式的缓冲材1H时获得的效果进行验证的第四验证测试。
第四验证测试中,分别具体设计验证例3、验证例4的缓冲材的模型,设想沿规定方向对这些模型施加有外力的情况,对于此时的行为,通过模拟来各别地进行分析。更具体而言,对于这些模型分别获得所谓的应力-应变曲线。
此处,验证例3的缓冲材是所述立体结构物S全部由所述单位结构体UA构成的缓冲材。更详细而言,验证例3的缓冲材是将单位结构体UA的宽度方向的尺寸Lx1、纵深方向的尺寸Ly1及高度方向的尺寸Lz1分别设为20mm的缓冲材,由所述L1及L2表示的纵横尺寸比L1/L2为1.0。另外,壁10的厚度为1.6mm,此时的占空系数V为约50%。
另一方面,验证例4的缓冲材是所述立体结构物S全部由所述单位结构体UB构成的缓冲材。更详细而言,验证例4的缓冲材是将单位结构体UB的宽度方向的尺寸Lx2及纵深方向的尺寸Ly2分别设为10mm,将高度方向的尺寸Lz2设为20mm的缓冲材,由所述L1及L2表示的纵横尺寸比L1/L2为2.0。另外,壁10的厚度为0.8mm,此时的占空系数V为约50%。
而且,对验证例3、验证例4的缓冲材施加的外力的方向均设为所述轴方向即高度方向。另外,验证例3、验证例4的缓冲材的材质均设想为弹性率为9MPa的氨基甲酸酯系丙烯酸聚合物。
如图21所示,验证例4的缓冲材尽管占空系数与验证例3的缓冲材相同,但具有比验证例3的缓冲材高的压缩刚性。考虑这是因为:伴随在验证例4的缓冲材中缩短单位结构体的宽度方向的长度,所述壁10进一步呈屏风状起作用,由此,压缩刚性提高。
因此,基于所述第四验证测试的结果可理解的是:为了局部性地获得高压缩刚性,较之以整体增加所述部分的壁10的厚度的方式构成的情况,通过采用包含外形尺寸不同的单位结构体的如上所述的缓冲材1H,能够大幅抑制缓冲材的重量增加。
因此,通过采用所述的本实施方式的缓冲材1H,能够构成可用于各种用途的轻量且缓冲性能优异的缓冲材。
此处,作为由以并行的一对平面来规定外形的壁所成形的立体形状,除了所述的将八隅体结构作为基准而在其上附加厚度的结构以外,还有将立方体结构作为基准而在其上附加厚度的结构、或者将立方八隅体结构作为基准而在其上附加厚度的结构等。这些立方体结构及立方八隅体结构也与所述八隅体结构同样包含多个平面,所述多个平面以在内部具有空洞的方式彼此交叉地配置。
图22是表示立方体结构的基本构成的局部切剖立体图。所述图22中,仅提取表示了在宽度方向及纵深方向上分别邻接的两个单位结构体U。另外,图22所示的单位结构体U构成为所述单位结构体U所占有的单位空间在高度方向上细长的六面体形状。
图23是表示立方八隅体结构的基本构成的局部切剖立体图。所述图23中,仅提取表示了在宽度方向及纵深方向上分别邻接的两个单位结构体U。另外,图23所示的单位结构体U构成为所述单位结构体U所占有的单位空间在高度方向上细长的六面体形状。
此处,尽管省略了它们的具体图示,但在包含将这些立方体结构或立方八隅体结构作为基准而在其上附加厚度的立体结构物S来作为缓冲区域的缓冲材中,如上所述,所述立体结构物S也可构成为,包含单位空间的外形尺寸不同的单位结构体U。在以此方式构成的情况下,也能够构成可用于各种用途的轻量且缓冲性能优异的缓冲材。
(实施方式10)
图24是实施方式10的鞋底以及包括所述鞋底的鞋的立体图。图25是图24所示的鞋底的侧面图。图26是从表示图24所示的鞋底的构成的图25所示的箭头XXVI方向观察时的示意图。图27是沿着图26所示的XXVII-XXVII线的鞋底的剖面图。而且,图28A至图28E是表示图24所示的鞋底中的缓冲材的单位结构体的配置例的示意图。此处,图28A是沿着图25中所示的XXVIIIA-XXVIIIA线的鞋底的示意剖面图。以下,参照所述图24至图27以及图28A至图28E来说明本实施方式的鞋底110B以及包括所述鞋底110B的鞋100B。另外,本实施方式的鞋底110B配设有所述实施方式8的缓冲材1G。
如图24所示,鞋100B包括鞋底110B与鞋面120。鞋底110B是覆盖脚的脚掌的构件,具有大致扁平的形状。鞋面120具有至少覆盖所插入的脚的侧板部分整体的形状,位于鞋底110B的上方。
鞋面120具有鞋面本体121、鞋舌122与鞋带123。其中,鞋舌122及鞋带123均被固定或安装于鞋面本体121。
在鞋面本体121的上部,设有使脚脖的上部与脚背的一部分露出的上侧开口部。另一方面,在鞋面本体121的下部,作为一例,设有由鞋底110B所覆盖的下侧开口部,作为另一例,通过对所述鞋面本体121的下端进行袋缝等而形成底部。
鞋舌122以覆盖设于鞋面本体121的上侧开口部中的、使脚背的一部分露出的部分的方式,通过缝制、熔接或粘合或者它们的组合等而固定于鞋面本体121。作为鞋面本体121及鞋舌122,例如使用织物或针织物、无纺布、合成皮革、树脂等,尤其在要求透气性或轻量性的鞋中,利用编入有聚酯线的双层拉舍尔经编物。
鞋带123包含用于使设于鞋面本体121的使脚背的一部分露出的上侧开口部的周缘在脚宽方向上彼此拉靠的带状构件,插通设在所述上侧开口部的周缘的多个孔部。通过在使脚插入鞋面本体121中的状态下紧固所述鞋带123,能够使鞋面本体121紧贴脚。
如图24至图27所示,鞋底110B具有中底111、外底112及缓冲材1G。中底111位于鞋底110B的上部,接合于鞋面120。外底112在其下表面具有接地面112a(参照图25及图27),位于鞋底110B的下部。缓冲材1G介装在所述中底111与外底112之间的规定位置。
中底111优选具有适度的强度且缓冲性优异,基于此观点,作为中底111,例如能够采用树脂制或橡胶制的泡沫材,尤其理想的是能够采用包含乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)等热塑性树脂、聚氨基甲酸酯(PU)等热固性树脂、丁二烯橡胶等的泡沫材。
外底112优选耐磨损性或抓地性优异,基于此观点,作为外底112,例如能够采用橡胶制。另外,基于提高所述抓地性的观点,也可对外底112的下表面即接地面112a赋予花纹。
如图25及图26所示,鞋底110B沿着俯视状态下的长轴方向即前后方向(图25中的左右方向、图26中的上下方向)被划分为:支撑脚的脚趾部与踩踏部的前脚部R1、支撑脚的足弓部的中脚部R2、及支撑脚的脚跟部的后脚部R3。而且,如图26及图27所示,鞋底110B沿着俯视状态下的与长轴方向交叉的方向即脚宽方向被划分为:脚中的解剖学正位的正中侧(即靠近正中的一侧)即内脚侧的部分(图中所示的S1侧的部分)、与脚中的与解剖学正位的正中侧为相反侧(即远离正中的一侧)即外脚侧的部分(图中所示的S2侧的部分)。
如图26所示,在鞋底110B的前脚部R1中的内脚侧(S1侧)的部分,包含支撑脚的母趾的部位Q1。而且,在鞋底110B的前脚部R1中的外脚侧(S2侧)的部分,包含支撑脚的小趾的部位Q2。另一方面,在跨及鞋底110B的内脚侧(S1侧)及外脚侧(S2侧)的部分的后脚部R3,包含支撑脚的跟骨的部位Q3。
此处,本实施方式的鞋100B中,在中底111设有规定形状的缺口部,通过在所述缺口部收容缓冲材1G,从而缓冲材1G以在鞋底110B的厚度方向上被中底111与外底112包夹的状态受到固定。
具体而言,如图25及图27所示,在中底111,以沿着鞋底110B的周缘的方式跨及中脚部R2与后脚部R3而设有俯视大致U字状的缺口部,且以嵌入所述缺口部的方式而配置有整体上形成为俯视大致U字状的缓冲材1G。更详细而言,缓冲材1G大致沿着中脚部R2的内脚侧的缘部、后脚部R3的内脚侧的缘部、后脚部R3的后方侧的缘部、后脚部R3的外脚侧的缘部、及中脚部R2的外脚侧的缘部而配置。另外,图26中,为了便于理解,对俯视鞋底110B时的缓冲材1G的配置区域标注有淡淡的颜色。即,缓冲材1G不仅在所述鞋底110B的缘部,在其内侧区域的一部分也具有缓冲区域。
作为缓冲材1G的材质,如在所述实施方式8中所说明的那样,并无特别限制,例如能够采用树脂材料或橡胶材料,尤其理想的是能够采用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)等热塑性树脂、聚氨基甲酸酯(PU)等热固性树脂、丁二烯橡胶等。而且,也能够采用烯烃系聚合物、酰胺系聚合物、酯系聚合物、氨基甲酸酯系聚合物、苯乙烯系聚合物、丙烯酸系聚合物等聚合物组合物。
作为构成缓冲材1G的立体结构物S的壁10的厚度,并不特别限制于此,但优选的是设为0.1mm以上且10mm以下,进而优选的是设为1mm以上且5mm以下。
此处,如图25及图27所示,缓冲材1G是以所述轴方向即其高度方向(图中所示的Z方向)与鞋底110B的接地面112a正交的方式而配置。通过以此方式构成,从而在着地时,从脚掌及地面赋予鞋底110B的负荷通过缓冲材1G以大的变形量发生变形而被吸收,从鞋底110B对脚掌施加的负荷减少,能得到高缓冲性能。
另外,本实施方式中,缓冲材1G是以围绕鞋底110B中的支撑脚的跟骨的部位Q3的方式而配置,因此在所述部分尤其能得到高缓冲性能。
而且,如图27所示,缓冲材1G以下述方式介装在中底111与外底112之间,即,通过将多个单位结构体UA(参照图14等)予以排列而构成的层LY1配置在鞋底110B的上部侧,并且,通过将多个单位结构体UB(参照图14等)予以排列而构成的层LY2配置在鞋底110B的下部侧。
此处,通过将多个单位结构体UA予以排列而构成的层LY1的压缩刚性相对较低,通过将多个单位结构体UB予以排列而构成的层LY2的压缩刚性相对较高。因此,层LY1为相对较软质的部位,层LY2为相对较硬质的部位。
因此,通过采用此种构成,借由将相对较硬质的部位即层LY2设于鞋底110B,从而在着地时尤其是在中脚部R2及后脚部R3能够稳定地支撑脚,并且借由相对较软质的部位即层LY1位于所述层LY2上侧的位置,从而能够大幅改善脚触感。
因此,通过采用本实施方式的鞋底110B以及包括所述鞋底110B的鞋100B,能够构成轻量且缓冲性优异的鞋底以及包括所述鞋底的鞋。
另外,缓冲材1G也可通过将彼此独立的多个构件加以组合并相互接合等而整体上形成如上所述的俯视大致U字状的形状,但更优选的是,通过其整体构成为一构件而形成为所述俯视大致U字状的形状。尤其在采用后者的构成的情况下,重要的是,如何既排除每个部位的缓冲性能的不必要的偏颇,又能针对非长方体形状的缺口部来布局包括多个包含长方体形状的单位结构体U的缓冲材1G。
以下,参照图28A至图28E来说明如下所述的具体设计的一方法,即:对于包括多个占有立方体形状的单位空间的单位结构体U的缓冲材,仅仅通过对所述多个单位结构体U的一部分或全部轻微地进行形状变更而不伴随大的形状变更,便既能排除每个部位的缓冲性能的不必要的偏颇,又能布局到非长方体形状的区域中。
首先,如图28A所示,配置缓冲材的区域中,分为区域A1与区域A2,所述区域A1是通过调整单位结构体U的大小,并在宽度方向、纵深方向及高度方向的至少任一方向上增减所述单位结构体U的数量,便能直接排列的区域,所述区域A2是难以这样排列的区域。具体而言,本实施方式中,配置缓冲材1G的区域中,沿着鞋底110B的内脚侧及外脚侧的周缘呈直线状延伸的区域相当于所述区域A1,沿着鞋底110B的后端侧的周缘呈曲线状延伸的区域相当于所述区域A2。
此处,区域A1中,将多个如图28B所示的单位结构体U以彼此相邻的方式予以排列,所述单位结构体U占有包含三个边的长度被分别调整为Lx、Ly、Lz的立方体形状的单位空间。由此,所述区域A1将被大小经调整的多个单位结构体U无间隙地铺满。
另一方面,区域A2中,将多个如图28C所示的单位结构体U'以彼此相邻的方式予以排列,所述单位结构体U'构成为,占有经形状变更以使得相向的三组面中的特定的一组面变得彼此不平行的单位空间。此处,所述单位结构体U'以占有调整后的单位空间的方式进行了形状变更,所述调整后的单位空间是经调整为,例如沿宽度方向延伸的单位空间的四个边中的相邻的一对边成为比其他边的长度Lx稍短的Lx'。此种轻微的形状变更不会造成单位结构体的缓冲性能大幅不同。
另外,通过具有此种形状的单位结构体U'各别地调整其大小或方向并将其排列配置,从而能够沿着所述呈曲线状延伸的区域即所述区域A2大致无间隙地将其铺满。因此,仅仅通过施加如上所述的轻微的形状变更,在所述区域A2中也得以发挥与所述区域A1同等的缓冲性能。
因此,通过采用此种设计方法,对于包括多个占有立方体形状的单位空间的单位结构体U的缓冲材,仅仅通过对所述多个单位结构体U的一部分或全部轻微地进行形状改变而不伴随大的形状变更,便既能排除每个部位的缓冲性能的不必要的偏颇,又能布局到非长方体形状的区域中。
因此,只要依据此设计方法来设计缓冲材,并基于此而使用三维层叠造形装置来制造所述缓冲材,便能够容易地获得其整体构成为一构件的、外形为各种形状的缓冲材。
另外,所述设计方法中,若要在更为复杂的弯曲形状的区域中铺满缓冲材,则只要将多个如图28D所示的单位结构体U1以彼此相邻的方式予以排列即可,所述单位结构体U1构成为,占有经形状变更以使得相向的三组面中的特定的两组面变得彼此不平行的单位空间。
此处,所述单位结构体U1以占有调整后的单位空间的方式进行了形状变更,所述调整后的单位空间是经调整为,例如沿宽度方向延伸的单位空间的四个边中的相邻的一对边成为比其他边的长度Lx稍短的Lx',并且进一步经调整为,例如沿高度方向延伸的单位空间的四个边中的相邻的一对边成为比其他边的长度Lz稍短的Lz'。此种轻微的形状变更不会造成单位结构体的缓冲性能大幅不同。
另外,通过具有此种形状的单位结构体U1各别地调整其大小或方向并将其排列配置,从而能够沿着所述复杂的弯曲形状的区域而大致无间隙地将其铺满。因此,仅仅通过施加此种轻微的形状变更,在所述区域中也得以发挥与所述区域A1同等的缓冲性能。
而且,所述设计方法中,若要在呈直线状延伸的区域中铺满缓冲材,则也可取代如图28B所示的单位结构体U,而将多个如图28E所示的单位结构体U2以彼此相邻的方式予以排列。此处,所述单位结构体U2以占有调整后的单位空间的方式进行了形状变更,所述调整后的单位空间是经调整为,相向的三组面为平行,另一方面,特定的一组面的形状为平行四边形。
另外,图示的单位结构体U2中,例如是通过使位于高度方向的一组面各自沿着宽度方向倾斜角度θ,从而将所述一组面的形状设为平行四边形。此种轻微的形状变更不会造成单位结构体的缓冲性能大幅不同。因此,即使在铺满了所述单位结构体U2的情况下,也既能排除每个部位的缓冲性能的不必要的偏颇,又能无间隙地布局缓冲材。
(实施方式11)
图29是表示实施方式11的鞋底的构成的示意平面图。而且,图30是沿着图29中所示的XXX-XXX线的鞋底的剖面图。以下,参照这些图29及图30来说明本实施方式的鞋底110C。另外,本实施方式的鞋底110C取代所述鞋底110B而配设在实施方式10的鞋100B中。
如图29及图30所示,鞋底110C在下述方面具有与所述实施方式10的鞋底110B同样的构成,即包括中底111、外底112与缓冲材1G,但缓冲材1G的形状不同。具体而言,在中底111,在与中脚部R2的偏靠后脚部R3的部分及后脚部R3的所有部分对应的位置形成有缺口部,以嵌入所述缺口部的方式而配置有具有俯视大致D字状外形的缓冲材1G。另外,图29中,为了便于理解,对俯视鞋底110C时的缓冲材1G的配置区域标注有淡淡的颜色。即,缓冲材1G不仅在鞋底110C的缘部,在其内侧区域也具有缓冲区域。
此处,配设在鞋底110C的缓冲材1G如上所述,以下述方式介装在中底111与外底112之间,即,通过将多个单位结构体UA予以排列而构成的层LY1配置在鞋底110C的上部侧,并且通过将多个单位结构体UB予以排列而构成的层LY2配置在鞋底110C的下部侧。
因此,在以此方式构成的情况下,也与所述实施方式10的情况同样,能够构成轻量且缓冲性优异的鞋底以及包括此鞋底的鞋,从而在着地时,尤其是在后脚部R3能够稳定地支撑脚。
(第三变形例至第七变形例)
图31至图33分别是第三变形例至第五变形例的鞋底的剖面图。而且,图34及图35分别是表示第六变形例及第七变形例的鞋底的构成的示意剖面图。另外,图34及图35中,示意性地使用线表示了在缓冲材中排列的多个单位结构体U(严格而言,为所述单位空间)的边界。以下,参照这些图31至图35来说明第三变形例至第七变形例的鞋底以及配设在所述鞋底中的缓冲材1G1~缓冲材1G5。
如图31及图32所示,配设在第三变形例及第四变形例的鞋底中的缓冲材1G1、缓冲材1G2与配设在所述实施方式11的鞋底110C中的缓冲材1G同样,具有:通过将多个单位结构体UA予以排列而构成的层LY1;以及通过将多个单位结构体UB予以排列而构成的层LY2。另一方面,配设在第三变形例的鞋底中的缓冲材1G1、缓冲材1G2与配置在所述实施方式11的鞋底110C中的缓冲材1G不同,层LY1、层LY2的厚度在每个部位不同。
即,配设在第三变形例的鞋底中的缓冲材1G1中,层LY1的厚度构成为,从内脚侧(S1侧)朝向外脚侧(S2)侧而逐渐增加,与此相反地,层LY2的厚度构成为,从内脚侧朝向外脚侧而逐渐减少。
在以此方式构成的情况下,在着地时尤其是在内脚侧的部分能够更稳定地支撑脚,因此能够抑制在着地时脚跟部过度倒入内侧的所谓内翻(over pronation)的发生。因此,通过采用本变形例的鞋底以及包括此鞋底的鞋,能够构成适合于容易发生内翻的人的鞋底以及包括此鞋底的鞋。
另一方面,配设在第四变形例的鞋底中的缓冲材1G2中,在内脚侧与外脚侧的中央部,层LY1的厚度构成为较大,与此相反地,在内脚侧与外脚侧的中央部,层LY2的厚度构成为较小。
在以此方式构成的情况下,在着地时,缓冲材的中央部变形得更大,因此尤其对脚跟部的支撑(hold)感将增加。因此,通过采用本变形例的鞋底以及包括此鞋底的鞋,能够构成既能提高脚触感又能稳定地支撑脚跟部的鞋底以及包括此鞋底的鞋。
如图33所示,配设在第五变形例的鞋底中的缓冲材1G3与配设在所述实施方式11的鞋底110C中的缓冲材1G不同,是由具有互不相同的外形尺寸的三种单位结构体在高度方向(即Z方向)上配置而成。
此处,排列在位于最上部的层LY1中的单位结构体的高度方向的外形尺寸构成为比排列在位于中间部的层LY2中的单位结构体的高度方向的外形尺寸小,而且,排列在位于中间部的层LY2中的单位结构体的高度方向的外形尺寸构成为比排列在位于最下部的层LY3中的单位结构体的高度方向的外形尺寸小。
由此,位于最上部的层LY1的压缩刚性相对较低,位于最下部的层LY3的压缩刚性相对较高,位于中间层的层LY2的压缩刚性取所述层LY1、层LY2的压缩刚性之间的大小。因此,层LY1成为相对较软质的部位,层LY3成为相对较硬质的部位,层LY3具有它们之间的硬度。
因此,在以此方式构成的情况下,与所述实施方式11的情况同样,也能够构成轻量且缓冲性优异的鞋底以及包括此鞋底的鞋,从而在着地时尤其是在后脚部R3能够稳定地支撑脚。
如图34及图35所示,配设在第六变形器及第七变形例的鞋底中的缓冲材1G4、缓冲材1G5与配设在所述实施方式11的鞋底110C中的缓冲材1G不同,是由具有互不相同的外形尺寸的多种单位结构体在与高度方向(即Z方向)正交的方向上配置而成。
此处,配设在第六变形例的鞋底中的缓冲材1G4是以多个单位结构体U(严格而言,为所述单位空间)的边界倾斜的方式而构成,由此,以彼此的外形尺寸不同的方式构成单位结构体U。另一方面,配设在第七变形例的鞋底中的缓冲材1G5是以多个单位结构体U(严格而言,为所述单位空间)的边界弯曲的方式而构成,由此,以彼此的外形尺寸不同的方式(尤其是以在位于图中所示的两端部的单位结构体与位于中央部的单位结构体中,外形尺寸不同的方式)构成单位结构体U。
在以此方式构成的情况下,与所述实施方式11的情况同样,也能够构成轻量且缓冲性优异的鞋底以及包括此鞋底的鞋,从而在着地时尤其是在后脚部R3能够稳定地支撑脚。进而,通过采用此构成,也能在每个部位对缓冲性能进行各种调整。
(实施方式12)
图36是表示实施方式12的鞋底的构成的示意平面图。而且,图37是沿着图36中所示的XXXVII-XXXVII线的鞋底的剖面图。以下,参照所述图36及图37来说明本实施方式的鞋底110D。另外,本实施方式的鞋底110D取代所述鞋底110B而配设在实施方式10的鞋100B中。
如图36及图37所示,鞋底110D的缓冲材1G的形状与所述实施方式10的鞋底110B不同,中底111的整体由缓冲材1G构成。即,本实施方式的鞋底110D中,未设置包含与缓冲材1G独立的构件的中底,缓冲材1G自身构成中底111。因此,中底111以覆盖外底112的上部的方式而构成,其上部接合于鞋面120(参照图24等)。另外,图36中,为了便于理解,对俯视鞋底110D时的缓冲材1G的配置区域标注有淡淡的颜色。即,缓冲材1G不仅在鞋底110D的缘部,在其内侧区域也具有缓冲区域。
此处,配设在鞋底110D中的缓冲材1G如上所述,以下述方式设在外底112上,即,通过将多个单位结构体UA予以排列而构成的层LY1配置在鞋底110C的上部侧,并且,通过将多个单位结构体UB予以排列而构成的层LY2配置在鞋底110C的下部侧。
因此,在以此方式构成的情况下,与所述实施方式10的情况同样,也能够构成轻量且缓冲性优异的鞋底以及包括此鞋底的鞋,从而在着地时尤其能够稳定地支撑整个脚(即,前脚部R1、中脚部R2及后脚部R3的所有区域)。
(第八变形例及第九变形例)
图38及图39分别是第八变形例及第九变形例的鞋底的剖面图。以下,参照所述图38及图39来说明第八变形例及第九变形例的鞋底以及配设于其中的缓冲材1G6、缓冲材1G7。
如图38及图39所示,配设在第八变形例及第九变形例的鞋底中的缓冲材1G6、缓冲材1G7与配设在所述实施方式12的鞋底中的缓冲材1G同样,所述缓冲材1G6、缓冲材1G7自身构成中底111,但所述缓冲材1G6、缓冲材1G7的内部构成与配设在所述实施方式12的鞋底中的缓冲材1G不同。
即,配设在第八变形例的鞋底中的缓冲材1G6中,将配置在鞋底的上部侧的层LY1是通过将多个单位结构体UB(参照图14等)予以排列而构成,将配置在鞋底的下部侧的层LY2是通过将多个单位结构体UA(参照图14等)予以排列而构成。由此,配置在鞋底的上部侧的层LY1的压缩刚性构成为相对较高,并且配置在鞋底的下部侧的层LY2的压缩刚性构成为相对较低。因此,层LY1成为相对较硬质的部位,层LY2成为相对较软质的部位。
在以此方式构成的情况下,容易维持行走时的鞋底的翘曲形状,因此实现踢出时的脚关节的作功量的减轻,能够构成省力(energy save)型的鞋底以及包括此鞋底的鞋。
另一方面,配设在第九变形例的鞋底中的缓冲材1G7与配设在所述实施方式12的鞋底中的缓冲材1G同样,具有通过将多个单位结构体UA予以排列而构成的层LY1、及通过将多个单位结构体UB予以排列而构成的层LY2,但除此以外,还在这些层LY1、LY2之间的位置具有板形状的隔壁部50。
所述板形状的隔壁部50尽管是不相当于对缓冲材1G7中所含的单位结构体UA、单位结构体UB进行规定的壁10(参照图14等)的部位,但与所述单位结构体UA、单位结构体UB一体化。由此,单位结构体中的外形尺寸不同的单位结构体彼此通过埋设在缓冲材1G7内部的所述板形状的隔壁部50而隔开。
因此,在以此方式构成的情况下,通过在缓冲材1G7的内部设置隔壁部50,作为鞋底整体的弯曲刚性或扭曲刚性提高,能够构成尤其适合于需要高速行走或转向动作的竞技的鞋底以及包括此鞋底的鞋。
(实施方式13)
图40是表示实施方式13的鞋底的构成的示意平面图。而且,图41及图42分别是沿着图40中所示的XLI-XLI线及XLII-XLII线的鞋底的剖面图。另外,图41及图42中,使用线示意性地表示了排列在缓冲材中的多个单位结构体U(严格而言,为所述单位空间)的边界。以下,参照所述图40至图42来说明本实施方式的鞋底110E。另外,本实施方式的鞋底110E取代所述鞋底110B而配设在实施方式10的鞋100B中。
如图40至图42所示,鞋底110E配设有与所述实施方式10的鞋底110B所配设的缓冲材1G为不同构成的缓冲材1I。具体而言,缓冲材1I以位于俯视时的鞋底110E的整个区域(即,前脚部R1、中脚部R2及后脚部R3的全部)的方式而介装在中底111与外底112之间。另外,图40中,为了便于理解,对俯视鞋底110E时的缓冲材1I的配置区域标注有淡淡的颜色。
此处,配设在鞋底110E中的缓冲材1I在俯视时,在所述整个区域具有包含所述立体结构物S的缓冲区域,如图41及图42所示,所述立体结构物S包括上部侧的层LY1与下部侧的层LY2。在上部侧的层LY1及下部侧的层LY2中,分别在与高度方向(图中所示的Z方向)交叉的方向上排列配置有单位结构体U。
缓冲材1I在俯视时,基于其构成之差而大致划分为三个区域SC1~SC3。更具体而言,区域SC1对应于中脚部R2的内脚侧的部分,区域SC2对应于后脚部R3的外脚侧的部分、及中脚部R2的外脚侧的后方的部分,区域SC3对应于除了这些区域SC1、SC2以外的部分。
如图41所示,区域SC1构成为与区域SC2相比为硬质的部位,具体而言,区域SC1中所含的单位结构体U的外形尺寸与区域SC2中所含的单位结构体U的外形尺寸不同。更详细而言,在与通过缓冲材1I承受负荷来发挥缓冲功能的方向即轴方向(图中所示的Z方向)交叉的方向上,区域SC1中所含的单位结构体U的外形尺寸构成为比区域SC2中所含的单位结构体U的外形尺寸小。
如图42所示,区域SC3构成为与区域SC2比较为软质的部位,具体而言,区域SC3中所含的单位结构体U的外形尺寸与区域SC2中所含的单位结构体U的外形尺寸不同。更详细而言,在通过缓冲材1I承受负荷来发挥缓冲功能的方向即轴方向(图中所示的Z方向)上,区域SC3中所含的单位结构体U的外形尺寸构成为比区域SC2中所含的单位结构体U的外形尺寸大,另一方面,在与所述轴方向交叉的方向上,区域SC3中所含的单位结构体U的外形尺寸构成为比区域SC2中所含的单位结构体U的外形尺寸大。
因此,通过以此方式构成,能够在每个区域变更缓冲材1I的压缩刚性,相对地,能够依照区域SC2、区域SC3、区域SC1的顺序来提高压缩刚性。
因此,在鞋底110E中的支撑脚的跟骨的部位Q3的周围,中脚部R2的内脚侧的部分的压缩刚性相对变高,并且,中脚部R2的外脚侧的后方的部分及后脚部R3的外脚侧的部分的压缩刚性相对变低。
通过以此方式构成,能够抑制在着地时脚跟部过度倒入内侧的所谓内翻的发生。即,容易发生内翻的人通过穿上包括本实施方式的鞋底110E的鞋100B,能够在中脚部R2的内脚侧的后方部分稳定地支撑脚掌,因此,伴随于此,能够使作用于中底111的压力分散,从而能够抑制中底111发生过度的变形,结果,能够抑制内翻的发生。
而且,通过以此方式构成,如上所述,能够在中脚部R2的内脚侧的后方部分稳定地支撑脚掌,因此,伴随于此,能够使作用于中底111的压力分散而抑制中底111发生过度的变形,外翻扁平足的人通过穿上包括本实施方式的鞋底110E的鞋100B,能够避免在着地时负担集中于脚的内脚侧的部分。
另一方面,通过以此方式构成,在中脚部R2的外脚侧的后方的部分及后脚部R3的外脚侧的部分,在着地时缓冲材1I更大地变形,由此,能够大幅缓和在着地时施加至脚掌的冲击。
因此,通过采用本实施方式的鞋底110E以及包括此鞋底110E的鞋100B,能够构成尤其适合于容易发生内翻或者外翻扁平足的人的、着地时的稳定性优异并且脚触感良好且得以实现轻量化的鞋底以及包括此鞋底的鞋。
(实施方式14)
图43是表示实施方式14的鞋底的构成的示意平面图。而且,图44分别是沿着图43中所示的XLIV-XLIV线的鞋底的剖面图。另外,图44中,使用线示意性地表示了排列在缓冲材中的多个单位结构体U(严格而言,为所述单位空间)的边界。以下,参照这些图43及图44来说明本实施方式的鞋底110F。另外,本实施方式的鞋底110F取代所述鞋底110B而配设在实施方式10的鞋100B中。
如图43及图44所示,鞋底110F配设有缓冲材1J,所述缓冲材1J的构成与所述实施方式10的鞋底110B所配设的缓冲材1G不同。具体而言,缓冲材1J以位于俯视时的鞋底110F的整个区域(即,前脚部R1、中脚部R2及后脚部R3的全部)的方式,而介装在中底111与外底112之间。另外,图43中,为了便于理解,对俯视鞋底110F时的缓冲材1J的配置区域标注了淡淡的颜色。
此处,配设在鞋底110F中的缓冲材1J在俯视时,在所述整个区域中具有包含所述立体结构物S的缓冲区域,如图43所示,所述立体结构物S包括上部侧的层LY1与下部侧的层LY2。上部侧的层LY1及下部侧的层LY2中,分别在与高度方向(图中所示的Z方向)交叉的方向上排列配置有单位结构体U。
缓冲材1J在俯视时,基于其构成之差而大致划分为两个区域SC1、SC2。更具体而言,区域SC1对应于前脚部R1的外脚侧的后方的部分、中脚部R2的外脚侧的部分、及后脚部R3的外脚侧的前方的部分,区域SC2对应于除了所述区域SC1以外的部分。
如图44所示,区域SC1构成为与区域SC2相比为硬质的部位,具体而言,区域SC1中所含的单位结构体U的外形尺寸与区域SC2中所含的单位结构体U的外形尺寸不同。更详细而言,在与通过缓冲材1J承受负荷来发挥缓冲功能的方向即轴方向(图中所示的Z方向)交叉的方向上,区域SC1中所含的单位结构体U的外形尺寸构成为小于区域SC2中所含的单位结构体U的外形尺寸。
因此,通过以此方式构成,能够在每个区域变更缓冲材1J的压缩刚性,相对地,能够依照区域SC2、区域SC1的顺序来提高压缩刚性。
因此,在鞋底110F中的支撑脚的跟骨的部位Q3及支撑脚的小趾的部位Q2的周围,前脚部R1的外脚侧的后方的部分、中脚部R2的外脚侧的部分及后脚部R3的外脚侧的部分的压缩刚性相对变高,并且前脚部R1的内脚侧的部分的压缩刚性相对变低。
通过以此方式构成,能够抑制在着地时脚跟部不会充分倒入内侧的所谓外翻(under pronation)的发生。即,容易发生外翻的人通过穿上包括本实施方式的鞋底110F的鞋100B,能够在外脚侧的部分稳定地支撑脚掌,伴随于此,能够使作用于中底111的压力分散,从而能够抑制中底111发生过度的变形,结果,能够抑制外翻的发生。
而且,通过以此方式构成,如上所述,能够在外脚侧的部分稳定地支撑脚掌,伴随于此,能够使作用于中底111的压力分散而抑制中底111发生过度的变形,因此,O型腿的人通过穿上包括本实施方式的鞋底110F的鞋100B,能够避免在着地时负担集中于脚的外脚侧的部分。
另一方面,通过以此方式构成,在内脚侧的部分,在着地时缓冲材1J更大地变形,由此,能够大幅缓和在着地时施加至脚掌的冲击。
因此,通过采用本实施方式的鞋底110F以及包括此鞋底110F的鞋100B,能够构成尤其适合于容易发生外翻的人或O型腿的人的、着地时的稳定性优异并且脚触感良好且得以实现轻量化的鞋底以及包括此鞋底的鞋。
(实施方式等中的公开内容的概括)
将所述实施方式8至实施方式14以及它们的变形例中公开的特征构成概括如下。
依据本公开的一实施方式的缓冲材包含立体结构物,所述立体结构物是将以由并行的一对平面或曲面来规定外形的壁所成形的立体形状作为单位结构体,由所述单位结构体在至少一方向上有规则且连续地反复排列而成。所述基于本发明的缓冲材中,当将所述单位结构体各自占有的六面体形状的空间称作单位空间时,所述立体结构物包含所述单位空间的外形尺寸不同的所述单位结构体。
所述依据本公开的一实施方式的缓冲材中,所述单位结构体中的所述单位空间的外形尺寸不同的单位结构体彼此也可至少位于通过所述缓冲材承受负荷来发挥缓冲功能的轴方向。
所述依据本公开的一实施方式的缓冲材中,所述单位结构体中的所述单位空间的外形尺寸不同的单位结构体彼此也可至少位于与通过所述缓冲材承受负荷来发挥缓冲功能的轴方向交叉的方向。
所述依据本公开的一实施方式的缓冲材中,不相当于规定所述单位结构体的所述壁的隔壁部也可设在所述单位结构体中的所述单位空间的外形尺寸不同的单位结构体彼此之间。
所述依据本公开的一实施方式的缓冲材中,当将通过所述缓冲材承受负荷来发挥缓冲功能的轴方向上的所述单位空间的外形尺寸设为L1,将与所述轴方向正交的二轴方向上的所述单位空间的外形尺寸中的较大的外形尺寸设为L2时,所述单位结构体中的所述单位空间的外形尺寸不同的单位结构体的至少任一者也可满足1.1≦L1/L2≦4.0的条件。
所述依据本公开的一实施方式的缓冲材中,当将通过所述缓冲材承受负荷来发挥缓冲功能的轴方向上的所述单位空间的外形尺寸设为L1,将与所述轴方向正交的二轴方向上的所述单位空间的外形尺寸中的较大的外形尺寸设为L2时,所述单位结构体中的所述单位空间的外形尺寸不同的单位结构体中的至少任一者也可满足0.1≦L1/L2≦0.9的条件。
所述依据本公开的一实施方式的缓冲材中,所述立体结构物也可包含将三周期极小曲面作为基准而在其上附加厚度的结构。
所述依据本公开的一实施方式的缓冲材中,所述立体结构物也可具有施瓦茨P结构、螺旋二十四面体结构或施瓦茨D结构。
所述依据本公开的一实施方式的缓冲材中,所述立体结构物也可包含将以在内部具有空洞的方式彼此交叉地配置的多个平面作为基准而在其上附加厚度的结构。
所述依据本公开的一实施方式的缓冲材中,所述立体结构物也可具有立方体结构、八隅体结构或者立方八隅体结构。
所述依据本公开的一实施方式的缓冲材也可包含树脂材料及橡胶材料的任一种。
所述依据本公开的一实施方式的缓冲材也可包含含有选自由烯烃系聚合物、酰胺系聚合物、酯系聚合物、氨基甲酸酯系聚合物、苯乙烯系聚合物、丙烯酸系聚合物及甲基丙烯酸系聚合物所构成的群中的一种以上的聚合物组合物。
依据本公开的一实施方式的鞋底包括所述的依据本公开的一实施方式的缓冲材。
所述依据本公开的一实施方式的鞋底中,所述缓冲材也可以通过所述缓冲材承受负荷来发挥缓冲功能的轴方向与接地面正交的方式而配置。
依据本公开的一实施方式的鞋包括:所述的依据本公开的一实施方式的鞋底;以及鞋面,设在所述鞋底的上方。
通过以上述方式构成,从而能够提供可用于各种用途的轻量且缓冲性能优异的缓冲材、包括所述缓冲材的鞋底以及包括所述鞋底的鞋。
(其他实施方式等)
所述实施方式8至实施方式14以及它们的变形例中,例示了仅由作为缓冲区域的立体结构物来构成缓冲材的情况进行了说明,但也可在位于通过缓冲材承受负荷来发挥缓冲功能的轴方向上的立体结构物的端部,另行设置例如包含板形状的支撑部。所述支撑部既可仅设在位于所述轴方向的一对端部中的其中一者,也可设在这两者。此时,既可使包含与立体结构部独立的构件的支撑部通过粘合等组装至立体结构物,也可使支撑部与立体结构物一体地成形。
此处,在如所述实施方式10至实施方式14以及它们的变形例所示的鞋底以及鞋中,当如上述那样设置支撑部时,也可将所述支撑部通过粘合等而固定于与其相向配置的中底、外底或鞋面本体等。另一方面,在缓冲材的接地面侧的部分设置如上所述的支撑部时,也可通过使所述支撑部自身具备外底的功能,从而废除包含其他构件的外底的设置。
而且,也可在作为缓冲区域的立体结构物中,局部性地设置不相当于规定单位结构体的壁的异形部。通过设置所述异形部,从而能够在缓冲材的每个部位对压缩性能或变形能力进行各种调整。所述异形部既可设在缓冲材的端部,也可设在较所述端部为内侧的区域。例如在缓冲材的端部设置异形部的情况下,能够以对位于缓冲材端部的多个开口部中的一部分或全部进行封闭的方式来设置罩状的异形部。只要像这样构成,便能够在缓冲材的端部对压缩性能或变形能力进行各种调整。
因此,只要在缓冲材的每个部位调整单位结构体的外形尺寸,进而在缓冲材的特定部位设置异形部,通过对它们的组合进行各种变更,便能够以高的设计自由度来制作具有各种缓冲功能的缓冲材。尤其,在配设于鞋底的缓冲材中,通过在所述缓冲材的每个部位调整单位结构体的外形尺寸,并且在所述缓冲材的端部对所述罩状异形部的有无或形状、厚度等进行各种变更,从而能够容易地制作具备所期望的缓冲功能的缓冲材。
而且,所述实施方式10至实施方式14以及它们的变形例中,例示了在俯视时的鞋底的一部分或全部配置有缓冲材的情况进行了说明,但设置缓冲材的位置并不限定于在这些实施方式以及变形例中具体例示的布局。例如,也可根据使用所述鞋的竞技的种类或用途,而仅在鞋底的内脚侧的部分及外脚侧的部分中的任一处配置缓冲材。而且,缓冲材也可设在中底与鞋面之间。此处,在鞋底的整个面设置缓冲材的情况下,也可取代中底而将其整体替换为缓冲材。
而且,所述实施方式10至实施方式14以及它们的变形例中,例示了将以下述方式构成的缓冲材适用于鞋底以及包括此鞋底的鞋的情况进行了说明,即,通过将单位结构体呈行列状铺满而构成的层在通过缓冲材承受负荷来发挥缓冲功能的轴方向上遍及多层而层叠,但也能够将所述层并不沿着所述轴方向层叠而仅包含一层的缓冲材适用于鞋底以及包括此鞋底的鞋。此时,只要在所述一层中局部地包含外形尺寸不同的单位结构体即可。作为一例,既可构成为,在鞋底的内脚侧与外脚侧,单位结构体的外形尺寸不同,也可构成为,在鞋底的前脚部、中脚部及后脚部,单位结构体的外形尺寸不同。
而且,尤其在所述的第六变形例、第七变形例以及实施方式13、实施方式14中,例示了排列在缓冲材中的多个单位结构体的边界均呈直线状构成的情况(参照图34、图35、图41、图42、图44等)进行了说明,但所述边界未必需要为直线状,可配合缓冲材的用途或设计(尤其是适用于鞋的情况下,配合鞋底的设计)来进行各种变更,作为一例,可将其设为曲线状。
而且,也可根据相对于鞋底的配置位置来使缓冲材的壁厚不同,还可根据相对于鞋底的配置位置来使缓冲材的面结构不同。例如,也可在鞋底的一部分配置面结构为施瓦茨P结构的缓冲材,而在鞋底的另一部分配置面结构为螺旋二十四面体结构的缓冲材。
而且,所述实施方式10至实施方式14以及它们的变形例中,例示了将本发明适用于包括鞋舌及鞋带的鞋的情况进行了说明,但也可将本发明适用于不包括它们的鞋(例如包括插口状鞋面的鞋等)及配设于其中的鞋底。
进而,所述实施方式10至实施方式14以及它们的变形例中,例示了将本发明的缓冲材适用于鞋的鞋底的情况进行了说明,但本发明的缓冲材能够使用于其他的缓冲用途。例如,本发明的缓冲材能够使用于包装材或者建筑物(例如住宅等)的地板材、铺装路的表面材、沙发或椅子等的表面材、轮胎等各种用途。
而且,所述实施方式8至实施方式14以及它们的变形例中公开的特征构成可在不脱离本发明的主旨的范围内相互组合。
除此以外,所述实施方式1至实施方式7以及它们的变形例中公开的特征构成与所述实施方式8至实施方式14以及它们的变形例中公开的特征构成可在不脱离本发明的主旨的范围内相互组合。
对本发明的实施方式进行了说明,但应认为,此次公开的实施方式在所有方面仅为例示而非限制。本发明的范围是由权利要求所示,且意图包含与权利要求均等的含义及范围内的所有变更。

Claims (17)

1.一种缓冲材,包含立体结构物,所述立体结构物是将以由并行的一对平面或曲面来规定外形的壁所成形的立体形状作为单位结构体,由所述单位结构体在至少一方向上有规则且连续地反复排列而成,其中,
当将所述单位结构体各自占有的长方体形状的空间称作单位空间,将规定所述单位空间的彼此正交的三个边中的、沿着通过所述缓冲材承受负荷来发挥缓冲功能的轴方向延伸的边设为第一边,将规定所述单位空间的彼此正交的三个边中的、从所述第一边的一端沿着与所述轴方向正交的方向延伸的边分别设为第二边及第三边,将所述第一边的长度设为L1,将所述第二边及所述第三边中的较长的边的长度设为L2时,满足1.1≦L1/L2≦4.0的条件。
2.根据权利要求1所述的缓冲材,其中,
沿着所述轴方向排列的所述单位空间各自具有相同的L1/L2。
3.一种缓冲材,包含立体结构物,所述立体结构物是将以由并行的一对平面或曲面来规定外形的壁所成形的立体形状作为单位结构体,由所述单位结构体在至少一方向上有规则且连续地反复排列而成,其中,
当将所述单位结构体各自占有的六面体形状的空间称作单位空间时,所述立体结构物包含所述单位空间的外形尺寸不同的所述单位结构体。
4.根据权利要求3所述的缓冲材,其中,
所述单位结构体中的所述单位空间的外形尺寸不同的单位结构体彼此至少位于通过所述缓冲材承受负荷来发挥缓冲功能的轴方向。
5.根据权利要求3或4所述的缓冲材,其中,
所述单位结构体中的所述单位空间的外形尺寸不同的单位结构体彼此至少位于与通过所述缓冲材承受负荷来发挥缓冲功能的轴方向交叉的方向。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的缓冲材,其中,
不相当于规定所述单位结构体的所述壁的隔壁部设在所述单位结构体中的所述单位空间的外形尺寸不同的单位结构体彼此之间。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的缓冲材,其中,
当将通过所述缓冲材承受负荷来发挥缓冲功能的轴方向上的所述单位空间的外形尺寸设为L1,将与所述轴方向正交的二轴方向上的所述单位空间的外形尺寸中的较大的外形尺寸设为L2时,所述单位结构体中的所述单位空间的外形尺寸不同的单位结构体的至少任一者满足1.1≦L1/L2≦4.0的条件。
8.根据权利要求3至6中任一项所述的缓冲材,其中,
当将通过所述缓冲材承受负荷来发挥缓冲功能的轴方向上的所述单位空间的外形尺寸设为L1,将与所述轴方向正交的二轴方向上的所述单位空间的外形尺寸中的较大的外形尺寸设为L2时,所述单位结构体中的所述单位空间的外形尺寸不同的单位结构体中的至少任一者满足0.1≦L1/L2≦0.9的条件。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的缓冲材,其中,
所述立体结构物包含将三周期极小曲面作为基准而在其上附加厚度的结构。
10.根据权利要求9所述的缓冲材,其中,
所述立体结构物具有施瓦茨P结构、螺旋二十四面体结构或施瓦茨D结构。
11.根据权利要求10所述的缓冲材,其中,
所述立体结构物至少具有蛇行部,所述蛇行部是沿着特定的平面切断时出现呈蛇行状延伸的剖面形状的部位,
所述蛇行部具有对所述蛇行部的方向转换点进行加强的加强部,
所述加强部包含为了比其他部分增加所述方向转换点的厚度而设在所述方向转换点的内角部的附加厚度部。
12.根据权利要求1至8中任一项所述的缓冲材,其中,
所述立体结构物包含将以在内部具有空洞的方式彼此交叉地配置的多个平面作为基准而在其上附加厚度的结构。
13.根据权利要求12所述的缓冲材,其中,
所述立体结构物具有立方体结构、八隅体结构或者立方八隅体结构。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的缓冲材,
包含树脂材料及橡胶材料的任一种。
15.一种鞋底,包括权利要求1至14中任一项所述的缓冲材。
16.根据权利要求15所述的鞋底,其中,
所述缓冲材以所述轴方向与接地面正交的方式而配置。
17.一种鞋,包括:
权利要求15或16所述的鞋底;以及
鞋面,设在所述鞋底的上方。
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