JP2005349069A - シューズ - Google Patents

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Abstract

【課題】 シューズの甲被部からソール部に向かう気流の甲被部からの剥離を抑制し、前進するシューズに作用する抗力を低減し、振り上げ足の動作スピードを上げ、パフォーマンスを向上させることができるシューズを提供する。
【解決手段】 シューズ1は、ソール部10と、ソール部10に対して装着者の足の甲側に甲被部20と、甲被部20上における突起形成部1A上に設けられ、甲被部20からソール部10に向かう方向の気流が甲被部20から剥離するのを抑制する突起とを備える。
【選択図】 図1

Description

本発明は、シューズに関し、特に、空気抵抗を低減させたシューズに関する。
スポーツ全般において装着されるシューズについて重量低減を達成するための技術が従来から知られている。重量低減を図ることで、装着者への負担が小さくなり、運動時の足の動作スピードを向上させることができる。この結果、たとえば陸上競技のスプリント種目などにおいて、記録の向上が期待される。
しかしながら、すでに種々の技術が提供された結果、シューズの重量はほぼ限界まで低減されたといわれている。
特開平8−332101号公報 特開平9−111514号公報 特開2003−105608号公報
上述したように、近年シューズの重量低減がほぼ限界に達しつつあることから、新規な着想に基づく走りやすいシューズの開発が求められている。
これに対し、本願発明者らが研究を進めたところ、走行中の振り上げ足(着地していない側の足)において、シューズの形状に起因する無視できない程度の空気抵抗(抗力)がシューズに作用していることが分かった。したがって、この空気抵抗を低減させることが、振り上げ足の動作スピードを上げ、パフォーマンスを向上させることができるシューズ(本願明細書においては、以下、「走りやすいシューズ」と称する場合がある。)を提供する観点から有効である。
ところで、特開平8−332101号公報(従来例1)においては、サッカーなどの球技に用いるシューズであって、ボールに当接する表面に凹凸が形成され、または、ボールに当接する表面に多数の突起、突条または凹部が形成されたシューズが開示されている。
また、特開平9−111514号公報(従来例2)においては、着用時に胸部、腹部、肩甲骨部などに相当する部分に突起が設けられた競泳水着が開示されている。
さらに、特開2003−105608号公報(従来例3)においては、着用時に前頭部、下腿部、大腿部、肩後方部および上腕部のいずれかの部位に相当する部分に突起が設けられたスケート競技用衣服が開示されている。
しかしながら、従来例1に係るシューズにおいては、突起はボールに所望の変化を与えるために設けられており、該突起は空気抵抗を低減可能な位置に選択的に設けられたものではない。
また、従来例2,3に係る突起は、シューズの甲被部に設けられたものではない。また、そもそも「振り上げ足」(着地していない側の足)のシューズに作用する空気抵抗に着目することは、従来は行なわれていなかった。
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、空気抵抗を低減させたシューズを提供することにある。
本発明に係るシューズは、1つの局面では、甲被部と、内甲側の甲被部上における装着者の足の拇趾球周辺部から拇趾球周辺上部に位置する第1領域、外甲側の甲被部上における爪先部先端下方から装着者の足の子趾球周辺部を経て踏まず部スウェル部に至る第2領域、内甲側の甲被部上における爪先スウェル部から装着者の足の拇趾球周辺部に位置する第3領域および外甲側の甲被部上における爪先部先端スウェル部から装着者の足の子趾球周辺スウェル部を経て踏まず部スウェル部に至る第4領域のうちの少なくとも1つの領域の近傍であって該領域に対して装着者の足の甲側に位置する前記甲被部上に選択的に設けられた突出部とを備える。
上記第1〜第4領域は、甲被部からソール部に向かう方向の気流が甲被部から剥離する剥離領域に相当する。したがって、第1〜第4領域の上流側に突出部を設けることで、気流が乱され、該気流の甲被部からの剥離が抑制される。この結果、シューズに作用する抗力が低減され、走りやすいシューズが提供される。
ここで、突出部は、上記第1から第4領域のうちの少なくとも1つの領域に沿って帯状に形成されることが好ましい。
これにより、気流の剥離を効率よく抑制することができる。
本発明に係るシューズは、他の局面では、甲被部と、内甲側の甲被部上における装着者の足の拇趾球周辺部に位置する第1領域および外甲側の甲被部上における爪先部先端から装着者の足の子趾球周辺スウェル部を経て踏まず部スウェル部に至る第2領域の少なくとも一方の領域の近傍であって該領域に対して装着者の足の甲側に位置する甲被部上に選択的に設けられた突出部とを備える。
この局面においても、上記と同様に、走りやすいシューズが提供される。
なお、本局面においては、突出部は、上記第1または第2領域の少なくとも一方の領域に沿って帯状に形成されることが好ましい。
本発明に係るシューズは、さらに他の局面では、甲被部と、内甲側の甲被部上における踵スウェル部に位置する第1領域および外甲側の甲被部上における踵スウェル部に位置する第2領域の少なくとも一方の領域の近傍であって該領域に対して装着者の足の甲側に位置する甲被部上に選択的に設けられた突出部とを備える。
この局面においても、上記と同様に、走りやすいシューズが提供される。
なお、本局面においても、突出部は、上記第1または第2領域の少なくとも一方の領域に沿って帯状に形成されることが好ましい。
本発明に係るシューズは、さらに他の局面では、ソール部と、ソール部に対して装着者の足の甲側に甲被部と、甲被部上に設けられ、甲被部からソール部に向かう方向の気流が甲被部から剥離するのを抑制する突出部とを備える。
これにより、シューズに作用する抗力が低減され、走りやすいシューズが提供される。
本発明によれば、空気抵抗が低減されたシューズを提供することができる。
以下に、本発明に基づくシューズの実施の形態について説明する。
本実施の形態に係るシューズは、ソール部と、ソール部に対して装着者の足の甲側に甲被部と、甲被部上に設けられ、甲被部からソール部に向かう方向の気流が甲被部から剥離するのを抑制する突出部とを備える。
上記シューズは、典型的には、陸上競技のスプリント種目用として用いられるが、陸上競技のその他の種目に用いられてもよいし、たとえば球技などその他の用途で用いられてもよい。
図17は、シューズの甲被部に気流を作用させた状態を該シューズの爪先側からみた状態を示す図である。
図17を参照して、本願発明者らの検討により、シューズ1の甲被部20からソール部10へと向かう気流が、甲被部20上における剥離領域2において甲被部20上から剥離し、この結果、剥離点の下流側で渦が発生し、運動方向と逆方向の抗力(空気抵抗)が作用することが分かった。したがって、シューズに作用する空気抵抗を低減するために、上記剥離領域の上流側に突起を設け、気流を乱し、剥離を抑制することが有効である。
図3は、本願発明者らが行なった振り上げ足のシューズの甲被部上における圧力分布に関するシミュレーションにおける気流方向とソール部方向との交差角度(図3中のθ)について示した図である。ここで、ソール部方向とは、ソール部の先端と後端とを結ぶ方向を意味する。
なお、図3および後述する図4〜図11においては、シューズ1として左足に装着されるものを示す。
シミュレーションは、Fluent社製の解析ソフト「Fluent」を用いて、非圧縮流体解析により行なわれる。甲被部からソール部に向かう気流(図3中の矢印)の速度は、20(m/s)に設定される。この速度は、陸上競技短距離走の走行動作における振り上げ足の最高速度とほぼ等しい。シューズ1の外形モデルとしては、一般的に用いられる陸上競技スプリント種目のシューズの外形が採用される。シューズ1の外形が変化した場合も、解析結果については、後述する内容とほぼ同様の傾向が現れると考えられる。
上記シミュレーションにより、θ=35°,90°の条件下において、上記速度の気流をシューズ1に作用させた際の、甲被部上における圧力の分布が求められる。なお、本願発明者らは、速度20(m/s)程度で走行した際に、θ=35°程度においてシューズ1が受ける気流による抗力が最大となることを確認している。また、θ=90°の場合において、気流方向に直交する方向に延在する平面に投影されたシューズ1の面積(シューズ1が抗力を受ける面積)が最大となる。
ところで、図10,図11は、それぞれシューズ1の甲被部における内甲側/外甲側の各部分を説明する図である。
図10を参照して、内甲側の甲被部においては、シューズの先端から後端に向かって、爪先部3、拇趾球周辺部4Aおよび踏まず部5が並ぶ。また、踵スウェル部6は、シューズの後端側(踵部側)に位置する。
図11を参照して、外甲側の甲被部においては、シューズの先端から後端に向かって、爪先部3、子趾球周辺部4Bおよび踏まず部5が並ぶ。また、踵スウェル部6は、シューズの後端側(踵部側)に位置する。
ここで、「拇趾球」とは、第1足趾中足趾節関節部分を意味し、「子趾球」とは、第5足趾中足趾節関節部分を意味する。「踏まず部」とは、シューズの先端側から後端側に向かう方向において装着者の土踏まずに相当する部分およびその周辺部分を意味する。また、「スウェル部」とは、シューズの甲被部からソール部に向かう方向において該甲被部がシューズの外側に向けて最も突出している部分およびその周辺部分を意味する。「踵部」とは、シューズにおける後端側部分を意味する。「踵スウェル部」とは、「踵部」における「スウェル部」を意味する。
図4〜図9は、シミュレーション結果を示した図である。ここで、図4,図5は、それぞれθ=35°の場合における内甲側/外甲側の甲被部上において圧力が相対的に低くなった領域2A,2Bを示し、図6,図7は、それぞれθ=90°の場合における内甲側/外甲側の甲被部上において圧力が相対的に低くなった領域2C〜2Fを示す。また、図8は、図4に示す領域2Aと図6に示す領域2C,2Eとが重なる領域2Gを示し、図9は、図5に示す領域2Bと図7に示す領域2D,2Fとが重なる領域2Hを示す。なお、図4〜図7中の矢印は、シューズ1に作用する気流方向を示す。
図4〜図9を参照して、領域2A〜2Hが延在する位置について詳細に説明する。
領域2Aは、図4に示すように、内甲側の甲被部上における装着者の足の拇趾球周辺部から拇趾球周辺上部に位置する。
領域2Bは、図5に示すように、外甲側の甲被部上における爪先部先端下方から装着者の足の子趾球周辺部を経て踏まず部スウェル部に至る。なお、「踏まず部スウェル部」とは、「踏まず部」における「スウェル部」を意味する。
領域2Cは、図6に示すように、内甲側の甲被部上における爪先スウェル部から装着者の足の拇趾球周辺部に位置する。なお、「爪先スウェル部」とは、「爪先部」における「スウェル部」を意味する。
領域2Dは、図7に示すように、外甲側の甲被部上における爪先部先端スウェル部から装着者の足の子趾球周辺スウェル部を経て踏まず部スウェル部に至る。なお、「爪先部先端スウェル部」とは、「爪先部先端」における「スウェル部」を意味する。
領域2E,2Fは、それぞれ図6,図7に示すように、内甲側/外甲側の甲被部上における踵スウェル部に位置する。
領域2Gは、図8に示すように、内甲側の甲被部上における装着者の足の拇趾球周辺部に位置する。
領域2Hは、図9に示すように、外甲側の甲被部上における爪先部先端から装着者の足の子趾球周辺スウェル部を経て踏まず部スウェル部に至る。なお、「子趾球周辺スウェル部」とは、「子趾球周辺部」における「スウェル部」を意味する。
甲被部上の圧力は、甲被部からソール部に向かう気流が甲被部上から剥離することにより低くなると考えられる。すなわち、領域2A〜2Hは、上記気流が甲被部上から剥離する剥離領域に相当する。
上記剥離領域が生じることにより、その剥離点の後方においてシューズの進行方向に対して逆流する渦が発生し、前進するシューズに対して抗力が作用することになる。
これに対し、本実施の形態に係るシューズにおいては、気流の剥離を抑制するための突起が甲被部上に設けられる。
甲被部上の突起(突出部)は、1つの局面では、内甲側の甲被部上における領域2A(第1領域/図4参照)、外甲側の甲被部上における領域2B(第2領域/図5参照)、内甲側の甲被部上における領域2C(第3領域/図6参照)および外甲側の甲被部上における領域2D(第4領域/図7参照)のうちの少なくとも1つの領域の近傍であって該領域に対して装着者の足の甲側(図4〜図7における上側)に位置する前記甲被部上に選択的に設けられる。
ここで、上記突起は、領域2A〜2Dのいずれか1つの領域近傍にのみ設けられてもよいし、複数の領域近傍に設けられてもよい。たとえば、シューズの内甲側にのみ突起が設けられる場合は、領域2A,2C近傍にのみ突起が設けられ、シューズの外甲側にのみ突起が設けられる場合は、領域2B,2Dにのみ突起が設けられる。
領域2A〜2Dは、シューズが受ける抗力が最も大きくなるθ=35°、または、ソール部方向が気流に対して直交するθ=90°の場合に上記気流が甲被部から剥離する剥離領域に相当する。したがって、領域2A〜2Dの上流側に突出部を設けることで、気流が乱され、該気流の甲被部からの剥離が抑制される。この結果、シューズに作用する抗力が低減され、走りやすいシューズが提供される。
ここで、突起は、領域2A〜2Dのうちの少なくとも1つの領域に沿って帯状に形成されることが好ましい。ここで、「帯状に形成される」とは、複数の突起が帯状に並んで形成される場合と、1つの突起が帯状に延在する場合とを含む。
突起が帯状に形成されることにより、比較的少ない、または、小さい突起によって気流の剥離を効率よく抑制することができる。
甲被部上の突起(突出部)は、他の局面では、内甲側の甲被部上における領域2E(第1領域/図6参照)および外甲側の甲被部上における領域2F(第2領域/図7参照)の少なくとも一方の領域の近傍であって該領域に対して装着者の足の甲側(図6,図7における上側)に位置する甲被部上に選択的に設けられる。
ここで、上記突起は、領域2E,2Fのいずれか一方の領域近傍にのみ設けられてもよいし、双方の領域近傍に設けられてもよい。たとえば、シューズの内甲側にのみ突起が設けられる場合は、領域2E近傍にのみ突起が設けられ、シューズの外甲側にのみ突起が設けられる場合は、領域2F近傍にのみ突起が設けられる。
領域2E,2Fは、シューズの踵部において上記気流が甲被部から剥離する剥離領域に相当する。したがって、この局面においても、領域2E,2Fに突起を設けることにより、上記と同様に、走りやすいシューズが提供される。
なお、本局面においては、突起は、領域2E,2Fの少なくとも一方の領域に沿って帯状に形成されることが好ましい。
甲被部上の突起(突出部)は、さらに他の局面では、内甲側の甲被部上における領域2G(第1領域/図8参照)および外甲側の甲被部上における領域2H(第2領域/図9参照)の少なくとも一方の領域の近傍であって該領域に対して装着者の足の甲側(図8,図9における上側)に位置する甲被部上に選択的に設けられる。
ここで、上記突起は、領域2G,2Hのいずれか一方の領域近傍にのみ設けられてもよいし、双方の領域近傍に設けられてもよい。たとえば、シューズの内甲側にのみ突起が設けられる場合は、領域2G近傍にのみ突起が設けられ、シューズの外甲側にのみ突起が設けられる場合は、領域2H近傍にのみ突起が設けられる。
領域2G,2Hは、シューズが受ける抗力が最も大きくなるθ=35°、および、ソール部方向が気流に対して直交するθ=90°の場合に上記気流が甲被部から剥離する剥離領域に相当する。したがって、この局面においても、領域2G,2Hに突起を設けることにより、上記と同様に、走りやすいシューズが提供される。
なお、本局面においては、突起は、領域2G,2Hの少なくとも一方の領域に沿って帯状に形成されることが好ましい。
上述した各局面においては、シューズの前足部(領域2A〜2D/領域2G,2H)または踵部(領域2E,2F)にのみ突起が設けられているが、前足部および踵部の双方に突起を設けることも当然に予定されている。
突起の形状については適宜変更が可能である。当該形状としては、たとえば、半円球状、四角柱状、三角柱状、円錐状、四角錐状および三角錐状のものが考えられる。
突起を構成する素材についても適宜変更が可能である。当該素材としては、たとえば、シリコン、シリコンゴム、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ナイロン、ポリエステル、ポリエチレンおよびポリプロピレンなどを含むものが考えられる。
突起の大きさについても適宜変更が可能である。複数の突起を設ける場合には、その間隔についても適宜変更が可能である。複数の突起の大きさ/間隔を突起形成領域内で等しくしてもよいし、突起形成領域内で互いに異ならせてもよい。たとえば、気流の上流側において突起の大きさを相対的に大きく(下流側において相対的に小さく)したり、気流の上流側において突起の間隔を相対的に小さく(下流側において相対的に大きく)したりすることが考えられる。
甲被部上への突起の取付け方法についても適宜変更が可能である。1つの例としては、たとえば、1つ1つの突起を甲被部上に接着剤などを用いて貼付けることが考えられる。他の例としては、たとえば、複数の突起が底板上に設けられた突起群部材を甲被部上に貼付けることが考えられる。さらに他の例としては、甲被部上に達する巻上部を有するソール部材を設け、該巻上部上に突起を形成することが考えられる。このように、甲被部上に達したソール部材上に突起が設けられる場合も、該突起は「甲被部上に設けられた」と解釈されるべきである。
なお、甲被部とは、装着者の足の甲を覆い、装着時に外部に露出する部分を意味する。
図1は、実施例1に係るシューズ1を示した図である。
図1を参照して、シューズ1は、ソール部10と甲被部20とを有する。甲被部20上には、帯状の突起形成部1Aが設けられる。突起形成部1Aは、シューズ1の前部と後部とに分かれて設けられる。突起形成部1Aは、上述した気流の剥離領域近傍であって、該領域よりも装着者の足の甲側(図1における上側)に設けられる。
突起形成部1Aにおいては、同一形状を有する複数の突起が帯状に等間隔でならんで形成されるが、この配置などについては、後述するような変形例を採用することが可能である。
図12〜図16は、突起形成部1A内に形成される突起1Bの配置の変形例を示した図である。なお、図12〜図16における「上流側」,「下流側」とは、甲被部20からソール部10に向かう気流(図12〜図16中の矢印)の「上流側」,「下流側」を意味する。図12〜図16における「上流側」−「下流側」方向とシューズ1の甲被部−ソール部方向との関係は、適宜変更可能である。たとえば、「上流側」−「下流側」方向と甲被部−ソール部方向とを一致させる(すなわちθ=90°にする)場合、上記「上流側」,「下流側」は、それぞれ図1における上側,下側に相当する。
図12〜図15に示す例では、複数の突起1Bが断続的に帯状にならんで形成されている。図12,図13に示す例では、突起1Bは、「上流側」から「下流側」に向かうにつれてその大きさが小さくなるように形成される。また、図14,図15に示す例では、突起1Bは、「上流側」から「下流側」に向かうにつれてその間隔が大きくなるように形成される。なお、図13〜図15に示す例では、突起1Bは千鳥に配置されている。
一方、図16に示す例では、突起1Bは細長の形状を有し、突起形成部1A内において帯状に延在している。
上記のような突起1Bを設けることで、甲被部20からソール部10に向かう気流が剥離領域において甲被部20から剥離するのを抑制することができる。結果として、抗力が抑制された走りやすいシューズ1が提供される。
図2は、実施例2に係るシューズ1を示した図である。
図2を参照して、シューズ1は、ソール部10とカバー部材20A(甲被部)とを備えている。カバー部材20Aの内側には、靴紐などが取り付けられた部材が設けられる。カバー部材20Aは、靴紐などの凹凸による空気抵抗を低減するために設けられる。
なお、本願明細書においては、実施例1における甲被部20のみならず、カバー部材20Aのような部材を含めて「甲被部」と称する。
カバー部材20A上には、実施例1と同様に突起形成部1Aが設けられる。突起形成部1Aには、たとえば図12〜図16に示すような突起1Bが設けられる。
なお、本実例において、上述した実施例1と同様の事項については、詳細な説明は繰り返されない。
以上、本発明の実施の形態および実施例について説明したが、上述した実施の形態および各実施例の特徴部分を適宜組み合わせることは、当初から予定されている。また、今回開示された実施の形態および実施例は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
本発明の実施例1に係るシューズを示した図である。 本発明の実施例2に係るシューズを示した図である。 シミュレーションにおける気流方向とソール部方向との交差角度(θ)について示した図である。 シミュレーションにより求められた剥離領域を示した図であり、θ=35°における内甲側の剥離領域を示す。 シミュレーションにより求められた剥離領域を示した図であり、θ=35°における外甲側の剥離領域を示す。 シミュレーションにより求められた剥離領域を示した図であり、θ=90°における内甲側の剥離領域を示す。 シミュレーションにより求められた剥離領域を示した図であり、θ=90°における外甲側の剥離領域を示す。 図4,図6に示す剥離領域が重複する領域を示した図である。 図5,図7に示す剥離領域が重複する領域を示した図である。 シューズの甲被部における内甲側の各部分を説明する図である。 シューズの甲被部における外甲側の各部分を説明する図である。 突起形成部に形成される突起の配置の一例を示した図である。 突起形成部に形成される突起の配置の他の例を示した図である。 突起形成部に形成される突起の配置のさらに他の例を示した図である。 突起形成部に形成される突起の配置のさらに他の例を示した図である。 突起形成部に形成される突起の配置のさらに他の例を示した図である。 シューズの甲被部に気流を作用させた状態を該シューズの爪先側からみた状態を示す図である。
符号の説明
1 シューズ、1A 突起形成部、1B 突起、2 剥離領域、2A〜2H 領域(剥離領域)、3 爪先部、4A 拇趾球周辺部、4B 子趾球周辺部、5 踏まず部、6 踵スウェル部、10 ソール部、20 甲被部、20A カバー部材。

Claims (6)

  1. 甲被部と、
    内甲側の前記甲被部上における装着者の足の拇趾球周辺部から拇趾球周辺上部に位置する第1領域、外甲側の前記甲被部上における爪先部先端下方から装着者の足の子趾球周辺部を経て踏まず部スウェル部に至る第2領域、内甲側の前記甲被部上における爪先スウェル部から装着者の足の拇趾球周辺部に位置する第3領域および外甲側の前記甲被部上における爪先部先端スウェル部から装着者の足の子趾球周辺スウェル部を経て踏まず部スウェル部に至る第4領域のうちの少なくとも1つの領域の近傍であって該領域に対して装着者の足の甲側に位置する前記甲被部上に選択的に設けられた突出部とを備えたシューズ。
  2. 前記突出部は、前記第1から第4領域のうちの少なくとも1つの領域に沿って帯状に形成される、請求項1に記載のシューズ。
  3. 甲被部と、
    内甲側の前記甲被部上における装着者の足の拇趾球周辺部に位置する第1領域および外甲側の前記甲被部上における爪先部先端から装着者の足の子趾球周辺スウェル部を経て踏まず部スウェル部に至る第2領域の少なくとも一方の領域の近傍であって該領域に対して装着者の足の甲側に位置する前記甲被部上に選択的に設けられた突出部とを備えたシューズ。
  4. 甲被部と、
    内甲側の前記甲被部上における踵スウェル部に位置する第1領域および外甲側の前記甲被部上における踵スウェル部に位置する第2領域の少なくとも一方の領域の近傍であって該領域に対して装着者の足の甲側に位置する前記甲被部上に選択的に設けられた突出部とを備えたシューズ。
  5. 前記突出部は、前記第1または第2領域の少なくとも一方の領域に沿って帯状に形成される、請求項3または請求項4に記載のシューズ。
  6. ソール部と、
    前記ソール部に対して装着者の足の甲側に甲被部と、
    前記甲被部上に設けられ、前記甲被部から前記ソール部に向かう方向の気流が前記甲被部から剥離するのを抑制する突出部とを備えたシューズ。
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