JP2006198381A - 衝撃吸収体及び衝撃吸収体を嵌入したカップインソール - Google Patents

Abstract

【目的】高コストの衝撃吸収材を使用しないで、従来の衝撃吸収材と同等の衝撃吸収効果を奏功する低コストの衝撃吸収体を提供する。
【解決手段】硬度が５５°（ＪＡタイプ）のポリ塩化ビニルの半透明の総厚６．６ｍｍのプレートの地面と間接又は直接接触する面に、円形開口面の直径が４ｍｍ、深さが４ｍｍのハ−フカップ状の突起を、その円形開口面を地面方向に向けて連続して突設し、円形開口面を形成する壁体で地面方向からの衝撃力吸収する衝撃吸収体を開口面を地面方向に向けて、硬度が３０°（ＪＣタイプ）カップインソール本体の踵対応部に嵌入する。
【選択図】図２

Description

本発明は、衝撃吸収体及び衝撃吸収体を嵌入したカップインソールに関する。

人がコンクリートの路上を踵をつきながら走行している時、通常、踵に重力の１７倍の力が加わると言われている。また、たとえば５センチ跳躍した場合、足には静止時の体重の２０％増の力が加わると言われている。この衝撃力は足だけではなく、膝や腰にも伝達される。従って、従来から、踵対応部に埋封して歩行時足に負荷される衝撃を吸収する各種衝撃吸収体が提案されている。

従来から提案されている衝撃吸収体としては、たとえば、高反発性ウレタン、一般ＥＶＡ（ｅｔｈｙｌｅｎ ｖｉｎｙｌ ａｃｅｔａｔｅ）、コンプレッションＥＶＡ、ソルボセイン（ｓｏｒｂｏｔｈａｎｅ）、αゲル（αｇｅｌ）、ハイドロフロー・ユニット（ｈｙｄｒｏ ｆｌｏｗ ｕｎｉｔ）、ダイナコイル（ｄｙｎａｃｏｉｌ）、メディカル・ソール・サスペックス、アブソーブ９０、デリンジャーウェッブネット、パワーリターン・エアコイルシステム、フローリアン、ビブラソーブ、ＬＭＳ（ｌａｔｅｒａｌ ｍｏｒｔｉｏｎ ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ）、ＣＡＴＳ（ｃｅｌｌ ａｄｖａｎｃｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）、メモリーフォーム、フィットセル、フレキシテックス等多種多様なものがあり、著名なものとしては、コンバースの「エナージーウェーブ」（登録商標）、アシックスの「ゲル・チャージャー（ｇｅｌｃｈａｒｇｅｒ）」（登録商標）、ナイキの「エアミドルソール」（登録商標）、ランバートの「トランスパワー（ｔｒａｎｓｐｏｗｅｒ）」（登録商標）、リーボックスの「エナージーリターンシステム」（登録商標）、ニューバランスの「アブソジェル（ａｂｓｏｇｅｌ）」（登録商標）が実用化されている。

これら従来から提案されている衝撃吸収体は、それぞれ特徴がある衝撃吸収性作用、反発弾性を有し、優れた衝撃吸収効果を奏功する。然し、汎用樹脂或いはゴムに比べてコストが高いことが多く、そのことが通常の日常生活で使用する靴に安直に使用することを制限していた。

テニスシューズ、サッカーシューズ、バスケットシューズ、ラグビーシューズ、野球靴、バレーボールシューズのように急激な発進と停止、後退、横移動、ピボット（回転）、ジャンプ、キック等厳しい環境下で使用する高価なスポーツシューズには、高価な材料を使用しても十分コストを吸収することができる。

然しながら、一般の人が、日常生活で単なる歩行用或いはジョギング用として使用する靴に、上述した高価な衝撃吸収体を使用してもコストパフォーマンスが合わず、又過剰物性になり、それら高価な衝撃吸収体の性能を十分に活用することができない。

そのために、ゴム或いは塩ビ等汎用性の材料を特殊な構造に成形し、その応力分散能を利用する衝撃吸収体が提案されている。

たとえば、特開平９−２７３５８２号公報は、高分子組成物から成るハニカム構造を有する衝撃吸収部材を開示している。然しながら、特開平９−２７３５８２号公報が開示するハニカム構造を有する衝撃吸収部材の高分子組成物は、低分子材と媒体材とを含む低分子材保持複合物と高分子材料から成り、高分子組成物中の低分子材の１００℃における粘度が５×１０^５センチポイズ以下で、低分子材と媒体材の各々の溶解度パラメータ−値の差が３．０以下、高分子組成部中の低分子材と媒体材の重量比が１．０以上、低分子材料と高分子材料の各々の溶解度パラメータ−値の差が４．０以下、高分子組成部中の低分子材と高分子材料の重量比が０．５以上とするものである。

このように、特開平９−２７３５８２号公報が記載する衝撃吸収部材は、それなりに優れたものと思料するが、その構成は複雑で、製造コストも高く、汎用性があるとは言えない。
特開平９−２７３５８２号公報

本発明が解決しようとする課題は、前述した高コストの衝撃吸収体を使用しないで、且つ単純な製造法で、従来の衝撃吸収体と同等の衝撃吸収効果を奏功する低コストの衝撃吸収体を提供することである。

本発明が解決しようとする別の課題は、前述した高コストの衝撃吸収体を使用しないで、且つ単純な製造法で、従来の衝撃吸収体と同等の衝撃吸収効果を奏功する低コストの衝撃吸収体を踵対応部に埋封したカップインソールを提供することである。

本発明が解決しようとする別の課題及び利点は、以下逐次明らかにされるであろう。

本発明者は、前記課題を解決するための手段を策定するため、ゴム又は熱可塑性合成樹脂の弾性体を材料として使用することを第１の要件とした。

さらに、ゴム又は熱可塑性合成樹脂の弾性体を、中実体のブロックとして面全体で歩行時足に負荷される衝撃圧を受けるのではなく、隔壁で特定の形状を囲繞した突起体を形成し、隔壁を形成する線で受けるようにすることを検討した。

ゴム又は熱可塑性合成樹脂の弾性体で特定の形状にする技術としては、通常ハニカム構造、各種多角形が提案されている。

前述したように、人がコンクリートの路上を踵をつきながら走行している時、通常、踵に重力の１７倍に力が加わると言われている。また、たとえば５センチ跳躍した場合、足には静止時の体重の２０％増の力が加わると言われている。この衝撃力は足だけではなく、膝や腰にも伝達される。本発明者は、歩行時足にかかるこのような衝撃力を緩和する衝撃吸収体の構造を、先ず、応力とひずみの関係から理論的に考察した。

物体に、物体内の隣接する部分が相互に及ぼし合う力、すなわち応力を与えると、物体自体や物体の一部の体積や形が変化し、ひずみ（ｓｔｒａｉｎ）が発生する。

ひずみには、（１）たとえば針金を引っ張るときに発生するような単位長さあたりの長さが変化する線ひずみ（縦ひずみ）（ｌｉｎｅａｒ（ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ）ｓｔｒａｉｎ）ａ、（２）物体に流体が静力学的な圧力がかかるときに発生する体積ひずみ（ｖｏｌｕｍｅ（ｂｕｌｋ）ｓｔｒａｉｎ）、（３）体積は変化せずに角度だけが変化する剪断ひずみ（ｓｈｅａｒ ｓｔｒａｉｎ）、たとえば直方体の物体が、向かい合う２つの面に逆向きに力を受け、他の部分は変化せずに平行六面体になる場合。この場合、１つの角の角度の変化をラジアンで計ったもの（θ）がひずみの目安になり、実際にはθは小さいので、単位長さだけ離れた２つの面の横方向のずれとθが等しくなる。

応力の発生の仕方は、通常、物体内の場所によって異なる。たわんだ棒の伸びている部分では互いに引っ張り合う張力が作用しており、縮んでいる部分では互いに押し合う圧力が作用している。応力というのは、物体内の隣接する部分が互いに影響し合う力であるから、ある点での応力という場合には、その点を通る一つの面を想定して、その面の両側の部分がその面のところでどういう力を作用し合っているかをいわねばならない。

物体に力を加えれば、それに応じて変形する。加える力が小さければ、その力を取り去ると変形は元に戻る。物体の釣り合いや運動を論ずるとき、このような範囲で考える物体を弾性体という。与える力の大きさがある限界を超えると、力を取り去っても変形が永久ひずみとして残留する。そのときの力（応力）を弾性限度という。弾性限度を超えるような大きさの力を与えると物体は弾性体でなくなり、永久ひずみを生じて連続的に変形する。この性質を塑性という。

弾性体に弾性限度を超えた応力を与えると塑性変形が起こる。塑性変形の他に、物体が外力により永久ひずみがあまり生じないうちに壊れる場合がある、すなわち、塑性が欠如して壊れる場合があるが、これを脆性破壊という。

弾性体に弾性限度以内の小さな応力を加えている場合、弾性体に規則的な形状を維持していれば、塑性変形も脆性破壊も発生しない。然しながら、弾性体の形状が不規則な場合、その箇所に極めて大きな応力が発生することがある。これを応力集中という。

応力集中が発生する最も顕著な場合は、「切欠き効果」である。外力の加わった物体の表面に切込みがあると、応力集中によりその部分に大きな応力が発生し、このため、外力により他の部分に先駆けてこの部分に塑性変形が起こったり、脆性破壊の原因が発生する。

従って、比較的小さな力が恒常的に踵にかかる日常生活で使用する靴をはじめ、急激な発進と停止、後退、横移動、ピボット（回転）、ジャンプ、キック等予期し難い大きな力が瞬間的に踵にかかる靴に使用する衝撃吸収体にとって重要なことは、亀裂が発生しない構造にすることである。

弾性体の成形品は、鈍角でも鋭角でも角度を形成する面が多くなれば、なるほどその角度の箇所に亀裂が発生しやすい。特に、靴のように、垂直方向の圧縮力だけではなく、横方向或いは斜め方向又はこれらが複雑に複合した方向から力が加わる場合には、角度部分に、力学的に理論解析が困難な複雑な力が加わり、結果として、塑性変形あるいは脆性破壊し、それが亀裂を引き起こすことになる。

そこで、本発明者は、所定の硬度を有するゴム、熱可塑性合成樹脂、又は熱可塑性エラストマーの、地面と間接又は直接接触する面に、ハ−フカップの開口面を地面方向に向けて、ハ−フカップ状の突起を連続して設けることを検討した。

従って、上記課題は下記の手段により解決される。

第１の手段は、所定の硬度を有するゴム、熱可塑性合成樹脂、又は熱可塑性エラストマーのプレートの地面と間接又は直接接触する面に、ハ−フカップ状の突起を、その円形開口面を地面方向に向けて連続して突設し、円形開口面を形成する壁体で地面方向からの衝撃力吸収することである。

第２の手段は、硬度が５０〜５５°（ＪＡタイプ）のゴム、熱可塑性合成樹脂、又は熱可塑性エラストマーのプレートの地面と間接又は直接接触する面に、ハ−フカップ状の突起を、その円形開口面を地面方向に向けて連続して突設し、円形開口面を形成する壁体で地面方向からの衝撃力吸収することである。

第３の手段は、硬度が５０〜５５°（ＪＡタイプ）のゴム、熱可塑性合成樹脂、又は熱可塑性エラストマーのプレートの地面と間接又は直接接触する面に、直径が４〜５ｍｍ、深さが４〜５ｍｍのハ−フカップ状の突起を、その円形開口面を地面方向に向けて連続して突設し、円形開口面を形成する壁体で地面方向からの衝撃力吸収することである。

第４の手段は、第１〜第３の手段で記載した衝撃吸収体を、ハ−フカップ状の突起の円形開口面を地面方向に向けてカップインソール本体の踵対応部に嵌入した衝撃吸収体嵌入カップインソールを提供することである。

第５の手段は、第４の手段においてカップインソール本体の硬度を３０〜５０°（ＪＣタイプ）にすることである。

請求項１に記載した発明により、所定の硬度を有するゴム、熱可塑性合成樹脂、又は熱可塑性エラストマーのプレートの地面と間接又は直接接触する面に、ハーフカップ状の突起を、その円形開口面を地面方向に向けて連続して突設し、円形開口面を形成する壁体で地面方向からの衝撃力吸収するような構成にしたので、鈍角又は鋭角の角度を形成する面が無いので、垂直方向の圧縮力だけではなく、横方向或いは斜め方向又はこれらが複雑に複合した方向から力が加わる場合でも塑性変形あるいは脆性破壊し難く、従って、比較的小さな力が恒常的に踵にかかる日常生活で使用する靴をはじめ、急激な発進と停止、後退、横移動、ピボット（回転）、ジャンプ、キック等予期し難い大きな力が瞬間的に踵にかかる靴に適した衝撃吸収体である。

請求項２に記載した発明により、ハ−フカップ状の突起１個に関して言えば、その円形開口面を形成する円形壁体だけで地面に間接または直接接触しているが、衝撃吸収体の硬度を５０〜５５°（ＪＡタイプ）と比較的高くしたので、へたることがなく、形状を保持することができる。

請求項３に記載した発明により、地面と間接又は直接接触する面に突設されたハーフカップ状の突起の円形開口面の直径を４〜５ｍｍ、深さを４〜５ｍｍとしたので、地面方向からの衝撃力をバランス良く受けることができ、円形開口面の直径を５ｍｍ以上、深さを５ｍｍ以上とした場合に比べて、へたることがなく、形状を保持することができる。

請求項４に記載した発明により、たとえば、硬度が５０〜５５°（ＪＡタイプ）のゴム、熱可塑性合成樹脂、又は熱可塑性エラストマーのプレートの地面と間接又は直接接触する面に、円形開口面の直径が４〜５ｍｍ、深さが４〜５ｍｍのハ−フカップ状の突起を、その円形開口面を地面方向に向けて連続して突設し、円形開口面を形成する壁体で地面方向からの衝撃力吸収する衝撃吸収体を、開口面を地面方向に向けてカップインソール本体の踵対応部に嵌入したので、日常生活で使用する靴、各種スポーツシューズにそのまま使用することができる。

請求項５に記載した発明により、たとえば、硬度が５０〜５５°（ＪＡタイプ）のゴム、熱可塑性合成樹脂、又は熱可塑性エラストマーのプレートの地面と間接又は直接接触する面に、円形開口面の直径が４〜５ｍｍ、深さが４〜５ｍｍのハ−フカップ状の突起を、その円形開口面を地面方向に向けて連続して突設し、円形開口面を形成する壁体で地面方向からの衝撃力吸収する衝撃吸収体を、開口面を地面方向に向けて硬度が３０〜５０°（ＪＣタイプ）カップインソール本体の踵対応部に嵌入したので、衝撃吸収体とカップインソール本体それぞれの衝撃吸収能のバランスがよく、特に衝撃吸収体の硬度をカップインソール本体の硬度より約２０°大きくしたので、人がコンクリートの路上を踵をつきながら走行している時、踵に負荷される重力の１７倍の衝撃力に対して抵抗力があり、全体としてへたることがなく、カップインソールとしての形状を保持することができる。

従って、発明を実施するための最良の形態は、硬度が５０〜５５°（ＪＡタイプ）のゴム、熱可塑性合成樹脂、又は熱可塑性エラストマーのプレートの地面と間接又は直接接触する面に、円形開口面の直径が４〜５ｍｍ、深さが４〜５ｍｍのハ−フカップ状の突起を、その円形開口面を地面方向に向けて連続して突設し、円形開口面を形成する壁体で地面方向からの衝撃力吸収する衝撃吸収体を開口面を地面方向に向けて、硬度が３０〜５０°（ＪＣタイプ）カップインソール本体の踵対応部に嵌入することである。

本発明の衝撃吸収体を材料は、硬度が５０〜５５°（ＪＡタイプ）に成形できれば、ゴム、熱可塑性合成樹脂、又は熱可塑性エラストマーの任意の材料から選択することできる。同じ効果でコストを下げることができる材料としては、軟質のポリ塩化ビニルが好ましい。

本発明の衝撃吸収体を材料の硬度は５０〜５５°（ＪＡタイプ）の範囲が好ましい。衝撃吸収体の硬度としては比較的高い。この理由は、本発明の衝撃吸収体は、ハ−フカップ状の突起１個に関して言えば、その円形開口面を形成する円形壁体だけで地面に間接または直接接触する構造であるので、硬度が５０°（ＪＡタイプ）以下の場合、へたり、逆に硬度が５５°（ＪＡタイプ）以上になると、形状保持性は大きくなるが、衝撃吸収性能が低下するので好ましくない。

本発明の衝撃吸収体の形状は特段に限定されないが、靴のカップインソール本体の踵対応部に嵌入させて使用するので、ほぼ楕円形、或いは洋梨形が好ましい。靴のカップインソール本体の踵対応部に嵌入させるために、最上部は段付きにし、それより下の部品より小さくすることが好ましい。

本発明の衝撃吸収体のサイズは特段に限定されないが、１例を挙げると、楕円形、或いは洋梨形の長径が５５ｍｍ、短径が３４ｍｍ、ハ−フカップ状の突起を形成する部分の厚さが４ｍｍ、中間部が１．２５ｍｍ、最上部が１．２５ｍｍである。

本発明の衝撃吸収体に突設するハ−フカップ状の突起の円形開口面の直径、及び深さは特段に限定されないが、通常、直径が５ｍｍまで、深さが５ｍｍまでが好ましい。ハ−フカップ状の突起の円形開口面の直径、及び深さが、この数値範囲にある場合、地面方向からの衝撃力をバランス良く受けることができ、円形開口面の直径を５ｍｍ以上、深さを５ｍｍ以上とした場合に比べて、へたることがなく、形状を保持することができる。

本発明の衝撃吸収体を嵌入するカップインソール本体の材料、厚さ、形状は特段に限定されないが、１例としてＥＶＡを厚さ３ｍｍ、硬度３０〜５０°（ＪＣタイプ）に成形し、表面にポリエステル製の布を貼り付けたものが好ましい。

以下、実施例を参照して本発明を具体的に説明する。

図１は、本発明の実施例１による衝撃吸収体の外形構造を示す斜視図である。図２は、本発明の実施例１による衝撃吸収体の透視斜視図である。図３は、本発明の実施例１による衝撃吸収体の断面図である。

図１に示したように、１は、軟質のＰＶＣで硬度５５°（ＪＡタイプ）で成形した半透明の衝撃吸収体で、長径が５５ｍｍ、短径が３４ｍｍの洋梨形をしている。衝撃吸収体１は、厚さ４．０ｍｍの基底部２と、厚さ１．２５ｍｍの中間部３と、厚さ１．２５ｍｍの表層部４が一体成形されている。断面図３に示したように、表層部４は、中間部３及び基底部２より、小さく形成されている。

図２に示したように、本発明の衝撃吸収体１の厚さ４．０ｍｍの基底部２には、ハーフカップ５が連続して形成されている。ハーフカップ５の円形開口面６は、靴のカップインソール７（図４）の踵対応部８（図４）に嵌入したとき、地面方向に向くように形成されている。

ハーフカップ５は、規則的に連続して配列するように形成することが好ましい。ハーフカップ５を、不規則且つ不連続に配列して形成すると、地面からの衝撃力が均等に分散されないの好ましくない。

ハーフカップ５の円形開口面６の直径６は４ｍｍ、深さｈは４ｍｍに成形した。

図４は、実施例１で製造した衝撃吸収体１をカップインソール本体７の踵対応部８に嵌入した上面図である。図５は、図４の断面図である。

カップインソール本体７は、ＥＶＡで硬度３５°（ＪＣタイプ）で厚さ３ｍｍに成形した。カップインソール本体７の踵対応部８に衝撃吸収体１を嵌入すると、衝撃吸収体１の下部の３．５ｍｍが、カップインソール本体７の踵対応部８から突出するようになっている。すなわち、深さ４ｍｍのハーフカップ５の８７．５％が突出するようになっているので、歩行時に間接的に地面から受ける衝撃力を分散し、弱化することができる。

産業上の利用分野

以上説明したように、本発明の衝撃吸収体は、ハ−フカップ状の円形開口面を形成する壁体で地面方向からの衝撃力を吸収するような構成にしたので、鈍角又は鋭角の角度を形成する面が無いので、垂直方向の圧縮力だけではなく、横方向或いは斜め方向又はこれらが複雑に複合した方向から力が加わる場合でも塑性変形あるいは脆性破壊し難く、従って、比較的小さな力が恒常的に踵にかかる日常生活で使用する靴をはじめ、急激な発進と停止、後退、横移動、ピボット（回転）、ジャンプ、キック等予期し難い大きな力が瞬間的に踵にかかる靴に適した衝撃吸収体である。

本発明の実施例１による衝撃吸収体の外形形状を示す斜視図。 本発明の実施例１による衝撃吸収体の透視斜視図。 本発明の実施例１による衝撃吸収体の断面図。 本発明の実施例１による衝撃吸収体をカップインソールの踵対応部に嵌入した上面図。 本発明の実施例１による衝撃吸収体をカップインソールの踵対応部に嵌入した断面図。

符号の説明

１ 衝撃吸収体
２ 基底部
３ 中間部
４ 表層部
５ ハーフカップ
６ 円形開口面
７ カップインソール本体
８ カップインソール本体の踵対応部
Ｌ 表層部４の長径
ｌ 表層部４の短径
ｄ 円形開口面の直径
ｈ 円形開口面の深さ

Claims (5)

1. 所定の硬度を有するゴム、熱可塑性合成樹脂、又は熱可塑性エラストマーのプレートの地面と間接又は直接接触する面に、ハ−フカップ状の突起を、その円形開口面を地面方向に向けて規則的に連続して突設し、円形開口面を形成する壁体で地面方向からの衝撃力吸収する衝撃吸収体。
2. 硬度が５０〜５５°（ＪＡタイプ）である請求項１に記載の衝撃吸収体。
3. 円形開口面の直径が４〜５ｍｍ、深さが４〜５ｍｍである請求項１又は２に記載の衝撃吸収体。
4. 請求項１〜４項のいずれか１項に記載の衝撃吸収体を、ハ−フカップ状の突起の円形開口面を地面方向に向けてカップインソール本体の踵対応部に嵌入した衝撃吸収体嵌入カップインソール。
5. カップインソール本体の硬度が３０〜５０°（ＪＣタイプ）である請求項４に記載の衝撃吸収体嵌入カップインソール。

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