JP2008228850A - 静電気帯電防止靴 - Google Patents

Abstract

【課題】医療や介護に従事する作業者が使用しやすく、かつ、静電気による医療機器の破壊等を防止することができる静電気帯電防止靴を提供すること。
【解決手段】静電気帯電防止靴であって、アウトソールとミッドソールと中底を備えたアッパー部を有し、前記アウトソールは電気抵抗が約１．０×１０^５〜１．０×１０^７Ωに形成されるとともに、踏みつけ部である前足底部の上面に導電性物質の塗布による導電部が設けられ、前記ミッドソールは、前足底部に前後方向に対して８０°〜６０°の角度範囲内で表裏貫通した２本の平行なスリットを設けるとともに、当該両スリットに導電テープを挿通させることで当該両スリットによって囲まれる部位を内包するように環状の導電体を形成し、前記中底の少なくとも前足底部は、表裏において導電性を有するように形成されており、当該中底の前足底部とアウトソールが前記導電体を介して電気的に導通していること。
【選択図】図１

Description

本発明は、人体が帯電した静電気を、床面を介して放電する静電気帯電防止靴に関するものである。

従来、身体に帯電した静電気を、床面に接地した靴を介して放電する静電気帯電防止靴が知られている。用途によって異なるが、靴の一般的な構造は、床面に接する靴底、当該靴底上に設けられるアッパー体および当該アッパー体内に設けられる中底、これら靴底とアッパー体内の中間に配置されるミッドソールを有したものとなっている。上記静電気帯電防止靴は、導電靴（特許文献１）、静電気帯電防止靴（特許文献２）、静電防止靴（特許文献３）等と称されている。
特開２００２−６５３０９号公報 特開２００３−２５０６０１号公報 特開２００２−３３９４０４号公報

靴は、用途に応じて色々な構造のものが存在するが、医療現場で作業する看護士や福祉介護の現場で作業する介護福祉士等の着用を考慮すると、クッション性があることによって長時間履いていても疲れず、軽量かつ耐滑性を有することが必要である。
また、近年では医療機器の精密化によって、電磁ノイズ（ＥＭＩ）による故障や誤動作防止の対策が重要となっており、その中でも、人体に帯電した静電気による医療機器の誤動作が重要な問題となっている。

本願発明は、上記の課題に鑑み発明されたものであって、医療や介護に従事する作業者が使用しやすく、かつ、静電気による医療機器の破壊等を防止することができる静電気帯電防止靴を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本願請求項１記載の発明は以下の構成を有する。
裏面に床面との接触面を有するアウトソールと、当該アウトソールの上面に設けられた弾力性のあるミッドソールと、当該ミッドソール上に設けられた中底を備えたアッパー部を有し、
前記アウトソールは、前記接触面と上面の間における電気抵抗が約１．０×１０^５〜１．０×１０^７Ωに形成されるとともに、踏みつけ部である前足底部の上面に導電性物質の塗布による導電部が設けられ、
前記ミッドソールは、前後方向に対して６０°〜８０°の角度範囲内で傾斜する表裏貫通した２本の平行なスリットを前足底部に設けるとともに、当該両スリットに導電テープを挿通させることで当該両スリットによって囲まれる部位を内包するように環状の導電体を形成し、
前記中底の少なくとも前足底部は、表裏において導電性を有するように形成されており、当該中底の前足底部とアウトソールが前記導電体を介して電気的に導通していることを特徴とする静電気帯電防止靴。

また、本願請求項２記載の発明は以下の構成を有する。
前記環状の導電体は、環状に形成するために必要な最小長さよりも、１〜５ｍｍ程度長く形成されていることを特徴とする請求項１記載の静電気帯電防止靴。

本願発明に係る静電気帯電防止靴は、アウトソール６の電気抵抗値を僅かに導電可能な程度となるように高い値に設定し、足裏まで繋がる他の手段（ミッドソールの導電体、中底および中敷、その他導電部）の電気抵抗値を当該アウトソール６の電気抵抗値よりも小さい値に設定したものである。当該構成によって、静電気帯電防止靴としての最適な抵抗値をアウトソール６の抵抗値で設定、管理することができるので、静電気帯電防止靴として抵抗値の変動の少ない、品質の安定した靴を提供することができるという効果を有している。
また、本願発明に係る静電気帯電防止靴は、履き心地を考慮して、ミッドソールに軽量で弾力性のあるＥＶＡを使用しているが、当該部分は伸縮や屈曲を繰り返す部位でもある。したがって、中敷きとアウトソール間の電気的な接続は、当該伸縮や屈曲が発生しても破断しない構造によって行われる必要がある。本願発明に係る静電気帯電防止靴は、ミッドソールに歩行方向と角度を変えて環状（筒状）に形成した導電テープを設けることにより、電気的な導通を確実なものとし、かつ導電テープ自体が切れないようになっている。これにより、静電気帯電防止靴としての寿命を延ばすことができるので、人体に帯電する静電気を常に確実に除去できるとともに、静電気による医療機器の誤作動を防止することができる。
また、ミッドソールに筒状の導電テープを設ける場合には、ミッドソールに表裏貫通した一対のスリットを設ける必要があるが、これを靴の屈曲線（歩行方向と直角を成す方向に生じる折れ曲がり線）と一致させたのでは切断部であるスリットの端部に応力を集中させることになり、ミッドソールの破断を助長することになる。これに対して本願発明に係る静電気帯電防止靴は、靴の屈曲線とスリットの長手方向が一致していないので、屈曲を原因としたミッドソールの破断を防止する効果がある。
また、本願発明に用いる中底は、前足底部にのみ電気的に導通可能なカーボン繊維を入れた不織布を用いている。カーボン繊維を入れた不織布は比較的高価であるため、導電効率の高い踏みつけ部（前足底部）にのみ当該不織布を設けることにより、安価な靴を提供できるという効果を有している。

以下、本願発明の一実施の形態を図を用いて説明する。
図１は、本願発明を用いた靴１の断面図である。当該靴１は、主な構成としてアッパー部２と靴底部３より形成されている。なお、当該靴１は医療や介護の分野で使用されることを前提とした靴として形成されている。アッパー部２は、主として足首から足の甲までを覆うアッパー体４と当該アッパー体４の底面を塞ぐ中底５より構成されている。
当該アッパー部２は、アッパー体４と中底５を構成する所定形状に裁断された合成皮革、メッシュ状の布等を、各足のサイズ毎に用意された靴型（図示せず）を利用して形状を定め、縫製または接着によって結合することで袋状に立体的に形成したものである。また、アッパー部２内には、カップインソールと称する中敷き１８が装着される。

靴底部３は、歩行時に床面と直接接するアウトソール６と、当該アウトソール６と前記アッパー部２の底面を構成する中底５との中間に設けられたミッドソール７を有している。アウトソール６は、方形の接地面形状を有する複数の接地ブロック８を主として裏面に設けたゴムの成形による薄板体である（図３ａ参照）。当該アウトソール６は、先端からほぼ中間部にわたる前足底部９、土踏まず部１０、踵部１１の各領域に分けられ、土踏まず部１０を除く前足底部９および踵部１１に前記接地ブロック８が所定の配列で設けられたものとなっている。
アウトソール６の土踏まず部１０は、前足底部９および踵部１１の幅に比べて幅が細く形成されており、当該部分に前後方向に長い楕円形状の穴１２が設けられている。当該穴１２は、詳細には後述するミッドソール７に形成した楕円形状の穴１３と連通している。

ミッドソール７は、軽量で弾力性があるＥＶＡと称される発泡性の合成樹脂によって形成されたものである。ミッドソール７は、踵部分が厚く前足底部分が薄く形成されており、土踏まず部分に上下に貫通する前述した穴１３が設けられた構造を有している。
当該穴１３の形状は前後方向に長い楕円形状（図３ｂ参照）であり、底面側の開口面積よりも上面側の開口面積が小さく形成されている。
また、穴１３の上面側開口の外周には、詳細には後述するシャンク１４を装着するための凹部１９が形成されている。
また、ミッドソール７の上部外周にはアッパー部２の下端外周を包み込む周壁１６が設けられており、当該周壁１６内面とミッドソール７の上面が接着剤によってアッパー体４と結合している。
また、本実施の形態では、中底５の土踏まずの部分に通気性を確保するための表裏貫通する複数の小孔１７が設けられている。当該小孔１７は、ミッドソール７に形成された穴１３の開口とほぼ一致する位置に設けられている。

前記ミッドソール７上面とアッパー部３との間には、図２ａ（底面図）、図２ｂ（平面図）、図２ｃ（側面断面図）、図２ｄ（正面図）に示す構造のシャンク１４が設けられている。
シャンク１４は、楕円形状の外形を有するフランジ状の円板２０（板状部）と、当該円板２０の下面中央から下方に向かって突出した筒状部２１を有し、円板２０の上面に樹脂製の網２２が一体的に設けられたものであり、円板２０が接着剤を介して凹部１９内に接着されるとともに、筒状部２１が穴１３の上縁に嵌合してミッドソールに固定されるものである。
円板２０の全長は約５０ｍｍ、全幅は約３０ｍｍであり、厚みは約２ｍｍである。また、中央に設けた筒状部２１の開口形状は、長手方向約２８ｍｍ、幅が約６ｍｍの楕円形であり、筒状を成す外周壁部の厚みは約１．５ｍｍであり、円板２０底面からの突出高さは約２ｍｍである。円板２０上面の網２２は、線径の細い合成樹脂糸によって形成されたものであり、シャンク１４を成形型を用いて射出成形する際に当該網とともに一体化させたものである。網目の大きさは、一辺が１ｍｍ四方以下であり、かつ通気性を有する程度の大きさを有したものである。当該網２２は、砂粒程度以上の大きさの異物の通過を防止する作用を有している。また、前述したように網２２は樹脂製であるため、靴内の蒸れた空気が通過する条件下においても、水分が付着して腐食するようなことがない。さらに、シャンク１４も樹脂で形成されていることから、シャンク１４を廃棄する際に網２２と分別する手間が不要である。

土踏まず部分に接地面を有していない靴の場合、当然ながら靴底の土踏まずを支える部分が存在しない。したがって、一般的には当該土踏まずの部分にシャンクと称される補強部材が配置され、必要以上に撓みが発生しないようになっている。本実施の形態に係るシャンクは、軽量化を目的として合成樹脂によって形成された成型品でありながらシャンクとしての適度な強度を有し、かつ靴内の換気を行わせるための孔を有したものである。
前述の通り、シャンクは、全長は約５０ｍｍ、全幅は約３０ｍｍ、厚みは約２ｍｍの前後方向に長い板状部として円板２０を有している。しかし、当該合成樹脂製の薄い円板のみで歩行時の加重を受け止め、土踏まず部分の変形を適度に防ぐことはできない。そこで、本実施の形態に係るシャンクは、円板の下面に前後方向（長手方向）に長い楕円形状を成した筒状部分を設け、当該筒状部分を変形防止用のリブとして作用させている。そして、さらに、該筒状部分を靴内に通じる換気口としている。
このように、本実施の形態に係るシャンクは、軽量な合成樹脂製でありながらシャンクとしての適度な弾力と強度を有し、さらに通気性を備えたものである。また、当該シャンクを備えた靴は、軽量化を実現できるとともに、土踏まず部分の変形を防止しかつ通気性を備えたものである。
また、本実施の形態に係るシャンクを楕円形状にしたことにより、歩行時における靴底の前後方向の曲がりだけでなく、左右方向や斜め方向の曲がりにも対応できる。またシャンクの外周は楕円形状になっているため外周に角となる部分がなく、靴底を曲げてもシャンクがミッドソールを傷付けないようになっている。

次に、図４、図５を用いて靴１を構成する各部材についてさらに詳しく説明する。
アウトソール６は、ニトリルゴム(NBR)に帯電防止剤（導電剤）を混入した素材で形成
されている。本実施の形態に係るアウトソール６をニトリルゴムのみで作成した場合には、接地ブロック８の接地面とアウトソールの上面（ミッドソールとの境界面）間の電気抵抗は約１．０×１０^１０〜１０^１３Ωであるが、本実施の形態に係るアウトソール６の
場合、ニトリルゴムに帯電防止剤を混入することにより電気抵抗が約１．０×１０^６Ωとなるように調整されている。当該抵抗値は、人体に帯電した電気が、一挙に放電されるのではなく、微量な電流として序々に放出することを考慮した際に理想的な抵抗値であり、概ね約１．０×１０^５Ω〜約１．０×１０^７Ωが理想とされている。また、当該抵抗値
は、人体が他の機器からの漏電を受けた場合や、帯電していた機器の静電気を人体が接地部（床、地表）に対して放電する状況になった場合に、人体を流れる電流量を制限し機器や人体への影響を緩和する効果があるものである。

アウトソール６の前足底部９の上面には、３×４ｃｍの範囲で導電塗料が塗布され、当該導電塗料によって導電被膜３０が形成されている。当該導電被膜３０の表裏間における電気抵抗は約１．０×１０^２〜１０^３Ωであり、前記アウトソール６の電気抵抗に対し
て無視できる程度に低い抵抗値に設定されている。
また、前述の通り導電被膜３０は３×４ｃｍの長方形状であり、当該導電被膜３０の長手方向がアウトソール６底面に設けた接地ブロック８の縦（前後）の配列方向とほぼ一致するように設けられている。接地ブロック８は、直進時の歩行方向とほぼ一致するように配列されているので、接地ブロック８の配列方向に合わせて導電被膜３０を設けることは、ほぼ歩行方向と一致するように導電被膜３０を設けていることになる。

ミッドソール７はＥＶＡ（エチレン・酢酸ビニル共重合体）の発泡素材による射出成型品であり、クッション性のある軽量な部材として形成されている。当該ミッドソール７は、アウトソール６とアッパー部（中底５）の間に配置され、歩行時に変形することによって足に作用する衝撃を吸収するものであるが、本願発明に係る靴は当該クッション作用に加えて、アウトソール６と前記中底５を電気的に接続する作用を有するものでもある。当該電気的な接続作用は、ミッドソール７の前足底部に設けた環状（筒状）に形成した導電テープ３１（導電体）によって行われる。当該導電テープ３１は、ナイロン繊維の織り物又は編み物として形成された生地に、導電性のカーボンを含有するカーボン樹脂を含浸させることにより導電性を付与したものである。また、導電テープ３１は、帯状に裁断した長細片の端部を結合することで筒状の環状体として形成されている。

前記導電テープ３１は、ミッドソール７の前足底部に設けた２本一対の平行な直線状のスリット３２、３２（表裏貫通した切り込み）に挿通され、当該スリット３２、３２に挟まれた部分を内包するように端部を結合し、上面および底面側から見て全長約３５ｍｍ、幅約２０ｍｍの長方形状、側面側から見て筒状に形成したものである。また、当該スリット３２、３２は、前記上面および底面側から見て長方形状となる導電テープ３１の長手方向が、靴の前後方向に対して約１５°〜２０°程度の角度に傾斜して配置されるように設けられている。すなわち、導電テープ３１が前記配置となるように、スリット３２、３２は図３に示す靴の前後方向に亘る中心線ＣＬに対して角度θ（７５°〜７０°）を成す向きで設けられている。なお、当該７５°〜７０°の角度θは、導電性および耐久性の観点から最適値であることが実験的に明らかになったものであるが、当該角度θが大凡８０°〜６０°の場合でも耐久性、導電性において実用上問題のない角度範囲となっている。
前記靴の前後方向とは、前足底部においては大凡アウトソール６底面に設けた接地ブロック８の前後に亘る配列方向である。すなわち、導電テープ３１の長手方向は、大凡接地ブロック８の前後方向に亘る配列方向に対して約１５°〜２０°程度の角度で先端が他足側（親指側）に傾斜した配置となっている。
さらに、導電テープ３１は、スリット３２、３２の中間に位置するミッドソール部分を芯として内包するように筒状に配置されているが、導電テープ３１はミッドソール７に対して接着されておらず、内周長は最小限必要な長さよりも数ｍｍ（１〜５ｍｍ程度）長く、遊度をもって形成されている。（図６（ａ）参照）

前述したように導電テープ３１の長手方向が、靴の前後方向に対して約１５°〜２０°程度の角度で傾き、かつ、内周長が最小限必要な長さよりも、数ｍｍ長く形成されているのは、ミッドソール７の破損および導電テープ３１の破断を防止するためである。
導電テープ３１を靴の前後方向に対して約１５°〜２０°程度の角度に傾けて配置するということは、屈曲時に生じる靴底の折れ曲がり線とスリット３２、３２の方向を一致させないという作用を有する。スリット３２、３２はミッドソール７を分断している部位であるため、当該部分に屈曲させようとする力が作用すると、この力がスリット３２、３２両端の分断されていない領域によって受け止められる。そして、歩行時に生じる屈曲の繰り返しによって当該領域がストレスを受け続けると、疲労によって、スリットの端部が切り込みを拡張するように亀裂を広げ、ミッドソール７が破断してしまう。このような現象を防止するために、スリット３２、３２は歩行方向と直角ではない（歩行時の屈曲方向と同一ではない）他の角度に設定されている。

また、靴の前後方向とスリット３２、３２の方向を一致させると、装着した導電テープ３１が早期に
破断するという現象が生じる。
この場合、ミッドソール７が歩行によって屈曲すると、スリット内に位置する導電テープ３１には、当該導電テープ３１を図６（ｂ）に示すような変形によって長手方向に伸展等させるのではなく、スリットの内壁で挟持された部分を同一面内で屈曲させるような力が作用する。すなわち、導電テープ３１の側縁には、図６（ｃ）のようにテープを引き裂くような張力が繰り返し生じることとなり、この結果早期に導電テープ３１は破断する。
これに対して、本実施の形態に係るミッドソール７は、スリット３２、３２の長手方向と歩行方向が一致していないので、歩行時（ミッドソール屈曲時）に導電テープ３１の側縁に引き裂くような張力を発生させず、破断を起こしにくいものとなっている。これにより、静電気帯電防止靴としての寿命を延ばすことができるので、人体に帯電する静電気を常に確実に除去できるとともに、静電気による医療機器の誤作動を防止することができる。

中底５は、アッパー部２の底面部を構成する部材であり、通気性のある素材を組み合わせて形成したものである。当該アッパー部２は、土踏まず部を境界として前足底部３３と踵部３４によって構成され、両者は縫い糸による縫製によって接合されている。前足底部３３と踵部３４は、ともに天然繊維又は化学繊維による不織布によって形成されており、前足底部３３にはカーボン繊維が含まれている。前足底部３３はカーボン繊維を含有することによって、その表裏で約１．０×１０^４Ωの電気抵抗を有するようになっている。踵部３４が導電性を有していても一向に構わないが、コスト低減の要請から前足底部３３にのみカーボン繊維を織り込んでいる。
上記のように、前足底部３３は導通性を有し、ミッドソール７の導電テープ３１と接触して電流が流れるようになっている。

前記中底５の上面には、前足底部３３から踵部３４に亘って、導電塗料の塗布により形成された導電部３５が帯状に形成されている。当該導電部３５の形成に使用する導電塗料
は、ウレタン系接着剤にカーボンを含有させたものであり、導電部３５の表裏で約１．０×１０^２〜１．０×１０^３Ωの電気抵抗を有するようになっている。

アッパー部２内に配置される中敷き（カップインソール）１８は、ＥＶＡ（エチレン・酢酸ビニル共重合体）の発泡素材による射出成型品の上面に、ポリエステル繊維による布を重ね合わせ、縫着によって両者を係合させたものである。これら、ＥＶＡによる成型品およびポリエステル繊維による布は、前述した導電体等と比較してはるかに電気抵抗が高く絶縁体に近い性質のものである。
そして、当該中敷き１８底面の前足底部３６から踵部３７には、それぞれ導電体として導電性のテープ３８、３９が導電性を有する導電糸４０による縫製によって固定されている。
導電性のテープ３８、３９に使用する素材は、ナイロン繊維の織り物又は編み物として形成された生地に、導電性のカーボンを含有するカーボン樹脂を含浸させることにより形成されたものである。導電性のテープ３８、３９の表裏間の電気抵抗は、カーボンの作用によって約１．０×１０^２〜１．０×１０^３Ωとなっている。

前記導電糸４０は、絶縁性の酸化被膜を表面に作りにくい金属線（例えば、ニッケル又はステンレス等によって形成された金属線）を複数本撚り合わせて形成したものであり、ニッケルを使用した場合の電気抵抗は約１．０×１０^２Ω程度である。当該導電糸４０は、中敷き１８の表面に表出して、人体の足裏と直接接するようになっている。
また、導電糸４０は、中敷き１８裏面に設けた導電性のテープ３８、３９と接触しており、さらに導電性のテープ３８、３９は、前述した中底５上面の帯状の導電部３５表面と接触するようになっている。

上記構成により、本願発明に係る靴は、靴を履いた人体と床面との間で、適度な電気抵抗を有した状態で導通させることができるようになっている。
なお、本願発明に係る静電気帯電防止靴としての電気抵抗は、ほぼアウトソール６が有する電気抵抗によって決定される。すなわち、中底５からアウトソール６の接地ブロック８に至る経路の中で抵抗値が一番高いのがアウトソール６であり約１．０×１０^６Ω（範囲としては１．０×１０^５〜１．０×１０^７ Ω程度）である。
靴全体としての電気抵抗値は、アウトソール６を含めた他の部位が有する電気抵抗値の総合計になる。しかし、アウトソール６の電気抵抗値は他の部位の電気抵抗値と比較して１０倍以上であるから、他の部位の電気抵抗値はアウトソール６の抵抗値と比較して小さい値となっている。従って、上記のように、本願発明に係る靴の電気抵抗は、主としてアウトソール６が有する電気抵抗によって調整されている。
また、導電テープ３１は図６（ａ）のように、ミッドソール７の上面において上方へやや湾曲した状態で前足底部３３に接触するとともに、下面において下方へやや湾曲した状態で導電被膜３０に接触するため、靴底全体が屈曲した場合にアウトソール６または中底５とミッドソール７との間に少しくらいの隙間ができたとしても、導電テープ３１と導電被膜３０または導電塗料との接触が解かれることがない

本願発明は、静電気を放電する静電気帯電防止靴に利用可能である。

本願発明に係る靴の断面図である。 本願発明に係るシャンクの説明図である。 本願発明に係る靴に用いるアウトソールおよびミッドソールの説明図である。 本願発明に係る靴の分解図である。 本願発明に係る靴の分解斜視図である。 本願発明に係る導電テープの変形についての説明図である。

符号の説明

１ 靴
２ アッパー部
３ 靴底部
４ アッパー体
５ 中底
６ アウトソール
７ ミッドソール
８ 接地ブロック
９ 前足底部
１０ 土踏まず部
１１ 踵部
１２ 穴
１３ 穴
１４ シャンク
１６ 周壁
１７ 小孔
１８ 中敷き
１９ 凹部
２０ 円板
２１ 筒状部
２２ 網
３０ 導電被膜
３１ 導電テープ（導電体）
３２ スリット
３３ 前足底部
３４ 踵部
３５ 導電部
３６ 前足底部
３７ 踵部
３８、３９ 導電性のテープ
４０ 導電糸

Claims (2)

1. 裏面に床面との接触面を有するアウトソールと、当該アウトソールの上面に設けられた弾力性のあるミッドソールと、当該ミッドソール上に設けられた中底を備えたアッパー部を有し、
   前記アウトソールは、前記接触面と上面の間における電気抵抗が約１．０×１０^５〜１．０×１０^７Ωに形成されるとともに、踏みつけ部である前足底部の上面に導電性物質の塗布による導電部が設けられ、
   前記ミッドソールは、前後方向に対して６０°〜８０°の角度範囲内で傾斜する表裏貫通した２本の平行なスリットを前足底部に設けるとともに、当該両スリットに導電テープを挿通させることで当該両スリットによって囲まれる部位を内包するように環状の導電体を形成し、
   前記中底の少なくとも前足底部は、表裏において導電性を有するように形成されており、当該中底の前足底部とアウトソールが前記導電体を介して電気的に導通していることを特徴とする静電気帯電防止靴。
2. 前記環状の導電体は、環状に形成するために必要な最小長さよりも、１〜５ｍｍ程度長く形成されていることを特徴とする請求項１記載の静電気帯電防止靴。