JP2016043271A - 付加製造された金属スポーツパフォーマンス履物構成要素 - Google Patents

Abstract

【課題】サイクリング靴用の改良されたソールであって、軽量で、十分な通気および着用者の足の生体構造に対するカスタマイズを可能にし、同時に足からペダルへの力の所望の直接的伝達を確実にするのに十分な曲げ剛性および支持を着用者の足にもたらすソール提供する。【解決手段】靴用、特にサイクリング靴用のソール１００に関し、ソールは、３次元形状のリム１１０と、複数の第１の補強支柱１２１〜１２７とを備え、複数の第１の補強支柱のうち少なくとも２本１２２〜１２５は、ソール１００のリム１１０の踵領域１１２からソール１００のリム１１０のつま先領域１１５まで延び、ソール１００のリム１１０および複数の第１の補強支柱１２１〜１２７は、付加製造プロセスにおいて単一品として一体的に製造される。【選択図】図１ａ

Description

本発明は、靴用のソールに関し、詳細には、靴用のソールまたは靴用のソールの一部分、およびそのようなソールを備えたサイクリング靴に関する。

靴ソールの設計は、靴に数多くのさまざまに異なる特性および特徴を提供する。そのソールによって影響され得る靴の重要な特性は、その曲げ剛性である。これは、ロードサイクリング、マウンテンバイキング、シクロクロス、トライアスロン、ダウンヒルなど用のサイクリング靴などのサイクリング靴には特に重要である。

自転車およびその乗り手は、乗り手が自身の足を介して自転車のペダルに伝達する力によって前方に推進される。これらの力は、次いで、ペダルからクランクセットおよび動力伝達システムを介してさらに伝達されて自転車の後輪を駆動する。乗り手によって自身の足からペダルに及ぼされる力の効率的な伝達を容易にするために、サイクリング靴、特にそのソールは、高い曲げ剛性をもたらさなければならない。そうでなければ、ソールは、乗り手によって及ぼされた大きな力の下で変形し、望ましくないエネルギー損失を招き、乗り手が自身の筋力を効果的に利用することを妨げることになり得る。また、乗り手の足、特に足のアーチは、靴のソールが十分な支持を提供しない場合、たとえば足のアーチの過度のひずみによってより負傷しやすくなり得る。

これらの面は、サイクリング靴に関連するだけでなく、フィールドスポーツ、ランニング、サッカー、バスケットボール、アメリカンフットボール、アウトドアスポーツなど用のもののような他のスポーツ靴にも関係することである。また、これらの例示的に述べた種類のスポーツでは、着用者の足と地面の間の適正な力の伝達を確実にし、それと同時に足に対する支持をもたらすことが非常に重要である。

したがって、たとえば従来のサイクリング靴のソールは、しばしば、たとえば炭素繊維材料から作製されたソールプレートを含んで所望の剛性をソールに提供する。しかし、そのような炭素繊維プレートは、高い剛性が望まれる場合、靴の重量を増大させ、また、足の十分な通気も妨げる。さらに、これらは、乗り手の足底の生体構造に適合することが難しいことがあり、それにより、たとえば摩擦または圧力点を回避するために靴ソールをカスタマイズすることは、可能ではなく、または限定された程度しか可能にならないことがある。

近年、選択的レーザ焼結などの付加製造方法が、カスタマイズされた３次元物体を提供するために考慮されている。たとえば、ＷＯ２０１４／１００４６２Ａ１では、カスタマイズされた履物を設計し製造するための装置および方法が、論じられている。より詳細には、履物は、サイクリングを含むさまざまに異なる運動活動に合わせてカスタマイズされ得る。この文献はまた、選択的レーザ焼結が、履物の製造に使用され得ることも開示している。

靴に関連するレーザ焼結のような付加製造方法の使用を論じるさらなる文献は、ＷＯ２０１４／０６６１７２Ａ１、ＷＯ２０１４／０６６１７３Ａ１、ＷＯ２０１４／０６６１７４Ａ１またはＷＯ２０１４／００８３３１Ａ２である。

しかし、従来技術から知られている焼結されたソールは、これらが、未来の着用者の足の生体構造を十分に考慮に入れず、上記で論じたような乗り手の足から自転車のペダルへの力の所望の直接的伝達に関する特有の状況および要求事項に最適に適応しないことがあるという欠点を有し得る。

ＷＯ２０１４／１００４６２Ａ１ ＷＯ２０１４／０６６１７２Ａ１ ＷＯ２０１４／０６６１７３Ａ１ ＷＯ２０１４／０６６１７４Ａ１ ＷＯ２０１４／００８３３１Ａ２

したがって、上記の欠点を少なくとも部分的に克服する、靴用の改良されたソールを提供することが、本発明の基礎をなす課題である。特に、サイクリング靴用の改良されたソールであって、軽量であり、十分な通気および着用者の足の生体構造に対するカスタマイズを可能にし、それと同時に足から自転車のペダルへの力の所望の直接的伝達を確実にするのに十分な曲げ剛性および支持を着用者の足にもたらす、ソールが必要とされる。

本発明の態様によれば、この課題は、靴用のソール、特にサイクリング靴用のソールであって、３次元形状のリムと、複数の第１の補強支柱とを備え、複数の第１の補強支柱のうち少なくとも２本が、ソールのリムの踵領域からソールのリムのつま先領域まで延び、ソールのリムおよび複数の第１の補強支柱が、さらに、付加製造プロセスにおいて単一品として一体的に製造される、ソールによって少なくとも部分的に解決される。

簡単な平坦リムとは対照的に、３次元形状のリムを提供することにより、リムは、着用者の足の形態に適合され、したがってソール用のある種の安定フレームを提供することができる。これは、所望の支持を着用者の足にもたらし、足筋の疲労および過度のひずみを防止するまたは遅らせることができる。３次元形状のリムはまた、ソールへのアッパの取り付けを容易にすることもできる。

複数の第１の補強支柱により、ソールには、所望の曲げ剛性がもたらされ得る。複数の第１の補強支柱から、少なくとも２本が、リムの踵領域からリムのつま先領域まで延び、それにより、ソールの全長に沿った高い曲げ剛性がもたらされ得る。さらに、２本以上の第１の補強支柱がソールの長さに沿って延びるため、ソールの捩じり剛性もまた増大され得る。

ソールのリムおよび複数の第１の補強支柱を付加製造プロセスにおいて単一品として一体的に製造することにより、非常に耐性のある剛性のソールが提供され得る。付加製造プロセスの使用は、さらに、ソールを未来の着用者の足の個々の生体構造に合わせてカスタマイズすることを可能にする。ソールのリムおよび複数の第１の補強支柱を単一品として一体的に製造することは、ソールの他の部分が、他の３Ｄ製造プロセスを含む他の製造プロセスを用いて作り出され得ることを排除しない。

以下では、ソールの特性に及ぼすそれぞれの所望の効果を達成するために当業者によって望まれるように組み合わせられてよい、そのような本発明のソールのさらなる設計可能性および任意選択の特徴が、説明される。

たとえば、リムの踵領域からリムのつま先領域まで延びる第１の補強支柱の少なくとも１本が、滑らかなＳ字状でリムの踵領域からソールの底側を渡ってリムのつま先領域まで延びることが可能である。

滑らかなＳ字状でソールの底側を渡って延びることにより、それぞれの第１の補強支柱は、着用者の足底の自然な「流れライン」または生体構造を辿ることができ、これは、さらに有益なことに、直線の補強支柱と比較して、外方／内方の力に対するソールの側部安定性およびその捩じり剛性に影響を与えることができる。

ソールの底側について言及するとき、これは、通常、ソールが着用者の足から離れる方を向き、地面または自転車のペダルの方を向く側を指す。支柱は、その湾曲部がその向きを変更する少なくとも１つの屈曲点を含む場合、Ｓ字形状を含むものとして示される。すなわち、たとえば「鏡像反転されたＳ字」の形態の形状もまた、本文献内ではＳ字形状として示され得る。さらに、滑らかなＳ字形状は、いかなる顕著なよじれ、縁、またはより全体的には突然の顕著な方向変更も有さないＳ字形状である。

さらに、リムの踵領域からリムのつま先領域まで延びる第１の補強支柱の少なくとも２本が、本質的に平行に、かつ各々が滑らかなＳ字形状で、リムの踵領域からソールの底側を渡ってリムのつま先領域まで延びることが可能である。

このやり方では、ソールの側部安定性およびそのねじれ剛性に対する上記で述べた有益な影響をさらにより顕著な形で発展させることができ、ソールの着用快適性がさらに向上され得る。

第１の補強支柱が、「本質的に平行に」リムの踵領域からソールの底側を渡ってリムのつま先領域まで延びることを言及するとき、これは、２つのそのようなそれぞれの第１の補強支柱間の距離が、２つの補強支柱の長さと比較して非常にわずかに変化するだけであることを意味する。しかし、特に、ソールの踵領域またはつま先領域では、２つのそのような本質的に平行な第１の補強支柱はまた、数学的意味での完璧な平行から逸脱してもよい。これらは、たとえば、これらの領域において通常の製造公差内でわずかに収束する、または逸脱することができる。

複数の第１の補強支柱が、ソールの第１の補強層を提供することが、さらに考えられ得る。

補強層を提供することにより、ソールの横への安定性はさらに増大され得る。また、たとえば自転車のペダルとの良好な連結も達成され得る。そのような補強層は、特にソールの底側を構成するとき、自転車の乗り手が、たとえば道路上で自転車を降りて歩行するときに自身の足首を捩じることを防止することもできる。

ソールは、さらに、付加製造プロセスにおいてソールの残りの部分と共に一体的に製造され、第２の補強層を提供する、複数の第２の補強支柱を備えることができる。

そのような第２の補強層を提供することにより、ソールの安定性、特にその曲げ剛性が、さらに増大され得る。また、ソールの厚さをこのように増大させることができ、それにより、たとえば、地面上の先がとがった物体上を歩いて進むときに負傷を生じさせる危険性が、低減され得る。また、低温の地面を歩く際の断熱が改良され得る。そのような第２の補強層を提供することはまた、たとえば、足のより良好な通気性、したがって改良された着用快適性を導くこともできる。

このソールでは、第１の補強層内の１つまたは複数の第１の補強支柱は、本質的に、第２の補強層内の１つまたは複数の対応する第２の補強支柱に対して平行になることができる。

このようなやり方では、平行な第１と第２の補強支柱の間に、通気開口部が設けられ得るため、足の良好な通気が維持され得る。また、以下でさらに説明するように、追加のソール要素が、平行な第１および第２の補強支柱のそれぞれの対によって形成された「壁」間に配置され得る。そのような追加のソール要素は、特にこれらに作用するてこ力に対して、非常に安定した形でソールの２つの補強層内に固定され得る。

一般的に言えば、２つまたはそれ以上の補強支柱は、複数の結節点によって相互連結され得る。より詳細には、２つの隣接する第１の補強支柱およびその対応する本質的に平行な第２の補強支柱が、複数の結節点によって相互連結されることが特に可能である。

そのような結節点を用いることにより、ソールの全体的な安定性がさらに増大され得る。これは、特に、ソール上に作用するせん断力、捩じり力、および曲げ力に適用される。さらに、第１および第２の補強支柱がそのような結節点によって相互連結されたソールの構造により、非常に軽量で通気性のあるソールが提供され得る。

結節点は、ソールの底面図、背面図、および側面図の少なくとも１つにおいてＸ字状の断面形態を含むことができる。特に、結節点は、３つすべての図においてＸ字状の断面形態を含むことができる。

Ｘ字状の断面形態を有する結節点は、ソール上に作用する力を広く等方的な形で分散させ、こうしてその断面が切り取られる平面内においてある方向に作用する任意の力に対するソールの安定化を導くことができる。結節点が上記で述べた図の３つすべてにおいてＸ字状の断面形態を含む場合、この効果は、特に極めて顕著であり、すなわち、ソールは、任意の次元の空間内に作用する力に対して極めて等方的な安定特性を含む。

ソールの底面図、背面図、および側面図について言及するとき、これは、着用状態のソール、すなわち、ソールが靴上に装着され、靴が着用者によって着用されているときのソールの図を意味するよう意図される。

ソールは、さらに、付加製造プロセスにおいて、リム、複数の第１の補強支柱、および複数の第２の補強支柱と共に単一品として一体的に製造された格子構造を含むことができる。格子構造は、複数の第１の補強支柱と複数の第２の補強支柱との間に挟まれ得る。格子構造は、複数の結節点を含むことができる。

格子構造は、ソールの全体的安定性を追加し、特にソールの曲げ剛性を増大させることができ、それと同時にその重量を低減させることができる。このようにして、たとえば炭素繊維から作製されたソールと比較して、重量はより小さくなりながらも、曲げ剛性はさらに高くなることができる。

格子構造は、複数の第２の結節点を含むことができ、複数の第１の補強支柱および複数の第２の補強支柱は、格子上で第２の結節点のうち隣接する結節点の間に配置される。結節点および第２の結節点は、ずらされてよく、それにより、複数の第１の補強支柱および複数の第２の補強支柱は、結節点からずらされる。このようにして、ソール上に作用する曲げ力は、材料および重量を削減しながら最適な方法でそらされ得る。

ソールは、さらに、クリートをソールの底側に取り付けるための手段を備えることができ、この手段は、第１および／または第２の補強支柱と共に一体的に形成される。

特に、サイクリング靴の場合、そのようなクリートは、しばしば、足からペダルへの力の最良の伝達を可能にするために、乗り手の靴と自身の自転車のペダルとの間の力嵌め連結をもたらすために使用される。これはまた、乗り手が、ペダル全回転の前半中、ペダルを押し下げるだけでなく、ペダル回転の後半中、自身の足でペダルを引き上げることも可能にする。そのようなクリートをソールの底側に取り付けるための手段を一体的に形成することにより、取り付け手段は、特に耐性のある安定的な形でソール内に固定され得る。

ソールが、さらに、つま先領域内および／または踵領域内に少なくとも１つの第１の緩衝体要素を備えることが可能である。緩衝体要素は、２つの隣接する第１の補強支柱間および／または２つの隣接する第２の補強支柱間に配置され、ソールの底側から下方向に突起することができる。少なくとも１つの緩衝体は、第１の補強支柱の１つまたは複数に直接的に連結され得る。あるいは、または加えて、少なくとも１つの緩衝体は、裏板に連結され得る。通常、少なくとも１つの緩衝体は、ソールに連結される。

そのような第１の緩衝体要素は、たとえば、自転車の乗り手が、自身の自転車から降りた際に着地し得る道路上で、ソールの把持を向上させる目的を果たすことができ、したがって乗り手が滑るまたは自身の足首を捩じることを防止することができる。これはまた、より全般的には、通常の歩行中に使用されるとき、そのような靴の着用快適性を向上させることもできる。そのような第１の緩衝体要素を２つの隣接する第１の補強支柱間および／または第２の補強支柱間に配置することにより、第１の緩衝体要素を、これが摩耗したときに交換することも可能になり得る。この目的を達成するために、そのような第１の緩衝体要素は、たとえば、隣接する第１の補強支柱間および／または第２の補強支柱間の所定の場所に嵌め込むことができるような形で提供され得る。これはまた、第１の緩衝体が必要とされないとき、たとえばサイクリング中、重量を削減するためにこれを取り外すことを可能にすることもできる。

また、ソールが、さらに、第１の補強支柱の少なくとも１つの底側に取り付けられた少なくとも１つの第２の緩衝体要素を備えることも可能である。

そのような第２の緩衝体要素は、たとえば、それぞれの第１の補強支柱上に成形されてよく、それぞれの第１の補強支柱と共に一体的に形成されてよく、またはそれぞれの第１の補強支柱上に手動でクリップ留めされる、もしくは別の形で取り付けられてよい。最後の選択肢は、ここでも、第２の緩衝体要素が摩耗したとき、またはたとえばサイクリング中、必要とされないときに取り外され得るという利益を有することができる。

通常、述べた少なくとも１つの第１または第２の緩衝体要素は、化学的に結合された緩衝体、二重射出成形された緩衝体、少なくとも１つのコーティングされたソール要素（たとえば１つまたは複数の隆起支柱）、機械的に結合された緩衝体（たとえば押し込み嵌合、圧入、干渉ばめ、スナップ嵌合）などになることができる。

第１または第２の補強支柱の少なくとも１つは、Ｔ字状断面を含むが、別の外形を有することもできることが考えられる。

Ｔ字状断面は、第１または第２の補強支柱に、低減された量の材料を必要とするだけで、その長手方向軸に対して非常に高い曲げ剛性をもたらすことを可能にすることができる。故に、重量は、第１または第２の補強支柱にＴ字状断面をもたらすことによって、ソールの安定性および曲げ剛性を損なうことなく削減され得る。

より全般的には、複数の第１の補強支柱または複数の第２の補強支柱両方からの個々の支柱が、その厚さ、剛性、断面形態などをその長さに沿って変えることができ、そのような特性はまた、複数の第１の補強支柱または複数の第２の補強支柱それぞれのさまざまな支柱間、および支柱の２つのセット間、または複数の支柱間でも異なり得ることがここで述べられる。

リムは、特に、足のアーチ領域を支持する３次元形状であり得る。

足のアーチは、足の特に敏感な領域であり、特に自転車に長く乗っている間、疲労、過度のひずみ、およびさらに負傷を起こしやすくなり得る。足のアーチ領域を支持するような形で３次元形状のリムを提供することにより、そのような疲労および過度のひずみを回避することができ、着用快適性を向上させることができ、着用者の足から自転車のペダルへの力の最大限の伝達を容易にすることができ、選手の持久力を増大させることができる。

付加製造プロセスは、金属材料のレーザ焼結を含むことが可能である。

レーザ焼結は、高い曲げ剛性を有する靴ソールの製造に特に良好に適しており、その理由は、焼結された金属は、非常に高い安定性および剛性を含むことができるためである。それと同時に、レーザ焼結は、複雑な３次元形状の部品を比較的低コストで製造することも可能にする、良好に開発された製造手順である。本明細書では、金属材料は、たとえば、ＡｌＳｉ１０Ｍｇ、２３９および／またはＴｉ６Ａｌ４Ｖおよび通常は、たとえばＡｌ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｆｅ、ステンレス鋼などの金属からの任意の合金を含むことができる。

本発明の文脈では、セラミック、ポリマー、印刷複合材のような材料、および２つまたはそれ以上の付加製造された材料の組み合わせもまた、使用され得る。

一方では、上記で述べた材料は、業界でよく知られており、複雑な３次元形状の部品の製造に良好に適している。他方では、これらはまた、本明細書において説明するような靴ソールの要求事項も満たす。特に、これらは、高い曲げ剛性を有する軽量で、通気性のある、高い安定性のソールの製造に使用され得る。これらはまた、環境的に無害であり、そのようなソールの着用者の健全性を何ら脅かすものではない。

ソールは、測定の場所に応じて異なる曲げ剛性を含むことができる。サイクリングプレート上では、曲げ剛性は、たとえば、本明細書で開示するように踵領域および／またはつま先領域の近位で測定され得る。標準の８．５英国サイズのサイクリングプレート上で本明細書において説明するように測定されたとき、アルミニウムサイクリングプレートの踵領域における曲げ剛性は、４０Ｎ／ｍｍを上回ることができる。さらに、つま先領域で測定されたアルミニウムサイクリングプレートの曲げ剛性は、２２０Ｎ／ｍｍを上回ることができる。通常、曲げ剛性は、異なる種類（たとえばサイクリング以外）のスポーツ靴用のソールプレートに関して異なることができる。

これらの値は、これらが、着用者の足から自転車のペダルへの力の所望の直接的伝達を可能にするという意味で有益であると考えられている。それと同時に、これらは、たとえば上記で述べた材料の１つおよび上記で説明した構造を用いたレーザ焼結によって達成され得る範囲内に存在する。

材料および設計調整に応じて、レーザ焼結などの付加製造を用いて構築されたサイクリングプレートは、従来式に構築された等しいソールプレートと比較したとき、低減された重量を有することができる。たとえば、サイクリング靴用のレーザ焼結されたソールプレートは、標準英国サイズ８．５に関して１５０グラム未満の重量を有することができる。一部の場合、レーザ焼結されたソールプレート全体の重量は、１３０グラム未満になることができる。さらに、ソールは、１００グラム未満の重量を含むことができる。レーザ焼結されたソールプレートの一部の例は、標準英国サイズ８．５に関して７０グラム未満の重量を有することができる。通常、重量は、異なる種類（たとえばサイクリング以外）のスポーツ靴用のソールプレートに関して異なることができる。そのような非常に軽量のソールは、選手、または自転車の娯楽的乗り手の持久力を改善することができる。

本発明の別の態様が、本明細書において開示するソールを備えた靴、特にサイクリング靴によって提供される。

そのような靴は、特に軽量および通気性のあるものであり、サイクリングに全体的に良好に適することができ、特にその理由は、これが、本明細書においてすでに論じたように、靴のソールの高い曲げ剛性を用いることによって、乗り手の筋力を自身の足から自転車のペダルまで直接的に伝達することを可能にするためである。また、ソールは付加製造プロセスにおいて製造されるため、ソールは、着用者の足に合わせてカスタマイズされ得る。そのようなカスタマイズはまた、そのような靴のアッパおよび潜在的な他の部分にまで及ぼされて、さらにその嵌合を高め、故に着用者の持久力および健全性を促進することができる。

そのような靴の特性に及ぼすそれぞれの所望の効果を達成するために当業者によって望まれるように組み合わせられてよい、そのような本発明の靴のさらなる設計可能性および任意選択の特徴が、以下で説明される。

靴は、ソールの３次元形状のリムに取り付けられたアッパを備えることができる。

アッパをソールの３次元形状のリムに取り付けることにより、追加の部品を回避することができ、それにより、靴の重量を小さく保つことができる。それと同時に、完成した靴は、非常に安定的なものであり、靴内の足の良好な固定をもたらすことができる。これは、ここでも、足からペダルへの力の所望の直接的伝達を促進し、たとえば、足首の捩じりのような負傷を防止することなどを助けることもできる。

また、靴が、さらに、ソールの上側に配置されたネットまたは膜を備えることも可能である。

そのようなネットまたは膜は、たとえば、汚れ、水、または先がとがった物体がソールから靴に入ることを防止することができる。これはまた、たとえば、着用者の中敷きまたは足がソール内の開口部から外に見えないように装飾的目的を果たすこともできる。これはまた、たとえば靴が、主に寒い季節に着用されるよう意図される場合、靴の断熱を増大させることもできる。

靴のアッパは、特に、繊維材料の範囲から製造された踵部分を含むことができる。

足の踵の良好な固定は、特にサイクリング中、特に重要なものであり、その理由は、踵の滑りは、不快感またはさらにはまめを生じさせ、さらに、足からペダルへの力の最大伝達を減じることもあるためである。非常に小さい重量を有しながら非常に高い安定性をもたらす材料を用いることにより、靴内の着用者の足の安定した固定が、靴の全体重量を非常に小さく保ちながら達成され得る。

この材料を有する踵部分が、足の足首を取り囲んで足の甲に向かって延びて足を靴内に固定することを可能にすることが可能である。

踵部分を、足首を取り囲みおよび足の甲に向かって、たとえば、靴の閉鎖（たとえばひも結び）システムの領域まで延ばすことにより、着用者の足を靴内でさらに良好に固定させることができ、さらなる重量が削減され得る。また、アッパの踵および中足部の一様な外観が、達成され得る。

さらに、靴は、中敷きをさらに備えることができる。そのような中敷きは、たとえばソールの曲げ剛性を減じることなく着用快適性を向上させるために、ある一定の「柔らかさ」を靴にもたらすことができる。複合材または複層の中敷きを提供することにより、中敷きは、非常に高い引裂強度を有することができ、これはまた、さらに、着用者の足を負傷から、特に靴に入った先がとがった物体から保護することもでき、また、ソールプレートの構造によって生み出される可能性のある任意の圧力点を分散させることもできる。

本発明の現在好まれる実施形態が、以下の図を参照して以下の詳細な説明において説明される。

本発明の靴ソールの実施形態の図である。 本発明の靴ソールの実施形態の図である。 本発明の靴ソールの実施形態の図である。 本発明の靴ソールの実施形態の図である。 本発明の靴ソールの実施形態の図である。 本発明の靴ソールの実施形態の図である。 本発明の靴ソールの実施形態の図である。 本発明の靴ソールの別の実施形態の図である。 本発明の靴ソールの別の実施形態の図である。 本発明の靴ソールの別の実施形態の図である。 本発明によるソールの部分の図である。 本発明によるソールの部分の図である。 本発明によるソールの部分の図である。 本発明によるソールの部分の図である。 本発明によるソールの部分の図である。 本発明によるソールの部分の図である。 本発明によるソールの部分の図である。 本発明の靴の実施形態の図である。 本発明の靴の実施形態の図である。 本発明の靴の実施形態の図である。 本発明の靴の実施形態の図である。 本発明の靴の実施形態の図である。 本発明の靴の実施形態の図である。 本発明の靴の実施形態の図である。 本発明の靴の実施形態で使用され得る中敷きの実施形態の図である。 本発明の靴の実施形態で使用され得る中敷きの実施形態の図である。 図５ａ〜図５ｂに示す中敷きの製造方法の図である。 本発明による靴ソールおよび靴の製造プロセスの詳細の図である。 本発明の靴ソールの実施形態の図である。 本発明の靴ソールの実施形態の図である。 本発明の靴ソールの実施形態の図である。 本発明の靴ソールの実施形態の図である。 本発明の靴ソールの実施形態の図である。 本発明の靴ソールの別の実施形態の図である。 本発明の靴ソールの別の実施形態の図である。 本発明の靴ソールの別の実施形態の図である。 本発明の靴ソールの別の実施形態の図である。 本発明の靴ソールの別の実施形態の図である。 本発明の靴ソールおよび靴の別の実施形態の図である。 本発明の靴ソールの別の実施形態の図である。 本発明の靴の別の実施形態の図である。 靴ソールプレートの曲げ剛性を測定するための機器の図である。 曲げ剛性を測定することに関する詳細図である。

本発明の実施形態が、サイクリング用のソールおよび靴を参照して以下の詳細な説明において説明される。しかし、本発明がこれに限定されないことが、強調される。

そうではなく、本発明はまた、有利には、それだけに限定されないが、ランニング、トレーニング、サッカー、バスケットボール、アウトドアを含むすべてのスポーツ分野、スポーツに端を発する、およびファッションの分野など用の、剛性が重要である異なる種類の構成要素、ソールおよび／または靴に使用され得る。さらに、一部の靴においては、完成したソール構造ではなく、付加製造を用いて構築された部分的なソールが、使用され得る。

また、以下では、本発明の個々の実施形態のみがより詳細に説明され得ることが述べられる。しかし、当業者は、これらの特有の実施形態に関連して説明した特徴および設計選択肢はまた、本発明の範囲内で異なる形で改変されまたは組み合わせられてよく、個々の特徴はまた、これらが所与の場合において不必要であると考えられる場合、省略されてもよいことを認識するであろう。したがって、冗長性を回避するために、参照が、先行する３項（「本発明の概要」）の説明に特になされ、これはまた、以下の詳細な説明にも当てはめられる。

図１ａ〜図１ｇは、靴、特にサイクリング靴用の、たとえば図４ａ〜図４ｇに示す靴３００用の本発明のソール１００の実施形態を示す。

ソール１００は、３次元形状のリム１１０を備える。リム１１０は、足の縁の自然な生体構造を辿るように、したがって足が載ることができる安定したフレームを提供するような形で３次元成形される。特に外方の中足領域１１８および内方の中足領域１１９では、リム１１０は、長く自転車に乗る間、足のアーチ領域の過度のひずみを回避するなどのために、足のアーチ領域を支持するような３次元形状である。

ソール１００はまた、複数の第１の補強支柱１２１〜１２７を備え、これらの支柱は、付加製造プロセスにおいて単一品としてリム１１０と共に一体的に製造され、ソール１００の第１の補強層を形成する。この場合、複数の第１の補強支柱１２１〜１２７を備えるこの第１の補強層は、図１ａ、図１ｂ、図１ｄ、および図１ｆに示すソール１００の底側を構成する。図１ｃ、図１ｅ、および図１ｇでは、ソール１００の底側は、それぞれの図の上部の方を向いている。

付加製造プロセスは、たとえば、金属材料のレーザ焼結を含むことができる。ここで示す場合では、アルミニウム合金、詳細にはＡｌＳｉ１０Ｍｇ、２３９が、ソール１００のレーザ焼結のための金属材料として使用された。たとえばＴｉ６Ａｌ４Ｖを含む金属材料もまた、使用され得る。通常、使用される材料は、アルミニウム、チタン、鋼（たとえばマルエージング鋼、ステンレス鋼）などの金属、アルミニウム合金（たとえばＡｌｓｉＭｇ）、チタン合金（たとえば、Ｔｉ６４、Ｔｉ６Ａｌｖ４）、コバルトクロム合金（たとえばＣＣＭＰ１）、ニッケル合金（たとえばＩＮ７１８、ＮｉＣｒ１９Ｆｅ１９ＮｂＭｏ３）、超合金、複合材、熱可塑性物質、熱硬化性物質、および／またはそれらの組み合わせを含むことができる。

複数の第１の補強支柱のうち、第１の補強支柱１２２〜１２５は、リム１１０の踵領域１１２からリム１１０のつま先領域１１５まで延びる。リム１１０の踵領域１１２は、たとえば、ソール１００の踵端部周りを、概ね、足首の骨が位置する地点まで延びることができる。リム１１０のつま先領域１１５は、つま先の正面かつ内方および外方のつま先それぞれの第１足指関節まで位置することができる。

他方では、第１の補強支柱１２１、１２６、および１２７は、リム１１０の踵領域１１２からリム１１０のつま先領域１１５まで延びない。第１の補強支柱１２６および１２７は、ソール１００の中足領域内でのみ始まる。他方では、第１の補強支柱１２２と１２３の間に配置された第１の補強支柱１２１は、クリートをソール１００の底側に取り付けるための手段１５１（以下を参照）によって阻止され、故に２つのサブセクションに分割される。

しかし、第１の補強支柱１２２〜１２５は、連続的な滑らかなＳ字状でソール１００の底側を渡って延び、すなわち、これらは、特に、たとえばソール１００の他の要素によって別個のサブセクションに分割されず、これらは、いかなる顕著なよじれまたは縁も含まない。より正確には、ここに示す場合では、第１の補強支柱１２２〜１２５は、中足領域内ではソール１００の外方側に向かって湾曲し、次いで、「方向転換」し、前足領域内ではソールの内方側に向かって湾曲し、こうして逆Ｓ字の全体外観を有する。

また、第１の補強支柱１２２〜１２５および１２１は、本質的に平行にソール１００の底側を渡って延びる。第１の補強支柱１２１、１２２〜１２５は、実際には、たとえば図１ａにおいて見ることができるように、ソール１００の踵領域内ではわずかに逸脱し、ソール１００のつま先領域内ではわずかに収束しているが、ソール１００の底側の殆どの部分を通じて、第１の補強支柱１２１、１２２〜１２５の２つ間の相対的距離は、少なくともこれらの第１の補強支柱の長さと比較して、大きく変化しない。

たとえば図１ｂに見ることができるように、ソール１００は、さらに、付加製造プロセスにおいてソール１００の残りの部分と一体的に製造された複数の第２の補強支柱１３１〜１３５を備える。複数の第２の補強支柱１３１〜１３５は、第２の補強層を提供する。図１ｂに示す斜視図では、第２の補強層は、第１の補強層の下方に配置される。したがって、ソール１００が着用された場合、第２の補強層は、ソール１００の底側を構成する第１の補強層の上部に配置される。ソール１００および第２の補強層の上部には、ネット１９０が配置される。ネット１９０は、図１ｄにおいてより明確に見ることができる。他方で、図１ａ、図１ｃ、および図１ｅ〜図１ｇは、これは省略されている。

第２の補強支柱１３１〜１３５は、対応する第１の補強支柱１２１〜１２５に本質的に平行に配置され、これはここでも、第１の補強支柱、たとえば第１の補強支柱１２３とその対応する第２の補強支柱、たとえば第２の補強支柱１３３の対間の距離が、少なくとも支柱の長さと比較して、大きく変化しないことを意味する。通常、すべての第２の補強支柱は、それぞれの平行な第１の補強支柱に対応することができ、または第１および第２の補強支柱それぞれのサブセットのみが、本質的に平行な対として配置され得る。

さらに、ここで示すソール１００では、２つの隣接する第１の補強支柱、たとえば第１の補強支柱１２３および１２４は、その対応する平行な第２の補強支柱、たとえば第２の補強支柱１３３および１３４と一緒に、複数の結節点１４０によって相互連結される。たとえば図１ａに明確に見ることができるように、ソール１００の底面図では、結節点１４０は、Ｘ字状断面形態を含む。しかし、対応する第１および第２の補強支柱の２つの対を相互連結する、ソール１００の側部に配置されていない結節点１４０の多くに関しては、これは、ソール１００の底面図だけではなく、ソール１００の背面図およびソール１００の側面図においても当てはめられる。故に、４本の補強支柱を相互連結するそのような結節点１４０の全体形状は、大まかには、直方体の中心において相互連結された直方体の４本の対角線によって構成されるものとして視覚化され得る。縁、緩衝体、クリート取り付け点、および／または所定の領域の近位では、結節点は、４本未満の支柱間で形成され得る。

ソール１００は、さらに、クリートをソール１００の底側に取り付けるための結合構造１５１、１５２、および１５３を備える。結合構造１５１、１５２、および１５３は、第１および／または第２の補強支柱と共に一体的に形成される。たとえば、結合構造１５１は、第１の補強支柱１２１および対応する平行な第２の補強支柱１３１と共に一体的に形成され、これは、補強支柱１２１および１３１の両方を２つのそれぞれのサブセクション各々に分割する。他方では、結合構造１５２は、２つの平行な第１の補強支柱１２３および１２４とその対応する平行な第２の補強支柱１３３および１３４との間に配置され、この場合、結合構造１５２は、支柱１２３、１２４、１３３、および１３４内へと、これらを阻止することなく統合される。

さらに、図１ｄに示すように、ソール１００はまた、ソール１００の踵領域内および／またはつま先領域内に１つまたは複数の第１の緩衝体要素１６０、１６５を備えることもできる。ここに示す場合では、第１の緩衝体要素１６０および１６５は、２つの隣接する第１の補強支柱間、およびその対応する平行な第２の補強支柱間に配置される。特に、第１の緩衝体要素１６０、１６５は、隣接する第１および第２の補強支柱および連結結節点１４０によって形成された「セル」内に、追加の結合手段または取り付け手段を必要とすることなくクリップ留めまたは圧入されてよく、それにより、第１の緩衝体要素１６０および１６５は、着用者によってソール１００内に装着されまたは取り外され得る。装着された状態では、第１の緩衝体要素１６０および１６５は、ソール１００の底側から下方向に突起することができ、したがって、たとえば、自転車を降り道路を歩く際にソール１００の把持を向上させることができる。

さらに、図１ｅ〜図１ｇに示すように、ソール１００は、１つまたは複数の第１の補強支柱の底側に取り付けられた１つまたは複数の第２の緩衝体要素１７０を備えることも可能である。ここに示す場合では、１つの第２の緩衝体要素１７０は、第１の補強支柱１２１の底側に取り付けられ、１つの第２の緩衝体要素１７０は、第１の補強支柱１２４に取り付けられ、それにより、第２の緩衝体要素１７０は、中央の第１の補強支柱１２３の周りに対称的に配置される。これは、ソール１００の着用者が、第２の緩衝体要素１７０が非対称の形で配置された場合に起こりやすくなり得る、自身の足首を捩じることを防止することを助けることができる。図１ｅに最適に見ることができるように、第２の緩衝体要素１７０は、ソール１００の踵領域内ではソール１００の底側から約５ｍｍ下方向に突起する。

直近で述べた第２の緩衝体要素１７０の対称的配置に関して、当業者は、これが、上記で論じた第１の緩衝体要素１６０および１６５にも適用され得ることを理解するであろう。

特に、第１および第２の補強支柱の配置を変更して、たとえば道路を歩く際に必要とされる安定性をソールに与えるために必要に応じてまたは所望に応じて、第１および第２の緩衝体要素を位置決めすることを可能にすることが、本発明の範囲内で可能である。

第１および第２の補強支柱の配置のそのような可能な改変形態の１つの例が、図２ａ〜図２ｃに示される。ソール２００は、主に、第１および第２の補強支柱および場合によっては支柱を連結する結節点の配置のソール１００とは異なる。簡単にするために第１の補強支柱のみが図２ａおよび図２ｃに示される。たとえば、図２ａに見ることができるように、ソール２００は、中央の補強支柱を備えない（比較のために、ソール１００の第１の補強支柱、特に中央の第１の補強支柱１２３もまた、影付きで図２ａおよび図２ｃに示される）。そうではなく、２つの最も内側の第１の補強支柱２２１および２２２の両方が、共通の距離だけ、ソール２００の中央軸から対称的に変位される。他の第１の補強支柱が、次いで、これら２つの最も内側の第１の補強支柱２２１および２２２に対して平行に配置される。類似の記述が、存在する場合、対応する第２の補強支柱にも当てはめられ得る。

図２ａおよび図２ｃと図１ｄ〜図１ｇを比較することにより、第１および第２の補強支柱の再配置が、第１の緩衝体要素および第２の緩衝体要素の可能な位置決めにどのような影響を与えるかが、当業者に明白になる（第１の緩衝体要素２６０、２６５のみが図２ａ〜図２ｃに示されているが、第２の緩衝体要素の可能な位置決めに対する効果は明確である）。最後に、図２ｃにおいてソール２００の踵領域内に示すように、第１および場合によっては第２の補強支柱を連結する結節点２４０の設計および配置により、第１の緩衝体要素２６０、２６５が中に装着され得るセルの設計、したがって、第１の緩衝体要素２６０、２６５自体の設計が、さらに影響され得る。

最後に、図１ｃは、第１および／または第２の補強支柱に異なる断面形状を与える可能性を示す。第１の補強支柱１２３および対応する平行な第２の補強支柱１３３の例示的な場合に関して示すように、たとえば、第１および第２の補強支柱に、またはこれらの一部に、Ｔ字状断面を与えることが可能である。図１ｃに示すように、ソール１００のそれぞれの外側（たとえば、第１の補強支柱１２３に関しては底側および第２の補強支柱１３３に関しては上側）を向くそれぞれの「Ｔ字」のバーを有することが、この場合にさらに有益になることができ、それにより、着用者の足に負傷および切り傷を招き得る、ソール１００の底側または上側の鋭敏な縁を回避することができる。当業者は、さらに可能な断面、たとえば、補強支柱の安定性および曲げ剛性をさらに増大させることができる断面を考えるであろう。

論じた設計選択肢および特徴を用いることにより、ソール１００およびさらに改変されたソール２００に、従来式に構築されたソールプレートによって提供されたものより大きい曲げ剛性がもたらされ得る。たとえば、付加製造を用いて構築されたソールプレートの曲げ剛性は、本明細で説明した通りに測定したとき、ソールプレートの踵部分において４０ニュートン／ミリメートル（これ以後「Ｎ／ｍｍ」）を上回り、ソールプレートのつま先部分において２２０Ｎ／ｍｍを上回ることができる。これらの値は、材料および設計に基づいて変わることができる。

たとえば、レーザ焼結を用いて構築されたソールプレートは、本明細で説明した通りに測定したとき、ソールの踵領域において４５Ｎ／ｍｍを上回る曲げ剛性、およびつま先領域において３００Ｎ／ｍｍを上回る曲げ剛性を有することができる。詳細には、ソール１００、２００は、レーザ焼結を用いてアルミニウム合金から構築されてよく、それにより、ソールの踵領域における曲げ剛性は、本明細で説明された通りに測定したとき、５０Ｎ／ｍｍを上回り、つま先領域では３５０Ｎ／ｍｍを上回る。故に、ソール１００、２００は、サイクリング靴における使用に特に良好に適している。

図３ａ〜図３ｇは、ソール１００、２００の部分のさまざまな図を示す。図３ａは、２つの相対的に平行な支柱１２３、１２４および支柱に関連付けられた格子構造１８０の拡大された部分の上面図である。格子構造１８０は、支柱間に配置された結節点１４０を含み、これは、図３ｂに示した図３ａの断面図で明確に見ることができる。断面で見ることができるように、支柱１２３、１２４、１３３、１３４は、格子１８０上の隣り合う１４０間の結節点１４２のところに配置される。図３ｂ〜図３ｃに示すように、結節点１４０および結節点１４２はずらされ、それにより、支柱１２３、１２４、１３３、１３４は結節点１４０からずらされる。

図３ｄ〜図３ｇに示すプレートの一部分の斜視図では、結節点１４０は、８つの支持部材１４４が収束して結節点１４０を形成する格子構造の一部において示される。それとは対照的に、図示するように、結節点１４２は、４つの支持部材１４４の収束部において形成される。たとえば、図３ｄ〜図３ｆに示すように、格子結節点１４２の近位縁は、２つの支柱間に形成される。代替の実施形態では、結節点は、１つまたは複数の補強支柱を連結するために使用され得る。たとえば、支持部材の密度および／またはソールなどの一部の剛性を増大させるために、結節点は、４本またはそれ以上の補強支柱を連結するために使用され得る。

図３ｇに明確に示すように、補強支柱は、複数の結節点によって相互連結され得る。より詳細には、隣接する第１の補強支柱１２３、１２４およびその対応する本質的に平行な第２の補強支柱１３３、１３４は、複数の結節点１４０、１４２によって相互連結される。

第１および第２の補強支柱がそのような結節点によって相互連結されたソールの構築により、類似の特性、たとえば類似の剛性値を有する従来のソールプレートよりかなり軽量になり得る、軽量かつ通気性のあるソールが可能になる。

図４ａ〜図４ｇは、サイクリング靴３００の実施形態を示す。図４ａは、靴３００の上面図、図４ｂは底面図を示す。図４ｃは、靴３００の内方側面図であり、図４ｄは外方側面図である。図４ｅは靴３００の背面図を示し、図４ｆは正面図を示す。最後に、図４ｇは、靴３００の踵領域の拡大された図を上面図で示す。

靴３００は、上記で論じたような本発明のソール１００を備える。あるいは、靴３００はまた、上記で論じたようなソール２００または本発明によるソールの別の実施形態を含むこともできる。靴３００は、さらに、ソール１００の３次元形状のリム１１０に取り付けられたアッパ３１０を備える。アッパ３１０は、たとえば、リム１１０に糊付けされてよく、または別の形でこれに連結されてよい。

アッパ３１０は、足首の骨周りおよびその下方を足の甲まで、特にひも結びシステムの内方および外方上部穴３２１および３２２まで延びる踵部分３２０を含んで、足を靴３００内で固定することを可能にする。それだけに限定されないが、フックおよびループ締結具（たとえばＶｅｌｃｒｏ（登録商標））、フックおよびパイル締結具、タッチ締結具、ジッパ、スナップ締結具、ラチェット、ひも結びシステム（たとえばリールおよびケーブルシステム、靴ひもなど）、ならびに／またはその組み合わせを含む靴用の代替の閉鎖装置もまた、使用されてよい。

踵部分３２０は、繊維材料を含む。図４ａ〜図４ｇに示すように、この場合の繊維材料の一例は、両側がプラスチック材料で積層された３軸織布である。３軸織布は、図示するように、平行な繊維ストランドの３つの組から構成される。それぞれのセットのストランドは、これらが約６０°の角度において他の２つのセットのストランドと交差するような形で配置される。踵部分において使用される材料は、それだけに限定されないが、繊維、不織布、積層体、たとえばＥＶＡ部品、ＰＵ部品などの成形された部品などの非繊維品、従来のアッパ、ストラップに使用される任意の材料、および／またはその組み合わせを含むことができる。３軸織布は一例であり、ホイル、不織布、繊維、または織物などの他の材料が使用されてもよいことを理解されたい。

図示するように、アッパ３１０は、さらに、つま先領域内にネット様の繊維材料３３０を含んで靴３００の通気性を改善する。あるいは、任意の通気性のある材料が、アッパのつま先領域において使用されてもよい。内方および外方の中央領域では、アッパ３１０は、さらに、ホイル様材料を含む内方および外方の側部ウィング３４１および３４２を備える。ウィング３４１、３４２に使用される材料は、軽量でありながら高い引っ張り強度を有する材料を含むことができる。たとえば、ウィングに使用される材料は、それだけに限定されないが、繊維、可撓性不織布積層体などの不織布、超高分子量ポリエチレン（たとえばＤｙｎｅｅｍａ（登録商標））および／または当技術分野で知られている他の材料を含むことができる。側部ウィング３４１および３４２には、別の安定化要素が設けられてよく、この安定化要素は、ホイル様材料の内側または外側に糊付けされ、溶接され、または別の形で結合され得る。

さらに、３００を有する靴は、ネット１９０を含み、ネット１９０は、すでに前に論じたようにソ−ル１００の上側に配置される。ネット１９０はまた、膜として設けられて水がソール１００から靴３００に入ることを防止することもできる。

最後に、靴３００は、さらに、図４ａに示すような中敷き４００を備えることができる。中敷き４００は、図４ｇ内では、ネット１９０の図を提供するために取り除かれた。

中敷き４００は、図５ａ〜図５ｂにより詳細に示される。中敷き４００は、それだけに限定されないが、複合材、繊維、炭素繊維、ポリプロピレン（「ＰＰ」）、ポリウレタン（たとえば熱可塑性ポリウレタン（「ＴＰＵ」）のような「ＰＵ」）、熱可塑性エラストマ（「ＴＰＥ］）、熱伝導性材料、発泡性材料、たとえばエチレン酢酸ビニル（「ＥＶＡ」）発泡ポリプロピレン（「ＥＰＰ」）、および／もしくは発泡熱可塑性ポリウレタン（「ｅＴＰＵ」）、ならびに／またはその組み合わせを含むことができる。

図示するように、中敷き４００は、好ましくは中敷き４００の底側に配置された材料層４１０を含むことができる。たとえば、材料層は、織られた炭素繊維を含んで中敷き４００の安定性および引裂強度を増大させることができる。他の繊維もまた使用されてよい。上側では、中敷き４００は、たとえば、フェルト材料４３０またはそのようなものを含んで着用快適性を改良することができる。最後に、中敷き４００は、異なる直径のいくつかの穴４２０を異なる領域および配置で含むことができ、それによって、中敷き４００を着用者の足の生体構造に適合させ、靴３００の通気性を改良することを助けることができる。

中敷き４００はまた、熱伝導性材料も含んで熱を足から発散させることもできる。中敷きはまた、着用者の足上のまめなどを回避するために格子圧力を分散させることもできる。

図６は、穴４２０の配置および設計が、中敷き４００を着用者の足の生体構造に適合させるためにどのように決定され得るかを示す。第１のステップ５１０では、足の圧力分布が、圧力プレートによって測定される。そのような圧力プレートは、業界においてよく知られている。次のステップ５２０では、圧力分布が、２Ｄ長方形格子にマッピングされ、測定された最高圧力の領域が、格子から取り除かれ、より低い圧力の領域では、格子点の差し渡しが、測定された圧力に比例して増大される。その結果生じたカスタマイズされた格子から、次いで、中敷き４００内の穴４２０の分布および直径が、別のステップ５３０において決定され、中敷き４００は、それにしたがって製造される。

さらに、その一例を図６のステップ５１０に示す圧力分布マップはまた、ソールの設計を調整するために使用され得る。たとえば、格子は、圧力マップを使用して全体的に設計されまたは局所的に強化されて、ユーザの個々の必要性に適する適合された剛性を可能にすることができる。これは、履物の負荷に基づく格子剛性の特有のカスタマイズを可能にすることができる。たとえば、結節点の数および／または結節点を形成する支持部材の数は、設計の所定の要求事項に応じて増減されてよい。一部の場合、支持部材の厚さが、ソールの負荷要求事項に応じて特有の領域内で増大および／または低減されてよい。

図７の流れ図に示すように、付加製造を用いて部品を生産することは、複数のステップおよび／またはフィードバックループを含むことができる。部品の設計は、市販されているまたは開発されたソフトウェアを用いて作り出されおよび／または最適化され得る。シミュレーションが、設計においてさまざまな点におけるひずみ値、応力値、および／または剛性を決定するために行われ得る。たとえば、シミュレーションは、所与の設計および使用に関する設計内で高いひずみの領域を決定するために使用されてよい。決定されたひずみ値に基づき、設計が変更され得る。特に、高いひずみの領域では、使用される設計の外形および／または材料は、設計が、特定された高いひずみ領域において増大された作用ひずみを有するように調整され得る。

図７に示すように、設計が完了した後、サンプル部品が、付加製造を用いて構築され得る。付加製造方法は、それだけに限定されないが、直接金属レーザ焼結、レーザ溶融、電子ビーム溶融、選択的レーザ溶融、選択的加熱焼結、選択的レーザ焼結などのレーザ焼結、熱溶解積層法（fused deposition modeling）、電子光線自由造形製作、３Ｄ印刷、薄膜積層法（laminated object manufacturing）、光造形法（stereolithography）、微細層技術、ドロップオンパウダ（drop-on-powder）、デジタル光処理、当技術分野で知られている他のプロセス、および／またはその組み合わせを含むことができる。

使用される材料は、それだけに限定されないが、マグネシウム、アルミニウム、チタン、鋼（たとえばマルエージング鋼、ステンレス鋼）などの金属、アルミニウム合金（たとえばＡｌＳｉＭｇ）、チタン合金（たとえばＴｉ６４、Ｔｉ６ＡｌＶ４）、コバルトクロム合金（たとえばＣＣＭＰ１）、ニッケル合金（たとえば、ＩＮ７１８、ＮｉＣｒ１９Ｆｅ１９ＮｂＭｏ３）、超合金などの合金、複合材、熱可塑性物質、熱硬化性物質、および／またはそれらの組み合わせを含むことができる。

一部の場合、構築された部品は、追加のプロセス後処理を経ることができる。使用され得るプロセス後処理は、それだけに限定されないが、吹き付け加工、ショットピーニング、研磨、電気化学研磨、光学研磨、機械切削、コンピュータ数値制御（すなわちＣＮＣ）仕上げ、砥粒流動加工（abrasive flow machining）、電気めっき、マイクロ機械切削処理、熱間等静圧圧縮成形、熱処理、当技術分野で知られている他のプロセス、および／またはそれらの組み合わせを含む。

完成した部品は、図７に示すようにさまざまな特性に関して試験され、必要な場合、部品のさまざまな特性は調整されてよく、プロセスは再度開始することができる。部品の完成後、これらは、追加の試験のために靴に組み込まれ得る。その後、必要な場合、設計に対する調整を行うことができる。

付加製造によって、より詳細にはレーザ焼結によって生産される部品の重量は、部品のサイズに応じて変わることができる。通常、本明細書において説明する靴ソールの場合、試験結果は、標準英国サイズ８．５に関して引用される。試験結果、たとえば、重量、剛性値などは、ソールプレートまたは部品のサイズ、およびソールプレートの意図される使用、より詳細には意図される種類のスポーツに基づいて変わることになる。

通常、レーザ焼結されたサイクリングソールプレートが、標準英国サイズ８．５に関して約１５０ｇ未満の重量を有することが望ましくなり得る。一例は、１３０ｇ未満の重量を有するレーザ焼結されたプレートを含むことができる。１００ｇ未満の重量を有するサイクリングプレートが、望まれ得る。一部のソールプレートは、７０ｇ未満の重量を有することができる。

このプロセスおよびこれが生み出すことができる設計の利点は、部品の重量がこれらの剛性に対して低減されることである。このようなやり方で形成された部品は、より高い曲げ剛性を有して、たとえば、炭素繊維ベースの部品のような従来の材料から形成された類似の部品より高い、曲げ剛性対重量比を有することができる。付加製造法は、従来の方法を用いて構築することが不可能ではなくても法外な費用がかかる場合のより複雑な設計を可能にする。

剛性対重量比の値は、部品の材料選択および／または設計によって影響され得る。たとえば、支柱厚さは、局所的領域内で剛性を増大させるように変えられてよく、それにより、仕立てられた（bespoke）構成要素特性が達成される。さらに、部品の外形は、変わることができ、たとえば、補強支柱は、任意の方向（たとえば、内方−外方、斜め方向など）に配置されてよく、必ずしも踵からつま先だけに走らせることない。

さらに、一部の代替の例では、図８〜図９に示すように、靴用のソールは、補強支柱が低減されるおよび／または解消されるような形で形成され得る。図８〜図９は、リム１１０と共に一体的に形成された格子１８０を示す。本明細書において論じるように、格子１８０は、高いひずみ領域内に位置する支持部材１４４が、たとえば、これらの領域内で格子の強度を増大させるよう厚くされ得るように設計され得る。一部の領域では、さまざまに異なる材料が、高いひずみ値を有するものとして特定された格子および／またはリムの領域を強化するために使用され得る。

図１０は、クリート５０２に結合されたソール５００を示す。図示するように、クリート５０２は、ねじまたは当技術分野で知られている任意の他の締結具などの締結具５０４を使用してソール５００に結合され得る。クリート５０２は、部分的に断熱材料から構築されて、過酷な天候状態における地面とソールの間の伝熱を阻害および／または防止することができる。

あるいは、付加製造技術を使用して製造されたソールは、ソールをペダルに直接的に結合させるための装置を含むことができる。たとえば、クリートが、ソールの構造内に設計されてよい。加えて、ペダルに直接的に結合させることができるようにソールを設計することが望ましくなり得る。さらに、ソールをペダルに直接的に結合させてサイクリストから自転車へのエネルギーの最良の伝達を確実にすることができるように、ソールおよびペダルを組み合わせて設計することが望ましくなり得る。

図１１は、支柱および結節点の組み合わせを有するソールの代替の設計を示す。この設計は、重量を低減しながら剛性をもたらすために利用され得る。

図１２に示すように、部分的なソールプレート５５０もまた、本明細書において説明された設計および／または方法を使用して構築され得る。たとえば、靴内の懸架システム５６０のシャーシ５５２は、図１２に示すような金属焼結された部分的ソールプレート５５０を含むことができる。

材料の付加製造を使用して形成され得る靴の構成要素は、所与の用途に関する特有の剛性対重量比を必要とする構成要素を含むことができる。さらに、構築された部品に応じて、部品のさまざまな場所内で部品の剛性を変えることが望ましくなり得る。たとえば、ソールの一部分は、ソールの他の領域と比較したとき、クリート取り付け部近くにより増大した剛性を有することができる。

ひずみ値の測定は、ひずみゲージを靴および／もしくはソールに取り付けることによって、ならびに／または３Ｄ光学ひずみ測定装置を使用することによって行われ得る。選択材料の疲労限界、ソールの所望の寿命およびひずみ測定値に基づき、許容可能なひずみ値が、ソールの外形の設計を補助するために決定され得る。類似の決定が、付加製造、特にレーザ焼結を使用して構築される任意の部品に関して行われることができる。

部品の曲げ剛性は、それだけに限定されないが、３点曲げ試験、カンチレバー曲げ試験および／または当技術分野で知られている他の試験を含むさまざまな機械的試験を用いて測定され得る。特に、部品の剛性の試験は、部品の中立位置からの特有の変形および／または変位を得るのに必要な負荷を決定することを伴うことができる。

たとえば、図１３に示すように、従来の材料のサイクリング靴プレートの曲げ剛性は、２３℃の温度および５０％の湿度において電気機械試験装置（すなわち、Ｉｎｓｔｒｏｎ ３３６６）を利用した機械的試験を使用して決定されていた。さまざまな材料および構造の試験が、本発明によるプレートの新しい設計に関して値を近似するために使用されるシミュレーションを較正するためにまとめられ使用された。

シミュレーションの較正のための試験は、以下のようなやり方で行われた。図１３〜図１４に示すように、ソールプレート５７０は、ソール上の固定点５８２および剛性クリート５８０上の開口部５８４において剛性クリート５８０に結合された。固定点５８２は、図示するように中立のクリート位置に位置することができる。円形の圧子５８６およびロードセル５８８が、１秒の負荷時間の間、靴５９０に力をかけるために使用された。かけられた力は、ソールが、つま先変位領域５９２内で２．５ｍｍ、および踵変位領域内で５ｍｍ変位するように制御された。この負荷は、サイクル間に２秒あけて５サイクルの間繰り返された。５回目のサイクル後、変位を引き起こすのに必要とされる必要な力が、プレートの曲げ剛性として測定された。

これらの測定値に基づき、ＡｌＳｉ１０Ｍｇ、２３９プレートの剛性が、標準英国サイズ８．５のサイクリング靴プレート上の２点に関して決定された。詳細には、剛性は、図１４に示すように、つま先変位領域５８４および踵変位領域５８６において決定された。

靴内の曲げ剛性は、位置に基づいて変わり得る。たとえば、図１４に示すように、上記で説明したサイクリングプレートの踵の曲げ剛性は、力を踵変位領域にかけることによって測定された。これらの測定値に基づき、アルミニウムサイクリングプレートの曲げ剛性は、踵変位領域において約４９Ｎ／ｍｍに、つま先変位領域において約３４８Ｎ／ｍｍになると決定された。試験されたアルミニウムサイクリングプレートの重量は、約９２グラムであった。したがって、サイクリングプレートの曲げ剛性対サイクリングプレートの重量の比は、踵変位領域内で約０．５Ｎ／（ｇ・ｍｍ）であり、つま先変位領域内で３．８Ｎ／（ｇ・ｍｍ）であった。

図１〜図３および図８〜図１２に示すような開放格子細工を含む構造を有する全体的または部分的なソールプレートの構造は、足の冷却に関して大きな利益を含むことができる。図示するような開放格子細工は、ソールを通り抜けて延び、足の底部への大量の空気流を実現する。

一部の実施形態では、格子用の材料は、足から金属への伝熱を増大させるように選択され得る。一部の場合、中敷きは、格子との接触を増大させて足から格子材料への熱の伝達を増大させるために最小限にされてよくまたは着用されなくてよい。使用中、格子を通る空気の比較的一定の流れが、冷却を可能にし、足からの伝熱を高める。

一例では、中敷きは、足からソールプレートまでの伝熱を増大させる熱伝導性材料を含むように構築されてよい。

一例は、地面からソールまたはソールから地面への熱の伝達を阻害するために断熱特性を有する緩衝体および／またはクリートを含むことができる。

別の例では、本明細書において説明したソールは、踵領域内へと上方向に延びることができ、それにより、ソールは、踵を支持するカップを形成する。たとえば、踵部分は、付加製造によって形成された剛性部分を含んで、靴内での踵の移動を阻害することができる。

さらに、水に対して抵抗性があるおよび／または穴を有さないソール内の格子構造は、アクアバイクレース、デュアスロン、トライアスロンなどの多種のスポーツイベントに参加するサイクリストにとって興味のあるものになり得る。本明細書において説明するような格子ソールを備えた靴は、水泳中、およびその後のイベントのサイクリング部分において着用され得る。ソール内の開放フレームワークは、靴を通る増大した空気の流れを可能にし、場合によっては、靴の乾燥時間を短縮する。これは靴の快適性を向上させることができる。

本明細書において開示するように、さまざまな部品、たとえばソール用のプレートが付加製造を使用して構築され得る。一例では、ソールプレートの一部分は、付加製造を使用して構築され得る。たとえば、ソールプレートは、格子およびリムが、付加製造を使用して一体的に構築されるように設計されてよい。一部の場合、支柱は、従来の方法を使用して形成され、当技術分野で知られている標準的な方法を使用してソールプレート上に結合されてよい。

別の例は、格子、リム、および格子の一部分の近位（たとえば格子上および／またはその内側）にある少なくとも１つの支柱を付加製造を使用して構築することを含むことができる。

あるいは、一部のプレートは、付加製造を使用して一体的に形成された領域および従来の方法を使用した他の領域を有して構築されてよい。たとえば、ソールプレートのつま先領域は、レーザ焼結を用いて構築されてよく、一方で甲から踵までのソールプレートの部分は、当技術分野で知られている方法を使用して構築されてよい。これらの領域は、当技術分野で知られている方法を使用して互いに結合されてよい。

このようなやり方で構築された構成要素はまた、たとえばランニング靴用の金属焼結されたトーションバーを含むこともできる。加えて、特定の用途では、金属焼結されたスタッドが、短距離走、サッカー、アメリカンフットボール、バスケットボール、ラグビー、フィールドホッケー、ラクロス、ゴルフ、またはスタッドを必要とする任意の他の用途に使用され得る。さらに、それだけに限定されないが、アッパの部分、踵カウンタ、閉鎖システム、小穴および／または特有の剛性を必要とする部品を含むアッパ構成要素が、付加製造技術を使用して構築され得る。このようなやり方で構築されたアッパ構成要素は、選択された材料および／または設計に基づいて足からの伝熱を増大させることができる。たとえば、金属格子構造が、伝熱が高められることが望まれる足の領域の近位で使用されてよい。

１００、２００、５００ ソール
１１０ リム
１１２ 踵領域
１１５ つま先領域
１１８ 外方の中足領域
１１９ 内方の中足領域
１３１〜１３５ 第２の補強支柱
１２１〜１２７、２２１、２２２ 第１の補強支柱
１４０、１４２、２４０ 結節点
１４４ 支持部材
１５１、１５２、１５３ クリートをソールの底側に取り付けるための手段
１６０、１６５、２６０、２６５ 第１の緩衝体要素
１７０ 第２の緩衝体要素
１８０ 格子構造
１９０ ネット
３００ サイクリング靴
３１０ アッパ
３２０ 踵部分
３２１ 内方上部穴
３２２ 外方上部穴
３３０ ネット様繊維材料
３４１ 内方側部ウィング
３４２ 外方側部ウィング
４００ 中敷き
４２０ 穴
５０２ クリート
５０４ 締結具
５１０ ステップ
５２０ ステップ
５３０ ステップ
５５０ 部分的ソールプレート
５５２ シャーシ
５６０ 懸架システム
５７０ ソールプレート
５８０ 剛性クリート
５８２ 固定点
５８４ 開口部
５８６ 円形圧子
５８８ ロードセル
５９０ 靴
５９２ つま先変位領域

Claims (29)

1. 靴（３００）用、特にサイクリング靴（３００）用のソール（１００；２００）であって、
   ａ．３次元形状のリム（１１０）と、
   ｂ．複数の第１の補強支柱（１２１〜１２７；２２１〜２２２）とを備え、
   ｃ．前記複数の第１の補強支柱（１２１〜１２７；２２１〜２２２）のうち少なくとも２本（１２２〜１２５；２２１〜２２２）が、前記ソール（１００；２００）の前記リム（１１０）の踵領域（１１２）から前記ソール（１００；２００）の前記リム（１１０）のつま先領域（１１５）まで延び、
   ｄ．前記ソール（１００；２００）の前記リム（１１０）および前記複数の第１の補強支柱（１２１〜１２７；２２１〜２２２）が、付加製造プロセスにおいて単一品として一体的に製造される、ソール（１００；２００）。
2. 前記リム（１１０）の前記踵領域（１１２）から前記リム（１１０）の前記つま先領域（１１５）まで延びる前記第１の補強支柱の少なくとも１つ（１２２〜１２５；２２１〜２２２）が、滑らかなＳ字状で、前記リム（１１０）の前記踵領域（１１２）から前記ソール（１００；２００）の底側を渡って前記リム（１１０）の前記つま先領域（１１５）まで延びる、請求項１に記載のソール（１００；２００）。
3. 前記リム（１００）の前記踵領域（１１２）から前記リム（１００）の前記つま先領域（１１５）まで延びる前記補強支柱の少なくとも２本（１２２〜１２５；２２１〜２２２）が、本質的に平行に、かつ各々が滑らかなＳ字状で、前記リム（１００）の前記踵領域（１１２）から前記ソール（１００；２００）の前記底側を渡って前記リム（１１０）の前記つま先領域（１１５）まで延びる、請求項１または２に記載のソール（１００；２００）。
4. 前記複数の第１の補強支柱（１２１〜１２７；２２１〜２２２）が、前記ソール（１００；２００）の第１の補強層を提供する、請求項１から３のいずれか一項に記載のソール（１００；２００）。
5. さらに、前記付加製造プロセスにおいて前記ソール（１００；２００）の残りの部分と一体的に製造され、第２の補強層を提供する、複数の第２の補強支柱（１３１〜１３５）を備える、請求項４に記載のソール（１００；２００）。
6. 前記第１の補強層内の１つまたは複数の第１の補強支柱（１２１〜１２７；２２１〜２２２）が、前記第２の補強層内の１つまたは複数の対応する第２の補強支柱（１３１〜１３５）と本質的に平行である、請求項５に記載のソール（１００；２００）。
7. ２つの隣接する第１の補強支柱（１２１〜１２７；２２１〜２２２）およびその対応する本質的に平行な第２の補強支柱（１３１〜１３５）が、複数の結節点（１４０；２４０）によって相互連結される、請求項６に記載のソール（１００；２００）。
8. 前記結節点（１４０；２４０）が、前記ソール（１００；２００）の底面図、背面図、および側面図の少なくとも１つにおいてＸ字状の断面形態を含む、請求項７に記載のソール（１００；２００）。
9. 前記結節点（１４０；２４０）が、３つすべての図においてＸ字状の断面形態を含む、請求項８に記載のソール（１００；２００）。
10. さらに、付加製造プロセスにおいて、前記リム（１１０）、前記複数の第１の補強支柱（１２１〜１２７；２２１〜２２２）、および前記複数の第２の補強支柱（１３１〜１３５）と共に単一品として一体的に製造された格子構造（１８０）を備える、請求項５から９のいずれか一項に記載のソール（１００；２００）。
11. 前記格子構造（１８０）が、前記複数の第１の補強支柱（１２１〜１２７；２２１〜２２２）と前記複数の第２の補強支柱（１３１〜１３５）の間に挟まれる、請求項１０の記載のソール（１００；２００）。
12. 前記格子構造（１８０）が、前記複数の結節点（１４０；２４０）を含む、請求項１０または１１に記載のソール（１００；２００）。
13. 前記格子構造（１８０）が、複数の第２の結節点（１４２）を備え、前記複数の第１の補強支柱（１２１〜１２７；２２１〜２２２）および前記複数の第２の補強支柱（１３１〜１３５）が、前記格子（１８０）上で、前記第２の結節点（１４２）のうち隣接する結節点の間に配置される、請求項１０から１２のいずれか一項に記載のソール（１００；２００）。
14. 前記結節点（１４０；２４０）および前記第２の結節点（１４２）が、ずらされ、それにより、前記複数の第１の補強支柱（１２１〜１２７；２２１〜２２２）および前記複数の第２の補強支柱（１３１〜１３５）が、前記結節点（１４０；２４０）からずらされる、請求項１３に記載のソール（１００；２００）。
15. クリートを前記ソール（１００；２００）の前記底側に取り付けるための手段（１５１；１５２；１５３）であって、前記第１および／または第２の補強支柱（１２１〜１２７；１３１〜１３５；２２１〜２２２）と共に一体的に形成される、手段をさらに備える、請求項１から１４のいずれか一項に記載のソール（１００；２００）。
16. ２つの隣接する第１の補強支柱（１２１〜１２７；２２１〜２２２）間および／または２つの隣接する第２の補強支柱（１３１〜１３５）間に配置され、前記ソール（１００；２００）の前記底側から下方向に突起する、少なくとも１つの第１の緩衝体要素（１６０；１６５；２６０；２６５）をつま先領域内および／または踵領域内にさらに備える、請求項１から１５のいずれか一項に記載のソール（１００；２００）。
17. 前記第１の補強支柱（１２１〜１２７；２２１〜２２２）のうち少なくとも１つの前記底側に取り付けられた少なくとも１つの第２の緩衝体要素（１７０）をさらに備える、請求項１から１６のいずれか一項に記載のソール（１００；２００）。
18. 前記第１または第２の補強支柱（１２１〜１２７；１３１〜１３５；２２１〜２２２）の少なくとも１つが、Ｔ字状断面を含む、請求項１から１７のいずれか一項に記載のソール（１００；２００）。
19. 前記リム（１１０）が、足のアーチ領域を支持する３次元形状である、請求項１から１８のいずれか一項に記載のソール（１００；２００）。
20. 前記付加製造プロセスが、金属材料のレーザ焼結を含む、請求項１から１９のいずれか一項に記載のソール（１００；２００）。
21. 前記金属材料が、ＡｌＳｉ１０Ｍｇ、２３９および／またはＴｉ６Ａｌ４Ｖを含む、請求項２０に記載のソール（１００；２００）。
22. 前記ソール（１００；２００）が、前記踵領域において４０Ｎ／ｍｍを上回る曲げ剛性を含む、請求項１から２１のいずれか一項に記載のソール（１００；２００）。
23. 前記ソール（１００；２００）が、前記つま先領域において２２０Ｎ／ｍｍを上回る曲げ剛性を含む、請求項１から２２のいずれか一項に記載のソール（１００；２００）。
24. 前記ソール（１００；２００）が、１００ｇより小さい重量を含む、請求項１から２３のいずれか一項に記載のソール（１００；２００）。
25. 請求項１〜２４のいずれか一項に記載のソール（１００；２００）を備えた、靴（３００）、特にサイクリング靴（３００）。
26. さらに、前記３次元形状のリム（１１０）に取り付けられたアッパ（３１０）を備える、請求項２５に記載の靴（３００）。
27. さらに、前記ソール（１００；２００）の上側に配置されたネット（１９０）または膜を備える、請求項２５または２６に記載の靴（３００）。
28. 前記踵部分（３２０）が、前記足を前記靴（３００）内に固定することを可能にするために、前記足の足首を取り囲んで前記足の甲に向かって延びる、請求項２７に記載の靴（３００）。
29. さらに、炭素繊維を含む織られた材料層（４１０）を含む中敷き（４００）を備える、請求項２５から２８のいずれか一項に記載の靴（３００）。

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