JP2020010997A - 義足用ソール - Google Patents
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Abstract
【課題】接地圧を分散できる義足用ソールを提供する。【解決手段】義足用ソール5は、義足の路面との接地域に装着するソールであって、中央部に、ソール5の厚さが最小となる領域を有する。即ち、ソール5は、幅方向Wにおける端部E1及びE2の少なくともいずれかの側において、厚さが中央部よりも大きくなっている。これにより、少なくとも中央部に厚さが最小となる領域が存在するため、競技用義足の接地時に、中央部にかかる接地圧が分散しやすくなり、その結果、接地圧がより均一になりやすくなる。【選択図】図7
Description
この発明は、義足の接地域に装着されるソールに関する。
従来、湾曲部を有して爪先側へ延びる板ばね状の足部を有し、接地域が爪先から湾曲部側に弧状に延在する、競技用の義足(以下、競技用義足又は単に義足ともいう)が知られている。このような板ばね状の足部を有する競技用義足には、接地域の底面に、路面と当接するソールが取付けられるのが一般的である。
例えば、特許文献1には、湾曲した板ばね状の競技用義足の下面に取り付けられた、競技種目に応じたソールが例示されている。具体的には、特許文献1には、路面に接地するソールの下面に、スパイクが取り付けられたソールや、各々が六角形状の接地面を有する多数のアウトソール部が設けられたソールが記載されている。
しかしながら、特許文献1に例示されているソールでは、義足のソールが設置した際における接地圧については何ら考慮されていない。例えば、義足を装着して競技を行う場合、義足で着地したときに、ソールに圧力(接地圧)がかかる。ソールにかかる接地圧は、ソールの接地面において均一ではない分布を示し得る。
そこで、本発明の目的は、接地圧を分散できる競技用義足のソールを提供することにある。
本発明の要旨は、以下のとおりである。
(1)義足の路面との接地域に装着するソールであって、前記ソールの幅方向において、中央部に、前記ソールの厚さが最小となる領域を有する、義足用ソール。
(1)義足の路面との接地域に装着するソールであって、前記ソールの幅方向において、中央部に、前記ソールの厚さが最小となる領域を有する、義足用ソール。
(2)前記幅方向における前記中央部から端部に向かって、前記ソールの厚さが漸増する、(1)に記載の義足用ソール。
(3)前記幅方向において、前記ソールにおける厚さの最大値と最小値との差が、0.5〜2.0mmである、(1)又は(2)に記載の義足用ソール。
(4)前記ソールの側面視において、前記義足に接着される接着面と、前記路面に接触する底面の接線とのなす角の最大値が、2〜20°である、(1)乃至(3)のいずれか1つに記載の義足用ソール。
(5)前記ソールの幅方向について左右対称に構成されている、(1)乃至(4)のいずれか1つに記載の競技用義足のソール。
本発明の義足用ソールによれば、接地圧を分散できる義足用ソールを提供することができる。
以下、図面を参照しながら本発明の競技用義足のソール(以下、ソールとも称する)を、その実施形態を例示して詳細に説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係るソール5が装着された競技用義足1の側面図である。競技用義足1は、板ばね状の足部2を有し、その先端側の接地域にソール5が装着される。なお、図示は省略しているが、足部2の基端部は、アダプタを介してソケットに接続され、ソケットに着用者の足の断端を収容することによって、着用者が義足を着用することができる。アダプタ及びソケットは、大腿義足、下腿義足等、足の断端位置に応じたものが用いられる。図1は、競技用義足1を着用した着用者の直立状態における足部2及びソール5を示している。
以下、本実施形態では、競技用義足の高さ方向において、足部2がアダプタと接続される側を接続側といい、路面Sと接地する側を接地側という。また、競技用義足1の爪先Tとは、足部2が接続側から延びて終端する最先の点及び競技用義足1の爪先Tと同一面を構成するように競技用義足1に装着されたソール5の最先の点を指す。さらに、爪先Tから路面Sに平行に延在する方向を、足部前後方向Yという。さらに、足部2、及び競技用義足の足部2に装着された状態のソール5の幅方向にわたる向きを、幅方向Wという。
本実施形態において、競技用義足1の足部2は、少なくとも1の湾曲部、図示例では1の湾曲部3を介して、接続側から爪先T側へ板状に延びる形状を有している。図1では、足部2は、接続側から接地側へ順に、直線部2a、爪先T側へ凸の曲線部2b、足部前後方向Yの後側へ凸の湾曲部3、接地側に凹の曲線部2c及び接地側に凸となる弧状に爪先T側に延びる接地部4からなる。
なお、足部2の材質は限定されないが、強度及び軽量化の観点から、炭素繊維強化プラスチック等を用いることが好適である。
接地部4は、接地側に、爪先Tから湾曲部3側へ弧状に延在する接地域4sを有し、この接地域4sにソール5が装着されている。接地域4sは、競技用義足1を着用した着用者が走行動作を行った際に、路面Sと当接する全領域を指し、ソール5が装着された状態では、接地域4sは、ソール5を介して路面Sと当接する。
ソール5は、接地域4sの延在形状に従う形状を有している。また、ソール5の接地側が、底面5sである。図1に示すとおり、底面5sは、爪先T側から湾曲部3側へ、弧X1及びX2が連なる形状を有している。
また、底面5sは、ソール5が装着された競技用義足1が着用され、着用者の直立状態における、側面視における路面Sとの接点である点Cを通って、幅方向Wに延びる線を境界とする一方側と他方側で、異なる性能を備えている。点Cは、直立に至る際に最初に路面Sと接触する点である。即ち、直立状態とは、着用者が、一方のみが義足の場合は義足を着用しない健常足で、両方が義足の場合は一方の義足で体を支えた状態から、競技用義足1を路面Sに降ろして最初に路面Sと接触した状態を指す。なお、点Cは義足の形状や装着態様等によって決定される。即ち、発明者らは、後述する実験により得られた接地形態に関する知見による底面5sの機能分離するための境界は、着用者の直立状態における路面Sとの接点である点Cが基準となることに新たに想到した。
ここで、上述した、底面5sの接地形態の実験結果について、図2A、図2B、図2C及び図2Dを用いて説明する。図2A、図2B、図2C及び図2Dは、上記の構成を有する競技用義足1を着用した着用者が直進走行を行った場合における、足部2の動作と底面5sの接地形態を段階的に説明するための図である。各図面の上部は、足部2及びソール5の側面図であり、各図面の下部は、競技用義足1を着用した着用者が直進走行動作を行った際の、底面5sの接地形態の変遷を示している。
図2Aは、着用者が持ち上げた競技用義足1を路面Sに降ろし、全体重が競技用義足1に負荷された状態を示している。図面の下部に示すとおり、底面5sの、点Cよりも湾曲部3側の領域が接地している。
図2Bは、図2Aの状態から、着用者が全体重を競技用義足1に負荷したままで、地面を踏み込んだ状態を示している。健常者の走行の場合、最初に靴裏の踵側が設置し、その後爪先側に向けて順に接地していくという踏み込み形態が一般的であるが、競技用義足1は、最初に接地した領域よりも湾曲部3側に接地領域が移動する。
図2Cは、着用者が、競技用義足1を着用した側と反対の足を前方に振り出し、競技用義足1の蹴り出し動作を開始した状態を示している。この蹴り出し動作に入ると、競技用義足1は、底面5sの、点Cよりも爪先T側の領域が接地している。
図2Dは、着用者が競技用義足1を蹴り出す最終段階の、路面Sから離れる直前の状態を示している。底面5sの爪先Tから蹴り出すために、図2Cよりもさらに爪先T側で接地している。このとき、義足の接地領域から路面Sにかかる接地圧に応じて、板ばねの反力が働き、当該反力により推進力が生み出される。
上記図2A、図2B、図2C及び図2Dに示す実験結果を踏まえ、図3に示すように、まず、底面5sを点Cを境界とする踵側領域Q1と爪先側領域Q2とに分割した。
踵側領域Q1は、図3に示す底面5s視において、点Cを通って足部2の幅方向Wに延びる線BL1を境界とする、湾曲部3側の領域である。踵側領域Q1は、上記図2A及び図2Bに示したとおり、着用者が最初に着地し、全体重が競技用義足1に負荷された状態で踏み込み動作を行っている領域である。従って、着用者が競技用義足1に全体重を負荷しても体全体のバランスが保たれるように、踵側領域Q1が路面Sと十分にグリップすることが肝要である。よって、踵側領域Q1は、底面5sと路面Sとの間に介在する水膜によるスリップを防止するため、排水性能を踵側領域Q1以外、即ち爪先側領域Q2よりも高める必要がある。
即ち、踵側領域Q1が、踵側領域Q1以外と比べて高い排水性能を備えることによって、競技用義足1のソール5は、水膜によるスリップを防止し、高い防滑性能を実現することができる。
一方、爪先側領域Q2は、図3における底面5s視において、点Cを通って足部2の幅方向Wに延びる線BL1を境界とする、爪先T側の領域である。爪先側領域Q2は、着用者が、競技用義足1を着用した側と反対の足を前方に振り出し、競技用義足1の蹴り出し動作を行うための領域である。爪先側領域Q2は、爪先Tに向けて順に接地し、着用者が底面5sで路面Sを押して滑らせるように接地していくため、特に摩耗が進展しやすい領域である。よって、爪先側領域Q2は、耐摩耗性能を踵側領域Q1よりも高める必要がある。
即ち、爪先側領域Q2が、踵側領域Q1以外と比べて高い耐摩耗性能を備えることによって、爪先側領域Q2の早期摩耗が回避される結果、競技用義足1のソール5の全面が緩やかに摩耗することとなり、ソール5の使用寿命の長期化を実現することができる。
また、踵側領域Q1及び爪先側領域Q2の各々を、図2A〜図2Dに示した接地形態に基づいて、図3に示すようにさらに分割して、各部分が接地形態に応じた特性を備えることが好適である。
図3に示す爪先側領域Q2のうち、部分Q2−1は、図1における、弧X1に対応する。この部分Q2−1は、競技用義足1を着用した着用者が、蹴り出し動作を行う際に、最後に接地して、より激しい摩耗が発生する傾向があった。よって、部分Q2−1では、特に高い耐摩耗性能を備える必要がある。即ち、爪先側領域Q2において、部分Q2−1は、残りの部分Q2−2よりも高い耐摩耗性能を備えることによって、激しい摩耗からソール5を保護し、ソール5の使用寿命を長期化することができる。
上記の踵側領域Q1において、足部前後方向Yに沿う最大長さL1の中心M1よりも爪先T側の部分Q1−1は、最初に着地する領域であり、着用者が体のバランスを取るために、特にスリップを防止することが必要である。よって、踵側領域Q1の他の部分Q1−2よりもさらに高い排水性能を備えることによって、より確実にスリップを防止し、さらに安定した走行を実現することが好ましい。
また、部分Q1−2は、最大長さL1の中心M1よりも湾曲部3側の部分である。踵側領域Q1においては、図2Bに示したように、最初に接地した部分Q1−1よりも湾曲部3側、即ち着用者が進む向きとは反対側の部分Q1−2に接地部分が変遷している。部分Q1−2の接地時には、着用者が前に進もうとする上半身の動きと、接地部分の動きとが一時的に逆になっており、接地形態の後半の蹴り出し動作に向けて、高い推進力が必要となる。そこで、まず、部分Q1−2については、部分Q1−1よりも高い剛性を備えることが肝要である。部分Q1−2において、部分Q1−1よりも高い剛性を備えることによって、踏み込み動作を蹴り出し動作にスムーズに繋げ、高い推進力を実現することができる。
特に、底面5sが複数の凹凸からなるパターンを有する場合、部分Q1−2は、部分Q1−1よりも足部2の幅方向Wにおけるエッジ成分を大きくすることが好ましい。また、ネガティブ比率については、部分Q1−2は、部分Q1−1よりも小さいことが好適である。ここで、ネガティブ比率とは、底面5sの平面視での総面積中における、路面Sに対して凹となる部分の平面視での面積の割合を指す。上記構成により、走行時に高い推進力を発揮させることができる。
また、効果的に推進力を発揮させるため、部分Q1−2は、爪先側領域Q2よりも、足部2の幅方向Wにおけるエッジ成分が小さいことが好ましい。さらに、部分Q1−2は、爪先側領域Q2よりもネガティブ比率が大きいことが好適である。上記構成によれば、部分Q1−2は、着用者が蹴り出し動作を行う際に、高い推進力を発揮させることができる。
上述の底面5sの各部分に付与する、上記した特性を実現するための具体的手段には、例えば、底面5sに形成された溝等による、凹凸からなるパターンを工夫すること、底面5sの表面性状を工夫すること、ソール5の断面形状を工夫すること及びソール5の材質を工夫すること、等がある。
ここで、底面5sの凹凸からなるパターンの工夫によって各機能を付与する場合について説明する。図4は、競技用義足1におけるソール5の、底面5sのパターンの一例を示す図である。
図4に示すパターンでは、踵側領域Q1に、幅方向Wに延びる複数の溝によって区画される、陸部10及び陸部11が複数配置されている。陸部10は、陸部11よりも爪先T側に配置されている。陸部10は、幅方向Wに略ジグザグ状に延びる幅方向延在部10aと、爪先T側に凸となる向きに屈曲する屈曲部から爪先T側に延びる爪先側突出部10bと、湾曲部3側に凸となる向きに屈曲する屈曲部から湾曲部3側に延びる湾曲部側突出部10cとを含む形状である。陸部11は、幅方向延在部11aと、爪先側突出部11bと、湾曲部側突出部11cとを含む形状である。幅方向延在部10a及び11aをジグザグ状の形状とすることによって、エッジ成分を十分に確保することができる。さらに、爪先側突出部10b及び11bと、湾曲部側突出部10c及び11bとを形成することによって、エッジ成分をさらに増加し、接地域延在方向両側で効果的に底面5sと路面Sとの間に存在する水膜を切ることができ、高い排水性能を実現することができる。
また、図4では、爪先側領域Q2に、幅方向Wに延びる複数の溝によって区画される、陸部12が複数配置されている。陸部12は、幅方向Wへ略ジグザグ状に延びる幅方向延在部12aと、爪先T側に凸となる向きに屈曲する屈曲部から、幅方向延在部12aの延在する向きに凸となるように延びる爪先側突出部12bと、湾曲部3側の凸となる向きに屈曲する屈曲部から、幅方向延在部12aの延在する向きに凸となるように延びる湾曲部側突出部12cとを含む形状である。さらに、爪先側領域Q2には、幅方向Wに延びるジグザグ形状に沿って、断続して延びる複数の直線溝13が形成されている。陸部12は、直線溝13よりも湾曲部3側に配置され、直線溝13は、陸部12よりも爪先T側に形成されている。なお、図に示すとおり、爪先側領域Q2には、陸部11と同形状を有する陸部14が形成されていてもよい。
図4では、陸部10の幅方向延在部10aの陸部幅w2よりも、陸部11の幅方向延在部11aの陸部幅w3が大きい。また、陸部12の幅方向延在部12aの陸部幅w4は、陸部幅w2及びw3よりも大きい。
上記構成では、踵側領域Q1は、底面5sの平面視での総面積中における、路面Sに対して凹となる溝部分の平面視での面積の割合、即ちネガティブ比率が、爪先側領域Q2よりも大きい。よって、踵側領域Q1では、より多くの水分を凹溝内に取り込み、排出することが可能となる。よって、踵側領域Q1は、爪先側領域Q2よりも高い排水性能を備えている。
一方、爪先側領域Q2は、踵側領域Q1よりも高い耐摩耗性能を備えている。なぜなら、爪先側領域Q2は、踵側領域Q1よりもネガティブ比率が小さく、高い剛性が維持されている。
なお、爪先側領域Q2において、部分Q2−1には、直線溝13が形成されている。この構成によれば、接地部分Q2−1は、爪先側領域Q2の残りの部分Q2−2よりも剛性が大きく、さらに高い耐摩耗性能を備える。
また、図4では、踵側領域Q1において、部分Q1−1のネガティブ比率は、部分Q1−2よりも大きく、より多くの水分を溝内に取り込み、排出することができる。即ち、部分Q1−1は、部分Q1−2よりも、さらに高い排水性能を備える。
さらに、踵側領域Q1において、部分Q1−2には、陸部11が配置されており、上述のとおり、陸部11の陸部幅w3は、陸部10の陸部幅w2よりも大きい。よって、部分Q1−2は、部分Q1−1よりも大きい陸部剛性を有する。さらに、部分Q1−2は、Q1−1よりも、幅方向Wにおけるエッジ成分が大きくなる。また、上述のとおり、部分Q1−2のネガティブ比率は、部分Q1−1よりも小さくなる。
また、部分Q1−2は、爪先側領域Q2よりも、幅方向Wにおけるエッジ成分が小さく、さらに、ネガティブ比率は大きい。
図5は、本発明の第1実施形態に係るソール5の模式的な側面図である。図5は、ソール5を、競技用義足1の路面Sとの接地域に装着する前の状態を示す。図5に示すソール5は、上側が、ソール5が競技用義足1に接着される接着面Fであり、下側が、路面Sに設置する底面5s側である。また、図5に示すソール5は、右側が、爪先T側であり、左側が、爪先T側とは反対の側である。本明細書では、以下、爪先T側とは反対の側を、踵H側とも言う。踵H側は、ソール5が競技用義足に装着された状態において、最も湾曲部3に近い位置に配置される。図5においては、例えば図4を参照して説明したような、底面5sに形成されるパターン等の図示は、省略している。
本明細書において、ソール5の厚さは、ソール5の接着面Fと、ソール5の接着面Fから垂線を引いた際に当該垂線が底面5sに交わる点との距離をいう。つまり、ソール5の厚さは、図5に示す状態における縦方向の長さである。図5における当該縦方向を、以下、本明細書において、上下方向Aという。また、図5において上下方向Aに直交する方向、即ち図5において爪先T側から踵H側に延びる方向を、以下、本明細書において、前後方向Bという。
図5に示すように、ソール5は、前後方向Bにおいて、中央部に、ソール5の厚さが最小となる領域を有する。ここで、前後方向Bにおけるソール5の厚さは、図5に示すような前記ソール5の側面視におけるソール5の厚さをいう。側面視におけるソール5の厚さは、前後方向Bに直交する断面の厚さの最大値をいう。従って、例えばソール5の底面5sに溝等による凹凸からなるパターンが形成されている場合には、側面視におけるソール5の厚さは、ソール5の前後方向Bに直交する断面のパターンにおいて、最も凸となっている箇所の厚さをいう。具体的には、例えばソール5の底面5sにパターンが形成されている場合には、陸部における厚さをいう。また、例えばソール5の底面5sが、幅方向Wにおいて厚さが変化している場合には、当該変化している厚さのうち、最も厚い箇所の厚さをいう。図5は、側面視におけるソール5において、最も凸となっている箇所の厚さを示していると理解されたい。
また、ソール5の前後方向Bにおける中央部は、ソール5において、爪先T及び踵Hを除く部分の一部または全体により構成される領域をいう。ソール5の前後方向Bにおける中央部は、ソールの前後方向Bにおける線BL2の近傍の領域を含んでよい。例えば、ソール5の前後方向Bにおける中央部は、例えば、部分Q1−1及び部分Q2−2の全体又は一部を含んでよい。
図5に示す例では、ソール5は、部分Q1−1と部分Q2−2との境界、つまり線BL2において、厚さが最小となっている。ソール5は、前方及び後方の少なくともいずれかに、厚さが中央部よりも大きい領域を有している。図5に示す例では、ソール5は、前方及び後方の双方に、それぞれ厚さが中央部よりも大きい領域を有する。例えば、図5に示す例では、部分Q1−2及び部分Q2−1の厚さが、中央部よりも大きくなっている。なお、ソール5は、例えば前方及び後方のいずれかに、厚さが中央部よりも大きい領域を有していればよい。
ソール5が、前方及び後方の少なくともいずれかに、厚さが中央部よりも大きい領域を有する場合、中央部から、厚さが中央部よりも大きい領域に向かって、ソール5の厚さが漸増していてよい。例えば、図5に示す例では、ソール5の前後方向において、中央部の線BL2の位置から、爪先T側の端部及び踵H側の端部に向かって、ソール5の厚さが漸増している。即ち、踵側領域Q1では、線BL2の位置から踵H側に向かって、ソール5の厚さが単調増加し、踵H側の端部において厚さが最も大きくなっている。また、爪先側領域Q2では、線BL2の位置から爪先T側に向かって、ソール5の厚さが単調増加し、爪先T側の端部において厚さが最も大きくなっている。図5に示す例では、踵H側の端部と爪先T側の端部とにおいて、厚さが等しくなっている。ただし、踵H側の端部の厚さが、爪先T側の端部の厚さよりも大きくなっていてもよく、爪先T側の端部の厚さが、踵H側の端部の厚さよりも大きくなっていてもよい。
図5に示す例では、ソール5の側面視において、底面5sは、湾曲して、ソール5の下側に向かって凹形状となるように形成されている。ただし、底面5sの形状はこれに限られない。例えば、ソール5は、図6に一例として示すように、側面視において、底面5sに直線部を有していてもよい。図6に示す例では、部分Q1−2において、中央部側から踵H側に向かって、ソール5の厚さが漸増しており、部分Q2−1において、中央部側から爪先T側に向かって、ソール5の厚さが漸増している。図6に示す例では、当該漸増している箇所が、側面視において直線になっている。なお、ソール5の底面5sは、側面視において、円弧を描く部分と、直線になっている部分とが組み合わせて構成されていてもよい。
このように、ソール5は、ソール5の前後方向Bにおいて、中央部にソール5の厚さが最小となる領域を有する。即ち、ソール5は、前方及び後方の少なくともいずれかに、厚さが中央部よりも大きい領域を有する。
ここで、ソール5の前方、例えば部分Q2−1は、競技用義足1を着用した着用者が、蹴り出し動作を行う際に、最後に接地して、より激しい摩耗が発生しやすい箇所であるが、厚さが中央部よりも大きい領域を前方に有する場合、当該前方側の耐摩耗性を向上させることができる。また、ソール5の前方、例えば部分Q2−1は、着用者が競技用義足1の蹴り出し、路面Sから離れる直前に接地している領域であり、従って、部分Q2−1から路面Sにかかる接地圧に応じて、板ばねの反力が働き、当該反力により推進力が生み出されるが、厚さが中央部よりも大きい領域を前方に有する場合、ソール5の前方の剛性が向上し、より高い推進力が生み出される。
また、図5及び図6に示すように、中央部から前方に向かってソール5の厚さが漸増する場合、ソール5の前方側では、爪先T側の端部において厚さが最も大きくなる。そのため、爪先T側の端部の耐摩耗性及び剛性を、より向上させることができる。
また、ソール5の後方、例えば部分Q1−2については、上述したように、接地形態の後半の蹴り出し動作に向けて、高い推進力が必要となるが、厚さが中央部よりも大きい領域を後方に有する場合、ソール5の後方の剛性が向上し、より高い推進力が生み出される。
また、ソール5によれば、前後方向Bの中央部に厚さが最小となる領域を有することにより、ソール5を軽量化することができる。
図5及び図6に示す例において、ソール5の厚さは、耐摩耗性や剛性を向上可能な範囲で、適宜決定されてよい。例えば、ソール5の厚さの最大値LH1は、3mmから10mmの範囲に含まれていてよい。好適には、ソール5の厚さの最大値LH1は、4mmから6mmの範囲に含まれていてよい。さらに好適には、ソール5の厚さの最大値LH1は、5mmであってよい。図5及び図6に示す例では、ソール5の厚さの最大値は、ソール5における爪先T側の端部及び踵H側の端部の厚さとなる。
例えば、ソール5の厚さの最小値LL1は、1mmから5mmの範囲に含まれていてよい。好適には、ソール5の厚さの最小値LL1は、2mmから3mmの範囲に含まれていてよい。さらに好適には、ソール5の厚さの最小値LL1は、2.4mmであってよい。図5及び図6に示す例では、ソール5の厚さの最小値は、部分Q1−1と部分Q2−2との境界、つまり線BL2における厚さとなる。
ソール5の厚さの最大値LH1と最小値LL1との差は、0.5mmから9.0mmの範囲に含まれていてよい。好適には、ソール5の厚さの最大値LH1と最小値LL1との差は、2mmから4mmの範囲に含まれていてよい。さらに好適には、最大値LH1と最小値LL1との差は、2.6mmであってよい。ソール5の厚さの最大値LH1と最小値LL1との差を、上述した範囲内とすることにより、ソール5において最も厚い箇所と最も薄い箇所との接地圧を均一化しやすくなる。ソール5の厚さの最大値LH1と最小値LL1との差が0.5mm以上であることにより、ソール5において最も厚い箇所における剛性を向上させることができる。ソール5の厚さの最大値LH1と最小値LL1との差が9.0mm以下であることにより、競技用義足1の着用者が、ソール5の厚さの差による違和感を覚えにくくなる。
ここで、ソール5の側面視において、接着面Fと、底面5sの中央部より前方側の接線とのなす角のうち、最大の角度をαとする。
例えば、図5に示すソール5では、前方側において、接着面Fに対して、ソール5の側面視における底面5sの接線がなす角が、爪先Tに近いほど大きくなる。従って、図5に示すソール5では、前方側において、接着面Fに対して、ソール5の側面視における底面5sの接線がなす角のうち、最大の角度αは、接着面Fと、底面5sの爪先T側の端部における接線TL1とのなす角となる。
また、例えば、図6に示すソール5では、前方側において、部分Q2−1に、ソール5の側面視において、中央部側から爪先T側に向かって、ソール5の厚さが直線的に漸増する。即ち、図6に示すソール5では、前方側において、接着面Fに対して、ソール5の側面視における底面5sの接線がなす角は、部分Q2−1では一定である。従って、図6に示すソール5では、前方側において、接着面Fに対して、ソール5の側面視における底面5sの接線がなす角のうち、最大の角度αは、接着面Fと、底面5sの部分Q2−1の直線により形成される接線TL2とがなす角である。
図5及び図6に示す例において、角度αは、耐摩耗性や剛性を向上可能な範囲で、適宜決定されてよい。例えば、角度αは、3°から40°の範囲に含まれていてよい。好適には、角度αは、5°から15°の範囲に含まれていてよい。さらに好適には、角度αは、10°であってよい。角度αが3°以上であることにより、ソール5において厚い箇所における剛性を向上させることができる。角度αが40°以下であることにより、競技用義足1の着用者が、ソール5の厚さの差による違和感を覚えにくくなる。
図7は、本発明の第2実施形態に係るソール5の模式的な幅方向Wの断面図である。第2実施形態に係るソール5の使用態様は、例えば図1等を参照して説明した第1実施形態に係るソール5と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。また、第1実施形態と共通する内容については、同一の参照符号を付し、適宜説明を省略する。
図7は、ソール5を、競技用義足1の路面Sとの接地域に装着する前の状態を示す。図7に示すソール5は、上側が、ソール5が競技用義足1に接着される接着面Fであり、下側が、路面Sに設置する底面5s側である。図7における左右方向は、ソール5の幅方向Wである。図7において、縦方向は、上下方向Aである。
図7は、例えば、部分Q1−1と部分Q2−2との境界における、ソール5の断面図を示す。ただし、図7に示す断面は、必ずしも部分Q1−1と部分Q2−2との境界のみにおけるものではない。ソール5は、例えば、前後方向Bに直交する任意の断面において、図7に示すような形状を有していてもよい。ソール5は、例えば図7に示すような断面が前後方向Bに沿って連続して形成されていてよい。
図7に示すように、本実施形態において、ソール5は、幅方向Wにおいて、中央部に、ソール5の厚さが最小となる領域を有している。ここで、ソール5の幅方向Wにおける中央部は、例えば断面視において左右の端部E1及びE2の中央部EMを含む領域をいう。中央部EMは、例えば図7に示すように、上下方向に延在するものであると理解されてよい。
図7に示す例では、ソール5は、中央部EMにおいて、厚さが最小となっている。ソール5は、中央部よりも左右の端部E1及びE2の側の少なくともいずれかに、厚さが中央部よりも大きい領域を有していてよい。図7に示す例では、ソール5は、左右の端部E1及びE2の双方側に、それぞれ厚さが中央部よりも大きい領域を有する。
図7に示す例では、中央部EMから左右の端部E1及びE2のそれぞれに向かって、ソール5の厚さが漸増していてよい。図7に示す例では、ソール5は、断面において左右対称に構成されている。従って、図7に示す断面の例では、左右の端部E1及びE2の厚さが等しく、かつ、左右の端部E1及びE2において、厚さが最大となっている。
また、図7に示す例では、ソール5の断面視において、底面5sは、円弧を描いて、ソール5の下側に向かって凹形状となるように形成されている。ただし、底面5sの形状はこれに限られない。例えば、ソール5は、例えば第1実施形態で参照した図6に示すように、底面5sに直線部を有するように形成されていてもよい。
このように、ソール5は、ソール5の幅方向Wにおいて、中央部にソール5の厚さが最小となる領域を有する。即ち、ソール5は、左右の端部E1及びE2の少なくともいずれかの側に、厚さが中央部よりも大きい領域を有する。
ソール5が競技用義足1の接地域に装着されて使用される場合、競技用義足1を構成する板ばねの性質により、競技用義足1が路面Sに接地したとき、幅方向Wの端部では板ばねが変形することにより、接地圧が低減される。即ち、競技用義足1が路面Sに接地したとき、ソール5の底面5sの幅方向において、中央部には、端部よりも強い圧力がかかる。これにより、ソール5の底面5sの幅方向において、接地圧が不均一になる。
これに対し、本実施形態に係るソール5は、中央部に、ソール5の厚さが最小となる領域を有する。即ち、本実施形態に係るソール5は、幅方向Wにおける端部E1及びE2の少なくともいずれかの側において、厚さが中央部よりも大きくなっている。これにより、少なくとも中央部に厚さが最小となる領域が存在するため、競技用義足1の接地時に、中央部にかかる接地圧が分散しやすくなり、その結果、接地圧がより均一になりやすくなる。
ソール5は、幅方向Wにおける端部E1及びE2の双方の側において、厚さが中央部よりも大きくなっている場合には、中央部にかかる接地圧が左右の端部E1及びE2の側に分散しやすくなるため、さらに接地圧が均一になりやすくなる。特に、ソール5は、断面において左右対称に構成されている場合には、接地圧の均一化が、さらに実現されやすくなる。
また、図7に示すように、幅方向Wの中央部から左右の端部E1及びE2側に向かってソール5の厚さが漸増する場合、中央部からの距離に応じて接地圧が分散される。従って、接地圧がより均一になりやすくなる。
また、ソール5によれば、幅方向Wの中央部に厚さが最小となる領域を有することにより、ソール5を軽量化することができる。
図7に示す例において、ソール5の厚さは、接地圧を分散可能な範囲で、適宜決定されてよい。例えば、ソール5の厚さの最大値LH2は、2mmから7mmの範囲に含まれていてよい。好適には、ソール5の厚さの最大値LH2は、3mmから3.7mmの範囲に含まれていてよい。さらに好適には、ソール5の厚さの最大値LH2は、3.4mmであってよい。図7に示す例では、ソール5の厚さの最大値は、ソール5における左右の端部E1及びE2における厚さとなる。
例えば、ソール5の厚さの最小値LL2は、1mmから5mmの範囲に含まれていてよい。好適には、ソール5の厚さの最小値LL2は、2mmから3mmの範囲に含まれていてよい。さらに好適には、ソール5の厚さの最小値LL2は、2.4mmであってよい。図7に示す例では、ソール5の厚さの最小値は、幅方向Wにおける中央部EMにおける厚さとなる。
ソール5の厚さの最大値LH2と最小値LL2との差は、0.5mmから2mmの範囲に含まれていてよい。好適には、ソール5の厚さの最大値LH2と最小値LL2との差は、0.7mmから1.5mmの範囲に含まれていてよい。さらに好適には、最大値LH2と最小値LL2との差は、1mmであってよい。ソール5の厚さの最大値LH2と最小値LL2との差を、上述した範囲内とすることにより、ソール5において最も厚い箇所と最も薄い箇所との接地圧を均一化しやすくなる。
ここで、図7に示すようなソール5の断面視において、接着面Fと、底面5sの接線とのなす角のうち、最大の角度をβとする。
例えば、図7に示すソール5では、接着面Fに対して、ソール5の断面視における底面5sの接線がなす角は、左右の端部E1及びE2に近いほど大きくなる。従って、図7に示すソール5では、接着面Fに対して、ソール5の断面視における底面5sの接線がなす角のうち、最大の角度βは、接着面Fと、底面5sの端部E1及びE2の端部における接線TL3とのなす角となる。
図7に示す例において、角度βは、接地圧を分散可能な範囲で、適宜決定されてよい。例えば、角度βは、2°から20°の範囲に含まれていてよい。好適には、角度βは、5°から10°の範囲に含まれていてよい。さらに好適には、角度αは、7°であってよい。
次いで、ソール5の一部又は全部の材質を工夫することによって、各機能を付与する場合について説明する。例えば、ソール5の一部又は全部にフェルト、スポンジ、不織布等を用いて、各材質の吸水作用によって排水性能を高めることができる。また、ソール5の一部又は全部に発泡ゴムを用いて、発泡ゴムの吸水作用によって、同様の効果を得ることもできる。
なお、ここまでに述べた、本発明の競技用義足1におけるソール5は、例えば、ゴムシートをレーザー光によって加工する方法、金型を用いる方法、3Dプリンターを用いて製造する方法等によって製造することができる。
また、本発明の競技用義足1において、ソール5は、接地域4sに接着剤を介して装着されているが、装着手段は接着剤に限られず、ベルト等の締結具を用いて装着されてもよい。さらに、本実施形態では、ソール5が接地域4sと直接当接して装着されるが、ソール5と接地域4sとの間にクッション材(図示せず)や接着材が介在していてもよい。
ここで、ソール5の装着手段の一例について、図8A、図8B及び図8Cを用いて説明する。図8Aは、接地部4に装着される前のソール5及び貼付代部を示す斜視図である。なお、図8Aでは、底面5sのパターンは省略している。図示するように、爪先側貼付代部6及び湾曲部側貼付代部7が、ソール5と一体的に結合している。爪先側貼付代部6は、ソール5の爪先T側の端縁に沿って結合され、扇状の形状を有しており、2つの切り込み8a及び8bによって分割されている。また、湾曲部側貼付代部7は、ソール5の湾曲部3側の端縁に結合されている。図8Bは、爪先側貼付代部6とソール5との境界を含む近傍の厚みを説明するための図である。また、図8Cは、湾曲部側貼付代部7とソール5との境界を含む近傍の厚みを示すための図である。図8Bに示すとおり、爪先側貼付代部6は、爪先側貼付代部6は、ソール5の厚みth1よりも薄い一定の厚みth2で延び、ソール5との境界B1に向かって厚みが漸増している。また、湾曲部側貼付代部7は、ソール5の厚みth1よりも薄い厚みth3で延び、ソール5との境界B2に向かって厚みが漸増している。上記構成によれば、ソール5を接地部4に装着する際に、ソール5と接地部4との間に撓みや間隙を形成することなく、密接して装着することができる。例えば、ソール5の厚みth1を2.25〜3.0mmとするとき、爪先側貼付代部6の厚みth2及び湾曲部側貼付代部7の厚みth3を、1.5〜2.0mmとすることができる。なお、図8A、図8B及び図8Cを参照して説明した貼付代部は、ソール5の一部を構成するものではなく、ソール5の装着に用いられるものであると理解されたい。
ソール5は、上記第1実施形態と、上記第2実施形態とを組み合わせて構成されていてもよい。この場合、ソール5は、前後方向Bにおいて、中央部に、ソール5の厚さが最小となる領域を有し、かつ、幅方向Wにおいて、中央部に、ソール5の厚さが最小となる領域を有する。
なお、上述したいずれの実施形態においても、ソール底面5sのパターンでは、幅方向陸部を区画する、幅方向溝を構成する溝壁及び溝底に、フッ素が塗布されていることが好ましい。幅方向溝の溝壁及び溝底にフッ素が塗布されていることによって、ソール底面5sにおける排水性能を高めることができる。
1:競技用義足、2:足部、 2a:直線部、 2b,2c:曲線部、 3:湾曲部、 4:接地部、 4s:接地域、 5:ソール、 5s:底面、 6:爪先側貼付代部、 7:湾曲部側貼付代部、 10,11,12,14:陸部、 10a,11a,12a:幅方向延在部、 10b,11b,12b:爪先側突出部、 10c,11c,12c:湾曲部側突出部、 13:直線溝、 A:上下方向、 B:前後方向、 B1,B2:境界、 BL1,BL2:線、 点:C、 E1,E2:端部、 EM:中央部、 F:接着面、 H:踵、 L1:最大長さ、 M1:中心、 Q1:踵側領域、 S:路面、 T:爪先、 TL1,TL2,TL3:接線、 W:幅方向、 X1,X2:弧、 Y:足部前後方向、 th1,th2,th3:厚み、 w2,w3,w4:陸部幅
Claims (5)
- 義足の路面との接地域に装着するソールであって、
前記ソールの幅方向において、中央部に、前記ソールの厚さが最小となる領域を有する、
義足用ソール。 - 前記幅方向における前記中央部から端部に向かって、前記ソールの厚さが漸増する、請求項1に記載の義足用ソール。
- 前記幅方向において、前記ソールにおける厚さの最大値と最小値との差が、0.5〜2.0mmである、請求項1又は2に記載の義足用ソール。
- 前記ソールの側面視において、前記義足に接着される接着面と、前記路面に接触する底面の接線とのなす角の最大値が、2〜20°である、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の義足用ソール。
- 前記ソールの幅方向について左右対称に構成されている、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の競技用義足のソール。
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WO2017214351A1 (en) * | 2016-06-08 | 2017-12-14 | University Of Washington | Pivot-flex foot |
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