JP3924385B2

JP3924385B2 - 靴底の防滑構造

Info

Publication number: JP3924385B2
Application number: JP30948498A
Authority: JP
Inventors: 靖仙金子; 雅央小川
Original assignee: Mizuno Corp
Current assignee: Mizuno Corp
Priority date: 1998-10-14
Filing date: 1998-10-14
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2018-10-14
Also published as: JP2000116403A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に防滑性を向上させることを目的としたスポーツシューズのアウトソール構造に関するものであり、防滑突起又は防滑突条の断面形状をその基部から先端部に向かって先広がり状に形成することにより、突起等の先端面の路面との拘束の解除を遅らせて防滑性を高める技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、靴底には防滑性を向上させ、歩きやすくするために様々な突起や、突条あるいは溝といった防滑構造が設けられてきた。
例えば、実開平５−２８５００５号には、薄板状の柔軟性ゴム基盤の片表面に柔軟性を有するイボ状の柱状突起体をはぼ片側前面一様に密植状態で多数体一体突出形成し、全体形状を履物底に止着し得る形状に形成した履物底止着用滑り止め板が開示されている。
【０００３】
また、実開平５−７１０６号には、ソール部材のソール面のほぼ全面に、逆四角錘台を成す多数の同一形状の突起を練設し、それぞれの突起の周囲に隣接形成される断面台形状の辺方向の溝を靴本体の長手方向及び幅方向に対し斜めに交差させて一連に連続して配列したことを特徴とする運動靴が開示されている。
【０００４】
さらに、実開平８−１２５６号には、ジグザグに蛇行し高低を繰り返す複数の突条をあたかも網目状を呈するように形成し、隣り合う突条の山部と谷部が並びあうように形成した履物底が開示されている。
【０００５】
しかし、これらの履物底に形成されて防滑構造は、例えば、突起構造または突条構造の場合には、その断面形状において両側壁面ががいずれも靴底底面から突条の先端部に向かって平行に形成されているか、または先細り状に形成されているものであった。
【０００６】
また、実公昭２７−７０６６号には、靴底底面に倒杯形隆起部を形成し、歩行時には倒杯形隆起部が恰も吸盤のように作用してスリップを防止することができる、との技術が開示されている。
【０００７】
しかし、靴底底面に設けられた倒杯形隆起部も、実際問題として完全に平滑な床面でもない限り吸盤のように作用することはなく、効果的な防滑性は期待できない。
仮に倒杯形隆起部が吸盤のごとく作用して、床面に吸着したとしても、逆に離地時に吸着作用が抵抗となり却って歩き辛いといった問題を呈する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来から用いられていた靴底構造においては、以下の問題があった。
すなわち、特開平５−２８５００５号に示された防滑構造は、柔軟なゴム素材よりなる円柱状の突起体であり、突起体の先端部にせん断力が作用した場合、路面と先端部との界面に回転変形が生じ、この回転変形がきっかけとなってスリップを起こしてしまうことがある。
【０００９】
また、実開平８−１２５６号に示されている防滑構造においても、突条体にせん断力が作用した場合、該突条体は容易に変形してしまい、先端部における摩擦力を失ってスリップしてしまうといった問題があった。
【００１０】
また、実公昭２７−７０６６号に開示された倒杯形隆起部においては、実際問題として完全に平滑な床面でもない限り吸盤のように作用することはなく、効果的な防滑性は期待できない。
仮に倒杯形隆起部が吸盤のごとく作用して、床面に吸着したとしても、逆に離地時に吸着作用が抵抗となり却って歩きづらいといった問題を呈する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明に係る靴底の防滑構造は、防滑突起のテーパーｒ、すなわち、靴底底面に設けられる突条や突起等防滑構造の断面形状における基部の幅をｈ₁ とし、先端部の幅をｈ₀ とした場合のｈ₁ に対するｈ₀ の比（ｒ＝ｈ₀ ／ｈ₁ ）の値を変化させた際、防滑リブ先端部に作用する最大せん断応力と最大曲げ応力の変化から、グリップ性への影響を検討し、高い防滑性能を有する断面形状を規定したものである。
【００１２】
すなわち、本発明に係わる靴底の防滑構造は、靴底の接地面側に設けられた防滑構造の断面形状における該防滑構造の基部の幅をｈ₁とし、先端部の幅をｈ₀とした場合のテーパーｒをｒ＝ｈ₀／ｈ₁ とした場合に、
靴底接地面の踏みつけ部及び踵中心部領域Ａは防滑構造のテーパーｒ _A をｒ _A ＞１とし、靴底接地面の周縁部領域Ｂは防滑構造のテーパーｒ _B をｒ _B ＜１とし、靴底接地面の踏みつけ部・踵中心部・周縁部以外の領域Ｃは防滑構造のテーパーｒ _C をｒ _C ＝１あるいは、ｒ _A ＞ｒ _C ＞ｒ _B としたことを特徴とする靴底の防滑構造である。
【００１３】
本発明に係わる防滑構造が靴底の接地面側に設けられた連続のあるいは不連続の突条（リブ構造）である場合には、該突条と略直行方向の断面形状における該防滑構造の基部の幅をｈ₁ とし、先端部の幅をｈ₀ とした場合にテーパーｒが、ｒ＝ｈ₀ ／ｈ₁ ＞１
となるように基部から先端部に向かって先広がり状に形成されたことを特徴とする靴底の防滑構造である。
【００１４】
また、本発明に係る靴底の防滑構造が突起である場合において、該突起の断面形状における該防滑構造の基部の幅をｈ₁ とし、先端部の幅をｈ₀ とした場合にテーパーｒが、
ｒ＝ｈ₀ ／ｈ₁ ＞１
となるように基部から先端部に向かって先広がり状に形成されたことを特徴とする靴底の防滑構造である。
【００１５】
さらに、本発明に係る前記防滑構造が、突起によって形成されている場合において、該防滑突起の先端面形状が円形、楕円形若しくは三角形、四角形あるいはその他の多角形状のいずれか一からなり又は、これらを組み合わせて形成することも可能である。
【００１６】
また、靴底の接地面側に設けられた防滑構造の断面形状における該防滑構造の基部の幅をｈ₁ とし、先端部の幅をｈ₀ とした場合にテーパーｒが、
ｒ＝ｈ₀ ／ｈ₁ ＞１となる領域、ｒ＝１となる領域及びｒ＜１となる領域とが組み合わされて形成することも可能である。
【００１７】
本発明に係わる防滑構造の側壁面は、平面状または曲面状に形成されるが、平面状に形成された部分と曲面状に形成された部分とが組み合わされて形成することも可能である。
【００１８】
このように、靴底の接地面側に設けられた防滑構造の断面形状のテーパーｒをｒ＝ｈ₀ ／ｈ₁ ＞１
となるように基部から先端部に向かって先広がり状に形成することにより、以下のように作用する。
たとえば、本発明に係る防滑構造を突起に応用した場合について説明する。
【００１９】
防滑突起の断面形状を図６に示すような不静定はりモデルとして考える。
防滑突起の先端部には、せん断力Ｆ₀ が作用していると仮定する。
このせん断力Ｆ₀ により、防滑突起先端部はせん断方向にδｙの変形が生じる。ここで、Ｆ₀ とδｙの比は防滑突起のせん断方向の柔軟性を表すが、以下、このＦ₀ とδｙの比を一定としてテーパーｒの防滑効果に与える影響を考える。
【００２０】
ここで、防滑突起を構成する材料の縦弾性率をＥ、突起の厚みをｂ、防滑突起の基部の巾をｈ₁ 、先端部の巾をｈ₀ 、突起の高さをＬとすると、防滑突起の先端からの距離ｘにおける突起の巾ｈ( ｘ) は、Δｈ＝ｈ₁ −ｈ₀ ＝（１−ｒ）ｈ₁ とおいて、
【００２１】
【式１】

【００２２】
となる。
この場合のｘにおける断面二次モーメントＩ( ｘ) は、
【００２３】
【式２】

【００２４】
となる。
特別な条件としてｒ＝１の場合、すなわち、突起の幅が一定の場合の突起の巾をｈ₀ ＝ｈ₁ ＝ｈ₁ ^*とすると、突起の先端部が滑っていない状態でのｈ₁ ^*とδｙとの関係は、
【００２５】
【式３】

【００２６】
とならなければならない。
又、ｒ＝１の場合、先端部に作用する曲げモーメントＭ₀ ^*は、
【００２７】
【式４】

【００２８】
となる。
【００２９】
一方ｒ≠１の場合のｈ₁ 、δｙおよびｈ₁ ^*との関係は、
【００３０】
【式５】

【００３１】
となる。
ここで、θはδｙの変形があったときに、突起先端部が滑らないために必要とされる基部の巾を得るための無次元の係数である。
また、θはテーパーｒのみの関数であって、
【００３２】
【式６】

【００３３】
の関係が成り立つ。
同様に先端部に作用する曲げモーメントＭ₀ とＭ₀ ^*との関係は、
【００３４】
【式７】

【００３５】
となる。
ここで、λはδｙの変形があったときの突起先端部に作用する曲げモーメントＭ₀ を得るための無次元の係数である。
また、λはテーパーｒのみの関数であって、
【００３６】
【式８】

【００３７】
の関係が成り立つ。
【００３８】
つぎに、防滑突起先端断面における最大せん断応力τ_MAX と最大曲げ応力σ_MAX はそれぞれ、
【００３９】
【式９】

【００４０】
【式１０】

【００４１】
となるので、ｒ≠１の場合のτ_MAX とσ_MAX はそれぞれ、
【００４２】
【式１１】

【００４３】
【式１２】

【００４４】
となる。
【００４５】
ここで、「滑り」という現象が起こる機構を示すと、まず、最大せん断応力τ_MAX が突起と路面との間で取り得る値を超えてしまい、突起先端で発生し得るせん断力がＦ₀ を下回ってしまった場合、突起先端部と路面とのせん断方向の拘束が解かれる結果、滑りが発生する。
また、突起先端部の引っ張り方向の最大曲げ応力σ_MAX が、突起先端部で耐えうる値を超えてしまった時、突起先端部は回転変形を起こしてしまい、突起先端部と路面との垂直方向の拘束が解かれる結果、滑りが誘発される。
従って、最大せん断応力の逆数１／τ_MAX および最大曲げ応力の逆数１／σ_MAX の大きさが、防滑性の高さを表す指標となる。
【００４６】
ここでｒ＝１の場合の最大せん断応力τ_MAX と最大曲げ応力σ_MAX をそれぞれτ_MAX ^*とσ_MAX ^*とすると、
【００４７】
【式１３】

【００４８】
【式１４】

【００４９】
となる。
したがって、ｒ＝１の場合に対するｒ≠１の場合の相対的な防滑性能は、せん断応力、曲げ応力それぞれで評価すれば、
【００５０】
【式１５】

【００５１】
【式１６】

【００５２】
となり、ｒのみ関数として表すことができる。
【００５３】
ここで、防滑突起のテーパーｒのｒ＝１に対する相対値と先端部曲げモーメントＭとの関係を図７に示す。
また、防滑突起のテーパーｒのｒ＝１に対する相対値と、防滑突起の先端部の最大せん断応力の逆数１／τ_MAX 及び最大曲げ応力の逆数１／σ_MAX との関係を図８に示す。
【００５４】
これらの図から分かるように、防滑突起のテーパーを逆テーパー（ｒ＞１) とすることにより、突起先端の最大せん断応力及び最大曲げ応力はともに低減し、該防滑突起のグリップ性は向上することが分かる。
【００５５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、以下に説明する。
本発明に係わる靴底の防滑構造は、従来から用いられてきたポリウレタン、発泡ラバー、ソリッドラバー等の靴底用素材を用いることができる。
これら素材を用いて靴底を形成する際、硬度はＡＳＫＥＲＡ硬度で５５〜６５度程度が適当である。
【００５６】
本発明に係わる防滑構造は、金型を用いた射出成型法や、注形成型法により形成される。
本発明に係わる防滑突起や突条は、逆テーパー状に形成されているため、金型構造のキャビティー部分がいわゆるアンダーカット状になるが、素材自身が十分な柔軟性を有しており、冷却条件等を調整することにより所定の初期硬度を確保できれば、いわゆる無理抜きで脱型することができる。
【００５７】
具体的には、本発明に係わる靴底の防滑構造は、図１に示すように靴底２の接地面側３に設けられた防滑構造１の断面形状における該防滑構造の基部４の幅をｈ₁ とし、先端部５の幅をｈ₀ とした場合にテーパーｒが、
ｒ＝ｈ₀ ／ｈ₁ ＞１
となるように基部４から先端部５に向かって先広がり状に形成されたことを特徴とする靴底の防滑構造である。
この際、テーパーｒの上限は特に限定されるものではないが、実用的な範囲で、たとえば、３＞ｒ＞１程度が適当である。
【００５８】
本発明に係わる防滑構造は、図１または図２に示すように連続のあるいは不連続の突条（リブ構造）６や、突起７で形成される。
これらの場合、該突条６と略直行方向の断面形状、あるいは該突起の断面形状における該防滑構造の基部４の幅をｈ₁ とし、先端部５の幅をｈ₀ とするとテーパーｒが、
ｒ＝ｈ₀ ／ｈ₁ ＞１
となるように基部４から先端部５に向かって先広がり状に形成される。
この際、前記突条６または突起７の高さは特に限定されるものではないが、実用的な範囲で、１〜３ｍｍ程度が好適である。
【００５９】
さらに、図３に示すように、本発明に係る前記防滑構造が突起によって形成されている場合において、該防滑突起の先端面形状が( イ）円形、（ロ）楕円形若しくは（ハ）四角形、（ニ）三角形あるいはその他の多角形状のいずれか一からなり又は、これらを組み合わせて形成することも可能である。
この際、多角形状のエッジの向きを摩擦応力の係る方向と直交させることにより、防滑性能を向上させることができる。
【００６０】
また、靴底の接地面側に設けられた防滑構造の断面形状における該防滑構造の基部の幅をｈ₁ とし、先端部の幅をｈ₀ とした場合にテーパーｒが、
ｒ＝ｈ₀ ／ｈ₁ ＞１となる領域、ｒ＝１となる領域及びｒ＜１となる領域とが組み合わされて形成することも可能である。
図５に示すように、靴底接地面をいくつかの領域に分け、前記防滑構造のテーパーｒを各領域の機能にあわせて変化させる。
たとえば、図５の領域Ａは踏みつけ部及び踵中心部に該当するが、この領域は最もグリップ性が要求されるため、防滑構造のテーパーｒ_A をｒ_A ＞１とする。一方、図５の領域Ｂは靴底接地面の周縁部に該当し、この領域はグリップ性が高すぎるといわゆる「突っかかり（引っかかり）」が生じ、つまずいたり足首部に傷害を生じたりするおそれがあるため、防滑構造のテーパーｒ_B をｒ_B ＜１とし、適度にグリップ性を低減してやることができる。
更に、図５の領域Ｃは上記領域Ａと領域Ｂの中間的な防滑性が要求されるため、防滑構造のテーパーｒ_C をｒ_C ＝１あるいは、ｒ_A ＞ｒ_C ＞ｒ_B の範囲で適宜調整することができる。
【００６１】
また、図４に示すように、本発明に係わる防滑構造１の側壁面８は、曲面状に形成されることも可能であるが、平面状に形成された部分と曲面状に形成された部分とが組み合わされて形成することも可能である。
この場合、図４の（イ）に示すように、側壁面が凹曲面状に形成されることにより、防滑構造の基部に作用する応力集中を低減することができ、その結果、防滑突起のちぎれが軽減される。
一方、図４の（ロ）に示すように、側壁面が凸曲面状に形成されることにより、突起先端部の変形抑制効果が高まり、防滑性を更に向上させることができる。
【００６２】
本発明に係わる靴底の防滑構造には、従来から用いられているラバー素材、ポリウレタン素材、ＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル共重合体）素材等、柔軟で耐摩耗性に優れた素材が用いられる。
【００６３】
【発明の効果】
本発明に係わる靴底の防滑構造は、従来と同質の素材を用いて防滑性を格段に向上させることができる。
また、本発明に係わる防滑構造は、突条や突起の形状を領域ごとに変化させることにより、グリップ性をコントロールすることができるため、均一素材を用いながら機能的な靴底を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる防滑構造を突条状に設けた実施例である。
【図２】本発明に係わる防滑突起を突起状に設けた実施例である。
【図３】本発明に係わる防滑構造を突起状に設けた場合のその他の実施例である。
【図４】本発明に係わる防滑構造の側壁面を凹曲面状または凸曲面状に設けた実施例である。
【図５】本発明に係わる靴底構造の実施例である。
【図６】本発明に係わる防滑構造を不静定はりモデルとした場合の概略図である。
【図７】防滑構造のテーパーｒのｒ＝１に対する相対値と防滑構造の先端部曲げモーメントＭ０との関係を表したグラフである。
【図８】防滑構造のテーパーｒのｒ＝１に対する相対値と防滑構造の先端部の最大せん断応力の逆数１／τ_MAX 及び最大曲げ応力の逆数１／σ_MAX との関係を示したグラフである。
【符号の説明】
１防滑構造
２靴底
３接地面側
４基部
５先端部
６突条
７突起
８側壁面
ｈ₀ 先端部の巾
ｈ₁ 基部の巾
ｌ突条（突起）の高さ
ｘ突起先端からの距離

Claims

靴底の接地面側に設けられた防滑構造の断面形状における該防滑構造の基部の幅をｈ₁ とし、先端部の幅をｈ₀とした場合のテーパーｒをｒ＝ｈ₀／ｈ₁ とした場合に、
靴底接地面の踏みつけ部及び踵中心部領域Ａは防滑構造のテーパーｒ _A をｒ _A ＞１とし、靴底接地面の周縁部領域Ｂは防滑構造のテーパーｒ _B をｒ _B ＜１とし、靴底接地面の踏みつけ部・踵中心部・周縁部以外の領域Ｃは防滑構造のテーパーｒ _C をｒ _C ＝１あるいは、ｒ _A ＞ｒ _C ＞ｒ _B としたことを特徴とする靴底の防滑構造。
靴底の接地面側に設けられた防滑構造が連続のあるいは不連続の突条である請求項１記載の靴底の防滑構造。
靴底の接地面側に設けられた防滑構造が突起である請求項１記載の靴底の防滑構造。
前記防滑構造が突起によって形成されている場合において、該防滑突起の先端面形状が円形、楕円形若しくは多角形状のいずれか一からなり又は、これらを組み合わせてなることを特徴とする請求項３記載の靴底の防滑構造。
前記防滑構造の側壁面が平面状に形成されたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載された靴底の防滑構造。
前記防滑構造の側壁面が曲面状に形成されたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載された靴底の防滑構造。
前記防滑構造の側壁面が平面状に形成された部分と曲面状に形成された部分とが組み合わされてなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載された靴底の防滑構造。