JP4452720B2 - 靴底の後足部の緩衝装置 - Google Patents
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Description
足は、走行時には踵の外側から着地した後、内側に倒れ込むような挙動をする。このため、足の踵の外側が着地時の大きな衝撃を受ける。したがって、靴底の後足部の外側は大きく変形することで、高い緩衝性を発揮することができる。一方、前記内側への足の倒れ込みを抑制するには、靴底の後足部の内側は変形され難くして、高い保持機能を発揮することができる。すなわち、足の内外で衝撃による変形の度合を異なるようにする方が好ましい。
分離された変形要素の支持面積は支持要素のそれよりも小さい。そのため、変形要素には大きな応力が発生する。着地の衝撃はヤング率の大きい曲げ変形部材で支持される。曲げ変形部材は曲げ変形を呈することで圧縮変形の場合よりも大きなエネルギーを蓄えることができる。
曲げ変形のみで衝撃吸収を図ると、曲げ変形部材のヒンジ部に大きな応力が生じる。そのため、部材の耐久性に問題が生じる。圧縮変形部材は曲げ変形部材の過剰な曲げを抑制する。
変形要素には荷重が集中するので、大きな応力が発生する。圧縮変形部材の弾性比例限界は支持要素のそれよりも大きい。したがって、靴を繰り返し着用しても、この圧縮変形部材に永久変形が生じにくい。
本態様において、前記変形要素およびアウターソールは、前記足の後足部の3つ〜7つの部位に、互いに本質的に分離されて配置されるのが好ましい。
本発明において、接合とは直接的に接合することおよび間接的に接合することのいずれをも含む概念である。
「ゴム様または鞘様の圧縮変形部材」は、圧縮されたときに変形しながら反発する力を蓄える部材であって、熱可塑性エラストマーや加硫ゴムなどのゴム弾性を発揮する部材の他に、エアやゲル状物質または軟質のゴム様弾性体などが充填された鞘(pod )状ないし袋状の部材を含む。なお、熱可塑性エラストマーとは、常温において加硫ゴムの性質を呈するが、高温において可塑化されてプラスチック加工機で成形可能な高分子材料をいう。
同図に示すように、かかる樹脂の発泡体の弾性比例限界σF は前記ゴム様部材の弾性比例限界σG よりも小さい。そのため、かかる樹脂の発泡体では、局所的な負荷を受けた場合に、足の支持が不安定となり得る。
ここで、“弾性比例限界”とは、圧縮変形部材に負荷した圧縮荷重の変化と当該部材の縮みの変化との関係、つまり、圧縮応力の変化と歪みの変化との関係が概ね比例する範囲での最大の応力をいう。
この場合、前記連結部材を構成する素材のヤング率が前記曲げ変形部材のそれよりも小さいことが更に好ましい。これにより、前記足裏への感触が更にソフトになり得る。
このように、各巻上部が形成されることで、支持要素の周縁において足が支持される。そのため、足の安定した支持が期待できる。
また、外側の変形要素の圧縮剛性が内側に配置された変形要素のそれよりも小さい。これにより、外側の変形要素を大きく変形させて着地の際の衝撃の吸収性能を高めることができると共に、内側の変形要素の変形が小さくなるから、足の内側への倒れ込みを抑制して足を安定した状態に支持できる。
かかる靴底の緩衝装置では、内外の変形要素を個別に成型することができる。したがって、内外の変形要素の圧縮剛性を互いに異なる値に容易に設定できる。
変形要素の内外の側部が上下方向に縮み易いと、足の内転または外転を招き易いが、上記のように設定すれば、これを防止して足の安定性を図ることができる。
2:アウターソール
3:変形要素
39、139:第3巻上部(別の巻上部)
4:連結部材
49、149:第2巻上部
301:第1変形要素
302:第2変形要素
303:第3変形要素
102a:接地面
30A:曲げ変形部材
131:下板部
131a:第1下領域
131b:第2下領域
132:上板部
132a:第1上領域
132b:第2上領域
133:ヒンジ部
135:ゴム様部材(圧縮変形部材)
137:切欠部
138:第1補強部
142:第2補強部
151,152:対向面
Sr:短径
M:ミッドソール(支持要素)
X:内外方向
Z:上下方向
θ1:第1開き角
θ2:第2開き角
第1実施例:
図1〜図4は第1実施例を示す。
図1に示すように、本実施例の靴底は、ミッドソール(支持要素の一例)M、アウターソール2および変形要素3を備える。前記ミッドソールMは、上の第1ミッドソール本体1Aと下の第2ミッドソール本体1Bとが、上下に接合されて形成される。各ミッドソール本体1A,1Bの下面には、アウターソール2やいわゆるシャンク(図示せず)などが配置される。一方、第1ミッドソール本体1Aの上には、インソール(図示せず)が接着される。各ミッドソール本体1A,1Bは、たとえばEVA(エチレン−酢酸ビニル共重合体)やポリウレタンなどの樹脂の発泡体などの衝撃吸収に適した素材で形成される。なお、前記ミッドソールMやインソールの上方には、足の甲を包むのに適したアッパーUが配置される。前記アウターソール2は、路面や床面に接地し、前記ミッドソールMよりも耐摩耗性の大きい材料で形成されている。
図2に示すように、前記アウターソール2は足の前足部に設けた第1アウターソール2Aと、足の後足部に設けた第2アウターソール2Bとにより構成されている。第2アウターソール2Bと第2ミッドソール本体1Bとの間には、変形要素3と該変形要素3を保持する連結部材4とが配置されている。
前記第2アウターソール2Bは、前後方向Yに並べられた一対の変形要素3,3を下方から覆うように、内外方向Xに互いに離間した状態で、2列設けられている。
図3に示す第2アウターソール2Bの上面は、変形要素3の下部31(図3における変形要素3の上側部分)に接着される。一方、変形要素3の上部32(図3における変形要素3の下側部分)は、連結部材4に接着(溶着)され、該連結部材4は第2ミッドソール本体1B(図2)の下面に接着される。すなわち、変形要素3の上部32は連結部材4を介して第2ミッドソール本体1Bの下面に接合される。
図3に示すように、変形要素3はチューブ状のチューブ状部30と、該チューブ状部30の内部の空間に設けられた緩衝部材(圧縮変形部材)35とにより構成されている。前記緩衝部材35のヤング率は、チューブ状部30のヤング率よりも小さく設定されている。この緩衝部材35を構成する材料としては、たとえばゴム様部材(このゴム様部材の一例としては、ゲル(緩衝部材の商業上の称呼)がある。以下、第1実施例〜第4実施例では、このゴム様部材を「ゲル」と呼ぶ。)やEVAの発泡体などが用いられる。なお、変形要素には荷重が集中するので、大きな応力が発生する。圧縮変形部材の弾性比例限界は支持要素のそれよりも大きくすることが好ましい。それにより、靴を繰り返し着用しても、この圧縮変形部材に永久変形が生じにくくなる。また、緩衝部材35を構成する材料としてゲルを用いる場合には、たとえば、ヤング率が約0.1kgf/mm2 〜1.0kgf/mm2 のゲルを用いるのが好ましい。本実施例においては、緩衝部材35は、チューブ状部30の内部の空間の前後の中央付近において、チューブ状部30の上部32と下部31に接触するように設けられている。
なお、図4(b)に示すように、チューブ状部30の短径Srは、足の内外方向Xの中央に行くに従い短くなるように形成されている。また、チューブ状部30の長径Lrも、同様に、足の内外方向Xの中央に行くに従い短くなるように形成されている。
図4(a)に示すように、連結部材4の下面には、チューブ状部30の上部32に沿って凹んだ下湾曲面42が形成されており、チューブ状部30の上部32が、前記下湾曲面42に嵌まり込んでいる。一方、第2ミッドソール本体1Bの下面には、凹んだ第2湾曲面12が形成され、連結部材4の上面には、前記第2湾曲面12に沿って上方に凸となるように湾曲した上湾曲面43が形成されている。この連結部材4の上湾曲面43は、第2ミッドソール本体1Bの第2湾曲面12に嵌まり込んでいる。
したがって、チューブ状部30の上部32が連結部材4を介して第2ミッドソール本体1Bの第2湾曲面12に嵌り込んでいる。
図4(a)に示すように、第2アウターソール2Bは、チューブ状部30の下方において、チューブ状部30の下部31に沿うように湾曲している。前記第2アウターソール2Bの上面には、凹んだ第1湾曲面21が形成されており、チューブ状部30の下部31が、該第1湾曲面21に隙間なく嵌り込んで接着されている。一方、第2アウターソール2Bの接地面には、チューブ状部30の下部31に沿って下方に凸になるように湾曲した第3湾曲面23が形成されている。図3に示すように、第2アウターソール2Bは、前後方向Yの一対のチューブ状部30,30の下部31,31を覆うように内外に分離して設けられている。
つぎに、前記第1実施例の靴底を実際に着用して着地から離地までの一連の動作を行った場合の靴底の変形テストについて説明する。このテストにおいて、チューブ状部30のヤング率は5kgf/mm2 に設定された。緩衝部材35としてはゲルが用いられ、足の外側のゲル35のヤング率は0.2kgf/mm2 、足の内側のゲル35のヤング率は0.3kgf/mm2 に設定された。
図12(a)は前記“ヒールコンタクト”時の靴底の状態を示す。この状態では、後足部の外側のアウターソール2から接地して、まず後足部の外側後方のチューブ状部130の下部31の後部が若干の曲げ変形を呈する。この“ヒールコンタクト”時から前記“フットフラット”時までの間に、図12(b),図12(c)のように、前記外側後方のチューブ状部130の下部31が大きな曲げ変形を呈することで、チューブ状部130が上下方向に縮む。続いて、前記“フットフラット”時には、図12(d)のように、後足部の外側前方のチューブ状部230の下部31が大きな曲げ変形を呈することで、チューブ状部230が上下方向に縮む。そして、前記“ミッドスタンス”時には、両チューブ状部130,230の下方のアウターソール2が次第に地面から離間し、前記“ヒールライズ”時には、図12(e)のように、当該アウターソール2は地面から完全に離間して両チューブ状部130,230は元の形状に戻る。
図13(a)は、前記“ヒールコンタクト”時の靴底の状態を示す。この状態では、靴底の内側は接地せず、内側のチューブ状部330,430は外観上何ら変形していない。続いて、前記“フットフラット”時から前記“ミッドスタンス”時には、図13(b)のように、後足部の内側のチューブ状部330,430の双方が曲げ変形を呈することで上下方向に縮み、続いて、図13(c)のように、後足部の内側前方のチューブ状部430の曲げ変形が更に大きくなる。前記“ヒールライズ”時には、図13(d)のように、前記内側前方のチューブ状部430が元の形状に戻り始め、踵が完全に上がる前記“トウオフ”時には後足部のアウターソール2は地面から離間して、前記内側前方のチューブ状部430は元の形状に戻る。
図5は第2実施例を示す。なお、以下の実施例において、第1実施例と同一部分または相当部分には、同一符号を付して、その説明を省略する。
本実施例では、図5に示すように、変形要素3は、足の後足部に加えて、足の前足部の内側および外側にも設けられている。該変形要素3は、チューブ状部30から構成される。前記第1実施例と異なり、チューブ状部30の内部には緩衝部材などが設けられず、内部は空洞になっている。
また、本実施例ではチューブ状部30を保持する連結部材は設けられておらず、チューブ状部30の上部32(図5におけるチューブ状部30の下側部分)は、ミッドソールMの第2湾曲面12に直接嵌り込んでいる。なお、本実施例のチューブ状部30の上部32(図5におけるチューブ状部30の下側部分)は、足の外側面の端部および足の内側面側の端部が上方に巻き上がるように形成されている。
図6〜図8は第3実施例を示す。なお、以下の各図において、矢印INは足の内側方向、矢印OUTは足の外側方向、矢印Fは足の前方向、矢印Bは足の後方向を示す。
本実施例では、図6に示すように、複数の略柱状の変形要素3が設けられている。この変形要素3を支持する連結部材4が足の後足部の側面に沿って連なるように設けられている。
本実施例では、図7に示すように、変形要素3は足の後足部に3個設けられており、各変形要素3の上面および下面はフラットに(湾曲していない)に形成されている。
足の後足部の踵側には、第1変形要素301が配置されている。足の後足部の外側における前記第1変形要素301の前方Fには、第2変形要素302が配置されている。これらの変形要素301,302は、平面断面が略8字状の8字状部61とゲル52,53とから構成される。8字状部61はEVAの発泡体からなる。ゲル52,53は8字状部61よりもヤング率が小さい。前記8字状部61の外周面には螺旋状の溝が形成されており、当該溝にゲル52が嵌め込まれる。また、この8字状部61の中央の2個の孔には柱状のゲル53が嵌め込まれる。この柱状のゲル53の外周面には螺旋状の溝が形成されている。
また、この内側の第3変形要素303は、足の内外の中心部から足の内側の側部に向って凹み62が形成されている。これにより、内側の第3変形要素303は、足の内外との中心部に比べ足の内側の側部の方が上下方向に縮み難くなっている。
連結部材4はその周縁部において足の側面に沿って上方に巻き上がる第2巻上部49を有する。第2巻上部49の下部には略楕円状の貫通孔50が形成されており、当該孔50にはゲル51が嵌め込まれる。
図8(a)に示すように、内外の変形要素303,302は、上方に行くに従い足の内外の中央に向って若干傾斜している。
また、ミッドソールMの内外の側部には、足の底面から側面に沿って上方に巻き上がる第1巻上部19が形成されている。第1巻上部19の外側には、前記連結部材4の第2巻上部49が配置されて、第1巻上部19が支持されている。これにより、足を支持する柔らかいミッドソールMが硬い連結部材4で支持される。この第1巻上部19および第2巻上部49は、足の後足部の略全周にわたって形成されている(図6)ので、足の後足部全体を安定して支持することができる。
本変形例の内外の変形要素303,302は、それぞれ、足の内外の中央部と足の内外の側部で互いに異なる素材で形成されている。すなわち、第3変形要素303のうちの内側の側部68が硬い素材で形成され、内外の中心部67が柔らかい素材で形成されている。また、外側の変形要素302のうちの、内外の中心部66が柔らかい素材で形成され、外側の側部65がやや硬い素材(前記内外の中心部66,67よりも硬く、かつ、前記内側の側部68よりも柔らかい素材)で形成されている。
図9は、第4実施例の靴底の足の後足部における横断面図である。
図9に示すように、本実施例においては、内外の変形要素303,302は、それぞれ、上部71と下部72と上部71および下部72との間に挟持された柱状のゲル54とから構成され、前記第3実施例と異なり、連結部材が設けられていない。上部71を構成する素材のヤング率はミッドソールMを構成する素材のそれよりも大きい。
なお、内側の変形要素303のゲル54に比べて、外側の変形要素302のゲル54の方が細い。そのため、外側の変形要素302の単位面積当たりの圧縮剛性が、内側の変形要素302のそれよりも小さい。
また、上部71には、ミッドソールMの内外の側部に形成された第1巻上部19を外側から支持する第3巻上部39が形成されている。これにより、前記第3実施例における第1および第2巻上部19,29により得られる効果と同様の効果を奏する。
図14〜図21は第5実施例を示す。
図14Aは第5実施例の靴(左足用)の外側面を示し、図14Bは同靴の内側面を示す。
図14Aおよび図14Bに示すように、本実施例の靴底は、ミッドソールM、アウターソール2、変形要素3および連結部材4を備える。変形要素3は曲げ変形部材30Aおよびゴム様部材(圧縮変形部材の一例)135から構成される。
図14Aおよび図14Bにおいて、各部材の関係を明瞭にするために、連結部材4は網かけを付して図示されている。
前記連結部材4および曲げ変形部材30Aは、中足部11Mの前端でアウターソール2とミッドソールMとの間に挟み込まれている。
なお、足の後足部において、ミッドソールMの底面積をアウターソール2の底面積で除した値は概ね1.3以上に設定されている。
図18A、図18Bに示すように、変形要素3は1つの曲げ変形部材30Aと3つのゴム様部材135とを有する。曲げ変形部材30Aは、連結部材4を介して間接的にミッドソールMの下面に接合される上板部132と、アウターソール2の上面に接合される下板部131と、前記上下の板部132,131を連結するヒンジ部(屈曲部の一例)133とを有する。曲げ変形部材30Aの前記上下の板部132,131およびヒンジ部133は合成樹脂で一体に形成されている。
本実施例では、図20、図21Aに示すように、ヒンジ部133からゴム様部材135が装着された部位において、曲げ変形部材30Aは断面略V字状であり、後足部の周縁に向って開いた開口156を有する。すなわち、上板部132と下板部131の互いに対向する面152,151は、ヒンジ部133から離れるにしたがい、すなわち、ヒンジ部133から開口156に向かうにしたがい、互いに徐々に遠ざかるように設けられている。
曲げ変形部材30Aは図22Gのように、断面略U字状、すなわち、上下の板部132,131が概ね平行であってもよい
また、圧縮変形部材135がテーパ状に形成されていることにより、足の外周へのズレや倒れが抑制され、足の支持が安定する。
さらに、上下の板部132,131がテーパ状に配置されているので、成型時の型抜きが容易になる。
ここにおいて、前記曲げ変形部材は、後足部の内側または外側の少なくとも一方のサイドから後足部の後端を含む部位に設けられている。前記下板部が前記一方のサイドと前記後端との間の部位において前後に分離されている。
これに対し、本態様の曲げ変形部材では、下板部が分離されているので、部位に応じた変形を実現し易く、かつ、後足部が後端から着地して足が前方に屈曲する動作がスムースに行われ得る。
かかる靴底では、着地の衝撃が比較的硬い曲げ変形部材により分散され、更に比較的軟質の連結部材により分散されるので、衝撃の分散機能が高まると共に、足裏への感触がソフトになり得る。
たとえば、前記各実施例では、変形要素は3個または4個であったが、図10のように5個の変形要素が設けてられもよい。この場合、足の後足部の外側に3個、内側に2個の変形要素が互いに分離されて配置される。また、足の後足部に6個以上の変形要素が設けられてもよい。
また、支持要素は発泡樹脂からなるミッドソールに限られるわけではなく、たとえば、特開平9−285304号に開示されている非発泡の樹脂からなる支持プレートなどが用いられてもよい。
したがって、そのような変更および修正は、請求の範囲から定まる本発明の範囲のものと解釈される。
Claims (14)
- 靴底の後足部の緩衝装置であって、
少なくとも足の後足部の全体を支持すると共に着地の際の衝撃で圧縮変形して前記衝撃を吸収する機能を持つ支持要素と、
前記足の後足部において前記支持要素の下方に配置され着地の際に上下方向に縮んだ状態に変形する変形要素と、
前記変形要素の下面に接合され路面に接地するアウターソールとを備え、
前記変形要素およびアウターソールは、前記足の後足部において少なくとも内外および/または前後に本質的に分離されて、前記足の後足部の少なくとも3つの部位に配置され、
前記変形要素は約8mm以上約50mm以下の高さを有し、
前記足の後足部において、前記支持要素の底面積を前記アウターソールの底面積で除した値が概ね1.3以上に設定され、
前記変形要素は、前記着地の衝撃で曲げ変形を呈する曲げ変形部材と、前記着地の衝撃で圧縮変形を呈することで、前記曲げ変形部材の曲げ変形を抑制する圧縮変形部材とを含み、
前記曲げ変形部材は、前記支持要素を構成する素材よりもヤング率が大きい素材からなり、
前記圧縮変形部材は、前記曲げ変形部材を構成する素材よりもヤング率が小さく、かつ、前記支持要素を構成する素材よりも圧縮荷重に対する弾性比例限界の大きい素材からなる靴底の後足部の緩衝装置。 - 請求項1において、前記圧縮変形部材は前記ゴム様部材であり、前記ゴム様部材のヤング率が約0.1kgf/mm2 〜約5.0kgf/mm2 であり、前記曲げ変形部材を構成する材料のヤング率は約1.0kgf/mm2 〜約30kgf/mm2 である靴底の緩衝装置。
- 請求項1において、前記支持要素と前記変形要素との間に介挿され、前記支持要素の下面に接合されると共に前記変形要素の上面に接合された連結部材を更に備え、
ここにおいて、前記連結部材を構成する素材のヤング率が前記支持要素を構成する素材のそれよりも大きい靴底の後足部の緩衝装置。 - 請求項3において、前記連結部材を構成する素材のヤング率が前記曲げ変形部材のそれよりも小さい靴底の後足部の緩衝装置。
- 請求項3において、前記支持要素は足の底面から側面に沿って巻き上がる第1巻上部を有し、
前記連結部材は前記支持要素の第1巻上部の外側に巻き上がる第2巻上部を有する靴底の後足部の緩衝装置。 - 請求項5において、前記曲げ変形部材が前記支持要素の第1巻上部の外側に巻き上がる第3巻上部を有する靴底の後足部の緩衝装置。
- 靴底の後足部の緩衝装置であって、
少なくとも足の後足部の全体を支持すると共に着地の際の衝撃を吸収する機能を持つ支持要素と、
前記足の後足部において前記支持要素の下方に配置され着地の際に上下方向に縮んだ状態に変形する変形要素と、
前記変形要素の下面に接合され路面に接地するアウターソールとを備え、
前記変形要素およびアウターソールは、前記足の後足部において少なくとも内外に本質的に分離されて、前記足の後足部の少なくとも3つの部位に配置され、
前記変形要素は少なくとも約8mm以上の高さを有し、
前記足の後足部において、前記支持要素の底面積を前記アウターソールの底面積で除した値が概ね1.3以上に設定され、
前記足の後足部の外側に配置された変形要素の上下方向の圧縮剛性が、前記足の後足部の内側に配置された変形要素のそれよりも小さい靴底の後足部の緩衝装置。 - 請求項7において、前記部位に応じた数の前記変形要素が設けられ、
前記後足部の外側に配置された変形要素の単位面積当たりの上下方向の圧縮剛性の平均値が、前記後足部の内側に配置された変形要素のそれよりも小さい靴底の後足部の緩衝装置。 - 請求項7において、前記支持要素と前記変形要素との間に介挿され、前記支持要素の下面に接合されると共に前記変形要素の上面に接合された連結部材を更に備え、
ここにおいて、前記連結部材を構成する素材のヤング率が前記支持要素を構成する素材のそれよりも大きい靴底の後足部の緩衝装置。 - 請求項9において、前記支持要素は、足の底面から側面に沿って巻き上がる第1巻上部を有し、
前記連結部材は前記支持要素の第1巻上部の外側に巻き上がる第2巻上部を有する靴底の後足部の靴底の後足部の緩衝装置。 - 請求項7において、前記支持要素は足の底面から側面に沿って巻き上がる第1巻上部を有し、
前記支持要素を構成する素材よりもヤング率の大きい素材を前記変形要素は含んでおり、
前記ヤング率の大きい素材が前記支持要素の第1巻上部の外側に巻き上がる第3巻上部を形成している靴底の後足部の緩衝装置。 - 請求項7において、前記部位の少なくとも1つの部位に配置された変形要素は、足の内外の中心部に比べ、足の内外の側部の方が上下方向に縮み難い靴底の後足部の緩衝装置。
- 請求項7において、前記変形要素は、前記後足部において少なくとも前後に本質的に分離されて配置され、
前記後足部の後端に配置された第1変形要素と、前記後足部の外側における前記第1変形要素の前方に配置された第2変形要素と、前記後足部の内側における前記第1変形要素の前方に配置された第3変形要素とを備え、
前記第3変形要素の上下方向の圧縮剛性が前記第1および第2変形要素のそれよりも大きい靴底の後足部の緩衝装置。 - 靴底の後足部の緩衝装置であって、
少なくとも足の後足部の全体を支持すると共に着地の際の衝撃を吸収する機能を持つ支持要素と、
前記足の後足部において前記支持要素の下方に配置され着地の際に上下方向に縮んだ状態に変形する変形要素と、
前記変形要素の下面に接合され路面に接地するアウターソールとを備え、
前記変形要素およびアウターソールは、前記足の後足部において内外および/または前後に本質的に分離されて、前記足の後足部の少なくとも3つの部位に配置され、
前記変形要素は少なくとも約8mm以上の高さを有し、
前記足の後足部において、前記支持要素の底面積を前記アウターソールの底面積で除した値が概ね1.3以上に設定されている靴底の後足部の緩衝装置。
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