JP4766668B2 - 安全靴先芯 - Google Patents

Description

本発明は、靴、ブーツなどに適用して靴先を構造的に補強し、靴の安全性を高める安全靴先芯に関する。

安全靴における先芯は、重量物の落下に対する保護のために靴の甲の部分の強度が極めて重要視されるため、鋼製のものが実用化されていた。しかしながら、鋼製の先芯を用いた安全靴は重量が大きくなるため、着用者の作業性が問題となる。そのため、安全靴の軽量化を図る必要があり、例えば、ガラス繊維等の補強用繊維で補強した熱可塑性樹脂製のものが開発されている。

上記ガラス繊維等の補強繊維で補強された熱可塑性樹脂製の安全靴先芯として特許文献１がある。同公報には、構造形態を限定することで日本規格JIS T 8101 L級及びS級、H級規格及び、欧州統一規格 CEN規格における安全靴の規格に規定される耐衝撃性及び耐圧迫性の性能を満足したものが開示されている。繊維強化型安全靴先芯は薄型形状の靴先芯が作製可能であるという反面、製造にはコスト高になるという問題があった。

一方鋼製でもなく繊維強化型熱可塑性樹脂製でもないメタルフリー、ファイバーフリーの合成樹脂製の安全靴先芯として特許文献２がある。前記公報には、ファイバーフリー合成樹脂を使用し構造及び寸法を規定することでDIN EN 12568における安全靴の規格に規定される衝撃性及び耐圧迫性の性能を満足したものが開示されている。しかし上記記載の安全靴先芯は上記性能を満たすために各部分の肉厚を厚くする必要があり重量の重い安全靴となってしまう。例えば、つま先部分の肉厚が９〜１２ｍｍ（同文献の請求項４参照）となっている。またコストの面でもそれだけ材料費がかかってしまいコスト高となる。
特開2004−41406号公報 DE200118977U1

できる限り重量を少なくして、なおかつ、靴先芯の安全基準を満足するファイバーフリーの熱可塑性樹脂からなる靴先芯を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は下記の構成よりなる。
（１）先端立上がり部、親指側立上がり部、小指側立上がり部と頂部及び底部とから構成されたファイバーフリーの熱可塑性樹脂からなる樹脂製安全靴先芯であって、
（ａ）前記各立上がり部の外側壁面が底部に対しほぼ垂直に立上がって形成されており、
（ｂ）前記先端立上がり部の内側壁面が湾曲しており、且つ、外壁の垂直面に相対する頂部側の肉厚が底部側の肉厚よりも厚くされてなり、
（ｃ）上記先端立上がり部の垂直部分が小指側立上がり部及び親指側立上がり部の垂直面に連続して形成され、
（ｄ）先端立上がり部の厚さが小指側立上がり部、親指側立上がり部よりも厚く形成されており、
（ｅ）先端立上がり部の内壁面が底部から頂部にむかって徐々に肉厚に形成されており、垂直に立ち上がる内壁面の垂線を０°としたとき、全高の１／２の高さにある内壁面の角度が８０°以上９０°以下であり、
（ｆ）先端立上がり部の肉厚が、他の立上がり部の肉厚より大きく、かつ、６〜８ｍｍであり、
（ｇ）上記先端立上がり部の垂直部分が先端立上がり部の中心から左右１５°以上の範囲にわたって形成されている
ことを特徴とする安全靴先芯。

（２）先端立上がり部の外側壁面の垂直部分が全高さの２／５以上に形成されている上記（１）に記載された安全靴先芯。

本発明は、ファイバーフリーでありながら所定の強度を得るために、耐衝撃特性を有する、ポリアミド、ポリカーボネートのような樹脂を用い、かつ、靴先芯の形状を工夫することによって、荷重の最もかかり易い靴先の補強を重点的に行い、それにともなって、小指側立上がり部、親指側立上がり部に靴先芯にかかる荷重を一様に分散するように構成し、余分な厚みをなくして全体として軽量化をはかったものである。

すなわち、先端立上がり部の内側壁面を徐々に肉厚に形成することによって、先端立上がり部と頂部の連結部分である曲面部のＲ形状を滑らかにし、局部的に応力負荷がかからないようにしている。すなわち、底部に対して垂直に立上がる部分の垂線を０°としたとき、全高の１／２の高さにある内壁面の角度ｘが８０°以上９０°以下とすることによって、内壁面にかかる応力付加をできるだけ分散させる構造とすることができ、座屈高さも確保することができる。上記角度が８０°より小さくなると、足先が入るだけの隙間を確保することが困難となり、また、肉厚になって重量が重い製品となってしまう。逆に、上記角度が９０°を超えてしまうと頂部に応力を加えたとき、座屈面が低い位置となるので、残存座屈高さを確保することができなくなる。

又、先端立上がり部の垂直面の範囲の肉厚を他の立上がり部の垂直面の肉厚より大きく、６〜８ｍｍとすることにより、全体的に薄い形状の靴先芯とすることができる。さらに、先端立上がり部の外側壁面の垂直部分が全高さの２／５以上さらに好ましくは３／５以上に形成してあることにより、各規格を満たすのに必要な座屈高さを確保することが可能となる。先端立上がり部の外側壁面が、先端中心から左右１５°すなわち中心角３０°以上の範囲に亘って形成されているため、頂部に応力が加わった時にその負荷を確保するために必要な強度を確保することができる。中心角が３０°未満だと必要な強度を得ることができない。中心角は、好ましくは、６０〜１２０°の範囲が適当である。１２０°を越えると、履き難い形状となる。

そして、本発明品は軽量であっても、日本規格ＪＩＳ Ｔ ８１０１ Ｌ級及びＳ級、Ｈ級規格、及び、欧州統一規格 ＣＥＮ規格における安全靴の規格に規定されるＥＮ１２５６８（１５ＫＮ、１０ＫＮ）耐衝撃性及び耐圧迫性の性能を満足したファイバーフリーの熱可塑性合成樹脂靴先芯を得ることができる。

本発明は、軽量でありながら、耐衝撃性及び耐圧迫性にすぐれた製品となり、ファイバーフリーの熱可塑性合成樹脂靴先芯でありながら、日本規格および欧州統一規格のいずれをも満足する製品がえられる。

以下図面に基づいて本発明の具体的な実施例について説明する。
本発明品を構成する材料としては、耐衝撃吸収特性に優れたポリカーボネート又はポリアミドを使用する。
図１は実施例の平面図で、１は先端立上がり部、２は小指側立上がり部、３は親指側立上がり部、４は頂部をそれぞれ示す。そして、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅは各断面位置を示している。中心のＡ−Ａ線に対して、左右に３０°のところにＣ−Ｃ線、Ｄ−Ｄ線、さらにＡ−Ａ線から左右６０°のところにＢ−Ｂ線、Ｅ−Ｅ線がある。

図２はＡ−Ａ断面図で、先端立上がり部１の外壁面はほぼ垂直面６となっている。これは必ずしも完全な垂直ではなく、多少の許容範囲を持っている。反対側の内壁面７は多少湾曲形状をしており、底部５側の肉厚より頂部４側の肉厚の方が厚く形成されている。その程度は、先端立上がり部１の内壁面７が底部５に対して垂直に立上がる部分の垂線を０°としたとき、全高の１／２の高さにある内壁の角度ｘが８０°以上９０°以下であることが好適である。
なお、底部５は垂直荷重を支持するための最小限の幅と厚さをもっていれば良い。

図４はＣ−Ｃ断面図で、先端立上がり部１は先端中心から３０°の位置にある。垂直面６は図２の場合より多少短くなっている。
図３はＢ−Ｂ断面図で、小指側立上がり部２の肉厚は、図２に示す先端立上がり部１の肉厚より薄くなっている。すなわち、必要な強度は先端立上がり部で殆ど確保し、小指側立上がり部２は軽量化のために、肉厚をかなり減少させている。
小指側立上がり部における小指側高さは全高さの１／２以上がよい。図７に、小指側高さの図り方を示す。底部５面から頂部４の頂点Pまでの垂直距離を全高Hとし、小指側立上がり部２の内壁面７に接し、かつ、底面５と垂直な線を引き、小指側立上がり部２の外壁面との交点Sを出し、該垂直線における上記交点Sと底面５との距離を小指側高さｋと規定する。

図5はＤ−Ｄ断面図で、前記小指側のＣ−Ｃ断面図とほぼ同じである。図６はＥ−Ｅ断面図で前記小指側のＢ−Ｂ断面図とほぼ同じであるが、小指側高さと同様な図り方で出した親指側高さは、前記小指側高さより多少変更が行われている。

すなわち、図７に示すように、全高Ｈと頂部外壁との交点Ｐは、先芯の中心、すなわち先芯の製品を後方から見たとき、小指側立上がり部と親指側立上がり部との中心よりも親指側にあって、親指側の底部５に対して内壁に垂直な垂線を引いたときの親指側外壁との交点をＵとしたとき、Ｕの位置は、前記Ｓの高さより高い。すなわち親指側高さｍは小指側高さｋよりも大きい必要がある。Ｕの位置がＳの位置より高くないと、応力負荷の大部分が親指側立上がり部にかかるため、十分な応力分散がされず、強度の弱い先芯となってしまう。

本発明の実施例の平面図で、各断面の位置を示す。 図１のＡ−Ａ断面図を示す。 図１のB−B断面図を示す。 図１のC−C断面図を示す。 図１のD−D断面図を示す。 図１のE−E断面図を示す。 本発明実施例の後方から見た正面図である。

１ 先端立上がり部
２ 小指側立上がり部
３ 親指側立上がり部
４ 頂部
５ 底部
６ 垂直面
７ 内壁面
ｋ 小指側高さ
ｍ 親指側高さ
Ｈ 全高
Ｓ 交点

Claims (2)

1. 先端立上がり部、親指側立上がり部、小指側立上がり部と頂部及び底部とから構成されたファイバーフリーの熱可塑性樹脂からなる樹脂製安全靴先芯であって、
   （ａ）前記各立上がり部の外側壁面が底部に対しほぼ垂直に立上がって形成されており、
   （ｂ）前記先端立上がり部の内側壁面が湾曲しており、且つ、外壁の垂直面に相対する頂部側の肉厚が底部側の肉厚よりも厚くされてなり、
   （ｃ）上記先端立上がり部の垂直部分が小指側立上がり部及び親指側立上がり部の垂直面に連続して形成され、
   （ｄ）先端立上がり部の厚さが小指側立上がり部、親指側立上がり部よりも厚く形成されており、
   （ｅ）先端立上がり部の内壁面が底部から頂部にむかって徐々に肉厚に形成されており、垂直に立ち上がる内壁面の垂線を０°としたとき、全高の１／２の高さにある内壁面の角度が８０°以上９０°以下であり、
   （ｆ）先端立上がり部の肉厚が、他の立上がり部の肉厚より大きく、かつ、６〜８ｍｍであり、
   （ｇ）上記先端立上がり部の垂直部分が先端立上がり部の中心から左右１５°以上の範囲にわたって形成されている
   ことを特徴とする安全靴先芯。
2. 先端立上がり部の外側壁面の垂直部分が全高さの２／５以上に形成されている請求項１に記載された安全靴先芯。

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