JP4914838B2 - 強化構造を備えた靴底 - Google Patents
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Description
図15Aの靴底に荷重が負荷されると、着用者は足のアーチに突き上げを感じるだろう。
本発明の靴底は、前記第1部材と前記第2部材とが、前記前足部の後端部の第1接合部において互いに接合されており、前記第1部材と前記第2部材とが、前記後足部の前端部の第2接合部において互いに接合されており、前記第1部材には、前記第1接合部と前記第2接合部との間に、曲げ変形が可能な第1変形部が設けられ、前記第2部材には、前記第1接合部と前記第2接合部との間に、曲げ変形が可能な第2変形部が設けられ、前記第1変形部は第1上面および第1下面を有し、前記第2変形部は第2上面および第2下面を有し、前記第1下面は前記第2上面に対面している。
なお、“少なくとも足長方向に互いに離間”とは、前記複数の係合要素が足長方向および足幅方向の双方について離間している場合を含み、若干でも足長方向に離間している場合を含む。
すなわち、前記第1部材の第1変形部と前記第2部材の第2変形部との間には、足の内側から外側に向かって貫通する空間が形成されている。そのため、第1荷重下において第1部材が第2部材に拘束されることなく、曲げ変形などの変形を呈する。
ここで、図1を参照して、本発明の前提となる力学の原理が説明される。
図1の(a)において、上下に重ね合わせた第1の梁111と第2の梁112とは単純支持されている。これらの梁111,112は互いに接着されていない、重ね梁110の状態である。この状態において、荷重Wが重ね梁110に負荷されると図1の(b)のように、2つの梁111,112は、その界面113において長さ方向にズレながら撓む。この場合、1つの梁111(112)の曲げ剛性をE・IZ とすると、重ね梁110の曲げ剛性E・I2 はE・IZ の2倍程度となる。
曲げ剛性=E・IZ …(0)
ここで、Eは材料のヤング率、IZ は断面二次モーメントであり、IZ は下記の(1)式で与えられる。
IZ =b・h3 /12 …(1)
但し、b:梁の横断面における幅
h:梁の横断面における高さ
したがって、前記界面113,123において、上下の梁が梁の軸方向(長さ方向)にズレを生じないか否かが曲げ剛性E・IZ の大きさに著しく大きな影響を与える。
1a:中足部
1b:後足部
1c:前足部の後端部
1f:前足部
1h:後足部の前端部
2,2A:緩衝層
10:第1部材
10d:第1下面
10u:第1上面
11:第1変形部
12:第1係合要素
13:内側部
14:外側部
15:フィルム
20:第2部材
20d:第2下面
20u:第2上面
21:第2変形部
22:第2係合要素
23:内側部
24:外側部
31:第1接合部
32:第2接合部
D1,D2:空間
L:足長方向
IN:内側
OUT:外側
以下、本発明の第1実施例が図2A〜図6Cを参照して説明される。以下の図において、矢印Fは靴の前方、矢印Bは靴の後方を示す。
図2Aおよび図2Bは、足が靴に装着されていない非装着状態の靴底Sを示す。
図2Aおよび図2Bに示すように、靴底Sは、アウターソール1、ミッドソール(緩衝層)2および前記ミッドソール2の中足部1aを強化するための第1および第2強化部材(第1および第2の部材の一例)10,20を備えている。
第1および第2強化部材10,20は、それぞれ、平面視略“N”字状の形状を有し、たとえば、樹脂の非発泡体のプレートにより構成されている。これらの強化部材10,20は、たとえば、WO2005/037002(US2006/0137228A1)(その開示の全てはここに参照して組み込まれる)の強化部材を構成する材料で形成することができる。
図3Aおよび図3Bに示すように、第1および第2強化部材10,20はミッドソール2の中足部2aの下方に配置されている。第2強化部材20は第1強化部材10の概ね真下の位置に配置されている。
前記第1係合要素12および第2係合要素22は、それぞれ、前記第1変形部11および第2変形部21に一体に形成されている。
一方、第1強化部材10の第1内側部13および第1外側部14は、ミッドソール2の下面2dに接合されている。
図6Aに示すように、靴を足に装着していない非装着状態において、第1変形部11の第1下面10dと第2変形部21の第2上面20uとは互いに上下方向に離間している。また、第1変形部11の第1上面10uとミッドソール2の下面2dとは互いに上下方向に離間している。
図6Bに示すように、靴を足に装着した後、体重が靴底Sに加わると、該体重の一部がミッドソールに負荷されて、ミッドソール2が中足部1aにおいて下方に沈み込む。更に、歩行や走行などの着地の衝撃により第1の荷重W1が靴底Sに加わると、ミッドソール2のアーチ部2cが第1変形部11の第1上面10uに接触して、該第1の荷重W1が前記第1変形部11の第1上面10uに負荷される。前記第1上面10uに負荷された第1の荷重W1により第1変形部11が下方に向って撓むことで、第1変形部11の第1下面10dが、前記第2変形部21の第2上面20uに向って接近する。そして、当該第1の荷重W1が大きくなると、当該第1の荷重W1により、図6Cのように、第1変形部11の第1下面10dが第2変形部21の第2上面20uに接触する。
たとえば、着地時の衝撃により足のアーチが低くなった場合のように、前記第1の荷重W1よりも大きい下方に向かう第2の荷重W2が前記第1変形部11の第1上面10uに負荷されると、第1係合要素12と第2係合要素22とが固く係合し合った状態(係合力が大きい状態)となり、両変形部11,21が、足長方向Lに本質的にズレを生じることなく、一体となって下方に向って撓む。
前記第1荷重下と第2荷重下との間の移行期においては、第1変形部11の第1下面10dと第2変形部21の第2上面20uとは互いに接触した状態で、かつ、前記両係合要素12,22が軽く係合し合った状態(係合力が前記第2荷重下に比べて極めて小さい状態)で、足長方向Lに若干のズレを生じながら、第1変形部11および第2変形部21が下方に向って更に撓む。この移行期における荷重(所定の荷重)は第1の荷重W1よりも大きく第2の荷重W2よりも小さい。
なお、第1上面10uに負荷される荷重が大きくなるに従い、前記両係合要素12,22が互いにより堅く係合して、第1強化部材10の第1上面10uと第2強化部材20の第2下面20dとの距離が小さくなるようにしてもよい。
また、図11Bに示すように、第2係合要素22を第2変形部21を上下に貫通する孔としてもよい。
以下、本発明の第2実施例が図8A〜図10Cを参照して説明される。
図8Bに示すように、本実施例の靴底は、樹脂の発泡体からなり、着地時の衝撃を緩衝する緩衝層(第1部材の一例)10A、つまり、ミッドソール2と、強化部材(第2部材の一例)20と、アウターソール1とを備えている。緩衝層10Aの第1変形部11は、足幅方向Wに延びる溝である第1係合要素11を有し、強化部材20の第2変形部21は半球状の突起である第2係合要素21を有する。
その他の構成は、前記第1実施例と同様であり、同一部分または相当部分に同一符号を付して、その詳しい説明および図示を省略する。
図10Aに示す非装着状態において、緩衝層10Aにおける第1変形部11の第1下面10dと、強化部材20の第2変形部21の第2上面20uとは、上下方向に互いに離間している。
図10Bに示すように、所定の荷重よりも小さな下方に向かう第1の荷重W1が加わると、該第1の荷重W1により、第1変形部11が下方に向って撓むことで、第1変形部11の第1下面10dが第2変形部21の第2上面20uに向って接近して、図10Cのように接触する。
たとえば、着地時の衝撃により足のアーチが低くなった場合には、前記所定の荷重よりも大きい下方に向かう第2の荷重W2が第1変形部11の第1上面10uに負荷される。これにより、各第1係合要素12と第2係合要素22とがしっかりと(固く)係合して、第1下面10dおよび第2上面20uが足長方向Lにズレを生じることなく、下方に向って一体となって撓む。
以下、本発明の第3実施例が図12A〜図12Cを参照して説明される。
図12Aに示すように、第1部材10Bは、樹脂の発泡体からなる緩衝層2Aと、該緩衝層2Aの下面に固着された樹脂の非発泡体のフィルムまたはプレート15とから構成されている。第2部材20は、前記フィルムまたはプレート15よりも大きな厚さを持つ第2プレートにより構成されている。
図12Aに示す非装着状態において、第1部材10Bにおけるフィルム15の第1下面15dは、第2部材20の第2変形部21の第2上面20uから上下方向に離間している。
図12Bおよび図12Cに示すように、所定の荷重よりも小さな下方に向かう第1の荷重W1が加わると、前記緩衝層2Aとフィルム15とが常に一体となった状態で、第1変形部11が下方に向って撓むことで、フィルム15の第1下面15dが第2変形部21の第2上面20uに向って接近した後に接触する。
図12Cに示すように、前記所定の荷重よりも大きい下方に向かう第2の荷重W2が第1変形部11の第1上面10uに負荷されると、各第1係合要素12と第2係合要素22とがしっかりと(固く)係合して、第1下面15dおよび第2上面20uが足長方向Lにズレを生じることなく、下方に向って一体となって撓む。
以下、本発明の第4実施例が図13〜図14Cを参照して説明される。
図13に示すように、本実施例の靴底は非発泡の樹脂からなるプレート状の第1および第2部材10,20とを備える。
以下、本発明の第5実施例が図16〜図18を参照して説明される。この第5実施例については、前記第1実施例と相違する部分について主に説明する。
この実施例の場合、第1部材10は、前足部1fから後足部1hまで連なったカップソールで構成される。このカップソールは樹脂の非発泡体で形成されており、足の踵に沿って巻き上がる巻上部10cを有する。なお、第1部材10の上面には中底(インソール)が積層されている。
すなわち、前記第1部材10と第2部材20とは、ミッドソール2F,2Bを介して第1接合部31および第2接合部32において互いに結合されている。
前記第1部材10の第1下面10dと第2部材20の第2上面20uとは、中足部1aにおいて互いに対面して接近していると共に若干離間している。
なお、本実施例のその他の構成は前記図2A〜図5の実施例ないし図13〜図14Cの実施例と同様であり、同一部分もしくは相当部分に同一符号を付して、その説明を省略する。
以下、本発明の第6実施例が図19Aおよび図19Bを参照して説明される。
図19Aおよび図19Bの実施例では、係合要素が設けられていない。第1部材10における中足部1aの上面にはミッドソール2Aが配置されており、足裏のアーチに前記ミッドソール2Aの上面がフィットする。なお、ミッドソール2Aの硬度は、他のミッドソール2F,2Bのそれよりも小さくしてもよいし大きくしてもよい。
靴を足に装着し、図19Aの緩衝層2A上に第1の荷重W1が負荷されると、第1変形部11の第1上面10dが下方に若干変位し、第2変形部21の第2上面20uに接近する。
図15Bの従来の構造においても、足のアーチの過度の低下を抑制し、かつ、突き上げ感を減少させることが可能だろう。
算出の結果、中空の構造(i) に比べ重ね梁の構造(ii)の方が固有振動数が大きく、したがって剛性も大きいという結果を得た。したがって、かかるシミュレーション結果からも、重ね梁の構造(ii)を利用することで走り易い靴を作成し得ると推測される。
図20A〜図20Dは、前記重ね梁の利点を発揮し得る別の構造を示す。以下に各構造が説明される。
なお、本実施例においても、空間D1は足の幅方向に貫通状態で設けられていてもよいし、密閉に近い状態とされていてもよい。完全に密閉すると、空気圧で上下のシャンクが接触しにくくなるので、第2変形部材20またはミッドソールに、換気用の小孔を上下に貫通するように設けてもよい。
たとえば、第1および第2部材が強化部材である場合、その平面形状は平面視“N”型に限定されず、“X”型,“Y”型,“H”型や方形などの種々の平面視形状を採用できる。
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 (21)
- 前足部、中足部および後足部を有する靴底であって、
少なくとも足の踏まず部の一部を覆う第1部材と、
前記第1部材の下方に配置される第2部材とを含み、
前記第1部材と前記第2部材とが、前記前足部の後端部の第1接合部において互いに接合されており、
前記第1部材と前記第2部材とが、前記後足部の前端部の第2接合部において互いに接合されており、
前記第1部材には、前記第1接合部と前記第2接合部との間に、曲げ変形が可能な第1変形部が設けられ、
前記第2部材には、前記第1接合部と前記第2接合部との間に、曲げ変形が可能な第2変形部が設けられ、
前記第1変形部は第1上面および第1下面を有し、
前記第2変形部は第2上面および第2下面を有し、
前記第1下面は前記第2上面に対面しており、
前記第1変形部には少なくとも足長方向に互いに離間した複数の第1係合要素が設けられ、
前記第2変形部には少なくとも足長方向に互いに離間した複数の第2係合要素が設けられ、
靴を足に装着していない非装着状態において、前記第1下面と前記第2上面とが上下方向に本質的に互いに離間しており、
靴を足に装着した装着状態において、かつ、所定の荷重よりも小さい第1の荷重が下方に向かって前記第1上面に負荷される第1荷重下において、前記第1変形部が下方に向かって撓むことで、前記第1下面が前記第2上面に接触するまで、該第2上面に向かって接近可能であり、
靴を足に装着した装着状態において、かつ、前記所定の荷重よりも大きい第2の荷重が下方に向かって前記第1上面に負荷される第2荷重下において、 (1)前記各第1係合要素と前記各第2係合要素とが足長方向に互いに係合することにより、前記第1下面と前記第2上面とが足長方向に互いにズレることが抑制されつつ、あるいは、前記第1下面と前記第2上面との間で足長方向に本質的にズレを生じることがない状態で、そして、 (2)前記第1下面が前記第2上面に接触し、かつ、前記第2の荷重の一部が前記第1下面を介して前記第2上面に負荷された負荷状態で、前記第1変形部の一部および前記第2変形部の一部が下方に向かって撓む靴底。 - 請求項1において、前記第1上面に負荷される荷重が前記第1の荷重から前記第2の荷重に増大する移行期において、前記第1下面と前記第2上面とが接触した状態で、かつ、足長方向に本質的にズレを生じながら、前記第1変形部および前記第2変形部が下方に向かって撓む靴底。
- 請求項1において、前記第1上面に負荷される荷重が大きくなるに従い、前記両係合要素が互いに係合する係合領域が大きくなる靴底。
- 請求項1において、前記第1上面に負荷される荷重が大きくなるに従い、前記両係合要素が係合する足長方向の係合力が大きくなる靴底。
- 請求項1において、前記第1係合要素は複数の第1突部および/または第1孔部で形成され、前記第2係合要素は複数の第2孔部および/または第2突部で形成され、これにより、前記両係合要素は互いに係合可能であり、
前記第1上面に負荷される荷重が大きくなるに従い、前記両係合要素が互いにより堅く係合して、前記第1上面と前記第2下面との間の距離が小さくなる靴底。 - 請求項1において、前記第1変形部は、足の内側に位置する第1内側部と、足の外側に位置する第1外側部とを有し、
前記第2変形部は、足の内側に位置する第2内側部と、足の外側に位置する第2外側部とを有し、
前記非装着状態において、前記第1内側部と前記第2内側部とは互いに接合されておらず、かつ、前記第1外側部と前記第2外側部とは互いに接合されていない靴底。 - 請求項6において、前記非装着状態において、前記第1変形部と前記第2変形部との間には、足の内側から外側に向かって貫通する空間が形成されている靴底。
- 請求項1において、前記第1部材のヤング率が前記第2部材のそれよりも小さい靴底。
- 請求項1において、前記第1部材は樹脂の非発泡体の第1プレートを含み、前記第2部材は樹脂の非発泡体の第2プレートを含む靴底。
- 請求項9において、前記第1部材の上方には、樹脂の発泡体からなり着地時の衝撃を緩衝する緩衝層が更に設けられ、
前記非装着状態において、前記第1変形部が前記緩衝層から下方に離間して配置されている靴底。 - 請求項1において、前記第1部材は樹脂の発泡体からなり着地時の衝撃を緩衝する緩衝層と、前記緩衝層の下面に固着されて積層された樹脂の非発泡体のフィルムまたは第1プレートとを含み、
前記第2部材は前記フィルムまたは第1プレートよりも大きな厚さを有する樹脂の非発泡体の第2プレートを含む靴底。 - 請求項1において、前記第1部材は樹脂の発泡体からなり着地時の衝撃を緩衝する緩衝層を含み、
前記第2部材は樹脂の非発泡体のプレートを含む靴底。 - 請求項1において、体重50kg〜70kgの人が立位の静止状態で、前記靴を足に装着している場合には、前記第1下面が前記第2上面に接触しない靴底。
- 前足部、中足部および後足部を有する靴底であって、
少なくとも足の踏まず部の一部を覆う第1部材と、
前記第1部材の下方に配置される第2部材とを含み、
前記第1部材と前記第2部材とが、前記前足部の後端部の第1接合部において互いに接合されており、
前記第1部材と前記第2部材とが、前記後足部の前端部の第2接合部において互いに接合されており、
前記第1部材には、前記第1接合部と前記第2接合部との間に、曲げ変形が可能な第1変形部が設けられ、
前記第2部材には、前記第1接合部と前記第2接合部との間に、曲げ変形が可能な第2変形部が設けられ、
前記第1変形部は第1上面および第1下面を有し、
前記第2変形部は第2上面および第2下面を有し、
前記第1下面は前記第2上面に対面しており、
靴を足に装着していない非装着状態において、前記第1下面と前記第2上面とが上下方向に本質的に互いに離間しており、
靴を足に装着した装着状態において、かつ、所定の荷重よりも小さい第1の荷重が下方に向かって前記第1上面に負荷される第1荷重下において、前記第1変形部が下方に向かって撓むことで、前記第1下面が前記第2上面に接触するまで、該第2上面に向かって接近可能であり、
靴を足に装着した装着状態において、かつ、前記所定の荷重よりも大きい第2の荷重が下方に向かって前記第1上面に負荷される第2荷重下において、前記第1下面が前記第2上面に接触し、かつ、前記第2の荷重の一部が前記第1下面を介して前記第2上面に負荷された負荷状態で、前記第1変形部の一部および前記第2変形部の一部が下方に向かって撓む靴底。 - 請求項14において、前記第1変形部は、足の内側に位置する第1内側部と、足の外側に位置する第1外側部とを有し、
前記第2変形部は、足の内側に位置する第2内側部と、足の外側に位置する第2外側部とを有し、
前記非装着状態において、前記第1内側部と前記第2内側部とは互いに接合されておらず、かつ、前記第1外側部と前記第2外側部とは互いに接合されていない靴底。 - 請求項15において、前記非装着状態において、前記第1変形部と前記第2変形部との間には、足の内側から外側に向かって貫通する空間が形成されている靴底。
- 請求項14において、前記第1部材のヤング率が前記第2部材のそれよりも小さい靴底。
- 請求項14において、前記第1部材は樹脂の非発泡体の第1プレートを含み、前記第2部材は樹脂の非発泡体の第2プレートを含む靴底。
- 請求項14において、前記第1部材は樹脂の発泡体からなり着地時の衝撃を緩衝する緩衝層と、前記緩衝層の下面に固着されて積層された樹脂の非発泡体のフィルムまたは第1プレートとを含み、
前記第2部材は前記フィルムまたは第1プレートよりも大きな厚さを有する樹脂の非発泡体の第2プレートを含む靴底。 - 請求項14において、前記第1部材は樹脂の発泡体からなり着地時の衝撃を緩衝する緩衝層を含み、
前記第2部材は樹脂の非発泡体のプレートを含む靴底。 - 請求項14において、体重50kg〜70kgの人が立位の静止状態で、前記靴を足に装着している場合には、前記第1下面が前記第2上面に接触しない靴底。
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