JP4914838B2 - 強化構造を備えた靴底 - Google Patents

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Description

本発明は、いわゆるシャンク(強化部材)を有する強化構造を備えた靴底に関する。
靴底のアーチ部においてミッドソールのアーチの形状に合わせた強化部材を有する靴底、たとえば、アウターソールの着地時に、アウターソールに付着されていないミッドソールの部分が接地しない靴底、は公知である。そのような強化構造はミッドソールの変形を抑制することでミッドソールの踏まず部の剛性を補強する。ここで、そのような公知の構造の例(特許文献1,2)を、図15Aおよび図15Bに示す。
特開2003−19004(図5) WO2005/037002A1(要約)
図15Aは、特開2003−19004号公報(図5)(公開日 2003年1月21日)に開示された靴底の側面図である。この靴底において、ミッドソール101の踏まず部の底部には、アーチ102が形成されている。当該アーチ102の下面には第1強化部材103が付着されていると共に、前記第1強化部材103の下方には、第2強化部材104が設けられている。
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。
図15Bは、WO2005/037002A1(公開日 2005年4月28日)に開示された靴底の断面図である。この図において、第1アーチ201の下面に孔203が設けられ、当該孔203に嵌合可能な突起部204が第2アーチ202の上面に設けられている。
これらの先行技術には、足の中足部に負荷される曲げやネジレの荷重を考慮して、靴底の中足部に互いに上下に離間した複数の部材を設けることは開示されている。
しかし、上下に離間した複数の部材が協働することにより、必要に応じて前記曲げやネジレに対する剛性が著しく大きく変化する構造は開示されていない。
静止時などに足に加わる荷重は、関節の許容限度等よりも小さい定常的な荷重である。かかる定常的な荷重に対し、足を過度に保護しようとすると、アーチに突き上げを感じたり、足の自由な動作が妨げられる。一方、運動中に、足に大きな負担が生じる過大な荷重が足に負荷される場合があり、かかる過大な荷重から足を守ることは重要である。
本発明の目的は、定常的な荷重が足のアーチに負荷された場合に、アーチに突き上げを感じにくく、あるいは、足の自由な動作が妨げられ難く、かつ、過大な荷重が足のアーチに負荷された場合に、大きな剛性を発揮することで、足のアーチの保護機能が高くなる靴底を提供することである。
本発明の靴底は、前足部、中足部および後足部を有し、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部材とを含む。
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。
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いる。一方、靴を足に装着した装着状態において、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る。
このように、非装着状態において第1下面と第2下面とが互いに離間しているので、第1荷重下の初期において第1部材が比較的大きく撓むことが可能である。したがって、足裏に突き上げ感が生じにくい。
一方、第1荷重下の後期ないし終期において、大きく下方に撓んだ第1変形部と変形の小さい第2変形部とで、足のアーチが支持される。この場合も、第2変形部からの反力が小さいので、足のアーチの突き上げ感は緩和される。しかも、第1および第2部材の合成された曲げ剛性E・IZ は、両部材が互いに接触して重ね梁を構成することで、前記第1荷重下の初期に比べ増大する。
第1および第2部材が、第1接合部および第2接合部において「互いに接合されている」とは、第1接合部および第2接合部において、両部材が互いに足長方向にズレないように接合されていることをいい、両部材が直接接合されている場合の他、両部材が別の部材を介して間接的に接合されている場合をも含む。
第1下面と第2上面とが「上下方向に本質的に互いに離間している」とは、第1下面と第2上面との間で足長方向のズレを防止する係合力が発揮されていない状態をいい、両面が全く接触していない場合の他、前記係合力が殆ど生じない程度に接触している場合をも含む。
本発明の好ましい態様においては、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。
この態様においては、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、下記 (1),(2)の状態で前記第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: (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、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。したがって、前記第1変形部の少なくとも一部と前記第2変形部の少なくとも一部とが概ね一体となって下方に向かって撓む。
この態様の第2荷重下において、第1下面と第2上面との間にズレが殆ど生じることなく、2つの変形部は概ね一体となって撓む。この場合、両変形部が複合梁のように機能し、曲げ剛性が著しく増大する。その結果、過大な荷重が足に負荷された場合に足のアーチの低下を防止し得る。
ここで、「足長方向にズレることが抑制されつつ、あるいは、足長方向に本質的にズレを生じることなく」との用語の使用により、足長方向に殆どないし全くズレが生じない場合の他に、係合要素がない場合に生じるズレに比べ著しく小さいズレが生じる場合を含むことが意味される。
「第1変形部の少なくとも一部と第2変形部の少なくとも一部とが概ね一体となって下方に向かって撓む」とは、第1変形部の下面の撓みを時間で微分した値(単位時間または単位荷重当りの撓み)が第2変形部の上面のそれと概ね同じであることを意味する。
本態様においては、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んでもよい。
この移行期におけるズレは、前記第2荷重下におけるズレに比べ大きいが、一般に当該ズレ量は荷重が増大するに従い小さくなる。したがって、移行期における曲げ剛性は、荷重が増大して微小時間が経過するのに従い徐々に増大する。その結果、変形部からの急激な反力の増大が生じにくく、足のアーチに突き上げを感じにくい。
本態様においては、一般に、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係合領域が大きくなる(例えば、両係合要素が互いに接触する接触面積が増大する)。また、前記第1上面に負荷される荷重が大きくなるに従い、前記係合領域の増大により、両係合要素が係合する足長方向の係合力が大きくなる(両変形部の足長方向のズレを抑制する力が大きくなる)。
なお、前記移行期の時間の長さは、係合要素や第1および第2変形部の材料のヤング率に支配されるが、一般に微小時間ΔTである。また、「足長方向に本質的にズレを生じながら」とは、第1下面と第2上面とが接触してある程度の係合力が発揮されているものの両面の間で未だ微小のズレが生じていることをいう。
本発明の別の好ましい態様においては、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(無負荷の状態)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。
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。
本発明の更に別の好ましい態様では、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。
静止した立位において第1下面が第2上面に接触せず、運動中に第1上面に負荷される荷重が増大したとき、第1下面が第2上面に接触することにより、足のアーチの突き上げ感が抑制され、かつ、足のアーチの大きな落ち込みが抑制される。なお、立位の静止状態とは、両足均等荷重での静止立位状態をいう。
発明の前提となる力学の原理
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。
図1の(c)において、上下に重ね合わせた第1の梁121と第2の梁122とは、それらの界面123において互いにズレたり離れたりすることがないような、あたかも接着されているかのような状態で、1つの複合梁120を構成している。この状態において、荷重Wが複合梁120に負荷されると図1の(d)のように、2つの梁111,112は、その界面123において長さ方向にズレが生じることなく撓む。この場合、1つの梁121(122)の曲げ剛性をE・IZ とすると、複合梁120の曲げ剛性E・I8 はE・IZ の8倍程度となる。
すなわち、矩形断面を持つ梁の場合、梁の曲げ剛性は下記の(0)式で与えられる。
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。
Z =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。
図1(e)において、第1の梁10と第2の梁20とは、無負荷の状態において第1および第2変形部11,21において、互いに上下に離間している。一方、荷重Wが負荷されると、第1の梁10の下面(接触面)が第2の梁20の上面(接触面)に近接した後に接触する。この接触までの期間は、2つの梁10,20は複合梁としては機能しない。前記荷重Wが大きくなると、係合要素を持つ前記接触面が互いに長さ方向に若干ズレる移行期ΔT(図1の(f))を経て、やがて、長さ方向にズレの殆ど生じない複合梁に近い状態(図1の(g))となる。
図1の(h)に示すように、図1の(c)の前記複合梁120は図1の(a)の重ね梁110に比べ大きな曲げ剛性E・I8 を発揮する。しかし、この大きな曲げ剛性E・I8 で足のアーチを常に支持すると、歩行時等に足裏に突き上げ感が生じる。
これに対し、図1の(e)の梁構造の場合、荷重Wが小さい初期においては、つまり、歩行等の際には複合梁としては機能しないから、図1の(h)のように、曲げ剛性E・IX は小さい。そのため、足のアーチに突き上げを感じにくい。荷重が大きくなって移行期ΔTを経て複合梁に近い状態になると曲げ剛性E・IX が著しく大きくなる。そのため、過大な荷重Wが足に負荷された場合に剛性が増大して、梁の撓みδが小さくなる。その結果、足のアーチの低下(落ち込み)等を防止する機能が著しく高くなる。
図1の(e)では両梁10,20に係合要素が設けられているが、かかる係合要素がなくとも第1の梁10に荷重Wを負荷することにより第1の梁10が第2の梁20に接触するような構造であれば、両梁10,20が少なくとも重ね梁の曲げ剛性E・I2 (前記E・IZ の2倍程度)を発揮することができるので、アーチの低下抑制にある程度役立つ。
以上の説明は、足が底屈する場合の曲げ剛性について説明したが、足に捩じりが生じる場合の捩じり剛性についても、前記曲げ剛性に近似した現象が生じると考えられる。
図1の(a)〜(g)は本発明の前提となる力学の原理を示す概念的な側面図、図1の(h)は曲げ剛性の変化を示す図表である。 図2Aは本発明の第1実施例にかかる靴底の底面図、図2Bは図2AにおけるIIb-IIb 線断面図である。 図3Aは図2AにおけるIIIa-IIIa 線端面図、図3Bは図2AにおけるIIIb-IIIb 線端面図である。 図4は、同靴底の底面側からみた強化部材及びミッドソールの分解斜視図である。 図5は、同靴底の上面側からみた強化部材及びミッドソールの分解斜視図である。 図6A,図6Bおよび図6Cは、図2Bの靴底の第1および第2部材およびその近傍を示す拡大された部分縦断面図である。 図7A,図7B,図7Cおよび図7Dは、それぞれ、変形例を示す靴底の横断面図である。 図8Aは本発明の第2実施例にかかる靴底の底面図、図8Bは図8AのVIIIb-VIIIb 線断面図である。 図9Aは図8AにおけるIXa-IXa 線端面図、図9Bは図8AにおけるIXb-IXb 線端面図である。 図10A,図10Bおよび図10Cは、それぞれ、同靴底の係合要素およびその近傍の部分縦断面図である。 図11A,図11Bおよび図11Cは、それぞれ、変形例を示す靴底の部分縦断面図である。 図12A、図12Bおよび図12Cは第3実施例にかかる靴底の部分縦断面図である。 図13は、第4実施例にかかる強化装置の中足部における部分分解斜視図である。 図14A,図14Bおよび図14Cは、それぞれ、同靴底の係合要素およびその近傍を拡大して示す部分側面図である。 図15Aは従来例を示す側面図、図15Bは他の従来例を示す断面図である。 図16は第5実施例にかかる強化構造を備えた靴を底面側から見た斜視図である。 図17Aは同靴の靴底の平面図、図17Bは同靴底の側面図である。 図18は同靴底の中足部を示す部分拡大側面図である。 図19Aは第6実施例にかかる強化装置を示す部分縦断面図、図19Bは同強化装置が重ね梁の状態となった様子を示す部分縦断面図である。 図20A,図20B,図20Cおよび図20Dは、それぞれ他の強化構造を備えた靴底の中足部を示す部分縦断面図である。
符号の説明
1:アウターソール
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
本発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施例の説明からより明瞭に理解されるであろう。しかしながら、実施例および図面は単なる図示および説明のためのものであり、本発明の範囲は請求の範囲によって定まる。添付図面において、複数の図面における同一の部品番号は、同一または相当部分を示す。
第1実施例
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。
靴底の全体構造:
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。
図2Aに示すように、前記アウターソール1は前足部1fと後足部1bとに分割されており、各部1f,1bは足のアーチの真下の中足部1aの位置で互いに離間して配置されている。アウターソール1の各部1f,1bは、それぞれ、着地時に地面に接する接地面1dと、当該接地面1dとは反対側の上面1u(図2B)とを有している。
前記ミッドソール2の下面2dは、前記アウターソール1の上面1uに接着されている。このミッドソール2の下面2dには、足のアーチの真下の中足部1aの位置においてアーチ部2cが形成されている。前記アーチ部2cは、ミッドソール2の下面2dがアーチ状にえぐられて形成されており、そのため、該アーチ部2cの下面が窪んでいる。
ミッドソール2は、着地時の衝撃を緩衝するためのものであり、たとえば、EVA(エチレン−酢酸ビニル共重合体)などの樹脂の発泡体からなる。
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。
前記第1および第2強化部材10,20は、中足部1aの前記アーチ部2cの下方に設けられている。第1および第2強化部材10,20は、前記アーチ部2cに相当する位置における靴底Sの強度を維持し、靴底Sの屈曲やネジレ等を抑制する。そのため、第1および第2強化部材10,20のヤング率は、前記ミッドソール2におけるアーチ部2cのそれよりも大きい値に設定されている。なお、第1強化部材10のヤング率は、第2強化部材20のそれよりも小さい値に設定されていてもよい。
第1および第2強化部材10,20:
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。
非装着状態の図6Aに示すように、第1強化部材10と第2強化部材20とは、前足部の後端部1cの第1接合部31において互いに接着ないし溶着されている。一方、第1強化部材10と第2強化部材20とは、後足部の前端部1hの第2接合部32において互いに接着ないし溶着されている。
第1および第2強化部材10,20は、第1接合部31および第2接合部32において、アウターソール1とミッドソール2との間で挟持され、これにより、第1および第2強化部材10,20は前記アウターソール1とミッドソール2とに支持されている。
第1強化部材10には、第1接合部31と第2接合部32との間に、曲げ変形が可能な第1変形部11が形成されている。一方、第2強化部材20には、第1接合部31と第2接合部32との間に、曲げ変形が可能な第2変形部21が形成されている。第1および第2変形部11,21は、前記アーチ部2cに向って膨らむようにアーチ状に湾曲している。図6Aに示す非装着状態において、第1強化部材10の第1変形部11は、ミッドソール2から下方に離間して配置されている。
第1強化部材10の第1変形部11は、第1上面10uおよび第1下面10dを有している。第2強化部材20の第2変形部21は第2上面20uおよび第2下面20dを有している。第1下面10dは、第2上面20uに対面している。一方、ミッドソール2の下面2dは、第1上面10uに対面している。
図6Aに示すように、第1強化部材10には、前記第1下面10dにおいて、足長方向Lに互いに離間した複数の第1係合要素12が形成されている。図4に示すように、第1係合要素12は上方に窪んだ複数の溝(孔部の一例)からなり、各溝は足幅方向Wに沿って延びるように形成されている。
図6Aに示すように、第2強化部材20には、前記第2上面20uにおいて、足長方向Lおよび足幅方向Wに互いに離間した複数の第2係合要素22が形成されている。図5に示すように、第2係合要素22は、前記第1係合要素12に係合可能な位置に、該第1係合要素12の溝に沿って上方に突出するように形成された複数個の略半円球状の突部からなる。
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。
図3Aおよび図3Bに示すように、第1強化部材10における第1変形部11の足の内側INの第1内側部13と、第2強化部材20における第2変形部21の足の内側INの第2内側部23とは、互いに接合されていない(上下に離間している)。また、第1強化部材10における第1変形部11の外側OUTの第1外側部14と、第2強化部材20における第2変形部21の外側OUTの第2外側部24とは、互いに接合されていない(上下に離間している)。したがって、第1強化部材10と第2強化部材20との間には、足の内側INから外側OUTに向って貫通する狭い空間D2が形成されている。
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。
なお、図3A,図3B,図6A〜図6Cにおいては、本実施例の靴底の構造を明瞭にするために、第1および第2変形部11,21間の距離を大きくして描いている(後述の図7A〜図7D、図11A〜図11C、図12A〜図12Cにおいても同様)。実際には、第1下面12および第2上面22は、図に示された状態よりも近づいているのが好ましいかもしれない。
非装着状態:
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。
第1荷重下の状態:
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。
図6C,図10Cおよび図12Cでは、図を見易くするために第1下面10dと第2上面20uとが十分に近づいていない状態で図示されているが、実際には前記2つの面10d,20uの間の空隙は小さい。
第2荷重下の状態:
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。
移行期の状態:
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。
そして、荷重が大きくなるに従い、複数の第2係合要素22が第1係合要素12に固く嵌まり込むことにより、前記両係合要素12,22を構成する第1係合要素12および第2係合要素22が係合する足長方向Lの係合力が大きくなって、前記第2荷重下の状態に至る。
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。
本第1実施例では、係合要素として、第1変形部11に溝を設けると共に、第2変形部21に突部を設けることとしたが、第1変形部11に突部を設け、第2変形部21に溝を設けてもよい。
図7Aに示すように、第1強化部材10の足の内側INの第1内側部13と第2強化部材20の足の内側INの第2内側部23とが互いに接合されていてもよいし、第1強化部材10の足の外側OUTの第1外側部14と第2強化部材20の足の外側OUTの第2外側部24とが互いに接合されていてもよい。さらに、当該接合された部分がミッドソール2に接合されていてもよい。
また、図7Bに示すように、第2強化部材20の足の内側INの第2内側部23および足の外側OUTの第2外側部24のみがミッドソール2に接合されていてもよい。
また、図7Cに示すように、第1強化部材10の足の内側INの第1内側部13および足の外側OUTの第1外側部14のみがミッドソール2に接合されていてもよい。
また、図7Dに示すように、足の内側INおよび外側OUTにおいて、第1強化部材10および第2強化部材20の双方ともミッドソール2に接合されていなくてもよい。この場合、空間D2に加えて、ミッドソール2と第1強化部材10との間においても、足の内側INから足の外側OUTに向かって貫通する狭い空間D1が形成される。すなわち、ミッドソール2の下方の空間D1において、第1強化部材10が取り付けられた状態においてミッドソール2のアーチ2cと第1強化部材10との間のおいて足の内側INから外側に向かって連続する空洞が設けられている。したがって、第1強化部材10が取り付けられた状態においてミッドソール2のアーチ2cの下方において足の内側INから外側に向かってくぐり抜けができる。このような構造により、下方への負荷に対しミッドソール2が第1強化部材に拘束されることなく変形して沈み込むことができる。
さらに、図11Aに示すように、第2係合要素22を楔状に形成してもよい。
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。
また、図11Cに示すように、第1変形部11および第2変形部21の双方に、略半球状の係合要素12,22を、それぞれ形成してもよい。かかる係合要素11,22とが互いに係合し合うことで、第1変形部11および第2変形部21のズレが足長方向Lおよび足幅方向Wの双方において規制される。また、この例では、ミッドソール2が上ミッドソール28と下ミッドソール29とに分割されており、第1強化部材10は、前足部の後端部1cおよび後足部の前端部1hにおいて、両ミッドソール28,29の間で挟持されている。すなわち、両強化部材10,20の第1および第2接合部30,31は下ミッドソール29を介して間接的に接合されている。
第2実施例
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。
図9Aおよび図9Bに示すように、緩衝部材10Aの第1下面10dは、強化部材20の第2上面20uに対面している。図9Aに示すように強化部材20の第2内側部23の一部および第2外側部24の一部は緩衝層10Aに接合されておらず、該部分に第1下面10dと第2上面20uとの間には、足の内外に貫通する空間D1が形成されている。
図10Aに示すように、強化部材20は、前足部の後端部1cの第1接合部31および後足部の前端部1hにおいて、緩衝層10Aとアウターソール1との間で挟持され、これにより、強化部材20は支持されている。
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。
非装着状態:
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。
第1荷重下:
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。
第2荷重下:
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。
本実施例のように、樹脂の発泡体のみで第1下面10dが形成されている場合、両係合要素の係合面積を増加させて係合力を大きくするために、第1係合要素12を溝とし、第2係合要素を突条とするのが好ましい。
第3実施例
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。
その他の構成は、第2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。
非装着状態:
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。
第1荷重下:
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。
第2荷重下:
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。
このように、ヤング率の小さい発泡樹脂の緩衝層2Aの下面にフィルムまたはプレート15を積層して第1部材1Bを構成することで、両係合要素12,22による係合力が、かかるフィルムまたはプレートのない前記第2実施例に比べて大きくなる。
第4実施例:
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。
図13に示すように、第1および第2の部材10,20には、それぞれ、半球状に突出した多数の第1および第2突部16,26が形成されている。前記多数の突部16,26のうち、いくつかは互いに協働して第1または第2係合要素11,22を構成している。たとえば、第2部材20の第2突部261 〜264 で囲まれた凹部221 に第1部材10の第1突部161 が嵌まり込んで、第1部材10と第2部材20とが係合可能になる。係合要素12,22は足長方向だけでなく足幅方向にも互いに係合する構造であってもよい。
本実施例の場合における多数の突部16,26は、図13に示すものよりも小さく形成され、かつ、密に配置されてもよい。変形するに従い第1および第2突部16,26の接触面積が大きくなる構造の場合、前記突部16,26が極めて微小であってもよい。この場合、第1下面10dおよび第2上面20uが、それぞれ、サンドペーパの表面のような粗面であってもよい。また、係合要素12,22を構成する突部の大きさや形状は不均一であってもよい。
図14Aに示すように、中足部1aにおいて、第1部材10の第1変形部11と第2部材20の第2変形部21との間の距離は、足長方向Lの中央部において最も小さく、かつ、足長方向Lの後端部において最も大きい。各係合要素の半球状の突部16,26の突出高さは、前記第1変形部11および第2変形部21との間の距離に応じた高さとなっている。したがって、図14Aの非装着状態においては、多数の突部16,26は互いに概ね均等な距離を保って上下に接近している。
着用者の体重や歩行ないし軽い走行程度の場合に、つまり、第1の荷重W1が第1変形部11の上面10uに負荷された図14Bの装着状態においては、実質的に第1部材10のみが下方に向かって若干撓み(第2部材20は殆ど撓まない)、第1変形部11の下面10u(第1突部16の頂面)が第2変形部21の上面20uに更に接近する。第1の荷重W1が大きくなると第1部材10の前記多数の第1突部16の一部が、たとえば、足長方向Lの略中央付近において、第2部材20の前記多数の第2突部26の一部に接触する。
前記両突部16,26の接触後、第1上面10uに負荷される荷重が大きくなるに従い、第1および第2部材10,20の撓みが大きくなって、前記両突部16,26の係合し合う深さが大きくなるとともに、前記両突部16,26の接触する領域が増大する。やがて、両部材10,20による係合力で第1上面10uと第2上面20uとが互いに殆どズレない状態となったとき、当該ズレない部分において、両部材10,20は複合梁のように一体となって撓み始め、このとき曲げ剛性も極めて増大する。したがって、荷重の増加に対する撓み量が小さくなるので、過大な力から足の関節などを保護する機能が高い。
第5実施例:
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。
図16〜図18は、非装着状態の靴底等を示す。
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。
前記第1部材10の前足部1fおよび後足部1hの下には、前後に分割されたミッドソール2F,2Bが固着されている。前記前後のミッドソール2F,2Bにおいては、第1強化部材10の第1変形部11の第1下面10dが露出している。
第2部材20が、前記前後のミッドソール2F,2Bの下面とアウターソール1との間に挟み付けられた状態で固着されている。
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。
図18において、前記第2部材20は中足部1aにおいて露出している。
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。
前記第1部材10の第1下面10dには、たとえば複数の凹所からなる第1係合要素12が形成されている。一方、前記第2部材20の第2上面20uには、たとえば複数の突起からなる第2係合要素22が形成されている。図17Aおよび図18に示すように、前記第1係合要素12と第2係合要素22とは互いに対面して配置されている。
図18の非装着状態において互いに離間した係合要素12,22は、着地時の衝撃により第2の荷重が第1変形部11の第1上面10uに負荷されると、互いに嵌合し、両変形部11,21が足長方向に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かって撓む。
この実施例では、中足部1aにミッドソールを設けていないので、靴底の軽量化を図り得る。
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。
第6実施例:
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。
前記第1部材10の下方の第2部材20には足長方向Lに沿って延びる補助リヴ29が一体に形成されている。この補助リヴ29により、第2変形部21は撓みにくい曲げ剛性の大きい構造となっている。
図19Aの非装着状態においては、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とが互いに離間している。
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。
着地時の衝撃で足のアーチが低下し、前記第1の荷重W1よりも大きい図19Bの第2の荷重W2が緩衝層2A上に負荷されると緩衝層2Aが圧縮変形すると共に、第1変形部11の第1下面10dが下方に撓み第2変形部21の第2上面20uに接触する。前記荷重W2が大きい場合、前記第1変形部11が下方に撓むと共に第2変形部21にも撓みが生じる。すなわち、2つの変形部11、21は図1の(a),(b)の重ね梁の状態となる。したがって、足のアーチが大きく低下するのを防止し得る。
つぎに、前記重ね梁の構造を持つ靴底の利点について詳細に説明される。
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。
しかし、この従来の構造では、足のアーチを支持する第1アーチ201が下方の第2アーチ202に向かって大きく撓む。そのため、両アーチ201,202の間の空間の部分に相当する足のアーチの低下が生じ得る。したがって、2つのアーチ201,202の間の空間を狭くすれば、前記足のアーチの低下を抑制し得る。すなわち、過負荷の状態(第2の荷重下)で2つの変形部位11,21が図19Bに示す重ね梁となって荷重W2を支持することにより、足のアーチの低下を抑制し得る。
一方、第1の荷重W1においては、たとえば、緩衝層2Aをミッドソール2B,2Cよりも柔らかい発泡体で形成することにより、前記突き上げ感が小さくなるであろう。
つぎに、前記重ね梁の構造を持つシューズの走り易さや足を安定して保持し得る機能について説明する。
シューズの走り易さが中足部1aの剛性によって評価できることは、既に知られている。一般にある程度の範囲においては、中足部の剛性が大きい程、走り易さが向上すると云われている。
本実施例の靴についての走り易さを評価するために、図15Bのように、第1アーチ201と第2アーチ202とが接触しない常に中空の構造(i) と、図19Bのように第2荷重下で接触する重ね梁の構造(ii)について、ソール部分の固有振動数および剛性をコンピュータを用いたシミュレーションにより算出した。
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。
第7実施例:
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。
図20Aの第7実施例では、第1変形部11は樹脂の発泡体で形成されている。
図20Bおよび図20Cの変形例では、第1変形部11と第2変形部21との間には、第1変形部11よりもヤング率が小さく、圧縮変形可能な樹脂の発泡体90が介挿されている。この場合、変形部11または21に前記発泡体90を嵌め込む溝91が形成されていてもよい。
図20Dの別の変形例では、緩衝層2Aとフィルムまたはプレート15とで第1部材10Bが構成されている。
本実施例のその他の構成は前記各実施例と同様である。
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。
以上のとおり、図面を参照しながら好適な実施例を説明したが、当業者であれば、本明細書を見て、自明な範囲で種々の変更および修正を容易に想定するであろう。
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。
本発明は、ランニングシューズ等の運動靴の他、様々な靴に利用することができる。

Claims (21)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。
  7. 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。
  8. 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。
  9. 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。
  10. 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。
  11. 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。
  12. 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。
  13. 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。
  14. 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。
  15. 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。
  16. 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。
  17. 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。
  18. 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。
  19. 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。
  20. 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。
  21. 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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