JP5307356B2 - 履物のソール - Google Patents

Description

本発明は、履物のソールに関し、具体的な例を挙げると、スポーツ用及び遊戯用の履物のソールに関する。

ウォーキングブーツ、ランニングシューズ、サッカー用スパイクシューズ等の履物の静止摩擦力（グリップ力）を向上させるには、底側から延在するスタッド（stud（「クリート（cleat）」と呼ばれることもある。））をソールに複数設けるのが一般的である。前記複数のスタッドは、通常、相互に間隔を空けて配置されている。

前記ソールを使用してウォーキングやランニング等で着地した場合、スタッドが地面に食い込むか、地面と接触するような構成となっており、履物が地面の上で滑るようなことがない。スタッドが地面に接触すると、ソールの底面に対して垂直方向に働いて使用者の体重に反発する力と、ソールの底面に対して実質的に平行な剪断方向に働く力とが、スタッドに加わる。剪断方向に力が加わると、効果的な「制動力」となって地面上を滑る距離が短縮したり、効果的な「加速力」となって地面上を移動する距離が延長したりする。

しかしながら、従来のようなスタッドの配置を採用した場合、スタッドが、ソールとの固定箇所の周りで回転する傾向がある。前記のような現象は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に例示されている。図１（ａ）は、ソール３に固定された従来技術に係るスタッド１２であって、「制動力」が加わる前の状態を示したものである。図１（ｂ）は、「制動力」が加わった状態のスタッド１２であって、スタッド１２がソール３との固定箇所の周りを回転した位置にある状態を示している。図に示すように、前記スタッド１２が回転することでソールの変形を引き起こし、使用者にとって、履き心地が悪くなる。さらに、スタッド１２の前面部１２ａが、「制動力」を受けて、その傾斜角度が変化する。スタッド１２の前面部１２ａが大幅に傾斜すると、スタッドによる静止摩擦力が有効に働かなくなる。

従来技術に係るスタッドは、通常、先端部に向かうに従って先細りとなるように、円錐台状に構成されている。前記のように先細りとなる構成のスタッドであれば、着地の際に、スタッドを地面に深く食い込ませることができる。通常、スタッドの構成を小さくすると、（どんな力が加わっても）スタッドが地面に食い込みやすくなる。しかしながら、スタッドの構成を小さくした場合には、着地によって加わる力に対応できなくなりやすい。

特開２００２−２７２５０６号公報には、スタッドを複数の集合体にして配置したスタッド配列が開示されている。各集合体は、連結材を介して連結された３つのスタッドからなる。前記構成によれば、衝撃の分散領域がスタッドの集合体によって拡大されるので、着地の際の「突き上げ感」、すなわち、スタッドから使用者の足の裏に伝わる衝撃によって引き起こされる不快感を緩和することができる。

欧州特許出願１２３４５１６号には、６つの異なる硬度領域に分割したサッカーシューズ用ソールの構造が開示されている。ソールの圧力分布図を用いて、各領域に適合した硬度を決定する。ブレード状スタッドは、ソールの高圧領域にのみ配置される。ブレード状スタッドの配置方向を「活動方向分布図」に基づき決定し、地面から足に加わる衝撃を抑制する。
特開２００２−２７２５０６号公報 欧州特許出願１２３４５１６号

本明細書において、「底面」（bottom surface）という用語は、使用時にソールが直接又はスタッドを介して地面と接触する面を表すのに用いられる。「踵領域」（heel region）、「中足領域」（midfoot region）、「つま先領域」（toe region）という用語は、使用時に使用者の足の裏側のつま先、中足、つま先又は母指球の位置にそれぞれ対応したソールの底面の領域を表すのに用いられる。上述の定義に従って、ソールの「つま先側の端部」(toe end）及び「踵側の端部」（heel end）の意味を理解するものとする。「内側部」(medial side）及び「外側部」(lateral side）という用語は、使用時に使用者の足裏の「内側」及び「外側」にそれぞれ対応した側部領域を表すのに用いられる。「前方」（forward direction）という用語は、踵側の端部からつま先側の端部に向かう実質的に前方向に延在した方向を表すのに用いられ、「前方」の定義に従って、「後方」（backward direction）の用語の意味を理解するものとする。「〜の前方」（forward of）及び「〜の後方」（backward of）という用語は、スタッドの相対的な位置を表すのに用いられるものであり、上述の「前方」及び「後方」の定義に従って、その意味を理解するものとする。ソールの「横方向」（sideways direction）という用語は、前方及び後方に対し実質的に垂直に位置し、かつ、ソールの底面に対し実質的に平行に位置する方向を表すのに用いられる。

本発明は、寸法と方向の両方又はいずれか一方を異なるようにして構成したスタッドを備える履物のソール及びその製造方法を提供することを課題とする。

本発明の第１態様として、複数のスタッド構造部が突出した底面を備え、前記複数のスタッド構造部の寸法が、接地時に加わる負荷の分布に基づいて構成される、履物のソールを提供する。

前記スタッド構造部が、接地時に加わる負荷の分布に基づいて配置されるのが好ましい。

前記複数のスタッド構造部が、単体スタッドとスタッド集合群とで構成され、該各スタッド集合群が、１つ以上の連結材を介して連結された少なくとも２つのスタッドを備えるのが好ましい。また、前記スタッド集合群が、接地時に加わる通常の負荷の分布に基づいて配置されるのが好ましい。

前記スタッド構造部の寸法が、接地時に領域ごとに加わる負荷、好ましくは、最大負荷又は平均負荷の両方又はいずれか一方に基づいて構成される。接地とは、ソールの使用者（正確に言うと、ソールを設けた靴又はブーツを履いた者）が、ウォーキング、ジョギング、ランニング等で地面に足を踏み出した場合をいう。

例えば、キスラー社（Kistler）製の型式９２８７Ｂ．のようなフォースプレートを用いて負荷の方向及び規模を確定する。靴の使用者が、ランニングやウォーキング等でフォースプレートを踏むと、接地の際にソールに加わる負荷の方向及び規模を、フォースプレートが測定する。代用品として、あるいは、フォースプレートに加えて、靴の使用者が圧力センサパッドを踏むようにしてもよい。靴の使用者が、裸足になって圧力センサパッドを踏むようにしてもよい。あるいは、圧力センサパッドを靴の中に装着して、着地の際に靴の使用者の足から直接靴のソールに加わる負荷又は靴の使用者の足に加わる負荷を確定してもよい。

前記スタッド構造部の寸法が、接地の際に配置箇所ごとに加わる負荷の最大値に基づいて構成されるのが好ましい。

ソール上に加わる負荷の分布は、ソールが使用される運動によって異なる。例えば、ソールがランニングに使用される場合、圧力分布は、ウォーキング用のソール又はテニスやバスケットボールのような「横運動」用のソールとは異なったものとなる。したがって、本発明では、ソールを使用する運動に応じて、前記スタッド構造部の寸法と配置の両方又はいずれか一方を最適化する。

接地時に負荷が高く加わる領域に位置するスタッド構造部が、接地時に負荷が低く加わる領域に位置するものよりも大きく構成されるのが好ましい。

前記構成の場合、他のスタッド集合群よりもスタッドと連結材の両方又はいずれか一方を１つ以上大きく構成することによって、スタッド集合群が、他のスタッド集合群よりも大きくなるように構成してもよい。大きめのスタッド及び連結材の横断面形状は、小さめのものと比較して大きく広がるように構成されるのが好ましい。

通常、スタッド構造部の構成が大きくなれば、加わった負荷に対して反作用が働きやすくなる。一方、通常、スタッド構造部の構成が大きくなれば、スタッドが地面に食い込みにくくなる。本発明の第１態様においては、負荷の分布に基づいてスタッド構造部の寸法を構成して、加わった負荷に対する反作用力と地面への貫入力との間に偏りがないように最適化する。

例えば、ソールがランニングで使用された場合、中線に沿った部分等のソールの中央領域は、外周よりも加わる負荷が大きいことは明らかである。このため、中央領域に位置する前記スタッド構造部が、外周領域に位置するものよりも大きな寸法で構成されてもよい。このような観点から、例えば、足の拇指球（第１及び第２中足骨の指関節）の真下の領域のようなソールのつま先の中央領域に位置するスタッド構造部は、外側領域より大きめの寸法で構成されていてもよい。また、ソールの踵の中央領域に位置するスタッド構造部は、外側領域より大きめの寸法で構成されていてもよい。

例えば、ソールがウォーキングで使用された場合、ソールに加わる負荷は、ランニングに使用するソールよりも分散することは明らかである。したがって、中央領域と外周領域についての前記スタッド構造部の寸法が、相互に近似又は一致してもよい。

スタッドの連結材が、スタッド同士に伝達するようにしてもよい。前記連結材が、スタッド集合群のスタッドに対する支持棒又は補強材として効果的に機能するようにしてもよい。

靴の使用者が、地面上で前方に（踏み出して）ウォーキング又はランニングをすると、ソールと地面との間に加わる負荷は、略垂直方向（ソールの底面に対して実質的な垂線方向）と略剪断方向（ソールの底面に対して略平行な方向）とに働く。スタッド集合群を配置するために、（例えば、上記フォースプレート又は後述する他の手段を用いて）接地時間中の任意の時点に加わる剪断力の方向を測定する。その結果、前記スタッド集合群は、ソールが制動特性及び加速特性を最大限発揮できるように配置される。

詳細に説明すると、地面に踏み込んだ場合、前記スタッド集合群のスタッドが、地面に食い込むと同時に、地面に反発する力が働く。前記スタッド集合群のすべての配置は、剪断作用の方向に基づいて決定される。前記剪断作用の方向は、接地時間中の任意の時点でスタッド集合群から地面に加わる主要な加重の方向と一致するか、あるいは、接地中の一定時間に加わる剪断作用の方向角度を平均して設定した方向と一致する。接地時間中の任意の時点としては、接地中の着地段階、立脚段階、推進段階とがある。接地中の段階ごとに、スタッド集合群を配置してもよい。例えば、推進段階に加わる剪断作用の方向に基づいて、ソールのつま先領域におけるスタッド集合群の配置が決定されてもよいし、着地段階と立脚段階に加わる剪断作用の方向に基づいて、ソールの踵領域におけるスタッド集合群の配置が決定されてもよい。剪断作用の方向角度を平均する場合、接地中の一定時間とは、接地中の着地段階、立脚段階、推進段階を任意に組み合わせた範囲の時間をいう。着地段階とは、（通常、後方の）制動力が地面からスタッド集合群に加わって前方へ移動するのを防止するような接地状態であり、推進段階とは、（通常、前方の）推進力が地面からスタッド集合群に加わって別の足での接地を可能にする接地状態である。立脚段階とは、着地段階と推進段階との間における接地状態である。

各スタッド集合群に加わる剪断作用の方向は同一とはならない。前記剪断作用の方向は、ソール上のスタッド集合群の位置や運動の種類によって異なったものとなり、前記運動には、ランニング、ジョギング、（上り坂、下り坂、平地等における）ウォーキング、及びバスケットボールやテニス等の横運動等がある。このため、ソール上のスタッド集合群の位置やソールの用途に応じて、異なる剪断作用の方向を、それぞれ、スタッド集合群に設定する。例えば、ソールがランニング用のものである場合、着地段階と立脚段階の両方又はいずれか一方を想定すると、スタッド集合群の全てに加わる剪断作用は、ほぼ前方向（ソールの「踵」から「つま先」に向かって延在する方向）に働く。あるいは、推進段階に加わる剪断作用の方向を想定すると、ソールのつま先領域に加わる剪断作用は、ほぼ後ろ方向に働く。一方、ソールがトレッキング用のものである場合、ソールのつま先側の端部付近にあるスタッド集合群に加わる剪断作用は、実質的に前方に向くけれども、ソールの踵側の端部付近にあるスタッド集合群に加わる剪断作用は、横方向に傾斜する。上記とは異なり、ソールがテニス用のものである場合、ソールの踵側の端部付近にあるスタッド集合群に加わる剪断作用は、前方向に働くとともに、ソールのつま先側の端部付近にあるスタッド集合群に加わる剪断作用は、横方向に傾斜する。

前記スタッド集合群に加わる剪断作用の方向を確定するのに、着地時間中にソール上に加わる負荷の規模（及び方向）を複数のひずみ計で測定するアドバンスド・メカニカル・インコーポレーテッド社（Advanced Mechanical Technology, Inc.）製の「ＯＲ６−６」のようなフォースプラットフォームを使用する。

本発明の第２態様として、複数のスタッド集合群が突出した底面を備え、前記各スタッド集合群は、１つ以上の連結材を介して連結された少なくとも２つのスタッドを備え、剪断作用が加わる所定の方向に基づいて配置される、履物のソールを提供する。

前記スタッド集合群が、第１スタッドと１つ以上の第２スタッドとを備えるのが好ましい。前記第１スタッドは、スタッド集合群を構成するスタッドのうち、接地の際に負荷のほとんどが加わるように構成されてもよい。その結果、前記第１スタッドが、前記第２スタッドよりも大きく構成されるのが好ましい。前記第１スタッドは、主要な役割のスタッドとして機能する。前記主要な役割の第１スタッドをいくつも設けてもよい。

前記第２スタッドが、前記スタッド集合群に加わる剪断作用の方向から見て前記第１スタッドの後方に位置するのが好ましい。

最も単純な構成としては、前記スタッド集合群が、連結材を介して相互に連結された第１スタッドと第２スタッドとからなる２つのスタッドを備えるものである。前記構成の場合、前記第２スタッドが、前記スタッド集合群に加わる剪断作用の方向から見て前記第１スタッドの後方に位置するのであれば、第１スタッドは、通常、接地の際に、最も大きい負荷を最初に受けて、第２スタッド側へ押圧される。連結材及び第２スタッドが設けられていない場合、第１スタッドは、（図１を参照して上記に説明したように、）接地の際に、靴の使用者の足にソールが食い込むように回転する傾向がある。逆に、連結材及び第２スタッドが設けられていれば、本質的に第１スタッドの補強材として機能し、第１スタッドの回転を軽減又は禁止する。前記のように構成されていれば、スタッドの突き上げ感を緩和し、かつ、靴と足の接触面に高い圧力が加わる領域の圧力を軽減するので、靴の使用者にとっては靴の履き心地が良くなるとともに、スタッドのグリップ力が向上する。

前記第１スタッドと前記第２スタッドは、スタッド集合群の剪断作用の所定の方向に対して平行な同一直線上に配置される。ただし、本発明の前記態様の場合、前記第２スタッドが、スタッド集合群の剪断作用の方向と平行な軸に対する垂直線よりも後方に位置するのであれば、前記第２スタッドは、前記第１スタッドよりも後方に位置するとみなされる。

スタッド集合群のスタッドの配置は、前記態様よりも複雑に構成されてもよい。例えば、靴のソールのスタッド集合群の少なくとも１つが、Ｖ字状に構成され、前記第１スタッドが、Ｖ字形の頂点に配置され、２つの連結材を介して、Ｖ字形の両端にそれぞれ配置された２つの第２スタッドに連結される。

簡易構成のスタッド集合群では、単一の補強材が設けられているのに対し、前記のような構成では、前記第１スタッドが、２つの補強材を備えている。これにより、第１スタッドに対する支持力が向上する。前記構成であれば、スタッド集合群に加わる剪断作用の方向に対して斜め方向に負荷を分散して第１スタッドを支持する。

前記第２スタッドが、前記スタッド集合群に加わる剪断作用の所定の方向に対して平行で前記第１スタッドを通過して延在する軸の両側に配置されるのが好ましい。また、前記第２スタッドが、前記軸から等間隔の距離で配置されるのが好ましい。

Ｖ字状の前記スタッド集合群は、第３スタッドをさらに備えてもよい。前記第３スタッドは、異なる連結材を介して前記第１スタッドに連結され、前記スタッド集合群に加わる剪断作用の所定の方向から見て前記第１スタッドよりも前方に位置する。前記第３スタッドが前記方向から見て前記第１スタッドよりも前方に位置するので、前記第３スタッドは、前記第１スタッドよりも先に地面と接触する。地中貫入力が高くなるように、前記第３スタッドが、前記第１スタッドより小さく構成されるのが好ましい。これにより、前記第３スタッドは、先頭地中貫入スタッドとして機能する。前記第３スタッドは、前記第２スタッドの寸法と形状の両方又はいずれか一方が同一であってもよい。

各スタッド集合群のスタッド及び連結材について、別の構成が着想されてもよい。例えば、スタッド集合群の１つが、矩形状に構成され、４つのスタッドが４つの連結材を介して環状に連結される。前記４つのスタッドは、１つが第１スタッドを構成し、他の３つのスタッドが第２スタッドと第３スタッドの両方又はいずれか一方を構成する。スタッド集合群を構成するスタッドの個数に制限はなく、第２スタッドに対する第１スタッドの比率も設定されない。

前記スタッド集合群は、相互に連結されてもよい。例えば、Ｖ字状の複数のスタッド集合群が、ジグザグ配列で相互に連結されてもよい。前記スタッド集合群は、前記配列が容易となるように、前記第２スタッドを共有するようにしてもよい。

上述したように、靴のソールがランニング用のものである場合、スタッド集合群に加わる剪断作用の所定の方向は、通常、実質的に前方に向くように設定されている。したがって、前記のような設定の場合、前記第２スタッドが、前記スタッド集合群に加わる剪断作用の方向から見て前記第１スタッドの後方に位置すると、前記各スタッド集合群の前記第１スタッドは、前記第２スタッドの前方に位置することになる。しかしながら、推進段階においては、靴のつま先領域にあるスタッド集合群に加わる剪断作用の方向は、通常、実質的に後方に向くので、前記推進段階における性能を最適化するために、つま先領域にある各スタッド集合群の前記第１スタッドを、前記第２スタッドの後方に配置する。前記スタッド集合群の構成は、本明細書に記載された他の競技用の靴に採用されてもよい。

上述のように、靴のソールがトレッキング用のものである場合、ソールのつま先側の端部付近にあるスタッド集合群に加わる剪断作用は、実質的に前方に向くように設定されているが、ソールの踵側の端部付近にあるスタッド集合群に加わる剪断作用は、横方向に傾斜するように設定されている。したがって、前記のような設定の場合、前記第２スタッドが、前記スタッド集合群に加わる剪断作用の方向から見て前記第１スタッドの後方に位置すると、前記各スタッド集合群の前記第１スタッドは、つま先領域では前記第２スタッドの前方に位置することになるが、スタッド集合群の踵領域では前記第１スタッドが後方寄りに位置することになる。踵領域にある前記第２スタッドが剪断作用の方向から見て前記第１スタッドの後方に位置していても、実際には、前記第２スタッドは、各スタッド集合群の第１スタッドよりも前方に（すなわち、前記第１スタッドよりもつま先側の端部に向かって）位置している。

本発明の第３態様として、複数のスタッド集合群が突出した底面を備え、前記各スタッド集合群は、１つ以上の連結材を介して１つ以上の第２スタッドに連結された第１スタッドを備え、該第１スタッドが、該第２スタッドよりも大きく構成される、履物のソールを提供する。

本発明の前記３つの態様に係るスタッドついては、その横断面形状（ソールの底面に対して実質的に平行な平面方向におけるスタッドの断面形状）を様々な構成に変更することができる。例えば、高速移動中の速度を徐々に緩める制動力が必要な場合、スタッドの横断面形状は、以下のよう構成される。スタッドは、その横断面形状が楕円状に構成され、急激に湾曲した先端部（通常、接地の際、剪断作用に対して反作用となる制動力が働く先頭位置のスタッドの端部であり、剪断作用の方向から見て先端となる部分）を有する。あるいは、スタッドは、その横断面形状が三角形状又はダイヤモンド状に構成され、くさび状の先端部を有する。別の例を挙げると、低速又は高速移動中の速度を急激に緩める制動力が必要な場合（地中貫入力が問題とならない場合）、スタッドの横断面形状は、平坦状に構成される。その結果、スタッドの横断面形状は、例えば、正方形状又は矩形状に構成されてもよい。スタッドが多目的な用途で使用される場合、スタッドは、その横断面形状が、楕円状スタッドと矩形状のスタッド等との折衷形状として構成され、例えば、円形状に構成され、湾曲の程度が適度に緩やかな先端部を有する。

本発明によれば、接地によって負荷（圧力）が加わった場合に、前記各スタッド集合群のスタッドが有効に作用するような方向及び位置となるように配置される。

本発明の実施形態を、添付の図面を参照して、以下に説明する。

図２（ａ）は、圧力分布グラフ２（圧力分布マップ）であり、ランニングにおける着地の際に靴のソールに加わる力を単位面積ごとに表した３Ｄプロットである。

参照符号２１で示した上記グラフ２の上側の点は、着地時に比較的高い圧力又は加重を受けているソールの領域を示している。一方、参照符号２２で示した下側の点は、着地時に比較的低い圧力又は加重を受けているソールの領域を示している。

図２（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る靴のソール３を示したものである。図９（ａ）は、図３の靴のソール３を拡大したものであり、図９（ｂ）は、靴のソール３の外側部を示したものであり、図９（ｃ）は、靴のソール３の内側部を示したものである。靴のソール３は、底面３１を備える。底面３１は、つま先側の端部３２と、踵側の端部３３と、内側部３４と、外側部３５とを有する。ソール３は、ランニングシューズ用のソールである。底面３１は、３つの領域を有し、この３つの領域は、つま先領域３６と、内側部領域３７と、踵領域３８とに分割されている。

底面３１には、複数のスタッド構造部が設けられている。各スタッド構造部は、底面３１より突出している。本実施形態では、各スタッド構造部は、Ｖ字状のスタッド集合群４として構成されている。各スタッド集合群４は、第１スタッド４１と、２つの第２スタッド４２とを備える。第１スタッド４１と２つの第２スタッド４２は、連結材４３を介して連結される。スタッド集合群４とは別に、単体スタッド４ａが、ソール３上に分散して配置されている。

図２（ｂ）に示すように、スタッド集合群４は、すべて同じ寸法で構成されているとは限らない。スタッド集合群４は、図２（ａ）の圧力分布グラフ２で示したソールの各部分の圧力設定値又は加重設定値に応じた大きさで構成される。

矢印２３は、圧力分布グラフ２中、スタッド集合群４’に対応する部分を指摘したものである。スタッド集合群４’は、底面３１のつま先領域３６の中央に位置する。スタッド集合群４’の位置に対応した部分は、圧力分布グラフ２中、高い圧力設定値又は加重設定値２１となっているため、スタッド集合群４’は、ソール３上にあるスタッド集合群４のうち、最大の寸法で構成される。

矢印２４は、圧力分布グラフ２中、前記スタッド集合群４’とは別のスタッド集合群４”に対応する部分を指摘したものである。スタッド集合群４”は、底面３１のつま先領域３６の外周に位置する。図に示すように、スタッド集合群４”の位置に対応した部分は、圧力分布グラフ２中、低い圧力設定値又は加重設定値２１となっているため、スタッド集合群４”は、ソール３上にあるスタッド集合群４のうち、小さめの寸法で構成される。

図３（ａ）は、ランニングの着地の際に、図３（ｂ）においてＡ−Ａ線で示した中央長手軸に沿ってソール３に加わる負荷を示したグラフである。図３（ａ）のグラフには、Ｐ１，Ｐ２という加重の最高点が示されている。初めの接地段階である着地後０．０５秒から０．１秒の間においては、最高点Ｐ１の加重がソール３の踵領域３８に加わる。推進段階である接地時間の約５０％が経過した後、最高点Ｐ２の加重がソール３のつま先領域３６に加わる。図に示すように、最高点Ｐ２の方が、最高点Ｐ１よりも加重が大きい（スピードが速くなると、通常、この傾向は逆転する。）。前記のような加重の差は、圧力分布グラフ２（図２（ａ））で示した最大圧力と相互に関係し、圧力分布グラフ２中、つま先領域の最大圧力２１は、踵領域の最大圧力２１ａより高い。図３（ａ）のグラフでは、約０．２２秒でソールが地面から離れて、加重が０となる。

矢印２５は、スタッド集合群４’と関係する図３（ａ）のグラフの箇所を示している。矢印２５で示したグラフの箇所は、加重が最大となる最高点Ｐ２付近に位置する。前記の点とスタッド集合群４の構成とが適合するように、スタッド集合群４’は、上述したように、最大寸法で構成されたものである。

矢印２６は、ソール３のつま先側の端部３２に位置するスタッド集合群４”と関係する図３（ａ）のグラフの箇所を示している。矢印２６で示したグラフの箇所では、加重がほとんど０に近い状態を示している。前記の点とスタッド集合群４の構成とが適合するように、スタッド集合群４”は、上述したように、最小寸法で構成されたうちの１つである。

第１実施形態では、Ｖ字状のスタッド集合群４の第１スタッド４１及び第２スタッド４２の横断面形状（ソール３の底面３１に対して実質的に平行な平面方向における断面形状）は、略楕円状に構成される。連結材４３は、細長棒状に構成され、底面部と平行側面部とを備える。第１スタッド４１はＶ字形の頂点に位置し、第２スタッド４２はＶ字形の両端に位置する。

図４（ａ）及び（ｂ）は、図２（ｂ）と図３（ｂ）で示したスタッド集合群とは異なる構成のスタッド集合群５を示したものである。スタッド集合群５は、第１実施形態に係るスタッド集合群４と同様に、Ｖ字状に構成されているが、第１スタッド５１及び第２スタッド５２が円錐台状に構成されている点で、前記第１実施形態に係るスタッド集合群４と構成が異なっている。連結材５３は、弓状に湾曲している。図４（ａ）を参照すると、連結材５３は、第１、第２スタッド５１，５２と同じ方向に向かって突出している（連結材５３は、第１、第２スタッド５１，５２と同程度の長さで突出するように、ソール３の底面３１から大きく延在している。）。ただし、連結材５３の突出については、第１、第２スタッド５１，５２を越えて延在するような箇所はない。前記のように構成すれば、連結材５３と第１、第２スタッド５１，５２とが相互に機能して、加わった加重を有効に分散するが、スタッド集合群５のうち、第１、第２スタッド５１，５２の方が、連結材５３よりも先に地面と接触することになる。

図４（ｂ）の矢印２７は、スタッド集合群５に加わることを想定した剪断作用の方向を示している。通常、前記剪断作用２７の方向は、接地時間中の任意の時点でソールの底面に対して平行な方向に向かってスタッド集合群５から地面に加わる主要な加重の方向と一致するか、あるいは、接地中の一定時間に加わる主要な加重の方向角度を平均して設定した方向と一致する。ウォーキング又はランニングにおける着地時点において、非常に大きな制動力が、スタッド集合群５から地面に加わる負荷に反発するようにして地面からスタッド集合群５に加わるので、前記構成のスタッド集合群５の場合、矢印２７で示された剪断作用の方向は、ウォーキング又はランニングの際の着地時点の方向に基づいて決定される。本実施形態では、制動力は、剪断作用の方向に対して逆方向に作用する。制動力を効果的に分散させるため、スタッド集合群５は、第２スタッド５２が剪断作用の方向から見て第１スタッド５１の後方に位置し、かつ、スタッド集合群５に加わる剪断作用の方向と平行でスタッド５１を通って延在する軸線（Ｂ−Ｂ線）の両側に配置されるように構成される。第２スタッド５２は、前記軸線から等間隔の距離で配置される。

上記構成によれば、着地の際に、制動力が第１スタッド５１に加わった場合、前記制動力は、連結材５３を介して第２スタッド５２に効果的に伝達する。連結材５３及び第２スタッド５２は、第１スタッド５１に対する補強材としての機能を効果的に果たす。

上記のように配置された連結材５３によれば、わずかな制動力が、連結材５３の外側部５３１ａに直接加わる。その結果、連結材５３の外側部５３１ａは、スタッド集合群５において補助制動面としての機能を果たす。連結材５３が上記のように構成されていれば、スタッド集合群５の全体に分散される負荷の範囲が比較的広くなるので、スタッド集合群５の特定の一箇所に加わる負荷を軽減することができる。

ランニング又はウォーキングでの接地が推進段階に入った場合、推進力は、地面からスタッド集合群５に加わり、制動力の方向に対して逆方向に向かって作用する。その結果、連結材５３の内側部５３１ｂは、スタッド集合群５において補助推進面としての機能を果たす。連結材５３が上記のように構成されていれば、推進段階においても、スタッド集合群５の全体に分散される負荷の範囲が比較的広くなるので、スタッド集合群５の特定の一箇所に加わる負荷を軽減することができる。

図５は、本発明の第２実施形態に係るソール９ａを示したものであり、この図５を参照すると、ソール９ａがウォーキング又はトレッキングに使用された場合にソール９ａに働く剪断作用の方向が、矢印２７で示されている。図１０（ａ）は、図５のソール９ａを拡大して示したものである。図１０（ｂ）は、ソール９ａの外側部を示したものであり、図１０（ｃ）は、靴のソール９ａの内側部を示したものである。ソール９ａは、複数のＶ字状のスタッド集合群９を備える。各スタッド集合群９は、連結材９３を介して第２スタッド９２に連結された第１スタッド９１を備える。スタッド集合群９は、既述のスタッド集合群４の構成と類似する。第１スタッド９１の横断面形状（ソール９ａの底面に対して実質的に平行な平面方向における断面形状）は、略六角形状に構成される。第２スタッド９２の横断面形状は、略矩形状に構成され、面取り状角部を備える。第１、第２スタッド９１，９２が前記のような形状で構成されていれば、制動能力が向上する。スタッド集合群９は、圧力の分布に基づいて寸法が構成されるものであり、図２（ｂ）及び図３（ｂ）を参照して上述したスタッド集合群４に用いた寸法の構成方法と類似した方法が用いられる。しかしながら、ソール９ａはトレッキング用又はウォーキング用のものであり、かつ、ランニングの時よりもウォーキングの時の方が、負荷の偏りが少ないので、スタッド集合群９の寸法差は、第１実施形態に係るスタッド集合群４よりも小さくなる。

図に示すように、第２実施形態に係るソール９ａのスタッド集合群９において、第２スタッド９２が剪断作用の方向から見て第１スタッド９１の後方に位置する。ソール９ａを横断する剪断作用の方向がそれぞれ異なるので、ソール９ａを横断するスタッド集合群９の配置もそれぞれ異なるようにしてスタッド集合群９に加わる負荷を効果的に分散させる。（図４（ａ）及び図４（ｂ）に示したスタッド集合群５の配置方法と同様である。）本発明の第１実施形態に係るスタッド集合群４についても、前記と同様の原理に基づき、剪断作用の方向を考慮して配置される。

ソール９ａの踵領域９８における剪断作用の方向は、ほぼ横向きであり（外側から内側に向いており）、一方、つま先領域９６における剪断作用の方向は、前向きである（後方から前方に向いている）。各スタッド集合群９の第１スタッド９１は、ソール９ａのつま先領域９６では、第２スタッド９２よりも前方に位置するが、ソール９ａの踵領域９８では、第１スタッド９１は、第２スタッド９２よりも前方に位置するように配置されていない。

図６（ａ）〜（ｃ）は、異なる形状で構成された本発明のスタッド集合群を示したものである。図６（ａ）〜（ｃ）に示したスタッド集合群６，６’，６”は、いずれもＶ字状に構成され、連結材６３，６３’，６３”を介して第２スタッド６２，６２’，６２”に連結された第１スタッド６１，６１’，６１”を備える。しかしながら、第１スタッド６１，６１’，６１”及び第２スタッド６２，６２’，６２”の横断面形状は、異なるように構成される。

図６（ａ）では、スタッド集合群６の第１スタッド６１及び第２スタッド６２の横断面形状は、矩形状に構成される。第１、第２スタッド６１，６２は、平坦状の先端部６１１，６２１を有する。前記第１、第２スタッド６１，６２の構成によれば、接地抵抗が向上する結果、制動力が間接的に高まる。

図６（ｂ）では、スタッド集合群６’の第１スタッド６１’及び第２スタッド６２’の横断面形状は、楕円状に構成され、急激に湾曲した（尖頭形状に近似した）先端部６１１’，６２１’を有する。前記第１、第２スタッド６１’，６２’の構成によれば、接地抵抗は図６（ａ）のスタッドよりも低くなるが、地面へ食い込みやすくなる。前記スタッド集合群６’は、スタッドと地面との間で生じる衝撃力によって、例えば、靴の使用者が負傷しないように構成されるのが好ましいと考えられる。

図６（ｃ）では、スタッド集合群６”の第１スタッド６１”及び第２スタッド６２”の横断面形状は、矩形状のスタッドと楕円状スタッドの折衷形状として、円形状に構成される。その結果、前記スタッド集合群６”は、使用目的の範囲を拡大できるスタッド集合群であると考えられる。

図７（ａ）には、使用目的の範囲が広い別構成のスタッド集合群７が示されている。スタッド集合群７は、Ｖ字状に構成され、連結材７３を介して第２スタッド７２に連結された第１スタッド７１を備える。前記スタッド集合群７は、図２（ｂ）及び図３（ｂ）で示したスタッド集合群４と類似しているが、第１スタッド７１は、角部と、湾曲の小さい先端部７１１とを有する点で本質的に構成が異なっている。図７（ｂ）〜（ｅ）には、Ａ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線、Ｄ−Ｄ線におけるスタッド集合群の断面形状がそれぞれ示されている。

図８（ａ）〜（ｃ）には、異なる形状で構成した本発明に係るスタッド集合群が示されている。図８（ａ）に示したスタッド集合群８は、連結材８３を介して１つの第２スタッド８２に連結された第１スタッド８１を備える。スタッドに加わる剪断作用の方向は、矢印２７で示されている。第２スタッド８２は、スタッド集合群８の剪断作用の方向から見て第１スタッド８１の後方に位置するので、第１スタッド８１から第２スタッド８２に向かって負荷が効果的に伝達する点については、上述のＶ字状のスタッド集合群と差異がない。しかしながら、使用される第２スタッド８２（及び連結材８３）が１つだけであるので、前記スタッド集合群８を採用した場合には、製造コストの低減と製造の簡易化を実現することができる。第１スタッド８１を支持する必要性が低い場合において、前記構成のスタッド集合群８が採用される。

図８（ｂ）に示したスタッド集合群８’は、Ｖ字状に配置された第１スタッド８１’と第２スタッド８２”とを備える。しかしながら、上述したＶ字状のスタッド集合群とは異なり、スタッド集合群８’は、連結材８３’を介して第１スタッド８１’に連結された第３スタッド８４’を備える。第３スタッド８４’は、第２スタッド８２’と寸法及び形状が類似するが、矢印２７で示したスタッド集合群８’の剪断作用の方向から見て第１スタッド８１’の前方に位置する。第３スタッド８４’は、接地の際、第１スタッド８１’よりも先に地面に食い込むように構成される。第３スタッド８４’は、第１スタッド８１’よりも地面への食い込みが良くなるように、第１スタッド８１’より小さく構成される。その結果、第３スタッド８４’は、スタッド集合群の地中貫入力が向上する先頭地中貫入スタッドとして機能する。

図８（ｃ）に示したスタッド集合群８”は、第１スタッド８１”と３つの第３スタッド８４”とを備えるが、上記のような構成の第２スタッドを備えていない。前記スタッド集合群８”のような形状で構成されていると、強力な横方向の剪断作用に対して制動力が働く。さらに、第３スタッド８４”は、連結材を介して第１スタッド８１及び隣の第３スタッド８４”に連結されるので、第３スタッド８４”は、主として負荷を広く分散させることで第１スタッド８１”を支持するという重要な役割を果たす。図８（ｃ）で示したスタッド集合群８”は、ソール８ａのつま先領域側に配置されている。

図１１は、本発明の第３実施形態に係るソール１０を示したものであり、ソール１０を使用してランニングした場合にソール１０を横断する剪断作用の方向が、矢印２７，２７’で示されている。ソール１０は、複数のスタッド集合群１０１，１０１’を備える。スタッド集合群１０１，１０１’は、連結材１０５を介して第２スタッド１０３に連結された第１スタッド１０２を備える。スタッド集合群１０１の中央には、凹部１０４が設けられている。スタッド集合群１０１，１０１’は、例えば、前記第１実施形態に係るスタッド集合群４と同じような寸法の決定方法で、ソール１０に加わる圧力に基づいて寸法が構成される。しかしながら、第１実施形態に係るランニングシューズとは異なり、ソール１０のつま先領域のスタッド集合群１０１’に最大の負荷が加わる時は、ソール１０を最大限利用して、接地の際の推進段階中にスタッド集合群１０１，１０１’に加わる剪断力を無効化することができる。

推進段階中につま先領域にあるスタッド集合群１０１’に加わる剪断作用２７’の方向は、後ろ向きである。このため、スタッド集合群１０１’は、第２スタッド１０３が第１スタッド１０２よりも前方に位置した状態で配置されているので、第２スタッド１０３は、ソール１０の踵領域に加わる剪断作用２７’の方向から見て第１スタッド１０２の後方に位置する。ソール１０の他の領域にあるスタッドは、第１実施形態と同じように、第２スタッド１０３が第１スタッド１０２よりも後方に位置した状態で配置されている。

制動力が加わる前後の状態の単体スタッドを示したものである。 （ａ）は、接地中にソールに加わる最大圧力分布のグラフであり、（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係るソールの底面図である。 （ａ）は、ランニングで接地した際にソールに加わる負荷を示したグラフであり、（ｂ）は、図２（ｂ）と同一構成のソールの底面図である。 （ａ）は、本発明に係るスタッド集合群の異なる構成を示した側面図であり、（ｂ）は、（ａ）のスタッド集合群の平面図である。 本発明の第２実施形態に係るソールに加わる剪断作用の方向を示したものである。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明に係るスタッド集合群の異なる構成を示した平面図である。 （ａ）〜（ｅ）は、本発明に係るスタッド集合群の異なる構成を示した平面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明に係るスタッド集合群の異なる構成を示した平面図である。 （ａ）は、本発明の第１実施形態に係るソールの平面図であり、（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係るソールの外側部側の側面図であり、（ｃ）は、本発明の第１実施形態に係るソールの内側部側の側面図である。 （ａ）は、本発明の第２実施形態に係るソールの平面図であり、（ｂ）は、本発明の第２実施形態に係るソールの外側部側の側面図であり、（ｃ）は、本発明の第２実施形態に係るソールの内側部側の側面図である。 本発明の第３実施形態に係るソールの平面図である。

符号の説明

２ 圧力分布グラフ
３ ソール
４ スタッド集合群
４ａ 単体スタッド
６，６’，６” スタッド集合群
７ スタッド集合群
８，８’，８” スタッド集合群
８ａ ソール
９ スタッド集合群
９ａ ソール
１０ ソール
１２ スタッド
１３ 固定箇所
２７，２７’ 剪断作用
３１ ソールの底面
３２ つま先側の端部
３３ 踵側の端部
３４ 内側部
３５ 外側部
３６ つま先領域
３７ 内側部領域
３８，９８ 踵領域
４１ 第１スタッド
４２ 第２スタッド
４３ 連結材
５１ 第１スタッド
５２ 第２スタッド
５３ 連結材
６１，６１’，６１” 第１スタッド
６２，６２’，６２” 第２スタッド
６３，６３’，６３” 連結材
７１ 第１スタッド
７２ 第２スタッド
７３ 連結材
８１，８１’，８１” 第１スタッド
８２，８２’，８２” 第２スタッド
８４’，８４” 第３スタッド
８３，８３’ 連結材
９１ 第１スタッド
９２ 第２スタッド
９３ 連結材
１０１，１０１’ スタッド集合群
１０２ 第１スタッド
１０３ 第２スタッド
１０４ 凹部
１０５ 連結材

Claims (11)

1. 複数のスタッド集合群が突出した底面を備え、
   前記各スタッド集合群は、連結材を介して第２スタッドに連結された第１スタッドを備え、
   前記第１スタッドが、前記第２スタッドよりも大きく構成され、前記第２スタッドの前記底面からの高さ以上の前記底面からの高さを有し、
   前記連結材が、前記第１スタッド及び前記第２スタッドの前記底面からの高さより低い前記底面からの高さを有し、
   前記各スタッド集合群が、剪断作用が加わる所定の方向から見て前記第２スタッドが前記第１スタッドの後方に位置するように配置される、履物のソール。
2. 前記スタッド集合群が、Ｖ字状に構成され、
   前記第１スタッドが、Ｖ字形の頂点に配置され、２つの連結材を介して、Ｖ字形の両端にそれぞれ配置された２つの第２スタッドに連結される、請求項１に記載の履物のソール。
3. 前記第２スタッドが、前記スタッド集合群に加わる剪断作用の所定の方向に対して平行で前記第１スタッドを通過して延在する軸の両側に配置される、請求項２に記載の履物のソール。
4. 前記スタッド集合群が、異なる連結材を介して前記第１スタッドに連結された第３スタッドを備え、前記スタッド集合群に加わる剪断作用の所定の方向から見て前記第１スタッドよりも前方に位置する、請求項２又は３に記載の履物のソール。
5. 前記各スタッド集合群の第１スタッドが、前記底面上で、前記第２スタッドよりも実質的に前方に位置する、請求項２〜４のいずれかに記載の履物のソール。
6. つま先側の端部にある前記各スタッド集合群の前記第１スタッドが、前記第２スタッドよりも実質的に前方に位置し、
   踵側の端部にある前記各スタッド集合群の前記第１スタッドが、実質的に前記第２スタッドの横側に位置する、請求項２〜４のいずれかに記載の履物のソール。
7. つま先側の端部にある前記各スタッド集合群の前記第１スタッドが、前記第２スタッドよりも実質的に後方に位置し、
   踵側の端部にある前記各スタッド集合群の前記第１スタッドが、実質的に前記第２スタッドよりも前方に位置する、請求項２〜４のいずれかに記載の履物のソール。
8. 前記各スタッド集合群を構成するスタッドの横断面形状が、楕円状、円形状、正方形状、矩形状、三角形状、ダイヤモンド状のいずれかで構成される、請求項１〜７のいずれかに記載の履物のソール。
9. 前記複数のスタッド集合群の寸法が、接地時に加わる負荷の分布に基づいて構成される、請求項１〜８のいずれかに記載の履物のソール。
10. 前記複数のスタッド集合群の寸法が、接地時に領域ごとに加わる最大負荷又は平均負荷に基づいて構成される、請求項９に記載の履物のソール。
11. 複数のスタッド集合群が突出した底面を備える履物ソールの製造方法において、
    履物のソールを提供する工程と、
    複数のスタッド集合群を前記履物のソールの前記底面に配置するために、接地時の剪断作用の方向を決定し、
    前記各スタッド集合群は、連結材を介して第２スタッドに連結された第１スタッドを少なくとも備え、
    前記第１スタッドは、前記第２スタッドよりも大きく構成され、前記第２スタッドの前記底面からの高さ以上の前記底面からの高さを有し、
    前記連結材が、前記第１スタッド及び前記第２スタッドの前記底面からの高さより低い前記底面からの高さを有する工程と、
    それぞれの前記スタッド集合群において、前記各スタッド集合群に加わる剪断作用の方向から見て前記第２スタッドが前記第１スタッドの後方に位置するように、前記履物の底面に前記スタッド集合群をそれぞれ配置する工程と
    からなる、履物のソールの製造方法。

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