JP5838015B2 - 3つの密度のゲル中底 - Google Patents

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Description

関連出願の相互参照
該当せず。
連邦政府が資金援助する研究または開発に関する陳述
該当せず
本発明は、靴用の取替え式中底の分野に関する。
靴、具体的には運動競技用靴は一般に、販売時には、足を受け入れるコンパートメント内に配置された中底を有する。中底は、靴を着用している間にユーザの足が中底上に載るように配置される。一般に、こうした中底は、着脱可能であり、ユーザにとって利益のある様々な特徴、またはユーザの足の特定のニーズを取り入れることができる中底と取り替えることができる。
本発明の実施形態の底図面である。 本発明の実施形態の上図面である。 着用者の左足用に設計された中底の左側面図である。 着用者の左足用に設計された中底の右側面図である。 中底のかかと領域の背面側面図である。 線6−6に沿った図1の断面図である。
好都合に衝撃を吸収し、立位、歩行または他の活動中に、増大した力または圧力を最も受ける、足の領域を支持する3つの蜜度のゲル中底を開示する。中底(insole)は、互いに隣接して配置され中底の長さにわたって延びる少なくとも2つの同延の層(coextensive layer)、第1の上側布層および第2のゲル層を備える。中底はさらに、前記ゲル層に隣接して配置され、土踏まずからかかと領域まで延び、ゲル層に固定される安定クレードルを備え、前記安定クレードルは、ゲル層に露出する第1の中足区分ギャップおよびゲル層に露出する第2のかかとを画定する。かかとクッションが第2のかかと区分ギャップ内に配置され、その第2のかかと区分ギャップは、その区分に露出した前記ゲル層に隣接して配置されそれに固定される。好ましくは、中足土踏まず支持部(metatarsal arch support)が、前期第1の中足区分内で一体に形成され、中底の下側から見るとくぼんだ領域に、中底の上から見ると隆起領域(または凸形の出っ張り)に見える。中足土踏まず支持部は、以下でさらに詳細に説明するように第1の上側布層および第2のゲル層から形成される。この中足土踏まず支持部は、足の中足の頭部への圧力を軽減するように働く。
第1の上側布層は、中底または足の輪郭の形状のシート材料から作られる。最も好ましくは、少なくとも2つの層を有する、積層した布シートが用いられる。積層した布シートの層のうち1つは、好ましくは、バリア層に適した不織布である。バリア層は、中底のゲル成分の流出を防止する。所望の外観の質をもたらす色を用いることによって、ゲルの所望の色を協調するかまたは修正することもできる。ゲルに隣接して配置された白い布がゲルの色を強調することが分かっている。組み立てた中底のゲル層に隣接して配置された布は、使用するゲルと良好な接着を形成することも可能であるべきである。
使用中に足に隣接して置かれる布または布層は、バリア層と積層することができるか、または単一層の布を用いる場合にそれ自体がバリア層として働くことができる布から選択することができる。好ましいシート材料はポリエステルの布であるが、けば仕上げのナイロンなど他の布および他のものを使用することができる。任意選択で、材料と人の足との間の摩擦を低減する布を用いることができる。布は、任意の望ましい色のものとすることができる。
最も好ましくは、抗菌性ポリエステルなど、抗菌性の布が使用される。においを発生する細菌を抑制するような抗菌性の布が好ましい。こうした特性を有する布は市販されている。適切な布の1つは、抗菌目的のシルバー・テクノロジーを用い、SILPURE(商標)技術を用いた布でThompson Research Associates(Toronto,Canada)から入手可能である。好ましい実施形態では、大掛かりに洗浄した後でも細菌の成長を抑制する、商標名Ultra−Fresh Silpure FBR−5で販売される布が用いられる。好ましくは長期にわたり作用が持続する、他のタイプの抗菌性技術を用いた、他の布を用いることができる。
第2のゲル層は、好ましくは、TPEゲルとしても知られている。熱可塑性エラストマー・ゲルから構成される。TPEゲルは、本発明で使用する場合にその熱可塑性特性による弾性が大きいのでポリウレタン(PU)ゲルより好ましい。他の材料、例えばPUゲルは硬化に数分かかることがあるが、TPEゲルは成形プロセス中に20〜30秒で硬化できるので望ましい。材料が硬化するのに数分かかる場合は、効率上は射出成形に適していないが、別々に成形し次いで組み立てる中底の異なる構成要素を必要とする。第2のゲル層に使用する材料は、中底が比較的薄く作られるが強いままであるように、好ましくは強い。中底の薄い性質は、ドレス靴など、靴の足の空隙の空間が小さい設計の靴の足の空間をより大きくすることを可能にするために好ましい。しかし、中底は、運動競技用靴など、足の空隙が大きい靴で使用するのにも適している。
様々なタイプのTPEゲルがあり、それらの2つは、熱可塑性ポリウレタン・エラストマー(「TPU」)ゲルおよび熱可塑性ゴム・ゲル(「TPR」)ゲルである。TPUゲルは、TPRゲルより色の特徴が良いので、色の特徴が非常に重要な場合に選択されることがある。さらに、TPUは、TPRゲルより耐久性があり成形が簡単であり、したがって、最終製品または中底作製プロセスにこれらの特徴を与えることが望ましい場合に、本発明を実地するのに使用することが望ましい。TPUゲルの不利な点は、今までは、TPRゲルなど、他のTPEゲルと比べてコストが高いことであった。TPRは、ゲルに使用することもでき、必要な特性を有する。
他のゲルを使用することができるが、使用するゲルが以下の段落で説明する特徴を有することが好ましい。
好ましいゲルは圧縮歪みが低い。圧縮歪みは、永久歪みの量として定義され、試料は、所与の長さの時間および回復期間の間特定の温度で定められた量の割合(%)で圧縮した後を示す。好ましい実地形態では、ゲル層の圧縮歪みは11%未満である。本発明で使用する適切なゲルを選択するためには、ASTM International(米国材料試験協会)のASTM F1614−95「Standard Test Method for shock Attenuating Properties of Materials Systems for Athletic Footwear」に従った、圧縮歪みまたは衝撃の測定に使用される試験装置でゲルを試験することができる。例えば、Exeter Reaearch社によるCompIts、すなわちコンピュータ衝撃試験システムは、ASTM F1614−95に従って衝撃を試験する標準的な機械である。
引っ張りおよび引裂き強さ:好ましい実施形態では、ゲル層の引っ張り強さおよび引裂き強さが約1.2MPaおよび12kN/mであることが判明した。
破断伸び率:好ましい実施形態では、ゲル層の破断伸び率が900%であることが判明した。
ショア/アスカー硬さ試験は、硬さの測定を行う。最も好ましい実施形態では、ゲル層の測定値はアスカーCで24である。
ショア/アスカー硬さは市販のデュロメータで測定する。試験する材料を硬い平坦な面に配置する。アスカー試験機は、「C」型スケールおよび適切な圧子タイプ、典型的には半球タイプを備える。アスカー試験機を追加の圧力なしで試験すべき材料の上に配置する。針がふれて読取り値を与える。
ゲル層靴表面は、好ましくは、改良した緩衝特徴を呈する領域を備える。これらの領域は、かかとおよび足の前部の衝撃が強い領域に最も利益があるように配置される。好ましい実施形態はハニカム技術を用い、そのハニカム技術によってゲル層の一部分がハニカム・パターンになるように成形される。ハニカム・パターンは、一時的に変形し、次いで元の構成に戻ることによって、力を偏向させることが長く知られている。「Recovery Systems Guide」、Irvin Industries社、1978参照(FisherによるAerobraking and Impact Attenuation、1995で引用されている)。
第2のゲル層、かかとクッション、およびクレードルは、好ましくは射出成形のプロセスによって形成され互いに固定される。好ましくは、中底を作製するのに使用する型は、2面に輪郭が付いている。それにより、より速い組立てが可能になり、そのため射出成形プロセス中に型を変更する必要がなくなる。型の一方の面でゲル層が成形され、その型の反対側の面でクレードルおよびかかとクッションが成形される。好ましくは標準的な射出成形アセンブリ・ライン・プロセスを利用するが、本明細書で開示した特性および従来知られた特性を有する構造をもたらすどんな成形プロセスも使用することができる。
安定クレードルは、内側の足の長さ方向の土踏まず領域を支持し、回内を抑制するかまたはなくし、足の外側への回外を抑制するかまたはなくすのを助ける。安定クレードルは、ゲルより剛性の高い材料から作るべきである。好ましくは、安定クレードルはTPRから作られる。
好ましい実施形態では、クレードルの圧縮歪みは25%未満である。本発明で使用する適切なゲルを選択するためには、ASTM International(米国材料試験協会)のASTM F1614−95「Standard Test Method for shock Attenuating Properties of Materials Systems for Athletic Footwear」に従った、圧縮歪みまたは衝撃の測定に使用される試験装置でゲルを試験することができる。例えば、Exeter Research によるCompITS、すなわちコンピューター衝撃試験システムは、ASTM F1614−95に従って衝撃を試験する標準的な機械である。
引っ張りおよび引裂き強さ:好ましい実施形態では、クレードルの引っ張り強さおよび引裂き強さが約6.3MPaおよび27kN/mであることが判明した。
破断伸び率:好ましい実施形態では、クレードルの破断伸び率が550%であることが判明した。
ショア/アスカー硬さ試験は、硬さの測定を行う。最も好ましい実施形態では、クレードルの測定値はアスカーCで70である。
かかとクッションは、好ましくは、かかとを打ち当てる際にユーザの足のかかと領域に追加の緩衝を与えるゲルから作られる。かかとクッションのゲル組成は、好ましくはTPEである。一実施形態では、TPEはTPRである。かかとクッション・ゲルは、好ましくは、第2のゲル層よりやわらかいゲルでる。
好ましい実施形態では、かかとクッションの圧縮歪みは11%未満である。本発明で使用する適切なゲルを選択するためには、ASTM International(米国材料試験協会)のASTM F1614 −95「Standard Test Method for shock Attenuating Properties of Materials Systems for Athletic Footwear」に従った、圧縮歪みまたは衝撃の測定に使用される試験装置でゲルを試験することができる。例えば、Exeter ResearchによるCompITS、すなわちコンピュータ衝撃試験システムはASTM F1614−95に従って衝撃を試験する標準的な機械である。
引っ張りおよび引裂き強さ:好ましい実施形態では、かかとクッションの引っ張り強さおよび引裂き強さが約1.0MPaおよび10.6kN/mであることが判明した。
破断伸び率:好ましい実施形態では、かかとクッションの破断伸び率が950%であることが判明した。
ショア/アスカー硬さ試験は、硬さの測定を行う。最も好ましい実施形態では、かかとクッションの測定値はアスカーCで20である。
好ましい実施形態は、かかとクッションにハニカム技術を用いる。ハニカム・パターンが型に切り込まれ、成形するゲルが望ましい形状になる。
好ましい実施形態のかかとクッションは、かかとの太い領域に対応するように設計された幅広いベースを有するように形成され、安定クレードルによって画定されるかかとの開口に対応するU字形になるように全体的に先細りさせる。
中底の全体の暑さおよびサイズは、靴のサイズ、用途、および中底が着脱可能な中底であるかまたは固定の中底であるかに応じて変更することができる。例示的な男性用サイズ9では、全体の厚さは、限定されないが、つま先近くの約0.138インチから、土踏まず領域の約0.445インチの間であることが判明した。測定した他の寸法は、限定されないが、長さが11.062インチであることが判明し、限定されないが、幅がかかと近くの2.41インチから中足区分近くの3.812の範囲であった。中底の高さは、限定されないが、つま先近くの0.138インチからからかかと近くの0.726インチの範囲であった。中底の長さおよび幅は、その中底が対象とする靴のサイズに応じて変更するが、同じ相対領域の厚さは、例示的な中底と同様である。
本発明の好ましい実施形態は、3つの密度の複数層の中底である。中底の3つの蜜度は以下の利点をもたらす:安定性、衝撃吸収性、および緩衝性。
図1〜図6は、着用者の左足用に設計された中底を示すことによって本発明を例示する。当業者は、左の中底の鏡像として右足に適した中底を構築することができるであろう。中底の底(靴側)の図は図1で最もよく見られる。中底の上(足側)の図は図2で最も良く見られる。側面図、図3および図4を参照すると、上側には第一の上側布層(1)がある。層(1)は第2のゲル層(2)に固定されている。第2のゲル層(2)の底(靴)側には安定クレードル(3)が固定されている。安定クレードル(3)は、中底の第2のゲル層(2)の中央区分から延び、この実施形態の後方かかと端部[back heel end](7)まで延びる。
図1を参照すると、安定クレードル(3)が第2のゲル層(2)に固定されている。この安定クレードル(3)は、第2のゲル層(2)の長さの中央周りから始まり、この実施形態の後方かかと端部(7)まで延びる。安定クレードル(3)の下面に沿って、リブ状の縁部がある。そのリブ状縁部は、クレードルに剛性を加えるのに効果的である。図1で最も良く見られるように、安定クレードル(3)は、2つのギャップ区分、クレードルかかとギャップ[cradle heel gap](32)およびクレードル中足ギャップ[cradle metatarsal gap](33)を画定する。
引き続き図1を参照すると、中底の底面にハニカム先端緩衝領域[forefront honeycom cushioning area](22)を見ることができる。この領域は、ユーザの足の先端に改良した緩衝をもたらし、所望のパターンで型を提供し緩衝領域を射出成形することによってゲル層で一体に形成される。
かかとクッション(41)は、クレードルかかとギャップ(32)に配置され、好ましくはハニカム緩衝技術を用いる。この領域は、歩行または歩行時にかかとを当てる動作をする際にユーザの体重が足のかかとに置かれるときにユーザのかかとに改良した緩衝をもたらす。
図1、図2、図3、および図4に示すように、隆起領域または中足土踏まず支持部(5)が、ハニカム先端緩衝領域(22)とクレードル中足ギャップ(33)との間に配置される。中足土踏まず支持部は、安定クレードルの中足ギャップ内に配置される。中足土踏まず支持部は、上層およびゲル層で一体に形成される。図3で最も良く見られるように、中足土踏まず支持部(5)は、中底の上面から上方向に延びる。図1では、中足土踏まず支持部(5)の底面図が示されており、その図からは凹形領域に見える。この潰すことができる中足土踏まず支持部は、型の上に空隙を設け型の底に関連するこぶを設けることによって実現される。この潰すことができる中足土踏まず支持部は着用者の足に合わせるが、固定の、静止した、または堅固なアーチは、特定の着用者にとって最も重要である正確な領域で支持することができない。
図1および図2に示すように、好ましい実施形態では、中底の正面つま先端部(6)近くで少なくとも2つの層によって、任意選択のつま先通気開口部(20)が画定される。つま先通気開口部(20)は、小さい孔であり、第1の上側布層(1)と第2のゲル層(2)の両方を貫通してユーザの足の呼吸を可能にする。好ましい実施形態では、つま先通気開口部(20)は、第1の上側布層(1)の足側にある、概して円形の小さい孔であり、中底の底(靴側)の方向(すなわち前記第1の上側布層(1)から離れる方向)に上側層から第2のゲル層を通って延びながら、概して楕円形の開口になるまでサイズが増大する。好ましい形状であると、歩行動作中に上側の孔を通して空気が送られる。空気流を可能にし、通気性を助けるために、中底全体にわたって他の穿孔を用いることができる。
やはり図1および図2で見ることができるように、好ましい実施形態で提供される中足呼吸開口部(21)が中足土踏まず支持部を囲んでいる。つま先呼吸開口部(20)と同様の形で形成して、中足領域近くで足が呼吸するのを可能にする。歩行動作中に靴の空隙に空気を送る円錐形の孔が最も好ましい。
好ましくは、図5に示すように、中底のかかと領域、または後方かかと端部(7)は、つま先領域または正面つま先端部(6)より厚い。これは、図3で最も良く見られる。概して、中底のうち中足領域の前の区分にある部分に関しては、靴の中の空間が小さい。
図6に6−6の中底の断面を示す。前述の隆起領域または中足土踏まず支持部(5〕の断面を中心に示す。中足土踏まず支持部(5)を囲む中足呼吸開口部(21)の1つの断面図は、中足土踏まず支持部(5)の左にある。

Claims (24)

  1. 中底全長に亘って延び、上側部、底側部、内側縁部、外側縁部を有し、第1の硬さを有するゲル層と、
    前記ゲル層の前記底側部に固定された安定用クレードルであって、第1、第2、第3および第4の付属部材が位置決めされてなる中央部分を有し、前記第1の付属部材は、前記安定用クレードルの前記中央部分か前記ゲル層の前記外側縁部に亘って前方向および外方向に伸び、前記第2の付属部材は、前記安定用クレードルの前記中央部分か前記ゲル層の前記内側縁部に亘って前方向および内方向に伸び、前記第3の付属部材は、前記安定用クレードルの前記中央部分か前記ゲル層の前記外側縁部に亘って後方向および外方向に伸び、および前記第4の付属部材は、前記安定用クレードルの前記中央部分か前記ゲル層の前記内側縁部に亘って後方向および内方向に伸びているものであり、第2の硬さを有するものである安定用クレードルと、
    前記ゲル層のかかと領域部に固定されたかかとクッションであって、前記ゲル層の後端に向かって幅広な端部と安定用クレードルに向かって内側へ先細りになる反対端部を有し、且つ第3の硬さを有するものであるかかとクッションと、
    を有する取替え式中底。
  2. 前記安定用クレードルが、前記取替え式中底の外側部の足の回内および回外を抑制するものである、請求項1に記載の取替え式中底。
  3. さらに、前記ゲル層と同延の上側布層を有し、且つ前記ゲル層の上側部に固定されるものである、請求項1に記載の取替え式中底。
  4. さらに、この中底の前記底側部に沿ってつま先領域のゲル層に構成された緩衝領域を備えるものである、請求項1に記載の取替え式中底。
  5. 前記緩衝領域は、前記ゲル層に形成されたハニカム・パターンである、請求項4に記載の取替え式中底。
  6. 前記ハニカム・パターンは、概してユーザの母指球の下に広がるように配置されたものである、請求項5に記載の取替え式中底。
  7. 前記かかとクッションの前記第3の硬さが、前記ゲル層の前記第1の硬さよりも軟らかい、請求項1に記載の取替え式中底。
  8. 前記かかとクッションは、このクッションに形成されたハニカム・パターンを有するものである、請求項1に記載の取替え式中底。
  9. さらに、前記ゲル層に形成され、土踏まず領域に位置された中足土踏まず支持部をさらに備え、この前記中足土踏まず支持部は、上方向に突出するように形成されており、前記中足土踏まず支持部は、前記ゲル層の上記上側部方向に広がり、前記ゲル層の前記底側部に空洞を形成するものである、請求項1に記載の取替え式中底。
  10. 前記中足土踏まず支持部は、潰すことが可能に形成されている、請求項9に記載の取替え式中底。
  11. 前記ゲル層が、熱可塑性ポリウレタン・エラストマー(「TPU」)ゲルおよび熱可塑性ゴム・ゲル(「TPR」)ゲルから選択されるものである、請求項1に記載の取替え式中底。
  12. 前記安定用クレードルは、この安定用クレードルが固定された領域に剛性を与える特徴を有する熱可塑性ゴム・ゲルを有するものである、請求項1に記載の取替え式中底。
  13. 中底全長に亘って延び、上側部、底側部、内側縁部、外側縁部を有し、第1の硬さを有するゲル層と、
    前記ゲル層の前記底側部に固定された安定用クレードルであって、第1、第2、第3および第4の付属部材が位置決めされてなる中央部分を有し、前記第1の付属部材は、前記安定用クレードルの前記中央部分か前記ゲル層の前記外側縁部に亘って前方向および外方向に伸び、前記第2の付属部材は、前記安定用クレードルの前記中央部分か前記ゲル層の前記内側縁部に亘って前方向および内方向に伸び、前記第3の付属部材は、前記安定用クレードルの前記中央部分か前記ゲル層の前記外側縁部に亘って後方向および外方向に伸び、および前記第4の付属部材は、前記安定用クレードルの前記中央部分か前記ゲル層の前記内側縁部に亘って後方向および内方向に伸び、前記安定用クレードルは、前記中底の内側の足の長さ方向の土踏まず領域を支持するものであり、第2の硬さを有するものである安定用クレードルと、
    前記ゲル層のかかと領域部に固定されたかかとクッションであって、第3の硬さを有するものであるかかとクッションと、
    を有する取替え式中底。
  14. 前記安定用クレードルが、前記取替え式中底の外側部の足の回内および回外を抑制するものである、請求項13に記載の取替え式中底。
  15. さらに、前記ゲル層と同延の上側布層を有し、且つ前記ゲル層の上側部に固定されるものである、請求項13に記載の取替え式中底。
  16. さらに、この中底の前記底側部に沿ってつま先領域のゲル層に構成された緩衝領域を備えるものである、請求項13に記載の取替え式中底。
  17. 前記緩衝領域は、前記ゲル層に形成されたハニカム・パターンである、請求項16に記載の取替え式中底。
  18. 前記ハニカム・パターンは、概してユーザの母指球の下に広がるように配置されたものである、請求項17に記載の取替え式中底。
  19. 前記かかとクッションの前記第3の硬さが、前記ゲル層の前記第1の硬さよりも軟らかい、請求項13に記載の取替え式中底。
  20. 前記かかとクッションは、このクッションに形成されたハニカム・パターンを有するものである、請求項13に記載の取替え式中底。
  21. さらに、前記ゲル層に形成され、土踏まず領域に位置された中足土踏まず支持部をさらに備え、この前記中足土踏まず支持部は、上方向に突出するように形成されており、前記中足土踏まず支持部は、前記ゲル層の前記上側部方向に広がり、前記ゲル層の前記底側部に空洞を形成するものである、請求項13に記載の取替え式中底。
  22. 前記中足土踏まず支持部は、潰すことが可能に形成されている、請求項21に記載の取替え式中底。
  23. 前記ゲル層が、熱可塑性ポリウレタン・エラストマー(「TPU」)ゲルおよび熱可塑性ゴム・ゲル(「TPR」)ゲルから選択されるものである、請求項13に記載の取替え式中底。
  24. 前記安定用クレードルは、この安定用クレードルが固定された領域に剛性を与える特徴を有する熱可塑性ゴム・ゲルを有するものである、請求項13に記載の取替え式中底。
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