JP5901080B2 - 緩衝板及びこの緩衝板を内蔵した靴 - Google Patents

Description

本発明は、靴底部等に設ける緩衝板、及びこの緩衝板を内蔵した靴に関する。

歩行や運動の際に靴が接地すると、地面から受ける衝撃で足が疲労し、衝撃が強かったり、長時間運動を継続した場合は足を傷める心配もあった。
そこで、従来、垂直方向の荷重が加わると圧縮されて衝撃を吸収し、荷重が取り除かれた時に復元する緩衝装置が種々知られている。
例えば、特許文献１には、空気室を備えた靴のソール部に搭載される緩衝装置が記載されている。しかし、この緩衝装置は、急激に強い衝撃が加わると空気室が破損する心配があり、破損を避けるために硬い材質で空気室を形成すると、衝撃緩和効果が低下してしまう。

また、特許文献２には、靴底に開閉可能な上板及び下板を設け、上板と下板の間にコイルバネを介在した靴が開示されているが、この靴は、接地による衝撃をコイルバネの部分で受け止めるため、狭い面積に大きな負荷がかかって、破損の原因となるばかりか、使用者への負担も大きかった。
特許文献３には、中敷き本体の爪先側に、弾性を有し、先方に向かうに従い高さが次第に高くなる傾斜体が設けられている靴の中敷きが記載されている。この中敷きは、緩衝部分である傾斜体を設ける位置や数が限られてしまい、運動特性等に応じて自由に傾斜体を設置し難いという欠点があった。

さらに、特許文献４には、上プレートと、下プレートと、上プレートと下プレートとの間に配置された複数の支柱部材を備え、隣接する支柱部材は同じ方向を向いたＣ形断面を有する履物用のミッドソールが開示されている。
しかし、このミッドソールは、支柱部材の断面が一側へ凸に湾曲したＣ形に形成されているので、荷重が加わると支柱部材が常に一方向へ大きく変形し、上プレートと下プレートも平行にずれ易く、長期間使用すると元の形状に復帰し難くなる心配があった。

特表２００５−５１４０９２号公報 特開平５−２９３００１号公報 特開２０１０−２８４２１２号公報 特表２００８−５３２６１８号公報

本発明が解決しようとする課題は、構造が簡単であり、運動等によって加わる衝撃を広い面で吸収して足等への負担を軽減すると共に、次の運動エネルギーへ転換することができ、破損や劣化を起こし難い緩衝板及び靴を提供することにある。

本発明の緩衝板は、頂部が外方へ凸の弧状に湾曲すると共に、頂点を通る中心線を挟んだ両側に、それぞれ中心線方向へ湾曲して突出した折り返し部と逆方向へ湾曲して突出した折り返し部とが連続して複数形成された縦断面形状のスプリング部を、上下逆向きに交互に連続して複数本配置して成る。
前記スプリング部の断面は、前記中心線方向へ突出する折り返し部どうし、及び、逆方向へ突出する折り返し部どうしが前記中心線を挟んで対向している形状であってもよい。
靴底部のつま先部から踵部に亘って設けられ、土踏まず部分より前側のつま先部分及び後側の踵部分に、それぞれ複数本の前記スプリング部が設けられることがある。

この場合、前記つま先部分及び踵部分を足幅方向に複数に分岐し、各分岐部にそれぞれ複数本の前記スプリング部を形成してもよい。
また、前記土踏まず部分に複数本の前記スプリング部を、外側から内側に向かって広がる放射状に形成してもよい。
前記つま先部分及び踵部分が低く、土踏まず部分が高いアーチ状に湾曲しているとよい。
靴底部のつま先部に設けられる前部緩衝板と、該前部緩衝板の後方に設けられる後部緩衝板とから成ることがある。
本発明の靴は、前記緩衝板が靴底部に内蔵されている。

本発明によれば、スプリング部によって衝撃を吸収するので、足などへの負担が軽減され、吸収した衝撃が次の運動へのエネルギーに効率的に転換される。
また、スプリング部は板体を複数回折り返して上下に重ねた形状の断面を有するので、垂直方向の衝撃が加わった時に上下方向に変形して衝撃を吸収し、水平方向に変形し難く、緩衝板を搭載した靴などが水平方向の応力で破損するのを防止でき、しかも、空気室を内蔵したもののように、急激に加わる衝撃で空気室が破れる恐れもない。
さらに、スプリング部は、断面の中心線方向へ突出した折り返し部と逆方向へ突出した折り返し部とが連続した形状であるため、これら互いに逆側へ突出する部分が撓みの挙動を打ち消し合い、しかも、複数の屈曲点を持つことで弾性性能が高まり、この結果、いっそう衝撃緩和効果が向上する。また、緩衝構造毎に３つ以上の支点を有するため、荷重が加わった時に緩衝構造が安定して伸縮する。

本発明の実施例１を示す緩衝板の平面図である。 本発明の実施例１を示す緩衝板の側面図である。 本発明に係る緩衝板の断面図であり、（イ）、（ロ）は参考例、（ハ）は実施例１の緩衝板を示す。 本発明に係る緩衝板の断面図であり、（イ）、（ハ）は参考例、（ロ）、（ニ）は実施例１の緩衝板を示す。 本発明の実施例１に係る靴の側面図である。 本発明の実施例２を示す緩衝板の平面図である。 本発明の実施例２を示す緩衝板の側面図である。 本発明の実施例３を示す緩衝板の平面図である。 本発明の実施例３を示す緩衝板の側面図である。 本発明の実施例４に係る靴底部の断面図である。 参考例を示す緩衝板の側面図である。 参考例を示す緩衝板の側面図である。 スプリング部の第２の態様を示す平面図である。 スプリング部の第３の態様を示す平面図である。 参考例を示すスプリング部の断面図である。 参考例を示すスプリング部の断面図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図１〜図４は、本発明の実施例１を示す。
図４に示すように、靴２の靴底部２ａに緩衝板１がつま先部から踵部に亘って内蔵されている。
緩衝板１の素材としては、チタン、ステンレス、ＦＲＰ（ＣＦＲＰ）等が適しているが、カーボン、アルミニウムを含む軽量合金等とすることもできる。なお、金属を用いる場合は、靴２の靴底部の素材との親和性を高めるために、緩衝板１の外面にシリコンなどの樹脂素材をコーティングすることが望ましい。

図１及び図２に示すように、緩衝板１は、１枚の板体から足の形状に合わせて、足の土踏まずの下方に位置する土踏まず部分３と、土踏まず部分３より前側のつま先部分４と、土踏まず部分３より後側の踵部分５とを一体に形成してある。
また、緩衝板１は、つま先部分４及び踵部分５が低く、土踏まず部分３が高いアーチ状に湾曲しており、土踏まず部分３はつま先部分４及び踵部分５よりも幅狭くなっている。
通常、人の足の土踏まずは、親指側（内側）が小指側（外側）より深く窪んでいるので、緩衝板１の土踏まず部分３も内側が高く隆起している。なお、緩衝板１の湾曲程度は、靴２の寸法、靴２を着用して行うスポーツの種類等によって調整する。

緩衝板１のつま先部分４及び踵部分５にはそれぞれ帯状のスプリング部６が複数本設けられている。
スプリング部６は、図３の（ハ）及び図３−１の（ロ）、（ニ）に示すように、頂部が外方へ凸の弧状に湾曲すると共に、頂点を通る中心線Ｌを挟んだ両側に、それぞれ中心線Ｌ方向へ湾曲して突出した折り返し部と逆方向へ湾曲して突出した折り返し部とが連続して複数形成された形状の断面を有する。実施例１では、緩衝板１を構成する板体を、それぞれ上下に間隔をあけて重ねながら、中心線Ｌより前側において前上方へ折り返し、さらに、後上方へ折り返し、次に、中心線Ｌより後側において前下方へ折り返し、その後、後下方へ折り返して、中心線Ｌ方向へ突出する折り返し部６ａどうし、及び逆方向へ突出する折り返し部６ｂどうしが中心線Ｌを挟んで対向する略Ω形状の断面を有するスプリング部６を形成してある。

スプリング部６の幅、高さ及び折り返し部分の形状は靴底部２ａの厚み等によって適宜変更することができる。例えば、図３の（ハ）に示すように、スプリング部６の頂面６ｄ、折り返し部６ａ、折り返し部６ｂ、折り返し部６ａと折り返し部６ｂとの接続部分６ｃを連続した弧状に形成しても良い。

或いは、図３−１の（ロ）に示すように、上方に凸に湾曲した横長の部分楕円形と、下方に凸に湾曲した横長の部分楕円形を連続して交互に形成して、上向きのスプリング部６と下向きのスプリング部６を交互に配置した形状としてもよい。
さらに、上記した各スプリング部６の内、異なる形状の上向きのスプリング部６と下向きのスプリング部６とを交互に配置することもできる。例えば、図３−１の（ニ）に示すように、図３−１の（ロ）のような上向きのスプリング部６と、図３の（ハ）のような下向きのスプリング部６とを交互に設けてもよい。

このようにスプリング部６の断面を中心線Ｌに対して対称の形状にすると、荷重が加わった時に、中心線Ｌ方向へ突出する折り返し部６ａどうし、及び逆方向へ突出する折り返し部６ｂどうしに逆向きの力が働いて挙動を打ち消し合うため、緩衝効果が増すが、必ずしも対称の形状にする必要はない。また、スプリング部６ごとに、頂点及び両側底部にそれぞれ支点α，β，γを有するため、荷重が加わった時にスプリング部６が安定して伸縮する。
なお、隣接するスプリング部６の寸法及び形状を互いに変えることも可能である。
図１に示すように、つま先部分４の前端部を除いた部分及び踵部分５に設けたスプリング部６は足幅方向に沿って形成されているが、つま先部分４の前端部両側に形成されたスプリング部６は、前端が足幅の中心に近付くよう傾斜している。

この緩衝板１を靴２の靴底部に内蔵すると、靴底部が接地した時に垂直方向の負荷が加わるが、土踏まず部分３が高くなるよう湾曲している緩衝板１自体が平たく弾性変形して衝撃を緩和し、さらに、上下に間隔をあけて３層に重なっているスプリング部６が高さ方向に圧縮されて衝撃を吸収する。
また、つま先部分４の前端部両側にスプリング部６を斜めに形成したことにより、運動時に親指側及び小指側へ斜め方向に向かう体重移動によって生ずる衝撃を効果的に緩和できる。
負荷が取り除かれると、緩衝板１及び各スプリング板６が元の形状に復帰し、加わった衝撃エネルギーが次の運動エネルギーに転換される。
なお、緩衝板１は金型による一体成型で簡単に製造することができる。

図５及び図６は、本発明の実施例２を示す。
実施例２では、緩衝板１のつま先部分４が足幅方向に二股に分岐し、前外側分岐部７と前内側分岐部８が形成されている。また、踵部分５も足幅方向に二股に分岐し、後外側分岐部９と後内側分岐部１０が形成されている。
通常、人の足は、親指側が小指側よりも長いので、前内側分岐部８は前外側分岐部７より長く、後内側分岐部１０は後外側分岐部９より長く形成されている。
また、前外側分岐部７、前内側分岐部８、後外側分岐部９及び後内側分岐部１０には、それぞれ複数本の帯状のスプリング部６が足幅方向に沿って形成されている。
緩衝板１の土踏まず部分３には、複数本のスプリング部６が外側から内側に向かって広がる放射状に形成されている。土踏まず部分３に形成される各スプリング部６は、外側から内側に向かって次第に幅広くなっている。

この緩衝板１を製造するには、金型で一体成形し、型抜き後に、つま先部分４の足幅方向中央部及び踵部分５の足幅方向中央部をプレス裁断して切り取り、つま先部分４を前外側分岐部７と前内側分岐部８の二股に分岐させると共に、踵部分５を後外側分岐部９と後内側分岐部１０とに分岐させる。次いで、薬品処理を施してプレス裁断により生じたバリを除去する。
なお、前外側分岐部７、前内側分岐部８、後外側分岐部９及び後内側分岐部１０にそれぞれ異なる寸法、方向でスプリング部６を形成することもできる。

このようにつま先部分４及び踵部分５を分岐させることで、足のつま先側内方及びつま先側外方へ向かう体重移動と、踵側内方及び踵側外方へ向かう体重移動に対応していっそう効果的に衝撃を緩和する。
また、人体の土踏まずの構造上、足の内側に向かうに従って次第に動作範囲が大きくなるが、緩衝板１の土踏まず部分３にスプリング部６を放射状に形成したことにより、この挙動に対応することができる。
その他の構造は、実施例１と同様である。

図７及び図８は、本発明の実施例３を示す。
実施例３では、つま先部分４及び踵部分５をそれぞれ足幅方向に３本に分岐して、前外側分岐部７’、前中央分岐部１１及び前内側分岐部８’と、後外側分岐部９’、後中央分岐部１２及び後内側分岐部１０’とを形成してある。
また、前外側分岐部７’、前中央分岐部１１、前内側分岐部８’、後外側分岐部９’、後中央分岐部１２、後内側分岐部１０’にそれぞれ複数本のスプリング部６を形成してある。
このため、実施例２のものに比べて、内外方向だけでなく、前後真直ぐな方向への体重移動にも対応可能である。
なお、土踏まず部分３にスプリング部６を設けていないが、実施例２と同様に放射状のスプリング部６を形成しても良い。
その他の構造及び製造方法は、実施例２と変わるところはない。

図９は、本発明の実施例４を示す。
実施例４の緩衝板１は、金属製の前部緩衝板１ａと、合成樹脂製の後部緩衝板１ｂとから成る。
前部緩衝板１ａ及び後部緩衝板１ｂには、それぞれ複数のスプリング部６が幅方向に沿って形成されている。また、前部緩衝板１ａは靴底部２ａのつま先部に内蔵され、後部緩衝板１ｂは前部緩衝板１ａの後方において靴底部２ａに内蔵される。金属製の前部緩衝板１ａは、合成樹脂製の後部緩衝板１ｂに比べて弾性性能及び強度が高いので、後部緩衝板１ｂより薄くしても十分な機能が得られ、厚みが小さい靴底部２ａのつま先部に内蔵することが可能である。
なお、後部緩衝板１ｂは靴底部２ａの踵部のみに配置しても良い。また、前部緩衝板１ａを合成樹脂製とし、後部緩衝板１ｂを金属製とすることも、前部緩衝板１ａ及び後部緩衝板１ｂを共に金属製或いは合成樹脂製とすることも可能である。
その他の構造は実施例１と同様である。

実施例１〜４に示す緩衝板と同じ構造を有する金属製の板体の上面に上板を、下面に下板をそれぞれ積層した積層構造としてもよい。上板及び下板は合成樹脂を素材とする平板であり、これらを積層することで緩衝板１の強度が増すと共に、緩衝板１を内蔵したことにより靴底部２ａを傷つける心配がない。

なお、実施例１〜４に示す緩衝板と同じ構造の金属製の板体を、弾性を有する厚手の合成樹脂板の中に埋め込んで緩衝板としてもよい。
また、靴底部２ａのつま先部から踵部に亘って配置する緩衝板１は、土踏まず部分３が高くなるように湾曲せず、全体として平らに形成しても良い。
或いは、緩衝板１を靴底部２ａの一部、例えば、つま先部のみ、或いは、踵部のみに配置することもできる。
さらに、緩衝板１を靴２の靴底部に内蔵せず、靴２の内部底面に敷き、その上に中敷を載せて使用することも可能であり、靴底の裏面に直接貼り付けてもよい。
緩衝板１に設けるスプリング部６の配置場所、数、幅、方向等は、使用者の身体的特性や靴２を着用して行うスポーツの特性によって適宜変更でき、単体のスプリング部（緩衝構造）６を靴底部２ａの適宜箇所に設けることも可能である。

スプリング部６は、平面視で直線状とせず、図１２に示すように弧状に湾曲したり、図１３に示すようにＶ字状に屈曲しても良い。
実施例１〜６では、スプリング部６の折り返し部分は、前後に１回ずつ折り返して板体が上下に間隔をあけて３枚重なっているが、さらに多く折り返すこともできる。この結果、緩衝板１の衝撃緩和効果は高まるが、嵩張るので靴底が分厚くなる。

また、スプリング部６の折り返し部分を湾曲させず、図１５に示すように、鋭角的に折り曲げて断面Ｚ字状にすると、屈曲点での応力が高くなって破断、クラック等が発生しやすく、弾性もＳ字状のものに比べて劣る。
なお、本発明の緩衝板は、靴以外に搭載することも可能であり、例えば、自動車・航空機・船舶・列車等の荷物室のフロアマットや座席シート、ベッドマットのような荷重変化を伴う移動体などの緩衝構造に応用することができる。

１ 緩衝板
１ａ 前部緩衝板
１ｂ 後部緩衝板
２ 靴
２ａ 靴底部
３ 土踏まず部分
４ つま先部分
５ 踵部分
６ スプリング部
７，７’ 前外側分岐部
８，８’ 前内側分岐部
９，９’ 後外側分岐部
１０，１０’ 後内側分岐部
１１ 前中央分岐部
１２ 後中央分岐部
１３ 上板
１４ 下板

Claims (8)

1. 帯状で弾性を有し、頂部が外方へ凸の弧状に湾曲すると共に、頂点を通る中心線を挟んだ両側に、それぞれ中心線方向へ湾曲して突出した折り返し部と逆方向へ湾曲して突出した折り返し部とが連続して複数形成された縦断面形状のスプリング部を、上下逆向きに交互に連続して複数本配置したことを特徴とする緩衝板。
2. 前記スプリング部の断面は、前記中心線方向へ突出する折り返し部どうし、及び、逆方向へ突出する折り返し部どうしが前記中心線を挟んで対向している形状であることを特徴とする請求項１に記載の緩衝板。
3. 靴底部のつま先部から踵部に亘って設けられ、土踏まず部分より前側のつま先部分及び後側の踵部分に、それぞれ複数本の前記緩衝構造が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の緩衝板。
4. 前記つま先部分及び踵部分が足幅方向に複数に分岐しており、各分岐部にそれぞれ複数本の前記緩衝構造が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の緩衝板。
5. 土踏まず部分に複数本の前記緩衝構造が、外側から内側に向かって広がる放射状に設けられていることを特徴とする請求項３又は４に記載の緩衝板。
6. 前記つま先部分及び踵部分が低く、土踏まず部分が高いアーチ状に湾曲していることを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の緩衝板。
7. 靴底部のつま先部に設けられる前部緩衝板と、該前部緩衝板の後方に設けられる後部緩衝板とから成ることを特徴とする請求項１又は２に記載の緩衝板。
8. 請求項１〜８のいずれかに記載の緩衝板が靴底部に内蔵されていることを特徴とする靴。

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