JP5976095B2 - 履き物に使用するソールおよびその形成方法 - Google Patents

Description

この出願は、一般に、履物類の底に関し、かつ、より具体的には、履物用の複合材要素と、当該複合材要素を製造するための方法とに関する。

人は、体重や歩き方等の特徴により、および履物の使用目的により、異なる量の履物用支持体を必要とする。例えば、クロストレーニング等といった状況においては、履物内に、長手方向および横方向の支持を有することが都合が良い。あるいは、短距離走等の場合には、横方向の支持ではなく、長手方向の支持を有することが都合が良い。

履物は、履く人の支持ニーズに合った履物を提供することに加えて、最大限の性能を提供し、快適さを維持し、エネルギーを効率的に伝達し、および柔軟性を実現できることが必要である。さらに、履物は、軽量で耐久性があることを必要とする。例えば、サイクリストは、サイクリング中および自転車から降りた際の足の疲労を軽減するために、および柔軟性を提供するために、母指球の周りの領域に適切な支持を与える履物を必要とする。また、履物は、軽量であること、および履く人の足の屈曲に応じて撓む性質を有することを必要とする。

したがって、所望のレベルの性能および支持を維持しながら、所望の屈曲性を履く人に提供する靴底システムに対する要求がある。

本願の様々な側面、実施形態および構造が、これらのおよびその他の要求に対処する。本願は、一般に、履物に関し、より具体的には、靴底に関し、さらに具体的には、履物複合材要素と、当該複合材要素を製造する方法とに関する。

本願の実施形態は、一般に、調整された剛性を有する複合材要素を用いた履物に関する。一実施形態において、１つの履物は、靴の甲に取り付けられた靴底を含む。本発明のいくつかの実施形態は、本発明の複合材要素を具備する１つの履物のミッドソール、アウトソールまたはインソールである。本発明の別の実施形態は、本発明の複合材要素を具備するミッドソール、アウトソールまたはインソールを備える１つの履物である。本発明の別の実施形態は、各々が本発明の複合材要素を具備するミッドソール、アウトソールおよびインソールを備える１つの履物である。

一実施形態において、第１の部分は、複合材要素の第１の領域に配置され、第２の部分は、当該複合材要素の第２の異なる領域に配置される。別の実施形態においては、第１の部分及び第２の部分は、複合材要素の同じ領域に少なくとも部分的に配置されている。一実施形態において、複合材要素は、つま先領域、前足部領域、アーチ領域、踵領域、またはこれらのいずれかの組合せを備える。一実施形態において、複合材要素は、第１の剛性を有する第１の部分と、第１の剛性とは異なる第２の剛性を有する第２の部分とを含む。当該複合材要素の第１の部分および第２の部分は、様々な形状で形成することができる。例えば、一実施形態において、第１の部分および第２の部分のうちの少なくとも一方は、近位視点から見て、円形、矩形、三角形、または、Ｕ字状である。さらに、第１の部分および第２の部分のうちの少なくとも一方は、様々なサイズで形成することができる。例えば、一実施形態において、第１の部分および第２の部分のうちの少なくとも一方は、靴底のほぼ全幅に及ぶ。別の実施形態においては、より剛性の高い部分が、靴底の幅に部分的に及んでいる。この実施形態においては、より剛性の低い部分が、近位視点から見て、より剛性の高い部分の側部を囲んでいてもよい。また別の実施形態においては、第１の部分は、第２の部分と異なる厚さを有している。また、第１の部分および第２の部分のうちの少なくとも一方は、複合材要素内の様々な領域に配置することができる。

一実施形態において、複合材要素は、変形可能な部分と、実質的に変形不可能な部分とを含む。一実施形態において、変形可能な部分は、少なくとも１つの繊維強化層を具備し、また、実質的に変形不可能な部分は、少なくとも１つの繊維強化層を具備する。一実施形態において、変形可能な部分は、実質的に変形不可能な部分と異なる数の層を具備している。一実施形態において、変形可能な部分および実質的に変形不可能な部分はそれぞれ、履く人の特徴および使用目的に応じた所望の屈曲性を靴底に与えるように構成された複数の繊維強化層を具備している。各部分の、例えば、配向、形状、厚さおよび／または層の数は、複合材要素の当該部分に対して所望の屈曲性を与えるように変更することができる。

一実施形態において、複合材要素は、少なくとも１つの変形可能なつま先領域と、アーチ領域と、第１の複数の繊維強化層を有する踵領域と、第２の複数の繊維強化層を有する実質的に変形不可能な前足部領域とを有している。当該前足部領域は、一般に、当該つま先領域と当該アーチ領域との間に配置され、当該アーチ領域は、一般に、当該前足部領域と当該踵領域との間に配置される。第２の複数の繊維強化層は、第１の複数の繊維強化層よりも多くの数の層を有することができる。第１の複数の繊維強化層と第２の複数の繊維強化層が、当該複合材要素を形成することができる。

一実施形態において、アウトソールは、当該アウトソールから遠位に突出する少なくとも１つの突起を含むことができる。当該突起は、当該アウトソールの一体化部材とすることができ、または、当該突起は、当該アウトソールに取り付けられた別個の部材であってもよい。また、当該突起の位置および構成は変えることができる。また別の実施形態において、アウトソールは、クリート（滑り止め）のアタッチメントを収容できるように当該アウトソールに切り込まれたか、または穿孔されたクリート・アタッチメント空間を含むことができる。

別の実施形態においては、複合材要素を製造する方法が提供される。当該方法は、各靴底層が前足部領域と、つま先領域、アーチ領域および踵領域のうちの少なくとも１つの領域とを有する、１つ以上の靴底プリプレグ層を設けることであって、当該前足部領域が、当該つま先領域と当該アーチ領域との間に配置され、および当該アーチ領域が、当該前足部領域と当該踵領域との間に配置されることと、１つ以上の前足部プリプレグ層を設けることと、第１の成型において、各前足部プリプレグ層を、当該１つ以上の靴底プリプレグ層の当該前足部領域の周りに配置した第１のアセンブリを形成するように、当該１つ以上の靴底プリプレグ層と、当該１つ以上の前足部層とを重ねて配置することと、熱と圧力の一方または両方を第１のアセンブリに加えて、複合材を形成することとを備える。

加えて、上記方法は、アウトソールを形成するためのアウトソール要素、ミッドソールを形成するためのミッドソール要素、およびインソールを形成するためのインソール要素とともに、当該複合材要素を成型することをさらに備えることができる。また、当該方法は、当該靴底を靴の甲に接着することを備えることができる。

本願の実施形態の上記およびその他の目的、特徴および効果は、添付図面とともに解釈して、以下の詳細な説明を考慮すれば、より容易に理解されるであろう。
上述したことは、本願のいくつかの側面に関する理解を与えるための簡単な概要である。この概要は、本願の様々な実施形態の詳細な概説ではなく、完全な概説でもない。上述したことは、本願の鍵となる要素または重要な要素を特定することは意図されておらず、また、本願の範囲を正確に記述することも意図されていないが、本願の選択されたコンセプトを単純化したかたちで、以下に提示されているより詳細な説明への導入部として提示することが意図されている。正しく理解されるであろうが、上述した、または、以下に詳細に記載されている特徴のうちの１つ以上を単独でまたは組み合わせて用いる他の実施形態も可能である。

いくつかの実施例を説明するために、添付図面は、本明細書の一部に組み込まれ、およびその一部を構成している。これらの図面は、以下の記述とともに、本願の様々な実施形態の原理を説明する。当該図面は、様々な実施形態をどのようにして実行して用いることができるかに関して、好適な実施例および代替的な実施例を簡単に例示し、および請求されている主題を、例示されおよび記載されている実施例のみに限定するように解釈すべきではない。

１つの履物の側面図である。 アウトソールの一つの実施形態の側面図である。 図２のアウトソールの平面図である。 図２のアウトソールの底面図である。 複合材要素の一実施形態の平面図である。 図５の複合材要素の底面図である。 図５の線Ａ−Ａに沿った図５の複合材要素の断面図である。 図５の線Ａ−Ａに沿った図５の複合材要素の分解組立断面図である。 複合材要素の別の実施形態の平面図である。 複合材要素を形成するために用いることができる繊維強化層の一つの実施形態の平面図である。 複合材要素を形成するために用いることができる第２の繊維強化層に関連する第１の繊維強化層の一実施形態の平面図である。 複合材要素を形成するために用いることができる織布を含む繊維強化層の一実施形態の平面図である。 複合材要素を形成するために用いることができる第２の織布繊維強化層に関連する第１の織布繊維強化層の一実施形態の平面図である。 本願の一実施形態による複合材要素を製造する方法のフローチャートである。

さらなる特徴および効果は、図面に従って以下に説明するように、本願のいくつかの実施形態に関する以下のより詳細な説明から明らかになるであろう。
「１つの（“ａ”または“ａｎ”）」構成要素という用語は、本願明細書で用いる場合、１つ以上の当該構成要素を指す。したがって、「１つの（“ａ”または“ａｎ”）」、「１つ以上の」および「少なくとも１つの」という用語は、本願明細書において、同じ意味で用いることができる。また、「備える」、「含む」および「有する」という用語も同じ意味で用いることができることに留意すべきである。

「少なくとも１つの」、「１つ以上の」および「および／または」という用語は、実施において連言的かつ選言的である制限のない言い回しである。例えば、「Ａ，ＢおよびＣのうちの少なくとも１つ」、「Ａ，ＢまたはＣのうちの少なくとも１つ」、「Ａ，ＢおよびＣのうちの１つ以上」、「Ａ，ＢまたはＣのうちの１つ以上」および「Ａ，Ｂおよび／またはＣ」という言い回しのそれぞれは、Ａだけ、Ｂだけ、Ｃだけ、ＡとＢ、ＡとＣ、ＢとＣ、または、Ａ，ＢおよびＣを意味する。

「長手方向」という用語は、本願明細書で用いる場合、履物構成要素の長さ方向に伸びる方向を指す。例えば、長手方向は、履物構成要素の踵領域から、当該履物構成要素のつま先領域に及ぶ。また、「横方向」という用語は、本願明細書で用いる場合、履物構成要素の幅方向に伸びる方向を指す。さらに、「垂直方向」という用語は、本願明細書で用いる場合、長手方向および横方向に対して一般に垂直な方向を指す。

「近位」という用語は、本願明細書で用いる場合、１つの履物を履いたときに、足の部分に近い位置を指す。「遠位」という用語は、１つの履物を履いたときに、足の部分から離れている部分を指す。これらの方向を示す用語のそれぞれは、履物構成要素の個々の部分に適用することができる。

「繊維」という用語は、本願明細書で用いる場合、次のリスト、すなわち、単層カーボンナノチューブ、多層カーボンナノチューブ、グラフェンナノリボン、炭素繊維、金属繊維、ガラス繊維、レーヨン繊維、絹繊維、ナイロン繊維、オレフィン繊維、アクリル繊維、ポリエステル繊維およびアラミド繊維のうちの少なくとも１つを指す。

「インソール」という用語は、本願明細書で用いる場合、１つの履物の靴底の取り外し可能な部分を指し、その部分は、上部の開口部から当該１つの履物に挿入され、および履く人の解剖学的構造と、当該１つの履物の使用目的とにより、当該履く人の足に支持を与えるようにデザインされる。

「突起」という用語は、本願明細書で用いる場合、１つの履物の履く人に静止摩擦を与えるために有用である、アウトソールに一体化されたか、または、当該アウトソールに取り付けられた突出部を指す。

「ミッドソール」という用語は、本願明細書で用いる場合、当該アウトソールに取り付けられる、当該インソールと当該アウトソールとに挟まれる１つの履物の靴底の部分を指す。

「アウトソール」という用語は、本願明細書で用いる場合、上部から最も離れている１つの履物の靴底の部分を指す。
「ポリマー材料」という用語は、本願明細書で用いる場合、ビニールエステル、エポキシ、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリビニル、ポリアクリル酸、ポリハロオレフィン、ポリジエン、ポリオキシド、ポリエステル、ポリアセタール、多硫化物、ポリチオエステル、ポリアミド、ポリチオアミド、ポリウレタン、ポリチオウレタン、ポリ尿素、ポリチオ尿素、ポリイミド、ポリチオイミド、ポリ酸無水物、ポリチ無水物、ポリカーボネート、ポリチオカーボネート、ポリイミン、ポリシロキサン、ポリシラン、ポリホスファゼン、ポリケトン、ポリチオケトン、ポリスルホン、ポリスルフォキシド、ポリスルホン酸塩、ポリスルホアミド、ポリフィレン、およびこれらの組合せおよび／または混合物のうちの１つ以上を指す。

「プリプレグ層」という用語は、本願明細書で用いる場合、既に繊維が含まれているポリマー材料から成る層を指す。
「樹脂」という用語は、本願明細書で用いる場合、ホモポリマー、コポリマー、ポリマー合金またはこれらの組合せであるポリマー材料を指す。図１は、一般的に靴２といわれる１つの履物の側面図である。図示されているように、靴２は、靴底１０に取り付けられた靴の甲６を備えている。靴の甲６は、一般に足を包み込むものであり、公知のまたは後に開発されるどのような靴の甲も含まれる。靴底１０は、限定するものではないが、インソール、ミッドソールおよび／またはアウトソールを含むことができる。

図２〜図１４は、本発明の具体的な実施形態を示す。図２〜図４は、アウトソールを形成するように、アウトソール要素と一体形成された複合材要素から成る実施形態を示す。図５〜図９は、男性、女性または両方にフィットするようにデザインされた左側および右側の両方の靴底の構造と結合することができる複合材要素の実施形態を示す。実施形態は、どの国際的な靴のサイズ指定にも準拠する靴のサイズを有する靴底とも結合することができる。実施形態は、限定するものではないが、例えば、ウォーキングシューズ、テニスシューズ、バスケットシューズ、クロストレーニングシューズ、重量挙げ用シューズ、サイクリング用シューズ、陸上競技用スパイクシューズ、サッカーシューズ、フットボール用シューズ、ローラースケート、クラップスケート靴およびその他のアイススケート靴、ノルディックスキーブーツ、滑降用スキーブーツ、およびスノーボード用ブーツを含む様々な運動靴に取り付けられた靴底に結合することができる。また、実施形態は、限定するものではないが、作業用ブーツ、サンダル、ローファーおよび礼装用靴を含む様々な運動用ではない履物に取り付けられた靴底に結合することができる。したがって、本発明の実施形態は、広く履物に適用される。図１０〜図１３は、複合材要素を形成するために用いることができる繊維強化層の実施形態を示す。図１４は、複合材要素を製造する一つの方法を示す。

図２〜図４を参照すると、アウトソール２２を形成するようにアウトソール要素１８に結合された複合材要素１４の実施形態が記載されている。図示されているように、アウトソール２２は、大別して４つの領域、すなわち、履く人のつま先に一般に一致するつま先領域２６と、履く人の中足骨と、中足骨と指骨との間の関節とに一般に一致する前足部領域３０と、履く人の足底弓に一般に一致するアーチ領域３４と、履く人の踵に一般に一致する踵領域３８とに分けられる。図示されているように、前足部領域３０は、つま先領域２６とアーチ領域３４との間に配置され、アーチ領域３４は、前足部領域３０と踵領域３８との間に配置されている。図示されているこれらの領域は、複合材要素１４、アウトソール要素１８またはアウトソール２２の正確な領域を画定することを意図したものではない。その代わりに、当該領域は、以下の議論で役に立つ様々な領域を定義することが意図されている。

図示されているように、複合材要素１４およびアウトソール要素１８は、足の形状に一般に合うように形成されている。したがって、複合材要素１４およびアウトソール要素１８のうちの少なくとも一方は、隆起したアーチを有することができる。加えて、複合材要素１４およびアウトソール要素１８のうちの少なくとも一方は、足の側部の周りに拡がる隆起した周辺領域を有することができる。さらに、複合材要素１４およびアウトソール要素１８のうちの少なくとも一方は、踵を収容するための凹部を有することができる。いくつかの実施形態において、複合材要素１４は、さらなる剛性を与えるために、例えば、図２〜図４において、アウトソール要素１８と一体形成することができる。他の実施形態においては、複合材要素１４は、独立した物品として形成して、接着剤、成型、縫製、機械的固定等の公知の取付け方法を用いてアウトソール要素１８に接続することができる。また、複合材要素１４は、複合材要素１４が目に見えるように、また、場合によっては、当該１つの履物の底部からアクセス可能なように、ミッドソールの底面に接続することができる。

図２〜図４に示す複合材要素１４は、異なる剛性を有する部分を含む。例えば、複合材要素１４は、複合材要素１４の前足部領域３０に結合された、より剛性の高い部分４２と、複合材要素１４のつま先領域２６、前足部領域３０、アーチ領域３４および踵領域３８と結合されたより剛性の低い部分４６とを含む。より剛性の高い部分４２は、例えば、より剛性の高い部分４２の屈曲性を、履く人の特徴およびその履物の使用目的に合わせるために、様々な形状および厚さで形成することができる。図示されている、より剛性の高い部分４２は、遠位視点から見てシールドの形で形成されている。代替的な形状は、限定するものではないが、円形、三角形、矩形、台形およびこれらの組合せを含む。図２に示すように、より剛性の高い部分４２は、より剛性の低い部分４６よりも大きな厚さを有している。図２においては、追加された厚みが、複合材要素１４から遠位に一般に突出している。しかし、代替的な実施形態において、より剛性の高い部分４２は、複合材要素１４のより剛性の低い部分４６から近位に突出するか、または、複合材要素１４のより剛性の低い部分４６から近位および遠位に突出する厚さを含んでもよい。いくつかの実施形態においては、より剛性の高い部分４２は、より剛性の低い部分４６と同じ厚さを有してもよい。いくつかの実施形態において、より剛性の高い部分４２は、実質的に硬く、かつ実質的に変形不可能にすることができる。

図２〜図４において、複合材要素１４のより剛性の低い部分４６における複合材要素１４の各領域のサイズ、形状および厚さは、それらの領域の剛性を変えるように調節される。例えば、図４におけるつま先領域２６の変更されたサイズおよび形状は、複合材要素１４のより剛性の低い部分４６の他の領域と比較して、ねじりおよび曲げのうちの少なくとも一方を含む異なる剛性を、つま先領域２６にもたらす。一実施形態において、より剛性の低い部分４６は、変形可能であってもよい。別の実施形態においては、より剛性の低い部分４６は、ねじり応力およびせん断応力のうちの少なくとも一方により、変形可能にすることができる。

図２に示すように、アウトソール要素１８は、アウトソール要素１８から遠位に伸びている１つ以上の突起５０を含むことができる。１つ以上の突起５０は、アウトソール要素１８の一体化部材とすることができ、または、１つ以上の突起５０は、アウトソール要素１８に取り付けられた独立した部材であってもよい。また、１つ以上の突起５０の位置および構造は、アウトソール要素１８が組み込まれることになる履物のタイプによって変更することができる。例えば、１つ以上の突起５０は、ポリマー材料で構成することができる。また、１つ以上の突起５０のポリマー材料は、アウトソール要素１８の一体化部材以外に取り付けられる場合には、アウトソール要素１８のポリマー材料と異ならせてもよい。

いくつかの実施形態において、アウトソール要素１８は、ホモポリマー、コポリマー、ポリマー合金またはこれらの組合せのうちの１つ以上を含むポリマー材料であり、この場合、当該ポリマー材料は、ビニールエステル、エポキシ、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリビニル、ポリアクリル酸、ポリハロオレフィン、ポリジエン、ポリオキシド、ポリエステル、ポリアセタール、多硫化物、ポリチオエステル、ポリアミド、ポリチオアミド、ポリウレタン、ポリチオウレタン、ポリ尿素、ポリチオ尿素、ポリイミド、ポリチオイミド、ポリ酸無水物、ポリチオ無水物、ポリカーボネート、ポリチオカーボネート、ポリイミン、ポリシロキサン、ポリシラン、ポリホスファゼン、ポリケトン、ポリチオケトン、ポリスルホン、ポリスルフォキシド、ポリスルホン酸塩、ポリスルホアミド、ポリフィレン、およびこれらの組合せおよび／または混合物のうちの１つ以上を含む。

図２〜図４の複合材要素１４およびアウトソール要素１８は、いくつかのクリート・アタッチメント空間を含むことができる。例えば、前足部領域３０には、２つのスロット５４が設けられており、および自転車ペダルクリートを収容するように適応されている。この構成において、当該前足部領域のより剛性の高い部分４２は、アウトソール２２から自転車ペダルにエネルギーを伝達する堅固な相互作用点を形成する。加えて、クリート・アタッチメント空間を、つま先領域２６および踵領域３８のうちの一方または両方に設けることができる。例えば、図２〜図４においては、開口部５８が、つま先領域２６および踵領域３８に設けられている。当該アタッチメント空間は、サイクリングシューズに関連して図示されているが、当該アタッチメント空間の１つの方向の位置および構造が、靴の種類によって変わるであろうことは正しく認識することができる。例えば、ノルディックスキー靴は、サイクリングシューズとは異なるクリート・アタッチメント空間を有することができる。さらにまた、靴がクリート・アタッチメント空間を含まなくてもよいことは、正しく認識することができる。また、クリート・アタッチメント空間を囲む領域に追加的な剛性を与えるために、第２の複数の繊維強化層を、複合材要素１４のつま先領域および踵領域に加えてもよい。

さらに、図３に示すように、アウトソール２２は、クリート・アタッチメント空間の近位側を囲む１つ以上の凹部領域を含むことができる。図示されている凹部領域６２は、前足部領域３０に形成されたスロット５４と、つま先領域２６に形成された開口部５８とを囲んでいる。スロット５４を囲む凹部領域６２は、自転車用クリート取付けプレートを収容するような寸法で形成することができ、また、開口部５８を囲む凹部領域６２は、その他の種類のクリート用取付けプレートを収容するような寸法で形成することができる。

図５について説明すると、複合材要素１４が描かれており、その要素は、大別して４つの領域、すなわち、履く人のつま先に概ね一致するつま先領域２６と、履く人の足の裏の前方に概ね一致する前足部領域３０と、履く人の足底弓に概ね一致するアーチ領域３４と、履く人の足の踵に概ね一致する踵領域３８とに分けられる。図示されているように、前足部領域３０は、つま先領域２６とアーチ領域３４との間に配置され、また、アーチ領域３４は、前足部領域３０と踵領域３８との間に配置されている。これらの図示されている領域は、複合材要素１４の正確な領域を画定することを意図したものではない。

いくつかの実施形態によれば、複合材要素１４は、図示されている領域の全てを含まなくてもよい。それどころか、複合材要素１４は、つま先領域２６、前足部領域３０、アーチ領域３４または踵領域３８を、個別に、または、それらのいずれかの組合せで含むことができる。例えば、図９において、複合材要素１４は、つま先領域２６と、前足部領域３０と、アーチ領域３４とを有しているが、複合材要素１４は、踵領域３８を有していない。加えて、それらの領域は、サイズおよび形状を変えてもよい。例えば、図９において、つま先領域２６は、典型的な湾曲形状の足の裏のつま先部分ではなく、ストリップの形で形成されている。様々な領域のサイズおよび形状を調節することにより、それらの領域の剛性が変化する。例えば、図９のつま先領域２６の変更されたサイズおよび形状は、図５に示されているつま先領域２６および踵領域３８よりもより大きなねじり変形および曲げ変形のうちの少なくとも一方を可能にする。

図７〜図８は、実質的に硬くかつ変形不可能にすることができるより剛性の高い部分４２と、変形可能にすることができる少なくとも１つのより剛性の低い部分４６とを有する複合材要素１４の実施形態を示す。図示されているように、より剛性の高い部分４２は、前足部領域３０に配置され、一方、より剛性の低い部分４６は、つま先領域２６、アーチ領域３４および踵領域３８のうちの１つ以上に配置されている。図８において、より剛性の低い部分４６は、つま先領域２６、アーチ領域３４および／または踵領域３８の少なくとも１つの繊維強化層６６で構成されている。図８に描かれているようなより剛性の低い部分４６の少なくとも１つの繊維強化層６６は、通常の磨耗やせん断応力およびねじり応力、あるいはこれらのいずれかの組合せに応動して変形するように構成することができる。例えば、適度な横方向または直角方向の負荷のみを受ける場合、より剛性の低い部分４６の少なくとも１つの繊維強化層６６は、最小限の剛性を有し、それによって、図８に示すように、複合材要素１４のより剛性の低い部分４６の柔軟性を向上させることができる。また、大きな横方向の負荷を受ける場合は、図８に示すようなより剛性の低い部分４６の少なくとも１つの繊維強化層６６は、剛性を向上させてもよい。

前足部領域３０のより剛性の高い部分４２は、図８に示すように、前足部領域３０の剛性を向上させるために、少なくとも１つの繊維強化層６６と、少なくとも１つの追加的な繊維強化層７０とを含むことができる。その追加的な剛性は、エネルギーおよびパワーのうちの少なくとも一方の伝達を改善する。例えば、図７に示すようなサイクリングシューズにおいては、乗り手からペダルへのエネルギーおよびパワーのうちの少なくとも一方の伝達を増加させるために、より剛性の高い部分４２を前足部領域３０に配置することができる。図示されているように、少なくとも１つの追加的な繊維強化層７０を、少なくとも１つの繊維強化層６６の間に挿入することができる。一実施形態において、前足部領域３０のより剛性の高い部分４２は、最大限のエネルギーおよびパワーのうちの少なくとも一方の伝達をもたらし、一方で、つま先領域２６、アーチ領域３４および踵領域３８のより剛性の低い部分４６は、柔軟性をもたらす。この靴底の様々な領域における様々な剛性は、エネルギーおよびパワーのうちの少なくとも一方を効率的に伝達する必要のある、および／または履く人の足の個別の領域に保護および快適さのうちの少なくとも一方を与える必要のある多くの運動靴およびその他の靴にとって特に有用である。図８に示すような、配向を含む、繊維強化層６６および７０の数と積層構造は、要望通りに変更することができることは、正しく認識することができる。例えば、複合材要素１４の屈曲性は、繊維強化層６６および７０の数、各層６６および７０の構造および厚さ、および各層６６および７０の方向を変えることによって変更することができる。このようにして、複合材要素１４は、履く人の特徴および使用目的に適応される。

一実施形態において、少なくとも１つの繊維強化層６６は、約１〜約４の繊維強化層６６を有する。上述したように、複合材要素１４は、その構造によっては、全ての領域に及んでいなくてもよく、または、全ての領域を備えていなくてもよい。したがって、いくつかの構成においては、つま先領域２６、前足部領域３０、アーチ領域３４および踵領域３８、または、これらのいずれかの組合せは、繊維強化層を有していないであろう。

複合材要素１４の屈曲性に影響を与える別の要因は、各繊維強化層の構造および厚さである。いくつかの実施形態においては、各繊維強化層は、樹脂部材と繊維含有部材とを備える。当該樹脂部材は、ホモポリマー、コポリマー、ポリマー合金またはこれらの組合せのうちの１つ以上を含むことができ、およびそのポリマー材料は、ビニールエステル、エポキシ、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリビニル、ポリアクリル酸、ポリハロオレフィン、ポリジエン、ポリオキシド、ポリエステル、ポリアセタール、多硫化物、ポリチオエステル、ポリアミド、ポリチオアミド、ポリウレタン、ポリチオウレタン、ポリ尿素、ポリチオ尿素、ポリイミド、ポリチオイミド、ポリ酸無水物、ポリチオ無水物、ポリカーボネート、ポリチオカーボネート、ポリイミン、ポリシロキサン、ポリシラン、ポリホスファゼン、ポリケトン、ポリチオケトン、ポリスルホン、ポリスルフォキシド、ポリスルホン酸塩、ポリスルホアミド、ポリフィレン、およびこれらの組合せおよび／または混合物のうちの１つ以上を含む。当該繊維含有部材は、単層カーボンナノチューブ、多層カーボンナノチューブ、グラフェンナノリボン、炭素繊維、ガラス繊維、レーヨン繊維、絹繊維、金属繊維、ナイロン繊維、オレフィン繊維、アクリル繊維、ポリエステル繊維およびアラミド繊維、およびこれらの組合せを含むことができる。

当該繊維含有部材および当該樹脂は、単独でまたは組み合わされて、当該複合材の最終的な剛性を決めることができる。当該繊維含有部材は、不規則に方向付けられ、一定方向に方向付けられ、積層され、編み込まれ、またはこれらの組合せとされた繊維を含むことができる。

図１０は、線Ａ−Ａに関して不規則に方向付けられた複数の繊維７４を有する繊維強化層６６の一実施形態を示す。繊維７４の不規則な配向は、長手方向の剛性および横方向の剛性の一方または両方をもたらすことが可能である。

図１１は、少なくとも１つの繊維強化層６６と、少なくとも１つの追加的な繊維強化層７０とを有する複合材要素１４の一実施形態を示す。少なくとも１つの繊維強化層６６内の複数の繊維７４は、複合材要素１４のつま先領域から踵領域へ伸びる長手方向軸Ａ−Ａに対して第１の角度で実質的に配向されている。少なくとも１つの追加的な繊維強化層７０内の複数の繊維７４は、長手方向軸Ａ−Ａに対して、第２の異なる角度で実質的に配向されている。異なる繊維強化層内の強化繊維７４の配向を変更することにより、各繊維強化層は、異なる配向の屈曲性および剛性の一方または両方を有することが可能である。多層繊維強化層を用いることにより、当該複合材要素の長手方向および横方向の屈曲性を、履く人が行うと予測される具体的な活動のために調節することができる。

前述したように、複合材要素１４の剛性は、繊維強化層の数、および層の角度配向を変えることによって、特定の用途に対して調節することができる。さらに、少なくとも１つの繊維強化層６６および少なくとも１つの追加的な繊維強化層７０の屈曲性は、特定の用途に適応させるために、局所的な剛性をカスタマイズすることができる。１つの履物ごとに組み込むべき特定の屈曲性は、履く人および履く人が行う活動のうちの少なくとも一方に関して調節することができる。

したがって、一実施形態において、繊維強化層６６は、別の繊維強化層６６に対して第１の所定の角度で配向され、また、追加的な繊維強化層７０は、繊維強化層６６および別の追加的な繊維強化層７０のうちの少なくとも一方に対して第２の所定の角度で配向されている。少なくとも１つの繊維強化層６６の層および少なくとも１つの追加的な繊維強化層７０の層は、長手方向軸Ａ−Ａに対する回転に相当する様々なオフセットで配置することができる。例えば、一つの具体的な実施形態において、少なくとも１つの繊維強化層６６の層は、長手方向軸Ａ−Ａから約１０度の回転に相当するオフセットで配置され、また、少なくとも１つの追加的な繊維強化層７０の層は、長手方向軸Ａ−Ａから約４５度の回転に相当するオフセットで配置されている。したがって、当該繊維強化層は、靴底の特定の領域に、様々な程度の剛性または、柔軟性をもたらすことができる。当業者は、個々の層６６および７０を、所望の屈曲特性に応じて、長手方向軸Ａ−Ａから時計回りまたは反時計回りの方向に、０度〜１８０度で配向できることを正しく理解するであろう。

図１２は、織布７８を用いた繊維強化層６６の一実施形態を示す。織布７８のアライメントおよび織り方は、複合材要素１４のいくつかの領域に強度特性および剛性を、および複合材要素１４の他の部分に柔軟性を与えることができる。当該複合材要素の各部分間の強度および剛性の多様性は、当該繊維強化層内の織物層の数、または、当該繊維強化層内の織物層の配向を変えることによって実現することができる。好ましくは、強度特性および剛性は、前足部領域３０に関連し、また、柔軟性は、つま先領域２６、アーチ領域３４および踵領域３８のうちの１つ以上に関連している。織布７８は、単層カーボンナノチューブ、多層カーボンナノチューブ、グラフェンナノリボン、炭素繊維、金属繊維、ガラス繊維、レーヨン繊維、絹繊維、ナイロン繊維、オレフィン繊維、アクリル繊維、ポリエステル繊維およびアラミド繊維から選択された少なくとも１つの繊維を含むことができる。当該織物を構成する繊維は、少なくとも１つのポリマー材料に付着させることができる。当該ポリマー材料は、ビニールエステル、エポキシ、ポリオレフィン、ポリジエン、ポリオキシド、ポリエステル、ポリアミド、ポリチオアミド、ポリウレタン、ポリイミド、ポリチオイミド、ポリカーボネート、ポリチオカーボネート、ポリケトンおよびポリチオケトンのうちの少なくとも１つを含むことができる。

図１３は、少なくとも１つの繊維強化層６６と、少なくとも１つの追加的な繊維強化層７０とを有する複合材要素１４の実施形態を示す。これらの繊維強化層は、バイアスを有する織布７８を含むことができる。少なくとも１つの繊維強化層６６内の織布７８は、長手方向軸Ａ−Ａに対して第１の角度で実質的に配向することができる。少なくとも１つの追加的な繊維強化層７０内の織布７８は、長手方向軸Ａ−Ａに対して第２の角度で実質的に配向することができる。図１１に関連して上述したように、ある繊維強化層内の織布の配向、当該繊維強化層の数、および当該繊維強化層の配向は、特定の履く人および使用目的のために調節することができる。このことは、複合材要素１４の実質的に変形可能な部分と、実質的に変形不可能な部分との相対的な屈曲性を調節することを含む。

図１４は、本発明の一実施形態による複合材要素１４を形成する方法１００を示す。図１４および図５〜図８を参照すると、方法１００は、１つ以上の靴底プリプレグ層を設けること（ステップ１０４）と、１つ以上の前足部プリプレグ層を設けること（ステップ１０８）とを備えている。各プリプレグ層は、１つ以上の繊維強化層を含むことができる。各靴底プリプレグ層６６は、前足部領域３０と、必要に応じて、つま先領域２６、アーチ領域３４および踵領域３８のうちの少なくとも１つとを有する。前足部領域３０は、つま先領域２６とアーチ領域３４との間に配置され、アーチ領域３４は、前足部領域３０と踵領域３８との間に配置されている。少なくとも１つの靴底プリプレグ層６６と、少なくとも１つの前足部プリプレグ層７０とが、各前足部プリプレグ層７０を、１つ以上の靴底プリプレグ層６６の前足部領域３０の周りに配置された第１のアセンブリを形成するために、第１の型内に重ねて配置される（ステップ１１２）。靴底プリプレグ層６６と、前足部プリプレグ層７０とから成る階層は、変更してもよい。例えば、前足部プリプレグ層７０を加える前に、いくつかの靴底プリプレグ層６６を互いに積層してもよく、逆もまた同様である。また、靴底プリプレグ層６６を加える前に、いくつかの前足部プリプレグ層７０を互いに積層してもよい。そして、熱または圧力、またはそれらの両方が加えられて（ステップ１１６）、複合材要素１４、すなわち、積層複合材を形成する。

必要に応じて、複合材要素１４は、例えば、図３に図示されているように、アウトソール２２を形成するために、アウトソール要素１８に成形することができる。成形プロセスは、鋳造、射出成形、ＲＩＭ成形、圧縮成形、トランスファー成形、積層成形、またはこれらの組合せを含む。図２および図４に図示されているように、例えば、１つ以上の突起５０を、成形工程中に、アウトソール１８の一体化部材として形成することができる。また、１つ以上の突起５０は、当該成形工程後に、アウトソール２２に取り付けてもよい。また、１つ以上のクリート・アタッチメント空間５４を、アウトソール２２内に形成してもよい。また、この方法を、ミッドソールまたはインソールを形成するために用いてもよい。

本願は、様々な実施形態、構成または側面において、本発明の様々な側面、実施形態、構成、サブコンビネーションおよびサブセットを含む、実質的に本願明細書に図示されおよび記載されているような部材、方法、プロセス、システムおよび／または装置を含む。当業者は、本願を理解した後で、本願の様々な側面、実施形態、構成、サブコンビネーションおよびサブセットをどのようにして実行および利用するかを理解するであろう。本願は、様々な側面、実施形態および構成において、例えば、性能を向上させ、容易さを実現し、および／または実施コストを削減するために、従来の装置またはプロセスで用いられている可能性のある物品がない場合を含む、本願明細書に図示されていない、および／または記載されていないそのような物品がない場合、または、本発明の様々な側面、実施形態または構成において、装置およびプロセスを設けることを含む。

本願の上記の議論は、例示および説明のために提示されている。上述したことは、本願を、本願明細書に開示されている形に限定しようとするものではない。例えば、上記の詳細な説明では、本願の様々な形状構成が、本願を簡素化するための１つ以上の側面、実施形態または構成にまとめて分類されている。本願の側面、実施形態または構成の特徴は、上述されているもの以外の代替的な側面、実施形態または構成で組み合わせてもよい。本願のこの方法は、請求項が、各請求項で明確に列挙している特徴よりも多くの特徴を必要とするという意図を反映していると解釈すべきではない。むしろ、以下の請求項が反映しているように、進歩性のある側面が、上記で開示されている単一の側面、実施形態または構成の全ての特徴にあるわけではない。したがって、以下の請求項は、この詳細な説明に組み込まれ、各請求項は、独立した好適な実施形態として、それ自体に依存する。

また、本願の説明は、１つ以上の側面、実施形態または構成、ならびにいくつかの変形例および変更例に関する説明を含んでいたが、例えば、本願を理解した後には、当技術分野における熟練および知識の範囲内にある可能性があるため、その他の変形例、組合せおよび変更例も本発明の範囲内にある。代替的な、置換可能な、および／または等価な構造、機能、範囲またはステップが本願明細書に開示されているかいないかにかかわらず、および特許性のあるどのような主題も公的利用のために公開することを意図することなく、そのような代替的な、置換可能な、および／または等価な構造、機能、範囲またはステップを請求された権利に含む、代替的な側面、実施形態または構成を、許される範囲で含む権利を得ることが意図されている。

Claims (10)

1. 自転車用の履き物に対する用途に適合されたソールであって、
   つま先領域、前足部領域、アーチ領域、及び、踵領域を備え、
   前記アーチ領域は変形可能であり、かつ、少なくとも１つの剛性の低い繊維強化層を備え、
   前記前足部領域は実質的に変形不可能であり、かつ、前記アーチ領域よりも剛性の高い少なくとも１つの繊維強化層を備え、前記前足部領域は自転車のペダルにエネルギーを伝達するための相互作用点を提供するソール。
2. 前記少なくとも１つの剛性の低い繊維強化層及び前記少なくとも１つの剛性の高い繊維強化層は、ホモポリマー、コポリマー、ポリマーアロイおよびこれらの組合せから成る群から選択されたポリマー材料を含む、請求項１に記載のソール。
3. 前記少なくとも１つの剛性の低い繊維強化層及び前記少なくとも１つの剛性の高い繊維強化層は、ビニールエステル、エポキシ、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリビニル、ポリアクリル酸、ポリハロオレフィン、ポリジエン、ポリオキシド、ポリエステル、ポリアセタール、多硫化物、ポリチオエステル、ポリアミド、ポリチオアミド、ポリウレタン、ポリチオウレタン、ポリ尿素、ポリチオ尿素、ポリイミド、ポリチオイミド、ポリ酸無水物、ポリチオ無水物、ポリカーボネート、ポリチオカーボネート、ポリイミン、ポリシロキサン、ポリシラン、ポリホスファゼン、ポリケトン、ポリチオケトン、ポリスルホン、ポリスルフォキシド、ポリスルホン酸塩、ポリスルホアミド、ポリフィレン、およびこれらの組合せから成る群から選択されたポリマー材料を含む請求項１に記載のソール。
4. 前記少なくとも１つの剛性の低い繊維強化層及び前記少なくとも１つの剛性の高い繊維強化層は、単層カーボンナノチューブ、多層カーボンナノチューブ、グラフェンナノリボン、炭素繊維、ガラス繊維、レーヨン繊維、絹繊維、金属繊維、ナイロン繊維、オレフィン繊維、アクリル繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維およびこれらの組合せから成る群から選択された繊維を含む請求項１に記載のソール。
5. １〜４個の前記剛性の低い繊維強化層と、１〜１１個の前記剛性の高い繊維強化層とを更に備える請求項１に記載のソール。
6. 前記アーチ領域、及び踵領域は、異なる数の前記少なくとも１つの剛性の低い繊維強化層を含む請求項１に記載のソール。
7. 前記少なくとも１つの剛性の低い繊維強化層からなる前記アーチ領域は、通常の磨耗、せん断応力、ねじり応力、あるいは、これらの組合せに応じて変形するように構成される請求項１に記載のソール。
8. 前記剛性の低い繊維強化層からなる前記アーチ領域は、適度な横方向または直角方向の負荷、あるいは、それらの組合せに対して、最小限の剛性を有するように構成される請求項１に記載のソール。
9. 前記ソールは少なくとも１つの突起および少なくとも１つのクリート・アタッチメント空間を更に備え、
   前記クリート・アタッチメント空間は、前記ソールに自転車ペダルクリートを収容するため、前足領域に設けられ、
   前記前足部領域は前記つま先領域とアーチ領域との間に配置され、
   前記アーチ領域は前記前足部領域と踵領域との間に配置され、
   前記前足部領域およびアーチ領域は、繊維の数、繊維の配向、層の数、層の形状、および層の配向からなる群から選択された少なくとも１つの構成要素における少なくとも１つの相違により、剛性に関して互いに異なる請求項１に記載のソール。
10. 請求項１に記載のソールを形成する方法であって、
    前記前足部領域の１つ以上のプリプレグ層を金型に配置することと、
    前記前足部領域、つま先領域、アーチ領域、踵領域、およびそれらの組合せからなる群から選択された第２の領域の１つ以上のプリプレグ層を金型に配置して、第１のアセンブリを形成することと、
    熱及び圧力の一方または両方を前記第１のアセンブリに加えて、複合材を形成することと
    を備え、前記各プリプレグ層は１つ以上の前記繊維強化層を含む方法。