JPH04503463A - 靴および靴用弾性挿入体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 靴および靴用弾性挿入体 二型Ω分野 大発明は履物、特に１弾性挿入体を備える履物に関する。

及咀Ω背量 過去百年以上にわたって時々、靴底や内底にばねを内装する試みが行われてきた 。その内の初期のものは、米国特許第４１３６９３号、同！！！’５０７４９Ｑ 号、同第９６８１２０号、同第１０８８３２４号に示されている。これら初期の 特許は最近発行された米国特許！４３２２８９３号と同様に、螺旋状に巻回され たコイルばねを、衝撃を吸収するエネルギ貯蔵装置として使用しているが、これ らコイルばねは高さが１径より大きく且つ、その圧Ｈ２Ｎ囲が限られている。そ こで。

圧縮時の高さをできるだけ低くするために円錐状に巻かれたコイルスプリングが 現在用いられているが、これらのコイルばねはエネルギの貯蔵能力に問題がある 上に、自由端に荷重が集中するので保持するのが難しく、米国特許第２６６８３ ７４号に示されているような補強部材である剛性の保持板が必要となる。又、米 国特許第４２６７６４８号（ワイプ）には、平ばねやさらばね等数種類のコイル ばねが開示されており、小さいばねを数多く使ってばね高を低くしている。

２皿の旦独笠盟効釆 本発明の目的は、コンパクトで且つエネルギ貯蔵能力に優れた弾性挿入体を提供 することにある。

本発明の特徴は、直径が高さより大きく且つ、荷重を支える面が大きい点にある 。

本発明の弾性挿入体は、靴の中に保持するのが比較的簡単で旦つ、エネルギ貯蔵 能力が同程度の従来装置と比較した場合に、比較的軽く、小型に構成できる利点 がある 本発明の他の目的、特徴、効果は、以下の説明から明からになろう。

光皿の！杓 ここに開示する靴は、靴底部材と、靴底に取着され、履いている者の足を取り囲 む上部部材と、足に協働する内底とで構成されている９弾性挿入体は、靴底の内 部と内底の間の靴内に挿置され、靴底に略々垂直な軸に沿って変形する。この弾 性挿入体は、連続的に延在する略々平坦な外側のリングと、ばね板を形成する切 抜き部とから成る。ばね板はリングの表面から突出すると共に荷重を受けて圧縮 した時に弾性的に撓む。

２皿９箇！女説更 図１は１弾性挿入体の平面図。

図２は、図１の挿入体の側面図。

図３は、靴の一部切り欠き側面図で、靴を履いている者の足を略図で示しである 。

図４は、■３の４−４線断面区。

図５は、挿入体の挿入位置を示す靴の平面図。

図６は１弾性挿入体の別実施例を示す平面図。

図７は、荷重を受けていない時の図６の弾性挿入体の側面図。

図８は、完全に圧縮された時の図６の弾性挿入体の側面図。

図９は１弾性挿入体の第三実施例を示す平面図、尚、側面で見た場合に、荷重を 受けていない時と、荷重を受けて圧縮された時の状態は図７及び図８に夫々示し た状態と略々同じである。

図４０は、弾性挿入体の第四実施例を示す平面図。

図１１は、図１０の弾性挿入体の側面図。

図１２は、荷重と撓みの関係を示すグラフ。

図１３は１片持梁の概略図。

好丞！施倒９脱朋 本発明の実施例を図面に基づいて開示する０図１〜図５は、運動靴２２に使用す る弾性挿入体２０の第一実施例を示す８本実施例の弾性挿入体は、図４に示すよ うに、共通の軸に沿って重ね合わせた上部部材２４と、下部部材２６とから成る 。上部部材２４と下部部材２６は構造が略々同じで、リベッ１−２８等の固着手 段を使って双方の中心部を固着しである。上下の各部材は、ばね用薄ｗ４板等の 弾性変形自在な材料で形成する。各部材は連続的に延在する略々平坦な外側のリ ング３０と、ばね板３４を形成するために切り取った切抜き部３２とで構成され ている。

ばね板はリング３０から内側に延在する部材であって、図１に平面で示すように Ｗ形が好ましい、このばね板は膨出したボス部３６まで延伸しており、このボス 部の中心孔にリベット２８を挿入する。

リング３０は、図２に側面図で示すように全体的に平坦である。一方、ばね板３ ４は、リングに荷重が加わっていない時にはリングの表面から突出している。

部材２６の形成材料は図示の如く厚さＴと、高さＨな有する。そして、高さＨと 厚さＴの差が部材が撓むことができる値の最大値である０弾性部材は、圧縮され ると高さのある状態から完全に平坦な状態へ疲労することなく繰り返し変化でき る。

ばね板３６は、一端が固定され、他端で荷重を受ける片持梁の作用をする。この ばね板は、厚さ丁が一様で、その幅は場所によって異なる。即ち、ばね板の幅は リング３０の近傍が最も広（、ボス部３０近傍で最も狭くなるように先細形状と なっている。ばね板を螺旋形とした理由は、梁をできるだけ長くすることにある 。しかして、螺旋状の梁は荷重を受けると、一端が剛体に片持式に取り付けられ た一本の真直な梁と同様に、撓み且つ５簡単に剪断され、折曲する９弾性部材を 図４に示すように上下二個の部材で構成した場合、荷重を受けていない時の高さ 、圧縮された時の厚さ、そして、有効範囲は、−個で構成した場合の二倍となる 。

靴２２は、靴底部材４０と、上部部材４２と、内底Ａ４とから成る。そして。

靴底部材４０は外面４６と、内面４８を有する。又、上部部材４２ば、靴底の周 縁に固着され、靴を履いて者の足を略々包囲する。内底４４は、靴底部材の内面 と同形状で、普通の靴の場合と同様に履いている省の足に当接する。靴底の内面 と内底との間には空所５０が形成されており、この空所５０内に弾性挿入体２０ を挿置しである。履いている者の足によって挿入体の軸方向に荷重が加わると。

ばね板３４はリング側に弾性変形する。そして、走ったり跳ねたりすると、ｔ１ 人体に加わっている荷重によって、挿入体は圧縮したり伸縮して、エネルギを蓄 えたり放出したりする。尚１図４に示す本発明の実施例では、柔らかい発泡性の 内底４４が変形して切抜き郡の中へ突入しないように、：４い補強材３２を設け てい弾性挿入体は、バスケットボールやバレーボール等の跳躍競技用の運動靴に 特に有益であるが、疾走用の靴にも役に立つ、跳躍すると、荷重が履いている者 の足から靴底を経て地面に伝わる。普通の靴の場合跳ぶＩ［罰に圧縮され、一度 地面から離れると元の高さまで膨張する。Ｗ通の靴は弾力が比較的乏しく、跳躍 してもヒステリシスが大きいためエネルギが効果的に放出されない９本例の大き さの挿入体は弾力に冨み且つ、ヒステリシスがかなり小さいので、跳躍した時に エネルギが最大限放出される。

靴には１図３および図５に示すように二個の弾性挿入体を挿入するのが好ましい 、二個の内、一方の挿入体は踵近くの靴底に、他方の挿入体は足裏の隆起した箇 所の下方に位置する。

弾性挿入体は０．２フインチの幅で圧縮し、ばね率が１７５バウンド／インチで あると、１６０パウンドの体重の人の靴として満足の行く結果が得られることが 試験から判明している。ばねは、ばね串ができるだけ高く、筋肉の成縮開始時や 跳躍時に十分に圧縮するのが理想的である。ばねは、硬すぎると筋肉ｕＭ時や跳 躍時に十分に圧縮することができない、ばねが筋肉の収縮時に十分に圧縮しない と収縮中に作用する力を制限してしまい跳躍動作が疎外される。一方、軟らか過 ぎると、エネルギを多く貯蔵することができないので、挿入体の効果が抑制され 、通常の歩行時に過度に変形する可能性がある。挿入体のばね率は履いている人 の体重や運動能力に応じて具体的に選ぶのが理想的であるが、挿入体を恒設して いる市販の靴には普通か硬めの挿入体を使うとよい、尚、挿入体のばね率は靴の サイズの間数として変化する。

ところで、跳躍競技に使う場合は、足裏の隆起したところと踵の下方に設けられ た二個の挿入体の形状とばね率を略々等しくするほうが良い、斯かるばね率は靴 の使用目的に応じて適宜変えることができる。例えば、長距離用運動靴の場合は 踵の下にだけ設け、他方、短距離用運動靴の場合は足裏の隆起した下方にだけ設 けるとよい。

図６〜図８は第二実施例の弾性挿入体６０を示す、挿入体は四角形の薄板６２を 切抜いて形成され、切抜き部６４と、連続的に延在する外側のリング６６と。

リング６６から内側に延在する複数のばね板６８．６８°、６８°°、６８°° °とから成る。挿入体は図７に示すように上部部材７０と、下部部材７２とで構 成するのが好ましい、各部材のリング６６は略々平坦で靴底に平行に延在する。

又、各部材のばね板は図７に示すように荷重を受けていない時はリング６６の表 面から突出すると共に、他のばね板に協働する１図示の如く、ばね板の両端は対 向するばね板と局部的に平行である。

第一実施例と同様に、上下の部材のバネ板はリベット等の固着手段によって固着 するのが好ましい、又、第−実施例と同様に弾性挿入体が完全に圧縮した時の高 さは厚さＴの二倍に等しく、ばね板は全体的に先細で、その幅はリングの近傍が 最も広い。

図９は第三実施例の弾性挿入体７６を示す、挿入体７６と挿入体６０の這いはウ ェブ７８の有無にあり、このウェブ７８は挿入体を横断してリングの両端を結合 する。様々な形をした一個又は複数個の切抜き部を形成すれば、様々な形状のば ね板を利用目的に応じて構成することができる。

図１０および図１１は第四実施例の弾性挿入体８０を示す、この挿入体８０も上 記実施例と同様に上下二個の部材で構成するのが好ましい、挿入体８０は図１お よび図２に示した挿入体２０と外観が似ており、第一切抜き部８２及び第二切抜 き部８４と、切り抜きにより形成された全体的に螺旋形のばね板８６を備え、ば ね板８６はその両端が連続的に延在する外側のリング８８に一体的に結合してい る。ばね板の中心部にはボス９０が突出しており、このボス９０に形成した穴９ ２内にリベット等が取り付けられる。ばね板はリング８８のところが最も広くボ スとの結合箇所が最も狭い。

挿入体８０の荷重と撓みの関係は、片持式ばね板を備える前記弾性挿入体のそれ とかなり異なる６片持式ばね板の荷重と撓みの関係を示すグラフは１図１２に線 ９４で示すようにかなり直線的である。最大荷重が一定として、弾性挿入体のエ ネルギ貯蔵能力を高めるには、荷重と撓みの関係を示すグラフは非直綿的、即ち 、初めは急激に、そして、その後は緩やかに太き（撓むのが好ましい、挿入体８ ０は曲線９４で示す片持式ばねと、曲線９６で示すドーム状のばね又はさらばね の特性を組み合わせもつばねであって１曲線９８で示す荷重と撓みの関係をも図 １３は、一端が固定で、他端に荷重を受ける片持式梁の略図である。この梁１０ ０は長さＬを有し、その自由端に力Ｆが加わった時に距ｆｉｄ撓む０図１３に示 す゛従来の片持式梁の撓みは次式で表わされる。

ｄ＝ＦＬ”／３ＥＩ ここで、Ｅは弾性率、■は梁の慣性モーメントである。梁の一端に力Ｆが加わる と、壁への取り付は部に同じ大きさの反力Ｆ真が発生する。又、この力Ｆによっ て、曲げモーメントＭ０が壁への取り付は部に生じる。この曲げモーメントＭ０ はＦＬの積に等しい、梁に作用する剪断荷重は梁全体にわたって一様であるが、 曲げモーメントは梁の長さに正比例する９曲げモーメントは壁側か最も大きく、 自由端側ではゼロになり、その間の曲げモーメントの値えは直線的に変化する。

梁に作用する曲げ荷重は取り付は壁側の近くが最も太き（、自由端側で最小とな る。応力の集中を避け、しかも挿入体をできるだけ軽（するために、本実施例の ばね板は全体的に先細に形成しである。即ち、外側のリング近くが最も幅広で、 荷重点近くが最も狭い、ばね板を先細形状にすると応力が略々一様に分布する。

図６に示す挿入体６０の梁６８は、その幅と慣性モーメントが長さの関数として 変化する点を除けば、図１３に示す従来の片持式梁と同様に作用する。この梁は 曲げ荷重と剪断荷重を受ける。又、挿入体２６に設けた螺旋形のばね板は荷重を 受けると捩れる。捩れ荷重による相対的な曲げ具合は梁の全体にわたって形状の 関数として変化する１図１に示す実施例の挿入体では捩れ変形のため２／３以上 のエネルギがばねに蓄えられる。挿入体８０には、剪断、曲げ、捩れに加えて、 荷重を受けると軸方向に圧縮する。

均一な肉厚の薄板材で弾性挿入体を形成すると、ばね板は、その断面が全体的に 四角形で、幅が肉厚よりかなり大きくなる。四角形にすると、ばね板の断面二次 極モーメントが最大となり、図１に示す螺旋形の挿入体の捩れが旨く抑えられ本 実施例の弾性挿入体には、例えば、５ＡＥ９２５４．５ＡＥ１０７４等の高品質 のばね鋼を使えるが、勿論、他の材料でも構わない。一般的なばねの材料および その特性については、マークの機械工学便覧、第８版、第８〜７８頁に示されて いるので、同便覧をもって説明したものとする。尚１重量が重要な要件の場合は 、チタン製の板材や、繊維強化複合材料の成型物等の材料を用いるとよい。

弾性挿入体の作製には適当な厚さのばね鋼材等の平坦なシート材を使用する。鋼 材は焼きなましたものであるが、圧延や打抜によって所望の平Ｉに切断する。挿 入体はばつ取りをして鋭利な隅を取り除くのが好ましい０次いで、ばね板をリン グの表面から所望の高さにまで弾性変形させる。その後、ばね板を通常の急冷方 法を利用して熱処理し、ばねを堅くする。挿入体を上下二個の部材で構成する本 実施例において、これら二個の部材を夫々のばね板を軸方向に整合させた状態で 係合させ、リベット等を便って固着する。

以上に図示し説明した実施例は本発明の好適実施例であるが、勿論、図示実施例 が考えつる全ての実施例ではない、又、使用した用語は説明のためであって、そ の用語に限定されない、従って、本発明は、開示した発明の精神と範囲を逸脱し ない範囲で様々に変更できよう。

補正書の翻訳文提出書 （特許法第１８４条の８） 平成　３年　６月２１日ロ！

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. １．人の履く靴であって、 外面と、内面と、周縁とを有し、全体として平坦な靴底部材と、該靴底部材の周 縁に固着され、靴を履いている人の足を囲む上部部材と、前記靴底部材の内面に 対応する形状を有し、履いている人の足に協働する内底と、 前記靴底の内面と前記内底の間に挿置され、該靴底に略々垂直な軸に沿って弾性 変形する弾性挿入体とから成り、該弾性挿入体は連続的に延在する全体として平 坦な外側のリングと、該リングに形成され、ばね板を生ぜしめる切抜き部とを備 え、該ばね板は、荷重を受けない時は前記リングの表面から突出し、荷重を軸方 向に受けると前記リングの表面側へ弾性変形する靴。
2. ２．前記弾性挿入体は共通の軸に沿って重ね合わせられた上下二個の要素から成 り、該上下二個の要素は各々、連続的に延在する全体として平坦な外側のリング と、該リングに形成され、ばね板を生ぜしめる切抜き部とを備え、該ばね板は、 荷重を受けない時は該リングの表面から突出し、荷重を軸方向に受けると前記リ ングの表面側へ弾性変形する請求の範囲第１項に記載の靴。
3. ３．前記上下二個の要素はその形状が略々同じである請求の範囲第２項に記載の 靴。
4. ４．前記弾性挿入体は前記上下二個の要素を固着する固着手段を含んで成る請求 の範囲第３項に記載の靴。
5. ５．前記上下二個の要素の各リングは、略々円形である請求の範囲第２項に記載 の靴。
6. ６．前記弾性挿入体の前記リングは、略々円形である請求の範囲第２項に記載の 靴。
7. ７．前記弾性挿入体の前記ばね板は、略々螺旋形である請求の範囲第６項に記載 の靴。
8. ８．前記弾性挿入体は、完全に圧縮された時の高さが前記リングの軸方向の厚さ の二倍に等しく、荷重を受けない時の高さと、完全に圧縮された時の高さとの間 を疲労することなく繰り返す請求の範囲第２項に記載の靴。
9. ９．二個の弾性挿入体を備えて成り、一方の弾性挿入体は足裏の隆起した箇所の 略々下方に設けられ、他方の弾性挿入体は履いている人の踵の略々下方に設けら れた請求の範囲第１項に記載の靴。
10. １０．前記弾性挿入体は、共通の軸に沿って重ね合わせられた上下二個の要素か ら成り、該上下二個の要素は各々、連続的に延在する全体として平坦な外側のリ ングと、該リングに形成され、ばね板を生ぜしめる切抜き部とを備え、該ばね板 は、荷重を受けない時は該リングの表面から突出し、荷重を軸方向に受けると前 記リングの表面側へ弾性変形する請求の範囲第９項に記載の靴。
11. １１．前記上下二個の要素の各リングは、略々円形である請求の範囲第１０項に 記載の靴。
12. １２．前記弾性挿入体は、完全に圧縮された時の高さが前記リングの軸方向の厚 さの二倍に等しく、荷重を受けない時の高さと、完全に圧縮された時の高さとの 間を疲労することなく繰り返す請求の範囲第１０項に記載の靴。
13. １３．靴底に装着され、履いている人の足によって加えられる荷重に応じて靴底 に略々垂直な軸に沿って変形する弾性挿入体であって、連続的に延在する全体と して平坦な外側のリングと、その中央部に形成された切抜き部と、該リングから 内側に延在するばね板とから成り、該ばね板は、荷重を受けない時は該リングの 表面から突出し、荷重を軸方向に受けると該リングの表面側へ弾性変形する弾性 挿入体。
14. １４．前記弾性挿入体は、共通の軸に沿って重ね合わせられた上下二個の要素か ら成り、該上下二個の要素は各々、連続的に延在する全体として平坦な外側のリ ングと、該リングに形成され、ばね板を生ぜしめる切抜き部とを備え、該ばね抜 は、荷重を受けない時は該リングの表面から突出し、荷重を軸方向に受けると前 記リングの表面側へ弾性変形する請求の範囲第１３項に記載の弾性挿入体。
15. １５．前記上下二個の要素はその形状が略々同じである請求の範囲第１４項に記 載の弾性挿入体。
16. １６．前記弾性挿入体は前記上下二個の要素を固着する固着手段を含んで成る請 求の範囲第１５項に記載の弾性挿入体。
17. １７．前記上下二個の要素の各リングは、略々円形である請求の範囲第１４項に 記載の弾性挿入体。
18. １８．前記弾性挿入体の前記ばね板は、略々螺旋形である請求の範囲第１７項に 記載の弾性挿入体。
19. １９．人の足に履く靴であって、 外面と、内面と、周縁とを有し、全体として平坦な靴底部材と、該靴底部材の周 縁に固着され、靴を履いている人の足を囲む上部部材と、前記靴底部材の内面に 対応する形状を有し、履いている人の足に協働する内底と、 前記靴底の内面と前記内底の間に挿置されると共に、踵及び足裏の隆起した箇所 の略々下方に夫々設けられ、該靴底に略々垂直な軸に沿って独立して変形する踵 用弾性挿入体及び隆起部用弾性挿入体とから成り、該弾性挿入体は各々、連続的 に延在する全体として平坦な外側のリングと、該リングに形成され、ばね板を生 ぜしめる切抜き部とを備え、該ばね板は荷重を受けない時は前記リングの表面か ら突出し、荷重を軸方向に受けると前記リングの表面側へ弾性変形する靴。
20. ２０．前記弾性挿入体はばね鋼板で形成された請求の範囲第１９項に記載の靴。
21. ２１．前記弾性挿入体の前記ばね板は、その断面が四角形で、幅が肉厚より大き い請求の範囲第１９項に記載の靴。
22. ２２．前記弾性挿入体の前記ばね板は先細で、その幅は前記リングの近傍で最も 広く、荷重を受ける点が最も狭い請求の範囲第１９項に記載の靴。