JPWO2019073609A1 - 靴底及びシューズ - Google Patents

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    • A43FOOTWEAR
    • A43BCHARACTERISTIC FEATURES OF FOOTWEAR; PARTS OF FOOTWEAR
    • A43B13/00Soles; Sole-and-heel integral units
    • A43B13/14Soles; Sole-and-heel integral units characterised by the constructive form
    • A43B13/141Soles; Sole-and-heel integral units characterised by the constructive form with a part of the sole being flexible, e.g. permitting articulation or torsion

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  • Footwear And Its Accessory, Manufacturing Method And Apparatuses (AREA)

Abstract

ソール(10)の中足部(14)を足幅方向両側の内側中足部領域(20)及び外側中足部領域(22)に所定のソール中心線(s)により区分したとき、内側中足部領域(20)に設けられる剛性低下部(32)を有し、内側中足部領域(20)の剛性低下部(32)は、外側中足部領域(22)より内側中足部領域(20)の足幅方向軸周りでの曲げ剛性が小さくなるように、ソール(10)の内側縁(10c)及び外側縁(10d)の平面視での形状とは別の要素に起因して、内側中足部領域(20)の曲げ剛性を低下させる。

Description

本発明は、シューズの靴底に関する。
従来より、靴底のソールに対して様々な工夫を施すことで、種々の機能をシューズに持たせる試みがなされている(たとえば、特許文献1参照)。
国際公開2017/046959号公報
ところで、体幹トレーニングでフロントブリッジ動作等をするとき、シューズの着用者(以下、単に着用者という)がつま先立ち姿勢をとることがある。本明細書での「つま先立ち姿勢」とは、ソールの後述する前足部を接地した状態のもと、ソールの少なくとも後足部を地面から浮かせた姿勢をいう。ソールの接地箇所以外の箇所でソールが地面に対してなす角度は特に問わない。
着用者の脚部の筋力が弱い場合、つま先立ち姿勢を安定して保持し難い傾向がある。着用者の運動をサポートする観点からは、つま先立ち姿勢で良好な安定性を得られる靴底の提案が望まれる。このような観点のもと検討したところ、詳細は後述するが、特許文献1に記載の靴底は改良の余地があるとの認識を本発明者は得た。
本発明のある態様は、このような課題に鑑みてなされ、その目的の1つは、つま先立ち姿勢の安定性の向上を図れる靴底を提供することにある。
本発明のある態様は靴底に関し、ソールを備えた靴底であって、前記ソールの中足部を足幅方向両側の内側中足部領域及び外側中足部領域に所定のソール中心線により区分したとき、前記内側中足部領域に設けられる剛性低下部を有し、前記内側中足部領域の前記剛性低下部は、前記外側中足部領域より前記内側中足部領域の足幅方向軸周りでの曲げ剛性が小さくなるように、前記ソールの内側縁及び前記外側縁の平面視での形状とは別の要素に起因して、前記内側中足部領域の前記曲げ剛性を低下させている。
本発明によれば、つま先立ち姿勢の安定性の向上を図れる靴底を提供できる。
発明例の一つとなるソールの平面図である。 人体の足部の骨格を示す平面図である。 着用者の右足の骨格を足長方向の前方から見た図であり、図3(a)は、着用者のつま先と踵が接地したときの位置関係を示し、図3(b)は、図3(a)の位置関係より交差角が大きくなった状態を示す。 着用者の右足の踵立方関節面と距舟関節面を示す図であり、図4(a)は、着用者のつま先と踵が接地したときの位置関係を示し、図4(b)は、図4(a)の位置関係より交差角が大きくなった状態を示す。 ショパール関節の運動軸を説明するための図であり、図5(a)は、右足の骨格の平面図であり、図5(b)は、その骨格を足幅方向内側から見た図である。 剛性低下部を設けたソールの他の発明例を示す底面図である。 更に他の発明例の一つとなるソールの底面図である。 解析に用いたソールを模擬したモデルを模式的に示す斜視図である。 解析の結果を示す図である。 外ねじれ抵抗想定領域を説明するための図である。 解析に用いた参考例のソールを示す図である。 解析により得られたねじれ周波数を示すグラフである。 図13(a)は、実験により得られたねじれ角度の計測結果を示し、図13(b)は、足首の動揺量の計測結果を示す図である。 第1変形例のソールの底面図である。 第1実施形態の靴底を用いたシューズを足幅方向内側から見た側面図である。 第1実施形態のソールの底面図である。 第2実施形態のソールの底面図である。 図18(a)は、第2実施形態のソールを足幅方向内側から見た側面図であり、図18(b)は、そのソールを足幅方向外側から見た側面図である。 図19(a)は、第2変形例のソールの底面図であり、図19(b)は、第3変形例のソールの底面図であり、図19(c)は、第4変形例のソールの底面図である。 第3実施形態の靴底を図15と同じ視点から見た側面図である。 第4実施形態の靴底を図15と同じ視点から見た側面図である。
本明細書で用いられる用語を説明する。図1は、発明例の一つとなるソール10を示す平面図である。本明細書での「足長方向Lx」とは、ソール10の最もつま先側の先端10aと最も踵側の末端10bとを結ぶ直線に沿った方向をいう。足長方向Lxのつま先側は前側ともいい、踵側は後側ともいう。「足幅方向Y」とは、足長方向Lxに直交する水平方向をいい、ソール10が支持する着用者の足部の第一趾側を内側とし、第五趾側を外側とする。足長方向Lxの「全長La」とは、足長方向Lxにおける最長長さとし、足幅方向Lyの「全幅Lb」とは、足幅方向Lyにおける最長長さとする。
図2は、人体の足部の骨格を示す平面図である。人体の足部は、主に、楔状骨Ba、立方骨Bb、舟状骨Bc、距骨Bd、踵骨Be、中足骨Bf、趾骨Bgで構成される。足の関節には、MP関節Ja、リスフラン関節Jb、ショパール関節Jcが含まれる。ショパール関節Jcには、立方骨Bbと踵骨Beがなす踵立方関節Jc1と、舟状骨Bcと距骨Bdがなす距舟関節Jc2とが含まれる。本明細書での着用者の「中足部」(以下、単に人体中足部という)は、MP関節Jaからショパール関節Jcまでの部分をいう。
図1に戻る。着用者のMP関節Jaの踵側の末端を通ると想定される足幅方向Yに沿った直線を線pとする。着用者のショパール関節Jcのつま先側の末端を通ると想定される足幅方向Yに沿った直線を線qとする。線p及び線qは、たとえば、ソール10の足長方向Lxの全長Laをつま先側から踵側に向けて1.5:1.0:1.1に分割する足幅方向Yに沿った直線である。本明細書でのソール10の「前足部12」は、線pからつま先側の領域をいい、ソール10の「中足部14」(以下、単にソール中足部14という)は、線pから線qまでの領域をいい、ソール10の「後足部16」は、線qから踵側の領域をいう。ソール中足部14は、着用者のMP関節Jaの踵側の末端からショパール関節Jcのつま先側の末端までの範囲と重なることが想定される領域、つまり、人体中足部と重なることが想定される領域であるともいえる。
本実施形態の靴底を想到するに到った背景を説明する。前述のように、着用者の脚部の筋力が弱い場合、つま先立ち姿勢を安定して保持し難い傾向がある。また、着用者の脚部の筋力が弱い場合、その転倒の要因として、歩行周期の立脚後期における蹴り出し動作での推進力の低下が知られる。この着用者とは、たとえば、女性、高齢者等である。
本発明者は、これらの問題を解決する観点から、人体の足部の解剖学的観点に基づき、着用者の人体中足部における骨性ロック機構を誘発することが有効であるとの知見を得た。
図3、図4は、着用者の右足の骨格を足長方向Lxの前方から見た図である。図3は、骨格の外観図であり、図4は、右足の踵立方関節面Sjaと距舟関節面Sjbを示す図である。図3(a)、図4(a)は、着用者のつま先と踵が接地したときの骨格の位置関係を示し、図3(b)、図4(b)は、図3(a)、図4(a)の位置関係より後述する交差角θcが大きくなった状態を示す。足長方向Lxの前方から見たショパール関節Jcの踵立方関節Jc1の関節軸Aj1と距舟関節Jc2の関節軸Aj2との交差角をθcとする。
図5は、ショパール関節Jcの運動軸を説明するための図である。図5(a)は、右足の骨格の平面図であり、図5(b)は、その骨格を足幅方向内側から見た図である。ショパール関節Jcは二つの運動軸として縦軸と斜軸を持ち、そのうちの縦軸が踵立方関節Jc1の関節軸Aj1となり、斜軸が距舟関節Jc2の関節軸Aj2となる。骨格には個人差があるが、一般的に、踵立方関節Jc1は、つま先と踵が接地した状態にあるときを基準にして、水平面に対してつま先側を足幅方向内側に9度、矢状面に対してつま先側を上側に15度傾けた軸である。距舟関節Jc2は、通常、つま先と踵が接地した状態にあるときを基準にして、水平面に対してつま先側を足幅方向内側に57度、矢状面に対してつま先側を上側に52度傾けた軸である。
骨性ロック機構は、図3(b)に示すように、着用者のつま先と踵が接地したときよりも交差角θcがある程度大きくなることで実現される。この交差角θcが大きくなることにより、この交差角θcが小さい場合と比べ、ショパール関節Jcの可動性が下げられ、ショパール関節Jcの剛体化を図れる。これにより、つま先立ち姿勢にあるときにショパール関節Jcを構成する複数の骨の間でのがたつきを抑制でき、つま先立ち姿勢の安定性の向上を図れる。また、ショパール関節Jcの剛体化によって、ショパール関節Jcを構成する複数の骨の間での推進力の伝達がスムーズとなり、蹴り出し動作での推進力の向上を図れる。
前述のショパール関節Jcを構成する複数の関節軸の交差角θcは、人体中足部での外ねじれ量の増加に伴い増大することが知られる。よって、骨性ロック機構を誘発するうえでは、人体中足部での外ねじれ量を増大させる必要がある。なお、ここでの外ねじれとは、人体のつま先と踵が接地したときの位置関係を基準として、つま先に対して踵が回外方向にねじれることをいう。ここで、本発明者は、このような人体中足部での外ねじれ量を増大させるうえで、次の条件を満たすのが好ましいとの知見を得た。
人体中足部が外ねじれしようとしたとき、人体中足部の変形に追従して、ソール中足部14を含む範囲でソール10が外ねじれしようとする。よって、人体中足部での外ねじれ量を増大させるうえでは、ソール中足部14を含む範囲でソール10の外ねじれ抵抗の低減が望まれる。
このような要求に応えるうえで、本発明者は、図1に示すように、ソール中足部14の内側中足部領域20に足幅方向軸周りの曲げ剛性(以下、単に「曲げ剛性」ともいう)を低下させる剛性低下部32を設けることが有効であるとの知見を得た。ここでの内側中足部領域20とは、ソール中足部14を所定のソール中心線sにより足幅方向両側の二つの領域に区分したときに、その内側に位置する領域をいう。この二つの領域のうちの外側に位置する領域は外側中足部領域22という。
このソール中心線sは、ソール10の足幅方向Yの中心部を通るものとして定められる。本例では、ソール10の全幅Lbを足幅方向内側から外側に向けて1.2:1.0に分割する足長方向Xに沿った直線をソール中心線sに定める。本例でのソール中心線sは、着用者の足部の足幅方向中央部が位置すると想定される箇所でもある。ここでの足幅方向中央部とは、人体の第三中足骨Bf3と踵骨Beの踵骨隆起内側突起Be1を通る直線上に位置する部位を想定している。図1では踵骨隆起内側突起Be1が位置すると想定される範囲を示す。
この内側中足部領域20の剛性低下部32は、外側中足部領域22より内側中足部領域20の曲げ剛性が小さくなるように、内側中足部領域20の曲げ剛性を低下させる。ここでの「外側中足部領域22より内側中足部領域20の曲げ剛性が小さくなる」とは、次の二つの場合が含まれる。第一の場合とは、外側中足部領域22と内側中足部領域20のうちの内側中足部領域20の曲げ剛性のみを小さくする場合である。第二の場合とは、外側中足部領域22と内側中足部領域20のうちの両方の曲げ剛性を小さくする場合に、外側中足部領域22より内側中足部領域20での曲げ剛性の低下量を大きくする場合である。
この内側中足部領域20の剛性低下部32は、ソール10の内側縁10c及び外側縁10dの平面視での形状とは別の要素に起因して、内側中足部領域20の曲げ剛性を低下させる。この「別の要素」とは、たとえば、次に説明するような、ソール10の接地面に開口する凹部、及び、ソール10を構成する素材の伸び特性の何れか一種又は二種の組み合わせである。
ここでの「ソール10の接地面に開口する凹部」とは、ソール10の路面に接する接地面から上向きに窪むものをいう。凹部は、ソール10の接地面10eの面内方向に連続する溝部でもよいし、その面内方向に連続していなくともよい。図6は、剛性低下部32を設けたソール10の他の発明例を示す底面図である。剛性低下部32を構成する凹部は、面内方向に連続しない場合、直線、曲線等の仮想線上に並ぶように断続的に設けられてもよい。この凹部として、図1では、ソール10の内側縁10cから足幅方向Yに延びる内側横溝部34を示す。このような凹部が内側中足部領域20に設けられる場合、そのような凹部がない場合と比べて内側中足部領域20の曲げ剛性を低下させることができる。「凹部に起因して内側中足部領域20の曲げ剛性を低下させる」とは、このようなことを意味する。凹部が内側横溝部34の場合、効果的に曲げ剛性を低下させることができる。
また、ここでの「ソール10を構成する素材の伸び特性」とは、詳しくは、ソール10を構成する素材の足長方向Xでのヤング率[N/mm]をいう。剛性低下部32は、ソール10の剛性低下部32に隣り合う箇所を構成する第1素材より足長方向Xでのヤング率の小さい第2素材を用いて構成される。これにより、剛性低下部32を第1素材で構成する場合と比べ、内側中足部領域20の曲げ剛性を低下させることができる。「ソール10を構成する素材の伸び特性に起因して内側中足部領域20の曲げ剛性を低下させる」とは、このようなことを意味する。
なお、ソール中足部14の内側縁10cには足幅方向Xの外側に窪むくびれ部10fが形成される。ソール10の内側中足部領域20の曲げ剛性は、そのくびれ部10fの影響によって、外側中足部領域22の曲げ剛性より小さくなることが多い。このくびれ部10fの影響を除外するため、前述の曲げ剛性を低下させる原因となる要素から、ソール10の内側縁10cや外側縁10dの平面視での形状を除いている。
このような剛性低下部32を内側中足部領域20に設けることで、剛性低下部32を設けない場合と比べ、外側中足部領域22より内側中足部領域20の曲げ剛性を低下させ易くなる。外側中足部領域22より内側中足部領域20の曲げ剛性を低下させるほど、ソール10が足幅方向軸周りに曲げ変形したとき、外側中足部領域22より内側中足部領域20の接地面での足長方向Xでの伸び量を大きくできる。これは、着用者がつま先立ち姿勢にあるとき、外側中足部領域22より内側中足部領域20が足長方向Xに伸び変形し易いこと、つまり、外ねじれし易いことを意味する。言い換えると、内側中足部領域20に剛性低下部32を設けない場合と比べ、ソール中足部14での外ねじれ抵抗を低減できることを意味する。よって、内側中足部領域20に剛性低下部32を設けることで、剛性低下部32を設けない場合と比べ、つま先立ち姿勢で着用者が人体中足部を外ねじれさせようとしたとき、その外ねじれ量を増大させられる。この結果、骨性ロック機構の誘発を図れ、つま先立ち姿勢の安定性の向上や、蹴り出し動作での推進力の向上を図れる。
なお、内側中足部領域20は外側中足部領域22より曲げ剛性が小さくなるように構成される。これは、内側中足部領域20に剛性低下部32を設けたり、ソール10の内側縁10cや外側縁10dの平面視での形状に起因して実現される。これらの曲げ剛性は、言及している中足部領域のつま先側端部及び踵側端部にソールの上面方向へ所定の大きさの足幅方向軸周りの曲げモーメントを付与したときの接地面の足長方向でのひずみ量で評価してもよい。このひずみ量が大きくなるほど曲げ剛性が小さいことを意味する。ここでの「内側中足部領域20は外側中足部領域22より曲げ剛性が小さい」とは、内側中足部領域20でのひずみ量の方が外側中足部領域22でのひずみ量より大きいことになる。このひずみ量は、言及している中足部領域をソール10から実際に切り出し、その切り出し片を用いて測定することで取得すればよい。
また、前述の通り、線qは、着用者の足部のショパール関節が位置すると想定される箇所を示す。この線qに近い箇所に剛性低下部32があるほど、ショパール関節Jcに近いところでソール中足部14が外ねじれし易くなり、それに伴い骨性ロック機構が誘発され易くなる。よって、剛性低下部32は、ソール中足部14の内側中足部領域20のうち、ソール中足部14の足長方向での全長を二等分する足幅方向Yに沿った直線yより踵側の領域に設けられていると好ましい。
なお、つま先立ち姿勢にあるとき、ソール10には、ソール10の前足部12が拘束された状態で、シューズのアッパーを介してソール10を外ねじれさせる荷重が付与される。このとき、ソール中足部14のつま先側端部が固定され、その踵側端部に外ねじれ荷重が付与された状態になる。このとき、ソール中足部14のなかで最も大きく変形する箇所は、ソール10のなかで拘束されている前足部12に近いソール中足部14のつま先側の領域となる。このソール中足部14のつま先側の領域において、ソール中足部14の足幅方向の内側と外側の曲げ剛性の差を付けることによって、ソール中足部14を効果的に外ねじれさせることができる。よって、剛性低下部32は、ソール中足部14を足幅方向に二等分する直線yよりつま先側の領域に設けられていても好ましい。
次に、人体中足部での外ねじれ量を増大させるうえで満たすことが好ましい他の条件を説明する。着用者がつま先立ち姿勢にあるとき、ソール10を外ねじれさせる外ねじれ荷重をシューズのアッパーを介してソール10に付与する場合を考える。ソール10の後足部16に内側縁10cから外側縁10dに至る横溝部が形成されている場合を考える。この場合、前述の外ねじれ荷重をソール10に入力しても、その後足部16の横溝部での屈曲変形が支配的となり、ソール中足部14での外ねじれ量が小さくなる。この結果、着用者がつま先立ち姿勢で人体中足部を外ねじれさせようとしたとき、ソール中足部14以外の箇所の抵抗を受けて、人体中足部での外ねじれ量を増大させ難くなる。
図7は、他の発明例の一つとなるソール10を示す底面図である。前述の問題の解決を図るため、他の条件として、ソール10の接地面には、ソール10の後足部16のつま先側端部16aから踵側端部16bにかけて足長方向に連続する連続面16cが形成されることを定めている。本図では連続面16cが形成される範囲に二点鎖線のハッチングを付して示す。これは、ソール10の後足部16に内側縁10cから外側縁10dに至る横溝部が形成されていないことを意味する。この連続面16cは、図示の例では、足幅方向Yの全範囲で形成されているが、足幅方向Yの少なくとも一部の範囲で形成されていればよい。
これにより、着用者がつま先立ち姿勢で中足部を外ねじれさせようとしたとき、ソール10の後足部16での屈曲変形を連続面16cにより抑制でき、その屈曲変形に伴いソール中足部14で外ねじれ量が小さくなる事態を防止できる。これに伴い、前述の条件を満たすことで、ソール中足部14での外ねじれ抵抗の低減効果を得やすくなり、人体中足部での外ねじれ量を増大させ易くなる。
なお、シャンク等の補強部材をソール中足部14に取り付けた場合、靴底の曲げ剛性が過度に高められてしまい、ソール中足部14の外ねじれ抵抗が過度に増大してしまう。そこで、本実施形態の靴底では、シャンク等の補強部材がソール中足部14に取り付けられていないことが好ましい。これにより、ソール中足部14の曲げ剛性が過度に高められるのを抑えられ、ソール中足部14の外ねじれ抵抗を低減し易くなる。
ここでの補強部材は、後述するソール10のミッドソール56やアウターソール58以外のものである。この補強部材は、たとえば、シャンク等のような、靴底の足幅方向軸周りの曲げ剛性を高めるために用いられ、ソール10の最大硬度より大きい硬度の素材を用いて構成される。この素材は、たとえば、種々の金属やJIS A硬度で80度以上の合成樹脂である。ここでのJIS A硬度とは、JIS K6301に準拠してA型硬度計により測定して得られる値をいう。なお、ミッドソール56の硬度は、たとえば、JIS
C硬度で35度〜75度であり、アウターソール58の硬度は、たとえば、JIS A硬度で50度〜75度である。ここでのJIS C硬度とは、JIS K6301に準拠してC型硬度計により測定して得られる値をいう。
なお、ソール中足部14には補強部材を取り付けない場合でも、ソール前足部12やソール後足部16には補強部材を取り付けていてもよい。この構成のもとでも、ソール中足部14の外ねじれ抵抗を低減し易くできる。
次に、実施形態の靴底を想到するうえで行った解析を説明する。図8は、解析に用いたソール10を模擬したモデルを模式的に示す斜視図である。この解析では、図7に示すソール10と同じ寸法のソールを用いた。このソール10は全長La=280mmとし、全幅Lb=200mmとし、厚みを一様に20mmとした。ソール10の物性条件は、ヤング率6[N/mm]、ポアソン比0.25[−]、密度3×10[kg/m]に設定した。この解析は、フロントブリッジ動作でのソール10の変形状態を再現することを想定している。このため、着用者のつま先から母趾球が当たることが想定される領域Saを完全拘束し、ソール10の後足部16には上向きの荷重Fzを付与した。また、ソール10に外ねじれ荷重を付与するため、ソール10の後足部16には足幅方向Y外側に向かう荷重Fyを付与した。
図9は、この解析結果を示す図である。本図では、前述の条件のもとで得られたソール10の底面での最大主応力の分布を示す。ドットの密度が高い領域ほど応力が大きいことを示す。ソール10に外ねじれ荷重を付与したとき、ソール10の内側中足部領域20や周辺領域を含む領域24では、他の領域より応力が大きくなることが確認できる。これは、この領域24が、ソール中足部14の外ねじれに大きく抵抗していることを意味する。よって、このようなソール中足部14の外ねじれに抵抗していると想定される領域24(以下、外ねじれ抵抗想定領域24という)に剛性低下部32を設けることによって、ソール中足部14での外ねじれを効果的に低減できると考えられる。そこで、剛性低下部を設けることが好ましい領域として、この解析により得られた外ねじれ抵抗想定領域24を用いる。
図10は、外ねじれ抵抗想定領域24を説明するための図である。外ねじれ抵抗想定領域24は、ソール10の形状との関係で幾何学的に特定している。以下、ソール10の平面視での位置関係を基準に説明する。
線s、線p、線qの定義は前述と同様である。ソール10の線qより踵側の領域を0.2:0.9に分割する足幅方向Yに沿った直線を線rとする。線pと線sの交点である点o1から見て、つま先側を足幅方向外側に回転させる外方向Paに点o1周りで線pを13度回転させた直線を線tとする。線sと線pの交点である点o1から見てつま先側を前述の外方向Paに点o1周りで線sを8度回転させた直線を線uとする。線uと線qとの交点である点o2から見て外方向Paに点o2周りで線qを5度回転させた直線を線vとする。線rと線uとの交点である点Pから見て外方向Paに点P周りで線rを4度回転させた直線を線wとする。ソール10の内側縁10cと線wとの交点である点o5と点o2とを繋ぐ直線を線xとする。
このとき、外ねじれ抵抗想定領域24は、線t、線u、線v及びソール10の内側縁10cで囲まれた第1領域26からなると定める。この外ねじれ抵抗想定領域24は、ソール10の平面視において、ソール10の接地面に設けられる。剛性低下部32は、このような外ねじれ抵抗想定領域24に設けられることが好ましい。この外ねじれ抵抗想定領域24に剛性低下部32を設けることにより、ソール中足部14の外ねじれ抵抗を効果的に低減できると考えられる。
この剛性低下部32は、内側中足部領域20で外ねじれ抵抗想定領域24に属する箇所の他に、内側中足部領域20の範囲外で外ねじれ抵抗想定領域24に属する箇所(範囲S1の箇所)に設けられるとよい。この内側中足部領域20の範囲外で外ねじれ抵抗想定領域24に属する箇所に設けられる剛性低下部32も、前述のような、ソール10の接地面に開口する凹部、ソール10を構成する素材の伸び特性等に起因して、その箇所の曲げ剛性を低下させる。
図9の解析結果を参照すると、ソール10の外ねじれ抵抗想定領域24と定めた第1領域26は、主として、足長方向Lxの踵側に向かう方向Lbに大きく広がっている。また、第1領域26は、足幅方向Yの外側に向かう方向Lcにもいくらか広がっている。今般の解析はフロントブリッジ動作を想定しているが、ランニング等の他の動作ではソール10により大きい外ねじれ荷重が付与されることが予想される。かりに、ソール10に大荷重が付与された場合、外ねじれ抵抗想定領域24は、まずは足長方向Lxの踵側に向かう方向Lbに広がることが考えられる。また、外ねじれ抵抗想定領域24は、足長方向Lxの踵側への広がり方より小さい程度で足幅方向Yの外側に向かう方向Lcに広がることが考えられる。
そこで、外ねじれ抵抗想定領域24は、図10に示すように、平面視において、第1領域26と、線v、線x及びソール10の内側縁10cで囲まれた第2領域28とからなるように定めてもよい。このような外ねじれ抵抗想定領域24に剛性低下部32を設けることにより、ソール10に大きい外ねじれ荷重が付与された場合に、ソール中足部14の外ねじれ抵抗をより効果的に低減できると考えられる。
この剛性低下部32も、内側中足部領域20で外ねじれ抵抗想定領域24に属する箇所の他に、内側中足部領域20の範囲外で外ねじれ抵抗想定領域24に属する箇所(範囲S1、範囲S2の箇所)に設けられるとよい。
また、外ねじれ抵抗想定領域24は、平面視において、第1領域26と、第2領域28と、線s、線u、線x及び線wで囲まれた第3領域30とからなるように定めてもよい。このような外ねじれ抵抗想定領域24に剛性低下部32を設けることにより、ソール10に一層大きい外ねじれ荷重が付与された場合に、ソール中足部14の外ねじれ抵抗をより効果的に低減できると考えられる。
この剛性低下部32も、内側中足部領域20で外ねじれ抵抗想定領域24に属する箇所の他に、内側中足部領域20の範囲外で外ねじれ抵抗想定領域24に属する箇所(範囲S1、S2、S3の箇所)に設けられるとよい。
次に、前述の条件の有無による発明の効果を解析を用いて説明する。図11は、解析に用いた参考例のソール100を示す。実施例のソール10は図7に示す。ソール10、100の寸法条件、物性条件は、図8の解析と同じに設定した。
参考例のソール100と実施例のソール10の両方とも、つま先立ち姿勢でソールの前足部12で足幅方向軸周りに屈曲するように、ソールの前足部12でMP関節に対応する箇所に横溝部40を設けている。実施例のソール10では、内側中足部領域20の曲げ剛性を低下させる剛性低下部32として二本の内側横溝部34を設けている。また、実施例のソール10では、内側中足部領域20の範囲外の箇所S1で外ねじれ抵抗想定領域24の曲げ剛性を低下させる剛性低下部32としてもう一本の内側横溝部34を設けている。三本の内側横溝部34は、ソール10の内側縁10cから足幅方向Yに延びており、足長方向Lxに間を置いて設けられる。参考例のソール中足部14には同様の剛性低下部32が設けられていない。
ソール10、100の外ねじれに対する変形特性は固有値解析により評価した。詳しくは、ソール10、100の固有振動モードがねじれ振動になるときの固有振動数であるねじれ周波数を固有値解析により求め、そのねじれ周波数を用いてソール10、100の変形特性を評価した。このねじれ周波数が小さくなるほど、ソール10、100の外ねじれ抵抗が小さいことを意味する。
図12は、この解析により得られたねじれ周波数を示すグラフである。本図に示すように、実施例のソール10は、参考例のソール100と比べて、ねじれ周波数が小さくなった。これは、実施例のソール10の方が参考例のソール100より外ねじれ抵抗が小さいことを示す。
次に、前述の条件の有無による発明の効果を実験例を用いて説明する。本実験では、図7、図11に示す二種類のソールと同じ寸法、物性のソールを用いた。本実験では、これらソールを用いたシューズを着用した。このシューズを用いて、着用者の両肘で接地するとともに、ソールの前足部12を接地させ、体幹を地面から浮かせ、頭部から踵部までがまっすぐとなるように意識した姿勢を40秒間保持した。
この実験の結果は、ソール中足部14のねじれ角度と、着用者の足首の動揺量を用いて評価した。このねじれ角は、モーションキャプチャーシステムを用いて、ソール10の複数箇所に取り付けたマーカの3次元的な位置情報を取得することで計測した。このねじれ角は、ソール後足部の接地面に対するソール中足部の接地面がなす角度で定義される。着用者の足首の動揺量も、ねじれ角と同様に、足首に取り付けたマーカの3次元的な位置情報を取得することで計測した。
図13(a)は、実験により得られたねじれ角度の計測結果を示し、図13(b)は、足首の動揺量の計測結果を示す。実施例のソール10は、参考例のソール100と比べ、ソール中足部14のねじれ角が大きくなることが確認できる。このことから、実施例のソール10の方が、参考例のソール100より外ねじれ抵抗が小さいことを確認できる。また、実施例のソール10は、参考例のソール100と比べ、足首の動揺量が小さくなることが確認できる。このことから、実施例のソール10を用いたシューズによって、つま先立ち姿勢で良好な安定性を得られることが確認できる。これは、前述した通り、ソール中足部14のねじれ角の増大に伴い、骨性ロック機構を誘発できていることに起因すると考えられる。
図14は、第1変形例のソール10を示す底面図である。第1変形例のソール10のソール中足部14及び後足部16には、ソール10の接地面10eに開口し、ソール10の外側縁10dから足幅方向Yに延びる外側横溝部44が形成されている。この場合、ソール10の外側中足部領域22を含む範囲で曲げ剛性が低下する。これに伴い、ソール10の内側中足部領域20と外側中足部領域22の間で十分な曲げ剛性の差をつけにくくなる。ソール中足部14での外ねじれ抵抗の低減効果を十分に得るうえでは、この曲げ剛性の差をつけるほど好ましい。
このため、ソール10の足長方向Xでの一部の範囲Sbには、ソール10の外側縁10dから足幅方向Yに延びる外側横溝部44が形成されていないことが好ましい。この一部の範囲Sbとは、全ての剛性低下部32が設けられる足長方向Xでの範囲Sb1と、その範囲Sb1より踵側の全ての範囲Sb2とが含まれる。これにより、ソール10の内側中足部領域20と外側中足部領域22の間で十分な曲げ剛性の差をつけやすくなり、ソール中足部14での外ねじれ抵抗の低減効果を得やすくなる。なお、同様の観点からみると、前述した線yより踵側の範囲Scに外側横溝部44が形成されていないと好ましいともいえる。
(第1の実施の形態)
図15は、第1実施形態の靴底50を用いたシューズ52を足幅方向内側から見た側面図である。シューズ52は、たとえば、ジム等の室内での運動に用いられるが、その用途は特に限定されない。シューズ52は、着用者の足部を支持する靴底50と、着用者の足部を包むアッパー54とを備える。
靴底50は、ソール10を備える。本実施形態のソール10は、ミッドソール56を備える。ソール10は、路面に接する接地面10eを有する。本実施形態の接地面10eはミッドソール56の下面が構成する。ミッドソール56は、主に、着地の衝撃を緩和する役割を持つ。ミッドソール56は、たとえば、樹脂の発泡体又は非発泡体等を用いて構成される。
図16は、ソール10の底面図である。ソール10には複数の内側横溝部34が形成される。複数の内側横溝部34は、ソール10の接地面10eに開口するとともに、その接地面10eの面内方向に延びるように形成される。複数の内側横溝部34は、ソール10の内側縁10cから外側縁10d側に向けて足幅方向Yに延びている。複数の内側横溝部34は、足長方向Lxに間を置いて設けられる。複数の内側横溝部34は、ソール10の足幅方向Yの途中位置に足幅方向Y外側の端部が設けられる。
内側横溝部34の延び方向は、足幅方向軸に対して斜めとなる方向に設定される。詳しくは、平面視において線tに沿った方向と同じ方向に設定される。この線tに沿った方向は、図2に示すように、リスフラン関節Jbを構成する第1中足骨Bf1の後端部から第5中足骨Bf5の後端部をつなぐ直線Ldに沿った方向と同じ方向となる。ここでの「同じ」とは、字句通りに同じである場合の他に、ほぼ同じである場合の両方が含まれる。この条件を満たす場合、ソール10の踵側端部が回外方向を向き易くなる結果、ソール中足部14を外ねじれし易くできる。
内側横溝部34の接地面10eからの深さは、ソール10の内側中足部領域20の曲げ剛性を効果的に低減させる観点からは深いほど好ましい。この観点から、内側横溝部34の深さは、ソール10の全体の平均厚みに対して、1%以上が好ましく、5%以上がさらに好ましく、10%以上が特に好ましい。
内側横溝部34の溝幅は、1mm以上の大きさであると好ましい。ここでの溝幅とは、ソール10の接地面10eでの内側横溝部34の開口幅をいう。溝幅を1mm以上としたのは、ソール10の内側中足部領域20の曲げ剛性を効果的に低減させるためである。溝幅の上限値は、特に限定されるものではないが、たとえば、20mm以下であると好ましい。
内側横溝部34の形状は、面内方向に延びる直線形状である例を示すが、これに限定されない。たとえば、面内方向に延びる曲線形状、又は、直線と曲線を組み合わせた形状等でもよい。
複数の内側横溝部34のそれぞれは内側中足部領域20の曲げ剛性を低下させる剛性低下部32を構成する。剛性低下部32は複数設けられることになる。複数の内側横溝部34のうちの一部の内側横溝部34となる一つの内側横溝部34は、内側中足部領域20から外側中足部領域22に跨がるように形成される。このように、剛性低下部32は、内側中足部領域20に設けられることを前提としているが、その一部が外側中足部領域22にはみ出るように設けられていてもよい。また、複数の剛性低下部32は外ねじれ抵抗想定領域24の第1領域26、第2領域28、第3領域30のそれぞれの上に位置するように形成される。剛性低下部32は、このように外ねじれ抵抗想定領域24に設ける場合でも、その外ねじれ抵抗想定領域24からはみ出るように設けられていてもよい。
(第2の実施の形態)
図17は、第2実施形態のソール10を示す底面図である。図18(a)は、ソール10を足幅方向内側から見た側面図であり、図18(b)は、ソール10を足幅方向外側から見た側面図である。
第2実施形態のソール10は、複数の内側横溝部34の他に、足長方向Xに延びる縦溝部36を有する。縦溝部36は、ソール10の接地面10eに開口する。縦溝部36は、複数の内側横溝部34それぞれの足幅方向外側の端部に繋がっている。本実施形態の縦溝部36は、内側中足部領域20に収まるように設けられ、外側中足部領域22には設けられていない。
本実施形態の縦溝部36は、その足長方向Xの途中部分36aより踵側に設けられる踵側部分36bと、その途中部分36bよりつま先側に設けられるつま先側部分36cとを有する。本実施形態の縦溝部36の途中部分36aは足幅方向外側に向けて凸状をなすように設けられる。踵側部分36bは,ソール10の踵側に向かうにつれてソール10の内側縁10cに近づくように,足長方向軸に対して傾斜して設けられる。踵側部分36bの末端部はソール10の内側縁10cに連ねられる。つま先側部分36cは、ソール10のつま先側に向かうにつれてソール10の内側縁10cに近づくように、足長方向軸に対して傾斜して設けられる。つま先側部分36cの末端部はソール10の内側縁10cに連ねられる。縦溝部36は、その途中部分36aから踵側に向かう一部の範囲が線uと重なるように設けられる。
ソール10の内側中足部領域20には、複数の内側横溝部34と縦溝部36とソール10の内側縁10cにより囲まれた複数の島状領域38が形成される。島状領域38は、ソール10の外側中足部領域22を含む他の領域に対して、縦溝部36を含む溝部によって分断されている。本実施形態での「縦溝部36を含む溝部」とは、縦溝部36のみをいう。縦溝部36がソール10の内側縁10cに連ならない場合は、最もつま先側又は踵側の内側横溝部34も含まれる。島状領域38は、ここでの縦溝部36を含む溝部により、外側中足部領域22を含む領域に対して分断されているといえる。
これにより、複数の内側横溝部34が形成されている箇所で内側中足部領域20が屈曲変形しようとしたとき、その複数の内側横溝部34の変形の影響が縦溝部36より外側中足部領域22側に及ぶのを避けられる。このため、内側中足部領域20と外側中足部領域22の曲げ剛性に差をつけるように設計し易くなる。
なお、縦溝部36の溝幅は内側横溝部34の溝幅より大きくなるように設定される。縦溝部36の端部と連なる最もつま先側の内側横溝部34も他の内側横溝部34の溝幅より大きくなるように設定される。
第2実施形態のソール10の前足部12や中足部14には複数の第2横溝部42が形成される。複数の第2横溝部42は足長方向Lxに間を置いて複数設けられる。複数の第2横溝部42のうちの一部の第2横溝部42は、ソール10の外側縁10dから内側縁10cに至るように設けられる。複数の第2横溝部42のうちの他の第2横溝部42は、ソール10の外側縁10dから内側縁10c側に延びるように設けられる。この他の第2横溝部42は、ソール10の足幅方向の途中位置に端部が設けられる。いずれの第2横溝部42も前述した線yよりつま先側に設けられる。
図19(a)は、第2変形例のソール10の底面図である。図19(b)は、第3変形例のソール10の底面図である。図19(c)は、第4変形例のソール10の底面図である。図17の例の縦溝部36は、その両端部がソール10の内側縁10cに連なる例を説明した。本例の縦溝部36は、その両端部がソール10の内側縁10cから足幅方向に離れた位置に設けられる。本例の縦溝部36は、内側横溝部34との間で角部を形成するように、内側横溝部34の端部と自らの端部が連なっている。この他にも、縦溝部36の端部は他の溝部と連ならずに突き当たりとなるように設けられていてもよい。
図19(a)では、単数の縦溝部36が設けられ、図19(b)では、複数の縦溝部36−A、36−B(以下、これらを総称するときは縦溝部36という)が設けられる例を示す。複数の縦溝部36−A、36−Bには、足幅方向外側の第1縦溝部36−Aと、足幅方向内側の第2縦溝部36−Bとが含まれる。第1縦溝部36−Aは、複数の内側横溝部34の端部に連なるように設けられる。第2縦溝部36−Bは、複数の内側横溝部34の途中部分とT字状又はX字状に交差して連なるように設けられる。
図19(a)、図19(b)では、縦溝部36が線sに沿って直線状に延びるように設けられる例を示し、図19(c)では、縦溝部36が線uに沿って直線状に延びるように設けられる例を示す。ここでの「直線状」とは、直線を模した形であることを意味し、幾何学的に厳密に直線的な形状であることを意味するものではない。このように直線状の縦溝部36がつま先側から踵側に向けて延びる延び方向Pbは、たとえば、その方向軸が線sに対してなす角度が0°〜15°に設定される。
(第3の実施の形態)
図20は、第3実施形態の靴底50を図15と同じ視点から見た側面図である。ソール10は、前述の実施形態において、ミッドソール56のみを有する例を説明したが、この他にもアウターソール58を有してもよい。
アウターソール58は、ミッドソール56の下方に配置されるとともに、ミッドソール56の下面に接着等により取り付けられる。ソール10の接地面10eはアウターソール58の下面が構成する。アウターソール58は、主に、路面に対するグリップ性を確保する役割を持つ。アウターソール58は、たとえば、ゴムの非発泡体又は発泡体等を用いて構成される。ミッドソール56は、着地の衝撃を緩和する役割を果たす観点から、アウターソール58より厚く形成される。また、アウターソール58は、グリップ性を確保する役割を果たすため、ミッドソール56より大きい硬度を持ってもよい。本実施形態の内側横溝部34は、アウターソール58の接地面10eからミッドソール56に至らない範囲で形成される。
(第4の実施の形態)
図21は、第4実施形態の靴底50を図15と同じ視点から見た側面図である。本例の内側横溝部34は、図20の例と異なり、アウターソール58の接地面10eからミッドソール56に至る範囲で形成される。
このように、ソール10は、ミッドソール56及びアウターソール58の何れか一方又は両方を有していればよい。たとえば、図示はしないが、ソール10がアウターソール58のみを有していてもよい。
以上、本発明の実施形態について詳細に説明した。前述した実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体例を示したものにすぎない。実施形態の内容は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、請求の範囲に規定された発明の思想を逸脱しない範囲において、構成要素の変更、追加、削除等の多くの設計変更が可能である。前述の実施形態では、このような設計変更が可能な内容に関して、「実施形態の」「実施形態では」等との表記を付して説明しているが、そのような表記のない内容に設計変更が許容されないわけではない。また、図面の断面に付したハッチングは、ハッチングを付した対象の材質を限定するものではない。
「足長方向Lx」は、ソール10上にあると設計上想定される着用者の足部の第二趾のつま先側端部から踵骨Beの最後端部(踵骨隆起)をつなぐ直線に沿った方向として定めてもよい。
ソール中心線sは、ソール10の全幅Lbを1:1に分割する足長方向Yに沿って延びる直線を用いてもよい。別の観点から捉えると、ソール10の全幅Lbを足幅方向内側から外側に向けて1:1〜3.7:3.2に分割する足長方向Yに沿った直線が用いられてもよい。
ミッドソール56は、たとえば、異なる材料特性を持つ二つ以上のパーツを上下方向に積層したり、足長方向に並べて構成されていてもよい。
10…ソール、10c…内側縁、10d…外側縁、10e…接地面、14…中足部、16…後足部、16a…つま先側端部、16b…踵側端部、16c…連続面、20…内側中足部領域、22…外側中足部領域、24…外ねじれ抵抗想定領域、26…第1領域、28…第2領域、30…第3領域、32…剛性低下部、34…内側横溝部、36…縦溝部44…外側横溝部、50…靴底、52…シューズ、56…ミッドソール、58…アウターソール。
本発明は、シューズの靴底に関する。

Claims (11)

  1. ソールを備える靴底であって、
    前記ソールは、前記ソールの中足部を足幅方向両側の内側中足部領域及び外側中足部領域に所定のソール中心線により区分したとき、前記内側中足部領域に設けられる剛性低下部を有し、
    前記内側中足部領域の前記剛性低下部は、前記外側中足部領域より前記内側中足部領域の足幅方向軸周りでの曲げ剛性が小さくなるように、前記ソールの内側縁及び外側縁の平面視での形状とは別の要素に起因して、前記内側中足部領域の前記曲げ剛性を低下させている靴底。
  2. 前記ソールの接地面には、前記ソールの後足部のつま先側端部から踵側端部にかけて足長方向に連続する連続面が形成される請求項1に記載の靴底。
  3. 前記剛性低下部が設けられる足長方向での範囲と、その範囲より踵側の足長方向での範囲とには、前記ソールの接地面に開口し、前記外側縁から足幅方向に延びる外側横溝部が形成されていない請求項1または2に記載の靴底。
  4. 前記剛性低下部は、前記ソールの接地面に開口し、前記内側縁から足幅方向に延びる内側横溝部である請求項1から3のいずれかに記載の靴底。
  5. 前記ソールは、ミッドソール及びアウターソールの何れか一方又は両方を有し、
    前記ソールの中足部には、補強部材が取り付けられていない請求項1から4のいずれかに記載の靴底。
  6. 前記ソールには、
    前記ソールの接地面に開口し、前記内側縁から足幅方向に延びる複数の内側横溝部が形成され、かつ、
    前記ソールの接地面に開口し、足長方向に延び、前記複数の内側横溝部の足幅方向の端部に繋がる縦溝部が形成される請求項1から5のいずれかに記載の靴底。
  7. 前記ソールの平面視において、
    前記ソールの足長方向の全長Laをつま先側から踵側に向けて1.5:1.0:1.1に分割する足幅方向に沿った直線を線p及び線qとし、
    前記ソールの足幅方向の全幅Lbを足幅方向内側から外側に向けて1.2:1.0に分割する足長方向に沿った直線を前記ソール中心線となる線sとし、
    前記線pと前記線sの交点である点o1から見て、つま先側を足幅方向外側に回転させる外方向に前記点o1周りで前記線pを13度回転させた直線を線tとし、
    前記点o1から見て前記外方向に前記点o1周りで前記線sを8度回転させた直線を線uとし、
    前記線uと前記線qとの交点である点o2から見て前記外方向に前記点o2周りで前記線qを5度回転させた直線を線vとし、
    前記線t、前記線u、前記線v及び前記内側縁で囲まれた領域を第1領域とし、
    前記第1領域からなる領域を外ねじれ抵抗想定領域としたとき、
    前記剛性低下部は、前記外ねじれ抵抗想定領域に設けられる請求項1から6のいずれかに記載の靴底。
  8. 前記ソールの平面視において、
    前記ソールの足長方向の全長Laをつま先側から踵側に向けて1.5:1.0:0.2:0.9に分割する足幅方向に沿った直線を線p、線q及び線rとし、
    前記ソールの足幅方向の全幅Lbを足幅方向内側から外側に向けて1.2:1.0に分割する足長方向に沿った直線を前記ソール中心線となる線sとし、
    前記線pと前記線sの交点である点o1から見て、つま先側を足幅方向外側に回転させる外方向に前記点o1周りで前記線pを13度回転させた直線を線tとし、
    前記点o1から見て前記外方向に前記点o1周りで前記線sを8度回転させた直線を線uとし、
    前記線uと前記線qとの交点である点o2から見て前記外方向に前記点o2周りで前記線qを5度回転させた直線を線vとし、
    前記線rと前記線uとの交点である点Pから見て前記外方向に前記点P周りで前記線rを4度回転させた直線を線wとし、
    前記内側縁と前記線wとの交点である点o5と前記点o2とを繋ぐ直線を線xとし、
    前記線t、前記線u、前記線v及び前記内側縁で囲まれた領域を第1領域とし、
    前記線v、前記線x及び前記内側縁で囲まれた領域を第2領域とし、
    前記第1領域及び前記第2領域からなる領域を外ねじれ抵抗想定領域としたとき、
    前記剛性低下部は、前記外ねじれ抵抗想定領域に設けられる請求項1から6のいずれかに記載の靴底。
  9. 前記ソールの平面視において、
    前記ソールの足長方向の全長Laをつま先側から踵側に向けて1.5:1.0:0.2:0.9に分割する足幅方向に沿った直線を線p、線q及び線rとし、
    前記ソールの足幅方向の全幅Lbを足幅方向内側から外側に向けて1.2:1.0に分割する足長方向に沿った直線を前記ソール中心線となる線sとし、
    前記線pと前記線sの交点である点o1から見て、つま先側を足幅方向外側に回転させる外方向に前記点o1周りで前記線pを13度回転させた直線を線tとし、
    前記点o1から見て前記外方向に前記点o1周りで前記線sを8度回転させた直線を線uとし、
    前記線uと前記線qとの交点である点o2から見て前記外方向に前記点o2周りで前記線qを5度回転させた直線を線vとし、
    前記線rと前記線uとの交点である点Pから見て前記外方向に前記点P周りで前記線rを4度回転させた直線を線wとし、
    前記内側縁と前記線wとの交点である点o5と前記点o2とを繋ぐ直線を線xとし、
    前記線t、前記線u、前記線v及び前記内側縁で囲まれた領域を第1領域とし、
    前記線v、前記線x及び前記内側縁で囲まれた領域を第2領域とし、
    前記線s、前記線u、前記線x、前記線wで囲まれた領域を第3領域とし、
    前記第1領域、前記第2領域及び前記第3領域からなる領域を外ねじれ抵抗想定領域としたとき、
    前記剛性低下部は、前記外ねじれ抵抗領域に設けられる請求項1から6のいずれかに記載の靴底。
  10. 前記別の要素は、前記ソールの接地面に開口する凹部、及び、前記ソールを構成する素材の伸び特性の何れか一種又は二種の組み合わせである請求項1から9のいずれかに記載の靴底。
  11. 請求項1から10のいずれか1項に記載の靴底を備えるシューズ。
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