JPWO2019203285A1 - 競技用義足のソール - Google Patents

Abstract

少なくとも１の湾曲部を介して、爪先側へ延びる板ばね状の足部を有する競技用義足の、前記爪先から前記湾曲部側へ弧状に延在する接地域に装着するソールであって、該ソールは、前記接地域の延在形状に従う形状の底面を有し、該底面は、前記足部の幅方向に延びる複数の幅方向溝によって区画される、前記幅方向に延びる複数の幅方向陸部を有し、前記幅方向の中心を通って前記足部の前後方向へ延びる中心線を境界とする、前記幅方向一方側における前記幅方向陸部の総表面積が、他方側における前記幅方向陸部の総表面積よりも大きい、競技用義足のソール。

Description

この発明は、競技用義足の接地域に装着されるソール、特に競技中の義足の滑りを抑制した競技用義足のソールに関する。

従来、湾曲部を介して爪先側へ延びる板ばね状の足部を有し、接地域が爪先から湾曲部側に弧状に延在する、競技用の義足（以下、競技用義足又は単に義足ともいう）が知られている。このような板ばね状の足部を有する競技用義足には、接地域の底面に、路面と当接するソールが取付けられるのが一般的である。

例えば、特許文献１には、湾曲した板ばね状の競技用義足の下面に取り付けられた、ジョギングやランニング等の競技種目に応じたソールが例示されている。即ち、特許文献１には、路面に接地するソールの下面に、スパイクが取り付けられたソールや、各々が六角形状の接地面を有する多数のアウトソール部が設けられたソールが記載されている。

特開２０１６−１５０１８９号公報

しかしながら、特許文献１に例示されているソールでは、ソールの一部が早期に摩耗することによって、ソール全体の使用寿命が短くなっていた。

そこで、本発明の目的は、ソールの偏摩耗を抑制することによって、ソール全体の使用寿命を長期化させた、競技用義足のソールを提供することにある。

発明者は、前記課題を解決する手段について鋭意究明した。即ち、競技用義足のソールの底面の摩耗形態について詳細に検討を行ったところ、ソール底面の幅の２分割線を境とする半幅領域の摩耗態様が相異なることを新たに知見し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。

そこで、本発明の目的は、耐偏摩耗性能を向上させた競技用義足のソールを提供することにある。

本発明の競技用義足のソールは、少なくとも１の湾曲部を介して、爪先側へ延びる板ばね状の足部を有する競技用義足の、前記爪先から前記湾曲部側へ弧状に延在する接地域に装着するソールであって、該ソールは、前記接地域の延在形状に従う形状の底面を有し、該底面は、前記足部の幅方向に延びる複数の幅方向溝によって区画される、前記幅方向に延びる複数の幅方向陸部を有し、前記幅方向の中心を通って前記足部の前後方向へ延びる中心線を境界とする、前記幅方向一方側における前記幅方向陸部の総表面積が、他方側における前記幅方向陸部の総表面積よりも大きい。

本発明により、ソールの偏摩耗を抑制することによって、ソール全体の使用寿命を長期化させた、競技用義足のソールを提供することができる。

本発明の第１実施形態に係るソールが装着された競技用義足の側面図である。 第１実施形態に係る競技用義足のソールのソール底面のパターンを示す図である。 図２の幅方向陸部の１つの形状を示す図である。 競技用義足が着用され、着用者が直進走行を行った場合における、足部の動作と接地形態を段階的に説明するための図である。 競技用義足が着用され、着用者が直進走行を行った場合における、足部の動作と接地形態を段階的に説明するための図である。 競技用義足が着用され、着用者が直進走行を行った場合における、足部の動作と接地形態を段階的に説明するための図である。 競技用義足が着用され、着用者が直進走行を行った場合における、足部の動作と接地形態を段階的に説明するための図である。 第２実施形態に係る競技用義足のソールのソール底面のパターンを示す図である。 図５の幅方向陸部の１つの形状を示す図である。

以下、図面を参照しながら本発明の競技用義足のソール（以下、ソールとも称する）を、その実施形態を例示して詳細に説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係るソール５が装着された競技用義足１の側面図である。競技用義足１は、板ばね状の足部２を有し、その先端側の接地域にソール５を装着する。なお、図示は省略しているが、足部２の基端部は、アダプタを介してソケットに接続され、ソケットに着用者の足の断端を収容することによって、着用者が義足を着用することができる。アダプタ及びソケットは、大腿義足、下腿義足等、足の断端位置に応じたものが用いられる。図１は、競技用義足１を着用した着用者の直立状態における足部２及びソール５を示している。

以下、本実施形態では、競技用義足の高さ方向において、足部２がアダプタと接続される側を接続側といい、路面Ｓと接地する側を接地側という。また、競技用義足１の爪先Ｔとは、足部２が接続側から延びて終端する最先の点を指す。さらに、爪先Ｔから路面Ｓに平行に延在する方向を、足部前後方向Ｙという。さらに、足部２の幅方向にわたる向きを、幅方向Ｗという。

本実施形態において、競技用義足１の足部２は、少なくとも１の湾曲部、図示例では１の湾曲部３を介して、爪先Ｔ側へ板状に延びる形状を有している。図１では、足部２は、接続側から接地側へ順に、直線部２ａ、爪先Ｔ側へ凸の曲線部２ｂ、足部前後方向Ｙの後側へ凸の湾曲部３、接地側に凹の曲線部２ｃ及び接地側に凸となる弧状に爪先Ｔ側に延びる接地部４からなる。

なお、足部２の材質は限定されないが、強度及び軽量化の観点から、炭素繊維強化プラスチック等を用いることが好適である。

接地部４は、接地側に、爪先Ｔから湾曲部３側へ弧状に延在する接地域４ｓを有し、この接地域４ｓにソール５が装着されている。接地域４ｓは、競技用義足１を着用した着用者が直進走行動作を行った際に、路面Ｓと当接する全領域を指し、ソール５が装着された状態では、接地域４ｓは、ソール５を介して路面Ｓと当接する。

ソール５は、接地域４ｓの延在形状に従う形状を有している。また、ソール５の接地側が、底面５ｓである。図１に示すとおり、底面５ｓは、爪先Ｔ側から湾曲部３側へ、弧Ｘ１及びＸ２が連なる形状を有している。本実施形態では、弧Ｘ１と弧Ｘ２とは、互いに異なる曲率半径を有しているが、同じ曲率半径を有していてもよい。

以下、図２を参照して、第１実施形態に係る競技用義足のソールの、底面５ｓに付与する溝形状、いわゆる溝パターンについて説明する。

図２に示すとおり、底面５ｓは、幅方向Ｗに沿って延びる複数の幅方向溝によって区画される、幅方向Ｗに延びる複数の幅方向陸部１２を有している。

本実施形態において、底面５ｓの幅方向の中心を通って足部前後方向Ｙへ延びる中心線ＣＬを境界とする、幅方向Ｗの一方側Ｓｉ１における幅方向陸部の総表面積ａ１は、他方側Ｓｉ２における幅方向陸部１２の総表面積ａ２よりも大きい。ここで、総表面積ａ１とは、底面５ｓの平面視において、中心線ＣＬから一方側Ｓｉ１の底面端部ＳＥ１までの陸部の表面積を総合計した値をいい、総表面積ａ２とは、底面５ｓの平面視において、中心線ＣＬから他方側Ｓｉ２の底面端部ＳＥ２までの陸部の表面積を総合計した値をいう。なお、幅方向陸部１２は中心線ＣＬを跨いで延びる構造を呈しており、各幅方向陸部１２の表面積は、１つの幅方向陸部１２でも、中心線ＣＬを境界として、一方側Ｓｉ１と他方側Ｓｉ２とに分割して算出される。競技用義足においては、該義足の形状や着用者の走行手法等によって、底面５ｓの中心線ＣＬを境界とする一方側の摩耗が進展しやすく、底面５ｓに偏摩耗が生じる傾向がある。そこで、より激しい摩耗が生じる傾向がある一方側、本実施形態では一方側Ｓｉ１の陸部の総表面積ａ１を、総表面積ａ２よりも大きくして、剛性を高め、耐摩耗性能を向上させることによって、底面５ｓ全体の偏摩耗を抑制することができる。

また、ソール底面５ｓにおいて、幅方向陸部の少なくとも１は、中心線ＣＬに関して非線対称の形状を有することが好ましい。図２では、全ての幅方向陸部１２が中心線ＣＬに対して非線対称であるが、一部の幅方向陸部を線対称とし、一部の幅方向陸部を非線対称の形状を有するものとしてもよい。

本実施形態では、非線対称の幅方向陸部１２の少なくとも１、図示例では全ての幅方向陸部１２は、波の１／２波長における陸部幅が広狭の繰り返しである、波状を有し、爪先側に凸となる波の１波長において、一方側の陸部幅が広いことが好ましい。ここでいう波とは、正弦波は勿論、ジグザグ、凹凸等、略同じ形状が略同じ周期をもって位相変化するものを指し、中でも正弦波や同じ位相のジグザグの形状であることが好ましい。本実施形態では、図３に示すように、かような波状を呈する波線Ｐ２に沿って延び、波線の法線方向の幅である陸部幅を変化させてある。すなわち、波の１／２波長（波の山から谷又は谷から山）分における陸部幅が広狭の繰り返しである、波状を有するものである。具体的には、図３に示すように、幅方向陸部１２は、波の１波長分λ３において、１／２波長分、即ち波線Ｐ２の谷Ｖ２から隣り合う山Ｍ２までの陸部幅ｗ１と、同山Ｍ２から隣り合う谷Ｖ２までの陸部幅ｗ２とが、相対的に陸部幅ｗ１が広く、陸部幅ｗ２が狭い関係が繰り返される波状である。また、波の一波長分λ４において、１／２波長分、即ち波線Ｐ２の山Ｍ２から隣り合う谷Ｖ２までの陸部幅ｗ２と、同谷Ｖ２から隣り合う山Ｍ２までの陸部幅ｗ１とが、相対的にｗ１が広く、ｗ２が狭い関係が繰り返される。さらに、本実施形態では、爪先Ｔ側に凸となる波の１波長、図示例ではλ３において、底面端部ＳＥ１側の陸部幅ｗ１が広いことが好ましい。陸部幅ｗ１を陸部幅ｗ２と比べて広くすることによって、より激しい摩耗が生じる側の陸部剛性を高めることができ、底面５ｓにおける耐偏摩耗性能を向上させることができる。さらに、他方側の陸部幅ｗ２を一方側と比べて狭くすることによって、陸部幅を広くすることによる滑りやすさを回避することができる。以上を総合して陸部幅ｗ１およびｗ２を適宜設定することによって、排水性能と耐摩耗性能とを両立することができる。かような観点からは、陸部幅ｗ１およびｗ２の比ｗ１／ｗ２が、２．０〜１５であることが好ましい。より好ましくは、陸部幅ｗ１およびｗ２は、以下の数値範囲を満足することが好ましい。
２．０ｍｍ＜ｗ１＜４．０ｍｍ
０．３ｍｍ＜ｗ２＜１．０ｍｍ
なお、本実施形態において、総表面積ａ１が、総表面積ａ２よりも大きければ、陸部の形状は特に限定されないが、図示例では、一方側Ｓｉ１において、陸部幅ｗ１を有する部分を、他方側Ｓｉ２よりも多く配置することによって、総表面積ａ１が総表面積ａ２よりも大きくなっている。

本実施形態において、一方側Ｓｉ１は、底面５ｓの外側であることが好ましい。外側とは、換言すると、競技用義足１の着用者の体側側である。競技用義足１においては、底面５ｓの外側から内側に向かう入力が大きくなる態様で走行する着用者が多く、底面５ｓの外側の摩耗が進展しやすい。そこで、底面５ｓの外側の耐摩耗性能を高めることによって、底面５ｓの偏摩耗を抑制することができる。なお、底面５ｓの内側から外側に向かう入力が大きくなる態様で走行する着用者も存在しており、この場合は、一方側Ｓｉ１を底面５ｓの内側とすることによって、偏摩耗を抑制することができる。

次に、図４Ａ〜４Ｄ、図５及び図６を参照して、第２実施形態に係る競技用義足のソールの底面５０ｓの溝パターンについて説明する。なお、第２実施形態に係る競技用義足のソールは、基本的な構成は第１実施形態と同様であり、第１実施形態とは、底面５ｓの溝パターンのみが異なる。

第２実施形態に係る競技用義足ソールの底面５０ｓのパターンは、後述する実験により得られた接地形態に関する知見に基づいている。そこで、上述した、底面５０ｓの接地形態の実験結果について、図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ及び図４Ｄを用いて、以下に説明する。図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ及び図４Ｄは、競技用義足１を着用した着用者が直進走行を行った場合における、足部２の動作と底面５０ｓとの接地形態を段階的に説明するための図である。各図面の上部は、足部２及びソール５の側面図であり、各図面の下部は、競技用義足１を着用した着用者が直進走行動作を行った際の、底面５０ｓの接地形態の変遷を示している。

即ち、図４Ａは、着用者が持ち上げた競技用義足１を路面Ｓに降ろし、全体重が競技用義足１に負荷された状態を示している。図面の下部に示すとおり、義足１を路面Ｓに降ろした当初は、底面５０ｓの接地域は該底面の中央部付近にあり、湾曲部３からも爪先Ｔ側からも足部前後方向に間隔を空けた領域である。

図４Ｂは、図４Ａの状態から、着用者が全体重を競技用義足１に負荷したままで、前に向かって踏み込んだ状態を示している。健常者の走行の場合、最初に接地する靴裏の踵側から爪先側に向けて順に接地していく踏み込み形態が一般的であるが、競技用義足１は、最初に接地したところよりも湾曲部３側に接地領域が移動している。

図４Ｃは、着用者が、競技用義足１を着用した側と反対の足を前方に振り出し、競技用義足１の蹴り出し動作を開始した状態を示している。この蹴り出し動作に入ると、競技用義足１は、底面５０ｓの、図４Ａ及び図４Ｂで示した領域よりも爪先Ｔ側の領域で接地している。

図４Ｄは、着用者が競技用義足１を蹴り出す最終段階の、路面Ｓから離れる直前の状態を示している。底面５０ｓの爪先Ｔから蹴り出すために、図４Ｃよりもさらに爪先Ｔ側の領域で接地している。

上記図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ及び図４Ｄに示す実験結果を踏まえ、発明者は、底面５０ｓを上記した接地領域の推移に応じて機能分離させることが義足ソールの性能向上に有利であるとの知見を得て、そのための以下の溝パターンに想到した。

すなわち、図５に示す溝パターンは、図２に示した溝パターンにおいて、上述の幅方向陸部１２の３列を残し、幅方向陸部１２の爪先Ｔ側にサイプ１３を形成し、幅方向陸部１２の列の湾曲部３側に幅方向陸部１４、１０及び１１を順に、それぞれ配置してなる。

幅方向陸部１２の湾曲部３側に配置される、幅方向陸部１０、１１、１２及び１４の形状について、図５及び図６を参照して説明する。

幅方向陸部１０は、図６に示すように、上記した波の定義に基づく波状を呈する波線Ｐ１に沿って所定の幅で延びる陸部とする。かように、幅方向陸部１０を波状とすることによって、幅方向Ｗのエッジ成分を増加させるとともに、前後方向のエッジ成分をも付与することができ、総合してより高いエッジ効果を得ることができる。即ち、競技用義足１の着用者の走行時に幅方向Ｗから入力方向がずれても、エッジ効果を十分に発揮させることができる。

なお、幅方向陸部１０において波状であることは、図５及び図６に示すように、波線Ｐ１の山Ｍ１及び谷Ｖ１の位置から足部前後方向の一方側または他方側に突出する、爪先側突出部１０ｂ及び湾曲部側突出部１０ｃを備えていてもよい。爪先側突出部１０ｂ及び湾曲部側突出部１０ｃを備えることによって、エッジ成分をさらに増加し、足部前後方向Ｙ並びに幅方向Ｗの両方でのエッジ効果を高めることができる。

さらに、幅方向陸部１０は、波の１波長分（波の山から山または谷から谷）において波の山Ｍ１又は谷Ｖ１を通って足部前後方向Ｙに延びる線分に関して線対称であることが好ましい。図６に示すように、幅方向陸部１０は、波の１波長分λ１において、波線Ｐ１の山Ｍ１を通って足部前後方向Ｙに延びる線分ｂ１に関して線対称であり、波の１波長分λ２において、谷Ｖ１を通って足部前後方向Ｙに延びる線分ｂ２に対して線対称である。上記構成によれば、競技用義足１の着用者の走行時に幅方向Ｗから入力方向がずれても、エッジ機能を確実に発揮させることができる。

ここで、幅方向陸部１０、１１及び１４が配置された領域は、上記の図４Ａ及び図４Ｂに示す接地領域に相当する、着用者が最初に着地し、全体重が競技用義足１に負荷された状態で踏み込み動作を行っている領域である。従って、着用者が競技用義足１に全体重を負荷しても体全体のバランスが保たれるように、該領域が路面Ｓと十分にグリップすることが肝要である。よって、幅方向Ｗにおけるエッジ効果に優れた幅方向陸部１０と、この幅方向陸部１０に相似の幅方向陸部１１及び１４と、を配置することによって、前記領域に高いエッジ機能を付与し、路面Ｓに対するグリップ力を十分に確保して、該領域に高い防滑性能を与える。

また、底面５０ｓは、幅方向陸部１２の爪先Ｔ側であって、爪先Ｔ側の端縁から湾曲部３側に向かう領域に、サイプ１３を備えることが好ましい。サイプ１３が配置された領域は、上記図４Ｄに示したように、着用者が、競技用義足１を着用した側と反対の足を前方に振り出し、競技用義足１の蹴り出し動作を行うための領域である。該領域は、爪先Ｔに向けて順に接地し、着用者が底面５０ｓで路面Ｓを押して滑らせるように接地していくため、特に摩耗が進展しやすい領域である。よって、この領域では、耐摩耗性能を高めるとともに、接地時の滑りにくさも維持することが肝要である。

特に、サイプ１３が形成された爪先Ｔ側の底面５０ｓの端縁から一定の領域は、図１における、爪先Ｔから一定の曲率半径で連続する弧Ｘ１に対応する領域であり、上記の図４Ｄに示したように、競技用義足１を着用した着用者が、蹴り出し動作を行う際に、最後に接地して、より激しい摩耗が発生する傾向があった。よって、この領域では、特に高い耐摩耗性能を備える必要がある。そこで、他の領域に形成された溝よりも幅の小さいサイプ１３を形成し、剛性を損なうことなく、エッジ成分を配分している。よって、激しい摩耗からソール５を保護し、足部２自体の使用寿命を長期化することができる。

ここで、本実施形態において、幅方向陸部１２が配置された領域は、上記の図４Ｄに示したよりも前の状態、即ち、上記図４Ｃに示したように、競技用義足１の蹴り出し動作を開始した際に接地する領域である。この領域では、踏み込み動作から蹴り出し動作に移行する際に、義足の形状や着用者の走行手法によって、中心線ＣＬを境界とする一方側Ｓｉ１と他方側Ｓｉ２との間における入力差が特に顕著となる領域である。従って、この領域に幅方向陸部１２を配置することによって、より激しい摩耗が生じる側の陸部剛性を高めることができ、底面５ｓの偏摩耗を効果的に抑制することができる。

なお、本実施形態において、図３に示す幅方向陸部１２の波の波線Ｐ２と、波線Ｐ２の基準線Ｏ１とがなす角度θ１は、図６に示す、幅方向陸部１０の波の波線Ｐ１と、波線Ｐ１の基準線Ｏ２とがなす角度θ２よりも、小さいことが好ましい。基準線Ｏ１及び基準線Ｏ２は、幅方向Ｗに沿う向きに延びている。角度θ１を、角度θ２よりも小さい角度とことによって、足部前後方向Ｙにおける推進力を向上させることができる。

以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれだけに限定されるものではない。
本発明の発明例ソールと、比較例ソールについて各々試作し、性能評価を行う。発明例ソールは、ソールの底面のパターンの配列や溝の変化により、本発明に規定する排水性能等の機能が付与されている。比較例１は、中心線ＣＬを基準として線対称のパターンの底面を有するソールであり、中心線を基準とする両側の陸部の総表面積が同一である。また、発明例１は、図２に記載のパターンの底面を有するソールである。発明例２は、図５に記載のパターンの底面を有するソールである。上記のように試作される比較例ソール及び発明例ソールを、図１に示す競技用義足に装着し、耐偏摩耗性能を評価する。

［耐偏摩耗性能］
左側が健常足の選手が、右側に競技用義足を装着し、公道を２００ｋｍ走行した後の、ソールの底面の外観を指数化する。なお、比較例１の指数を１００として、指数差が大きい方が耐偏摩耗性能に優れていることを示す。比較例１及び発明例２では、左側が健常足の選手が、右側に競技用義足を装着し、公道を２００ｋｍ走行した後の、ソールの底面の外観を指数化した。また、発明例１においても、左側が健常足の選手が、右側に競技用義足を装着し、公道を２００ｋｍ走行した後の、ソールの底面の外観を指数化する。

１：競技用義足、 ２：足部、 ２ａ：直線部、 ２ｂ、２ｃ：曲線部、 ３：湾曲部、 ４：接地部、 ４ｓ：接地域、 ５：ソール、 ５ｓ、５０ｓ：ソール底面、 １０、１１、１２、１４：陸部、 １０ｂ：爪先側突出部、 １０ｃ：湾曲部側突出部、 １３：サイプ

Claims (5)

1. 少なくとも１の湾曲部を介して、爪先側へ延びる板ばね状の足部を有する競技用義足の、
   前記爪先から前記湾曲部側へ弧状に延在する接地域に装着するソールであって、
   該ソールは、前記接地域の延在形状に従う形状の底面を有し、
   該底面は、前記足部の幅方向に延びる複数の幅方向溝によって区画される、前記幅方向に延びる複数の幅方向陸部を有し、
   前記幅方向の中心を通って前記足部の前後方向へ延びる中心線を境界とする、前記幅方向一方側における前記幅方向陸部の総表面積が、他方側における前記幅方向陸部の総表面積よりも大きい、競技用義足のソール。
2. 前記幅方向陸部の少なくとも１は、前記中心線に関して非線対称の形状を有する、請求項１に記載の競技用義足のソール。
3. 前記非線対称の幅方向陸部の少なくとも１は、波の１／２波長における陸部幅が広狭の繰り返しである、波状を有し、
   前記爪先側に凸となる波の１波長において、前記一方側の陸部幅が広い、
   請求項２に記載の競技用義足のソール。
4. 前記底面は、前記爪先から一定の曲率半径で連続する部分に隣接する部分に、前記非線対称の幅方向陸部を有している、請求項２又は３に記載の競技用義足のソール。
5. 前記幅方向一方側は、前記底面における外側である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の競技用義足のソール。

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