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