WO2019203286A1 - 競技用義足のソール - Google Patents

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sole
region
competition
foot
toe
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大太 糸井
耕平 佐橋
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株式会社ブリヂストン
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    • A61F2002/6657—Feet having a plate-like or strip-like spring element, e.g. an energy-storing cantilever spring keel
    • A61F2002/6678—L-shaped

Definitions

  • the present invention relates to a sole that is attached to a contact area of a prosthetic leg for competition, and more particularly to a sole for a prosthetic leg that suppresses slippage of the prosthetic leg during competition.
  • a prosthetic leg for competition (hereinafter also referred to as a prosthetic leg for competition or simply a prosthetic leg) has a leaf spring-like leg part extending to the toe side through the curved part, and the contact area extends in an arc shape from the toe to the curved part side.
  • a prosthetic leg having a leaf spring-like foot portion is provided with a sole that contacts the road surface on the bottom surface of the contact area.
  • Patent Document 1 exemplifies a sole that is attached to the lower surface of a curved plate spring-like prosthetic leg for competition, such as jogging or running. That is, Patent Document 1 describes a sole in which spikes are attached to the lower surface of a sole that contacts the road surface, and a sole in which a number of outsole portions each having a hexagonal ground surface are provided.
  • an object of the present invention is to provide a sole for a prosthetic leg having a high anti-slip performance.
  • the inventor earnestly investigated the means for solving the above-mentioned problems. That is, when the ground contact form of the prosthetic leg for competition was examined in detail, it was newly found out that the prosthetic leg for competition shows a specific ground contact form resulting from the shape of the leaf spring-like foot part. Furthermore, the inventor has found that a high anti-slip performance can be realized by making the bottom surface of the sole correspond to the ground contact form peculiar to the prosthetic leg for competition, thereby achieving high anti-slip performance, and has completed the present invention. .
  • the sole of the prosthetic leg for competition of the present invention is a contact of the prosthetic leg having a leaf spring shape extending toward the toe side through at least one curved part and extending in an arc shape from the toe to the curved part side.
  • a sole to be attached to an area the sole having a bottom surface shaped according to the extended shape of the contact area, the bottom surface being a contact point with a road surface in an upright state of a wearer wearing the sports prosthetic leg
  • the region on the curved portion side, which passes through the line extending in the foot width direction, has a higher drainage performance than the region other than the region on the curved portion side.
  • the present invention it is possible to provide a sole for a prosthetic leg having a high anti-slip performance. By wearing this sole on the prosthetic leg for competition, there is an effect that the athlete's skill is exhibited.
  • FIG. 1 It is a perspective view which shows the sole and attachment margin part before mounting
  • FIG. 1 is a side view of a prosthetic leg 1 for competition equipped with a sole 5 according to the first embodiment of the present invention.
  • the prosthetic leg 1 for competition has a leaf spring-like leg 2 and a sole 5 is attached to a contact area on the tip side.
  • the base end part of the foot part 2 is connected to a socket via an adapter, and a wearer wears a prosthetic leg by accommodating the stump of a wearer's leg in a socket. be able to.
  • As the adapter and the socket those corresponding to the stump position of the foot such as a thigh prosthesis and a crus prosthesis are used.
  • FIG. 1 shows the foot 2 and the sole 5 in an upright state of a wearer who wears the prosthetic leg 1 for competition.
  • the side where the foot 2 is connected to the adapter is referred to as the connection side
  • the side where the foot 2 contacts the road surface S is referred to as the ground side.
  • the toe T of the prosthetic leg 1 for competition refers to the foremost point where the foot 2 extends from the connection side and terminates.
  • a direction extending from the toe T in parallel to the road surface S is referred to as a foot front-rear direction Y.
  • the direction over the width direction of the foot 2 is referred to as the width direction W.
  • the foot portion 2 of the prosthetic leg 1 for competition has a shape extending in a plate shape toward the toe T via at least one curved portion, in the illustrated example, 1 curved portion 3.
  • the foot part 2 includes, in order from the connection side to the ground side, a straight part 2 a, a curved part 2 b that is convex toward the toe T side, a curved part 3 that is convex toward the rear side in the foot front-rear direction Y, The curved portion 2c and the grounding portion 4 extending to the toe T side in an arc shape protruding to the grounding side.
  • the material of the foot 2 is not limited, it is preferable to use carbon fiber reinforced plastic or the like from the viewpoint of strength and weight reduction.
  • the grounding portion 4 has, on the grounding side, a contact area 4s extending in an arc shape from the toe T toward the bending portion 3, and a sole 5 is attached to the contact area 4s.
  • the contact area 4s refers to the entire area that comes into contact with the road surface S when the wearer who wears the prosthetic leg 1 performs a straight traveling operation. In the state where the sole 5 is attached, the contact area 4s is the sole 5 It contacts with the road surface S via.
  • the sole 5 has a shape according to the extended shape of the contact area 4s.
  • the grounding side of the sole 5 is a bottom surface 5s.
  • the bottom surface 5s has a shape in which the arcs X1 and X2 are continuous from the toe T side to the bending portion 3 side.
  • the arc X1 and the arc X2 have different radii of curvature, but may have the same radius of curvature.
  • the bottom surface 5s is worn on the competition prosthetic leg 1 and passes through the point C which is a contact point with the road surface S in the upright state of the wearer, on one side and the other side with a line extending in the width direction W as a boundary.
  • Point C is a point that first comes into contact with the road surface S when reaching an upright position. That is, the upright state means that the wearer is a healthy leg that does not wear a prosthetic leg when only one is a prosthetic leg, and the prosthetic leg 1 for the competition is on the road surface S when the body is supported by one prosthetic leg when both are prosthetic legs. The state which contacted with the road surface S for the first time.
  • the point C is determined by the shape of the artificial leg, the wearing mode, and the like. That is, the inventor uses the point C that is a contact point with the road surface S in the upright state of the wearer as a reference for the function separation of the bottom surface 5s based on the knowledge about the ground contact form obtained by the experiment described later. I came up with a new idea.
  • FIGS. 2A, 2B, 2C, and 2D show stepwise the operation of the foot 2 and the ground contact form of the bottom surface 5s when the wearer who wears the prosthetic leg 1 for competition having the above-described configuration travels straight ahead. It is a figure for demonstrating.
  • the upper part of each drawing is a side view of the foot 2 and the sole 5, and the lower part of each drawing is a transition of the ground contact form of the bottom surface 5s when the wearer wearing the competition prosthetic leg 1 performs a straight running operation. Is shown.
  • FIG. 2A shows a state in which the competition prosthetic leg 1 lifted by the wearer is lowered onto the road surface S and the overall weight is loaded on the competition prosthetic leg 1.
  • the region of the bottom surface 5s closer to the bending portion 3 than the point C is grounded.
  • FIG. 2B shows a state in which the wearer steps forward from the state of FIG. 2A while the full weight is loaded on the prosthetic leg 1 for competition.
  • the prosthetic leg for competition 1 is more curved than where it was grounded first. The grounding area has moved to the part 3 side.
  • FIG. 2C shows a state in which the wearer swings forward the foot opposite to the side on which the game prosthetic leg 1 is worn and starts to kick out the game prosthetic leg 1.
  • the game prosthetic leg 1 is grounded in the region of the bottom surface 5s closer to the toe T than the point C.
  • FIG. 2D shows a state immediately before the wearer kicks out the prosthetic leg 1 for competition, just before leaving the road surface S.
  • FIG. In order to kick out from the toe T on the bottom surface 5s, it is grounded on the toe T side further than FIG. 2C.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining each region of the bottom surface 5s, and shows the sole bottom surface 5s in a planar shape.
  • the bending portion side region Q1 is a region on the bending portion 3 side with a line BL extending in the width direction W of the foot portion 2 passing through the point C as a boundary on the bottom surface 5s.
  • the curved portion side region Q1 is a region where the wearer first lands and performs a stepping motion while the overall weight is loaded on the prosthetic leg 1 for competition. Therefore, it is important that the curved portion side region Q1 is sufficiently gripped with the road surface S so that the balance of the entire body is maintained even when the wearer applies the overall weight to the prosthetic leg 1 for competition.
  • the sole 5 of the athletic prosthetic foot 1 prevents slipping due to the water film and realizes a high slip resistance performance.
  • the toe side region Q2 is a region on the toe T side with a line BL extending in the width direction W of the foot 2 passing through the point C on the bottom surface 5s.
  • the toe side region Q2 is a region for the wearer to swing out the foot opposite to the side on which the prosthetic leg 1 for competition is worn and to kick out the prosthetic leg 1 for competition.
  • the toe-side region Q2 is a region where wear is particularly likely to proceed because the wearer makes contact with the toe T in order and makes contact with the wearer so that the wearer pushes and slides the road surface S on the bottom surface 5s. Therefore, the toe side region Q2 needs to have higher wear resistance than the curved portion side region Q1.
  • the toe side region Q2 has higher wear resistance than the curved portion side region Q1, early wear of the toe side region Q2 is avoided, so that the entire surface of the sole 5 of the athletic prosthesis 1 is gently worn. As a result, the service life of the sole 5 can be extended.
  • each of the bending portion side region Q1 and the toe side region Q2 is further divided as shown in FIG. 3 based on the ground contact form shown in FIGS. 2A to 2D, and each part has characteristics corresponding to the ground contact form. Is preferably provided.
  • the portion Q2-1 in the toe side region Q2 shown in FIG. 3 corresponds to the arc X1 continuous from the toe T with a constant radius of curvature in FIG.
  • This portion Q2-1 tended to cause more intense wear when the wearer wearing the prosthetic leg 1 for competition performed a kicking operation and finally touched down. Therefore, the portion Q2-1 needs to have particularly high wear resistance. That is, in the toe side region Q2, the portion Q2-1 has higher wear resistance than the remaining portion Q2-2, thereby protecting the sole 5 from severe wear and extending the service life of the foot 2 itself. can do.
  • a portion Q1-1 closer to the toe T than the center M1 of the maximum length L1 along the foot front-rear direction Y is a region where the wearer first lands.
  • the portion Q1-2 is a portion closer to the curved portion 3 than the center M1 having the maximum length L1.
  • the grounded portion is located on the curved portion 3 side, that is, the portion Q1-2 on the opposite side to the direction in which the wearer proceeds, with respect to the first grounded portion Q1-1. It is changing.
  • the portion Q1-2 When the part Q1-2 is in contact with the ground, the movement of the upper body that the wearer tries to move forward and the movement of the grounding part are temporarily reversed, and the movement toward the second half of the grounding form is high. Propulsion is required. Therefore, first, it is important that the portion Q1-2 has higher rigidity than the portion Q1-1.
  • the portion Q1-2 has a larger edge component in the width direction W of the foot 2 than the portion Q1-1.
  • the part Q1-2 is preferably smaller than the part Q1-1.
  • the negative ratio refers to the ratio of the area in plan view of the portion that is concave with respect to the road surface S in the total area of the bottom surface 5s in plan view.
  • the portion Q1-2 has a larger edge component in the width direction W of the foot portion 2 than the toe side region Q2. Furthermore, it is preferable that the portion Q1-2 has a larger negative ratio than the toe side region Q2. According to the above configuration, the portion Q1-2 can exert a high driving force when the wearer performs the kicking-out operation.
  • Specific means for realizing the above-described characteristics to be imparted to each portion of the above-described bottom surface 5s include, for example, devising a pattern made of unevenness by a groove or the like formed on the bottom surface 5s, and the surface of the bottom surface 5s. For example, devising the properties, devising the cross-sectional shape of the sole 5, devising the material of the sole 5, and the like.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a pattern of the bottom surface 5s of the sole 5 in the prosthetic leg 1 for competition according to the present embodiment.
  • a plurality of land portions 10 and land portions 11 that are partitioned by a plurality of grooves extending in the width direction W are arranged in the curved portion side region Q1.
  • the land portion 10 is disposed closer to the toe T than the land portion 11.
  • the land portion 10 includes a width direction extending portion 10a extending in a substantially zigzag shape in the width direction W, a toe side protruding portion 10b extending from the bent portion bent toward the toe T side to the toe T side, and a curved portion. It is a shape including a bending portion-side protruding portion 10c extending from the bending portion bent in the direction protruding toward the 3 side to the bending portion 3 side.
  • the land portion 11 has a shape including a width direction extending portion 11a, a toe side protruding portion 11b, and a curved portion side protruding portion 11c.
  • a width direction extending portion 10a and 11a into a zigzag shape, a sufficient edge component can be secured.
  • the edge component is further increased, and the bottom surface 5s and the road surface S are effectively increased on both sides of the foot front-rear direction Y. The water film existing between the two can be cut, and high drainage performance can be realized.
  • a plurality of land portions 12 that are partitioned by a plurality of grooves extending in the width direction W are arranged in the toe side region Q2.
  • the land portion 12 protrudes in a direction in which the width direction extending portion 12a extends from a width direction extending portion 12a extending substantially zigzag in the width direction W and a bent portion bent in a direction protruding toward the toe T side.
  • the bent portion side that extends so as to protrude in the extending direction of the width direction extending portion 12a from the bent portion that is bent in the protruding direction on the bending portion 3 side It is a shape including the protrusion part 12c. Furthermore, a plurality of linear grooves 13 extending intermittently along the zigzag shape extending in the width direction W are formed in the toe side region Q2. The land portion 12 is disposed closer to the curved portion 3 than the straight groove 13, and the straight groove 13 is formed closer to the toe T than the land portion 12. As shown in the figure, a land portion 14 having the same shape as the land portion 11 may be formed in the toe side region Q2.
  • the land portion width w3 of the width direction extending portion 11a of the land portion 11 is larger than the land portion width w2 of the width direction extending portion 10a of the land portion 10.
  • the land part width w4 of the width direction extension part 12a of the land part 12 is larger than the land part widths w2 and w3.
  • the curved portion side region Q1 has a toe side region in which the ratio of the area of the groove portion that is concave with respect to the road surface S in the total area of the bottom surface 5s in plan view, that is, the negative ratio. Greater than Q2. Therefore, in the bending part side area
  • the toe side region Q2 has higher wear resistance than the curved portion side region Q1. This is because the toe side region Q2 has a negative ratio smaller than that of the bending portion side region Q1, and maintains high rigidity.
  • a straight groove 13 is formed in the portion Q2-1.
  • the ground contact portion Q2-1 is more rigid than the remaining portion Q2-2 of the toe side region Q2, and has higher wear resistance.
  • the negative ratio of the portion Q1-1 is larger than that of the portion Q1-2, and more moisture can be taken into and discharged from the groove. That is, the portion Q1-1 has a higher drainage performance than the portion Q1-2.
  • the land portion 11 is disposed in the portion Q1-2, and the land portion width w3 of the land portion 11 is larger than the land portion width w2 of the land portion 10 as described above. . Therefore, the portion Q1-2 has a greater land rigidity than the portion Q1-1. Further, the edge component in the width direction W is larger in the portion Q1-2 than in Q1-1. Further, as described above, the negative ratio of the portion Q1-2 is smaller than that of the portion Q1-1.
  • portion Q1-2 has a larger edge component in the width direction W and a larger negative ratio than the toe side region Q2.
  • the sole of the artificial leg for competition which concerns on the 2nd Embodiment of this invention is demonstrated.
  • the sole of the prosthetic leg for competition according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment with respect to the characteristics of each portion of the bottom surface of the sole.
  • a plurality of land portions 100, 110, 120, and 140 that are partitioned by a plurality of grooves extending in the width direction W are arranged on the bottom surface 50s of the sole 5 shown in FIG.
  • the land portions 100, 110, 120, and 140 correspond to the land portions 10, 11, 12, and 14 shown in FIG.
  • the bottom surface 50s In the plan view of the bottom surface 50s, it has the same shape as the corresponding land portion, but the land portions 100, 110, 120, and 140 have a two-stage structure in the depth direction of the groove that divides each land portion. Have.
  • the two-stage structure will be described with reference to the land portion 120.
  • the land portion 120 has a step-like structure in which the second-stage block 120B is mounted on the first-stage block 120A on the groove bottom side in the thickness direction of the sole 5.
  • the staircase portion of the first step block 120A is indicated by a bold line in the drawing.
  • the second stage block 120B has a smaller surface area in plan view than the first stage block 120A, but the second stage block 120B and the first stage block 120A have the same shape.
  • the land portions 100, 110, and 140 also have a staircase structure including stair portions indicated by thick lines.
  • the bottom surface 500s of the sole 5 of the prosthetic leg for competition according to the third embodiment has a shape in which square corners are rounded in a plan view by forming a concave groove in the portion Q1-1 of the curved portion side region Q1.
  • the land portion 15 having a plurality of sections is divided. Further, land portions 16a and 16b are disposed on the curved portion 3 side of the curved portion side region Q1 with respect to the land portion 15.
  • the land portions 16a and 16b are provided with a shape in which square corners are rounded in a plan view by forming a concave groove on the bottom surface 500s, and have a larger area in the plan view than the land portion 15. Further, the land portion 16b has a larger area in plan view than the land portion 16a. Further, land portions 17a and 17b having the same shape as the land portion 16a and the land portion 16b are also partitioned in the toe side region Q2. Furthermore, a land portion 18a having a shape with rounded rectangular corners in plan view is formed on the toe T side of the toe side region Q2 from the land portions 17a and 17b, and the toe T side is closer to the toe T side than the land portion 18a.
  • the semi-land portion 18b is partitioned in such a manner that the depth of the groove gradually decreases toward the toe T side.
  • a plurality of linear grooves 19 a and 19 b that are inclined with respect to the width direction W are continuously arranged along the width direction W on the toe T side of the semi-land portion 18 b.
  • the linear groove 19a and the linear groove 19b are inclined in directions opposite to each other with respect to the width direction W.
  • the bending portion side region Q1 and the toe side region Q2 shown in FIG. 6 have the same functions as the bending portion side region Q1 and the toe side region Q2 in the sole of the sports prosthesis according to the first embodiment and the second embodiment by the above configuration. Can be granted.
  • each function is provided by the pattern which consists of unevenness in the bottom face of the sole 5, it is not limited to the pattern of the said embodiment, The pattern shown below can be used.
  • Each pattern is demonstrated using FIG.7, FIG8 and FIG.9. 7 and 8 schematically show pattern elements constituting a pattern with unevenness. By changing the number and specifications of these elements for each of the above-described areas and parts, the required functions can be given to each area and each part.
  • FIG. 7 it is possible to use a pattern in which a plurality of vertical grooves 30 extending along the foot front-rear direction Y are formed.
  • moisture taken into the longitudinal groove 30 flows along with the operation of the sole, and the moisture can be efficiently discharged from the end of the longitudinal groove 30.
  • a pattern giving priority to either drainage performance or wear resistance performance can be provided.
  • annular grooves 31 and 32 are formed. According to the annular grooves 31 and 32, moisture can be taken in and discharged efficiently regardless of various input directions acting on the bottom surface of the sole 5. By making the width and depth of the annular grooves 31 and 32 or the diameter of the ring different for each portion of the bottom surface 5s, a pattern giving priority to either drainage performance or wear resistance can be provided.
  • the bottom surface of the sole 5 may be a pattern in which only the above-described longitudinal groove or only the annular groove is formed, or may be a pattern in which the longitudinal groove and the annular groove are combined. Furthermore, it is good also as a pattern which combined the annular groove and the horizontal groove.
  • the pattern shown in FIG. 9A or 9B can be used as the pattern of the bottom surface of the sole 5, the pattern shown in FIG. 9A or 9B can be used.
  • a plurality of vertical grooves 33 having one end or both ends opened are formed on the bottom edge 5000s of the sole 5 at the sole edges on the toe T side and the curved portion 3 side, and communicated with the vertical grooves 33 in the width direction.
  • a plurality of inclined grooves 34, 35, 36, and 37 that are inclined with respect to W and open at the edge of the sole are formed.
  • the inclined grooves 34 and 35 extend incline toward the bending portion 3 from the center in the width direction W of the bottom surface 5000s toward the sole edge in the bending portion side region Q1.
  • the inclined grooves 36 and 37 are inclined and extended toward the toe T side from the center in the width direction of the bottom surface 5000s toward the sole edge.
  • the drainage performance according to the ground contact form of the artificial leg 1 for competitions is realizable. That is, in the bottom surface 5000s, the grounding portion changes from the portion Q1-1 to be grounded first to the portion Q1-2 on the curved portion side 3 side. With the transition operation, the moisture taken into the groove flows along the inclination of the groove from the toe T side to the curved portion 3 side, and is discharged from the opening at the edge of the bottom surface 5000s.
  • the water taken in the groove along with the movement of the ground contact portion from the bending portion side region Q1 to the toe side region Q2 flows along the inclination of the groove from the bending portion 3 side to the toe T side. It is discharged from the opening at the edge of the.
  • efficient drainage can be realized.
  • the groove width of each groove is constant, but in FIG. 9B, the groove width is increased in a region where drainage performance is to be prioritized, and the groove width is decreased in regions where wear resistance performance is prioritized.
  • the depth and number of grooves formed on the bottom surface of the sole 5 are arbitrary.
  • the drainage performance can be further improved by increasing the groove depth.
  • drainage performance can also be improved by increasing the number of grooves.
  • the surface properties of the bottom surface of the sole 5 such as changing the introduction density of sipe, surface roughness, riblets, and the like shown below after improving drainage performance of the entire bottom surface of the sole 5 by the pattern described so far.
  • the wear resistance and drainage performance can be controlled for each region and for each part.
  • drainage performance can be improved by forming a plurality of sipes thinner than the groove on the bottom surface of the sole 5. As the number of sipes increases, higher drainage performance can be obtained. For wear resistance performance, this relationship may be reversed. The same applies to the following surface roughness and riblets.
  • the surface roughness can be adjusted by imparting micro unevenness to the bottom surface of the sole 5, thereby improving drainage performance and wear resistance performance. In the case of a rougher surface roughness, moisture can be taken in between the micro unevenness, and high drainage performance can be realized.
  • 10A, 10 ⁇ / b> B, and 10 ⁇ / b> C are schematic cross-sectional views along the width direction W of the sole 5.
  • the thickness of the sole 5 is the thickest at the center in the width direction W, and gradually decreases toward the sole edge side in the width direction W.
  • the sole 5 may have a shape that gradually decreases in thickness as shown in FIG. 10A, or a shape that gradually decreases in thickness in an arc shape as shown in FIG. 10B.
  • moisture content on the road surface S is extruded from the center side in the width direction W of the sole 5 to the sole edge side at the time of grounding of the bottom face 5s, and can drain
  • the entire sole 5 may have the above-described configuration, or only a part of the sole 5 may have the above-described configuration.
  • the sole 5 may have a structure having a plurality of cones that protrude toward the grounding side.
  • the sole 5 has a plurality of square weights 40 that are convex toward the grounding side.
  • the bottom surface of the sole 5 becomes spike-like by the plurality of square weights 40, and the water film existing between the bottom surface of the sole 5 and the road surface S is effectively cut and grounded from the top, High drainage performance can be realized.
  • moisture can pass through the gaps formed between the plurality of quadrangular pyramids 40, high drainage performance can be realized.
  • it is not restricted to a square pyramid, It can also be set as a cone and polygonal cones other than a square pyramid.
  • wear resistance performance can also be realized.
  • FIG. 11A and 11B are perspective views showing the grounding portion 4 and the sole 5.
  • the sole 5 has a hidden groove 41 that opens to the grounding portion 4 side on the boundary surface side between the grounding portion 4 and the sole 5.
  • the hidden groove 41 extends along the width direction W and opens at both end edges of the sole 5. According to the above configuration, moisture on the road surface is taken into and drained from the both ends of the foot portion 2 in the width direction W into the hidden groove 41, so that moisture enters between the bottom surface of the sole 5 and the road surface S. It can be blocked and high drainage performance can be obtained.
  • the sole 5 opens on the side of the interface with the adhesive and on the adhesive side. Grooves or recesses are formed.
  • the sole 5 has a composite groove in which a circular groove 42 formed on the bottom surface of the sole 5 and a groove 43 penetrating the sole 5 along the width direction W communicate with each other. Also good. According to the above configuration, moisture intervening between the bottom surface of the sole 5 and the road surface S can be taken from the circular groove 42 and efficiently discharged from the end of the groove 43 penetrating in the width direction W. Further, by combining such a composite groove with a groove made of irregularities on the bottom surface of the sole 5, the rigidity of the sole 5 can be adjusted, and characteristics corresponding to each region of the bottom surface of the sole 5 can be imparted.
  • each function is given by devising a part or all of the material of the sole 5
  • felt, sponge, nonwoven fabric or the like can be used for part or all of the sole 5 to enhance drainage performance by the water absorbing action of each material.
  • foamed rubber for part or all of the sole 5 and the water absorption action of the foamed rubber.
  • the sole 5 in the prosthetic leg 1 of the present invention described so far is manufactured by, for example, a method of processing a rubber sheet with a laser beam, a method of using a mold, a method of manufacturing using a 3D printer, or the like. be able to.
  • the sole 5 is attached to the contact area 4s via an adhesive, but the attachment means is not limited to the adhesive, and is attached using a fastener such as a belt. Also good. Furthermore, in the present embodiment, the sole 5 is mounted in direct contact with the contact area 4s, but a cushion material (not shown) or an adhesive may be interposed between the sole 5 and the contact area 4s. .
  • FIG. 12A is a perspective view showing the sole 5 and the pasting margin part before being attached to the grounding part 4.
  • the pattern of the bottom surface 5s is omitted.
  • the toe side pasting margin 6 and the bending portion side pasting margin 7 are integrally coupled to the sole 5.
  • the toe side sticking margin part 6 is coupled along the toe T side edge of the sole 5, has a fan shape, and is divided by two cuts 8a and 8b.
  • the bending portion side attaching margin portion 7 is coupled to the edge of the sole 5 on the bending portion 3 side.
  • FIG. 12B is a diagram for explaining the boundary between the toe side pasting margin 6 and the sole 5 and the thickness near the boundary.
  • FIG. 12C is a figure for demonstrating the thickness of the boundary of the bending part side sticking margin part 7 and the sole 5, and the boundary vicinity.
  • the toe side pasting allowance 6 extends at a constant thickness th2 that is thinner than the thickness th1 of the sole 5, and the thickness gradually increases toward the boundary B1 with the sole 5.
  • the bending portion side pasting margin portion 7 extends with a thickness th3 that is thinner than the thickness th1 of the sole 5, and the thickness gradually increases toward the boundary B2 with the sole 5.
  • the sole 5 when the sole 5 is attached to the grounding portion 4, the sole 5 can be attached closely without forming a bend or a gap between the sole 5 and the grounding portion 4.
  • the thickness th1 of the sole 5 is 2.25 to 3.0 mm
  • the thickness th2 of the toe side pasting margin 6 and the thickness th3 of the bending side pasting margin 7 are 1.5 to 2.0 mm. be able to.
  • the inventive example sole and the comparative example sole of the present invention are respectively prototyped and subjected to performance evaluation.
  • the invention example sole is provided with functions such as drainage performance defined in the present invention by the arrangement of the pattern of the bottom surface of the sole and the change of the groove.
  • Comparative Example 1 has a uniform sole pattern on the bottom surface.
  • the comparative example 2 has a pattern different from the present invention.
  • the index of Q1-1 in Comparative Example 1 is set to 100, and the larger the index, the more excellent the drainage performance and wear resistance performance.
  • the comparative example sole and the invention example sole manufactured as described above are mounted on the prosthetic leg for competition shown in FIG. 1, and the anti-slip performance and the anti-wear performance are evaluated.
  • Comparative Example 1 and Inventive Example 4 the drainage performance and wear resistance performance of each portion of each region Q1, Q2 were evaluated from the results calculated by simulation. Also in Comparative Example 2 and Invention Examples 1 to 3, the drainage performance and wear resistance performance of each part of each region Q1, Q2 are evaluated by the same method as Comparative Example 1 and Invention Example 4.
  • a player with healthy feet on the left side wears a prosthetic leg for competition on the right side, and the overall appearance of the bottom surface after running 200 km on public roads is indexed.
  • the index of the comparative example 1 is set to 100, and it shows that a sole is excellent in abrasion resistance performance, so that a numerical value is large.
  • Comparative Example 1 and Inventive Example 4 a player with healthy legs on the left side wears a prosthetic leg for competition on the right side, and the appearance of the entire bottom surface after running 200 km on a public road is indexed.
  • Comparative Example 2 and Inventive Examples 1 to 3 the appearance of the entire bottom surface is indexed by the same method as Comparative Example 1 and Inventive Example 4.

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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、前記競技用義足を着用した着用者の直立状態における路面との接点を通って、足部幅方向に延びる線を境界とする、湾曲部側の領域が、前記湾曲部側の領域以外の領域と比べて高い排水性能を備えることを特徴とする。

Description

競技用義足のソール
　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、義足が滑るのを抑制すること、即ち防滑性については何ら考慮されていない。例えば、降雨時等に競技を行う場合には濡れた路面を走ることになる。その際、路面に水膜が存在すると、ソールの底面と路面との間に水膜が介在し、底面の接地が阻まれる結果、スリップが発生する。特に、アスファルトや、石畳等の摩擦係数μの低い路面では、義足の着用者がさらに加速することを躊躇する場合があった。そこで、義足の着用者が競技者としての走行技能を十二分に発揮するために、高い防滑性能を有するソールが求められている。
　そこで、本発明の目的は、高い防滑性能を備える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、競技用義足の接地形態について詳細に検討を行ったところ、競技用義足は、その板ばね状足部の形状に起因する、特有の接地形態を示すことを新たに知見した。さらに、発明者は、ソールの底面を、競技用義足特有の接地形態に対応させてソールの機能分離を図ることによって、高い防滑性能が実現されることを見出し、本発明を完成するに至った。
　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、前記競技用義足を着用した着用者の直立状態における路面との接点を通って、足部幅方向に延びる線を境界とする、湾曲部側の領域が、前記湾曲部側の領域以外の領域と比べて高い排水性能を備えることを特徴とする。
　本発明により、高い防滑性能を備える競技用義足のソールを提供することができる。このソールを競技用義足に装着することによって、競技者の技能を如何なく発揮させるという効果を奏する。
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。 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。 底面の各領域について説明するための図である。 第１実施形態に係る競技用義足のソールの底面のパターンを示す図である。 第２実施形態に係る競技用義足のソールの底面のパターンを示す図である。 第３実施形態に係る競技用義足のソールの底面のパターンを示す図である。 凹凸によるパターンを構成するパターン要素を概略として示す図である。 凹凸によるパターンを構成するパターン要素を概略として示す図である。 凹凸によるパターンを付与したソールの底面を示す図である。 凹凸によるパターンを付与したソールの底面を示す図である。 ソールの足部の幅方向に沿う概略断面図である。 ソールの足部の幅方向に沿う概略断面図である。 ソールの足部の幅方向に沿う概略断面図である。 接地部及びソールを示す斜視図である。 接地部及びソールを示す斜視図である。 接地部に装着される前のソール及び貼付代部を示す斜視図である。 爪先側貼付代部とソールとの境界及び境界近傍の厚みを説明するための図である。 湾曲部側貼付代部とソールとの境界及び境界近傍の厚みを説明するための図である。
　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。
　また、底面５ｓは、競技用義足１が着用され、着用者の直立状態における路面Ｓとの接点である点Ｃを通って、幅方向Ｗに延びる線を境界とする一方側と他方側で、異なる性能を備えている。点Ｃは、直立に至る際に最初に路面Ｓと接触する点である。即ち、直立状態とは、着用者が、一方のみが義足の場合は義足を着用しない健常足で、両方が義足の場合は一方の義足で体を支えた状態から、競技用義足１を路面Ｓに降ろして最初に路面Ｓと接触した状態を指す。なお、点Ｃは義足の形状や装着態様等によって決定される。即ち、発明者は、後述する実験により得られた接地形態に関する知見による底面５ｓの機能分離するための境界は、着用者の直立状態における路面Ｓとの接点である点Ｃが基準となることに新たに想到した。
　上述した、底面５ｓの接地形態の実験結果について、図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ及び図２Ｄを用いて、以下に説明する。図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ及び図２Ｄは、上記の構成を有する競技用義足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５ｓ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５ｓの接地形態の変遷を示している。
　即ち、図２Ａ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、底面５ｓの、点Ｃよりも湾曲部３側の領域が接地している。
　図２Ｂは、図２Ａ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２Ｃ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５ｓの、点Ｃよりも爪先Ｔ側の領域で接地している。
　図２Ｄ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５ｓの爪先Ｔから蹴り出すために、図２Ｃよりもさらに爪先Ｔ側で接地している。
　上記図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ及び図２Ｄに示す実験結果を踏まえ、図３に示すように、まず、底面５ｓを点Ｃを境界とする湾曲部側領域Ｑ１と爪先側領域Ｑ２とに分割した。なお、図３は、底面５ｓの各領域について説明するための図であり、ソール底面５ｓを平面状に示している。
　即ち、湾曲部側領域Ｑ１は、底面５ｓにおいて、点Ｃを通って足部２の幅方向Ｗに延びる線ＢＬを境界とする、湾曲部３側の領域である。湾曲部側領域Ｑ１は、上記図２Ａ及び図２Ｂにて示したとおり、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、湾曲部側領域Ｑ１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、湾曲部側領域Ｑ１は、底面５ｓと路面Ｓとの間に介在する水膜によるスリップを防止するため、排水性能を湾曲部側領域Ｑ１以外、即ち爪先側領域Ｑ２よりも高める必要がある。
　即ち、湾曲部側領域Ｑ１が、湾曲部側領域Ｑ１以外と比べて高い排水性能を備えることによって、競技用義足１のソール５は、水膜によるスリップを防止し、高い防滑性能を実現する。
　一方、爪先側領域Ｑ２は、底面５ｓにおいて、点Ｃを通って、足部２の幅方向Ｗに延びる線ＢＬを境界とする、爪先Ｔ側の領域である。爪先側領域Ｑ２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の蹴り出し動作を行うための領域である。爪先側領域Ｑ２は、爪先Ｔに向けて順に接地し、着用者が底面５ｓ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、爪先側領域Ｑ２は、耐摩耗性能を湾曲部側領域Ｑ１よりも高める必要がある。
　即ち、爪先側領域Ｑ２が、湾曲部側領域Ｑ１よりも高い耐摩耗性能を備えることによって、爪先側領域Ｑ２の早期摩耗が回避される結果、競技用義足１のソール５の全面が緩やかに摩耗することとなり、ソール５の使用寿命の長期化を実現することができる。
　また、湾曲部側領域Ｑ１及び爪先側領域Ｑ２の各々を、図２Ａ～図２Ｄに示した接地形態に基づいて、図３に示すようにさらに分割して、各部分が接地形態に応じた特性を備えることが好適である。
　即ち、図３に示す爪先側領域Ｑ２のうち、部分Ｑ２－１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。この部分Ｑ２－１は、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、部分Ｑ２－１では、特に高い耐摩耗性能を備える必要がある。即ち、爪先側領域Ｑ２において、部分Ｑ２－１は、残りの部分Ｑ２－２よりも高い耐摩耗性能を備えることによって、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。
　次に、上記の湾曲部側領域Ｑ１において、足部前後方向Ｙに沿う最大長さＬ１の中心Ｍ１よりも爪先Ｔ側の部分Ｑ１－１は、最初に着地する領域であり、着用者が体のバランスを取るために、特にスリップを防止することが必要である。よって、湾曲部側領域Ｑ１の他の部分Ｑ１－２よりもさらに高い排水性能を備えることによって、より確実にスリップを防止し、さらに安定した走行を実現することが好ましい。
　また、部分Ｑ１－２は、最大長さＬ１の中心Ｍ１よりも湾曲部３側の部分である。湾曲部側領域Ｑ１においては、図２Ｂに示したように、最初に接地した部分Ｑ１－１よりも湾曲部３側、即ち着用者が進む向きとは反対側の部分Ｑ１－２に接地部分が変遷している。部分Ｑ１－２の接地時には、着用者が前に進もうとする上半身の動きと、接地部分の動きとが一時的に逆になっており、接地形態の後半の蹴り出し動作に向けて、高い推進力が必要となる。そこで、まず、部分Ｑ１－２については、部分Ｑ１－１よりも高い剛性を備えることが肝要である。部分Ｑ１－２において、部分Ｑ１－１よりも高い剛性を備えることによって、踏み込み動作を蹴り出し動作にスムーズに繋げ、高い推進力を実現することができる。
　特に、底面５ｓが複数の凹凸からなるパターンを有する場合、部分Ｑ１－２は、部分Ｑ１－１よりも足部２の幅方向Ｗにおけるエッジ成分を大きくすることが好ましい。また、ネガティブ比率については、部分Ｑ１－２は、部分Ｑ１－１よりも小さいことが好適である。ここで、ネガティブ比率とは、底面５ｓの平面視での総面積中における、路面Ｓに対して凹となる部分の平面視での面積の割合を指す。上記構成により、走行時に高い推進力を発揮させることができる。
　また、効果的に推進力を発揮させるため、部分Ｑ１－２は、爪先側領域Ｑ２よりも、足部２の幅方向Ｗにおけるエッジ成分が大きいことが好ましい。さらに、部分Ｑ１－２は、爪先側領域Ｑ２よりもネガティブ比率が大きいことが好適である。上記構成によれば、部分Ｑ１－２は、着用者が蹴り出し動作を行う際に、高い推進力を発揮させることができる。
　上述の底面５ｓの各部分に付与する、上記した特性を実現するための具体的手段には、例えば、底面５ｓに形成された溝等による、凹凸からなるパターンを工夫すること、底面５ｓの表面性状を工夫すること、ソール５の断面形状を工夫すること及びソール５の材質を工夫すること、等がある。
　以下に、まず、底面５ｓの凹凸からなるパターンの工夫によって各機能を付与する場合について、第１実施形態及び第２実施形態を説明する。図４は、本実施形態の競技用義足１におけるソール５の、底面５ｓのパターンを示す図である。
　図４に示すパターンでは、湾曲部側領域Ｑ１に、幅方向Ｗに延びる複数の溝によって区画される、陸部１０及び陸部１１が複数配置されている。陸部１０は、陸部１１よりも爪先Ｔ側に配置されている。陸部１０は、幅方向Ｗへ略ジグザグ状に延びる幅方向延在部１０ａと、爪先Ｔ側に凸となる向きに屈曲する屈曲部から爪先Ｔ側に延びる爪先側突出部１０ｂと、湾曲部３側に凸となる向きに屈曲する屈曲部から湾曲部３側に延びる湾曲部側突出部１０ｃとを含む形状である。陸部１１は、幅方向延在部１１ａと、爪先側突出部１１ｂと、湾曲部側突出部１１ｃとを含む形状である。幅方向延在部１０ａ及び１１ａをジグザグ状の形状とすることによって、エッジ成分を十分に確保することができる。さらに、爪先側突出部１０ｂ及び１１ｂと、湾曲部側突出部１０ｃ及び１１ｃとを形成することによって、エッジ成分をさらに増加し、足部前後方向Ｙの両側で効果的に底面５ｓと路面Ｓとの間に存在する水膜を切ることができ、高い排水性能を実現することができる。
　また、図４では、爪先側領域Ｑ２に、幅方向Ｗに延びる複数の溝によって区画される、陸部１２が複数配置されている。陸部１２は、幅方向Ｗへ略ジグザグ状に延びる幅方向延在部１２ａと、爪先Ｔ側に凸となる向きに屈曲する屈曲部から、幅方向延在部１２ａの延在する向きに凸となるように延びる爪先Ｔ側突出部１２ｂと、湾曲部３側の凸となる向きに屈曲する屈曲部から、幅方向延在部１２ａの延在する向きに凸となるように延びる湾曲部側突出部１２ｃとを含む形状である。さらに、爪先側領域Ｑ２には、幅方向Ｗに延びるジグザグ形状に沿って、断続して延びる複数の直線溝１３が形成されている。陸部１２は、直線溝１３よりも湾曲部３側に配置され、直線溝１３は、陸部１２よりも爪先Ｔ側に形成されている。なお、図に示すとおり、爪先側領域Ｑ２には、陸部１１と同形状を有する陸部１４が形成されていてもよい。
　図４では、陸部１０の幅方向延在部１０ａの陸部幅ｗ２よりも、陸部１１の幅方向延在部１１ａの陸部幅ｗ３が大きい。また、陸部１２の幅方向延在部１２ａの陸部幅ｗ４は、陸部幅ｗ２及びｗ３よりも大きい。
　上記構成では、湾曲部側領域Ｑ１は、底面５ｓの平面視での総面積中における、路面Ｓに対して凹となる溝部分の平面視での面積の割合、即ちネガティブ比率が、爪先側領域Ｑ２よりも大きい。よって、湾曲部側領域Ｑ１では、より多くの水分を凹溝内に取り込み、排出することが可能となる。よって、湾曲部側領域Ｑ１は、爪先側領域Ｑ２よりも高い排水性能を備えている。
　一方、爪先側領域Ｑ２は、湾曲部側領域Ｑ１よりも高い耐摩耗性能を備えている。なぜなら、爪先側領域Ｑ２は、湾曲部側領域Ｑ１よりもネガティブ比率が小さく、高い剛性が維持されている。
　なお、爪先側領域Ｑ２において、部分Ｑ２－１には、直線溝１３が形成されている。この構成によれば、接地部分Ｑ２－１は、爪先側領域Ｑ２の残りの部分Ｑ２－２よりも剛性が大きく、さらに高い耐摩耗性能を備える。
　また、図４では、湾曲部側領域Ｑ１において、部分Ｑ１－１のネガティブ比率は、部分Ｑ１－２よりも大きく、より多くの水分を溝内に取り込み、排出することができる。即ち、部分Ｑ１－１は、部分Ｑ１－２よりも、さらに高い排水性能を備える。
　さらに、湾曲部側領域Ｑ１において、部分Ｑ１－２には、陸部１１が配置されており、上述のとおり、陸部１１の陸部幅ｗ３は、陸部１０の陸部幅ｗ２よりも大きい。よって、部分Ｑ１－２は、部分Ｑ１－１よりも大きい陸部剛性を有する。さらに、部分Ｑ１－２は、Ｑ１－１よりも、幅方向Ｗにおけるエッジ成分が大きくなる。また、上述のとおり、部分Ｑ１－２のネガティブ比率は、部分Ｑ１－１よりも小さくなる。
　また、部分Ｑ１－２は、爪先側領域Ｑ２よりも、幅方向Ｗにおけるエッジ成分が大きく、さらに、ネガティブ比率は大きい。
　次に、図５を参照して、本発明の第２の実施形態に係る競技用義足のソールについて説明する。第２の実施形態に係る競技用義足のソールは、ソールの底面の各部分が有する特性については第１の実施形態と同様である。
　図５に示すソール５の底面５０ｓには、幅方向Ｗに延びる複数の溝によって区画される、陸部１００、１１０、１２０及び１４０が複数配置されている。陸部１００、１１０、１２０及び１４０は、図４に示す陸部１０、１１、１２及び１４に対応している。底面５０ｓの平面視では、対応する陸部と同様の形状を有しているが、各陸部を区画する溝の深さ方向において、陸部１００、１１０、１２０及び１４０は、二段構造を有している。陸部１２０を参照して、二段構造について説明する。陸部１２０は、ソール５の厚さ方向において、溝底側の１段目ブロック１２０Ａに、２段目ブロック１２０Ｂが乗った階段状の構造を有している。１段目ブロック１２０Ａの階段部分は、図面において太線で示されている。２段目ブロック１２０Ｂは、１段目ブロック１２０Ａよりも平面視にて表面積が小さいが、２段目ブロック１２０Ｂと１段目ブロック１２０Ａとは同形状である。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、先に２段目ブロック１２０Ｂが接地してつぶれると、１段目ブロック１２０Ａと路面Ｓとの間に介在した水が路面Ｓ側に押し出され、水分を効率的に排出することができる。さらに、２段目ブロック１２０Ｂの後に１段目ブロック１２０Ａが接地することで、排水性能を損なうことなく、路面Ｓとの接地面積も十分に確保することができる。陸部１００、１１０及び１４０についても、太線で示す階段部分を含み、階段状の構造を有している。
　次に、図６を参照して、本発明の第３の実施形態に係る競技用義足のソールについて説明する。第３の実施形態に係る競技用義足のソール５の底面５００ｓは、湾曲部側領域Ｑ１の部分Ｑ１－１に、凹溝を形成することによって、平面視にて正方形の角が丸められた形状を有する、陸部１５が複数区画されている。また、湾曲部側領域Ｑ１の陸部１５よりも湾曲部３側には、陸部１６ａ及び１６ｂが配置されている。陸部１６ａ及び１６ｂは、底面５００ｓに凹溝を形成することによって、平面視にて正方形の角が丸められた形状が与えられ、陸部１５よりも平面視における面積が大きい。また、陸部１６ａよりも陸部１６ｂの方が平面視における面積が大きい。さらに、爪先側領域Ｑ２にも、陸部１６ａ及び陸部１６ｂと同様の形状を有する陸部１７ａ及び１７ｂが区画されている。さらに、爪先側領域Ｑ２の、陸部１７ａ及び１７ｂよりも爪先Ｔ側には、平面視にて矩形の角が丸められた形状を有する陸部１８ａが形成され、陸部１８ａよりも爪先Ｔ側に、爪先Ｔ側に向かうにつれて溝の深さが漸減する態様で、半陸部１８ｂが区画されている。また、半陸部１８ｂよりも爪先Ｔ側に、幅方向Ｗに対して傾斜する直線溝１９ａ及び１９ｂが、幅方向Ｗに沿って連続して複数配置されている。直線溝１９ａと、直線溝１９ｂとは、幅方向Ｗに対して互いに逆の向きに傾斜している。
　図６に示す湾曲部側領域Ｑ１及び爪先側領域Ｑ２は、上記構成によって、実施形態１及び実施形態２に係る競技用義足のソールにおける、湾曲部側領域Ｑ１及び爪先側領域Ｑ２と同様の機能を付与することができる。
　なお、ソール５の底面に凹凸からなるパターンによって各機能を付与する場合について、上記実施形態のパターンに限定されず、以下に示すパターンを用いることができる。各パターンを、図７、図８及び図９を用いて説明する。なお、図７及び８には、凹凸によるパターンを構成するパターン要素を概略として示してある。これら要素の数や仕様を、上記した領域や部分毎に変化させることによって、各領域及び各部分に要求される機能を付与することができる。
　例えば、図７に示すように、足部前後方向Ｙに沿って延びる複数の縦溝３０が形成されたパターンを用いることができる。上記構成によれば、縦溝３０内に取り込まれた水分がソールの動作に伴って流れ、縦溝３０の端部から効率的に水分を排出することができる。該縦溝３０の幅や深さをソール５の底面の部分毎に異ならせることによって、排水性能及び耐摩耗性能のいずれかを優先したパターンを付与することができる。
　また、図８に示すように、円環状に連続する溝３１及び３２を複数形成したパターンを用いることもできる。円環状の溝３１及び３２によれば、ソール５の底面に作用する多様な入力の向きに関わらずに、水分の取り込み及び排出を効率的に行うことができる。該円環状の溝３１及び３２の幅や深さ又は環の径を底面５ｓの部分毎に異ならせることによって、排水性能及び耐摩耗性のいずれかを優先したパターンを付与することができる。
　なお、ソール５の底面は、上記の縦溝のみ又は円環状溝のみが形成されたパターンとしてもよく、縦溝と円環状溝とを組み合わせたパターンとすることもできる。さらに、円環状溝と、横溝とを組み合わせたパターンとしてもよい。
　さらに、ソール５の底面のパターンとして、図９Ａ又は９Ｂに示すパターンを用いることもできる。このパターンは、ソール５の底面５０００ｓに、爪先Ｔ側及び湾曲部３側のソール端縁に、一端又は両端が開口する複数の縦溝３３が形成され、該縦溝３３に連通し、幅方向Ｗに対して傾斜して延び、ソール端縁に開口する複数の傾斜溝３４、３５、３６及び３７が形成されている。図示するとおり、傾斜溝３４及び３５は、湾曲部側領域Ｑ１においては、底面５０００ｓの幅方向Ｗの中心からソール端縁に向かって、湾曲部３側に傾斜して延びている。一方、傾斜溝３６及び３７は、爪先側領域Ｑ２においては、底面５０００ｓの幅方向中心からソール端縁に向かって、爪先Ｔ側に傾斜して延びている。上記構成によれば、競技用義足１の接地形態に応じた排水性能を実現することができる。即ち、底面５０００ｓは、最初に接地する部分Ｑ１－１から、より湾曲部側３側の部分Ｑ１－２に接地部分が変遷する。その変遷動作に伴い、溝に取り込まれた水分は、爪先Ｔ側から湾曲部３側に、溝の傾斜に沿って流れ、底面５０００ｓの端縁の開口部から排出される。さらに、湾曲部側領域Ｑ１から爪先側領域Ｑ２に接地部分が変遷する動作に伴い、溝に取り込まれた水分は、湾曲部３側から爪先Ｔ側に、溝の傾斜に沿って流れ、ソール５の端縁の開口部から排出される。上記作用により、効率的な排水を実現することができる。図９Ａでは、各溝の溝幅は一定であるが、図９Ｂでは、排水性能を優先したい領域では溝幅を大きくし、耐摩耗性能を優先したい領域では溝幅を小さくしている。
　なお、ここまでに述べたいずれの例においても、ソール５の底面に形成される溝の深さ及び数は任意である。溝深さを大きくすることによって、排水性能をより向上させることができる。さらに、溝の数を増やすことによっても、排水性能を高めることができる。
　また、ここまでに述べたパターンによって、ソール５の底面全体の排水性能を高めた上で、以下に示すサイプ、表面粗さ及びリブレット等の導入密度を変化させる等、ソール５の底面の表面性状を工夫することによって、領域毎及び部分毎に耐摩耗性能及び排水性能を制御することもできる。
　例えば、ソール５の底面に、溝よりも細いサイプを複数形成することによって、排水性能を向上させることができる。サイプの数を増加させるほど、より高い排水性能を得ることができる。耐摩耗性能にあっては、この関係を逆にすればよい。これは以下の表面粗さ及びリブレットでも同様である。
　ソール５の底面に、ミクロの凹凸を付与することによって表面粗さを調整し、排水性能や耐摩耗性能を高めることができる。より粗い表面粗さとした場合、ミクロの凹凸の間に水分を取り込むことができ、高い排水性能を実現することができる。
　また、微細な溝を幅方向Ｗ又は足部前後方向Ｙに連続して並べた、いわゆるリブレットを設けることによって、路面Ｓとソール５の底面との間に介在する水分が、毛細管現象により順次リブレットの各微細溝内に侵入し、より高い排水性能を実現することができる。
　さらに、ソール５の底面の表面に撥水加工を施すことによって、ソール５の底面の表面に付着した水分の除去を効率的に行い、排水性能を向上させることもできる。
　次いで、ソール５の断面形状を工夫することによって、各機能を付与する場合について説明する。図１０Ａ、図１０Ｂ及び１０Ｃは、ソール５の幅方向Ｗに沿う概略断面図である。
　図１０Ａ及び図１０Ｂでは、ソール５の厚みが、幅方向Ｗにおける中心で最も厚く、幅方向Ｗにおけるソール端縁側に向かって漸減している。ソール５は、図１０Ａに示すように、直線状に厚みが漸減する形状としてもよく、図１０Ｂに示すように、弧状に厚みが漸減する形状としてもよい。上記構成によれば、底面５ｓの接地時に、ソール５の幅方向Ｗにおける中心側からソール端縁側に路面Ｓ上の水分が押し出され、効率的に排水することができる。なお、ソール５の全体が上記構成を有するものとしてもよく、ソール５の一部のみが上記構成を有するものとしてもよい。
　また、図１０Ｃに示すように、ソール５を、接地側に凸となる複数の錐体を有する構造としてもよい。図示例では、ソール５は、接地側に凸となる複数の四角錘４０を有している。上記構成によれば、複数の四角錘４０によってソール５の底面がスパイク様となり、効果的にソール５の底面と路面Ｓとの間に存在する水膜を切りさいて頂部から接地することから、高い排水性能を実現することができる。また、複数の四角錐４０同士の間に形成される間隙を水分が通過することができるため、高い排水性能を実現することができる。なお、四角錐に限られず、円錐や、四角錘以外の多角形錐とすることもできる。また、錐体の大きさを、ソール５の底面の各領域に対応して異ならせることによって、耐摩耗性能も実現することができる。
　図１１Ａ及び図１１Ｂは、接地部４及びソール５を示す斜視図である。ソール５は、図１１Ａに示すように、ソール５は、接地部４とソール５との境界面側に、接地部４側に開口する隠れ溝４１を有している。該隠れ溝４１は、幅方向Ｗに沿って延在し、ソール５の両端縁に開口している。上記構成によれば、足部２の幅方向Ｗの両端から隠れ溝４１内に路面の水分が取り込まれ、排出されるため、ソール５の底面と路面Ｓとの間に水分が侵入するのを阻止し、高い排水性能を得ることができる。なお、上記図１１Ａには示されていないが、接地部４とソール５との間に接着材が介在する場合は、ソール５は、接着材との境界面側に、接着材側に開口する溝又は凹部が形成されている。
　また、ソール５は、図１１Ｂに示すように、ソール５の底面に形成された円形の溝４２と、ソール５を幅方向Ｗに沿って貫通する溝４３とが連通する複合溝を有する構成としてもよい。上記構成によれば、円形の溝４２から、ソール５の底面と路面Ｓとの間に介在する水分を取り込み、幅方向Ｗに貫通する溝４３の端部から効率的に排出することができる。また、このような複合溝を、ソール５の底面の凹凸からなる溝と組み合わせることによって、ソール５の剛性を調整し、ソール５の底面の各領域に応じた特性を付与することもできる。
　次いで、ソール５の一部又は全部の材質を工夫することによって、各機能を付与する場合について説明する。例えば、ソール５の一部又は全部にフェルト、スポンジ、不織布等を用いて、各材質の吸水作用によって排水性能を高めることができる。また、ソール５の一部又は全部に発泡ゴムを用いて、発泡ゴムの吸水作用によって、同様の効果を得ることもできる。
　なお、ここまでに述べた、本発明の競技用義足１におけるソール５は、例えば、ゴムシートをレーザー光によって加工する方法、金型を用いる方法、３Ｄプリンターを用いて製造する方法等によって製造することができる。
　また、本発明の競技用義足１において、ソール５は、接地域４ｓに接着剤を介して装着されているが、装着手段は接着剤に限られず、ベルト等の締結具を用いて装着されてもよい。さらに、本実施形態では、ソール５が接地域４ｓと直接当接して装着されるが、ソール５と接地域４ｓとの間にクッション材（図示せず）や接着材が介在していてもよい。
　ここで、ソール５の装着手段の一例について、図１２Ａ、図１２Ｂ及び図１２Ｃを用いて以下に説明する。図１２Ａは、接地部４に装着される前のソール５及び貼付代部を示す斜視図である。なお、図１２Ａでは、底面５ｓのパターンは省略している。図示するように、爪先側貼付代部６及び湾曲部側貼付代部７が、ソール５と一体的に結合している。爪先側貼付代部６は、ソール５の爪先Ｔ側の端縁に沿って結合され、扇状の形状を有しており、２つの切り込み８ａ及び８ｂによって分割されている。また、湾曲部側貼付代部７は、ソール５の湾曲部３側の端縁に結合されている。図１２Ｂは、爪先側貼付代部６とソール５との境界及び境界近傍の厚みを説明するための図である。また、図１２Ｃは、湾曲部側貼付代部７とソール５との境界及び境界近傍の厚みを説明するための図である。図１２Ｂに示すとおり、爪先側貼付代部６は、ソール５の厚みｔｈ１よりも薄い一定の厚みｔｈ２で延び、ソール５との境界Ｂ１に向かって厚みが漸増している。また、湾曲部側貼付代部７は、ソール５の厚みｔｈ１よりも薄い厚みｔｈ３で延び、ソール５との境界Ｂ２に向かって厚みが漸増している。上記構成によれば、ソール５を接地部４に装着する際に、ソール５と接地部４との間に撓みや間隙を形成することなく、密接して装着することができる。例えば、ソール５の厚みｔｈ１を２．２５～３．０ｍｍとするとき、爪先側貼付代部６の厚みｔｈ２及び湾曲部側貼付代部７の厚みｔｈ３を、１．５～２．０ｍｍとすることができる。
　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。比較例ソールのうち、比較例１は、ソールのパターンが底面で一様である。また、比較例２は、本発明とは異なるパターンを有している。
　排水性能及び耐摩耗性能は、比較例１のＱ１－１の指数を１００として、指数が大きい程、その部分が排水性能及び耐摩耗性能に優れていることを示す。
　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、防滑性能及び耐摩耗性能を評価する。
　比較例１及び発明例４において、各領域Ｑ１、Ｑ２の各部分の排水性能及び耐摩耗性能は、シミュレーションにより計算した結果から評価した。また、比較例２及び発明例１～３においても、各領域Ｑ１、Ｑ２の各部分の排水性能及び耐摩耗性能は、比較例１及び発明例４と同様の方法により評価する。
［防滑性能］
　ガラス面に１ｍｍの水膜を張り、競技用義足に９８０Ｎの荷重が加えられている状態で、以下の試験を行う。競技用義足と足の断端との接続部分にばねばかりを取付け、ばねばかりで、競技用義足を足部方向前後方向の爪先側に引っ張り、競技用義足が滑り始める時点でのばねばかりの値を指数化する。
　なお、比較例１の指数を１００として、指数が大きい程、防滑性能に優れていることを示す。
［耐摩耗性能］
　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走行した後の底面全体の外観を指数化する。なお、比較例１の指数を１００として、数値が大きい程、ソールが耐摩耗性能に優れていることを示す。比較例１及び発明例４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走行した後の底面全体の外観を指数化した。また、比較例２及び発明例１～３においても、比較例１及び発明例４と同様の方法により底面全体の外観を指数化する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
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、５００ｓ、５０００ｓ：底面、　６：爪先側貼付代部、　７：湾曲部側貼付代部、　８ａ、８ｂ：切り込み、　１０、１１、１２、１４：陸部、　１０ａ、１１ａ、１２ａ：幅方向延在部、　１０ｂ、１１ｂ、１２ｂ：爪先側突出部、　１０ｃ、１１ｃ、１２ｃ：湾曲部側突出部、１３、１３０：直線溝、　１１０、１１０、１２０、１４０：陸部、　１５、１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂ、１８ａ：陸部、　１８ｂ：半陸部、　１９ａ、１９ｂ：直線溝、　Ｘ１、Ｘ２：弧、　Ｑ１：湾曲部側領域、　Ｑ２：爪先側領域、　Ｑ１－１、Ｑ１－２、Ｑ２－１、Ｑ２－２：部分、　３０：縦溝、　３１、３２：溝、　３３：縦溝、　３４、３５、３６、３７：傾斜溝、　４０：四角錐、　４１：隠れ溝、　４２、４３：溝

Claims (10)

  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、前記競技用義足を着用した着用者の直立状態における路面との接点を通って、前記足部の幅方向に延びる線を境界とする、湾曲部側の領域が、前記湾曲部側の領域以外の領域と比べて高い排水性能を備えることを特徴とする、競技用義足のソール。
  2. 　前記底面は、前記湾曲部側の領域以外の領域が、前記湾曲部側の領域よりも高い耐摩耗性能を備える、請求項１に記載の競技用義足のソール。
  3. 　前記底面は、前記湾曲部側の領域以外の領域において、前記爪先から一定の曲率半径で連続する部分が、残りの部分よりも高い耐摩耗性能を備える、請求項１又は２に記載の競技用義足のソール。
  4. 　前記底面は、前記湾曲部側の領域において、前記足部の前後方向最大長さの中心よりも爪先側の部分が、残りの部分よりも高い排水性能を備える、請求項１～３のいずれか一項に記載の競技用義足のソール。
  5. 　前記底面は、前記湾曲部側の領域において、前記足部の前後方向最大長さの中心よりも前記湾曲部側の部分が、残りの部分よりも剛性が高い、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。
  6. 　前記底面は、複数の凹凸からなる、請求項１～５のいずれか一項に記載の競技用義足のソール。
  7. 　前記湾曲部側の領域は、該領域の前記足部の前後方向最大長さの中心よりも前記湾曲部側の部分における前記足部幅方向のエッジ成分が、残りの部分よりも大きい、請求項６に記載の競技用義足のソール。
  8. 　前記湾曲部側の領域は、該領域の前記足部の前後方向最大長さの中心よりも前記湾曲部側の部分におけるネガティブ比率が、残りの部分よりも小さい、請求項６又は７に記載の競技用義足のソール。
  9. 　前記湾曲部側の領域は、該領域の前記足部の前後方向最大長さの中心よりも前記湾曲部側の部分における前記足部幅方向のエッジ成分が、前記湾曲部側の領域以外の領域よりも大きい、請求項６～８のいずれか一項に記載の競技用義足のソール。
  10. 　前記湾曲部側の領域は、該領域の前記足部の前後方向最大長さの中心よりも前記湾曲部側の部分におけるネガティブ比率が、前記湾曲部側の領域以外の領域よりも大きい、請求項６～９のいずれか一項に記載の競技用義足のソール。
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