WO2019203289A1 - 競技用義足のソール - Google Patents

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WO2019203289A1
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sipe
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line
prosthetic leg
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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 for competition that has both the wear resistance performance and the anti-slip performance of the sole.
  • the inventor earnestly investigated the means for solving the above-mentioned problems. That is, when the bottom surface of the sole of the prosthetic leg for competition was examined in detail, it was newly found out that particularly severe wear tends to occur at the toe side portion of the bottom surface of the sole. In addition, the present inventors have conceived of improving the anti-slip performance by providing irregularities on the bottom surface of the sole, and have 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 wherein the sole has a bottom surface shaped according to an extending shape of the contact area, and the bottom surface extends at least linearly to a portion continuous from the toe with a constant radius of curvature.
  • 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.
  • FIGS. 2A, 2B, 2C, and 2D are for explaining step by step the operation of the foot 2 and the ground contact form of the bottom surface 5s when the wearer wearing the competition prosthetic foot 1 travels straight ahead.
  • FIG. 2A, 2B, 2C, and 2D are for explaining step by step the operation of the foot 2 and the ground contact form of the bottom surface 5s when the wearer wearing the competition prosthetic foot 1 travels straight ahead.
  • 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 contact area of the bottom surface 5s is near the center of the bottom surface, and the foot part is spaced from the curved part 3 and the toe T side in the front-rear direction. It is a free area.
  • 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 on the toe T side of the bottom surface 5s from the region shown in FIGS. 2A and 2B.
  • 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. 2D In order to kick out from the toe T on the bottom surface 5s, the part is further grounded at a part closer to the toe T than FIG. 2C.
  • the bottom surface 5 s has at least one linearly extending portion 10 corresponding to the arc X ⁇ b> 1 continuous with a certain radius of curvature from the toe, and ten sipes 13 ⁇ / b> A and 13 ⁇ / b> B in the illustrated example. Yes.
  • the sipes 13A and 13B are terminated in the land portion of the portion Q of the bottom surface 5s.
  • terminating in the bottom surface 5s in the present embodiment refers to a sipe in which both ends of the sipes 13A and B are terminated in the portion Q of the bottom surface 5s without opening at the edge of the sole 5.
  • the portion Q is a region for the wearer to swing out the foot opposite to the side on which the prosthetic leg 1 is worn and to kick the prosthetic leg 1 for kicking out.
  • the portion Q and the vicinity thereof are grounded in order toward the toe T, and the wearer is grounded so that the wearer presses and slides the road surface S on the bottom surface 5s, and therefore, wear is particularly likely to progress.
  • the portion Q when the wearer who wears the prosthetic leg 1 for competition performs a kicking-out operation, the portion Q comes into contact with the ground at the end, and there is a tendency that more severe wear occurs. Furthermore, in this region, it is important to improve the wear resistance and maintain the resistance to slipping during ground contact.
  • the sipe 13A and B terminating in the bottom surface 5s having a groove width of less than 1 mm are formed, and the edge components are distributed without impairing the rigidity of the bottom surface 5s, so that both wear resistance and anti-slip performance are achieved. Can do. Furthermore, according to the configuration of the sipes 13A and B, occurrence of cracks in the portion Q can be suppressed.
  • the sipes 13A and B are preferably linear without a bent portion, as shown in FIG. That is, the generation of cracks starting from the bent portion can be suppressed by forming the sipe into a linear shape instead of a shape bent by the bent portion.
  • sipes 13A and 13B are not limited to the shape shown in FIG. 3, and may have the shapes shown in FIGS. 4A, 4B, and 4C.
  • a sipe 13C shown in FIG. 4A has a linear shape along the foot front-rear direction Y.
  • 4B has a linear shape along the width direction W.
  • the sipe 13E shown in FIG. 4C has a shape inclined from the foot front-rear direction Y.
  • the sipes 13A and B are plural as shown in FIG. By using a plurality of pipes, sufficient drainage performance can be realized.
  • the total number of sipes 13A to 13E formed in the portion Q is preferably less than 20.
  • the plurality of sipes 13 ⁇ / b> A and 13 ⁇ / b> B includes a line-symmetric sipe pair 130 of two line-symmetric sipes having a line-symmetric relationship with a line segment along the foot front-rear direction Y as a symmetry axis a ⁇ b> 1. It is preferable to include at least one pair, and in the illustrated example, five pairs are included. By including the line-symmetric sipe pair 130, the edge function can be equally imparted to the toe portion of the bottom surface 5s.
  • the sipes 13A and B extend in a direction inclined with respect to the symmetry axis a1, as shown in FIG. More specifically, the inclination angle ⁇ 1 or ⁇ 2 of the sipes 13A and B with respect to the symmetry axis a1 is more preferably 20 ° to 50 °.
  • the line symmetric sipe pair 130 is preferably arranged so that the sipes 13A and 13B constituting the line symmetric sipe pair 130 extend toward the toe T side of the symmetry axis a1. According to this configuration, since the sipe 13A and the sipe 13B extend in different directions, the land portion in the vicinity of each sipe exhibits a different response to an input from a certain direction, so that deformation of the entire portion Q is suppressed. Further, the edge function can be effectively exhibited along the direction in which the sipes 13A and B converge.
  • the length h2 of the sipes 13A and B along the foot front-rear direction Y is a ratio h2 / h1 of 0.4 to 0.9 with respect to the length h1 of the foot Q front-rear direction Y.
  • the length n2 along the width direction W preferably satisfies the relationship that the ratio n2 / n1 is 0.075 to 0.095 with respect to the length n1 of the width direction W of the portion Q. According to this configuration, it is possible to achieve a balance between drainage performance and wear resistance performance.
  • the form of unevenness formed in a region other than the portion Q of the bottom surface 5s is not particularly limited.
  • the bottom surface 50 s includes a sipe pair row in which line symmetrical sipe pairs 130 are arranged in the portion Q in the width direction W, and a plurality of width directions extending in the width direction W from the portion Q to the curved portion 3 side. It has a plurality of width direction land portions which are partitioned by grooves and extend in a wave shape in the width direction W. That is, the groove pattern shown in FIG. 6 is formed by arranging five pairs of line-symmetric sipes 130 in the width direction W in the portion Q of the bottom surface 50s.
  • the groove pattern has a plurality of widthwise land portions 12, 14 extending in a wavy shape in the width direction W, which are partitioned by a plurality of width direction grooves extending in the width direction W on the curved portion 3 side of the portion Q. 10 and 11 are arranged in this order.
  • wave refers to a sine wave, zigzag, unevenness, or the like that has substantially the same shape that changes phase with substantially the same period, and is preferably a sine wave or a zigzag shape having the same phase.
  • width direction land portions 10, 11, 12, and 14 will be described with reference to FIGS.
  • the width direction land portion 10 is a land portion extending with a predetermined width along the wavy line P ⁇ b> 1 having the above-described wave shape.
  • the width direction land portion 10 corrugated, the edge component in the width direction W can be increased and the edge component in the front-rear direction can also be imparted, and a higher edge effect can be obtained overall. Can do. That is, even if the input direction is deviated from the width direction W when the wearer of the prosthetic leg 1 is running, the edge effect can be sufficiently exhibited.
  • the wavy shape in the width direction land portion 10 means that the toe protrudes from the position of the peak M1 and valley V1 of the wavy line P1 to one side or the other side in the foot front-rear direction.
  • the edge component can be further increased, and the edge effect in both the foot front-rear direction Y and the width direction W can be enhanced.
  • the width-direction land portion 10 is line-symmetric with respect to a line segment extending in the foot front-rear direction Y through the wave peak M1 or valley V1 in one wave wavelength (wave peak-to-peak or valley-to-valley). It is preferable. As shown in FIG. 3, the width-direction land portion 10 is axisymmetric with respect to a line segment b1 extending in the foot front-rear direction Y through the mountain M1 of the wave line P1 in one wave wavelength ⁇ 1. The minute ⁇ 2 is line-symmetric with respect to a line segment b2 that extends in the foot front-rear direction Y through the valley V1. According to the said structure, even if an input direction shifts
  • the width direction land portions 11 and 14 have a shape extending in a wave shape with the same phase as the width direction land portion 10. Therefore, similarly to the width direction land portion 10, the width direction land portions 11 and 14 are land portions extending with a predetermined width along a line segment having a wave shape according to the above-described definition. In addition, the difference between the width direction land portions 11 and 14 and the width direction land portion 10 is as described later, and other configurations follow the configuration of the width direction land portion 10 described above.
  • the region where the width direction land portions 10, 11 and 14 are arranged corresponds to the ground contact region shown in FIGS. 2A and 2B, and the wearer first lands, and the total weight is on the prosthetic leg 1 for competition.
  • This is the area where the stepping action is performed in a loaded state. Therefore, it is important that the region is sufficiently gripped with the road surface S so that the balance of the entire body is maintained even if the wearer applies the total weight to the prosthetic leg 1 for competition. Therefore, by arranging the width direction land portion 10 excellent in the edge effect in the width direction W and the width direction land portions 11 and 14 similar to the width direction land portion 10, a high edge function is given to the region. In addition, a sufficient grip force for the road surface S is ensured, and a high slip resistance performance is given to the area.
  • the width direction land portion 11 is wider than the width direction land portion 10.
  • the ground contact area changes to the curved portion 3 side, that is, the direction opposite to the direction in which the wearer proceeds, from the first grounded area.
  • the movement of the upper body that the wearer tries to move forward and the direction of transition of the ground contact area are temporarily reversed, and the second half kick-out operation of the ground contact form shown in FIGS. 4C to 4D This is a stage where high driving force is required.
  • the rigidity of the arrangement region is increased and the stepping operation is performed. Realizes high propulsive force for smoothly connecting the kicker to the kicking motion.
  • the width direction land portion 12 is sequentially arranged on the toe T side of the width direction land portion 14.
  • the region in which the width direction land portion 12 is disposed is a region to be grounded when the kicking-out operation of the prosthetic leg 1 for competition shown in FIG. 4C is started.
  • the width direction land portion 12 is a land portion extending in a wave shape like the width direction land portion 10, and in particular, the land portion width which is the width in the normal direction of the wavy line is changed. That is, it has a wave shape in which the land width in the half wavelength of the wave (wave peak to valley or valley to peak) is wide and narrow. Specifically, as shown in FIG.
  • the width-direction land portion 12 has a half-wavelength portion ⁇ 3, that is, a land portion width w1 from the valley V2 of the wavy line P2 to the adjacent mountain M2.
  • the land part width w2 from the mountain M2 to the adjacent valley V2 has a wave shape in which the land part width w1 is relatively wide and the land part width w2 is narrow.
  • 1 ⁇ 2 wavelength that is, the land width w2 from the peak M2 of the wave line P2 to the adjacent valley V2
  • the land width w1 from the valley V2 to the adjacent mountain M2 is repeated.
  • the land portion width w1 on one side can be wider than the land portion width w2 on the other side.
  • the land portion rigidity can be increased and the wear resistance can be improved.
  • the ease of slipping caused by widening the land portion width can be avoided by narrowing the land portion width w2 on the other side compared to the one side.
  • the ratio w1 / w2 of the land widths w1 and w2 is preferably 2.0 to 15. More preferably, the land widths w1 and w2 satisfy the following numerical ranges. 2.0mm ⁇ w1 ⁇ 4.0mm 0.3mm ⁇ w2 ⁇ 1.0mm
  • the arrangement phase of the symmetric axis symmetric sipe pair 130 and the wave phases of the width direction land portions 10, 11, 12, and 14 are mutually synchronized.
  • a plurality of line-symmetric sipe pairs 130 in the figure, five pairs are arranged along the width direction W.
  • the sipe pair columns are arranged at both ends of each sipe 13A and 13B constituting the column. It has an array along a triangular wave in which the intersections of line segments virtually extending along the shape are connected in the width direction W.
  • the intersection points are referred to as a triangular wave peak m1 and valley v1.
  • FIG. 9A a plurality of line-symmetric sipe pairs 130, in the figure, five pairs are arranged along the width direction W.
  • the sipe pair columns are arranged at both ends of each sipe 13A and 13B constituting the column. It has an array along a triangular wave in which the intersections of line segments virtually extending along the shape are connected in the width direction W.
  • the intersection points are referred
  • the position of the triangular wave along the plurality of rows of the line-symmetric sipe pairs 130 in the width direction W of the mountain m1 coincides with the position of the wavy mountain M1 in the width direction land portion 10, and
  • the position of the valley v1 in the width direction W coincides with the position of the wavy valley V1 of the width direction land portion 10.
  • it is the same phase as the wave of the width direction land part 10, and the width direction land parts 11, 12, and 14, and the arrangement
  • the rigidity distribution on the sole bottom surface 50s can be made uniform. That is, the sipes 13A and 13B constituting the line-symmetric sipe pair 130 are convex toward the toe T side or the curved portion 3 side, and the wavy convexities of the width direction land portions 10, 11, 12, and 14 This coincides with an aspect that prevents a decrease in rigidity in the sole bottom surface 50s. As shown in FIG. 9B, when the phase of the triangular wave along the line of the line-symmetric sipe pairs 130 is different from the phase of the width direction land portions 10, 11, 12, and 14, the line-symmetric sipe pairs 130 are convex valleys.
  • column of the line symmetrical sipe pair 130 is arrange
  • the ends on the toe T side of the sipes 13A and 13B constituting the pair 130 are arranged on a straight line G1 along the width direction W, and the end portions on the curved portion 3 side are arranged on a straight line G2 along the width direction W. ing. According to such an arrangement, the rigidity distribution in the portion Q can be made uniform.
  • the line symmetric sipe pair 130 refers to the above two line symmetric sipe, but in another embodiment, the pair of sipes may be three or more sipes.
  • the pair of sipes are preferably arranged radially.
  • FIG. 10A shows a case where there are three pairs of sipes, and sipes 13Fa, 13Fb, and 13Fc are radially arranged as a pair.
  • FIG. 10B shows a case where the pair of sipes is four, and sipes 13Ga, 13Gb, 13Gc, and 13Gd are arranged radially as a pair.
  • FIG. 10C shows a case where the pair of sipes is five, and sipes 13Ha, 13Hb, 13Hc, 13Hd, and 13He are arranged radially as a pair.

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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、前記爪先から一定の曲率半径で連続する部分に、線状に延びる少なくとも１本のサイプを有し、前記サイプは、前記底面内で終端する、競技用義足のソール。

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、ソールの一部、特に爪先側の部分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。
　また、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、ソール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、ソールの耐摩耗性能と防滑性能とを両立させた、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について詳細に検討を行ったところ、ソールの底面の爪先側の部分において、特に激しい摩耗が発生する傾向があることを新たに知見した。また、ソールの底面に凹凸を設けることによって、防滑性能を向上させることにも想到し、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、前記爪先から一定の曲率半径で連続する部分に、線状に延びる少なくとも１本のサイプを有し、前記サイプは、前記底面内で終端する。
　本発明により、耐摩耗性能と防滑性能とを両立させた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、且つ、ソールの使用寿命の長期化が実現される。
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。 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。 サイプの形状のバリエーションを示す図である。 サイプの形状のバリエーションを示す図である。 サイプの形状のバリエーションを示す図である。 図１のソール底面の部分Ｑ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ソール底面のパターンを示す図である。 図６の幅方向陸部の１つの形状を示す図である。 図６の幅方向陸部の１つの形状を示す図である。 線対称サイプ対の配列位相と幅方向陸部の波の位相とが、同期する相互配置を説明するための図である。 線対称サイプ対の配列位相と幅方向陸部の波の位相とが、異なる相互配置を説明するための図である。 一対のサイプのバリエーションを示す図である。 一対のサイプのバリエーションを示す図である。 一対のサイプのバリエーションを示す図である。
　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。
　本発明の第１実施形態に係る競技用義足ソールの底面５ｓ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、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、義足１を路面Ｓに降ろした当初は、底面５ｓ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、図２Ａ及び図２Ｂで示した領域よりも爪先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側の部分で接地している。
　上記図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ及び図２Ｄに示す実験結果を踏まえた底面５ｓについて、以下に説明する。
　図３に示すとおり、底面５ｓは、爪先から一定の曲率半径で連続する弧Ｘ１に対応する部分Ｑに、線状に延びる少なくとも１本、図示例ではサイプ１３Ａ及び１３Ｂの１０本を有している。サイプ１３Ａ及び１３Ｂは、底面５ｓの部分Ｑの陸部内で終端している。ここで、本実施形態において底面５ｓ内で終端するとは、サイプ１３Ａ及びＢが、ソール５の端縁に開口することなく、底面５ｓの部分Ｑ内で両端が終端するサイプを指す。
　即ち、部分Ｑは、図２Ｄに示したように、着用者は、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。部分Ｑ及びその近傍は、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。特に、部分Ｑ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。さらに、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。そこで、溝幅が１ｍｍ未満の、底面５ｓ内で終端するサイプ１３Ａ及びＢを形成し、底面５ｓの剛性を損なうことなく、エッジ成分を配分して、耐摩耗性能と防滑性能とを両立させることができる。さらに、上記サイプ１３Ａ及びＢの構成によれば、部分Ｑにおけるクラックの発生も抑制することができる。
　サイプ１３Ａ及びＢは、図３に示すとおり、屈曲部のない線状であることが好ましい。即ち、サイプが屈曲部によって折れ曲がる形状とせず、線状とすることによって、屈曲部を始点としたクラックの発生を抑制することができる。
　なお、サイプ１３Ａ及びＢは、図３に示す形状に限られず、図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃに示す形状としてもよい。図４Ａに示すサイプ１３Ｃは、足部前後方向Ｙに沿った線状である。また、図４Ｂに示すサイプ１３Ｄは、幅方向Ｗに沿った線状である。さらに、図４Ｃに示すサイプ１３Ｅは、足部前後方向Ｙから傾斜した形状を有している。
　また、サイプ１３Ａ及びＢは、図３に示すように、複数本であることが好ましい。複数本とすることによって、十分な排水性能を実現することができる。一方、剛性低下抑制の観点からは、部分Ｑに形成されるサイプ１３Ａ～１３Ｅの総本数は２０本未満とすることが好適である。
　サイプ１３Ａ及び１３Ｂの形状について、図５を参照しながらさらに詳しく説明する。
　図５に示すとおり、複数本のサイプ１３Ａ及び１３Ｂは、足部前後方向Ｙに沿う線分を対称軸ａ１とする線対称の関係にある、２本の線対称サイプの線対称サイプ対１３０を少なくとも一対含むことが好ましく、図示例では５対含んでいる。線対称サイプ対１３０を含むことによって、底面５ｓの爪先部分にエッジ機能を均等に付与することができる。
　また、多様な入力に対して十分なエッジ機能を発揮させるとの観点から、図５に示すように、サイプ１３Ａ及びＢが、対称軸ａ１に対して傾斜する向きに延びることが好ましい。より具体的には、各サイプ１３Ａ及びＢの対称軸ａ１に対する傾斜角度θ１又はθ２が、２０°～５０°であることがより好適である。
　また、線対称サイプ対１３０は、線対称サイプ対１３０を構成する各サイプ１３Ａ及び１３Ｂが、対称軸ａ１の爪先Ｔ側に収束する向きに延びる配置とすることが好ましい。この構成によれば、サイプ１３Ａとサイプ１３Ｂとが異なる方向に延びるので、ある方向からの入力に対して各サイプ近傍の陸部が異なる応答を示すため、部分Ｑ全体として変形が抑制される。さらに、サイプ１３Ａ及びＢが収束する向きに沿って、エッジ機能を効果的に発揮させることができる。
　また、サイプ１３Ａ及びＢの足部前後方向Ｙに沿う長さｈ２は、部分Ｑの足部前後方向Ｙの長さｈ１に対して、比ｈ２／ｈ１が０．４～０．９であり、且つ、幅方向Ｗに沿う長さｎ２が、部分Ｑの幅方向Ｗの長さｎ１に対して、比ｎ２／ｎ１が０．０７５～０．０９５との関係を満たすことが好ましい。この構成によれば、排水性能と耐摩耗性能とのバランスを図ることができる。
　なお、本実施形態では、底面５ｓの部分Ｑ以外の領域に形成される凹凸の態様は特に限定されていない。
　さらに、上記図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ及び図２Ｄ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。
　図６に示すとおり、底面５０ｓは、部分Ｑに線対称サイプ対１３０を幅方向Ｗに配列したサイプ対の列と、部分Ｑよりも湾曲部３側に、幅方向Ｗに延びる複数の幅方向溝によって区画される、幅方向Ｗに波状に延びる複数の幅方向陸部を有している。即ち、図６に示す溝パターンは、底面５０ｓの部分Ｑに、線対称サイプ対１３０を幅方向Ｗに５対配列してなる。さらに、該溝パターンは、部分Ｑよりも湾曲部３側には、幅方向Ｗに延びる複数の幅方向溝によって区画される、幅方向Ｗに波状に延びる複数の幅方向陸部１２、１４、１０及び１１を順に、配列してなる。
　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。
　幅方向陸部１０、１１、１２及び１４の形状について、図６及び図７を参照して説明する。
　幅方向陸部１０は、図７に示すように、上記のような波状を呈する波線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６及び図７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３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。
　幅方向陸部１１及び１４は、幅方向陸部１０と同様の位相で波状に延びる形状を有している。従って、幅方向陸部１１及び１４も幅方向陸部１０と同様に、上記した定義に従う波状を呈する線分に沿って所定の幅で延びる陸部である。なお、幅方向陸部１１及び１４と幅方向陸部１０との相違は後述するとおりであり、その他の構成は上記した幅方向陸部１０の構成を踏襲する。
　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２Ａ及び図２Ｂ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。
　なお、幅方向陸部１１は、幅方向陸部１０よりも幅を大きくしている。図４Ｂに示したように、着地直後に踏み込んだ状態においては、最初に接地した領域よりも湾曲部３側、即ち着用者が進む向きとは反対側に接地領域が変遷している。ここでは、着用者が前に進もうとする上半身の動きと、接地領域の推移の向きとが一時的に逆になっており、図４Ｃ～４Ｄに示した、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段階である。幅方向陸部１０よりも湾曲部３側に、幅方向陸部１０よりも幅が大きい幅方向陸部１１を配置して陸部比率を高めることによって、この配置領域の剛性を高め、踏み込み動作を蹴り出し動作にスムーズに繋げるための、高い推進力を実現する。
　さらに、幅方向陸部１４の爪先Ｔ側に、幅方向陸部１２を順に配置する。この幅方向陸部１２を配置する領域は、上記図４Ｃに示した、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。幅方向陸部１２は、幅方向陸部１０と同様に波状に延びる陸部であり、特に、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８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。一方側の陸部幅ｗ１を他方側の陸部幅ｗ２と比べて広くすることによって、陸部剛性を高めることができ、耐摩耗性能を向上させることができる。換言すると、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高い次元で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
　ここで、本実施形態では、対称軸線対称サイプ対１３０の配列位相と、上記幅方向陸部１０、１１、１２及び１４の波の位相とが、同期する相互配置となることが好ましい。図９Ａに示すとおり、線対称サイプ対１３０の複数、図示では５対を幅方向Ｗに沿って配列したサイプ対の列は、該列を構成する各サイプ１３Ａ及び１３Ｂの両端を、各サイプの形状に沿って仮想的に延ばした線分同士の交点を幅方向Ｗにつないだ三角波に沿う配列を有している。上記交点を、三角波の山ｍ１及び谷ｖ１と称する。同図９Ａに示すように、該線対称サイプ対１３０の複数列が沿う三角波の、山ｍ１の幅方向Ｗにおける位置と、幅方向陸部１０の波状の山Ｍ１の位置が一致し、さらに、谷ｖ１の幅方向Ｗにおける位置と、幅方向陸部１０の波状の谷Ｖ１の位置が一致する。なお、本実施形態では、幅方向陸部１０と、幅方向陸部１１、１２及び１４の波と同位相であり、線対称サイプ対１３０の配列位相と、幅方向陸部１０、１１、１２及び１４の波の位相が同期する相互配置を呈する。
　上記構成によれば、ソール底面５０ｓにおける剛性分布の均一化を図ることができる。即ち、線対称サイプ対１３０を構成するサイプ１３Ａと１３Ｂとが、爪先Ｔ側又は湾曲部３側に向かって凸となる態様と、幅方向陸部１０、１１、１２及び１４の波状の凸となる態様とが一致することによって、ソール底面５０ｓ内の剛性低下が防止される。図９Ｂに示すように、線対称サイプ対１３０の列が沿う三角波の位相と、幅方向陸部１０、１１、１２及び１４との位相とが異なる場合、線対称サイプ対１３０が凸となる谷ｖ１と、幅方向陸部１０の波の山Ｍ１との幅方向Ｗにおける位置が一致した部分でひずみが生じ、ソール底面５０ｓの剛性が低下する虞がある。そこで、図９Ａに示すように、線対称サイプ対１３０の配列位相と、幅方向陸部１０の波の波線Ｐ１の位相とを一致させることによって、ひずみが生じることがなく、底面５０ｓにおける剛性分布の均一化を図ることができる。
　なお、線対称サイプ対１３０の列は、幅方向Ｗに等間隔且つ一直線上に配置されることが好ましい。即ち、図３に示すように、線対称サイプ対１３０の列は、隣り合う線対称サイプ対１３０同士の間隙の最小幅及び最大幅が一律であり、且つ、足部前後方向Ｙにおいて、各サイプ対１３０を構成するサイプ１３Ａ及び１３Ｂの爪先Ｔ側の各端部が幅方向Ｗに沿う直線Ｇ１上に配置され、湾曲部３側の各端部が幅方向Ｗに沿う直線Ｇ２上に配置されている。このような配置によれば、部分Ｑにおける剛性分布の均一化を図ることができる。
　なお、上記実施形態において、線対称サイプ対１３０とは、上記の２本の線対称サイプを指すが、他の実施形態においては、一対のサイプを３本以上のサイプとしてもよい。一対のサイプを３本以上とする場合は、一対のサイプを放射状に配置することが好ましい。図１０Ａは、一対のサイプを３本とする場合であり、サイプ１３Ｆａ、１３Ｆｂ及び１３Ｆｃが一対として、放射状に配置されている。また、図１０Ｂは、一対のサイプを４本とする場合であり、サイプ１３Ｇａ、１３Ｇｂ、１３Ｇｃ及び１３Ｇｄが一対として、放射状に配置されている。さらに、図１０Ｃは、一対のサイプを５本とする場合であり、サイプ１３Ｈａ、１３Ｈｂ、１３Ｈｃ、１３Ｈｄ及び１３Ｈｅが一対として、放射状に配置されている。
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、　１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄ、１３Ｅ：サイプ、　１３Ｆａ、１３Ｆｂ、１３Ｆｃ：サイプ、１３Ｇａ、１３Ｇｂ、１３Ｇｃ、１３Ｇｄ：サイプ、　１３Ｈａ、１３Ｈｂ、１３Ｈｃ、１３Ｈｄ、１３Ｈｅ：サイプ、　１３０：線対称サイプ対、　Ｍ１、Ｍ２、ｍ１：山、　Ｖ１、Ｖ２、ｖ１：谷

Claims (9)

  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、前記爪先から一定の曲率半径で連続する部分に、線状に延びる少なくとも１本のサイプを有し、前記サイプは、前記底面内で終端する、競技用義足のソール。
  2. 　前記サイプは、屈曲部のない線状である、請求項１に記載の競技用義足のソール。
  3. 　前記サイプは、複数本である、請求項１又は２に記載の競技用義足のソール。
  4. 　前記複数本のサイプは、前記足部の前後方向に沿う線分を対称軸とする線対称の関係にある、２本の線対称サイプを少なくとも一対含む、請求項３に記載の競技用義足のソール。
  5. 　前記線対称サイプ対は、各サイプが前記対称軸に対して傾斜する向きに延びる、請求項４に記載の競技用義足のソール。
  6. 　前記各サイプの前記対称軸に対する傾斜角度θが、２０°～５０°である、請求項５に
    記載の競技用義足のソール。
  7. 　前記線対称サイプ対は、各サイプが前記対称軸の前記爪先側に収束する向きに延びる、請求項５又は６に記載の競技用義足のソール。
  8. 　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、前記線対称サイプ対の複数を前記足部の幅方向に配列したサイプ対の列と、前記爪先から一定の曲率半径で連続する部分の湾曲部側に、前記足部幅方向に延びる複数の幅方向溝によって区画される、足部幅方向に波状に延びる複数の幅方向陸部とを有し、
    　前記線対称サイプ対の配列位相と、前記幅方向陸部の波の位相とが、同期する相互配置になる、請求項５～７のいずれか一項に記載の競技用義足のソール。
  9. 　前記線対称サイプ対の列は、
    　前記足部の幅方向に等間隔且つ一直線上に配置される、請求項８に記載の競技用義足のソール。
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