JP2008048893A - 靴 - Google Patents

Abstract

【課題】
能動的作用を奏することで、走行時や歩行時のエネルギーロスを減少させる靴を提供することを課題とする。
【解決手段】
靴１の靴底３が主部材４と補強部材５とを有するようにし、補強部材５を主部材４の接地側表面に設ける。補強部材５を主部材４の接地側表面において、少なくとも足根中足関節部分７から中足指節関節部分８まで伸延させ、補強部材５の材料の反発弾性は主部材４の材料の反発弾性よりも高くする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ランニングやウォーキング等の運動に適した靴に関する。

従来、ランニングやウォーキング等の運動に適した靴として、特許文献１では、靴底の前方部分及び後方部分に切り欠き溝が形成されたものが提案されている。この切り欠き溝は、歩行方向とほぼ直交に形成されており、歩行の際、靴底が屈曲しやすい構造になっている。かかる構成によれば、踵着地時においては、後方部分の切り欠き溝が屈曲することで衝撃力を分散し緩和することができる。また、蹴り出し作業時においては、前方部分の切り欠き溝が屈曲することで舟状骨の上下移動が減るため、筋活動に伴うエネルギーの伝達ロスを減少させることができる。このように、特許文献１に記載の靴は、靴底を屈曲しやすくし、足がなめらかに動くようにすることで、エネルギーロスを減少させるものである。
特開２００３−２８４６０５号公報

ところが、特許文献１に記載の靴は、靴底が屈曲しやすい構造であるがため、蹴り出し作業の際、エネルギーが屈曲部周辺で吸収されてしまい、効率的な蹴り出しができないという欠点を有している。このように、足をなめらかに動くようにする点に着目して靴の構成が提案されているものの、それだけではエネルギーロスを十分に抑えることができなかった。これに対し、本発明者は、さらなるエネルギーロスの減少には、単に足の自然な動きを引き出すような受動的作用を奏する構成のみならず、エネルギーを引き出すような能動的作用を奏する構成が必要であることを見いだした。そこで本発明は、能動的作用を奏することで、走行時や歩行時のエネルギーロスを減少させる靴を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明にかかる靴は、靴底を備えた靴であって、該靴底は主部材と補強部材とを有し、該補強部材が該主部材の接地側表面に設けられており、該補強部材は該主部材の接地側表面において、少なくとも足根中足関節部分から中足指節関節部分まで伸延し、該補強部材の材料の反発弾性は該主部材の材料の反発弾性よりも高い（請求項１）。

ここで、「足根中足関節部分」及び「中足指節関節部分」は、それぞれ足根中足関節に対応する部分及び中足指節関節に対応する部分をいう。図８は、足部の骨格を示した図である。図８に示すように、足部の骨格は様々な骨から構成されており、その中には指節骨、中足骨、及び楔状骨が含まれる。指節骨と中足骨とは接しており、これらの間の関節が中足指節関節である。なお、中足指節関節は一般に「MP関節」と呼ばれることが多い。また、中足骨と楔状骨等とは接しており、これらの間の関節が足根中足関節である。ランニング等の運動時には中足指節関節が屈曲する。中足指節関節の部分が曲がった状態から、地面を強く蹴り上げることができれば、早く走ることができる。そのため、中足指節関節の部分が曲がった状態から、いかに強く地面を蹴り上げるかは早く走るために重要な課題となっている。

上記靴の構成によれば、補強部材が中足指節関節部分に位置することになる。そのため、ランニング等の運動の際には、反発弾性の高い補強部材が屈曲して弾性エネルギーを蓄積し、中足指骨関節部分で大きな反発力を発生させることができる。

また、上記靴において、該補強部材は、足根中足関節部分より後の部分から中足指節関節部分より前の部分まで伸延するようにしてもよい（請求項２）。かかる構成によれば、足根中足関節部分より後の部分から屈曲する中足指節関節部分よりも前の部分まで補強部材が延びていることから、広い範囲で力を受けることができる。そのため、踏み込みの力が比較的弱い場合でも、補強部材を屈曲させることができ、補強部材から確実に反発力を得ることができる。

また、上記靴において、該補強部材は、足根中足関節部分から左右に広がりつつ前方に向かって伸延するようにしてもよい（請求項３）。かかる構成によれば、補強部材が左右に広く位置するため、左右の広い範囲で反発力が発生することで、反発力のはたらく方向を安定させることができる。

また、上記靴において、該補強部材には、中足指節関節部分又はその近傍において、弛緩部が形成されているようにしてもよい（請求項４）。かかる構成によれば、弛緩部に力が集中するため、弛緩部で確実に屈曲させることができる。

また、上記靴において、該補強部材には、足根中足関節部分において足根中足関節部分から中足指節関節部分に向かう方向に伸延する一又は複数のリブが形成されているようにしてもよい（請求項５）。かかる構成によれば、足根中足関節部分から中足指節関節部分に向かう方向の強度が高くなるため、足根中足関節部分で靴底が屈曲するのを防止することができ、また、不要な靴のねじれの発生も防止することができる。

また、上記靴において、該主部材の材料が発泡樹脂であって、該補強部材の材料が未発泡樹脂であるとしてもよい（請求項６）。かかる構成によれば、補強部材を硬くし、反発弾性を高くすることができる。

本願発明にかかる靴は、ランニングやウォーキング等の運動の際には、反発弾性の高い補強部材が屈曲することで弾性エネルギーを蓄積し、中足指骨関節部分で大きな反発力を発生させることができる。そのため、走者は小さな力で、中足指節関節の部分が曲がった状態から、地面を強く蹴り上げることができる。よって、本発明によれば、能動的作用を奏することで、走行時や歩行時のエネルギーロスを減少させる靴を提供することができる。

本願発明にかかる靴を実施するための最良の形態について、図１〜６を参照しつつ以下に説明する。

まず、本実施形態にかかる靴１の構成について説明する。図１は本実施形態にかかる靴１の斜め下方から見た斜視図である。図１に示すように、靴１はアッパー２と靴底３とを備えており、靴底３は主部材４と補強部材５とブロック６とから主に構成されている。主部材４の接地側表面には補強部材５の形状に合わせた溝が形成されており（図示せず）、この溝に補強部材５がはめ込まれている。また、主部材４と補強部材５の接地側表面には、前方、中央、及び後方の３つの部分に各ブロック６の形状に合わせた溝が形成されており（図示せず）、この溝に３つのブロック６がはめ込まれている。また、各構成部材４〜６は、接着剤によって接着されている。ブロック６は、補強部材５の上から接着されるため、補強部材５を主部材４に固定する役割も果たしている。

主部材４の材料は、運動靴の靴底等に広く使用される発泡樹脂である。発泡樹脂は、力を吸収するクッションの役割を果たすことができる材料である。そのため発泡樹脂は、反発弾性が低く、変形しても反発力をほとんど発生しない。一方、補強部材５の材料は、未発泡樹脂であって、発泡樹脂よりも硬く、反発弾性が高い。そのため、変形量が同じであれば、補強部材５の方が主部材４よりも弾性エネルギーを蓄積することができる。また、ブロック６は、滑りを防止する役割を有しており、また、ブロック６の材料は硬質のゴムである。

図２は、靴１の接地側表面側から見た平面図である。図２に示すように、補強部材５は主部材４の接地側表面において、足根中足関節部分７より後の部分から中足指節関節部分８より前の部分まで伸延している。このように、補強部材５は、中足指節関節部分８を渡って取り付けられているため、ランニング等の運動の際には、補強部材５の中足指節関節部分８が屈曲する。補強部材５は屈曲状態からもとの状態に戻ろうと反発するため、反発する瞬間に走者が床を蹴り上げれば、走者は床面を強く蹴り上げることができる。つまり、屈曲することで補用部材５に蓄積された弾性エネルギーを推進力に変換することができる。上述したように、補強部材５は、主部材４よりも大きな弾性エネルギーを蓄積することができるため、反発力も大きくなる。

また、本実施形態にかかる靴１は、補強部材５が中足指節関節部分８の周辺のみならず、靴底３に広く取り付けられているため、広い範囲から力を受けることができ、その力を中足指節関節部分８に作用させることができる。よって、踏み込む力が弱い場合であっても、比較的大きな力が中足指節関節部分８に作用する。さらに、補強部材５は、足根中足関節部分７から左右に分岐して前方に向かって伸延しており、靴底３の左右方向にも大きく広がっている。よって、左右の両側から反発力が発生することで、反発力が作用する方向を安定させることができる。

図３は、図２のＡ−Ａ線断面図である。図３に示すように、補強部材５の中足指節関節部分８は凹凸部分を有しており、たるんだような形状の弛緩部９を形成している。弛緩部９においても、補強部材５は足根中足関節部分７から中足指節関節８に向かう方向に伸延している。ただし、水平方向に直線的に伸延しているのではなく、上下に方向を変えながら伸延している。このように弛緩部９が図３のようにたるんだような形状をしていることから、弛緩部９の中央付近は、力が集中しやすく、曲がりやすくなっている。また、ブロック６は、左右の弛緩部９をつなぐ部分を避けて貼り付けられている。これにより、ブロック６は弛緩部９の屈曲を妨げないようにしており、また、弛緩部９の前後でしっかりと補強部材５を固定している。靴底３の中足指節関節部分８は、以上のような構成を有していることから、補強部材５の中足指節関節部分８に集中的に弾性エネルギーを蓄積することができ、この弾性エネルギーを中足指節関節部分８で大きな反発力に変換することができる。

図４は、図２のＢ−Ｂ線断面図である。補強部材５には、足根中足関節部分７において足根中足関節部分７から中足指節関節部分８に向かう方向に伸延する複数のリブ１０が形成されている。図４に示すように、リブ１０は断面が山形の形状を有しており、リブ１０の伸延方向と直交する曲げに対しては強くなる。これにより、中足指節関節部分８から遠い位置から受ける力も分散せずに中足指節関節部分８へ力を伝えることができ、補強部材５の中足指節関節部分８を曲げることができる。また、リブ１０の部分では靴底３の強度が高く、靴１の歪みも防止することができる。以上、本実施形態にかかる靴１の構成について説明した。

次に、本実施形態にかかる靴１の効果を示した試験結果について説明する。試験は、３人の被験者が補強部材５を有する靴１と補強部材５を有しない靴をそれぞれ履いてフォースプレート上を走り、そのときの床を蹴る力を計測し、得られた計測結果から走行力積を算出した。ここで、走行力積とは、床を前後方向に蹴る力を時間で積分したもの（前後方向に蹴る力と時間の積）である。同一走行速度で比べた場合、走行力積が少ない方が、走りが効率的であるといえる。

図５は、補強部材５を有する靴１を履いた場合と補強部材５を有しない靴を履いた場合の同一走行速度における走行力積を示した図である。縦軸は、走行力積を表わしている。なお、それぞれの値は、３人の平均値である。図５に示すように補強部材５を有する本実施形態にかかる靴１を履いた場合は、5.53N・sであるのに対し、補強部材５を有していない靴を履いた場合は6.60N・sである。つまり、同じ走行速度で走るためには、補強部材５を有していない靴の場合は、補強部材５を有する本実施形態にかかる靴１の場合よりも16.2％多くの走行力積が必要であることになる。よって、補強部材５を有する本実施形態にかかる靴１を履く場合は、補強部材５を有しない靴を履く場合に比べて効率よく走ることができるといえる。

また、靴にポインタを取り付けて靴の各部分の軌跡を観測し、中足指節関節部分８の最大屈曲角を測定した。図６は、補強部材５を有する靴１と補強部材５を有しない靴の走行時における中足指節関節部分８の最大屈曲角を示した図である。縦軸は角度を示している。図６に示すように、補強部材５を有する靴１は最大屈曲角が15.34度であるのに対し、補強部材５を有しない靴は20.10度であり、本実施形態にかかる靴１は、補強部材５を有しない靴よりも最大角が小さくなっている。これは、補強部材５が主部材４に比べ硬く、曲がりにくくなっているためである。ただし、補強部材５が主部材４よりも反発弾性が高く、わずかな変化量でも大きな弾性エネルギーを蓄積することができることから、図５に示したように、補強部材５を有する靴１を履くことで効率のよい走行が可能となっている。

以上、本実施形態にかかる靴１の効果を示す試験結果について説明した。この結果から、本実施形態にかかる補強部材５を靴底３に施すことによって効率良く走れることが立証され、それは反発弾性が高いからであることがわかった。よって本実施形態にかかる靴１によれば、補強部材５が能動的な作用を奏し、効率的な走行や歩行を実現することができる。

以上、本願発明にかかる靴１を実施するための最良の形態について、図１〜６を参照しつつ説明した。以上では、補強部材５の形状が足根中足関節部分７から左右に分岐して前方に向かって伸延する場合について説明したが、これに代えて、図７に示すように、補強部材５Aの形状を前方に向かって分岐せず、前方に向かって全体が膨らむテニスラケット型としてもよい。かかる構成によれば、中足指節関節部分８の全体に補強部材５が広がるため、反発力がはたらく方向をより安定させることができる。

本発明によれば、能動的作用を奏することで、走行時や歩行時のエネルギーロスを減少させる靴を提供することができる。よって、靴の技術分野において有益である。

本実施形態にかかる靴の斜め下方から見た分解斜視図である。 本実施形態にかかる靴の接地側表面側から見た図である。 図２のA―A線断面図である。 図２のB―B線断面図である。 補強部材を有する靴と有しない靴を履いた場合の走行力積を比較した図である。 補強部材を有する靴と有しない靴を履いた場合の中足指節関節の最大屈曲角を比較した図である。 他の実施形態を示した図である。 足部の骨格を示した図である。

符号の説明

１ 靴
３ 靴底
４ 主部材
５ 補強部材
７ 足根中足関節部分
８ 中足指節関節部分
９ 弛緩部
１０ リブ

Claims (6)

1. 靴底を備えた靴であって、
   該靴底は主部材と補強部材とを有し、
   該補強部材が該主部材の接地側表面に設けられており、
   該補強部材は該主部材の接地側表面において、少なくとも足根中足関節部分から中足指節関節部分まで伸延し、
   該補強部材の材料の反発弾性は該主部材の材料の反発弾性よりも高い靴。
2. 該補強部材は、足根中足関節部分より後の部分から中足指節関節部分より前の部分まで伸延する、請求項１記載の靴。
3. 該補強部材は、足根中足関節部分から左右に広がりつつ前方に向かって伸延する、請求項１又は２記載の靴。
4. 該補強部材には、中足指節関節部分又はその近傍において、弛緩部が形成されている、請求項１乃至３のうちいずれか一の項に記載の靴。
5. 該補強部材には、足根中足関節部分において足根中足関節部分から中足指節関節部分に向かう方向に伸延する一又は複数のリブが形成されている、請求項１乃至４のうちいずれか一の項に記載の靴。
6. 該主部材の材料が発泡樹脂であって、該補強部材の材料が未発泡樹脂である、請求項１乃至５のうちいずれか一の項に記載の靴。

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