JP2004187841A - 靴及び靴の設計方法 - Google Patents

Abstract

【課題】防滑性能及び緩衝性能に優れた靴１の提供。
【解決手段】靴１は、アッパー２、インソール３、ミッドソール４及びアウトソール５を備えている。アウトソール５は、多数の突出部６を備えている。後足部Ｂの底面の爪先方向への摩擦係数μｂの、前足部Ｆの底面の踵方向への摩擦係数μｆに対する比（μｂ／μｆ）は、０．９５以下である。この靴１の設計では、まずランニング中の水平方向及び鉛直方向の床反力が測定される。これにより、鉛直荷重に対する水平荷重の比Ｒの時刻歴が得られる。次に、この比Ｒのピーク値Ｒｍが決定される。つぎに、後足部Ｂの底面の爪先方向への摩擦係数μｂがピーク値Ｒｍの５０％以上９８％以下となり、前足部Ｆの底面の踵方向への摩擦係数μｆがピーク値Ｒｍの１００％以上となるように、底面のパターンが決定される。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、靴に関する。詳細には、本発明は、靴の底面のパターンの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
靴は、着用者の足と地面との間に介在し、人体の動きによって生じる力を地面に伝える機能を果たす。靴と地面との摩擦係数が小さいと、靴はスリップを起こす。スリップは、運動を阻害する。スリップにより、着用者が転倒するおそれもある。防滑性能は、靴にとって重要である。防滑性能に優れた靴が、種々提案されている（特開２００２−３４６０９公報参照）。
【０００３】
靴にとって、緩衝性能も重要である。靴の緩衝性能が劣る場合は、人体への悪影響が生じる。緩衝性能に優れた靴が、特開２０００−２３６９０９公報に開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−３４６０９公報
【特許文献２】
特開２０００−２３６９０９公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、防滑性能及び緩衝性能に優れた靴の提供にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る靴は、アッパーと、ポリマー組成物からなるアウトソールとを備えている。この靴において、後足部の底面の爪先方向への摩擦係数μｂの、前足部の底面の踵方向への摩擦係数μｆに対する比（μｂ／μｆ）は、０．９５以下である。
【０００７】
前進運動において靴が着地する際は、後足部に大きな荷重がかかる。この荷重の向きは、爪先方向である。本発明に係る靴では、摩擦係数μｂが小さいので、着地時に地面と靴とが微小スリップを起こす。この微小スリップにより、衝撃が低減される。スリップは微小なので、運動への悪影響はほとんどない。前進運動において靴が離地する際は、前足部に大きな荷重がかかる。この荷重の向きは、踵方向である。本発明に係る靴では、摩擦係数μａが大きいので、離地時のスリップが抑制される。この靴は、防滑性能と緩衝性能との両方に優れている。
【０００８】
本発明に係る設計方法は、以下のステップを含む。
（１）運動中の水平方向及び鉛直方向の床反力が三次元床反力計で測定されるステップ、
（２）この鉛直方向床反力に対する水平方向床反力の比Ｒのピーク値Ｒｍが得られるステップ
及び
（３）後足部の底面の爪先方向への摩擦係数μｂがピーク値Ｒｍの５０％以上９８％以下となり、前足部の底面の踵方向への摩擦係数μｆが最大値Ｒｍの１００％以上となるように、底面のパターンが決定されるステップ。
【０００９】
この設計方法により、防滑性能と緩衝性能との両方に優れた靴が得られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態にかかる靴１が示された一部切り欠き断面図である。この靴１は、アッパー２、インソール３、ミッドソール４及びアウトソール５を備えている。アウトソール５は、多数の突出部６を備えている。突出部６の形状は、突条である。アウトソール５は、架橋ゴム又は合成樹脂から構成されている。アウトソール５には、スパイクピン等の金属材料は用いられていない。
【００１２】
図１における左右方向は、靴１の長さ方向である。図１における左側は爪先側であり、右側は踵側である。靴１は、長さ方向中心を境界として、前足部Ｆと後足部Ｂとに区分される。
【００１３】
ランニング等の運動において足に加わる衝撃には、受動的衝撃と能動的衝撃とがある。受動的衝撃は、主として着地時に生じる。受動的衝撃の周波数は、７Ｈｚ以上である。受動的衝撃は、人体の障害の原因となることがある。受動的衝撃は主として後足部Ｂに加わり、その方向は爪先方向である。一方、能動的衝撃は、主として離地時に生じる。能動的衝撃の周波数は、７Ｈｚ未満である。能動的衝撃では、人体への悪影響は少ない。能動的衝撃は主として前足部Ｆに加わり、その方向は踵方向である。
【００１４】
靴１と地面との間でスリップが生じても、その程度が微小であれば、着用者はスリップを感じない。このような微小スリップは、「無感スリップ」と称される。このような微小スリップが生じることで、人体に伝わる衝撃が緩和される。
【００１５】
図１に示された靴１では、後足部Ｂの底面の爪先方向への摩擦係数μｂは、前足部Ｆの底面の踵方向への摩擦係数μｆよりも小さい。両者の比（μｂ／μｆ）は、０．９５以下である。この靴１では、摩擦係数μｂが小さいので、着地時に微小スリップが生じる。この微小スリップにより、着地時の受動的衝撃が緩和される。この靴１では、摩擦係数μｆが大きいので、離地時のスリップが防止される。スリップの防止により、力が確実に地面に伝わる。スリップの防止により、着用者の転倒が防止される。この靴１では離地時に生じる能動的衝撃は緩和されないが、能動的衝撃は本来人体への悪影響が少ないので、障害は生じにくい。この靴１は、防滑性能と緩衝性能との両方に優れる。
【００１６】
一般的な靴には、緩衝性能向上の目的で、柔軟なミッドソールが用いられている。ミッドソールが厚肉とされれば、受動的衝撃は緩和される。しかし、厚肉のミッドソールは、靴の軽量化の要請に反する。しかも、厚肉のミッドソールは、能動的衝撃をも緩和し、運動を阻害する。本発明に係る靴１では能動的衝撃が緩和されないので、運動が阻害されない。
【００１７】
防滑性能、緩衝性能及び運動性能の観点から、比（μｂ／μｆ）は０．９０以下が好ましく、０．８５以下が特に好ましい。比（μｂ／μｆ）が小さすぎると着地時に大幅なスリップが生じるので、比（μｂ／μｆ）は０．４０以上が好ましく、０．５５以上が特に好ましい。
【００１８】
図２は、摩擦係数の測定の様子が示された模式図である。摩擦係数μｂ及び摩擦係数μｆは、静止摩擦係数である。測定は、陸上競技場のポリウレタン製走路Ｇの上で行われる。測定では、試験片７に７００Ｎの鉛直荷重がかけられ、この試験片７が所定方向に６０ｃｍ／ｓの速度で引っ張られるように水平方向の力がかけられる。この引っ張りの力がロードセル８で検出され、この引っ張りの力が鉛直荷重で除されることにより摩擦係数が算出される。試験片７は、靴１が長さ方向中心線に沿って前足部Ｆと後足部Ｂとに分割されることで得られる。摩擦係数μｂの測定には後足部Ｂが用いられ、摩擦係数μｆの測定には前足部Ｆが用いられる。後足部Ｂの引張方向は、爪先方向である。前足部Ｆの引張方向は、踵方向である。図２の例では、試験片７として前足部Ｆが用いられており、この前足部Ｆが踵方向へと引っ張られることで摩擦係数μｆが測定されている。摩擦係数の測定では、アッパーが取り除かれた試験片が用いられてもよい。
【００１９】
比（μｂ／μｆ）が０．９５以下である靴１が得られる手法としては、以下のものが例示される。
（１）前足部Ｆの突出部６の密度が後足部Ｂの突出部６の密度よりも大きくされる。
（２）前足部Ｆの突出部６の高さが後足部Ｂの突出部６の高さよりも大きくされる。
（３）前足部Ｆの突出部６の硬度が後足部Ｂの突出部６の硬度よりも大きくされる。
（４）爪先側壁面の水平方向に対する傾斜角度が踵側壁面の水平方向に対する傾斜角度よりも小さな突出部６が後足部Ｂに配置される。
図１に示された靴１では、爪先側壁面６ｔの水平方向に対する傾斜角度が踵側壁面６ｈの水平方向に対する傾斜角度よりも小さな突出部６が後足部Ｂに配置されることで、０．９５以下の比（μｂ／μｆ）が達成されている。
【００２０】
底面のパターンは、以下の方法により設計されるのが好ましい。まず、ヒトが運動（典型的にはランニング）を行い、この運動中の水平方向及び鉛直方向の床反力が三次元床反力計で測定される。これにより、鉛直荷重に対する水平荷重の比Ｒの時刻歴が得られる。次に、この比Ｒのピーク値Ｒｍが決定される。つぎに、後足部Ｂの底面の爪先方向への摩擦係数μｂがピーク値Ｒｍの５０％以上９８％以下となり、前足部Ｆの底面の踵方向への摩擦係数μｆがピーク値Ｒｍの１００％以上となるように、底面のパターンが決定される。
【００２１】
三次元床反力計としては、キスラー社の「水晶圧電式多成分フォースプレート９２８７Ｂ」が好適に用いられうる。この三次元床反力計によって床反力が測定される方法は、特開２００２−３４６０９号公報に開示されている。
【００２２】
摩擦係数μｂがピーク値Ｒｍの５０％未満であると、着地時のスリップが大きくなり、着用者が違和感を感じることがある。この観点から、摩擦係数μｂはピーク値Ｒｍの６０％以上が好ましい。摩擦係数μｂがピーク値Ｒｍの９８％を超えると、無感スリップが生じず、大きな受動的衝撃が発生することがある。この観点から、摩擦係数μｂはピーク値Ｒｍの９５％以下が好ましく、９５％以下がより好ましく、９０％以下がさらに好ましく、８０％以下が特に好ましい。
【００２３】
摩擦係数μｆがピーク値Ｒｍの１００％未満であると、離地時にスリップが生じて運動が阻害されることがある。この観点から、摩擦係数μｆはピーク値Ｒｍの１０５％以上が好ましく、１１０％以上が特に好ましい。摩擦係数μｆは、ピーク値Ｒｍの２００％以下である。
【００２４】
図３は、本発明の他の実施形態に係る靴９が示された底面図である。この靴９のアウトソール１０は、架橋ゴム又は合成樹脂から構成されている。このアウトソール１０は、多数の突出部１１を備えている。突出部１１の形状は、円柱状である。前足部Ｆの突出部１１の密度は、後足部Ｂの突出部１１の密度よりも大きい。後足部Ｂの底面の爪先方向への摩擦係数μｂと、前足部Ｆの底面の踵方向への摩擦係数μｆとの比（μｂ／μｆ）は、０．９５以下である。０．９５以下の比（μｂ／μｆ）は、後足部Ｂと前足部Ｆとの突出部の密度の差によって達成されている。この靴９は、防滑性能と緩衝性能との両方に優れる。
【００２５】
【実施例】
以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきはない。
【００２６】
［実施例１］
スチレン−ブタジエン共重合体を基材とするゴム組成物を成形型に投入し、ゴムに架橋反応を起こさせて、図３と類似の形状を備えたアウトソールを得た。このソールには、多数の突出部が形成されている。この突出部は円柱状であり、その直径は３ｍｍであり、その高さは２ｍｍである。後足部Ｂの突出部の数は８０個であり、前足部Ｆの突出部の数は１１０個である。このソールに、エチレン酢酸ビニル共重合体からなるミッドソールと、綿からなるアッパーを取り付けて、実施例１の靴を得た。
【００２７】
［実施例２から４及び比較例１］
成形型を変更し、後足部Ｂの突出部の数を下記の表１に示される通りとした他は実施例１と同様にして、実施例２から４及び比較例１のテニスシューズを得た。
【００２８】
［比較例２］
成形型を変更し、前足部Ｆの突出部の数を下記の表１に示される通りとした他は実施例１と同様にして、比較例２のテニスシューズを得た。
【００２９】
［実用テスト］
プレーヤーに靴を着用させ、陸上競技場のポリウレタン製走路の上でランニングを行わせた。そして、着地時の緩衝性能及び離地時の防滑性能を「１」から「５」の５段階で評価させた。同時に、着地時のスリップを感じるか否かについて回答させた。着地時の緩衝性能に関しては、衝撃を最も感じない場合を「５」とし、衝撃を最も感じる場合を「１」とした。離地時の防滑性能に関しては、最も滑りにくいものを「５」とし、最も滑りやすいものを「１」とした。この結果が、下記の表１に示されている。
【００３０】
【表１】

【００３１】
表１に示されるように、実施例の靴は防滑性能と緩衝性能との両方に優れている。この結果から、本発明の優位性は明らかである。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明されたように、本発明に係る靴は防滑性能及び緩衝性能に優れている。この靴は、着用者の運動と障害防止とに寄与する。本発明に係る設計方法により、着用者に有用な靴が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態にかかる靴が示された一部切り欠き断面図である。
【図２】図２は、摩擦係数の測定の様子が示された模式図である。
【図３】図３は、本発明の他の実施形態に係る靴９が示された底面図である。
【符号の説明】
１、９・・・靴
２・・・アッパー
３・・・インソール
４・・・ミッドソール
５、１０・・・アウトソール
６、１１・・・突出部
６ｔ・・・爪先側壁面
６ｈ・・・踵側壁面
７・・・試験片
８・・・ロードセル
Ｂ・・・後足部
Ｆ・・・前足部

Claims (2)

1. アッパーとポリマー組成物からなるアウトソールとを備えており、後足部の底面の爪先方向への摩擦係数μｂの、前足部の底面の踵方向への摩擦係数μｆに対する比（μｂ／μｆ）が０．９５以下である靴。
2. 運動中の水平方向及び鉛直方向の床反力が三次元床反力計で測定されるステップと、
   この鉛直方向床反力に対する水平方向床反力の比Ｒのピーク値Ｒｍが得られるステップと、
   後足部の底面の爪先方向への摩擦係数μｂがピーク値Ｒｍの５０％以上９８％以下となり、前足部の底面の踵方向への摩擦係数μｆがピーク値Ｒｍの１００％以上となるように、底面のパターンが決定されるステップと
   を含む靴の設計方法。

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