JP7075032B2 - 緩衝材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、緩衝材の製造方法に関する。

緩衝材の一例として、靴の中敷（インソール）が挙げられる。インソールを製造する技術として、たとえば、フットプリンター（足型採取器）によりユーザーの足の情報を採取する工程と、当該情報に基づいてインソールの基本形状を選択する工程と、当該基本形状に種々の補正パーツを組み合わせて実際に立位及び歩行で評価する工程と、その中でもっとも適した基本形状と補正パーツの組み合わせを前記フットプリントに記入する工程と、当該フットプリントをスキャナによって三次元ＣＡＤに入力しその情報から当該ＣＡＤに完成形のインソールを再現する工程と、当該ＣＡＤデータに基づいて切削加工する工程を有するものが提案されている（特許文献１参照）。

特開２０１５－００９００５号公報

特許文献１で提案されているインソールに関する技術は、人体の足の形状等の多様性にある程度対応できるインソールを提供できる技術である。しかしながら人体の足の裏は、体重を支える部位であり、ちょっとした痛みを抱えると社会生活が困難になりかねない。そのため、人体の足の形状等の多様性だけでなく、人体の足が有する多くの事情等にも細かく対応できる高性能のインソールが要求されている。このようなことは、人体の足以外の力付与体が与える力を緩衝できる緩衝材にも要求されると思われる。

そこで本発明の目的は、多様な力付与体が付与する力の適切な緩衝を可能とする緩衝材およびその製造方法を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明に係る、力を受ける板面を有する樹脂製の板状の緩衝材は、板面が区画に分けられ、各区画のうち、少なくとも１つ以上が他の区画とは異なる形状変化しやすさであり、緩衝材は層状構造をなす一体成形物であることを特徴とする。

ここで、各区画のうち少なくとも１つは、各区画の母材となる第１樹脂体の内部に、第１樹脂体とは別の第２樹脂体および／または金属製の立体形状物であって、第１樹脂体とは異なる形状変化しやすさのものが配置されることにより、当該区画が受けた力をその力の方向と交差する方向へと向かわせることとしてもよい。

また、各区画のうち少なくとも１つは、各区画の母材となる第１樹脂体の内部に、第１樹脂体とは別の第２樹脂体および／または金属製の立体形状物であって、第１樹脂体とは異なる形状変化しやすさのものが配置されることにより、当該区画が受けた力に対する反発力が大きくなることとしてもよい。

また、板面に前記力を付与する力付与体が、各区画へ与える力の大きさに応じ、各区画の形状変化しやすさが選択されることとしてもよい。

また、緩衝材が靴のインソール、ミッドソールおよび／またはアウターソールに用いられ、緩衝材の使用者の足の裏のうち、痛みを感じる、または痛みを感じる可能性がある部分が押圧する区画の形状変化しやすくすることとしてもよい。

また、そのような部分が押圧する前記区画を中心とし、その中心から離れるに従い、各区画の形状変化しにくくなることとしてもよい。

上記目的を達成するため、本発明に係る、力を受ける板面を有する樹脂製の板状の緩衝材の製造方法は、緩衝材が靴のインソール、ミッドソールおよび／またはアウターソールに用いられ、板面が区画に分けられ、人間の静止立位時、走行時または歩行時の（１）足の裏への圧力分布の測定結果（２）足の裏の床反力の測定結果（３）三次元動作解析装置の解析結果、この（１）、（２）および（３）の少なくとも１つから、周囲に比べ大きい負荷を受けることとなる区画を特定し、特定された区画を他の区画よりも形状変化しやすくするように決定し、決定に基づき、各区画は三次元印刷機器によって一体成形されることを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明に係る、力を受ける板面を有する樹脂製の板状の緩衝材の製造法は、板面が区画に分けられ、各区画のうち、少なくとも１つは、各区画の母材となる第１樹脂体の内部に、第１樹脂体とは別の第２樹脂体の立体形状物であって、第１樹脂体とは異なる形状変化しやすさのものが配置されることにより、当該区画が受けた力をその力の方向と交差する方向へと向かわせることとし、三次元印刷機器が使用するインクの種類を印刷時に変更することで、母材よりも硬い第２樹脂体と母材とが一体成形され、第２樹脂体が尖り部を有し、区画の上面および下面に尖り部を向け、 尖り部が、母材に対して楔の役割をし、少なくとも１つの区画の各区画は、第２樹脂体を複数有し、上面から底面の最短距離となる方向に沿って、複数の、第２樹脂体の上部尖り部と下部尖り部とが、配置されることを特徴とする。
ここで、第２樹脂体は、ソロバンの珠形状である、こととしても良い。

本発明では、多様な力付与体が付与する力の適切な緩衝を可能とする緩衝材およびその製造方法を提供することができる。

本発明の実施の形態に係るインソールの平面図であり、その板面が区画に分かれている状態を示す図である。 足の裏の一部にタコを有し、そこに痛みを感じる者の歩行時の痛みを和らげる本発明の実施の形態に係るインソールを図１と同様に示す図である。 運動選手の走行時の足の裏への衝撃を圧力分布データとして採取し、そのデータに基いて足への負担を和らげる本発明の実施の形態に係るインソールを図１と同様に示す図である。 周囲に比べ足の裏への圧力が大きかった４つの区画の上面から下面方向への最短距離で切った断面図である。 上面に対して方向Ｍから圧力が与えられた場合の母材の形状変形の状態を図４と同様に示す断面図である。 第２樹脂体の変形例を示す図である。 本発明の実施の形態に係るインソールの製造方法に用いる装置のブロックダイアグラムである。 区画の個々の圧力データの一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態に係る緩衝材について、図面を参照しながら説明する。ここでは、緩衝材の一例として、靴の中敷（インソール）について主に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るインソールの平面図であり、その板面が区画に分かれている状態を示す図である。

（本発明の実施の形態に係るインソール１の構成）
図１では、本発明の実施の形態に係る、力を受ける板面を有する樹脂製の板状の緩衝材であるインソール１の右足側のみを示している。なお「板状」は、平板状を含むことはもちろんだが、足の裏の土踏まず等に沿った曲面を有する板形状をも含む。左足側のインソール１の図示は省略する（インソール１Ａ，１Ｂについても同じ）。板面は横座標（ＡからＨ）と縦座標（１から２１）で縦横に区切られる区画２に分けられている。そして、各区画２のうち、区画（Ｅ，１７）すなわち、横座標がＥで縦座標が１７となる区画が他の区画２とは異なる硬度となっている（以下、特定の区画２を指すときには、同様の座標の表示方法で指す）。ここで、図１における各区画２は一体成形されている。そのため、実際には、各区画２の境界線は殆ど目視できない。

（本発明の実施の形態に係るインソール１の製造方法）
インソール１は、三次元印刷機器を用いて樹脂成形されている。三次元印刷機器は、成形物を成形する際に紫外線硬化性樹脂を一層ずつ印刷してその都度紫外線を照射して樹脂を硬化させる操作を繰り返すことで樹脂層を形成し、徐々に成形物の形に成形していくものである。ここで、三次元印刷機器は、特定の印刷位置に印刷するインク（樹脂）の色および硬度等を変えることができる。そのため、各区画２の硬度が異なるインソール１であっても一体成形を実現できる。すなわち、インソール１は層状構造をなす一体成形品とすることができる。また、三次元印刷機器は三次元ＣＡＤデータに基いて一つづつ成形物を成形するため、インソール１の使用者の足の形状等の種々の事情に応じたインソール１をオーダーメイドのように製造できる。この製造法は、以下に述べるインソール１Ａ，１Ｂの製造の際にも採用するものとする。

（足の裏の一部に痛みを感じる者のためのインソール）
図２は、足の裏の一部にタコ（胼胝）を有し、その部分に痛みを感じる者の静止立位時、走行時または歩行時の痛みを和らげる本発明の実施の形態に係るインソール１Ａを図１と同様に示す図である。タコは、区画２（Ｄ，６）に当接し、その区画を押圧するものとする。このタコが区画２（Ｄ，６）を押圧することは、既知のデータとして有しているものとする。区画２（Ｄ，６）の樹脂のショア硬度は２５である。

区画２（Ｄ，６）を中心としてその周囲の区画２（Ｃ，５）、２（Ｄ，５）、２（Ｅ，５）、２（Ｃ，６）、２（Ｅ，６）、２（Ｃ，７）、２（Ｄ，７）、２（Ｅ，７）の樹脂のショア硬度は４０である。さらに中心の区画２（Ｄ，６）から離れた位置の周辺の区画２（Ｂ，４）、２（Ｃ，４）、２（Ｄ，４）、２（Ｅ，４）、２（Ｆ，４）、２（Ｂ，５）、２（Ｆ，５）、２（Ｂ，６）、２（Ｆ，６）、２（Ｂ，７）、２（Ｆ，７）、２（Ｂ，８）、２（Ｃ，８）、２（Ｄ，８）、２（Ｅ，８）、２（Ｆ，８）の樹脂のショア硬度は６０である。それ以外の区画２の樹脂のショア硬度は８０である。すなわち、タコの部分が当接し押圧する区画２（Ｄ，６）を中心とし、その中心から離れるに従い、各区画の硬度が徐々に大きくなっている。

（運動選手の足への負担を和らげるためのインソール）
図３は、運動選手の走行時の足の裏への衝撃を圧力分布データとして採取し、そのデータに基いて足への負担を和らげる本発明の実施の形態に係るインソール１Ｂを図１と同様に示す図である。

圧力分布データから、最も足の裏への圧力が大きかったのは、区画２（Ｃ，４）、２（Ｄ，４）、２（Ｃ，５）、２（Ｄ，５）の４つであることがわかった。この４つの区画に当接し、それらの区画を押圧する足の裏の部分は、将来的に痛みを感じる可能性がある部分である。図４は、この４つの区画の上面５から下面６方向への最短距離で切った断面図である。この４つの区画は、第１樹脂体である母材３の内部に、ソロバンの珠形状（２つの同一形状の円錐の底面同士をくっつけた形状）の第２樹脂体４Ａ，４Ｂ，４Ｃが上面５から底面６の最短距離となる方向に等間隔に３つ配置されているものである。母材３のショア硬度は２５である。

母材３は、区画２（Ｃ，４）、２（Ｄ，４）、２（Ｃ，５）、２（Ｄ，５）のうち、第２樹脂体４Ａ，４Ｂ，４Ｃ以外の部分全体であるため、母材３の硬度は、その区画２の概ね全体の硬度となる。第２樹脂体４Ａ，４Ｂ，４Ｃは、それぞれ同一形状であり、そのショア硬度はそれぞれ８０である。この第２樹脂体４Ａ，４Ｂ，４Ｃと母材３は硬度が異なるが、三次元印刷機器が使用するインクの種類を印刷時に適宜変更することで、第２樹脂体４Ａ，４Ｂ，４Ｃと母材３とを一体成形することができる。

図５は、上面５に対して方向Ｍから圧力が与えられた場合の母材３の形状変形の状態を図４と同様に示す断面図である。運動選手は、その運動の内容にもよるが、上面５から底面６の最短距離の方向となる方向Ｐへ圧力が与えられることもあるが、通常はその方向Ｐを若干傾けた方向Ｍのような方向から圧力が与えられることが多い。

図５に示すように、母材３は方向Ｐへ圧縮されているように見えるが、方向Ｍよりも方向Ｐと直交する方向Ｎの左側方向に若干近い方向へと母材３が押圧され、その分母材３の高さ寸法が小さくなっている。そして、第２樹脂体４Ａ，４Ｂは方向Ｍの横成分の方向Ｎへとずれている。ここで、第２樹脂体４Ａは、第２樹脂体４Ｂよりもずれの量が大きい。第２樹脂体４Ｃは、殆どずれることなく、ずれの方向は第２樹脂体４Ａ，４Ｂと同じだが、その量はごく僅かだった。

上面５は、方向Ｍから与えられた圧力を受け、その圧力が第２樹脂体４Ａの周面４Ａ１を押圧する。すると第２樹脂体４Ａは、方向Ｐへ移動すると共に、周面４Ａ１を利用した斜板カム動作と同様の作用が働き、方向Ｎへ移動するように母材３が形状変化する。ここで、方向Ｍから圧力が与えられても第２樹脂体４Ａ，４Ｂ，４Ｃは形状変化しない。この周面４Ａ１を利用した斜板カム動作と同様の作用は、第２樹脂体４Ｂの周面４Ｂ１および第２樹脂体４Ｃの周面４Ｃ１においても同様に働く。ただし、方向Ｍから与えられた圧力は、周面４Ａ１が最も大きく受け、次に周面４Ｂ１が大きく受け、周面４Ｃ１は方向Ｍから与えられた圧力を最も小さく受ける。なお、第２樹脂体４Ａ，４Ｂ，４Ｃの側部尖り部４Ａ２，４Ｂ２，４Ｃ２は楔の役割をして、より強く母材３を変形させ、方向Ｎへの移動をしやすくしていると考えられる。

また、上面５が方向Ｍから与えられた圧力を受け、その圧力が第２樹脂体４Ａの周面４Ａ１を押圧すると、第２樹脂体４Ａ，４Ｂ，４Ｃの上部尖り部４Ａ３，４Ｂ３，４Ｃ３と下部尖り部４Ａ４，４Ｂ４，４Ｃ４は楔の役割をして、より強く母材３を変形させ方向Ｎへと移動させている。

第２樹脂体４Ａ，４Ｂ，４Ｃの存在により、（１）周面４Ａ１，４Ｂ１，４Ｃ１を利用した斜板カム動作と同様の作用が働くため、（２）第２樹脂体４Ａ，４Ｂ，４Ｃの上部尖り部４Ａ３，４Ｂ３，４Ｃ３と下部尖り部４Ａ４，４Ｂ４，４Ｃ４は楔の役割をするため、の２つの理由から、第２樹脂体４Ａ，４Ｂ，４Ｃが存在しない場合よりも、図４および図５に示した区画２が受けた力は、その力の方向Ｍと交差する方向Ｎへと向かわせる。そのため、方向Ｍから与えられた圧力が、より大きく吸収される（クッション性が良好になる）こととなる。

区画２（Ｃ，４）、２（Ｄ，４）、２（Ｃ，５）、２（Ｄ，５）の周辺の区画２（Ｂ，３）、２（Ｃ，３）、２（Ｄ，３）、２（Ｅ，３）、２（Ｂ，４）、２（Ｅ，４）、２（Ｂ，５）、２（Ｅ，５）、２（Ｂ，６）、２（Ｃ，６）、２（Ｄ，６）、２（Ｅ，６）についても、受ける力が大きく吸収される構造とする。すなわち、これらの周辺の区画の母材にはショア硬度が４０の樹脂を用い、第２樹脂体４Ａ，４Ｂ，４Ｃと同一の樹脂体を同様に配置する。それ以外の区画２の樹脂のショア硬度は８０である。すなわち、最も足の裏への圧力が大きかった区画２（Ｃ，４）、２（Ｄ，４）、２（Ｃ，５）、２（Ｄ，５）を中心とし、その中心から離れるに従い、各区画の硬度が徐々に大きくなっている。

（本発明の実施の形態に係るインソール１Ｂに特有の製造方法）
インソール１Ｂの製造の際には、まず人間の静止立位時、走行時または歩行時の足の裏への圧力分布を測定する。そして、測定された圧力分布のデータから、周囲に比べ大きい圧力を受けることとなる区画２（Ｃ，４）、２（Ｄ，４）、２（Ｃ，５）、２（Ｄ，５）を特定する。そして、特定された区画２（Ｃ，４）、２（Ｄ，４）、２（Ｃ，５）、２（Ｄ，５）を他の区画よりも硬度を低くするように決定する。そして、その決定に基づき、各区画２は三次元印刷機器によって一体成形される。これら一連の工程を経ることでインソール１Ｂが製造される。なおこの製造方法は、ミッドソール、アウターソールにも適用できる。

（本発明の実施の形態によって得られる主な効果）
本発明の実施の形態に係るインソール１，１Ａ，１Ｂおよびその製造方法は、多様な力付与体である足の裏が付与する力の適切な緩衝を可能とすることができる。たとえば、インソール１Ａは、足の裏の一部にタコの痛みを感じる者のために、タコが当接し押圧する区画２（Ｄ，６）の硬度を低くし、タコを強く刺激しないようにしている。

なお、インソール１Ａの単なる緩衝材としての機能のみに着目すれば、単純にインソール１Ａ全体を硬度の低い材質で構成すれば良い。しかしながら、足の裏にタコによる痛みを感じる者にとっては、単純に硬度の低いインソールでは、苦痛は若干和らぐ程度で十分ではない。その点インソール１Ａは、足の裏の痛くない部分が当接し押圧する部分の硬度を高くし、その部分で体重を支えるようにし、タコが当接し押圧する部分では体重を支え難いようにして、力を適切に緩衝している。

またインソール１Ｂは、運動選手の足の裏への圧力が大きい、区画２（Ｃ，４）、２（Ｄ，４）、２（Ｃ，５）、２（Ｄ，５）の硬度を小さくし、それ以外の部分の硬度を高くすることで、足の裏への圧力を極力均一にし、運動選手の足への負担を和らげている。また、上述のインソール１Ｂの製造方法によって、各区画２の圧力分布を考慮した好適なインソール１Ｂを製造することができる。

また、運動選手の動きは俊敏であり、強い圧力がインソール１Ｂへと与えられることが多い。そのため、特に強い圧力が与えられる区画２（Ｃ，４）、２（Ｄ，４）、２（Ｃ，５）、２（Ｄ，５）を前述の図４に示す構造とすることで、その区画２が受けた圧力をより大きく吸収して足の裏の負担を極力均一にしている。

さらに、運動選手の動きは、図５に示す方向Ｍから圧力を与えることがある。そのとき、第２樹脂体４Ａ，４Ｂ，４Ｃと共に上面５も若干ながら方向Ｎへと移動する。するとインソール１Ｂは、運動選手の足の裏の方向Ｎへの動きに追従して足の裏を保護できる。このように、インソール１Ｂは、運動選手の足の裏への圧力を適切に緩衝している。ここで、第２樹脂体４Ａ，４Ｂ，４Ｃの配置および／または母材３の各区画２の硬度等を工夫すれば、意図した方向へ足の重心移動を誘導させることも可能となる。

またインソール１，１Ａ，１Ｂは、三次元印刷機器を用いて成形するため、インソール１，１Ａ，１Ｂの使用者の足の形状等の種々の事情に応じてオーダーメイドのように製造されることができる。またインソール１，１Ａ，１Ｂは、三次元印刷機器を用いて成形するため、複数のインク（樹脂）のブレンドにより意図した成形品の箇所のみ樹脂の硬度を異ならせて一体成形することが容易となる。

またインソール１Ａは、タコの部分が当接し押圧する区画２（Ｄ，６）を中心とし、その中心から離れるに従い、各区画の硬度が徐々に大きくなっており、インソール１Ｂは、最も足の裏への圧力が大きかった区画２（Ｃ，４）、２（Ｄ，４）、２（Ｃ，５）、２（Ｄ，５）を中心とし、その中心から離れるに従い、各区画の硬度が徐々に大きくなっている。隣り合う区画の硬度が大きく違うと、その区画の境界が突起部のように感じられ、足の裏に局部的な圧力を感じさせることが懸念される。その点インソール１Ａ，１Ｂはそのような圧力を感じさせ難くしている。

（他の形態）
上述した本発明の実施の形態に係るインソール１，１Ａ，１Ｂおよびその製造方法は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々の変形実施が可能である。

たとえば、インソール１の各区画２のうち、区画（Ｅ，１７）を他の区画２とは異なる硬度としている。このように本発明の実施の形態に係るインソール１，１Ａ，１Ｂおよびその製造方法においては、特定の区画２の形状変化しやすさを実現するために硬度を異ならせている。しかし、特定の区画２を形状変化しやすくする手段は、特定の区画２を他の区画に比べて薄くする、中空の割合を大きくするなど、樹脂の構造を変更する手段を採用しても良い。このことは、母材３と第２樹脂体４Ａ，４Ｂ，４Ｃの形状変化しやすさの違いについても同様である。

また、インソール１，１Ａ，１Ｂに適用した構成およびその製造方法は、インソールだけでなく、他の緩衝材にも適用できる。たとえば、寝たきり高齢者の床ずれ予防、または床ずれによって痛みを感じる部位を保護するためのためのマットに適用できる。すなわち、既に床ずれによって痛みを感じる部位、または床ずれをするおそれのある部位が当接し押圧するマット面上の区画に、硬度の低い樹脂を配置し、それ以外の区画には硬度の高い樹脂を配置する等する。

またインソール１，１Ａ，１Ｂに適用した構成およびその製造方法は、いわゆる足つぼマッサージ用のインソールに適用できる。すなわち、足の裏の足つぼが当接し押圧するインソール面上の区画に、硬度の高い樹脂を配置し、それ以外の区画には硬度の低い樹脂を配置する等する。この場合、足つぼ以外の足の裏の部分に対して緩衝作用を発揮することとなる。このような足つぼマッサージ用のインソールは、足つぼ位置を正確に刺激でき、且つ足つぼ以外の部位を刺激させないことができ、従来の健康サンダルにはない効果が期待できる。

また足つぼマッサージ用のインソールと同様に、足の裏の固有受容器への刺激付与用のインソールとして、インソール１，１Ａ，１Ｂに適用した構成およびその製造方法に関する技術を適用できる。さらに、足の裏の促通する部分への刺激付与用のインソールについて、同技術を適用できる。

また、インソール１，１Ａ，１Ｂに適用した構成およびその製造方法は、ミッドソールまたはアウターソール、さらには短下肢装具（ＡＦＯ）に適用できる。そのミッドソールまたはアウターソールも、インソール１，１Ａ，１Ｂと同様に多様な力付与体である足の裏が付与する力（押圧する力）の適切な緩衝を可能とすることができる。また、そのような（１）ミッドソールと（２）アウターソールと（３）インソール１，１Ａ，１Ｂ（４）ＡＦＯがあるとした場合に、（１）（２）（３）および（４）のうちの２つ、３つまたは４つを併用した靴を製造・使用等しても良い。

ここで、インソール１，１Ａ，１Ｂはミッドソール、アウターソールならびにＡＦＯに比較し、足と近い距離に存在する。そのため、インソール１，１Ａ，１Ｂはその構成を工夫することにより、足を矯正する役割を担うことができ易い。

また、インソール１Ａに適用した構成およびその製造方法は、足の裏の一部にタコを有する者のためのインソールのためのものである。しかしインソール１Ａは、他に、足の裏の一部に潰瘍を有する者、骨棘（かかとの骨がとがる）、足部および足趾の変形（外反母趾）、筋および腱の痛み（足底腱膜炎）を有する者等、種々の足の痛みを有する者のインソールに適用することができる。

また、インソール１Ｂに特有の製造方法は、運動選手ではない者のためのインソールの製造方法にも用いることができる。

またインソール１，１Ａ，１Ｂで設定した各区画２の硬度（母材３を含む）は、あくまでも一例であるため、適宜変更設定できる。同様に第２樹脂体４Ａ，４Ｂ，４Ｃの硬度も一例であるため、適宜変更設定できる。さらに、図１，２，３に示すように、区画２は横座標（ＡからＨ）と縦座標（１から２１）で縦横に区切られるが、その区切り方、区切った数等は適宜変更できる。

また、インソール１，１Ａ，１Ｂは、三次元印刷機器を用いて樹脂成形されている。すなわち三次元印刷機器は、成形物を成形する際に紫外線硬化性樹脂を一層ずつ印刷してその都度紫外線を照射して樹脂を硬化させる操作を繰り返すことで樹脂層を形成し、徐々に成形物の形に成形していく。しかし、インソール１，１Ａ，１Ｂは、紫外線硬化性樹脂以外の樹脂、たとえば熱硬化性樹脂を用い、紫外線を照射させずに加熱により硬化させる方法等で製造することができる。

また、インソール１Ｂの製造の際には、人間の静止立位時、走行時または歩行時の足の裏への圧力分布を測定して周囲に比べ大きい圧力を受けることとなる区画２を特定している。しかし、測定するのは足の裏への圧力分布ではなく、床反力とし周囲に比べ大きい反力を受けることとなる区画２を特定してても良い。そして、特定された区画２を他の区画よりも硬度を低くするように決定しても良い。さらに、この区画２の特定に際して圧力と床反力の双方を考慮しても良い。

ここで、インソール１Ｂの製造の際には、人間の静止立位時、走行時または歩行時の足の裏への圧力分布を測定して周囲に比べ大きい圧力を受けることとなる区画２を特定している。この「周囲に比べ大きい圧力を受ける区画２」は、区画２の中で最も大きい圧力を示す区画２に限られず、たとえば最も大きい圧力を示す区画２に隣接する、最も大きいとは言えないが周囲に比べると大きい（たとえば周囲に比べ最大２倍以上または３倍以上の圧力差がある等）と言える区画２を含む。また、複数の離れた箇所に「周囲に比べ大きい圧力を受ける区画２」がある場合には、その複数箇所の区画２のうちの１つまたは２以上が「周囲に比べ大きい圧力を受ける区画２」である。その複数箇所の区画２のうちの１つまたは２以上を選択する際には、選択の基準はその区画２の示す圧力値に限らない。

また第２樹脂体４Ａ，４Ｂ，４Ｃの数は変更できる。たとえばその数を３つではなく一つまたは２つまたは４つ以上とすることができる。もちろん第２樹脂体４Ａ，４Ｂ，４Ｃを用いないこととしてもよい。さらには、第２樹脂体４Ａ，４Ｂ，４Ｃをインソール１Ａに用いることもできる。

また、第２樹脂体４Ａ，４Ｂ，４Ｃの側部尖り部４Ａ２，４Ｂ２，４Ｃ２、上部尖り部４Ａ３，４Ｂ３，４Ｃ３および下部尖り部４Ａ４，４Ｂ４，４Ｃ４は、断面形状が尖った形状をしているが、丸みを帯びた形状、先端が平面となる形状等とすることができる。上部尖り部４Ａ３，４Ｂ３，４Ｃ３および下部尖り部４Ａ４，４Ｂ４，４Ｃ４に、この先端が平面となる形状を施すと、その形状は円錐台形状となる。

図６は、第２樹脂体４Ａ，４Ｂ，４Ｃの変形例を示す図である。第２樹脂体４Ａ，４Ｂ，４Ｃの形状は、ソロバンの珠形状としているが、これに限定されない。たとえば、図４および図５の下側に底面、上側に頂点が位置する円錐形状物４Ｄ（図４および図５のソロバンの珠の上下方向で半分から下側を省略した形状、図６（Ａ））とすることができる。さらに方向Ｐに向かって楔を打ち込む形状物４Ｅ（図６（Ｂ））とすることができる。これらの代替形状は、いずれも区画２が受けた力を、その力の方向と交差する方向へと向かわせる。そのため、与えられた圧力が吸収される（クッション性が良好になる）こととなる。

ここで、円錐形状物４Ｄと楔を打ち込む形状物４Ｅは、各区画２に１つずつ設けられているが、第２樹脂体４Ａ，４Ｂ，４Ｃのように、各区画２に複数個を図６における縦方向に所定距離離して重ねて配置することが好ましい。そのような配置とすることで、縦方向の隙間の母材３がより強く変形させられ、図６における横方向へと移動させる量が増えると思われる。

また第２樹脂体４Ａ，４Ｂ，４Ｃの形状は、図５に示す方向Ｐに伸縮可能なコイルばね４Ｆ（図６（Ｃ））または板ばね４Ｇ（図６（Ｄ））等に変更することができる。これらのばねは、いずれも特定の区画２に弾性体を付加することとなり、特定の区画２の受ける力に対する反発力を大きくする形状である。このように、第２樹脂体４Ａ，４Ｂ，４Ｃの形状を変えることで、特定の区画２の特性を変えることができる。

なお、母材３をゴム等のゴム弾性を有する材料からなるもの等とすれば、第２樹脂体４Ａ，４Ｂ，４Ｃを有するインソール１Ｂであっても受けた力に対する反発力を大きくすることができると考えられる。その理由を説明すると、第２樹脂体４Ａ，４Ｂ，４Ｃは、方向Ｍから与えられた圧力によって母材３の弾性変形量を大きくする。すると、方向Ｍから与えられた圧力が解かれたときに、弾性力が強い母材３の弾性変形からの回復の力を大きく得ることができ、区画２（Ｃ，４）、２（Ｄ，４）、２（Ｃ，５）、２（Ｄ，５）の受ける力に対する反発力が大きくなるためである。もちろん、図６（Ｃ），（Ｄ）の母材３および母材３のみからなる区画２の母材３を、ゴム等のゴム弾性を有する材料からなるもの等とすれば、区画２の受ける力に対する反発力が大きくなると考えられる。

このように、受ける力に対する反発力が大きくすることができれば、インソール１Ｂは、運動選手のジャンプ力を大きくする等、運動能力向上のためのものとなり得る。なお、インソール１Ｂは、足の裏の一部に痛みを感じる者のためにインソール１Ａに代えて使用することができる。

また、第２樹脂体４Ａ，４Ｂ，４Ｃ、円錐形状物４Ｄ、楔を打ち込む形状物４Ｅ、コイルばね４Ｆ、板ばね４Ｇは、樹脂製だが、樹脂製でない立体形状物、たとえば金属製のコイルばねまたは板ばね（図５に示す方向Ｐに伸縮可能）を使用しても良い。金属製のコイルばねまたは板ばねを用いることで、設計の段階である程度のバネ特性を計算できる可能性がある。

さらに、特定の区画２のクッション性を良好にする際に、第２樹脂体４Ａ，４Ｂ，４Ｃは必須ではない。特定の区画２のクッション性を良好にするためには、たとえば、特定の区画２を中空にする等の構成も採用できる。

また、インソール１，１Ａ，１Ｂの設計にあたり、トポロジー最適化（位相最適化）を採用しても良い。トポロジー最適化とは、たとえば、ある条件（特定の区画２の形状変化しやすさを特定の値にする）の下で不要な材料を削り、最適な設計を導くことである。本発明の実施の形態のように、インソール１，１Ａ，１Ｂの製造に三次元印刷機器を用いる場合には、特にその採用が好ましい。トポロジー最適化では不要な材料を削るため、インソール１，１Ａ，１Ｂの軽量化、低コスト化が実現できる。さらにはトポロジー最適化により第２樹脂体４Ａ，４Ｂ，４Ｃの代替形状を生み出すことができる。

さらに、インソール１Ａは、タコの部分が当接し押圧する区画２（Ｄ，６）を中心とし、その中心から離れるに従い、各区画２の硬度を徐々に（４段階に）大きくしており、インソール１Ｂは、周囲に比べ足の裏への圧力が大きかった区画２（Ｃ，４）、２（Ｄ，４）、２（Ｃ，５）、２（Ｄ，５）を中心とし、その中心から離れるに従い、各区画２の硬度を徐々に（３段階に）大きくしている。しかし、このような特定の区画２を中心にし、その中心から離れるに従い各区画２の硬度を大きくする構成は必須ではない。また、このような構成を採用する場合であっても、特定の区画２を中心にし、その中心から離れるに従い各区画２の硬度を何段階で大きくするかは、適宜変更できる。

なお、特定の区画２を中心にし、その中心から離れる過程で各区画２の硬度が小さくなる部分が存在しても、特定の区画２を中心にし、その中心から離れるに従い各区画２の硬度が概ね大きくなっていれば、「特定の区画２を中心にし、その中心から離れるに従い各区画２の硬度が大きくなっている」とみなすことができるものとする。

また 本発明の実施の形態に係るインソール１Ｂの製造は、自動化させた製造方法によることもできる。図７は、本発明の実施の形態に係るインソール１Ｂの製造方法に用いる装置のブロックダイアグラムである。

図７に示すように、人間の静止立位時、走行時または歩行時の足の裏への圧力分布を測定する装置１１を用意する。この装置１１は、図１から図３に示した各区画２に相当する足の裏の各部分ついての圧力分布を測定するものである。

測定された圧力分布のデータは、情報処理装置１２（コンピュータ）へ送信される。図８は、区画２の個々の圧力データの一例を示す図である。この圧力データは、人間の静止立位時、走行時または歩行時の足の裏へ与えられる圧力の経時変化のデータである。図８では、一つの区画２の圧力データを示しているが、情報処理装置１２には、全ての区画２の圧力の経時変化のデータ（圧力分布のデータ）が送信されている。また、図８は、静止立位時、走行時または歩行時の１つのステップのみの圧力の経時変化を示しているが、実際に情報処理装置１２へ送信されるデータは、多数回のステップの際の圧力の経時変化のデータである。

情報処理装置１２は、図８に示す圧力の最大値Ｐ１を全ての区画２について比較し、周囲に比べ大きい圧力の最大値Ｐ１を示した区画２を特定する。そして、特定された区画２の硬度を最も低くし、且つ特定された区画２と隣接する周辺の区画２の硬度を２番目に低くし、その他の区画２の硬度を最も高くする。特定された区画２の硬度は、圧力の最大値Ｐ１の値が大きければ低くし、圧力の最大値Ｐ１の値がそれほど大きくなければそれほど低くしない等の調整を加える。周辺の区画２の硬度についても同様の調整を行う。

また、第２樹脂体４Ａ，４Ｂ，４Ｃを特定した区画２へ配置するかどうかは、図８に示す圧力受け時間Ｔ１によって情報処理装置１２によって決定する。すなわち、圧力受け時間Ｔ１が非常に短ければ、良好なクッション性が必要と判断し、第２樹脂体４Ａ，４Ｂ，４Ｃを配置するよう情報処理装置１２によって決定する。また、全ての区画２の圧力分布のデータから、足の重心移動が起こっていると判断できるときは、第２樹脂体４Ａ，４Ｂ，４Ｃの配置および／または母材３の各区画２の硬度を適切にし、意図した方向へ足の重心移動を誘導するよう情報処理装置１２によって決定する。

情報処理装置１２は、全ての区画２の樹脂の硬度と第２樹脂体４Ａ，４Ｂ，４Ｃの配置についてのデータを三次元印刷機器１３に命令する。すると三次元印刷機器１３は、情報処理装置１２からの命令に従い、使用するインクの選択をして印刷成形し、インソール１Ｂを製造する。

ここで、情報処理装置１２は周囲に比べ大きい圧力最大値Ｐ１を示した区画２を特定している。この「周囲に比べ大きい圧力を示す区画２」は、区画２の中で最も大きい圧力を示す区画２に限られず、たとえば最も大きい圧力を示す区画２に隣接する、最も大きいとは言えないが周囲に比べると大きい（たとえば周囲に比べ最大２倍以上または３倍以上の圧力差がある等）と言える区画２を含む。また、複数の離れた箇所に「周囲に比べ大きい圧力を示す区画２」がある場合には、その複数箇所の区画２のうちの１つまたは２以上が「周囲に比べ大きい圧力を示す区画２」である。その複数箇所の区画２のうちの１つまたは２以上を選択する際には、選択の基準はその区画２の示す圧力値に限らない。

またここで、（１）足の裏への圧力分布を測定する装置１１は、（２）足の裏の床反力の測定をする装置、（３）三次元動作解析装置、の（１）、（２）および（３）の少なくとも１つとしても良い。そして、それぞれの測定結果および／または解析結果を情報処理装置１２へ送信し、情報処理装置１２はその測定結果および／または解析結果に基づいて上記と同様の判断、決定、調整を行うこととしても良い。これによってたとえば、圧力以外の負荷（ねじれ等）を受ける区画２の硬度等を調整したりすることができる。

なお、床反力測定装置は、平坦なプレート（床反力計）上で歩行や種々の動作を行うことにより、動作中に、重力の反作用として床から受ける力を、三次元的に計測する装置である。それらの情報から、重心の動きまたは、筋肉の活動状態を推測することが可能となる。床反力測定装置は、微細な重心の動きまたは関節への負荷量の把握など、より詳細な評価を行うことが可能となる。

また、三次元動作解析装置は、身体の数箇所から数十箇所に貼り付けた小さなマーカーをたとえば８台のカメラで追うことで、歩行または種々の動作の詳細な分析を行うものである。三次元動作解析装置は、身体各部の細かな動きまたは重心移動を三次元的に捉え、動作をあらゆる角度から再現、観察することが可能である。さらに、三次元動作解析装置は、姿勢や動作（フォーム）の評価、治療や補助具の効果判定のほか、スポーツなどの速い運動も捉える事が可能である。また、三次元動作解析装置は床反力を元に各関節にかかる負荷を計測することができる。

１，１Ａ，１Ｂ インソール
２ 区画
３ 母材（第１樹脂体）
４Ａ，４Ｂ，４Ｃ 第２樹脂体

Claims (2)

1. 力を受ける板面を有する樹脂製の板状の緩衝材の製造法において、
   前記板面が区画に分けられ、各区画のうち、少なくとも１つは、前記各区画の母材となる第１樹脂体の内部に、前記第１樹脂体とは別の第２樹脂体の立体形状物であって、前記第１樹脂体とは異なる形状変化しやすさのものが配置されることにより、当該区画が受けた力をその力の方向と交差する方向へと向かわせることとし、
   三次元印刷機器が使用するインクの種類を印刷時に変更することで、前記母材よりも硬い前記第２樹脂体と前記母材とが一体成形され、
   前記第２樹脂体が尖り部を有し、前記区画の上面および下面に前記尖り部を向け、
   前記尖り部が、前記母材に対して楔の役割をし、
   前記少なくとも１つの区画の各区画は、前記第２樹脂体を複数有し、前記上面から底面の最短距離となる方向に沿って、前記複数の、前記第２樹脂体の上部尖り部と下部尖り部とが、配置されることを特徴とする緩衝材の製造法。
2. 請求項１記載の緩衝材の製造法において、
   前記第２樹脂体は、ソロバンの珠形状である、
   緩衝材の製造法。
   

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