(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
シューズ、例えば、運動靴に求められる機能として、フィット性があげられる。このフィット性を向上させる手段として、皺の発生の抑制、着圧値の低減、足とアッパーとの密着、足とアッパーの変形挙動の一致が考えられる。
【0003】
一般に、アッパーは静止時における足の形状を考慮して設計されている。これまでのシューズは、着圧値を低減しようとして、アッパー全体に低剛性な素材が採用されている。しかし、単なる低剛性材料でアッパーを構成すると、ハトメ部での紐締め付け力をアッパー全体に伝えることができず、足とアッパーとが密着しない。
【0004】
また、運動中のアッパーに発生する大きな皺の発生を抑制しようとして、小さな皺が分散して発生するように、メッシュ材の上にウレタン樹脂で補強した構造のシューズがある。しかし、この構造では、皺の抑制という問題を根本的に解決することはできない。
【0005】
また、シューズのアッパーにおける皺の発生を小さくして、シューズと足のフィット性を高めたシューズが特許文献1に提案されている。
【0006】
この特許文献1のシューズは、伸縮性生地をアッパーに用いたシューズであって、伸縮性生地は引っ張られた状態でソールと一体化されている。シューズのアッパーに縮もうとする力を保有させることにより、ランニングなどの運動時に、足が屈曲しても、アッパーにおける皺の発生が小さいというものである。
【0007】
ところで、運動時の足の形状は、シューズ内において常に変化している。すなわち、運動時においては、足の変形にアッパーが追従できずにソールが足から離れる。あるいは、逆に、アッパーが足の自然な変形を拘束してしまう場合がある。従って、ソールを足に追従させるパーツとしてアッパーを捉えた場合、アッパーは運動時における足の形状変化に追従して変形していくことが望ましい。
【0008】
すなわち、足は走行時に変形するため、シューズには足に対するフィット性が要求される。前記フィット性を高めるためには、アッパーのひずみ分布が足のひずみ分布に近くなるのが望ましい。
【0009】
フィット性を向上させた運動靴をこの出願人は、先に提案している(特許文献2参照)。
【0010】
この特許文献2に記載された運動靴は、着地の衝撃を吸収するソールと、足の甲を包むアッパーとを有する。そして、前記アッパーは、着用時に足が上方に出る第1開口と、舌片で閉じられた第2開口とを含んでいる。前記2つの開口は、前後に互いに連なっている。前記アッパーは、足の内側面の一部を覆う内側伸縮部と、足の外側面の一部を覆う外側伸縮部と、前記2つの伸縮部の前方に配置された前部と、前記2つの伸縮部の後方に配置された後部とを備えている。前記各伸縮部の足長方向についてのヤング率は、前記前部および後部のそれよりも小さい。また、前記外側伸縮部は、第5中足骨遠位骨頭に相当する部位またはその近傍の部位から前記第2開口に至る領域に設けられている。
【0011】
このように、第5中足骨遠位骨頭の上端に本質的に相当する部位またはその近傍の部位に、外側伸縮部が設けられているので、足の歪み分布が急激に大きくなり得る前記部位が伸縮性のある素材で覆われている。そのため、アッパーが前記部位の歪みに応じて変形することができ、フィット性が高くなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
上記した特許文献1、2のものにおいても、皺の発生を十分に抑制することは困難であった。この発明は、上記した従来の問題点を解消するためになされたものにして、皺の発生を抑制する効果等を持った、フィット性のよいシューズを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0014】
この発明は、着地の衝撃を吸収するソールと、足の甲を包むアッパーとを有するシューズであって、前記アッパーは、着用時に足が挿入される第1開口部を有し、アッパーの一部又は全てが、負のポアソン比を有する素材を用いて形成されていることを特徴とする。
【0015】
また、前記アッパーは、舌片で閉じられた足の甲の上方の第2開口部をさらに有し、第1開口部と第2開口部とは前後に互いに連なっており、前記第2開口部近傍に設けられた締め付け領域を除いたアッパーの一部または全てが、負のポアソン比を有する素材を用いて形成されていてもよい。
【0016】
また、前記負のポアソン比を有する素材は、負のポアソン比構造が形成された単一の層からなるものを用いることができる。
【0017】
また、前記負のポアソン比を有する素材は、複数の層を積層してなり、前記複数の層のうち少なくとも一層が負のポアソン比構造に形成されているものを用いてもよい。例えば、前記アッパーの主素材よりも高剛性の材料で負のポアソン比構造が形成された層の一方に、メッシュ材などの、前記高剛性の材料よりも低剛性の材料または伸縮性の高い材料が積層されているものを用いることができる。また、前記アッパーの主素材よりも高剛性の材料で負のポアソン比構造が形成された層の両面に、メッシュ材などの、前記高剛性の材料よりも低剛性の材料または伸縮性の高い材料が積層されているものを用いることができる。
【0018】
また、前記負のポアソン比構造は、四辺のうち対向する1対の2辺の中央部が互いに近接した矩形枠が列状に複数段並び各段の矩形枠は互いに反ピッチずれて配列されて網目状に形成されているものを用いればよい。
【0019】
また、前記アッパーの甲部は、負のポアソン比構造の列方向がシューズの前後方向に配列するようにした負のポアソン比素材を用いればよい。
【0020】
また、前記アッパーの母趾球部は、負のポアソン比構造の列方向がシューズの上下方向に配列するようにした負のポアソン比素材を用いればよい。
【0021】
また、前記アッパーの小趾球部は、負のポアソン比構造の列方向がシューズの上下方向に配列するようにした負のポアソン比素材を用いればよい。
【0022】
また、前記アッパーの踵部は、負のポアソン比構造の列方向がシューズの上下または前後方向に配列するようにした負のポアソン比素材を用いればよい。
【0023】
また、前記アッパーの舌片は、負のポアソン比構造の列方向がシューズの前後方向に配列するようにした負のポアソン比素材を用いればよい。
【0024】
また、前記アッパーの中足部は、負のポアソン比構造の列方向がシューズの前後方向に配列するようにした負のポアソン比素材を用いればよい。
【発明の効果】
【0025】
この発明は、アッパーの一部または全てを、負のポアソン比を有する素材を用いて形成することで、フィット性を向上させることができる。具体的には、皺の発生の抑制、着圧値の低減、足とアッパーとの密着、足とアッパーの変形挙動の一致などによってより良いフィット性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【
図1】この発明の第1実施形態が適用されるシューズ(右足)の内側面側を示す図である。
【
図2】この発明の第1実施形態が適用されるシューズ(右足)の外側面側を示す図である。
【
図3】この発明の第1実施形態が適用されるシューズ(右足)の上面図である。
【
図4】この発明の第1実施形態が適用されるシューズ(右足)のシューレースを締めた上面図である。
【
図5】紐締めを行った際の変形した状態のアッパー(左足)外側面の全体のひずみの分布を示す模式図である。
【
図6】紐締めを行った際の変形した状態のアッパー(左足)内側面の全体のひずみの分布を示す模式図である。
【
図7】紐締めを行った際の変形した状態のアッパー(左足)外側面のX方向のひずみの分布を示す模式図である。
【
図8】紐締めを行った際の変形した状態のアッパー(左足)内側面のX方向のひずみの分布を示す模式図である。
【
図9】紐締めを行った際の変形した状態のアッパー(左足)外側面のY方向のひずみの分布を示す模式図である。
【
図10】紐締めを行った際の変形した状態のアッパー(左足)内側面のY方向のひずみの分布を示す模式図である。
【
図11】平面で3次元構造体を覆うときの力の状態を示す説明図である。
【
図12】負のポアソン比を有する素材の構造を示す模式的平面図である。
【
図13】負のポアソン比を有する素材の構造を示す模式的斜視図である。
【
図14】踵接地した際のアッパー(右足)踵部の変形を示す模式図である。
【
図15】アッパー(右足)の内側面側の各領域に負のポアソン比を有する素材を適用する例を示す模式図である。
【
図16】アッパー(右足)の外側面側の各領域に負のポアソン比を有する素材を適用する例を示す模式図である。
【
図17】アッパー(右足)の上面側の各領域に負のポアソン比を有する素材を適用する例を示す模式図である。
【
図18】ハイカットシューズの各領域に負のポアソン比を有する素材を適用する例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0027】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付し、説明の重複を避けるためにその説明は繰返さない。
【0028】
図1〜
図4は、この発明の第1実施形態が適用されるシューズの一例(右足)を示している。
図1は第1実施形態のシューズの内側面、
図2は同外側面、
図3は同上面、
図4はシューレースを締めた同上面図をそれぞれ示している。
【0029】
図1〜
図4に示すように、シューズは、ソール1およびアッパー2を備える。前記アッパー2は、第1開口部3、第2開口部4を備える。
【0030】
前記第1開口部3および第2開口部4は、
図3に示すように、アッパー2の中央に形成されている。第1開口部3は、着用の際に足が上方に出る開口である。第2開口部4は、舌片5で閉じられる開口である。第1開口部3は第2開口部4の後方に位置し、第2開口部4に連なっている。第2開口部4は足の甲の前部を覆っている。
【0031】
前記舌片5は、第2開口部4の前方で、アッパー2に縫合されている。舌片5の上面の中央には筒状のループ53が形成されている。シューズの着用の際は、
図4に示すように、シューレース6がループ53に挿通される。
【0032】
アッパー2は、つま先と舌片5の間に位置する甲部21、前足部22、第1開口部3の周囲に位置する踵部(アンクルスポンジ)23、踵部(アンクルスポンジ)23とソール1との間に位置する踵部(ヒールカウンター)24、小趾球部22a、母趾球部22bと踵部23との間に位置する中足部25を備える。前足部22は、小趾球に対応する位置の小趾球部22a、母趾球に対応する位置の母趾球部22bとからなる。また、中足部25には、ラインマーカ部27が設けられている。小趾球部22a、母趾球部22bは、それぞれ区別せずに前足部22ともいう場合もある。
【0033】
第2開口部4の両側の縁に沿うように、複数のハトメ部51とループ部52が設けられ、これらハトメ部51及びループ部52にシューレース6が通され、紐締め付けが行われる。これらハトメ部51及びループ部52は、紐の締め付け力を伝達するための締め付け領域50を構成する。締め付け領域50は、紐の締め付け力を伝達するために、所定の剛性を有する材料で形成されている。
【0034】
シューズを足に装着する場合には、
図4のシューレース6を緩め、第1開口部3および第2開口部4の後部から足をシューズに挿入する。
【0035】
図5〜
図10は、紐締めを行った際の変形した状態のアッパー(左足)のひずみの分布を示す模式図である。一般的なシューズとして、アッパー2が織物や編物などの生地を積層(好ましくは互いに接着)して形成されたものを着用して紐締めを行うと、
図5〜
図10に示すように変形する。
図5は、アッパー2外側面の全体のひずみの分布、
図6は、アッパー2内側面の全体のひずみの分布を示し、St3で表している領域が最もひずみが大きく、15%前後の大きなひずみ量を表している。St2で表している領域は、8〜10%程度のひずみの量を表し、St1は、4〜8%程度のひずみの量を表している。
図7は、アッパー2外側面のX方向のひずみの分布、
図8はアッパー2内側面のX方向のひずみの分布、
図9は、アッパー2外側面のY方向のひずみの分布、
図10はアッパー2内側面のY方向のひずみの分布を示している。
【0036】
シューズを着用して紐締めを行うと、
図5〜
図10に示すように、ハトメ部51を有する紐締め付け領域50は、図中Y方向へ変形する。それに伴い、踵部24は、−X方向へ、前足部22はX方向へ変形する。これはアッパー2の素材が正のポアソン比を有するからである。ここで、ポアソン比とは、横ひずみを縦ひずみで除した値の負値で表現され、材料固有のものである。
【0037】
アッパー2で足を覆うように、ある平面で3次元構造体を覆うとすると、
図11に示すように、X方向にもY方向にもアッパー2を引っ張らなくてはならない。
【0038】
このときの着圧値は、次のように計算される。
着圧値=Rx・Fx+Ry・Fy…(1)
ここで、Rは曲率、Fは外力である。
【0039】
一方、負のポアソン比を有する素材であれば、Y方向に引っ張れば、X方向にも延びるので、X方向には、引っ張る必要なく足を覆うことができる。
【0040】
上記した負のポアソン比を有する素材であれば、Y方向に引っ張れば、X方向には、引っ張ることなく足を覆うことができるので、式(1)で計算できる着圧値は、第1項がゼロになる。したがって、負のポアソン比を有する素材であれば、足を覆う際の着圧値の低減を実現でき、足当たりが改善する。
【0041】
この発明は、上記の知見に基づきなされたものにして、紐締め力を伝達するための領域となる第2開口部4近傍に設けられた締め付け領域50を除いたアッパー2の一部または全てを、負のポアソン比を有する素材を用いて形成したものである。かかる構造にすることで、紐締め力が伝達され、アッパーと足との密着を高めると共に、着圧値の低減を実現でき、フィット性が改善する。
【0042】
負のポアソン比を有する素材7は、ハニカム型の特殊な構造や、泡構造というような複合的な人工構造など種々のものが提案されているが、例えば、
図12に示すように、負のポアソン比構造は、四辺のうち対向する1対の2辺の中央部が互いに近接した矩形枠70が列状75に複数段並び、各段の矩形枠70は互いに反ピッチずれて配列されて網目状に形成されている。尚、矩形枠70の近接した二辺をつなぐ方向と直交する方向を列方向とする(
図12中の矢印方向)。
【0043】
アッパー2に用いる負のポアソン比を有する素材7は、
図12に示すように、負のポアソン比構造を有する材料の単一層や、複数の層を積層してなり、複数の層うち少なくとも一層が負のポアソン比構造に形成されているものを適宜用いればよい。この複数の層からなる積層材としては、例えば、
図13に示すように、人工皮革、ウレタン樹脂等の剛性を有する材料で負のポアソン比構造となる複数の矩形枠70を網目状に配列した層を形成し、負のポアソン比構造に形成された層の一方または両面に、矩形枠70を網目状に配列した層の材料より剛性が低く、メッシュ材などの材料または伸縮性の高い材料で構成された層71、72が積層されたものを用いることができる。
【0044】
複数の層を積層した積層材からなる負のポアソン比を有する素材は、負のポアソン比構造に形成されている層に対して、積層される層が、負のポアソン比構造に形成されている層の形状変化を阻害しない材料で形成され、積層材全体として負のポアソン比を有するように構成したものである。
【0045】
ところで、運動中の動作を模擬して、ソール1の前足部を地面につけたまま踵を上昇させると、甲部21は足長方向に縮み足幅方向に伸びるために、皺が発生する。ここで、アッパー2の甲部21に負のポアソン比を有する素材7を配置することで、足長方向に縮むと同時に足幅方向にも縮むので、皺が発生しない。したがって、負のポアソン比を有する素材であれば、皺の発生を抑制することができる。
【0046】
更に、走行中に踵接地した際、
図14に破線で示すように、アッパー(右足)2の踵部(アンクルスポンジ)23は、X方向に伸ばされ、Y方向に圧縮する。
【0047】
アッパー2の踵部(アンクルスポンジ)23は、Y方向に圧縮するとアッパー2の踵部23と足との間隔が拡がり、踵部23のフィット性の低下が懸念される。ここで、踵部23に負のポアソン比を有する素材を配置することで、
図14に破線で示す変形時に、アッパー2の踵部23は、X方向に伸ばされると同時にY方向にも伸ばされるので、踵部23において足とアッパー2とが密着し、踵部23のフィット性を損なわない。また、踵部(ヒールカウンター)24にも、踵部(アンクルスポンジ)23と同様に、負のポアソン比を有する素材を配置すれば、アッパー2の踵部のフィット性がより一層向上する。
【0048】
更に、走行時において、踵が接地した際は、足の甲部は足幅方向および足長方向に縮む。足底面が全面接地した際は、足の甲部は足幅方向および足長方向に伸び、中足部の内側は足幅方向および足長方向に伸び、中足部の外側は足幅方向および足長方向に縮む。蹴り出しの際は、足の甲部は足幅方向および足長方向に縮み、さらに中足部の内側は足幅方向および足長方向に縮み、中足部の外側は足幅方向および足長方向に伸びる。ここで、アッパー2の甲部21や中足部25に負のポアソン比を有する素材を挿入すれば、アッパー2は足幅方向および足長方向の両方向に同時に伸び、または、足幅方向および足長方向の両方向に同時に縮む。すなわち、走行時の各フェーズにおいて、足の甲部や中足部とアッパー2の変形挙動が一致し、アッパー2が足本来の動きを阻害することがない。
【0049】
次に、アッパー2の各領域に負のポアソン比を有する素材を適用する例につき、
図15〜
図18を参照して説明する。尚、これら図面において、負のポアソン比を有する素材を適用する領域には、ハッチングを施している。
【0050】
図15〜
図17に示すように、アッパー(右足)2の甲部21には、負のポアソン比構造の列方向(図中矢印方向)がシューズの前後方向に配列するようにした負のポアソン比の素材7を用いるとよい。この箇所に設けることで、踵上昇時に、甲部21における皺の発生を抑制することができる。また、走行時における踵接地、足底全面接地および蹴り出しの際、甲部21において、足とアッパー2の変形挙動が一致する。
【0051】
図15及び
図16に示すように、アッパー2の前足部22(母趾球部22b、小趾球部22a)に、負のポアソン比構造の列方向(図中矢印方向)がシューズの上下方向に配列するようにした負のポアソン比の素材7を用いるとよい。母趾球部22bおよび小趾球部22aは着圧値が大きく、足当たりに大きく影響する部位である。この箇所に負のポアソン比の素材7を設けることで、着圧値の低減が図れ、足当たりが改善する。尚、バスケットボールやサッカー等の競技において頻出する、横方向への動作時には、小趾球部22aは、サポート性が要求される。このため、バスケットボールやサッカー等に使用されるシューズでは、小趾球部22aには、負のポアソン比の材料を用いるとパフォーマンスの低下が懸念されるので、使用する用途により、適宜選択すればよい。
【0052】
図15〜
図17に示すように、アッパー2の踵部(アンクルスポンジ)23には、負のポアソン比構造の列方向(図中矢印方向)がシューズの前後方向に配列するようにした負のポアソン比の素材7を用いるとよい。このとき、シート状の負のポアソン比材料を丸めて3次元形状にした材料を用いるとよい。この箇所に設けることで、走行時の踵接地の際、踵部23において、足とアッパー2とが密着する。
【0053】
図15及び
図16に示すように、アッパーの踵部(ヒールカウンター)24には、負のポアソン比構造の列方向(図中矢印方向)がシューズの上下方向に配列するようにした負のポアソン比の素材7を用いるとよい。この箇所に設けることで、走行時の踵接地の際、踵部24において、足とアッパー2とが密着する。
【0054】
図17に示すように、アッパー2の舌片5には、負のポアソン比構造の列方向(図中矢印方向)がシューズの前後方向に配列するようにした負のポアソン比の素材7を用いるとよい。このとき、シート状の負のポアソン比材料を丸めて3次元形状にした材料を用いるとよい。この箇所に設けることで、舌片5において、足とアッパー2とが密着し、フィット性が良好となる。
【0055】
図15及び
図16に示すように、アッパー2の中足部25には、負のポアソン比構造の列方向(図中矢印方向)がシューズの前後方向に配列するようにした負のポアソン比素材を用いるとよい。この箇所に設けることで、走行時における足底全面接地や蹴り出しの際、中足部25において、足とアッパー2の変形挙動が一致する。
【0056】
図18に、ハイカットシューズに負のポアソン比を有する素材を適用する例を示している。足首部23h以外には、上記のものと同様の箇所および方向に負のポアソン比素材を用いるとよい。ハイカットシューズの足首部23hに、負のポアソン比構造の列方向(図中矢印方向)がシューズの上下方向に配列するようにした負のポアソン比素材を用いるとよい。この箇所に設けることで、足の底背屈時に、足首部23hにおいて足とアッパー2の変形挙動が一致し、アッパー2が引きつれにくい。
【0057】
アッパー2以外に、シューレース6をシート状の負のポアソン比材料を丸めて3次元形状にした材料を用いるとよい。ここに用いることで、紐が緩みにくくなる。
【0058】
上記した実施形態においては、締め付け領域50のハトメ部51及びループ部52にシューレース6を通して、紐締め付けを行うように構成している。この発明は、かかる構成以外に、締め付け領域に50にバックル等を設け、このバックル等にベルトを通して締め付けを行うシューズ等、他の緊締構造を持つシューズにも適用することができる。
【0059】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。