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特表2025-502977プレートを有する履物具及び履物の製品用プレートを製造するための三次元プリンタおよび圧縮モールドの使用方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2025-01-30
(54)【発明の名称】プレートを有する履物具及び履物の製品用プレートを製造するための三次元プリンタおよび圧縮モールドの使用方法
(51)【国際特許分類】
B29D 35/14 20100101AFI20250123BHJP
【ＦＩ】
B29D35/14
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024542205
(86)(22)【出願日】2023-01-19
(85)【翻訳文提出日】2024-09-13
(86)【国際出願番号】 IB2023050467
(87)【国際公開番号】W WO2023139515
(87)【国際公開日】2023-07-27
(31)【優先権主張番号】17/578,752
(32)【優先日】2022-01-19
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】511264353
【氏名又は名称】プーマ エス イー
【氏名又は名称原語表記】ＰＵＭＡ ＳＥ
【住所又は居所原語表記】Ｐｕｍａ Ｗａｙ １，９１０７４ Ｈｅｒｚｏｇｅｎａｕｒａｃｈ Ｇｅｒｍａｎｙ
(74)【代理人】
【識別番号】110000408
【氏名又は名称】弁理士法人高橋・林アンドパートナーズ
(72)【発明者】
【氏名】ダニング，クリストファ
【テーマコード（参考）】
4F050
【Ｆターム（参考）】
4F050AA01
4F050BA01
4F050HA20
4F050HA23
4F050HA30
4F050HA56
4F050JA02
4F050JA04
4F050JA05
4F050JA06
4F050JA09
4F050JA13
4F050NA56
(57)【要約】
履物の製品のソール構造体用構成要素の製造方法は、プラットフォーム、第１の供給部を受ける第１のヘッド、および第２の供給部を受ける第２のヘッドを有するプリンタを提供することを含む。上記方法はさらに、プラットフォーム上にベース層を印刷することを含み、ベース層は基材材料を含み、長手方向の軸を定義する。さらに、上記方法は、上記ベース層上に第１の繊維層を連続的に印刷することを含み、上記第１の繊維層は、長手方向の軸に対して第１の角度で配置される第１の繊維配向を定義し、上記第１の繊維層上に第２の繊維層を連続的に印刷することを含み、上記第２の繊維層は、上記長手方向の軸に対して第２の角度で配置される第２の繊維配向を定義する。上記第１の角度は上記第２の角度とは異なる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
履物の製品のソール構造体用構成要素の製造方法であって、前記方法は、プラットフォームと、第１の供給部を受ける第１のヘッドと、第２の供給部を受ける第２のヘッドと、を有する三次元プリンタを提供し、
前記プラットフォーム上にベース層を印刷し、前記ベース層は基材材料を含み、長手方向の軸を定義し、
第１の繊維層を前記ベース層上に連続して印刷し、前記第１の繊維層は、前記長手方向の軸に対して第１の角度で配置された第１の繊維配向を定義し、
第２の繊維層を前記第１の繊維層上に連続して印刷し、前記第２の繊維層は、前記長手方向の軸に対して第２の角度で配置された第２の繊維配向を定義し、前記第１の角度は、前記第２の角度と異なり、
印刷モデルを圧縮成形プロセスで処理し、前記印刷モデルは、少なくとも前記ベース層と、前記第１の繊維層と、前記第２の繊維層と、を含む。
【請求項2】
前記第１の繊維層は、少なくとも６０％の基材材料を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記第２の繊維層は、少なくとも５０％の繊維材料を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項4】
前記第１の繊維層および前記第２の繊維層は、異なる層の体積を定義する、請求項１に記載の方法。
【請求項5】
前記第１の繊維層は、炭素繊維、アラミド繊維、ホウ素繊維、またはガラス繊維のうち少なくとも一つ含む、請求項１に記載の方法。
【請求項6】
前記印刷モデルは、少なくとも５つの繊維層を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項7】
前記印刷モデルは、後部セグメントと前部セグメントとの間を延在するアーチセグメントを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項8】
透明樹脂は、前記圧縮モールド内の前記印刷モデルに塗布される、請求項１に記載の方法。
【請求項9】
前記印刷モデルは、前記長手方向の軸に対して第３の角度で配置された第３の繊維配向を定義する第３の繊維層を含み、前記第３の繊維層は、前記第３の角度は前記第１の角度と等しく、前記第３の繊維層は前記第２の繊維層によって前記第１の繊維層から分離されている、請求項１に記載の方法。
【請求項10】
履物の製品のソール構造体用プレートであって、前記履物は、インソールを有するアッパーを含み、
前記プレートは、
外側面に対向する内側面と、
足指端に対向する踵端と、
基材材料を含むベース層と、を含み、
前記ベース層と連結する複数の複合層と、前記各複合層は、第１の体積の基材材料および第２の体積の繊維材料を含み、
前記第１の体積の基材材料と前記第２の体積の繊維材料とは異なり、
前記複合層のそれぞれは、第１の繊維配向を定義し、前記第１の繊維配向は隣接する複合層間で異なり、
前記プレートは、上面および底面を定義するように層毎に印刷され、前記上面の少なくとも一部は前記アッパーの前記インソールと間隔を空けて配置される。
【請求項11】
前記複合層は、前記プレートの上面と底面との間に積層体として配置され、前記積層体は、準等方性を有する、請求項１０に記載のプレート。
【請求項12】
前記複合層のそれぞれは、異方性を有し、前記異方性は、隣接する複合層間で異なる、請求項１１に記載のプレート。
【請求項13】
前記異方性は、剛軟度、ねじれ抵抗、または引張剛性の少なくとも一つを含む、請求項１２に記載のプレート。
【請求項14】
前記第１の体積の基材材料は、前記第２の体積の繊維材料より少ない、請求項１０に記載のプレート。
【請求項15】
前記第２の体積の繊維材料は、炭素繊維、アラミド繊維、ホウ素繊維、またはガラス繊維のうち少なくとも一つを含む、請求項１０に記載のプレート。
【請求項16】
履物の製品用プレートを製造するための三次元プリンタおよび圧縮モールドの使用方法であって、前記方法は、前記プリンタの第１のヘッドに供給される基材材料の供給部を提供し、
前記プリンタの第２のヘッドに供給される繊維材料の供給部を提供し、
前記プリンタ内のプラットフォーム上に予備成形モデルを提供し、
前記プリンタにデザインモデルを提供し、前記第１のヘッドおよび前記第２のヘッドは、少なくとも２つの複合層を前記予備成形モデル上に印刷するために選択的に作動・停止され、
前記少なくとも２つの複合層は、前記予備成形モデルから分離され、前記圧縮モールド内に受容される。
【請求項17】
前記少なくとも２つの複合層のそれぞれは、前記第２のヘッドによって提供される連続繊維ストランドを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項18】
前記プレートは、第１の剛性を有する前部セグメント、第２の剛性を有するアーチセグメント、および第３の剛性を有する後部セグメントを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項19】
前記第１の剛性は、前記第２の剛性より大きく、前記第３の剛性は、前記第１の剛性より大きい、請求項１８に記載の方法。
【請求項20】
前記第１の剛性、前記第２の剛性、および前記第３の剛性は、等しい、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
［関連出願の相互参照］
本出願は、２０２２年１月１９日に出願された米国出願第１７／５７８，７５２号の利益および優先権を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０２２年１月１９日に出願された米国出願第１７／５７８，７５２号の利益および優先権を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【0002】
［連邦政府が支援する研究開発に関するリファレンス］
該当なし
該当なし
【0003】
［配列表］
該当なし
該当なし
【0004】
本開示は、概して、プレートを有する履物具に関し、より具体的には、カスタマイズされた補強及び推進パターンを有するように積層造形（アディティブマニュファクチャリング）プロセスによって形成されたプレートを有する履物具に関する。
【背景技術】
【0005】
従来の靴や履物具の多くは、一般にアッパー（ｕｐｐｅｒ）と、アッパーの下端に取り付けられたソールを含む。従来の靴は、アッパーとソールの内側表面によって形成される内部空間、すなわちボイドまたはキャビティをさらに含み、靴を足に固定する前にユーザの足を受けている。ソールはアッパーの底面または境界に取り付けられ、アッパーと地面の間に位置する。その結果、ソールは通常、靴を履いているときに安定性とクッション性をユーザに提供する。場合によっては、ソールは、アウトソール、ミッドソール、上部など、複数の構成要素を含むことがある。例えば、ソールには、ソールに沿った１つまたは複数の所望の位置で安定性を高める特定の発泡素材や、ユーザが走ったり、歩いたり、別の活動に取り組んだりしているときに足や脚にかかる応力や衝撃エネルギーを軽減する発泡素材を含むことができる。ソールはまた、ソールの全体的な剛性を高め、使用中のエネルギーロスを減らすために、ソールに埋め込まれたプレートなどの付加的な構成要素を含むこともできる。
【0006】
アッパーは一般にソールから上方に延び、足を完全にまたは部分的に包む内部キャビティを定義する。多くの場合、アッパーは足の甲の領域とつま先の領域、そして内側と外側にまたがっている。多くの履物具には、アッパーの内側と外側の縁の間のギャップを埋めるために、甲の部分を横切って伸びるタン（ｔｏｎｇｕｅ）が含まれることもある。タンはまた、靴の締め付けを調節できるように、レーシングシステム（ｌａｃｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）の下方で、アッパーの内側と外側の間に配置されることもある。タンはさらに、内部空間またはキャビティから足を出入りさせるために、ユーザが操作可能であってもよい。さらに、レーシングシステムは、ユーザがアッパーやソールの特定の寸法を調整することを可能にし、それによってアッパーが様々なサイズや形状を持つ多種多様な足型に適合させることができる。
【0007】
ソールは、靴の１つ以上の使用目的に基づいて選択される多種多様な素材を含むことができる。ソールはまた、アッパーの特定部位に特化した様々な素材からなる部分を含むこともある。例えば、ソールの前部や踵部に隣接する部分には、より高い抵抗力や剛性を持たせるために、安定性を高めることが望まれる。一方、靴の他の部分は、柔軟性、クッション性、およびユーザの足への適合性を提供するために柔らかい場合がある。さらに、扁平足やその他の特殊な足に悩む人は、靴にインソールを入れて、より狙いを定めたサポートを提供することが多い。このように、ユーザの好みは多種多様であるため、靴の様々な部分、方向、ゾーンに沿ってクッション性、サポート性、剛性を提供するようにカスタマイズできる靴が望まれている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、現在入手可能な靴の多くは、上記の特性に関連する様々な特徴を有する一方で、多くの靴は、標準的なサイズおよび形状で製造されたソール構造を含むため、カスタマイズ不足を抱えるソール構造を有する。さらに、多くの運動靴、特にランニングシューズは、かなりの量の廃棄物を出す方法で製造されている。
【0009】
したがって、カスタマイズされた特性に役立ち、廃棄物の量を最小限に抑えて製造される特徴を有する履物の製品が望まれている。これら及び従来技術の他の欠点は、以下の開示に概説されている。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本明細書で説明する履物の製品の多くの利点は、当業者には明らかであろう。本明細書で説明する履物の製品は、様々な構成を有することができる。履物の製品は、アッパーと、アッパーに連結されたソール構造とを有することができる。
【0011】
いくつかの態様において、履物の製品のソール構造用の構成要素を製造する方法は、プラットフォーム、第１の供給部を受け取る第１のヘッド、および第２の供給部を受け取る第２のヘッドを有するプリンタを提供することを含む。本方法はさらに、プラットフォーム上にベース層を印刷することを含み、ベース層は基材からなり、長手方向の軸を定義する。さらに、本方法は、ベース層上に第１の繊維層を連続的に印刷することを含み、第１の繊維層は、長手方向の軸に対して第１の角度で配置される第１の繊維配向を定義し、第１の繊維層上に第２の繊維層を連続的に印刷することを含み、第２の繊維層は、長手方向の軸に対して第２の角度で配置される第２繊維配向を定義する。第１の角度は、第２の角度と異なる。本方法はまた、印刷モデルを圧縮成形プロセスで処理することを含む。印刷モデルは、少なくともベース層、第１の繊維層、および第２の繊維層を含む。
【0012】
いくつかの実施形態では、第１の繊維層は少なくとも６０％の基材を含む。他の実施形態では、第２の繊維層は少なくとも５０％の繊維材料を含む。さらに、第１の繊維層および第２の繊維層は、異なる層の体積を定義する。いくつかの実施形態において、第１の繊維層は、炭素繊維、アラミド繊維、ホウ素繊維、またはガラス繊維のうちの少なくとも１つを含む。いくつかの実施形態では、印刷モデルは少なくとも５つの繊維層を含む。印刷モデルは、後部セグメントと前部セグメントとの間を延在するアーチセグメントを含む。さらに、透明樹脂は圧縮モールド内の印刷モデルに塗布される。印刷モデルは、長手方向の軸に対して第３の角度で配置される第３の繊維配向を定義する第３の繊維層を含み、第３の角度は第１の角度と等しく、第２の繊維層は第２の繊維層によって第１の繊維層から分離される。
【0013】
いくつかの態様では、インソールを有するアッパーを含む履物の製品のソール構造にプレートが提供される。プレートは、外側面に対向する内側面と、足指端に対向する踵端と、基材材料を含むベース層と、ベース層と連結する複数の複合層とを含む。各複合層は、第１の体積の基材と第２の体積の繊維材料を含む。第１の体積の基材材料と第２の体積の繊維材料は異なる。各複合層は繊維配向を定義し、繊維配向は隣接する複合層間で異なる。プレートは上面および底面を定義するように層毎に印刷され、上面の少なくとも一部はアッパーのインソールと間隔を空けて配置される。
【0014】
いくつかの実施形態では、複合層はプレートの上面と底面の間に積層体（ｓｔａｃｋ）として配置され、積層体は準等方特性を有する。各複合層は異方性特性を有し、異方性は隣接する複合層間で異なる。異方性は、剛軟度、ねじれ抵抗、または引張剛性の少なくとも１つを含む。第１の体積の基材は、第２の体積の繊維材料よりも小さい。第２の体積の繊維材料は、炭素繊維、アラミド繊維、ホウ素繊維、またはガラス繊維の少なくとも１つを含む。
【0015】
さらに別の態様では、履物の製品用プレートを製造するための三次元プリンタと圧縮モールドの使用方法は、プリンタの第１のヘッドに供給される基材材料の供給部を提供し、プリンタの第２のヘッドに供給される繊維材料の供給部を提供し、プリンタ内のプラットフォーム上に予備成形モデルを提供し、プリンタにデザインモデルを提供する。第１のヘッドと第２のヘッドを選択的に作動・停止され、予備成形モデル上に少なくとも２つの複合層を印刷する。少なくとも２つの複合層は、予備成形モデルから分離され、圧縮モールド内に受容される。
【0016】
いくつかの実施形態では、少なくとも２つの複合層のそれぞれは、第２のヘッドによって提供される連続繊維ストランド（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｆｉｂｅｒ ｓｔｒａｎｄ）を含む。プレートは、第１の剛性を有する前部セグメント、第２の剛性を有するアーチセグメント、および第３の剛性を有する後部セグメントを含む。第１の剛性は第２の剛性よりも大きく、第３の剛性は第１の剛性よりも大きい。第１の剛性、第２の剛性、および第３の剛性は等しい。
【0017】
履物の製品の特徴及び利点を含む履物の製品の他の態様は、本明細書の図及び詳細な説明を検討することにより、当業者に明らかになるであろう。したがって、履物の製品のそのような態様は全て、詳細な説明及び本要約に含まれることを意図している。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下の説明および添付の図は、靴およびソール構造体の様々な実施形態または構成を開示している。靴またはソール構造体の実施形態は、ランニングシューズ、テニスシューズ、バスケットボールシューズなどのスポーツシューズを例にして開示されているが、靴またはソール構造体の実施形態に関連する概念は、例えば、クロストレーニングシューズ、フットボールシューズ、ゴルフシューズ、ハイキングシューズ、ハイキングブーツ、スキーおよびスノーボードブーツ、サッカーシューズおよびクリート、ウォーキングシューズ、トラッククリートなど、広範囲の履物および履物の形態に適用することができる。シューズやソール構造体の概念は、ドレスシューズ、サンダル、ローファー、スリッパ、ヒールなど、運動競技用ではない履物にも適用することができる。履物だけでなく、本明細書に記載された特定の概念は、ヘルメット、パッドまたは保護パッド、すね当て、手袋を含む、他の種類の衣服または他の運動競技用具にも適用し、組み込むことができる。さらに、本明細書に記載の特定の概念は、クッション、バックパックストラップ、ゴルフクラブ、または他の消費者製品もしくは工業製品に組み込むことができる。したがって、本明細書に記載の概念は、様々な製品に利用することができる。
【0020】
本明細書で使用される「約」という用語は、例えば、本明細書の開示の実施形態を含むことができる履物の製品又は他の製造品に使用される典型的な測定及び製造手順によって、これらの手順における不注意な誤りによって、組成物又は混合物を製造するため又は方法を実施するために使用される成分の製造、供給源、又は純度の違いによって生じる可能性のある数値量のばらつきを指す。本開示の全体を通じて、「約」および「おおよそ」という用語は、その用語が先行する数値の±５％の値の範囲を指す。
【0021】
本開示は、アッパーおよび／またはソールまたはソール構造体などの、履物の製品および／または履物の製品の特定の構成要素を対象とする。アッパーは、ニット部品、織物、および／または不織布から構成されてもよい。ニット部品は糸のニットにより、織布は糸の織りにより、不織布は一体型不織布の製造により製造することができる。ニット織物には、経編み、緯編み、平編み、丸編み、および／または他の適切な編み方によって形成された織物が含まれる。ニット織物は、例えば、プレーンニット構造、メッシュニット構造、および／またはリブニット構造を有することができる。織物には、例えば、平織、綾織、朱子織、ドビン織、ジャカード織、二重織、および／または二重布織のような多数の織形態のいずれかの方法によって形成された織物が含まれるが、これらに限定されない。不織布には、例えば、エアレイド法および／またはスパンレイド法によって作られた織物が含まれる。アッパーは、第１糸、第２糸、および／または３糸のような様々な材料から構成されてもよく、これらは様々な特性または様々な視覚特性を有していてもよい。
【0022】
図１～３は、アッパー１０２とソール構造体１０４とを含む靴として構成された履物具１００の例示的な実施形態を示している。アッパー１０２はソール構造体１０４に取り付けられ、足が挿入可能な内部キャビティ１０６（図２および図３参照）を共に定義する。参考のため、履物具１００は、足先領域１０８、中央領域１１０、及び踵領域１１２を定義している（図２及び図３参照）。足先領域１０８は、一般に、足指、母指球、及び中足骨と足指又は指節とを連結する関節を含む足の一部を包む履物具１００の部分に対応する。中央領域１１０は、足先領域１０８に近接し隣接しており、一般に、足の土踏まずと共に足のアーチを包む履物具１００の部分に対応する。踵領域１１２は、中央領域１１０に近接し隣接しており、一般に、踵又は踵骨、足首、及び／又はアキレス腱を含む足の後部を包む履物１００の部分に対応する。縦軸Ｖは、履物１００の中央領域１１０を通って延び、さらに、足先領域１０８と踵領域１１２との間に配置される垂直平面を定義する。縦軸Ｌは、履物１００のソール１０４を通って、足先領域１０８、中央領域１１０、および踵領域１１２内に延びている。縦軸Ｌは、縦軸Ｖの垂直面に対して概ね垂直な縦断面を定義し、縦断面Ｌは、ソール１０４の一部に対して接線方向に配置されてもよいし、ソール１０４の一部と同一平面上に配置されてもよい。
【0023】
１つの靴１００、すなわちユーザの右足に履かれる靴のみが描かれているが、本明細書に開示された概念は、一対の靴（図示せず）に適用可能であり、この一足の靴は、それぞれ、ユーザの左足および右足を入れるようなサイズおよび形状にされた左靴および右靴を含むことを理解されたい。しかしながら、開示を容易にするために、本開示の態様を説明するために単一の靴を参照するが、履物具１００を参照した以下の開示は、左靴と右靴の両方に適用可能である。しかしながら、いくつかの実施形態では、左靴と右靴との間には、左／右の構成以外の違いがある場合がある。さらに、いくつかの実施形態において、左靴は、右靴が含まない１つ以上の追加部品を含んでもよく、その逆もまた同様である。
【0024】
従来の履物のアッパーの多くは、複数の部品、例えば、織物、ポリマーフォーム、ポリマーシート、革、及び合成皮革から形成され、これらの部品は、縫い目における接着又は縫合によって接合される。いくつかの実施形態では、履物具１００のアッパー１０２は、ニット構造またはニット構成要素から形成される。様々な実施形態において、ニット構成要素は、アッパーに異なる特性を与えることができる様々なタイプの糸を組み込むことができる。例えば、アッパー１０２の１つの領域は、第１セットの特性を付与する第１タイプの糸から形成されてもよく、アッパー１０２の別の領域は、第２セットの特性を付与する第２タイプの糸から形成されてもよい。この構成を用いると、アッパー１０２の異なる領域に対して特定の糸を選択することにより、アッパー１０２の特性をアッパー１０２全体で変化させることができる。
【0025】
アッパー１０２を構成する材料（複数可）を参照すると、特定のタイプの糸がニット構成要素の領域にもたらす特定の特性は、糸の様々なフィラメントおよび繊維を形成する材料に少なくとも部分的に依存する可能性がある。例えば、綿はニット素材にソフトな効果、生分解性、または自然な美観を与える可能性がある。エラスタンとストレッチ・ポリエステルはそれぞれ、所望の伸縮性と回復性を備えたニット構成要素を提供することができる。レーヨンは高光沢で吸湿性のある素材を、ウールは吸湿性を高めた素材を、ナイロンは耐摩耗性のある耐久性のある素材を、ポリエステルは疎水性のある耐久性のある素材を提供することができる。
【0026】
ニット構成要素の他の態様も、ニット構成要素の特性に影響を与え、所望の属性を提供するために変化させることができる。例えば、ニット構成要素を形成する糸は、モノフィラメント糸またはマルチフィラメント糸を含むことができ、または糸は、各々が２つ以上の異なる材料で形成されたフィラメントを含むことができる。さらに、ニット構成要素は、ニット構成要素の領域に特定の特性を付与するために特定のニットプロセスを使用して形成することができる。従って、糸を形成する材料と糸の他の態様の両方を選択して、アッパー１０２の特定の領域に様々な特性を付与することができる。
【0027】
いくつかの実施形態では、ニット構造体の弾性は、ニット構造体に横方向に力が加えられた後の、第１非伸縮状態におけるニット構造の幅または長さと、第２伸縮状態におけるニット構造の幅または長さとの比較に基づいて測定することができる。さらなる実施形態において、アッパー１０２はまた、追加の構造要素を含むことができる。例えば、いくつかの実施形態では、踵領域１１２に踵プレートまたはカバー（図示せず）を設けて、ユーザの踵に付加的なサポートを提供することができる。場合によっては、他の要素、例えばプラスチック素材、ロゴ、商標なども、接着剤や熱成形プロセスを使って外面に塗布・固定することができる。いくつかの実施形態では、アッパー１０２に関連する特性、例えば、縫い目のタイプ、糸のタイプ、または異なる縫い目のタイプもしくは糸のタイプに関連する特性、例えば、伸縮性、美的外観、厚さ、通気性、防水性、またはスカッフ耐性を変化させることができる。いくつかの実施形態では、アッパー１０２は、アッパー１０２の様々な層を結合するために一緒に熱プレスされる様々な層で構成される。例えば、アッパー１０２を構成する層は、一度に、単一の温度で熱プレスすることができる。アッパー１０２を構成する材料は、内側メッシュ層、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）フィルム、および外側メッシュ層を含むことができる。いくつかの実施形態では、ＴＰＵ表皮がアッパーの外面に沿って適用されてもよい。
【0028】
再び図1を参照すると、ソール構造体１０４は、アッパー１０２に接続または固定されており、履物具１００がユーザに履かれているときにユーザの足と地面との間に延びている。ソール構造体１０４は、アウトソール、ミッドソール、踵、つま先革、および／またはインソールを含むことができる１つまたは複数の構成要素を含んでよい。例えば、いくつかの実施形態では、ソール構造体は、ユーザにけん引力を提供するとともにソール構造体に構造的完全性を提供するアウトソール、クッションシステムを提供するミッドソール、およびユーザのアーチをサポートするインソールを含むことができる。さらに、インソールは、ストロベル（ｓｔｒｏｂｅｌ）縫いによってアッパーに取り付けられるストロベルボード、前足ボード、ラスティングボードなど、またはそれらの組み合わせであってもよく、インソールはアッパー１０２とソール構造体１０４の間に設けられてもよく、インソールはアッパー１０２の一部として設けられてもよい。
【0029】
さらに、インソールは、アッパー１０２の内部キャビティ１０６内に配置することができ、履物具１００が着用されている間、ユーザの足に直接接触することができる。さらに、アッパー１０２は、例えば、ユーザの足とアッパー１０２、ソール１０４、インソールなどとの間の摩擦を低減することによって、および／または吸湿発散特性を提供することによって、快適性を高めることができるライナー（図示せず）を含むこともできる。ライナーは、内部キャビティ１０６の全体を覆ってもよいし、その一部だけを覆ってもよい。いくつかの実施形態では、ライナーをアッパー１０２に固定するため、および／または履物具１００に美的要素を提供するために、結合部（図示せず）が内部キャビティ１０６の開口部を囲むことがある。
【0030】
図２および図３を参照すると、履物具１００は、外側面１１６および内側面１１８も定義している。ユーザが靴を履いているとき、外側面１１６は履物具１００の外側に面する部分に対応し、一方、内側面１１８は履物具１００の内側に面する部分に対応する。このように、履物具１００は、対向する外側面１１６と内側面１１８を有する。内側面１１８と外側面１１６は、図１の長手方向の軸Ｌと同一平面上にある履物具１００の長手方向の中心面又は軸１２０に沿って互いに隣接している。本明細書で更に議論されるように、長手方向の中心面又は軸１２０は、履物具１００の内側面１１８と外側面１１６の間の中心、中間軸を定義することができる。別言すると、長手方向の平面又は軸１２０は、履物具１００の後部の近位端１２２と履物具１００の前部の遠位端１２４の間に延び、履物具１００のインソール１２６、ソール構造体１０４、及び／又はアッパー１０２の中間を連続的に定義することができ、すなわち、長手方向の平面又は軸１２０は、踵領域１１２の後部の近位端１２２を通って足先領域１０８の前部の遠位端１２４まで延びる直線軸である。
【0031】
別段の指定がない限り、また図２および図３を参照しない限り、履物具１００は、足先領域１０８、中央領域１１０、および踵領域１１２によって定義してもよい。足先領域１０８は、一般に、足指または指骨１３０、母指球１３２、および足１２８の中足骨１３６と足指または指骨１３０とをつなぐ関節１３４の１つ以上を含む足１２８の一部を包む履物具１００の部分に対応することができる。中央領域１１０は、足先領域１０８に近接し、隣接している。中央領域１１０は、一般に、足１２８のブリッジとともに足１２８のアーチを包む履物具１００の部分に対応する。踵領域１１２は、中央領域１１０に近接し、中央領域１１０に隣接している。踵領域１１２は、一般に、踵又は踵骨１３８、足首（図示せず）、及び／又はアキレス腱（図示せず）を含む、足１２８の後部を包む履物具１００の部分と対応している。
【0032】
引き続き図２及び図３を参照すると、足先領域１０８、中央領域１１０、踵領域１１２、内側面１１８、及び外側面１１６は、履物具１００の境界又は領域を定義することを意図している。そのために、足先領域１０８、中央領域１１０、踵領域１１２、内側面１１８、及び外側面１１６は、一般に、履物具１００のセクションを特徴付ける。本開示のある態様は、足先領域１０８、中央領域１１０、踵領域１１２、内側面１１８、および／または外側面１１６のうちの１つ以上と同範囲にある部分または要素を指す場合がある。さらに、アッパー１０２とソール構造体１０４の両方が、足先領域１０８、中央領域１１０、踵領域１１２、および／または内側面１１８および／または外側面１１６に沿った部分を有することを特徴としてもよい。したがって、アッパー１０２およびソール構造体１０４、ならびに／またはアッパー１０２およびソール構造体１０４の個々の部分は、足先領域１０８、中央領域１１０、踵領域１１２、および／または内側面１１８および／または外側面１１６に沿って配置される部分を含むことができる。
【0033】
引き続き図２および図３を参照すると、足先領域１０８、中央領域１１０、踵領域１１２、内側面１１８、および外側面１１６が詳細に示されている。足先領域１０８は、足指端１４０から履物具１００の最も幅の広い部分１４２まで延びている。最も幅の広い部分１４２は、足指端１４０の末端部から、足指端１４０の反対側にある踵端１４６の末端部まで延びる、長手方向の軸１２０に対して垂直である第１の線１４４に沿って定義または測定される。中央領域１１０は、最も広い部分１４２から履物具１００の最も狭い部分１４８まで延びている。履物具１００の最も狭い部分１４８は、長手方向の軸１２０に対して垂直な第２の線１５０を横切って測定される履物具１００の最も薄い部分として定義される。踵領域１１２は、最も狭い部分１４８から履物具１００の踵端１４６まで延びている。
【0034】
前述の説明から当業者には多数の変更点が明らかであり、その個々の構成要素は多数の履物の製品に組み込んでもよいことが理解されるべきである。従って、履物具１００及びその構成要素の態様は、足先領域１０８、中央領域１１０、踵領域１１２、内側面１１８、及び／又は外側面１１６の境界は、本明細書で説明するように、履物具１００の一般的な領域又は部分を参照して説明することができるが、履物の製品によって異なる可能性があることを理解されたい。しかしながら、履物具１００の側面及びその個々の構成要素は、履物具１００の正確な領域又は部分を参照して説明することもでき、本明細書における添付の特許請求の範囲は、本明細書で説明する足先領域１０８、中央領域１１０、踵領域１１２、内側面１１８、及び／又は外側面１１６のこれらの境界に関連する制限を組み込むことができる。
【0035】
引き続き図２および図３を参照すると、内側面１１８は、末端の足指端１４０から始まり、足先領域１０８に沿って中央領域１１０に向かって履物具１００の内側に沿って外側に弓なりになっている。内側面１１８は、第１の線１４４に達し、このとき内側面１１８は、中央の長手方向の軸１２０に向かって、内側に弓なりに曲がっている。内側面１１８は、第１の線１４４、すなわち最も幅の広い部分１４２から、第２の線１５０、つまり最も幅の狭い部分１４８に向かって延び、このとき内側面１１８は、第１の線１４４を越えると、つまり中央領域１１０に入り込む。第２の線１５０に達すると、内側面１１８は、長手方向の中心軸１２０から離れて外側に反り、このとき内側面１１８は、第２の線１５０を横切ると、つまり踵領域１１２に延びる。その後、内側面１１８は外側に反り、次に踵端１４６に向かって内側に反り、内側面１１８が長手方向の中心軸１２０に接する点で終端する。
【0036】
外側面１１６もまた、末端の足指端１４０から始まり、足先領域１０８に沿って中央領域１１０に向かって履物具１００の外側面に沿って外側に反っている。外側面１１６は、第１の線１４４に達した時点で、長手方向の中心軸１２０に向かって、内側に弓なりに曲がっている。外側面１１６は、第１の線１４４、つまり最も幅の広い部分１４２から、第２の線１５０、つまり最も幅の狭い部分１４８に向かって延び、その時点で、つまり第１の線１４４を横切った時点で、外側面１１６は中央領域１１０に入り込む。第２の線１５０に達すると、外側面１１６は長手方向の中心軸１２０から離れて外側に反り、このとき外側面１１６は踵領域１１２に延び、つまり第２の線１５０を横切る。その後、外側面１１６は外側に反り、次に踵端１４６に向かって内側に反り、外側面１１６が長手方向の中心軸１２０に接する地点で終端する。
【0037】
引き続き図２および図３を参照すると、アッパー１０２は、外側面１１６および内側面１１８に沿って、足先領域１０８、中央領域１１０、および踵領域１１２を横切って延び、ユーザの足を収容し包む。完全に組み立てられたとき、アッパー１０２は内表面１６２と外表面１６４も含む。内表面１６２は内側に向き、一般に内部キャビティ１０６を定義し、アッパー１０２の外表面１６４は外側に向き、一般にアッパー１０２の外周または境界を定義する。アッパー１０２はまた、履物具１００の踵領域１１２に少なくとも部分的に配置される開口１６６を含み、この開口は内部キャビティ１０６へのアクセスを可能にし、この開口を通して足を出し入れすることができる。いくつかの実施形態では、アッパー１０２は、踵領域１１２の開口１６６から足の甲に対応する領域にわたって足先領域１０８に近い領域まで延びる甲領域１６８も含むことができる。甲領域１６８は、本実施形態のタン１７０が配置される領域と同様の領域を構成することができる。いくつかの実施形態では、アッパー１０２はタン１７０を含まず、つまりアッパー１０２はタンなしである。
【0038】
図１を参照すると、ソール構造体１０４はミッドソール１７２とアウトソール１７４を含む。ある実施態様では、アウトソールは、履物具１００を履いたときに少なくとも部分的に外表面、例えば地面と接触するソール１０４の部分として定義することができる。アウトソール１７４は、踵領域１１２、中央領域１１０、および足先領域１０８にわたって、ソール構造体１０４の底端または底面１７６を定義してもよい。さらに、アウトソール１７４は、ソール構造体１０４のグラウンド・エンゲージング部を含む、またはグラウンド・エンゲージング面を含み、そのインソールと対向していてもよい。図１に示されるように、アウトソール１７４の底面１７６は、さまざまな形状および構成を含むことができるトレッドパターン１７８を含むことができる。アウトソール１７４は、耐久性、耐摩耗性、耐摩耗性、またはトラクションをソール構造体１０４に付与するために、１つまたは複数の材料から形成することができる。いくつかの実施形態では、アウトソール１７４は、任意の種類のエラストマー材料、例えば、熱硬化性エラストマーまたは熱可塑性エラストマーを含むゴム、または熱可塑性材料、例えば、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）から形成されてよい。いくつかの実施形態では、アウトソール１７４はショアＡ硬度を９５まで定義することができる。さらに、アウトソール１７４は、射出成形、加硫、層ごとの印刷、すなわちアディティブマニュファクチャリングのシステムまたは方法などを含むプロセスによって製造されてもよい。
【0039】
引き続き図1を参照すると、ミッドソール１７２は、アウトソール１７４からアッパー１０２に向かって伸びる、またはアウトソール１７４とアッパー１０２との間に伸びて連結し、ソール１０４の少なくとも一部として定義することができる。ミッドソール１７２は、例えばポリウレタン（ＰＵ）などの熱可塑性材料、および／またはエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）、そのコポリマー、または同様の種類の材料から個別に構成してもよい。他の実施形態では、ミッドソール１７２は、ＥＶＡ－ソリッド－スポンジ（「ＥＳＳ」）材料、ＥＶＡフォーム（例えば、ＰＵＭＡ（登録商標）ＰｒｏＦｏａｍ ＬｉｔｅTM、ＩＧＮＩＴＥフォーム）、ポリウレタン、ポリエーテル、オレフィンブロックコポリマー、オルガノシート、熱可塑性材料（例えば、熱可塑性ポリウレタン、熱可塑性エラストマー、熱可塑性ポリオレフィンなど）、または超臨界フォームであってもよい。ミッドソール１７２は、単一のポリマー材料であってもよいし、ＥＶＡコポリマー、熱可塑性ポリウレタン、ポリエーテルブロックアミド（ＰＥＢＡ）コポリマー、および／またはオレフィンブロックコポリマーなどの材料のブレンドであってもよい。ＰＥＢＡ材料の一例はＰＥＢＡＸ（登録商標）である。いくつかの実施形態では、ミッドソール１７２は、射出成形、加硫、層ごとの印刷、すなわち、アディティブマニュファクチャリングのシステムまたは方法などを含むプロセスによって製造される。
【0040】
ミッドソール１７２が超臨界フォームプロセスから形成される実施形態では、超臨界フォームは、オートクレーブ、射出成形装置、または超臨界流体（例えば、ＣＯ２、Ｎ２、またはそれらの混合物）と、好ましくは溶融している材料（例えば、ＴＰＵ、ＥＶＡ、ＰＥＢＡＸ（登録商標）、またはそれらの混合物）との混合を処理することができる十分に加熱／加圧された容器内で実行されるプロセスを使用して製造される、ＴＰＵ、ＥＶＡ、ＰＥＢＡＸ（登録商標）、またはそれらの混合物などの微細孔フォームまたは粒子フォームから構成されてもよい、ＣＯ２、Ｎ２、またはそれらの混合物）と、好ましくは溶融している材料（例えば、ＴＰＵ、ＥＶＡ、ポリオレフィンエラストマー、またはそれらの混合物）との混合を処理することができる、十分に加熱／加圧された容器内で行われる。例示的なプロセスでは、超臨界流体および溶融材料の溶液は、加圧された容器内に圧送され、その後、容器内の圧力が解放され、超臨界流体の分子が急速に気体に変換して材料内に小さなポケットを形成し、材料がフォームに膨張する。さらなる実施形態では、ミッドソール１７２は、膨張プレス、射出成形機、ペレット膨張プロセス、冷間発泡プロセス、圧縮成形技術、型抜き、またはそれらの任意の組み合わせの使用を含む、当該技術分野で公知の代替方法を使用して形成することができる。例えば、ミッドソール１７２は、超臨界ガスを使用して材料を発泡させる初期発泡プロセスを含み、その後、特定の形状に圧縮成形または型抜きするプロセスを使用して形成してもよい。
【0041】
図２に戻り、履物具１００は、レース１８４と複数のアイレット１８８とを含む締付けシステム１８０も含む。この実施形態では、レース１８４は複数のアイレット１８８を通って延びている。いくつかの実施形態では、締付けシステム１８０は、弾性バンドを含んでもよい。締付けシステム１８０により、ユーザはアッパー１０２の寸法を変更することができ、例えば、着用者の希望に応じて足の周のアッパー１０２および／またはソール１０４の一部を締め付けたり緩めたりすることができる。締付けシステム１８０はまた、アッパー１０２の中心に沿って、レース１８４を誘導することができる１つ以上のループを含むバンド（図示せず）を含むことができる。他の実施形態では、締付けシステム１８０は、Ｖｅｌｃｒｏ（登録商標）のような面ファスナーシステムであってもよい。例えば、いくつかの実施形態では、締付けシステム１８０は、１つ以上の面ファスナーストラップを含むことができる。さらに別の実施形態では、締付けシステム１８０は、当該技術分野で公知のその他の紐なし締付けシステムであってもよい。更に他の実施形態では、締め付けシステム１８０は、２０１８年５月３１日に出願された米国特許出願第１５／７８０，３６８号および２０１９年４月２３日に出願された米国特許出願第１６／３９２，４７０号に記載された紐留めシステムなどの、別の手動紐留めシステム、回転閉鎖装置、または自動紐留めシステムを含んでもよく、これらの両方は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【0042】
本開示は、アディティブマニュファクチャリングプロセス（例えば、層ごとに印刷される）を用いて製造されるプレートを提供する。アディティブマニュファクチャリングプロセスは、様々な情報源（例えば、圧力ヒートマップ情報、レーザースキャナー、フォースプレート、ユーザの好みなど）から収集されたユーザ測定基準、および連続繊維製造（ＣＦＦ）製造技術を組み込んで、推進力、安定性、および快適性などに関する特定のユーザの性能の好みに合わせてプレートを最適化する。アディティブマニュファクチャリングにより、従来のサブトラクティブ・マニュファクチャリングプロセス（例えば、射出成形、フライス加工、研削など）と比較して、廃棄物を最小限に抑えてプレートを製造することができる。さらに、アディティブマニュファクチャリングは、特定のユーザの嗜好に応じた、カスタマイズされた独自の設計に通常必要とされる過剰な労力を回避し、より少ないプロセスと反復作業でプレートを製造することを可能にする。さらに、ＣＦＦ製造技術により、炭素繊維、ガラス繊維、Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）などの高価な高性能材料を使用しながら、プレートを効率的かつ安価に製造することができる。アディティブマニュファクチャリングでは、設計通りにプレートを構築するために、反復プロセスで材料を追加していくため、材料と時間の無駄が最小限に抑えられる。これは、炭素繊維やＫｅｖｌａｒ（登録商標）のような高価な材料に関連するコストを考慮する場合に特に重要であり、また、そのような材料の供給および／または出荷の可用性を必要に応じて考慮する場合にも重要である。無駄を省くことで、ユーザはより正確な量と予測可能性の高い材料を調達することができ、また輸送コストや、高価な材料の長距離、例えば世界的な輸送に伴う排出物や汚染を削減することが可能になる。
【0043】
本開示によるプレートの製造には、ＣＦＦを用いたアディティブマニュファクチャリングが好ましい。アディティブマニュファクチャリングプロセスは、デザインモデルを受け取り、プレートを３Ｄプリントするためのプリント命令を生成することができる、MarkForged（登録商標）によって製造されるプリンタなどの３Ｄプリンタを用いて実施することができる。デザインモデルは、履物の成形品のために形成されることが意図されるプレートの電子三次元表現であってもよい。一部の実施形態では、デザインモデルは、３ＤＣＡＤファイル、３Ｄステレオリソグラフィファイル（.ＳＴＬファイル）、またはMarkForged（登録商標）が提供するEigerＴＭなどのウェブベースまたはクラウドベースのデザインプログラムと互換性のある任意のファイルの形式であってもよい。
【0044】
代替的または追加的には、デザインモデルは、入力データに応答してコントローラによって生成されてもよい。例えば、収集され、ソフトウェアに入力され、デザインモデルを設計および生成するために使用される身体的特性は、エンドユーザの体重、エンドユーザの歩行、および／または、立位、歩行、切断動作、および／または走行中に測定されたエンドユーザの足圧マップを含むことができる。さらに、プレートの適切な寸法や履物の他の態様を決定するために、足の様々な測定値を記録することができ、また、足の歩行に関連するデータを取得して、足の向きがつま先接地を示すか、踵接地を示すか、他のシナリオの中で決定することができる。足の測定値およびデータは、プレートの最適な形状および性能特性、ならびに履物内におけるプレートの最適な位置を決定するために用いることができる。さらに、収集した測定値やデータは、プレートを構成する材料の選択に用いることができる。さらに、本明細書に記載のアディティブマニュファクチャリングプロセスにより、収集された測定値およびデータに基づいて、特定の着用者のためにプレートの剛性を調整することができる。他の例では、プレートは剛性の増分ごとに製造され、個々の着用者が適切な合成を選択できるようにセミカスタムの履物を提供することができる。
【0045】
本開示による履物の製品のプレートを製造するために用いることができるアディティブマニュファクチャリングの方法の様々な代替方法は、バインダージェッティング、ダイレクトエナジーデポジション、選択的レーザー溶融（ＳＬＭ）、熱溶解積層法（ＦＤＭ）、電子ビーム溶解、レーザーパワードベッドフュージョン（ＬＰＢＦ）、超音波積層造形法、材料押出、材料噴射、ジュール印刷、電解メッキ（ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、コールドスプレー金属印刷、ＤＬＰ金属印刷、超音波結合（Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ）又は超音波積層造形（ＵＡＭ：Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）、ＬＥＮＳレーザーベース印刷、液槽光重合法、シート積層法（ｓｈｅｅｔ ｌａｍｉｎａｔｉｏｎ）、または電子ビーム自由造形法（ＥＢＦ３：ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂｅａｍ ｆｒｅｅｆｏｒｍ ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ）を含むことができる。
【0046】
本明細書において、「剛性」という用語は、荷重が加えられたときに構成要素が変形に抵抗する方法を指す。特に、本明細書では「剛性」を弾性変形、すなわち非破壊的と考えられる一時的な変形に関して説明する。したがって、「剛性」は、「抵抗」および「強度」という用語と組み合わせて使用することができる。さらに、「剛性」は、様々な方向、変形の種類、材料特性などに関して本明細書で説明することができる。例えば、構成要素の「剛性」は、曲げ剛性、引張剛性、またはせん断剛性に分解することができる。さらに、構成要素の「剛性」は、使用される材料の弾性率（Ｅ）に相関関係があり、ここで、弾性率はヤング率の式Ｅ＝σ／εによって定量化することができ、σは一軸応力、すなわち単位表面あたりの力であり、εはひずみ、すなわち比例変形である。本明細書では、明確にするために、曲げ抵抗BRやねじり抵抗ＴRなどの特定のタイプの抵抗を指すために「剛性」をさらに特定する場合がある。本明細書では、明確にするために、「剛性」は、曲げ抵抗ＢＲやねじり抵抗ＴＲのような特定の種類の抵抗を指すようにさらに定義される場合がある。場合によっては、構成要素の「剛性」は、寸法、質量、または体積に関して定量化または計算することができる。例えば、構成要素の「剛性」は、他の単位が使用されてもよいが、ニュートンパーミリメートル（Ｎ／ｍｍ）の単位、またはギガパスカル（ＧＰａ）の単位で測定されてもよい。さらに、「剛性」は、履き心地、サポート性、安定性、剛性、耐久性など、履物の様々な態様と関連して理解される一方で、高いか低いかとして定性的に言及されることもある。
【0047】
図４は、本開示の一実施形態による、プレート２００を含む履物具１００の分解図を示す。プレート２００は、底面２０８と対向する上面２０４と、後部セグメント２１２と、アーチセグメント２１６と、前部セグメント２２０とを含む。後部セグメント２１２は、履物１００の少なくとも踵領域１１２を通って、そこに組み込まれたときに延びることがあり、本明細書で前述したように、足の後方部分の近くに位置するプレート２００の部分に対応することがある。プレート２００のアーチセグメント２１６は、後部セグメント２１２に近接し、隣接しており、フットブリッジとともに足のアーチを包む、履物１００の中央領域１１０の近くに位置するプレート２００の部分に対応する。プレート２００の前部セグメント２２０は、アーチセグメント２１６に近接して隣接しており、履物１００の足先領域１０８の近くに配置されたプレート２００の部分のうち、足指、母指球、および中足骨と足指または指節とをつなぐ関節を包む部分に対応している。プレート２００は、踵端１４６と足指端１４０でプレート２００と交差する長手方向の基準軸２２４を定義する。また、プレート２００は、踵端１４６及び足指端１４０を二等分する中心線軸２２８を定義しており、基準軸２２４が中心線軸２２８に対して斜めに延びるようになっている。
【0048】
図示の実施形態では、破線の分解線で示されるように、プレート２００はミッドソール１７２内に埋め込まれており、ミッドソール１７２内のおおよその位置を示す。しかし、いくつかの実施形態では、プレート２００は、ミッドソール１７２とアッパー１０２の間、またはミッドソール１７２とアウトソール１７４の間に嵌め込まれてもよく、またはプレート２００は、アッパー１０２に取り付けられるアウトソール１７４として構成されてもよく、またはプレート２００はアッパー１０２の一部として含まれてもよい。
【0049】
明確にするために、本開示では、方向座標Ｘ、Ｙ、およびＺが参照される。特に、Ｘ方向は、長手方向の基準軸２２４が延びる長手方向と直交する横方向から内側方向に対応し、Ｙ方向は、長手方向の基準軸２２４と平行な長手方向に対応し、Ｚ方向は、Ｘ方向およびＹ方向と直交する垂直方向に対応する。さらに、「面内」という用語は、本明細書では、Ｚ方向が直交するＸ方向およびＹ方向に延びる２次元平面を指すために使用される。さらに、長手方向の基準軸２２４もまた、Ｚ方向に垂直に延びる長手方向の基準平面を定義していることが理解されよう。図１および図４を参照すると、長手方向の軸Ｌによって定義される長手方向平面は、履物１００の面内方向または部分と同一平面であってもよいことが理解されよう。さらに、縦軸Ｖによって定義される縦平面は、Ｚ方向に延び、面内方向および縦平面に対して概ね垂直であってもよい。
【0050】
プレート２００は、踵端１４６から踵領域１１２内の外側面１１６に向かって中心線軸２２８に対して外側に湾曲し、少なくとも部分的に後部セグメント２１２を定義している周辺部２３２を定義している。周辺部２３２は、外側面１１６に沿って中央領域１１０に向かってさらに延び、中心線軸２２８に対して内側に湾曲して、少なくとも部分的にアーチセグメント２１６を定義する。さらに、周辺部２３２は足先領域１０８内に延び、足指端１４０に向かって内側に湾曲する前に外側に湾曲して、少なくとも部分的に前部セグメント２２０を定義している。同様に、周辺部２３２は踵端１４６から踵領域１１２内の内側面１１８に向かって外側に湾曲し、後部セグメント２１２を少なくとも部分的に定義する。周縁部は、内側に沿って中央領域に向かってさらに延び、内側に湾曲して、アーチセグメント２１６を少なくとも部分的に定義する。さらに、周辺部２３２は足先領域１０８内に延び、外側に湾曲した後、足指端１４０に向かって内側に湾曲し、前部セグメント２２０を少なくとも部分的に定義する。したがって、周辺部２３２は、プレート２００全体にわたって、後部セグメント２１２から前部セグメント２２０まで、およびその逆方向に、ならびに外側面１１６から内側面１１８まで、およびその逆方向にわたって連続的に延びている。いくつかの実施形態では、複数の周辺要素２３６（図５Ａ参照）が、周辺部２３２の一部に沿って、または周辺部２３２全体に沿って配置されてもよい。他の実施形態では、プレート２００は、周辺部２３２に沿っていかなる周辺要素２３６も含まない。
【0051】
しかしながら、特定の実施形態では、プレート２００は、プレート２００の様々な層が、上述のアディティブマニュファクチャリングプロセスのいずれかのような印刷プロセスにおいて印刷されるアディティブマニュファクチャリングプロセスから形成されてもよい。図５Ａを参照すると、プレート２００は、上面２０４と底面２０８との間の垂直の積層体に順次配置された複数の複合層２４０ａ～ｇを含む。本開示全体を通して、複数の複合層２４０ａ～ｇは全体としても個々としても、複合層２４０として、さらに、強化層として参照されることがある。 複合層２４０の各々は、内側面１１８から外側面１１６まで、および後部セグメント２１２から前部セグメント２２０まで連続的に延びている。しかしながら、他の実施形態では、いくつかの複合層２４０は、内側面１１８と外側面１１６との間で不連続であってもよく、後部セグメント２１２と前部セグメント２２０との間で不連続であってもよく、またはそれらの組み合わせであってもよい。
【0052】
図５Ａでは、プレート２００は７つの複合層２４０ａ～ｇを含むように描かれている。しかしながら、プレート２００は、図示されているより多い又は少ない複合層を含んでもよい。いくつかの実施形態では、プレート２００は３つの複合層のみを含むが、他の実施形態では、プレート２００は１００つの複合層または１０００つの複合層またはそれ以上を含む。さらに、いくつかの実施形態では、プレート２００は、特定の部分または領域において数１０００つの複合層で構成されるが、プレート２００の他の部分または領域では複合層は少ない。図示された実施形態では、垂直面Ｖは、プレート２００の外側面１１６と内側面１１８との間の中央に配置され、水平面Ｈは、垂直面Ｖに対して垂直であり、プレート２００の底面２０８の一部に対して接線方向に配置されるか、またはプレート２００の底面２０８の一部と同一平面上に配置される。この特定の例では、プレート２００は、プレート２００の上面２０４が内側面１１８と外側面１１６との間の水平面Ｈに対して湾曲している形状を有し、複合層２４０はそれぞれ、内側面１１８と外側面１１６との間で異なる曲率を有し、これらの曲率は互いに異なり、上面２０４の曲率とも異なる場合がある。さらに、底面２０８は、外側面１１６と内側面１１８との間の水平面Ｈに対して変化する曲率を定義する。また、プレート２００の周辺部２３２は、外側面１１６および内側面１１８に沿って湾曲している。
【0053】
図５Ａを参照すると、プレート２００は、少なくとも基板または基板材料２４４と、繊維または繊維材料２４８とを含む。基板材料２４４は、本明細書では充填材基材、またはマトリックスと呼ばれることがあることが理解されよう。さらに、繊維２４８は、本明細書では、繊維ストランド、フィラメント、または糸と称される場合があることに理解されたい。プレート２００は、互いに、または少なくとも隣接する複合層２４０ａ～ｇとは異なる特性および／または組成を有する複合層２４０ａ～ｇを含む。そのために、プレート２００の各複合層２４０ａ～ｇは、層の体積ＶＬ、ＶＬの基材割合ＳＰＬ、ＶＬの繊維割合ＦＰＬ、層の繊維配向または操作方向ＦＯＬ、層の軸方向有効弾性率ＥＡＬ、層の横方向有効弾性率ＥＴＬ、および層の厚さＴＬを含む様々な測定可能な特性を有する。さらに、プレート２００は、総体積ＶＴ、総基材割合ＳＰＴ、総繊維割合ＦＰＴ、総有効繊維配向または操作方向ＦＯＴ、総軸方向有効弾性率ＥＡＴ、総横方向有効弾性率ＥＴＴ、および総厚さＴＴを含む様々な測定可能な特性を有する。
【0054】
いくつかの実施形態では、プレート２００は、炭素繊維、アラミド繊維、例えばKevlar（登録商標）、ホウ素繊維、ガラス繊維、天然繊維、およびポリマー繊維などの繊維の複合体または１つ以上の層、またはそれらの組み合わせから形成されてもよい。これらの実施形態において、繊維は、例えば、ナイロン、エポキシ、または超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）などのプラスチック材料の基材、または他の適切な材料の中でも繊維材料または複合材料に貼付または接着することができる。いくつかの実施形態では、繊維材料２４８は、アディティブマニュファクチャリングプロセス中に、熱および圧力によって、基材２４８に融合される。他の実施形態では、繊維材料２４８は、基板材料２４４および／または繊維材料２４８に縫い付けられ、刺繍され、接着され、セメントで固められ、織られ、留められ、または他の方法で取り付けられる。いくつかの実施形態では、プレート２００は、炭素繊維、Kevlar（登録商標）などのアラミド繊維、ホウ素繊維、ガラス繊維、ポリマー繊維、または高強度対重量特性を有する任意の他の材料を含む一方向のテープから形成することができる。
【0055】
図示された実施形態において、複合層２４０ａ～ｇの各々は、各複合層２４０ａ～ｇを表すために用いられる異なるハッチングによって示されるように、隣接する複合層２４０ａ～ｇと少なくとも１つの測定可能な特性が異なる。いくつかの実施形態では、１つ以上の複合層２４０ａ～ｇは同一であるが、異なる測定可能な特性を有する１つ以上の介在する複合層２４０ａ～ｇによって分離されている。図５Ａに示されるように、底面２０８は、１つの複合層２４０ｇによって完全に定義されてもよいが、他の実施形態では、底面２０８は、２つ以上の複合層２４０の一部によって定義されてもよい。同様に、上面２０４は、１つの複合層２４０ａによって完全に定義されてもよく、あるいは、2つ以上の複合層２４０の一部によって定義されてもよい。さらに、各複合層２４０ａ～gは、外側面１１６および内側面１１８に露出していてもよいが、いくつかの実施形態では、複合層２４０ａ～ｇの１つ以上が、内側面１１８および／または外側面１１６に対して隠されているか、または凹んでいてもよい。さらに、複合層２４０ａ～ｇは、複合層２４０ａ～ｇの１つ以上と交差または分離するボイド（図示せず）によって遮られてもよい。プレート２００は、ボイド（図示せず）および複合層２４０を有する補助的な配置または構造として製造することができ、補助的な挙動、すなわち、長手方向に引き伸ばされたときに横方向の寸法が増加する、またはその逆の挙動を可能にする。さらに、プレート２００は、プレート２００の一部を通る空気流を可能にするチャネル（図示せず）を備えて製造することができる。
【0056】
図５Ｂの図示された実施形態では、プレート２００は履物具１００のソール１０４内に埋め込まれており、より具体的には、プレート２００はソール１０４のミッドソール１７２内に埋め込まれている。さらに、アッパー１０２は、インソール１２６がプレート２００から間隔をあけて配置され、プレート２００に直接接触しないように、インソール１２６をストローベル配置で含む。いくつかの実施形態では、プレート２００は、プレート２００の一部がインソール１２６またはアッパー１０２と接触することを可能にする方法で、ミッドソール１７２内に埋め込むことができる。さらに、いくつかの実施形態では、プレート２００の一部はアウトソール１７４と接触していてもよい。他の実施形態では、プレート２００はアッパー１０２の一部として設けてもよい。例えば、プレート２００は、インソール１２６の一部として含まれてもよいし、従来の装具インサートと同様に履物１００のキャビティ１０６内に挿入されてもよい。いくつかの実施形態では、プレート２００は履物１００のソール構造体１０４全体を構成してもよく、履物１００がアッパー１０２とプレート２００のみを含むようにしてもよい。
【0057】
図５Ａおよび図５Ｂを参照すると、プレート２００は、内側面１１８と外側面１１６との間で概して湾曲しており、また、履物１００の周囲の構成要素に対して湾曲している。例えば、プレート２００は、外側面１１６と垂直面Ｖとの間で水平面Ｈに向かって下方に湾曲し、垂直面Ｖと内側面１１８との間で水平面Ｈから離れて上方に湾曲し、プレート２００が水平面Ｈに対して凸状に湾曲するようになっている。図５Ｂでは水平面Ｈがアウトソール１７４の接線方向であるため、プレート２００もアウトソール１７４に対して凸に湾曲している。 ただし、プレート２００はアッパー１０２に対して凹状に湾曲しており、プレート２００は垂直面Ｖ付近でアッパー１０２から最も離れて湾曲し、内側面１１８および外側面１１６でアッパー１０２に最も近く湾曲している。さらに、インソール１２６およびプレート２００は、図５Ｂの履物１００において概ね同様の曲率を有するように描かれているが、他の構成も可能である。さらに、ミッドソール１７２は少なくとも部分的にプレート２００を取り囲み、図示したように、プレート２００の曲率とは異なる、プレート２００の上下に変化する曲率を定めている。 図示の実施形態では、インソール１２６、ミッドソール１７２、プレート２００、およびアウトソール１７４はすべて、互いの曲率に適合するように嵌め合わされており、その間にボイドまたは隙間が配置されないようになっている。しかし、インソール１２６の曲率がミッドソール１７２の曲率に適合しないように、インソール１２６、ミッドソール１７２、プレート２００、およびアウトソール１７４のうちの１つの間にボイドまたは隙間が形成されてもよいことは理解されよう。
【0058】
さらに、プレート２００は、履物１００に組み付けられるときに、予荷重または変形を受けることがある。そのために、プレート２００の曲率は、ミッドソール１７２またはアウトソール１７４またはインソール１２６の曲率に適合するように、履物１００のソール１０４内で組み立てる間に変更または縮小することができる。図５Ａと図５Ｂを比較すると、例えば、図５Ｂの履物１００のソール１０４との組み付けにより、プレート２００の底面２０８の曲率は変形し、例えば、凹状から凸状の曲率に反転する。その結果、プレート２００は、ソール１０４との相互作用によって変形し、使用中の１つまたは複数の方向における特性、例えば剛性および推進力を変化したり、影響を与えたりする可能性がある応力が発生する。履物１００と組み合わされることによって発生するこのような応力は、プレート２００の調整された剛性および形状と組み合わされることによって、履物１００内でのプレート２００のカスタマイズ性を高める反応性の利点をもたらすことができる。本明細書で使用する場合、「反応性」という用語は、加えられる荷重、すなわち、使用中に加えられる外力に対するプレート２００の感度を指す場合があり、加えられる荷重がユーザの体重によるものであるか、活動、例えば、走る、歩く、跳ぶ、方向を変える、持ち上げるなどによるものであるかを問わず、また、１つ以上の方向への変形に対するプレート２００の感度を指す場合もある。ある実施形態では、プレート２００の反応性は、前部セグメント２２０、アーチセグメント２１６、および後部セグメント２１２に沿って変化させることができ、反応性は、外側面１１６と内側面１１８との間で変化させることができる。ある実施態様では、プレート２００のアーチセグメント２１６は、反応性を増大させるように予め負荷をかけることができ、プレート２００を、より少量の変形が経験される歩行活動に対してより敏感にする一方で、ユーザに増大した推進力および支持の利点を提供することができる。いくつかの実施形態では、前部セグメント２２０は、跳躍活動中にユーザが踏み出すときに最大の推進力を提供するために、増大した反応性を備えることができる。
【0059】
いくつかの実施形態では、プレート２００は、前部セグメント２２０が後部セグメント２１２よりもアッパー１０２から離隔するように、アッパー１０２とアウトソール１７４との間に斜めに配置される。このようにして、後部セグメント２１２は、前部セグメント２２０および／またはアーチセグメント２１６に対して、垂直に高く、すなわちＺ方向に高く配置される。このようにして、プレート２００は、使用中に推進力またはスプリングバック（ｓｐｒｉｎｇ－ｂａｃｋ）を促進するように配置することができる。さらに、プレート２００は、基準軸２２４に沿って、および／または内側面１１８と外側面１１６との間で、異なる形状および異なる曲率で形成して、使用中のクッション性、推進力、および支持を促進することができる。
【0060】
いくつかの実施形態では、プレート２００の繊維材料２４８は、試験規格ＡＳＴＭ Ｄ４０１８または同等の規格によって定義される試験方法に従って測定された引張弾性率によって少なくとも部分的に定義される引張剛性を有してもよい。例えば、特定の実施形態では、プレート２００の繊維材料２４８は、少なくとも７０ＧＰａ、または少なくとも約８５ＧＰａ、または少なくとも約２００ＧＰａ、または少なくとも約３００ＧＰａの引張弾性率を有してもよい。さらなる実施形態では、繊維材料２４８は、約３００ＧＰａと約４００ＧＰａとの間の引張弾性率を有する。したがって、繊維材料２４８は、試験規格ＡＳＴＭ３０３９または同等の規格によって定義される試験方法に従って測定される、約５００メガパスカル（ＭＰａ）～約８００ＭＰａの引張強度、すなわち単位面積当たりの荷重量によって定義される応力を有することができる。さらに、プレート２００の繊維材料２４８は、試験規格ＡＳＴＭ Ｄ７９０もしくはＣ６５１または同等の規格によって定義された試験方法に従って測定される曲げ弾性率によって少なくとも部分的に定義される曲げ剛性を有することができる。例えば、繊維材料２４８は、少なくとも約２２ＧＰａ、または少なくとも約５０ＧＰａ、または少なくとも約１００ＧＰａ、または少なくとも約２００ＧＰａの曲げ弾性率を有することができる。さらなる実施形態では、繊維材料２４８は、約５０ＧＰａと約２００ＧＰａとの間の曲げ弾性率を有する。したがって、繊維材料２４８は、試験規格ＡＳＴＭ Ｄ７９０または同等の規格によって定義される試験方法に従って測定される、約２００ＭＰａと約６００ＭＰａとの間の曲げ強度、すなわち単位面積当たりの荷重量によって定義される応力を有することができる。さらに、プレート２００の繊維材料２４８は、約１．２ｇ／ｃｍ３と約２．０ｇ／ｃｍ３との間の密度を有することができる。
【0061】
さらに、プレート２００の基板材料２４４は、試験規格ＡＳＴＭ Ｄ６３８または同等物によって定義される試験方法に従って測定される引張弾性率によって少なくとも部分的に定義される引張剛性を有してもよい。例えば、特定の実施形態において、基板材料２４４は、少なくとも約１ＧＰａ、または少なくとも約２ＧＰａ、または少なくとも約４ＧＰａの引張弾性率を有してもよい。さらに、基板材料２４４は、試験規格ＡＳＴＭ Ｄ７９０、または同等の規格によって定義される試験方法に従って測定される曲げ弾性率によって定義される曲げ剛性を有してもよい。例えば、基板材料２４４は、少なくとも約１ＧＰａ、または少なくとも約２ＧＰａ、または少なくとも約３ＧＰａの曲げ弾性率を有することができる。 さらなる実施形態では、基板材料２４４は、約１．４ＧＰａと約３．７ＧＰａとの間の曲げ弾性率を有する。したがって、基板材料２４４は、試験規格ＡＳＴＰ Ｄ７９０または同等の規格によって定義される試験方法に従って測定される、約５０ＭＰａ～約９０ＭＰａの曲げ強度、すなわち単位面積当たりの荷重量によって定義される応力を有することができる。別の態様において、プレート２００の基板材料２４４は、試験規格ＡＳＴＭ Ｄ６４８方法Ｂまたは同等の規格に定義された方法に従って測定される熱たわみ温度を有してもよい。例えば、基板材料２４４は、約４１℃と約１５０℃との間の熱たわみ温度を有してもよい。プレート２００を形成するために使用される基板材料２４４はまた、約１ｇ／ｃｍ３と約１．５ｇ／ｃｍ３との間の密度を有してもよい。
【0062】
参考のために、試験規格ＡＳＴＭ Ｅ８または同等の規格によって定義された試験方法に従って測定される鋼または鋼合金、例えばＡＳＴＭ Ａ３６鋼の引張弾性率は約２００ＧＰａであり、そのような鋼は約７．８５ｇ／ｃｍ３の密度を有する。 いくつかの実施形態において、試験規格ＡＳＴＭ Ｅ８または同等物によって定義される試験方法に従って測定される、本開示のプレートの引張弾性率は、約２００ＧＰａである。従って、プレート２００は、鋼と同様の引張弾性率を有するが、密度は鋼の密度の２５％未満であるように構成される。したがって、本開示のプレートは、少なくとも１つの方向強度特性に関して、鋼の強度対重量比よりも実質的に高い強度対重量比を有する。
【0063】
プレート２００の組成は、基材割合ＳＰＴと繊維割合ＦＰＴの加算がプレート２００の総体積ＴＶの約１００％となるように、基板材料２４４と繊維材料２４８とで実質的に構成される。従って、基板割合ＳＰＴが約５０％である場合、対応する繊維割合ＦＰＴは約５０％である。さらに、繊維材料２４８は、一般に、基板材料２４４よりも大きな剛性、例えば、曲げ剛性および引張剛性を含む剛性を有するので、プレート２００の剛性は、プレート２００の組成を制御または選択することによって操作することができる。そのため、アディティブマニュファクチャリング法を用いてプレート２００を製造することにより、材料の体積および配置を正確かつ効率的に選択することができ、所望の剛性に応じてプレート２００の組成を選択することができる。いくつかの実施形態では、プレート２００は約７５％の基材割合ＳＰＴを有することができ、これは約２５％の繊維割合ＦＰＴに対応し、その結果、プレート２００は一般的により柔軟で弾性的な特性を有する。これは、ユーザの快適性が優先される場合に望ましい場合がある。他の実施形態では、プレート２００は約７５％の繊維割合を有することができ、これは約２５％の基材割合に対応し、その結果、プレート２００は一般により大きな剛性および強度特性を有する。これは、推進力および支持力が優先される場合に望ましい場合がある。いくつかの実施形態では、プレート２００の基材割合ＳＰＴは約２５％～約９９％の範囲であってもよく、プレート２００の繊維割合ＦＰＴは約２５％～約９９％の範囲であってもよい。
【0064】
いくつかの実施形態では、プレート２００およびその硬さは、特定のユーザのために選択および設計されてもよい。例えば、プレート２００の硬さは、ユーザの特定の筋力、腱の柔軟性、または関節の柔軟性に基づいて選択されてもよい。さらなる実施形態において、プレート２００の硬さは、プレート２００の一部がプレート２００の別の部分と比較して硬くなるように、変化してもよい。いくつかの実施形態では、プレート２００は履物具１００のソール１０４内に含まれる。例えば、プレート２００は、ミッドソール１７２、アウトソール１７４、またはインソール１２６内に埋め込むことができる。他の実施形態では、プレート２００はインソール１２６とミッドソール１７２の間に配置されてもよく、あるいは、プレート２００はミッドソール１７２とアウトソール１７４の間に配置されてもよい。
【0065】
一般に、Kevlar（登録商標）、炭素繊維、およびガラス繊維などの複合繊維材料で構成されたプレートは、完全に金属、基材、または繊維を追加せずに作られたプレートと比較して、強度-重量比が改善されている。 しかしながら、複合繊維材料は引張において最も強く、これは特定の方向、すなわち複合繊維材料が引張される軸方向に限定される。したがって、単一の一軸方向に配置された繊維材料を有する複合材料層は、その方向では最も強いが、他の方向では異なる、例えば弱い特性を示す。このように、複合材料層は異方性を有する、すなわち、異なる方向において異なる強度特性を示すと考えられる。
【0066】
連続繊維製造（ＣＦＦ）技術を使用して製造された複合積層体または構造体は、基準面に対して特定の角度で配置された繊維アレイを有する複数の層またはプライを含む構造によって、準等方性（ＱＩ）特性、例えば、ほとんどの方向で実質的に同様の特性を示すことがある。ある実施例では、１つ以上の層は基準面に対して０度で配置された繊維アレイで形成され、他のある層は基準面に対して±４５度で配置された繊維アレイで形成され、さらに他の層は基準面に対して９０度で配置された繊維アレイで形成される。さらに、異方的にバイアスされた層は、０度、±３０度、および９０度に配置された繊維アレイで形成されてもよい。ＱＩ特性を有する複合ラミネート、すなわちＱＩラミネートは、等方性材料と同様に、面内で実質的に等方性の特性、例えば引張強度または剛性の増加を有することがある。実質的にＱＩラミネートは、単一平面の全方向に実質的に等しい強度が提供されるように、ランダムに配向または配向された繊維または繊維アレイを含むことができる。一般に、ＱＩ積層体は、０度、９０度、４５度、－４５度に配向した一方向性層、例えば３Ｄプリント層を含み、これらの各方向に少なくとも１２．５パーセントの層が配置されている。ＱＩ特性は、０度、６０度、１２０度に配置された層でも達成できる。
【0067】
プレート２００および／またはその複合層２４０の剛性は、曲げ抵抗ＢＲおよびねじり抵抗ＴＲに関して理解することができることが理解されよう。曲げ抵抗ＢＲは横方向の力とたわみとの間の数学的関連であり、曲げ抵抗ＢＲは、本明細書ではばね定数または剛性と称されることがある。同様に、ねじり抵抗ＴＲはねじり力とたわみとの間の数学的関係であり、ねじり抵抗ＴＲは、回転剛性と称されることがある。曲げ抵抗ＢＲおよびねじり抵抗ＴＲは、材料または材料の構成の弾性率に比例することがよく知られている。さらに、幾何学的形状および寸法は、加えられる荷重の向きおよび位置に応じて、曲げ抵抗ＢＲおよびねじり抵抗ＴＲにも比例する。例えば、加えられる荷重の方向と並行方向に定義される寸法は例えば、Ｚ方向に曲げ荷重が加えられ、Ｚ方向に厚さが定義される場合、特定の抵抗により大きな影響を及ぼす。
【0068】
また、各複合層２４０の曲げ抵抗ＢＲ及びねじり抵抗ＴＲ特性は、荷重が加えられる向きに部分的に依存して、有効弾性率に関連する。軸方向に面内、すなわちＸ方向およびＹ方向に加えられる荷重については、層の軸方向有効弾性率ＥＡＬが最も重要である。曲げ変形を含む横方向、すなわちＺ方向に加えられる荷重については、層横有効弾性率ＥＴＬが主に考慮される。ＥＡＬは式ＥＡＬ＝ＥＦ×ＦＰＬ＋ＥＳ＊ＳＰＬを用いて近似され、式中、ＥＦは繊維材料２４８の弾性率であり、ＦＰＬは繊維材料２４８の体積分率であり、ＥＭは基板材料２４４の弾性率であり、ＳＰＬは基板材料２４４の体積分率である。
【0069】
また、式
を用いてＥＴＬを近似する。したがって、繊維体積分率ＦＰＬが値１．０に近づくと、すなわち、繊維材料２４８が複合層２４０の体積ＶＬのより大きな割合を占めると、ＥＴＬは図６に提供されるグラフに示されるように、繊維材料２４８の弾性率ＥＦの値に近づく。また、プレート２００全体について、軸方向ＥＡＴにおける総有効弾性率と、横方向ＥＴＴにおける総有効弾性率とを近似することができる。これを行うために、各複合層２４０のＥＡＬ及びＥＴＬの平均値が計算されるが、各値はプレート２００の総体積ＴＶと、関連する基準面に対する繊維配向ＦＯＬのずれとの関係に従って重み付けされる。したがって、プレート２００の総体積ＴＶのより大きなパーセンテージを含む複合層２４０は、プレート２００のＥＡＴおよびＥＴＴにより大きな影響を及ぼす。また、基準面からずらされた複合層２４０の方が、ＥＡＴ及びＥＴＴへの影響が小さくなる。これにより、プレート２００の曲げ抵抗ＢＲとねじり抵抗ＴＲとを近似することができる。
【0070】
したがって、様々な方向に配置された繊維アレイを有する複合層２４０の配置は、プレート２００がＱＩ特性、例えば、全ての方向においてほぼ等しい強度または抵抗特性を示すことを可能にする。例えば、プレート２００が履物１００のソール１０４に設けられている場合、Ｚ方向に加えられる荷重と、ユーザが踵を地面から離れるようにアーチをかけて前足から前方に推進する傾向とに起因して、屈曲が生じる。この力はプレート２００および繊維材料２４８が配置される面内方向、すなわちＸおよびＹ方向に概ね直交し、したがって、複合層２４０が最も強い方向に概ね直交する。しかしながら、このような曲げの間、プレート２００の上面２０４は圧縮状態にあり、底面２０８は、下向きの力、すなわち荷重がプレート２００および履物１００の変形を引き起こすため、張力状態にある。したがって、上面２０４付近に配置された複合層２４０は長手方向すなわちＹ方向の圧縮力を受け、プレート２００の底面２０８付近の複合層２４０は長手方向すなわちＹ方向の引張力を受ける。したがって、曲げ抵抗ＢＲを増大させるために、上面２０４付近の複合層２４０は繊維材料２４４が長手方向に、すなわち、圧縮力が加えられる方向と平行に延在するように配置することができ、底面２０８付近の複合層２４０は繊維材料２４８が長手方向に、すなわち、張力が加えられる方向と平行に延在するように配置することができる。
【0071】
さらに、曲げ抵抗ＢＲを調整し、関連して、プレート２００によって与えられる推進力を調整することが望ましい場合がある。そのために、複合層２４０は様々な動作方向、すなわち、繊維材料２４８が延在する軸方向または配向によって複合層が最も強くなる方向に配置することができる。複合層２４０の曲げ抵抗ＢＲは動作方向ＦＯＬが長手方向と並行であるときに最大であり、動作方向ＦＯＬが長手方向から直交方向に向かってずれている、例えば、回転しているときに次第に小さくなる。したがって、複合層２４０の曲げ抵抗は、作用方向ＦＯＬが曲げ方向からずれている程度に比例する。さらに、プレート２００を構成する複合層２４０の組合せは、すべての動作方向ＦＯＬが互いに平行に、かつ長手方向とも平行に配向されているときに最も強い。しかし、プレート２００を構成する複合層２４０の積層体は複合層２４０のいくつかを長手方向からずれた動作方向に配置することによって、所望の曲げ抵抗ＢＲを達成するように調整することができ、これにより、加えられた荷重に応じてより大きなたわみが生じることが可能になり、その後、スプリングバックまたは推進力も提供する。
【0072】
プレート２００は、異なる特性の局所的な部分または領域を有するようにＣＦＦ技術を使用して製造できることが想定される。例えば、プレート２００の後部セグメント２１２は、アーチセグメント２１６および前部セグメント２２０よりも強くなるように製造することができる。そのために、後部セグメント２１２は、アーチセグメント２１６または前部セグメント２２０内の複合層２４０よりも大きいＥＡＬおよびＥＴＬ特性を各々が定義する複合層２４０から構成することができる。さらに、プレート２００の後部セグメント２１２は、アーチセグメント２１６および前部セグメント２２０よりも大きいＥＡＴおよびＥＴＴを含むことができる。これは、ＣＦＦ技術を使用するアディティブマニュファクチャリングプロセスが例えば、様々な動作方向ＦＯＬに繊維材料２４８を堆積させること、一部および層内の繊維材料２４８の体積を制御すること、および様々な材料を選択することなどの、広範囲のカスタマイズおよび制御を可能にするためである。
【0073】
いくつかの実施形態では、ＥＡＴおよびＥＴＴがプレート２００全体にわたって、ならびに後部セグメント２１２、アーチセグメント２１６、および前部セグメント２２０の間で、ならびに外側面１１６と内側面１１８との間で変化することができる。例えば、プレート２００は前部セグメント２２０を製造することによって、アーチセグメント２１６よりも高いＥＡＴおよびＥＴＴを有するように、前部セグメント２２０においてアーチセグメント２１６よりも曲げ抵抗ＢＲが大きくなるように、推進力を増大させるように設計することができる。プレート２００、特に前部セグメント２２０は例えば、特にユーザの足の中足指節関節（ＭＴＰ）内での背屈および底屈の動きに起因して、摩耗または使用中に変形する。ポテンシャルエネルギーＰＥは構造体の変形、すなわち曲げが増大することにつれて増大し、ポテンシャルエネルギーＰＥはばねと同様に、構造体が変形していない状態に戻るにつれて運動エネルギーＫＥに変換されることがよく知られている。荷重が減少または除去されると、プレート２００の前部セグメント２２０は変形されていない状態に跳ね返り、位置エネルギーＰＥを運動エネルギーＫＥに変換して、地面とユーザの足との間に推進力ＰＦを生成する。変形後にプレート２００、とりわけ前部セグメント２２０が跳ね返る速度は、プレート２００の様々な特性、例えば前部セグメント２２０内の特定のＥＡＴおよびＥＴＴによって影響される曲げ抵抗ＢＲとして理解することができる。したがって、より高いＥＡＴおよびＥＴＴは、プレート２００の前部セグメント２２０によって与えられる曲げ抵抗ＢＲおよび推進力ＰＦを増大させる。プレート２００がないと、ユーザの足の履物１００およびＭＴＰ関節はしばしば、ポテンシャルエネルギーＰＥを吸収し、したがって、使用中に、ポテンシャルエネルギーＰＥのより少ないポテンシャルエネルギーＫＥに変換される。しかしながら、例えば曲げ抵抗ＢＲ及びねじり抵抗ＴＲなどの剛性が増大したプレート２００のために、ユーザによって生成されたより多くのポテンシャルエネルギーＰＥが運動エネルギーＫＥに変換され、したがってユーザに戻される。
【0074】
図７に関して、プレート２００は、複合構造体を層ごとに印刷するように構成されたプリンタ３００によって製造することができる。図示の実施形態では、プリンタ３００がその中にプリントベッドまたはプラットフォーム３０８を含む筐体３０４を含む。プラットフォーム３０８は、支持体３１２によって支持され、筐体３０４内でほぼＺ方向に延在する鉛直レール３１６と動作可能に係合する。筐体３０４は、概してＸ方向に延在する横方向レール３２０と、概してＹ方向に延在する長手方向レール３２４とをさらに含む。プラットフォーム３０８は、筐体３０４内に収容された駆動装置またはモータ（図示せず）の動作によって、鉛直レール３１６に沿って垂直に並進させることができる。予備成形モールドまたはブロック３２８は、筐体３０４内でプラットフォーム３０８によって支持される。
【0075】
図７に示すように、プリンタ３００は、筐体３０４内に第１のヘッド３３２と第２のヘッド３３６とをさらに備える。図示の実施形態では第１および第２のヘッド３３２、３３６は並んで配置されるが、他の構成も可能である。さらに、スキャナ３４０は第１のヘッド３３２に近接して設けられるが、スキャナ３４０は筐体３０４の他の場所に配置されてもよい。いくつかの実施形態ではスキャナ３４０がプラットフォーム３０８上の物体の寸法および形状を検出および測定することができるレーザスキャナであるが、他のタイプのスキャナ、例えば、３Ｄカメラ、光検出および測距（ＬＩＤＡＲ）デバイスなどを用いることができる。図示の実施形態では、第１のヘッド３３２が第１のノズル３４４を含み、筐体３０４内に配置された第１の供給部３４８と連携する。さらに、第２のヘッド３３６は第２のノズル３５２を含み、筐体３０４内に配置された第２の供給部３５６と連携する。第１のノズル３４４および第２のノズル３５２はそれぞれ、動作中に基板材料２４４および／または繊維材料２４８を細断または切断することができるカッタ（図示せず）を含むことができる。しかしながら、いくつかの実施形態では、カッター（図示せず）が第１のノズル３４４および第２のノズル３５２から離れた別の構成要素として提供される。
【0076】
図示の実施形態では第１の供給部３４８および第２の供給部３５６がそれぞれ特定の材料を保持するボビンまたはスプールとして提供され、好ましくは第１および第２の供給部３４８、３５６は互いに異なる材料を保持する。図示の実施形態では第１の供給部３４８は基板材料２４４を保持し、第２の供給部３５６は繊維材料２４８を保持するが、他の構成も考えられる。他の実施形態では、プリンタ３００が３つ以上のプリンタヘッド、または１つのプリンタヘッドのみを含むことができる。さらに、いくつかの実施形態では、プリンタ３００が３つ以上の供給部、または１つの供給部のみを含むこともできる。いくつかの実施形態では２つ以上の供給部が単一のヘッドと連携し、一方、他の実施形態では１つの供給部が２つ以上のヘッドを提供する。
【0077】
第１および第２のヘッド３３２、３３６およびスキャナ３４０は、長手方向レール３２４および横方向レール３２０に動作可能に結合されて、筐体３０４内で鉛直方向に並進することもできる筐体３６０を形成する。第１および第２のヘッド３３２、３３６は、駆動モータ（図示せず）によって長手方向レール３２４および横方向レール３２０に沿って並進するように構成され、筐体３６０はさらに、プラットフォーム３０８に対する筐体３０４内で鉛直に並進することができる。加えて、プラットフォーム３０８は、筐体３６０に対して垂直に並進させることができる。したがって、第１および第２のヘッド３３２、３３６を含む、プラットフォーム３０８および筐体３６０は印刷プロセス中の正確かつ好都合な移動のために、専用モータ（図示せず）によって、いくつかの自由度および移動範囲を提供するように、互いに対して移動されるように構成される。
【0078】
図７を参照すると、第１のヘッド３３２は製造の特定のステップまたは動作中に、第１の供給部３４８上に格納された基板材料２４４を受容するように構成される。したがって、第１のノズル３４４は基板材料２４４と適合するように構成され、その結果、第１のヘッド３３２は第１のノズル３４４を介してプラットフォーム３０８上に配置された構成要素に基板材料２４４を適用するように作動されるように構成される。加えて、第２のヘッド３３６は、製造の特定のステップまたは操作中に第２の供給部３５６上に格納された繊維材料２４８を受容するように構成される。したがって、第２のノズル３５２は繊維材料２４８と適合するように構成され、その結果、第２のヘッド３３６は第２のノズル３５２によってプラットフォーム３０８上に配置された構成要素に繊維材料２４８を連続的に適用するように作動されるように構成される。いくつかのステップまたは動作では、第１のヘッド３３２および第２のヘッド３３６の両方が同時に作動して、基板材料２４４および繊維材料２４８をそれぞれ、プラットフォーム３０８上の構成要素に適用する。他のステップまたは動作では、第１のヘッド３３２および第２のヘッド３３６のうちの一方のみが作動され、他方は作動停止されて、それぞれ基板材料２４４および繊維材料２４８のうちの一方を適用する。繊維材料２４８は、印刷プロセス中に基板材料２４４及び／又は別のストランド又は繊維材料２４８に融着するために堆積又は塗布されてもよい。さらに、第２のノズル３５２を用いて圧力を加えて、例えば、繊維材料２４８が融合されるにつれて、繊維材料２４８を連続的に圧縮し、所望の形状に方向付けることができる。
【0079】
プリンタ３００は、プレート２００などの３Ｄ構成要素のデザインモデルに対応する、例えばソースコードなどの一組の命令に基づいて印刷プロセスを制御するようにプログラムされたコントローラ（図示せず）を含む。特に、デザインモデルは例えばブラウザベースまたはウェブベースのソフトウェアプログラムなどのソフトウェアプログラムを使用して生成され、プレート２００および印刷プロセスの態様はプリンタ３００での使用のために予め決定される。例えば、プレート２００は特に、例えば、レーザスキャナ、歩行分析、力プロファイル、画像、医療記録、及びユーザ選好などの様々なソースを使用して測定又は収集される、例えば、足のサイズ、寸法、形状、輪郭、剛性などの特定の入力に従って、ソフトウェア内で設計することができる。入力がソフトウェアにロードされ、例えば、優先順位付けされ、互いの間で考慮されると、ソフトウェアは、ユーザに適合するようにプレート２００の設計を最適化するために用いることができる。場合によっては、ソフトウェアおよび／またはプリンタ３００を使用するように訓練された技術者が性能および／または医療用途などの特定の使用のためにプレート２００を最適化する際にユーザを支援することができる。その後、ソフトウェアは例えば、プリンタ３００と互換性のあるファイルなどの転送可能なフォーマットでデザインモデルを生成する。デザインモデルは、インターネット接続、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）接続、無線周波数接続、ＵＳＢまたはイーサネット（登録商標）ケーブル、デジタル記憶ディスク、またはソフトウェアとプリンタ３００との間の通信に適した任意の他の媒体を介してプリンタ３００に通信される。
【0080】
図８Ａは複合プレートを設計し、３Ｄ印刷する例示的な方法のフロー図を示す。ステップＳ１００において、測定値および好みが、上述のものなどの様々なソースから収集され、解析のためにソフトウェアプログラムに入力データとして入力される。いくつかの例では、ソフトウェアプログラムがプレートの最適化されたデザインモデルを自動的に生成するために入力データを分析することによって、ステップＳ１０４を自動的に実行することができる。他の例では、技術者または専門家がエラー、不一致、または固有のカスタマイズの好みを修正するために、入力データをレビューおよび修正することによって、ステップＳ１０４を実行することを支援する。ステップＳ１０８において、ソフトウェアプログラムは、提供された入力データに基づいてデザインモデルを生成する。したがって、デザインモデルは、様々な属性がユーザに提示されるカスタマイズされたプレートの第１の表現である。１つの重要な属性は、デザインモデルのカスタマイズされたプレートのために選択された材料および組成である。ステップＳ１１２において、ソフトウェアプログラムは入力データに基づいて特定の材料を自動的に推奨することができるが、ユーザは使用する材料を手動で選択することもできる。例えば、いくつかのタイプの基板材料２４４または繊維材料２４８は他のものよりも高価であるため、ユーザは推奨される材料に関連するコストを削減することを望む場合がある。
【0081】
ステップＳ１１６において、デザインモデルが生成され、材料が選択された後、ソフトウェアプログラムは、３Ｄ印刷のためにデザインモデルを最適化するようにプログラムされる。具体的には、ソフトウェアプログラムがデザインモデルの様々な態様を分析して、曲率、例えば、すみ肉、または追加の繊維材料２４８が巻き付けられることから利益を得ることができる開口部を適用することから利益を得ることができる縁部など、さらなる補強を必要とする領域を識別する。ソフトウェアプログラムはまた、デザインモデルにおいて指定された特定の材料、幾何学的形状、及び複合層２４０に関連する最小厚さのしきい値を下回る厚さを有する領域に関連する警告又は通知を生成する。警告および通知が未解決のままである場合、重大度に応じて、ソフトウェアプログラムは、ユーザがステップＳ１１６を超えることを許可しなくてもよい。
【0082】
ステップＳ１２０ではソフトウェアプログラム内のデザインモデルに対してシミュレーションを実行することができるが、このステップＳ１２０はユーザにとって任意であり、実行される必要はない。いくつかの例ではシミュレーションが進行する前に、任意の未解決の警告または通知をトラブルシューティングするために用いることができ、またはユーザは様々な材料選択の間で、または入力データに対する様々な修正の間で、シミュレーションデータを比較することができる。ステップＳ１２４において、ユーザは他の態様の中でも特に、入力データおよび材料選択をさらに修正または修正して、新しいデザインモデル、および所望であれば、新しいシミュレーションを生成することができる。
【0083】
ステップＳ１２８において、ユーザはソフトウェアプログラムに、上述したような転送可能なファイルフォーマットでデザインモデルを生成するように促す。さらに、プリント命令は、プリンタ３００または同等物と通信するためにソフトウェアプログラムによって生成される。いくつかの実施形態では、プリント命令がソフトウェアプログラムからデジタルモデルを受信した後に、プリンタ３００のコントローラ（図示せず）によって生成することができる。ユーザは、上述したような様々な通信方法によって、デザインモデル及びプリント命令を含むファイルをプリンタ３００に転送又は送信することができる。
【0084】
ステップＳ１３２において、ユーザは以下でより詳細に説明するサブプロセスを含むデザインモデルおよびプリント命令に従って印刷プロセスを開始するために、プリンタ３００を起動する。プリンタ３００が印刷処理を完了した後、ユーザは、プリンタ３００からプレート２００の印刷モデルを取り外し（Ｓ１３６）、また、印刷モデルを、必要に応じて予備成形モールド３２８から分離する。「印刷モデル（印刷されたモデル）」という用語は、本明細書では印刷プロセスの完了直後のプレート２００を示すために使用され、また、プレート２００およびプレート２００の未完成または未処理の版を含むために使用される。いくつかの例では、ユーザが任意の治療が必要であるか、または所望されるかどうかを決定し、これもまた、以下でより詳細に説明される。必要に応じて、ユーザは、ステップＳ１４０において、プレート２００の印刷モデルを処理することに進む。最終的に、プレート２００の印刷モデルが完成状態にあると決定されると、プレート２００は、履物１００の所望の場所に設置することができる。
【0085】
図８Ｂは、図８ＡのステップＳ１３２のサブプロセスに関連する、プリンタ３００を動作させる例示的な方法の流れ図を示す。ステップＳ２００では、プリンタ３００の電源が投入された後、起動またはウォームアップ処理が起動される。ウォームアッププロセスには数分かかる場合がある。次に、Ｓ２０４において、ユーザは所望の基板材料２４４を有する第１の供給部３４８を選択して設置し、プリンタ３００は、第１のヘッド３３２に基板材料２４４を供給する。次に、ステップＳ２０８において、ユーザは所望の繊維材料２４８を有する第２の供給部３５６を選択して設置し、プリンタ３００は、繊維材料２４８を第２のヘッド３３６に供給する。プロセスＳ２１２において、ユーザは印刷されるべき特定の構成要素、例えば、プレート２００の印刷された模型のための適切な予め形成されたモールド３２８を選択する。さらに、ユーザは、予め形成されたモールド３２８を、プリンタ３００内のプラットフォーム３０８上の適切な配向に配置する。次に、ステップＳ２１６において、ユーザはソフトウェアプログラムにより、転送可能なファイル形式の印刷処理命令を生成し、プリンタ３００に送信する。
【0086】
ステップＳ２２０において、ユーザは印刷プロセス命令に関連する、例えば、印刷の持続時間、サイクル、休止及び／又は中断、材料体積などの特性を考慮し、印刷プロセスをいつ開始すべきかを決定する。ソフトウェアプログラムは、ダウンタイムを回避するために推奨される最適な開始時間を提供することができる。例えば、印刷プロセスは８時間サイクルおよび２時間サイクルを含むことができ、したがって、就業日の終わり、例えば、午後約５時に印刷プロセスを開始することが最適であり得、したがって、８時間サイクルは一晩で完了することができ、より短い２時間サイクルは、翌日に完了することができる。このようにして、ユーザは例えば、通常の営業時間などの就業日の間、より短いサイクルの間、プリンタ３００を利用可能にすることができ、また、例えば、一晩などの非就業時間の間、プリンタ３００を生産的に保つことができる。ソフトウェアプログラムによって提供される印刷プロセスおよび推奨の特性を考慮した後、ユーザは、いつプリンタ３００を起動して印刷プロセスを開始するかを決定する。
【0087】
次に、ステップＳ２２４において、ユーザは印刷処理を起動し、必要に応じてプリンタ３００に立ち会う。例えば、印刷プロセスは、ユーザが基板材料２４４の第１の供給部３４８を補充すること、または基板材料２４４を別の種類と交換することを要求することができる。次に、ステップＳ２２８において、プリンタ３００が印刷処理を完了した後、ユーザは印刷モデルをプリンタ３００から除去し、予備成形モデルをプレート２００の印刷モデルから分離することができる。そのために、様々な手工具、例えば、ねじ回し、チゼル、ハンマーなどを使用することができる。ステップＳ２３２に示すように、ユーザは、プレート２００の印刷モデルの品質検査を実行して、何らかの欠陥またはリスクを識別する。１つの例では、品質検査が例えば、クラック、不適切な空孔または形状、緩いストランド端部またはループなどの任意の目に見える不良を識別するための、プレート２００の印刷モデルの単なる目視検査を含むことができる。別の例では、ユーザがプレート２００の印刷モデルに対して非破壊試験を実行して、強度が設計データと比較して、各方向において満足できるものであることを検証することができる。また、ユーザは、印刷モデルの重量および／または体積を測定して、設計データと比較して組成を検証することができる。印刷モデルに関連する任意の欠陥および／または設計データからの逸脱を識別するために、他の試験が実行されてもよい。
【0088】
ステップＳ２３６において、ユーザは、ステップＳ２３２の品質検査から識別された欠陥が印刷モデルの性能および／または品質に重大なリスクを与えるかどうかを判定する。ユーザが重大なリスクを示す欠陥を決定した場合、ユーザは、それらの欠陥を別のプロセスによって修復できるかどうかを決定することができる。さらに、ステップＳ２４０において、ユーザは修理を実行するかどうかを決定する前に、修理に関連するコスト、例えば、時間および材料が経済的であるかどうかを決定することもできる。欠陥が修復可能で経済的であると判定された場合、ユーザはステップＳ２４４のように、印刷モデルをそのような修復に提出し、これには、追加の印刷プロセスまたは処理プロセスが含まれてもよい。ステップＳ２４８において、欠陥が修復可能でないか、または不経済である場合、印刷モデルは、任意の関連する現地の規制に従って廃棄することができる。欠陥が存在しない場合、ユーザはステップＳ２５２に進むことができる。
【0089】
ステップＳ２５２において、ユーザは、印刷モデルが何らかの処理プロセスを受けるべきかどうかを判定する。そのような処理プロセスは、コーティングの適用、印刷モデルの特性を変更するための圧縮、研磨及び／又は研磨、履物１００への設置を支援するための印刷モデルへのピン又はロッドの取り付け、及び他の仕上げ技術を含むことができる。ステップＳ２５６において、ユーザは、印刷モデルが仕上げプレート２００となる適切な処理プロセスのいずれかを実行する、または実行するように手配する。ステップＳ２６０において、処理プロセスが完了した後、ユーザは何らかの欠陥またはリスクを識別するために、再度品質検査を実行する。欠陥が識別された場合、ユーザは、ステップＳ２６８において、修理を実行するか否かを再度決定する。ステップＳ２７２において、価値があり経済的である場合、修理が実行される。修理が終了した後、最終チェックのために、ステップＳ２６４の品質検査が再度実行される。ステップＳ２６４の品質検査において欠陥が識別されない場合、修理の後であるか否かにかかわらず、ユーザはステップＳ２７６に進み、ここで、プレート２００が、完成した状態で、履物１００に設置される、または組み立てられる。
【0090】
ステップＳ２０４およびＳ２０８の一部として、ユーザはデザインモデルによって指定された特定の材料、すなわち、基板材料２４４および繊維材料２４８を識別する。そうすることで、ユーザは、基板材料２４４および繊維材料２４８に関連する変動コストを考慮することができる。一般に、繊維材料２４８は基板材料２４４よりも高価で高価であり、場合によっては、繊維材料２４８が十分な量で購入することがより希少または困難であったりすることがある。したがって、大量の繊維材料２４８を使用するプレートはしばしば、より高価であり、場合によっては、サプライチェーンの混乱および資源変動に対してより敏感である。さらに、従来の製造方法は材料の除去を伴い、したがって、そのような除去、例えば、より大きな材料シートからのブランクの切断を考慮するために、より大量の過剰な材料を必要とする。対照的に、アディティブマニュファクチャリングは、このような余分な物質の必要性を排除する。ＣＦＦ技術などの本発明のアディティブマニュファクチャリング方法における繊維材料２４８の最適化された使用により、ユーザはコストを最小限に抑えながら、改善された版性能、例えば、増加されたカスタマイズされた剛性を達成することができる。したがって、本発明のアディティブマニュファクチャリング方法は、とりわけ、コスト、入手可能性、および性能を含む様々な要因に従って最適化することができる。
【0091】
次に、ユーザは指定された材料を含む第１の供給部３４８および第２の供給部３５６をプリンタ３００に装填し、特に、ユーザは第１の供給部３４８から第１のヘッド３３２に基板材料２４４の一部を供給し、また、第２の供給部３５６から第２のヘッド３３６に繊維材料２４８の一部を供給する。
【0092】
印刷プロセスを開始するために、ステップＳ２２４においてプリンタ３００が起動された後、プリンタ３００はデザインモデルに関連する命令に従って動作し、第１のヘッド３３２および第２のヘッド３３６を選択的に起動して、プレート２００を層ごとに印刷する。いくつかの例ではプリンタ３００がプレート２００を下から上に印刷し、その結果、底面２０８は上面２０４の前に印刷される。他の例では、プレート２００の幾何学的形状及び／又は態様は、上面２０４が底面２０８より先に印刷されるように、逆配向で層毎に印刷される。したがって、プリンタ３００は第１のヘッド３３２および第２のヘッド３３６に、デザインモデルによって通知されるように、最適化された配向および方法でプレート２００の複合層２４０を印刷するように指示する。印刷プロセスが完了すると、プレート２００は、２層～数千層に及ぶ複合層２４０から構成される印刷モデルの未完成状態で提供される。
【0093】
プロセスＳ２５６において、次に図９Ａ及び図９Ｂに関して述べたように、印刷された模型は、例えばマリッジモールドなどの圧縮モールド３７０内で処理することができる。具体的には印刷モデルが特定の形状および幾何学的形状に対応する第１のブロック３７８のネガ型３７４内に受け入れることができ、一方、第２のブロック３８２は圧縮成形プロセス中に第１のブロック３７８と共に動作するように構成される。いくつかの態様では、第２のブロック３８２が第２のブロック３８２から延在し、圧縮成形プロセス中に第１のブロック３７８のネガ型３７４内に突出するように構成されたポジ型３８６を備える。他の態様では、第２のブロック３８２が第１のブロック３７８のネガ型３７４内に印刷モデルを囲む平坦面を備える。
【0094】
圧縮成形プロセスの間、第１のブロック３７８および第２のブロック３８２は、印刷モデルをその間に配置して、互いに対して圧縮される。圧縮の大きさ、すなわち、ニュートン（Ｎ）またはポンド／平方インチ（ＰＳＩ）の単位で測定される圧力の力は圧縮成形プロセスを通して経時的に変化し得るか、または圧縮の大きさは圧縮成形プロセスを通して一定のままであり得る。加えて、熱は第１のブロック３７８および／または第２のブロック３８２を介して印刷モデルに加えられてもよく、または熱は印刷モデルに直接加えられてもよい。熱は様々な時間、様々な温度で、様々な媒体、例えば、蒸気、グリコール、高温水、高温空気を介して、または熱交換器を介して適用することができる。さらに、冷却は第１のブロック３７８および／または第２のブロック３８２を介して印刷モデルに適用されてもよく、または冷却は印刷モデルに直接適用されてもよい。冷却は様々な時間、様々な温度で、様々な媒体、例えば、グリコール、低温水、低温空気を通して、または熱交換器によって適用することができる。
【0095】
さらに、圧縮成形プロセスは印刷モデルのコーティングとして機能する、例えば、とりわけ、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、エポキシ、ビニル、ナイロン、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、または液晶ポリマーなどのある体積の樹脂の射出を含むことができる。すなわち、印刷モデルは、圧縮成形プロセス中に樹脂でコーティングされてもよい。圧縮成形プロセスの様々な態様は特定のコーティング特性を達成するために、または特定の樹脂材料を収容するために、調整または修正することができる。例えば、より厚いコーティングは印刷モデルに適用するために、より長い圧縮時間、熱温度、および樹脂の体積を必要とし得る。いくつかの実施形態では、複合層２４０がコーティングを通して見えるように、樹脂材料は透明または半透明である。他の実施形態では樹脂は不透明であり、したがって、複合層２４０はコーティングの下に隠される。
【0096】
圧縮成形プロセス中、印刷モードの複合層２４０は、圧縮、熱、および／またはコーティングに反応して、その特性および態様を変化させることができる。例えば、基板材料２４４は、繊維材料２４８よりも低い融点または熱たわみ温度を有することができる。したがって、印刷された模型の基板材料２４４は、第１のブロック３７８のネガ型３７４に従って溶融して成形され、それによって、圧縮成形プロセス中にプレート２００を成形または形成することができる。一例では、圧縮成形プロセスが複合層２４０のうちの１つまたは複数が厚さＴＬを減少させるように、印刷モデルを圧縮させ、総厚さＴＴを減少させることができる。また、基板材料２４４は圧縮成形プロセスによって熱融着されてもよく、複合層２４０は圧縮成形プロセスの間に互いに熱融着されることが想定される。したがって、圧縮成形プロセスはプレート２００の複合層２４０を、互いに係合された別個の層から、繊維材料２４８の複数の連続ストランドが含浸された基板材料２４４のモノリシックマトリクスに変換することができる。圧縮成型時の熱融着により、プレート２００の剛性が高まり、曲げ抵抗ＢＲやねじり抵抗ＴＲなどの剛性が高まる。
【0097】
さらに、繊維材料２４８は圧縮成形プロセスによって絡み合ったり、再配置されたりすることがあり、その結果、印刷された模型の剛性、可撓性、及び方向強度特性が変化する。圧縮成形プロセスは熱および圧力への曝露により、繊維材料２４８を溶融または変形させ得ることが想定される。また、繊維材料２４８は、圧縮成形プロセスを介して、基板材料２４４及び／又は繊維材料２４８の周囲部に熱融着されてもよいことが想定される。したがって、圧縮成形プロセスは繊維材料２４８の連続ストランドの複合層２４０を、互いに切り離されたまたは離間された別個の層から、基板材料２４４のマトリクス内に含浸された繊維材料２４８のモノリシックウェブに変換することができる。圧縮成型時の熱融着により、プレート２００の剛性が高まり、曲げ抵抗ＢＲやねじり抵抗ＴＲなどの剛性が高まる。加えて、コーティングが圧縮成形プロセス中に印刷モデルに適用される場合、コーティングは、他の特徴の中でも、表面粗さ、湿気抵抗、または防振などの特定の特性を印刷モデルに付与することができる。
【0098】
したがって、プレート２００は様々な形状およびサイズで形成することができ、ソール１０４またはアッパー１０２などの履物１００の一部として提供することができる。いくつかの実施形態では、プレート２００がアッパー１０２の一部として、例えば、インソール１２６の一部として提供される。プレート２００は他のニーズの中でも特に、歩行、姿勢、姿勢、推進、および機動性に影響を及ぼすか、またはそれらを高めるように、少なくとも部分的にカスタマイズされるように構成され得る。例えば、プレート２００は痛みを軽減し、かつ／または医療上の問題または変形を有するユーザの性能を改善するように構成されてもよい。繊維補強材は、後部セグメント２１２、前部セグメント２２０、もしくはアーチセグメント２１６、またはそれらの何らかの組合せなどの、プレート２００の局所領域における剛性を増大させることができる。加えて、剛性は一般的に剛性の材料で作られた繊維のアレイおよび配向によって、または例えば、より小型で高密度のアレイで繊維材料を印刷することによって、または追加の複合層、特に領域を追加することによって、または周辺部２３２の周りに繊維を堆積することによって、増加させることができる。したがって、曲げ抵抗ＢＲおよびねじり抵抗ＴＲ（これは慣性モーメントＭＯＩおよび弾性率の数値を占め、それに関連する）は特定の用途のために増加され、カスタマイズされ得る。繊維補強材はまた、ＣＦＦ技術を使用するアディティブマニュファクチャリング方法を実施することによって、プレート２００の局所領域における方向性剛性、ならびに準等方性ＱＩ特性を提供することができる。
【0099】
実施例１
【0100】
図１０～図１７に関して、プレート４００の実施形態は、個々の複合層４０４が上面平面図から見えるいくつかの未完成の状態で示されている。具体的にはプレート４００が例示的なＣＦＦ技術を用いた層ごとの構成で実施されるような、アディティブマニュファクチャリングプロセスの例示的な試行の連続段階、すなわち、印刷プロセスで示され、その試料は第１の複合層４０４ａ（図１０を参照）、第２の複合層４０４ｂ（図１１を参照）、第３の複合層４０４ｃ（図１２を参照）、第４の複合層４０４ｄ（図１３を参照）、第５の複合層４０４ｅ（図１４を参照）、第６の複合層４０４ｆ（図１５を参照）、第７の複合層４０４ｇ（図１６を参照）、および第８の複合層４０４ｈ（図１７を参照）を含む。図１０～図１７から理解されるように、プレート４００は、足指端１４０と踵端１４６とを二分する中心線軸２２８を定義する。中心線軸２２８は、基準軸２２４に対して中心線角度４０８で配置される。図示の実施形態では中心線角度４０８は約－４度であるが、他の構成も可能である。さらに、様々な態様を例示的な試し印刷プロセス中に測定し、以下の表１に記録した。したがって、第１層は、図１０の第１の複合層４０４ａなどに対応する。
【0101】
【表1】
【0102】
プレート４００は８つの複合層４０４ａ～ｈに加えて、さらにいくつかの複合層を含むことができ、プレート４００は、コーティングが施される圧縮成形プロセスを受けることができることが理解されよう。本明細書で使用される「アレイ」という用語は例えば、ブストロフェドンアレイ、様々な多角形のテッセレーションアレイ、同心円状または楕円状パターン、曲線幾何学的形状のモチーフ、または連続ストランドによって形成される任意の他の２Ｄまたは３Ｄパターンなど、様々なタイプのパターンおよび配列を含むことができることが理解されよう。
【0103】
図１０を参照すると、第１の複合層４０４ａは、基準軸２２４に対してベース角４１６ａに配向された基板配列４１２ａに印刷された基板材料２４４のストランドからなるベース層である。ベース角４１６ａは約４５度であってもよいが、他の構成も可能である。図示の実施形態では、ベース層４０４ａが後続の層に堆積される繊維材料２４８を収容するための外殻または保護層として機能することができる基板材料２４４から全体的に構成される（図１１～図１７参照）。しかしながら、いくつかの実施形態では、ベース層４０４ａが履物１００内に設置または組み立てる前に除去されてもよい。
【0104】
図１１を参照すると、プレート４００は、基準軸２２４と平行に配向された第１の繊維アレイ４１２ｂに印刷された繊維材料２４８の連続ストランドを含む第２の複合層４０４ｂを含む。したがって、第１の繊維アレイ４１２ｂは、ベース角４１６ａとは異なる第１の繊維角度４１６ｂ（図示せず）で配向される。さらに、第２の複合層４０４ｂの第１の繊維アレイ４１２ｂは、プレート４００の周辺部２３２の部分に沿って配置されたＵ字形ヘアピン屈曲部の形態のターン４２０を含む。さらに、第２の複合層４０４ｂは、周辺部２３２付近の第１の繊維アレイの様々な部分に沿ってターン４２０のうちの１つまたは複数と係合する周辺要素２３６を含む。周辺要素２３６は繊維材料２４８から形成され、追加の補強のために提供されるが、周辺要素２３６は他の材料から形成されてもよく、および／またはより多くのまたはより少ない場所に提供されてもよい。他の実施形態では周辺要素２３６が周辺部２３２からより内側に配置されてもよく、あるいは周辺要素２３６が設けられなくてもよい。表１に関して、第２の複合層４０４ｂは０．１ｍｍの層厚ＴＬおよび１．５７ｃｍ３の層体積ＶＬを含み、そのうち繊維材料２４８は９６．８％を構成する。
【0105】
図１２を参照すると、プレート４００は、基準軸２２４に対して第２の繊維角度４１６ｃで配向された第２の繊維アレイ４１２ｃに印刷された繊維材料２４８の連続ストランドを含む第３の複合層４０４ｃを含む。図示の実施形態では、第２の繊維角度４１６ｃは約－４５度である。したがって、第２の繊維角度４１６ｃは、第１の繊維角度４１６ｂ（図示せず）とは異なる。さらに、第３の複合層４０４ｃの第２の繊維アレイ４１２ｃは、プレート４００の周辺部２３２の部分に沿って配置されたターン４２０を含む。さらに、第３の複合層４０４ｃは、周辺部２３２付近の第２の繊維アレイ４１２ｃの様々な部分に沿ってターン４２０のうちの１つまたは複数と係合する周辺要素２３６を含む。表１に関して、第３の複合層４０４ｃは０．１ｍｍの層厚ＴＬおよび１．５６ｃｍ３の層体積ＶＬを含み、そのうち繊維材料２４８は９６．８％を構成する。
【0106】
図１３を参照すると、プレート４００は、基準軸２２４に対して第３の繊維角度４１６ｄで配向された第３の繊維アレイ４１２ｄに印刷された繊維材料２４８の連続ストランドを含む第４の複合層４０４ｄを含む。図示の実施形態では、第３の繊維角度４１６ｄは約９０度である。したがって、第３の繊維角度４１６ｄは、第２の繊維角度４１６ｃとは異なる。さらに、第４の複合層４０４ｄの第３の繊維アレイ４１２ｄは、プレート４００の周辺部２３２の部分に沿って配置されたターン４２０を含む。さらに、第４の複合層４０４ｄは、周辺部２３２付近の第３の繊維アレイ４１２ｄの様々な部分に沿ってターン４２０のうちの１つまたは複数と係合する周辺要素２３６を含む。表１に関して、第４の複合層４０４ｄは０．１ｍｍの層厚ＴＬおよび１．５３ｃｍ３の層体積ＶＬを含み、そのうち繊維材料２４８は９８．０％を構成する。
【0107】
図１４を参照すると、プレート４００は、基準軸２２４に対して第４の繊維角度４１６ｅで配向された第４の繊維アレイ４１２ｅに印刷された繊維材料２４８の連続ストランドを含む第５の複合層４０４ｅを含む。図示の実施形態では、第４の繊維角度４１６ｅは約４５度である。したがって、第４の繊維角度４１６ｅは、第３の繊維角度４１６ｄとは異なる。さらに、第５の複合層４０４ｅの第４の繊維アレイ４１２ｅは、プレート４００の周辺部２３２の部分に沿って配置されたターン４２０を含む。さらに、第５の複合層４０４ｅは、周辺部２３２付近の第４の繊維アレイ４１２ｅの様々な部分に沿ってターン４２０のうちの１つまたは複数と係合する周辺要素２３６を含む。第５の複合層４０４ｅは表１に示すように、層厚さＴＬが０．１ｍｍであり、層体積ＶＬが１．５６ｃｍ３であり、繊維材が９６．８％を占める。
【0108】
図１５を参照すると、プレート４００は、基準軸２２４に対して第５の繊維角度４１６ｆで配向された第５の繊維アレイ４１２ｆに印刷された繊維材料２４８の連続ストランドを含む第６の複合層４０４ｆを含む。図示の実施形態では、第５の繊維角度４１６ｆは約－４５度である。したがって、第５の繊維角度４１６ｆは、第４の繊維角度４１６ｅとは異なる。さらに、第６の複合層４０４ｆの第５の繊維アレイ４１２ｆは、プレート４００の周辺部２３２の部分に沿って配置されたターン４２０を含む。さらに、第６の複合層４０４ｆは、周辺部２３２付近の第５の繊維アレイ４１２ｆの様々な部分に沿ってターン４２０のうちの１つまたは複数と係合する周辺要素２３６を含む。表１に関して、０．１ｍｍの層厚ＴＬおよび１．５４ｃｍ３の層体積ＶＬを含み、そのうち繊維材料２４８が９６．８％を構成する、第６の複合層４０４ｆについての計測値が提供される。
【0109】
図１６を参照すると、プレート４００は、基準軸２２４に対して第６の繊維角度４１６ｇで配向された第６の繊維アレイ４１２ｇで印刷された繊維材料２４８の連続ストランドを含む第７の複合層４０４ｇを含む。図示の実施形態では、第６の繊維角度４１６ｇは約９０度である。したがって、第６の繊維角度４１６ｇは、第５の繊維角度４１６ｆとは異なる。さらに、第７の複合層４０４ｇの第６の繊維アレイ４１２ｇは、プレート４００の周辺部２３２の部分に沿って配置されたターン４２０を含む。さらに、第７の複合層４０４ｇは、周辺部２３２付近の第６の繊維アレイ４１２ｇの様々な部分に沿ってターン４２０のうちの１つまたは複数と係合する周辺要素２３６を含む。第７の複合層４０４ｇは０．１ｍｍの層厚ＴＬと、１．５４ｃｍ３の層体積ＶＬとを有し、そのうち繊維材料２４８が９８．０％を占める。
【0110】
図１７を参照すると、プレート４００は、基準軸２２４に対して第７の繊維角度４１６ｈで配向された第７の繊維アレイ４１２ｈで印刷された繊維材料２４８の連続ストランドを含む第８の複合層４０４ｈを含む。図示の実施形態では、第７の繊維角度４１６ｈは約９０度である。したがって、第７の繊維角度４１６ｈは、第６の繊維角度４１６ｇとは異なる。さらに、第８の複合層４０４ｈの第７の繊維アレイ４１２ｈは、プレート４００の周辺部２３２の部分に沿って配置されたターン４２０を含む。さらに、第８の複合層４０４ｈは、周辺部２３２付近の第７の繊維アレイ４１２ｈの様々な部分に沿ってターン４２０のうちの１つまたは複数と係合する周辺要素２３６を含む。第８の複合層４０４ｈは０．１ｍｍの層厚ＴＬと、１．５６ｃｍ３の層体積ＶＬとを有し、そのうち繊維材料２４８が９６．８％を占める。
【0111】
したがって、１つの例示的なＣＦＦ技術は繊維材料２４８の連続ストランドの多数の層の堆積を含み、連続複合層４０４内に積み重ねられ、または垂直に配置され、異なるアレイ４１２内に配置され、基準軸２２４に対して様々な角度４１６で配置される。さらに、各繊維アレイ４１２は、プレート４００の足指端１４０と踵端１４６との間で面内に連続的に延在する繊維材料２４８の連続ストランドを含む。すなわち、プレート４００を製造するために使用されるＣＦＦ技術は、繊維材料２４８が後部セグメント２１２、アーチセグメント２１６、および前部セグメント２２０全体にわたって均一かつ連続的である繊維アレイ４１２内に堆積されるいくつかの複合層４０４を含み、繊維アレイ４１２もまた、プレート４００の内側面１１８と外側面１１６との間で均一である。さらに、各繊維アレイ４１２は、隣接する複合層４０４の繊維アレイ４１２とは区別されかつ分離された繊維材料４１２の連続ストランドからなる。そのために、プリンタ３００のカッター（図示せず）を使用して、各繊維アレイ４１２の連続ストランドを定義する。
【0112】
加えて、繊維角度４１６は、隣接する複合層４０４の繊維角度４１６とは異なる。さらに、それぞれの複合層４０４の繊維アレイ４１２は複合層４０４のファイバ表面領域ＦＳＡＬを定義し、その結果、繊維アレイ４１２は、複合層４０４によって定義される全表面領域ＳＡＬの百分率として定量化することができる。一例では、繊維アレイ４１２が少なくとも約９０％の層面領域を含む。複合層４０４はプレート４００全体にわたって延在し、部分的にプレート４００およびその周辺部２３２を定義するので、層表面領域ＳＡＬは、概して、プレート４００の面内表面領域（ＳＡＰ）に等しい。したがって、繊維アレイ４１２のファイバ表面領域は、プレート４００の面内表面領域に対応する。そのために、繊維アレイ４１２はプレート４００の面内表面領域ＳＡＰの実質的に全体にわたって連続的に印刷され、すなわち、繊維アレイ４１２は、プレート４００の面内表面領域ＳＡＰの少なくとも約９０％を含む。層体積ＶＬの繊維割合ＦＰＬは、繊維アレイ４１２によって覆われた繊維面領域ＦＳＡＬに比例して対応することが理解されるのであろう。しかしながら、いくつかの実施形態では、繊維割合ＦＰＬが第３の要素および／または材料の導入のため、または複合層４０４および／またはプレート４００の特定の領域または区画内の繊維材料２４８の濃縮のため、繊維面領域ＦＳＡＬに対応しなくてもよい。いくつかの実施形態では、それぞれの繊維アレイ４１２のファイバ表面領域ＦＳＡＬが隣り合う複合層４０４の繊維アレイ４１２のファイバ表面ＦＳＡＬとは異なっている。
【0113】
図１８に関して、プレート５００の別の実施形態は、履物具１００のためのソール構造体５０４内で使用するために提供される。図１８のプレート５００およびソール構造体５０４はプレート２００、４００およびソール構造体１０４と類似しており、したがって、同様の符号は、同様の要素を示すために使用される。図１８では、プレート５００が前部セグメント２２０内で間隙５１６によって分離された内側フォーク５０８および外側フォーク５１２を含む。プレート５００は、踵端１４６に向かう長手方向に移動する基準面２２４に対して、Ｘ方向に狭くなる、すなわち測定される。すなわち、プレート５００は前部セグメント２２０からアーチセグメント２１６まで狭くなり、また、アーチセグメント２１６から後部セグメント２１２まで狭くなる。図示の実施形態では、ソール５０４がさらに、アウトソール５２０と、プレート５００が取り付けられるミッドソール５２８とを含む。
【0114】
プレート５００はプレート２００および４００と同様に、アディティブマニュファクチャリングによって製造され、プレート５００は、様々な配向の繊維材料２４８および基板材料２４４を含む複数の複合層（図示せず）を含む。したがって、プレート５００は、カスタマイズされた曲げ抵抗ＢＲおよびねじり抵抗ＴＲを有するようなサイズおよび形状にされる。例えば、内側フォーク５０８と外側フォーク５１２との間の間隙５１６の位置に起因して、プレート５００の前部セグメント２２０は、プレート２００、４００のものよりも小さい材料体積ＶＬおよびＶＴを有する。これにより、プレート２００、４００に比べて、耐屈曲性ＢＲ及びねじり抵抗ＴＲが低減される。加えて、後部セグメント２１２はまた、プレート２００、４００のＶＬおよびＶＴよりも低減されたＶＬおよびＶＴを定義する。しかしながら、プレート５００のアーチセグメント２１６は、プレート２００、４００のＶＴおよびＶＬと等しいかまたはそれより大きいＶＴおよびＶＬを定義する。したがって、プレート５００は、プレート５００の形および大きさを変更することによって、プレート２００、４００と比べて特定の曲げ抵抗ＢＲおよびねじり抵抗ＴＲを提供するように調整される。
【0115】
加えて、プレート５００の内側フォーク５０８および外側フォーク５１２は、互いに異なる特性を有するように構成され得る。例えば、内側フォーク５０８はユーザに足のボールの内側または内側部付近、すなわち、幻覚付近での増加した推進力を提供するために、外側フォーク５１２よりも大きな剛性、例えば、曲げ抵抗ＢＲを有することができる。対照的に、外側フォーク５１２はユーザに足のボールの外側または外側付近、例えば遠位トウ付近の快適性を向上させるために、内側フォーク５０８よりも高い可撓性、例えば低い屈曲抵抗ＢＲを備えることができる。
【0116】
さらに、図１～図３および図１８を参照すると、プレート５００は、アッパー１０２と組み立てられるように構成されたソール構造体５０４の一部として提供される。特に、プレート５００は、アウトソール５２０とアッパー１０２との間に配置されるように構成され、プレート５００はアウトソール５２０およびアッパー１０２の両方と接触する。そのために、プレート５００はミッドソール５２８を通って延在し、具体的には、プレート５００の後部セグメント２１２がミッドソール５２８を通って形成されたスロット５３２を通って延在する。図示の実施形態ではプレート５００が水平面Ｈに対して前部セグメント２２０およびアーチセグメント２１６に沿って徐々に湾曲し、プレート５００は前部セグメント２２０の湾曲と比較して、アーチセグメント２１６および後部セグメント２１２に沿った水平面Ｈに対して増加した湾曲を有する。
【0117】
組み立てられると、プレート５００の後部セグメント２１２は、ミッドソール５２８のベッド５４０と面一になるようにプラットフォーム５３６上に載る。アッパー１０２がミッドソール５２８に取り付けられると、アッパー１０２のインソール１２６は、プレート５００のベッド５４０および後部セグメント２１２に沿って配置される。したがって、ソール５０４が組み立てられるとき、プレート５００はＸおよびＹ方向に延在し、ミッドソール５２８のベッド５４０および／またはアッパー１０２のインソール１２６の少なくとも一部と同一平面上にある水平面Ｈに対して下向きの角度で配置される。下向きの角度は少なくとも約５度であるが、１０度以上であってもよい。そのような下向きの角度で、特定の曲率と組み合わせて、プレート５００は使用中に加えられた荷重下で偏向するように構成され、それにより、プレート５００が跳ね返り、したがって、軽い荷重、例えば、単なる歩行歩行時にユーザの歩行に推進力を提供する。プレート５００の特定の形状およびサイズと組み合わせて、上述のように、プレート５００はソール５０４内に配置されて反応性を増加させ、それによって、ミッドソール５２８に沿って平らに敷設されたプレートと比較して、より容易に、すなわち、より軽い負荷で推進が行われる。
【0118】
したがって、プレート２００、４００、５００は様々な形状およびサイズで形成することができ、ソール１０４またはアッパー１０２などの履物１００の一部として提供することができる。いくつかの実施形態では、プレート４００がインソール１２６の一部など、アッパー１０２の一部として設けられる。プレート２００、４００、５００は他のニーズの中でも特に、歩行、姿勢、姿勢、推進、および機敏性に影響を及ぼすか、または向上させるように、少なくとも部分的にカスタマイズされるように構成され得る。例えば、プレート２００、４００、５００は痛みを軽減し、かつ／または医療問題または変形を有するユーザの性能を改善するように構成されてもよい。繊維補強材は、後部セグメント２１２、前部セグメント２２０、もしくはアーチセグメント２１６、またはそれらの何らかの組合せなどにおける、プレート２００、４００の局所領域の剛性を増大させることができる。加えて、剛性は一般的に剛性の材料で作られた繊維のアレイおよび配向によって、または例えば、より小型で高密度のアレイで繊維材料を印刷することによって、または追加の複合層、特に領域を追加することによって、または周辺部２３２の周りに繊維を堆積することによって、増加させることができる。したがって、慣性モーメントＭＯＩおよび弾性率の数値を説明し、それに関連する曲げ抵抗ＢＲおよびねじり抵抗ＴＲは、特定の用途のために増加され、カスタマイズされ得る。繊維補強材はまた、ＣＦＦ技術を使用するアディティブマニュファクチャリング方法を実施することによって、プレート２００、４００、５００の局所領域における方向性剛性、ならびに準等方性ＱＩ特性を提供することができる。
【0119】
図１９は、上述のアディティブマニュファクチャリングプロセスによって製造されるプレート６００の別の実施形態を示す。プレート６００は単一のソール構造体１０４として構成され、プレート６００はアッパー１０２（図１～図３参照）が取り付けられるソール構造体１０４全体を含む。特に、プレート６００は、プレート６００の一部としてモノリシックに設けられた複数のけん引要素６０４を含む。したがって、同じアディティブマニュファクチャリングプロセス、およびいくつかの例では、同じ物質を使用して、プレート６００およびけん引要素６０４を製造することができる。したがって、けん引要素６０４は図１～図１８に関連して上述したように、基板材料２４４および繊維材料２４８を含む合成要素である。図１９のけん引要素６０４の１つの断面図である図２０を参照すると、繊維材料２４８は、けん引要素６０４内で同心円状の経路で巻かれる。さらに、けん引要素６０４は、けん引要素６０４がプレート６００から離れて延びるにつれて狭くなる外径Ｄを定義する。したがって、繊維材料２４８の同心円状経路は直径Ｄに比例してけん引要素６０４内で締め付けまたは拡張する。このようにして、けん引要素６０４は上述のプレート２００、４００、５００と同様の強度－重量特性を有するように補強される。
【0120】
図２１を参照すると、プレート６００内に設けることができる開口部６２０の一例の概略図が示されている。図示の実施形態では、繊維材料２４８が開口部６２０の周りに、開口部６２０によって定義される直径Ｄ１に比例して、同心円経路で延在する。このようにして、繊維材料２４８は、プレート６００の開口部６２０を補強するために使用される。そのような開口部６２０は貫通空孔としてプレート６００内に、またはプレート６００の外部に露出されない空隙または空洞としてプレート６００内に形成することができる。
【0121】
本開示に記載されるプレートのいずれかが、上述の構造的剛性特性に加えて埋め込まれた機能性を含むことが想定される。例えば、繊維材料２４８は、導電性材料、熱伝導性材料、電気絶縁性材料、熱絶縁性材料、光透過性材料、または流体透過性材料を有するか、または有するように変更されることが想定される。追加的または代替的に、デバイス（図示せず）は、本開示のプレートのいずれかの中に埋め込まれてもよい。一例では、デバイス（図示せず）がセンサ、例えば、トランスデューサ、加速度計、ジオロケーションセンサ、温度センサ、湿度センサ、または水分センサであってもよい。さらに、デバイス（図示せず）はユーザに触覚供給部バックを提供することが可能であってもよく、その結果、ユーザは長時間の立位または座位または不動を回避するように通知することができる。また、デバイス（図示せず）は例えば、空気で満たされた、または流体で満たされたブラダーまたはポッドなどの物体または構造要素であってもよい。デバイス（図示せず）は例えば圧電トランスデューサなどの使用中にプレートおよび／または履物の変形によって引き起こされるエネルギーを採取し、貯蔵することが可能であることがさらに想定される。
【0122】
他の実施形態では、他の構成が可能である。例えば、上記の議論における特定の実施形態に関して提示される特定の特徴および特徴の組み合わせは、必要に応じて、他の実施形態および他の組み合わせにおいて利用することができる。さらに、本明細書に記載される実施形態のいずれかは、他の実施形態に関連して開示される構造体または方法のいずれかを含むように修正することができる。加えて、本開示は、具体的に示されるタイプの履物の製品に限定されない。さらに、本明細書に開示される実施形態のいずれかの履物の製品の態様は、任意のタイプの履物、アパレル、または他の運動用機器で機能するように修正されてもよい。
【0123】
前述のように、本発明は特定の実施形態および実施例に関連して上述されているが、本発明は必ずしもそのように限定されず、多数の他の実施形態、実施例、使用、修正、および実施形態からの逸脱は本明細書に添付される特許請求の範囲によって包含されることが意図されることが、当業者によって理解されるのであろう。本明細書に引用される各特許および刊行物の全開示はそのような各特許または刊行物が参照により個々に本明細書に組み込まれるかのように、参照により本明細書に組み込まれる。本発明の様々な特徴および利点は、以下の特許請求の範囲に記載されている。
【産業上の利用可能性】
【0124】
本発明に対する数多くの変更は、前述の説明を考慮すれば当業者には明らかであろう。従って、本明細書は、例示的なものとしてのみ解釈されるべきであり、当業者が本発明を製造し使用することを可能にする目的で提示される。添付の特許請求の範囲に含まれるすべての変更に対する排他的権利は留保される。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図9A】
【図9B】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【手続補正書】
【提出日】2024-09-17
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0070】
したがって、様々な方向に配置された繊維アレイを有する複合層２４０の配置は、プレート２００がＱＩ特性、例えば、全ての方向においてほぼ等しい強度または抵抗特性を示すことを可能にする。例えば、プレート２００が履物１００のソール１０４に設けられている場合、Ｚ方向に加えられる荷重と、ユーザが踵を地面から離れるようにアーチをかけて前足から前方に推進する傾向とに起因して、屈曲が生じる。この力はプレート２００および繊維材料２４８が配置される面内方向、すなわちＸおよびＹ方向に概ね直交し、したがって、複合層２４０が最も強い方向に概ね直交する。しかしながら、このような曲げの間、プレート２００の上面２０４は圧縮状態にあり、底面２０８は、下向きの力、すなわち荷重がプレート２００および履物１００の変形を引き起こすため、張力状態にある。したがって、上面２０４付近に配置された複合層２４０は長手方向すなわちＹ方向の圧縮力を受け、プレート２００の底面２０８付近の複合層２４０は長手方向すなわちＹ方向の引張力を受ける。したがって、曲げ抵抗ＢＲを増大させるために、上面２０４付近の複合層２４０は繊維材料２４８が長手方向に、すなわち、圧縮力が加えられる方向と平行に延在するように配置することができ、底面２０８付近の複合層２４０は繊維材料２４８が長手方向に、すなわち、張力が加えられる方向と平行に延在するように配置することができる。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0111】
したがって、１つの例示的なＣＦＦ技術は繊維材料２４８の連続ストランドの多数の層の堆積を含み、連続複合層４０４内に積み重ねられ、または垂直に配置され、異なるアレイ４１２内に配置され、基準軸２２４に対して様々な角度４１６で配置される。さらに、各繊維アレイ４１２は、プレート４００の足指端１４０と踵端１４６との間で面内に連続的に延在する繊維材料２４８の連続ストランドを含む。すなわち、プレート４００を製造するために使用されるＣＦＦ技術は、繊維材料２４８が後部セグメント２１２、アーチセグメント２１６、および前部セグメント２２０全体にわたって均一かつ連続的である繊維アレイ４１２内に堆積されるいくつかの複合層４０４を含み、繊維アレイ４１２もまた、プレート４００の内側面１１８と外側面１１６との間で均一である。さらに、各繊維アレイ４１２は、隣接する複合層４０４の繊維アレイ４１２とは区別されかつ分離された繊維材料２４８の連続ストランドからなる。そのために、プリンタ３００のカッター（図示せず）を使用して、各繊維アレイ４１２の連続ストランドを定義する。
【手続補正3】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図7】
【国際調査報告】