JP3060033B2 - 理論的に理想的な安定平面を使用する靴底構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、概略的には靴の構造に関する。本発明は、
より詳細には、ランニングシューズの構造に関する。更
に詳細には、本発明は、基本的なコンセプトとして理論
的に理想的な安定平面を使用する靴の構造の変更に関す
るものである。

既存のランニングシューズには、無益な危険がある。
それらは、自然な人体の生体力学を大きくくずすもので
ある。足及び足首の不自然な運動の結果、異常に高レベ
ルのランニング傷害を引き起こす。

正常範囲の運動の限界においては、靴を履いていない
裸足の足は殆ど捻挫する可能性もないほど自然に安定し
ているのに対して、運動用その他のいかなる靴を履いて
いる足は人為的に不安定であって異常に足首の捻挫を起
こし易いという発見から、靴の不自然な作用は全く思い
がけなくも証明された。つまり、通常の足首の捻挫は、
かなり一般的なことであっても不自然な現象として大き
く把えられるべきである。裸足の足の安定性が靴を履い
た足の安定性と完全に異なっていることは、説得力のあ
る証拠によって立証される。

靴の普遍的な不安定性の根元的な要因は、危機的なも
のではあるが修正可能な設計欠陥である。既存の靴の設
計に深くしみ込んでいる隠蔽された欠陥は、これまでに
非常に根本的なものであるため、これまでに顧みられる
ことがなかった。当該欠陥は、その単純さの故に先例の
なかった新規な生体力学的試験によって明らかにされ
る。それは誰にでも繰り返せて、承認されるほど簡単で
ある。それは、僅か数分しかかからず、科学的な機器又
は専門技術を全く必要としない。この試験の簡潔は、そ
の驚くほど説得力のある結果と釣り合わない。それは、
裸足の足とランニングシューズの間の安定性の明白な違
いを示し、この明白な違いは明らかに主観的な試験を明
白に客観的なものにするほど、思いがけなく大きい。こ
の試験は、全ての既存の靴が危険なほどに不安定である
ことを疑いなく証明する。

この独特で明白な発見の広範な含意は、潜在的に更に
深くまで及ぶものである。この新しい試験によって紛れ
もなく暴露される既存の靴のこの根本的な欠陥は、他の
スポーツの傷害と同様にランニングにおいても非常に一
般的である慢性過労傷害の主要な原因でもあるものと思
われる。それは同様に慢性傷害を引き起こし、つまり足
及び足首の自然の生体力学を大きくくずすことによって
足首の捻挫を引き起こすのである。

本出願人は、当該技術に靴設計の構造的ベースとして
理論的に理想的な安定平面のコンセプトを導入した。普
段履きの靴及び運動靴のような靴に適用されたそのコン
セプトは、1989年７月14日出願のPCT出願PCT/US89/0307
6号と同様に、1988年７月15日出願の米国特許第07/219,
387号及び1988年９月２日出願の米国特許第07/239,667
号においても開示されている。本出願は、理論的に理想
的な安定平面のコンセプトを他の靴構造へ適用させると
共に、当該PCT出願において提示させた幾つかの構造的
な構想を開示するものである。

従って、本発明の全般的な目的は、理論的に理想的な
安定平面の原理を他の靴構造へ適用することを詳しく述
べることにある。

本発明のもう１つの全般的な目的は、荷重を受けかつ
側方に傾斜するとき、靴底の地面との接触を直立状態の
際と殆ど同量に維持しつつ、装着者の足裏と厳密に平行
となるようにして変形する靴底を提供することにある。

本発明の更にもう１つの目的は、上方部分又は側面を
幾分か内側に曲げておくことによって、履いたとき側面
が容易に外側に曲がり、あつらえたようにぴったりとす
る変形可能な靴底を提供することにある。

本発明の更にもう１つの目的は、その側部に沿って
は、人間の足の構造的要素およびそれら要素間の本来的
な関節に近似するように、足の下部の不連続な靴底構造
要素へと組み合わせかつ結合された基本的な構造安定及
び推進要素のみに省略された、自然に輪郭形成せしめた
底を有する靴を提供することにある。

本発明のこれらの目的及びその他の目的は、添付図面
を参照して以下の発明の詳細な説明によって明らかにな
るであろう。

発明の概要 本発明は、前述の目的を達成して従来の靴に関する問
題を克服するもので、本発明による靴は、少なくともそ
の一部が理論的に理想的な安定平面の外形を有する底を
含むと共に、更に、一定の靴底の厚さが維持される限界
点の次の点である底の仕上げ縁部が丸形に形成される縁
部を包含している。従って、底の上部表面は、不安定化
トルクを形成する支持されない部分を備えないし、底部
表面も不自然に回転する縁部を備えることはない。

別の観点からすると、当該靴は、同一の荷重を受けた
足の自然な変形にかなり近い自然な変形を呈する自然な
輪郭を形成された底構造を含む。好ましい実施例におい
て、自然に林間形成された底の側面部分は、荷重を担持
する足の下の輪郭まで延在する。別の実施例において、
当該底部分はその側部に沿っては、人間の足の主要な構
造要素およびそれら要素間の自然な関節に類似する足の
下部の不連続な靴底構造要素へと組み合わされ、かつ結
合された基本的な支持および推進要素に省略されてい
る。省略化された靴底の密度は、増大する圧力荷重を補
償するため、省略化されなかった靴底において使用され
た材料の密度よりも大きいことが可能である。本質的な
支持要素として、踵骨の基部及び側方の隆起と、中足骨
の頭部と、第５中足骨の基部とが包含される。

靴底は、足の形状に近似して自然に輪郭形成されて足
の自然な変形に近似することになり、荷重を受けて側方
に傾斜するとき、靴底の地面との接触で負荷を受けたそ
の直立状態の際と殆ど同量に維持しつつ、装着者の足裏
と厳密に近似するようにして変形する材料によって形成
される。本発明による変形可能な靴底は、側面を幾分か
内側に曲げることによって、履いたとき側面が注文仕立
てに近づくように容易に外側に曲がる。

本発明のこれらの特徴及びその他の特徴は、後述の発
明の詳細な説明によって明らかになるであろう。

図面の簡単な説明 図１は、静止状態での捻挫シミュレーション試験の使
用を説明する足の踵の背面図である。

図２は、靴底が外側に傾斜したとき、その底の縁部の
付近で不安定に回転する従来のランニングシューズの背
面図である。

図３の各図は、図２において示された形式の靴におい
て回転時に、足に掛る力の模式図である。

図４は、図３に類似した図面であるが、図２において
示された型の靴における足の更に継続する回転を示して
いる。

図５は、運動制御装置及びヒール・カウンタを有する
靴の、回転の間の力の模式図である。

図６は、一定の靴底の厚さを有するが、上部の靴底表
面の一部が回転の間において支持されないために不安定
化トルクを生ずる、靴の回転の間の力の模式図である。

図７は、直接的な構造的支持のみを備え、底の縁部と
その外表面及び内表面とも丸形にすることによって不安
定トルクを最小限にするアプローチを示している。

図8Aから図8Iの各図は，本発明の靴底に適用される自
然な変形の原理を機能的に示している。

図９は、自然に変形する底の能力を最大限にする靴の
間底を包含している靴底の相対的な密度の変化を示して
いる。

図10は、自然に輪郭形成された側面を標準寸法から幾
分か内側に曲げることによって、履いたとき、靴が注文
仕立てに近くなっていることを示している。

図11の各図は、完全に輪郭形成された設計を有する側
部については足に似せて、足の下部の不連続構造要素へ
と組み合わされ、かつ結合された本質的な構造的安定お
よび推進要素のみに省略された側面を有する靴底を示し
ている。

図12は、靴底の厚さを測定するための正しいアプロー
チに関して拡大される議論のベースとしての模式図であ
る。

好ましい実施例の詳細な説明 図１は、足首の捻挫が裸足の足については実際不自然
なものであるという発見の根拠となる、新生体力学的試
験におかれた足27を例証として示している。この試験
は、側方への足首の捻挫をシュミレートするもので、そ
こでは足27は地面43上に通常の運動範囲の限界まで外側
に回転もしくは傾斜されるが、その角度は図１の裸足の
（右の）踵29の背面図に示されるように通常約20度であ
る。側方（反転）捻挫は、全体の約４分の３に達する最
も一般的な足首の捻挫である。

この試験のアプローチの特に新規な特徴は、静止して
立ったままで足首の捻挫のシミュレーションを行うこと
である。前方方向への運動がないことが試験の劇的な成
功の鍵であり、そうでなければ、通常のランニング速度
又はゆっくりしたジョギング或いはウォーキングの際
に、側方への足首の捻挫の間に生じる実際の足及び足首
の運動を試験の目的のために再現し、同時にそれを制御
された様式で行うことは不可能である。前方方向への運
動をゼロにまで少なくすることによって成される臨界的
な制御がなければ、どの試験も、足首の捻挫をもって終
了するであろう。

それは、現実の実際のランニングが動態的であって、
一歩毎に最大で全体重の３倍という繰り返し力を包含
し、急停止、踏み誤り及び方向転換によって足首を捻挫
する場合、大体５倍又は６倍にまで達する突発的なピー
クがあるからである。これに対して、静止シミュレーシ
ョン試験においては、力は、しっかりと制御される穏や
かなものであり、全くのゼロから最大限でもゆったりし
た程度のものである。

この静止捻挫シミュレーション試験（SSST）は、一方
の裸足の足と、何らかの靴を履いたもう一方の足とで静
止して立っているという単純な構成である。各々の足
は、交互に運動範囲の限界に達するまで外側へ慎重に傾
けられ、側方への足首の捻挫をシミュレートする。

この静止捻挫シミュレーション試験は、既存の靴設計
の根本的な欠陥を明白に確認する。それは、自然の生体
力学的システム、即ち裸足の足が安定性において人間の
人工的な靴設計よりもはるかに優れていることを決定的
に証明する。残念ながら、それは、靴の過酷な不安定性
が人間の足の自然の安定性を圧倒して、人為的に不安定
である連結式の生体力学システムを総合的に形成してし
まうことも証明する。靴は、不十分な連動装置なのであ
る。

この試験は、図１において示されたように、裸足の踵
29が足関節に提供する広い安定した土台の故に、裸足の
足が通常の関節範囲のほぼ20度の限界において本来は安
定していることを示している。実際において、裸足の踵
29の地面43との物理的な接触の面積は、20度にまで傾け
られるとき、０度で直立しているときよりはるかに少な
いわけではない。

新静止捻挫シミュレーション試験は、これまで全く見
落とされていた自然な判断基準を提供して、所定の靴の
中の足が自然に機能することを所定の靴が許容するかど
うかを判定する。靴がこの単純なリトマス試験をパスで
きなければ、それは特定の靴が自然な足及び足首の生体
力学を妨げているという肯定的な証拠である。唯一の問
題は、新しい試験によって証明されたものを越える妨害
の正確な度合である。

逆に言えば、本出願人の設計は、新静止捻挫シミュレ
ーション試験において裸足の足のように自然に安定した
性能を提供する緩衝作用（底が薄くて踵のないモカシン
は試験をパスするが、緩衝作用は供給せず、ただ穏やか
な保護を供給している）を供給するに足る厚さの靴底を
備えた唯一の設計なのである。

図２は、完全を対比として、地面の上に完全に平坦に
位置している初めの間は非常に安定しているが、靴底22
が外側へ傾けられると直ぐに不安定になってしまう上部
21を有している参照番号20で概略的に示された従来方の
ランニングシューズを履いた足を示している。その傾斜
運動は、底部外側コーナーの人工的な鋭角縁部を除いた
靴底22の全体を地面との接触から持ち上げる。靴底の不
安定性は、足が側方へ回転することを更に増大させる。
ついには、靴自体によって引き起こされる不安定性が、
制御されないならば、全体重の通常の荷重を担持する圧
力が足首の捻挫を積極的に強いるほど大きくなる。靴の
異常な傾斜運動は、図２の靴の踵の45度の傾斜から理解
されるように、裸足の20度という限界で停止することは
ない。

20度を越えても継続する靴の外方回転は、足を靴の中
で摺動させて、靴の中の位置を外側縁部へ移動させ、靴
の構造的な不安定性を更に増大させる。靴の中の足の摺
動は、傾斜した靴底の典型的に平坦な表面を滑り落ちる
という足の自然な傾向によって生じる。つまり傾斜が大
きくなればなるほど、その傾向も強くなる。足首の捻挫
時に破断される足首の靱帯への直接的な物理的結合に起
因する捻挫における基本的な重要性のために、更に、体
重を担持する際の足の踵の有効な役割のために、踵が図
２において示されている。

自然な裸足の足の物理的形状が人工的な靴底の形状に
比べて全く異なっていることが、２つの図面において容
易に理解される。明白に同じ生体力学的な機能を有する
２つの物体が完全に異なった物理的形状を有するという
ことは、著しく奇妙なことである。更に、靴底は、本来
その異なった形状の結果として、明らかに人間の足の裏
と同じようには変形しない。

図3Aは、既存の靴設計に関する根元的な問題が、靴底
の物理的構造に作用している主要な力を綿密に観察する
ことによって、かなり容易に理解されることを示してい
る。靴が外側に傾けられると、靴の上部21にかかってい
る体の重さは、自動的に靴底22の外側縁部へ移動する。
しかし、まさにその不自然な形状の故に、傾斜した靴底
22は、重さを支持することが決定的に必要とされている
移動した体重の真下のための物理的な支持構造を全く備
えていない。支持する土台としての本質的な部分は、あ
るべきところにはない。唯一の実際の構造的な支持は、
残念ながら靴が傾斜した後の体重による力の真下にはな
い靴底22の鋭角コーナー縁部23から生じる。コーナー縁
部23は、それどころか、内側へじゅうぶんオフセットし
ている。

このような不自然な不良位置合わせの結果として、二
つの作用力、即ち、上方部21のポイント24に作用する体
に掛かる重力（通常体重133と呼ばれる）と、靴が直立
の際には体重に等しくかつ反対方向であるところの地面
の反力134、との間に靴底22を通ってレバーアーム23a
（通常偶力と呼ばれる）が確立される。この偶力は、静
止的な旋回点23または回転の中心として機能する底部22
の鋭角コーナー縁部23の周りにおいて、外側へ回転する
ように靴20を付勢することになる、一般にトルクと呼ば
れる力のモーメントを形成する。

傾斜したとき、靴底の不自然な幾何学的形状によって
不均衡にされることにより、対向する２つの力は、トル
クを生じ、靴20をより一層傾斜させることになる。靴20
が更に傾斜すると、回転を強いるトルクは、より一層強
力になるので、傾斜の過程は自己強化的なサイクルとな
る。靴が傾斜すればするほど、傾斜を更に増大させる、
より大きな不安定化トルクが発生するのである。

この問題は、図3Aにおいて示される体重の分力の模式
図を見ることによって一層容易に理解されるであろう。

図示されているように靴底22が45度まで傾けられると
き、体重133の下向きの力の半分のみが靴底22によって
物理的に支持され、支持される分力135は全体重133の71
％である。45度の傾斜の体重の他の半分は、いかなる靴
底構造によっても物理的に支持されることがなく、この
支持されない成分もまた全体重133の71％である。従っ
て、それは、足首の側方靱帯のみが抵抗する、強力な不
安定化外方傾斜回転を産み出す。

図3Bは、体重133の力の全体が、45度の傾斜におい
て、各々が全体重133の70.7％に等しい支持部135及び非
支持部136という２つの等しい成分に分割されることを
示している。体重133の２つの垂直成分137及び138は、
両者とも全体重の50％に等しい。地面の反力134は、支
持された成分135の垂直成分137に等しい。

図４は、45度及び90度の靴底の傾斜の分力の概要を示
している。図３と同じ参照番号を使用している図４は、
外方回転が90度まで継続し、かつ靱帯が伸びたり破断し
たりしながら足が靴の中で摺動すると、不安定化する支
持されない分力136が増大し続けることを示している。
靴底が完全に90度まで傾斜してしまった（残念ながら実
社会では発生する）とき、底22が構造的な支持を全く提
供しないので、全体重133の支持される分力135は全く存
在しない。旋回点23の地面の反力は、それが靴底の上方
縁部24まで移動することになるのでゼロである。

90度の傾斜の時点において、全体重133の全ては、靴
底を非常に強力に不安定化させる、抵抗されず支持され
ることもない分力136へと導かれる。言い換えると、体
の全重量が物理的に支持されていないので、足首の捻挫
を産み出す靴底の外方回転に力を与えてしまうことにな
る。知らぬ間に、足首の靱帯が更に伸ばされ、そこに掛
る力も一層大きくなるのである。

純然たる対比として、０度で傾けられていないとき、
即ち靴底が直立して地面に平坦に位置しているとき、体
重133の力の全ては、靴底によって直接に物理的に支持
され、そしてそれは図４にも示すように、支持された分
力135と全く等しい。傾いていない位置において、不安
定化させる支持されない分力136はない。

図５は、既存の運動靴に典型的なものである非常に堅
いヒール・カウンタ141を、それらのヒール・カウンタ
を強力に補強（足の中央及び前部の側面を補強すること
もある）するためにしばしば使用されるものの、皮肉に
も逆効果である運動制御装置142と共に示している。そ
れらは安定性を増大させるように意図されているが、実
際にはそれを減少させる。図５は、靴20が傾けられたと
き、足が靴底22自体の外側縁部だけの代わりに、典型的
な運動制御装置142の堅い構造に自然に対抗して、上部2
1の中で移動することを示している。運動制御装置142
は、旋回点23における体重と地面の反力との偶力の間の
実効的な偶力軸132を（23aに比較して）ほぼ２倍に増大
させる。それは、不安定化トルクを倍にして傾斜の有効
角度をも増大させるので、不安定化させる分力136が支
持される成分135に比べて大きくなり、これもまた不安
定化トルクを増大させることになる。足が更に外側へ移
動する程に、問題は悪化する。ヒール・カウンタ141及
び運動制御装置142を取り去るだけで、不安定化させる
偶力軸の拡張は回避できる。このようなアプローチは、
第一には、足（特に踵）を「包み込む（cup）」という
本出願人の輪郭形成された靴底に拠るものであり、より
少ない度合としては、靴において踵を包含する足を位置
決めすることになる上部21の柔軟な織物、その他の可撓
性材料に拠るものである。本質的には、本出願人の靴底
の自然に輪郭形成される側面は、足の全ての縁部の周り
において実質的に延在するものを含めて、逆効果である
既存のヒール・カウンタ及び運動制御装置にとって代わ
るものである。

図６は、はるかに緩やかな程度ではあるが、本出願人
が先に出願した本出願人の自然に輪郭形成される設計に
おいても生ずる可能性がある同種の捩じれの問題を示し
ている。そこでは、理論的に理想的な安定平面のコンセ
プトは、前部平面全体が一定のまま、所定の間隔を置い
て離間配置されている下部表面31及び上部表面30を有す
る底28によって展開されている。足の外側表面27は、底
28の上部表面30に接触している。靴底28の内側表面30を
足27の側面の周りにまで延在させて、それを更に支持す
ることが望ましいように思われるかも知れないが（特に
擬人的な設計という意味で）、図６は、靴底の残りによ
って直接に支持される構造的な下面である内側の靴底28
のその部分のみが自然な支持と安定性を有効に供給して
いることを示している。一定の靴底の厚さによって、直
接に支持されない靴底28の上部表面30上のいかなる箇所
（その箇所の法線によって測定され、影を付けた部分14
3で示される）も、穏やかな不安定化トルクを産み出す
という傾向を有する。不安定な偶力軸132の形成を回避
するためには、支持される輪郭側面及び柔軟な織物のそ
の他の材料のみが足を靴底28上において位置決めするた
めに使用され得る。

図７は、不安定化させる偶力軸132を構造的に最小限
にすることによって、潜在的なトルクの問題をも最小限
にするアプローチを示している。一定の靴底の厚さ
（ｓ）が維持される最後の箇所の後で、靴底28の仕上げ
縁部は、頂部表面30及び底部表面31の両方から内側へ徐
々に先細に形成されて、整合して丸形又は半丸形に形成
される縁部を提供すべきである。そのようにすれば、上
部表面30は、不安定化トルクを形成する支持されない部
分を提供せず、底部表面31も不自然に旋回する縁部を提
供することはなくなる。靴底の縁部の靴底28と足の裏29
の間の間隙144は、全体（即ち靴底の縁部の周り全体）
として足を靴底の中に位置決めを助けることになる図７
において示されるように、非常に柔軟な底材料によって
「コーキング」されることが可能である。しかしながら
それは、靴か傾くとき、圧力のいかなる箇所において
も、容易に変形して不安定化トルクを生じさせる不自然
なレバーを形成しないようにする。

図8Aから図8Cの各図は、出願人の設計に適用された時
の自然な変形の原理を示しているが、それら先行例（既
に示した先行する出願）のように設計の模式図は、それ
らの正確な形状を明白に示すために、機能的な変形のな
い理想的な状態で示されている。足に平行する輪郭を備
えたその自然な構造的形状は、靴底が足のように自然に
変形することを可能にする。

本出願人の発明においては、自然な変形の特徴は、以
下に十分に議論され図示される重要な機能的利点を形成
する。図面では、例え靴底の形状が変形している場合で
あっても、前部平面機構において一定の靴底の厚さであ
るという本発明の特徴が維持されていることに注目され
る。

図8Aは、直立状態で負荷を受けず従って変形していな
い、米国特許出願第07/239,667号（1988年９月２日出
願）の図15において示された完全に輪郭形成された靴底
設計を示している。図8Aは、底部のみならず側部も含む
靴底の全てが自然な輪郭に追随する完全に輪郭形成され
た靴底設計を示している。負荷を受けていないときに
は、結果として僅かに丸くなった底部の形態を採る完全
に輪郭形成された靴底は、負荷を受けると図8Bにおいて
示されたように変形し、丁度人間の足の底部が負荷を受
けないと僅かに丸くなっているが負荷を受けると平坦に
なるようにして平坦になる。従って、靴底材料は、足の
変形に追随する自然な変形を許容するような組成のもの
でなければならない。その設計は、特に踵に適用される
が、同様に靴底の残りに対しても適用される。足の自然
な形状にかなり適合させることにより、完全に輪郭形成
された設計は、足が可能な限り自然に機能することを許
容する。負荷を受けると、図8Aは、平坦化によって、本
質的に図8Bのように見えるようにして変形する。

図8A及び図8Bは、本発明の基本的なコンセプト、即ち
ランニング、ジョキング又はウォーキングを包含する全
ての種類の効果的な自然の運動のための理論的に理想的
である安定平面を前部平面断面において示している。ど
のような人に対しても、理論的に理想的な安定平面51
は、第１に前部平面断面における所望の靴底の厚さ
（ｓ）によって、更に第２に各個人の足表面29の自然な
形状によって決定される。

図8Bにおいて示された場合に関しては、特定の個人
（又は各個人の平均サイズ）のための理論的に理想的な
安定平面は、第１に所定の前部平面断面の靴底の厚さ
（ｓ）によって、第２に個人の足の自然な形状によっ
て、更に第３に人間の足の裏と物理的に接触して支持す
る靴底の上部表面として画成される個人の負荷を担持す
る足形の前部平面断面の幅によって決定されている。

図8Bは、直立状態で通常の負荷（体重）を受け、従っ
て同じ負荷を受けた足の自然な変形に非常に厳密に近似
するようにして自然に変形される場合における、完全に
輪郭形成された同じ設計を示している。変形によって平
坦化された足裏とほぼ同一の部分において、靴底におけ
る変形においても平坦化されている。図8Cは、通常の裸
足の足の限界である20度側方へ外側に傾けられている同
じ設計を示しているものであり、それは、実質的に等し
い精度をもって、この相当に厳しい回内において、20度
内側へ傾けられる足の反対側を示している。示されたよ
うに、靴底28の変形は、例えそれが傾いたときでさえ
も、足の変形に再び非常に厳密に平行している。丁度足
の接触面積が20度傾けられたときと、直立時と殆ど同じ
大きさであるように、変形した靴底の平坦化した面積も
また直立時とほぼ同じである。

従って、完全に構造的に支持される裸足の足とその自
然な安定性は、靴の傾斜にも関わらず、変わることなく
維持される。明確な対比として、図２において示された
従来型の靴は、傾けられるときその比較的鋭角な縁部に
よってのみ地面と接触するものであり、従って本質的に
不安定なのである。

引用された1988年９月２日の出願において示されたよ
うに、自然な変形を許容するような靴底材料を採用し
て、完全に輪郭形成される設計が最も最適であって最も
自然であるが、完全に輪郭形成されるか、或いは側面に
おいてのみ輪郭形成されるかに関わらず、自然に変形す
る能力が本出願人の自然に輪郭形成される靴底設計に関
する設計の特徴なのである。人間の足の自然な変形に追
随することによって、自然に変形する靴底が足及び足首
の自然な生体力学を妨害することを回避し得るから、そ
れは、重要な特徴である。

図8Cは、当該設計が145の箇所において僅かなカール
を有することを除いて、上に引用した1988年９月２日の
出願の図14において示されたものと同様に、従来的に組
み込まれた平坦化する変形態を備えさせた自然に輪郭形
成された靴底である図8Bに対応する靴底設計を妥当な精
度で示している。これから理解されるように、図8Bにお
ける自然に輪郭形成された側面設計は、足の自然な形態
に最も近いが、一番従来通りではない全般に完全に輪郭
形成された設計の、特殊な場合であって、図8Aの場合よ
り従来型で保守的な設計といえる。

図8Dから図8Fの各図は、自然な変形特性の正常な機能
を示すために、ランニングの着地及び支持の段階におけ
る本出願人の完全に輪郭形成された靴底の停止動作順序
を示している。

図8Dは、正常な10度の内反位置において着地している
足及び靴を示し、図8Eは、直立位置にまで回転した後に
おける足及び靴を示し、図8Fは、正常な回内の最大値で
ある、回外における内側10度に回転した後の足及び靴を
示している。この順序は、足の変形に非常に厳密に追従
することによって、足を安定させるために、ほぼ等しく
平坦化された底面を提供する、本出願人の靴底設計の自
然な変形を明瞭に示している。これらの図面を従来型の
靴に関する図8Gから図8Iの各図の同じ動作順序に比較す
ると、平坦で、輪郭形成されず、そして靴の中での足の
回転がヒール・カウンタによって抵抗を受けるので、滑
らかな回内運動が不可能であって、既存の靴の基本的な
設計が如何に不自然であるかということが明瞭に示され
ている。簡単に言えば、従来型の靴は、ランニングの限
界的な着地及び支持の段階時の足の自然な内側への運動
を妨げている。

図９は、足の裏の自然な変形に自然に追従して変形す
る靴底の能力を最大限にするために、中底を一部として
包含している、靴底の好適な相対的密度を示している。
材料の密度及び可撓性が異なっている靴底層（中底を包
含する）、即ち積層が全体として幾つ使用されているか
に関わりなく、最も柔軟で最も可撓性のある材料147が
足裏に最も近く、それより柔軟性の少ない148を会し
て、最も外側の靴底層、即ち底の底部、における最も堅
固で可撓性が最小の149へと変化する。この構成は、先
行する幾つかの図面において述べられた不自然な側方偶
力軸／トルクの問題を回避させる。その問題は、硬質材
料が剛直な偶力軸を提供することによって不安定化トル
クを最も効果的に伝えてしまうので、大抵の従来型の普
段用の靴のように、靴底が比較的硬質であって靴底の全
体を通じて均一に変形しないときに、最も厳しいことに
なる。

足に最も近く、従って最も厳しい輪郭を備えている靴
底層は、裸足の足のように平坦になるために最も変形し
なければならず、従って容易に変形するために柔軟なも
のである必要があるので、図９において示された相対的
な密度は、図１において示された裸足の足の裏によって
呈されるものと同種の自然な変形を靴底が再現すること
を許容させる。更に、この靴底の構成は、未開の裸足の
住民が持つ、非常に丈夫な「角質ブーツ（seri boo
t）」の外表面（脂肪パッド内部の柔軟な緩衝材を保護
している）によって覆われている、自然な裸足の足を大
雑把に再現するものでもある。

最後に、この図面において示す自然な相対的密度の使
用は、側面を足の側面輪郭の周りにおいて更に高くする
ことによって足の側面と更に自然に融合させ、本出願人
の設計の更に擬人的な実施例（図９の左右の側面は程度
の異なったバリエーションを示している）を許容する。

というのは、これらの整合的な側面は、靴底材料が柔
軟となってトルクの伝達における感受性が鈍くなり偶力
軸が曲がってしまうため、不安定化させる偶力軸として
は効果的でなくなるからである。例えば、図６における
影の付いた縁部分143の足に近い部分は、不安定化させ
る偶力軸を形成しないように、比較的柔軟でなければな
らない。

説明のポイントとして、好適な相対的密度という上述
の原理は、足に似ていることに関するものであり、1988
年７月15日出願の米国特許願第07/219,387号及び1988年
９月２日出願の米国特許出願第07/239,667号において使
用された均一密度という用語と矛盾するものではない。
均一な靴底密度は、地面が提供するような足への一様で
自然な支持を用意し、それによって、いわゆる改良が判
断されるような中立の始点が確立されるという意味にお
いて、好ましい。好適な均一密度は、今日の運動靴にお
ける一般的な慣行、とりわけ、足の下における特に中央
底のような様々な部分において靴底の密度を増減させ
て、必要と思われる箇所に特別な支持又は特殊な柔軟性
をもたせるという高価なもの又は「ベア・ボーン（bare
bones）」モデルのものと著しく違いがある。同じ作用
は、底の底部の接地パターンによって支持される部分又
は支持されない部分によっても形成される。この慣行の
最も一般的な具体例は、踵の内側部分の下において密度
が高い中央底材料を使用して、過度の回内に対抗するこ
とである。

図10は、本出願人の自然に輪郭形成される靴底側面が
注文仕上げに近いほどの適合性を提供するように製作さ
れ得ることを示している。側面が位置29から幾分か内側
に曲げられた大量生産の靴サイズを成形することによっ
て、このように製造された靴は、各個人の足の側面を非
常に優しく正確に保持する。靴底が、図９に関連して説
明されたように、裸足の足と同様に容易に自然に変形す
るようにして設計されるので、それは、この考慮設計さ
れた注文仕上げを提供するように容易に変形する。靴底
側面の可撓性が大きくなればなるほど、標準サイズによ
る注文仕上げでありうる個々の足の寸法のバリエーショ
ンの巾は大きくなる。このアプローチは、図8Aにおいて
本文で説明された完全に輪郭形成された設計及び、米国
特許出願第07/239,667号（1988年９月２日出願）の図15
において示された設計にも同様に適用され、図10におい
て示された自然に輪郭形成された側面設計より更になお
効果的なものにもなり得る。

良好な適合性を提供する以外に、可撓的な靴底側面の
意図的な小振りの寸法形成は、米国特許出願第07/239,6
67号（1988年９月２日出願）の図27において説明された
単純な幾何学的方法に従って設計され得るので、靴底型
の単純化された設計を許容する。人間の真に実際的な輪
郭の幾何学的な近似は、上述したように標準的な靴型か
ら可撓的な小振りの寸法形成によって補正されるとき、
実質的な注文仕上げを提供するに足るほど十分に近いも
のである。

図11の各図は，完全に輪郭化された設計ではあるもの
の、米国特許出願第07/239,667号（1988年９月２日出
願）の図21において示されたように、本質的な構造的安
定性の靴底要素及び推進の靴底要素のみとなるように側
面に沿って簡略化されており、同特許出願の図28におい
て示されたように、足の下面における自由に可動結合す
る構造的要素と連結されるようにして示している。その
結合的コンセプトは、もし足の自然な可撓性が靴底の可
撓性において正しく並行的なものとされるならば、この
靴底は足の自然な運動を妨害しないはずなので、この靴
底の主な負荷支持部である側部および下部において、足
の重要な構造（つまり骨部）要素のみが靴底によって支
持されるべきというものである。或る意味では、靴底は
足と同じく主要な構造的要素によって構成されるべきで
あり、そしてそれらは足の主要な関節と全く同じように
して互いに可動結合すべきなのである。

図11Eは、前述したように完全に輪郭形成される設計
に対応する右足の水平平面の底面図を示しているが、本
質的な構造的支持要素及び推進要素のみとなるように側
部に沿って簡略化されている。靴底材料の密度は、簡略
化されない本質的要素において、そこでの大きな圧力負
荷を補正するために増大されることも可能である。本質
的な構造的支持要素は、踵骨95の基部及び側方の隆起
と、中足骨96の頭部と、第５中足骨97の基部（更にある
人の場合は隣接する立方骨）である。それらは安定性の
ために、足の下と外側縁部の両者に関して支持されなけ
ればならない。本質的な推進要素は、第１末端指趾骨98
の頭部である。

図11は、確認された本質的な部分を除いて、自然に輪
郭形成された安定性側面が使用される必要がないことを
示している。この非本質的な安定側部を省くことによ
り、重量の節約及び可撓性の改善が為される。

図11において示された、足の真下における靴底の部分
の設計は、最大の靴底の可撓性、特に踵骨125（踵）の
基部と中足骨頭部126（足前部）の間において軸120に沿
って準備することにより、踵骨の自由な自然な回内／回
外運動を許容する。可撓性が不十分である場合には、不
自然な捩じれがその軸の周りにおいて発生するが、従来
型の靴底ではそれを制限することによって回内／回外運
動を妨害している。この設計の目的は、従来型の二つの
設計である、踵骨と足前部の間における固定されたか又
は融合された構造、又は安定構造、の欠除に代えて、比
較的に大きな可動性（回内及び回外における）を有する
踵骨が、比較的に厳しく固定された足前部から独立して
自由に関節動することを許容することにある。或る意味
で、自由に可動結合する関節が、足に近似する靴底の中
において形成されるのである。この設計は、前述の本質
的な構造的支持要素の１つである第５中足骨97の基部の
下を除いて、踵と足前部の間における靴底材料の殆ど全
てを取り除くものである。主要な長手方向アーチ121の
ための任意の支持は、多くのランナーには必要ではない
であろうが、実質的な足の回内を有するランナーのため
に保持されることも可能である。

足前部は、その構成要素である本質的な構造的支持要
素及び推進要素、即ち中足骨の個々の頭部と末端指趾骨
の頭部とに細分割される（示されていない）ことが可能
であり、それによって可動結合する足の各々の重要な関
節全体は、自由に関節動する靴底支持推進要素によって
平行されることになる。擬人的な設計では細部の様々な
集合もまた実現可能である。

図11における設計は、ある人においては足弓加圧にお
いて地面に接触することもできる立方骨を包含するた
め、第５中足骨の基部における拡大された構造的な支持
を特徴としている。

更に、この設計は、図11Eのように踵部分における全
般的な側面支持を提供することが可能であり、或いは代
替的に、踵部分における安定性側面を図11E′（右足の
踵部分のみを示している）のように側方踵骨隆起108及
び踵骨109の主要基部の正確な位置へ慎重に位置決めす
ることも可能である。図11Aから図11Dの各図は、左側の
靴の前部平面の断面図を示し、図11Eは、120、122、11
1、112及び113で示されている可撓性の軸を備えた右足
の底面図を示している。図11Fは、非常に薄くて比較的
柔軟な上部中央底層によって結合された構造的要素を示
す、前後方向を向いた直立平面による断面図を示してい
る。図11G及び図11Hは、耐久性のある織物のみからなる
こと（スリッパ型に形成される靴）を特徴としている僅
かに異なった設計、又は構造的に頑丈なアーチ設計を備
えた類似の断面図を示している。図11Iは、靴底の側面
内側を示している。

図11Jは、踵（右足の踵部分のみを示している）の可
動連結の靴底支持要素95のための簡単な暫定的構成又は
低コスト構造を示すものであり、踵支持要素95に関して
最も限界的で効果的であるが、第５中足骨97の基部及び
長いアーチ121のような他の要素について使用されるこ
とも可能である。示されている踵底要素95は、単独の可
撓的な層であるか或いは積層構造であることも可能であ
る。平坦シートから切断されるか又は示されたような一
般的なパターンに成形されると、外側縁部は、足の輪郭
とりわけ側面に追随するようにして、容易に曲げること
が可能である。示された形状は、平坦か又はわずかに輪
郭形成された踵要素95が、高度に輪郭形成される靴上
部、或いは図11Fにおいて示されたもののように非常に
薄い上部底層に対して取付けられることを許容する。従
って、非常に簡単な製造技術が、高度に洗練された靴底
設計を産み出す。中央部分119のサイズは、完全か又は
ほぼ完全に輪郭形成される設計に適合するために小さい
ものであっても良いし、或いは踵の下に平坦になった広
い底面積が存在する場合に輪郭形成された側部設計に適
合するために、より大きなものであることも可能であ
る。可撓性は取り除かれた対角線部分によって提供さ
れ、寸法及び形状の正確な割合は変化することができ
る。

図12は、米国特許出願第07/239,667号（1988年９月２
日出願）の図23及び図24において以前に説明したよう
に、自然に輪郭形成された設計に従って、靴底の厚さを
測定するための適当なアプローチに関して展開された説
明を示している。それらの図で説明された接線は、靴底
が外側側方に傾けられたときに地面と平行になるので、
垂直線に沿って靴底の厚みを測定することは、地面に一
番近い上部靴底面箇所とそれに一番近い低部靴底面箇所
との間に最小の間隔を（負荷変形がないと想定し）提供
する。

従って、当該分野の熟練者によれば、上述の説明が好
ましい実施例に関して為されたものであり、添付される
請求項によって規定されるべきである本発明の範囲から
逸脱することなく様々な変更及び修正が為され得るもの
であることが明白に理解されるであろう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A43B 13/14

Claims (16)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】次のことを含む、歩行靴又は運動靴のよう
   な靴（20）用又は他の履き物用の靴底（28）： 変形可能で凹状に丸くなった外面（31）を含む靴底（2
   8）の前面平面内にある、少なくとも一つの輪郭側部、
   前記凹状は、靴底（28）が直立で無負荷の状態の時、前
   面平面内に見て、靴（20）の内側の着用者の足位置に比
   例して決定されるものであり、又、一つ以上の輪郭側部
   が形成されており、前記少なくとも一つの輪郭側部は、
   前面平面内に見て、着用者の足（27）の底（29）の輪郭
   形状に一致するため靴底（28）の一つ以上の輪郭側部が
   あるべきである位置から内側に曲がっている位置に形成
   されており、これによって非常に密接なフィットを提供
   すると同時に靴底（28）を着用者の足に比例した位置に
   保持すること。
2. 【請求項２】次のことを含む靴（20）用の底（28）： 柔軟で、内面（30）と外面（31）を有し、これら各面の
   一部は、靴底（28）が直立で無負荷の状態の時、前面平
   面内に見て靴（20）の内側の着用者の足に比例して凹状
   に丸くなっている、少なくとも一つの靴底側部部分、 前記少なくとも一つの側部部分の内面（30）の凹状に丸
   くなった部分は、靴（20）が着用者の足（27）に履かれ
   ていない時、第１の位置へと内側に曲がった位置にあ
   り、 前記第１の位置は、靴（20）の内側にある正しい寸法の
   着用者の足（27）の外面と一致する内面の部分の位置に
   相当する第２の位置に対して内側にあり、 靴底（28）は、靴（20）が履かれた時、正しい寸法の着
   用者の足（27）の側部を優しく保持し、それによって、
   靴底（28）の少なくとも一つの側部の内面（30）の凹状
   に丸くなった部分と、着用者の足（27）との間の実質的
   に正確なフィットを提供することの困難性を克服するこ
   と。
3. 【請求項３】次のことを含むスニーカ用靴底（28）： スニーカ内の着用者の足に隣接する靴底内面（30）、こ
   の内面（30）は、スニーカが直立で無負荷状態の間に前
   面平面内に見て、凹状に丸くなった部分と、靴底底内面
   （30）の最側部に位置した側方外延とを有しており、前
   記凹状は、スニーカ内の着用者の足位置に比例して存在
   しており、 スニーカが直立で無負荷状態の間に前面平面内に見て、
   靴底内面（30）の両側方外延間の下部の靴底（28）によ
   って画定される靴底の下方多層部、 スニーカが履かれた時、着用者の足（27）の側部に対し
   て靴底（28）をもたれさせる靴底の二つの側部手段、こ
   のもたれさせは、正しい寸法の着用者の足（27）がスニ
   ーカ内に位置した時に、内面の側方外延間の絶対的な間
   隔を増加させるものであり、前記靴底側部手段は靴底
   （28）が直立で無負荷状態の時、前面平面内に見て、靴
   底下方部の両側に位置しており、そして、 前記側部手段及び靴底下部は、組み合って靴底（28）が
   直立の時、前面平面内に外面（31）の凹状に丸くなった
   部分を形成していること。
4. 【請求項４】靴底（28）は、靴（20）が回内運動及び回
   外運動のような自然な足の運動によって傾いた時でも、
   靴（20）の着用者の足（27）を地面（43）から一定間
   隔、この一定間隔とは、靴底（28）の厚さである、に維
   持する請求項１−３のいずれか一つに記載の靴底（2
   8）。
5. 【請求項５】少なくとも二つの層（147、148、149）を
   含み、第１番目の層（147）は靴（20）の内側の着用者
   の足の底部位置に最も近いもので、少なくとも二つの層
   （147、148、149）の内、最小密度を有しており、第２
   番目の層（148）は、第１番目の層（147）より靴（20）
   の内側の着用者の足の底部位置からより遠い方であっ
   て、第１番目の層（147）より大きな密度を有している
   請求項１−４のいずれか一つに記載の靴底（28）。
6. 【請求項６】少なくとも二つの層（147、148、149）を
   含み、第１番目の層（147）は靴（20）の内側の着用者
   の足の底部位置に最も近いもので、少なくとも二つの層
   （147、148、149）の内、最大の柔軟性を有しており、
   第２番目の層（149）は第１番目の層（147）より靴（2
   0）の内側の着用者の足の底部位置からより遠い方であ
   って、少なくとも二つの層（147、148、149）で最小の
   柔軟性を有している請求項１−４のいずれか一つに記載
   に靴底（28）。
7. 【請求項７】靴（20）は大量生産の靴である、請求項１
   −６のいずれか一つに記載の靴底（28）。
8. 【請求項８】靴（20）はオーダーメードの靴である、請
   求項１−６のいずれか一つに記載の靴底（28）。
9. 【請求項９】凹状に丸くなった外面を有している側部に
   実質的に隣接して位置した凹状に丸くなった靴の下部、 この下部は、靴（20）が着用者の足に履かれない時、第
   １の位置へと内側に曲げられている位置内に形成されて
   おり、 前記第１の位置は、靴（20）の内側の正しい寸法の着用
   者の足（27）の外面と一致する下部の位置に相当する第
   ２の位置より内側であって、 これによって、靴底（28）は、靴（20）が着用者の足に
   履かれた時、第１の位置から第２の位置へと可撓的に曲
   がりながら着用者の足（27）の側部を優しく保持し、そ
   れによって、靴底（28）の下部の凹状に丸くなった内面
   部と靴（20）の内側の着用者の足（27）との間に実質的
   に正確なフィットを提供すること、 を含む請求項１−８のいずれか一つに記載の靴底（2
   8）。
10. 【請求項１０】第２の位置は、着用者の足（27）の外面
    の丸くなった形状に近似する標準寸法靴型に相当する請
    求項１−９のいずれか一つに記載の靴底（28）。
11. 【請求項１１】１個以上の凹状に丸くなった外面部は、
    靴（20）の内側の着用者の足（27）の、踵骨の基部（10
    9）及び踵骨の側方粗面の両方に実質的に相当する靴底
    （28）上の位置に位置する請求項１−10のいずれか一つ
    に記載の靴底（28）。
12. 【請求項１２】１個以上の凹状に丸くなった外面部は、
    靴（20）の内側の着用者の足（27）の、第５中足骨の基
    部（97）、踵骨の基部（109）、踵骨の側方粗面（10
    8）、第１中足骨の頭部（96）、第５中足骨（96）の頭
    部、第１遠位指趾骨（98）及び長手方向主足弓（121）
    の内の一つの位置に実質的に相当する靴底（28）上に位
    置する請求項１−10のいずれか一つに記載の靴底（2
    8）。
13. 【請求項１３】靴底（28）の異なった前面平面内におい
    て、互いに長手方向に離隔した、少なくとも二つの凹状
    に丸くなった外面部を含み、この少なくとも二つの凹状
    に丸くなった部分は、靴の同一側にあり、かつ、重量を
    軽くしつつ靴底の柔軟性を増大するため、この少なくと
    も二つの凹状に丸くなった外面部における靴底厚さよ
    り、小さな靴底厚さを有する別の凹状に丸くなった部分
    によって分離されている請求項１−12のいずれか一つに
    記載の靴底（28）。
14. 【請求項１４】靴底（28）が直立で無負荷状態の時、前
    面平面内に見て、この靴底（28）の向かい合った両側に
    位置する少なくとも二つの凹状に丸くなった外面部を含
    む請求項１−13のいずれか一つに記載の靴底（28）。
15. 【請求項１５】靴底（28）が直立で無負荷状態の時、前
    後方向縦平面内に見て、靴底（28）の踵領域の厚さは、
    靴底（28）の前足領域の厚さより大きい請求項１−14の
    いずれか一つに記載の靴底（28）。
16. 【請求項１６】靴底（28）が直立で無負荷状態の時、水
    平平面内に見て、一つ以上の凹状に丸くなった部分は、
    靴（20）の内側の着用者の足位置に関して、やはり凹状
    に丸くなっている請求項１−15のいずれか一つに記載の
    靴底（28）。