自転車用靴底

【目的】足の裏面特に足の硬い部分の形態に合わせた曲面を与えながら軽くてエネルギー伝達効率が高く踏込み力が即座に自転車のペダルに伝達され即応性がよく低コストにする。
【構成】繊維強化樹脂が用いられ概ね均一な厚さで一体に板状に成形された板状体１には、土踏まずより前方に位置し親指の後方に位置する親指関節位置の凸状体に沿うように形成された第１凹面４を有する第１凹状形成部分５と、土踏まずより前方に位置し小指の後方に位置する小指関節位置の凸状体に沿うように形成された第２凹面６を有する第２凹状形成部分７とが形成され、後方部分１Ｂはほぼ平坦であり、板状体１は実質的に固体である。硬く均一な厚みの単一体により、高効率に伝達速度が速く、靴は軽い。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、自転車用靴底に関する。更に詳しくは、自転車のペダルに足の踏み力が素速く伝達されその伝達効率が高くなるように改良された自転車用靴底に関する。
【０００２】
【従来の技術】自転車用靴は、足の踏み力が素速くペダルに伝達されその伝達効率が高いことが望まれてきた。このような要望に対して、過去には、靴底芯体のために硬い材質を用いることにより対処してきた。例えば、硬く強い材料としてナイロン等が選択されてきた。射出成形が可能であるからコストを下げることができるナイロンは、弾力性に富むために靴底芯体が変形しやすい。このため、足の踏込みエネルギーが弾性変形、塑性変形のために消費され、必ずしもエエネルギー効率がよい材料とはいえない。
【０００３】踏込みエネルギーの高効率伝達のためには、足の裏面などの形状に合わせられた踏み面に靴底芯体が形成されていることが好ましい。このような曲面状に形成された靴底芯体は、逆に、変形しやすいから自己矛盾に陥る。この矛盾を回避するために、曲面形状に形成された部分の肉厚を厚くすることが行われていた。肉厚を厚くすると、軽くなければならない自転車用靴が重くなるという問題が発生していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような２重の矛盾を解決することが望まれている。更に、競技用自転車靴においては、エネルギー伝達効率が高いだけでなく伝達速度が速いことも、もう１つの重要な課題になっている。
【０００５】本発明はこのような技術的背景に基づいてなされたものであり、下記のような目的を達成する。
【０００６】本発明の目的は、軽くてエネルギー伝達効率が高い自転車用靴底を提供することにある。
【０００７】本発明の他の目的は、足の裏面特に足の硬い部分の形態に合わせた曲面を与えながら軽くてエネルギー伝達効率が高い自転車用靴底を提供することにある。
【０００８】本発明の更に他の目的は、踏込み力が即座に自転車のペダルに伝達され即応性がよい自転車用靴底を提供することにある。
【０００９】本発明の更に他の目的は、踏込み力が即座に自転車のペダルに伝達され即応性がよ自転車用靴底を提供することにある。
【００１０】本発明の更に他の目的は、足の裏面特に足の硬い部分の形態に合わせた曲面を有しながら軽くてエネルギー伝達効率が高く即応性がよく、しかも、コストダウンを図ることができる自転車用靴底を提供することにある。
【００１１】本発明の更に他の目的は、足の構造とエネルギー伝達との間の力学的解析に叶った自転車用靴底を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するために次のような手段を採る。
【００１３】本発明１の自転車用靴底は、繊維強化樹脂が用いられ概ね均一な厚さで一体に板状に成形された板状体を備える自転車用靴底であり、前記板状体には凹状形成部が形成され、前記凹状形成部は、足裏の土踏まずより前方で且つ指の後方に位置する足裏の凸状面に対応するように形成された凹面を有する凹状形成部である。
【００１４】本発明２の自転車用靴底は、繊維強化樹脂が用いられ概ね均一な厚さで一体に板状に成形された板状体を備える自転車用靴底であり、前記板状体には凹状形成部が形成され、前記凹状形成部は、足裏の土踏まずより前方で且つ親指の後方に位置する足裏の第１凸状面に対応するように形成された凹面を有する第１凹状形成部と、前記土踏まずより前方で且つ小指の後方に位置する足裏の第２凸状面に対応するように形成された凹面を有する第２凹状形成部とからなる。
【００１５】本発明３の自転車用靴底は、繊維強化樹脂が用いられ概ね均一な厚さで一体に板状に成形された板状体を備える自転車用靴底であり、前記板状体には凹状形成部が形成され、前記凹状形成部は、足裏の土踏まずより前方で且つ親指の後方に位置する足裏の第１凸状面に対応するように形成された凹面を有する第１凹状形成部と、前記土踏まずより前方で且つ小指の後方に位置する足裏の第２凸状面に対応するように形成された凹面を有する第２凹状形成部と、前記土踏まずより後方で且つ踵位置の足裏の第３凸状面に対応するように形成された概ね平面状の凹面を有する第３凹状形成部分とからなる。
【００１６】本発明４の自転車用靴底は、繊維強化樹脂が用いられ概ね均一な厚さで一体に板状に成形された板状体を備える自転車用靴底であり、前記板状体には凹状形成部が形成され、前記凹状形成部は、足裏の土踏まずより前方で且つ親指の後方に位置する足裏の第１凸状面に対応するように形成された凹面を有する第１凹状形成部と、前記土踏まずより前方で且つ小指の後方に位置する足裏の第２凸状面に対応するように形成された凹面を有する第２凹状形成部と、前記土踏まずより後方で且つ踵位置の足裏の第３凸状面に対応するように形成された概ね平面状の凹面を有する第３凹状形成部分とからなり、前記第３凹状形成部分の中央部分はほとんど平面である。
【００１７】本発明４の自転車用靴底は、前記発明１，２，３，４から選択される１発明において、クリートが取り付けられることを特徴としている。
【００１８】本発明５の自転車用靴底は、前記発明２，３，４から選択される１請求項において、前記第１凹状形成部分と前記第２凹状形成部分は連続して概ね単一の第４凹状形成部分として形成されていることを特徴としている。
【００１９】本発明６の自転車用靴底は、前記発明１，２，３，４から選択される１発明において、前記板状体は全体的に概ね単一の凹状形成単体として形成され、前記凹状形成単体は周囲部分が前記周囲部分に囲まれる中央部分より上方に一様に滑らかに立ち上がっていることを特徴とする自転車用靴底。
【００２０】本発明７の自転車用靴底は、前記発明１，２，３，４から選択される１発明において、前記板状体は実質的に剛体であることを特徴としている。
【００２１】本発明８の自転車用靴底は、前記発明１，２，３，４から選択される１発明において、前記板状体は全体的に概ね単一の凹状形成単体として形成され、前記凹状形成単体は周囲部分が前記周囲部分に囲まれる中央部分より上方に一様に滑らかに立ち上がっていることを特徴としている。
【００２２】本発明９の自転車用靴底は、繊維強化樹脂が用いられ概ね均一な厚さで一体に板状に成形された板状体を備える自転車用靴底であり、前記板状体には靴裏に向かう方向に凸状に凹状形成部が形成され、前記凹状形成部は、足裏の土踏まずより前方で且つ親指の後方に位置する足裏の第１凸状面に対応するように形成された凹面を有する第１凹状形成部と、前記土踏まずより前方で且つ小指の後方に位置する足裏の第２凸状面に対応するように形成された凹面を有する第２凹状形成部とからなり、前記板状体は繊維質シートが多重に重ねられた後に成形されて形成されている。
【００２３】本発明１０の自転車用靴底は、前記発明９において、前記板状体は前記成形により単層として形成されていることを特徴としている。
【００２４】本発明１１の自転車用靴底は、前記発明９又は１０において、前記板状体は実質的に剛体であることを特徴としている。
【００２５】本発明１２の自転車用靴底は、前記発明１１において、前記剛体は熱硬化したＦＲＰ体であることを特徴としている。
【００２６】
【発明の作用と効果】本発明による自転車用靴底は、踏み込み時に土踏まずが靴底芯体にしっかり固定される。このとき同時に、親指、小指の関節位置の足の硬い部分が靴底芯体に固定される。繊維強化材料で形成され一体即ち単体の板状体として均一に薄く形成されている靴底芯体は軽く、ほとんど固体であり、即ち、変形性がほとんどないから、足の踏み込み力が減殺されないで靴底芯体に伝達されそのままペダルに伝達される。
【００２７】靴の親指後方部、小指後方部、土踏まず部の３点領域でそれぞれに足のその対応部分が靴底芯体に固定されるので、足と靴底芯体の一体性にすぐれている。足の中でも硬い部分であるその対応部分の変形が少ないので、エネルギーロスが小さく抑えられ、同時に、即応性にすぐれている。
【００２８】本発明による自転車用靴底は、即応性、伝達効率、重量、コストの４点で同時にすぐれている。
【００２９】前記凹状形成単体の周囲部分は、前記板状体の概ねの中心点を通り前記板状体が概ね含む平面に直交する任意の平面断面上で勾配の正負符号が同符号である。即ち、凹状形成単体の周囲部分の面上の任意の点で、曲率の符号が同じであり、いわゆる椀状に形成されている。
【００３０】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の自転車用靴底の実施形態１を示す平面図である。図２は、図１のイ〜ニ線における正面断面端面線図である。図３は、図１のａ〜ｆ線における側面断面端面線図である。図４は、図１の等高線図である。図１は、水平面上に重力で置かれた靴底芯体１をその水平面に直交方向から投影した鉛直軸投影図である。即ち、正投象法図法による平面図である。本発明による靴底は、靴底芯体１を備えている。
【００３１】靴は、本質的にその中央線を定義することができない。そこで、足の裏面を水平面上に置いて直立し場合に、踵のおおよその中心点から水平面上に鉛直下方に下した垂線の足と中指のおおよその先端点から同水平面上に下した垂線の足とを結ぶ水平線を中央縦断線として定義する。
【００３２】図１において、紙面は水平面に一致している。この中央縦断線に直交する２本の横断線であり足の先端側で足に接する線と足の後端側で足に接する線の間の中線を中央横断線として定義する。中央横断線と中央縦断線の交点を中心点として定義する。この中心点が、図１中に、Ｏで示されている。図１で、上方方向を足の前方方向に一致させている。
【００３３】図１に示すように、便宜上、靴底芯体１を中心点Ｏより前方ある前方部分１Ａと中心点Ｏより後方にある後方部分１Ｂに分けて考える。前方部分１Ａの平均横幅は、後方部分１Ｂの平均横幅よりも広い。例えば、前方部分１Ａの中央横断線（ハ線にほぼ一致）における横幅の長さは、後方部分１Ｂの中央横断線ホにおける横幅の長さより長い。前方に行くほど概ね幅が広い。前方部分１Ａ及び後方部分１Ｂは、図４に示すように、閉じて一周する周縁部分１Ｃを備えている。
【００３４】靴底芯体１は、全体に凹状である。即ち、周縁部分１Ｃは全周で立ち上がっている。言い換えると、上端線が周縁部分１Ｃの外周線２に一致している。靴底芯体１である板状体は、全体的に概ね単一の凹状形成単体として形成されている。点Ｏを含む任意の鉛直断面上で、周縁部分１Ｃは正の勾配を有している。
【００３５】ここで正とは、中心点Ｏを原点とする極座標系の動径座標軸を含む鉛直面上で上方に向く方向にＺ軸を設定した場合の正である。Ｚ軸の方向を逆方向に設定すれば、周縁部分１Ｃは負の勾配を有している。即ち、紙面の手前側から見て、言い換えると、上方から見て周縁部分１Ｃは凹状である。
【００３６】周縁部分１Ｃの勾配は任意の前記鉛直面上で符号正負について同符号である。即ち、図４に表される等高線群Ｈ１で示されるように、周縁部分１Ｃの曲面は任意の点で凹状である。
【００３７】靴底芯体１は、図５に示すように、ほぼ均一な厚みに形成された板状体である。靴底芯体１には、図４に示すように、靴裏に向かう方向に局部的に凸状に形成された単一の一連続な凹状形成部３を有している。凹状形成部３は、土踏まずより前方に位置し親指の後方に位置する親指関節位置の凸状体に沿うように形成された第１凹面４を有する第１凹状形成部分５と、土踏まずより前方に位置し小指の後方に位置する小指関節位置の凸状体に沿うように形成された第２凹面６を有する第２凹状形成部分７とから構成されている。
【００３８】換言すると、第１凹状形成部分５は土踏まずより前方に位置し親指の後方に位置する足裏の第１凸状面に対応するように形成され、第２凹状形成部分７は土踏まずより前方に位置し小指の後方に位置する足裏の第２凸状面に対応するように形成されている。
【００３９】第１凹状形成部分５と第２凹状形成部分７は、ほぼ一連続に接続する単一の凹状部分であるが、第１凹状形成部分５と第２凹状形成部分７との間に鉛直上方に少し立ち上がる膨らみ部８が設けられている。
【００４０】土踏まずより前方に位置し親指の後方に位置する親指関節位置の凸状体は、関節を構成する第１骨であり、周囲の肉部よりも相当に硬い部分である。土踏まずより前方に位置し小指の後方に位置する小指関節位置の凸状体は、関節を構成する第２骨であり、周囲の肉部分よりも相当に硬い。第１骨は、第２骨より大きく、概ね球状体である。
【００４１】したがって、第１凹状形成部分５である領域は、第２凹状形成部分７である領域よりも広い。また、第１凹状形成部分５は、第２凹状形成部分７よりも深い。第１凹状形成部分５と第２凹状形成部分７は全体的には一連続な帯状の凹部又は溝状部であり、この単一の凹状形成部分を、特に、第４凹状形成部分３と別称する。
【００４２】第３凹状形成部分９は、後方部分１Ｂの別称である。第３凹状形成部分９は、正の勾配を有する周縁部分１Ｃと中央部分である平坦な平坦部分１１とから構成されている。平坦部分１１には、僅かに凹状である凹状中央部分１１ａが形成されている。このような複雑な等高線により表される靴底芯体１は、例えば、次のように作図される。
【００４３】硬い目の粘土板上に裸足で直立し粘土板に体重に相当する圧力をかける。前記第１骨及び第２骨に相当する部分が、特に深く凹状に変形する。踵部相当部分も深く変形するが、平らに修正する。周縁部分に相当する部分は、自然に正の勾配を有するように変形する。
【００４４】このように作成した成形体を雌型として雄型を製作する。このような雄型の凹面の程度を様々に変化させて多くの型を製作し、様々な靴底芯体を製作して実際にテストし、最良の型を定める。
【００４５】靴底芯体１は、繊維質強化材料が用いられ成形されている。繊維質強化材料はシート状である。繊維質強化シートが何枚も重ねられて使用される。繊維質強化シートは、炭素繊維強化樹脂であることが望ましい。炭素繊維に代えてガラス繊維を用いることができる。靴底の裏面側には、図６に示すように、縦横に繊維束が走る網目模様が形成されている。
【００４６】炭素繊維強化樹脂として、熱硬化型樹脂即ちＦＲＰを用いることが望ましい。あるいは、炭素繊維強化樹脂を焼成してもよい。このような板状体は多重に重ねられた繊維質シートからなる単層として形成されている。即ち、板状体である靴底芯体１の中には、繊維質シート以外の材料は含まれておらず、中層としての弾力層はない。
【００４７】多数枚のシートが重ねられた材料が用いられているから、成形後にも、靴底芯体１は均一な厚みの板状体である。成形はプレス型で挟圧し熱をかけ、又は、焼成する。このように製作された靴底芯体１は、非常に硬く、ほとんど剛体であり弾力性はほとんどない。熱硬化成形後には、多重の繊維シートは１体に溶着して単層化している。
【００４８】靴底芯体１は後加工され、クリートが取りつけられる。クリートは、自転車のペダルと靴を結合するための結合媒体である。足の踏込力は、第１凹状形成部分５を含む領域、第２凹状形成部分７を含む領域、前方部分１Ａと後方部分１Ｂとの境界の境界領域に大きく伝達される。
【００４９】あるいは、足の踏込力は、第１凹状形成部分５を含む領域、第２凹状形成部分７を含む領域、後方部分１Ｂとの領域に大きく伝達される。いずれにせよ、足の踏込力は３つの領域に分散して伝達される。従って、足と靴底芯体１との位置関係は、前記３領域又は３点により決定されるから、足と靴底芯体１との一体化は固定的に行われる。
【００５０】このような足と靴底芯体１との踏込時の結合関係は、足の踏込力を靴底芯体１を介してペダルに高効率で伝達する。足の変形も少なく硬い靴底芯体１も変形しにくいので、足の踏込力は即時的にペダルに伝達される。繊維質強化材料を成形により量産できるから、生産性が高く、コストダウンが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の自転車用靴底の実施形態１を示す平面図である。
【図２】図２は、図１の各線における正面断面端面線図である。
【図３】図３は、図１の各線における側面断面端面線図である。
【図４】図４は、図１の等高線図である。
【図５】図５は、図１の中央側面断面図である。
【図６】図６は、図１の背面図である。
【符号の説明】
１…靴底芯体
１Ｂ…後方部分
１Ａ…前方部分
１Ｃ…周縁部分
２…外周線
３…凹状形成部（第４凹状形成部分）
４…第１凹面
５…第１凹状形成部分
６…第２凹面
７…第２凹状形成部分
８…膨らみ部
９…第３凹状形成部分
１１…平坦部分

【特許請求の範囲】
【請求項１】繊維強化樹脂が用いられ概ね均一な厚さで一体に板状に成形された板状体を備える自転車用靴底であり、前記板状体には凹状形成部が形成され、前記凹状形成部は、足裏の土踏まずより前方で且つ指の後方に位置する足裏の凸状面に対応するように形成された凹面を有する凹状形成部である自転車用靴底。
【請求項２】繊維強化樹脂が用いられ概ね均一な厚さで一体に板状に成形された板状体を備える自転車用靴底であり、前記板状体には凹状形成部が形成され、前記凹状形成部は、足裏の土踏まずより前方で且つ親指の後方に位置する足裏の第１凸状面に対応するように形成された凹面を有する第１凹状形成部と、前記土踏まずより前方で且つ小指の後方に位置する足裏の第２凸状面に対応するように形成された凹面を有する第２凹状形成部とからなる自転車用靴底。
【請求項３】繊維強化樹脂が用いられ概ね均一な厚さで一体に板状に成形された板状体を備える自転車用靴底であり、前記板状体には凹状形成部が形成され、前記凹状形成部は、足裏の土踏まずより前方で且つ親指の後方に位置する足裏の第１凸状面に対応するように形成された凹面を有する第１凹状形成部と、前記土踏まずより前方で且つ小指の後方に位置する足裏の第２凸状面に対応するように形成された凹面を有する第２凹状形成部と、前記土踏まずより後方で且つ踵位置の足裏の第３凸状面に対応するように形成された概ね平面状の凹面を有する第３凹状形成部分とからなる自転車用靴底。
【請求項４】繊維強化樹脂が用いられ概ね均一な厚さで一体に板状に成形された板状体を備える自転車用靴底であり、前記板状体には凹状形成部が形成され、前記凹状形成部は、足裏の土踏まずより前方で且つ親指の後方に位置する足裏の第１凸状面に対応するように形成された凹面を有する第１凹状形成部と、前記土踏まずより前方で且つ小指の後方に位置する足裏の第２凸状面に対応するように形成された凹面を有する第２凹状形成部と、前記土踏まずより後方で且つ踵位置の足裏の第３凸状面に対応するように形成された概ね平面状の凹面を有する第３凹状形成部分とからなり、前記第３凹状形成部分の中央部分はほとんど平面である自転車用靴底。
【請求項５】請求項１，２，３，４から選択される１請求項において、クリートが取り付けられることを特徴とする自転車用靴底。
【請求項６】請求項２，３，４から選択される１請求項において、前記第１凹状形成部分と前記第２凹状形成部分は連続して概ね単一の第４凹状形成部分として形成されていることを特徴とする自転車用靴底。
【請求項７】請求項１，２，３，４から選択される１請求項において、前記板状体は全体的に概ね単一の凹状形成単体として形成され、前記凹状形成単体は周囲部分が前記周囲部分に囲まれる中央部分より上方に一様に滑らかに立ち上がっていることを特徴とする自転車用靴底。
【請求項８】請求項１，２，３，４から選択される１請求項において、前記板状体は実質的に剛体であることを特徴とする自転車用靴底。
【請求項９】繊維強化樹脂が用いられ概ね均一な厚さで一体に板状に成形された板状体を備える自転車用靴底であり、前記板状体には靴裏に向かう方向に凸状に凹状形成部が形成され、前記凹状形成部は、足裏の土踏まずより前方で且つ親指の後方に位置する足裏の第１凸状面に対応するように形成された凹面を有する第１凹状形成部と、前記土踏まずより前方で且つ小指の後方に位置する足裏の第２凸状面に対応するように形成された凹面を有する第２凹状形成部とからなり、前記板状体は繊維質シートが多重に重ねられた後に成形されて形成されている自転車用靴底。
【請求項１０】請求項９において、前記板状体は前記成形により単層として形成されていることを特徴とする自転車用靴底。
【請求項１１】請求項９又は１０において、前記板状体は、実質的に剛体であることを特徴とする自転車用靴底。
【請求項１２】請求項１１において、前記剛体は熱硬化したＦＲＰ体であることを特徴とする自転車用靴底。

【図１】