直脚歩行に適した履物底
【課題】支持脚の膝を折らないで効率的に歩む直脚歩行に適した履物底を提供する。
【解決手段】副空気室（５）と、着踵動作における着踵時から下限支持高さに達する時間を調節する通気弁（７）を具備する主空気室（４）を特徴とする、高弾性の支持構造で成る下方に背高の踵底（２）を有する底（１）を用いる。
そして、踵底（２）の片脚垂直立脚で体重を掛けて圧縮した時の下限支持高さ到達時間を、目標歩行速度の着踵〜垂直立脚位置間の所要時間に合わせると、踵底（２）は着踵〜垂直立脚の間、歩行動作の支持脚負荷を受動的に弾性支持して衝撃を緩和しながら、立脚上の股関節位置（Ｈ）高さを片脚垂直立脚時の高さ近傍に自動的に保持するため、効率的な直脚歩行ができる。
【解決手段】副空気室（５）と、着踵動作における着踵時から下限支持高さに達する時間を調節する通気弁（７）を具備する主空気室（４）を特徴とする、高弾性の支持構造で成る下方に背高の踵底（２）を有する底（１）を用いる。
そして、踵底（２）の片脚垂直立脚で体重を掛けて圧縮した時の下限支持高さ到達時間を、目標歩行速度の着踵〜垂直立脚位置間の所要時間に合わせると、踵底（２）は着踵〜垂直立脚の間、歩行動作の支持脚負荷を受動的に弾性支持して衝撃を緩和しながら、立脚上の股関節位置（Ｈ）高さを片脚垂直立脚時の高さ近傍に自動的に保持するため、効率的な直脚歩行ができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、履物底の構造に関する。詳述すると、着踵時の下限支持高さ到達時間調節機構を有する高弾性空気室構造の踵底を特徴とする履物底に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の歩行用履物の底形状にはいろいろあるが、底中間部を厚くして円筒状に湾曲した接地面を、歩行キック時に地面上に転がして推進し歩行幅と運動量を僅かでも増やしていると思われる履物がある。その代表的なものを２例述べる。一つは、足の指節骨関節部が載る部位を厚くして局部的に小半径であるが円筒状に湾曲させて、歩行キック時に後脚の前足部に転がし運動を与えて推進力を補助する履物（例えば、特許文献１参照。）がある。もう一つは、湾曲部を前者よりも中足側に寄せた接地面を転がして歩行推進力を補助する履物（例えば、特許文献２参照。）がある。また、底機能上で最も近似している代表的な履物２例を述べる。一つは踵底とつま先底が緩衝装置を介して相対的な動きを許すようになっている動的足支持装置があるが、歩行時に足に作用する負荷応力と歪みを緩和してファッション感覚を維持しながら安全性と履き心地良さが得られるもの（例えば、特許文献３参照。）であった。もう一つは、着踵時に踵底の一部を凹まして衝撃を緩和する手段と負荷分散手段を持った履いて快適な、苦痛の無いハイヒール履物（例えば、特許文献４参照。）があった。しかしながら、いずれも踵底に着踵時の下限支持高さ到達時間調節手段を備えて歩行時の腰部の上下動を少なく抑える履物ではなかった。
【特許文献１】特表２００２−５１３３０６号公報（〔要約〕、図１、５、６、２５および〔請求項１〕）
【特許文献２】米国特許第３，８０２，４２４号公報（図５、６）
【特許文献３】特表２００５−５１１１８０号公報（〔要約〕、図１および〔請求項１〕）
【特許文献４】特表２００７−５０８８６７号公報（〔要約〕、図１および〔請求項１〕）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
履物は従来から、履き心地、安定性、摩擦性、動き易さや軽さ、クッション性等々が追求されてきたが、歩行中の股関節（腰）高さを、上下動を少なく抑えながらほぼ一定に保持できる履物の発明考案は皆無であった。
本発明は、歩行時の股関節位置を、片脚垂直立脚時の高さ近傍に上下動を小さく抑えながらほぼ一定に保持する、支持脚の膝を折らないで効率的な歩みができる直脚歩行に適した履物底を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
手段１は、主空気室（４）を内部に配置する下方に背高で高弾性支持構造の踵底（２）において、前記主空気室（４）が内部空気圧力調節用の空気注入弁（８）を具備する副空気室（５）を、踵底（２）外に配置する通気量を調節する通気弁（７）を介して連通し、踵底（２）外に連通して備える踵底（２）を有する底（１）を用いる。そして、踵底（２）に着踵時における下限支持到達所要時間調節機能と支持強度調節機能を付加する。
【０００５】
手段２は、手段１記載の底（１）において、前記副空気室（５）が、副空気室→通気弁順を複数回一列状に配置して成る底（１）用いる。そして踵底（２）における着踵時の、下限支持高さ到達所要時間と支持強度の多段調節機能を付加する。
【０００６】
手段３は、手段２記載の底（１）において、前記主空気室（４）が、横方向で区分する複数の空気室（４ａ、４ｂ）で構成し、それぞれの空気室にそれぞれの副空気室（５）を連通する複合型の主空気室（４）であることを特徴とする底（１）を用いる。そして、踵底（２）に支持強度分布の調節機能を付加する。
【０００７】
手段４は、１〜３手段に記載する踵底（２）と、つま先部の接地面（３１）が下凸状の円筒形で、その接地面断面半径（Ｒ）が履用者の片脚垂直立脚時の膝関節中心点から接地点までの長さと股関節位置（Ｈ）中心点から接地点までの長さの間の長さである非撓性のつま先底（３）を備える底（１）を用いる。
そして、底（１）に、直脚歩行に適する股関節位置（Ｈ）を広開脚幅（δ）まで一定に保持する機能を付加する。
【発明の効果】
【０００８】
手段１の底（１）は、事前調節として、履用者が先ず主空気室（４）および副空気室（５）共通の空気圧力を、片脚垂直立脚して体重を掛けた時に踵底（２）が圧縮下降して下限支持高さ位置で均衡支持して止まる圧力に空気注入弁（８）で合せる。次に弾性特性を変えて定める下限支持高さ到達所要時間調節を、履用者の歩調に合った着踵から垂直立脚位置までの歩行動作所要時間に通気弁（７）で合せる。すると、歩行実施時は、着踵から垂直立脚位置間の歩行動作を、踵底（２）で着踵の衝撃を緩和しながら脚で体重を支持し、股関節位置（Ｈ）の上下動（Δｈ）を自動的に小さく抑えて片脚垂直立脚時の高さ近傍にほぼ一定に保持して効率的な直脚歩行ができる（図１０参照）。従来の靴ではおおよそ、図１４、１５に示すように約３〜８ｃｍの上下動（Δｈ）が生じている。因みに、主空気室（４）と副空気室（５）の共通空気圧力の事前調節は、競技用ボールの空気圧調節と同様に、市販の手動式空気ポンプを使い、空気注入弁（８）で行う。
【０００９】
手段２の底（１）は、多段調節（手順は段欄００２７参照）できる通気弁（７）により、前記手段１の底（１）よりも精度良く調節することができる（図１０（ａ）のＡ１および段欄００２１参照）。
そして、着踵から垂直立脚位置間の歩行動作を、踵底（２）で着踵の衝撃を緩和しながら脚で体重を支持し、股関節位置（Ｈ）の上下動（Δｈ）を自動的に手段１よりも精度良く抑えて片脚垂直立脚時の高さ近傍にほぼ一定に保持して直脚歩行することができる（図１参照）。
【００１０】
手段３の底（１）は、踵底（２）の主空気室（４）の支持場所を前後左右内外等に区分することにより、区分場所毎の弾性支持強度の調節ができる。
【００１１】
手段４の底（１）は、手段１〜３に記した着踵から垂直立脚動作間の股関節位置（Ｈ）高さを一定に保持できる効果に加え、垂直立脚から踏込み、踏切りの歩行動作間も、つま先底（３）の作用（詳しくは段欄００２１および００３３照）で股関節位置（Ｈ）をより高く一定保持できて、開脚幅（δ）を広げることができる。その結果、適用開脚幅（δ）の広い直脚歩行に適する履物底となる（図１１、１２参照）。
【発明を実施するための最良の形態】
【第１実施の形態】
【００１２】
以下、本発明の第１実施の形態について説明する。先ず、構成について記す。
（イ）踵底部の中底（１２）と接地板（９）間に、少なくとも主空気室（４）を配置して、上下方向に伸縮して支えるように設ける高弾性支持構造の下方に背高の踵底（２）と、可撓性構造のつま先底（３）とを備える底（１）を用いる。
（ロ）前記主空気室（４）は通気口（４６）を介して中底（１２）を貫通し連通する通気弁（７）を中底（１２）側部上辺に備える。そして、長い可撓性管体で成る端末に空気注入弁（８）を備えた副空気室（５）を甲皮（１１）下部周辺および中底（１２）上部周辺に回して配置し設け、前記通気弁（７）に接続する。
以上の構成で、踵底（２）に着踵時における下限支持高さ到達所要時間調節機能と支持強度調節機能を付加する。その使い方の１つ目は、踵底（２）の下限支持高さにおける支持強度を履用者体重に適合させる方法で、直脚歩行時の着踵〜垂直立脚時の支持衝撃を小さく抑えることができる。２つ目は、歩行動作において、遊脚側の踵底（２）は、体前上方へ蹴り出された後に踵底（２）の伸びた状態の上限支持高さで着踵し移動体重を支持し受動的に圧縮されながら下限支持高さに到達するが、着踵時の踵底（２）の物理的な上限支持高さからの下限支持高さ到達所要時間を、履用者の歩行速度の「着踵〜垂直立脚位置」動作時間に合せると、股関節位置（Ｈ）の上下動（Δｈ）を小さく抑えることでができる。そのための事前調節がある。
その手順は、先ず主空気室（４）および副空気室（５）の空気圧力を片脚立脚時の全体重負荷で下限支持高さ位置でバランスするように調節する。次に通気弁（７）の調節ネジ（７３）を回して通気断面積を変えて、踵底（２）の物理的な着踵時における下限支持高さ到達所要時間値を、履用者の歩調である「着踵〜垂直立脚位置」の時間値に調節すると、着踵時の衝撃を抑えながら「着踵〜垂直立脚位置」間は体重心の上下動（Δｈ）を小さく抑えた直脚歩行ができる（図１０参照）。空気圧力の調節は別備えのハンドポンプを使って空気注入弁（８）を介して調節する。競技ボール用のハンドポンプを使ってもよい。
【実施例１】
【００１３】
平底型の踵底（２）で可撓性つま先底（３）を特徴とする小股歩行用の靴の代表例である。手段１を用いた例であり、形状および特性が一般的な靴に最も近い靴底（１）の一例である。図１は本発明第１実施の形態、実施例１直脚歩行に適した低底靴の例で、従来靴型で可撓性のつま先底接地面（３１）である靴の一部切欠断面で示した正面図である。図２は図１の甲皮（１１）を除く底（１）の平面図で、一部ＡＡ−ＢＢ線断面図である。底（１）は左右対称になっているため、以下、左側を省略し右側の靴のみを図示することにする。
先ず、全体構成を述べると、底（１）は下方に背高の形状で高弾性支持構造の踵底（２）と可撓性のつま先底（３）が前後に接続して成る外底（１３）と、その上に位置する中底（１２）と、最上部に位置する甲皮（１１）の３部材を一体に構成する。そして、踵底（２）は踵底部の中底（１２）と接地板（９）間の中央部に、上下に伸縮して支持するように主空気室（４）を配置し、その外周部分に伸縮して支持する発泡体（６ａ）を設け、点線で示す通気口（４６）を介して中底（１２）を貫通し連通する通気弁（７）を中底（１２）内側部上辺に備え、長い可撓性管体で成る端末に空気注入弁（８）を備えた副空気室（５）を甲皮（１１）下部周辺および中底（１２）上部周辺に時計回りに回して配置し設け、前記通気弁（７）に接続する。
【００１４】
次に、細部構成を述べる。
主空気室（４）は天壁（４１）と側壁（４２）と地壁（４４）で囲まれた空間を図２に示す連通口（４５）を設けた横隔壁（４３）で横伸縮を拘束して上下方向に伸縮自在とする蛇腹型の空気室で、破線で示す通気口（４６）を設けてある天壁（４１）外側全面を中底（１２）に、地壁（４４）外側全面を接地板（９）に接続して設ける。通気管（７７）は図２の下方部に示すように一端を通気口（４６）に接続して中底（１２）を下から上に貫通して足土踏まず部位の中敷（１２１）の下側を通って甲皮（１１）の踵部左側面を貫通して設けた例である。代替の方法としては中底（１２）を厚くして、下から上へ中層まで貫通し、そこから横の踵部左側面の外に貫通させて設けても良い。そして、前記通気管（７７）に接続して通気弁（７）を中底（１２）の踵部上方の左側面に設ける。副空気室（５）は可撓性の管体で成るが、その一端を前記通気弁（７）に接続して中底（１２）と甲皮（１１）の接続部外側に踵部左側からつま先回りでほぼ１周回して接着配置し、管体端末に空気注入弁（８）を接続して設ける。副空気室（５）の配置と構造の条件は踵底（２）に掛かる支持圧力を直接外壁に受けないようにすることである。従って、代替設置場所は中底（１２）を厚い構造にしてその中に設けても良く、またつま先底部（３）を非撓性の厚い構造にしてその中に設けても良い。
主空気室（４）は通気弁（７）を介して副空気室（５）と連通することにより、上下からの圧縮負荷に対して内部空気のほぼ全量を副空気室（５）側へ逃がすことができる仕組みで高弾性構造となっている。従って、主空気室（４）と高弾性の発泡体（６ａ）で構成する踵底（２）は高弾性の可圧縮性構造である。可圧縮範囲は図１のＸで示す可圧縮高さ約３ｃｍと小股歩行用で低い例である。また、つま先底（３）は踏込み圧力で容易に撓む可撓性構造となっている例である。つまり、つま先接地面（３１）は、履用者の足裏に沿って母趾球部（Ｕ）を支点にその直下部位からつま先上りに湾曲しながら支持点を変えて履用者体重を支持するが、その支持点の移動状態を動的支持点軌跡（Ｔ）として、図１の紙面上のつま先底（３）位置に、Ｔの太破線（母趾球部（Ｕ）を基準点として描く）で示した。
【００１５】
図３は通気弁（７）の拡大図で、（ａ）は正面断面図で、（ｂ）はその側面図で一部（ａ）図のＣＣ線断面側面図である。通気管（７７）はＴ字型管状の本体（７１）水平管部の左側で副空気室（５）と気密に接続して本体（７１）の中を通って主空気室（４）の通気口（４６）と気密に接続して設ける。押弁（７２）はネジ部（７４）で本体（７１）縦孔内面とねじ合せで上下するように構成し、保護管（７５）を介して通気管（７７）を外側から押し潰して通気断面積を変える仕組みの構造であり、弁本体からの通気漏れは生じない構造としてある。因みに、通気弁（７）本体（７１）は合成樹脂製で横管部分の外径が１０ｍｍ、通気管（７７）は塩化ビニール製で内径が２ｍｍ、外径が４ｍｍ、副空気室（５）はゴム製長管で外径１０ｍｍの例である。
【００１６】
図４は空気注入弁（８）の拡大図で、（ａ）は正面断面図で、（ｂ）はその側面図で一部が（ａ）図のＤＤ線断面側面図である。筒状本体（雌弁）（８１）の内壁凹部と張膜（８６）の間に雄弁（８２）を挿入、嵌合して弾性挟持させ、空気注入針挿入口（８４）の先端部に張膜（８６）の貫通孔（８８）に達する切割面（８５）を設ける構造で、サッカーボール等の競技用ボールの空気注入弁と同じ構造であり、空気注入針を空気注入針挿入口（８４）から切割面（８５）を通し、貫通孔（８８）の奥へ挿入して圧搾空気を注入した後、注入針を引き抜くと、切割面（８５）が雄弁（８２）素材の弾性と張膜（８６）弾性および副空気室（５）空気圧によって閉鎖される。筒状本体（雌弁）（８１）右先端部に繋部（８９）を設けて副空気室（５）に接続する構造である。また、口顎部（８７）の内側は図示していないが密栓を嵌合することもできる。因みに、本体の外径は１０ｍｍで、空気注入針挿入口（８４）の内径は２ｍｍの例である。
【００１７】
以上が細部構造であるが、本発明の踵底（２）高弾性支持特性には必要条件とも云える、重要な注意点が２つある。１つは、両脚垂直立脚時の支持基点（Ｓ）からの支持高さ（Ｙ）が可圧縮高さ（Ｘ）即ち立脚動作で掛かる体重負荷を支持しながら圧縮降下する長さであるが、の２分の１程度以上あることが好ましい。言換えると、踵底（２）は両脚立ちすると高く支持して、体重を片脚側へ寄せると大きく沈む特性が好ましいと言うことである。この沈む速さを通気弁（７）で通気管（７７）通気断面積を押し潰してコントロールすると、脚上端にある股関節位置（Ｈ）を一定高さに支持しながら歩行できる踵底（２）となる。そのためには副空気室（５）の内容積が主空気室（４）内容積と同等以上、理想的には２〜３倍あることが望ましい。２つ目は、主空気室（４）で支持する、踵底（２）全負荷に対する割合が３０％以上であることが好ましい。少ないと、上記の沈む速さのコントロール不足が生じる恐れがある。
【００１８】
事前調節について述べると、本発明の履物底（１）の使用方法は、履用にあたり事前調節を行う。踵底（２）の圧縮性能を、その要素である、主空気室（４）および副空気室（５）の共通の空気圧力（以後、空気圧と記す）と、主空気室（４）と副空気室（５）の内部空気を連通する通気管（７７）の通気抵抗の２つの調節で、履用者の体重と望む歩調に適合させる。
手順は先ず、体重合せとして、空気圧を、踵底（２）が片脚垂直立脚で体重を掛けた時に踵底（２）接地面が図１に示す下限支持位置となる基準点（Ｓ）の位置で均衡して静止する圧力に調節する。空気圧の調節は別備えの空気注入用エアーポンプ（競技ボール用と共通）を用い、空気注入弁（８）で行う。次に、歩調合せとして、踵底（２）が片脚立脚で基準点（Ｓ）まで圧縮降下する速度、即ち下限支持位置到達所要時間を、通気弁（７）の調節ネジ（７３）を回して、着踵から垂直立脚までの望みの歩行動作時間に一致するよう通気抵抗を調節する。通気弁（７）の踵底（２）圧縮降下速度調節原理は、調節ネジ（７３）を回して通気断面積を変えて通気抵抗を変えると、主空気室（４）が圧縮を受けた時、内部空気の一部が主空気室（４）から副空気室（５）へ退避するが、その退避速度が変り、踵底（２）圧縮降下速度が変る仕組みである。前述の退避した内部空気は歩行動作の踏切り後、着踵する前までの主空気室（４）無負荷の踵底（２）が空中を戻る遊脚期間に元の状態に戻る。
【００１９】
脚足の動作と底（１）形状の関係について述べると、歩行運動において身体を支持する支持脚の上腿および下腿を膝で真直ぐに伸展した状態の脚（以後、直脚と呼ぶ）で、上腿部の大きな筋肉を使って、膝屈伸することなく、着踵・踏切り、重心移動、踏込みの歩行動作を繰返して歩く歩行方法の「直脚歩行」は、力強く長く楽に歩ける理想的な歩行方法である。その歩行状態が分る直脚歩行のモデル図が図１０第１実施の形態の実施例１歩行動作状態図で、（ａ）は股関節位置（Ｈ）基準、（ｂ）は地面（ＧＬ）基準である。この図の靴のように伸縮しながら体重支持できる高弾性構造の踵部が理想的な踵底（２）である。本発明の履物底（１）は前段欄（００１８）の事前調節で説明したとおり、踵底（２）支持特性を主空気室（４）の空気圧と圧縮降下速度に係わる下限支持高さ到達時間の調節で支持基点（Ｓ）の軌跡を限りなく前記図１０（ａ）の中心が股関節位置（Ｈ）で半径（Ｒ）が垂直立脚位置の支持基点（Ｓ）から股関節高さ（ｈ）長さの円弧Ａ（Ａ１）に近づくように事前調節できるため、事前調節の済んだ図１、２に示す小股歩行用底（１）は直脚歩行に適した履物底（１）となっている。
因みに、従来靴で直脚歩行しようとすると、図１４、１５の符号Δｈで示すように約３〜８ｃｍの腰（股関節位置）の上下動（Δｈ）が幾何学的、物理的に発生するため、特に図１５の大股歩きは、各関節への衝撃が大きくて実施困難であることが分る。
【００２０】
履用方法を述べると、事前調節の済んだ底（１）は、事前調節時に定めた歩調、即ち時間当りの歩数を守って、下記の要領で、効率良く直脚歩行すれば良い。本実施例の底（１）は小股開脚用の開脚範囲（δ）前２０°〜後２０°の例で、図１０に示す股関節位置（Ｈ）を一定高さに保持できる腰の上下動（Δｈ）がゼロの例であり、開脚幅を広げた歩き方でも後述する図１３例のように有効である（従来の靴例図１４、１５参照）。歩き方の要領は、図１０（ｂ）の動作を模倣して実施することで、要点は太線矢印Ｄで示す着踵・踏切りの二重支持で行う体移動（後脚から前脚へ）動作を、即ち後脚で後開脚約２０°〜２３°、底（１）底屈回転約９°から約２０°までの踏切り動作をしながら、前脚で着踵から垂直立脚位置までを、足首を直角に固定したままの直脚で踵底（２）を前方上方から体直下の地面めがけて一気に振り下ろして、踵底（２）で地面を下方へ突き下げるように動作することである。その他の動作は普通の歩行と同じである。
【００２１】
以下、踵底（２）とつま先底（３）の作用を、図１０を基に説明する。直脚歩行は、体重を支持する支持脚を、膝で折り曲げない歩行であって、図１０股関節位置（Ｈ）基準および地面（ＧＬ）基準歩行動作状態図の（ｂ）図に示すように、解剖学的機構学的見方からして、股関節位置（Ｈ）の一定高さ保持が必要充分条件となっている。（ａ）図から直脚歩行における開脚動作で股関節位置（Ｈ）は脚を広く開くほど低くなるが、一つの着眼点として、履物底（１）に直脚開脚動作で低くなる股関節位置（Ｈ）高さ分を補う機能を付加できれば、それが直脚歩行に適した履物底（１）となるのが分る。図１０は１種のモデル図に過ぎないが、この図で得られる必要条件は幾何学的に普遍性があり有効である。
（ａ）図は股関節位置（Ｈ）を基準点として固定化して、脚足および底（１）、地面（ＧＬ）等の動きを相対的に移動体として描いた歩行動作状態図である。図の上から下の順で、中央のＨが股関節位置（Ｈ）で、Ｈから下方に開いている一点鎖線は股関節位置（Ｈ）を支持している立脚を示したもの、ｚは膝位置、δは開脚幅で小股歩行のケース、βは開脚角度、γは足・底の回転角度、Ｋは踝位置、その下の靴モデルは図１、２に示した本実施例の底（１）を示す。円弧Ａ（Ａ１）は踵底（２）の支持基点（Ｓ）の軌跡で、股関節位置（Ｈ）の上下動（Δｈ）のない直脚歩行時の軌跡であり、重要な意味の円弧である。図右側端の靴モデルをみると、Ｔで示す太実線小円弧は、つま先底（３）接地面（３１）の動的支持点軌跡で、モデル靴が２０°底靴回転して地面（ＧＬ）と点接触で、支持基点（Ｓ）が円弧Ａ（Ａ１）上を通るように踝（Ｋ）を支持し立脚が上端で股関節位置（Ｈ）を支持している状態が分る。その下の水平１点鎖線の地面（ＧＬ）は、歩行動作が進むに従って矢印で示すように右に移動する状態を示し、着踵点（ｐ１）、つま先離地点（ｐ２）と垂直立脚位置（ｐ３）を付記する。その下は直脚の歩行動作で▲１▼は着踵・踏切り、▲２▼は体重移動、▲３▼は踏込みである（詳細は図１６歩行状態と歩行動作サイクルの関係図参照）。そして、２本の太線矢印（→）は前後脚で二重支持（Ｄ）している距離長さを示し、最下は図１、２に示した実施例１の底（１）外底（１３）の、踵底（２）の作用位置範囲（Ａ３）とつま先底（３）の作用位置範囲（Ａ４）を示したものである。Ａ３の範囲を伸縮支持構造の踵底（２）の圧縮降下速度をコントロールして支持し、Ａ４の範囲をつま先底（３）の接地面（３１）を立脚で底（１）を操って、股関節位置（Ｈ）を一定高さに保持して直脚歩行している状態図である。
（ｂ）図は地面（ＧＬ）に対する歩行動作状態図である。上から股関節位置（Ｈ）の移動軌跡を示し、高さ（ｈ）をｈ＝８５ｃｍに一定に保持して上下動（Δｈ＝０）がなく水平直線移動する図例である。▲１▼▲２▼▲３▼の動作行程区分を付記している。Ｄは二重支持長さを示し、普通歩行並の０．１歩幅で安定した体重移動可能として示した。その下の１点鎖線直線の傾斜が立脚の支持状態で開脚角度（β）と足回転角度（γ）を括弧（β、γ）で付記した。最下の２点鎖線は固定の地面（ＧＬ）で、歩幅（Ｌ）、つま先離地点（ｐ２）から着踵点（ｐ１）までの脚歩幅（Ｌａ）、底転幅（Ｌｂ）を付記した。この図は、先に、地面（ＧＬ）〜股関節位置（Ｈ）の高さ（ｈ）一定保持を必要条件として、Ｈ、ＧＬで示す水平線を（ａ）図のｐ３で示す股関節位置（Ｈ）高さ（ｈ）に固定して描き、次に、直脚（１点鎖線）と靴モデルを連動させて、（β、γ）を動かしながら上下の水平線の間を誤差なく埋めて作図したものである。
以上の（ａ）（ｂ）の歩行動作状態図から、本実施例の踵底（２）に支持基点（Ｓ）の軌跡が円弧Ａ（Ａ１）となる圧縮特性機能を付加できると、上下動のないΔｈ＝０の直脚歩行のできる底（１）になることが分る。
【第２実施の形態】
【００２２】
以下、本発明の第２実施の形態について説明する。先ず、構成について記す。
（イ）踵底部の中底（１２）と接地板（９）間に、少なくとも主空気室（４）を配置する、上下方向に伸縮して支える高弾性支持構造の下方に背高の踵底（２）と、下凸状に湾曲する接地面（３１）を備えた非撓性構造のつま先底（３）とを備える底（１）を用いる。
（ロ）前記主空気室（４）の通気口（４６）に接続して中底（１２）を貫通し連通する通気弁（７ａ、７ｂ）を中底（１２）側部上辺に備える。そして、長い可撓性管体で成る端末に空気注入弁（８）を備えた副空気室→通気弁順を複数回一列状に配置して成る副空気室（５）を踵底（２）以外の直接支持圧力を受けない場所に配置して、前記通気弁（７）に接続する。
以上の構成で、踵底（２）に「着踵〜垂直立脚位置」の動作時に股関節位置（Ｈ）の支持高さを高く一定保持する機能を付加するとともに、つま先底（３）に踏込み・踏切り時の股関節位置（Ｈ）の支持高さを高く一定保持する機能を付加する。そして、第１の実施の形態と同様にして、下限支持高さにおける支持強度と下限支持高さ到達所要時間の調節が済むと、開脚幅（δ）を広げて股関節位置（Ｈ）高さを一定保持して直脚歩行することができる（図１１、１２参照）。
【実施例１】
【００２３】
最も代表的な中股開脚歩行用で直脚歩行に適した底（１）の一例で、踵底（２）は手段２を用い、底（１）全体は手段４を用いた履物の１例である。図５は本発明第２実施の形態、実施例１直脚歩行に適した中股開脚用靴の一部切欠断面正面図で、図６は図５の甲皮（１１）を除く平面図で、一部ＥＥ−ＦＦ線断面平面図である。
先ず、全体構成を述べる。底（１）は下方に背高の形状で高弾性支持構造の踵底（２）と、接地面（３１）が下凸状の円筒形でその断面の円弧が、中心点が股関節位置（Ｈ）で接地面断面半径（Ｒ）が垂直立脚時の地面（ＧＬ）から股関節位置（Ｈ）までの股関節高さ（ｈ）の長さである非撓性構造のつま先底（３）とが前後に接続して成る外底（１３）と、その上に位置する中底（１２）と、最上部に位置する甲皮（１１）の３部材を一体に構成する。そして、踵底（２）は踵底部の中底（１２）と接地板（９）間の中央部に、上下方向に伸縮して支持する主空気室（４）を配置し、その外周部分に上下方向に伸縮して支持するＶ型板バネ（６）を設け、さらに最外周部に上下方向に伸縮して覆う被覆体（６ｂ）を設け、前記主空気室（４）の通気口（４６）に連通して中底（１２）を貫通する通気弁（７ａ、７ｂ）を中底（１２）左右側部上辺に備え、長い可撓性管体で成る端末に空気注入弁（８）を備えた副空気室（５）を甲皮（１１）下部周辺および中底（１２）上部周辺に回して配置し設け、前記通気弁（７ａ、７ｂ）に接続する。図５に示すＸが踵底（２）の可圧縮高さ（Ｘ）で、Ｓが垂直立脚した時に底（１）が水平になる下限支持高さとなる支持基点（Ｓ）である。そして、踵底（２）は着踵時の下限到達所要時間調節機能と支持強度調節機能を備える。
【００２４】
次に、細部構成を述べる。但し、通気弁（７）および空気注入弁（８）、踵底（２）の可圧縮構造の注意点は、第１実施の形態の実施例１と同じであるため、説明を省略する。主空気室（４）は天壁（４１）と側壁（４２）と地壁（４４）で囲まれた空間を連通口（４５）を設けた横隔壁（４３）で横伸縮を拘束して上下方向に伸縮自在とする蛇腹型の空気室で、破線で示す通気口（４６）を設けてある天壁（４１）外側全面を中底（１２）に、地壁（４４）外側全面を接地板（９）に接続して設ける。通気管（７７）は図６の下方部に示すように一端を通気口（４６）に接続して中底（１２）を下から中層まで貫通し、そこから水平横方向の踵底（２）左側面へ貫通して設けた例である。そして、前記通気管（７７）に接続して通気弁（７ａ）を中底（１２）の踵部上方の左側面に設ける。副空気室（５）は可撓性の管体で成るが、その一端を前記通気弁（７ａ）に接続して中底（１２）と甲皮（１１）の接続部外側に踵部左側からつま先回りで踵部右側に通気弁（７ｂ）を連通してほぼ１周回して接着配置し、管体端末に空気注入弁（８）を接続して設ける。主空気室（４）は通気弁（７ａ、７ｂ）を介して副空気室（５）と連通することにより、内部空気のほぼ全量を副空気室（５）側へ逃がすことができる仕組みで高弾性構造となっている。従って、主空気室（４）と高弾性Ｖ型板バネ（６）と被覆体（６ｂ）で構成する踵底（４）は高弾性構造で、可圧縮範囲が図１のＸで示す可圧縮高さは約５．５ｃｍの例である。また、つま先底（３）は踏込み圧力で撓むことない非撓性構造で、その接地面（３１）は中心点が履用者の股関節位置（Ｈ）で接地面断面半径（Ｒ）が垂直立脚時の股関節位置（Ｈ）、即ちＲ＝ｈ＝８５ｃｍとなっている例である。
【００２５】
図７はＶ型板バネ（６）の斜視図である。Ｖ型板バネ（６）は細線の円で示す左右に並ぶ２個のバネ部（６１）の右側上下端部を上下の平面Ｕ字形板状の天板（６２）と地板（６３）に接続部（６４）で接続した構造であって、天板（６２）上面を中底（１２）に、地板（６３）下面を接地板（９）に、後端部（６５）を踵底（２）後端に向けて固定して設ける。そして中央空間部に主空気室（４）を、外側空間部に被覆体（６ｂ）を配置して踵底（２）の高弾性支持構造として用いる。バネ部（６１）は弾性体で、その他の部分は剛性の非撓性部材であるのが好ましい。外側の被覆体（６ｂ）は内側を隠すためのもので、材料としては伸び縮みの大きなゴム布やポリウレタンフォームまたはメラニンフォーム等を使用すると良い。
【００２６】
踵底（２）は、第１実施の形態の実施例１より背高の可圧縮高さ約５．５ｃｍの踵底例であり、その弾性構造の支持特性は、より十分に弾力性に富んだものである必要がある（段欄００１７参照）。
【００２７】
事前調節について述べると、第１実施の形態と同様に、空気圧を履用者の体重と望む歩調に適合させる。先ず、体重合せとして、空気圧を、踵底（２）が片脚垂直立脚で体重を掛けた時に踵底（２）接地面が図５に示す下限支持位置となる基準点（Ｓ）の位置で均衡して静止する圧力に調節する。次に、歩調合せとして、踵底（２）が片脚立脚で基準点（Ｓ）まで圧縮降下する速度である下限支持位置到達所要時間を、２段調節で行う。その手順の１例を述べると、両脚垂直立脚して静止する支持基点（Ｓ）からの高さ（Ｙ）を確認してから、１段目の通気弁（７ａ）で両脚垂直立脚高さ到達時間を下限支持到達所要時間の１／３に合わせ、２段目の通気弁（７ｂ）で履用者の歩調に合った着踵から垂直立脚位置までの歩行動作所要時間に合せると、歩行動作時は踵底（２）の支持基点（Ｓ）が着踵〜垂直立脚位置間を図１０の（ａ）に示すような中心が股関節位置（Ｈ）の接地面断面半径（Ｒ）が垂直立脚位置（Ｈ）の股関節高さ（ｈ）Ｒ＝ｈ＝８５ｃｍの円弧Ａ（Ａ１）に近い軌跡を描くように弾性支持されて、股関節位置（Ｈ）高さをほぼ一定に保持して直脚歩行ができる。
【００２８】
第２実施の形態、実施例１の底（１）の履用方法について述べると、第１実施の形態実施例１の底（１）と同様に、前段欄（００２７）の事前調節の済んだ底（１）を履いて、事前調節時に定めた歩調、即ち時間当りの歩数を守って、下記の要領で効率良く直脚歩行すれば良い。本実施例の底（１）は中股開脚用の開脚範囲（δ）前２５°〜後２５°の例で、図１１第２実施の形態の実施例１歩行動作状態図に示す股関節位置（Ｈ）高さを一定に保持できる例であるが、図１３第２実施の形態の実施例１中股用で大股歩きする歩行動作状態図に示すように歩幅を広げた歩き方でも、腰の上下動（Δｈ）が小さくなり有効である（従来の靴例図１５参照）。歩き方の要領は、図１１の動作を模倣して実施することであり、要点は太線矢印で示す着踵・踏切りの二重支持で行う体移動（後脚から前脚へ）動作を、即ち後脚で後開脚約２５°から約２８°へ、底（１）底屈回転約１０°から約１８°までの踏切り動作をしながら、前脚で着踵から垂直立脚位置までを、足首を直角に固定したままの直脚で踵底（２）を前方上方から体直下の地面めがけて一気に振り下ろして、踵底（２）で地面を下方へ突き下げるように動作することである。その他の動作は普通の歩行と同じである。
結言すると、図から分るように、開脚幅（δ）５０°の中股歩き適用で、脚足動作要件が着踵から半踏込みまでを足首不動直脚、半踏込みから踏切りまでを約１８°底屈回転・直脚である直脚歩行を、股関節位置（Ｈ）高さを一定保持しながら実施できる底（１）である。
【実施例２】
【００２９】
最も代表的な大股開脚歩行用で直脚歩行に適した底（１）の一例で、踵底（２）は手段３を用い、底（１）全体としては手段４を用いた履物底（１）の例である。図８は本発明第２施の形態、実施例２直脚歩行に適した大股開脚用靴の一部切欠断面正面図で、図９は図８の甲皮（１１）を除く平面図で、一部ＧＧ−ＨＨ線断面平面図である。
先ず、全体構成を述べる。底（１）は、下方向に背高の高弾性支持構造である踵底（２）と、接地面（３１）が下凸状の円筒形でその断面の円弧が、中心点が股関節位置（Ｈ）で接地面断面半径（Ｒ）が垂直立脚時の地面（ＧＬ）から股関節高さ（ｈ）の長さである非撓性構造のつま先底（３）とが、前後に接続して成る外底（１３）と、その上に位置する中底（１２）と、最上部に位置する甲皮（１１）の３部材を一体に構成する。そして、踵底（２）は踵底部の中底（１２）と接地板（９）間の中央部に、上下方向に伸縮して支える外主空気室（４ａ）と内主空気室（４ｂ）で成る二重蛇腹式の主空気室（４）を配置し、それぞれの空気室に具備する通気口（４６）に連通して中底（１２）を貫通して中底（１２）左側面上辺と右側部上辺の２箇所に２段状に通気弁（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）を備え、それぞれの長い可撓性管体で成る端末に注入弁（８ａ、８ｂ）を備える２つの複合型の副空気室（５）を甲皮（１１）下部周辺および中底（１２）上部周辺に回して配置し設け、前記通気弁（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）に接続する。図８に示すＸが踵底（２）の可圧縮高さ（Ｘ）で、Ｓが垂直立脚した時に底（１）が水平になる下限支持高さの支持基準点（Ｓ）である。そして、踵底（２）は着踵時の下限到達所要時間調節機能と支持強度調節機能を備える。
【００３０】
次に、細部構成を述べる。但し、通気弁（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）および空気注入弁（８ａ、８ｂ）は、第１実施の形態の実施例と同じであるため、説明を省略する。
主空気室（４）は図８、９に示すように、天壁（４１）と側壁（４２）と地壁（４４）で囲まれた空間を連通口（４５）を設けた横隔壁（４３）で横伸縮を拘束して上下方向に伸縮自在に支持する蛇腹型の外主空気室（４ａ）と内主空気室（４ｂ）の２つの空気室で成る主空気室（４）である。そして、２つの通気口（４６）を設けてある前記天壁（４１）の外側全面を中底（１２）に、地壁（４４）外側全面を接地板（９）に接続して設ける。２つの通気管（７７）は図９の中央部に示すように一端を破線で示す通気口（４６）に接続して中底（１２）を下から中層まで貫通し、そこから水平横方向の踵底（２）左側面へ貫通して設けた例である。そして、主空気室（４）は通気弁（７）を介して副空気室（５）と通気管（７７）で連通することにより、立脚負荷による上下方向の全圧縮に対して内部空気の全量を副空気室（５）側へ逃がすことができる構造となっており、副空気室が大きいほど高弾性となる仕組みである。この内外２空気室の主空気室（４）で構成する踵底（４）は、可圧縮範囲は図８のＸで示す、片脚垂直立脚で着踵高さから支持基点（Ｓ）へ降下する可圧縮高さ（Ｘ）は、大股歩行対応のため、約９ｃｍと非常に高く、これに合う高弾性構造特性の必要条件は特に厳しい。本実施例は、靴底を水平に保って両脚垂直立ちした時に、残りの可圧縮高さが約４．５ｃｍ以上の中間高さでぷかぷかと浮いてバランスする高弾性の踵底（４）で、つま先底（３）はつま先部が長くかつ踏込み圧力で撓むことない非撓性構造で、その接地面（３１）は中心点が履用者の股関節位置（Ｈ）で接地面断面半径（Ｒ）が垂直立脚時の股関節高さ（ｈ）である、即ちＲ＝ｈ＝８６ｃｍの円弧面となっている、底長３０ｃｍの底（１）例である。
【００３１】
踵底（２）弾性特性を履用者の体重と望む歩調に合せる事前調節方法は、基本的には実施例１に同じ（段欄００２７参照）であり、説明は省略する。
【００３２】
実施例２の底（１）の履用方法について述べると、実施例１の底（１）と同様に、事前調節（段欄（００２７）参照）の済んだ底（１）を履いて直脚歩行すれば良いが、可圧縮高さが約９ｃｍと高いため、事前調節時に定めた歩調、即ち時間当りの歩数である歩行ピッチを、守って歩くことが重要となる。目標ピッチよりも少し速い歩行ピッチで歩くと腰位置が少し高くなってバランスするが、ピッチが遅くなり過ぎると腰が落ちてしまうためである。本実施例の底（１）は大股開脚用の開脚範囲（δ）前３０°〜後３０°、開脚幅（δ）６０°仕様の例で、図１２第２実施の形態の実施例２歩行動作状態図に示すように股関節位置（Ｈ）高さが一定保持できる例であるが、歩幅をさらに広げた二重支持長さ（Ｄ）ゼロの走り方でも走行ピッチを守れば有効である。歩き方の要領は、図１２の動作を模倣して実施するとよい。要点は太線矢印で示す着踵・踏切りの二重支持で行う体移動（後脚から前脚へ）動作を、即ち後脚で後開脚約３０°から約３４°へ、底（１）底屈回転約１２°から約２８°までの踏切り動作をしながら、前脚で着踵から垂直立脚位置までを、足首を直角に固定したままの直脚で踵底（２）を前方上方から体直下の地面めがけて一気に振り下ろして、踵底（２）で地面を下方へ突き下げるように動作することである。大股開脚用は特に弾みが大きく歩幅が上がってスピードが出易いので特に安全面の注意が必要である。その他の動作は普通の歩行と同じである。
結言すると、図１２から分るように、開脚幅６０°の大股歩き適用で、動作要件が着踵から踏込み半ばまでを足首不動直脚、踏込み半はから踏切りまでを約０°から２８°に底屈回転する歩幅約９８ｃｍの直脚歩行を、股関節位置（Ｈ）高さを一定保持しながら実施できる。
【００３３】
手段４における股関節位置（Ｈ）高さを一定保持して直脚歩行できるための、非撓性構造のつま先底（３）の形状、即ち接地面断面半径（Ｒ）の条件について述べる。半径（Ｒ）長さが股関節高さ（ｈ）で、中心点が股関節位置（Ｈ）であると、足脚直角とした足首不動の直脚の支持高さ（ｈ）は、つま先底（３）の支持点が接地面（３１）上にある開脚範囲であれば常に一定となる（図１０（ａ）参照）。足首不動のため、最も楽な歩行となる。接地面断面半径（Ｒ）長さが、中心点が前述の股関節位置（Ｈ）から膝（ｚ）高さへ下がって短くなると、短くなった分を底（１）接地面を足の底屈・背屈回転で操って補う必要がでるが、足の底屈・背屈運動を加えると股関節位置（Ｈ）高さを一定保持して直脚歩行ができる。また、歩幅（Ｌ）も増える。しかし、半径（Ｒ）をさらに短くすると、開脚範囲を広げた大股歩行時には、足の底屈・背屈運動を加えても、幾何学的に見て股関節位置（Ｈ）高さを保持できなくなり腰が沈むことになる。したがって、手段４で記すつま先底（３）の接地面（３１）断面半径（Ｒ）の範囲が有効である。
【００３４】
中底（１２）の材料は軽くて剛性と強度のある合成樹脂等を用いる。底（１）接地面の材料は、従来同様、路面に密着してスリップし難く磨耗しがたいゴム、合成樹脂等の材料を用いる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】 本発明第１実施の形態、実施例１直脚歩行に適した平底靴の例で、従来靴型で可撓性のつま先底接地面（３１）である靴の一部切欠断面正面図
【図２】 図１の甲皮（１１）を除く平面図で、一部ＡＡ−ＢＢ線断面図
【図３】 通気弁（７）の拡大図で、（ａ）は一部断面正面図、（ｂ）はその側面図で一部（ａ）図のＣＣ線断面側面図
【図４】 空気注入弁（８）の拡大図で、（ａ）は一部断面正面図、（ｂ）はその側面図で一部（ａ）図のＤＤ線断面側面図
【図５】 本発明第２実施の形態、実施例１直脚歩行に適した中股開脚用靴の一部切欠断面正面図
【図６】 図５の甲皮（１１）を除く平面図で、一部ＥＥ−ＦＦ線断面平面図
【図７】 補強体Ｖ型バネ（６）の斜視図
【図８】 本発明第２施の形態、実施例２直脚歩行に適した大股歩行用靴の一部切欠断面正面図
【図９】 図８の甲皮（１１）を除く平面図で、一部ＧＧ−ＨＨ線断面平面図
【図１０】 第１実施の形態の実施例１歩行動作状態図で、（ａ）は股関節位置（Ｈ）基準、（ｂ）は地面（ＧＬ）基準
【図１１】 第２実施の形態の実施例１歩行動作状態図
【図１２】 第２施の形態の実施例２歩行動作状態図
【図１３】 第２実施の形態の実施例１中股用で大股歩きする歩行動作状態図
【図１４】 従来靴の小股歩行動作状態図
【図１５】 従来靴の大股歩きの歩行動作状態図
【図１６】 歩行状態と歩行動作サイクルの関係図
【符号の説明】
【００３６】
１ 底、
１１ 甲皮、
１２ 中底、 １２１ 中敷、
１３ 外底、
２ 踵底
３ つま先底、 ３１ 接地面
４ 主空気室、 ４ａ 外空気室、 ４ｂ 内空気室
４１ 天壁、 ４２ 側壁、 ４３ 横隔壁、 ４４ 地壁、
４５ 連通口、 ４６ 通気口
５、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ 副空気室
６ Ｖ型板バネ、
６１ バネ部、 ６２ 天板、 ６３ 地板、 ６４ 接続部、 ６５ 後端部
６ａ 発泡体、 ６ｂ 被覆体
７、７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ 通気弁、
７１ 本体、 ７２ 押弁、 ７３ 調節ネジ、 ７４ ネジ部、 ７５ 保護管、
７６ 受台、 ７７ 通気管、 ７８ 主空気室側遮蔽材、 ７９ 副空気室側
８、８ａ、８ｂ 空気注入弁、
８１ 筒状本体（雌弁）、 ８２ 雄弁、 ８３ 雄弁大径部、
８４ 空気注入針挿入口、 ８５ 切割面、 ８６ 張膜、 ８７ 口顎部、
８８ 貫通孔、 ８９ 繋部
９ 接地板
Ａ１ 円弧Ａ
Ｄ 二重支持長さ
ｈ 股関節高さ
Δｈ 上下動
Ｈ 股関節位置
Ｋ 踝位置
Ｌ 歩幅
Ｌａ 底転幅
Ｌｂ 脚歩幅
Ｒ 接地面断面半径
Ｓ 支持基点
Ｔ 動的支持点軌跡
Ｕ 母趾球部
Ｘ 可圧縮高さ
Ｙ 両脚立脚高さ
α 接足面傾斜角度（α＝０の例）
β 脚傾斜角度
γ 足回転角度
δ 開脚幅
【技術分野】
【０００１】
本発明は、履物底の構造に関する。詳述すると、着踵時の下限支持高さ到達時間調節機構を有する高弾性空気室構造の踵底を特徴とする履物底に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の歩行用履物の底形状にはいろいろあるが、底中間部を厚くして円筒状に湾曲した接地面を、歩行キック時に地面上に転がして推進し歩行幅と運動量を僅かでも増やしていると思われる履物がある。その代表的なものを２例述べる。一つは、足の指節骨関節部が載る部位を厚くして局部的に小半径であるが円筒状に湾曲させて、歩行キック時に後脚の前足部に転がし運動を与えて推進力を補助する履物（例えば、特許文献１参照。）がある。もう一つは、湾曲部を前者よりも中足側に寄せた接地面を転がして歩行推進力を補助する履物（例えば、特許文献２参照。）がある。また、底機能上で最も近似している代表的な履物２例を述べる。一つは踵底とつま先底が緩衝装置を介して相対的な動きを許すようになっている動的足支持装置があるが、歩行時に足に作用する負荷応力と歪みを緩和してファッション感覚を維持しながら安全性と履き心地良さが得られるもの（例えば、特許文献３参照。）であった。もう一つは、着踵時に踵底の一部を凹まして衝撃を緩和する手段と負荷分散手段を持った履いて快適な、苦痛の無いハイヒール履物（例えば、特許文献４参照。）があった。しかしながら、いずれも踵底に着踵時の下限支持高さ到達時間調節手段を備えて歩行時の腰部の上下動を少なく抑える履物ではなかった。
【特許文献１】特表２００２−５１３３０６号公報（〔要約〕、図１、５、６、２５および〔請求項１〕）
【特許文献２】米国特許第３，８０２，４２４号公報（図５、６）
【特許文献３】特表２００５−５１１１８０号公報（〔要約〕、図１および〔請求項１〕）
【特許文献４】特表２００７−５０８８６７号公報（〔要約〕、図１および〔請求項１〕）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
履物は従来から、履き心地、安定性、摩擦性、動き易さや軽さ、クッション性等々が追求されてきたが、歩行中の股関節（腰）高さを、上下動を少なく抑えながらほぼ一定に保持できる履物の発明考案は皆無であった。
本発明は、歩行時の股関節位置を、片脚垂直立脚時の高さ近傍に上下動を小さく抑えながらほぼ一定に保持する、支持脚の膝を折らないで効率的な歩みができる直脚歩行に適した履物底を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
手段１は、主空気室（４）を内部に配置する下方に背高で高弾性支持構造の踵底（２）において、前記主空気室（４）が内部空気圧力調節用の空気注入弁（８）を具備する副空気室（５）を、踵底（２）外に配置する通気量を調節する通気弁（７）を介して連通し、踵底（２）外に連通して備える踵底（２）を有する底（１）を用いる。そして、踵底（２）に着踵時における下限支持到達所要時間調節機能と支持強度調節機能を付加する。
【０００５】
手段２は、手段１記載の底（１）において、前記副空気室（５）が、副空気室→通気弁順を複数回一列状に配置して成る底（１）用いる。そして踵底（２）における着踵時の、下限支持高さ到達所要時間と支持強度の多段調節機能を付加する。
【０００６】
手段３は、手段２記載の底（１）において、前記主空気室（４）が、横方向で区分する複数の空気室（４ａ、４ｂ）で構成し、それぞれの空気室にそれぞれの副空気室（５）を連通する複合型の主空気室（４）であることを特徴とする底（１）を用いる。そして、踵底（２）に支持強度分布の調節機能を付加する。
【０００７】
手段４は、１〜３手段に記載する踵底（２）と、つま先部の接地面（３１）が下凸状の円筒形で、その接地面断面半径（Ｒ）が履用者の片脚垂直立脚時の膝関節中心点から接地点までの長さと股関節位置（Ｈ）中心点から接地点までの長さの間の長さである非撓性のつま先底（３）を備える底（１）を用いる。
そして、底（１）に、直脚歩行に適する股関節位置（Ｈ）を広開脚幅（δ）まで一定に保持する機能を付加する。
【発明の効果】
【０００８】
手段１の底（１）は、事前調節として、履用者が先ず主空気室（４）および副空気室（５）共通の空気圧力を、片脚垂直立脚して体重を掛けた時に踵底（２）が圧縮下降して下限支持高さ位置で均衡支持して止まる圧力に空気注入弁（８）で合せる。次に弾性特性を変えて定める下限支持高さ到達所要時間調節を、履用者の歩調に合った着踵から垂直立脚位置までの歩行動作所要時間に通気弁（７）で合せる。すると、歩行実施時は、着踵から垂直立脚位置間の歩行動作を、踵底（２）で着踵の衝撃を緩和しながら脚で体重を支持し、股関節位置（Ｈ）の上下動（Δｈ）を自動的に小さく抑えて片脚垂直立脚時の高さ近傍にほぼ一定に保持して効率的な直脚歩行ができる（図１０参照）。従来の靴ではおおよそ、図１４、１５に示すように約３〜８ｃｍの上下動（Δｈ）が生じている。因みに、主空気室（４）と副空気室（５）の共通空気圧力の事前調節は、競技用ボールの空気圧調節と同様に、市販の手動式空気ポンプを使い、空気注入弁（８）で行う。
【０００９】
手段２の底（１）は、多段調節（手順は段欄００２７参照）できる通気弁（７）により、前記手段１の底（１）よりも精度良く調節することができる（図１０（ａ）のＡ１および段欄００２１参照）。
そして、着踵から垂直立脚位置間の歩行動作を、踵底（２）で着踵の衝撃を緩和しながら脚で体重を支持し、股関節位置（Ｈ）の上下動（Δｈ）を自動的に手段１よりも精度良く抑えて片脚垂直立脚時の高さ近傍にほぼ一定に保持して直脚歩行することができる（図１参照）。
【００１０】
手段３の底（１）は、踵底（２）の主空気室（４）の支持場所を前後左右内外等に区分することにより、区分場所毎の弾性支持強度の調節ができる。
【００１１】
手段４の底（１）は、手段１〜３に記した着踵から垂直立脚動作間の股関節位置（Ｈ）高さを一定に保持できる効果に加え、垂直立脚から踏込み、踏切りの歩行動作間も、つま先底（３）の作用（詳しくは段欄００２１および００３３照）で股関節位置（Ｈ）をより高く一定保持できて、開脚幅（δ）を広げることができる。その結果、適用開脚幅（δ）の広い直脚歩行に適する履物底となる（図１１、１２参照）。
【発明を実施するための最良の形態】
【第１実施の形態】
【００１２】
以下、本発明の第１実施の形態について説明する。先ず、構成について記す。
（イ）踵底部の中底（１２）と接地板（９）間に、少なくとも主空気室（４）を配置して、上下方向に伸縮して支えるように設ける高弾性支持構造の下方に背高の踵底（２）と、可撓性構造のつま先底（３）とを備える底（１）を用いる。
（ロ）前記主空気室（４）は通気口（４６）を介して中底（１２）を貫通し連通する通気弁（７）を中底（１２）側部上辺に備える。そして、長い可撓性管体で成る端末に空気注入弁（８）を備えた副空気室（５）を甲皮（１１）下部周辺および中底（１２）上部周辺に回して配置し設け、前記通気弁（７）に接続する。
以上の構成で、踵底（２）に着踵時における下限支持高さ到達所要時間調節機能と支持強度調節機能を付加する。その使い方の１つ目は、踵底（２）の下限支持高さにおける支持強度を履用者体重に適合させる方法で、直脚歩行時の着踵〜垂直立脚時の支持衝撃を小さく抑えることができる。２つ目は、歩行動作において、遊脚側の踵底（２）は、体前上方へ蹴り出された後に踵底（２）の伸びた状態の上限支持高さで着踵し移動体重を支持し受動的に圧縮されながら下限支持高さに到達するが、着踵時の踵底（２）の物理的な上限支持高さからの下限支持高さ到達所要時間を、履用者の歩行速度の「着踵〜垂直立脚位置」動作時間に合せると、股関節位置（Ｈ）の上下動（Δｈ）を小さく抑えることでができる。そのための事前調節がある。
その手順は、先ず主空気室（４）および副空気室（５）の空気圧力を片脚立脚時の全体重負荷で下限支持高さ位置でバランスするように調節する。次に通気弁（７）の調節ネジ（７３）を回して通気断面積を変えて、踵底（２）の物理的な着踵時における下限支持高さ到達所要時間値を、履用者の歩調である「着踵〜垂直立脚位置」の時間値に調節すると、着踵時の衝撃を抑えながら「着踵〜垂直立脚位置」間は体重心の上下動（Δｈ）を小さく抑えた直脚歩行ができる（図１０参照）。空気圧力の調節は別備えのハンドポンプを使って空気注入弁（８）を介して調節する。競技ボール用のハンドポンプを使ってもよい。
【実施例１】
【００１３】
平底型の踵底（２）で可撓性つま先底（３）を特徴とする小股歩行用の靴の代表例である。手段１を用いた例であり、形状および特性が一般的な靴に最も近い靴底（１）の一例である。図１は本発明第１実施の形態、実施例１直脚歩行に適した低底靴の例で、従来靴型で可撓性のつま先底接地面（３１）である靴の一部切欠断面で示した正面図である。図２は図１の甲皮（１１）を除く底（１）の平面図で、一部ＡＡ−ＢＢ線断面図である。底（１）は左右対称になっているため、以下、左側を省略し右側の靴のみを図示することにする。
先ず、全体構成を述べると、底（１）は下方に背高の形状で高弾性支持構造の踵底（２）と可撓性のつま先底（３）が前後に接続して成る外底（１３）と、その上に位置する中底（１２）と、最上部に位置する甲皮（１１）の３部材を一体に構成する。そして、踵底（２）は踵底部の中底（１２）と接地板（９）間の中央部に、上下に伸縮して支持するように主空気室（４）を配置し、その外周部分に伸縮して支持する発泡体（６ａ）を設け、点線で示す通気口（４６）を介して中底（１２）を貫通し連通する通気弁（７）を中底（１２）内側部上辺に備え、長い可撓性管体で成る端末に空気注入弁（８）を備えた副空気室（５）を甲皮（１１）下部周辺および中底（１２）上部周辺に時計回りに回して配置し設け、前記通気弁（７）に接続する。
【００１４】
次に、細部構成を述べる。
主空気室（４）は天壁（４１）と側壁（４２）と地壁（４４）で囲まれた空間を図２に示す連通口（４５）を設けた横隔壁（４３）で横伸縮を拘束して上下方向に伸縮自在とする蛇腹型の空気室で、破線で示す通気口（４６）を設けてある天壁（４１）外側全面を中底（１２）に、地壁（４４）外側全面を接地板（９）に接続して設ける。通気管（７７）は図２の下方部に示すように一端を通気口（４６）に接続して中底（１２）を下から上に貫通して足土踏まず部位の中敷（１２１）の下側を通って甲皮（１１）の踵部左側面を貫通して設けた例である。代替の方法としては中底（１２）を厚くして、下から上へ中層まで貫通し、そこから横の踵部左側面の外に貫通させて設けても良い。そして、前記通気管（７７）に接続して通気弁（７）を中底（１２）の踵部上方の左側面に設ける。副空気室（５）は可撓性の管体で成るが、その一端を前記通気弁（７）に接続して中底（１２）と甲皮（１１）の接続部外側に踵部左側からつま先回りでほぼ１周回して接着配置し、管体端末に空気注入弁（８）を接続して設ける。副空気室（５）の配置と構造の条件は踵底（２）に掛かる支持圧力を直接外壁に受けないようにすることである。従って、代替設置場所は中底（１２）を厚い構造にしてその中に設けても良く、またつま先底部（３）を非撓性の厚い構造にしてその中に設けても良い。
主空気室（４）は通気弁（７）を介して副空気室（５）と連通することにより、上下からの圧縮負荷に対して内部空気のほぼ全量を副空気室（５）側へ逃がすことができる仕組みで高弾性構造となっている。従って、主空気室（４）と高弾性の発泡体（６ａ）で構成する踵底（２）は高弾性の可圧縮性構造である。可圧縮範囲は図１のＸで示す可圧縮高さ約３ｃｍと小股歩行用で低い例である。また、つま先底（３）は踏込み圧力で容易に撓む可撓性構造となっている例である。つまり、つま先接地面（３１）は、履用者の足裏に沿って母趾球部（Ｕ）を支点にその直下部位からつま先上りに湾曲しながら支持点を変えて履用者体重を支持するが、その支持点の移動状態を動的支持点軌跡（Ｔ）として、図１の紙面上のつま先底（３）位置に、Ｔの太破線（母趾球部（Ｕ）を基準点として描く）で示した。
【００１５】
図３は通気弁（７）の拡大図で、（ａ）は正面断面図で、（ｂ）はその側面図で一部（ａ）図のＣＣ線断面側面図である。通気管（７７）はＴ字型管状の本体（７１）水平管部の左側で副空気室（５）と気密に接続して本体（７１）の中を通って主空気室（４）の通気口（４６）と気密に接続して設ける。押弁（７２）はネジ部（７４）で本体（７１）縦孔内面とねじ合せで上下するように構成し、保護管（７５）を介して通気管（７７）を外側から押し潰して通気断面積を変える仕組みの構造であり、弁本体からの通気漏れは生じない構造としてある。因みに、通気弁（７）本体（７１）は合成樹脂製で横管部分の外径が１０ｍｍ、通気管（７７）は塩化ビニール製で内径が２ｍｍ、外径が４ｍｍ、副空気室（５）はゴム製長管で外径１０ｍｍの例である。
【００１６】
図４は空気注入弁（８）の拡大図で、（ａ）は正面断面図で、（ｂ）はその側面図で一部が（ａ）図のＤＤ線断面側面図である。筒状本体（雌弁）（８１）の内壁凹部と張膜（８６）の間に雄弁（８２）を挿入、嵌合して弾性挟持させ、空気注入針挿入口（８４）の先端部に張膜（８６）の貫通孔（８８）に達する切割面（８５）を設ける構造で、サッカーボール等の競技用ボールの空気注入弁と同じ構造であり、空気注入針を空気注入針挿入口（８４）から切割面（８５）を通し、貫通孔（８８）の奥へ挿入して圧搾空気を注入した後、注入針を引き抜くと、切割面（８５）が雄弁（８２）素材の弾性と張膜（８６）弾性および副空気室（５）空気圧によって閉鎖される。筒状本体（雌弁）（８１）右先端部に繋部（８９）を設けて副空気室（５）に接続する構造である。また、口顎部（８７）の内側は図示していないが密栓を嵌合することもできる。因みに、本体の外径は１０ｍｍで、空気注入針挿入口（８４）の内径は２ｍｍの例である。
【００１７】
以上が細部構造であるが、本発明の踵底（２）高弾性支持特性には必要条件とも云える、重要な注意点が２つある。１つは、両脚垂直立脚時の支持基点（Ｓ）からの支持高さ（Ｙ）が可圧縮高さ（Ｘ）即ち立脚動作で掛かる体重負荷を支持しながら圧縮降下する長さであるが、の２分の１程度以上あることが好ましい。言換えると、踵底（２）は両脚立ちすると高く支持して、体重を片脚側へ寄せると大きく沈む特性が好ましいと言うことである。この沈む速さを通気弁（７）で通気管（７７）通気断面積を押し潰してコントロールすると、脚上端にある股関節位置（Ｈ）を一定高さに支持しながら歩行できる踵底（２）となる。そのためには副空気室（５）の内容積が主空気室（４）内容積と同等以上、理想的には２〜３倍あることが望ましい。２つ目は、主空気室（４）で支持する、踵底（２）全負荷に対する割合が３０％以上であることが好ましい。少ないと、上記の沈む速さのコントロール不足が生じる恐れがある。
【００１８】
事前調節について述べると、本発明の履物底（１）の使用方法は、履用にあたり事前調節を行う。踵底（２）の圧縮性能を、その要素である、主空気室（４）および副空気室（５）の共通の空気圧力（以後、空気圧と記す）と、主空気室（４）と副空気室（５）の内部空気を連通する通気管（７７）の通気抵抗の２つの調節で、履用者の体重と望む歩調に適合させる。
手順は先ず、体重合せとして、空気圧を、踵底（２）が片脚垂直立脚で体重を掛けた時に踵底（２）接地面が図１に示す下限支持位置となる基準点（Ｓ）の位置で均衡して静止する圧力に調節する。空気圧の調節は別備えの空気注入用エアーポンプ（競技ボール用と共通）を用い、空気注入弁（８）で行う。次に、歩調合せとして、踵底（２）が片脚立脚で基準点（Ｓ）まで圧縮降下する速度、即ち下限支持位置到達所要時間を、通気弁（７）の調節ネジ（７３）を回して、着踵から垂直立脚までの望みの歩行動作時間に一致するよう通気抵抗を調節する。通気弁（７）の踵底（２）圧縮降下速度調節原理は、調節ネジ（７３）を回して通気断面積を変えて通気抵抗を変えると、主空気室（４）が圧縮を受けた時、内部空気の一部が主空気室（４）から副空気室（５）へ退避するが、その退避速度が変り、踵底（２）圧縮降下速度が変る仕組みである。前述の退避した内部空気は歩行動作の踏切り後、着踵する前までの主空気室（４）無負荷の踵底（２）が空中を戻る遊脚期間に元の状態に戻る。
【００１９】
脚足の動作と底（１）形状の関係について述べると、歩行運動において身体を支持する支持脚の上腿および下腿を膝で真直ぐに伸展した状態の脚（以後、直脚と呼ぶ）で、上腿部の大きな筋肉を使って、膝屈伸することなく、着踵・踏切り、重心移動、踏込みの歩行動作を繰返して歩く歩行方法の「直脚歩行」は、力強く長く楽に歩ける理想的な歩行方法である。その歩行状態が分る直脚歩行のモデル図が図１０第１実施の形態の実施例１歩行動作状態図で、（ａ）は股関節位置（Ｈ）基準、（ｂ）は地面（ＧＬ）基準である。この図の靴のように伸縮しながら体重支持できる高弾性構造の踵部が理想的な踵底（２）である。本発明の履物底（１）は前段欄（００１８）の事前調節で説明したとおり、踵底（２）支持特性を主空気室（４）の空気圧と圧縮降下速度に係わる下限支持高さ到達時間の調節で支持基点（Ｓ）の軌跡を限りなく前記図１０（ａ）の中心が股関節位置（Ｈ）で半径（Ｒ）が垂直立脚位置の支持基点（Ｓ）から股関節高さ（ｈ）長さの円弧Ａ（Ａ１）に近づくように事前調節できるため、事前調節の済んだ図１、２に示す小股歩行用底（１）は直脚歩行に適した履物底（１）となっている。
因みに、従来靴で直脚歩行しようとすると、図１４、１５の符号Δｈで示すように約３〜８ｃｍの腰（股関節位置）の上下動（Δｈ）が幾何学的、物理的に発生するため、特に図１５の大股歩きは、各関節への衝撃が大きくて実施困難であることが分る。
【００２０】
履用方法を述べると、事前調節の済んだ底（１）は、事前調節時に定めた歩調、即ち時間当りの歩数を守って、下記の要領で、効率良く直脚歩行すれば良い。本実施例の底（１）は小股開脚用の開脚範囲（δ）前２０°〜後２０°の例で、図１０に示す股関節位置（Ｈ）を一定高さに保持できる腰の上下動（Δｈ）がゼロの例であり、開脚幅を広げた歩き方でも後述する図１３例のように有効である（従来の靴例図１４、１５参照）。歩き方の要領は、図１０（ｂ）の動作を模倣して実施することで、要点は太線矢印Ｄで示す着踵・踏切りの二重支持で行う体移動（後脚から前脚へ）動作を、即ち後脚で後開脚約２０°〜２３°、底（１）底屈回転約９°から約２０°までの踏切り動作をしながら、前脚で着踵から垂直立脚位置までを、足首を直角に固定したままの直脚で踵底（２）を前方上方から体直下の地面めがけて一気に振り下ろして、踵底（２）で地面を下方へ突き下げるように動作することである。その他の動作は普通の歩行と同じである。
【００２１】
以下、踵底（２）とつま先底（３）の作用を、図１０を基に説明する。直脚歩行は、体重を支持する支持脚を、膝で折り曲げない歩行であって、図１０股関節位置（Ｈ）基準および地面（ＧＬ）基準歩行動作状態図の（ｂ）図に示すように、解剖学的機構学的見方からして、股関節位置（Ｈ）の一定高さ保持が必要充分条件となっている。（ａ）図から直脚歩行における開脚動作で股関節位置（Ｈ）は脚を広く開くほど低くなるが、一つの着眼点として、履物底（１）に直脚開脚動作で低くなる股関節位置（Ｈ）高さ分を補う機能を付加できれば、それが直脚歩行に適した履物底（１）となるのが分る。図１０は１種のモデル図に過ぎないが、この図で得られる必要条件は幾何学的に普遍性があり有効である。
（ａ）図は股関節位置（Ｈ）を基準点として固定化して、脚足および底（１）、地面（ＧＬ）等の動きを相対的に移動体として描いた歩行動作状態図である。図の上から下の順で、中央のＨが股関節位置（Ｈ）で、Ｈから下方に開いている一点鎖線は股関節位置（Ｈ）を支持している立脚を示したもの、ｚは膝位置、δは開脚幅で小股歩行のケース、βは開脚角度、γは足・底の回転角度、Ｋは踝位置、その下の靴モデルは図１、２に示した本実施例の底（１）を示す。円弧Ａ（Ａ１）は踵底（２）の支持基点（Ｓ）の軌跡で、股関節位置（Ｈ）の上下動（Δｈ）のない直脚歩行時の軌跡であり、重要な意味の円弧である。図右側端の靴モデルをみると、Ｔで示す太実線小円弧は、つま先底（３）接地面（３１）の動的支持点軌跡で、モデル靴が２０°底靴回転して地面（ＧＬ）と点接触で、支持基点（Ｓ）が円弧Ａ（Ａ１）上を通るように踝（Ｋ）を支持し立脚が上端で股関節位置（Ｈ）を支持している状態が分る。その下の水平１点鎖線の地面（ＧＬ）は、歩行動作が進むに従って矢印で示すように右に移動する状態を示し、着踵点（ｐ１）、つま先離地点（ｐ２）と垂直立脚位置（ｐ３）を付記する。その下は直脚の歩行動作で▲１▼は着踵・踏切り、▲２▼は体重移動、▲３▼は踏込みである（詳細は図１６歩行状態と歩行動作サイクルの関係図参照）。そして、２本の太線矢印（→）は前後脚で二重支持（Ｄ）している距離長さを示し、最下は図１、２に示した実施例１の底（１）外底（１３）の、踵底（２）の作用位置範囲（Ａ３）とつま先底（３）の作用位置範囲（Ａ４）を示したものである。Ａ３の範囲を伸縮支持構造の踵底（２）の圧縮降下速度をコントロールして支持し、Ａ４の範囲をつま先底（３）の接地面（３１）を立脚で底（１）を操って、股関節位置（Ｈ）を一定高さに保持して直脚歩行している状態図である。
（ｂ）図は地面（ＧＬ）に対する歩行動作状態図である。上から股関節位置（Ｈ）の移動軌跡を示し、高さ（ｈ）をｈ＝８５ｃｍに一定に保持して上下動（Δｈ＝０）がなく水平直線移動する図例である。▲１▼▲２▼▲３▼の動作行程区分を付記している。Ｄは二重支持長さを示し、普通歩行並の０．１歩幅で安定した体重移動可能として示した。その下の１点鎖線直線の傾斜が立脚の支持状態で開脚角度（β）と足回転角度（γ）を括弧（β、γ）で付記した。最下の２点鎖線は固定の地面（ＧＬ）で、歩幅（Ｌ）、つま先離地点（ｐ２）から着踵点（ｐ１）までの脚歩幅（Ｌａ）、底転幅（Ｌｂ）を付記した。この図は、先に、地面（ＧＬ）〜股関節位置（Ｈ）の高さ（ｈ）一定保持を必要条件として、Ｈ、ＧＬで示す水平線を（ａ）図のｐ３で示す股関節位置（Ｈ）高さ（ｈ）に固定して描き、次に、直脚（１点鎖線）と靴モデルを連動させて、（β、γ）を動かしながら上下の水平線の間を誤差なく埋めて作図したものである。
以上の（ａ）（ｂ）の歩行動作状態図から、本実施例の踵底（２）に支持基点（Ｓ）の軌跡が円弧Ａ（Ａ１）となる圧縮特性機能を付加できると、上下動のないΔｈ＝０の直脚歩行のできる底（１）になることが分る。
【第２実施の形態】
【００２２】
以下、本発明の第２実施の形態について説明する。先ず、構成について記す。
（イ）踵底部の中底（１２）と接地板（９）間に、少なくとも主空気室（４）を配置する、上下方向に伸縮して支える高弾性支持構造の下方に背高の踵底（２）と、下凸状に湾曲する接地面（３１）を備えた非撓性構造のつま先底（３）とを備える底（１）を用いる。
（ロ）前記主空気室（４）の通気口（４６）に接続して中底（１２）を貫通し連通する通気弁（７ａ、７ｂ）を中底（１２）側部上辺に備える。そして、長い可撓性管体で成る端末に空気注入弁（８）を備えた副空気室→通気弁順を複数回一列状に配置して成る副空気室（５）を踵底（２）以外の直接支持圧力を受けない場所に配置して、前記通気弁（７）に接続する。
以上の構成で、踵底（２）に「着踵〜垂直立脚位置」の動作時に股関節位置（Ｈ）の支持高さを高く一定保持する機能を付加するとともに、つま先底（３）に踏込み・踏切り時の股関節位置（Ｈ）の支持高さを高く一定保持する機能を付加する。そして、第１の実施の形態と同様にして、下限支持高さにおける支持強度と下限支持高さ到達所要時間の調節が済むと、開脚幅（δ）を広げて股関節位置（Ｈ）高さを一定保持して直脚歩行することができる（図１１、１２参照）。
【実施例１】
【００２３】
最も代表的な中股開脚歩行用で直脚歩行に適した底（１）の一例で、踵底（２）は手段２を用い、底（１）全体は手段４を用いた履物の１例である。図５は本発明第２実施の形態、実施例１直脚歩行に適した中股開脚用靴の一部切欠断面正面図で、図６は図５の甲皮（１１）を除く平面図で、一部ＥＥ−ＦＦ線断面平面図である。
先ず、全体構成を述べる。底（１）は下方に背高の形状で高弾性支持構造の踵底（２）と、接地面（３１）が下凸状の円筒形でその断面の円弧が、中心点が股関節位置（Ｈ）で接地面断面半径（Ｒ）が垂直立脚時の地面（ＧＬ）から股関節位置（Ｈ）までの股関節高さ（ｈ）の長さである非撓性構造のつま先底（３）とが前後に接続して成る外底（１３）と、その上に位置する中底（１２）と、最上部に位置する甲皮（１１）の３部材を一体に構成する。そして、踵底（２）は踵底部の中底（１２）と接地板（９）間の中央部に、上下方向に伸縮して支持する主空気室（４）を配置し、その外周部分に上下方向に伸縮して支持するＶ型板バネ（６）を設け、さらに最外周部に上下方向に伸縮して覆う被覆体（６ｂ）を設け、前記主空気室（４）の通気口（４６）に連通して中底（１２）を貫通する通気弁（７ａ、７ｂ）を中底（１２）左右側部上辺に備え、長い可撓性管体で成る端末に空気注入弁（８）を備えた副空気室（５）を甲皮（１１）下部周辺および中底（１２）上部周辺に回して配置し設け、前記通気弁（７ａ、７ｂ）に接続する。図５に示すＸが踵底（２）の可圧縮高さ（Ｘ）で、Ｓが垂直立脚した時に底（１）が水平になる下限支持高さとなる支持基点（Ｓ）である。そして、踵底（２）は着踵時の下限到達所要時間調節機能と支持強度調節機能を備える。
【００２４】
次に、細部構成を述べる。但し、通気弁（７）および空気注入弁（８）、踵底（２）の可圧縮構造の注意点は、第１実施の形態の実施例１と同じであるため、説明を省略する。主空気室（４）は天壁（４１）と側壁（４２）と地壁（４４）で囲まれた空間を連通口（４５）を設けた横隔壁（４３）で横伸縮を拘束して上下方向に伸縮自在とする蛇腹型の空気室で、破線で示す通気口（４６）を設けてある天壁（４１）外側全面を中底（１２）に、地壁（４４）外側全面を接地板（９）に接続して設ける。通気管（７７）は図６の下方部に示すように一端を通気口（４６）に接続して中底（１２）を下から中層まで貫通し、そこから水平横方向の踵底（２）左側面へ貫通して設けた例である。そして、前記通気管（７７）に接続して通気弁（７ａ）を中底（１２）の踵部上方の左側面に設ける。副空気室（５）は可撓性の管体で成るが、その一端を前記通気弁（７ａ）に接続して中底（１２）と甲皮（１１）の接続部外側に踵部左側からつま先回りで踵部右側に通気弁（７ｂ）を連通してほぼ１周回して接着配置し、管体端末に空気注入弁（８）を接続して設ける。主空気室（４）は通気弁（７ａ、７ｂ）を介して副空気室（５）と連通することにより、内部空気のほぼ全量を副空気室（５）側へ逃がすことができる仕組みで高弾性構造となっている。従って、主空気室（４）と高弾性Ｖ型板バネ（６）と被覆体（６ｂ）で構成する踵底（４）は高弾性構造で、可圧縮範囲が図１のＸで示す可圧縮高さは約５．５ｃｍの例である。また、つま先底（３）は踏込み圧力で撓むことない非撓性構造で、その接地面（３１）は中心点が履用者の股関節位置（Ｈ）で接地面断面半径（Ｒ）が垂直立脚時の股関節位置（Ｈ）、即ちＲ＝ｈ＝８５ｃｍとなっている例である。
【００２５】
図７はＶ型板バネ（６）の斜視図である。Ｖ型板バネ（６）は細線の円で示す左右に並ぶ２個のバネ部（６１）の右側上下端部を上下の平面Ｕ字形板状の天板（６２）と地板（６３）に接続部（６４）で接続した構造であって、天板（６２）上面を中底（１２）に、地板（６３）下面を接地板（９）に、後端部（６５）を踵底（２）後端に向けて固定して設ける。そして中央空間部に主空気室（４）を、外側空間部に被覆体（６ｂ）を配置して踵底（２）の高弾性支持構造として用いる。バネ部（６１）は弾性体で、その他の部分は剛性の非撓性部材であるのが好ましい。外側の被覆体（６ｂ）は内側を隠すためのもので、材料としては伸び縮みの大きなゴム布やポリウレタンフォームまたはメラニンフォーム等を使用すると良い。
【００２６】
踵底（２）は、第１実施の形態の実施例１より背高の可圧縮高さ約５．５ｃｍの踵底例であり、その弾性構造の支持特性は、より十分に弾力性に富んだものである必要がある（段欄００１７参照）。
【００２７】
事前調節について述べると、第１実施の形態と同様に、空気圧を履用者の体重と望む歩調に適合させる。先ず、体重合せとして、空気圧を、踵底（２）が片脚垂直立脚で体重を掛けた時に踵底（２）接地面が図５に示す下限支持位置となる基準点（Ｓ）の位置で均衡して静止する圧力に調節する。次に、歩調合せとして、踵底（２）が片脚立脚で基準点（Ｓ）まで圧縮降下する速度である下限支持位置到達所要時間を、２段調節で行う。その手順の１例を述べると、両脚垂直立脚して静止する支持基点（Ｓ）からの高さ（Ｙ）を確認してから、１段目の通気弁（７ａ）で両脚垂直立脚高さ到達時間を下限支持到達所要時間の１／３に合わせ、２段目の通気弁（７ｂ）で履用者の歩調に合った着踵から垂直立脚位置までの歩行動作所要時間に合せると、歩行動作時は踵底（２）の支持基点（Ｓ）が着踵〜垂直立脚位置間を図１０の（ａ）に示すような中心が股関節位置（Ｈ）の接地面断面半径（Ｒ）が垂直立脚位置（Ｈ）の股関節高さ（ｈ）Ｒ＝ｈ＝８５ｃｍの円弧Ａ（Ａ１）に近い軌跡を描くように弾性支持されて、股関節位置（Ｈ）高さをほぼ一定に保持して直脚歩行ができる。
【００２８】
第２実施の形態、実施例１の底（１）の履用方法について述べると、第１実施の形態実施例１の底（１）と同様に、前段欄（００２７）の事前調節の済んだ底（１）を履いて、事前調節時に定めた歩調、即ち時間当りの歩数を守って、下記の要領で効率良く直脚歩行すれば良い。本実施例の底（１）は中股開脚用の開脚範囲（δ）前２５°〜後２５°の例で、図１１第２実施の形態の実施例１歩行動作状態図に示す股関節位置（Ｈ）高さを一定に保持できる例であるが、図１３第２実施の形態の実施例１中股用で大股歩きする歩行動作状態図に示すように歩幅を広げた歩き方でも、腰の上下動（Δｈ）が小さくなり有効である（従来の靴例図１５参照）。歩き方の要領は、図１１の動作を模倣して実施することであり、要点は太線矢印で示す着踵・踏切りの二重支持で行う体移動（後脚から前脚へ）動作を、即ち後脚で後開脚約２５°から約２８°へ、底（１）底屈回転約１０°から約１８°までの踏切り動作をしながら、前脚で着踵から垂直立脚位置までを、足首を直角に固定したままの直脚で踵底（２）を前方上方から体直下の地面めがけて一気に振り下ろして、踵底（２）で地面を下方へ突き下げるように動作することである。その他の動作は普通の歩行と同じである。
結言すると、図から分るように、開脚幅（δ）５０°の中股歩き適用で、脚足動作要件が着踵から半踏込みまでを足首不動直脚、半踏込みから踏切りまでを約１８°底屈回転・直脚である直脚歩行を、股関節位置（Ｈ）高さを一定保持しながら実施できる底（１）である。
【実施例２】
【００２９】
最も代表的な大股開脚歩行用で直脚歩行に適した底（１）の一例で、踵底（２）は手段３を用い、底（１）全体としては手段４を用いた履物底（１）の例である。図８は本発明第２施の形態、実施例２直脚歩行に適した大股開脚用靴の一部切欠断面正面図で、図９は図８の甲皮（１１）を除く平面図で、一部ＧＧ−ＨＨ線断面平面図である。
先ず、全体構成を述べる。底（１）は、下方向に背高の高弾性支持構造である踵底（２）と、接地面（３１）が下凸状の円筒形でその断面の円弧が、中心点が股関節位置（Ｈ）で接地面断面半径（Ｒ）が垂直立脚時の地面（ＧＬ）から股関節高さ（ｈ）の長さである非撓性構造のつま先底（３）とが、前後に接続して成る外底（１３）と、その上に位置する中底（１２）と、最上部に位置する甲皮（１１）の３部材を一体に構成する。そして、踵底（２）は踵底部の中底（１２）と接地板（９）間の中央部に、上下方向に伸縮して支える外主空気室（４ａ）と内主空気室（４ｂ）で成る二重蛇腹式の主空気室（４）を配置し、それぞれの空気室に具備する通気口（４６）に連通して中底（１２）を貫通して中底（１２）左側面上辺と右側部上辺の２箇所に２段状に通気弁（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）を備え、それぞれの長い可撓性管体で成る端末に注入弁（８ａ、８ｂ）を備える２つの複合型の副空気室（５）を甲皮（１１）下部周辺および中底（１２）上部周辺に回して配置し設け、前記通気弁（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）に接続する。図８に示すＸが踵底（２）の可圧縮高さ（Ｘ）で、Ｓが垂直立脚した時に底（１）が水平になる下限支持高さの支持基準点（Ｓ）である。そして、踵底（２）は着踵時の下限到達所要時間調節機能と支持強度調節機能を備える。
【００３０】
次に、細部構成を述べる。但し、通気弁（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）および空気注入弁（８ａ、８ｂ）は、第１実施の形態の実施例と同じであるため、説明を省略する。
主空気室（４）は図８、９に示すように、天壁（４１）と側壁（４２）と地壁（４４）で囲まれた空間を連通口（４５）を設けた横隔壁（４３）で横伸縮を拘束して上下方向に伸縮自在に支持する蛇腹型の外主空気室（４ａ）と内主空気室（４ｂ）の２つの空気室で成る主空気室（４）である。そして、２つの通気口（４６）を設けてある前記天壁（４１）の外側全面を中底（１２）に、地壁（４４）外側全面を接地板（９）に接続して設ける。２つの通気管（７７）は図９の中央部に示すように一端を破線で示す通気口（４６）に接続して中底（１２）を下から中層まで貫通し、そこから水平横方向の踵底（２）左側面へ貫通して設けた例である。そして、主空気室（４）は通気弁（７）を介して副空気室（５）と通気管（７７）で連通することにより、立脚負荷による上下方向の全圧縮に対して内部空気の全量を副空気室（５）側へ逃がすことができる構造となっており、副空気室が大きいほど高弾性となる仕組みである。この内外２空気室の主空気室（４）で構成する踵底（４）は、可圧縮範囲は図８のＸで示す、片脚垂直立脚で着踵高さから支持基点（Ｓ）へ降下する可圧縮高さ（Ｘ）は、大股歩行対応のため、約９ｃｍと非常に高く、これに合う高弾性構造特性の必要条件は特に厳しい。本実施例は、靴底を水平に保って両脚垂直立ちした時に、残りの可圧縮高さが約４．５ｃｍ以上の中間高さでぷかぷかと浮いてバランスする高弾性の踵底（４）で、つま先底（３）はつま先部が長くかつ踏込み圧力で撓むことない非撓性構造で、その接地面（３１）は中心点が履用者の股関節位置（Ｈ）で接地面断面半径（Ｒ）が垂直立脚時の股関節高さ（ｈ）である、即ちＲ＝ｈ＝８６ｃｍの円弧面となっている、底長３０ｃｍの底（１）例である。
【００３１】
踵底（２）弾性特性を履用者の体重と望む歩調に合せる事前調節方法は、基本的には実施例１に同じ（段欄００２７参照）であり、説明は省略する。
【００３２】
実施例２の底（１）の履用方法について述べると、実施例１の底（１）と同様に、事前調節（段欄（００２７）参照）の済んだ底（１）を履いて直脚歩行すれば良いが、可圧縮高さが約９ｃｍと高いため、事前調節時に定めた歩調、即ち時間当りの歩数である歩行ピッチを、守って歩くことが重要となる。目標ピッチよりも少し速い歩行ピッチで歩くと腰位置が少し高くなってバランスするが、ピッチが遅くなり過ぎると腰が落ちてしまうためである。本実施例の底（１）は大股開脚用の開脚範囲（δ）前３０°〜後３０°、開脚幅（δ）６０°仕様の例で、図１２第２実施の形態の実施例２歩行動作状態図に示すように股関節位置（Ｈ）高さが一定保持できる例であるが、歩幅をさらに広げた二重支持長さ（Ｄ）ゼロの走り方でも走行ピッチを守れば有効である。歩き方の要領は、図１２の動作を模倣して実施するとよい。要点は太線矢印で示す着踵・踏切りの二重支持で行う体移動（後脚から前脚へ）動作を、即ち後脚で後開脚約３０°から約３４°へ、底（１）底屈回転約１２°から約２８°までの踏切り動作をしながら、前脚で着踵から垂直立脚位置までを、足首を直角に固定したままの直脚で踵底（２）を前方上方から体直下の地面めがけて一気に振り下ろして、踵底（２）で地面を下方へ突き下げるように動作することである。大股開脚用は特に弾みが大きく歩幅が上がってスピードが出易いので特に安全面の注意が必要である。その他の動作は普通の歩行と同じである。
結言すると、図１２から分るように、開脚幅６０°の大股歩き適用で、動作要件が着踵から踏込み半ばまでを足首不動直脚、踏込み半はから踏切りまでを約０°から２８°に底屈回転する歩幅約９８ｃｍの直脚歩行を、股関節位置（Ｈ）高さを一定保持しながら実施できる。
【００３３】
手段４における股関節位置（Ｈ）高さを一定保持して直脚歩行できるための、非撓性構造のつま先底（３）の形状、即ち接地面断面半径（Ｒ）の条件について述べる。半径（Ｒ）長さが股関節高さ（ｈ）で、中心点が股関節位置（Ｈ）であると、足脚直角とした足首不動の直脚の支持高さ（ｈ）は、つま先底（３）の支持点が接地面（３１）上にある開脚範囲であれば常に一定となる（図１０（ａ）参照）。足首不動のため、最も楽な歩行となる。接地面断面半径（Ｒ）長さが、中心点が前述の股関節位置（Ｈ）から膝（ｚ）高さへ下がって短くなると、短くなった分を底（１）接地面を足の底屈・背屈回転で操って補う必要がでるが、足の底屈・背屈運動を加えると股関節位置（Ｈ）高さを一定保持して直脚歩行ができる。また、歩幅（Ｌ）も増える。しかし、半径（Ｒ）をさらに短くすると、開脚範囲を広げた大股歩行時には、足の底屈・背屈運動を加えても、幾何学的に見て股関節位置（Ｈ）高さを保持できなくなり腰が沈むことになる。したがって、手段４で記すつま先底（３）の接地面（３１）断面半径（Ｒ）の範囲が有効である。
【００３４】
中底（１２）の材料は軽くて剛性と強度のある合成樹脂等を用いる。底（１）接地面の材料は、従来同様、路面に密着してスリップし難く磨耗しがたいゴム、合成樹脂等の材料を用いる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】 本発明第１実施の形態、実施例１直脚歩行に適した平底靴の例で、従来靴型で可撓性のつま先底接地面（３１）である靴の一部切欠断面正面図
【図２】 図１の甲皮（１１）を除く平面図で、一部ＡＡ−ＢＢ線断面図
【図３】 通気弁（７）の拡大図で、（ａ）は一部断面正面図、（ｂ）はその側面図で一部（ａ）図のＣＣ線断面側面図
【図４】 空気注入弁（８）の拡大図で、（ａ）は一部断面正面図、（ｂ）はその側面図で一部（ａ）図のＤＤ線断面側面図
【図５】 本発明第２実施の形態、実施例１直脚歩行に適した中股開脚用靴の一部切欠断面正面図
【図６】 図５の甲皮（１１）を除く平面図で、一部ＥＥ−ＦＦ線断面平面図
【図７】 補強体Ｖ型バネ（６）の斜視図
【図８】 本発明第２施の形態、実施例２直脚歩行に適した大股歩行用靴の一部切欠断面正面図
【図９】 図８の甲皮（１１）を除く平面図で、一部ＧＧ−ＨＨ線断面平面図
【図１０】 第１実施の形態の実施例１歩行動作状態図で、（ａ）は股関節位置（Ｈ）基準、（ｂ）は地面（ＧＬ）基準
【図１１】 第２実施の形態の実施例１歩行動作状態図
【図１２】 第２施の形態の実施例２歩行動作状態図
【図１３】 第２実施の形態の実施例１中股用で大股歩きする歩行動作状態図
【図１４】 従来靴の小股歩行動作状態図
【図１５】 従来靴の大股歩きの歩行動作状態図
【図１６】 歩行状態と歩行動作サイクルの関係図
【符号の説明】
【００３６】
１ 底、
１１ 甲皮、
１２ 中底、 １２１ 中敷、
１３ 外底、
２ 踵底
３ つま先底、 ３１ 接地面
４ 主空気室、 ４ａ 外空気室、 ４ｂ 内空気室
４１ 天壁、 ４２ 側壁、 ４３ 横隔壁、 ４４ 地壁、
４５ 連通口、 ４６ 通気口
５、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ 副空気室
６ Ｖ型板バネ、
６１ バネ部、 ６２ 天板、 ６３ 地板、 ６４ 接続部、 ６５ 後端部
６ａ 発泡体、 ６ｂ 被覆体
７、７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ 通気弁、
７１ 本体、 ７２ 押弁、 ７３ 調節ネジ、 ７４ ネジ部、 ７５ 保護管、
７６ 受台、 ７７ 通気管、 ７８ 主空気室側遮蔽材、 ７９ 副空気室側
８、８ａ、８ｂ 空気注入弁、
８１ 筒状本体（雌弁）、 ８２ 雄弁、 ８３ 雄弁大径部、
８４ 空気注入針挿入口、 ８５ 切割面、 ８６ 張膜、 ８７ 口顎部、
８８ 貫通孔、 ８９ 繋部
９ 接地板
Ａ１ 円弧Ａ
Ｄ 二重支持長さ
ｈ 股関節高さ
Δｈ 上下動
Ｈ 股関節位置
Ｋ 踝位置
Ｌ 歩幅
Ｌａ 底転幅
Ｌｂ 脚歩幅
Ｒ 接地面断面半径
Ｓ 支持基点
Ｔ 動的支持点軌跡
Ｕ 母趾球部
Ｘ 可圧縮高さ
Ｙ 両脚立脚高さ
α 接足面傾斜角度（α＝０の例）
β 脚傾斜角度
γ 足回転角度
δ 開脚幅
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主空気室（４）を内部に配置する下方に背高で高弾性支持構造の踵底（２）を備える底（１）において、前記主空気室（４）が内部空気圧力調節用の空気注入弁（８）を具備する副空気室（５）を、踵底（２）外に配置する弾性特性調節用の通気弁（７）を介して連通し、踵底（２）外に連通して備えることを特徴とする直脚歩行に適した履物底。
【請求項２】
請求項１記載の底（１）において、前記副空気室（５）が、副空気室→通気弁順を複数回繰返して一列状に配置し連通して成ることを特徴とする直脚歩行に適した履物底。
【請求項３】
請求項２記載の底（１）のにおいて、前記主空気室（４）が、横方向で区分する複数の主空気室（４ａ、４ｂ、４ｃ）で構成し、前記の主空気室（４ａ、４ｂ、４ｃ）にそれぞれの副空気室（５）に連通することを特徴とする直脚歩行に適した履物底。
【請求項４】
請求項１〜３に記載する踵底（２）と、接地面（３１）が下凸状の円筒形で接地面断面半径（Ｒ）が履用者の片脚垂直立脚時の膝関節中心点から接地点までの長さと股関節中心点から接地点までの長さ間の長さである非撓性のつま先底（３）を備える底（１）を特徴とする直脚歩行に適した履物底。
【請求項１】
主空気室（４）を内部に配置する下方に背高で高弾性支持構造の踵底（２）を備える底（１）において、前記主空気室（４）が内部空気圧力調節用の空気注入弁（８）を具備する副空気室（５）を、踵底（２）外に配置する弾性特性調節用の通気弁（７）を介して連通し、踵底（２）外に連通して備えることを特徴とする直脚歩行に適した履物底。
【請求項２】
請求項１記載の底（１）において、前記副空気室（５）が、副空気室→通気弁順を複数回繰返して一列状に配置し連通して成ることを特徴とする直脚歩行に適した履物底。
【請求項３】
請求項２記載の底（１）のにおいて、前記主空気室（４）が、横方向で区分する複数の主空気室（４ａ、４ｂ、４ｃ）で構成し、前記の主空気室（４ａ、４ｂ、４ｃ）にそれぞれの副空気室（５）に連通することを特徴とする直脚歩行に適した履物底。
【請求項４】
請求項１〜３に記載する踵底（２）と、接地面（３１）が下凸状の円筒形で接地面断面半径（Ｒ）が履用者の片脚垂直立脚時の膝関節中心点から接地点までの長さと股関節中心点から接地点までの長さ間の長さである非撓性のつま先底（３）を備える底（１）を特徴とする直脚歩行に適した履物底。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図９】
【図１０】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図９】
【図１０】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００９−１０１１０７（Ｐ２００９−１０１１０７Ａ）
【公開日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２９８６４５（Ｐ２００７−２９８６４５）
【出願日】平成１９年１０月２２日（２００７．１０．２２）
【出願人】（３９８０４８１８７）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月２２日（２００７．１０．２２）
【出願人】（３９８０４８１８７）
【Ｆターム（参考）】
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