JP2017006409A - 競技用シューズ、及び競技用シューズの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来に比べて安価でありながら、個人の足の形状にフィットし易い競技用シューズ及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】足のかかと、足の裏、つま先、及び足の甲を覆う内側部材２１０と、内側部材２１０の内、少なくとも足の裏を覆う部位を外側から覆う中間部材２２０Ａ、２２０Ｂと、中間部材２２０Ａ，２２０Ｂを外側から覆う外側部材２３０Ａ、２３０Ｂと、を備えた競技用シューズ２００であって、中間部材２２０Ａ，２２０Ｂは、内側部材２１０及び外側部材２３０Ａ，２３０Ｂよりも剛性が高く、少なくとも高強度の繊維を含む、競技用シューズ２００である。
【選択図】図１

Description

本発明は、競技用シューズ、及び競技用シューズの製造方法に関する。

従来、個人の足にあわせた競技用シューズを単品方式で製造する場合、その個人の足の形状をシリコンなどで型取りして、石膏などで内型を作成し、ある程度のへこみを丸めたり、製品の成形後の収縮などを考慮して修正しながら、内型を仕上げる。

そして、仕上げた内型を利用して、その個人の足にあわせた競技用シューズを製造する方法がある。

一方、量産方式で競技用シューズを製造する場合、多くの人の足に合うように作られた内型（図示省略）を複数のサイズに応じて予め複数種類用意する。

そして、図７に示す様に、あるサイズのシューズ１００を製造する場合、アッパー１１０は柔らかい材料を縫製などで組み立て、アウトソール１２０はおおむね樹脂の射出成型で作成する。そしてアッパー１１０を足型（図示省略）に添わせるため引っ張りながら足型に固定したのち、２０分程度加熱したり、たたいたりして足型になじませて、冷却後、事前にバックル１４０が取り付けられたアッパー１１０は、ゴム部材１５０が事前に取り付けられたアウトソール１２０と接着した後、足型を抜く。

足型を抜いた後、更に、自転車競技用のクリート１６０をねじ止めする方法が知られている。

尚、図７は、従来の量産方式で製造される自転車競技用シューズ１００の概略断面図である。

しかしながら、従来の「個人の足にあわせた競技用シューズを単品方式で製造する場合」では、個人によって大きく異なる足の形状に概ねフィットするシューズを作成することが出来るが、内型は、個人の足の形に合わせて作成する必要があると共に、製品の収縮度なども考慮する必要がある為、一足のシューズを製造する為に膨大なコストがかかるという問題があった。

一方、従来の「量産方式で競技用シューズを製造する場合」では、同じサイズのシューズについては、同じ内型を使用して量産出来るので、一足のシューズを製造する為のコストは大幅に削減できるが、はじめから隙間１７０（図７参照）の存在を容認した構造であるため、各人で異なる足の形状のそれぞれにフィットさせることが困難であるという問題があった。

本発明は、上記従来の課題に鑑みて、従来に比べて安価でありながら、個人の足の形状にフィットし易い競技用シューズ、及び競技用シューズの製造方法を提供することを目的とする。

第１の本発明は、
足のかかと、足の裏、つま先、及び足の甲を覆う第１部材と、
前記第１部材の内、少なくとも前記足の裏を覆う部位を外側から覆う第２部材と、
前記第２部材を外側から覆う第３部材と、を備えた競技用シューズであって、
前記第２部材は、前記第１部材及び前記第３部材よりも剛性が高く、少なくとも高強度の繊維を含む、競技用シューズである。

また、第２の本発明は、
前記高強度の繊維、及び熱硬化性樹脂を含み、
前記第２部材は応力外皮構造を有している、上記第１の本発明の競技用シューズである。

また、第３の本発明は、
前記第１部材及び前記第３部材は、前記第２部材に含まれた前記熱硬化性樹脂を介して前記第２部材に接着されている、上記第２の本発明の競技用シューズである。

また、第４の本発明は、
足のかかと、足の裏、つま先、及び足の甲を覆う第１部材と、前記第１部材の内、少なくとも前記足の裏を覆う部位を外側から覆う第２部材と、前記第２部材を外側から覆う第３部材と、を有する競技用シューズの製造方法であって、
個人の足の形状データに基づいて、前記第１部材を作成する第１部材作成工程と、
前記個人の足の形状データに基づいて、前記第３部材を作成する第３部材作成工程と、
前記第１部材作成工程により作成された前記第１部材の内側の空間に詰め物を挿入する挿入工程と、
前記詰め物が挿入された前記第１部材の内、少なくとも前記足の裏を覆う部位の外側に前記第２部材の素材を配置する、又は前記第３部材の内側に前記第２部材の素材を配置する配置工程と、
前記配置工程により配置された前記第２部材の素材を介して前記第１部材の上に前記第３部材を被せる工程と、
前記第１部材、前記第２部材、及び前記第３部材の素材を接着する接着工程と、を備えた競技用シューズの製造方法である。

また、第５の本発明は、
前記第２部材の素材は、前記高強度の繊維、及び熱硬化性樹脂を含むシート状の素材であり、
前記接着工程では、前記第１部材、前記第２部材、及び前記第３部材の素材を加圧し加熱して前記接着を行い、
前記第１部材作成工程、及び前記第３部材作成工程では、３次元プリンターを用いて前記第１部材、及び前記第３部材を作成する、上記第４の本発明の競技用シューズの製造方法である。

本発明によれば、従来に比べて安価でありながら、個人の足の形状にフィットし易い競技用シューズ、及びその製造方法を提供することが出来る。

（ａ）：本発明の実施の形態のバックル式の自転車競技用シューズ（左足用）の外観を示す右側面図、（ｂ）：図１（ａ）に示すバックル式の自転車競技用シューズ（左足用）の外観を示す左側面図 図１（ａ）に示すバックル式の自転車競技用シューズ（左足用）の断面図 （ａ）：本実施の形態のバックル式の自転車競技用シューズ（左足用）の内側部材の右側面図、（ｂ）：図３（ａ）に示すバックル式の自転車競技用シューズ（左足用）の内側部材の左側面図 （ａ）：本実施の形態のバックル式の自転車競技用シューズ（左足用）の外側部材の右側面図、（ｂ）：図４（ａ）に示すバックル式の自転車競技用シューズ（左足用）の外側部材の左側面図 （ａ）：本実施の形態のバックル式の自転車競技用シューズ（左足用）の中間部材の素材としてのカーボンファイバープリプレグシートの右側面図、（ｂ）：図５（ａ）に示すバックル式の自転車競技用シューズ（左足用）の中間部材の素材としてのカーボンファイバープリプレグシートの左側面図 （ａ）：ケーブル式の自転車競技用シューズ（左足用）の外観を示す右側面図、（ｂ）：図６（ａ）に示すケーブル式の自転車競技用シューズ（左足用）の外観を示す左側面図 従来の量産方式で製造される自転車競技用シューズの概略断面図

以下に、本発明の競技用シューズの一実施の形態としての自転車競技用シューズの構成について、図面を用いて説明すると共に、その製造方法について説明する。

まず、本実施の形態のバックル式の自転車競技用シューズ２００の構成について、図１（ａ）〜図２を用いて説明する。

図１（ａ）は、本実施の形態のバックル式の自転車競技用シューズ（左足用）２００の外観を示す右側面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すバックル式の自転車競技用シューズ（左足用）２００の外観を示す左側面図である。

また、図２は、図１（ａ）に示すバックル式の自転車競技用シューズ（左足用）２００の断面図である。

通常、自転車競技用シューズなどの競技用シューズにおいては、長時間の使用や、靴を通じペダルに加わる大きな力からの疲労、炎症への対策が重要である。

そこで、（１）個人により大きく異なる足のサイズ、形状に良くフィットし、きつすぎたり、緩かったりすることからの痛みを生じてはいけない。また、（２）人の力を無駄なく伝えるために、たわまない十分な剛性が必要である。また、（３）上記（１）、（２）の事項を満たし、かつ軽量であり、加速減速に必要なエネルギーが最少なこと、が競技上のメリットとなる。

本実施の形態で説明する自転車競技用シューズは、この様な観点から提案するものである。

即ち、本実施の形態のバックル式の自転車競技用シューズ２００は、図１（ａ）〜図２に示す様に、（１）アキレス腱の一部と、足のかかと、足の裏、つま先、及び足の甲を覆う形状を有する樹脂製の内側部材２１０と、（２）内側部材２１０の内、足のかかと、足の裏、及び足の指の下面側を覆う部位を外側から覆う形状のモノコックフレーム構造（応力外皮構造）を有する炭素繊維製の第１中間部材２２０Ａと、内側部材２１０の内、足の甲を覆う部位を外側から覆う形状のモノコックフレーム構造（応力外皮構造）を有する炭素繊維製の第２中間部材２２０Ｂと、を有する中間部材２２０と、（３）第１中間部材２２０Ａを外側から覆う形状を有する樹脂製の第１外側部材２３０Ａと、第２中間部材２２０Ｂを外側から覆う形状を有する樹脂製の第２外側部材２３０Ｂと、を有する外側部材２３０と、を備えた構成である。

尚、第１中間部材２２０Ａと第２中間部材２２０Ｂは、内側部材２１０やバックル２６０により互いに連結されているので、応力による変形に対して、連結して力を分散し、変形を少なくする構造を成している。即ち、第１中間部材２２０Ａと第２中間部材２２０Ｂは、協働してモノコックとして機能する。

更に、本実施の形態のバックル式の自転車競技用シューズ２００は、図１（ａ）〜図２に示す様に、（４）その他の部材として、競技用自転車のペダル（図示省略）と固定するためのクリート２５０が、自転車競技用シューズ２００の靴底にねじ止めされていると共に、バックル２６０、及び歩行時の滑り防止用のゴム部材２７０が組み付けられている。

また、本実施の形態の自転車競技用シューズ２００の内側部材２１０と外側部材２３０は、個人の足の３次元データに基づいて３次元プリンターを用いて形成されたナイロン製の部材である。従って、個人により大きく異なる足のサイズ、形状に良くフィットし、きつすぎたり、緩かったりすることからの痛みを生じない構成である。

尚、内側部材２１０と外側部材２３０の材料としては、ナイロンが好ましいが、ＰＣ（ポリカーボネート）ＰＵ（ポリウレタン）、ＡＢＳなどでも良い。また、これに限らず、例えば強度、耐候性のある樹脂材料であればどの様な材料でも良い。

また、本実施の形態の自転車競技用シューズ２００の中間部材２２０の素材は、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を含むカーボンファイバープリプレグシートである。エポキシ樹脂を含むカーボンファイバープリプレグシートを加圧しながら加熱し、一定時間保持することにより、熱硬化樹脂であるエポキシ樹脂が硬化し、カーボンファイバープリプレグシートを硬化させて、同時に内側部材２１０と外側部材２３０を接着している。カーボンファイバープリプレグシートが硬化することによりモノコックフレーム構造が形成される。

尚、本実施の形態の自転車競技用シューズ２００の中間部材２２０の素材は、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を含むカーボンファイバープリプレグシートである場合について説明したが、これに限らず、要するに、中間部材２２０は、内側部材２１０及び外側部材２３０よりも剛性が高く、少なくとも高強度の繊維（高強度繊維と呼ぶこともある）を含む部材であればどのようなものであっても良い。従って、中間部材２２０の素材としては、例えば、炭素繊維又はガラス繊維を含むような軽量高剛性な素材であっても良い。また、例えば、竹を加工したり、クモの糸を加工したりした高強度の繊維を含む素材であっても良い。

尚、本願明細書において「高強度の繊維（高強度繊維）」とは、ナイロンやポリエステル繊維の２．５倍以上の断面積あたり強度、即ち、２５００ＭＰａ以上の強度を持つ繊維をいい、例えば、上述した炭素繊維やガラス繊維の他、高強力ポリエステル繊維、高強力ビニロン繊維、アラミド繊維、ヘテロ環含有芳香族繊維、ボロン繊維などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。ここで、１ＭＰａ≒１０ｋｇ／ｃｍ²である。

これにより、たわまない十分な剛性を発揮出来て、力をペダルに無駄なく伝えることが出来る。

次に、内側部材２１０に設けられたヒンジ構造について、図１（ａ）〜図２を用いて説明する。

本実施の形態のバックル式の自転車競技用シューズ２００は、内側部材２１０の足の甲の部分が、開閉可能に構成されている。

即ち、図１（ａ）〜図２に示す様に、内側部材２１０の甲の部分には、切り込み部２１１と、ヒンジ部２１２（図１（ａ）、図３（ａ）では、破線で示した）とが設けられており、内側部材２１０の甲の部分は、ヒンジ部２１２を開閉軸として、左右方向に開閉可能な構成である。

具体的には、切り込み部２１１は、図１（ｂ）に示した左側面の足の甲の上端部２１１Ａから小指側に達し、更につま先部２１１Ｂを経由して、図１（ａ）に示した右側面の親指の付け根部２１１Ｃに至るまで設けられている。また、ヒンジ部２１２は、内側部材２１０上の右側面の親指の付け根部２１１Ｃから、右側面の足の甲の上端部２１１Ｄに至る直線部分であり、且つ、第２中間部材２２０Ｂ及び第２外側部材２３０Ｂにより覆われていない部分である。

このヒンジ構造により、人は容易に自転車競技用シューズ２００を履いたり脱いだり出来る。

上記構成によれば、カーボンファイバーの中間部材２２０の内、足の下半分の第１中間部材２２０Ａは、および足の甲の部位を覆う第２中間部材２２０Ｂは協働して一体構造（モノコックフレーム構造）であり、靴としての剛性が高く軽量であり、力の伝達時に変形が少なく、選手の疲労を減らすことが出来ると共に、自転車用シューズに必要なペダルへの高い力の伝達に寄与する。一方、靴の上半分に相当する甲の部分を覆うパーツは、靴に足を入れる際、開く必要があり、内側部材２１０の形成後に加工する切り込み部２１１（図１（ｂ）参照）と、可動のために樹脂のみで覆いカーボンでは覆わない部分、即ち、ヒンジ部２１２（図１（ａ）参照）を持つ。しかしながら、甲など広い部分をカーボンファイバーで覆い、自転車ペダリングでの前方向、及び上方向への力の伝達を、足のずれや、高い圧力を防ぎながら実現出来る。従って、弱い力の締め付けで十分である。

また、上記構成によれば、靴底やかかと部は、高い剛性を有しながら、足の形状に完全にフィットするため、ペダリング時に部分的な高い圧力が生じない。また足形状にあった突起があるため、足と靴とにスラスト力が生じる際、ずれが発生しないという効果を発揮する。

尚、本実施の形態の内側部材２１０は、本発明の第１部材の一例にあたり、本実施の形態の中間部材２２０は、本発明の第２部材の一例にあたり、また、本実施の形態の外側部材２３０は、本発明の第３部材の一例にあたる。

次に、本実施の形態のバックル式の自転車競技用シューズ２００の製造方法について、図３（ａ）〜図５（ｂ）を用いて説明する。

図３（ａ）は、本実施の形態のバックル式の自転車競技用シューズ（左足用）２００の内側部材２１０の右側面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示すバックル式の自転車競技用シューズ（左足用）２００の内側部材２１０の左側面図である。

図４（ａ）は、本実施の形態のバックル式の自転車競技用シューズ（左足用）２００の外側部材２３０の右側面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示すバックル式の自転車競技用シューズ（左足用）２００の外側部材２３０の左側面図である。

図５（ａ）は、本実施の形態のバックル式の自転車競技用シューズ（左足用）２００の中間部材２２０の素材としてのカーボンファイバープリプレグシート１２２０の右側面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示すバックル式の自転車競技用シューズ（左足用）２００の中間部材２２０の素材としてのカーボンファイバープリプレグシート１２２０の左側面図である。

尚、図５（ａ）、図５（ｂ）に示すカーボンファイバープリプレグシート１２２０は、第１中間部材２２０Ａの素材としての第１カーボンファイバープリプレグシート１２２０Ａと、第２中間部材２２０Ｂの素材としての第２カーボンファイバープリプレグシート１２２０Ｂとから構成されている。

本実施の形態における製造方法の概要は次の通りである。

即ち、３次元スキャナーを用いて、個人の足の形状を正確にデータ化した後、足の運動時の変形に備え、つま先に余分な隙間分の肉をつけ、指の間の深い凹みを緩和するなどの加工後、クリート２５０を取り付ける部分に肉厚を付加し、
（１）３次元プリンターを用いて、足に接する、即ち、足の形状にフィットした樹脂製の薄い内側部材２１０を成形する。また、３次元プリンターを用いて、樹脂製の外側部材２３０を成形する。

（２）そして、外側部材２３０の内側に沿って、又は、内側部材２１０の外側に沿って、モノコックフレーム構造を得るための強度と剛性を持つカーボンファイバープリプレグシート１２２０などを中間部材２２０の素材として貼り付ける。

（３）そして、カーボンファイバープリプレグシート１２２０を介して内側部材２１０の上に外側部材２３０を被せる。

（４）そして、この様に組み立てた３部品に圧力をかけながら熱を加え、カーボンファイバープリプレグシート１２２０に含まれている熱硬化性樹脂を硬化させ、３部品を接着する。

尚、３部品の加圧、加熱に際しては、内側部材２１０の内側の空間には、詰め物（図示省略）を挿入する。また、３部品の外側は、機密性の高いナイロンなどのバッグを被せて真空引き、ないしはゴムなどを介し圧力をかけ、カーボンファイバープリプレグシートに使用する熱硬化型の樹脂を加熱して硬化させる。加圧の手段としては、液体又は気体を用いても良いし、或いは機械的に加圧しても良く、要するに加圧手段はどの様な手段であっても良い。

次に、図面を用いて具体的に説明する。

工程Ａ）個人の足に合わせたシューズを作る為に、その個人の足の形状を、３次元スキャナーを用いてデータ化する。

工程Ｂ）工程Ａで作成した足の３次元データから、材料の厚み、収縮度などを計算して３次元ＣＡＤでデータを作成し、その３次元ＣＡＤデータに対して、上述した通り、つま先に余分な隙間分の肉を付加し、指の間の深い凹みを緩和し、更にクリート２５０を取り付ける部分に肉厚を付加する等の修正をし、その３次元ＣＡＤデータに基づいて３次元プリンターを用いて、足に接する、即ち、足の形状にフィットした樹脂製（本実施の形態では、ナイロン製）の薄い内側部材２１０（図３（ａ）、図３（ｂ）参照）と、後述する工程Ｃで作成するカーボンファイバープリプレグシート１２２０（中間部材２２０の素材に対応する）（図５（ａ）、図５（ｂ）参照）の外側を覆う樹脂製のカバーである外側部材２３０（図４（ａ）、図４（ｂ）参照）とをそれぞれ作成する。

なお、内側部材２１０、及び外側部材２３０の材料としては、ナイロンが好ましい。また、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＵ（ポリウレタン）、ＡＢＳなどでも良い。また、これに限らず、例えば強度、耐候性のある樹脂材料であればどの様な材料でも良い。また、内側部材２１０や外側部材２３０の材料としてＡＢＳを用いる場合、カーボンファイバープリプレグシート１２２０に含まれる熱硬化性樹脂としては、６０℃程度で硬化するエポキシ樹脂が使用可能である。

また、工程Ｂにおいて、３次元プリンターを用いて内側部材２１０を成型後、切り込み部２１１（図３（ａ）、図３（ｂ）参照）を形成する。

また、工程Ｂにおいて、３次元プリンターを用いて外側部材２３０を成型する際、後述する、第１中間部材２２０Ａの素材としての第１カーボンファイバープリプレグシート１２２０Ａを外側から覆う形状を有する樹脂製の第１外側部材２３０Ａと、第２中間部材２２０Ｂの素材としての第２カーボンファイバープリプレグシート１２２０Ｂを外側から覆う形状を有する樹脂製の第２外側部材２３０Ｂと、を分離した状態で成形する（図４（ａ）、図４（ｂ）参照）。

工程Ｃ）次に、工程Ｂで作成した内側部材２１０の内側の空間に詰め物（図示省略）を挿入する。

ここで、詰め物としては、個人の足の形に合わせた従来の内型である必要は無い。何故ならば、工程Ｂで作成した内側部材２１０は、個人の足の３次元ＣＡＤデータに基づいて３次元プリンターを用いて作成されており、その個人の足の正確な形状は内側部材２１０により確保されているからである。

以上のことから、本願発明の詰め物は、要するに、外側からの圧力に対して、内側部材を内部から支えることができさえすれば、どの様な部材であっても良い。

従って、本実施の形態で用いる詰め物は、例えば、砂を固めて足の形にした物、３次元プリンターで作成した足の形をした物、或いは大豆など球状物を袋へ入れた物でも良い。

尚、３次元プリンターで作成した足の形をした物は、個人の足の形状から既に得られている３次元データを利用すれば、短時間で作成することが出来るので、従来の内型の様に、シリコンで足の型を取り、そこに石膏を流し込んで石膏型を作り、さらに熟練者が手で形を修正する場合と比べて、製造コストを大幅に削減出来る。

工程Ｄ）そして、第１外側部材２３０Ａ（図４（ａ）、図４（ｂ）参照）の内側に第１カーボンファイバープリプレグシート１２２０Ａ（図５（ａ）、図５（ｂ）参照）を貼り付ける。

また、第２外側部材２３０Ｂ（図４（ａ）、図４（ｂ）参照）の内側に第２カーボンファイバープリプレグシート１２２０Ｂ（図５（ａ）、図５（ｂ）参照）を貼り付ける。

尚、カーボンファイバープリプレグシート１２２０は、外側部材２３０の内側に貼る方がカーボンファイバープリプレグシートの平面に戻ろうとする力が自身を外側部材２３０に押し付けるためはがれにくいが、少し熱を加え、粘着力を出したカーボンファイバープリプレグシートであれば、内側部材２１０の外側にカーボンファイバープリプレグシート１２２０を貼り付けてもよい。

尚、第１カーボンファイバープリプレグシート１２２０Ａと、第２カーボンファイバープリプレグシート１２２０Ｂの形状は、一般には、２ｃｍ幅ほどの細いシートを用いることが出来る。このシートをお互い重ねながら、外側部材２３０にいろいろな方向を持たせ、貼っていき、余った部分を切る。外側部材２３０は３次元形状なので、シートの幅が広すぎるとしわができるが、シートはある程度貼っている際変形し、外側部材２３０の３次元形状になじむ。

更に、作成した外側部材２３０とカーボンファイバープリプレグシート１２２０を内側部材２１０の上から被せる。

即ち、これにより、第１外側部材２３０Ａ（図４（ａ）、図４（ｂ）参照）は、第１カーボンファイバープリプレグシート１２２０Ａ（図５（ａ）、図５（ｂ）参照）を介して、内側部材２１０の内の、足のかかと、足の裏、及び足の指の下面側を覆う舟形の部位を外側から覆い、第２外側部材２３０Ｂは、第２カーボンファイバープリプレグシート１２２０Ｂを介して、内側部材２１０の内の、足の甲を覆う部位を外側から覆う。

ここで、カーボンファイバープリプレグシート１２２０を内側部材２１０の外側に貼り付ける場合は、カーボンファイバープリプレグシート１２２０の位置ずれを防止するために、内側部材２１０の表面において、第１カーボンファイバープリプレグシート１２２０Ａと、第２カーボンファイバープリプレグシート１２２０Ｂとを貼り付けるべき範囲に予めマークを付けておいても良い。

これにより、工程Ｄでは、内側部材２１０、カーボンファイバープリプレグシート１２２０、及び外側部材２３０の３部品が組み立てられる。

工程Ｅ）次に、工程Ｄで組み立てられた３部品に対して、外側から薄くて気密性の高いナイロンなどのバッグを被せて真空引きすることで、カーボンファイバープリプレグシート１２２０の中の空気が除去されて３部品が密着する。

更に、真空引きにより内圧が低下することで、３部品に対して外気圧による加圧が行われると共に、３部品を加熱することにより、カーボンファイバープリプレグシート１２２０に使用されている熱硬化性樹脂（本実施の形態ではエポキシ樹脂）を硬化させて、３部品を接着させる。これにより、３部品の接着強度を上げることが出来る。また、これにより、カーボンファイバープリプレグシート１２２０は、モノコックフレーム構造（応力外皮構造）を有した上述した中間部材２２０（図２参照）となる。

尚、工程Ｅでは、カーボンファイバープリプレグシート１２２０に使用されている熱硬化性樹脂が一般的なエポキシ樹脂の場合、加熱温度は約１２０℃であり、加熱時間は約９０分である。更に、徐々に冷却することで１時間程度を要する。また、この場合、詰め物の材料は、耐熱性のあるナイロン、砂、大豆などの小さな玉が好ましい。

尚、外側から圧力をかけるやり方として、例えば、ゴムなどを介して液体や気体、機械的な圧力で加圧する方法であっても良く、その場合は、大きめの大雑把な形状の外型を使用する。

また、モノコックフレーム構造を形成するものとして、カーボンファイバープリプレグシート１２２０の他に、強度剛性が高く軽量な部材として、グラスファイバーを用いても良く、また、割れ対策には芳香族ポリアミド系樹脂のケブラー（登録商標）を使用しても良い。

工程Ｆ）工程Ｅで作成された互いに接着された３部品から詰め物を取り出す。

上記構成Ｅにおける、靴の加圧加熱での成形後、カーボンファイバープリプレグシート１２２０を素材とする中間部材２２０は、外側部材２３０により３次元上精密におおわれている。そのため、本実施の形態の製造方法によれば、穴だらけのエポキシ樹脂の平滑化、バリ取り、塗装などの後処理を大きく削減し、製造のコストを下げるとともに、塗装の剥げ落ちによる外観劣化が防げる。

そして、多少はみ出した接着剤を取り除き、表面をきれいにした後、他のパーツとして、クリート２５０、バックル２６０、及びゴム部材２７０を組み付ける（図１（ａ）、図１（ｂ）参照）。

これにより、本実施の形態の自転車競技用シューズ（左足用）２００が完成する。

右足用の自転車競技用シューズ（図示省略）についても、上記と同様の方法で作成する。

尚、本実施の形態の工程Ｂは、本発明の第１部材作成工程と第３部材作成工程とを含む一例にあたる。また、本実施の形態の工程Ｃは、本発明の挿入工程の一例にあたる。また、本実施の形態の工程Ｄは、本発明の配置工程の一例にあたる。また、本実施の形態の工程Ｅは、本発明の接着工程の一例にあたる。

尚、本実施の形態の自転車競技用シューズ２００、及びその製造方法においては、まず人の足を瞬時に、かつ正確に３次元でデータ化できるスキャナーをもって数方向からデータを取り、これらのデータを組み合わせて足の全体のデータを作成し、ここから足の指の間などの深いへこみをいくらか修正する。これにより、指の間の深いへこみが緩和されるので、平面状のシートであるカーボンプリプレグシートを沿わすことが出来ると共に、加圧時には、外側からゴムで一定以上の圧力をかけることが出来る。さらに指の先にいくらかゆとりを持たせるなど、選手の快適さと競技での足のサポートの高さの妥協点を探る。

製造上の問題を避け、選手を満足させる形状データが作成できたら、（１）内側に配置する、３次元プリンターを用い形成する薄い靴（図２の内側部材２１０参照）のデータを作成し、（２）外側に配置する、３次元プリンターを用い形成する薄いカバー（図２の外側部材２３０参照）のデータを作成し、３次元プリンターで作成し、（３）その間にカーボンファイバープリプレグシートの層（図２の中間部材２２０参照）を挟む。

内側に正確なかつある程度強度剛性のあるシェル形状の薄い靴（図２の内側部材２１０参照）があるため、ことさら内側に金属製などの型を必要とせず、シェルの内側に詰め物として例えば、大豆を袋に入れたものなどを挿入することで成型時の外からの圧力に耐え変形せず、３つの部材に圧力をかけることができる。

また、カーボンファイバーのプリプレグシートは３次元成形した内側の薄い靴（図２の内側部材２１０参照）、および外側のパーツ（図２の外側部材２３０参照）にて挟まれているため、エポキシ樹脂の付着が少なく詰め物は容易に取り出すことが出来る。

成形後は外側から圧力をかけていたナイロンやゴムなどへのエポキシ樹脂の付着が少なく、外す難しさが少なく、また、後処理として、多少樹脂のバリなど除去する程度で、製品となる。

外型はゴムなどの薄膜をかぶせ真空引きをしたり、砂、大豆などの小さな玉を介したりし、圧力をかけることができる。

この様に、従来の内型に代えて、大雑把な形状の詰め物を利用することにより、製造コストを削減でき、また離型剤、バリ取りなど後処理の費用を大きく削減できる。

以上説明した様に、本実施の形態の製造方法によれば、３次元スキャナーを用いて取り入れた足の形状から、一定の編集をくわえて、足にフィットする薄い樹脂のシューズ（図２、図３（ａ）、図３（ｂ）の内側部材２１０参照）とカバー（図２、図４（ａ）、図４（ｂ）の外側部材２３０参照）とを作り、内側部材２１０、または外側部材２３０へカーボンファイバープリプレグシート１２２０（図５（ａ）、図５（ｂ）参照）を適度に貼り合わせた後、組み合わせ、離型剤や金属の型など用いずに自転車競技などに用いるシューズを作成する。

この方法によれば、自転車競技などに用いるシューズを安価に製造できるほかに、足の測定から数時間という短い時間で製品が製造できる。

また、構造的に、個人の足に完全にフィットしているため、圧力が分散し、足と靴の間の緩み、滑りがなく、従来の靴に比べ疲労や足へのストレスを大きく減らし、部分的な炎症も減らすことが出来る。

また、カーボンファイバーはモノコック状になるが、足の形状に完全にフィットし、痛みを生じない。足とのずれがなく、部分的な圧力のばらつきがない。この様な特有の効果を有するシューズは、従来の大量生産方式の靴では実現できない。

また、靴の形状が足の形状にフィットしているため、足を抜き差しできる範囲、オーバーハングではない部分は硬く作ることができ、高さの高いモノコックフレーム構造のため、曲げに対し非常に剛性が高くなり、結果として従来の大量生産方式の靴に比べ３０％〜５０％という非常に軽量でかつ高剛性の靴が作れる。

尚、上記実施の形態では、バックル式の自転車競技用シューズについて説明したが、これに限らず例えば、図６（ａ）、図６（ｂ）に示す様な、ケーブル式の自転車競技用シューズ３００についても、上記と同様の効果を発揮する。

ここで、図６（ａ）は、ケーブル式の自転車競技用シューズ（左足用）３００の外観を示す右側面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示すケーブル式の自転車競技用シューズ（左足用）３００の外観を示す左側面図である。図１（ａ）、図１（ｂ）と基本的に同じ構成部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。

図６（ａ）、図６（ｂ）に示す通り、内側部材２１０の切り込み部とヒンジ部が、バックル式の自転車競技用シューズ２００と異なる。即ち、この構成では、左側切り込み部２１３Ｌと右側切り込み部２１３Ｒが設けられている。具体的には、左側切り込み部２１３Ｌは、図６（ｂ）に示した左側面の足の甲の上端部２１３ＬＡからつま先部２１３ＬＢに向けて設けられており、右側切り込み部２１３Ｒは、図６（ａ）に示した右側面の足の甲の上端部２１３ＲＡからつま先部２１３ＲＢに向けて設けられている。そして、左右のつま先部２１３ＬＢと２１３ＲＢの間の「切れ込み」が無い部分が、ヒンジ部２１４として前後方向に開閉する部分である。

また、図６（ａ）、図６（ｂ）に示す通り、テンションをかけるためのケーブル３１０が、左側ケーブルガイド３２０Ｌと右側ケーブルガイド３２０Ｒに引っ掛けられている。右側ケーブルガイド３２０Ｒ（親指側）は、ケーブル３１０が外れるが、左側ケーブルガイド３２０Ｌ（小指側）は、ケーブル３１０が外れない構成である。また、符号３３０は一般的なケーブル巻き取り装置である。この構成により、親指側、即ち右側ケーブルガイド３２０Ｒからケーブル３１０を外し、甲部の内側部材２１０を上向きに開き、足を靴の中に入れ、甲部の内側部材２１０を閉じて、ケーブル３１０を右側ケーブルガイド３２０Ｒにかけて、ケーブル巻き取り装置３３０で適度に巻き取り、足と靴とを緩み無く、適度に締め付けることが出来る。

また、上記実施の形態では、バックル２６０は後付けする構成について説明したが、これに限らず例えば、バックル２６０のラチェット部は外側部材２３０と一体でも良い。

また、上記実施の形態では、本発明の競技用シューズを、自転車競技用シューズとして実現した場合について説明したが、これに限らず例えば、スケート競技用、サッカー競技用などに適用しても良く、足にフィットすること、足と靴との間のずれが生じないこと、及び剛性を有していること、等の条件が要求される競技用シューズであれば、どの様な競技用シューズにも適用可能である。

尚、上記実施の形態と基本的には同様の構造であるが、より安価にするため、やや大きめの靴を先に作っておき、足の３次元データとの差として生じる隙間を埋めるための、樹脂、ないしは発泡体のみを作成し、靴の内側に貼り付ける構成でも良い。

また、上記実施の形態では、本発明の第２部材の一例として、内側部材２１０の内の、足のかかと、足の裏、及び足の指の下面側を覆う舟形の部位を外側から覆う第１中間部材２２０Ａ（図２参照）と、内側部材２１０の内の、足の甲を覆う部位を外側から覆う第２中間部材２２０Ｂ（図２参照）とを備えた競技用シューズについて説明したが、これに限らず例えば、本発明の第２部材の一例としては、内側部材２１０の内、少なくとも足の裏を覆う部位を外側から覆う部材であれば良い。従って、例えば、内側部材２１０の内の、足の甲を覆う部位を外側から覆う第２中間部材２２０Ｂを備えない構成であっても良い。

本発明の競技用シューズ、及びその製造方法によれば、従来に比べて安価でありながら、個人の足の形状にフィットし易い競技用シューズ、及びその製造方法を提供することが出来るという効果を発揮し、スケート競技用、サッカー競技用など様々な競技用シューズとして有用である。

２００ 自転車競技用シューズ（左足用）
２１０ 内側部材
２２０ 中間部材
２３０ 外側部材
２５０ クリート
２６０ バックル
２７０ ゴム部材

Claims (5)

1. 足のかかと、足の裏、つま先、及び足の甲を覆う第１部材と、
   前記第１部材の内、少なくとも前記足の裏を覆う部位を外側から覆う第２部材と、
   前記第２部材を外側から覆う第３部材と、を備えた競技用シューズであって、
   前記第２部材は、前記第１部材及び前記第３部材よりも剛性が高く、少なくとも高強度の繊維を含む、競技用シューズ。
2. 前記第２部材は前記高強度の繊維、及び熱硬化性樹脂を含み、
   前記第２部材は応力外皮構造を有している、請求項１に記載の競技用シューズ。
3. 前記第１部材及び前記第３部材は、前記第２部材に含まれた前記熱硬化性樹脂を介して前記第２部材に接着されている、請求項２に記載の競技用シューズ。
4. 足のかかと、足の裏、つま先、及び足の甲を覆う第１部材と、前記第１部材の内、少なくとも前記足の裏を覆う部位を外側から覆う第２部材と、前記第２部材を外側から覆う第３部材と、を有する競技用シューズの製造方法であって、
   個人の足の形状データに基づいて、前記第１部材を作成する第１部材作成工程と、
   前記個人の足の形状データに基づいて、前記第３部材を作成する第３部材作成工程と、
   前記第１部材作成工程により作成された前記第１部材の内側の空間に詰め物を挿入する挿入工程と、
   前記詰め物が挿入された前記第１部材の内、少なくとも前記足の裏を覆う部位の外側に前記第２部材の素材を配置する、又は前記第３部材の内側に前記第２部材の素材を配置する配置工程と、
   前記配置工程により配置された前記第２部材の素材を介して前記第１部材の上に前記第３部材を被せる工程と、
   前記第１部材、前記第２部材、及び前記第３部材の素材を接着する接着工程と、を備えた競技用シューズの製造方法。
5. 前記第２部材の素材は、前記高強度の繊維、及び熱硬化性樹脂を含むシート状の素材であり、
   前記接着工程では、前記第１部材、前記第２部材、及び前記第３部材の素材を加圧し加熱して前記接着を行い、
   前記第１部材作成工程、及び前記第３部材作成工程では、３次元プリンターを用いて前記第１部材、及び前記第３部材を作成する、請求項４に記載の競技用シューズの製造方法。

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