JPS63116843A

JPS63116843A - 緩衝材料

Info

Publication number: JPS63116843A
Application number: JP61264804A
Authority: JP
Inventors: 東　千繪子
Original assignee: IRYO KAGAKU CENTER KK
Current assignee: IRYO KAGAKU CENTER KK
Priority date: 1986-11-06
Filing date: 1986-11-06
Publication date: 1988-05-21
Also published as: JPH0431505B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野この発明は、靴底、自動車のタイヤ、遠心分離開用軸受
などに適した緩衝材料に関する。

従来の技術とその問題点たとえばランニングシューズには、足への負担を減らす
ために衝撃吸収性の良いことが要求され、また、エネル
ギロスを減らすために軽いことと弾性度が適度なことが
要求される。このため、従来のランニングシューズの靴
底には、ゴム、合成樹脂などのゴム状弾性を有する物質
が使用されている。

ところで、ランニング中にかかとにかかる衝撃力は、舗
装路で体重の約２．６倍にも遠する。

そして、このように大きな衝撃力から足を守るために、
靴底を厚くして、衝撃吸収性を高めている。ところが、
靴底を厚くすることにより、次のように、ひざの外側の
しん帯を痛める腸けいじん帯炎、すねの両側のじん帯が
炎症を起こすシン・スプリントなど、足首のねじれが原
因の新しいタイプの障害が出てきた。ランニング中にか
かとにかかる衝撃力は必ずしも足底全体にわたって均等
ではなく、走り方によっては、異常に大きな力のかかる
所があり、この箇所では衝撃力が体重の４〜５倍にもな
る。このため、足首は衝撃力の大きい方にねじれ、この
ねじれは靴底が厚くなるとますます大きくなる。たとえ
ば、欧米人に多いＸ脚の場合、足の内側の衝撃力が大き
く、足首は内側にねじれる。逆に、日本人に多い０脚の
場合は、足の外側のＷｉ撃力が大きく、足首は外側にね
じれる。

このような足首のねじれを防止するため、米国において
、靴底のかかとの内側の部分の硬度を外側の部分より高
くしたランニングシューズが提案されている。このよう
なランニングシューズをＸ脚の人がはくと、足首の内側
へのねじれを防止することができる。しかしながら、こ
のようなランニングシューズを日本人が利用したところ
、足首のねじれによる障害の発生が逆に増加した。これ
は、靴底のかかとの内側の硬度が高いため、日本人に多
い足首の外側へのねじれがより大きくなったためである
。靴底のかかとの外側の部分の硬度を内側の部分より高
くすれば、足首の外側へのねじれを防止することができ
る。しかしながら、走り方や足首のねじれの程度は人に
よって異なり、同一人でも左足と右足で異なり、さらに
外側から内側へと順にねじれが移動する場合もあるため
、かかとの内側または外側の硬度を高くしただけの１種
類の靴底では全ての人の足首のねじれを十分に防止する
ことができず、また、全ての人の足首のねじれを防止で
きるようにしようとすれば多種類の靴底が必要になる。

また、自動車のタイヤの場合、従来のものでは、普通走
行と高速走行で空気圧を変える必要がある。これは、タ
イヤの空気圧が高すぎると普通走行時の１１Ｍが大きく
て乗り心地が悪く、夕、イヤの空気圧が低すぎると高速
走行時にスタンディング・ウェーブというタイヤの波打
ち現象が起こってタイヤの破損を引き起こすからである
。このため、高速走行時にはタイヤの空気圧を２０〜３
０％程度高目にしているが、このようなタイヤの空気圧
の調整は面倒で手間がかかる。

さらに、遠心分離機（電気洗濯機の脱水装置なども含む
）の場合、内容物が完全にバランス良く容器に収まって
いないため、回転中に回転軸のぶれが生じる。このため
、従来の遠心分離機では、ゴム状弾性を有する物質より
なる緩衝材料を使用した軸受により回転軸を支持して、
ぶれを許容するようにしている。ところで、この回転軸
のぶれは、ある程度までは許容されなければ、現実の遠
心分１ｉｌｉ機が作動できないが、程度を越すと、振動
が激しくなり、危険である。

ところが、上記のような従来の緩衝材料を使用した軸受
では、回転軸のぶれが大きくなっても、これを防止する
ことができない。

この発明の目的は、上記のような問題を解決するために
、大きな外力が作用した部分の硬度のみを高めることが
できる緩衝材料を提供することにある。

問題点を解決するための手段この発明による緩衝材料は、ゴム状弾性を有する物質よ
りなる本体の内部に密閉空間が形成され、この密閉空間
内に所定値以上の外力が作用したときに硬度の増す補強
剤が入れられていることを特徴とするものである。

補強剤は、たとえば、逆チキソトロピー、レオペキシー
またはタイプタンシーを示す分散液である。なお、この
明ｍｓにおいて、分散液という用語は、固体または液体
の微粒子が液体中に分散している系の総称として用いら
れ、これには、溶液、懸濁液、乳濁液などが全て含まれ
る。逆チキソトロピーを示す分散液としては、たとえば
、ポリメタクリル酸の濃厚水溶液、４２％石膏ペースト
などがある。レオペキシーを示す分散液としては、たと
えば、チタンホワイト微粒子の懸濁液、酸化チタン微粒
子の懸濁液、ポリスチレン微粒子のアセトン懸濁液など
がある。タイラタンシーを示す分散液としては、たとえ
ば、ポリ塩化ビニルなどの高分子の粒子を可塑剤に分散
させたいわゆるプラスチゾル、固体含有量の多い塗料ま
たは印刷インク、ケイ酸カリウム、ベントナイトゾルま
たは五酸化バナジウムなどの異方性粒子の懸濁液、酸化
亜鉛などがある。

補強剤はまた、たとえば、外圧（流動）により配向して
結晶化（固化）する高分子溶液である。このような溶液
としては、たとえば、ＰＧＡ（ポリ−Ｌ−グルタミン酸
）、ＰＬＴ（ポリーＬ−チロシン）、ＰＬＬ（ポリーＬ
−リジン）およびコポリ（Ｌ−（ＪＩＬＩ　、　Ｌ−ａ
ｌａ　）の水溶液（合成たんばく質）、ＳＦ（絹フィブ
ロイン）、ＰＥＯ（ポリエチレンオキサイド）　、ＶＡ
ｃ　−ＰＶＡ　（酢酸ビニル−ＰＶＡ）またはＶＴＦＡ
−ＰＶＡ　（トリフロロ酢酸ビニル−ＰＶＡ）などのＰ
ＶＡ　（ポリビニルアルコール）などがある。

補強剤はまた、たとえば、延伸緊張下で結晶化するゴム
である。

補強剤はまた、たとえば、単独では硬度の低い主剤と、
主剤と混合することによって主剤を固化させる固化剤と
からなり、外圧により主剤と硬化剤が混合するようにな
されている。主剤と固化剤には、たとえば、エポキシ樹
脂系２液形接着剤の主剤と硬化剤の組合わせなどが用い
られる。

作　　　　　用補強剤が逆チキソトロピー、レオペキシーまたはタイラ
タンシーを示す分散液である場合、緩衝材料のある部分
に大きな外力が作用すると、その部分の補強剤の硬度が
増し、その部分の緩衝材料の硬度も増す。そして、外力
がなくなると、硬度は元に戻る。

補強剤が外圧により配向して結晶化する高分子溶液また
は延伸緊張下で結晶化するゴムである場合、緩衝材料の
ある部分に大きな外力が作用すると、その部分の補強剤
が結晶化して硬度を増し、その部分の緩衝材料の硬度も
増す。この場合、外力がなくなっても、硬度はそのまま
であり、元に戻らない。

補強剤が主剤と固化剤とからなる場合、緩衝材料のある
部分に大きな外力が作用すると、その部分の主剤が固化
剤と混合して固化し、その部分の緩衝材料の硬度が増す
。この場合も、外力がなくなっても、硬度はそのままで
あり、元に戻らない。

実　　施　　例以下、図面を参照して、この発明の詳細な説明する。

第１図は、直方体ブロック状の緩衝材料の１例を示す。

この緩衝材料の本体（１）は、上面に凹所（２）が形成
された直方体ブロック状の容器（１ａ）と、容器（１ａ
）の上面に接着された方形板状のｉ　（１ｂ）とからな
り、凹所（２）内に形成された密閉空間（３）内に補強
剤（４）が封入されている。

容器（１ａ）および！（１ｂ）は軟性ゴムよりなり、補
強剤（４）は５０％ポリ塩化ビニル分散液よりなる。な
お、！　（１ｂ）は、凹所（２）内に補強剤（４）を入
れたのちに容器（１ａ）に接着される。また、容器（１
ａ）にＭ　（１ｂ）を接着したのちに、注射器などを使
用して密閉空間（３）内に補強剤（４）を注入してもよ
い。

上記の緩衝材料の作用を確認するため、これを振動発生
装置に装着して、固定盤との間に挾み、撮動数５Ｈｚ、
加速度１〜４Ｇの負荷で圧迫した。

このときの緩衝材料の振幅の変化を第２図に示す。

第２図より、振動強度がある値以上になると緩衝材料の
振幅が減少することがわかる。これは、後述するように
、密閉空間（３）内に封入されたポリ塩化ビニル分散液
の粘度上昇により緩衝材料の硬度が全体として増したた
めと考えられる。そして、補強剤（４）やこれを入れる
密閉空間（３）の形状などを変えることにより、どの程
度の撮動強度で硬度が増すかを調節することが可能であ
る。

また、上記の補強剤（４）の作用をｖｌ認するため、５
０％ポリ塩化ビニル分散液を円錐型回転粘度計に入れ、
ずり応力を変えて、ずり粘度の変化を観察した。

その結果を第３図に示す。

第３図より明らかなように、粘度はずり速度が１０　（
１／　５ｅｃ）のところで急激に上昇した。したがって
、外力がこの値以下では分散液の粘度が低いが、この値
以上になると分散液の粘度が上昇して硬度が増すことが
わかる。

第４図〜第６図はランニングシューズの靴底の１例を示
し、この靴底の本体（１０）は、通常のものと同様、ゴ
ム、合成樹脂などのゴム状弾性を有する物質よりなる。

靴底本体（１０）の内側部分（１０ａ）および外側部分
（１０ｂ）の内部に上下複数列および左右複数列の多数
の密閉空間（１１）が形成されており、各空間（１１）
には所定値以上の外力が作用したときに硬度の増す補強
剤（１２）が入れられている。

靴底本体（１０）の内部に密閉空間（１１）を形成して
補強剤（１２）を入れる方法は、任意である。たとえば
、靴底本体（１０）を上下に複数のシートに分割し、必
要なシートに密閉空間（１１）を構成する穴をあけてお
き、これらのシートを上下に重ねて接合しながら穴に補
強剤（１２）を入れる。なお、このような複数のシート
を接合して内部に複数の密閉空間（１１）を形成したの
ら、注射器などを使用してこれらの密閉空間（１１）に
補強剤（１２）を注入してもよい。また、小さいカプセ
ルに補強剤（１２）を入れておき、複数のカプセルを型
の所定位置に配置して靴底本体（１０）を一体に成形し
てもよい。

補強剤（１２）には、たとえば、逆チキソトロピー、レ
オペキシーまたはタイラタンシーを示す分散液が用いら
れる。これを足首が内側にねじれる人がはいた場合、か
かとの内側に大きな衝撃力がかかるが、これにより、靴
底の内側部分（１０ａ）の補強剤（１２）の硬度が増す
。このため、靴底の内側部分（１０ａ）の硬度が増し、
足首の内側へのねじれが防止される。逆に、これを足首
が外側にねじれる人がはいた場合、かかとの外側に大き
な衝撃力がかかるが、これにより、靴底の外側部分（ｉ
ｏｂ）の補強剤（１２）の硬度が増す。

このため、靴底の外側部分（１０ｂ）の硬度が増し、足
首の外側へのねじれが防止される。また、これを外側か
ら内側へと順にねじれが移動する人がはい−た場合、靴
底の外側部分（１０ｂ）および内側部分（１０ａ）の硬
度がそれぞれねじれの程度に応じて増し、足首のねじれ
が防止される。そして、いずれの場合も、衝撃力がなく
なると、徐々に補強剤（１２）の硬度が元に戻るため、
靴底全体の硬度も元に戻る。したがって、足首が内側に
ねじれる人がはいていたシューズを外側にねじれる人が
はいた場合またはこれと逆の場合などでも、常に足首の
ねじれを防止することができる。

補強剤（１２）にはまた、たとえば、外圧により配向し
て結晶化する高分子溶液または延伸緊張下で結晶化する
ゴムが用いられる。これを足首が内側にねじれる人がは
いた場合、かかとの内側に大きな衝撃力がかかると、靴
底の内側部分（１０ａ）の補強剤（１２）が結晶化して
硬度を増す。

これにより、靴底の内側部分（１０ａ）の硬度が増すた
め、足首の内側へのねじれが防止される。

そして、衝撃力がなくなっても、補強剤（１２）＋よ結
晶化したままであり、硬度は元に戻らない。

このため、靴底の硬度も内側部分（ＩＱａ）が高くなっ
たままであり、元に戻らない。また、新しいシューズを
足首が外側にねじれる人または外側から内側へと順にね
じれが移動する人がはいた場合も同様である。この場合
、靴底の内側部分（１０ａ）または外側部分（１０ｂ）
の硬度が一旦高くなると元には戻らないため、１つのシ
ューズを異なる人が使用するのは好ましくない。しかし
ながら、同一人が使用する限り、十分に足首のねじれを
防止することができる。

補強剤として、単独では硬度の低い主剤と、主剤と混合
することによって主剤を固化させる固化剤とからなるも
のを用いることもできる。

第７図および第８図はこのような２つの例を示す。

第７図の場合、密閉空間（１３）は、主剤（１４）を収
容する主剤収容室（１３ａ）と、固化剤（１５）を収容
する固化剤収容室（１３ｂ）と、これらを連通ずる細い
連通路（１３ｃ）とから構成されており、これらの密閉
空間（１３）が第４図〜第６図の密閉空間（１１）と同
様に靴底本体（１０）内に複数形成される。衝撃力が作
用していない場合、主剤（１４）と固化剤（１５）は混
合することがなく、これらの硬度は低い。衝撃力が作用
すると、連通路（１３Ｃ）を通って主剤（１４）と固化
剤（１５）が混合し、主剤（１４）が固化する。そして
、主剤（１４）が固化した部分の靴底（１０）の硬度が
増す。この場合も、主剤（１４）が−旦固化すると元に
は戻らない。

第８図の場合、主剤（１４）が密封された多数のカプセ
ル（１Ｇ）と固化剤（１５）が密封された多数のカプセ
ル（１１）が各密閉空間（１８）内に入れられている。

なお、この密閉空間（１８）も、第４図〜第６図の密閉
空間（１１）と同様に、靴底本体（１０）内に複数形成
される。衝撃力が作用していない場合、主剤（１４）と
固化剤（１５）は混合することがない。衝撃力が作用す
ると、カプセル（１６０１７）が破損し、主剤（１４）
が固化剤（１５）と混合して固化する。他は第７図の場
合と同様である。

この発明による緩衝材料は、ランニングシューズの靴底
以外に、自動車のタイヤ、遠心分離様用軸受などにも適
用できる。

自動車のタイヤに適用する場合、緩衝材料の本体はタイ
ヤの形状に成形される。このようにすれば、外力の大き
い高速走行時には、タイヤ全体の硬度が増すため、とく
に空気圧を高くしなくてもスタンティング・ウェーブ現
蒙を防止することができる。このため、普通走行と高速
走行でタイヤの空気圧を変える必要がなくなる。

遠心分１！Ｉｎ用軸受に適用する場合、たとえば、玉軸
受の外側にこの発明による円筒状の緩衝材料を設け、こ
れをハウジングなどに装着する。

このようにすれば、回転軸のぶれがある程度大きくなっ
て振動外力が大きくなったときに、緩衝材料の硬度が増
し、回転軸のぶれを抑制することができる。

発明の効果この発明による緩衝材料は、上述の構成を有するので、
大きな衝撃力がかかった部分の硬度のみを高めることが
できる。このため、たとえばランニングシューズの靴底
に適用すれば、１種類の靴底を準備するだけで、走り方
や足首のねじれ方の異なる全ての人の足首のねじれを防
止することができる。また、自動車のタイヤに適用すれ
ば、とくに空気圧を高くしなくても高速走行時のスタン
ディング・ウェーブ現象を防止することができ、普通走
行と高速走行で空気圧を変える必要がなくなる。また、
遠心分離様用軸受に適用すれば、回転軸のぶれが大きく
なったときに硬度が増すため、ぶれを小さくすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示すＷｌｊ材料の垂直断面
図、第２図は第１図の緩衝材料の試験結果を示ずグラフ
、第３図は第１図の緩衝材料の補強剤の試験結果を示す
グラフ、第４図はこの発明の他の実施例を示すランニン
グシューズの靴底の平面図、第５図は同側面図、第６図
は第４図ｖｒ　−ｖｒ線の断面図、第７図および第８図
は密閉空間および補強剤の２つの変形例を示す垂直断面
図である。（１）（１０）・・・本体、（３）　（１１）（１３）
（１８）・・・密閉空間、（４）　（１２）・・・補強
剤、（１４）・・・主剤、（１５）・・・固化剤。以上特許出願人　　有限会社医療科学センター纏 ■ 因採鳴（ｍｍ）囚

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ゴム状弾性を有する物質よりなる本体の内部に密
閉空間が形成され、この密閉空間内に所定値以上の外力
が作用したときに硬度の増す補強剤が入れられているこ
とを特徴とする緩衝材料。
（２）補強剤が、逆チキソトロピー、レオペキシーまた
はダイラタンシーを示す分散液であることを特徴とする
特許請求の範囲第１項に記載の緩衝材料。
（３）補強剤が、外圧により配向して結晶化する高分子
溶液であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
載の緩衝材料。
（４）補強剤が、延伸緊張下で結晶化するゴムであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の緩衝材料
。
（５）補強剤が、単独では硬度の低い主剤と、主剤と混
合することによつて主剤を固化させる固化剤とからなり
、外圧により主剤と固化剤が混合するようになされてい
る特許請求の範囲第１項に記載の緩衝材料。