JP2004275201A - 靴内空調装置 - Google Patents

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Teruyuki Akazawa
輝行 赤澤
Masako Tachimori
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Abstract

【課題】歩行動作を利用して効率よく空気を導入して足先を換気し、靴を履いた後からでも簡単に装着することができる靴内空調装置を提供する。
【解決手段】靴内空調装置6は、開口部8を空気吸入口とし内部に通路を有する上部カバー1と、開口部9を空気吐出口とし内部に通路を有する下部カバー2と、上部カバー1と下部カバー2の各通路から形成した連通路5に空気を空気吸入口から空気吐出口の方向へ流すように、その連通路5内に配設した逆止弁3とからなり、歩行動作に伴って生じる靴内の空間変動を利用して、空気吸入口から空気を導入して空気吐出口から空気を排出し、靴内を換気する。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、靴内を通気・換気し、又は靴内にあって足裏や足先を暖める靴内空調装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
靴等の周囲構成としての外底や側面は、水の浸入を防ぐため、プラスチックや弾性体などの通気、換気性が十分とは言えない素材にて構成されている。そのために、足の発汗作用により、靴内部の湿度が上昇して足が蒸れ、不快感を与えることになる。従って、従来は、歩行時における人体の自重の変動を利用して駆動するエアポンプを靴底や中敷きに装着し、通気・換気を行うタイプの靴が開発されていた。このような靴の換気装置が、例えば特許文献1に記載されている。
また従来から、冷え性の人や寒い環境下の作業者の足熱対策として、靴の内部や足先を暖めるためのカイロ等がある。
【0003】
【特許文献1】
特開平9−201209号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術のエアポンプ靴底形の靴で不快感が解消しても、エアポンプの後付けができず未装着の靴に問題が残る。また、後付けタイプのエアポンプ中敷き型を交換する場合、中敷きが足先の方向に広がっているため、靴の狭い開口部から取り外すのに手間がかかる。更に、エアポンプの排出量がかかとと靴底や中敷きに接合する面積では限界があるので、1日に約コップ半分の汗をかくと言われる足の換気には不十分であるなどの課題がある。
一方、カイロ等の足を暖めるものは、持続時間が短く日々交換する必要があり、手間や費用が掛かる点に課題がある。
【0005】
従って、本発明の目的は、後付け装着性と換気性に優れる靴内空調装置を提供することにある。また、靴内空調装置の信頼性の向上を図ることにある。
さらに、他の本発明の目的は、日々の交換が不要で長時間に渡り足熱ができる靴内空調装置を提供することにある。また、靴内空調装置の足熱性、換気性ならびにサービス性の向上を図ることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の本発明による靴内空調装置は、一方の開口部を空気吸入口とし他方の開口部を空気吐出口とする連通路中に、一方向にのみ空気を移動させる逆止弁を設けて構成され、いずれか一方の前記開口部を靴内の底面近傍に配置し、他方の前記開口部を一方の前記開口部よりも前記靴の外部側に配置して用いる靴内空調装置であって、歩行動作に伴って生じる、前記靴内の空間変動を利用して、前記空気吸入口から空気を導入して前記空気吐出口から空気を排出させることを特徴とする。
請求項2記載の本発明による靴内空調装置は、一方の開口部を空気吸入口とし他方の開口部を空気吐出口とする連通路と、前記空気吸入口から吸入する空気を前記空気吐出口から吐出する圧縮機構部と、前記圧縮機構部を駆動する電動機構部と、前記電動機構部を動作させる駆動用蓄電部とを設けて構成され、いずれか一方の前記開口部を靴の内部の底面近傍に配置し、他方の前記開口部を一方の前記開口部よりも前記靴の外部側に配置して用いることを特徴とする。
請求項3記載の本発明は、請求項1又は請求項2に記載の靴内空調装置において、靴の内部の底面近傍に配置する前記開口部を、足の土踏まずに相対する位置に装着して用いることを特徴とする。
請求項4記載の本発明は、請求項2に記載の靴内空調装置において、靴内の温度又は湿度を検出するセンサを設け、前記センサが所定温度又は所定湿度を検出すると、前記電動機構部を動作させることを特徴とする。
請求項5記載の本発明は、請求項2に記載の靴内空調装置において、前記圧縮機構部及び前記電動機構部を、シリンダと同一の軸心でその軸線方向に沿って可動自在に支持されるピストンと、前記ピストンに軸線方向の力を付与するばね部材と、リニアモータ部とで構成したことを特徴とする。
請求項6記載の本発明による靴内空調装置は、空気を取り込む吸入口と、前記吸入口から吸入した空気を昇圧するエアポンプと、前記エアポンプから前記吸入口への前記空気の逆流を防ぐ吸入弁と、前記エアポンプ内の圧力が所定圧以上になると開放する吐出弁と、前記吐出弁から吐出された加熱高圧空気を放熱するコンデンサ部と、前記コンデンサ部を通過した前記高圧空気を減圧させる減圧機構部と、前記減圧機構部で減圧された空気を排気する吐出口とで空気サイクルを構成し、前記コンデンサ部での放熱を足熱として用いることを特徴とする。
請求項7記載の本発明は、請求項6に記載の靴内空調装置において、前記エアポンプをかかとが相対する位置に設け、歩行動作に伴って生じる人体の自重の変動を利用して前記エアポンプを動作させることを特徴とする。
請求項8記載の本発明は、請求項6に記載の靴内空調装置において、前記コンデンサ部の周囲にパラフィン等の蓄熱材を充填したことを特徴とする。
請求項9記載の本発明は、請求項6に記載の靴内空調装置において、靴内の底面に配設される中敷きとして構成したことを特徴とする。
請求項10記載の本発明は、請求項9に記載の靴内空調装置において、前記中敷きの一方の面に放熱シートを設け、他方の面に断熱シートを設けて、前記放熱シートと前記断熱シートとの間に前記コンデンサ部と蓄熱材を設けたことを特徴とする。
請求項11記載の本発明は、請求項9に記載の靴内空調装置において、前記中敷きの一方の面に放熱シートを設け、前記放熱シートを前記コンデンサ部と接触させ、前記中敷きの一方の面に前記吸入口を設けたことを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】
本発明の第1の実施の形態は、歩行動作に伴って生じる、靴内の空間変動を利用して、空気吸入口から空気を導入して空気吐出口から空気を排出させるものである。本実施の形態によれば、連通路中に設けた逆止弁が、歩行中に生じる靴内の空間変動に伴って、空気を空気吸入口から導入し空気吐出口から排出する動作を行うことにより、後付け装着性と換気性に優れる靴内空調装置を提供することができる。
本発明の第2の実施の形態は、一方の開口部を空気吸入口とし他方の開口部を空気吐出口とする連通路と、空気吸入口から吸入する空気を空気吐出口から吐出する圧縮機構部と、圧縮機構部を駆動する電動機構部と、電動機構部を動作させる駆動用蓄電部とを設けて構成され、いずれか一方の開口部を靴の内部の底面近傍に配置し、他方の開口部を一方の開口部よりも靴の外部側に配置して用いるものである。本実施の形態によれば、圧縮機構部、電動機構部及び駆動用蓄電部の構成によって、空気を空気吸入口から導入し、空気吐出口から排出する動作を歩行・非歩行に限らず行うことが可能となり、後付け装着性に優れ、特に換気性に富む靴内空調装置を提供することができる。
本発明の第3の実施の形態は、第1又は第2の実施の形態による靴内空調装置において、靴の内部の底面近傍に配置する開口部を、足の土踏まずに相対する位置に装着して用いるものである。本実施の形態によれば、足の土踏まずに相対する位置は靴内の大きな空気変動の生じる部位にあり、開口部からの空気吸入量又は排出量を多くすることが可能となり、その上、土踏まずに生じる靴との隙間を塞ぐことができ、確実な換気が図られる。
本発明の第4の実施の形態は、第2の実施の形態による靴内空調装置において、靴内の温度又は湿度を検出するセンサを設け、センサが所定温度又は所定湿度を検出すると、電動機構部を動作させるものである。本実施の形態によれば、靴内の温度又は湿度に基づいて靴内を適切に降温・除湿し、一段と換気性の向上が図られる。
本発明の第5の実施の形態は、第2の実施の形態による靴内空調装置において、圧縮機構部及び電動機構部を、シリンダと同一の軸心でその軸線方向に沿って可動自在に支持されるピストンと、ピストンに軸線方向の力を付与するばね部材と、リニアモータ部とで構成したものである。本実施の形態によれば、圧縮機構部の摺動レス、オイルレスが可能となり、信頼性の向上が図られる。
本発明の第6の実施の形態は、空気を取り込む吸入口と、吸入口から吸入した空気を昇圧するエアポンプと、エアポンプから吸入口への空気の逆流を防ぐ吸入弁と、エアポンプ内の圧力が所定圧以上になると開放する吐出弁と、吐出弁から吐出された加熱高圧空気を放熱するコンデンサ部と、コンデンサ部を通過した高圧空気を減圧させる減圧機構部と、減圧機構部で減圧された空気を排気する吐出口とで空気サイクルを構成し、コンデンサ部での放熱を足熱として用いるものである。本実施の形態によれば、エアポンプで加熱高圧空気を作り、その加熱された空気からコンデンサ部で熱を得ることが可能となり、日々の交換が不要で長時間に渡り足熱ができる靴内空調装置を提供することができる。
本発明の第7の実施の形態は、第6の実施の形態による靴内空調装置において、エアポンプをかかとが相対する位置に設け、歩行動作に伴って生じる人体の自重の変動を利用してエアポンプを動作させるものである。本実施の形態によれば、かかとが相対する位置に設けることによって、エアポンプの空気排出量が多くなり、足熱性ならびに換気性の向上が図られる。
本発明の第8の実施の形態は、第6の実施の形態による靴内空調装置において、コンデンサ部の周囲にパラフィン等の蓄熱材を充填したものである。本実施の形態によれば、蓄熱材に蓄えた熱を非歩行時に足先に伝えることができ、足熱性の向上が図られる。
本発明の第9の実施の形態は、第6の実施の形態による靴内空調装置において、靴内の底面に配設される中敷きとして構成したものである。本実施の形態によれば、中敷きは後付けや交換を容易にするので、サービス性の向上が図られる。
本発明の第10の実施の形態は、第9の実施の形態による靴内空調装置において、中敷きの一方の面に放熱シートを設け、他方の面に断熱シートを設けて、放熱シートと断熱シートとの間にコンデンサ部と蓄熱材を設けたものである。本実施の形態によれば、蓄熱材による非歩行時の足熱と断熱シートによる保温が可能となり、足熱性の向上が図られる。
本発明の第11の実施の形態は、第9の実施の形態による靴内空調装置において、中敷きの一方の面に放熱シートを設け、放熱シートをコンデンサ部と接触させ、中敷きの一方の面に吸入口を設けたものである。本実施の形態によれば、加熱空気の熱が、その接触面から放熱シートに確実に伝導し、放熱作用に優れた放熱シートで十分に足裏や足先を暖めることが可能となり、足熱性の向上が図られる。また、中敷きの一方の面に吸入口を設けているので、中敷きの上面の空気を吸入することで換気作用を行うことができる。
【0008】
【実施例】
以下、本発明の靴内空調装置を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明による一実施例の靴内空調装置(側面)を示す断面図であり、図2は、図1に示す逆止弁を示すA−A断面矢視図である。
図1に示す靴内空調装置6は、開口部8を空気吸入口とし内部に通路を有する上部カバー1と、開口部9を空気吐出口とし内部に通路を有する下部カバー2と、上部カバー1と下部カバー2の各通路から形成した連通路5に空気を空気吸入口から空気吐出口の方向へ流すように、その連通路5内に配設した逆止弁3とから構成する。更に、靴内空調装置6は、その形状を足の土踏まずの形状に合わせて横長・薄型形状(扁平形状)とし、底部をL字形状とした出っ張り部分に開口部9を設けている。
図2に示す逆止弁3は、横長形状とし、ほこりやごみ等が入ってもシール性が損なわれないように例えばゴム製とし、空気の逆流を防止する機能を有している。そして、上部カバー1と下部カバー2で逆止弁3を挟み固定する構成としている。
【0009】
本実施例の靴内空調装置6の形状と装着方法について、図3及び図4を参照して説明する。図3は、本実施例の靴内空調装置と靴と足裏の位置関係をそれぞれの輪郭で示す透視図であり、図4は、本実施例の靴内空調装置の装着方法を説明する図である。
図3に示すように、足裏の輪郭Xは、足裏と中敷きや靴底表面と接していない土踏まずの輪郭Mで、アーチ状に湾曲している。このため、土踏まずの輪郭Mと土踏まずに対面している靴内周の側部輪郭Nの間には、比較的大きな靴側部の空間Zが生じている。即ち、靴側部の空間Zに大きな隙間が生じ、この隙間から空気が漏れやすくなっている。
従って、靴内空調装置6を、靴側部の空間Zの形状に合わせた扁平形状に形成する。そして、この扁平形状の靴内空調装置6を、土踏まずに相対する靴の側面近傍に装着する。これによって、靴内の空気が、土踏まず上面へ漏れ出ることを低減することができる。一方、歩行時には、土踏まずに大きな空間が形成される。この土踏まずにおける大きな空間の膨張と圧縮を利用し、装着された靴内空調装置6で換気用空気を供給することができる。即ち、土踏まずに装着された靴内空調装置6は、空気の供給機能と空気の漏れ防止機能を有する。
さらに、土踏まず近傍の靴側面は、靴を履いたり脱いだりしやすいように、比較的広がりやすく、形状変化しやすく作られているため、靴内空調装置6を、薄型形状に形成することによって、装着しやすくし、且つ装着時の違和感を少なくすることができる。
また、靴内空調装置6の表面部を、靴側面や土踏まず近傍の表面部との隙間を減らす狙いから、密着度を向上させるために、シリコーン材等の弾性材料で構成する。これによって、靴側面や土踏まず側面とのフィット感が高まり、土踏まずの位置での閉空間の形成を行うことができる。
【0010】
靴内空調装置6の装着方法は、図4に示すように、番号▲1▼、▲2▼の順序で行う。これによって靴を履いた後に、どのような靴にでも簡単に靴内空調装置6を後付けすることができる。なお、靴内空調装置の形状や装着については、上記実施例にて記述した扁平形状や土踏まず部位に限られるものではない。
【0011】
次に、靴内空調装置6の動作について説明する。
歩行時に、靴を地面から浮かせた際にかかとと中敷きの間に浮きが生じるため、靴底と足裏の間に空間ができ、空間容積が大きくなる。この容積が大きくなる膨張過程によって、空気が開口部8から吸込まれ、逆止弁3の働きより連通部5に導入される。そして、導入される空気は開口部9から吐出して、その空間に溜まる。その後、靴が地面に着き、かかとが中敷きと接触する際に靴底と足裏間の空間容積が小さくなる。この容積が小さくなる圧縮過程によって、空間に溜まっていた空気が、蒸れやすい足先などに供給される。このようにして靴内への空気導入による換気が行われる。
【0012】
上記実施例の靴内空調装置6の構成と動作によって、歩行時に足裏がピストンとして、靴底がシリンダとして作用し、多くの空気が足裏へ導入され、導入された空気は足と靴の隙間を通して、効率よく排出されるため、足先等の蒸れを緩和することができる。特に、靴の内部の底面近傍に配置する開口部9を、足の土踏まずに相対する位置に装着して用いることにより、足裏の土踏まずと靴底の間に歩行動作で生じる空間容積をより大きくすることができる。従って、蒸れやすい足先等へ供給する空気量を大きくすることができる。また、土踏まずに装着された靴内空調装置6が当該土踏まずに生じる靴との隙間を塞ぐので、土踏まず上面からの空気漏れを低減する働きをすることができる。従って、靴内空調装置6の換気性が一段と向上する。
なお、本実施例の靴内空調装置6では、逆止弁3の配設位置が上方にあって、下部カバー2の内部通路の容積(即ちデッドボリューム)を大きくする構成としているが、逆止弁3の配設位置を下方底部に移すことによって、より一層、効率よく換気することが可能となる。
また、本実施例の靴内空調装置6では、開口部9を空気吐出口として靴内に配置し、開口部8を空気吸入口として外気を導入して換気する構成としたが、逆止弁3の通風方向を逆とし、開口部9を空気吸入口として靴内に配置し、開口部8を空気吐出口としてもよい。また、本実施例の靴内空調装置6を、開口部8を空気吸入口として靴内に配置し、開口部9を空気吐出口として、好みや状況に応じて外気の取り入れと排気とを使い分けできるように、例えば開口部8側と開口部9側とを対称形状とした構成としてもよく、また逆止弁3の通風方向を切り替える構成としてもよい。図6に示す実施例においても同様である。
【0013】
以上のように、本実施例の靴内空調装置6は、一方の開口部を空気吸入口とし他方の開口部を空気吐出口とする連通路中に、一方向にのみ空気を移動させる逆止弁を設けて構成され、いずれか一方の開口部を靴内の底面近傍に配置し、他方の開口部を一方の開口部よりも靴の外部側に配置して用い、歩行動作に伴って生じる靴内の空間変動を利用して、空気吸入口から空気を導入して空気吐出口から空気を排出させるものである。
【0014】
次に、本発明による他の実施例の靴内空調装置について説明する。
図5は、本発明による他の実施例の靴内空調装置(側面)を示す断面図およびP矢視図である。
図5に示す靴内空調装置6aは、開口部8を空気吸入口とし内部に通路を有する上部カバー1aと、開口部9を空気吐出口とし内部に通路を有する下部カバー2aと、上部カバー1aと下部カバー2aの各通路から形成した連通路5に空気を空気吸入口から空気吐出口の方向へ流すように、その連通路5内に配設したリニア圧縮機90と駆動用蓄電部92とから構成する。
【0015】
図6は、図5に示すリニア圧縮機を示す断面図及び駆動用蓄電部を示すブロック図である。
図6に示すリニア圧縮機90は、容積型の圧縮機部からなる圧縮機構部と、リニアモータ部からなる電動機構部と、ヘッドカバー部80と、これらを内包するカバー部(図示せず)とを備えている。また、靴内空調装置6aは、駆動及び制御回路91と、駆動及び制御用のバッテリ(駆動用蓄電部)92と、温度、湿度センサ93とを備えている。
【0016】
次に、リニア圧縮機90について説明する。
圧縮機構部は、シリンダ10とピストン20とを有している。シリンダ10は、シリンダ端面11に組み付けられて空気を一方向に流す吐出弁14を有している。
ピストン20は、その端面に組み付けられて空気を一方向に流す吸入弁22を有している。ピストン20は、シャフト21の一端側に固持されて可動部40に連結されている。シャフト21は、固定部50の両端部で支承された板ばね15、16の中心部にて支持されている。そして、シリンダ10の吐出弁14とピストン20の吸入弁22との間に圧縮室13を形成している。
【0017】
リニアモータ部としての電動機構部は、可動部40と固定部50とを有している。可動部40は、永久磁石41と円筒保持部材42とを有している。永久磁石41は、円筒保持部材42により保持される。円筒保持部材42は、シャフト21の他端側に固持されてピストン20に連結されている。
固定部50は、インナーヨーク51と、アウターヨーク52と、コイル53と、両ヨーク連結体54とを有している。インナーヨーク51は、円筒体からなり、インナーヨーク51の外周と可動部40(即ち、永久磁石41)の内周の間に微小隙間を形成するように、同心円状に配置され、両ヨーク連結体54を介してアウターヨーク52に固定されている。コイル53はアウターヨーク52の内部に設けられている。アウターヨーク52は、同じく円筒体からなり、アウターヨーク52の内周と可動部40(即ち、円筒保持部材42)の外周の間に微小隙間を形成するように、同心円状に配置され、シリンダ10に外接固定されている。シリンダ10にはヘッドカバー部80が外接固定されている。
【0018】
板ばね15,16は、所定のばね剛性を持たせた、圧縮室側のばね部材と反圧縮室側の板ばね部材から構成される。そして板ばね15,16は、固定部50(即ち、アウターヨーク52)に架設された状態で配設され、固定部50の端部に結合固定されている。即ち、固定部50の一端に配置した板ばね15が一端側でシャフト21を保持し、また、他端に配置した板ばね16が他端側でシャフト21を保持した構成により、シャフト21に連結したピストン20及び可動部40はシャフト21の軸線方向に揺動することができる。シリンダ10及びピストン20と、可動部40と固定部50とは、微小隙間を形成して同心円状に高精度に保持され、ピストン20及び可動部40の往復運動を円滑に行なうことができる構造になっている。
【0019】
以上のように、本実施例の靴内空調装置6aは、圧縮機構部及び電動機構部を、シリンダと同一の軸心でその軸線方向に沿って可動自在に支持されるピストンと、ピストンに軸線方向の力を付与するばね部材と、リニアモータ部とで構成したものである。本構成によれば、回転モータで構成した場合と比べると、軸受等のベアリングが不要であり、摺動ロスがほとんどなく、またピストンとシリンダ間のサイドクリアランスを適正に設定することで、摺動レス、オイルレス構成が可能となる利点がある。従って、部品点数が少なく信頼性と寿命性に優れ、機械効率が高い、靴内のオイルレス環境で使用されるには最も適した靴内空調装置用の圧縮機(圧縮機構部)を提供することができる。
また、ピストンの往復運動で発生する振動源をバイブレータとしても同時にもたせることができ、振動の加振力を足に与えることで、指圧効果が得られ、足の血行促進、むくみ、疲れを緩和することができる。特にデスクワーク中心の人にとっては歩行せずに指圧効果が得られるので、空調装置に限らず、健康器具としても利用することができる。
【0020】
駆動用蓄電部92の駆動及び制御回路91は、例えばマイクロコンピュータを備えた電子回路からなり、温度、湿度センサ93からの信号を処理し、コイル53への供給電源を制御するものである。バッテリ92は、例えば小型のボタン電池からなる。そして、温度、湿度センサ93は、例えば小型の電子温度計や電子湿度計からなる。なお、温度又は湿度センサのどちらか一方でもよい。
【0021】
次に、本実施例の靴内空調装置6aの動作について説明する。
まず、図6に示すリニア圧縮機90において、駆動及び制御回路91が、バッテリ92の電源から制御した電流をコイル53に通電すると、フレミングの左手の法則に従ってコイル53と永久磁石41との間に電流に比例した磁力が発生する。この磁力によって、永久磁石41が軸線方向に沿って移動する駆動力が作用する。そして、円筒保持部材42が永久磁石41とともに移動するので、シャフト21を介して円筒保持部材42に連結されているピストン20も、その軸線方向に沿ってスムーズに移動する。そして通電を遮断すれば、板ばね15,16の剛性力によって、ピストン20が元に戻る動作が行われ、ピストン20は往復運動を行なうことになる。
このピストン20の往復運動によって、図5に示す上部カバー1aの開口部8から、空気が板ばね16の穴17や隙間(図示省略)を通り、リニアモータ部の内部を経て、ピストン10の吸入弁22を通って圧縮室13に吸い込まれる。吸入された空気は圧縮され、シリンダ10の吐出弁14からヘッドカバー部80の穴81を経て、下部カバー2aの開口部9から吐出される。このようにして靴内空調装置6aによる靴内の換気が行われる。
【0022】
この時、温度、湿度センサ93が靴内の温度や湿度を検出し、それらの値が設定値を超えると、駆動及び制御回路91が所定の制御指令としてコイル53に通電し、ピストン20の往復運動を促し空気排出量を増やすことができる。所定の制御指令は、交流や直流のON・OFF波形や、パルス波形(例えば、交流の半波整流や直流の矩形波等)の電流で与えられ、リニアモータ部にはその電流波形に比例した推力が発生する。即ち、電流値の大きな波形であれば、ピストン20のストロークが大きくなり、また周波数の多い波形であれば、ピストン20の往復運動が早くなり、空気排出量が増えて靴内の換気が促進されることになる。即ち、靴内の温度又は湿度を検出するセンサを設け、当該センサが所定温度又は所定湿度を検出すると、駆動用蓄電部が電動機構部を動作させ、電動機構部が圧縮機構部を駆動することによって、靴内の温度又は湿度に基づいて、温度を下げる又は除湿することによって適切に換気することができ、一段と足蒸れを防止することができる。
【0023】
以上のように、本実施例の靴内空調装置6aでは、一方の開口部を空気吸入口とし他方の開口部を空気吐出口とする連通路と、空気吸入口から吸入する空気を空気吐出口から吐出する圧縮機構部と、圧縮機構部を駆動する電動機構部と、電動機構部を動作させる駆動用蓄電部とを設けて構成され、いずれか一方の開口部を靴の内部の底面近傍に配置し、他方の開口部を一方の開口部よりも靴の外部側に配置して用いることにより、言い換えれば、靴内空調装置に押し除け量や吐出圧の大きい容積型圧縮機を用いることで、靴内での通気抵抗や足先へ通気する際の圧力損失が大きい場合でも、問題なく排気することができる。
従って、従来の歩行時における自重の変動を利用したエアポンプに比べて、電気駆動力によるピストンの往復運動により、非常に大きな空気排出量が得られ、また、歩行していない非歩行時でも靴内に空気を導入することができるので、不快な足蒸れが大幅に改善される。
【0024】
なお、図5のP矢視図に示すように、上部カバー1a及び下部カバー2aに、開口部や通路を放射状に複数設けることによって、装着時の開口を確保することができる。
また、本実施例の靴内空調装置を横長の薄型形状とし、足の土踏まずに相対する位置に装着することによって、前述の実施例と同様に、開口部からの空気排出量を多くする効果と土踏まずに生じる靴との隙間を塞ぐ効果が得られる。
さらに、本実施例の靴内空調装置では、摺動レス、オイルレスに適したリニア圧縮機にて説明したが、回転モータと組み合わせたレシプロ式、ベーンロータリ式、又はスクロール式の圧縮機構部さらには軸流ファン、遠心ファン、シロッコファン等の送風機であってもよい。
【0025】
次に、本発明による更に他の実施例の靴内空調装置について説明する。
図7は、本発明による更に他の実施例の靴内空調装置を示す構成図である。
図7に示す靴内空調装置100は、中敷き110と、中敷き110に設けられた空気サイクルとで構成する。この空気サイクルは、空気を取り込む吸入口101と、吸入口101から吸入した空気を昇圧するエアポンプ103と、エアポンプ103から吸入口101への空気の逆流を防ぐ吸入弁102と、エアポンプ103内の圧力が所定圧以上になると開放する吐出弁104と、吐出弁104から吐出された加熱高圧空気を放熱するコンデンサ部105と、コンデンサ部105を通過した高圧空気を減圧させる減圧機構部106と、減圧機構部106で減圧された空気を排気する吐出口107とで構成する。なお、本実施例の構成では、後付けや交換等のサービス性向上のために、靴内の底面に配設される中敷きに空気サイクルを設けたが、例えば靴底自体に空気サイクルを設ける構成であってもよい。
【0026】
次に、本実施例の靴内空調装置100の構成について、図8の本実施例の靴内空調装置と靴内の左足との位置関係を示す概略図を参照して説明する。
吸入口101は、足裏や足先に接する中敷き110の表面に設けられ、この吸入口101の近傍に、例えばスポンジ等からなるごみやほこりを取る役目を持つフィルタ108が設置される。吸入弁102は、逆止弁からなりエアポンプ103の吸入側に取り付けられる。
【0027】
エアポンプ103は、伸縮性に富む弾性部材で中空に成形されており、昇圧過熱に耐え且つ引張強度を有する例えばゴム材やプラスチック材により構成される。そして、歩行動作に伴って生じる人体の自重の変動によって、エアポンプ103が膨張と収縮を繰り返し、内部に空気を吸入し、吸入した空気を圧縮する。この時、足熱効果ならびに換気効果の点から、エアポンプ103をかかとが相対する位置に設ける構成が望ましい。
また、エアポンプ103の内部には、膨張時に吸入弁102を通り抜けたごみやほこりが吐出弁104のシール性を損なわないように、スポンジ等からなるフィルタ109が設置される。更に、エアポンプ103で加熱された空気の熱を、エアポンプ103とコンデンサ部105の間で逃がさないために、断熱性の良い部材例えばテフロン(登録商標)管115で連結する。吐出弁104は、逆止弁からなりエアポンプ103の吐出側に取り付けられる。
【0028】
コンデンサ部105は、熱伝導性の良い部材例えば銅管で構成され、足先への放熱性を良くしている。尚、コンデンサ部105をスパイラル形状とし、熱伝導性やスペース性を向上してもよい。減圧機構部106は、例えばキャピラリチューブまたは絞り弁からなり、空気を減圧する。そして、吐出口107は、中敷き110の裏面に設けられた孔から構成され、減圧空気を排出する。
【0029】
次に、本実施例の靴内空調装置100の動作について説明する。
歩行時に足が浮くとエアポンプ103が膨張し、空気が吸入口101から吸入弁101を経て、当該エアポンプ103内に吸い込まれる。次に足が着地するとエアポンプ103が収縮し、空気が圧縮される。圧縮された空気は、所定値に昇圧・昇温して、吐出弁104を経てコンデンサ部105に入る。その後、加熱高圧空気は、コンデンサ部105で放熱する。さらに減圧調整機構106で減圧された空気は、吐出口107から排出される。このような中敷きに内蔵した簡易空気サイクルのコンデンサ部の放熱作用によって、日々の交換が不要で歩行時には長時間に渡り、足裏や足先を暖めることができる。
一方、前述のように、エアポンプ103をかかとが相対する位置に設けると、歩行時にエアポンプ103に大きな力が掛かり、エアポンプの大きな膨張と収縮が得られる。従って、エアポンプ103による空気の昇圧と昇温を高め、且つ排出量を多くすることができ、大きな足熱効果ならびに換気効果が得られる。また、同一効果を得る場合であれば、靴内空調装置の小型化を図ることができる。
【0030】
次に、上記コンデンサ部105の構成と動作について、図9に示す中敷きのコンデンサ部位を示す断面図を参照して説明する。
中敷き110のコンデンサ部位の断面は、放熱作用に優れた部材例えば放熱シリコーンゴム、又は足の触感を高める部材例えばフェルトからなる放熱材112と、銅管からなるコンデンサ部105と、例えばウレタンフォーム等からなる断熱材114と、これら3部材の周りに充填した例えばパラフィン等からなる蓄熱材113とが積層されて構成される。
【0031】
エアポンプ103で圧縮されて昇温した加熱空気111は、コンデンサ部105の内部に導かれ、その壁を介して放熱材112を暖め、そして放熱材112が足裏や足先を暖める。即ち、中敷きの一方の面に放熱シートとしての放熱材112を設け、放熱シートをコンデンサ部105と接触させることによって、加熱空気の熱がその接触面から放熱シートに確実に伝導し、放熱作用に優れた放熱シートにて、十分に足裏や足先を暖めることができる。また、加熱空気111の熱の一部は、コンデンサ部105を介して、コンデンサ部105の周りに充填した蓄熱材113に蓄えらえる。そして、蓄熱材113がその熱を供給して、足裏や足先を暖める。断熱材114は、冷たい靴底や、減圧機構部106から吐出した冷い空気を断熱し、保温効果を高め、足裏や足先の足熱を助ける。即ち、コンデンサ部の周囲にパラフィン等の蓄熱材113を充填したことにより、歩行していない非歩行時も、足裏や足先を暖めることができる効果が得られる。蓄熱効果をより一層高める靴としてスキーシューズ等の断熱性能の優れた靴に用いられることが望ましい。
【0032】
また、中敷きの一方の面に放熱シートとしての放熱材112を設け、他方の面に断熱シートとしての断熱材114を設け、放熱シートと断熱シートとの間にコンデンサ部105と蓄熱材113を設けることによって、放熱シートによる足熱向上効果以外に、蓄熱材113による非歩行時の足熱効果と、断熱シートによる保温効果が得られる。
【0033】
以上のように、中敷き110に空気サイクルを内蔵することにより、歩行時における自重の変動を利用したエアポンプ103の動作により、靴内の換気とともにコンデンサ部105での放熱を足熱として用いることが可能となり、日々の交換が不要で長時間に渡り足熱ができる足熱機能及び換気機能を有する靴内空調装置100を提供することができる。
【0034】
【発明の効果】
本発明によれば、逆止弁や容積型圧縮機を用いた薄型の靴内空調装置を足の土踏まずに相対する位置に装着することによって、土踏まず上面に漏れる空気を低減しながら効率の良い換気ができる。さらに、靴を履いた後にも簡便に装着可能であり、サービス・取扱性の向上が図られる。
本発明によれば、冷え性の人や寒冷地の作業者が靴等に中敷きタイプの靴内空調装置を装着することにより、歩行時にはエアポンプで圧縮加熱した空気で足先等を暖め、さらに、蓄熱材の作用により、歩行していない時にも足先を暖めることができ、長時間の足熱や保温を実現する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による一実施例の靴内空調装置を示す断面図
【図2】図1に示す逆止弁を示すA−A断面図
【図3】本実施例の靴内空調装置と靴と足裏の位置関係をそれぞれの輪郭で示す透視図
【図4】本実施例の靴内空調装置の装着方法を説明する図
【図5】本発明による他の実施例の靴内空調装置を示す断面図及びP矢視図
【図6】図5に示すリニア圧縮機を示す断面図及び駆動用蓄電部を示すブロック図
【図7】本発明による更に他の実施例の靴内空調装置を示す構成図
【図8】図7に示す靴内空調装置と靴内の左足との位置関係を示す概略図
【図9】図7及び図8に示す中敷きのコンデンサ部位を示す断面図
【符号の説明】
1,1a 上部カバー
2,2a 下部カバー
3 逆止弁
5 連通路
6,6a 靴内空調装置
8,9 開口部
10 ピストン
11 シリンダ端面
13 圧縮室
14 吐出弁
15,16 板ばね
17,81 穴
20 シリンダ
21 シャフト
22 吸入弁
40 可動部
41 永久磁石
42 円筒保持部材
50 固定部
51 インナーヨーク
52 アウターヨーク
53 コイル
54 両ヨーク連結体
90 リニア圧縮機
91 駆動及び制御回路
92 バッテリ
93 温度、湿度センサ
100 靴内空調装置
101 吸入口
102 吸入弁
103 エアポンプ
104 吐出弁
105 コンデンサ部
106 減圧機構部
107 吐出口
108,109 フィルタ
110 中敷き
111 加熱空気
112 放熱材
113 蓄熱材
114 断熱材
115 テフロン管
L 足先の輪郭
M 土踏まずの輪郭
N 靴内周の側部輪郭
X 足裏の輪郭
Y 靴内周の輪郭
Z 靴側部の空間

Claims (11)

  1. 一方の開口部を空気吸入口とし他方の開口部を空気吐出口とする連通路中に、一方向にのみ空気を移動させる逆止弁を設けて構成され、いずれか一方の前記開口部を靴内の底面近傍に配置し、他方の前記開口部を一方の前記開口部よりも前記靴の外部側に配置して用いる靴内空調装置であって、歩行動作に伴って生じる、前記靴内の空間変動を利用して、前記空気吸入口から空気を導入して前記空気吐出口から空気を排出させることを特徴とする靴内空調装置。
  2. 一方の開口部を空気吸入口とし他方の開口部を空気吐出口とする連通路と、前記空気吸入口から吸入する空気を前記空気吐出口から吐出する圧縮機構部と、前記圧縮機構部を駆動する電動機構部と、前記電動機構部を動作させる駆動用蓄電部とを設けて構成され、いずれか一方の前記開口部を靴の内部の底面近傍に配置し、他方の前記開口部を一方の前記開口部よりも前記靴の外部側に配置して用いることを特徴とする靴内空調装置。
  3. 靴の内部の底面近傍に配置する前記開口部を、足の土踏まずに相対する位置に装着して用いることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の靴内空調装置。
  4. 靴内の温度又は湿度を検出するセンサを設け、前記センサが所定温度又は所定湿度を検出すると、前記電動機構部を動作させることを特徴とする請求項2に記載の靴内空調装置。
  5. 前記圧縮機構部及び前記電動機構部を、シリンダと同一の軸心でその軸線方向に沿って可動自在に支持されるピストンと、前記ピストンに軸線方向の力を付与するばね部材と、リニアモータ部とで構成したことを特徴とする請求項2に記載の靴内空調装置。
  6. 空気を取り込む吸入口と、前記吸入口から吸入した空気を昇圧するエアポンプと、前記エアポンプから前記吸入口への前記空気の逆流を防ぐ吸入弁と、前記エアポンプ内の圧力が所定圧以上になると開放する吐出弁と、前記吐出弁から吐出された加熱高圧空気を放熱するコンデンサ部と、前記コンデンサ部を通過した前記高圧空気を減圧させる減圧機構部と、前記減圧機構部で減圧された空気を排気する吐出口とで空気サイクルを構成し、前記コンデンサ部での放熱を足熱として用いることを特徴とする靴内空調装置。
  7. 前記エアポンプをかかとが相対する位置に設け、歩行動作に伴って生じる人体の自重の変動を利用して前記エアポンプを動作させることを特徴とする請求項6に記載の靴内空調装置。
  8. 前記コンデンサ部の周囲にパラフィン等の蓄熱材を充填したことを特徴とする請求項6に記載の靴内空調装置。
  9. 靴内の底面に配設される中敷きとして構成したことを特徴とする請求項6に記載の靴内空調装置。
  10. 前記中敷きの一方の面に放熱シートを設け、他方の面に断熱シートを設けて、前記放熱シートと前記断熱シートとの間に前記コンデンサ部と蓄熱材を設けたことを特徴とする請求項9に記載の靴内空調装置。
  11. 前記中敷きの一方の面に放熱シートを設け、前記放熱シートを前記コンデンサ部と接触させ、前記中敷きの一方の面に前記吸入口を設けたことを特徴とする請求項9に記載の靴内空調装置。
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