JP2005261506A - 靴中敷 - Google Patents

Abstract

【課題】 靴に着脱自在に内装され、長期間に亘って抗菌防臭機能を発揮し得る靴中敷を提供することにある。
【解決手段】 可撓性を有する薄板状の圧電素子２とその圧電素子２の出力に接続された紫外線発光素子５とを中敷１に埋設すると共に前記紫外線発光素子５と対向するように光触媒層８を中敷１の表面に形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、靴に着脱自在に内装され、抗菌防臭効果を発揮し得る靴中敷に関する。

例えば、長時間靴を履いた状態では、靴内部は体温により暖められ、足から出る汗により湿度が高くなり、また皮脂等の分泌により汚れることから、微生物が容易に繁殖するので、靴は悪臭を生じる。従来、靴の悪臭を防止する手段として、靴の中敷に活性炭などを組み込んだものや、抗菌防臭加工を施した材料を使用した中敷が一般的に知られている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、活性炭を組み込んだ中敷では、その厚さによって内部に組み込むことができる活性炭の量が制限されるため、その防臭効果が一時的であって持続させることが困難であるという問題があった。また、抗菌防臭加工を施した材料を使用した中敷についても、抗菌防臭加工を施した材料によっては、長期間に亘って抗菌防臭機能を発揮させることが困難な場合があった。また、それら材料の中に蓄積した臭いの要素等が外部の湿度や温度の条件であふれてくる可能性もあった。

そこで、抗菌防臭機能を長期間に亘って発揮させ得る手段として、脱臭機能付靴が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この靴は、靴本体に脱臭手段として光触媒を備え、エアポンプによって靴本体内の空気を脱臭手段を通してから靴本体内に戻すように構成されている。また、脱臭手段を光触媒で構成すると共に、光触媒を励起させる光触媒励起手段を備え、その光触媒励起手段を青色発光または紫色発光をする発光ダイオードで構成している。発光ダイオードが発する紫色可視光によって光触媒が励起され、強い酸化・還元作用が発生して光触媒を通過する空気中の有機物である臭気の成分が分解される。
特開２００４−４１３８５号公報 特開２００３−２８４６０３号公報

ところで、前述の脱臭機能付靴は、発光ダイオードの発光により光触媒を励起させ、その光触媒の酸化・還元作用を利用してエアポンプにより光触媒を通過する空気中の臭気成分を分解するようにしている。このような脱臭機能付靴は、長期間に亘って脱臭機能を発揮させることができて好適な手段である。

しかしながら、前述のような脱臭機能付靴では、発光ダイオードや光触媒、エアポンプ等からなる構成を靴の踵部分に設けなければならず、また、エアポンプによって靴本体内の空気を脱臭手段を通してから靴本体内に戻す送風路などの構成も靴に設ける必要がある。このように靴自体を加工しなければならず、大がかりな加工となって製品のコストアップを招来すると共に、長年の使用により靴自体が傷んだ場合、前述した発光ダイオードや光触媒、エアポンプ等の構成ごと靴を廃棄処分しなければならない。従って、靴自体は傷んでいるが、発光ダイオードや光触媒、エアポンプ等の構成はまだ使用可能である場合に不都合である。

そこで、本発明は前述の問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、靴に着脱自在に内装され、長期間に亘って抗菌防臭機能を発揮し得る靴中敷を提供することにある。

前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、可撓性を有する薄板状の圧電素子とその圧電素子の出力に接続された紫外線発光素子とを中敷に埋設すると共に前記紫外線発光素子と対向するように光触媒層を中敷の表面に形成したことを特徴とする。

本発明に係る靴中敷では、圧電素子を駆動源として紫外線発光素子を発光させ、その紫外線発光素子の発光により光触媒層を励起させ、その光触媒層が持つ酸化・還元作用により光触媒層周囲の空気中に存在する臭気成分を分解する。前述の圧電素子は、中敷に埋設された可撓性を有する薄板状であることから、人の歩行などによる中敷の変形でもって機械的エネルギーを電気エネルギーに変換して紫外線発光素子が発光可能な程度の電力を発電する。本発明では、圧電素子、紫外線発光素子および光触媒層からなる構成であるため、中敷に配設することが可能であり、その中敷は靴と着脱自在であるので靴の交換が可能である。

前述の圧電素子は、中敷の内部で変形することから、外装材でモールドされていることが望ましく、これにより圧電素子の強度を確保して破損を未然に防止できる。また、前述の圧電素子は、発電効率から変形し易いように、中敷の土踏まず部分に長手方向に沿って配置されていることが望ましい。

前述の紫外線発光素子は、靴の内部を広範囲に亘って光触媒層の抗菌防臭機能を発揮させるため、中敷内に分散配置されていることが望ましい。なお、紫外線発光素子は、人体への影響を考慮した場合、４００ｎｍ弱の近紫外領域の波長を有するものを使用することが望ましい。

前述の中敷の紫外線発光素子と光触媒層との間に位置する部位には、紫外線発光素子から光触媒層への光を効率よく伝達するため、その紫外線発光素子の照射光を光触媒層に導入するための小孔を形成した構造とすることが望ましい。

本発明によれば、可撓性を有する薄板状の圧電素子とその圧電素子の出力に接続された紫外線発光素子とを中敷に埋設すると共に前記紫外線発光素子と対向するように光触媒層を中敷の表面に形成したことにより、圧電素子、紫外線発光素子および光触媒層からなる簡単な構成でもって、長期間に亘って抗菌防臭機能を発揮させることができ、靴の交換にも容易に対応することができて抗菌防臭機能を発揮させる手段としては非常に使い勝手がよい。

本発明に係る靴中敷の実施形態を以下に詳述する。図１および図２は靴中敷を構成する中敷１を示し、図３および図４はその中敷１に埋設される圧電素子２および紫外線発光素子５のユニットを示す。

図１〜図４に示す実施形態の靴中敷は、主に、合成高分子の樹脂または樹脂繊維からなる織物地、編物地もしくは合成皮革などからなる単層体または複層体の中敷１で構成されている。この中敷１に圧電素子２と紫外線発光素子５を埋設すると共に、その紫外線発光素子５と対向するように光触媒層８を中敷１の表面に形成する。

前述の圧電素子２は、可撓性を有する薄板状のもので、駆動源として紫外線発光素子５を発光させる。図では、例えば三枚の圧電素子２を並べた状態で配置し、各圧電素子２で共通の電極３を設けている場合を例示する。この圧電素子２は、電極３を介して複数個の紫外線発光素子５を実装した基板６の端子電極７とリード線９により電気的に接続されている。この圧電素子２の枚数は一つの例示であり、設計変更が可能である。また、圧電素子２は、発電量の違いにより、一枚からなるモノモルフ、二枚を積層したバイモルフ、複数枚を積層したマルチモルフがあり、その枚数が増加すればそれだけ発電量が多くなり、必要とする発電量からいずれかを選択して使用すればよい。

また、この圧電素子２は、中敷１に埋設した構造を具備することから、中敷１の内部で変形するため、適度な硬度を有する外装材４でモールドされている（図５参照）。このように圧電素子２を外装材４でモールドすることにより、圧電素子２の強度を確保して破損を未然に防止できる補強機能を発揮する。

圧電素子２は、外部から応力が作用することにより変形することでその機械的エネルギーを電気エネルギーに変換するものである。このことから、圧電素子２が変形し易いように中敷１の土踏まず部分に長手方向に沿って配置されている。このように圧電素子２の変形が容易であれば、その圧電素子２による発電効率が良好となる。なお、図では、圧電素子２の位置を中敷１の土踏まず部分としているが、これに限定されることなく、他の変形が容易な部位であればよい。

一方、前述の紫外線発光素子５は、人体への影響を考慮して、４００ｎｍ弱の近紫外領域の波長を有する発光ダイオードを使用する。紫外線発光素子５の波長が４００ｎｍより短い、例えば遠紫外の３００ｎｍ前半の波長では、細菌・臭気の十分な分解能力を有するが人体（足）に対して悪影響を及ぼすおそれがあるのに対して、４００ｎｍ弱の近紫外領域の長波長帯であれば、人体に対する影響がほとんどなく、光触媒を活性化させる能力も十分有する。また、紫外線発光素子５としては、広範囲の領域を照射できるように指向性の弱いタイプのものを使用すればよい。

この実施形態では、靴の内部を広範囲に亘って光触媒層８の抗菌防臭機能を発揮させるため、複数個の紫外線発光素子５を中敷１内に配置している。図では、土踏まず部分からつま先側、例えば足指の付け根部分に対応する部位に複数個（例えば、４個２列の計８個）の紫外線発光素子５を配置しているが、これは一例であり、例えば、土踏まず部分から踵側に複数個の紫外線発光素子５を配置してもよく、また、つま先側と踵側の両側に複数個の紫外線発光素子５を配置するようにしてもよい。複数個の紫外線発光素子５は、基板６上に相互に直列または並列に接続された状態で実装され、端子電極７を介して前述の圧電素子２の電極３とリード線９で電気的に接続されている（図３および図４参照）。

前述の光触媒層８は、紫外線発光素子５と対向するように中敷１の表面に形成されている。図では、中敷１の土踏まず部分よりつま先側に位置する部位、つまり紫外線発光素子５と対向する部位およびその前後を含む部位の表面に形成されている。この光触媒層８は、例えば酸化チタンの光触媒を塗布したり、あるいはシート状のものを貼付することにより形成することが可能である。中敷１の紫外線発光素子５と光触媒層８との間に位置する部位は、紫外線発光素子５から光触媒層８への光を効率よく伝達するため、中敷１の素材をメッシュ状に形成したり、あるいは紫外線が透過し易いような材質で構成すればよい。

また、前述したように光触媒層８を中敷１の表面に形成する場合、図６に示すように中敷１の紫外線発光素子５と光触媒層８との間に位置する部位には、紫外線発光素子５から光触媒層８への光を効率よく伝達するため、その紫外線発光素子５の照射光を光触媒層８に導入するための小孔１０を形成した構造とすることが可能である。また、光触媒層８を中敷１の表面に形成するのに付加して、図７に示すように前述の小孔１０の内壁面に光触媒層８’を形成することも可能である。

以上で説明した構成からなる靴中敷は、図８に示すように靴１１の内部底に載置するだけで使用可能となる。なお、図では中敷１のみを表示し、内部構成は省略している。例えば人がこの靴１１を履いて歩行すれば、前述の圧電素子２が、中敷１に埋設された可撓性を有する薄板状であることから、歩行による中敷１の変形でもって機械的エネルギーを電気エネルギーに変換して紫外線発光素子５が発光可能な程度の電力を発電する。この圧電素子２の発電電力により紫外線発光素子５を発光させ、その紫外線発光素子５の発光により光触媒層８を励起させ、その光触媒層８が持つ酸化・還元作用により光触媒層周囲の空気中に存在する臭気成分を分解する。この靴１１の使用により靴１１が傷んだ場合でも、この靴中敷を別の靴に装着するだけで再度使用することが可能である。

本発明に係る靴中敷の実施形態を示す平面図である。 図１の靴中敷の断面図である。 図１の中敷に埋設した圧電素子および紫外線発光素子のユニットを示す平面図である。 図３の圧電素子および紫外線発光素子のユニットを示す断面図である。 圧電素子を外装材でモールドした状態を示す拡大断面図である。 中敷のつま先側で紫外線発光素子と光触媒層の位置関係を示す要部断面図である。 中敷の紫外線発光素子と光触媒層間の小孔に光触媒層を付加した例を示す拡大断面図である。 本発明の靴中敷を靴の内部底に載置した状態を示す断面図である。

符号の説明

１ 中敷
２ 圧電素子
４ 外装材
５ 紫外線発光素子
１０ 小孔
１１ 靴

Claims (6)

1. 可撓性を有する薄板状の圧電素子とその圧電素子の出力に接続された紫外線発光素子とを中敷に埋設すると共に前記紫外線発光素子と対向するように光触媒層を中敷の表面に形成したことを特徴とする靴中敷。
2. 前記圧電素子は、外装材でモールドされている請求項１に記載の靴中敷。
3. 前記圧電素子は、中敷の土踏まず部分に長手方向に沿って配設されている請求項１又は２に記載の靴中敷。
4. 前記紫外線発光素子は、中敷内に分散配置されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の靴中敷。
5. 前記紫外線発光素子は、４００ｎｍ弱の近紫外領域の波長を有する請求項４に記載の靴中敷。
6. 前記中敷の紫外線発光素子と光触媒層との間に位置する部位に、その紫外線発光素子の照射光を光触媒層に導入するための小孔を形成した請求項１〜５のいずれか一項に記載の靴中敷。