JP2006192218A

JP2006192218A - 換気機能付き靴の中敷

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Publication number: JP2006192218A
Application number: JP2005029701A
Authority: JP
Inventors: Fumihiro Kato; 史洋加藤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-01-11
Filing date: 2005-01-11
Publication date: 2006-07-27

Abstract

【課題】靴内部への雨水の浸入を防止すると共に外部からの高温空気の進入を抑制し、且つ靴内で発生した高温空気を相対的に低温に転換する換気機能付き靴を提供する。
【解決手段】歩行に伴う荷重変化により弾性変形する空気室と、空気室を経由して、靴内部の空気を靴外部へ排出する空気排出通路と、を靴の中敷内部に形成すると共に、空気排出通路の空気室を挟んだ両位置と空気排出通路の先端に、靴外部に空気を排出する方向にのみ開弁する逆流防止弁を介装させたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、靴内部に装着する靴の中敷に関し、特に、靴内部の空気を循環させ強制的に換気を行う換気機能付き靴の中敷に関する。

現在我々が一般的に使用している靴には、歩行運動により体内から発生した熱、足と靴中敷の間に生じた摩擦熱、靴底と地面の間に生じた摩擦熱、または地表熱などの影響を受けて靴内部の温度が上昇することがあった。またこの温度上昇に伴う足からの発汗により靴内の湿度が上昇し靴内部が蒸れ不快感を受けることがあった。

このような問題を解決するものとして、特許文献１〜３に記載の技術が開示されている。
特許文献１に開示されている技術は、靴底の足裏にあたる部分にスプリング入りエアーポンプを設け、このエアーポンプに外気を取り込む第１のチューブと靴内部に通じる第２のチューブを設けている。歩行時に足裏でエアーポンプを押圧すると、このポンプに接続された第１のチューブを介して外部から空気が吸入され、第２のチューブを介して靴内部に流入される。これにより歩行と同時に外部から新鮮な空気を靴内に供給して常に靴内の温度を一定に保っている。

また特許文献２に開示されている技術は、エアーポンプと、外気取り込み用のチューブと、靴内に通じるチューブを備える点で特許文献１と類似している。異なる点は、これらを取り外し可能なように中敷の踵部分（若しくは足指先部分）にエアーポンプを内蔵し、このエアーポンプに接続されたチューブを中敷層内に埋め込んでいる点である。これにより個人が所有している靴にこの中敷を装着するだけで、その靴内の温度環境を快適にすることができる。

特許文献３に開示されている技術は、上記２つの技術とほぼ同じ構成であるが、吸入用ポンプと排気用ポンプを２段重ねにして靴底の踵部分に配置している。これにより吸気経路と排気経路を独立に設けることができるので一回の踏み込みで外気から新鮮な空気を取り込むと同時に靴内の空気を外部に排出できるので効率よく空気循環を行うことができる。

また、上記特許文献以外にも靴内を換気するための開閉窓が設けられており、さらに靴内部と靴外部に温度差を作ることのできる靴が提案されている。例えば、靴中敷の踵付近に薄膜状の圧電素子を配置して、歩行運動により圧電素子に荷重が掛かると圧電素子から発生した起電力をペルチェ効果利用素子に供給し、このペルチェ効果利用素子を駆動する靴がある。これによれば歩行の度に圧電素子から起電力が発生し、これを充電池や大容量コンデンサーに蓄え、その電気的エネルギーを用い、窓を開閉したり、温度センサを伴って靴内の温度を制御したりすることができる。
特開２００３−２８４６０４号公報特開２００３−３３４１０１号公報特開２００４−１４８０４９号公報

ところで特許文献１記載の技術は、エアーポンプに逆流防止弁（吸入弁、排出弁）が内蔵されているが、外気を取り込む側のチューブの開放端には弁が設けられておらず、ここから雨水が進入する恐れがある。また本技術は靴一体としての提供に限られ、中敷のみの提供はなされていないために汎用性に欠ける。また、空気の吸入又は排出は弁の取付け方向（即ち開閉方向）に依存するため、必要に応じて弁の開閉方向を切り替える作業が必要であり、その作業が煩雑である。さらに、靴外部の空気が常に涼しく、湿度も低いとは限らないため、靴内部の温度に対して相対的に温度を下げることのできる構造をゆうするものではない。

また特許文献２記載の技術は、外気を靴内に吸入することで靴内を乾燥させるものであるが、このためには空気の排出経路を確保しなければ効率的に靴内を乾燥させることは困難であり、本技術にはその排出経路が設けられていない。また、特許文献１と同様にパイプから雨水が進入する恐れがあり、靴内部の相対的な温度を下げることが難しい。

更に特許文献３記載の技術は、外気を吸入するポンプと靴内部の空気を排出するポンプが二段重ね構造で靴底の踵部分に配置されているが、このポンプに接続されている２本の管の開放端が踵の外側面に設けられており、それらが踵側面に露出している。更にその開放端が近接配置されているため、一方の管から排出された空気を他方の管で吸入する可能性がある。また更に靴内の空気吸排口が近接配置されていることから、局所的な空気の対流に留まる可能性があり十分な換気が行えない場合があり得る。また、この構造では上段のポンプは押圧できても下段にかかる圧力が上段には劣るため個人の荷重によっては十分な排気が期待できない場合がある。
また、空気吸排出口が靴の踵側面、即ち地面に近い部分に配置されているため、雨天時には靴内に雨水を吸入する恐れがある。更に、路面付近の高温空気を吸入する場合もあり、却って靴内の温度が上昇させる可能性がある。また更に、中敷としての提供は想定されておらず、靴との一体型での提供のみとなり汎用性に欠ける。そして更に靴内部の相対的な温度を下げることは難しい。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、靴内部への雨水の浸入を防止すると共に外部からの高温空気の進入を抑制して、且つ靴内で発生した高温空気を相対的に低温に転換することで快適な靴内環境を保つ換気機能付き靴の中敷を提供することにある。

上記課題を解決するために請求項１記載の本発明は、歩行に伴う荷重変化により弾性変形する空気室と、空気室を経由して、靴内部の空気を靴外部へ排出する空気排出通路と、を靴の中敷内部に形成すると共に、空気排出通路の空気室を挟んだ両位置と空気排出通路の先端に、靴外部に空気を排出する方向にのみ開弁する逆流防止弁を介装させたことを特徴とする。
請求項１に記載の発明によれば、歩行に伴い空気室に荷重が作用すると、空気室が弾性変形して容積が減少し、空気室内の圧力が上昇する。このため、空気室と靴外部との間に位置する逆流防止弁を開弁し、空気排出通路を通って靴外部へと排出される。そして、歩行に伴い空気室に荷重が作用しなくなると空気室が弾性復元して容積が増加し、空気室内の圧力が負圧となる。このため、靴内部の空気は、靴内部と空気室との間に位置する逆流防止弁を開弁し、空気室に吸引される。この時、靴内部は負圧となる。そのため、靴内部に靴入り口と足首などの隙間から靴外部の空気が吸入される。このように、歩行に伴う荷重変化により空気室の容積が増減すると、空気室が一種のポンプとして機能し、靴内部の空気が靴外部へと強制排出され、靴外部に靴外部の空気が流入してくることで、靴内部が強制的に換気される。

請求項２記載の本発明は、請求項１記載の本発明であって、歩行に伴う荷重変化により弾性変形する薄膜状の発電手段と、足裏に接するように靴の中敷表面に設けられる吸熱手段（吸熱板）と、空気排出通路の一部又は全部に設けられる放熱手段（放熱扱）と、吸熱手段と放熱手段の間に設けられるペルチェ効果利用素子と、靴内の温度を検知する温度検知手段（温度センサー）と、吸熱手段、放熱手段、ペルチェ効果利用素子および温度検知手段に発電手段により発生した起電力を分配給電すると共に駆動制御する制御手段（制御回路）とを備え、制御手段は、温度検出手段により検出された靴内の温度情報に基づいてペルチェ効果利用素子に対して一定電圧の電力供給を行い、ペルチェ効果利用素子の駆動により吸熱手段と放熱手段との間に生じた高温部と低温部の２極状態により、低温部で靴内を冷却すると共に、高温部で空気排出通路内を通過して排出される空気を冷却することを特徴とする。

本発明は、靴内部への雨水の浸入を防止すると共に外部からの高温空気の進入を抑制し、且つ靴内で発生した高温空気を相対的に低温に転換する換気機能付き靴を提供することができる。

以下、本発明に係る換気機能付き靴中敷を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係る換気機能付き靴中敷１の構成図であり、図２はこの換気機能付き靴中敷１の縦断面図である。
図１および図２に示すように、本発明に係る換気機能付き靴の中敷１は、歩行に伴う荷重変化により弾性変形する空気室６と、この空気室６を経由して、靴内部の空気を靴外部へ排出する空気排出通路４Ａ、４Ｂとを靴の中敷内部に形成すると共に、空気排出通路４Ａ，４Ｂの空気室６を挟んだ両位置と空気排出通路４Ａ，４Ｂの先端に、靴外部に空気を排出する方向にのみ開弁する逆流防止弁５Ａ，５Ｂ，５Ｃを介装させたことを特徴とする。ここで空気室６とは弾性材料からなる例えばポンプなどであり、空気排出通路４Ａ，４Ｂは例えば管状のチューブである。

本発明に係る換気機能付き靴の中敷１の具体的な構成は、足型を有する靴中敷用の基台２と、この基台２の踵部分に内蔵されるポンプ６と、この基台２の足指先部分に開口される複数個の通気口３と、この通気口３とポンプ６を連結する第１の空気排出通路４Ａと、ポンプ６と靴外部を連結する第２の空気排出通路４Ｂを少なくとも備え、第１の空気排出通路４Ａとポンプ６の連結部には第１の逆流防止弁５Ａが設けられ、第２の空気排出通路４Ｂとポンプ６の連結部には第２の逆流防止弁５Ｂが設けられ、第２の空気排出通路４Ｂの開放端には第３の逆流防止弁５Ｃが設けられている。また基台２の中心部分（土踏まず部分）或いは基台全体には多孔質からなるシート７が配置されている。

ここで基台２のポンプ６上部はゴムやシリコンなどの弾性材料からなり、その他の基台２は基台２に含まれる構造が破壊されない程度の剛性を持ち、プラスチックなどの樹脂材料や固めのゴムやシリコンなどの弾性材料、発泡スチロールなどの有機材料、紙や布などの繊維質を押し固めた繊維材料や木材・金属などの変形を受けにくい材料などでも良い。
この基台２には２個の通気口３が開口されており、これら２つの通気口３とポンプ６は二股式の通気管４Ａで接続されている。ポンプ６は歩行時に最も荷重がかかり、変位の大きな踵部分に配置されることが望ましい。

これら第１の空気排出通路４Ａ、ポンプ６、及び第２の空気排出通路４Ｂは連通しており、第２の空気排出通路４Ｂの一部を除き、それ以外は全て基台２に内蔵されている。また基台２の上面（前面若しくは土踏まず付近）に配置されている多孔質材からなるシート７は、具体的には、袋状の布に細かく砕いた炭を入れてなるものである。

ところで、第３の逆流防止弁５Ｃは、空気を排出する時にのみ開弁するものであり、空気を排出する際には、第２の空気排出通路４Ｂからの空気圧により、弁を通過して第２の空気排出通路４Ｂの内部に雨水が流入してくることはない。また、図１では第２の空気排出通路４Ｂの開放端が上向きとなっているが、他の方向に向けても良い。

次に、図３〜図５を参照して本発明の第１の実施の形態に係る換気機能付き靴の靴中敷１の作用について説明する。図３は換気機能付き靴中敷１を靴に装着した場合の縦断面図である。図４は、本発明に係る換気機能付き靴中敷１のポンプ６内への吸気過程における具体的な弁動作図である。図５は、換気機能付き靴中敷１のポンプ６からの排気過程における具体的な弁動作図である。

まず図３に示すように、本発明の換気機能付き靴中敷１を靴に装着して歩行すると、歩行者の体重移動に伴う荷重によりポンプ６が押圧されて弾性変形し、再び押圧が開放されて弾性変形が戻るときに、第１の逆流防止弁５Ａが開弁して靴内空気が通気管４Ａを介してポンプ６に吸入される。（図４）その後、ポンプ６に導入された靴内空気は再度ポンプが押圧されると同時に第２の逆流防止弁５Ｂが開弁し通気管４Ｂを通過して逆流防止弁５Ｃから外に排出される。（図５）

図４及び図５に示した第１〜第３の逆流防止弁５Ａ〜５Ｃは、薄いゴムやシリコンなどの弾性材料からなり、排気方向の圧力を受けると図４及び図５に示したように弾性変形し、空気の排気通路が開くが、吸気方向の圧力を受けると、細くなっている管を覆うような構造を有しているために空気の排気通路は開かない。第１及び第２の逆流防止弁５Ａ及び５Ｂは、この形態以外でも排気の圧力がかかれば開き、吸気の圧力がかかれば閉じるような機能を持つ弁であれば良く、例えばポンプ６が押圧されると第１の逆流防止弁５Ａが閉じ、第２の逆流防止弁５Ｂと第３の逆流防止弁５Ｃが開く。逆に、ポンプ６がポンプ６の弾性により復元膨張する時には第１の逆流防止弁５Ａが開き、第２の逆流防止弁５Ｂと第３の逆流防止弁５Ｃが閉じるような機能を有する弁でも良い。

本発明によれば、ポンプ６は空気の排出だけの機能に限定することで、靴内部の空気を排出することに専念し、これにより靴入り口と足首の隙間などから自然に外気が流入することで靴内部全体の空気の循環が起き、靴内部の温度・湿度を下げることができる。また、ポンプ６を一つとすることで押す力を効率的にポンプに伝えることができるようになる。また、空気の排出口に第１〜第３の逆流防止弁５Ａ〜５Ｃを設けることで、雨水の浸入を防ぐことができる。また、多孔質材料を練りこんだシート７を足裏部に設けることで、靴内の湿度が高い時に吸湿して靴内の空気を乾燥させ、逆に靴を脱いでいる間には湿度を放出するので、再び靴を履いた時には湿気効果が復元されて再度湿気を吸収することができるので、靴を履いている時には靴内の湿度を低く保つことができる。また、湿度と同時に臭いについても、同様の効果を奏するので、靴内からの悪臭の発生を軽減させることが出来る。
従って本実施形態の換気機能付き靴中敷１によれば、靴内部の空気を排出することで、靴内の高温・多湿な空気を排出することになり、靴内部の温度と湿度を下げ靴内を快適に保つことが出来る。また、多孔質材料により湿度を下げることで、足からの発汗による悪臭の発生を抑えることが出来ると共に、足を快適に保ち、足の疾病の予防にも効果を発揮する。また、臭いを吸収することで、靴内部からの悪臭の拡散を軽減することが出来る。

次に、図６及び図７を参照して、第２の実施の形態を説明する。図６は、本発明の第２の実施の形態に係る換気機能付き靴の中敷１０の構成図である。図７は、本発明の第２の実施の形態に係る換気機能付き靴の中敷１０の縦断面図である。
図６及び図７に示すように本発明の換気機能付き靴の中敷１０は、第１の実施の形態の換気機能付き靴の中敷１と同様の構成を有しているが、基台２の平面方向に、歩行に伴う押圧により発電する発電手段と、この発電手段で発生した起電力の給電により駆動する靴内冷却手段を設けた点が異なる。また、発電手段９により発生した起電力を蓄電する充電池または大容量コンデンサーを設ける。更に、これら発電手段９、充電手段の駆動を制御する制御回路も設ける。

ここで発電手段９とは、例えば金属薄膜からなる圧電素子が挙げられる。この発電手段９は圧電素子に限定されるものではなく、例えば図１０〜図１４を用いて後述する下に記す発電機構又は光電池であってもよい。このように発電手段９を設けることで、靴内部の温度を電気的な効果によって下げることができる。尚、本実施の形態において、第１の実施の形態と同じ機能を有する部分には同符号を付し、その説明を省略する。

次に、図８を参照して制御回路の具体的な構成を説明する。図８は、換気機能付き靴の中敷１０に内臓する制御回路のブロック図である。図８に示すように、発電手段９で発電した電気エネルギーが整流回路２１に送られ、脈流を残して直流に変換された後、平滑回路２２により、完全な直流になる。この上で得られた電気エネルギーを蓄電回路２３に蓄電する。蓄電されたエネルギーはＤＣ−ＤＣコンバータ２４により各素子に適切な電圧値に変換された後に、制御回路２５や温度センサ２６、ペルチェ効果利用素子１１の電源として利用される。温度センサ２６から得られた靴内の温度の情報を元に制御回路２５がペルチェ効果利用素子１１に出力する電気エネルギーを決定し、出力する。この素子によって低温部（吸熱板）１２と高温部１４の２極の状態を作ることができ、低温部（吸熱版）１２が靴内を冷却し、高温部１４は通気管４Ａ内に配置した熱の良導体である放熱板１３を介して、通気管４Ａ内を通り排出される空気に冷却される。熱を吸収した空気は、ポンプ６を通って靴外に排出される。

ここで整流回路２１とは、発電手段９より出力された電気エネルギーを交流から直流に変化する回路を指し、回路中には、ダイオードや抵抗器、コイル、コンデンサー、トランスなどが含まれ、例えば、ブリッジ回路などからなるものである。これら以外でも、交流の電気エネルギーを直流に変えるような回路であれば、他の形態を取っても良い。

平滑回路２２においては、整流回路を通しても、まだなお残っている脈流と呼ばれるような交流成分を完全に直流に変換する回路を指し、コンデンサーや抵抗器、コイル等により構成されている物である。上記以外の構成でも、交流成分を完全に直流に変換するような回路であれば、他の形態をとっても構わない。

蓄電回路２３とは、二次電池や大容量コンデンサーなどからなる回路であり、発電された電気エネルギーを蓄電することができる物であれば、他の形態を取っても良い。

ＤＣ−ＤＣコンバータ２４とは、後に制御回路２５、ペルチェ効果利用素子１１、温度センサ２６等の電源にするために、これらが作動するための電圧に変換する回路である。

制御回路２５とは、温度センサ２６等により、靴内部の温度が上昇し、靴内部が不快に感じていることを検知すると、ペルチェ効果利用素子１１に対して電力を供給するような仕組みを有しているものである。ペルチェ効果利用素子１１は、この電力を以って靴内を冷却する。この靴内部の温度が上がるにつれて、ペルチェ効果利用素子１１へ出力する電力も増やす。これを制御回路２５中のマイクロコンピュータ等によって、予め入力したプログラムを元に制御する形態をとることにするものである。或いは、アナログ的な電子回路やデジタル的な素子を用いて論理演算を行い制御しても良い物とする。

温度センサ２６とは、サーミスタなど、温度に依存して抵抗値が変化する物があるが、別の形態でも、温度に依存して電気的特性が変化する物であれば、他のものでも良い。

ペルチェ効果利用素子１１とは、供給された電力を以って、高温部と低温部の２極を作り出すことができる物である。ここでは、この低温部１２側を靴内に配置し、高温部１４側を排気管４Ａ内に露出させた放熱板１３によって冷却させ、この熱を吸収した空気を靴外に排出する仕組みの一担を担っている。

ここで発電機構とは、ポンプに内蔵する物としているが、図１０に示すように、第一の発電機構として、ポンプはゴムやシリコンなどの弾性体材料による物等で成り、この途中途中に、圧電素子９の皮膜をはさみこんだものとすることで、ポンプに押圧がかかった際に、挟み込まれた各圧電素子９が変形を受け、発電を行うことが出来る。このとき、圧電素子９の皮膜に弾性がある場合には、ポンプの材料は原形を保てるほどの剛性があれば弾性が無い物でも良い。この構造は、１枚のシート状のものを基台２に配置することに比べると、一度の押圧で、多層に配置された圧電素子９を変形させることが出来るので、発電効率が良い物となっている。

第二の発電機構として、図１１を示す。弾性のあるスポンジなどの発泡体やスポンジ状の弾性体１５を空気を遮断する弾性のあるビニールやゴム、シリコンなどのシート１６で覆ったものを多数重ね、その間に圧電素子９を挿入した発電構造入りのポンプ６が挙げられる。

第三の発電機構として、ポンプ６上部と下部に相対する磁石を装備し、ポンプ側面を囲むように巻いたコイルを配置し、磁石がポンプにかかる押圧によりコイルに出入りすることで、発電する構造を持つ物でも良い。

また、第四の発電機構として、図１２について説明する。図１２はポンプ内に配置されている発電構造の概観図である。図１２、１３、１４では、ポンプ内部のポンプ上部に結合している棒３１とこの棒を取り囲むようにして、棒３１の中腹部に配置されている円環３２があり、円環３２下部には磁石３３が極性を交互にして配置されている。また、この円環の下側には、ポンプ６内下部に配置されているコイル３４がある。また、図１３、１４、１５に示すように、棒３１の側面には角柱状の突起３５が２つ以上結合している。また、円環３２の内側で、棒３１との間には図１３、１４、１５に示すような三角柱状の突起３６が付いている。この角柱状の突起３５と三角柱状の突起３６は角柱状の突起３５が上下することで、三角柱状の突起３６の上面或いは下面に衝突し、この力を避けるように三角柱状の突起３６の付いた円環は回転する。すなわち、この三角柱状の突起３６は一種のガイドのような働きをする。また、棒３１下部とポンプ内下部とをバネ３７が結合している。これにより、ポンプの弾性力の補助と、棒の位置がずれるのを防ぐ。

ここで、第四の発電機構について、棒３１及び円環３２、角柱状の突起３５、三角柱状の突起３６はプラスティックや木材などの有機材料や金属などの無機材料など剛性があり、力がかかってもあまり変形しない材料であればよい。さらに、角柱状の突起３５及び三角柱状の突起３６はこのような形でなくても、棒３１が上下することで、円環３２が同じ方向に或いは別な方向に回転する物であれば良い物とする。また、円環下部に配置された磁石３３は、Ｎ極とＳ極が交互に下向きについており、個数に関しては１つ以上あればよいものとする。また、コイル３７は垂直上向き方向の芯３８に銅線など良導体の導線を巻いたものであり、この芯３８は、鉄などの磁性をもつものであれば良いが、芯３８は無くても良い。また、コイルはポンプ６内下部の円環の下の部分に環を作るように複数配置しても良い。更にここでは、磁石３３を円環につけたが、逆にコイル３７を円環に取り付け、磁石３３をポンプ６内下部に交互に、全体として円を作るように配置しても良い。更にまた、今回の実施例では磁石は円環下部につけたが、コイルの中に磁束を通すようにすることが出来る配置であれば、上記以外の形態でも良い物とする。或いは、コイル３７は電子回路の基板に印刷されるような平べったいものなど、コイルの働きをするものであれば何でも良い物とする。また、バネ３７はこの形態以外にも、弾性のあるゴムやシリコンで出来た棒でも良い。この時、棒の太さが棒３１よりも太くならないようにすれば良い。

次に、図１２〜図１５を参照して本発明の第２の実施の形態に係る換気機能付き靴の第四の発電機構の作用を示す。図１３、１４に示すように、ポンプ６に押圧がかかると、ポンプ６内部中心付近についている棒３１とそれについている二つ以上の角柱状の突起３５が押し下げられる。この時、この棒を取り囲むようにして配置された円環３２の内側にある三角柱状の突起３６に下向きの力がかかり、この力を避けようとして、三角柱状の突起３６及び、これの付いた円環３２が回転する。その後、今度は棒３１下部についているバネ３７及び、ポンプ６の弾性により、棒３１及び角柱状の突起３５が上に移動すると、再び同じように、円環３２内部についている三角柱状の突起３６に上向きの力がかかり、円環３２は再び回転力を受ける。ここで、この三角柱状の突起３６は上下方向に対称な形をしており、この形が角柱状の突起３５のガイドとなるので、円環３２は同じ方向に回転することになる。また、この円環３２下部にはＮ極とＳ極を交互に並べた磁石３３が付いており、円環３２が回転するにつれて、ポンプ底部に並べられているコイル３４に誘導起電力が発生する。この起電力は電気エネルギーとして、整流回路２１に送られる。

ポンプ６に内蔵された発電機構を作動させて発電した電気エネルギーは、整流回路を解して、整流された後に、充電池または大容量コンデンサーに蓄えられる。その後ＤＣ−ＤＣコンバータなど、制御回路が動作する電圧・電流に変換した後に、制御回路に送り、ここに内蔵されるマイコン等により、適当な電流・電圧値に制御され、ペルチェ効果利用素子に出力される。また、サーミスタなどの靴内の温度を計測するのに適切な温度範囲・感度の温度センサー等を用いて得られた靴内の温度に関する情報を制御回路に送り、ペルチェ効果利用素子への出力を調整しても良い。

本発明の構成によれば、従来は単に足裏に発電素子若しくは発電機構を配置して発電を行っていたので、一度の荷重変化による起電力の発生の効率が良いものではなかったが、本発明の換気機能付き中敷１０によれば、その配置を工夫することで効率が大幅にあげることができた。またこの発電手段９を用いて、効率的に冷却、積極的に熱の発散を行うことで、電気的な冷却効果を高めることができる。

このような構成により、本発明の換気機能付き靴中敷１０を靴に装着して歩行すると、歩行者の体重移動に伴う荷重により発電手段９で発電した電気的エネルギーを蓄電回路２３内の二次電池または大容量コンデンサーに蓄え、この電気的エネルギーによって動作する制御回路２５を用いてペルチェ効果利用素子１１に電気的エネルギーを送ることで、ペルチェ効果利用素子１１にできる低温部（吸熱版）１２により靴内部を冷却することができる。一方で、対として発生する高温部１４は、放熱板１３を通じて空気排気経路４Ａを通過して排気される空気によって熱を奪われ、靴外に排出される。この時、基台内部に温度センサ２６を搭載することにより、靴内の温度環境に合わせてペルチェ効果利用素子１１への電力供給量を調整することも出来る。以上を以って高温部１４を積極的に冷却することで、ペルチェ効果利用素子による冷却効果は高まり、効率よく靴内を冷却することができる。

従って本実施形態の換気機能付き靴中敷１０によれば、靴内部の空気を排出することで、靴内の高温・多湿な空気を排出することになり、靴内部の温度と湿度を下げ靴内を快適に保つことが出来る。また、多孔質材料により湿度を下げることで、足からの発汗による悪臭の発生を抑えることが出来ると共に、足を快適に保ち、足の疾病の予防にも効果を発揮する。また、臭いを吸収することで、靴内部からの悪臭の拡散を軽減することが出来る。

本発明に係る換気機能付き靴中敷の構成図である。本発明に係る換気機能付き靴中敷の縦断面図である。本発明に係る換気機能付き靴中敷を靴に装着した場合の縦断面図である。本発明に係る換気機能付き靴のポンプ内への吸気過程における具体的な弁動作図である。本発明に係る換気機能付き靴のポンプ内からの排気過程における具体的な弁動作図である。本発明の第２の実施の形態に係る換気機能付き靴中敷の構成図である。本発明の第２の実施の形態に係る換気機能付き靴中敷の縦断面図である。本発明の第２の実施の形態に係る換気機能付き靴中敷の電気系統の動作ブロック図である。本発明の第２の実施の形態に係る換気機能付き靴中敷のペルチェ効果利用素子の配置部における靴横断面図である。本発明の第２の実施の形態に係る換気機能付き靴中敷の圧電素子を利用した第一の発電機構を内蔵するポンプの断面動作図の一例である。本発明の第２の実施の形態に係る換気機能付き靴中敷の圧電素子を利用した第二の発電機構を内蔵するポンプの断面動作図の一例である。本発明の第２の実施の形態に係る換気機能付き靴中敷の第四の発電機構を内蔵するポンプの概観図である。本発明の第２の実施の形態に係る換気機能付き靴中敷の第四の発電機構を内蔵するポンプの断面動作図のポンプ６の膨張過程である。本発明の第２の実施の形態に係る換気機能付き靴中敷の第四の発電機構を内蔵するポンプの断面動作図のポンプ６の収縮過程である。本発明の第２の実施の形態に係る換気機能付き靴中敷の第四の発電機構の角柱状の突起３５と三角柱状の突起３６及び円環３２との作用図である。

符号の説明

１、１０換気機能付き靴中敷
２基台
３通気口
４Ａ、４Ｂ空気排気経路
５Ａ、５Ｂ、５Ｃ第１〜第３逆流防止弁
６空気室（ポンプ）
７多孔質シート
８蓄電手段（制御回路含む）
９圧電素子
１１ペルチェ効果利用素子
１２吸熱版
１３放熱板
１４高温部
１５スポンジ状の弾性体
２１整流回路
２２平滑回路
２３蓄電回路
２４ＤＣ−ＤＣコンバータ
２５制御回路
２６温度センサ
３１棒
３２円環
３３磁石
３４コイル
３５角柱状の突起
３６三角柱状の突起
３７バネ

Claims

歩行に伴う荷重変化により弾性変形する空気室と、
前記空気室を経由して、靴内部の空気を靴外部へ排出する空気排出通路と、
を靴の中敷内部に形成すると共に、
前記空気排出通路の空気室を挟んだ両位置と空気排出通路の先端に、靴外部に空気を排出する方向にのみ開弁する逆流防止弁を介装させたこと、
を特徴とする換気機能付き靴の中敷。
歩行に伴う荷重変化により弾性変形する薄膜状の発電手段と、
足裏に接するように靴の中敷表面に設けられる吸熱手段と、
前記空気排出通路の一部又は全部に設けられる放熱手段と、
該吸熱手段と該放熱手段の間に設けられるペルチェ効果利用素子と、
靴内の温度を検知する温度検知手段と、
該吸熱手段、該放熱手段、該ペルチェ効果利用素子および該温度検知手段に前記発電手段により発生した起電力を分配給電すると共に駆動制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記温度検出手段により検出された靴内の温度情報に基づいてペルチェ効果利用素子に対して一定電圧の電力供給を行い、該ペルチェ効果利用素子の駆動により吸熱手段と放熱手段との間に生じた高温部と低温部の２極状態により、該低温部で靴内を冷却すると共に、高温部で前記空気排出通路内を通過して排出される空気を冷却することを特徴とする請求項１記載の換気機能付き靴の中敷。