JP2010042079A - Footwear - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は履物に係り、より詳しくは、フィット感及びクッション性の向上を図った履物に関する。 The present invention relates to footwear, and more particularly to footwear with an improved fit and cushioning.
靴の運動性能、快適性を向上させるため、靴紐やストラップ、細いワイヤー等の締め具合を調整することは一般的である。しかし、靴紐やストラップ、細いワイヤー等を用いた場合、足の甲と側面とだけに局部的に圧力がかかるため、例えば傷害を負っている者や着用者にとっては履き心地が悪く、長時間に渡って履き続けることが困難になる可能性がある。また、靴紐やストラップ、細いワイヤー等を締めることで調整しても、足の凹凸や土踏まずの形状などには個人差があり、また、運動に伴う足の形状変化に追従することはできないため、靴の足に対するフィット性能は不足している。 In order to improve the athletic performance and comfort of shoes, it is common to adjust the tightness of shoelaces, straps, thin wires and the like. However, when using shoelaces, straps, thin wires, etc., pressure is applied only to the back and sides of the foot, so it is not comfortable for people who are injured or wearers, and it is difficult to wear for a long time. It can be difficult to keep on wearing. Also, even if you adjust by tightening shoelaces, straps, thin wires, etc., there are individual differences in the unevenness of the foot and the shape of the arch, and it is not possible to follow the change in the shape of the foot due to exercise The performance of fitting to the foot of the shoe is insufficient.
足に対する靴のフィット性能を改善するために、例えば特許文献1には、靴の外部及び内側の少なくとも一方に、空気を入れるなどして膨張可能なブラダと呼ばれるエアーチャンバーと、該ブラダを膨張させるための小型ポンプ機構を有した靴に関して開示されている。この特許文献1に開示された靴では、例えば足の甲の部分にブラダを配置し、靴を履いた後に該ブラダを適当に膨張させることで、各個人に見合ったフィット性能を実現することができる。
In order to improve the fit performance of a shoe with respect to a foot, for example, in
また、例えば特許文献2には、靴の内部に気体、液体、ゲルなどを内包するブラダと呼ばれるチャンバーを有した靴が開示されている。この特許文献2に開示された靴では、体重でブラダが変形し、フィット感、クッション性を向上させる機能がある。
Further, for example,
しかしながら、上述した特許文献1に開示された靴では、靴の中に配されたブラダの数が少ないと、足の広い面積に均一に応力をかけることはできるが、足の各部位に独立した応力をかけることができない。各部位に独立した応力をかけるためには多数のブラダが必要となる。そのためには、ポンプ機構をブラダの数だけ備えるか、またはポンプ機構は一つだが、複雑なエアー配管と多数のバルブが必要となる。その結果、重量が重くなり、靴としては適さなくなってしまう。また、ブラダの数が多くなるためにバルブが多くなり、全てのブラダの圧力を調整するためには時間がかかってしまい、リアルタイムに外部からの圧力をセンシングして、それに応じて靴の圧力を調整することは困難である。
However, in the shoe disclosed in
また、特許文献2に開示された靴では、足の各部位に独立して応力を付与することができないので、靴を履いている人が何らかの運動をする場合、その動きに合わせて最適な応力を最適なタイミングで与えることはできない。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、各個人の足型に見合ったフィット感及びクッション性を得ることができ、履物に加わる圧力に応じて履物から足に加わる応力を制御することが可能な履物を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, can provide a fit and cushioning suitable for each individual's foot shape, and controls the stress applied from the footwear to the foot according to the pressure applied to the footwear. It aims to provide footwear that can be done.
本発明の請求項1に記載の履物は、底部と上部とから少なくともなる履物であって、
使用者の足と接触する前記上部の内面には、外部からの圧力を感知し、該圧力に応じた応力を足に加える応力付与手段が、マトリクス状に配されていることを特徴とする。
本発明の請求項2に記載の履物は、請求項1において、前記底部の踵部位には、衝撃を吸収するための部材が配されていることを特徴とする。
本発明の請求項3に記載の履物は、請求項1または2において、前記応力付与手段は、ソフトアクチュエータ素子であることを特徴とする。
本発明の請求項4に記載の履物は、請求項3において、前記ソフトアクチュエータ素子は、誘電エラストマーと、該誘電エラストマーの両側に配された対向電極とからなることを特徴とする。
本発明の請求項5に記載の履物は、請求項3において、前記ソフトアクチュエータ素子は、イオン交換膜と、該イオン交換膜の両側に配された対向電極とからなることを特徴とする。
本発明の請求項6に記載の履物は、請求項3において、前記ソフトアクチュエータ素子は、電解質と、前記電解質の一面に配された導電性ポリマーと、前記電解質の他面に配された電極とからなることを特徴とする。
本発明の請求項7に記載の履物は、請求項1ないし6のいずれかにおいて、外部からの圧力による前記応力付与手段の電位容量の変化を検知する電位用量測定器、前記電位容量の変化に応じて前記応力付与手段に加える応力を算出するコンピュータ、前記応力付与手段に応力を付与するための電源、及び前記応力付与手段への電気的信号の入出力の切り替えを行うスイッチング回路、からなる制御装置と各前記応力付与手段とが電気的に接続されていることを特徴とする。
本発明の請求項8に記載の履物は、請求項7において、微小時間における前記応力付与手段の電位容量の変化から、前記コンピュータにより運動の方向を判断し、該運動に応じた応力を付与することを特徴とする。
The footwear according to
Stress applying means for sensing pressure from the outside and applying stress corresponding to the pressure to the foot is arranged in a matrix on the inner surface of the upper portion that comes into contact with the user's foot.
The footwear according to
The footwear according to
The footwear according to
The footwear according to
The footwear according to claim 6 of the present invention is the footwear according to
According to claim 7 of the present invention, the footwear according to any one of
The footwear according to an eighth aspect of the present invention is the footwear according to the seventh aspect, wherein the computer determines the direction of movement from the change in potential capacity of the stress applying means in a minute time, and applies a stress corresponding to the movement. It is characterized by that.
本発明の履物によれば、履物の上部の内面には、外部からの圧力に応じて応力を発生させる応力付与手段が配されているため、履物の各部位に加わる圧力に応じた適切な応力を足に付与することができる。そのため、足が疲れにくく、足の運動や形状に応じた適切なフィット感を得ることが可能な靴を提供することができる。 According to the footwear of the present invention, on the inner surface of the upper part of the footwear, since stress applying means for generating stress according to the pressure from the outside is arranged, appropriate stress corresponding to the pressure applied to each part of the footwear is arranged. Can be added to the foot. Therefore, it is possible to provide a shoe that is less likely to get tired and that can provide an appropriate fit according to the motion and shape of the foot.
以下、本発明を、図面を参照して詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。なお、本明細書において、足首からつま先までを「足」、足首から骨盤までを「脚」とする。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. In this specification, an ankle to toe is referred to as a “foot”, and an ankle to pelvis is referred to as a “leg”.
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係る履物10A(10)と、履物10Aに挿入された足5とを模式的に示した断面図である。
本実施形態における履物10Aは、底部1と上部2とから概略構成され、使用者の足5と接触する上部2の内面2aには、外部からの圧力を感知し、該圧力に応じた応力を足5に加える応力付与手段3が、マトリクス状に配されている。以下、詳細に説明する。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a
The
底部1と上部2とから少なくともなる履物としては、特に限定されるものではなく、例えば靴やサンダル等が挙げられる。
靴としては特に限定されるものではなく、日常用、陸上競技や球技、スキー、スノーボード等のスポーツ用、リハビリテーション等の際に用いる医療用、安全靴や長靴等の業務用など、特に限定されるものではない。
サンダルとしては、特に限定されるものではなく、足首5hを覆うものや足の甲5gやその一部を覆うものなどが挙げられる。本実施形態では、履物10の一例として、靴を用いた場合について説明する。
The footwear comprising at least the
The shoes are not particularly limited, and are particularly limited for daily use, for sports such as athletics, ball games, skiing, snowboarding, etc., for medical use for rehabilitation, and for business use such as safety shoes and boots. It is not a thing.
The sandals are not particularly limited, and examples include sandals that cover the
応力付与手段3は、履物10Aの上部2の内面2aにマトリクス状に配され、外部からの圧力を検知し、該圧力に応じた応力を足5に加えるものである。その形状は特に限定されるものではなく、例えば円柱状、四角柱状などが挙げられる。またその大きさは、感知する圧力や付与する応力に応じて適宜変更できるが、例えば5mm×5mm以上80mm×80mm以下(円柱状であった場合は直径5mm以上80mm以下)、厚さは0.05mm以上10mm以下である。
上部2の内面2aにおいて、応力付与手段3を配置する位置によってその大きさや形状を変化させてもよい。例えば、外部から加わる圧力が大きい足裏5c周辺の上部2c(特に踵5b周辺の上部2b等)には大きめの応力付与手段3を配し、足首5h等のフィット感が欲しい足首5h周辺の上部2hには、小型の応力付与手段3を高密度に配することもできる。
The
On the
本発明の履物10Aでは、同一の応力付与手段3により圧力のセンシングと応力の発生とを行うため、低コスト化を図ることができる。また、履物10Aの上部2の内面2aにマトリクスを構成する際に高密度化を図ることができ、足5の各部位に対して的確な応力付与を行うことができる。ゆえに、足5の動きに合わせて、適切な箇所に応力を付与することができ、フィット感の向上を図ることができる。したがって、従来の靴と比べ運動能力の向上やバランスの向上を図ることが可能である。
特に、応力付与手段3に加わる圧力は、履物10A外部からの力と履物10A内部の足5からの力とによって発生するものであるため、各個人の足型特有の圧力が生じることとなるが、応力付与手段3から足5に加わる応力は、該圧力に応じて発生されるため、各個人の足型に特有の応力を付与することができる。したがって、本発明の履物10によれば、各個人の足型に見合ったフィット感を得ることができ、例えば開張足や外反母趾、内反小趾、踵首骨端炎等を患っていた場合においても、痛みを伴うことなく最適なフィット感を得ることができ、履物に起因した痛みを伴わずに運動をすることが可能である。また、足5がむくんできて足5のサイズが変動した際であっても、変動した足のサイズに応じて適切なフィット感を得ることができる。
更に、圧力をセンシングする部位と足5に応力を付与する部位とが同一であるため、利用者が思ったところに適切な応力を付与することができる。
In the
In particular, since the pressure applied to the
Furthermore, since the site | part which senses pressure and the site | part which gives stress to the leg |
本実施形態の履物10Aを、フィット性能の良さを生かしてスポーツ用シューズに適用した場合、様々なアクションに最適な応力付与が可能となる。走っていて急に止まるときだけでなく、ジャンプするとき、着地するとき、走り出すとき、身体の向きを変えるとき、クラブなどをスイングするとき、ボール等を蹴るときなど、様々なシーンで最適な応力付与が可能になる。ゆえに、運動性に優れ、運動に応じたフィット性能が得られるため足首5hや足裏5c等に生じる損傷を抑制することができる。
また、医療用の靴に適用した場合では、歩行訓練などリハビリテーション用の靴に用いることで、足の運動に応じて適切に該足をサポートすることができるため、効率よく怪我からの回復を補助することができる。
また、サンダルに適用した場合では、従来では得られないフィット感及びサポート力に優れたサンダルを提供することができる。
When the
Also, when applied to medical shoes, it can be used for rehabilitation shoes such as walking training to support the foot appropriately according to the movement of the foot, thus efficiently assisting recovery from injury. can do.
In addition, when applied to sandals, it is possible to provide a sandal with excellent fit and support that cannot be obtained conventionally.
例えば図2(a)は、本発明の履物10Aを装着し、何らかの運動の結果、足5が地面11に着地する際の応力付与状態を模式的に示した図である。また図2(b)は、本発明の履物10Aを装着し、何らかの運動を起こすために、足5が地面11を蹴って離陸する際の応力付与状態を模式的に示した図である。図中矢印は足5に加わる応力を示しており、矢印が大きい(太い)ほど大きな応力を示している。
なお、図2(a)では、踵5bから地面11に着地することを想定している。
For example, FIG. 2A is a view schematically showing a stress application state when the
In FIG. 2 (a), it is assumed that the user touches the
図2(a)に示すように、本発明の履物10Aによれば、底部1の踵部位1aから着地する際に、履物10Aに生じた圧力に適した応力が、瞬時に踵5b周辺の上部2bと足首5h周辺の上部2hとに配された応力付与手段3b,3hに付与され、着地の際に生じた履物10Aの踵部位1a,2bと足5とのずれを望ましい位置関係に修正し、着地することができる。したがって、履物10A内で、足5は適正な位置で着地することができ、足5のアーチを十分に生かして衝撃を緩衝できるため、足5の疲れを軽減することができる。また、履物10A内で足5がずれることが抑制されるため、水泡や胼胝腫、鶏眼等が生じ難くなる。
また、着地の際には、つま先5fが履物10Aの上部2に強く当たっていると爪や指を痛めてしまう。通常、踵5bから地面11に着地する際は、つま先5f周辺の上部2fに加わる圧力は小さくなっている。そのため、つま先5fに対する応力付与は必要最小限となり、つま先5fへのダメージを減らすことができる。
As shown in FIG. 2 (a), according to the
Further, when landing, if the
一方、足5が地面11を蹴って離陸する際には、足の指5dから拇指球5eにかけての部分で地面11を蹴って離陸するため、この部分では大きなグリップが必要となる。したがって、図2(b)に示すように足の指5d周辺の上部2dから拇指球5e周辺の上部2eにかけての圧力変化に応じた応力、すなわち足の指5d周辺の上部2dから拇指球5e周辺の上部2eにかけた部分、及び拇指球5eと対向する足の甲5g周辺の上部2g、に配された応力付与部材3d,3e,3gから生じる応力が大きい履物にしてやれば、足の指5dから拇指球5eにかけての部分と、足の指5dから拇指球5eと接する上部2d,2eとの摩擦は大きくなり、大きなグリップが得られる。したがって、効率よく離陸ができると共に、足5への負担が少なく、履物10A内で足5(足裏5c)がずれることが抑制されるため、足裏5cに水泡や胼胝腫、鶏眼等が生じ難くなる。
On the other hand, when the
<第2実施形態>
図3は、本発明の第2実施形態に係る履物10B(10)を模式的に示した図である。
本実施形態の履物10Bが、第1実施形態の履物10Aと異なる点は、底部1の踵部位1aに衝撃を吸収するための部材4が配されている点である。
<Second Embodiment>
FIG. 3 is a diagram schematically showing
The
衝撃を吸収するための部材4としては、特に限定されるものではなく、従来公知のものを用いることができ、例えば、ガスを風船状の部材に閉じ込めた部材や、ウレタン、EVA樹脂、シリコン、シリコンゲル等が挙げられる。
The
本実施形態の履物10Bによれば、上述した第1実施形態10の履物10Aで得られる効果に加え、より効果的に運動時の衝撃を緩衝することができる。
According to the
従来の靴では一般的に、着地の衝撃を吸収するための部材が踵に仕込まれていることが多い。この着地の衝撃を吸収するための部材としては、例えば特許文献2に開示されていたように、ガスなどを風船状の部材に閉じ込めたクッションであったり、衝撃を吸収するための部材そのものの変形で衝撃を拡散するものであったり、様々である。
これらを効果的に作用させるためには、足と衝撃を吸収するための部材とが最適な位置関係にある状態で地面に着地することが望ましい。
Generally, in conventional shoes, a member for absorbing the impact of landing is often placed in the bag. As a member for absorbing the impact of landing, for example, as disclosed in
In order to make these work effectively, it is desirable to land on the ground in a state where the foot and the member for absorbing the impact are in an optimal positional relationship.
図4は、本実施形態の履物10Bを装着し、何らかの運動の結果、足5が地面11に着地する際の応力付与状態を模式的に示した図である。本実施形態では、上述した第1実施形態の履物10Aを用いた際と同様に、運動によって生じた履物10Bの踵部位1a,2bと足5の履物10B内における位置とのずれを、望ましい位置関係に修正し、着地することができる。したがって、着地の際に生じた衝撃は、効率よく部材4で緩衝することができ、足5への負担を効果的に減少させることができる。
なお、つま先5f(足の指5dから拇指球5eにかけての部位)から着地した場合においても、着地時における衝撃は踵5bが大きくなるため、効果的に部材4で衝撃を緩和することができ、足5及び膝や大腿部等の脚にかかる負担を低減することができる。
FIG. 4 is a diagram schematically showing a stress application state when the
Even when landing from the
上述した第1実施形態〜第2実施形態の履物10において、応力付与手段3としては、ソフトアクチュエータ素子を用いることが好ましい。ソフトアクチュエータ素子を用いることで、複数のソフトアクチュエータ素子をマトリクス状に配した際でも、過度に履物10が重くなることがなく、履物10の多数の部位で独立して足5に加わる応力を調整することが可能となる。このソフトアクチュエータ素子は電気信号で動作させるため、電気配線は、従来の、例えば特許文献1で用いられていた空気配管よりも体積を小さくすることができ、履物10が過度に大きくなることがなく、デザイン性と機能性を両立することができる。
In the
ソフトアクチュエータ素子ではなく、例えばPZTなどのセラミックスアクチュエータ素子や、電磁モータなどを応力発生源に用いた場合、これらのアクチュエータ素子は強力な応力を発生し、なおかつ素子自体が強固であるため、足を痛める原因となりかねない。例えば、アクチュエータ素子が暴走した場合、足首が急激に過度に締め付けられ、アキレス腱を切るといった怪我が発生する可能性がある。
本発明のようにソフトアクチュエータ素子を用いた場合では、ソフトアクチュエータ素子自体がポリマーで構成されているため、足5が触れた感触がよく、長時間接しても足5を痛めることはない。また、ソフトアクチュエータ素子自体が暴走した場合であっても、人間の体よりソフトアクチュエータ素子を構成するポリマーの方が降伏応力が低いため、足5を痛めるほど締め付ける前にソフトアクチュエータ素子自体が降伏し、強大な応力が発生することはない。
When a ceramic actuator element such as PZT or an electromagnetic motor, for example, is used as a stress source instead of a soft actuator element, these actuator elements generate strong stress and the element itself is strong, so It can cause pain. For example, if the actuator element runs away, the ankle may be excessively tightened, resulting in injury such as cutting the Achilles tendon.
When the soft actuator element is used as in the present invention, since the soft actuator element itself is made of a polymer, the touch of the
ソフトアクチュエータ素子としては、従来公知のものを用いることができるが、例えば誘電エラストマーと、誘電エラストマーの両側に配された対向電極とからなるもの、イオン交換膜と、イオン交換膜の両側に配された対向電極とからなるもの、または導電性ポリマーと、導電性ポリマーの両側に配された対向電極とからなるもの等が挙げられる。 As the soft actuator element, a conventionally known element can be used. For example, the soft actuator element includes a dielectric elastomer and counter electrodes disposed on both sides of the dielectric elastomer, an ion exchange membrane, and both sides of the ion exchange membrane. Or a conductive polymer and a counter electrode disposed on both sides of the conductive polymer.
図5は、誘電エラストマー31と、誘電エラストマー31の両側に配された対向電極32,33とからなるソフトアクチュエータ素子3α(3)を模式的に示した図である。図5(a)は通常の状態のソフトアクチュエータ素子3αであり、図5(b)は、圧力が加わり、圧縮された状態のソフトアクチュエータ素子3αを模式的に示したものである。また、図5(c)は、作用機序を模式的に示した図である。
外部からの圧力を受け、図5(b)及び図5(c)に示すように対向電極32,33間の距離が変化することで電位容量が変化する。この電位容量の変化を測定することで圧力を検知することができる。また、応力の発生に関しては、対向電極32,33間のクーロン力によって応力を発生することができる。
このような誘電エラストマー31としては、例えば、シリコン、アクリル、ウレタンなどが挙げられる。またその厚さは、検知する圧力の大きさや発生させる応力等に応じて適宜調節できるが、例えば0.05mm以上10mm以下である。
また対向電極32,33としては、特に限定されるものではなく従来公知なものを用いることができ、例えば銅や銅を含んだ合金などが挙げられる。
FIG. 5 is a diagram schematically showing a soft actuator element 3α (3) including a
In response to external pressure, the potential capacity changes as the distance between the
Examples of such
The
電解質が必要なソフトアクチュエータ素子では、電解質は液体であることが多く、該電解質を封止するための構造が必要となり、コストが高くなってしまう。また、該封止構造は繰り返しの可動により劣化し、損傷が生じる虞があるため、信頼性が低下する虞がある。誘電エラストマー31と対向電極32,33とを用いた場合では、電解質を必要としないため、コストを低減することが出来るとともに、繰り返し使用した際の信頼性の向上を図ることができる。特に、履物10にはかなりの回数の繰り返しが生じるため、信頼性を高くしておくことは、非常に有用である。
In a soft actuator element that requires an electrolyte, the electrolyte is often a liquid, and a structure for sealing the electrolyte is required, resulting in an increase in cost. In addition, the sealing structure may be deteriorated by repeated movement and may be damaged, so that reliability may be lowered. When the
図6(a)は、イオン交換膜34と、イオン交換膜34の両側に配された対向電極32,33とからなるソフトアクチュエータ素子3β(3)を模式的に示した図であり、図6(b)はその作用機序を模式的に示した図である。
イオン交換膜34はイオン交換樹脂からなり、その厚さは例えば0.05mm以上10mm以下である。誘電エラストマー31と同様に外部からの圧力を受けイオン交換膜34が圧縮し、対向電極22,23間の距離が変化することで電位容量が変化し、この電位容量の変化を測定することで圧力を検知することができる。応力の発生に関しては、図6(b)に示すように、イオン交換膜34に電圧をかけると、イオン交換膜34内のイオン41,42及び高分子電解質43は、イオン41,42の電荷に応じて対向電極32あるいは対向電極33の方向に移動する。その際に、イオン41,42にひきずられて水分子44も移動するため、イオン交換膜34の部分的な膨潤、膨張が起こり、応力が発生する。
このようなイオン交換膜34としては、従来公知なものを用いることができ、陽イオン交換樹脂、及び陰イオン交換樹脂のどちらも適用することが可能である。例えば、スチレン系やアクリル系のものが挙げられる。より具体的には、例えばスチレン・ジビニルベンゼンの共重合体からなる母体をもつものや、アクリル酸・ジビニルベンゼンの共重合体からなる母体をもつもの、ポリエチレンやフッ素樹脂などにスルホン酸基やカルボキシル基などの親水性官能基を導入したものなどが挙げられる。
また対向電極32,33としては、特に限定されるものではなく従来公知なものを用いることができ、例えば銅や銅を含んだ合金などが挙げられる。
FIG. 6A is a diagram schematically showing a soft actuator element 3β (3) including an
The
As such an
The
この方式のソフトアクチュエータ素子3βは、直流1.5V程度の小さな電圧で駆動することができるので、本発明の履物10に用いた際に、安全であるという利点がある。
Since this type of soft actuator element 3β can be driven with a small voltage of about 1.5V DC, there is an advantage that it is safe when used in the
図7(a)は、電解質35と、電解質35の一面35aに配された導電性ポリマー36と、電解質35の他面35bに配された電極37とからなるソフトアクチュエータ素子3γ(3)を模式的に示した図であり、図7(b)はその作用機序を模式的に示した図である。
誘電エラストマー31と同様に外部からの圧力を受け電解質35が圧縮し、導電性ポリマー36と電極37との間の距離が変化することで電位容量が変化し、この電位容量の変化を測定することで圧力を検知することができる。応力の発生に関しては、図7(b)に示すように、導電性ポリマー36に電圧を印加すると、導電性ポリマー36に電解質35中の陰イオン51(あるいは陽イオン52)の侵入もしくは脱離が起こり、体積が変化して応力が発生する。イオンの侵入、脱離の際に、水分子を伴って該イオンが侵入、脱離したり、酸化・還元反応を伴ったりする場合もある。なお、図7(b)は、電解質35中の陰イオン51が導電性ポリマー35に侵入した際の様子を模式的に示したものである。
この導電性ポリマーと36しては、例えば、ポリピロール、ポリアニリンなどが挙げられる。
また電極37としては、特に限定されるものではなく従来公知なものを用いることができ、例えば銅や銅を含んだ合金などが挙げられる。
FIG. 7A schematically shows a soft actuator element 3γ (3) including an
Similarly to the
Examples of the
The
導電性ポリマー36を用いたソフトアクチュエータ素子3γを本発明の履物10に適用した場合では、ソフトアクチュエータ素子がある形状に変化した後は、印加電圧を解除しても形状が保持されるという特徴があり、低消費電力で駆動できるという利点がある。
When the soft actuator element 3γ using the
なお、ソフトアクチュエータ素子を配する履物10の内側面の位置に応じて、上記誘電エラストマー31と誘電エラストマー21の両側に配された対向電極32,33とからなるもの、イオン交換膜34とイオン交換膜34の両側に配された対向電極32,33とからなるもの、または電解質35と、電解質35の一面35aに配された導電性ポリマー36と、電解質35の他面35bに配された電極37とからなるものを使い分けることもできる。
Depending on the position of the inner surface of the
図8(a)は、第1実施形態の履物10Aに配線61が接続された図であり、図8(b)は、応力付与手段3を制御する制御装置60の一例とその概略図である。
制御装置60は、スイッチング回路62と、デジタルマルチメータ63と、直流電源64と、コンピュータ65とから概略構成されている。そして、制御装置60と各応力付与手段3とは配線61により電気的に接続されている。
各応力付与手段3に加わった圧力による電位容量の変化は、配線61を介してアナログ電流信号として出力され、デジタルマルチメータ63に入力され、該圧力がセンシングされる。デジタルマルチメータ63としては、例えば電気容量測定器などを用いることができる。
デジタルマルチメータ63で測定した電位容量の変化の値をコンピュータ65に取り込み、所定のアルゴリズムにしたがって適切な応力付加を与えるための印加電圧を計算し、直流電源64から出力され、配線61を介して応力付与手段3にアナログ電流信号として出力される。応力付与手段3では、直流電源64からの電流信号に応じた応力が発生される。
各応力付与手段3への出力(応力付与)、および各応力付与手段3からの入力(圧力測定)の切り替えは、スイッチング回路62を用いて切り替えることができる。したがって、各応力付与手段3とスイッチング回路62とを繋ぐ配線61は、圧力測定用と応力付与用とを同じ配線61で行うことができる。
FIG. 8A is a diagram in which the
The
The change in potential capacity due to the pressure applied to each
The value of the change in potential capacity measured by the
Switching between the output to each stress applying means 3 (stress application) and the input from each stress applying means 3 (pressure measurement) can be switched using the
制御装置60は、履物10を履く人の衣類に配したり、鞄等に入れることができる。また、配線61は、脚にそって這わせ、各応力付与手段3と接続する。この際、配線61は予め衣類中に配することもできる。
The
本発明の靴10によれば、微小時間における応力付与手段3に生じた圧力変動(電位容量の変化)から、運動の方向をコンピュータ65により判断し、該運動に応じた応力を付与することができる。なお、ここで微小時間とは、行う運動にもよるが、例えば0.001秒以上1秒以下のことをいう。
According to the
例えば上述した図2(a)において、例えば0.1秒間隔の微小時間において、踵5bから着地する際に生じる応力付与手段3での圧力変動を測定することで、該圧力変動に応じた応力が、瞬時に踵5b周辺及び足首5h周辺の上部2b,2hとに配された応力付与手段3b,3hに印加され、運動によって生じた履物10と足5とのずれを、望ましい位置関係に修正し、着地することができる。したがって、適正な位置で着地することができ、足5のアーチを十分に生かして衝撃を緩衝でき、足5の疲れを軽減することができる。また、衝撃を吸収するための部材4が配された第2実施形態の履物10Bでは、効率よく衝撃を吸収することができる。更に、履物10内で足5がずれることが抑制されるため、水泡や胼胝腫、鶏眼等が生じ難くなる。
また、着地の際には、つま先5fが履物10に強く当たっていると爪や指を痛めてしまうが、着地の際に履物10のつま先5h周辺の上部2fの応力付与は必要最小限とするようにコンピュータ65にプラグラムをしておくことで、つま先5fへのダメージを減らすことができる。
For example, in FIG. 2A described above, the stress corresponding to the pressure fluctuation is measured by measuring the pressure fluctuation in the
Further, when landing, if the
また、上述した図2(b)において、例えば0.1秒等の微小時間において、足の指5d部分から拇指球5eにかけての圧力変動を測定し、該圧力変動に適した応力、すなわちつま先部分5f(足の指5dから拇指球5eにかけての上部2d,2e)で応力が大きい履物にしてやれば、足の指5dから拇指球5eにかけての部分と履物10の底面1との摩擦は大きくなり、大きなグリップが得られる。したがって、効率よく離陸ができると共に、足5への負担が少なく、履物10内で足5がずれることが抑制されるため、足裏5cに水泡や胼胝腫、鶏眼等が生じ難くなる。
Further, in FIG. 2B described above, the pressure fluctuation from the
本発明の履物10を用いれば、何らかの運動をする場合、その動きに合わせて最適な応力付与を最適なタイミングで与えることができる。例えば、ジョギングを行う場合、走る人が1秒間に1歩の割合で走るならば、0.1秒おきに圧力センシングと応力付与を繰り返すようにコンピュータ35にプログラミングしておくとよい。ジョギングに適した応力付与を行うことが出来、足にかかる負担を軽減することができる。
また、他の例としてはスキーやスノーボードのブーツでは、常に雪面の変化による力が足5に加わるため、足の担が大きくなっている。これらのブーツに本発明を適用することで、様々な状況に適切なフィット感を得ることができ、足の疲れを軽減することが可能である。
When the
As another example, in the boots for skis and snowboards, the force due to the change in the snow surface is always applied to the
本発明は、日常用、スポーツ用、医療用、業務用など様々な履物に適用することができる。 The present invention can be applied to various footwear such as daily use, sports use, medical use, and business use.
1 底部、2 上部、2a 上部の内面、2b 踵周辺の上部、2c 足裏周辺の上部、2d 足の指周辺の上部、2e 拇指球周辺の上部、2f つま先周辺の上部、2g 足の甲周辺の上部、2h 足首周辺の上部、3 応力付与手段、4 衝撃を吸収するための部材、5 足、5b 踵、5c 足裏、5d 足の指、5e 拇指球、5f つま先、5g 足の高、5h 足首、10(10A,10B) 履物、11 地面、31 導電性エラストマー、32,33 対向電極、34 イオン交換膜、35 電解質、36 導電性ポリマー、37 電極、41 陰イオン、42 陰イオン、43 高分子電解質、44 水分子、51 陰イオン、52 陽イオン、60 制御装置、61 配線、62 スイッチング回路、63 デジタルマルチメータ、64 直流電源、65 コンピュータ。 1 Bottom, 2 Upper, 2a Inner surface, 2b Upper area around the heel, 2c Upper area around the sole, 2d Upper area around the toes, 2e Upper area around the toes, 2f Upper area around the toes, 2g Around the instep Upper part, 2h upper part around the ankle, 3 stress applying means, 4 member for absorbing impact, 5 foot, 5b heel, 5c sole, 5d toe finger, 5e toe ball, 5f toe, 5g foot height, 5h ankle, 10 (10A, 10B) footwear, 11 ground, 31 conductive elastomer, 32, 33 counter electrode, 34 ion exchange membrane, 35 electrolyte, 36 conductive polymer, 37 electrode, 41 anion, 42 anion, 43 Polymer electrolyte, 44 Water molecule, 51 Anion, 52 Cation, 60 Controller, 61 Wiring, 62 Switching circuit, 63 Digital multimeter, 64 DC , 65 computer.
Claims (8)
使用者の足と接触する前記上部の内面には、外部からの圧力を感知し、該圧力に応じた応力を足に加える応力付与手段が、マトリクス状に配されていることを特徴とする履物。 Footwear comprising at least a bottom and a top,
Footwear characterized in that stress applying means for sensing pressure from the outside and applying stress corresponding to the pressure to the foot is arranged in a matrix on the inner surface of the upper portion that comes into contact with the user's foot. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008206574A JP2010042079A (en) | 2008-08-11 | 2008-08-11 | Footwear |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008206574A JP2010042079A (en) | 2008-08-11 | 2008-08-11 | Footwear |
Publications (1)
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JP2010042079A true JP2010042079A (en) | 2010-02-25 |
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ID=42013970
Family Applications (1)
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JP2008206574A Pending JP2010042079A (en) | 2008-08-11 | 2008-08-11 | Footwear |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2010042079A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105595530B (en) * | 2016-02-02 | 2018-09-11 | 何泽熹 | Foot's data gather computer and its acquisition method |
-
2008
- 2008-08-11 JP JP2008206574A patent/JP2010042079A/en active Pending
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CN105595530B (en) * | 2016-02-02 | 2018-09-11 | 何泽熹 | Foot's data gather computer and its acquisition method |
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