JP2013090860A

JP2013090860A - 歩行訓練装置及びそれに用いられる靴

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Publication number: JP2013090860A
Application number: JP2011235742A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Hashiba; 慶彦橋場
Original assignee: CREWS PLANNING KK
Current assignee: CREWS PLANNING KK
Priority date: 2011-10-27
Filing date: 2011-10-27
Publication date: 2013-05-16
Anticipated expiration: 2031-10-27
Also published as: JP5898457B2

Abstract

【課題】３ステップ歩行の歩行訓練に適した歩行訓練装置を提供することである。
【解決手段】靴１００の踵荷重部位Ｅ１に設けられ、加わる圧力を検出する第１圧力検出部１１ａと、靴１００の親指荷重部位Ｅ２に設けられ、加わる圧力を検出する第２圧力検出部１１ｂと、第１圧力検出部１１ａでの圧力検出タイミングに同期して第１圧力応答信号を出力し、第２圧力検出部１１ｂでの圧力検出タイミングに同期して第２圧力応答信号を出力する信号出力部１３とを有する第１ユニット１０と、信号出力部１３から出力される前記第１圧力応答信号及び前記第２圧力応答信号を入力する信号入力部２１と、信号入力部２１での前記第１圧力応答信号と前記第２圧力応答信号との入力タイミングに同期して人の感覚にて認識可能な有感信号を発する有感信号発生部２２、２３、２４とを有する第２ユニット２０とを備えた構成となる。
【選択図】図２

Description

本発明は、目的とする歩き方での歩行の訓練を行うための歩行訓練装置及びそれに用いられる靴に関する。

従来、特許文献１に記載の靴を用いた歩行訓練具が知られている。この歩行訓練具では、発光装置が靴の前方部に設けられると共にシート状スイッチが靴の中底部上面に載置され、シート状スイッチに所定の接地荷重がかかったときに、電源から前記発光装置に電力が供給されるようになっている。この歩行訓練具によれば、前記靴を履いた利用者が、当該靴の中底部に正しく接地荷重をかけつつ歩いている場合には、靴の中底部に接地荷重がかかる毎に、シート状スイッチを介して発光装置に電力が供給されて、発光装置から光が発せられる。このため、利用者は、発光装置から発せられる光の状態から靴に正しい接地荷重がかけられつつ歩行がなされているか否かを判断することができる。従って、利用者は、発光装置から発せられるその光の状態を確認しつつ正しい接地荷重が靴底にかかるような歩き方ができるように訓練することができる。

特開２００４−７３４３６号公報

ところで、足の筋肉を正しく使ってより良い姿勢を維持することのできる歩き方として、３ステップ歩行が知られている。この３ステップ歩行は、図１に示すように、踵部で接地した（ａ：第１ステップ）後、足裏の略中央部で体重を受け（ｂ：第２ステップ）、最後に親指部で蹴る（ｃ：第３ステップ）という３つのステップを繰り返すものである。この場合、靴に対して、図１の斜線部分で示すように、第１ステップ（ａ）では、足の踵部から、第２ステップ（ｂ）では、足裏の略中央部から、第３ステップ（ｃ）では足の親指部から、それぞれ荷重がかかるようになる。

前述した従来の歩行訓練具では、足の接地荷重を受けるシート状スイッチが靴の中底上面に載置されているだけであるので、靴底に対する荷重の移動（３ステップ：図１参照）を判別することができず、前記３ステップ歩行の訓練に用いることができない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、３ステップ歩行の歩行訓練に適した歩行訓練装置及びそれに用いられる靴を提供するものである。

本発明に係る歩行訓練装置は、靴内に設けられる第１ユニットと、第２ユニットとを有し、前記第１ユニットは、足の踵部によって圧力が加わる前記靴の所定部位に設けられ、加わる圧力を検出する第１圧力検出部と、足の親指部によって圧力が加わる前記靴の所定部位に設けられ、加わる圧力を検出する第２圧力検出部と、前記第１圧力検出部での圧力検出タイミングに同期して第１圧力応答信号を出力し、前記第２圧力検出部での圧力検出タイミングに同期して第２圧力応答信号を出力する信号出力部とを有し、前記第２ユニットは、前記信号出力部から出力される前記第１圧力応答信号及び前記第２圧力応答信号を入力する信号入力部と、前記信号入力部での前記第１圧力応答信号と前記第２圧力応答信号との入力タイミングに同期して人の感覚にて認識可能な有感信号を発する有感信号発生部とを有する構成となる。

このような構成により、人の歩行中において、足の踵部によって靴に荷重がかかる際に第１ユニットから第１圧力応答信号が出力され、足の親指部によって靴に荷重がかかる際に第１ユニットから第２圧力応答信号が出力される。そして、第２ユニットでは、足の踵部により靴に荷重がかかるタイミングに対応した前記第１圧力応答信号の入力タイミング及び足の親指部により靴に荷重がかかるタイミングに対応した前記第２圧力応答信号の入力タイミングのそれぞれに同期して有感信号が発せられる。

本発明に係る歩行訓練装置において、前記第１圧力検出部は、加わる圧力に応じて発電を行う第１圧電素子を有し、前記第２圧力検出部は、加わる圧力に応じて発電を行う第２圧電素子を有し、前記信号出力部は、前記第１圧電素子の発電により得られる電力を用いて当該第１圧電素子での発電タイミングに同期して前記第１圧力応答信号を出力し、前記第２圧電素子の発電により得られる電力を用いて当該第２圧電素子での発電タイミングに同期して前記第２圧力応答信号を出力する構成とすることができる。

足の踵部によって靴に荷重がかかる際に第１圧電素子の発電による電力を用いて第１ユニットから第１圧力応答信号が出力され、足の親指部によって靴に荷重がかかる際に第２圧電素子の発電による電力を用いて第１ユニットから第２圧力応答信号が出力される。このように、第１圧電素子及び第２圧電素子のそれぞれが、圧力検出のため及び信号出力部の電源として利用される。

また、本発明に係る歩行訓練装置において、前記信号出力部は、前記第１圧力検出部での圧力検出タイミングに同期して前記第１圧力応答信号を出力する第１信号出力部と、前記第２圧力検出部での圧力検出タイミングに同期して前記第２圧力応答信号を出力する第２信号出力部とを有する構成とすることができる。

このような構成により、人の歩行中において、足の踵部によって靴に荷重がかかる際に第１ユニットの第１信号出力部から第１圧力応答信号が出力され、足の親指部によって靴に荷重がかかる際に第１ユニットの第２信号出力部から第２圧力応答信号が出力される。

上記の場合、特に、前記第１圧力検出部及び前記第１信号出力部が第１パッケージに収納され、前記第２圧力検出部及び前記第２信号出力部が前記第１パッケージと異なる第２パッケージに収納された構成とすることができる。

また、本発明に係る歩行訓練装置において、前記信号出力部は、前記第１圧力検出部の設けられる部位及び前記第２圧力検出部の設けられる部位のいずれとも異なる部位に設けられた構成とすることができる。

このような構成により、第１圧力検出部、第２圧力検出部及び信号出力部が別々であるので、第１圧圧力応答信号及び第２圧力応答信号の出力に係る処理を行う信号出力部を靴内において足の踵部からの荷重及び足の親指部からの荷重の影響を受けにくい適所に設けることができる。

また、本発明に係る歩行訓練装置において、前記第２ユニットにおける前記有感信号発生部は、前記信号入力部での前記第１圧力応答信号及び前記第２圧力応答信号の入力タイミングに同期して音を前記有感信号として発する音発生部を有する構成とすることができる。

このような構成により、第２ユニットにおいて、足の踵部により靴に荷重がかかるタイミングに対応した前記第１圧力応答信号の入力タイミング及び足の親指部により靴に荷重がかかるタイミングに対応した前記第２圧力応答信号の入力タイミングのそれぞれに同期して音が発せられるので、利用者は、その音の発せられる状況に基づいて、足の踵部により靴に荷重がかかるタイミングと、足の親指部により靴に荷重がかかるタイミングとを確認することができる。

更に、本発明に係る歩行訓練装置において、前記音発生部は、前記第１圧力応答信号の入力タイミングに同期して第１音を発し、前記第２圧力応答信号の入力タイミングに同期して前記第１音と異なる第２音を発する構成とすることができる。

このような構成により、発せられる第１音と第２音との違いによって、利用者は、足の踵部により靴に荷重がかかるタイミングと、足の親指部により靴に荷重がかかるタイミングとを明確に区別して確認することができる。

また、本発明に係る歩行訓練装置において、前記第１ユニットの前記信号出力部は、前記第１圧力応答信号及び前記第２圧力応答信号を無線送信する信号無線送信部を有し、前記第２ユニットの前記信号入力部は、前記第１ユニットの前記信号無線送信部から無線送信される前記第１圧力応答信号及び前記第２圧力応答信号を受信する信号受信部を有し、前記有感信号発生部は、前記信号受信部での前記第１圧力応答信号と前記第２圧力信号との受信タイミングに同期して前記有感信号を出力する構成とすることができる。

このような構成により、人の歩行中において、足の踵部によって靴に荷重がかかる際に第１ユニットから第１圧力応答信号が無線送信され、足の親指部によって靴に荷重がかかる際に第１ユニットから第２圧力応答信号が無線送信される。そして、第２ユニットでは、足の踵部により靴に荷重がかかるタイミングに対応した前記第１圧力応答信号の受信タイミング及び足の親指部により靴に荷重がかかるタイミングに対応した前記第２圧力応答信号の受信タイミングのそれぞれに同期して有感信号が発せられる。このように、第１ユニットから無線送信される第１圧力応答信号及び第２圧力応答信号を第２ユニットにて受信できるので、第２ユニットを無線通信の可能な範囲で自由に設置することができる。

本発明に係る靴は、足の踵部によって圧力が加わる所定部位に第１圧力検出部が設けられ、足の親指部によって圧力が加わる所定部位に第２圧力検出部が設けられ、前記第１圧力検出部での圧力検出タイミングに同期して第１圧力応答信号を出力し、前記第２圧力検出部での圧力検出タイミングに同期して第２圧力応答信号を出力する信号出力部が所定部位に設けられた構成となる。

本発明に係る靴において、前記第１圧力検出部は、加わる圧力に応じて発電を行う第１圧電素子を有し、前記第２圧力検出部は、加わる圧力に応じて発電を行う第２圧電素子を有し、前記信号出力部は、前記第１圧電素子の発電により得られる電力を用いて当該第１圧電素子での発電タイミングに同期して前記第１圧力応答信号を出力し、前記第２圧電素子の発電により得られる電力を用いて当該第２圧電素子での発電タイミングに同期して前記第２圧力応答信号を出力する構成とすることができる。

また、本発明に係る靴において、前記信号出力部は、前記第１圧力検出部での圧力検出タイミングに同期して前記第１圧力応答信号を出力する第１信号出力部と、前記第２圧力検出部での圧力検出タイミングに同期して前記第２圧力応答信号を出力する第２信号出力部とを有し、前記第１圧力検出部及び前記第１信号出力部が収容される第１パッケージが、当該第１圧力検出部に足の踵部によって圧力が加わる所定部位に設けられ、前記第２圧力検出部及び前記第２信号出力部が収容される第２パッケージが、当該第２圧力検出部に足の親指部によって圧力が加わる所定部位に設けられた構成とすることができる。

また、本発明に係る靴において、靴底に、前記第１パッケージを挿入して前記第１圧力検出部に足の踵部によって圧力が加わる所定部位に装着するための第１挿入口部が形成されるとともに、前記靴底に、前記第２パッケージを挿入して前記第２圧力検出部に足の親指部によって圧力が加わる所定部位に装着するための第２挿入口部が形成された構成とすることができる。

このような構成により、第１圧力検出部及び第１信号無線送信部が収容される第１パッケージを、靴底に形成された第１挿入口部から装着することができるとともに、第２圧力検出部及び第２信号無線送信部が収容される第２パッケージを、靴底に形成された第２挿入口部から装着することができるので、第１パッケージ及び第２パッケージそれぞれを容易に交換することができるようになる。

更に、本発明に係る靴において、前記信号出力部が、前記第１圧力検出部の設けられる部位及び前記第２圧力検出部の設けられる部位のいずれとも異なる部位に設けられた構成とすることができる。

また、本発明に係る靴において、前記信号出力部は、前記第１圧力応答信号及び前記第２圧力応答信号を無線送信する無線信号送信部を有する構成とすることができる。

この場合、無線信号送信部から送信される第１圧力応答信号及び第２圧力応答信号を受信することにより、足の踵部により靴に荷重がかかるタイミングに対応した前記第１圧力応答信号の受信タイミング及び足の親指部により靴に荷重がかかるタイミングに対応した前記第２圧力応答信号の受信タイミングのそれぞれに同期して有感信号を発せさせることができる。

本発明に係る歩行訓練装置によれば、第２ユニットから、足の踵部により靴に荷重がかかるタイミングに対応した前記第１圧力応答信号の入力タイミング及び足の親指部により靴に荷重がかかるタイミングに対応した前記第２圧力応答信号の入力タイミングのそれぞれに同期して有感信号が発せられるので、歩行する利用者は、その有感信号の状態に基づいて、踵部で接地したタイミング（図１における（ａ）：第１ステップ）、親指部で蹴るタイミング（図１における（ｃ）：第３ステップ）、及びそれらの間のタイミング（図１における（ｂ）：第２ステップ）を確認することができる。従って、利用者は、有感信号の状態に基づいて３ステップ歩行に従って歩いているか否かを確認しつつ、３ステップ歩行の訓練を行うことができる。

３ステップ歩行を表す図である。本発明の第１の実施の形態に係る歩行訓練装置の基本的な構成（その１）を示すブロック図である。本発明の第１の実施形態に係る歩行訓練装置の基本的な構成（その２）を示すブロック図である。靴における第１圧電素子の設置部位を示す図である。靴における第２圧電素子の設置部位を示す図である。靴内における第１ユニットの配置例を示す図である。第１圧電素子（第２圧電素子）の詳細な設置部位を示す断面図である。第２ユニットの配置例を示す図である。図２及び図３に示す歩行訓練装置における各信号のタイミング例を示すタイミングチャートである。本発明の第２の実施の形態に係る歩行訓練装置の基本的な構成を示すブロック図である。本発明の第２の実施の形態に係る歩行訓練装置における第１ユニットの設置手法の例を示す図である。第１ユニットの設けられた靴に対して出し入れ可能なインソールを表面側から見た図である。第１ユニットの設けられた靴に対して出し入れ可能なインソールを裏面側から見た図である。

本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

本発明の第１の実施の形態に係る歩行訓練装置は、図２及び図３に示すように構成される。

図２及び図３において、この歩行訓練装置は、後述するように靴内に設けられる第１ユニット１０と、靴外で用いられる第２ユニット２０とを有している。第１ユニット１０は、図２に示すように、それぞれ加わる圧力に応じて発電を行う第１圧電素子１１ａ及び第２圧電素子１１ｂ、電源回路１２及び信号無線送信部１３（信号出力部）を有している。電源回路１２は、第１圧電素子１１ａ及び第２圧電素子１１ｂのそれぞれにて発電がなされている間にその発電により得られる電力を安定化して信号無線送信部１３に供給する。

信号無線送信部１３は、信号生成部１３１及び送信部１３２を有している。信号生成部１３１は、加圧される第１圧電素子１１ａが発電を行う際にその発電により電源回路１２から供給される電力を用いて第１圧力応答信号を生成する。信号生成部１３１は、また、加圧される第２圧電素子１１ｂが発電を行う際にその発電により電源回路１２から供給される電力を用いて第２圧力応答信号を生成する。前記第１圧力応答信号は、後述するように、例えば、２パルスの信号であり、前記第２圧力応答信号は、後述するように、例えば、１パルスの信号である。

送信部１３２は、第１圧電素子１１ａが発電を行う際にその発電により電源回路１２から供給される電力を用いて信号生成部１３１にて生成される前記第１圧力応答信号（例えば、２パルス信号）を所定の無線通信方式に従って送信（出力）する。送信部１３２は、また、第２圧電素子１１ｂが発電を行う際にその発電により電源回路１２から供給される電力を用いて信号生成部１３１にて生成される前記第２圧力応答信号（例えば、１パルス信号）を前記所定の無線通信方式に従って送信（出力）する。

前述した構成の第１ユニット１０では、第１圧電素子１１ａ及び第２圧電素子１１ｂのそれぞれは、圧力検出部としての機能を有するとともに信号無線送信部１３の電源として利用されている。

第２ユニット２０は、図３に示すように、信号受信部２１（信号入力部）、信号生成部２２、出力回路２３及びスピーカ２４を有している。信号受信部２１は、第１ユニット１０（信号無線送信部１３）から送信される前記第１圧力応答信号及び第２圧力応答信号を信号無線送信部１３（送信部１３２）が採用する前記無線通信方式に従って受信（入力）する。信号生成部２２は、信号受信部２１での前記第１圧力応答信号の受信タイミングに同期して、当該第１圧力応答信号（例えば、２パルス信号）に基づいて第１音信号を生成する。信号生成部２２は、また、受信部２１での前記第２圧力応答信号の受信タイミングに同期して、当該第２圧力応答信号（例えば、１パルス信号）に基づいて第２音信号を生成する。第１音信号は、例えば、２パルス信号である第１圧力応答信号に対応して、断続的な２つの短音（ピッ・ピッ）を表す音信号とすることができ、第２音信号は、例えば、１パルス信号である第２圧力応答信号に対応して、１つの短音（ピッ）を表す音信号とすることができる。

出力回路２３は、信号生成部２２からの第１音信号及び第２音信号に基づいてスピーカ２４を駆動する。それにより、スピーカ２４から、第１音信号に基づいた第１音（例えば、断続的な２つの短音（ピッ・ピッ））、また、第２音信号に基づいた第２音（例えば、１つ短音（ピッ））が発せられる。

上述した構成の第２ユニット２０では、電源（例えば、バッテリ：図示略）が別途設けられており、その電源からの電力を用いて、信号受信部２１、信号生成部２２及び出力回路２３が動作する。

第１ユニット１０は、図４乃至図７に示すように、靴内に設置される。

第１圧電素子１１ａは、図４及び図６に示すように、足ＦＴの踵部によって圧力が加わる靴１００の所定部位（以下、踵荷重部位という）Ｅ１に埋め込み設置される。第２圧電素子１１ｂは、図５及び図６に示すように、足ＦＴの親指部によって圧力が加わる靴１００の所定部位（以下、親指荷重部位という）Ｅ２に埋め込み設置される。詳細には、これら第１圧電素子１１ａ及び第２圧電素子１１ｂのそれぞれは、対応する踵荷重部位Ｅ１または親指荷重部位Ｅ２において、図７に示すように、靴底１０１（アウターソール）とインソール１０２との境界部に埋設される。

第１ユニット１０における電源回路１２及び信号無線送信部１３（信号生成部１３１及び送信部１３２）は、１つのパッケージ内に収納された状態で、図６に示すように、靴１００のインソール１０２内の足ＦＴの土踏まずに対応する部位に設けられている。これにより、歩行中に電源回路１２及び信号無線送信部１３を収納したパッケージに極端に大きな力が加わることを避けることができる。

第２ユニット２０は、例えば、図８に示すように、利用者の腕に装着される。これにより、第１ユニット１０の設けられた靴１００を履く利用者は、第２ユニット２０のスピーカ２４から発せられる音を聞きながら歩行することができる。

次に、図９に示すタイミングチャートを参照しつつ、上述した歩行訓練装置の動作について説明する。

歩行訓練を行う利用者は、上述したように第１ユニット１０の設けられた靴１００（図４乃至図７参照）を履くとともに第２ユニット２０を腕に装着して（図８参照）歩行を行う。３ステップ歩行（図１参照）が適正になされている場合、その歩行中に足の踵部によって靴１００の踵荷重部位Ｅ１（図４参照）に荷重がかかると（図１（ａ）参照）、第１ユニット１０の第１圧電素子１１ａに圧力が加わって、第１圧電素子１１ａが発電を行う（図９（ａ）参照）。第１圧電素子１１ａの発電により電源回路１２から電力供給を受ける信号無線送信部１３における信号生成部１３１が、この第１圧電素子１１ａの発電期間Ｔ１の開始タイミング（圧力検出タイミング）に同期して２パルスの第１圧力応答信号を生成し（図９（ｃ）参照）、送信部１３１がその２パルスの第１圧力応答信号を送信（出力）する（図９（ｄ）参照）。第２ユニット２０では、信号受信部２１が第１ユニット１０（送信部１３２）から送信される２パルスの第１圧力応答信号を受信（入力）すると（図９（ｅ）参照）、信号生成回路２２が、その受信タイミングに同期して、当該第１圧力応答信号（２パルス）に基づいて第１音信号（断続的な２つの短音（ピッ・ピッ）を表す）を生成する（図９（ｆ）参照）。そして、この第１音信号に基づいて出力回路２３によって駆動されるスピーカ２４から断続的な２つの短音（ピッ・ピッ）からなる第１音が発せられる（図９（ｇ）参照）。

その歩行中に足の踵部による靴１００の踵荷重部位Ｅ１への荷重が減少して足裏の中央部から靴１００に荷重がかかる状態（図１（ｂ）参照）になると、第１圧電素子１１ａに対する圧力が小さくなって第１圧電素子１１ａでの発電が無くなる。なお、親指荷重部位Ｅ２に設けられた第１圧電素子１１ａには発電がなされるほどの圧力がまだ加わっていない。この状態では、第１圧電素子１１ａ及び第２圧電素子１１ｂが発電せず、第１ユニット１０では、各部への電力供給がなされずに、信号生成及び信号送信の動作がなされない。

そして、歩行中に前記足から荷重のかかる部位が移行して足の親指部によって靴１００の親指荷重部位Ｅ２（図５参照）に荷重がかかると（図１（ｃ）参照）、第１ユニット１０の第２圧電素子１１ｂに圧力が加わって、第２圧電素子１１ｂが発電を行う（図９（ｂ）参照）。第２圧電素子１１ｂの発電により電源回路１２から電力供給を受ける信号無線送信部１３における信号生成部１３１が、この第２圧電素子１１ｂの発電期間Ｔ２の開始タイミング（圧力検出タイミング）に同期して１パルスの第２圧力応答信号を生成し（図９（ｃ）参照）、送信部１３２がその１パルスの第２圧力応答信号を送信する（図９（ｄ）参照）。第２ユニット２０では、信号受信部２１が第１ユニット１０（送信部１３２）から送信される１パルスの第２圧力応答信号を受信すると（図９（ｅ）参照）、信号生成部２２が、その受信タイミングに同期して、当該第２圧力応答信号（１パルス）に基づいて第２音信号（１つの短音（ピッ）を表す）を生成する（図９（ｆ）参照）。そして、この第２音信号に基づいて出力回路２３によって駆動されるスピーカ２４から１つの短音（ピッ）からなる第２音が発せられる（図９（ｇ）参照）。

このように、利用者の歩行中に断続的な２つの短音（ピッ・ピッ）の第１音と、１つの短音（ピッ）の第２音とが、第２ユニット２０から交互に発せられる。利用者は、この第２ユニット２０から交互に発せられる第１音及び第２音それぞれのタイミングによって、踵部で接地したタイミング（図１における（ａ）：第１ステップ）、親指部で蹴るタイミング（図１における（ｃ）：第３ステップ）、及びそれらの間のタイミング（図１における（ｂ）：第２ステップ）を確認することができる。例えば、第１音（２つの短音（ピッ・ピッ））が発せられない場合、利用者は、踵部が十分に接地していないことを確認でき、また、第２音（１つの短音（ピッ））が発せられない場合には、利用者は、親指部にて十分に蹴っていないことを確認できる等、３ステップ歩行が正しくなされていないことを認識することができる。このように、利用者は、その第２ユニット２０から発せられる音（第１音、第２音）に基づいて３ステップ歩行に従って歩いているか否かを確認しつつ、３ステップ歩行の訓練を行うことができる。

また、利用者は、第１音（断続的な２つの短音（ピッ・ピッ）と第２音（１つの短音（ピッ））との違いによって、足の踵部により靴１００の踵荷重部位Ｅ１に荷重がかかるタイミングと、足の親指部により靴１００の親指荷重部位Ｅ２に荷重がかかるタイミングとを明確に区別して確認することができる。

更に、電源回路１２及び信号無線送信部１３が第１圧電素子１１ａ及び第２圧電素子１１ｂと別箇のパッケージに収納されているので、第１圧圧力応答信号及び第２圧力応答信号の出力に係る処理を行う信号無線送信部１３（信号生成部１３１、送信部１３２）を靴１００内において足の踵部からの荷重及び足の親指部からの荷重の影響を受けにくい適所、例えば、インソール１０２の土踏まずに対応した部位に、設けることができる。

また、第１ユニット１０から第１圧力応答信号及び第２圧力応答信号が靴１００内に設けられた第１ユニット１０から第２ユニット２０に無線送信されるので、第２ユニット２０は、前述したように（図８参照）利用者の腕のほか、採用される無線通信方式での無線通信の可能な範囲で自由に設置することができる。

本発明の第２の実施の形態に係る歩行訓練装置は、図１０に示すように構成される。この第２の実施の形態に係る歩行訓練装置は、第１圧電素子１１ａ及び第２圧電素子１１ｂのそれぞれに対して電源回路及び無線信号送信部が設けられる点で、本発明の第１の実施の形態のもの（図２参照）と異なる。なお、第２ユニット２０の構成は、本発明の第１の実施の形態のものと同じ構成（図３参照）である。

図１０において、第１圧電素子１１ａに対して第１電源回路１２ａ及び第１信号無線送信部１３ａ（第１信号出力部）が設けられている。第１信号無線送信部１３ａは、第１圧電素子１１ａでの発電により第１電源回路１２ａから供給される安定化された電力を用いて、当該第１圧電素子１１ａでの発電の開始タイミング（圧力検出タイミング）に同期して第１圧力応答信号を無線送信する。これら第１圧電素子１１ａ、第１電源回路１２ａ及び第１信号無線送信部１３ａは、１つのパッケージ（以下、第１パッケージという）１２０ａに収納されている。

また、第２圧電素子１１ｂに対して第２電源回路１２ｂ及び第２信号無線送信部１３ｂ（第２信号出力部）が設けられている。第２信号無線送信部１３ｂは、第２圧電素子１１ｂでの発電により第２電源回路１２ｂから供給される安定化された電力を用いて、当該第２圧電素子１１ｂでの発電の開始タイミング（圧力検出タイミング）に同期して第２圧力応答信号を無線送信する。これら第２圧電素子１１ｂ、電源回路１２ｂ及び信号無線送信部１３ｂは、１つのパッケージ（以下、第２パッケージという）１２０ｂに収納されている。

なお、各無線送信部１３ａ、１３ｂは、図２に示すものと同様に、信号生成部及び送信部にて構成されている。

第１圧電素子１１ａ、第１電源回路１２ａ及び第１信号無線送信部１３ａが収納される第１パッケージ１２０ａは、第１圧電素子１１ａに足ＦＴの踵部によって圧力が加わるように靴１００の踵荷重部位Ｅ１（図４参照）に設けられる。また、第２圧電素子１１ｂ、第２電源回路１２ｂ及び第２信号無線送信部１３ｂが収納される第２パッケージ１２０ｂは、第２圧電素子１１ｂに足ＦＴの親指部によって圧力が加わるように靴１００の親指荷重部位Ｅ２（図５参照）に設けられる。そして、図１１に示すように、靴底１０１には、第１挿入口１０５ａが形成されており、第１パッケージ１２０ａが、第１挿入口１０５ａから靴底１０１とインソール１０２との境界部（図７参照）に位置する踵荷重部位Ｅ１に装填できるようになっている。また、靴底１０１には、第２挿入口１０ｂが形成されており（図１１参照）、第２パッケージ１２０ｂが、第２挿入口１０５ｂから靴底１０１とインソール１０２との境界部（図７参照）に位置する親指荷重部位Ｅ２に装填できるようになっている。

なお、第１挿入口１０５ａ及び第２挿入口１０５ｂは、専用の閉じ材を接着固定することによって閉鎖することができる。接着固定された閉じ材を切り取ることにより、第１挿入口１０５ａ及び第２挿入口１０５ｂのそれぞれから対応する第１パッケージ１２０ａまたは第２パッケージ１２０ｂを取り出すことができる。このように、第１パッケージ１２０ａ及び第２パッケージ１２０ｂは交換可能となる。

上述したような歩行訓練装置における第１ユニット１０では、利用者の歩行中に足の踵部によって靴１００の踵荷重部位Ｅ１（図４参照）に荷重がかかると、第１パッケージ１２０ａにおいて、第１圧電素子１１ａが発電し、その発電により第１電源回路１２ａから供給される電力を用いて第１信号無線送信部１３ａがその発電の開始タイミング（圧力検出タイミング）に同期して第１圧力応答信号（例えば、２パルス）を送信する。また、その歩行中に足の親指部によって靴１００の親指荷重部位Ｅ２（図５参照）に荷重がかかると、第２パッケージ１２０ｂにおいて、第２圧電素子１１ｂが発電し、その発電によって第２電源回路１２ｂから供給される電力を用いて第２信号無線送信部１３ｂからその発電の開始タイミング（圧力検出タイミング）に同期して第２圧力応答信号（例えば、１パルス）を送信する。

一方、歩行訓練装置における第２ユニット２０では、信号受信部２１が足の踵部により靴１００に圧力が加わる際に第１パッケージ１２０ａの第１信号無線送信部１３ａから送信される第１圧力応答信号（例えば、２パルス）を受信すると、前述した第１の実施の形態の場合と同様に、当該第１圧力応答信号の受信タイミングに同期して第１音（例えば、断続的な２つの短音（ピッ・ピッ））がスピーカ２４から発せられる。また、信号受信部２１が足の親指部により靴１００に圧力が加わる際に第２パッケージ１２０ｂの第２信号無線送信部１３ｂから送信される第２圧力応答信号（例えば、１パルス）を受信すると、前述した第１の実施の形態の場合と同様に、当該第２圧力等々信号の受信タイミングに同期して第２音（例えば、１つの短音（ピッ））がスピーカ２４から発せられる。

このような第２の実施の形態に係る歩行訓練装置においても、第１の実施の形態の場合と同様に、利用者は、この第２ユニット２０から交互に発せられる第１音及び第２音それぞれのタイミングによって、踵部で接地したタイミング（図１における（ａ）：第１ステップ）、親指部で蹴るタイミング（図１における（ｃ）：第３ステップ）、及びそれらの間のタイミング（図１における（ｂ）：第２ステップ）を確認することができる。そして、利用者は、その第２ユニット２０から発せられる音（第１音、第２音）に基づいて３ステップ歩行に従って歩いているか否かを確認しつつ、３ステップ歩行の訓練を行うことができる。

前述した各実施の形態では、第１ユニット１０の第１圧電素子１１ａ、第２圧電素子１１ｂ、電源回路１２及び信号無線送信部１３（信号生成部１３１、送信部１３２）が、靴１００内に直接設けられるものであったが、このような構成に限定されない。例えば、図１２Ａ（表側）及び図１２Ｂ（裏側）に示すように、第１ユニット１０を靴１００に対して出し入れ可能なインソール１０３に設けるようにしてもよい。この場合、第１圧電素子１１ａが、インソール１０３の足ＦＴの踵部によって圧力が加わる所定部位Ｅ１埋め込み設置され、第２圧電素子１１ｂが、そのインソール１０３の足ＦＴの親指部によって圧力が加わる所定部位Ｅ２に埋め込み設置され、更に、電源回路１２及び無線信号送信部１３（信号生成部１３１、送信部１３２）を収納するパッケージが、インソール１０３の足の土踏まずに対応した部位Ｅ３に埋め込み設置される。

このように第１ユニット１０を靴１００に対して出し入れ可能なインソール１０３に設けるようにした場合、靴１００を同種の靴に交換しても、第１ユニット１０と第２ユニット２０とによって構成される歩行訓練装置を利用することができる。

なお、前述した各実施の形態では、第１圧電素子１１ａ及び第２圧電素子１１ｂのそれぞれは、圧力検出部としての機能を有するとともに信号無線送信部１３の電源として利用されているが、第１圧電素子１１ａ及び第２圧電素子１１ｂを圧力検出部としてだけ用いて、例えば、小型のバッテリ（電池）を電源として靴１００内に別途設けるようにしてもよい。また、電源を別途設ける場合、圧電素子以外の素子を圧力検出部として用いることも可能である。

前述した各実施の形態では、第２ユニット２０から、第１圧力応答信号の受信タイミングに同期して発せられる第１音（断続的な２つの短音（ピッ・ピット））と第２圧力応答信号の受信タイミングに同期して発せられる第２音（１つの短音（ピッ））とは異なるものであったが、それらは同じであってもよい。

また、第１圧力応答信号及び前記第２圧力応答信号それぞれの受信タイミングに同期して発せられる信号は、音（第１音、第２音）だけに限定されず、利用者（人）の感覚にて認識可能な信号（有感信号）であれば、例えば、振動、光等であってもよい。

また、前述した各実施の形態では、第１ユニット１０と第２ユニット２０とは、無線によって、第１圧力応答信号及び第２圧力応答信号の送受を行っていたが、第１ユニット１０と第２ユニット２０とは有線にて接続することもできる。この場合、第２ユニット２０は、第１ユニット１０に接続するワイヤの長さの範囲で、利用者の体に装着されることになる。更に、第１ユニット１０に有線にて接続される第２ユニット２０を靴１００内に設けることもできる。この場合、利用者は、音などの有感信号が靴１００から発せられたように感ずることになる。

本発明に係る歩行訓練装置及びそれを用いた靴は、３ステップ歩行の歩行訓練に適しており、目的とする歩き方での歩行の訓練を行うための歩行訓練装置及びそれに用いられる靴として有用である。

１０第１ユニット
１１ａ第１圧電素子
１１ｂ第２圧電素子
１２電源回路
１３信号無線送信部
１３１信号生成部
１３２送信部
２０第２ユニット
２１受信部
２２信号生成部
２３出力回路
２４スピーカ
１００靴
１０１靴底
１０２インソール
１０５ａ第１挿入口
１０５ｂ第２挿入口
１２０ａ第１パッケージ
１２０ｂ第２パッケージ

Claims

靴内に設けられる第１ユニットと、第２ユニットとを有し、
前記第１ユニットは、
足の踵部によって圧力が加わる前記靴の所定部位に設けられ、加わる圧力を検出する第１圧力検出部と、
足の親指部によって圧力が加わる前記靴の所定部位に設けられ、加わる圧力を検出する第２圧力検出部と、
前記第１圧力検出部での圧力検出タイミングに同期して第１圧力応答信号を出力し、前記第２圧力検出部での圧力検出タイミングに同期して第２圧力応答信号を出力する信号出力部とを有し、
前記第２ユニットは、
前記信号出力部から出力される前記第１圧力応答信号及び前記第２圧力応答信号を入力する信号入力部と、
前記信号入力部での前記第１圧力応答信号と前記第２圧力応答信号との入力タイミングに同期して人の感覚にて認識可能な有感信号を発する有感信号発生部とを有する歩行訓練装置。
前記第１圧力検出部は、加わる圧力に応じて発電を行う第１圧電素子を有し、
前記第２圧力検出部は、加わる圧力に応じて発電を行う第２圧電素子を有し、
前記信号出力部は、前記第１圧電素子の発電により得られる電力を用いて当該第１圧電素子での発電タイミングに同期して前記第１圧力応答信号を出力し、前記第２圧電素子の発電により得られる電力を用いて当該第２圧電素子での発電タイミングに同期して前記第２圧力応答信号を出力する請求項１記載の歩行訓練装置。
前記信号出力部は、前記第１圧力検出部での圧力検出タイミングに同期して前記第１圧力応答信号を出力する第１信号出力部と、
前記第２圧力検出部での圧力検出タイミングに同期して前記第２圧力応答信号を出力する第２信号出力部とを有する請求項１または２記載の歩行訓練装置。
前記第１圧力検出部及び前記第１信号出力部が第１パッケージに収納され、
前記第２圧力検出部及び前記第２信号出力部が前記第１パッケージと異なる第２パッケージに収納された請求項３記載の歩行訓練装置。
前記信号出力部は、前記第１圧力検出部の設けられる部位及び前記第２圧力検出部の設けられる部位のいずれとも異なる部位に設けられた請求項１乃至３のいずれかに記載の歩行訓練装置。
前記第２ユニットにおける前記有感信号発生部は、前記信号入力部での前記第１圧力応答信号及び前記第２圧力応答信号の入力タイミングに同期して音を前記有感信号として発する音発生部を有する請求項１乃至５のいずれかに記載の歩行訓練装置。
前記音発生部は、前記第１圧力応答信号の入力タイミングに同期して第１音を発し、前記第２圧力応答信号の入力タイミングに同期して前記第１音と異なる第２音を発する請求項６記載の歩行訓練装置。
前記第１ユニットの前記信号出力部は、前記第１圧力応答信号及び前記第２圧力応答信号を無線送信する信号無線送信部を有し、
前記第２ユニットの前記信号入力部は、前記第１ユニットの前記信号無線送信部から無線送信される前記第１圧力応答信号及び前記第２圧力応答信号を受信する信号受信部を有し、
前記有感信号発生部は、前記信号受信部での前記第１圧力応答信号と前記第２圧力信号との受信タイミングに同期して前記有感信号を出力する請求項１乃至７のいずれかに記載の歩行訓練装置。
足の踵部によって圧力が加わる所定部位に第１圧力検出部が設けられ、
足の親指部によって圧力が加わる所定部位に第２圧力検出部が設けられ、
前記第１圧力検出部での圧力検出タイミングに同期して第１圧力応答信号を出力し、前記第２圧力検出部での圧力検出タイミングに同期して第２圧力応答信号を出力する信号出力部が所定部位に設けられた靴。
前記第１圧力検出部は、加わる圧力に応じて発電を行う第１圧電素子を有し、
前記第２圧力検出部は、加わる圧力に応じて発電を行う第２圧電素子を有し、
前記信号出力部は、前記第１圧電素子の発電により得られる電力を用いて当該第１圧電素子での発電タイミングに同期して前記第１圧力応答信号を出力し、前記第２圧電素子の発電により得られる電力を用いて当該第２圧電素子での発電タイミングに同期して前記第２圧力応答信号を出力する請求項９記載の靴。
前記信号出力部は、前記第１圧力検出部での圧力検出タイミングに同期して前記第１圧力応答信号を出力する第１信号出力部と、
前記第２圧力検出部での圧力検出タイミングに同期して前記第２圧力応答信号を出力する第２信号出力部とを有し、
前記第１圧力検出部及び前記第１信号出力部が収容される第１パッケージが、当該第１圧力検出部に足の踵部によって圧力が加わる所定部位に設けられ、
前記第２圧力検出部及び前記第２信号出力部が収容される第２パッケージが、当該第２圧力検出部に足の親指部によって圧力が加わる所定部位に設けられた請求項９または１０記載の靴。
靴底に、前記第１パッケージを挿入して前記第１圧力検出部に足の踵部によって圧力が加わる所定部位に装着するための第１挿入口部が形成されるとともに、
前記靴底に、前記第２パッケージを挿入して前記第２圧力検出部に足の親指部によって圧力が加わる所定部位に装着するための第２挿入口部が形成された請求項１１記載の靴。
前記信号出力部が、前記第１圧力検出部の設けられる部位及び前記第２圧力検出部の設けられる部位のいずれとも異なる部位に設けられた請求項９または１０記載の靴。
前記信号出力部は、前記第１圧力応答信号及び前記第２圧力応答信号を無線送信する無線信号送信部を有する請求項９乃至１２のいずれかに記載の靴。