JP2022078507A - Pressurized air generator and body motion support device comprising the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、加圧空気発生器及びそれを備える身体動作支援装置に関する。 The present invention relates to a pressurized air generator and a body movement support device including the pressurized air generator.
特許文献1には、離床時における足の背屈動作を支援する装置が記載されている。この装置は、足の下に配置され、足で踏圧される第1のポンプと、第2のポンプと、足の関節に接続されるアクチュエータと、空気の流れる方向を制御するパイロットバルブとを有する。ユーザーの足の関節とアクチュエータとはワイヤーを介して接続されている。ユーザーが歩行する動作を行うと、足で踏圧された第1のポンプ及び第2のポンプが圧縮されてアクチュエータへ加圧空気が供給され、ワイヤーが弛緩する。アクチュエータから加圧空気が排出されると、バネ力によって、ワイヤーが緊張する。特許文献1の装置では、ワイヤーの弛緩と緊張とを利用して、ユーザーが足を、背屈又は底屈させる動作を支援する。 Patent Document 1 describes a device that supports the dorsiflexion motion of the foot when getting out of bed. The device has a first pump, a second pump, an actuator connected to the joints of the foot, and a pilot valve that controls the direction of air flow, which is located under the foot and is trampled by the foot. .. The joint of the user's foot and the actuator are connected via a wire. When the user walks, the first pump and the second pump pressed by the foot are compressed to supply pressurized air to the actuator, and the wire is relaxed. When the pressurized air is discharged from the actuator, the wire becomes tense due to the spring force. The device of Patent Document 1 assists the user in dorsiflexion or plantar flexion of the foot by utilizing the relaxation and tension of the wire.
身体の動作を支援する際には、人工筋肉(アクチュエータ)が利用される。人工筋肉を収縮させる際には、密閉したエアタンクに空気を供給し、エアタンク内に高圧状態の空気を貯留しておく。人工筋肉を動作させる際には、前記エアタンク内に貯留された高圧状態の空気を、比較的に低圧状態の密閉空間を有する人工筋肉に供給して、人工筋肉を動作させる。 Artificial muscles (actuators) are used to support body movements. When the artificial muscle is contracted, air is supplied to a closed air tank, and high-pressure air is stored in the air tank. When operating the artificial muscle, the air in the high pressure state stored in the air tank is supplied to the artificial muscle having a closed space in a relatively low pressure state to operate the artificial muscle.
人工筋肉に強い収縮力を発揮させたり、人工筋肉を複数回にわたって動作させたりする場合には、エアタンク内の圧力をできるだけ高くすることが望まれる。しかしながら、特許文献1のような計2つのポンプを踏圧して、加圧する装置では、エアタンク内の圧力を高圧にしようとすると、何度もポンプを踏圧しなければならないという問題がある。 When the artificial muscle exerts a strong contractile force or the artificial muscle is operated multiple times, it is desirable to increase the pressure in the air tank as much as possible. However, in a device such as Patent Document 1 in which a total of two pumps are pressed and pressurized, there is a problem that the pumps must be pressed many times when trying to increase the pressure in the air tank.
本発明は、つま先側と踵側に配された計2つのポンプを踏圧して加圧空気を発生させる構成に比して、より少ない踏圧回数で所望の圧力値まで空気を加圧することが可能な加圧空気発生器と、当該加圧空気発生器を利用した身体動作支援装置とを提供することを目的とする。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to pressurize air to a desired pressure value with a smaller number of treading times as compared with a configuration in which a total of two pumps arranged on the toe side and the heel side are treaded to generate pressurized air. It is an object of the present invention to provide a pressurized air generator and a body movement support device using the pressurized air generator.
足の底に装着して歩行動作を行うことにより空気をエアタンクに供給し、エアタンク内に加圧状態の空気を貯留させるための加圧空気発生器であり、加圧空気発生器は、つま先側エアバッグと、踵側エアバッグとを有する加圧部を備えており、下段のつま先側エアバッグと上段のつま先側エアバッグとが上下方向に重なり、下段の踵側エアバッグと上段の踵側エアバッグとが上下方向に重なるように、前記加圧部が上下方向に対して2段以上に積層されており、最下段の加圧部には、最下段のつま先側エアバッグに外部の空気を供給する吸気経路と当該吸気経路に設けられる逆止弁とが設けられており、最上段の加圧部には、最上段の踵側エアバッグで加圧された空気を前記エアタンクに供給する排気経路と当該排気経路に設けられる逆止弁とが設けられており、上段のつま先側エアバッグには、下段の踵側エアバッグで加圧された空気が第1搬送経路を介して供給され、当該第1搬送経路に設けられる逆止弁により空気の逆流が防止され、同じ段の踵側エアバッグには、同じ段のつま先側エアバッグで加圧された空気が第2搬送経路を介して踵側エアバッグに供給され、当該第2搬送経路に設けられる逆止弁より空気の逆流が防止され、各つま先側エアバッグ及び各踵側エアバッグは、排気経路側に近いエアバッグほど、エアバッグの横断面の大きさが小さく構成された加圧空気発生器により、上記の課題を解決する。 It is a pressurized air generator for supplying air to the air tank by attaching it to the sole of the foot and performing walking motion, and storing the pressurized air in the air tank. The pressurized air generator is on the toe side. It is equipped with a pressurizing part having an air bag and a heel side air bag, and the lower toe side air bag and the upper toe side air bag overlap in the vertical direction, and the lower heel side air bag and the upper heel side air bag are overlapped. The pressurizing portions are laminated in two or more stages with respect to the vertical direction so that the air bag overlaps with the air bag in the vertical direction. The air intake path and the check valve provided in the intake path are provided, and the air pressurized by the heel side air bag in the uppermost stage is supplied to the air tank in the uppermost pressurizing section. An exhaust path and a check valve provided in the exhaust path are provided, and air pressurized by the lower heel side airbag is supplied to the upper toe side airbag via the first transport path. The check valve provided in the first transport path prevents the backflow of air, and the air pressurized by the toe-side airbag in the same stage passes through the second transport path in the heel side airbag of the same stage. The air is supplied to the heel side air bag, and the backflow of air is prevented by the check valve provided in the second transport path. The above-mentioned problems are solved by the pressurized air generator having a small cross-sectional size of the air bag.
足の底に装着して歩行動作を行うことにより空気をエアタンクに供給し、エアタンク内に加圧状態の空気を貯留させるための加圧空気発生器であり、加圧空気発生器は、つま先側エアバッグと、踵側エアバッグとを有する加圧部を備えており、下段のつま先側エアバッグと上段のつま先側エアバッグとが上下方向に重なり、下段の踵側エアバッグと上段の踵側エアバッグとが上下方向に重なるように、前記加圧部が上下方向に対して2段以上に積層されており、最下段の加圧部には、最下段の踵側エアバッグに外部の空気を供給する吸気経路と当該吸気経路に設けられる逆止弁とが設けられており、最上段の加圧部には、最上段のつま先側エアバッグで加圧された空気を前記エアタンクに供給する排気経路と当該排気経路に設けられる逆止弁とが設けられており、上段の踵側エアバッグには、下段のつま先側エアバッグで加圧された空気が第1搬送経路を介して供給され、当該第1搬送経路に設けられる逆止弁により空気の逆流が防止され、同じ段の踵側エアバッグには、同じ段の踵側エアバッグで加圧された空気が第2搬送経路を介してつま先側エアバッグに供給され、当該第2搬送経路に設けられる逆止弁より空気の逆流が防止され、各つま先側エアバッグ及び各踵側エアバッグは、排気経路側に近いエアバッグほど、エアバッグの横断面の大きさが小さく構成された加圧空気発生器により、上記の課題を解決する。 It is a pressurized air generator for supplying air to the air tank by attaching it to the sole of the foot and performing walking motion, and storing the pressurized air in the air tank. The pressurized air generator is on the toe side. It is equipped with a pressurizing part having an air bag and a heel side air bag, and the lower toe side air bag and the upper toe side air bag overlap in the vertical direction, and the lower heel side air bag and the upper heel side air bag are overlapped. The pressurizing portions are laminated in two or more stages with respect to the vertical direction so that the air bag overlaps with the air bag in the vertical direction. The air intake path and the check valve provided in the intake path are provided, and the air pressurized by the toe-side airbag in the uppermost stage is supplied to the air tank in the uppermost pressurizing section. An exhaust path and a check valve provided in the exhaust path are provided, and air pressurized by the lower toe side airbag is supplied to the upper heel side airbag through the first transport path. The check valve provided in the first transport path prevents the backflow of air, and the air pressurized by the heel-side airbag in the same stage passes through the second transport path in the heel-side airbag in the same stage. The air is supplied to the toe-side airbag and air is prevented from flowing back from the check valve provided in the second transport path. The above-mentioned problems are solved by the pressurized air generator having a small cross-sectional size of the air bag.
また、上記の加圧空気発生器と、当該加圧空気発生器で発生させた加圧空気を駆動源として動作する人工筋肉とを有する身体動作支援装置により、上記の課題を解決する。 Further, the above-mentioned problem is solved by a body movement support device having the above-mentioned pressurized air generator and an artificial muscle that operates by using the pressurized air generated by the pressurized air generator as a drive source.
上記の加圧空気発生器又は身体動作支援装置において、各つま先側エアバッグ、又は各踵側エアバッグは、枠体の中に配置されており、各つま先側エアバッグ、又は各踵側エアバッグは、拡張した状態において、エアバッグの端部が枠外に突出する構造であり、着用者の歩行動作に伴って、枠体に対して接近又は離反する押圧部が枠体に対向する位置に設けられた構成とすることが好ましい。この構成よれば、各つま先側エアバック又は各踵側エアバックに対して、踏圧力をより効率的に、負荷することが可能である。 In the above-mentioned pressurized air generator or body movement support device, each toe side air bag or each heel side air bag is arranged in a frame, and each toe side air bag or each heel side air bag is arranged. Is a structure in which the end portion of the air bag protrudes out of the frame in the expanded state, and a pressing portion that approaches or separates from the frame body is provided at a position facing the frame body as the wearer walks. It is preferable to have the above-mentioned configuration. According to this configuration, it is possible to more efficiently load the tread pressure on each toe-side airbag or each heel-side airbag.
上記の加圧空気発生器又は身体動作支援装置において、各つま先側エアバッグ、又は各踵側エアバッグは、扁平な略球形状とすることが好ましい。この構成によれば、各つま先側エアバック又は各踵側エアバックに対して、踏圧力をより効率的に、負荷することが可能である。 In the above-mentioned pressurized air generator or body movement support device, it is preferable that each toe-side airbag or each heel-side airbag has a flat substantially spherical shape. According to this configuration, it is possible to more efficiently load the tread pressure on each toe-side airbag or each heel-side airbag.
上記の加圧空気発生器又は身体動作支援装置において、加圧部の上下方向に対する積層数は、2~4段であることが好ましい。この構成では、足の底に装着される加圧空気発生器の厚みが過度に大きくならないようにすることができる。 In the above-mentioned pressurized air generator or body movement support device, the number of layers of the pressurized portion in the vertical direction is preferably 2 to 4 steps. With this configuration, it is possible to prevent the thickness of the pressurized air generator mounted on the sole of the foot from becoming excessively large.
本発明によれば、つま先側と踵側に配された計2つのポンプを踏圧して加圧空気を発生させる構成に比して、より少ない踏圧回数で所望の圧力値まで空気を加圧することが可能な加圧空気発生器と、当該加圧空気発生器を利用した身体動作支援装置とを提供することができる。 According to the present invention, air is pressurized to a desired pressure value with a smaller number of treading times as compared with a configuration in which a total of two pumps arranged on the toe side and the heel side are treaded to generate pressurized air. It is possible to provide a pressurized air generator capable of using the pressurized air generator and a body movement support device using the pressurized air generator.
以下、本発明の加圧空気発生器の実施形態、及び身体動作支援装置の実施形態について説明する。以下に示す各実施形態は、本発明の限られた例に過ぎず、本発明の技術的範囲は例示した実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, an embodiment of the pressurized air generator of the present invention and an embodiment of the body movement support device will be described. Each of the embodiments shown below is merely a limited example of the present invention, and the technical scope of the present invention is not limited to the exemplified embodiments.
図1に身体動作支援装置の一実施形態を示す。図2に第1実施形態に係る加圧空気発生器を示す。図13に第2実施形態に係る加圧空気発生器を示す。図14に第3実施形態に係る加圧空気発生器を示す。図15に第4実施形態に係る加圧空気発生器を示す。 FIG. 1 shows an embodiment of a body movement support device. FIG. 2 shows a pressurized air generator according to the first embodiment. FIG. 13 shows a pressurized air generator according to the second embodiment. FIG. 14 shows a pressurized air generator according to the third embodiment. FIG. 15 shows a pressurized air generator according to the fourth embodiment.
[身体動作支援装置]
図1に示したように、本実施形態の身体動作支援装置9(以下、単に装置と称する。)は、後述する加圧空気発生器1と、当該加圧空気発生器1で発生させた加圧空気を駆動源として動作する人工筋肉とを有する。図1の装置9は、基端部が加圧空気発生器1の排気経路22に連結される第1中空管91と、第1中空管91の先端部が連結されるエアタンク92と、基端部がエアタンク92に連結される第2中空管93と、第2中空管93の先端部が連結される分岐部94と、分岐部94の一方に連結される第1人工筋肉95と、分岐部94の他方に連結される第2人工筋肉96とを有する。第1中空管91、第2中空管93、分岐部94、第1人工筋肉95、及び第2人工筋肉は、可撓性を有する素材で構成されており、着用者の身体の動きに合わせて変形する。
[Body movement support device]
As shown in FIG. 1, the body movement support device 9 (hereinafter, simply referred to as a device) of the present embodiment includes a pressurized air generator 1 described later and an addition generated by the pressurized air generator 1. It has an artificial muscle that operates with pressure air as a drive source. The
加圧空気発生器1を踏圧することで加圧された空気は、第1中空管91を経て、エアタンク92に供給される。エアタンク92は、第2中空管93の基端部に設けられた作動弁によって、密閉状態と解放状態を切り替えることができるように構成されている。また、エアタンク92は、伸縮可能な素材で構成されている。
The air pressurized by stepping on the pressurized air generator 1 is supplied to the
上記の弁を閉じた状態にして、加圧空気発生器1を踏圧すると、エアタンク92に空気が供給され、エアタンク92内で空気が圧縮され、エアタンク内の圧力が高まる。図1の装置9では、エアタンク内の圧力が175kPaを越えた際に開弁するリリース弁が安全のために設けられている。リリース弁はエアタンク内の圧力が175KPa以下では閉じており、エアタンク内の圧縮された空気を外部に漏出させない。エアタンク内の圧力が175kPaを越えると、リリース弁が開いて、余剰な空気がエアタンク92から排出されるようになっている。これによって、空気の過剰な供給によって、エアタンク92、作動弁、又は第1中空管91などが破損しないようにされている。リリース弁が開く圧力は、装置の用途等に応じて、適宜、調節することができる。ユーザーが、作動弁を開くと、エアタンク92に貯留された加圧空気は、第2中空管93、及び分岐部94を経て、第1人工筋肉95の内部と第2人工筋肉96の内部に供給される。
When the pressurized air generator 1 is pressed with the valve closed, air is supplied to the
図1の装置9は、2条で1組の第1人工筋肉95を有する。それぞれの第1人工筋肉95は、着用者の背中の左右の肩甲骨の部分に沿うように、着用者の身体に固定されている。同様に装置9は、2条で1組の第2人工筋肉96を有する。それぞれの第2第2人工筋肉96は、着用者の左右の臀部から大腿部の裏に沿うように、着用者の身体に固定されている。第1人工筋肉95、及び第2人工筋肉96は、中空状であり、加圧前の状態においては可撓性を備えており、その内部に空気が供給されると、剛直な棒状となる性質を備える。
The
例えば、図1のように、着用者が屈んだ姿勢で荷物を両手で持つと、膝、腰部が、屈曲して、第1人工筋肉95と第2人工筋肉とが身体に合わせて屈曲する。この状態で操作弁を開くと、屈曲した第1人工筋肉95と第2人工筋肉96とが、棒状に伸びる。第1人工筋肉95と第2人工筋肉96が伸びる動作によって、着用者が膝を伸ばす動作と、腰部がまっすぐな状態にする動作とが支援される。これにより、着用者が荷物を持ち上げる際に感じる負荷が大幅に軽減される。
For example, as shown in FIG. 1, when the wearer holds the luggage with both hands in a bent posture, the knees and hips are bent, and the first
エアタンク内の容量を大きくし、エアタンク内の到達圧力を大きくすれば、人工筋肉により大きな力を発揮させることができる。また、人工筋肉をより多くの回数にわたって動作させることができる。しかしながら、エアタンク内の容量を大きくしたり、エアタンク内の到達圧力を大きくしたりすると、加圧空気発生器を複数回にわたって踏圧しなければならない。踏圧回数が増えると、着用者の負担になり、実用性が低下する。以下に説明する各実施形態の加圧空気発生器を使用すれば、従来品に比して、より少ない回数の踏圧動作で、所望の圧力値まで空気を加圧することが可能である。 If the capacity in the air tank is increased and the ultimate pressure in the air tank is increased, the artificial muscle can exert a greater force. Also, the artificial muscle can be operated more times. However, if the capacity in the air tank is increased or the ultimate pressure in the air tank is increased, the pressurized air generator must be pressed a plurality of times. As the number of treads increases, it becomes a burden on the wearer and its practicality decreases. By using the pressurized air generator of each embodiment described below, it is possible to pressurize the air to a desired pressure value with a smaller number of treading operations as compared with the conventional product.
上述の装置9では、加圧空気を供給すると棒状に延びる人工筋肉を使用した。人工筋肉は、加圧空気により作動するものであればよい。例えば、加圧空気を供給することにより収縮する人工筋肉を使用してもよい。また、加圧空気をチューブの内部に供給することで、収縮するマッキベン型の人工筋肉を使用してもよい。マッキベン型の人工筋肉は、ゴムチューブなどの弾性体で構成したチューブの周りをナイロン繊維などで構成した布で覆った構成を有する。
In the above-mentioned
なお、加圧空気発生器1を接続する装置の構成は、図1の例に限定されない。装置は、身体の動作を人工筋肉で支援するものであればよい。装置としては、例えば、手指の動作を支援するものであってもよいし、腕の動作を支援するものであってもよいし、足の動作を支援するものであってもよい。 The configuration of the device to which the pressurized air generator 1 is connected is not limited to the example of FIG. The device may be any device that supports the movement of the body with artificial muscles. The device may be, for example, one that supports the movement of the fingers, one that supports the movement of the arm, or one that supports the movement of the foot.
[第1実施形態]
図2に第1実施形態に係る加圧空気発生器1aを示す。本実施形態の加圧空気発生器1aは、つま先側エアバッグと、踵側エアバッグとを有する加圧部A、Bを備えている。下段のつま先側エアバッグ11Aと上段のつま先側エアバッグ11Bとが上下方向に重なり、下段の踵側エアバッグ12Aと上段の踵側エアバッグ12Bとが上下方向に重なるように、前記加圧部A、Bが上下方向に対して2段に積層されている。
[First Embodiment]
FIG. 2 shows the pressurized air generator 1a according to the first embodiment. The pressurized air generator 1a of the present embodiment includes pressurized portions A and B having a toe-side airbag and a heel-side airbag. The pressurizing portion so that the lower toe-
最下段の加圧部Aには、最下段のつま先側エアバッグ11Aに外部の空気を供給する吸気経路21aと当該吸気経路21aに設けられる逆止弁211aとが設けられている。最上段の加圧部Bには、最上段の踵側エアバッグ11Bで加圧された空気を前記エアタンク92に供給する排気経路22aと当該排気経路22aに設けられる逆止弁221aとが設けられている。上段のつま先側エアバッグ11Bには、下段の踵側エアバッグ12Aで加圧された空気が第1搬送経路23aを介して供給される。当該第1搬送経路23aに設けられる逆止弁231aにより空気の逆流が防止される。
The lowermost pressurizing portion A is provided with an
同じ段の踵側エアバッグ12A、12Bには、同じ段のつま先側エアバッグ11A、11Bで加圧された空気が第2搬送経路24aを介して踵側エアバッグ12A、12Bに供給される。当該第2搬送経路24aに設けられる逆止弁241aより空気の逆流が防止される。
To the heel-
上記の加圧空気発生器1aは、例えば、図3に示したように、履物5の靴底部分に好適に適用することができる。図3の履物5は、加圧空気発生器1を内蔵する靴底部51と短靴部52とを連結する帯状の固定部53とを有するものである。固定部53は、面ファスナーで開閉することが可能である。固定部を開閉することで短靴部52をユーザーの足のサイズに合わせて変更することができるようになっている。また靴底部が損耗した際には、新しい靴底部に取り換えることも可能となっている。履物の構成はこれに限定されない。加圧空気発生器はシューズ、サンダルなどの短靴、ブーツなどの深靴など、任意の履物の靴底部分に適用することができる。
The above-mentioned pressurized air generator 1a can be suitably applied to the sole portion of the
図4及び図5に示したように、履物5の靴底部51には、下段のつま先側エアバッグ11Aとして第1バッグが配置されており、下段の踵側エアバッグ12Aとして第2バッグが配置されており、上段のつま先側エアバッグ11Bとして第3バッグが配置されており、上段の踵側エアバッグ12Bとして第4バッグが配置される。図5では、逆止弁211a、241a、231a、221a、吸気経路21a、排気経路22a、及び第1搬送経路23aの図示を、作図の都合上省略して示す。履物5における逆止弁211a、241a、231a、221a、吸気経路21a、排気経路22a、及び第1搬送経路23aの接続関係は、図2に示した構成と同様である。なお、本明細書においては、下流に配置されるエアバッグから上流に配置されるエアバッグを順に、第1バッグ、第2バッグ、第3バッグ、第4バッグのように表現する。
As shown in FIGS. 4 and 5, a first bag is arranged as a lower toe
履物5を着用した状態で着用者が歩行動作を行うと、吸気経路21から空気が吸引されて、計4つのエアバッグで空気が順次加圧されながら、排気経路22から排出されて、身体支援装置9のエアタンク92に流入する。
When the wearer walks while wearing the
図2に示しように、吸気経路21a、排気経路22a、第1搬送経路23a、第2搬送経路24aには逆止弁211a、221a、231a、241aが配置される。これらの逆止弁は、逆止弁を介した上流の圧力値に対して下流の圧力値が、所定の圧力値を超えた際に、開弁するものを使用している。本実施形態の加圧空気発生器1では、例えば、逆止弁241aとして、第1バッグの圧力値から第2バッグの圧力値を減じた値が、4kPaを越えたら、開弁するものを使用している。逆止弁241aは、上記のように圧力値が所定の値を越えた際に、下流から上流への空気の流れは許容するが、上流から下流への空気の流れは遮断する。逆止弁211a、221a、231aについても同様のものを使用している。上記の圧力値は、身体支援装置9の仕様などに応じて適宜変更することが可能であり、特に限定するものではないが、例えば、0kPaよりも大きく、かつ50kPa以下となる範囲で変更することができる。
As shown in FIG. 2,
履物5を履いた着用者がつま先を地面につける動作を行うと、図4に示したように、第1バッグの上に第3バッグが上下方向に重なるように構成されているため、第1バッグと第3バッグとの両方が圧縮される。この状態では、第1バッグ内の空気は第2バッグ内へ供給される。第3バッグ内の空気は第4バッグ内へ供給される。履物5を履いた着用者が踵を地面につける動作を行うと、第2バッグの上に第4バッグが上下方向に重なるように構成されているため、第2バッグと第4バッグとの両方が圧縮される。この状態では、第2バッグ内の空気は第3バッグ内へ供給される。第4バッグ内の空気は装置9のエアタンク92内へ供給される。
When the wearer wearing the
履物5の着用者が上記の歩行する動作を繰り返すことにより、吸気経路21から吸引された空気が装置9の密閉されたエアタンク92内に順次供給されて、エアタンク内に加圧状態の空気が貯留される。
When the wearer of the
本実施形態の加圧空気発生器1aでは、図5に示したように、各つま先側エアバッグ11A、11B及び各踵側エアバッグ12A、12Bは、排気経路側、すなわち上流側に近いエアバッグほど、エアバッグの横断面の大きさが小さく構成されている。このような構成によって、上流側のエアバッグでは、下流側のエアバッグに比して、エアバッグに対して単位面積当たりにより大きな踏圧力が負荷されるようになっている。この構成によって、上流のエアバッグから空気が効率的に押し出されるようになっている。上流のエアバッグにおいて、空気が十分に押し出されないと、下流のエアバッグの空気が停滞して、上流のエアバッグに供給されなくなる。このような現象が生じると、着用者が歩行動作を繰り返しても、空気が効率的にエアタンクに供給されず、エアタンク内を所望の圧力にするのに、より多くの歩行動作が必要になってしまう。また、エアバッグを踏んでもエアバッグが収縮せず、足にはエアバッグの反発力が作用するため、着用者が身体のバランスを崩しやすくなる。
In the pressurized air generator 1a of the present embodiment, as shown in FIG. 5, the toe-
本実施形態の加圧空気発生器1aでは、効率的に空気が装置9のエアタンク92に供給されるため、ユーザーは意識して強い踏圧力を発生させるためにエアバッグを強く踏み込むことを要しない。結果として、歩行動作を行う際に身体のバランスが崩れて転倒するなどの事故が生じにくい。また、より少ない歩行動作の回数でエアタンク内を所望の圧力まで加圧することができる。なお、エアバッグの横断面の大きさとは、図6に示したように、エアバッグの横方向における長さが最大になる位置における断面の面積のことをいう。図6の例では、AA部における断面積がエアバッグの横断面の大きさにあたる。
In the pressurized air generator 1a of the present embodiment, air is efficiently supplied to the
本実施形態の加圧空気発生器1では、上流側に近いほど、エアバッグの容積が小さくなるように構成されている。これにより、より効率的に加圧空気を装置9のエアタンクに送り込むことが可能になる。例えば、下流側のエアバッグの容積が小さく、上流側のエアバッグの容積が大きいと、吸気経路から取り込まれる空気の量自体が少なくなり、一度の踏圧でエアタンクに供給することができる空気の量が少なくなってしまう。
The pressurized air generator 1 of the present embodiment is configured so that the volume of the airbag becomes smaller as it is closer to the upstream side. This makes it possible to more efficiently send the pressurized air to the air tank of the
本実施形態の加圧空気発生器1aでは、各つま先側エアバッグ11A、11B、又は各踵側エアバッグ12A、12Bは、履物5の底部分に配される枠体54、55、56、57の中に配置されている。各つま先側エアバッグ11A、11B、又は各踵側エアバッグ12A、12Bは、拡張した状態において、エアバッグの端部が枠外に突出する構造となっている。そして、着用者の歩行動作に伴って、枠体54、55、56、57に対して接近又は離反する押圧部58、59が枠体54、55、56、57に対向する位置に設けられている。
In the pressurized air generator 1a of the present embodiment, the toe-
各エアバッグは、踏圧すると、圧縮するように変形する素材で構成すればよい。本実施形態の加圧空気発生器1では、各エアバッグは、合成樹脂でコーティングした織布で構成した袋で構成している。織布は、ナイロン製の糸で織成した平織布である。合成樹脂のコーティングは、ウレタン樹脂を使用している。係る構成のエアバッグは、平織の織布で構成されているので耐久性において優れており、合成樹脂で目止めされているため、気密性においても優れる。エアバッグの構成は、この例に限定されず、例えば、合成樹脂フィルムで構成してもよい。 Each airbag may be made of a material that deforms to be compressed when treaded. In the pressurized air generator 1 of the present embodiment, each airbag is composed of a bag made of a woven fabric coated with a synthetic resin. The woven cloth is a plain weave cloth woven with nylon threads. Urethane resin is used for the synthetic resin coating. Since the airbag having such a configuration is made of a plain weave woven fabric, it is excellent in durability, and because it is sealed with a synthetic resin, it is also excellent in airtightness. The structure of the airbag is not limited to this example, and may be made of, for example, a synthetic resin film.
第1搬送経路、第2搬送経路は、任意の素材で構成すればよい。本実施形態の加圧空気発生器1では、第1搬送経路又は第2搬送経路は、各エアバッグと熱溶着によって連結されている。このため、第1搬送経路又は第2搬送経路は、エアバッグに対して熱溶着可能な素材で構成している。熱溶着可能な素材としては、各エアバッグと同じ素材が好適に用いられる。 The first transport path and the second transport path may be made of any material. In the pressurized air generator 1 of the present embodiment, the first transfer path or the second transfer path is connected to each airbag by heat welding. Therefore, the first transport path or the second transport path is made of a material that can be heat-welded to the airbag. As the heat-weldable material, the same material as each airbag is preferably used.
下段の枠体と、上段の枠体との間には、仕切部60、61が設けられる。つま先側には、上段の枠体の下端部と下段の枠体の上端部とに接するように板状の仕切部60が設けられる。踵側には、上段の枠体の下端部と下段の枠体の上端部とに接するように板状の仕切部61が設けられる。仕切部は、上段のエアバッグと下段のエアバッグとが直接に接触しないようにする。
本実施形態の加圧空気発生器1では、つま先側の仕切部60は、平面視における形状がつま先側の加圧部58と同様に構成されている。踵側の仕切部61も同様に、平面視における形状が踵側の加圧部59と同様に構成されている。仕切部を構成する素材は、加圧部を構成するものと同様のものを使用することができる。
In the pressurized air generator 1 of the present embodiment, the
図5に示したように、各エアバッグは、空気が供給されて拡張された状態においては、エアバッグの高さが、枠体54、55、56、57の高さに比して、大きくなるように構成されている。そして、各エアバッグの上又は下には、押圧部58、59が配置されている。押圧部58、59と枠体54、55、56、57との間には、隙間があり、この隙間の大きさがいわゆる踏み代となっている。エアバックが圧縮された際にエアバックから排出される空気の量は、踏み代の大きさが大きくなると、それに伴って大きくなる。
As shown in FIG. 5, in the state where each airbag is supplied with air and expanded, the height of the airbag is larger than the height of the
枠体の中にエアバッグを配置して、加圧部でエアバッグを圧縮する構成によれば、エアバッグを踏圧する際に、エアバッグが変形する方向が枠体によって規制される。これによって、エアバッグを踏圧した際エアバッグが斜め方向に変形することを防止して、エアバックの変形が適正化される。この構成により、エアバックに対して、踏圧力をより効率的に負荷することが可能になり、エアバッグからより効率的に空気を排出することが可能になる。また、エアバッグの変形が適正化されるので、歩行時における身体のバランスが崩れることを防止することができる。 According to the configuration in which the airbag is arranged in the frame and the airbag is compressed by the pressurizing portion, the direction in which the airbag is deformed when the airbag is stepped on is regulated by the frame. This prevents the airbag from being deformed in an oblique direction when the airbag is pressed, and the deformation of the airbag is optimized. With this configuration, it becomes possible to load the tread pressure more efficiently on the airbag, and it becomes possible to discharge the air from the airbag more efficiently. In addition, since the deformation of the airbag is optimized, it is possible to prevent the body from being out of balance during walking.
本実施形態の加圧空気の発生器1aでは、上段の加圧部Bと下段の加圧部Aとの2段の加圧部を備える。従来のように1段の加圧部に計2つのエアバッグを配置して踏圧しようとした場合は、エアバッグの容積と踏み代を大きくして、供給する空気の量を大きくせざるを得ない。容積と踏み代が大きくなると、歩行動作の方法によっては、エアバッグを斜めに踏み込んでしまったり、エアバッグを踏圧した際にエアバッグが完全に圧縮できなくなったりする。こうした現象が生じると、エアバッグから効率的に空気を排出することができず、結果として、歩行動作を何度も行わなければ、エアタンク内を所望の圧力にすることができなくなることがある。 The pressurized air generator 1a of the present embodiment includes a two-stage pressurized portion, that is, a pressurized portion B in the upper stage and a pressurized portion A in the lower stage. When a total of two airbags are placed in the one-stage pressurizing section as in the past and an attempt is made to tread, the volume of the airbag and the treading allowance must be increased to increase the amount of air supplied. do not have. When the volume and the stepping allowance are increased, the airbag may be stepped on at an angle depending on the walking motion method, or the airbag may not be completely compressed when the airbag is stepped on. When such a phenomenon occurs, air cannot be efficiently discharged from the airbag, and as a result, it may not be possible to obtain the desired pressure in the air tank unless the walking motion is performed many times.
本実施形態の加圧空気発生器1aでは、上段の加圧部Bと下段の加圧部Aとの2段の加圧部を備えるため、個々のエアバッグの容積と踏み込み代を小さくしても、十分な量の空気をエアタンク内に送り込むことができる。容積と踏み込み代とを、エアバッグに対して効率的に踏圧力を伝達できるように設定することが可能になるため、エアバッグを適切に踏圧して、効率的に空気を送り出すことができる。下段の加圧部Aの上に上段の加圧部Bを配置してエアバッグが上下方向に重なるように配置しているので、1回のつま先を地面につける動作又は1回の踵を地面につける動作で、複数のエアバッグを圧縮することができる。結果として、より少ない歩行動作で所望の空気圧を達成することができる。 In the pressurized air generator 1a of the present embodiment, since the pressurized air generator 1a has two stages of the pressurized portion B of the upper stage and the pressurized portion A of the lower stage, the volume of each airbag and the stepping allowance are reduced. However, a sufficient amount of air can be sent into the air tank. Since the volume and the stepping allowance can be set so that the treading pressure can be efficiently transmitted to the airbag, the airbag can be appropriately treaded and air can be efficiently sent out. Since the upper pressurizing section B is placed on the lower pressurizing section A so that the airbags overlap in the vertical direction, the operation of attaching one toe to the ground or one heel to the ground is performed. Multiple airbags can be compressed by the action of attaching to. As a result, the desired air pressure can be achieved with less walking motion.
図7及び図8に、押圧部の一例を示す。図7に示した押圧部58は、つま先側に配置されるものである。押圧部58は、上段の加圧部B、下段の加圧部Aの両方において使用される。本実施形態の加圧空気発生器1aでは、下段の押圧部58の下面には、滑り止めを目的として靴底のパターンが形成されている。
7 and 8 show an example of the pressing portion. The
図8に示した押圧部59は、踵側に配置されるものである。押圧部59は、上段の加圧部B、下段の加圧部Aの両方において使用される。本実施形態の加圧空気発生器1aでは、下段の押圧部59の下面には、滑り止めを目的として靴底のパターンが形成されている。
The
押圧部は、履物に一般的に使用されているソールを構成する素材で構成することができる。押圧部が過度に変形すると、エアバッグの圧縮に支障を来す場合がある。そのような場合、エアバッグを踏圧する際に押圧部が過度に変形しない程度の剛性を有する素材、形状を選択するとよい。 The pressing portion can be made of a material constituting the sole generally used for footwear. Excessive deformation of the pressing portion may interfere with the compression of the airbag. In such a case, it is preferable to select a material and a shape having rigidity such that the pressing portion is not excessively deformed when the airbag is stepped on.
本実施形態の加圧空気発生器1においては、各押圧部は、ポリエチレン製の板で構成されている。各押圧部は、平面視において、エアバックの面積よりも大きく、枠体の縁の全周に対して接する部分を有する形状にされている。この構成の押圧部では、着用者の踏圧力がエアバックと押圧部との接点に均等に作用し、枠体の縁に押圧部が接触して押圧部の下降が規制される。 In the pressurized air generator 1 of the present embodiment, each pressing portion is made of a polyethylene plate. Each pressing portion has a shape that is larger than the area of the airbag in a plan view and has a portion that is in contact with the entire circumference of the edge of the frame. In the pressing portion having this configuration, the treading pressure of the wearer acts evenly on the contact points between the airbag and the pressing portion, and the pressing portion comes into contact with the edge of the frame body to restrict the descent of the pressing portion.
図9ないし図12に、枠体の一例を示す。図9の枠体54は、下段の加圧部Aのつま先側に配置されるものである。枠体54は、縁部541と縁部541に囲まれた円形の貫通孔542を有する。図10の枠体55は、上段の加圧部Bのつま先側に配置されるものである。枠体55は、縁部551と縁部551に囲まれた円形の貫通孔552とを有する。図11の枠56は、下段の加圧部Aの踵側に配置されるものである。枠体56は、縁部561と縁部561に囲まれた円形の貫通孔562を有する。図12の枠体57は、上段の加圧部Bの踵側に配置されるものである。枠体57は、縁部571と縁部571に囲まれた円形の貫通孔572を有する。上流ほどエアバックの横断面の大きさが小さくなるため、図9ないし図12に示したように、枠体54、55、56,57では、各貫通孔の円の直径も上流になるほど小さくなるように構成されている。
9 to 12 show an example of a frame. The
枠体は、エアバッグを踏圧した際に、圧潰しない程度の強度を有する素材と形状とすることが好ましい。本実施形態の加圧空気発生器1においては、各枠体は、発泡ポリウレタンで構成されている。枠体を弾性体で構成することによって、押圧部が枠体に接触した際のショックが緩和されるようになっている。これによって、歩行動作を行う際の疲労や、着用者が作業を行う際の疲労を軽減できるように構成されている。 The frame is preferably made of a material and a shape having strength enough not to be crushed when the airbag is stepped on. In the pressurized air generator 1 of the present embodiment, each frame is made of foamed polyurethane. By forming the frame body with an elastic body, the shock when the pressing portion comes into contact with the frame body is alleviated. This is configured to reduce fatigue when walking and fatigue when the wearer performs work.
本実施形態の加圧空気発生器1においては、各つま先側エアバッグ、又は各踵側エアバッグは、図5に示したように、扁平な略球形状の部材である。エアバッグを扁平にすることで、各加圧部の高さを小さく抑えるようにしている。これにより、履物5の靴底部が過度に分厚くならないようにしている。各エアバッグは、平面視において円形であり、頂点部分が略球状になっている。この構成では、エアバッグに対して力が作用する方向の影響を受けにくく、踏圧力が各エアバッグに対して、比較的に均等に掛かりやすくなる。例えば、角柱状のエアバックを想定すると、角部には踏圧力が掛かりにくく、踏圧の方法によっては、エアバッグを斜めに踏圧してしまうこともある。エアバックを平面視において円形かつ略球状とすればこのような問題を生じにくくすることができる。
In the pressurized air generator 1 of the present embodiment, each toe-side airbag or each heel-side airbag is a flat, substantially spherical member as shown in FIG. By flattening the airbag, the height of each pressurized part is kept small. This prevents the sole of the
加圧空気発生器は、例えば、以下に示す第2実施形態から第4実施形態のように構成を変更してもよい。以下に示す第2実施形態から第4実施形態の加圧空気発生器については、第1実施形態に係る加圧空気発生器と異なる点についてのみ説明する。なお、第1実施形態の加圧空気装置9と同様の構成については、各図において、同様の符号を付した。
The pressurized air generator may be configured, for example, from the second embodiment to the fourth embodiment shown below. The pressurized air generators of the second to fourth embodiments shown below will be described only with respect to the differences from the pressurized air generator according to the first embodiment. The same configurations as those of the
[第2実施形態]
第1実施形態に係る加圧空気発生器1aでは、図2に示したように、第1搬送経路23aの一端部を下流の第2搬送経路24aの逆止弁241aの上流の位置に連結し、第1搬送経路23aの他端部を上流の第2搬送経路24aの逆止弁241aの下流に連結し、第1搬送経路23aに逆止弁231aを配置する構成にした。また、吸気経路21aは下流の第2搬送経路24aの逆止弁241aの下流に連結され、排気経路22aは上流の第2搬送経路24aの逆止弁241aの上流に連結される。第2バッグ及び第3バッグには、第1搬送経路23aが直接には連結されず、第1バッグ又は第2バッグには、吸気経路21a又は排気経路221aが直接には連結されないので、第1バッグ、第2バッグ、第3バッグ、及び第4バッグの耐久性を高めることができる。これに対して、図13に示したように、第2実施形態の加圧空気発生器1bでは、第1搬送経路23bの一端部及び他端部を、第2バッグ、及び第3バッグに対して、それぞれ連結する構成とした。第2搬送経路23bには、逆止弁231bが配置される。吸気経路21bは、第1バッグに連結され、排気経路22bは第4バッグに連結される。第1バッグと第2バッグとは、第2搬送経路24bで連結される。第3バッグと第4バッグとは、第2搬送経路24bで連結される。吸気経路21b、排気経路22b、第2搬送経路24bには、逆止弁211b、221b、241bが配される。
[Second Embodiment]
In the pressurized air generator 1a according to the first embodiment, as shown in FIG. 2, one end of the
[第3実施形態]
第3実施形態の加圧空気発生器1cは、図14に示したように、下段の加圧部Aの踵側エアバッグ12Aの近傍に吸気経路21cを設けて、上段の加圧部Bのつま先側エアバッグ11Bの近傍に排気経路22c設けた点において、第1実施形態に係る加圧空気発生器1とは、異なる。
[Third Embodiment]
As shown in FIG. 14, the pressurized air generator 1c of the third embodiment is provided with an
加圧空気発生器1cは、図14に示したように、つま先側エアバッグと、踵側エアバッグとを有する加圧部を備えており、下段のつま先側エアバッグ11Aと上段のつま先側エアバッグ11Bとが上下方向に重なり、下段の踵側エアバッグ12Aと上段の踵側エアバッグ12Bとが上下方向に重なるように、前記加圧部が上下方向に対して2段に積層されており、最下段の加圧部Aには、最下段の踵側エアバッグ12Aに外部の空気を供給する吸気経路21cと当該吸気経路21cに設けられる逆止弁211cとが設けられており、最上段の加圧部Bには、最上段のつま先側エアバッグ11Bで加圧された空気を前記エアタンク92に供給する排気経路22cと当該排気経路22cに設けられる逆止弁221cとが設けられており、上段の踵側エアバッグ12Bには、下段のつま先側エアバッグ11Aで加圧された空気が第1搬送経路23cを介して供給され、当該第1搬送経路23cに設けられる逆止弁231cにより空気の逆流が防止され、同じ段のつま先側エアバッグ11A、11Bには、同じ段の踵側エアバッグ12A、12Bで加圧された空気が第2搬送経路24cを介してつま先側エアバッグ11A、11Bに供給され、当該第2搬送経路24cに設けられる逆止弁241cより空気の逆流が防止され、各つま先側エアバッグ11A、11B及び各踵側エアバッグ12A、12Bは、排気経路側に近いエアバッグほど、エアバッグの横断面の大きさが小さく構成されている。
As shown in FIG. 14, the pressurized air generator 1c includes a pressurized portion having a toe side air bag and a heel side air bag, and has a lower toe
加圧空気発生器1cにおける空気の流れは以下のようになっている。履物を履いたユーザーが踵を地面につける動作を行うと、第1バッグの上に第3バッグが上下方向に重なるように構成されているため、第1バッグと第3バッグとの両方が圧縮される。この状態では、踵側に配された第1バッグ内の空気は第2バッグ内へ供給され、踵側に配された第3バッグ内の空気は第4バッグ内へ供給される。 The air flow in the pressurized air generator 1c is as follows. When the user wearing footwear puts the heel on the ground, the third bag is configured to overlap vertically on the first bag, so that both the first bag and the third bag are compressed. Will be done. In this state, the air in the first bag arranged on the heel side is supplied into the second bag, and the air in the third bag arranged on the heel side is supplied into the fourth bag.
履物5を履いたユーザーがつま先を地面につける動作を行うと、第2バッグの上に第4バッグが上下方向に重なるように構成されているため、第2バッグと第4バッグとの両方が圧縮される。この状態では、第2バッグ内の空気は第3バッグ内へ供給される。第4バッグ内の空気は装置9のエアタンク92内へ供給される。
When a
[第4実施形態]
第4実施形態の加圧空気発生器1dは、図15に示したように、1段目のつま先側エアバッグと2段目のつま先側エアバックと3段目のつま先側エアバッグとが上下方向に重なり、1段目の踵側エアバッグと2段目の踵側エアバックと3段目の踵側エアバッグとが上下方向に重なるように、前記加圧部が上下方向に対して3段に積層されている。エアバッグは、第1バッグから第6バッグまでの計6つのエアバッグを備える。第4実施形態の加圧空気発生器1dでは、2段目の加圧部を基準にすると、2段目の加圧部が上段の加圧部に該当し、1段目の加圧部が下段の加圧部に該当する。3段目の加圧部を基準にすると、3段目の加圧部が上段の加圧部に該当し、2段目の加圧部が下段の加圧部に該当する。
[Fourth Embodiment]
In the
加圧空気発生器1dは、図15に示したように、つま先側エアバッグと、踵側エアバッグとを有する加圧部を備えており、1段目のつま先側エアバッグ11Aと2段目のつま先側エアバッグ11Bと3段目のつま先側エアバッグ11Cとが上下方向に重なり、1段目の踵側エアバッグ12Aと2段目の踵側エアバッグ12Bと3段目の踵側エアバッグ12Cとが上下方向に重なるように、前記加圧部A、B、Cが上下方向に対して3段に積層されており、1段目の加圧部Aには、1段目のつま先側エアバッグ11Aに外部の空気を供給する吸気経路21dと当該吸気経路21dに設けられる逆止弁211dとが設けられており、3段目の加圧部Cには、3段目のつま先側エアバッグ11Cで加圧された空気を前記エアタンク92に供給する排気経路22dと当該排気経路22dに設けられる逆止弁221dとが設けられており、2段目のつま先側エアバッグ11B、又は3段目のつま先側エアバック11Cには、1段目の踵側エアバッグ12A、又は2段目の踵側エアバック12Bで加圧された空気が第1搬送経路23dを介して供給され、当該第1搬送経路23dに設けられる逆止弁231dにより空気の逆流が防止され、同じ段の踵側エアバッグ12A、12B、12Cには、同じ段のつま先側エアバッグ11A、11B、11Cで加圧された空気が第2搬送経路24dを介して踵側エアバッグ12A、12B、12Cに供給され、当該第2搬送経路24dに設けられる逆止弁241dより空気の逆流が防止され、各つま先側エアバッグ11A、11B、11C及び各踵側エアバッグ12A、12B、12Cは、排気経路側に近いエアバッグほど、エアバッグの横断面の大きさが小さく構成されている。
As shown in FIG. 15, the
第4実施形態に係る加圧空気発生器1dにおける空気の流れは、第1実施形態に係る加圧空気発生器1aと同様に、下段のつま先側エアバッグから、上段の踵側エアバッグへと順次流れるものである。加圧部の段数は変更せずに、図14に示したように、下段の踵側エアバッグから、上段のつま先側エアバッグへと順次流れるように、変更してもよい。また、第1搬送経路、吸気経路、排気経路の接続関係は、図13の例のように変更してもよい。
The air flow in the
加圧部の上下方向に対する積層数は、特に限定されないが、歩行動作のしやすさと空気の供給効率とのバランスを考慮すると、2~4段にすることが好ましい。 The number of layers of the pressurized portion in the vertical direction is not particularly limited, but it is preferably 2 to 4 steps in consideration of the balance between the ease of walking and the efficiency of air supply.
以下、実施例を挙げて、より具体的に説明する。 Hereinafter, a more specific description will be given with reference to examples.
[実施例1]
実施例1に係る履物5は、図3ないし図5の構成を備える。当該履物5は、図2に示した加圧空気発生器1aを備える。上述の通り、逆止弁211a、221a、231a、241aは、逆止弁を挟んで下流の空間における圧力と、上流の空間における圧力との差が4kPaを越えたら、開弁するものを使用している。履物、及び加圧空気発生器を構成する各部の素材は、上述の通りである。
[Example 1]
The
表2に示したように、実施例1の履物においては、1段目-つま先側のエアバッグ(第1バッグ)として表1に記載のエアバッグAを使用し、1段目-踵側のエアバッグ(第2バッグ)として表1に記載のエアバッグBを使用し、2段目-つま先側のエアバッグ(第3バッグ)として表1に記載のエアバッグCを使用し、2段目-踵側のエアバッグ(第4バッグ)として表1記載のエアバッグDをそれぞれ使用した。 As shown in Table 2, in the footwear of Example 1, the airbag A shown in Table 1 is used as the first-stage-toe-side airbag (first bag), and the first-stage-toe side airbag is used. The airbag B shown in Table 1 is used as the airbag (second bag), and the airbag C shown in Table 1 is used as the airbag on the second stage-toe side (third bag), and the second stage is used. -Each airbag D shown in Table 1 was used as the airbag on the heel side (fourth bag).
[実施例2]
実施例2に係る履物は、図3ないし図5の履物の加圧部を3段にした構成を備える。当該履物は、図15に示した加圧空気発生器1を内蔵する。表2に示したように、実施例2の履物においては、1段目-つま先側のエアバッグ(第1バッグ)として表1に記載のエアバッグAを使用し、1段目-踵側のエアバッグ(第2バッグ)として表1に記載のエアバッグBを使用し、2段目-つま先側のエアバッグ(第3バッグ)として表1に記載のエアバッグCを使用し、2段目-踵側のエアバッグ(第4バッグ)として表1に記載のエアバッグCを使用し、3段目-つま先側のエアバッグ(第5バッグ)として表1に記載のエアバッグDを使用し、3段目-踵側のエアバッグ(第6バッグ)として表1に記載のエアバッグDを使用した。第2実施形態に係る加圧空気発生器、及びそれを備える履物の各構成部品は、実施例1で使用したものと同様のものを使用した。
[Example 2]
The footwear according to the second embodiment has a configuration in which the pressurizing portions of the footwear of FIGS. 3 to 5 are formed in three stages. The footwear incorporates the pressurized air generator 1 shown in FIG. As shown in Table 2, in the footwear of Example 2, the airbag A shown in Table 1 is used as the first-stage-toe side airbag (first bag), and the first-stage-bag side air bag is used. The airbag B shown in Table 1 is used as the airbag (second bag), and the airbag C shown in Table 1 is used as the airbag on the second stage-toe side (third bag), and the second stage is used. -Use the airbag C shown in Table 1 as the airbag on the heel side (4th bag), and use the airbag D shown in Table 1 as the airbag on the toe side (5th bag). Third stage-The airbag D shown in Table 1 was used as the airbag on the heel side (sixth bag). As the pressurized air generator according to the second embodiment and each component of the footwear provided with the pressurized air generator, the same components as those used in the first embodiment were used.
[比較例1]
比較のために、図16に示した加圧空気発生器1eを備える履物を用意した。当該履物の加圧部Aの段数は、1段である。加圧空気発生器1eは、1段目-つま先側のエアバッグ(第1バッグ)として表1に記載のエアバッグAを使用し、1段目-踵側のエアバッグ(第2バッグ)として表1に記載のエアバッグDを使用した。つま先側エアバッグ11Aeと、踵側エアバッグ12Aeとは、逆止弁241eを設けた第2搬送経路24eで連結される。逆止弁241eの上流には、逆止弁221eを有する排気経路22eが連結される。逆止弁241eの下流には、逆止弁211eを有する吸気経路21eが連結される。比較例1の加圧空気発生器1e、及びそれを備える履物の各構成部品は、実施例1で使用したものと同様のものを使用した。
[Comparative Example 1]
For comparison, footwear equipped with the pressurized air generator 1e shown in FIG. 16 was prepared. The number of steps of the pressure section A of the footwear is one. The pressurized air generator 1e uses the airbag A shown in Table 1 as the first-stage-toe side airbag (first bag), and as the first-stage-heel side airbag (second bag). The airbag D shown in Table 1 was used. The toe-side airbag 11Ae and the heel-side airbag 12Ae are connected by a
[比較例2]
比較のために、図17に示した加圧空気発生器1fを備える履物を用意した。加圧空気発生器1fは、1段目-つま先側のエアバッグ(第1バッグ)として表1に記載のエアバッグAを使用し、1段目-踵側のエアバッグ(第2バッグ)として表1に記載のエアバッグCを使用し、2段目-踵側のエアバッグ(第3バッグ)として表1に記載のエアバッグDを使用した。加圧部A、Bの段数は2段である。下段のつま先側エアバッグ11Afと、踵側エアバッグ12Afとは、逆止弁241fを設けた第2搬送経路24fで連結される。逆止弁241fの上流には、逆止弁231fを有する第1搬送経路23fの一端部が連結される。第1搬送経路23fの他端部は上段の踵側のエアバッグ12Bfに連結される。逆止弁231fの上流には、逆止弁221fを有する排気経路22fが連結される。逆止弁241fの下流には、逆止弁211fを有する吸気経路21fが連結される。比較例2の加圧空気発生器1f、及びそれを備える履物の各構成部品は、実施例1で使用したものと同様のものを使用した。
[Comparative Example 2]
For comparison, footwear equipped with the pressurized air generator 1f shown in FIG. 17 was prepared. The pressurized air generator 1f uses the airbag A shown in Table 1 as the first-stage-toe side airbag (first bag), and as the first-stage-heel side airbag (second bag). The airbag C shown in Table 1 was used, and the airbag D shown in Table 1 was used as the airbag on the second stage-heel side (third bag). The number of stages of the pressurizing portions A and B is two. The lower toe-side airbag 11Af and the heel-side airbag 12Af are connected by a
実施例1、実施例2、比較例1、又は比較例2に係るそれぞれの履物の排気経路を、図1に示した身体動作支援装置9の第1中空管91に接続した。身体動作支援装置9をユーザーに着用させて、歩行動作を行わせた。ユーザーが歩行動作を行うと、片足に装着した各実施例又は比較例に係る履物の排気経路から空気が排出されて、第1中空管91を経てエアタンク92に空気が供給される。今回の実験では、加圧空気の発生器は片足にのみ装着したが、加圧空気の発生器は両足に装着してもよい。
The exhaust path of each footwear according to Example 1, Example 2, Comparative Example 1, or Comparative Example 2 was connected to the first
試験開始前に、エアタンク内の絶対圧を大気圧(110kPa)に設定した。ユーザーが20歩歩行した時点におけるエアバッグ内の絶対圧力を測定した。測定した絶対圧(kPa)を表2にまとめた。なお、本明細書における歩数は、足でエアバッグが踏圧される回数のことをいう。例えば、片足にのみ加圧空気発生器を着用した状態で、20歩歩行したという場合、左右の両足では40歩の歩行動作を行い、片足で加圧空気発生器を20回踏圧することを示す。 Before the start of the test, the absolute pressure in the air tank was set to atmospheric pressure (110 kPa). The absolute pressure inside the airbag was measured when the user walked 20 steps. The measured absolute pressure (kPa) is summarized in Table 2. The number of steps in the present specification refers to the number of times the airbag is pressed by the foot. For example, if a person walks 20 steps while wearing a pressurized air generator on only one leg, it means that the left and right feet perform a walking motion of 40 steps and the pressurized air generator is pressed 20 times with one foot. ..
次に、試験開始前に、エアタンク内の絶対圧を130kPaに設定して、エアバッグ内の絶対圧が目標値である175kPaに加圧するのに要する歩数を測定した。測定した歩数を表2にまとめた。なお、比較例1に係る履物では、履物を装着した状態で50歩歩行しても、エアタンク内の絶対圧が175kPaに達しなかったため、効率が悪いと結論し、試験を打ち切った。 Next, before the start of the test, the absolute pressure in the air tank was set to 130 kPa, and the number of steps required to pressurize the absolute pressure in the airbag to the target value of 175 kPa was measured. The measured number of steps is summarized in Table 2. In the footwear according to Comparative Example 1, the absolute pressure in the air tank did not reach 175 kPa even after walking 50 steps with the footwear attached, so it was concluded that the efficiency was poor and the test was discontinued.
表2にまとめたように、加圧部を2段以上備えており、排気経路側に近いエアバッグほど、エアバッグの横断面の大きさが小さくなるように構成された実施例1又は実施例2に係る履物では、比較例1又は比較例2に係る履物に比して、20歩の歩行でエアタンク内の圧力がより高くなるように加圧することができた。実施例1又は実施例2に係る履物では、比較例1又は比較例2に係る履物に比して、より少ない歩数で、エアタンク内を目標値である175kPaまで加圧することができた。実施例1又は実施例2に係る履物では、エアバッグを踏み潰す際に、大きな抵抗感が生じることはなく、身体のバランスが崩れるようなことはなかった。 As summarized in Table 2, Example 1 or Example is configured so that the airbag is provided with two or more pressurizing portions and the size of the cross section of the airbag becomes smaller as the airbag is closer to the exhaust path side. In the footwear according to Comparative Example 2, the pressure in the air tank could be increased by walking 20 steps as compared with the footwear according to Comparative Example 1 or Comparative Example 2. In the footwear according to Example 1 or Example 2, the inside of the air tank could be pressurized to the target value of 175 kPa with a smaller number of steps as compared with the footwear according to Comparative Example 1 or Comparative Example 2. In the footwear according to Example 1 or Example 2, when the airbag was trampled, a large feeling of resistance did not occur, and the balance of the body was not lost.
実施例1又は実施例2の加圧空気発生器、それを利用した履物及び身体支援装置によれば、つま先側と踵側に配された計2つのポンプを踏圧して加圧空気を発生させる構成に比して、より少ない踏圧回数で所望の圧力値まで空気を加圧することが可能である。係る加圧空気発生器等を利用すれば、少ない歩行回数で所望の圧力値の加圧空気を発生させることが可能であり、ユーザーの負担を軽減することが可能である。 According to the pressurized air generator of Example 1 or Example 2, the footwear and the body support device using the pressurized air generator, a total of two pumps arranged on the toe side and the heel side are pressed to generate pressurized air. It is possible to pressurize the air to a desired pressure value with a smaller number of treading times as compared with the configuration. By using the pressurized air generator or the like, it is possible to generate pressurized air having a desired pressure value with a small number of walks, and it is possible to reduce the burden on the user.
9 身体支援装置
92 エアタンク
1a 加圧空気発生器
1b 加圧空気発生器
1c 加圧空気発生器
1d 加圧空気発生器
11A つま先側エアバッグ
11B つま先側エアバッグ
11C つま先側エアバッグ
12A 踵側エアバッグ
12B 踵側エアバッグ
12C 踵側エアバッグ
A 加圧部
B 加圧部
C 加圧部
21a 吸気経路
21b 吸気経路
21c 吸気経路
21d 吸気経路
211a 逆止弁
211b 逆止弁
211c 逆止弁
211d 逆止弁
22a 排気経路
22b 排気経路
22c 排気経路
22d 排気経路
221a 逆止弁
221b 逆止弁
221c 逆止弁
221d 逆止弁
23a 第1搬送経路
23b 第1搬送経路
23c 第1搬送経路
23d 第1搬送経路
231a 逆止弁
231b 逆止弁
231c 逆止弁
231d 逆止弁
24a 第2搬送経路
24b 第2搬送経路
24c 第2搬送経路
24d 第2搬送経路
241a 逆止弁
241b 逆止弁
241c 逆止弁
241d 逆止弁
54 枠体
55 枠体
56 枠体
57 枠体
58 押圧部
59 押圧部
9
Claims (6)
加圧空気発生器は、つま先側エアバッグと、踵側エアバッグとを有する加圧部を備えており、
下段のつま先側エアバッグと上段のつま先側エアバッグとが上下方向に重なり、下段の踵側エアバッグと上段の踵側エアバッグとが上下方向に重なるように、前記加圧部が上下方向に対して2段以上に積層されており、
最下段の加圧部には、最下段のつま先側エアバッグに外部の空気を供給する吸気経路と当該吸気経路に設けられる逆止弁とが設けられており、
最上段の加圧部には、最上段の踵側エアバッグで加圧された空気を前記エアタンクに供給する排気経路と当該排気経路に設けられる逆止弁とが設けられており、
上段のつま先側エアバッグには、下段の踵側エアバッグで加圧された空気が第1搬送経路を介して供給され、当該第1搬送経路に設けられる逆止弁により空気の逆流が防止され、
同じ段の踵側エアバッグには、同じ段のつま先側エアバッグで加圧された空気が第2搬送経路を介して踵側エアバッグに供給され、当該第2搬送経路に設けられる逆止弁より空気の逆流が防止され、
各つま先側エアバッグ及び各踵側エアバッグは、排気経路側に近いエアバッグほど、エアバッグの横断面の大きさが小さく構成された加圧空気発生器。 It is a pressurized air generator for supplying air to the air tank by attaching it to the sole of the foot and performing walking motion, and storing the pressurized air in the air tank.
The pressurized air generator comprises a pressurized section having a toe-side airbag and a heel-side airbag.
The pressurizing part is vertically overlapped so that the lower toe-side airbag and the upper toe-side airbag overlap in the vertical direction, and the lower heel-side airbag and the upper heel-side airbag overlap in the vertical direction. On the other hand, it is laminated in two or more stages,
The lowermost pressurizing section is provided with an intake path for supplying external air to the lowermost toe-side airbag and a check valve provided in the intake path.
The uppermost pressurizing section is provided with an exhaust path for supplying the air pressurized by the uppermost heel-side airbag to the air tank and a check valve provided in the exhaust path.
Air pressurized by the lower heel-side airbag is supplied to the upper toe-side airbag via the first transport path, and a check valve provided in the first transport path prevents air backflow. ,
Air pressurized by the toe-side airbag of the same stage is supplied to the heel-side airbag via the second transport path to the heel-side airbag of the same stage, and a check valve provided in the second transport path. More air backflow is prevented,
Each toe side airbag and each heel side airbag are pressurized air generators in which the size of the cross section of the airbag is smaller as the airbag is closer to the exhaust path side.
加圧空気発生器は、つま先側エアバッグと、踵側エアバッグとを有する加圧部を備えており、
下段のつま先側エアバッグと上段のつま先側エアバッグとが上下方向に重なり、下段の踵側エアバッグと上段の踵側エアバッグとが上下方向に重なるように、前記加圧部が上下方向に対して2段以上に積層されており、
最下段の加圧部には、最下段の踵側エアバッグに外部の空気を供給する吸気経路と当該吸気経路に設けられる逆止弁とが設けられており、
最上段の加圧部には、最上段のつま先側エアバッグで加圧された空気を前記エアタンクに供給する排気経路と当該排気経路に設けられる逆止弁とが設けられており、
上段の踵側エアバッグには、下段のつま先側エアバッグで加圧された空気が第1搬送経路を介して供給され、当該第1搬送経路に設けられる逆止弁により空気の逆流が防止され、
同じ段のつま先側エアバッグには、同じ段の踵側エアバッグで加圧された空気が第2搬送経路を介してつま先側エアバッグに供給され、当該第2搬送経路に設けられる逆止弁より空気の逆流が防止され、
各つま先側エアバッグ及び各踵側エアバッグは、排気経路側に近いエアバッグほど、エアバッグの横断面の大きさが小さく構成された加圧空気発生器。 It is a pressurized air generator for supplying air to the air tank by attaching it to the sole of the foot and performing walking motion, and storing the pressurized air in the air tank.
The pressurized air generator comprises a pressurized section having a toe-side airbag and a heel-side airbag.
The pressurizing part is vertically overlapped so that the lower toe-side airbag and the upper toe-side airbag overlap in the vertical direction, and the lower heel-side airbag and the upper heel-side airbag overlap in the vertical direction. On the other hand, it is laminated in two or more stages,
The lowermost pressurizing section is provided with an intake path for supplying external air to the lowermost heel-side airbag and a check valve provided in the intake path.
The uppermost pressurizing section is provided with an exhaust path for supplying the air pressurized by the uppermost toe-side airbag to the air tank and a check valve provided in the exhaust path.
Air pressurized by the lower toe-side airbag is supplied to the upper heel-side airbag via the first transport path, and the check valve provided in the first transport path prevents the air from flowing back. ,
To the toe-side airbag of the same stage, air pressurized by the heel-side airbag of the same stage is supplied to the toe-side airbag via the second transport path, and a check valve provided in the second transport path. More air backflow is prevented,
Each toe side airbag and each heel side airbag are pressurized air generators in which the size of the cross section of the airbag is smaller as the airbag is closer to the exhaust path side.
各つま先側エアバッグ、又は各踵側エアバッグは、拡張した状態において、エアバッグの端部が枠外に突出する構造であり、
着用者の歩行動作に伴って、枠体に対して接近又は離反する押圧部が枠体に対向する位置に設けられた請求項1又は2に記載の加圧空気発生器。 Each toe-side airbag, or each heel-side airbag, is located inside the frame.
Each toe-side airbag or each heel-side airbag has a structure in which the end of the airbag protrudes out of the frame in the expanded state.
The pressurized air generator according to claim 1 or 2, wherein a pressing portion that approaches or separates from the frame body is provided at a position facing the frame body as the wearer walks.
A body movement support device having the pressurized air generator according to any one of claims 1 to 5 and an artificial muscle that operates using the pressurized air generated by the pressurized air generator as a drive source.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020189234A JP2022078507A (en) | 2020-11-13 | 2020-11-13 | Pressurized air generator and body motion support device comprising the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020189234A JP2022078507A (en) | 2020-11-13 | 2020-11-13 | Pressurized air generator and body motion support device comprising the same |
Publications (1)
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JP2020189234A Pending JP2022078507A (en) | 2020-11-13 | 2020-11-13 | Pressurized air generator and body motion support device comprising the same |
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2020
- 2020-11-13 JP JP2020189234A patent/JP2022078507A/en active Pending
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