JP3024199B2 - 靴用の圧力測定装置 - Google Patents

靴用の圧力測定装置

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、運動の強さを測定して記憶できる靴用の
圧力測定装置に関する。
[従来の技術] 走り高跳び、走り幅飛び等の競技を行なう場合、助走
区間における1歩毎の踏込み強さ、所要時間を知ること
ができれば、競技者の運動パターンを把握できて練習効
果が上がると考えられている。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、1歩毎の踏込み強さ、所要時間を簡単
に測定できる装置は実現されていなかった。
この発明は上記問題を解消する為になされたもので、
運動の強さを測定して記憶できる靴用の圧力測定装置を
提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段] この発明は上記課題を解決するために、靴本体の内部
に設けられた気体タンクと、この気体タンク内の圧力を
検出する検出検出手段と、運動に伴って上記圧力検出手
段により得られる圧力データを複数記憶する圧力データ
記憶手段と、この圧力データ記憶手段に記憶された複数
の圧力データ夫々の時間間隔データを記憶する時間デー
タ記憶手段と具備することを特徴とする。
[実施例] 以下、この発明の実施例を第1図ないし第11図に基づ
いて説明する。この実施例では、靴の靴底部分先端及び
くるぶし部分に気体タンク6,7を設けて足をサポートす
ると共に、走り高飛び,走り幅飛び等の運動の際に、気
体タンク6,7内の圧力を所定タイミング毎に検出してRAM
18に記憶し、記憶された圧力データ上に基づいて1歩毎
の圧力データおよび所要時間を算出するものである。
第1図は靴の外観図、第2図はその内部に配置された
気体タンクの位置を示す図、第3図は第2図のX−X断
面図、第4図は第2図のY−Y断面図である。
第1図に示すように、上記靴は靴本体を形成し且つ足
を覆う胛被1と、甲を押えるベロ2と、靴底3と、胛被
1の踵部分外側に装着されるカバー部4とから構成され
ている。カバー部4の内側には後述する圧力測定装置10
(第1図では図示せず)が配置されると共に、透明部5
を通して圧力測定装置10の表示内容を見ることができ
る。
第2図に示すように、胛被1内側のつま先の靴底部分
には気体タンク6が設けられ、くるぶしの部分には踵を
ホールドする気体タンク7が設けられている。また、気
体タンク6は第3図に示すように、靴底全体に設けられ
ており歩行時のクッションとなる。さらに、第4図に示
すように、靴の中間部には中敷8が設けられている。中
敷8の内部にはエア管9a,9bが設けられ、気体タンク6
と気体タンク7とが連通されている。従って、気体タン
ク6,7に適量のエアを注入すれば、靴底から受ける衝撃
を緩和できると共に、足の甲及び踵をサポートできる。
なお、気体タンク6,7にエアを注入する場合は、図示し
ないバルブにエアポンプを接続し、エアポンプからエア
を注入する。
第5図は、カバー部4の内側に配置される圧力測定装
置10の外観図である。同図に示すように、圧力測定装置
10にはケース本体10aに測定圧力や現在時刻を表示する
ドットマトリクス型のLCD表示部11と、文字,数値等の
データ入力用のキーボード12と、スイッチS1〜S4と、気
体タンク6,7に連通されたエア管13とが設けられてい
る。
この場合、スイッチS1は後述するモードレジスタMの
内容を変更させるスイッチである。スイッチS2は「M=
1」の時には圧力測定をスタート/ストップさせ、「M
=2」の時には運動測定をスタート/ストップさせるス
イッチである。スイッチS3は「M=1」の時には測定圧
力をメモリに記憶させ、「M=2」の時には後述するRA
M18に記憶した圧力データから最高圧力データを検索し
てRAM17の運動データメモリに記憶させるスイッチであ
る。スイッチS4は「M=2」の時に表示データを更新さ
せるスイッチである。
なお、この実施例では上記カバー部4および圧力測定
装置10は、靴の片方にのみ装着されるものである。
次に、第6図を参照して圧力測定装置10の回路構成を
説明する。同図において、制御部(CPU)14は後述するR
OM19に予め記憶したマイクロプログラムに基づいて、気
体タンク6,7内の圧力測定、運動測定、データ格納等の
処理を行なう中央処理部である。
センサ部15は圧力センサにより構成されており、エア
管13を介して気体タンク6,7内の圧力を検出し、その圧
力に応じた検出電圧をA/D変換器(アナログ−デジタ
ル)16に出力する。
A/D変換器16は、センサ部15から出力された検出電圧
をA/D変換して制御部14に出力する。なお、制御部14は
センサ部15とA/D変換器16に対し、動作信号aを供給す
る。
RAM17は各種データを記憶するもので、第7図に示す
ように各種レジスタおよび運動データメモリ17a,17b,…
が設けられている。
同図において、表示レジスタは表示データを記憶する
レジスタである。モードレジスタMはモードデータを記
憶するレジスタであり、「M=0」のときは時刻表示モ
ード、「M=1」のときは最適圧力設定モード、「M=
2」のときは運動測定モードである。計時レジスタは制
御部14により計時される現在時刻を記憶するレジスタで
ある。フラグレジスタF0は、圧力測定の実行を指示する
フラグを記憶するレジスタである。フラグレジスタF
1は、運動測定の実行を指示するフラグを記憶するレジ
スタである。レジスタCは、圧力測定および運動測定の
際の時間間隔を計測するタイマ用のレジスタであり、レ
ジスタD0は単位時間(例えば5秒)毎に測定した圧力デ
ータを記憶するレジスタであり、レジスタD1は使用者に
より設定が指示された最適圧力データを記憶するレジス
タである。レジスタPは運動データメモリ17a,17bのア
ドレスを指定するポインタである。レジスタLは、後述
するデータ格納処理において圧力データ最高値を検出し
た状態を記憶するものである。レジスタSは、同じくデ
ータ格納処理において圧力データ最高値を検出してから
圧力データを比較する時間間隔を計測するレジスタであ
る。
運動データメモリ17a,17b,…は、夫々1回毎のトライ
に対応する運動データを記憶するメモリであり、1歩目
の圧力データおよびスタート時からの所要時間、2歩目
の圧力データおよび1歩目から2歩目までの所要時間、
というように各踏込み時の圧力データ(X)および所要
時間(Y)を1組として順次記憶するエリアを備えてお
り、最後尾のエリアZは運動データに関連する入力デー
タ(例えば走り高飛び,走り幅飛びの記録データ)を記
憶する入力データエリアとなっている。
なお、RAM17には図示しないワークエリアも設けられ
ている。
RAM18は、気体タンク6,7内の圧力データを、32Hzのタ
イミング信号でサンプリングしたデータを順次記憶する
ためのメモリである。
キー入力部20は、第5図に示すキーボード12およびス
イッチS1〜S4を具備したもので、キー入力に応じたキー
入力信号を制御部14に出力する。
発振器21は水晶発振子を内蔵し、例えば64kHzのクロ
ックパルスを出力するもので、クロックパルスは分周・
タイミング信号発生回路22に供給される。分周・タイミ
ング信号発生回路22は発振器21から供給されたクロック
パルスを分周して計時信号或いは上述した32Hzのサイプ
リング信号等の各種タイミング信号を発生し、制御部14
に供給する。
ドライバ23は、制御部14から出力される表示データに
基づく表示駆動信号をLCD表示部11に出力する。LCD表示
部11は測定圧力,現在時刻等を表示する。
次に、上記実施例の動作を第8図および第9図に基づ
いて説明する。第8図は全体動作を示すフローチャー
ト、第9図は第8図におけるデータ格納処理の動作を示
すフローチャートである。
時刻表示モード 「M=0」即ち時刻表示モードの場合、制御部14は分
周・タイミング信号発生回路22から計時信号が出力され
るまでステップA1のHALT状態にある。そして、計時信号
が出力されると、ステップA1で計時信号ありと判断され
ステップA2に進む。ステップA2の現在時刻計時処理で
は、計時レジスタに記憶された現在時刻データが更新さ
れる。次に、ステップA3において「M=1」か否か即ち
モードレジスタMの内容が「1」か否かが判断される。
このステップA3でYESと判断されるとステップA4に進
み、NOの場合はステップA8に進む。今、「M=0」であ
るからNOと判断され、ステップA8に進む。
ステップA8では「M=2,F1=1」か否か、即ち運動測
定モードで且つ運動測定の実行中か否かが判断される。
このステップA8でYESと判断されるとステップA9に進む
が、NOの場合はステップA10に進む。いま、「M=0」
であるからNOと判断され、ステップA10に進む。ステッ
プA10の表示処理においては、「M=0」を判別し計時
レジスタに記憶された現在時刻データ「10−23 10:35
56(10月23日10時35分56秒)」が第10図Aに示すよう
に表示される。ステップA10の実行後はステップA1に戻
る。
最適圧力設定モード ここで、気体タンク6,7内の空気圧を最適圧力に調整
する手順を説明する。この場合、まずスイッチS1を入力
して「M=1」の最適圧力設定モードを設定する。次
に、スイッチS2を入力して圧力測定を開始し、LCD表示1
1に表示される圧力データを確認しつつ、エアポンプに
より気体タンク6,7に空気を注入する。そして、最適の
サポート状態になった時に、スイッチS3を入力して現在
の圧力データをレジスタD1に記憶させるものである。
即ち、スイッチS1を入力すると、ステップA1でスイッ
チ入力ありと判断されてステップA11に進む。ステップA
11では入力されたスイッチがスイッチS1か否かが判断さ
れる。この場合、スイッチS1が入力されたのでYESと判
断されステップA12に進む。ステップA12において、モー
ドレジスタMの内容が+1されて「M=1」となり、最
適圧力設定モードが設定される。ステップA12の実行後
はステップA10の表示処理に進み、「M=1」を判別し
て例えば10図Bに示すようにレジスタD1に記憶されてい
る最適圧力データ「1.90(kg)」とレジスタD0に記憶さ
れた現在の測定圧力データ「1.45(kg)」とが表示され
るものである。
然して、圧力測定を開始するためにスイッチS2を入力
する。上述と同様に、ステップA1からステップA11に進
み、ステップA11ではスイッチS2が入力されたのでNOと
判断されてステップA13に進む。
ステップA13において、入力されたスイッチがスイッ
チS2か否かが判断される。いま、スイッチS2が入力され
たのでYESと判断されてステップA14に進む。
ステップA14では、ステップA3と同様に「M=1」か
否かが判断される。このステップA14でYESと判断される
とステップA15に進み、NOの場合はステップA16に進む。
今、「M=1」であるからYESとなりステップA15に進
む。
ステップA15ではフラグレジスタF0の内容が反転され
る。いま、フラグレジスタF0は初期状態の「0」である
から、反転されて「F0=1」となり圧力測定フラグがセ
ットされる。ステップA15の実行後はステップA10に進
む。以下、計時タイミングが到来するまでHALT状態とな
る。
上記の状態において、エアポンプにより圧力注入され
ている際に、計時タイミングになったとする。上述と同
様に、ステップA1〜A3と進み、ステップA3では「M=
1」なのでYESとなりステップA4に進む。
ステップA4において、フラグレジスタF0の内容が
「1」か否かが判断される。この場合、ステップA15が
実行されて「F0=1」になっているので、YESと判断さ
れてステップA5に進む。ステップA5では、レジスタCの
内容が+1されて圧力測定のインターバル時間が計測さ
れる。
次のステップA6では、レジスタCの内容が「5秒」に
相当する値か否かが判断される。即ち、この実施例では
圧力測定を5秒毎に行なうために、レジスタCによりイ
ンターバル時間を計測している。また、「5秒」経過し
ておらずステップA6でNOと判断された場合はステップA1
0を介してステップA1に戻り、上述と同様にステップA1
〜A6,A10を繰り返し実行する。そして、レジスタCの内
容が「5秒」に相当する値になると、ステップA6でYES
となりステップA7に進む。
ステップA7では、気体タンク6,7内の圧力をセンサ部1
5で測定し、得られた圧力データをレジスタD0に記憶す
る。即ち、制御部14はセンサ部15およびA/D変換器16に
“1"レベルの信号aを出力し、これらを動作させる。こ
れにより、センサ部15から出力されるセンサ電圧はA/D
変換器16に入力される。そして、センサ電圧はA/D変換
器16によりデジタル信号に変換されて制御部14に入力さ
れる。制御部14は、A/D変換器16から入力されたデジタ
ル信号をRAM17のレジスタD0に記憶する。ステップA7か
らはステップA10の表示処理に進み、第10図Cに示すよ
うにレジスタD1に記憶された現在の最適圧力データ「1.
90(kg)」と、レジスタD0に記憶された現在の測定圧力
データ例えば「2.12(kg)」が表示される。
ここで、エアを注入したり或いは抜いたりして気体タ
ンク6,7内の空気圧が、足をサポートするのに丁度良い
状態になったとき、スイッチS3を入力する。
これにより、ステップA1からステップA11に進み、ス
テップA11,A13で夫々NOと判断されてステップA18に進
む。ステップA18では、入力されたスイッチがスイッチS
3か否かが判断される。いま、スイッチS3が入力された
のでYESと判断されてステップA19に進む。
ステップA19においては「M=1」か否かが判断され
る。今、「M=1」であるからYESとなりステップA20に
進む。ステップA20においては、レジスタD0の内容が最
適圧力データとしてレジスタD1に記憶され、ステップA1
0に進む。この結果、新たな最適圧力データがメモリに
記憶されたことになる。
運動測定モード また、走り高飛び,走り幅飛び等の運動において、助
走区間における1秒毎の踏込み強さ及び所要時間を測定
してメモリに記憶する場合は、スイッチS1を入力して運
動測定モードにする。これにより、ステップA1からステ
ップA11に進んでYESと判断され、ステップA12によりモ
ードレジスタMの内容が+1されて「M=2」となり運
動測定モードが設定される。
次に、スイッチS2を入力して運動測定を開始させる。
上述と同様に、ステップA1,A11,A13,A14,A16と進み、ス
テップA16では「M=2」か否かが判断され、YESと判断
されてステップA17の運動測定スタートストップ処理が
実行される。この運動測定スタートストップ処理では、
フラグレジスタF1の内容が「0」から「1」に反転され
る。ステップA17の実行後はステップA10の表示処理に進
み、第10図Dに示すように運動測定の開始を示す「STAR
T!」というメッセージが表示される。
以後、「M=2,F1=1」となって運動測定が開始され
たので、計時タイミングになる毎にステップA3,A8から
ステップA9の運動測定処理に進む。即ち、32Hzのサンプ
リングタイミング毎に、運動測定処理が実行される。
この運動測定処理では、気体タンク6,7内の圧力デー
タがセンサ部15により測定されてRAM18に順次記憶され
る。従って、圧力データは32Hzのタイミングに同期して
サンプリングされ、RAM18に記憶されていく。
しかして、走り高飛び,走り幅飛びの1回目のトライ
が終了し、運動測定を終了させる場合は、再度スイッチ
S2を入力する。すると、ステップA1,A2,A13,A14,A16と
進み、ステップA16でYESと判断されてステップA17の運
動測定スタートストップ処理が再度実行され、フラグレ
ジスタF1の内容が「1」から「0」に反転されて運動測
定を終了する。ステップA17の実行後はステップA10に進
む。
次にスイッチS3を入力し、RAM18に記憶した圧力デー
タに基づいて、助走区間における1歩毎の踏込み強さ及
び所要時間の各データを算出するデータ格納処理を行な
う。これにより、ステップA1からステップA11に進み、
ステップA11,A13で夫々NOと判断されてステップA18に進
む。ステップA18においては、スイッチS3が入力された
のでYESと判断されてステップA19に進む。ステップA19
では「M=1」か否かが判断されるが、今「M=2」で
あるからNOとなってステップA21に進む。ステップA21で
は「M=2」か否かが判断され、この場合はYESと判断
されてステップA22のデータ格納処理に進む。
データ格納処理の詳細を第9図によ説明する。まず、
ステップB1ではRAM18の図示しないアドレスポインタを
初期化する。即ち、ポインタを初期化してRAM18の先頭
アドレスを指定させる。次に、ステップB2においてポイ
ンタの指定に基づいてRAM18から圧力データを読み出
し、ステップB3ではレジスタCの内容を+1する。レジ
スタCは1歩毎の所要時間を計測するレジスタである。
続くステップB4においてレジスタLの内容が「1」か
否かが判断される。いま、レジスタLの内容は「0」で
あるからNOと判断されてステップB10に進む。
ステップB10では、歩行における踏込み時の圧力デー
タを検出するために、読み出された圧力データがレジス
タD1の内容(即ち最適圧力データ)の1.5倍よりも大き
いか否かが判断される。このステップB10でYESと判断さ
れた場合はステップB11に進み、NOの場合はステップB13
に進む。この場合、歩行における踏込み時の圧力データ
でない場合は、その大きさは最適圧力データ程度である
から、NOと判断されてステップB13に進む。ステップB13
ではポインタの内容が更新され、RAM18における次の圧
力データが指定される。
ステップB14では、ポインタPの内容がRAM18の最終ア
ドレスを指定しているか否かが判断される。いま、最終
アドレスには達していないのでNOと判断されてステップ
B2に戻る。
以下、ステップB10でYESと判断されるまで、ステップ
B2〜4,B10,B13が繰り返し実行される。
そして、最適圧力データの1.5倍よりも大きい圧力デ
ータ、即ち踏込み時の圧力データがRAM18から読み出さ
れると、ステップB10でYESと判断されてステップB11に
進む。ステップB11ではレジスタLに「1」が書き込ま
れ、踏込み時の圧力データを読み出されたことが記憶さ
れる。ステップB12において、読み出された圧力データ
がレジスタCの内容と共にRAM17の図示しないワークエ
リアに一時記憶される。以下、ステップB12,B13,B14を
介してステップB2に戻る。
上述と同様に、ステップB2,ステップB3が実行されて
ステップB4に進んだ場合、「L=1」なのでYESと判断
されてステップB5が実行される。ステップB5ではレジス
タSの内容が+1され、圧力データを所定範囲(0.5秒
間)で比較するための時間が計測される。次のステップ
B6においては、レジスタSの内容が0.5秒に相当する値
か否かが判断される。このステップB6で、YESの場合は
ステップB7に進み、NOの場合はステップB12に進む。
以下、ステップB6でYESと判断されるまで、即ちレジ
スタSの内容が0.5秒に達するまでは、上述と同様にス
テップB2〜B6,B12〜B14が繰り返し実行され、圧力デー
タおよびレジスタCの内容が上記ワークエリアに一時記
憶される。そして、レジスタSの内容が0.5秒になり、
ステップB6でYESと判断されるとステップB7に進む。
ステップB7では、上記ワークエリアに記憶した各圧力
データが比較され、その中の最高圧力データ例えば「3.
45(kg)」が検索される。ステップB8においては、レジ
スタCに記憶された各踏込み間の所要時間を示す時間デ
ータが最高圧力データの時間データに基づいて補正され
る。そして、最高圧力データ「3.45(kg)」と時間デー
タとがRAM18の運動データメモリ17aに「1歩目のデー
タ」として書き込まれる。この場合、時間データは1歩
目なので「0」である。
続くステップB9では、レジスタS,Lに夫々「0」が書
き込まれてクリアされ、ステップB13に進む。以下同様
に、ステップB13でアドレスが更新され、ステップB14で
も最終アドレスではないと判断されるとステップB2に進
む。
上述と同様に、ステップB2においてはポインタPの指
定に基づいて、RAM18から圧力データが読み出され、ス
テップB3ではレジスタCが+1される。
ステップB4では、上述と同様に「L=1」か否かが判
断され、今「L=0」であるからNOとなりステップB10
に進む。ステップB10では上述と同様に、読み出された
圧力データが踏込み時の圧力データ(2歩目)か否かが
判断され、ステップB10でYESと判断されるまでステップ
B2〜4,B10,B13が繰り返し実行され、踏込み時の圧力デ
ータが検索される。
そして、踏込み時の圧力データ(2歩目)がRAM18か
ら読み出されると、ステップB10でYESと判断されてステ
ップB11,B12と進む。以下同様に、ステップB6でYESと判
断されるまで、所定範囲(0.5秒間)の圧力データがワ
ークエリアに一時記憶される。そして、ステップB7で
は、2歩目の最高圧力データ例えば「3.56(kg)」が検
索される。ステップB8においては、レジスタCの時間デ
ータが補正されて、最高圧力データ「3.56(kg)」と時
間データ「0.63(秒)」とがRAM18の運動データメモリ1
7aに「2歩目のデータ」として書き込まれる。
以下、3歩目以降についても同様である。そして、ポ
インタが更新されて最終アドレスとなり、ステップB14
でYESと判断されると、このデータ格納処理を終了して
ステップA10に進む。
このようにして、例えば、走り高飛びにおいて、1回
目のトライが行なわれ、その時の圧力および時間データ
が例えばメモリ17aに記憶された時に例えば1.70mの高さ
をクリアした場合には、運動データメモリ17aに記憶さ
れた1回目の運動データに、数値データ「1.70(m)」
を付加することができる。この場合にはキーボード12を
用いて第10図Gに示すデータ入力待ちを示すカーソルが
点滅表示された桁にキーボード12の数値キーを操作して
数値データ「1.70」を入力する。これにより、ステップ
A1からステップA11,A13,A18,A24と進み、ステップA24で
NOと判断されたステップA23で入力された数値データ
「1.70」がRAM17の運動メモリ17aの入力データエリアに
記憶される。
最後に、RAM17に記憶した運動データを順次表示する
場合を説明する。この場合、第10図のM=2に示す運動
測定モードにおいて、スイッチS4を入力する。これによ
り、ステップA1からステップA11,A13,A18,A24と進み、
ステップA24でYESと判断されてステップA25に進む。ス
テップA25では「M=2」か否かが判断され、YESとなっ
てステップA26に進む。
ステップA26の表示データ更新処理では、スイッチS4
が操作される毎にRAM17のアドレスポインタPを更新し
て、例えば運動データメモリ17aから1歩目の圧力デー
タ3.45kg(第10図F)、2歩目の圧力データ「3.56(k
g)」および時間データ「0.63(秒)」といったように
順次が読み出され、第11図Aに示すように表示される。
更にスイッチS4を入力すると、上述と同様にステップ
A26が実行され、運動データメモリ17aから3歩目の圧力
データ「3.90(kg)」および時間データ「0.69(秒)」
が読み出され、第11図Bに示すように表示される。
以下、スイッチS4を入力していくと、4歩目,5歩目の
データが表示され、最後には第11図Cに示すように、入
力データエリアにセットした数値データ「1.70(m)」
が表示される。
この状態で、スイッチS4を入力すると、第11図Dに示
すように2回目のトライでRAM17の運動データメモリ17b
に記憶した1歩目の圧力データ「2.97(kg)」および時
間データ「0(秒)」が表示される。
なお、上記実施例では気体タンク6,7に空気を注入し
たが、注入する気体は空気に限らず炭酸ガス等の他の気
体でもよく、気体タンク6,7、圧力測定装置の配置場所
等も上記実施例に限定されない。また、エアポンプを靴
に内蔵してもよい。さらに、本発明は革靴、スポーツシ
ューズ、ゴルフシューズなどの種々の靴に適用できる。
[発明の効果] 以上詳述したように、この発明の靴用の圧力測定装置
によれば、運動に伴う圧力データおよび所要時間を測定
して記憶するので、例えば走り高飛び,走り幅飛び等の
運動に利用すれば選手の運動パターンを把握できるとい
う利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第11図は発明の実施例を示し、第1図は実施
例を適用した靴の外観図、第2図はその内部構造を示す
外観図、第3図は第2図のX−X断面図、第4図は第2
図のY−Y断面図、第5図は圧力測定装置の外観図、第
6図は圧力測定装置の回路構成図、第7図はRAM17の構
成図、第8図及び第9図は動作を示すフローチャート、
第10図及び第11図は表示変化を示す図である。 1……胛被、6,7……気体タンク、10……圧力測定装
置、11……LCD表示部、14……制御部、15……センサ
部、16……A/D変換器、17,18……RAM、19……ROM。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A43B 1/00 - 23/30

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】靴本体の内部に設けられた気体タンクと、 この気体タンク内の圧力を検出する圧力検出手段と、 運動に伴って上記圧力検出手段により得られる圧力デー
    タを複数記憶する圧力データ記憶手段と、 この圧力データ記憶手段に記憶された複数の圧力データ
    夫々の時間間隔データを記憶する時間データ記憶手段
    と、 を具備したことを特徴とする靴用の圧力測定装置。
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