JP4545108B2 - 機能性履物 - Google Patents

Description

本発明は履物に関するものであり、より詳しくは歩行の時、足裏を通じて人体に刺激となれる程度の大きさの微細電流を外部から刺激する物理治療機能を備えた機能性履物に関するものである。

最近、生活水準の向上と需要者の多様な欲求に応じて多様なデザインを持つ幾多の種類の履物が製造されており、また各機能による特殊履物も多様に市販されている。

したがって、履物は単純に足を保護するための一つの手段から次第に脱して、様々な機能を具備した一つの装置として発展している。

例えば、特殊作業者のための安全靴、踵のないダイエット履物及び糖尿病患者用履物などは各用途に合わせてその機能性を生かした履物の生産量が増大する趨勢にある。

一方、東洋医学によれば、手と足には人体の各器官と相互作用する経穴が分布している。

このような手と足に連結された各経穴を指圧するとか刺激を加えることで、前記経穴に連結された人体内部の器官に影響を及ぼすと知られている。

このような手と足に分布した経穴を利用して、多くの方法で間接的で補助的に人体を治療している。指圧などは直接的に神経を刺激することで、神経運動の活動性を強くする一方、低周波及び磁場などは直接的な神経刺激よりは、人体内部に透過されて特定目的の治療を実行することになる。

このような外部刺激による治療方法は東洋医学から出発して使用されたが、現在はその効果が実質的に立証されて、東西洋医学を問わず、多様な方法として使用されている。

このような多様な方法を利用した様々な物理的機構が盛んであり、このような方法を履物にも応用した多く利用している実情である。

従来、一番普遍的なものとしては、履物の内側に重ねる内底の表面を不規則的に作って足裏を指圧するための履物が広く使用されており、その外にも多くの種類の機能性履物が使用されている実情である。

また、人体に有益な外部刺激として、電気及び低周波を利用した履物を調べると、特許文献１に放電電極装置を有する履物が開示されている。

前記のような従来技術によれば、圧電素子に印加される圧力によって発生する電流を、導線を介して連結された放電電極を通じて伝播するようにしている。

前記技術によれば、圧電素子による電流が足裏を通じて伝導されると言っているが、実際には、電気がほぼ通電されることができない問題点がある。

すなわち、圧電素子は、外力に応じて電圧が変化する一種の蓄電池の役目をし、逆には、外部から電源を印加した時、圧力の変化を起こす。

前者としては、圧力変化を用いるもので、ガスレンジの点火装置などに使用されており、後者としては、このような圧力変化を利用して加速度器などの電子機器に応用されている。

前述した従来技術では電流を利用している。

しかし、通常の圧電素子から発生する電流は数ピコアンペア（ｐＡ）程度と極めて微弱であり、相対的に足裏表面の抵抗は少なくは数百オーム（Ω）から多くは数メガオーム（ＭΩ）に至るので、前記発生する微細電流は足裏表面を通じて内部にほぼ伝達することができない問題点がある。

また、電流が足裏を通過しても、その効果は本質的に問題点がある。

すなわち、前述した構造においては、ただ一つの放電電極を通じて電流が伝導されるように構成され、電流の伝導特性上、最短距離で移動するので、一つの放電電極を通じて流れる電流は他の放電電極の最短距離である直線経路に沿って移動するので、足に及ぶ電流の効果はほとんどなくなる問題点がある。

このような問題点のため、現在まで前記構造は全く実用性がないから、使用されていないのが実情である。

また、特許文献２には、物理治療機能を備えた履物が開示されている。

前記開示された内容によれば、履物内部に、電源供給部から供給される電源によって低周波が発生するようにするものである。

しかし、前記履物によれば、次のような多くの問題点があるため、実生活に適用することができない欠点がある。

一つ目として、電源乾電池により、あるいは外部で充電して電源を供給する構造になっている。

前記のような構造においては、歩行時の省力化に対しては少しも考慮されていないので多くの電力を消耗し、これによって頻繁な電源の交換及び充電などの不便さがあるため、実際の使用には困難な問題点がある。

二つ目として、制御部、低周波出力部、及び低周波発振部などの複雑な構造になっている。

これは、一般的に使用される低周波発生器はその全体が履物の内部に埋め込まれるものであるため、実際に履物の内部にこのような装置を取り付けるための空間が不足であるだけでなく、構造が複雑で外部の衝撃などに容易に故障する問題点がある。

三つ目として、複雑な構造でなった前記低周波発生器の製造原価は高価のものであるため、履物単価の上昇を引き起こすだけでなく、重さも重くて履物の全体重量を大きくする問題点がある。

このような重い履物は、次第に軽くなっている履物構造に逆行しているため、現実では全く適用される余地がない問題点がある。

このような問題点を解決するために、圧電素子に衝撃、圧力などの力を加えることによって発生する電力を利用して微細電流を流す履物の発明が開示されている。

例えば、本出願人の先出願である特許文献３には、履物の底の踵部位に圧電素子を具備し、この圧電素子の電力によって微細電流を通電させる履物が開示されている。

しかし、通常の圧電素子から発生する電流は足裏の圧力によって決定されるので、使用者の体重又は印加衝撃が不規則であるかあるいは遅い加圧の場合などがあり得る。

すなわち、使用者の体重と歩行方法によって、生成される電圧値及び電流値が不規則であり、このような不規則的な圧力が圧電素子に加えられる場合、接触時ごとに不規則な微細電流が流れることになる。

一方、前記のような低周波発生器が取り付けられた履物、あるいは圧電素子を利用して微細電流を通電させる履物は交流電源を使用しているが、治療用としては直流電流を多く使用している現実である。

また、雨が降る日に履物をはいているか、あるいは運動をしている場合、微細電流を流さないようにしたい場合があるが、従来の履物においては、自分の意思通りに微細電流の通電動作を制御することができないという問題点がある。

また、現在市販されている履物は、単純な一つの機能のみを備えており、その効果も微々たるものであるのが実情である。

したがって、複合的な機能を具備し、医療的に使用可能な履物が市販されたら、履物を、単純に足を保護するための道具でなく、日常生活を通じて自然に人体に色々の有益な治療補助道具として使用することができる。

大韓民国実用新案公告第１９８７−５５６１号明細書 大韓民国登録実用新案第２０−２７２１０２０号明細書 大韓民国特許出願第１０−２００５−３０８７４号明細書

したがって、本発明は前記のような多くの問題点を解決するためのもので、複合的で多機能を持つ物理治療可能な履物を提供することにその目的がある。

そして、本発明は、着用者の運動によって発生する力を利用して人体電気エネルギーを生成させ、これを用いて様々な物理的エネルギーに変換させることにより、永久的なエネルギー生成が可能な履物を提供することに他の目的がある。

また、本発明は、足裏に分布する神経点のなかで、人体の各器官と連結される特定部位の神経点に物理的エネルギーを直接作用させることにより、人体に有益な刺激を神経を通じて伝達する履物を提供することをさらに他の目的とする。

また、本発明は、バッテリーから供給される電源で微細電流を間歇的に供給することができる履物を提供することをさらに他の目的とする。

また、本発明は、使用者の選択によって外部から微細電流のオン／オフ（ｏｎ／ｏｆｆ）作動を制御するように形成された履物を提供することをさらに他の目的とする。

前記目的を達成するための本発明によれば、履物において、前記履物の一側に挿入され、所定の微細電流及び電圧を発生させる微細電流発生部と；伝導性材質からなり、人体内部の器官と連結される足裏の神経点が位置する部位に形成され、物理的な指圧と微細電流の伝導を同時に行う指圧部と；前記微細電流発生部と指圧部との間に連結され、生成された微細電流及び電圧を指圧部に伝達するための伝導部と；を含んでおり、歩行中に加わる外力によって足裏の特定神経点の物理的指圧と微細電流の伝導とを同時に行う機能性履物を提供する。

本発明の第１特徴によれば、前記微細電流発生部は、外部から加えられる外力によって瞬間的な微細電流及び電圧を発生させる圧電素子からなることが望ましい。

また、本発明による微細電流発生部は、瞬間外力３ｋｇ〜１５０ｋｇに対応して３００μＡ以下の瞬間電流と５０Ｖ以下の瞬間電圧を発生することが望ましい。

また、本発明による圧電素子は各指圧部の下部に形成され、伝導部によって各指圧部と個別的に連結されることが望ましい。

本発明の第２特徴によれば、前記微細電流発生部は、直流電源を供給するバッテリーと；前記バッテリーから供給される直流電源を微細電流に変換させる微細電流生成回路と；足裏が接触する底面の一側に突設され、外部から加えられる外力によって押し込まれ、前記外力による特定のタイミングでスイッチングを行って、前記バッテリーから微細電流発生部に供給される電源を外部で制御することができるスイッチ部と；を含んでいることが望ましい。

前記微細電流生成回路は、バッテリーから供給される電源がコンデンサー（Ｃ）、抵抗（Ｒ１−Ｒ２）、トランジスタ（Ｔｒ）及び可変抵抗（ＶＲ）に電気的に連結され、外力によって前記スイッチ部がオン（ｏｎ）にされれば、前記バッテリーから供給された電源がコンデンサー（Ｃ）を充電させるために可変抵抗（ＶＲ）側に流れると同時にトランジスタ（Ｔｒ）のコレクタに印加され、コンデンサー（Ｃ）が充電されるまで可変抵抗（ＶＲ）側に流れる電流は、抵抗（Ｒ１）と抵抗（Ｒ２）で発生する電圧降下分だけトランジスタ（Ｔｒ）のベース側に流れ、コンデンサー（Ｃ）の充電が終われば、コンデンサー（Ｃ）がデカップリングコンデンサーの役目をして、電流をトランジスタ（Ｔｒ）のベースにそのまま印加させることが望ましい。

また、本発明による前記微細電流発生部は、前記指圧部の内部抵抗によって微細電流を発生させることが望ましい。

前記スイッチ部は、履物底の一側に貫設された挿入孔と；前記挿入孔に挿入され、使用者の足裏によって下方に押し込まれるように、履物底の一側底面に突設された押しボタンと；前記押しボタンの下方に設けられ、導電性素材からなる電源入力接点と；履物底と押しボタンとの間に設けられ、外力の消滅時、押しボタンを弾力的に原状に復帰させるスプリングと；を含んでいることが望ましい。

また、本発明による前記スイッチ部は、バッテリーと接続されたトリガー（ｔｒｉｇｇｅｒ）信号を検出し、所定の時間経過後、一定時間微細電流が通電された後、外力が印加される時にリセット信号を求めてタイマー動作をリセットする機能を有するタイミング回路をさらに含み、外力が印加される時はリセット（ｒｅｓｅｔ）信号を供給し、外力が除去される時はトリガー（ｔｒｉｇｇｅｒ）信号を供給することによって、前記微細電流発生部の駆動を前記タイミング回路によって制御することが望ましい。

また、本発明による前記スイッチ部は履物の外側面の甲皮部分に位置し、バッテリーからの電力供給を外部で制御する手動スイッチをさらに含んでいることが望ましい。

前記微細電流発生部は履物の踵部位に形成されることが望ましい。

前記指圧部は磁石からなり、磁気による刺激をさらに提供することが望ましい。

前記伝導部は、微細電流発生部と指圧部を並列に連結することが望ましい。

前記伝導部は、微細電流発生部と指圧部を直列に連結することが望ましい。

本発明の第３特徴によれば、履物において、履物本体と；外部から加えられる外力によって瞬間的な微細電流及び電圧を発生させる圧電素子からなる微細電流発生部、伝導性材質からなり、人体の内部器官と連結される足裏の神経点が位置する部位に形成される複数の指圧部、及び前記微細電流発生部と指圧部との間に連結され、生成された微細電流及び電圧を指圧部に伝達するための伝導部を含んでいる内底と；からなり、前記履物本体に脱着され、着用中に加えられる外力によって足裏の特定神経点の物理的指圧と微細電流の伝導を同時に行う機能性履物を提供する。

以上説明したように、本発明によれば、足裏と接触する履物の指圧部を通じて物理的刺激、磁気力及び微細電流を複合的に作用させて足裏の神経点を刺激することにより、血液循環がより円滑になり、人体内部の器官に影響を及ぼすことになって、健康が増進する効果がある。

また、本発明によれば、履物にバッテリーを具備して微細電流を間歇的に供給することにより、バッテリーの供給電力を半分以下に減らすことができ、充電バッテリーを使用することができるので、維持費用を節減することができる効果がある。

また、本発明によれば、使用者の意思に応じて足裏に伝達する微細電流の流れを制御することができる効果がある。

以下、前記のような構成を持つ本発明による履物を添付図面に基づいて詳細に説明する。

まず、図１を参照して足裏の神経分布を説明する。

図１は人体内部の各器官と関連性を持つ足裏の神経点部位を示している。

このような神経点分布は西洋医学ではまだ学問的に明確に証明されなかったが、東洋医学では広く知られて使用されており、足針、足マッサージなどの形態で日常生活で広く利用されている。

図１には、人体の各内部器官と連結される神経点が分布される位置が示されている。

例えば、糖尿病はインシュリン分泌の問題によって引き起こされるので、前記神経点のなかで膵臓に相当する部位を刺激することで補助的な作用を与え、消化障害がある場合は、前記部位の神経点を刺激すれば良い。

このような東洋医学に基づく前記神経分布図は広く知られているので、以下にその詳細な説明は省略する。

ついで、図２は本発明による機能性履物の概念図、図３は本発明による機能性履物の内部を透視して示す斜視図である。

図示のように、本発明による機能性履物は大きく三つの部分からなっている。

これをより詳細に説明すれば、履物の特定位置に形成され、所定の微細電流及び電圧を発生させる微細電流発生部１００と、伝導性材質からなり、人体内部の器官と連結される足裏の神経点が位置する部位に形成され、物理的指圧と微細電流の伝導を同時に行う指圧部２００と、前記微細電流発生部１００と指圧部２００との間に連結され、生成された微細電流及び電圧を指圧部２００に伝達するための伝導部３００とからなる。

本発明において、前記微細電流発生部１００は、大別すれば、外部から加えられる外力によって瞬間的な電流及び電圧を発生させる圧電素子からなる第１実施例と、直接バッテリーを通じて電源を供給して、微細電流発生回路から微細電流を供給する第２実施例とに分けることができる。

図３は本発明の好適な第１実施例による機能性履物を示す図である。

一般に、履物は人の足の模様に合わせて製作された履物底１と、前記履物底１の周辺部から人の足を取り囲むように上方に伸びて履物の外形を限定する甲皮２とからなっている。

本発明の第１実施例による微細電流発生部１００は圧電素子（ｐｉｅｚｏ Ａｃｔｕａｔｏｒ）からなっている。

前記圧電素子は、ある種類の結晶板に一定方向に圧力を加えると、板の両面で外力に比例する正、負の電荷が現れる素子である。

すなわち、前記圧電素子は、外部から圧力が加えられた時、電圧及び電流を発生させ、このような圧電素子によって発生する電圧の強度及び電流の量は、外部から加えられる圧力によって比例的に増加する。

このような圧電素子を駆動させるための動力源としては、使用者の歩き、走りなどの使用者の運動を用いる。

すなわち、使用者が履物を着用しているうち、足裏を通じて伝達される圧力を用いるものである。

したがって、前記圧電素子は、履物を成す外底又は内底に位置すればよいものであるが、その位置は履物の踵部位又は前方部の底面のどこでも可能である。

もちろん、図３に示すように、圧電素子が履物の踵部位に位置する場合、最大の圧力が作用するので、電気エネルギーの量が最大になるであろう。

そして、圧電素子は、材質、素子の大きさ及び形態によって生成電圧及び電流は違うが、数〜数千ボルト（Ｖ）の瞬間電圧の形成が可能であり、通常に電流の量は極めて小さい数ピコアンペア（ｐＡ）であると知られている。

しかし、圧電素子から生成される電流の量が微小であるため、効果的な電気刺激を実行することができなくなる。

したがって、本発明による圧電素子は、電気刺激として有用な程度である数マイクロアンペア（μＡ）以上の微細電流を発生させ、微細電流が比較的抵抗の高い足裏を通じて人体内部に伝導されるように、比較的高い瞬間電圧の数十〜数百ボルト（Ｖ）を形成することが必要である。その理由は次のようである。

一般に、人体には約０．０６ｍＡ程度の微細電流が流れると知られており、健康状態によって、このような微細電流の強度が違うと知られている。

また、通常に、微細電流は健康が悪くなれば、電流量がずっと少なく流れることが臨床的に知られている。

したがって、本発明は、このような人体に刺激になれる程度の大きさを持つ微細電流を外部から刺激することにより、人体内部のバランスに寄与することができることになる。

また、人体は、感覚水準によって少しずつ程度の差はあるが、通常１ｍＡ程度の電流は充分に知覚することができると知られており、長期間の電流通電はあまり望ましくないと知られている。

したがって、足裏を通じて供給される電流は１ｍＡよりは少ない数〜数百マイクロアンペア（μＡ）程度の大きさであれば充分であり、望ましくは、このような電流は持続的な流れでなく、一定時間の間に断続的に流れて刺激として役目をすることが望ましい。

そして、一番望ましくは、前記微細電流は、瞬間電流が６０μＡ以下で伝達されて、長期間伝達されても人体に副作用がない程度に流れることが良い。

そして、前述したように、足裏の表面抵抗は５００Ω〜数ＭΩに至るものと知られている。

このような足裏の表面抵抗は人体の状態によって違い、乾燥状態では数メガオーム（ＭΩ）の抵抗を表し、全く濡れた状態では約５００Ω程度の抵抗を表すと知られている。

したがって、足裏の表面抵抗が数メガオーム（ＭΩ）の高抵抗の場合には、微細電流がこのような高抵抗を克服しながら足裏を通じて人体内部に通電されるためには、瞬間的な高電圧が必要になる。

例えば、足裏の表面抵抗が５ＭΩである時、１０μＡの微細電流が通電されるためには、瞬間電圧が５０Ｖ以上にならなければならない。

このような高電圧が刺激としての役目もすることができる。

しかし、人体内部で問題となることは過度な電流の流れであるので、微細電流の量が適正であれば、どの程度の高電圧は微細電流が足裏を通じて人体内部に易しく伝達されるようにする刺激の役目をすることができるものである。

したがって、本発明で使用される圧電素子は、外部から加えられる圧力によって数〜数十マイクロアンペア（μＡ）の瞬間電流を形成し、望ましくは３００μＡ以下の瞬間電流を形成するものが良い。

この際、加えられる瞬間電圧は数〜数百ボルト（Ｖ）の電圧であり、望ましくは５０Ｖ以下の瞬間電圧が形成されることが良い。

しかし、通常に使用される圧電素子は、本発明で要求する刺激としての役目をするための電流値及び電圧値の達成が困難である。

すなわち、通常に使用される圧電素子は、人体が歩行中に加える圧力によって作動して瞬間電流及び瞬間電圧を生成するが、生成される瞬間電流の量がピコアンペア（ｐＡ）で、とても少なくその達成が困難である。

前述したように、圧電素子はセンサー及び変位制御装置として使用されており、このような使用時には、外部から加えられる電流及び電圧の変化による圧電素子の振動を用いるものが大部分であるので、電流の生成はほとんど考慮しない。

したがって、前記圧電素子が本発明のように外部から加えられる圧力による所要電流及び電圧を生成するためには、圧電素子の変形が必要である。

したがって、本発明で使用される圧電素子はＰＺＴ系圧電セラミックで、その組成はＰｂＯ_２、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＭｇＯ、Ｎｂ_２Ｏ_２原料粉末からなり、この原料粉末からテープキャスティング（ｔａｐｅ ｃａｓｔｉｎｇ）によってセラミック厚膜（ｃｅｒａｍｉｃ ｓｈｅｅｔ）を製造した。

また、前記のように製造されたセラミック厚膜をさらに数十層に積層し、積層された圧電体を焼結して所望の圧電素子を製造した。

このように製造された圧電素子が、本発明で要求する数十マイクロアンペア（μＡ）の電流を生成するためには、次のような条件を考慮した。

圧電体で測定可能な圧電係数（ｄ）は、
ｄ＝（Ｑ／Ａ）／（Ｆ／Ａ）＝Ｑ／Ｆ（Ｑ：圧電体から発生する電荷量、Ａ：圧電体から印加される力を受ける面積、Ｆ：圧電体から印加される力）で表すことができる。

ここで、圧電係数（ｄ）は、圧電体に印加される力によって発生する電荷量である。

例えば、５０ｋｇの体重を持つ人が歩行中に足裏に加える圧力は通常の歩みの場合には１２０％程度の力が加えられて約６０ｋｇの荷重が加えられ、早い歩みの場合には１３５％程度の力、走る時には２００％以上の力が加えられる。

したがって、通常の歩みの場合には約６０ｋｇの荷重が加えられるので、足裏によって加えられる力は、
Ｆ＝ｍａ＝６０ｋｇ×９．８ｍ／ｓ^２で、およそ６００Ｎになる。

そして、圧電係数（ｄ）が５００ｐＣ／ＮであるＰＺＴ係圧電セラミックに６００Ｎの力を印加する時に発生する電荷量は５００ｐＣ／Ｎ×６００Ｎ＝３×１０^−７Ｃ（Ｃ：クーロン、ｐＣ：ピコクーロン）である。

また、足裏が地面に触れて力が加えられる時間が１秒（ｓ）とすると、生成される瞬間電流（Ｉ）は、
Ｉ＝ｄＱ／ｄＴ＝３×１０^−７Ｃ／１ｓ＝０．３μＡが生成される。

したがって、圧電体として積層型圧電セラミックを使用する場合には、外部力が印加される面積の分だけ電荷量が増加するので、積層数に比例して電流が増加することになる。

理論的には、１００層に積層すれば、約３０μＡの電流が発生することになる。

このような理論の妥当性を検討するために、本発明は、横×縦×高がそれぞれ１０ｍｍ×１０ｍｍ×１０ｍｍの大きさを持つ積層型圧電素子を利用してフィールドテストを行い、その結果を図４に示した。

図示のように、テスト結果は、積層型圧電素子に瞬間的な約０．１秒間の刺激で約６０ｋｇの荷重を加えた時には約４６４μＡの瞬間電流が生成され、約３０ｋｇの荷重を加えた時には約１５８μＡの瞬間電流が生成されることが分かった。

これから、前記圧電素子が本発明で足裏の特定部位を刺激するために要する瞬間電流値以上の電流を発生したことが分かる。これは、充分に履物に適用可能であることを示すものである。

一方、前記圧電素子が電気刺激としての役目をするためには、適切な瞬間電圧の発生も必須の要件である。

前記圧電素子が要求する瞬間電圧は数〜数百ボルト（Ｖ）が形成されなければならなく、本発明では、前記圧電素子が履物に適用されるものであるので、履物への装着時の実際条件も考慮しなければならない。

通常、履物の外底は、どの程度の衝撃を吸収し得るように適度の弾性を持つ合成樹脂材質で形成されている。

このような条件を考慮して、本発明は、履物の外底として広く使用されるエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）の底に圧電素子を設置してテストを行った。

この場合、図５の結果のように、圧電素子が既存の純粋圧電素子の場合、約６０ｋｇの荷重が加えられた時には約３０４Ｖの瞬間電圧が生成され、約３０ｋｇの荷重が加えられた時には約１３７Ｖの瞬間電圧が生成された。

しかし、本発明による圧電素子を履物底に埋設した後、実際歩行時に生成される圧力を測定して見れば、同様に、約６０ｋｇの荷重が加えられた時には約１５１Ｖの瞬間電圧が生成され、約３０ｋｇの荷重が加えられた時には約７９Ｖの瞬間電圧が発生されることから、既存の純粋な圧電素子に比べてどの程度の電圧降下が得られるかが分かった。

これは、前記履物底がどの程度の弾力性を有して、加えられる外力をどの程度吸収するかについての結果であるが、前記結果値は充分に微細電流刺激として履物に適用可能な程度である。

一方、本発明の第１実施例において、微細電流発生部１００として利用される圧電素子は、足裏に加えられる外力によって瞬間的な電流及び電圧を発生するものであるので、一定の形態を持つものでなく、加えられる外力によって発生する電流及び電圧の量が異なり、交流電流の形態で生成する。

すなわち、人の体重と歩行の形態（歩き、走りなど）によって不規則的であり、このような不規則的な圧力が圧電素子に加えられる場合、毎瞬間の電圧及び電流の値が不規則である。

すなわち、圧電素子から出る電圧の大きさは圧力の大きさに比例し、電圧波形の形態もインパルス形態などの多様な形態で発生するだけでなく、望ましくない高調波も一定程度形成される可能性がある。

したがって、圧電素子によって必要以上の過度な電圧が形成される可能成もある。

この時は、人体に不適切な過度な電圧を制限し、不要な高調波及び奇形的な電圧形態を制限する必要がある。

このような変換のために、本発明は、圧電素子から出る電圧及び電流を変換させるための変換部が必要である。

前記変換部は様々な形態に形成されることができるが、最も簡単な受動ローパスフィルターを利用して電圧の大きさを調節するか又は高調波を除去することができ、ローパスフィルターは次の式による。

ｆ＝１／２πＣＲ（Ｃ：コンデンサー、Ｒ：抵抗）
前記ローパスフィルターによってフィルタリングされて出力される遮断周波数はコンデンサー（Ｃ）と抵抗（Ｒ）に左右され、遮断周波数を低めようとすれば、コンデンサー（Ｃ）と抵抗（Ｒ）を大きくすれば良い。

１次ローパスフィルターで足りなければ、２次、３次ローパスフィルターを設計し、一番適したフィルタリングが可能なローパスフィルターを設計すれば良い。

したがって、前記コンデンサー（Ｃ）と抵抗（Ｒ）を適切に構成することで、圧電素子から出る電流及び電圧の大きさを制限することができる。

しかし、たいていは圧電素子から発生する電圧は周波数があまり大きくなく、電流量の急激な増加はない。

加えられる外力による瞬間電流及び瞬間電圧の値が不規則的であっても、このような瞬間電流及び瞬間電圧は足裏を通じて電気刺激として作動し、人体に無害であるので、問題とならない。

必要であれば、このような瞬間電流及び瞬間電圧をフィルタリングするために、通常キャパシターのみを装着することでも十分なフィルタリング効果を得ることができる。

ついで、本発明の第２実施例による微細電流発生部１００がバッテリー１１０から電源を受けて微細電流生成回路１２０で微細電流を生成させる場合について説明する。

図６は本発明の好適な第２実施例による機能性履物の概念図、図７ａは本発明の好適な第２実施例による機能性履物の内部を透視して示す斜視図、図７ｂは図７ａの機能部を示す斜視図である。

図６を参照すれば、本発明の第２実施例による微細電流発生部１００は、電源を供給するバッテリー１１０と、前記バッテリー１１０と電気的に連結され、前記バッテリーから供給される電源を微細電流に変換させる微細電流生成回路１２０と、前記バッテリー１１０と前記微細電流生成回路１２０との間に連結され、外部から加えられる外力によって電源供給を制御するスイッチ部１３０とからなる。

まず、前記バッテリー１１０を説明する。

図７ａ及び図７ｂに示すように、前記バッテリー１１０は履物の踵部位に設けられ、微細電流生成回路１２０に電源を供給する役目をする。

このようなバッテリー１１０は電源となり得るものであれば、どんなものでも使用可能で、マンガン電池、アルカリ電池のように、一度使えばまた使えない使い捨て用の１次電池と、ニッケル−カドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）、ニッケル−水素（Ｎｉ−ＭＨ）、リチウム−イオン（Ｌｉ−Ｉｏｎ）電池のように、充電すればまた使うことができる充電用電池の２次電池など、色々な物が使用可能である。

本発明は、図示のように、前記バッテリー１１０として１．５Ｖの一般乾電池を使用する例を説明しているが、前記バッテリー１１０は、常用電源を利用して充電可能な充電バッテリーを採用することもできることは勿論である。

ついで、微細電流生成回路１２０を説明する。

前記微細電流生成回路１２０は前記バッテリー１１０から電源を受けて数〜数百マイクロアンペア（μＡ）の微細電流を生成する回路基板から形成されるもので、合成樹脂からなるケース１００ａの中に搭載され、履物の踵部位に設置される収納部に前記バッテリー１１０とともに保管されている。

また、前記微細電流生成回路１２０は、ケース１００ａ内の導線が引き出されて、足裏と接触する面に形成される指圧部２００と電気的に連結され、バッテリー１１０と連結されたスイッチ部１３０が足裏の外力によってオンにされれば、バッテリー１１０から直流電源が供給されるように形成されている。

図８に示すように、前記微細電流発生部１００は、バッテリー１１０にコンデンサー（Ｃ）、抵抗（Ｒ１−Ｒ２）、トランジスタ（Ｔｒ）及び可変抵抗（ＶＲ）が連結され、スイッチ部１３０を通じてバッテリー１１０の電源（Ｅ）が指圧部２００に印加されるように印加されるように構成される。

この時、前記微細電流生成回路１２０は、バッテリー１１０から供給された直流電源から抵抗（Ｒ１−Ｒ２）と可変抵抗（ＶＲ）を通じて３００μＡ以下の微細電流を生成して指圧部２００に伝導させる。

ここで、前記バッテリー１１０は、１．５Ｖの一般乾電池を直列に配列して３〜１２Ｖの直流電源を供給してもよい。

これにより、可変抵抗（ＶＲ）の幅が変われば、３００μＡ以下の適正な微細電流を供給することができることになるものである。

このような前記微細電流生成回路１２０の作動は次のようである。

外力によってスイッチ部１３０がオン（ｏｎ）されれば、最初にバッテリー１１０から供給された３Ｖの直流電源がコンデンサー（Ｃ）を充電させるために可変抵抗（ＶＲ）側に流れるとともに指圧部２００を通じてトランジスタ（Ｔｒ）のコレクタに印加される。

ところで、可変抵抗（ＶＲ）側に流れる電流は、コンデンサー（Ｃ）が充電されるまで、抵抗（Ｒ１）と抵抗（Ｒ２）で発生する電圧降下の分だけトランジスタ（Ｔｒ）のベース側に流れて、トランジスタ（Ｔｒ）はとても小さく通電される。

その後、コンデンサー（Ｃ）の充電が終われば、コンデンサー（Ｃ）はデカップリングコンデンサーの役目をすることになり、電流はトランジスタ（Ｔｒ）のベースにそのまま印加される。

したがって、トランジスタ（Ｔｒ）がオン（ｏｎ）されれば、指圧部２００に微細電流が流れることになる。

ここで、図示の抵抗（Ｒ３−Ｒ４）は微細電流値の設定によって回路に配置されるかあるいは配置されないこともある。

一方、本発明の好適な他の実施例において、前記微細電流生成回路１２０は、指圧部２００の内部抵抗（ｒ）自体を低抗体として使用して微細電流を発生させることも可能である。

すなわち、前記指圧部２００の指圧棒は金又は銀のような金属物質の導電性材質からなるが、前記指圧棒に金属被膜などを被せて内部抵抗値を大きくして低抗体として使用するものである。

したがって、図９に示すように、本発明は、前記指圧部２００の内部抵抗値として必要とする数十マイクロアンペア（μＡ）の電流を生成するためには次のような条件を考慮する。

前記指圧部２００の内部抵抗値は、
Ｒ＝Ｖ／Ｉ（１Ｖの電圧（Ｖ）を加えた時、１Ａの電流（Ｉ）が流れる場合の抵抗（Ｒ）を１とする）
によって求めることができる。

例えば、バッテリー１１０から供給される電源が３Ｖであると仮定する時、６０μＡの微細電流が流れるためには、指圧部２００が５０ＫΩの内部抵抗値を有すれば良い。

これにより、本発明は、指圧部２００の内部抵抗値が変われば、１〜３００μＡ以下の適正な微細電流を供給することができることになるものである。

図１０は本発明によるスイッチ部１３０を概略的に示す断面図、図１１は外力によってスイッチ部１３０が下降して接触した状態を示す断面図である。

図１０及び図１１を参照すれば、前記スイッチ部１３０は、履物の踵部位に貫設された挿入孔１３０ａと、前記挿入孔１３０ａに挿入され、使用者の足裏によって下方に押し込まれるように履物の一側底面に突設された押しボタン１３０ｂと、底面と押しボタン１３０ｂとの間に配設され、外力の消滅の時、弾力的に原状に復帰させるスプリング１３０ｃと、押しボタン１３０ｂの下方に配設され、導電性素材からなった電源入力接点１３０ｄとを含んでいる。

すなわち、前記スイッチ部１３０は、使用者が履物を着用した時、足裏を通じて伝達される荷重で押しボタン１３０ｂを押すことになれば、接点によってスイッチング（ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）の役目をするものである。

そして、図５ｂに示すように、歩行などによって伝達される外力が押しボタン１３０ｂを下方に移動させれば、この押しボタン１３０ｂが電源入力接点１３０ｄに接触する時に電気が通電されるように形成されている。

この通電によって、バッテリー１１０の直流電源が微細電流生成回路１２０に伝達される。

したがって、前記スイッチ部１３０は履物を成す外底又は内底に位置すれば充分であり、その位置は、履物の踵部位又は前方部の底面のいずれも可能であるが、図示のように、履物の踵部位に位置することが望ましい。

一方、前記スイッチ部１３０は、図１２に示すように、前記微細電流生成回路１２０の駆動をタイミングによって制御するタイミング回路１３２をさらに具備する。

ここで、前記タイミング回路１３２はトリガーポート（ｔｒｉｇｇｅｒ ｐｏｒｔ）（ＴＩＧＩＮ）に入力信号を与えれば、所定の時間経過後、一定時間だけ出力ポート（ｐｏｒｔ）（ＯＮ／ＣＯＮ）が通電してから、再び非通電状態になる集積回路である。

また、リセットポート（ｒｅｓｅｔ ｐｏｒｔ）（ＲＥＳＥＴ）に信号が供給されている時はタイマーが作動しなく（すなわち、リセット（ｒｅｓｅｔ）状態になり）、出力ポートは非通電状態になる特徴を持っている。

このようなスイッチ部１３０は、人の荷重が加わることを検出する荷重検出用スイッチとして動作する押しボタン式のスイッチ（ｓｗｉｔｃｈ）で、端子Ａ、Ｂ、及び共通端子Ｃを含んでいる。

使用者の荷重によって外力が押しボタンに加わると、端子Ｂと共通端子Ｃが短絡状態になり、押しボタンが開始の位置に戻ると、端子Ａと共通端子Ｃが短絡状態になる。

すなわち、前記スイッチ部１３０は、共通端子Ｃと、端子Ａ又は端子Ｂとに接続される、いずれか一方の端子のみを選択する状態スイッチ（ｓｗｉｔｃｈ）である。

また、スイッチ部１３０の共通端子Ｃはタイミング（ｔｉｍｉｎｇ）回路のアースポート（ｅａｒｔｈ ｐｏｒｔ）（ＧＮＤ）に接続され、端子Ａはトリガーポート（ｔｒｉｇｇｅｒ ｐｏｒｔ）（ＴＩＧＮ）に、端子Ｂはリセットポート（ｒｅｓｅｔ ｐｏｒｔ）（ＲＥＳＥＴ）にそれぞれ接続される。

したがって、押しボタンが接続されているうちには、常にリセットポート（ｒｅｓｅｔ ｐｏｒｔ）に信号を受け、タイマー（ｔｉｍｅｒ）は作動しなく（すなわち、リセット（ｒｅｓｅｔ）状態になり）、出力ポートは非通電状態になる。

逆に、押しボタンが元に戻ると、トリガーポート（ｔｒｉｇｇｅｒ ｐｏｒｔ）に信号が提供され、タイマー（ｔｉｍｅｒ）が作動し始める。

タイマー（ｔｉｍｅｒ）が作動すると、所定の時間経過後、出力ポート（ｐｏｒｔ）が通電状態になり、一定時間だけ出力ポート（ｐｏｒｔ）（ＯＮ／ＣＯＮ）が通電されてから再び非通電状態になる。

この時のタイマーの時間は特に限定するものではなく任意に決めることができる。

このように作動するスイッチ部１３０は、前記バッテリー１１０との接点がなされたトリガー（ｔｒｉｇｇｅｒ）信号を検出し、所定の時間経過後、一定時間だけ微細電流が通電された後、外力が加わる時にリセット（ｒｅｓｅｔ）信号を与え、外力が除去される時はトリガー（ｔｒｉｇｇｅｒ）信号を与えることによって、前記微細電流生成回路１２０の駆動を前記タイミング回路１３２によって制御することができるものである。

一方、本発明の好適な他の実施例において、前記スイッチ部１３０は、図１３に示すように、使用者がバッテリー１１０から微細電流生成回路１２０に供給される電源をオン／オフ（ｏｎ／ｏｆｆ）と制御することができる手動スイッチ１３４をさらに具備する。

前記手動スイッチ１３４は、履物を履いた状態でバッテリー１１０のオン／オフ（ｏｎｏｆｆ）を容易に行うように、履物の甲皮２に付着されることが望ましい。

したがって、図１４に示すように、前記手動スイッチ１３４によって、バッテリー１１０から微細電流生成回路１２０への電源供給を遮断させることができ、歩行によってスイッチ部１３０の信号が入力されても微細電流生成回路１２０が作動しないので、不要なバッテリー１１０の電力消費を防止することができる。

前記手動スイッチ１３４は前記構成に限定されるものではなく、従来から使用されてきたものを使用することができる。

ついで、本発明による指圧部２００と伝導部３００を説明する。

まず、指圧部２００を説明する。

前記指圧部２００は、前記微細電流発生部１００から発生する微細電流を電線を通じて受けて足裏を刺激する役目をするものである。

図１に示すように、前記指圧部２００は、足裏において人体内部の各器官に対応する神経点が形成された位置に形成される。

前記指圧部２００は導電性材質からなり、微細電流発生部１００で生成された微細電流が通電されるようにする。

したがって、足裏の神経点には、指圧部２００による物理的な指圧と微細電流による電気的刺激が伝達されることができる。

そして、望ましくは、前記指圧部２００は磁石からなって指圧部２００自体から磁場が発生するようにすることもよい。

このような場合、指圧部２００による物理的な指圧、微細電流による電気的刺激、及び磁場形成による複合的物理エネルギーによって、足裏に位置する神経点が刺激されて血液循環が円滑になり、人体内部の各器官に役立てることができるものである。

ついで、伝導部３００を説明する。

前記伝導部３００は、微細電流発生部１００で発生した微細電流を指圧部２００に伝達するための一種の連結部で、前記指圧部２００と微細電流発生部１００間の連結は、並列連結方式又は直列連結方式でなすことができる。

図１５は伝導部３００が並列に連結された構造を示し、図１６は伝導部３００が直列に連結された構造を示している。

図１５に示すように、伝導部３００が並列に連結された場合には、各指圧部２００に印加される電圧は同一であるが、電流は分散されて流れる。

そして、この場合に、それぞれの指圧部２００は微細電流発生部１００と開放回路を形成することになる。

前記微細電流発生部１００の一側から出る電線ｐは必要とする指圧部２００の数だけ線路ｐ１、ｐ２、ｐ３、ｐ４に分岐され、微細電流発生部１００の他側から出る電線ｑも必要とする指圧部２００の数だけ線路ｑ１、ｑ２、ｑ３、ｑ４に分岐された後、分岐された各線路が各指圧部２００の指圧棒にそれぞれ連結される。

すなわち、微細電流発生部から分岐された線路ｐ１、ｑ１は第１指圧部２１０の二つの指圧棒２１０ａ、２１０ｂに連結され、分岐された線路ｐ２、ｑ２は第２指圧部２２０の二つの指圧棒２２０ａ、２２０ｂに連結されるようにするものである。

このような連結構造は、全体的に各指圧部２００が並列に連結されてなる構成である。

したがって、各指圧部２００に印加される電圧は全体電圧（Ｖ）であり、各指圧部２００には全体電流（Ｉ＝ｉ１+ｉ２+ｉ３+ｉ４）においてそれぞれｉ１、ｉ２、ｉ３、ｉ４に分けられた微細電流が流れることになる。

一方、各指圧部２００は指圧棒に導線が連結されているので、開放回路を形成している。

第１指圧部２１０の場合を詳細に説明すれば、足裏が第１指圧部２１０に接触する場合、微細電流は一側の指圧棒２１０ａを経って足裏の内部を通じて流れ、さらに他側の指圧棒２２０ａに流れ出る経路をなす。

したがって、第１指圧部２１０が位置する肺の神経点部位に電流が集中的に流れて電気刺激が生じることができる。

これとは違い、図１６は伝導部３００が直列に連結された構造を示している。

伝導部３００が直列に連結された場合には、微細電流発生部１００の一側から分岐された線路ｐが各指圧部２００を通じて微細電流発生部１００の他側線路ｑに連結された構造を取っている。

すなわち、伝導部３００の線路ｐは第１指圧部２１０の一側指圧棒から他側指圧棒２１０ｂに連結され、他側指圧棒２１０ｂから出た線路ｑは第２指圧部２２０の一側指圧棒２２０ａから他側指圧棒２２０ｂの順に連結されている。

もちろん、この場合、各指圧部２１０、２２０、２３０、２４０の一側指圧棒２１０ａ、２２０ａ、２３０ａ、２４０ａと他側指圧棒２１０ｂ、２２０ｂ、２３０ｂ、２４０ｂ間の回路は電気的な開放回路を取っている。

したがって、足裏が接触される場合、足裏と指圧棒が相互に電気的に連結される閉回路をなすことにより、微細電流を各指圧部２００の指圧棒を通じて足裏の特定点部位に伝達することができるものである。

以上説明したように、伝導部３００の連結形態によって、各指圧部２００に印加される瞬間電圧と瞬間電流の変形が可能になることが分かる。

もちろん、その外にも、微細電流発生部１００と指圧部２００の連結を媒介する伝導部３００の構成を異にして、各指圧部２００が直列に連結されるようにするなど、連結形態はいくらでも違うように構成することができることは勿論である。

ついで、前記のような概念よりなる本発明を具体的な適用例に基づいて説明する。

第１適用例
図１７に示すように、本実施例においては、微細電流発生部１００が圧電素子からなり、履物底１に取り付けられる構造を成している。

すなわち、微細電流発生部１００、指圧部２００及び伝導部３００を履物底１に形成することにより、すべての履物に適用できるようにしたものである。

まず、前記機能部が履物底１に具備された履物を説明する。

前記履物底１の構造を詳細に説明すれば、微細電流発生部１００は履物底１の踵部位に位置するが、この位置は履物において一番大きな圧力が加えられる位置である。

そして、履物の構造上、前記踵部位の余裕空間が最も大きいため、微細電流発生部１００を設置することが容易であるだけでなく、また足裏から伝達される力を利用することができる位置であるからである。

すなわち、本適用例においては、電源発生のための動力源として、歩行中に踵によって加えられる圧力を用いるものである。

通常、微細電流発生部１００を履物底１に取り付けた履物を着用して歩く場合には、足裏の踵が先に地面に接触してから後部から前部が接触する過程でなされる。

したがって、最高の圧力が発生する部位である踵部位に微細電流発生部１００が位置することにより、歩行による外力を最大限利用することができる利点がある。

そして、前記微細電流発生部１００は圧電セラミックで焼結された形態の圧電素子からなるので、合成樹脂材などの強度が大きいケース１００ａ内に取り付ける。

これは、反復的な衝撃荷重による圧電素子の破損を防止するとともに足裏による圧力伝達を容易にするためである。

すなわち、本発明で要求される圧電素子は、瞬間電流が数〜数十マイクロアンペア（μＡ）、瞬間電流が数〜数百ボルト（Ｖ）の大きさを持つので、多様な大きさ及び形態を持つことができるが、履物の踵の形状と設置容易性を考慮して、数十階を積層して５ｍｍ×５ｍｍ×５ｍｍ〜１０ｍｍ×１０ｍｍ×１０ｍｍの大きさを持つことが望ましい。

したがって、外部ケースを前記大きさより少し大きく形成して、足裏による外力が外部ケースを通じて圧電素子に伝達されるようにすることにより、破損防止と効果的な外力伝達が可能になるものである。

履物底１の底面には指圧部２００が突出されている。

前記指圧部２００は、図１５に示すように、人体内部の各器官に対応する神経点が位置する部位に形成する。

本適用例においては、四つの指圧部２００が備えられた場合を示す。

すなわち、第１指圧部２１０は肺、第２指圧部２２０は甲状腺、第３指圧部２３０は心臓、そして第４指圧部２４０は腎臓に対応する位置である。

もちろん、前記適用例においては、指圧部２００を四つのみ示しているが、より多くの指圧部２００からなることも可能である。

前記指圧部２００は伝導性材質からなり、後述する伝導部３００と電気的に連結された構造を成している。

そして、前記各指圧部２００上に形成された指圧棒は互いに電気的に離隔されている構造を取っている。

指圧部２００の各指圧棒にそれぞれ陽極、陰極の電気的線路が連結されていて開放回路構造を取っている。

第１指圧部２１０の場合、足裏との接触時、足裏面が両指圧棒間に位置するので、一側指圧棒を通過した微細電流が足裏を通じて内部に伝導され、さらに他側指圧棒に伝導されて電気的回路をなすように構成されている。

前記のように構成されることにより、足裏の特定地点が効果的な電気刺激を受けることができることになる。

一方、前記指圧部２００は磁性物質で構成して、それ自体が磁気を帯びるようにすることもできる。

この場合には、指圧部２００の上面を通じる微細電流だけでなく、指圧部２００そのもので磁場が形成され、前記磁場による磁気が足裏を通じて伝達されることができる。

ついで、伝導部３００を説明する。

前記微細電流発生部１００と各指圧部２００間の電気的連結は、並列連結又は直列のいずれも可能であるが、圧電素子の動作特性によって考慮することが良い。

すなわち、圧電素子は、基本的に外部から加えられる圧力によって電流及び電圧が決まるが、前述したように、各圧電素子の材質による電流及び電圧の発生量が違う。

また、同一材質であっても、圧電素子の形態と積層有無によって電流及び電圧の発生が変わることになる。

本適用例においては、全体的に並列に連結され、各指圧部２００が開放回路をなすように構成されている。

すなわち、微細電流発生部１００の一側端子と各指圧部２００の一側指圧棒が連結され、微細電流発生部１００の他側端子と各指圧部２００の他側指圧棒が連結された構造を取っている。

したがって、各指圧部２００は微細電流発生部１００と全体的に並列に連結され、各指圧部２００の指圧棒間は電気的に短絡されているので、足裏との接触面で電気的回路がなることができるものである。

前記のような並列連結の場合には、各指圧部２００に流れる電流の量は同一であり、微細電流発生部１００で発生する電流の量がそのまま各指圧部２００に伝達され、各指圧部２００にかかる電圧の和が微細電流発生部１００で発生する電圧になるものである。

つぎに、前記のように構成される本発明の適用例による機能性履物の作用過程を簡単に説明する。

まず、使用者が前記履物を履いて歩く場合、一歩ごとに踵が先に地面に接触してから前部が接触する順次な動作が繰り返し行われる。

この時、前記履物の踵部が地面に触れながら使用者の体重による圧力が履物の底面に伝達される。

前記加えられる圧力によって、圧電素子は瞬間的に電流と電圧を形成することになる。

前記形成された電流と電圧は伝導部３００を通じて、足裏の特定部位に形成された各指圧部２００に伝達される。

実際に、体重が約６０ｋｇの人が履物をはいて軽い刻み足で歩く時、瞬間電圧をオシロスコープで測定した結果、図１８のような瞬間電圧が測定されることが分かった。

前記グラフに示されているように、瞬間電圧が約１０Ｖ以上に発生することが分かり、毎瞬間約２〜１０マイクロアンペア（μＡ）の電流が流れることが分かった。

一方、前記指圧部２００は、使用者の一歩ごとに指圧部２００が足裏の特定神経点を刺激し、指圧部２００も磁石からなって、磁気力が足裏を通じて神経点に伝達される。

同時に、伝達された微細電流は指圧部２００を通じて足裏の神経点に伝達されて人体内部に伝達されることになる。

前記指圧部２００を通じて伝達される電流は交流の形態で、数〜数十マイクロアンペア（μＡ）であるので、使用者は感覚的に認識することはできないが、このような微細電流が神経点を刺激することになる。

したがって、神経点には、指圧部２００の物理的圧迫による指圧と、磁場による磁気力と、そして伝達される微細電流が同時に伝達されて神経点を刺激することになり、このような刺激により、神経点と連結された人体内部の各器官の活動性を強化して人体に有益な効果を与えることができる。

第２適用例
図１９に示すように、本適用例においては、履物の内底に指圧部２００が具備され、前記指圧部２００自体に圧電素子が具備された形態を取っている。

すなわち、各指圧部２１０、２２０の下側に微細電流発生部１００である圧電素子を埋設し、各指圧部２１０、２２０を通じて伝達される足裏の圧力によって各個別圧電素子が駆動されるようにするものである。

このために、各指圧部２１０、２２０は、第１適用例で前述したように、人体の内部器官と連結される足裏の神経点が位置する部位に取り付けられる。

そして、前記各指圧部２１０、２２０は伝導性材質からなり、望ましくは磁性を有する磁石からなる。

前記各指圧部２１０、２２０の底面には圧電素子が埋め込まれ、前記圧電素子は各神経点に直接作用するので、大きさは前述した第１適用例でよりは少し小さい大きさに形成できる。

そして、前記圧電素子の一側端子ｐと指圧部２１０の一側指圧棒２１０ａに連結されるとともに、圧電素子の他側端子ｑと指圧部２１０の他側指圧棒２１０ｂに連結されるように構成されている。

したがって、前記構造においては、足裏の各指圧部２１０、２２０を通じて伝達される圧力によって電流及び電圧が発生し、前記発生した電流及び電圧は直接的に各指圧部２１０、２２０を通じて直ちに伝達されることになる。

第３適用例
図１３に示すように、本適用例においては、バッテリー１１０、微細電流生成回路１２０及びスイッチ部１３０からなる微細電流発生部１００が履物底１に取り付けられたもので、すべての履物に適用可能である。

すなわち、本適用例では、微細電流を印加するスイッチ（ｓｗｉｔｃｈ）として、歩行中に足裏によって加えられる荷重をスイッチ部の接点を用いるものである。

そして、前記バッテリー１１０及び微細電流生成回路１２０は、反復的な衝撃荷重によっても破損しないように、合成樹脂材などの強度の大きい外部ケース１００ａ内に取り付けられる。

また、前記バッテリー１１０から電力を供給するか又は電力供給を停止する手動スイッチ１３４がリード線１３４ａに連結されたままで履物の甲皮２部分に埋設される。

すなわち、手動スイッチ１３４が履物の甲皮２に取り付けられ、リード線１３４ａが履物の甲皮２とその裏面の布との間を通過してバッテリー１１０に接続されている。

これにより、使用者が甲皮部分の手動スイッチ１３４を指で押せば、バッテリー１１０のオン／オフ（ｏｎ／ｏｆｆ）を制御することができる。

したがって、雨降る日に履物をはいている場合あるいは運動をしている場合、使用者が微細電流の伝達を制御することができることになる。

一方、本適用例による指圧部２００及び伝導部３００は前述した適用例の説明と同一であるので省略する。

ついで、前記のように構成される本発明の第３適用例による機能性履物を簡単に説明する。

まず、使用者が前記履物をはいて歩く場合、一歩ごとに踵部が先に地面に触れてから前部が触れる順次な動作が繰り返し行われる。

この時、履物の踵部が地面に触れながら使用者の体重による荷重が履物底面に伝達される。

前記加えられる荷重によってスイッチ部１３０の押しボタンが下降して接触されれば、バッテリー１１０が３Ｖの電源を微細電流生成回路１２０に供給し、前記微細電流生成回路１２０は６０μＡの微細電流を生成して指圧部２００に伝達する。

すなわち、使用者の歩行によって、同一動作でスイッチ部１３０の接点が繰り返され、押しボタンが１回下降するごとに一度ずつの微細電流が通電されることになる。

一方、本発明の好適な他の適用例による機能性履物は、微細電流がスイッチ部１３０のタイミング回路１３２によって１０秒の時間間隔で流れるようにする形態を取っている。

すなわち、前記微細電流は、外力によってスイッチ部１３０がオンされれば、１０秒間だけ通電され、さらに外力が加えられる時、リセット（ｒｅｓｅｔ）信号によって微細電流がさらに１０秒間流れることになる。

このようなタイミング（ｔｉｍｉｎｇ）調節によって、バッテリー１１０の供給電力を半分以下に減らすことができ、継続的に作動しないで、設定タイミング（ｔｉｍｉｎｇ）で微細電流を流すことができることになる。

前記指圧部２００を通じて伝達される微細電流は直流の形態で、約６０μＡ程度であるので、使用者は感覚的に認識することはできないが、このような微細電流が神経点を持続的に刺激することになる。

したがって、神経点には、指圧部２００の物理的荷重による指圧と、磁場による磁気力と、そして伝達される微細電流が同時に伝達されて神経点を刺激することになり、このような刺激によって、神経点と連結された人体の内部各器官の活動性を強化することになって人体に有益な効果を与えることができることになる。

以上の適用例においては、履物に備えられた適用例を説明したが、このような構成を利用した履物の構成は多様になすことができる。

すなわち、通常、ジョギング靴、ダイエット靴、履物などは、履物の底面に内底を別に設置する構造になっている。

この場合、適用例による構成のように、履物の内底に一体的に形成されているので、従来の履物製作工程とは関係なく別途に製作して既存の履物の内部に内底として敷いて使用することができる利点がある。

これとは違い、履物に一体的に形成されるように構成することもできる。

上履きなどのように別途の内底がない場合は、外底に前記構成を取り付けることができ、運動靴などの場合は、中底に前記構成を取り付けることもできる。

そして、バッテリー１１０で発生した電流を指圧部２００に伝達することにおいて、電気的な構成は、前述した適用例と異なり、いくらでも他の形態に構成することができることは勿論である。

本発明は、歩行の時、足裏を通じて人体に刺激となれる程度の大きさの微細電流を外部から刺激する物理治療機能を備えた機能性履物に適用可能である。

人体内部の器官との関連性を示す足裏経絡図である。 本発明の好適な第１実施例による機能性履物の概念図である。 本発明の好適な第１実施例による機能性履物の内部を透視して示す斜視図。 本発明による圧電素子の外力に対応する瞬間電流の測定値を示すグラフである。 本発明による圧電素子の履物内部の設置の前後に外力に対応する瞬間電圧の測定値を示すグラフである。 本発明の好適な第２実施例による機能性履物の概念図である。 本発明の好適な第２実施例による機能性履物の内部を透視して示す斜視図である。 図７ａの機能部を示す斜視図である。 本発明の好適な第２実施例による微細電流発生部の電気回路図である。 本発明の好適な他の実施例による微細電流発生部の電気回路図である。 本発明によるスイッチ部を概略的に示す断面図である。 外力によってスイッチ部が下降して接触した状態を示す断面図である。 本発明によるタイミング回路の電気回路図である。 本発明による手動スイッチが具備された機能性履物の側面図である。 図１３の電気回路図である。 本発明による伝導部の構成を並列に連結した構造を示す平面図である。 本発明による伝導部の構成を直列に連結した構造を示す平面図である。 本発明の好適な第１実施例による機能性履物の断面図である。 本発明による機能性履物の歩行中の電圧変化を示すグラフである。 本発明の好適な他の実施例による機能性履物の断面図である。

符号の説明

１ 履物底
２ 甲皮
１００ 微細電流発生部
１００ａ ケース
１１０ バッテリー
１２０ 微細電流発生部
１３０ スイッチ部
１３０ａ 挿入孔
１３０ｂ 押しボタン
１３０ｃ 弾力部材
１３０ｄ 電源入力接点
１３２ タイミング回路
１３２ａ リード線
１３４ 手動スイッチ
２００（２１０、２２０、２３０、２４０） 指圧部
２１０ａ、２２０ａ、２３０ａ、２４０ａ、２１０ｂ、２２０ｂ、２３０ｂ、２４０ｂ 指圧棒

Claims (10)

1. 履物の一側に挿入され、所定の微細電流及び電圧を発生させる微細電流発生部と；
   伝導性材質からなり、人体内部の器官と連結される足裏の神経点が位置する部位に形成され、物理的な指圧と微細電流の伝導を同時に行う指圧部と；
   前記微細電流発生部と指圧部との間に連結され、生成された微細電流及び電圧を指圧部に伝達するための伝導部と；
   を含んでいる機能性履物であって、
   前記微細電流発生部は、
   直流電源を供給するバッテリーと；
   前記バッテリーから供給される直流電源を微細電流に変換させる微細電流生成回路と；
   足裏が接触する底面の一側に突設され、外部から加えられる外力によって押し込まれ、前記外力による特定のタイミングでスイチングを行って、前記バッテリーから微細電流発生部に供給される電源を外部で制御することができるスイッチ部と；
   を含んでいることを特徴とする機能性履物。
2. 前記微細電流生成回路は、バッテリーから供給される電源がコンデンサー（Ｃ）、抵抗（Ｒ１−Ｒ２）、トランジスタ（Ｔｒ）及び可変抵抗（ＶＲ）に電気的に連結され、外力によって前記スイッチ部がオン（ｏｎ）されれば、前記バッテリーから供給された電源がコンデンサー（Ｃ）を充電させるために可変抵抗（ＶＲ）側に流れると同時にトランジスタ（Ｔｒ）のコレクタに印加され、コンデンサー（Ｃ）が充電されるまで可変抵抗（ＶＲ）側に流れる電流は、抵抗（Ｒ１）と抵抗（Ｒ２）で発生する電圧降下分だけトランジスタ（Ｔｒ）のベース側に流れ、コンデンサー（Ｃ）の充電が終われば、コンデンサー（Ｃ）がデカップリングコンデンサーの役目をして、電流をトランジスタ（Ｔｒ）のベースにそのまま印加させることで微細電流を発生させることを特徴とする、請求項１に記載の機能性履物。
3. 前記微細電流発生部は、前記指圧部の内部抵抗によって微細電流を発生させることを特徴とする、請求項１に記載の機能性履物。
4. 前記スイッチ部は、
   履物底の一側に貫設された挿入孔と；
   前記挿入孔に挿入され、使用者の足裏によって下方に押し込まれるように、履物底の一側底面に突設された押しボタンと；
   前記押しボタンの下方に設けられ、導電性素材からなる電源入力接点と；
   履物底と押しボタンとの間に設けられ、外力の消滅時、押しボタンを弾力的に原状に復帰させるスプリングと；
   を含んでいることを特徴とする、請求項１に記載の機能性履物。
5. 前記スイッチ部は、バッテリーと接続されたトリガー（ｔｒｉｇｇｅｒ）信号を検出し、所定の時間経過後、一定時間微細電流が通電された後、外力が印加される時にリセット信号が求めてタイマー動作をリセットする機能を有するタイミング回路をさらに含み、外力が印加される時はリセット（ｒｅｓｅｔ）信号を供給し、外力が除去される時はトリガー（ｔｒｉｇｇｅｒ）信号を供給することによって、前記微細電流発生部の駆動を前記タイミング回路によって制御することを特徴とする、請求項１に記載の機能性履物。
6. 前記スイッチ部は履物の外側面の甲皮部分に位置し、バッテリーからの電力供給を外部で制御する手動スイッチをさらに含んでいることを特徴とする、請求項１に記載の機能性履物。
7. 前記微細電流発生部は履物の踵部位に形成されることを特徴とする、請求項１に記載の機能性履物。
8. 前記指圧部は磁石からなり、磁気による刺激をさらに提供することを特徴とする、請求項１に記載の機能性履物。
9. 前記伝導部は、微細電流発生部と指圧部を並列に連結することを特徴とする、請求項１に記載の機能性履物。
10. 前記伝導部は、微細電流発生部と指圧部を直列に連結することを特徴とする、請求項１に記載の機能性履物。