JP6734588B2 - Load measuring shoes - Google Patents

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本発明は、内底に荷重センサ部が設けられた荷重計測靴に関する。 The present invention relates to a load measuring shoe having a load sensor section provided on an inner sole.

従来より、内底に荷重センサ部が設けられた荷重計測靴が知られている。この荷重計測靴は、下肢に掛かる荷重を自由な歩行中に計測できる。そのため、足底にかける荷重を徐々に増していくような下肢のリハビリテーション用などに有用である。荷重計測靴の荷重センサ部としては、荷重による静電容量の変化を電気的に検出するものが有る。 2. Description of the Related Art Conventionally, a load measuring shoe having a load sensor section provided on an inner sole is known. This load measuring shoe can measure the load applied to the lower limbs while walking freely. Therefore, it is useful for rehabilitation of the lower limbs where the load applied to the sole is gradually increased. Some load sensor parts of load measuring shoes electrically detect a change in electrostatic capacitance due to a load.

例えば、特許文献1には、靴の敷皮状に形成され、足底の各部分(後足部分、左側前足部、右側前足部)にかかる部分荷重に対応してそれぞれ静電容量が変化する複数個の可変容量式圧力センサ(荷重センサ部)が設けられた荷重計測靴を備える歩行因子解析装置が開示されている。可変容量式圧力センサの可変容量コンデンサの容量変化は、パルス発振周波数の変化として検出される。この歩行因子解析装置は、各部分の部分荷重を計測して、厳密な歩行状態の解析を行うことができる。 For example, in Patent Document 1, the capacitance is changed in accordance with a partial load applied to each part of the sole (the rear foot portion, the left front foot portion, the right front foot portion), which is formed in the shape of a shoe pavement. A walking factor analysis device including a load measuring shoe provided with a plurality of variable capacitance type pressure sensors (load sensor units) is disclosed. The capacitance change of the variable capacitor of the variable pressure sensor is detected as a change in pulse oscillation frequency. This gait factor analysis device can measure the partial load of each part and perform a strict analysis of the walking state.

また、特許文献2には、装着者の足の裏面の輪郭形状に合わせて形成され、体重移動によって変化する足の裏面の複数箇所の静電容量を検出する荷重測定部(荷重センサ部)が設けられた荷重計測靴の部分を有する重心位置検出装置が開示されている。静電容量を形成する上側電極と下側電極のうち一方をGNDに接続し他方を定電圧電源に接続し、上側電極と前記下側電極との間の電圧値が所定値に達するまでの時間から静電容量を演算する。この重心位置検出装置は、重心位置の移動を検出することができる。 Further, in Patent Document 2, there is provided a load measurement unit (load sensor unit) which is formed in conformity with the contour shape of the back surface of the wearer's foot and detects capacitances at a plurality of positions on the back surface of the foot that change due to weight movement. A center-of-gravity position detecting device having a load measuring shoe portion provided is disclosed. Time until one of the upper electrode and the lower electrode forming the capacitance is connected to GND and the other is connected to a constant voltage power source until the voltage value between the upper electrode and the lower electrode reaches a predetermined value. Calculate the capacitance from This center-of-gravity position detection device can detect movement of the center-of-gravity position.

また、特許文献3には、多数の空隙または凹み(窪み)を周期的(所定間隔毎)に設けたシート状誘電性弾性体と、それと同材質の平坦なシート状誘電性弾性体と、を誘電体とし、これらシート状誘電性弾性体を3枚のシート状導電性弾性体によりサンドイッチ状に挟み、これら3枚のシート状導電性弾性体を電極として二つのコンデンサを形成してなる荷重センサ部が設けられた荷重計測靴を備える荷重計測装置が開示されている。この荷重計測装置は、荷重センサ部に分布してかかる荷重の総量を検出し、また、二つのコンデンサの荷重による静電容量の変化を差動検出するため、ノイズや温度等の環境変化に対して安定であり、特許文献1及び2に記載されたものなどに比べて、精度の高い計測が可能である。 Further, in Patent Document 3, a sheet-shaped dielectric elastic body provided with a large number of voids or depressions (concave portions) periodically (at predetermined intervals), and a flat sheet-shaped dielectric elastic body made of the same material as that. A load sensor comprising a dielectric body, these sheet-shaped dielectric elastic bodies sandwiched by three sheet-shaped conductive elastic bodies in a sandwich shape, and two capacitors formed by using these three sheet-shaped conductive elastic bodies as electrodes. A load measuring device including a load measuring shoe having a section is disclosed. This load measuring device detects the total amount of load distributed to the load sensor section, and differentially detects the change in electrostatic capacitance due to the load of the two capacitors, so it can handle environmental changes such as noise and temperature. It is stable and stable, and can perform highly accurate measurement as compared with those described in Patent Documents 1 and 2.

特開平02−55045号公報JP-A-02-55045 国際公開WO2009/084387号公報International publication WO2009/084387 特開2008−107231号公報JP, 2008-107231, A

しかしながら、荷重計測靴の荷重センサ部は、下肢に掛かる荷重を自由な歩行中に受けるので、経時とともに劣化する可能性がある。特許文献1〜3を含む従来の荷重計測靴では、そのような荷重センサ部の経時による劣化に対して、その対応については特別な対策はされていなかった。 However, since the load sensor unit of the load measuring shoe receives the load applied to the lower limb during free walking, it may deteriorate with time. In the conventional load measuring shoes including Patent Documents 1 to 3, no special measures have been taken to deal with such deterioration of the load sensor unit with time.

本発明は、係る事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、荷重センサ部の経時による劣化が起こった場合、それの取り換え等の対応が容易にできる荷重計測靴を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a load measuring shoe capable of easily responding to replacement of the load sensor unit when the load sensor unit is deteriorated with time. ..

上記目的を達成するために、請求項1に記載の荷重計測靴は、中央部において窪んだ中央窪み部、該中央窪み部の周囲において上方に向かって開口する嵌合凹部、が形成された靴本体部と、前記靴本体部の輪郭線よりも比例縮小した平面形状を有し、下方に向かって下面から突出し前記嵌合凹部に嵌合し得る嵌合凸部が前記平面形状に沿って形成され、前記靴本体部に対して着脱可能な靴内底部と、多数の空隙または凹みを周期的に設けた第1のシート状誘電性弾性体、平坦な第2のシート状誘電性弾性体、第1のシート状導電性弾性体、複数個の第2のシート状導電性弾性体、第3のシート状導電性弾性体を有し、前記第1のシート状誘電性弾性体は前記第1のシート状導電性弾性体と前記複数個の第2のシート状導電性弾性体の間に配置され、前記第2のシート状誘電性弾性体は前記複数個の第2のシート状導電性弾性体と前記第3のシート状導電性弾性体に間に配置され、前記第1のシート状導電性弾性体、前記複数個の第2のシート状導電性弾性体、及び第3のシート状導電性弾性体を電極として、複数個のコンデンサを形成しており、前記靴本体部の前記中央窪み部であって前記靴内底部の下側に設置される荷重センサ部と、前記第1のシート状導電性弾性体の端子に交流電圧を印加する第1の交流出力回路、前記第3のシート状導電性弾性体の端子に交流電圧を印加する第2の交流出力回路、前記複数個の第2のシート状導電性弾性体の端子に流れる各々の交流電流を測定し各々の荷重計測電圧に変換する電流測定回路、を有する電気回路部と、を備えてなることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the load measuring shoe according to claim 1 is provided with a central recessed portion which is recessed in a central portion, and a fitting recessed portion which is open upwardly around the central recessed portion. A main body and a fitting convex portion that has a planar shape that is proportionally reduced from the contour line of the shoe main body and that protrudes downward from the lower surface and that can be fitted into the fitting concave portion are formed along the planar shape. A first sheet-shaped dielectric elastic body having a plurality of voids or recesses periodically provided therein, a flat second sheet-shaped dielectric elastic body, A first sheet-shaped conductive elastic body, a plurality of second sheet-shaped conductive elastic bodies, and a third sheet-shaped conductive elastic body, wherein the first sheet-shaped dielectric elastic body is the first sheet-shaped conductive elastic body. Between the plurality of second sheet-like conductive elastic bodies and the plurality of second sheet-like conductive elastic bodies, the second sheet-like dielectric elastic body is disposed between the plurality of second sheet-like conductive elastic bodies. Disposed between the body and the third sheet-shaped conductive elastic body, the first sheet-shaped conductive elastic body, the plurality of second sheet-shaped conductive elastic bodies, and the third sheet-shaped conductive body. Forming a plurality of capacitors using the elastic elastic body as an electrode, and a load sensor section installed in the central recess of the shoe main body below the inner bottom of the shoe, and the first sheet. AC output circuit for applying an AC voltage to the terminals of the sheet-shaped conductive elastic body, a second AC output circuit for applying an AC voltage to the terminals of the third sheet-shaped conductive elastic body, and a plurality of the plurality of 2. An electric circuit section having a current measuring circuit for measuring each alternating current flowing through the terminals of the sheet-shaped conductive elastic body and converting each alternating current into each load measuring voltage.

本発明の荷重計測靴によれば、荷重センサ部の経時による劣化が起こった場合、それの取り換え等の対応が容易にできる。 According to the load measuring shoe of the present invention, when the load sensor unit is deteriorated with time, it can be easily replaced or the like.

本発明の実施形態に係る左右両方の荷重計測靴の外観を示す平面図である。It is a top view showing appearance of both load measuring shoes on either side concerning an embodiment of the present invention. 同上の片方の荷重計測靴の靴本体部を示すものであって、(a)が平面図、(b)がA−Aで示す切断面での切断部端面図、(c)が(b)の右端上部近傍の拡大切断部端面図である。The shoe main body part of one of the load measuring shoes same as the above is shown, (a) is a plan view, (b) is a sectional view of a section of the section taken along the line AA, and (c) is (b). FIG. 7 is an end view of an enlarged cut portion near the upper right end of FIG. 同上の片方の荷重計測靴の靴内底部を示すものであって、(a)が平面図、(b)がB−Bで示す切断面での切断部端面図、(c)が(b)の右端近傍の拡大切断部端面図である。FIG. 2A is a plan view of one of the load measuring shoes of the same as above, where (a) is a plan view, (b) is an end view of a section taken along the line BB, and (c) is (b). FIG. 7 is an end view of an enlarged cutting portion near the right end of FIG. 同上の片方の荷重計測靴の荷重センサ部の位置を示すものであって、(a)が断面図、(b)が(a)の右端上部近傍の拡大断面図である。It is a sectional view showing the position of the load sensor part of one load measuring shoe same as the above, (a) is an expanded sectional view near the upper right end of (a). 同上の片方の荷重計測靴の荷重センサ部を構成する上側2層を示す平面図であって、(a)が最上層の第1のシート状導電性弾性体、(b)が上から2番目の層の第1のシート状誘電性弾性体である。It is a top view which shows the upper 2 layers which comprise the load sensor part of one load measuring shoe same as the above, (a) is the 1st sheet-like conductive elastic body of the uppermost layer, (b) is the 2nd from the top. Is a first sheet-shaped dielectric elastic body of the layer. 同上の片方の荷重計測靴の荷重センサ部を構成する中央の層とその下側2層を示す平面図であって、(a)が中央の層の複数個の第2のシート状導電性弾性体、(b)が上から4番目の層の第2のシート状誘電性弾性体、(c)が上から5番目の層の第3のシート状導電性弾性体である。It is a top view which shows the center layer and the lower two layers which comprise the load sensor part of one load measuring shoe same as the above, (a) is a plurality of 2nd sheet-like conductive elasticity of a center layer. A second sheet-shaped dielectric elastic body of the fourth layer from the top, and (c) a third sheet-shaped conductive elastic body of the fifth layer from the top. 同上の片方の荷重計測靴の回路構成を示すブロック回路図である。It is a block circuit diagram which shows the circuit structure of one load measuring shoe same as the above. 同上の片方の荷重計測靴の荷重センサ部の詳細な構造を模式的に示すもので、(a)が拡大断面図、(b)が第1のシート状誘電性弾性体の拡大平面図である。Fig. 2 schematically shows a detailed structure of a load sensor section of one load measuring shoe of the same as above, (a) is an enlarged sectional view and (b) is an enlarged plan view of a first sheet-shaped dielectric elastic body. .. 同上の片方の荷重計測靴の荷重センサ部の荷重センサ基板体を構成する4層の導電層を荷重センサ基板体の輪郭線とともに示す平面図であって、(a)が最上層、(b)が上から2番目の層、(c)が上から3番目の層、(d)が最下層である。It is a top view which shows the four conductive layers which comprise the load sensor board|substrate body of the load sensor part of one load measuring shoe same as the above with the outline of a load sensor board body, (a) is a top layer, (b) Is the second layer from the top, (c) is the third layer from the top, and (d) is the bottom layer. 同上の荷重計測靴とともに用いられる荷重表示装置の外観を示す平面図である。It is a top view which shows the external appearance of the load display apparatus used with the load measuring shoes same as the above.

以下、本発明を実施するための形態を説明する。本発明の実施形態に係る荷重計測靴1は、靴本体部2と靴内底部3と荷重センサ部4と電気回路部5と、を備えている。荷重計測靴1は、外観上は、図1に示すように、靴本体部2の内底の箇所に靴内底部3が嵌め込まれ、靴本体部2における足甲を押さえるベルトに電気回路部5が取り付けられるものとすることができる。 Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described. The load measuring shoe 1 according to the embodiment of the present invention includes a shoe main body portion 2, a shoe inner sole portion 3, a load sensor portion 4, and an electric circuit portion 5. As shown in FIG. 1, the load measuring shoe 1 has an inner bottom portion 3 of the shoe body 2 fitted in the inner bottom portion of the shoe body portion 2 as shown in FIG. Can be attached.

靴本体部2は、内底の箇所以外は、荷重計測靴1の使用者に対して、通常の靴の仕様を成すものである。靴本体部2は、通常の靴と同様に、様々な仕様、すなわち形状、材質(例えば、合成ゴムや合成樹脂など)などが可能である。靴本体部2は、図2(a)〜(c)に示すように、後述する荷重センサ部4を設置するために中央部において窪んだ中央窪み部2aが形成されている。また、靴本体部2は、後述する靴内底部3を嵌合させるための上方に向かって開口する嵌合凹部2bが中央窪み部2aの周囲に全周にわたり連続して形成されている。また、中央窪み部2aの底部には、靴本体部2の動きを良くするなどの目的のために、所々に凹部(図2(a)では六角形の凹部)2cが形成されている。なお、図2(a)〜(c)では、靴本体部2において足甲を押さえるベルト、爪先を押さえるベルト、踵を押さえるベルトなどは省略している。 The shoe main body 2 has the specifications of a normal shoe for the user of the load measuring shoe 1 except for the inner sole portion. The shoe main body 2 can have various specifications, that is, a shape and a material (for example, synthetic rubber or synthetic resin) or the like, like a normal shoe. As shown in FIGS. 2(a) to 2(c), the shoe main body 2 has a central recessed portion 2a which is recessed in the central portion in order to install a load sensor portion 4 described later. Further, the shoe main body 2 is formed with a fitting recess 2b which is opened upward for fitting a shoe inner sole 3 described later continuously around the entire circumference of the central recess 2a. In addition, recesses (hexagonal recesses in FIG. 2A) 2c are formed in places at the bottom of the central recess 2a for the purpose of improving the movement of the shoe body 2. 2(a) to 2(c), a belt for pressing the instep, a belt for pressing the toes, a belt for pressing the heel and the like in the shoe body 2 are omitted.

靴内底部3は、薄肉であって、図3(a)に示すように、靴本体部2の輪郭線(平面視における輪郭線)よりも少しだけ比例縮小した平面形状を有するものである。靴内底部3は、図3(b)、(c)に示すように、下方に向かって下面から突出する嵌合凸部3aが、この平面形状(靴内底部3の輪郭線)に沿ってそれよりも少し内側に形成されている。嵌合凸部3aは、靴本体部2の嵌合凹部2bに嵌合し得るものであり、それにより、靴内底部3は靴本体部2に対して着脱可能である。靴内底部3は、靴本体部2と同様の材質が可能である。また、靴内底部3の上面には、使用者の足裏の滑り止めなどの目的のために、多数の凸部(図3(a)では円形の凸部)が形成されている。 As shown in FIG. 3( a ), the shoe inner sole portion 3 is thin, and has a planar shape in which the contour line (contour line in plan view) of the shoe body portion 2 is slightly reduced in proportion. As shown in FIGS. 3(b) and 3(c), the shoe inner sole 3 has a fitting protrusion 3a protruding downward from the lower surface along the plane shape (outline of the shoe inner sole 3). It is formed slightly inside. The fitting convex portion 3a can be fitted into the fitting concave portion 2b of the shoe main body portion 2, so that the shoe inner bottom portion 3 can be attached to and detached from the shoe main body portion 2. The shoe inner bottom portion 3 can be made of the same material as the shoe main body portion 2. A large number of convex portions (circular convex portions in FIG. 3A) are formed on the upper surface of the inner bottom portion 3 of the shoe for the purpose of preventing the user's sole from slipping.

荷重センサ部4は、靴本体部2の中央窪み部2aであって、靴本体部2に装着した状態の靴内底部3の下側の位置に設置される(図4参照)。荷重センサ部4は、靴内底部3を介して使用者の足裏からの荷重を受けることになる。荷重センサ部4は、通常、その上面が靴内底部3に接触するように設置される。また、荷重センサ部4は、その外周面のまわりに緩衝材(図示せず。)を設けるなどして、動かないように設置される。また、荷重センサ部4は、その上下方向の位置を調整するなどのために、荷重センサ部4の下側に緩衝材(図示せず。)が設けられるのが好ましい。 The load sensor portion 4 is installed in the central recess portion 2a of the shoe body portion 2 and at a position below the shoe inner bottom portion 3 in a state where the shoe body portion 2 is mounted (see FIG. 4). The load sensor unit 4 receives a load from the sole of the user via the shoe inner sole 3. The load sensor unit 4 is usually installed so that the upper surface thereof contacts the inner shoe sole unit 3. Further, the load sensor unit 4 is installed so as not to move, for example, by providing a cushioning material (not shown) around the outer peripheral surface thereof. Further, the load sensor unit 4 is preferably provided with a cushioning material (not shown) below the load sensor unit 4 in order to adjust the position in the vertical direction.

荷重センサ部4は、図5A(a)〜図5B(c)に示すように、第1のシート状誘電性弾性体41(図5A(b)参照)と第2のシート状誘電性弾性体42(図5B(b)参照)、第1のシート状導電性弾性体43(図5A(a)参照)と複数個(例えば4個(親指側前部用、小指側前部用、親指側後部用、小指側後部用)よりなる第2のシート状導電性弾性体44a、44b、44c、44d(図5B(a)参照)と第3のシート状導電性弾性体45(図5B(c)参照)とを有している。第1のシート状誘電性弾性体41は、第1のシート状導電性弾性体43と複数個の第2のシート状導電性弾性体44a〜44dとの間に配置され、すなわちサンドイッチ状に挟まれる。第2のシート状誘電性弾性体42は、複数個の第2のシート状導電性弾性体44a〜44dと第3のシート状導電性弾性体45の間に配置され、すなわちサンドイッチ状に挟まれる。第1のシート状誘電性弾性体41と第2のシート状誘電性弾性体42の厚さは、例えば、荷重がかかっていない状態で6mm程度とすることができる。また、第1のシート状導電性弾性体43と複数個の第2のシート状導電性弾性体44a〜44dと第3のシート状導電性弾性体45の厚さは、例えば、1mm程度とすることができる。 As shown in FIGS. 5A(a) to 5B(c), the load sensor unit 4 includes a first sheet-shaped dielectric elastic body 41 (see FIG. 5A(b)) and a second sheet-shaped dielectric elastic body. 42 (see FIG. 5B(b)), a first sheet-shaped conductive elastic body 43 (see FIG. 5A(a)) and a plurality (for example, 4 (for thumb side front part, little finger side front part, thumb side) The second sheet-shaped conductive elastic bodies 44a, 44b, 44c, 44d (see FIG. 5B(a)) and the third sheet-shaped conductive elastic body 45 (FIG. 5B(c) The first sheet-shaped dielectric elastic body 41 includes a first sheet-shaped conductive elastic body 43 and a plurality of second sheet-shaped conductive elastic bodies 44a to 44d. The second sheet-shaped dielectric elastic body 42 is arranged between the second sheet-shaped conductive elastic bodies 44a to 44d and the third sheet-shaped conductive elastic body 45. The first sheet-shaped dielectric elastic body 41 and the second sheet-shaped dielectric elastic body 42 have a thickness of, for example, about 6 mm when no load is applied. The thickness of the first sheet-shaped conductive elastic body 43, the plurality of second sheet-shaped conductive elastic bodies 44a to 44d, and the third sheet-shaped conductive elastic body 45 is For example, it can be about 1 mm.

荷重センサ部4は、第1のシート状誘電性弾性体41及び前記第2のシート状誘電性弾性体42を誘電体とし、第1のシート状導電性弾性体43、複数個の第2のシート状導電性弾性体44a〜44d、及び第3のシート状導電性弾性体45を電極として、図6に示すように、複数個のコンデンサ(複数個の第1のコンデンサCa、Cb、Cc、Cdと複数個の第2のコンデンサCa、Cb、Cc、Cd)を形成している。 The load sensor unit 4 uses the first sheet-shaped dielectric elastic body 41 and the second sheet-shaped dielectric elastic body 42 as dielectrics, and uses the first sheet-shaped conductive elastic body 43 and a plurality of second sheet-shaped conductive elastic bodies 43. Using the sheet-shaped conductive elastic bodies 44a to 44d and the third sheet-shaped conductive elastic body 45 as electrodes, as shown in FIG. 6, a plurality of capacitors (a plurality of first capacitors Ca 1 , Cb 1 , Cc 1 and Cd 1 and a plurality of second capacitors Ca 2 , Cb 2 , Cc 2 and Cd 2 ) are formed.

つまり、第1のシート状導電性弾性体43と第2のシート状導電性弾性体44aとで第1のシート状誘電性弾性体41をサンドイッチ状に挟んだ部分が第1のコンデンサCaを形成し、第2のシート状導電性弾性体44aと第3のシート状導電性弾性体45とで第2のシート状誘電性弾性体42をサンドイッチ状に挟んだ部分が第2のコンデンサCaを形成し、第1のコンデンサCaと第2のコンデンサCaとが部分荷重センサ4aとなる。第1のシート状導電性弾性体43と第2のシート状導電性弾性体44bとで第1のシート状誘電性弾性体41をサンドイッチ状に挟んだ部分が第1のコンデンサCbを形成し、第2のシート状導電性弾性体44bと第3のシート状導電性弾性体45とで第2のシート状誘電性弾性体42をサンドイッチ状に挟んだ部分が第2のコンデンサCbを形成し、第1のコンデンサCbと第2のコンデンサCbとが部分荷重センサ4bとなる。第1のシート状導電性弾性体43と第2のシート状導電性弾性体44cとで第1のシート状誘電性弾性体41をサンドイッチ状に挟んだ部分が第1のコンデンサCcを形成し、第2のシート状導電性弾性体44cと第3のシート状導電性弾性体45とで第2のシート状誘電性弾性体42をサンドイッチ状に挟んだ部分が第2のコンデンサCcを形成し、第1のコンデンサCcと第2のコンデンサCcとが部分荷重センサ4cとなる。第1のシート状導電性弾性体43と第2のシート状導電性弾性体44dとで第1のシート状誘電性弾性体41をサンドイッチ状に挟んだ部分が第1のコンデンサCdを形成し、第2のシート状導電性弾性体44dと第3のシート状導電性弾性体45とで第2のシート状誘電性弾性体42をサンドイッチ状に挟んだ部分が第2のコンデンサCdを形成し、第1のコンデンサCdと第2のコンデンサCdとが部分荷重センサ4dとなる。これらの部分荷重センサ4a〜4dは各々、第2のシート状導電性弾性体44a〜44dの各々が画定する部分にわたって荷重(部分荷重)を検出するものとなる。 That is, the first sheet-shaped conductive elastic body 43 and the second sheet-shaped conductive elastic body 44a sandwich the first sheet-shaped dielectric elastic body 41 in a sandwich shape to form the first capacitor Ca 1 . The second capacitor Ca 2 is formed by sandwiching the second sheet-shaped dielectric elastic body 42 between the second sheet-shaped conductive elastic body 44 a and the third sheet-shaped conductive elastic body 45. And the first capacitor Ca 1 and the second capacitor Ca 2 serve as the partial load sensor 4a. The first sheet-shaped conductive elastic body 43 and the second sheet-shaped conductive elastic body 44b sandwich the first sheet-shaped dielectric elastic body 41 in a sandwich form to form the first capacitor Cb 1. , A portion in which the second sheet-shaped dielectric elastic body 42 is sandwiched between the second sheet-shaped conductive elastic body 44b and the third sheet-shaped conductive elastic body 45 forms the second capacitor Cb 2 . Then, the first capacitor Cb 1 and the second capacitor Cb 2 become the partial load sensor 4b. A portion of the first sheet-shaped conductive elastic body 43 and the second sheet-shaped conductive elastic body 44c sandwiching the first sheet-shaped dielectric elastic body 41 in a sandwich form the first capacitor Cc 1. , A portion in which the second sheet-shaped dielectric elastic body 42 is sandwiched between the second sheet-shaped conductive elastic body 44c and the third sheet-shaped conductive elastic body 45 forms the second capacitor Cc 2 . Then, the first capacitor Cc 1 and the second capacitor Cc 2 become the partial load sensor 4c. A portion of the first sheet-shaped dielectric elastic body 41 sandwiched between the first sheet-shaped conductive elastic body 43 and the second sheet-shaped conductive elastic body 44d forms the first capacitor Cd 1. , A portion in which the second sheet-shaped dielectric elastic body 42 is sandwiched between the second sheet-shaped conductive elastic body 44d and the third sheet-shaped conductive elastic body 45 forms the second capacitor Cd 2 . Then, the first capacitor Cd 1 and the second capacitor Cd 2 become the partial load sensor 4d. Each of the partial load sensors 4a to 4d detects a load (partial load) over a portion defined by each of the second sheet-shaped conductive elastic bodies 44a to 44d.

また、図7(a)、(b)に示すように、第1のシート状誘電性弾性体41は、多数の空隙または凹み(窪み)41sを周期的(所定間隔毎)に設けたものとし、第2のシート状誘電性弾性体42は、第1のシート状誘電性弾性体41と同材質の平坦な(つまり、多数の空隙または凹みを周期的に設けていない)ものとしている。第1のシート状誘電性弾性体41は、多数の空隙または凹み41sが周期的(所定間隔毎)に設けられているため、荷重を受けたとき、厚さの減少に見合う体積がこの部分に広がることにより、荷重にほぼ比例して厚さが変化する。一方、第2のシート状誘電性弾性体42は、荷重に対する厚さの変化は無視できるほど小さい。なお、図7(a)中の符号46は荷重センサ基板体であり、これについては後に詳述する。 Further, as shown in FIGS. 7A and 7B, the first sheet-shaped dielectric elastic body 41 is assumed to be provided with a large number of voids or depressions (concavities) 41s periodically (at predetermined intervals). The second sheet-shaped dielectric elastic body 42 is made of the same material as that of the first sheet-shaped dielectric elastic body 41 and is flat (that is, a large number of voids or recesses are not provided periodically). Since the first sheet-shaped dielectric elastic body 41 is provided with a large number of voids or recesses 41s periodically (at predetermined intervals), when a load is applied, a volume commensurate with the decrease in thickness is present in this portion. As it spreads, the thickness changes almost in proportion to the load. On the other hand, the second sheet-shaped dielectric elastic body 42 has a negligibly small change in thickness with respect to the load. Reference numeral 46 in FIG. 7A is a load sensor substrate body, which will be described in detail later.

よって、複数個の第1のコンデンサCa〜Cdと複数個の第2のコンデンサCa〜Cdの容量値はそれぞれ、以下の式で表すことができる。
Ca=ε・(Sa/da) Ca=ε・(Sa/d
Cb=ε・(Sb/db) Cb=ε・(Sb/d
Cc=ε・(Sc/dc) Cc=ε・(Sc/d
Cd=ε・(Sd/dd) Cd=ε・(Sd/d
ここで、第1のシート状誘電性弾性体41と第2のシート状誘電性弾性体42の誘電率をそれぞれ、ε、ε、複数個の第2のシート状導電性弾性体44a〜44dの面積をそれぞれSa、Sb、Sc、Sd、複数個の第2のシート状導電性弾性体44a〜44dにおける第1のシート状誘電性弾性体41の厚さ(平均の厚さ)をそれぞれda、db、dc、ddとしている。第2のシート状誘電性弾性体42の厚さは、荷重によって変化しないとして、複数個の第2のシート状導電性弾性体44a〜44dにおける第2のシート状誘電性弾性体42の厚さを全てdとしている。
Therefore, the capacitance values of the plurality of first capacitors Ca 1 to Cd 1 and the plurality of second capacitors Ca 2 to Cd 2 can be expressed by the following formulas, respectively.
Ca 11 ·(Sa/da 1 ) Ca 22 ·(Sa/d 2 ).
Cb 11 ·(Sb/db 1 ) Cb 22 ·(Sb/d 2 )
Cc 11 ·(Sc/dc 1 ) Cc 22 ·(Sc/d 2 )
Cd 11 ·(Sd/dd 1 ) Cd 22 ·(Sd/d 2 )
Here, the dielectric constants of the first sheet-shaped dielectric elastic body 41 and the second sheet-shaped dielectric elastic body 42 are ε 1 and ε 2 , respectively, and a plurality of second sheet-shaped conductive elastic bodies 44a to The area of 44d is Sa, Sb, Sc, Sd, and the thickness (average thickness) of the first sheet-shaped dielectric elastic body 41 in the plurality of second sheet-shaped conductive elastic bodies 44a to 44d, respectively. They are da 1 , db 1 , dc 1 , and dd 1 . Assuming that the thickness of the second sheet-shaped dielectric elastic body 42 does not change due to the load, the thickness of the second sheet-shaped dielectric elastic body 42 in the plurality of second sheet-shaped conductive elastic bodies 44a to 44d. Are all d 2 .

なお、第1シート状誘電性弾性体41及び第2のシート状誘電性弾性体42は、絶縁性のシリコンゴムなど、第1のシート状導電性弾性体43、複数個の第2のシート状導電性弾性体44a〜44d、第3のシート状導電性弾性体45は、導電性のシリコンゴムなどを用いることができる。また、第1のシート状導電性弾性体43と第1シート状誘電性弾性体41の間、第1シート状誘電性弾性体41と複数個の第2のシート状導電性弾性体44a〜44dの間、複数個の第2のシート状導電性弾性体44a〜44dと第2のシート状誘電性弾性体42の間、第2のシート状誘電性弾性体42と第3のシート状導電性弾性体45の間はそれぞれ、例えば薄い接着剤などを用いて接着することが可能である。 The first sheet-shaped dielectric elastic body 41 and the second sheet-shaped dielectric elastic body 42 are, for example, insulating silicon rubber, a first sheet-shaped conductive elastic body 43, and a plurality of second sheet-shaped conductive elastic bodies 43. For the conductive elastic bodies 44a to 44d and the third sheet-shaped conductive elastic body 45, conductive silicon rubber or the like can be used. Further, between the first sheet-shaped conductive elastic body 43 and the first sheet-shaped dielectric elastic body 41, between the first sheet-shaped dielectric elastic body 41 and the plurality of second sheet-shaped conductive elastic bodies 44a to 44d. Between the plurality of second sheet-shaped conductive elastic bodies 44a to 44d and the second sheet-shaped dielectric elastic body 42, between the second sheet-shaped dielectric elastic body 42 and the third sheet-shaped conductivity. The elastic bodies 45 can be bonded to each other using, for example, a thin adhesive.

第1のシート状導電性弾性体43には端子43t、複数個の第2のシート状導電性弾性体44a〜44dには端子44at、44bt、44ct、44dt、第3のシート状導電性弾性体45には端子45t、がそれぞれ設けられ(図6参照)、これらを通って、荷重センサ部4と後述する電気回路部5との間の電気信号(電圧又は電流)のやり取りが行われる。 The first sheet-shaped conductive elastic body 43 has a terminal 43t, the plurality of second sheet-shaped conductive elastic bodies 44a to 44d have terminals 44at, 44bt, 44ct, 44dt, and a third sheet-shaped conductive elastic body. Terminals 45t and 45t are provided on each of the terminals 45 (see FIG. 6), and an electric signal (voltage or current) is exchanged between the load sensor unit 4 and an electric circuit unit 5 described later through these terminals.

第1のシート状導電性弾性体43の端子43t、複数個の第2のシート状導電性弾性体44a〜44dの端子44at、44bt、44ct、44dt、第3のシート状導電性弾性体45の端子45tは、第3のシート状導電性弾性体45の下側に設けられた荷重センサ基板体46に設けることができる。荷重センサ基板体46は、第3のシート状導電性弾性体45等と同様の形状とすることができる。また、荷重センサ基板体46は、第3のシート状導電性弾性体45に、例えば薄い接着剤などを用いて接着することが可能である。 The terminal 43t of the first sheet-shaped conductive elastic body 43, the terminals 44at, 44bt, 44ct, 44dt of the plurality of second sheet-shaped conductive elastic bodies 44a to 44d, and the third sheet-shaped conductive elastic body 45. The terminal 45t can be provided on the load sensor substrate 46 provided below the third sheet-shaped conductive elastic body 45. The load sensor substrate body 46 can have the same shape as the third sheet-shaped conductive elastic body 45 and the like. Further, the load sensor substrate body 46 can be bonded to the third sheet-shaped conductive elastic body 45 by using, for example, a thin adhesive.

荷重センサ基板体46には、図8(a)〜(d)に示すように、端子43t、端子44at〜44dt、端子45t、にそれぞれ接続されるプリント配線パターン43p、44ap〜44dp、45pが形成されている。第1のシート状導電性弾性体43と複数個の第2のシート状導電性弾性体44a〜44dは、略垂直方向に延びるリード線(図示せず)を通して、それぞれの直下に一部が配置されたプリント配線パターン43p、44ap〜44dpに接続(空中配線)することができる。第3のシート状導電性弾性体45は、その直下に一部が配置されたプリント配線パターン45pに直接接続することができる。端子43t、端子44at〜44dt、端子45tは、それら全てが一か所に集中しており、電気回路部5に接続される配線ケーブルに接続し易いようになっているなお、図8(a)〜(d)に示す荷重センサ基板体46は、多層配線基板であり、プリント配線パターン43p、44ap〜44dp、45pは、各層にわたって電気的に導通して配線されている。また、電気回路部5に接続される配線ケーブルは、コネクタ付きとして、端子43t、端子44at〜44dt、端子45tに簡単に接続できる(又は、荷重センサ部4の取り換え時に簡単に外すことができる)ようにするのが好ましい。 As shown in FIGS. 8A to 8D, printed wiring patterns 43p, 44ap to 44dp, 45p connected to the terminal 43t, the terminals 44at to 44dt, and the terminal 45t are formed on the load sensor substrate 46. Has been done. The first sheet-shaped conductive elastic body 43 and the plurality of second sheet-shaped conductive elastic bodies 44a to 44d are partially arranged directly below each through a lead wire (not shown) extending in a substantially vertical direction. The printed wiring patterns 43p and 44ap to 44dp thus formed can be connected (aerial wiring). The third sheet-shaped conductive elastic body 45 can be directly connected to the printed wiring pattern 45p, a part of which is arranged immediately below. The terminals 43t, the terminals 44at to 44dt, and the terminal 45t are all concentrated in one place, and are easily connected to the wiring cable connected to the electric circuit unit 5 . The load sensor board body 46 shown in FIGS. 8A to 8D is a multilayer wiring board, and the printed wiring patterns 43p, 44ap to 44dp, 45p are electrically connected and wired in each layer. .. Further, the wiring cable connected to the electric circuit section 5 has a connector and can be easily connected to the terminals 43t, the terminals 44at to 44dt, and the terminal 45t (or can be easily removed when the load sensor section 4 is replaced). Preferably.

また、荷重センサ部4は、荷重センサ基板体46を含めて全部が薄い布地等に収納されるようにしてもよい。そうすると、予備の(取り換え用の)荷重センサ部4の保管が容易になる。 Further, the load sensor unit 4 including the load sensor substrate 46 may be entirely housed in a thin cloth or the like. This facilitates the storage of the spare (replacement) load sensor unit 4.

次に、電気回路部5を説明する。電気回路部5は、上述したように、靴本体部2における足甲を押さえるベルトなどに取り付けられるものとすることができる。この場合、電気回路部収容体5aに電気回路部5の電気回路を実現する電子部品が搭載された基板等を収容し、図1に示すような取付バンド等の取付機構5bで、電気回路部収容体5aを靴本体部2に取り付けるようにする。なお、電気回路部5は、靴本体部2の内部であって、荷重センサ部4の下側に設置することも場合によっては可能である。 Next, the electric circuit section 5 will be described. As described above, the electric circuit unit 5 can be attached to a belt or the like that presses the instep of the shoe body 2. In this case, a board or the like on which electronic components for realizing the electric circuit of the electric circuit section 5 are mounted is housed in the electric circuit section housing 5a, and the electric circuit section is mounted by a mounting mechanism 5b such as a mounting band shown in FIG. The container 5a is attached to the shoe body 2. The electric circuit unit 5 may be installed inside the shoe main body 2 and below the load sensor unit 4 in some cases.

電気回路部5は、図6に示すように、第1のシート状導電性弾性体43の端子43tに交流電圧Vを印加して複数個の第1のコンデンサCa〜Cdに交流電流Ia、Ib、Ic、Idを流す第1の交流出力回路51と、第3のシート状導電性弾性体45の端子45tに交流電圧Vを印加して複数個の第2のコンデンサCa〜Cdに交流電流Ia、Ib、Ic、Idを流す第2の交流出力回路52と、第2のシート状導電性弾性体44a〜44dの端子44at〜44dtに流れる交流電流Ia、Ib、Ic、Idを測定し電圧(荷重計測電圧Va、Vb、Vc、Vd)に変換する複数個の電流測定回路53a、53b、53c、53dと、を有している。荷重計測電圧Va〜Vdは、荷重の分布(部分荷重)に応じた電圧である。本実施形態では、第1のシート状導電性弾性体43の端子43tに印加される交流電圧Vと第3のシート状導電性弾性体45の端子45tに印加される交流電圧Vは、接地電位を基準電位として設定され、複数個の第2のシート状導電性弾性体44a〜44dの端子44at〜44dtは接地電位と同電位に保持されるように設定されている。 As shown in FIG. 6, the electric circuit unit 5 applies an AC voltage V 1 to the terminal 43t of the first sheet-shaped conductive elastic body 43 to apply an AC current to the plurality of first capacitors Ca 1 to Cd 1. AC voltage V 2 is applied to the first AC output circuit 51 for flowing Ia 1 , Ib 1 , Ic 1 , and Id 1 and the terminal 45t of the third sheet-shaped conductive elastic body 45, and a plurality of second AC output circuits 51 are applied. a second AC output circuit 52 to flow a capacitor Ca 2 ~Cd 2 into AC current Ia 2, Ib 2, Ic 2 , Id 2, flows through the terminal 44at~44dt the second sheet-like conductive elastic body 44a~44d has an alternating current Ia 3, Ib 3, Ic 3 , Id 3 the measured voltage (load measuring voltage Va, Vb, Vc, Vd) plurality of current measurement circuit 53a for converting a, 53b, 53c, and 53d, the ing. The load measurement voltages Va to Vd are voltages according to the load distribution (partial load). In the present embodiment, the AC voltage V 1 applied to the terminal 43t of the first sheet-shaped conductive elastic body 43 and the AC voltage V 2 applied to the terminal 45t of the third sheet-shaped conductive elastic body 45 are The ground potential is set as a reference potential, and the terminals 44at to 44dt of the plurality of second sheet-shaped conductive elastic bodies 44a to 44d are set to be held at the same potential as the ground potential.

第1の交流出力回路51と第2の交流出力回路52は、荷重センサ部4に荷重がかかっていないとき交流電流Ia〜Idと交流電流Ia〜Idが180度の位相差で振幅が等しくなるように、交流電圧Vと交流電圧Vが調整(オフセットゼロ調整)されている。そうすれば、複数個の第1のコンデンサCa〜Cdに流れる交流電流Ia〜Idは、複数個の第2のコンデンサCa〜Cdに交流電流Ia〜Idとして流れるので、第2のシート状導電性弾性体44の端子44at〜44dt、つまり複数個の電流測定回路53a〜53dに交流電流Ia〜Idは流れない。 The first AC output circuit 51 and the second AC output circuit 52 have a phase difference of 180 degrees between the AC currents Ia 1 to Id 1 and the AC currents Ia 2 to Id 2 when no load is applied to the load sensor unit 4. The AC voltage V 1 and the AC voltage V 2 are adjusted (offset zero adjustment) so that the amplitudes become equal. Then, the AC currents Ia 1 to Id 1 flowing through the plurality of first capacitors Ca 1 to Cd 1 flow as AC currents Ia 2 to Id 2 through the plurality of second capacitors Ca 2 to Cd 2 . , a second terminal 44at~44dt sheet conductive elastic body 44, i.e. a plurality of current measuring circuit 53a~53d the alternating current Ia 3 ~Id 3 does not flow.

オフセットゼロ調整は、以下のようにすることができる。荷重センサ部2に荷重がかかっていないときは、Ca=ε・(Sa/d)、Cb=ε・(Sb/d)、Cc=ε・(Sc/d)、Cd=ε・(Sd/d)、となる。ここで、第1のシート状誘電性弾性体41の厚さをdとしている。従って、Ca/Ca=Cb/Cb=Cc/Cc=Cd/Cd=(ε・d)/(ε・d)となり、複数個の第2のシート状導電性弾性体44a〜44dにおける第1のシート状誘電性弾性体41のコンデンサと第2のシート状誘電性弾性体42のコンデンサの容量比は、全て一定になる。 Offset zero adjustment can be performed as follows. When no load is applied to the load sensor unit 2, Ca 11 ·(Sa/d 1 ), Cb 11 ·(Sb/d 1 ), Cc 11 ·(Sc/d 1 ). ), Cd 11 ·(Sd/d 1 ). Here, the thickness of the first sheet-shaped dielectric elastic body 41 is d 1 . Therefore, Ca 1 /Ca 2 =Cb 1 /Cb 2 =Cc 1 /Cc 2 =Cd 1 /Cd 2 =(ε 1 ·d 2 )/(ε 2 ·d 1 ) and a plurality of second sheets The capacitance ratios of the capacitors of the first sheet-shaped dielectric elastic body 41 and the capacitors of the second sheet-shaped dielectric elastic body 42 in the sheet-shaped conductive elastic bodies 44a to 44d are all constant.

ここで交流電圧Vと交流電圧Vの電圧比を、V/V=(ε・d)/(ε・d)に設定すれば、交流電流の比Ia/Ia、Ib/Ib、Ic/Ic、Id/Idはそれぞれ、V・Ca/V・Ca、V・Cb/V・Cb、V・Cc/V・Cc、V・Cd/V・Cdであるから、それぞれ、全て1となる。よって、複数個の第1のコンデンサCa〜Cdに流れる交流電流Ia〜Idは、複数個の第2のコンデンサCa〜Cdに交流電流Ia〜Idとして流れ、第2のシート状導電性弾性体44a〜44dの端子44at〜44dt、つまり電流測定回路53a〜53dに交流電流Ia〜Idは流れない。このように、交流電圧Vと交流電圧Vの電圧比を上記のようにすることで、各々の部分荷重センサ4a〜4dの全てについて、同時に、オフセットゼロ調整をすることができる。これは、複数個の部分荷重センサ4a〜4dが、第1のシート状誘電性弾性体41と第2のシート状誘電性弾性体42を誘電体として共通に用い、第1のシート状導電性弾性体43と第3のシート状導電性弾性体45を電極として共通に用いているからである。なお、交流電圧V(又は交流電圧V)は、例えば、周波数が約10KHz、振幅が約5Vとすることができる。 Here, if the voltage ratio between the AC voltage V 2 and the AC voltage V 1 is set to V 2 /V 1 =(ε 1 ·d 2 )/(ε 2 ·d 1 ), the ratio of alternating current Ia 1 /Ia 2 , Ib 1 /Ib 2 , Ic 1 /Ic 2 and Id 1 /Id 2 are respectively V 1 ·Ca 1 /V 2 ·Ca 2 , V 1 ·Cb 1 /V 2 ·Cb 2 and V 1 ·Cc. Since 1 /V 2 ·Cc 2 and V 1 ·Cd 1 /V 2 ·Cd 2 , all are 1 respectively. Therefore, the alternating current Ia 1 ~Id 1 flowing in the first capacitor Ca 1 ~Cd 1 a plurality flows to the capacitor Ca 2 ~Cd 2 of the plurality of second as alternating current Ia 2 ~Id 2, second AC currents Ia 3 to Id 3 do not flow through the terminals 44at to 44dt of the sheet-shaped conductive elastic bodies 44a to 44d, that is, the current measuring circuits 53a to 53d. In this way, by setting the voltage ratio between the AC voltage V 2 and the AC voltage V 1 as described above, the offset zero adjustment can be performed simultaneously for all the partial load sensors 4a to 4d. This is because the plurality of partial load sensors 4a to 4d commonly use the first sheet-shaped dielectric elastic body 41 and the second sheet-shaped dielectric elastic body 42 as dielectrics, and the first sheet-shaped conductive elastic body This is because the elastic body 43 and the third sheet-shaped conductive elastic body 45 are commonly used as electrodes. The AC voltage V 1 (or the AC voltage V 2 ) may have a frequency of about 10 KHz and an amplitude of about 5V, for example.

荷重センサ部4に荷重がかかると、荷重の分布に応じて複数個の第1のコンデンサCa〜Cdの容量値が大きくなり、それに流れる交流電流Ia〜Idが大きくなる。一方、複数個の第2のコンデンサCa〜Cdの容量値はほとんど変化しないので、それに流れる交流電流Ia〜Idはほとんど変化しない。よって、第2のシート状導電性弾性体44a〜44dの端子44at〜44dtに交流電流Ia〜Idと交流電流Ia〜Idの差が交流電流Ia〜Idとして流れる。そして、電気回路部5において、交流電流Ia〜Idが荷重計測電圧Va〜Vdに変換される。 When a load is applied to the load sensor unit 4, the capacitance values of the plurality of first capacitors Ca 1 to Cd 1 increase according to the distribution of the load, and the AC currents Ia 1 to Id 1 flowing through the first capacitors Ca 1 to Cd 1 increase. On the other hand, since the capacitance values of the plurality of second capacitors Ca 2 to Cd 2 hardly change, the alternating currents Ia 2 to Id 2 flowing through them hardly change. Therefore, the difference between the alternating currents Ia 1 to Id 1 and the alternating currents Ia 2 to Id 2 flows in the terminals 44at to 44dt of the second sheet-shaped conductive elastic bodies 44a to 44d as the alternating currents Ia 3 to Id 3 . Then, in the electric circuit unit 5, the alternating currents Ia 3 to Id 3 are converted into the load measurement voltages Va to Vd.

このように、複数個の第1のコンデンサCa〜Cdに流れる交流電流Ia〜Idと複数個の第2のコンデンサCa〜Cdに流れる交流電流Ia〜Idの差によって荷重計測電圧Va〜Vdを得るので、ノイズや温度等の環境変化に対して安定であり、精度の高い計測が可能である。 Thus, the difference of the alternating current Ia 2 ~Id 2 flowing to the alternating current Ia 1 ~Id 1 and a plurality of second capacitor Ca 2 ~Cd 2 flowing through the first capacitor Ca 1 ~Cd 1 a plurality Since the load measurement voltages Va to Vd are obtained, it is stable against environmental changes such as noise and temperature, and highly accurate measurement is possible.

電気回路部5は、そこで得られた荷重計測電圧Va〜Vdを、荷重計測値送出回路54においてデジタルデータの荷重計測値に変換して、図9に示すような荷重表示装置6に送出する。この送出は、通常は無線であるが、有線も可能である。荷重表示装置6は、例えば、荷重計測値をそのまま表示したり、荷重計測値の相互間の比率を表示したりする。 The electric circuit section 5 converts the load measurement voltages Va to Vd obtained there into a load measurement value of digital data in the load measurement value sending circuit 54 and sends it to the load display device 6 as shown in FIG. This transmission is usually wireless, but wired transmission is also possible. The load display device 6 displays, for example, the load measurement values as they are or the mutual ratio of the load measurement values.

このような荷重計測値は、各部分荷重4a〜4dが数値で表されるので、それらの合計によって荷重全体の判定が可能であるとともに、荷重のバランスの判定が可能である。 In such a load measurement value, since the partial loads 4a to 4d are represented by numerical values, the total load can be determined, and the load balance can be determined.

以上説明した荷重計測靴1では、靴内底部3は、その嵌合凸部3aが靴本体部2の嵌合凹部2bに嵌合して、ずれることがないので、使用者の足裏からの荷重を精度良く計測することができる。また、靴内底部3及び荷重センサ部4が靴本体部2に対して容易に着脱可能であるので、荷重センサ部4を容易に取り換えることができる。また、荷重センサ部4に問題がなかった場合は、容易に元に戻すことができる。従って、荷重センサ部4に経時による劣化が起こった場合、それの取り換え等の対応が容易である。 In the load measuring shoe 1 described above, since the fitting convex portion 3a of the shoe inner bottom portion 3 fits into the fitting concave portion 2b of the shoe main body portion 2 and is not displaced, the shoe inner sole portion 3 comes from the sole of the user. The load can be measured accurately. Further, since the shoe inner sole portion 3 and the load sensor portion 4 can be easily attached to and detached from the shoe main body portion 2, the load sensor portion 4 can be easily replaced. Further, if the load sensor unit 4 has no problem, it can be easily returned to its original state. Therefore, when the load sensor unit 4 deteriorates over time, it is easy to replace it.

以上、本発明の実施形態に係る荷重計測靴について説明したが、本発明は、実施形態に記載したものに限られることなく、特許請求の範囲に記載した事項の範囲内でのさまざまな設計変更が可能である。 Although the load measuring shoe according to the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the one described in the embodiment, and various design changes within the scope of the matters described in the claims. Is possible.

1 荷重計測靴
2 靴本体部
2a 中央窪み部
2b 嵌合凹部
3 靴内底部
3a 嵌合凸部
4 荷重センサ部
41 第1のシート状誘電性弾性体
42 第2のシート状誘電性弾性体
41s 第1のシート状誘電性弾性体の空隙または凹み
43 第1のシート状導電性弾性体
43t 第1のシート状導電性弾性体の端子
44a〜44d 複数個の第2のシート状導電性弾性体
44at〜44dt 複数個の第2のシート状導電性弾性体の端子
45 第3のシート状導電性弾性体
45t 第3のシート状導電性弾性体の端子
46 荷重センサ基板体
43p、44ap〜44dp、45p プリント配線パターン
5 電気回路部
51 第1の交流出力回路
52 第2の交流出力回路
53a〜53d 電流測定回路
6 荷重表示装置
Ca〜Cd 複数個の第1のコンデンサ
Ca〜Cd 複数個の第2のコンデンサ
Ia〜Id 複数個の第1のコンデンサに流れる交流電流
Ia〜Id 複数個の第2のコンデンサに流れる交流電流
Ia〜Id 複数個の第2のシート状導電性弾性体の端子に流れる交流電流
第1の交流出力回路が出力する交流電圧
第2の交流出力回路が出力する交流電圧
Va〜Vd 荷重計測電圧
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 load measuring shoe 2 shoe main body part 2a central recessed part 2b fitting concave part 3 shoe inner bottom part 3a fitting convex part 4 load sensor part 41 first sheet-shaped dielectric elastic body 42 second sheet-shaped dielectric elastic body 41s Void or dent of the first sheet-shaped dielectric elastic body 43 First sheet-shaped conductive elastic body 43t First sheet-shaped conductive elastic body terminals 44a to 44d A plurality of second sheet-shaped conductive elastic bodies 44at-44dt Terminals of a plurality of second sheet-shaped conductive elastic bodies 45 Third sheet-shaped conductive elastic body 45t Terminals of a third sheet-shaped conductive elastic body 46 Load sensor substrate body 43p, 44ap-44dp, 45p printed wiring pattern 5 electric circuit unit 51 first AC output circuit 52 second AC output circuit 53a~53d current measurement circuit 6 load indicating device Ca 1 ~Cd 1 a plurality of first capacitor Ca 2 ~Cd 2 more Second capacitors Ia 1 to Id 1 AC currents flowing in the plurality of first capacitors Ia 2 to Id 2 AC currents flowing in the plurality of second capacitors Ia 3 to Id 3 Second sheets of the plurality Current flowing through the terminals of the conductive elastic body V 1 AC voltage output from the first AC output circuit V 2 AC voltage output from the second AC output circuit Va to Vd Load measurement voltage

Claims (1)

中央部において窪んだ中央窪み部、該中央窪み部の周囲において上方に向かって開口する嵌合凹部、が形成された靴本体部と、
前記靴本体部の輪郭線よりも比例縮小した平面形状を有し、下方に向かって下面から突出し前記嵌合凹部に嵌合し得る嵌合凸部が前記平面形状に沿って形成され、前記靴本体部に対して着脱可能な靴内底部と、
多数の空隙または凹みを周期的に設けた第1のシート状誘電性弾性体、平坦な第2のシート状誘電性弾性体、第1のシート状導電性弾性体、複数個の第2のシート状導電性弾性体、第3のシート状導電性弾性体を有し、前記第1のシート状誘電性弾性体は前記第1のシート状導電性弾性体と前記複数個の第2のシート状導電性弾性体の間に配置され、前記第2のシート状誘電性弾性体は前記複数個の第2のシート状導電性弾性体と前記第3のシート状導電性弾性体に間に配置され、前記第1のシート状導電性弾性体、前記複数個の第2のシート状導電性弾性体、及び第3のシート状導電性弾性体を電極として、複数個のコンデンサを形成しており、前記靴本体部の前記中央窪み部であって前記靴内底部の下側に設置される荷重センサ部と、
前記第1のシート状導電性弾性体の端子に交流電圧を印加する第1の交流出力回路、前記第3のシート状導電性弾性体の端子に交流電圧を印加する第2の交流出力回路、前記複数個の第2のシート状導電性弾性体の端子に流れる各々の交流電流を測定し各々の荷重計測電圧に変換する電流測定回路、を有する電気回路部と、
を備えてなることを特徴とする荷重計測靴。
A shoe main body portion in which a central recessed portion that is recessed in the central portion and a fitting recessed portion that opens upward around the central recessed portion are formed;
The shoe has a planar shape that is proportionally reduced from the contour line of the shoe body, and a fitting convex portion that projects downward from the lower surface and that can be fitted into the fitting concave is formed along the planar shape. With a shoe inner bottom that is removable from the main body,
A first sheet-shaped dielectric elastic body, a flat second sheet-shaped dielectric elastic body, a first sheet-shaped conductive elastic body, and a plurality of second sheets in which a large number of voids or recesses are periodically provided. -Shaped conductive elastic body and a third sheet-shaped conductive elastic body, wherein the first sheet-shaped dielectric elastic body is the first sheet-shaped conductive elastic body and the plurality of second sheet-shaped conductive elastic bodies. The second sheet-shaped dielectric elastic body is disposed between the conductive elastic bodies, and the second sheet-shaped dielectric elastic body is disposed between the plurality of second sheet-shaped conductive elastic bodies and the third sheet-shaped conductive elastic body. A plurality of capacitors are formed by using the first sheet-shaped conductive elastic body, the plurality of second sheet-shaped conductive elastic bodies, and the third sheet-shaped conductive elastic body as electrodes, A load sensor section which is the central hollow section of the shoe body section and which is installed below the inner bottom section of the shoe;
A first AC output circuit that applies an AC voltage to the terminals of the first sheet-shaped conductive elastic body, a second AC output circuit that applies an AC voltage to the terminals of the third sheet-shaped conductive elastic body, An electric circuit section having a current measuring circuit for measuring each alternating current flowing through the terminals of the plurality of second sheet-shaped conductive elastic bodies and converting the alternating current into each load measurement voltage;
A load measuring shoe comprising:
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