JP7326797B2 - 中敷き型電子機器および中敷き型電子機器の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、中敷き型電子機器および中敷き型電子機器の製造方法に関する。

近年、身体に電子機器を装着して、生体情報や位置情報などを取得することが盛んになっている。電子機器の装着方法の一つに、靴に電子機器を組み込む方法がある。この方法では、ユーザーの行動を妨げないことや、履くことによる不快感を生じさせないことが求められる。

この要求に応える技術が、例えば、特許文献１に開示されている。この技術では、靴の中底の面内、または中敷きの中底側の面に、ハウジング（空洞）を設け、そのハウジングの中に、電子デバイスを収納している。この構成とすることで、装着による不快感が生じないようにしている。さらに、電子デバイスとハウジングの隙間を、衝撃吸収材で埋めることにより、一層、不快感を生じ難くする方法も開示されている。

また特許文献２にも、靴のかかと（アウトソールのヒール部分）内に室を設け、この室内に、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）受信機や通信機器を収容することで、位置探索用携帯機器を構成する方法が開示されている。靴のかかとに電子機器を収容することで、ユーザーの行動を妨げることなく、ユーザーの位置情報を取得できるようにしている。

特開２０１５－０３３６４３号公報 特開２０００－０２８６９８号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、足裏と靴底で挟まれる位置に電子デバイスがあるため、歩行や走行で発生する衝撃で、電子デバイスがダメージを受け、信頼性に懸念が生じるという問題点があった。特許文献１では、ハウジング内に衝撃吸収材を充填することで、衝撃は和らげられる方法も示されているが、衝撃を完全に吸収することはできないため、十分ではなかった。

また特許文献２にも同様な問題があった。特に、靴のヒール部分は、足裏で最も荷重の大きい場所であるため、電子機器が受けるダメージも大きくなっていた。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、歩行や走行による衝撃から電子デバイスを保護する中敷き型電子機器を提供することを目的としている。

上記の課題を解決するため、本発明の中敷き型電子機器は、中敷き本体と、中敷き本体に一体に埋め込まれた、電子デバイスと、上面覆いと、下面覆いと、ストッパとを有する。上面覆いは、中敷き本体の上面と電子デバイスの上面との間に位置し、中敷き本体の上面に対して、電子デバイスの上面を覆う。下面覆いは、中敷き本体の下面と電子デバイスの下面との間に位置し、中敷き本体の下面に対して、電子デバイスの下面を覆う。ストッパは、上面覆いと下面覆いとの間に設けられ、上下方向の長さが電子デバイスの厚さよりも大きい。

本発明の効果は、歩行や走行による衝撃から電子デバイスを保護する中敷き型電子機器を提供できることである。

第１の実施形態の中敷き型電子機器を示す平面図と断面図である。 第１の実施形態の中敷き型電子機器の機能を示す断面図である。 第１の実施形態の中敷き型電子機器の中敷き本体の一例を示す平面図と側面図である。 第１の実施形態の中敷き型電子機器の変形例を示す断面図である。 第１の実施形態の中敷き型電子機器の他の変形例を示す平面図である。 第２の実施形態の中敷き型電子機器を示す平面図と断面図である。 第２の実施形態の中敷き型電子機器の機能を示す断面図である。 第３の実施形態の中敷き型電子機器を示す平面図と断面図である。 第３の実施形態の中敷き型電子機器の機能を示す断面図である。 第４の実施形態の中敷き型電子機器を示す平面図と断面図である。 第５の実施形態の中敷き型電子機器を示す平面図と断面図である。 第６の実施形態の中敷き型電子機器の製造方法を示す断面図である。 第７の実施形態の中敷き型電子機器の製造方法を示す断面図である。 第８の実施形態の中敷き型電子機器の製造方法の一部を示す平面図と断面図である。 第８の実施形態の中敷き型電子機器の製造方法の別の一部を示す平面図と断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がされているが、発明の範囲を以下に限定するものではない。なお各図面の同様の構成要素には同じ番号を付し、説明を省略する場合がある。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の中敷き型電子機器を示す平面図と断面図である。中敷き型電子機器は、中敷き本体１と、中敷き本体１に一体に埋め込まれた、電子デバイス２と、上面覆い３と、下面覆い４と、ストッパ５とを有する。

上面覆い３は、中敷き本体１の上面１ａと電子デバイス２の上面との間に位置し、中敷き本体１の上面に対して、電子デバイス２の上面を覆う。

下面覆い４は、中敷き本体１の下面１ｂと電子デバイス２の下面との間に位置し、中敷き本体１の下面に対して、電子デバイス２の下面を覆う。

ストッパ５は、上面覆い３と下面覆い４との間に設けられ、上下方向の長さが前記電子デバイス２の厚さよりも大きい。なお、図１（ａ）、（ｂ）における各部の寸法は、説明の便宜上設定したものであり、本実施形態は図１の寸法に制限されない。例えば、図１（ｂ）の断面図では、厚さ方向の寸法が実際の比率より大きくなっている。

図２は本実施形態の中敷き型電子機器の機能を示す断面図である。図２（ａ）は、中敷き型電子機器に圧力の加わっていない状態を示す断面図である。図２（ｂ）は、中敷き型電子機器の下面１ｂから、ブロック矢印で示す圧力が加わった状態を示す断面図である。圧力が加わることによって、上面覆い３と下面覆い４との距離が縮まるが、ストッパ５が両者の間に存在することによって、両者の距離はストッパの長さと圧縮された中敷き本体１の材料の厚みを足した分までしか縮まらない。このため、両者の間にある電子デバイス２には、上記で制限される以上の変形力が加わらない。こうして、電子デバイス２を圧縮力（衝撃）から保護することができる。

図３は、中敷き本体１の形状の一例を示す平面図と側面図である。図３（ｂ）に示すように、図３の中敷き本体１には、ユーザーの着用時に土踏まずが接する位置に、土踏まずサポート部１ｃの隆起を設けている。また踵部の後端には、端部に近付くに従って高さが増す形状の踵保護部１ｄを設けている。この一例に限らず、本実施形態は様々な形状の中路本体に適用することができる。なお、本実施形態では、靴の底以外の甲側の部分を甲革（アッパー）、甲革と結合して靴内部の底を形成する部分を中底（ミッドソール）、中底の上に敷かれて足裏と接する敷物を中敷き（インソール）と呼称する。また、中底の下で地面と接する部分を本底（アウトソール）と呼ぶものとする。

図４は、上面覆い３と、下面覆い４と、ストッパ５との位置関係のバリエーションを示す断面図である。

図４（ａ）では、上面覆い３とストッパ５とを一体化している。そして、上面覆い３の下面と電子デバイス２の上面との間、および、下面覆い４の下面と電子デバイス２の下面との間には、中敷き本体１の構成材料が充填されている。

図４（ｂ）では、下面覆い４とストッパ５とを一体化している。そして、上面覆い３の下面と電子デバイス２の上面との間、および、下面覆い４の下面と電子デバイス２の下面との間には、中敷き本体１の構成材料が充填されている。

図４（ｃ）では、上面覆い３とストッパ５とを一体化している。また、電子デバイス２の下面と下面覆い４の上面とを直接接触させている。そして、上面覆い３の下面と電子デバイス２の上面との間には、中敷き本体１の構成材料が充填されている。

図４（ｄ）では、下面覆い４とストッパ５とを一体化している。また、電子デバイス２の上面と上面覆い３の下面とを直接接触させている。そして、下面覆い４の上面と電子デバイス２の下面との間には、中敷き本体１の構成材料が充填されている。以降の実施形態では、基本的に図４（ｃ）の構成を用いるが、これらの実施形態は、図４（ａ）、（ｂ）、（ｄ）の構成にも適用できるものである。

図５は、中敷き本体１に電子デバイス２を配置する位置の例を示す平面図である。図１では、電子デバイス２を土踏まずに配置する例を示したが、図５（ａ）の爪先先端や、図５（ｂ）の踵後端も、電子デバイス２を配置する位置として好適である。これらの場所は、歩行や走行に際して、強い衝撃を受けにくいからである。しかしながら、この他の任意の位置に対しても、本実施形態の電子デバイス２、上面覆い３、下面覆い４、ストッパ５から成るユニットを配置することができる。

中敷き本体１の材料は、弾性材料が好ましく、具体的には、例えば、発泡ポリエチレンや発泡ウレタン、ＥＶＡ(エチレン酢酸ビニール)、シリコーン系樹脂などの柔軟性を有した材料を用いることができる。また、上面覆い３および下面覆い４、ストッパ５に関しては、荷重を受け止めるための硬さと強度が必要であり、一般的なプラスチックや金属などを用いることができる。ストッパ５は上面からの荷重を受けるため、少なくとも上面覆い３４隅に設けることが望ましく、上面覆い３の端部に連続的、もしくは断続的に、面状に設けることもできる。このような構成とすると、例えば、図４（ｃ）の構造の場合は、ストッパ５の強度や、上面覆い３とストッパ５との接合部の強度を向上することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、歩行や走行による衝撃から電子デバイスを保護する中敷き型電子機器を提供することができる。

（第２の実施形態）
図８（ａ）～（ｃ）は、第２の実施形態の中敷き型電子機器１００を示す平面図と断面図である。中敷き型電子機器１００は、第1の実施形態と基本構成は同じであるが、上面覆い３１を分割している点が異なっている。本実施形態では、図６（ａ）の例では、上面覆い３１を、中敷き本体１の長手方向と直角に分断し、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅ、３１ｆの６つに分割している。また、これに合わせ、図６（ｃ）に示すように、上面覆い３１ａ～３１ｆそれぞれの端部に、ストッパ５１を設けている。このような構成とすることで、無荷重時や低荷重時は、図６（ｂ）のようにストッパ５と下面覆い４１との間に空隙があり、荷重は中敷き１の材料の弾性変形により、電子デバイス２に直接伝わらず、分散される。図７は、荷重がより大きくなり、中敷き本体１が変形した状態を示す断面図である。中敷き本体１がこのように変形すると、図７に示すように、ストッパ５の先端が下面覆い４１に近接することで、中敷き１の素材の変形を抑制し、電子デバイス２を保護する。この際、上面覆い３１が分断されていることにより、中敷き本体１が足の動きに追従しやすくなり、デバイスが内包されることによる違和感の緩和や、履き心地を改善する効果も得られる。

なお、図６では、ストッパ５１の先端を平面として描いているが、これに限定されるものではなく、曲面とすることもできる。例えば、先端を円弧状としておくことで、足の動きにより中敷きが変形した場合も、ストッパ先端が下面覆い４１に安定して接触するようになる。また、この例では、分割された上面覆いが、足の前後方向に並ぶようにしているが、例えば、足の左右方向に分割することも可能である。

（第３の実施形態）
図８（ａ）～（ｃ）は、第３の実施形態の中敷き型電子機器１０１を示す平面図と断面図である。中敷き型電子機器１０１は、第２の実施形態と基本構成は同じであるが、図８（ａ）に示すように、上面覆い３２を中敷き本体１の長手方向と直角に分断して複数配置するとともに、これらを一部で接続する連結部３２ｒを設けている。このような構成とすることで、無荷重時や低荷重時は図８（ｂ）のように、ストッパ５２と下面覆い４２との間に空隙があり、荷重は中敷き１の材料の弾性変形により、デバイス２に直接伝わらず、分散される。

図９は中敷き型電子機器１０１に掛かる荷重がより大きくなり、中敷き本体１が変形した状態を示す断面図である。図９に示すように、ストッパ５２の先端が下面覆い４２に近接して、中敷き本体１の素材の変形を抑制し、電子デバイス２１を保護する。この際、上面覆い３２が分断されていることにより、中敷き本体１が足の動きに追従しやすくなり、電子デバイス２１が内包されることによる違和感の緩和や、履き心地を改善する効果も得られる。また、上面覆い３２を一部接続することで、第２の実施形態の構造よりも、上面覆い３２の強度を向上することができる。なお、第２の実施形態と同様に、ストッパ５２の先端を曲面としても良い。

（第４の実施形態）
図１０は、第４の実施形態の中敷き型電子機器１０２を示す平面図と側面図である。本実施形態では、図３に示したのと同様な、土踏まずサポート部１ｃと踵保護部１ｄを有する中敷き本体１を用いている。そして、電子デバイス２１、上面覆い３３、下面覆い４３、ストッパ５３から成るユニットを、踵保護部１ｄに配置している。上記のユニットが踵保護部１ｄに収まる形状である場合は、図１０のような構成も可能である。

（第５の実施形態）
図１１に本実施形態の中敷き型電子機器１０３の平面図と断面図を示す。本実施形態では、図３に示したのと同様な、土踏まずサポート部１ｃと踵保護部１ｄを有する中敷き本体１を用いている。中敷き型電子機器１０３の構造は、第３の実施形態の構成とほぼ同様であるが、上面覆い３４を、中敷き本体１の表面の形状に合わせ、曲面形状としている。そして、ストッパ５４の上端が、この曲面にならい、下端が、下面覆い４４の上面と平行になるように、分割された上面覆い３４ごとに異なる形状をしている。このような構成とすることで、第３の実施形態で示した効果に加え、足へ当たった時の違和感を緩和する効果が期待できる。なお、図１１の例では、第３の実施形態と同様に、分割された上面覆い３４の一部を接続する構成としているが、第２の実施形態のように、各々分離する構成としても良いし、第１の実施形態のように、全体が一体の構成としても良い。

（第６の実施形態）
本実施形態では、中敷き型電子機器の製造方法について説明する。なお説明には、第３の実施形態の中敷き型電子機器１０２を用いるが、本実施形態の製造方法は、他の実施形態の中敷き型電子機器に対しても同様に適用できる。

図１２は、本実施形態の中敷き型電子機器の製造方法を示す断面図である。まず図１２（ａ）のように、下面覆い４２の上に電子デバイス２１を設置し、これをストッパ先端が当たる予定の高さまで、中敷き本体材料１１で埋める。その後、図１２（ｂ）のように、上面覆い３２とストッパ５２を一体にて形成した部材を、ストッパ５２の先端が中敷き本体材料１１の上に当たるよう配置する。この際、ストッパ５２は、電子デバイス２１とは平面位置で重ならないよう配置する。最後に図１２（ｃ）のように、中敷き本体１が、一体となって形成されるよう、上面覆い３２を覆い、所望の位置まで中敷き本体材料１１で埋めて、中敷き型電子機器を完成させる。

なお、中敷き本体１の形成方法は特に限定されないが、型に樹脂を流し込んで、熱や紫外線で硬化させることができる。また、型を使った射出成形で製造することもできる。

以上に説明した製造方法を取ることにより、これまで難しかった、樹脂中に浮かせた状態で覆いを形成可能となり、デバイス保護と履き心地を両立したデバイスを製造することが可能となる。

（第７の実施形態）
本実施形態では、中敷き型電子機器の別の製造方法について説明する。なお説明には、第３の実施形態の中敷き型電子機器１０２を用いるが、本実施形態の製造方法は、他の実施形態の中敷き型電子機器に対しても同様に適用できる。

図１３は、本実施形態の中敷き型電子機器の製造方法を示す断面図である。まず図１３（ａ）のように、下面覆い４２の上に電子デバイス２１を設置する。その上に、電子デバイス２１の上面と上面覆い３２との距離を所定値にする厚さの中敷き本体材料１１を載置し、さらにこの上に、上面覆い３２とストッパ５２を一体にて形成した部材を乗せる。この際、ストッパ５２は、電子デバイス２１とは平面位置で重ならないよう配置する。

次に、図１３（ｂ）のように、中敷き本体１が一体となって形成されるように、上面覆い３２の上方に、所望の位置まで樹脂で埋めて、中敷き型電子機器１０１を完成させる。

中敷き本体１の形成方法は特に限定されないが、型に樹脂を流し込んで、熱や紫外線で硬化させることができる。また、型を使った射出成形で製造することもできる。

このような製造方法を取ることにより、これまで難しかった、樹脂中に浮かせた状態で覆いを形成可能となり、デバイス保護と履き心地を両立したデバイスを製造することが可能となる。

（第８の実施形態）
本実施形態では、中敷き型電子機器のさらに別の製造方法について説明する。なお説明には、第３の実施形態の中敷き型電子機器１０２を用いるが、本実施形態の製造方法は、他の実施形態の中敷き型電子機器に対しても同様に適用できる。

図１４は、本実施形態の中敷き型電子機器の製造方法を示す断面図である。本実施形態では、上面覆い３２が連結穴３２ｋを有し、連結穴３２ｋに連結されて、上面覆い３２を所定の高さに支持する支柱３２ｓを用いる。図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、例えば、上面覆い３２の長手方向両端に支柱３２ｓを連結する。次に、図１４（ａ）のように、下面覆い４２の上に、電子デバイス２１を設置し、その上に、上面覆い３２とストッパ５２、ばね構造の支柱３２ｓを一体にて形成した部材を乗せる。この際、ストッパ５２は、電子デバイス２１とは平面位置で重ならないよう配置する。次に、図１５のように、中敷き本体１が所定の形状となるまで、これら全体を樹脂で埋めて、中敷き型電子機器を完成させる。中敷き１の形成方法は特に限定されないが、型に樹脂を流し込んで、熱や紫外線で硬化させることができる。また、型を使った射出成形で製造することもできる。

なお、支柱３２ｓは、上面覆い３２と一体にて形成されたストッパ５２の先端が、下面覆い４２と接触しないよう、浮かせるための役割であり、上面覆い３２とストッパ５２の重量を支えられれば、ばね力は最小限でよく、材質や構造も特に限定されない。

このような製造方法を取ることにより、これまで難しかった、樹脂中に浮かせた状態で覆いを形成可能となり、デバイス保護と履き心地を両立したデバイスを製造することが可能となる。

以上、上述した実施形態を模範的な例として本発明を説明した。しかしながら、本発明は、上記実施形態には限定されない。即ち、本発明は、本発明のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。

１ 中敷き本体
２、２１ 電子デバイス
３、３１、３２、３３、３４ 上面覆い
４、４１、４２、４３、４４ 下面覆い
５、５１、５２、５３、５４ ストッパ
１１ 中敷き本体材料
１００、１０１、１０２、１０３ 中敷き型電子機器

Claims (8)

1. 靴の中底の上に配置するシート状の中敷き本体と、
   前記中敷き本体に一体に埋め込まれた、電子デバイスと、上面覆いと、下面覆いと、ストッパとを有し、
   前記上面覆いは、前記中敷き本体の上面に対して、前記電子デバイスの上面を覆い、
   前記下面覆いは、前記中敷き本体の下面に対して、前記電子デバイスの下面を覆い、
   前記ストッパは、前記上面覆いと前記下面覆いとの間に設けられ、上下方向の長さが前記電子デバイスの厚さよりも大きく、
   前記上面覆いと前記電子デバイスとの間と、前記下面覆いと前記電子デバイスとの間の少なくとも一方が前記中敷き本体の構成材料で充填されている
   ことを特徴とする中敷き型電子機器。
2. 前記上面覆いと前記ストッパとが一体化している
   ことを特徴とする請求項１に記載の中敷き型電子機器。
3. 前記下面覆いと前記ストッパとが一体化している
   ことを特徴とする請求項１に記載の中敷き型電子機器。
4. 前記上面覆いが、複数に分割されている
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の中敷き型電子機器。
5. 分割された前記上面覆いの一部が、隣接する分割された前記上面覆いと連結している
   ことを特徴とする請求項４に記載の中敷き型電子機器。
6. 前記上面覆いの上面が、湾曲面となっている
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の中敷き型電子機器。
7. 前記電子デバイスと、前記上面覆いと、前記下面覆いと、前記ストッパとから成るユニットが、
   前記中敷き本体の、土踏まず部分または爪先部分または踵後端部分に配置されている
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の中敷き型電子機器。
8. 電子デバイスと、上面覆いと、下面覆いと、ストッパとを、中敷き本体に一体に埋め込み、
   前記上面覆いは、前記中敷き本体の上面に対して、前記電子デバイスの上面を覆うように配置し、
   前記下面覆いは、前記中敷き本体の下面に対して、前記電子デバイスの下面を覆うように配置し、
   前記ストッパは、前記上面覆いと前記下面覆いとの間に配置し、
   前記ストッパの上下方向の長さを前記電子デバイスの厚さよりも大きくする、中敷き型電子機器の製造方法であって、
   前記上面覆いと前記ストッパとを一体化したユニットを形成し、
   前記電子デバイスを前記下面覆いの上方に配置し
   前記ユニットを前記電子デバイスの上方に配置し、
   全体を中敷き本体材料で埋める
   ことを特徴とする中敷き型電子機器の製造方法。

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