JP7334908B2 - シューズ及びシューズのセンサの交換方法 - Google Patents

Description

本発明はシューズに関し、特にセンサ付きのシューズ及びシューズのセンサの交換方法に関する。

従来、特定の用途において、シューズに圧力センサ等のセンサを設けて足の裏側にかかる圧力を計測する技術が知られている（特許文献１）。

実公昭５３－０３０３０８号

例えば、自動車の製造工程においてフットブレーキのブレーキ力を検査するとき、所定の圧力でフットブレーキを踏みこむ必要があり、踏み面に加わっている力が所定の圧力であるか正確に検知したいという要望がある。しかしながら、特許文献１のシューズは、靴本体の底部の傾斜面にセンサが取り付けられており、踏み面に加わる力を安定的に検知しにくく、また底部の変形などの影響を受けやすいという問題がある。さらに、発明者らは、踏み面に加える力を正確に検知できれば、例えば運送業界において、荷物の重量を計測するために搬送者が荷物を抱えただけで荷物の重量を正確に計測できるようになるということに思い至った。

したがって本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、着用者が踏み面に加えている力の計測精度を向上できるシューズを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、接地面を有し、接地面に開口部が形成されたソールと、開口部内に配置され、接地面側に向いた検知面を有するセンサと、を備え、検知面は、接地面から突出していることを特徴とする。

このような構成によれば、着用者が踏み面に加えている力をセンサによって適切に検出でき、計測制度が向上する。

足の骨格を示す上面図である。 本発明の第１実施形態によるシューズの側断面図である。 同シューズのソールの底面図である。 同シューズのソールの上面図である。 変形例によるシューズの側面図である。 変形例によるシューズの側断面図である。 シューズの更なる変形例を示す側断面図である。 同シューズの断面図である。 図７のシューズの内部を示す。 第２実施形態によるシューズの側断面図である。

まず、本明細書で用いる用語の定義について説明する。本明細書では、方向を示す用語として、前後方向、幅方向、及び上下方向を用いることがあるが、これら方向を示す用語は、シューズを平らな面に置き、シューズを着用したときの着用者の視点から見た方向を示す。したがって、前方向はつま先側を意味し、後方向はかかと側を意味する。また、方向を示す用語として、内足側、及び外足側を用いることがあるが、内足側とは足の幅方向内側、即ち足の母指（第１指）側を意味し、外足側とは幅方向において内足側とは反対側を意味する。

また、以下の説明では、シューズのソールについて言及することがある。ソールとは、ミッドソールのみ、又はアウトソールとミッドソールの両者を意味する。また、幾つかの例では、３次元直交座標を用いて方向を説明することがある。この場合、Ｘ軸は外足側から内足側に向けて延び、Ｙ軸は踵側からつま先側に向けて延び、Ｚ軸は底面側から上側に向けて延びる。

また、実施形態によるシューズの説明を行う前に、実施形態によるシューズと関連することがある足の骨格について、図１を参照しながら説明を行う。

図１は、足の骨格を示す上面図である。人体の足は、主に、楔状骨Ｂａ、立方骨Ｂｂ、舟状骨Ｂｃ、距骨Ｂｄ、踵骨Ｂｅ、中足骨Ｂｆ、趾骨Ｂｇで構成される。足の関節には、ＭＰ関節Ｊａ、リスフラン関節Ｊｂ、ショパール関節Ｊｃが含まれる。ショパール関節Ｊｃには、立方骨Ｂｂと踵骨Ｂｅがなす踵立方関節Ｊｃ１と、舟状骨Ｂｃと距骨Ｂｄがなす距舟関節Ｊｃ２とが含まれる。本明細書での着用者の「前足部」は、ＭＰ関節Ｊａよりも前側の部分をいい、シューズの長さ比率で置き換えると、つま先側から測定してシューズの全長の０～約３０％の部分をいう。また、「中足部」は、ＭＰ関節Ｊａからショパール関節Ｊｃまでの部分をいい、同様に、つま先側から測定してシューズの全長の約３０～８０％の部分をいう。また、「後足部」は、ショパール関節Ｊｃよりも後側の部分をいい、同様に、つま先側から測定してシューズの全長の約８０～１００％の部分をいう。また、図１において中心線Ｓは、シューズの中心線を示し、足幅方向中央部に沿って延びる。中心線Ｓは、人体の第三中足骨Ｂｆ３と踵骨Ｂｅの踵骨隆起内側突起Ｂｅ１を通る直線上に位置する部位を想定している。図１では踵骨隆起内側突起Ｂｅ１が位置すると想定される範囲を示す。シューズの全長における割合は目安であって、前足部、中足部、後足部の範囲を限定するものではない。

図２はシューズの側断面図であり、図３はシューズのソールの底面図であり、図４はシューズのソールの上面図である。なお図２は、中心線Ｓに対応する位置で断面をとった図である。また図４では、明確化のために後述するプレート部材を省略してある。

まず、シューズ１の基本的な構造について説明する。図２に示すように、シューズ１は、接地面を有するアウトソール２と、アウトソール２の上に配置されているミッドソール４と、足の甲を覆うアッパー６と、ミッドソール４の上面に配置された中敷８とを備える。また、ミッドソール４内には、センサ１０、及びセンサの補機１２が内蔵されている。

アッパー６は、足の甲の上側を覆う形状を有している。アッパー６は、アッパー本体６ａと、アッパー６の緊締手段（緊締構造）６ｂと、アッパー６の幅方向中央付近においてアッパー６の前後方向に延びるスリット６ｃとを備えている。また、アッパー６にはシュータン６ｄが取り付けられている。第１実施形態では、緊締手段６ｂとして、ハトメと、シューレースとの組み合わせによる構造を採用しているが、緊締手段としては面ファスナー等を用いてもよい。また、アッパー６は、スリット６ｃやシュータン６ｄを備えないモノソック構造としてもよい。

アッパー本体６ａは、例えばポリエステル、ポリウレタン等の合成繊維を編んだメッシュ素材、合成皮革、天然皮革によって形成され、足の甲を覆う形状を有している。スリット６ｃは、シューレースの締め具合によってアッパー本体６ａの幅を調整するための緩衝部分である。スリット６ｃの幅方向両側には、複数のハトメ（緊締部）が設けられている。スリット６ｃからはシュータン６ｄが露出しており、シューレースを付けた際にシューレースが着用者の足の甲に接触しないようになっている。シューズ１を作業用途に用いる場合、アッパー本体６ａの内部には、つま先部分を保護する保護カバーを備えていてもよい。

アウトソール２は、例えば、ゴムやゴム発泡体、ＴＰＵ（熱可塑性ポリウレタン）、熱可塑性及び熱硬化性エラストマーからなる。アウトソール２は、複数の島状部分を所定のミッドソール４の底面の所定位置に貼り付けて形成されている。接地面は、複数の島状部分の底面によって形成されており、島状部分の間からミッドソール４の底面が露出している。アウトソール２及び接地面の形状は特に限定されるものではなく、アウトソール２を１枚の平らなシート状部材によって形成してもよい。この場合、シート状部材の底面が接地面を形成する。

ミッドソール４は、衝撃を吸収する役割を果たし、例えば発泡ＥＶＡ、発泡ウレタン、ＧＥＬ、コルクのような衝撃を吸収する材料によって形成される。ミッドソール４は、足を上面視したときの投影形状を模した平面形状を有している。ミッドソール４の上面には、アッパー６が接合される。より具体的にはアッパー６は、ミッドソール４の形状に沿って接合されている。アッパー６をミッドソール４に接合する手段としては、アッパー６の基端部をミッドソール４に縫い付けたり、内底部を接着剤等の接合手段を用いて結合したりする方法がある。ミッドソール４の形状や厚さは、シューズ１の用途に応じて適宜設定できる。

図２乃至図４に示すように、第１実施形態によるシューズのアウトソール２及びミッドソール４からなるソールは、接地面に開口部１４が形成されている。開口部１４は、ＸＹ断面において所定の略四角形状を有し、ミッドソール４のＺ軸方向の全ての位置において同一の形状を有している。なお、上述したように、単に「ソール」という用語を用いた場合、ミッドソール４、又はアウトソール２とミッドソール４を一体にしたものを指す。したがって、アウトソール２が設けられているシューズでは、開口部１４は、Ｚ軸方向においてミッドソール４からアウトソール２にかけて形成されている。また、アウトソール２が設けられていないシューズでは、開口部１４はＺ軸方向においてミッドソール４だけに形成されている。

開口部１４は、ミッドソール４をＺ軸方向にわたって横切って延びる側壁１６によって定められている。開口部１４は、センサ１０が配置される空間であり、ミッドソール４の前足部に設けられていることが好ましい。より好ましくはセンサ１０は、上面視したときに着用者のＭＰ関節Ｊａに対応する位置を前後方向において跨ぐ領域に配置される。通常、人間が踏み面を踏み込む際には前足部の足底を使用する。したがって、この位置に力覚センサ１０を配置すれば、使用者に無理な踏み込み動作を要求せず自然な動作で踏み込みを行える。側壁１６はアウトソール２及びミッドソール４の一部であり、Ｚ軸と平行に延び開口部１４の開口面積はＺ軸方向にわたって一定であることが好ましい。ただし、側壁１６の下端（－Ｚ側の端部）は、Ｃカット、又はＲ加工されていてもよい。図３に示すように、ＸＹ平面における開口部１４の寸法はセンサ１０のＸＹ平面における寸法よりも僅かに大きく、開口部１４内にセンサを配置したときにセンサ１０が側壁１６に触れない。

また、ミッドソール４にはセンサの補機１２を収容する収容部１９が形成されている。収容部１９は、ミッドソール４の後足部、又は中足部の後から後足部にかけて形成されている。収容部１９は、ミッドソール４の上面（＋Ｚ側の面）に向けて開口した空間によって形成される。収容部１９を形成する方法としては、例えば足型を有する下層と、収容部１９が形成される後足部付近の形状を有する上層との２層からなるミッドソールを準備する。上層に収容部１９には、相当する形状の孔を形成し、これを孔が形成されていない下層の上に貼り付けることでミッドソール４の上面にのみ開口し下面には開口していない収容部１９を形成できる。また、収容部１９を形成する別の方法としてはミッドソール４をＺ軸に沿って貫通する孔を形成し、孔の－Ｚ方向の半分だけをＥＶＡ等で埋める方法がある。

ミッドソール４の上面に配置された中敷８は、シューズ１の着用者の足裏が直接、ミッドソール４に形成された開口部１４、収容部１９、及びプレート部材１８に触れないようにするためのカバーである。

ミッドソール４と中敷８の間には、プレート部材１８が配置されている。プレート部材１８は、センサ１０及び補機１２を保持する。より具体的にはプレート部材１８の接地面側の面（－Ｚ側の面）の所定位置には、センサ１０と補機１２がそれぞれ取り付けられている。したがってセンサ１０及び補機１２はプレート部材１８により一体にされており、プレート部材１８を取り出すことによりセンサ１０及び補機１２をミッドソール４から取り出せる。プレート部材１８は、センサ１０および補機１２を保持するため、ソールよりも硬質な材料で形成されているのが好ましい。プレート部材１８は例えばポリウレタン樹脂、ポリエチレン樹脂、あるいは不織布に上記樹脂を含侵させたものなどを使用することができる。プレート部材１８は、ミッドソール４の上面とほぼ同一の形状を有しＸＹ平面においてミッドソール４の上面全体にわたって敷かれている。また、変形例として、図示は省略するがミッドソール４の上面にプレート部材１８を嵌めるための所定深さの凹部を形成し、凹部によってプレート部材１８を定位置に保持してもよい。

プレート部材１８には、センサ１０を位置決めするための位置決め構造２０が設けられている。位置決め構造２０は、センサ１０が開口部１４を形成する側壁１６に接触しないようにセンサ１０をミッドソール４に対して位置決めする。センサ１０をミッドソール４に対して位置決めする手段は、センサ１０をプレート部材１８に対して位置決めする構造、又はプレート部材１８をミッドソール４に対して位置決めする構造の少なくとも何れかを含む。

図示の例では位置決め構造２０は、プレート部材１８の底面（－Ｚ側の面）に形成された、センサ１０を囲い内部にセンサがぴったりと嵌る形状の周壁２０Ａである。周壁２０Ａはセンサ１０がぴったりと嵌る内側形状を有し、かつ開口部１４にぴったりと嵌る外側形状を有する。周壁２０Ａの内部にセンサ１０を嵌めることでプレート部材１８に対してセンサ１０を位置決めできる。また、周壁２０Ａが開口部１４に嵌るようにプレート部材１８をミッドソール４に組み立てることでプレート部材１８をミッドソール４に対して位置決めできる。周壁２０Ａは、必ずしも全周にわたって連続している必要はなく部分的に途切れているものであってもよい。また、プレート部材１８に対するセンサ１０の位置決め精度を更に向上させるためにビス２０Ｂを用いてもよい。ビス２０Ｂは、プレート部材１８を貫通してセンサ１０にねじ込まれる。他の例では、位置決め構造２０としてプレート部材１８の底面に凸部（図示せず）を形成してもよい。凸部は開口部１４に嵌る形状を有し、凸部の－Ｚ側の面にセンサ１０を配置する。これによりミッドソール４に対してプレート部材１８を位置決めできる。この場合、プレート部材１８とセンサ１０の位置決めはビス２０Ｂを用いることができる。また、他の例ではプレート部材１８の底面（－Ｚ側の面）又は凸部の－Ｚ側の面にセンサ１０を位置決めするための枠を印刷してもよい。この場合、枠はセンサ１０の外形に相当する形状を描き、センサ１０を取り付ける位置を図示する。センサ１０を取り付ける場合、接着剤等を用いてセンサ１０を枠内に取り付ける。位置決め構造２０を、センサ１０の少なくとも前後（±Ｙ方向）に設ければ、位置決め精度は向上する。この場合、少なくとも３点でセンサ１０を位置決めするのが好ましい。なお、例えばセンサ１０の＋Ｙ側に支柱形状の位置決め構造２０を設け、センサ１０の－Ｙ側にＸ軸に沿って延びる壁状の位置決め構造２０を設ければ２つの位置決め構造２０でセンサ１０を位置決めできる。

また、プレート部材１８に把持部を設けてもよい。把持部を設けることによりプレート部材１８の取り出しを容易に行える。例えば把持部は、プレート部材１８の－Ｙ側端部に取り付けられたループ状のストラップである。プレート部材１８を取り出すとき、使用者はストラップに指を引っ掛けて引っ張ればプレート部材１８を容易に取り出せる。

センサ１０は、例えばシューズ１によってブレーキペダル等を踏んだときに、ブレーキペダルの踏み面に加える力を検出する。図示の例では、センサ１０として力覚センサ１０を用いている。

力覚センサ１０は、略直方体形状を有しており、その底面（－Ｚ側の面）には複数のセンサ素子が配置され、底面が検知面２２を構成する。力覚センサの底面を例えばアウトソール２と同じ樹脂又はゴムで覆い、力覚センサの底面が直接、踏み面に接触しないようにしてもよい。この場合、アウトソールの硬度はＨＡ５０～８０程度、より好ましくはＨＡ６０～７０程度であるのが好ましい。力覚センサ１０は、少なくとも３つ、又はそれ以上のセンサ素子を有していることが好ましく、少なくとも３つのセンサ素子は検知面２２上に分散して配置されている。少なくとも３つのセンサ素子を用いることにより、踏み面に加えられた圧力の中心を特定でき力の検知精度を高められる。また、力覚センサ１０の上面（＋Ｚ側の面）はプレート部材１８の底面に、例えばビス止め等により固定されている。力覚センサ１０の上面と位置決め構造２０とが互いにする係合構造を採用して両者を固定してもよいし、接着等により固定してもよい。

力覚センサ１０の検知面２２は、側面視したときにＸＹ平面と平行に、かつアウトソール２の接地面より僅かに－Ｚ側に突出していることが好ましい。このような構成により、接地面の強度や形状に関わらず、踏み面に加えられた力をより確実に検出できる。また、検知面２２がゴム等で覆われている場合には、踏み面に加えられた力はゴムを通して検知面２２に伝達されるため、ゴムの底面（－Ｚ側の面）を実質的に検知面とみなし、少なくともゴムの底面だけが接地面より－Ｚ側に突出していればよい。

製造上又はデザイン上の理由によりミッドソール４の底面（－Ｚ側の面）が平坦でない場合、ミッドソール４と力覚センサ１０との間、又はミッドソール４とプレート部材１８との間にインサートを挟んで力覚センサ１０の平行な姿勢を維持してもよい。インサートは、平坦ではないミッドソール４の底面と相補的な形状の上面と、平坦な底面とを有しいればよい。力覚センサ１０をインサートの底面に取り付けることで力覚センサ１０をＸＹ平面に対して平行な姿勢でシューズ１に取り付けられる。

なお、力覚センサ１０の検知面２２をアウトソール２の接地面から－Ｚ側に突出させることは必須ではなく、検知面２２と接地面とを略面一にしてもよい。力覚センサ１０の検知面２２は、硬質な表面を有する。この場合、検知面２２以外の周囲部分を検知面２２よりも柔らかい材料で構成すれば、より検知精度が向上する。このような構成によっても力覚センサ１０によって踏み面に加える力を検出できる。

力覚センサ１０の周面は、開口部１４を形成する側壁１６と対向するようにＺ方向に沿って延びる。上述したように力覚センサ１０の周面と、開口部１４を形成する側壁１６との間には隙間が設けられており、力覚センサ１０は直接側壁１６に接触しない。隙間は力覚センサ１０の全周にわたって設けられていてもよいし、一部だけに設けられていてもよい。これにより力覚センサ１０の周面を保護できると共に、側壁１６から力覚センサ１０に力が作用して検出結果に影響を及ぼすのを抑制できる。

また、側壁１６から力覚センサ１０に力が作用するのを抑制するために、ミッドソール４の底面（－Ｚ側の面）を線Ｌ（図２参照）に沿って傾斜させてもよい。線Ｌは、側壁１６の下端（－Ｙ側の端）からミッドソール４の外縁に向けて上向き（＋Ｚ方向）に傾斜している。ミッドソール４の底面を線Ｌに沿って傾斜させることで踏み込み時に傾斜した部分に加わる力が減少し、これによりミッドソール４のＸＹ平面における変形量が減少する。図示の例では力覚センサ１０よりも＋Ｙ側においてミッドソール４の底面を傾斜させているが、力覚センサ１０のＸ軸に沿った方向においてミッドソール４の底面を傾斜させてもよい。力覚センサ１０から±Ｘ側においてはミッドソール４の幅が狭いため、踏み込み時のミッドソール４の変形量が多くなる。したがって力覚センサ１０から±Ｘ側においてミッドソール４の底面を傾斜させることで、ミッドソール４の側壁１６が力覚センサ１０に当たるのを好適に抑制できる。この場合、ミッドソール４の強度が不足するおそれがあるため、追加の補強プレート等を用いてミッドソール４の強度を補ってもよい。

また、力覚センサ１０の周面と検知面２２とが交わるセンサ１０の角２４は、Ｃカットされ、又はＲ加工されていることが好ましい。平面視したときのセンサの角２４をＣカットして面取りし、又はＲ加工して円みを帯びた形状とすることにより、センサ１０が開口部１４を形成する側壁１６に接触しにくくなる。断面視したときのセンサ１０の角も、同様の形状としてもよい。また、特に検知面２２がゴム等で覆われていない場合には、センサ１０の角２４を無くすことで歩行時にセンサ１０の角２４が路面の凹凸に引っかかるのを抑制できる。

力覚センサ１０に加えて、慣性センサを用いてもよい。慣性センサを用いることで、ミッドソール４（ソール）の移動量、及び移動方向を検出できる。力覚センサ１０と慣性センサを併用することで、力覚センサ１０の検出結果に基づいて踏力を測定し、さらに踏力と慣性センサの検出結果とを用いて踏み込み時のブレーキペダルの変位量を算出できる。

収容部１９に収容された補機１２は、主機としてのセンサ１０を駆動させるために必要な機器を含むものである。補機１２としては、センサ１０を駆動するためのバッテリーがある。また、補機１２は検出結果を外部に送信するためのトランスミッターや、検出結果を記憶するメモリを含んでもよい。シューズ１は、バッテリーを外部電源と接続する給電コネクタ２６を備えていてもよい。給電コネクタ２６は、Ｙ軸に沿って収容部１９に隣接する位置でミッドソール４の内足側表面に露出している。補機１２及び給電コネクタ２６は、通常硬度が高いため歩行時にミッドソール４が変形しない位置、即ちミッドソール４の後足部又は中足部の後から後足部にかけて配置されることが好ましい。また給電コネクタ２６は、歩行時の損傷を防ぐために、内足側に設けることが好ましい。

力覚センサ１０と補機１２は、接続構造としてのケーブル２８を用いて接続される。ケーブル２８は、ミッドソール４の上面に設けられ、開口部１４から収容部１９に延びる溝３０内に収容される。このようなケーブル２８の配置により、ケーブル２８の断線を抑制できる。

このようなシューズ１により、着用者がブレーキペダルを踏んだときにブレーキペダルに加えられた力を検出できる。

力覚センサ１０は定期的なメンテナンスや較正が必要であり、また補機１２が消耗品を含む場合がある。このような場合には、力覚センサ１０及び補機１２を交換する必要がある。力覚センサ１０等の脱着を行う場合、使用者はまずアッパー６の履き口を通してアッパー６内の中敷８を取り出し、プレート部材１８を露出させる。次いで使用者はアッパー６履き口を通してプレート部材１８を取り出す。次いで使用者はプレート部材１８の底面に取り付けられた力覚センサ１０等を交換する。力覚センサ１０を交換する場合、位置決め構造２０を用いることにより力覚センサ１０を適切に配置し、開口部１４を形成する側壁１６に接触しないようにできる。

図５は、シューズの変形例を示す側面図である。図５に示す例では、アッパー６に補機１２を収容する収容ポケット４０が設けられている。収容ポケット４０は、例えばアッパー本体６ａのシュータン６ｄ内に設けられており、メッシュ素材等の通気性の高い材料によって形成されている。補機１２がバッテリー又は演算素子を含む場合バッテリーが発熱するが、収容ポケット４０に補機を収容することにより熱を放出でき、着用者に熱が伝達されるのを抑制できる。収容ポケット４０は、シュータン６ｄに限らず、アッパー本体６ａのあらゆる位置に設けられる。また、補機１２をミッドソール４ではなく、アッパー６に収容する場合、プレート部材１８は前足部のみに設けられていてもよい。

図６は、シューズの更なる変形例を示す側断面図である。シューズ１のセンサ１０を使用しない場合、開口部１４内にスペーサ４２を配置し、センサ１０を有さないシューズ１として着用してもよい。スペーサ４２は、開口部１４に嵌る形状を有し、適切に配置されたときにスペーサ４２の底面がシューズの接地面と略面一になる高さを有する。例えば、ブレーキ検査で通常用いられる右足側のシューズは力覚センサ１０を作動可能なシューズ１とし、左足側のシューズ１はプレート部材１８、並びにプレート部材１８に固定された力覚センサ１０及び補機１２を取り除いたシューズ１としてもよい。開口部１４内にはスペーサ４２に代えて他の任意の部材を固定してもよい。また、センサ１０として、力覚センサに代えて、異なるセンサを開口部１４内に固定してもよい。

図７は、シューズの更なる変形例を示す側断面図であり、図８は、同シューズのＸＺ平面の断面図である。具体的には図８は、図７のＡＡ断面における断面図である。この例では、補機１２のうちバッテリー４４のみがシューズの外部に配置され、補機１２のバッテリー以外の要素（例えば演算素子）が収容部１９内に収容される。バッテリー４４は、第１ケーブル２８ａを介して力覚センサ１０及び補機１２と接続される。収容部１９内に収容される補機１２は、第２ケーブル２８ｂを介して力覚センサ１０と接続される。第２ケーブル２８ｂは、上述の例と同様にミッドソール４に設けられた溝３０を通って補機１２と力覚センサ１０とを接続する。

第１ケーブル２８ａは、力覚センサ１０の位置から中足部までは溝３０内に配置される。溝３０は、ミッドソール４に形成され、かつＸ軸に沿って溝３０から内足側に延びる横溝３０ａに接続される。第１ケーブル２８ａは、中足部付近において溝３０から出て、横溝３０ａに入り、アッパー６まで延びる。この例では、第１ケーブル２８ａは、アッパー６の内側に沿ってＺ軸方向に延び、アッパー６とシュータン６ｄとの間を通ってシューズ１の内部から外部に向けて延びる。

図９は、図７のシューズの内部を示す。より具体的には図９は、内足側の中足部におけるアッパー６の内側を示し、第１ケーブル２８ａがアッパー６の内部を通って延びる様子を示す。図９（Ａ）に示すように、アッパー６の内側には、第１ケーブル２８ａを通すポケット４６が縫い付けられている。ポケット４６は、上端及び下端が開口しており、ポケット４６とアッパー６との間に第１ケーブル２８ａを通せるよう構成される。ポケット４６を設けることにより、第１ケーブル２８ａが直接、着用者の足に当たらないようにし、かつ第１ケーブル２８ａを決められた位置に保持できる。

ポケット４６の変形例として、図９（Ｂ）に示すように、アッパー６の内側に沿って前後方向に延びる複数のバンド４８を設けてもよい。バンド４８は、両端がアッパー６の内側に縫い付けられており、アッパー６の内側に対して第１ケーブル２８ａを押し当てる。このような構成によっても、第１ケーブル２８ａが直接、着用者の足に当たる面積を減らし、かつ第１ケーブル２８ａを決められた位置に保持できる。

図示の例ではポケット４６又はバンド４８を内足側に設けることとしたが、外足側に設けてもよい。ただし、ポケット４６又はバンド４８を内足側の中足部付近に設けると、第１ケーブル２８ａが着用者の土踏まずに対応する部分付近でシューズ１内を通過するようになる。これにより、着用者がシューズ１を着用して歩行したりするときに、第１ケーブル２８ａに大きな荷重が加わるのを防止できる。また、図示の例ではポケット４６をアッパー６に縫い付けることとしたが、ポケット４６とアッパー６とを縫い付けずに別体としても良いし、筒状のポケット４６の一部をアッパー６の内側に縫い付けてもよい。

このような構成によりシューズ１の外にあるバッテリー４４から力覚センサ１０及び補機１２に電力を供給できる。バッテリー４４は、例えば着用者のズボンのポケット等の様々な場所に配置される。これにより、バッテリー４４の交換がより容易になる。また、バッテリー４４をシューズ１の外で携帯できるようにすることで着用者に熱が伝達されるのを防止できる。

次に第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態によるシューズは、シューズ１と同一の構成を有する箇所があるため、当該箇所については詳細な説明を省略する。

図１０は、第２実施形態によるシューズの側断面図である。第２実施形態によるシューズ１００では、力覚センサ１０２がソール（少なくともミッドソール１０４）に内蔵される。力覚センサ１０２の検知面１０６がソールに内蔵されるとは、シューズを側面視したときに力覚センサ１０２がソールの底面から突出していない状態をいう。したがって、シューズ１００を底面視したときにアウトソールの隙間から力覚センサ１０２が視認できたとしても、力覚センサ１０２はソールに内蔵されているものとする。検知面１０６は、ミッドソール１０４の底面とほぼ同一の高さに設けられる。アウトソール１０８は、検知面１０６に対応する位置に開口を有しておらず平坦な接地面を有する。力覚センサ１０２の検知面１０６は、アウトソール１０８上に配置される。つまり、力覚センサ１０２は、シューズ１００を底面視したときにアウトソール１０８の背面に隠れて視認できず、かつシューズ１００を側面視したときにも力覚センサ１０２は視認できない。

上述したように、力覚センサ１０２の表面は硬質であり（少なくともミッドソール１０４よりは硬質であり）、ミッドソール１０４が変形しても力覚センサ１０２は変形しない。したがって、着用者がブレーキペダルを踏んだとき、ミッドソール１０４及びアウトソール１０８のみが変形し、ブレーキペダルの踏み面に加わる力を力覚センサ１０２によって検知できる。

第２実施形態によれば、着用者がブレーキペダルを踏んだときにブレーキペダルに加えられた力を検出できる。また、力覚センサ１０２をソールに内蔵させることにより、力覚センサ１０２が水に接触するのを防止できる。また、着用者が歩行する際に違和感無く歩けるようになる。

上述の実施形態は例示であり、各構成は本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

上述の実施形態を一般化すると以下の態様が得られる。

〔態様１〕
接地面を有し、接地面に開口部が形成されたソールと、
前記開口部内に配置され、接地面側に向いた検知面を有するセンサと、を備え、
前記検知面は、前記接地面から突出している、シューズ。

このような構成によれば、高い精度で踏み面に加える力を検出できる。また、検知面に荷重をかけることで、例えば、搬送者が秤を使わずに荷物の重量を計測することが可能となる。

〔態様２〕
前記センサの前記検知面は、樹脂又はゴムで覆われている、態様２に記載のシューズ。

このような構成によれば、樹脂又はゴムによって検知面を保護できる。

〔態様３〕
前記センサの検知面と直交する周面は、前記ソールの開口部を形成する面から離れている、態様１又は２に記載のシューズ。

このような構成によれば、センサの周面を保護できる。また、ソールから検知面に力が加わって検知精度が低下するのを抑制できる。

〔態様４〕
前記ソールは、前記接地面とは反対側の上面を備え、
前記シューズは、前記上面に配置され、その接地面側に前記センサを取り付けられるプレート部材を備える、態様１乃至３のいずれか１項に記載のシューズ。

このような構成によれば、プレート部材を取り外すことでセンサをシューズから取り出せる。

〔態様５〕
前記プレート部材の上に配置される中敷を備える、態様４に記載のシューズ。

このような構成によれば、着用者の足裏に違和感を与えるのを抑制できる。

〔態様６〕
前記プレート部材は、前記センサが前記ソールの開口部を形成する面と接触しないように前記センサを位置決めする位置決め構造を備える、態様４又は５に記載のシューズ。

このような構成によれば、例えばセンサを交換して再位置決めするときに、センサの位置決めを容易にできる。

〔態様７〕
前記ソールは、後足部に前記センサの補機を収容する収容部を備える、態様１乃至６の何れか１項に記載のシューズ。

このような構成によれば、１つの靴にセンサと補機を一体に内蔵できる。

〔態様８〕
前記収容部は、前記ソールに形成され、ソールの上面に向けて開口している、態様７に記載のシューズ。

このような構成によれば、補機を接地面から遠ざけることができる。

〔態様９〕
前記補機と前記センサを接続する接続構造を備え、前記接続構造は、前記ソールの上面を通る、態様７又は８に記載のシューズ。

このような構成によれば、接続構造を接地面から離し、断線を抑制できる。

〔態様１０〕
前記補機は、バッテリーを備え、前記ソールの内足側表面には前記バッテリーの給電コネクタが設けられている、態様７乃至９のいずれか１項に記載のシューズ。

この構成によれば、容易にバッテリーに給電できる。また、給電コネクタを内足側に設けることにより、衝突等により給電コネクタが損傷しにくくなる。

〔態様１１〕
足の甲を覆うアッパーを備え、前記アッパーは、補機を収容する収容ポケットを備える、態様１乃至１０のいずれか１項に記載のシューズ。

この構成によれば、補機が発熱したとしても放熱させ易くなる。

〔態様１２〕
前記センサは、３つ以上のセンサ素子を有する力覚センサを含む、態様１乃至１１のいずれか１項に記載のシューズ。

この構成によれば、検知面上で圧力中心を特定でき、検知精度を向上させられる。

〔態様１３〕
ソールの変位量を検出する慣性センサをさらに含む、態様１乃至１２のいずれか１項に記載のシューズ。

この構成によれば、ソールの変位量を検出でき、これにより例えばブレーキペダルの変位量を算出できる。

〔態様１３〕
前記センサの検知面の角は、Ｃカット又はＲ加工されている、態様１乃至１２のいずれか１項に記載のシューズ。

この構成によれば、検知面を大きくしてもソールとセンサが干渉しにくくなる。

〔態様１４〕
前記開口部に嵌る寸法のスペーサをさらに備える、態様１乃至１３のいずれか１項に記載のシューズ。

この構成によれば、センサを使用しないときにもシューズを通常のシューズとして使用できる。

〔態様１５〕
接地面を有し、前足部の接地面に開口部が形成されたソールと、
開口部内に配置され、接地面側に向いており硬質な表面を有する検知面を有するセンサと、を備える、シューズ。

この構成によれば、前足部の接地面にセンサを配置することで、ソールの追従性を低下させることなく、踏み面に加える力を確実にセンサで検出できる。

〔態様１６〕
接地面及び反対側の上面を有し、前足部の接地面に開口部が形成されたソールと、
前記上面に配置され、開口部内に固定される任意の部材を位置決めするための位置決め構造を有する、ソールよりも硬質なプレート部材と、を備えるシューズ。

このような構成によれば、高い精度で踏み面に加える力を検出できる。

〔態様１７〕
前記センサは、着用者のＭＰ関節に対応する位置を前後方向において跨ぐ領域に配置される、態様１６に記載のシューズ。

このような構成によれば、着用者が無理な踏み込み動作をすることなく、踏み面に力を加えられる。

〔態様１８〕
前記検知面は、前記ソールに内蔵される、態様１６又は１７に記載のシューズ。

このような構成によれば、着用者が歩行する際にセンサの地面への接触感を気にせず歩ける。

〔態様１９〕
前記検知面は、前記ソールにより覆われる、態様１６乃至１８のいずれか１項に記載のシューズ。

このような構成によれば、センサに対して防水処理を施せる。

〔態様２０〕
接地面を有し、前足部の接地面に開口部が形成されたソールと、
開口部内に配置され、接地面側に向いており硬質な表面を有する検知面を有するセンサと、
センサが前記ソールと接触しないようにセンサを位置決めする位置決め構造とを備えるシューズを準備し、
前記センサを取り外し、
前記位置決め構造を用いて別のセンサを前記開口部内に位置決めする、シューズのセンサの交換方法。

この構成によれば、センサを交換した際に、センサを適切に開口部内に位置決めできる。

１ シューズ、 ４ ソール、 ６ アッパー、 ８ 中敷、 １０ 力覚センサ、 １２ 補機、 １４ 開口部、 １８ プレート部材、 １９ 収容部、 ２０ 位置決め構造、 ２２ 検知面、 ２４ 角、 ２６ 給電コネクタ、 ４０ 収容ポケット、 ４２ スペーサ。

Claims (15)

1. 接地面を有し、接地面に開口部が形成されたソールと、
   前記開口部内に配置され、前記接地面側に向いた検知面を有するセンサと、を備え、
   前記検知面は、前記接地面から突出しており、かつ、樹脂又はゴムで覆われており、
   前記ソールの前記接地面とは反対側の上面に配置されるプレート部材と、
   前記ソールに接合されて足の甲を覆うアッパーと、をさらに備え、
   前記プレート部材は、その接地面側に前記センサを配置可能であり、前記アッパーの履き口を通して取り出し可能である、シューズ。
2. 前記プレート部材は、前記センサが前記ソールの前記開口部を形成する面と接触しないように前記センサを位置決めする位置決め構造を備える、請求項１に記載のシューズ。
3. 前記プレート部材は前記ソールよりも硬質である、請求項１又は２に記載のシューズ。
4. 前記ソールには、前記上面に前記プレート部材を嵌めるための凹部が形成され、
   前記プレート部材は、前記凹部によって前記ソールに対して定位置に保持される、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシューズ。
5. 前記プレート部材は把持部を備え、
   前記把持部が引っ張られることで前記プレート部材を取り出し可能である、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシューズ。
6. 前記プレート部材の上に配置される中敷を備え、
   前記アッパーの履き口を通して前記中敷が取り出された後、前記アッパーの履き口を通して前記プレート部材が取り出し可能である、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のシューズ。
7. 前記ソールには、後足部に前記センサの補機を収容する収容部が形成され、
   前記収容部は、前記ソールの上面に向けて開口しており、
   前記プレート部材は、その接地面側に前記補機を配置可能である、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のシューズ。
8. 前記補機と前記センサとを接続する接続構造を備え、前記接続構造は、前記ソールの上面を通る、請求項７に記載のシューズ。
9. 前記補機は、バッテリーを備え、前記ソールの内足側表面には前記バッテリーの給電コネクタが設けられている、請求項７又は８に記載のシューズ。
10. 前記センサは、３つ以上のセンサ素子を有する力覚センサを含む、請求項１乃至９のいずれか１項に記載のシューズ。
11. 前記ソールの変位量を検出する慣性センサをさらに含む、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のシューズ。
12. 前記センサの前記検知面の角は、Ｃカット又はＲ加工されている、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のシューズ。
13. 前記開口部に嵌る寸法のスペーサをさらに備える、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のシューズ。
14. 前記センサは、着用者のＭＰ関節に対応する位置を前後方向において跨ぐ領域に配置される、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のシューズ。
15. 接地面を有し、前足部の前記接地面に開口部が形成されたソールと、
    開口部内に配置され、前記接地面側に向いた検知面を有するセンサと、を備え、
    前記検知面は、前記接地面から突出しており、かつ、樹脂又はゴムで覆われており、
    前記ソールの前記接地面とは反対側の上面に配置され、その接地面側に前記センサを配置したプレート部材と、
    前記ソールに接合されて足の甲を覆うアッパーと、をさらに備えるシューズを準備し、
    前記プレート部材を前記アッパーの履き口を通して取り出し、
    前記センサを取り外し、
    前記プレート部材に別のセンサを配置し、
    前記プレート部材を前記アッパーの履き口を通して配置し、
    前記別のセンサを前記開口部内に位置決めする、シューズのセンサの交換方法。

Images