履物

【課題】ユーザーの運足状態のサポートが向上された履物を提供する。
【解決手段】ユーザーが周期的に足先を運ぶ運足状態をサポートする履物であって、ユーザーの運足状態を検出する検出部(30)と、該検出部(30)の出力信号に基づいて、ユーザーの運足状態をサポートするサポート力を発生する発生部(50)と、を有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ユーザーが周期的に足先を運ぶ運足状態をサポートする履物に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、例えば特許文献1に示されるように、靴底に結合された甲革及び靴底内に少なくとも一部が配置されたコントローラを備える履物用品が提案されている。このコントローラは、靴底内に少なくとも一部が配置されたセンサからの出力を表す第1の信号を受け取る手段と、靴底が圧縮されているか否か及び靴底の調節が必要であるか否かを判断する手段と、靴底を調節するための第2の信号を送る手段と、を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2005−279281号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、特許文献1に示される履物用品では、センサ出力に基づいて、靴底の圧縮率(硬さ)を調整することで、ユーザーの走行やジャンプなどの足先を運ぶ運足状態をサポートしている。しかしながら、このような、運足状態を受動的にサポートする構成では、ユーザー自身が地面を蹴る力を有効活用する程度のサポートとなるので、その効果としては十分とは言い難かった。
【0005】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、ユーザーの運足状態のサポートが向上された履物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記した目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、ユーザーが周期的に足先を運ぶ運足状態をサポートする履物であって、ユーザーの運足状態を検出する検出部(30)と、該検出部(30)の出力信号に基づいて、ユーザーの運足状態をサポートするサポート力を発生する発生部(50)と、を有することを特徴とする。
【0007】
このように本発明によれば、ユーザーの運足状態を、サポート力によって能動的にサポートしている。これによれば、ユーザー自身が地面を蹴る力に加えて、サポート力がユーザーに印加される。したがって、靴底の硬さを調整することで、ユーザーの運足状態を受動的にサポートする構成と比べて、より効果的に、ユーザーの運足状態がサポートされる。
【0008】
なお、上記した運足状態の具体例としては、歩行、走行、ジャンプ、スキップ、階段昇降、坂道の上り下りなどがある。
【0009】
請求項2に記載のように、検出部(30)は、つま先側の靴底(20)の圧力を検出する第1圧力センサ(31)を有し、発生部(50)は、第1圧力センサ(31)の出力信号に基づいて、サポート力を、ユーザーが地面を蹴ることで靴底(20)を地面から飛び立たせる上昇タイミングにて発生する構成が好適である。これによれば、上昇タイミングにて、足先が地面を蹴る力にサポート力が畳重される。この結果、足先の上昇・推進する力が増大され、ユーザーの運足状態が向上される。なお、請求項2に記載のつま先側とは、足先の前方(つま先と土踏まずの間)を示している。
【0010】
請求項3に記載のように、検出部(30)は、かかと側の靴底(20)の圧力を検出する第2圧力センサ(32)を有し、発生部(50)は、第1圧力センサ(31)及び第2圧力センサ(32)の少なくとも一方の出力信号に基づいて、サポート力を上昇タイミングにて発生する構成が好ましい。通常、人は、足先を上昇させて足先を運ぶ際、足先の前方にて地面を蹴って足先を上昇させた後、足先をかかとから地面に着地させる。そして、歩行や走行などは、ある一定の周期にて、足先を運ぶことで実現され、足先の前方にて足先を上昇させるタイミング、及び、かかとが地面に着地するタイミングは、所定周期で繰り返し行われる。そのため、足先の前方、及び、かかとには、所定周期で圧力が印加されることとなる。これに対して、請求項3に記載の発明では、第1圧力センサ(31)及び第2圧力センサ(32)の少なくとも一方の出力信号に基づいて、サポート力を上昇タイミングにて発生する。第1圧力センサ(31)の場合、足先を上昇するタイミングにて圧力のピークが発生するので、そのピーク時に、サポート力を発生させればよい。第2圧力センサ(32)の場合、足先が地面に接着したタイミングで、圧力のピークが発生する。その後、かかとから足先の前方にユーザーの体重が移行し、圧力がゼロになったタイミングにて、足先が地面から上昇するので、圧力がゼロになるタイミングに、サポート力を発生させればよい。
【0011】
請求項4に記載のように、検出部(30)は、靴底(20)の加速度を検出する加速度センサ(33)を有し、発生部(50)は、加速度センサ(33)の出力信号と、第1圧力センサ(31)及び第2圧力センサ(32)の少なくとも一方の出力信号と、に基づいてサポート力の力量を決定する構成が好ましい。
【0012】
加速度センサ(33)によって、ユーザーの加速状態を検出することができるので、この加速情報から、ユーザーの足先がどれくらいの速さで動き、どれくらいの高さまで上昇したか、などの情報を取得することができる。例えば、ユーザーの足先が速く移動しているのであれば、走行していることが判別され、ユーザーの足先の高さが大きく上昇しているのであれば、階段を上っていることが判別される。いずれの運足状態も、歩行時よりも大きな力を必要とする。そのため、このような運足状態に応じて、適したサポート力の力量を決定することが好ましい。これに対して、請求項4に記載の発明では、加速度センサ(33)と圧力センサそれぞれの出力信号に基づいて、サポート力の力量が決定される。換言すれば、ユーザーの運足状態に応じて、サポート力の力量が決定される。したがって、圧力センサの出力信号だけに基づいて、サポート力の力量が決定される構成と比べて、ユーザーの運足状態が向上される。
【0013】
請求項5に記載のように、検出部(30)及び発生部(50)に駆動電力を供給する電池(70)を有し、第1圧力センサ(31)及び第2圧力センサ(32)は、圧力を電気信号に変換する圧電素子であり、該圧電素子で生じる電気信号の一部が、電池(70)に蓄えられる構成が好ましい。これによれば、検出部及び発生部の駆動電力が電池に充電された電力だけによって賄われる構成と比べて、電池(70)の交換頻度を少なくすることができる。
【0014】
請求項6に記載のように、発生部(50)は、ユーザーが運足状態から停止状態に以降した際に、サポート力の発生を停止する構成が良い。これによれば、ユーザーが停止しているにも関わらず、サポート力がユーザーに印加される、という不具合が生じることが抑制される。
【0015】
発生部(50)の具体的な構成としては、請求項7に記載のように、発生部(50)は、通電量に比例して膨張する膨張部(51)、及び、検出部(30)の出力信号に基づいて、膨張部(51)に流す電流の量とタイミングを演算し、演算した電流を膨張部(51)に流す制御部(52,53)と、を有し、膨張部(51)の膨張によって、サポート力を発生する構成を採用することができる。
【0016】
請求項8に記載のように、制御部(52,53)は、検出部(30)の出力信号を解析する第1ステップと、該第1ステップの解析の結果、ユーザーが運足状態であるか否かを判定する第2ステップと、該第2ステップにて判例されたユーザーの運足状態に適したサポート力を算出する第3ステップと、該第3ステップにて算出したサポート力が、適した力量、及び、適したタイミングにて発生するように、電流を膨張部(51)に流す第4ステップと、ユーザーの運足状態が、第2ステップにて判定された運足状態でいるか否かを判定する第5ステップと、を有し、制御部(52,53)は、第2ステップにて、ユーザーが運足状態でないと判定した場合、第1ステップを繰り返し、ユーザーが運足状態であると判定した場合、第3ステップを行い、第5ステップにて、ユーザーの運足状態が、第2ステップにて判定された運足状態であると判定した場合、第4ステップを繰り返し、ユーザーの運足状態が、第2ステップにて判定された運足状態でないと判定した場合、第1ステップを行う構成が好ましい。これによれば、ユーザーの運足状態に応じて、適したサポート力をユーザーに印加することができる。
【0017】
請求項9に記載のように、膨張部(51)は、靴底(20)におけるつま先と土踏まずとの間に位置する構成が良い。上記したように、通常、人は、足先を上昇させて足先を運ぶ際、足先の前方にて地面を蹴って足先を上昇させるので、足先の上昇タイミングにて地面と接触しているのは、足先の前方である。したがって、請求項8に記載の発明によれば、足先の上昇タイミングにて、足先が地面を蹴る部位にサポート力を印加させることができる。これにより、例えば、上昇タイミングにて、地面と接触していない足先の後方や土踏まずに膨張部が位置する構成と比べて、足先の運足状態を効果的にサポートすることができる。
【0018】
請求項10に記載のように、制御部(52,53)は、靴底(20)の土踏まずに位置し、ユーザーが平らな地面に立っている状態で、地面から離れている構成が良い。これによれば、ユーザーが地面と靴底(20)を接触させる際に生じる応力が、制御部(52,53)に印加されることが抑制される。これにより、制御部(52,53)に故障が生じることが抑制される。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】第1実施形態に係る履物の概略構成を示す横断面図である。
【図2】第1実施形態に係る履物の概略構成を示す縦断面図である。
【図3】履物の主要部を示すブロック図である。
【図4】演算部の動作を説明するためのフロー図である。
【図5】検出部及び発生部の信号を説明するためのタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係る履物の概略構成を示す横断面図である。図2は、第1実施形態に係る履物の概略構成を示す縦断面図である。図3は、履物の主要部を示すブロック図である。図4は、演算部の動作を説明するためのフロー図である。図5は、履物の検出部及び発生部の信号を説明するためのタイミングチャートである。なお、図1及び図2においては、下記に示す踏み込み部位、土踏まず部位、かかと部位それぞれの大体の境界を、破線によって示している。
【0021】
図1〜図3に示すように、履物100は、甲革10、底部20、検出部30、発生部50、及び、電池70を有する。検出部30、発生部50、及び、電池70は、底部20に設けられており、検出部30から発生部50に制御信号が入力されると、発生部50にてサポート力が発生し、そのサポート力がユーザーの足裏に印加される。これによって、ユーザーの運足状態がサポートされる。なお、運足状態とは、ユーザーが足先を周期的に運ぶ状態を示しており、その具体例としては、例えば、歩行、走行、ジャンプ、スキップ、階段昇降、坂道の上り下りなどがある。
【0022】
甲革10及び底部20は、ユーザーの足先を包むものである。底部20は、特許請求の範囲に記載の靴底に相当し、ユーザーの足裏と直接接触する中敷21と、地面と直接接触する外底22と、外底22と中敷21との間に設けられた、弾性材料からなる中底23と、を有する。一般的に、底部20は、踏み込み部位(足先の前方であり、つま先と土踏まずの間の部位)、土踏まず部位(足先の中間であり、ユーザーが平らな地面に立っている状態で、外底22の一部が地面から宙に浮く部位)、及び、かかと部位(足先の後方であり、運足時に、一番初めに外底22が地面に着地する部位)の3つの部位に分割される。したがって、以下においては、底部20の構成要素21〜23の部位を示すために、例えば、外底22の踏み込み部位と示す。
【0023】
図1及び図2に示すように、中底23には、検出部30と発生部50とを収納するための3つの空間24〜26が形成されている。前方空間24は、中底23の踏み込み部位に形成され、中間空間25は、中底23の土踏まず部位に形成され、後方空間26は、中底23のかかと部位に形成されている。これら3つの空間24〜26それぞれに、検出部30、発生部50、及び、電池70それぞれの構成要素が設けられている。
【0024】
検出部30は、2つの圧力センサ31,32と、加速度センサ33と、を有する。第1圧力センサ31は前方空間24に設けられ、第2圧力センサ32は後方空間26に設けられ、加速度センサ33は中間空間25に設けられている。圧力センサ31,32は、圧力を電気信号に変換する圧電素子であり、第1圧力センサ31は、外底22の踏み込み部位の圧力を検出する機能を果たし、第2圧力センサ32は、外底22のかかと部位の圧力を検出する機能を果たす。圧力センサ31,32で生じた電気信号の一部が、電池70にて蓄えられる。
【0025】
加速度センサ33は、図示しないが、可動電極と固定電極とから構成されるコンデンサを有する。足先の加速による慣性力の印加によって可動電極が変位すると、その変位量が、静電容量の変動によって検出される。加速度センサ33の検出方向は、ユーザーの足裏に垂直な方向(以下、単に垂直方向と示す)であり、ユーザーの足先の上昇・下降速度と高さ位置の変化とを検出する機能を果たす。加速度は、速さの1回微分、高さ位置の2回微分である。しかたがって、検出された加速度を1回積分することで速さを検出することができ、加速度を2回積分することで高さ位置が検出される。この速さと高さ位置との検出は、後述する演算部52にて行われる。
【0026】
発生部50は、通電量に比例して膨張する膨張部51、検出部30の出力信号に基づいて、膨張部51に流す電流量の時間変化を演算する演算部52、該演算部52の制御信号によって、膨張部51へ供給する電流量が制御される駆動回路53と、を有する。膨張部51は前方空間24に設けられ、演算部52及び駆動回路53は中間空間25に設けられている。
【0027】
膨張部51は、電流が流れると垂直方向に膨張するものであり、一般的に、人口筋肉と呼ばれるものである。通電が終了すると膨張が停止して、収縮し始める。膨張部51の膨張によって、アシスト力が発生する。
【0028】
演算部52は、検出部30の出力信号に基づいて、膨張部51に流す電流の量とタイミングを演算し、演算した電流を膨張部51に流す指示を含む制御信号を、駆動回路53に出力するものである。演算部52は、図4に示すステップS10〜S50を行うことで、上記した機能を果たす。演算部52は、先ずステップS10にて、検出部30の出力信号に基づいて、ユーザーの足先の上昇・下降速度、高さ位置、踏み込み部位の圧力、及び、かかと部位の圧力の強さを解析する。そして、ステップS20にて、高さ位置、踏み込み部位の圧力、及び、かかと部位の圧力それぞれが周期的な変化をするか否かを判定する。演算部52は、周期的な変化をしていないと判定した場合、ユーザーは運足状態ではないと判断して、ステップS10に戻る。これとは反対に、周期的な変化をしていると判定した場合、ユーザーは運足状態であると判定し、サポート力を発生させるべく、ステップS30に移行する。そして、ユーザーの足先の速さ、高さ位置、踏み込み部位の圧力、かかと部位の圧力、及び、判定した周期に基づいて、ユーザーの運足状態を計算し、その運足状態に適したサポート力の力量、及び、発生タイミングを算出する。次いで、演算部52は、ステップS40にて、算出したサポート力が、適した力量、及び、適したタイミングにて発生するように、駆動回路53に制御信号を出力する。駆動回路53では、その制御信号に基づいて、膨張部51に電流を流して、サポート力を発生させる。最後に、演算部52は、ステップS50にて、高さ位置、踏み込み部位の圧力、かかと部位の圧力の周期的な動作が、ステップS20で判定した動作から変化しているか否かを判定する。変化していないと判定した場合、再度ステップS40に移行することを繰り返して、周期にサポート力をユーザーに印加する。これとは反対に、周期的な動作が変化していると判定した場合、演算部52は、ステップS10に移行して、上記したステップS10〜S50を繰り返し行う。
【0029】
駆動回路53は、演算部52の制御信号に基づいて、膨張部51に駆動電流を流すことで、膨張部51を膨張させるものである。演算部52と駆動回路53とが、特許請求の範囲に記載の制御部に相当する。
【0030】
電池70は、検出部30及び発生部50に駆動電力を供給するものである。電池70は、後方空間26に設けられており、後方空間26から取り外し可能となっている。電池70には、予め所定の電力が蓄えられており、圧力センサ31,32にて生じた電力を蓄える機能を有する。
【0031】
次に、サポート力の出力を図5に基づいて説明する。図5では、履物100を履いたユーザーが、走行状態から歩行状態に移行した場合の各値の時間変化を示している。縦軸は任意単位、横軸は時間である。
【0032】
運足状態にあるユーザーは、始め、踏み込み部位にて地面を蹴って足先を上昇させた後、かかと部位から地面に着地させる。そして、かかと部位から踏み込み部位に体重を移動させた後、再度、踏み込み部位にて地面を蹴って足先を上昇させる、という一連の動作を所定周期で繰り返す。そのため、図5に示すように、加速度、高さ位置、かかと部位の圧力(第2圧力センサ32にて検出された圧力)、及び、踏み込み部位の圧力(第1圧力センサ31にて検出された圧力)は、それぞれ所定周期で同一の動作を繰り返す。加速度はW形に変化し、高さ位置は1つのピークを持つ凸形に変化する。そして、かかと部位の圧力は、地面へのかかとの着地のために瞬時にピークとなった後、体重移動によって緩やかにゼロとなる。これとは反対に、踏み込み部位の圧力は、体重移動によって緩やかにピークとなった後、足先の上昇のために瞬時にゼロとなる。したがって、図5に一点差線で示すように、高さ位置がピークからゼロになった(かかと部位が地面に着地した)後、瞬時にかかと部位の圧力がピークとなり、踏み込み部位の圧力がピークから瞬時にゼロになった(踏み込み部位が地面から離れた)後、あまり間を置かずに高さ位置がピークとなっている。
【0033】
演算部52は、図5に示す演算期間にて、上記したステップS10〜S30を行う。そうすることで、ユーザーの運足状態(この場合、走行状態)に適したサポート力を演算する。上記したように、ユーザーは、踏み込み部位にて地面を蹴って足先を上昇させる。そのため、ユーザーの走行状態をサポートするには、ユーザーが地面を蹴って足先を上昇させる上昇タイミングにサポート力を発生させるのが望ましいこととなる。上昇タイミングは、踏み込み部位の圧力がピークとなるタイミング、若しくは、体重移動によって、かかと部位の圧力がゼロになったタイミングである。したがって、演算部52は、これら2つの圧力に基づいて、上昇タイミングを算出する。また、ユーザーが、平らな地面を運足している場合と、傾斜のある地面を運足している場合とでは、ユーザーの足先の高さ位置、及び、ユーザーが足先を上げ下げするのに生じる困難さが異なる。そのため、演算部52は、上記した2つの圧力と高さ位置とによって、発生させるサポート力の力量(膨張部51に流す電流量)を決定する。
【0034】
演算部52は、図5に示す出力期間にて、上記したステップS40,S50を行う。そうすることで、ユーザーにサポート力を発生する。上記したように、駆動回路53は、演算部52の制御信号に基づいて、膨張部51に駆動電流を流す。こうすることで、膨張部51を膨張させて、サポート力を発生させる。したがって、上記した上昇タイミングにて、膨張部51が最も膨張して、最も強いサポート力が発生するために、演算部52は、上昇タイミングの所定時間前に、制御信号を駆動回路53に出力する。図5に示すように、踏み込み部位の圧力が最も高くなるタイミング(上昇タイミング)にて、駆動電流及びサポート力が最も高くなっており、踏み込み部位の圧力がピークになるタイミングと、サポート力がピークになるタイミングとが一致している。これにより、本来であれば、破線で示す踏み込み部位の圧力が検出されるのに、実線で示す踏み込み部位の圧力が検出される。
【0035】
演算部52は、図5に示す認識期間にて、上記したステップS50を行う。そうすることで、ユーザーの運足状態の変化を判定する。ユーザーの走行状態が続いているのであれば、図5に一点差線で示す加速度、高さ位置、かかと部位の圧力、及び、踏み込み部位の圧力が検出されることが期待される。しかしながら、これらが検出されなかったので、演算部52は、ステップS50からステップS10に移行して、制御信号の出力を停止する。これにより、サポート力の発生が停止する。
【0036】
演算部52は、図5に示す停止期間(演算期間)にて、上記したステップS10〜S30を再び行う。そうすることで、ユーザーの新たな運足状態(歩行状態)に適したサポート力を演算する。このように、ユーザーの運足状態が、走行状態から歩行状態に変化したとしても、その変化に応じて、適したサポート力が演算部52にて演算される。なお、図5とは異なり、ユーザーの運足状態が、サポート力を必要とする状態(例えば階段昇降)から、停止した状態に移行し、各センサ31〜33から信号が出力されなくなった場合、演算部52はスタンバイ状態に移行し、ステップS10〜S50の動作を停止する。
【0037】
次に、本実施形態に係る履物100の作用効果を説明する。上記したように、ユーザーの運足状態を、サポート力によって能動的にサポートしている。これによれば、ユーザー自身が地面を蹴る力に加えて、サポート力がユーザーに印加される。したがって、靴底(底部)の硬さを調整することで、ユーザーの運足状態を受動的にサポートする構成と比べて、より効果的に、ユーザーの運足状態がサポートされる。
【0038】
演算部52は、踏み込み部位の圧力(第1圧力センサ31にて検出された圧力)、及び、かかと部位の圧力(第2圧力センサ32にて検出された圧力)に基づいて、上昇タイミングを算出して、ユーザーが地面を蹴って足先を上昇させる上昇タイミングにサポート力を発生している。これによれば、上昇タイミングにて、足先が地面を蹴る力にサポート力が畳重される。この結果、足先の上昇・推進する力が増大され、ユーザーの運足状態が向上される。
【0039】
演算部52は、踏み込み部位の圧力、かかと部位の圧力、及び、高さ位置によって、発生させるサポート力の力量を決定している。これによれば、走行、階段昇降、スキップなどの様々な運足状態に適したサポート力の力量が決定される。したがって、圧力センサ31,32の出力信号だけに基づいて、サポート力の力量が決定される構成と比べて、ユーザーの運足状態が向上される。
【0040】
圧力センサ31,32は、圧力を電気信号に変換する圧電素子であり、圧力センサ31,32で生じた電気信号の一部が、電池70にて蓄えられる。これによれば、検出部及び発生部の駆動電力が電池に充電された電力だけによって賄われる構成と比べて、電池70の交換頻度を少なくすることができる。
【0041】
演算部52は、ステップS50にて、高さ位置、踏み込み部位の圧力、かかと部位の圧力の周期的な動作が、ステップS10,S20で判定した動作から変化しているか否かを判定する。そして、周期的な動作が変化していると判定した場合、演算部52は、ステップS10に移行して、ステップS10〜S50を繰り返し行う。これによれば、ユーザーの運足状態が、例えば、走行状態から歩行状態に変化したとしても、その変化に応じて、適したサポート力が演算部52にて算出され、適したサポート力がユーザーに印加される。
【0042】
ユーザーの運足状態が、停止状態に移行した場合、演算部52はスタンバイ状態に移行し、サポート力の発生が停止する。これによれば、ユーザーが停止しているにも関わらず、サポート力がユーザーに印加される、という不具合が生じることが抑制される。
【0043】
膨張部51は、中底23の踏み込み部位(足先の前方であり、つま先と土踏まずの間の部位)に位置する前方空間24に設けられている。上記したように、通常、人は、足先を上昇させて足先を運ぶ際、踏み込み部位にて地面を蹴って足先を上昇させるので、上昇タイミングにて地面と接触しているのは、踏み込み部位である。したがって、上記構成によれば、上昇タイミングにて、踏み込み部位にサポート力が印加される。これにより、例えば、上昇タイミングにて、地面と接触していないかかと部位や土踏まず部位に膨張部が位置する構成と比べて、足先の運足状態を効果的にサポートすることができる。
【0044】
演算部52及び駆動回路53は、中底23の土踏まず部位(ユーザーが平らな地面に立っている状態で、外底22の一部が地面から宙に浮く部位)に位置する中間空間25に設けられている。これによれば、ユーザーが地面と外底22を接触させる際に生じる応力が、演算部52及び駆動回路53に印加されることが抑制される。これにより、演算部52及び駆動回路53に故障が生じることが抑制される。
【0045】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
【0046】
本実施形態では、検出部30は、2つの圧力センサ31,32と、加速度センサ33と、を有する例を示した。しかしながら、検出部30は、上記センサの他に、垂直方向周りの角速度を検出する角速度センサを有しても良い。これによれば、ユーザーが回転状態にあるか否かを検出することができる。通常、人は、回転状態で足先を進める、という動作をしない。したがって、上記した回転状態を検出することで、足先を運んでいる状態(運足状態)であるか否かを判別することができる。
【0047】
本実施形態では、加速度センサ33の検出方向は、垂直方向である例を示した。しかしながら、加速度の検出方向として、垂直方向の他に、ユーザーの前後方向、及び、左右方向を有しても良い。これによれば、ユーザーが左右に飛び跳ねているのか、その場で足踏みをしているだけなのかを判定することができる。すなわち、足先を運んでいる状態(運足状態)であるか否かを判別することができる。
【0048】
本実施形態では、膨張部51は、垂直方向に膨張する例を示した。しかしながら、膨張部51は、垂直方向ではなく、垂直方向からやや斜め後方に、膨張するようにしても良い。通常、人は、地面を斜め後方に蹴ることで、上昇しつつ、前方への推進力を得ている。そのため、上記のように、膨張部51をやや斜め後方に膨張させることで、足先の上昇だけでなく、推進をもサポートするサポート力をユーザーに印加することができる。
【0049】
本実施形態では、演算部52は、踏み込み部位の圧力、かかと部位の圧力、及び、高さ位置によって、発生させるサポート力の力量(膨張部51に流す電流量)を決定する例を示した。しかしながら、演算部52は、上記した2つの圧力及び高さ位置だけではなく、足先の速さに基づいて、発生させるサポート力の力量を決定しても良い。これによれば、圧力と高さ位置だけではなく、ユーザーの足先を運ぶ速さにも応じて、サポート力の力量を決定することができる。
【符号の説明】
【0050】
10・・・甲革
20・・・底部
30・・・検出部
50・・・発生部
51・・・膨張部
52・・・演算部
53・・・駆動回路
70・・・電池
100・・・履物

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ユーザーが周期的に足先を運ぶ運足状態をサポートする履物であって、
ユーザーの運足状態を検出する検出部(30)と、
該検出部(30)の出力信号に基づいて、ユーザーの運足状態をサポートするサポート力を発生する発生部(50)と、を有することを特徴とする履物。
【請求項2】
前記検出部(30)は、つま先側の靴底(20)の圧力を検出する第1圧力センサ(31)を有し、
前記発生部(50)は、前記第1圧力センサ(31)の出力信号に基づいて、前記サポート力を、前記ユーザーが地面を蹴ることで靴底(20)を地面から飛び立たせる上昇タイミングにて発生することを特徴とする請求項1に記載の履物。
【請求項3】
前記検出部(30)は、かかと側の靴底(20)の圧力を検出する第2圧力センサ(32)を有し、
前記発生部(50)は、前記第1圧力センサ(31)及び前記第2圧力センサ(32)の少なくとも一方の出力信号に基づいて、前記サポート力を前記上昇タイミングにて発生することを特徴とする請求項2に記載の履物。
【請求項4】
前記検出部(30)は、靴底(20)の加速度を検出する加速度センサ(33)を有し、
前記発生部(50)は、前記加速度センサ(33)の出力信号と、前記第1圧力センサ(31)及び前記第2圧力センサ(32)の少なくとも一方の出力信号と、に基づいて前記サポート力の力量を決定することを特徴とする請求項3に記載の履物。
【請求項5】
前記検出部(30)及び前記発生部(50)に駆動電力を供給する電池(70)を有し、
前記第1圧力センサ(31)及び前記第2圧力センサ(32)は、圧力を電気信号に変換する圧電素子であり、
該圧電素子で生じる電気信号の一部が、前記電池(70)に蓄えられることを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の履物。
【請求項6】
前記発生部(50)は、ユーザーが運足状態から停止状態に以降した際に、前記サポート力の発生を停止することを特徴とする請求項1〜5いずれか1項に記載の履物。
【請求項7】
前記発生部(50)は、通電量に比例して膨張する膨張部(51)、及び、前記検出部(30)の出力信号に基づいて、前記膨張部(51)に流す電流の量とタイミングを演算し、演算した電流を前記膨張部(51)に流す制御部(52,53)と、を有し、前記膨張部(51)の膨張によって、前記サポート力を発生することを特徴とする請求項1〜6いずれか1項に記載の履物。
【請求項8】
前記制御部(52,53)は、検出部(30)の出力信号を解析する第1ステップと、
該第1ステップの解析の結果、ユーザーが運足状態であるか否かを判定する第2ステップと、
該第2ステップにて判例されたユーザーの運足状態に適したサポート力を算出する第3ステップと、
該第3ステップにて算出したサポート力が、適した力量、及び、適したタイミングにて発生するように、電流を前記膨張部(51)に流す第4ステップと、
ユーザーの運足状態が、第2ステップにて判定された運足状態でいるか否かを判定する第5ステップと、を有し、
前記制御部(52,53)は、前記第2ステップにて、ユーザーが運足状態でないと判定した場合、前記第1ステップを繰り返し、ユーザーが運足状態であると判定した場合、前記第3ステップを行い、
前記第5ステップにて、ユーザーの運足状態が、前記第2ステップにて判定された運足状態であると判定した場合、前記第4ステップを繰り返し、ユーザーの運足状態が、前記第2ステップにて判定された運足状態でないと判定した場合、前記第1ステップを行うことを特徴とする請求項7に記載の履物。
【請求項9】
前記膨張部(51)は、前記靴底(20)におけるつま先と土踏まずとの間に位置することを特徴とする請求項7または請求項8に記載の履物。
【請求項10】
前記制御部(52,53)は、前記靴底(20)の土踏まずに位置し、ユーザーが平らな地面に立っている状態で、地面から離れていることを特徴とする請求項7〜9いずれか1項に記載の履物。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2013−59357(P2013−59357A)
【公開日】平成25年4月4日(2013.4.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−197746(P2011−197746)
【出願日】平成23年9月10日(2011.9.10)
【出願人】(000004260)株式会社デンソー (27,639)
【Fターム(参考)】