【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、歩行や走行中に足にかかる衝撃を吸収するなどの目的のために、靴底あるいは履物に取り付けることができる緩衝装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
靴底に取り付けられている衝撃吸収装置としては、ウレタンやＥＶＡなどの高分子樹脂の非線形粘弾性特性を利用するものか、あるいは、完全に閉じた袋状の装置に空気をつめ、空気が圧縮されることによるバネ効果を利用して緩衝作用を行う緩衝装置が広く利用されている（特許文献１、特許文献２等）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３２１２０１
【特許文献２】特開平９−１８２６０３号
【０００４】
袋状の緩衝装置では、内部に詰める空気の圧力、あるいは、袋を構成する素材の特性によって装置全体の綬衝効果を調節することができる。また、空気を詰めた袋状の装置が、完全に閉じたものでなく、小さな孔が空いているようなものであれば、この孔を通じて、袋内部の空気が漏れるため、孔の大きさによって緩衝勃果を調節することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとしている課題】
しかし、上記のような緩衝装置は、いずれも受動的緩衝装置であり、衝撃力に対する緩衝効果は一定である。したがって路面の状態に合わせて、綬衝効果を適正化するには、靴そのものを履き替えるしかなかった。また、靴を履いて運動すると、その時の走行速度や路面の状態により、靴および足部に大きな衝撃力が働き、足等に障害を発生することがある。
一方、現在では緩衝効果を能動的に制御する技術として、自動車用の能動懸架装置が数多く提案されている。このような能動懸架装置はいずれも複雑な機構と大きな装置を必要とするものあり、この装置をそのまま靴底に装備できるものではない。
【０００６】
そこで、本発明は、復元力を有し、かつ空気を内包するる袋状の緩衝体と、この緩衝体に設け空気の出入りが可能な少なくとも１個以上の孔と、この孔の開口量を調整する口径調整手段と、靴底にかかる力を検出する力検出手段と、力検出手段からの情報にもとづいて前記口径調整手段を駆動する制御部と、前記口径調整手段、力検出手段、制御部用の電源とを備えた能動的緩衝効果を得ることができる靴底または履物の緩衝装置を提供し、上記従来の問題点を解決することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明が採用した技術解決手段は、
靴底または履物の緩衝装置であって、前記緩衝装置は、復元力を有し、かつ空気を内包する袋状の緩衝体と、前記緩衝体に設けた少なくとも１個以上の孔と、前記孔に設けた口径調整手段と、靴底にかかる力を検出する力検出手段と、前記力検出手段からの情報にもとづいて前記口径調整手段を駆動する制御部と、前記口径調整手段、力検出手段、制御部用の電源とを備えていることを特徴とする緩衝装置である。
また、前記口径調整手段は、シリコンウエハーを加工して構成されていることを特徴とする緩衝装置である。
また、前記力検出手段は、シリコンウエハーを加工して構成されていることを特徴とする緩衝装置である。
また、前記電源は小型発電装置であることを特徴とする緩衝装置である。
【０００８】
【実施の形態】
以下、本発明に係る能動的緩衝効果を得ることができる靴底の緩衝装置の構成を説明すると、図１は靴底に配置した緩衝装置の構成図、図２は孔の口径を調整する調整手段の概略平面図、図３は図２に示す調整手段の基本構成図である。
【０００９】
図１において、１は靴底であり、この靴底内には、袋状の緩衝装置２、微小力検出手段３、小型電源４、制御装置５、口径調整手段６が配置されている。
袋状の緩衝装置２は、復元力を有しかつ空気を内包する袋状として形成されており、この袋には少なくとも１個以上の空気の出入りを許容する開口部７が形成されている。そして開口部７には図２に示すような後述の写真機のシャッタ形状の口径調整手段６が配置されている。
【００１０】
口径調整手段６は制御装置５に接続され、制御装置５からの指令により口径を自由に調整できるようになっている。また、靴底には力（踏力）を検出する微小の力検出手段３が設けられ、この検出手段３からの信号が制御装置５に送られるようになっている。また制御装置５、口径調整手段６、力検出手段３は小型の電源４に接続され、電気により作動できるようになっている。
【００１１】
ここで孔の大きさを制御するための口径調整手段としては微小電子機械装置を用いる。微小電子機械装置とは、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）である。シリコンウェハー上に、単なる電子回路だけでなく、機械機構までも実装してしまう技術であり、たとえば、ごく小さな反射板の向きを調節できる機械機構と電子回路を組み込んで、その反射板を格子状に１万個以上配列させ、その大きさが１０ｍｍ角程度であるよう微小電子機械装置が実現されている（マイクロミラーという名称で、パソコン画面のプロジエクターなどに利用されている）。
【００１２】
本発明の装置に用いる口径調整手段（微小電子機械装置）は、例えば図３に示すようなカメラの絞りの機械機構をごく微細なシリコンウェハー上に実装するものである。
【００１３】
ここで口径調整手段６の基本構成を図３を参照して説明すると、板上のベース体１１に適宜大きさの円形孔１２が形成されており、ベース体１１にはピン１３により絞り羽根１４が矢印Ａ方向に回動可能に取り付けられ、ベース体１１の面に沿って回動できるようになっている。この例では絞り羽根は３枚設けてあるが、枚数は適宜設定できる。各絞り羽根１４は周方向において等間隔であり、一部が互いに重なるように取り付けられている。図３は口径が最も大きい状態を示しており、この状態から絞り羽根１４がピン１３を中心に反時計方向に回転すると絞り羽根の一部によって孔１２の一部が塞がれ孔径が小さくなる。また、絞り羽根１４が時計方向に回転すると、口径１２は大きくなる。このように絞り羽根を図示せぬモータにより回転することで口径が調整できる。
【００１４】
上記のようなカメラの絞りの機械機構をごく微細なシリコンウェハー上に実装して口径調整手段が構成されており、同時に実装された電子回路によって絞り径、すなわち、孔の口径を制御可能として構成してある。
走行状態を検出するための微小の力検出装置は、たとえば、ピエゾ効果を利用した素子を内蔵する微小電子機械装置などで、路面や走行の状態によって変化する靴底の衝撃力を検出することができる。
【００１５】
微小力検出装置で得られた徴小力情報は、物理的、ないしは、論理的に、微小な制御装置（電子計算処理装置）に送られ、その電子計算処理装置内で、力検出手段によって検出された衝撃力に対して、適切な緩衝効果を得られるような口径が計算され、それが、物理的、ないしは、論理的に、孔の口径を調整できる口径調整手段に送られ、孔の口径が変化する。
【００１６】
上記のように、靴底の緩衝装置は、前記孔の口径を調整できる微小口径調整手段、微小力検出装置、微小電子計算処理装置等を駆動させるために必要となる電力を供給する小型電源等を靴底内に配置して構成されている。前記小型電源は小型の電池、あるいは孔を通り抜ける空気の流れを利用した発電装置で代替することもできる。
【００１７】
上記靴底の緩衝装置の作動を説明する。
衝撃力は靴底の踵が接地したときに最大となる。このとき、緩衝効果を得るため、孔の口径は狭められることになる。孔の口径に応じて、袋内部の空気が漏れ、それによって衝撃が吸収される。袋内部の空気が、外部に漏れだしてしまうと、緩衝装置は緩衝効果を発揮できなくなる。
【００１８】
そこで、踵が地面を離れていることを、前記微小力検出装置で検出し、その際に、孔の口径を最大限まで拡げ、外部の空気を袋内部に取り込んでおく。このときは、袋を構成する材料がもとの形状に復元しようとする力が、空気を吸い込む力となる。
【００１９】
以上のように、本発明の装置では、調節可能な孔を通して空気を追い出す効果は、人間の歩行や走行に伴う衝撃力であり、一度追い出された空気が拡がった孔から再び吸い込まれる効果は、袋を構成する材料の復元力を利用している。したがって、空気の追い出し、吸い込みにエネルギを要することはなく、使用される電力は力の検出、単純な電子計算、およぴ、孔の口径を調整する口径調整手段（微小電子機械装置）のみであり、その電力はきわめて小さい。ゆえに、電池を搭載するとしても、それはきわめて小さな電池で用が足りる。
【００２０】
以上本発明の実施形態について説明したが、口径調整手段、力検出手段などは、上記した手段、機構に限定されることなく、現在使用されている種々の小型装置を使用することができる。また靴に限定することなく他の履物にも適用できることは当然である。
さらに、本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいかなる形でも実施できる。そのため、前述の実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず限定的に解釈してはならない。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、アスファルトのような硬い路面や、土の軟らかい路面を走るときに、それぞれ適正な緩衝効果を靴が自動的に設走できるようになる。競技選手だけでなく、健康や娯楽のために日常的に長距離走を行う人は多く、その大部分が、専用のトラックではなく、街や公園を走っている。その走行路には、アスファルトの部分や土の部分などが混在しており、それらに応じて適正な緩衝効果を発揮する靴ができれぱ、日常的な長距離走に伴う傷害を大幅に低減できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る靴底の緩衝装置の説明図である。
【図２】本発明に用いる口径調整手段の説明図である。
【図３】口径調整手段の基本構成を説明する図である。
【符号の説明】
１ 靴底
２ 袋状の緩衝装置
３ 微小力検出手段
４ 小型電源
５ 制御装置
６ 口径調整手段
７ 開口部
１１ ベース体
１２ 円形孔
１３ ピン
１４ 絞り羽根[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a shock absorber that can be attached to a shoe sole or footwear for the purpose of absorbing an impact applied to a foot during walking or running.
[0002]
[Prior art]
The shock absorbing device attached to the shoe sole uses the non-linear viscoelastic properties of a polymer resin such as urethane or EVA, or the air is compressed into a completely closed bag-shaped device. 2. Description of the Related Art A shock absorbing device that performs a shock absorbing action by utilizing a spring effect of the shock absorber is widely used (Patent Document 1, Patent Document 2, etc.).
[0003]
[Patent Document 1] JP-A-2001-321201
[Patent Document 2] Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-182603
In the bag-shaped shock absorber, the ribbon impact effect of the entire device can be adjusted by the pressure of the air packed inside or the characteristics of the material constituting the bag. Also, if the bag-shaped device filled with air is not completely closed but has a small hole, the air inside the bag leaks through this hole, so depending on the size of the hole, You can adjust the buffer erection.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, each of the above-described shock absorbers is a passive shock absorber, and the shock-absorbing effect on the impact force is constant. Therefore, the only way to optimize the ribbon impact effect according to the condition of the road was to change the shoes themselves. In addition, when exercising while wearing shoes, a large impact force acts on the shoes and the feet, depending on the running speed and road surface conditions at that time, which may cause troubles on the feet and the like.
On the other hand, at present, many active suspension systems for automobiles have been proposed as techniques for actively controlling the buffer effect. All of these active suspension devices require complicated mechanisms and large devices, and this device cannot be directly mounted on a shoe sole.
[0006]
Therefore, the present invention provides a bag-like buffer having a restoring force and containing air, at least one or more holes provided in the buffer and through which air can enter and exit, and an opening amount of the hole. Caliber adjusting means for adjusting, force detecting means for detecting a force applied to a shoe sole, a control unit for driving the caliber adjusting means based on information from the force detecting means, the caliber adjusting means, force detecting means, control SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a shoe sole or footwear shock absorber capable of obtaining an active shock effect provided with a power supply for a part, and solving the above-mentioned conventional problems.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
For this reason, the technical solution adopted by the present invention is:
A buffer device for shoe soles or footwear, wherein the buffer device has a restoring force and has a bag-like buffer body containing air, at least one or more holes provided in the buffer body, and the hole Caliber adjusting means provided on the vehicle, force detecting means for detecting a force applied to a shoe sole, a control unit for driving the caliber adjusting means based on information from the force detecting means, the caliber adjusting means, force detecting means , A power supply for a control unit.
Further, the diameter adjusting means is a shock absorber characterized by being formed by processing a silicon wafer.
Further, the force detecting means is a shock absorber characterized by being formed by processing a silicon wafer.
Further, the power supply is a small power generation device, which is a shock absorber.
[0008]
Embodiment
Hereinafter, the structure of a buffer device for a shoe sole capable of obtaining an active buffer effect according to the present invention will be described. FIG. 1 is a configuration diagram of a buffer device arranged on a shoe sole, and FIG. FIG. 3 is a schematic plan view of the means, and FIG. 3 is a basic configuration diagram of the adjusting means shown in FIG.
[0009]
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a shoe sole, in which a bag-like shock absorber 2, a small force detecting means 3, a small power supply 4, a control device 5, and a diameter adjusting means 6 are arranged.
The bag-shaped shock absorber 2 is formed as a bag having a restoring force and containing air. The bag has an opening 7 that allows at least one air to enter and exit. The aperture 7 is provided with a shutter-shaped aperture adjusting means 6 for a camera, which will be described later, as shown in FIG.
[0010]
The caliber adjusting means 6 is connected to the control device 5 so that the caliber can be freely adjusted by a command from the control device 5. Further, a minute force detecting means 3 for detecting a force (stepping force) is provided on the sole of the shoe, and a signal from the detecting means 3 is sent to the control device 5. Further, the control device 5, the caliber adjusting means 6, and the force detecting means 3 are connected to a small power source 4 and can be operated by electricity.
[0011]
Here, a microelectromechanical device is used as a diameter adjusting means for controlling the size of the hole. The micro-electro mechanical device is a MEMS (Micro Electro Mechanical System). It is a technology that mounts not only electronic circuits but also mechanical mechanisms on a silicon wafer.For example, a mechanical mechanism and electronic circuit that can adjust the direction of a very small reflector is incorporated, and the reflector is grid-shaped. A micro-electro-mechanical device has been realized so that the size is about 10 mm square (a micro-mirror is used as a projector for a personal computer screen).
[0012]
The aperture adjusting means (micro-electro-mechanical device) used in the apparatus of the present invention is, for example, one in which a mechanical mechanism of a diaphragm of a camera as shown in FIG. 3 is mounted on a very fine silicon wafer.
[0013]
Here, the basic configuration of the diameter adjusting means 6 will be described with reference to FIG. 3. A circular hole 12 of an appropriate size is formed in a base body 11 on a plate. Are rotatably mounted in the direction of arrow A, and can be rotated along the surface of the base body 11. In this example, three aperture blades are provided, but the number can be set as appropriate. The aperture blades 14 are equidistant in the circumferential direction, and are attached so that a part thereof overlaps each other. FIG. 3 shows a state where the aperture is the largest. When the aperture blade 14 rotates counterclockwise about the pin 13 from this state, a part of the aperture 12 is closed by a part of the aperture blade and the aperture diameter decreases. . When the aperture blade 14 rotates clockwise, the aperture 12 increases. Thus, the aperture can be adjusted by rotating the aperture blade by a motor (not shown).
[0014]
Aperture adjustment means is configured by mounting the mechanical mechanism of the aperture of the camera as described above on a very fine silicon wafer, and the aperture diameter, that is, the aperture diameter of the hole can be controlled by the electronic circuit mounted at the same time. I have.
A minute force detection device for detecting a running state is, for example, a micro-electromechanical device or the like having a built-in element utilizing a piezo effect, which can detect an impact force of a shoe sole that changes depending on a road surface or a running state. it can.
[0015]
The small force information obtained by the minute force detection device is physically or logically sent to a minute control device (electronic calculation processing device), and detected by force detection means in the electronic calculation processing device. With respect to the applied impact force, a caliber that can obtain an appropriate buffering effect is calculated, and it is physically or logically sent to caliber adjusting means capable of adjusting the caliber of the hole, and the caliber of the hole is calculated. Changes.
[0016]
As described above, the cushioning device for the shoe sole is a small power supply that supplies power required to drive a small diameter adjusting means capable of adjusting the diameter of the hole, a small force detection device, a small electronic calculation processing device, and the like. Are arranged in the sole of the shoe. The small power source can be replaced by a small battery or a power generator utilizing the flow of air passing through the hole.
[0017]
The operation of the shoe sole buffering device will be described.
The impact force is greatest when the heel of the sole touches the ground. At this time, in order to obtain a buffering effect, the diameter of the hole is reduced. Depending on the diameter of the hole, the air inside the bag leaks, thereby absorbing the impact. If the air inside the bag leaks to the outside, the shock absorbing device cannot exhibit the shock absorbing effect.
[0018]
Therefore, the minute force detecting device detects that the heel is off the ground, and at this time, the diameter of the hole is expanded to the maximum and the outside air is taken into the bag. At this time, the force for restoring the material constituting the bag to its original shape is the force for sucking air.
[0019]
As described above, in the device of the present invention, the effect of displacing air through the adjustable hole is an impact force accompanying human walking and running, and the effect of once-displaced air being sucked in again from the expanded hole is as follows: Utilizes the resilience of the material that makes up the bag. Therefore, no energy is required to expel or suck air, and the power used is only detected by force, simple electronic calculation, and only by means of diameter adjustment means (micro-electromechanical device) for adjusting the diameter of the hole. And its power is very small. Therefore, even if a battery is mounted, an extremely small battery is sufficient.
[0020]
Although the embodiment of the present invention has been described above, the aperture adjusting means, the force detecting means, and the like are not limited to the above-described means and mechanisms, and various small devices currently used can be used. Of course, the present invention can be applied to other footwear without being limited to shoes.
Furthermore, the present invention may be embodied in any other form without departing from its spirit or essential characteristics. Therefore, the above-described embodiment is merely an example in all aspects and should not be interpreted in a limited manner.
[0021]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when running on a hard road surface such as asphalt or a soft road surface, the shoe can automatically set an appropriate cushioning effect. In addition to athletes, many people run long distances on a daily basis for health and recreation, and most of them run in towns and parks instead of dedicated tracks. Asphalt and dirt are mixed on the road, and shoes that exhibit the appropriate buffering effect can be made according to them. There is an effect that can be done.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view of a buffer device for a shoe sole according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a diameter adjusting means used in the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a basic configuration of a diameter adjusting unit.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 shoe sole 2 bag-shaped shock absorber 3 small force detecting means 4 small power supply 5 controller 6 caliber adjusting means 7 opening 11 base body 12 circular hole 13 pin 14 aperture blade