(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
靴甲部（１）及び靴底（２）を有し、靴底（２）に少なくとも１つのアクチュエータ（３）を備え、これにより、靴着用者の足の接触面（４）の領域が、地面に接する靴底（２）の接触面（５）の位置に対して、少なくとも、靴底（２）に定義された長さ範囲（ＢＬ）及び／または幅範囲（ＢＢ）で、接触面（４）の形状に関して作用することが可能な靴、特に運動靴であって、
アクチュエータ（３）が、着用者の足を支持するパネルとして形成された支持要素（６）を備え、支持要素が、底部（７）に対して軸（Ａ）の周方向に枢動可能に配置され、容量可変の少なくとも２つの油圧チャンバ（８、９）が、支持要素（６）と底部（７）との間の軸（Ａ）の各側に配置されて、実質的に非圧縮性の媒体で完全に満たされ、少なくとも２つの油圧チャンバ（８、９）が、切替可能な弁（１１）の配置される導管（１０）によって互いに接続される
ことを特徴とする靴。
【請求項２】
アクチュエータ（３）が、その軸（Ａ）が靴の縦軸（Ｌ）と一致するように靴に配置される
請求項１に記載の靴。
【請求項３】
アクチュエータ（３）が、靴底（２）の足の後側領域に配置される
請求項１または２に記載の靴。
【請求項４】
アクチュエータ（３）が、靴の縦軸（Ｌ）の方向において靴底（２）の伸張部の最後尾から３分の１に配置される
請求項３に記載の靴。
【請求項５】
アクチュエータ（３）が、靴底（２）の幅の少なくとも８０％に沿って伸張する
請求項１ないし４のいずれかに記載の靴。
【請求項６】
棒材（１５）が、底部（７）と、傾斜接合として作用する軸（Ａ）の方向に伸張する支持要素（６）との間に配置される
請求項１ないし５のいずれかに記載の靴。
【請求項７】
油圧チャンバ（８、９）が、軸（Ａ）から離れて軸（Ａ）の方向に伸張する細長いチャンバ部分（８’、９’）を備える
請求項１ないし６のいずれかに記載の靴。
【請求項８】
アクチュエータ（３）が、エネルギー源によって提供される作動要素を有さない
請求項１ないし７のいずれかに記載の靴。
【請求項９】
靴着用者の足の回内運動に自動的に作用を与えるための少なくとも１つのアクチュエータ（３）を含むシステムをさらに有し、
回内運動に自動的に作用を与えるためのシステムが、回内運動、エネルギー源（１３）、制御装置及び閉ループ制御装置（１４）それぞれに関連するパラメータの検出に適したセンサ（１２）を備える
請求項１ないし８に記載の靴。
【請求項１０】
弁（１１）が、制御装置及び閉ループ制御装置（１４）それぞれによって作動可能である
請求項９に記載の靴。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、靴甲部及び靴底を有し、靴底には、少なくとも１つのアクチュエータが配置され、これにより、靴着用者の足の接触面の領域が、地面に接する靴底の接触面の位置に対して、少なくとも、靴底の定義された長さ範囲及び／または幅範囲で、接触面の幾何学的形状に関して作用を与えることが可能である靴、特に運動靴に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の靴は、例えば特許文献１で知られている。特許文献１は、運動靴にシステムを備えていて、靴の回内運動及び回外運動それぞれの挙動に能動的に作用を与えることができる。
【０００３】
回内運動は、足首関節軸の周方向の足の回転であり、これにより、足の外縁部が上がり、足の内縁部が下がる。また、回内運動は内転または内部傾斜と呼ばれる。通常の回内運動は、足が地面に接触する際の自然ダンピング作用及び自然内側運動である。
しかし、足の縁部は、いわゆる過剰回内運動時にきわめて強く内側に曲がるため、靭帯、腱及び関節に圧力が加わる。この過剰回内運動には、例えば、足の位置異常、体重過多または極度の疲労などのさまざまな理由がある。また、ランニング初心者の場合は、足の支持器がまだ十分に鍛えられていないことから、過剰回内運動は不用意に起こる。そこで、靴の内側領域には、きわめて強い摩耗が見られる。
【０００４】
回内運動に逆らって行われる運動（回外運動）は、ランニング時にはそれほど頻繁に起こらない。回外運動時では、力は反対方向に作用する。これは、ランニングシューズが側部領域（その結果外側）での摩耗がさらに大きくなる場合に、頻繁に見られる。
【０００５】
したがって、靴底に一体化される公知の回内運動フットホールドを超える回内運動の能動作用を及ぼすことが、現代の運動靴には意図されていて、特許文献１に記載されているようなシステムによって可能となる。
【０００６】
特許文献１によるそのような作動システムは、着用者の足が置かれる靴底の接触面が、地面に接する靴底の接触面に対して変化するように、縦方向の作動要素の高さを変えることができる。作動要素が靴底の縦軸から横にずれているため、足の接触面を傾けることができ、所望の回内運動及び回外運動の挙動がそれぞれ得られるように制御される。
【０００７】
作動要素を効果的な垂直高さに調整するために、作動要素には、エネルギー源（バッテリー）によってエネルギーが供給され、そのエネルギー源は靴に収容される。すなわち、作動要素にはアクチュエータがあり、これにより調整が可能となる。また、エネルギー供給は、制御装置及び閉ループ制御装置それぞれに、センサによって検出された信号を、作動要素のためにこれらの装置それぞれの作動信号に変換するエネルギーを供給するのに必要である。
【０００８】
これに関して、重量を減らすために可能な限り小型のエネルギー源、つまりバッテリーを設計することが望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】ドイツ実用新案第２０２００７０１８１６３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、本発明は、少量のエネルギー需要で一般的なアクチュエータが必要とする作動動作を実施することが可能になるものの、回内運動及び回外運動の挙動のそれぞれに効果的に作用を与えることを確実にする上述の靴、特に運動靴を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、アクチュエータに、着用者の足を支持する支持要素を含み、支持要素を、底部に対して軸の周方向に枢動可能に配置し、容量可変の少なくとも２つの油圧チャンバを、支持要素と底部との間の軸の各側に配置して、実質的に非圧縮性の媒体で完全に満たし、少なくとも２つの油圧チャンバを、切替可能な弁の配置された導管によって流体的に互いに接続することを特徴とする。
【００１２】
アクチュエータは、その軸が靴の縦軸と一致するように靴に配置されるのが好ましい。しかし、これは必須でない。例えば、この軸は、靴の縦軸の傍らで平行に配置することもできる。
【００１３】
アクチュエータは靴底の足の後側領域に配置されるのが好ましい。アクチュエータは、靴の縦軸方向において靴底の伸張部の最後尾から３分の１に配置されるのが有利である。靴の幅方向にアクチュエータが伸張することに関して、アクチュエータは、靴底の幅の少なくとも８０％に沿って伸張するのが好ましいが、さらに小さい値も実現可能である。
【００１４】
支持要素及び底部は、パネルとして形成されるのが好ましい。しかし、これは必須でない。さらに、棒材を、底部と、傾斜接合として作用する軸方向に伸張する支持要素との間に配置して備えることができる。
【００１５】
油圧チャンバは、軸から離れて軸方向に伸張する細長いチャンバ部分を含むのが好ましい。油圧チャンバは油圧油でほぼ満たされるが、それぞれには、非圧縮性流体が適している。
【００１６】
アクチュエータには、エネルギー源によって提供される作動要素がない。アクチュエータの調節は、靴着用者の体重による着用者の足からアクチュエータにもたらされるエネルギーによってのみ実施される。
【００１７】
靴は、靴着用者の足の回内運動に自動的に作用を与えるための少なくとも１つのアクチュエータを含むシステムをさらに有するのが好ましい。主に、回内運動に自動的に作用を与えるためのこのシステムは、回内運動、エネルギー源ならびに制御装置及び閉ループ制御装置それぞれに関連するパラメータの検出に適したセンサを含む。弁は、制御装置及び閉ループ制御装置それぞれによって作動可能である。
【００１８】
弁は比例弁であるのが好ましく、他の種類の弁も可能である。さらに、弁は二方弁であってよく、他の種類の方向弁もありうる。
【００１９】
本発明によって、靴底の幾何学的形状に効果的に作用することが可能になり、これにより、特に、靴の回内運動の挙動に作用を与えることができる。このため、特に、望ましい回内運動の挙動が得られるように、地面に接する靴の接触面に対する靴底の足の接触面の角度位置が変わる。したがって、着用者の足の靴底の接触面は、回内運動が望ましい角度を超えないように、地面に傾けられる。弁を作動させるために少量ではあるが必要なエネルギーを無視すれば、アクチュエータにエネルギーを入力することなく、これが可能になる利点がある。
【００２０】
したがって、制御装置及び閉ループ制御装置それぞれに、弁の作動にのみ必要とされるきわめて小さいエネルギー源（バッテリー）によって、回内運動の挙動に効果的に作用を与えることができる。むしろ、アクチュエータの調整のためのエネルギーは、靴着用者によって通常のランニング時にアクチュエータに供給されるエネルギーから得られる。
【００２１】
ばね及びダンピングの挙動は、油圧チャンバの非圧縮性流体を使用することによって影響を受けず、また、いずれにしても意図されない。単に、アクチュエータの調整は、本発明によって実施され、アクチュエータ自体は、実質的に堅く、靴の靴底の弾力性及びダンピング性に寄与しない。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】運動靴の斜視図
【図２】運動靴の靴底に収容されるアクチュエータの斜視図
【図３】靴の甲領域に配置されるパネル型の支持要素が除去されたアクチュエータの上面図
【図４ａ】底部に対して支持要素が枢動していないアクチュエータを傾斜軸Ａ方向から見た正面概略図
【図４ｂ】底部対して第１の枢動方向に支持要素が枢動する図４ａによるアクチュエータの正面図
【図４ｃ】底部対して第２の枢動方向に支持要素が枢動する図４ａによるアクチュエータの正面図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図面に、本発明の一実施形態を示す。
図１は、公知の方法で靴甲部１及び靴底２から実質的に成る運動靴を示す。靴には、縦軸Ｌがある。
【００２４】
靴は、靴及び着用者の足それぞれの回内運動の挙動に作用を与えることが可能なシステムを備えている。このシステムは、センサ１２を実質的に含み、これにより、回内運動の挙動、例えば、定義した軸の周方向の靴の回転速度または回転角度に関連するパラメータを検出することができる。
【００２５】
さらに、このシステムは、制御装置及び閉ループ制御装置１４それぞれを含み、センサ１２によって検出された測定値を受信する。また、このシステムは、制御装置及び閉ループ制御装置１４それぞれによって制御されるアクチュエータ３を含む。
【００２６】
以下に、アクチュエータ３に関してさらに詳細に説明する。調整動作を実施しうるアクチュエータ自体のアクチュエータ要素（例えば、モータ）が存在しないことが重要である。しかし、制御装置及び閉ループ制御装置１４それぞれへのエネルギー供給のために、バッテリーであるエネルギー源１３が備えられる。エネルギー源は、ほんの僅かのエネルギーを供給すればいいため、きわめて小さく設計することができる。また、制御装置及び閉ループ制御装置１４それぞれは、図１に示すように別の位置に配置することができる。
【００２７】
アクチュエータ３は、靴底の足の後側領域または踵領域に配置される。本実施例では、アクチュエータは縦軸Ｌ方向において測定された靴底２の最後尾から約３分の１に沿って伸張する。アクチュエータ３の可能な寸法は、長さ範囲をＢＬ、幅範囲をＢＢで示す。
【００２８】
アクチュエータ３が作動時、ただし、ランニング時及び地面との接触時に、靴着用者の足の接触面４は、地面に接する靴底２の接触面５に対して軸Ａの周方向に傾く。足の接触面４は、靴着用者の足が置かれる靴底の表面である。
【００２９】
アクチュエータ３の傾斜軸または枢動軸Ａは、靴の縦軸Ｌと同一である。しかし、これは必須でない。
【００３０】
図２及び３に、アクチュエータ３の設計の詳細を示す。アクチュエータ３には、下側領域に配置される底部７があり、底部７は、靴底２に固定でき、例えば、靴底２のそれぞれの凹部に接着することができる。さらに、アクチュエータ２には、靴の甲領域に配置される支持要素６があり、支持要素６は、着用者の足が置かれ、図示していないインソールによって間接的に分離され、ミッドソールに必要な箇所である。
【００３１】
図２及び３の概略図に示すように、２つの油圧チャンバ８及び９が底部７と支持要素６との間に配置される。油圧チャンバ８、９は、例えば、油圧油または別の実質的に非圧縮性の液体で満たされる。底部７及び支持要素６は、実質的に堅い材料（例えば、ポリアミドのような塑性材料または軽金属）から成ることから、アクチュエータ３全体は、実質的に堅い非弾性構造を形成する。すなわち、アクチュエータには弾性またはダンピング性がないことが望ましい。
【００３２】
また、棒材１５は軸Ａに沿って伸張することができ、図に示していないが、底部７に配置され、支持要素６のための軸受を形成する。
【００３３】
油圧チャンバ８、９は、軸Ａから等しい距離のところを通る軸Ａの方向に伸張する２つのチャンバ部８’及び９’を含む（図３）。
【００３４】
２つの油圧チャンバ８、９は、導管１０によって互いに接続される。弁１１は、導管１０に配置される。弁は、比例弁であるのが好ましい。
【００３５】
弁１１は、制御装置及び閉ループ制御装置１４それぞれから動作信号が供給されているが、詳細を図に示していない。
【００３６】
制御装置及び閉ループ制御装置１４それぞれは、センサ１２によって検出された測定値に応じて、靴及び靴着用者の足それぞれの回内運動の挙動に作用を与えるように、アクチュエータ３に作用するかどうか、さらには、どのように作用を与えるかを判断する。制御装置及び閉ループ制御装置１４それぞれの各作動信号による可能な動作モードは、図４ａ〜４ｃに示すが、誇張して表している。
【００３７】
図４ａでは、アクチュエータ３の作用がないことを示す。したがって、パネル型の支持要素６は、同じくパネル型の底部７に平行に配置される。その結果、２つの油圧チャンバ８、９は、同量の油圧油で満たされる。これは、弁１１が閉じた状態にあるため、変化しない。しかし、これに関連して、２つのチャンバ８、９は同じ大きさであることが必須でない。主に、チャンバの高さに関係し、チャンバ８、９の容量は異なりうる。最終的には、チャンバ８、９の高さ及び容量は、靴底の幾何学的形状から得られる。
【００３８】
図４ａでは、棒材１５は、底部７と、軸Ａの方向に伸張する支持部６との間に配置でき、支持要素６のための軸受を形成することを破線で示す。
【００３９】
しかし、着用者の足が作用して回内運動が変化する場合、油圧油が油圧チャンバ８、９の一方から他方に流れることができるように、弁１１は、制御装置及び閉ループ制御装置１４それぞれによって開かれる。
【００４０】
図４ｂに示すように、支持要素６は底部７に対して傾き、すなわち、軸Ａの周方向に枢動したため、油圧チャンバ９から油圧チャンバ８に流れが生じる。
【００４１】
この枢動は、着用者の足が支持要素６を押した際の適切な時点で弁１１が開くことによってのみ実施される。制御装置及び閉ループ制御装置１４それぞれは、この時点を判断することが可能であり、これは、センサ１２からそれぞれの信号を受信し、これにより、弁１１が開いた後に、油圧チャンバ９から油圧チャンバ８への油圧油の望ましい流れが生じるように、支持要素６に作用する時点を「知る」ことによる。このような流れは、接地段階のいずれの場合でも生じる。
【００４２】
図４ｃに、この反対の場合を示す。ここで、油圧油は、上に説明する方法に類似して油圧チャンバ８から油圧チャンバ９に流動することができた。
【００４３】
したがって、アクチュエータ３によって、接触面５に対する着用者の足の靴底の接触面４の角度位置を変えることができる。このため、特に、回内運動の挙動に明確に作用を与えることができる。
【符号の説明】
【００４４】
１  靴甲部
２  靴底
３  アクチュエータ
４  足の接触面
５  地面に接する接触面
６  支持要素
７  底部
８  油圧チャンバ
８’  チャンバ部分
９  油圧チャンバ
９’  チャンバ部分
１０  導管
１１  弁
１２  センサ
１３  エネルギー源（バッテリー）
１４  制御装置及び閉ループ制御装置
１５  棒材
Ｌ  縦軸
Ａ  軸
ＢＬ  長さ範囲
ＢＢ  幅範囲
【図１】
0005602223.tif 000002
【図２】
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【図３】
0005602223.tif 000004
【図４ａ】
0005602223.tif 000005
【図４ｂ】
0005602223.tif 000006
【図４ｃ】
0005602223.tif 000007