(57)【要約】【課題】歩行動作を利用して効率よく空気を導入して足先を換気し、靴を履いた後からでも簡単に装着することができる靴内空調装置を提供する。【解決手段】靴内空調装置６は、開口部８を空気吸入口とし内部に通路を有する上部カバー１と、開口部９を空気吐出口とし内部に通路を有する下部カバー２と、上部カバー１と下部カバー２の各通路から形成した連通路５に空気を空気吸入口から空気吐出口の方向へ流すように、その連通路５内に配設した逆止弁３とからなり、歩行動作に伴って生じる靴内の空間変動を利用して、空気吸入口から空気を導入して空気吐出口から空気を排出し、靴内を換気する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の開口部を空気吸入口とし他方の開口部を空気吐出口とする連通路中に、一方向にのみ空気を移動させる逆止弁を設けて構成され、いずれか一方の前記開口部を靴内の底面近傍に配置し、他方の前記開口部を一方の前記開口部よりも前記靴の外部側に配置して用いる靴内空調装置であって、歩行動作に伴って生じる、前記靴内の空間変動を利用して、前記空気吸入口から空気を導入して前記空気吐出口から空気を排出させることを特徴とする靴内空調装置。
【請求項２】
一方の開口部を空気吸入口とし他方の開口部を空気吐出口とする連通路と、前記空気吸入口から吸入する空気を前記空気吐出口から吐出する圧縮機構部と、前記圧縮機構部を駆動する電動機構部と、前記電動機構部を動作させる駆動用蓄電部とを設けて構成され、いずれか一方の前記開口部を靴の内部の底面近傍に配置し、他方の前記開口部を一方の前記開口部よりも前記靴の外部側に配置して用いることを特徴とする靴内空調装置。
【請求項３】
靴の内部の底面近傍に配置する前記開口部を、足の土踏まずに相対する位置に装着して用いることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の靴内空調装置。
【請求項４】
靴内の温度又は湿度を検出するセンサを設け、前記センサが所定温度又は所定湿度を検出すると、前記電動機構部を動作させることを特徴とする請求項２に記載の靴内空調装置。
【請求項５】
前記圧縮機構部及び前記電動機構部を、シリンダと同一の軸心でその軸線方向に沿って可動自在に支持されるピストンと、前記ピストンに軸線方向の力を付与するばね部材と、リニアモータ部とで構成したことを特徴とする請求項２に記載の靴内空調装置。
【請求項６】
空気を取り込む吸入口と、前記吸入口から吸入した空気を昇圧するエアポンプと、前記エアポンプから前記吸入口への前記空気の逆流を防ぐ吸入弁と、前記エアポンプ内の圧力が所定圧以上になると開放する吐出弁と、前記吐出弁から吐出された加熱高圧空気を放熱するコンデンサ部と、前記コンデンサ部を通過した前記高圧空気を減圧させる減圧機構部と、前記減圧機構部で減圧された空気を排気する吐出口とで空気サイクルを構成し、前記コンデンサ部での放熱を足熱として用いることを特徴とする靴内空調装置。
【請求項７】
前記エアポンプをかかとが相対する位置に設け、歩行動作に伴って生じる人体の自重の変動を利用して前記エアポンプを動作させることを特徴とする請求項６に記載の靴内空調装置。
【請求項８】
前記コンデンサ部の周囲にパラフィン等の蓄熱材を充填したことを特徴とする請求項６に記載の靴内空調装置。
【請求項９】
靴内の底面に配設される中敷きとして構成したことを特徴とする請求項６に記載の靴内空調装置。
【請求項１０】
前記中敷きの一方の面に放熱シートを設け、他方の面に断熱シートを設けて、前記放熱シートと前記断熱シートとの間に前記コンデンサ部と蓄熱材を設けたことを特徴とする請求項９に記載の靴内空調装置。
【請求項１１】
前記中敷きの一方の面に放熱シートを設け、前記放熱シートを前記コンデンサ部と接触させ、前記中敷きの一方の面に前記吸入口を設けたことを特徴とする請求項９に記載の靴内空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、靴内を通気・換気し、又は靴内にあって足裏や足先を暖める靴内空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
靴等の周囲構成としての外底や側面は、水の浸入を防ぐため、プラスチックや弾性体などの通気、換気性が十分とは言えない素材にて構成されている。そのために、足の発汗作用により、靴内部の湿度が上昇して足が蒸れ、不快感を与えることになる。従って、従来は、歩行時における人体の自重の変動を利用して駆動するエアポンプを靴底や中敷きに装着し、通気・換気を行うタイプの靴が開発されていた。このような靴の換気装置が、例えば特許文献１に記載されている。
また従来から、冷え性の人や寒い環境下の作業者の足熱対策として、靴の内部や足先を暖めるためのカイロ等がある。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−２０１２０９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術のエアポンプ靴底形の靴で不快感が解消しても、エアポンプの後付けができず未装着の靴に問題が残る。また、後付けタイプのエアポンプ中敷き型を交換する場合、中敷きが足先の方向に広がっているため、靴の狭い開口部から取り外すのに手間がかかる。更に、エアポンプの排出量がかかとと靴底や中敷きに接合する面積では限界があるので、１日に約コップ半分の汗をかくと言われる足の換気には不十分であるなどの課題がある。
一方、カイロ等の足を暖めるものは、持続時間が短く日々交換する必要があり、手間や費用が掛かる点に課題がある。
【０００５】
従って、本発明の目的は、後付け装着性と換気性に優れる靴内空調装置を提供することにある。また、靴内空調装置の信頼性の向上を図ることにある。
さらに、他の本発明の目的は、日々の交換が不要で長時間に渡り足熱ができる靴内空調装置を提供することにある。また、靴内空調装置の足熱性、換気性ならびにサービス性の向上を図ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明による靴内空調装置は、一方の開口部を空気吸入口とし他方の開口部を空気吐出口とする連通路中に、一方向にのみ空気を移動させる逆止弁を設けて構成され、いずれか一方の前記開口部を靴内の底面近傍に配置し、他方の前記開口部を一方の前記開口部よりも前記靴の外部側に配置して用いる靴内空調装置であって、歩行動作に伴って生じる、前記靴内の空間変動を利用して、前記空気吸入口から空気を導入して前記空気吐出口から空気を排出させることを特徴とする。
請求項２記載の本発明による靴内空調装置は、一方の開口部を空気吸入口とし他方の開口部を空気吐出口とする連通路と、前記空気吸入口から吸入する空気を前記空気吐出口から吐出する圧縮機構部と、前記圧縮機構部を駆動する電動機構部と、前記電動機構部を動作させる駆動用蓄電部とを設けて構成され、いずれか一方の前記開口部を靴の内部の底面近傍に配置し、他方の前記開口部を一方の前記開口部よりも前記靴の外部側に配置して用いることを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項１又は請求項２に記載の靴内空調装置において、靴の内部の底面近傍に配置する前記開口部を、足の土踏まずに相対する位置に装着して用いることを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項２に記載の靴内空調装置において、靴内の温度又は湿度を検出するセンサを設け、前記センサが所定温度又は所定湿度を検出すると、前記電動機構部を動作させることを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項２に記載の靴内空調装置において、前記圧縮機構部及び前記電動機構部を、シリンダと同一の軸心でその軸線方向に沿って可動自在に支持されるピストンと、前記ピストンに軸線方向の力を付与するばね部材と、リニアモータ部とで構成したことを特徴とする。
請求項６記載の本発明による靴内空調装置は、空気を取り込む吸入口と、前記吸入口から吸入した空気を昇圧するエアポンプと、前記エアポンプから前記吸入口への前記空気の逆流を防ぐ吸入弁と、前記エアポンプ内の圧力が所定圧以上になると開放する吐出弁と、前記吐出弁から吐出された加熱高圧空気を放熱するコンデンサ部と、前記コンデンサ部を通過した前記高圧空気を減圧させる減圧機構部と、前記減圧機構部で減圧された空気を排気する吐出口とで空気サイクルを構成し、前記コンデンサ部での放熱を足熱として用いることを特徴とする。
請求項７記載の本発明は、請求項６に記載の靴内空調装置において、前記エアポンプをかかとが相対する位置に設け、歩行動作に伴って生じる人体の自重の変動を利用して前記エアポンプを動作させることを特徴とする。
請求項８記載の本発明は、請求項６に記載の靴内空調装置において、前記コンデンサ部の周囲にパラフィン等の蓄熱材を充填したことを特徴とする。
請求項９記載の本発明は、請求項６に記載の靴内空調装置において、靴内の底面に配設される中敷きとして構成したことを特徴とする。
請求項１０記載の本発明は、請求項９に記載の靴内空調装置において、前記中敷きの一方の面に放熱シートを設け、他方の面に断熱シートを設けて、前記放熱シートと前記断熱シートとの間に前記コンデンサ部と蓄熱材を設けたことを特徴とする。
請求項１１記載の本発明は、請求項９に記載の靴内空調装置において、前記中敷きの一方の面に放熱シートを設け、前記放熱シートを前記コンデンサ部と接触させ、前記中敷きの一方の面に前記吸入口を設けたことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態は、歩行動作に伴って生じる、靴内の空間変動を利用して、空気吸入口から空気を導入して空気吐出口から空気を排出させるものである。本実施の形態によれば、連通路中に設けた逆止弁が、歩行中に生じる靴内の空間変動に伴って、空気を空気吸入口から導入し空気吐出口から排出する動作を行うことにより、後付け装着性と換気性に優れる靴内空調装置を提供することができる。
本発明の第２の実施の形態は、一方の開口部を空気吸入口とし他方の開口部を空気吐出口とする連通路と、空気吸入口から吸入する空気を空気吐出口から吐出する圧縮機構部と、圧縮機構部を駆動する電動機構部と、電動機構部を動作させる駆動用蓄電部とを設けて構成され、いずれか一方の開口部を靴の内部の底面近傍に配置し、他方の開口部を一方の開口部よりも靴の外部側に配置して用いるものである。本実施の形態によれば、圧縮機構部、電動機構部及び駆動用蓄電部の構成によって、空気を空気吸入口から導入し、空気吐出口から排出する動作を歩行・非歩行に限らず行うことが可能となり、後付け装着性に優れ、特に換気性に富む靴内空調装置を提供することができる。
本発明の第３の実施の形態は、第１又は第２の実施の形態による靴内空調装置において、靴の内部の底面近傍に配置する開口部を、足の土踏まずに相対する位置に装着して用いるものである。本実施の形態によれば、足の土踏まずに相対する位置は靴内の大きな空気変動の生じる部位にあり、開口部からの空気吸入量又は排出量を多くすることが可能となり、その上、土踏まずに生じる靴との隙間を塞ぐことができ、確実な換気が図られる。
本発明の第４の実施の形態は、第２の実施の形態による靴内空調装置において、靴内の温度又は湿度を検出するセンサを設け、センサが所定温度又は所定湿度を検出すると、電動機構部を動作させるものである。本実施の形態によれば、靴内の温度又は湿度に基づいて靴内を適切に降温・除湿し、一段と換気性の向上が図られる。
本発明の第５の実施の形態は、第２の実施の形態による靴内空調装置において、圧縮機構部及び電動機構部を、シリンダと同一の軸心でその軸線方向に沿って可動自在に支持されるピストンと、ピストンに軸線方向の力を付与するばね部材と、リニアモータ部とで構成したものである。本実施の形態によれば、圧縮機構部の摺動レス、オイルレスが可能となり、信頼性の向上が図られる。
本発明の第６の実施の形態は、空気を取り込む吸入口と、吸入口から吸入した空気を昇圧するエアポンプと、エアポンプから吸入口への空気の逆流を防ぐ吸入弁と、エアポンプ内の圧力が所定圧以上になると開放する吐出弁と、吐出弁から吐出された加熱高圧空気を放熱するコンデンサ部と、コンデンサ部を通過した高圧空気を減圧させる減圧機構部と、減圧機構部で減圧された空気を排気する吐出口とで空気サイクルを構成し、コンデンサ部での放熱を足熱として用いるものである。本実施の形態によれば、エアポンプで加熱高圧空気を作り、その加熱された空気からコンデンサ部で熱を得ることが可能となり、日々の交換が不要で長時間に渡り足熱ができる靴内空調装置を提供することができる。
本発明の第７の実施の形態は、第６の実施の形態による靴内空調装置において、エアポンプをかかとが相対する位置に設け、歩行動作に伴って生じる人体の自重の変動を利用してエアポンプを動作させるものである。本実施の形態によれば、かかとが相対する位置に設けることによって、エアポンプの空気排出量が多くなり、足熱性ならびに換気性の向上が図られる。
本発明の第８の実施の形態は、第６の実施の形態による靴内空調装置において、コンデンサ部の周囲にパラフィン等の蓄熱材を充填したものである。本実施の形態によれば、蓄熱材に蓄えた熱を非歩行時に足先に伝えることができ、足熱性の向上が図られる。
本発明の第９の実施の形態は、第６の実施の形態による靴内空調装置において、靴内の底面に配設される中敷きとして構成したものである。本実施の形態によれば、中敷きは後付けや交換を容易にするので、サービス性の向上が図られる。
本発明の第１０の実施の形態は、第９の実施の形態による靴内空調装置において、中敷きの一方の面に放熱シートを設け、他方の面に断熱シートを設けて、放熱シートと断熱シートとの間にコンデンサ部と蓄熱材を設けたものである。本実施の形態によれば、蓄熱材による非歩行時の足熱と断熱シートによる保温が可能となり、足熱性の向上が図られる。
本発明の第１１の実施の形態は、第９の実施の形態による靴内空調装置において、中敷きの一方の面に放熱シートを設け、放熱シートをコンデンサ部と接触させ、中敷きの一方の面に吸入口を設けたものである。本実施の形態によれば、加熱空気の熱が、その接触面から放熱シートに確実に伝導し、放熱作用に優れた放熱シートで十分に足裏や足先を暖めることが可能となり、足熱性の向上が図られる。また、中敷きの一方の面に吸入口を設けているので、中敷きの上面の空気を吸入することで換気作用を行うことができる。
【０００８】
【実施例】
以下、本発明の靴内空調装置を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明による一実施例の靴内空調装置（側面）を示す断面図であり、図２は、図１に示す逆止弁を示すＡ−Ａ断面矢視図である。
図１に示す靴内空調装置６は、開口部８を空気吸入口とし内部に通路を有する上部カバー１と、開口部９を空気吐出口とし内部に通路を有する下部カバー２と、上部カバー１と下部カバー２の各通路から形成した連通路５に空気を空気吸入口から空気吐出口の方向へ流すように、その連通路５内に配設した逆止弁３とから構成する。更に、靴内空調装置６は、その形状を足の土踏まずの形状に合わせて横長・薄型形状（扁平形状）とし、底部をＬ字形状とした出っ張り部分に開口部９を設けている。
図２に示す逆止弁３は、横長形状とし、ほこりやごみ等が入ってもシール性が損なわれないように例えばゴム製とし、空気の逆流を防止する機能を有している。そして、上部カバー１と下部カバー２で逆止弁３を挟み固定する構成としている。
【０００９】
本実施例の靴内空調装置６の形状と装着方法について、図３及び図４を参照して説明する。図３は、本実施例の靴内空調装置と靴と足裏の位置関係をそれぞれの輪郭で示す透視図であり、図４は、本実施例の靴内空調装置の装着方法を説明する図である。
図３に示すように、足裏の輪郭Ｘは、足裏と中敷きや靴底表面と接していない土踏まずの輪郭Ｍで、アーチ状に湾曲している。このため、土踏まずの輪郭Ｍと土踏まずに対面している靴内周の側部輪郭Ｎの間には、比較的大きな靴側部の空間Ｚが生じている。即ち、靴側部の空間Ｚに大きな隙間が生じ、この隙間から空気が漏れやすくなっている。
従って、靴内空調装置６を、靴側部の空間Ｚの形状に合わせた扁平形状に形成する。そして、この扁平形状の靴内空調装置６を、土踏まずに相対する靴の側面近傍に装着する。これによって、靴内の空気が、土踏まず上面へ漏れ出ることを低減することができる。一方、歩行時には、土踏まずに大きな空間が形成される。この土踏まずにおける大きな空間の膨張と圧縮を利用し、装着された靴内空調装置６で換気用空気を供給することができる。即ち、土踏まずに装着された靴内空調装置６は、空気の供給機能と空気の漏れ防止機能を有する。
さらに、土踏まず近傍の靴側面は、靴を履いたり脱いだりしやすいように、比較的広がりやすく、形状変化しやすく作られているため、靴内空調装置６を、薄型形状に形成することによって、装着しやすくし、且つ装着時の違和感を少なくすることができる。
また、靴内空調装置６の表面部を、靴側面や土踏まず近傍の表面部との隙間を減らす狙いから、密着度を向上させるために、シリコーン材等の弾性材料で構成する。これによって、靴側面や土踏まず側面とのフィット感が高まり、土踏まずの位置での閉空間の形成を行うことができる。
【００１０】
靴内空調装置６の装着方法は、図４に示すように、番号▲１▼、▲２▼の順序で行う。これによって靴を履いた後に、どのような靴にでも簡単に靴内空調装置６を後付けすることができる。なお、靴内空調装置の形状や装着については、上記実施例にて記述した扁平形状や土踏まず部位に限られるものではない。
【００１１】
次に、靴内空調装置６の動作について説明する。
歩行時に、靴を地面から浮かせた際にかかとと中敷きの間に浮きが生じるため、靴底と足裏の間に空間ができ、空間容積が大きくなる。この容積が大きくなる膨張過程によって、空気が開口部８から吸込まれ、逆止弁３の働きより連通部５に導入される。そして、導入される空気は開口部９から吐出して、その空間に溜まる。その後、靴が地面に着き、かかとが中敷きと接触する際に靴底と足裏間の空間容積が小さくなる。この容積が小さくなる圧縮過程によって、空間に溜まっていた空気が、蒸れやすい足先などに供給される。このようにして靴内への空気導入による換気が行われる。
【００１２】
上記実施例の靴内空調装置６の構成と動作によって、歩行時に足裏がピストンとして、靴底がシリンダとして作用し、多くの空気が足裏へ導入され、導入された空気は足と靴の隙間を通して、効率よく排出されるため、足先等の蒸れを緩和することができる。特に、靴の内部の底面近傍に配置する開口部９を、足の土踏まずに相対する位置に装着して用いることにより、足裏の土踏まずと靴底の間に歩行動作で生じる空間容積をより大きくすることができる。従って、蒸れやすい足先等へ供給する空気量を大きくすることができる。また、土踏まずに装着された靴内空調装置６が当該土踏まずに生じる靴との隙間を塞ぐので、土踏まず上面からの空気漏れを低減する働きをすることができる。従って、靴内空調装置６の換気性が一段と向上する。
なお、本実施例の靴内空調装置６では、逆止弁３の配設位置が上方にあって、下部カバー２の内部通路の容積（即ちデッドボリューム）を大きくする構成としているが、逆止弁３の配設位置を下方底部に移すことによって、より一層、効率よく換気することが可能となる。
また、本実施例の靴内空調装置６では、開口部９を空気吐出口として靴内に配置し、開口部８を空気吸入口として外気を導入して換気する構成としたが、逆止弁３の通風方向を逆とし、開口部９を空気吸入口として靴内に配置し、開口部８を空気吐出口としてもよい。また、本実施例の靴内空調装置６を、開口部８を空気吸入口として靴内に配置し、開口部９を空気吐出口として、好みや状況に応じて外気の取り入れと排気とを使い分けできるように、例えば開口部８側と開口部９側とを対称形状とした構成としてもよく、また逆止弁３の通風方向を切り替える構成としてもよい。図６に示す実施例においても同様である。
【００１３】
以上のように、本実施例の靴内空調装置６は、一方の開口部を空気吸入口とし他方の開口部を空気吐出口とする連通路中に、一方向にのみ空気を移動させる逆止弁を設けて構成され、いずれか一方の開口部を靴内の底面近傍に配置し、他方の開口部を一方の開口部よりも靴の外部側に配置して用い、歩行動作に伴って生じる靴内の空間変動を利用して、空気吸入口から空気を導入して空気吐出口から空気を排出させるものである。
【００１４】
次に、本発明による他の実施例の靴内空調装置について説明する。
図５は、本発明による他の実施例の靴内空調装置（側面）を示す断面図およびＰ矢視図である。
図５に示す靴内空調装置６ａは、開口部８を空気吸入口とし内部に通路を有する上部カバー１ａと、開口部９を空気吐出口とし内部に通路を有する下部カバー２ａと、上部カバー１ａと下部カバー２ａの各通路から形成した連通路５に空気を空気吸入口から空気吐出口の方向へ流すように、その連通路５内に配設したリニア圧縮機９０と駆動用蓄電部９２とから構成する。
【００１５】
図６は、図５に示すリニア圧縮機を示す断面図及び駆動用蓄電部を示すブロック図である。
図６に示すリニア圧縮機９０は、容積型の圧縮機部からなる圧縮機構部と、リニアモータ部からなる電動機構部と、ヘッドカバー部８０と、これらを内包するカバー部（図示せず）とを備えている。また、靴内空調装置６ａは、駆動及び制御回路９１と、駆動及び制御用のバッテリ（駆動用蓄電部）９２と、温度、湿度センサ９３とを備えている。
【００１６】
次に、リニア圧縮機９０について説明する。
圧縮機構部は、シリンダ１０とピストン２０とを有している。シリンダ１０は、シリンダ端面１１に組み付けられて空気を一方向に流す吐出弁１４を有している。
ピストン２０は、その端面に組み付けられて空気を一方向に流す吸入弁２２を有している。ピストン２０は、シャフト２１の一端側に固持されて可動部４０に連結されている。シャフト２１は、固定部５０の両端部で支承された板ばね１５、１６の中心部にて支持されている。そして、シリンダ１０の吐出弁１４とピストン２０の吸入弁２２との間に圧縮室１３を形成している。
【００１７】
リニアモータ部としての電動機構部は、可動部４０と固定部５０とを有している。可動部４０は、永久磁石４１と円筒保持部材４２とを有している。永久磁石４１は、円筒保持部材４２により保持される。円筒保持部材４２は、シャフト２１の他端側に固持されてピストン２０に連結されている。
固定部５０は、インナーヨーク５１と、アウターヨーク５２と、コイル５３と、両ヨーク連結体５４とを有している。インナーヨーク５１は、円筒体からなり、インナーヨーク５１の外周と可動部４０（即ち、永久磁石４１）の内周の間に微小隙間を形成するように、同心円状に配置され、両ヨーク連結体５４を介してアウターヨーク５２に固定されている。コイル５３はアウターヨーク５２の内部に設けられている。アウターヨーク５２は、同じく円筒体からなり、アウターヨーク５２の内周と可動部４０（即ち、円筒保持部材４２）の外周の間に微小隙間を形成するように、同心円状に配置され、シリンダ１０に外接固定されている。シリンダ１０にはヘッドカバー部８０が外接固定されている。
【００１８】
板ばね１５，１６は、所定のばね剛性を持たせた、圧縮室側のばね部材と反圧縮室側の板ばね部材から構成される。そして板ばね１５，１６は、固定部５０（即ち、アウターヨーク５２）に架設された状態で配設され、固定部５０の端部に結合固定されている。即ち、固定部５０の一端に配置した板ばね１５が一端側でシャフト２１を保持し、また、他端に配置した板ばね１６が他端側でシャフト２１を保持した構成により、シャフト２１に連結したピストン２０及び可動部４０はシャフト２１の軸線方向に揺動することができる。シリンダ１０及びピストン２０と、可動部４０と固定部５０とは、微小隙間を形成して同心円状に高精度に保持され、ピストン２０及び可動部４０の往復運動を円滑に行なうことができる構造になっている。
【００１９】
以上のように、本実施例の靴内空調装置６ａは、圧縮機構部及び電動機構部を、シリンダと同一の軸心でその軸線方向に沿って可動自在に支持されるピストンと、ピストンに軸線方向の力を付与するばね部材と、リニアモータ部とで構成したものである。本構成によれば、回転モータで構成した場合と比べると、軸受等のベアリングが不要であり、摺動ロスがほとんどなく、またピストンとシリンダ間のサイドクリアランスを適正に設定することで、摺動レス、オイルレス構成が可能となる利点がある。従って、部品点数が少なく信頼性と寿命性に優れ、機械効率が高い、靴内のオイルレス環境で使用されるには最も適した靴内空調装置用の圧縮機（圧縮機構部）を提供することができる。
また、ピストンの往復運動で発生する振動源をバイブレータとしても同時にもたせることができ、振動の加振力を足に与えることで、指圧効果が得られ、足の血行促進、むくみ、疲れを緩和することができる。特にデスクワーク中心の人にとっては歩行せずに指圧効果が得られるので、空調装置に限らず、健康器具としても利用することができる。
【００２０】
駆動用蓄電部９２の駆動及び制御回路９１は、例えばマイクロコンピュータを備えた電子回路からなり、温度、湿度センサ９３からの信号を処理し、コイル５３への供給電源を制御するものである。バッテリ９２は、例えば小型のボタン電池からなる。そして、温度、湿度センサ９３は、例えば小型の電子温度計や電子湿度計からなる。なお、温度又は湿度センサのどちらか一方でもよい。
【００２１】
次に、本実施例の靴内空調装置６ａの動作について説明する。
まず、図６に示すリニア圧縮機９０において、駆動及び制御回路９１が、バッテリ９２の電源から制御した電流をコイル５３に通電すると、フレミングの左手の法則に従ってコイル５３と永久磁石４１との間に電流に比例した磁力が発生する。この磁力によって、永久磁石４１が軸線方向に沿って移動する駆動力が作用する。そして、円筒保持部材４２が永久磁石４１とともに移動するので、シャフト２１を介して円筒保持部材４２に連結されているピストン２０も、その軸線方向に沿ってスムーズに移動する。そして通電を遮断すれば、板ばね１５，１６の剛性力によって、ピストン２０が元に戻る動作が行われ、ピストン２０は往復運動を行なうことになる。
このピストン２０の往復運動によって、図５に示す上部カバー１ａの開口部８から、空気が板ばね１６の穴１７や隙間（図示省略）を通り、リニアモータ部の内部を経て、ピストン１０の吸入弁２２を通って圧縮室１３に吸い込まれる。吸入された空気は圧縮され、シリンダ１０の吐出弁１４からヘッドカバー部８０の穴８１を経て、下部カバー２ａの開口部９から吐出される。このようにして靴内空調装置６ａによる靴内の換気が行われる。
【００２２】
この時、温度、湿度センサ９３が靴内の温度や湿度を検出し、それらの値が設定値を超えると、駆動及び制御回路９１が所定の制御指令としてコイル５３に通電し、ピストン２０の往復運動を促し空気排出量を増やすことができる。所定の制御指令は、交流や直流のＯＮ・ＯＦＦ波形や、パルス波形（例えば、交流の半波整流や直流の矩形波等）の電流で与えられ、リニアモータ部にはその電流波形に比例した推力が発生する。即ち、電流値の大きな波形であれば、ピストン２０のストロークが大きくなり、また周波数の多い波形であれば、ピストン２０の往復運動が早くなり、空気排出量が増えて靴内の換気が促進されることになる。即ち、靴内の温度又は湿度を検出するセンサを設け、当該センサが所定温度又は所定湿度を検出すると、駆動用蓄電部が電動機構部を動作させ、電動機構部が圧縮機構部を駆動することによって、靴内の温度又は湿度に基づいて、温度を下げる又は除湿することによって適切に換気することができ、一段と足蒸れを防止することができる。
【００２３】
以上のように、本実施例の靴内空調装置６ａでは、一方の開口部を空気吸入口とし他方の開口部を空気吐出口とする連通路と、空気吸入口から吸入する空気を空気吐出口から吐出する圧縮機構部と、圧縮機構部を駆動する電動機構部と、電動機構部を動作させる駆動用蓄電部とを設けて構成され、いずれか一方の開口部を靴の内部の底面近傍に配置し、他方の開口部を一方の開口部よりも靴の外部側に配置して用いることにより、言い換えれば、靴内空調装置に押し除け量や吐出圧の大きい容積型圧縮機を用いることで、靴内での通気抵抗や足先へ通気する際の圧力損失が大きい場合でも、問題なく排気することができる。
従って、従来の歩行時における自重の変動を利用したエアポンプに比べて、電気駆動力によるピストンの往復運動により、非常に大きな空気排出量が得られ、また、歩行していない非歩行時でも靴内に空気を導入することができるので、不快な足蒸れが大幅に改善される。
【００２４】
なお、図５のＰ矢視図に示すように、上部カバー１ａ及び下部カバー２ａに、開口部や通路を放射状に複数設けることによって、装着時の開口を確保することができる。
また、本実施例の靴内空調装置を横長の薄型形状とし、足の土踏まずに相対する位置に装着することによって、前述の実施例と同様に、開口部からの空気排出量を多くする効果と土踏まずに生じる靴との隙間を塞ぐ効果が得られる。
さらに、本実施例の靴内空調装置では、摺動レス、オイルレスに適したリニア圧縮機にて説明したが、回転モータと組み合わせたレシプロ式、ベーンロータリ式、又はスクロール式の圧縮機構部さらには軸流ファン、遠心ファン、シロッコファン等の送風機であってもよい。
【００２５】
次に、本発明による更に他の実施例の靴内空調装置について説明する。
図７は、本発明による更に他の実施例の靴内空調装置を示す構成図である。
図７に示す靴内空調装置１００は、中敷き１１０と、中敷き１１０に設けられた空気サイクルとで構成する。この空気サイクルは、空気を取り込む吸入口１０１と、吸入口１０１から吸入した空気を昇圧するエアポンプ１０３と、エアポンプ１０３から吸入口１０１への空気の逆流を防ぐ吸入弁１０２と、エアポンプ１０３内の圧力が所定圧以上になると開放する吐出弁１０４と、吐出弁１０４から吐出された加熱高圧空気を放熱するコンデンサ部１０５と、コンデンサ部１０５を通過した高圧空気を減圧させる減圧機構部１０６と、減圧機構部１０６で減圧された空気を排気する吐出口１０７とで構成する。なお、本実施例の構成では、後付けや交換等のサービス性向上のために、靴内の底面に配設される中敷きに空気サイクルを設けたが、例えば靴底自体に空気サイクルを設ける構成であってもよい。
【００２６】
次に、本実施例の靴内空調装置１００の構成について、図８の本実施例の靴内空調装置と靴内の左足との位置関係を示す概略図を参照して説明する。
吸入口１０１は、足裏や足先に接する中敷き１１０の表面に設けられ、この吸入口１０１の近傍に、例えばスポンジ等からなるごみやほこりを取る役目を持つフィルタ１０８が設置される。吸入弁１０２は、逆止弁からなりエアポンプ１０３の吸入側に取り付けられる。
【００２７】
エアポンプ１０３は、伸縮性に富む弾性部材で中空に成形されており、昇圧過熱に耐え且つ引張強度を有する例えばゴム材やプラスチック材により構成される。そして、歩行動作に伴って生じる人体の自重の変動によって、エアポンプ１０３が膨張と収縮を繰り返し、内部に空気を吸入し、吸入した空気を圧縮する。この時、足熱効果ならびに換気効果の点から、エアポンプ１０３をかかとが相対する位置に設ける構成が望ましい。
また、エアポンプ１０３の内部には、膨張時に吸入弁１０２を通り抜けたごみやほこりが吐出弁１０４のシール性を損なわないように、スポンジ等からなるフィルタ１０９が設置される。更に、エアポンプ１０３で加熱された空気の熱を、エアポンプ１０３とコンデンサ部１０５の間で逃がさないために、断熱性の良い部材例えばテフロン（登録商標）管１１５で連結する。吐出弁１０４は、逆止弁からなりエアポンプ１０３の吐出側に取り付けられる。
【００２８】
コンデンサ部１０５は、熱伝導性の良い部材例えば銅管で構成され、足先への放熱性を良くしている。尚、コンデンサ部１０５をスパイラル形状とし、熱伝導性やスペース性を向上してもよい。減圧機構部１０６は、例えばキャピラリチューブまたは絞り弁からなり、空気を減圧する。そして、吐出口１０７は、中敷き１１０の裏面に設けられた孔から構成され、減圧空気を排出する。
【００２９】
次に、本実施例の靴内空調装置１００の動作について説明する。
歩行時に足が浮くとエアポンプ１０３が膨張し、空気が吸入口１０１から吸入弁１０１を経て、当該エアポンプ１０３内に吸い込まれる。次に足が着地するとエアポンプ１０３が収縮し、空気が圧縮される。圧縮された空気は、所定値に昇圧・昇温して、吐出弁１０４を経てコンデンサ部１０５に入る。その後、加熱高圧空気は、コンデンサ部１０５で放熱する。さらに減圧調整機構１０６で減圧された空気は、吐出口１０７から排出される。このような中敷きに内蔵した簡易空気サイクルのコンデンサ部の放熱作用によって、日々の交換が不要で歩行時には長時間に渡り、足裏や足先を暖めることができる。
一方、前述のように、エアポンプ１０３をかかとが相対する位置に設けると、歩行時にエアポンプ１０３に大きな力が掛かり、エアポンプの大きな膨張と収縮が得られる。従って、エアポンプ１０３による空気の昇圧と昇温を高め、且つ排出量を多くすることができ、大きな足熱効果ならびに換気効果が得られる。また、同一効果を得る場合であれば、靴内空調装置の小型化を図ることができる。
【００３０】
次に、上記コンデンサ部１０５の構成と動作について、図９に示す中敷きのコンデンサ部位を示す断面図を参照して説明する。
中敷き１１０のコンデンサ部位の断面は、放熱作用に優れた部材例えば放熱シリコーンゴム、又は足の触感を高める部材例えばフェルトからなる放熱材１１２と、銅管からなるコンデンサ部１０５と、例えばウレタンフォーム等からなる断熱材１１４と、これら３部材の周りに充填した例えばパラフィン等からなる蓄熱材１１３とが積層されて構成される。
【００３１】
エアポンプ１０３で圧縮されて昇温した加熱空気１１１は、コンデンサ部１０５の内部に導かれ、その壁を介して放熱材１１２を暖め、そして放熱材１１２が足裏や足先を暖める。即ち、中敷きの一方の面に放熱シートとしての放熱材１１２を設け、放熱シートをコンデンサ部１０５と接触させることによって、加熱空気の熱がその接触面から放熱シートに確実に伝導し、放熱作用に優れた放熱シートにて、十分に足裏や足先を暖めることができる。また、加熱空気１１１の熱の一部は、コンデンサ部１０５を介して、コンデンサ部１０５の周りに充填した蓄熱材１１３に蓄えらえる。そして、蓄熱材１１３がその熱を供給して、足裏や足先を暖める。断熱材１１４は、冷たい靴底や、減圧機構部１０６から吐出した冷い空気を断熱し、保温効果を高め、足裏や足先の足熱を助ける。即ち、コンデンサ部の周囲にパラフィン等の蓄熱材１１３を充填したことにより、歩行していない非歩行時も、足裏や足先を暖めることができる効果が得られる。蓄熱効果をより一層高める靴としてスキーシューズ等の断熱性能の優れた靴に用いられることが望ましい。
【００３２】
また、中敷きの一方の面に放熱シートとしての放熱材１１２を設け、他方の面に断熱シートとしての断熱材１１４を設け、放熱シートと断熱シートとの間にコンデンサ部１０５と蓄熱材１１３を設けることによって、放熱シートによる足熱向上効果以外に、蓄熱材１１３による非歩行時の足熱効果と、断熱シートによる保温効果が得られる。
【００３３】
以上のように、中敷き１１０に空気サイクルを内蔵することにより、歩行時における自重の変動を利用したエアポンプ１０３の動作により、靴内の換気とともにコンデンサ部１０５での放熱を足熱として用いることが可能となり、日々の交換が不要で長時間に渡り足熱ができる足熱機能及び換気機能を有する靴内空調装置１００を提供することができる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、逆止弁や容積型圧縮機を用いた薄型の靴内空調装置を足の土踏まずに相対する位置に装着することによって、土踏まず上面に漏れる空気を低減しながら効率の良い換気ができる。さらに、靴を履いた後にも簡便に装着可能であり、サービス・取扱性の向上が図られる。
本発明によれば、冷え性の人や寒冷地の作業者が靴等に中敷きタイプの靴内空調装置を装着することにより、歩行時にはエアポンプで圧縮加熱した空気で足先等を暖め、さらに、蓄熱材の作用により、歩行していない時にも足先を暖めることができ、長時間の足熱や保温を実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による一実施例の靴内空調装置を示す断面図
【図２】図１に示す逆止弁を示すＡ−Ａ断面図
【図３】本実施例の靴内空調装置と靴と足裏の位置関係をそれぞれの輪郭で示す透視図
【図４】本実施例の靴内空調装置の装着方法を説明する図
【図５】本発明による他の実施例の靴内空調装置を示す断面図及びＰ矢視図
【図６】図５に示すリニア圧縮機を示す断面図及び駆動用蓄電部を示すブロック図
【図７】本発明による更に他の実施例の靴内空調装置を示す構成図
【図８】図７に示す靴内空調装置と靴内の左足との位置関係を示す概略図
【図９】図７及び図８に示す中敷きのコンデンサ部位を示す断面図
【符号の説明】
１，１ａ  上部カバー
２，２ａ  下部カバー
３    逆止弁
５    連通路
６，６ａ  靴内空調装置
８，９  開口部
１０    ピストン
１１    シリンダ端面
１３    圧縮室
１４    吐出弁
１５，１６  板ばね
１７，８１  穴
２０    シリンダ
２１    シャフト
２２    吸入弁
４０    可動部
４１    永久磁石
４２    円筒保持部材
５０    固定部
５１    インナーヨーク
５２    アウターヨーク
５３    コイル
５４    両ヨーク連結体
９０    リニア圧縮機
９１    駆動及び制御回路
９２    バッテリ
９３    温度、湿度センサ
１００  靴内空調装置
１０１  吸入口
１０２  吸入弁
１０３  エアポンプ
１０４  吐出弁
１０５  コンデンサ部
１０６  減圧機構部
１０７  吐出口
１０８，１０９  フィルタ
１１０  中敷き
１１１  加熱空気
１１２  放熱材
１１３  蓄熱材
１１４  断熱材
１１５  テフロン管
Ｌ    足先の輪郭
Ｍ    土踏まずの輪郭
Ｎ    靴内周の側部輪郭
Ｘ    足裏の輪郭
Ｙ    靴内周の輪郭
Ｚ    靴側部の空間
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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