(57)【要約】【課題】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を提供する。【解決手段】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２と、前記緩衝体に設けた少なくとも１個以上の孔７と、前記孔に設けた口径調整手段６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５と、前記口径調整手段、力検出手段、制御部用の電源４とを備えていることを特徴とする緩衝装置。【選択図】図１
2004298306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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請求項１に記載の緩衝装置。
【請求項３】
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請求項１または請求項２に記載の緩衝装置。
【請求項４】
前記電源は小型発電装置であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載に緩衝装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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
【図１】
2004298306.tif 000003
【図２】
2004298306.tif 000004
【図３】
2004298306.tif 000005