(57)【要約】【課題】着用者に適合した靴が得られる製造方法の提供。【解決手段】三次元形状スキャナにより、足の三次元形状が測定される（ＳＴＰ１）。演算部は、三次元形状のデジタルデータに基づいてラストモデルを作成する（ＳＴＰ３）。次に、入力部から二次的情報が入力される（ＳＴＰ４）。次に演算部は、ラストモデルから得られる情報と、二次的情報とに基づいて、靴モデルを作成する（ＳＴＰ５）。次に、入力部から人体情報が入力される（ＳＴＰ６）。次に演算部は、人体情報に基づいて、人体モデルを作成する（ＳＴＰ７）。次に、人体モデルに靴モデルを着用させ、運動がシミュレーションされる（ＳＴＰ８）。このシミュレーションの結果に基づき、不具合の有無が判定される（ＳＴＰ９）。不具合がある場合は、ラストモデル又は靴モデルが修正される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
形状測定装置によって着用者の足の三次元形状が測定され、この三次元形状のデジタルデータが得られるステップと、
このデジタルデータに基づき、コンピュータの演算部がラストモデルを形成するステップと、
このラストモデルから得られる情報に基づき、コンピュータの演算部が靴モデルを形成するステップと、
この靴モデルと人体モデルとにより靴が着用者に着用されたときの運動がシミュレーションされるステップと、
このシミュレーションで不具合が発見された場合にラストモデル又は靴モデルが修正されるステップと、
このラストモデル又は靴モデルに基づいて靴が得られるステップと
を含む靴の製造方法。
【請求項２】
上記靴モデルが、ラストモデルから得られる情報と、ラストモデルから得られる情報以外の二次的情報とに基づいて形成される請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
上記シミュレーションにおいて着用者の身体的特徴が反映された人体モデルが用いられる請求項１又は２に記載の製造方法。
【請求項４】
形状測定装置によって着用者の足の三次元形状が測定され、この三次元形状のデジタルデータが得られるステップと、
このデジタルデータに基づき、コンピュータの演算部が靴モデルを形成するステップと、
この靴モデルと人体モデルとにより靴が着用者に着用されたときの運動がシミュレーションされるステップと、
このシミュレーションで不具合が発見された場合に靴モデルが修正されるステップと、
この靴モデルに基づいて靴が得られるステップと
を含む靴の製造方法。
【請求項５】
上記シミュレーションにおいて着用者の身体的特徴が反映された人体モデルが用いられる請求項４に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、靴の製造方法に関する。詳細には、本発明は、コンピュータシミュレーション技術が用いられた靴の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
靴は、着用者の足と地面との間に介在し、人体の動きによって生じる力を地面に伝える機能を果たす。運動時の靴の役割は重要である。着用者に適合した靴が選択される必要がある。不適合な靴が着用されると、運動が阻害されたり、着用者が苦痛を感じたり、着用者が疲労しやすかったり、着用者の身体に障害が生じたりすることがある。
【０００３】
着用者は、販売店に出向き、試着した後に靴を購入する。販売店の品揃えには限界があるので、着用者に適合する靴が選択されえないことも多い。しかも、試着は短時間で行われるので、不具合が試着によって発見されず、購入後に発見されることもある。
【０００４】
特開２００２−１７７０１５公報には、注文生産される靴の設計方法が開示されている。この方法では、まず着用者の足の形状が測定される。測定で得られたデータはコンピュータで処理され、ラストデータが得られる。このラストデータに基づき、足の形状に適合した靴が製造される。この靴であっても、着用者の身体的特徴、歩行フォーム、障害、好み等に十分に適合していないことが多い。注文生産された靴に対して不満を持つ着用者も少なくない。
【０００５】
特開２００２−１９９９０５公報には、着用者の足の形状が測定され、得られたデータに基づいて最適な靴に近いサンプルが選定されるシステムが開示されている。このシステムでは、選定されたサンプルを着用者が試着し、この試着によって得られた情報に基づいて靴の仕様が決定される。この試着は短時間なので、サンプルとの不適合が見逃されやすい。このシステムで得られた靴には、購入後に不具合が発見されることがある。このシステムでは、試着用のサンプルが多数用意される必要がある。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１７７０１５公報
【特許文献２】
特開２００２−１９９９０５公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、着用者に適合した靴が得られる製造方法の提供にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る靴の製造方法は、以下のステップを備える。
（１）形状測定装置によって着用者の足の三次元形状が測定され、この三次元形状のデジタルデータが得られるステップ、
（２）このデジタルデータに基づき、コンピュータの演算部がラストモデルを形成するステップ、
（３）このラストモデルから得られた情報に基づき、コンピュータの演算部が靴モデルを形成するステップ、
（４）この靴モデルと人体モデルとにより靴が着用者に着用されたときの運動がシミュレーションされるステップ、
（５）このシミュレーションで不具合が発見された場合にラストモデル又は靴モデルが修正されるステップ
及び
（６）このラストモデル又は靴モデルに基づいて靴が得られるステップ。
【０００９】
この製造方法では、シミュレーションによって不具合の有無が判断される。従って、試着では発見できない不具合が発見されうる。この製造方法により、着用者に適合した靴が得られうる。
【００１０】
好ましくは、靴モデルは、ラストモデルから得られる情報と、ラストモデルから得られる情報以外の二次的情報とに基づいて形成される。二次的情報としては、部材の材質及び形状、着用者の好み、用途並びに着用条件が挙げられる。この製造方法により、着用者によりよく適合した靴が得られうる。
【００１１】
好ましくは、着用者の身体的特徴が反映された人体モデルがシミュレーションに用いられる。このシミュレーションにより、着用者により適合した靴が得られうる。身体的特徴としては、身長、体重、骨格構造、歩行フォーム及び障害の内容が例示される。
【００１２】
他の発明に係る靴の製造方法は、以下のステップを備える。
（１）形状測定装置によって着用者の足の三次元形状が測定され、この三次元形状のデジタルデータが得られるステップ、
（２）このデジタルデータに基づき靴モデルが得られるステップ、
（３）この靴モデルと人体モデルとにより靴が着用者に着用されたときの運動がシミュレーションされるステップ、
（４）このシミュレーションで不具合が発見された場合に靴モデルが修正されるステップ
及び
（５）この靴モデルに基づいて靴が得られるステップ。
【００１３】
この製造方法によっても、着用者に適合した靴が得られうる。この製造方法でも、着用者の身体的特徴が反映された人体モデルがシミュレーションに用いられるのが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態に係る製造方法が実施されるためのシステムが示された概念図である。このシステムは、形状測定装置１、演算部３、入力部５、記憶部７、表示部９及び印刷部１１を備えている。演算部３、入力部５、記憶部７、表示部９及び印刷部１１は、単一又は複数のコンピュータの構成要素である。典型的には、演算部３はＣＰＵであり、入力部５はキーボード又はマウスであり、記憶部７はハードディスクであり、表示部９はモニタである。
【００１６】
図２は、図１のシステムが用いられた製造方法の一例が示されたフロー図である。この製造方法では、まず形状測定装置１により、足の三次元形状が測定される（ＳＴＰ１）。好適な形状測定装置１としては、三次元形状スキャナが挙げられる。この三次元形状スキャナは、足を取り囲むように配置されたレールと、このレールの上を移動するヘッドとを備えている。ヘッドは、発光部と２台のカメラとを備えている。発光部からは、スリット光が発せられる。このスリット光に基づいて、２台のカメラが三角測量の原理で距離を測定する。１回の測定で多数の点（例えば２００点）の距離が測定されうる。ヘッドがレール上を移動しつつ多数回（例えば２４０回）の測定が行われる。ヘッドがレール上を１周する間の距離データに基づき、足形状に関するデジタルデータ群が生成される（ＳＴＰ２）。形状測定装置１は、このデジタルデータを演算部３に転送する。フレキシブルディスク、ＣＤ−Ｒ等の媒体を通じて、形状測定装置１から演算部３にデジタルデータが渡されてもよい。演算部３は、このデジタルデータを記憶部７に記憶させる。接触式の測定装置によって足の形状が測定されてもよい。
【００１７】
次に演算部３は、デジタルデータに基づいてラストモデルを作成する（ＳＴＰ３）。この作業は、記憶部７に記憶されたソフトウエアによってなされる。図３には、このラストモデル１３の一例が示されている。ラストモデル１３の表面は、メッシュ分割されている。得られたラストモデル１３には、対応する足の部位よりも大きな部位や小さな部位が存在する。ラストモデル１３の部位ごとの寸法設定には、長年の靴作りで養われたノウハウが生かされる。このノウハウが再現されるソフトウエアが用いられる。得られたラストモデル１３は、デジタルデータとして記憶部７に記憶される。
【００１８】
次に、入力部５から二次的情報が入力される（ＳＴＰ４）。この二次的情報は靴の仕様に関する情報であり、ラストモデル１３から得られる情報以外の情報である。二次的情報としては、インソール、ミッドソール、アウトソール等の部材の材質及び形状が例示される。他の二次的情報としては、着用者の好み（例えばゆるい靴が好みかきつい靴が好みか）が挙げられる。さらに他の二次的情報としては、用途（例えば歩行用の靴かランニング用の靴か）が挙げられる。さらに他の二次的情報としては、着用条件（例えば靴下を着用するか否か）が挙げられる。二次的情報の入力では、表示部９に入力項目が表示されることで、オペレーターに対して入力が促される。二次的情報は、必ずしも入力される必要はない。
【００１９】
次に演算部３は、ラストモデル１３から得られる情報及び二次的情報に基づいて靴モデル１５を作成する（ＳＴＰ５）。この作業は、ソフトウエアによってなされる。得られた靴モデル１５は、デジタルデータとして記憶部７に記憶される。
【００２０】
図４は、靴モデル１５の一例が示された側面図である。この靴モデル１５は、メッシュ分割されている。この靴モデル１５は、多数の要素１７からなる。図４の例では、各要素１７は六面体である。
【００２１】
次に、入力部５から人体情報が入力される（ＳＴＰ６）。人体情報としては、年齢、骨格アライメント異常（例えばＯ脚、Ｘ脚等）、障害（例えば外反母趾、魚の目、ハンマートウ、脚長差等）等が例示される。着用者の骨格アライメントが、事前に全身のレントゲン写真が撮影されたり、全身の三次元形状が測定されることによって得られてもよい。
【００２２】
次に演算部３は、人体情報に基づいて、人体モデルを作成する（ＳＴＰ７）。この作業は、ソフトウエアによってなされる。好適な人体モデルとしては、２００１年１２月６日に、「産業技術総合研究所・通信総合研究所  共同研究プロジェクト」として発表された「人間の歩行を精密に再現する進化型３次元ＣＧシミュレーション」に記載されたものが挙げられる。この人体モデルでは、骨格構造が１４の剛体リンクによって表されている。これら剛体リンクは、６０の筋モデルによって駆動させられる。制御系は、神経系のリズム発生機構が模擬された神経リズム発生システム、反射神経が模擬された体性感覚フィードバックシステム、及び拮抗筋の神経支配が模擬された末梢神経システムから構成されている。この人体モデルには、ＳＴＰ６で入力された人体情報が反映されている。この人体モデルによって、着用者のなす運動が再現可能である。例えば、片足が義足であるときの歩行、左右の脚長に差がある場合の歩行、片足の筋出力が低下している場合の歩行、及び高齢者の不安定性歩行が再現されうる。人体モデルは、デジタルデータとして記憶部７に記憶される。
【００２３】
次に、人体モデルに靴モデル１５を着用させ、運動がシミュレーションされる（ＳＴＰ８）。シミュレーションは、演算部３によってなされる。靴モデル１５を作成するコンピュータとは異なるコンピュータの演算部３で、シミュレーションがなされてもよい。靴モデル１５を作成するコンピュータとネットワークを介して接続されたコンピュータの演算部３によって、シミュレーションがなされてもよい。
【００２４】
このシミュレーション（ＳＴＰ８）の結果に基づき、不具合の有無が判定される（ＳＴＰ９）。不具合としては、極端な応力集中、不適切な歩様、極端な摩擦等が挙げられる。不具合の有無と、不具合がある場合の内容とは、表示部９に表示される。不具合の有無と、不具合がある場合の内容とが、印刷部１１によって印刷されてもよい。
【００２５】
判定（ＳＴＰ９）において不具合がある場合、入力部５から修正データが入力される（ＳＴＰ１０）。修正データの一例としては、ラストモデル１３の補正寸法が挙げられる。この修正データに基づき、演算部３はラストモデル１３の作成（ＳＴＰ３）、靴モデル１５の作成（ＳＴＰ５）、シミュレーション（ＳＴＰ８）、判定（ＳＴＰ９）等を再度行う。修正後の各デジタルデータは、記憶部７に記憶される。修正データが二次的情報に関わる場合は、ラストモデル１３の補正がなされずに靴モデル１５の補正がなされてもよい。
【００２６】
判定（ＳＴＰ９）において不具合が無い場合、ラストの仕様がデジタルデータとして出力される（ＳＴＰ１１）。デジタルデータは、ＣＤ−Ｒ、フレキシブルディスク等の媒体に書き込まれる。このデジタルデータに基づき、ラストが作成される（ＳＴＰ１２）。ラストの仕様が、紙情報として、印刷部１１において印刷されてもよい。好ましくは、ＮＣ加工機によってラストが作成される。このラストに基づき、靴が作成される（ＳＴＰ１３）。判定（ＳＴＰ９）において不具合が無い場合に、靴の仕様がデジタルデータとして出力されてもよい。この場合は、ラストが作成されることなく、靴が作成されうる。
【００２７】
この製造方法によれば、シミュレーション（ＳＴＰ８）によって不具合の有無が判定されるので、短時間の試着に比べ、不具合発見の精度が高い。短時間の試着では知覚できない不具合（例えば圧力分布の偏り）も、シミュレーション（ＳＴＰ８）によって発見されうる。この製造方法によって得られた靴は、着用者の足に適合する。この製造方法では、試着用のサンプルが準備される必要がない。もちろん、補助的にサンプルの試着が行われてもよい。
【００２８】
この製造方法では、足の三次元形状の測定（ＳＴＰ１）の結果に基づいてラストモデル１３が作成されるが、このラストモデル１３の作成（ＳＴＰ３）が省略されてもよい。この場合は、足の三次元形状の測定（ＳＴＰ１）の結果と、入力（ＳＴＰ４）で得られた情報とに基づいて、靴モデル１５の作成（ＳＴＰ５）がなされる。
【００２９】
記憶部７が、ラストモデル用のデータベースを保有してもよい。このデータベースには、多数のラストモデルのデジタルデータが格納される。足の三次元形状の測定（ＳＴＰ１）の結果に基づき、演算部３が、最適なラストモデルをデータベースから選択する。
【００３０】
記憶部７が、靴モデル用のデータベースを保有してもよい。このデータベースには、多数の靴モデルのデジタルデータが格納される。ラストモデル１３の作成（ＳＴＰ３）又は二次的情報の入力（ＳＴＰ４）が完了した後、演算部３が、最適な靴モデルをデータベースから選択する。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明されたように、本発明に係る靴の製造方法により、着用者に適合する靴が得られる。この靴を着用する着用者は、運動しやすい。この靴は、靴が原因で生じる障害を防止する。この製造方法では、多数の試着用サンプルの準備が省略されうるので、経済的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る製造方法が実施されるためのシステムが示された概念図である。
【図２】図２は、図１のシステムが用いられた製造方法の一例が示されたフロー図である。
【図３】図３は、図２の製造方法に用いられるラストモデルの一例が示された側面図である。
【図４】図４は、図２の製造方法に用いられる靴モデルの一例が示された側面図である。
【符号の説明】
１・・・形状測定装置
３・・・演算部
５・・・入力部
７・・・記憶部
９・・・表示部
１１・・・印刷部
１３・・・ラストモデル
１５・・・靴モデル
１７・・・要素
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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