(57)【要約】【課題】  ユーザーが移動する路の状態を判別して、靴の反発力を路の状態に応じて自動的に調整する反発力調整装置等を提供すること。【解決手段】  靴の底部の反発力の調整に用いられる反発力調整部材６０と、前記反発力調整部材を移動させる駆動部５０と、前記靴のユーザーの動作に基づく物理量を検出する検出部２０と、前記検出部が検出した物理量に基づいて前記ユーザーが移動する路の状態を検出し、前記駆動部により前記反発力調整部材を移動させて、前記靴の底部が前記路の状態に応じた反発力を生じるように調整する制御部４０と、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
靴の底部の反発力の調整に用いられる反発力調整部材と、
前記反発力調整部材を移動させる駆動部と、
前記靴のユーザーの動作に基づく物理量を検出する検出部と、
前記検出部が検出した物理量に基づいて前記ユーザーが移動する路の状態を検出し、前記駆動部により前記反発力調整部材を移動させて、前記靴の底部が前記路の状態に応じた反発力を生じるように調整する制御部と、を含む反発力調整装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記反発力調整部材の少なくとも一部を収容する容器を含み、
前記制御部は、
前記駆動部により前記反発力調整部材を前記容器に近づく方向又は前記容器から遠ざかる方向に移動させて、前記反発力調整部材のうち前記容器に収容される部分の大きさを変化させる反発力調整装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記制御部は、
前記検出部が検出した物理量に基づいて前記ユーザーが曲線路を移動していることを検出した場合は、前記駆動部により、前記ユーザーが曲線路以外を移動していることを検出したときよりも前記反発力調整部材のうち前記容器に収容される部分を大きくさせるように前記反発力調整部材を移動させる反発力調整装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記制御部は、
前記検出部が検出した物理量に基づいて前記ユーザーが直線路を移動していることを検出した場合は、前記駆動部により、前記反発力調整部材のうち前記容器に収容される部分を最小にさせ、
前記検出部が検出した物理量に基づいて前記ユーザーの移動する路が直線路から曲線路に変化していることを検出した場合は、前記駆動部により、前記反発力調整部材のうち前記容器に収容される部分を徐々に大きくさせ、
前記検出部が検出した物理量に基づいて前記ユーザーの移動する路が曲線路から直線路に変化していることを検出した場合は、前記駆動部により、前記反発力調整部材のうち前記容器に収容される部分を徐々に小さくさせる反発力調整装置。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれか１項において、
前記制御部は、
前記検出部が検出した物理量に基づいて前記ユーザーが坂を下っていることを検出した場合は、前記駆動部により、前記ユーザーが坂を上っていることを検出したときよりも前記反発力調整部材のうち前記容器に収容される部分を大きくさせる反発力調整装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項において、
前記検出部は、
少なくとも圧力センサーを含む反発力調整装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記検出部に含まれる圧力センサーは、１つである反発力調整装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の反発力調整装置を含む靴の中敷。
【請求項９】
請求項８に記載の靴の中敷を含む靴。
【請求項１０】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の反発力調整装置を含む靴。
【請求項１１】
靴の底部の反発力の調整に用いられる部材である反発力調整部材と、前記反発力調整部材を移動させる駆動部と、前記靴のユーザーの動作に基づく物理量を検出する検出部とを備える反発力調整装置の制御方法であって、
前記検出部が検出した物理量に基づいて前記ユーザーが移動する路の状態を検出するステップと、
前記駆動部により前記反発力調整部材を移動させて、前記靴の底部が前記路の状態に応じた反発力を生じるように調整するステップと、を含む制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反発力調整装置、靴の中敷、靴、反発力調整装置の制御方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
ランニングシューズ、バスケットシューズ、登山靴等、目的に合わせて様々な種類の靴が製造されている。例えば、バスケットシューズは、ユーザーの足を着地の衝撃から保護するために衝撃吸収性に優れた材料を用いて製造されている。しかし、衝撃吸収性に優れていても、バスケットシューズは例えば短距離走には不向きであり、短距離走者はランニングシューズを着用する。
【０００３】
このように、靴のユーザーは運動の種類や目的（例えば練習用、競技用）に合わせて特定の種類の靴を選択するのが通常である。つまり、一般に製造されている靴は、その衝撃吸収性、弾力性、反発力の大きさといった性能特性を調整することはできない。そのため、靴のユーザーは、運動の種類や目的に合わせて、複数の種類の靴から選択を行う。
【０００４】
これに対し、特許文献１は内蔵された装置がその可調節素子を変形させることで性能特性を変化させる靴を開示する。特許文献１の発明によると、ユーザーの要求（例えば、様々な運動）に適合するように性能特性を自動的に調節する靴を提供することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２６７７８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１の発明では、試験により定められた閾値に基づいて、中物の圧縮が過剰であるか又は不足であるかを判断して可調節素子を変形させる。このとき、ユーザーが地面を蹴る力が同じであれば、ユーザーが移動する路（以下、移動路）の状態に関係なく可調節素子の変形量は同じになる。すなわち、性能特性は移動路と無関係に決定される。なお、中物は靴底と中底（靴の内部の底）との間にいれる素材である。
【０００７】
ここで、いくつかの運動においては競技中に移動路の状態が大きく変化する。例えば短距離走では直線路と曲線路を交互に移動することになる。また、例えば登山では登り坂と下り坂を移動することになる。このような運動において、靴の性能特性、特に反発力が移動路に応じて変化することが好ましい。
【０００８】
例えば、短距離走の曲線路では、直線路よりも反発力を弱めた方が地面との接触時間をとることができコースアウトしにくく、記録の向上が期待できる。また、登山の下り坂では、登り坂よりも反発力を弱めた方が足の衝撃が和らぎ、また、地面との接触時間をとることができるので滑り落ちることを防止できる。
【０００９】
特許文献１には、ストライド頻度によって速さの変化や登り、下りを弁別するとの記述がある。しかしながら、熟練の短距離走者であれば競技中の歩幅が一定になるように訓練をしている。また、熟練の登山者ならば、事故防止のために下り坂であっても極端に歩幅を広げるようなことはしない。従って、ストライド頻度は移動路の状態と直接的な関連性はなく、別の方法で移動路の状態を判断して、靴の性能特性、特に反発力を調整することが好ましい。
【００１０】
本発明は、以上のような問題に鑑みてなされたものである。本発明のいくつかの態様によれば、ユーザーが移動する路の状態を判別して、靴の反発力を路の状態に応じて自動的に調整する反発力調整装置等を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することが可能である。
【００１２】
［適用例１］
本適用例に係る反発力調整装置は、靴の底部の反発力の調整に用いられる反発力調整部材と、前記反発力調整部材を移動させる駆動部と、前記靴のユーザーの動作に基づく物理量を検出する検出部と、前記検出部が検出した物理量に基づいて前記ユーザーが移動する路の状態を検出し、前記駆動部により前記反発力調整部材を移動させて、前記靴の底部が前記路の状態に応じた反発力を生じるように調整する制御部と、を含む。
【００１３】
本適用例に係る反発力調整装置では、反発力調整部材を駆動部が移動させることで靴の底部の反発力が調整される。ユーザーが地面を蹴ることで靴が変形し、元に戻るときに反発力を生じる。ここで、反発力調整部材は例えば樹脂板、金属板等であり、靴の変形と共に反発力調整部材が変形すれば、元に戻るときに大きな反発力を生じる。よって、駆動部によって反発力調整部材を移動させて、靴が変形するときの反発力調整部材の変形具合を調整することで、靴の反発力の調整が可能である。なお、反発力調整部材として弾性部材を用いて、圧縮されて元に戻る力を利用して靴の反発力を調整してもよい。
【００１４】
前記の通り、例えば短距離走や登山等では、靴の反発力は移動路の状態によって変化することが好ましい。本適用例に係る反発力調整装置は、靴のユーザーの動作に基づく物理量を検出する検出部を備えている。検出部は例えば圧力センサー、加速度センサー、角速度センサー等であってもよく、物理量とはこれらのセンサーが測定する圧力、加速度、角速度等であってもよい。
【００１５】
そして、本適用例に係る反発力調整装置の制御部は、検出された物理量に基づいて移動路の状態を判断し、駆動部に反発力調整部材を移動させる。例えば、移動路が直線路であると判断した場合には、駆動部に反発力調整部材を最大限に伸ばすように指示して、靴の変形と共に反発力調整部材を大きく変形させて、最大の反発力が得られるようにしてもよい。ここで、制御部とは例えばマイクロコントローラーやＣＰＵ等であって、駆動部とは例えばモーター等の各種アクチュエーターであってもよい。
【００１６】
このように、本適用例に係る反発力調整装置は移動路の状態に応じた反発力の調整を行うことができる。そのため、移動路に応じて複数の運動靴を履きかえたように、その運動に適した反発力を常に得ることが可能になる。
【００１７】
［適用例２］
上記適用例に係る反発力調整装置は、前記反発力調整部材の少なくとも一部を収容する容器を含み、前記制御部は、前記駆動部により前記反発力調整部材を前記容器に近づく方向又は前記容器から遠ざかる方向に移動させて、前記反発力調整部材のうち前記容器に収容される部分の大きさを変化させてもよい。
【００１８】
本適用例に係る反発力調整装置によれば、反発力調整部材の少なくとも一部を収容する容器を含む。そして、駆動部は、制御部からの指示に従い、反発力調整部材を容器に収容したり、容器から出したりする。
【００１９】
容器は、例えば土踏まずの部分よりもつま先側に配置されてもよいし、逆にかかと側に配置されていてもよい。このとき、反発力調整部材のうち容器から出ている部分は、靴の変形と共に変形するので、靴の反発力を高めるのに寄与する。逆に反発力調整部材が容器に完全に収容されている場合には、靴の反発力は最小になる。
【００２０】
このように、本適用例に係る反発力調整装置の制御部は、反発力調整部材のうち前記容器に収容される部分の大きさを変化させて、靴の反発力を調整できる。
【００２１】
［適用例３］
上記適用例に係る反発力調整装置において、前記制御部は、前記検出部が検出した物理量に基づいて前記ユーザーが曲線路を移動していることを検出した場合は、前記駆動部により、前記ユーザーが曲線路以外を移動していることを検出したときよりも前記反発力調整部材のうち前記容器に収容される部分を大きくさせるように前記反発力調整部材を移動させてもよい。
【００２２】
［適用例４］
上記適用例に係る反発力調整装置において、前記制御部は、前記検出部が検出した物理量に基づいて前記ユーザーが直線路を移動していることを検出した場合は、前記駆動部により、前記反発力調整部材のうち前記容器に収容される部分を最小にさせ、前記検出部が検出した物理量に基づいて前記ユーザーの移動する路が直線路から曲線路に変化していることを検出した場合は、前記駆動部により、前記反発力調整部材のうち前記容器に収容される部分を徐々に大きくさせ、前記検出部が検出した物理量に基づいて前記ユーザーの移動する路が曲線路から直線路に変化していることを検出した場合は、前記駆動部により、前記反発力調整部材のうち前記容器に収容される部分を徐々に小さくさせてもよい。
【００２３】
［適用例５］
上記適用例に係る反発力調整装置において、前記制御部は、前記検出部が検出した物理量に基づいて前記ユーザーが坂を下っていることを検出した場合は、前記駆動部により、前記ユーザーが坂を上っていることを検出したときよりも前記反発力調整部材のうち前記容器に収容される部分を大きくさせてもよい。
【００２４】
これらの適用例に係る反発力調整装置によれば、移動路に応じた具体的な靴の反発力の調整を行う。制御部は、ユーザーが曲線路を移動していると判断した場合は、移動路が曲線路でないときよりも反発力調整部材の多くの部分を容器に収容させてもよい。つまり、曲線路での反発力をより小さくすることで、カーブを曲がりやすくする。ここで、曲線路とは右又は左にカーブしている路をいう。
【００２５】
一方、制御部は、ユーザーが直線路を移動していると判断した場合は、反発力調整部材のうち容器に収容されている部分を最小にしてもよい。つまり、直線路での反発力を最大にすることでユーザーが速く走れるようにする。ここで、直線路とは直進している路をいう。
【００２６】
そして、直線路から曲線路へと変化する過程において、制御部は、反発力調整部材のうち容器に収容される部分を徐々に大きくしてもよい。つまり、徐々に反発力が小さくなるように調整してもよい。逆に、曲線路から直線路へと変化する過程において、制御部は、反発力調整部材のうち容器に収容される部分を徐々に小さくしてもよい。つまり、徐々に反発力が大きくなるように調整してもよい。反発力の変化が急激であると、走行の感覚が急激に変わるために、靴のユーザーが違和感を覚える可能性がある。すると、かえって運動能力を低下させる結果になりかねないからである。
【００２７】
また、上記適用例に係る反発力調整装置は、水平方向の変化だけではなく、垂直方向の変化に対応してもよい。つまり、制御部は、ユーザーが坂を下っていると判断した場合は、ユーザーが坂を上っていると判断したときよりも反発力調整部材のうち容器に収容される部分を大きくさせてもよい。すなわち、下り坂では上り坂よりも靴の反発力が小さくなるように調整してもよい。
【００２８】
このとき、下り坂では地面との接触時間が長くなるので、滑り落ちることを防止できる。例えば、登山の場合には安全に下山することが可能になる。また、着地の際の足の衝撃を和らげることができる。
【００２９】
［適用例６］
上記適用例に係る反発力調整装置において、前記検出部は、少なくとも圧力センサーを含んでもよい。
【００３０】
［適用例７］
上記適用例に係る反発力調整装置において、前記検出部に含まれる圧力センサーは、１つであってもよい。
【００３１】
これらの適用例に係る反発力調整装置によれば、検出部には圧力センサーが含まれている。そして、制御部は検出された圧力に基づいて足の裏のどの部分に大きな圧力がかかっているかを特定し、移動路の状態を判断する。例えば、右足の拇指球よりも内側に大きな圧力がかかった場合には、体を左側に傾けて曲線路を走っている状態であると判断される。
【００３２】
このとき、検出部は例えば拇指球、拇指球よりも内側、小指の付け根等にそれぞれ圧力センサーを設けてもよい。つまり、複数の圧力センサーを使ってもよい。しかし、コストの低減のためには１つの圧力センサーであることが望ましい。このとき、制御部は例えば検出された圧力の違いから、大きな圧力がかかっている部位を特定して移動路の状態を判断してもよい。
【００３３】
［適用例８］
本適用例に係る靴の中敷は、上記のいずれかの適用例に係る反発力調整装置を含む。
【００３４】
［適用例９］
本適用例に係る靴は、上記の靴の中敷を含む。
【００３５】
上記適用例に係る靴の中敷は、上記の反発力調整装置を含むことで、ユーザーが移動する路の状態を判別して、靴の反発力を路の状態に応じて自動的に調整する。そして、上記の調整機能を有する靴の中敷を敷くだけで、どのような靴であっても反発力を自動的に調整することが可能になる。
【００３６】
［適用例１０］
本適用例に係る靴は、上記のいずれかの適用例に係る反発力調整装置を含む。
【００３７】
上記適用例に係る靴は、例えば靴底部分に上記の反発力調整装置を含む。そのため、靴の反発力が路の状態に応じて自動的に調整されるという効果を得るのに、ユーザーは当該靴をただ履くだけよい。ユーザーは何ら操作を行わないので、煩わしさを感じることがない。
【００３８】
［適用例１１］
本適用例に係る、靴の底部の反発力の調整に用いられる部材である反発力調整部材と、前記反発力調整部材を移動させる駆動部と、前記靴のユーザーの動作に基づく物理量を検出する検出部とを備える反発力調整装置の制御方法は、前記検出部が検出した物理量に基づいて前記ユーザーが移動する路の状態を検出するステップと、前記駆動部により前記反発力調整部材を移動させて、前記靴の底部が前記路の状態に応じた反発力を生じるように調整するステップと、を含む。
【００３９】
本適用例に係る反発力調整装置の制御方法は、移動路の状態に応じた反発力の調整を行うことができる。そのため、移動路に応じて複数の運動靴を履きかえたように、その運動に適した反発力を常に得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】第１実施形態の反発力調整装置のブロック図。
【図２】第１実施形態の反発力調整装置を含む靴の斜視図。
【図３】図３（Ａ）〜図３（Ｂ）は反発力調整部材の伸縮を説明する図。
【図４】反発力調整装置との関係で短距離走のトラック（走路）を区分した図。
【図５】図５（Ａ）〜図５（Ｄ）はトラックの区分と反発力調整部材の伸縮の対応関係を説明するための図。
【図６】図６（Ａ）〜図６（Ｂ）は圧力センサーの配置の例を示す図。
【図７】図７（Ａ）〜図７（Ｂ）はトラックの区分と受圧部との対応関係を示す図。
【図８】第１実施形態の圧力センサー素子の断面の模式図。
【図９】第１実施形態の振動片およびダイヤフラムを模式的に示す下面図。
【図１０】第１実施形態の圧力センサー素子の断面の模式図。
【図１１】第１実施形態における検出圧力と移動路の状態の対応関係を示す図。
【図１２】第１実施形態における反発力調整装置の制御を示すフローチャート。
【図１３】第２実施形態における反発力調整装置との関係で坂道を区分した図。
【図１４】図１４（Ａ）〜図１４（Ｂ）は坂道と反発力調整部材の伸縮の対応関係を示す図。
【図１５】第２実施形態における圧力センサーの配置の例を示す図。
【図１６】第２実施形態における検出圧力と移動路の状態の対応関係を示す図。
【図１７】第２実施形態における反発力調整装置の制御を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００４２】
１．第１実施形態
［反発力調整装置の構造と動作］
図１は、第１実施形態の反発力調整装置１０のブロック図である。図１に示すように、第１実施形態の反発力調整装置１０は、圧力センサー２０、ＣＰＵ４０、モーター５０、樹脂板６０を含んで構成されている。なお、反発力調整装置１０は、これらのブロックに電源供給する電池を含んでいるが、図１では記載を省略している。
【００４３】
ここで、圧力センサー２０は検出部に、ＣＰＵ４０は制御部に、モーター５０は駆動部に、樹脂板６０は反発力調整部材に対応する。本実施形態の反発力調整装置１０は、靴の反発力を調整するのに用いられる靴の反発力調整装置である。
【００４４】
まず、反発力および反発力調整部材である樹脂板６０について説明する。靴の反発力は、靴の性能特性の１つであり、靴が地面からはじき返される力である。靴のユーザー、すなわち靴を履いている者が上げた足を地面に下ろすと地面を蹴るが、その反作用として反発力が得られる。靴の反発力が強いと、ユーザーは強い推進力を得られるので機動性が高まる。
【００４５】
ここで、足への衝撃を和らげるために、一般に靴の底部にクッション材が用いられている。クッション材は反発力を吸収し弱める働きをする。他方、靴が地面に接したときに靴は変形する。その後、靴が元に戻る力は反発力を強めるように作用する。例えば、靴の剛性を高めると変形しにくくなるが、その分、元に戻る力も強くなるので反発力が強まると言える。また、ゴムのように弾性率が高い素材を靴底に用いる場合にも、変形後に元に戻る力が強くなるため反発力が強まると考えられる。
【００４６】
したがって、反発力を調整するのに用いられる部材、すなわち反発力調整部材としては、衝撃吸収性を変化させる部材、剛性を変化させる部材、靴底の弾性を変化させる部材を用いることができる。ここで、靴の機動性を高める目的で、動的に反発力を変化させるには剛性を変化させる部材を選択することが適している。
【００４７】
第１実施形態の反発力調整装置１０では、板状の樹脂である樹脂板６０を反発力調整部材としている。例えば金属板等であってもよいが、樹脂板６０は一般に軽量で、安価で、加工もしやすいことから反発力調整部材に適している。
【００４８】
本実施形態の反発力調整装置１０は、後述するように樹脂板６０を収容可能な容器（図外）を含んでいる。樹脂板６０のうち容器から出された部分は靴底と一体となるが、樹脂板６０は靴の素材よりも固いので靴の剛性が高まって反発力が大きくなる。一方、容器に完全に収容された場合には、もとの靴自体の剛性に戻り、靴自体が有する反発力に戻る。つまり、樹脂板６０を容器からどの程度出すかによって、靴の反発力を調整することが可能である。
【００４９】
なお、本実施形態のように樹脂板６０を容器から出し入れするのではなく、樹脂板６０の形状を変化させることで剛性を変化させることもできる。例えば、樹脂板６０が厚くなれば剛性は高まる。樹脂板６０が折りたたみ可能な形状であったり、蛇腹構造であったりすることで、容器がなくても靴の剛性を変化させて反発力を調整することが可能である。
【００５０】
次に、圧力センサー２０、ＣＰＵ４０、モーター５０について説明する。これらはいずれも、樹脂板６０を容器からどの程度出すかを判断し、実行するために用いられる。圧力センサー２０は、ユーザーの動作に基づく圧力を検出する。具体的には、ユーザーが上げた足を地面に下ろしたときに靴底にかかる圧力を検出する。後述するように、移動路の状態によって検出される圧力が違ってくる。
【００５１】
ＣＰＵ４０は、圧力センサー２０が検出した圧力の値を受け取る。図１では、信号１２０が対応する。そして、信号１２０をサンプリングして圧力測定値Ｐを得る。圧力測定値Ｐは、移動路の状態を判断するのに用いられる。例えば、圧力測定値Ｐが所定の範囲に含まれるときにユーザーは直線の路（直線路）を走っていると判断できる。また、圧力測定値Ｐが別の所定の範囲に含まれるときにユーザーは曲がった路（曲線路）を走っていると判断できる。
【００５２】
ＣＰＵ４０は、移動路の状態（例えば直線路、曲線路）に応じて樹脂板６０を容器からどの程度出すべきかを判断する。そして、モーター５０にどちらの方向にどれだけ回転させるかを指示する。
【００５３】
また、ＣＰＵ４０は、現在と過去の圧力測定値Ｐを比較して圧力の変化を把握できる。そして、圧力が増加傾向であるか減少傾向であるかに応じて、樹脂板６０を徐々に容器に収容すべきか、樹脂板６０を徐々に容器から出すべきかを判断してもよい。この場合も、モーター５０にどちらの方向にどれだけ回転させるかを指示する。
【００５４】
モーター５０は、ＣＰＵ４０から回転方向および回転量の指示を受け取る。図１では、信号１４０が対応する。そして、モーター５０は、信号１４０に基づいてモーターの回転軸を回転させる。本実施形態の反発力調整装置１０では、後述するように回転軸にはローラーが付いており、その摩擦力によって樹脂板６０を移動させることができる。
【００５５】
図２は、本実施形態の反発力調整装置１０を含む靴１の斜視図である。説明の便宜上、靴１の一部を透明にして反発力調整装置１０が見えるように図示しているが、実際の靴１では反発力調整装置１０は外部から見えなくてもよい。また、容器７０の一部を透明にしてＣＰＵ４０やモーター５０が見えるように図示しているが、実際の容器７０は不透明であってもよい。
【００５６】
図１と同じ要素には同じ符号を付しており詳細な説明を省略する。また、圧力センサー２０は、この例では容器７０の外側であって靴１の底を向いている面に設けられているものとし、その図示は省略されている。なお、圧力センサー２０は、ＣＰＵ４０やモーター５０と同じ面にあってもよい。
【００５７】
図２の靴１は運動靴であって反発力調整装置１０を含んでいる。図２では、靴１として右足側のみを図示しているが、左右対称な左足側も存在するものとする。なお、靴１の左足側は、図２と同じ反発力調整装置１０、又はつま先とかかとを結ぶ線に対して左右対称に構成された反発力調整装置１０を含んでいる。また、この例では靴１は運動靴であるが、ウォーキングシューズ、通勤靴、ブーツ等であってもよい。
【００５８】
本実施形態では、反発力調整装置１０は靴の中敷（図外）として構成されており、靴の底部に接するように靴の内部に置かれる。このとき、反発力調整装置１０を含む中敷を靴に挿入するだけで、靴の種類によらずに、ユーザーは路の状態に応じた適切な反発力を得ることができる。つまり、どのような靴でも機動性を高めることが可能になる。
【００５９】
なお、反発力調整装置１０は靴の中敷として構成されるのではなく、製造時に靴１の底部に埋め込まれてもよい。このとき、ユーザーが反発力調整装置１０の存在を意識せずとも、また中敷を挿入する等の作業を行なわなくとも、靴１は路の状態に応じて自動的に反発力を調整する。
【００６０】
図２の反発力調整装置１０では、ＣＰＵ４０からの指示によってモーター５０が回転する。モーター５０が回転すると、モーター５０の回転軸に設けられたローラー５２も回転する。ローラー５２と樹脂板６０とは接しており、摩擦力によってローラー５２の回転に応じて樹脂板６０が容器７０に収容されたり、逆に容器７０から出たりする。つまり、ＣＰＵ４０は、モーター５０に樹脂板６０を容器７０に近づく方向又は容器７０から遠ざかる方向に移動させて、樹脂板６０のうち容器７０に収容される部分の大きさを変化させることができる。
【００６１】
図３（Ａ）〜図３（Ｂ）は、図２の靴１において、つま先部分とかかと部分のそれぞれの中央を結ぶ線に沿って、靴の底部に対して垂直に切った断面図である。そして、図３（Ａ）〜図３（Ｂ）を用いて、樹脂板６０の伸縮、すなわち容器７０に収容される部分の大きさの変化を説明する。なお、樹脂板６０の伸縮とは、樹脂板６０自体が伸縮するのではない。
【００６２】
図３（Ａ）〜図３（Ｂ）では、容器７０の側面のうち、靴の底を向いている部分に圧力センサー２０が設けられている様子が示されている。ユーザーが足を踏み込むと、圧力センサー２０はその圧力を検出する。ＣＰＵ４０は圧力センサー２０が検出した圧力値を受け取り、移動路の状態を判断する。このとき、ＣＰＵ４０は圧力値に基づいて、ユーザーの状態（例えば走っているか、歩いているか）も判断可能である。
【００６３】
そして、移動路の状態に応じた反発力が得られるように、ＣＰＵ４０はモーター５０を回転させる。モーター５０の回転はローラー５２に伝わる。ローラー５２と樹脂板６０とは接しており、摩擦力によって、樹脂板６０は、容器７０に近づく方向すなわち容器７０に収容される方向や、容器７０から遠ざかる方向すなわち容器７０から出る方向に移動する。
【００６４】
図３（Ａ）は、ＣＰＵ４０が樹脂板６０のうち容器７０に収容される部分を最小にした状態を表している。このとき、靴底部分と一体となった樹脂板６０は、靴の底の剛性を最も高めることになる。つまり、靴底の部材よりも固い樹脂板６０が、靴底部分と接する面積が最も大きくなるため剛性が最も高くなる。このとき、反発力も最も強くなり、強い推進力を得られるので機動性が高まる。
【００６５】
一方、図３（Ｂ）は、ＣＰＵ４０が樹脂板６０のうち容器７０に収容される部分を最大にした状態を表している。このとき、樹脂板６０は靴底部分と接しておらず剛性は低い。このとき、反発力は小さくなるので、地面と靴１とが接する時間が長くなり、ユーザーは最も地面の感触を足の裏に感じることができる。そのため、カーブを曲がりやすい、滑りにくい、といった効果を得られる。
【００６６】
本実施形態の反発力調整装置１０は、図３（Ａ）の状態と図３（Ｂ）の状態のどちらをとることもでき、これらの中間の状態をとることもできる。なお、本実施形態の反発力調整装置１０は、図３（Ａ）〜図３（Ｂ）のように、つま先側に容器７０があって、樹脂板６０はかかとの方向に伸びて反発力を高めるが、逆に配置されてもよい。つまり、かかと側に容器７０があって、樹脂板６０はつま先方向に伸びて反発力を高めてもよい。
【００６７】
［反発力調整装置の適用例］
本実施形態の反発力調整装置１０の適用例として、陸上の短距離走が考えられる。図４は、本実施形態の反発力調整装置１０との関係で、短距離走のトラック８０、すなわち走路を区分して示した図である。図４ではトラック８０を上方から見ているものとし、走者は矢印のように反時計回りにトラック８０を走る。
【００６８】
トラック８０は、直線路からなるゾーンであるＺ１と、曲線路からなるゾーンであるＺ３とを含む。そして、直線路から曲線路へと変化するゾーンであるＺ２と、曲線路から直線路へと変化するゾーンであるＺ４とを含む。なお、広義にはゾーンＺ２は直線路に含まれ、ゾーンＺ４は曲線路に含まれる。
【００６９】
図５（Ａ）〜図５（Ｄ）は、図４のトラック８０のゾーンＺ１〜ゾーンＺ４と、最適な反発力との関係を表す図である。ここで、前記のように反発力は、樹脂板６０の伸縮、つまり樹脂板６０の容器７０に収容されている部分の大きさで変化する。そこで、図５（Ａ）〜図５（Ｄ）では、ゾーンＺ１〜ゾーンＺ４と、反発力調整装置１０における樹脂板６０の伸縮との対応を示している。なお、図１〜図４と同じ要素については同じ符号を付しており説明を省略する。
【００７０】
図５（Ａ）は、トラック８０のゾーンＺ１における最適な樹脂板６０の伸縮を表している。図５（Ａ）のように、直線路であるゾーンＺ１では、反発力を最大にし、ユーザーが最も強い推進力を得ることが好ましい。つまり、図３（Ａ）を用いて説明したように、ＣＰＵ４０は樹脂板６０のうち容器７０に収容される部分を最小にすることが好ましい。
【００７１】
図５（Ｂ）は、トラック８０のゾーンＺ２における最適な樹脂板６０の伸縮を表している。図５（Ｂ）のように、直線路から曲線路へと変化するゾーンＺ２では、反発力を徐々に弱めて、ユーザーがコースアウトしないように調整することが好ましい。具体的には、ＣＰＵ４０はローラー５２を紙面時計回りに回すように指示する。そして、樹脂板６０のうち容器７０に収容される部分を徐々に大きくしていく。このとき、ローラー５２の回転数は固定（例えば、一度の指示で半回転等）であってもよいし、回転数が時間と共に増加、又は減少してもよい。
【００７２】
図５（Ｃ）は、トラック８０のゾーンＺ３における最適な樹脂板６０の伸縮を表している。図５（Ｃ）のように、曲線路であるゾーンＺ３では、反発力を最小にし、地面と靴とが接する時間を長くすることが好ましい。このとき、ユーザーは最も地面の感触を足の裏に感じることができ、カーブを曲がりやすくなる。また、スリップやコースアウトを防止することもできる。つまり、図３（Ｂ）を用いて説明したように、ＣＰＵ４０は樹脂板６０のうち容器７０に収容される部分を最大にすることが好ましい。
【００７３】
図５（Ｄ）は、トラック８０のゾーンＺ４における最適な樹脂板６０の伸縮を表している。図５（Ｄ）のように、曲線路から直線路へと変化するゾーンＺ４では、反発力を徐々に強めて、ユーザーがコースアウトしないようにしながらも、直線路において強い推進力を得られるように準備することが好ましい。具体的には、ＣＰＵ４０はローラー５２を紙面反時計回りに回すように指示する。そして、樹脂板６０のうち容器７０に収容される部分を徐々に小さくしていく。このとき、ローラー５２の回転数は固定（例えば、一度の指示で半回転等）であってもよいし、回転数が時間と共に増加、又は減少してもよい。
【００７４】
［圧力センサーによる検出］
本適用例では、トラック８０のゾーンＺ１〜ゾーンＺ４を、圧力センサー２０が圧力の違いとして検出し、ＣＰＵ４０が正しく判断することが必要になる。図６（Ａ）は、本実施形態の反発力調整装置１０における圧力センサー２０の配置を靴１の平面図（本実施形態では靴の中敷の平面図）を用いて示したものである。図６（Ａ）のように、圧力センサー２０は、受圧部２４、導入路２６、および圧力センサー素子１００で構成される。圧力センサー素子１００は、検出した圧力の値を信号線（図外）によってＣＰＵ４０に出力する。
【００７５】
図６（Ａ）の仮想の足型８２はユーザーの足のおおよその位置を表す。一般に走るときには足の親指の付け根である拇指球の周囲に強い圧力がかかる。そして、移動路の変化によって体の重心の位置が変化して、強い圧力がかかる場所が変化していく。後述するように、直線路を走っているときには、拇指球だけでなく足の小指の付け根にも強い圧力がかかる。しかし、左カーブを曲がる場合には、体が左に傾くため、例えば右足の小指の付け根にはほとんど圧力がかからない。
【００７６】
そこで、本実施形態の反発力調整装置１０では、圧力センサー２０の受圧部２４を、拇指球を含む指の付け根部分に配置して、この圧力の変化を検出する。受圧部２４は例えば液体で満たされており、導入路２６を液体が通って、圧力センサー素子１００のダイヤフラム（diaphragm）を押す。そのため、圧力の変化を正確に検出することができる。図６（Ａ）では、圧力センサー素子１００は受圧部２４と離れて配置されている。しかし、圧力センサー素子１００に十分な強度があれば、受圧部２４の近く、例えば受圧部２４の上面、下面、側面に設けられてもよい。
【００７７】
なお、足の指の付け根部分の圧力の変化を検出するためには、図６（Ｂ）のように、複数の圧力センサーを配置してもよい。例えば、拇指球の圧力を検出するために、受圧部２４Ａ、導入路２６Ａ、および圧力センサー素子１００Ａで構成される１つ目の圧力センサーを配置する。そして、足の人差し指の付け根の圧力を検出するために、受圧部２４Ｂ、導入路２６Ｂ、および圧力センサー素子１００Ｂで構成される２つ目の圧力センサーを配置する。さらに、足の小指の付け根の圧力を検出するために、受圧部２４Ｃ、導入路２６Ｃ、および圧力センサー素子１００Ｃで構成される３つ目の圧力センサーを配置する。
【００７８】
そして、ＣＰＵ４０は３つの圧力センサーから検出された圧力値を受け取って比較することで、より直接的に圧力の変化を捉えることが可能になる。しかし、複数のセンサーを使用するため、本実施形態の反発力調整装置１０と比較してコストがかかる。よって、本実施形態のように１つの圧力センサーを用いることが好ましい。
【００７９】
図７（Ａ）〜図７（Ｂ）は、トラックのゾーン（ここでは、Ｚ１とＺ３のみ）と受圧部２４における圧力の高い領域２５との対応関係を示す図である。なお、左足側の靴については、同一又は左右対称であるため図示を省略してきたが、受圧部２４における圧力の高い領域２５については左右非対称となり得る。そのため、図７（Ａ）〜図７（Ｂ）では、左足側の靴１Ｌも示して説明する。
【００８０】
図７（Ａ）〜図７（Ｂ）において、図１〜図６（Ｂ）と同じ要素については同じ符号を付しており説明を省略する。また、左足側の靴１Ｌにおける受圧部２４Ｌ、圧力の高い領域２５Ｌ、導入路２６Ｌ、圧力センサー素子１００Ｌは、それぞれ右足側の靴１の要素であって添え字のＬを除いたものに対応するので説明を省略する。
【００８１】
図７（Ａ）は、トラック８０のゾーンＺ１（図４参照）における、靴１の受圧部２４での圧力の高い領域２５、靴１Ｌの受圧部２４Ｌでの圧力の高い領域２５Ｌを表す。図７（Ａ）のように、直線路であるゾーンＺ１では、靴のユーザーは、足の親指側から小指側までを地面を蹴るのに用いる。そのため、領域２５、２５Ｌ（黒色で示した領域）は親指側から小指側まで幅広い範囲に生じている。そして、多くの液体を導入路２６、２６Ｌ経由で圧力センサー素子１００、１００Ｌに送り、ダイヤフラムに大きな圧力を与える（図１０の圧力Ｐ参照）。
【００８２】
一方、図７（Ｂ）は、トラック８０のゾーンＺ３（図４参照）における、靴１の受圧部２４での圧力の高い領域２５、靴１Ｌの受圧部２４Ｌでの圧力の高い領域２５Ｌを表す。図７（Ｂ）のように、曲線路であるゾーンＺ３では、靴のユーザーが体を左側に傾けるため、進行方向左側に偏って圧力の高い領域２５、２５Ｌが生じている。つまり、靴１の受圧部２４では、拇指球部分だけに圧力の高い領域２５ができる。また、靴１Ｌの受圧部２４Ｌでは、足の小指の付け根部分だけに圧力の高い領域２５Ｌができる。このとき、図７（Ａ）のゾーンＺ１の場合と比べて、導入路２６、２６Ｌ経由で圧力センサー素子１００、１００Ｌに送られる液体は少なく、ダイヤフラムにかかる圧力も比較的小さい。
【００８３】
なお、トラック８０のゾーンＺ２（図４参照）においては、ダイヤフラムにかかる圧力が時間の経過とともに小さくなり、ゾーンＺ４においては、ダイヤフラムにかかる圧力が時間の経過とともに大きくなる。このような圧力の大小、および圧力の変化をＣＰＵ４０が把握することで、トラック８０のどのゾーンを走っているか、すなわち移動路の状態を判断することができる。
【００８４】
図８は、本実施形態の圧力センサー素子１００の断面の模式図である。図９は、本実施形態の圧力センサー素子１００の振動片２２０およびダイヤフラム２１０を模式的に示す下面図である。図９は、封止板としてのベース２３０を省略して描いてある。図８は、図９のＡ−Ａ線の断面に対応する。
【００８５】
圧力センサー素子１００は、ダイヤフラム２１０と、振動片２２０と、封止板としてのベース２３０と、を含む。
【００８６】
ダイヤフラム２１０は、圧力を受圧して撓む可撓部を有する平板状の部材である。ダイヤフラム２１０の外側の面が受圧面２１４となっており、受圧面２１４の裏面側に一対の突起２１２が形成されている。
【００８７】
振動片２２０は、振動ビーム（梁）２２２及び振動ビーム２２２の両端に形成された一対の基部２２４を有する。振動ビーム２２２は、一対の基部２２４の間に両持ち梁状に形成される。一対の基部２２４は、ダイヤフラム２１０に形成された一対の突起２１２にそれぞれ固定される。振動ビーム２２２には図示しない電極が適宜設けられ、電極から駆動信号を供給することで振動ビーム２２２を一定の共振周波数で屈曲振動させることができる。振動片２２０は、圧電性を有する材料で形成される。振動片２２０の材質としては、水晶、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の圧電材料が挙げられる。振動片２２０は、支持梁２２６によって枠部２２８に支持されている。
【００８８】
ベース２３０は、ダイヤフラム２１０と接合されて、ダイヤフラム２１０との間にキャビティー２３２を形成する。キャビティー２３２を減圧空間とすることにより、振動片２２０のＱ値を高める（ＣＩ値を小さくする）ことができる。
【００８９】
このような構造の圧力センサー素子１００において、ダイヤフラム２１０は、受圧面２１４に圧力を受けた場合に撓み、変形する。すると、振動片２２０の一対の基部２２４が、ダイヤフラム２１０の一対の突起２１２にそれぞれ固定されているため、ダイヤフラム２１０の変形に従って基部２２４間の間隔が変化する。すなわち、圧力センサー素子１００に圧力が印加されたときに、振動ビーム２２２に引張または圧縮の応力を生じさせることができる。
【００９０】
図１０は、圧力センサー素子１００の断面の模式図であり、ダイヤフラム２１０が圧力Ｐによって変形した状態を示している。図１０は、圧力センサー素子１００の外側から内側への力（圧力Ｐ）が作用することにより、ダイヤフラム２１０が素子の内側に向かって凸となる変形が生じた例である。この場合、一対の突起２１２の間の間隔は大きくなる。他方、図示しないが、圧力センサー素子１００の内側から外側への力が作用する場合は、ダイヤフラム２１０が素子の外側に向かって凸となる変形が生じ、一対の突起２１２の間の間隔は小さくなる。従って、両端が一対の突起２１２にそれぞれ固定された振動片２２０の振動ビーム２２２に平行な方向に引張または圧縮の応力が生じる。すなわち、受圧面２１４に対して垂直方向に加わった圧力は、突起（支持部）２１２を介して、振動片２２０の振動ビーム２２２に対して平行な直線方向の応力に変換される。
【００９１】
振動ビーム２２２の共振周波数は、以下のようにして解析することができる。図８及び図９に示すように、振動ビーム２２２の長さをｌ、幅をｗ、厚みをｄとすると、振動ビーム２２２の長辺方向に力Ｆが作用したときの運動方程式は、次式（１）によって近似される。
【００９２】
【数１】
2013215529.tif 000003
式（１）において、Ｅは縦弾性定数（ヤング率）、ρは密度、Ａは振動ビームの断面積（＝ｗ・ｄ）、ｇは重力加速度、Ｆは外力、ｙは変位、ｘは振動ビームの任意の位置をそれぞれ表す。
【００９３】
式（１）に一般解と境界条件を与えて解くことで、次のような、外力が無い場合の共振周波数の式（２）が得られる。
【００９４】
【数２】
2013215529.tif 000004
断面２次モーメントＩ＝ｄｗ３／１２、断面積Ａ＝ｄｗ、λＩ＝４．７３より、式（２）は次式（３）のように変形することができる。
【００９５】
【数３】
2013215529.tif 000005
従って、力Ｆ＝０の時の共振周波数ｆ０は、ビームの幅ｗに比例し、長さｌの２乗に反比例する。
【００９６】
力Ｆを２本の振動ビームに加えたときの共振周波数ｆＦも同様の手順で求めると、次式（４）が得られる。
【００９７】
【数４】
2013215529.tif 000006
断面２次モーメントＩ＝ｄｗ３／１２より式（４）は次式（５）のように変形することができる。
【００９８】
【数５】
2013215529.tif 000007
式（５）において、ＳＦは応力感度（＝Ｋ・１２／Ｅ・（ｌ／ｗ）２）、σは応力（＝Ｆ／（２Ａ））をそれぞれ表す。
【００９９】
以上から、圧力センサー素子１００に作用する力Ｆを圧縮方向のとき負、伸張方向のとき正としたとき、力Ｆが圧縮方向に加わると共振周波数ｆＦが減少し、力Ｆが伸縮方向に加わると共振周波数ｆＦが増加する。
【０１００】
そして、次式（６）に示す多項式を用いて、圧力センサー素子１００の圧力−周波数特性と温度−周波数特性に起因する直線性誤差を補正することで、高分解能かつ高精度の圧力Ｐを得ることができる。
【０１０１】
【数６】
2013215529.tif 000008
式（６）において、ｆｎはセンサー規格化周波数であり、ｆｎ＝（ｆＦ／ｆ０）２で表される。また、ｔは温度であり、α（ｔ）、β（ｔ）、γ（ｔ）、δ（ｔ）は、それぞれ次式（７）〜（１０）で表される。
【０１０２】
【数７】
2013215529.tif 000009
【０１０３】
【数８】
2013215529.tif 000010
【０１０４】
【数９】
2013215529.tif 000011
【０１０５】
【数１０】
2013215529.tif 000012
式（７）〜（１０）において、ａ〜ｐは補正係数である。
【０１０６】
すなわち、圧力センサー素子１００の出力信号の周波数を計測することで、振動ビーム２２２の振動周波数（力Ｆが作用した時の共振周波数ｆＦ）が得られ、あらかじめ測定された共振周波数ｆ０や補正係数ａ〜ｐを用いて、式（６）から圧力Ｐを計算することができる。
【０１０７】
［ＣＰＵによる判断］
ＣＰＵ４０は、圧力センサー２０によって検出された圧力値を受け取る。本実施形態では、ＣＰＵ４０は適当なタイミングでサンプリングした圧力値（以下、圧力測定値Ｐとする）を受け取るものとする。
【０１０８】
図１１は、本実施形態における検出された圧力値と移動路の状態の対応関係を示す図である。図１１のように、ＣＰＵ４０は圧力測定値ＰがＰｔｈ０以上でＰｔｈ１未満であれば、ユーザーが曲線路を走っていると判断する。また、ＣＰＵ４０は圧力測定値ＰがＰｔｈ１以上であれば、ユーザーが直線路を走っていると判断する。そして、判断した移動路の状態に応じてモーター５０の回転を制御してもよい（図５（Ａ）〜図５（Ｄ）参照）。なお、図１１および図１２の説明においては、直線路とは図４のゾーンＺ１だけでなくゾーンＺ２も含み、図１１での曲線路とは図４のゾーンＺ３だけでなくゾーンＺ４も含む。
【０１０９】
例えば、ＣＰＵ４０は圧力測定値Ｐの時間的変化から、圧力の減少傾向を把握して、樹脂板６０を徐々に容器に収容するようにモーター５０の回転を制御してもよい（図５（Ｂ）参照）。また、ＣＰＵ４０は圧力の増加傾向を把握して、樹脂板６０を徐々に容器から引き出すようにモーター５０の回転を制御してもよい（図５（Ｄ）参照）。
【０１１０】
なお、検出された圧力値と移動路の状態の対応関係は、図１１の例に限らない。例えば、受圧部２４を配置する場所によっては、ユーザーが直線路を走っている場合に、曲線路を走っている場合よりも低い圧力を示すこともあり得る。また、本実施形態の反発力調整装置１０のＣＰＵ４０は、圧力測定値ＰがＰｔｈ０未満のときに特にモーター５０の回転制御を変化させないが、例えば樹脂板６０を容器から最大限引き出すような制御を行ってもよい。
【０１１１】
［フローチャート］
図１２は、本実施形態の反発力調整装置１０のＣＰＵ４０が実行する制御についてのフローチャートである。なお、図１２における圧力測定値Ｐ、閾値Ｐｔｈ０、Ｐｔｈ１は前記と同じである。
【０１１２】
ＣＰＵ４０は、圧力センサー素子１００から圧力測定値Ｐを受け取る（Ｓ２）。そして、圧力測定値Ｐよりも前に受け取った圧力測定値（以下、以前に受け取った圧力測定値）と比較する（Ｓ４）。ここで、以前に受け取った圧力測定値はＣＰＵ４０の内部の記憶領域に記憶されていてもよいし、反発力調整装置１０に含まれるＣＰＵ４０がアクセス可能な記憶手段に記憶されていてもよい。また、以前に受け取った圧力測定値は直前の１つであってもよいし、複数であってもよい。
【０１１３】
ＣＰＵ４０は、圧力測定値Ｐと以前に受け取った圧力測定値との比較により圧力の変化の傾向を判断する（Ｓ６）。ここで、以前に受け取った圧力測定値そのものの値を比較に用いてもよいし、統計処理を施して用いてもよい。統計処理として、例えば直前のいくつかの圧力測定値を平均化してもよい。
【０１１４】
もし圧力が、変化していなければ、ＣＰＵ４０は現在の靴の状態を維持する（Ｓ６：変化なし）。すなわち、ＣＰＵ４０はモーター５０を回転させず、樹脂板６０を動かさない。
【０１１５】
もし圧力が増加していれば、ＣＰＵ４０は、ユーザーが曲線路から直線路へと変化する移動路を走っている、又は走ったと判断する（Ｓ６：増加）。
【０１１６】
このとき、圧力測定値ＰがＰｔｈ０以上かつＰｔｈ１未満であれば（Ｓ１０：Ｙ）、ＣＰＵ４０は、樹脂板６０を所定分伸ばすようモーター５０を制御する（Ｓ１２）。このとき、ＣＰＵ４０は、ユーザーが図４のゾーンＺ４を走っていると判断し、反発力を徐々に強めて、直線路において強い推進力を得られるように準備する。図５（Ｄ）を参照すると、樹脂板６０を所定分伸ばすとは、ＣＰＵ４０がモーター５０に所定の回数だけローラー５２を紙面反時計回りに回すように指示することに対応する。
【０１１７】
なお、ここでは樹脂板６０を伸ばす、又は縮めるという表現を用いるが、樹脂板６０を伸ばすとは、樹脂板６０を容器７０の外側に出すことを意味する。また、樹脂板６０を縮めるとは、容器７０の中に収容することを意味する。
【０１１８】
もし、圧力測定値ＰがＰｔｈ０以上かつＰｔｈ１未満でなければ（Ｓ１０：Ｎ）、ＣＰＵ４０は、圧力測定値ＰをＰｔｈ１と比較する。そして、圧力測定値ＰがＰｔｈ１以上であれば（Ｓ２０：Ｙ）、ＣＰＵ４０は、樹脂板６０を最大に伸ばすようモーター５０を制御する（Ｓ２２）。このとき、ＣＰＵ４０は、ユーザーが直線路である図４のゾーンＺ１に至ったと判断し、反発力を最大にしてユーザーが最も強い推進力を得るようにする。なお、既に樹脂板６０が最大に伸びている場合には、ＣＰＵ４０は、Ｓ２２の処理を省略してもよい（図外）。
【０１１９】
もし、圧力測定値Ｐが増加傾向にあってもＰｔｈ０未満であれば（Ｓ２０：Ｎ）、ＣＰＵ４０は、ユーザーが走っていない状態、例えば図４のゾーンＺ４をゆっくり歩いている状態であると判断する。このとき、ＣＰＵ４０はモーター５０を回転させず、樹脂板６０を動かさない。
【０１２０】
再び、ＣＰＵ４０が圧力の変化を検出するステップＳ６に戻る。もし圧力が減少していれば、ＣＰＵ４０は、ユーザーが直線路から曲線路へと変化する移動路を走っている、又は走ったと判断する（Ｓ６：減少）。
【０１２１】
このとき、圧力測定値ＰがＰｔｈ１以上であれば（Ｓ３０：Ｙ）、ＣＰＵ４０は、樹脂板６０を所定分縮めるようモーター５０を制御する（Ｓ３２）。このとき、ＣＰＵ４０は、ユーザーが図４のゾーンＺ２を走っていると判断し、反発力を徐々に弱めて、ユーザーが勢い余ってコースアウトしないように調整する。図５（Ｂ）を参照すると、樹脂板６０を所定分縮めるとは、ＣＰＵ４０がモーター５０に所定の回数だけローラー５２を紙面時計回りに回すように指示することに対応する。
【０１２２】
もし、圧力測定値ＰがＰｔｈ１以上でなければ（Ｓ３０：Ｎ）、ＣＰＵ４０は、圧力測定値ＰをＰｔｈ０と比較する。そして、圧力測定値ＰがＰｔｈ０以上かつＰｔｈ１未満であれば（Ｓ４０：Ｙ）、ＣＰＵ４０は、樹脂板６０を最大に縮めるようモーター５０を制御する（Ｓ４２）。このとき、ＣＰＵ４０は、ユーザーが曲線路である図４のゾーンＺ３に至ったと判断し、反発力を最小にしてユーザーがカーブを曲がりやすいようにする。なお、既に樹脂板６０が最大に縮んでいる場合、すなわち、既に樹脂板６０が容器に収まっている場合には、ＣＰＵ４０は、Ｓ４２の処理を省略してもよい（図外）。
【０１２３】
もし、圧力測定値Ｐが減少傾向にあってもＰｔｈ０未満であれば（Ｓ４０：Ｎ）、ＣＰＵ４０は、ユーザーが走っていない状態、例えば図４のゾーンＺ２をゆっくり歩いている状態であると判断する。このとき、ＣＰＵ４０はモーター５０を回転させず、樹脂板６０を動かさない。
【０１２４】
以上のように、本実施形態の反発力調整装置１０では、ＣＰＵ４０が圧力測定値Ｐに基づいてユーザーが移動する路の状態を判別し、曲線路、直線路といった路の状態に応じて靴の反発力を自動的に調整することができる。
【０１２５】
２．第２実施形態
［反発力調整装置の構造と動作］
第２実施形態の反発力調整装置は、第１実施形態の場合と異なり、高さ方向の路の状態を検出できる。ここで、第２実施形態の反発力調整装置のブロック図は第１実施形態（図１参照）と同じである。また、第１実施形態と同じように、靴の中敷として構成されており、靴の底部に接するように靴１Ａの内部に置かれている（図２参照）。なお、第２実施形態の反発力調整装置は、靴の中敷として構成されるのではなく、製造時に靴１Ａの底部に埋め込まれてもよい。第２実施形態の反発力調整装置も、靴１Ａの中でユーザーの移動路に応じて樹脂板を伸縮させて、反発力を変化させる（図３（Ａ）〜図３（Ｂ）参照）。
【０１２６】
［反発力調整装置の適用例］
本実施形態の反発力調整装置１０Ａ（図１４（Ａ）〜図１４（Ｂ）参照）は、例えば登山に適した登山靴に適用できる。
【０１２７】
図１３は、第２実施形態の反発力調整装置１０Ａ（図１４（Ａ）〜図１４（Ｂ）参照）を含む靴１Ａで、上り坂と下り坂を移動する様子を示している。上り坂をゾーンＺ５と、下り坂をゾーンＺ６とする。靴１Ａのユーザーが、図１３の地形を紙面左方から紙面右方へ移動するとき、ゾーンＺ５では靴１Ａのつま先側に圧力がかかり、ゾーンＺ６ではかかと側に圧力がかかることになる。また、これらを比較すると、下り坂であるゾーンＺ６の方がより強い圧力がかかる。
【０１２８】
反発力調整装置１０ＡのＣＰＵ４０（図１４（Ａ）〜図１４（Ｂ）参照）は、圧力値に基づいて、ユーザーがゾーンＺ５を歩いているか、ゾーンＺ６を歩いているかを判断する。そして、判断した移動路の状態（上り坂、下り坂）に基づいて、樹脂板６０（図１４（Ａ）〜図１４（Ｂ）参照）を伸縮させる。
【０１２９】
図１４（Ａ）〜図１４（Ｂ）は、図１３のゾーンＺ５〜ゾーンＺ６と、最適な反発力との関係を表す図である。なお、図５（Ａ）〜図５（Ｄ）と同じ要素には同じ符号を付しており説明を省略する。また、かかと部分にある圧力センサー２０の受圧部は図示を省略している。
【０１３０】
図１４（Ａ）は、図１３のゾーンＺ５における最適な樹脂板６０の伸縮を表している。図１４（Ａ）のように、上り坂であるゾーンＺ５では、反発力を最大にし、ユーザーが強い推進力を得て、坂道を楽に上がることができるようにすることが好ましい。
【０１３１】
このとき、ＣＰＵ４０はローラー５２を紙面反時計回りに回すように指示する。そして、樹脂板６０のうち容器７０に収容される部分を最小にする。
【０１３２】
図１４（Ｂ）は、図１３のゾーンＺ６における最適な樹脂板６０の伸縮を表している。図１４（Ｂ）のように、下り坂であるゾーンＺ６では、反発力を最小にし、ユーザーの足が受ける衝撃を和らげることが好ましい。また、反発力を最小にし、地面と靴とが接する時間を長くして、ユーザーが滑り落ちることを防止することが好ましい。
【０１３３】
このとき、ＣＰＵ４０はローラー５２を紙面時計回りに回すように指示する。そして、樹脂板６０を容器７０に収容する。
【０１３４】
［圧力センサーによる検出］
本適用例では、図１３のゾーンＺ５〜ゾーンＺ６（上り坂と下り坂）を、圧力センサー２０が圧力の違いとして検出し、ＣＰＵ４０が正しく判断することが必要になる。図１５は、本実施形態の反発力調整装置１０Ａにおける圧力センサー２０の配置を靴１Ａの平面図（本実施形態では靴の中敷の平面図）を用いて示したものである。図１５のように、圧力センサー２０は、受圧部２４Ｔ、２４Ｈ、導入路２６Ｔ、２６Ｈ、および圧力センサー素子１００で構成される。圧力センサー素子１００は、検出した圧力の値を信号線（図外）によってＣＰＵ４０に出力する。
【０１３５】
図１５の仮想の足型８２Ｔ、８２Ｈは、それぞれユーザーの足のつま先、かかとのおおよその位置を表す。前記のように図１３のゾーンＺ５では靴１Ａのつま先側に圧力がかかり、ゾーンＺ６ではかかと側に圧力がかかることになる。そして、下り坂であるゾーンＺ６の方がより強い圧力がかかる。
【０１３６】
そこで、本実施形態の反発力調整装置１０Ａでは、圧力センサー２０の受圧部を、つま先側の受圧部２４Ｔと、かかと側の受圧部２４Ｈとに分ける。第１実施形態と同じように、受圧部２４Ｔ、２４Ｈは例えば液体で満たされており、それぞれ導入路２６Ｔ、２６Ｈを通って、圧力センサー素子１００のダイヤフラム（diaphragm）を押す。そのため、圧力の変化を正確に検出することができる。図１５では、圧力センサー素子１００は受圧部２４Ｔ、２４Ｈと離れて配置されている。しかし、圧力センサー素子１００は十分な強度があれば、受圧部２４Ｔ、又は受圧部２４Ｈの上面、下面、側面に設けられてもよい。
【０１３７】
なお、圧力センサー素子１００の具体的な構造については、第１実施形態と同じであるので説明を省略する。
【０１３８】
［ＣＰＵによる判断］
ＣＰＵ４０は、圧力センサー素子１００によって検出された圧力値を受け取る。本実施形態でも、ＣＰＵ４０は適当なタイミングでサンプリングした圧力値である圧力測定値Ｐを受け取るものとする。
【０１３９】
図１６は、本実施形態における検出された圧力値と移動路の状態の対応関係を示す図である。図１６のように、ＣＰＵ４０は圧力測定値ＰがＰｔｈ２以上でＰｔｈ３未満であれば、ユーザーが上り坂を歩いていると判断する。また、ＣＰＵ４０は圧力測定値ＰがＰｔｈ３以上であれば、ユーザーが下り坂を歩いていると判断する。そして、判断した移動路の状態に応じてモーター５０の回転を制御してもよい（図１４（Ａ）〜図１４（Ｂ）参照）。
【０１４０】
なお、検出された圧力値と移動路の状態の対応関係は、図１６の例に限らない。例えば、受圧部２４Ｔ、２４Ｈを配置する場所や、受圧部２４Ｔと受圧部２４Ｈのそれぞれのサイズによっては、ユーザーが下り坂を歩いている場合に、上り坂を歩いている場合よりも低い圧力を示すこともあり得る。また、本実施形態の反発力調整装置１０ＡのＣＰＵ４０は、圧力測定値ＰがＰｔｈ２未満のときに特にモーター５０の回転制御を変化させないが、例えば樹脂板６０を容器から最大限引き出すような制御を行ってもよい。
【０１４１】
また、この例では図１６のＰｔｈ０は、第１実施形態において説明した閾値のＰｔｈ０と同じ値であるが、無関係であるとしてもよい。
【０１４２】
［フローチャート］
図１７は、本実施形態の反発力調整装置１０ＡのＣＰＵ４０が実行する制御についてのフローチャートである。なお、図１７における圧力測定値Ｐ、閾値Ｐｔｈ２、Ｐｔｈ３は前記と同じである。また、閾値Ｐｔｈ０は第１実施形態と同じであり、図１２と同じステップについては同じ符号を付しており詳細な説明を省略する。
【０１４３】
ＣＰＵ４０は、圧力センサー素子１００から圧力測定値Ｐを受け取る（Ｓ２）。そして、圧力測定値ＰがＰｔｈ２以上かつＰｔｈ３未満であれば（Ｓ５０：Ｙ）、ＣＰＵ４０は、樹脂板６０を最大に伸ばすようモーター５０を制御する（Ｓ５２）。このとき、ＣＰＵ４０は、ユーザーが図１３のゾーンＺ５（上り坂）を歩いていると判断し、反発力を最大にしてユーザーが最も強い推進力を得るようにする。
【０１４４】
もし、圧力測定値ＰがＰｔｈ２以上かつＰｔｈ３未満でなければ（Ｓ５０：Ｎ）、ＣＰＵ４０は、圧力測定値ＰをＰｔｈ０と比較する。そして、圧力測定値ＰがＰｔｈ３以上かつＰｔｈ０未満であれば（Ｓ６０：Ｙ）、ＣＰＵ４０は、樹脂板６０を最大に縮めるようモーター５０を制御する（Ｓ６２）。このとき、ＣＰＵ４０は、ユーザーが図１３のゾーンＺ６（下り坂）を歩いていると判断する。そして、反発力を最小にしてユーザーの足が受ける衝撃を和らげるとともに、地面と靴とが接する時間を長くして、ユーザーが滑り落ちることを防止する。
【０１４５】
もし、圧力測定値ＰがＰｔｈ２未満、又はＰｔｈ０以上の場合には、ＣＰＵ４０は、ユーザーが坂を移動していない状態、例えば歩いていない状態であると判断する。このとき、ＣＰＵ４０はモーター５０を回転させず、樹脂板６０を動かさない。
【０１４６】
以上のように、本実施形態の反発力調整装置１０Ａでは、ＣＰＵ４０が圧力測定値Ｐに基づいてユーザーが移動する路の状態を判別し、上り坂、下り坂といった路の状態に応じて靴の反発力を自動的に調整することができる。
【０１４７】
［変形例］
なお、本実施形態の反発力調整装置１０ＡのＣＰＵ４０が実行する制御を、第１実施形態の制御と組み合わせて実行してもよい。すなわち、図１７のＳ２の後、圧力測定値ＰがＰｔｈ０以上であるか否かを判断し、もしＰｔｈ０以上であれば第１実施形態のフローチャート（図１２のＳ４以降）に従い、そうでなければ本実施形態のフローチャート（図１７のＳ５０以降）に従う。
【０１４８】
このとき、ユーザーが直線路や曲線路を走る場合でも、ユーザーが上り坂や下り坂を歩く場合でも靴の反発力を自動的に調整することができる。このような反発力調整装置を含む靴の中敷は、登山靴にも、運動靴にも使うことができ、常に適切な靴の反発力を与える。
【０１４９】
３．その他
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【０１５０】
１  靴、１Ａ  靴、１Ｌ  靴、１０  反発力調整装置、１０Ａ  反発力調整装置、２０  圧力センサー、２４  受圧部、２４Ａ  受圧部、２４Ｂ  受圧部、２４Ｃ  受圧部、２４Ｌ  受圧部、２４Ｔ  受圧部、２４Ｈ  受圧部、２５  領域、２５Ｌ  領域、２６  導入路、２６Ａ  導入路、２６Ｂ  導入路、２６Ｃ  導入路、２６Ｌ  導入路、２６Ｔ  導入路、２６Ｈ  導入路、４０  ＣＰＵ、５０  モーター、５２  ローラー、６０  樹脂板、７０  容器、８２  足型、８２Ｌ  足型、８２Ｔ  足型、８２Ｈ  足型、１００  圧力センサー素子、１００Ａ  圧力センサー素子、１００Ｂ  圧力センサー素子、１００Ｃ  圧力センサー素子、１００Ｌ  圧力センサー素子、１２０  信号、１４０  信号、２１０  ダイヤフラム、２１２  突起、２１４  受圧面、２２０  振動片、２２２  振動ビーム、２２４  基部、２２６  支持梁、２２８  枠部、２３０  ベース、２３２  キャビティー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図４】
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