JP2015229100A - 足圧感知インソール - Google Patents

Abstract

【課題】履物の形状及びユーザーの足裏形状の違いに左右されずに、履き心地を阻害しない足圧センシングインソールを提供する。
【解決手段】多段踏み込み圧センサ１を複数個設け、複数個のセンサにはそれぞれの領域に配置するフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）で連結され、踵とつま先の間から外部にセンシング信号を出力するためのＦＰＣ信号出力コネクターコード６が設けられ、踏み込み圧センサ１とＦＰＣ信号出力コネクターコード６は踵の踏み込み圧センサ計測点を起点としてつま先センシング箇所と指先センシング箇所とＦＰＣ外部出力コネクターコード６の吐き出し口の調整をするために、使用者の最適な足裏の位置と履物の出口に移動させ固定するための可動部を、履物台座中央部に少なくても２ヶ所とつま先と指の間の１ヶ所に設け、可動部は伸縮自在に動く部材で構成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、多段踏み込み圧センサが足裏の踵領域とつま先領域と指先領域に複数個連結したフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）を介在させて、使用者の任意の足裏感知（センシング）ポイントと履物形状に最適な外部に感知（センシング）信号を出力させるＦＰＣ信号出力コネクターコードを自在に移動して配置し固定できる足圧感知（センシング）インソールに関する。

センサを取り付けた履物に関しては加速度センサと信号処理部を組み合わせた発明（特許文献１，２参照）や運足状態をサポートする履物などの発明（特許文献３）が知られている。
本発明者は足圧の変化を踏み込み圧に応じてＯＮ／ＯＦＦできる円盤型多段スイッチやそれを組み込んだシステムの開発を進め、関連特許も出願してきた（特許文献４参照）。
しかし、足裏の形状及び履物の形状は千差万別であり、特に足指の中心部に正確に踏み込み圧センサを取り付けることは極めて難しかった。

特表２０１４−５０５５７６号公報 特表２０１４−５０５５７７号公報 特開２０１３−５９３５７号公報 特許第４８２９２５７号公報

履物の形状及び使用者の足裏形状の違いに左右されずに、任意の感知（センシング）ポイントに自在に移動させて踏み込み圧センサを使用者任意の感知（センシング）ポイントに固定し、その足圧感知データを出力するＦＰＣ信号出力コネクターコードの出口位置も同様にそれぞれの履物に合わせた位置に移動させ固定することができる構成で、履き心地を阻害しない足圧感知（センシング）インソールを提供することを目的とする。

履物シートの足裏と接する表面層に踵領域とつま先領域と指先領域に足圧を感知（センシング）するための多段踏み込み圧センサを複数個設け、複数個のセンサにはそれぞれの領域に配置するフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）で連結され、踵とつま先の間から外部にセンシング信号を出力するためのＦＰＣ信号出力コネクターコードが設けられ、踏み込み圧センサとＦＰＣ信号出力コネクターコードは踵の踏み込み圧センサ計測点を起点としてつま先センシング箇所と指先センシング箇所とＦＰＣ外部出力コネクターコードの吐き出し口の調整をするために、使用者の最適な足裏の位置と履物の出口に移動させ固定するための可動部を、履物台座中央部に少なくても２ヶ所とつま先と指の間の１ヶ所に設け、可動部は伸縮自在に動く部材で構成され、ＦＰＣは伸縮自在に可動するために蛇腹折りに構成され、蛇腹折りＦＰＣは履物シートの溝空間に収納され、使用者の最適な感知（センシング）箇所に調整した踏み込み圧センサは固定台座と粘着固定されることを特徴とする足圧感知インソールを作成することで解決できた。

本発明に係る足圧感知インソールは少ないサイズで大きく異なるユーザーの足裏センシングポイントを正確に合わせる効果は無駄なセンシング箇所の計測、即ち、複雑な演算処理を省きシステムを軽くしてリアルタイム解析を実現できる。
特に指先の圧力は微弱であり指先中心に固定してセンシングしたデータは極めて価値のある解析データであり、フォームの結果と意識動作の結果の絶妙な重心軌跡のサンプリングに成功した。
センシング箇所の条件を足圧感知インソールで一定にする。
これは、均一なビックデータの蓄積を可能として、高齢化社会における生活習慣の改善に寄与できる。
一方、足圧分布の解析において、踵から足指の付け根部分まではフォームの結果の足圧分布であるが足指はフォームと意識動作の結果の踏み込み圧である。
この、フォームの結果と意識動作の結果をリアルタイムに解析する条件はまさに足指中心のセンシング箇所に踏み込み圧センサの中心をセットできるかであり、足圧センシングポイント自在インソールの発明によって今までできなかった学習指導が限りなく広がる効果は絶大である。

以下、図面を参照して本発明の最良の形態について説明する。しかしながら、かかる実施例が本発明の技術的範囲を限定するものではない。

図１、図２は、本発明に使用する圧センサの１例をしめしたものである。３段にＯＮ／ＯＦＦできる円盤型フレキシブル多段スイッチの上面図と断面図を示している。円盤型フレキシブル多段スイッチの押し込む表面部は１層目たわみ板１と底部は４層目たわみ板４で構成されて、たわみ板圧着領域６で１層目たわみ板１と４層目たわみ板４を圧着して円盤型の構造空間と防水性を両立させている。

図３は、本発明の第一の実施の形態例における足圧感知（センシング）インソールの右上面図であり、左右対称の構成で左図面は省略する。

踏み込み圧センサ１（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）は踵とつま先と親指に配置してＯＮ／ＯＦＦの踏み込み圧の度合いで足圧中心軌跡が算出される。

指先感知（センシング）ポイント可動領域１０とつま先感知（センシング）ポイント可動領域２０は伸縮自在であり、使用者が意図するつま先領域に踏み込み圧センサｂと踏み込み圧センサｃの位置を合わせ、同様に踏み込み圧センサａも母指球中心に合わせ固定する。

母指球に合わせる場合、本発明者の踏み込み圧に応じて圧力の度合いをＯＮ／ＯＦＦの２値信号に変換する円盤型多段スイッチの使用例では、スイッチ中心が母指球中心からずれると踏み込み圧の度合いもずれて検出されるため、お椀型の履物シート形状で親指中心がずれないジェル仕様が最適である。

履物シート５は足あたりの良い部材で、踏み込み圧センサの直径は１８ｍｍで厚みが１段では０．９ｍｍで３段では１．５ｍｍで実装した実験例では、履物シートの厚みも１．５ｍｍ程度の部材を使用して踏み込み圧センサがはめ込めるように丸く開口することで踏み込み圧センサａ，ｂ，ｃ，ｄと履物シート５の段差を解消してフィット感は良好であった。

フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）信号出力コネクターコード６は履物の履き口に出すが参考図１０が示すように履物のベロ付近にひっかけると履くときスムーズである。

図４は、本発明の第一の実施の形態例における足圧感知（センシング）インソールの底面図であり、履物シート５と指先感知（センシング）ポイント可動領域１０とつま先感知（センシング）ポイント可動領域２０と各踏み込み圧センサ１ａ，ｂ，ｃ，ｄをＦＰＣで連結するＦＰＣ信号回路７とＦＰＣ蛇腹足指調整収納溝２とＦＰＣ蛇腹つま先調整収納溝３とＦＰＣ信号出力コネクター出口調整蛇腹コード収納溝４で構成している。

蛇腹コード収納溝の取り付け位置は、足圧が極力作用しないＦＰＣ信号出力コネクター出口調整蛇腹コード収納溝４では踵と土踏まずの間でＦＰＣ蛇腹つま先調整収納溝３では土踏まずの外側中心位置でＦＰＣ蛇腹足指調整収納溝２では指とつま先外縁部の中間に取り付けるのが望ましく、特に靴下に差し込んで使用する場合などにおいては厚みが制約されているので足裏の形状を利用して取り付けるのが最適である。

ＦＰＣ信号回路７の幅は極力小さく電気回路をプリントすることが望ましく蛇腹折り、あるいは図７のＦＰＣスライド折りたたみ信号回路４０が示すように自由に屈曲する仕様に構成できる。

しかし、導電性プリント配線の欠点はプリントした内側で折り曲げればプリントが剥離しにくいが外側に折り曲げると剥離し易くなるので、緩やかなカーブの蛇腹折りが必要である。

そのプリント剥離を防ぐために図８が示す例では伸縮充填部材７１でＦＰＣの伸縮する際の応力を均一にしてプリント剥離を防止できる。

図５は、本発明の第一の実施の形態例における足圧センシングポイントフリーインソールの断面図であり、指先センシングポイント可動領域１０とつま先センシングポイント可動領域２０と信号出力コネクター出口可動領域３０と踏み込み圧センサ１（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）と履物シート５とＦＰＣ信号出力コネクターコード６とＦＰＣ信号回路７とＦＰＣ蛇腹足指調整収納溝２とＦＰＣ蛇腹つま先調整収納溝３とＦＰＣ信号出力コネクター出口調整蛇腹コード収納溝４の構成を示している。

図６は、本発明の第一の実施の形態例における足圧センシングポイントフリーインソールの各踏み込み圧センサ１（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）をユーザー個人のセンシング場所に合わせて、履物シート固定台座５０に粘着する手順を示している。

履物シート固定台座５０には粘着のり５２が積層されて剥離紙５１のＸ部分をはがし踏み込み圧センサａと起点ゲージが合うように張り合わせる。次にＦＰＣ信号出力コネクターコード６の出口をユーザー自身の履物に合わせてＹ部分の剥離紙５１をはがして張り合わせ、順次、踏み込み圧センサ１（ｂ，ｃ）を合わせｚ部分の剥離紙５１をはがして張り合わせ、最後に踏み込み圧センサ１ａを母指球に合わせｗ部分の剥離紙５１をはがして張り合わせて完成する。

図７は、本発明の第一の実施の形態例における足圧感知（センシング）インソールのＦＰＣ信号回路７のジャバラに折り曲げた間に図８の伸縮充填部材７１で補強した図を示しており、図７はＦＰＣ信号回路７をＦＰＣスライドさせてジャバラコード収納溝４５に収納した図を示している。

図９は、本発明の第二の実施の形態例における足圧感知（センシング）インソールのＦＰＣ信号回路７５を全て蛇腹に折り曲げ伸縮テーパー仕様部材７０で踏み込み圧センサ１（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）を包み込んだ図を示している。

図１０は、本発明の第二の実施の形態例における足圧感知（センシング）インソールのＦＰＣ信号回路７５を全て蛇腹に折りまげ図９に示すように伸縮する部材の伸縮テーパー仕様部材７０のテーパー部分が履物台座及び床の段差による足裏の違和感を解消して直接的に通常のインソールや下駄、スリッパ、靴下などに取り付けることができる。

図１２は、本発明の第一の実施の形態例及び第二の実施形態例における足圧感知（センシング）インソールの信号出力コネクターコード７３のコネクター端末を挟み式接続コネクター基板７９で履物の支障ない個所に挟み電線コード７８を経由して送信モジュールＢＯＸ７７を履物のおしゃれポイントに取り付けた図を示している。

図１３は、本発明の第三の実施の形態例における足圧感知（センシング）インソールの履物シート固定台座の図を示している。

図１４は、本発明の第三の実施の形態例における足圧感知（センシング）インソールの伸縮テーパー仕様部材を張り付けた図を示している。
信号出力コードガイド８２を靴の出口に合うようにカットライン８４をカットしてから踏み込み圧センサと伸縮テーパー仕様部材８５を足裏のセンシングポイントに張り付ける。

本発明の第一の実施の形態例における実施の形態例における円盤型多段スイッチの上面図である。 本発明の第一の実施の形態例における実施の形態例における円盤型多段スイッチの断面図である。 本発明の第一の実施の形態例における実施の形態例における足圧センシングインソールの上面図である。 本発明の第一の実施の形態例における実施の形態例における足圧センシングインソールの底面図である。 本発明の第一の実施の形態例における足圧センシングインソールの構成例を示す断面図である。 本発明の第一の実施の形態例における足圧センシングインソールの組み立て断面図である。 本発明の第一の実施の形態例における足圧センシングインソールＦＰＣ折りたたみ方法を示す断面図である。 本発明の第一の実施の形態例における足圧センシングインソールのＦＰＣ蛇腹コードに充填剤でおおった断面図である 本発明の第二の実施の形態例における足圧センシングインソール伸縮テーパー仕様部材の断面図である 本発明の第二の実施の形態例における足圧センシングインソールの上面図である 本発明の足圧センシングインソール信号出力と送信モジュールを示した参考図である。 本発明の足圧センシングインソールの靴に取り付けた参考図である。 本発明の第三の実施の形態例における足圧センシングインソールの履物シート固定台座の上面図である 本発明の第三の実施の形態例における足圧センシングインソールの伸縮テーパー部材を張り合わせた上面図である

１：踏み込み圧センサ（ａ，ｂ，ｃ，ｄ），２：ＦＰＣ蛇腹足指調整収納溝、３：ＦＰＣ蛇腹つま先調整収納溝、４：ＦＰＣ信号出力コネクター出口調整蛇腹コード収納溝、５：履物シート、６：ＦＰＣ信号出力コネクターコード、７：ＦＰＣ信号回路、１０：指先センシングポイント可動領域、２０：つま先センシングポイント可動領域、３０：信号出力コネクター出口可動領域、４０：ＦＰＣスライド折りたたみ信号回路、４５：蛇腹コード収納溝、４６：ＦＰＣスライド折りたたみ回転コロ、５０：履物シート固定台座、５１：剥離紙、５２：粘着のり、７０：伸縮テーパー仕様部材、７１：伸縮充填部材、７３：信号出力コネクターコード、７４：通常仕様インソール、７５：ＦＰＣ蛇腹信号回路、７８：電線コード、７９：挟み式接続コネクター基板、８０：履物シート固定台座、８１：信号出力コード出口開口部、８２：信号出力コードガイド、８４：カットライン、８５：伸縮テーパー仕様部材。

Claims (1)

1. 履物シートの足裏と接する表面層に踵領域とつま先領域と指先領域に足圧をセンシングするための多段踏み込み圧センサを複数個設け、前記、複数個の多段踏み込み圧センサには、それぞれの領域に配置するフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）の信号回路で連結され、踵とつま先の間から外部にセンシング信号を出力するためのＦＰＣ信号出力コネクターコードが設けられ、前記、踏み込み圧センサとＦＰＣ信号出力コネクターコードは踵の、前記、踏み込み圧センサ計測点を起点として、つま先センシング箇所と指先センシング箇所とＦＰＣ信号出力コネクターコードの出し口の調整をするための可動部を、前記履物台座中央部に少なくても２ヶ所とつま先と指の間に設け、前記、可動部は伸縮自在に動く部材で構成され、前記可動部下層には、前記ＦＰＣ信号回路が設けられ、前記、信号回路は伸縮自在に可動するために蛇腹折りに構成され、前記、蛇腹折りＦＰＣ信号回路は、前記、履物シートの溝空間に収納され、ユーザーの任意のセンシングポイントに自在に移動させ、固定台座と粘着固定できることを特徴とする足圧センシング自在インソール

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