JP3092020B2 - 靴用の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は靴用の制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】最近、健康のため或いは１日の運動量を
知るために、歩数を計る歩数計が利用されている。ま
た、歩行，ジョギング，或いは各種運動の為にポンプシ
ューズという靴が開発されている。この靴は靴底の部
分、足の甲に接触する部分、或いはくるぶしの部分等に
気体タンクを設け、この気体タンクにエアを注入して靴
底からの衝撃を和らげると共に、足をサポートするもの
である。この場合、気体タンクの圧力が低すぎると快適
なクッション性が得られず、くるぶし等を十分にサポー
トできなくなる。また、圧力が高すぎると足の甲などが
圧迫されて快適な履き心地が得られない。そのため、実
際に靴を履いて自分に合ったクッションの強さ、フィッ
ト感が得られるように圧力を調整する必要があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、歩数計にあ
っては、ポケットに入れたり、腰のベルトに付けたりし
ているので、紛失しやすく運動の邪魔になるため、その
代わりに前記ポンプシューズ内部の圧力を検出し、この
圧力の変動から、歩いたり走ったりした場合に得られる
歩数データを、正確に計数することが考えられるが、圧
力を計測する圧力センサを常時駆動するのでは消費電力
が大きくなってしまい、また、圧力モニタモードと歩数
計モードで圧力センサの出力信号の増幅率を一定にした
のでは、歩数計モードにおける圧力信号が大き過ぎた場
合、正確な歩数データの計数が得られなくなるという問
題点が考えられる。

【０００４】この発明は、このような問題点を解決する
為になされたもので、消費電力を確実に低減することが
できる靴用の制御装置および、正確に歩数データを表示
することができる靴用の制御装置を提供することを目的
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明に係る靴用の制
御装置は、このような課題を解決するために、 モニタモ
ードと歩数計モードとのいずれかを設定する設定手段
と、靴本体内の圧力を検出する圧力センサと、この圧力
センサを駆動する駆動手段と、前記圧力センサにより検
出された圧力の値が、予め定められた圧力の値に上昇し
た回数を計数し、この計数に対応した歩数データを表示
させる表示制御手段と、前記設定手段により前記モニタ
モードが設定されている際は前記駆動手段を常時駆動さ
せ、かつ、前記設定手段により前記歩数計モードが設定
されている際は前記駆動手段を間欠駆動させる駆動制御
手段と、を具備し、 前記圧力センサにより検出された圧
力信号を増幅する増幅する増幅手段と、増幅手段により
増幅された圧力信号の値が、予め定められた圧力の値に
上昇した回数を計数し、この計数に対応する歩数データ
を表示させる表示制御手段と、前記設定手段により設定
される前記モニタモードの場合と前記歩数計モードの場
合における前記増幅手段の増幅率を互いに異ならせる増
幅制御手段と、を具備した。

【０００６】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図１ないし図１
１に基づいて説明する。図１は靴の外観図、図２はその
内部に配置された気体タンクの位置を示す図、図３は図
２のＸ−Ｘ断面図、図４は図２のＹ−Ｙ断面図である。

【０００７】図１に示すように、この靴は靴本体を形成
し且つ足を覆う胛被１と、甲を押えるベロ２と、靴底３
と、胛被１の踵部分の外側に装着されるカバー部４とか
ら構成されている。カバー部４の内側には後述する図５
で示す圧力測定装置１０（図１では図示せず）が配置さ
れると共に、透明部５を通して圧力測定装置１０の表示
内容を見ることができる。

【０００８】図２に示すように、胛被１内側のつま先の
靴底３部分には気体タンク６が設けられ、くるぶしの部
分には踵をホールドする気体タンク７が設けられてい
る。図３に示すように、気体タンク６は靴底３全体に設
けられており、歩行時のクッションとなる。

【０００９】図４に示すように、靴の中間部には中敷８
が設けられている。中敷８の内部にはエア管９ａ，９ｂ
が設けられ、気体タンク６と気体タンク７とが連通され
ている。従って、気体タンク６，７に適量のエアを注入
すれば、靴底３から受ける衝撃を気体タンク６により緩
和できると共に、気体タンク７により踵をサポートでき
る。なお、気体タンク６，７にエアを注入する場合は、
図示しないバルブにエアポンプを接続し、エアポンプか
らエアを注入する。

【００１０】図５は、カバー部４の内側に配置される圧
力測定装置１０の外観図である。同図に示すように、圧
力測定装置１０の機器ケース１０ａには圧力等を表示す
る表示部１１と、電源スイッチＫ１と、測定開始スイッ
チＫ２と、気体タンク６，７に連通されたエア管１２と
が設けられている。なお、この実施例ではカバー部４お
よび圧力測定装置１０は、靴の片方にのみ装着されるも
のである。

【００１１】図６は、圧力測定装置１０における機器ケ
ース１０ａの内部構造を示す断面図である。機器ケース
１０ａには表面ガラス１０ｂが設けられ、その内部に液
晶表示装置からなる表示部１１が配置されている。この
表示部１１の裏側には回路基板１３が配置されており、
表示部１１と回路基板１３とはコネクタ１４により電気
的に接続されている。回路基板１３の裏側には電子回路
を内蔵したＬＳＩ１５が実装されている。また、回路基
板１３の表面側には可動接点１３ａと固定接点１３ｂと
が設けられ、測定開始スイッチＫ２の押圧部１６により
可動接点１３ａが移動して固定接点１３ｂと接触するよ
うに構成されている。

【００１２】また、機器ケース１０ａの内部にはエア管
１２と連通する圧力センサケース１７が設けられてい
る。圧力センサケース１７の内部には圧力センサ１８が
エア管１２を密閉する構造で配置されている。そして、
圧力センサケース１７には通気孔１７ａが設けられ、こ
の通気孔１７ａにより圧力センサケース内部と機器ケー
ス１０ａの内部とが連通している。圧力センサ１８はリ
ード線１９により回路基板１３と電気的に接続されてい
る。さらに、機器ケース１０ａの内部には電池２０が配
置され、ＬＳＩ１５に電源を供給する。

【００１３】この場合、機器ケース１０ａの内部は図７
に示すように、測定開始スイッチＫ２を移動自在に保持
するキー孔１０ｃを介して大気圧が加わるように構成さ
れている。図７はキー孔１０ｃ部分の詳細を示す断面図
である。

【００１４】図７(Ａ)はキー孔１０ｃに測定開始スイッ
チＫ２を保持した状態を示す。同図に示すように、測定
開始スイッチＫ２の押圧部１６には防水用Ｏ（オー）リ
ング２１が嵌着されており、このＯリング２１によりキ
ー孔１０ｃが密閉され、機器ケース１０ａは防水構造に
なっている。

【００１５】図７(Ｂ)は測定開始スイッチＫ２が操作さ
れて押圧部１６が移動し、Ｏリング２１が操作前の位置
２１ａから操作後の位置２１ｂまで移動した状態を示す
図であり、図７(Ｃ)はキー孔１０ｃ部分の横断面図であ
る。両図に示すように、キー孔１０ｃの内壁には切り欠
１０ｄが形成されているので、Ｏリング２１が操作後の
位置２１ｂに移動すると、切り欠１０ｄを介して機器ケ
ース１０ａの内部に大気圧が加わるようになる。

【００１６】即ち、測定開始スイッチＫ２が操作された
状態でのみ、機器ケース１０ａの内部が外部と連通し、
圧力センサケース１７にも大気圧が加わる。従って、圧
力センサ１８の一方面には圧力センサケース１７を介し
て大気圧が加わり、他方面にはエア管１２を介して気体
タンク６，７の圧力が加わるので、圧力センサ１８によ
り気体タンク６，７の圧力を正確に測定できる。

【００１７】次に、図８を参照して圧力測定装置１０の
回路構成を説明する。なお、この圧力測定装置１０はモ
ニタモードと歩数計モードとを有し、モニタモードでは
気体タンク６，７内の圧力を測定し、歩数計モードでは
気体タンク６，７内の圧力変化によって歩数を測定す
る。

【００１８】同図において、圧力センサ１８は感圧抵抗
素子からなる周知のブリッジ回路である。また制御回路
２２は図示しない内蔵ＲＯＭに予め記憶したマイクロプ
ログラムに基づいて、圧力センサ１８による気体タンク
６，７内の圧力測定，データ格納等の各種処理を行なう
中央処理部である。この制御回路２２は、モニタモード
においては図１１に示すモニタモード信号ｌ₀ を駆動回
路２３に出力すると共に、歩数計モードにおいては歩数
計モード信号ｌ₁を駆動回路２３および増幅回路２４に
出力する。

【００１９】駆動回路２３は、制御回路２２から出力さ
れるモニタモード信号ｌ₀ 或いは歩数計モード信号ｌ₁
に応じて、圧力センサ１８を駆動する。即ち、制御回路
２２からモニタモード信号ｌ₀ が出力された場合は圧力
センサ１８を連続駆動し、歩数計モード信号ｌ₁ が出力
された場合は圧力センサ１８を間欠駆動する。圧力セン
サ１８は、エア管１２を介して気体タンク６，７内の圧
力を測定し、圧力に応じた測定電圧を端子Ｃ，Ｄから出
力する。圧力センサ１８から出力された測定電圧は増幅
回路２４に供給される。

【００２０】増幅回路２４は、圧力センサ１８の出力電
圧を増幅し、Ａ／Ｄ（アナログ−デジタル）変換回路２
５および計数回路部２６に出力する。この場合、増幅回
路２４の増幅率は制御回路２２から出力される歩数計モ
ード信号ｌ₁ に応じて変化する。即ち、歩数計モード信
号ｌ₁ が出力された場合は増幅率が小さくなるように構
成されている。Ａ／Ｄ変換回路２５は、増幅回路２４か
ら出力される出力電圧、即ち増幅された圧力センサ１８
の出力電圧をＡ／Ｄ変換して制御回路２２に出力する。

【００２１】計数回路部２６は、増幅回路２４から出力
される出力電圧が一定レベル以上のとき、これを歩数と
して計数し、計数された歩数データを制御回路２２に出
力する。ＳＷ（スイッチ）入力部２７は、図５に示した
電源スイッチＫ１および測定開始スイッチＫ２を具備し
たもので、スイッチ操作に応じた操作信号を制御回路２
２に出力する。表示回路２８は、図５に示した表示部１
１を含むもので制御回路２２から出力される表示データ
に応じた表示内容を表示部１１に表示する。

【００２２】図９は駆動回路２３の詳細を示す回路図で
ある。アンドゲートＡＮＤの一方入力端には制御回路２
２から歩数計モード信号ｌ₁ が入力されると共に、他方
入力端には図示しないタイミング回路から図１１に示す
Dutyパルスｌ₂ が入力される。アンドゲートＡＮＤの出
力はオアゲートＯＲの一方入力端に入力される。オアゲ
ートＯＲの他方入力端にはモニタモード信号ｌ₀ が入力
され。オアゲートＯＲの出力は、図１１に示すセンサ駆
動信号ｌ₃ として、オペアンプＯＰ５の制御入力端子に
入力される。

【００２３】オペアンプＯＰ５は、圧力センサ１８に対
して駆動電圧を供給するもので、(＋)端子には基準電圧
Ｖref2が入力される。この基準電圧Ｖref2は定格電圧Ｖ
ccを抵抗Ｒ８，Ｒ９で分圧し、抵抗Ｒ８と抵抗Ｒ９との
接続点で得られる電圧である。オペアンプＯＰ５の(−)
端子は圧力センサ１８の端子Ａに接続され、オペアンプ
ＯＰ５の出力は圧力センサ１８の端子Ｂに接続される。
即ち、センサ駆動信号ｌ₃ が“Ｈ”レベルのときだけ、
オペアンプＯＰ５から駆動電圧が出力されて圧力センサ
１８が動作する。

【００２４】図１０は増幅回路２４の詳細を示す回路図
である。オペアンプＯＰ１の(＋)端子には圧力センサ１
８の端子Ｃが接続される。オペアンプＯＰ１の出力は抵
抗Ｒ２を介して(−)端子にフィードバックされると共
に、抵抗Ｒ４に接続される。オペアンプＯＰ２の(＋)端
子には圧力センサ１８の端子Ｄが接続される。オペアン
プＯＰ２の出力は抵抗Ｒ３を介して(−)端子にフィード
バックされると共に、抵抗Ｒ６に接続される。

【００２５】オペアンプＯＰ１の(−)端子とオペアンプ
ＯＰ２の(−)端子との間には、抵抗Ｒ1aと、抵抗Ｒ1bお
よびトランジスタＴＲとが並列に接続されている。トラ
ンジスタＴＲは、抵抗Ｒ1bを上記各(−)端子間に接続す
るもので、歩数計モード信号ｌ₁ が“Ｈ”レベルのとき
だけゲートが開き、オペアンプＯＰ１の(−)端子とオペ
アンプＯＰ２の(−)端子との間に抵抗Ｒ1aと抵抗Ｒ1bと
が並列に接続される。抵抗Ｒ４の他方端はオペアンプＯ
Ｐ３の(−)端子および抵抗Ｒ５に接続される。抵抗Ｒ６
の他方端はオペアンプＯＰ３の(＋)端子に接続される。

【００２６】オペアンプＯＰ３の(＋)端子には抵抗Ｒ７
を介して基準電圧Ｖref1が入力される。オペアンプＯＰ
３の出力は抵抗Ｒ５を介して(−)端子にフィードバック
されると共に、増幅電圧Ｖout としてＡ／Ｄ変換回路２
５および計数回路部２６に出力される。

【００２７】次に、上記実施例の動作を説明する。上記
実施例において、圧力測定装置１０を使用しない時は、
測定開始スイッチＫ２を図７(Ａ)に示す位置に保持して
おく。この状態では、測定開始スイッチＫ２の押圧部１
６に設けられたＯリング２１によりキー孔１０ｃが密閉
され、機器ケース１０ａは大気から密閉されて防水構造
になっている。

【００２８】そして、圧力測定装置１０を使用する場合
には、機器ケース１０ａに設けられた測定開始スイッチ
Ｋ２を操作する。この結果、図７(Ｂ)に示すようにＯリ
ング２１が操作後の位置２１ｂまで移動し、切り欠１０
ｄを介して機器ケース１０ａの内部に大気圧が加わるよ
うになる。従って、圧力センサケース１７は通気孔１７
ａを介して機器ケース１０ａの内部と連通しているの
で、圧力センサケース１７内の圧力センサ１８にも大気
圧が加わり、エア管１２を介して気体タンク６，７の圧
力を測定できる状態となる。

【００２９】また、測定開始スイッチＫ２の操作によ
り、可動接点１３ａが固定接点１３ｂに接触してスイッ
チＯＮとなり、ＳＷ入力部２７は制御回路２２に対して
操作信号を出力する。これにより、制御回路２２はモー
ドに応じた動作を行なう。

【００３０】(１) モニタモード 圧力センサ１８によって気体タンク６，７の圧力を測定
するモニタモードでは、圧力を正確に測定するために圧
力センサ１８を常時駆動する。

【００３１】従って、モニタモードの場合、制御回路２
２は図１１に示すように、“Ｈ”レベルのモニタモード
信号ｌ₀ を駆動回路２３に出力し、“Ｌ”レベルの歩数
計モード信号ｌ₁ を駆動回路２３および増幅回路２４に
出力する。即ち、駆動回路２３ではオアゲートＯＲの他
方入力端に“Ｈ”レベルのモニタモード信号ｌ₀ が入力
される。

【００３２】従って、モニタモード信号ｌ₀ が“Ｈ”レ
ベルのときは図１１に示すように、オアゲートＯＲから
は常時“Ｈ”レベルのセンサ駆動信号ｌ₃ が出力され、
オペアンプＯＰ５の制御入力端子に入力される。このと
き、アンドゲートＡＮＤは閉じており、アンドゲートＡ
ＮＤからDutyパルスｌ₂ は出力されない。この結果、オ
ペアンプＯＰ５は圧力センサ１８の端子Ａ，Ｂに駆動電
圧を常時出力し、圧力センサ１８が連続して駆動され
る。

【００３３】また、増幅回路２４においては歩数計モー
ド信号ｌ₁ が“Ｌ”レベルのため、トランジスタＴＲが
閉じている。従って、オペアンプＯＰ１の(−)端子とオ
ペアンプＯＰ２の(−)端子との間には抵抗Ｒ1bは接続さ
れず、抵抗Ｒ1aのみが接続される。この場合、オペアン
プＯＰ１およびオペアンプＯＰ２の増幅率は｛（Ｒ２＋
Ｒ３）／Ｒ1a｝＋１であり、抵抗Ｒ1bが接続された場合
に比べて増幅率が大きくなる。

【００３４】従って、圧力センサ１８の端子Ｃ，Ｄから
出力された出力電圧はオペアンプＯＰ１およびオペアン
プＯＰ２で増幅され、更にオペアンプＯＰ３で増幅され
て増幅電圧Ｖout としてＡ／Ｄ変換回路２５および計数
回路部２６に出力される。Ａ／Ｄ変換回路２５は増幅回
路２４からの出力電圧をＡ／Ｄ変換して制御回路２２に
出力し、これに基づいて制御回路２２は圧力データを生
成して表示回路２８に出力する。これにより、表示部１
１には気体タンク６，７の圧力を示す圧力データが表示
される。

【００３５】(２) 歩数計モード 歩数計モードでは、歩行時の衝撃により気体タンク６，
７の圧力が一時的に増大するピークを捉えて歩数を計数
している。この歩数計モードでは、圧力測定装置１０を
長時間連続して使用するので圧力センサ１８を間欠駆動
して消費電力を低減させると共に、圧力データが通常よ
りも大きいので増幅回路２４の増幅率を小さくしてい
る。

【００３６】従って、歩数計モードの場合、制御回路２
２は図１１に示すように、“Ｈ”レベルの歩数計モード
信号ｌ₁ を駆動回路２３および増幅回路２４に出力し、
“Ｌ”レベルのモニタモード信号ｌ₀ を駆動回路２３に
出力する。即ち、駆動回路２３ではアンドゲートＡＮＤ
の一方入力端に“Ｈ”レベルの歩数計モード信号ｌ₁が
入力される。この結果、アンドゲートＡＮＤが開いて、
アンドゲートＡＮＤからDutyパルスｌ₂ が出力され、オ
アゲートＯＲに入力される。

【００３７】従って、オアゲートＯＲからは図１１に示
すように、Dutyパルスｌ₂ に応じた断続的なセンサ駆動
信号ｌ₃ が出力され、オペアンプＯＰ５の制御入力端子
に入力される。この結果、オペアンプＯＰ５は圧力セン
サ１８の端子Ａ，Ｂに駆動電圧を断続的に出力するの
で、圧力センサ１８は断続的に駆動される。この場合、
駆動回路２３による電力消費が低減する。

【００３８】また、増幅回路２４においては歩数計モー
ド信号ｌ₁ が“Ｈ”レベルのため、トランジスタＴＲが
開いている。従って、オペアンプＯＰ１の(−)端子とオ
ペアンプＯＰ２の(−)端子との間には、抵抗Ｒ1aと抵抗
Ｒ1bとが並列に接続される。この場合、オペアンプＯＰ
１およびオペアンプＯＰ２の増幅率は｛（Ｒ２＋Ｒ３）
／Ｒ1a＋Ｒ1b｝＋１であり、抵抗Ｒ1bが接続されない場
合に比べて増幅率が小さくなる。

【００３９】従って、圧力センサ１８の端子Ｃ，Ｄから
入力された測定電圧はオペアンプＯＰ１およびオペアン
プＯＰ２で増幅され、更にオペアンプＯＰ３で増幅され
て増幅電圧Ｖout としてＡ／Ｄ変換回路２５および計数
回路部２６に出力される。

【００４０】計数回路部２６は増幅回路２４から出力さ
れた圧力センサ１８の出力電圧、即ち圧力データが一定
レベル以上のとき、これを歩行の１歩として計数すると
共に、計数された歩数データを制御回路２２に出力す
る。制御回路２２は歩数データに基づいた表示データを
表示回路２８に出力し、表示部１１には歩数データが表
示される。

【００４１】なお、上記実施例では気体タンク６，７に
空気を注入したが、注入するものは空気に限らず、炭酸
ガス等の空気以外のガスや、液体でもよい。また、この
発明は通常の靴以外に、運動靴、革靴、スキーシュー
ズ、ゴルフシューズ、各種ブーツなどの種々の靴に適用
できる。更に、上記実施例では片方の靴についてのみ述
べたが、他方の靴は気体タンク６，７のみ設けて同じ程
度の圧力に設定すればよいものである。

【００４２】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、モニタモ
ードが設定されている際は圧力センサを駆動するための
駆動手段を常時駆動させ、かつ、歩数計モードが設定さ
れている際は前記駆動手段を間欠駆動させるようにして
いるので、各モードにおいて駆動手段を常時駆動する場
合に比べて消費電力を確実に低減させることができる。
請求項２記載の発明によれば、前記モニタモードの場合
と前記歩数計モードの場合において、圧力センサにより
検出された圧力信号を増幅するための増幅手段の増幅率
を異ならせる増幅制御手段を具備しているので、圧力セ
ンサの圧力信号が大きくなりすぎ、正確な歩数の計数が
出来なくなることを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を適用した靴の外観図である。

【図２】内部構造を示す外観図である。

【図３】図２のＸ−Ｘ断面図である。

【図４】図２のＹ−Ｙ断面図である。

【図５】圧力測定装置１０の外観図である。

【図６】圧力測定装置１０の内部構造を示す図である。

【図７】内部構造の詳細を示す断面図である。

【図８】圧力測定装置１０の回路構成を示す図である。

【図９】駆動回路２３の詳細を示す回路図である。

【図１０】増幅回路２４の詳細を示す回路図である。

【図１１】各信号を示す図である。

【符号の説明】

１…胛被 ６，７…気体タンク ８…中敷 １０…圧力測定装置 １０ａ…機器ケース １１…表示部 １２…エア管 １３…回路基板 １７…圧力センサケース １７ａ…通気孔 １８…圧力センサ ２２…制御回路 ２３…駆動回路 ２４…増幅回路 ２５…Ａ／Ｄ変換回路 ２６…計数回路部 ２７…ＳＷ入力部 ２８…表示回路

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モニタモードと歩数計モードとのいずれ
   かを設定する設定手段と、 靴本体内の 圧力を検出する圧力センサと、 この圧力センサを駆動する駆動手段と、前記 圧力センサにより検出された圧力の値が、予め定め
   られた圧力の値に上昇した回数を計数し、この計数に対
   応した歩数データを表示させる表示制御手段と、前記設定手段により前記モニタモードが設定されている
   際は前記 駆動手段を常時駆動させ、かつ、前記設定手段
   により前記歩数計モードが設定されている際は前記駆動
   手段を間欠駆動させる駆動制御手段と、 を具備したことを特徴とする靴用の制御装置。
2. 【請求項２】 モニタモードと歩数計モードとのいずれ
   かを設定する設定手段と、 靴本体内の 圧力を検出する圧力センサと、 この圧力センサにより検出された圧力信号を増幅する増
   幅する増幅手段と、 この増幅手段により増幅された圧力信号の値が、予め定
   められた圧力の値に上昇した回数を計数し、この計数に
   対応する歩数データを表示させる表示制御手段と、前記設定手段により設定される前記モニタモードの場合
   と前記歩数計モードの場合における前記増幅手段の増幅
   率を互いに異ならせる 増幅制御手段と、 を具備したことを特徴とする靴用の制御装置。