JPH0685724B2

JPH0685724B2 - 足型測定装置

Info

Publication number: JPH0685724B2
Application number: JP179289A
Authority: JP
Inventors: 隆吉井; 英俊斎藤
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 1989-01-06
Filing date: 1989-01-06
Publication date: 1994-11-02
Anticipated expiration: 2009-11-02
Also published as: JPH02182202A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、人体の足型を測定するための足型測定装置
に関し、足の形状に合致した靴を設計し、製作し、また
は多数の既製靴から探し出し、既製の靴を手直しするた
めに用いられる。

（従来の技術）足の形状を把握するため、従来は、計測者が例えばシュ
ーフィッタ、フートゲージ、スクライバ、巻尺、ハイト
ゲージなどを足に直接当てて各部の寸法を測定していた
が、人間の足が柔かく、測定圧の大きさによって測定値
が異なり、測定に熟練を要するので、最近になって非接
触で足の形状を測定するための自動足型計測器が開発さ
れるようになった。

例えば、片持ち状に固定された足置き台上に被測定者の
片足をのせ、この足の長さ方向、幅方向および高さ方向
に変位センサを移動し、または足の長さ方向軸の周囲に
上記の変位センサを回転しながら足までの距離を計測
し、この計測値および変位センサの移動量などに基づい
て演算を行ない、足の輪郭や断面形状を求めるようにし
たものが知られている。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記公知の足型測定装置は、左右の足を
片側ずつ個別に測定するものであり、かつ１個の変位セ
ンサの位置、向きを変えて測定するものであるから、左
右両足の測定を完了するまでに長時間を必要とし、また
足置き台が単に足をのせるだけのものであって圧力分布
センサを備えていないので、足裏の接地部形状を知るこ
とができなかった。しかも、体重のかけ方によって足の
一部がふくらんだりして輪郭が変化するのに対し、上記
公知の装置は、人体の重心位置を確認する手段を全く具
備していないので、測定誤差が大きくなるという問題が
あった。

この発明は、左右両足の形状を同時に測定して所要時間
を短縮することができ、かつ変位センサによる測定と同
時に足裏の接地面形状（体圧分布）を検出することがで
き、しかも被測定者の重心を所望の範囲内に保ちながら
上記の測定を行なって測定誤差を小さくすることができ
る足型測定装置を提供するものである。

（課題を解決するための手段）この発明の足型測定装置は、本体ケースの底板上に多角
形配置の３個以上のロードセルを介して台板を裁置し、
この台板上に幅方向に長い前部摺動板および後部摺動板
をそれぞれ前後摺動自在に支架すると共に、これらの前
部摺動板および後部摺動板を前後方向にまたぐように左
右の足台フレームを固定し、この左右の足台フレーム上
にそれぞれ固定された足置き台の上面に足裏の接地面形
状を検出するための圧力分布センサを設置し、上記後部
摺動板上に上記の左側足置き台を挟んで対向する２個の
左足側面検出用レーザー式変位センサおよび上記右側足
置き台を挟んで対向する２個の右足側面検出用レーザー
式変位センサをそれぞれ昇降自在に設け、上記の前部摺
動板上に左足置き台を幅方向にまたぐ左側ドーム形ガイ
ドレールおよび右足置き台を幅方向にまたぐ右側ドーム
形ガイドレールをそれぞれドーム形ガイドレールの左右
の脚部を結ぶ直線の上記幅方向に対する傾斜角度を調整
できるように鉛直軸を支点にして前後揺動自在に設け、
上記の左側ドーム形ガイドレールおよび右側ドーム形ガ
イドレールにそれぞれ左ドーム用レーザー式変位センサ
および右ドーム用レーザー式変位センサを摺動自在に取
付け、上記の前部摺動板上に上記ドーム形ガイドレール
の前方または後方で左右の足置き台を幅方向にまたぐ門
形ガイドレールを固定し、この門形ガイドレールの上方
水平部に左上面用レーザー式変位センサおよび右上面用
レーザー式変位センサをそれぞれ摺動自在に取付け、上
記左右の足置き台上で被測定者が立ったときに上記３個
以上のロードセルを結ぶ多角形の重心位置に対する被測
定者の重心の片寄りを、上記３個以上のロードセルの出
力に基づいて演算し表示する重心表示器を設け、上記の
片寄りを所定の範囲内に保ちながら上記の側面検出用レ
ーザー式変位センサによる足の輪郭、足長、足幅の測
定、ドーム用レーザー式変位センサによる足囲の測定、
上面用レーザー式変位センサによる第１指高、第２指高
の測定および圧力分布センサによる足裏の体圧分布測定
を可能にしたことを特徴とする。

（作用）被測定者が左足を左側足置き台に乗せ、右足を右側足置
き台に乗せて立つと、被測定者の体の傾斜などに応じて
重心が移動し、その重心の位置が重心表示器に表示され
るので、被測定者は、足型の測定中に上記重心表示器の
表示を見ながら自己の姿勢を制御して重心を所定の範囲
内に保つことができる。

上記のように被測定者が左右の足置き台上に立つと、左
右の足置き台に設置されている圧力分布センサが足裏の
多数の微小部分ごとにその接地圧の大きさを検出し、そ
の検出値の設定値を超える部分が上記圧力センサにあら
かじめ接続されている演算装置およびプロッタを介して
等高線、色分布などの図形（第８図の斜線部Ｓ参照）と
して出力される。

また、後部摺動板上の側面検出用レーザー式変位センサ
を作動させると、後部摺動板が後部（足の踵側）から所
定の速度で前進し、かつ後部摺動板上の左右２組の側面
検出用レーザー式変位センサが所定範囲を上下にトラバ
ースして足までの水平距離を測定する。例えば、上記側
面検出用レーザー式変位センサの上昇ストローク中に検
出した最短距離および下降ストローク中に検出した最短
距離のみをそれぞれ設定により記憶させ、これと後部摺
動板の移動距離とを用いることにより、足の外輪郭Ａ
（第８図参照）が求められる。すなわち、後部摺動板の
前進ストロークにより、左足側面検出用レーザー式変位
センサの外側のものによってこの変位センサと左足の外
面との距離が計測され、その結果から外側の輪郭が求め
られ、上記外側の変位センサと対向する内側センサによ
って左足の内面との距離が計測され、その結果から内側
の輪郭が求められ、外側の輪郭および内側の輪郭を合わ
せることにより左足全体の外輪郭が得られる。また、同
様にして右側１組の側面検出用レーザー式変位センサに
よって右足の外輪郭Ａが得られる。そして、上記左右の
外輪郭が必要に応じて図形として出力される。また、上
記外輪郭Ａのデータから、足長ｌ、足幅ｂなどが算出さ
れる。なお、足の側面への突出量は、接地面の若干上方
で最大になっており、その最大突出部が存在する部分の
高さは、踵側の方が爪先側よりも高いことが経験的に知
られているので、上記側面検出用レーザー式変位センサ
の上下のトラバース幅を後側（踵側）で大きく、前側
（爪先側）で小さくなるように２段階以上に変え、これ
により計測所要時間を短縮することができる。

後部摺動板の後退ストロークでは、上記変位センサのト
ラバース運動を省略して高速度で後退させ、経験により
設定された範囲でのみ上下のトラバースを行ない、イン
ステップ高さｈ（第10図参照）を測定することができ
る。また、前進ストロークで得られた外輪郭Ａの内側お
よび外側のボールポイントB₁、B₂（幅方向の最大突出
点）のうち、内側のボールポイントB₁において上下のト
ラバースを行ない、上記の内側ボールポイントの高さを
検出することができる。更に、外果端Ｃ（第10図参照）
および内果端Ｄ（第９図参照）の先端位置を検出し、そ
の高さｃ、ｄを計測することができる。

爪先側に位置する前部摺動板を後退させ、かつ左右のド
ーム形ガイドレールを幅方向に対し前後に揺動させて前
記外輪郭Ａの測定で得られた内側および外側のボールポ
イントB₁、B₂を結ぶ直線上に位置させ、この左右の各ド
ーム形ガイドレールに沿って左右のドーム用レーザー式
変位センサを摺動させ、この変位センサから足までの半
径方向距離を測定し、内側ボールポイントB₁および外側
ボールポイントB₂を結ぶ線上の断面形状を知り、これか
ら足囲ｍ（第９図参照、ボールガース）が算出される。
なお、ドーム形ガイドレールを半円形部分とその下に足
の厚みに応じて続く短い鉛直方向の直線部分とで形成
し、上記のドーム用レーザー式変位センサが上記の直線
部と半円部とを連続して摺動するようにして測定精度を
向上することができ、また、上記のドーム用レーザー式
変位センサではボールポイントB₁、B₂の上方部分のみを
測定し、これに前記側面検出用変位センサによって測定
したボールポイントB₁、B₂の高さを加えて足囲を求める
ことができる。また、上記のドーム形ガイドレールをイ
ンステップポイントＥ上に停止し、かつその向きを幅方
向に向けて固定し、ドーム用レーザー式変位センサを駆
動することにより、インステップポイントＥを通る周長
のインステップガースｎが算出される。

上記の前部摺動板が脚の付け根の前面に達したのち、前
部摺動板がもとの位置に前進を開始し、左右の門形ガイ
ドレールの水平部に沿って各上面用レーザー式変位セン
サが摺動し、足までの垂直距離が測定され、これにより
第１指高ｉおよび第５指高ｊを算出する。この場合、経
験により設定される爪先部内側の所定領域および爪先部
外側の所定領域のみをそれぞれ上記変位センサに走査さ
せて第１指および第５指の最も高い点の位置およびその
高さを検出し、これにより検出時間を短縮することがで
きる。

なお、上記の足裏接地面Ｓ、外輪郭Ａ、足長ｌ、足幅
ｂ、インステップ高さｈ、足囲（ボールガース）ｍ、イ
ンステップガースｎ、第１指高ｉ、第５指高ｊの中でそ
の一部、例えばボール高や内果端高ｄの測定を省略し、
反対に内不踏長、外不踏長、内側半足幅b₁、外側半足幅
b₂、ヒール幅b₃等を側面検出用レーザー式変位センサで
計測することができ、また足囲ｍとインステップガース
ｎの測定位置の中間でウエイストガースｔをドーム用レ
ーザー式変位センサで計測することができる。また、ド
ーム形ガイドレールを高さ調節自在に、また左右へ傾斜
可能に形成し、例えばインステップガースの測定時にド
ーム形ガイドレールを足の内側へ若干傾斜させたり、高
さを変えたりすることにより測定精度を向上することが
できる。

（実施例）第１図において、１は計測部、２は制御部、３は重心表
示部、４はキーボード、５はタッチパネル付きディスプ
レイ、６はプロッタ、７はプリンタであり、計測部１の
左右の足置き台18、18上に被測定者が左右の足を乗せて
立つと、その重心の位置が重心表示部３に例えばバーグ
ラフ等によって表示され、ディスプレイ５の指示に従っ
てタッチパネルを操作することにより、計測部１の足置
き台18、18の圧力分布センサ19が作動して足裏の接地部
が検出され、この接地部形状Ｓがプロッタ６から出力さ
れ、また計測部１の各レーザー式変位センサ36、48、54
が動作して足の各部の寸法が測定され、制御部２のコン
ピュータで演算され、足の外輪郭Ａがプロッタ６から出
力され、各測定値がプリンタ７から出力される。

第２図および第３図において、計測部１の本体ケース10
の底板11上に後部（第２図下方）の左右および前部の中
央の合計３箇所のロードセル12a、12b、12cを介して台
板13が載置され、これら３個のロードセル12a、12b、12
cにそれぞれ加わる荷重をWa、Wb、Wcとするとき、制御
部２（第１図参照）において上記個別荷重の平均値（Wa
＋Wb＋Wc）/3＝Wmが算出され、更に個別荷重と平均値と
の差Wa−Wm、Wb−Wm、Wc−Wmがそれぞれ算出され、重心
表示部３上の３本の放射状スケール3a、3b、3cに上記の
差Wa−Wm、Wb−Wm、Wc−Wmが中心からの距離として表示
されるようになっている。

上記の台板13の上面左右に前後方向のガイド板14、14が
平行に立設され、その対向面に設けた水平なガイド溝14
a、14aに前部摺動板15および後部摺動板16がそれぞれ摺
動自在に支架される（第４図参照）。そして、上記の前
部摺動板15および後部摺動板16を前後方向にまたぐよう
に左右の足台フレーム17、17が固定される。この足台フ
レーム17は、前後方向の水平部17aとその前後両端の脚
部17b、17bとで門形に形成されており、脚部17bによっ
て上記の台板13上に固定される。そして、上記水平部17
a上に足置き台18が固定され、この足置き台18の上面に
圧力分布センサ19が設けられる。この圧力分布センサ19
は、圧力によって導電性が変化する感圧性ゴムシートの
片側に前後方向の導線を、反対側に幅方向の導線をそれ
ぞれ多数本、5mm間隔で配置し、圧力が設定値を超えた
部分に導通が生じるようにしたものであり、足置き台18
上に被測定者が立ったとき、足裏の接地面中、所定圧以
上の部分が検出され、この接地面形状Ｓ（第８図参照）
が前記のプロッタ６（第１図参照）によって描かれる。

第２図および第３図に示すように、台板13の前部と後部
間に第１水平軸21、第２水平軸22、第３水平軸23、第４
水平軸24がそれぞれ前記のガイド溝14aよりも低い位置
に支架される。第１水平軸21は、台板13の前部左端に位
置する第１ステッピングモータ25により伝動手段25aを
介して駆動され、第１水平軸21に固定した左右の歯車21
a、21aおよび第３水平軸23に固定した左右の歯車23a、2
3aに第１歯付きベルト26が巻掛けられ、この第１歯付き
ベルト26が前部摺動板15に連結され、上記第１ステッピ
ングモータ25の回転によって前部摺動板15が前後に移動
する。一方、第２水平軸22は、台板13の前部右端に位置
する第２ステッピングモータ27により伝動手段27aを介
して駆動され、第２水平軸22に固定した左右の歯車22
a、22aおよび第４水平軸24に固定した左右の歯車24a、2
4aに第２歯付きベルト28が巻掛けられ、この第２歯付き
ベルト28が後部摺動板16に連結され、上記第２ステッピ
ングモータ27の回転によって後部摺動板16が前後に移動
する。

この後部摺動板16の上面中央に第５水平軸31が幅方向に
支架され、この第５水平軸31が後部摺動板16上の第３ス
テッピングモータ32により伝動手段32aを介して駆動さ
れる。上記の第５水平軸31の上方には、後部摺動板16と
平行な昇降板33が昇降自在に設けられ、この昇降板33の
下面左右に突設した下向きのラック34（第３図、第４図
参照）に、上記第５水平軸31の両端に固定したピニオン
35がかみ合い、上記第３ステッピングモータ32の回転に
よって昇降板33が昇降する。そして、この昇降板33の左
半部に２個の左足側面検出用レーザー式変位センサ36、
36が、また右半部に２個の右足側面検出用レーザー式変
位センサ36、36がそれぞれ対向状に固定される。

上記の後部摺動板16が図示の待機位置から前進する際、
この後部摺動板16は、第２ステッピングモータ27が制御
部２の出力パルスを受けて間欠回転するのに伴って1mm
ずつ前進する。ただし、昇降板33が第３ステッピングモ
ータ32に駆動されて1mmずつ上昇または下降を繰返すの
で、その上昇ストロークおよび下降ストロークの終りに
後部摺動板16が前進するように制御される。なお、昇降
板33の上昇または下降のストロークは、80mm以下の任意
の大きさに設定される。そして、上記昇降板33上の４個
の側面検出用レーザー式変位センサ36は、上記昇降板33
または後部摺動板16の移動ごとにレーザー光を発射し、
足までの距離を計測し、上昇ストロークおよび下降スト
ロークにおける最短距離が制御部２に記憶され、この最
短距離と後部摺動板16の移動量とから足の外輪郭Ａが求
められ、更に足長ｌ、足幅ｂなどが算出され、必要に応
じてプロッタ６またはプリンタ７の出力として得られる
ようになっている。

他方、前部摺動板15の後部寄りに左右のドーム形ガイド
レール41、41が設けられる。このドーム形ガイドレール
41は、第５図に示すように、上方の半円形部41aと、そ
の下に続く直線状の脚部41b、41bとからなり、この脚部
41b、41bを接続する水平基部41cの中央部が前部摺動板1
5上に垂直軸42によって前後揺動自在に連結されてい
る。そして、この水平基部41cの一端に前方へ延びるラ
ック43が揺動自在に連結され、このラック43に、上記前
部摺動板15上の第４ステッピングモータ44の軸に固定さ
れたピニオン44aがかみ合い、この第４ステッピングモ
ータ44の回転によってドーム形ガイドレール41が垂直軸
42に対して前後に揺動し、幅方向に対する水平基部41c
の傾斜角度を調節できるようになっている。

上記ドーム形ガイドレール41の半円形部41aおよび脚部4
1bからなる倒Ｕ字形部分は、前後２枚の同形の板で作ら
れ、その間に配された歯付きベルト、チェーン等の巻掛
伝動体（図示されていない）が上記ガイドレール41の半
円形部41aおよび脚部41bに対して摺動自在の摺動ブロッ
ク47に接続され、この摺動ブロック47にドーム用レーザ
ー式変位センサ48が取付けられ、上記ドーム形ガイドレ
ール41の下辺部41c上に固定された第５ステッピングモ
ータ49により伝動手段49aを介して駆動される。

上記の前部摺動板15の前部寄りに門形ガイドレール51が
設けられる。この門形ガイドレール51は、第７図に示す
ように、幅方向に長い水平部51aと両端の脚部51b、51b
とからなり、この脚部51b、51bの下端を接続する水平基
部51cを介して上記前部摺動板15に固定されている。し
かして、上記の門形ガイドレール51は、前後２枚の同形
の板で作られ、その間に配された歯付きベルト、チェー
ン等の巻掛伝動体（図示されていない）に左右の上面用
レーザー式変位センサ54、54がそれぞれ上記水平部51a
に対して摺動自在の摺動ブロック55、55を介して取付け
られ、門形ガイドレール51の水平基部51c上に固定され
た第６ステッピングモータ56により伝動手段56aを介し
て駆動される。

上記の前部摺動板15は、第１ステッピングモータ25によ
り駆動されて第２図の待機位置から設定位置まで前進す
る。例えば、インステップガースｎの測定時には、設定
によりドーム形ガイドレール41がインステップガースｎ
の測定位置に達するまで前部摺動板15を移動し、第４ス
テッピングモータ49を駆動してドーム形ガイドレール41
の水平基部41cの方向を足置き台18上の足の幅方向（第
８図の基準線Ｎに直角の方向）に一致させ、しかるのち
第５ステッピングモータ49を駆動してドーム用レーザー
式変位センサ48をドーム形ガイドレール41に沿って1mm
ピッチで摺動させ、足までの距離を計測し、これによっ
てインステップガースを算出する。なお、足置き台18上
に足をのせた際、足置き台18の前後方向に足の基準線Ｎ
が一致した際は、ガイドレール41の水平基部41cを幅方
向に向けたまま計測が行なわれる。また、ボールガース
ｍの測定時には、ドーム形ガイドレール41を傾斜させて
ボールポイントB₁、B₂を結ぶ線上に位置させ、しかるの
ち、ドーム用レーザー式変位センサ48を駆動する。この
実施例では、ドーム形ガイドレール41の半円形部41aの
下に直線状の脚部41bが設けられているので、足の内側
部および外側部を上記の変位センサ48で走査するとき、
この変位センサ48が垂直に移動する。したがって、脚部
41bが無く、半円形部41aのみの場合に比べて測定精度が
上昇する。

また、第１指高ｉを測定する場合は、前部摺動板15を第
１指の上方で1mmずつ後退させ、かつ1mm後退するごとに
左右の上面用レーザー式変位センサ54を第１指の上方所
定領域内で第６ステッピングモータ56の駆動により左方
および右方へ交互に移動し、移動距離1mmごとにレーザ
ーを発射して所定領域内の第１指までの垂直距離を計測
し、その結果から第１指高ｉおよびその位置を算出す
る。また、第５指高ｊを測定する場合は、上記と同様
に、第５指の上方所定領域で第５指までの垂直距離を測
定し、その結果に基づいて第５指高ｊおよびその位置を
算出する。

（発明の効果）上記のようにこの発明は、多角形配置の３個以上のロー
ドセル上に台板を設け、この台板上に左右の足置き台を
固定して左右両足を同時に乗せることができるようにす
ると共に、上記ロードセルの出力に基づいて被測定者の
重心位置を示す重心表示器を設け、また上記左右の足置
き台に圧力分布センサを設け、更に台板上に前後の摺動
板を介して各種の変位センサを設けたものであるから、
被測定者が重心表示器を監視することにより、重心位置
を所定範囲に保ちながら圧力分布センサによる足裏の接
地面形状および変位センサによる外輪郭その他の足型を
測定することができ、そのため重心の片寄りによる誤差
を防いで測定精度を向上することができる。また、圧力
分布センサによる計測および変位センサによる計測を同
時に行なうことができ、かつ変位センサを左右の足の側
面用に４個、また左右の足のドーム用に２個、左右の足
の上面用に２個の合計８個設けたので、同時に計測でき
る部分が多くなり、そのため計測に要する時間が短縮さ
れ、更に所望により多数の計測ポイントを取上げて足型
の測定精度を一層向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施例の全体斜視図、第２図は計
測部１の内部平面図、第３図は第２図のIII-III線断面
図、第４図は第２図のIV-IV線矢視正面図、第５図はド
ーム形ガイドレール部の正面図、第６図は第５図の平面
図、第７図は門形ガイドレール部の正面図、第８図は足
の裏面図、第９図は足の内側面図、第10図は足の外側面
図である。 1:計測部、2:制御部、3:重心表示部、4:キーボード、5:
ディスプレイ、6:プロッタ、7:プリンタ、10:本体ケー
ス、11:底板、12a、12b、12c:ロードセル、13:台板、1
5:前部摺動板、16:後部摺動板、17:足台フレーム、18:
足置き台、19:圧力分布センサ、33:昇降板、36:側面検
出用レーザー式変位センサ、41:ドーム形ガイドレー
ル、48:ドーム用レーザー式変位センサ、51:門形ガイド
レール、54:上面用レーザー式変位センサ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】本体ケースの底板上に多角形配置の３個以
上のロードセルを介して台板を載置し、この台板上に幅
方向に長い前部摺動板および後部摺動板をそれぞれ前後
摺動自在に支架すると共に、これらの前部摺動板および
後部摺動板を前後方向にまたぐように左右の足台フレー
ムを固定し、この左右の足台フレーム上にそれぞれ固定
された足置き台の上面に足裏の接地面形状を検出するた
めの圧力分布センサを設置し、上記後部摺動板上に上記
の左側足置き台を挟んで対向する２個の左足側面検出用
レーザー式変位センサおよび上記の右側足置き台を挟ん
で対向する２個の右足側面検出用レーザー式変位センサ
をそれぞれ昇降自在に設け、上記の前部摺動板上に左足
置き台を幅方向にまたぐ左側ドーム形ガイドレールおよ
び右足置き台を幅方向にまたぐ右側ドーム形ガイドレー
ルをそれぞれドーム形ガイドレールの左右の脚部を結ぶ
直線の上記幅方向に対する傾斜角度を調整できるように
鉛直軸を支点にして前後揺動自在に設け、上記の左側ド
ーム形ガイドレールおよび右側ドーム形ガイドレールに
それぞれ左ドーム用レーザー式変位センサおよび右ドー
ム用レーザー式変位センサを摺動自在に取付け、上記の
前部摺動板上に上記ドーム形ガイドレールの前方または
後方で左右の足置き台を幅方向にまたぐ門形ガイドレー
ルを固定し、この門形ガイドレールの上方水平部に左上
面用レーザー式変位センサおよび右上面用レーザー式変
位センサをそれぞれ摺動自在に取付け、上記左右の足置
き台上で被測定者が立ったときに上記３個以上のロード
セルを結ぶ多角形の重心位置に対する被測定者の重心の
片寄りを、上記３個以上のロードセルの出力に基づいて
演算し表示する重心表示器を設け、上記の片寄りを所定
の範囲内に保ちながら上記の側面検出用レーザー式変位
センサによる足の輪郭、足長、足幅の測定、ドーム用レ
ーザー式変位センサによる足囲の測定、上面用レーザー
式変位センサによる第１指高、第２指高の測定および圧
力分布センサによる足裏の体圧分布測定を可能にしたこ
とを特徴とする足型測定装置。