(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記傾斜アジャスタは、前記チャネルの側面を形成する表面を有する第1のポリマー層を備え、前記第1の導電性トレースは、前記第1のポリマー層の前記表面の少なくとも一部を形成し、
前記傾斜アジャスタは、第1の表面を有する第2のポリマー層を備え、前記第2のポリマー層の前記第1の表面の少なくとも一部は、前記第1のポリマー層の前記表面に接着され、
前記チャネルの壁は、前記第2のポリマー層内に画定される、請求項1〜3のいずれか一項に記載の履物ソール構成部品。
前記第1の導電性トレースは、前記チャネルの経路を辿る第1の電極と、前記チャネルの前記経路から分岐し、前記第2のポリマー層の前記第1の表面を横切る第1の延長部とを備え、前記第1の導体は、前記チャネルから逸れた前記第1の延長部の一部に接続される、請求項8に記載の履物ソール構成部品。
【発明を実施するための形態】
【0009】
様々な種類の活動において、靴の着用者が走っているまたは他の方法で活動に参加している時、靴または靴部分の形状を変化させることが有利になり得る。多くの競走競技において、たとえば選手は、「カーブ」としても知られる曲がった部分を有するトラックに沿って競走する。いくつかの場合、たとえば200メートルまたは400メートル競走など特定の短距離イベントにおいて、選手は、トラックのカーブを全力疾走ペースで走り得る。しかし、フラットカーブを速いペースで走ることは生体力学的に非効率的であり、ぎこちない身体運動を必要とし得る。そのような効果を打ち消すために、いくつかの競走用トラックのカーブは傾斜している。この傾斜は、より効率的な身体運動を可能にし、一般に、より速いランニングタイムをもたらす。試験は、靴の形状を変更することによって同様の利益がもたらされ得ることを示した。具体的には、地面に対して傾斜した中敷を有する靴でフラットトラックカーブを走ることで、傾斜していない中敷を有する靴で傾斜したカーブを走る場合の利益を模倣することができる。しかし、傾斜した中敷は、競走用トラックの直線部分において不利である。カーブを走る時に傾斜した中敷を提供し、直線トラック部分を走る時に傾斜を緩和または解消することができる履物は、大きな利点を提供するであろう。
【0010】
いくつかの実施形態に係る履物において、電気粘性(ER(electrorheological))流体は、1つまたは複数の靴部分の形状を変化させるために用いられる。ER流体は一般に、非常に小さな粒子が浮遊した非導電性油または他の流体を備える。いくつかの種類のER流体において、粒子は、5ミクロン以下の径を有してよく、双極分子を有するポリスチレンまたは他のポリマーで形成され得る。ER流体全体に電界が付加された場合、電界の強度が増加するほど流体の粘性は高くなる。以下で更に詳しく説明するように、この効果は、流体の移送を制御し、履物部品の形状を変化させるために用いられ得る。トラックシューズの実施形態が最初に説明されたが、他の実施形態は、他のスポーツまたは活動のために意図された履物を含む。
【0011】
後続する様々な実施形態の説明を支援し明確にするために、ここで様々な用語が定義される。文脈が明確に別の意味を示さない限り、以下の定義は、(特許請求の範囲を含む)本明細書全体に適用される。「靴(シュー)」および「履物製品」は、人間の足に着用することが意図された製品を指すために互換的に使用される。靴は、着用者の足全体を包含してもしなくてもよい。たとえば靴は、着用している足の大部分を露出させるサンダルのようなアッパーを含んでよい。靴の「内部」は、靴を着用した時に着用者の足が占める空間を指す。靴部品の内側側面、表面、面、または他のアスペクト(要素)は、既成靴における靴内部の方を向いた(または向く)、その部品の側面、表面、面、または他のアスペクトを指す。部品の外側側面、表面、面、または他のアスペクトは、既成靴における靴内部から離れた方を向いた(または向く)、その部品の側面、表面、面、または他のアスペクトを指す。いくつかの場合、部品の内側側面、表面、面、または他のアスペクトは、その内側側面、表面、面、または他のアスペクトと既成靴における内側との間に他の要素を有してよい。同様に、部品の外側側面、表面、面、または他のアスペクトは、その外側側面、表面、面、または他のアスペクトと既成靴の外側の空間との間に他の要素を有してよい。
【0012】
靴要素は、靴の内部は着用する足に概ね一致し、および/または適切なサイズであると仮定して、その靴を着用している人間の部位および/または解剖構造に基づいて説明され得る。足の前足部領域は、中足骨の前端および本体部分と指節骨とを含む。靴の前足部要素は、靴の着用時に着用者の前足部(またはその一部)の上、下、外側および/または内側側部、および/または前方に位置する1つまたは複数の部分を有する要素である。足の中足部領域は、立方骨、舟状骨、および足根骨と、中足骨の付け根とを含む。靴の中足部要素は、靴の着用時に着用者の中足部(またはその一部)の上、下、および/または外側および/または内側側部に位置する1つまたは複数の部分を有する要素である。足の踵領域は、距骨および踵骨を含む。靴の踵要素は、靴の着用時に着用者の踵(またはその一部)の下、外側および/または内側側部、および/または後方に位置する1つまたは複数の部分を有する要素である。前足部領域は中足部領域と重なってよく、中足部と踵領域も同様である。
【0013】
別段の指示がない限り、長手方向軸は、第2中足骨および第2指節骨に沿った直線に概ね平行な足の中心線に沿った、踵からつま先までの水平軸を指す。横軸は、長手方向軸に概ね垂直な、足を横切る水平軸を指す。長手方向は、長手方向軸に概ね平行である。横方向は、横軸に概ね平行である。
【0014】
図1は、いくつかの実施形態に係るトラックシューズ10(以下、靴10と称す)の内側側面図である。靴10の外側側部は同様の構成および外観を有するが、着用者の足の外側に対応するように構成される。靴10は、右足に着用するために構成され、靴10の左右対称形であって左足に着用するために構成された靴(不図示)を含むペアの一部である。
【0015】
靴10は、ソール構造12に取り付けられたアッパー11を含む。アッパー11は、様々な種類または材料のいずれかで形成され、多種多様な構造のいずれかを有してよい。いくつかの実施形態において、たとえばアッパー11は、単一ユニットとして編成され、他の種類のライナーのブーティを含まなくてよい。いくつかの実施形態において、アッパー11は、足受容内部空間を取り囲むようにアッパー11のボトムエッジを縫い合わせることによって形作られたスリップであってよい。他の実施形態において、アッパー11は、ストローベルを用いて、または他の何らかの方法で形作られてよい。電池アセンブリ13は、アッパー11の踵後部領域に設けられ、コントローラへ電力を供給する電池を含む。コントローラは
図1には示されないが、他の図面に関連して以下で説明される。
【0016】
ソール構造12は、中敷14、アウトソール15、および傾斜アジャスタ16を含む。傾斜アジャスタ16は、前足部領域内のアウトソール15と中敷14との間に設けられる。以下で詳しく説明するように、傾斜アジャスタ16は、中敷14の内側前足部を支持する内側側部流体チャンバ、および中敷14の外側前足部を支持する外側側部流体チャンバを含む。ER流体は、両チャンバの内部と流体連通している接続移送チャネルを通ってこれらの室間で移送され得る。この流体移送は、一方のチャンバの高さを他方のチャンバに対して高くし、チャンバの上に位置する中敷14の一部に傾斜をもたらし得る。チャネルを通るER流体の更なる流れが中断すると、ER流体の流れが再開されるまで、傾斜は維持される。
【0017】
アウトソール15は、ソール構造12の接地部分を形成する。靴10の実施形態において、アウトソール15は、前方アウトソール部17および後方アウトソール部18を含む。前方アウトソール部17と後方アウトソール部18との関係は、ソール構造12の底面図である
図2Aと、前足部アウトソール部17および傾斜アジャスタ16が取り除かれたソール構造12の底面図である
図2Bとを比較することによって分かる。
図2Cは、ソール構造12から取り除かれた前足部アウトソール部17の底面図である。
図2Aに示すように、前方アウトソール部17は、ソール構造12の前足部および中央中足部領域を通って伸長し、狭小端部19に向かって先細りになる。端部19は、踵領域に設けられた接合部20において後方アウトソール部18に取り付けられる。後方アウトソール部18は、側中足部領域および踵領域にわたって伸長し、中敷14に取り付けられる。また前方アウトソール部17は、支点要素および上述した傾斜アジャスタ16の流体チャンバによって中敷14にも連結される。前方アウトソール部17は、接合部20および前足部支点要素を通る長手方向軸L1の周囲を回転する。具体的には、後述するように、前方アウトソール部17は、中敷14の前足部が前足部アウトソール部17に対して傾斜すると、軸L1の周囲を回転する。
【0018】
アウトソール15は、ポリマーおよびポリマー複合体で形成され、接地表面にゴムおよび/または他の耐摩耗材料を含んでよい。トラクション要素21は、アウトソール15の底面にモールド成形または他の方法で形成され得る。前足部アウトソール部17は、1または複数の着脱式スパイク要素22を保持するための受容部も含んでよい。他の実施形態において、アウトソール15は異なる構成を有してよい。
【0019】
中敷14は、ミッドソール25を含む。靴10の実施形態において、ミッドソール25は、人間の足の外形に概ね対応するサイズおよび形状を有し、中敷14の全長および全幅に及ぶ単一片であり、輪郭付けられた上面26(
図3に図示)を含む。上面26の輪郭は、人間の足の足底領域の形状に概ね対応し、アーチサポートを設けるように構成される。ミッドソール25は、エチレン酢酸ビニル(EVA(ethylene vinyl acetate))および/または1つまたは複数の他の独立気泡ポリマー発泡材料で形成され得る。ミッドソール25は、後述するように、コントローラおよび他の電子部品を収容するために内部に形成されたポケット27,28も有してよい。上向きに伸長する後方アウトソール部18の内側および外側は、着用者の足に更なる内側および外側側部サポートをもたらし得る。他の実施形態において、中敷は異なる構成を有してよく、たとえばミッドソールは中敷の全てを覆わず、あるいは全く存在せず、および/または中敷が他の部品を含んでもよい。
【0020】
図3は、ソール構造12の部分分解内側斜視図である。底部支持板29は、靴10の足底領域に設けられる。靴10の実施形態において、底部支持板29は、前方アウトソール部17の上面30に取り付けられる。比較的剛直なポリマーまたはポリマー複合体で形成され得る底部支持板29は、前方アウトソール部17の前足部領域を強固にして、傾斜アジャスタ16のための安定した基部をもたらす。内側力計測抵抗器(FSR(force-sensing resistor))31および外側FSR32は、底部支持板29の上面33に取り付けられる。後述するように、FSR31,32は、傾斜アジャスタ16のチャンバ内の圧力を決定するための出力を提供する。
【0021】
支点要素34は、下側支持板29の上面33に取り付けられる。支点要素34は、底支持板29の前部においてFSR31とFSR32との間に位置する。支点要素34は、ポリウレタン、シリコンゴム、EVA、または、靴10の着用者が走る時に生じる負荷の下で通常圧縮しない1つまたは複数の他の材料で形成され得る。支点要素34は、傾斜アジャスタ16に加わる横力および縦力への抵抗をもたらす。
【0022】
傾斜アジャスタ16は、下側支持板29の上面33に取り付けられる。傾斜アジャスタ16の内側流体チャンバ35は、内側FSR31の上に位置する。傾斜アジャスタ16の外側流体チャンバ36は、外側FSR32の上に位置する。傾斜アジャスタ16は開口部37を含み、それを通って支点要素34が伸長する。支点要素34の少なくとも一部は、チャンバ35とチャンバ36との間に位置する。傾斜アジャスタ16の更なる詳細は、後続の図面に関連して説明される。また上部支持板41も靴10の足底領域に設けられ、傾斜アジャスタ16の上に位置する。靴10の実施形態において、上部支持板41は、底部支持板29と概ね位置を合わせられる。比較的剛直なポリマーまたはポリマー複合体で形成され得る上部支持板41は、傾斜アジャスタ16が押し当たる安定した比較的変形しにくい領域をもたらし、これは中敷14の前足部領域を支持する。
【0023】
ミッドソール25の前足部領域部分の裏面は、上部支持板41の上面42に取り付けられる。踵および側中足部領域におけるミッドソール25の一部の裏面は、後方アウトソール部18の上面43に取り付けられる。前方アウトソール部17の端部19は、部分18のフロントエッジの最後部位置44の後にある後方アウトソール部18に取り付けられ、接合部20を形成する。いくつかの実施形態において、端部19は、位置44またはその付近で部分18に形成されたスロット内に滑り込むタブであってよく、および/または上面43とミッドソール25の裏面との間に押し込まれ得る。
【0024】
図3には、コントローラ47のDC高電圧DCコンバータ45およびプリント回路基板(PCB)46も示される。コンバータ45は、低電圧DC電気信号を、傾斜アジャスタ16内の電極に印加される高電圧(たとえば5000V)DC信号に変換する。PCB46は、1つまたは複数のプロセッサ、メモリ、および他の部品を含み、コンバータ45を介して傾斜アジャスタ16を制御するように構成される。またPCB46は、FSR31,32からの入力を受信し、電池ユニット13から電力を受け取る。PCB46およびコンバータ45は、中足部領域48において前方アウトソール部17の上面に取り付けられ、かつそれぞれ裏面ミッドソール25におけるポケット28,27内にあってよい。ワイヤ23a,24aは、コンバータ45を傾斜アジャスタ16に電気的に接続する。ワイヤ23aの第1の端部にある端子23bは、傾斜アジャスタ16のリアエッジにおいて接続路39内に挿入され、以下で更に詳しく説明するように、アクセス路39内に突出する導電性トレースの一部に接続される。ワイヤ24aの第1の端部にある端子24bは、傾斜アジャスタ16のリアエッジにおけるアクセス路40内に挿入され、以下で更に詳しく説明するように、通路40内に突出する別の導電性トレースの一部に接続される。いくつかの実施形態において、端子23b,24bは単純に、絶縁ジャケット材料を取り除くことによって露出しているワイヤ23a,24aの導体の一部であってよい。他の実施形態において、別の端子構造が追加され得る。ワイヤ23a,24aの第2の端部は、コンバータ45の適切な端子に接続される。図示されない追加のワイヤセットが、コンバータ45とPCB46とを接続し、PCB46を電池アセンブリ13に接続する。
【0025】
図4Aは、傾斜アジャスタ16および接続されたワイヤ23a,24aの拡大上面図である。
図4Bは、
図4Aに示す位置から見た傾斜アジャスタ16のリアエッジ図である。内側流体チャンバ35は、流体移送チャネル51を通って外側流体チャンバ36と流体連通している。ER流体がチャンバ35,36と移送チャネル51とを満たしている。いくつかの実施形態において使用され得るER流体の一例は、Landwehrstrasse55,64293 Darmstadt,Deutschland GmbH(ドイツ)のFludicon社によって「RheOil 4.0」という名称で販売される。この例において、傾斜アジャスタ16の上面は不透明層で形成されることが想定されるので、移送チャネル51は
図4Aにおいて点線で示される。
【0026】
アクセス路39,40も同様に、
図4Aにおいて点線で示される。端子23b,24bは、以下でより詳しく説明するように、通路39,40内に挿入され定位置で溶接されている。この溶接の結果、通路39,40を取り巻く傾斜アジャスタ16の後部分は、クリンプ151を形成するように平らにされている。クリンプ151内で、層54は、ワイヤ23a,24aの外側エッジの周囲で融解され密封される。少なくともいくつかの実施形態において、ワイヤ23a,24aは、ER流体で満たされる前に傾斜アジャスタ16に接続される。
【0027】
移送チャネル51は、チャネル51内の流体に電界を生成するための電極のための広い表面積をチャネル51内にもたらすように、蛇行した形状を有する。たとえば
図4Aに示すように、チャネル51は、チャンバ35とチャンバ36との間の空間を覆うチャネル51の他の部分を接合する3つの180度湾曲部を含む。いくつかの実施形態において、移送チャネル51は、1ミリメートル(mm)の最大高さh(
図4B)、2mmの平均幅(w)、および少なくとも257mmの流れ方向に沿った最小長さを有してよい。
【0028】
いくつかの実施形態において、移送チャネルの高さは、実際には、0.250mm以上3.3mm以下の範囲に制限され得る。柔軟な材料で構成された傾斜アジャスタは、使用中靴とともに折れ曲がることができる。移送チャネルを跨いて折れ曲がることによって、屈曲点における高さが局所的に減少する。十分な許容度がない場合、対応する電界強度の増加がER流体の最大絶縁強度を超え、電界の崩壊を招き得る。極端に言うと、電極は実際に接触するほど接近すると、同じ結果となる電界崩壊を伴う。
【0029】
ER流体の粘性は、印加される電界強度に伴って増加する。その効果は非線形であり、最適電界強度は、1ミリメートル当たり3〜6キロボルト(kV/mm)の範囲内である。電池の3〜5Vをブーストするために使用される高電圧dcdcコンバータは、物理的サイズおよび安全性の配慮によって2W未満または10kV以下の最大出力電圧に制限され得る。したがって、電界強度を所望の範囲内に維持するために、移送チャネルの高さは、いくつかの実施形態において最大約3.3mm(10kV/3kV/mm)に制限され得る。
【0030】
移送チャネルの幅は、実際には、0.5mm以上4mm以下の範囲に制限され得る。後述するように、傾斜アジャスタは、3層以上の熱可塑性ウレタンフィルムで構成され得る。フィルムの層は、熱および圧力によって互いに接着され得る。この接着プロセス中、材料の一部における温度は、隣接層の融解材料を接着するために融解すると、ガラス遷移温度を超え得る。接着中の圧力は融解材料を混合するが、傾斜アジャスタの中間スペーサ層内でプリフォームされた移送チャネル内に融解材料の一部を押し出し得る。したがってチャネルは、この材料によって部分的に満たされ得る。0.5mm未満のチャネル幅において、押し出される材料の比率はチャネル幅の大きな割合を占め、ER流体の流れを制限し得る。
【0031】
チャネルの最大幅は、傾斜アジャスタの2つのチャンバ間の物理空間によって制限され得る。チャネルの幅が広い場合、中間層内の材料が薄くなって構成中に支持されず、チャネルの壁が容易に移動し得る。またER流体の等価直列抵抗はチャネル幅の増加に伴って減少し、これは電力消費を増加させる。M5.5(米国)までの範囲の靴サイズの場合、実用的な幅は4mm未満に制限され得る。
【0032】
移送チャネルの所望の長さは、使用時における傾斜アジャスタのチャンバ間の最大圧力差の関数であってよい。チャネルが長いほど、耐えられ得る圧力差が大きい。最適チャネル長さは、アプリケーション依存および構成依存であってよく、様々な実施形態によって変動し得る。長い移送チャネルによる不利益は、電界が除去された時の流体流れに対する大きな制限である。いくつかの実施形態において、チャネル長さの実用的な範囲は、25mm〜350mmの範囲内である。
【0033】
傾斜アジャスタ16は、内側側部フィルタブ117および外側側部フィルタブ118を含む。タブ117,118はそれぞれ、フィルチャネル119,120を含む。傾斜アジャスタ116の特定の部品が組立ておよび接着された後、更に詳しく後述するように、ER流体がチャネル119および/またはチャネル120を通ってチャンバ35,36内および移送チャネル51内へ注入され得る。クリンプ125,126はその後、チャネル119,120を閉鎖および密封するために形成され得る。
【0034】
いくつかの実施形態において、傾斜アジャスタは、ポリマーハウジングを有してよい。
図4Bに示すように、傾斜アジャスタ16のポリマーハウジングは、底層53、中間/スペーサ層54、および上層55を含んでよい。底層53は、チャンバ35,36の底部、移送チャネル51の底部、アクセス路39,40の底部、およびフィルチャネル119,120の底部を形成する。中間/スペーサ層54は、チャンバ35,36の側壁、移送チャネル51の側壁、フィルチャネル119,120の側壁、および通路39,40の側壁を形成する開放空間を含む。上層55は2つのポケットを含む。内側側部ポケット57は、内側チャンバ35の上部および上側側壁を形成する。外側側部ポケット58は、外側チャンバ36の上部および上側側壁を形成する。上層55の他の部分は、移送チャネル51の上部、フィルチャネル119,120の上部、および通路39,40の上部を形成する。中間層54の底面は、底層53の上面の一部に溶接または他の方法で接着され得る。中間層54の上面は、上層55の底面の一部に溶接または他の方法で接着され得る。
【0035】
傾斜アジャスタ16の構成は、
図5A〜
図5E2を参照することによって詳しく理解される。
図5Aは、底層53の上面図である。底層53は、上面59を有するフラットパネル81を含む。支点開口部37の一部である穴60を除き、パネル81は連続シートである。層53は更に、上面59に形成された連続導電性トレース116を含む。トレース116は、底部電極61および伸長部62を含む。電極61は、移送チャネル51の底部を形成する層53の一部にわたって伸長するように位置する。以下で更に詳しく示されるように、電極61は、チャネル51の経路を辿り、チャネル51と一致する。延長部62は、チャネル51の経路から底層53のリアエッジへ向かって分岐する。以下で更に詳しく説明するように、延長部62は、端子23b(
図3)を電極61に電気的に接続するための箇所を設ける。いくつかの実施形態において、導電性トレース116は、表面59に印刷された導電性インクの及ぶ範囲である。導電性トレース116を形成するために使用される導電性インクは、たとえば、熱可塑性ポリウレタン(TPU(thermoplastic polyurethane))を含むポリマーマトリックスに銀微粒子を備えるインクであってよく、パネル81のTPUと接着し、可撓性導電層を形成する。そのようなインクの一例は、E.I.Dupont De Nemours and Companyから入手可能なPE872伸縮可能導体である。
【0036】
いくつかの実施形態において、パネル81は、互いにラミネートされた2つの別個のポリマー材料製内側および外側シートから形成される。外側シートは、ショアAデュロメータ値85を有する0.4mmのTPUシートであってよい。そのような材料の例は、Huntsman Corporationから入手可能な製品番号A92P4637を有するTPU樹脂から形成されたシートを含む。いくつかの実施形態において、パネル81における外側シートは、ショアAデュロメータ値85を有する0.5mmのポリエステル系TPU製シートであってよい。パネル81における内側シートは、厚さ0.1mmの2層ポリウレタン/ポリウレタンシートであってよく、シート層の一方は、これら2層のうちの他方よりも高いデュロメータである。そのような2層ポリウレタン/ポリウレタンシートの例は、Bemis Associates Incによって市販されている。
【0037】
いくつかの実施形態において、層53は、以下の方法で製造され得る。パネル81を形成する前に、導電性トレース116が、内側シートの高デュロメータ面にスクリーン印刷または他の方法で印加される。内側シートの低デュロメータ面はその後、外側シートの内側面と接するように設置され得る。内側および外側シートはその後、熱および圧力を加えることによってともにラミネートされ得る。次に、導電性トレース116が外側エッジおよび穴60に対して適切な位置にあるように、ラミネートシートから底層53が切り取られる。
【0038】
図5Bは、中間層54の上面63を示す、中間層54の上面図である。中間層54は、中間層54の上面63から底面まで伸長する多数の開放空間を含む。開放空間64は、層54内の他の開放空間から隔離され、支点開口部37の一部である。開放空間127は、内側流体チャンバ35の側壁を形成する。開放空間128は、外側流体チャンバ36の側壁を形成する。開放空間129は、開放空間127,128に連結され、チャネル51の側壁を形成する。開放空間131,132はそれぞれ開放空間127,128に連結され、それぞれフィルチャネル119,120の側壁を形成する。互いに隔離され、かつ層54内の他の開放空間から隔離された開放空間133,134は、それぞれアクセス路39,40の側壁を形成する。いくつかの実施形態において、中間層54は、層53,55において使用されるTPUよりも硬い単一TPUシートから切り取られる。そのようないくつかの実施形態において、層54に使用されるTPUは厚さ1.0mmであり、ショアAデュロメータ値92を有する。そのような材料の例は、Huntsman Corporationから入手可能な製品番号A85P44304を有するTPU樹脂で形成されたシートを含む。層54に使用され得る材料の他の例は、ショアDデュロメータ値72を有する厚さ1.0mmのTPU(たとえばArgotec,LLCから入手可能な製品番号D7101を有するTPU樹脂で形成されたシート)およびショアAデュロメータ値87を有する厚さ1.0mmのTPU(たとえばArgotec,LLCから入手可能な製品番号ST‐3685‐87を有する芳香族ポリエーテル系TPU樹脂で形成されたシート)を含む。
【0039】
図5C1は、上層55の上面52を示す、上層55の上面図である。
図5C1において、ポケット57,58は凸形構造である。内側ポケット57は、内側側部における上層55のシートにモールド成形または他の方法で形成され、内側流体チャンバ35の上部および上側側壁を形成する。外側ポケット58は、外側側部における上層55のシートにモールド成形または他の方法で形成され、外側流体チャンバ36の上部および上側側壁を形成する。層55は、比較的柔らかく可撓性のTPUで形成されてよく、それによってポケット57,58は容易にしぼんだり膨張したりすることができ、ER流体がチャンバ35,36を出入りして移動する時にチャンバ35,36の上部が高さを変えることができる。少なくともいくつかの実施形態において、後述するように、上層55は、底層53に使用されるものと同様の2シートラミネーションで形成され得る。
【0040】
図5C2は、上層55の底面図である。上層55は、底面68を有するパネル82を含む。
図5C2において、ポケット57,58は凹形構造である。層55は更に、底面68に形成された連続導電性トレース135を含む。トレース135は、上部電極69および延長部70を含む。電極69は、移送チャネル51の上部を形成する層55の一部にわたって伸長する。以下で更に詳しく示されるように、電極69は、チャネル51の経路を辿り、チャネル51と一致する。延長部70は、チャネル51の経路から上層55のリアエッジに向かって分岐する。以下で更に詳しく説明するように、延長部70は、端子24bが電極69に電気的に接続するための箇所を設ける。いくつかの実施形態において、導電性トレース135は、表面68に印刷された導電性インクの及ぶ範囲である。導電性トレース135を形成するために使用される導電性インクは、導電性トレース116を形成するために使用されるインクと同じ種類であってよい。
図5C2に示す位置から見た部分領域断面図である
図5C3は、上部電極69およびポケット58の更なる細部を示す。ポケット57と上部電極の他の部分とは同様であってよい。支点開口部37の一部である穴66を除き、
図5C2においてパネル82は連続シートとして示される。他の実施形態において、パネル82に(たとえばトレース135の一部の間に)追加の穴または隙間が存在してよい。
【0041】
パネル82は、パネル81を生成するために使用されたものと同じ材料のラミネートされた内側および外側シートを備えてよい。いくつかの実施形態において、層55は、以下の方法で製造され得る。パネル82を形成する前に、導電性トレース135が、内側シートの高デュロメータ面にスクリーン印刷または他の方法で印加される。内側シートの低デュロメータ面はその後、外側シートの内側面と接するように設置され得る。2つのシートはその後、熱および圧力を加えることによってともにラミネートされ得る。ラミネートシートはその後、ポケット57,58の形状に対応するキャビティを有する型を用いて熱成形される。熱成形プロセス中、トレース135の損傷を防ぎ、トレース135をポケット57,58に対して適切に配置するように注意される。層55はその後、導電性トレース135が外側エッジおよび穴66に対して適切な位置にあるように、ラミネートおよび熱成形されたシートから切り取られる。
【0042】
図5D1は、傾斜アジャスタ16を製造する時の第1の組立て作業を示す。第1の組立て作業の一部として、第1のパッチ139が、導電性トレース116の一部の上に設置される。具体的には、パッチ139は、分岐62が電極61と接続する領域における電極61の幅、および電極61に隣接する分岐62の一部に架かる。いくつかの実施形態において、
図5D1に示すように、パッチ139は分岐62よりも幅が広い。パッチ139は、たとえばTPUの細ストリップであってよい。いくつかの実施形態において、パネル81,82に使用される0.1mmの内側シート材料がパッチ139にも使用されてよく、材料の高デュロメータ側面がトレース116に向くように設置される。パッチ139の設置後、中間層54の底面67がパネル81の上面59と接するように、かつパッチ139が上面59と底面67との間およびトレース116の一部と底面67との間に挟まれるように、中間層54が底層53上に設置される。いくつかの実施形態において、
図5D1の動作および後続する組立て作業中の位置決めを支援するためにアライメント穴(不図示)が層53,54,55に形成され得る。
【0043】
図5D2は、傾斜アジャスタ16を製造する時の第2の組立て作業を示す。
図5D2の左側は、
図5D1の組立て作業後の層53,54およびパッチ139を示す。中間層54によって被覆されたパッチ139のエッジは点線で示される。電極61は、チャネル51の底部を形成する層53上面の一部にわたって伸長する。延長部62の一部は、アクセス路39の底部を形成する層53上面の一部にわたって伸長する。
【0044】
図5D2の第2の組立て作業において、第2のパッチ140が、導電性トレース135の一部の上に設置される。具体的には、パッチ140は、分岐70が電極69と接続する領域における電極69の幅、および電極69に隣接する分岐70の一部に架かる。いくつかの実施形態において、
図5D2に示すように、パッチ140は分岐70よりも幅が広い。パッチ140もまた、たとえばTPUの細ストリップであってよい。いくつかの実施形態において、パッチ140は、パッチ139に使用されたものと同じ材料から切り取られ、高デュロメータ面がトレース135に向くように配置される。パッチ140の設置後、(間にパッチ139が挟まれた)集成層53,54は、パネル82の底面68が中間層54の上面63と接するように、かつパッチ140が上面63と底面68との間およびトレース135の一部と上面63との間に挟まれるように、上層55上に設置される。
【0045】
図5D3は、
図5D2の組立て作業後の層53,54,55を示す。チャネル51、チャネル119,120、および通路39,40の位置は点線で示される。
図5D3には示されないが、電極69は、チャネル51の上部を形成する層55の底面の一部にわたって伸長する。延長部70の一部は、アクセス路40の上部を形成する層55の底面の一部にわたって伸長する。
【0046】
層53,54,55とパッチ139,140とは、組立て後、RF(無線周波)溶接によって接着され得る。いくつかの実施形態において、多段階RF溶接作業が実行される。
図8Aおよび
図8Bは、いくつかの実施形態における第1の溶接作業において使用されるRF溶接工具の両面の上面図である。
図8Aは、底層53の露出した底面と接する側面401aを示す。側面401aは、平面基部405aから外側へ伸長する壁403aを含む。
図8Bは、上層55の露出した上面52と接する側面401bを示す。側面401bは、平面基部405bから外側へ伸長する壁403bを含む。壁403bは、基部405bから上に、ポケット57,58の高さを上回る高さを有する。
図8Aおよび
図8Bと
図5D3とを比較することによって理解され得るように、壁403a,403bは、チャネル51の形状を画定する中間層54の一部に対応する部分を含む。壁403a,403bは更に、チャンバ35,36の側面を画定する中間層54の一部に対応する部分、通路39,40を画定する中間層54の一部に対応する部分、通路39,40とチャネル51との間の領域を画定する中間層54の一部に対応する部分、およびチャネル119,120の側面を画定する中間層54の一部に対応する部分を含む。
【0047】
側面401a,401bは、側面401a,401bへのRF電力の印加中に側面401a,401bを押し合わせるように構成された取付け具の対向側面に取り付けられ得る。第1のRF溶接作業中、
図5D3のアセンブリは側面401aと側面401bとの間に設置され、側面401aは層53の底面と接し、側面401bは層55の上面と接し、壁403a,403bのエッジは中間層54の対応する部分と位置を合わせられる。いくつかの実施形態において、壁403a,403bの上部の間にあるアセンブリ領域を、第1のRF溶接作業前の厚さの85%である第1のRF溶接作業終了時の厚さまで圧縮するために、側面401a,401bは(電力の印加中)アセンブリに対して押し合わせられる。
【0048】
続いて、
図5D3のアセンブリは、第2のRF溶接作業を経る。
図8Cおよび
図8Dは、いくつかの実施形態における第2の溶接作業において使用されるRF溶接工具の両面の上面図である。
図8Cは、底層53の露出した底面と接する側面402aを示す。側面402aは、平面基部406aから外側へ伸長する壁404aを含む。
図8Bは、上層55の露出した上面52と接する側面402bを示す。側面402bは、平面基部406bから外側へ伸長する壁404bを含む。壁404bは、基部406bから上に、ポケット57および58の高さを上回る高さを有する。
図8Cおよび
図8Dと
図5D3とを比較することによって理解され得るように、壁404a,404bは、チャンバ35,36のエッジを画定する中間層54の一部に対応する部分を含む。
【0049】
第2のRF溶接作業において、
図5D3のアセンブリは、側面402aと側面402bとの間に設置され、側面402aは層53の底面と接し、側面402bは層55の上面と接し、壁404a,404bのエッジは中間層54の対応する部分と位置を合わせられる。いくつかの実施形態において、壁404a,404bの上部の間にあるアセンブリ領域を、第2のRF溶接作業の開始時の厚さの65%である第2のRF溶接作業終了時の厚さまで圧縮するために、側面402a,402bは(電力の印加中)アセンブリに対して押し合わせられる。
【0050】
いくつかの実施形態において、中間RF溶接作業が第1および第2の溶接作業の間に実行され得る。そのようないくつかの実施形態において、チャネル119,120の後端部にチューブが挿入される。これらのチューブはその後、タブ117,118の後端部に沿ってRF溶接工具の側面を当てることによって定位置で密封される。これらのチューブおよびこれらのチューブに溶接されたタブ117,118の一部はその後、傾斜アジャスタ16がER流体で満たされた後、切り落とされ得る。
【0051】
上述したように、傾斜アジャスタ16は、ペアのうちの右側の靴に設置するために構成される。そのペアの左側の靴に設置するために構成された傾斜アジャスタは、傾斜アジャスタ16の左右対称形であってよい。したがって、左靴傾斜アジャスタを製造するために使用されるRF溶接工具の側面は、
図8A〜
図8Dに示す工具側面の左右対称形であってよい。
【0052】
パッチ139,140を含む傾斜アジャスタの領域の追加の細部は、参照によって本願に組み込まれ、本出願と同日に出願された、代理人整理番号215127.02089を有する“Electrorheological Fluid Structure Having Strain Relief Element and Method of Fabrication”と題された米国特許仮出願において示され得る。またこれらの領域の様々な細部は、
図5E11および
図5E12に関連して以下でも説明される。
【0053】
層53,54,55と、間に挟まれたパッチ139,140とを接着するためのRF溶接作業の結果、端子23b,24bは、アクセス路39,40において露出した延長部62,70の一部に接続され得る。
図9は、いくつかの実施形態に係る、ワイヤ23a,24aを接続する方法におけるステップを示すブロック図である。ステップ501において、通路39,40の後部領域に環状溶接作業が実行される。
図10は、通路39に関連するステップ501の環状溶接作業を示す部分模式図である。同様の作業が、通路40についても実行される。
図10は、接着後の層53,54,55のリアエッジおよび環状RF溶接工具の要素601,602,603のエリア断面図である。要素603は丸いマンドレルである。要素601,603は、内部に形成された溝605,606を有する板である。要素603は、通路39内に挿入される。板601,602はその後、要素601〜603への電力の印加中、層53の底面および層52の上面にそれぞれ押し付けられる。この電力は、1つの極性で要素603に印加され、逆極性で要素601,603に印加される。ステップ501の結果、通路39,40の後部分は狭小化し丸みを帯び、ワイヤ23a,24aとより良く一致する。いくつかの実施形態において、ステップ501は省略され得る。
【0054】
ステップ503において、導電性エポキシ樹脂および硬化剤が混合される。この混合物はその後、通路39,40内でそれぞれ露出した延長部62,70の一部に接するように通路39,40内に注入される。ステップ505において、ワイヤ23aの端子23bは、通路39内、および通路39内のエポキシ混合物内に挿入される。またステップ505において、ワイヤ24aの端子24bは、通路40内、および通路40内のエポキシ混合物内に挿入される。ステップ507において、通路39,40内のエポキシ混合物は硬化されてよい。任意選択的に、ワイヤ23a,24aは、エポキシが硬化されるまで定位置に保たれるように、一時的にテープで押さえられてよい。
【0055】
ステップ509において、別のRF溶接作業が実行される。ステップ509の溶接作業において、RF溶接工具の第1の板は、通路39,40の後部分の周囲で、層53のリアエッジに沿って、層53の底面に押し付けられる。RF溶接工具の第2の板は、通路39,40の後部分の周囲で、層55のリアエッジに沿って、層55の上面52に押し付けられる。ステップ509において使用される工具の板は、クリンプ151に概ね対応する形状を有してよい。これらの板が層53,55に押し付けられている間、電流が印加される。板間に位置する層53,54,55の一部は融解し、クリンプ151を形成するように流動する。板間に位置するワイヤ23a,24aの絶縁ジャケットもまた融解し、層53,54,55の融解部分に接着し、それによってワイヤ23a,24aの周囲でこれらの層の1つまたは複数を密封する。
【0056】
ワイヤ23a,24aの接続後、傾斜アジャスタ16は、フィルチャネル119および/またはフィルチャネル120を通してER流体で満たされ得る。充填後、チャネル119,120は、クリンプ125,126を形成するようにタブ117,118の上部および底部にRF工具を当てることによって閉鎖および密封される。いくつかの実施形態において、傾斜アジャスタ116の充填は、参照によって本願に組み込まれる、本出願と同日に出願された“Method of Filling Electrorheological Fluid Structure”と題された代理人整理番号215127.02091を有する米国特許仮出願において説明される動作を用いて実行され得る。
【0057】
図5E1および
図5E2は、
図4Aに示す位置から見た部分模式エリア断面図であり、
図9の作業が完了した後の傾斜アジャスタ16の一部を示す。層53,55のラミネート構造は、
図5E1および
図5E2に示される。層53のパネル81は、外側シート163に接着された内側シート164を含む。層55のパネル82は同様に、外側シート161に接着された内側シート162を含む。上述したように、シート161,163は、いくつかの実施形態において同じ材料で形成されてよく、シート162,164も同様である。
【0058】
ワイヤ23a,24aの細部もまた、
図5E1および
図5E2に示される。
図5E1に示されるように、ワイヤ23aは、絶縁ジャケット23dに被覆された導体23cを含む。端子23bは、導体23cの露出部分である。
図5E2に示すように、ワイヤ24aは、絶縁ジャケット24dに被覆された導体24cを含む。端子24bは、導体24cの露出部分である。
【0059】
図5E1に示すように、導電性エポキシの硬化した固まり153は、端子23bを延長部62の一部に接着する。その結果、導体23cは、(
図5E1には示されない)底部電極61を含む導電性トレース116との電気通信状態に置かれる。
図5E1は通路39内に隙間を示すが、いくつかの実施形態において、硬化した導電性エポキシの固まりは、通路39を完全に充填してもよい。通路39内に位置する絶縁ジャケット23dの接着領域は、通路39の壁を形成する層54の接着領域に溶接される。
図5E1に示す位置から見たエリア断面図である
図5E3に示すように、中間層54は、ジャケット23dを完全に包囲する。
【0060】
ワイヤ24aの接続は、
図5E2に示すように同様の構造を有し、導電性エポキシの硬化した固まり154が端子24bを延長部70の一部に接着することによって、導体24cを、(
図5E2には示されない)上部電極69を含む導電性トレース135との電気通信状態に置く。
図5E1と同様、
図5E2は通路40内に隙間を示す。いくつかの実施形態において、硬化した導電性エポキシの固まりは、通路40を完全に充填してもよい。通路40内に位置する絶縁ジャケット24dの接着領域は、通路40の壁を形成する層54の接着領域に溶接される。
図5E2に示す位置から見たエリア断面図である
図5E4に示すように、中間層54は、ジャケット24dを完全に包囲する。
【0061】
いくつかの実施形態において、接続後のワイヤは、
図5E3および
図5E4に示す位置とは異なる位置を有してよい。
図5E5〜
図5E10は、追加の実施形態に係る接続後のワイヤの、
図5E3に関して
図5E1に示す位置と同様の位置から見た部分模式エリア断面図である。いくつかの実施形態において、
図5E5〜
図5E7に示すように、ワイヤ23aのジャケット23dは、上層55(
図5E5および
図5E7)および/または下層53(
図5E6および
図5E7)に接してよい。いくつかの実施形態において、
図5E8〜
図5E10に示すように、この接触部はより広範囲であってよい。上層55および/または下層53は、ジャケット23dと部分的に一致してよい。
図5E5〜
図5E10の実施形態において、ジャケット23dは、接触部分で上層55および/または下層53に接着され、同様に中間層54に接着され得る。
図5E5〜
図5E10はワイヤ23aのみを示すが、ワイヤ24aもまた、
図5E5〜
図5E10に示すような接続構成を有してよい。ワイヤ接続が
図5E8〜
図5E10のいずれかに示すような構成を有するいくつかの実施形態において、ステップ509(
図9)を実行するために使用される溶接工具の片面または両面は、
図5E8〜
図5E10に示すような層53または層55の外形輪郭と一致し、これを形成するために用いられ得る。
【0062】
便宜上、RF溶接によってポリマーハウジング(たとえば傾斜アジャスタ16のハウジング)に接着されたワイヤ絶縁ジャケットの一部(たとえば層54に、または層54,53,および/または55に接着されたジャケット23dまたはジャケット24dの一部)は、「ジャケット接着領域」と称され得る。同様に、ポリマーハウジングの一部(たとえばジャケット23dまたはジャケット24dに接着された層54または層54,53,および/または55の一部)は、「ハウジング接着領域」と称され得る。ワイヤとハウジングとの接着を改善するため、およびハウジングのより良い密封のため、ワイヤ絶縁体の少なくともジャケット接着領域およびポリマーハウジングの少なくともハウジング接着領域は、共通した種類のポリマーで形成され得る。本明細書で用いられる場合、ポリマーの「種類」は、化学的に非常に類似したポリマーのグループを指す。種類内の個々のポリマーは、たとえば異なるデュロメータ値を有するなど、ある程度異なってよい。いくつかの実施形態において、ワイヤ絶縁体の少なくともジャケット接着領域およびポリマーハウジングの少なくともハウジング接着領域は、共通した種類の熱可塑性エラストマで形成され得る。熱可塑性エラストマの種類は、熱可塑性ポリウレタン(TPU)、熱可塑性スチレン、熱可塑性コポリエステル、熱可塑性ポリアミド、熱可塑性ポリオレフィン、および熱可塑性加硫ゴムを含む。いくつかの実施形態において、ワイヤ絶縁体の少なくともジャケット接着領域およびポリマーハウジングの少なくともハウジング接着領域は、TPUで形成され得る。たとえばジャケット23d,24dは、押出成形されたTPUであってよい。ジャケット接着領域のTPUは、ハウジング接着領域におけるTPU(複数も可)と(たとえばデュロメータ値が)異なってもよい。
【0063】
ポリマーハウジングのハウジング接着領域は、(たとえばいくつかの実施形態に係る中間層54の場合と同様)ハウジングの他の部分に用いられたものと同じ材料で作られ得るが、その限りではない。一例として、ハウジングまたはその部品は、ハウジング接着領域において1つの種類のポリマーで形成され、別の領域において別の種類のポリマーで形成されてよい。
【0064】
図5E11および
図5E12は、
図4Aに示す位置から見た部分模式エリア断面図であり、組立て後の傾斜アジャスタ16を示す。上述したように、傾斜アジャスタ16の様々な領域は、組立てプロセスのRF溶接部分において圧縮され得る。
図5E11および
図5E12において、圧縮された断面外形を正確に図示しようと試みるものではない。
【0065】
図5E11および
図5E12に示すように、ER流体121は移送チャネル51を満たす。電極61,69は、それぞれチャネル51の上面および底面に設置される。
図5E11および
図5E12は、穴129のエッジ付近に設置された電極61,69のエッジを示すが、いくつかの実施形態において、電極61,69は、移送チャネル51の長さの一部または全部にわたり層54の上下に更に伸長するようにより幅広く形成され得る。
【0066】
図5E11に示すように、延長部62は、底部電極61に接続され、移送チャネル51からアクセス路39へ伸長する。具体的には、延長部62は、層54の底面67とパネル81の上面59との間に設けられる。上述したように、層54は、RF溶接動作中に移送チャネル51内へ突出する傾向がある。この突出は、穴129のエッジ付近の層54と層53との間の境界面において、トレース116の一部を断裂させる傾向がある。電極61の多くの部分において、そのような断裂は問題ではない。しかし、電極61と延長部62との接合点において、そのような断裂は、電極61と、端子23bが接続される延長部62との電気的接続の損失を招き得る。パッチ139は、そのような断裂を防ぐために層54と層53との間に設置される。
図5E11に示すように、パッチ139は、電極61と延長部62との接続領域においてチャネル51に架かる。RF溶接中に層54がチャネル51内に突出すると、パッチ139は、張力緩和を提供する。具体的には、パッチ139は、せん断応力を吸収し、そのせん断応力の全てが、電極61と延長部62との接続を形成するトレース116の領域に伝達することを防ぐ。同様に、チャネル51と通路39との間の延長部62の長さに沿って通路39内に伸長することによってパッチ139は、通路39内の層53と層54との間の境界面における延長部63の断裂を防ぐ。
【0067】
図5E12に示すように、延長部70は、上部電極69に接続され、移送チャネル51からアクセス路40へ伸長する。具体的には、延長部70は、パネル82の底面68と層54の上面63との間に設けられる。パッチ140は、電極69と延長部70との接続領域においてチャネル51に架かる。パッチ140は更に、延長部70の長さに沿って、チャネル51と通路40との間および通路40内へ伸長する。パッチ139と同様、パッチ140は張力緩和を提供し、電極69と延長部70との接続を形成するトレース135の領域、または通路40内の層54と層55との間の境界面における延長部70の領域におけるトレース135の断裂を防ぐ。
【0068】
図6は、靴10の電気システム部品を示すブロック図である。
図6内のブロック間の個々の直線は、信号(たとえばデータおよび/または電力)フロー経路を表し、必ずしも個々の導体を表すことは意図されていない。電池パック13は、再充電可能なイオン電池101、電池コネクタ102、およびリチウムイオン電池保護IC(集積回路)103を含む。保護IC103は、充電異常および放電状態を検出し、電池101の充電を制御し、他の従来の電池保護回路動作を実行する。電池パック13は、コントローラ47との通信および電池101の充電のためのUSB(ユニバーサルシリアルバス)ポート104も含む。電力経路制御ユニット105は、USBポート104または電池101のどちらからコントローラ47へ電力が供給されるかを制御する。リセットボタン106は、コントローラ47および電池パック13を作動または停止させる。LED(発光ダイオード)107は、コントローラがONであるか、および電界の状態を示す。上述した電池パック13の個々の要素は、従来の市販されている部品であってよく、本明細書で説明される新規かつ創意的な方法で組み合わされ用いられる。
【0069】
コントローラ47は、PCB46に収容された部品とともに、コンバータ45を含む。他の実施形態において、PCB46の部品およびコンバータ45は単一のPCBに収容されてよく、あるいは他の何らかの方法でパッケージされてよい。コントローラ47は、プロセッサ110、メモリ111、慣性計測ユニット(IMU)113、および低エネルギ無線通信モジュール112(たとえばBLUETOOTH通信モジュール)を含む。メモリ111は、プロセッサ110によって実行され得る命令を格納し、他のデータを格納してよい。プロセッサ110は、メモリ111によって格納され、および/またはプロセッサ110に格納された命令を実行し、この実行の結果、コントローラ47は、本明細書および参照によって(その全体が)本願に組み込まれる2015年5月29日に出願された“Footwear Including an Incline Adjuster”と題された米国特許出願第14/725,218号で説明されるような動作を実行する。本明細書で用いられる場合、命令は、ハードコードされた命令および/またはプログラマブル命令を含んでよい。
【0070】
IMU113は、ジャイロスコープおよび加速度計および/または磁力計を含んでよい。IMU113によって出力されたデータは、プロセッサ110によって、靴10および靴10を着用した足の方向および動きにおける変化を検出するために用いられ得る。以下で更に詳しく説明するように、プロセッサ110は、靴10の一部の傾斜が変化すべき時を決定するためにそのような情報を用いてよい。無線通信モジュール112は、ASIC(特定用途向け集積回路)を含んでよく、プログラミング命令および他の命令をプロセッサ110へ伝達し、メモリ111またはプロセッサ110によって格納され得るデータをダウンロードするために用いられ得る。
【0071】
コントローラ47は、低ドロップアウト電圧レギュレータ(LDO)114およびブーストレギュレータ/コンバータ115を含む。LDO114は、電池パック13から電力を受け取り、プロセッサ110、メモリ111、無線通信モジュール112、およびIMU113へ定電圧を出力する。ブーストレギュレータ/コンバータ115は、電池パック13からの電圧を、コンバータ45へ許容可能な入力電圧を提供するレベル(たとえば5ボルト)まで上げる。コンバータ45はその後、電圧をより高いレベル(たとえば5000ボルト)まで増加させ、傾斜アジャスタ16の電極61,69にわたる高電圧を供給する。ブーストレギュレータ/コンバータ115およびコンバータ45は、プロセッサ110からの信号によって有効および無効にされる。コントローラ47は更に、内側FER31および外側FSR32からの信号を受信する。これらFSR31,32からの信号に基づいて、プロセッサ110は、内側流体チャンバ35および外側流体チャンバ36にかかる着用者の足からの力が、チャンバ35内にチャンバ36内の圧力よりも高い圧力をもたらすか、またはその逆であるかを決定する。
【0072】
上述したコントローラ47の個々の要素は、従来の市販されている部品であってよく、本明細書で説明される新規かつ創意的な方法で組み合わされ用いられる。また、コントローラ47は、メモリ111および/またはプロセッサ110に格納された命令によって、靴10の中敷14の前足部分の傾斜を調整するためにチャンバ35とチャンバ36との間の流体の移送を制御することに関連する本明細書で説明された新規かつ創意的な動作を実行するように物理的に構成される。
【0073】
図7A〜
図7Dは、いくつかの実施形態に係る、最小傾斜状態から最大傾斜状態まで変化する時の傾斜アジャスタ16の動作を示す部分模式エリア断面図である。最小傾斜状態において、底板に対する上板の傾斜角度αは、傾斜ソール構造12が前足部領域にもたらすように構成された最小数量を表す値α
minを有する。いくつかの実施形態において、α
min=0°である。最大傾斜状態において、傾斜角度αは、傾斜ソール構造がもたらすように構成された最大数量を表す値α
maxを有する。いくつかの実施形態において、α
maxは少なくとも5°である。いくつかの実施形態において、α
max=10°である。いくつかの実施形態において、α
maxは10°より大きくなり得る。
【0074】
図7A〜
図7Dにおいて、底板29、傾斜アジャスタ16、上板41、FSR31、FSR32、および支点要素34が示されるが、他の要素は簡略性のために省略される。
図7Eは、(最小傾斜状態の)傾斜アジャスタ16および底板29の上面図であり、
図7A〜
図7Dの図に対応する区画線の概略位置を示す。上板41は
図7Eから省略されているが、もしも上板41が
図7Eに含まれていれば、上板41の周縁は底板29の周縁と概ね一致することになる。
図7Eの区画線に沿ったエリア断面図に支点要素34は示されないが、
図7A〜
図7D内の他の要素の内側および外側側部に対する支点要素34の概略位置が点線で示される。
【0075】
図7A〜
図7Dには、外側側部ストップ123および内側側部ストップ122も示される。内側側部ストップ122は、傾斜アジャスタ16および上板41が最大傾斜状態である時、上板41の内側側部を支持する。外側側部ストップ123は、傾斜アジャスタ16および上板41が最小傾斜状態である時、上板41の外側側部を支持する。外側側部ストップ123は、上板41が外側側部の方へ傾くことを防ぐ。競走中、走者はトラックに沿って反時計回りに進むので、靴10の着用者は、トラックのカーブ部分を走る時、自身の左側へ曲がる。そのような使用シナリオにおいて、右靴のソール構造の中敷を外側側部へ傾かせる必要はない。ただし他の実施形態において、ソール構造は、内側または外側側部のどちらに傾斜可能であってよい。
【0076】
いくつかの実施形態において、靴10を含むペアのうちの左側の靴は、
図7A〜
図7Dに示すものとは僅かに異なる方法で構成され得る。たとえば、内側側部ストップが、靴10の外側側部ストップ123と同様の高さにあってよく、外側側部ストップが、靴10の内側側部ストップ122と同様の高さにあってよい。そのような実施形態において、左側の靴の上板は、最小傾斜状態と、上板が外側側部の方へ傾斜した最大傾斜状態との間で動く。
【0077】
外側側部ストップ123および内側側部ストップ122の位置は
図7A〜
図7Dにおいて図示されるが、先述の図面には示されない。いくつかの実施形態において、外側側部ストップ123は、底板29の外側側部またはエッジにおけるリムとして形成され得る。同様に、内側側部ストップ122は、底板29の内側側部またはエッジにおけるリムとして形成され得る。
【0078】
図7Aは、上板41が最小傾斜状態にある時の傾斜アジャスタ16を示す。靴10は、靴10の着用者が立ち止まっている、または競走の開始直前にスターティングボックスにいる時、あるいは着用者がトラックの直線部分を走っている時、上板41が最小傾斜状態になるように構成され得る。
図7Aにおいて、コントローラ47は、電極61,69間の電圧を1または複数の流動阻害電圧レベル(V=V
fi)に維持する。具体的には、電極61,69間の電圧は、移送チャネル51内のER流体21の粘性を、チャンバ35,36の内外への流れを阻止する粘性レベルまで高めるのに十分な強度を有する電界を生成するのに十分なほど高い。いくつかの実施形態において、流動阻害電圧レベルV
fiは、電極61,69間の約3kV/mm〜6kV/mmの電界強度を生成するのに十分な電圧である。
図7A〜
図7Dにおいて、通常粘性レベル、すなわち電界による影響を受けていない粘性を有するER流体121を示すために光の点描が用いられる。密度の高い点描は、チャネル51を通る流れを阻止するレベルまで粘性が高くなったER流体121を示すために用いられる。
図7Aに示す状態においてER流体121はチャネル51を通って流れることができないので、上板41の傾斜角度αは、靴10の着用者が靴10の内側側部と外側側部との間で体重を移動しても変化しない。
【0079】
図7Bは、コントローラ47が、上板41が最大傾斜状態になるべき、すなわちα=α
maxまで傾斜すべきであると決定した直後の傾斜アジャスタ16を示す。いくつかの実施形態において、コントローラ47は、靴10の着用者によって行われる歩数に基づいてそのような決定をしてよい。上板41がα
maxまで傾斜すべきであると決定すると、コントローラ47は、靴10を着用している足が、着用者の歩行周期のうち靴10が地面と接する部分にあるかを決定する。コントローラ47は、内側側部チャンバ35内のER流体121の圧力P
Mと外側側部チャンバ36内のER流体121の圧力P
Lとの差ΔP
M−Lが正であるか、すなわちP
M−P
Lがゼロより大きいかも決定する。靴10が地面と接しており、ΔP
M−Lが正である場合、コントローラ47は、電極61と電極69との間の電圧を流動可能電圧レベルV
feまで低減する。具体的には、電極61と電極69との間の電圧は、移送チャネル51内のER流体121が通常粘性レベルになるように、移送チャネル51内の電界強度を低減するのに十分なほど低いレベルまで低減される。
【0080】
電極61,69間の電圧をV
feレベルまで低減すると、チャネル51内のER流体121の粘性は低下する。その後ER流体121は、チャンバ35からチャンバ36内へ流れ始める。それによって、上板41の内側側部は、底板29に向かって動き始め、上板41の外側側部は、底板29から離れるように動き始める。その結果、傾斜角度αはα
minからの増加を開始する。
【0081】
いくつかの実施形態において、コントローラ47は、IMU113からのデータに基づいて、靴10が歩行周期の歩部分にあるか、および地面に接しているかを決定する。具体的には、IMU113は、3軸加速度計および3軸ジャイロスコープを含んでよい。加速度計およびジャイロスコープからのデータを用いて、および走者の足の既知の生物力学、たとえば歩行周期の様々な部分における様々な方向への回転および加速に基づいて、コントローラ47は、靴10の着用者の右足が地面を踏んでいるかを決定することができる。コントローラ47は、FSR31およびFSR32からの信号に基づいて、ΔP
M−Lが正であるかを決定してよい。これらの信号の各々は、FSRを押し下げる着用者の足による力の大きさに対応する。これらの力の大きさおよびチャンバ35,36の既知の寸法に基づいて、コントローラ47は、FSR31およびFSR32からの信号の値を、ΔP
M−Lの符号および大きさに相関付けることができる。
【0082】
図7Cは、
図7Bに関連する時間のすぐ直後の傾斜アジャスタ16を示す。
図7Cにおいて、上板41は、最大傾斜状態に達している。具体的には、上板41の傾斜角度がα
maxに到達している。内側ストップ122は、傾斜角度αがα
maxを超えることを防ぐ。
図7Dは、
図7Cに関連する時間のすぐ直後の傾斜アジャスタ16を示す。
図7Dにおいて、コントローラ47は、電極61,69間の電圧を、流動阻害電圧レベルV
fiまで上昇させている。これは、移送チャネル51を通る更なる流れを阻止し、上板41を最大傾斜状態に保持する。通常の歩行周期において、靴にかかる右足の下方向への力は、最初に外側側部においてより強く、同時に前足部が内側側部にロールする。もしもチャネル51を通る流れが阻止されていなければ、着用者の右足の外側側部にかかる最初の下方向への力は、傾斜角度αを減少させるであろう。
【0083】
いくつかの実施形態において、靴は、傾斜アジャスタと、靴の中敷の様々な部分を傾斜させるように構成された他の部品とを含んでよい。ほんの一例として、バスケットボール靴は、傾斜アジャスタ16と同様であるが、内側中足部または踵領域に位置する1つのチャンバと外側中足部または踵領域に位置する別のチャンバとを有し、チャンバの形状がこれらの位置に合うように変更された傾斜アジャスタを含んでよい。そのような靴のコントローラは、着用者の身体部位が中足部および/または踵を傾斜させる必要があると決定した時、およびそのような傾斜が必要ではなくなったと決定した時、上述した動作と同様の動作を実行するように構成され得る。たとえば左へ方向を変えると、内側へ傾斜した中足部および踵領域を有する右側の靴は、更なるサポートおよび安定性を提供し得る。コントローラは、方向を変える動きの発生を、着用者の胴体の位置および/または運動、および/または靴の内側側部にかかる圧力の急速な増加、および/または踵領域が前足部領域に対して傾斜したことを示すアッパー内に設けられたセンサに基づいて決定するように構成され得る。
【0084】
コントローラは、ソール構造内に設けられなくてもよい。たとえばいくつかの実施形態において、コントローラの一部または全ての部品は、たとえば電池アセンブリ13などの電池アセンブリのハウジング内、および/または履物のアッパーに位置する別のハウジング内に設けられ得る。
【0085】
上記から理解され得るように、傾斜アジャスタ16は、ER流体を保持する構造である。他の実施形態は、ER流体を保持し、または保持するように構成され、傾斜アジャスタ16に関連して説明した特徴と同様の特徴を有するが、1または複数の点において傾斜アジャスタ16とは異なり得る他の構造を含む。本明細書では便宜上ER流体構造と称されるそのような構造は、履物または他の用途において用いられてよい。
【0086】
いくつかの実施形態において、ER流体構造は、上述したものとは異なるサイズおよび/または形状を有するチャンバを含んでよい。同様に、移送チャネルは、他のサイズおよび/または形状を有してよい。
【0087】
いくつかの実施形態において、ER流体構造は、単一のチャンバしか有さず、移送チャネルの一端が開いた状態であってよい。この開放移送チャネルは、後続して、ER流体貯蔵器またはチャンバを有する別の構造に連結され、ER流体を独立した貯蔵器またはチャンバから、または他の何らかの部品へ移送するように構成されたポンプに連結され得る。
【0088】
いくつかの実施形態において、ER流体構造は、チャンバを含まなくてもよい。たとえばそのような構造は、移送チャネル51およびアクセス路39,40を含む傾斜アジャスタ16の中央部分と同様であってよい。ただし構造内でチャンバに連結される代わりに、移送チャネルの両端は開いており、他の部品に連結可能であってよい。そのような構造は、たとえばER流体システム内の弁として用いられ得る。
【0089】
実施形態の上記説明は、図示および説明の目的で提示された。上記説明は、網羅的であること、および本発明の実施形態を開示された形式通りのものに限定することは意図されず、変更および変形例が上記教示の観点において可能であり、様々な実施形態の実践から得られ得る。本明細書で説明される実施形態は、様々な実施形態の原理および本質およびこれらの実用的応用を説明するために選択および記載され、当業者が、考えられる特定の用途に適した様々な変更を伴って様々な実施形態で本発明を利用することを可能にする。本明細書で説明された実施形態における特徴のあらゆる全ての組み合わせ、部分的組み合わせ、および並べ替えは、本発明の範囲内である。特許請求の範囲において、部品の潜在的または意図された着用者または使用者への言及は、部品の実際の着用または使用、あるいは着用者または使用者の存在を、特許請求対象である発明の一部として必要とするものではない。
<実施形態例の非限定的リスト>
1.内部に画定されたチャネルを有するポリマーハウジングと、
上記チャネルと少なくとも部分的に一致する第1の導電性トレースと、
第1の絶縁ジャケットに包囲された第1の導体を有する第1のワイヤと
を備え、上記第1の導体は上記第1の導電性トレースと電気通信状態にあり、上記第1のジャケットのジャケット接着領域は上記ハウジングのハウジング接着領域に溶接され、上記ジャケット接着領域および上記ハウジング接着領域は共通した種類のポリマーで形成される、物品。
2.上記ジャケット接着領域および上記ハウジング接着領域は、共通した種類の熱可塑性エラストマで形成される、実施形態1に記載の物品。
3.上記ジャケット接着領域および上記ハウジング接着領域は、熱可塑性ポリウレタンで形成される、実施形態1に記載の物品。
4.上記ハウジングは、上記チャネルと流体連通している第1のチャンバを備える、実施形態1〜3のいずれかに記載の物品。
5.上記第1のチャンバおよび上記チャネルは電気粘性流体で満たされ、上記第1のチャンバは、上記第1のチャンバの内外への上記電気粘性流体の移送に応じて変化する高さを有する、実施形態4に記載の物品。
6.上記ハウジングは、上記チャネルと流体連通している第2のチャンバを備え、上記第2のチャンバは上記電気粘性流体で満たされ、上記第2のチャンバは、上記第2のチャンバの内外への上記電気粘性流体の移送に応じて変化する高さを有する、実施形態5に記載の物品。
7.上記ハウジングは、上記チャネルの側面を形成する表面を有する第1のポリマー層を備え、上記第1の導電性トレースは、上記第1層の表面の少なくとも一部を形成し、
上記ハウジングは、第1の表面を有する第2のポリマー層を備え、上記第2層の第1の表面の少なくとも一部は、上記第1層の表面に接着され、
上記チャネルの壁は、上記第2層内に画定される、実施形態1〜6のいずれかに記載の物品。
8.上記ハウジングは、上記チャネルの側面を形成する表面を有する第3のポリマー層を備え、
上記第2層の第2の表面の少なくとも一部は、上記第3層の表面に接着される、実施形態7に記載の物品。
9.上記第3層の少なくとも一部を形成する第2の導電性トレースと、
第2の絶縁ジャケットに包囲された第2の導体を有する第2のワイヤと
を更に備え、上記第2の導体は上記第2の導電性トレースと電気通信状態であり、上記第2のジャケットの第2のジャケット接着領域は上記ハウジングの第2のハウジング接着領域に溶接され、上記第2のジャケット接着領域および上記第2のハウジング接着領域は共通した種類のポリマーで形成される、実施形態8に記載の物品。
10.上記第1の導電性トレースは、上記チャネルの経路を辿る第1の電極と、上記チャネルの上記経路から分岐し、上記第2層の第1の表面を横切る第1の延長部とを備え、上記第1の導体は、上記チャネルから逸れた上記第1の延長部の一部に接続される、実施形態7〜9のいずれかに記載の物品。
11.上記第1層、上記第2層、および上記第3層は、存在する場合、熱可塑性ポリウレタンで形成される、実施形態8〜10に記載の物品。
12.実施形態1〜11のいずれかに記載の物品を組み込む、履物製品のためのソール構造。
13.実施形態1〜11のいずれかに記載の物品を組み込む履物製品。
14.第1のワイヤの第1の導体を第1の導電性トレースとの電気通信状態にすることであって、
上記第1の導体は、第1の絶縁ジャケットに包囲され、
上記第1の導電性トレースは、内部に画定されたチャネルを有するポリマーハウジング内に設置され、上記チャネルと少なくとも部分的に一致し、
上記第1のジャケットのジャケット接着領域および上記ハウジングのハウジング接着領域は共通した種類のポリマーで形成される、電気通信状態にすることと、
上記ジャケット接着領域と上記ハウジング接着領域とを溶接することと
を備える方法。
15.上記ジャケット接着領域および上記ハウジング接着領域は、共通した種類の熱可塑性エラストマで形成される、実施形態14に記載の方法。
16.上記ジャケット接着領域および上記ハウジング接着領域は、熱可塑性ポリウレタンで形成される、実施形態14に記載の方法。
17.上記溶接の前に、上記第1のジャケットの外側形状に対応する形状を有する穴を上記ハウジングに形成することを更に備える、実施形態14〜16のいずれかに記載の方法。
18.上記溶接の後に、上記ハウジングを履物製品のためのソール構造に組み込むことを更に備える、実施形態14〜17のいずれかに記載の方法。
19.上記溶接の後に、上記ハウジングを履物製品に組み込むことを更に備える、実施形態14〜17のいずれかに記載の方法。