スポーツ・シューズにおけるコンピュータ・モデルを用いた適合性の評価法に関する研究

• Project/Area Number: 14750055
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Materials/Mechanics of materials
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 田中 克昌 東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 助手 (90313329)
• Project Period (FY): 2002 – 2003
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2003)
• Budget Amount: ¥2,900,000 (Direct Cost: ¥2,900,000); Fiscal Year 2003: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 2002: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
• Keywords: スポーツ工学 / ランニング・シューズ / 適合性 / フィット感 / 官能評価

Research Abstract

昨年度に得られた知見から,適合性の評価を,使用者が足から地面への力の伝達の良し悪しによって行っていると考え,その感覚と相関関係にある物理量として,足底圧分布に着目することとした.足底圧は足とシューズ・ソールの相互作用によるものであることから,本年度は,インソールの形状や材料特性による走行時の足底圧分布の変化を調べるとともに,官能評価と足底圧分布との関係について検討した.これらから適合性の評価に影響する圧力分布が明らかになり,コンピュータ・モデルを用いて得られる応力分布の結果と比較することにより,モデルを用いた適合性の予測が可能となる.
具体的には,土踏まず部の形状に着目し,アーチパッドの位置や高さを変化させることにより,形状の異なるインソールを用意した.そして,三次元形状計測装置を用いた足形状とインソール形状との関係,被験者が適合感を判断する因子と考えられる圧迫感と足底圧分布との関係について調べた.
足底圧分布の計測から,薄いアーチパッドでは,まず挿入部位での足とインソールとの接触面積が増大し(圧力は有意に増大しない),さらにアーチパッドの厚さを増すと圧力が増大する(接触面積は有意に増大しない)傾向となった.このとき,圧迫感の評価は,アーチパッドが薄く圧力が比較的高くない場合では接触面積により,アーチパッドが厚くなると接触面積が飽和し,増大する圧力により評価することがわかった.また,アーチパッドの部位(アーチ形状の変化)により,同じ圧迫感を与える圧力・接触面積の値は異なることがわかった.これらより,インソール形状によって変化する圧力と接触面積が,被験者の適合感に与える影響を明らかにし,モデルを用いた評価に際して考慮すべき部位や力学量について特定することができた.