2005 Fiscal Year Annual Research Report
グリップ部の力学的特性からみたテニスラケットの衝撃振動が人体に与える影響
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16500415
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| Research Institution | Oita University |
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Principal Investigator |
前田 寛 大分大学, 工学部, 教授 (60181591)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡内 優明 大分大学, 工学部, 助教授 (20194334)
島田 義生 大分大学, 工学部, 教授 (40094065)
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| Keywords | テニスラケット / グリップ / 衝撃 / 振動 / リンク機構モデル / 粘弾性モデル / シミュレーション |
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| Research Abstract |
テニスマシーンから発射されたボールを,グリップ部を手で握って保持,静止されたラケット面に衝突させる.その際、ラケットに表れる衝撃振動をシャフト部に接着したストレインゲージから検出する.同時にグリップ部に装着した圧力センサーからグリップ部の強弱を検出する.そしてラケットの衝撃振動が、握り方の強弱によって、人体の手・前腕部にどのように伝播するかを手部と前腕部に装着した加速度計によって検出した.被験者は強いグリップと弱いグリップの2種類の試技を行った.
この実験から,ボールとラケットが衝突した際,ラケットには2種類の周波数が混ざっており,一つは約130Hzの高い周波数であり,もう一つは10〜50Hzの低い周波数であることがわかった.この結果は,衝突時にラケットは,一つは振動体として,もう一つは剛体として振る舞うことを示している.これら高低2種類の衝撃・振動がグリップ部を通して,手部,前腕部に伝播する.
グリップ部を握る強さの違いによる衝撃振動の伝播の様子をみると,グリップ部を強く握った試技では,高低2種類の衝撃振動が手や前腕部にも伝わる.しかし弱く握った試技では高い周波数の振動はすぐに減衰し,伝播しにくいが,低い周波数の振動のみが伝播していることがわかった.
今回はラケットを剛体と見なし,ラケットが粘弾性特性を持ったグリップと手関節につながったリンク機構のモデルを作製し,グリップの特性について考察しようとした.このモデルをシミュレーションすることにより,グリップ部の握る強さを変えると,グリップ部の粘性係数は1.0から5.5N/m/sに変化し,弾性係数は50から500N/mに変化すると推察された.またグリップの強さを変えると,手関節の粘弾性係数にも影響するものと思われた.
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