2018 Fiscal Year Research-status Report
コンタクトスポーツ骨導シミュレーションによるHead&Earプロテクターの開発
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17K01775
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| Research Institution | Sendai National College of Technology |
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Principal Investigator |
濱西 伸治 仙台高等専門学校, 総合工学科, 准教授 (00374968)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 骨導 / 難聴 / 剣道 / コンタクトスポーツ / ハニカム構造 / ３Ｄプリンタ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，頭部へ激しい衝撃を伴うコンタクトスポーツによる骨導と，それに起因する聴覚へのダメージを低減するための新しいプロテクターの開発を目指している．研究代表者らはこれらのスポーツの中でも，日本古来の武道である剣道に着目し，打撃頻度の多い面防具にプロテクターを使用することで，長年にわたり剣道を続けたことに起因する「剣道難聴」を予防できるのではないかという着想に至った．
本年度は，３Ｄプリンタにより，ハニカム構造による衝撃吸収サポーターを新たに試作した．このサポーターは，ポリフレックスと呼ばれるやわらかい樹脂を材料としており，優れた強度と衝撃吸収性を有することを実験により確認した．
試作したサポーターの衝撃・音圧低減効果を評価するため，石膏で作製した人頭模型にサポーターを取り付けた面防具を装着して打撃実験を行った．骨導の大きさは，頭部模型表面に設置した加速度センサにより計測し，音圧は頭部模型の外耳道内部に挿入した小型マイクにより計測した．
面防具を打撃した際，サポーターの装着により衝撃の加速度は約30%衝撃を低減し，打撃低減効果があることを確認した．また，音圧についてもサポーターの使用による効果が認められたが，面防具そのもので外耳道を閉塞させたことで，頭部のみへの打撃よりも音圧は非常に大きくなった．従って，他のコンタクトスポーツにおいてもハニカム構造を用いたサポーターを装着することで高い衝撃吸収特効果が期待できる一方で，音圧低減については改善が必要であることが示唆された．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
試作したサポーターが優れた衝撃低減効果を有することを実験的に確認したものの，有限要素法によるサポーターモデルの頭部モデルへの組み込みに時間を要しているため，シミュレーションによる検証が不十分である．
また，研究代表者が本年度末をもって他機関へ移籍することになったため，実験設備等の移設作業などにより研究スケジュールがやや遅れている．
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の研究計画では検討していなかった３Ｄプリンタの活用により，複雑な形状のサポーターでも容易に製作することが可能となり，その設計（理論）と評価（実験）をスムーズに進めることが可能となった．提案したサポーターの構造やデザインは既に学内外で高く評価されており，今後も試作・改良を重ねながら，衝撃・音圧低減を兼ね備えるサポーター開発を進めていく．
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| Causes of Carryover |
本年度は剣道の面防具のみに着目したため，次年度は他のスポーツ競技におけるプロテクターを作製する材料購入費として使用する．
また，研究代表者が本年度末をもって他機関へ移籍することになったため，３Ｄプリンタなど，これまでの研究機関が所有していた研究備品の一部が使用できなくなったことに伴い，新たに購入する必要が生じた．
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