Development of an evaluation system for a golf club based on its behavior and muscle activity during swing

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K10857
• Research Institution: Kogakuin University
• Principal Investigator: 田中 克昌 工学院大学, 工学部, 准教授 (90313329)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: スポーツ工学 / 有限要素解析 / 逆動力学解析 / ゴルフクラブ / 筋骨格モデル

Outline of Annual Research Achievements

本研究では，有限要素法を用いて，スイングからインパクトまでにおけるクラブやボールの挙動を高い精度で表現できるシミュレーションモデルを構築するとともに，筋骨格シミュレーションを用いてスイング時における筋発揮を推定することにより，スイング中のクラブ挙動および身体負荷を考慮した各指標の提案を行い，用具挙動および身体負荷の両面からクラブを統合的に評価するシステムを開発することを目的としている．このうち，本年度は，昨年度までに得られた筋骨格シミュレーションによる結果と動作との関係を調査することにより，クラブの評価につながる指標を提案するとともに，グラブの挙動および身体負荷の両面からクラブを統合的に評価するシステムを開発することを中心に研究を進めた．
まず，筋骨格シミュレーションの結果をもとに，クラブの評価指標を検討するにあたっては，たとえば関節トルクや筋発揮の最大最小値から指標を定義するのではなく，スイング動作とそのときの筋活動から，スイングの発現に重要となる動作の範囲における筋発揮の積分値など，動作との関係性を考慮した指標として提案した．同時に，提案した指標とインパクト時のヘッドの速度や姿勢のほかに，インパクト後のボールの打ち出しとの関係を調査することにより，クラブの挙動との関係も踏まえながら，提案した指標が本研究の目的を満たす可能性について吟味した．
次に，提案した指標とインパクト挙動との関係から，飛距離の向上や方向安定性などの目的に対応した評価指標についても提案し，クラブの評価への活用に関する可能性を吟味した．さらに，提案した指標が，異なる被験者や異なるクラブ特性に対しても有用となり得るかを，本研究で検討した一連の流れに適用することによって検証した．
以上の検討を踏まえて，スイング中のクラブ挙動と身体負荷を考慮したクラブの性能評価システムの提案につなげた．