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歩行中のすべり転倒機構の体系的解明に基づく転倒防止性に優れた超耐滑シューズの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K06038
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 設計工学・機械機能要素・トライボロジー
研究機関東北大学

研究代表者

山口 健  東北大学, 工学研究科, 准教授 (50332515)

研究分担者 堀切川 一男  東北大学, 工学研究科, 教授 (60173605)
柴田 圭  東北大学, 工学研究科, 助教 (60612398)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2016年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワードすべり / 歩行 / 転倒 / 耐滑シューズ / 摩擦係数
研究成果の概要

本研究では,歩行中の靴底と床面間の接線力係数の測定及び動作解析に基づいて,すべり及び転倒防止のためには靴底と床面間に0.4以上の静摩擦係数及び動摩擦係数が必要であること,身体の傾斜角度が小さくなるような歩行がすべりにく歩行方法であることを明らかにした.また,油で濡れた床面に対しても0.4以上の高い静摩擦係数,動摩擦係数を示す靴底トレッドブロックの形状を実験的に明らかにした.さらに,小型3軸力覚センサを靴底に搭載したセンサシューズを開発し,靴底接地面内における接線力係数分布及び接線力の作用方向を明らかにし,油で濡れた床面においてもすべりが生じにくく,転倒防止性に優れる超耐滑靴底の開発指針を得た.

研究成果の学術的意義や社会的意義

屋内外におけるすべりによる転倒事故は,高齢者の寝たきりや労働死傷災害の主要な原因の一つである.本研究の成果は,従来経験的に理解されてきたすべりにくい歩行動作に理論的根拠を与えるものであるとともに,同じく経験的に開発が行われてきた耐滑シューズの開発に定量的な耐滑性評価指針を与えるものであり,すべりによる転倒防止に大きな貢献が期待できるものである.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 7件)

  • [雑誌論文] Effects of age-related changes in step length and step width on the required coefficient of friction during straight walking2019

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Takeshi、Masani Kei
    • 雑誌名

      Gait & Posture

      巻: 69 ページ: 195-201

    • DOI

      10.1016/j.gaitpost.2019.02.005

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effect of groove width and depth and urethane coating on slip resistance of vinyl flooring sheet in glycerol solution2019

    • 著者名/発表者名
      Shibata Kei、Warita Iori、Yamaguchi Takeshi、Hinoshita Mamoru、Sakauchi Koichi、Matsukawa Seiko、Hokkirigawa Kazuo
    • 雑誌名

      Tribology International

      巻: 135 ページ: 89-95

    • DOI

      10.1016/j.triboint.2019.02.033

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Decrease in required coefficient of friction due to smaller lean angle during turning in older adults2018

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Takeshi、Okamoto Ryosuke、Hokkirigawa Kazuo、Masani Kei
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanics

      巻: 74 ページ: 163-170

    • DOI

      10.1016/j.jbiomech.2018.04.038

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effect of rubber block height and orientation on the coefficients of friction against smooth steel surface lubricated with glycerol solution2017

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Takeshi、Katsurashima Yu、Hokkirigawa Kazuo
    • 雑誌名

      Tribology International

      巻: 110 ページ: 96-102

    • DOI

      10.1016/j.triboint.2017.02.015

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Required coefficient of friction in the anteroposterior and mediolateral direction during turning at different walking speeds2017

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Takeshi、Suzuki Akito、Hokkirigawa Kazuo
    • 雑誌名

      Plos One

      巻: 12 号: 6 ページ: e0179817-e0179817

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0179817

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dry sliding friction of ethylene vinyl acetate blocks: Effect of the porosity2017

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Takeshi、Sugawara Takehiko、Takahashi Motoi、Shibata Kei、Moriyasu Kenta、Nishiwaki Tsuyoshi、Hokkirigawa Kazuo
    • 雑誌名

      Tribology International

      巻: 116 ページ: 264-271

    • DOI

      10.1016/j.triboint.2017.07.022

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Distribution of the local required coefficient of friction in the shoe-floor contact area during straight walking2018

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Yamaguchi, Seiya Takano
    • 学会等名
      20th Congress International Ergonomics Association
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of Groove Depth and Width and Surface Coating of Floor Sheets on Coefficients of Friction under Oil Lubrication2018

    • 著者名/発表者名
      Kei Shibata, Iori Warita, Takeshi Yamaguchi, Mamoru Hinoshita, Koichi Sakauchi, Seiko Matsukwa, Kazuo Hokkirigawa
    • 学会等名
      20th Congress International Ergonomics Association
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高荷重対応型靴底センサシステムを用いた歩行中の靴底/床面間の必要摩擦係数分布の解明2018

    • 著者名/発表者名
      進藤真人,山口健,佐々木祥弘,堀切川一男
    • 学会等名
      LIFE2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 潤滑下における靴底用ゴム材料の耐滑設計に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      山田学倫,山口健,柴田圭,堀切川一男
    • 学会等名
      日本設計工学会2018年度秋季大会研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Shoe sole design for high slip resistance on powder-contaminated floor surface2017

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Yamaguchi
    • 学会等名
      Slips, Trips, and Falls International Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of ageing on the misalignment of the desired and measured center of pressure during straight walking2017

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Yamaguchi
    • 学会等名
      2017 ISPGR World Congress
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mediolateral and anteroposterior components of required coefficient of friction during turning gait for young and older adults2017

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Yamaguchi
    • 学会等名
      2017 ISPGR World Congress
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Improvement in slip resistance of rubber sole on oil-lubricated surface by controlling height and orientation of tread block2017

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Yamaguchi
    • 学会等名
      The 6th World Tribology Congress 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 耐滑性に優れる靴底意匠設計に関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      桂島悠
    • 学会等名
      日本トライボロジー会議2016秋新潟
    • 発表場所
      朱鷺メッセ 新潟コンベンションセンター,新潟
    • 年月日
      2016-10-11
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] The required coefficient of friction (RCOF) needed to maintain stability when turning versus walking straight2016

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Yamaguchi
    • 学会等名
      Slips, Trips and Falls 2016: The Way Forward
    • 発表場所
      Farmers & Fletchers, London, England
    • 年月日
      2016-10-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] センサシューズによる歩行中の靴底接地面内の必要摩擦係数分布2016

    • 著者名/発表者名
      山口健
    • 学会等名
      日本設計工学会2016年度秋季研究発表講演会
    • 発表場所
      北九州国際会議場,北九州
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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