テニスにおける衝突現象の解明とラケットの性能予測・評価システムの開発

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08555060
• 研究機関: 埼玉工業大学
• 研究代表者: 川副 嘉彦 埼玉工業大学, 工学部, 教授 (00102898)
• 研究分担者: 金谷 恵次 埼玉工業大学, 工学部, 教授 (90161166)
• キーワード: 機械力学 / スポーツ工業 / テニスラケット / 衝突 / 反発係数 / 衝撃 / 振動 / 接触時間

研究概要

人間のスイングによる運動およびラケットとボールとの衝突現象を考慮して,従来人間の感覚により評価されていたラケット性能を客観的に評価するシステムの開発を進めている.昨年度は,ラケットの反発性能,操作性,打球感に関する基本的性能を予測評価するシステムを開発し,主にボールの飛びに関するスイ-ト・エリアとラケットの物理特性との関係を明らかにした.本年度は,人間(プレーヤー)がボールを打撃した時のラケット・腕系の加速度実測波形と対象しながら腕系の衝撃・振動のメカニズムを明らかにし,ラケット・グリップと手首関節の衝撃振動を予測するプログラムを作成した.
主な結果を以下に述べる.
(1)腕系の等価質量と手の減衰を吟味して予測したグランド・ストロークでのラケット・ハンドルおよび手首関節の衝撃・振動の波形は実測波形に近くなった.
(2)ラケットの物理特性の違いがラケット・ハンドルおよび手首関節の衝撃・振動におよぼす影響を明らかにすることができた.たとえば,
(3)ボールの飛びの良い超軽量タイプの大型サイズのラケットは,ボールの飛びは良いが,ラケット・ハンドルおよび手首関節の衝撃・振動は大きい.
(4)打球面サイズの大きいラケットは一般に振動も大きい.ただし,ハンドルの重量を増せば振動は低減する.
これらの結果については,一部すでに研究発表をおこなった.

研究成果

• [文献書誌] Y.KAWAZOE: "Experimental Identification of Hand-held Tennis Racket Characteristics and Prediction of Rebound Ball Velocity at Impact," Theoretical and Applied Mechanics,. 46. 165-176 (1997)
• [文献書誌] Y.KAWAZOE, R.TOMOSUE & A.MIURA: "Impact Shock Vibrations of the Wrist and the Elbow in the Tennis Forehand Drive :Remarks on the Mesured Wave Forms Considering the Racket Physical Properties," Proc.of Int.Conf.on New Frontiers in Biomechanical Engineering,(Tokyo,Japan),. 285-288 (1997)
• [文献書誌] Y.KAWAZOE: "Performance Prediction of Tennis Rackets with Materials of the Wood and the Modern Composites," 5th Japan Int.SAMPE Sympo.&Exhibition,(Tokyo,Japan). 1323-1328 (1997)
• [文献書誌] 川副嘉彦: "テニスラケットのスイ-トエリアの予測(第1報,実験的同定と衝突解析によるボールの飛びの定量的予測法)" 埼玉工業大学紀要. 6. 8-14 (1997)
• [文献書誌] 川副嘉彦: "テニスラケットのスイ-トエリアの予測(第2報,適用例と考察)" 埼玉工業大学紀要. 6. 15-19 (1997)
• [文献書誌] 川副嘉彦・友末亮三: "テニスのインパクトにおけるラケットのスイ-トエリアの予測(反発係数,反発力,ボールの飛び)" 日本機械学会論文集. 64・623(掲載予定). (1998)
• [文献書誌] 川副嘉彦, 太田智洋: "テニスのインパクト諸量におよぼすラケット物理特性の影響(ラケット面サイズとストリングス初張力についての考察)," 日本機械学会ジョイント・シンポジウム1997(スポーツ工学シンポジウム,シンポジウム・ヒューマンダイナミクス)講演論文集,. 97-34. 23-27 (1997)
• [文献書誌] 川副嘉彦, 友末亮三, 吉成啓子, Federico CASOLO: "テニスのフォアハンド・ドライブにおけるラケット.グリップと手首関節の衝撃振動" 日本機械学会ジョイント・シンポジウム1997(スポーツ工学シンポジウム,シンポジウム・ヒューマンダイナミクス)講演論文集,. 97-34. 28-32 (1997)
• [文献書誌] 川副嘉彦: "手で支持したテニスラケットの実験的同定とインパクトにおける反発力の予測," 第46回応用力学連合講演会. 149-150 (1997)
• [文献書誌] 川副嘉彦, 太田智洋: "テニスのインパクトにおけるボール・ストリングス・フレームの相互作用(ラケット・サイズとストリングス初張力の影響)" 日本機械学会第74期通常総会講演論文集,. 97-1. 232-233 (1997)
• [文献書誌] 川副嘉彦: "テニスに関する工学的研究," 日本機械学会,D&D'97スポーツ工学シンポジウム講演論文集,. 97-10-2. 17-21 (1997)
• [文献書誌] 川副嘉彦,: "テニスにおけるラケット性能の予測と評価についての考察(パワー,面安定性,打球感,コントロール)" 日本機械学会第75期通常総会講演論文集,. 98-1(1). 539-540 (1998)
• [文献書誌] 川副嘉彦, 杉浦鉄男,: "テニスにおける木製ラケットと複合材ラケットの性能予測(反発力,ボールの飛び,面安定性)," 日本機械学会第75期通常総会講演論文集,. 98-1(1). 541-542 (1998)
• [文献書誌] 川副嘉彦, 荻原史浩: "テニスにおける木製ラケットと複合材ラケットの性能予測(ラケットと手首関節の衝撃振動)," 日本機械学会第75期通常総会講演論文集,. 98-1(1). 543-544 (1998)