ターン速度を向上するアルペンスキー競技用 スキーブーツの...
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ターン速度を向上するアルペンスキー競技用 スキーブーツの開発
北見工業大学 機械工学科
教授 鈴木聡一郎
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研究の背景
• 豪雪地帯と過疎地域
2
国土交通省: http://www.mlit.go.jp/ 全国過疎地域自立促進連盟: http://www.kaso-net.or.jp/
平成２５年度高齢化率：２４．１％ 積雪寒冷地域在住高齢者の健康寿命延伸⇒冬季生涯スポーツの定着
研究の背景
レジャー白書２０１０
• スキー人口の減少
スキー人口⇒６０％減 スキー場数⇒３０％減 スキー市場⇒５０％減
研究の背景
4
http://torino2006.nikkansports.com/
http://number.bunshun.jp/
http://www.skinet.co.jp/
日本代表選手の国際的活躍⇒スポーツ振興促進
アルペンスキー競技での日本選手の活躍
レジャースキーの再興 冬季生涯スポーツとしての定着 スキー市場の活性化
• 地域密着型スキー場閉鎖の歯止め
過去の日本人選手の活躍
5
猪谷千春選手
海和俊宏選手 岡部哲也選手
木村公宣選手 佐々木明選手
• １０年に一人の逸材
http://www.skinet.co.jp/より
競技成績と内傾動作
Lean angle
52
54
56
58
60
62
64
66
68
70
34 35 36 37 38 39
Finish time [s] M
axim
um le
an a
ngle
[deg
]
Subject A（SAJ point : 38.90） Subject B（SAJ point : 92.79） Subject C（No point）
R=0.9827
SAJ: Ski Association of Japan
滑降距離の短縮 関節の伸展（ストレッチング）によるエネルギー増加
滑降タイムの短縮
• 内傾動作の重要性
滑降タイムと内傾角度の実験結果
板のたわみ
関節の仕事によるエネルギー増加
• 滑降タイムの予測シミュレーション
7
53.0
53.5
54.0
54.5
55.0
55.5
0 2 4 6 8 10 12 14
予測滑降タイム
[s]
ベンディングの回数 [回]
予測滑降タイム
公式滑降タイム
BBT NLossBNNWmv ×−−×= .)(21 2Δ
sv
LΔ
Δ=
sv
L
Δ
Δ
滑降タイムの差
滑降速度の差
滑降距離
:::
スキーヤーの簡略化モデル
内傾動作と内傾角速度
8
前半：谷回り
後半：山回り
内傾角度の減少
内傾角度の増加
内傾開始
マキシマム姿勢
• スキーターンにおける内傾動作
日本選手の問題点
9
欧米人モデル 日本人モデル
0.4
7L
0.4
94L
0.2
3L
0.2
76L
0.2
45L
0.2
85L
0.2
~0.4
m
0.2
m
0.2
~0.4
m
0.2
5 m
L: 身長(m)
0.3
75 L
0.3
58 L
• 内傾角速度の減少
内傾角速度の向上
10
内傾開始時 内傾角速度増大 Low front
マキシマム姿勢時 バランス保持能力向上 High rear
Conventional design New design
Newly designed upper shell
44.5
±1.
5%
61.0
±2.
0%
• アッパーシェル設計
新アッパーシェルの成果
http://www.sanspo.com/
２０１０バンクーバーオリンピック フリースタイルモーグル競技４位入賞
製品化されたREXXAM DATAシリーズ
• 上村愛子選手
北見工大の設備
• モーションキャプチャシステム、床反力計
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北見工大の設備
• ＳｋｙＴｅｃスキーシミュレータ
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日本に１台しかないコンピュータ制御のスキーシミュレータ
北見工大の設備
• ＲＳＶ夏季屋外滑降実験
14
Roller Ski Variable
夏季屋外滑降実験
15
欧米選手を凌駕する内傾角速度の実現
0.74
0.76
0.78
0.8
7.0 7.2 7.4 7.6 7.8 8.0
踝幅 [mm]
内傾
角速
度 [
rad/s]
0
0.02
0.04
0.06
0.08
回転
角度
[r
ad]
内傾角速度
足部回転角度
• 内傾角速度の向上 数値シミュレーションによる検討
簡略化シミュレーションモデル 踝幅と内傾角速度の関係
欧米選手を凌駕する内傾角速度の実現
• フットベッド設計の検討
17
軸状パーツ
0.75
0.76
0.77
0.78
0.79
0.8
0 1 2 3 4 5パーツ高さ [mm]
内傾
角速
度
[rad/s]
簡略化モデル
パーツ高さの最適値
フットベッド
スキーブーツの構成
ブーツシェル
インナーブーツ フットベッド
インソール
実験による検証
18
40.0
40.2
40.4
40.6
40.8
41.0
ノーマル 2mm 3mm
フットベッドの種類
滑降
タイ
ム [
s]
25
30
35
40
被験者Ａ 被験者Ｂ 被験者Ｃ 被験者Ｄ 被験者Ｅ
滑降
タイ
ム [
s]
パーツ無し
パーツ有り
正三角形断面の軸状パーツ
• 既存フットベッドの改良
RSV滑降実験結果
雪上滑降実験
軸状パーツを装着したフットベッド
新技術の特徴
ロール軸まわりにスキーブーツ内のフットベッドを可動
式にしたことで、ターン時のスキーヤーの内傾角速度
を向上する。 スキーヤーの内傾角速度の向上が、アルペンスキー
競技における滑降距離の短縮と関節の仕事を増大し、
滑降タイム短縮を可能にする。 ブーツ内に収まる足部のローリングを可能とすること
で、スキーヤーの体重移動を容易にする。
想定される用途
本技術は、内傾角速度の向上を可能とするため、内
傾することにより方向転換を行う運動に適用し、運動
速度を向上する、あるいは運動時間を短縮する用途
への応用で効果が認められると予想される。 例えば、コーナリング速度が重要となる、スケート競技
用シューズや陸上短・中距離種目用スパイクシューズ、
レース用モーターサイクルのシートなどへの適用が想
定できる。
想定される応用例
21
http://www.motogp.com
http://sanspo.com http://asahi.com http://club-ys.at.webry.info/
http://extras.jp.msn.com/london2012/
競技用スケートシューズ（インソール）
レース用モーターサイクル（シート） 陸上２００ｍスパイク（インソール）
実用化へ向けた課題
軸状パーツの取り付け方向の最適化
（検討中）
断面形状の最適化
可動部の素材・耐久性の検討
本技術に関する知的財産権
・発明の名称 スキー靴及びスキー靴用中敷き部材
・発明の番号 特開2013-154055
・出願人 北見工業大学
・発明者 鈴木聡一郎、岡野晋滋
お問い合わせ先
北見工業大学 社会連携推進センター
産学官連携コーディネータ 内島 典子
ＴＥＬ： 0157－26－4161
ＦＡＸ： 0157－26－4171
e-mail： [email protected]