(57)【要約】【課題】打撃具を把持してスウィングするスポーツ等の分野において、スポーツシューズが接地面をしっかりと保持する接地面保持性能を客観的に評価するスポーツシューズの性能表評価方法を提供することを課題とする。【解決手段】被験者が打撃具を把持して行なうスウィング中に、前記被験者の履くスポーツシューズを介して前記被験者の足裏と接地面との間に発生する接地面反力、あるいは、前記足裏と前記接地面との間に発生する圧力分布を計測することによって、前記スポーツシューズの接地面保持性能を評価することで、前記課題を解決する。【選択図】図１
2004160061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者が打撃具を把持して行なうスウィング中に、前記被験者の履くスポーツシューズが接地する接地面と前記スポーツシューズとの間に作用する接地面反力を計測することによって、前記スポーツシューズの接地面保持性能を評価することを特徴とするスポーツシューズの性能評価方法。
【請求項２】
前記接地面反力は、前記被験者の左右の足各々に関して計測される請求項１に記載のスポーツシューズの性能評価方法。
【請求項３】
前記接地面は、水平面あるいは傾斜面であって、
前記接地面反力は、前記接地面に対する垂直力およびこの垂直力に直交する横力である請求項１または２に記載のスポーツシューズの性能評価方法。
【請求項４】
前記横力を前記垂直力で除算して摩擦係数を求めることによって前記スポーツシューズの接地面保持性能を評価する請求項３に記載のスポーツシューズの性能評価方法。
【請求項５】
前記横力は、前記接地面内の所望の２方向の横力分力の合力である請求項４に記載のスポーツシューズの性能評価方法。
【請求項６】
前記打撃具で打撃する時点を中心とする所定時間内において前記被験者の左右の足各々に関する前記摩擦係数のピーク値を求め、このピーク値によって前記スポーツシューズの接地面保持性能を評価する請求項４または５に記載のスポーツシューズの性能評価方法。
【請求項７】
前記打撃具で打撃する時点を中心とした０．１秒以上２．０秒以下の一定の評価時間内における前記摩擦係数の平均値、あるいは前記被験者の左右の足に関する前記摩擦係数を加算して得られる加算摩擦係数の前記評価時間内における平均値によって前記スポーツシューズの接地面保持性能を評価する請求項４または５に記載のスポーツシューズの性能評価方法。
【請求項８】
前記打撃具で打撃する時点を中心とした０．１秒以上２．０秒以下の一定の評価時間内において前記被験者の左右の足に関する前記摩擦係数を加算して加算摩擦係数を求め、あるいは前記被験者の左右の足に関する前記摩擦係数の平均値である平均摩擦係数を求め、
前記加算摩擦係数あるいは前記平均摩擦係数の変化を、基準点の周りを移動する移動点で表した移動点の軌跡であって、時間の経過とともに周方向方位が一方向に変化して前記評価時間で前記基準点の周りを一周するとともに、前記加算摩擦係数の値あるいは前記平均摩擦係数の値によって前記基準点からの距離が変化する移動点の軌跡を作成し、
この軌跡から得られる図形の図形情報に基づいて前記スポーツシューズの接地面保持性能を評価する請求項４または５に記載のスポーツシューズの性能評価方法。
【請求項９】
前記軌跡は、２次元座標系上で表され、
前記図形情報は、２次元座標系上で表された前記軌跡によって囲まれる領域の面積である請求項８に記載のスポーツシューズ性能評価方法。
【請求項１０】
被験者が打撃具を把持して行なうスウィング中に、前記被験者の足裏に発生する圧力分布を計測することによって、前記スポーツシューズの接地面保持性能を評価することを特徴とするスポーツシューズの性能評価方法。
【請求項１１】
前記圧力分布は、前記被験者の左右の足各々に関して計測される請求項１０に記載のスポーツシューズの性能評価方法。
【請求項１２】
前記接地面は、水平面あるいは傾斜面である請求項１０または１１に記載のスポーツシューズの性能評価方法。
【請求項１３】
前記圧力分布から前記スウィング中の回転モーメント情報を算出し、
前記打撃具で打撃する時点における前記回転モーメント情報の値によって前記スポーツシューズの接地面保持性能を評価する請求項１０〜１２のいずれかに記載のスポーツシューズの性能評価方法。
【請求項１４】
前記回転モーメント情報は、前記接地面の略垂直方向を回転軸方向とする水平モーメント成分情報と、前記接地面と略平行であって、前記打撃具の打撃方向と直交する方向を回転軸方向とする上下モーメント成分情報とを加算することによって得られる請求項１３に記載のスポーツシューズの性能評価方法。
【請求項１５】
前記スウィングは、ゴルフクラブを把持してゴルフボールを打撃するゴルフスウィングであって、前記スポーツシューズはゴルフシューズである請求項１〜１４のいずれかに記載のスポーツシューズの性能評価方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、打撃具を把持して被験者がスウィングを行なう際の、被験者の履くスポーツシューズの接地面保持性能を評価するスポーツシューズの性能評価方法であって、特に、ゴルフスウィング中のゴルフシューズの接地面保持性能の評価方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ゴルフシューズは、軽快感や高級感、また重厚感等の見た目のファッション性が重視されており、ゴルフシューズの性能が重視されることはなかった。ゴルフシューズの性能が評価されるとしても、履き心地や歩き心地やスパイクの突き上げ感や疲れ具合等の装着歩行時の感応評価にすぎず、ゴルフスウィングに特有の性能が客観的に評価されることは少なかった。わずかに滑らかなウェイトシフト（体重移動）感や折り返し感といったスウィング中の性能に結びつく感応評価がなされる場合もあるが、主観的評価にとどまっていた。
そのため、ゴルフシューズの商品価値は、上記ファッション性や装着歩行時の感応評価やスウィング中の感応評価やブランド名や価格といった種々の要素が総合的に組み合わされて形成されていた。
【０００３】
このようにゴルフシューズの商品価値が形成される理由は、ゴルフクラブが、スウィング中のヘッドスピードを上げて飛距離を伸ばしたり、意図的にコントロールした飛行を実現させるといった明確な目的に特化した機能商品として扱われるのに対し、ゴルフシューズは、客観的に評価を可能とするゴルフシューズの性能評価方法がなく、従って機能商品になり得ず、いわば嗜好商品として扱われてきたためである。
【０００４】
このような傾向は、ゴルフシューズ特有の問題でなく、打撃具を把持してボール等を打撃する各種スポーツ分野、例えば野球やテニス等においても同様の問題があった。
特に、打撃具を把持してボール等を打撃する際、スポーツシューズの接地する地面や床面である接地面に対して被験者がスリップすることのないように、スポーツシューズが接地面をしっかりと保持する接地面保持性能（摩擦特性）を向上させることが重要である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、打撃具を把持してスウィングするスポーツ等の分野において、スポーツシューズが接地面をしっかりと保持する接地面保持性能を客観的に評価するスポーツシューズの性能表評価方法を提供し、スポーツシューズを嗜好商品から機能商品に変えることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、被験者が打撃具を把持して行なうスウィング中に、前記被験者の履くスポーツシューズが接地する接地面と前記スポーツシューズとの間に作用する接地面反力を計測することによって、前記スポーツシューズの接地面保持性能を評価することを特徴とするスポーツシューズの性能評価方法を提供するものである。
【０００７】
ここで、前記接地面反力は、前記被験者の左右の足各々に関して計測されるのが好ましく、また、前記接地面は、水平面あるいは傾斜面であって、前記接地面反力は、前記接地面に対する垂直力およびこの垂直力に直交する横力であるのが好ましい。
その際、前記横力を前記垂直力で除算して摩擦係数を求めることによって前記スポーツシューズの接地面保持性能を評価するのが好ましい。なお、前記横力は、前記接地面内の所望の２方向の横力分力の合力であるのが好ましい。
【０００８】
前記接地面保持性能の評価として、例えば、前記打撃具で打撃する時点を中心とする所定時間内において前記被験者の左右の足各々に関する前記摩擦係数のピーク値を求め、このピーク値によって前記スポーツシューズの接地面保持性能を評価するのが好ましい。
あるいは、前記打撃具で打撃する時点を中心とした０．１秒以上２．０秒以下の一定の評価時間内における前記摩擦係数の平均値、あるいは前記被験者の左右の足に関する前記摩擦係数を加算して得られる加算摩擦係数の前記評価時間内における平均値によって前記スポーツシューズの接地面保持性能を評価するのも好ましい。
あるいは、前記打撃具で打撃する時点を中心とした０．１秒以上２．０秒以下の一定の評価時間内において前記被験者の左右の足に関する前記摩擦係数を加算して加算摩擦係数を求め、あるいは前記被験者の左右の足に関する前記摩擦係数の平均値である平均摩擦係数を求め、前記加算摩擦係数あるいは前記平均摩擦係数の変化を基準点の周りを移動する移動点で表した移動点の軌跡であって、時間の経過とともに周方向方位が一方向に変化して前記評価時間で前記基準点の周りを一周するとともに、前記加算摩擦係数の値あるいは前記平均摩擦係数の値によって前記基準点からの距離が変化する移動点の軌跡を作成し、この軌跡から得られる図形の図形情報に基づいて前記スポーツシューズの接地面保持性能を評価するのも好ましい。その際、前記軌跡は、２次元座標系上で表され、前記図形情報は、２次元座標系上で表された前記軌跡によって囲まれる領域の面積であるのが好ましい。
【０００９】
また、本発明は、被験者が打撃具を把持して行なうスウィング中に、前記被験者の足裏に発生する圧力分布を計測することによって、前記スポーツシューズの接地面保持性能を評価することを特徴とするスポーツシューズの性能評価方法を提供する。
【００１０】
前記接地面保持性能の評価として、前記圧力分布から前記スウィング中の回転モーメント情報を算出し、前記打撃具で打撃する時点における前記回転モーメント情報の値によって前記スポーツシューズの接地面保持性能を評価するのも好ましい。その際、前記回転モーメント情報は、前記接地面の略垂直方向を回転軸方向とする水平モーメント成分情報と、前記接地面と略平行であって、前記打撃具の打撃方向と直交する方向を回転軸方向とする上下モーメント成分情報とを加算することによって得られるのが好ましい。
なお、前記スウィングは、例えば、ゴルフクラブを把持してゴルフボールを打撃するゴルフスウィングであって、前記スポーツシューズは、例えばゴルフシューズである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のスポーツシューズの性能評価方法を、この性能評価を実施するゴルフシューズの性能評価システムの好適実施例に基づいて詳細に説明する。
以下の実施例では、ゴルフシューズを例として説明するが、本発明におけるスポーツシューズは、ゴルフシューズに限られず、ボールをバットやラケットで打撃する野球のスポーツシューズやテニスシューズ等であってもよい。
【００１２】
図１（ａ）は、本発明のスポーツシューズの性能評価方法を実施するゴルフシューズの性能評価システム（以下、評価システムという）１０を示す。
評価システム１０は、ゴルフスウィングをしてゴルフボールを打撃する際に、ゴルファＧの履くゴルフシューズＧＳ  （右足用ゴルフシューズＧＳＲ、左足用ゴルフシューズＧＳＬ）を介して、ゴルフシューズＧＳ  の接地する接地面とゴルフシューズＧＳ  との間に作用する接地面反力の計測を行って信号を出力する計測装置１２と、この計測装置１２で出力された信号を増幅し、接地面反力を求める信号処理装置１４と、求められた接地面反力をデータ処理してゴルフシューズＧＳ  の性能評価値を算出するデータ処理装置１６と、算出された評価値を表示して、あるいは、評価値を算出する際に作成されるグラフ等を表示するための表示装置１８とを備える。
【００１３】
計測装置１２は、ゴルフクラブを把持したゴルファＧが左右の足を各々載せてゴルフスウィングを行い、ゴルフボールを打撃するスウィング台１２Ｌおよび１２Ｒを備え、このスウィング台１２Ｌおよび１２Ｒの下部にはそれぞれ、接地面反力である垂直力および２方向の剪断力を計測する３分力測定センサ計８個がスウィング台１２Ｌおよび１２Ｒの各々の４隅に設置されている。図１（ｂ）には、スウィング台１２Ｒが示されるが、スウィング台１２Ｌも同様の構造であり、説明は省略される。
【００１４】
スウィング台１２Ｌおよび１２Ｒの面は、図示されないギアやモータあるいは油圧機構あるいは空気圧機構によって、面の高さを別々に自在に昇降することができ、また、別々に自在に傾斜を付けることができるように構成されている。
これによって、例えば、つま先上がりやつま先下がりあるいは左足下がりや左足上がり等の傾斜面でのゴルフスウィングを再現することができ、その時のゴルフスウィング中の接地面反力を計測することができるようになっている。
図１（ｂ）には、スウィング台１２Ｒの斜視図が示されている。
スウィング台１２Ｒの４隅の下部には３分力測定センサ１３Ｒａ  １３Ｒｂ，  １３Ｒｃ，１３Ｒｄが配置される。以降スウィング台１２Ｒおよび１２Ｌの３分力測定センサを総称して３分力測定センサ１３という。
ここで、３分力測定センサ１３は、垂直力および２方向の剪断力に応じて信号を出力する計測するセンサであり、垂直力および２方向の剪断力に応じて信号を出力するセンサであればどのような方式のセンサであってもよく、例えば水晶圧電式センサ等の歪み電荷型ロードセルや歪み感応型ロードセルが挙げられる。
【００１５】
信号処理装置１４は、計測装置１２で出力された信号を増幅してＡ／Ｄ変換し、複数の３分力測定センサ１３で測定された垂直力や剪断力を求めるとともに、これらの複数の垂直力や剪断力からスウィング台１２Ｌおよび１２ＲにおけるゴルファＧのスウィング時の接地面反力ＦＬｚ、ＦＬｘ、ＦＬｙ、ＦＲｚ、ＦＲｘおよびＦＲｙ（垂直力ＦＬｚおよびこれに直交する横力分力ＦＬｘ、ＦＬｙと、垂直力ＦＲｚとこれに直交する横力分力ＦＲｘ、ＦＲｙ）を求める装置である。ここで、スウィング台１２Ｌおよび１２Ｒで計測される接地面反力の方向は、図２（ａ）に示すように、スウィング台１２Ｌおよび１２Ｒの接地面に垂直な方向をｚ方向、これに直交する方向をｘ方向およびｙ方向と定め、ｘ方向は、スウィング台１２Ｌおよび１２Ｒの接地面が水平に設定されている場合、ゴルフボールを打撃する方向と直交し、ゴルファＧがアドレスの際スクウェアに構えて向く方向と一致するように設定され、ｙ方向は、スウィング台１２Ｌおよび１２Ｒの接地面が水平に設定されている場合ゴルフボールを打撃する方向と一致するように設定されている。それ故、計測される接地面反力ＦＬｘ、ＦＬｙ、ＦＬｚ、ＦＲｘ、ＦＲｙおよびＦＲｚは、ｘ、ｙおよびｚ方向のそれぞれの接地面反力を示している。
一方、図２（ｂ）に示すように、スウィング台１２Ｌおよび１２Ｒが傾斜した場合（図２（ａ）中のｚ軸がｘ軸方向に向かって角度θ傾斜した場合）、図２（ｂ）で設定されるように傾斜したｘ、ｙおよびｚ方向の接地面反力を求める。
【００１６】
データ処理装置１６は、信号処理装置１４で求められた接地面反力ＦＬｚ、ＦＬｘ、ＦＬｙ、ＦＲｚ、ＦＲｘおよびＦＲｙを用いて摩擦係数を算出し、この摩擦係数に基づいて評価値を求める装置である。
具体的には、スウィング台１２Ｌおよび１２Ｒの接触面がゴルファＧに加える横力ＦＬｘ、ＦＬｙおよびＦＲｘおよびＦＲｙから左足および右足に作用する合力（ＦＬｘ２  ＋ＦＬｙ２  ）（１／２）  および（ＦＲｘ２  ＋ＦＲｙ２  ）（１／２）  を求め、この合力を、それぞれの足に対応する垂直力ＦＬｚおよびＦＲｚで除することによって摩擦係数μＬ  およびμＲ  を算出し、ゴルフボールを打撃するインパクトの時点を含む摩擦係数μＬ  およびμＲ  の変動を求める。
【００１７】
図３は、ゴルフボールを打撃するインパクトの時点を中心とする１秒間、の摩擦係数μＬ  およびμＲ  の時間変動の一例を示している。摩擦係数μＬ  はゴルファＧの左足の摩擦係数であり、摩擦係数μＲ  はゴルファＧの右足の摩擦係数である。図３によると、ゴルフボールを打撃するインパクトの時点は略３．７秒付近である。摩擦係数μＬ  およびμＲ  の変動を調べると、まず、摩擦係数μＬ  は、インパクト前の略３．５秒付近でピークを持ち、その後単調減少する。一方、摩擦係数μＲ  は、インパクト前の略３．６秒付近でピークを持つとともに、さらにインパクト後の略３．３５秒付近でピークを持つ変動を示している。
すなわち、まず、スウィング初期段階（ダウンスウィング）において、左足が踏み込みを開始し、横力を発生させると共に、やや遅れて右足も踏み込み、横力を発生させ、その後、インパクトを迎え、ゴルフボールを打撃した後、フォロースルーに移行し、ゴルフクラブが打撃方向へ振り出されるのを押さえるために左足への体重移動が起こる、ゴルフスウィングの一連の挙動の典型的なパターンを示している。
【００１８】
そこで、データ処理装置１６は、図４に示すように、上述したゴルフスウィングの挙動と対応させて、ゴルフクラブで打撃するインパクト時点を中心とする所定時間内、例えば１秒間内において、ゴルファＧの左右の足各々に関する摩擦係数μＬ  およびμＲ  のピーク摩擦係数μＬｍａｘおよびμＲｍａｘを求め、このピーク摩擦係数μＬｍａｘおよびμＲｍａｘによってゴルフシューズＧＳ  の接地面保持性能を評価している。ピーク摩擦係数を求める時間の幅は、インパクト時点を中心として最大２秒間を範囲とする。これ以上の長い時間を範囲とすると、ゴルフスウィング以外の余分な動作による摩擦係数のピークが発生するおそれがあるからである。
【００１９】
さらに、データ処理装置１６は、図５に示すように、ゴルフクラブで打撃するインパクト時点を中心とした１秒を評価時間の幅とし、この評価時間中の摩擦係数μＬ  およびμＲ  の時間平均である平均摩擦係数μＬａｖｅおよびμＲａｖｅの値によってゴルフシューズＧｓ  の接地面保持性能を評価している。
本実施例における評価時間の幅は１秒であるが、本発明では、必ずしも１秒に限定されず、インパクト時点を中心とする０．１秒以上２．０秒以下の一定の時間を評価時間の幅とすればよい。０．１秒未満とすると、評価時間の幅が短くゴルフシューズＧｓ  の接地面保持性能を適切に評価できない一方、２．０秒より大きいと評価時間の幅が長くなり、インパクト時点を中心とする評価が適切にできなくなるからである。
また、本発明では、平均摩擦係数μＬａｖｅおよびμＲａｖｅの替わりに、上記評価時間内におけるゴルファＧの左右の足に関する摩擦係数μＬ  およびμＲ  を加算して求めた加算摩擦係数μＬＲ（図８（ｂ）参照）の平均値である平均加算摩擦係数であってもよい。
【００２０】
さらに、データ処理装置１６は、加算摩擦係数μＬＲの変化を基準点の周りを移動する移動点で表した移動点の軌跡であって、時間の経過とともに周方向方位が一定方向に変化して評価時間で基準点の周りを一周するとともに、加算摩擦係数μＬＲによって基準点からの距離が変化する移動点の軌跡を作成する。そして、この軌跡が描く図形Ｒの囲む領域の面積Ｓの値によってゴルフシューズＧＳ  の接地面保持性能の評価値としてしている。
図６にこの評価法の一例が示されているが、図６に示す図形Ｒは、図３〜５に示される摩擦係数μＬ  およびμＲ  の加算摩擦係数μＬＲに基づいて作成されたものであり、図３〜５において示される評価の開始時間３．２秒において、移動点は基準点Ｏに対して図６中に示される点Ｑｓ  に位置している。その後、時計回りに周方向方位を時間の経過と共に変え、加算摩擦係数μＬＲの値に応じて基準点Ｏからの距離を変える移動点によって図形Ｒが描かれる。そして、図形Ｒによって囲まれる領域の面積Ｓを求める。但し、図６のように評価時間の最初の点ＱＳ  と最後の点ＱＥ  とは一般的に一致しないので、点ＱＳ  および点ＱＥ  を直線的に結び、図形Ｒを閉じる。図形Ｒは、表示装置１８に図形Ｒの面積Ｓの値とともに表示されるように構成される。
【００２１】
本実施例では、摩擦係数μＬ  およびμＲ  は、ゴルファＧの左足および右足に作用する２方向の横力成分の合力（ＦＬｘ２  ＋ＦＬｙ２  ）（１／２）  および（ＦＲｘ２  ＋ＦＲｙ２  ）（１／２）  を、それぞれの足に対応する垂直力ＦＬｚおよびＦＲｚで除することによって算出した合力の摩擦係数としたが、本発明における摩擦係数は、スウィング台１２Ｌおよび１２Ｒに設定されたｘ方向およびｙ方向あるいは、ｘ方向あるいはｙ方向によって作られる面内（スウィング台１２Ｌおよび１２Ｒの接地面内）の所望の方向の横力成分、すなわち、スウィング台１２Ｌおよび１２Ｒの接地面内で表される所望の方向の横力の摩擦係数であってもよい。
【００２２】
また、本実施例における図形Ｒは、加算摩擦係数μＬＲを用いて作成するが、本発明では、ゴルファＧの左右の足に関する摩擦係数μＬ  およびμＲ  の平均をとって求めた平均摩擦係数を加算摩擦係数μＬＲの替わりに用いてもよい。
また、本発明では、図形Ｒを描くための評価時間の幅は１秒に限定されず、インパクト時点を中心とする０．１秒以上２．０秒以下の一定の時間とすればよい。
また、本実施例では、図形Ｒを２次元によって表しているが、本発明においては、図６に示されるような図形Ｒを描く２次元座標に、さらに縦軸に時間軸を追加して、図７に示すように、点ＱＳ  から点ＱＥ  に向かう３次元限座標で表した３次元の図形Ｒ’  を３次元表示するものであってもよい。この場合、図形Ｒ’の形状を表す特徴量を表示し、これを図形情報としてもよい。勿論、図６に示すような２次元表示の図形Ｒにおいても、形状を表す特徴量、例えば図形の形状を特定のパターンに分類して、この分類された特定のパターンを図形情報として表示してもよい。
【００２３】
上述したゴルフシューズＧｓ  の接地面保持性能の評価を行う種々の評価値は、図３〜７に表示されるグラフとともに表示するのが好ましい。また、評価値は上述したものすべてを表示装置１８に表示する必要はなく、少なくとも１つの評価値を表示してゴルファ１６にゴルフシューズＧｓ  の接地面保持性能を評価すればよい。なお、いずれの場合も評価値が高いほど、ゴルフシューズＧＳ  の接地面保持性能はよいと評価されるが、ゴルフシューズＧＳ  の性能として接地面保持性能を評価するのは、後述するようにゴルフクラブでゴルフボールを打撃する際のヘッドスピードに影響を与えるからである。
【００２４】
このような評価システム１０ではゴルファＧが評価を希望するゴルフシューズＧＳ  を履き、スウィング台１２Ｌおよび１２Ｒ上にそれぞれ左右の足を載せ、ゴルフクラブを把持してゴルフスウィングを行い、ゴルフボールを打撃する。その際、ゴルファＧのアドレス時からスウィングのフィニッシュ時までに発生する力の信号が計測装置１２の３分力測定センサ１３で取得され、信号処理装置１４に送られる。
【００２５】
信号処理装置１４では、送られた信号が増幅され、この増幅された信号から複数の３分力センサ１３で測定された垂直力や剪断力が求められ、これらの複数の垂直力や剪断力からスウィング台１２Ｌおよび１２Ｒに加わった接地面反力ＦＬｚ、ＦＬｘ、ＦＬｙ、ＦＲｚ、ＦＲｘおよびＦＲｙが求められる。求められた接地面反力ＦＬｚ、ＦＬｘ、ＦＬｙ、ＦＲｚ、ＦＲｘおよびＦＲｙは、データ処理装置１６に送られる。
データ処理装置１６では、左足および右足に作用する合力（ＦＬｘ２  ＋ＦＬｙ２  ）（１／２）  および（ＦＲｘ２  ＋ＦＲｙ２  ）（１／２）  がそれぞれ求められ、接地面反力ＦＬｚおよびＦＲｚで除算されて、摩擦係数μＬ  およびμＲ  が求められる。一方、接地面反力ＦＬｚ、ＦＬｘ、ＦＬｙ、ＦＲｚ、ＦＲｘおよびＦＲｙの時間波形からゴルフボールを打撃するインパクト時点が抽出されるとともに、このインパクト時点を含む評価時間が設定される。その後、評価時間中における摩擦係数μＬ  およびμＲ  の時間波形から、図３〜７に示すようなグラフが作成されて表示装置１８に表示され、それと同時に、ピーク摩擦係数μＬｍａｘおよびμＲｍａｘ、平均摩擦係数μＬａｖｅおよびμＲａｖｅ、平均加算摩擦係数あるいは図形Ｒの囲む領域の面積Ｓが算出され、これらの値がゴルフシューズＧＳ  の接地面保持性能の評価結果として表示される。
【００２６】
このようにゴルフシューズＧＳ  の性能の評価として、ピーク摩擦係数μＬｍａｘおよびμＲｍａｘ、平均摩擦係数μＬａｖｅおよびμＲａｖｅあるいは図形Ｒの囲む領域の面積Ｓを評価値とする接地面保持性能を用いるのは、接地面保持性能の評価値が高いほどゴルフシューズＧＳ  の摩擦係数が向上し、それに伴いスウィング中のインパクト時点のヘッドスピードが高くなるからである。
例えば、図８（ａ）〜（ｃ）は、ゴルフシューズ（ゴルフシューズＧＳ１とする）を履いてゴルファＧがスウィングした際の摩擦係数μＬ  およびμＲ  の時間波形と、加算摩擦係数μＬＲの時間波形と、図形Ｒを表示している。また、図９（ａ）〜（ｃ）は、同一人物のゴルファＧが別のゴルフシューズ（ゴルフシューズＧＳ２とする）を履いてスウィングした際の摩擦係数μＬ  およびμＲ  の時間波形と、加算摩擦係数μＬＲの時間波形と、図形Ｒを表示している。
【００２７】
ゴルフシューズＧＳ１では、インパクト時点のヘッドスピードが４７．４ｍ／秒であり、ゴルフシューズＧＳ２では、インパクト時点のヘッドスピードが４２．８ｍ／秒であり、ゴルフシューズの違いによってヘッドスピードが大きく変化している。
また、図８（ａ）では左足のピーク摩擦係数μＬｍａｘは、０．７３５２であり、右足のピーク摩擦係数μｒｍａｘは、０．９５５５である。一方、図９（ａ）では左足のピーク摩擦係数μＬｍａｘは、０．５７７２であり、右足のピーク摩擦係数μｒｍａｘは、０．６８３４である。これより、ピーク摩擦係数μｒｍａｘ、μＬｍａｘは、ヘッドスピードの高いゴルフシューズＧＳ１がゴルフシューズＧＳ２に比べて高いことがわかる。
【００２８】
同様に、図８（ｂ）に示す加算摩擦係数μＬＲの１秒間の評価時間における平均値である平均加算摩擦係数を調べると、０．５３０１であり、一方、図９（ｂ）の場合平均加算摩擦係数は０．４２８５であり、平均加算摩擦係数μＬＲａｖｅ  も、ヘッドスピードの高いゴルフシューズＧＳ１がゴルフシューズＧＳ２に比べて高いことがわかる。
【００２９】
さらに、図８（ｃ）および図９（ｃ）に示される図形Ｒの囲む領域の面積Ｓについても、ヘッドスピードの高いゴルフシューズＧＳ１の方がゴルフシューズＧＳ２に比べて面積Ｓが大きいことは一見すれば明白である。
さらに、図１０には、同一のゴルファＧがゴルフシューズを種々履き替えてスウィングした際のヘッドスピードＨｓと、図形Ｒの囲む領域の面積Ｓの相関を示すグラフが示されている。図中に実線で示される回帰直線によると、ゴルフシューズを種々履き替えることによってヘッドスピードＨｓは変化するが、このヘッドスピードＨｓの変化は、図形Ｒの囲む領域の面積Ｓと相関を持っている。このことより、ゴルフシューズは、同じスウィングをしてもヘッドスピードＨｓを向上させる要因となり、さらに上記摩擦係数μＬ  およびμＲ  を用いて算出される上記種々の評価値がヘッドスピードＨｓの向上のための有効な評価値となっていることがわかる。
【００３０】
次に、本発明のスポーツシューズ性能評価方法について、上記例と異なる実施例について説明する。
図１１（ａ）には、本発明のスポーツシューズ性能評価方法を実施するゴルフシューズの性能評価システム５０を示している。
ゴルフシューズの性能評価システム５０は、水平面あるいは傾斜面の面上でゴルフスウィングをしてゴルフボールを打撃する際に、ゴルファＧの足裏に発生する足裏の圧力分布を計測して信号を出力する計測装置５２（左足用計測装置５２Ｌと右足用計測装置５２Ｒ）と、この計測装置５２の信号から圧力データを生成するデータ生成装置５４と、データ生成装置５４で生成された圧力データからゴルフシューズＧＳ  の性能評価値を算出するデータ処理装置５６と、算出された性能評価値を、性能評価値を求める際に用いられた圧力分布とともに表示する表示装置５８とを備える。
【００３１】
計測装置５２は、左足用計測装置５２Ｌと右足用計測装置５２Ｒとを有して構成され、図１１（ｂ）には、右足用計測装置５２Ｒと、接続先のデータ生成装置５４を示している。左足用計測装置５２Ｌは、右足用計測装置５２Ｒと同一構造であり、同一のデータ生成装置５４に接続されるので説明は省略する。
【００３２】
右足用計測装置５２Ｒは、２層のポリエステルシート５２ａの間に、足型に合わせて形成された薄膜センサー部５２ｂを有する。薄膜センサー部５２ｂは、メッシュ状に列電極および行電極が交差して配置され、その列電極および行電極の表面上には、圧力に応じて抵抗特性を変える感圧抵抗性を有する特殊インクが塗布されたシート状計測センサーである。また、メッシュ状に配置された列電極および行電極は、ポリエステルシート５２ａの突出部５２ｃに導かれ、データ生成装置５４と接続される構成となっている。
薄膜センサー部５２ｂの特殊インクは、上述したように圧力に応じた抵抗を示すことから、列電極および行電極に順次電圧を印加してスキャンすることによって、メッシュ状に細かく配置された列電極および行電極の交差点における抵抗値を得ることができ、足裏に働く圧力分布を知ることができる構成となっている。
【００３３】
このような右足用計測装置５２Ｒおよび左足用計測装置５２Ｌは、評価を行うゴルフシューズＧＳ  内にインソールされ、ゴルフスウィング中にゴルフシューズＧＳ  を介して働く足裏と接地面との間の圧力分布をリアルタイムで計測することができる。また、ゴルフシューズの性能評価システム１０と異なり、スウィング面１２Ｌや１２Ｒ等といった特別に設けられた測定用の台に載る必要もなく、室内や屋外の所望の位置で計測することができる。
【００３４】
データ生成装置５４は、薄膜センサー部５２ｂに順次電圧を印加して、抵抗値を得、これより圧力データを生成する部分であり、シート状の右足用計測装置５２Ｒや左足用計測装置５２Ｌを装着固定するカフユニット部５４ａと、行電極や列電極の印加電圧をスキャンするとともに、得られた抵抗値から圧力データを生成するインターフェース部５４ｂとを備えている。
このような計測装置５２やデータ生成装置５４として、例えば、ニッタ株式会社製のＴｅｃｈ−ＳＣＡＮシステムが挙げられる。また、薄膜センサー部５２ｂは、感圧抵抗性を有する特殊インクの替わりに、圧力によって電気抵抗を変える感圧ゴムや感圧エラストマ等によって構成されるものであってもよい。
【００３５】
データ処理装置５６は、データ生成装置５４で得られた圧力データから、計測装置５２Ｒの薄膜センサー部５２ｂの足形に合わせて圧力分布を作成し、表示装置５８に、時間とともに変化する足裏に作用する圧力分布を表示することができる。また、データ処理装置５６は、足裏に働く圧力分布からスウィング中の回転モーメントを表す回転モーメント情報の値を算出し、ゴルフボールを打撃するインパクト時点における回転モーメント情報の値によってゴルフシューズＧＳ  の接地面保持性能を評価する。
【００３６】
すなわち、図１２（ａ）に示すように、ゴルファＧがゴルフクラブを把持してスウィングする際、ゴルファＧは上半身をスウィング軸Ａｓ  を中心軸として略水平に回転させてゴルフクラブを振り回すとともに、スウィングの際のトップ位置からインパクト、フォロースルーに至るまでゴルフクラブを上から下に振り下ろして回転させる。そのため、ゴルフスウィング中の回転モーメントは、図中に示す接地面の略垂直方向を回転軸方向とする回転軸ＡＳ  回りの水平モーメント成分Ｍｈ  と、接地面と平行であって、ゴルフボールの打撃方向と直交する方向で、点Ｐｓ  を中心としてゴルフクラブを上下に振り下ろす上下モーメント成分ＭＶ  とから概略構成される。
そこで、この水平モーメント成分Ｍｈ  と上下モーメント成分ＭＶ  を表す水平モーメント成分情報と上下モーメント成分情報を足裏に働く圧力分布から算出する。
【００３７】
図１２（ｂ）には、右打ちのゴルファＧの水平モーメント成分Ｍｈ  を表す水平モーメント成分情報を算出する方法が示されている。ゴルフクラブを略水平に振り回す水平モーメント成分Ｍｈ  とその時の足裏に発生する横力の発生方向および圧力分布の概略の様子を示している。すなわち、右打ちのゴルファＧがゴルフスウィングのトップの位置から、反時計回りに体をねじる場合、右足の親指の付け根部分を中心として接地面を踏み込み、一方、左足の踵部分を中心として接地面を踏み込むことで、ゴルフシューズＧＳ  の接地面保持性能に応じた横力Ｆ１  およびＦ２  が右足および左足の足裏に発生する。すなわち、水平モーメント成分Ｍｈ  が発生する際、図１２（ｂ）に示すように、右足の足裏の前方部分は圧力が増加し（記号＋で示している）、後方部分は圧力が低下する（記号−で示している）。また、左足の足裏の前方部分は圧力が低下し（記号−で示している）、後方部分は圧力が増加する（記号＋で示している）。このような足裏に発生するの圧力分布は、ゴルフシューズＧＳ  の接地面保持性能に応じて発生する横力Ｆ１  およびＦ２  に対応して形成される。本発明は、この足裏に作用する圧力分布の変化を利用して水平モーメント成分情報を算出する。
【００３８】
すなわち、図１２（ｂ）に示すように、圧力分布で示された足裏の形を前方部分と後方部分に２分割する。２分割の方法は、圧力分布の図（図１３（ａ），（ｂ）参照）で示される足裏の、爪先部分と踵後端部分とを結ぶ線分の中央の位置で２等分する直線を用いて分ける方法等が挙げられる。この場合の中央の位置は、足の土踏まずの部分に該当し、圧力自体が低いのであまり精度に影響されない。このようにして右足の前方部分ＦＦＲの圧力を総計した値と、左足の後方部分ＦＢＬの圧力を総計した値とを加算し、この値から右足の後方部分ＦＢＲの圧力を総計した値および左足の前方部分ＦＦＬの圧力を総計した値を減算することによって得られる値を水平モーメント成分情報として算出する。
【００３９】
図１２（ｃ）には、右打ちのゴルファＧの上下モーメント成分Ｍｖ  を表す上下モーメント成分情報を算出する方法が示されている。ゴルフクラブを図中右から図中左に向けて振り下ろす上下モーメント成分Ｍｖ  とその時の足裏に発生するゴルフボールを打撃する方向に働く横力Ｆ３  の発生方向および圧力分布の概略の様子を示している。図中左に向けて上部から下部に振り下ろす上下モーメント成分Ｍｖ  は、右足の左半分を踏み込むことにより、左足も同様に、左足の左半分を踏み込むことにより、左右の足裏に、ゴルフボールを打撃する方向（図中左方向）の横力Ｆ３  が発生する。すなわち、図１２（ｃ）に示すように、右足の足裏も左半分ＦＬＲは圧力が増加し（記号＋で示している）、右半分ＦＲＲは圧力が低下する（記号−で示している）。また、左足の足裏の右半分ＦＲＬは圧力が低下し（記号−で示している）、左半分ＦＬＬは圧力が増加する（記号＋で示している）。このような足裏に発生するの圧力分布は、ゴルフシューズＧＳ  の接地面保持性能に応じて発生する横力Ｆ３  に対応して形成される。本発明は、この圧力分布の変化を利用して上下モーメント成分情報を算出する。
【００４０】
すなわち、図１２（ｃ）に示すように、圧力分布で示された足裏の形を右半分と左半分に２分割する。２分割の方法は、圧力分布の図（図１３（ａ），（ｂ）参照）で示される足裏の、左側端と右側端とを結ぶ線分の２等分線を用いて分ける方法等が挙げられる。このようにして右足の左半分ＦＬＲの圧力を総計した値と、左足の左半分ＦＬＬの圧力を総計した値とを加算し、この値から右足の右半分ＦＲＲの圧力を総計した値および左足の右半分ＦＲＬの圧力を総計した値を減算することによって得られる値を上下モーメント成分情報として算出する。
【００４１】
さらに、水平モーメント成分情報の値および上下モーメント成分情報として算出された値を合計して、回転モーメント情報の値を求め、ゴルフボールを打撃するインパクト時点における回転モーメント情報の値ＰをゴルフシューズＧＳ  の接地面保持性能として評価を行う。
ゴルフボールを打撃するインパクト時点において回転モーメントの値が最大となることから、インパクト時点における回転モーメント情報の値Ｐは、回転モーメント情報の時間波形において値が最大となるピーク値を抽出すればよい。
なお、図１３には、一例として左右の足裏をそれぞれ２分割した圧力分布の一例を示している。
【００４２】
このようなゴルフシューズの性能評価システム５０では、ゴルファＧが評価を希望するゴルフシューズＧＳ  の中敷きとして、シート状計測センサーである右足用計測装置５２Ｒおよび左足用計測装置５２Ｌをインソールして履き、ゴルフクラブを把持してゴルフスウィングを行い、ゴルフボールを打撃する。
その際、ゴルファＧのスウィングのアドレス時からスウィングのフィニッシュ時までに発生する足裏に働く圧力分布の信号をリアルタイムで計測し、データ生成装置５４に送る。
【００４３】
データ生成装置５４では、送られた信号が圧力に変換されて、データ処理装置５６に送られる。データ処理装置５６では、足型の圧力分布のデータから上述した方法によって水平モーメント成分情報および上下モーメント成分情報が算出されて回転モーメント情報が求められ、ゴルフボールを打撃するインパクト時点における回転モーメント情報の値ＰがゴルフシューズＧＳ  の接地面保持性能として求められる。
このようにゴルフシューズＧＳ  の接地面保持性能の評価としてインパクト時点における回転モーメント情報の値Ｐを用いるのは、ピーク摩擦係数μＬｍａｘおよびμＲｍａｘ、平均摩擦係数μＬａｖｅおよびμＲａｖｅや図形Ｒの囲む領域の面積Ｓ等と同様に、評価値が大きいほどスウィング中のインパクト時点のヘッドスピードが高くなるからである。
【００４４】
例えば、図１４（ａ）は、所定のゴルフシューズ（以降、このゴルフシューズをＧＳ１とする）を履いてゴルファＧがスウィングした際の回転モーメント情報の時間波形であり、図１４（ｂ）は、ゴルフシューズをＧＳ１とは異なるゴルフシューズ（以降、このゴルフシューズをＧＳ２とする）を履いてゴルファＧがスウィングした際の回転モーメント情報の時間波形である。ゴルフシューズＧＳ１を履いてスウィングをした際のゴルフクラブのインパクト時におけるヘッドスピードは４７．２ｍ／秒であり、インパクト時点における回転モーメント情報の値Ｐは、１０４．３９であり、一方、ゴルフシューズＧＳ２を履いてスウィングをした場合、ヘッドスピードは４３．０ｍ／秒であり、インパクト時点における回転モーメント情報の値Ｐは、６９．１２である。
【００４５】
また、図１５（ａ）および（ｂ）は、上記ゴルファＧと異なるゴルファがゴルフシューズを変えてスウィングした際の回転モーメント情報の時間波形である。図１５（ａ）では、インパクト時におけるヘッドスピードは４３．０ｍ／秒であり、インパクト時点における回転モーメント情報の値Ｐは、８４．５９である。一方、図１５（ｂ）では、ヘッドスピードは４５．０ｍ／秒であり、インパクト時点における回転モーメント情報の値Ｐは、９１．９５である。
【００４６】
図１６には、ゴルフシューズを履き替えて同じゴルファＧがスウィングをした際のインパクト時点における回転モーメント情報の値ＰとヘッドスピードＨｓの関係を示すグラフを示しているが、図中において実線で示される回帰直線によると、ヘッドスピードＨｓの変化は、インパクト時点における回転モーメント情報の値Ｐとある程度正の相関を持っていることがわかる。このことより、ゴルフシューズは、同じスウィングをしてもヘッドスピードを向上させる要因となり、さらに足裏に働く圧力分布を用いて算出されるインパクト時点における回転モーメント情報の値Ｐがヘッドスピードの向上のための評価値となっていることがわかる。
【００４７】
以上の説明からもわかるように、ゴルフシューズは、インパクト時点のヘッドスピードに大きく影響を与えることがわかるとともに、ゴルフシューズは、接地面保持性能を評価することによって、インパクト時点のヘッドスピードの向上に寄与する機能商品として位置づけられ、この機能を向上させるための評価を、上記種々の評価値によって行うことができることは明白である。
また、上記ゴルフシューズの性能評価システム１０およびゴルフシューズの性能評価システム５０を併用して、接地面反力および足裏の圧力分布をゴルフスウィング中に同時に計測して、ゴルフシューズＧＳ  の接地面保持性能を評価してもよい。
【００４８】
上記実施例は、ゴルフシューズの性能評価に関するものであるが、ゴルフシューズに限られず、野球やテニス等のようにボールを打撃するスポーツに用いるスポーツシューズに適用することができることは勿論である。
【００４９】
以上、本発明のスポーツシューズの性能評価方法について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変更を行ってもよいのはもちろんである。
【００５０】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、被験者の履くスポーツシューズを介してスポーツシューズの接地する接地面と被験者の足裏との間に発生する接地面反力、あるいは、足裏と接地面との間に発生する圧力分布を計測することによって、スポーツシューズの接地面保持性能を客観的に評価することが可能となった。
特に、ゴルフスウィング中のゴルフボールを打撃するインパクト時点のヘッドスピードは、ゴルフシューズの接地面保持性能の影響を受けることがわかり、本発明で提案される接地面保持性能の種々の評価値によって、ヘッドスピードの向上のために接地面保持性能を向上させたゴルフシューズの開発が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明のスポーツシューズの性能評価方法を実施するゴルフシューズの性能評価システムの概略の構成を示す構成図であり、（ｂ）は、ゴルフシューズの性能評価システムの計測装置の概略を示す斜視図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、図１に示すゴルフシューズの性能評価システムの計測装置で定められる垂直力および横力の方向を示す説明図である。
【図３】本発明のスポーツシューズの性能評価方法で得られる摩擦係数の時間波形の一例を示す図である。
【図４】本発明のスポーツシューズの性能評価方法における評価値の算出方法を説明する図である。
【図５】本発明のスポーツシューズの性能評価方法における他の評価値の算出方法を説明する図である。
【図６】本発明のスポーツシューズの性能評価方法における他の評価値の算出方法を説明する図である。
【図７】本発明のスポーツシューズの性能評価方法において表示されるグラフの一例を示す図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、ゴルフシューズを履いてゴルフスウィングをした際に、本発明のスポーツシューズの性能評価方法で得られる時間波形の一例を示す図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は、別のゴルフシューズを履いてゴルフスウィングをした際に、本発明のスポーツシューズの性能評価方法で得られる時間波形の他の例を示す図である。
【図１０】本発明のスポーツシューズの性能評価方法をゴルフシューズに適用した際の評価値とゴルフクラブのヘッドスピードとの関係を示す図である。
【図１１】（ａ）は、本発明のスポーツシューズの性能評価方法の他の態様を実施するゴルフシューズの性能評価システムの概略の構成を示す構成図であり、（ｂ）は、（ａ）に示されるゴルフシューズの性能評価システムの一部を説明する構成図である。
【図１２】（ａ）〜（ｃ）は、図１１（ａ）に示すゴルフシューズの性能評価方法で用いる評価値を算出する算出方法を説明する説明図である。
【図１３】（ａ）および（ｂ）は、ゴルフシューズの性能評価方法で得られる圧力分布の一例を示す図である。
【図１４】（ａ）および（ｂ）は、  図１１（ａ）に示すゴルフシューズの性能評価方法で得られる時間波形の一例を示す図である。
【図１５】（ａ）および（ｂ）は、  図１１（ａ）に示すゴルフシューズの性能評価方法で得られる時間波形の他の例を示す図である。
【図１６】発明のスポーツシューズの性能評価方法をゴルフシューズに適用した際の評価値とゴルフクラブのヘッドスピードとの関係を示す図である。
【符号の説明】
１０，５０  ゴルフシューズの性能評価システム
１２，５２  計測装置
１２Ｌ，１２Ｒ  スウィング台
１４  信号処理装置
１６，５６  データ処理装置
１８，５８  表示装置
５２Ｌ  左足用計測装置
５２Ｒ  右足用計測装置
５４  データ生成装置
【図１】
2004160061.tif 000003
【図２】
2004160061.tif 000004
【図３】
2004160061.tif 000005
【図４】
2004160061.tif 000006
【図５】
2004160061.tif 000007
【図６】
2004160061.tif 000008
【図７】
2004160061.tif 000009
【図８】
2004160061.tif 000010
【図９】
2004160061.tif 000011
【図１０】
2004160061.tif 000012
【図１１】
2004160061.tif 000013
【図１２】
2004160061.tif 000014
【図１３】
2004160061.tif 000015
【図１４】
2004160061.tif 000016
【図１５】
2004160061.tif 000017
【図１６】
2004160061.tif 000018