JP6666178B2 - Goggle hydraulic resistance measuring device - Google Patents

Goggle hydraulic resistance measuring device Download PDF

Info

Publication number
JP6666178B2
JP6666178B2 JP2016053423A JP2016053423A JP6666178B2 JP 6666178 B2 JP6666178 B2 JP 6666178B2 JP 2016053423 A JP2016053423 A JP 2016053423A JP 2016053423 A JP2016053423 A JP 2016053423A JP 6666178 B2 JP6666178 B2 JP 6666178B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
goggles
water
resistance measuring
hydraulic resistance
measuring device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016053423A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2017003568A (en
Inventor
田中 啓之
啓之 田中
宏見 吉井
宏見 吉井
健 松▲崎▼
健 松▲崎▼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mizuno Corp
Original Assignee
Mizuno Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mizuno Corp filed Critical Mizuno Corp
Publication of JP2017003568A publication Critical patent/JP2017003568A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6666178B2 publication Critical patent/JP6666178B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Description

本発明は、ゴーグルの水圧抵抗測定装置に関する。さらに詳しくは、競泳用に好適な水泳用ゴーグルの水圧抵抗測定装置に関する。   The present invention relates to a goggle hydraulic resistance measuring device. More specifically, the present invention relates to an apparatus for measuring hydraulic resistance of swimming goggles suitable for swimming.

水泳用ゴーグルは通常アイカップレンズと、アイカップレンズの下部に一体化されたパッドを含むゴーグル本体と、ゴーグル本体を人体の頭部に取り付けるためのベルトで構成されている。特許文献1には、パッドの上面より下面を長くして、飛び込み時などの強い水圧がかかる場合でも水漏れが生じないゴーグルが提案されている。特許文献2には、装着感を向上するため、アイカップの側部に連結部材を固定し、連結部材にヘッドストラップを接続したゴーグルが提案されている。特許文献3には、流体抵抗を低減するため、アイカップの側面に溝を有する凸条部を設けることが提案されている。   A swimming goggle generally includes an eyecup lens, a goggle body including a pad integrated below the eyecup lens, and a belt for attaching the goggle body to a head of a human body. Patent Literature 1 proposes a goggle in which the lower surface is longer than the upper surface of the pad so that water leakage does not occur even when strong water pressure is applied such as when jumping. Patent Document 2 proposes a goggle in which a connecting member is fixed to a side portion of an eyecup and a head strap is connected to the connecting member in order to improve a feeling of wearing. Patent Literature 3 proposes that a convex ridge having a groove be provided on a side surface of an eyecup in order to reduce fluid resistance.

特開2011−083539号公報JP 2011-083539 A 特開2012−070794号公報JP 2012-070794 A 特開2013−104469号公報JP 2013-104469 A

しかし、前記従来のゴーグルは飛び込み時などに強い水圧がかかる場合、ズレたり外れてしまう問題があった。この問題を解決するにはゴーグルの水圧抵抗測定装置が必要であるが、従来このような装置は見当たらず、当業界から開発が要請されていた。   However, the conventional goggles have a problem that the goggles are displaced or come off when a strong water pressure is applied at the time of jumping or the like. To solve this problem, a goggle hydraulic resistance measuring device is required. However, such a device has not been found in the past, and development has been requested from the industry.

本発明は、前記従来の問題を解決するため、飛び込み時などに強い水圧がかかるゴーグルの水圧抵抗測定装置を提供する。   SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a goggle hydraulic resistance measuring device that exerts a strong hydraulic pressure at the time of diving or the like in order to solve the conventional problem.

本発明のゴーグルの水圧抵抗測定装置は、水泳ゴーグルの水圧抵抗測定装置であって、前記ゴーグルを装着した頭部マネキンと、静置水を有するプールの上方に、所定の角度を有する傾斜レールに沿って昇降する昇降装置と、前記昇降装置に固定された支持アームと、前記支持アームに固定された前記頭部マネキンをプールに飛び込ませる手段と、前記ゴーグルの上と下の位置には圧力センサが接続され、時間経過とともに水圧の変化を測定し、それぞれの圧力センサ測定値からゴーグルに加わるモーメントの差を計算する手段を含むことを特徴とする。   The goggles hydraulic resistance measuring device of the present invention is a swimming goggles hydraulic resistance measuring device, wherein a head mannequin equipped with the goggles and a slope rail having a predetermined angle are provided above a pool having standing water. An elevating device that moves up and down along with the elevating device, a support arm fixed to the elevating device, means for jumping the head mannequin fixed to the support arm into a pool, and pressure sensors connected to positions above and below the goggles And a means for measuring a change in water pressure over time and calculating a difference between moments applied to the goggles from respective pressure sensor measurement values.

本発明のゴーグルの水圧抵抗測定装置は、静置水を有するプールの上方に、所定の角度を有する傾斜レールに沿って昇降する昇降装置と、前記昇降装置に固定された支持アームと、前記支持アームに固定された頭部マネキンをプールに飛び込ませる手段と、前記ゴーグルの上と下の位置には圧力センサが接続され、時間経過とともに水圧の変化を測定し、それぞれの圧力センサ測定値からゴーグルに加わるモーメントの差を計算する手段を含むことにより、飛び込み時などに強い水圧がかかるゴーグルの水圧抵抗を精度よく測定できる。   The goggles hydraulic resistance measuring device of the present invention includes a lifting device that moves up and down along an inclined rail having a predetermined angle above a pool having standing water, a support arm fixed to the lifting device, and the support device. Means for jumping the head mannequin fixed to the arm into the pool, and pressure sensors connected to the upper and lower positions of the goggles, measure changes in water pressure over time, and add to the goggles from each pressure sensor measurement value By including the means for calculating the difference in moment, it is possible to accurately measure the hydraulic resistance of goggles that are subjected to strong water pressure when jumping in.

図1は本発明で使用する一実施態様のゴーグルの模式的斜視図である。FIG. 1 is a schematic perspective view of one embodiment of goggles used in the present invention. 図2は本発明で使用する別の実施態様のゴーグルの模式的斜視図である。FIG. 2 is a schematic perspective view of another embodiment of goggles used in the present invention. 図3は図1のI−I線の模式的断面図である。FIG. 3 is a schematic sectional view taken along line II of FIG. 図4は本発明の一実施形態の水圧抵抗測定装置の模式的側面図である。FIG. 4 is a schematic side view of a hydraulic resistance measuring device according to one embodiment of the present invention. 図5は同、頭部マネキンのゴーグルの上と下に配置する圧力センサの位置関係を示す正面写真である。FIG. 5 is a front photograph showing the positional relationship between the pressure sensors arranged above and below the goggles of the head mannequin. 図6は同、ゴーグルを頭部マネキンに装着し、キャップを被せた正面写真である。FIG. 6 is a front view of the head mannequin with the goggles attached to the head mannequin. 図7は実施例1の飛び込み実験の際のゴーグルの上下に加わる水圧のモーメント差を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing the difference in moment of water pressure applied to the top and bottom of goggles during the dive experiment of Example 1. 図8は実施例2の飛び込み実験の際のゴーグルの上下に加わる水圧のモーメント差を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing the difference in moment of hydraulic pressure applied to the top and bottom of goggles during the dive experiment of the second embodiment. 図9は実施例3のゴーグルの上下に加わる水圧のモーメント差を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing the difference in moment of hydraulic pressure applied to the top and bottom of the goggles according to the third embodiment. 図10は実施例4のゴーグルの上下に加わる水圧のモーメント差を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing the difference in moment of hydraulic pressure applied to the top and bottom of the goggles according to the fourth embodiment. 図11は実施例5のゴーグルの上下に加わる水圧のモーメント差を示すグラフである。FIG. 11 is a graph showing the difference in moment of the water pressure applied to the top and bottom of the goggles according to the fifth embodiment. 図12は実施例1と参考例1の計測時間t=0〜1.5秒における速度と荷重の変化を示すグラフである。FIG. 12 is a graph showing a change in speed and load during the measurement time t = 0 to 1.5 seconds in Example 1 and Reference Example 1. 図13は本発明の一実施例の飛び込み実験の移動距離を移動平均演算後に速度を算出したグラフである。FIG. 13 is a graph in which a moving distance is calculated after moving average calculation of a moving distance in a dive experiment according to an embodiment of the present invention. 図14は同、近似曲線から算出した速度のグラフである。FIG. 14 is a graph of the speed calculated from the approximate curve. 図15は同、近似曲線から算出した加速度のグラフである。FIG. 15 is a graph of the acceleration calculated from the approximate curve. 図16は同、近似曲線から算出した荷重のグラフである。FIG. 16 is a graph of the load calculated from the approximate curve.

本発明のゴーグルの水圧抵抗測定装置は、競泳の飛び込み時などに強い水圧がかかる場合、ゴーグルがズレたり外れたり、あるいは下からせめくれるといった現象を分析し、このような問題のないゴーグルを開発することを目的に完成したものである。この装置は、静置水を有するプールの上方に、所定の角度を有する傾斜レールに沿って昇降する昇降装置と、前記昇降装置に固定された支持アームと、前記支持アームに固定された頭部マネキンをプールに飛び込ませる手段と、前記ゴーグルの上と下の位置には圧力センサが接続され、時間経過とともに水圧の変化を測定し、それぞれの圧力センサ測定値からゴーグルに加わるモーメントの差を計算する手段を含む。   The goggles hydraulic resistance measuring device of the present invention develops goggles free from such problems by analyzing phenomena such as the goggles being displaced, coming off, or being pressed down from below when strong water pressure is applied, such as when jumping in a swim. It was completed for the purpose of doing. This device includes a lifting device that moves up and down along a tilted rail having a predetermined angle above a pool having still water, a support arm fixed to the lifting device, and a head fixed to the support arm. Means for jumping the mannequin into the pool, and means for connecting pressure sensors to the upper and lower positions of the goggles, measuring changes in water pressure over time, and calculating the difference in moment applied to the goggles from each pressure sensor measurement. including.

前記傾斜レールの水面との傾斜角度は例えば30°から50°の間で、好ましくは35°から45°の間で調節可能であり、頭部マネキンの水面突入速度が2.2m/秒〜6.0m/秒になるように頭部マネキンの水面からの高さを調節する。傾斜角度と水面突入速度は競泳の一般的なデータから求めたものである。   The angle of inclination of the inclined rail with respect to the water surface is adjustable, for example, between 30 ° and 50 °, preferably between 35 ° and 45 °, and the water entry speed of the head mannequin is 2.2 m / sec to 6 m. The height of the head mannequin from the water surface is adjusted so as to be 0.0 m / sec. The inclination angle and the water entry speed were obtained from general data on swimming races.

以下図面を用いて説明する。以下の図面において、同一符号は同一物を示す。図1は本発明で使用する一実施態様のゴーグルの模式的斜視図である。このゴーグル20は、レンズ1が一体成形されたアイカップ2と、アイカップ2の下部に一体化されたパッド3とを含むゴーグル本体4と、ゴーグル本体4を人体の頭部に取り付けるためのヘッドストラップ7と、ゴーグル本体4とヘッドストラップ7を連結する連結部材5を含む。連結部材5の先端はスリットが縦方向に形成されており、このスリットにヘッドストラップ7を通して連結部材5とヘッドストラップ7は接続している。6は連結部材5とヘッドストラップ7との接続部である。ヘッドストラップ7には長さ調整具8が接続されている。2つのアイカップ2は連結ブリッジ9により接続されている。   This will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the same reference numerals indicate the same components. FIG. 1 is a schematic perspective view of one embodiment of goggles used in the present invention. The goggles 20 include a goggle body 4 including an eye cup 2 in which the lens 1 is integrally formed, a pad 3 integrated below the eye cup 2, and a head for attaching the goggle body 4 to a human head. It includes a strap 7 and a connecting member 5 for connecting the goggle body 4 and the head strap 7. A slit is formed at the tip of the connecting member 5 in the vertical direction, and the connecting member 5 and the head strap 7 are connected to each other through the head strap 7 through the slit. Reference numeral 6 denotes a connecting portion between the connecting member 5 and the head strap 7. A length adjuster 8 is connected to the head strap 7. The two eyecups 2 are connected by a connecting bridge 9.

このゴーグルは、連結部材5はゴム状ベルトで形成され、この連結部材5はパッド3の表面を覆いかつアイカップ2の下部を周回し、ゴーグル本体4の側部後方まで伸びていることである。これにより、ゴム状ベルトはアイカップ全体を均一な力で顔面に押さえつけており、安定した押さえ力が働くため、強い水圧がかかってもゴーグル本体は、ズレたり顔面から外れ難くなる。   In the goggles, the connecting member 5 is formed of a rubber-like belt, and the connecting member 5 covers the surface of the pad 3, goes around the lower part of the eyecup 2, and extends to the rear side of the goggle body 4. . As a result, the rubber belt presses the entire eyecup against the face with a uniform force, and a stable pressing force acts. Therefore, even when strong water pressure is applied, the goggle body is unlikely to shift or come off the face.

加えて、本実施形態のゴーグルは、アイカップ2の上部側面に横一列の複数の突起10を形成している。これにより、水流抵抗をさらに減少できる。突起は、半径1.2mmの半球状の突起を2mm間隔で4個、アイカップの上部側面の傾斜部に横一列で配列させた。   In addition, the goggles of the present embodiment have a plurality of protrusions 10 in a horizontal row formed on the upper side surface of the eyecup 2. Thereby, the water flow resistance can be further reduced. As the projections, four hemispherical projections having a radius of 1.2 mm were arranged at an interval of 2 mm in a horizontal line on the inclined portion on the upper side surface of the eyecup.

図2は本発明で使用する別の実施態様のゴーグルの模式的斜視図である。アイカップの側面に突起を形成しないほかは図1と同様に作成したゴーグル21の例である。   FIG. 2 is a schematic perspective view of another embodiment of goggles used in the present invention. This is an example of goggles 21 made in the same manner as in FIG. 1 except that no projection is formed on the side surface of the eyecup.

図3は図1のI−I線の模式的断面図である。アイカップ2とパッド3とは一体成形されており、ゴム状ベルトの連結部材5はアイカップ2の下部とパッドとの間の外表面に形成されている溝部に嵌めこまれている。図3において、θ1はレンズ1の表面とアイカップ2の外側傾斜部の角度であり、θ2はレンズ1の表面の平行線とゴム状ベルト5の上面との角度である。θ1とθ2との角度はθ1>θ2が好ましく、より好ましくはθ1の方がθ2より5°以上大きく、さらに好ましくはθ1の方がθ2より10°以上大きい。これにより、ゴム状ベルトはアイカップ全体をさらに均一な力で顔面に押さえつけており、安定した押さえ力が働くため、強い水圧がかかってもゴーグル本体は、ズレたり顔面から外れ難くなる。 FIG. 3 is a schematic sectional view taken along line II of FIG. The eyecup 2 and the pad 3 are integrally formed, and the connecting member 5 of the rubber-like belt is fitted in a groove formed on the outer surface between the lower part of the eyecup 2 and the pad. In FIG. 3, θ 1 is the angle between the surface of the lens 1 and the outer inclined portion of the eyecup 2, and θ 2 is the angle between the parallel line on the surface of the lens 1 and the upper surface of the rubber belt 5. angle is preferably θ 1> θ 2 between the theta 1 and theta 2, more preferably greater it is theta 2 than 5 ° or more theta 1, more preferably greater theta 2 than 10 ° or more toward the theta 1. As a result, the rubber-like belt presses the entire eyecup against the face with a more uniform force, and a stable pressing force acts. Therefore, even when strong water pressure is applied, the goggle body is less likely to shift or come off the face.

図4は本発明の一実施態様の水圧抵抗測定試験の模式的側面図である。この水圧抵抗測定装置18は、水17(静置水)を入れたプール16の上方に、傾斜レール15に沿って昇降する昇降装置14に固定された支持アーム13と、この支持アーム13に固定された頭部マネキン12をプール16に飛び込ませる装置である。ゴーグル20を頭部マネキン12に装着し、キャップ11を被せ、水面に飛び込ませる。プールの測定寸法は長さ6.0m,幅2.0m,水深1.0mである。ゴーグル20の上と下の位置には図5に示すように直径6mmの圧力センサが32mmの間隔を開けて接続されており、時間経過とともに水圧の変化を測定できるようになっている。それぞれの圧力センサ測定値からゴーグル20に加わるモーメントの差を計算することができる。図6はゴーグルを頭部マネキンに装着し、キャップを被せた正面写真である。傾斜レールの水面との傾斜角度は調節可能であり、前記昇降装置は前記傾斜レールの任意の位置で固定可能である。一例として、傾斜レール15の水面との傾斜角度は40°とし、水面からの高さ900mmの位置から水面に対して突入させ、水面突入速度は約2.5m/秒とした。分析は次の手順に従った。   FIG. 4 is a schematic side view of a hydraulic resistance measurement test according to one embodiment of the present invention. The hydraulic resistance measuring device 18 includes a support arm 13 fixed to an elevating device 14 that moves up and down along an inclined rail 15 above a pool 16 containing water 17 (stationary water), and is fixed to the support arm 13. This is a device for jumping the drawn head mannequin 12 into the pool 16. The goggles 20 are mounted on the head mannequin 12, cover the cap 11, and jump into the water surface. The measured dimensions of the pool are 6.0 m in length, 2.0 m in width, and 1.0 m in water depth. As shown in FIG. 5, pressure sensors having a diameter of 6 mm are connected to the upper and lower positions of the goggles 20 at intervals of 32 mm, so that a change in water pressure over time can be measured. The difference between the moments applied to the goggles 20 can be calculated from the respective pressure sensor measurements. FIG. 6 is a front photograph in which goggles are mounted on a head mannequin and covered with a cap. The inclination angle of the inclined rail with respect to the water surface is adjustable, and the lifting device can be fixed at any position on the inclined rail. As an example, the inclination angle of the inclined rail 15 with respect to the water surface was set to 40 °, the rail was made to enter the water surface from a position at a height of 900 mm from the water surface, and the water surface entry speed was set to about 2.5 m / sec. The analysis followed the following procedure.

第1位置センサを水面からの高さ433mmの位置に配置し、頭部マネキン12の先端(額部分)が通過した時点から時間の計測を開始する。第2位置センサは水面接触位置に配置し、頭部マネキン12の先端(額部分)が水面に接触した時刻を計測する。これにより、計測時間開始から水面突入までの時間がわかる。頭部マネキン12の水面突入時の動画は、デジタルカメラ(CASIO EX-F1)を用いてハイスピード動画(300fps)として撮影した。計測条件は、サンプリング周波数:1000Hz,:計測時間:2sec,A/D変換の分解能:14ビットとし、パソコンを用いて処理した。各データは電圧値として取得され、後処理によりそれぞれの物理量に変換した。以上をまとめると計測項目は次のとおりである。
(1)頭部マネキン12の位置
(2)ゴーグル装着による圧力
(3)計測時間開始から水面突入までの時間
(4)頭部マネキン12の水面突入の動画
The first position sensor is arranged at a position at a height of 433 mm from the water surface, and time measurement is started from the time when the tip (forehead) of the head mannequin 12 has passed. The second position sensor is disposed at the water surface contact position, and measures the time when the tip (forehead) of the head mannequin 12 contacts the water surface. Thereby, the time from the start of the measurement time to the entry into the water surface is known. The moving image of the head mannequin 12 when it entered the water surface was shot as a high-speed moving image (300 fps) using a digital camera (CASIO EX-F1). The measurement conditions were as follows: sampling frequency: 1000 Hz, measurement time: 2 sec, resolution of A / D conversion: 14 bits, and processing was performed using a personal computer. Each data was acquired as a voltage value, and was converted into each physical quantity by post-processing. To summarize the above, the measurement items are as follows.
(1) Position of head mannequin 12 (2) Pressure due to wearing goggles (3) Time from start of measurement time to entry into water surface (4) Movie of head mannequin 12 entering water surface

分析は次の手順に従った。
(1)計測開始から2秒間の供試体(頭部マネキン)の移動距離を計測し、前記移動距離から速度を算出し、その速度の近似曲線を求める(図13)。
(2)前記の近似曲線から再び計測時間(2秒間)における速度、加速度及びそれぞれの供試体の重量を加速度に乗じて荷重を算出する(図14〜16)。
(3)ゴーグル装着時の圧力変化は、圧力に圧力センサの表面積(2.83×10-52)を乗じて荷重(N)として換算する。
(4)前記(2)で求めた荷重から、ゴーグルの有無と形状の違いによる水中での荷重最大値を比較する。
(5)着水時の衝撃力は、(3)で求めた荷重を用いて「水面突入時刻から水中での荷重最大の時刻」の間の力積から評価する。さらに、その荷重を用いた2つの圧力センサの中心位置におけるモーメント(アーム長さ0.016m)の差を求め、水中での荷重最大時のゴーグルのズレの影響を評価する。
The analysis followed the following procedure.
(1) The moving distance of the specimen (head mannequin) for 2 seconds from the start of measurement is measured, the speed is calculated from the moving distance, and an approximate curve of the speed is obtained (FIG. 13).
(2) The load is calculated from the approximate curve again by multiplying the acceleration by the speed, acceleration and the weight of each specimen during the measurement time (2 seconds) (FIGS. 14 to 16).
(3) The pressure change when the goggles are attached is converted as the load (N) by multiplying the pressure by the surface area of the pressure sensor (2.83 × 10 −5 m 2 ).
(4) From the load obtained in the above (2), the maximum value of the load in water due to the presence or absence of goggles and the difference in shape is compared.
(5) The impact force at the time of landing is evaluated from the impulse between “the time of entry into the water surface and the time of the maximum load in water” using the load obtained in (3). Further, the difference between the moment (arm length 0.016 m) at the center position of the two pressure sensors using the load is obtained, and the influence of the displacement of the goggles when the load is maximum in water is evaluated.

上記において、力積(Impulse)は次の式(数1)として表され、力(F)と力が作用する時間を乗じて求められる。   In the above, the impulse (Impulse) is represented by the following equation (Equation 1), and is obtained by multiplying the force (F) by the time during which the force acts.

本試験では水面突入の時刻t1から水中での荷重最大の時刻t2におけるセンサ上とセンサ下の2つの力積を求め、その和Itotalを結果として示した。サンプリング時間を△t(=0.001)として、センサ上の力積をIt、センサ下の力積をIbとすると下記(数2)及び(数3)のように求められる In this study sought two impulse on the lower sensor sensor from the time t 1 of water inrush in load maximum time t 2 in water, it showed the sum I total resulting. As the sampling time △ t (= 0.001), obtained as follows (Equation 2) and (Equation 3) When the impulse on the sensor I t, the impulse under the sensor and I b

ここで、Ft,Fbはセンサ上とセンサ下に作用する力である。そして2つの力積の和Itotalは、次のようになる。
total=It+Ib
次にモーメントは、センサ上とセンサ下を直線で結んだ中心位置周りとした。モーメントアーム長さをL(=0.016)として、その中心位置周りにおけるモーメントをそれぞれMt,Mbとすると、次のようになる。
t=Ft×L
b=Fb×L
ここでは、ゴーグルが顔面を押す方向を正とした。次にモーメントの差△Mは、センサ上のモーメントを基準として次の計算で算出される。
△M=Mt−Mb
Here, F t and F b are forces acting on the sensor and below the sensor. Then, the sum I total of the two impulse is as follows.
I total = I t + I b
Next, the moment was set around a central position connecting the upper and lower portions of the sensor with a straight line. The moment arm length as L (= 0.016), respectively M t moment at around the central position, when M b, as follows.
M t = F t × L
M b = F b × L
Here, the direction in which the goggles pressed the face was positive. Next, the moment difference ΔM is calculated by the following calculation based on the moment on the sensor.
ΔM = M t −M b

以下実施例により本発明を具体的に説明する。なお本発明は下記の実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to examples. The present invention is not limited to the following examples.

(実施例1)
図1及び図3に示すゴーグル20を作成した。レンズ1、アイカップ2及びパッド3はポリカーボネート樹脂で一体成形し、ヘッドストラップ7はシリコーンゴム、ゴム状ベルトの連結部材5はポリウレタンエラストマーで成形したものを用いた。ゴム状ベルトの連結部材5はアイカップ2の下部とパッド3との間の外表面に形成されている溝部に嵌め込んだ。図3のθ1は44.9°、θ2は31.7°とした。
アイカップ2の上部側面に横一列の複数の突起10を形成した。突起10は、直径1.2mmの半球状の突起を2mm間隔で4個、アイカップ2の上部側面の傾斜部に横一列で配列させた。
このようにして得られたゴーグル20を図4に示すように頭部マネキン12に装着し、キャップ11を被せ、図4に示す水圧抵抗測定試験を行った。測定数は3回とし、平均値を算出してその結果を表1にまとめて示す。図7は1回目測定時の飛び込み実験の際のゴーグルの上下に加わる水圧のモーメント差を示すグラフである。ゴーグルの上下に加わる水圧のモーメント差はほとんどないことがわかる。
(Example 1)
The goggles 20 shown in FIGS. 1 and 3 were produced. The lens 1, the eyecup 2, and the pad 3 were integrally formed of polycarbonate resin, the head strap 7 was formed of silicone rubber, and the rubber-like belt connecting member 5 was formed of polyurethane elastomer. The rubber-like belt connecting member 5 was fitted into a groove formed on the outer surface between the lower portion of the eyecup 2 and the pad 3. In FIG. 3, θ1 was 44.9 ° and θ2 was 31.7 °.
A plurality of protrusions 10 in a horizontal row were formed on the upper side surface of the eyecup 2. As the protrusions 10, four hemispherical protrusions each having a diameter of 1.2 mm were arranged at an interval of 2 mm in a horizontal line on the inclined portion on the upper side surface of the eyecup 2.
The goggles 20 thus obtained were mounted on the head mannequin 12 as shown in FIG. 4, covered with the cap 11, and subjected to a hydraulic resistance measurement test shown in FIG. The number of measurements was three, the average was calculated, and the results are summarized in Table 1. FIG. 7 is a graph showing the moment difference of the water pressure applied to the top and bottom of the goggles in the dive experiment at the time of the first measurement. It can be seen that there is almost no difference in water pressure moment applied above and below the goggles.

(実施例2)
図2に示すように、突起10を形成しないほかは実施例1と同様にゴーグル21を作成した。その結果を表1にまとめて示す。図8は1回目測定時の飛び込み実験の際のゴーグルの上下に加わる水圧のモーメント差を示すグラフである。
(Example 2)
As shown in FIG. 2, goggles 21 were formed in the same manner as in Example 1 except that the projections 10 were not formed. The results are summarized in Table 1. FIG. 8 is a graph showing the moment difference of the water pressure applied to the top and bottom of the goggles during the dive experiment at the time of the first measurement.

(実施例3〜5)
実施例3としてミズノ社製商品名“アクセルアイカッター”、実施例4としてミズノ社製商品名“アクセルアイ”、実施例5として市販の他社品を用いて水圧抵抗測定試験を行った(測定数3の平均値)。その結果を表1にまとめて示す。実施例3の1回目測定時の結果を図9に、実施例4の1回目測定時の結果を図10に、実施例5の1回目測定時の結果を図11にそれぞれ示す。
(Examples 3 to 5)
A hydraulic resistance measurement test was performed using Mizuno's trade name "Accel Eye Cutter" as Example 3, Mizuno's trade name "Accel Eye" as Example 4, and commercially available competitor's product as Example 5 (number of measurements). 3 average). The results are summarized in Table 1. FIG. 9 shows the result of the first measurement of Example 3, FIG. 10 shows the result of the first measurement of Example 4, and FIG. 11 shows the result of the first measurement of Example 5.

(参考例1)
ゴーグルを装着させないで実施例1と同様に測定した結果を表1にまとめて示す。
(Reference Example 1)
Table 1 summarizes the results of the measurement in the same manner as in Example 1 without wearing goggles.



表1及び図7〜11から、次のことが分かる。
(1)モーメントの差は2つのセンサの間の中心周りとしてセンサ上が顔面を押す方向を正とした結果である。すなわち、モーメントの差が正であればゴーグルが下からめくれ、負であれば上からめくれる力が働く。どのゴーグルもモーメントの差は正であり、下からめくれる力が働く。本発明の実施例1〜2は実施例3〜5に比べて入水時のモーメント差が低く、水面突入時の最大荷重時におけるゴーグルの上と下の圧力モーメントの差が1×10-6N(N:ニュートン)以下であり、下からめくれる力も低い。
(2)実施例3は、入水時にアイカップに大きなモーメント力が発生し、その後減少し、その差も大きいことが分かる。また実施例4は、入水時にアイカップに大きなモーメント力が発生し、その後も小さなモーメント力が残留することが分かる。また実施例5は、入水時にアイカップに大きなモーメント力が発生し、その後急減し、その差も大きいことが分かる。
(3)力積の平均値から、実施例3及び実施例5は顔面を押す衝撃力が働き、実施例4はゴーグルが顔面から外れる衝撃力が働く。これに対して実施例1〜2の力積は低く、10×10-6Ns(N:ニュートン,s:秒)以下である。これは水面突入時の衝撃力が小さく、ズレにくく、顔面に密着していることを示している。
(4)以上のとおり、実施例1〜2は入水時にほとんどモーメント力が発生せず、ゴーグルが安定して顔面に密着していることが確認できた。水圧に対して低抵抗でズレを抑制していることも確認できた。
The following can be seen from Table 1 and FIGS.
(1) The difference between the moments is the result of taking the direction in which the sensor presses the face as positive around the center between the two sensors. That is, if the difference in the moment is positive, the goggles are turned from below, and if the difference is negative, the force is turned from above. All goggles have a positive difference in moment, and exert a force to flip from below. In the first and second embodiments of the present invention, the difference in moment at the time of water entry is lower than that of the third to fifth embodiments, and the difference between the pressure moments above and below the goggles at the time of maximum load when entering the water surface is 1 × 10 −6 N (N : Newton) or less, and the power to turn from below is low.
(2) In Example 3, it can be seen that a large moment force is generated in the eyecup at the time of entering water, and then decreases, and the difference is large. Further, in Example 4, it can be seen that a large moment force is generated in the eyecup when water enters, and a small moment force remains thereafter. In addition, in Example 5, it can be seen that a large moment force is generated in the eyecup at the time of entering water, and then sharply decreases, and the difference is large.
(3) From the average value of the impulse, the impact force of pressing the face acts in the third and fifth embodiments, and the impact force of the goggles coming off the face acts in the fourth embodiment. On the other hand, the impulse of Examples 1 and 2 is low and is not more than 10 × 10 −6 Ns (N: Newton, s: second). This indicates that the impact force at the time of entry into the water surface is small, hard to be shifted, and is in close contact with the face.
(4) As described above, in Examples 1 and 2, almost no moment force was generated at the time of entering water, and it was confirmed that the goggles stably adhered to the face. It was also confirmed that displacement was suppressed with low resistance to water pressure.

図12に実施例1と参考例1の計測時間t=0〜1.5秒における速度と荷重の変化を示す。但し、図中のデータは明瞭化のためそれぞれの1回目測定時の結果である。参考例1の計測結果を例取ると、速度はt=0.109秒で最大となり、t=0.134秒で水面に突入すると急激に減少する。約0.9秒付近から速度が負の値となるのは、頭部マネキン自体の浮力によって水面に浮上する力が働くためである。荷重は、水面に突入してt=0.368秒で負の最大となり、その後は緩やか負の荷重が減少する変化を示す。実施例1の計測結果は参考例1と同様であるが、ゴーグルの着用の影響により、参考例1のデータに比べて水面突入後の速度の減速が大きく、また水中における最大荷重も大きかった。   FIG. 12 shows changes in speed and load in the measurement time t = 0 to 1.5 seconds in the first embodiment and the reference example 1. However, the data in the figure are the results of the first measurement for clarity. Taking the measurement result of Reference Example 1 as an example, the speed becomes maximum at t = 0.109 seconds, and rapidly decreases when the vehicle enters the water surface at t = 0.134 seconds. The speed becomes a negative value from about 0.9 seconds because the buoyancy of the head mannequin itself causes a force to float on the water surface. The load reaches a negative maximum at t = 0.368 seconds after entering the water surface, and thereafter shows a change in which the negative load gradually decreases. The measurement results of Example 1 were the same as those of Reference Example 1. However, due to the effect of wearing goggles, the speed reduction after entering the water surface was larger than that of Reference Example 1, and the maximum load in water was larger.

本発明の水泳ゴーグルの水圧抵抗測定装置は、競泳用ゴーグル、飛び込み用ゴーグル、水球用ゴーグル、シンクロナイズドスイミング用ゴーグル、一般用ゴーグルなど様々な水泳用途のゴーグルの開発に有用である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The apparatus for measuring hydraulic resistance of swimming goggles according to the present invention is useful for the development of various swimming goggles such as swimming goggles, dive goggles, water polo goggles, synchronized swimming goggles, and general goggles.

1 レンズ
2 アイカップ
3 パッド
4 ゴーグル本体
5 連結部材
6 接続部
7 ヘッドストラップ
8 長さ調整具
9 連結ブリッジ
10 突起
11 キャップ
12 頭部マネキン
13 支持アーム
14 昇降装置
15 傾斜レール
16 プール
17 水
18 水圧抵抗測定装置
20,21 ゴーグル
REFERENCE SIGNS LIST 1 lens 2 eyecup 3 pad 4 goggle body 5 connecting member 6 connecting part 7 head strap 8 length adjuster 9 connecting bridge 10 protrusion 11 cap 12 head mannequin 13 support arm 14 elevating device 15 inclined rail 16 pool 17 water 18 water pressure Resistance measuring devices 20, 21 Goggles

Claims (5)

水泳ゴーグルの水圧抵抗測定装置であって、
前記ゴーグルを装着した頭部マネキンと、
静置水を有するプールの上方に、所定の角度を有する傾斜レールに沿って昇降する昇降装置と、
前記昇降装置に固定された支持アームと、前記支持アームに固定された前記頭部マネキンをプールに飛び込ませる手段と、
前記ゴーグルの上と下の位置には圧力センサが接続され、時間経過とともに水圧の変化を測定し、それぞれの圧力センサ測定値からゴーグルに加わるモーメントの差を計算する手段を含むことを特徴とするゴーグルの水圧抵抗測定装置。
A water resistance measuring device for swimming goggles,
A head mannequin equipped with the goggles,
An elevating device that elevates and lowers along a slope rail having a predetermined angle above a pool having still water,
A support arm fixed to the elevating device, and means for jumping the head mannequin fixed to the support arm into a pool;
Pressure sensors are connected to the upper and lower positions of the goggles, and the goggles include means for measuring a change in water pressure over time and calculating a difference in moment applied to the goggles from each pressure sensor measurement value. Hydraulic resistance measuring device.
前記傾斜レールの水面との傾斜角度は調節可能であり、前記昇降装置は前記傾斜レールの任意の位置で固定可能である請求項1に記載のゴーグルの水圧抵抗測定装置。   The goggle hydraulic resistance measuring device according to claim 1, wherein the inclination angle of the inclined rail with respect to the water surface is adjustable, and the lifting device can be fixed at an arbitrary position of the inclined rail. 前記頭部マネキンの先端額部が水面に突入する位置とそれより手前側にそれぞれ位置センサを配置し、前記頭部マネキンの速度最大時刻と、水面突入時刻を測定するとともに、前記ゴーグルの上と下の位置の圧力センサによりゴーグルに加わる最大荷重を測定する請求項1又は2に記載のゴーグルの水圧抵抗測定装置。   A position sensor is disposed at a position where the tip forehead of the head mannequin enters the water surface and on the front side thereof, respectively, and the maximum speed of the head mannequin and the water entry time are measured, and the top and bottom of the goggles are measured. The goggles hydraulic resistance measuring device according to claim 1 or 2, wherein a maximum load applied to the goggles is measured by a pressure sensor at a position. 前記頭部マネキンの計測開始から2秒間の移動距離を測定し、前記移動距離から速度を算出し、その速度の近似曲線を求め、前記頭部マネキンの速度グラフと加速度グラフと荷重グラフを求める請求項1〜3のいずれかに記載のゴーグルの水圧抵抗測定装置。 Measuring a moving distance of the head mannequin for two seconds from the start of measurement, calculating a speed from the moving distance , obtaining an approximate curve of the speed, and obtaining a speed graph, an acceleration graph, and a load graph of the head mannequin. Item 4. The goggle hydraulic resistance measuring device according to any one of Items 1 to 3. 前記ゴーグルの圧力変化は、圧力センサの表面積を乗じて荷重(N)として換算し、この荷重を用いて、水面突入時刻から水中での荷重最大の時刻の間の力積を求め、この力積から着水時の衝撃力を求める請求項1〜4のいずれかに記載のゴーグルの水圧抵抗測定装置。   The change in the pressure of the goggles is converted as a load (N) by multiplying the surface area of the pressure sensor, and using this load, an impulse between the time of entry into the water surface and the time of the maximum load in water is determined. The goggle hydraulic resistance measuring apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein an impact force at the time of landing is obtained from the following.
JP2016053423A 2015-06-05 2016-03-17 Goggle hydraulic resistance measuring device Active JP6666178B2 (en)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015114749 2015-06-05
JP2015114749 2015-06-05
JP2015114744 2015-06-05
JP2015114744 2015-06-05
JP2015118668 2015-06-11
JP2015118668 2015-06-11

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017003568A JP2017003568A (en) 2017-01-05
JP6666178B2 true JP6666178B2 (en) 2020-03-13

Family

ID=57751977

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016053423A Active JP6666178B2 (en) 2015-06-05 2016-03-17 Goggle hydraulic resistance measuring device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6666178B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017003568A (en) 2017-01-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5117123B2 (en) Walking evaluation system, pedometer, walking evaluation program, and recording medium
ES2962547T3 (en) System and procedure to evaluate grip safety
CN103795865B (en) A kind of mobile terminal
US20130298668A1 (en) Sensor unit and motion analysis device
Suh et al. Effect of goggle slippage on the video head impulse test outcome and its mechanisms
Nordsborg et al. Estimating energy expenditure during front crawl swimming using accelerometers
JP2008104667A (en) Health measuring apparatus
US20170228996A1 (en) Method and system for detecting fatigue in an athlete
JP6666178B2 (en) Goggle hydraulic resistance measuring device
JP6807648B2 (en) goggles
Butterfield et al. The validity of a head-worn inertial sensor for measurements of swimming performance
US20200110111A1 (en) Method and system for characterizing, predicting, and optimizing movements of complex systems
JP2008173251A (en) Ascending and descending motion detecting apparatus and activity meter using it
FI20050983A0 (en) Procedure for assessing a sport performance and device
JP2017000722A (en) Goggle
WO2019147141A1 (en) Uni-lateral sled
US20160153826A1 (en) Weighing scale
TW201822850A (en) Swim training system, swim data computation method using the same, and swim training method using the same
CN203874385U (en) Facial muscle training device
KR20160025879A (en) Method for measuring location performed in rehabilitation therapy apparatus based on dynamic plate
US20190290183A1 (en) Recovery evaluation apparatus and non-transitory computer readable medium
JP3098207U (en) Green slope sensor
JP2017217033A (en) Walking state detection device and walking state detection system
EP3552943A1 (en) Device and method for use in cycling
KR102446989B1 (en) Fall Risk Evaluation Scale and Method for Evaluating Fall Risk

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190225

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20191212

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20191217

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200130

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200213

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200220

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6666178

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150