运动鞋的构造-鞋底

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壓力=力量/面積
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靜態壓力測試
壓力有減少嗎？
有
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動態壓力測試
壓力有減少嗎？
有
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彈性

運動鞋的彈性是希望使選手對外輸出的能量， 完全應用在運動表現上，也就是鞋底需要有 較佳之能量反彈能力。
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影響運動鞋的彈性因素


最主要之關鍵在於能量反彈之時機，當下肢 動作須要動能時，鞋底所儲存之彈性位能可 適時的釋放出來幫助下肢動作，如此即可稱 為最佳之能量反彈能力。 運動鞋的能量反彈能力，一般是以重物撞擊 後反彈高度來作評估。
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運動鞋的功能測試方法


材料測試 人體測試
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材料測試

ຫໍສະໝຸດ Baidu
人體測試耗費時間
材料測試可快速檢測運動鞋的避震能力 市售鞋採用材料測試 個人專用鞋採用人體測試
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避震及反彈能力測量
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人體測試
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人體測試
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反彈能力-垂直跳高度(標準化)

赤腳和穿運動鞋那一種會跳的比較高？
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氣墊與迴力柱

迴力柱則將氣墊結構取 消，利用四根具有避震 功能的柱狀物來加以取 代，其功能類似彈簧， 在進行撞擊時，會產生 形變，來產生避震作用。
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氣墊與迴力柱慢跑鞋之比較


最大地面反作用力 最大地面反作用力出現時間 最大地面反作用力作用時間 以上兩種鞋都達到顯著性差異 在較高負荷下氣墊鞋有較佳的避震作用。
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慢跑鞋



鞋跟穩定架要夠硬，鞋底的 寬度應由上至下漸寬。 外底紋路應較深，腳尖部份 應有由內延伸至外側的凹槽。 鞋後跟要有好的吸震性能， 鞋面應使用較軟的材質。
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籃球鞋




高鞋領 。 跟部中心應使用更堅硬的 材料。 鞋底內外兩側，應有足夠 的支撐力，核心部份以氣 墊增加吸震能力。 鞋外底宜寬平，紋路可採 用圓形或箭尾形。
減少運動傷害
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運動鞋的構造
鞋面 鞋底
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運動鞋的構造－鞋底
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運動鞋的構造－鞋底
內底、鞋墊： 均勻分佈足底壓力 內底板：支撐 中底：避震、 能量反彈 外底：防滑、耐磨
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運動鞋的構造－鞋面
鞋舌：保護足背、固定 鞋領：保 護踝關節 阿基里腱護 墊：保護阿 基里腱 足跟穩定架： 穩定足跟 鞋帶：保護 足部、固定 前幫：保 護腳趾
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運動鞋結構與材料


氣墊(Air) 吸震膠(Gel) 蜂巢結構(Comb) 迴力柱(Column)
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Nike 的氣墊與迴力柱
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氣墊與迴力柱

氣墊在足跟處的中底以 一氣囊取代之，當足部 與地面撞擊時所產生的 撞擊力會使得氣囊變形 而均勻地將力量轉移到 氣囊四周造成均壓狀態 來分散作用在足部的力 量而產生避震作用。
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選購慢跑鞋之考量因素




了解你的足型及體重 認識鞋底結構 鞋面材質選擇 觀察鞋底磨損 合腳性 運動場地
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運動鞋之生物力學特性
避震 鞋具生物 力學特性 抓地力
彈性
扭轉
足底壓力
穩定
(相子元, 1997)
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避震(Cushioning)

運動鞋避震功能的定義為「藉外力作時間的 增長，使降低撞擊力峰值的能力。」 作用在於避免重複性的撞擊對身體造成隱藏 性的運動傷害。
避震原理：材料避震與結構避震。


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抓地力、防滑

運動鞋的抓地力主要功能在提供地表面對身 體產生推動力或反作用力。
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運動鞋和運動場地表面


兩者之間的摩擦力，關係著運動鞋的抓地力。 摩擦力大，運動過程中可避免滑倒，而且產 生推動力。 摩擦力太大，會影響腳的活動性，且容易產 生疲勞，易造成下肢運動傷害。
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扭轉與穩定


材料避震

利用質軟的材料延長撞擊過程的持續時間， 以達到避震目的。
材料避震
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結構避震

利用結構的勁度增加撞擊過程的變形量以達 到避震目的。
結構避震
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靜態避震使測試
F1
=
F2
=
F3
= 沒有
F4
力量有減少嗎？
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動態避震測試
力量有減少嗎？
有
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足底壓力


為單位面積上所受之力量，足底壓力即為足 底所感受之壓力。 壓力過大會造成局部軟組織之受傷而導致潰 傷，鞋墊主要目的即在重新分配力量以降低 局部足底壓力。
運動鞋的防扭能力主要功能在保護踝關節， 預防扭傷。 運動鞋的穩定性主要在減少鞋底之各部份變 形之差異，而提供保護踝關節，預防扭傷之 功能。
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個人專屬運動鞋
世界紀錄保持人 400m 43.18s
Michael Johnson
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新款運動鞋的研發過程



步驟一：研究 步驟二：設計 步驟三：打樣 步驟四：穿著測試 步驟五：報價及下單生產
赤腳 籃球鞋 多功能鞋 慢跑鞋 網球鞋 排球鞋
平均值 (男) 平均值 (女)
1.00 1.00
0.97 0.92
0.95 0.96
0.97 0.93
0.98 0.95
1.00 0.98
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反彈能力
為何穿運動鞋的跳躍高度比赤腳時低？


運動鞋吸收掉部份蹬地時產生的能量。
運動鞋具有重量。
鞋底材質反彈能力測試為靜態，但人體垂直跳高屬 於主動性反彈。若反彈時機若無法配合人體蹬地動 作，將會失去作用。
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足弓
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足弓的型式
6
步態
足跟著地
全腳掌著地
足跟離地
足尖離地
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足跟與地面接觸時間50ms，但地面反作用 力可高達體重的3倍。
p1撞擊力峰值
p2主動力峰值
MLR最大負荷率
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赤腳和穿運動鞋
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三級跳遠
下肢承受 體重12倍 的力量
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跨欄
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著地方式不同的地面反作用力
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運動鞋的功能
增加運動表現
護邊：保護足部、 固定、支撐
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運動鞋分類

跑鞋：慢跑鞋、釘鞋
硬場地運動鞋：籃球鞋、網球鞋、排球鞋 軟場地運動鞋：棒球鞋、足球鞋、高爾夫 球鞋 特殊項目運動鞋：登山鞋、溜冰鞋、滑雪 鞋

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運動鞋的基本結構元件功能

緩衝作用
穩定作用


摩擦作用
力能效率
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理想的運動鞋具備條件

具有極佳的避震功能以及能量反彈能力。
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運動鞋設計
張立群 競技運動系
103學年度
1
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運動特性

大部份運動項目均依靠足部與地面接觸以產 生固定及支撐的支點作用，並促使身體因而 得以做出各種方向之移動或旋轉。
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腳的功能



下肢承受身體的重量。 腳的功能支撐人體全身的 重量外，更可藉由腳部的 骨骼、肌肉、韌帶及關節 的結合以及神經的協調來 達到平衡及避震的效果。 足後部的動作控制功能， 它可以控制人體跑步時足 後部外翻動作的穩定性。