相信許多朋友都知道跑鞋的避震很重要,但你知道避震指的是什麼嗎?而跑鞋的避震設計又有哪幾種?他們又是如何實現避震效果的呢?本文以淺顯易懂的方式說明什麼是避震以及避震的設計,並用影片和過程分解讓你秒懂避震是如何達成的。
避震,是跑鞋設計中重要元素之一,因為跑步時雙腳需要反覆承受約體重1.5至3倍的衝擊力,長時間累積下來,對下肢的負擔不容小覷。各家運動鞋廠牌無不投入心力在研究如何提升避震功能,從鞋底的緩衝材質、厚度、形狀等角度,尋求最佳的配置,來減少著地的衝擊力。避震的目的是減緩足部接觸地面時,衝擊力上升的速度與幅度。
如下圖所示,穿上有避震功能的鞋子後,可降低力量上升的速度(藍箭頭的斜度)與幅度(藍圈的高度),進而達到避震緩衝的目的;反之,若不能有效延緩衝擊,如赤腳後足著地,則會使力量急劇上升,並承受較大的力量峰值,進而導致傷害發生的風險提高。
要達成避震的目的,使鞋底在接觸地面時能吸收衝擊,實際的方法是透過鞋底的「形變」,來延緩撞擊的持續時間並吸收力量,其方法有兩種,材料避震與結構避震。例如當你踩在軟墊時,軟墊會下陷藉此吸收衝擊,使你感覺到避震的效果,這類我們稱為材料避震;而另一種結構避震,則如生活中常見的彈簧或拱橋,透過外部結構的形變來達吸收與緩衝避震。目前市面上跑鞋的避震設計也可分為此兩類。
材料避震:利用材料自身的形變來達到避震的功能。跑鞋中常見的材料避震設計,透過使用發泡材料、EVA、E-TPU 等較軟的材料,來吸收撞擊。例如 NIKE ZOOM X VAPORFLY NEXT% 及 ADIDAS ULTRABOOST 20。
結構避震:利用外部結構的形變來達到避震的效果。經常利用波浪或拱橋的形狀來到支撐與緩衝的功能。例如 MIZUNO WAVE RIDER 23 及ON CLOUD ACE。
本文使用上述各兩雙代表材料避震與結構避震的跑鞋做示範,請兩名退役的田徑跑者,分別穿著兩款鞋進行測試,A 跑者穿著NIKE 與 MIZUNO,B 跑者穿著ADIDAS 與 ON,以5 分速 (5min/km) 進行30 公尺平穩速度跑。於20 公尺處架設攝影機,以高速攝影模式 (每秒240格) 捕捉足部著地瞬間到腳掌踩平地面的變化。
NIKE ZOOM X VAPORFLY NEXT % 著地後變化
ADIDAS ULTRABOOST 20 著地後變化
NIKE ZOOM X VAPORFLY NEXT% 的中底搭載Zoom X 泡棉材質,在著地瞬間後開始產生形變擠壓,藉此吸收了部分的衝擊力,當腳掌踩平地面時,可看到整體壓縮的現象;ADIDAS ULTRABOOST 20 全中底由Boost 顆粒所組成,其材質為E-TPU (熱塑性聚氨酯),我們可觀察到Boost 跑鞋著地時,衝擊力也會使得Boost 有一定程度的擠壓,腳掌貼平時,亦可看到明顯的變化。
NIKE ZOOM X VAPORFLY NEXT% 著地後中底材料形變過程
ADIDAS ULTRABOOST 20 著地後中底材料形變過程
MIZUNO WAVE RIDER 23 著地後變化
ON CLOUD ACE 著地後變化
我們可以觀察到MIZUNO WAVE RIDER 23 在跑步著地瞬間,其後跟的Wave波浪片會因受力而變得扁平,使原本波浪片前後的空隙都被填滿,波浪片幾乎完全與中底貼合;而ON CLOUD ACE 本身雲端科技緩衝系統 (鞋款波浪狀大底) 在跑步著地瞬間時,波浪受到擠壓,尤其是後足幾乎變為扁平,其透過結構形變而吸收衝擊力的方式明顯可見。
MIZUNO WAVE RIDER 23 著地後中底結構形變過程
ON CLOUD ACE 著地後中底結構形變過程
利用影像捕捉的方式,我們可以清楚觀察到不同款跑鞋透過材料或結構的設計,皆可藉由形變的過程來達到避震的功能。但隨著不同的避震設計,實際上也會有不同的效果與特性,所適合的族群也有所不同,並非越軟越好。例如較軟的避震設計可能有較佳的緩衝效果,但卻會使鞋底穩定性變差,不適合足踝不穩定的人;而較硬的避震設計,也許增加了後足著地衝擊力,但相對提高了穩定性,且對中足或前足著地形態的跑者而言,可能沒有太大的影響,反而可藉此減少緩衝材料的重量,適合競速需求。
因此,根據自身的需求挑選跑鞋,才能達到最佳的效果。
參考文獻:
Lieberman, D. E., Venkadesan, M., Werbel, W. A., Daoud, A. I., D’andrea, S., Davis, I. S., ... & Pitsiladis, Y. (2010). Foot strike patterns and collision forces in habitually barefoot versus shod runners. Nature, 463(7280), 531-535.
撰文/董智尚、陳韋翰、相子元
*文章授權轉載自《運動科學》網站,原文:跑鞋的避震是如何達成的?
在國立台灣師範大學的實驗室裡,一群由相子元教授帶領的研究團隊正全心投入運動科學研究,和你一樣對未知的領域充滿探索熱忱。
面對運動科學興起的熱潮,許多人想瞭解正確的運動資訊卻不知道從何下手? 運動科學網持續更新經過科學驗證的運動知識與運動觀點。不論是創新產品、研究結果,甚至是專業理論,我們都會轉譯成簡單易懂的文字,讓讀者利用最短的時間瞭解運動的最新趨勢。
為了讓健康的運動觀念進入日常生活,我們創立了運動科學網;為了讓正確的運動知識提升生活品質,我們創立了運動科學網,我們致力於運動科學的研究,希望這些努力不僅僅侷限於學術領域中,而是讓熱愛運動的普羅大眾更健康快樂地運動。
靜岡是小丸子的故鄉,德川家康一生的1/3也是在此度過的,比賽特色在於奔跑在靜岡市中心的爽快感,同時也能享受山岳及大海的風光,沿途的義工和觀眾都很熱情,賽道兩旁還有靜岡特有的表演隊為跑者們加油。此外,賽道起伏很小,是非常可能創造個人PB的賽道。
靜岡馬拉松的路線特點用一個字來概括的話,那就是平,全程不超過20公尺的高度落差,想想比起其他各種花樣的賽事簡直是舒服很多。值得一提的是,2017年的賽事路線特地減少了一個最為困難的折返地,不僅保證了選手的安全性,還可以安心享受沿途路線,減少比賽負擔,更是成為了參賽者輕鬆刷出PB的保障。
日本一貫優質的賽事服務大家都非常清楚明瞭,去過的跑友都知道可以媲美任何國際賽事。但是靜岡馬拉松更是有著各種特色的良心補給;石垣的草莓、靜岡的黑輪、安倍川的麻薯等等名產,雖然豐盛,但大家還是要記得關門時間,千萬別因為吃而回不了終點。
穿梭於静岡市區街道中的馬拉松活動,讓整個活動過程都充滿著城市路跑的律動般魅力。從JR静岡車站的附近起跑,終點為便利性十足的JR清水車站為一大特色。
另一方面,有代表的世界文化遺産富士山,還有駿河灣、久能山的優美景觀及豐富的大自然恩惠融為一體, 再加上藉由與市民同心協力,才能盡情享受静岡的誠摯款待,奢侈般的馬拉松大會。
在家康公的城鎮、象徵静岡的駿府城公園、静岡淺間神社及久能山東照宮等,在這些著名場所的路線中,肆意的奔馳, 並可藉由肌膚感受那股歷史文化的浪漫。
此外為了鼓勵聲援高齢跑者,也藉由健康長壽的家康公,新設立了「家康賞」。
長達10K的海岸線,這裡可以遠眺駿河灣。
静岡馬拉松的義工們,與地方市民融為一體的熱烈聲援,讓跑者更有動力幹勁。奔馳的跑者們、支撐跑者及聲援的人們,將這些力量都全部集中起來,讓街道上充滿了元氣能量。
比賽項目:全程馬拉松、11.6KM、1.6KM
比賽時限:全馬/5小時30分 (9個關門點)、11.6KM/1小時30分 (2個關門點)、1.6KM/15分
比賽報名日期:前一年的10月上旬至11月下旬 (ex:2017 靜岡馬拉松,報名日期為2016年10月7日~2016年10月24日),※採順序報名制 (如達額定人數後,報名即截止)。
比賽日期:每年3月上旬,2017比賽日期為3月5日
報名費用:全馬/10000日圓、11.6KM/3000日圓、1.6KM/500日圓
【參賽資格】
(1)全馬:1998年4月1日前出生者
(2)11.6KM:1998年4月1日以前出生者
(3)1.6KM:小學4、5、6年的兒童各200名
【報名規定】
1. 依自身體能狀況所申請的登記資料,無法變更或取消。如有多匯款或重複匯款的情況,恕不退費。
2. 如遇主辦單位所不可抗拒之因素(如颱風、洪水、冰雹、罷工事件、疾病等)而導致大會中止的情況下,參加費用恕不退費
3. 請注意自己的身體健康狀況,並在訓練充足的狀態下參加本大會。參加大會時,對於傷病、事故、物品遺失等事項,請視為自我個人的責任義務。
4. 大會當天如因公共交通、道路事件所造成的遲到,怒不負責。
5. 有關大會參加,請務必事先進行充分訓練及健康檢查,並考量自己的體能狀況後,再行參加大會。主辦單位在比賽進行中,如有發現問題後,進而中止比賽的情況下,請務必遵從相關人員的指示。此外也請遵從主辦單位在安全管理及大會營運上的相關指示。主辦單為對於在競賽中的傷病,僅提供緊急相關措施。緊急措施的方法、經過等,主辦單位不負相關責任。
6. 大會進行中所發生之事故、遺失、傷病等,主辦單位恕不負任何賠償責任。
7. 大會舉辦中所發生的事故、傷病的補償,主辦單位僅在馬拉松活動保險(履行約定、費用保險等)的範圍內履行。
8. 未成年參加者,請務必事先獲得監護人的同意。代表報名申請的情況下,也請獲得隊伍全員的同意。
9. 本大會不接受任何謊報年齡、性別或是非本人的出賽(代跑)等相關行為。如經發現,取消所有出賽及得獎資格,並失去今後的出賽資格。此外對謊報資料、代跑者,不負救護、退費一切相關責任。
10. 大會的影片、照片、記事、紀錄等(包含姓名、年齢、性別、記録、肖像等個人情報),會用於報紙、電視、雜誌、網路、 其它印刷物上做相關宣傳報導。
11. 有關大會參加者個人情報的使用,會遵循主辦單位所另訂定之相關規範。
12. 競賽中,可能會因緊急車輛(如救護車)通過,讓跑者停止,並讓車輛優先通過的情況。在此情況下,不會做紀錄上的修正。
13. 競賽的基本,是建立在個人的一己之力,但因應有一定程度身障的情況下,可允許陪同者同行(1名/不需報名費用)。但報名時,請務必一同提出申請。無法在之後補申請。此外陪同者的標示卡,會在經由相關手續後發放。
14不可使. 用輪椅參加。
15. 本大會的實施,都遵循著國內所有相關法律規範。
16. 除上敘之外,有關大會之相關事宜,請遵循大會主辦單位的指示。
| 關門 | 地點 | 距離 | 關門時間 |
| 1 | 沓谷5丁目南交叉點附近 | 3.8km | 09:05 |
| 2 | 城北公園西三叉路交差點附近 | 10.0km | 09:49 |
| 3 | 本通道2丁目交叉點西 | 12.5km | 10:08 |
| 4 | 安倍川橋東端 | 17.9km | 10:48 |
| 5 | 東海瀝青工業南角交叉點 | 21.8km | 11:17 |
| 6 | 治水交流資料館前附近 | 27.0km | 11:56 |
| 7 | 久能山下交叉点 | 30.6km | 12:23 |
| 8 | NTT三保電話交換所 | 35.0km | 12:56 |
| 9 | 市役所清水庁舎交叉點東 | 41.6km | 13:45 |
除了競賽規則之外,以下為靜岡馬拉松的禁止行為。此外,如果跑者違反了這些規定,將會在比賽過程中被迫停止參賽。
2017靜岡馬拉松相關資訊