攀岩鞋分析设计
李玉麟、相子元
国立体育学院教练研究所
杨文宾鞋技中心材料组
联络人：相子元博士
国立体育学院教练研究所
桃园县龟山乡文化一路250号
电话：(03)3272202
传真：(03)3272203
E-mail:tyshiang@mail.ncpes.edu.tw
一、前言
由于攀岩是一项高难度的活动，加上岩石的环境、性质、形状各有差异（例如在挤压地形、裂隙地形、烟囱地形……等），因此，不仅岩鞋的制造须因应不同的需求而有不同的设计与材质，及连鞋带的系孔，亦均经过特殊的设计，以提供更加的合适度与舒适感。一般富有经验或乐衷此道的攀岩者，对鞋子的依赖更是讲求，自然也都会针对不同的地形（石灰岩、火成岩…）和场合（练习、比赛），选择适合的攀岩鞋，俾更能发挥。本文透过国家代表队与专业之教练与选手，做为谘谈与问卷之受试者，测试其优缺点、改进意见及要求理想，以了解现有攀岩鞋之功能与优缺点，而作为未来自创品牌依据与修改之考量。
二、攀岩鞋介绍
攀岩鞋（Rockshoe）有时叫Klettersshuhes，是鞋子种类中独一无二运用在几乎垂直的岩壁面上，它们并不是打算也不是非常适当地用在徒步旅行上。攀岩鞋是被设计且提供在岩石上有第二肌肤的感觉，鞋子上层是用柔软泡棉、帆布，或是用皮革所制，有些制造业者粘合或是缝合帆布在皮革上以防止鞋子过度伸展；柔软略有粘性的树脂、橡胶合成鞋底将有较特别的摩擦力，鞋底的样式不是平滑面就是浅薄的；为了那些令人担忧的攀登者，脚指和脚后跟的设计是被严格考虑当中。穿上岩鞋或许会随鞋底橡胶形状而使脚指头变得更狭窄，这样的脚指设计是允许攀岩者的脚塞进窄小的鞋内，而脚后跟得到攀爬稳定的效果。有了脚后跟的稳定，将能使脚指产生最大力量和控制。
攀岩拖鞋（Ship）是攀岩鞋市场中的新宠儿，在攀岩鞋与攀登拖鞋中最大的差别是外表与设计，它也不同于一般的逛街鞋与传统的家居拖鞋；攀岩拖鞋是使用攀岩鞋的一小部份材料而设计出极端的特点：有弹性、非常柔软、可扭转和让脚Y子容易感受踏足点。它们被制造成有弹性而环绕着脚底上面的四周，有些鞋子的模型是在中央地区提高它的硬度。
攀岩鞋的厂牌与种类相当多，目前国内较流行的厂牌有Lasportiva、Fiveten、Boreal、Scaprpa、……等，攀岩鞋在攀爬地形中可分岩壁型（即传统式岩鞋）与大峭壁型，大峭壁型攀岩鞋是比传统攀岩鞋容易在平坦岩面或地面行走，因为攀登大峭壁时，有时地形需在平坦岩面上行走，况且长时间穿著传统攀岩鞋，脚部会产生不适感；而大峭壁型又可分有齿与无齿鞋底（图1）；岩壁型鞋形有传统式和香蕉鞋式（图2），香蕉鞋式是设计者在鞋底处已做了让脚Y子成弓状的形状，不必刻意要求本身脚Y子做成弓状，此鞋设计之初是针对天花板路线，好踩并容易做推的动作，但是经过多数爱好者的口碑是容易在垂直路线上，且得天独厚，但不易在天花板做钩岩石的动作，所以最适合于天然岩场但不适合运动攀登比赛，为什么呢？因为目前比赛的趋势，天花板占绝对优势，有些岩点需要钩住；而天然岩场，天花板路线钩的点较少，所以才比较适合天然岩场；传统式的则适合在任何岩场。至于鞋带绑法则有传统式、拖鞋式、粘带式三种（图3）。
传统攀岩鞋的支撑力与赤脚时的岩感，在攀岩拖鞋中取到一个平衡点，它真正的优点是提供且增进在岩石滑面上、裂隙中的技巧，因为增加了脚的岩感；然而，它的缺点也是非常显著的，特别是当攀岩者不是想要感觉全部的岩石时。例如在挤裂隙当中，可能因全部的脚挤在裂隙中而感到非常疼痛。攀岩拖鞋并不能大量做脚背上与脚跟的保护措施。
有齿大峭壁岩鞋无齿大峭壁岩鞋
图1：大峭壁攀岩鞋（取自于climbing杂志和onesport刊物）
图2：香蕉形鞋与传统形鞋（取自于Lasportiva刊物）
传统式拖鞋式粘带式
图3：攀岩鞋不同鞋带绑法
（取自于Climbing杂志）
三、现有攀岩鞋之问卷调查
在许多研究方法中，调查法是重要的实征性研究法，而此种研究法常以问卷作为研究工具。本研究之问卷编制，以攀岩鞋之特性含避震、防滑、耐久、防水等加以规画而运用在对攀岩鞋的认知，其目的在于探讨现有攀岩鞋专项运动鞋之优缺点、改进意见及其要求理想，也藉此问卷可供有心制造或研发攀岩鞋之厂商一个依据。本问卷采用相子元（民85）经济部足部生物力学研究项目所制订之问卷，其制订原则是根据运动鞋之特殊功能、及研究目的所制订的。其目的在于探讨现有运动鞋优缺点、改进意见及其要求理想。
（一）施测对象与分析方法：
对象以小胡子攀岩场、唐朝攀岩馆专业教练及选手与台大杯攀岩选手；藉此了解攀岩鞋之一些变项。
（二）结果与讨论
1.愿意购买的价格：
鞋类1000元以下1000-2000元2000-3000元3000元以上平均价格
攀岩鞋1.5%24.3%72.7%1.5%2242
*平均价格之计算方法：
0.015×1000＋0.242×1500＋0.727×2500＋0.015×3000＝2242
上述鞋类价格之订定是参考受试者和运动用品社提供之信息。
攀岩鞋：全是国外进口，价格分布约为1500至3000元之间，1000元以下几乎没有，所得数据中尚有1000元以下之数据，谘谈之结果为二手攀岩鞋。购买攀岩鞋之消费者，如果是刚接触，用品社的老板通常会建议购买1000元至2000元的攀岩鞋，等到技术层面提高，再选择岩感较好的攀岩鞋，至于接触已久的运动爱好者和选手，都会选择2000元至3000元之间的攀岩鞋；选购厂牌的行为有朋友介绍、杂志介绍、和用品社老板建议，越贵越好的心态比较少，但是大部份的人都认为好选手和教练穿的就是比较好，有点模仿的意味。
2.现有运动鞋功能叙述
以下为功能叙述部份，主要是在了解受试者对目前正在使用的攀岩鞋的满意度与意见，结果分析如下：
对目前使用之攀岩鞋的满意度
项目满意度非常好（结果以%表示）好（结果以%表示）普通（结果以%表示）不好（结果以%表示）非常不好（结果以%表示）总分（满分为100）
避震功能4.5510.6143.9424.2416.6740.54
弹性3.0324.2451.529.0912.1249.24
防滑功能25.7650.0021.211.521.5274.25
防止扭伤4.5521.2150.0019.704.5550.38
舒适感10.6143.9437.887.58064.40
合脚性21.2148.4819.7010.61070.07
鞋底软硬度30.3042.4224.243.03074.99
透气性7.5824.2451.5215.151.5255.31
耐穿性16.6745.4534.851.521.5268.56
款式22.7337.8837.881.52070.46
价格满意度12.1236.3648.483.03064.39
重量满意度13.6443.9440.911.52067.43
对目前使用之攀岩鞋的意见
项目意见非常同意（结果以%表示）同意（结果以%表示）尚可（结果以%表示）不同意（结果以%表示）非常不同意（结果以%表示）总分（满分为100）
穿著专项鞋可增加运动表现50.0039.397.583.03084.09
穿著专项鞋可防止运动伤害25.7643.9427.271.521.5272.73
选手应根据特殊需求制定专项鞋40.9150.006.063.03082.20
总体评价（满分为100分）65.94
1）避震效果、弹性防止扭伤、透气性差：避震与弹性方面大家都认为不好，咸觉上着地时不能消耗能量；攀岩鞋是运用在岩壁上，当在岩壁上时，扭伤情况尚未听过，但离开岩场时，因为保护软垫的原因偶而会发生扭伤脚踝的情况。至于透气性方面，在训练中，运动爱好者一般穿著时间都介于10至30分钟，透气性较不受重视。但最近刚上市的岩鞋，都把脚后跟处打了数小洞来增加其透气性。
2）舒适感、耐穿性、价格满意度、重量满意度普通：问卷所调查之结果与谘谈有些出入。舒适性和合脚性反应是最强烈。攀岩鞋素有第二肌肤之称，穿著时要紧贴于脚为最适宜，但是除了几位优秀选手外，其它都认为非常不好。因为攀岩鞋目前国内并没有自创品牌，几乎都自国外进口，尺寸都依国外常模。在脚型方面，欧美各国脚型是长窄型，国内是宽短型，所以前后塞满时就不免觉得鞋子太小或训练过后脚板两侧有疼痛感。何况穿著时，脚趾略成弓状，一般鞋子九号，可能岩鞋要穿八号或八号半，甚至有人穿七号半，所以舒适性是不佳的；一双岩鞋，一般都是攀岩者一个礼拜才训练一至三次，所以鞋子破坏率非常低；价钱方面，攀岩鞋价钱范围介于1600至3000元之间，对社会人士并不吃力，但对学生可能稍为昂贵。然攀岩生态集中于学生团体，针对他们与推广攀岩运动，应研发实用且低廉的攀岩鞋；重量方面则没有太多人注意。
3）软硬度、款式、防滑效果、增加运动表现、避免运动伤害、合脚性佳：软硬度方面，优秀选手都会选择鞋底较软的岩鞋，比较有岩威，踏点时足底会感受岩面的存在；初学者则选择硬底鞋，他们较相信硬底鞋踩在石头上才有岩感，比较不易滑落。会有这样的情况，原因可能是初学者并不了解重心应放在脚上，都是运用手部力量来支撑，硬底鞋给人的感觉比较有扎实感；款式方面，谘谈的选手们与运动爱好者较认同现在的款式，不过大家都认为实用才是最重要的，或许等到青少年的参与，才会在款式上突破。防滑功能与增加运动表现方面，如果穿著一般球鞋，常常会踩不住踏足点，因为脚部较感觉不出岩面，且球鞋摩擦力也不是很好，因此运动表现较差，但是岩鞋防滑功能极佳，运用在岩石上如鱼得水，很明显地增强运动表现;防止运动伤害方面，如上所述，在岩壁上时，扭伤情况尚未听过，所以大家都认为可以防止运动伤害，但实际上，穿著岩鞋比平常球鞋小半号或一号，已间接对足部产生细微影响，如何选购合脚与舒适性的岩鞋是最迫切的。
4）上述第3点中的防滑效果是攀岩鞋最应具备的条件，合脚与舒适也在条件之中。在问卷中，应依各专项特殊需求，订做具特殊功能的专项运动攀岩鞋，大部份都圈选非常同意，证明「量身订做」的攀岩鞋才能符合选手与运动爱好者的意见。
3.理想运动鞋条件叙述：
以下主要在了解受访者对理想中的专项运动鞋应该具备之条件的意见，结果如下：
理想中的攀岩鞋应具备之条件
项目重要程度非常重要（结果以%表示）重要（结果以%表示）普通（结果以%表示）不重要（结果以%表示）非常不重要（结果以%表示）需求度（满分为100）
避震功能佳13.6436.3619.7022.737.5856.44
弹性好18.1830.3031.8215.154.5560.60
防滑功能好78.7918.181.5201.5293.18
防止扭伤佳36.3639.3915.156.063.0374.99
舒适性佳43.9445.459.091.52082.95
合脚性72.7321.213.033.03090.91
透气性佳33.3351.529.096.06078.03
软硬适中46.9740.9112.120083.71
重量轻30.3040.9124.244.55074.24
耐穿性46.9740.9112.120083.71
款式好看12.1239.3937.8810.61063.24
名牌024.2450.0019.70054.17
价格便宜22.7356.0618.183.03074.62
由以上资料发现，除名牌这项条件的需求度较低外，其它条件均是相当重要。防止扭伤、防滑功能佳、合脚性佳、透气性等这些舒适性之条件是受试者认为最重要的项目，此结果与前述调查舒适性是最受喜爱的原因的结果完全相符合。针对上述说明，国内欲创品牌，只要对舒适性条件再加强，且对不同专项运动鞋第一需要的功能突显出来，例如：攀岩鞋是着重于防滑功能，高尔夫球鞋是着重于合脚性，定可在该专项鞋市场占有一席之地。
四、现有攀岩鞋摩擦系数测验
经过问卷调查的结果，防滑是攀岩者注重的条件之一，防滑效果一般称为抓地力或摩擦力(Tracking、Slipresistance)，运动鞋的抓地力主要功能在提供地表面对身体产生推动力或反作用力，运动鞋和运动场地表面之间的摩擦力，关系着运动鞋的抓地方：摩擦力大，可避免运动过程中滑倒，而且能有效地使表面对身体产生推动力。但是摩擦力太大却会影响脚的活动性，且容易产生疲劳，易造成下肢运动伤害。一般摩擦力测量方法有角度法、PortableSkidResistanceTester、摆锤偏心撞击、HorizontalPullSlipmeter、SlidingRsistanceTester、弹簧秤法（或滴水法）、测力板法…等，以角度法为最简便的测试方法，其他方法则需较精密的仪器。下述攀岩鞋采用角度法进行不同厂牌攀岩鞋的摩擦系数的测试，另以弹簧秤法和测力板法实验之。
实验设计
本实验中，受试对象是不同厂商的攀岩鞋。由于大台北地区登山用品社虽然很多，但是技术攀登用品店不多；所以，基于鞋子取样方便且各用品社所代理的国外岩鞋厂牌亦大致相同，故以台北市某技术攀登店所提供的各厂牌的攀岩鞋作为受试对象。先以一种厂牌其中一个型号不同尺寸做实验，且要新的没有被试穿过的新鞋。每一种厂牌的鞋子事先先测试前、后、左、右四边的摩擦力是否有差异？再测试各厂牌鞋子的差异？而之所以选择这些处理方式是因为攀登时鞋子所采的岩板或岩石表面有时会呈前后左右各方向的摩擦。
为了使实验合乎标准，故之前先以磅秤、砝码和测力板来了解弹簧秤是否有误差以及归零？试拉重物察看实验器材是否稳定？不同厂牌的鞋子尽量以同一尺寸或相差甚少的尺寸为准（然而放置已久的鞋子或零码鞋则不受此限制），为了将实验对象的影响排除在外，以随机抽样的方式决定鞋子的实验顺序。
实验装置
1.弹簧秤法：需要中华民国度量衡所检定合格的，承受压力为一公斤。先将板座固定以确定不再移动，将鞋置于岩板上，以一条弓弦线绑铁钩来钩鞋子，以手拉动弹簧秤而使弹簧伸长，至鞋子被拉动那一剎那，而卡笋拴着不被弹簧往回弹，记录刻度并以摩擦系数公式计算数据。
2.砝码法：先将板座固定好，鞋置岩板上，以弓弦固定鞋子与容积盒，将已知重物重量注入至快接近阈值时，换砝码方式进行，当超过阈值时，鞋子会被拖动，而容积盒下坠，秤其重量并记录以求摩擦系数。
3.测力板法：人穿上鞋子踏在测力板上，接受器条件设定后开始测验，闻”哔”一声慢慢出力向前滑行；在规定时间内滑行五次，取得曲线五次找静摩擦与动摩擦，去最大值与最小值而平均。
4.角度法:将受测鞋置于铺有运动表面的平板上，将平板的一端抬起，使平板倾斜。此时，受测鞋因平板倾斜而受到一下滑力，但因受测鞋与运动表面之间的摩擦力，鞋子并无发生滑动。平板倾斜角度越大，鞋子受到下滑力越大；当平板倾斜至一角度后，鞋子开始下滑，此时角度的正切函数（tanΘ）即为最大静摩擦系数。此方法虽然简便，但无法精确判断开始下滑瞬间，必须经有角度计与摄影机的拍摄、分析才能判断，此方法无法测得实际运动鞋与运动表面的摩擦力。仅能以静态方式测得攀岩鞋的参考数据。本实验所使用之角度计为健野野外休闲用品店进口的测岩壁与雪坡角度的仪器。
实验过程
每双鞋子拿到实验室时，必须观察是否有穿过。在用弹簧秤法与砝码法利用砝码校正磅秤是否有归零，再利用磅秤作为校正弹簧秤是否归零。实验中要求鞋子内置重物时，要把重物置在鞋尖处，因为攀岩时绝大部份都是利用脚尖去踩岩板或岩块。欲开始拉鞋子时，绳子上需挂一水平仪来检定所施力路径是否标准，因为摩擦力的求法是水平力除以垂直力，稍有角度可能造成数据的不准确。实验前先以Lasportiva的Mythos型号来做前、后、左、右四个方向的差异，并将同一型号不同尺寸的岩鞋也做四方向的测试，每双鞋子都做五次角度法的测试，而后不同厂牌的鞋子亦同样做此动作，并记录下来。
实验结果与讨论
岩鞋名称型号3537394143
LasportivaMythos前拉角度法约42°约42°约42°约42°约42°
LasportivaMythos后拉角度法约41°约42°约42°约41°约42°
LasportivaMythos左右拉角度法技术层面不够无法测出
此为对木板之摩擦系数，以角度法测知
岩鞋名称测试方法摩擦系数（第一次）第二次第三次第四次第五次
Dolomiteaction弹簧秤角度法0.420.450.420.4550.420.420.440.450.400.45
Lasportivaviper拖鞋弹簧秤角度法0.700.900.680.900.680.840.660.900.680.97
Lasportiva香蕉鞋弹簧秤角度法0.680.970.680.970.680.970.680.970.680.97
LasportivaMythos弹簧秤角度法0.680.900.700.840.700.80.680.900.680.84
Lasportivaevolution弹簧秤角度法0.580.630.580.680.580.630.580.630.600.63
Lasportiva302拖鞋弹簧秤角度法0.700.780.680.840.680.780.680.780.680.78
Lasportiva天蓝弹簧秤角度法0.520.580.540.580.500.550.520.580.540.58
FiveTenASYM拖鞋弹簧秤角度法0.720.840.700.900.700.900.720.840.700.90
FiveTenASYM岩鞋弹簧秤角度法0.700.840.680.840.700.840.680.840.700.84
FiveTenLINX弹簧秤角度法0.700.840.680.840.700.840.700.900.720.84
FiveTenRazor弹簧秤角度法0.740.840.720.840.720.780.700.900.720.84
BOREALStinger弹簧秤角度法0.720.840.740.900.740.900.740.900.720.90
BOREALFUSIONs-2弹簧秤角度法0.680.630.680.630.680.630.680.580.680.63
BOREALVector弹簧秤角度法0.760.840.780.840.780.900.760.840.760.84
BOREALLaser弹簧秤角度法0.660.840.700.780.660.840.700.840.680.78
GARMONTmew弹簧秤角度法0.640.680.660.680.640.680.640.730.640.73
ONEsport弹簧秤角度法0.700.840.720.840.700.840.700.840.700.84
此为岩鞋对木板的摩擦数据，以弹簧秤法、角度法求之
岩鞋名称进口时间木板(弹)木板(角)人工岩块(角)
Dolomiteaction民81`0.42×0.45×0.73×
Lasportivaviper民840.680.90◎0.97
Lasportiva香蕉鞋民850.680.97㊣0.93
LasportivaMythos民830.690.870.99㊣
Lasportivaevolution民81`0.58×0.63×0.73×
Lasportiva302民83`0.680.780.90
Lasportiva天蓝民82`0.52×0.58×0.78×
FiveTenASYM拖鞋民840.710.870.97
FiveTenASYM岩鞋民840.690.840.99㊣
FiveTenLINX民830.700.840.98
FiveTenRazor民850.72◎0.840.97
BOREALStinger民860.73◎0.90◎0.97
BOREALFUSIONs-2民860.600.63×0.78×
BOREALVector民83`0.76㊣0.870.99㊣
BOREALLaser民830.680.810.93
GARMONTmew民84`0.640.700.87
ONEsport民83`0.700.840.90
注：`零码鞋×摩擦系数差◎摩擦系数好㊣摩擦系数最好
实验所得的数据以利用集中量数之平均数与众数来订定岩鞋对物体（木板或岩块）之摩擦系数；虽然在数据上并不能找出岩鞋对甲物摩擦系数好，对乙物一定也一样好（完全正相关），但至少可稍加预测其摩擦效果。在上述表中，进口时间为登山友老板所提供，打`者为零码鞋，或是工厂不做此系列的鞋，或是销售不好而取消订单，不再进口；观看81年及82年的岩鞋其品质是较差些，83年以后进口之岩鞋效果就比较不错。
弹簧秤法其最小刻度是10kg，灵敏度较低，易受影响，拉出来的数据都偏大些；对鞋子的前与后拉测试并没有阻力，但对鞋子左右拉时，便不易求之，由于鞋子的形状左右拉动时会产生转动，基于时间不足故以前拉来表示此鞋子的摩擦数据（由前测可以知道前拉略具代表性）。
砝码法其最小刻度是1g，灵敏度应较高且不受影响，测得的数据应是满准的，但实验时却发生五次测试后数据间的差异太大，所以放弃该项方法，或许可使用滴水法来测试。
测力板法，按照观念是最准确的方法，利用仪器准确地得到该点摩擦数据；但受试者在滑动鞋子时，接受器测试两个条件（摩擦系数与受力冲击，以受力图来找寻最大静摩擦），并不能精确地找出静摩擦力，只能找出动摩擦范围，从测验结果获知范围在0.27—0.36。故仅供参考。
角度法其最小刻度是两度，差数约为0.026—0.028之间，利用重物在一q角度中产生的分力而使物体滑落，此q即为摩擦系数的值，查三角函数表即可知数据。此法获得之数据比弹簧法准确，欲知两物体的系数比较，可用此简易实验得知；即将两物置于一表面上，一端固定，另一端慢慢提起，先滑落者为较劣。以角度法测岩鞋在人工岩块之摩擦系数，由于无法获得平面式的岩块（差六度左右），故数据不提供。
但依鞋子的样式来区分，就有学问了，以Lasportiva牌子做解释，香蕉鞋原本设计是运用在天花板路线，但选手与运动爱好者实际穿过心得却不支持原设计，认为香蕉鞋运用倒勾动作不易；分析了解天然岩场运用倒勾动作不多，且多是踩、踏之动作，所以香蕉鞋适合于天然岩场且支持原设计；然人工岩场基于比赛趋势，脚部倒勾动作频繁，故比赛时很难看见选手穿著香蕉鞋进行比赛；岩石的种类，例如在石灰岩、火成岩，或是在练习、比赛上不同厂牌的岩板，所需求的鞋子功能一定不一样，故因应所需要来选择鞋子。
实验结论：
1.购买岩鞋需先考虑出厂年代。
2.在同一厂牌的岩鞋应找一些适合欲攀爬的岩场的岩鞋形状，再考虑摩擦系数。
3.在不同厂牌而相同鞋型状况下，应考虑鞋子的摩擦系数。
4.购买岩鞋时，如果欲想知道两双鞋子摩擦系数的比较，宜用简易角度法求之。
五、结语
近来，攀岩活动在各社团、电视台、报章、杂志中频频曝光，尤其是电视台的体育运动节目、休闲活动节目、个性餐厅节目中替攀岩打了不少知名度，汽车与饮料的广告也以攀岩做题材，种种表现更显现出此新兴运动的潜力；虽然现阶段只是发展萌芽，但我们希望最终的目的是攀岩的人口要普及化，不要为了一些日常琐事而遗忘原始的本能。更何况国内现阶段实施周休二日，休闲运动抬头，攀岩运动或许有很好的远景；而在提高参与人口的同时，目前国外进口的装备之一--攀岩鞋--似乎可以由我们自行研发，这样对攀岩的推广与鞋类自创品牌有着双重的利益，况且，台湾素有「制鞋王国」的美誉，制造出价廉物美的鞋子，应该是轻而易举的；在此藉由对现有攀岩鞋的问卷以及一些数据，对欲研发攀岩鞋的厂商有着一些参考价值。
参考文献
相子元，(1998)，，经济部87年度科技研究发展项目—鞋技中心之制鞋工业关键技术研究发展计画—转委托研究。
李玉麟，1998，，国立体育学院教练研究所，桃园。
EllenF.Kreighbaum,&MarkA.Smith,1996.”SportsandFitnessEquipmentDesign”,46-47.