Development of evaluation method for dynamic characteristics of sports surfaces by using two-dimensional portable impact tester

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本研究は，実際に施工された陸上競技場などのウレタン系サーフェス，野球やサッカー，テニスなどで利用される各種人工芝などの2次元動特性評価法の開発を行う．従来，スポーツサーフェスの特性評価としては①衝撃試験による鉛直方向の衝撃減衰率と最大変位による緩衝性能評価および②特定の条件における動的な摩擦係数の測定によって評価していたが，この方法では人間の動作特性である斜め方向の衝撃に対する特性や実際の動作時間に相当する衝撃に対する評価をしていない．そこで，申請者は2次元衝撃試験機により人間の動作特性を踏まえた衝撃試験を実施し，モデル化とシミュレーションによって動特性を評価してきた．しかしながらこれまではサーフェスとの接触面が樹脂や金属の一様な平滑面であり実際の使用状況とは異なる環境下での特性評価であった．そこで本研究ではこれまでの研究を発展させ，実際に施工された各種スポーツサーフェスに適用可能な可搬型2次元衝撃試験機を製作し，実践的な動特性評価法の開発を行う．具体的には2次元衝撃試験機のセンサユニットの小型化と軽量化を図り，スパイクピン，スパイクスタッドをセンサユニット下部に装着できるような改良を行った．これにより，ウレタン系サーフェスや人工芝等に対して実際の人間の動作に模した衝撃力を加えることが可能となった．これらの条件により2次元衝撃試験を実施することにより、従来の鉛直方向のみでは評価していなかった水平方向の衝撃力に対するサーフェスの挙動が明らかとなり，新たな知見が得られた．