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

• Project/Area Number: 21K11430
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 59020:Sports sciences-related
• Research Institution: Aichi University
• Principal Investigator: YUKAWA Harutoshi 愛知大学, 地域政策学部, 教授 (40278221)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000); Fiscal Year 2022: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000); Fiscal Year 2021: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
• Keywords: スポーツ・サーフェス / 可搬型2次元衝撃試験機 / 水平方向緩衝性 / 鉛直方向緩衝性 / ロングパイル人工芝 / ウレタン系サーフェス / 2次元粘弾性モデル / 2次元動特性評価 / スポーツサーフェス / 2次元緩衝特性 / 動特性評価

Outline of Research at the Start

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，本研究では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．

Outline of Final Research Achievements

Synthetic turf has become a popular sports surface for various sports activities because it is easy to keep in good condition for play. On the other hand, sports injuries are often reported to be associated with synthetic turf. For player safety, FIFA regulates the shock attenuation properties of surfaces, but the regulation only treats vertical shock attenuation, although sports activities always include horizontal impacts. It means the horizontal force should be considered for safety in activities.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

スポーツ・サーフェスの中でもロングパイル人工芝は天然芝と比較してメンテナンスが容易であるためサッカーなどで利用頻度が高くなっている．しかしながら人工芝の利用による障がいの報告も多く，その緩衝性に関する規定が必要であるが現在の規定はどれも鉛直方向の緩衝性しか検討されておらず，障がいの原因と考えられる水平方向の緩衝性を検討できていない．そこで本研究では鉛直だけでなく水平方向の衝撃に対する緩衝性を検討できる衝撃試験機を開発し，2方向における緩衝性の検討を可能とした．

Research Products

• [Journal Article] ロングパイル人工芝における水平方向衝撃力の検討 (2022)
  • Author(s): 湯川治敏，Batbayar SHAGJ，河村庄造
  • Journal Title: 日本機械学会 シンポジウム:スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス 2022講演論 文集 [No.22-31 B-1-2] Volume: 22-31
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] スパイクピンを用いた 2 方向衝撃試験によるスポーツサーフェスに関する実験的評価 (2022)
  • Author(s): 湯川治敏，阿部弥那斗，河村庄造
  • Journal Title: 日本機械学会 シンポジウム:スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス 2022講演論 文集 [No.22-31 B-9-4] Volume: 22-31
  • Peer Reviewed / Open Access