JP2005201903A - 踏み付ける表面を特徴付ける、例えば人工芝生表面を理解するための方法及び器具 - Google Patents

Abstract

【課題】 天然や人工の芝生などの表面を正確且つ忠実に特性付ける器具を提供する。
【解決手段】 天然芝生や人工芝フローリングなどの踏み付け表面（Ｓ）を、生体力学的観点から、特徴付ける器具であって、重り（２４）を所与の高さ（ｈ）から表面（Ｓ）上に落とし、重り（２４）の落下の運動エネルギを表面（Ｓ）のひずみエネルギに転化し、ひずみエネルギが表面（Ｓ）により重り（２４）に戻され、上方への戻り／はねを生じることと、表面（Ｓ）による重り（２４）へのひずみエネルギの戻しの処理を表す少なくとも一つのパラメータ（Ｉ〜Ｖ）を検出し、パラメータは表面（Ｓ）の踏み付けの特性と結び付けられることのために、構成される器具である。
【選択図】図１

Description

本発明は、踏み付ける表面の特徴付けのための技術に関する。

“踏み付ける表面を特徴付けること”は、本明細書では生体力学的観点からのこれらの表面の特徴、即ち、表面が踏み付けられるときに表面の振る舞いを決定する特徴の同一性を意味することを意図している。踏み表面を特徴付け得るように設計された、特定の標準の対象を形成する、種々の公知技術が存在する。例えば、これら技術は、人工部材で形成されるフローリングなどの表面の踏み付けの特徴付けを明らかにするために開発されてきた。

これらの公知技術は、スポーツ活動を実施するために設計された表面を特徴付けるためにも利用され得る

例えば、標準ＤＩＮ１８０３５／７は、（ドイツ語Ｋｒａｆｔａｂｂａｕの省略形の）エネルギＫＡの吸収のパラメータを計測し計算するための特定の基準を示し、それは“ベルリンの人工競技者”として知られる装置を利用して検出され得る。国際サッカー連盟（ＦＩＦＡ）により確立された要件では、サッカーを行うピッチは５５％と７０％の間の範囲に含まれるＫＡ値を有するべきだ、と示している。

上記のＤＩＮ標準は、“シュツットガルトの人工競技者”として通常言及される別の器具を利用して標準ひずみのパラメータを計測し計算する可能性を示す。ＦＩＦＡの要件は４〜８ｍｍの範囲の値である。

この件に関する更に有用な情報は、ｐｒＥＮ１４８０８として２００３年１０月に草案レベルで発行された欧州標準（Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ）から引き出され得る。

上述の“人工競技者”は、特徴付けられるべき表面上に設置する基本構造により維持される重り（即ち、所定の重さのボディ）に、操作を基づかせる。重りは、所与の高さから表面上に落とされる。構造に結び付いているのはバネにより維持されるカップであり、カップは落ちる際に重りにより打たれることになる。

人工競技者の他のタイプでは、重りは落下の最後に特徴付けられるべき表面を打つことになっている。この場合、しかしながら、重りの前面（即ち、インパクト面）は、ひずみを検出するセンサデバイスが結合しているバネを、坦持する。

この数年、例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５に記載されるタイプの人工芝フローリングは、益々広く利用されている。

最後に引用した文献に記載される方策により、天然芝即ち芝生の踏みの特性や、天然芝即ち芝生の力学的ストレス（種々の性質の衝突、衝撃など）へのレスポンスの特性を、非常に忠実に再生できる。

この可能性を十分に活用するために、所与の天然芝の特性と、天然芝の特性を最大級の忠実さで再生できるようにデザインされた人工芝フローリング（ターフ）の特性とを、正確且つ忠実に、然もできるだけ客観的に、結び付けることが重要であり、この両者は、競技者が利用するフローリングの表面との競技者の相互作用を本質的に決定する生体力学のパラメータに特に言及するものであり、例えば、上記フローリング上でのスポーツを行う際に利用されるボールのはずみの特性に関連する。
欧州特許公開Ａ−０３７７９２５号公報 米国特許公開Ａ−４３３７２８３号公報 米国特許公開Ａ−５９５８５２７号公報 米国特許公開Ａ−５９７６６４５号公報 欧州特許公開Ａ−１１５８０９９号公報

しかしながら、この数年に実施されたテストは、本明細書の導入部分で言及したもののような従来のタイプの特性を持つ方法や器具は例えば天然でも人工でも芝生などの表面を特に正確且つ忠実に特性付けることができない、ということを示す。

本発明の目的は、上記要求に適合し得る手段を提供することである。

本発明によると、上記目的は、添付の請求項にて特に言及されている特性を有する方法によって達成される。本発明は、対応する計測器具にも関する。

基本的に、本発明による解決方法は、好適な実施形態において、重りを所与の高さから特徴付けるべき表面上に落とし、重りの落下の運動エネルギを上記表面のひずみエネルギに転化し、上記ひずみエネルギは表面により重りに戻され得ることで、特徴とされる。本発明に係る解決方法は、更に好適な実施形態において、上記表面による上記重りへの上記ひずみエネルギの戻しの処理を表すパラメータ（Ｉ〜Ｖ）の少なくとも一つを検出することを含む。

特に好適な形態では、上記パラメータは以下の値からなるグループ内で選択される。

まず、上記重りの落下により誘発されるひずみの完了にて表面により作用する反作用力のピーク値であって、従って換言すれば、表面がひずみエネルギを重りに戻し始める際の力の初期値であり、即ち、表面による重りへのひずみエネルギの戻し処理の開始における上記力の値である。

次に、上記重りの落下により誘発される表面（Ｓ）のひずみの最大値であって、相称的に言うと、正確には表面が重りへひずみエネルギを戻し始める開始のひずみ値である。

次に、重りの落下の結果として表面が最大ひずみに達する瞬間と、表面による重り自身へのひずみエネルギの戻しにより誘発される戻り（はね）の最大値に重りが達する瞬間との間の、間隔である。

次に、重りの落下の結果として重りが表面をヒットする瞬間と、表面による重り自身へのひずみエネルギの戻しにより誘発される戻り（はね）の最大値に重りが達する瞬間との間の、間隔である。

最後に、表面による重り自身へのひずみエネルギの戻しにより誘発される戻り又ははねの上記現象の結果として、重りが到達する高さ値である。

上述のリストは例示としてのみ与えられているのは明白であり、勿論、本発明の範囲を限定するような意味には理解されてはならない。しかしながら、上述のパラメータの組み合わせ及び／又は処理に基づく解決方法は、本発明のフレームワークに含まれるということも明白である。

上述の最後のパラメータ（戻し又ははねの現象の結果として重りが到達する高さ値）は、（天然でも人工でも）芝生などの踏み付け表面を正確に特徴付けるには特に意義があるということを、本出願人によりこれまでなされてきたテストが示している。

この関連での特定の理論に制限されることを望むことはないのであるが、出願人は公知技術に対して到達できる顕著な改良が原理的に以下の事実に基づくものである、と信ずる根拠を有する。つまり、公知技術に係る解決方法はとりわけ落下する重りの影響下での表面のひずみを処理することにあるが、本明細書で記される解決方法は、上記のひずみの処理のあとに発生する事象、特に落下した重りに関して表面が為した反応／反動に関心を向けている、という事実である。

本発明は、添付の図面を参照して、非限定の例としてのみ説明される。

最初に、人工でも天然でも芝生からなる表面を踏むことを特徴付けるために本明細書に記載された解決方法の応用例に対する以下の言及内容は、例示としてのみなされることが想起されるべきである。しかしながら、本発明の応用例の分野はこの特定の領域に限定されない。本明細書記載の解決方法は、例えば、体操のフローリング、（バスケットボール、バレーボールなどの）種々のゲームのピッチ、更にスポーツ活動に利用されるべく設計されていない踏み付け表面などの、種々のタイプの踏み付け面を特徴付けるために、有利に利用され得る。

本明細書の以下の記述では、表面Ｓを特徴付けることに対して概略言及する。というのはこれは特定の領域内で利用される用語だからである。厳密な意味では、“表面”という用語はそれ自身、実体のない、即ち、幾何学的な量、即ち実質厚みのないものを示すのに利用される。本明細書の文脈では、“表面”という用語は、この表面を正確に定義する（天然や人工の芝などに関して更に言及する例示の場合の）構造若しくは基板を実際に示す。

図１では、符号１０は、概略、本明細書に記載する解決方法の実行に利用される器具（即ち“人工競技者”）を示す。

本明細書の導入部分で既に触れた人工競技者の他のタイプのものと実質的に類似するが、器具１０は基本的に次のものを含む。複数のレグ１２（例えば、相互に１２０°で互い違いに配置された３本のレグ）を含むベース部を含み、該ベース部はフィート１４を介して地上に確固として設置されるように設計されている。フィート１４は、符号１６が付される高度のマイクロメータ調整のための要素を備えるのが好ましい。更に、フィート１４の調整により厳密な鉛直位置に設定されるよう設計された中央フレーム即ち直立部１８を含む。

直立部１８は、一つ又はそれ以上の鉛直ロッド２０を有するのが好ましく、該鉛直ロッド２０に沿って、重り２４を坦持するスライド部２２が鉛直方向に低摩擦状態で滑動する。

特に、スライド部２２（及びそれにより坦持される重り２４）は、直立部１８の頂部に設けられた電磁石２６により高い位置に留められるように設計されている。

電磁石２６によりスライド部２２が保持される位置は、以下により詳細に記載する形態に従って、踏み付けの生体力学的特性を決定するように所望されている表面Ｓに対して、重り２４の底面を（例えば、±５／１０ミリメートルの範囲内で）正確に調整された高さｈとするように、選択的に調整され得る。

本明細書の以下の部分では、表面Ｓは（天然又は人工の）芝生でできているとする。（例えば、１２５０／１０ミリメートルに等しい）距離ｈは、芝の葉が出現する地表面に対して、基本的に決定されるように想定されている。

（繊維状組織も存在するため）表面Ｓが一般にたわみ性を有するという事実に配慮するために、地面に配置される剛性部材、例えば金属からなるプレート（テンプレート）上にフィート１４を配置して、高さｈが調整されるのが好ましい。更に、（以下にてより詳細に説明するように、重り２４の落下により多少の印付きの痕が形成される）表面Ｓの一般的なたわみ性に配慮するために、通常、高さｈの設定操作は重り２４の落下のそれぞれのテストの後に繰り返されることが想定される。

本明細書の導入部分で触れたものに類似するタイプの人工芝フローリングの場合、高さｈは、一般的に、直立位置で繊維状組織を保持するために芝として振る舞う繊維状組織の間に分散される充填材の頂部レベルを示す。

勿論、高さｈとして上記に示した１２５０／１０ミリメートルの値は、例示の目的としてのみ理解されるべきものである。ボディの重り２４の選択に関しても同様の配慮が為される。例えば、出願人によりこれまで為されたテストは、１１．５ｋｇの領域の重りを有するボディによって、実施された。スライド部２２の重りも上記値に含まれる。

少なくとも、スライド部２２と重り２４により示される集合体の頂部は、強磁性体部材からなる。

電磁石２６は、図１の実線により示される高くされた位置に重り２４を当初留めるように設計される。電磁石２６が不活性となると、重り２４は解放され（ある種の自由落下と実質的に見なされるように）落下し、高さｈから始まり、フロント面即ちインパクト表面２８（つまり、図１に示される器具１０を普通に利用した場合の底面）で、特徴付けられるべき表面Ｓをヒットする。

従って、以下により明解に示すように、インパクトは少なくとも部分的に弾力性のあるインパクトの特性を有するのであり、従って重り２４が戻る、即ち跳ね返るという現象に繋がる。

本明細書に記載する解決方法の重要な特徴は、通常“ロードセル”と呼ばれるタイプの動力センサ３０が、重り２４の前面即ちインパクト表面２８に結合しているということにある。

従って、重り２４の前面２８に抗して作用する力を検出するように、センサは設計されている。

この分野の当業者は更に、動力センサ３０のアセンブリの前面の構成は望ましいものではあるが不可避のものではないということを、認識している。センサ３０は、前面２８に関して十分に離れた位置に配置され得る。このような場合にも、表面Ｓ上に重り２４を落下させ（跳ね返らせ）る現象の間に上記前面に抗して加えられる力の強度を検出する可能性は維持される。

ひずみセンサが繋がるバネを前述の前面が備える公知技術に係る或る“人工競技者”とは異なり、本明細書に記載するデバイス１０の場合、前述の前面は実質的に剛性を有する。

“実質的に剛性である”表面としての重り２４の前面２８は、動力センサ３０が通常ひずみゲージで構成されるという事実に配慮するという目的も備える。

上記ひずみゲージは、上記の力により課されるひずみに関して、特に長さの百分率の変量の形態で、付加される力を検出する。本明細書に記載する解決方法の文脈で利用され得るひずみゲージの特徴を概略示すものとして、“Ｓｔｒａｉｎ Ｇａｕｇｅ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ−Ａ Ｔｕｔｏｒｉａｌ”Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｎｏｔｅ ０７８−Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｄｅｃｅｍｂｅｒ １９９５（１〜１１頁）という文書が、有用な文献として挙げられる。

上記性質のひずみゲージの操作に本来的に関連するひずみは、マイクロメータひずみであり、重り２４のインパクト表面２８の実質的に剛性ある特性を無くしてしまうことはない。動力センサ３０が表面２８からみて離れた位置に設置される場合に、特段に明白な範囲までこのことがあてはまる。

（図面では明確に示していないが、符号３２で概略示すように）一つ又はそれ以上の線形位置変換器がスライド部２１に繋げられており、該線形位置変換器は、直立部１８のガイド２０上のスライド部２２（及びそれに坦持される重り２４）が到る位置を検出するように設計されている。変換器若しくは変換器３２は、高い正確性で、特徴付けられるべき表面Ｓから、重り２４の前面即ちインパクト表面２８を分離する距離を検出できる。

変換器３２は、磁気ひずみタイプの、遠隔操作の線形位置変換器で構成されるのが好ましい。スライダ上に電気的接触が無いことにより、このタイプの変換器において、摩損や裂け目の問題が削減され、実質的に限定のない持続期間が保証され、それと同時にガイド２０に沿った重り２４の滑動（落下）の動きが自由落下の状況と実質的に関連する状況で発生し得ることが保証される。

線形性、反復性、振動及び機械的ショックに対する耐性の点で高性能を示す上述のタイプのセンサ３２は、一般に商業的に入手可能であり、イタリアＰｒｏｖａｇｌｏ ｄ’Ｉｓｅｏ（ブレシア）のＧｅｆｒａｎ Ｓ．ｐ．Ａ会社により生産されている。

上記の磁気ひずみ変換器は、それぞれの出力ライン３４で、コントローラや計測器具などのデバイスとインタフェースする場合であっても信号の電子的処理を何ら求めることなく電圧及び／又は電流として直接にアナログ信号を供給することができる。

符号３６は、パーソナルコンピュータの形態で構成されるのが好ましく、且つ、計測データを収集し処理するための（公知の）インタフェースを備えてデバイス１０と接続可能である制御・処理ユニットを示す。

ユニット３６は、ライン３８を介して、電磁石２６を制御する（つまり、重り２４を落とすか否か選択的に制御可能である）。同様にユニット３６は、ライン４０を介して、動力センサ３０の信号を受信し、従って、重り２４の前面即ちインパクト表面２８に作用する力を示す信号を入力において受信する。

器具１０を利用して表面Ｓの特徴付けるための個々の計測は、図２に示されるフローチャートに従って実施されるのが好ましい。

フローチャートでは、ステップ１００は初期ステップを示し、そこでは、スライド部２２及びそれに坦持される重り２４が高い位置に維持されるようにスライド部２２を高い位置に持ち上げ電磁石２６を活動させ、特性を求めるべき表面Ｓから重り２４の前面２８を（例えばフィート１４上で操作して正確に調整して）距離ｈに配置することで、器具１０が“セット”される。

ステップ１０２では、制御ユニット３６は電磁石２６の非活動を制御し、図１の点線で示される位置に逐次到達するように直立部１８に沿って重り２４を鉛直に落とす。

落下の動作の間及び直後の後続ステップでは、ユニット３６は、位置センサ即ちセンサ３２の出力信号及び動力センサ３０の出力信号の動向を、ステップ１０４において、全体として標本的に一連の操作で記録する。

好適な方法では、上記の検出動作は、約２０ｋＨｚの周波数で位置センサ即ちセンサ３２の出力信号及び動力センサ３０の出力信号のサンプリングを含む。

このように、ユニット３６は、図３、図４、及び図５のグラフ内の曲線Ａ及び曲線Ｂによりそれぞれ示されるグラフに基本的に対応する信号を収集し蓄積できる。

上記のグラフでは、横軸の目盛りは時間目盛りであり方向は右から左である。換言すれば、（右端の）０で示されるポイントは、電磁石２６がスライド部２２を解放して重りを落とす瞬間を表し、ミリ秒で計測される時間目盛りは曲線Ａ及び曲線Ｂによって示される現象の展開の時間を表す。

曲線Ａは、表面Ｓの配置面から計測される、重り２４の前面２８の鉛直位置を、瞬間毎に示す。

横座標の目盛りの瞬間０において、対応する高さの値は、値ｈに等しい。電磁石２６によるスライド部２２の解放の直後の一時的部分では、上記高さの値は、ガイド２０に沿った重り２４の鉛直落下の結果として、迅速に減少する。

図３〜図５のグラフの縦軸０の値は、重りの前面２８が表面Ｓに正確に対応する位置に動くという状況に対応する。

図３から図５の３つの全てのグラフを参照（し継続ステップに差異の分析を委ねる）と、最初、重り２４は落下の動きを進め、表面Ｓ内部に突入し変形する、ということがわかる。

突入の動きは、グラフでＡで示される曲線の最小のポイントにまで進む。

このポイント／瞬間から開始して、表面Ｓはひずみエネルギを“返還し”、重り２４を再び上方に押しやり、重り２４は表面Ｓから見て最大の戻り／はね返り距離に達するまで戻り／はね返り、それから又落下し、（図３〜図５のグラフの縦軸目盛りの負値まで）表面Ｓの中に再び突入し、（図４の曲線Ａに特に明白なように）新しいはね返りの現象を起こすが、これは徐々に減衰する。

この為に、前面２８が表面Ｓの元のレベルより少なくとも僅かに低くなる配置にて、重り２４は表面Ｓ上で通常静止するようになる。この事実は概略理解可能である。というのは表面Ｓのたわみ性の存在のため、重り２４は表面Ｓ内にある種の中空の痕を形成するものであるからである。

グラフの曲線Ｂは、動力センサ３０の出力信号に対応し、グラフＡのパターンに関して共通座標のパターンを有する。

力信号Ｂは基本的に、表面Ｓの最大ひずみの領域でピークを示し、直後のステップでは、表面（即ち、より正確には、上記表面により表面上を画されるフローリング）は蓄積されたひずみエネルギをもとに戻し、重り２４を上へ戻す。

曲線Ｂは、（図３〜図５の全ての３つのグラフにおいて）第１の戻り／はねの現象に対応する第１の非常に顕著なピークと、それに続いてあまり重要でないピークとを有することが認められる。

容易に知覚できるように、図３と図５のグラフでは曲線Ｂは基本的に３つのピークが知覚できるが、図４のグラフでは同じ曲線は力信号につき少なくとも第４のピークを明確に示すことも認められる。

図２のフローチャートのステップ１０６からステップ１１２は、センサ３２、３０の出力信号に基づきユニット３６（若しくは、ユニット３６が接続されるパーソナルコンピュータのような処理モジュール）で行われる後続の処理ステップを示す。

特に、ステップ１０６では、ユニット３６は、表面Ｓ上へ重り２４が作用する力であり表面Ｓにより重り２４にかかる明白な反作用効果である、Ｉで示され（通常ｋｇｆで表され）る最大値を検出する。従って、これが、表面Ｓ上への重り２４のインパクトの結果として蓄えられたひずみエネルギを、表面Ｓが重り２４に戻すときの力の初期値（最大値）である。

この値は、ユニット３６に繋がるディスプレイスクリーン４２に通常示され、特に（図３〜図５の）符号２００で示されたディスプレイフィールド内で示される。

指摘されるパラメータは、本出願の出願時には現下有効にはどの基準ででも認識されていない生体力学的パラメータであり、表面Ｓ上を歩き又は走る競技者が個々のインパクトにて経験する“戻り”を示すと考えられる。

符号１０８で示されるステップでは、ユニット３６は、Ａで示される曲線の、ＩＩで示される第１の最小値を明らかにする。

ディスプレイユニット４２上の３００で示されるフィールドで示される、このひずみの値は、例えば１ミリメートルの１／１０で計測される、インパクトの結果生じる表面Ｓの最大の実際のひずみを示す。それは最初のひずみ値であり、その値から開始して表面Ｓは、表面Ｓ上への重り２４のインパクトの結果として蓄積されたひずみエネルギを重り２４に戻す。この場合、それは生体力学タイプのパラメータでもあり、本出願の出願時には現下有効にはどの基準ででも認識されていない。

符号１１０で示されるステップでは、ユニット３６は、最大ひずみが到達するポイント（ＩＩで前に言及し示したポイント）と曲線Ａの最大値との間の間隔期間を判断する。最大値は直後に来るものである。即ち、表面Ｓに対して重り２４の上への戻り又ははねの高さの最大値が存する瞬間である。

１０００分の１秒で通常計測される戻り時間ＩＩＩは、表面Ｓ上への重り２４のインパクトの結果として蓄積されたひずみエネルギを表面Ｓが重り２４に戻す処理期間を基本的に示す。

戻り時間ＩＩＩは、ディスプレイユニット４２のフィールド４００で示される。この場合も、それは生体力学的のパラメータであり、本出願の出願時には現下有効にはどの基準ででも認識されておらず、表面Ｓの反応時間に比例する。

ステップ１１２では、ユニット３６は、図３〜図５のグラフ内にてＩＶで示される間隔に対応する戻り時間を検出する。

それは基本的に、前述のパラメータＩＩＩに類似するパラメータであり、件の時間間隔は、ディスプレイユニット４２のフィールド５００で表示されるように設計されているのであるが、曲線Ａの最小値ＩＩのポイントから開始するのではなく重りが表面Ｓをヒットする瞬間に得られるゼロ値から開始して、検出される。

更にこのパラメータは、表面Ｓ上への重り２４のインパクトの結果として蓄積されたひずみエネルギを表面Ｓが重り２４に戻す処理を示すが、その中にはひずみの初期処理期間の計測も含む。

このケースの場合も、１０００分の１秒で表されるが、本出願の出願時には現下有効にはどの基準ででも認識されていない。しかもこれは地面の反応時間に比例する。

最後に、１１８で示されるステップでは、ユニット３６は、曲線Ａの第１の最大値の（Ｖで示される）縦座標値と、ｈで示される重り２４の落下高さとの間の比率を示す。

この場合も、これは、表面Ｓ上への重り２４のインパクトの結果として蓄積されたひずみエネルギを表面Ｓが重り２４に戻す処理を示すパラメータである。更にこれは、本出願の出願時には現下有効にはどの基準ででも認識されていない生体力学タイプのパラメータである。

本出願人による経験では、それが特別に意味のあるパラメータであることが示される。件のパラメータは、パーセント値の形態でディスプレイユニット４２のフィールド６００に示されるように通常設定されており、競技者が個々のインパクトで経験するエネルギ戻しに比例する。

実際、重り２４の上方への落下（及び徐々に減衰する後続の戻り／はね）の動きは、本質的に、位置エネルギから運動エネルギへの及び運動エネルギから位置エネルギへの双方向の変換の機構に基づく。

特に、重り２４の最初の落下の動きの間、（高さｈに関連する）最初に得られる位置エネルギは、運動エネルギに変換され、運動エネルギは重り２４の前面２８が表面Ｓをヒットする瞬間に最大値に達する。

その直後の瞬間に、運動エネルギは、吸収される仕事の形態で表面Ｓに（若しくはより正確には、表面が部分を成すフローリングに）伝達され、ひずみエネルギとして表面Ｓにより蓄積される。

それから表面Ｓは、蓄積されたひずみエネルギを重り２４に戻し、重り２４を上方に送り戻して重り２４に運動エネルギを伝達する。これにより、重り２４は戻り／はねの動きと共に上方へ再び移動できる。上方への戻りの動きは、運動エネルギの位置エネルギへの（再）変換を含み、図３〜図５のグラフでＶにより示される縦座標値に対応する新しいピーク（最大値）に達する。

上記の機構は、上方への落下／戻りの連続現象にて（徐々に減衰して）勿論繰り返される。

前に既に触れたように、この関連での特定の理論に制限されることを望むこともなく、公知の表面踏み付けの生体力学上の特徴付けの技術の大部分が、特徴付けされる表面上に重りを落下する時空法則を主として研究することを目的とし、表面に蓄積されるひずみエネルギが上方戻りを引き起こす重りに伝達される機構の証明に何ら重きを置かない、と信ずる根拠を本出願人は有する。機構は、表面Ｓが粘性及び弾性の特性を示す場合にて、概略特定の様式で発生する。

図２のフローチャートで１１４及び１１６で示されるステップは最終的に、前述の検出及び表示の操作により、ＫＡの値と本明細書の導入部分で言及した標準ひずみの値を検出し表示することが可能であるという事実を、示す。上記パラメータは、本明細書に記載されるデバイス／器具１０が装備するセンサにより供給される信号からも導出され得る。その目的は、表示ユニット４２の個々のフィールド７００、８００へのこれらの付加的なパラメータの（ステップ１１８により示される）表示に進むことである。

図３〜図５のグラフの比較検査に進むと、図３のグラフは通常利用されるサッカーピッチの天然芝に関連するということが銘記されるべきである。

図４のグラフは、ＥＰＤＭゴム・砂の粒が詰められた人工芝からなる人工合成フローリングに関連する。

最後に、図５のグラフは、欧州特許公開Ａ−１１５８０９９で示される解決方法に係る本出願人により形成される人工芝フローリングに関連する。

図３と図５のグラフを比較し（フィールと２００から６００に表れる値を読み取ると）、件の芝のタイプのどれも経験し比較できる競技者が繰り返し遭遇する現象が、客観的且つ計測可能状態で明らかにされている。特に、曲線ＡとＢが、全ての場合で絶対値と時間トレンドの両方に関して、どのように実質的な特性の類似性を示すか、に注目される。

更に、（ゴム・砂の粒が詰められた人工芝フローリング／ターフに関連する）図４の曲線Ａ及びＢは、エネルギ戻りの最高値により特徴付けられる詳細な差異あるパターンを示すということが、即座に認められ得る。

特に、図３と図５のグラフに対してフィールド６００で表示される値はそれぞれ９．３９９％と７．２３７％であるが、図４の場合、同じ値は２５．３９１％であり約３倍の高さであることに、注目され得る。このことは、エネルギ戻りの特別に高い値に対応し、顕著な弾力特性を示す人工芝フローリングを示す。これは競技者に有害であり、スポーツイベントに利用されるボールの非常に不自然なはね現象を引き起こす。

図３及び図４の（天然及び人工）芝生の場合に検出されるＫＡの値は実際上等しい（５２．９６％と５２．９２％）が、現実には、件の２つの種類の芝生は全く異なる振る舞い特性を備えるが、銘記されうる。８００で示されるフィールド内に表示される値に関しても、相当程度まで、同じ考察が成される。

もちろん、本発明の現下の好適な実施形態ではフィールド２００、３００、４００、５００、６００で示される全てのパラメータに関して検出され表示されているが、本明細書に記載される解決方法はより厳密な上記パラメータのグループの検出により実行されるのに適合的である。

本出願人の行ったテストは、表面Ｓのよき特性付けは、テストを受ける表面Ｓによるひずみエネルギの戻りに関連する上記パラメータの一つだけを検出するだけで達成され得る、ということを示す。

上記パラメータの間で、（ステップ１１２で生成されディスプレイユニットのフィールド６００で表示される）エネルギ戻りのパラメータは、とりわけ所与の天然芝の特性をできるだけ忠実に再現するような人工芝フローリングにまで到達することを望む利用例にとっては、特に興味深く且つ意義深いと思料される。

互いに非常に近いピッチの場合でも、天然芝は、ピッチを利用する競技者が異なって知覚する生体力学特性を示し得ることは、知られている。同じスポーツ施設で及び／又は同じ設備で利用可能な異なるピッチの間では、競技者は特に好ましいピッチを指摘できる。

本明細書に記載される解決方法により、一つのそのようなピッチの特性を客観的且つ正確に“鮮明化”でき、合成の且つ人工のフローリングでできるだけ忠実にそれらを再現することができる。そこでは、得られる人工フローリングの特性と所望の特性との間の相互のタイプの実効的な一致を制御する作用を伴って検証できる。

勿論、本発明の原理を損なわず、添付の請求項で定義される本発明の範囲から乖離することなく、構成の詳細及び形態は、本明細書に記載され例示された内容に対して広く変更できる。

本発明に係る計測装置の特性を概略的に図示する正面図である。 本明細書で説明する解決方法の実行の可能な基準を示すフローチャートである。 本明細書で説明する解決方法で得られ得る図を示す。 本明細書で説明する解決方法で得られ得る図を示す。 本明細書で説明する解決方法で得られ得る図を示す。

符号の説明

１０・・・器具、１８・・・直立部、２０・・・ガイド、２２・・・スライド部、２４・・・重り、２８・・・前面、３０・・・動力センサ、３２・・・変換器、３６・・・ユニット、３８・・・ライン、４０・・・ライン、Ｓ・・・表面。

Claims (15)

1. 踏み付け表面（Ｓ）を特徴付ける方法であって、
   重り（２４）を所与の高さ（ｈ）から上記表面（Ｓ）上に落とし、重り（２４）の落下の運動エネルギを上記表面（Ｓ）のひずみエネルギに変換し、上記ひずみエネルギが上記表面（Ｓ）により上記重り（２４）に戻され得る操作と、
   上記表面（Ｓ）による上記重り（２４）へのひずみエネルギの戻しの処理を表すパラメータ（Ｉ〜Ｖ）の少なくとも一つを検出し、上記の少なくとも一つのパラメータは上記表面（Ｓ）の踏み付けの特性と結び付けられる操作と、
   を含む方法。
2. 表面（Ｓ）による重り（２４）への上記ひずみエネルギの戻し処理の開始において上記表面（Ｓ）により作用する反作用力の値（Ｉ）と、
   表面（Ｓ）による重り（２４）への上記ひずみエネルギの戻し処理の開始において上記表面（Ｓ）のひずみ値（ＩＩ）と、
   表面（Ｓ）による重り（２４）への上記ひずみエネルギの戻し処理の開始と、上記表面（Ｓ）による上記ひずみエネルギの重り（２４）自身への戻しにより誘発される上方への戻りの最大値に重り（２４）が達する瞬間との間の、時間間隔（ＩＩＩ）と、
   落下の結果として重り（２４）が上記表面（Ｓ）をヒットする瞬間と、上記表面（Ｓ）による上記ひずみエネルギの重り（２４）自身への戻しにより誘発される上方への戻りの最大値に重り（２４）が達する瞬間との間の、時間間隔（ＩＶ）と、
   上記表面（Ｓ）による上記ひずみエネルギの重り（２４）自身への戻しにより誘発される上方への上記戻りの結果として、重り（２４）が到達する高さ値（Ｖ）と、
   からなるグループから少なくとも一つのパラメータが選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 上記の少なくとも一つのパラメータが、上記表面（Ｓ）による上記ひずみエネルギの重り（２４）自身への戻しにより誘発される上方への上記戻りの結果として、重り（２４）が到達する高さ値（Ｖ）であることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 戻りの高さ値（Ｖ）と上記重り（２４）の落下の所与の高さ値（ｈ）との間の比率を検出する操作を含むことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の方法。
5. 上記の少なくとも一つの検出されたパラメータを表示する操作（２００、３００、４００、５００、６００）を含むことを特徴とする先行する請求項のうちいずれか一つに記載の方法。
6. 上記表面（Ｓ）が芝生又はフローリングであることを特徴とする先行する請求項のうちいずれか一つに記載の方法。
7. 上記芝生又はフローリングが天然芝生であることを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 上記芝生又はフローリングが人工芝フローリング（ターフ）であることを特徴とする請求項６に記載の方法。
9. 請求項１から請求項５のうちいずれか一つに係る方法を利用して、天然芝に係る上記の少なくとも一つのパラメータ（Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖ）を検出することによって、天然芝を特徴付ける操作と、
   人工芝フローリング又はターフを形成する操作と、
   上記人工芝フローリング又はターフに関する上記の少なくとも一つのパラメータ（Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖ）を同様に検出することにより、請求項１から請求項５のうちいずれか一つに係る方法を利用して上記人工芝フローリングを特徴付ける操作と、
   上記人工芝フローリング又はターフを生体力学的観点から上記天然芝生と類似のものとし、上記人工芝フローリング又はターフに対して同様に検出された上記の少なくとも一つのパラメータ（Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖ）を上記天然芝生に対して検出された上記の少なくとも一つのパラメータ（Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖ）に近づける操作と、
   を含むことを特徴とする人工芝フローリングを構成する方法。
10. 特徴付けられる表面（Ｓ）上に配置される構造物（１２〜２０）と、
    所与の高さ（ｈ）から開始して上記表面（Ｓ）上に落下し、前面（２８）を有し、該前面（２８）は実質的に剛性であり上記所与の高さ（ｈ）からの落下の結果として上記表面（Ｓ）をヒットし得る、上記構造物（１２〜２０）により坦持される重り（２４）と、
    重り（２４）の上記前面（２８）と上記表面（Ｓ）との間で伝達される力を検出でき、個々の力の信号を生成する動力センサ（３０）と、
    上記構造物に関して上記重り（２４）が到達した鉛直位置を検出でき、個々の位置信号を生成する位置センサ（３２）と、
    を含むことを特徴とする踏み付け表面（Ｓ）を特徴付ける器具。
11. 上記重り（２４）を維持し上記所与の高さ（ｈ）から上記表面（Ｓ）に選択的に落とせ、重り（２４）の落下の運動エネルギを上記表面（Ｓ）のひずみエネルギに転化し、上記ひずみエネルギが上記重り（２４）に上記表面（Ｓ）により戻され得る、重り（２４）の保持の要素（２６）と、
    上記動力センサ（３０）と位置センサ（３２）と接続し、
    上記力及び位置信号から開始して、上記重り（２４）への上記表面（Ｓ）による上記ひずみエネルギの戻しの処理を表す少なくとも一つのパラメータ（Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖ）であって、上記表面（Ｓ）の踏み付け特性を明らかにする少なくとも一つのパラメータを検出するように構成された処理ユニット（３６）と、
    を含むことを特徴とする請求項１１に記載の器具。
12. 表面（Ｓ）による重り（２４）への上記ひずみエネルギの戻し処理の開始において上記表面（Ｓ）により作用する反作用力の値（Ｉ）と、
    表面（Ｓ）による重り（２４）への上記ひずみエネルギの戻し処理の開始において上記表面（Ｓ）のひずみ値（ＩＩ）と、
    表面（Ｓ）による重り（２４）への上記ひずみエネルギの戻し処理の開始と、上記表面（Ｓ）による上記ひずみエネルギの重り（２４）自身への戻しにより誘発される上方への戻りの最大値に重り（２４）が達する瞬間との間の、時間間隔（ＩＩＩ）と、
    落下の結果として重り（２４）が上記表面（Ｓ）をヒットする瞬間と、上記表面（Ｓ）による上記ひずみエネルギの重り（２４）自身への戻しにより誘発される上方への戻りの最大値に重り（２４）が達する瞬間との間の、時間間隔（ＩＶ）と、
    上記表面（Ｓ）による上記ひずみエネルギの重り（２４）自身への戻しにより誘発される上方への上記戻りの結果として、重り（２４）が到達する高さ値（Ｖ）と、
    からなるグループから少なくとも一つのパラメータを検出するように上記処理ユニット（３６）が構成されたことを特徴とする請求項１１に記載の器具。
13. 上記表面（Ｓ）による上記ひずみエネルギの重り（２４）自身への戻しにより誘発される上方への上記戻りの結果として、重り（２４）が到達する高さ値（Ｖ）を検出するように、上記処理ユニット（３６）が構成されたことを特徴とする請求項１１に記載の器具。
14. 戻りの高さ値（Ｖ）と上記重り（２４）の落下の所与の高さ値（ｈ）との間の比率を検出するように、上記処理ユニット（３６）が構成されたことを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載の器具。
15. 上記の少なくとも一つの検出されたパラメータを表示（２００、３００、４００、５００、６００）するための表示ユニット（４２）を含むことを特徴とする請求項１０〜請求項１４のうちいずれか一つに記載の方法。
    
    
    

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