特許 5883657 人工芝用耐久試験機および人工芝

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5883657

(24)【登録日】2016年2月12日

(45)【発行日】2016年3月15日

(54)【発明の名称】人工芝用耐久試験機および人工芝

(51)【国際特許分類】

   G01N 3/56 20060101AFI20160301BHJP

   E01C 13/08 20060101ALI20160301BHJP

【ＦＩ】

   G01N3/56 A

   E01C13/08

【請求項の数】7

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2012-7922(P2012-7922)

(22)【出願日】2012年1月18日

(65)【公開番号】特開2013-148413(P2013-148413A)

(43)【公開日】2013年8月1日

【審査請求日】2014年10月29日

(73)【特許権者】

【識別番号】000183233

【氏名又は名称】住友ゴム工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100083404

【弁理士】

【氏名又は名称】大原 拓也

(72)【発明者】

【氏名】田中 克往

【審査官】 渡邉 勇

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−２６９８１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−０４３０８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公昭３１−００４８９８（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 特開昭６３−１８８７６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５３−１１６７８０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１３−０５７５４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０８３３３９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ３／００ − ３／６２

Ｅ０１Ｃ １／００ − １７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

パイル間に充填材が充填された人工芝に対して所定の負荷を与えて、上記人工芝の耐久性能を試験する人工芝用耐久試験機において、
所定の固定手段を介して上記人工芝が設置される試験台と、上記試験台に対してほぼ直交する回転軸線を中心として回転しながら、上記人工芝に所定の圧縮負荷を与える圧縮部とを含み、上記圧縮部は、下面に上記人工芝に接触する接触部を有し、所定の回転駆動手段により回転する円盤状の第１圧縮子と、下面に上記人工芝に接触する接触部を有し、上記第１圧縮子の外周に沿って同軸的に配置されるリング状の第２圧縮子とを備え、上記第２圧縮子は、ロストモーション機構を介して上記第１圧縮子の回転運動に追従して回転することを特徴とする人工芝用耐久試験機。

【請求項2】

上記ロストモーション機構は、上記第１圧縮子または上記第２圧縮子のいずれか一方に形成されたキー溝と、上記第１圧縮子または上記第２圧縮子のいずれか他方に形成された上記キー溝に係合するキーとからなることを特徴とする請求項１に記載の人工芝用耐久試験機。

【請求項3】

上記ロストモーション機構は、上記第１圧縮子の回転移動量と、上記第２圧縮子の回転移動量とが、ほぼ同一となるように設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の人工芝用耐久試験機。

【請求項4】

上記第１圧縮子の上記接触部と、上記第２圧縮子の上記接触部は、同一平面に存在していることを特徴とする請求項１，２または３に記載の人工芝用耐久試験機。

【請求項5】

上記回転駆動手段は、所定の角度幅で上記第１圧縮子を往復的に回転駆動することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の人工芝用耐久試験機。

【請求項6】

上記試験台は、上記回転駆動手段の回転軸線と同軸的に配置されるシリンダを有し、上記シリンダの底部に上記人工芝が設置されているとともに、
上記第２圧縮子は、上記シリンダの内周面に沿って同軸的に挿通可能に形成されており、上記シリンダの内径をＤ１、上記第２圧縮子の直径をＤ２、上記充填材の平均粒径をｄとして、上記シリンダおよび上記圧縮子は、
Ｄ１−Ｄ２＜ｄ
を満足するように形成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の人工芝用耐久試験機。

【請求項7】

請求項１ないし６のいずれか１項に記載された人工芝用耐久試験機を用いて、圧縮加重が３００〜３０００Ｎ、回転角５〜４５°、回転速度１０〜５０ｒｐｍの条件下で上記第１および第２圧縮子による５万回以上の往復運動に耐えうる耐久性能を有することを特徴とする人工芝。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、パイル間に充填材が充填された人工芝の耐久性能を評価する人工芝用耐久試験機に関し、さらに詳しく言えば、実使用状態に近い状態で耐久試験を行うことができるメンテナンス性のよい人工芝用耐久試験機に関する。

【背景技術】

【0002】

パイル間に充填材を充填した人工芝は、天然芝に近い特性を持つ人工芝サーフェイスとして、サッカーやラグビー、野球場などの各種運動競技施設に普及している。また最近では、全天候型である特徴を生かして、学校のグラウンド用として用いられることも年々増えており、人工芝の稼働率が高められてきている。

【0003】

人工芝には、ゴム底の運動靴から各種競技用スパイク等の様々な靴によって負荷がかけられるため、稼働率の向上に伴い、様々な靴底との摩擦による摩耗や繰り返し耐久性を十分に評価することが不可欠とされ、そのため種々の耐久試験が行われている。

【0004】

人工芝の耐久試験機には、代表的なものとして、リスポート試験機と、フラットソール試験機とがある。図８に示すように、リスポート試験機１ａでは、サッカーのスパイクに設けられているポイント（スタッド）４を表面に多数配置した鉄輪３を人工芝２の上で往復運動を繰り返すことにより、人工芝の耐久試験を行っている。（類似例として、特許文献１参照。）

【0005】

しかしながら、リスポート試験機１ａによると、鉄輪３に取り付けられたポイント４が、往復運動中に人工芝２に充填された充填材を掻き乱すため、往復運動を繰り返す内に轍ができてしまう。その結果、部分的に人工芝のパイルが抜けたり、基布を傷めたりするおそれがあるため、定期的に運転を止めて充填材を均したり、充填材を再充填する必要があった。

【0006】

他方、フラットソール試験機１ｂは、図９に示すように、試験台上に敷設された人工芝２の上に、運動靴の底を模したゴム板５を、スライド装置６によって往復的に擦り付けることにより、人工芝の耐久試験を行う。

【0007】

しかしながら、フラットソール試験機１ｂについても、リスポート試験機１ａと同様に、充填材の移動を防ぐことができず、定期的に均し作業や、充填材の再充填作業が必要となる。

【0008】

また、リスポート試験１ａは前後左右、フラットソール試験機１ｂは、単に前後に往復移動するのみであって、足の動きに似たひねり動作（ねじり動作）モードを備えていないため、より使用状態に近似した状態で耐久性能を評価できているとはいえなかった。

【0009】

さらに、いずれの試験機も大掛かりな装置で、試験体サイズや負荷を与える摩耗機構の重量ともに大きく、試験体の交換作業や、試験途中での充填材等のメンテナンスにも手間と時間がかかるという問題がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】日本特許第３２１０４２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

そこで、本発明は上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、より使用状態に近い状態で長時間にわたって安定した試験を行うことができる人工芝用耐久試験機を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上述した課題を解決するため、本発明は以下に示すいくつかの特徴を備えている。すなわち、パイル間に充填材が充填された人工芝に対して所定の負荷を与えて、上記人工芝の耐久性能を試験する人工芝用耐久試験機において、所定の固定手段を介して上記人工芝が設置される試験台と、上記試験台に対してほぼ直交する回転軸線を中心として回転しながら、上記人工芝に所定の圧縮負荷を与える圧縮部とを含み、上記圧縮部は、下面に上記人工芝に接触する接触部を有し、所定の回転駆動手段により回転する円盤状の第１圧縮子と、下面に上記人工芝に接触する接触部を有し、上記第１圧縮子の外周に沿って同軸的に配置されるリング状の第２圧縮子とを備え、上記第２圧縮子は、ロストモーション機構を介して上記第１圧縮子の回転運動に追従して回転することを特徴としている。

【0013】

より好ましい態様として、上記ロストモーション機構は、上記第１圧縮子または上記第２圧縮子のいずれか一方に形成されたキー溝と、上記第１圧縮子または上記第２圧縮子のいずれか他方に形成された上記キー溝に係合するキーとからなることを特徴としている。

【0014】

さらに好ましい態様として、上記ロストモーション機構は、上記第１圧縮子の回転移動量と、上記第２圧縮子の回転移動量とが、ほぼ同一となるように設定されていることを特徴としている。

【0015】

また、上記第１圧縮子の上記接触部と、上記第２圧縮子の上記接触部は、同一平面に存在していることを特徴としている。

【0016】

さらに、上記回転駆動手段は、所定の角度幅で上記第１圧縮子を往復的に回転駆動することを特徴としている。

【0017】

上記試験台は、上記回転駆動手段の回転軸線と同軸的に配置されるシリンダを有し、上記シリンダの底部に上記人工芝が設置されているとともに、上記第２圧縮子は、上記シリンダの内周面に沿って同軸的に挿通可能に形成されており、上記シリンダの内径をＤ１、上記第２圧縮子の直径をＤ２、上記充填材の平均粒径をｄとして、上記シリンダおよび上記圧縮子は、
Ｄ１−Ｄ２＜ｄ
を満足するように形成されていることを特徴としている。

【0018】

本発明には、この人工芝用耐久試験によって以下の耐久性能を有する人工芝も含まれる。すなわち、請求項１ないし４のいずれか１項に記載された人工芝用耐久試験機を用いて、圧縮加重が３００〜３０００Ｎ、回転角５〜４５°、回転速度１０〜５０ｒｐｍの条件下で上記接触子を上記人工芝に往復的に５万回以上の耐久性能を有することを特徴としている。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、人工芝に人の足の動きに近いねじり動作の圧縮荷重を加えることができ、より使用状態に近似した耐久試験をおこなうことができる。さらに、圧縮部が円盤状の第１圧縮子と、第１圧縮子の外周に配置されるリング状の第２圧縮子とを備え、それらがロストモーション機構を介して連結されていることにより、第１圧縮子と第２圧縮子の回転移動量を変えることができ、より使用状態に近い耐久性能を試験することができる。

【0020】

また、ロストモーション機構として第１圧縮子または第２圧縮子のいずれか一方に形成されたキー溝と、いずれか他方に形成されたキーとからなり、キー溝の回転方向の両端面に対してキーが所定の回転振り幅で当接するように形成されていることにより、回転数や回転角を自由に調節することができ、より使用状態に近くすることができる。

【0021】

さらには、上記ロストモーション機構は、上記第１圧縮子の回転移動量と、上記第２圧縮子の回転移動量とが同一となるように設定されていることにより、単位面積あたりの負荷量（回転数）を均一にすることができ、使用状態に近い状態で試験することができる。

【0022】

また、上記第１圧縮子の上記接触部と、上記第２圧縮子の上記接触部は、同一平面に存在していることにより、人工芝に同じ条件で摩擦することができる。さらに、上記回転駆動手段は、所定の角度幅で上記第１圧縮子を往復的に回転駆動することにより、人工芝全体に均一に負荷をかけて試験することができる。

【0023】

また、上記試験台は、上記回転駆動手段の回転軸線と同軸的に配置されるシリンダを有し、上記シリンダの底部に上記人工芝が設置されているとともに、上記第２圧縮子は、上記シリンダの内周面に沿って同軸的に挿通可能に形成されており、上記シリンダの内径をＤ１、上記第２圧縮子の直径をＤ２、上記充填材の平均粒径をｄとして、上記シリンダおよび上記圧縮子は、Ｄ１−Ｄ２＜ｄを満足するように形成されていることにより、シリンダと圧縮子の間の隙間から充填材が抜け落ちることを防止することができるばかりでなく、使用状態を長時間にわたって均一に保つことができる。

【0024】

また、本発明には、この人工芝用耐久試験によって以下の耐久性能を有する人工芝も含まれる。すなわち、請求項１ないし４のいずれか１項に記載された人工芝用耐久試験機を用いて、圧縮加重が３００〜３０００Ｎ、回転角５〜４５°、回転速度１０〜５０ｒｐｍの条件下で上記接触子を上記人工芝に往復的に５万回以上の耐久性能を有することにより、より耐久性のより人工芝を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の一実施形態に係る人工芝用耐久試験機の模式的な構成図。

【図2】上記人工芝用耐久試験機のシリンダの（ａ）平面図および（ｂ）平面中央横断面図。

【図3】上記人工芝用耐久試験機の圧縮部の分解斜視図。

【図4】（ａ）〜（ｄ）圧縮子の接触体の模式的な斜視図。

【図5】上記圧縮部の部分中央横断面図。

【図6】上記圧縮部の図５のＡ−Ａ線断面図。

【図7】試験台に固定リングを取り付けた状態を模式的に示した部分断面図。

【図8】従来のリスポート試験機の模式図。

【図9】従来のフラットソール試験機の模式図。

【発明を実施するための形態】

【0026】

次に、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0027】

図１に示すように、この人工芝用耐久試験機１０は、被試験体である人工芝２が載置される試験台２０と、同試験台２０の人工芝２に対してほぼ直交する回転軸線により回転しながら圧縮する圧縮部３０と、これらを制御する制御部４０とを備えている。

【0028】

試験台２０は、全体が頑丈なフレームに固定された状態で、床などの被設置面（ともに図示しない）に設置される基台２１を有し、基台２１の上には、円盤状の載置ステージ２２が形成されている。

【0029】

載置ステージ２２は、円盤状を呈し、その上部には、人工芝２が配置される固定シリンダ２３が同軸的に設けられている。載置ステージ２２の下面には、固定シリンダ２３を位置決めするガイド凹部２２２が設けられている。

【0030】

載置ステージ２２の上面には、固定シリンダ２３を固定するための固定ピン２２１が設けられている。固定ピン２２１は、この例では９０°間隔で４個所設けられているが、その数や設置場所は任意に選択されてよい。

【0031】

図２を併せて参照し、固定シリンダ２３は、中央に人工芝２が設置される中空部２３２を有する有底円筒状のシリンダ本体２３１と、シリンダ本体２３１の下端に一体的に形成されたフランジ部２３３とを備えている。

【0032】

固定シリンダ２３の底部には、上述した載置ステージ２２のガイド凹部２２２に形状的に合致するように形成されたガイド凸部２３４が設けられており、これらを互いに合致させることにより、載置ステージ２２と固定シリンダ２３との相対的な位置を合わせる、いわゆる芯出しができるようになっている。

【0033】

フランジ部２３３には、載置ステージ２２の上面にから突設する固定ピン２２１が差し込まれる挿通孔２３５が設けられている。挿通孔２３５は、固定ピン２２１の数と同じ４個所設けられている。固定ピン２２１を挿通孔２３５に差し込むことで、固定シリンダ２３が載置ステージ２２に固定される。

【0034】

シリンダ本体２３１の底部には、載置される人工芝２が回転によって滑らないようにするために、滑り止め手段としてのローレット面２３６が設けられている。この例において、滑り止め手段は、ローレット処理が用いられるが、これ以外にラバー面などであってもよく、シリンダ本体２３１の底部と人工芝２との間で滑り止め効果が得られるものであれば、仕様に応じて任意に選択されてよい。

【0035】

再び図１を参照して、圧縮部３０は、人工芝２を押圧する圧縮子３１と、圧縮子３１を上下に昇降させるとともに、回転駆動するアクチュエータ３２と、圧縮子３１に係る圧縮応力を測定するロードセル３３と、圧縮子３１にアクチュエータ３２の回転駆動力を伝達する伝達シャフト３４とが設けられている。アクチュエータ３２およびロードセル３３はともに、制御部４０に電気的に接続されている。

【0036】

図３を参照して、圧縮子３１は、人工芝２に対してほぼ直交する回転軸線を有する伝達シャフト３４の下端に一体的に取り付けられた円盤状の第１圧縮子３１１と、第１圧縮子３１１の外周面に沿って同軸的に配置される第２圧縮子３１２とを備えている。第１圧縮子３１１および第２圧縮子３１２の下面（人工芝２に対向するスラスト面）にはそれぞれ、人工芝２に対する接触部３１３が着脱可能に設けられている。

【0037】

この例において、接触部３１３は、図４（ａ）に示すように、円盤状に形成されたゴムシートからなり、第１圧縮子３１１に対して取り付けられる第１接触部３１３ａと、第２圧縮子３１２に対して取り付けられる第２接触部３１３ｂとに分割されている。接触部３１３は、例えばネジ止めで固定するようになっているが、固定方法は任意であってよい。

【0038】

この例において、接触部３１３にはゴムシートが用いられているが、これ以外に、競技場などの使用状況を再現するために、図４（ｂ）に示すように、表面にスパイク用のスタッド３１３ｃを多数備えたスパイク仕様も用意されている。図面ではサッカー用のスパイクが用いられているが、例えば陸上競技用や野球用、ゴルフ用などのスパイクピンが用いられていてもよい。

【0039】

さらには、図４（ｃ）および（ｄ）に示すように、一般的な校庭などでの使用状況を再現するために、運動靴のゴム底ソール仕様も用意されている。ここで、図４（ｃ）は、ソール溝が平行溝の場合であり、図４（ｄ）はソール溝が交差している場合について例示したが、これ以外の形状であってもよい。

【0040】

図３および図５，６に示すように、第１圧縮子３１１は、伝達シャフト３４の下端に同軸的に取り付けられており、その下面には上述した第１接触部３１３ａが設けられている。第２圧縮子３１１は、中央に第１圧縮子３１１が同軸的に挿入されるガイド孔３５１が設けられており、その下面には、第２接触部３１３ｂが一体的に設けられている。

【0041】

ガイド孔３５１は、軸方向に貫通する貫通孔で、第１圧縮子３１１は、第１接触部３１３ａと第２接触部３１３ｂとが同一平面に存在するように、ガイド孔３５１内に配置される。

【0042】

第１圧縮子３１１と第２圧縮子３１２は、ロストモーション機構３５を介して、アクチュエータ３２からの回転駆動力が伝達するように連結されている。この実施形態において、ロストモーション機構３５は、第２圧縮子３１２の内周面側に設けられたキー溝３５２と、第１圧縮子３１１の外周面に形成され、キー溝３５２内に配置されるキー３５３とからなる。

【0043】

キー溝３５２は、ガイド孔３５１から外側に向けて張り出すように形成されており、ガイド孔３５１と同じ曲率の扇形状に形成されている。この例において、ガイド溝３５２は、中心軸を挟んで左右対称となるように形成されている。

【0044】

説明の便宜上、例えば第１圧縮子３１１の半径Ｒ１が５０ｍｍ、第２圧縮子３１２の半径Ｒ２が１００ｍｍで、横軸Ｘ−Ｘが回転基準の０°であるとして説明する。

【0045】

まず、第１圧縮子３１１と第２圧縮子３１２とが一体に形成された場合、一定角度で第１圧縮子３１１を往復回転させると、中心側の第１圧縮子３１１よりも外径側の第２圧縮子３１２の回転移動量が大きくなり、人工芝２に対する摩擦量が中心から外径側に向かうにつれて大きくなる。すなわち、人工芝２の中心から外側に向かって摩擦勾配が生じ、実際の使用状態を再現しにくくなる。

【0046】

そこで、本発明では第１圧縮子３１１と第２圧縮子３１２の回転移動量をほぼ同一とするため、この実施形態では、第１圧縮子３１１の回転角α１が±３０°ずつ往復回転するのに対して、第２圧縮子３１２の回転角α２が±１５°ずつ往復回転する位置、すなわち３０−１５＝１５°のロストモーションでキー３５１とキー溝３５２とが当接するように形成されている。なお、ロストモーション機構の振り幅については、仕様に応じて任意に変更されてよい。

【0047】

この例において、キー３５１とガイド溝３５２との公差は、０〜０．５ｍｍ程度に納めることが好ましい。すなわち、公差が０．５ｍｍを超えると、回転にロスが生じるため好ましくない。

【0048】

アクチュエータ３２は、例えば上下昇降機構と回転機構を備えたアクチュエータからなり、制御部４０の指示に応じて圧縮子３１を人工芝に所定の応力で圧縮しながら回転するようになっている。

【0049】

この例において、アクチュエータ３２は、油圧式の上下昇降機構が用いられているが、例えば空気式であってもよいし、ネジなどの機械式であってもよく、圧縮子３１を人工芝２に向けて所定の圧縮応力で圧縮し、かつ、圧縮子３１を回転させることができれば、その具体的な態様は任意であってよい。

【0050】

この実施形態において、アクチュエータ３２は、回転駆動手段として図示しないモータを備えているが、モータには、回転方向（正転、逆転），それに回転角や回転スピードなどの任意に設定できるステッピングモータが好ましく用いられ、制御部４０の指示に応じて動作する。モータ２１は、ステッピングモータに変えてＡＣ／ＤＣモータが用いられてもよい。

【0051】

伝達シャフト３４は、一端がアクチュエータ３２に接続されており、その先端（図３では下端）には上述した第１圧縮子３１１が一体的に形成されている。第１圧縮子３１１は伝達シャフト３４に一体であってもよいし、着脱自在であってもよい。

【0052】

再び図１を参照して、人工芝２は、基布２ａに所定間隔でパイル２ｂが植設され、その裏面にパイル２ｂの抜け止め用のバッキング材２ｃが設けられ、パイル２ｂ間に充填材２ｄが充填されている状態で試験に供される。この例において、充填材２ｄは、廃タイヤの破砕品などからなる弾性ゴムチップや砂等が用いられてよい。

【0053】

本発明の人工芝用耐久試験機１０は、シリンダ２３の内径をＤ１、第２圧縮子３１２の外径をＤ２、充填材２ｄの平均粒径をｄとしたとき、シリンダ２３および圧縮子３１は、
Ｄ１−Ｄ２＜ｄ
を満足するように形成されている。

【0054】

これによれば、シリンダ２３と第２圧縮子３１２との間のクリアランスが充填材２ｄの平均粒径ｄよりも小さいことにより、圧縮子３１によって充填材２ｄが人工芝２から掻き出されて、移動したり、はみ出したりすることがなくなる。

【0055】

通常、充填材には、平均粒径が２．０ｍｍの粒状物が用いられることから、クリアランスは、０．１〜１．５ｍｍが好ましく、より好ましくは０．５〜１．０ｍｍがよい。すなわち、クリアランスが０．１ｍｍ未満の場合は、機械的精度が求められるため、試験中に圧縮子３１がシリンダ２３に接触するするおそれがあるため好ましくない。逆に、１．５ｍｍ以上開けると、充填材が隙間に入り込むため好ましくない。

【0056】

圧縮子３１での圧縮応力を強めた状態でアクチュエータ３２を回転させた場合、人工芝と圧縮子との接触抵抗が人工芝とシリンダ底部と接触抵抗を上回ることによって、上述したローレット面２３６の滑り止め手段を使ってもなお、人工芝２が試験台２０との間でずれたり、空転したりするおそれがある。

【0057】

そこで、このようなズレや空転をより確実に防止するため、別の固定手段を併合して人工芝２を試験台２０に固定することがより好ましい。

【0058】

図７に示すように、この例において、固定手段はシリンダ本体２３１の内側に挿入される固定リング２４からなる。固定リング２４は、例えば鉄製でその外径がシリンダ本体２３１の内径よりも若干小径な円筒状を呈し、その下端には、ネジ止め用の雌ねじ孔２４１が設けられている。

【0059】

固定リング２４を用いて人工芝２を固定する場合には、人工芝２は、固定リング２４が当接する部分（この例では外周部分）のパイル２ｂを予め除去して基布２ａを露出させておくことが好ましい。

【0060】

これによれば、シリンダ本体２３１の底部に人工芝２を設置したのち、固定リング２４を差し込み、さらにネジ２４２で締め付けることによって、シリンダ本体と固定リング２４との間で人工芝２を狭持することにより、人工芝２を確実に固定することができる。

【0061】

したがって、固定リング２４を用いた場合、固定リング２４の内径をＤ３として、上述したクリアランスは、Ｄ３−Ｄ２＜ｄとすることが好ましい。

【0062】

次に、図１を参照しながら、この人工芝用耐久試験機１０の使用手順の一例を説明する。まず、予め人工芝２を試験台２０のシリンダ本体２３１の底部に設置しておく。次に、例えば図４（ａ）〜（ｄ）の中から接触部３１３を選択し、圧縮子３１の先に取り付ける。

【0063】

図示しない試験開始ボタンが押されると、制御部４０は、アクチュエータ３２に下降指令を出し、これを受けて、圧縮子３１が下降を始める。同時に制御部４０は、ロードセル３３からの圧縮応力データを受信する。

【0064】

制御部４０は、圧縮子３１が人工芝２に接触したのをロードセル３３にかかる負荷を計測しながら、所定の圧縮応力となった位置でアクチュエータ３２による下降動作を停止する。制御部４０は、次に、モータに回転指令を出し、これを受けてモータが回転を開始する。

【0065】

まず、制御部４０は、モータを介して第１圧縮子３１１を往方向（図６の＋方向）に＋３０°回転させる。これに伴い、キー３５３がキー溝３５２内を＋方向に移動してゆき、＋１５°回転した位置で、キー３５３の＋端３５３ａがキー溝３５２の＋端３５２ａに当接する。

【0066】

第１圧縮子３１１をさらに回転させてゆくと、第２圧縮子３１２が追従して＋方向に回転する。すなわち、第１圧縮子３１１が０°から＋１５°が回転するまでは、第２圧縮子３１２はロストモーション機構３５によって回転が停止され、＋１５°から＋３０°の時に一緒に回転する。

【0067】

＋３０°回転が終了すると、制御部４０は、−方向に３０°回転させるため、第１圧縮子３１１を−６０°回転させる。第１圧縮子３１１が復方向（図６の−方向）に−６０°回転させてゆき、−４５°回転した位置で、キー３５３の−端３５３ｂがキー溝３５２の−端３５２ｂに当接する。

【0068】

この位置で、第１圧縮子３１１をさらに回転させてゆくと、第２圧縮子３１２が追従して−方向に１５°回転する。これを繰り返し行うことにより、第１圧縮子３１１と第２圧縮子３１２とが同じ回転移動量で往復移動することとなり、人工芝２を均一に接触させることができる。この例において、第２圧縮子３１２の回転移動量は、第１圧縮子３１１の回転移動量の半分となるように設定されている。

【0069】

制御部４０は、モータの回転時においてもロードセル３３を監視し続け、常に一定の圧縮応力が人工芝２に係るようにアクチュエータ３２を制御する。所定の耐久試験プログラムに基づいて所定の耐久時間を経過すると、制御部４０は、モータの往復回転を止め、アクチュエータ３２を介して圧縮子３１を持ち上げて圧縮試験を停止する。

【0070】

制御プログラムとしては、モータを単純に往復回転させる方法以外にも、その回転速度や回転角などステッピングモータの特性を利用して、自在にプログラミング可能である。

【0071】

また、本発明の人工芝用耐久試験１を用いて人工芝２の耐久試験を行った場合に、圧縮荷重が３００〜３０００Ｎ（望ましくは５００〜２０００Ｎ）、回転角５〜４５°（望ましくは１０〜２０°）、回転速度１０〜５０ｒｐｍの条件で耐久試験を行い、圧縮子３１を人工芝２に５万回以上擦り合わせても割れやちぎれなどが生じない耐久条件を備えた人工芝が好ましい。

【0072】

この例において、圧縮部３１は、第１圧縮子３１１と第２圧縮子３１２とに２分割されているが、より回転移動量を細かく制御したい場合には、同心円状にさらに分割して、それらを同様にロストモーション機構によって連結するようにしてもよい。

【0073】

さらには、この例において、ロストモーション機構は、キー溝３５２とキー３５３とかた構成されているが、これ以外のギア比やカムなどを用いた別の機械的手段によって制御してもよい。さらには、それぞれ独立したモータによって、第１圧縮子３１１と第２圧縮子３１２の回転を独立に制御してもよい。

【0074】

以上のように、本発明によれば、実際の人工芝に係る負荷（人が足で捻る動作）を再現でき、より使用環境に近似した耐久試験を行うことができる。圧縮子の単位面積あたりの回転量が伝達手段を介して均一になっていることにより、圧縮子の接触面内に係る負荷量を一定に保つことができる。また、充填材が移動しにくくいため、人工芝に対して均一に摩耗を与えることができ、試験途中での充填材の均しや再充填する手間を省くことができる。

【符号の説明】

【0075】

１０ 人工芝用耐久試験機
２０ 試験台
２１ 基台
２２ 載置ステージ
２３ シリンダ
３０ 圧縮部
３１ 圧縮子
３１１ 第１圧縮子
３１２ 第２圧縮子
３１３ 接触部
３２ アクチュエータ
３３ ロードセル
３４ 伝達シャフト
３５ ロストモーション機構
３５１ ガイド孔
３５２，３５２ キー
３５３，３５３ キー溝

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】