(57)【要約】本発明は、表面、特に天然または人工芝の表面の静摩擦係数および／または動摩擦係数を測定するための装置に関する。この装置は枠を備えており、この枠に対して第１のアームが一方の側にピボット回転自在に接続され、前記第１のアームが、そのもう一方の側で、本体が取り付けられたバーにピボット回転自在に接続され、本体は測定される表面と接触させて配置することができる表面を有し、前記バーが、その上のピボット点の回りに作用するトルクをバーに及ぼすための手段とさらに接続され、測定される表面の方向の力をバーに及ぼすための荷重手段がさらに存在し、バーがバー内に生じる力を測定するための手段をさらに備え、該手段は、第１のアームによるピボット点と前記本体を担持することが可能な側との間のある点に存在する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面、特に天然または人工芝の表面の静摩擦係数および／または動摩擦係数を測定するための装置であって、枠を備えており、この枠に対して第１のアームが一方の側にピボット回転自在に接続され、前記第１のアームが、そのもう一方の側で、本体と嵌合されたバーにピボット回転自在に接続され、本体は測定される表面と接触させて配置することができる表面を有し、前記バーが、その上のピボット点の回りに作用するトルクをバーに及ぼすための手段とさらに接続され、測定される表面の方向の力をバーに及ぼすための荷重手段がさらに存在し、バーがバー内に生じる力を測定するための手段をさらに備え、該手段は、第１のアームによるピボット点と前記本体を担持することが可能な側面との間の点に存在することを特徴とする、装置。
【請求項２】
バー内に生じる力を測定するための手段が、歪みゲージからなることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記バー上に前記回転モーメントを及ぼすための手段が第１のアームに対して少なくともほぼ平行に延びるロッドまたはスピンドルからなり、該ロッドまたはスピンドルは一方でバー上の点にピボット回転自在に接続され、もう一方で枠にピボット回転自在に接続され、さらに、その２つのピボット点の間のロッドまたはスピンドルの長さを変動させるための手段が存在していることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記ロッドまたはスピンドルが、それぞれ油圧または空気圧シリンダまたは回転可能なナットと螺合された油圧式または空気圧式ロッドまたはねじ式スピンドルであり、前記シリンダまたはナットが枠とピボット回転自在に接続されていることを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記荷重手段は、可動アンカーが伸縮ばねを介して第１のアーム上の点と接続されている電磁アクチュエータからなることを特徴とする請求項１、２、３または４に記載の装置。
【請求項６】
力測定手段は、アクチュエータによって及ぼされる力を制御するために第１のアーム上に存在することを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
荷重手段が第１のアームにピボット回転自在に接続されたロッドによって形成され、該ロッドは、その上におもりを設けることができ、平行四辺形の形状のスクエア・リンケージの一部を形成することを特徴とする請求項１、２、３または４に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面、特に天然または人工芝の表面の静摩擦係数および／または動摩擦係数を測定するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
天然芝の代替として人工芝を使用することは、すでに、数年の間多くの注目を受けてきた。人工の芝生は、タフティングまたはその他の方法によってキャリア材料のマットに固定された様々な種類の合成材料の繊維からなる。
【０００３】
サッカー・フィールドなどの用途も考慮されつつあるこの種の人工芝の特性および挙動についての知識を有することは現在ますます重要になっている。特にこれらの用途にも適した人工芝のフィールドを作製するために、関連するいくつかの特性をさらに改善する必要がある。特にこのようなフィールド上での運動靴のグリップや滑動特性を考慮すべきである。安全な人工芝はプレーヤーの足に最適な快適さを与えるべきである。
【０００４】
人工芝のフィールドの滑動特性を測定し、したがってこれらの特性についてより大きな識見を得るためのいくつかの装置および方法がすでに提案されている。しかし、実用上では、これらの装置の使用の結果および使用の容易さは完全に満足できるものではないことが明らかになっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、信頼性の高い測定結果を得ることができ、また取り扱いが容易で、移送するのが容易な、表面の静摩擦係数および／または動摩擦係数を測定するための装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を達成するために、本発明による装置は、枠を備えており、この枠に対して第１のアームが一方の側でピボット回転自在に接続され、前記第１のアームが、そのもう一方の側で、本体に取り付けられたバーにピボット回転自在に接続され、本体は測定される表面と接触させて配置することができる表面を有し、前記バーが、ピボット点の回りに作用する回転モーメントをそのバーに及ぼすための手段とさらに接続され、測定される表面の方向への力をバーに及ぼすための荷重手段がさらに存在し、前記バーがバー内に生じる力を測定するための手段をさらに備え、該手段は、第１のアームによるピボット点と前記本体を担持することが可能な側との間のある点に存在することを特徴とする。
【０００７】
バー内に生じる力を測定するための手段は歪みゲージからなってもよい。
【０００８】
このようにして、比較的簡単な装置が得られる。この装置では、測定される表面と接触している本体は、様々なタイプの履物を装着させて、これらのタイプの履物と当該人工芝との摩擦を測定することができる人工脚の形状である。靴を人工芝上に載せて、第１のアームとのピボット点の回りに回転モーメントが及ぼされた結果、靴底と人工芝の間に摩擦力が生じる。第１の測定によって、測定される表面に対して靴が停止している際に当該バー内に生じる回転モーメントが測定される。この測定は、歪みゲージを用いて行われ、当該表面の静摩擦係数をそれから計算することができる。ある点になると、及ぼされている回転モーメントが摩擦モーメントよりも大きくなり、靴が表面上を運動し始める。そのとき、その点に及ぼされている力を、歪みゲージを用いて計算することができる。このようにして、動摩擦係数が決定される。人工脚の代わりに回転自在なローラをバーに取り付けることによって、当該表面の転がり摩擦係数を測定することが可能である。
【０００９】
前述のバーに前述の回転モーメントを及ぼすための手段は、第１のアームに対して少なくともほぼ平行に延びるロッドまたはスピンドルを備え、前記ロッドまたはスピンドルは、一方でバー上の点にピボット回転自在に接続され、他方で枠にピボット回転自在に接続されており、さらに、その２つのピボット点の間でロッドまたはスピンドルの長さを変化させるための手段が存在している。前述のロッドまたはスピンドルは、それぞれ油圧または空気圧シリンダまたは回転可能なナットと螺合された油圧式または空気圧式ロッドまたはねじ式スピンドルであり、これらは、さらに枠とピボット回転自在に接続されている。
【００１０】
このようにして、第１のアームと、スピンドルまたはロッドは、人工芝表面と接触する靴を担持するバーと、枠上のピボット点とともに平行四辺形構造を形成し、したがって測定される人工芝表面に対する靴の位置は、靴の前後の運動の際に変化しない。このようにして、靴底と当該表面との正確で連続的な接触が保証される。
【００１１】
人工芝の摩擦係数の正確な測定を保証するために、靴、すなわち前述のバーと接続された本体を特定の力で表面に押圧しなければならない。これを実現するために、本発明による装置の有利な実施態様によれば、可動アンカーが伸縮ばねを介して前述の第１のアーム上の点と接続されている電磁アクチュエータからなる荷重手段が存在する。前述の本体を表面に押圧する力を変化させるために、また、第１のアームの上下運動を補償することを可能にするために、力測定手段が第１のアーム上に取り付けられ、その測定値が制御装置へ供給される。測定値を用いてアクチュエータによって及ぼされる力を制御することができる。このようにして、アクチュエータによって第１のアームに及ぼされる力を一定レベルに維持することか、ある状況下で、および必要に応じて、変化した状況に対して前記力を調節することのいずれかが可能である。
【００１２】
別の有利な実施態様では、荷重手段は、第１のアームにピボット回転自在に接続された、おもりを配置することができるロッドからなる。前記ロッドは、平行四辺形の形状のスクエア・リンケージの一部を形成している。この実施態様では、提供されるおもりの数を変えることによって、本体を人工芝表面に押圧する力を変えることができる。おもりが配置されているロッドが、平行四辺形の形状のスクエア・リンケージの一部を形成しているため、これらのおもりの重心は、ずっと、第１の上下運動の間も同じ鉛直方向位置にあるように維持される。
【００１３】
前述のことから、本発明が、信頼性の高い測定結果を提供する、人工芝表面の摩擦係数を測定するための簡単で丈夫な測定装置を提供することは明らかであろう。この装置はさらに、その小さい寸法のため、移送および操作が容易である。
【００１４】
本発明による測定装置の例示的な実施形態を概略的に示す図面を参照して、本発明をより詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１で、番号１は、測定装置の１つの側面を形成する取付けプレートを示す。２枚の取付けプレート１は車軸２を用いて相互接続されている。車軸２の両端に車輪３が取り付けられている。アーム５が、点４の回りでピボット回転自在に取付けプレート１に接続されている。このアームはそのもう一方の側でピボット点６を介してバー７に接続され、バーは、底部側で人工足の形状の本体８を担持している。バー７は、その上側で、ピボット点９を介してスピンドル１０に接続されている。スピンドル１０は、ピボット点１２を介して取付けプレート１に同様にピボット回転自在に接続されたナット１１内に収容されている。電動モータ１４を用いて変速装置１３を介してナット１１を回転させることができる。ピボット点６に取り付けられた回転モータを用いてバー７を運動させることも同様に可能である。
【００１６】
アーム５は、ピボット点１５を介して、荷重おもり１７が配置されたロッド１６にピボット回転自在に接続されている。
【００１７】
ロッド１６は、その底部側で、ピボット点１８を介してロッド１９に接続されている。このロッドはさらに、ピボット点２０を介して取付けプレート１に接続されている。取付けプレート１によって形成される空間内に、使用中でないおもり２１を保管するための装置がさらに配置されている。
【００１８】
この装置の動作は以下の通りである。取付けプレート１を、その摩擦係数を測定する表面２３上に、調節脚を備えた下側側面２２によって配置する。したがって、車輪３は、前記表面から分離し、靴８はその下側で表面２３と接触する。その後、電動モータ１４、ナット１１およびスピンドル１０を用いて、力がバー７のピボット点９上に及ぼされる。
【００１９】
この力の結果、回転モーメントが、点６の回りで発生し、その結果、靴８が後方へ引かれる。しかし、この運動は靴８の下側と表面２３の間の摩擦力ＦWによって対抗される。この力ＦWは、バー７内に曲げモーメントを発生させ、この曲げモーメントが歪みゲージ２４によって測定される。歪みゲージ２４によって測定された曲げ力は、摩擦力ＦWの測定値を提供し、その値から表面２３の摩擦係数を決定することができる。靴８は、特定の法線力で表面２３に押圧される必要がある。もちろん、この法線力は、点１５の回りをピボット回転するロッド１６に配置された荷重おもり１７によってアーム５に加えられる荷重によって得られる。アーム５の上昇の際、おもり１７の重心がアーム５に対して移動することを防止するために、ロッド１６は、ピボット点１８およびロッド１９を介してピボット点２０と接続されており、それによって、平行四辺形が得られ、アーム５が上向きに運動するとき、おもり１７は、これらのおもりの重心が同じ鉛直方向の線上に維持されるようにして運動する。このようにして、それを用いて人工芝の表面の摩擦を極めて十分に測定することができる測定装置が得られる。
【００２０】
したがって、靴が静止している静摩擦係数を測定する際には、ピボット点９に働く力が時間に応じて増加するように電動モータ１４が制御され、その間、歪みゲージ２４によって測定された値が記録される。力は、ピボット点６の回りで約５〜１０°の運動が行われるまで増加する。動摩擦係数を測定する際には、電動モータ１４が、ピボット点９が、一定の速度で所定の運動を行うように制御され、それによって、歪みゲージ２４によって測定された値が記録される。このことによって、点９は、０°〜４５°のバー７の角度変化に対応する距離に沿って運動し、したがってこれらの傾斜位置のそれぞれに対して摩擦力が測定される。４５°の角度に到達したとき、測定が停止される。
【００２１】
靴８を担持するバー７は、その位置を変化させることができるように装置に取り付けられており、したがって、靴の先端が後方を指しているときの、すなわち靴８が傾斜した位置で生じる摩擦力も測定することができる。装置は取付けプレート１の片側に取り付けられて、表面２３上にしっかり位置決めされ、安定している。アーム５に荷重をかけるための、現在使用されていないおもりは、一時的に装置２１内に収納することができる。装置はまた、ハンドル２５を備える。ハンドル２５は、図１で休止位置に配置され、図２ａおよび２ｂで作動位置に移動させられている。作動位置では装置が車輪３上に載り、このハンドルを把持し、装置を傾斜させて、対象領域を通って容易に運動させることができる。図２ａおよび２ｂにさらに示すように、装置の移送を容易にするため、移送位置で外形寸法が最小になるようにして装置全体が分解される。おもり１７はすべて、この位置で装置内２１に収納され、スピンドル１０はバー７から取り外され、それによって全体を折り畳むことができ、その結果外形寸法が極めて小さくなる。
【００２２】
図３は、図１の装置の変形例を概略的に示している。これの相異点は、アーム５に荷重をかけるための手段が、ここでは、そのアンカー３１が伸縮ばね３２を介してアーム５と結合されている電磁アクチュエータ３０の形状であることである。アクチュエータ３０はそれ自体、ピボット点３３を介して取付けプレート１に接続されている。アクチュエータ３０によってアーム５に及ぼされる力が歪みゲージ３５を用いて測定され、そのデータを制御装置（図示せず）に供給することができ、それによって、アーム５に及ぼされる力をこの制御装置を用いて変動させることができる。これによって、アーム５が上向きに運動しているときでさえも、アーム５への荷重を一定に保持することが可能になる。
【００２３】
前記で述べたように、表面２３の転がり摩擦を決定するために人工脚８を回転自在なローラと置き換えることが可能である。ここで、バー７内に生じる力は、歪みゲージ２４を用いて前と同じようにして測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】芝の表面、特に人工芝の表面の静摩擦係数および／または動摩擦係数を測定するための測定装置の、一定の比率ではない略断面図である。
【図２】移送に適した位置での図１の装置を示す図である。
【図３】特に天然または人工芝の表面の、静摩擦係数および／または動摩擦係数を測定するための測定装置の、一定の比率ではない略断面図である。
【国際公開パンフレット】
2004526140.tif 000002
2004526140.tif 000003
2004526140.tif 000004
2004526140.tif 000005
2004526140.tif 000006
2004526140.tif 000007
2004526140.tif 000008
2004526140.tif 000009
2004526140.tif 000010
2004526140.tif 000011
2004526140.tif 000012
2004526140.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成15年4月24日(2003.4.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面、特に天然または人工芝の表面の静摩擦係数および／または動摩擦係数を測定するための装置であって、
枠（１）を備えており、この枠（１）に対して第１のアーム（５）が一方の側（４）にピボット回転自在に接続され、前記第１のアームは、そのもう一方の側（６）で、測定される表面（２３）と接触させて配置することができる表面を有する本体（８）が取り付けられたバー（７）にピボット回転自在に接続され、
バー（７）上に測定される表面（２３）の方向の力を及ぼすための荷重手段（１６、１７）がさらに存在し、
バー（７）がバー内に生じる力を測定するための手段（２４、３５）をさらに備え、該手段は、第１のアームによるピボット点（６）と前記本体（８）を担持することが可能な側との間の点に存在する装置であって、
前記バー（７）が、それにトルクを及ぼすための手段（１０、１１、１３、１４）とさらに接続され、前記トルクが、ピボット点（９）回りで作用し、それによって前記本体（８）を前記枠（１）に対して変位させることを特徴とする装置。
【請求項２】
バー（７）内に生じる力を測定するための手段が、歪みゲージ（２４，３５）からなることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記バー上に前記回転モーメントを及ぼすための手段が第１のアーム（５）に対して少なくともほぼ平行に延びるロッドまたはスピンドル（１）からなり、該ロッドまたはスピンドルは一方でバー（７）上の点（９）にピボット回転自在に接続され、もう一方（１２）で枠にピボット回転自在に接続され、さらに、その２つのピボット点の間のロッドまたはスピンドルの長さを変動させるための手段が存在していることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記ロッドまたはスピンドルが、それぞれ油圧または空気圧シリンダまたは回転可能なナット（１１）と螺合された油圧式または空気圧式ロッドまたはねじ式スピンドル（１０）であり、前記シリンダまたはナットが枠とピボット回転自在に接続されていることを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記荷重手段が、可動アンカーが伸縮ばねを介して第１のアーム上の点と接続されている電磁アクチュエータからなることを特徴とする請求項１、２、３または４に記載の装置。
【請求項６】
力測定手段は、アクチュエータによって及ぼされる力を制御するために第１のアーム上に存在することを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
荷重手段が第１のアームにピボット回転自在に接続されたロッド（１６）によって形成され、該ロッドは、その上におもり（１７）を設けることができ、平行四辺形の形状のスクエア・リンケージの一部を形成することを特徴とする請求項１、２、３または４に記載の装置。
【国際調査報告】
2004526140.tif 000014
2004526140.tif 000015
2004526140.tif 000016