衝撃吸収材は人工芝システムの機械的特性にどのように影響しますか？履物との相互作用の最適化

衝撃吸収材は、人工芝システムの重要な減衰層として機能し、安全性とプレイアビリティの両方を決定します。 主に、衝撃エネルギーを吸収し、システムの垂直変形能力を提供することによって、機械的特性に影響を与えます。この変形は、履物のスタッドが表面にどれだけ深く貫通するかを決定し、それがアスリートが経験する摩擦トルク、つまり回転抵抗を直接調整します。

衝撃吸収材は、システムの主要な安全メカニズムとして機能し、関節保護のためのエネルギー吸収と、履物と表面の摩擦を管理するための制御された変形のバランスをとります。スタッドの貫通深さを調整することにより、パッドは表面が関節に対して硬すぎず、足に対して制限が多すぎないようにします。

機械システム特性への影響

エネルギー吸収と関節保護

衝撃吸収材の主な役割は、足の着地や転倒などの高衝撃イベント中の運動エネルギーを散逸させることです。力の大部分を吸収することにより、アスリートの関節や靭帯に伝達される衝撃負荷を軽減し、急性および慢性の傷害のリスクを効果的に低減します。

垂直変形能力

衝撃吸収材の厚さと材料密度は、システムの垂直変形、つまり重量がかかったときに表面がどれだけたわむかを定義します。この「コンプライアンス」は、自然な感触で、芝がコンクリートのように感じられるのを防ぐのに必要なクッション性を提供する表面を作成するために不可欠です。

システムの整合性と寿命

衝撃吸収材が衝撃の大部分を処理するため、インフィルとカーペット繊維が速すぎて圧縮されるのを防ぎます。これにより、長年の激しい使用にわたってシステム全体の機械的完全性を維持し、安全上の利点が早期に低下しないようにします。

履物との相互作用のメカニズム

スタッドの貫通深さ

衝撃吸収材によって提供される垂直変形は、履物のスタッドが芝のパイルにどれだけ深く沈むかに直接影響します。制御された圧縮を可能にするパッドは、スタッドが硬い下地に対して底打ちすることなく、インフィルに適切に収まることを保証します。

摩擦トルクの調整

摩擦トルクとは、ピボットまたは方向転換時にアスリートが感じる回転抵抗です。衝撃吸収材は、この力を間接的に調整します。スタッドの貫通深さを制御することにより、靴と芝の間の機械的な「ロック」を制限し、回転力が人間の膝にとって安全な範囲内に保たれるようにします。

トラクションと表面安定性

パッドは変形を許容しますが、アスリートが蹴り出すための安定したプラットフォームも提供する必要があります。パッドと履物の間の相互作用は、「グリップ」（スピードに必要な）と「リリース」（ピボット中の安全に必要な）の間のバランスを決定します。

トレードオフの理解

過度の柔らかさのリスク

衝撃吸収材が厚すぎたり柔らかすぎたりすると、結果として生じる過度の変形により、表面が不安定または「スポンジ状」に感じられる可能性があります。この不安定性は、予測不可能な表面でバランスを維持するために体がより一生懸命働くため、筋肉の疲労を早期に引き起こす可能性があります。

高トルク対低トラクション

深いスタッドの貫通を可能にする衝撃吸収材は、危険なレベルまで回転抵抗を増加させる可能性があり、ACLまたは足首の傷害につながる可能性があります。逆に、硬すぎるパッドはスタッドの適切な収まりを防ぎ、トラクションの喪失と滑りの増加につながる可能性があります。

特定のユースケースに合わせてシステムを最適化する

適切な衝撃吸収材を選択するには、特定のスポーツのニーズとアスリートの年齢およびスキルレベルのバランスをとる必要があります。

若者または高衝撃スポーツの傷害予防が主な焦点の場合： 関節保護を最大化するために、高いエネルギー吸収と中程度の垂直変形を備えた衝撃吸収材を優先してください。
エリートアスリートのパフォーマンスとスピードが主な焦点の場合： 高速操作中の迅速なエネルギーリターンと安定したフットワークを確保するために、垂直変形を制限する薄くて硬い衝撃吸収材を選択してください。
交通量の多いエリアでのシステム寿命が主な焦点の場合： 永久圧縮（セット）に抵抗する高密度材料を選択して、芝の寿命全体にわたって機械的特性が一貫して維持されるようにしてください。

高品質の衝撃吸収材の統合は、基本的な芝の設置を高パフォーマンスのアスリート表面に変換し、アスリートを保護するための最も効果的な方法です。

概要表：

特徴	機械的特性への影響	履物との相互作用
エネルギー吸収	衝撃力を散逸させ、関節/靭帯を保護する	足の着地時のピーク負荷を軽減する
垂直変形	表面のコンプライアンスと「感触」を定義する	スタッドの貫通深さを調整する
摩擦トルク	システムの回転抵抗を管理する	ピボット中の機械的ロックを制限する
システム安定性	インフィルの急速な圧縮を防ぐ	プッシュオフのための安定したプラットフォームを提供する

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参考文献

Harry McGowan, Steph Forrester. The effect of rotational velocity on rotational traction across a range of artificial turf surface systems. DOI: 10.1038/s41598-023-48134-0

この記事は、以下の技術情報にも基づいています 3515 ナレッジベース .