特開 2022-187134 球体浮上装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022187134

(43)【公開日】2022-12-19

(54)【発明の名称】球体浮上装置

(51)【国際特許分類】

   A63B 69/00 20060101AFI20221212BHJP

【ＦＩ】

A63B69/00 503E

A63B69/00 503Z

【審査請求】有

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021094987

(22)【出願日】2021-06-07

(71)【出願人】

【識別番号】392026121

【氏名又は名称】株式会社西野製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100078673

【弁理士】

【氏名又は名称】西 孝雄

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 正人

(57)【要約】

【課題】ノズルからの空気噴流６により、野球ボール、バレーボールその他の球体を定位置に浮上させる装置に関し、寸法や重さの異なる球体に対応する装置を容易に設計でき、かつそれぞれの球体の浮上位置をより安定に保持することができる上記装置を得る。
【解決手段】所望の浮上位置における球体２１の中心２２を中心とする水平面上の円弧を複数に分割した各分割点、好ましくは等分割した分割点に向けて、それぞれ同一仕様のブロワ装置３（３ａ、３ｂ、３ｃ）からの吐出空気を上方に向けて噴出する同一形状のノズル１（１ａ、１ｂ、１ｃ）を配置したことを特徴とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

所望の浮上位置における球体の中心を中心とする水平面上の円弧を複数に分割した各分割点に向けて、それぞれ同一仕様のブロワ装置からの吐出空気を上方に向けて噴出する同一形状のノズルを配置した、球体浮上装置。

【請求項2】

前記分割が等分割である請求項１記載の球体浮上装置。

【請求項3】

前記それぞれのノズルが、所望の浮上位置における球体の中心を通る鉛直線を中心とする円弧を前記複数に分割した各分割点の位置に配置されている、請求項１又は２記載の球体浮上装置。

【請求項4】

前記それぞれのノズルから噴き出される噴流の方向が互いに平行な鉛直方向である、請求項３記載の球体浮上装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、野球ボール、ソフトボール、バレーボールその他の球体を空気噴流で定位置に浮上させる装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

ブロワの吐出空気を鉛直上方に向けて噴出し、その噴流でボールを浮上させるバッティング練習装置は、特許文献１、２により提案されている。

【0003】

これらのバッティング練習装置は、単一のノズルから鉛直上方に噴き出す空気によりボールをノズルの上方定位置で保持するというものである。

【0004】

一般的に考えると、単一のノズルから噴き出す単一の噴流は、その噴流の中心部の流速が最も速く、従って噴流中心の支持力が最大となるから、浮上しているボールが噴流中心から横方向にずれて落下し、ボールを所望位置に保持することができないように思われる。

【0005】

しかし実際に行ってみると、浮上したボールは所望位置を中心に揺れ動くけれど落下することなく保持される。

【0006】

その理由は、図７に示すように、ボール２１がノズル１から噴き出す噴流の中心からずれると、
ａ．そのずれ側ｓの反対側のボール表面に沿って流れる気流ｔが速くなり、ベルヌーイの定義から、ずれ側の気流ｕとそのずれ反対側の気流ｔの静圧差によりボールにずれ方向と逆方向の力が働くか、
ｂ．ずれ側を流れる気流ｕの量よりずれ反対側を流れる気流ｔの量の方が多くなるので、ボールの背後にできるずれ反対側渦ｗの大きさがずれ側渦ｖより大きくなり、その負圧差によりボール２１にずれ方向ｓの反対側上方に引き上げる力が働くか、の一方ないし両方の作用によるものと考えられる。

【0007】

なお、この種の球体浮上装置として、１００ボルト交流駆動の１基のブロワからの噴流では硬式野球のボールを必要な高さに浮上させることができず、２００ボルト駆動のブロワを用いると日本の配電事情では利便性が低下することから、１００ボルト駆動のブロワを２基用いてそれらのノズルからの噴流が合流してボールに衝突するようにしたバッティング練習装置が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２００５－１４３９９５号公報

【特許文献2】特開２０１１－１０４１９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

上記のように、単一ノズルから上方に噴き出す噴流でボールをほぼ定位置に保持することができるから、ボールを定位置で保持するためには３本の支柱で支持しなければならない剛体による支持とは異なり、複数のノズルから複数の噴流を噴き出すという複雑な構造を採用する必要がないと考えられる。

【0010】

しかし、単一ノズルの場合には、次のような問題がある。すなわち、野球ボールやテニスボール程度の大きさのボールを浮上させれば良いバッティング練習装置では問題にならないが、例えばソフトボールやバレーボールなど、いろいろな大きさの球体を浮上させる装置を得ようとすると、球体の大きさが変わる毎にノズル形状やブロワの仕様を変更しなければならず、球体の大きさや重さ毎の設計の変更が必要になること、また、球体寸法が大きくなると浮上している球体の揺れ幅も大きくなるという問題が生ずる。

【0011】

そこでこの発明は、浮上させようとする球体の寸法や重さが変わったときも、それに対応する浮上装置を容易に設計することができ、かつ比較的安価に製作することができる球体浮上装置を提供することを課題としている。

【課題を解決するための手段】

【0012】

この発明の球体浮上装置は、ノズル１（１ａ、１ｂ、１ｃ）のノズル口２（２ａ、２ｂ、２ｃ）から噴出する空気の噴流６（６ａ、６ｂ、６ｃ）により、野球ボール、ソフトボール、バレーボールその他の球体２１をノズル１の上方の所定位置に浮上させてその浮上位置に保持する装置である。

【0013】

この発明の球体浮上装置は、所望の浮上位置における球体２１の中心２２を中心とする水平面上の円弧を複数に分割した各分割点、好ましくは等分割した分割点に向けて、それぞれ同一仕様のブロワ装置３（３ａ、３ｂ、３ｃ）からの吐出空気を上方に向けて噴出する同一形状のノズル１（１ａ、１ｂ、１ｃ）を配置したことを特徴とするものである。

【0014】

前記分割点は、各ノズル１の軸心を通る線と浮上位置における球体２１の中心２２を含む水平面とが交わる点である。

【0015】

複数のノズル１は、それぞれのノズル口２（２ａ、２ｂ、２ｃ）からの噴流６（６ａ、６ｂ、６ｃ）と浮上している球体２１の衝突位置８（８ａ、８ｂ、８ｃ及び８ｄ～８ｇ）までの距離が等しくなる位置に配置する。最も単純な態様は、所望の浮上位置における球体２１の中心２２を通る鉛直線を中心とする円弧をノズル１の数で等分割した各分割点の位置にノズル１を配置することである。

【0016】

配置する複数のノズル１やブロワ装置３を相互に干渉させることなく配置することができれば、複数のノズル１から噴き出される噴流６の方向が互いに平行な鉛直方向となるように、すなわち、ノズル１を鉛直上向きにして配置する。そのようにすれば、装置筐体への複数のノズル１及びブロワ装置３の固定構造を単純化できる。

【0017】

球体２１の浮上高さは、ノズル１から噴出される空気の速度ないし風量を調整すれば良い。この発明の装置では、同一形状のノズル１を備えた同一仕様のブロワ装置３を用いるので、複数のモータ５を１個のコントローラで一括制御することが可能である。

【0018】

しかし、各ブロワ装置３の性能のばらつきや経年変化による性能低下のばらつきが懸念されるときは、複数のブロワ装置３をそれぞれ個別に制御する制御手段を設けるのがより好ましい。

【発明の効果】

【0019】

空気噴流６によって球体２１を所望高さで保持する球体浮上装置では、浮上させようとする球体２１の大きさや重さによって噴流６の風量や速度を変える必要がある。１個のブロワ装置で球体を浮上させる従来装置では、浮上させる球体の重さや大きさに応じて、ブロワ装置の仕様やノズルの形状を個別に設計しなければならない。

【0020】

一方、この発明の球体浮上装置では、同一形状のノズル１を備えた同一仕様の複数のブロワ装置３を用いるので、ブロワ装置の数を変えること、あるいは球体２１に対する噴流６の衝突位置８を変えることで、球体２１の重さや大きさの変化に対応することができる。

【0021】

例えば、球体２１の重さが重いときは、球体２１に対する複数の噴流６の衝突位置８を球体の中心２２に近い円弧の分割点に設定し、それでも足りないときはブロワ装置３の数を増やすことで対応できる。また、球体２１が軽いときは、球体の周縁２３に近い位置、さらには球体の周縁２３の外側に噴流６が衝突するようにノズル１を配置する。

【0022】

また、ノズルが１個の浮上装置では、球体が大きいと球体の浮上位置が安定せず、これを安定させようとすると大容量のブロワ装置を必要とし、球体の重さについてはブロワ装置の吐出圧で対応しなければならない。しかし、この発明の装置では、ボールの大きさに応じて大きくした円弧を等分割した位置に噴流６を衝突させることで同一仕様のブロワ装置３の数を増やすことにより、球体２１の大きさの変化にも容易に対応できる。

【0023】

すなわち、この発明の球体浮上装置では、浮上させようとする球体の重さや大きさに対応する装置を容易に設計・製作することができ、従って装置をより安価に提供でき、それぞれの球体の浮上位置をより安定に保持することもできるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】第１実施例装置の内部と浮上している球体を示した側面図

【図2】第１実施例装置の上面図

【図3】球体と衝突する位置におけるノズルからの噴流の拡がりを示す模式図

【図4】ノズルを傾斜させたノズル部分と浮上している球体の側面図

【図5】図４における噴流の拡がりと球体に衝突する噴流中心の位置を示す模式図

【図6】４個のノズルを矩形に配置した上面図

【図7】単一ノズルにおける球体周囲の空気の流れを示す模式図

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、添付図面を参照してこの発明の実施形態を説明する。

【0026】

図１－３に示す第１実施例の装置は、３個の噴流６（６ａ、６ｂ、６ｃ）で野球のボール２１を浮上させる装置で、３個の遠心ブロワ装置３（３ａ、３ｂ、３ｃ）を備えている。各ブロワ装置３は、ブロワ本体４（４ａ、４ｂ、４ｃ）と駆動モータ５（５ａ、５ｂ、５ｃ）とを備えており、噴流６を噴出するノズル１（１ａ、１ｂ、１ｃ）がそれぞれのブロワ本体４の吐出口に直結されている。各ブロワ装置３は、ノズル１を鉛直上向きにして、図示しないブラケットで装置筐体１１に固定されている。

【0027】

装置筐体１１には、３個のモータ５の回転数を一括して制御するコントローラ１２が設けられており、その調整つまみ１３を操作することにより、３個のモータ５の回転数、従って各ノズル１から噴出する噴流６の速度ないし風量を一括して調整できるようになっている。

【0028】

ボール２１を所望位置で保持するためには、３個のノズル１からの噴流６の速度ないし風量が等しくなるように調整すべきであるから、各ノズル１及びブロワ装置３の特性の同一性が保証される場合は、１個のコントローラ１２で３個のモータ５を同時に制御してやれば良い。

【0029】

鉛直上向きに配置したノズル１は、そのノズル口２を同一高さにして、上面視で正三角形の各頂点位置７（７ａ、７ｂ、７ｃ）に配置されている。上面視でのノズル口２の中心７、従って噴流６の中心とボール２１との関係が図３に示されている。この第１実施例では、噴流の中心８がボール２１の周縁部の円周を３等分する位置でボール２１に衝突している。

【0030】

ノズル口２から噴出した噴流６は、ノズル口２から離れるに従って拡がり、周囲の空気を引き込んで伴流を生じさせるとともに、噴流の中心と周縁部とに速度差が生ずる。図３の各噴流の中心８を中心とする円９（９ａ、９ｂ、９ｃ）は、ボール２１に衝突する位置における伴流を含む噴流６の拡がりを模式的に示したものである。各円９の周縁部の噴流速度は低下するが、３個の円９が重なっている領域２５の速度低下は抑えられる。従って、噴流周辺部の噴流速度が低下しても、ボール２１の直下では、３個の噴流６相互の重なりにより噴流速度は比較的高く保たれ、かつボール２１の周縁外側部に噴流中心近くを流れる速い流れがあるので、ボール２１の浮上状態が安定し、浮上位置でのボール２１の揺れ動きを抑えることができる。

【0031】

図３に示す第１実施例では、ボール２１に衝突する位置での噴流中心８をボール周縁に近い位置としているが、ボールの大きさや重さにより、ボール２１に衝突する高さでの噴流中心８とボール２１との位置関係を調整することができる。例えばボールが重い場合、ボールの浮上高さが低下する傾向になるが、図５に示すように、ボール２１への衝突高さにおける噴流中心８を図３の場合よりボール２１の中心２２に近い位置とすることにより、ブロワの風量を大きくしないで浮上高さを維持できるかもしれない。

【0032】

そのような場合には、ノズル１相互の間隔を接近して配置しても良いし、例えば、図４に示すように、第１実施例における３本のノズルをノズル配置の中心側にそれぞれ等しく傾斜させて配置しても良い。そのようにすれば、図５に示すように、ボール２１に衝突する高さでの各噴流中心の位置８をボールの中心２２側に移動させることができ、３個の噴流の重なり領域２５をボール直下側に広げて、ボール２１の支持力を大きくすることができる。

【0033】

このように複数の噴流６でボール２１を浮上させるこの発明の装置では、ボール２１に衝突するときのボール周囲の風圧の分布を変えることができ、これにより、ボール２１を浮上させる力と浮上状態のボール２１の安定性を調整できる。

【0034】

以上は３個のノズルを等間隔に配置した例であるが、ボールが大きいときはより多くのノズルを設けるのが好ましい。この場合、ノズルの配置を等間隔としない態様も可能で、ボールに対する複数の噴流の衝突位置がボール中心２２に対して対称になるようにすることもできる。例えば、図６に示すように、矩形の頂点位置８ｄ～８ｇで４個のノズル口２からの噴流を衝突させるような実施態様も可能である。

【0035】

なお、ノズルが３個の場合でも、ノズルの傾斜により、ボールに衝突する位置での噴流中心が正３角形の頂点位置になるようにすれば、ノズル自体の配置をずらすことが可能である。ただし、同一の固定具を用いて装置筐体内に複数のブロワ装置を固定することができるから、ノズル１を３個以上配置する場合でも、ボールに衝突する複数の噴流６の衝突位置８とノズル１との配置位置とを同一ないし相似形にするのが装置の製造上好ましい。

【符号の説明】

【0036】

１（１ａ、１ｂ、１ｃ） ノズル
２（２ａ、２ｂ、２ｃ） ノズル口
３（３ａ、３ｂ、３ｃ） ブロワ装置
６（６ａ、６ｂ、６ｃ） 噴流
８（８ａ、８ｂ、８ｃ及び８ｄ～８ｇ） 噴流中心
２１ 球体
２２中心

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】