(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】P2023127636
(43)【公開日】2023-09-14
(54)【発明の名称】弾性体及びバット
(51)【国際特許分類】
A63B 59/56 20150101AFI20230907BHJP
A63B 102/18 20150101ALN20230907BHJP
【FI】
A63B59/56
A63B102:18
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022031437
(22)【出願日】2022-03-02
(71)【出願人】
【識別番号】000004640
【氏名又は名称】日本発條株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100110629
【弁理士】
【氏名又は名称】須藤 雄一
(74)【代理人】
【識別番号】100166615
【弁理士】
【氏名又は名称】須藤 大輔
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 秀雅
(72)【発明者】
【氏名】川井 洋介
(72)【発明者】
【氏名】金澤 孝悦
(72)【発明者】
【氏名】石津 友康
(72)【発明者】
【氏名】新井 建佑
(72)【発明者】
【氏名】村上 謙二
(72)【発明者】
【氏名】吉塚 泰丈
(57)【要約】
【課題】弾性体でのエネルギー損失を低減し、反発力を向上することが可能な弾性体を提供する。
【解決手段】球技用のバット1の打球部13に取り付けられる弾性体であって、径方向の外側に配置された外環状部23と、径方向の内側に配置された内環状部21と、外環状部23を内環状部21に対し径方向で支持すると共に周方向及び径方向へ撓みが可能なばね部19と、外環状部23と内環状部21との間に区画され、ばね部19の撓みを許容しながら外環状部23の径方向内側への変形を可能にする空間部25とを備える。
【選択図】
図4
【特許請求の範囲】
【請求項1】
球技用のバットの打球部に用いられる弾性体であって、
径方向の外側に配置された外環状部と、
前記径方向の内側に配置された内環状部と、
前記外環状部を前記内環状部に対し前記径方向で支持すると共に前記径方向へ撓み可能なばね部と、
前記外環状部と前記内環状部との間に区画され前記ばね部の撓みを許容しながら前記外環状部の径方向内側への変形を可能にする空間部と、
を備えた弾性体。
【請求項2】
請求項1の弾性体であって、
前記ばね部は、前記内環状部から前記外環状部へ向けて放射状に広がる複数のばねを有する、
弾性体。
【請求項3】
請求項2の弾性体であって、
前記ばねは、板ばねである、
弾性体。
【請求項4】
請求項3の弾性体であって、
前記板ばねは、繊維強化プラスチック製である、
弾性体。
【請求項5】
請求項3の弾性体であって、
前記板ばねは、金属製である、
弾性体。
【請求項6】
請求項3の弾性体であって、
前記板ばねは、ゴム製である、
弾性体。
【請求項7】
請求項3の弾性体であって、
前記板ばねは、樹脂製である、
弾性体。
【請求項8】
請求項1の弾性体であって、
前記ばね部は、ハニカム構造体である、
弾性体。
【請求項9】
請求項1の弾性体であって、
前記ばね部は、立体メッシュである、
弾性体。
【請求項10】
請求項1~9の何れか一項の弾性体であって、
前記ばね部は、前記外環状部と前記内環状部との間に結合せずに介在してスペーサとして機能する、
弾性体。
【請求項11】
請求項1~10の何れか一項の弾性体であって、
前記外環状部が内装される外管を備えた、
弾性体。
【請求項12】
請求項1~10の何れか一項の弾性体であって、
前記外環状部と一体の外管を備えた、
弾性体。
【請求項13】
請求項1~12の何れか一項の弾性体を備えたバットであって、
前記弾性体が取り付けられる芯材を備えた、
バット。
【請求項14】
請求項13のバットであって、
前記内環状部が前記芯材に外装された、
バット。
【請求項15】
請求項13又は14のバットであって、
前記内環状部は、前記芯材と一体である、
バット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、球技用のバットに用いられる弾性体及びこれを用いたバットに関する。
【背景技術】
【0002】
従来のこの種のバットとしては、例えば特許文献1に記載のように、円柱状のベース部材に円筒状の弾性体を一体化して打球部を構成したものがある。
【0003】
このバットは、打球時に弾性体が変形することで、ボールの変形を抑制すると共に、弾性体が復元するときにボールに反発力を付与することによって打球の飛距離を向上することができる。
【0004】
しかし、従来のバットは、弾性体が発泡ポリウレタン等の粘弾性体であるため、粘弾性体での粘性減衰によるエネルギー損失が大きくなり、反発力に限界が生じ、結果として打球の飛距離に限界があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
解決しようとする問題点は、弾性体でのエネルギー損失が大きくなり、反発力に限界があった点である。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、球技用のバットの打球部に用いられる弾性体であって、径方向の外側に配置された外環状部と、前記径方向の内側に配置された内環状部と、前記外環状部を前記内環状部に対し前記径方向で支持すると共に前記径方向へ撓み可能なばね部と、前記外環状部と前記内環状部との間に区画され前記ばね部の撓みを許容しながら前記外環状部の径方向内側への変形を可能にする空間部と、を備えた弾性体を提供する。
【0008】
また、本発明は、上記弾性体を備え、弾性体が取り付けられる芯材を備えたバットを提供する。
【発明の効果】
【0009】
本発明は、ボールが衝突する際に、外環状部及び内環状部の間で空間部がばね部の撓みを許容しながら外環状部の径方向内側への変形を可能にする。このため、ボールの衝突時に、弾性体の体積変化を抑制して粘性減衰によるエネルギー損失を抑制し、弾性体の反発力を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【
図1】
図1は、本発明の実施例1に係るバットを示す斜視図である。
【
図3】
図3(A)は、実施例1に係る
図2のIII-III線における断面図、
図3(B)は、比較例に係る
図2のIII-III線に対応する断面図である。
【
図4】
図4(A)は、実施例1に係る
図2のIII-III線における打球時の断面図、
図4(B)は、比較例に係る
図2のIII-III線に対応する打球時の断面図である。
【
図5】
図5は、実施例1の変形例1に係る
図2のIII-III線に対応する断面図である。
【
図6】
図6は、実施例1の変形例2に係る
図2のIII-III線に対応する断面図である。
【
図7】
図7は、実施例1の変形例3に係る
図2のIII-III線に対応する断面図である。
【
図8】
図8は、実施例1の変形例4に係る
図2のIII-III線に対応する断面図である。
【
図9】
図9は、本発明の実施例2に係る
図2のIII-III線に対応する断面図である。
【
図10】
図10は、本発明の実施例3に係る
図2のIII-III線に対応する断面図である。
【
図11】
図11は、本発明の実施例4に係る
図2のIII-III線に対応する断面図である。
【
図12】
図12は、実施例4の変形例に係る
図2のIII-III線に対応する断面図である。
【
図13】
図13は、実施例4の変形例に係る
図2のIII-III線に対応する断面図である。
【
図14】
図14は、実施例4の変形例に係る
図2のIII-III線に対応する断面図である。
【
図15】
図15は、実施例5に係る
図2のIII-III線に対応する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
弾性体でのエネルギー損失を低減し、反発力を向上するという目的を、外環状部及び内環状部間をばね部により支持すると共に外環状部及び内環状部間に空間部を区画した弾性体により実現した。
【0012】
図のように、本発明の弾性体5は、球技用のバット1の打球部13に用いられる弾性体であって、外環状部23と、内環状部21と、ばね部19と、空間部25とを備える。外環状部23は、径方向の外側に配置され、内環状部21は、径方向の内側に配置される。ばね部19は、外環状部23を内環状部21に対し径方向で支持すると共に径方向へ撓みが可能な構成となっている。空間部25は、外環状部23と内環状部21との間に区画され、ばね部19の撓みを許容しながら外環状部23の径方向内側への変形を可能にする。
【0013】
ばね部19は、外環状部23を内環状部21に対して支持するように材質、形状、構造、寸法、配置等が設定されればよく、複数のばね19a、ハニカム構造体、立体メッシュ等することが可能である。複数のばね19aは、内環状部21から外環状部23へ向けて放射状に広がってもよく、板ばね等により構成できる。板ばね19aは、繊維強化プラスチック製、金属製、ゴム製、樹脂製であってもよい。
【0014】
ばね部19は、外環状部と内環状部との間に結合せずに介在してスペーサとして機能させてもよい。
【0015】
また、弾性体5は、外環状部23が内装される外管29又は外環状部23と一体の外観29を備えてもよい。
【0016】
かかる弾性体5を備えたバット1は、弾性体5が取り付けられる芯材3を有する。
【0017】
このバット1において、弾性体5の内環状部21は、芯材3に外装され、或いは芯材3と一体であってもよい。芯材3と一体の場合は、芯材3に外装した上で一体に結合し、或いは芯材3の一部を構成するように一体に形成してもよい。
【実施例0018】
[バットの構造]
図1は、本発明の実施例1に係るバットを示す斜視図である。
図2は、
図1のバットを示す縦断面図である。
図3(A)は、実施例1に係る
図2のIII-III線における断面図、
図3(B)は、比較例に係る
図2のIII-III線に対応する断面図である。
【0019】
本実施例のバット1は、野球やソフトボール等の球技に用いられ、グリップ部7と、打球部13とを備えている。
【0020】
グリップ部7は、打者が把持する部分であり、芯材3の一部からなっている。
【0021】
芯材3は、横断面形状が円形の中空棒状体である。なお、芯材3の横断面形状は、先端側から基端側にかけて一定である。ただし、芯材3の横断面形状は長さ方向(バット1の長さ方向)で部分的に径を変更する等によって異なる形状とすることも可能である。また、芯材3の横断面形状は、円形に限られず、楕円等の他の形状を採用することが可能である。
【0022】
芯材3の材質は、繊維強化プラスチック(FRP)、実施例において炭素繊維強化プラスチック(CFRP)が用いられている。なお、芯材3の材質は、FRPに限定されるものではなく、金属や木等を用いることが可能である。
【0023】
中空の芯材3の肉厚は、部分的に薄く或いは厚くすることも可能である。芯材3は全体又は部分的に中実にすることもできる。
【0024】
この芯材3は、軸方向の基端側から先端側にかけて、グリップ部7、打球部領域9、ヘッド部11を一体に備えている。ただし、グリップ部7、打球部領域9、及びヘッド部11の何れかを選択して別体の部材として構成し、或いは各部全てを別体の部材として構成し、それら別体の部材を相互に一体的に結合して芯材3としても良い。また、ヘッド部11は省略することも可能である。
【0025】
グリップ部7は、打者が把持する円筒状部分である。本実施例のグリップ部3は、芯材3の形状に応じて横断面形状が円形の中空棒状である。このグリップ部7には、グリップテープ7aが巻かれている。グリップ部7の基端には、径方向に張り出したグリップエンド7bが設けられている。グリップ部7の先端には、打球部領域9が一体に設けられている。なお、径方向は、バット1の径に沿った方向であるが、径に対してやや斜めの方向も含む。
【0026】
打球部領域9は、弾性体5と共に打球部13を構成する芯材3の一部であり、横断面形状がほぼ均一な中空の円形である。なお、打球部領域9の横断面形状は、円形に限られず、他の形状とすることも可能である。例えば、打球部領域9の横断面形状は、打球部13の中心に対する径方向の一側と他側とで非対称となる形状や楕円形状等としてもよい。この打球部領域9の先端側にはヘッド部11が一体に設けられている。
【0027】
ヘッド部11は、中空の円板状に形成されている。ただし、ヘッド部11は、中実でもよい。ヘッド部11は、打球部領域9に対して径方向に膨出している。ヘッド部11の外径は、打球部13の外径とほぼ一致している。
【0028】
打球部13は、芯材3の打球部領域9に弾性体5が取り付けられて構成されている。なお、本実施例の弾性体5は、打球部領域9を有さないバットにも適用可能である。この場合、芯材3のグリップ部7に対して弾性体5を軸方向で結合して打球部13を構成すればよい。
【0029】
弾性体5は、打球時の自身の変形によりボールB(
図4参照)の変形を抑えると共にボールBに反発力を加えることが可能となっている。従って、弾性体5は、打球時に芯材3よりも変形しやすいものとなっている。なお、ボールBは、軟式ボールである。
【0030】
[弾性体]
弾性体5は、長さ方向で円筒部15及びテーパー部17を一体に備えている。なお、弾性体5は、長さ方向で分断した複数片により形成し、これらを連設してもよい。この場合、弾性体5の複数片は、それぞれで材質、形状、構造、寸法等を異ならせ、長さ方向で特性を調節することもできる。
【0031】
円筒部15は、打球部13の衝撃中心、いわゆるスイートスポットを含むスウィート領域として構成されている。ヘッド部11の外径とほぼ一致する打球部13の外径は、弾性体5における円筒部15の外径となる。
【0032】
弾性体5は、円筒部15の先端が芯材3のヘッド部11に突き当てられ、テーパー部17の基端が芯材3側のカラー27によって抜け止めがなされている。
【0033】
この弾性体5は、径方向においてばね部19と内環状部21と外環状部23とを一体に備え、内環状部21及び外環状部23との間に空間部25を備えている。弾性体5の材質は、例えばCFRPであるが、芯材3よりも変形しやすい限り、任意の材質を採用可能である。例えば、弾性体5は、CFRP以外のFRPや他の樹脂材或いはゴム等のエラストマー、若しくは金属とすることも可能である。
【0034】
この弾性体5は、射出成型、押出成型、3Dプリンター等で製造できる。なお、ばね部19と内環状部21と外環状部23とを同材質又は異なる材質により別々に形成し、内環状部21と外環状部23との間にばね部19を長さ方向から挿入して結合させることもできる。結合は、接着、溝による位置決め等、種々選択することができる。
【0035】
また、ばね部19は、内環状部21と外環状部23との間に結合せずにスペーサとして介在させてもよい。この場合、弾性体5は、分解や組立てがしやすく、メンテナンス性やカスタム性に優れる。また、ばね部19の後述する板ばね19aの枚数を調整することで反発特性だけでなく重量も調整することが可能であり、バット1の反発特性のみならず重量のバランスを調整することも可能である。
【0036】
ばね部19を内環状部21と外環状部23との間に結合しない場合は、回り止めの観点から、板ばね19aを係合させる溝を内環状部21と外環状部23とに設けるのが好ましい。さらに好ましくは、板ばね19aの少なくとも一つを周方向で逆向きに配置する。
【0037】
内環状部21は、径方向の内側に配置された環状部材である。外環状部23は、径方向の外側に配置された環状部材である。本実施例の内環状部21及び外環状部23は、横断面において均一な厚みの円環状に形成されている。内環状部21の厚みは、外環状部23の厚みと同一である。なお、内環状部21及び外環状部23は、厚みを相互に異ならせたり、周方向及び軸方向で部分的に変化させてもよい。
【0038】
内環状部21は、外環状部23よりも外径が小さく形成されると共に外環状部23に同心状に配置されている。なお、内環状部21の外径に対し、外環状部23の外径は、円筒部15においてほぼ2倍程度となっている。ただし、この直径寸法の相互関係は、種々選択することができる。この内環状部21に対し外環状部23がばね部19により径方向で支持されている。
【0039】
内環状部21は、芯材3に外装可能に構成されており、外環状部23は、外管29に内装可能に構成されている。すなわち、内環状部21は、芯材3の打球部領域9の外周面に嵌合して、着剤や嵌合等の適宜の手段により固定されて一体に外装されている。また、外環状部23は、外管29の内周面に嵌合し、接着剤等により固定されて内装されている。これにより、バット1の製造が容易になる。また、弾性体5の重量に応じてバット1のバランスを調整することも可能である。
【0040】
外管29は、ボールBとの衝突に対する耐久性を向上する。本実施例の外管29は、ポリウレタンフィルム等の熱可塑性樹脂等からなる円筒膜状に形成されている。なお、外管29は省略することも可能である。
【0041】
ばね部19は、内環状部21及び外環状部23の間で周方向に相互の間隔を有して配置されると共に外環状部23を内環状部21に対し径方向で支持している。この支持形態は、任意であり、上記のように内環状部21及び外環状部23をばね部19で一体に結合する他、内環状部21及び外環状部23間にばね部19を結合させずに介在させてもよい。
【0042】
ばね部19は、内環状部21及び外環状部23の間で放射状に広がる複数のばねからなる。本実施例のばね部19のばねは、板ばね19aであるが、棒状のばね等とすることも可能である。板バネ19aは、本実施例において横断面が屈曲している。
【0043】
具体的には、ばね部19は、複数枚、例えば16枚の板ばね19aが周方向でほぼ等間隔に配列された構成となっている。なお、板ばね19aは、不均一な間隔で配列させることもできる。また、板ばね19aの数は、要求される弾性等に応じて適宜変更可能である。
【0044】
各板ばね19aは、同一形状である。各板ばね19aは、内環状部21及び外環状部23間で弾性体5の長さ方向の全域にわたる。ただし、板ばね19aの板厚は、板ばね19aと外環状部23との協働によりボールBとの衝突時に変形できるように設定すればよい。なお、板ばね19aは、一部又は全部を異なる板厚や長さ等を有するように構成してもよい。テーパー部17において、板ばね19aは、内環状部21及び外環状部23の径の縮小に応じて寸法が縮小形成されている。
【0045】
各板ばね19aは、径方向の内側及び外側の縁部が、弾性体5の内環状部21及び外環状部23にほぼ同一半径上で結合されている。この板ばね19aは、横断面が径方向の中間部で屈曲して形成されている。板ばね19aの屈曲形状は、屈曲の向きを弾性体5の周方向で同一方向に向けて配置されている。板ばね19aの配列は、屈曲形状を向かい合わせた対を周方向に間隔を置いて配列させることもできる。
【0046】
板ばね19aの屈曲角度は、板ばね19aと外環状部23との協働によりボールBとの衝突時に変形できるように設定すればよい。この板ばね19aの屈曲角度は、本実施例において一定であるが、板ばね19aの一部又は全部において異ならせてもよい。
【0047】
ばね部19の各板ばね19aの撓みは、空間部25により内環状部21及び外環状部23の間で径方向に許容される。本実施例の板ばね19aは、周方向にも撓みが許容される。この板ばね19aの撓みと共に外環状部23の内環状部21に対する径方向内側への変形を可能にする。
【0048】
空間部25は、外環状部23と内環状部21との間に区画され、ばね部19の撓みを許容しながら外環状部23の径方向内側への変形を可能にする。本実施例の空間部25は、内環状部21と外環状部23との径方向での間で周方向で隣接する板ばね19a間に存在している。
【0049】
この空間部25は、弾性体5の長さ方向の端部において開放された形態となっている。ただし、弾性体5の両端部を閉じて、空間部25を密閉形態に形成することもできる。この場合、空間部25に各種ガスを封入することもできる。
【0050】
空間部25は、ばね部19の撓みを許容しながら外環状部23の径方向内側への変形を可能にすればよく、大きさ、配置、形状、構造等は適宜設定可能である。
【0051】
[バットの作用]
図4(A)は、
図2のIII-III線における打球時の断面図、
図4(B)は、比較例に係る
図2のIII-III線に対応する打球時の断面図である。
【0052】
なお、比較例のバット1は、
図3(B)のように、内環状部21と外環状部23との間に粘弾性体(ウレタン)19が空間部を有することなく密に介設された弾性体5を有する。
【0053】
本実施例のバット1では、
図4(A)のように、打球時、つまり打球部13とボールBとの衝突時に、弾性体5の変形によってボールBの変形が抑制されると共にボールBに対する反発力が発生する。このとき、弾性体5は、外環状部23を介してボールBの衝突箇所周辺の板ばね19aが空間部25内で撓む。
【0054】
この板ばね19aの撓みにおいて、ボールBの衝突箇所に近い板ばね19aは、相対的に径方向へ大きく変形する。このとき、板ばね19aは、屈曲の先端が空間部25内で周方向へ変位することができ、撓みが許容される。この板ばね19aの周方向の両側でも、同様に板ばね19aが、屈曲の先端が空間部25内で周方向へ変位することができ、撓みが許容される。ただし、この板ばね19aの撓み量は、相対的に小さくなる。
【0055】
バット1の長さ方向においてもボールBの衝突箇所に近い箇所で板ばね19aが空間部25内で大きく撓み、ボールBから離れるに従って空間部25内での撓みが小さくなる。
【0056】
このような空間部25による板ばね19aの撓みにより、弾性体5は、変形時の体積変化が低減され、粘性減衰が抑制される。このため、打球部13に蓄積された変形エネルギーをボールBの運動エネルギーへ変換する際のエネルギー損失を少なくすることができる。このため、本実施例では、弾性体5の反発特性値がよく、つまり弾性体5の反発力を向上して、ボールBの飛距離を向上することができる。
【0057】
また、本実施例では、
図4(A)のようにばね部19の変形時に板ばね19a相互の接触が無く或は抑制されるから、かかる接触によるエネルギー損失を起こすことが無いか或いは抑制される。
【0058】
しかも、板ばね19による反発時には、ボールBに対して衝突の中央部とその両側の3点の板ばね19aが反発状態になるため、ボールBを安定して正確に打ち出すことができる。
【0059】
一方、
図4(B)のように、比較例のバット1では、打球部13とボールBとの衝突時に、粘弾性体(ウレタン)19が径方向内側へ撓み、ボールBの変形が抑制されると共にボールBに対する反発力が発生する。
【0060】
このとき、比較例では、ボールBによって粘弾性体19が押圧されて圧縮変形するため、粘弾性体19に体積変化が生じる。従って、比較例では、粘弾性体19の粘性減衰によるエネルギー損失が生じ、反発特性値を制限する結果となる。
【0061】
[変形例]
図5~
図8は、実施例の変形例1~変形例4に係り、それぞれ
図2のIII-III線に対応する断面図である。
【0062】
図5の変形例1では、弾性体5のばね部19の各板ばね19aが径方向に直線的な板ばね状となっている。各板ばね19aと内環状部21及び外環状部23との接合点は、相互に周方向にずれている。これにより、各板ばね19aは、径方向に対して傾斜するように配置されている。隣接する板ばね19a間の周方向間隔はほぼ同一であり、各間隔は径方向外側へは拡大している。板ばね19aの個数等は、実施例1と同一に設定されている。
【0063】
この変形例1では、板ばね19aが屈曲していないので製造が容易となる。
【0064】
図6の変形例2では、弾性体5のばね部19の各板ばね19aが径方向において多段に折り返した板ばね状となっている。各板ばね19aと内環状部21及び外環状部23との接合点は、ほぼ同一半径上に設定されている。板ばね19aの個数は、
図3(A)の実施例1と同一に設定されている。
【0065】
この変形例2では、板ばね19aの折り返しの設定数を調節することで反発特性を変更することができる。
【0066】
図7の変形例3では、弾性体5のばね部19の各板ばね19aが径方向の中間部が周方向に凸となるアーク形の板ばね状となっている。各板ばね19aと内環状部21及び外環状部23との接合点は、ほぼ同一半径上に設定されている。板ばね19aの数は、実施例よりも少なく、周方向で6枚が等間隔に配置されている。ただし、変形例3の板ばね19aの数は、
図3(A)の実施例と同一にすることもできる。
【0067】
図8の変形例4では、弾性体5のばね部19の各板ばね19aが隣接する板バネ19aと結合して同一の仮想円上に配置されている。本変形例では、内環状部21及び外環状部23間に円形の板ばね19aが周方向に8個連設されている。
【0068】
円形の板ばね19aは、周方向で相互に接し、外周が内環状部21の外周及び外環状部23の内周に一体に形成され又は一体的に接合されている。円形の板ばね19aは、周方向に間隔を設定することもできる。円形の板ばね19aは、円形の一形態である楕円形にして周方向の数を増減させることもできる。
【0069】
この変形例5では、円形の板ばね19aにより変形が安定し、バット1の外周で比較的均一な反発特性値を得ることができる。
ばね部19は、内環状部21及び外環状部23間にハニカム形の壁部19aが径方向でほぼ2段備えられている。ハニカム形を構成する壁部19aは、それぞれ板ばね状であり、隣接する空間部25が壁部19aを共用してハニカム形を構成している。ハニカム形の個数の設定は自由である。
このとき、ハニカム構造体の壁部19aが、ハニカム形の空間部25で周方向及び径方向へ撓むことになる。この壁部19aの撓みは、ボールBの衝突箇所から遠ざかるに従って徐々に小さくなり、力の分散性が高まる。