(57)【要約】【課題】プロ野球選手などの一流の投手が投げる変化球を機械的に容易に再現することができるピッチングマシンを提供すること。【解決手段】本発明では、ボールを投げ出す一対のローターの交差角度と各ローターの回転速度を変更可能としたピッチングマシンの制御方法において、投げ出すボールの飛球方向の速度（球速）、回転方向の速度（回転速度）、飛球方向と回転方向との交差角度（飛球角）を予め設定し、その設定値に基いて一対のローターの交差角度と各ローターの回転速度とを算出し、その後、算出された値に一対のローターの交差角度と各ローターの回転速度を変更することにした。【選択図】図１
2008130035.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボールを投げ出す一対のローターの交差角度と各ローターの回転速度を変更可能としたピッチングマシンの制御方法において、
投げ出すボールの飛球方向の速度（球速）、回転方向の速度（回転速度）、飛球方向と回転方向との交差角度（飛球角）を予め設定し、その設定値に基いて一対のローターの交差角度と各ローターの回転速度とを算出し、その後、算出された値に一対のローターの交差角度と各ローターの回転速度を変更することを特徴とするピッチングマシンの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピッチングマシンの制御方法に関するものであり、特に、ボールを投げ出す一対のローターの交差角度と各ローターの回転速度を変更可能としたピッチングマシンの制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、一対のローターを一直線上に平行に配置して、回転する一対のローターの間から野球のボールを投げ出すピッチングマシンが広く利用されている。【０００３】
このピッチングマシンでは、一対のローターをそれぞれ異なる回転速度で回転させることによって、一対のローターの相対的な回転速度の差に応じて投げ出されたボールにカーブやシュートなどの変化を与えるようにしていた。【０００４】
しかしながら、一直線上に平行に配置した一対のローターを用いたピッチングマシンでは、一対のローターの相対的な回転速度の差に応じた回転をボールに与えるだけであり、ボールの飛球方向に対して直交する回転軸で回転するボールしか投げ出すことができず、簡単な変化しかボールに与えることができなかった。【０００５】
そこで、本発明者は、鋭意研究を重ね、一対のローターを平行に配置するのではなく、一定の交差角度を持たせて配置することによって、従来のボールの飛球方向に対して直交する回転軸での回転に加えて、ボールの飛球方向と同一方向の回転軸での回転をもボールに与えることができることを見出した（たとえば、特許文献１参照。）。【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１９２６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来の一対のローターを交差配置させたピッチングマシンでは、一対のローターの交差角度と各ローターの回転速度とを変更することによって、様々な変化に富んだ複雑な回転をするボールを投げ出すことができ、より人間が投げるのと同様の回転をするボールを投げ出すことができるようになったが、一対のローターの交差角度や各ローターの回転速度を試行錯誤的にいろいろと変更しなければ、所望するように変化する回転のボールを投げ出すことができず、ピッチングマシンの使い勝手をさらに向上する必要があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、本発明では、ボールを投げ出す一対のローターの交差角度と各ローターの回転速度を変更可能としたピッチングマシンの制御方法において、投げ出すボールの飛球方向の速度（球速）、回転方向の速度（回転速度）、飛球方向と回転方向との交差角度（飛球角）を予め設定し、その設定値に基いて一対のローターの交差角度と各ローターの回転速度とを算出し、その後、算出された値に一対のローターの交差角度と各ローターの回転速度を変更することにした。
【発明の効果】
【０００９】
そして、本発明では、以下に記載する効果を奏する。【００１０】
すなわち、本発明では、ボールを投げ出す一対のローターの交差角度と各ローターの回転速度を変更可能としたピッチングマシンの制御方法において、投げ出すボールの飛球方向の速度（球速）、回転方向の速度（回転速度）、飛球方向と回転方向との交差角度（飛球角）を予め設定し、その設定値に基いて一対のローターの交差角度と各ローターの回転速度とを算出し、その後、算出された値に一対のローターの交差角度と各ローターの回転速度を変更することにしているために、投げ出されるボールの球速や回転速度や飛球角などで決まるいわゆる球質から一対のローターの交差角度と各ローターの回転速度とを設定することができるので、プロ野球選手などの一流の投手が投げる変化球を機械的に再現することが容易となり、ピッチングマシンの使い勝手を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ピッチングマシンを示す正面図。
【図２】同側面図。
【図３】同模式図。
【図４】ボールの運動を示す説明図。
【図５】ボールの運動を示す説明図。
【符号の説明】
【００１２】
１  ピッチングマシン
２  可動台車
３  基台
4,5  支柱
６  支持体
７  マシン本体
8,9  ローター
10  ボール
11  上側ローター駆動機構
12  下側ローター駆動機構
13  回動機構
14  制御装置
15  回動モーター
16  駆動軸
17  回動モーター
18  駆動軸
CL  中心線
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明に係るピッチングマシンの制御方法について図面を参照しながら具体的に説明する。【００１４】
図１及び図２に示すように、ピッチングマシン１は、可動台車２の上部に基台３を水平回動可能に取付け、基台３の前端部と後端部とに伸縮自在の支柱4,5を取付け、前後の支柱4,5の間に円柱状の支持体６を取付け、この支持体６の中央にマシン本体７を上下回動可能に取付けている。【００１５】
マシン本体７は、上下一対のローター8,9を野球のボール10のサイズ分だけ間隔を開けて配置しており、上側のローター８には、上側ローター駆動機構11を連動連結し、一方、下側のローター９には、下側ローター駆動機構12を連動連結し、さらに、下側ローター駆動機構12の上部に上側ローター駆動機構11を回動機構13を介して取付けている。なお、マシン本体７は、支持体６に下側ローター駆動機構12を上下回動可能に取付けている。【００１６】
ここで、上側ローター駆動機構11と下側ローター駆動機構12と回動機構13は、図３に模式的に示すように、それぞれ制御装置14に接続している。【００１７】
そして、上側ローター駆動機構11は、回動モーター15の駆動軸16に上側のローター８を取付けており、回動モーター15によって予め設定した回転速度で上側のローター８を回転させるようにしている。【００１８】
また、下側ローター駆動機構12は、回動モーター17の駆動軸18に下側のローター９を取付けており、回動モーター17によって予め設定した回転速度で下側のローター９を回転させるようにしている。【００１９】
さらに、回動機構13は、下側ローター駆動機構12に対して上側ローター駆動機構11を回転移動させることによって一対のローター8,9の平面視での交差角度を変更することができるようにしている。このときに、回動機構13は、一対のローター8,9のそれぞれの駆動軸16,18に直交し、かつ、各ローター8,9の径方向及び面方向の中心を通る中心線CLを回転中心として、下側のローター９に対して上側のローター８を左右に回転するようにしており、これにより、常に上下のローター8,9の間の中央部分から野球のボール10を投げ出すようにしている。【００２０】
このように構成されたピッチングマシン１では図４に立体視を模式的に示すように、上側のローター８とボール10との接点をＰ、下側のローター９とボール10との接点をＰ'（点Ｐの真裏）、上側のローター８の回転による速度ベクトルＰＵ、下側の回転による速度ベクトルＰ'Ｄ、一対のローター8,9の相対的は交差角度を角度Ａとすると、ボール10の点Ｐでは、上側のローター８よって点Ｕの方向で線ＰＵの速さの運動がボール10に伝達し、下側のローター９によって点Ｄの方向で線Ｐ'Ｄの速さの運動がボール10に伝達する。【００２１】
まず、上側のローター８と下側のローター９によるボール10の運動を考えるため、ボール10の点Ｐでの上側のローター８による速度ＰＵの先端Ｕと下側のローター９による速度Ｐ'Ｄの先端Ｄとを結び二等分点Ｓを求める。次に点Ｓと球の中心Ｏとを結ぶ。【００２２】
次に、点Ｕと点Ｄから線分ＳＯに平行で線分ＳＯに等しい長さの平行線を引き、それらの端点をＲとＱとする。またＰ点とＰ'点から線分ＯＳに平行で線分ＯＳに等しい長さの平行線を引きそれらの端点をＳ'とＳ"とする。２つの相似な平行四辺形Ｐ'ＱＤＳ"と平行四辺形ＲＰＳ'Ｕができる。【００２３】
上側のローター８による速度ＰＵはボール10の飛球速度成分ＰＳ'と球の回転に寄与する速度成分ＰＲに分解される。【００２４】
また、下側のローターによる速度Ｐ'Ｄはボール10の飛球速度成分Ｐ'Ｓ"と球の回転に寄与する速度成分Ｐ'Ｑに分解される。【００２５】
したがってボール10の飛球方向は点Ｏから点Ｓの方向となり、ボール10の速度はＯＳとなる。【００２６】
なお、ボール10の飛球方向ＯＳ方向(Ｐ'Ｓ"方向)と回転方向(Ｓ"Ｄの方向)との交差角度をボール10の飛球角αとする。【００２７】
ボール10は、上下のローター8,9との表面摩擦によりローター8,9の表面速度ＰＵとＰ'Ｄのうち回転に寄与する速度成分ＰＲと大きさは等しく向きが反対の速度成分Ｐ'Ｑによってボール10が回転しながらＯＳ方向に投げ出されるものとして以下の説明をする。【００２８】
まず、ピッチングマシン１の設定から投げ出されるボール10の球質を求める場合について説明する。ここで、図５は図４を上から平面視したものである。上側のローター８の回転速度をベクトルＰＵ、下側のローター９の回転速度をベクトルＰ'Ｄ、一対のローター8,9の相対的な交差角度を角度Ａとし、線ＰＵの長さをｂ，線ＯＳの長さをｖ、線Ｐ'Ｄの長さをｃ、角Ｐ'ＤＳ"を角Ｂ、角ＰＵＳ'を角Ｃ、飛球角をαと表す。【００２９】
図５に示すように、ピッチングマシン１の上側のローター８の回転速度をｂ、下側のローター９の回転速度をｃ、一対のローター8,9の交差角度をＡに設定した場合、三角形PUDについて余弦定理より、
ａ2＝ｂ2＋ｃ2−２・ｂ・ｃ・cosＡ      ・・・（式１）
と表され、この式１からａすなわちボール10の回転方向への速度（回転速度）が求められる。【００３０】
また、正弦定理より、
ａ／sinＡ＝ｂ／sinＢ      ・・・（式２）
と表され、この式２に式１で求めたａを代入して角Ｂが求められる。【００３１】
さらに、三角形PS'Dについて余弦定理より、
ｖ2＝（ａ／２）2＋ｃ2−２・（ａ／２）・ｃ・cosＢ      ・・・（式３）
と表され、この式３に式１で求めたａと式２で求めた角Ｂを代入してｖすなわちボール10の飛球方向への速度（球速）が求められる。【００３２】
また、正弦定理より、
ｃ／sinα＝ｖ／sinＢ      ・・・（式４）
と表され、この式４に式２で求めた角Ｂと式３で求めたｖを代入してαすなわちボール10の飛球角が求められる。【００３３】
以上のようにして、ピッチングマシン１の上下のローター8,9の各回転速度と相対的な交差角度とを設定すると、それに応じて、ピッチングマシン１から投げ出されるボール10の飛球方向の速度（球速）、回転方向の速度（回転速度）、飛球方向と回転方向との交差角度（飛球角）を求めることができる。【００３４】
同様にして、ピッチングマシン１から投げ出したいボール10の球質からピッチングマシン１の設定を求める場合には、ボール10の球速をｖ、回転速度をａ、飛球角をαとすると、三角形PS'Dについて余弦定理より、
ｃ2＝（ａ／２）2＋ｖ2−２・（ａ／２）・ｖ・cosα      ・・・（式５）
と表され、この式５からｃすなわち下側のローター９の回転速度が求められる。【００３５】
また、三角形PS'Uについて余弦定理より、
ｂ2＝（ａ／２）2＋ｖ2−２・（ａ／２）・ｖ・cos（180−α）      ・・・（式６）
と表され、この式６からｂすなわち上側のローター８の回転速度が求められる。【００３６】
さらに、三角形PS'Dについて正弦定理より、
ｃ／sinα＝ｖ／sinＢ      ・・・（式７）
と表され、この式７から角Ｂが求められる。【００３７】
また、三角形PUDについて正弦定理より、
ａ／sinＡ＝ｂ／sinＢ      ・・・（式８）
と表され、この式８に式７で求めた角Ｂを代入して角Ａすなわち一対のローター8,9の交差角度が求められる。【００３８】
以上のようにして、ピッチングマシン１から投げ出したいボール10の飛球方向の速度（球速）、回転方向の速度（回転速度）、飛球方向と回転方向との交差角度（飛球角）を設定すると、それに応じて、ピッチングマシン１の上下のローター8,9の各回転速度と相対的な交差角度を求めることができる。【００３９】
そして、ピッチングマシン１では、制御装置14に投げ出したいボール10の飛球方向の速度（球速）、回転方向の速度（回転速度）、飛球方向と回転方向との交差角度（飛球角）を設定すると、これらに基いてピッチングマシン１の上下のローター8,9の各回転速度と相対的な交差角度を算出し、それらの値になるように上側ローター駆動機構11と下側ローター駆動機構12と回動機構13とを駆動制御する。【００４０】
このように、上記ピッチングマシン１では、ボール10を投げ出す一対のローター8,9の交差角度と各ローター8,9の回転速度を変更可能に構成しており、投げ出すボール10の飛球方向の速度（球速）、回転方向の速度（回転速度）、飛球方向と回転方向との交差角度（飛球角）を予め設定し、その設定値に基いて一対のローター8,9の交差角度と各ローター8,9の回転速度とを算出し、その後、算出された値に一対のローター8,9の交差角度と各ローター8,9の回転速度を変更することにしている。【００４１】
そのため、上記ピッチングマシン１では、投げ出されるボール10の球速や回転速度や飛球角などで決まるいわゆる球質から一対のローター8,9の交差角度と各ローター8,9の回転速度とを設定することができるので、プロ野球選手などの一流の投手が投げる変化球を機械的に再現することが容易となり、ピッチングマシン１の使い勝手を向上させることができる。
【図１】
2008130035.tif 000003
【図２】
2008130035.tif 000004
【図３】
2008130035.tif 000005
【図４】
2008130035.tif 000006
【図５】
2008130035.tif 000007
【国際調査報告】
2008130035.tif 000008
2008130035.tif 000009