(57)【要約】【課題】打球速度を十分に上げることができる硬式野球用金属バットを提供する【解決手段】硬式野球用金属バットは、打球部１と、打球部１の先端側に接続されたキャップ部２と、打球部１の後端側に設けられたテーパ部３と、テーパ部３に対して打球部１と反対側に設けられたグリップ部４とを備えている。グリップ部４まわりの慣性モーメント評価値Ｉｇｒｉｐが２．２６ｋｇ・ｃｍ・ｓ2以下である。硬式野球用金属バットの撃心ＣＰからグリップ部４の後端４１までの距離のキャップ部２の先端２１からグリップ部４の後端４１までの距離に対する比率が０．８２８以上である。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬式野球用金属バットであって、
打球部と、
前記打球部の先端側に接続されたキャップ部と、
前記打球部の後端側に設けられたテーパ部と、
前記テーパ部に対して前記打球部と反対側に設けられたグリップ部とを備え、
前記グリップ部まわりの慣性モーメント評価値が２．２６ｋｇ・ｃｍ・ｓ2以下であり、
前記硬式野球用金属バットの撃心から前記グリップ部の後端までの距離の前記キャップ部の先端から前記グリップ部の後端までの距離に対する比率が０．８２８以上である、硬式野球用金属バット。
【請求項２】
前記グリップ部の内部において前記グリップ部の後端から前記キャップ部の先端に向かって１０ｃｍ以内の範囲に２０ｇ以上の質量の内装物が配置されている、請求項１に記載の硬式野球用金属バット。
【請求項３】
前記打球部は前記打球部の先端において前記打球部の内周側に突出するように設けられた突出部を含み、
前記キャップ部は前記キャップ部の外周面に前記突出部に嵌合可能な凹部を含む、請求項１または２に記載の硬式野球用金属バット。
【請求項４】
前記キャップ部の質量は３８ｇ以上７５ｇ以下である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の硬式野球用金属バット。
【請求項５】
前記硬式野球用金属バットの質量は９００ｇ以上である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の硬式野球用金属バット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、硬式野球用金属バットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、硬式野球用金属バットには打球の飛距離を増大させることが求められている。打球の飛距離には、弾道の角度およびスピン量などが影響するが、打球速度が最も影響する。したがって、打球の飛距離を増大させるためには打球速度を上げることが有効である。ここで打球速度とは硬式野球用金属バットとボールとが衝突した直後のボールの速度である。打球速度を上げるために、たとえば硬式野球用金属バットの反発係数を向上させることが提案されている。
【０００３】
また野球用バットの重要な特性として野球用バットの質量特性が挙げられる。たとえば、特開２００２−５２１０６号公報（特許文献１）には、バットの質量特性を、グリップ部に質量が従来のバットより集中するような状態にすることができるバットが開示されている。このバットは、外殻部材におけるグリップ部の横断面積をバットの他の領域の横断面積よりも大きくする事でグリップ部の重さを従来よりも重くしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−５２１０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、野球用バットに関するルールに基づく制限があるため、野球用バットの反発係数を向上させることには限界がある。このため、野球用バットの反発係数を向上させることによっては打球速度を十分に上げることは困難である。また、上記の公報には、バットの質量特性を調整して打球速度を上げることは開示されていない。
【０００６】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、打球速度を十分に上げることができる硬式野球用金属バットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の硬式野球用金属バットは、打球部と、打球部の先端側に接続されたキャップ部と、打球部の後端側に設けられたテーパ部と、テーパ部に対して打球部と反対側に設けられたグリップ部とを備えている。グリップ部まわりの慣性モーメント評価値が２．２６ｋｇ・ｃｍ・ｓ2以下である。硬式野球用金属バットの撃心からグリップ部の後端までの距離のキャップ部の先端からグリップ部の後端までの距離に対する比率が０．８２８以上である。
【０００８】
発明者らは、鋭意検討したところ、硬式野球用金属バットの質量特性を変化させることで打球速度を向上させることができることを見出した。つまり、グリップ部まわりの慣性モーメント評価値が２．２６ｋｇ・ｃｍ・ｓ2以下であり、硬式野球用金属バットの撃心からグリップ部の後端までの距離のキャップ部の先端からグリップ部の後端までの距離に対する比率が０．８２８以上であることにより、打球速度を向上させることができることを発明者らは見出した。打球速度を向上させることにより、打球の飛距離を向上させることができる。ここで、撃心とは、バットに垂直にボールを当てたときにグリップにおける衝撃が最小になるときの、ボールを当てた点をいう。つまり、撃心とはいわゆるスイートスポットを意味している。
【０００９】
上記の硬式野球用金属バットでは、好ましくは、グリップ部の内部においてグリップ部の後端からキャップ部の先端に向かって１０ｃｍ以内の範囲に２０ｇ以上の質量の内装物が配置されている。これにより、硬式野球用金属バットのグリップ部側の部分の質量を重くして、打球速度を向上させることができることを発明者らは見出した。
【００１０】
上記の硬式野球用金属バットでは、好ましくは、打球部は打球部の先端において打球部の内周側に突出するように設けられた突出部を含んでいる。キャップ部はキャップ部の外周面に突出部に嵌合可能な凹部を含んでいる。凹部が突出部に嵌合することにより、キャップ部を打球部にしっかりと固定することができるのでキャップ部が打球部から脱落することを抑制することができる。このためキャップ部の質量を重くすることができる。
【００１１】
上記の硬式野球用金属バットでは、好ましくは、キャップ部の質量は３８ｇ以上７５ｇ以下である。これにより、打球速度を向上させることができることを発明者らは見出した。
【００１２】
上記の硬式野球用金属バットでは、好ましくは、硬式野球用金属バットの質量は９００ｇ以上である。これにより、打球速度を向上させることができることを発明者らは見出した。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明の硬式野球用金属バットによれば、打球速度を十分に上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施の形態における硬式野球用金属バットの断面図（ａ）と、変形例１の断面図（ｂ）と、変形例２の断面図（ｃ）である。
【図２】図１（ａ）のＰ１部の拡大図（ａ）と、図１（ｂ）のＰ１部の拡大図（ｂ）と、図１（ｃ）のＰ１部の拡大図（ｃ）である。
【図３】図１（ａ）のＰ２部の拡大図（ａ）と、図１（ｂ）のＰ２部の拡大図（ｂ）と、図１（ｃ）のＰ２部の拡大図（ｃ）である。
【図４】本発明の一実施の形態における硬式野球用金属バットの構成を概略的に示す側面図である。
【図５】本発明の一実施の形態における硬式野球用金属バットの打点速度等を示す図である。
【図６】実施例の回転中心位置と撃心距離との関係を示す図である。
【図７】実施例の角速度と慣性モーメントとの関係を示す図である。
【図８】実施例における硬式野球用金属バットの構成を概略的に示す側面図である。
【図９】実施例の打球速度と後端側付加質量との関係を示す図である。
【図１０】実施例の打球速度と先端側付加質量との関係を示す図である。
【図１１】実施例の打球速度と後端側付加質量との関係を示す図である。
【図１２】実施例の打球速度と先端側付加質量との関係を示す図である。
【図１３】実施例１〜６および比較例における肉厚とバット先端からの距離との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
最初に本実施の形態の硬式野球用金属バットの構成について説明する。
【００１６】
図１（ａ）〜（ｃ）を参照して、本発明の一実施の形態、本実施の形態の変形例１および変形例２の硬式野球用金属バットはそれぞれ打球部１と、キャップ部２と、テーパ部３と、グリップ部４とを主に有している。
【００１７】
硬式野球用金属バットの打球部１とテーパ部３とグリップ部４とは一体に形成されている。打球部１とテーパ部３とグリップ部４の材質はたとえばアルミニウム合金である。また、キャップ部２の材質はたとえばプラスチックである。
【００１８】
硬式野球用金属バットの質量は９００ｇ以上であることが好ましい。なお、硬式野球用金属バットの質量は、振りやすさに悪影響が出ないように９５０ｇ以下であることが望ましい。また、硬式野球用金属バットの全長は、打ちやすさを考慮して８２ｃｍ以上８６ｃｍ以下であることが好ましい。
【００１９】
打球部１は、ボールを打撃することが当初から予定されている部分である。打球部１は打球部１の先端からテーパ部３側に伸びる径の変化がなくほぼ平行な部分のことで、たとえば１６０ｍｍ以上２３０ｍｍ以下の範囲の長さ寸法１Ｌを有している。
【００２０】
キャップ部２は打球部１の先端側に接続されている。キャップ部２は硬式野球用金属バットの先端およびその近傍の部分である。キャップ部２の先端２１が硬式野球用金属バットの先端を構成している。キャップ部２は打球部１の先端からテーパ部３と反対側にたとえば７ｍｍ以上１３ｍｍ以下の範囲で突出している。キャップ部２の質量は３８ｇ以上７５ｇ以下であることが好ましい。
【００２１】
テーパ部３は打球部１の後端側に設けられている。テーパ部３は打球部１とグリップ部４との間に位置しており、テーパ部３は打球部１からグリップ部４に向かって徐々に外径が小さくなる部分のことで、テーパ部３は、打球部１のグリップ部４側の端部からグリップ部４側にたとえば２２０ｍｍ以上４４０ｍｍ以下の範囲の長さ寸法３Ｌを有している。
【００２２】
グリップ部４はテーパ部３に対して打球部１と反対側に設けられている。グリップ部４は打者が手で握ることが予定されている部分である。グリップ部４は、テーパ部３のグリップ部４側の端部から硬式野球用金属バットの後端までの部分である。グリップ部４は、テーパ部３のグリップ部４側の端部からグリップ部４の後端４１まで伸びる径の変化がなくほぼ平行な部分のことで、たとえば４５０ｍｍ以上６００ｍｍ以下の範囲の長さ寸法４Ｌを有している。またグリップ部４は硬式野球用金属バットの後端４１を含むグリップエンド４ａを有している。グリップエンド４ａは拡径部を有している。
【００２３】
図１（ａ）に示すように、本発明の一実施の形態の硬式野球用金属バットはグリップ部４のグリップエンド４ａの内部に内装物５を有している。内装物５はグリップ部４の内部においてグリップ部４の後端４１からキャップ部２の先端２１に向かって１０ｃｍ以内の範囲に配置されていることが好ましい。また内装物５は２０ｇ以上の質量であることが好ましい。
【００２４】
続いて図２（ａ）〜（ｃ）を参照して、打球部１およびキャップ部２の構成についてさらに詳しく説明する。
【００２５】
図２（ａ）に示すように、本発明の一実施の形態では、キャップ部２は、フランジ部２ａと、突起部２ｂと、筒部２ｃと、底部２ｄとを有している。フランジ部２ａはキャップ部２の先端２１の近傍に形成されている。フランジ部２ａは筒部２ｃの径方向において筒部２ｃの外側に張り出している。フランジ部２ａのキャップ部２の後端側の端面が打球部１の先端に当接している。突起部２ｂはキャップ部２の後端の近傍に形成されている。突起部２ｂは筒部２ｃの径方向において筒部２ｃの外側に突出している。突起部２ｂは打球部１の内周面に形成された凹み部１ａに嵌合されている。筒部２ｃの外周面が打球部１の内周面に当接している。底部２ｄは筒部２ｃの先端に接続されている。底部２ｄはキャップ部２の軸方向においてキャップ部２の後端側に凹むように形成されている。本発明の一実施の形態では、キャップ部２の質量はたとえば３８ｇである。
【００２６】
図２（ｂ）に示すように、本発明の一実施の形態と比べて、変形例１ではキャップ部２の形状が異なっている。具体的には、変形例１の底部２ｄの厚みは、本発明の一実施の形態に比べて大きくなっている。つまり、変形例１の底部２ｄはキャップ部２の軸方向の寸法が大きくなっている。このため、変形例１のキャップ部２の質量は、本発明の一実施の形態のキャップ部２の質量よりも重くなっている。変形例１では、キャップ部２の質量はたとえば５５ｇである。
【００２７】
図２（ｃ）に示すように、本発明の一実施の形態と比べて、変形例２では、キャップ部２の形状が異なっている。具体的には、変形例２のキャップ部２の軸方向の寸法は、本発明の一実施の形態に比べて大きくなっている。筒部２ｃのキャップ部２の軸方向の寸法が本発明の一実施の形態に比べて大きくなっている。また、変形例２の底部２ｄの厚みは、本発明の一実施の形態に比べて大きくなっている。つまり、変形例２の底部２ｄはキャップ部２の軸方向の寸法が大きくなっている。したがって、変形例２のキャップ部２の質量は、本発明の一実施の形態のキャップ部２の質量よりも重くなっている。また、変形例２のキャップ部２の質量は、変形例１のキャップ部２の質量よりも重くなっている。変形例２では、キャップ部２の質量はたとえば７５ｇである。
【００２８】
さらに、変形例２では、打球部１は打球部１の先端において打球部１の内周側に突出するように設けられた突出部１ｂを有している。突出部１ｂは打球部１の径方向に延びるように形成されている。突出部１ｂは打球部１の全周に渡って形成されている。キャップ部２は外周面に凹部２ｅを有している。具体的には、凹部２ｅはフランジ部２ａのキャップ部２の後端側の端面に連続的に形成されており、かつ筒部２ｃの内径側に形成されている。凹部２ｅは突出部１ｂに嵌合可能に構成されている。凹部２ｅは筒部２ｅの外周の全周に渡って形成されている。突出部１ｂの径方向の先端が凹部２ｅに周方向から挿入されている。また、打球部１の突出部１ｂの軸方向の先端側の端面がキャップ部２の後端側におけるフランジ部２ａの端面に当接している。
【００２９】
続いて図３（ａ）〜（ｃ）を参照して、グリップ部４の構成についてさらに詳しく説明する。
【００３０】
図３（ａ）に示すように、本発明の一実施の形態では、グリップ部４のグリップエンド４ａの内部に内装物５が充填されている。グリップ部４の肉厚は、後端側と先端側とグリップエンド４ａとで異なっている。
【００３１】
グリップ部４の後端側の肉厚ｔ１はたとえば３ｍｍ以上６ｍｍ以下であり、好ましくは４ｍｍ以上５ｍｍ以下である。グリップ部４の先端側の肉厚ｔ２はたとえば２．５ｍｍ以上３．５ｍｍ以下であればよく、好ましくは２．５ｍｍ以上３ｍｍ以下である。つまり、グリップ部４では、後端側の肉厚ｔ１は先端側の肉厚ｔ２よりも厚くなっている。グリップ部４の先端側の肉厚ｔ２はテーパ部３および打球部１の肉厚と略同様である。また、グリップエンド４ａの肉厚ｔ３はたとえば１．６ｍｍ以上３ｍｍ以下である。グリップエンド４ａの肉厚ｔ３はグリップ部４の後端側の肉厚ｔ１および先端側の肉厚ｔ２よりも薄くなっている。
【００３２】
続いて、本実施の形態の硬式野球用金属バットの質量特性について説明する。
本実施の形態では、打球速度を上げるように、硬式野球用金属バットの質量特性を調整したことを重要な特徴とする。具体的には、グリップ部まわりの慣性モーメント評価値と、撃心率とを調整したことを重要な特徴とする。
【００３３】
図４を参照して、硬式野球用金属バットのグリップ部まわりの慣性モーメント評価値Ｉｇｒｉｐは２．２６ｋｇ・ｃｍ・ｓ2以下である。ここでグリップ部まわりの慣性モーメント評価値Ｉｇｒｉｐは、グリップ部４の後端４１からテーパ部３に向かって１１ｃｍの位置での慣性モーメントを意味している。つまり、グリップ部まわりの慣性モーメント評価値Ｉｇｒｉｐはグリップ部４の回転軸ＧＰを中心とする慣性モーメントを意味している。グリップ部４の後端４１からテーパ部３に向かって１１ｃｍの位置を基準としたのは、この位置が硬式野球用金属バットを両手で握る位置の中間点に略対応するためである。グリップ部４まわりの慣性モーメント評価値Ｉｇｒｉｐが２．２６ｋｇ・ｃｍ・ｓ2以下であると、硬式野球用金属バットを振りやすくすることができる。
【００３４】
また、グリップ部４まわりの慣性モーメント評価値Ｉｇｒｉｐが２．２６ｋｇ・ｃｍ・ｓ2を超えるとインパクトまでのスイング時間を長く要することでボール１０に硬式野球用金属バットが当たる確率が低下する。また、硬式野球用金属バットの質量が９００ｇ以上の場合、強度を保ちながらグリップ部４まわりの慣性モーメント評価値Ｉｇｒｉｐが１．９０ｋｇ・ｃｍ・ｓ2以下の硬式野球用金属バットを製作することは困難である。
【００３５】
硬式野球用金属バットの撃心ＣＰからグリップ部４の後端４１までの距離のキャップ部２の先端２１からグリップ部４の後端４１までの距離に対する比率が０．８２８以上である。この撃心ＣＰからグリップ部４の後端４１までの距離のキャップ部２の先端２１からグリップ部４の後端４１までの距離に対する比率を撃心率と呼ぶ。撃心ＣＰからグリップ部４の後端４１までの距離は撃心距離ＣＬである。また、キャップ部２の先端２１からグリップ部４の後端４１までの距離は硬式野球用金属バットの全長ＴＬである。つまり、撃心率は撃心距離ＣＬを硬式野球用金属バットの全長ＴＬで除した値である。
【００３６】
また、強度および耐久の制限から、撃心率が０．８３９を超える硬式野球用金属バットを製作することは困難である。また、撃心率が０．８３９を超える硬式野球用金属バットでは撃心位置が先過ぎるため通常の打点位置でも打撃の際のしびれが大きくなる。この結果、官能評価が悪くなるため、通常の使用に問題がある。
【００３７】
なお、ボール１０の打点ＨＰからグリップ部４の後端４１までの距離が打点距離ＨＬである。また硬式野球用金属バットの重心Ｇからグリップの後端４１までの距離が重心距離Ｒである。
【００３８】
次に本実施の形態の作用効果について説明する。
本実施の形態の硬式野球用金属バットでは、グリップ部４まわりの慣性モーメント評価値Ｉｇｒｉｐが２．２６ｋｇ・ｃｍ・ｓ2以下であり、撃心率が０．８２８以上である。発明者らは、グリップ部４まわりの慣性モーメント評価値Ｉｇｒｉｐが２．２６ｋｇ・ｃｍ・ｓ2以下であり、撃心率が０．８２８以上であることにより、打球速度を向上させることができることを見出した。打球速度を向上させることにより、打球の飛距離を向上させることができる。
【００３９】
本発明の一実施の形態の硬式野球用金属バットでは、グリップ部４の内部においてグリップ部４の後端４１からキャップ部２の先端２１に向かって１０ｃｍ以内の範囲に２０ｇ以上の質量の内装物５が配置されている。これにより、硬式野球用金属バットのグリップ部４側の部分の質量を重くして、打球速度を向上させることができることを発明者らは見出した。
【００４０】
本発明の実施の形態における変形例２の硬式野球用金属バットでは、打球部１は突出部１ｂを含んでおり、キャップ部２はキャップ部２の外周面に突出部１ｂに嵌合可能な凹部２ｅを含んでいる。凹部２ｅが突出部１ｂに嵌合することにより、キャップ部２を打球部１にしっかりと固定することができるのでキャップ部２が打球部１から脱落することを抑制することができる。このためキャップ部２の質量を重くすることができる。
【００４１】
本実施の形態の硬式野球用金属バットでは、キャップ部２の質量は３８ｇ以上７５ｇ以下である。これにより、打球速度を向上させることができることを発明者らは見出した。
【００４２】
本実施の形態の硬式野球用金属バットでは、硬式野球用金属バットの質量は９００ｇ以上である。これにより、打球速度を向上させることができることを発明者らは見出した。
【実施例】
【００４３】
以下、本発明の実施例について説明する。
発明者らは、打球の飛距離には打球速度が最も影響するため、打球速度と相関の高い質量特性のパラメータを検討した。
【００４４】
まず打球速度の計算式について説明する。打球速度は衝突前のボール中心の方向ベクトルと、バット中心の方向ベクトルが合致している直衝突の場合を想定すると、次の式（１）で算出される。
【００４５】
Ｖｏｕｔ＝（１＋ＣＯＲ）／（１＋ｍａ／Ｍ）×（ＶＳ＋Ｖｉｎ）−Ｖｉｎ  …（１）
ここで、Ｖｏｕｔは打球速度であり、ＣＯＲは反発係数であり、ｍａはボール質量であり、Ｍはバット換算質量であり、ＶＳは打点速度であり、Ｖｉｎは投球速度である。
【００４６】
また、バット換算質量（Ｍ）は次の式（２）で算出される。
Ｍ＝１／（１／ｍｂ＋Ｌ2／Ｉｃｇ）  …（２）
ここで、ｍｂはバットの質量であり、Ｌは打点と重心との距離であり、Ｉｃｇはバットの重心まわりの慣性モーメントである。
【００４７】
上記の打球速度の式（１）に示すように、打球速度は様々なパラメータに左右される。このうち、打点速度ＶＳはグリップ部まわりの慣性モーメントなどに影響を受ける。そこで、この打点速度ＶＳを関数とすることで、質量特性を入力値として、打点速度を予測し、さらに打球速度の予測値を算出した。
【００４８】
続いて打点速度の計算式について説明する。
【００４９】
【表１】
2014236927.tif 000003
【００５０】
【表２】
2014236927.tif 000004
【００５１】
表１に示す質量特性を有するバットのサンプル１〜１２を７人の被験者がスイングした。その結果から表２に示す回転中心位置および角速度をそれぞれ算出した。表２に示す回転中心位置および角速度はそれぞれ７人の被験者の平均値である。なお、サンプル１〜９の全長は３３インチであり、サンプル１０の全長は３１インチであり、サンプル１１の全長は３２インチであり、サンプル１２の全長は３４インチである。
【００５２】
図５を参照して、硬式野球用金属バットの速度Ｖの分布は、グリップ部の速度ＶＧ、打点ＨＰの速度ＶＳ、硬式野球用金属バットの先端の速度ＶＴの順に回転中心からの距離に比例して大きくなる。打撃位置の真上からハイスピードカメラで撮影することにより、マーカー２点の位置座標を取得し、その２点の速度を求めることで、回転中心位置および角速度を算出した。
【００５３】
具体的には、回転中心位置Ｃは次の式（３）で算出した。なお、グリップ部の後端をゼロとし、グリップ部のマーカーの位置はグリップの後端から０．２６ｍとした。また、ＴＬは硬式野球用金属バットの全長である。
【００５４】
Ｃ＝（０．２６×ＶＴ−ＴＬ×ＶＧ）／（ＶＴ−ＶＧ）  …（３）
また、角速度ωは次の式（４）で算出した。
【００５５】
ω＝（ＶＴ−ＶＧ）／（ＴＬ−０．２６）  …（４）
図６を参照して、７人の被験者の回転中心位置と撃心距離との関係をグラフに示し、このグラフから回転中心位置と撃心距離との関係を数式化した。その結果を下記の式（５）に示す。
【００５６】
回転中心位置Ｃ＝−０．０００２１８×撃心距離＋０．１４１１２３  …（５）
また図７を参照して、７人の被験者の角速度と慣性モーメントとの関係をグラフに示し、このグラフから角速度と慣性モーメントとの関係を数式化した。その結果を下記の式（６）に示す。
【００５７】
角速度ω＝−７．６９２４×慣性モーメント＋５８．５２２  …（６）
また、サンプル１〜１２のいずれでも硬式野球用金属バットの全長に対する打点距離の割合はほぼ一定であった。そして、打点距離ＨＬと硬式野球用金属バットの全長ＴＬとの関係として下記の式（７）が成立する。
【００５８】
打点距離ＨＬ＝硬式野球用金属バットの全長ＴＬ×０．８１７  …（７）
そして、打点速度は、回転中心位置Ｃ、角速度ω、打点距離ＨＬを用いて下記の式（８）で算出される。
【００５９】
打点速度ＶＳ＝（ＨＬ−Ｃ）×ω  …（８）
つまり、上記の式（５）、（６）、（７）から求められる回転中心位置Ｃ、角速度ω、打点距離ＨＬの値を上記の式（８）に入力することで、打点速度ＶＳを予測することが可能である。この打点速度ＶＳを式（１）に入力することで打球速度の予測値が算出される。
【００６０】
次に、硬式野球用金属バットのウエイトシュミレーションについて説明する。
硬式野球用金属バットを強度を満たしつつ、できるだけ軽く製作すると表３に示す質量特性となった。この硬式野球用金属バットをバット本体と定義し、このバット本体に付加する質量を付加質量と呼ぶ。付加質量は、内装物が付加されてもよく、バットの肉厚を厚くすることで付加されてもよい。
【００６１】
なお、グリップ部まわりの慣性モーメント評価値Ｉｇｒｉｐは、グリップの後端から１１ｃｍの位置を回転軸として、ＧＯＤＯ  ＷＯＲＫＳＣＯ．ＬＴＤの測定器（ＢＡＬＡＮＣＥ  ＴＥＳＴＥＲ）を用いて測定した。上記測定器は、剛体振り子の原理により、その周期からグリップ部まわりの慣性モーメント評価値Ｉｇｒｉｐを下記計算式により算出・表示するものである。剛体振り子の周期Ｔは、以下に示す式（９）で表される。そして、この式（９）の関係から式（１０）に示すようにグリップ部慣性モーメントＩＧが求められる。
【００６２】
Ｔ ＝ ２ π × （ ＩＧ ／ （ ｍｂ × ｇ × ａ ） ） 1 / 2  …（９）
ＩＧ ＝ （ ｇ ／ π 2 ） × ｍｂ × ａ × （ Ｔ ／ ２ ） 2  …（１０）
ＩＧはグリップ部慣性モーメント、ｍｂはバットの質量、ｇは重力加速度、ａはグリップ部まわりの慣性モーメント評価値を測定する際の回転軸から重心までの距離をそれぞれ意味する。
【００６３】
そして、上記測定器で表示されるグリップ部慣性モーメント評価値Ｉｇｒｉｐは、上記式（９）におけるグリップ部慣性モーメントＩＧを重力加速度ｇで割った値となっている。さらに、グリップの後端から撃心までの距離の撃心距離は、式（１１）にて計算される。
【００６４】
撃心距離ＣＬ（ｍｍ）＝（Ｉｇｒｉｐ×０．０９８／（ｍｂ／１０００）／（（Ｒ−１１０）／１０００）＋０．１１）×１０００  …（１１）
Ｉｇｒｉｐはグリップ部まわりの慣性モーメント評価値（ｋｇ・ｃｍ・ｓ2）、ｍｂはバット質量（ｇ）、Ｒは重心距離（ｍｍ）を表す。
【００６５】
【表３】
2014236927.tif 000005
【００６６】
続いて付加質量と慣性モーメントおよび打球速度の関係を検討した。
図８を参照して、バット本体の質量ｍ（ｋｇ）、バットの後端側の付加質量ｍ１（ｋｇ）、バットの先端側の付加質量ｍ２（ｋｇ）とすると、付加質量が付加されたバットの質量Ｍは下記の式（１２）で示される。
【００６７】
Ｍ＝ｍ＋ｍ１＋ｍ２  …（１２）
そして付加質量が付加されたバットの重心距離Ｒは下記の式（１３）で示される。
【００６８】
Ｒ＝（ｍ×ｒ＋ｍ１×ｘ１＋ｍ２×ｘ２）／Ｍ  …（１３）
ここで、ｒは付加質量が付加されていないバット（バット本体）の重心距離であり、ｘ１は付加質量ｍ１からグリップ部の後端までの距離であり、ｘ２は付加質量ｍ２からグリップ部の後端までの距離である。
【００６９】
付加質量を付加しないバットの重心まわりの慣性モーメントＩｃｇ（ｋｇ・ｃｍ2）に対して、付加質量が付加されたバットの重量を付加しないバットの重心まわりの慣性モーメントＩｃｇ’は下記の式（１４）で示される。
【００７０】
Ｉｃｇ’＝Ｉｃｇ＋ｍ１（ｒ−ｘ１）2＋ｍ２（ｒ−ｘ２）2  …（１４）
付加質量が付加されたバットの重心まわりの慣性モーメントＩＣＧは下記の式（１５）で示される。
【００７１】
ＩＣＧ＝Ｉｃｇ’−Ｍ（Ｒ−ｒ）2  …（１５）
グリップ部の後端から１１ｃｍの位置での回転軸まわりの慣性モーメント評価値Ｉｇｒｉｐ（ｋｇ・ｃｍ・ｓ2）は下記の式（１６）で示される。
【００７２】
Ｉｇｒｉｐ＝（ＩＣＧ＋Ｍ（Ｒ−０．１１）2）／０．０９８  …（１６）
続いて、ｘ１＝０（ｍｍ）、ｘ２＝８３０（ｍｍ）、ｍ１＋ｍ２＝１００（ｇ）の場合のバットの質量特性を算出した。その結果を表４、図９および図１０に示す。
【００７３】
【表４】
2014236927.tif 000006
【００７４】
表４での打球速度は式（１）から算出したものであり、ボール質量ｍａは１４９ｇ、投球速度Ｖｉｎは１３０ｋｍ／ｈとした。表４を参照して、慣性モーメント評価値Ｉｇｒｉｐが大きくなりすぎるとバットを振りにくくなるため、慣性モーメント評価値Ｉｇｒｉｐは２．２６ｋｇ・ｃｍ・ｓ2以下であることが好ましい。また撃心率が０．８２８以上であれば打球速度が４５ｍ／ｓ以上となることがわかった。打球速度が４５ｍ／ｓ以上であれば、打球の飛距離は約１１２ｍに相当するため、ホームランを打つことができる。このため、打球速度が４５ｍ／ｓであれば、打球速度は十分に向上されていると言える。
【００７５】
他方、ｘ１＝１００（ｍｍ）、ｘ２＝７３０（ｍｍ）、ｍ１＋ｍ２＝１００（ｇ）の場合のバットの質量特性を算出した。その結果を表５、図１１および図１２に示す。
【００７６】
【表５】
2014236927.tif 000007
【００７７】
表５を参照して、この場合においては付加質量を２カ所に付加すると、打球速度は４５ｍ／ｓよりも速くなるものがないことがわかった。２カ所の付加質量はそれぞれバットの先端側および後端側に近い方が好ましいことがわかった。
【００７８】
また、バットの先端側と後端側の質量配分の割合は３対７から８対２までの範囲が好ましいことがわかった。
【００７９】
次に、硬式野球用金属バットの具体的構成について説明する。
図１３を参照して、バット本体質量を軽くするために、比較例として従来のバットの外径および肉厚を模したバットにおいて、ＣＡＥ（Computer Aided Engineering）解析を用いて三点曲げ、扁平強度のシミュレーションを行い、過剰な強度設定部を見出した。その結果、バット先端からの距離が４８０ｍｍ以上６００ｍｍ以下の範囲の肉厚を低減しても、強度の基準をクリアすることを事前解析で確認した。さらに実際に肉厚を低減したバットを試作し、強度試験にて強度基準をクリアをすることを確認した。このようにして、バット本体の質量が８１０ｇ程度と軽量であり、かつ強度基準を満たすバット本体を製作した。
【００８０】
上記の表４および表５より、バットの後端側の付加質量の位置は、バットの後端から１００ｍｍ以内であり、バットの先端側の付加質量の位置は、バットの先端から１００ｍｍ以内がふさわしいことがわかる。さらに、理想的なバットの後端と先端への付加質量の配置により、撃心率が０．８２８以上にて、打球速度が４５ｍ／ｓよりも速くなっていることがわかる。
【００８１】
なお、バットの後端側への付加質量としては、グリップ部の肉厚を上げる構成が考えられる。グリップ部のグリップエンドを除いて１６０ｍｍまでの範囲の肉厚を４ｍｍ以上にすれば、よりバットの後端部に近い範囲で付加質量を増加することが可能で、より理想に近づけた設計を得ることができた。また、グリップエンドに、内装物やパーツを装着してもよい。
【００８２】
表６および表７を参照して、実施例１〜６はそれぞれ表に示す構成を有している。実施例１および実施例４は図１（ａ）に示す形状を有している。実施例２および実施例５は図１（ｂ）に示す形状を有している。実施例３および実施例６は図１（ｃ）に示す形状を有している。
【００８３】
なお、キャップ内装物の材料はアルミニウム、鉄、高比重樹脂、接着性樹脂などを利用可能であり、コバルト、タングステン、鉛などの比重の大きい金属が好ましい。また、キャップ内装物は金属などの重量物をシリコンなどの弾性体で包んでキャップ内に装着され得る。また本体先端部および本体根本部は肉厚や厚肉部の長さを変えて付加する質量が調整される。
【００８４】
【表６】
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【００８５】
【表７】
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【００８６】
また、表８を参照して、実施例１〜６はそれぞれ表に示す質量特性を有している。表８に示すように、実施例１〜６ではグリップ部まわりの慣性モーメント評価値が２．２６ｋｇ・ｃｍ・ｓ2以下であり、撃心率が０．８２８以上であることがわかった。
【００８７】
【表８】
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【００８８】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることを意図される。
【符号の説明】
【００８９】
１  打球部、１ａ  凹み部、１ｂ  突出部、２  キャップ部、２ａ  フランジ部、２ｂ  突起部、２ｃ  筒部、２ｄ  底部、２ｅ  凹部、３  テーパ部、４  グリップ部、４ａ  グリップエンド、５  内装物、１０  ボール、２１  先端、４１  後端、Ｃ  回転中心位置、ＣＬ  撃心距離、ＣＰ  撃心、Ｇ  重心、ＧＰ  回転軸、ＨＬ  打点距離、ＨＰ  打点、Ｉｇｒｉｐ  グリップ部まわりの慣性モーメント評価値、ＩＣＧ，Ｉｃｇ  重心まわりの慣性モーメント、Ｒ  重心距離、ＴＬ  全長、ＶＳ  打点速度。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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