(57)【要約】【課題】木材またはバットの非破壊検査により木製バットの強度に影響を及ぼす因子を簡便でかつ精度良く評価するための検査方法、およびこれらの検査装置を提供する。【解決手段】本発明の一実施形態に係るバット用木材の検査方法は、バット用木材の動的弾性率が、所定範囲内であるか否かを検査し、この結果が肯定的である場合に、バット用木材が良品であると判定する。また、本発明の一実施形態に係るバット用木材の検査装置は、バット用木材の動的弾性率が、所定範囲内であることを判定する弾性率判定部と、弾性率判定部での判定結果が肯定的である場合に、バット用木材が良品であると判定する結果判定部と、結果判定部での判定結果を出力する出力部と、を備える。【選択図】図１
2019045414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バット用木材の検査方法であって、
前記バット用木材の動的弾性率が、所定範囲内であるか否かを検査し、
この結果が肯定的である場合に、前記バット用木材が良品であると判定するバット用木材の検査方法。
【請求項２】
前記動的弾性率の前記所定範囲は、１２〜２３ＧＰａである請求項１に記載のバット用木材の検査方法。
【請求項３】
前記バット用木材の動的弾性率が、打撃部材により前記バット用木材の所定の位置を打撃したときの振動または音を検出することによって測定される請求項１または２に記載のバット用木材の検査方法。
【請求項４】
さらに、前記バット用木材の繊維の傾斜角が、前記バット用木材の長手方向の基準線を有する検査治具と、前記基準線および前記基準線から一定単位の角度ごとに示した角度線を有する拡大鏡とを用いて測定される請求項１〜３のいずれか１項に記載のバット用木材の検査方法。
【請求項５】
木製バットの検査方法であって、
前記バットのグリップエンドから６００ｍｍ以内のバット表面に現れている節の最大直径が、所定範囲内であるか否かを検査し、
前記バットに腐れが存在するか否かを検査し、
前記バットの繊維の傾斜角が、グリップエンドから６００ｍｍ以内において所定範囲内であるか否かを検査し、
前記バットの動的弾性率から求めたバット用木材の動的弾性率が、所定範囲内であるか否かを検査し、
前記バットの含水率が、所定範囲内であるか否かを検査し、
これらのすべての結果が肯定的である場合に、前記バットが良品であると判定する木製バットの検査方法。
【請求項６】
前記バット用木材の動的弾性率の前記所定範囲は、１２〜２３ＧＰａである請求項５に記載の木製バットの検査方法。
【請求項７】
前記バットの動的弾性率が、打撃部材により前記バットの所定の位置を打撃したときの振動または音を検出することによって測定される請求項５または６に記載の木製バットの検査方法。
【請求項８】
前記バットの繊維の傾斜角が、前記バットの長手方向の基準線を有する検査治具と、前記基準線および前記基準線から一定単位の角度ごとに示した角度線を有する拡大鏡とを用いて測定される請求項５〜７のいずれか１項に記載の木製バットの検査方法。
【請求項９】
バット用木材の検査装置であって、
前記バット用木材の動的弾性率が、所定範囲内であることを判定する弾性率判定部と、
前記弾性率判定部での判定結果が肯定的である場合に、前記バット用木材が良品であると判定する結果判定部と、
前記結果判定部での判定結果を出力する出力部と、
を備えるバット用木材の検査装置。
【請求項１０】
前記動的弾性率の前記所定範囲は、１２〜２３ＧＰａである請求項９に記載のバット用木材の検査装置。
【請求項１１】
前記弾性率判定部が、前記バット用木材の所定の位置を打撃するための打撃部材と、前記打撃部材により前記バット用木材を打撃したときの振動または音を検出するための検出部と、を備える請求項９または１０に記載のバット用木材の検査装置。
【請求項１２】
さらに、傾斜角判定部が備えられ、
前記傾斜角判定部が、前記バット用木材の長手方向の基準線を有する検査治具と、前記基準線および前記基準線から一定単位の角度ごとに示した角度線を有する拡大鏡と、を備える請求項９〜１１のいずれか１項に記載のバット用木材の検査装置。
【請求項１３】
木製バットの検査装置であって、
前記バットのグリップエンドから６００ｍｍ以内のバット表面に現れている節の最大直径が、所定範囲内であることを判定する節判定部と、
前記バットに腐れが存在するか否かを判定する腐れ判定部と、
前記バットの繊維の傾斜角が、グリップエンドから６００ｍｍ以内において所定範囲内であることを判定する傾斜角判定部と、
前記バットの動的弾性率から求めたバット用木材の動的弾性率が、所定範囲内であることを判定する弾性率判定部と、
前記バットの含水率が、所定範囲内であることを判定する水分率判定部と、
前記節判定部、前記腐れ判定部、前記傾斜角判定部、前記弾性率判定部、及び前記水分率判定部での判定結果がすべて肯定的である場合に、前記バット用木材が良品であると判定する結果判定部と、
前記結果判定部での判定結果を出力する出力部と、
を備える木製バットの検査装置。
【請求項１４】
前記バット用木材の動的弾性率の前記所定範囲は、１２〜２３ＧＰａである請求項１３に記載の木製バットの検査装置。
【請求項１５】
前記弾性率判定部が、前記バットの所定の位置を打撃するための打撃部材と、前記打撃部材により前記バットを打撃したときの振動または音を検出するための検出部と、を備える請求項１３または１４に記載の木製バットの検査装置。
【請求項１６】
前記傾斜角判定部が、前記バットの長手方向の基準線を有する検査治具と、前記基準線および前記基準線から一定単位の角度ごとに示した角度線を有する拡大鏡と、を備える請求項１３〜１５のいずれか１項に記載の木製バットの検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バット用木材および木製バットの検査方法、およびこれらの検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロ野球用バットは、Official Baseball Rules（公認野球規則）において、なめらかな丸棒で最大直径２．６１インチ（６．６ｃｍ）を超えず、長さ４２インチ（１０６．７ｃｍ）を超えない一本の木材からできているものとすることが規定されており、日本のプロ野球でも当該規定を準用している。
【０００３】
近年、バッティングの飛距離を伸ばし、より遠くへ打球を飛ばすことを望む打者のために、バットの軽量化が進んでいる。一方、グリップ部が細く、ヘッド部（打撃部）先端に重心のあるトップバランスのバットは折損が生じやすく、分離破壊を生じたバットの破片が飛散することにより選手や観客が負傷するなどの危険性が高まることが懸念されている。
【０００４】
木製バットの折損に影響を及ぼす因子としては、材料の木材や成形後のバットにおける、１）節、腐れ等の欠陥の存在、２）繊維の傾斜角（繊維状木質細胞の長軸に対する傾き）による目切れ（木目の不連続箇所）の存在、３）機械的性質の低さなどが挙げられる。
【０００５】
上記１）の欠陥については、通常は作業者の目視による判定が行われているが、肉眼による判定では作業者により判定にバラつきが生じ得ることが懸念される。このような木材の検査方法における課題に対処するために、例えば、木材表面の変色による欠陥部分を感度良く検出するための方法が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−０７４９６７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記２）の繊維の傾斜角に関しても、従来、木材もしくはバットの表面に水溶性インクを浸透させることによる目視検査が行われているが、上記１）の判定と同様に、作業者による判定のバラつきが生じ、正確性に欠けるなどの問題があった。
【０００８】
また、上記３）の機械的性質に関しては、これまで、非破壊での検査は行われておらず、木材およびバットの機械的性質を評価できる手法の確立が望まれていた。
【０００９】
本発明は、以上のとおりの事情に鑑みてなされたものであり、木材またはバットの非破壊検査により木製バットの強度に影響を及ぼす因子を簡便でかつ精度良く評価するための検査方法、およびこれらの検査装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために鋭意検討した結果、本発明者等は、検査を行う作業者（いわゆるバット職人）が、木材を叩いたときに生じる「音」を経験と勘に基づいて聞き分けることによってバット用木材を選別していることに着想を得て、打撃（動的）試験による固有振動数の計測から動的弾性率を算出することにより、木材およびバットの機械的性質を評価できることを見出した。
【００１１】
また、本発明者等は、木材およびバットの繊維の傾斜角の測定精度と信頼性を向上することのできる装置の構成および測定手法を見出した。
【００１２】
これらの新規な知見に基づき、本発明者等は、さらに研究を重ね、本発明を完成させるに至ったものである。
【００１３】
すなわち、本発明は、以下の態様を包含する。
（１）バット用木材の検査方法であって、
前記バット用木材の動的弾性率が、所定範囲内であるか否かを検査し、
この結果が肯定的である場合に、前記バット用木材が良品であると判定するバット用木材の検査方法。
（２）前記動的弾性率の前記所定範囲は、１２〜２３ＧＰａである項目（１）に記載のバット用木材の検査方法。
（３）前記バット用木材の動的弾性率が、打撃部材により前記バット用木材の所定の位置を打撃したときの振動または音を検出することによって測定される項目（１）または（２）に記載のバット用木材の検査方法。
（４）さらに、前記バット用木材の繊維の傾斜角が、前記バット用木材の長手方向の基準線を有する検査治具と、前記基準線および前記基準線から一定単位の角度ごとに示した角度線を有する拡大鏡とを用いて測定される項目（１）〜（３）のいずれか１項に記載のバット用木材の検査方法。
【００１４】
（５）木製バットの検査方法であって、
前記バットのグリップエンドから６００ｍｍ以内のバット表面に現れている節の最大直径が、所定範囲内であるか否かを検査し、
前記バットに腐れが存在するか否かを検査し、
前記バットの繊維の傾斜角が、グリップエンドから６００ｍｍ以内において所定範囲内であるか否かを検査し、
前記バットの動的弾性率から求めたバット用木材の動的弾性率が、所定範囲内であるか否かを検査し、
前記バットの含水率が、所定範囲内であるか否かを検査し、
これらのすべての結果が肯定的である場合に、前記バットが良品であると判定する木製バットの検査方法。
（６）前記バット用木材の動的弾性率の前記所定範囲は、１２〜２３ＧＰａである項目（５）に記載の木製バットの検査方法。
（７）前記バットの動的弾性率が、打撃部材により前記バットの所定の位置を打撃したときの振動または音を検出することによって測定される項目（５）または（６）に記載の木製バットの検査方法。
（８）前記バットの繊維の傾斜角が、前記バットの長手方向の基準線を有する検査治具と、前記基準線および前記基準線から一定単位の角度ごとに示した角度線を有する拡大鏡とを用いて測定される項目（５）〜（７）のいずれか１項に記載の木製バットの検査方法。
【００１５】
（９）バット用木材の検査装置であって、
前記バット用木材の動的弾性率が、所定範囲内であることを判定する弾性率判定部と、
前記弾性率判定部での判定結果が肯定的である場合に、前記バット用木材が良品であると判定する結果判定部と、
前記結果判定部での判定結果を出力する出力部と、
を備えるバット用木材の検査装置。
（１０）前記動的弾性率の前記所定範囲は、１２〜２３ＧＰａである項目（９）に記載のバット用木材の検査装置。
（１１）前記弾性率判定部が、前記バット用木材の所定の位置を打撃するための打撃部材と、前記打撃部材により前記バット用木材を打撃したときの振動または音を検出するための検出部と、を備える項目（９）または（１０）に記載のバット用木材の検査装置。
（１２）さらに、傾斜角判定部が備えられ、
前記傾斜角判定部が、前記バット用木材の長手方向の基準線を有する検査治具と、前記基準線および前記基準線から一定単位の角度ごとに示した角度線を有する拡大鏡と、を備える項目（９）〜（１１）のいずれか１項に記載のバット用木材の検査装置。
【００１６】
（１３）木製バットの検査装置であって、
前記バットのグリップエンドから６００ｍｍ以内のバット表面に現れている節の最大直径が、所定範囲内であることを判定する節判定部と、
前記バットに腐れが存在するか否かを判定する腐れ判定部と、
前記バットの繊維の傾斜角が、グリップエンドから６００ｍｍ以内において所定範囲内であることを判定する傾斜角判定部と、
前記バットの動的弾性率から求めたバット用木材の動的弾性率が、所定範囲内であることを判定する弾性率判定部と、
前記バットの含水率が、所定範囲内であることを判定する水分率判定部と、
前記節判定部、前記腐れ判定部、前記傾斜角判定部、前記弾性率判定部、及び前記水分率判定部での判定結果がすべて肯定的である場合に、前記バット用木材が良品であると判定する結果判定部と、
前記結果判定部での判定結果を出力する出力部と、
を備える木製バットの検査装置。
（１４）前記バット用木材の動的弾性率の前記所定範囲は、１２〜２３ＧＰａである項目（１３）に記載の木製バットの検査装置。
（１５）前記弾性率判定部が、前記バットの所定の位置を打撃するための打撃部材と、前記打撃部材により前記バットを打撃したときの振動または音を検出するための検出部と、を備える項目（１３）または（１４）に記載の木製バットの検査装置。
（１６）前記傾斜角判定部が、前記バットの長手方向の基準線を有する検査治具と、前記基準線および前記基準線から一定単位の角度ごとに示した角度線を有する拡大鏡と、を備える項目（１３）〜（１５）のいずれか１項に記載の木製バットの検査装置。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、木材またはバットの非破壊検査により木製バットの強度に影響を及ぼす因子を簡便でかつ精度良く評価するための検査方法、およびこれらの検査装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係るバット用木材の検査装置を示す模式図である。
【図２】図１に示す検査装置を用いて検査する際のバット用木材の状態を示す模式図である。（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。
【図３】図１に示すバット用木材の検査装置において、傾斜角判定部の好ましい実施形態の一例を示す模式図である。
【図４】図１に示すバット用木材の検査装置において、弾性率判定部の好ましい実施形態の一例を示す模式図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る木製バットの検査装置を示す模式図である。
【図６】図５に示す検査装置を用いて検査する際の木製バットの状態を示す模式図である。（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。
【図７】実施例１について、メープル、ホワイトアッシュ、アオダモの木材から加工された木製バットの試験体の動的弾性率（Ｅｄ）と曲げ強さ（ＭＯＲ）の関係を示すグラフである。
【図８】実施例１について、メープル材から加工された木製バットの試験体の動的弾性率（Ｅｄ）と曲げ強さ（ＭＯＲ）の関係を示すグラフである。
【図９】実施例２について、メープル材から加工された木製バットの試験体の繊維傾斜角（°）と曲げ強さ（ＭＯＲ）の関係を示すグラフである。
【図１０】実施例２について、図９の結果と、Kretschmann et al.の図３との比較を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。ここでは、本発明の実施形態の代表例として、野球用のバット用木材および木製バットを想定した場合を例にして説明する。
【００２０】
＜バット用木材の検査装置および検査方法＞
図１は、本発明の一実施形態に係るバット用木材の検査装置を示す模式図である。本発明の一実施形態に係るバット用木材の検査装置１は、節判定部１１と、腐れ判定部１２と、傾斜角判定部１３と、弾性率判定部１４と、水分率判定部１５と、結果判定部１６と、出力部１７と、を備えている。
以下、好ましい態様について説明するが、節判定部１１、腐れ判定部１２、傾斜角判定部１３、水分率判定部１５は、本発明では必ずしも必須の構成要件ではない。
【００２１】
図１に示すような構成を有するバット用木材の検査装置１を用いて行う、本実施形態に係るバット用木材の検査方法では、バット用木材の動的弾性率が、所定範囲内であるか否かを検査し、この結果が肯定的である場合に、バット用木材が良品であると判定する。より具体的には、本実施形態に係るバット用木材の検査方法では、バット用木材の節の数が、所定範囲内であるか否かを検査し、バット用木材に腐れが存在するか否かを検査し、バット用木材の繊維の傾斜角が、所定範囲内であるか否かを検査し、バット用木材の動的弾性率が、所定範囲内であるか否かを検査し、バット用木材の含水率が、所定範囲内であるか否かを検査し、これらのすべての結果が肯定的である場合に、バット用木材が良品であると判定する。
【００２２】
図２は、図１に示すバット用木材の検査装置１を用いて検査する際のバット用木材の状態を示す模式図である。本実施形態では、図２に示すように、バット用木材Ａは、検査台２の上面に配置された支持部材３に載置した状態で検査される。ここで、バット用木材Ａとしては、角材であっても丸材（丸太材、丸棒とも呼ばれる。）であってもよく、また、丸材に一定程度削り加工を施した中間削り材（中挽き材とも呼ばれる。）であってもよい。また、図２では、バット用木材Ａの端部Ａ１、Ａ２の近傍および中央部を支持するように支持部材３を配置した例を示したが、支持部材３の数、位置等は適宜調整することができる。
【００２３】
節判定部１１では、バット用木材Ａの節の数が、所定範囲内であることを判定する。より具体的には、バット用木材Ａの一方の端部Ａ１から全長の少なくとも３分の２の範囲において、節が存在しないことを判定する。節判定部１１での判定結果は、結果判定部１６に送られる。判定結果が否定的である場合には、結果判定部１６において、バット用木材Ａは不良品であると判定され、出力部１７において、当該判定結果が出力される。なお、節判定部１１での判定結果が肯定的であり、最終的にバット用木材Ａが良品であると判定された場合、バット用木材Ａの端部Ａ１をバットのグリップエンド側として加工することが望ましく考慮される。
【００２４】
節判定部１１としては、バット用木材Ａの表面を、好ましくはバット用木材Ａの表面・断面を、非破壊で観察することができれば、その構成は特に限定されない。具体的には、例えば、デジタルスコープなどの顕微観察手段を用いることができる。なお、節判定部１１を任意の大きさ・形状の観察窓とし、肉眼観察により、バット用木材Ａの表面における節の有無を判定するようにしてもよい。
【００２５】
腐れ判定部１２では、バット用木材Ａに腐れが存在するか否かを判定する。より具体的には、バット用木材Ａの全体に渡って、腐れが存在しないことを判定する。腐れ判定部１２での判定結果は、結果判定部１６に送られる。判定結果が否定的である場合には、結果判定部１６において、バット用木材Ａは不良品であると判定され、出力部１７において、当該判定結果が出力される。
【００２６】
腐れ判定部１２としては、バット用木材Ａの表面を、好ましくはバット用木材Ａの表面・断面を、非破壊で観察することができれば、その構成は特に限定されない。具体的には、例えば、デジタルスコープなどの顕微観察手段を用いることができる。なお、腐れ判定部１２を任意の大きさ・形状の観察窓とし、肉眼観察により、バット用木材Ａの表面における腐れの有無を判定するようにしてもよい。
【００２７】
傾斜角判定部１３では、バット用木材Ａの繊維の傾斜角が、所定範囲内であることを判定する。より具体的には、バット用木材Ａの一方の端部Ａ１から全長の少なくとも３分の２の範囲を測定対象とし、当該範囲内の任意の２ヶ所以上で測定した繊維傾斜角のうち、最大の値を採用する。なお、バット用木材Ａの端部Ａ１は、節判定部１１において節の有無について判定を行ったときと同じ側の端部とすることが好ましく考慮される。
【００２８】
ここで、「繊維傾斜角（Slope of Grain）」とは、バット用木材Ａの長軸に対する繊維状木質細胞の傾きをいう。繊維傾斜角は、木材の強度に関係する因子のひとつであり、通常、繊維傾斜角が増加すると木材の強度は低下する。野球用バットについても、これまでに、繊維傾斜角と、曲げ弾性率（ＭＯＥ：Modulus of Elasticity）や曲げ破壊係数（ＭＯＲ：Modulus of Rupture）などの曲げ強度との関係についての報告例がある（例えば、Kretschmann et al., "EFFECT OF CHANGING SLOPE OF GRAIN ON ASH, MAPLE, AND YELLOW BIRCH BENDING STRENGTH", World Conference on Timber Engineering 2010（以下、「Kretschmann et al.」とも称する。）参照）。また、米国大リーグ機構（ＭＬＢ）の規則では、加工後のバットの繊維傾斜角が３°以下であることが求められている。このような状況に鑑みて、本実施形態における繊維傾斜角の判定基準としては、例えば、３°以下が挙げられるが、これに限定されず、バット用木材Ａの樹種、加工後のバットの適用対象（プロ用、アマチュア用、硬式用、軟式用等）などに応じて適宜設定することができる。
【００２９】
傾斜角判定部１３での判定結果は、結果判定部１６に送られる。判定結果が否定的である場合には、結果判定部１６において、バット用木材Ａは所要の機械的性質を有しないと判定され、出力部１７において、当該判定結果が出力される。
【００３０】
好ましい実施形態において、傾斜角判定部１３は、図３に示すように、検査治具１３１と、拡大鏡１３２とを備え、バット用木材Ａの繊維傾斜角は、検査治具１３１と、拡大鏡１３２とを用いて測定される。検査治具１３１は、平面視で矩形形状の上面部１３１ａと、対向する一対の側面部１３１ｂとで構成される、透明の治具である。上面部１３１ａは、バット用木材Ａの長手方向に延びる基準線１３１ｃを有する。側面部１３１ｂは、バット用木材Ａの短手方向に延びており、バット用木材Ａに配置するのに適した形状の切り欠き部１３１ｄを有する。拡大鏡１３２は、検査治具１３１の上に配置してバット用木材Ａの繊維傾斜角を測定するのに適した形状・大きさとされている。拡大鏡１３２は、その底部１３２ａにおいて、基準線１３２ｂおよび基準線１３２ｂから一定単位の角度（例えば、０．５°、１°）ごとに示した複数の角度線１３２ｃを有する。なお、拡大鏡の倍率は適宜設定することができるが、例えば、５倍から１０倍程度の倍率とすることにより、十分な測定精度を確保することができる。
【００３１】
検査治具１３１は、側面部１３１ｂの切り欠き部１３１ｄをバット用木材Ａの表面に接触させることによって配置される。このとき、上面部１３１ａの基準線１３１ｃがバット用木材Ａの長軸と一致するように適宜調整される。そして、上面部１３１ａの基準線１３１ｃが視野内に入るように、拡大鏡１３２が、検査治具１３１の上面部１３１ａの上に配置される。このとき、拡大鏡１３２の底部１３２ａに設けられた基準線１３２ｂと、検査治具１３１の上面部１３１ａの基準線１３１ｃとが重なるように調整され、この状態で、対象の繊維状木質細胞の、バット用木材Ａの長軸に対する傾きが、拡大鏡１３２の底部１３２ａに設けられた角度線１３２ｃにより測定される。なお、繊維傾斜角の測定精度をより高めるために、例えば、対象の繊維状木質細胞を含む一定の範囲に、水溶性インクを浸透させてもよい。
【００３２】
弾性率判定部１４では、バット用木材Ａの動的弾性率が、所定範囲内であることを判定する。より具体的には、バット用木材Ａの所定の位置を打撃したときの振動または音を検出することにより、動的弾性率を測定する。バット用木材Ａを打撃する位置は特に限定されないが、例えば、図２に示すバット用木材Ａの端部Ａ１が挙げられる。この場合、端部Ａ１は、節判定部１１において節の有無について判定を行ったのと同じ側の端部とすることが好ましく考慮される。弾性率判定部１４での判定結果は、結果判定部１６に送られる。判定結果が否定的である場合には、結果判定部１６において、バット用木材Ａは所要の機械的性質を有しないと判定され、出力部１７において、当該判定結果が出力される。
【００３３】
好ましい実施形態において、弾性率判定部１４は、図４に示すように、バット用木材Ａの所定の位置を打撃するための打撃部材１４１と、打撃部材１４１によりバット用木材Ａを打撃したときの振動または音を検出するための検出部１４２とを備え、バット用木材Ａの動的弾性率は、打撃部材１４１によりバット用木材Ａの所定の位置を打撃したときの振動または音の固有振動数を検出部１４２により検出することによって測定される。打撃部材１４１は、バット用木材Ａを打撃するのに適した形状・大きさとされており、例えば、図４に示すように、柄部１４１ａの先端に直角に接合された頭部１４１ｂを有するハンマー形状とすることができる。検出部１４２は、センサ部１４２ａと信号処理部１４２ｂを主たる構成要素とする。
弾性率判定部１４で用いる周波数は、バット用木材Ａの樹種、形状（角材、丸材、中間削り材等）などによって設定され、好ましくは１．５ｋＨｚ〜３．０ｋＨｚである。また、バット用木材、木製バットの場合には、含水率により振動または音が変化するから、動的弾性率を測定する際のバット用木材Ａの含水率は、好ましくは５〜１５％であり、より好ましくは５〜１０％である。
【００３４】
検出部１４２は、打撃部材１４１により打撃する位置（例えば、図２（ａ）におけるバット用木材Ａの端部Ａ１）とは異なる位置、より具体的には、端部Ａ１とは反対側の位置（例えば、図２（ａ）におけるバット用木材Ａの端部Ａ２に近接する位置）に配置することが好ましく考慮される。これにより、バット用木材Ａの動的弾性率をより効率的かつ精度よく測定することができる。
【００３５】
動的弾性率としては、例えば、木材長手（繊維）方向の動的（縦）弾性率Ｅｄを用いることができる。動的弾性率Ｅｄは、以下の式（１）で定義される。
Ｅｄ＝４ρＬ２ｆｒ２  ［ＧＰａ］      ・・式（１）
ρ：密度（ｇ／ｃｍ３）
Ｌ：木材の長さ（ｃｍ）
ｆｒ：固有振動数（Ｈｚ）
【００３６】
ここで、バット用木材Ａが角材、丸材の場合には、長手方向に対する断面形状が一様であるため、固有振動数ｆｒ０を用いて、上記式（１）に従って、動的弾性率Ｅｄ０は、以下の式（２）で定義される。
Ｅｄ０＝４ρＬ２ｆｒ０２  ［ＧＰａ］      ・・式（２）
【００３７】
一方、バット用木材Ａが中間削り材の場合には、削り加工が施されているため、断面が不均一である。このため、中間削り材の動的弾性率Ｅｄｐは、中間削り材形状の固有振動数ｆｒｐを用いた、以下の式（３）で定義される。
Ｅｄｐ＝４ρＬ２ｆｒｐ２  ［ＧＰａ］      ・・式（３）
【００３８】
上記の式（２）、式（３）から、形状補正のための係数（形状補正係数）ｋは、以下の式（４）で計算することができる。
ｋ＝（ｆｒ０/ｆｒｐ）２      ・・式（４）
【００３９】
すなわち、バット用木材Ａに使用される樹種（メープル、ホワイトアッシュ、アオダモなど）について、予め形状補正係数ｋを実験値として取得しておくことで、実際の測定の際にこれらの形状補正係数ｋを用いてバット用木材Ａの動的弾性率を測定することができる。また、中間削り材の形状が予め特定の形状に決められている場合には、当該特定の形状に対する形状補正係数ｋを解析的に取得しておくことで、実際の測定の際に当該形状補正係数ｋを用いてバット用木材Ａの動的弾性率を算出することができる。なお、動的弾性率（縦弾性率）の測定においては、所定の固有振動数を検出することへの影響を最小限とするように、支持部材３の配置が適宜調整される。具体的には、例えば、バット用木材Ａにおける振動の節の位置もしくはその近傍に支持部材３を配置することが好ましく考慮される。
このように、断面形状が一様でない（不均一断面を有する）バット用木材の動的弾性率を、固有振動数を用いて実験的、解析的に測定・算出することができることは、従来想定し得なかった本発明者等の新規な知見のひとつである。
【００４０】
動的弾性率の判定基準としては、例えば、１５ＧＰａ以上が挙げられるが、これに限定されず、バット用木材Ａの樹種、加工後のバットの適用対象（プロ用、アマチュア用、硬式用、軟式用等）などに応じて適宜設定することができる。例えば、プロが使用する硬式野球バット用木材の動的弾性率の判定基準として、１２〜２３ＧＰａの範囲を設定することが好ましく考慮される。また、本実施形態に係るバット用木材の検査方法では、動的弾性率に加えて、ＭＯＥやＭＯＲなどの曲げ強度の指標を組み合わせてもよく、これらの指標の判定基準は、バット用木材Ａの樹種、加工後のバットの適用対象（プロ用、アマチュア用、硬式用、軟式用等）などに応じて適宜設定することができる。例えば、プロが使用する硬式野球バット用木材のＭＯＲの判定基準として、１２０ＭＰａ以上とすることが好ましく考慮される。
【００４１】
水分率判定部１５では、バット用木材Ａの含水率が、所定範囲内であることを判定する。含水率の判定基準としては、例えば、１５％以下、１０％以下、５％以下が挙げられるが、これに限定されず、バット用木材Ａの樹種、加工後のバットの適用対象（プロ用、アマチュア用、硬式用、軟式用等）などに応じて適宜設定することができる。水分率判定部１５での判定結果は、結果判定部１６に送られる。判定結果が否定的である場合には、結果判定部１６において、バット用木材Ａは更なる乾燥を要すると判定され、出力部１７において、当該判定結果が出力される。
【００４２】
水分率判定部１５としては、バット用木材Ａの含水率を非破壊で測定することができるものであれば特に限定されない。具体的には、例えば、針電極圧入式または高周波式などの電気式の水分計を用いることができる。なお、針電極圧入式の水分計では、針電極の痕跡が残る場合があるため、バット用木材Ａが丸材、中間削り材である場合には、高周波式の水分計を用いることが好ましく考慮される。
【００４３】
結果判定部１６では、節判定部１１、腐れ判定部１２、傾斜角判定部１３、弾性率判定部１４、及び水分率判定部１５での判定結果を受け取り、バット用木材Ａが良品であるかどうかを判定する。具体的には、節判定部１１、腐れ判定部１２、傾斜角判定部１３、弾性率判定部１４、及び水分率判定部１５での判定結果がすべて肯定的である場合には、バット用木材Ａが良品であると判定される。一方、節判定部１１及び腐れ判定部１２での判定結果のうち少なくとも一方が否定的である場合には、バット用木材Ａは不良品であると判定される。また、傾斜角判定部１３及び弾性率判定部１４での判定結果のうち少なくとも一方が否定的である場合には、バット用木材Ａは所要の機械的性質を有しないと判定される。また、水分率判定部１５での判定結果が否定的である場合には、バット用木材Ａは更なる乾燥を要すると判定される。
【００４４】
出力部１７では、結果判定部１６での判定結果を出力する。出力部１７から出力された判定結果は、任意の表示手段（図示せず）によって検査装置１の使用者に対して表示することができる。
【００４５】
本実施形態に係るバット用木材の検査装置１は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等で構成された制御部（図示せず）によって制御されるように構成することができ、この場合において、例えば、ＲＯＭに格納された検査プログラムを実行することで、節判定部１１、腐れ判定部１２、傾斜角判定部１３、弾性率判定部１４、水分率判定部１５、結果判定部１６、及び出力部１７のすべてまたは一部を実現するようにしてもよい。
【００４６】
＜木製バットの検査装置および検査方法＞
図５は、本発明の一実施形態に係る木製バットの検査装置を示す模式図である。本発明の一実施形態に係る木製バットの検査装置１０は、節判定部１０１と、腐れ判定部１０２と、傾斜角判定部１０３と、弾性率判定部１０４と、水分率判定部１０５と、結果判定部１０６と、出力部１０７と、を備えている。
【００４７】
このような構成を有する木製バットの検査装置１０を用いて行う、本実施形態に係る木製バットの検査方法では、バットのグリップエンドから６００ｍｍ以内のバット表面に現れている節の最大直径が、所定範囲内であるか否かを検査し、バットに腐れが存在するか否かを検査し、バットの繊維の傾斜角が、グリップエンドから６００ｍｍ以内において所定範囲内であるか否かを検査し、バットの動的弾性率から求めたバット用木材の動的弾性率が、所定範囲内であるか否かを検査し、バットの含水率が、所定範囲内であるか否かを検査し、これらのすべての結果が肯定的である場合に、バットが良品であると判定する。
【００４８】
図６は、図５に示す木製バットの検査装置１０を用いて検査する際の木製バットの状態を示す模式図である。本実施形態では、図６に示すように、木製バットＢは、検査台２０の上面に配置された支持部材３０に載置した状態で検査される。ここで、木製バットＢとしては、製品バットに限定されず、バット用木材に削り加工を施した後の仕上げ材（研磨・塗装前のもの）を含む。なお、図６では、木製バットＢの端部Ｂ１、Ｂ２の近傍を支持するように支持部材３０を配置した例を示したが、支持部材３０の数、位置等は適宜調整することができる。
【００４９】
なお、以下では、木製バットの検査装置１０に関し、図１に示すバット用木材の検査装置１と同様の構成については、詳細な説明を省略する。
【００５０】
節判定部１０１では、木製バットＢのグリップエンドＢ１から６００ｍｍ以内のバット表面に現れている節の最大直径が、所定範囲内であることを判定する。より具体的には、木製バットＢのグリップエンドＢ１から６００ｍｍ以内の範囲において、バット表面に節が存在するかどうかを判定し、節が存在する場合には、当該節の最大直径を計測する。節判定部１０１での判定結果は、結果判定部１０６に送られる。判定結果が否定的である場合には、結果判定部１０６において、木製バットＢは不良品であると判定され、出力部１０７において、当該判定結果が出力される。節の最大直径の判定基準としては、例えば、２ｃｍ以下、１ｃｍ以下、０．５ｃｍ以下が挙げられるが、これに限定されず、木製バットＢの樹種、適用対象（プロ用、アマチュア用、硬式用、軟式用等）などに応じて適宜設定することができる。
【００５１】
腐れ判定部１０２では、木製バットＢに腐れが存在するか否かを判定する。より具体的には、木製バットＢの全体に渡って、腐れが存在しないことを判定する。腐れ判定部１０２での判定結果は、結果判定部１０６に送られる。判定結果が否定的である場合には、結果判定部１０６において、木製バットＢは不良品であると判定され、出力部１０７において、当該判定結果が出力される。
【００５２】
傾斜角判定部１０３では、木製バットＢの繊維の傾斜角が、グリップエンドＢ１から６００ｍｍ以内において所定範囲内であることを判定する。より具体的には、木製バットＢのグリップエンドＢ１から全長の少なくとも３分の２の範囲を測定対象とし、当該範囲内の任意の２ヶ所以上で測定した繊維傾斜角のうち、最大の値を採用する。繊維傾斜角の判定基準としては、例えば、３°以下が挙げられるが、これに限定されず、木製バットＢの樹種、適用対象（プロ用、アマチュア用、硬式用、軟式用等）などに応じて適宜設定することができる。傾斜角判定部１０３での判定結果は、結果判定部１６に送られる。判定結果が否定的である場合には、結果判定部１０６において、木製バットＢは所要の機械的性質を有しないと判定され、出力部１０７において、当該判定結果が出力される。
【００５３】
弾性率判定部１０４では、木製バットＢの動的弾性率から求めたバット用木材の動的弾性率が、所定範囲内であることを判定する。より具体的には、木製バットＢの任意の部分を打撃したときの振動または音を検出することにより、動的弾性率を測定し、この結果からバット用木材の動的弾性率を算出する。木製バットＢを打撃する部分は特に限定されないが、例えば、図６に示す木製バットＢのグリップエンドＢ１が挙げられる。弾性率判定部１０４での判定結果は、結果判定部１０６に送られる。判定結果が否定的である場合には、結果判定部１０６において、木製バットＢは所要の機械的性質を有しないと判定され、出力部１０７において、当該判定結果が出力される。
【００５４】
動的弾性率としては、例えば、動的（縦）弾性率Ｅｄを用いることができる。ここで、木製バットＢは長手方向に対する断面形状が一様でないため、上述した中間削り材の動的弾性率の測定と同様に、形状補正係数ｋを導入することにより、木製バットＢの動的弾性率Ｅｄを定義できることが理解される。
【００５５】
水分率判定部１０５では、木製バットＢの含水率が、所定範囲内であることを判定する。含水率の判定基準としては、例えば、１５％以下、１０％以下、５％以下が挙げられるが、これに限定されず、木製バットＢの樹種、適用対象（プロ用、アマチュア用、硬式用、軟式用等）などに応じて適宜設定することができる。水分率判定部１０５での判定結果は、結果判定部１０６に送られる。判定結果が否定的である場合には、結果判定部１０６において、木製バットＢは更なる乾燥を要すると判定され、出力部１０７において、当該判定結果が出力される。
【００５６】
なお、水分率判定部１０５としては、電気式の水分計のうち、高周波式の水分計を用いることが好ましく考慮される。
【００５７】
結果判定部１０６では、節判定部１０１、腐れ判定部１０２、傾斜角判定部１０３、弾性率判定部１０４、及び水分率判定部１０５での判定結果を受け取り、木製バットＢが良品であるかどうかを判定する。具体的には、節判定部１０１、腐れ判定部１０２、傾斜角判定部１０３、弾性率判定部１０４、及び水分率判定部１０５での判定結果がすべて肯定的である場合には、木製バットＢが良品であると判定される。一方、節判定部１０１及び腐れ判定部１０２での判定結果のうち少なくとも一方が否定的である場合には、木製バットＢは不良品であると判定される。また、傾斜角判定部１０３及び弾性率判定部１０４での判定結果のうち少なくとも一方が否定的である場合には、木製バットＢは所要の機械的性質を有しないと判定される。また、水分率判定部１０５での判定結果が否定的である場合には、木製バットＢは更なる乾燥を要すると判定される。
【００５８】
出力部１０７では、結果判定部１０６での判定結果を出力する。出力部１０７から出力された判定結果は、任意の表示手段（図示せず）によって検査装置１０の使用者に対して表示することができる。
【００５９】
本実施形態に係る木製バットの検査装置１０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等で構成された制御部（図示せず）によって制御されるように構成することができ、この場合において、例えば、ＲＯＭに格納された検査プログラムを実行することで、節判定部１０１、腐れ判定部１０２、傾斜角判定部１０３、弾性率判定部１０４、水分率判定部１０５、結果判定部１０６、及び出力部１０７のすべてまたは一部を実現するようにしてもよい。
【００６０】
なお、上述した実施形態に係るバット用木材の検査装置１および木製バットの検査装置１０、およびバット用木材、木製バットの検査方法は、野球用のバット用木材および木製バットを検査対象とする場合に限定されるものではなく、野球以外の競技用の木製品および当該木製品用の木材に対しても適用することができる。野球以外の競技用の木製品としては、例えば、クリケット用の木製バット、ソフトボール用の木製バット、フィールドホッケー用の木製スティック、アイスホッケー用の木製スティック等が挙げられる。ここで、上記した装置構成や検査条件は、競技の種類、当該競技に用いられるバットやスティックなどの木製品の所要の性質等に応じて、適宜設計することができることが理解される。
【００６１】
以上、本発明の実施形態を詳述してきたが、上記の構成要件の説明は、本発明の実施形態の一例（代表例）であり、具体的な形態はこれらの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計の変更等があっても本発明に含まれる。
【実施例】
【００６２】
以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００６３】
＜実施例１＞
試験体として、木製バット用メープル、ホワイトアッシュ、アオダモの木材から加工された丸棒試験片（直径２２〜２５ｍｍ：バットグリップ部に相当）について、上述した実施形態と同様の構成を有する検査装置を用いて、動的弾性率を測定した。また、これらの試験体の曲げ強さ（ＭＯＲ）を、４点曲げ強度試験（上支点間距離は試験片直径の約８．２倍、下支点間距離は試験片直径の約１６．４倍）により測定した。結果を図７に示す。
【００６４】
図７に示すように、上記３樹種の試験体についての決定係数（Ｒ２）は、動的弾性率（Ｅｄ）と曲げ強さ（ＭＯＲ）との関係式（ＭＯＲ＝５．４０３１・Ｅｄ＋４７．３２４）から、０．６２０３と導かれた。
【００６５】
図８は、メープル材から加工された丸棒試験片について同様の測定を行った結果を示すグラフである。図８に示す結果より、動的弾性率（Ｅｄ）と曲げ強さ（ＭＯＲ）との関係式（ＭＯＲ＝５．３１２４・Ｅｄ＋６２．１０７）から、０．５８９３の決定係数（Ｒ２）が導かれた。
【００６６】
ここで、上述したKretschmann et al.の図８には、メープル材における密度（ｇ／ｃｍ３）とＭＯＲ（ＭＰａ）の関係を示すグラフが示されており、決定係数（Ｒ２）が０．４５であったことが示されている。また、ＭＬＢの規則では、現在のところ、密度による曲げ強度の予測値が採用されている。これに対して、本実施例で得られた上記の決定係数（Ｒ２）の値は、Kretschmann et al.で得られた決定係数よりも優れていることがわかる。
【００６７】
これらの結果より、木製バットおよびバット用木材の強度を非破壊的に評価する指標として、動的弾性率が有効であり、現在ＭＬＢで導入されている評価手法よりも優れた評価を行うことができることが確認された。
なお、日本のプロ野球で使用されて折損した木製バットから加工した丸棒試験片（直径２４ｍｍ）を使用して本実施例と同様の装置、手法により動的弾性率および曲げ強さ（ＭＯＲ）を測定した結果、動的弾性率は９ＧＰａ、ＭＯＲは１００ＭＰａであった。この結果から、本発明に係る検査方法および検査装置によるバット用木材の動的弾性率の判定基準として、「動的弾性率  １２ＧＰａ以上、かつ曲げ強さ（ＭＯＲ）  １２０ＭＰａ以上」とすることが一定程度の妥当性を有することが理解される。
【００６８】
＜実施例２＞
実施例１と同様の構成を有する検査装置を用いて、メープル材から加工された木製バットの試験体について、繊維傾斜角の測定および曲げ強度試験を行った。結果を図９に示す。図９に示すように、試験体によってバラつきはあるが、繊維傾斜角の増加に伴い、ＭＯＲが低下する傾向が確認された。
【００６９】
図１０は、図９の結果と、Kretschmann et al.の図３との比較を示すグラフである。図１０より、Kretschmann et al.でのメープル材、ホワイトアッシュ材と比べて、本実施例でのメープル材の方が、繊維傾斜角の増加に伴う曲げ強度の低減率がやや小さいものの、ほぼ同様の傾向が得られていることがわかる。
【００７０】
これらの結果より、本発明による検査装置および検査方法によって、バット用木材および木製バットの繊維傾斜角を簡便でかつ実用に耐え得る精度で測定することが可能であること、また、繊維傾斜角の判定基準としては、現在ＭＬＢで導入されている値と同等の値を採用することにより、折損時に分離破壊して破片の飛散が生じにくいバット用木材または木製バットを選別し得ることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明による検査方法および検査装置によって、野球をはじめとするバットなどの木製スポーツ用具の性能のグレーディングならびに木製スポーツ用具用木材のグレーディングを定量的に行うことができる。
【符号の説明】
【００７２】
１  バット用木材の検査装置
１０  木製バットの検査装置
１１、１０１  節判定部
１２、１０２  腐れ判定部
１３、１０３  傾斜角判定部
１３１  検査治具
１３２  拡大鏡
１４、１０４  弾性率判定部
１４１  打撃部材
１４２  検出部
１５、１０５  水分率判定部
１６、１０６  結果判定部
１７、１０７  出力部
２、２０  検査台
３、３０  支持部材
Ａ  バット用木材
Ｂ  木製バット
【図１】
2019045414.tif 000003
【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】
2019045414.tif 000009
【図８】
2019045414.tif 000010
【図９】
2019045414.tif 000011
【図１０】
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