(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内芯と、前記内芯の外周面を覆う外芯とを有する野球ボールであって、
１４．１４ｍｍ以上５６．５６ｍｍ以下の外径を有し、かつ弾性率が１．０ＭＰａ以上１．３ＭＰａ以下であり、動的粘弾性の損失係数（ｔａｎδ）が０．１０以上０．２０以下であり、反発係数が０．５以上の発泡ウレタンからなる前記内芯と、
７．０７ｍｍ以上２８．２８ｍｍ以下の厚みに形成されており、かつ弾性率が０．６ＭＰａ以上１．０ＭＰａ以下であり、動的粘弾性の損失係数（ｔａｎδ）が０．２６以上０．３０以下であり、発泡ウレタンからなる前記外芯とを備えた、野球ボール。
【請求項２】
前記野球ボールの前記内芯および前記外芯が２６．８２ｍ／ｓの速度で衝突した際の反力が４３００Ｎ以下である、請求項１に記載の野球ボール。
【請求項３】
前記野球ボールが２６．８２ｍ／ｓの速度で鉄板に衝突した際の反発係数が０．５０以上である、請求項１または２に記載の野球ボール。
【請求項４】
前記反発係数が０．５５以下であり、かつ前記野球ボールの外径を６．３５ｍｍ圧縮した際の荷重が４５ｌｂｆ未満である、請求項３に記載の野球ボール。
【請求項５】
内芯と、前記内芯の外周面を覆う外芯とを有する野球ボールであって、
前記内芯の弾性率が１．０ＭＰａ以上１．３ＭＰａ以下であり、かつ前記内芯の動的粘弾性の損失係数（ｔａｎδ）が０．１０以上０．２０以下であり、かつ前記内芯の直径が３４ｍｍであり、発泡ウレタンからなる前記内芯と、
前記外芯の弾性率が０．６ＭＰａ以上１．０ＭＰａ以下であり、かつ前記外芯の動的粘弾性の損失係数（ｔａｎδ）が０．２６以上０．３０以下であり、発泡ウレタンからなる前記外芯と、
前記外芯の外周面を覆うように糸が巻かれた糸巻層と、
前記糸巻層の外周面を覆う外層とを備え、
前記野球ボールの前記内芯および前記外芯の外径が７０．７ｍｍである、野球ボール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、野球ボールに関し、特に中実の野球ボールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
野球ボールには、人体に当たった際の衝撃力を小さくして安全性を高めることが求められている。たとえば、リトルリーグでは低年齢の子供が競技を行う際に、安全性を高めるために硬式野球ボールの硬さおよび反発係数が定められている。リトルリーグの規程では、野球ボールの硬さは、野球ボールを６．３５ｍｍ圧縮したときの荷重が４５ｌｂｆ（２００．１７Ｎ）未満と定められている。また、野球ボールの反発係数は、野球ボールが２６．８２ｍ／ｓの速度で鉄板に衝突した際の反発係数が０．４５〜０．５５と定められている。
【０００３】
通常の硬式野球ボールはゴムの中芯の上に毛糸が球状に巻かれ、さらにその上に綿糸が表面が平滑になるように巻かれ、その上から牛革が被されて縫糸で縫合されている。なお、この通常の硬式野球ボールとは異なる構造を有する硬式野球ボールが提案されている。たとえば、特開２００２−２１００４３号公報（特許文献１）には、ゴムの中芯を発泡ウレタンの中間芯で包んだ硬式野球ボールが提案されている。
【０００４】
また、野球ボールとして硬式野球ボールのほかに軟式野球ボールが使用されている。軟式野球ボールは中芯を有しておらず中空に形成されている。軟式野球ボールではこの中空のため衝撃力は小さくなっている。そのため安全性が確保されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２１００４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
軟式野球ボールでは、中空にして衝撃力を小さくしているため安全性が高いが、中空にして衝撃力を小さくしているため飛距離が硬式野球ボールに比べて小さくなる。そのため、バットで打った際に硬式野球ボールと同等の飛距離が得られない。
【０００７】
また、上記公報の硬式野球ボールでは、ゴムの中芯が発泡ウレタンの中間芯で包まれているが、打球感が通常の硬式野球ボールとほとんど変わらないように形成されている。そのため、上記公報の硬式野球ボールは通常の硬式野球ボールと同等の衝撃力を有している。したがって、上記公報の硬式野球ボールでは通常の硬式野球ボールより安全性を高めることは想定されていない。
【０００８】
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、人体に当たった際の安全性を高め、かつ硬式野球ボールと同等およびそれ以上の飛距離が得られる野球ボールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者等が鋭意検討したところ、野球ボールの内芯および外芯の割合および物性を調整することにより、衝撃力および反力を小さくすることができ、かつ反発係数を大きくすることができることを見出した。これにより、人体に当たった際に安全性が高く、一方バットで打った際によく飛ぶボールを実現できることを見出した。そして、この知見に基づいて、衝撃力および反力を小さくすることで人体に当たった際の安全性を高めることができ、反発係数を大きくすることで硬式野球ボールと同等およびそれ以上の飛距離が得られる野球ボールが得られることを見出した。
【００１０】
本発明の野球ボールは、内芯と、内芯の外周面を覆う外芯とを有する野球ボールであって、１４．１４ｍｍ以上５６．５６ｍｍ以下の外径を有し、かつ弾性率が１．０ＭＰａ以上１．３ＭＰａ以下であり、動的粘弾性の損失係数（ｔａｎδ）が０．１０以上０．２０以下であり、反発係数が０．５以上の発泡ウレタンからなる内芯と、７．０７ｍｍ以上２８．２８ｍｍ以下の厚みに形成されており、かつ弾性率が０．６ＭＰａ以上１．０ＭＰａ以下であり、動的粘弾性の損失係数（ｔａｎδ）が０．２６以上０．３０以下であり、発泡ウレタンからなる外芯とを備えている。
【００１１】
ここで、動的粘弾性の損失係数（ｔａｎδ）は、複素弾性率の虚数部分である損失弾性率と複素弾性率の実数部分である貯蔵弾性率との比である。複素弾性率は粘弾性材料に正弦波振動を加えた場合の動的応力と動的ひずみとの差である。
【００１２】
発明者等は動的粘弾性の損失係数（ｔａｎδ）が反発係数と相関があることを見出し、弾性率が衝撃力と相関があることを見出した。また、発明者等は内芯および外芯の割合によって衝撃力および反力と反発係数とが変化することを見出した。そのため、内芯の動的粘弾性の損失係数（ｔａｎδ）と、外芯の弾性率と、内芯および外芯の割合を調整することによって、軟式野球ボールと同程度の衝撃力および反力と硬式野球ボールと同等およびそれ以上の飛距離が得られることを本発明者等は知得した。
【００１３】
具体的には、野球ボールの内芯および外芯の外径の２０％以上８０％以下の寸法に形成されており、かつ動的粘弾性の損失係数（ｔａｎδ）が０．３以下である内芯と、野球ボールの内芯および外芯の外径の１０％以上４０％以下の厚みに形成されており、かつ弾性率が１．５ＭＰａ以下である外芯とを備えることにより、軟式野球ボールと同程度の衝撃力および反力と硬式野球ボールと同等およびそれ以上の飛距離が得られることを本発明者等は知得した。このため、本発明の野球ボールでは、人体に当たった際の安全性を高めることができ、かつ硬式野球ボールと同等およびそれ以上の飛距離を得ることができる。
【００１４】
上記の野球ボールは、好ましくは、野球ボールの内芯および外芯が２６．８２ｍ／ｓの速度で衝突した際の反力が４３００Ｎ以下である。これにより、軟式野球ボールと同程度の衝撃力および反力を得ることができる。野球ボールの外層には一般的に天然皮革、人工皮革、合成皮革、布帛やニット素材などの柔らかい材料が使われるので、内芯および外芯に外層を装着した野球ボールでも、軟式野球ボールと同程度の衝撃力および反力を得ることができる。
【００１５】
上記の野球ボールは、好ましくは、野球ボールが２６．８２ｍ／ｓの速度で鉄板に衝突した際の反発係数が０．５０以上である。これにより、硬式野球ボールと同等およびそれ以上の飛距離を得ることができる。
【００１６】
上記の野球ボールは、好ましくは、反発係数が０．５５以下であり、かつ野球ボールの外径を６．３５ｍｍ圧縮した際の荷重が４５ｌｂｆ未満である。これにより、リトルリーグの規程を満たした野球ボールを提供することができる。
【００１７】
本発明の野球ボールは、内芯と、前記内芯の外周面を覆う外芯とを有する野球ボールであって、内芯の弾性率が１．０ＭＰａ以上１．３ＭＰａ以下であり、かつ内芯の動的粘弾性の損失係数（ｔａｎδ）が０．１０以上０．２０以下であり、かつ内芯の直径が３４ｍｍであり、発泡ウレタンからなる内芯と、外芯の弾性率が０．６ＭＰａ以上１．０ＭＰａ以下であり、かつ外芯の動的粘弾性の損失係数（ｔａｎδ）が０．２６以上０．３０以下であり、発泡ウレタンからなる外芯と、外芯の外周面を覆うように糸が巻かれた糸巻層と、糸巻層の外周面を覆う外層とを備え、野球ボールの内芯および外芯の外径が７０．７ｍｍである。
【００１８】
好ましくは、内芯の弾性率が１．１ＭＰａであり、内芯の動的粘弾性の損失係数（ｔａｎδ）が０．１０であり、外芯の弾性率が０．９５ＭＰａであり、外芯の動的粘弾性の損失係数（ｔａｎδ）が０．２６である。
【００１９】
これにより、軟式野球ボールと同程度の衝撃力および反力と硬式野球ボールと同等およびそれ以上の飛距離が得られることを本発明者等は見出した。このため、本発明の野球ボールでは、人体に当たった際の安全性を高めることができ、かつ硬式野球ボールと同等およびそれ以上の飛距離を得ることができる。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、本発明の野球ボールによれば、人に当たった際の安全性を高めることができ、かつ硬式野球ボールと同等およびそれ以上の飛距離を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施の形態における野球ボールの概略断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態における野球ボールの変形例１の概略断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態における野球ボールの変形例２の概略断面図である。
【図４】実施例における比較例の野球ボールの概略断面図である。
【図５】実施例における比較例および本発明例の衝撃力と圧縮硬さとの関係を示す図である。
【図６】実施例における比較例および本発明例の反発係数と圧縮硬さとの関係を示す図である。
【図７】実施例における比較例の衝撃力と圧縮硬さとの関係を示す図である。
【図８】実施例における比較例の反発係数と圧縮硬さとの関係を示す図である。
【図９】実施例における試料の反発係数（解析）と反発係数（実測）との関係を示す図である。
【図１０】実施例における試料の反力と衝撃力との関係を示す図である。
【図１１】実施例における試料の衝撃力と圧縮硬さとの関係を示す図である。
【図１２】実施例における試料の衝撃力と弾性率との関係を示す図である。
【図１３】実施例における試料の反発係数とｔａｎδとの関係を示す図である。
【図１４】実施例における試料の衝撃力とｔａｎδとの関係を示す図である。
【図１５】実施例における試料の反発係数と複素弾性率との関係を示す図である。
【図１６】実施例における試料の反発係数と圧縮硬さとの関係を示す図である。
【図１７】実施例における本発明例の反力と内芯径との関係を示す図である。
【図１８】実施例における本発明例の反発係数と内芯径との関係を示す図である。
【図１９】実施例における本発明例の反力と外芯の厚みとの関係を示す図である。
【図２０】実施例における本発明例の反発係数と内芯の厚みとの関係を示す図である。
【図２１】実施例における本発明例の反力と内芯径との関係を示す図である。
【図２２】実施例における本発明例の反発係数と内芯径との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の一実施の形態について図に基づいて説明する。
図１を参照して、本発明の一実施の形態の野球ボール１は、内芯２と、外芯３と、外層４とを主に有している。野球ボール１の中心部には内芯２が配置されている。内芯２の外周面が外芯３で覆われている。外芯３の外周面が外層４で覆われている。内芯２および外芯３の材料は、たとえば発泡ウレタンである。
【００２３】
内芯２は、野球ボール１の内芯２および外芯３の外径の２０％以上８０％以下の寸法に形成されており、かつ動的粘弾性の損失係数（ｔａｎδ）が０．３以下である。外芯３は、野球ボール１の内芯２および外芯３の外径の１０％以上４０％以下の厚みに形成されており、かつ弾性率が１．５ＭＰａ以下である。
【００２４】
外芯３の厚みは、野球ボール１の半径方向の内芯２の外径から外芯３の外径までの長さである。外層４は、たとえば皮革と、この皮革を縫合する縫糸とを主に有している。外芯３の外周面に皮革が被せられ、この皮革が縫合されることにより外層４が構成されている。
【００２５】
また、野球ボール１は、野球ボール１の内芯２および外芯３が２６．８２ｍ／ｓの速度で衝突した際の反力が４３００Ｎ以下であってもよい。
【００２６】
また、野球ボール１は、野球ボール１が２６．８２ｍ／ｓの速度で鉄板に衝突した際の反発係数が０．５０以上であってもよい。なお、外層４の影響により野球ボール１の反発係数の値は若干下がる。具体的には反発係数の値は、０．０１〜０．０２の範囲で０．０１５程度下がる。そのため、野球ボール１の内芯２および外芯３が２６．８２ｍ／ｓの速度で鉄板に衝突した際の野球ボール１の内芯２および外芯３の反発係数としては、０．５１５以上であってもよい。
【００２７】
また、野球ボール１は、反発係数が０．５５以下であり、かつ野球ボール１の外径を６．３５ｍｍ圧縮した際の荷重が４５ｌｂｆ（２００．１７Ｎ）未満であってもよい。
【００２８】
図２を参照して、本発明の一実施の形態の変形例１の野球ボール１は、外芯３の外周面を覆うように糸が巻かれた糸巻層５を有していてもよい。糸巻層５は、たとえば綿糸が外芯３の外周面を覆うように巻かれ、その表面が平滑になるように巻かれている。なお、糸巻層５が巻かれた状態では、糸が巻かれる際の張力で内芯２および外芯３が少し小さくなるため糸が巻かれた後の外径は外芯３の外径とほとんど変わらない。
【００２９】
図２を参照して、内芯２は、内芯２の弾性率が１．０ＭＰａ以上１．３ＭＰａ以下であり、かつ内芯２の動的粘弾性の損失係数（ｔａｎδ）が０．１０以上０．２０以下であり、かつ内芯２の直径が３４ｍｍである。外芯３は、外芯３の弾性率が０．６ＭＰａ以上１．０ＭＰａ以下であり、かつ外芯３の動的粘弾性の損失係数（ｔａｎδ）が０．２６以上０．３０以下である。糸巻層５では外芯３の外周面を覆うように糸が巻かれている。外層４は糸巻層５の外周面を覆うように設けられている。野球ボール１の内芯２および外芯３の外径は７０．７ｍｍである。内芯２と外芯３とが野球ボール１の芯を構成している。野球ボール１の芯の外径は外芯３の外径に相当する。なお、野球ボール１の芯に皮革が貼られて縫糸で縫われた状態での野球ボール１の外周はたとえば２３０ｍｍであり、野球ボール１の外径はたとえば７３．２ｍｍである。
【００３０】
さらに、内芯２の弾性率が１．１ＭＰａであり、内芯２の動的粘弾性の損失係数（ｔａｎδ）が０．１０であり、外芯３の弾性率が０．９５ＭＰａであり、外芯３の動的粘弾性の損失係数（ｔａｎδ）が０．２６であることが好ましい。
【００３１】
なお、野球ボール１の内芯２および外芯３で構成される芯の外径７０．７ｍｍ、内芯２の直径３４ｍｍは、それぞれ寸法公差±０．２ｍｍを有している。以下、各寸法については同様に寸法公差を有している。
【００３２】
図３を参照して、本発明の一実施の形態の変形例２の野球ボール１は、外層４の内側の芯が３層で構成されていてもよい。この変形例２では、内芯２の外周面を覆うように中芯６が設けられている。中芯６の外周面を覆うように外芯３が設けられている。
【００３３】
内芯２は、弾性率が１．０ＭＰａ以上１．３ＭＰａ以下である。弾性率は１．１ＭＰａであることが好ましい。動的粘弾性の損失係数（ｔａｎδ）が０．１０以上０．２０以下である。動的粘弾性の損失係数（ｔａｎδ）は０．１０であることが好ましい。内芯２の厚みは、３４ｍｍである。
【００３４】
中芯６は、弾性率が０．６ＭＰａ以上１．０ＭＰａ以下である。弾性率は０．６０ＭＰａであることが好ましい。動的粘弾性の損失係数（ｔａｎδ）が０．２６以上０．３０以下である。動的粘弾性の損失係数（ｔａｎδ）は０．３０であることが好ましい。中芯６の厚みは、２ｍｍである。
【００３５】
外芯３は、弾性率が０．６ＭＰａ以上１．０ＭＰａ以下である。弾性率は０．９５ＭＰａであることが好ましい。動的粘弾性の損失係数（ｔａｎδ）が０．２６以上０．３０以下である。動的粘弾性の損失係数（ｔａｎδ）は０．２６であることが好ましい。外芯３の厚みは、１６．３５ｍｍである。
【００３６】
内芯２、外芯３および中芯６の材料は、たとえば発泡ウレタンである。
なお、上記の変形例１と同様に糸巻層５が設けられていてもよい。この場合、糸巻層５では外芯３の外周面を覆うように糸が巻かれている。
【００３７】
次に本発明の一実施の形態の野球ボールの作用効果について説明する。
発明者等は動的粘弾性の損失係数（ｔａｎδ）が反発係数と相関があることを見出し、弾性率が衝撃力と相関があることを見出した。また、発明者等は内芯２および外芯３の割合によって衝撃力および反力と反発係数とが変化することを見出した。
【００３８】
発明者等が検討したところ、軟式野球ボールが２６．８２ｍ／ｓの速度で衝突した際の反力は４３００Ｎ程度である。そのため、野球ボール１が２６．８２ｍ／ｓの速度で衝突した際の反力は４３００Ｎ程度以下であることが求められる。また、リトルリーグの規程には硬式野球ボールの反発係数は０．４５〜０．５５と定められている。飛距離を得る観点からは軟式野球ボールの反発係数より高い反発係数０．５０以上が好ましい。
【００３９】
本発明の一実施の形態の野球ボール１によれば、野球ボール１の内芯２および外芯３の外径の２０％以上８０％以下の寸法に形成されており、かつ動的粘弾性の損失係数（ｔａｎδ）が０．３以下である内芯２と、野球ボール１の内芯２および外芯３の外径の１０％以上４０％以下の厚みに形成されており、かつ弾性率が１．５ＭＰａ以下である外芯３とを備えている。
【００４０】
内芯２の動的粘弾性の損失係数（ｔａｎδ）が０．３以下であれば反発係数が０．５０以上となることを見出した。さらに内芯２の割合が野球ボール１の内芯２および外芯３で構成される芯の外径の２０％以上であれば反発係数が上がることを見出した。また外芯３の弾性率が１．５ＭＰａ以下であれば衝撃力が８０Ｇ程度であることを見出した。また外芯３の厚みが野球ボール１の内芯２および外芯３で構成される芯の外径の１０％（割合２０％）以上であれば反発係数が大きくなることを見出した。
【００４１】
これにより、野球ボール１が２６．８２ｍ／ｓの速度で衝突した際の反力が４３００Ｎ程度以下となり、反発係数が０．５０以上となることを見出した。そのため、本発明の一実施の形態の野球ボール１によれば、軟式野球ボールと同程度の衝撃力および反力と、軟式野球ボールより大きな飛距離が得られ、硬式野球ボールと同等およびそれ以上の飛距離が得られることを本発明者等は知得した。
【００４２】
したがって、本発明の一実施の形態の野球ボール１では、人体に当たった際の衝撃力および反力が軟式野球ボールと同程度のため、軟式野球ボールのように安全性を高めることができる。また、反発係数が硬式野球ボールと同等およびそれ以上のため、硬式ボールと同等およびそれ以上の飛距離を得ることができる。このため、本発明の一実施の形態の野球ボール１では、人体に当たった際の安全性を高めることができ、かつ硬式野球ボールと同等およびそれ以上の飛距離を得ることができる。
【００４３】
本発明の一実施の形態の野球ボール１は、野球ボール１の内芯２および外芯３が２６．８２ｍ／ｓの速度で衝突した際の反力が４３００Ｎ以下であってもよい。この反力４３００Ｎは軟式野球ボールの反力に該当する。そのため、軟式野球ボールと同程度の反力を得ることができる。この４３００Ｎは衝撃力では約８０Ｇに相当する。軟式野球ボールの衝撃力は約８０Ｇと想定可能であるため、軟式野球ボールと同程度の衝撃力および反力を得ることもできる。
【００４４】
本発明の一実施の形態の野球ボール１は、野球ボール１が２６．８２ｍ／ｓの速度で鉄板に衝突した際の反発係数が０．５０以上であってもよい。この反発係数０．５０はリトルリーグの規程に定められた硬式野球ボールの反発係数０．４５〜０．５５に合致する。そのため、硬式野球ボールと同等およびそれ以上の飛距離を得ることができる。
【００４５】
本発明の一実施の形態の野球ボール１は、反発係数が０．５５以下であり、かつ野球ボール１の外径を６．３５ｍｍ圧縮した際の荷重が４５ｌｂｆ（２００．１７Ｎ）未満であってもよい。リトルリーグの規程には反発係数は０．４５〜０．５５であり、野球ボール１の外径を６．３５ｍｍ圧縮した際の荷重が４５ｌｂｆ（２００．１７Ｎ）未満と定められている。このリトルリーグの規程に合致するため、リトルリーグの規程を満たした野球ボールを提供することができる。
【００４６】
本発明の野球ボールは、内芯２と、内芯２の外周面を覆う外芯３とを有する野球ボール１であって、内芯２の弾性率が１．０ＭＰａ以上１．３ＭＰａ以下であり、かつ内芯２の動的粘弾性の損失係数（ｔａｎδ）が０．１０以上０．２０以下であり、かつ内芯２の直径が３４ｍｍである内芯２と、外芯３の弾性率が０．６ＭＰａ以上１．０ＭＰａ以下であり、かつ外芯３の動的粘弾性の損失係数（ｔａｎδ）が０．２６以上０．３０以下である外芯３と、外芯３の外周面を覆うように糸が巻かれた糸巻層５と、糸巻層５の外周面を覆う外層４とを備えている。野球ボール１の内芯２および外芯３の外径は７０．７ｍｍである。
【００４７】
さらに、内芯の弾性率が１．１ＭＰａであり、内芯の動的粘弾性の損失係数（ｔａｎδ）が０．１０であり、外芯の弾性率が０．９５ＭＰａであり、外芯の動的粘弾性の損失係数（ｔａｎδ）が０．２６であることが好ましい。
【００４８】
これにより、軟式野球ボールと同程度の衝撃力および反力と硬式野球ボールと同等およびそれ以上の飛距離が得られることを本発明者等は知得した。このため、本発明の野球ボールでは、人体に当たった際の安全性を高めることができ、かつ硬式野球ボールと同等およびそれ以上の飛距離を得ることができる。
【実施例】
【００４９】
以下、本発明の実施例について説明する。なお、上記と同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰り返さない場合がある。
【００５０】
ここでは、野球ボールの衝撃力および反力を小さくし、かつ反発係数を大きくすることができるかを検討した。
【００５１】
表１、図５および図６を参照して、比較例Ａ、Ｂ、Ｃは本発明に対する比較例である。本発明例Ｄは本発明の実施例である。本発明例Ｅは本発明の変形例である。図５の縦軸は衝撃力（Ｇ）の大きさを示し、横軸は圧縮硬さ（ｌｂｆ）の大きさを示している。図６の縦軸は反発係数の大きさを示し、横軸は圧縮硬さ（ｌｂｆ）の大きさを示している。
【００５２】
【表１】
0005757702.tif 000002
【００５３】
比較例Ａ、Ｂは軟式野球ボールである。図４を参照して、比較例Ｃの野球ボール１は、外層４の内側の芯が一層で構成されている。比較例Ｃの野球ボール１は外芯３を有しておらず、内芯２の外周面を覆うように外層４が設けられている。比較例Ｃの材料は、発泡ウレタンである。本発明例Ｄ、Ｅは本発明の野球ボールであり、その芯の外径は７０．７ｍｍである。本発明例Ｄ、Ｅは図２に示されるように芯が二層の構造を有している。本発明例Ｄ、Ｅのそれぞれの内芯の径は３４ｍｍである。本発明例Ｄ、Ｅの内芯および外芯の材料は、発泡ウレタンである。
【００５４】
表１の各項目について説明する。圧縮硬さ（ｌｂｆ）は、野球ボールの外径を６．３５ｍｍ圧縮した際の荷重である。また、反発係数は、野球ボールが２６．８２ｍ／ｓの速度で鉄板に衝突した際の反発係数である。また、衝撃力（Ｇ）は、野球ボールが２６．８２ｍ／ｓの速度で衝突した際の衝撃力である。以下、これらの各項目は各表、各図において同様である。
【００５５】
圧縮硬さ（ｌｂｆ）については、測定機器として株式会社島津製作所製ＡＧ−５０００Ｄを使用して、ＡＳＴＭ（American Society for Testing and Materials）  Ｆ  １８８８ "Test Method for Compression-Displacement of Baseballs and Softballs"に準拠した試験方法で測定した。
【００５６】
反発係数については、測定機器としてライトゲートを使用して、ＡＳＴＭ  Ｆ  １８８７ "Standard Test Method for Measuring the Coefficient of restitution (COR) of Baseballs and Softballs"に準拠した試験方法で測定した。ライトゲートとは、ライトがでている箱をボールが通過すると感知し、速度を算出する計測器である。反発係数は、鉄板衝突後のボールの速度を鉄板衝突前のボールの速度で除した値である。
【００５７】
衝撃力（Ｇ）については、財団法人製品安全協会の”野球用ヘルメットの認定基準及び基準確認方法”に基づいた試験機を使用して、人頭模型に装着された加速度計によりボールを模型に衝突させたときの加速度を測定して衝撃力を計測した。
【００５８】
表１、図５および図６を参照して、圧縮硬さ（ｌｂｆ）について比較例Ａ、Ｂと比べて本発明例Ｄ、Ｅは同等およびそれ以下の値となった。反発係数について比較例Ａ、Ｂ、Ｃと比べて本発明例Ｄ、Ｅは大きな値となった。衝撃力（Ｇ）について比較例Ａ、Ｂ、Ｃと比べて本発明例Ｄ、Ｅは近い値となった。本発明例Ｄ、Ｅは、反発係数が０．５４０〜０．５４８となった。また、本発明例Ｄ、Ｅは、衝撃力（Ｇ）が７８．７〜８１．６となった。
【００５９】
表２および図７および図８を参照して、比較例Ｆ〜Ｉは本発明に対する比較例である。図７の縦軸は衝撃力（Ｇ）の大きさを示し、横軸は圧縮硬さ（ｌｂｆ）の大きさを示している。図８の縦軸は反発係数の大きさを示し、横軸は圧縮硬さ（ｌｂｆ）の大きさを示している。比較例Ｆ〜Ｉの芯の外径は７０．７ｍｍであり、図４に示されるように芯が一層の構造を有している。比較例Ｆ〜Ｉの芯の材料は、発泡ウレタンである。
【００６０】
【表２】
0005757702.tif 000003
【００６１】
圧縮硬さ（ｌｂｆ）について比較例Ａ、Ｂと比べて比較例Ｆ、Ｇは同等の値となり、比較例Ｈ、Ｉは大きな値となった。また、比較例Ｆ〜Ｉでは圧縮硬さ（ｌｂｆ）と比較して衝撃力（Ｇ）の値が変化しにくいことがわかった。より具体的には圧縮硬さ（ｌｂｆ）の下がる割合と比較して衝撃力（Ｇ）の下がる割合が小さいことがわかった。反発係数について比較例Ａ、Ｂと比べて比較例Ｆ〜Ｉは同等の値となった。衝撃力（Ｇ）について比較例Ａ、Ｂと比べて比較例Ｆ〜Ｉは非常に大きな値となった。
【００６２】
これにより、芯が一層の構造で、軟式野球ボールと同等の反発係数にすると衝撃力（Ｇ）は軟式野球ボールの衝撃力（Ｇ）より非常に大きくなることがわかった。
【００６３】
次に芯に使用する材料の特性を特定した。
まず、芯に使用する材料の特性を求めるために、落下衝撃によるＳＳ曲線と粘弾性試験による粘弾性値を用いてＣＡＥ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）解析を行った。
【００６４】
ＣＡＥ解析では、入力するパラメータとして、オグデン係数（弾性）と緩和関数（粘性）とを用いた。パラメータの算出のために、落錘試験と動的粘弾性試験とを用いた。落錘試験により弾性を測定し、動的粘弾性試験により粘性を測定した。
【００６５】
落錘試験は、吉田精機株式会社製の緩衝材用衝撃試験機ＣＳＴ−１８０を用いて実施した。試験方法として、まず厚さ２０ｍｍの試料を用意した。次に外径４５ｍｍで一定の重さである錘を一定の高さより試料に対して落下させて、加速度計により変位−加速度曲線を測定した。そして、変位−加速度曲線より応力−ひずみ曲線を算出した。この応力−ひずみ曲線より式（１）に基づいてひずみエネルギー関数の係数μ、αを算出した。μはせん断弾性率であり、αはべき指数である。また式（１）のλは伸長比であり、Ｋは体積弾性係数であり、Ｊは体積変化率である。
【００６６】
【数１】
0005757702.tif 000004
【００６７】
μ、αを用いて式（２）に基づいて弾性率を算出した。より具体的には応力−ひずみ曲線における初期弾性率を算出した。
【００６８】
【数２】
0005757702.tif 000005
【００６９】
動的粘弾性試験は、ＵＢＭ製Ｒｈｅｏｇｅｌ−Ｅ４０００を用いて実施した。試験方法として、正弦波振動のひずみから応力を計測した。また入力ひずみと応答応力の位相差を計測することにより温度特性、周波数特性を計測した。
【００７０】
そして、周波数温度依存性モードで周波数１、２、４、８、１６Ｈｚで強制振動させ２℃／ｍｉｎで昇温させたときの２０℃での駆動部と応答部の振幅の比と位相差より複素弾性率を計測した。この計測した結果からメカニカルデザイン社製カーブフィットプログラムにより式（３）に基づいて緩和関数の係数を算出した。式（３）のｇは緩和関数であり、γは緩和せん断弾性率であり、τは緩和時間である。
【００７１】
【数３】
0005757702.tif 000006
【００７２】
ここで複素弾性率について説明する。まず、弾性率は式（４）に示すように応力σとひずみεとの比（フックの法則）である。複素弾性率は、変形時および回復時に熱として消失したエネルギーを考慮に入れた材料の動的物性値である。式（５）に示すように複素弾性率Ｅ*は貯蔵弾性率Ｅ’と損失弾性率Ｅ"の和である。
【００７３】
【数４】
0005757702.tif 000007
【００７４】
【数５】
0005757702.tif 000008
【００７５】
続いて、実測値と解析値に相関があるかを確認して、芯に使用する材料の特性を特定した。表３および図９を参照して、試料イ〜ニを用いて、反発係数の実測値と解析値に相関があるかを検討した。図９の縦軸は反発係数（解析）の大きさを示し、横軸は反発係数（実測）の大きさを示している。反発係数の実測値は、野球ボールが２６．８２ｍ／ｓの速度で鉄板に衝突した際の反発係数を実際に測定した値である。反発係数の解析値は、日本
ＥＳＩ株式会社製の解析ソフトウェアＰＡＭ  ＣＲＡＳＨで解析した反発係数の値である。
【００７６】
【表３】
0005757702.tif 000009
【００７７】
試料イ〜ニは、芯の外径が７０．７ｍｍであり、図３に示されるように芯が一層の構造を有している。試料イ〜ニの芯の材料は発泡ウレタンである。
【００７８】
表３および図９に示すように試料イ〜ニでは反発係数の解析値である反発係数（解析）と反発係数の実測値である反発係数（実測）とは非常に近い値となり相関があることがわかった。これにより、実測値と解析値に相関があることがわかった。よって、実測値によらず解析値によって測定できることを確認できた。
【００７９】
表３および図１０を参照して、衝撃力（Ｇ）は、野球ボールが２６．８２ｍ／ｓの速度で衝突した際の実測値である。反力（ｋＮ）は、日本ＥＳＩ株式会社製の解析ソフトウェアＰＡＭ  ＣＲＡＳＨで解析した値である。図１０の縦軸は反力（ｋＮ）の大きさを示し、横軸は衝撃力（Ｇ）の大きさを示している。試料イ〜ニでは、実測値である衝撃力（Ｇ）と解析値である反力（ｋＮ）に相関があることがわかった。そして、軟式野球ボールと同程度の衝撃力８０Ｇ程度にするには、反力は４．３ｋＮ程度であればよいことがわかった。
【００８０】
続いて、複数の材料の特性を検討した。
表４に示す試料１〜７について、図１１〜図１６を参照して、反発係数、衝撃力、弾性率、複素弾性率、ｔａｎδ（損失係数）の関係について検討した。ｔａｎδは、上記複素弾性率Ｅ*の貯蔵弾性率Ｅ’と損失弾性率Ｅ"との比である。
【００８１】
【表４】
0005757702.tif 000010
【００８２】
図１１を参照して、試料１〜７では、衝撃力（Ｇ）と圧縮硬さ（ｌｂｆ）には相関がないことがわかった。図１１の縦軸は衝撃力（Ｇ）の大きさを示し、横軸は圧縮硬さ（ｌｂｆ）の大きさを示している。一方、図１２を参照して、試料１〜７では、衝撃力（Ｇ）と弾性率（ＭＰａ）には相関があることがわかった。図１２の縦軸は衝撃力（Ｇ）の大きさを示し、横軸は弾性率（ＭＰａ）の大きさを示している。弾性率（ＭＰａ）が０．５ＭＰａ〜１．５ＭＰａの範囲であれば軟式野球ボールと同程度の衝撃力８０Ｇ程度となることがわかった。
【００８３】
図１３を参照して、試料１〜７では、反発係数とｔａｎδとは相関があることがわかった。図１３の縦軸は反発係数の大きさを示し、横軸はｔａｎδの大きさを示している。そして、ｔａｎδが０．３以下であれば、反発係数が０．５０以上となることがわかった。ｔａｎδが０．３以下であれば、軟式野球ボールの反発係数は表１に示すように０．４５０〜０．４５５であるため、軟式野球ボールより高い反発係数となることがわかった。
【００８４】
なお、図１４を参照して、試料１〜７では、衝撃力とｔａｎδとは相関がないことがわかった。図１４の縦軸は衝撃力（Ｇ）の大きさを示し、横軸はｔａｎδの大きさを示している。
【００８５】
これにより、衝撃力（Ｇ）と弾性率（ＭＰａ）には相関があり、反発係数とｔａｎδとが相関があることがわかった。
【００８６】
図１５を参照して、試料１〜７では、反発係数と複素弾性率（ＭＰａ）は相関があることがわかった。図１５の縦軸は反発係数の大きさを示し、横軸は複素弾性率（ＭＰａ）の大きさを示している。
【００８７】
図１６を参照して、試料１〜７では、反発係数と圧縮硬さ（ｌｂｆ）とは相関がないことがわかった。図１６の縦軸は反発係数の大きさを示し、横軸は圧縮硬さ（ｌｂｆ）の大きさを示している。
【００８８】
次に、芯が二層の野球ボールの内芯と外芯の肉厚を変化させて、反力と反発係数の変化を検討した。
【００８９】
まず、表５、図１７および図１８を参照して、表１に示す本発明例Ｄの内芯径を変化させて反力と反発係数の変化を検討した。図１７の縦軸は反力（Ｎ）の大きさを示し、横軸は内芯径（ｍｍ）の大きさを示している。図１８の縦軸は反発係数の大きさを示し、横軸は内芯径（ｍｍ）の大きさを示している。内芯径が２４ｍｍで反力４２０６Ｎとなり、内芯径が５４ｍｍで反力が４２７８Ｎとなった。これにより、内芯径が２４ｍｍ以上５４ｍｍ以下では反力が４３００Ｎ以下となることがわかった。また内芯径が２４ｍｍ以上５４ｍｍ以下では反発係数が０．５４６以上０．６３１以下となることがわかった。
【００９０】
【表５】
0005757702.tif 000011
【００９１】
続いて、表６、図１９および図２０を参照して、表１に示す本発明例Ｄの内芯の厚みと外芯の厚みを変化させて反力と反発係数の変化を検討した。図１９の縦軸は反力（ｋＮ）の大きさを示し、横軸は外芯の厚み（ｍｍ）の大きさを示している。図２０の縦軸は反発係数の大きさを示し、横軸は外芯の厚み（ｍｍ）の大きさを示している。表６および図１９に示すように外芯の厚みが１２ｍｍで反力が４２９２Ｎとなり、外芯の厚みが２３．３５ｍｍで反力が４２８５Ｎとなった。これにより、外芯の厚みが１２ｍｍ以上では反力が４２９２Ｎ以下となることがわかった。
【００９２】
【表６】
0005757702.tif 000012
【００９３】
また、表６および図２０に示すように内芯の厚みが１２ｍｍで反力が４２８５Ｎとなり、反発係数が０．５４４となった。内芯の厚みが２９．３５ｍｍで反力が４３１０Ｎとなり、反発係数０．６４３となった。これにより、内芯の厚みを増すと反力に比べて反発係数が上がることがわかった。
【００９４】
次に、芯が二層の野球ボールの外芯の材料を変えて、反力と反発係数の変化を検討した。
【００９５】
表７、図２１および図２２を参照して、芯が二層の野球ボールの内芯と外芯の肉厚を変化させて、反力と反発係数の変化を検討した。図２１の縦軸は反力（Ｎ）の大きさを示し、横軸は内芯径（ｍｍ）の大きさを示している。図２２の縦軸は反発係数の大きさを示し、横軸は内芯径（ｍｍ）の大きさを示している。内芯の材料は表４の試料１とし、外芯の材料は表４の試料５とした。
【００９６】
【表７】
0005757702.tif 000013
【００９７】
表７および図２１を参照して、外芯厚み７．０ｍｍ（割合２０％）で反力が４２９８Ｎとなった。これにより、外芯厚みの割合が２０％以上で反力が４２９８Ｎ以下になることがわかった。表７および図２２を参照して、内芯径１４ｍｍ（割合２０％）で反発係数が０．５１５となり、内芯径０〜１２ｍｍと比べてグラフの傾きが大きくなり、反発係数が大きくなることがわかった。
【００９８】
なお、上記の野球ボールにはソフトボールが含まれており、本発明はソフトボールにも適用可能である。ソフトボールの芯の外径は、たとえば９３．９ｍｍである。またソフトボールの芯に皮革が貼られて縫糸で縫われた状態でのソフトボールの外周はたとえば３０５ｍｍでありソフトボールの外径はたとえば９７．１ｍｍである。
【００９９】
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。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明は、中実の野球ボールに特に有利に適用され得る。
【符号の説明】
【０１０１】
１  野球ボール、２  内芯、３  外芯、４  外層、５  糸巻層、６  中芯。
【図１】
0005757702.tif 000014
【図２】
0005757702.tif 000015
【図３】
0005757702.tif 000016
【図４】
0005757702.tif 000017
【図５】
0005757702.tif 000018
【図６】
0005757702.tif 000019
【図７】
0005757702.tif 000020
【図８】
0005757702.tif 000021
【図９】
0005757702.tif 000022
【図１０】
0005757702.tif 000023
【図１１】
0005757702.tif 000024
【図１２】
0005757702.tif 000025
【図１３】
0005757702.tif 000026
【図１４】
0005757702.tif 000027
【図１５】
0005757702.tif 000028
【図１６】
0005757702.tif 000029
【図１７】
0005757702.tif 000030
【図１８】
0005757702.tif 000031
【図１９】
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【図２０】
0005757702.tif 000033
【図２１】
0005757702.tif 000034
【図２２】
0005757702.tif 000035