(57)【要約】【課題】ボールの投球コースを精度良くコントロールできる投球装置を提供する。【解決手段】本発明における投球装置１は、所定の距離離れた所定のエリアにボール２を投球する投球装置において、ボール２を把持するボール把持手段３０と、一端にボール把持手段３０が取り付けられ、他端がアーム支持手段３４にアーム回転軸３１の回りに回転可能に取り付けられ、アーム回転軸３１を中心として回転する所定の長さの投球アーム３２と、投球アーム３２をアーム回転軸３１の回りに回転させ、回転角速度を調整する回転駆動調整手段３３と、投球アーム３２の回転面６０の水平方向の直径６２と所定の角度θをなす位置に投球アーム３２が来た時に、ボール２をボール把持手段３０から放出させるボール放出手段３５とを備え、ボール把持手段３０は、投球アーム３２の回転中にボール２を投球アーム３２に対して相対的に移動又は回転しないように把持する。【選択図】図２
2012115389.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の距離離れた所定のエリアにボールを投球する投球装置において；
前記ボールを把持するボール把持手段と；
一端に前記ボール把持手段が取り付けられ、他端がアーム支持手段にアーム回転軸の回りに回転可能に取り付けられ、前記アーム回転軸を中心として回転する所定の長さの投球アームと；
前記投球アームを前記アーム回転軸の回りに回転させ、回転角速度を調整する回転駆動調整手段と；
前記投球アームの回転面の水平方向の直径と所定の角度をなす位置に前記投球アームが来た時に、前記ボールを前記ボール把持手段から放出させるボール放出手段とを備え；
前記ボール把持手段は、前記投球アームの回転中に前記ボールを前記投球アームに対して相対的に移動又は回転しないように把持する；
投球装置。
【請求項２】
前記所定の長さは２０〜２５ｃｍである；
請求項１に記載の投球装置。
【請求項３】
前記ボール把持手段は、前記ボールの把持をロックするロック機構を有し；
前記ボール放出手段は、前記投球アームが前記所定の角度をなす位置に来た時に前記ロックを機械的に解除するロック解除機構を有する；
請求項１又は請求項２に記載の投球装置。
【請求項４】
前記所定の角度はほぼ９０度である；
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の投球装置。
【請求項５】
前記投球アームの回転面の垂直方向に対する角度を調整する回転面調整手段を備える；
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の投球装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は投球装置に関する。詳しくはボールの投球コースを精度良くコントロールできる投球装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の投球装置は、例えば投球アームの先端のボール受け部に球を載せて、投球アームを高速回転させ、遠心力により球を目標位置に向けて投球するように構成されていた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２５２３８７号公報（段落０００３、図７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の装置では、ボールの投球コースのばらつきが大きく、投球コースを精度良くコントロールすることは困難であった。
【０００５】
本発明は、ボールの投球コースを精度良くコントロールできる投球装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様における投球装置１は、例えば図２及び図３に示すように、所定の距離離れた所定のエリアにボール２を投球する投球装置において、ボール２を把持するボール把持手段３０と、一端にボール把持手段３０が取り付けられ、他端がアーム支持手段３４にアーム回転軸３１の回りに回転可能に取り付けられ、アーム回転軸３１を中心として回転する所定の長さの投球アーム３２と、投球アーム３２をアーム回転軸３１の回りに回転させ、回転角速度を調整する回転駆動調整手段３３と、投球アーム３２の回転面６０の水平方向の直径６２と所定の角度θをなす位置に投球アーム３２が来た時に、ボール２をボール把持手段３０から放出させるボール放出手段３５とを備え、ボール把持手段３０は、投球アーム３２の回転中にボール２を投球アーム３２に対して相対的に移動又は回転しないように把持する。
【０００７】
ここにおいて、投球装置は典型的には硬式野球に使用されるが、軟式野球、ソフトボールに使用しても良い。また、所定の距離とは、投球マウンドからホームベースまでの距離をいい、プロ野球等の場合、１８．４４ｍに設定されるが、少年野球や練習場など周囲環境に応じて変更可能である。また、所定のエリアとはストライクゾーンとその周囲をいい、縦横ともストライクゾーンの２〜３倍位が適当である。また、投球マウンドやホームベースとして、練習場やバッティングセンター等でのこれらに相当するものとしても良い。また、アーム支持手段３４は、投球アーム３２の回転中に回転中心が動かないように支持するものであれば、支柱状のものでも良く、アーム状のものでも良い。また、投球アーム３２の回転面６０は垂直方向を通る面から傾斜している場合でも、必ず水平面と交わり水平方向の直径６２を有する。投球方向はこの水平方向の直径６２とほぼ同じ方向になる（投球コースのホームベース位置での上下左右方向の位置をコントロールするために微調整することがある）ので、回転面６０の水平方向の直径６２と所定の角度θをなす位置とは、投球方向とほぼ所定の角度をなす位置と同じ意味である。この所定の角度θをなす位置がボール放出位置６３である。
【０００８】
本態様のように構成すると、ボール把持手段３０は、投球アーム３２が回転中にボール２を投球アーム３２に対して相対的に移動又は回転しないように把持し、かつ、ボール放出手段３５は、投球アーム３２がボール放出位置６３に来た時にボール２をボール把持手段３０から放出させるので、ボール放出の位置及びタイミングが一定になり、投球コースが安定し、再現性が良くなる。したがって、ボール２の投球コースを精度良くコントロールできる投球装置を提供できる。      
【０００９】
また、本発明の第２の態様に係る投球装置は、第１の態様において、例えば図４に示すように、所定の長さは２０〜２５ｃｍである。
このように構成すると、所定の長さを２０〜２５ｃｍとしたので、投手が投じるボールと良く似た球速、球種（直球、ドロップ、シュート、スライダー）を安定的に実現できる。
【００１０】
また、本発明の第３の態様に係る投球装置は、第１又は第２の態様において、例えば図５に示すように、ボール把持手段３０は、ボール２の把持をロックするロック機構３５１を有し、ボール放出手段３５は、投球アーム３２が所定の角度θをなす位置に来た時にロックを機械的に解除するロック解除機構３５２〜３５５を有する。
【００１１】
ここにおいて、ロック機構として、例えばボール把持手段３０のボールを把持する部分をボール２を把持するように機械的に押し付ける構成とし、ロック解除機構として、例えばソレノイド３５２の可動芯３５５をロック機構に連なる部分を有し、その部分に機械的に当ててロックを解除する構成にしてもよい。本態様のように構成すると、ロック解除機構３５２〜３５５でボール２の放出タイミングを機械的にコントロールするので、高精度（例えば１／２０ｍｓｅｃの精度）でコントロールでき、投球コースのばらつきを大いに減少できる。また、ソレノイド３５２はボール２の放出タイミングの直前近傍で可動芯３５５を突出してロック機構に連なる部分に機械的に当てるようにできるので好適である。なお、直前近傍とは、投球アーム３２がアーム回転軸３１の回りに１回転するより短い時間をいう。また、ロック機構とロック解除機構は機械的に高速解除できれば他のものでも良い。
【００１２】
また、本発明の第４の態様に係る投球装置は、第１ないし第３のいずれかの態様において、例えば図２及び図３に示すように、所定の角度θはほぼ９０度である。
ここにおいて、ほぼ９０度とするのは、投球コースのホームベース位置での上下左右方向の位置をコントロールするために微調整することがあるからである。本態様のように構成すると、ボールはホームベースの方向に放出されるので、好適である。
【００１３】
また、本発明の第５の態様に係る投球装置は、第１ないし第４のいずれかの態様において、例えば図２及び図３に示すように、投球アーム３２の回転面６０の垂直方向に対する角度φを調整する回転面調整手段４０を備える。
このように構成すると、投球アーム３２の回転面６０の垂直方向に対する角度φを変えることにより、直球、ドロップ、シュート、スライダーなどの球種を投球でき、上手投げの他に、下手投げ、横手投げも演出できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ボールの投球コースを精度良くコントロールできる投球装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例１における投球装置の構成例を示す図である。
【図２】実施例１における投球装置の例を示す斜視図である。
【図３】投球アームの回転面を説明するための図である。
【図４】ボールの球速と回転数との関係を示す図である。
【図５】ボール把持のロックとその解除を説明するための図である。
【図６】実施例１における投球装置の動作フロー例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、互いに同一または相当する部位については、同一又は類似の符号を付して、重複する説明を省略する。
【実施例１】
【００１７】
［装置構成］
図１に本発明に係る実施例１における投球装置１の構成例を示す。
図２に当該投球装置１の斜視図を示す。図２（ａ）に投球装置全体の斜視図を、図２（ｂ）に投球部３の拡大斜視図を示す。実施例１では、硬式野球の例で、投球アーム３２の回転面６０の垂直方向に対する角度φ（図３参照）を調整可能な例を説明する。
【００１８】
投球装置１は、所定の距離離れた所定のエリアにボール２を投球する装置であり、野球の打撃練習用に使用される。典型的には硬式野球に使用されるが、軟式野球やソフトボールに使用しても良い。投球装置１は、投球マウンドからホームベースまでの距離に設置され、プロ野球等では１８．４４ｍの距離に設置されが、少年野球や練習場など周囲環境に応じて変更可能である。また、ホームベースのストライクゾーン及びその周囲に向けてボール２を投球する。このエリア（所定のエリア）も変更可能であるが、縦横ともストライクゾーンの２〜３倍位が適当である。
【００１９】
投球装置１は、ボール２を把持・投球する投球部３と、投球アーム３２の回転面の傾斜を調整するアーム回転面調整部４と、投球部３及びアーム回転面調整部４を支持する支持部５と、投球装置１及びその各部を制御して、投球装置１としての機能を実現させる制御部６とを備える。
【００２０】
投球部３は、ボール２を把持するボール把持手段３０と、一端にボール把持手段３０が取り付けられ、他端がアーム支持手段３４にアーム回転軸としての第１の回転軸３１の回りに回転可能に取り付けられ、第１の回転軸３１を中心として回転する所定の長さの投球アーム３２と、投球アーム３２を回転軸３１回りに回転させ、回転角速度を調整する回転駆動調整手段としての第１の回転モータ３３と、投球アーム３２の回転面６０の水平方向の直径６２と所定の角度θをなす位置であるボール放出位置６３に投球アーム３２が来た時に、ボール２をボール把持手段３０から放出させるボール放出手段３５と、投球アーム３２の回転面６０の垂直方向に対する角度φを調整する回転面調整手段４０と、投球アーム３２を支持するアーム支持手段の一部としての支持アーム３４とを備える。なお、アーム支持手段は支持部５を主要部とし、支持アーム３４を含んで構成される。
【００２１】
図３に投球アーム３２の回転面６０（以下、単に回転面ということもある）を示す。回転面６０の円周はボール把持手段３０に把持されたボール２が移動する軌道（以下、ボール軌道円６１という）である。回転面６０は水平方向の直径６２を有する。ボール放出手段３５は、投球アーム３２の回転面６０の水平方向の直径６２と所定の角度θをなす位置（ボール放出位置）６３に投球アーム３２が来た時に、ボール２をボール把持手段３０から放出させる。所定の角度θはほぼ９０度である。ほぼ９０度とするのは、投球コースのホームベース位置での上下左右方向の位置をコントロールするために微調整することがあるからである。また、アーム回転面調整部４は、回転面調整手段４０としての第３の回転モータにより投球アーム３２の回転面６０の垂直方向に対する角度φを調整する。角度φは任意に調整可能である。
【００２２】
ボール把持手段３０は、投球アーム３２の回転中にボール２を投球アーム３２に対して相対的に移動又は回転しないように把持する。このため、ボール搭載面３００と、第１のホルダ３０１と、第２のホルダ（ボールストッパ）３０２とで３点保持する。これらの３点は投球アーム３２の回転面６０内に配置され、ボール２を安定に保持するため、３点を結ぶ三角形は鋭角三角形となっている。ここで、ボール搭載面３００と第１のホルダ３０１は投球アーム３２に対して相対的に固定されている。第２のホルダ３０２は第２の回転軸３０３の回りに回動可能に取り付けられ、第２の回転軸３０３は投球アーム３２に対して相対的に固定されている。第１のホルダ３０１及び第１のホルダ３０２はボール把持時にはボール２と接触する部分に回転面６０内で回転可能なローラが使用され、回転面６０内におけるボール２に対する歪の発生を防止する。
【００２３】
ホルダ開閉部３０４は第２のホルダ３０２を第２の回転軸３０３の回りに回転してホルダの開閉する。すなわち、第１のホルダ３０１に対する第２のホルダ３０２の間隔と角度を制御する。ホルダ開閉部３０４は、例えば第２のホルダ３０２を第２の回転軸３０３の回りに回転させる第２の回転モータ３０７を有しても良く、また、第２のホルダ３０２がボール２を把持する方向に第２の回転軸３０３の回りに回転させるように第２のホルダ３０２を押し付けるロック機構としてのロックレバー３５１を有しても良い。本実施例ではこれらの両者を有するものとする。投球装置１がボール２の把持をロックする時（ボール２を把持してから、ボール軌道６１上を回転し、放出するまで）にはロック機構を動作させ、ロック解除時（ボール２を放出してから把持するまで）には第２の回転モータ３０７を動作させるのが好適だからである。
【００２４】
ボール供給時には、第２のホルダ３０２をボール搭載面３００と反対側に回転して、ホルダを開いてボール搭載面３００でボール２を受け、次いで第２のホルダ３０２をボール搭載面３００側に回転して、ホルダを閉じてボール２を把持する。ボール２の把持を維持するために、第２のホルダ３０２をボール搭載面３００の側にしてホルダを閉じた状態に保ちボール２を把持し続ける。ただし、ボール２と接触する第１のホルダの先端と第２のホルダの先端には回転面６０内で回転可能なローラが使用され、回転面６０内におけるボール２に対する歪の発生を防止する。また、第２のホルダ３０２の位置をロックする（把持をロックする）ロックレバー３５１が使用される。ボール放出時には、ロックレバー３５１によるロックが解除され、ホルダ開閉部３０４は第２のホルダ３０２をボール搭載面３００と反対側に回転し、ホルダを開いてボール２を放出する。また、ボール搭載面３００のアーム回転面６０を挟んだ両側に押さえ板３５が取り付けられ、ボール２のアーム回転面６０と垂直方向の移動を抑止している。
【００２５】
投球アーム３２は、一端にボール把持手段３０が取り付けられ、他端がアーム支持手段３４にアーム回転軸としての第１の回転軸３１の回りに回転可能に取り付けられ、回転駆動調整手段としての第１の回転モータ３３により、第１の回転軸３１の回りに３６０度回転駆動される。投球アーム３２が回転する面を投球アームの回転面６０（単に回転面ということもある）という。ボール把持手段３０に把持されたボール２はボール把持手段３０と共に、第１の回転軸３１の回りに投球アーム３２長を半径とする円（回転面６０内にある）の円周（以下、ボール軌道円６１という）に沿って回転する。投球アーム３２のかかる回転を通して、ボール２に投球速度（球速）と回転角速度（又は回転数）とが付与される。また、回転角速度（又は回転数）は、例えば回転面６０の中心とボール放出位置６３を結ぶ任意の位置を挟んで光源と光センサを配置して光センサで検出できる。
【００２６】
投球アーム３２のアーム長をｒ、投球アーム３２の回転数をｎ、球速をｖ、ボール２に付与される回転角速度をωとすると、
ｖ＝２πｎｒ（ｍ／ｓｅｃ）、ω＝２πｎ（ｒａｄ／ｓｅｃ）となる。
【００２７】
図４にボールの球速ｖと回転数ｎとの関係を示す。球速ｖは回転数ｎに比例し、例えばｒ＝２０ｃｍ，ｎ＝２０／ｓｅｃ（１２００ｒｐｍ）のときｖ＝９０．５ｋｍ、ｒ＝３０ｃｍ，ｎ＝２０／ｓｅｃ（１２００ｒｐｍ）のときｖ＝１３５．７ｋｍとなる。これより、ｒ＝１５〜３０ｃｍのとき、人が投げるような球速が得られる。ｒ＝２０〜２５ｃｍのとき、打撃練習に好適な球速が得られる。例えば、ｒ＝２３ｃｍ、ｎ＝２７／ｓｅｃ（１６２０ｒｐｍ）のときｖ＝１４０．５ｋｍとなる。投球アーム３２の回転数ｎと回転面６０の傾きφ（図３参照）により、直球、ドロップ、シュート、スライダーを投じることができる。投球アーム３２の回転中はボール把持手段３０がボール２を投球アーム３２に対して移動及び回転しないよう固定的に把持するので、ボール２に付与される球速ｖと回転角速度ωは安定になり（ばらつきがなくなり）、再現性が良くなる。
【００２８】
回転駆動調整手段としての第１の回転モータ３３は、投球アーム３２を第１の回転軸３１回りに回転させ、回転角速度を調整する。第１の回転軸３１は投球アーム３２と支持アーム３４との接続点を通り、投球アーム３２は当該接続点を中心として第１の回転軸３１の回りに３６０度回転する。また、投球アーム３２の回転数を制御して、ボール２に目標の回転数と球速を付与する。回転駆動調整手段３３として、例えば回転モータを使用可能である。
【００２９】
ボール放出手段３５は、投球アーム３２の回転面６０の水平方向の直径６２と所定の角度θをなす位置（ボール放出位置）６３に投球アーム３２が来た時に、ボール２をボール把持手段３０から放出させる。本実施例では、投球アーム３２を支持する支持アーム３４は、水平面内、かつ投球方向に平行に設置される、すなわち、投球アーム３２の回転面６０の水平方向の直径６２と同じ方向に設置されるので、投球アーム３２が、投球アーム３２の回転面６０の水平方向の直径６２と所定の角度θをなす位置は、支持アーム３４と所定の角度をなす位置と同じである。投球方向が投球マウンドからホームベースの方向、すなわち支持アーム３４と同じ方向となるのは、投球アーム３２が支持アーム３４と垂直になった時であり、所定の角度θが９０度のときである。言い換えれば、投球アーム３２が、回転面６０の水平方向の直径６２に垂直な位置に到達したときである。
【００３０】
図５を参照して、投球部３におけるボール把持のロックとその解除を説明する。図５（ａ）にはロック機構及びロック解除機構を有する投球部３の斜視図を、図５（ｂ）にその側面図を示す。図５の投球部３Ａは図２の投球部３の変形例で、図２に明示されていないロック機構とロック解除機構を明示している。また、図２の第１のホルダ３０１及び第２のホルダのローラを省略し、図２の水平方向に長い支持アームを垂直方向に長く表示してある。その他、細部に差異はあるが、ボール把持のロックとその解除を説明する上で実質的な差異はない。第２のホルダ（ボールストッパ）３０２は第２の回転軸３０３の回りに回動可能に取り付けられている。また、第４の回転軸３０６に位置するピン３５４にロックレバー３５１とカンチレバー３５３とが一体的に取り付けられ、ピン３５４とロックレバー３５１とカンチレバー３５３は第４の回転軸３０６の回りに一体的に回転するようになっている。ロックレバー３５１は第２のホルダ３０２に接触して、第２のホルダ３０２を第２の回転軸３０３の回りにボール搭載面３００の方向に回転するように押し付ける。これにより、ボール把持手段３０はボール２を固定的、安定的に把持し、ロックレバー３５１が第２のホルダ３０２を押し付け続ける限り、ボール２はボール把持手段３０に把持され続ける。この状態で投球アーム３２はボール把持手段３０にボール２を把持したまま、第１の回転軸３１の回りに回転し続け、所定の角速度に到達する。
【００３１】
ボール放出手段３５はソレノイド３５２を有する。ソレノイド３５２は支持アーム３４に固定的に取り付けられ、電流駆動すると、可動芯３５５が投球アーム３２の回転面６０の方向に突出し、電流駆動を停止すると元に戻るように動作する。ソレノイド３５２が電流駆動されない状態では、投球アーム３２はソレノイド３５２に影響を受けずに回転面６０内で回転するが、ソレノイド３５２が電流駆動されると、カンチレバー３５３が可動芯３５５に当るようになる。カンチレバー３５３が可動芯３５５に当ると、カンチレバー３５３とロックレバー３５１が第４の回転軸３０６の回りに一体的に回転し、第２のホルダ３０２を押し付けていたロックレバー３５１が第２のホルダ３０２から離れて、第２のホルダ３０２はボール２を把持する力を失い第２の回転軸３０３の回りに投球アーム３２の回転と同じ方向に回転し、ボール把持手段３０からボール２が放出されるようになる。
【００３２】
ボール放出手段３５は、投球アーム３２が支持アーム３４と所定の角度θをなす時に、すなわち投球アーム３２がボール放出位置６３に到達した時に、ボール把持手段３０にボール２を放出させる。上記到達時点で、ボール把持手段３０の把持をロックするロックレバー３５１が第２のホルダから離れてロックが解除され、第２のホルダ３０２が第２の回転軸３０３の回りにボール搭載面３００と反対側に回転され、ボール２が把持状態から開放される。これにより、ボール２は投球装置１からホームベースに向かって放出、投球される。ボール放出前は、ボール２とボール把持手段３０は共にボール軌道円６１上を回転する。ボール放出後は、ボール２は水平方向に飛び、ボール把持手段３０はボール軌道円６１上を回転する。ボール放出直後のボール２の直進する速度とボール把持手段３０の回転する速度は方向は異なるが大きさは同じなので、ボール把持手段３０の第２のホルダ３０２の付け根となる第２の回転軸３０３が高い位置にあっても、ボール２はこの付け根にさえぎられることなく水平方向に直進する。
【００３３】
もし、支持アーム３４が回転面６０の水平方向の直径６２と角度αをなす場合には、投球方向が投球マウンドからホームベースの方向、すなわち水平方向となるのは、投球アーム３２が支持アーム３４と９０度−αになった時、すなわち所定の角度が９０度−αの時である。
【００３４】
投球アーム３２がボール放出位置６３に到達した時に、時間的ばらつきがなく確実に、ボール２をボール把持手段３０から放出させるために、ホルダ開閉部３０４は、把持をロックするロック機構としてのロックレバー３５１を有し、ボール放出手段３５は、投球アーム３２がボール放出位置６３に来た時にロックを解除するロック解除機構を有する。ロック解除機構は、可動芯３５５を含むソレノイド３５２、ピン３５４に一体的に取り付けられたロックレバー３５１とカンチレバー３５３を有する。ロックレバー３５１はロック機構とロック解除機構に共有される。ソレノイド３５２が電流駆動されると、カンチレバー３５３が可動芯３５５に当るようになり、ロックレバー３５１によるロックを解除するように動作する。すなわち、第２のホルダ３０２を押し付けていたロックレバー３５１が第２のホルダ３０２から離れて、第２のホルダ３０２はボール２を把持する力を失い第２の回転軸３０３の回りに投球アーム３２の回転と同じ方向に回転し、ボール把持手段３０からボール２が放出されるようになる。
【００３５】
例えば投球アーム３２の回転２０／ｓｅｃで０．３６度（ミット位置で約２ｃｍ）の精度を出すには、１／２０ｍｓｅｃの制御が要求される。電気信号を用いる場合は１／２０ｍｓｅｃの制御が困難なので、ソレノイド３５２とピン３５４に一体的に取り付けられたロックレバー３５１とカンチレバー３５３を使用し、機械的にロックレバー３５１によるロックを解除し、ボール２を放出するようにした。ボール放出後も投球アーム３２は慣性により回転を続け、停止後ボール供給位置に移動される。
【００３６】
ソレノイド３５２を電流駆動して可動芯３５５を突出させるタイミングは、投球アーム３２が設定された角速度に達した後で、可動芯３５５が突出時にカンチレバー３５３に追突しないようにすれば良い。このため、許容される時間は投球アーム３２がボール放出位置６３を通過してから、次にボール放出位置６３に到達するまでの期間（１回転より少ない期間）であるが、投球アーム３２がボール放出位置６３を通過した後、できるだけ早く電流駆動するのがマージンをとれるので好ましい。また、カンチレバー３５３が可動芯３５５に当った後にソレノイド３５２の電流駆動を停止し、可動芯３５５を突出した位置から元に戻す。この許容される時間も投球アーム３２がボール放出位置６３を通過してから、次にボール放出位置６３に到達するまでの期間（１回転より少ない期間）であるが、当った後できるだけ早く電流駆動を停止するのがマージンをとれるので好ましい。また、投球アーム３２がボール放出位置６３を通過する時間は、例えば回転面６０の中心とボール放出位置６３を結ぶ任意の位置を挟んで光源と光センサを配置して光センサで検出できる。このように機械的にボール２の把持をロック解除するのでボールの放出タイミングを高精度（例えば１／２０ｍｓｅｃの精度）でコントロールできる。
【００３７】
投球アーム３２は支持アーム３４を介して支持部５に支持される。すなわち、支持アーム３４はアーム支持手段の一部として機能する。本実施例では支持アーム３４は水平面内、かつ投球方向に平行に設置される。回転面調整手段４０の調整により、支持アーム３４は、投球アーム３２の回転面６０の水平方向の直径６２の回りに、水平状態を維持しつつ回転する。しかし、投球アーム３２の回転面６０の中心及び水平方向の直径６２の位置は不変であり、支持アーム３４に支持される投球アーム３２は、この位置不変の中心の回りに回転可能である。また、投球方向は支持アーム３４の長手方向と一致する。
【００３８】
アーム回転面調整部４は、回転面調整手段４０により投球アーム３２の回転面６０の垂直方向に対する角度φを調整する。回転面調整手段４０は支持部５の支柱５１の上端に、投球アーム３２が連結された支持アーム３４を第３の回転軸４１の回りに回転可能に連結する。回転面調整手段４０として第３の回転モータを使用できる。回転面調整手段４０は、支持アーム３４を水平に保持しつつ第３の回転軸４１の回りに回転することにより、支持アーム３４に連結された投球アーム３２の回転面６０の垂直方向に対する角度φを調整する。投球アーム３２の回転面６０が第３の回転軸４１を含み、投球アーム３２の回転面６０の水平方向の直径６２が第３の回転軸４１と一致するように、支持アーム３４は第３の回転軸４１から、投球アーム３２の長手方向中心線と支持アーム３４の長手方向中心線の距離だけ離して設置される。このため、アーム回転面調整部４と支持アーム３４の間に、アーム回転面調整部４と支持アーム３４を連結する連結部材４２が設けられている。回転面調整手段４０として、例えば回転モータを使用可能である。
【００３９】
図２に示すように、ホームベース側から見た支柱５１に対して支持アーム３４が右側に位置する時には、投球アーム３２の回転面６０は垂直面内にあり、投球アーム３２の一端に取り付けられたボール把持手段３０は、ボール軌道円６１の遠端（支柱５１から最も遠い位置）で供給されたボール２を把持し、投球アーム３２は第１の回転モータ３１により第１の回転モータ３１側から見て左回りに回転駆動されて、ボール把持手段３０はボール軌道円６１の上端に来た時にボール２を放出する。この投球は投手の上手投げに対応する。
【００４０】
回転面調整手段としての第３の回転モータ４０で支持アーム３４を第３の回転軸４１の回りに回転すると、投球アーム３２の回転面６０も第３の回転軸４１の回りに回転する。支柱５１に対して支持アーム３４が上側に位置する時には、投球アーム３２の回転面６０は水平面内になる。ボール把持手段３０は、ボール軌道円６１の遠端で供給されたボール２を把持し、投球アーム３２は第１の回転モータ３１により回転駆動されて、ボール把持手段３０はボール軌道円６１の左端に来た時にボール２を放出する。この投球は右腕投手の横手投げに対応する。支柱５１に対して支持アーム３４が下側に位置する時には、投球アーム３２の回転面６０は垂直面内になる。ボール把持手段３０は、ボール軌道円６１の遠端で供給されたボール２を把持し、投球アーム３２は第１の回転駆動モータ３１により回転駆動されて、ボール把持手段３０はボール軌道円６１の下端に来た時にボール２を放出する。この投球は投手の下手投げに対応する。支柱５１に対して支持アーム３４が下側に位置する時には、投球アーム３２の回転面６０は垂直面内になる。ボール把持手段３０は、ボール軌道円６１の遠端で供給されたボール２を把持し、投球アーム３２は第１の回転駆動モータ３１により回転駆動されて、ボール把持手段３０はボール軌道円６１の右端に来た時にボール２を放出する。この投球は左腕投手の横手投げに対応する。このように、回転面調整手段４０は、投球アーム３２の回転面６０の垂直方向に対する角度φを調整する。これにより、投球装置１は、直球、ドロップ、シュート、スライダーを投球できる。
【００４１】
支持部５は、投球部３及びアーム回転面調整部４を支持する。支持部５はアーム支持手段の主要部である。支持部５は、投球部３及びアーム回転面調整部４を上端で支持する支柱５１と、支柱５１の下端を固定し、移動可能な移動台５２を有する。支柱５１は剛性のアングルで構成され、投球部３及びアーム回転面調整部４を安定に支持する。移動台５２は剛性のアングルからなる枠組５２１に、投球装置１を移動可能にするキャスター５２２と移動しないように位置を固定させるストッパ５３２が取り付けられて構成される。設置位置に着いたときは、ストッパ５２３を用いてグランド又は床面に固定的に設置される。設置位置では、支柱５１が地面（水平面とみなしたとき）に対して垂直に、支持アーム３４が地面（同上）に対して水平になるように設置される。ただし、設定時の計測誤差や設定のばらつき以内で水平であれば良い。また、投球アーム３２が取り付けられ、投球アーム３２の回転中に回転中心が動かないように支持するアーム支持手段は、支持部５と投球部３の支持アーム３４とで構成される。
【００４２】
制御部６は、投球装置１及びその各部を制御して、投球装置１としての機能を実現させる。具体的には、第１の第１の回転モータ３１の回転速度と回転のタイミング、ホルダ開閉部３０４の開閉のタイミング、第３の回転モータ３０４による回転面６０の傾斜角度、ソレノイド３５２の電流駆動と停止のタイミング、ボールの供給タイミング等を制御する。
【００４３】
［動作フロー］
図６に本実例における投球装置の動作フロー例を示す。まず、投球装置１を投球マウンドに移動し、ホームベースの方向に投球するように設置する（装置設置工程：Ｓ０１０）。この時、支柱５１を垂直、支持アーム３４を水平になるように設置する。次に、投球アーム３２の回転面６０の傾斜と回転角速度（回転数）を設定する（投球設定工程：Ｓ０２０）。回転面の傾斜の設定は、アーム回転面調整部４の回転面調整手段（第３の回転モータ）４０により、投球アーム３２の回転面６０の垂直方向からの傾斜角を調整して行なう。投球アーム３２の回転角速度の設定は、投球部３の第１の回転モータ３３の回転数を設定して行なう。
【００４４】
次に、ボール把持手段３０にボール２を供給し、ボール把持手段３０は、供給されたボール２を把持する（ボール把持工程：Ｓ０３０）。ボール２の把持は、例えば投球アーム３２が水平になる位置、すなわち、ボール把持手段３０が支柱５１から最も遠くなる位置で行なわれる。ボール把持手段３０は、ホルダ開閉部３０４にて第２の回転モータ３０７により第２のホルダ３０２をボール搭載面３００と反対側に動かし、ボール搭載面３００で供給されたボール２を受ける。ボール２を受けたら、第２の回転モータ３０７により第２のホルダ３０２をボール搭載面３００側に動かし、ボール２を把持する。また、ボール把持手段３０は、ボール搭載面３００と第１のホルダ３０１と第２のホルダ３０２でボール２を３点で把持し、ボール２が投球アーム３２に対して相対的に移動又は回転しないようにしっかりと把持する。更に、把持はロック機構（ロックレバー）３５１によりロックされる。ロックレバー３５１は第２のホルダ３０２をボール搭載面３００の方向に回転するように押し付ける。次に、投球アーム３２を回転する（Ｓ０４０）。投球設定工程（Ｓ０２０）で設定された回転角速度（回転数）に達するまで第１の回転モータ３３を駆動し、投球アーム３２を第１の回転軸の回りに回転する。
【００４５】
次に、ボール放出手段３５は、投球アーム３２が回転して、投球アーム３２の回転面６０の水平方向の直径６２と所定の角度θをなす位置（ボール放出位置）６３に投球アーム３２が来た時に、ボール２をボール把持手段３０から放出させる（ボール放出工程：Ｓ０５０）。所定の角度θは、投球方向が投球マウンドからホームベースの方向となる時、すなわち、投球アーム３２が回転面６０の水平方向の直径６２及び支持アーム３４と垂直になった時に、これらとなす角度であり、９０度に設定される。投球アーム３２が支持アーム３４に対して垂直になる位置（ボール放出位置）６３に来た時、ボール放出手段３５は、ロック解除機構によりロックを解除する。ソレノイド３５２とピン３５４に一体的に取り付けられたロックレバー３５１とカンチレバー３５３を使用し、機械的にロックレバー３５１による第２のホルダ３０２への押し付けを解除する。これにより、第２のホルダ３０２を第２の回転軸３０３の回りにボール搭載面３００と反対側に回転するように動かし、ボール２を放出する。ボール２は支持アーム３４の長手方向に、すなわち、ホームベースに向かって放出される。ボール放出手段３５は、このように機械的にボール２の把持をロック解除するのでボールの放出タイミングを高精度（例えば１／２０ｍｓｅｃの精度）でコントロールできる。
【００４６】
次に、投球を継続するか停止するかを判断する（Ｓ０６０）。停止する場合は投球停止ボタン（図示しない）をＯＮにし、継続する場合はＯＦＦに保つ。ＯＦＦの場合はボール把持工程（Ｓ０３０）に戻り、次のボールを把持し、以下同様な処理が繰り返され、ＯＮの場合は処理を終了する。
【００４７】
本実施例によれば、（１）ボール把持手段３０は投球アーム３２が回転中にボール２を投球アーム３２に対して相対的に回転しないように固定するので、ボール放出時の安定性、再現性がある、（２）投球アーム３２の長さを所定の長さにしたので、投手が投じるボールと良く似た球速、球種（直球、ドロップ、シュート、スライダー）を安定的に実現できる、（３）機械的にボールの放出タイミングをコントロールするので、高い精度でコントロールでき、ボール２のばらつきを大いに減少できる、という顕著な効果が得られた。すなわち、ボールの投球コースを精度良くコントロールできる投球装置を提供できる。
【実施例２】
【００４８】
実施例１では、投球アームの回転面６０の垂直方向に対する角度φを調整可能な例を説明したが、本実施例では、投球アーム３２の回転面６０が垂直方向を通る面に固定される例を説明する。主として実施例１との差異点を説明し、重複する説明を省略する。
【００４９】
実施例１では、投球アーム３２は支持アーム３４を介して支持部５に支持されたが、本実施例では、例えば、地面に固定された円錐状の土台の上に音叉状に分岐した突起部を有するアーム支持手段を備え、投球アーム３２が音叉状突起部の上端に回転モータにより回転可能に設置されている。したがって、支持アームは無く、支持部５のみでアーム支持手段を構成する。また、投球アームの回転面６０の垂直方向に対する角度φを調整する回転面調整手段はない。したがって、投球アーム３２の回転面６０が垂直方向を通る面に固定されるが、実施例１と同様なボール把持手段３０及び回転駆動調整手段３３を有するので、投球アーム３２の回転面６０の傾斜の調整を除いて実施例１と同様な処理が可能である。したがって、実施例１と同様に、ボール放出の位置及びタイミングが一定になり、投球コースが安定し、再現性が良くなり、ボール２の投球コースを精度良くコントロールできる投球装置を提供できる。
【００５０】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で実施例に種々変更を加えられることは明白である。  
【００５１】
例えば、以上の実施例では、硬式野球について説明したが、本発明は、軟式野球やソフトボールにも適用可能である。ただし、それぞれに適切なアーム長が存在し得る。また、実施例１では、支持アームが水平かつ投球方向に平行に設置される例を説明したが、水平面と角度αに設置し、所定の角度を９０度−αに設定しても良い。また、投球コースのホームベース位置での上下左右方向の位置をコントロールするために微調整しても良い。微調整は例えば、ソレノイドの位置を投球方向に対して微調整できるようにし、連結部材の位置を長手方向に対して微調整できるようにすれば良い。また、ロック機構とロック解除機構は機械的に高速解除できればロックレバー、カンチレバーとソレノイドとの組み合わせに限られず、他の組み合わせでも良い。また、図６の処理フローにおいて、ボール把持工程（Ｓ０３０）に戻る代わりに投球設定工程（Ｓ０２０）に戻り、回転面６０の傾斜と回転角速度（回転数）を設定し直して、処理を繰り返すようにしても良い。また、把持用のホルダ等の数やポジション、回転モータの特性、投球アームのアーム長や形状、支持部の形状等を適宜変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、野球等の打撃練習用の投球装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１    投球装置
２    ボール
３，３Ａ  投球部
４    アーム回転面調整部
５    支持部（アーム支持手段の主要部）
６    制御部
３０  ボール把持手段
３１  第１の回転軸（アーム回転軸）
３２  投球アーム
３３  第１の回転モータ（回転駆動調整手段）
３４  支持アーム（アーム支持手段の一部）
３５  ボール放出手段
３００  ボール搭載面
３０１  第１のホルダ
３０２  第２のホルダ
３０３  第２の回転軸
３０４  ホルダ開閉部
３０５  押さえ板
３０６  第４の回転軸
３０７  第２の回転モータ
３５１  ロックレバー
３５２  ソレノイド
３５３  カンチレバー
３５４  ピン
３５５  可動芯
４０  第３の回転モータ（回転面調整手段）
４１  第３の回転軸
４２  連結部材
５１  支柱
５２  移動台
５２１  枠組
５２２  キャスター
５２３  ストッパ
６０  投球アームの回転面
６１  ボール軌道円
６２  回転面の水平方向の直径
６３  ボール放出位置
θ    所定の角度
φ    投球アームの回転面の垂直方向に対する角度
【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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