JP7060945B2 - 軟式野球用バット - Google Patents

Description

特許法第３０条第２項適用 平成２９年５月３０日～平成２９年７月１４日開催の２０１８ ＳＰＲＩＮＧ ＆ ＳＵＭＭＥＲ ＣＯＬＬＥＣＴＩＯＮにて発表 （刊行物等） 平成２９年１０月２７日～平成２９年１１月２８日に添付資料の「出荷日および出荷（販売）した場所などの一覧表」に記載した各出荷先（販売店）に卸した

本発明は、複数層に積層された筒状の打球部を備えた軟式野球用バットに関する。

上記のような軟式野球用バットとしては、打球部における繊維強化プラスチック素材の層間に接着阻害層であるウィークバウンダリーレアー層を設けることにより、打球部における扁平強度の低下を抑制しながら扁平剛性の低下によるトランポリン効果の向上を図れるようにすることで、耐久性の低下を抑制しつつ反発性能を向上させるようにしたＦＲＰ製バットがある（例えば特許文献１参照）。

また、貯蔵弾性率が０．０１ＭＰａ～６ＭＰａの弾性体を、従来のバットと同様の剛性のある素材で形成されたバット本体の芯部分に被覆して、少なくとも打球部の一部を弾性体で形成することにより、打球時に生じる弾性体の弾性変形でボールの変形を抑制し、打球後のボールにかかる空気抵抗を減らすことで、打球の飛距離を伸ばすようにしたものがある（例えば特許文献２参照）。

特開２０００－２０２０８０号公報 特開２００４－２７５７４２号公報

特許文献１に記載の構成では、打球時に生じるボールの変形を抑制することは考慮されていないことから、打球時にボールが扁平状に大きく変形することになる。そのため、打球後のボールにかかる空気抵抗が大きくなり、打球の失速による飛距離の低下を招くことになる。

特許文献２に記載の構成では、使用球が重い場合や硬い場合に、打球時に弾性体が大きく弾性変形してボールがバット本体の芯部分に達してしまうことがある。この場合、バット本体の芯部分は、従来のバットと同様に剛性の高い素材で形成されていることから、ボールが扁平状に大きく変形することになる。そのため、打球後のボールにかかる空気抵抗が大きくなり、打球の失速による飛距離の低下を招くことになる。また、ボールが径の小さいバット本体の芯部分に達して変形することにより、打球時にバットの軸心がボールの重心から少しでも外れた場合には、このときのボールの変形によってバットの軸心に対するボール重心のズレ量が増大して打球方向が後方側にズレ易くなる。

この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、使用球が重い場合や硬い場合であっても、打球の飛距離を伸ばすことができる軟式野球用バットを提供する点にある。

本発明の第１特徴構成は、
軟式野球用バットにおいて、
複数層に積層された筒状の打球部を備え、
前記打球部は、グリップ側筒状体と打球部側筒状体とを有するバット本体の前記打球部側筒状体と、前記打球部側筒状体の外周に積層された筒状の発泡体を含む弾性体とを有し、
前記打球部側筒状体は、そのバット長手方向の中間部が非接着状態で複数層に積層された高反発領域に成形され、前記バット長手方向の両端部の積層部位が接着されている点にある。

本構成によれば、打球時にボールが打球部で捉えられた場合は、先ず、ボールとの接触で弾性体が弾性変形しながらボールを保持することにより、ボールの変形が抑制されながらボールが筒状体の高反発領域に達することになる。そして、高反発領域は、複数層が非接着状態で積層されたことにより、扁平強度の低下を抑制しながら、扁平剛性の低下によるトランポリン効果の向上が図られて反発性能が高められたものであることから、ボールが高反発領域に達したときには、高反発領域がボールを受け止めるように撓み変形してボールの変形を抑制した後、その反発性能によってボールを撥ね返すようになる。また、この撥ね返しに伴って弾性体がその弾性でボールを弾き返すようになる。
これにより、打球時にボールの重心が打球部の軸心で捉えられた場合は、打球時に生じるボールの変形が抑制されることにより、その変形に起因したボールにかかる空気抵抗の増加を抑制することができる上に、高反発領域でのトランポリン効果と弾性体の弾性との相乗効果が得られることにより、打球の飛距離を大幅に伸ばすことができる。
また、打球時にボールの重心が打球部の軸心から少し外れた場合は、打球時に生じるボールの変形が抑制されることにより、その変形に起因したボールにかかる空気抵抗の増加とバットの軸心に対するボール重心のズレ量の増大とを抑制することができる上に、高反発領域でのトランポリン効果と弾性体の弾性との相乗効果が得られることにより、打球方向が後方側にズレ易くなることを抑制しながら、打球の飛距離を伸ばすことができる。
その結果、使用球が重い場合や硬い場合であっても、打球時にボールが打球部で捉えられた場合に打球の前方への飛距離を伸ばすことができる軟式野球用バットを提供することができる。

本発明の第２特徴構成は、
前記弾性体は、厚みが３～１０ｍｍの弾性層を有している点にある。

本構成によれば、筒状体の外径が小さくなることに起因して、高反発領域でのトランポリン効果が低下することを抑制しながら、弾性体の弾性変形によるボールの変形抑制を良好に行うことができる。
これに対し、弾性体における弾性層の厚みが３ｍｍ未満であると、筒状体の外径が大きくなることで高反発領域でのトランポリン効果が得られ易くなるが、弾性体の弾性変形によるボールの変形抑制が低下する。
また、弾性体における弾性層の厚みが１０ｍｍを超えると、弾性体の弾性変形によるボールの変形抑制は向上するが、筒状体の外径が小さくなることで、高反発領域でのトランポリン効果が得られ難くなるとともに、バットとしての強度が低下してバットにおける耐久性の低下を招き易くなる。
つまり、本構成によれば、バットにおける耐久性の低下を防止しながら、高反発領域でのトランポリン効果と弾性体の弾性との双方を良好に得ることができ、それらの相乗効果によって打球の飛距離を伸ばすことができる。

本発明の第３特徴構成は、
前記弾性体は、Ｃ硬度が５５～８３の弾性層を有している点にある。

本構成によれば、ボールが打球部で捉えられた場合に、ボールとの接触で弾性体が弾性変形しながらボールを保持する状態が良好に得られるようになる。
これに対し、弾性体における弾性層のＣ硬度が５５未満であると、弾性体が軟質になり過ぎて、弾性体によるボールの保持作用が低下してボールが変形し易くなる。
また、弾性体における弾性層のＣ硬度が８３を超えると、弾性体が硬質になり過ぎて、弾性体との接触によるボールの変形が生じ易くなる。
つまり、本構成によれば、ボールが打球部で捉えられた場合に生じるボールの変形をより効果的に抑制することができ、その変形に起因してボールにかかる空気抵抗が増加して打球が失速することによる飛距離の低下を、より効果的に抑制することができる。

本発明の第４特徴構成は、
前記打球部側筒状体の厚みが１．８～４．５ｍｍである点にある。

本構成によれば、高反発領域を含む筒状体の内径を極力大きくすることができ、これにより、高反発領域における扁平強度の低下を抑制しながら、扁平剛性の低下によるトランポリン効果の向上を図ることができ、高反発領域での反発性能を高めることができる。

軟式野球用バットの全体図 軟式野球用バットの分解斜視図 軟式野球用バットにおける打球部側の縦断面図 打球部における要部の拡大縦断面図 打球時における打球部形状の経時変化を示す説明図 弾性体の成形状態を示す横断平面図

以下、本発明が適用された軟式野球用バットの実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、本実施形態では、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）が主材に採用された軟式野球用バットを例示するが、軟式野球用バットは、例えば、チタニウム、チタニウム合金、アルミニウム合金、などの金属が主材に採用され、ＦＲＰまたは前述した金属などが筒状の補強材として主材に嵌合されたものであってもよい。また、軟式野球用バットは、グリップ側と打球部側とに異素材の主材が採用されて組み合わされたものであってもよい。

図１～３に示すように、本実施形態で例示する軟式野球用バット（以下、バットと称する）１は、ＦＲＰ製のバット本体２と、バット本体２のグリップ側端部に取り付けられたグリップエンド３と、バット本体２の先端部に取り付けられたエンドキャップ４と、バット本体２の打球部側に積層された筒状の弾性体５と、バット本体２のグリップ側と打球部側との間の段差を埋めるテーパ状のスリーブ６とを備えている。

バット本体２は、先広がり形状の拡径部７Ａを有する径の小さいグリップ側筒状体７と、先窄み形状の縮径部８Ａを有する径の大きい打球部側筒状体８とが独立成形された２分割構造である。そして、グリップ側筒状体７の拡径部７Ａと打球部側筒状体８の縮径部８Ａとが、拡径部７Ａの外周面が縮径部８Ａの内周面に面接触した状態で接着されている。
バット長手方向での拡径部７Ａと縮径部８Ａとの接着長さＷは、３０～１２０ｍｍが好適であり、本実施形態では、接着長さＷとして最適な６０ｍｍに設定したものが例示されている。
なお、バット本体２は、グリップ側筒状体７と打球部側筒状体８とが一体形成されたものであってもよい。

図示は省略するが、グリップ側筒状体７の成形は、マンドレルに、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂が含浸されたカーボン繊維とガラス繊維とからなるシート状のプリプレグを、所定の積層方法で全体的に均一な層厚に巻き付けた後、加圧用チューブをマンドレルに代えて円筒状のプリプレグに挿入し、２分割の合せ金型に設置して加熱硬化させる、などの工程を経て行われる。これにより、グリップ側筒状体７は、打球部側筒状体８よりも高い剛性および強度を有するように成形されている。

図４に示すように、打球部側筒状体８の成形は、先ず、マンドレル（図示せず）に、前述したシート状のプリプレグを第１層８ａとして所定の積層方法で全体的に均一な層厚に巻き付けた後、第１層８ａの表面に、第１層８ａにおけるバット長手方向の両端部を残した状態で、ＯＰＰフィルム（２軸延伸ポリプロピレンフィルム）を第１接着阻害層８ｂとして巻き付ける。次に、第１層８ａの両端部と第１接着阻害層８ｂとの表面に、前述したシート状のプリプレグを第２層８ｃとして所定の積層方法で全体的に均一な層厚に巻き付けた後、第２層８ｃの表面に、第２層８ｃにおけるバット長手方向の両端部を残した状態で、ＯＰＰフィルムを第２接着阻害層８ｄとして巻き付ける。その後、第２層８ｃの両端部と第２接着阻害層８ｄとの表面に、前述したシート状のプリプレグを第３層８ｅとして所定の積層方法で全体的に均一な層厚に巻き付けた後、加圧用チューブをマンドレルに代えて円筒状の第１層８ａに挿入し、２分割の合せ金型に設置して加熱硬化させる、などの工程を経て行われる。
なお、打球部側筒状体８の最内層となる第１層８ａの層厚は、１．０～２．５ｍｍが好適であり、特に、１．６～２．１ｍｍがより好適であり、本実施形態では、第１層８ａの層厚として最適な１．９ｍｍに設定したものが例示されている。打球部側筒状体８の中間層となる第２層８ｃの層厚は、０．６～１．２ｍｍが好適であり、本実施形態では、第２層８ｃの層厚として最適な０．９ｍｍに設定したものが例示されている。打球部側筒状体８の最外層となる第３層８ｅの層厚は、０．２～０．８ｍｍが好適であり、本実施形態では、第３層８ｅの層厚として最適な０．５ｍｍに設定したものが例示されている。
これにより、打球部側筒状体８は、その層厚が３．３ｍｍ程度の薄い円筒状で、かつ、そのバット長手方向の中間部に、非接着状態で３層に積層されることで扁平強度の低下を抑制しながら扁平剛性の低下が図られた３重管構造の高反発領域８ｆを有している。
ちなみに、打球部側筒状体８の層厚は、１．８～４．５ｍｍであることが好ましく、特に、２．４～４．１ｍｍであることがより好ましい。

なお、打球部側筒状体８は、そのバット長手方向の中間部に、非接着状態で２層に積層された２重管構造、または、非接着状態で４層に積層された４重管構造などの高反発領域８ｆを有するように成形されていてもよい。

つまり、このバット１は、図２～３に示すように、バット本体２が打球部側筒状体８よりも高い剛性および強度を有するグリップ側筒状体７と打球部側筒状体８とに分割して成形された２分割構造で、グリップ側筒状体７の拡径部７Ａと打球部側筒状体８の縮径部８Ａとが適切に接着されることにより、打球時におけるバット１の逆反りによるパワーロスを抑制することができ、スイングパワーを効率よくバット１に伝えることができる。また、打球時にバット１の軸心がボール１０（図５参照）の重心から外れた場合の衝撃が打球部側筒状体８からグリップ側筒状体７に伝わり難くなっており、これにより、その衝撃がグリップ側筒状体７を把持した手に伝わることによる手の痺れが生じ難くなる。
そして、図３～５に示すように、打球部側筒状体８が、その層厚が３．３ｍｍの薄い円筒状で、扁平剛性の低い高反発領域８ｆを有することにより、打球時に生じる高反発領域８ｆでのトランポリン効果（図５参照）によって打球の飛距離を伸ばすことができる。

なお、グリップ側筒状体７、および、打球部側筒状体８の第１層８ａと第２層８ｃと第３層８ｅとのそれぞれにおいては、それらのいずれかまたは全てが、シート状のプリプレグに代えてテープ状のプリプレグをマンドレルに全体的に均一な層厚に巻き付けて成形されたものであってもよい。また、打球部側筒状体８の各接着阻害層６ｂ，６ｄには、ＯＰＰフィルム以外に、例えば、ポリ塩化ビニリデン製の市販の食品包装用ラップフィルムやシリコンゴムシートなどのように、金型に設置した加熱硬化時に溶融しない性状を有するものであれば、種々のものを採用することができる。

図２、図４～６に示すように、打球部側筒状体８は、その外周に弾性体５が積層されることにより、複数層に積層された筒状の打球部９が形成されている。弾性体５は、高い打球反発性を備えたゴム系または合成樹脂系素材としてＰＵ（ポリウレタン）を発泡させたウレタンフォームからなる弾性層５ａと、この弾性層５ａと同系統のＴＰＵシート（熱可塑性ポリウレタンシート）からなる被覆層５ｂとを有している。
なお、弾性層５ａには、例えば、ＥＶＡ、ＥＥＡ、ポリエチレン、ポリプロピレン、イソプレン、ＥＰＤＭ、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ＡＢＳ、アイオノマー、ブタジエン系ラバーなどを発泡させた発泡体を採用し、被覆層５ｂには、弾性層５ａと同系統のゴム系または合成樹脂系シートを採用するようにしてもよい。

図６に示すように、弾性体５の成形は、先ず、厚さが０．５～１．０ｍｍで透明な２枚のＴＰＵシートを用意し、これらのＴＰＵシートに裏から品名や模様などを印刷した後、２枚のＴＰＵシートの両端部同士を融着して裏返すことで被覆層５ｂを形成する。次に、この被覆層５ｂを２分割の合せ金型１１に中芯１２とともに設置し、被覆層５ｂと中芯１２との間にＰＵを流し込み、ＰＵを発泡させて弾性層５ａを成形する、などの工程を経て行われる。
なお、弾性層５ａの層厚は、打球部側筒状体８の高反発領域８ｆに積層される弾性体５の打球領域５ｃ（図４参照）において３．０～１０．０ｍｍであることが好ましく、特に、３．０～７．０ｍｍであることがより好ましいことから、本実施形態では、５．０ｍｍに設定したものが例示されている。

図示は省略するが、打球部側筒状体８に対する弾性体５の取り付けは、打球部側筒状体８の表面に両面テープを巻き付けた後、ベンジンやホワイトガソリンなどの有機溶剤を使用して両面テープの接着面を一時的に無効にして、弾性体５をバット本体２のグリップ側から打球部側筒状体８に嵌め合わせることにより、弾性体５を打球部側筒状体８に積層した状態に取り付けることができる。そして、このように弾性体５を打球部側筒状体８に取り付けた後、スリーブ６を、グリップ側筒状体７と打球部側筒状体８との段差を埋めるようにバット本体２に接着して取り付け、グリップエンド３をバット本体２のグリップ側端部に取り付け、エンドキャップ４をバット本体２の先端部に取り付けるなどの各種の取り付け工程が行われる。

図６に示すように、弾性体５の被覆層５ｂには、バット１の長手方向に沿って延びる一対の溝部５ｄが、被覆層５ｂの拡径を許容する融通部として機能するように形成されており、これにより、弾性体５を、バット本体２のグリップ側から打球部側筒状体８に嵌め合わせて積層する、といったバット本体２の打球部側筒状体８に対する弾性体５の取り付けを容易にすることができる。

弾性体５のＣ硬度を測定した結果、弾性体５におけるバット長手方向の中央側部位においては、弾性層５ａを直に測定した場合のＣ硬度が５５～８３であることが好ましく、特に、５５～６３であることがより好ましく、これに加えて、バット１の先端から１５０ｍｍの位置でのＣ硬度が５８～６０であり、バット１の先端から２００ｍｍの位置でのＣ硬度が５９～６１であることがより好ましい。
また、被覆層（ＴＰＵシート）５ｂの上から測定した場合のＣ硬度が６７～８５であることが好ましく、特に、６７～７５であることがより好ましく、これに加えて、バット１の先端から１５０ｍｍの位置でのＣ硬度と、バット１の先端から２００ｍｍの位置でのＣ硬度とのそれぞれが７０～７２であることがより好ましい。

弾性体５の弾性率測定を行った結果、弾性体５における試験片数ｎ１の動的損失弾性率は０．３３１ＭＰａであり、試験片数ｎ２の動的損失弾性率は０．３６１ＭＰａであり、試験片数ｎ３の動的損失弾性率は０．３５８ＭＰａであり、それらの平均値は０．３５０ＭＰａである。つまり、弾性体５の動的損失弾性率は、０．３～０．４ＭＰａであることが好ましく、特に、０．３３～０．３７ＭＰａであることがより好ましい。
また、弾性体５における試験片数ｎ１の動的貯蔵弾性率は１．９９ＭＰａであり、試験片数ｎ２の動的貯蔵弾性率は２．１５ＭＰａであり、試験片数ｎ３の動的貯蔵弾性率は２．２１ＭＰａであり、それらの平均値は２．１２ＭＰａである。つまり、弾性体５の動的貯蔵弾性率は、１．７～２．５ＭＰａであることが好ましく、特に、１．９～２．３ＭＰａであることがより好ましい。
ここで、試験調整方法として、製品よりウレタン部（厚さ約４ｍｍ）を採取し、スライサーで厚さ２ｍｍに調整した。その後、切削により幅３ｍｍの短冊状試験片を作製した。
試験片形状は、長さ３０ｍｍ×幅３ｍｍ×厚さ２ｍｍとし、試験変数は３とし、測定モードは引張モードとし、治具間距離は２０ｍｍとし、周波数は１００Ｈｚとし、測定温度は２０℃とし、荷重は９．８×１０＾（－２）Ｎとし、振動変位は２０μｍとした。
使用試験機は、ＭＥＴＲＡＶＩＢ社製の動的粘弾性測定装置（ＤＭＡ＋１０００）とした。

以上の構成により、本発明にかかるバット１は、打球時にボール１０が打球部９で捉えられた場合は、先ず、図５の（ａ）～（ｂ）に示すように、ボール１０との接触で弾性体５が弾性変形しながらボール１０を保持することにより、ボール１０の変形が抑制されながらボール１０が打球部側筒状体８の高反発領域８ｆに達することになる。そして、ボール１０が高反発領域８ｆに達したときには、図５の（ｂ）～（ｃ）に示すように、高反発領域８ｆがボール１０を受け止めるように撓み変形してボール１０の変形を抑制した後、その反発性能によってボール１０を撥ね返すようになる。また、この撥ね返しに伴って弾性体５がその弾性でボール１０を弾き返すようになる。
これにより、打球時にボール１０の重心が打球部９の軸心で捉えられた場合は、打球時に生じるボール１０の変形が抑制されることにより、その変形に起因したボール１０にかかる空気抵抗の増加を抑制することができる上に、高反発領域８ｆでのトランポリン効果と弾性体５の弾性との相乗効果が得られることにより、打球の飛距離を大幅に伸ばすことができる。
また、打球時にボール１０の重心が打球部９の軸心から少し外れた場合は、打球時に生じるボール１０の変形が抑制されることにより、その変形に起因したボール１０にかかる空気抵抗の増加とバット１の軸心に対するボール重心のズレ量の増大とを抑制することができる上に、高反発領域８ｆでのトランポリン効果と弾性体５の弾性との相乗効果が得られることにより、打球方向が後方側にズレ易くなることを抑制しながら、打球の飛距離を伸ばすことができる。
その結果、公認球の変更によって軟式ボール１０が重く硬くなった場合であっても、打球時にボール１０が打球部９で捉えられた場合には打球の前方への飛距離を伸ばすことができる。

そして、弾性体５における弾性層５ａの厚みが３～１０ｍｍであることにより、打球部側筒状体８の外径が小さくなることを抑制することができ、これにより、打球部側筒状体８の外径が小さくなることに起因して、バット１の強度や高反発領域８ｆでのトランポリン効果が低下することを抑制しながら、弾性体５の弾性変形によるボール１０の変形抑制を良好に行うことができる。
その結果、バット１における耐久性の低下を防止しながら、高反発領域８ｆでのトランポリン効果と弾性体５の弾性との双方を良好に得ることができ、それらの相乗効果によって打球の飛距離を伸ばすことができる。

また、弾性体５における弾性層５ａのＣ硬度が５５～８３であることにより、ボール１０が打球部９で捉えられた場合には、図５の（ａ）～（ｂ）に示すように、ボール１０との接触で弾性体５が弾性変形しながらボール１０を保持する状態が良好に得られるようになる。
その結果、ボール１０が打球部９で捉えられた場合に生じるボール１０の変形をより効果的に抑制することができ、その変形に起因してボール１０にかかる空気抵抗が増加して打球が失速することによる飛距離の低下を、より効果的に抑制することができる。

しかも、打球部側筒状体８の厚みが１．８～４．５ｍｍであることにより、高反発領域８ｆを含む打球部側筒状体８の内径を極力大きくすることができ、これにより、高反発領域８ｆにおける扁平強度の低下を抑制しながら、扁平剛性の低下によるトランポリン効果の向上を図ることができ、高反発領域８ｆでの反発性能を高めることができる。

〔別実施形態〕
上記の実施形態においては、筒状体（打球部側筒状体）８として、ＦＲＰが非接着状態で複数層に積層された多重管構造の高反発領域８ｆを有するＦＲＰ製のものを例示したが、これに限定されるものではなく、筒状体８は、例えば、チタニウム、チタニウム合金、アルミニウム合金、などの金属が非接着状態で複数層に積層された多重管構造の高反発領域８ｆを有する金属製のものであってもよく、また、ＦＲＰや前述した金属などの異素材が非接着状態で複数層に積層された多重管構造の高反発領域８ｆを有するものであってもよい。

５ 弾性体
５ａ 弾性層
８ 筒状体
８ｆ 高反発領域
９ 打球部

Claims (4)

1. 複数層に積層された筒状の打球部を備え、
   前記打球部は、グリップ側筒状体と打球部側筒状体とを有するバット本体の前記打球部側筒状体と、前記打球部側筒状体の外周に積層された筒状の発泡体を含む弾性体とを有し、
   前記打球部側筒状体は、そのバット長手方向の中間部が非接着状態で複数層に積層された高反発領域に成形され、前記バット長手方向の両端部の積層部位が接着されている軟式野球用バット。
2. 前記弾性体は、厚みが３～１０ｍｍの弾性層を有している請求項１に記載の軟式野球用バット。
3. 前記弾性体は、Ｃ硬度が５５～８３の弾性層を有している請求項１又は２に記載の軟式野球用バット。
4. 前記打球部側筒状体の厚みが１．８～４．５ｍｍである請求項１～３のいずれか一項に記載の軟式野球用バット。

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