2019 Fiscal Year Research-status Report
高性能スポーツマシンの開発と魔球ジャイロボールの解明
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18K10884
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| Research Institution | Komatsu University |
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Principal Investigator |
酒井 忍 公立小松大学, 生産システム科学部, 教授 (80196039)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | スポーツ用具 / 野球 / 卓球 / 投球機 / 球種 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，幅広い球速かつ多様な変化球（球種）を高い精度で投球可能な野球用および卓球用高性能マシンを開発し，野球の球種では「ツーシーム」や魔球とも称される「ジャイロボール」を，一方，卓球では「チキータ」等の高度な球種の空力特性および飛翔軌道を解明することが目的である．研究開発するマシンは，球速，スピン数，スピン軸を独立に制御可能な4ローラ式投球機構を採用している．本マシンでは，野球ボールの縫い目を巧みに利用する実投手と同様，人差指（示指）を模倣した，柔らかく滑りにくい柔剛合わせ持つ剛性可変把持装置と，縫い目を利用してボールを発射するローラを新たに開発する．開発した両マシンを用いて，微妙に変化する飛翔軌道や特異なバウンド挙動等，未だ解明されていない高度な球種の秘密を明らかにする．
本年度は，上下2つと左右2つのローラを用いた4ローラ式ピッチングマシンを試作した．なお対向する2つのジャイロローラは，両者の交差角を変更する機能を有する．各ローラ回転数と交差角を調整することにより，ツーシームやジャイロボールはもちろん，任意の球速かつスピン数のすべての球種（変化球）のボールを投球できることを投球実験により，確認をした．
また，卓球用4ローラ式発射マシンの設計，試作を行った．卓球ボールは，縫い目がないものの低強度で滑りやすい．このため，ボールを4点で適切な力で把持し，精度良く案内できるように，卓球ボールに適した把持装置およびローラ（材質，形状等）を検討した．また，卓球のスピン数は桁違いに高く8000 rpm以上になる．この高スピン数を実現するため，ブラシレスDCモータを用いたインバータ制御を行う．発射実験を実施し，幅広い球速，ドライブやカット，チキータを含むすべての球種を発射できることを確認した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
幅広い球速で，様々な球種（変化球）を投球可能な野球用投球機（ピッチングマシン）を試作できた．当該マシンを用いた投球実験を行った結果，最高球速160km/h，ツーシームやジャイロボールなど高度な球種（変化球）をボール1.5個分の高い投球精度で投球できることを確認した．
また，幅広い球速，かつすべての球種を発射可能な卓球用4ローラ式発射マシンの設計，試作を行った．卓球ボールに適した把持装置およびローラの材質や形状等，また高スピンに対応したモータや制御装置の仕様について検討を行った．
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| Strategy for Future Research Activity |
製作した野球用投球機（ピッチングマシン）の投球性能，特に投球精度を現状よりもワンランク上のボール1個分以内に向上させるため，ローラ材質やローラ形状をCAEによる投球シミュレーションも活用しながら最適化をし，さらなる投球精度の向上を目指す．
卓球ボールに適した把持装置およびローラ（材質，形状等）を検討し，実用性の高い卓球用4ローラ式発射マシンの製作を行う．また，製作した卓球マシンを用いた発射実験を行い，ドライブやカット，チキータを含むすべての球種を幅広い球速で発射させ，バウンド前後の速度，スピン数を詳細に明らかにし，バウンド後の各球種の飛翔軌道を解明する．
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| Causes of Carryover |
新型コロナの影響を受け，2月に納入予定していたマシンの制御装置がメーカに在庫がなかったためである．
当該物品については，次年度購入する予定である．
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