JP5638388B2

JP5638388B2 - ボール

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Publication number: JP5638388B2
Application number: JP2010514353A
Authority: JP
Inventors: 伊藤　慎一郎; 慎一郎伊藤; 和哉瀬尾; 武浅井; 則博湯木; 明宏一橋
Original assignee: Molten Corp
Current assignee: Molten Corp
Priority date: 2008-05-26
Filing date: 2009-05-21
Publication date: 2014-12-10
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Description

ここに開示する技術は、各種の競技や、トレーニング、遊戯、レクリエーション等に用いられる、人が直接的又は間接的に、投げたり、蹴ったり、打ったりするボールに関する。

中実状と中空状とに大別されるボールの内、中空状のボールの構造の１つとして、圧縮空気が封入されるチューブと、そのチューブ上にナイロンフィラメント等をあらゆる円周方向に巻くことで形成された補強層と、その補強層上に形成されたカバーゴム層と、そのカバーゴム層上に接着された複数枚の皮革パネルよりなる表皮層と、を備えた構造が知られている（例えば特許文献１参照）。この構造のボールは、貼りボールと呼ばれている。

また、これとは異なるボール構造として、例えば特許文献２に開示されているように、複数枚の皮革パネルの端縁同士を縫い合わせて球状にすることで表皮層を形成すると共に、その表皮層内にチューブを収納した構造が知られている。この構造のボールは、縫いボールと呼ばれている。

さらに別のボール構造として、例えば特許文献３には、複数の織布片を互いに縫い合わせて球状とした織布層内にチューブを収納すると共に、その織布層の表面に複数枚の皮革パネルを接着して表皮層を形成した構造のボールが開示されている。

米国特許第４３３３６４８号明細書特開平９−１９５１６号公報国際公開第２００４／５６４２４号パンフレット

ところで、ボールを用いた競技においては、直接的又は間接的に、ボールを投げたり、蹴ったり、打ったりしたときの条件（以下、ボールの打ち出し条件ともいう）が同じであれば、ボールの飛行軌道が常に同じような軌道となることが望ましい。つまり、飛翔しているボールの軌道が延びたり、落ちたりせず、かつ、ボールの進行方向に対して直交する横方向にぶれたりせずに、所望の位置にボールが到達することが望ましい。そうすることによって競技者は、狙い通りにボールをコントロールすることができるようになる。

また、ボールを用いた競技においては、ボールに対し強制的に回転を加えることによって、そのボールの飛行軌道を所定の変化軌道にすることが行われる。例えばボールを進行方向と同じ方向に縦回転させることによって、その軌道は、ボールが大きく落ちるようなドロップ軌道になる。

このように、ボール軌道を変化軌道にするときには、ボールに対し同じような回転を与えたとき（回転数が同じとき）には、ボール軌道が常に同じような変化軌道となることが望ましく、また、ボールに与える回転の量（回転数の大小）や球速の高低に、ボール軌道の変化量が比例することが望ましい。そうすることによって競技者は、所望のボール軌道を得ることができて、ボールのコントロール性が高まることになる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、コントロール性を高めたボールを提供することにある。

本発明は、ボール本体の球面状の表面を形成する表皮層が３枚以上の多数枚の皮革パネルのそれぞれを互いに隣接するように設けて構成されたボールであって、多数枚の皮革パネルのそれぞれにおける表面の全域には連続する線状の凸部と不連続な多数個の凹部とを備え、上記連続する線状の凸部が多数個の凹部の各々を六角形の垂直投影面を有する形状として阻む格子形状に構成され、多数個の凹部が互いに等間隔に配置されており、隣接する各皮革パネル同士の合わせ部分の大部分では一方の皮革パネルにおける凹部と他方の皮革パネルにおける凹部とが互いに連続するように開放された構成であり、上記隣接する各皮革パネル同士の合わせ部分の残部では一方の皮革パネルにおける凹部と他方の皮革パネルにおける凹部とが互いに不連続となるように一方の皮革パネルにおける凸部又は他方の皮革パネルにおける凸部で閉鎖された構成であり、さらに、隣接する各皮革パネル同士の合わせ部分には横断面略Ｖ字状の窪みが隣接する各皮革パネル同士の合わせ部分の延びる方向に連続するように形成され、この窪みの表面にも上記凹部及び凸部が存在することを特徴とする。

本発明は、多数枚の皮革パネルのそれぞれにおける表面の全域には連続する線状の凸部と不連続な多数個の凹部とを備え、上記連続する線状の凸部が多数個の凹部の各々を六角形の垂直投影面を有する形状として阻む格子形状に構成され、多数個の凹部が互いに等間隔に配置されており、隣接する各皮革パネル同士の合わせ部分の大部分では一方の皮革パネルにおける凹部と他方の皮革パネルにおける凹部とが互いに連続するように開放された構成であり、上記隣接する各皮革パネル同士の合わせ部分の残部では一方の皮革パネルにおける凹部と他方の皮革パネルにおける凹部とが互いに不連続となるように一方の皮革パネルにおける凸部又は他方の皮革パネルにおける凸部で閉鎖された構成であり、さらに、隣接する各皮革パネル同士の合わせ部分には横断面略Ｖ字状の窪みが隣接する各皮革パネル同士の合わせ部分の延びる方向に連続するように形成され、この窪みの表面にも上記凹部及び凸部が存在することにより、ボールが回転しながら飛行しているときに、当該ボールに作用する流体力の不安定性が抑制されて、ボールの軌道が所定の軌道に安定化する。

図１は、実施形態に係るバレーボールを示す斜視図である。図２は、バレーボールの表面を拡大して示す斜視図である。図３は、バレーボールの一部断面図である。図４は、図３とは異なる構造のバレーボールの一部断面図である。図５は、図３及び図４とは異なる構造のバレーボールの一部断面図である。図６は、凸部の別構成を示す概念図である。図７は、凸部の別構成を示す概念図である。図８は、凸部の別構成を示す概念図である。図９は、凸部の別構成を示す概念図である。図１０は、凸部の別構成を示す概念図である。図１１は、凸部の別構成を示す概念図である。図１２は、凸部の別構成を示す概念図である。図１３は、凸部の別構成を示す概念図である。図１４は、凸部の別構成を示す概念図である。図１５は、凸部の別構成を示す概念図である。図１６は、凸部の別構成を示す概念図である。図１７は、凸部の別構成を示す概念図である。図１８は、凸部の別構成を示す概念図である。図１９は、凸部の別構成を示す概念図である。図２０は、凸部の別構成を示す概念図である。図２１は、凸部の別構成を示す概念図である。図２２は、凸部の別構成を示す概念図である。図２３は、凸部の別構成を示す概念図である。図２４は、図２３のａ−ａ断面図である。図２５は、凸部の別構成を示す概念図である。図２６は、凸部の別構成を示す概念図である。図２７は、凸部の別構成を示す概念図である。図２８は、凸部の別構成を示す概念図である。図２９は、図２８のｂ−ｂ断面図である。図３０は、凸部の別構成を示す概念図である。図３１は、比較例に係るボールの構成を示す説明図である。図３２Ａは、回転数３００ｒｐｍ時の、各例に係るボールの揚力特性を示す図である。図３２Ｂは、回転数４８０ｒｐｍ時の、各例に係るボールの揚力特性を示す図である。図３２Ｃは、回転数６００ｒｐｍ時の、各例に係るボールの揚力特性を示す図である。図３３Ａは、従来例に係るボールの揚力特性を示す図である。図３３Ｂは、比較例に係るボールの揚力特性を示す図である。図３３Ｃは、実施例に係るボールの揚力特性を示す図である。図３４Ａは、回転数３００ｒｐｍ時の、各例に係るボールの軌道のシミュレーション結果を示す図である。図３４Ｂは、回転数４８０ｒｐｍ時の、各例に係るボールの軌道のシミュレーション結果を示す図である。図３４Ｃは、回転数６００ｒｐｍ時の、各例に係るボールの軌道のシミュレーション結果を示す図である。図３５は、従来例に係るボールに作用する横力の時間変動の一例を示す図である。図３６は、第２実施例に係るボールに作用する横力の時間変動の一例を示す図である。図３７は、従来例に係るボールを打ち出し装置により打ち出したときの、到達位置のばらつきを示す図である。図３８は、第２実施例に係るボールを打ち出し装置により打ち出したときの、到達位置のばらつきを示す図である。

ここに開示するボールは、球状の表面を有するボール本体と、前記ボール本体の表面から***した凸部と、を備える。そして、前記凸部は、前記ボール本体が回転しながら飛行しているときに、当該ボール本体に作用する流体力の不安定性を抑制することによって前記ボール本体の軌道を所定の軌道に安定化させるよう***している。

ここでいう「回転」は、ボールに対し回転方向の力を加えて、ボールを強制的に回転させる（つまり、比較的高回転で回転する）ことに限定されず、ボールに対し回転方向の力を意図的に加えない場合も「ボール本体が回転しながら飛行している」ことに含まれる。つまり、ボールが低回転で回転している場合は勿論のこと、極低回転で回転していて準定常的に非回転といえる場合も含まれ得る。

前記凸部は、前記ボール本体が同じ条件で飛行したときの到達位置のばらつきを小さくするように***している、としてもよい。ここでいう「到達位置」は、ボール本体の飛距離（飛行方向に対する到達位置）と、その飛行方向に直交する横方向の到達位置との双方が含まれる。つまり、凸部は、ボール本体の飛行軌跡が延びたり、落ちたりすることを抑制すると共に、横方向にぶれたりすることも抑制することによって、到達位置のばらつきを小さくする。

前記凸部は、前記ボール本体が、その進行方向と同じ方向に縦回転しながら飛行しているときに、その軌道を所定のドロップ軌道に安定化させるよう***している、としてもよい。ここでいう「縦回転」は、ボールを強制的に回転させて、比較的高回転で縦回転することを意味する。

すなわち、前記のボールは、回転しながら飛行しているときには、ボール本体の軌道が安定化して到達位置のばらつきが小さくなる一方で、強制的に縦回転を加えたときには、その軌道が所定のドロップ軌道に安定化するとの知見を、本願発明者らは得たのである。

前記凸部は、所定のパターンで、前記ボール本体の表面全体に配置されている、としてもよい。

前記凸部は、前記ボール本体の表面全体に均等に配置されている、としてもよい。

前記ボール本体の表面は、複数のパネルによって形成されている、としてもよい。

以下、ボールの実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。

図１は、本実施形態に係るボールを示している。ここでは、バレーボールを例に、ボールについて説明する。尚、ボールはバレーボールに限らない。例えば、サッカーボール、ハンドボール、及び、バスケットボール等の他の競技に用いられるボールであってもよい。

前記バレーボールＢは、図２に拡大して示すように、ボール本体１と、ボール本体１の表面から***した凸部２と、を備えている。

ボール本体１は、図３、図４又は図５に示すように、本実施形態では、いわゆる貼りボールの構造を有している。すなわち、ボール本体１は、球形中空のチューブ１１、チューブ１１の表面を被覆する補強層１２、補強層１２上に被覆された、例えば天然ゴムからなるカバーゴム層１３、及び、カバーゴム層１３の表面に接着剤を介して接着された複数枚（このバレーボールＢでは１８枚）の皮革パネル１４からなり、ボール本体１の球面状の表面を形成する表皮層１５、を含んで構成される。

前記チューブ１１は、例えばブチルゴム等の、空気非透過性弾性体からなる。チューブ１１には、図示省略のバルブを介して圧縮空気が封入される。

前記補強層１２は、数千ｍ分の長さのナイロンフィラメント等をチューブ１１上にあらゆる円周方向に巻回した糸巻き層、又は、複数枚の織布片を球形に縫い合わせた布層よりなる。この補強層１２によって、ボールとしての品質が安定化する。つまり、この補強層１２によって、ボール本体１の真球性、耐久性、球状維持性、及び、経時変化に対する強度、がそれぞれ向上する。

前記皮革パネル１４は、天然皮革、人工皮革又は合成皮革からなり、それぞれ所定の短冊形状を有している。皮革パネル１４は、ボール本体１の表面を、上下、左右、及び前後の、ボール本体の中心を通りかつ互いに直交する６軸（以下、各軸を中心軸と呼ぶこともある）それぞれの方向に６分割したときに略四角形状に形成される各領域内に３枚、その周縁部同士を互いに接した状態で配置される。そうしてボール本体１の表面が皮革パネル１４によって覆われることで、前記表皮層１５が形成される。尚、各皮革パネルの形状や、その枚数は、特に制限されるものではなく、適宜の形状及び枚数を採用することが可能である。

尚、図示は省略するが、各皮革パネル１４は、その裏面の周縁部が厚み方向に斜めに削がれている。このことによって、ボール本体１の表面において皮革パネル１４の周縁部同士が接合する箇所には、横断面略Ｖ字状の窪みが形成されることになる。すなわち、前記バレーボールＢの表面には、予め所定の凹凸が形成されている。

尚、図３〜図５は、理解容易のために、ボール本体１の断面を模式的に描いている。図例では各層の厚みを互いに略同じに描いているが、各層の厚みは、実際は互いに異なるものである。

前記凸部２は、本実施形態のバレーボールＢでは、図２に示すように、線状であり、この線状の凸部２が、各皮革パネル１４において、互いに直交する２方向に等間隔を空けて多数配置されている。このことによって、ボール本体１の表面には、前記凸部２によって正方格子が形成されている。換言すれば、ボール本体１の表面には、多数の矩形パターンが、表面全体に均等に配置されている。

各凸部２は、例えば以下のようにして、ボール本体１の表面に形成すればよい。すなわち、例えば図３に示すように、カバーゴム層１３に対し一体的に、径方向の外方に突出する突条部１３ａを形成する。この突条部１３ａによって、そのカバーゴム層１３上に接着した皮革パネル１４がボール本体１の径方向外方に***するため、ボール本体１の表面から***する凸部２が形成されることになる。

尚、前記の突条部１３ａは、カバーゴム層１３と一体成形により形成してもよいが、突条部１３ａの形成は一体成形に限るものではない。例えば図示は省略するが、カバーゴム層１３の表面に、所定の高さを有する突条部材を接着等によって取り付けることによっても、前記の突条部１３ａを形成することができる。

これとは異なり、例えば図４に示すように、皮革パネル１４に対し一体的に、その表面から突出する突条部１４ａを形成することによって、ボール本体１の表面から***する凸部２を形成してもよい。

また、前記の突条部１４ａを皮革パネル１４と一体成形するのではなく、例えば図５に示すように、皮革パネル１４の表面に、突条部材１４ｂを例えば接着によって取り付けることによって、ボール本体１の表面から***する凸部２を形成するようにしてもよい。

ボール本体１の表面から***する各凸部２は、詳しくは後述するが、ボール本体１が回転（極低回転を含む）しながら飛行しているときに、ボール本体に作用する流体力の不安定性を抑制して、ボール本体の軌道を所定の軌道に安定化させる機能を有する。つまり、ボール本体１の打ち出し条件が同じときには、その到達位置（飛距離及び飛行方向に直交する横方向の位置）のばらつきが抑制される。また、各凸部２は、ボール本体１が、その進行方向と同じ方向に縦回転しながら飛行しているときには、その軌道を所定のドロップ軌道に安定化させる機能を有する。つまり、ボール本体１に対して同じような回転を与えたときには、そのボールの軌道は、常に同じようなドロップ軌道になる。また、回転数や球速に略比例して、ドロップ量が変化する。

ここで、各凸部２の高さは、０．０５〜０．４ｍｍ程度が好ましく、より好ましくは、０．１〜０．２ｍｍ程度である。こうすることによって、ボール本体１のハンドリング性を損なうことなく、ボール軌道の安定化を達成することが可能になる。

また、ボール本体１の全表面積に対する、凸部２の部分の表面積（例えば図３参照）の割合は、１０〜４０％程度が好ましく、２０〜３０％程度がより好ましい。これによって、ボール本体１のハンドリング性と、ボール軌道の安定化とが両立する。尚、この割合は、凸部２をボール本体１に対してどの程度の量で設ければよいかの指標を与えることになる。

前記凸部２の配置や形状は、図２に示す配置や形状に限定されない。以下、図面を参照しながら凸部２の配置や形状のバリエーションについて説明する。

図６では、線状の凸部２によって６角形パターンを形成すると共に、その６角形パターンを互いに接するように並べて配置している。つまり、凸部２によってハニカム格子が形成されている。

図７では、６角形パターンの凸部２を、互いに間隔を設けて並べて配置している。隣り合う６角形パターンは、千鳥配置とされている。

図８では、短い線分の凸部２を、図８において、互いに直交する斜めの２方向に、互いに等間隔を空けて並べて配置している。これによって、凸部２により、斜めに傾いた正方格子が形成されている。

図９では、短い線分の３つの凸部２を、３角形を形成するように配置して三角パターンとすると共に、その三角パターンを、図９における上下左右に等間隔を空けて並べて配置している。

図１０では、図８に示す正方格子パターンにおける各格子内に、短い線分の凸部２をさらに配置している。凸部２の向きは、隣合う格子で互いに異ならせている。

図１１では、短い線分の３つの凸部２を、Ｙ字を形成するように配置してＹ字パターンとすると共に、そのＹ字パターンを、図１１における上下左右に等間隔を空けて並べて配置している。隣り合うＹ字パターンは、千鳥配置とされている。また、Ｙ字パターンは、所定の規則性を持って上下に対する向きを反転させている。これによって、６個のＹ字パターンによって、６角格子が形成されると共に、その各格子内にＹ字パターンが配置されている。

図１２では、線状の凸部２を、上下及び斜め方向のそれぞれについて、等間隔を空けて配置することにより、三角格子を形成している。換言すれば、多数の正三角形パターンを、互いに接するように並べて配置している。

図１３では、線状の凸部２によって菱形パターンを形成すると共に、その菱形パターンを互いに接するように並べて配置している。

図１４では、線状の凸部２によって円形パターンを形成すると共に、その円形パターンを、図１４における上下左右に、互いに接するように並べて配置している。

図１５では、短い線分の凸部２によって円形パターンを形成すると共に、その円形パターンを、図１５における上下左右に、互いに間隔を空けて並べて配置している。

図１６では、図１５における円形パターンを、千鳥状に配置している。

図１７では、図１４における円形パターンを、図１７における上下左右に、互いに一部が重なるように並べて配置している。

図１８では、短い線分の凸部２を＃形状に配置すると共に、その＃パターンを互いに直交する２方向それぞれに対し、千鳥状に並べて配置している。尚、千鳥配置に限定されるものではない。

図１９では、短い線分の凸部２を、互いに直交する２方向それぞれに対し並べて配置している。これによって、格子点に凸部２が存在しない正方格子が形成されている。

図２０では、短い線分の凸部２をバツ状に配置すると共に、そのバツ状パターンを互いに直交する２方向それぞれに対し並べて配置している。

図２１では、比較的長い線分の凸部２を、１方向に並べて配置している。ここで凸部２の間隔は、同図に示すように周期的に変化させてもよいし、等間隔であってもよい。

図２２では、短い線分の凸部２をＶ字状に配置すると共に、そのＶ字パターンを互いに直交する２方向それぞれに対し並べて配置している。

図２３及び図２４では、表面からスパイク状に***した凸部２を、６角形パターンを形成するように配置すると共に、その６角形パターンを、図２３における上下左右に並べて配置している。

図２５では、図２３の６角形パターンを、千鳥状に配置している。

図２６では、表面からスパイク状に***した凸部２を、正方形パターンを形成するように配置すると共に、その正方形パターンを、図２６における上下左右に間隔を空けて、並べて配置している。

図２７では、表面からスパイク状に***した凸部２を、三角形パターン及び逆三角形パターンを形成するように配置すると共に、その三角形パターン及び逆三角形パターンを、図２７における上下左右に、互いに一部が重なるように並べて配置している。

図２８及び図２９では、表面から点状に***する凸部２を、図２８における上下左右に等間隔を空けて並べて配置している。また、各凸部２の周囲には、環状の凹溝２１が形成されている。尚、凹溝２１は省略することも可能である。

図３０では、図２８における点状の凸部２を、千鳥状に並べて配置している。

尚、図２、図６〜図３０に示す、凸部２の配置や形状は、２つ又は３以上を組み合わせることも可能である。

次に、具体的に実施した実施例について説明する。先ず、１８枚の皮革パネル１４が表面に貼られた市販のバレーボール（直径２０９ｍｍ）を、従来例として用意した。

一方、図２に示すように、凸部２を正方格子状に形成したバレーボールを、実施例として用意した。

また、比較例として、図３１に示すように、市販のバレーボールＢの表面に、直径が０．４５ｍｍの断面円形状を有する線条部材３を、その中心軸を中心とする、所定の直径（図３１のＤ参照）の円形状となるように貼り付けたバレーボールを作成した。具体的に比較例のボールは、上下、左右、及び前後の、ボール本体の中心を通りかつ互いに直交する６軸それぞれについて、直径１８７ｍｍの円形状となるように、６つの線条部材３を表面に貼り付けたボールである。尚、図３１では、５つの線条部材３が図示され、図においてボール本体１の裏側に配置される１つの線条部材は図示していない。

前記の各例に対し風洞実験を行うことによって、各例のボールの空力特性を調べた。その結果を、図３２及び図３３に、レイノルズ数Ｒｅに対する揚力係数ＣＬの変化として示す。さらにこれらの値に関してボールの挙動を考察した（図３４参照）。ここで、図３２Ａは、ボールを、進行方向と同じ方向に３００ｒｐｍで縦回転させた場合、図３２Ｂは、ボールを、進行方向と同じ方向に４８０ｒｐｍで縦回転させた場合、図３２Ｃは、ボールを、進行方向と同じ方向に６００ｒｐｍで縦回転させた場合における、各ボールの揚力係数の比較である。また、図３３Ａは、従来例のボール、図３３Ｂは、比較例のボール、図３３Ｃは、実施例のボールのそれぞれについて、回転数を変化させた場合の揚力係数の比較である。ここで、図３２及び図３３における縦線は、ボールの速度が５０ｋｍ／ｈに相当するレイノルズ数Ｒｅを示しており、これよりもレイノルズ数Ｒｅが高い領域が、例えばバレーボールでの実用速度領域となる。従って、以下においては、この縦の細線よりも右側の領域に着目する。

先ず、図３２Ａを見ると、従来例のボールに対して、比較例のボール及び実施例のボールの揚力係数はマイナス側に大きい値（絶対値が大きい）となり、比較例のボール及び実施例のボールは、従来例のボールよりも、下向きに大きい力が作用する。従って、比較例のボール及び実施例のボールは、従来例のボールよりもドロップ量が大きくなる。

また、図３２Ｂ，図３２Ｃを参照すると、比較例のボールは従来例のボールよりも揚力係数が大きくなるが、実施例のボールは、従来例のボールよりも揚力係数がマイナス側に大きい値となる。従って、回転数が比較的高いときでも、実施例のボールは、従来例のボールよりもドロップ量が大きくなる。

また、図３３Ａを見ると、従来例のボールは、回転数３００ｒｐｍのときの揚力係数ＣＬに対して、回転数４８０ｒｐｍ及び６００ｒｐｍのときの揚力係数ＣＬが大きく変化しており、回転数の変化に対して揚力係数ＣＬが急変する。それと共に従来例のボールは、レイノルズ数Ｒｅの変化に対して、揚力係数ＣＬが単調に変化しない場合がある。例えば回転数３００ｒｐｍのときは、レイノルズ数Ｒｅの増大に対して、揚力係数ＣＬが単調に減少するのに対し、回転数６００ｒｐｍのときは、レイノルズ数Ｒｅの増大に対して、揚力係数ＣＬがほとんど変化せず（若しくは、若干増大する）、その特性が全く異なる。また、例えば回転数４８０ｒｐｍのときは、揚力係数ＣＬが落ち込むレイノルズ数が存在しており、レイノルズ数Ｒｅの増大に対して揚力係数ＣＬが単調に変化しない。

また、比較例のボールは、回転数３００ｒｐｍのときの揚力係数ＣＬと回転数４８０ｒｐｍのときの揚力係数ＣＬとの差と、回転数４８０ｒｐｍのときの揚力係数ＣＬと及び回転数６００ｒｐｍのときの揚力係数ＣＬとの差とが異なり、回転数の変化に対して揚力係数ＣＬの変化が一定ではない。また、比較例のボールは、回転数一定のときにレイノルズ数Ｒｅの変化に対して、揚力係数ＣＬが単調に変化しない場合がある。例えば回転数３００ｒｐｍのときは、レイノルズ数Ｒｅの増大に対して、揚力係数ＣＬがほとんど変化しないのに対し、回転数４８０ｒｐｍ及び６００ｒｐｍのときは、レイノルズ数Ｒｅの増大に対して、揚力係数ＣＬが単調に増大し、その特性が異なる。

これに対し、実施例のボールは、回転数の変化に対して揚力係数ＣＬが急変することはなく、揚力係数ＣＬは回転数の変化にほぼ比例している。また、回転数が一定であるときには、レイノルズ数Ｒｅの増大に対して、揚力係数ＣＬが比較的単調に増大している。このことから、実施例のボールは、従来例及び比較例のボールよりも、ドロップ量が大きいと共に、回転数及び球速の変化に対して、そのドロップ量が比例する。従って、実施例のボールは、縦回転時には、安定したドロップ軌道が得られることになる。

上述は揚力係数ＣＬに基づく説明であるが、実際のドロップ量は抗力係数ＣＤによる速度減少の影響も考慮しなければならない。図３４Ａ〜Ｃは、従来例、比較例及び実施例の各バレーボールについて、前記の実験結果に基づくと共に、速度減少の影響も考慮して、サービス時の軌道をシミュレーションした結果を示している。図３４Ａは、ボールの回転数を３００ｒｐｍ、図３４Ｂは、ボールの回転数を４８０ｒｐｍ、図３４Ｃは、ボールの回転数を６００ｒｐｍにそれぞれ設定している。

ここで、前記のシミュレーションにおいては、エンドラインよりも２ｍ後方の、高さ２．２ｍの位置から、速度５０ｋｍ／ｈでボールを打ち出したときの、ボールの軌道をシミュレートしている。また、ボールの打ち出し角度は、従来例、比較例及び実施例で互いに同じに設定している。つまり、各回転数において、従来例及び比較例の打ち出し角度は、実施例のボールがコート中央のネットを超える打ち出し角度と同じ角度に設定している。

これによると、回転数３００ｒｐｍのときには（図３４Ａ参照）、従来例及び比較例のボールは、ほぼ同じ軌道になるのに対し、実施例のボールは、最高点付近以降のボール軌道が、従来例及び比較例よりも、若干下がっていることがわかる。つまり、実施例のボールの軌道は、従来例よりも変化が大きく、これによって実施例のボールは、従来例及び比較例よりも飛距離が少し短くなる。

また、回転数４８０ｒｐｍのときには（図３４Ｂ参照）、比較例のボールは、従来例よりも飛距離が長くなるのに対し、実施例のボールは、従来例よりも飛距離が短くなる。この傾向は、回転数６００ｒｐｍのときも同様である。また、実施例のボールは、回転数が高くなるにつれて、従来例のボールとの軌道の違いが顕著になる。

次に別の実施例として、市販のバレーボールである従来例（この従来例は前述の従来例と同じである）と、図６に示すように、凸部２をハニカム格子状に形成したバレーボール（第２実施例）とを用意し、従来例と第２実施例とについて、ボールの軌道の安定性に関する比較を行った。

図３５は従来例に対して風洞実験を行うことにより得られた、当該ボールの飛び方向に直交する方向の力（以下、このボールに作用する力を横力とも言う）の時間変動の図であり、図３６は第２実施例に対して風洞実験を行うことにより得られた、横力Ｌの時間変動の図である。ここで、各ボールは回転させずに静止させている。また風速は１４ｍ／ｓである。図３５を参照すると、従来例においては横力Ｌの振幅が±０．５Ｎ程度であるのに対し、第２実施例においては、横力Ｌの振幅が±０．２５Ｎ程度に小さくなっている。つまり第２実施例では、従来例と比較して横力の変動が小さいことから、この第２実施例に係るボールを実際に飛翔させたときには、そのボールの飛行軌道が、進行方向に対し直交する横方向にぶれることが抑制されることになる。

次に、従来例及び第２実施例の各ボールを、打ち出し装置により実際に打ち出したときの到達位置のばらつきを評価した。打ち出し装置は、その図示は省略するが、人の掌によってバレーボールを打撃することを模擬するように、基端側が枢支されて当該枢支軸回りに回動する回転アームと、回転アームの先端に取り付けられた、平板状の打撃板とを備えて構成されていると共に、その回転アームの回動における最下位置の近傍にボールがセットされるように構成されている。打ち出し装置は、回転アームの回動に伴い、ボールの概略中心に打撃板が当たることによって、当該ボールを打ち出す。この構成によって、打ち出し装置は、その打ち出しの際にボールに対して回転方向の力を付与することはなく、これによって各例のボールは、低回転乃至極低回転で回転しながら飛行することになる。打ち出し装置は、その回転アームの回動速度を調整することによりボールの初速度が変更されると共に、ボールのセット位置を調整することによって、打撃板がボールに当たるときの角度が変更されることで、ボールの打ち出し角度が変更されるように構成されている。この実施例においては、打ち出し装置の打ち出し条件は、初速度が１４ｍ／ｓであり、打ち出し角度が約２０°に設定されている。図３７は従来例に係るボールの到達位置のばらつきを示す図であり、図３８は第２実施例に係るボールの到達位置のばらつきを示す図であり、各図は、ボールが左から右に向かって飛行する向きで、横軸（Ｘ軸）をボールの飛距離、縦軸（Ｙ軸）をボールの横方向のずれ量としている。従って、図３７，３８の各図は、ボールが到達した床面の位置を、ＸＹ平面上にプロットして示していることになる。尚、ここでは各例について９０回の試行を行っている。

先ず図３７（従来例）を参照すると、ボールの到達位置は、１２００〜１７００ｃｍ（Ｘ軸）、−２５０〜２５０ｃｍ（Ｙ軸）の範囲内に収まっているものの、同図に一点鎖線の囲いによって示すように、飛距離が長くなったり、短くなったりする場合や、横方向のずれ量が大きくなったりする場合が存在していることがわかる。到達位置のばらつきを評価するために、前記のデータから、Ｘ方向の平均値とＹ方向の平均値とをそれぞれ算出して、それを平均到達位置と定め、この平均到達位置と各試行における到達位置との間の距離の標準偏差を算出した。この図３７のデータに基づいて算出した標準偏差は、５４．６６であった。

これに対し図３８（第２実施例）を参照すると、ボールの到達位置は、従来例と同様に１２００〜１７００ｃｍ（Ｘ軸）、−２５０〜２５０ｃｍ（Ｙ軸）の範囲内に収まっている一方で、従来例とは異なり、飛距離が長くなったり、短くなったりする場合や、横方向のずれ量が大きくなったりする場合が、ほとんど存在していない。この図３８のデータに基づいて算出した前記の標準偏差は、４１．２９であり、従来例の場合よりもばらつきが小さくなっていることがわかる。従って、第２実施例は、ボールの飛距離に関して、ボールの軌道が延びたり、また落ちたりすることが抑制されると共に、ボールの進行方向に対し直交する横方向に対して、軌道がぶれたりすることも抑制されることがわかる。このことは、競技者が所望の位置にボールを到達させる、つまり狙い通りにボールをコントロールする上で有利であることを示している。

尚、前述したように、ここに開示する技術が適用可能なボールはバレーボールＢに限らない。この技術は、その他、競技用、トレーニング用、遊戯用、レクリエーション用等の、各種のボールに適用可能である。尚、競技用ボールとしては特に、サッカーボール、ハンドボール等が具体例として挙げることができる。

また、ボールの構造も、貼りボールに限定されるものではない。この技術は、各種の構造のボールに対して適用することが可能である。例えば中空のボールに限らず、中実のボールに対して本技術を適用することも可能である。

また、貼りボール以外の中空のボールの構造としては、例えば、複数枚の皮革パネルの端縁同士を縫い合わせて球状とした表皮層と、その表皮層内に収納したチューブとを含む構造の、いわゆる縫いボールを、具体例として挙げることができる。この縫いボールに本技術を適用するときには、皮革パネルに対し一体に突条部を形成することによって凸部を設けてもよいし、皮革パネルの表面に突条部材を接着等によって取り付けることによって凸部を設けてもよい。

また、中空のボールの構造としては、例えば、複数の織布片を互いに縫い合わせて球状とした織布層内にチューブを収納すると共に、その織布層の表面に複数枚の皮革パネルを接着した構造も、別の具体例として挙げることができる。この構造のボールに本技術を適用するときには、前記縫いボールと同様に、皮革パネルに突条部を一体に形成するか、皮革パネルに突条部材を接着等によって取り付けるか、すればよい。また、例えば織布層に突条部材を貼り付けると共に、その上に皮革パネルを接着することによって、ボール表面から***する凸部を設けてもよい。

以上説明したように、ここに開示する技術は、回転時のボール軌道が安定化して、ボールコントロール性が高まるから、各種のボールに有用である。

１ボール本体
１４皮革パネル
２凸部
Ｂバレーボール

Claims

ボール本体の球面状の表面を形成する表皮層が３枚以上の多数枚の皮革パネルのそれぞれを互いに隣接するように設けて構成されたボールであって、多数枚の皮革パネルのそれぞれにおける表面の全域には連続する線状の凸部と不連続な多数個の凹部とを備え、上記連続する線状の凸部が多数個の凹部の各々を六角形の垂直投影面を有する形状として阻む格子形状に構成され、多数個の凹部が互いに等間隔に配置されており、隣接する各皮革パネル同士の合わせ部分の大部分では一方の皮革パネルにおける凹部と他方の皮革パネルにおける凹部とが互いに連続するように開放された構成であり、上記隣接する各皮革パネル同士の合わせ部分の残部では一方の皮革パネルにおける凹部と他方の皮革パネルにおける凹部とが互いに不連続となるように一方の皮革パネルにおける凸部又は他方の皮革パネルにおける凸部で閉鎖された構成であり、さらに、隣接する各皮革パネル同士の合わせ部分には横断面略Ｖ字状の窪みが隣接する各皮革パネル同士の合わせ部分の延びる方向に連続するように形成され、この窪みの表面にも上記凹部及び凸部が存在することを特徴とするボール。