JP2012200270A - 野球ボール - Google Patents

Abstract

【課題】硬式野球ボールと同様の衝突後の軌跡を得ることができ、かつ軟式野球ボールと同等の衝撃力を得ることができる野球ボールを提供する。
【解決手段】野球ボール１は、内芯２と、内芯２の外周面を覆う外層３とを備えている。内芯２は、表面硬度がアスカーＣ硬度で６０以上８０以下であり、かつ弾性率が０．６ＭＰａ以上１．０ＭＰａ以下である。
【選択図】図１

Description

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。

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（圧縮硬さ）は、野球ボールを６．３５ｍｍ圧縮したときの荷重が４５ポンド（ｌｂｓ）（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。

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。

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。軟式野球ボールでは硬式野球ボールと比べて衝撃力が小さくなっている。そのため軟式野球ボールでは硬式野球ボールと比べて安全性が高い。

特開２００２−２１００４３号公報

軟式野球ボールでは、硬式野球ボールと比べて衝撃力を小さくしているため安全性が高い。しかし、軟式野球ボールでは硬式野球ボールと比べてバットおよびグラウンドとの衝突後の挙動が大きく異なる。

また、硬式野球ボールの圧縮硬さが軟式野球ボールの圧縮硬さより大きいため、軟式野球ボールの使用者は、硬式野球ボールを握ったときに軟式野球ボールより硬く感じる。このため、軟式野球ボールの使用者は不安感を覚えることがある。

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衝撃力を小さくして安全性を高めることは想定されていない。

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、軟式野球ボールと同等の衝撃力を得つつ、硬式野球ボールと同様の衝突後の挙動を得ることができ、かつ軟式野球ボールと同等の圧縮硬さを得ることができる野球ボールを提供することである。

本発明者等が鋭意検討したところ、軟式野球ボールと硬式野球ボールとでは衝突による変形の度合いが異なるため、衝突後の挙動が大きく異なることを見出した。そして、この知見に基づいて、野球ボールを中実にして、さらに内芯の物性を調整することにより、軟式野球ボールと同等の衝撃力を得つつ、硬式野球ボールと同様の衝突後の挙動を得ることができ、かつ軟式野球ボールと同等の圧縮硬さを得ることができることを本発明者等は見出した。

本発明者等は、内芯の表面硬度（アスカーＣ硬度）が野球ボールの衝突後の挙動に影響することを見出した。つまり、内芯の表面硬度（アスカーＣ硬度）が低い場合、衝突により大きく変形するため、野球ボールの衝突後の挙動が硬式野球ボールと大きく異なる。そこで、本発明者等は、内芯の表面硬度（アスカーＣ硬度）を調整することで硬式野球ボールと同様の衝突後の挙動が得られることを見出した。

本発明者等は、内芯の表面硬度（アスカーＣ硬度）が圧縮硬さと相関があることを見出した。軟式野球ボールの圧縮硬さは３０ｌｂｓ未満である。したがって、圧縮硬さが３０ｌｂｓ以上の場合には、軟式野球ボールの使用者は、野球ボールを握ったときに、軟式野球ボールより硬く感じる。このため、軟式野球ボールの使用者は不安感を覚えることがある。軟式野球ボールと同等の圧縮硬さにするためには、内芯の表面硬度（アスカーＣ硬度）は８０以下である必要がある。したがって、内芯の表面硬度（アスカーＣ硬度）を８０以下とすることで軟式野球ボールと同等の圧縮硬さを得ることができることを見出した。本発明の野球ボールでは、軟式野球ボールと同等の圧縮硬さを得ることで、使用者が感じる不安感を抑制することができる。

また、内芯の表面硬度（アスカーＣ硬度）が６０未満では野球ボールが丸くなるように外層の皮革を縫うことができない。この場合には、野球ボールとして正常に機能しない。そのため、内芯の表面硬度（アスカーＣ硬度）は６０以上とする。

本発明者等は内芯の弾性率が衝撃力に影響することを見出した。そして、本発明者等は内芯の弾性率が衝撃力と相関があることを見出した。内芯の弾性率が１ＭＰａ以下であれば軟式野球ボールと同程度の衝撃力８０Ｇ以下となることを発明者等は見出した。

また内芯の弾性率が低いと、野球ボールの変形からの回復が遅くなるため、硬式野球ボールと同様の衝突後の挙動を得ることができない。そこで、発明者等は、内芯の弾性率が０．６ＭＰａ以上であれば野球ボールの変形からの回復が早くなることを見出した。

したがって、内芯の表面硬度（アスカーＣ硬度）と、弾性率とを調整することにより、軟式野球ボールと同等の衝撃力を得つつ、硬式野球ボールと同様の衝突後の挙動を得ることができ、かつ軟式野球ボールと同等の圧縮硬さを得ることができることを本発明者等は知得した。

すなわち、本発明の野球ボールは、内芯と、内芯の外周面を覆う外層とを備えている。内芯は、表面硬度がアスカーＣ硬度で６０以上８０以下であり、かつ弾性率が０．６ＭＰａ以上１．０ＭＰａ以下である。これにより、本発明の野球ボールは、軟式野球ボールと同等の衝撃力を得つつ、硬式野球ボールと同様の衝突後の挙動を得ることができ、かつ軟式野球ボールと同等の圧縮硬さを得ることができる。

上記の野球ボールでは、好ましくは、内芯は損失係数（ｔａｎδ）が０．１５以上０．３１以下である。

本発明者等は内芯の損失係数（ｔａｎδ）が野球ボールの衝突後の軌跡（飛び）に影響することを見出した。ここで、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。

また本発明者等は内芯の損失係数（ｔａｎδ）が反発係数と相関があることを見出した。そして、内芯の反発係数が野球ボールの衝突後の軌跡（飛び）に影響することを見出した。内芯の損失係数（ｔａｎδ）が０．３１以下であれば、内芯の反発係数が硬式野球ボールと同等の０．５以上となる。このため、硬式野球ボールと同等の衝突後の軌跡（飛び）を得ることができる。

一方、内芯の反発係数が高すぎると衝突後の軌跡（飛び）が硬式野球ボールに比べて異なる。具体的には内芯の損失係数（ｔａｎδ）が０．１５未満の場合には内芯の反発係数が高くなり衝突後の軌跡（飛び）が硬式野球ボールと異なる。

したがって、内芯の損失係数（ｔａｎδ）を０．１５以上０．３１以下にすることにより、野球ボールの内芯の反発係数を硬式野球ボールと同等にすることができる。これにより、硬式野球ボールと同様の衝突後の軌跡（飛び）を得ることができる。

上記の野球ボールでは、好ましくは、野球ボールが２６．８２ｍ／ｓの速度で模型に衝突した際の衝撃力が８０Ｇ以下である。これにより、軟式野球ボールと同等の衝撃力を得ることができる。そのため、軟式野球ボールと同等の安全性が得られる。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を得ることができる。

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０．５５以下である。これにより、野球ボールはリトルリーグの規定に合致するため、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。そして、反発係数が高い方が硬式野球ボールに近い衝突後の軌跡（飛び）を得ることができるため、リトルリーグの規程を満たした上で、さらに硬式野球ボールに近い衝突後の軌跡（飛び）を得ることができる。

上記の野球ボールは、好ましくは、野球ボールの外径を６．３５ｍｍ圧縮した際の荷重が１６ｌｂｓ以上３０ｌｂｓ（１３３．４４６６Ｎ）未満である。これにより、野球ボールはリトルリーグの規定に合致するため、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。

本発明の他の野球ボールは、内芯と、内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ている。内芯は、表面硬度がアスカーＣ硬度で７１以上７５以下であり、かつ弾性率が０．９ＭＰａ以上１．０ＭＰａ以下であり、かつ損失係数（ｔａｎδ）が０．２５以上０．２７以下である。内芯の材料は発泡ウレタンである。内芯の外径は７０．７ｍｍである。外層の外径は７３．２ｍｍである。

好ましくは、内芯の表面硬度がアスカーＣ硬度で７３であり、弾性率が０．９５ＭＰａであり、かつ損失係数（ｔａｎδ）が０．２６である。

これにより、軟式野球ボールと同等の衝撃力を得つつ、硬式野球ボールと同様の衝突後の挙動を得ることができ、かつ軟式野球ボールと同等の圧縮硬さを得ることができることを本発明者等は知得した。このため、本発明の他の野球ボールでは、軟式野球ボールと同等の衝撃力を得つつ、硬式野球ボールと同様の衝突後の挙動を得ることができ、かつ軟式野球ボールと同等の圧縮硬さを得ることができる。

以上説明したように、本発明の野球ボールによれば、軟式野球ボールと同等の衝撃力を得つつ、硬式野球ボールと同様の衝突後の挙動を得ることができ、かつ軟式野球ボールと同等の圧縮硬さを得ることができる。

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。 本発明の一実施の形態における野球ボールの変形例の概略断面図である。 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。 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。 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。 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。 実施例における比較例および本発明例の圧縮硬さと表面硬度との関係を示す図である。 実施例における比較例および本発明例の反発係数と表面硬度との関係を示す図である。 実施例における比較例および本発明例の衝撃力と弾性率との関係を示す図である。 実施例における比較例および本発明例の衝撃力と表面硬度との関係を示す図である。 実施例における比較例および本発明例の反発係数とｔａｎδとの関係を示す図である。 実施例における比較例Ａの衝突時の状態を示す図である。 実施例における比較例Ａの衝突から復元した状態を示す図である。 実施例における比較例Ｉの衝突時の状態を示す図である。 実施例における比較例Ｉの衝突から復元した状態を示す図である。 実施例における本発明例Ｃの衝突時の状態を示す図である。 実施例における本発明例Ｃの衝突から復元した状態を示す図である。

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。
最初に本発明の一実施の形態の野球ボールの構成について説明する。

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、外層３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の外周面が外層３で覆われている。内芯２の材料は、たとえば発泡ウレタンである。外層３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。この場合、内芯２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３が構成されている。

内芯２は、表面硬度がアスカーＣ硬度で６０以上８０以下であり、かつ弾性率が０．６ＭＰａ以上１．０ＭＰａ以下である。

また、内芯２は、損失係数（ｔａｎδ）が０．１５以上０．３１以下であってもよい。
また、野球ボール１は、内芯２が２６．８２ｍ／ｓの速度で模型に衝突した際の衝撃力が８０Ｇ以下であってもよい。

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０．５５以下であってもよい。なお、外層３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の反発係数としては、０．５１５以上０．５７０以下であってもよい。

また、野球ボール１は、野球ボール１の外径を６．３５ｍｍ圧縮した際の荷重が１６ｌｂｓ以上３０ｌｂｓ未満であってもよい。

図２を参照して、本発明の一実施の形態の変形例の野球ボール１は、内芯２の外周面を覆うように糸が巻かれた糸巻層４を有していてもよい。糸巻層４は、たとえば綿糸が内芯２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４が巻かれた状態では、糸が巻かれる際の張力で内芯２が少し小さくなるため糸が巻かれた後の外径は、糸が巻かれていない場合の内芯２の外径とほとんど変わらない。糸巻層の４外周面が外層３で覆われている。

本発明の一実施の形態の変形例の野球ボール１では、内芯２は、表面硬度がアスカーＣ硬度で７１以上７５以下であり、かつ弾性率が０．９ＭＰａ以上１．０ＭＰａ以下であり、かつ損失係数（ｔａｎδ）が０．２５以上０．２７以下である。内芯２の材料は発泡ウレタンである。内芯２の外径は７０．７ｍｍである。外層３の外径は７３．２ｍｍである。

さらに、内芯２の表面硬度がアスカーＣ硬度で７３であり、弾性率が０．９５ＭＰａであり、かつ損失係数（ｔａｎδ）が０．２６であることが好ましい。

なお、外層３の外径が野球ボール１の外径に該当する。また、内芯２の外径７０．７ｍｍ、外層３の外径７３．２ｍｍなどの各寸法は寸法公差±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。また、内芯２に外層３として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である。

また、本発明の一実施の形態の野球ボールの内芯の材料についてさらに詳しく説明する。たとえばゴム、樹脂、エラストマーもしくはそれらの混合体の発泡品が使用可能である。ゴムとしては、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、イソプレンゴム、エチレン・プロピレンゴム、エチレン・プロピレン・ジエン三元共重合体ゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、天然ゴムもしくはそれらの発泡体などが使用可能である。樹脂としては、ウレタン系樹脂、スチレン系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンビニル共重合体などを含むオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、塩化ビニル系樹脂、アイオノマー樹脂もしくはそれらの発泡体などが使用可能である。エラストマーとしては、ウレタン系エラストマー、スチレン・ブタジエン・スチレンやスチレン・イソプレン・スチレン、またそれらに水添したものなどを含むスチレン系エラストマー、ポリエチレンやポリプロピレンとジエン系のゴムなどで構成されるオレフィン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、塩素系エラストマー、フッ素系エラストマー、シリコーン系エラストマーもしくはそれらの発泡体などが使用可能である。

次に、本発明の一実施の形態の野球ボールの製造方法について説明する。
ポリウレタンの発泡品で内心を製造する場合、内芯を成形する金型内に、ポリオール、イソシアネート、触媒、硬化剤、発泡剤を混合した液体が所定量注入されて、ポリオールとイソシアネートが反応してポリウレタンになるまで所定時間放置される。完全に反応して内芯の形状が形成された後、金型が開かれて内心が取り出される。

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。
本発明者等が鋭意検討したところ、軟式野球ボールと硬式野球ボールとでは衝突による変形の度合いが異なるため、衝突後の挙動が大きく異なることを見出した。続いてこの点についてさらに説明する。

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。一方、硬式野球ボールは中実に形成されている。軟式野球ボールは中空に形成されているため、バットおよびグラウンドとの衝突時に非常に大きな変形が生じる。一方、硬式野球ボールは中実に形成されているため、硬式野球ボールの衝突時の変形は軟式野球ボールの衝突時の変形に比べて小さい。このように、軟式野球ボールと硬式野球ボールとでは衝突による変形の度合いが異なる。これにより、軟式野球ボールと硬式野球ボールとでは衝突後の挙動が大きく異なる。

そして、この知見に基づいて、野球ボール１を中実にして、さらに内芯２の物性を調整することにより、軟式野球ボールと同等の衝撃力を得つつ、硬式野球ボールと同様の衝突後の挙動を得ることができ、かつ軟式野球ボールと同等の圧縮硬さを得ることができることを本発明者等は見出した。

本発明者等は、内芯２の表面硬度（アスカーＣ硬度）が野球ボール１の衝突後の挙動に影響することを見出した。つまり、内芯２の表面硬度（アスカーＣ硬度）が低い場合、衝突により大きく変形するため、野球ボール１の衝突後の挙動が硬式野球ボールと大きく異なる。そこで、本発明者等は、内芯２の表面硬度（アスカーＣ硬度）を調整することで硬式野球ボールと同様の衝突後の挙動が得られることを見出した。

本発明者等は、内芯２の表面硬度（アスカーＣ硬度）が圧縮硬さと相関があることを見出した。軟式野球ボールの圧縮硬さは３０ｌｂｓ未満である。したがって、圧縮硬さが３０ｌｂｓ以上の場合には、軟式野球ボールの使用者は、野球ボール１を握ったときに、軟式野球ボールより硬く感じる。このため、軟式野球ボールの使用者は不安感を覚えることがある。軟式野球ボールと同等の圧縮硬さにするためには、内芯２の表面硬度（アスカーＣ硬度）は８０以下である必要がある。したがって、内芯２の表面硬度（アスカーＣ硬度）を８０以下とすることで軟式野球ボールと同等の圧縮硬さを得ることができることを見出した。本発明の一実施の形態の野球ボール１では、軟式野球ボールと同等の圧縮硬さを得ることで、使用者が感じる不安感を抑制することができる。

また、内芯２の表面硬度（アスカーＣ硬度）が６０未満では野球ボール１が丸くなるように外層３の皮革を縫うことができない。この場合には、野球ボール１として正常に機能しない。そのため、内芯２の表面硬度（アスカーＣ硬度）は６０以上とする。

本発明者等は内芯２の弾性率が衝撃力に影響することを見出した。そして、本発明者等は内芯２の弾性率が衝撃力と相関があることを見出した。内芯２の弾性率が１ＭＰａ以下であれば軟式野球ボールと同程度の衝撃力である８０Ｇ以下となることを発明者等は見出した。

また、内芯２の弾性率が低いと、野球ボールの変形からの回復が遅くなるため、硬式野球ボールと同様の衝突後の挙動を得ることができない。そこで、発明者等は、内芯２の弾性率が０．６ＭＰａ以上であれば野球ボールの変形からの回復が早くなることを見出した。

したがって、内芯２の表面硬度（アスカーＣ硬度）と、弾性率とを調整することにより、軟式野球ボールと同等の衝撃力を得つつ、硬式野球ボールと同様の衝突後の挙動を得ることができ、かつ軟式野球ボールと同等の圧縮硬さを得ることができることを本発明者等は知得した。

すなわち、本発明の一実施の形態の野球ボール１は、内芯２と、内芯２の外周面を覆う外層３とを備えている。内芯２は、表面硬度がアスカーＣ硬度で６０以上８０以下であり、かつ弾性率が０．６ＭＰａ以上１．０ＭＰａ以下である。これにより、本発明の一実施の形態の野球ボール１は、軟式野球ボールと同等の衝撃力を得つつ、硬式野球ボールと同様の衝突後の挙動を得ることができ、かつ軟式野球ボールと同等の圧縮硬さを得ることができる。

本発明の一実施の形態の野球ボール１では、内芯２は損失係数（ｔａｎδ）が０．１５以上０．３１以下であってもよい。

本発明者等は内芯２の損失係数（ｔａｎδ）が野球ボール１の衝突後の軌跡（飛び）に影響することを見出した。また本発明者等は内芯２の損失係数（ｔａｎδ）が反発係数と相関があることを見出した。そして、内芯２の反発係数が野球ボール１の衝突後の軌跡（飛び）に影響することを見出した。内芯２の損失係数（ｔａｎδ）が０．３１以下であれば、内芯２の反発係数が硬式野球ボールと同等の０．５以上となる。このため、硬式野球ボールと同等の衝突後の軌跡（飛び）を得ることができる。

一方、内芯２の反発係数が高すぎると衝突後の軌跡（飛び）が硬式野球ボールに比べて異なる。具体的には内芯２の損失係数（ｔａｎδ）が０．１５未満の場合には内芯２の反発係数が高くなり衝突後の軌跡（飛び）が硬式野球ボールと異なる。

したがって、内芯２の損失係数（ｔａｎδ）を０．１５以上０．３１以下にすることにより、野球ボール１の内芯２の反発係数を硬式野球ボールと同等にすることができる。これにより、硬式野球ボールと同様の衝突後の軌跡（飛び）を得ることができる。

本発明の一実施の形態の野球ボールでは、野球ボール２が２６．８２ｍ／ｓの速度で模型に衝突した際の衝撃力が８０Ｇ以下であってもよい。これにより、軟式野球ボールと同等の衝撃力を得ることができる。そのため、軟式野球ボールと同等の安全性が得られる。野球ボール１の外層３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２に外層３を装着した野球ボール１でも、軟式野球ボールと同程度の衝撃力を得ることができる。

本発明の一実施の形態の野球ボールは、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０．５５以下であってもよい。これにより、野球ボール１はリトルリーグの規定に合致するため、リトルリーグの規程を満たした野球ボール１を提供することができる。そして、反発係数が高い方が硬式野球ボールに近い衝突後の軌跡（飛び）を得ることができるため、リトルリーグの規程を満たした上で、さらに硬式野球ボールに近い衝突後の軌跡（飛び）を得ることができる。

本発明の一実施の形態の野球ボールは、野球ボール１の外径を６．３５ｍｍ圧縮した際の荷重が１６ｌｂｓ以上３０ｌｂｓ（１３３．４４６６Ｎ）未満であってもよい。これにより、野球ボール１はリトルリーグの規定に合致するため、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。

本発明の一実施の形態の変形例の野球ボールは、内芯２と、内芯の外周面を覆うように糸が巻かれた糸巻層４と、糸巻層４の外周面を覆う外層３とを備えている。内芯２は、表面硬度がアスカーＣ硬度で７１以上７５以下であり、かつ弾性率が０．９ＭＰａ以上１．０ＭＰａ以下であり、かつ損失係数（ｔａｎδ）が０．２５以上０．２７以下である。内芯２の材料は発泡ウレタンである。内芯２の外径は７０．７ｍｍである。外層３の外径は７３．２ｍｍである。

さらに、内芯２の表面硬度がアスカーＣ硬度で７３であり、弾性率が０．９５ＭＰａであり、かつ損失係数（ｔａｎδ）が０．２６であることが好ましい。

これにより、軟式野球ボールと同等の衝撃力を得つつ、硬式野球ボールと同様の衝突後の挙動を得ることができ、かつ軟式野球ボールと同等の圧縮硬さを得ることができることを本発明者等は知得した。このため、本発明の一実施の形態の変形例の野球ボール１では、軟式野球ボールと同等の衝撃力を得つつ、硬式野球ボールと同様の衝突後の挙動を得ることができ、かつ軟式野球ボールと同等の圧縮硬さを得ることができる。

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。

表１、図３および図４を参照して、比較例Ａ、Ｂは本発明に対する比較例である。本発明例Ｃ、Ｄは本発明の実施例である。図３の縦軸は衝撃力（Ｇ）の大きさを示し、横軸は圧縮硬さ（ｌｂｓ）の大きさを示している。図４の縦軸は反発係数の大きさを示し、横軸は圧縮硬さ（ｌｂｓ）の大きさを示している。

比較例Ａ、Ｂは軟式野球ボールである。本発明例Ｃ、Ｄは本発明の野球ボールである。本発明例Ｃ、Ｄは、図１に示されるように内芯２と内芯２の外周面を覆う外層３とを備えた構造を有している。本発明例Ｃ、Ｄの内芯２の材料は、発泡ウレタンである。本発明例Ｃ、Ｄは発泡ウレタンの物性が互いに異なっている。本発明例Ｃ、Ｄの内芯２の外径は７０．７ｍｍである。本発明例Ｃ、Ｄの外層３の外径は７３．２ｍｍである。

表１の各項目について説明する。圧縮硬さ（ｌｂｓ）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。

圧縮硬さ（ｌｂｓ）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 Softballs1"に準拠した試験方法で測定した。

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。

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。

表１、図３および図４を参照して、圧縮硬さ（ｌｂｓ）について、本発明例Ｃは比較例Ａ、Ｂと同等の値となった。また、圧縮硬さ（ｌｂｓ）について、本発明例Ｄは比較例Ａ、Ｂより小さい値となった。

反発係数について比較例Ａ、Ｂと比べて本発明例Ｃ、Ｄは大きな値となった。衝撃力（Ｇ）について比較例Ａ、Ｂと比べて本発明例Ｃ、Ｄは近い値となった。本発明例Ｃ、Ｄは、反発係数が０．５０９〜０．５１９となった。また、本発明例Ｃ、Ｄは、衝撃力（Ｇ）が７１．０〜７３．０となった。

表２、図５および図６を参照して、比較例Ａ、Ｂに加えて、比較例Ｅ〜Ｈは本発明に対する比較例である。図５の縦軸は衝撃力（Ｇ）の大きさを示し、横軸は圧縮硬さ（ｌｂｓ）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（ｌｂｓ）の大きさを示している。比較例Ｅ〜Ｈは、図１に示されるように内芯２と内芯２の外周面を覆う外層３とを備えた構造を有している。比較例Ｅ〜Ｈの内芯の材料は、発泡ウレタンである。比較例Ｅ〜Ｆは発泡ウレタンの物性が互いに異なっている。比較例Ｅ〜Ｈの内芯２の外径は７０．７ｍｍである。比較例Ｅ〜Ｈの外層３の外径は７３．２ｍｍである。

圧縮硬さ（ｌｂｓ）について比較例Ａ、Ｂと比べて比較例Ｅ、Ｆは同等の値となり、比較例Ｇ、Ｈは大きな値となった。また、比較例Ｅ〜Ｈでは圧縮硬さ（ｌｂｓ）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（ｌｂｓ）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Ｅ〜Ｈ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Ｅ〜Ｈは非常に大きな値となった。

表１および表２より、図１に示される野球ボール１の構造では、内芯２の材料である発泡ウレタンの物性により、圧縮硬さ（ｌｂｓ）、反発係数、衝撃力（Ｇ）のそれぞれが大きく変動することがわかった。比較例Ｅ〜Ｈでは、軟式野球ボールである比較例Ａ、Ｂより衝撃力が非常に大きくなることがわかった。

次に、内芯２に使用する材料の特性を特定した。
まず、内芯２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。

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。

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。

μ、αを用いて式（２）に基づいて弾性率Ｅ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。

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。

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。

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。

表３を参照して、比較例Ａ、Ｂは表１および表２と同じものである。比較例Ｉ〜Ｌ、Ｏ、Ｑ、Ｓ〜Ｖは本発明に対する比較例である。本発明例Ｍ〜Ｎ、Ｐ、Ｒは本発明の実施例である。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を実際に測定した値である。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。弾性率は上記弾性率Ｅの値である。またｔａｎδ（損失係数）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。表面硬度（アスカーＣ）は、ＳＲＩＳ０１０１(日本ゴム協会標準規格)にある膨張ゴム用スプリング式硬さ試験機(アスカーＣ型)で測定した硬度のことである。圧縮硬さは上述と同様に測定された値である。

図７を参照して、比較例Ｉ〜Ｌ、Ｏ、Ｑ、Ｓ〜Ｖおよび本発明例Ｍ〜Ｎ、Ｐ、Ｒでは、表面硬度（アスカーＣ）が圧縮硬さ（ｌｂｓ）と相関があることがわかった。図７の縦軸は圧縮硬さ（ｌｂｓ）の大きさを示し、横軸は表面硬度（アスカーＣ）の大きさを示している。表面硬度（アスカーＣ）が８０以下では、内芯２の圧縮硬さが３０ｌｂｓ以下になることがわかった。

図８を参照して、比較例Ｉ〜Ｌ、Ｏ、Ｑ、Ｓ〜Ｖおよび本発明例Ｍ〜Ｎ、Ｐ、Ｒでは、表面硬度（アスカーＣ）と反発係数は相関がないことがわかった。図８の縦軸は反発係数の大きさを示し、横軸は表面硬度（アスカーＣ）の大きさを示している。

図９を参照して、比較例Ｉ〜Ｌ、Ｏ、Ｑ、Ｓ〜Ｖおよび本発明例Ｍ〜Ｎ、Ｐ、Ｒでは、弾性率（ＭＰａ）が衝撃力（Ｇ）と相関があることがわかった。図９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１．０ＭＰａ以下では、衝撃力（Ｇ）が８０Ｇ以下になることがわかった。

図１０を参照して、比較例Ｉ〜Ｌ、Ｏ、Ｑ、Ｓ〜Ｖおよび本発明例Ｍ〜Ｎ、Ｐ、Ｒでは、表面硬度（アスカーＣ）と衝撃力（Ｇ）は相関がないことがわかった。図１０の縦軸は衝撃力（Ｇ）の大きさを示し、横軸は表面硬度（アスカーＣ）の大きさを示している。

図１１を参照して、比較例Ｉ〜Ｌ、Ｏ、Ｑ、Ｓ〜Ｖおよび本発明例Ｍ〜Ｎ、Ｐ、Ｒでは、損失係数（ｔａｎδ）が反発係数と相関があることがわかった。図１１の縦軸は反発係数の大きさを示し、横軸は損失係数（ｔａｎδ）の大きさを示している。損失係数（ｔａｎδ）が０．３１以下では、反発係数が０．５以上となることがわかった。そのため、損失係数（ｔａｎδ）が０．３１以下であれば、反発係数が硬式野球ボールと同等の０．５以上となることがわかった。

また、損失係数（ｔａｎδ）が０．１５未満では、反発係数が０．６を超えることがわかった。反発係数が高くなると衝突後の軌跡が硬式野球ボールと異なる。そのため、損失係数（ｔａｎδ）が０．１５未満では、反発係数が高くなり、衝突後の軌跡が硬式野球ボールと異なることがわかった。

次に、比較例Ａ、比較例Ｉおよび本発明例Ｃを用いて、衝突時の変形と衝突後の復元とについて説明する。

図１２を参照して、比較例Ａの軟式野球ボール１１が模型１０に衝突した状態では、比較例Ａの軟式野球ボール１１は大きく変形している。つまり、比較例Ａの軟式野球ボール１１では衝突時の変形が大きいことがわかった。

図１３を参照して、比較例Ａの軟式野球ボール１１が模型１０に衝突後に復元し始めた状態では、比較例Ａの軟式野球ボール１１はかなり変形している。つまり、比較例Ａの軟式野球ボール１１は衝突後すぐには丸い状態には回復しないことがわかった。

図１４を参照して、比較例Ｉの野球ボール１が模型１０に衝突した状態では、比較例Ｉの野球ボール１も変形している。しかし、比較例Ｉの野球ボール１の変形は、比較例Ａの軟式野球ボール１１の変形に比べて小さい。つまり、比較例Ｉの野球ボール１は、比較例Ａの軟式野球ボール１１に比べて衝突時の変形が小さいことがわかった。この理由は比較例Ｉの野球ボール１は、中実に形成されているため、衝突時の変形が小さいためであると考えられる。

図１５を参照して、比較例Ｉの野球ボール１が模型１０に衝突後に復元し始めた状態では、比較例Ｉの野球ボール１も変形している。つまり、比較例Ｉの野球ボール１は衝突後すぐには丸い状態には回復しないことがわかった。

しかし、比較例Ｉの野球ボール１は、比較例Ａの軟式野球ボール１１に比べて丸い状態に近づいている。この理由は比較例Ｉの野球ボール１は、比較例Ａの軟式野球ボール１１に比べて変形が小さいため、衝突後に復元しやすいからであると考えられる。

図１６を参照して、本発明例Ｃの野球ボール１が模型１０に衝突した状態では、本発明例Ｃの野球ボール１も変形している。しかし、本発明例Ｃの野球ボール１の変形は、比較例Ｉの野球ボール１の変形に比べて小さい。つまり、本発明例Ｃの野球ボール１は、比較例Ｉの野球ボール１に比べて衝突時の変形が小さいことがわかった。

この理由は本発明例Ｃの野球ボール１は、表面硬度（アスカーＣ）が比較例Ｉの野球ボール１に比べて大きいため衝突時の変形が小さいためであると考えられる。また、本発明例Ｃの野球ボール１は、圧縮硬さが比較例Ｉの野球ボール１に比べて大きいため衝突時の変形が小さいためであると考えられる。

図１７を参照して、本発明例Ｃの野球ボール１が模型１０に衝突後に復元し始めた状態では、本発明例Ｃの野球ボール１はほとんど変形していない。つまり、本発明例Ｃの野球ボール１は衝突後すぐに丸い状態に回復することがわかった。この理由は本発明例Ｉの野球ボール１は、比較例Ｉの野球ボール１に比べて変形が小さいため、衝突後に復元しやすいからであると考えられる。

これにより、中実に形成された比較例Ｉの野球ボール１と本発明例Ｃの野球ボール１でも衝突時の変形の度合いが異なるため、衝突後の復元が異なることがわかった。衝突後の復元が異なるため、衝突後の軌跡が異なると考えられる。

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。

本発明は、中実の野球ボールに特に有利に適用され得る。

１ 野球ボール、２ 内芯、３ 外層、４ 糸巻層、１０ 模型、１１ 軟式野球ボール。

Claims (6)

1. 内芯と、
   前記内芯の外周面を覆う外層とを備え、
   前記内芯は、表面硬度がアスカーＣ硬度で６０以上８０以下であり、かつ弾性率が０．６ＭＰａ以上１．０ＭＰａ以下である、野球ボール。
2. 前記内芯は、損失係数（ｔａｎδ）が０．１５以上０．３１以下である、請求項１に記載の野球ボール。
3. 前記野球ボールが２６．８２ｍ／ｓの速度で模型に衝突した際の衝撃力が８０Ｇ以下である、請求項１または２に記載の野球ボール。
4. 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０．５５以下である、請求項１〜３のいずれかに記載の野球ボール。
5. 前記野球ボールの外径を６．３５ｍｍ圧縮した際の荷重が１６ｌｂｓ以上３０ｌｂｓ未満である、請求項１〜４のいずれかに記載の野球ボール。
6. 内芯と、
   前記内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前記外層とを備え、
   前記内芯は、表面硬度がアスカーＣ硬度で７１以上７５以下であり、かつ弾性率が０．９ＭＰａ以上１．０ＭＰａ以下であり、かつ損失係数（ｔａｎδ）が０．２５以上０．２７以下であり、かつ
   前記内芯の材料は発泡ウレタンであり、
   前記内芯の外径は７０．７ｍｍであり、かつ
   前記外層の外径は７３．２ｍｍである、野球ボール。