JP5403746B2 - バドミントン用のシャトル発射装置 - Google Patents

Description

本発明は、バドミントン用のシャトルを自動発射する発射装置に関する。

バドミントン競技に用いられるシャトルには水鳥の天然の羽根を用いたものと、合成樹脂の羽根を用いたものがある。
正式競技に使用されている天然の羽根を用いたものは、１６枚の羽根をコルクの台に取り付けたものであり、質量が約５ｇと軽く、羽根部の空気抵抗が大きく、打球の初速と終速の差が大きいのが特徴である。
合成樹脂の羽根を用いたものは、主に練習用に使用され、天然の羽根に近いように工夫はされているものの、全く同じとは言えず、できれば、正式競技用の天然羽根で製造されたシャトルを使用したい。

これまでに提案されているバドミントンのシャトル発射装置としては、特許文献１，２がある。
しかし、いずれもシャトルをラケットで打ち出すものである。
本願出願人がシャトルをラケットで打ち出す瞬間を写真撮影してみると、図５に示したようにラケットに羽根が当たった状態を経てコルクが反転している。
従って、ラケットで打ち出す練習機では羽根の損傷が激しいという問題があった。
また、スマッシュ、サーブ、ドロップ等の異なる種類の打撃に変更するのが容易でない問題もあった。

特開平０１−２３６０７５号公報 特開２００７−１６００４５号公報

本発明は羽根の損傷を抑え、シャトルを高速かつ精度良く発射でき、多様な種類のショットに変更が容易なシャトル発射装置の提供を目的とする。

本発明に係るバドミントンのシャトルの発射装置は、先端部にシャトルを保持するためのシャトル保持具を有する、概ね垂直方向に回転可能なアームを備え、アームを高速回転する手段と、高速回転し始める角度調整手段とを有することを特徴とする。
アームの先端部に保持したシャトルを、アームの回転による遠心力で発射できれば、アームの高速回転手段としてどのような手段を選択しても良いが、アームを高速回転する手段として、アームを回転させる方向に付勢したスプリングの復元力を用い、高速回転し始める角度調整手段として、前記スプリングの復元力を規制していた規制手段の解除位置によるようにすると構造が簡単である。
スプリングの復元力の規制手段は、ラッチ方式、ピン方式、カム方式等各種手段を採用できる。
また、アームを高速回転する手段は、スプリングの復元力を可変することで回転速度調整可能であっても良い。
ここで、アームを複数備えてもよく、シャトルを発射する左右方向の方位を調整する方位調整手段を有してもよい。

本発明にあっては、アームの先に設けたシャトル保持具にシャトルを挟持するように保持させ、そのままアームの高速回転によりシャトルを発射するので、従来のラケットに打ち出すのと比較して羽根の損傷が少なく、発射精度も高い。
また、アームの高速回転し始める角度を調整するだけで、スマッシュ、サーブ、ドロップ等の多様な打撃を実現でき、使用者にショットの種類が予測されにくい効果もある。

本発明に係る発射装置の構成例を示す。 発射機構の要部説明図を示す。 発射角度の調整機構の要部説明図を示す。 アームの回転機構の要部説明図を示す。 シャトルがラケットにより打ち出される様子を写した写真を示す。 アームの発射角度とシャトルの発射初期の動きを示す。 アームの発射角度とシャトルの飛距離の関係を示す。

本発明に係るアーム式の発射装置についてシミュレーション解析した例を示す。
一例として、機構解析ソフトウェア（ＣＯＳＭＯＳ Ｍｏｔｉｏｎ：Ｓｏｌｉｄ Ｗｏｒｋｓ２００８）を用いて発射角度α＝８０°，９０°，１００°にセットし、シャトルを発射させたときの発射直後の様子を図６に示す。
これにより、いずれもスムーズにシャトルを発射されていることがわかる。
また、このときのシャトルのコルク中心点の飛翔軌跡を図７に示す。
これにより、アームの発射角度αを変更することによって、その飛行距離（飛距離）が大きく変化することがわかる。
また、飛翔軌跡つまりショットの種類も大きく異なり、α＝８０°ではサーブのようなショットに、他方α＝１００°ではスマッシュに近いショットになっている。
一方、シャトルのスピードは、今回いずれも１００ｋｍ／ｈ前後であったが、これはスプリングの復元力が弱かったためであり、スプリングの復元力を強くすることで十分に３００ｋｍ／ｈ超のスピードを得る事ができると考えられる。
なお、本解析では、重力のみ考慮し、空気抵抗は全く考慮しなかったので、シャトルの飛翔軌跡や回転の様子は、実際のものと若干異なると思われるが、概ねの動きは検証できた。

本発明に係るシャトルの発射装置１０の構成例を図１〜４に基づいて説明するが、本発明はアームが設定された所定の角度にて高速回転し始めることでシャトルが発射される点に特徴があり、このような特徴がある範囲にてアームの高速回転機構、アームの高速回転始めの角度調整機構、アームの本数等に制限はない。

本実施例に示した発射装置１０は車輪１１ａを有する移動可能な架台１１に対して、ベースフレーム１３ａの後方に縦フレーム１３ｂを立設し、このベースフレーム１３ａの前方に支柱１２を立設し、縦フレーム１３ｂの上部と支柱１２の上部を上部フレーム１３ｃで連結した枠体を形成し、この枠体がモーター等の方位調整駆動部７０の駆動により、シャトルの発射方向を左右に水平方向旋回可能になっている。
本実施例ではベースフレーム１３ａの縦フレーム１３ｂよりに設けたモーターにより、支柱１２側が大きく左右に自動操作で動くようになっているが、手動で動くようにしても良い。
また、プログラム制御により、ランダムに動くようにしても良い。
上部フレーム１３ｃには、図２に示したようなクランクシャフト５３を軸着してあり、クランクシャフト５３の先端部にはアーム２０の一端を固定してある。
本実施例においては、アーム２０の反対側にもアーム２１を設けた２本のアームを有する例になっているが、アームの本数には制限がない。
アーム２０，２１の先端部にはバドミントンのシャトル１を保持するシャトル保持具２０ａ，２１ａを有する。
シャトル保持具２０ａ，２１ａは、例えばシャトルを連続供給機（図示省略）にて上部から落下させるとコルクの部分が差し込まれ、軽く挟持した状態になり、その状態からアームが高速回転し始めると遠心力で発射されるようになっている。

次にアームの回転機構について説明する。
アーム２０，２１はクランクシャフト５３に連結され、詳細な構造は省略したがスプリング５０，５１により、シャトル１が図１に矢印で示した方向の発射する方向にアームが回転するように付勢されている。
スプリング５０，５１等の復元力は図２に示すようにフレーム１３ｄにハンドル５０ａ、５０ｂを螺合してあり、このハンドルの回転により、スプリングの端部の位置が前進又は後退し調整できるが、モーターやシリンダー等にて自動変更可能にしても良い。
図１，図４に示したようにモーター等の回転駆動部３０に駆動スプロケット３１が連結されていて、駆動スプロケット３１は、従動スプロケット３２にチェーン３３で駆動伝達される。
従動スプロケット３２には、図４に示すように、規制ピン４２，４３が突没するガイド孔３２ａ，３２ａを有し、この規制ピン４２，４３は図２に示すようにバネ４２ａ，４３ａにて没入方向に付勢されている。
従って規制ピン４２，４３の後端部は、バネの反力により常に発射角度調整カム４０の側面に接している。
発射角度調整カム４０は、図２に平面視、図３に斜視図を示すように、側面に従動スプロケット３２側に向けて突出した凸形状部４０ａと平面部４０ｂを有する
規制ピン４２，４３の後端部が発射角度調整カム４０の凸形状部４０ａに接している間は、規制ピンがガイド孔３２ａからアーム側に突出し、アームのスプリングの復元力による回転を規制しているので、従動スプロケット３２の回転に従ってこの規制ピンが移動する速さにあわせて、アームもゆっくり回転する。
規制ピンの後端部が発射角度調整カム４０の凸形状部４０ａ表面を摺接移動し、この規制ピンの後端部が平面部４０ｂに到達した瞬間に規制ピンが後退し、アームは従動スプロケットの回転から開放され、スプリング５０，５１の復元力にて高速回転し始める。
これにより、シャトル１が発射され、クランクシャフト５３はブレーキ６０により、回転が制動される。
この高速回転し始める角度は、従動スプロケット３２の凸形状部４０ａから平面部４０ｂに切り変わる位置で定まる。
従って、図３及び４に示すようにギヤ等の発射角度調整具４１を発射角度調整カム４０に設けたギヤ部４０ｃに噛み合わせ、発射角度調整具４１と連結したハンドル４１ａを回し、凸形状部４０ａの位置を回転移動させることで発射角度の変更調整が可能である。
なお、本実施例では、発射角度調整カム４０をハンドル操作で変更する例を示したが、モーター等を組み込み自動操作しても良い。
アームの高速回転に切り替わる角度を切り替えるだけで、スマッシュ、サーブ、ドロップ等の異なる種類の打撃に容易に変更できるので、使用者にはショットの種類の見分けが難しくなるが、発射装置の前に、遮蔽版を設けるとさらに予測が難しくなる。

１ シャトル
１０ 発射装置
１１ 架台
１２ 支柱
２０ アーム
２０ａ シャトル保持具
２１ アーム
３０ 駆動部
３１ 駆動スプロケット
３２ 従動スプロケット
４０ 発射角度調整カム
４１ 発射角度調整具
４２ 規制ピン
５０ スプリング
６０ ブレーキ
７０ 方位調整駆動部

Claims (4)

1. バドミントン用シャトルの発射装置であって、
   先端部にシャトルを保持するためのシャトル保持具を有する、概ね垂直方向に回転可能なアームを備え、
   アームを高速回転する手段と、高速回転し始める角度調整手段とを有し、アームを高速回転する手段は、アームを回転させる方向に付勢したスプリングの復元力であり、高速回転し始める角度調整手段は、前記スプリングの復元力を規制していた規制手段の解除位置によることを特徴とするシャトル発射装置。
2. アームを高速回転する手段は、スプリングの復元力を可変することで回転速度調整可能であることを特徴とする請求項１記載のシャトル発射装置
3. アームを複数備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のシャトル発射装置。
4. シャトルを発射する水平方向の方位を調整する方位調整手段を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のシャトル発射装置。