JP7477544B2 - 捕手用胸部プロテクター - Google Patents

Description

本発明は、捕手用胸部プロテクターに関するものである。

野球またはソフトボールでは、投手が投げたワンバウンドのボールを捕手が胸部プロテクターに当ててボールを止めることがある。たとえば、特開２００９－２７３６７８号公報（特許文献１）には、投手が投げたワンバウンドのボールの動きを効果的に止めることを目的とする捕手用胸部プロテクターが記載されている。

特開２００９－２７３６７８号公報

上記公報に記載された捕手用胸部プロテクターでは、衝突後のボールのエネルギーを十分に減少させることができない。そのため、ボールを十分に止めることができない。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は衝突後のボールのエネルギーを十分に減少させることができる捕手用胸部プロテクターを提供することである。

本発明の捕手用胸部プロテクターは、基材と、カバー材と、緩衝材とを備えている。カバー材は、基材に取り付けられている。緩衝材は、基材に取り付けられ、かつ基材とカバー材とに挟まれている。緩衝材は、土台と、複数の突起とを含んでいる。複数の突起は、土台から突出する。土台は、第１面と、第２面とを有する。第１面は、基材に向かい合う。第２面は、第１面に対して基材と反対側に配置されかつカバー材に向かい合う。複数の突起の各々は、第２面からカバー材に向けて突出し、かつ互いに隙間をあけて配置されている。緩衝材は、互いに隙間をあけて配置された複数の部材を含んでいる。複数の部材の各々は、複数の突起を有している。

本発明の捕手用胸部プロテクターによれば、衝突後のボールのエネルギーを十分に減少させることができる。

実施の形態に係る捕手用胸部プロテクターの構成を概略的に示す正面図である。 実施の形態に係る捕手用胸部プロテクターの構成を概略的に示す背面図である。 実施の形態に係る捕手用胸部プロテクターの緩衝材の配置を概略的に示す正面図である。 図１のＩＶ－ＩＶ線に沿う断面図である。 図３のＶ部を示す斜視図である。 実施の形態に係る捕手用胸部プロテクターの緩衝材の変形例１の構成を概略的に示す斜視図である。 実施の形態に係る捕手用胸部プロテクターの緩衝材の変形例２の構成を概略的に示す斜視図である。 実施の形態に係る捕手用胸部プロテクターの緩衝材の変形例３の構成を概略的に示す斜視図である。 実施の形態に係る捕手用胸部プロテクターの緩衝材の変形例４の構成を概略的に示す斜視図である。 実施の形態に係る捕手用胸部プロテクターの緩衝材の変形例５の構成を概略的に示す斜視図である。 実施の形態に係る捕手用胸部プロテクターの緩衝材の変形例６の構成を概略的に示す斜視図である。 実施の形態に係る捕手用胸部プロテクターの緩衝材の配置を概略的に示す断面図である。 実施例１および比較例の測定方法を説明するための模式図である。 衝突後のボールの回転数の計算方法を説明するための模式図である。 実施例１および比較例の測定結果を示すグラフである。 実施例２～６の測定結果を示すグラフである。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、特に言及しない限り、以下の図面において同一または対応する部分には同一の参照符号を付し、その説明を繰り返さない。

図１～図３を参照して、実施の形態に係る捕手用胸部プロテクター１の構成について説明する。

図１および図２に示されるように、実施の形態に係る捕手用胸部プロテクター１は、本体部１１と、隆起部１２と、ベルト部１３とを含んでいる。本体部１１は、胸腹部１１ａと、肩部１１ｂとを含んでいる。胸腹部１１ａは、捕手の胸腹を覆うように構成されている。肩部１１ｂは、捕手の肩を覆うように構成されている。隆起部１２は、本体部１１から捕手用胸部プロテクター１の正面側に隆起するように構成されている。隆起部１２は、複数の領域に分離されている。つまり、隆起部１２は、複数の隆起部分１２ａを含んでいる。ベルト部１３は、胸腹部１１ａの上端部および左右端部に取り付けられている。

図１および図３に示されるように、捕手用胸部プロテクター１は、基材２と、カバー材３と、緩衝材４とを備えている。基材２は、本体部１１の基礎となる部分である。基材２は、平面視において本体部１１の外形を構成している。基材２は、カバー材３よりも大きな厚みを有している。カバー材３は、基材２に取り付けられている。カバー材３は、基材２を覆うように構成されている。カバー材３は、緩衝材４を覆うように構成されている。緩衝材４は、基材２に取り付けられている。緩衝材４は、基材２とカバー材３とに挟まれている。緩衝材４は、基材２とカバー材３との間に配置されている。緩衝材４は衝撃を吸収可能に構成されている。緩衝材４は変形可能に構成されている。緩衝材４の材料は、例えばＥＶＡ（Ethylen-Vinyl Acetate）である。

図３および図４を参照して、緩衝材４は、土台４ａと、複数の突起４ｂとを含んでいる。土台４ａは、第１面Ｓ１と、第２面Ｓ２とを有している。第１面Ｓ１は土台４ａの背面側に配置されている。第１面Ｓ１は、基材２に向かい合っている。第１面Ｓ１は、平面状に構成されている。第２面Ｓ２は土台４ａの正面側に配置されている。第２面Ｓ２は、第１面Ｓ１に対して基材２と反対側に配置されている。第２面Ｓ２は、カバー材３に向かい合っている。第２面Ｓ２は、平面状に構成されている。

土台４ａには複数の貫通孔Ｈが設けられている。複数の貫通孔Ｈの各々は、第１面Ｓ１と第２面Ｓ２とを貫通している。複数の貫通孔Ｈの各々は、土台４ａの正面側から見たときに、複数の突起４ｂの各々の間にそれぞれ配置されている。

複数の突起４ｂは、土台４ａから正面側に突出している。複数の突起４ｂの各々は、第２面Ｓ２からカバー材３に向けて突出する。複数の突起４ｂの各々は、互いに隙間をあけて配置されている。

図３および図５を参照して、複数の突起４ｂの各々は同じ形状に構成されている。複数の突起４ｂの各々は、土台４ａの正面側から見たときに横長の六角形状に構成されている。複数の突起４ｂの各々は、中央の矩形部分から両端の三角形部分の頂点に向けて高さが低くなるように構成されている。複数の突起４ｂの各々は、上下方向（縦方向）に等間隔で並ぶように配置されている。上下方向（縦方向）において、複数の突起４ｂの隣り合う突起４ｂ同士は、矩形部分の短辺の寸法で離れて配置されている。複数の突起４ｂの各々は、左右方向（横方向）に等間隔で並ぶように配置されている。左右方向（横方向）において、複数の突起４ｂの隣り合う突起４ｂ同士は、矩形部分の長辺の寸法で離れて配置されている。

図１および図３を参照して、緩衝材４は、複数の部材４０を含んでいる。複数の部材４０は、互いに隙間をあけて配置されている。複数の部材４０の各々は、複数の突起４ｂを有している。複数の部材４０の各々は、複数の隆起部分１２ａの各々に配置されている。

本実施の形態では、土台４ａおよび複数の突起４ｂを含む緩衝材４は、胸腹部１１ａの腹部の隆起部１２のみに配置されている。つまり、土台４ａおよび複数の突起４ｂを含む緩衝材４は、胸腹部１１ａの胸部および肩部１１ｂの隆起部１２に配置されていない。なお、土台４ａおよび複数の突起４ｂを含む緩衝材４は、胸腹部１１ａの胸部および肩部１１ｂの隆起部１２に配置されていてもよい。

続いて、図６～図１１を参照して、実施の形態に係る捕手用胸部プロテクター１の緩衝材４の変形例について説明する。

図６に示されるように、実施の形態に係る捕手用胸部プロテクター１の緩衝材４の変形例１では、複数の突起４ｂの各々は、円柱状に構成されている。複数の突起４ｂの各々は、複数列に配置されている。複数列の隣り合う列同士では、複数の突起４ｂの各々は千鳥状に配置されている。つまり、複数列の隣り合う列同士では、複数の突起４ｂの各々は互いにずれて配置されていている。複数の突起４ｂの各々の直径は例えば１０ｍｍである。複数の突起４ｂの各々の高さは例えば１０ｍｍである。複数の突起４ｂの各々の中心同士の距離は例えば１５ｍｍである。

図７に示されるように、実施の形態に係る捕手用胸部プロテクター１の緩衝材４の変形例２では、複数の突起４ｂの各々は、円柱状に構成されている。複数の突起４ｂの各々は、複数列に配置されている。複数列の各々は扇形状に配置されている。複数列の各々は互いに間隔をあけて配置されている。複数の突起４ｂの各々の直径は例えば１０ｍｍである。複数の突起４ｂの各々の高さは例えば１０ｍｍである。複数の突起４ｂの各々の中心同士の距離は例えば１５ｍｍである。

図８に示されるように、実施の形態に係る捕手用胸部プロテクター１の緩衝材４の変形例３では、複数の突起４ｂの各々は、円錐台状に構成されている。複数の突起４ｂの各々は、複数列に配置されている。複数列の隣り合う列同士では、複数の突起４ｂの各々は千鳥状に配置されている。つまり、複数列の隣り合う列同士では、複数の突起４ｂの各々は互いにずれて配置されていている。複数の突起４ｂの各々の上面の直径は例えば５ｍｍである。複数の突起４ｂの各々の底面の直径は例えば１０ｍｍである。複数の突起４ｂの各々の高さは例えば１０ｍｍである。複数の突起４ｂの各々の中心同士の距離は例えば１５ｍｍである。複数の突起４ｂの各々では、底面より２ｍｍの高さの側面から底面端部より２ｍｍの外側の位置に向かって曲面状に裾野が設けられている。

図９に示されるように、実施の形態に係る捕手用胸部プロテクター１の緩衝材４の変形例４では、複数の突起４ｂの各々は、円錐台状に構成されている。複数の突起４ｂの各々は、複数列に配置されている。複数列の各々は扇形状に配置されている。複数列の各々は互いに間隔をあけて配置されている。複数の突起４ｂの各々の上面の直径は例えば５ｍｍである。複数の突起４ｂの各々の底面の直径は例えば１０ｍｍである。複数の突起４ｂの各々の高さは例えば１０ｍｍである。複数の突起４ｂの各々の中心同士の距離は例えば１５ｍｍである。複数の突起４ｂの各々では、底面より２ｍｍの高さの側面から底面端部より２ｍｍの外側の位置に向かって曲面状に裾野が設けられている。

図１０に示されるように、実施の形態に係る捕手用胸部プロテクター１の緩衝材４の変形例５では、複数の突起４ｂの各々は、変形例４よりも大きな高さ寸法を有している。複数の突起４ｂの各々は、円錐台状に構成されている。複数の突起４ｂの各々は、複数列に配置されている。複数列の各々は扇形状に配置されている。複数列の各々は互いに間隔をあけて配置されている。複数の突起４ｂの各々の上面の直径は例えば５ｍｍである。複数の突起４ｂの各々の底面の直径は例えば１０ｍｍである。複数の突起４ｂの各々の高さは例えば１５ｍｍである。複数の突起４ｂの各々の中心同士の距離は例えば１５ｍｍである。複数の突起４ｂの各々では、底面より２ｍｍの高さの側面から底面端部より２ｍｍの外側の位置に向かって曲面状に裾野が設けられている。

図１１に示されるように、実施の形態に係る捕手用胸部プロテクター１の緩衝材４の変形例６では、複数の突起４ｂの各々は、円錐台状に構成されている。複数の突起４ｂの各々は、複数列に配置されている。複数列の各々は扇形状に配置されている。複数列の各々は互いに間隔をあけて配置されている。複数列の各々は、２列毎に互いの間隔が広くなるように配置されている。複数の突起４ｂの各々の上面の直径は例えば５ｍｍである。複数の突起４ｂの各々の底面の直径は例えば１０ｍｍである。複数の突起４ｂの各々の高さは例えば１０ｍｍである。複数の突起４ｂの各々の中心同士の距離は例えば１５ｍｍである。複数の突起４ｂの各々では、底面より２ｍｍの高さの側面から底面端部より２ｍｍの外側の位置に向かって曲面状に裾野が設けられている。

また、複数の突起４ｂの各々は、楕円柱または楕円錘台状に構成されていてもよい。
図１２を参照して、緩衝材４は、２層に構成されていてもよい。緩衝材４は、第１層４１と、第１層に重ねられた第２層４２とを含んでいる。第１層４１は、カバー材３に向かい合うように配置されている。第１層４１は、複数の突起４ｂを有している。第２層４２は、基材２に向かい合うように配置されている。第２層４２は、第１層４１と同じ投影面積を有している。第２層４２は、突起を有していない。第１層４１は、ボールのスピンを抑制する機能を有している。第２層４２は、低反発である。また、第２層４２は、緩衝効果を高める部材である。

次に、実施の形態に係る捕手用胸部プロテクター１の作用効果について説明する。
衝突後のボールのエネルギーは次の式１に基づいて算出される。式１の符号は次の通りである。Ｅはエネルギー総量（Ｊ）である。Ｉは慣性モーメント（ｋｇ・ｍ^２）である。ωは角速度（ｒａｄ／ｓ）である。Ｍは質量（ｋｇ）である。ｖは速度（ｍ／ｓ）である。ｇは重力加速度（ｍ／ｓ^２）である。ｚは高さ（ｍ）である。

Ｅ＝（１／２）Ｉω^２＋（１／２）Ｍｖ^２＋Ｍｇｚ （１）
ボールの角速度ωとボールの回転数Ｎとは次の式２で示す関係にある。

Ｎ＝ω×６０／２π （２）
つまり、ボールの角速度ωとボールの回転数Ｎとは比例関係にある。したがって、ボールの角速度ωが減少するとボールの回転数Ｎが減少する。また、ボールの回転数Ｎが減少するとボールのエネルギーＥが減少する。

実施の形態に係る捕手用胸部プロテクター１によれば、複数の突起４ｂの各々は、第２面Ｓ２からカバー材３に向けて突出し、かつ互いに隙間をあけて配置されている。

緩衝材４の突起４ｂが無い場合には、緩衝材４が見かけ上全面で接触していても実際には浮いている部分が生じるため、真実接触面積が小さくなる。なお、真実接触面積とは、見かけの接触面積のなかで本当に接触している微細な接触面積のことである。これに対して、実施の形態に係る捕手用胸部プロテクター１では、複数の突起４ｂが独立しているため、ボールの周縁部に多くの突起４ｂが接触することができる。

また、突起４ｂのボールの回転方向に対して前側の角がボールに接触する。この部分は圧力が高いため、ボールに引っかかることにより摩擦係数が高くなる。

したがって、ボールの角速度および回転数を減少させることができる。このため、ボールのエネルギーを十分に減少させることができる。よって、ボールを十分に止めることができる。

実施の形態に係る捕手用胸部プロテクター１によれば、複数の突起４ｂの各々は、円柱状、円錐台状、楕円柱または楕円錘台状に構成されている。このため、複数の突起４ｂの各々の全周でボールと接触することが可能である。したがって、複数の突起４ｂの各々の全周にわたってボールのエネルギーを十分に減少させることができる。

実施の形態に係る捕手用胸部プロテクター１によれば、複数列の各々は、扇形状に配置されており、かつ互いに間隔をあけて配置されている。このため、衝突後のボールを扇形の中心に向けて集めることができる。

実施の形態に係る捕手用胸部プロテクター１によれば、複数列の各々は、２列毎に互いの間隔が広くなるように配置されている。このため、衝突後のボールを扇形の中心に向けて集めることができる。

実施の形態に係る捕手用胸部プロテクター１によれば、複数の部材４０の各々は、複数の突起４ｂを有している。このため、複数の部材４０の各々が複数の隆起部分１２ａに配置されることにより、複数の隆起部分１２ａの各々に複数の突起４ｂを配置することができる。

実施の形態に係る捕手用胸部プロテクター１によれば、緩衝材４は、第１層４１と、第１層４１に重ねられた第２層４２とを含んでいる。このため、第１層４１と第２層４２に異なる材料を用いることができる。また、第１層４１は、カバー材３に向かい合うように配置されており、かつ複数の突起４ｂを有している。このため、ボールの角速度および回転数を減少させることができる。

本発明の実施例について比較例と比較して説明する。実施例１～６は、本発明の実施例である。比較例は、本発明の実施例に対する比較例である。

図１３および図１４を参照して、比較例および実施例１の実験について説明する。
プロテクターに当たるときの条件を球速約６０ｋｍ／ｈ、回転数約４０００ｒｐｍに設定した。ボールをカーペットにワンバウンドさせ、ワンバウンドさせたボールを捕手用胸部プロテクターに衝突させた。衝突後のボールの回転数を計測した。衝突後のボールの回転数が捕手用胸部プロテクターがなかったときのボールの回転数（計算値）に対してどの程度軽減したかを検証した。

衝突後のボール回転数（計算値）は、次の式３および式４に基づいて算出された。各式の符号は次の通りである。ω_１は衝突前のボールの角速度である。ω_２は衝突後のボールの角速度である。ｅ_ｘは摩擦係数である。ｖ_ｘ１はｘ方向の衝突前のボールの速度である。ｒはボールの半径である。Ｎは衝突後のボール回転数である。なお、ｘ方向は水平方向であり、ｚ方向は垂直方向である。

ω_２＝（（５（１＋ｅ_ｘ）ｖ_ｘ１＋２（２－５ｅ_ｘ）ｒω_１））／７ｒ （３）
Ｎ＝ω_２×６０／２π （４）
図１５を参照して、実施例１および比較例の衝突後のボールの回転数を検証した。図１５は、衝突後のボールの回転数の減少率（spin reduction）を示している。衝突後のボールの回転数の減少率（spin reduction）は、計測値を計算値で割ったものである。衝突後のボールの回転数の減少率（spin reduction）の算出式は次の式５に基づいて算出された。

spin reduction（％）＝（１－（回転数（計測値）／回転数（計算値）））×１００ （５）
実施例１は、上記の実施の形態の構造を備えている。比較例は、一般的な捕手用胸部プロテクターである。比較例では、実施例１の緩衝材の複数の突起が設けられていない。実施例１では、比較例に比べて衝突後のボールの回転数が減少した。

図１６を参照して、実施例２～６の衝突後のボールの回転数を検証した。図１６は、衝突後のボールの回転数の減少率（spin reduction）および衝突後のボールの速度の減少率（speed reduction）を示している。実施例２～６では、実施例１の捕手用胸部プロテクターの代わりに緩衝材のみを用いた。緩衝材は縦２０ｃｍおよび横２０ｃｍの正方形に構成されている。

実施例２は上記の実施の形態の変形例１の構造を備えている。実施例３は上記の実施の形態の変形例２の構造を備えている。実施例４は実施の形態の変形例６の構造を備えている。実施例５は実施の形態の変形例５の構造を備えている。実施例６は実施の形態の変形例４の構造を備えている。実施例２～６の中で実施例２は衝突後のボールの回転数の減少率が最も大きかった。つまり、実施例２は衝突後のボールの回転数が最も減少した。実施例２～６の中で実施例５は衝突後のボールの速度の減少率が最も大きかった。つまり、実施例５は衝突後のボールの速度が最も減少した。実施例５は、衝突後のボールの回転数の減少率および衝突後のボールの速度の減少率の増加を両立することができた。

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。

１ 捕手用胸部プロテクター、２ 基材、３ カバー材、４ 緩衝材、４ａ 土台、４ｂ 突起、１１ 本体部、１２ 隆起部、１３ ベルト部、４０ 部材、Ｓ１ 第１面、Ｓ２ 第２面。

Claims (5)

1. 基材と、
   前記基材に取り付けられたカバー材と、
   前記基材に取り付けられ、かつ前記基材と前記カバー材とに挟まれた緩衝材とを備え、
   前記緩衝材は、土台と、前記土台から突出する複数の突起とを含み、
   前記土台は、前記基材に向かい合う第１面と、前記第１面に対して前記基材と反対側に配置されかつ前記カバー材に向かい合う第２面とを有し、
   前記複数の突起の各々は、前記第２面から前記カバー材に向けて突出し、かつ互いに隙間をあけて配置されており、
   前記緩衝材は、互いに隙間をあけて配置された複数の部材を含み、
   前記複数の部材の各々は、前記複数の突起を有している、捕手用胸部プロテクター。
2. 前記複数の突起の各々は、円柱状、円錐台状、楕円柱または楕円錐台状に構成されている、請求項１に記載の捕手用胸部プロテクター。
3. 前記複数の突起の各々は、複数列に配置されており、
   前記複数列の各々は、扇形状に配置されており、かつ互いに間隔をあけて配置されている、請求項２に記載の捕手用胸部プロテクター。
4. 前記複数列の各々は、第１列と、前記第１列の外側において前記第１列に隣り合う第２列と、前記第２列の外側において前記第２列と隣り合う第３列と、前記第３列の外側において前記第３列と隣り合う第４列とを含み、前記第２列と前記第３列との間隔は、前記第１列と前記第２列との間隔および前記第３列と前記第４列との間隔よりも広くなるように配置されている、請求項３に記載の捕手用胸部プロテクター。
5. 前記緩衝材は、第１層と、前記第１層に重ねられた第２層とを含み、
   前記第１層は、前記カバー材に向かい合うように配置されており、かつ前記複数の突起を有しており、
   前記第２層は、前記基材に向かい合うように配置されている、請求項１～４のいずれか１項に記載の捕手用胸部プロテクター。

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