打撃時における手の衝撃比較 ９班 １．はじめに 昔から野球は，世界中で人気のスポーツだ．魅力 の 1 つはバッターのホームランだろう．現在の高校 野球では，ほとんどの選手が金属バットを使用して いる．それと比べ，プロ野球では金属バットの使用 は禁止されており，木製バットの使用が一般的だ． そのため金属バットから木製バットへの変化に対応 することも，プロで成功するカギと一般に考えられ ている． 今回は金属バット及び木製バットの打撃時におけ る性質の違いについて比較し，特に手の衝撃の大き さに着目し，違いを明らかにする． ２．打撃時のバットの動きの原理 バットとボールの衝突後の動きに関して，下図に原 理を示す． 並進運動 図1 回転運動 打撃時のバットの動きの原理説明図 田中佑弥 図 1 のように，並進運動と回転運動の重ね合わせ で，ボールと衝突後のバットは運動する。そのとき， 並進運動と回転運動が重なり合い，ボールを打った 前後で静止している点がバットに存在する．図 1 に おいては青丸がその点といえる．ボールを打った前 後において，バットを手で握っている部分(以下グリ ップ部分とする)が静止していれば，手は衝撃を感じ ずに打撃することが可能である．そこは打撃の中心， いわゆる撃心と呼ばれ，そこがスウィートスポット と呼ばれることもある．ただスウィートスポットに 関しては諸説あるため，これについては考察のとこ ろで詳しく考える．まずはスウィートスポット＝撃 心と定義して，その点を実際のバットを用いた実験 により明らかにする。 ３．実験 まず，テープでバットの太い方の先端から 4 cm 間隔で印を付けた．そのバットを糸で吊り下げた． そして目印をもとに，太い方の先端から順番に木の ハンマーでバットを叩いた．そのときのバットの動 きを三脚で固定したハイスピードカメラで撮影した． グリップ位置がハンマーで叩いても動かない点を， 映像でコマ送りしながら特定した．このときグリッ プ位置は，バットを一番長く持つ場合の位置とした． 下の写真が，木製バットを吊り下げたときの写真 である．カメラで撮影した映像を，パソコンでコマ 送り再生してグリップ部分の様子を観察した．太い 方の先端から 4 cm～32 cm まで記録を取った．スウ ィートスポット付近は 2 cm 間隔で細かく取った． 図2 バットを吊り下ろした様子 金属，木製それぞれ同じ方法で行った．実験に用 いたバットの長さは，金属バットが 83 cm，木製バ ットが 84 cm でどちらも硬式用バットであった． ４．結果 まず動画から観察されたバットの動きの特徴とし て，次のことが挙げられる．バットの太い先端から スウィートスポット部分くらいまでを叩いたとき， バットの動きは回転運動の動きが主に見られ，それ を超えて叩く位置がグリップ部分に近づくと，バッ トの動きは並進運動を主にしているように観察する ことが出来た． 実験結果を下の図 3 に示す．横軸が叩いた位置を バットの長さで割った無次元長さで，縦軸がグリッ プ位置の横の変位を表している． 図 3 から読み取れることは主に 2 点ある．1 つ目 は，どちらのバットもスウィートスポットはおよそ 太い先端から 1/5 の位置にあるということである． もう 1 つは，スウィートスポットの範囲に関しては， 金属の方が木製よりも広いということである． 図3 衝撃を与えた位置とグリップの変位の関係 ５．考察 今回の実験では，スウィートスポットの位置を突 きとめたが，どれだけ正確な実験が行えたかを検討 する． 今回の実験ではハンマーでバットを叩いた．しか し実際は，20 m ほど離れたところから投げられる回 転しているボールをバットで打つため，今回の実験 とは状況が異なる．ボールの回転の影響により，ス ウィートスポットの位置も変わるかもしれない． また先ほど理論のところで述べたが，スウィート スポットの定義には曖昧なところがあり，今回は撃 心＝スウィートスポットと定義して，それを特定す る実験を行った．しかし一般には，スウィートスポ ットの定義として『最も打球が飛んでいく打点』と いう認識もあり，今回調べた点が最も飛ぶ位置と同 じであるということは，今回の実験では必ずしも正 しいとは言いきれない．あくまで今回の目的は，手 の衝撃が最も小さい点と定義されたスウィートスポ ットの特定であり，飛距離となるとさらに振動やモ ードといったことも関係してくるようである． また今回の実験は，試行がそれぞれ 1 回分しかデ ータを取れなかった．またハンマーは自分の手で扱 ったため，力の強さも完全に同じではない．そのた め正確性という面で少し物足りないデータとなった． バットの動きに関して，バットの重心でボールを 打つとバットは回転運動を全くせず，完全な並進運 動を行う．並進運動の変位は，ボールがバットのど の部分に当たろうが変わらない．回転運動について は，ボールが当たる位置が重心から離れる分だけ大 きくなる．太い方の先端にボールが当たったときは， 回転運動の影響が並進運動よりも大きく，グリップ は回転運動の動きを見せ，回転運動の変位を示した のだと考えられる．ボールが当たる位置が，太い方 の先端からバットの重心へ向かうにつれて，グリッ プ部分の回転運動による変位と，並進運動による変 位の差が小さくなる．そしてスウィートスポット(撃 心)では，グリップ部分の回転運動と並進運動による 変位が，逆方向で大きさが同じになり互いに打ち消 し合い，全体としてグリップ部分が動かないという 結果となる．叩く位置がスウィートスポットを超え ると，グリップ位置では並進運動の変位が回転運動 の変位よりも大きくなり，グリップ部分の動きは並 進運動が主に見られたのだと考えられる． ６．まとめ バットのスウィートスポットは，およそバットの 太い先端から 1/5 ほどの位置にあることが分かった． またその範囲は，金属バットの方が木製バットより も広いということが分かった．はじめに触れた，金 属バットから木製バットへの対応が上手くいかない 選手というのは，このスウィートスポットの範囲の 違いに苦しんでいるという面もあるのだと分かる． この実験からは，金属バットの方が打ちやすいとい うことが結論として言えた． 参考文献 １) 安藤義人(2012 年度) 「野球のバントにおけ る打球速度を最小化させるインパクトパラメ ータ」 <http://www.waseda.jp/sports/supoken/res earch/2012_2/5011A006.pdf>
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