球出し装置
【課題】 従来の球出し装置では、球出しされる球の強さが強過ぎたり、球出しされる球の軌跡がバラバラとなって同じような軌跡を取る球出しができない。
【解決手段】 装置フレーム４に回動自在に支持されると共に供給されるテニスボール２を打ち出すテニスラケット３と、そのテニスラケット３の回動軌跡上にテニスボール２を供給する球トス機構５と、テニスラケット３を回動させるスイング機構６と、を備えている。スイング機構６は、球トス機構５と共通の１個の駆動モータユニット１２により同期させて回動可能に構成した。
【解決手段】 装置フレーム４に回動自在に支持されると共に供給されるテニスボール２を打ち出すテニスラケット３と、そのテニスラケット３の回動軌跡上にテニスボール２を供給する球トス機構５と、テニスラケット３を回動させるスイング機構６と、を備えている。スイング機構６は、球トス機構５と共通の１個の駆動モータユニット１２により同期させて回動可能に構成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テニスや野球等のボール、或いは卓球の球等の球をプレーヤに自動的に供給する球出し装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の、この種の球出し装置としては、例えば、特許文献１に記載されているようなものがある。特許文献１には、野球の打撃練習などに用いるピッチングマシンに関するものが記載されている。このピッチングマシンは、「外部から与えられた回転動力により回転する凸部を有する回転体と、自由に回転する状態で一端部が上記回転体と同軸上に位置し上記回転体の凸部によって一方向の回転のみに拘束される第１のアームと、この第１のアームの他端部に基端部が回転可能に設けられ先端部に球が乗せられるハンドを有する第２のアームと、上記第１のアームに投球方向の回転力を与える第１のバネと、上記第１のアームと上記第２のアームとに跨って設けられ第２のアームに投球方向の回転力を与える第２のバネと、上記第２のアームに取り付けられ第２のアームの回転が規制される被回転規制部と、この被回転規制部に当接し上記第２のアームの回転を規制する回転規制部とを備えた」ことを特徴としている。
【０００３】
このような構成を有するピッチングマシンによれば、「第２のアームの回転途中、回転規制部と被回転規制部との協働により、第２のアームは投手が球を投げる際の腕の運動を模擬した軌道を描くことができ、打者にとって人間が投げる球を打つタイミングの養成が可能となる」等の効果が期待される。
【０００４】
また、従来の他の球出し装置としては、例えば、特許文献２に記載されているようなものもある。特許文献２には、卓球のトレーナーロボットに関するものが記載されている。このトレーナーロボットは、「前腕（アーム）を振らせる軸を傾斜させて、打球点の前後の距離を長くし、左右の送球角度を広げた」ことを特徴としている。
【特許文献１】特開平７−１８５０５６号公報
【特許文献２】特開平５−２４５２３８号公報
【０００５】
しかしながら、上述したような従来の球出し装置においては、特許文献１に記載された直列接続された２つのアームがスイングする機構では、人間が強く投げるときの球が球出しされるため、その球を受けて打ち返そうとするプレーヤに掛かる負荷が大きなものになる。また、特許文献２に記載されたバウンドさせた球を打つ機構では、球のコンディション（状態）によってバウンドに変化が生じ、その球の跳ね返りの高さや角度が変化することになる。そのため、打撃具によって打ち出される球の軌跡が一定せず、同じような軌跡を取る球出しができないという課題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
解決しようとする問題点は、従来の球出し装置では、球出しされる球の強さが強過ぎたり、球出しされる球の軌跡がバラバラとなって同じような軌跡を取る球出しができないという点である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１記載の球出し装置は、装置本体に回動自在に支持されると共に供給される球を打ち出す打撃具と、その打撃具の回動軌跡上に球を供給する球トス機構と、打撃具を回動させるスイング機構と、を備え、スイング機構は、球トス機構と共通の１個の動力源により同期させて回動可能に構成したことを最も主要な特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項２記載の球出し装置は、球トス機構は、少なくとも１個の球をセット位置に保持するガイドレールと、セット位置に保持された球を回動により１個ずつ送り出す球送りレバーと、を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項３記載の球出し装置は、ガイドレールは長手方向に連続したガイド溝を有し、そのガイドレールを傾斜させて設置すると共に、ガイド溝の中途部に球を停止可能な凸部を設けてセット位置を形成したことを特徴としている。
【００１０】
本発明の請求項４記載の球出し装置は、スイング機構は、動力源によって回転駆動される回転板と、その回転板によって回転駆動されるはずみ車と、そのはずみ車と一体に回転される駆動ギアと、その駆動ギアに噛合されると共に打撃具の回転軸に固定される従動ギアと、を有し、はずみ車の回転軸に球送りレバーを固定したことを特徴としている。
【００１１】
本発明の請求項５記載の球出し装置は、スイング機構は、駆動ギアを欠歯ギアで形成すると共に、はずみ車に引っ張りバネ力を付与する弾性体を設け、その弾性体のバネ力による死点をはずみ車が越えるときに欠歯ギアの歯部が従動ギアに噛み合うように構成したことを特徴としている。
【００１２】
また、本発明の請求項６記載の球出し装置は、打撃具は、装置本体の傾斜面に沿って回動するように支持したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の請求項１記載の球出し装置によれば、打撃具と球トス機構とスイング機構とを備え、１個の動力源でスイング機構と球トス機構を同期させて回動動作させる構成とすることにより、打撃具に掛かる負荷が小さく、一定の強さの球出しを行うことができると共に、１個の動力源のみで動作させることができる構造の簡単な装置を提供することができる。
【００１４】
本発明の請求項２記載の球出し装置によれば、球トス機構をガイドレールと球出しレバーとで構成することにより、簡単な構造によって球出し機構を構成することができると共に、玉を１個ずつ確実に取り出して、打撃具の回動軌跡上に柔らかく供給することができる。
【００１５】
本発明の請求項３記載の球出し装置によれば、ガイドレールで形成し、その溝の中途部に凸部を設けてセット位置を形成する構成とすることにより、玉を１個ずつ確実にセット位置にセットすることができる。
【００１６】
本発明の請求項４記載の球出し装置によれば、スイング機構を回転板とはずみ車と駆動ギアと従動ギアとで構成し、はずみ車の回転軸に球送りレバーを固定することにより、球送りレバーと打撃具とに異なる動きを与えることができ、球送りレバーで送り出した球を打撃具で打って、一定の球出し作業を行うことができる。
【００１７】
本発明の請求項５記載の球出し装置によれば、スイング機構の駆動ギアを欠歯ギアで形成すると共にはずみ車に弾性体のバネ力を作用させ、そのバネ力による死点を越えたときに欠歯ギアの歯部を従動ギアに噛み合わせる構成とすることにより、弾性体のバネ力で打撃具を回動させて球を打撃することができ、スイング機構を極めて簡単に構成できると共に、供給される球を確実に打撃して一定の強さの球出しを行うことができる。
【００１８】
また、本発明の請求項６記載の球出し装置によれば、装置本体の傾斜面に打撃具を回動自在に支持することにより、欠歯ギアの歯部と従動ギアとの噛み合いが解除されたときに、自重によって打撃具を元の位置に復帰することができ、動力を用いることなく次の打ち出し作業の準備を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
打撃具に掛かる負荷を小さくし、一定の球出しを確実に行うことができる球出し装置を、簡単な構造によって実現した。
【実施例１】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。図１〜図９は、本発明の球出し装置の実施の形態の例を説明するものである。即ち、図１〜図５は本発明の球出し装置の一実施例の概略構成とその動作を示すそれぞれ説明図、図６及び図７は本発明に係るスイング機構の動作を説明するそれぞれ説明図、図８及び図９は本発明に係る球トス機構の要部を示す平面図及びＸ−Ｘ線断面図である。
【００２１】
図１〜図５に示す本実施例に係る球出し装置１は、球の一具体例を示すテニスボール２をプレーヤに向けて連続的に打ち出すことができるようにしたテニスボール球出し装置１である。このテニスボール球出し装置１は、打撃具の一具体例を示すテニスラケット３と、このテニスラケット３を水平方向と適宜な角度をなして回転自在に支持する装置本体の一具体例を示す装置フレーム４と、テニスボール２を１個ずつテニスラケット３の回動軌跡上に供給して球出しする球トス機構５と、テニスラケット３を回動してスイングさせるスイング機構６等を備えて構成されている。
【００２２】
装置フレーム４は、例えば多数の形鋼、板材等を溶接等により接合して立体的に構成した構造体からなる。具体的には、装置フレーム４は、４本の底面材を四角形に連結させた底枠体７と、この底枠体７の四隅に立ち上げられた４本の縦枠材８ａ〜８ｄと、これら４本の縦枠材８ａ〜８ｄ間に掛け渡された３本の横枠材９ａ〜９ｃ及び２本の斜枠材１０ａ，１０ｂとから構成されている。第１及び第２の縦枠材８ａ，８ｂは略同じ高さに設定されていて、第３の縦枠材８ｃは第１の縦枠材８ａの略１／２の高さに設定され、第４の縦枠材８ｄは第３の縦枠材８ｃよりも十分に低く設定されている。
【００２３】
第１の縦枠材８ａの頂部と第２の縦枠材８ｂの頂部との間には、水平方向に延在された第１の横枠材９ａが掛け渡されている。第３の縦枠材８ｃの頂部と第２の縦枠材８ｂとの間には、同じく水平方向に延在された第２の横枠材９ｂが掛け渡されている。更に、第４の縦枠材８ｄの頂部と第１の縦枠材８ａとの間には、水平方向に延在された第３の横枠材９ｃが掛け渡されている。第４の縦枠材８ｄの頂部と第３の縦枠材８ｃの頂部との間には、適当な角度に傾斜された第１の斜枠材１０ａが掛け渡されている。そして、第１の縦枠材８ａと第２の縦枠材８ｂとの間には、第１の斜枠材１０ａに対応するよう同じ高さ位置において同じ傾斜角度によって第２の斜枠材１０ｂが掛け渡されている。
【００２４】
第１の斜枠材１０ａと第２の斜枠材１０ｂとの間には、装置の基準面となる底枠体７に対して所定角度に傾斜されたベースプレート１１が掛け渡されて一体的に固定されている。このベースプレート１１にスイング機構６が取り付けられている。スイング機構６は、動力源の一具体例を示す駆動モータユニット１２と、この駆動モータユニット１２によって回転駆動される回転板の一具体例を示す回転ギア１３と、この回転ギア１３によって回転駆動されるはずみ車１４と、このはずみ車１４と一体的に回転駆動される駆動ギアの一具体例を示す欠歯ギア１５と、この欠歯ギア１５によって回転駆動される従動ギア１６等を備えて構成されている。
【００２５】
駆動モータユニット１２は、図示しない電源スイッチの操作によってオン・オフされる電動モータ２０と、この電動モータ２０の回転を減速させることによりトルクを増大させて出力する減速機２１とから構成されている。この駆動モータユニット１２がベースプレート１１の上面に固定されていて、減速機２１の出力軸２１ａがベースプレート１１を貫通して下方に突出されている。減速機２１の出力軸２１ａには出力ギア２２が固定されており、その出力ギア２２に回転ギア１３が噛合されている。
【００２６】
図６及び図７に示すように、回転ギア１３は、ボールベアリング等の軸受部材２３を介して回転軸２４に回転自在に支持されている。回転軸２４は、図示しない軸受部材を介してベースプレート１１に回転自在に支持されている。回転軸２４は、ベースプレート１１の支持面である上面に対して略直角をなすよう斜め上方に延在されていると共に、その上下方向の高さを一定とするように保持されている。回転軸２４の下端には、円盤状をなすはずみ車１４が一体的に固定されている。はずみ車１４と回転ギア１３とは、回転軸２４の軸方向に所定の隙間をあけて同軸上に配置されている。
【００２７】
回転ギア１３の下面には、はずみ車１４側に突出する連れ回しピン２５が設けられている。この連れ回しピン２５に対応してはずみ車１４の上面には、連れ回しピン２５と同一円周上に突出する係合突起２６が設けられている。この係合突起２６が連れ回しピン２５で押圧されることにより、はずみ車１４が回転ギア１３と同方向に回転される。はずみ車１４の下面には、下方に突出するバネ受けピン２７が設けられている。バネ受けピン２７には、はずみ車１４に対して引っ張りバネ力を付与する弾性体の一具体例を示すコイルバネ２８の一端が掛け止められている。コイルバネ２８の他端は、第３の縦枠材８ｃに設けたバネ受け片２９に少々引っ張り力を加えた状態で掛け止められている。
【００２８】
また、回転ギア１３の上方には、適当な間隔をあけて欠歯ギア１５が同軸上に配置されている。欠歯ギア１５は回転軸２４と一体に構成されており、従って、はずみ車１４と一体に回転駆動される。欠歯ギア１５は、周方向の略半分程度に歯部１５ａが設けられ、他の半分が欠歯部１５ｂとされたギアからなる。この欠歯ギア１５には、従動ギア１６が対向するように設置されている。従動ギア１６には回動軸３１が貫通されて一体に嵌合固定されていて、この回動軸３１が、図示しない軸受部材を介してベースプレート１１に回動自在に支持されている。
【００２９】
回動軸３１の上部には、図示しないラケットホルダを介してテニスラケット３が一体的に固定されている。テニスラケット３は、回動軸３１の軸方向と直角をなす方向に長手方向を向けて把持部３ａがラケットホルダに固定されている。この場合、回動軸３１が地面に対して所定角度傾斜されたベースプレート１１上に直角に立設されていて、回動軸３１が斜めに立てられている。しかも、テニスラケット３の重心位置が把持部３ａよりも先のガット部にあるため、自由状態のテニスラケット３は、自重によって最下部に位置している。この状態から回動軸３１を回動すると、テニスラケット３はベースプレート１１の上面と略平行に回動され、従って、地面に対しては前上がりの状態でスイングが行われる。
【００３０】
従動ギア１６は、回転ギア１３及び出力ギア２２と同様に、全周に歯が設けられた通常のギアであり、欠歯ギア１５に対しては、次のようなタイミングによって噛み合わされ、且つその噛合が解除される。即ち、テニスボール球出し装置１の動作の初期においては、欠歯ギア１５の欠歯部１５ｂが従動ギア１６に対向しており、互いの噛み合わせが解除された状態にある。この状態から、駆動モータユニット１２の始動によって回転ギア１３が回され、この回転ギア１３に連れ回されてはずみ車１４がコイルバネ２８のバネ力に抗して所定角度を回動すると、バネ受けピン２７によってコイルバネ２８が引っ張られる。
【００３１】
このとき、コイルバネ２８が最も長く引っ張られる死点の直前までは欠歯部１５ｂが従動ギア１６に対向されていて、従動ギア１６にトルクが伝達されることはない。その後、コイルバネ２８の引っ張りが最大となる死点の直前において、歯部１５ａが従動ギア１６に噛み合い始め、欠歯ギア１５から従動ギア１６へのトルク伝達が可能となる。そして、コイルバネ２８が死点を越えると、コイルバネ２８のバネ力によってバネ受けピン２７が引っ張られ、その引張り力が欠歯ギア１５の歯部１５ａから従動ギア１６に伝達される。これにより、欠歯ギア１５の歯部１５ａが従動ギア１６に噛み合う間だけ回動軸３１が回動される。
【００３２】
その結果、回動軸３１に一体的に固定されたテニスラケット３が、その回動軸３１を回動中心としてスイングするように回動される。この場合、テニスラケット３の回動する角度は、１８０度或いはそれよりも小さい角度となるように、欠歯ギア１５の歯部１５ａの歯数と従動ギア１６の歯数を決定する。その後、欠歯ギア１５の歯部１５ａが従動ギア１６を通過し、その欠歯部１５ｂが従動ギア１６に対向するようになると、噛み合いの解除によって従動ギア１６がフリーな状態になる。そのため、テニスラケット３の自重によって従動ギア１６が回動され、テニスラケット３が自重で元の位置に戻される。
【００３３】
また、図１〜図５に示すように、回動軸２４の上端部には、テニスボール２を１個ずつセット位置から送り出す球出しレバー３３が取り付けられている。球出しレバー３３は、長手方向の一側に貫通穴が設けられた板状片からなり、その貫通穴を回動軸２４が貫通されている。回動軸２４の上端部にはネジ部が設けられていて、そのネジ部に螺合された２個のナット３４，３４によって球出しレバー３３が挟持されている。２個のナット３４，３４による固定位置を軸方向へ移動することにより、球出しレバー３３の高さ位置を変えて、テニスボール２を押し出す位置を変えることができる。また、球出しレバー３３の取付角度（周方向の位置）を変えることにより、はずみ車１４等に対する回動のタイミングを変えて、球出しのタイミングを調整することができる。
【００３４】
球出しレバー３３には、少なくとも１個のテニスボール２をセット位置に保持するガイドレールの一具体例を示す樋部材３５が隣接するように設置されている。樋部材３５は、断面形状が円弧状をなすガイド溝３６が設けられた型材からなり、第３の横枠材９ｃの上方に配置されている。樋部材３５の一端は第１の横枠材９ａに支えられていて、その支持側に供給されるテニスボール２が自重により転がって自然に移動し得るように適当な傾斜角度が設定されている。樋部材３５の長手方向の中途部は補助枠材３７によって支持されている。補助枠材３７の下部は、図示しないが第１の縦枠材８ａに締付固定可能に支持されており、第１の縦枠材８ａに対する取付位置（高さ）を変更することによって樋部材３５の傾斜角度を調整することができる。
【００３５】
樋部材３５の長手方向の中途部には、回動軸２４を近接させて設置するための切欠き部３８が設けられている。図８及び図９に示すように、樋部材３５の切欠き部３８の近傍で、ガイド溝３６の略中央部には、転がって降りてくるテニスボール２を停止させるための凸部４０が設けられている。凸部４０の大きさは、これに係止されているテニスボール２が当該凸部４０を球出しレバー３３の回動動作によって比較的容易に乗り越えることができる高さに設定する。この凸部４０のある部分が、テニスボール２を１個ずつ送り出すための球のセット位置を構成している。
【００３６】
このセット位置からテニスボール２を１個ずつ送り出すタイミングは、送り出されたテニスボール２が樋部材３５のガイド溝３６を転がって移動し、テニスラケット３の移動軌跡上に落下したときに、前述したようにして回動されるテニスラケット３のガット部におけるスイートスポットに当たるように設定する。具体的には、ガイド溝３６を移動するテニスボール２の転がりに少々時間が掛かるため、はずみ車１４が回転を始める比較的早い段階でテニスボール２が転がり始めるようにする。
【００３７】
前記回転軸２４と球出しレバー３３と樋部材３５とによって、テニスラケット３の回動軌跡上にテニスボール２を供給する球トス機構５が構成されている。また、前記駆動モータユニット１２と出力ギア２２と回転ギア１３とはずみ車１４と欠歯ギア１５と従動ギア１６とによって、テニスラケット３を回動してスイングさせるスイング機構６が構成されている。
【００３８】
図１〜図５に示す符号４４は、樋部材３５のガイド溝３６にテニスボール２を供給する球供給装置である。この球供給装置４４を用いてテニスボール２を球トス機構５の樋部材３５に自動的に供給するようにしてもよく、また、プレーヤが自分の手でテニスボール２を樋部材３５に供給してもよい。
【００３９】
このような構成を有するテニスボール球出し装置１は、例えば、次のようにして用いることができる。図１は、テニスボール球出し装置１の始動前の状態を示すものである。この場合、図１では、球トス機構５に予め２個のテニスボール２がセットされているが、球供給装置４４を用いる場合には、本装置と連動させて、自動的にテニスボール２をセット位置に供給することができる。球トス機構５の球出しレバー３３は、セット位置のテニスボール２に対して、少し後方に下がった位置にある。また、スイング機構６のテニスラケット３は、自重により最も下に下りた位置にあって、フリーな状態となっている。
【００４０】
このようなテニスボール球出し装置１に対してプレーヤは、テニスラケット３の回動方向前方に所定距離（例えば、５ｍ、１０ｍ等）を隔てて対峙するようにする。その状態で、図示しない電源スイッチを投入し、駆動モータユニット１２を始動させて本装置１の作動を開始する。
【００４１】
駆動モータユニット１２を始動すると、図６に示すように、そのトルクが出力ギア２２から回転ギア１３に伝達され、回転ギア１３が回転を始める。このとき、回転ギア１３は軸受部材２３を介して回転軸２４に回転自在に軸支されているため回転ギア１３と一体に回転軸２４が回転されることはないが、回転ギア１３の連れ回しピン２５の回動軌跡上には係合突起２６が配置されているため、連れ回しピン２５が係合突起２６に当接することによってはずみ車１４が同じ方向に回転駆動される。この際、はずみ車１４のバネ受けピン２７にはコイルバネ２８の一端が係止されているため、はずみ車１４はコイルバネ２８を引っ張りながら回動される。
【００４２】
また、はずみ車１４は回動軸２４と一体的に構成されているため、はずみ車１４と一体に回動軸２４が回動され、この回動軸２４の上端に固定されている球トス機構５の球出しレバー３３が同じ角度を回動される。これにより、図８及び図９に示すように、球出しレバー３３が樋部材３５のセット位置に保持されているテニスボール２に側方から当接して押圧し、その転がりを防止している凸部４０にテニスボール２を乗り越えさせる。その結果、図２に示すように、テニスボール２が凸部４０を乗り越えると、樋部材３５には適当な大きさの傾斜角度が設定されているため、その後は重力により回転しながらガイド溝３６を転がり落ちる。
【００４３】
このとき、回動軸２４には、はずみ車１４と同じく欠歯ギア１５も一体的に構成されているが、その欠歯部１５ｂが従動ギア１６に対向して回動変位している。そのため、欠歯ギア１５の回転力が従動ギア１６に伝達されることがなく、テニスラケット３は当初の位置に保持される。
【００４４】
テニスボール２がガイド溝３６を転がり落ちる間にはずみ車１４が所定角度を回動すると、バネ受けピン２７によって引っ張られるコイルバネ２８が最も長くなるはずみ車１４の死点位置に到達する。この死点位置では、はずみ車１４は、右に回ることも左に回ることもできる。このとき、はずみ車１４の係合突起２６とこれを押圧する連れ回しピン２５とは、コイルバネ２８の中心線に対して直交する方向に左右対称に位置することになり、係合突起２６と連れ回しピン２５との係合が解除された状態となる。
【００４５】
その後、バネ受けピン２７が死点位置を越えると、係合突起２６と連れ回しピン２５との係合が解除された状態となっているため、コイルバネ２８のバネ力によってはずみ車１４が引っ張られる。このとき、図７に示すように、欠歯ギア１５が所定角度回動してその歯部１５ａが従動ギア１６の歯に噛み合い始める。その結果、欠歯ギア１５の回転力が従動ギア１６に伝達され、従動ギア１６と一体の回動軸３１が回動される。この場合に、コイルバネ２８のバネ力を十分に大きく設定しておくことにより、適当な回転速度及び回転力を持ってテニスラケット３を回動させることができる。
【００４６】
このテニスラケット３の回動タイミングと、前述したテニスボール２の落下タイミングとを一致させるようにする。これにより、図３及び図４に示すように、テニスボール２をテニスラケット３の回動軌跡上に供給することができると共に、そのテニスボール２をガットのスイートスポットに当てることができる。その結果、図５に示すように、テニスラケット３の予め設定された回動軌跡（打ち出し角度）に沿って、斜め上方へ打ち上げるように柔らかく打ち出すことができる。
【００４７】
このように打ち出されたテニスボール２を、これに対峙したプレーヤが打ち返すことによってボール打ちの練習を行うことができる。この場合、テニスボール球出し装置１から球出しされるボールは、斜め上方にトスするように打ち上げられた山なりのものであるため、プレーヤにとっては極めて打ち易い球を供給することができる。また、球トス機構５においては、テニスボール２が樋状のレールを通って落下して地面にバウンドすることなくテニスラケット３の回動軌跡上に供給される。そのため、球の軌跡を一定に保持することができ、テニスラケット３のスイートスポットにテニスボール２を毎回確実に当てることができ、軌跡の安定した球出しを行うことができる。
【００４８】
図５に示すように、テニスボール２を打ち出したテニスラケット３は、欠歯ギア１５の歯部１５ａの歯数と従動ギア１６の歯数とによって決定される回転比に応じて略１８０度回動され、上方に移動する。そして、歯部１５ａと従動ギア１６との噛み合いが外れると、従動ギア１６がフリーの状態になるため、テニスラケット３は自重によって反対方向に回動され、その軌跡に沿って元の位置に戻される。これにより、次の球出しの準備が完了する。更に続けて駆動モータユニット１２を駆動することにより、上述したような工程を経て、セット位置に保持されている次のテニスボール２が球出しされる。
【００４９】
かかる場合において、回動軸２４に対する球出しレバー３３の取付角度を変えることにより、セット位置からテニスボール２を送り出すタイミングを調節することができる。更に、樋部材３５の傾斜角度を変えることにより、テニスボール２がガイド溝３６を転がり降りる速度を調節して、球出しのタイミングを調整することもできる。また、回動軸３１に対するテニスラケット３のガット面の角度を変えることにより、球出しの方向、飛距離等を調整することができる。更に又、回動軸３１等を回動自在に支持するベースプレート１１の地面に対する角度を変えることによっても、テニスラケット３のスイング角度を調整することができる。
【００５０】
本実施例においては、動力源が駆動モータユニット１２の１つであるため、電気回路及びその制御を簡単なものにすることができると共に、機械的構成の単純化を図り、簡単な機構によってテニスボール球出し装置１を構成することができる。また、前記実施例では、ガイドレールとして半円形のガイド溝３６を有する樋部材３５を用いた例について説明したが、ガイド溝はＶ字形であってもよく、角形その他の形状であってもよいことは勿論である。更に、複数本の棒状部材を平行に配置してガイドレールを構成しても良い。また、はずみ車１４を引っ張る弾性体としてコイルバネを用いたが、例えばゴム状の弾性体で引っ張る構成としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
以上説明したが、本願発明は前記実施例に限定されるものではなく、前記実施例においては、テニスボール２を打ち出すテニスボール球出し装置１に適用したが、例えば、ピンポン球を打ち出すピンポン球球出し装置、野球（軟式野球、硬式野球を含む）のボールを打ち出す野球球出し装置、ソフトボールを打ち出すソフトボール球出し装置等のように、各種の球をラケット、バット等の打撃具で打って球出しする各種の球出し装置に適用することができるものである。この場合に使用する打撃具は、打ち出される球に対応したもの、例えば、テニスボールの場合にはテニスラケット、ピンポン球の場合には卓球用ラケット、野球の場合にはバットを適用するのが一般的であるが、異なる種類の打撃具、例えば、野球用ボールをテニスラケットで打ち出すようにしてもよい。
【００５２】
また、前記実施例においては、回転板の一具体例として回転ギア１３を適用し、電動モータ２０の出力を減速機２１の出力軸２１ａに固定した出力ギア２２から歯車伝動機構によって動力を伝達する構成としたが、これに変えて回転板及び出力ギアをベルト車で構成し、ベルト伝動機構によって動力を伝達する構成とすることもできる。このように、本願発明は、その要旨を変更しない範囲で各種の変更実施が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の球出し装置の一実施例に係るテニスボール球出し装置の概略構成とその動作を説明するもので、動作を開始した直後の状態を示す説明図である。
【図２】本発明の球出し装置の一実施例に係るテニスボール球出し装置の概略構成とその動作を説明するもので、球トス機構でテニスボールを送り出した状態を示す説明図である。
【図３】本発明の球出し装置の一実施例に係るテニスボール球出し装置の概略構成とその動作を説明するもので、球トス機構からスイング機構にテニスボールが供給される状態を示す説明図である。
【図４】本発明の球出し装置の一実施例に係るテニスボール球出し装置の概略構成とその動作を説明するもので、スイング機構のテニスラケットがテニスボールを打ち出す状態を示す説明図である。
【図５】本発明の球出し装置の一実施例に係るテニスボール球出し装置の概略構成とその動作を説明するもので、スイング機構のテニスラケットがテニスボールを打ち出した後の状態を示す説明図である。
【図６】本発明のテニスボール球出し装置に係るスイング機構の要部を示すもので、欠歯ギアと従動ギアの噛み合いが解除された状態を示す説明図である。
【図７】本発明のテニスボール球出し装置に係るスイング機構の要部を示すもので、欠歯ギアと従動ギアが噛み合う状態を示す説明図である。
【図８】本発明のテニスボール球出し装置に係る球トス機構の要部を平面から見た説明図である。
【図９】本発明のテニスボール球出し装置に係る球トス機構の要部を示す図８のＸ−Ｘ線断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１‥テニスボール球出し装置（球出し装置）、 ２‥テニスボール（球）、 ３‥テニスラケット（打撃具）、 ４‥装置フレーム（装置本体）、 ５‥球トス機構、 ６‥スイング機構、 １１‥ベースプレート、 １２‥駆動モータユニット（動力源）、 １３‥回転ギア（回転板）、 １４‥はずみ車、 １５‥欠歯ギア（駆動ギア）、 １５ａ‥歯部、 １５ｂ‥欠歯部、 １６‥従動ギア、 ２０‥電動モータ、 ２２‥出力ギア、 ２４‥回転軸、 ２５‥連れ回しピン、 ２６‥係合突起、 ２７‥バネ受けピン、 ２８‥コイルバネ（弾性体）、 ３１‥回動軸、 ３３‥球出しレバー、 ３５‥樋部材（ガイドレール）、 ３６‥ガイド溝、 ４０‥凸部、 ４４‥球供給装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テニスや野球等のボール、或いは卓球の球等の球をプレーヤに自動的に供給する球出し装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の、この種の球出し装置としては、例えば、特許文献１に記載されているようなものがある。特許文献１には、野球の打撃練習などに用いるピッチングマシンに関するものが記載されている。このピッチングマシンは、「外部から与えられた回転動力により回転する凸部を有する回転体と、自由に回転する状態で一端部が上記回転体と同軸上に位置し上記回転体の凸部によって一方向の回転のみに拘束される第１のアームと、この第１のアームの他端部に基端部が回転可能に設けられ先端部に球が乗せられるハンドを有する第２のアームと、上記第１のアームに投球方向の回転力を与える第１のバネと、上記第１のアームと上記第２のアームとに跨って設けられ第２のアームに投球方向の回転力を与える第２のバネと、上記第２のアームに取り付けられ第２のアームの回転が規制される被回転規制部と、この被回転規制部に当接し上記第２のアームの回転を規制する回転規制部とを備えた」ことを特徴としている。
【０００３】
このような構成を有するピッチングマシンによれば、「第２のアームの回転途中、回転規制部と被回転規制部との協働により、第２のアームは投手が球を投げる際の腕の運動を模擬した軌道を描くことができ、打者にとって人間が投げる球を打つタイミングの養成が可能となる」等の効果が期待される。
【０００４】
また、従来の他の球出し装置としては、例えば、特許文献２に記載されているようなものもある。特許文献２には、卓球のトレーナーロボットに関するものが記載されている。このトレーナーロボットは、「前腕（アーム）を振らせる軸を傾斜させて、打球点の前後の距離を長くし、左右の送球角度を広げた」ことを特徴としている。
【特許文献１】特開平７−１８５０５６号公報
【特許文献２】特開平５−２４５２３８号公報
【０００５】
しかしながら、上述したような従来の球出し装置においては、特許文献１に記載された直列接続された２つのアームがスイングする機構では、人間が強く投げるときの球が球出しされるため、その球を受けて打ち返そうとするプレーヤに掛かる負荷が大きなものになる。また、特許文献２に記載されたバウンドさせた球を打つ機構では、球のコンディション（状態）によってバウンドに変化が生じ、その球の跳ね返りの高さや角度が変化することになる。そのため、打撃具によって打ち出される球の軌跡が一定せず、同じような軌跡を取る球出しができないという課題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
解決しようとする問題点は、従来の球出し装置では、球出しされる球の強さが強過ぎたり、球出しされる球の軌跡がバラバラとなって同じような軌跡を取る球出しができないという点である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１記載の球出し装置は、装置本体に回動自在に支持されると共に供給される球を打ち出す打撃具と、その打撃具の回動軌跡上に球を供給する球トス機構と、打撃具を回動させるスイング機構と、を備え、スイング機構は、球トス機構と共通の１個の動力源により同期させて回動可能に構成したことを最も主要な特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項２記載の球出し装置は、球トス機構は、少なくとも１個の球をセット位置に保持するガイドレールと、セット位置に保持された球を回動により１個ずつ送り出す球送りレバーと、を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項３記載の球出し装置は、ガイドレールは長手方向に連続したガイド溝を有し、そのガイドレールを傾斜させて設置すると共に、ガイド溝の中途部に球を停止可能な凸部を設けてセット位置を形成したことを特徴としている。
【００１０】
本発明の請求項４記載の球出し装置は、スイング機構は、動力源によって回転駆動される回転板と、その回転板によって回転駆動されるはずみ車と、そのはずみ車と一体に回転される駆動ギアと、その駆動ギアに噛合されると共に打撃具の回転軸に固定される従動ギアと、を有し、はずみ車の回転軸に球送りレバーを固定したことを特徴としている。
【００１１】
本発明の請求項５記載の球出し装置は、スイング機構は、駆動ギアを欠歯ギアで形成すると共に、はずみ車に引っ張りバネ力を付与する弾性体を設け、その弾性体のバネ力による死点をはずみ車が越えるときに欠歯ギアの歯部が従動ギアに噛み合うように構成したことを特徴としている。
【００１２】
また、本発明の請求項６記載の球出し装置は、打撃具は、装置本体の傾斜面に沿って回動するように支持したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の請求項１記載の球出し装置によれば、打撃具と球トス機構とスイング機構とを備え、１個の動力源でスイング機構と球トス機構を同期させて回動動作させる構成とすることにより、打撃具に掛かる負荷が小さく、一定の強さの球出しを行うことができると共に、１個の動力源のみで動作させることができる構造の簡単な装置を提供することができる。
【００１４】
本発明の請求項２記載の球出し装置によれば、球トス機構をガイドレールと球出しレバーとで構成することにより、簡単な構造によって球出し機構を構成することができると共に、玉を１個ずつ確実に取り出して、打撃具の回動軌跡上に柔らかく供給することができる。
【００１５】
本発明の請求項３記載の球出し装置によれば、ガイドレールで形成し、その溝の中途部に凸部を設けてセット位置を形成する構成とすることにより、玉を１個ずつ確実にセット位置にセットすることができる。
【００１６】
本発明の請求項４記載の球出し装置によれば、スイング機構を回転板とはずみ車と駆動ギアと従動ギアとで構成し、はずみ車の回転軸に球送りレバーを固定することにより、球送りレバーと打撃具とに異なる動きを与えることができ、球送りレバーで送り出した球を打撃具で打って、一定の球出し作業を行うことができる。
【００１７】
本発明の請求項５記載の球出し装置によれば、スイング機構の駆動ギアを欠歯ギアで形成すると共にはずみ車に弾性体のバネ力を作用させ、そのバネ力による死点を越えたときに欠歯ギアの歯部を従動ギアに噛み合わせる構成とすることにより、弾性体のバネ力で打撃具を回動させて球を打撃することができ、スイング機構を極めて簡単に構成できると共に、供給される球を確実に打撃して一定の強さの球出しを行うことができる。
【００１８】
また、本発明の請求項６記載の球出し装置によれば、装置本体の傾斜面に打撃具を回動自在に支持することにより、欠歯ギアの歯部と従動ギアとの噛み合いが解除されたときに、自重によって打撃具を元の位置に復帰することができ、動力を用いることなく次の打ち出し作業の準備を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
打撃具に掛かる負荷を小さくし、一定の球出しを確実に行うことができる球出し装置を、簡単な構造によって実現した。
【実施例１】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。図１〜図９は、本発明の球出し装置の実施の形態の例を説明するものである。即ち、図１〜図５は本発明の球出し装置の一実施例の概略構成とその動作を示すそれぞれ説明図、図６及び図７は本発明に係るスイング機構の動作を説明するそれぞれ説明図、図８及び図９は本発明に係る球トス機構の要部を示す平面図及びＸ−Ｘ線断面図である。
【００２１】
図１〜図５に示す本実施例に係る球出し装置１は、球の一具体例を示すテニスボール２をプレーヤに向けて連続的に打ち出すことができるようにしたテニスボール球出し装置１である。このテニスボール球出し装置１は、打撃具の一具体例を示すテニスラケット３と、このテニスラケット３を水平方向と適宜な角度をなして回転自在に支持する装置本体の一具体例を示す装置フレーム４と、テニスボール２を１個ずつテニスラケット３の回動軌跡上に供給して球出しする球トス機構５と、テニスラケット３を回動してスイングさせるスイング機構６等を備えて構成されている。
【００２２】
装置フレーム４は、例えば多数の形鋼、板材等を溶接等により接合して立体的に構成した構造体からなる。具体的には、装置フレーム４は、４本の底面材を四角形に連結させた底枠体７と、この底枠体７の四隅に立ち上げられた４本の縦枠材８ａ〜８ｄと、これら４本の縦枠材８ａ〜８ｄ間に掛け渡された３本の横枠材９ａ〜９ｃ及び２本の斜枠材１０ａ，１０ｂとから構成されている。第１及び第２の縦枠材８ａ，８ｂは略同じ高さに設定されていて、第３の縦枠材８ｃは第１の縦枠材８ａの略１／２の高さに設定され、第４の縦枠材８ｄは第３の縦枠材８ｃよりも十分に低く設定されている。
【００２３】
第１の縦枠材８ａの頂部と第２の縦枠材８ｂの頂部との間には、水平方向に延在された第１の横枠材９ａが掛け渡されている。第３の縦枠材８ｃの頂部と第２の縦枠材８ｂとの間には、同じく水平方向に延在された第２の横枠材９ｂが掛け渡されている。更に、第４の縦枠材８ｄの頂部と第１の縦枠材８ａとの間には、水平方向に延在された第３の横枠材９ｃが掛け渡されている。第４の縦枠材８ｄの頂部と第３の縦枠材８ｃの頂部との間には、適当な角度に傾斜された第１の斜枠材１０ａが掛け渡されている。そして、第１の縦枠材８ａと第２の縦枠材８ｂとの間には、第１の斜枠材１０ａに対応するよう同じ高さ位置において同じ傾斜角度によって第２の斜枠材１０ｂが掛け渡されている。
【００２４】
第１の斜枠材１０ａと第２の斜枠材１０ｂとの間には、装置の基準面となる底枠体７に対して所定角度に傾斜されたベースプレート１１が掛け渡されて一体的に固定されている。このベースプレート１１にスイング機構６が取り付けられている。スイング機構６は、動力源の一具体例を示す駆動モータユニット１２と、この駆動モータユニット１２によって回転駆動される回転板の一具体例を示す回転ギア１３と、この回転ギア１３によって回転駆動されるはずみ車１４と、このはずみ車１４と一体的に回転駆動される駆動ギアの一具体例を示す欠歯ギア１５と、この欠歯ギア１５によって回転駆動される従動ギア１６等を備えて構成されている。
【００２５】
駆動モータユニット１２は、図示しない電源スイッチの操作によってオン・オフされる電動モータ２０と、この電動モータ２０の回転を減速させることによりトルクを増大させて出力する減速機２１とから構成されている。この駆動モータユニット１２がベースプレート１１の上面に固定されていて、減速機２１の出力軸２１ａがベースプレート１１を貫通して下方に突出されている。減速機２１の出力軸２１ａには出力ギア２２が固定されており、その出力ギア２２に回転ギア１３が噛合されている。
【００２６】
図６及び図７に示すように、回転ギア１３は、ボールベアリング等の軸受部材２３を介して回転軸２４に回転自在に支持されている。回転軸２４は、図示しない軸受部材を介してベースプレート１１に回転自在に支持されている。回転軸２４は、ベースプレート１１の支持面である上面に対して略直角をなすよう斜め上方に延在されていると共に、その上下方向の高さを一定とするように保持されている。回転軸２４の下端には、円盤状をなすはずみ車１４が一体的に固定されている。はずみ車１４と回転ギア１３とは、回転軸２４の軸方向に所定の隙間をあけて同軸上に配置されている。
【００２７】
回転ギア１３の下面には、はずみ車１４側に突出する連れ回しピン２５が設けられている。この連れ回しピン２５に対応してはずみ車１４の上面には、連れ回しピン２５と同一円周上に突出する係合突起２６が設けられている。この係合突起２６が連れ回しピン２５で押圧されることにより、はずみ車１４が回転ギア１３と同方向に回転される。はずみ車１４の下面には、下方に突出するバネ受けピン２７が設けられている。バネ受けピン２７には、はずみ車１４に対して引っ張りバネ力を付与する弾性体の一具体例を示すコイルバネ２８の一端が掛け止められている。コイルバネ２８の他端は、第３の縦枠材８ｃに設けたバネ受け片２９に少々引っ張り力を加えた状態で掛け止められている。
【００２８】
また、回転ギア１３の上方には、適当な間隔をあけて欠歯ギア１５が同軸上に配置されている。欠歯ギア１５は回転軸２４と一体に構成されており、従って、はずみ車１４と一体に回転駆動される。欠歯ギア１５は、周方向の略半分程度に歯部１５ａが設けられ、他の半分が欠歯部１５ｂとされたギアからなる。この欠歯ギア１５には、従動ギア１６が対向するように設置されている。従動ギア１６には回動軸３１が貫通されて一体に嵌合固定されていて、この回動軸３１が、図示しない軸受部材を介してベースプレート１１に回動自在に支持されている。
【００２９】
回動軸３１の上部には、図示しないラケットホルダを介してテニスラケット３が一体的に固定されている。テニスラケット３は、回動軸３１の軸方向と直角をなす方向に長手方向を向けて把持部３ａがラケットホルダに固定されている。この場合、回動軸３１が地面に対して所定角度傾斜されたベースプレート１１上に直角に立設されていて、回動軸３１が斜めに立てられている。しかも、テニスラケット３の重心位置が把持部３ａよりも先のガット部にあるため、自由状態のテニスラケット３は、自重によって最下部に位置している。この状態から回動軸３１を回動すると、テニスラケット３はベースプレート１１の上面と略平行に回動され、従って、地面に対しては前上がりの状態でスイングが行われる。
【００３０】
従動ギア１６は、回転ギア１３及び出力ギア２２と同様に、全周に歯が設けられた通常のギアであり、欠歯ギア１５に対しては、次のようなタイミングによって噛み合わされ、且つその噛合が解除される。即ち、テニスボール球出し装置１の動作の初期においては、欠歯ギア１５の欠歯部１５ｂが従動ギア１６に対向しており、互いの噛み合わせが解除された状態にある。この状態から、駆動モータユニット１２の始動によって回転ギア１３が回され、この回転ギア１３に連れ回されてはずみ車１４がコイルバネ２８のバネ力に抗して所定角度を回動すると、バネ受けピン２７によってコイルバネ２８が引っ張られる。
【００３１】
このとき、コイルバネ２８が最も長く引っ張られる死点の直前までは欠歯部１５ｂが従動ギア１６に対向されていて、従動ギア１６にトルクが伝達されることはない。その後、コイルバネ２８の引っ張りが最大となる死点の直前において、歯部１５ａが従動ギア１６に噛み合い始め、欠歯ギア１５から従動ギア１６へのトルク伝達が可能となる。そして、コイルバネ２８が死点を越えると、コイルバネ２８のバネ力によってバネ受けピン２７が引っ張られ、その引張り力が欠歯ギア１５の歯部１５ａから従動ギア１６に伝達される。これにより、欠歯ギア１５の歯部１５ａが従動ギア１６に噛み合う間だけ回動軸３１が回動される。
【００３２】
その結果、回動軸３１に一体的に固定されたテニスラケット３が、その回動軸３１を回動中心としてスイングするように回動される。この場合、テニスラケット３の回動する角度は、１８０度或いはそれよりも小さい角度となるように、欠歯ギア１５の歯部１５ａの歯数と従動ギア１６の歯数を決定する。その後、欠歯ギア１５の歯部１５ａが従動ギア１６を通過し、その欠歯部１５ｂが従動ギア１６に対向するようになると、噛み合いの解除によって従動ギア１６がフリーな状態になる。そのため、テニスラケット３の自重によって従動ギア１６が回動され、テニスラケット３が自重で元の位置に戻される。
【００３３】
また、図１〜図５に示すように、回動軸２４の上端部には、テニスボール２を１個ずつセット位置から送り出す球出しレバー３３が取り付けられている。球出しレバー３３は、長手方向の一側に貫通穴が設けられた板状片からなり、その貫通穴を回動軸２４が貫通されている。回動軸２４の上端部にはネジ部が設けられていて、そのネジ部に螺合された２個のナット３４，３４によって球出しレバー３３が挟持されている。２個のナット３４，３４による固定位置を軸方向へ移動することにより、球出しレバー３３の高さ位置を変えて、テニスボール２を押し出す位置を変えることができる。また、球出しレバー３３の取付角度（周方向の位置）を変えることにより、はずみ車１４等に対する回動のタイミングを変えて、球出しのタイミングを調整することができる。
【００３４】
球出しレバー３３には、少なくとも１個のテニスボール２をセット位置に保持するガイドレールの一具体例を示す樋部材３５が隣接するように設置されている。樋部材３５は、断面形状が円弧状をなすガイド溝３６が設けられた型材からなり、第３の横枠材９ｃの上方に配置されている。樋部材３５の一端は第１の横枠材９ａに支えられていて、その支持側に供給されるテニスボール２が自重により転がって自然に移動し得るように適当な傾斜角度が設定されている。樋部材３５の長手方向の中途部は補助枠材３７によって支持されている。補助枠材３７の下部は、図示しないが第１の縦枠材８ａに締付固定可能に支持されており、第１の縦枠材８ａに対する取付位置（高さ）を変更することによって樋部材３５の傾斜角度を調整することができる。
【００３５】
樋部材３５の長手方向の中途部には、回動軸２４を近接させて設置するための切欠き部３８が設けられている。図８及び図９に示すように、樋部材３５の切欠き部３８の近傍で、ガイド溝３６の略中央部には、転がって降りてくるテニスボール２を停止させるための凸部４０が設けられている。凸部４０の大きさは、これに係止されているテニスボール２が当該凸部４０を球出しレバー３３の回動動作によって比較的容易に乗り越えることができる高さに設定する。この凸部４０のある部分が、テニスボール２を１個ずつ送り出すための球のセット位置を構成している。
【００３６】
このセット位置からテニスボール２を１個ずつ送り出すタイミングは、送り出されたテニスボール２が樋部材３５のガイド溝３６を転がって移動し、テニスラケット３の移動軌跡上に落下したときに、前述したようにして回動されるテニスラケット３のガット部におけるスイートスポットに当たるように設定する。具体的には、ガイド溝３６を移動するテニスボール２の転がりに少々時間が掛かるため、はずみ車１４が回転を始める比較的早い段階でテニスボール２が転がり始めるようにする。
【００３７】
前記回転軸２４と球出しレバー３３と樋部材３５とによって、テニスラケット３の回動軌跡上にテニスボール２を供給する球トス機構５が構成されている。また、前記駆動モータユニット１２と出力ギア２２と回転ギア１３とはずみ車１４と欠歯ギア１５と従動ギア１６とによって、テニスラケット３を回動してスイングさせるスイング機構６が構成されている。
【００３８】
図１〜図５に示す符号４４は、樋部材３５のガイド溝３６にテニスボール２を供給する球供給装置である。この球供給装置４４を用いてテニスボール２を球トス機構５の樋部材３５に自動的に供給するようにしてもよく、また、プレーヤが自分の手でテニスボール２を樋部材３５に供給してもよい。
【００３９】
このような構成を有するテニスボール球出し装置１は、例えば、次のようにして用いることができる。図１は、テニスボール球出し装置１の始動前の状態を示すものである。この場合、図１では、球トス機構５に予め２個のテニスボール２がセットされているが、球供給装置４４を用いる場合には、本装置と連動させて、自動的にテニスボール２をセット位置に供給することができる。球トス機構５の球出しレバー３３は、セット位置のテニスボール２に対して、少し後方に下がった位置にある。また、スイング機構６のテニスラケット３は、自重により最も下に下りた位置にあって、フリーな状態となっている。
【００４０】
このようなテニスボール球出し装置１に対してプレーヤは、テニスラケット３の回動方向前方に所定距離（例えば、５ｍ、１０ｍ等）を隔てて対峙するようにする。その状態で、図示しない電源スイッチを投入し、駆動モータユニット１２を始動させて本装置１の作動を開始する。
【００４１】
駆動モータユニット１２を始動すると、図６に示すように、そのトルクが出力ギア２２から回転ギア１３に伝達され、回転ギア１３が回転を始める。このとき、回転ギア１３は軸受部材２３を介して回転軸２４に回転自在に軸支されているため回転ギア１３と一体に回転軸２４が回転されることはないが、回転ギア１３の連れ回しピン２５の回動軌跡上には係合突起２６が配置されているため、連れ回しピン２５が係合突起２６に当接することによってはずみ車１４が同じ方向に回転駆動される。この際、はずみ車１４のバネ受けピン２７にはコイルバネ２８の一端が係止されているため、はずみ車１４はコイルバネ２８を引っ張りながら回動される。
【００４２】
また、はずみ車１４は回動軸２４と一体的に構成されているため、はずみ車１４と一体に回動軸２４が回動され、この回動軸２４の上端に固定されている球トス機構５の球出しレバー３３が同じ角度を回動される。これにより、図８及び図９に示すように、球出しレバー３３が樋部材３５のセット位置に保持されているテニスボール２に側方から当接して押圧し、その転がりを防止している凸部４０にテニスボール２を乗り越えさせる。その結果、図２に示すように、テニスボール２が凸部４０を乗り越えると、樋部材３５には適当な大きさの傾斜角度が設定されているため、その後は重力により回転しながらガイド溝３６を転がり落ちる。
【００４３】
このとき、回動軸２４には、はずみ車１４と同じく欠歯ギア１５も一体的に構成されているが、その欠歯部１５ｂが従動ギア１６に対向して回動変位している。そのため、欠歯ギア１５の回転力が従動ギア１６に伝達されることがなく、テニスラケット３は当初の位置に保持される。
【００４４】
テニスボール２がガイド溝３６を転がり落ちる間にはずみ車１４が所定角度を回動すると、バネ受けピン２７によって引っ張られるコイルバネ２８が最も長くなるはずみ車１４の死点位置に到達する。この死点位置では、はずみ車１４は、右に回ることも左に回ることもできる。このとき、はずみ車１４の係合突起２６とこれを押圧する連れ回しピン２５とは、コイルバネ２８の中心線に対して直交する方向に左右対称に位置することになり、係合突起２６と連れ回しピン２５との係合が解除された状態となる。
【００４５】
その後、バネ受けピン２７が死点位置を越えると、係合突起２６と連れ回しピン２５との係合が解除された状態となっているため、コイルバネ２８のバネ力によってはずみ車１４が引っ張られる。このとき、図７に示すように、欠歯ギア１５が所定角度回動してその歯部１５ａが従動ギア１６の歯に噛み合い始める。その結果、欠歯ギア１５の回転力が従動ギア１６に伝達され、従動ギア１６と一体の回動軸３１が回動される。この場合に、コイルバネ２８のバネ力を十分に大きく設定しておくことにより、適当な回転速度及び回転力を持ってテニスラケット３を回動させることができる。
【００４６】
このテニスラケット３の回動タイミングと、前述したテニスボール２の落下タイミングとを一致させるようにする。これにより、図３及び図４に示すように、テニスボール２をテニスラケット３の回動軌跡上に供給することができると共に、そのテニスボール２をガットのスイートスポットに当てることができる。その結果、図５に示すように、テニスラケット３の予め設定された回動軌跡（打ち出し角度）に沿って、斜め上方へ打ち上げるように柔らかく打ち出すことができる。
【００４７】
このように打ち出されたテニスボール２を、これに対峙したプレーヤが打ち返すことによってボール打ちの練習を行うことができる。この場合、テニスボール球出し装置１から球出しされるボールは、斜め上方にトスするように打ち上げられた山なりのものであるため、プレーヤにとっては極めて打ち易い球を供給することができる。また、球トス機構５においては、テニスボール２が樋状のレールを通って落下して地面にバウンドすることなくテニスラケット３の回動軌跡上に供給される。そのため、球の軌跡を一定に保持することができ、テニスラケット３のスイートスポットにテニスボール２を毎回確実に当てることができ、軌跡の安定した球出しを行うことができる。
【００４８】
図５に示すように、テニスボール２を打ち出したテニスラケット３は、欠歯ギア１５の歯部１５ａの歯数と従動ギア１６の歯数とによって決定される回転比に応じて略１８０度回動され、上方に移動する。そして、歯部１５ａと従動ギア１６との噛み合いが外れると、従動ギア１６がフリーの状態になるため、テニスラケット３は自重によって反対方向に回動され、その軌跡に沿って元の位置に戻される。これにより、次の球出しの準備が完了する。更に続けて駆動モータユニット１２を駆動することにより、上述したような工程を経て、セット位置に保持されている次のテニスボール２が球出しされる。
【００４９】
かかる場合において、回動軸２４に対する球出しレバー３３の取付角度を変えることにより、セット位置からテニスボール２を送り出すタイミングを調節することができる。更に、樋部材３５の傾斜角度を変えることにより、テニスボール２がガイド溝３６を転がり降りる速度を調節して、球出しのタイミングを調整することもできる。また、回動軸３１に対するテニスラケット３のガット面の角度を変えることにより、球出しの方向、飛距離等を調整することができる。更に又、回動軸３１等を回動自在に支持するベースプレート１１の地面に対する角度を変えることによっても、テニスラケット３のスイング角度を調整することができる。
【００５０】
本実施例においては、動力源が駆動モータユニット１２の１つであるため、電気回路及びその制御を簡単なものにすることができると共に、機械的構成の単純化を図り、簡単な機構によってテニスボール球出し装置１を構成することができる。また、前記実施例では、ガイドレールとして半円形のガイド溝３６を有する樋部材３５を用いた例について説明したが、ガイド溝はＶ字形であってもよく、角形その他の形状であってもよいことは勿論である。更に、複数本の棒状部材を平行に配置してガイドレールを構成しても良い。また、はずみ車１４を引っ張る弾性体としてコイルバネを用いたが、例えばゴム状の弾性体で引っ張る構成としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
以上説明したが、本願発明は前記実施例に限定されるものではなく、前記実施例においては、テニスボール２を打ち出すテニスボール球出し装置１に適用したが、例えば、ピンポン球を打ち出すピンポン球球出し装置、野球（軟式野球、硬式野球を含む）のボールを打ち出す野球球出し装置、ソフトボールを打ち出すソフトボール球出し装置等のように、各種の球をラケット、バット等の打撃具で打って球出しする各種の球出し装置に適用することができるものである。この場合に使用する打撃具は、打ち出される球に対応したもの、例えば、テニスボールの場合にはテニスラケット、ピンポン球の場合には卓球用ラケット、野球の場合にはバットを適用するのが一般的であるが、異なる種類の打撃具、例えば、野球用ボールをテニスラケットで打ち出すようにしてもよい。
【００５２】
また、前記実施例においては、回転板の一具体例として回転ギア１３を適用し、電動モータ２０の出力を減速機２１の出力軸２１ａに固定した出力ギア２２から歯車伝動機構によって動力を伝達する構成としたが、これに変えて回転板及び出力ギアをベルト車で構成し、ベルト伝動機構によって動力を伝達する構成とすることもできる。このように、本願発明は、その要旨を変更しない範囲で各種の変更実施が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の球出し装置の一実施例に係るテニスボール球出し装置の概略構成とその動作を説明するもので、動作を開始した直後の状態を示す説明図である。
【図２】本発明の球出し装置の一実施例に係るテニスボール球出し装置の概略構成とその動作を説明するもので、球トス機構でテニスボールを送り出した状態を示す説明図である。
【図３】本発明の球出し装置の一実施例に係るテニスボール球出し装置の概略構成とその動作を説明するもので、球トス機構からスイング機構にテニスボールが供給される状態を示す説明図である。
【図４】本発明の球出し装置の一実施例に係るテニスボール球出し装置の概略構成とその動作を説明するもので、スイング機構のテニスラケットがテニスボールを打ち出す状態を示す説明図である。
【図５】本発明の球出し装置の一実施例に係るテニスボール球出し装置の概略構成とその動作を説明するもので、スイング機構のテニスラケットがテニスボールを打ち出した後の状態を示す説明図である。
【図６】本発明のテニスボール球出し装置に係るスイング機構の要部を示すもので、欠歯ギアと従動ギアの噛み合いが解除された状態を示す説明図である。
【図７】本発明のテニスボール球出し装置に係るスイング機構の要部を示すもので、欠歯ギアと従動ギアが噛み合う状態を示す説明図である。
【図８】本発明のテニスボール球出し装置に係る球トス機構の要部を平面から見た説明図である。
【図９】本発明のテニスボール球出し装置に係る球トス機構の要部を示す図８のＸ−Ｘ線断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１‥テニスボール球出し装置（球出し装置）、 ２‥テニスボール（球）、 ３‥テニスラケット（打撃具）、 ４‥装置フレーム（装置本体）、 ５‥球トス機構、 ６‥スイング機構、 １１‥ベースプレート、 １２‥駆動モータユニット（動力源）、 １３‥回転ギア（回転板）、 １４‥はずみ車、 １５‥欠歯ギア（駆動ギア）、 １５ａ‥歯部、 １５ｂ‥欠歯部、 １６‥従動ギア、 ２０‥電動モータ、 ２２‥出力ギア、 ２４‥回転軸、 ２５‥連れ回しピン、 ２６‥係合突起、 ２７‥バネ受けピン、 ２８‥コイルバネ（弾性体）、 ３１‥回動軸、 ３３‥球出しレバー、 ３５‥樋部材（ガイドレール）、 ３６‥ガイド溝、 ４０‥凸部、 ４４‥球供給装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置本体に回動自在に支持されると共に供給される球を打ち出す打撃具と、
前記打撃具の回動軌跡上に前記球を供給する球トス機構と、
前記打撃具を回動させるスイング機構と、を備え、
前記スイング機構は、前記球トス機構と共通の１個の動力源により同期させて回動可能に構成したことを特徴とする球出し装置。
【請求項２】
前記球トス機構は、少なくとも１個の球をセット位置に保持するガイドレールと、前記セット位置に保持された前記球を回動により１個ずつ送り出す球送りレバーと、を有することを特徴とする請求項１記載の球出し装置。
【請求項３】
前記ガイドレールは長手方向に連続したガイド溝を有し、当該ガイドレールを傾斜させて設置すると共に、前記ガイド溝の中途部に前記球を停止可能な凸部を設けて前記セット位置を形成したことを特徴とする請求項２記載の球出し装置。
【請求項４】
前記スイング機構は、前記動力源によって回転駆動される回転板と、前記回転板によって回転駆動されるはずみ車と、前記はずみ車と一体に回転される駆動ギアと、前記駆動ギアに噛合されると共に前記打撃具の回転軸に固定される従動ギアと、を有し、
前記はずみ車の回転軸に前記球送りレバーを固定したことを特徴とする請求項１記載の球出し装置。
【請求項５】
前記スイング機構は、前記駆動ギアを欠歯ギアで形成すると共に、前記はずみ車に引っ張りバネ力を付与する弾性体を設け、前記弾性体のバネ力による死点を前記はずみ車が越えるときに前記欠歯ギアの歯部が前記従動ギアに噛み合うように構成したことを特徴とする請求項４記載の球出し装置。
【請求項６】
前記打撃具は、前記装置本体の傾斜面に沿って回動するように支持したことを特徴とする請求項５記載の球出し装置。
【請求項１】
装置本体に回動自在に支持されると共に供給される球を打ち出す打撃具と、
前記打撃具の回動軌跡上に前記球を供給する球トス機構と、
前記打撃具を回動させるスイング機構と、を備え、
前記スイング機構は、前記球トス機構と共通の１個の動力源により同期させて回動可能に構成したことを特徴とする球出し装置。
【請求項２】
前記球トス機構は、少なくとも１個の球をセット位置に保持するガイドレールと、前記セット位置に保持された前記球を回動により１個ずつ送り出す球送りレバーと、を有することを特徴とする請求項１記載の球出し装置。
【請求項３】
前記ガイドレールは長手方向に連続したガイド溝を有し、当該ガイドレールを傾斜させて設置すると共に、前記ガイド溝の中途部に前記球を停止可能な凸部を設けて前記セット位置を形成したことを特徴とする請求項２記載の球出し装置。
【請求項４】
前記スイング機構は、前記動力源によって回転駆動される回転板と、前記回転板によって回転駆動されるはずみ車と、前記はずみ車と一体に回転される駆動ギアと、前記駆動ギアに噛合されると共に前記打撃具の回転軸に固定される従動ギアと、を有し、
前記はずみ車の回転軸に前記球送りレバーを固定したことを特徴とする請求項１記載の球出し装置。
【請求項５】
前記スイング機構は、前記駆動ギアを欠歯ギアで形成すると共に、前記はずみ車に引っ張りバネ力を付与する弾性体を設け、前記弾性体のバネ力による死点を前記はずみ車が越えるときに前記欠歯ギアの歯部が前記従動ギアに噛み合うように構成したことを特徴とする請求項４記載の球出し装置。
【請求項６】
前記打撃具は、前記装置本体の傾斜面に沿って回動するように支持したことを特徴とする請求項５記載の球出し装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−５１２４３（Ｐ２００６−５１２４３Ａ）
【公開日】平成１８年２月２３日（２００６．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２３６０２８（Ｐ２００４−２３６０２８）
【出願日】平成１６年８月１３日（２００４．８．１３）
【出願人】（８９９００００１３）財団法人理工学振興会 (81)
【公開日】平成１８年２月２３日（２００６．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月１３日（２００４．８．１３）
【出願人】（８９９００００１３）財団法人理工学振興会 (81)
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