JPH06210039A - ボールの指向性発射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 できるだけ簡単な手段を用いて行うボールの
発射装置を提供する。 【構成】 ボール（２９）を加速するための打撃アーム
（２０）がその揺動平面内に拘束されて設けられてい
る。打撃アーム（２０）は打撃カム板（７）により作動
され、該打撃カム板（７）は回転可能な回転質量（１）
内で半径方向に移動可能に設けられている。制御手段に
より打撃カム板（７）はホーム位置から打撃位置にもた
らされ、該打撃位置において打撃アームに力が加えられ
る。弾道を変えるために、ボールホルダ（２６）が十字
形スライド（２５）上で固定配置された打撃アームに対
し相対的に位置が変えられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は請求項１の上位概念に記
載のボールの指向性発射装置に関するものである。この
ような装置は、ボール競技の際にできるだけ現実に近い
プレーヤのトレーニングを可能にすることを目的として
いる。この場合、ある驚異的効果を得るために、トレー
ニング装置によりできるだけ異なる弾道が選択可能であ
ることが好ましい。本装置はとくにフットボールの発射
に適しているが、その他のボールたとえばハンドボー
ル、ラグビーボール、スカッシュボール、テニスボール
などに使用可能である。

【０００２】

【従来の技術】ドイツ特許公開第２６５１３３５号から
この種の装置は既知であり、この場合揺動可能な打撃ア
ームには回転カムにより力が与えられる。カムは常時回
転するはずみ車に設けられている。カムと同じ回転軸上
に空回転ディスクもまた設けられており、揺動アームは
ホーム位置において該ディスクに当接している。ボール
を発射するために、打撃アーム全体がその回転軸に平行
に移動されて打撃アームがカムの回転円内に到達しこれ
により瞬間的に揺動される。この揺動運動およびボール
の打撃は打撃アームの回転軸の下側で行われる。

【０００３】欧州特許公開第２１３１９５号による装置
の場合は、打撃アームは回転質量と共に回転しかつこれ
と共に打撃ユニットを形成している。ボールの発射のた
めに打撃アームは中立位置から打撃位置に揺動され、こ
の打撃位置において打撃アームはボールを叩くことにな
る。この場合打撃アームは回転質量の回転軸の周りの円
運動とおよびそれ自身の回転軸の周りの揺動運動とを行
う。

【０００４】既知の装置は、いずれの場合もボールを発
射するために打撃アームが比較的複雑な運動を行わなけ
ればならないので満足すべきものではない。これは一方
では、ボールの弾道をできるだけ広いスペクトルに分散
する可能性に影響を与える。打撃アーム移動の場合に発
生する高い加速力は費用のかかる技術的手段を必要とし
かつ故障発生の危険が比較的大きい。さらに回転質量と
共に常に回転する打撃アームがある程度事故の危険性を
もたらす。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】したがって、できるだ
け簡単な手段を用いて正確な打撃運動が可能である冒頭
記載のような装置を提供することが本発明の課題であ
る。装置は運転上安全でなければならずまた種々の弾道
を持つ広いスペクトルを可能にするものでなければなら
ない。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この課題は本発明により
請求項１に記載の特徴を有する装置により解決される。
回転質量に移動可能に設けられた打撃カム板により、打
撃アームがその揺動平面内に拘束されるように取付け可
能である。打撃アームにはその揺動平面内においてのみ
力が加えられるので、打撃アームにかかる機械的荷重は
比較的小さい。さらにこれによりボールのきわめて正確
な発射が可能である。

【０００７】打撃アームが垂直揺動面内で揺動可能な二
重レバーアームであり、その一端が打撃要素でありまた
その他端が打撃カム板に追従する係合部材を支持するこ
とが特に好ましい。この場合係合部材は打撃カム板上を
転がるローラとして形成されることが好ましい。常に不
変のスタート位置を得るために、打撃アームはばねによ
りプレ張力を受けてスタート位置にもたらされ、該スタ
ート位置においては係合部材は打撃位置に移動された打
撃カム板の円形軌道内に存在する。揺動運動を制限する
ために二重レバーアームの両端において調節可能な緩衝
器を設けてもよい。これは一方ではレバーの両方向への
戻り運動を防止しまたこれは打撃アームの特定限界内に
おける最大可能なアーチ運動の調節を可能にする。

【０００８】打撃カム板が連接棒の一端に設けられ、該
連接棒の運動軸は回転軸と交差しまた該連接棒はばねの
プレ圧縮力を受けてホーム位置にもたらされていること
が特に好ましい。この場合遠心力が連接棒の軸方向に作
用しまたこの遠心力は打撃カム板をホーム位置に保持す
るために利用可能である。打撃カム板の作用は、連接棒
が係合要素を支持するときにきわめて簡単に行われ、該
係合要素は回転質量のセクタ内で係合および分離可能な
移動カム板と協働し、該セクタ内において打撃カム板が
打撃アームに力を加え、この場合移動カム板が係合した
ときに連接棒がばね力に対抗して打撃位置に移動可能で
ある。したがって、共に回転する打撃カム板を加速する
ために回転質量の回転運動がとくに簡単に利用可能であ
る。回転質量が中空軸として形成され、該中空軸内に連
接棒が案内されているとき、構造的にきわめて有利な配
置が形成される。回転質量の質量慣性モーメントは中空
軸の肉厚によりおよび適切な材料選択により変更可能で
ある。中空軸は簡単な方法で、打撃カム板を備えた連接
棒のための軸受として働く。回転質量としては中空軸の
代わりに、その上で連接棒が他の手段により案内される
ところの円形ディスクを用いてもよいことは明らかであ
る。

【０００９】制御手段が継手を備え、該継手が回転質量
の回転駆動装置に結合されておりまた該継手が特定のス
イッチ位置において移動カム板を係合させたりまた再び
分離させたりするとき、打撃カム板のきわめて正確な制
御を得ることが可能である。この場合継手は継手フィン
ガを備え、該継手フィンガが結合状態において３６０°
回転し、この間に該継手フィンガは移動カム板を係合さ
せ、この場合該移動カム板がロック要素により係合位置
にロック可能でありまた継手フィンガがその１回転を終
了する前にロック要素を再び解放して移動カム板を分離
させる。したがって、回転質量と同期して回転駆動され
る継手のもとで運動が正確に伝達され、該運動は正しい
相対姿勢において移動カム板を正確に作動する。この伝
動装置は回転質量の高速回転においても確実に作動す
る。この場合継手は特に帯ばね継手であり、該帯ばね継
手は継手を作動した場合にのみ唯一の回転運動を伝達す
る。本発明の他の個々の特徴および利点が実施例の詳細
説明および図面から明らかになるであろう。

【００１０】

【実施例】図１から明らかなように、全体装置は実質的
に車輪１４と支脚１３とを備えた車台９から構成されて
いる。車台上にカバープレート１０を備えたハウジング
８が設けられている。ハウジングは、カバープレート１
０からは打撃アームの打撃部材２１のみが突出するよう
に回転する回転質量を包囲している。カバープレート１
０上に十字形スライド２５が設けられており、該十字形
スライド２５上にボールホルダ２６が貯蔵台１１と共に
２つの方向に移動可能に設けられている。このようにし
て、発射されるボールホルダ２６内のボール２９は、揺
動平面内で打撃部材２１に近づいたりまたはそれから遠
ざかったりして移動可能である。しかしながら、ボール
は別のときまたは同時に揺動平面から僅かにわきに移動
可能なので、ボールは打撃時に片側または他方側に運動
量モーメントを持つことになる。十字形スライド２５と
共に移動する指針３５は、カバープレート１０上の目盛
３４において十字形スライドのそれぞれの位置したがっ
て予想されるボール弾道を指示している。十字形スライ
ドは特に電動リニアモータを介して駆動されまた操作レ
バー３６により移動される。

【００１１】車台９上にさらに駆動モータ１２が設けら
れており、この場合内燃機関たとえば芝刈機エンジンが
使用されることが好ましい。本発明による装置はすなわ
ち、常に一定の回転数で駆動してよい。すなわち、有効
打撃エネルギーは調節可能なボールホルダ２６によって
変えられ、したがって既知の装置において通常行われる
ように回転質量の回転数によって変えられるものではな
い。回転質量の回転数を変化させるにはいわゆる調節可
能な電動モータを使用しなければならず、これは可動装
置の場合には実際的ではなく、かつ事故の危険性が存在
する。さらに、慣性回転質量の回転数を急激に変化させ
るためには、比較的強力でしたがって重量のある電動モ
ータが使用されなければならない。これに反して、内燃
機関は電源なしで駆動可能でありまたこれは比較的軽量
であってほとんど故障がない。

【００１２】打撃アームの機能を以下に図２および３に
より説明する。必要な打撃エネルギーを得るためのエネ
ルギー蓄積器として回転質量１が使用され、該回転質量
１は軸３に取り付けられてハウジング８内で回転軸３１
の周りに回転駆動が可能に設けられている。軸３上にベ
ルト車２が取り付けられており、該ベルト車２において
軸３はモータ１２からベルトで駆動される。回転質量１
は実質的に中空軸４で構成され、該中空軸内には連接棒
５が移動可能に設けられている。連接棒はこの場合回転
軸３１と交差している。連接棒の一端には打撃カム板７
が固定されており、該打撃カム板７は中空軸４から突出
している。反対側の端部には移動ローラの形状をなす係
合要素６が連接棒に固定されており、該係合要素６は同
様にスリットを貫通して中空軸４から突出している。こ
れらの移動ローラの機能は後に詳細に説明する。中空軸
４内の圧縮ばね３３により連接棒５には矢印ａの方向に
プレ圧縮力が加えられている。この位置はホーム位置に
対応し、該ホーム位置においては打撃カム板７は打撃ア
ーム２０に力を加えることはない。

【００１３】図３は打撃アーム２０を示し、該打撃アー
ム２０はハウジング８内または場合によりカバープレー
ト１０上に回り継手３０を介して設けられている。打撃
アームは容易に傾斜可能な二重レバーとして形成されて
おり、該二重レバーは上部部分に打撃部材２１を支持し
ている。二重レバーの下端部にはローラ２２が回転可能
に設けられている。上部レバーに係合している引張ばね
３２は打撃アームをスタート姿勢に引っ張ており、この
スタート姿勢において打撃アームは調節可能な緩衝器２
８に当接している。

【００１４】打撃部材２１の垂直揺動平面内にボールホ
ルダ２６が、ボール２９が打撃部材の揺動範囲内に存在
するように配置されている。ボールホルダに設けられた
ブラシ２７は、ボールがボールホルダ内でできるだけ小
さな抵抗で保持されるようにするためのものである。

【００１５】打撃アーム２０の下部において、中空軸４
が水平面内で回転方向ｂの方向に回転している。打撃カ
ム板７が図２に示すホーム姿勢にある限り、打撃カム板
７はローラ２２の位置から外れてそこを通過してローラ
２２に接触することはない。しかしながら、打撃カム板
が連接棒５を介して打撃位置に移動されると、打撃カム
板の円形軌道はローラ２２と交差しまた打撃アーム２０
は矢印ｃの方向に揺動される。この場合ローラ２２は傾
斜面状の打撃カム板上を転がり、遂に打撃アーム２０は
一点鎖線で示した終端位置に到達する。このとき引張ば
ね３２には張力がかかり、また引張ばね３２は続いて打
撃アームを再びスタート位置に引き戻そうとする。終端
位置においては、下部レバーアームは調節可能な緩衝器
２４に当接する。

【００１６】ボール２９が打撃部材２１にどの程度近く
保持されているかに応じて、打撃部材が揺動したときに
加速度が強かったりまたは弱かったりする。ボール２９
が正確にボールの中心点で打撃されるかまたはボールの
側部で打撃されるかに応じて、真っすぐに発射されたり
または慣性作用により横に発射されたりする。ボールの
垂直発射角は装置全体の傾斜を調節することにより変化
され、この場合たとえば支脚１３（図１）の高さが調節
される。十字形スライド２５上でボールホルダを調節可
能であることと組み合わせて、このようにして広い多様
性を有する種々の弾道が可能であり、したがって次のボ
ールの弾道はトレーニングをするプレーヤによって予測
されることはない。回転質量の回転数は６００ないし７
００ｒｐｍと常にほぼ一定であり、またこの回転数は特
にモニタしたりまたは制御したりする必要はない。ボー
ルの保護および慣性作用の増幅のために、打撃部材２１
にはその上部の曲がった部分において側部に丸みが設け
られている。

【００１７】打撃カム板７を作動させるための制御手段
の機能が図４ないし７からよくわかる。カバープレート
１０上に帯ばね継手１５が設けられており、該帯ばね継
手１５は回転質量１の軸３から歯付ベルト２３を介して
同期駆動される。継手１５は継手フィンガ１６を支持
し、継手フィンガ１６の回転半径が図６に示されまた継
手フィンガ１６は継手を作動したとき回転質量１と共に
矢印ｄの方向に回転を行う。

【００１８】カバープレート１０の下側で軸受軸１８に
移動カム板１７が回転結合されている。移動カム板はそ
の自由端に圧縮棒３８を支持しまた移動カム板はばね３
７によりプレ圧縮力が加えられて分離位置にもたらされ
ている。移動カム板１７は移動ローラ６の平面上で移動
している。圧縮棒３８は継手フィンガ１６の作用範囲内
にあるので、継手フィンガ１６が回転したときに移動カ
ム板１７は矢印ｅの方向へ外側に移動される。

【００１９】カバープレート１０においてはさらに、回
り継手４１に落下レバー３９が回転結合されており、該
落下レバー３９の自由端に保持棒１９が固定されてい
る。落下レバーにはローラ４０が固定されており、ロー
ラ４０も同様に継手フィンガ１６の回転範囲内にある。
保持棒１９はホーム位置においては移動カム板１７上に
当接している。保持棒１９は、移動カム板が移動された
ときに初めて下側に落下する。しかしながらこのとき、
保持棒１９はロック要素として働いて移動カム板１７の
戻り運動を防止している。ローラ４０が継手フィンガ１
６上に乗り上がると、落下レバー３９は矢印ｆの方向に
引上げられかつ移動カム板１７のロックは再び解放され
る。

【００２０】スイッチを作動することにより発射がレリ
ーズされると、次の過程が行われる。

【００２１】スイッチパルスは、回転質量すなわち中空
軸４が特定の相対位置たとえば図５における位置Ｘに到
達するまで電子制御装置内に記憶されている。正確な位
置はイニシエータを介して問い合わせされる。中空軸４
が位置Ｘに到達すると、電気パルスにより継手１５が作
動され、このとき継手フィンガ１６が中空軸４と同期し
て回転を行う。続いて継手の結合は再び切られる。継手
フィンガ１６はこのとき移動カム板１７をばね３７の力
に対抗して図５に一点鎖線で示した位置へ外側へ移動さ
せる。同時に保持棒１９が移動カム板をその位置にロッ
クする。中空軸４はこの過程の間さらに回転を続けまた
移動ローラ６は移動カム板１７上を転がり、このとき移
動ローラ６は圧縮ばね３３の力に対抗して打撃カム板７
を備えた連接棒５を矢印ｇの方向へ内側へ引き寄せる。
このとき図５においてｙで示した位置において、前に記
載のような打撃アーム２０の揺動が行われる。ロックさ
れた移動カム板１７が中空軸４の次の回転のときに打撃
をレリーズするのを防止するために、ロックをあらかじ
め解放しなければならない。これは、継手フィンガ１６
がさらに回転してその終端位置に到達する直前にローラ
４０を上方に押し上げ、これにより保持棒１９を解放す
ることによって行われる。このときばね３７の力は移動
カム板１７を再び中立のスタート位置に押し付けかつ移
動ローラ６は移動カム板に沿って回転して移動ローラ６
は移動されることはない。全体の過程は１秒の数分の１
の範囲内で行われる。しかしながら、継手フィンガ１６
を備えた継手１５は運動過程のきわめて正確な制御を可
能にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による装置の全体斜視図である。

【図２】回転質量の斜視図である。

【図３】打撃アームの側面図である。

【図４】打撃カム板用制御手段を備えた回転質量のハウ
ジングの平面図である。

【図５】２つの異なる角度位置における回転質量の平面
図である。

【図６】図４に示す制御手段のやや拡大された平面図で
ある。

【図７】図６に示す制御装置の側面図である。

【符号の説明】

１ 回転質量 ４ 中空軸 ５ 連接棒 ６ 係合要素 ７ 打撃カム板 ８ ハウジング １５ 継手 １６ 継手フィンガ １７ 移動カム板 １９ ロック要素 ２０ 打撃アーム ２１ 打撃要素 ２２ 係合部材 ２４、２８ 緩衝器 ２５ 十字形スライド ２６ ボールホルダ ２９ ボール ３０ 回り継手 ３１ 回転軸 ３２ ばね

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回り継手の周りに揺動可能な打撃アーム
   と、回転軸の周りに回転駆動可能な回転質量であって、
   打撃カム板が打撃アームに対しある相対位置で作用する
   ように該打撃カム板が該回転質量に装着されているとこ
   ろの該回転質量とを備えた、ボールホルダからのボール
   の指向性発射装置において：打撃アーム（２０）は揺動
   平面内に拘束されるように取り付けられ、 打撃カム板（７）が回転軸（３１）に対し半径方向に移
   動可能なように回転質量（１）に装着され、ここで該打
   撃カム板（７）は制御手段（６，１７）によりホーム位
   置から打撃位置へ移動可能であり、該打撃位置において
   打撃アーム（２０）に力がかけられる、 ことを特徴とする、ボールホルダからのボールの指向性
   発射装置。
2. 【請求項２】 打撃アーム（２０）が垂直揺動面内で揺
   動可能な二重レバーアームであり、その一端が打撃要素
   （２１）でありまたその他端が打撃カム板（７）に追従
   する係合部材（２２）を支持することを特徴とする、請
   求項１の装置。
3. 【請求項３】 打撃アーム（２０）がばね（３２）によ
   りプレ張力を受けてスタート位置にもたらされ、該スタ
   ート位置においては係合部材（２２）は打撃位置に移動
   された打撃カム板（７）の円形軌道内に存在することを
   特徴とする、請求項２の装置。
4. 【請求項４】 二重レバーアームの両端において揺動運
   動を制限するために調節可能な緩衝器（２４，２８）が
   設けられていることを特徴とする、請求項２または請求
   項３の装置。
5. 【請求項５】 打撃カム板（７）が連接棒（５）の一端
   に設けられ、該連接棒（５）の運動軸は回転軸（３１）
   と交差しまた該連接棒（５）はばねのプレ圧縮力を受け
   てホーム位置にもたらされていることを特徴とする、請
   求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の装置。
6. 【請求項６】 連接棒（５）が係合要素（６）を支持
   し、打撃カム板（７）が打撃アーム（２０）に力を加え
   るところの回転質量（１）のセクタ内で該係合要素
   （６）が係合および分離可能な移動カム板（１７）と協
   働し、 移動カム板（１７）が係合したときに連接棒（５）がば
   ね力に対抗して打撃位置に移動可能であること、 を特徴とする、請求項５の装置。
7. 【請求項７】 制御手段が継手（１５）を備え、該継手
   （１５）が回転質量（１）の回転駆動装置に結合されて
   おりまた該継手（１５）が特定のスイッチ位置において
   移動カム板（１７）を係合、分離させることを特徴とす
   る、請求項６の装置。
8. 【請求項８】 継手（１５）が継手フィンガ（１６）を
   備え、該継手フィンガ（１６）が結合状態において３６
   ０°回転し、この間に該継手フィンガ（１６）は移動カ
   ム板（１７）を係合させ、 該移動カム板がロック要素（１９）により係合位置にロ
   ック可能であり、 継手フィンガ（１６）がその１回転を終了する前にロッ
   ク要素（１９）を再び解放して移動カム板（１７）を分
   離させること、 を特徴とする、請求項７の装置。
9. 【請求項９】 回転質量（１）が中空軸（４）として形
   成され、該中空軸（４）内に連接棒（５）が案内されて
   いることを特徴とする、請求項５ないし８のいずれか１
   項に記載の装置。
10. 【請求項１０】 回転質量（１）が垂直回転軸（３１）
    の周りに回転駆動可能であることを特徴とする、請求項
    １ないし９のいずれか１項に記載の装置。
11. 【請求項１１】 ボールホルダ（２６）がボールの弾道
    を変えられるように十字形スライド（２５）上に設けら
    れており、該十字形スライド（２５）が打撃アームの揺
    動平面内でおよびこの揺動平面に平行に移動可能である
    ことを特徴とする、請求項１ないし１０のいずれか１項
    に記載の装置。
12. 【請求項１２】 走行可能ハウジング（８）を備え、該
    ハウジング（８）に打撃アーム（２０）およびボールホ
    ルダ（２６）が設けられ、 ボールの弾道を変えるためにハウジング（８）の相対位
    置が調節可能であること、 を特徴とする、請求項１ないし１１のいずれか１項に記
    載の装置。