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title: pitching_mechanics_qiita_#1
tags:  #投球のバイオメカニクス #転がり #バックスピン #力の作用点 #ファストボール #baseball #biomechanics #pitching  
author: [Ken Ohta](https://image.docswell.com/user/SkillVis)
site: [Docswell](https://www.docswell.com/)
thumbnail: https://bcdn.docswell.com/page/LE18PQX27G.jpg?width=480
description: Qiita記事「投球の力学メカニズム」（https://qiita.com/skill-vis）をスライドにまとめました．
published: November 07, 25
canonical: https://image.docswell.com/s/SkillVis/5QXP2R-2025-11-07-185056
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# Page. 1

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物理で解き明かす投球のメカニズム
投球のメカニズムは物理で明らかにできる
１．ボールが回転する本当の理由
Qiita記事「投球の力学メカニズム(1)〜(6)」を解説
参照：
https://qiita.com/skill-vis
本日のゴール：
バックスピンが&quot;自然に&quot;生まれるわけを理解
ボールも振り子
回転するきっかけは力の最大化
投球の科学：ボールが回転する本当の理由
1


# Page. 2

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投球の不思議
親指の離脱がボールの回転やリリースを促す？
指で押すから，ボールは回転する？
親指の離脱
親指を離すだけで回る，リリースする？
回転軸はどのように定まる？
身体の&quot;振り&quot;とボールの回転はどうつながる？
Scientific Reports, 15, Article number: 9514 (2025), T. Ymaguchi et al.
Impact of slip distance between fingertips and ball on baseball pitching performance under different friction
conditions
投球の科学：ボールが回転する本当の理由
2


# Page. 3

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リリース前になにが起きている？：回転制御フェーズ
回転制御フェーズとは
約140km/hのストレートの例
「回転力を与え始める〜回転が始まる〜リリース」の一瞬
（約15〜20ms）
この間に球速＋回転数が一気に伸びる（〜30km/h増、〜
2000rpm達成）：ほぼ制御が困難
回転制御フェーズ
力の向きの変化と転がりの両立がカギ
ヒント
トルク発生前に飛翔方向と回転はほぼ決まっている．バックスピン
は，すでに力学的な準備が整った「結果」にすぎない．
良い投球は，トルク発生前の準備が大切
バックスピンフェーズ
リリース
トップスピンの勢いを
殺すフェーズ
スピン開始＝母指離脱
トルク発生
ボールの移動と回転制御が困難
投球の科学：ボールが回転する本当の理由
3
ボールの挙動は，ト
ルク発生前に定まる


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理解の第一歩：ボールも振り子と思え！
ポイント：
力の作用点
加速中，ボールが手を押す．「力の作用点＝接触点」と考える
力の作用点＝接触点
ボールを，接触点からぶら下がる「振り子」と考える
親指
ボールが手を押す
メモ
ボールの回転は，スピン回転が起きているとき接触点が１箇所なの
で，そこを回転軸と考えた振り子とみなせる．
手とボールの一体化
手+腕 = 振り子
ボール＝振り子
肩
投球の科学：ボールが回転する本当の理由
4


# Page. 5

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振り子の加速原理：根元側は反対方向へ加速する
ポイント：
反対方向
振り子の回転運動：先端と根本の加速度は反対向き
力の作用点
根元側を投球方向に加速すると，先端（ボール）は後方に加速
根元側
根本側：前方（=投球方向）加速＝バックスピン，後方加速
＝トップスピン
先端側
メモ
根元側を，加速させたい振り子の方向（順方向）と反対方向へ加速す
ることで振り子が順方向へ加速する．
順方向
先端側は根元側の加速方向と反対側に加速する
投球の科学：ボールが回転する本当の理由
5


# Page. 6

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ターニングポイント：投球方向に押す力の最大化
ポイント：
回転制御フェーズ
力最大化前
投球方向の力：減少
投球方向の力：増加
投球方向の力
振り子の重心は，前向きの勢い（重心の運動の勢い）による力
投球方向の力
と，（投球方向の力による）後ろ向きの力の引っ張り合い
力最大化前：後ろ向きの力が発生するが，ボールと手が一体化
（手がストッパー）
ボールが手を押す
回転制御フェーズ：投球方向の力が減少し，ボールの前向きの
勢いが優勢となり，バックスピン開始
メモ
バックスピン発生
手がストッパー
加速中，ボールが手に張り付くため、ボールは手の中に収まったまま．
ボールは親指から離れない．
ボールの前向きの勢いが優勢
親指を離したり，指でボールを能動的に押すから回転するのではない．
加速中，ボールが手に張り付く
投球方向の力の最大化以降に，スピンは「自然に」発生する．
投球方向の力の大きさの変化によって，スピンが自然に発生
投球の科学：ボールが回転する本当の理由
6


# Page. 7

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メカニズムの詳細
回転制御フェーズ
ポイント（難しい場合は読み飛ばしてください）：
力最大化前
投球方向の力：増加
投球方向の力：減少
ft→
&lt;latexit sha1_base64=&quot;nzQQNbqhbmPSq/iAjclN+D7mob4=&quot;&gt;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&lt;/latexit&gt;
ft→
力最大化前：トップスピン・モーメントが発生するが，ボール
&lt;latexit sha1_base64=&quot;nzQQNbqhbmPSq/iAjclN+D7mob4=&quot;&gt;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&lt;/latexit&gt;
と手が一体化（手がストッパー）
投球方向の力
回転方向成分＝±0
投球方向の力
回転制御フェーズ：投球方向の力が減少するが，向心力は増加
fc→
fc→
&lt;latexit sha1_base64=&quot;ZKRSgveycCRASMzln9YcPlS6bvI=&quot;&gt;AAACjHichVG7SgNBFD2urxgfidoINsHgowqTEBJRBFEQyzxMomgIu+skLtkXu5tADP6ArYWFWihYiB/gB9j4Axb5BLGMYGPhzWZFRIx3mJl7z9xz7xyuZKqK7TDW6hP6BwaHhn0j/tGx8YlAcHIqbxs1S+Y52VANa1cSba4qOs85iqPyXdPioiapvCBVNzvvhTq3bMXQd5yGyYuaWNGVsiKLDkF7B5LWLJ+U5MVSMMwi8Vg8kYyFfjvRCHMtDM9SRvABBziEARk1aODQ4ZCvQoRNax9RMJiEFdEkzCJPcd85TuAnbo2yOGWIhFbprFC076E6xZ2atsuWqYtK2yJmCPPsmd2xNnti9+yFffxZq+nW6PylQbfU5XKzFDidyb7/y9LodnD0zerBkCi7tyYHZSy7WhTSZrpIR6XcrV8/Pm9nVzLzzQV2w15J3zVrsUdSqNff5Ns0z1zATwP6mkLobycfi0QTkUQ6Hl7f8EblwyzmsETzSGId20ghR301nOESV8KEEBdWhbVuqtDncabxw4StT/Akk48=&lt;/latexit&gt;
&lt;latexit sha1_base64=&quot;ZKRSgveycCRASMzln9YcPlS6bvI=&quot;&gt;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&lt;/latexit&gt;
回転制御フェーズ：投球方向の力が減少により，バックスピン
成分が優位に
バックスピン発生
メモ
加速中，ボールが手に張り付くため、ボールは手の中に収まったまま．
手がストッパー
ボールは親指から離れない．
親指を離したり，指でボールを能動的に押すから回転するのではない．
向心力
向心力
ft→ &lt; fc→
ft→ = fc→
投球方向の力の最大化以降に，スピンは「自然に」発生する．
&lt;latexit sha1_base64=&quot;LK4ubSpjemuNURH9W5SfmoPXb1o=&quot;&gt;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&lt;/latexit&gt;
&lt;latexit sha1_base64=&quot;fLCVaJageMwydX2C1RsHPxHjZwE=&quot;&gt;AAAC7HichVFNS9xQFD2mX3a0dVo3BTehg9qFDHfiMKOCIHXj0q9RYWYYkvTNGMwXyZsBDfkDrgUX4sKCgvQH9Ad0002XXfgTSpdT6MZCbzKR0or2huSdd+499+ZwDd+2Qkl0NaQ8ePjo8ZPhp7mR0WfPx/IvXm6FXjcwRc30bC/YMfRQ2JYratKSttjxA6E7hi22jb3lJL/dE0Foee6m3PdF09E7rtW2TF0y1cp3okbapB50jGZExXK5NKvNzlCxOjevVRNAacQNw4nacUtOx/8qtHKlqs3cArG6qGYiczpu5Qs3CfU2KGVTCshi1ct/RAPv4MFEFw4EXEjGNnSE/NRRAsFnromIuYCRleYFYuRY2+UqwRU6s3v87fCtnrEu35OeYao2eYrNb8BKFZP0lS6pT5/pA32j6zt7RWmP5F/2+TQGWuG3xg5fbfz8r8rhU2L3j+oehcHV93uSaGMu9WKxNz9lEpfmoH/v4Li/sbA+GU3Re/rO/s7oij6xQ7f3wzxfE+snyPGCbrag3g22tGKpUqyslQtLb7NVDWMCr/GG91HFElawihrP/YI+rvFLcZUj5UQ5HZQqQ5lmHH+FcvEbrQOyTA==&lt;/latexit&gt;
投球方向の力の大きさの変化によって，スピンが自然に発生
投球の科学：ボールが回転する本当の理由
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# Page. 8

![Page Image](https://bcdn.docswell.com/page/V7PPQZ1D78.jpg)

回転制御フェーズのおさらい
ポイント：
トルク発生
スピン開始＝母指離脱
トップスピンの勢い
を殺すフェーズ
回転力発生：ボールに作用する力最大
力最大
バックスピンフェーズ
トルク最大
バックスピン開始：ボールに作用するトルク最大
減少
回転制御フェーズ：回転力発生〜リリース
メモ
生
ク発
トル
ボールリリースのきっかけは，ボールに作用する力の最大化．
その後減少することで，バックスピンは自然に始まる．
最大化すればよいだけ．手先を止める必要はない．
スピンのきっかけは，スピン開始の約10ms前に始まっている．
ボールに作用する力とトルク
投球の科学：ボールが回転する本当の理由
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リリース


# Page. 9

![Page Image](https://bcdn.docswell.com/page/2JV25WYGJQ.jpg)

ボールは指の上を「転がる」
ポイント：
示指と中指
回転制御フェーズでは，ボールは指先の上を&quot;転がる&quot;
投球方向の力
力の作用点（押す代表点）は，絶対座標系ではほぼ一定
転がす
「転がり」だからこそ，球速と回転数を同時に伸ばせる
摩擦力
メモ
回転制御フェーズはわずか15〜20msの一瞬．その間に，指上で少しで
ボールの移動と回転
も「転がり」続けることで，ボールを押し続けられる．
投球の科学：ボールが回転する本当の理由
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力の作用点


# Page. 10

![Page Image](https://bcdn.docswell.com/page/5EGR6DWDJL.jpg)

ボールに作用する力と力の作用点の変化（動画リンクあり）
回転制御フェーズ：力の作用点の位置はあまり変化せず，ボールは指先の上を「転がる」
ボールに作用する力（青：太実線）とトルク（三角形の面積）
投球方向の力（破線）
投球方向の力（破線）
投球方向
向
方
球
投
投球の科学：ボールが回転する本当の理由
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真横から見た力とスピントルク
右斜め後方から見た力とスピントルク


# Page. 11

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抜け？
ポイント：
転がりだすと制御困難だが，速度が40km/hも増加する
適切な作用点
少しでも長く転がり続けることで，ボールをより加速できる
作用点のずれ
抜け：力の作用点（押す代表点）が，適切でないと，押し続
けられない
メモ
作用点がずれることで「抜け」が発生
作用点の位置がそれると，いわゆる抜けが発生する．
抜けにより，力の伝達が短くなり，方向もずれてしまう．
抜けは「力の作用点」の位置でわかる．
投球方向
投球の科学：ボールが回転する本当の理由
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# Page. 12

![Page Image](https://bcdn.docswell.com/page/K74MQR12J1.jpg)

ポイント１：振り子による制御
「母指（親指）を離す→回転開始」は正しくない
回転制御フェーズ
指で能動的にボールを押すことで回転するわけではない
加速期
力の作用点
力の作用点
母指離脱は結果であって，原因ではない
なぜ，このような制御方法？
母指
手関節まわりの筋力がボールを加速するには弱すぎる．
母指
身体から指先に伝わる力が動力源だから
ボールが手を押す
メモ
振り子の自然な回転
加速中，ボールが手に張り付くため，ボールは手の中に収まったま
ま．ボールは親指から離れない．力の向きが変わると自然に離れる．
投球の科学：ボールが回転する本当の理由
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手とボールの一体化


# Page. 13

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ポイント２：ボールの制御はトルク発生前に定まる
方向は大きく変更できない
ボールという振り子の制御では，転がりがいったん始まると受
動的．この回転制御フェーズにボールの制御は困難
力の作用点（押す代表点）が適切な位置になるように，その
前の準備が大切
適切な位置（作用点）と方向に押すことで，目的の方向
〜30km/h増、〜2000rpm増
にボールが飛翔する
リリース
スピン開始
トルク発生
回転制御フェーズ
メモ
転がりフェーズ
この間の制御は困難
40km/hも増加する間に，ボールは転がっている．適切な作用点に力が
作用しないと，転がり制御において，力とトルクをボールへ伝へ続け
ることができない．
適切な位置（作用点）で，適
切な方向に押す必要がある．
投球の科学：ボールが回転する本当の理由
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回転制御フェーズ前：適切な
ボールを押す位置（作用点）
と方向の準備を行うフェーズ


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まとめ
バックスピンは「親指を離す」からではなく力の向きの変化で始まる
次の一歩：腕も振り子
バックスピンは，振り子の自然な回転
ボールの回転は，ボールを振り子とみなし，接触点
（作用点）の運動で制御される
ボールの移動と回転の本質は回転制御フェーズの「転がり」
作用点の運動は，腕を振り子とみなし，肩関節の
並進運動で制御される
力の作用点が絶対座標で移動しないことで「転がる」
肩関節の運動は，体幹と下肢の運動で制御さ
れ，地面反力のピークと肩関節は連動する
「転がり」で球速と回転数を同時に伸ばせる
腕の振り子の制御も，ボールと同じ原理
覚えておきたい
「ボールに作用する力」こそがボールの回転の本質．腕の振
り方によって，そのタイミングも含めて制御される．
投球の科学：ボールが回転する本当の理由
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