スピードガンの仕組みを徹底解説｜使用用途や使い方についても紹介
スピードガンは、速度を計測する装置として野球や自動車の速度測定などで広く活用されています。最近では、スマートフォンアプリで速度を計測できるものも増えており、さまざまな場面での利用が可能です。しかし、スピードガンの仕組みを理解してない方も多くいます。
当記事では、スピードガンの仕組みや原理について詳しく解説します。スピードガンを使用する機会が多い方や速度測定を行う予定がある方は、ぜひ参考にしてください。
1. スピードガンの基礎知識
スピードガンは、主に野球や自動車の速度測定など、さまざまな場面で使用される装置です。投球や走行などの速度を計測する際に、スピードガンは広く用いられていますが、仕組みや原理を知らない方も多くいます。
そこで最初に、スピードガンの概要と仕組み・原理、技術進歩によるスピードガンの変化について紹介します。
1-1. スピードガンとは
スピードガンとは、動いている物体の速度を迅速かつ正確に測定する装置です。
物体の移動速度は「距離÷時間」で計算できますが、これを人の手で計算すると手間がかかり、精度やスピードに問題が生じることがあります。しかし、スピードガンを使用すれば、瞬時に高い精度で速度を測定できます。
スピードガンは、自動車の速度違反を取り締まるために開発されたと言われていますが、現在ではその用途が広がり、プロ野球中継では投手の球速測定にも使用されています。
1-2. スピードガンの仕組み・原理
スピードガンで物体の速度を測定する際には、「ドップラー効果（ドップラーの原理）」が利用されます。
ドップラー効果は、波の周波数が物体の速度と関係することを示します。物体が近づくと波の間隔が短くなり、周波数が高くなる一方で、物体が遠ざかると波の間隔が長くなり、周波数が低くなります。これは、救急車のサイレンが近づくと音が高くなり、遠ざかると音が低く聞こえる現象と同じ原理です。
スピードガンは、マイクロ波の電波を対象物に当て、反射した電波の周波数を解析することで、速度を測定します。
例えば、野球で球速を測る場合、マイクロ波を当てる対象はボールです。ボールが静止している場合、マイクロ波は同じ波形で反射されます。しかし、ボールがこちらに向かって移動している場合、反射されたマイクロ波は波長が短くなります。ボールの速度が速いほど、波長はさらに短くなるため、波長の変化を解析することで速度を算出可能です。
スピードガンの精度を上げるためには、測定対象物の進行方向に対して、正面や真後ろから測定することが理想的です。これにより、速度の正確な測定が可能になります。
1-3. 技術進歩によるスピードガンの変化
技術の進歩により、スピードガンの用途や機能も大きく変化しています。特に野球では、従来のスピードガンに加えて、スマートフォンアプリや高度なトラッキングシステムが新たな手段として登場しています。
スマートフォンアプリを使えば、誰でも手軽に球速を測定できる点が大きな魅力です。スマホの普及により、一般のユーザーでも気軽に球速を測定できるようになりました。しかし、アプリは操作性が低く、スピードガンと比べて測定精度が落ちるデメリットもあります。
さらに、技術の発展に伴い、ボール自体に速度計を内蔵した製品も出回っています。これにより、投球のスピードを直接計測できるようになり、より正確なデータが得られます。
プロ野球のような高度な場面では、複数のカメラを使用したトラッキングシステムが利用されています。このシステムは、4台以上のカメラでボールの軌道や速度を精密に解析する技術で、日本でもプロ野球で導入が進んでおり、より高精度なデータを提供しています。
2. スピードガンの用途・目的
スピードガンは、多岐にわたるシーンで活用されており、用途によって適切な機種を選ぶ必要があります。主な用途として、下記の分野で使用されています。
- スポーツの球速・タイムの確認
- 速度違反の取り締まり
- 機械の動作速度の測定
- 工事現場での速度監視
用途に特化したスピードガンは、球速計測用や車両監視用などの専用機能が搭載されているものがあり、選ぶ際は使用目的に合わせた機能を持つ機種を選択することが重要です。
2-1. スポーツの球速・タイムの確認
スピードガンは野球に限らず、さまざまなスポーツで広く活用されています。例えば、テニスやバレーボールのサーブスピード、サッカーや水球のシュート速度、カーレースのタイム測定でも使われています。これらの競技では、スピードガンを使用してパフォーマンスを可視化し、選手の技術向上や戦略立案に役立てることが可能です。
スピードガンは試合中のパフォーマンス確認だけでなく、練習時に活用されることも多いです。選手が自身のスピードの変化をモニタリングすることで、継続的なトレーニングに役立てています。
特定の機種には、ガラスやネット越しでの計測が可能なモデルや、スピードを遠隔ディスプレイに表示できるものもあります。観戦中の見やすさを向上させたり、大規模な練習施設で複数人がリアルタイムで確認できたりすることも可能です。
用途に応じて適切な機能やディスプレイを備えたスピードガンを選ぶことで、効果的に活用できます。
2-2. 速度違反の取り締まり
スピードガンは、速度違反の取り締まりにも活用されています。速度違反車の取り締まりは屋外で行うことが想定されるため、防雨や耐久性の高い機種が多いです。
駐車場や工場の構内など、特定のエリアでの速度制限を監視するための「速度監視警報機」のレンタルを行っています。この装置は、設定した速度を超えた場合に、パトライトや音声で注意を促す仕組みとなっており、現場での安全確保に役立ちます。速度監視警報機のレンタルについて詳しく知りたい方はこちらをご参照ください。
2-3. 機械の動作速度の測定
スピードガンは、スポーツや交通取り締まりだけでなく、機械の動作速度測定にも活用されています。産業現場や工場では、作業の安全性を確保するために、機械の動作速度に制限が設けられるケースがあります。過度に速い動作は事故や故障の原因になり得るため、定期的にスピードガンで機械の速度を測定し、規定値内に収まっているか確認しています。
また、動作の速度管理は機械の寿命を延ばし、メンテナンスコストの削減にもつながるため、工業分野でのスピードガンの利用は重要な役割を果たしています。
2-4. 工事現場での速度監視
工事現場では、安全のために運搬車両の速度監視が行われています。特に市街地で工事を行う場合、近隣住民と工事協定を結び、工事関係車両の速度制限の徹底を求められることがあります。その際に活用されるのがスピードガンです。
スピードガンには、乾電池で動作するタイプなど、野外でも使用できる機種が存在します。これにより、さまざまな環境での計測が可能です。一般的に、計測速度範囲や計測可能範囲は多くの用途に対応していますが、具体的な使用目的に適しているかどうか確認した上で製品を選ぶことが重要です。
3. スピードガンの使い方
ブッシュネル「スピードスターV」を参考に、スピードガンの基本的な使い方を解説します。使用前に、乾電池を本体に入れ、フタを正しくセットしておきましょう。
| 1 | 電源を入れる |
|---|---|
| ディスプレイの下のパワーボタンを押して、電源を入れます。 | |
| 2 | 測定を開始する |
| 本体を測定対象物に対して構え、トリガーを引くことで測定が開始されます。測定対象物は可能な限り真正面から捉えることが大切です。 | |
| 3 | 測定値を確認する |
| トリガーを元に戻すと、トリガーを引いている間に感知した最速の値がディスプレイに表示されます。 | |
スピードガンでの測定方法は簡単であるものの、詳しい使い方は機種によって異なるため、取扱説明書を確認した上で使用してください。
スピードスターVの測定単位は「キロ」または「マイル」です。対象物に対して真正面から測定していない場合、データに誤差が生じる可能性があります。また、スピードスターVは、遮蔽物がある環境での使用は推奨されていません。
まとめ
スピードガンは、ドップラー効果を利用した速度を測定する装置です。具体的には、マイクロ波の電波を対象物に照射し、反射された電波の周波数を解析することで速度を算出します。主に、野球やテニスの球速測定、速度違反の取り締まり、機械の動作速度の測定、工事現場での運搬車両の速度監視で活用されています。
最近では、スマートフォンアプリや速度計が内蔵されたボールなど、手軽に速度を測定できる製品も増えてきています。用途に応じた特徴を持つ機種が多いため、目的に合った製品を選ぶことが重要です。