007. パリ2024大会 サッカー競技の公式試合球の性能とは？（筑波大学名誉教授 浅井 武さん）
(2024年6月01日)
科学技術はスポーツにも数多くの革新をもたらした。特にサッカーでは世界的なマーケットの巨大さも誘因となり、毎年のように新しいテクノロジーを搭載したボールやスパイクが生まれている。今年は7月に開幕が迫ったパリ2024大会の公式試合球「イルデフット24」が発表された。このボールについて、スポーツバイオメカニクスの第一人者である筑波大学の浅井 武 名誉教授にお話を伺った。
浅井 武（あさい・たけし）さん
1956年生まれ、名古屋市出身。筑波大学体育専門学群、同大学院体育研究科修了。山形大学地域教育文化学科助教授、筑波大学大学院人間総合科学研究科コーチング学専攻長、環太平洋大学体育学部教授など歴任。専門はスポーツバイオメカニクス、スポーツ工学、スポーツコーチング。工学博士、元日本フットボール学会会長、日本機械学会フェロー。
研究のきっかけは「自身がサッカー選手出身で、サッカーのキックを研究したいと思ったこと。」
手に持っているボールは、「イルデフット24」。
70年の白黒ボールに始まる公式球の歴史
サッカーボールの歴史をおさらいすると、最初の公式試合球は1970年FIFAワールドカップ（W杯）メキシコ大会で使われた「テルスター」だった。五角形12枚と六角形20枚を組み合わせたパネル構成は、長くサッカーボールのスタンダードになった。
その後の技術革新で、表皮は天然皮革からポリエステル素材になり、製法も糸による縫製から熱圧着へと変化。パネルの枚数もモデルチェンジごとに減少を重ねた。こうした傾向の一つのピークが、2010年南アフリカW杯の「ジャブラニ」だった。より真球に近い8枚パネルの構造と、滑らかな表皮形状を持つこのボールは、ピンポン球のように上下左右へと軌道が複雑に変化し、魔球とも呼ばれた。
次の2014年ブラジルW杯の「ブラズーカ」からは、表面のラフネス（粗さ）を高める方向へと変化した。ゴルフボールのように表皮にディンプル加工を施すことで、飛行中のボールの周囲の空気の流れをコントロールしている。（図1）
左から「イルデフット24」、「テルスター1970」、「アル･リフラ」、「ブラズーカ」、「テルスター2018（2018年ロシアW杯公式球）」、「チームガイスト（2006年ドイツW杯公式球）」、「ジャブラニ」
ますます飛びが良く、よく曲がるボールへ
今回のボール「イルデフット24」も、この流れの延長上にある。パネル構成では異形状の2種類のパネル20枚を組み合わせ、表皮にはエンボス（突起状（とっきじょう）シボ）とディボス（陥没状（かんぼつじょう）シボ）を施した。これらが空気抵抗を減らし、キックの正確性と飛行安定性を高めると同時に、よりカーブのかかるボール性能を実現したとされる。
浅井さんは「イルデフット24」の空力特性を以下のように解析している。
「2022カタールW杯の試合球『アル・リフラ』と比べても、より広いレンジで抗力係数（空気抵抗比率）が低減された。また反発が良く、キックにより受けたエネルギーがロスなくボールに伝わるため、ボールスピードが上がり飛びが良い。」（図2）
表面のラフネスが増し、ボールの回転がかかりやすくなった影響はどうか。
「スピンが効果的に働き、カーブがよく曲がる。このためサイドスピンなどを効かせた、速くて曲がるボールが効果的。例えばフリーキックの場面ならカーブキックで直接ゴールを狙う。あるいはサイドからドリブルでカットインし、ペナルティエリア付近からコントロールカーブシュートでトップコーナー（ゴールの上角）を狙うのも有効だろう。」
サッカーのキックを原点に広がる研究範囲
浅井さんの研究の出発点は、運動のメカニズムを探ることにあった。
「最初はボールを蹴（け）るといった動作の研究が中心だった。しかし、スポーツのパフォーマンス全体を見るには人の動きだけでなく、ボールがどう飛んでいき、ゴールに入るかまでを連続的に捉える必要がある。このためボールの動きなども研究対象になり、すると飛んだボールの周囲の空気の流れなど、エアロダイナミクス（空気力学）にも関心が出てくる。」
こうして研究範囲はどんどん広がり、サッカーからバレーボール、ハンドボール、バドミントンなど他の球技にも発展。また、スキーのジャンプやダウンヒル、自転車、スケートなど空気抵抗が重要なスポーツウェアの開発にも、メーカーとの共同研究により携わっている。
例えばバレーボールでは、ジャンプハイブリッドサーブという新しい技術の確立を図っている。これはジャンプドライブサーブの一種で、ボールスピードは変わらず、サイドスピンをかけたり、ノースピン気味に打ったりなど、少しだけ変化を加えて相手を混乱させる。
「ボールの変化のための最も大きな要素は、インパクト時の手の当て方にある。迎え角（スイングの方向に対する打面の向き）を作ってやることでスピンの大きさが変わり、縦の迎え角が大きいとドライブサーブ、横の迎え角を大きくするとハイブリッドになる。」（図3）
こうした技術は過去にもあったが、あくまで一部の選手が、自分なりの工夫や経験則で使っていた。
「風洞実験によるボールの挙動解析や、モーションキャプチャーによる選手の動作解析など、データを取って数値化するのはこれが初の試み。情報をチームや競技団体と共有することで、誰もが使えるようになる。」
学生の自由な発想を論文に結実させる
変わったところでは、新型コロナウイルスの感染リスクとされる、呼気に含まれるエアロゾルの流れも調べた。（図4）
「呼気由来のエアロゾル粒子の流れを計測した結果、暴露される粒子数は対面通過後5秒以内にピークに達し、その後急激に低下することが分かった。この知見はさまざまな空気感染ウイルスに適用可能と考えられる。」
浅井さんは自身のサッカーコーチング研究室で、学生や院生の論文指導にも当たる。一般には教授からテーマを割り振ることが多いが、浅井研究室の場合は学生自身にテーマ選びを任せているという。
「学生の自由な発想を尊重しており、練習中や試合中の疑問などから興味を引き出し、そのフレッシュな感覚を論文に落とし込めるようアドバイスする。中には突拍子もないものも多いが、数を集めると往々にしてひょうたんから駒が出る。」
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池田 充雄（いけだ・みちお）
ライター、1962年生。つくば市内の研究機関を長年取材、一般人の視点に立った、読みやすく分かりやすいサイエンス記事を心掛けている。