FR2614541A1

FR2614541A1 - IMPROVED RACKET FRAME

Info

Publication number: FR2614541A1
Application number: FR8802733A
Authority: FR
Inventors: Masanori Takatsuka
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1987-04-28
Filing date: 1988-02-29
Publication date: 1988-11-04
Anticipated expiration: 2008-02-29
Also published as: GB2203953B; JPH0562553B2; GB8804334D0; GB2203953A; JPS63270068A; FR2614541B1; DE3807540A1

Abstract

LE CADRE 2 DE RAQUETTE 1 SELON L'INVENTION SE CARACTERISE EN CE QUE POUR UN POIDS COMPRIS ENTRE 260 ET 370 GRAMMES, IL EST CONCU DE TELLE SORTE QU'IL PRESENTE UNE FREQUENCE NATURELLE PRIMAIRE COMPRISE DANS UNE FOURCHETTE ALLANT DE 180 A 300 HZ, DE TELLE SORTE QUE LE MODE DE VIBRATION DE LA RAQUETTE LORS DE LA FRAPPE SOIT LE MEME QUE CELUI DE LA BALLE FRAPPEE B, CE QUI PERMET D'OBTENIR DE MEILLEURES CARACTERISTIQUES DE REPULSION.FRAME 2 OF SNOWSHOE 1 ACCORDING TO THE INVENTION IS CHARACTERIZED IN THAT FOR A WEIGHT BETWEEN 260 AND 370 GRAMS, IT IS DESIGNED SO THAT IT HAS A PRIMARY NATURAL FREQUENCY INCLUDED IN A FORK FROM 180 TO 300 HZ, SO THAT THE MODE OF VIBRATION OF THE RACKET WHEN HITTING IS THE SAME AS THAT OF THE BALL HIT B, WHICH ALLOWS TO GET BETTER REPULSION CHARACTERISTICS.

Description

26 1 454126 1 4541

CADRE DE RAQUETTE AMELIORE.IMPROVED RACKET FRAME.

La présente invention concerne un cadre de raquette The present invention relates to a racket frame

amélioré; elle a trait plus particulièrement à un nou- improved; it relates more particularly to a new

veau type de cadre présentant des caractéristiques de répulsion améliorées et qui est utilisé par exemple pour calf type of frame with improved repellency characteristics and which is used for example for

jouer au tennis.play tennis.

D'une manière générale, une raquette se compose essentiellement d'un manche allongé permettant de la saisir à la main et d'un cadre proprement dit, sensible- ment de forme ovale, relié audit manche et servant de support à un cordage maintenu en tension. Les raquettes In general, a racket essentially consists of an elongated handle allowing it to be grasped by hand and of a frame proper, substantially oval in shape, connected to said handle and serving as a support for a string maintained in voltage. Rackets

sont réalisées à partir d'une grande variété de maté- are made from a wide variety of materials

riaux tels que le bois, le métal ou les matières plasti- such as wood, metal or plastic materials

ques renforcées de fibres. Le poids total d'un cadre de raquette est en général compris dans une fourchette fiber reinforced. The total weight of a racket frame is generally within a range

allant de 260 à 370 grammes.ranging from 260 to 370 grams.

Lorsqu'une balle est frappée par le cordage d'une raquette, la balle et le cadre de la raquette vibrent When a ball is struck by the string of a racket, the ball and the racket frame vibrate

selon des modes différents indépendamment l'un de l'au- according to different modes independently of one another

tre. Dans le cas de raquettes de dimensions convention- be. In the case of rackets of convention dimensions-

nelles, le cadre est conçu pour avoir une fréquence the frame is designed to have a frequency

propre ou naturelle comprise entre 90 et 140 Hz. Compte- clean or natural between 90 and 140 Hz.

tenu de cette faible gamme de fréquences naturelles du cadre de la raquette, le mode de vibration du cadre ne given this low range of natural frequencies of the racket frame, the vibration mode of the frame does not

coincide pas avec celui de la balle frappée. not coincide with that of the struck ball.

Plus particulièrement, ainsi que cela sera vu plus More particularly, as will be seen more

en détail dans la suite de la description qui est il- in detail in the following description which is il-

lustrée par les schémas joints, il a été confirmé qu'à la suite de tests expérimentaux, que la direction de illustrated by the attached diagrams, it has been confirmed that following experimental tests, that the management of

vibrations d'un cadre de raquette est opposée à la di- vibration of a racket frame is opposite to the di-

rection d'avancement d'une balle frappée par le cadre de raquette au moment de la relance de la balle, et en particulier lorsque la balle est frappée avec une zone du cordage décalée par rapport au centre. Par suite, la vibration du cadre de raquette agit comme un facteur négatif dans la propulsion de la balle lors de la relan- rection of advancement of a ball struck by the racket frame when the ball is restarted, and in particular when the ball is struck with an area of the rope offset from the center. As a result, the vibration of the racket frame acts as a negative factor in the propulsion of the ball during the restart.

ce. De plus, l'énergie de vibration du cadre de la ra- this. In addition, the vibration energy of the frame of the

quette et de la balle ne peut pas être utilisée de ma- ball and ball cannot be used ma-

nière efficace pour accélérer ladite balle. En consé- effective to accelerate said ball. Therefore

quence, la gamme conventionnelle de fréquences naturel- quence, the conventional range of natural frequencies-

les d'un cadre de raquette provoque une dégradation de the racket frame causes degradation of

ses caractéristiques de répulsion. its repellency characteristics.

L'objet de la présente invention est d'utiliser de manière plus efficace l'énergie de vibration d'un cadre de raquette et d'une balle afin de propulser la balle au The object of the present invention is to use more effectively the energy of vibration of a racket frame and a ball in order to propel the ball to the

moment de sa libération du cadre de la raquette. when released from the racket frame.

L'idée de base de la présente invention s'appuie sur la constatation qu'il y a une relation proche entre la fréquence naturelle d'un cadre de raquette à la frappe d'une balle et la récupération en énergie de la The basic idea of the present invention is based on the observation that there is a close relationship between the natural frequency of a racket frame when striking a ball and the energy recovery of the

déformation élastique de la balle, et que les caracté- elastic deformation of the ball, and that the characteristics

ristiques de répulsion du cadre de raquette sont forte- repulsion of the racket frame are strong

ment affectées par cette relation.affected by this relationship.

Selon le concept de base de la présente invention, le cadre de raquette est réalisé de telle sorte que sa fréquence naturelle primaire soit comprise dans une According to the basic concept of the present invention, the racket frame is made so that its primary natural frequency is within a

fourchette allant de 180 à 300 Hz.range from 180 to 300 Hz.

L'invention et les avantages qu'elle apporte seront cependant mieux compris grâce à l'exemple de réalisation donné ci-après à titre indicatif mais non limitatif et qui est illustré par les schémas annexés dans lesquels: - la figure 1 est un graphique montrant la relation entre le poids et la fréquence primaire naturelle d'un cadre de raquette réalisé conformément à la présente invention; - les figures 2A à 2L montrent le comportement vibratoire séquentiel d'un cadre de raquette conformé- ment à l'invention lors de la frappe d'une balle dans une zone décalée vers l'extrémité du cadre; - les figures 3A à 3L montrent le comportement vibratoire séquentiel du même cadre de raquette lorsque la balle est frappée dans une zone proche du manche de ladite raquette; - la figure 4 illustre un exemple de réalisation The invention and the advantages which it provides will however be better understood thanks to the embodiment given below by way of indication but not limitation and which is illustrated by the appended diagrams in which: - Figure 1 is a graph showing the relationship between the weight and the natural primary frequency of a racket frame made in accordance with the present invention; FIGS. 2A to 2L show the sequential vibrational behavior of a racket frame according to the invention when striking a ball in an area offset towards the end of the frame; - Figures 3A to 3L show the sequential vibrational behavior of the same racket frame when the ball is struck in an area close to the handle of said racket; - Figure 4 illustrates an exemplary embodiment

d'un système permettant de mesurer la fréquence natu- a system for measuring the natural frequency

relle primaire d'une raquette; - la figure 5 illustre un exemple d'un système primary role of a racket; - Figure 5 illustrates an example of a system

permettant de mesurer le comportement vibratoire séquen- allowing to measure the sequential vibratory behavior

tiel d'un cadre de raquette lors de la frappe d'une balle - les figures 6A à 6L montrent les comportements tiel of a racket frame when hitting a ball - Figures 6A to 6L show the behaviors

vibratoires séquentiels d'un cadre de raquette conven- sequential vibration of a suitable racket frame

tionnel lors de la frappe d'une balle dans une zone située E proximité de l'extrémité du cadre et; tional when hitting a ball in an area E close to the end of the frame and;

- les figures 7A à 7L montrent les mêmes comporte- - Figures 7A to 7L show the same behavior -

ments du même cadre de raquette lors de la frappe d'une the same racket frame when hitting a

balle dans une zone proche du manche de la raquette. ball in an area close to the racket handle.

Comme indiqué précédemment, un cadre de raquette conforme à la présente invention est conçu de telle sorte qu'il présente une fréquence naturelle primaire comprise dans une fourchette allant de 180 à 300 Hz et de préférence entre 220 à 260 Hz, à condition que le As indicated above, a racket frame in accordance with the present invention is designed so that it has a primary natural frequency in the range from 180 to 300 Hz and preferably between 220 to 260 Hz, provided that the

poids du cadre de raquette soit compris dans une four- weight of the racket frame is included in a four-

chette allant de 260 à 370 grammes. Le graphique de la figure 1 montre plus particulièrement la fourchette préférentielle de fréquence naturelle primaire pour un poids de cadre donné. D'une manière générale, on peut dire que la fourchette préférée de fréquence naturelle primaire tombe dans une zone définie par les lignes relayant les quatre points A(260,240) , B(260,300), C(370,280) et D(370,180). Afin d'obtenir des caractéristiques de répulsion idéales, il est cependant préférable que cette fourchette tombe dans une surface définie par les lignes reliant les quatre points A'(260,240), chette ranging from 260 to 370 grams. The graph in FIG. 1 shows more particularly the preferential range of primary natural frequency for a given frame weight. In general, we can say that the preferred range of primary natural frequency falls in an area defined by the lines relaying the four points A (260,240), B (260,300), C (370,280) and D (370,180). In order to obtain ideal repulsion characteristics, however, it is preferable for this range to fall within an area defined by the lines connecting the four points A '(260,240),

B'(260,260), C' (370,240) et D'(370,220). B '(260,260), C' (370,240) and D '(370,220).

Un cadre de raquette. présentant une telle fréquence naturelle primaire est obtenue grâce à une adaptation du matériau, de la configuration et de la mise en forme du cadre de raquette. On peut également adapter le profil de la section transversale du cadre de la raquette, la distribution du module élastique de la matière et/ou la A racket frame. having such a primary natural frequency is obtained by adapting the material, the configuration and the shaping of the racket frame. It is also possible to adapt the profile of the cross section of the racket frame, the distribution of the elastic modulus of the material and / or the

distribution du poids sur la totalité du cadre de ra- weight distribution over the entire ra-

quette. Cependant, en utilisant des matériaux présentant un module d'élasticité élevé tels que des fibres de bore ou de carbone à module d'élasticité élevé qui peuvent être trouvés sur le marché, il est difficile de réaliser un cadre de raquette conformément à l'invention sans quette. However, using materials having a high modulus of elasticity such as boron or carbon fibers with high modulus of elasticity which can be found on the market, it is difficult to produce a racket frame according to the invention without

changer le profil de la section transversale et la con- change the cross section profile and the con-

figuration qui est utilisée à ce jour pour la réalisa- figuration which is used to date for the realization

tion d'un cadre de raquette.tion of a racket frame.

Dans le cas d'un exemple de réalisation permettant In the case of an exemplary embodiment allowing

d'avoir une fréquence naturelle primaire telle que préa- to have a primary natural frequency such as previously

lablement spécifiée, pour un cadre de raquette réalisé à partir de matière plastique renforcée de fibres, une rainure circonférentielle est formée dans la surface périphérique extérieure dudit cadre. Si nécessaire, une rainure circonférentielle similaire peut être formée sur la surface périphérique interne. Dans une zone située à 170 millimètres du centre de la face dans la direction longitudinale de la forme ovale, le cadre de la raquette est conçu de telle sorte qu'il soit plus épais; le lably specified, for a racket frame made from fiber-reinforced plastic, a circumferential groove is formed in the outer peripheral surface of said frame. If necessary, a similar circumferential groove can be formed on the inner peripheral surface. In an area located 170 millimeters from the center of the face in the longitudinal direction of the oval shape, the frame of the racket is designed so that it is thicker; the

cadre est également conçu de telle sorte que son épais- frame is also designed so that its thick-

seur moyenne dans la même surface soit environ de 22 mm ou plus grande. Par exemple, dans la section du cadre de raquette maintenant le cordage, le cadre est considéré de telle sorte qu'il présente un moment secondaire moyen de surface compris dans une fourchette allant de 6 000 à 20 000 mm et des fibres de carbone ou de bore à module d'élasticité élevé sont utilisées dans cette section. La figure 5 est une vue schématique illustrant la medium sor in the same area, approximately 22 mm or larger. For example, in the section of the racket frame holding the string, the frame is considered so that it has an average secondary moment of surface included in a range from 6,000 to 20,000 mm and carbon fibers or boron with high modulus of elasticity are used in this section. Figure 5 is a schematic view illustrating the

manière dont est réalisée la mesure des modes de vibra- how the vibration modes are measured

tion d'un cadre de raquette et d'une balle au moment de la frappe. Une pince (5) est fixée de manière pivotante à un axe horizontal fixe (4) et la raquette (1) est maintenue par ladite pince (5) par son manche (3) dans une position telle qu'elle puisse osciller dans un plan vertical. Une balle B est lancée, par exemple par une machine de relance, vers le cadre (2) de la raquette de telle sorte qu'elle vienne frapper la surface de cette raquette dans des zones (2a) et (2b) de ce cadre (2) décalées par rapport à la zone centrale du cordage. Les modes de vibration du cadre de raquette (2) et de la balle (B) sont enregistrés photographiquement avec des tion of a racket frame and a ball at the time of the strike. A clamp (5) is pivotally attached to a fixed horizontal axis (4) and the racket (1) is held by said clamp (5) by its handle (3) in a position such that it can oscillate in a plane vertical. A ball B is launched, for example by a recovery machine, towards the frame (2) of the racket so that it comes to strike the surface of this racket in zones (2a) and (2b) of this frame ( 2) offset from the central area of the rope. The vibration modes of the racket frame (2) and the ball (B) are recorded photographically with

prises de vue réalisées tous les 1/2000ème de seconde. shots taken every 1 / 2000th of a second.

Les résultats des mesures effectué sur un cadre de The results of the measurements carried out on a

raquette réalisé conformément à l'invention sont illus- racket made according to the invention are illus-

trés aux figures 2A à 2L et 3A à 3L alors que les résul- very in Figures 2A to 2L and 3A to 3L while the results

tats des mêmes mesures effectués sur un cadre de ra- states of the same measurements carried out on a ra-

quette conventionnel seront illustrés par les figures 6A conventional quette will be illustrated by Figures 6A

à 6L et 7A à 7J. Pour faciliter la comparaison, la posi- at 6L and 7A at 7J. To facilitate comparison, the posi-

tion de l'ensemble illustré à la figure 5 et permettant d'effectuer la mesure est retournée de 90 dans les tion of the assembly illustrated in FIG. 5 and making it possible to perform the measurement is returned 90 in the

figures précitées.aforementioned figures.

Dans le cas d'un cadre de raquette conventionnel, le cadre (2) se déplace, ou plus exactement fléchit, dans une direction opposée à la direction de l'avance de In the case of a conventional racket frame, the frame (2) moves, or more exactly bends, in a direction opposite to the direction of advance of

la balle B au moment de la relance ainsi que cela res- ball B at the time of the restart as well as

sort des figures 6I et 6J ainsi que des figures 7I et 7J. comes out of Figures 6I and 6J as well as Figures 7I and 7J.

Dans le cas d'un cadre de raquette réalisé confor- In the case of a racket frame produced conforming to

mément à l'invention, le cadre (2) se déplace, ou plus mement to the invention, the frame (2) moves, or more

exactement fléchit dans la même direction que la direc- exactly bends in the same direction as the direction

tion d'avance de la balle B au moment de la relance ainsi que cela ressort des figures 2I et 2J ainsi que des figures 3I et 3J. Par suite, le mode de vibration du cadre de la raquette à l'impact est bien similaire à tion in advance of ball B at the time of the restart as shown in Figures 2I and 2J as well as Figures 3I and 3J. As a result, the vibration mode of the racket frame at impact is very similar to

celui de la balle frappée par ledit cadre. that of the ball struck by said frame.

Dans le cas des modes de réalisation précédemment In the case of the embodiments previously

décrits, la gamme spécifiée de fréquence primaire natu- described, the specified range of natural primary frequency

relle est donnée grâce à une variation de l'épaisseur dudit cadre de raquette. En plus de cette adaptation, la résine renforcée de fibres pourrait comporter des fibres it is given by varying the thickness of said racket frame. In addition to this adaptation, the fiber-reinforced resin could include fibers

de renforcement à module d'élasticité plus élevé. reinforcement with higher modulus of elasticity.

Une méthode permettant de mesurer la fréquence naturelle primaire est illustrée à la figure 4. Pour effectuer une mesure correcte, le cadre de raquette doit être maintenu de telle sorte que l'on élimine tous les facteurs susceptibles d'affecter la fréquence naturelle dudit cadre. De ce point de vue, le cadre de raquette (1) sans son cordage doit être tenu à un support par l'intermédiaire d'une paire de cordes en caoutchouc (6) qui sont reliées à un point du cadre qui correspond au noeud de vibration naturelle primaire. Pour créer la vibration, le point P de la tête du cadre est frappé par A method for measuring the primary natural frequency is illustrated in Figure 4. To make a correct measurement, the racket frame must be maintained so that all factors that may affect the natural frequency of the frame are eliminated. From this point of view, the racket frame (1) without its rope must be held on a support by means of a pair of rubber cords (6) which are connected to a point of the frame which corresponds to the knot of primary natural vibration. To create the vibration, the point P of the head of the frame is struck by

exemple à l'aide d'un marteau en caoutchouc. Un instru- example using a rubber hammer. An instru-

ment de mesure de l'accélération est associé à l'ensem- acceleration measurement is associated with the set

ble pour.effectuer une mesure sur le cadre au point P et ce, sur la face opposée à celle qui est soumise aux chocs. ble pour.carry out a measurement on the frame at point P and this, on the side opposite to that which is subjected to shocks.

Claims

1 / Improved racket frame, characterized by

what it presents a natural primary frequency com-

taken in a range from 180 to 300 Hz for

a racket whose weight is included in a four-

chette ranging from 260 to 370 grams.

2 / Improved racket frame according to the resale

dication 1, characterized in that said natural frequency

the primary falls into an area defined by the straight lines connecting four points A (260,240), B (260,300), C (370,280) and D (370,180) when the weight

is taken on the abscissa and that said natural frequency

The primary is taken on the ordinate of a graph.

3 / racket frame according to claim 1, characterized in that the primary natural frequency

is in the range of 220 to 260 Hz.

4 / racket frame according to claim 3, characterized in that said natural frequency falls in a surface defined by rectilinear lines connecting four points A '(260,240), B' (260,260), C '(370,240) and D' ( 370,220) when the weight is taken on the abscissa and the primary natural frequency is

taken on the ordinate of a graph.

/ Racket frame according to claim 1, characterized in that said frame has a moment

surface average secondary included in a range.

ranging from 6000 to 20,000 mm in its section now

the rope.

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6 / racket frame according to claim 1, characterized in that the thickness of said frame is greater in the areas located at 170 mm from the center of the face in the longitudinal direction of its oval shape. 7 / racket frame according to claim 1, characterized in that the average thickness of said racket frame is equal to 22 mm or more in the area located

170 mm from the center of the face in the longitudinal direction

nal of its oval shape.

APPLICANT: YAMAHA CORPORATION

REPRESENTATIVE: LAURENT ET GUERRE Cabinet