JP2000014833A

JP2000014833A - ラケットフレーム

Info

Publication number: JP2000014833A
Application number: JP10189469A
Authority: JP
Inventors: Sadahiko Sasaki; 貞彦佐々木; Kunio Niwa; 邦夫丹羽
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 1998-07-03
Filing date: 1998-07-03
Publication date: 2000-01-18
Anticipated expiration: 2018-07-03
Also published as: JP4362743B2

Abstract

(57)【要約】【課題】面内振動と面外振動の両方を効果的に抑制す
る。【解決手段】スロート部２の左右両側部に挟まれるガ
ット張り部１のヨーク部分５を、ガット張り部のヨーク
部分以外の単位長さ当たりの重量より大きくしている。
あるいは、ヨーク部分の断面周長を、該ヨーク部分以外
のガット張り部および上記スロート部の断面周長より大
きくしている。このヨーク部分には繊維強化樹脂からな
る中空状の外周枠内部に、比重０．３〜１．０ｇ／cm³
の充填材を充填している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、テニス、バトミン
トン、スカッシュ等の球技用のラケットフレーム、特に
テニス用に好適に用いられるラケットフレームに関し、
詳しくは、強度、剛性を保持しながら、打球時に生じる
振動の減衰性を高め、プレーヤーの肘に生じる衝撃力を
減少させて、テニス肘（所謂テニスエルボー）の発生を
低減するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ラケットフレームは繊維強化樹脂
製が、その軽量性、高剛性、高強度、耐久性等を有する
点より主流となっている。通常、ラケットフレームは炭
素繊維のような高強度、高弾性率の繊維で強化された熱
硬化性樹脂から一体的に成形されている。この熱硬化性
樹脂をマトリクス樹脂とする繊維強化樹脂製品のラケッ
トフレームは、剛性が高く優れたものであるが、衝撃を
受けた時に振動が発生しやすく、プレーヤーにテニスエ
ルボーを発生しやすい問題があった。

【０００３】また、マトリクス樹脂として熱可塑性樹脂
を用いたラケットフレームも提供されており、該ラケッ
トフレームは、熱可塑性樹脂のもつ靭性の高さを反映し
て、従来の熱硬化性樹脂製のラケットフレームでは得ら
れなかった耐衝撃性、振動減衰性等の特性を備えてい
る。

【０００４】しかしながら、一般に熱可塑性樹脂は熱硬
化性樹脂と比較して、弾性率の環境依存性が大きく、ラ
ケットフレームの使用環境により、剛性等の特性が変化
しやすい欠点がある。そのため、環境依存性を想定して
予め剛性、強度を高めに設定しなければならず、そのた
めに、重量が増加する問題が発生していた。

【０００５】また、従来、振動減衰性を高めるラケット
フレームとして、特開平９−１２２２７４号公報におい
て、面内方向の一次振動の腹の部分にあたるラケットフ
レームのヨーク部分の面内方向の厚さを他のガット張り
部（フェース部）およびスロート部よりも大きくして、
振動の減衰を図るラケットフレームが提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記ラケットフレーム
のヨーク部分の面内方向の厚さを、他のガット張り部の
厚さよりも１．５〜４倍としても、面内方向の振動の減
衰に寄与するだけで、面外方向の振動を減衰することは
出来ない。さらに、この面内方向の厚さを増大すると、
面内剛性が増加し、それに伴い面内固有振動数が増加す
る。その結果、面内固有振動数と面外固有振動数との差
が大きくなり、ラケットの飛び性能が低下する欠点が発
生する。さらに、ヨーク部分の重量密度を他のガット張
り部およびスロート部よりも小さくすると、振動の腹の
部分にあたるヨーク部分が振動しやすくなり、振幅が大
きくなって、振動抑制効果が少ない。

【０００７】本発明は上記した問題に鑑みてなされたも
ので、面内方向および面外方向の振動のいずれも効果的
に減衰できると共に、飛び性能を低下させずに両立で
き、かつ、剛性、強度が安定したラケットフレームを提
供することを課題としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、請求項１で、ガット張り部にＶ形状のス
ロート部が連続したラケットフレームにおいて、上記ス
ロート部の左右両側部に挟まれるガット張り部のヨーク
部分を、ガット張り部のヨーク部分以外の単位長さ当た
りの重量より大きくしていることを特徴とするラケット
フレームを提供している。

【０００９】上記ヨーク部分の重量を大きくする部分
は、ヨーク部分の長さ方向の中央部から左右方向に少な
くとも５０ｍｍ以上の範囲とし、上記重量分布は０．１
８〜０．３８ｇ／ｍｍの範囲とすることが好ましい。

【００１０】上記のようにヨーク部分の重量を大とする
のは、ヨーク部分は、打球時にラケットフレームに発生
する面内方向および面外方向の一次振動の腹（最も振幅
の大きい部分）に当たるためである。振動が発生するに
は大きなエネルギーが必要となり、振動の腹の部分の重
量を大とすると面内方向および面外方向の両方の振動が
抑制されることとなる。このように、振動の腹の部分に
当たるヨーク部分の重量を増加すると、ヨーク部分には
フレーム全体の振動とは異なる振動数の振動を励起し
て、フレーム全体の振動を抑制することができる。な
お、前記従来例の特開平９−１２２２７４号公報ではヨ
ーク部分の重量密度をヨーク部分を除くガット張り部お
よびスロート部の重量密度より小さいくしており、本発
明とは逆となっている。

【００１１】また、本発明は、請求項２で、ガット張り
部にＶ形状のスロート部が連続したラケットフレームに
おいて、上記スロート部の左右両側部に挟まれるガット
張り部のヨーク部分の断面周長を、該ヨーク部分以外の
ガット張り部および上記スロート部の断面周長より大き
くしていることを特徴とするラケットフレームを提供し
ている。

【００１２】上記のように、ヨーク部分の断面周長をガ
ット張り部およびスロート部よりも大きくすると共に、
該ヨーク部分の面外方向の厚みは２０ｍｍ以上とするこ
とが好ましい。具体的には、ヨーク部分の断面周長は６
４ｍｍ〜８０ｍｍで、面外方向の厚みは２０ｍｍ〜２８
ｍｍ、面内方向の厚みを１３ｍｍ〜１６ｍｍとすること
が好ましい。

【００１３】上記のように、ヨーク部分の断面周長を大
きくすると、面内方向および面外方向の両方の断面２次
モーメントを大きくすることができる。このように、面
内方向および面外方向のいずれでも振動の腹に当たるヨ
ーク部分の面内方向の剛性および面外方向の剛性を上げ
ることによりより、振動減衰性を高めることができる。

【００１４】ヨーク部分の断面周長を６４ｍｍ〜８０ｍ
ｍとするのは、６４ｍｍより小さいと振動減衰性に寄与
できる程度まで剛性を高めることができず、また、８０
ｍｍより大きいと重量が増加する問題がある。また、面
外方向の厚みを２０ｍｍ以上とすると、２０ｍｍより小
さいと面外方向の振動抑制に効果がないためである。こ
の面外方向の厚みを２０ｍｍ〜２８ｍｍ、面内方向の厚
みを１３ｍｍ〜１６ｍｍとしているのは、断面周長を１
３ｍｍ〜１６ｍｍとする範囲内において、面外方向と面
内方向の両方の振動を最も効果的に抑制できる寸法範囲
であることに因る。

【００１５】上記請求項１および請求項２のいずれのラ
ケットフレームにおいても、上記ヨーク部分は繊維強化
樹脂からなる中空状の外周枠内部に、比重０．３〜１．
０ｇ／cm³の充填材を充填することが好ましい。この比
重を０．３〜１．０ｇ/cm³の範囲としているのは、０．
３ｇ／cm³より小さくするとヨーク重量が小さくなり、上
記の振動減衰効果がえられない。また、１．０ｇ／cm³
より大きいと減衰効果はあるが、ヨーク重量が大きくな
り過ぎて重くなる問題が発生する。なお、０．４〜０．
７ｇ／cm³が最適範囲である。

【００１６】さらに、上記充填材として、ｔａｎ δの
ピーク温度（ガラス転移点）が１０℃以下の樹脂、ある
いはエラストマー、発泡ゴムを充填することが好まし
い。具体的には、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン系、ポ
リアミド系、ポリスチレン系、エチレン酢酸ビニル共重
合休、エチレンエチルアクリレート系、ポリオレフィン
系、ポリエステル系、エポキシ系、フェノ一ル系、フッ
素系及び尿素系等の合成樹脂、さらに合成ゴム、例え
ば、スチレンプタジエン系、ニトリル系、クロロプレン
系、イソプレン系、ブタジエン系、ブチル系、エチレン
・プロピレン系、アクリル系、シリコーン系、チオール
系及び塩素化系のゴムなどを使用することが出来、特
に、温度変化による弾性率の小さい材料が好ましい。
このように、ヨーク部分の中空部に振動減衰性の良い部
材を充填すると、ヨーク部材の重量を増加させることに
よる振動抑制作用との相乗効果により、振動をより効果
的に減衰させることができる。かつ、ヨーク部分にスト
リングスを張架するため、ストリングスの振動を減衰さ
せる作用もある。

【００１７】上記ヨーク部分は熱可塑性樹脂をマトリク
ス樹脂として繊維含有率を４０〜７０ｖｏｌ％とした繊
維強化樹脂でフレームを形成すると共に、ヨーク部分以
外は熱硬化性樹脂をマトリクス樹脂とした繊維強化樹脂
でフレームを形成してもよい。

【００１８】熱可塑性樹脂は振動減衰性に優れているた
め、ヨーク部分のフレームを熱可塑性樹脂で成形する
と、振動減衰性をさらに高めることができる。しかも、
繊維含有率を４０〜７０ｖｏｌ％としているため、剛性
を高めることができ、この点からも振動減衰性に寄与す
ることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を説明す
る。

【００２０】本発明の実施形態のラケットフレームは、
図１に示すテニス用のラケットフレームからなる。該ラ
ケットフレームは、流線型断面のラケットで、フェイス
面Ｓを囲むガット張り部１にスロート部２の左右両側部
２ａ、２ｂが連続し、これら左右両側部が合体してシャ
フト部３、およびグリップ部４と連続する。上記スロー
ト部２のＶ字状となる左右両側部２ａ、２ｂに挟まれた
部分のガット張り部にヨーク部分５となる。このヨーク
部分５を除いた部分は、長尺な連続した筒状フレームか
ら成形され、ヨーク部分５が別フレームをガット張り部
１に連結した構成となっている。

【００２１】上記ラケットフレームはヨーク部分５も含
めて、マトリクス樹脂として熱硬化性樹脂のエポキシ樹
脂を用い、強化繊維として炭素繊維を用いたプリプレグ
シートを、加熱加圧して筒形状に成形している。

【００２２】上記ヨーク部分５を除くガット張り部１お
よびスロート部２の左右両側部２ａ、２ｂの断面形状は
同一で、八角形状とし、本実施形態では、面外方向の厚
さＬ１を２２ｍｍ、面内方向の厚さＬ２を１３〜１４ｍ
ｍとし、ヨーク部分５を除くガット張り部１の断面周長
が最も大きい部分はガット張り部１のトップ部分１ａ
で、断面周長を５９ｍｍとしている。また、ヨーク部分
５を除くガット張り部１の単位長さ重量は０．１４ｇ／
ｍｍとしている。なお、ガット張り部１に囲まれたフエ
ース面積は１０５ｉｎ²としている。

【００２３】上記ヨーク部分５の断面四角形状とし、そ
の断面周長を、他のガット張り部１およびスロート部２
の左右両側部２ａ、２ｂの断面周長よりも大きく設定
し、本実施形態では６７ｍｍとしている。かつ、該ヨー
ク部分５では、その面外方向の厚さＬ１’を２０ｍｍ以
上で、本実施形態では２２ｍｍとし、面内方向の厚さＬ
２’を１４ｍｍとしている。

【００２４】また、ヨーク部分５は、他の部分と同様
に、上記繊維強化熱硬化性樹脂で四角枠形状の外枠５ａ
を構成し、繊維含有量は４０〜７０ｖｏｌ％として剛性
を高めている。また、該外枠５ａの内部に充填材５ｂを
充填している。該充填材５ｂとしては、比重が０．３〜
１．０ｇ／cm³で、ｔａｎ δのピーク温度（ガラス転移
点）が１０℃以下の樹脂、エラストマーあるいはゴムを
充填している。

【００２５】上記ヨーク部分５は、外枠５ａのみからな
る場合および外枠５ａに充填材５ｂを充填した場合のい
ずれの場合も、単位長さ当たりの重量は０．１８〜０．
３８ｇ／ｍｍとしており、ヨーク部分５を除く他のガッ
ト張り部分およびスロート部の単位長さ当たりの重量を
大きくしている。

【００２６】本実施形態では、ヨーク部分５の充填材５
ｂとして軟質発泡ウレタンを用いている。即ち、ナイロ
ンチューブにポリスチリレンを充填したものを外枠５ａ
に挿入し、成形時に発泡させることで内圧を付加してい
る。成形後に、外枠５ａにガット孔をあけ、該ガット孔
からキシレンを注入してポリスチレンを溶解して取り出
し、溶融したウレタンを注入し、その後、発泡させて充
填材５ｂとして軟質発泡ウレタンを充填している。

【００２７】他の実施形態では、図３に示すように、ヨ
ーク部分５を中央部５−１と左右両側部５−２とに分割
し、中央部５−１では、その外枠５ａを繊維強化熱可塑
性樹脂で成形した後、中空部にエラストマーからなる充
填材５ｂを充填している。この中央部５−１の両端に繊
維強化熱硬化性樹脂のプリプレグシートの積層材を巻き
付け、ヨーク部分以外のガット張り部１およびスロート
部２等のフレームとなる繊維強化熱硬化性樹脂のプリプ
レグシートと一体成形して、両側部５−２を形成してい
る。この場合、中央部５−１は５０ｍｍ以上とし、その
単位長さ当たりの重量を他の部分よりも大きくして、
０．１８〜０．３８ｇ／ｍｍの範囲に設定し、かつ、断
面周長を他の部分よりも大きくして、この実施形態では
６７ｍｍとしている。

【００２８】（実施例１）実施例１はヨーク部分５の外
枠５ａ内に発泡ゴムからなる充填材５ｂを充填した。即
ち、発泡ゴムからなる充填材５ｂをナイロンチューブ内
に挿入した。炭素繊維を強化繊維とし、熱硬化性のエポ
キシ樹脂をマトリクス樹脂としたＣＦプリプレグシート
（東レ製Ｔ８００、Ｐ２０５３−１２、レジンコンテン
ト３０％）を積層したものを、上記ナイロンチューブの
外周面に被覆し、加熱加圧して、ヨーク部分５を成形し
た。ヨーク部分５以外のフレームは、φ１４．５ｍｍの
マンドレルに被せた６６ナイロンチューブの外周に、Ｃ
Ｆプリプレグシート（東レ製Ｔ８００、Ｐ２０５３−１
２、レジンコンテント３０％）の積層体を巻き付けた。
上記プリプレグシートの強化繊維の繊維角度は、０度、
２２度、３０度、９０度として積層した。積層後、マン
ドレルから抜き出して、レイアップを形成した。このレ
イアップの重量は１８０ｇであった。該レイアップと上
記ヨーク部分以外のフレーム部分とを成形金型内のキヤ
ビティ内に挿入し、加熱加圧して、ヨーク部分および他
のフレーム部分とを一体化してラケットフレームを成形
した。

【００２９】成形したラケットフレームは２０８ｇで、
ヨーク部分５は断面四角形状で、その面内方向の厚みは
１４ｍｍ、面外方向の厚みは２２ｍｍ、断面周長は６７
ｍｍ、単位長さ重量は０．２７ｇ／ｍｍであった。ま
た、ガット張り部の最大断面周長のトップ部は断面周長
が５９ｍｍ、面内方向の厚みは２２ｍｍ、面外方向の厚
みは１３〜１５ｍｍ、単位長さ重量は０．１４ｇ／ｍｍ
であった。

【００３０】（実施例２）ヨーク部分５の外枠５ａを繊
維強化ＲＩＭナイロンで成形した。他の構成は実施例１
と同一とした。成形したラケットフレームの重量は１９
７ｇであり、ヨーク部分の単位長さ重量は０．３６ｇ／
ｍｍであった。ヨーク部分およびガット張り部のトップ
部の断面周長は実施例１と同一であり、該トップ部の単
位当たり重量も実施例１と同一であった。

【００３１】（実施例３）ヨーク部分５の充填材５ｂと
して発泡ポリスチレンを高密度に充填した。それ以外の
構成は実施例１と同一とした。なお、ポリスチレンはキ
シレンで溶解後、軟質の発泡ウレタンを充填した。発泡
体の比重は０．３５ｇ／cm³であった。成形したラケッ
トフレームの重量は１９５ｇであり、ヨーク部分の単位
長さ重量は０．２５ｇ／ｍｍであった。ヨーク部分およ
びガット張り部のトップ部の断面周長は実施例１と同一
であり、該トップ部の単位当たり重量も実施例１と同一
であった。

【００３２】(実施例４)キシレンで発泡ポリスチレンを
溶解後、軟質発泡ウレタンを充填していないこと以外は
実施例３と同様とした。

【００３３】（比較例１）ヨーク部分５の充填材５ｂと
して、は実施例３と同様に、発泡ポリスチレンを高密度
に充填した。発泡体の比重は０．１９ｇ／cm³であった。
しかしながら、断面形状を楕円形状とし、面内方向の
厚みを２０ｍｍ、面外方向の厚みを１２ｍｍとし、断面
周長を５２ｍｍとした。該ヨーク部分の単位長さ重量は
０．１２ｇ／ｍｍであった。他の構成は実施例３と同様
とした。成形したラケットフレームの重量は１９４ｇで
あり、トップ部の断面周長、及び単位長さ重量は実施例
３と同一であった。

【００３４】（実施例５）比較例１と形状は同一で、ヨ
ーク部の単位長さ重量が０．２３であること以外は比較
例１と同様である。ただし、単位長さ重量を増加するた
め、ヨーク部のＣＦプリプレグシートを増加した。

【００３５】上記実施例１〜５および比較例１のラケッ
トフレームから形成したテニスラケットについて、面外
固有振動数、面外振動減衰率、面内固有振動数、面内振
動減衰率、反発係数について評価試験を行った。

【００３６】ラケットの固有振動数及びその減衰比の測
定方法を図４に示す。ヨーク部分の中央に加速度ビック
アップ３０を取り付け、テニスラケットのトップ部を紐
で吊るして、加速度ピックアップと反対面で、かつ、ヨ
ーク部の付け根位置をインパクトハンマー３１で加振し
た。インパクトハンマー３１に取り付けたフォースピッ
クアップ３２で計測した入力振動（Ｆ）と加速度ピッ
クアップ３０で計測した応答振動（α）をアンプ３３を
介して周波数解析装置３４( ヒューレットパッカード製
ダイミックシグナルアナライザーＨＰ３５６２Ａ）に
より解析した。

【００３７】上記解析で周波数領域での伝達関数を求め
て、ラケットフレームの面外１次振動数，面内１次振動
数を得た。減衰比 (ζ) は下記の式によって求めた。

【００３８】ζ＝（１／２）× (Δω／ωｎ) Ｔ０＝Ｔｎ／√2

【００３９】上記評価試験はそれぞれ３回行った。その
結果の平均値を下記の表１に示す。

【００４０】

【表１】

【００４１】表１より明らかなように、実施例１〜５で
は面外固有振動数は１４４〜１６０で、面外振動減衰率
は０．５９〜０．９１％とであるのに対して、比較例１
では面外固有振動数は１３６で、面外振動減衰率は０．
３９％で、実施例の方が減衰性能が高いことが確認でき
た。また、面内固有振動数は実施例１〜５が３４８〜３
９３で、面内振動減衰率は０．６９〜１．０４％である
のに対して、比較例１では面内固有振動数は３８９で面
内振動減衰率は０．６２％で、実施例の方が減衰性能が
高いことが確認できた。

【００４２】反発係数の測定は、実施例１〜５および比
較例１のテニスラケットにストリングスを縦糸５５１ｂ
×横糸５０１ｂで張り、各ラケットのグリップ部を柔ら
かく固定し、そのフェイス部に打ち出し機から打ち出し
たボールを４０ｍ／ｓｅｃの入射速度で衝突させ、ボー
ルの最大反発係数を測定した。

【００４３】上記反発係数の測定結果を上記表１に示
す。表１より明らかなように、実施例１〜５は０．４１
〜０．４３であったのに対して、比較例１は０．３９
で、本実施例の方が反発係数が大きく、ボールの飛び性
能が良いことが確認できた。

【００４４】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
によれば、打球時にラケットフレームに発生する面内方
向および面外方向の一次振動の腹にあたるヨーク部分の
単位長さ当たりの重量を最大としているため、面内方向
および面外方向の両方の振動を抑制することが出来る。
かつ、この振動の腹の部分に当たるヨーク部分の重量を
増加すると、ヨーク部分にはフレーム全体の振動とは異
なる振動数の振動を励起して、フレーム全体の振動を抑
制することができる。

【００４５】また、ヨーク部分の断面周長を、該ヨーク
部分以外のガット張り部および上記スロート部の断面周
長より大きくすると、面内方向および面外方向の両方の
断面２次モーメントを大きくなり、ヨーク部分の面内方
向の剛性および面外方向の剛性が大となって、振動減衰
性を高めることができる。

【００４６】さらに、ヨーク部分は繊維強化樹脂からな
る中空状の外周枠内部に、比重０．３〜１．０ｇ／cm³
で、かつ、発泡ゴム、発泡ゴム等の振動減衰性の良い充
填材を充填すると、ヨーク部材の重量あるいは断面周長
を増加させることによる振動抑制作用との相乗効果によ
り、振動をより効果的に減衰させることができ、かつ、
ヨーク部分にストリングスが直接的に張架されるため、
ストリングスの振動を減衰させることもできる。

【００４７】さらにまた、ヨーク部分を、熱可塑性樹脂
をマトリクス樹脂として繊維含有率を４０〜７０ｖｏｌ
％とした繊維強化樹脂でフレームを形成すると、熱可塑
性樹脂は振動減衰性に優れているため、振動減衰性をさ
らに高めることができる。しかも、繊維含有率を４０〜
７０ｖｏｌ％としているため、剛性を高めることがで
き、この点からも振動減衰性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態のラケットフレームを示す
平面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】他の実施形態を示す断面図である。

【図４】振動測定装置を示す概略図である。

【符号の説明】

１ガット張り部２スロート部３シャフト部４グリップ部５ヨーク部分５ａ外枠５ｂ充填材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガット張り部にＶ形状のスロート部が連
続したラケットフレームにおいて、上記スロート部の左右両側部に挟まれるガット張り部の
ヨーク部分の単位長さ重量を、ガット張り部のヨーク部
分以外の単位長さ当たりの重量より大きくしていること
を特徴とするラケットフレーム。
【請求項２】ガット張り部にＶ形状のスロート部が連
続したラケットフレームにおいて、上記スロート部の左右両側部に挟まれるガット張り部の
ヨーク部分の断面周長を、該ヨーク部分以外のガット張
り部および上記スロート部の断面周長より大きくしてい
ることを特徴とするラケットフレーム。
【請求項３】上記ヨーク部分は繊維強化樹脂からなる
中空状の外周枠内部に、比重が０．３〜１．０ｇ／cm³
の樹脂、エラストマーあるいはゴムを充填している請求
項１または請求項２に記載のラケットフレーム。
【請求項４】上記ヨーク部分は熱可塑性樹脂をマトリ
クス樹脂として繊維含有量を４０〜７０ｖｏｌ％とした
繊維強化樹脂でフレームを形成すると共に、ヨーク部分
以外は熱硬化性樹脂をマトリクス樹脂とした繊維強化樹
脂でフレームを形成している請求項１乃至請求項３のい
ずれか１項に記載のラケットフレーム。