JP2004081686A

JP2004081686A - ラケット

Info

Publication number: JP2004081686A
Application number: JP2002249153A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Ashino; 芦野　武史; Kunio Niwa; 丹羽　邦夫
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2002-08-28
Filing date: 2002-08-28
Publication date: 2004-03-18
Anticipated expiration: 2022-08-28
Also published as: JP4097189B2

Abstract

【課題】振動減衰性に優れると共に軽量で剛性が安定し、反発性の高いラケットを提供する。
【解決手段】グリップ部、シャフト部、スロート部およびヘッド部を連続的に構成する繊維強化樹脂製のフレーム本体と、該フレーム本体に連結して上記ヘッド部とで打球面を囲むガット張架部を形成するヨークを備えているラケットにおいて、ヨークの外面に剛性の低い筒状弾性材を介在させて板状弾性材を取り付け、該筒状弾性材と板状弾性材のガット穴にストリングを通して、板状弾性材に巻き付けることにより張架している。
【選択図】　図４

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明はラケットに関し、硬式テニス用として好適に用いられ、打球面に張架するストリングの支持部分の構成を改良することにより、打球時における振動減衰性を図ると共に反発性を高めるものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年，ラケットフレームは、軽量性，高剛性，高強度，耐久性等の性能が要求されており、その構成材料は繊維強化樹脂（以下、ＦＲＰと称す）が主流となっている。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は剛性が高く反発性に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、プレーヤーがテニスエルボーになりやすい問題がある。
【０００３】
そのため、近年、振動減衰性に優れた熱可塑性樹脂をマトリクス樹脂とし、連続繊維にて強化を施した繊維強化熱可塑性樹脂製のラケットフレームが提供されている。この繊維強化熱可塑性樹脂からなるラケットフレームは熱可塑性樹脂の持つ靭性の高さを反映して，従来の熱硬化性樹脂製ラケットでは達しなかった耐衝撃性、振動減衰性などの特性が得られている。
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・強度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という欠点がある。
加えて、スピンをかけるといったプレースタイルに対応するため、ラケットの操作性が重要視され、ますます軽量化（慣性モーメントの低減）が望まれるようになってきている。また、打球面の幅広い部分を打点として、スピンをかけることとなり、スイートエリアの拡大も望まれている。
また、競技者向けには、打球面の安定性が要求され、いわゆる面内方向の剛性が重要な性能であることが判ってきた。
【０００４】
そこで、軽量かつ高剛性・高強度（すなわち、高反発、高い面安定性）でありながら、振動減衰性の良いラケットが望まれるようになった。
反発性能を向上させる手段として、下記の３通りの方法が従来、採用されている。
▲１▼ラケットフレームの重量を付加し、慣性モーメントを増大させる。
▲２▼打球面を大きくする。
▲３▼ラケットフレームの面外剛性を上げ、面内剛性を下げる。
しかしながら、上記▲１▼の手段ではラケットフレームの操作性の低下を伴い、軽量化を図れない。▲２▼の手段ではラケットフレームの重量が増加し、慣性モーメントが増大して、操作性の低下を伴う。さらに、▲３▼の手段では積層構造、断面形状の変更を伴い、高弾性にすれば強度が低下し、強度を考慮すれば重量増加を伴う問題がある。
【０００５】
さらに、特開平７−２７５４０１号では、図７に示すように、スロート部２にヨーク３とほぼ平行に第２ヨーク４を設け、ヨーク３と共に第２ヨーク４にもガット穴５を設けたテニスラケット１を提供しており、ヨーク３と第２ヨーク４のどちらのガット穴５にもガット６を張設することが可能で、選択することにより反発性能とスピン性能との両立を可能としている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平７−２７５４０１号のテニスラケット１では、振動減衰性について考慮されておらず、かつ、第２ヨーク４にガット６を張設した場合、ヨーク３にガット６を通すことにより、ガット６がヨーク３によって固定されてしまうため、ガットの伸縮範囲がフェイス面内に抑えられ、十分に反発性能が向上しない問題がある。
【０００７】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、振動減衰性に優れると共に軽量で剛性が安定し、反発性の高いラケット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、グリップ部、シャフト部、スロート部およびヘッド部を連続的に構成する繊維強化樹脂製のフレーム本体と、該フレーム本体に連結して上記ヘッド部とで打球面を囲むガット張架部を形成するヨークを備えているラケットにおいて、
上記ガット張架部の打球面と反対側の外面に、剛性に低い第１弾性材を介在して剛性の高い第２弾性材を配置し、これら第１、第２弾性材を挿通してストリングを張架していることを特徴とするラケットを提供している。
【０００９】
上記構成のラケットでは、ガット張架部より外面に第１弾性材を介在させて第２弾性材のガット穴を通して折り返しているため、ストリング長さが大となり、かつ、このストリング長さを大とする部材をバネとなる弾性材としていることで、打球時におけるストリングの撓みが大となり反発性能を高めることができる。しかも、ガット張架部に当接する柔らかい第１弾性材より外側の第２弾性材の剛性を高めて硬い弾性材としているため、第１弾性材と第２弾性材とでダイナミックダンパーとして機能させることができ、ガット張架部に打球時に発生する振動を減衰することができる。
即ち、反発性を高めて飛び性能を向上させることと、振動減衰性を高めることの両立を図ることができる。
【００１０】
上記第１弾性材の曲げ弾性率を１．０ＧＰａ以上１０．０ＧＰａ未満としている。これは、１．０ＧＰａより小さいと強度を確保することが出来ないためであり、１０．０ＧＰａより大きいとバネの役割を果たすことができず、反発性能を向上させることが出来ないためである。
一方、外側の第２弾性材の曲げ弾性率を１０ＧＰａ以上１５ＧＰａ以下としている。これは、１０ＧＰａより小さいと強度を確保することができないためであり、１５ＧＰａより大きいと振動減衰性能を向上させることができないためである。
【００１１】
上記第２弾性材はガット張架部の外面に沿って延在する板形状としてガット穴を設けている一方、上記第１弾性材は１本のストリングを通す筒形状として上記第２弾性材の長さ方向の両側に配置し、この両側の第１弾性材に挟まれる上記第２弾性材とガット張架部の外面との間に空間をあけ、該空間に複数本のストリングを上記ガット張架部と第２弾性材とのガット穴に通して張架していることが好ましい。
上記第１、第２弾性材を取り付ける部分のガット張架部には、各１本のストリングを遊挿するガット穴を設けており、打球時にストリングが可動できるようにしている。なお、複数本のストリングを通す大きな穴とするよりも、各１本ずつ通す穴とする方がガット張架部の強度を低下させない為に好ましい。
【００１２】
上記のように、第１弾性材を、ガット張架部に沿って延在する板状の第２弾性材の長さ方向両側部にのみ配置して、中央部には配置せず空間としていることにより、ストリングの可動範囲を大とすることができる。両側の第１弾性材は第２弾性材の支持するために必要となる。
【００１３】
上記板形状とする第２弾性材は、ガット張架部の外面よりはみ出さないない幅とし、長さは３０ｍｍ以上１００ｍｍ以下、厚みは３ｍｍ以上１５ｍｍ以下とすることが好ましい。
第２弾性材の長さ及び厚みを上記数値より小さいと、振動減衰性能を向上させることができず、また、上記数値を越えると、ラケットの重量が増加するためである。
【００１４】
筒形状とする第１弾性材は、ガット張架部と第２弾性材の間に介在させる長さとしても良いが、ガット張架部と第２弾性材の間に介在させる大径筒部と、ガット張架部のガット穴に内嵌する小径筒部とを備えた２段形状とすることが好ましい。
この第１部材の大径筒部の肉厚は５ｍｍ以上２０ｍｍ以下とすることが好ましく、上記厚さ以下であるとストリングの可動範囲を大きくすることができず、十分に反発性能を向上させることができないためであり、一方、これ以上厚くすると隣接するストリングと干渉するためである。
【００１５】
上記第１弾性材は、ナイロン、ポリアミドエラストマー等の樹脂より成形する一方、第２弾性材は炭素繊維強化ナイロン、ガラス繊維強化ナイロン等の繊維強化樹脂で成形することが好ましい。
【００１６】
上記第１、第２弾性材はヨークの外面に取り付けることが最も好ましい。
打球面のスイートエリアを通る縦ストリングはヨークとヘッド部のトップの間に張架されるため、この縦ストリングの長さを大とすると共に可動範囲を広げることで打球時の反発性能を高めることができる。
かつ、ヨークは面外１次、２次振動の腹となる振動幅が大きな部分であるため、ダイナミックダンパーを構成する第１、第２弾性材をヨーク外面に取り付けることにより、振動減衰性を高めることができる。
さらに、ラケットフレームの重心位置により近いヨークに第１、第２弾性材を付けることにより、ラケットフレームの重量やバランスに与える影響をより小さくすることができる。
【００１７】
本発明のフレーム本体は繊維強化樹脂からなるパイプ状であり、使用される樹脂としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂のいずれでもよく、反発性の良い熱硬化性樹脂を用いても振動減衰性を高めることができる。
具体的には、熱硬化性樹脂としては、エポキシ系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、フェノール系樹脂、メラミン系樹脂、ユリア系樹脂、ジアリルフタレート系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリイミド系樹脂、ケイ素樹脂等が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、ポリアミド樹脂、飽和ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ＡＳ樹脂、メタクリル樹脂、ポリプロピレン樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。
【００１８】
また、繊維強化樹脂に用いられる強化繊維としては、一般に高性能強化繊維として用いられる繊維が使用できる。例えば、カーボン繊維、黒鉛繊維、アラミド繊維、炭化ケイ素繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維、ガラス繊維、芳香族ポリアミド繊維、芳香族ポリエステル繊維、超高分子ポリエチレン繊維等が挙げられる。また金属繊維を用いてもよい。軽量で高強度であることからカーボン繊維が好ましい。これらの強化繊維は、長繊維、短繊維の何れであっても良く、これらの繊維を２種以上混合して用いても構わない。強化繊維の形状や配列については限定されず、例えば、単一方向、ランダム方向、シート状、マット状、織物（クロス）状、組み紐状などいずれの形状・配列でも使用可能である。
【００１９】
なお、フレーム本体は、繊維強化プリプレグの積層体からなるものに限定されず、マンドレルにフィラメントワインデイングで強化繊維を巻き付けてレイアップを形成しておき、これを金型内に配置してリムナイロン等の熱可塑性樹脂を充填して形成したフレーム本体とすることもできる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図４は、本発明の実施形態を示す。
【００２１】
ラケットフレーム１０は、繊維強化樹脂製の連続したパイプからなり、該ラケットフレーム１０によりヘッド部１２、スロート部１３、シャフト部１４、グリップ部１５を連続して形成し、両側のスロート部１３にヨーク１７の両端を連結して、ヘッド部１２と共に打球面Ｆを囲むガット張架部Ｇを形成している。
上記ヨーク１７には、反打球面側に筒状弾性材２０を介在させて板状弾性材４０を取り付け、さらに、該板状弾性材４０の反打球面側にグロメット３１を備えたバンパー３０を取り付けている。
ヨーク１７に設けるガット穴は、筒状弾性材２０を挿入する大径のガット穴１７ａと１本のストリングＳのみを遊挿する小径のガット穴１７ｂとからなる。
【００２２】
上記板状弾性材４０は、６６ナイロンに長さ１ｍｍのカーボン繊維を２２％充填したものからなり、図２に示すように、ヨーク１７の形状に合わせて長さ方向に緩やかに屈曲させている。また、同一ピッチで６つのガット穴４１を設けている。板状弾性材４０の曲げ弾性率は、１０ＧＰａ以上１５ＧＰａ以下としており、本実施形態では、１３ＧＰａとしている。また、板状弾性材４０の長さは７０ｍｍ、厚さは９ｍｍとしている。
【００２３】
上記筒状弾性材２０は、６６ナイロンからなり、図３に示すように、小径筒部２１と大径筒部２２とからなる。該小径筒部２１は、ヨーク１７のガット穴１７ａに内嵌される一方、大径筒部２２はヨーク１７と板状弾性材４０との間に介在される。小径筒部２１の端面２１ａは、ヨーク１７の打球面Ｆ側の外面と略同一面となるよう傾斜させている。また、大径筒部２２の上面２２ａはヨーク１７の反打球面側の外面形状に合わせて傾斜させると共に、下面２２ｂは当接する板状弾性材４０の形状に合わせて傾斜させている。小径筒部２１の端面２１ａから大径筒部２２の下面２２ｂにかけてガット穴２３を設けている。筒状弾性材２０の曲げ弾性率は、１．０ＧＰａ以上１０ＧＰａ未満としており、本実施形態では、２．９ＧＰａとしている。また、大径筒部２２の肉厚は８ｍｍとしている。
【００２４】
図４に示すように、バンパー３０のグロメット３１をすべて板状弾性材４０のガット穴４１に挿入して、バンパー３０に板状弾性材４０を沿わせ、バンパー３０の両端のグロメット３１を筒状弾性材２０のガット穴２３に挿入する。
次いで、筒状弾性材２０の小径筒部２１をヨーク１７のガット穴１７ａに挿入して、ヨーク１７に筒状弾性材２０を介在させて板状弾性材４０を取り付け、さらに、板状弾性材４０の反打球面側にバンパー３０を取り付けている。
この状態で、ヨーク１７のガット穴１７ｂとバンパー３０のグロメット３１にストリングＳを挿通し、ラケットフレーム１０のヘッド部１２にストリングＳを張架している。このとき、ヘッド部１２の内周側から外周側へ挿通されるストリングＳはバンパー３０に巻き付けられ、打球面Ｆ側に折り返している。
【００２５】
上記構成とすると、ヨーク１７と板状弾性材４０との間に筒状弾性材２０を介在させて、板状弾性材４０とヨーク１７との間に空間を設けているため、ストリング長さが大となり、かつ、筒状弾性材２０がバネの役割を果たすことで、打球時におけるストリングＳの撓みが大となり反発性能を向上させることができる。特に、打球面のスイートエリアを通るストリングＳを張架するヨーク１７を上記のような構成としているため、効果的に反発性能を向上させることができる。
【００２６】
また、板状弾性材４０、筒状弾性材２０がダイナミックダンパーの役割を果たすため、振動減衰性を向上することができる。
【００２７】
なお、上記構成はヨークに適用することが最も好適であるが、ラケットフレームのいずれの位置に適用してもよい。中でもストリングの長さが最長となるヘッド部のトップ位置に、あるいは、ヨークとヘッド部のトップ位置の両方に、上記構成を適用することが好適である。
また、本実施形態では、板状弾性材の反打球面側にグロメットを備えたバンパーを取り付けて、該バンパーにストリングを巻き付けているが、バンパーを取り付けずに、板状弾性材に直接ストリングを巻き付けてもよい。
【００２８】
以下、本発明のラケットの実施例及び比較例について詳述する。
実施例、比較例とも、フレーム本体は、繊維強化樹脂製の中空形状であり、厚み２８ｍｍ，幅１３ｍｍ〜１６ｍｍの断面形状を持ち、打球面積が１１６平方インチである同一形状とし、以下に示す方法により作成した。
カーボン繊維を強化繊維とした繊維強化熱硬化性樹脂のプリプレグシート（ＣＦプリプレグ（東レＴ３００，７００，８００，Ｍ４６Ｊ））を、６６ナイロンからなる内圧チューブを被覆したマンドレル（φ１４．５）上に積層し、鉛直状の積層体を成型した。プリプレグ角度は０゜，２２゜，３０゜，９０゜とし、積層した。マンドレルを抜き取って上記積層体を金型にセットした。金型を型締して、金型を１５０℃に昇温し、３０分間の加熱を行うと同時に内圧チューブ内に９ｋｇｆ／ｃｍ２の空気圧を付加し、加圧保持し、加熱加圧成形により作成した。
ラケットフレーム（重量／バランス）、板状弾性材及び筒状弾性材の材料、曲げ弾性率をそれぞれ下記の表１の通り設定した。
【００２９】
【表１】

【００３０】
（実施例）
上記実施形態のラケットと同様とした。
【００３１】
（比較例）
ガット張架部に筒状弾性材及び板状弾性材を取り付けなかった。他の構成は上記第１実施例と同様とした。
【００３２】
上記実施例及び比較例のラケットに関し、それぞれ、後述する方法により面外１次振動の減衰率、面外２次振動の減衰率、反発係数を測定した。また、実打テストを行った。その結果を上記表１に示す。
【００３３】
（面外１次振動減衰率の測定）
実施例及び比較例のラケットを図５（Ａ）に示すようにヘッド部１２の上端を紐５１で吊り下げ、ヘッド部１２とスロート部１３との一方の連続点に加速度ピックアップ計５３をフレーム面に垂直に固定した。この状態で、図５（Ｂ）に示すように、ヘッド部１２とスロート部１３の他方の連続点をインパクトハンマー５５で加振した。インパクトハンマー５５に取り付けられたフォースピックアップ計で計測した入力振動（Ｆ）と加速度ピックアップ計５３で計測した応答振動（α）をアンプ５６Ａ、５６Ｂを介して周波数解析装置５７（ヒューレットパッカード社製、ダイナミックシングルアナライザーＨＰ３５６２Ａ）に入力して解析した。解析で得た周波数領域での伝達関数を求め、テニスラケットの振動数を得た。振動減衰比（ζ）は下式より求め、面外１次振動減衰率とした。実施例及び比較例のラケットについて測定された平均値を上記表１に示す。
【００３４】
ζ＝（１／２）×（Δω／ωｎ）
Ｔｏ＝Ｔｎ／√２
【００３５】
（面外２次振動減衰率の測定）
ラケットを図５（Ｃ）に示すようにヘッド部１２上端を紐５１で吊り下げ、スロート部１３とシャフト部１４との連続点に加速度ピックアップ計５３をフレーム面に垂直に固定した。この状態で、加速度ピックアップ計５３の裏側のフレームをインパクトハンマー５５で加振した。そして、面外１次振動減衰率と同等の方法で減衰率を算出し、面外２次振動減衰率とした。実施例及び比較例のラケットについて測定された平均値を上記表１に示す。
【００３６】
（反発係数の測定）
反発係数は、図６に示すように、実施例及び比較例のラケットを垂直状態でフリーとなるようにグリップ部１５を柔らかく固定し、その打球面にボール打出機から一定速度Ｖ１（３０ｍ／ｓｅｃ）でテニスボールを打球面に衝突させ、跳ね返ったボールの速度Ｖ２を測定した。反発係数は発射速度Ｖ１、反発速度Ｖ２の比（Ｖ２／Ｖ１）であり、反発係数が大きい程、ボールの飛びが良いことを示している。このような方法で反発係数を測定した。
【００３７】
（実打評価）
ラケットの振動吸収性、反発性についてアンケート調査を行った。５点満点（多い程良い）で採点し、中・上級者（テニス歴１０年以上、現在も週３日以上プレーする条件を満たす女性）５０名の採点結果の平均値をとった。
【００３８】
表１に示すように、実施例は、面外１次の減衰率が１．１、面外２次の減衰率が０．９であるのに対し、比較例は、面外１次の減衰率が０．４、面外２次の減衰率が０．３であった。この結果より、実施例の本発明のラケットは振動減衰性に優れていることが確認できた。
また、反発係数についても実施例のラケットの方が比較例のラケットよりも高い値を示しており、反発性能にも優れていることが確認できた。
また、実打評価においても同様の結果を得ることができた。
【００３９】
【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、ラケットフレームのガット張架部の外面に第１弾性材を介在させて第２弾性材を配置し、ストリングを該第２弾性材のガット穴を通して折り返しているため、ストリング長さが大となり、かつ、第１弾性材がバネの役割を果たすことで、打球時におけるストリングの撓みが大となり反発性能を向上させることができる。特に、スイートエリアを通るストリングを張架するヨークを上記のような構成とすると、効果的に反発性能を向上させることができる。
【００４０】
しかも、ガット張架部に当接する柔らかい第１弾性材より外側の第２弾性材の剛性を高めて硬い弾性材としているため、第１弾性材と第２弾性材とでダイナミックダンパーとして機能させることができ、ガット張架部に打球時に発生する振動を減衰することができる。
即ち、反発性を高めて飛び性能を向上させることと、振動減衰性を高めることの両立を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ラケットフレームの概略正面図である。
【図２】板状弾性材の斜視図である。
【図３】（Ａ）は筒状弾性材の斜視図、（Ｂ）は断面図である。
【図４】ヨークの要部拡大断面図である。
【図５】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）はラケットフレームの振動減衰率の測定方法を示す概略図である。
【図６】反発係数の測定方法を示す図である。
【図７】（Ａ）（Ｂ）は従来例を示す図面である。
【符号の説明】
１０　ラケットフレーム
１２　ヘッド部
１３　スロート部
１４　シャフト部
１５　グリップ部
１７　ヨーク
２０　筒状弾性材
２１　小径筒部
２２　大径筒部
２３　ガット穴
３０　バンパー
３１　グロメット
４０　板状弾性材
４１　ガット穴

Claims

グリップ部、シャフト部、スロート部およびヘッド部を連続的に構成する繊維強化樹脂製のフレーム本体と、該フレーム本体に連結して上記ヘッド部とで打球面を囲むガット張架部を形成するヨークを備えているラケットにおいて、
上記ガット張架部の打球面と反対側の外面に、剛性の低い第１弾性材を介在して剛性の高い第２弾性材を配置し、これら第１、第２弾性材を挿通してストリングを張架していることを特徴とするラケット。
上記第１弾性材の曲げ弾性率を１．０ＧＰａ以上１０．０ＧＰａ未満、第２弾性材の曲げ弾性率を１０ＧＰａ以上１５ＧＰａ以下としている請求項１に記載のラケット。
上記第１弾性材は樹脂、第２弾性材は繊維強化樹脂で成形している請求項１または請求項２に記載のラケット。
上記第２弾性材はガット張架部の外面に沿って延在する板形状としてガット穴を設けている一方、上記第１弾性材は１本のストリングを通す筒形状として上記第２弾性材の長さ方向の両側に配置し、この両側の第１弾性材に挟まれる上記第２弾性材とガット張架部の外面との間に空間をあけ、該空間に複数本のストリングを上記ガット張架部と第２弾性材とのガット穴に通して張架している請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のラケット。
上記第１、第２弾性材を取り付ける部分のガット張架部には、各１本のストリングを遊挿するガット穴を設けている請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のラケット。
上記第１弾性材は、ガット張架部と第２弾性材の間に介在させる大径筒部と、ガット張架部のガット穴に内嵌する小径筒部とを備えた形状としている請求項５に記載のラケット。
上記第１、第２弾性材を上記ヨークの外面に取り付けている請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のラケット。