JP2011024619A - ラケットフレーム - Google Patents

Abstract

【課題】部分的に剛性や強度等の特性を異ならせることが容易なラケットフレームを提供する。
【解決手段】チューブ３０に対して、第１のプリプレグ１１、ブレード２０、第２〜第６のプリプレグ１２〜１６を内層側よりこの順に積層する。このブレード２０は、複数の補強繊維２１を編成してなるものである。このブレード２０は、フェース部３３の３時及び９時の位置、すなわちフェース部３３の中心線Ｘ方向の長さＬ_０の中央Ｃを含む位置に積層する。この積層体をラケットフレーム形状のキャビティを備えた成形型内に配置し、型締め後、加熱加圧することにより、ラケットフレーム１が製造される。
【選択図】図１

Description

本発明はテニス用ラケットフレームに係り、特に繊維強化合成樹脂製のラケットフレームに関する。

第４図に示すように、テニス用ラケットフレーム１は、ガットが張設されるフェース部２と、プレーヤーが握るグリップ部４と、該フェース部２とグリップ部４とを繋ぐシャフト部３とを有する。このフェース部２にガットを張設することによりテニスラケットが構成される。

テニス用ラケットフレームとして、繊維強化合成樹脂製のものが広く使用されている。このような繊維強化合成樹脂製ラケットフレームは、芯材の回りにプリプレグシートを積層し、これを金型のフレーム形状のキャビティ内に配置し、加熱して成形される（例えば特開平１１−４２２９９号公報）。

また、特開平６−３１９８３５号公報には、８０〜６０体積％の熱可塑性繊維と２０〜４０体積％の補強繊維とで編成したブレードをラケットフレーム成形型内に配置し、該熱可塑性繊維を溶融させて該補強繊維と一体に硬化させることにより、ラケットフレームを製造することが記載されている（同号公報の請求項１）。このラケットフレームにあっては、補強繊維の含有量が２０〜４０体積％と少なくても、樹脂と繊維の割合がラケットフレームのどの部分でも常に一定に成形でき、品質、強度にばらつきを生じることがない（同号公報の第０００８段落）。

特開平１１−４２２９９号公報 特開平６−３１９８３５号公報

特許文献１のようにプリプレグシートのみを用いてラケットフレームを製造する場合において、部分的に剛性や強度等の特性を向上させることが要求されることがある。この場合、プリプレグシートの積層数を部分的に多くすることが行われる。

ところで、相手からの強い打球に対して負けないように力強い球を打ち返すために、ラケットフレームの一部を重くしてラケットフレームの慣性モーメントを大きくすることが要求されることもある。そこで、上記の技術を応用し、ラケットフレームの一部においてプリプレグシートの積層数を部分的に多くすることが考えられる。しかしながら、プリプレグシートは軽量であるため、ラケットフレームの一部を十分に重くするためにはプリプレグシートの積層数を多くする必要があり、積層作業が困難であると共に手間がかかる。

また、特許文献２のように、樹脂と繊維の割合がラケットフレームのどの部分でも常に一定に成形されたラケットフレームにあっては、部分的に剛性や強度等の特性を改良することができない。

本発明は、部分的に剛性や強度等の特性を異ならせることが容易であり、かつラケットフレームの慣性モーメントを大きくすることも容易なラケットフレームを提供することを目的とする。

請求項１のラケットフレームは、繊維強化合成樹脂プリプレグと、補強繊維を編成してなるブレードとを積層し、加熱成形してなる繊維強化合成樹脂製のラケットフレームであって、該ブレードが該ラケットフレームの一部に存在することを特徴とするものである。

請求項２のラケットフレームは、請求項１において、フェース部においては、該ブレードがフェース部円周方向における一部に存在することを特徴とするものである。

請求項３のラケットフレームは、請求項２において、該ブレードは、フェース部のうちグリップ部の軸心を通るラケットフレームの中心線を挟んだ対称の位置に存在することを特徴とするものである。

請求項４のラケットフレームは、請求項３において、該ブレードは、フェース部の前記中心線方向の長さの中央を含む位置に存在することを特徴とするものである。

請求項５のラケットフレームは、請求項１ないし４のいずれか１項において、該ブレードは複数種類の補強繊維を編成してなるものであることを特徴とするものである。

請求項６のラケットフレームは、請求項５において、該複数種類の補強繊維は、炭素繊維及びアラミド繊維であることを特徴とするものである。

請求項７のラケットフレームは、請求項１ないし６のいずれか１項において、該ブレードは、筒状に編成されたものであることを特徴とするものである。

本発明のラケットフレームは、繊維強化合成樹脂プリプレグと、補強繊維を編成してなるブレードとを積層し、加熱成形してなる繊維強化合成樹脂製のラケットフレームであって、該ブレードが該ラケットフレームの一部に存在することを特徴とするものである。

このように、ブレードをラケットフレームの一部に存在させることにより、当該部分における剛性や強度等の特性を他の部分と容易に異ならせることができる。

また、ブレードはプリプレグよりも重いため、プリプレグよりも少ない枚数のブレードをラケットの一部に存在させることにより、ラケットの慣性モーメントを容易に大きくすることができる。これにより、相手からの強い打球に対して負けないように力強い球を打ち返すことができるようになる。

本発明のラケットフレームにあっては、フェース部においては、ブレードがフェース部円周方向における一部に存在するようにしてもよい。これにより、ユーザーの好みにあった打球感のラケットフレームとすることができる。

このブレードは、グリップ部の軸心を通るラケットフレームの中心線を挟んだ対称の位置に存在させるのが好ましい。また、このブレードは、フェース部の当該中心線方向の長さの中央を含む位置（例えば左右のサイド部）に存在させてもよい。

このブレードは複数種類の補強繊維を編成してなるものであってもよい。このように異種類の補強繊維を組み合せることにより、所望の特性のブレードを得ることができる。

例えば、これら複数種類の補強繊維は、炭素繊維及びアラミド繊維であってもよい。アラミド繊維はカーボン繊維に比べて軽量であり、振動吸収性と衝撃吸収性に優れる。従って、補強繊維におけるアラミド繊維の配合比率を適宜に選択することにより、子供、女性、及びアベレージユーザーによって打球感の良好なラケットを得ることができる。また、このアラミド繊維はプリプレグに含まれる合成樹脂との密着性が低いが、当該ブレードは合成樹脂との密着性の高いカーボン繊維を有するため、当該ブレードは合成樹脂に良好に密着する。

このブレードは、筒状に編成されたものであってもよい。この筒状ブレードは筒の周方向に継目が無いため、筒の周方向の全域にわたって均一な剛性及び強度を有する。

ラケットフレームの製造途中の状態を説明する正面図である。 プリプレグ及びブレードの配置説明図である。 ブレードの部分拡大図である。 ラケットフレームの正面図である。

以下、第１図〜第４図を参照して実施の形態について説明する。

第１図は実施の形態に係るラケットフレームの製造途中の状態を説明する正面図、第２図はこのラケットフレームの製造に用いられるプリプレグ及びブレードの配置説明図、第３図は第２図のブレードの部分拡大図、第４図は製造されたラケットフレーム１の正面図である。

第４図の通り、このラケットフレーム１は、フェース部２、シャフト部３及びグリップ部４を備えている。このフェース部２には、ガット挿通孔が設けられ、グロメット（図示略）を介してガットが張り渡される。このフェース部２は略楕円形である。

このラケットフレーム１は、繊維強化合成樹脂プリプレグと、補強繊維を編成してなるブレードとを積層し、加熱成形してなる繊維強化合成樹脂製のラケットフレームである。このブレードは、ラケットフレームの一部に配置されている。

次に、このラケットフレーム１の製造方法の一例について説明する。

本実施の形態では、第２図（ａ）の通り、第１〜第６のプリプレグ１１〜１６と、ブレード２０とが用いられる。

第１、第５、第６のプリプレグ１１，１５，１６は、それぞれ、補強繊維１１ａ，１５ａ，１６ａを繊維方向がクロス状となるように引き揃え、マトリクス樹脂で含浸してシート状にしたものである。

第２、第３、第４のプリプレグ１２，１３，１４は、それぞれ、補強繊維１２ａ，１３ａ，１４ａを繊維方向が平行となるように引き揃え、マトリクス樹脂で含浸してシート状にしたものである。

これら補強繊維１１ａ〜１６ａの種類には特に限定はないが、カーボン繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ＰＢＯ繊維（ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維）、エチレン繊維及びポリアリレート繊維の少なくとも一種が好適に用いられる。また、これらの繊維に代えて又はこれらの繊維と共に、チタン線、コバルト線、マグネシウム線等の金属繊維を用いてもよい。

これらプリプレグ１１〜１６のマトリクス樹脂としては、エポキシ樹脂やナイロンなどが好適に用いられるが、強度、耐久性及び価格の点でエポキシ樹脂がより好適に用いられる。

このブレード２０は、第３図に示す通り、複数の補強繊維２１を編成してなる筒状のものである。筒状のブレード２０は、筒の周方向に継目が無いため、筒の周方向の全域にわたって均一な剛性及び強度を有する。

この補強繊維２１としては、上記の補強繊維１１ａ〜１６ａと同様に、カーボン繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ＰＢＯ繊維（ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維）、エチレン繊維及びポリアリレート繊維の少なくとも一種が好適に用いられる。また、これらの繊維に代えて又はこれらの繊維と共に、チタン線、コバルト線、マグネシウム線、ステンレス線等の金属繊維を用いてもよい。例えば、カーボン繊維を含むブレードは、引張強度が高く、圧縮に弱いものとなる。ポリエチレン繊維を含むブレードは、軽量で振動減衰特性に優れたものとなる。マグネシウム線を含むブレードは、制振性に優れたものとなる。このように、補強繊維の種類を適宜に選択することにより、ラケットフレームの性能を部分的に改良することができる。なお、これらの繊維の弾性率及び引張強度は以下に示す通りである。

カーボン繊維（弾性率：２３０ＧＰａ、引張強度：３５３０ＭＰａ）
アラミド繊維（弾性率：７１ＧＰａ、引張強度：２９２０ＭＰａ）
ガラス繊維（弾性率：７３ＧＰａ、引張強度：３４３０ＭＰａ）
ポリエチレン繊維（弾性率：８８〜１２３ＧＰａ、引張強度：３２００ＭＰａ）
ＰＢＯ繊維（弾性率：２８０ＧＰａ、引張強度：５８００ＭＰａ）
ポリアリレート繊維（弾性率：７５ＧＰａ、引張強度：３２３４ＭＰａ）
チタン合金繊維（弾性率：１１３ＧＰａ、引張強度：１１７０ＭＰａ）
コバルト繊維（弾性率：２０５ＧＰａ、引張強度：２０５８ＭＰａ）
マグネシウム繊維（弾性率：４２ＧＰａ、引張強度：２９０ＭＰａ）
ＳＵＳ繊維（弾性率：２００ＧＰａ、引張強度：５４０ＭＰａ）

このブレード２０を構成する補強繊維２１は、１種類でもよく、２種類以上であってもよい。２種類以上とした場合、これらの繊維の配合割合を変えることにより、特性の制御を容易に行うことができる。

このブレード２０は、例えば複数個のボビンを有するブレードマシン（織り機）を用いて製造することができる。この場合、ボビンを取り替えるだけで、補強繊維２１の種類及び割合を自由に設計変更することが可能である。例えば、ボビン数が４８個のブレードマシンを用いて２種類の補強繊維よりなるブレードを製造する場合、２種類の補強繊維のボビン数を２４個：２４個、３６個：１２個、４０個：８個等、任意の割合にすることができる。

芯材となるチューブ３０（第２図（ｂ））は、グリップ部３４の一側部（図中の左側部）から一方（図中の左側）のシャフト部３３、フェース部３２、他方（図中の右側）のシャフト部３３を経てグリップ部３４の他側部（図中の右側部）にまで延在する形状を有している。

第２図に示す通り、このチューブ３０に対して、これら第１のプリプレグ１１、ブレード２０、第２〜第６のプリプレグ１２〜１６を内層側よりこの順に積層する。なお、この筒状のブレード２０を積層する場合には、チューブ３０が十分には膨張していない状態で該チューブ３０の一端側からブレード２０を挿通する。これにより、容易にブレード２０を所定の位置に積層することができる。

第１図は、ブレード２０を積層するときの状態を示している。第１図の通り、このブレード２０は、グリップ部３４の軸心を通るラケットフレームの中心線Ｘを挟んだ対称の位置に積層する。このブレード２０は、フェース部３２の３時及び９時の位置、すなわちフェース部３２の中心線Ｘ方向の長さＬ_０の中央Ｃを含む位置に積層する。

なお、図示は省略するが、上記の積層体とは別に、ラケットフレームのヨーク部に相当する形状を有するプリプレグの積層体を、別途作成しておく。

これらの積層体を、図示しないラケットフレーム形状のキャビティを備えた成形型内に配置し、型締め後、加熱加圧する。このようにして、第４図のラケットフレーム１が製造される。

本実施の形態に係るラケットフレーム１にあっては、ブレード２０がラケットフレーム１の一部に存在するため、当該部分における剛性や強度等の特性を他の部分と異なるものとすることができる。

また、ブレード２０はプリプレグよりも重いため、プリプレグを用いる場合よりも少ない枚数（本実施の形態では１枚）のブレード２０をラケットフレーム１の一部に存在させることにより、ラケットフレーム１の慣性モーメントを容易に大きくすることができる。これにより、相手からの強い打球に対して負けないように力強い球を打ち返すことができるようになる。

例えば、第１図のようにフェース部２の３時と９時の位置（左右のサイド部）にカーボン繊維よりなるブレード２０が存在する場合、打球感が良好なものとなる。その理由は、ボールをフェース面のオフセンター（第１図における中心線Ｘよりも左側又は右側に離れた位置）で打ったときに、ラケットフレーム１が中心線Ｘを回転軸にして回転し難く、ブレ難いためである。また、ラケットフレーム１がこのように回転し難いため、無駄なパワーロスが小さくなり、打球が力強いものとなる。さらに、第１図及び第３図の通り、ブレード２０の繊維２１がクロスするように２方向に編成されているため、ラケットフレーム１がこれらの方向にねじれ難くなり、打球感も良好なものとなる。なお、「３時、９時」は、フェース部２をそのトップ部が時計盤の１２時の位置となるように正面視したときの３時、９時の位置を表わす。

このブレード２０は、炭素繊維及びアラミド繊維の２種類を編成したものであってもよい。アラミド繊維はカーボン繊維に比べて軽量であり、振動吸収性と衝撃吸収性に優れる。従って、補強繊維におけるアラミド繊維の配合比率を適宜に選択することにより、様々なスイングスピードのユーザーによって打球感の良好なラケットを得ることができる。また、このアラミド繊維はプリプレグに含まれる合成樹脂との密着性が低いが、当該ブレードは合成樹脂との密着性の高いカーボン繊維を有するため、当該ブレードは合成樹脂に良好に密着する。

上記実施の形態は本発明の一例であり、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。

例えば、ブレードはシート状に編成されていてもよい。

本実施の形態では、ブレード２０は２層目に積層したが、これに限定されるものではなく、最内層から最外層までのいずれの層に積層してもよい。但し、最内層及び最外層を除く層に積層するのが好ましい。

本実施の形態ではブレード２０は１層のみであったが、ブレードを２層以上に積層してもよい。また、３時や９時の位置以外の位置に積層してもよく、シャフト部３やグリップ部４に積層してもよい。

実施例１〜９
第２図（ａ）に示すプリプレグ１１〜１６及びブレード２０を第１図及び第２図の通りに積層し、第４図に示す形状のラケットフレーム１を製造した。

プリプレグ１１〜１６及びブレード２０の寸法及びラケットフレーム１全体における配合量は表１に示す通りである。

プリプレグ１１〜１６を構成する補強繊維１１ａ〜１６ａとしては、カーボン繊維（弾性率：２３０ＧＰａ、引張強度：３５３０ＭＰａ）を用い、マトリクス樹脂としては、エポキシ樹脂を用いた。

ブレード２０は、４８個のボビンを備えたブレードマシンを用いて作製した。このブレード２０に使用した補強繊維２１は以下の通りである。
カーボン繊維（弾性率：２３０ＧＰａ、引張強度：３５３０ＭＰａ）
アラミド繊維（弾性率：７１ＧＰａ、引張強度：２９２０ＭＰａ）
ガラス繊維（弾性率：７３ＧＰａ、引張強度：３４３０ＭＰａ）
ポリエチレン繊維（弾性率：８８〜１２３ＧＰａ、引張強度：３２００ＭＰａ）
ＰＢＯ繊維（弾性率：２８０ＧＰａ、引張強度：５８００ＭＰａ）

また、実施例において、このブレード２０を構成する上記補強繊維２１の種類と割合は表２に示す通りである。

得られたラケットフレーム１のフェース部２にガット挿通孔を設け、グロメットを介してガットを張り渡してテニスラケットとした。

このテニスラケットについて、打球感の評価を行った。その結果を表２に示す。なお、表２の打球感の欄における◎、○、△は以下を意味する。

◎：打球感が非常に良好
○：打球感が良好
△：打球感にやや劣る
また、表１において、スイングスピード速の欄には、スイングスピードの速いハードヒッターがボールを打ったときの打球感を示している。また、スイングスピード遅の欄には、スイングスピードの遅いユーザーがボールを打ったときの打球感を示している。

＜結果＞
実施例１〜５
実施例１〜５から明らかな通り、スイングスピードの速いハードヒッターにとっては、アラミド繊維の配合比率が低く、カーボン繊維の配合比率が高い方が打球感が良好である。反対に、スイングスピードの遅いユーザーにとっては、アラミド繊維の配合比率が高く、カーボン繊維の配合比率が低い方が打球感が良好である。

その理由は次の通りである。すなわち、カーボン繊維の配合比率が高いと、スイングスピードの速いユーザーにとってはボールがラケットに食いつく感覚が適度に得られ、心地よい打球感が得られるが、スイングスピードの遅いユーザーにとっては食いつきが少なく、打球感が悪い。反対に、アラミド繊維の配合比率が高いと、スイングスピードの速いユーザーにとっては過度に食いついて打球感が悪いが、スイングスピードの遅いユーザーにとっては食いつきが良好となり、心地よい打球感が得られる。

実施例６〜８
実施例６〜８でも、実施例１〜５と同様の傾向が認められる。

すなわち、実施例６〜８から明らかな通り、スイングスピードの速いハードヒッターにとっては、ガラス繊維の配合比率が低く、ガラス繊維の配合比率が高い方が打球感が良好である。反対に、スイングスピードの遅いユーザーにとっては、ガラス繊維の配合比率が高く、カーボン繊維の配合比率が低い方が打球感が良好である。

実施例９
実施例９のラケットフレームは、スイングスピードが速いユーザーと遅いユーザーの両方に、ある程度の打球感が得られる。

このように、補強繊維の種類と配合比率を選択することにより、ユーザーの好みに合ったラケットフレームを製造することが可能である。

１ ラケットフレーム
２，３２ フェース部
３，３３ シャフト部
４，３４ グリップ部
１１〜１６ プリプレグ
１１ａ〜１６ａ 補強繊維
２０ ブレード
２１ 補強繊維
３０ チューブ

Claims (7)

1. 繊維強化合成樹脂プリプレグと、補強繊維を編成してなるブレードとを積層し、加熱成形してなる繊維強化合成樹脂製のラケットフレームであって、
   該ブレードが該ラケットフレームの一部に存在することを特徴とするラケットフレーム。
2. 請求項１において、フェース部においては、該ブレードがフェース部円周方向における一部に存在することを特徴とするラケットフレーム。
3. 請求項２において、該ブレードは、フェース部のうちグリップ部の軸心を通るラケットフレームの中心線を挟んだ対称の位置に存在することを特徴とするラケットフレーム。
4. 請求項３において、該ブレードは、フェース部の前記中心線方向の長さの中央を含む位置に存在することを特徴とするラケットフレーム。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項において、該ブレードは複数種類の補強繊維を編成してなるものであることを特徴とするラケットフレーム。
6. 請求項５において、該複数種類の補強繊維は、炭素繊維及びアラミド繊維であることを特徴とするラケットフレーム。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項において、該ブレードは、筒状に編成されたものであることを特徴とするラケットフレーム。

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