JP2014045947A - バドミントンラケットに用いられるシャフトを製造する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】曲げ剛性及びねじれ剛性の両方を適切に向上させたシャフトを有するバドミントンラケットを提供する。
【解決手段】この方法は、マンドレルの中心軸に対して傾斜した方向に延びる第１強化繊維群及び第１強化繊維群に交差する方向に延びる第２強化繊維群に樹脂を含浸させたプリプレグシート２０を、マンドレルの先端における巻回数をマンドレルの後端における巻回数よりも多くするように、マンドレルに巻回する第１巻回段階と、マンドレルの中心軸に略平行に延びる強化繊維群に樹脂を含浸させたプリプレグシート２２を、マンドレルの先端における巻回数をマンドレルの後端における巻回数よりも少なくするように、マンドレルに巻回する第２巻回段階と、マンドレルに巻回されたプリプレグシート２０、２２を加熱して硬化させる段階と、を含む。
【選択図】図４

Description

本発明は、バドミントンラケットに用いられるシャフトを製造する方法に関する。

特開２００１−１３７３９０号公報（特許文献１）は、一方向カーボン繊維強化樹脂を用いてバドミントンラケットのシャフトを形成することにより、シャフトの曲げ剛性を高めることを開示している。また、特許文献１は、一方向カーボン繊維強化樹脂をバイアス方向に巻くことにより、シャフトのねじれ剛性を高めることも開示している。

特開２００１−１３７３９０号公報

一般的に、バドミントンラケットは、プレイヤが狙ったところにシャトルを飛ばせるようにするために、シャフトをねじれにくくしてフレーム面を安定化することができるものである必要がある。また、バドミントンラケットは、プレイヤがシャトルを強く打って遠くに飛ばせるようにするために、適度にしなり反発力を有するシャフトを備えるものである必要がある。このような要件は、特許文献１に記載されたように単に一方向カーボン繊維強化樹脂を何の工夫もなく用いるだけでは、満たされるものではない。

そこで、本発明の様々な実施形態により、曲げ剛性及びねじれ剛性の両方を適切に向上させたシャフトを有するバドミントンラケットを提供する。

本発明の一態様に係るバドミントンラケットに用いられるシャフトを製造する方法は、マンドレルの中心軸に対して傾斜した方向に延びる第１強化繊維群及び該第１強化繊維群に交差する方向に延びる第２強化繊維群に樹脂を含浸させたプリプレグシートを、前記マンドレルの先端における巻回数を該マンドレルの後端における巻回数よりも多くするように、前記マンドレルに巻回する第１巻回段階と、前記マンドレルの中心軸に略平行に延びる強化繊維群に樹脂を含浸させたプリプレグシートを、前記マンドレルの先端における巻回数を該マンドレルの後端における巻回数よりも少なくするように、前記マンドレルに巻回する第２巻回段階と、前記マンドレルに巻回された前記プリプレグシートを加熱して硬化させる段階と、を含む。
本発明の一態様に係るバドミントンラケットに用いられるシャフトであって、当該シャフトの中心軸に対して傾斜した方向に延びる第１強化繊維群及び該第１強化繊維群に交差する方向に延びる第２強化繊維群に樹脂を含浸させたプリプレグシートにより構成され、先端における厚みが後端における厚みよりも大きくなるように形成された、第１の筒状部材と、前記中心軸に略平行に延びる強化繊維群に樹脂を含浸させたプリプレグシートにより構成され、先端における厚みが後端における厚みよりも小さくなるように形成され、前記第１の筒状部材と同軸状に配置された、第２の筒状部材と、を具備する。

本発明の様々な実施形態により、曲げ剛性及びねじれ剛性の両方を適切に向上させたシャフトを有するバドミントンラケットを提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るバドミントンラケットの構成を示す模式図である。 図２は、本発明の一実施形態に係るバドミントンラケットのねじれ剛性を説明するための模式図である。 図３は、本発明の一実施形態に係るバドミントンラケットのシャフトが有する曲げ剛性及びねじれ剛性の一例を示す模式図である。 図４は、本発明の一実施形態に係るバドミントンラケットのシャフトに用いられるプリプレグシートの具体例を示す模式図である。 図５は、本発明の一実施形態に係るバドミントンラケットのシャフトに用いられるプリプレグシートの製造方法を示す模式図である。 図６は、本発明の一実施形態に係るバドミントンラケットのシャフトとフレームとを結合する方法を説明する模式図である。 図７は、本発明の一実施形態に係るバドミントンラケットのシャフトに用いられるプリプレグシートの構成を示す模式図である。

以下、様々な実施形態を適宜図面を参照して説明する。なお、図面における共通する構成要素には同一の参照符号が付されている。また、各図面は、便宜上、必ずしも同一の縮尺により示されているとは限らない。

図１は、本発明の一実施形態に係るバドミントンラケットの構成を示す模式図である。図１に示すように、本実施形態に係るバドミントンラケット（以下単に「ラケット」という。）１０は、フレーム１２と、フレーム１２に結合されたシャフト１４と、シャフト１４に結合されたグリップ１６と、を含む。

フレーム１２とシャフト１４とは一体で成形される。シャフト１４とグリップ１６とは、シャフト１４の後端が、グリップ１６の先端に形成された穴に挿入され接着されることにより、結合される。シャフト１４の後端におけるグリップ１６に挿入される部分の長さ（接着長さ）は、例えば約６０〜約７０ｍｍである。

公式の試合で使用可能なラケットとしては、一般的には、フレーム１２の全長は約２８０ｍｍ以内とされ、グリップ１６の全長は約２００ｍｍ以内とされ、ラケット１０の全長は、約６８０ｍｍ以内とされる。このような制約条件を満たすために、シャフト１４の全長は、概ね約３００ｍｍ前後となる。

また、フレーム１２とシャフト１４との一体成形の際における制約を受け、ラケット１０の振り抜き感及びバランスポイント（重心）を適正なものとするために、シャフト１４の重量が約１１〜約１３ｇであり、シャフト１４の内径及び外径がそれぞれ約３.５〜約４.０ｍｍ及び約７.０〜約８.０ｍｍであることが標準とされる。
さらに、シャフト１４は、本実施形態では、その外径が先端から後端にかけて略同一となるように形成される。これは、ラケット１０の振り抜き感を向上させるためである。

ラケット１０におけるシャフト１４の役割としては、（ア）プレイヤが狙ったところにシャトルを飛ばすことができるようにコントロールすることができる、（イ）プレイヤが遠くにシャトルを飛ばすために強く打つことができる、（ウ）プレイヤが素早い反応をすることができる、といった役割が挙げられる。
役割（ア）については、フレーム面が安定していること、及び、シャフト１４がねじれにくいことが必要とされる。役割（イ）及び役割（ウ）については、シャフト１４が適度にしなり反発力を有するものであることが必要とされる。

しかしながら、シャフト１４は、上述したように、その内径及び外径のサイズが制約を受けているものである。すなわち、シャフト１４は、限られた肉厚の中でねじれ剛性及び曲げ剛性を設計する必要があるものである。

そこで、一実施形態では、「曲げ剛性」に関しては、シャフト１４は、適度なしなり及び反発力を有するために、肉厚の制約から、厚みが約１００μｍ以下であって樹脂含有率（ＲＣ）が約１５〜約２５％であるプリプレグシートを用いて形成される。具体的には、シャフト１４は、例えば、先端において約５.３８Ｅ＋０５という曲げ剛性（ＥＩ）を有し、後端において約６.４８Ｅ＋０５という曲げ剛性を有し、先端から後端に向かって曲げ剛性が増加するように形成される。なお、シャフト１４の曲げ剛性は、先端から後端に向かって連続的に増加するものであってもよいし、１又は複数の点において急激に増加するものであってもよい。

一方、シャフト１４の「ねじれ剛性」は、例えば、次に説明する観点から設計することができるものである。
バドミントンにおけるスマッシュの速度に関する世界記録は４２１ｋｍ／ｈであるが、一般レベルであれば、スマッシュの速度は、約２００〜約３００ｋｍ／ｈであるといわれている。シャトルの重量は約５ｇであり、スマッシュにより打ち出されるシャトルに与えられる運動エネルギーは、次式（１）により求められる。

この運動エネルギーは、シャフト１４がしなり、ねじれるといった仕事量と略等しいと考えられる。しなり及びねじれがこの運動エネルギー（仕事量）を半分ずつ受け持つと仮定する。

図２に示すように、ラケット１０の中心軸とフレーム１２の端部との間の距離を０.１ｍ、ねじれ角度を１０°とすると、ねじれ量ｘは、次式（２）により求められる。

スマッシュ時にラケット１０に作用する力をＦとすると、次式（３）及び次式（４）が得られる。

ここで、ｍは、シャトルの重量（≒５ｇ）であり、ｖは、スマッシュ時に与えられるシャトルの速度（≒２００ｋｍ／ｈ）であり、ｘは、ねじれ量（≒２π×０.１×１０／３００[ｍ]）である。

上式（４）に各数値を代入し、単位を合せると、Ｆ＝２.３[ｋｇｆ]が得られる。すなわち、約２００ｋｍ／ｈ程度のスマッシュを打つ際にラケット１０に作用する力は約２.３ｋｇｆとなる。

一方、スマッシュをラケット１０の中心軸から約１０ｃｍ程度ずれたフレーム１２の端で打った（スマッシュを約１０ｃｍ程度オフセンターで打った）場合には、ねじれ剛性を約５.１８Ｅ＋０５〜約５.６１Ｅ＋０５とすれば、ねじれ角を約８°前後（約７.９〜約８.６°）に抑えることが可能となる。

ここで、シャフト１４のねじれ角は、フレーム１２との接合部において最大となり、グリップ１６との接合部において０となり、シャフト１４の先端から後端に向かって一次的（線形的）に減少する。

一実施形態として、シャフト１４において、シャトルのコントロール（フレーム面の安定性）に大きな影響を及ぼすフレーム接合部（先端）と、この先端から後端に向かってＬ／３（Ｌはシャフト１４の全長）だけ進んだ部分と、の間の部分におけるねじれ剛性を約８.００Ｅ＋０５とすることにより、ねじれ角を約５°程度に抑えることができる。

以上の点を考慮して、一実施形態では、肉厚の制約から、厚みが約３０〜約１００μｍ以下であって樹脂含有率（ＲＣ）が約２０〜約３０％であるプリプレグシートを用いて形成される。具体的には、シャフト１４は、例えば、先端において約８.００Ｅ＋０５というねじれ剛性（ＧＩ）を有し、後端において約５.１８Ｅ＋０５というねじれ剛性を有し、先端から後端に向かってねじれ剛性が減少するように形成される。なお、シャフト１４のねじれ剛性は、先端から後端に向かって連続的に減少するものであってもよいし、１又は複数の点において急激に減少するものであってもよい。

図３は、本発明の一実施形態に係るバドミントンラケットのシャフトが有する曲げ剛性及びねじれ剛性の一例を示す模式図である。図３に示すように、一実施形態に係るラケット１０のシャフト１４は、先端及び後端においてそれぞれ約５.００Ｅ＋０５及び約７.００Ｅ＋０５という曲げ剛性を有し、先端から後端に向かって増加する曲げ剛性を有する。また、シャフト１４は、先端及び後端においてそれぞれ約８.００Ｅ＋０５及び約５.００Ｅ＋０５というねじれ剛性を有し、先端から後端に向かって減少するねじれ剛性を有する。

次に、本実施形態に係るラケット１０を製造する方法を説明する。
まず、シャフト１４を製造する方法を図４を参照して説明する。図４は、本発明の一実施形態に係るバドミントンラケットのシャフトに用いられるプリプレグシートの具体例を示す模式図である。図４は、シャフト１４に用いられるプリプレグシートの具体例として具体例１〜具体例３をそれぞれ上段、中段及び下段に示す。

（具体例１）
具体例１に着目すると、プリプレグシート２０（プリプレグシート(1)）及びプリプレグシート２２（プリプレグシート(2)）が用いられる。

プリプレグシート２０（プリプレグシート(1)）は、マンドレルの先端から後端まで延びる長さ（図４中左右方向）を有する。なお、マンドレルは、図４には示されていないが、図４中左右方向に延び、先端から後端まで略同一の外径を有する円柱状に形成されたものである。プリプレグシート２０は、マンドレルの中心軸に対して傾斜した方向に延びる第１強化繊維群に樹脂を含浸させたプリプレグシートと、第１強化繊維群の延設方向に交差する方向に延びる第２強化繊維群に樹脂を含浸させたプリプレグシートと、を重ね合わせることにより形成されたプリプレグシートである。第１強化繊維群に含まれる各強化繊維は、マンドレルの中心軸に対して例えば約４５°の角度を成すように配置され、第２強化繊維群に含まれる各強化繊維は、例えば第１強化繊維群に含まれる各強化繊維の延設方向に対して例えば約９０°の角度を成すように配置されたものとすることができる。プリプレグシート２０は、最終的に得られるシャフト１４に対してねじれ剛性を付与するものとして機能する。
プリプレグシート２０は、例えば、図５に示すように形成される。まず、図５（ａ）に示すように、マンドレルの中心軸に対して例えば約４５°の角度を成す方向に延びるように配置された第１強化繊維群に樹脂を含浸させたプリプレグシート２０ａ、及び、第１強化繊維群の延設方向に対して例えば約９０°の角度を成す方向に延びるように配置された第２強化繊維群に樹脂を含浸させたプリプレグシート２０ｂが用意される。プリプレグシート２０ａ及びプリプレグシート２０ｂは、略同一の形状（矩形状）を有するものである。プリプレグシート２０ａの裏面とプリプレグシート２０ｂの表面とが接着剤を用いて張り合わせられる。このように張り合わせられたプリプレグシートが所望の形状となるように図５（ｂ）に示すようにカットされる（三角形状の部分２０ｃがカットされる）。これにより、図４に示した台形状のプリプレグシート２０が形成される。なお、後述する具体例におけるプリプレグシート(3)、(5)、(6)も同様の手法により形成される。

第１強化繊維群及び第２強化繊維群のそれぞれに含まれる強化繊維は、例えば、炭素繊維、金属繊維、ガラス繊維及びアラミド繊維等を含む様々な強化繊維を含む。強化繊維に含浸させる樹脂としては、熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂のいずれを用いてもよい。利用可能な熱硬化性樹脂は、例えば、エポキシ、ピスマレイミド、ポリイミド及びフェノール等を含む。利用可能な熱可塑性樹脂は、例えば、ポリエーテールエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアミド（ＰＡ）及びポリプロピレン（ＰＰ）等を含む。なお、後述する具体例２及び具体例３においても、プリプレグシートを構成する強化繊維及び樹脂として、具体例１におけるものと同様の強化繊維及び樹脂を用いることができる。

図４に戻り、プリプレグシート２０は、先端２０Ｔ（マンドレルの先端に対応する）から後端２０Ｂ（マンドレルの後端に対応する）に向かって減少する幅を有する。一例として、プリプレグシート２０は、先端２０Ｔから後端２０Ｂに向かって線形的に減少する幅を有する。プリプレグシート２０は、先端２０Ｔにおいては、マンドレルの先端に対して例えば約８回巻回される程度の幅を有し、後端２０Ｂにおいては、マンドレルの後端に対して例えば約６回巻回される程度の幅を有する。この巻回回数は、用いられる強化繊維及び樹脂、最終的に得られるシャフト１４の肉厚（内径及び外径）、重量及び長さ等を考慮して、図３に示したねじれ剛性をもたらすように、決定されうる。

プリプレグシート２２（プリプレグシート(2)）は、プリプレグシート２０と同様に、マンドレルの先端から後端まで延びる長さ（図４中左右方向）を有する。プリプレグシート２２は、マンドレルの中心軸に略平行に延びる強化繊維群に樹脂を含浸させたプリプレグシートである。プリプレグシート２２は、最終的に得られるシャフト１４に対して曲げ剛性を付与するものとして機能する。強化繊維群に含まれる各強化繊維及び強化繊維群に含浸させる樹脂としては、プリプレグシート２０に用いられるものと同様のものを用いることができる。

プリプレグシート２２は、先端２２Ｔ（マンドレルの先端に対応する）から後端２２Ｂ（マンドレルの後端に対応する）に向かって増加する幅を有する。一例として、プリプレグシート２２は、先端２２Ｔから後端２２Ｂに向かって線形的に増加する幅を有する。プリプレグシート２２は、先端２２Ｔにおいては、マンドレルの先端に対して例えば約３回巻回される程度の幅を有し、後端２２Ｂにおいては、マンドレルの後端に対して例えば約５回巻回される程度の幅を有する。この巻回回数は、用いられる強化繊維及び樹脂、最終的に得られるシャフト１４の肉厚（内径及び外径）、重量及び長さ等を考慮して、図３に示した曲げ剛性をもたらすように、決定されうる。

マンドレルに対してプリプレグシート２０が巻回された後（第１巻回段階）、マンドレルに対してプリプレグシート２２が巻回される（第２巻回段階）。マンドレルの先端には、プリプレグシート２０が８回巻回され、プリプレグシート２２が３回巻回されるので、２種類のプリプレグシートが合計１１回巻回されることになる。マンドレルの後端には、プリプレグシート２０が６回巻回され、プリプレグシート２２が５回巻回されるので、２種類のプリプレグシートが合計１１回巻回されることになる。このように、マンドレルの先端及び後端においては、ともに巻回回数が同一の１１回となるので、プリプレグシート２０の厚みとプリプレグシート２２の厚みが略同一であれば、形成されるシャフト１４における先端及び後端における厚みは略同一となる。シャフト１４の先端及び後端だけでなく、シャフト１４の先端から後端まで略同一の厚みが維持されるように、プリプレグシート２０の先端２０Ｔから後端２０Ｂまでの幅及びプリプレグシート２２の先端２２Ｔから後端２２Ｂまでの幅が調整される。これにより、形成されるシャフト１４は、先端から後端まで略同一の外径を有するものとされる。

（具体例２）
具体例２に着目すると、プリプレグシート２４（プリプレグシート(3)）及びプリプレグシート２６（プリプレグシート(4)）が用いられる。これらのプリプレグシート２４、２６が上述したプリプレグシート２０、２２と相違する点のみについて説明する。

プリプレグシート２４（プリプレグシート(3)）は、先端２４Ｔから後端２４Ｂに向かって減少する幅を有する。一例として、プリプレグシート２４は、それぞれ異なる幅を有する複数の矩形状部分（ここでは、３つの矩形状部分２４ａ、２４ｂ、２４ｃ）を含むものとされている。矩形状部分２４ａが最も大きい幅を有し、矩形状部分２４ｃが最も小さい幅を有し、矩形状部分２４ｂが矩形状部分２４ａの幅と矩形状部分２４ｃの幅との間にある幅を有する。

プリプレグシート２６（プリプレグシート(4)）は、先端２６Ｔから後端２６Ｂに向かって増加する幅を有する。一例として、プリプレグシート２６は、それぞれ異なる幅を有する複数の矩形状部分（ここでは、３つの矩形状部分２６ａ、２６ｂ、２６ｃ）を含むものとされている。矩形状部分２６ａが最も大きい幅を有し、矩形状部分２６ｃが最も小さい幅を有し、矩形状部分２６ｂが矩形状部分２６ａの幅と矩形状部分２６ｃの幅との間にある幅を有する。

プリプレグシート２４及びプリプレグシート２６のそれぞれの矩形状部分の幅は、両方のプリプレグシートをマンドレルに巻回して形成されるシャフト１４の厚みが、先端から後端まで略同一の外径を有するように、適宜決定されうる。例えば、矩形状部分２４ａ、２４ｂ、２４ｃがマンドレルにそれぞれ８回、６回及び４回巻回される場合には、矩形状部分２６ａ、２６ｂ、２６ｃは、マンドレルにそれぞれ３回、５回及び７回巻回されるようにすれば、マンドレルのいずれの部分においても、プリプレグシートの巻回回数が合計１１回となる。よって、プリプレグシート２４及びプリプレグシート２６の厚みが略同一であれば、得られるシャフト１４の厚みも先端から後端まで略同一となる。

（具体例３）
具体例３に着目すると、プリプレグシート３０（プリプレグシート(5)）、プリプレグシート３２（プリプレグシート(6)）、及び、プリプレグシート３４（プリプレグシート(8)）が用いられる。これらのプリプレグシートが上述したプリプレグシート２０、２２と相違する点のみについて説明する。

プリプレグシート３０（プリプレグシート(5)）は、先端３０Ｔから後端３０Ｂまで略同一の幅を有する点において、上述したプリプレグシート２０（プリプレグシート(1)）と相違する。
プリプレグシート３２（プリプレグシート(6)）は、上述したプリプレグシート２０（プリプレグシート(1)）より短い長さを有する。具体的には、プリプレグシート３２は、マンドレルの全長の例えば約１／３に相当する長さを有する。また、プリプレグシート３２は、先端３２Ｔから後端３２Ｂまで略同一の幅を有する。なお、プリプレグシート３２は、後端３２Ｂにおいて、線形的に減少する幅を有するものであってもよい。
これら２種類のプリプレグシートをマンドレルに巻回することにより、得られるシャフト１４は、先端と先端から後端に向かって約１／３進んだ部分との間における部分におけるねじれ剛性を、その他の部分（残り約２／３の部分）におけるねじれ剛性より大きくしたものとなる。なお、その他の部分（残り約２／３の部分）におけるねじれ剛性は、その延設方向に沿って略一定となる。

プリプレグシート３４（プリプレグシート(7)）は、先端３４Ｔから後端３４Ｂまで略同一の幅を有する点において、上述したプリプレグシート２２（プリプレグシート(2)）と相違する。
プリプレグシート３６（プリプレグシート(8)）は、上述したプリプレグシート２２（プリプレグシート(2)）より短い長さを有する。具体的には、プリプレグシート２６は、マンドレルの全長の例えば約１／３に相当する長さを有する。また、プリプレグシート３６は、先端３６Ｔから後端３６Ｂまで略同一の幅を有する。なお、プリプレグシート３６は、先端３６Ｔにおいて、線形的に増加する幅を有するものであってもよい。
これら２種類のプリプレグシートをマンドレルに巻回することにより、得られるシャフト１４は、後端と後端から先端に向かって約１／３進んだ部分との間における部分における曲げ剛性を、その他の部分（残り約２／３の部分）における曲げ剛性より大きくしたものとなる。なお、その他の部分（残り約２／３の部分）における曲げ剛性は、その延設方向に沿って略一定となる。

なお、上述した具体例１〜具体例３において、用いられるプリプレグシートは、約３０〜約１００μｍの範囲にある厚み、約１５〜約２５％の範囲にある樹脂含有率、及び、約２４〜約２６トンの範囲にある弾性率を有するものであることが好ましい。

また、各具体例において、複数のプリプレグシートをマンドレルに巻回する順序には限定はない。例えば、具体例１においては、プリプレグシート２０をマンドレルに巻回した後に、プリプレグシート２２をマンドレルに巻回してもよいし、逆の順序で両方のプリプレグシートをマンドレルに巻回してもよい。このことは、他の具体例にも当てはまることである。したがって、特許請求の範囲に係る発明の技術的範囲は、第１巻回段階が実行された後に第２巻回段階が実行される場合、及び、第２巻回段階が実行された後に第１巻回段階が実行される場合の両方を含むことを意図して記載されていることに留意されたい。

（他の具体例）
プリプレグシート(1)と(4)との組み合わせ、プリプレグシート(2)と(3)との組み合わせ、プリプレグシート(1)と(7)と(8)との組み合わせ、プリプレグシート(1)と(6)と(2)と(8)との組み合わせ、及び、プリプレグシート(3)と(6)と(4)と(8)との組み合わせのいずれを用いてシャフト１４を構成することも可能である。

以上のようにして製造されたシャフト１４は、次のように表現することが可能なものである。すなわち、シャフト１４は、このシャフトの中心軸に対して（例えば約４５°）傾斜した方向に延びる第１強化繊維群及び該第１強化繊維群に交差する（例えば直交する）方向に延びる第２強化繊維群に樹脂を含浸させたプリプレグシートにより構成され、先端（フレーム側の端部）における厚みが後端（グリップ側の端部）における厚みよりも大きくなるように形成された、第１の筒状部材を備える。さらに、シャフト１４は、このシャフトの中心軸に略平行に延びる強化繊維群に樹脂を含浸させたプリプレグシートにより構成され、先端（フレーム側の端部）における厚みが後端（グリップ側の端部）における厚みよりも小さくなるように形成され、第１の筒状部材と同軸状に配置された、第２の筒状部材を備える。第１の筒状部材が第２の筒状部材の上に配置されるようにしてもよいし、第２の筒状部材が第１の筒状部材の上に配置されるようにしてもよい。

これに加えて、得られるシャフト１４の耐衝撃性を向上させるために、付加的な最外層を形成してもよい。付加的な最外層は、マンドレルの中心軸に略垂直に延びる強化繊維群に樹脂を含浸させたプリプレグシートにより形成される。強化繊維群に含まれる強化繊維及び強化繊維群に含浸させる樹脂としては、上述したものを用いることができる。
強化繊維としてガラス繊維を用いることも可能であるが、この場合、最終的に得られるラケット１０の打感が鈍くなる可能性がある。よって、強化繊維として炭素繊維を用いることがより好ましい。

この付加的な最外層は、図４を参照して説明したプリプレグシートが巻かれた後に、プリプレグシートに巻かれる。この最外層は、例えば、マンドレルの先端から後端まで延びる長さを有し、先端から後端まで略同一の幅を有するものである。これにより、得られるシャフト１４は、先端から後端まで略同一の外径を維持したものとなる。

この後、テーピング処理が行われる。マンドレル（正確には、図４に示したプリプレグシート、又は、付加的な最外層）の外周面にポリエステル等の成形テープが螺旋状に巻回される。このテーピング処理により、各プリプレグシートの間に生じていた隙間が極力除去される。

次に、テーピング処理により成形テープが巻回されたマンドレルは、釜に収容され焼成され（焼成処理）、硬化される（硬化処理）。この後、マンドレルの上に形成された積層構造体からマンドレルが引き抜かれる。この積層構造体は、さらに必要に応じて切断処理や研磨処理が施されることにより、シャフト１４とされる。

なお、上述した付加的な最外層が設けられた場合には、この最外層に対して研磨処理が施されると、この最外層が設けられない場合に比べて、シャフト１４の耐衝撃力を増加させることができる。具体的には、付加的な最外層は、マンドレルの中心軸に略垂直に延びる強化繊維群を有するものである。微視的に考えると、隣り合う強化繊維群の間には、微小な間隙が生じている。この間隙に外力が加えられると、付加的な最外層が損傷を受けることがある。そこで、この付加的な最外層に研磨処理を施すことにより、複数の強化繊維のうちの少なくとも一部分が分断され、マンドレルの中心軸に対して略垂直に延びていた状態からマンドレルの中心軸に対して傾斜して延びる状態に変位する。これにより、付加的な最外層は、長繊維の分散材のような組織を形成することになる。すなわち、付加的な最外層は、マンドレルの中心軸に略垂直に延びる強化繊維とマンドレルの中心軸に対して傾斜して延びる強化繊維とが混在した組織を形成することになる。これにより、隣り合う強化繊維の間に生ずる間隙を抑えることができるので、シャフト１４の耐衝撃力を増加させることができる。
なお、最外層としては、例えば、約３０〜約８０μｍの範囲にある厚みを有するものをマンドレルに約６回巻回して、上述したテーピング処理及び焼成処理を実行した後に、約６回の巻回数に相当する厚みから約３回の巻回数に相当する厚みまで減少する程度まで、研磨処理を実行することが好ましい。

次に、このように製造されたシャフト１４とフレーム１２とを結合する方法を図６を参照して説明する。図６は、本発明の一実施形態に係るバドミントンラケットのシャフトとフレームとを結合する方法を説明する模式図である。

シャフト１４とフレーム１２とは、内圧成形法を用いて結合することができる。この内圧成形法は、当業者により知られた方法であるので、この方法を簡単に説明する。

図６に示すように、金型４０の内部には、フレーム１２を形成するための環状に延びる領域４２と、この領域４２に連通し、シャフト１４を形成するための直線状に延びる領域４４と、が形成されている。領域４４の内径は、領域４４の一端から他端まで略同一となるように形成されている。

領域４２には、中空管状に配置した未硬化のプリプレグ（後にフレーム１２となるので、便宜上、「フレーム１２」という。）が配置される。領域４４には、上述した焼成処理及び硬化処理が施されたシャフト１４が配置される。フレーム１２とシャフト１４との結合部５０には、帯状のプリプレグシートが必要回数巻回される。シャフト１４の内部及びフレーム１２の内部には、膨張性を有するチューブ５２が挿入される。

次に、圧縮空気等を用いてチューブ５２を膨らませ、プリプレグの内側から圧力をかけてプリプレグを金型の内壁面に押し付け、この状態でプリプレグを加熱及び硬化させる。これにより、ラケット１０が形成される。

このように、本発明の様々な実施形態によれば、シャフトの先端から後端に向かってねじれ剛性が減少するようにシャフトが形成されることにより、フレーム面がシャトルの打撃時にねじれにくく安定したものとなる。また、シャフトの先端から後端に向かって曲げ剛性が増加するようにシャフトが形成されることにより、先端付近において適切にシャフトがしなって反発力を生じさせるので、フレーム面に打撃されたシャトルが遠くに飛ばされる。
これに加えて、シャフトの先端から後端に向かってねじれ剛性を減少させるために、先端から後端に向かって「減少する幅」を有するプリプレグシートを用いる一方、シャフトの先端から後端に向かって曲げ剛性を増加させるために、先端から後端に向かって「増加する幅」を有するプリプレグシートを用いることにより、最終的に得られるシャフトの外径を先端から後端にかけて略一定に維持することができる。これにより、フレーム面の安定化及びシャフトの反発力を高めつつ、振り抜き感を向上させることもできる。

次に、右回しと左回しとで異なる捻じれ方向トルクを有するシャフトについて、図７を参照して説明する。図７は、本発明の一実施形態に係るバドミントンラケットのシャフトに用いられるプリプレグシートの構成を示す模式図である。

バドミントンというスポーツにおいては、シャトルを打つ瞬間にグリップを捻じる動作がプレイヤにより行われることがある。このような捻じる動作に耐えられるラケットを製造するために、シャフトに次のような工夫を施すことができる。

ここでは、一例として、図４の具体例１に示したプリプレグシート２０に改良を加えたプリプレグシート２０’を用いる場合について説明する。なお、プリプレグシート２０’の構成のうちプリプレグシート２０と同様の構成については、その詳細な説明を省略する。

図７（ｂ）に示すプリプレグシート２０’は、図７（ａ）に示すように、台形状のプリプレグシート２０’ａと台形状のプリプレグシート２０’ｂとを貼り合わせることにより形成されたものである。プリプレグシート２０’ａに含まれた強化繊維群とプリプレグシート２０’ｂに含まれた強化繊維群とは、交差（例えば直交）している。

プリプレグシート２０’ａの幅は、プリプレグシート２０’ｂの幅に比べて、マンドレルに対する巻回数につき例えば１巻回分だけ多くなるように、大きく形成される。これにより、プリプレグシート２０’を備えたシャフトにおいては、方向Ｄ_１の捻じれ方向トルクが、方向Ｄ_２の捻じれ方向トルクよりも大きくなる。このようなシャフトは、右利きのプレイヤがシャトルを打つ瞬間にグリップを下方向に捻じる動作に適合したものとなる。

これとは反対に、プリプレグシート２０’ａの幅は、プリプレグシート２０’ｂの幅に比べて、マンドレルに対する巻回数につき例えば１巻回分だけ少なくなるように、小さく形成されるようにしてもよい。この場合、プリプレグシート２０’を備えたシャフトにおいては、方向Ｄ_２の捻じれ方向トルクが、方向Ｄ_１の捻じれ方向トルクよりも大きくなる。このようなシャフトは、左利きのプレイヤがシャトルを打つ瞬間にグリップを下方向に捻じる動作に適合したものとなる。

このような手法は、上述した具体例２及び具体例３のそれぞれに用いられるプリプレグシート(3)及びプリプレグシート(5)、（6）に対しても同様に適用可能なものである。

１０ バドミントンラケット
１２ フレーム（フレーム面）
１４ シャフト
１６ グリップ

Claims (14)

1. バドミントンラケットに用いられるシャフトを製造する方法であって、
   マンドレルの中心軸に対して傾斜した方向に延びる第１強化繊維群及び該第１強化繊維群に交差する方向に延びる第２強化繊維群に樹脂を含浸させたプリプレグシートを、前記マンドレルの先端における巻回数を該マンドレルの後端における巻回数よりも多くするように、前記マンドレルに巻回する第１巻回段階と、
   前記マンドレルの中心軸に略平行に延びる強化繊維群に樹脂を含浸させたプリプレグシートを、前記マンドレルの先端における巻回数を該マンドレルの後端における巻回数よりも少なくするように、前記マンドレルに巻回する第２巻回段階と、
   前記マンドレルに巻回された前記プリプレグシートを加熱して硬化させる段階と、
   を含む方法。
2. 前記第１巻回段階は、前記マンドレルの先端から後端まで延びる長さを有し、該先端から該後端に向かう方向に沿って減少する幅を有するプリプレグシートを、前記マンドレルに巻回する段階を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記第１巻回段階は、
   前記マンドレルの先端から後端まで延びる長さを有し、該先端から該後端に向かう方向に沿って略同一の幅を有する第１プリプレグシートを、前記マンドレルに巻回する段階と、
   前記第１プリプレグシートより短い長さを有し、前記先端から前記後端に向かう方向に沿って略同一の幅を有する第２プリプレグシートを、前記マンドレルの前記先端に巻回する段階と、
   を含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記第２巻回段階は、前記マンドレルの先端から後端まで延びる長さを有し、該先端から該後端に向かって増加する幅を有するプリプレグシートを前記マンドレルに巻回する段階を含む、請求項１から請求項３のいずれかに記載の方法。
5. 前記第２巻回段階は、
   前記マンドレルの先端から後端まで延びる長さを有し、該先端から該後端に向かう方向に沿って略同一の幅を有する第３プリプレグシートを、前記マンドレルに巻回する段階と、
   前記第３プリプレグシートより短い長さを有し、前記先端から前記後端に向かう方向に沿って略同一の幅を有する第４プリプレグシートを、前記マンドレルの前記後端に巻回する段階と、
   を含む、請求項１から請求項３のいずれかに記載の方法。
6. 前記マンドレルの中心軸に略垂直に延びる強化繊維群に樹脂を含浸させたプリプレグシートを最外層として前記マンドレルに巻回する段階、を含む、請求項１から請求項５のいずれかに記載の方法。
7. 前記最外層を研磨する段階、を含む、請求項６に記載の方法。
8. 前記第１巻回段階及び前記第２巻回段階において用いられるプリプレグシートは、約３０〜約１００μｍの範囲にある厚み、及び、約１５〜約２５％の範囲にある樹脂含有率を有するものである、請求項１から請求項７のいずれかに記載の方法。
9. 前記第１巻回段階は、前記第２巻回段階が実行される前に行われる、請求項１から請求項８のいずれかに記載の方法。
10. 前記第１巻回段階は、前記第２巻回段階が実行された後に行われる、請求項１から請求項８のいずれかに記載の方法。
11. バドミントンラケットに用いられるシャフトであって、
    当該シャフトの中心軸に対して傾斜した方向に延びる第１強化繊維群及び該第１強化繊維群に交差する方向に延びる第２強化繊維群に樹脂を含浸させたプリプレグシートにより構成され、先端における厚みが後端における厚みよりも大きくなるように形成された、第１の筒状部材と、
    前記中心軸に略平行に延びる強化繊維群に樹脂を含浸させたプリプレグシートにより構成され、先端における厚みが後端における厚みよりも小さくなるように形成され、前記第１の筒状部材と同軸状に配置された、第２の筒状部材と、
    を具備するシャフト。
12. 前記第２の筒状部材が前記第１の筒状部材の上に配置されている、請求項１１に記載のシャフト。
13. 前記第１の筒状部材が前記第２の筒状部材の上に配置されている、請求項１１に記載のシャフト。
14. 先端から後端にわたって略同一の外径を維持する、請求項１１から請求項１３のいずれかに記載のシャフト。

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