JP2014503337A - Tennis racket and method - Google Patents

Tennis racket and method Download PDF

Info

Publication number
JP2014503337A
JP2014503337A JP2013552012A JP2013552012A JP2014503337A JP 2014503337 A JP2014503337 A JP 2014503337A JP 2013552012 A JP2013552012 A JP 2013552012A JP 2013552012 A JP2013552012 A JP 2013552012A JP 2014503337 A JP2014503337 A JP 2014503337A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gut
racket
sports
racquet
tension
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2013552012A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2014503337A5 (en
Inventor
リチャード, エー. ブラント,
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of JP2014503337A publication Critical patent/JP2014503337A/en
Publication of JP2014503337A5 publication Critical patent/JP2014503337A5/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B49/00Stringed rackets, e.g. for tennis
    • A63B49/02Frames
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B49/00Stringed rackets, e.g. for tennis
    • A63B49/02Frames
    • A63B49/022String guides on frames, e.g. grommets
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B49/00Stringed rackets, e.g. for tennis
    • A63B49/02Frames
    • A63B49/025Means on frames for clamping string ends
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B49/00Stringed rackets, e.g. for tennis
    • A63B49/02Frames
    • A63B49/028Means for achieving greater mobility of the string bed
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B49/00Stringed rackets, e.g. for tennis
    • A63B49/02Frames
    • A63B49/10Frames made of non-metallic materials, other than wood
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B51/00Stringing tennis, badminton or like rackets; Strings therefor; Maintenance of racket strings
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B51/00Stringing tennis, badminton or like rackets; Strings therefor; Maintenance of racket strings
    • A63B51/004Stringing tennis, badminton or like rackets; Strings therefor; Maintenance of racket strings using strings with different tension on the same frame
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B51/00Stringing tennis, badminton or like rackets; Strings therefor; Maintenance of racket strings
    • A63B51/02Strings; String substitutes; Products applied on strings, e.g. for protection against humidity or wear
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B60/00Details or accessories of golf clubs, bats, rackets or the like
    • A63B60/42Devices for measuring, verifying, correcting or customising the inherent characteristics of golf clubs, bats, rackets or the like, e.g. measuring the maximum torque a batting shaft can withstand
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B49/00Stringed rackets, e.g. for tennis
    • A63B49/02Frames
    • A63B2049/0201Frames with defined head dimensions
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B49/00Stringed rackets, e.g. for tennis
    • A63B49/02Frames
    • A63B2049/0212Frames with defined weight
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2209/00Characteristics of used materials
    • A63B2209/02Characteristics of used materials with reinforcing fibres, e.g. carbon, polyamide fibres
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/50Force related parameters
    • A63B2220/51Force
    • A63B2220/53Force of an impact, e.g. blow or punch
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/80Special sensors, transducers or devices therefor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B60/00Details or accessories of golf clubs, bats, rackets or the like
    • A63B60/002Resonance frequency related characteristics
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B60/00Details or accessories of golf clubs, bats, rackets or the like
    • A63B60/50Details or accessories of golf clubs, bats, rackets or the like with through-holes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B60/00Details or accessories of golf clubs, bats, rackets or the like
    • A63B60/54Details or accessories of golf clubs, bats, rackets or the like with means for damping vibrations
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B71/00Games or sports accessories not covered in groups A63B1/00 - A63B69/00
    • A63B71/06Indicating or scoring devices for games or players, or for other sports activities
    • A63B71/0619Displays, user interfaces and indicating devices, specially adapted for sport equipment, e.g. display mounted on treadmills

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Professional, Industrial, Or Sporting Protective Garments (AREA)
  • Golf Clubs (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

丸み付けられた角部を備えた長方形の打球面を有するテニスラケットが提供される。ラケットは、軽量材料が間に組み込まれた炭素繊維サンドイッチから形成される。炭素繊維のストリップは、2つの炭素繊維の上部および下部シートにかかる外縁部に取り付けられる。ガット張力によって引かれて直線の辺の形態になるように、外側へと湾曲した辺を有する長方形のフレームが形成される。ガットを所定の張力で保持するため、様々な構造の係止グロメットが提供される。テニスラケットを試験する試験機器および方法が提供される。  A tennis racquet is provided having a rectangular ball striking face with rounded corners. The racket is formed from a carbon fiber sandwich with a lightweight material incorporated in between. Carbon fiber strips are attached to the outer edges of the upper and lower sheets of the two carbon fibers. A rectangular frame is formed having sides that are curved outwards so that they are drawn by gut tension into the form of straight sides. Various structures of locking grommets are provided to hold the gut at a predetermined tension. Test equipment and methods for testing tennis rackets are provided.

Description

(関連出願の相互参照)
本出願は、2011年1月26日出願の米国仮特許出願第61/436,259号の利益を主張し、これを参照により本明細書に組み込む。
(Cross-reference of related applications)
This application claims the benefit of US Provisional Patent Application No. 61 / 436,259, filed Jan. 26, 2011, which is incorporated herein by reference.

本発明は、全体として、テニスラケット、およびテニスラケットを作成しそれに張架する方法に関する。   The present invention relates generally to a tennis racket and a method for creating and stretching a tennis racket.

米国特許第6,344,006号B1および米国特許第7,081,056号B2において、R. Brandtは、ガット(ストリング、糸)長さが垂直方向および水平方向で等しい、またはより一般的にはガットの振動数が等しい、テニスラケットの利点について教示した。本特許文献においては、これらの発想をさらに発展させ改善し、かかるラケットを製造し試験する構築方法について提示する。   In US Pat. No. 6,344,006 B1 and US Pat. No. 7,081,056 B2, R. Brandt says that the gut (string) length is equal in the vertical and horizontal directions, or more generally Taught the advantages of a tennis racket with equal gut frequencies. In this patent document, these ideas are further developed and improved, and a construction method for manufacturing and testing such a racket is presented.

本発明は、テニスラケットを提供するとともに、ガット長さが等しくかつテニスボールを打ったときのガット振動数が打球性能を改善するのに望ましいテニスラケットのガットを提供することができる構造をもたらす、テニスラケットの作成方法を提供する。好ましい一実施形態では、テニスラケットは、所望のガット長さおよびガット振動数を確立し維持するグロメットを含む。さらなる発展例では、好ましくは炭素繊維材料サンドイッチの形態である、層状構造がラケット構造に対して提供される。一実施形態のラケットヘッドは、ガット張力を受けたときに引かれて直線形態になるように構成された、外側に湾曲した辺を含む。所望のガット振動数を達成するため、本発明のラケットに使用されるガット(1つまたは複数)は変動する密度を有してもよい。本発明はまた、ラケット構造を試験する方法を提供する。   The present invention provides a tennis racket and provides a structure capable of providing a tennis racket gut with equal gut length and desirable gut frequency when hitting a tennis ball to improve hitting performance. A method for creating a tennis racket is provided. In a preferred embodiment, the tennis racket includes grommets that establish and maintain the desired gut length and gut frequency. In a further development, a layered structure is provided for the racket structure, preferably in the form of a carbon fiber material sandwich. The racket head of one embodiment includes an outwardly curved side configured to be pulled into a linear configuration when subjected to gut tension. In order to achieve the desired gut frequency, the gut (s) used in the racket of the present invention may have a varying density. The present invention also provides a method for testing a racket structure.

さらに詳細には、所望のガット長さと振動数を達成するための多数の可能な構造および方法は、ラケットのガット装着開口部にグロメットを使用することによって達成される。グロメットは、ガットが通り抜けるラケット打面(フェース)の辺にある構造的要素である。本発明は、ガットを保持するための係止グロメット(環索、鳩目(locking grommets))と、グロメットを使用して張力を設定するためのアルゴリズムとを提供する。本発明はまた、所望のガット長さおよび振動数を達成する助けとなる、例えばテフロン(登録商標)もしくは他の低摩擦材料、弾性材料で形成された、または調節可能な高さを有する、複数のタイプのグロメットを提供する。張架後にガット長さが等しくなるように、張架前のラケット打面の辺をどこまで外側に湾曲させるかを定量的に確立する、ラケットヘッドの構成が提供される。   More particularly, a number of possible structures and methods for achieving the desired gut length and frequency are achieved by using grommets in the racket gut mounting opening. Grommets are structural elements on the side of the racket striking face (face) through which the gut passes. The present invention provides locking grommets (rings, locking grommets) for holding guts and algorithms for setting tension using grommets. The present invention also helps to achieve the desired gut length and frequency, eg, made of Teflon or other low friction material, elastic material, or having an adjustable height Provides a type of grommet. A racket head configuration is provided that quantitatively establishes how far the sides of the racket striking surface before stretching are curved outward so that the gut lengths are equal after stretching.

さらなる発展例では、本発明は、本発明の原理に従ってラケットを製造する方法を提供する。好ましい一実施形態では、ラケット本体全体は炭素繊維サンドイッチから加工される。この構造は、他のラケット構造と比べて優れた強度および単純性を提供する。炭素繊維製ラケットの実施形態の寸法は、ラケットの比強度に対して最適になるように決定される。本発明はまた、本発明に従って構築されるラケット、ならびに他のラケット構造の強度および性能を試験する方法を提供する。ラケット角部の強度およびグロメットのガットホルダの強度が試験される。ラケットの性能は実験室測定によって試験される。実験室試験は、他の構造を上回る本発明のラケット構造の性能上の利点を裏付けるデータを提供する。   In a further development, the present invention provides a method of manufacturing a racket according to the principles of the present invention. In a preferred embodiment, the entire racquet body is fabricated from a carbon fiber sandwich. This structure provides superior strength and simplicity compared to other racket structures. The dimensions of the carbon fiber racket embodiment are determined to be optimal for the specific strength of the racket. The present invention also provides a method for testing the strength and performance of rackets constructed in accordance with the present invention, as well as other racket structures. The racket corner strength and grommet gut holder strength are tested. The performance of the racket is tested by laboratory measurements. Laboratory tests provide data supporting the performance advantages of the racket structure of the present invention over other structures.

一般に、本発明によるテニスラケットの構造および手順は、長方形のテニスラケットに適用されるが、他の形状が本発明の範囲内に包含されてもよい。本発明の様々な実施形態には、次のものが含まれる。(1)内側への湾曲を相殺するために導き出される外側への湾曲の輪郭、および最適な性能のために外側への湾曲が必要である場合の判断。(2)異なるガット張力および/またはガット質量密度を使用することによって、水平方向および垂直方向の等しいガット振動数を達成する手段。(3)異なるガットに対する異なる張力を維持する係止グロメットを使用して、等しい長さを用いずに等しい振動数でガットが振動できるようにし、かつ個々のガットの調節または交換を可能にすること。(4)等しいガット振動数を提供する初期のガット張力を決定するためのアルゴリズムの導出。(5)1ポンド(0.454kg)当たりの強度がチューブ状要素から加工された従来のラケットの約二倍である、長方形ラケットのサンドイッチ構造の実施形態の仕様。(6)1ポンド(0.454kg)当たりの強度が打面辺(face sides)をサンドイッチ構造にした実施形態とほぼ同じであり、はるかに強度が高い角部を有し、充填材料をより良好に保護し、これまでになく構築が簡単になる、長方形ラケットの優れたテーブル構造の実施形態の仕様。(7)ラケット角部に対する応力を解析的に推定するための、カンチレバーモデルの使用。(8)ラケットの辺ビーム(side beams)および角部の強度を試験するデバイスの設計および実現。   In general, the structure and procedure of a tennis racket according to the present invention applies to a rectangular tennis racket, but other shapes may be included within the scope of the present invention. Various embodiments of the present invention include the following. (1) The contour of the outward curvature that is derived to offset the inward curvature, and the determination of when an outward curvature is required for optimal performance. (2) Means for achieving equal gut frequencies in the horizontal and vertical directions by using different gut tensions and / or gut mass densities. (3) Using locking grommets that maintain different tensions for different guts, allowing guts to vibrate at equal frequencies without using equal lengths, and allowing individual guts to be adjusted or replaced. . (4) Derivation of algorithm for determining initial gut tension that provides equal gut frequency. (5) Specification of an embodiment of a rectangular racquet sandwich structure, where the strength per pound (0.454 kg) is about twice that of a conventional racquet fabricated from tubular elements. (6) The strength per pound (0.454 kg) is almost the same as that of the embodiment in which the face sides are sandwiched, and the corners are much stronger and the filling material is better. Specification of an embodiment of an excellent table structure with a rectangular racket that protects and makes construction easier than ever. (7) Use of a cantilever model to analytically estimate the stress on the racket corner. (8) Design and realization of devices that test the strength of the side beams and corners of the racket.

本発明の好ましい一実施形態による全体的に長方形の形状を有するテニスラケットヘッドの上面図である。1 is a top view of a tennis racket head having a generally rectangular shape according to a preferred embodiment of the present invention. FIG. ガット張力を加えた際のラケット要素の撓みを示すグラフである。It is a graph which shows the bending of the racket element at the time of applying gut tension. 撓み量をより良好に示すために縦軸を強調した、図2による撓みのグラフである。FIG. 3 is a deflection graph according to FIG. 2 with the vertical axis emphasized to better show the amount of deflection. 本明細書に記載される寸法を確立する、本発明の一実施形態によるテニスラケットの上面図である。1 is a top view of a tennis racket according to one embodiment of the present invention establishing the dimensions described herein. FIG. 図5a〜5jは、本発明のテニスラケットの好ましい実施形態で使用されるような、ガットグロメットの複数の実施形態を示す概略断面図である。5a-5j are schematic cross-sectional views showing multiple embodiments of gut grommets, as used in the preferred embodiment of the tennis racket of the present invention. 張架したラケットの辺に対する力を説明するため、端部で支持されたビームであってそれに沿って規則的に間隔を空けた力が加えられているビームを示す概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing a beam supported at an end, to which a regularly spaced force is applied, in order to explain the force on the side of the stretched racket. 張架力を受けたときの図6のビームの撓みを示す概略図である。It is the schematic which shows the bending of the beam of FIG. 6 when receiving a tension force. 中空の円筒状のテニスラケットフレームに対する張架力を示すフレームの断面図である。It is sectional drawing of the flame | frame which shows the tension force with respect to a hollow cylindrical tennis racket frame. 本発明の原理によるテニスラケットフレームの断面図である。1 is a cross-sectional view of a tennis racket frame according to the principles of the present invention. 本発明の一実施形態によるテニスラケットの平面図である。It is a top view of the tennis racket by one Embodiment of this invention. 本発明の別の実施形態によるテニスラケットの概略図である。It is the schematic of the tennis racket by another embodiment of this invention. 張架力を示す長方形のテニスラケットの角部の部分拡大図である。It is the elements on larger scale of the corner | angular part of the rectangular tennis racket which show tension force. 力が加えられているビームの概略図である。FIG. 2 is a schematic view of a beam being subjected to a force. 好ましい一実施形態のテニスラケットフレームの辺の断面図である。It is sectional drawing of the edge | side of the tennis racket frame of preferable one Embodiment. 好ましい一実施形態の長方形のテニスラケットの角部の部分拡大図である。It is the elements on larger scale of the corner | angular part of the rectangular tennis racket of preferable one Embodiment. 好ましい一実施形態によるテニスラケットを作成するのに使用される材料のサンドイッチを示す概略図である。1 is a schematic diagram showing a sandwich of materials used to make a tennis racket according to a preferred embodiment. FIG. 記載されるように製造されたテニスラケットの概略図である。1 is a schematic view of a tennis racket manufactured as described. FIG. 図18aは、好ましい一実施形態によるテニスラケット打面の平面図、図18bは、その側面図である。FIG. 18a is a plan view of a tennis racket hitting surface according to a preferred embodiment, and FIG. 18b is a side view thereof. 図19aは、好ましい一実施形態によるテニスラケットのハンドル部分の平面図、図19bは、その側面図、図19cは、その端面図である。19a is a plan view of a handle portion of a tennis racket according to a preferred embodiment, FIG. 19b is a side view thereof, and FIG. 19c is an end view thereof. 本発明の方法で使用される力測定装置の概略図である。It is the schematic of the force measuring device used with the method of this invention. 本発明の方法で使用されるような試験装置の斜視図である。1 is a perspective view of a test apparatus as used in the method of the present invention. FIG. 測定装置の近接上面図である。It is a close-up top view of a measuring device. 概念を実証するために製造されたフレーム試作品の図である。It is the figure of the frame prototype manufactured in order to prove the concept. 試験されている図23のフレーム試作品の斜視図である。FIG. 24 is a perspective view of the frame prototype of FIG. 23 being tested. 試験されているフレーム試作品の別の図である。FIG. 5 is another diagram of a frame prototype being tested. 本発明の教示に従って構築されたラケットの上面斜視図である。1 is a top perspective view of a racket constructed in accordance with the teachings of the present invention. FIG. 本発明のテニスラケットを試験するための試験機器の図である。It is a figure of the test equipment for testing the tennis racket of this invention.

図面を参照して本発明について記載する。最初に考察するのは、テニスボールを打つ際のガットの振動数である。ガットの振動数に対する全体的な考察は以下を含む。   The present invention will be described with reference to the drawings. The first thing to consider is the gut frequency when hitting a tennis ball. General considerations for gut frequencies include:

(ガット振動数)
すべてのガットはテニスボールとの衝突の間互いに相互作用するため、所与のテニスラケットの性能の計算はかなりの部分において複雑な問題である。かかる計算は、米国特許第5,672,809号および米国特許第6,344,006号に報告されており、ガット長さが各方向において等しい長方形打面のラケットが最適な性能を提供するというのが主な結論であった。これに対する理由は次のとおりである。
a)等しい長さ(および張力と密度)のガットは同じ振動数で振動する。したがって、それらは衝突するボールに対して一斉に応答し、結果として最大の反発力を提供する。
b)長さが等しくない二本の平行なガットにボールが衝突すると、ボールは各ガットから異なる力を受けて、反発方向が意図しないものになる。平行なガットがすべて同じ長さを有すると、この誤差は排除される。
c)ガットの中心から離れたガットにボールが衝突すると、ボールは押し付けられたガットの各側から等しくない力を受ける。ガット長さが短いほど、この効果は大きくなる。長方形打面のラケットの場合、各ガットは同じ(最大)長さを有するので、この誤差の原因が最小限に抑えられる。
d)ラケット重量が所与の場合、長方形打面のラケットの長手方向中心軸を中心にした慣性モーメントは、従来のラケットよりもはるかに大きい。したがって、この軸から離れた衝突によって、衝突するボールから離れる方向にラケットが回転することになるが、その回転量は従来のラケットよりもはるかに少ない。したがって、結果として得られる角度誤差および速度の減少は大幅に低減される。
e)長方形ラケットの角回転は従来のものよりも少ないので、偏心した打撃による選手の腕の肉体的な怪我(一般に、「テニス肘」と呼ばれる)が低減される。
(Gut frequency)
Since all guts interact with each other during a collision with a tennis ball, the calculation of the performance of a given tennis racket is a complex problem in a significant part. Such calculations are reported in U.S. Pat. No. 5,672,809 and U.S. Pat. No. 6,344,006, where a rectangular striking racket with equal gut length in each direction provides optimal performance. Was the main conclusion. The reason for this is as follows.
a) Guts of equal length (and tension and density) vibrate at the same frequency. Thus, they respond to the impacting balls all at once, resulting in the maximum repulsive force.
b) When a ball collides with two parallel guts of unequal length, the ball receives different forces from each gut and the rebound direction becomes unintended. This error is eliminated if all parallel guts have the same length.
c) When a ball collides with a gut away from the center of the gut, the ball receives unequal forces from each side of the pressed gut. The shorter the gut length, the greater this effect. In the case of a rectangular hitting racket, each gut has the same (maximum) length, so this source of error is minimized.
d) Given a racket weight, the moment of inertia about the longitudinal center axis of the rectangular striking racket is much greater than that of a conventional racket. Thus, the collision away from the axis causes the racket to rotate away from the colliding ball, but the amount of rotation is much less than in conventional rackets. Thus, the resulting angular error and speed reduction is greatly reduced.
e) Since the angular rotation of the rectangular racket is less than that of the conventional one, physical injury (generally called “tennis elbow”) of the player's arm due to eccentric hitting is reduced.

等しいガット長さによる主な利益は、長さが正確に等しくなく、ただしガット振動数が等しい場合に得られる。端部が固定されたガットの振動数は次式によって与えられる。   The main benefit of equal gut lengths is obtained when the lengths are not exactly equal, but the gut frequencies are equal. The frequency of the gut with the fixed end is given by:

(式1)
式中、lはガット長さ、Tはガットに対する張力、mはガットの線形質量密度である。従来のラケットの場合、Tおよびmは一定であるが、ガット長さは大幅に変動し、したがって振動数も大幅に変動する。長方形打面のラケットでは、T、m、およびlの値(各方向)はすべて一定であることができ、したがって振動数fもすべて一定であることができる。これは最も単純な可能性であり、これを実現するための革新的な手法については後述する。より一般的な可能性について以下で考慮する。
(Formula 1)
Where l is the gut length, T is the tension against the gut, and m is the linear mass density of the gut. In the case of a conventional racket, T and m are constant, but the gut length varies greatly, and therefore the frequency also varies greatly. In a rectangular hitting racket, the values of T, m, and l (in each direction) can all be constant, and therefore the frequency f can all be constant. This is the simplest possibility, and an innovative way to achieve this is described below. More general possibilities are considered below.

テニスラケット上のガットは、当然ながらフレームの辺間で自由になってはいない。ガットは、その長さに沿って互いの上下を多数回交差するので、所与のラケットの性能は、米国特許第6,344,006号B1に記載されたように、コンピュータ上での複雑な計算によって決定しなければならない。該特許には、(式1を使用して計算されるような)等しい基本振動数のガットを有するラケットは、最適な性能を提供することが示されている。   The gut on the tennis racket is, of course, not free between the sides of the frame. Since the guts intersect each other many times along their length, the performance of a given racket is complex on a computer as described in US Pat. No. 6,344,006 B1. Must be determined by calculation. The patent shows that a racket with equal fundamental frequency guts (as calculated using Equation 1) provides optimal performance.

長方形打面を有するラケットについて言及するとき、ガットが取り付けられる打面の対向面が平行なことが必須であることが理解される。これによって、張架穴が位置する場所を越えた区画で打面フレームの角部を丸み付ける自由が残される。かかる丸み付けられた角部によって、ラケットの強度が高まり、見た目が良くなる。かかるラケットは図1に示される。   When referring to a racket having a rectangular striking surface, it is understood that it is essential that the opposing surfaces of the striking surface to which the gut is attached are parallel. This leaves the freedom to round the corners of the striking face frame in a section beyond where the tension holes are located. Such rounded corners increase the strength of the racket and improve its appearance. Such a racket is shown in FIG.

具体的には、図1は、ほぼ直線の辺24およびほぼ直線の端部26から構成された打面またはフレーム22を有するテニスラケット20を示す。フレーム22は、丸み付けられた角部28と、ハンドル(この図には図示なし)まで延在するネック30とを有する。主ガット32は、端部26の間を延在し、辺24の間を延在するガット34と交差する。   Specifically, FIG. 1 shows a tennis racket 20 having a striking surface or frame 22 composed of a substantially straight side 24 and a substantially straight end 26. The frame 22 has a rounded corner 28 and a neck 30 that extends to a handle (not shown in this view). The main gut 32 extends between the end portions 26 and intersects with a gut 34 extending between the sides 24.

(一定の張力)
各方向で等しいガット振動数を得る最も単純な手法は、l、T、およびmの値をすべて一定にすることである。最初に、張架前は完全に長方形の打面から始め、張架後の打面が本質的に長方形のままとなるモーメントを仮定する。ラケットに張架する際、選択された張力Tが各ガットに加えられるが、張架が進むにつれて、張力Tで新しいガットを追加するごとに前のガットに掛かる張力がわずかに変化する。すべてのガットが取り付けられた後、ガット張力は釣り合い、結果として得られるガットに対する張力T’は加えられた張力Tとは異なる。優秀なガット張り職人は、結果として得られる張力が所望のものであるように、加えられる張力をいかに選択するかを理解するであろう。
(Constant tension)
The simplest way to get an equal gut frequency in each direction is to keep the values of l, T, and m all constant. First, assume a moment that begins with a completely rectangular striking surface before stretching and that the striking surface after stretching remains essentially rectangular. When tensioning the racket, the selected tension T is applied to each gut, but as the tension progresses, the tension applied to the previous gut changes slightly as a new gut is added at tension T. After all the guts have been attached, the gut tensions are balanced and the resulting tension T ′ for the gut is different from the applied tension T. A good gut craftsman will understand how to select the applied tension so that the resulting tension is desired.

ラケットの辺および端部にある、ガットがそこを通って延在する従来のグロメットでは、張力の均等化は不完全である。各グロメット内のガットに対する、またグロメット間の外側打面辺に対する摩擦は、張力の均等化を妨げる。それに加えて、ボールとの衝突によってガットに加えられる力は、少なくとも一時的に張力を再分配する。   In conventional grommets with guts extending therethrough at the sides and ends of the racket, tension equalization is incomplete. Friction against the gut within each grommet and against the outer striking edge between the grommets prevents tension equalization. In addition, the force applied to the gut by impact with the ball at least temporarily redistributes the tension.

これらの障害は、テフロン(登録商標)製の、またはテフロン(登録商標)コーティングを施した、グロメットおよびサイドストリップを使用することによって回避することができる。テフロン(登録商標)は、非常に滑りやすく、実用的な固体の中でも最低の摩擦係数(研磨した鋼に対して約0.05)を有する。それを使用することによって、張架中およびボールの衝突中の張力の均等化が迅速にかつほぼ完全に得られることが確実になる。ラケット打面全体でガット張力を均等化するため、低い摩擦係数を有する他の材料も同様に使用されてもよい。   These obstacles can be avoided by using grommets and side strips made of Teflon or with a Teflon coating. Teflon is very slippery and has the lowest coefficient of friction (about 0.05 for polished steel) among practical solids. By using it, it is ensured that tension equalization during tensioning and during ball collision can be obtained quickly and almost completely. Other materials having a low coefficient of friction may be used as well to equalize gut tension across the racket striking surface.

実際には、張架前のラケット打面が(角部を除いて)完全に長方形である場合、ガットに加えられる張力によって打面辺が内側に湾曲するようになる。これによってすべてのガット長さが短くなるが、その量は、辺の中心ではより多く、辺の端部付近ではより少ない。その結果、ラケットのガット長さが等しくなくなり、ガットに対する張力が低減される。   Actually, when the racket striking surface before stretching is completely rectangular (except for the corner), the striking surface side is curved inward by the tension applied to the gut. This shortens all gut lengths, but the amount is more at the center of the side and less near the edge of the side. As a result, the racket gut lengths are not equal and the tension on the gut is reduced.

この影響を例示するため、各端部で支持され、n本の均等に間隔を空けて取り付けられた張力Tのガットからの力を受ける、長さlのビームについて考察する。Eがビーム材料のヤング率であり、Iがビーム断面の面積モーメントである場合、ビームの起点から距離xにおけるビームの撓みy(x)は、次式によって与えられる。   To illustrate this effect, consider a beam of length 1 that is supported at each end and receives forces from n equally spaced guts of tension T. When E is the Young's modulus of the beam material and I is the area moment of the beam cross section, the beam deflection y (x) at a distance x from the beam origin is given by:

(式2) (Formula 2)

l=13インチ(33.02cm)、T=60ポンド(27.22kg)、n=ガット19本、ならびに炭素繊維チューブのEおよびIの標準値を使用して、この関数を図2にプロットしている。曲線36は、フレームビームの長さに沿ったビームの撓みを例示するため、グラフにプロットされている。   This function is plotted in FIG. 2 using l = 13 inches (33.02 cm), T = 60 pounds (27.22 kg), n = 19 guts, and E and I standard values for carbon fiber tubes. ing. Curve 36 is plotted in the graph to illustrate the deflection of the beam along the length of the frame beam.

図3を参照すると、視認を簡単にするため、撓み曲線36のプロットが4:1のアスペクト比で再描写されている。   Referring to FIG. 3, the plot of the deflection curve 36 is redrawn with an aspect ratio of 4: 1 for ease of viewing.

関連パラメータの規定値を用いると、ラケット打面の図1における長辺24を表すビームは、最大距離約0.5インチ(1.27cm)で撓んでいることが見てとれる。この最大撓みは、当然ながらビームの中心(x=6.5インチ(16.51cm))で生じ、撓み距離の値は中心から離れると連続的に減少する。したがって、ラケット打面の中心における水平方向のガット34は、長さが約1インチ(2.54cm)(各辺24の曲がりから0.5インチ(1.27cm))減少する。   Using the specified values for the relevant parameters, it can be seen that the beam representing the long side 24 in FIG. 1 of the racket striking surface is deflected at a maximum distance of about 0.5 inches (1.27 cm). This maximum deflection naturally occurs at the center of the beam (x = 6.5 inches (16.51 cm)), and the value of the deflection distance decreases continuously away from the center. Accordingly, the horizontal gut 34 at the center of the racket striking surface is reduced in length by approximately 1 inch (0.54 cm from each side 24 bend).

実際のラケット打面の辺24の撓みはこれよりも複雑であるが、それは、これらの辺24が堅く支持されたビームではないためであり、また、ガットによって加えられる力が均一でないためである。これらの撓みは、上述の式2などの単純な解析公式によって与えられるものではないが、任意の所与のラケットの幾何学形状および材料に対してコンピュータで容易に見積もることができ、また直接測定することができる。実際的な辺の曲がりの計算は、ガット張力が一定値に釣り合った後であっても、撓んだ辺の幾何学形状により、加えられる力が離散的であり、かつガットの場所ごとに異なるという事実によって複雑になる。したがって、ガット張力によって辺の曲がりの量が決まり、辺の曲がりの量によってガット張力が決まるので、解を求めるべき式は高度に結合され、非線形的である。代表的な結果は以下に与えられる。   The deflection of the sides 24 of the actual racket striking surface is more complex than this because the sides 24 are not rigidly supported beams and the force applied by the gut is not uniform. . These deflections are not given by simple analytical formulas such as Equation 2 above, but can be easily estimated by computer for any given racket geometry and material, and measured directly can do. The actual calculation of the side bend is that even after the gut tension is balanced to a constant value, the applied force is discrete and varies depending on the gut location, due to the geometry of the bent side It is complicated by the fact that. Therefore, the amount of side bending is determined by the gut tension, and the gut tension is determined by the amount of side bending. Therefore, the equations for obtaining a solution are highly coupled and nonlinear. Representative results are given below.

これらの結果の一例として、19個のガット穴を有し、その最初の穴が角部28から2インチ(5.08cm)のところにあり、残りが0.5インチ(1.27cm)間隔である、長方形の炭素繊維製ラケット打面22の長さ13インチ(33.02cm)の平行な辺について考察する。繊維のヤング率および打面の断面の従来の値を仮定すると、ガットがそれぞれ60ポンド(27.22kg)の張力を支える場合、打面辺はそれぞれ、ビームの中心において最大距離で0.21インチ(0.53cm)内側へと湾曲する。しかし、各ガットに対して60ポンド(27.22kg)の張力を加えることによってラケットに張架した場合、曲がりによって、結果として得られるガット張力はわずか51.7ポンド(23.45kg)に低減され、各辺24の最大撓み距離はわずか0.18インチ(0.46cm)となる。ガットが所望の60ポンド(27.22kg)の張力を支えるようにするためには、加えられる張架張力は69.6ポンド(31.57kg)でなければならない。これらの計算は独自のものであり、本発明の範囲内に包含される。   As an example of these results, there are 19 gut holes, the first of which is 2 inches (5.08 cm) from the corner 28 and the rest at 0.5 inch (1.27 cm) intervals. Consider a parallel side of a rectangular carbon fiber racket striking face 22 that is 13 inches long (33.02 cm). Assuming the conventional values of the fiber Young's modulus and the cross-section of the striking surface, if the guts carry 60 pounds (27.22 kg) of tension each, the striking side is 0.21 inches at the maximum distance at the center of the beam. Curves inward (0.53 cm). However, if the racket is stretched by applying 60 pounds (27.22 kg) of tension to each gut, bending will reduce the resulting gut tension to only 51.7 pounds (23.45 kg). The maximum deflection distance of each side 24 is only 0.18 inch (0.46 cm). In order for the gut to support the desired 60 pounds (27.22 kg) tension, the applied tension must be 69.6 pounds (31.57 kg). These calculations are unique and are included within the scope of the present invention.

上述したラケット辺24の曲がりのため、長方形のラケット打面22で始めた場合、ラケットの張架によって一定の張力がもたらされる(均等化後、好ましくはテフロン(登録商標)製のグロメットおよびサイドストラップによって支援される)が、等しい長さのガットではそのようにならず、結果として等しい振動数のガットではそのようにならない。等しい長さのガットを達成するため、本発明は、張架前に適切な(張力に依存した)量だけ外側に打面辺が湾曲するようにラケット打面を構築する。その結果、張架後、ガット張力によって辺がほぼ長方形の構成になる。この構造の詳細については、好ましい実施形態に関して以下に与えられる。これらの計算は独自のものであり、本発明の範囲内に包含される。   Due to the bending of the racket side 24 described above, when starting with a rectangular racket striking face 22, a certain tension is brought about by the racket tension (after equalization, preferably Teflon (registered trademark) grommets and side straps) However, this is not the case with guts of equal length and as a result with guts of equal frequency. In order to achieve an equal length of gut, the present invention constructs the racket striking surface so that the striking side is curved outward by an appropriate (tension dependent) amount prior to stretching. As a result, after stretching, the sides become substantially rectangular due to the gut tension. Details of this structure are given below with respect to the preferred embodiment. These calculations are unique and are included within the scope of the present invention.

外側への湾曲の相殺を用いることを正当化するのに十分に重要である、誘発される内側への湾曲の量を決定するため、式1を使用して、ガット振動数の変化Δfをガット長さの変化Δlに関連付け、それによって次式が得られる。
Δf/f=−Δl/l (式3)
To determine the amount of induced inward curvature that is important enough to justify the use of outward curvature cancellation, Equation 1 is used to determine the change in gatt frequency change Δf. In relation to the change in length Δl, which gives:
Δf / f = −Δl / l (Formula 3)

標準値l=10インチ(25.4cm)、T=60ポンド(27.22kg)、mg=0.014オンス/インチ(1.56g/cm)(g=32フィート/s(9.75m/s))を使用すると、一般的な振動数はf=670/sである。一般的な衝突時間はt0=0.004sであるので、衝突の間、ガットは約ft0=2.7回振動し、約2πft0=17radの位相変化を経験する。異なる長さΔlのガットが衝突するボールと可干渉的に相互作用するためには、位相変化差がπ/4未満であること、即ち2πΔft0<π/4、またはΔf/f<1/8ft0≒0.046であることを要する(位相変化差がπ/4超過である場合、隣接したガットは衝突時間の終わり付近では逆方向に移動し、結果としてボールに対する反発力が低減される)。その結果、式3からΔl<0.46インチ(1.17cm)が与えられる。これは、各辺24における内側への湾曲がΔl/2≒0.23インチ(0.58cm)超過であるときは常に、相殺する外側への湾曲を使用すべきであることを示唆する。 Standard value l = 10 inches (25.4 cm), T = 60 pounds (27.22 kg), mg = 0.014 oz / inch (1.56 g / cm) (g = 32 ft / s 2 (9.75 m / cm) Using s 2 )), the typical frequency is f = 670 / s. A typical collision time is t0 = 0.004 s, so during the collision the gut vibrates about ft0 = 2.7 times and experiences a phase change of about 2πft0 = 17 rad. In order for a gut of different length Δl to interact with a colliding ball in a coherent manner, the phase change difference is less than π / 4, ie 2πΔft0 <π / 4, or Δf / f <1 / 8ft0≈ (If the phase change difference is more than π / 4, the adjacent gut moves in the opposite direction near the end of the collision time, resulting in reduced repulsive force on the ball). As a result, Δl <0.46 inch (1.17 cm) is given from Equation 3. This suggests that whenever the inward curvature at each side 24 exceeds Δl / 2≈0.23 inches (0.58 cm), an offset outward curvature should be used.

上述のような外側への湾曲を使用して等しいガット長さを確立することに加えて、打面辺が内側に湾曲しているときに等しいガット振動数を達成する別のやり方がある。
その発想は、可変質量密度mを有するガットを使用するというものである。湾曲によってあるガットの長さがlからl1に減少し、別のガットの長さがlからl2に減少する場合、これら二本のガットはそれでもなお、l1のガットの密度m1とl2のガットの密度m2がm1/m2=l1/l2の比で選択された場合は、同じ振動数で振動することになる。
In addition to establishing equal gut length using outward curvature as described above, there is another way to achieve equal gut frequency when the striking face is curved inward.
The idea is to use a gut with a variable mass density m. If curvature reduces the length of one gut from l to l1 and the length of another gut from l to l2, these two guts will nevertheless have the density m1 of l1 and the g1 of l2 When the density m2 is selected at a ratio of m1 / m2 = l1 2 / l2 2 , it vibrates at the same frequency.

長方形打面を有するテニスラケットが、水平方向および垂直方向において等しい長さおよび振動数のガットをいかにして有するかを上述している。さらに、水平および垂直方向における振動数が同じである場合、より一層均一な挙動が得られる。これを実現する1つのやり方は、打面を単に長方形ではなく正方形にすることである。その結果、水平および垂直方向の張力が等しい場合、水平および垂直方向の振動数も等しくなる。しかし、ラケットの寸法を制限する現行のITF(国際テニス連盟)規則に従って、より広い打球面を得られることから、ほとんどの選手は長方形の打面を好む。   It has been described above how a tennis racket having a rectangular striking surface has a gut of equal length and frequency in the horizontal and vertical directions. Furthermore, a more uniform behavior is obtained when the frequencies in the horizontal and vertical directions are the same. One way to accomplish this is to make the striking face square instead of simply rectangular. As a result, when the horizontal and vertical tensions are equal, the horizontal and vertical frequencies are also equal. However, most players prefer a rectangular hitting surface because they can get a wider hitting ball according to the current ITF (International Tennis Federation) rules that limit the size of the racket.

水平および垂直方向において等しい振動数を達成する別のより実用的なやり方は、Th/Tv=(lv/lh)の比で、水平方向のガットの長さlhおよび張力Thと、垂直方向のガットの長さlvおよび張力Tvとを選択することである。その結果、式1に従って、水平および垂直方向の振動数は等しくなる。この構成が実用的であるためには、ガット張力が通常55ポンド〜65ポンド(24.95kg〜29.48kg)の範囲および Another more practical way of achieving equal frequencies in the horizontal and vertical directions is the ratio Th / Tv = (lv / lh) 2 , with the horizontal gut length lh and tension Th and the vertical direction The gut length lv and the tension Tv are selected. As a result, according to Equation 1, the horizontal and vertical frequencies are equal. For this configuration to be practical, the gut tension is typically in the range of 55 pounds to 65 pounds (24.95 kg to 29.48 kg) and


で選択されるため、水平および垂直方向のガット長さの差は10%以下でなければならない。適切な例は、lh=11インチ(27.94cm)およびlv=12インチ(30.48cm)である。

The difference between the horizontal and vertical gut lengths must be 10% or less. Suitable examples are lh = 11 inches (27.94 cm) and lv = 12 inches (30.48 cm).

(可変の張力)
このセクションでは、ガット張力が等しくない場合であっても同じ振動数のガットをいかにして得るかについて教示する。その発想は、各ガットの張力を別個に設定できるように長方形ラケットを構築するというものである。これは、取り付けられたガットを適所で係止する係止グロメットを使用することによって達成することができる。これらのグロメットによって、ガットをある方向(打面から外側に)に引き通すことが可能になるが、反対(内側)方向には引き通すことが不可能になる。その結果、各ガットの(初期)張力を所望のように設定することができ、また、グロメットを通してガットが滑ることがなくなるので、異なるガットに対する張力の均等化がなくなる。
(Variable tension)
This section teaches how to get a gut of the same frequency even when the gut tensions are not equal. The idea is to build a rectangular racket so that the tension of each gut can be set separately. This can be achieved by using a locking grommet that locks the attached gut in place. These grommets make it possible to pass the gut in one direction (outward from the striking surface) but not in the opposite (inner) direction. As a result, the (initial) tension of each gut can be set as desired, and the gut will not slip through the grommet, thus eliminating tension equalization for different guts.

かかる係止グロメットを構築する方法を以下に教示する。最初に、等しい振動数という目標を実現するのにグロメットをどのように使用できるかについて説明する。この目的のため、図4に示されるように、打面22が左側にあり、ハンドル38が右側にある長方形ラケットを示す。打面22の上下の(長)辺24間の初期の一定距離をwとし、打面22の左右の(短)辺または端部26の間の距離をlとする。打面の左辺からの距離をx(0<x<1)とする。距離x=xlにある左端の垂直方向のガットから張架プロセスを開始するものと仮定する。このガットは下辺に取り付けられ、選択張力tlで上部の係止グロメットに引き通され、次に適所に係止される。このガットは、ラケットの上辺を距離dl(x)だけ引き下げることになる。下辺は同じ距離だけ引き上げられるので、係止後のガットの長さはw−2dl(xl)となる。第2の(隣接した)ガット区画が選択張力t2でx=x2に同様に取り付けられると、ラケットの上辺はさらなる距離d2(x)だけ引き下げられる。これによって、第1のガット区画の長さがw−2dl(xl)−2d2(xl)に減少するので、このガット区画の張力はtl=2kd2(xl)に低減される(式中、kは選択されたガットのばね定数)。   A method for constructing such a locking grommet is taught below. First, we explain how grommets can be used to achieve the goal of equal frequency. For this purpose, as shown in FIG. 4, a rectangular racket is shown with the striking face 22 on the left and the handle 38 on the right. An initial fixed distance between the upper and lower (long) sides 24 of the hitting surface 22 is set as w, and a distance between the left and right (short) sides or the end portions 26 of the hitting surface 22 is set as l. The distance from the left side of the hitting surface is x (0 <x <1). Assume that the stretching process starts with a vertical gut at the left end at a distance x = xl. This gut is attached to the lower side, pulled through the upper locking grommet with a selected tension tl, and then locked in place. This gut pulls down the upper side of the racket by a distance dl (x). Since the lower side is pulled up by the same distance, the length of the gut after locking is w-2dl (xl). When the second (adjacent) gut section is similarly attached at x = x2 with selective tension t2, the upper side of the racket is pulled down by a further distance d2 (x). This reduces the length of the first gut section to w-2dl (xl) -2d2 (xl), so that the tension of this gut section is reduced to tl = 2kd2 (xl), where k is The spring constant of the selected gut).

N個のガット区画を連続的に取り付け、i番目のガット区画を初期張力ti(i=1,2,…,N)で位置xiに係止することによってこのように進めると、辺は最終的には合計距離d(x)=Σdi(x)だけ内側に曲がり、i番目のガット区画に対する張力は最終的にTi=ti−2kd(xi)となる。直交するガットが同様に取り付けられた後、ガットは最終的な長さwiおよび張力Tiに達し、それらの値は、選択されたすべての初期張力tl,…,tNに依存する。   Proceeding in this manner by attaching N gut sections sequentially and locking the i th gut section at position xi with initial tension ti (i = 1, 2,..., N), the edge is finally Is bent inward by a total distance d (x) = Σdi (x), and the tension for the i-th gut section finally becomes Ti = ti−2kd (xi). After orthogonal guts are similarly attached, the gut reaches the final length wi and tension Ti, and their values depend on all selected initial tensions tl, ..., tN.

目標は、加えられるガット張力tl,…,tNを選択し、それによって、次式   The goal is to select the applied gut tension tl, ..., tN, so that

(式4)
による最終的なガット振動数fi(fi=定数)がすべて等しくなるようにすることである。任意の所与の長方形ラケット(幾何学形状と材料)およびガットに対して、N個の加えられるガット張力tl,…,tNに関するN個の方程式(fi=定数)の解をコンピュータによって求めることができる。以下のセクションにおける好ましい実施形態に対してこれを行う。
(Formula 4)
The final gut frequencies fi (fi = constants) are all made equal. For any given rectangular racket (geometry and material) and gut, the computer solves N equations (fi = constant) for N applied gut tensions tl, ..., tN it can. This is done for the preferred embodiment in the following section.

本発明の係止グロメットを使用することのさらなる利点がある。例えば、係止グロメットを使用して、ラケット打面22の異なる領域において所望の張力差を実現することができる。辺に近い打面の領域は、長方形打面の場合であっても、性能が低い領域である。これは、部分的には、これらの領域におけるガット張力を打面の中心付近のガットに対する張力よりも低く選択することによって補うことができる。これによって、ラケット打面全体にわたってより均一な力が提供される。   There are further advantages to using the locking grommets of the present invention. For example, a locking grommet can be used to achieve the desired tension difference in different regions of the racket striking surface 22. The striking surface area close to the side is a region having low performance even in the case of a rectangular striking surface. This can be partially compensated by selecting the gut tension in these areas to be lower than the tension on the gut near the center of the striking surface. This provides a more uniform force across the racket striking surface.

係止グロメットの別の可能な応用は、グロメット自体にある程度の弾性を組み込むことである。これによって、ガットの長さ、張力、および振動数を制御するための追加の選択肢が得られる。   Another possible application of the locking grommet is to incorporate some elasticity into the grommet itself. This provides additional options for controlling gut length, tension, and frequency.

係止グロメットの別の重要な利点は、ラケットでの打撃に起因するガット張力の減少を相殺するというグロメットの能力である。ボールとラケットのガットとが衝突するごとに、ガットが伸び、弱くなるとともに、その張力が低減する傾向がある。単に係止グロメットを通してガットを引っ張って、ガット区画を短くし、その張力を増加させることによってこれを相殺することができる。したがって、張架をやり直す必要性が大幅に低減される(単純な携帯型の張力計を引っ張られたガットと直列に使用して、所望のガット張力が達成されたときにそれを見分けることができる)。   Another important advantage of the locking grommet is the grommet's ability to offset the reduction in gut tension resulting from striking the racket. Each time the ball and the racket gut collide, the gut stretches and weakens, and the tension tends to decrease. This can be counteracted by simply pulling the gut through the locking grommet to shorten the gut section and increase its tension. Thus, the need to redo the tension is greatly reduced (a simple portable tension meter can be used in series with the pulled gut to distinguish it when the desired gut tension is achieved. ).

同様に、全体を張架し直す必要なしに、張架されたラケットの壊れたガットを、別個の個々のガットと簡単に交換することができる。これによって、選手の時間および費用の大幅な節約になり、ラケットに張架するのに必要な追加の時間が相殺される。   Similarly, a broken gut of a stretched racket can be easily replaced with a separate individual gut without having to re-tension the whole. This saves the player time and money significantly and offsets the additional time required to stretch the racket.

次に、多数の係止グロメットの実施形態について記載する。これらは図5a〜5jに示される。係止グロメットの概略図はそれぞれ、ラケット打面の右辺のビーム24または26の断面を示しているので、ラケット打面はセグメントの左側にある。各セグメントは単一の穴40を含み、右向きの矢印として示されるように、ガット32または34がそこを通り抜ける。この図では、ガット32または34は打面の反対側の(左)辺に取り付けられており、図示される穴40を通して矢印の方向でガットを右に引っ張ることによって、所望の張力がガットに加えられているものと仮定する。図面は、係止グロメットを使用して、この選択張力でビームの穴40の中でガットを係止する方法を提供する。   A number of locking grommet embodiments will now be described. These are shown in Figures 5a-5j. Each schematic view of the locking grommet shows a cross section of the beam 24 or 26 on the right side of the racquet striking face, so that the racquet striking face is on the left side of the segment. Each segment includes a single hole 40 through which a gut 32 or 34 passes, as shown as a right-pointing arrow. In this figure, the gut 32 or 34 is attached to the opposite (left) side of the striking surface and the desired tension is applied to the gut by pulling the gut to the right in the direction of the arrow through the hole 40 shown. Assuming that The drawing provides a way to lock the gut within the hole 40 of the beam with this selective tension using a locking grommet.

図5aでは、穴40は円錐形であり、ガット32または34は、図5bに示される円錐形のプラグ42を穴40に挿入することによって適所で係止される。この単純な係止グロメットのメカニズムは、ガット32または34とプラグ42および穴40との間の摩擦を使用してガットを拘束する。図5cでは、円錐形の穴40は太線44によって示されるようにネジ山が切られ、ガット32または34は、圧縮可能なネジ山付きの円錐ネジ50の中心穴48を通り抜ける。ネジ50は、円錐形の穴40に締め込まれると、中心穴48の直径を減少させるように縮む材料のものである。ネジ50は、例えば、ドライバーを受け入れるスロットまたは成形陥凹部など、ネジを穴40に螺合可能に締め込むための手段を含む。ネジ50は、穴40に回し込まれると、ガット32または34を圧縮し、ガットを適所で係止する。円錐形のネジ山付きネジ50は、中心穴48が開いていてガットを受け入れる位置で、図5dに断面で示される。円錐ネジ50の外表面52は、図5cの円錐形の穴40のネジ山44に対応するネジ山が切られている。図5dの二部分の図は、単一の円錐ネジの2つの半片を示していることが理解される。   In FIG. 5a, the hole 40 is conical and the gut 32 or 34 is locked in place by inserting the conical plug 42 shown in FIG. This simple locking grommet mechanism uses friction between the gut 32 or 34 and the plug 42 and hole 40 to restrain the gut. In FIG. 5 c, the conical hole 40 is threaded as indicated by the thick line 44, and the gut 32 or 34 passes through the central hole 48 of the compressible threaded conical screw 50. The screw 50 is of a material that, when tightened into the conical hole 40, shrinks to reduce the diameter of the central hole 48. The screw 50 includes means for tightening the screw into the hole 40, such as a slot for receiving a screwdriver or a molded recess. As the screw 50 is turned into the hole 40, it compresses the gut 32 or 34 and locks the gut in place. A conical threaded screw 50 is shown in cross-section in FIG. 5d, in a position where the central hole 48 is open to accept a gut. The outer surface 52 of the conical screw 50 is threaded corresponding to the thread 44 of the conical hole 40 of FIG. 5c. It will be appreciated that the two-part view of FIG. 5d shows two halves of a single conical screw.

図5eに示される係止グロメットのさらなる円錐形の穴40の例では、ガット32または34は、穴40の中で停止ブロック56(黒い長方形として示される)の(図面に対して)左側にある、円筒状の棒54の下を通る。停止ブロック56は、穴壁40の中に固定されることによって円錐形の穴40内で適所で固定されるが、他の固定手段も想起される。ガット32および34は、シリンダ54が回転するにつれて右側に自由に引っ張ることができるが、ガットに対する引張り力が解放されると、シリンダ54は円錐形の穴40に食い込み、ガットを適所で保持する。   In the example of a further conical hole 40 of the locking grommet shown in FIG. 5e, the gut 32 or 34 is in the hole 40 on the left side (relative to the drawing) of the stop block 56 (shown as a black rectangle). Passes under the cylindrical rod 54. The stop block 56 is fixed in place in the conical hole 40 by being fixed in the hole wall 40, but other fixing means are also conceivable. Guts 32 and 34 can be pulled freely to the right as cylinder 54 rotates, but when the pulling force on the gut is released, cylinder 54 bites into conical hole 40 and holds the gut in place.

図5fの図は、段差状の構成を有するラケットフレームの穴58を備え、穴58の段差に装着された一対の要素60(互いに向かって角度を成す影付きの棒として示される)を含む、係止グロメットを示している。要素60は、例えばラケット本体と各要素60との間に位置付けられて要素に接するとともにそれらをガットに押し付ける、62で概略的に示されるバネメカニズムによって、互いに押し付けられる。2つ以上のかかる要素60が穴58に設けられてもよい。要素60とガット32または34との間の摩擦は、ガットが左側に戻るのを防ぐが、ガットを右側に簡単に引っ張ることができる。したがって、ガットは係止グロメットによって所望の張力で定位置に係止される。   The view of FIG. 5f includes a pair of elements 60 (shown as shaded bars angled toward each other) with holes 58 in the racket frame having a stepped configuration and attached to the steps in the holes 58. A locking grommet is shown. The elements 60 are pressed against each other by, for example, a spring mechanism, schematically indicated at 62, positioned between the racket body and each element 60 to contact the elements and press them against the gut. Two or more such elements 60 may be provided in the hole 58. The friction between the element 60 and the gut 32 or 34 prevents the gut from returning to the left side, but can easily pull the gut to the right side. Thus, the gut is locked in place with the desired tension by the locking grommet.

図5gの係止グロメットは、締付けネジ64を使用してガット32または34を適所に係止することを示している。ガットは、穴70の位置でラケットのフレームに固着された外部ブロック68(黒で示される)の中心穴66を通り抜ける。ネジ64は、ガットがそこを通って延在する穴66に直交して延在するブロックのボア72内にある、協働するネジ山にねじ込まれる。ネジ64は、ガット32または34に接するまでボア72に回し込まれて、ガットを中心穴66の対向壁に押し付けて、ガットを適所で係止する。外部ブロック68は、使用中に緩まないようにしてラケットのフレームに固着される。   The locking grommet in FIG. 5g shows that the clamping screw 64 is used to lock the gut 32 or 34 in place. The gut passes through the center hole 66 of the outer block 68 (shown in black) secured to the racket frame at the location of the hole 70. The screws 64 are screwed into cooperating threads in a block bore 72 that extends perpendicular to a hole 66 through which the gut extends. The screw 64 is turned into the bore 72 until it touches the gut 32 or 34 and presses the gut against the opposing wall of the center hole 66 to lock the gut in place. The outer block 68 is secured to the racket frame so that it does not loosen during use.

図5hを参照すると、同様のネジ山付きのネジ64は、陥凹部76によって画定されるようなフレームの部分74にあるボア72に螺合可能に受け入れられる。ネジ64をボア72に締め込むことによって、ネジ64は、ガットを所望の張力および位置で固定するようにして、ガット32または34を穴70の内壁に押し付ける。陥凹部76および/またはネジ64は、ユーザの指または工具によってネジを締めたり緩めたりできるように構成される。したがって、この実施形態は、フレーム自体に組み込まれた係止グロメットによってガット位置を係止する。   Referring to FIG. 5 h, a similar threaded screw 64 is threadably received in a bore 72 in the portion 74 of the frame as defined by the recess 76. By tightening the screw 64 into the bore 72, the screw 64 presses the gut 32 or 34 against the inner wall of the hole 70 so as to secure the gut at the desired tension and position. The recess 76 and / or the screw 64 are configured such that the screw can be tightened or loosened by a user's finger or tool. Therefore, in this embodiment, the gut position is locked by the locking grommet incorporated in the frame itself.

図5iでは、破線によって示されるようにガット32または34が通り抜ける、圧縮可能な弾性要素78を利用する係止グロメットの実施形態が示される。圧縮可能な要素78は、ラケットフレームに形成された円錐形のスリーブまたは円錐82内に配設される。圧縮可能な要素は、ネジ山付きのナット80をネジ山付きの円錐82にねじ留めすることによって圧縮される。ネジ山付きの円錐82はフレームの陥凹部84に配設される。ナット80を左回転させることによって、円錐82が要素78を圧縮してガットに押し付け、結果としてガットを適所で保持する。図5iでは、要素78は、ネジ山付きのナット80を右に回してネジ山付きの円錐82にねじ留めすることによって、ガットを解放して張力を調節してもよい。ナット80を再び左回転させると、弾性要素78が圧縮されてガットに押し付けられ、ガットを適所で保持することによって、ガットが所望の張力で係止される。   In FIG. 5i, an embodiment of a locking grommet that utilizes a compressible elastic element 78 through which the gut 32 or 34 passes as indicated by the dashed line is shown. The compressible element 78 is disposed within a conical sleeve or cone 82 formed in the racket frame. The compressible element is compressed by screwing a threaded nut 80 onto a threaded cone 82. A threaded cone 82 is disposed in the recess 84 of the frame. By rotating the nut 80 counterclockwise, the cone 82 compresses and presses the element 78 against the gut, resulting in holding the gut in place. In FIG. 5i, element 78 may release the gut and adjust the tension by turning threaded nut 80 clockwise to threaded threaded cone 82. When the nut 80 is rotated counterclockwise again, the elastic element 78 is compressed and pressed against the gut, holding the gut in place, thereby locking the gut with the desired tension.

同様の概念が図5jに示されており、この図では、要素78は、ネジ山付きの円錐86をネジ山付きのシリンダ88にねじ留めすることによって圧縮される。円錐86を左回転させることによって、円錐86が要素78を圧縮してガットに押し付け、ガットが適所で保持される。   A similar concept is illustrated in FIG. 5j, in which element 78 is compressed by screwing threaded cone 86 onto threaded cylinder 88. FIG. By rotating the cone 86 counterclockwise, the cone 86 compresses and presses the element 78 against the gut so that the gut is held in place.

当業者には明白となるように、個々のガット張力を維持するという目標を達成する、本発明の範囲内で使用されてもよい係止グロメットの他の多くの可能な実施形態が存在する。   As will be apparent to those skilled in the art, there are many other possible embodiments of locking grommets that may be used within the scope of the present invention that achieve the goal of maintaining individual gut tensions.

(フレームの実施形態)
フレーム構造の全体的な考察について本明細書で考察する。本明細書の前段において、長方形のテニスラケット打面の性能上の利点について概説し詳述した。このセクションでは、かかるラケットの構造について記載する。従来のラケット構造の技術は、ラケットが競技に用いるには重すぎるのでない限り、長方形ラケットには不適切である。問題は、直角の角部が、丸み付けられていたとしても、ラケットに張架したときに大きな応力が集中する領域であることである。ラケットがこれらの応力に耐えられるようにするため、比較的多量の補強材料を角部に組み込まなければならず、ラケットが重くバランスの悪いものになる。
(Frame embodiment)
A general discussion of the frame structure is discussed herein. In the first part of this specification, the performance advantages of the rectangular tennis racket strike surface are outlined and detailed. This section describes the structure of such a racket. Conventional racket construction techniques are unsuitable for rectangular rackets unless the racket is too heavy for competition. The problem is that even if the right-angled corner is rounded, it is a region where a large stress is concentrated when it is stretched on the racket. In order for the racket to withstand these stresses, a relatively large amount of reinforcing material must be incorporated into the corners, making the racket heavy and unbalanced.

ラケットの強度を決定する2つの性質は、材料および幾何学形状である。現代のラケットの実質的にすべてを加工するのに使用される主要材料は炭素繊維である。その理由は、炭素繊維が任意の実用的な材料の最大の比強度を有することである。材料の強度のバルク指標(bulk measure)はそのヤング率Eである。この係数は、次式によって、応力(単位面積当たりの加えられる力、F/A)対歪み(単位長さδl/l当たりの伸びまたは縮み)の比として定義される。
F/A=Eδl/l (式5)
Two properties that determine the strength of the racket are the material and the geometry. The primary material used to process virtually all modern rackets is carbon fiber. The reason is that the carbon fiber has the maximum specific strength of any practical material. The bulk measure of material strength is its Young's modulus E. This coefficient is defined by the following equation as the ratio of stress (force applied per unit area, F / A) to strain (elongation or shrinkage per unit length δl / l).
F / A = Eδl / l (Formula 5)

材料の重量のバルク指標はその密度ρであり、重量W対体積Vの比は次式のとおりである。
W=ρV (式6)
The bulk indicator of the weight of the material is its density ρ, and the ratio of weight W to volume V is:
W = ρV (Formula 6)

次の表は、アルミニウム、炭素繊維、およびチタンのEおよびρを列挙している。   The following table lists E and ρ for aluminum, carbon fiber, and titanium.

ヤング率の値は、炭素繊維が、アルミニウムよりは強くチタンよりは弱いが、これらの金属よりも密度がはるかに低く、したがってその比強度がはるかに大きいことを示している。このため、炭素繊維はラケットに最適な材料である。   The Young's modulus values indicate that carbon fibers are stronger than aluminum and weaker than titanium, but are much less dense than these metals, and therefore have a much higher specific strength. For this reason, carbon fiber is an optimal material for a racket.

ラケットの強度における幾何学形状の役割を理解するため、図6に示されるような長さLの材料の支持された均一なビーム90について考察する。ビーム90は、各端部付近に支持体92を備えた、長方形ラケットの打面の辺24または26の単純モデルである。辺に取り付けられたガットは、ビーム90の上面にわたって、大きさF=NT(Tは各ガットの張力、Nはガットの数)のほぼ均一な力を掛ける。この力によって、ビーム90は、図6に示されるように最大距離Dだけ下側に撓む。   To understand the role of geometry in racket strength, consider a supported uniform beam 90 of length L material as shown in FIG. The beam 90 is a simple model of the side 24 or 26 of the striking surface of the rectangular racket with a support 92 near each end. The gut attached to the side applies a substantially uniform force of size F = NT (T is the tension of each gut and N is the number of guts) over the upper surface of the beam 90. This force causes the beam 90 to deflect downward by a maximum distance D as shown in FIG.

撓みによって、ビームの上部は圧縮され、ビームの下部は伸長される。したがって、中立軸と呼ばれるビーム90を通る面94があり、その長さは撓み後も変化しないままである。この面は、図6のビームの中心を通る破線94によって示される。   The deflection compresses the upper part of the beam and expands the lower part of the beam. Thus, there is a surface 94 through the beam 90 called the neutral axis, whose length remains unchanged after deflection. This plane is indicated by the dashed line 94 through the center of the beam in FIG.

図7に示されるように、ビーム90は加えられる力を受けて撓むかまたは曲がる。撓み距離Dは、次式に従って、加えられる力F、ビーム長さL、材料のヤング率E、およびビーム断面の面積慣性モーメントIによって決まる。   As shown in FIG. 7, the beam 90 deflects or bends under the applied force. The deflection distance D is determined by the applied force F, the beam length L, the Young's modulus E of the material, and the area moment of inertia I of the beam cross section, according to the following equation:

(式7) (Formula 7)

Iは、次式に従って、ビームの断面スライスの幾何学形状によって定義される。
I=∫dAy (式8)
I is defined by the geometry of the cross-sectional slice of the beam according to the following equation:
I = ∫dAy 2 (Formula 8)

この積分は、材料を含有する断面積に対するものであり、yは中立軸と面積要素dAとの間の垂直距離である。   This integral is for the cross-sectional area containing the material, and y is the vertical distance between the neutral axis and the area element dA.

例えば、断面が、図8に示されるような内半径r1および外半径r2の円形の環状体96である場合、yは、水平中立軸(破線によって示される)と円の間の材料の面積要素(影付きの領域によって示される)との間の垂直距離である。この場合、   For example, if the cross section is a circular annulus 96 with an inner radius r1 and an outer radius r2 as shown in FIG. 8, y is the area element of the material between the horizontal neutral axis (indicated by the dashed line) and the circle The vertical distance between (indicated by the shaded area). in this case,

(式9) (Formula 9)

図8の垂直の矢印98は、ガット張力によって掛かる力を表す。   A vertical arrow 98 in FIG. 8 represents the force applied by the gut tension.

均一なビームの断面積は次式によって定義される。
A=∫dA (式10)
また、重量は次式によって定義される。
W=ρAL (式11)
The uniform beam cross-sectional area is defined by:
A = ∫dA (Formula 10)
The weight is defined by the following formula.
W = ρAL (Formula 11)

ラケット構造の目標は適切な強度を達成することであるので、撓みDは比較的小さく、比較的広い面積Aを必要とせず、したがって重量Wも比較的小さい。したがって、所与の材料(所与のEとρ)および固定の重量(固定のAとL)の場合、目標は、Iが実用上可能な限り大きくなるように断面の幾何学形状を選択することである。その定義(式8)に従って、Iは、ラケット材料が打面辺(ビーム)の中立軸から可能な限り遠くに位置するときにより大きくなる。   Since the goal of the racket structure is to achieve adequate strength, the deflection D is relatively small, does not require a relatively large area A, and therefore the weight W is also relatively small. Thus, for a given material (given E and ρ) and fixed weight (fixed A and L), the goal is to select the cross-sectional geometry so that I is as large as practical. That is. According to its definition (Equation 8), I is larger when the racquet material is located as far as possible from the neutral axis of the striking face (beam).

これは、従来のラケットがチューブ状要素から構築される理由である。薄壁チューブは、その材料のほとんどが中立軸から比較的遠くにある。これは、図8の環状断面によって示される。かかるチューブ状ビームは、同じ材料で等しい重量の中実ロッドよりもはるかに強度があるが、それは、チューブの場合のI(式9)が、ロッドの場合のI(I=πr/4、rはロッドの半径)よりもはるかに大きいためである。 This is why conventional rackets are constructed from tubular elements. Thin walled tubes are most of their material relatively far from the neutral axis. This is illustrated by the annular cross section of FIG. Such tubular beam, it is much stronger than the solid rod of equivalent weight of the same material, it is the case of tubes I (Equation 9), when the rod I (I = πr 4/4 , This is because r is much larger than the radius of the rod).

この構造は、従来の楕円形ラケットの場合に良好に作用する。しかし、長方形ラケットの場合、この構造は理想的でない。ラケット打面の角部における大きな応力は、安定性のために比較的厚いチューブ壁を必要とする。以下のセクションでは、本発明のラケットにより適した、かつさらなる利点を有する代替の構造設計について教示する。これらの設計は、容認できない重量を要することなく適切な強度を達成する。   This structure works well with conventional elliptical rackets. However, this structure is not ideal for rectangular rackets. The large stress at the corner of the racket striking surface requires a relatively thick tube wall for stability. The following sections teach alternative structural designs that are more suitable and have additional advantages for the racket of the present invention. These designs achieve adequate strength without requiring unacceptable weight.

(サンドイッチの実施形態)
図8の円形の環状体に関して示されるように、材料のほとんどが中立軸から離れているため、チューブ状の炭素繊維ラケットフレームは強度がある。しかし、上述したように、この構造は、軽量で長方形のラケット打面の好ましい実施形態を形成するのに十分な強度ではない。このセクションでは、炭素繊維サンドイッチを使用してはるかに強度があるフレームをいかにして構築することができるかについて教示する。かかるサンドイッチは、軽量充填材料によって分離された2つの平行な比較的薄い炭素繊維プレートから成る。
(Sandwich embodiment)
As shown for the circular annulus of FIG. 8, the tubular carbon fiber racquet frame is strong because most of the material is away from the neutral axis. However, as described above, this structure is not strong enough to form a preferred embodiment of a lightweight, rectangular racket striking surface. This section teaches how a much stronger frame can be constructed using a carbon fiber sandwich. Such a sandwich consists of two parallel relatively thin carbon fiber plates separated by a lightweight filler material.

かかるサンドイッチで作られたビーム100の断面が図9に示される。中立軸102は破線によって示され、垂直の矢印104は、ガット張力によって掛かる力を表す。図8および9を比較すると、チューブ状構造の材料は、一部の材料が中立軸から離れているが、一部の材料は中立軸に近いことが示される。一方で、サンドイッチ構造は、すべての材料(軽量充填材料以外)が中立軸から離れている。   A cross section of a beam 100 made from such a sandwich is shown in FIG. The neutral axis 102 is indicated by a dashed line, and the vertical arrow 104 represents the force exerted by the gut tension. Comparing FIGS. 8 and 9, the material of the tubular structure shows that some material is away from the neutral axis, but some material is close to the neutral axis. On the other hand, in the sandwich structure, all materials (except the lightweight filling material) are separated from the neutral axis.

図9で与えられる寸法は、全高d、プレート106間の充填材料108の高さh、およびサンドイッチの幅bである。炭素繊維プレート106の厚さはそれぞれ、(d−h)/2である。このサンドイッチの断面の面積慣性モーメントは、次式によって定義される。
=b(d−h)/12=b(d−h)(d+dh+h)/12=A(d+dh+h)/12 (式12)
式中、AS=b(d−h)は、サンドイッチ断面における炭素繊維材料の面積である。
このモーメントが、同じ面積を有する環状体のモーメントの約二倍の大きさであることを示す。
=π(r −r )/4=π(r −r )(r +r )/4=A(r +r )/4 (式13)
式中、A=π(r −r )は、環状体断面における炭素繊維材料の面積である。
The dimensions given in FIG. 9 are the total height d, the height h of the filling material 108 between the plates 106, and the width b of the sandwich. The thickness of each carbon fiber plate 106 is (d−h) / 2. The area moment of inertia of the cross section of this sandwich is defined by
I S = b (d 3 −h 3 ) / 12 = b (d−h) (d 2 + dh + h 2 ) / 12 = A S (d 2 + dh + h 2 ) / 12 (Formula 12)
In the formula, AS = b (d−h) is the area of the carbon fiber material in the sandwich section.
This moment is shown to be about twice as large as that of an annular body having the same area.
I A = π (r 2 4 −r 1 4 ) / 4 = π (r 2 2 −r 1 2 ) (r 2 2 + r 1 2 ) / 4 = A A (r 2 2 + r 1 2 ) / 4 ( Formula 13)
In the formula, A A = π (r 2 2 −r 1 2 ) is an area of the carbon fiber material in the annular cross section.

断面が等しい面積を有する(AS=AA)場合、ビームは等しい重量を有する(式11)ので、これらのモーメントの比は次式によって定義される。   If the cross-sections have equal areas (AS = AA), the beam has equal weight (Equation 11), so the ratio of these moments is defined by:

(式14) (Formula 14)

炭素繊維材料が薄いという事実を使用すると、外円の直径d2に関しては、h≒dおよびr1≒r2=d2/2であるので、これをまとめると次式になる。   When the fact that the carbon fiber material is thin is used, the outer circle diameter d2 is h≈d and r1≈r2 = d2 / 2.

(式15) (Formula 15)

したがって、断面が類似した高さである場合、d2≒dなので、ISはIAの約二倍の大きさであり、したがってサンドイッチビームは環状ビームの約二倍の強度であることが示されている。   Thus, if the cross-sections are of similar height, d2≈d, so IS is about twice as large as IA, and thus the sandwich beam is shown to be about twice as strong as the annular beam. .

その結果、チューブの代わりにサンドイッチビームから長方形のラケットフレームを構築すると、フレームの強度が高まり、角部に要する重量が少なくなる。しかし、その構造は最適なものではない。問題はやはり角部である。図9に示されるような断面のサンドイッチビームを組み合わせて、図10に示されるようなラケット110を構築することができる。打面の角部112は、互いに当接され、適切なエポキシ樹脂で互いに保持されたサンドイッチビームから成る。しかし、この単純な構造は、ガット張力によって生じる角部の応力に耐えられるほど十分な強度がない。角部の補強は必須であり、それによってラケットの重量およびトップヘビー感(top-heaviness)が増す。   As a result, constructing a rectangular racket frame from a sandwich beam instead of a tube increases the strength of the frame and reduces the weight required at the corners. However, its structure is not optimal. The problem is still the corner. A cross-sectional sandwich beam as shown in FIG. 9 can be combined to construct a racket 110 as shown in FIG. The corners 112 of the striking surface consist of sandwich beams that are in contact with each other and held together with a suitable epoxy resin. However, this simple structure is not strong enough to withstand the corner stresses caused by gut tension. Corner reinforcement is essential, thereby increasing the weight and top-heaviness of the racket.

より良好な構築方法は、ラケット打面114全体を単一のサンドイッチビームから加工するというものである。丸み付けられた角部116を有する、かかる実施形態が図11に示される。角部116はより強度があるが、比較的厚く幅広で、したがってかなり重量がある炭素繊維プレートを使用しなければ、強度はまだ十分ではない。   A better construction method is to machine the entire racket striking surface 114 from a single sandwich beam. Such an embodiment having rounded corners 116 is shown in FIG. The corners 116 are stronger, but the strength is still not sufficient unless a carbon fiber plate is used that is relatively thick and wide and therefore quite heavy.

角部を強化しなければならない理由を理解するため、図12に示される角部116について考察する。これはラケット打面の正面図であり、平行な炭素繊維プレート106が影付きの要素として示され、ガット118が垂直の矢印によって表されている。炭素繊維プレート106が長く薄いため、これらのガット118の張力によって角部116に対して強い応力が掛かる。これらの応力について以下で推定する。   To understand why the corners must be strengthened, consider the corners 116 shown in FIG. This is a front view of the racket striking face, with the parallel carbon fiber plates 106 shown as shaded elements and the gut 118 represented by a vertical arrow. Since the carbon fiber plate 106 is long and thin, a strong stress is applied to the corner portion 116 by the tension of these guts 118. These stresses are estimated below.

図13を参照して、角部の応力を推定するため、上部プレートを、左端にある固体の支持体122に堅く取り付けられたカンチレバービーム120としてモデル化する。支持体から距離Lのところで力Fがビーム120の上部に加えられ、ビーム120が幅wおよび厚さtを有する場合、結果として得られる支持体での応力は、次式によって与えられる。   Referring to FIG. 13, to estimate the corner stress, the top plate is modeled as a cantilever beam 120 rigidly attached to a solid support 122 at the left end. If a force F is applied to the top of the beam 120 at a distance L from the support and the beam 120 has a width w and a thickness t, the resulting stress on the support is given by:

(式16) (Formula 16)

張力がそれぞれ60ポンド(27.22kg)のガット19本の場合、F=19×60ポンド(27.22kg)=1140ポンド(517.1kg)である。辺長12インチ(30.48cm)の場合、Lを平均距離6インチ(15.24cm)とする。w=0.75インチ(1.91cm)をラケット打面幅の標準値とする。ラケットの重量が最大で14オンス(396.9g)の場合、ビーム厚さは最大でもt=約0.1インチ(0.25cm)であり得る。これらの値を使用して、式16によって次式が与えられる。
σmax=5,500,000psi(37,921,164kPa) (式17)
ラケット重量を容認できるものにするためには、tは小さくなければならないので、この値は大きい。
For 19 guts each having a tension of 60 pounds (27.22 kg), F = 19 × 60 pounds (27.22 kg) = 1140 pounds (517.1 kg). When the side length is 12 inches (30.48 cm), L is an average distance of 6 inches (15.24 cm). Let w = 0.75 inch (1.91 cm) be the standard value of the racket striking face width. If the racket weighs up to 14 ounces (396.9 g), the beam thickness can be at most t = about 0.1 inch (0.25 cm). Using these values, Equation 16 gives:
σ max = 5,500,000 psi (37,921,164 kPa) (Equation 17)
This value is large because t must be small to make the racket weight acceptable.

炭素繊維の破断応力はおおよそ次式のとおりである。
σrupt=820,000psi(5,653,701kPa) (式18)
The breaking stress of carbon fiber is approximately as follows:
σ rupt = 820,000 psi (5,653,701 kPa) (Formula 18)

加えられる応力は破断応力よりもはるかに大きいため、長方形ラケットのこのサンドイッチの実施形態は、角部を破断させないために大幅に強化しなければならないものと結論付けられる。ラケットの重量を大幅に増加させることなく、これを行うことは困難である。   Since the applied stress is much greater than the breaking stress, it can be concluded that this sandwich embodiment of a rectangular racket must be significantly strengthened in order not to break the corners. This is difficult to do without significantly increasing the weight of the racket.

カンチレバーモデルは、当然ながら単純化したものであり、丸み付けられた角部および平行なプレートによる強化の効果は組み込まれていない。また、より強度のある繊維、より広い幅、より複雑な幾何学形状、およびより最適な繊維のレイアップパターンを使用することができる。しかし、関連する応力を評価するために、現実的な有限要素のコンピュータ計算を使用したところ、その結果はモデルから得られる結論を実証している。角部応力のこれらの大規模な推定を所与とすると、ここに記載する困難は明らかに重大である。   The cantilever model is, of course, a simplification and does not incorporate the effect of reinforcement with rounded corners and parallel plates. Also, stronger fibers, wider widths, more complex geometries, and more optimal fiber layup patterns can be used. However, when using realistic finite element computer calculations to assess the associated stresses, the results demonstrate the conclusions drawn from the model. Given these large estimates of corner stresses, the difficulties described here are clearly significant.

上述の実施形態に関する別の問題がある。図11の上部プレート124に取り付けられたガットの張力は、プレートを下側に引っ張る傾向があり、プレート間の脆弱な充填材料126がこの力に耐えることは困難である。その力によって圧潰されるのを防ぐため、より強度と重量がある充填材を使用しなければならず、結果としてやはりフレーム重量が不必要に追加される。   There is another problem with the above-described embodiment. The tension of the gut attached to the upper plate 124 of FIG. 11 tends to pull the plate down, making it difficult for the brittle filler material 126 between the plates to withstand this force. In order to prevent being crushed by the force, a stronger and heavier filler must be used, which again adds unnecessary frame weight.

次のセクションでは、上述の困難をすべて回避する本発明の長方形ラケットの好ましい一実施形態について記載する。結果として、米国特許第6,344,006号B1および米国特許第7,081,056号B1に記載されているものを含む性能の利点をすべて有する、強度があってかつ軽量のラケットが得られる。   The next section describes a preferred embodiment of the rectangular racket of the present invention that avoids all of the above difficulties. The result is a strong and lightweight racquet that has all of the performance benefits including those described in US Pat. No. 6,344,006 B1 and US Pat. No. 7,081,056 B1. .

(好ましい一実施形態)
上述のサンドイッチの実施形態の材料は、1ポンド(0.454kg)当たりの強度が従来のチューブ状材料の約二倍であるが、これには、この材料強度の大部分を打ち消す2つの顕著な性質があることが確認された。比較的重い強化材が追加されない限り、角部が脆弱になり、比較的重い抵抗材料が組み込まれない限り、損傷を与える圧縮力に充填材料が暴露された。このセクションでは、これらの問題を解決し、他の利点を有し、強度があってかつ軽量の長方形ラケットの加工を可能にする、修正されたサンドイッチ構造をどのように構築するかについて教示する。
(Preferred embodiment)
The material of the sandwich embodiment described above has about twice the strength per pound (0.454 kg) of the conventional tubular material, but this has two prominent features that negate most of this material strength. It was confirmed that there was a property. Unless relatively heavy reinforcements were added, the corners were fragile and the filler material was exposed to damaging compressive forces unless relatively heavy resistance materials were incorporated. This section teaches how to build a modified sandwich structure that solves these problems, has other advantages, and enables the processing of strong and lightweight rectangular racquets.

その発想は、断面が図9に示されるサンドイッチ構造の代わりに「テーブル」構造を有する、ビームを使用するというものである。かかるテーブルの断面は図14に示される。この区画は、図9に示される2つのプレート106の代わりに、3つの炭素繊維の外側プレート130、132、および134を有する。上部(テーブル面)プレート134は、上部のサンドイッチプレート106に類似しているが、下部のサンドイッチプレート106は、2つの側面(テーブル脚部)プレート130および132に置き換えられている。中立軸136は破線によって示され、垂直の矢印138はガット張力によって掛かる力を表す。テーブル脚部130および132の間の体積140は、サンドイッチの場合と同様に軽量充填材料から成る。このテーブル区画は、中立軸のより近くに位置する炭素繊維材料がより多いため、1ポンド(0.454kg)当たりの面積慣性モーメントがサンドイッチ区画よりも小さくなる。したがって、等しい強度を有するためには、テーブルビーム134がサンドイッチビームよりも重いことが必須であるが、このわずかな追加重量は、これらのテーブルビームから構築されたラケットが角部または充填材による補強を要しないという事実を補って余りあるものである。以下にこれらの事実について確認する。   The idea is to use a beam whose cross section has a “table” structure instead of the sandwich structure shown in FIG. A cross section of such a table is shown in FIG. This compartment has three carbon fiber outer plates 130, 132, and 134 instead of the two plates 106 shown in FIG. The upper (table surface) plate 134 is similar to the upper sandwich plate 106, but the lower sandwich plate 106 is replaced by two side (table leg) plates 130 and 132. The neutral axis 136 is indicated by a broken line, and the vertical arrow 138 represents the force exerted by the gut tension. The volume 140 between the table legs 130 and 132 is made of a lightweight filler material as in the sandwich. This table section has more carbon fiber material located closer to the neutral axis, resulting in a smaller area moment of inertia per pound (0.454 kg) than the sandwich section. Thus, in order to have equal strength, it is essential that the table beam 134 is heavier than the sandwich beam, but this slight additional weight can cause a racket constructed from these table beams to be reinforced by corners or fillers. Is more than compensated for the fact that The following will confirm these facts.

図14で与えられる寸法は、上部(テーブル面)炭素繊維プレート134の幅d、側面(脚部)プレート130および132の高さb、プレート間の充填材料140の幅h、ならびに上部プレート134の厚さcである。側面プレート130および132の厚さはそれぞれ、(b−h)/2である。   The dimensions given in FIG. 14 are the width d of the upper (table surface) carbon fiber plate 134, the height b of the side (leg) plates 130 and 132, the width h of the filler material 140 between the plates, and the upper plate 134. Thickness c. Each of the side plates 130 and 132 has a thickness of (b−h) / 2.

図14の炭素繊維区画の合計面積はA=2ab+cdであり、この断面の面積慣性モーメントは次式によって定義される。
=d(3bc+6bc+4c)/12+ab/6 (式19)
(式19)の初項は上部からの寄与であり、第2項は脚部からの寄与である。
cは常にbよりもはるかに小さいので、良好な近似は次式のとおりである。
≒dbc/4+ab/6 (式20)
The total area of the carbon fiber compartments in FIG. 14 is A T = 2ab + cd, and the area moment of inertia of this cross section is defined by the following equation.
I T = d (3b 2 c + 6bc 2 + 4c 3) / 12 + ab 3/6 ( 19)
The first term in (Equation 19) is the contribution from the top, and the second term is the contribution from the leg.
Since c is always much smaller than b, a good approximation is
I T ≒ db 2 c / 4 + ab 3/6 ( Formula 20)

続いて、この実施形態が上述のものの困難(脆弱な角部、露出した充填材)を有さず、強度がありかつ軽量のラケットを提供する理由について説明する。最初に、ビームの撓み距離(式7)として定量化されるビーム強度について考察する。同じ力F、長さL、および係数Eの場合、モーメントが大きいほど、ビームの強度は高くなる。上述したように、所与の断面積(およびしたがって、所与のビーム重量)の場合、テーブルのモーメントI(式19)はサンドイッチのモーメントI(式12)よりも小さくなる。しかし、寸法a、b、c、dは、IがIの少なくとも90%の大きさである(したがって、式15を所与として、環状のモーメントIよりも80%以上大きい)ように選択することができる。その結果として、テーブルビームの断面積をサンドイッチビームよりもわずかだけ大きくなるように選択した場合、2つのビームの強度は同一になる。以下、強度があってかつ軽量の長方形ラケットを生み出すテーブルビームの寸法の例を提供する。 Next, the reason why this embodiment provides a racket that is strong and lightweight without the above-mentioned difficulties (fragile corners, exposed filler). First, consider the beam intensity quantified as the beam deflection distance (Equation 7). For the same force F, length L, and coefficient E, the greater the moment, the higher the beam intensity. As noted above, for a given cross-sectional area (and therefore a given beam weight), the table moment I T (Equation 19) is less than the sandwich moment I S (Equation 12). However, the dimensions a, b, c, d are such that I T is at least 90% larger than I S (thus, given Eq. 15 more than 80% larger than the annular moment I A ). You can choose. As a result, if the cross-sectional area of the table beam is selected to be slightly larger than the sandwich beam, the two beams have the same intensity. The following provides examples of table beam dimensions that produce a strong and lightweight rectangular racket.

次に、テーブル区画を使用するフレームの長方形ラケットの角部が、サンドイッチ区画を使用するフレームのものよりもはるかに強度があることを示す。サンドイッチの角部116は、上述の図12に示されている。それに対応するテーブルの角部142は図15に示される。最初に、プレートをモデル化するのに図13のカンチレバーを使用して、垂直のガットにおける張力によって引き起こされる応力を推定する。サンドイッチの角部116の場合、プレートは薄く(t〜0.1インチ(0.25cm))かつ幅広(w〜0.75インチ(1.91cm))であるが、テーブルの角部の場合、プレート134は肉厚(t〜0.75インチ(1.91cm))であり、かつ幅が狭い(w〜0.1インチ(0.25cm))。これによって、支持体における応力σmaxの差が大きくなる。 Next, it is shown that the corners of the rectangular racquet of the frame using the table section are much stronger than those of the frame using the sandwich section. The corners 116 of the sandwich are shown in FIG. 12 above. The corresponding corner 142 of the table is shown in FIG. First, the cantilever of FIG. 13 is used to model the plate, and the stress caused by the tension in the vertical gut is estimated. In the case of a sandwich corner 116, the plate is thin (t to 0.1 inch (0.25 cm)) and wide (w to 0.75 inch (1.91 cm)), but in the case of a table corner, Plate 134 is thick (t to 0.75 inches (1.91 cm)) and narrow (w to 0.1 inches (0.25 cm)). This increases the difference in stress σ max in the support.

サンドイッチの値(F=1040ポンド(471.7kg)、L=6インチ(15.24cm)、t=0.1インチ(0.25cm)、w=0.75インチ(1.91cm))を、支持体における応力に対する式(式16)に代入すると、応力は5,500,000psi(37,921,164kPa)と非常に大きくなり、これは炭素繊維の破断応力820,000psi(5,653,701kPa)よりもはるかに大きい。一方、サンドイッチの値(F=1040ポンド(471.7kg)、L=6インチ(15.24cm)、t=0.75インチ(1.91cm)、w=0.1インチ(0.25cm))をこの式に代入すると、応力は次式のとおりはるかに小さくなる。
σmax=730,000psi(5,033,173kPa) (式21)
Sandwich values (F = 1040 pounds (471.7 kg), L = 6 inches (15.24 cm), t = 0.1 inches (0.25 cm), w = 0.75 inches (1.91 cm)) Substituting into the equation for the stress in the support (Equation 16), the stress becomes very large at 5,500,000 psi (37,921,164 kPa), which is the carbon fiber breaking stress of 820,000 psi (5,653,701 kPa). Much larger than). On the other hand, sandwich values (F = 1040 pounds (471.7 kg), L = 6 inches (15.24 cm), t = 0.75 inches (1.91 cm), w = 0.1 inches (0.25 cm)) Substituting into this equation, the stress becomes much smaller as
σ max = 730000 psi (5,033,173 kPa) (Formula 21)

これは破断応力よりも大幅に小さく、テーブルの角部がサンドイッチの角部よりもはるかに強度があり、かつガット張力によって引き起こされる応力に十分に耐える強度であることが裏付けられる。   This is significantly less than the breaking stress, confirming that the corners of the table are much stronger than the corners of the sandwich and are strong enough to withstand the stresses caused by gut tension.

カンチレバーモデルは、丸み付けられた角部および平行なプレートの強化効果を考慮に入れていない。有限要素解析技術を使用して、サンドイッチビームおよびテーブルビームから加工された、丸み付けられた角部を有するラケットに対する角部の応力を正確に計算した。結果は、上述の推定値よりも小さい応力値である。計算された応力の範囲は、サンドイッチの角部では1,700,000〜2,400,000psi(11,721,087〜16,547,417kPa)、テーブルの角部では530,000〜650,000psi(3,654,221〜4,481,592kPa)である。これらの範囲のサイズは、異なる寸法、レイアップパターン、およびエポキシ樹脂を使用することによって生じる。これらの可能性のいずれによっても、テーブル構造の優位性は明白である。   The cantilever model does not take into account the strengthening effect of rounded corners and parallel plates. Finite element analysis techniques were used to accurately calculate corner stresses for rackets with rounded corners machined from sandwich and table beams. The result is a stress value that is smaller than the estimated value described above. The calculated stress ranges are 1,700,000 to 2,400,000 psi (11,721,087 to 16,547,417 kPa) at the corners of the sandwich and 530,000 to 650,000 psi at the corners of the table. (3,654,221 to 4,481,592 kPa). These range sizes result from the use of different dimensions, layup patterns, and epoxy resins. With any of these possibilities, the superiority of the table structure is obvious.

このように、テーブル要素を使用することによって、任意の補強材を必要とすることなく、加えられる力に十分に耐える強度の角部を有する長方形ラケットの構築が可能になる。したがって、これらの要素により、サンドイッチ要素と関連する脆弱な角部の問題が排除される。また、サンドイッチ要素と関連する充填材の圧潰の問題が排除される。図14に示されるテーブルの断面から、上部の炭素繊維プレート134は側面プレート130および132上に載置されるので、そこに加えられるガット張力138は、充填材料140に対して著しい力を掛けないことは明らかである。加えられる力の実質的にすべては、側面プレート130および132による抵抗を受ける。この事実の実験室検証について、次のセクションで報告する。   Thus, the use of table elements allows the construction of rectangular rackets with corners that are strong enough to withstand the applied forces without the need for any reinforcement. Thus, these elements eliminate the brittle corner problem associated with sandwich elements. Also, the filler crushing problem associated with sandwich elements is eliminated. From the cross-section of the table shown in FIG. 14, the upper carbon fiber plate 134 is placed on the side plates 130 and 132 so that the gut tension 138 applied thereto does not exert a significant force on the filling material 140. It is clear. Substantially all of the applied force is resisted by the side plates 130 and 132. The laboratory verification of this fact is reported in the next section.

このように、本発明の炭素繊維テーブル要素から加工された長方形ラケットは、強度のある辺、強度のある角部、および保護された充填材料を有する。そのため、これらは長方形ラケットの好ましい実施形態である。それに加えて、この加工に対する別の主要な利点がある。単一の炭素繊維サンドイッチからラケットを構築するのは特に簡単である。かかるサンドイッチ148は図16に示される。これは、軽量充填材料154によって分離された、上部および下部の炭素繊維プレート150および152から成る。充填材料154は、繊維性または非繊維性材料、発泡フォーム材料、または天然もしくは合成材料で作られた他の材料であってもよい。これらのプレートは、図14のテーブルの側面(テーブル脚部)プレート130および132となる。   Thus, a rectangular racket fabricated from the carbon fiber table element of the present invention has strong sides, strong corners, and a protected filler material. These are therefore preferred embodiments of rectangular rackets. In addition, there is another major advantage to this processing. Building a racket from a single carbon fiber sandwich is particularly simple. Such a sandwich 148 is shown in FIG. This consists of upper and lower carbon fiber plates 150 and 152 separated by a lightweight filler material 154. Filler material 154 may be a fibrous or non-fibrous material, a foamed foam material, or other material made of natural or synthetic materials. These plates become the side (table leg) plates 130 and 132 of the table of FIG.

ラケットフレームは、図17に示されるように、単一片156の形でこのサンドイッチ148から切り出すことができる。次に、図14の寸法cに等しい厚さであって、上述のサンドイッチの厚さに等しい幅(図14の寸法d)の、長く薄い炭素繊維ストリップを取り付ける。このストリップは、適切なエポキシ樹脂を使用して、図17のラケット打面の外周に取り付けることができる。付加される強度に関して、このストリップは上部および下部リップを有して、C字形とすることができる。かかるストリップは、ラケット打面の外周の周りに適合させ、エポキシ樹脂を用いて接合することができる。リップまたは延長部は、上部および下部プレート150および152上まで延在して、強度だけではなく洗練された外観も付加する。最後に、打面の周囲158の周りの適切な位置に張架穴を穿孔することができ、グロメットまたはグロメットストリップをこれらの穴に挿入することができ、炭素繊維のハンドル軸160を軽量材料で補い、次にストラップで固定することができる。このようにして、ラケットに張架する準備ができる。   The racket frame can be cut from this sandwich 148 in the form of a single piece 156, as shown in FIG. Next, a long and thin carbon fiber strip having a thickness equal to dimension c in FIG. 14 and a width equal to the thickness of the sandwich described above (dimension d in FIG. 14) is attached. This strip can be attached to the outer periphery of the racket striking surface of FIG. 17 using a suitable epoxy resin. For added strength, this strip can have a C-shape with upper and lower lips. Such a strip can be fitted around the outer circumference of the racket striking surface and bonded using epoxy resin. The lip or extension extends over the upper and lower plates 150 and 152 to add not only strength but also a sophisticated appearance. Finally, stretch holes can be drilled at appropriate locations around the perimeter 158 of the striking surface, grommets or grommet strips can be inserted into these holes, and the carbon fiber handle shaft 160 is made of a lightweight material. Can be supplemented and then secured with a strap. In this way, preparations are made to stretch the racket.

図17の切出しの形状は、上述した改善点を含むように一般化することができる。角部162は、ラケットの強度および外観を改善するために丸み付けすることができる。打面辺164は、張架後に純粋に長方形の打面が得られるように、外側に湾曲させることができる。サイドストリップは、グロメットおよびガットに適応するように、溝を付けるかまたは別の形で改造することができる。この構築の簡単さは、本発明のテーブル構造の主要な利点である。   The shape of the cutout in FIG. 17 can be generalized to include the improvements described above. The corners 162 can be rounded to improve the strength and appearance of the racket. The striking face side 164 can be curved outward so that a purely rectangular striking face is obtained after stretching. The side strip can be grooved or otherwise modified to accommodate grommets and guts. This simplicity of construction is a major advantage of the table structure of the present invention.

このセクションに記載した好ましい長方形ラケットの実施形態は、理論計算に基づいている。次のセクションで、これらのラケットを実際に構築し試験する方法の具体例の詳細を提供する。寸法を与え、材料を指定し、構築例の写真を示し、強度および性能のデータを提示する。   The preferred rectangular racket embodiment described in this section is based on theoretical calculations. The next section provides details of specific examples of how to actually build and test these rackets. Give the dimensions, specify the material, show a picture of the construction example and present strength and performance data.

(好ましい一実施形態の例および試験)
好ましい一実施形態を例証する長方形ラケットを加工するには、所望の特徴を選択することから始める。ほとんどの現代のラケットは、19本の短いガットおよび16本の長いガットを有しており、この選択に従うこととする。米国特許第6,344,006号B1(Brandt)で報告された性能計算によれば、0.5インチ(1.27cm)のガット間距離が最適に近いので、それも選択することとする。このガットパターンに適応するため、9.5インチ×12インチ(24.13cm×30.48cm)の内側打面寸法を選択する。図1に示されるラケット打面はこのパターンを示している。最初のガットおよび最後のガットとフレームの内側との間の間隙は、垂直方向で1インチ(2.54cm)、水平方向で1.5インチ(3.81cm)である。
(Example and Test of Preferred Embodiment)
To process a rectangular racket that illustrates one preferred embodiment, start by selecting the desired features. Most modern rackets have 19 short guts and 16 long guts and will follow this choice. According to the performance calculation reported in US Pat. No. 6,344,006 B1 (Brandt), the 0.5 inch (1.27 cm) inter-gut distance is close to optimal and will be selected as well. To accommodate this gut pattern, an inner striking surface dimension of 9.5 inches × 12 inches (24.13 cm × 30.48 cm) is selected. The racket hitting surface shown in FIG. 1 shows this pattern. The gap between the first and last gut and the inside of the frame is 1 inch (2.54 cm) in the vertical direction and 1.5 inches (3.81 cm) in the horizontal direction.

ほとんどの現代のテニスラケットは、重さが10〜14オンス(283.5〜396.9g)であり、スロート領域内に位置する質量中心を有し、これらの制約も組み込むこととする。したがって、ラケットの辺および角部が通常範囲55〜65ポンド(24.95〜29.48kg)のガット張力に十分に耐える強度であるように十分に大きく、かつ14オンス(396.9g)の重量限界を超えないように十分に小さい、テーブル寸法b、h、d、およびc(図14で定義される)を選択しなければならない。これらのテーブル寸法が決まると、ガット張力によって起こる打面辺の内側への湾曲量を計算または測定しなければならない。最大湾曲距離が、(式6に従って)上記で導き出される0.23インチ(0.58cm)の限界を超える場合、ラケットは、これを相殺するために外側への辺の湾曲を伴って構築しなければならない。   Most modern tennis rackets weigh 10-14 ounces (283.5-396.9 g), have a center of mass located in the throat area, and incorporate these constraints. Thus, the sides and corners of the racket are large enough to withstand the gut tension in the normal range of 55-65 pounds (24.95-29.48 kg) and weigh 14 ounces (396.9 g) Table dimensions b, h, d, and c (defined in FIG. 14) must be selected that are sufficiently small so as not to exceed the limits. Once these table dimensions are determined, the amount of inward bending of the striking face caused by the gut tension must be calculated or measured. If the maximum bend distance exceeds the 0.23 inch (0.58 cm) limit derived above (according to Equation 6), the racket must be constructed with an outward side bend to offset this. I must.

テーブルビームを備えるプレートに対しては、市販の炭素繊維製品を選択した。テーブル脚部130および132は、45°のレイアップパターンで炭素繊維プレートから加工される。テーブル上面134は、一方向のレイアップパターンで炭素繊維プレートから加工される。この材料のヤング率はE=約2×10psi(13789.51MPa)であり、密度はρ=0.96オンス/in(1.66g/cm)である。 Commercially available carbon fiber products were selected for plates with table beams. Table legs 130 and 132 are machined from carbon fiber plates in a 45 ° layup pattern. The table top surface 134 is processed from a carbon fiber plate in a unidirectional layup pattern. The Young's modulus of this material is E = about 2 × 10 7 psi (13789.51 MPa) and the density is ρ = 0.96 oz / in 3 (1.66 g / cm 3 ).

これらの値、ならびにテーブル寸法b、h、d、およびcの任意の選択値をモーメント方程式である式19に代入して、式7を使用してラケット辺の撓みを推定することができ、式16を使用してラケット角部の応力を推定することができ、ラケット打面の重量を計算することができる。次に、有限要素解析を行うことによってこれらの結果を裏付けることができる。これらの計算によって、十分に強度があってかつ軽量のラケットを生み出すテーブル寸法を選択することが可能になる。   By substituting these values and any selected values of the table dimensions b, h, d, and c into Equation 19, which is the moment equation, Equation 7 can be used to estimate the deflection of the racket side, 16 can be used to estimate the stress at the corner of the racket and the weight of the racket striking surface can be calculated. These results can then be supported by performing a finite element analysis. These calculations make it possible to select table dimensions that produce a sufficiently strong and lightweight racket.

これらの計算は、12インチ(30.48cm)の打面辺に対するテーブル寸法の適切な選択が、次のとおりであることを示唆している。
b=0.625インチ(1.59cm)
h=0.55インチ(1.40cm)
d=0.75インチ(1.91cm)
c=0.0625インチ(0.159cm) (式22)
These calculations suggest that an appropriate selection of table dimensions for a 12 inch (30.48 cm) hitting edge is as follows.
b = 0.625 inch (1.59 cm)
h = 0.55 inch (1.40 cm)
d = 0.75 inch (1.91 cm)
c = 0.0625 inch (0.159 cm) (Formula 22)

したがって、テーブル上面の厚さはc=0.0625インチ(0.159cm)であり、テーブル脚部の厚さは(d−h)/2=0.1インチ(0.25cm)である。これらの値を用いると、ビーム断面の面積慣性モーメントはI=0.0083in(0.3455cm)であり、60ポンド(27.22kg)の張力では、12インチ(30.48cm)辺の最大撓みは0.155インチ(0.39cm)である。9.5インチ(24.13cm)の打面辺の場合、bは0.5インチ(1.27cm)まで低減することができる。 Therefore, the thickness of the upper surface of the table is c = 0.0625 inch (0.159 cm), and the thickness of the table leg is (d−h) /2=0.1 inch (0.25 cm). Using these values, the area moment of inertia of the beam cross section is I T = 0.0083 in 4 (0.3455 cm 4 ) and at 60 pounds (27.22 kg) tension, it is about 12 inches (30.48 cm). The maximum deflection is 0.155 inches (0.39 cm). In the case of a 9.5 inch (24.13 cm) hitting side, b can be reduced to 0.5 inch (1.27 cm).

ラケット打面の12インチ(30.48cm)辺は、それぞれ60ポンド(27.22kg)の張力で取り付けられた19本のガットから生じる1140ポンド(517.1kg)の力に耐えるように設計されている。ラケットのスロートおよびハンドルはこの強度である必要はない。これらの要素に対する力は、ラケットがボールを打つ短時間の衝突時間(約0.004秒)の間発生する。この力は、最大でも約250ポンド(113.4kg)であり、かかる短時間しか続かないので、スロートの寸法は式22の寸法よりも大幅に小さくすることができる。   The 12 inch (30.48 cm) side of the racket striking surface is designed to withstand 1140 pounds (517.1 kg) of force resulting from 19 guts each attached with a tension of 60 pounds (27.22 kg) Yes. The racket throat and handle need not be of this strength. The forces on these elements occur during a short collision time (approximately 0.004 seconds) when the racket hits the ball. This force is at most about 250 pounds (113.4 kg) and lasts only for such a short time, so the throat dimensions can be much smaller than the dimensions of Equation 22.

ラケットは、好ましくは、主ガットおよび交差ガットそれぞれに対して別個のガット区画で張架される。また、ガットは単一の連続的なガットであってもよく、または複数のガットセグメントであってもよいことが想起される。   The racket is preferably stretched in a separate gut section for each of the main gut and cross gut. It is also recalled that a gut may be a single continuous gut or may be a plurality of gut segments.

ラケット設計の残りの要素は、性能にとって重要なものではなく、現在の慣例と一致するように選択することができる。最終的なラケット設計は、図18aおよび18b(ラケット打面166に関する)ならびに図19a、19b、および19c(スロート168とハンドル170に関する)に示される。上記に指定した特徴に加えて、これらの図面は他のいくつかの性質を組み込んでいる。フレーム全体が厚さd=0.75インチ(1.91cm)の炭素繊維サンドイッチから切り出されるので、その要素(打面166、スロート168、ハンドル軸170)はすべてこの厚さを有することになる。内側角部は半径1インチ(2.54cm)で丸み付けられ、外側角部は半径1.625インチ(4.13cm)で丸み付けられる。スロート辺は幅b=0.625インチ(1.59cm)を有する。スロートは、ハンドル軸の0.625インチ(1.59cm)幅まで先細状になっている。他の寸法はすべて図面で指定されている。多数の穴が図面に示されている。これらは、穴に適応するのに十分な強度がある領域においてラケットを軽量化するのに役立つ。例えば、スロート168が付着する位置の角部176にある穴174が示される(図18aを参照)。穴178および180は、図19aの上面図においてハンドル170の中心に沿って位置合わせされ、穴182は、図19bの側面図に見られるように、穴180に直交する。穴は、軽量材料で充填されるか、または開口部としてラケットフレームに残されてもよい。ハンドル整形要素184は、快適なグリップを提供するためにハンドル部分170に設けられる。   The remaining elements of the racket design are not critical to performance and can be selected to be consistent with current practice. The final racket design is shown in FIGS. 18a and 18b (for racket striking surface 166) and FIGS. 19a, 19b and 19c (for throat 168 and handle 170). In addition to the features specified above, these drawings incorporate several other properties. Since the entire frame is cut from a carbon fiber sandwich with a thickness d = 0.75 inches (1.91 cm), all of its elements (striking surface 166, throat 168, handle shaft 170) will have this thickness. The inner corners are rounded with a radius of 1 inch (2.54 cm) and the outer corners are rounded with a radius of 1.625 inches (4.13 cm). The throat side has a width b = 0.625 inch (1.59 cm). The throat tapers to 0.625 inches (1.59 cm) wide on the handle shaft. All other dimensions are specified in the drawing. A number of holes are shown in the drawing. They help to lighten the racket in areas that are strong enough to accommodate the holes. For example, a hole 174 is shown in the corner 176 where the throat 168 attaches (see FIG. 18a). Holes 178 and 180 are aligned along the center of handle 170 in the top view of FIG. 19a, and hole 182 is orthogonal to hole 180 as seen in the side view of FIG. 19b. The holes may be filled with a lightweight material or left in the racket frame as an opening. A handle shaping element 184 is provided on the handle portion 170 to provide a comfortable grip.

図18aおよび18bは、縮尺の意味で仮想のテニスボール172を示している。   18a and 18b show a virtual tennis ball 172 in a scale sense.

サンドイッチから切り出されたラケットのハンドル軸170は、幅0.625インチ(1.59cm)および高さ0.75インチ(1.91cm)を有する。図19a、19b、および19cに示されるように、ハンドルを所望のサイズ(幅1.25インチ(3.17cm)、高さ1.14インチ(2.9cm))および形状(八角形が標準であり、ここで使用されている)まで拡大するためのハンドル整形要素として、バルサ材などの軽量材料がこの軸に取り付けられる。   The handle shaft 170 of the racket cut from the sandwich has a width of 0.625 inches (1.59 cm) and a height of 0.75 inches (1.91 cm). As shown in FIGS. 19a, 19b, and 19c, the handle is of the desired size (width 1.25 inches (3.17 cm), height 1.14 inches (2.9 cm)) and shape (octagon is standard) Lightweight material, such as balsa material, is attached to this shaft as a handle shaping element to expand to (used here).

フレームが炭素繊維サンドイッチから切り出され、辺の(テーブル上面)プレートが周囲の周りに取り付けられた後、図18bに示されるようにガット穴が穿孔される。グロメット、および好ましくは上述したような係止グロメット、または他のタイプの係止グロメットが、これらの穴に挿入され、次にラケットに張架することができる。最後に、エンドキャップ186およびストラップをハンドルに取り付けることができる。   After the frame is cut from the carbon fiber sandwich and the side (table top) plate is attached around the perimeter, a gut hole is drilled as shown in FIG. 18b. Grommets, and preferably locking grommets as described above, or other types of locking grommets can be inserted into these holes and then stretched over the racket. Finally, the end cap 186 and strap can be attached to the handle.

ガット張力は、好ましくは、各主ガットおよび各交差ガットに対して等しくなるように設定される。好ましい一実施形態では、主ガットおよび交差ガット両方に対するガット張力は互いに等しい。主ガットのガット振動数は好ましくは等しく、交差ガットのガット振動数は好ましくは互いに等しい。一実施形態では、主ガットおよび交差ガット両方の振動数は等しい。いくつかの計算では、変数tiおよびliはそれぞれ、各主ガットの張力および長さを指し、変数sjおよびkjはそれぞれ、各交差ガットの張力および長さを指す。ガットの線密度は、主ガットの密度に対してはmj、交差ガットの密度に対してはm’jと指定される。   The gut tension is preferably set to be equal for each main gut and each cross gut. In a preferred embodiment, the gut tensions for both the main gut and the cross gut are equal to each other. The gut frequencies of the main gut are preferably equal and the gut frequencies of the cross gut are preferably equal to each other. In one embodiment, the frequency of both the main gut and the cross gut are equal. In some calculations, the variables ti and li refer to the tension and length of each main gut, respectively, and the variables sj and kj refer to the tension and length of each cross gut, respectively. The gut linear density is designated mj for the main gut density and m'j for the cross gut density.

上述の図面に提示される寸法は、強度および性能の理論計算を用いて選択されている。ラケットの加工を進める前に、実験室での強度測定によってこれらの計算を裏付けるのが賢明である。以下に教示する適切な強度試験プロトコルを考案した。   The dimensions presented in the above figures have been selected using theoretical calculations of strength and performance. It is advisable to support these calculations with laboratory strength measurements before proceeding with racket processing. A suitable strength test protocol was devised as taught below.

選択された寸法(式22)を有するテーブル構造(図14)が、挿入されたグロメットを保持し、ガット張力による力に耐えるのに十分な強度であることを裏付けるため、図20に示される装置を考案した。テーブルビーム200の区画(グレーで示される)は、一対の固体の停止具202(黒で示される)によって適所で保持される。ラケットガット204は、ビーム200の2つの穴にあるグロメット206に通され、ロードセル208(右側の影付きの要素として示される)に取り付けられる。ロードセル208は、挿入されたネジ山付きボルト212を回転させることによって後退させることができる、ブロック210(黒で示される)に取り付けられる。この後退によって力Fがガットに掛かり、力の大きさは、ロードセルに配線された表示装置214(下側中央に影付きのブロックとして示される)に表示される。   In order to support that the table structure (FIG. 14) having the selected dimensions (Equation 22) is strong enough to hold the inserted grommet and withstand the forces of gut tension, the apparatus shown in FIG. Devised. The section of table beam 200 (shown in gray) is held in place by a pair of solid stops 202 (shown in black). The racket gut 204 is threaded through grommets 206 in the two holes of the beam 200 and attached to a load cell 208 (shown as a shaded element on the right). The load cell 208 is attached to a block 210 (shown in black) that can be retracted by rotating the inserted threaded bolt 212. By this retreat, the force F is applied to the gut, and the magnitude of the force is displayed on the display device 214 (shown as a shaded block in the lower center) wired to the load cell.

表示装置214が値Fを読み取ると、2つのガット204それぞれにおける張力はF/2である。ビームが60ポンド(27.22kg)のガット張力に耐えるためには、掛けられる力120ポンド(54.43kg)に耐えなければならない。式22で与えられる寸法を有するテーブルビームをこのようにして試験し、200ポンド(90.72kg)超過の加えられる力に耐えることが見出された。これはビーム強度の計算を裏付けている。試験装置の写真は図21および22に示される。   When the display 214 reads the value F, the tension in each of the two guts 204 is F / 2. In order for the beam to withstand 60 pounds (27.22 kg) of gut tension, it must withstand 120 pounds (54.43 kg) of applied force. A table beam having the dimensions given by Equation 22 was tested in this manner and found to withstand applied forces in excess of 200 pounds (90.72 kg). This confirms the calculation of the beam intensity. Pictures of the test apparatus are shown in FIGS.

指定寸法を有するテーブルビームの試験長さが、本発明の計算によって予測されるような強度であることが実験的に裏付けられたので、続いて、本発明のラケット角部の強度を同様に試験する方法について記載する。これを行うために考案した方法は、図23に示されるような、ラケット打面の辺および角部の小型レプリカ212を利用する。レプリカ212の上部の中央部214は、図14に示されるテーブル断面と同じ断面寸法(式22)を有する。レプリカの内側長さは4.5インチ(11.43cm)、外側長さは5.75インチ(14.61cm)である(図18aに示されるラケット打面の内側長さは12インチ(30.48cm)である)。レプリカおよび実際のラケットの角部の曲率は同じである。   Since it was experimentally confirmed that the test length of the table beam having the specified dimensions is the intensity predicted by the calculation of the present invention, the intensity of the racket corner of the present invention is similarly tested. Describes how to do this. The method devised to do this utilizes a small replica 212 on the sides and corners of the racket striking surface as shown in FIG. The central part 214 at the top of the replica 212 has the same cross-sectional dimension (Formula 22) as the table cross-section shown in FIG. The inner length of the replica is 4.5 inches (11.43 cm) and the outer length is 5.75 inches (14.61 cm) (the inner length of the racket striking surface shown in FIG. 18a is 12 inches (30.30 cm). 48 cm)). The curvature of the corners of the replica and the actual racket are the same.

19本のガットそれぞれに対する60ポンド(27.22kg)の張力から発生する実際のラケット打面の長辺に対する力は、1140(517.1kg)ポンドである。レプリカ212に対する等価の力F、つまりレプリカの中心に加えられたときに角部において同じ応力を生み出す力は、1390ポンド(630.5kg)である(この力がより大きいのは、有効なレバーアームがより短いためである)。レプリカがこの大きさの力に耐え得ることを裏付けるため、加えられる力を測定するロードセルと直列の液圧プレスにレプリカ212を挿入した。この試験装置の写真は図24および25に示される。レプリカの上側角部の1つが破断し始めるまで、加えられる力Fを継続的に増加させた(角部の一方を他方よりも厚くして、その他方の角部が確実に先に破断するようにした)。加えられる力が2250ポンド(1021kg)に達したとき、かかる破断が観察された。この力は、本発明の実際のラケットに対してガットによって加えられる1140ポンド(517.1kg)の力と等価の1390ポンド(630.5kg)を大きく上回るので、この実際の長方形ラケットは、遭遇する応力に十分に耐える以上の強度がある角部を有すると結論付けられる。これによって、本発明の角部の強度に関する本発明の理論上の推定が正確であることが裏付けられ、ラケットの構築を進める確信が得られる。   The force on the long side of the actual racket striking surface generated from 60 pounds (27.22 kg) of tension for each of the 19 guts is 1140 (517.1 kg) pounds. The equivalent force F on the replica 212, that is, the force that produces the same stress in the corners when applied to the center of the replica, is 1390 pounds (630.5 kg) (this force is greater than the effective lever arm Because it is shorter). To confirm that the replica can withstand this amount of force, the replica 212 was inserted into a hydraulic press in series with a load cell that measures the applied force. Photographs of this test apparatus are shown in FIGS. The applied force F was continuously increased until one of the upper corners of the replica began to break (to make one of the corners thicker than the other, ensuring that the other corner broke first) ) Such breakage was observed when the applied force reached 2250 pounds (1021 kg). This actual rectangular racquet is encountered because this force greatly exceeds 1390 pounds (630.5 kg) equivalent to the 1140 pound (517.1 kg) force applied by the gut to the actual racket of the present invention. It can be concluded that it has corners that are strong enough to withstand the stress. This confirms that the theoretical estimate of the present invention regarding the corner strength of the present invention is accurate and provides confidence that the construction of the racket will proceed.

上述の仕様に従って構築されたラケット製品230の写真が、図26に示される。測定した重量(W)、質量中心(COM)、およびハンドルの端部から6インチ(15.24cm)に位置する、ラケットハンドルに垂直であってラケット打面に平行な軸線を中心にした重量慣性モーメント(MOI)は、次のとおりである。
W=14オンス(396.9g)
COM=9.87インチ(25.07cm)
MOI=2400オンス・in(16.95N・m) (式3.18)
A photograph of a racket product 230 constructed according to the above specifications is shown in FIG. Measured weight (W), center of mass (COM), and weight inertia about an axis that is 6 inches (15.24 cm) from the end of the handle and perpendicular to the racket handle and parallel to the racket striking surface The moment (MOI) is as follows.
W = 14 oz (396.9 g)
COM = 9.87 inches (25.07 cm)
MOI = 2400 oz.in 2 (16.95 N · m) (Equation 3.18)

本発明のラケットは、ガットを含めて14オンス(396.9g)未満の重量を有してもよい。また、12オンス(340.2g)未満、またはさらには10オンス(283.5g)未満の重量を有する、本発明によるラケットを構築することが可能である。   The racket of the present invention may have a weight of less than 14 ounces (396.9 g) including guts. It is also possible to construct rackets according to the present invention having a weight of less than 12 ounces (340.2 g), or even less than 10 ounces (283.5 g).

様々な衝突速度およびラケット打面に対する様々な位置で、砲身から発射されたテニスボール234をラケットに衝突させることによって、わずかに異なる寸法を有し、かつより重量があってCFが異なる類似の試作ラケット232の性能を測定した。ラケット打面232は、砲身方向に垂直な固体表面236に対して堅く圧締めした。入射ボール234は、スピンを伴わず、ラケット232に直角に衝突させた。入射し反発したボールの速度を、光ゲートを使用して正確に測定した(ラケットはこれらの衝突の間移動しない。これらのデータを、ラケットが衝突の間本質的に自由物体である試合条件に変換することについては後述する)。比較のため、同じタイプの測定を従来の楕円形ラケットに対して行った。セットアップの写真は図27に示される。   Similar prototypes with slightly different dimensions and weight and different CFs by impacting a tennis ball 234 fired from the barrel to the racket at various positions with respect to different impact speeds and racket strikes The performance of the racket 232 was measured. The racket striking surface 232 was firmly pressed against the solid surface 236 perpendicular to the barrel direction. The incident ball 234 collided with the racket 232 at a right angle without spin. The velocity of the incident and repelled ball was accurately measured using a light gate (the racquet does not move during these collisions. These data can be used for game conditions where the racquet is essentially a free object during the collision. Conversion will be described later). For comparison, the same type of measurement was performed on a conventional elliptical racket. A photo of the setup is shown in FIG.

打面の任意のポイントにおける固定ラケットの性能を特徴付ける量は、そのポイントにおける速度比、つまり反発速度対入射速度の比である。長方形ラケットと楕円形ラケットとの間でその比を比較する際、ラケット中心における性能はガット張力を変化させることによって調節できるため、ラケット中心(固定ラケットに関して最高性能のポイント)における比と、中心から所与の距離における比との間の差を比較することが重要である。また、入射速度が増加するにつれて比は常に減少するので、同じ入射速度における差を比較することが重要である。   The quantity that characterizes the performance of the fixed racket at any point on the hitting surface is the speed ratio at that point, ie the ratio of rebound velocity to incident velocity. When comparing the ratio between a rectangular racket and an elliptical racket, the performance at the racket center can be adjusted by changing the gut tension, so the ratio at the racket center (the highest performance point for fixed rackets) and from the center It is important to compare the difference between the ratio at a given distance. It is also important to compare the differences at the same incident speed, since the ratio always decreases as the incident speed increases.

次の表は、本発明の測定に特有の速度比データを示す。衝突速度は最初の欄に与えられる。長方形ラケットおよび楕円形ラケットについて、中心と、中心の下3.5インチ(8.89cm)のポイントとで速度比を比較する。比は、長方形ラケットの場合は0.52%および0.75%減少し、楕円形ラケットの場合は10.48%および8.55%減少することが分かる。長方形ラケットの偏心位置での性能がはるかに良好であることが分かる。   The following table shows speed ratio data specific to the measurements of the present invention. The collision speed is given in the first column. For rectangular and elliptical rackets, compare the speed ratio at the center and a point 3.5 inches (8.89 cm) below the center. It can be seen that the ratio is reduced by 0.52% and 0.75% for the rectangular racket and 10.48% and 8.55% for the elliptical racket. It can be seen that the performance at the eccentric position of the rectangular racket is much better.

これらのデータを、ラケットが衝突の間本質的に自由物体である試合条件におけるラケットの性能を特徴付けるデータに変換するため、速度比を反発係数(COR)に置き換える。テニスボールとテニスラケットとの間のCORは、相対反発速度対相対入射速度の比である。ラケットが固定されていると速度比まで減少するこの量は、振られたラケットの性能を決定するものである。反発したボールの線速度および角速度は、衝突ポイントにおけるCOR、ならびにラケットストロークの詳細(線速度、角速度)、ラケットの運動力学(重量、COM、MOI)、および入射ボールの性質(重量、線速度、角速度)によって完全に決定される。   In order to convert these data into data characterizing the performance of the racket in game conditions where the racket is essentially a free object during a collision, the speed ratio is replaced with a coefficient of restitution (COR). The COR between the tennis ball and the tennis racket is the ratio of the relative repulsion speed to the relative incidence speed. This amount, which is reduced to the speed ratio when the racket is fixed, determines the performance of the swinging racket. The rebound ball linear and angular velocities are the COR at the collision point, as well as the details of the racket stroke (linear velocity, angular velocity), the kinetics of the racket (weight, COM, MOI), and the nature of the incident ball (weight, linear velocity, Angular velocity).

次の表は、65.3mph(105.1km/h)の衝突に対する上述の速度比データから得られる、CORデータの変化を示す。長方形ラケットおよび楕円形ラケットは、等しい重量、MOI、およびCOMを有するものと仮定している。長方形ラケットの実際のMOIがより大きいことによって、楕円形ラケットを上回る優位性はさらに改善される。   The following table shows the change in COR data obtained from the above speed ratio data for a 65.3 mph (105.1 km / h) impact. Rectangular and elliptical rackets are assumed to have equal weight, MOI, and COM. The advantage over the elliptical racket is further improved by the fact that the actual MOI of the rectangular racket is larger.

固定フレームのラケットの場合、最高性能は打面の中心にある。自由ラケットの場合、最高性能のポイントはハンドルに向かってシフトするが、それはこの方向がラケットのCOMに向かう方向であるためである。長方形ラケットの場合、この効果は、中心から3.5インチ(8.89cm)下における0.75%の性能減少が1.19%の性能増加に置き換わるというものである。長方形ラケットの場合、この効果は、中心から3.5インチ(8.89cm)下における8.55%の性能減少が7.45%の性能減少に置き換わるというものである。   For fixed frame rackets, the best performance is at the center of the striking surface. In the case of a free racket, the point of best performance shifts towards the handle because this direction is towards the racket COM. In the case of a rectangular racket, the effect is that a 0.75% decrease in performance 3.5 inches (8.89 cm) from the center replaces a 1.19% increase in performance. In the case of a rectangular racket, the effect is that an 8.55% reduction in performance 3.5 inches (8.89 cm) from the center replaces a 7.45% reduction in performance.

上述の表に示されるCORの差は、衝突したテニスボールの軌道に著しい差を生じさせる。ぶつかったボールの速度およびスピンは、ストローク、入射ボール、および運動力学の詳細すべてと併せて、ボールとラケットのCORによって決定される。これらの量の標準値に対して、長方形ラケットの中心および3.5インチ(8.89cm)下におけるぶつかったボールの速度の差は、わずか約0.15mph(0.24km/h)である。ボールの摩擦係数および抗力係数の標準値を仮定すると、ぶつかったボールの軌道における結果として得られる差は全体として4インチ(10.16cm)未満である。楕円形ラケットの場合の対応する差は6.5mph(10.46km/h)であり、ぶつかったボールの軌道における結果として得られる差は12.5フィート(3.81m)超過である。長方形ラケットの優位性は明らかである。   The COR differences shown in the above table cause a significant difference in the trajectory of the tennis ball that has struck. The velocity and spin of the struck ball is determined by the ball and racket COR, along with all of the details of stroke, incident ball, and kinematics. For the standard values of these quantities, the difference in the velocity of the ball hit against the center of the rectangular racket and under 3.5 inches (8.89 cm) is only about 0.15 mph (0.24 km / h). Assuming standard values for the coefficient of friction and drag of the ball, the resulting difference in the trajectory of the bumped ball is generally less than 4 inches (10.16 cm). The corresponding difference in the case of an elliptical racket is 6.5 mph (10.46 km / h), and the resulting difference in the trajectory of the hit ball is over 12.5 feet (3.81 m). The advantages of rectangular rackets are obvious.

長方形ラケットの概念の特定の好ましい実施形態を提示してきたが、当業者には理解されるように、本発明の他の多くの可能な実施形態がある。   While certain preferred embodiments of the concept of a rectangular racket have been presented, there are many other possible embodiments of the present invention, as will be appreciated by those skilled in the art.

当業者によって他の修正および変更が提案されることがあるが、本発明者らは、本明細書に対して保証される特許の範囲内において、すべての変更および修正を、正当かつ適切に当該分野に対する寄与の範囲内にあるものとして具体化することを意図する。   While other modifications and changes may be suggested by one of ordinary skill in the art, we believe that all changes and modifications are reasonably and appropriately included within the scope of the patents warranted to this specification. It is intended to be embodied as being within the scope of contribution to the field.

20 テニスラケット
22 打面
24 辺
26 端部
28 角部
30 ネック
32 ガット
34 ガット
36 曲線
38 ハンドル
40 穴
42 プラグ
44 ネジ山
48 中心穴
50 円錐ネジ
52 外表面
54 シリンダ
56 停止ブロック
58 穴
60 要素
62 バネ
64 締付けネジ
66 中心穴
68 外部ブロック
70 穴
72 ボア
74 部分
76 陥凹部
78 要素
80 ナット
82 円錐
84 陥凹部
86 円錐
88 シリンダ
90 ビーム
92 支持体
94 中立軸
96 環状体
98 力
100 ビーム
102 中立軸
104 力
106 プレート
108 充填材料
110 ラケット
112 角部
114 ラケット打面
116 角部
118 ガット
120 ビーム
122 支持体
124 上部プレート
126 充填材料
130 外側プレート
132 外側プレート
134 外側プレート
136 中立軸
138 力
140 充填材料
142 角部
148 サンドイッチ
150 上部プレート
152 下部プレート
154 充填材料
156 ラケットフレーム
158 周囲
160 ハンドル軸
162 角部
164 打面辺
166 ラケット打面
168 スロート
170 ハンドル軸
172 テニスボール
174 穴
176 角部
178 穴
180 穴
182 穴
184 ハンドル整形要素
186 エンドキャップ
200 ビーム
202 停止具
204 ガット
206 グロメット
208 ロードセル
210 ブロック
212 レプリカ
214 表示装置
230 ラケット製品
232 試作ラケット
234 ボール
236 固体表面
20 tennis racket 22 striking face 24 side 26 end 28 corner 30 neck 32 gut 34 gut 36 curve 38 handle 40 hole 42 plug 44 thread 48 center hole 50 conical screw 52 outer surface 54 cylinder 56 stop block 58 hole 60 element 62 Spring 64 Clamping screw 66 Center hole 68 External block 70 Hole 72 Bore 74 Portion 76 Recessed portion 78 Element 80 Nut 82 Conical 84 Recessed portion 86 Cone 88 Cylinder 90 Beam 92 Support body 94 Neutral shaft 96 Toroidal body 98 Force 100 Beam 102 Neutral shaft 104 Force 106 Plate 108 Filling material 110 Racket 112 Corner 114 Racket striking surface 116 Corner 118 Gut 120 Beam 122 Support 124 Upper plate 126 Filling material 130 Outer plate 132 Outer play G 134 Outer plate 136 Neutral shaft 138 Force 140 Filling material 142 Corner portion 148 Sandwich 150 Upper plate 152 Lower plate 154 Filling material 156 Racket frame 158 Around 160 Handle shaft 162 Corner portion 164 Strike surface 166 Racket striking surface 168 Throat 170 Handle shaft 172 Tennis Ball 174 Hole 176 Corner 178 Hole 180 Hole 182 Hole 184 Handle Shaping Element 186 End Cap 200 Beam 202 Stopper 204 Gut 206 Grommet 208 Load Cell 210 Block 212 Replica 214 Display Unit 230 Racket Product 232 Prototype Racket 234 Ball 236 Solid

Claims (55)

スポーツラケットであって、
ラケットヘッド及びラケットハンドルを含むラケット本体であって、前記ラケットヘッドは、ほぼ長方形の打面形状を有し、前記ほぼ長方形の打面形状が丸み付けられた角部を含み、前記ラケットヘッドが、前記長方形の打面形状の4つの向かい合った辺に所定の配列で複数のガット装着位置を画定し、前記ラケットハンドルが、前記ラケットヘッドに固着されている、ラケット本体と、
前記ガット装着位置に装着される少なくとも1つのガットであって、前記ガットが、複数の主ガット部分及び複数の交差ガット部分を画定し、前記主ガット部分のそれぞれが、ほぼ等しい長さおよびほぼ等しい張力とされ、前記交差ガット部分のそれぞれが、ほぼ等しい長さおよびほぼ等しい張力とされる、少なくとも1つのガットとを備える、スポーツラケット。
A sports racket,
A racquet body including a racquet head and a racquet handle, wherein the racquet head has a substantially rectangular hitting face shape, and includes a corner portion in which the substantially rectangular hitting face shape is rounded. A racket body defining a plurality of gut mounting positions in a predetermined arrangement on four opposing sides of the rectangular striking face shape, wherein the racket handle is fixed to the racket head;
At least one gut mounted at the gut mounting position, wherein the gut defines a plurality of main gut portions and a plurality of cross gut portions, each of the main gut portions being approximately equal in length and approximately equal. A sports racquet comprising: at least one gut that is tensioned and each of said cross gut portions is approximately equal length and approximately equal tension.
前記少なくとも1つのガットを含む前記ラケット本体の重量が14オンス(396.9g)未満である、請求項1に記載のスポーツラケット。   The sports racquet of claim 1, wherein the weight of the racquet body including the at least one gut is less than 14 ounces (396.9 g). 前記少なくとも1つのガットを含む前記ラケット本体の重量が12オンス(340.2g)未満である、請求項1に記載のスポーツラケット。   The sports racquet of claim 1, wherein the weight of the racquet body including the at least one gut is less than 12 ounces (340.2 g). 前記少なくとも1つのガットを含む前記ラケット本体の重量が10オンス(283.5g)未満である、請求項1に記載のスポーツラケット。   The sports racquet of claim 1, wherein the weight of the racquet body including the at least one gut is less than 10 ounces (283.5 g). 前記主ガット部分および前記交差ガット部分が、前記ラケットヘッドに張架したときにほぼ等しいガット張力のものである、請求項1に記載のスポーツラケット。   The sports racket according to claim 1, wherein the main gut portion and the cross gut portion have a gut tension that is substantially equal when stretched over the racket head. 前記長方形のラケットヘッドが、張架したときに前記ガット張力によって前記ラケットヘッドの辺が引かれてほぼ直線の辺になるように、外側へと湾曲した辺を有する形状で形成される、請求項1に記載のスポーツラケット。   The rectangular racket head is formed in a shape having a side curved outward so that a side of the racket head is pulled by the gut tension to become a substantially straight side when stretched. The sports racket according to 1. スポーツラケットであって、
ラケットヘッド及びラケットハンドルを含むラケット本体であって、前記ラケットヘッドが、ほぼ長方形の打面形状を有し、前記ほぼ長方形の打面形状が丸み付けられた角部を含み、前記パケットヘッドが、前記長方形の打面形状の4つの向かい合った辺に所定の配列で複数のガット装着位置を画定し、前記ラケットハンドルが、前記ラケットヘッドに固着されている、ラケット本体と、
前記複数のガット装着位置に装着される少なくとも1つのガットであって、前記ガットが、複数の主ガット部分及び複数の交差ガット部分を画定し、前記主ガット部分は、それぞれ、主ガット振動数がそれぞれほぼ同じである主ガット基本振動数を有し、前記交差ガット部分は、それぞれ、交差ガット振動数がそれぞれほぼ同じである交差ガット基本振動数を有する、少なくとも1つのガットとを備える、スポーツラケット。
A sports racket,
A racket body including a racket head and a racket handle, wherein the racket head has a substantially rectangular hitting surface shape, and includes a corner portion in which the substantially rectangular hitting surface shape is rounded, and the packet head includes: A racket body defining a plurality of gut mounting positions in a predetermined arrangement on four opposing sides of the rectangular striking face shape, wherein the racket handle is fixed to the racket head;
At least one gut mounted at the plurality of gut mounting positions, wherein the gut defines a plurality of main gut portions and a plurality of cross gut portions, and each of the main gut portions has a main gut frequency. A sports racquet comprising: a main gut fundamental frequency each being substantially the same, and said cross gut portions each having at least one gut each having a cross gut fundamental frequency that is substantially the same. .
前記ラケット本体およびガットの重量が14オンス(396.9g)未満である、請求項7に記載のスポーツラケット。   The sports racquet of claim 7, wherein the weight of the racquet body and gut is less than 14 ounces (396.9 g). 前記ラケット本体およびガットの重量が12オンス(340.2g)未満である、請求項7に記載のスポーツラケット。   The sports racquet of claim 7, wherein the weight of the racquet body and gut is less than 12 ounces (340.2 g). 前記ラケット本体およびガットの重量が10オンス(283.5g)未満である、請求項7に記載のスポーツラケット。   The sports racquet of claim 7, wherein the weight of the racquet body and gut is less than 10 ounces (283.5 g). 前記少なくとも1つのガットがほぼ一定のガット線密度を有し、
および、

であって、式中、tiが主ガット部分のガット張力、liが前記主ガット部分のガット長さ、sjが交差ガット部分のガット張力、kjが前記交差ガット部分のガット長さである、請求項7に記載のスポーツラケット。
The at least one gut has a substantially constant gut linear density;
and,

Where ti is the gut tension of the main gut portion, li is the gut length of the main gut portion, sj is the gut tension of the cross gut portion, and kj is the gut length of the cross gut portion. Item 8. A sports racket according to item 7.
前記少なくとも1つのガットが変動するガット線密度を有し、
および、

であって、式中、tiが主ガット部分のガット張力、miが前記主ガット部分のガット密度、liが前記主ガット部分のガット長さ、sjが交差ガット部分のガット張力、m’jが前記交差ガット部分のガット密度、kjが前記交差ガット部分のガット長さである、請求項7に記載のスポーツラケット。
The at least one gut has a varying gut linear density;
and,

Where ti is the gut tension of the main gut portion, mi is the gut density of the main gut portion, li is the gut length of the main gut portion, sj is the gut tension of the cross gut portion, and m′j is The sports racket according to claim 7, wherein a gut density of the cross gut portion, kj is a gut length of the cross gut portion.

である、請求項7に記載のスポーツラケット。

The sports racket according to claim 7, wherein
前記ガット装着位置の少なくともいくつかに装着された、前記ガット部分を適所で保持する係止可能なグロメットをさらに備える、請求項7に記載のスポーツラケット。   The sports racquet of claim 7, further comprising a lockable grommet attached to at least some of the gut attachment locations to hold the gut portion in place. 前記主ガット部分それぞれの一端および前記交差ガット部分それぞれの一端に、前記ガット部分を適所で保持する係止可能なグロメットをさらに備える、請求項7に記載のスポーツラケット。   The sports racquet of claim 7, further comprising a lockable grommet that holds the gut portion in place at one end of each of the main gut portions and one end of each of the cross gut portions. 前記主ガットそれぞれの各端部および前記交差ガットそれぞれの各端部に、前記ガットを適所で保持する係止可能なグロメットをさらに備える、請求項7に記載のスポーツラケット。   The sports racket according to claim 7, further comprising a lockable grommet that holds the gut in place at each end of each of the main guts and at each end of the cross guts. 前記係止可能なグロメットが、前記ガット部分のうち所定のものに対する所定の張力を維持するように、前記ガット部分を前記ガット装着位置で保持する、請求項14に記載のスポーツラケット。   The sports racquet of claim 14, wherein the lockable grommet holds the gut portion in the gut mounting position such that a predetermined tension on a predetermined one of the gut portions is maintained. 前記交差ガット部分の前記係止可能なグロメットが前記交差ガット部分に対する張力を維持し、それによって、

であって、式中、sjが前記交差ガット部分に対する張力、kjが前記交差ガット部分の長さであり、
前記主ガット部分の前記係止可能なグロメットが前記主ガット部分に対する張力を維持し、それによって、

であって、式中、tiが前記主ガット部分に対する張力、liが前記主ガット部分の長さである、請求項17に記載のスポーツラケット。
The lockable grommets of the cross gut portions maintain tension against the cross gut portions, thereby

Where sj is the tension on the intersecting gut portion, kj is the length of the intersecting gut portion,
The lockable grommets of the main gut portion maintain tension against the main gut portion, thereby

The sports racket according to claim 17, wherein ti is a tension with respect to the main gut portion and li is a length of the main gut portion.
前記交差ガット部分の前記係止可能なグロメットが前記交差ガット部分に対する張力を維持し、それによって、

であって、式中、sjが前記交差ガット部分に対する張力、m’jが前記交差ガット部分の質量密度、kjが前記交差ガット部分の長さであり、
前記主ガット部分の前記係止可能なグロメットが前記主ガット部分に対する張力を維持し、それによって、

であって、式中、tiが前記主ガット部分に対する張力、miが前記主ガット部分の質量密度、liが前記主ガット部分の長さである、請求項17に記載のスポーツラケット。
The lockable grommets of the cross gut portions maintain tension against the cross gut portions, thereby

Where sj is the tension on the intersecting gut portion, m′j is the mass density of the intersecting gut portion, and kj is the length of the intersecting gut portion,
The lockable grommets of the main gut portion maintain tension against the main gut portion, thereby

The sports racket according to claim 17, wherein ti is a tension with respect to the main gut portion, mi is a mass density of the main gut portion, and li is a length of the main gut portion.
スポーツラケットであって、
オープンフレームを含むラケットヘッドであって、前記オープンフレームの向かい合った辺に、複数のガット穴の配列を画定し、前記ガット穴がほぼ円錐形の穴部分を含む、ラケットヘッドと、
前記ラケットヘッドに固着されたハンドルと、
前記ガット穴を通って配設され、前記オープンフレームを横切って延在してラケット打面を画定する、少なくとも1つのガットと、
前記ガット穴の一つ一つに配設された複数の係止可能なグロメットであって、前記グロメットが、前記ほぼ円錐形の穴部分に挿入されるほぼ円錐形のグロメット部分を含み、前記ほぼ円錐形の穴部分と前記ほぼ円錐形のグロメット部分と前記ガットとの間の摩擦係合によって、前記係止可能なグロメットが前記少なくとも1つのガットを張力下で係合し拘束する、係止可能なグロメットとを備える、スポーツラケット。
A sports racket,
A racket head including an open frame, the racket head defining an array of a plurality of gut holes on opposite sides of the open frame, the gut holes including a generally conical hole portion;
A handle fixed to the racket head;
At least one gut disposed through the gut hole and extending across the open frame to define a racket striking surface;
A plurality of lockable grommets disposed in each of the gut holes, the grommets including a generally conical grommet portion that is inserted into the generally conical hole portion; Lockable, wherein the lockable grommet engages and restrains the at least one gut under tension by frictional engagement between a conical hole portion and the generally conical grommet portion and the gut. Sports racket with a special grommet.
スポーツラケットであって、
オープンフレームを含むラケットヘッドであって、前記オープンフレームの向かい合った辺にほぼ円錐形の穴部分を含むガット穴の配列を画定し、前記ほぼ円錐形の穴部分がネジ山付きである、ラケットヘッドと、
前記ラケットヘッドに固着されたハンドルと、
前記ガット穴を通って配設され、前記オープンフレームを横切って延在してラケット打面を画定する、少なくとも1つのガットと、
前記ガット穴の一つ一つに配設された複数の係止可能なグロメットであって、前記係止可能なグロメットが、前記ネジ山付きのほぼ円錐形の穴部分に挿入されるネジ山付きのほぼ円錐形のグロメット部分を含み、前記ネジ山付きのほぼ円錐形の穴部分と前記ネジ山付きのほぼ円錐形のグロメット部分と前記ガットとの間のねじ込み係合によって、前記係止可能なグロメットが前記少なくとも1つのガットを張力下で係合し拘束する、係止可能なグロメットとを備える、スポーツラケット。
A sports racket,
A racket head including an open frame, wherein the racket head defines an array of gut holes including generally conical hole portions on opposite sides of the open frame, wherein the generally conical hole portions are threaded. When,
A handle fixed to the racket head;
At least one gut disposed through the gut hole and extending across the open frame to define a racket striking surface;
A plurality of lockable grommets disposed in each of the gut holes, wherein the lockable grommets are threaded into the threaded generally conical hole portions. A substantially conical grommet portion, and the lockable engagement by a threaded engagement between the threaded generally conical hole portion and the threaded generally conical grommet portion and the gut. A sports racquet comprising a lockable grommet, wherein the grommet engages and restrains the at least one gut under tension.
スポーツラケットであって、
オープンフレームを含むラケットヘッドであって、前記オープンフレームの向かい合った辺にほぼ円錐形の穴部分を含むガット穴の配列を画定する、ラケットヘッドと、
前記ラケットヘッドに固着されたハンドルと、
前記ガット穴を通って配設され、前記オープンフレームを横切って延在してラケット打面を画定する、少なくとも1つのガットと、
前記ガット穴の一つ一つに配設された複数の係止可能なグロメットであって、前記係止可能なグロメットが、前記ほぼ円錐形の穴部分に配設されるほぼ円筒状の棒をそれぞれ含み、前記係止可能なグロメットが、前記ほぼ円錐形の穴に停止ブロックをそれぞれ含み、前記ほぼ円筒状の棒を前記ほぼ円錐形の穴に食い込ませて、前記少なくとも1つのガットを張力下で適所に保持し、前記ほぼ円筒状の棒によって、前記グロメットを通して前記少なくとも1つのガットを引っ張って前記ガットに対する張力を増加させる一方で前記ガットが反対方向に移動するのを防止する、係止可能なグロメットとを備える、スポーツラケット。
A sports racket,
A racquet head including an open frame, the racquet head defining an array of gut holes including generally conical hole portions on opposite sides of the open frame; and
A handle fixed to the racket head;
At least one gut disposed through the gut hole and extending across the open frame to define a racket striking surface;
A plurality of lockable grommets disposed in each of the gut holes, wherein the lockable grommets are substantially cylindrical rods disposed in the substantially conical hole portions. Each includes a lockable grommet that includes a stop block in each of the generally conical holes, and wherein the at least one gut is under tension by causing the generally cylindrical rod to bite into the generally conical holes. Lockable by holding in place and with the generally cylindrical rod pulling the at least one gut through the grommet to increase tension on the gut while preventing the gut from moving in the opposite direction Sports racket with a special grommet.
スポーツラケットであって、
オープンフレームを含むラケットヘッドであって、前記オープンフレームの向かい合った辺にガット穴の配列を画定する、ラケットヘッドと、
前記ラケットヘッドに固着されたハンドルと、
前記ガット穴を通って配設され、前記オープンフレームを横切って延在してラケット打面を画定する、少なくとも1つのガットと、
前記ガット穴の一つ一つに配設された複数の係止可能なグロメットであって、前記係止可能なグロメットが、第1および第2の係止部分と付勢部材とを含み、前記付勢部材が、前記少なくとも1つのガットを係合するように前記第1および第2の係止部分を互いに向かって付勢して、前記少なくとも1つのガットを張力下で保持し、前記第1および第2の係止部材によって、前記ガットに対する張力を増加させる方向で前記係止部分を通して前記少なくとも1つのガットを移動させる一方で、前記ガットが反対方向に移動することを防止する、係止可能なグロメットとを備える、スポーツラケット。
A sports racket,
A racket head including an open frame, the racket head defining an array of gut holes on opposite sides of the open frame;
A handle fixed to the racket head;
At least one gut disposed through the gut hole and extending across the open frame to define a racket striking surface;
A plurality of lockable grommets disposed in each of the gut holes, wherein the lockable grommets include first and second locking portions and a biasing member; A biasing member biases the first and second locking portions toward each other to engage the at least one gut, holding the at least one gut under tension, and And a second locking member that allows the at least one gut to move through the locking portion in a direction that increases tension on the gut while preventing the gut from moving in the opposite direction. Sports racket with a special grommet.
スポーツラケットであって、
オープンフレームを含むラケットヘッドであって、前記オープンフレームの向かい合った辺にガット穴の配列を画定する、ラケットヘッドと、
前記ラケットヘッドに固着されたハンドルと、
前記ガット穴を通って配設され、前記オープンフレームを横切って延在してラケット打面を画定する、少なくとも1つのガットと、
前記ガット穴の一つ一つに配設された複数の係止可能なグロメットであって、前記係止可能なグロメットが、ガット通路と前記ガット通路上のネジ山付きのボア開口部と前記ネジ山付きボア内に螺合可能に係合されるネジ山付き部材とを含み、前記ネジ山付き部材が前記ガット通路内で前記少なくとも1つのガットに接して、前記少なくとも1つのガットを前記ガット通路内で固定する、係止可能なグロメットとを備える、スポーツラケット。
A sports racket,
A racket head including an open frame, the racket head defining an array of gut holes on opposite sides of the open frame;
A handle fixed to the racket head;
At least one gut disposed through the gut hole and extending across the open frame to define a racket striking surface;
A plurality of lockable grommets disposed in each of the gut holes, wherein the lockable grommets include a gut passage, a threaded bore opening on the gut passage, and the screw. A threaded member that is threadably engaged within a threaded bore, wherein the threaded member contacts the at least one gut within the gut path and causes the at least one gut to pass through the gut path. A sports racket comprising a lockable grommet that is secured within.
前記ガット通路および前記ネジ山付きボアを画定し、前記ネジ山付き部材が中に係合される外部ブロックをさらに備える、請求項24に記載のスポーツラケット。   25. The sports racquet of claim 24, further comprising an outer block that defines the gut passage and the threaded bore, and wherein the threaded member is engaged therein. 前記ネジ山付きボアを画定し、前記ネジ山付き部材が中に係合される前記ラケットヘッドの部分をさらに備える、請求項24に記載のスポーツラケット。   25. The sports racquet of claim 24, further comprising a portion of the racquet head that defines the threaded bore and into which the threaded member is engaged. スポーツラケットであって、
オープンフレームを含むラケットヘッドであって、前記オープンフレームの向かい合った辺にガット穴の配列を画定する、ラケットヘッドと、
前記ラケットヘッドに固着されたハンドルと、
前記ガット穴を通って配設され、前記オープンフレームを横切って延在してラケット打面を画定する、少なくとも1つのガットと、
前記ガット穴の一つ一つに配設された複数の係止可能なグロメットであって、前記係止可能なグロメットのそれぞれが、前記ガットを係合する圧縮可能な弾性ガット把持要素を含み、前記把持要素と係合されるネジ山付きの円錐を含み、前記把持要素を圧縮し、それによって前記ガットを定位置で固定するように、前記係止可能なグロメットのそれぞれが、前記ネジ山付きの円錐の上に螺合可能に係合されるネジ山付きのナットを含む、係止可能なグロメットとを備える、スポーツラケット。
A sports racket,
A racket head including an open frame, the racket head defining an array of gut holes on opposite sides of the open frame;
A handle fixed to the racket head;
At least one gut disposed through the gut hole and extending across the open frame to define a racket striking surface;
A plurality of lockable grommets disposed in each of the gut holes, each of the lockable grommets including a compressible elastic gut gripping element that engages the gut; Each of the lockable grommets includes a threaded cone engaged with the gripping element to compress the gripping element and thereby secure the gut in place. A sports racquet comprising a lockable grommet including a threaded nut that is threadably engaged onto a cone of the same.
スポーツラケットであって、
オープンフレームを含むラケットヘッドであって、前記オープンフレームの向かい合った辺にガット穴の配列を画定する、ラケットヘッドと、
前記ラケットヘッドに固着されたハンドルと、
前記ガット穴を通って配設され、前記オープンフレームを横切って延在してラケット打面を画定する、少なくとも1つのガットと、
前記ガット穴の一つ一つに配設された複数の係止可能なグロメットであって、前記係止可能なグロメットのそれぞれが、前記ガットを係合する圧縮可能な弾性ガット把持要素を含み、前記ガット把持要素がネジ山付きのナットの中で保持され、ネジ山付き部分が前記ガット穴に設けられ、張力下で前記ガットを前記ガット穴で保持するように前記ガット穴上に前記ネジ山付きのナットが螺合可能に係合される、係止可能なグロメットとを備える、スポーツラケット。
A sports racket,
A racket head including an open frame, the racket head defining an array of gut holes on opposite sides of the open frame;
A handle fixed to the racket head;
At least one gut disposed through the gut hole and extending across the open frame to define a racket striking surface;
A plurality of lockable grommets disposed in each of the gut holes, each of the lockable grommets including a compressible elastic gut gripping element that engages the gut; The gut gripping element is held in a threaded nut, a threaded portion is provided in the gut hole, and the thread on the gut hole to hold the gut in the gut hole under tension. A sports racket comprising a lockable grommet with a threaded nut engaged thereto.
スポーツラケットであって、
ラケットフレームと、
前記ラケットフレームに接続されたラケットハンドルとを備え、
前記ラケットフレームおよび前記ラケットハンドルが、炭素繊維複合材料で形成され、サンドイッチ構造を有し、前記サンドイッチ構造が、軽量コア材料が間に配設された第1および第2の向かい合った炭素繊維シートを含む、スポーツラケット。
A sports racket,
Racket frame,
A racket handle connected to the racket frame;
The racquet frame and the racquet handle are formed of a carbon fiber composite material and have a sandwich structure, the sandwich structure comprising first and second opposing carbon fiber sheets with a lightweight core material disposed therebetween. Including sports racket.
前記ラケットフレームおよび前記ラケットハンドルが単一片の形態であり、サンドイッチ材料の単一シートから切り取られていることを特徴とする構造を有する、請求項29に記載のスポーツラケット。   30. A sports racquet according to claim 29, wherein the racquet frame and the racquet handle are in the form of a single piece and are cut from a single sheet of sandwich material. 前記スポーツラケットの打面断面が、同じ面積および類似の寸法の環状断面の少なくとも二倍の慣性モーメントを有する、請求項30に記載のスポーツラケット。   31. A sports racquet according to claim 30, wherein a striking face cross section of the sports racquet has a moment of inertia at least twice that of an annular cross section of the same area and similar dimensions. 前記スポーツラケットの少なくとも一部の外周面に固着された炭素繊維ストリップをさらに備える、請求項29に記載のスポーツラケット。   30. The sports racquet of claim 29, further comprising a carbon fiber strip affixed to an outer peripheral surface of at least a portion of the sports racquet. 前記炭素繊維ストリップが「C」字形であり、前記サンドイッチ構造の第1および第2の外層の上にそれぞれ重なる第1および第2の部分を有する、請求項32に記載のスポーツラケット。   33. A sports racquet according to claim 32, wherein the carbon fiber strip is "C" shaped and has first and second portions respectively overlying the first and second outer layers of the sandwich structure. 前記炭素繊維ストリップに適用されたケブラー材料の複数の層をさらに備える、請求項32に記載のスポーツラケット。   The sports racquet of claim 32, further comprising a plurality of layers of Kevlar material applied to the carbon fiber strip. 打面断面の面積慣性モーメントが、同じ面積の環状体の慣性モーメントの少なくとも1.8倍である、請求項32に記載のスポーツラケット。   The sports racquet according to claim 32, wherein the moment of inertia of the hitting surface section is at least 1.8 times the moment of inertia of the annular body having the same area. 前記ラケットの重量が14オンス(396.9g)未満である、請求項32に記載のスポーツラケット。   33. A sports racquet according to claim 32, wherein the weight of the racquet is less than 14 ounces (396.9 g). 前記ラケットの重量が12オンス(340.2g)未満である、請求項32に記載のスポーツラケット。   33. A sports racquet according to claim 32, wherein the weight of the racquet is less than 12 ounces (340.2 g). 前記ラケットの重量が10オンス(283.5g)未満である、請求項32に記載のスポーツラケット。   33. A sports racquet according to claim 32, wherein the weight of the racquet is less than 10 ounces (283.5 g). 前記ラケットフレームが11インチから15インチ(27.94cmから38.1cm)の内側打面長さを有し、前記ラケットフレームが9インチから11インチ(22.86cmから27.94cm)の内側打面幅を有し、前記ラケットフレームが0.25インチから0.75インチ(0.64cmから1.91cm)の打面辺幅を有し、前記ラケットフレームが0.5インチから1インチ(1.27cmから2.54cm)の打面辺深さを有し、前記ラケットフレームが0.025インチから0.15インチ(0.064cmから0.38cm)のサンドイッチプレート厚さを有する、請求項32に記載のスポーツラケット。   The racket frame has an inner striking length of 11 inches to 15 inches (27.94 cm to 38.1 cm), and the racket frame has an inner striking surface of 9 inches to 11 inches (22.86 cm to 27.94 cm). The racket frame has a striking face side width of 0.25 inch to 0.75 inch (0.64 cm to 1.91 cm), and the racket frame has a width of 0.5 inch to 1 inch (1. 33. A striking face depth of 27 cm to 2.54 cm) and the racket frame has a sandwich plate thickness of 0.025 inches to 0.15 inches (0.064 cm to 0.38 cm). The described sports racket. 70ポンド(31.75kg)未満のガット張力によって前記ラケットフレームの辺部分で引き起こされる応力が、フレーム打面材料の破断力の80%未満である、請求項39に記載のスポーツラケット。   40. The sports racquet of claim 39, wherein the stress induced at the side portion of the racquet frame by a gut tension of less than 70 pounds is less than 80% of the breaking force of the frame striking face material. 前記ラケットフレームがほぼ長方形の打面形状であり、前記ほぼ長方形の打面形状が丸み付けられた角部を含み、ラケットヘッドが前記長方形の打面形状の4つの向かい合った辺に所定の配列で複数のガット装着位置を画定し、
前記ラケットヘッドに固着されたラケットハンドルと、
主ガット基本振動数をそれぞれ有する主ガット部分と、前記主ガット基本振動数にほぼ等しい交差ガット基本振動数をそれぞれ有する交差ガット部分とを画定するように、前記複数のガット装着位置に装着された少なくとも1つのガットとを備える、請求項32に記載のスポーツラケット。
The racket frame has a substantially rectangular hitting face shape, the substantially rectangular hitting face shape includes rounded corners, and a racket head is arranged in a predetermined arrangement on four opposite sides of the rectangular hitting face shape. Define multiple gut attachment positions,
A racket handle fixed to the racket head;
Mounted at the plurality of gut mounting positions so as to define a main gut portion having a main gut fundamental frequency and a cross gut portion having a cross gut fundamental frequency substantially equal to the main gut fundamental frequency, respectively. The sports racquet of claim 32, comprising at least one gut.
少なくとも1つのガットを前記ラケットフレームで保持するように装着された係止可能なグロメットをさらに備える、請求項39に記載のスポーツラケット。   40. The sports racquet of claim 39, further comprising a lockable grommet mounted to hold at least one gut with the racquet frame. 前記係止可能なグロメットが、前記ラケットフレームに張架された少なくとも1つのガットに対する所定のガット張力を維持する、請求項42に記載のスポーツラケット。   43. The sports racquet of claim 42, wherein the lockable grommet maintains a predetermined gut tension against at least one gut stretched over the racket frame. 前記係止可能なグロメットが前記少なくとも1つのガットに対する所定の張力を維持し、前記所定の張力が、前記少なくとも1つのガットの前記主ガット部分がほぼ等しい基本振動数を有するような張力であり、前記所定の張力が、前記少なくとも1つのガットの前記交差ガット部分がほぼ等しい基本振動数を有するような張力である、請求項42に記載のスポーツラケット。   The lockable grommet maintains a predetermined tension on the at least one gut, and the predetermined tension is a tension such that the main gut portion of the at least one gut has a substantially equal fundamental frequency; 43. The sports racquet of claim 42, wherein the predetermined tension is a tension such that the intersecting gut portions of the at least one gut have substantially equal fundamental frequencies. 前記主ガット部分の前記基本振動数が前記交差ガット部分の前記基本振動数にほぼ等しい、請求項44に記載のスポーツラケット。   45. A sports racquet according to claim 44, wherein the fundamental frequency of the main gut portion is approximately equal to the fundamental frequency of the cross gut portion. 前記スポーツラケットの重量が14オンス(396.9g)未満である、請求項29に記載のスポーツラケット。   30. A sports racquet according to claim 29, wherein the weight of the sports racquet is less than 14 ounces (396.9 g). 前記スポーツラケットの重量が12オンス(340.2g)未満である、請求項29に記載のスポーツラケット。   30. A sports racquet according to claim 29, wherein the weight of the sports racquet is less than 12 ounces (340.2 g). 前記スポーツラケットの重量が10オンス(283.5g)未満である、請求項29に記載のスポーツラケット。   30. A sports racquet according to claim 29, wherein the weight of the sports racquet is less than 10 ounces (283.5 g). スポーツラケットを提供する方法であって、
フレームがほぼ長方形の形状を有するようにラケットフレームを形成するステップと、
主ガット部分および交差ガット部分が前記ほぼ長方形のフレームの向かい合った辺の間に延在するように、少なくとも1つのガットを用いて前記ラケットフレームに張架するステップと、
前記主ガット部分がそれぞれほぼ等しい長さおよびほぼ等しい張力になるように、前記主ガット部分に張力を掛けるステップと、
前記交差ガット部分がそれぞれほぼ等しい長さおよびほぼ等しい張力になるように、前記交差ガット部分に張力を掛けるステップとを含む、スポーツラケットを提供する方法。
A method for providing a sports racket comprising:
Forming a racket frame such that the frame has a substantially rectangular shape;
Stretching the racket frame with at least one gut such that a main gut portion and a cross gut portion extend between opposite sides of the generally rectangular frame;
Applying tension to the main gut portions such that the main gut portions are each approximately equal length and approximately equal tension;
Tensioning the crossed gut portions such that the crossed gut portions are each approximately equal length and approximately equal tension.
前記形成するステップが、外側へと湾曲した辺を有する前記ほぼ長方形のラケットフレームを形成することを含み、それによって、前記主ガット部分に張力を掛けるステップおよび前記交差ガット部分に張力を掛けるステップが、湾曲した辺を引き込んでガット張力下でほぼ直線状の辺にするのに十分な力を前記湾曲した辺に掛ける、請求項49に記載の方法。   The forming step includes forming the generally rectangular racket frame having outwardly curved sides, thereby tensioning the main gut portion and tensioning the cross gut portion; 50. The method of claim 49, wherein sufficient force is applied to the curved side to draw the curved side into a substantially linear side under gut tension. 前記張架するステップが、前記主ガット部分および前記交差ガット部分に対して初期張力を加え、
前記張力をかけるステップが、前記主ガット部分および前記交差ガット部分に対して最終張力を加える、請求項49に記載の方法。
The stretching step applies initial tension to the main gut portion and the cross gut portion;
50. The method of claim 49, wherein the tensioning step applies a final tension to the main gut portion and the cross gut portion.
前記張力を掛けるステップが、前記主ガット部分および前記交差ガット部分に対してほぼ同じ張力を掛ける、請求項49に記載の方法。   50. The method of claim 49, wherein applying the tension applies substantially the same tension to the main gut portion and the cross gut portion. 前記張力を掛けるステップが、前記ガット部分に対する張力を維持するように前記ガット部分を係止可能なグロメットに係止するサブステップを含む、請求項49に記載の方法。   50. The method of claim 49, wherein the step of applying tension includes a sub-step of locking the gut portion to a lockable grommet to maintain tension on the gut portion. 前記係止するサブステップが、食込み力によって前記ガット部分を前記係止可能なグロメットに係止することを含む、請求項53に記載の方法。   54. The method of claim 53, wherein the locking substep includes locking the gut portion to the lockable grommet with a biting force. 前記係止するサブステップが、第1のネジ山付き部材を第2のネジ山付き部材と螺合可能に係合することによって、前記ガット部分を前記係止可能なグロメットに係止することを含む、請求項53に記載の方法。   The locking sub-step locks the gut portion to the lockable grommet by threadably engaging a first threaded member with a second threaded member; 54. The method of claim 53, comprising.
JP2013552012A 2011-01-26 2012-01-18 Tennis racket and method Withdrawn JP2014503337A (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161436259P 2011-01-26 2011-01-26
US61/436,259 2011-01-26
PCT/US2012/021702 WO2012102924A1 (en) 2011-01-26 2012-01-18 Tennis racket and method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014503337A true JP2014503337A (en) 2014-02-13
JP2014503337A5 JP2014503337A5 (en) 2015-02-12

Family

ID=46581119

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013552012A Withdrawn JP2014503337A (en) 2011-01-26 2012-01-18 Tennis racket and method

Country Status (11)

Country Link
US (1) US20120214625A1 (en)
EP (1) EP2667951A4 (en)
JP (1) JP2014503337A (en)
CN (1) CN103619423A (en)
AU (1) AU2012209400A1 (en)
BR (1) BR112013018946A2 (en)
CA (1) CA2825530A1 (en)
MX (1) MX2013008630A (en)
RU (1) RU2013138629A (en)
WO (1) WO2012102924A1 (en)
ZA (1) ZA201305683B (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2974307B1 (en) * 2011-04-20 2013-05-24 Lacoste NEW GENERATION WOODEN RACKET
WO2013028860A1 (en) * 2011-08-24 2013-02-28 Ojoee Industries, Inc. Tennis racket having an optimized striking area and a ball collection portion
US9132322B1 (en) * 2014-05-22 2015-09-15 Kenneth R. Coley Tennis racket
CN107050784A (en) * 2017-05-12 2017-08-18 邬惠林 The radiused racket in the side of fillet rectangle three
DE102020004307B3 (en) * 2020-07-17 2021-09-30 Head Technology Gmbh Characterization of a ball game racket frame

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE204025C (en) * 1900-01-01
US1526734A (en) * 1923-04-04 1925-02-17 Frederick B Andrews Tennis racket
CA1139329A (en) * 1978-08-04 1983-01-11 David Epstein Rackets
US4309033A (en) * 1979-09-19 1982-01-05 Amf Incorporated Clamping apparatus
US4566695A (en) * 1983-03-17 1986-01-28 Melby Phillip J Game racket having adjustable string mounts
US5143370A (en) * 1992-01-06 1992-09-01 Rammer, Inc. Ball racket
US6179735B1 (en) * 1997-02-24 2001-01-30 Mcmahon Marshal Apparatus and method for maintaining differential tensions in the strings of a sporting racket
US6506134B2 (en) * 1997-06-25 2003-01-14 Fabio Paolo Bertolotti Interlocking string network for sports rackets
US6074315A (en) * 1998-02-19 2000-06-13 Linda C. Yimoyines Racquet with visually differentiated grommets and method of stringing thereof
US5993337A (en) * 1998-05-08 1999-11-30 Prince Sports Group, Inc. Multi-hole grommet for sports racquets
US6344006B1 (en) * 2000-11-17 2002-02-05 Richard A. Brandt Sports racket having a uniform string structure

Also Published As

Publication number Publication date
ZA201305683B (en) 2014-04-30
EP2667951A1 (en) 2013-12-04
EP2667951A4 (en) 2014-10-22
AU2012209400A1 (en) 2013-08-15
RU2013138629A (en) 2015-03-10
WO2012102924A1 (en) 2012-08-02
CA2825530A1 (en) 2012-08-02
BR112013018946A2 (en) 2018-06-26
CN103619423A (en) 2014-03-05
MX2013008630A (en) 2014-02-27
US20120214625A1 (en) 2012-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2014503337A (en) Tennis racket and method
US4165071A (en) Tennis racket
US4291574A (en) Tennis racket
USRE31419E (en) Tennis racket
US9731169B2 (en) Ball
US11541282B2 (en) Racquet configured with increased flexibility in multiple directions with respect to a longitudinal axis
JP2015503996A (en) Sports racket and method for manufacturing the sports racket
Cross et al. Performance versus moment of inertia of sporting implements
US6955618B1 (en) Adjustable tension stringed racquet
JP3519350B2 (en) Racket frame
JP4511675B2 (en) racket
GB2216018A (en) Racket frame
US7074142B2 (en) Racket frame
JP3738276B2 (en) Tennis racket frame
US20080015063A1 (en) Racket frame and racket
CN210159186U (en) Badminton racket
JP4444429B2 (en) Soft tennis racket frame
JP2726229B2 (en) racket
KR101920305B1 (en) Free Tennis Rackets
JPH07213653A (en) Racket
JP4276634B2 (en) tennis racket
JP2003320059A (en) Racket frame
Axtell Experimental determination of baseball bat durability
JP2786994B2 (en) racket
WO2009144491A1 (en) A cricket sports bat

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20141218

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20141218

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20151008

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20151021