JP2015167718A - shuttlecock - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シャトルコックに関し、特に人工羽根を備えるシャトルコックに関する。 The present invention relates to a shuttlecock, and more particularly to a shuttlecock provided with artificial feathers.
従来、バドミントン用シャトルコックとして、その羽根に水鳥の羽根を用いたもの(天然シャトルコック)と、ナイロン樹脂などにより人工的に製造された羽部と軸とからなる羽根(人工羽根)を用いたもの(人工シャトルコック)とが知られている。そして、天然シャトルコックは、そのような天然の羽根について一定の品質のものを入手することに手間が掛かることから、人工の羽根を用いたシャトルコックより高価である。また、近年水鳥の羽根の供給国の食糧事情の変化や、鳥インフルエンザの流行に起因する水鳥の大量処分などにより、水鳥の羽根の供給量が激減しており、天然シャトルコックはますます高価なものとなってきている。そのため、安価で安定した品質の人工羽根を用いたシャトルコックが提案されている。 Conventionally, as shuttlecocks for badminton, those using waterfowl feathers (natural shuttlecocks) for the feathers, and feathers (artificial feathers) consisting of wings and shafts artificially manufactured with nylon resin or the like were used. Things (artificial shuttlecocks) are known. A natural shuttlecock is more expensive than a shuttlecock using artificial feathers because it takes time to obtain a certain quality of such natural feathers. In addition, the supply of waterfowl feathers has been drastically reduced in recent years due to changes in the food situation of waterfowl feather supply countries and the large-scale disposal of waterfowl caused by the bird flu epidemic. It has become a thing. For this reason, a shuttlecock using artificial feathers of inexpensive and stable quality has been proposed.
人工羽根を備えた人工シャトルコックには、天然シャトルコックと同等の飛翔性能と、繰り返し加えられる打撃に対して飛翔性能の低下を抑制可能な高い耐久性と、天然シャトルコックと同等の打感とが求められている。 Artificial shuttlecocks with artificial feathers have the same flight performance as natural shuttlecocks, high durability that can suppress the drop in flight performance against repeated hits, and the same feel as natural shuttlecocks. Is required.
一般に人工シャトルコックでは、複数の人工羽根は半球状のベース体に環状に配置されており、隣り合う人工羽根が部分的に重なりあうように形成されている。言い換えると、羽部において相対的に大きな面積を有する面である主表面(以下、単に主表面という)が人工羽根が配置されているベース体表面の中心から延びる半径方向に対し垂直でない所定の角度だけ傾むくように、人工羽根がベース体に接続されている。このような構造は、天然シャトルを模したものであるが、シャトルコックに回転力を与えることを意図している。 In general, in an artificial shuttlecock, a plurality of artificial feathers are annularly arranged on a hemispherical base body, and adjacent artificial feathers are partially overlapped. In other words, a predetermined angle at which the main surface (hereinafter simply referred to as main surface), which is a surface having a relatively large area in the wing, is not perpendicular to the radial direction extending from the center of the surface of the base body on which the artificial feather is disposed. The artificial feather is connected to the base body so as to be inclined only. Such a structure mimics a natural shuttle, but is intended to give a rotational force to the shuttlecock.
たとえば、特開2012−24157号公報(特許文献1)に記載のシャトルコックは、上記のような構造を有している。 For example, a shuttlecock described in JP 2012-24157 A (Patent Document 1) has the above-described structure.
しかしながら、上記特許文献1に記載されたシャトルコック用人工羽根では、羽軸部の断面は台形状である。このような人工羽根では、羽軸部の断面が長方形状の場合と比べて羽軸部が延びる方向に垂直な断面の断面2次モーメントは小さく、羽軸部の曲げ剛性が低くなる。羽軸部の曲げ剛性が低いと、人工シャトルコックに打撃が加えられたときの当該人工シャトルコックの変形が大きくなる。
However, in the shuttlecock artificial feather described in
また、羽部の主表面がベース体表面の中心から延びる半径方向に対して傾くように、人工羽根の軸がベース体に接続されているので、打撃による変形がより大きくなる可能性がある。その結果、このような人工シャトルコックの飛翔特性は天然シャトルコックの飛翔特性と大きく乖離したものとなる。また、このような人工シャトルコックの耐久性はシャトルコックとして不十分となる。 Moreover, since the shaft of the artificial feather is connected to the base body so that the main surface of the wing portion is inclined with respect to the radial direction extending from the center of the surface of the base body, there is a possibility that the deformation due to impact becomes larger. As a result, the flight characteristics of such an artificial shuttlecock are greatly different from the flight characteristics of the natural shuttlecock. Further, the durability of such an artificial shuttlecock is insufficient as a shuttlecock.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものである。本発明の主たる目的は、人工羽根を有しながらも、従来の人工シャトルコックと比べて飛翔特性が天然シャトルコックと近く、また耐久性が高いシャトルコックを提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems. A main object of the present invention is to provide a shuttlecock that has artificial feathers but has a flight characteristic close to that of a natural shuttlecock compared to a conventional artificial shuttlecock and high durability.
本発明に係るシャトルコックは、半球体状のベース体と、ベース体に接続されている複数の人工羽根とを備え、人工羽根は、羽部と、羽部に接続された軸とを含み、羽部と軸とは、羽部において相対的に大きな面積を有する面である主表面が、軸の延在方向に垂直な軸の断面における断面2次モーメントが最大となる中立軸に対して傾くように固定されており、複数の人工羽根のそれぞれの軸は、ベース体の表面上に環状に配置されており、軸の中立軸と、軸が環状に配置された領域の中心から軸に向けて延びる半径方向とが成す角度が85度以上95度以下である。 A shuttlecock according to the present invention includes a hemispherical base body and a plurality of artificial feathers connected to the base body, and the artificial feather includes a wing part and a shaft connected to the wing part, The main surface, which is a surface having a relatively large area in the wing portion, is inclined with respect to the neutral axis where the secondary moment in the cross section of the axis perpendicular to the extending direction of the shaft is maximum. The shafts of the plurality of artificial feathers are annularly arranged on the surface of the base body, and the neutral shaft of the shaft and the center of the region where the shaft is annularly arranged are directed from the center to the axis. The angle formed by the extending radial direction is not less than 85 degrees and not more than 95 degrees.
本発明によれば、人工羽根を有しながらも、従来の人工シャトルコックと比べて飛翔特性が天然シャトルコックと近く、また耐久性が高いシャトルコックを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, although it has an artificial feather | wing, compared with the conventional artificial shuttlecock, a flight characteristic is close to a natural shuttlecock, and a shuttlecock with high durability can be provided.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.
図1〜図3を参照して、本発明に係るシャトルコックの実施の形態について説明する。
図1〜図3を参照して、本実施の形態に係るシャトルコック1は、半球状のベース体2と、ベース体2と接続されている複数の人工羽根3と、複数の人工羽根3を互いに固定するための固定用の紐状部材(かがり糸)14と、複数の人工羽根3の積層状態を維持するための中糸15とからなる。
An embodiment of a shuttlecock according to the present invention will be described with reference to FIGS.
1 to 3,
図2を参照して、ベース体2の固定用表面部の平面形状は円形状である。ベース体2の固定用表面部には、その外周に沿って円環状に複数の挿入孔が形成されている。ベース体2の固定用表面部における各挿入孔の平面形状は、後述する人工羽根3の軸7を嵌め合わせることができる任意の形状として設けられており、たとえば長方形状である。ベース体2の各挿入孔の長軸方向と、当該各挿入孔が形成する円環の中心12から挿入孔の中心を通るようにベース体2の固定用表面部上に延びる半径方向Dとが成す角度θ1は、±5度以下であり、好ましくは0度(ベース体の半径方向Dと挿入孔の長軸方向とが平行)である。
Referring to FIG. 2, the planar shape of the fixing surface portion of
人工羽根3は、羽部5と、当該羽部5に接続されている軸7とを有している。ベース体2の各挿入孔にはそれぞれ人工羽根3の軸7の根元部が差し込まれており、これにより複数(たとえば15枚)の人工羽根3は、ベース体2の固定用表面部において、当該固定用表面部の外周部に沿って中心12を囲うように円環状に配置されている。このように、ベース体2と人工羽根3とが接続されてシャトルコック1は構成されている。図2を参照して、軸7の延在方向(詳細は後述する)に垂直な断面の形状は長方形状を有している。軸7の当該断面の長軸Lはベース体2の中心12から延びる半径方向Dに沿うように設けられている。
The
このとき、隣り合う人工羽根3は、その羽部5同士が部分的に重なるように配置されている。複数の人工羽根3は、ベース体2から離れるに従って、互いの間の距離が大きくなる(複数の人工羽根3によって形成される筒状体の内径がベース体2から離れるに従って大きくなる)ように配置されている。たとえば、人工羽根3をベース体2の中心12側から見たときに、1つの羽部5の軸7(図4に示す固着軸部10)に対して左側に位置する領域5Lが、軸7に対して右側に位置する領域5Rよりも外周側に位置し、隣り合う人工羽根3の一方の羽部5の領域5Lが他方の羽部5の領域5Rの外周側に位置してこれと部分的に重なるように配置されていてもよい。
At this time, the adjacent
紐状部材14は、複数の人工羽根3の軸7同士を互いに固定している。紐状部材14は、人工羽根3の軸7の延在方向における複数箇所に設けられていてもよい。中糸15は、複数の人工羽根3の羽部5同士を互いに固定している。複数の人工羽根3の相対的な位置関係は、ベース体2、紐状部材14、および中糸15により維持される。
The string-
次に、図2〜図8を参照して、人工羽根3について説明する。図4を参照して、シャトルコック1を構成する人工羽根3は、羽部5と、当該羽部5に接続された軸7とを有している。軸7は、羽部5から突出するように配置された羽軸部8と、羽部5に接続された固着軸部10とからなる。羽軸部8と固着軸部10とは同一線状に延びるように配置され、1つの連続した軸7を構成している。
Next, the
図2および図5を参照して、軸7の延在方向に垂直な断面の形状はたとえば長方形状であり、上述のようにベース体2に設けられた長方形状の貫通孔と嵌め合わせることができる。軸7の当該断面は、長さW1である長辺と、長さW1よりも短い長さW2である短辺とを有しており、軸7の当該断面における断面2次モーメントの最大値を与える対称軸(中立軸N)と、中立軸Nに直交して断面2次モーメントの最小値を与える対称軸(長軸L)とを有している。図5に示す軸7では、中立軸Nは長辺の垂直2等分線上に延び、長軸Lは短辺の垂直2等分線上に延びている。
Referring to FIGS. 2 and 5, the shape of the cross section perpendicular to the extending direction of
人工羽根3は、上述のように軸7がベース体2の挿入孔に挿入されることによりベース体2に接続固定されている。つまり、図2(b)を参照して、人工羽根3がベース体2に接続固定されている状態において、軸7の長軸Lとベース体2の半径方向Dとが成す角度θ1はたとえば±5度以下であり、好ましくは0度(長軸Lと半径方向Dとが平行)である。つまり、軸7の中立軸Nとベース体2の半径方向Dに垂直な接線方向Tとが成す角度θ1がたとえば±5度以下であり、好ましくは0度である。異なる観点から言えば、中立軸Nとベース体2の半径方向Dとが成す角度θ2は、85度以上95度以下であり、好ましくは90度(中立軸Nと半径方向Dとが直交)である。
The
図5を参照して、羽部5において相対的に大きな面積を有する面である主表面5A,5Bは、軸7の中立軸Nに対して角度θ3だけ傾いているように、固着軸部10と接続固定されている。角度θ3は、たとえば15度以上45度以下であり、好ましくは20度以上40度以下であり、より好ましくは25度以上35度以下である。異なる観点から言えば、上述のように、羽軸部8を下にしたときに、羽部5において固着軸部10に対して右側に位置する領域5Rが軸7よりも前方に突出するように設けられており、羽部5において固着軸部10に対して左側に位置する領域5Lが軸7よりも後方に突出するように設けられている。この場合、図4(a)を参照して、軸7の延在方向に垂直な断面における短辺を含む側面8bを平面視したときには、羽部5において主表面5A,5Bと交わり相対的に小さい面積を有する側面が主表面5Aと同時に確認される。一方、図4(b)を参照して、羽部5の主表面5Aを平面視したときには、軸7の延在方向に垂直な断面における長辺を含む側面8aが側面8bと同時に確認される。
Referring to FIG. 5,
なお、これとは反対に、羽軸部8を下にしたときに、羽部5において固着軸部10に対して左側に位置する領域5Lが軸7よりも前方に突出するように設けられており、羽部5において固着軸部10に対して右側に位置する領域5Rが軸7よりも後方に突出するように設けられていてもよい。この場合、図3に示すシャトルコック1は、隣り合う人工羽根3の一方の羽部5の領域5Lが他方の羽部5の領域5Rの内周側に位置してこれと部分的に重なるように配置されていてもよい。
On the contrary, when the
図5および図6を参照して、羽部5は、固着軸部10を挟むように配置された発泡体層92と軸固定層91、およびこれらの発泡体層92および軸固定層91を互いに固定するための接着層93、94とを有している。すなわち、羽部5では、発泡体層92と軸固定層91とが固着軸部10を挟むように積層されている。さらに、羽部5では、発泡体層92と軸固定層91とを互いに接続するとともに固着軸部10とこれらの発泡体層92および軸固定層91とを接続固定するため、接着層93、94が配置されている。また、異なる観点でいえば、羽部5においては、シャトルコック1を構成した場合において軸固定層91に対して外周側に位置する発泡体層92上に接着層93が積層されている。接着層93上には、当該接着層93および発泡体層92のほぼ中央部に位置するように固着軸部10が配置されている。そして、この固着軸部10上から接着層93上にまで延在するように、もう一方の接着層94が配置されている。そして、この接着層94上に軸固定層91が配置されている。なお、図5および図6に示す羽部5ではシャトルコック1を構成した場合において発泡体層92が軸固定層91に対して外周側に位置しているが、発泡体層92が軸固定層91に対して内周側に位置するように構成されていてもよい。
Referring to FIGS. 5 and 6, the
発泡体層92を構成する材料としては、たとえば樹脂の発泡体、より具体的にはたとえばポリエチレンフォーム(ポリエチレンの発泡体)を用いることができる。また、軸固定層91についても、同様に樹脂発泡体を用いることができる。また、軸固定層91を構成する材料としては、たとえばポリエチレンフォーム以外に、樹脂などからなるフィルム、あるいは不織布など任意の材料を用いることができる。
As a material constituting the
接着層93,94を構成する材料としては、たとえば両面テープを用いることができる。人工羽根3においては、発泡体層92および軸固定層としてポリエチレンフォームを用いることができるが、このポリエチレンフォームの押出方向は図4において軸7の延在方向に直行する方向(図4における左右方向)となっていることが好ましい。この場合、羽部5を構成するポリエチレンフォームの押出方向に対して交差するように軸7が羽部5と接続固定されているため、羽部5が軸7の延在方向に沿った方向に裂けるといった不具合の発生確率を低減できる。
As a material constituting the
軸7を構成する材料は、たとえば一軸延伸ポリエチレンテレフタレート(超延伸材)である。他に軸7を構成する材料としては、ナイロンを用いることができ、好ましくはナイロン12、ナイロン11、ナイロン10、ナイロン610、ナイロン612、ナイロン1010などを用いることができる。繊維強化のために、ナイロンにチタン酸カリウムウィスカー、ガラスなどを添加したものを用いることもできる。また、軸7を構成する材料として、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレンなども用いることができる。
The material constituting the
軸7を構成する材料の比重は1.5以下であることが好ましく、1.4以下であることがより好ましい。また軸7の材料の曲げ弾性率は2000MPa以上10000MPa以下が好ましい。なお、シャトルコック1の飛行特性に影響が無いような比重(質量)と曲げ弾性(軸変形)であれば上記数値範囲に限られない。
The specific gravity of the material constituting the
軸7は、その断面形状における外周の幅方向の面の長さW1(図2(b)参照)が、根元部(ベース体2に接続される側の端部)から先端側に向けて徐々に小さくなっている。軸7の断面形状における外周の厚み方向の面の長さW2(図2(b)参照)は、軸7の全長にわたって一定である。また、図6や図7を参照して、軸7は側面(図4(a)中の側面8a)側から見たときに一方に反ったような形状となっている。シャトルコック1においては、ベース体2から離れるにしたがって円環状に配置された人工羽根3の間の距離が徐々に広くなるように(シャトルコック1の外側に軸7が広がるように)、軸7の反りの方向(軸7が反ることで形成する凸形状の突出方向)がシャトルコック1の内周側に向くように、人工羽根3はベース体2と接続されている。
The
軸7の設計長さ(図7または図9の線分efの長さ)は、76mm以上79mm以下とすることができる。これは、財団法人日本バドミントン協会の競技規則により、羽根の長さは、先端から台の上まで(ベース体の固定用表面まで)、62mmから70mmの範囲の同じ長さでなければならない、と規定されていることに起因する。たとえば、羽根の先端から台の上まで63mm以上65mmとし、軸7の根元部においてベース体2の挿入孔に挿入される部分(埋設部)の長さを13mm以上14mm以下と考えると、上記のように軸7の設計長さは76mm以上79mm以下となる。
The design length of the shaft 7 (the length of the line segment ef in FIG. 7 or FIG. 9) can be 76 mm or more and 79 mm or less. According to the competition rules of the Japan Badminton Association, the length of the wings must be the same length in the range of 62mm to 70mm, from the tip to the top (to the fixing surface of the base body). This is because it is specified. For example, when the length of the portion (buried portion) inserted into the insertion hole of the
図4(b)、図6および図7を参照して、人工羽根3においては、発泡体層92側(すなわちシャトルコック1における外周側)に向けて、軸7が反った状態になっていてもよい。異なる観点からいえば、軸7は、軸固定層91側に凸となるように反った状態となっていてもよい。また、軸7の延在方向に対して交差する方向(たとえば軸7の延在方向に対して垂直であって羽部5の表面に沿った方向である幅方向)において、羽部5が発泡体層92側(シャトルコック1における外周側)に反った状態(つまり羽部5が軸固定層91側に凸となるように反った状態)となっていてもよい。この場合、軸7の延在方向において人工羽根3が反った状態と、上記のように羽部5が軸7の延在方向に対して交差する方向において反った状態とが同時に発生していてもよいし、いずれか一方の反りのみが発生していてもよい。このような反りは、軸7や羽部5の構成材料に対して熱処理を施す、あるいは軸7や羽部5の構成材料を最初から反った状態で形成するなど、従来周知の方法で実現することができる。
4B, 6 and 7, in the
ここで、軸7の延在する方向は、以下のように規定する。すなわち、図7を参照して、軸7の断面形状における幅方向の面側から見た側面において、先端側の上端角部aと下端角部bとを結ぶ線分abの中点を点eとする。また、図7の軸7における上部表面の曲面を、軸7の根元側に延長した曲線(上部曲線)と、軸7における下部表面の曲面を、軸7の根元側に延長した曲線(下部曲線)とを考える。そして、上記線分abと平行な線分(根元側線分)を、軸7の根元側において考える。そして、当該根元側線分と上部曲線との交点を点c、下部曲線との交点を点dとする。さらに、線分cdの中央(中点)を点fとする。そして、根元側線分の位置は、上記点eと点fとの間の距離が軸7の設計長さとなるように決定される。図7では、軸7の根元側は端部に行くほど側面の高さが小さくなる楔型の形状となっており、当該楔形の先端角部が上記点fに一致している。そして、この点eと点fとを結ぶ直線を軸7の延在方向と規定する。
Here, the extending direction of the
図7に示した軸7における曲面(羽軸部8の側面8b)の曲率半径は、長軸Lがベース体2の半径方向Dと成す角度θ1(図2参照)を考慮して設計されるが、600mm以下とすることができ、好ましくは450mm以下とすることができる。このような設計によりシャトルコック1が飛びすぎることを防ぐことができ、天然シャトルコックの飛翔特性と乖離することを防ぐことができる。なお、軸7の上記曲面は、シャトルコック1内周側を向いた曲面と外周側を向いた曲面とを含むが、これらの曲率半径は互いに異なる値としてもよいし同じ値としてもよい。
The curvature radius of the curved surface (
次に、本実施の形態に係るシャトルコック1の作用効果について説明する。本実施の形態に係るシャトルコック1によれば、人工羽根3の軸7の延在方向に垂直な断面が長方形状であって、その長軸Lがベース体2の半径方向Dと成す角度θ1が±5度以下となるようにベース体2と軸7とが接続固定されているため、半径方向Dにおける軸7の剛性を高めることができる。これにより、ラケットによって打撃が加えられたときにシャトルコック1はベース体2の半径方向Dに最も大きな力を受けるが、半径方向Dにおける軸7の剛性が高いため、軸7の変形を小さく抑えることができる。この結果、軸7の変形に伴って羽部5や紐状部材14に加えられる負荷を低減することができ、シャトルコック1の耐久性を高めることができる。また、人工羽根3の軸7の太さを太くすることなく軸7の耐久性を高めることができるため、シャトルコック1全体の質量が増加することはなく、シャトルコック1の軽量化と耐久性向上とを両立することができる。
Next, the effect of the
さらに、羽部5の主表面5Aと軸7の中立軸Nとが成す角度θ3が15度以上45度以下に設けられているため、複数の人工羽根3において隣り合う羽部5同士が一定の関係で部分的に積層した状態が形成されている。このとき、軸7の長軸Lと半径方向Dとが成す角度θ1が±5度以下となるように設けられているため、角度θ1が当該数値範囲外であって角度θ3が0度(すなわち羽部5の主表面5Aと軸7の中立軸Nとが平行)に設けられている従来のシャトルコックと比べて、シャトルコック1の周囲において一定方向により大きな空気の流れを形成することができる。
Further, since the angle θ3 formed by the
具体的には、図8を参照して、羽部5にあたった空気はA1方向に流れることにより、その反作用によってA2方向の力を生む。これにより、シャトルコック1は飛翔時においてR方向の回転力を受けて回転することができる。その結果、シャトルコック1を飛翔させたときにシャトルコック1に大きな回転力を付与してシャトルコック1の回転数を高めることができるため、天然シャトルコックと同等の飛翔特性を実現することができる。
Specifically, referring to FIG. 8, the air hitting
これに対し、従来のシャトルコックは、上述した羽部の積層状態を形成している場合であっても、羽部の主表面と軸の中立軸とが成す角度(本実施の形態に係るシャトルコック1におけるθ3)が0度であるため、軸の長軸とベース体の半径方向とが成す角度(本実施の形態に係るシャトルコック1の角度θ1)が±5度よりも大きく設けられることにより、上述した羽部の積層状態を形成している。そのため、このようなシャトルコックを飛翔させると、軸7(羽軸部8)によって羽部5と異なる空気の流れが生じ、軸7(羽軸部8)における空気の流れによる回転力は羽部5における空気の流れにより生じる回転力を相殺する方向に生じる。その結果、従来のシャトルコックでは天然シャトルコックと同等の飛翔特性を実現することは困難であった。なお、詳細は後述する実施例において説明する。
On the other hand, the conventional shuttlecock has an angle formed by the main surface of the wing and the neutral axis (the shuttle according to the present embodiment) even in the case where the above-described stacked state of the wing is formed. Since the angle [theta] 3) of the
本実施の形態における軸7の側面形状は、図7に示すように側面から見たときに反った形状をしているが、これ以外の形状を採用してもよい。たとえば、図9を参照して、軸7の側面から見たときに、軸7が反らずにまっすぐ伸びるような形状であってもよい。
The side surface shape of the
本実施の形態に係る羽部5は、図4に示すように軸7(固着軸部10)に対して左側に位置する領域5Lおよび右側に位置する領域5Rの主表面5A,5B上の面積が同等に設けられている(軸7に対して左右対称に設けられている)が、これに限られるものではない。領域5Lと領域5Rとは、主表面5A,5B上において一方が他方よりも大面積となるように、すなわち軸7(固着軸部10)に対して左右非対称となるように設けられていてもよい。この場合、たとえば図13に示すように、1つの羽部5の領域5Lが領域5Rよりも外周側に位置し、隣り合う人工羽根3の一方の羽部5の領域5Lが他方の羽部5の領域5Rの外周側に位置してこれと部分的に重なるように配置されている場合には、図13に示すように領域5Lが領域5Rよりも大面積となるように設けられているのが好ましい。逆に、1つの羽部5の領域5Rが領域5Lよりも外周側に位置し、隣り合う人工羽根3の一方の羽部5の領域5Rが他方の羽部5の領域5Lの外周側に位置してこれと部分的に重なるように配置されている場合には、領域5Rが領域5Lよりも大面積となるように設けられているのが好ましい。このようにすれば、シャトルコック1の空気抵抗を大きくすることができ、減速性を高めて天然シャトルコックと同等程度の飛翔特性を実現することができる。実際に、風洞実験でもシャトルコック1の浮力が増すことが確認されている。また、羽部5の領域5Rと領域5Lとをいずれも大きく設けた場合には、羽部5を構成する材料が十分に軽い場合を除いてシャトルコック1の質量が増してしまう。また、シャトルコック1の外周側に位置する領域が内周側に位置する領域と比べて小さい場合には、シャトルコック1が飛翔する際の回転数がたとえば600rpm以上700rmp以下と高くなりすぎて飛翔特性が安定しないという問題が生じる。
As shown in FIG. 4, the
本実施の形態における軸7の延在方向に垂直な断面の形状は、図5に示すように長方形状を有しているが、これに限られるものではない。軸7の同該断面形状は、長軸Lおよび中立軸Nとを有している限りにおいて、任意の形状を有していてもよい。たとえば、図10を参照して、軸7の延在方向に垂直な断面の形状は十字形状であってもよい。ここでの十字形状とは、長軸Lに沿った長さが中立軸Nに沿った長さよりも長い形状をいう。このようにしても、軸7の当該断面は、長軸Lと、長軸Lに垂直に延びる中立軸Nを有している。このとき、長軸Lおよび中立軸Nは、十字形状の突出部分を通るように形成され得る。そのため、ベース体2の固定用表面部上に設けられた挿入孔が軸7を挿入可能に設けられており、かつベース体2に軸7の根元部を嵌め合わせたときに軸7の長軸Lとベース体2の半径方向Dとが成す角度θ1が±5度以下に設けられていれば、半径方向Dにおける軸7の剛性を高めることができる。また、このようにして得られたシャトルコックは、飛翔したときに大きな回転力が付与されることにより回転数を高めることができ、天然シャトルコックと同等の飛翔特性を実現することができる。つまり、この軸7の延在方向に垂直な断面形状を十字形状としても、本実施の形態に係るシャトルコック1と同様の効果を奏することができる。
The cross-sectional shape perpendicular to the extending direction of the
また、たとえば図11を参照して、軸7の延在方向に垂直な断面の形状はI字形状であってもよい。ここで、I字形状とは、長方形状の長軸方向における両端部から短軸方向の両側に突出した突出部が形成されている形状をいう。このようにしても、軸7の当該断面は、長軸Lと、長軸Lに垂直に延びる中立軸Nを有している。そのため、ベース体2の固定用表面部上に設けられた挿入孔が軸7を挿入可能に設けられており、かつベース体2に軸7の根元部を嵌め合わせたときに軸7の長軸Lとベース体2の半径方向Dとが成す角度θ1が±5度以下に設けられているシャトルコックは、本実施の形態に係るシャトルコック1と同様の効果を奏することができる。
For example, referring to FIG. 11, the shape of the cross section perpendicular to the extending direction of
また、たとえば図12を参照して、軸7の延在方向に垂直な断面の形状はコ字形状であってもよい。ここで、コ字形状とは、長方形状の長軸方向における両端部から短軸方向の一方側に突出した突出部が形成されている形状をいう。異なる観点から言えば、軸7の当該断面の形状は、I字形状の長軸Lに沿って軸7が分割された形状を有していてもよい。このようにしても、軸7の当該断面は、長軸Lと、長軸Lに垂直に延びる中立軸Nを有している。そのため、ベース体2の固定用表面部上に設けられた挿入孔が軸7を挿入可能に設けられており、かつベース体2に軸7の根元部を嵌め合わせたときに軸7の長軸Lとベース体2の半径方向Dとが成す角度θ1が±5度以下に設けられているシャトルコックは、本実施の形態に係るシャトルコック1と同様の効果を奏することができる。なお、図10〜図12に示す軸7では、短辺の長さW2は軸7の延在方向において一定である必要はなく、変化するように設けられていてもよい。
For example, referring to FIG. 12, the shape of the cross section perpendicular to the extending direction of
ここで、上述した実施の形態と一部重複する部分もあるが、本発明の特徴的な構成を列挙する。 Here, although there is a part which overlaps with embodiment mentioned above, the characteristic structure of this invention is enumerated.
本発明に従ったシャトルコック1は、半球体状のベース体2と、ベース体2に接続されている複数の人工羽根3とを備え、人工羽根3は、羽部5と、羽部5に接続された軸7とを含み、羽部5と軸7とは、羽部5において相対的に大きな面積を有する面である主表面5A,5Bが、軸7の延在方向に垂直な軸7の断面における断面2次モーメントが最大となる中立軸Nに対して傾くように固定されており、複数の人工羽根3のそれぞれの軸7は、ベース体2の表面上に環状に配置されており、軸7の中立軸Nと、軸7が環状に配置された領域の中心12から軸7に向かって延びる半径方向とが成す角度が85度以上95度以下である。
A
このようにすれば、ラケットによって打撃が加えられたときにシャトルコック1はベース体2の半径方向Dに最も大きな力を受けるが、半径方向Dにおける軸7の剛性が高いため、打撃による軸7の変形を小さく抑えることができる。この結果、軸7の変形に伴って羽部5や紐状部材14に加えられる負荷を低減することができ、シャトルコック1の耐久性を高めることができる。また、人工羽根3の軸7の太さを太くすることなく軸7の耐久性を高めることができるため、シャトルコック1全体の質量が増加することはなく、シャトルコック1の軽量化と軸7の耐久性向上とを両立することができる。
In this way, the
上記主表面5A,5Bと中立軸Nとが成す角度が15度以上45度以下であるのが好ましい。このようにすれば、軸7の長軸Lと半径方向Dとが成す角度θ1が±5度以下となるように設けられている場合であっても、複数の人工羽根3において隣り合う羽部5同士が一定の関係で部分的に積層した状態を形成することができる。そのため、角度θ1が当該数値範囲外であって角度θ3が0度(すなわち羽部5の主表面5Aと軸7の中立軸Nとが平行)に設けられている従来のシャトルコックと比べて、シャトルコック1の周囲において一定方向により大きな空気の流れを形成することができる。
The angle formed by the
上記断面において、軸7の断面の形状は長方形状であってもよい。このようにすれば、軸7の当該断面は、長軸Lと、長軸Lに垂直に延びる中立軸Nを有しているため、半径方向Dにおける軸7の剛性を高めることができる。
In the cross section, the shape of the cross section of the
上記断面において、軸7の断面の形状はI型形状であってもよい。このようにしても、軸7の当該断面は、長軸Lと、長軸Lに垂直に延びる中立軸Nを有しているため、半径方向Dにおける軸7の剛性を高めることができる。
In the cross section, the shape of the cross section of the
上記断面において、軸7の断面の形状はコ字形状であってもよい。このようにしても、軸7の当該断面は、長軸Lと、長軸Lに垂直に延びる中立軸Nを有しているため、半径方向Dにおける軸7の剛性を高めることができる。
In the cross section, the shape of the cross section of the
上記断面において、軸7の断面の形状は十字形状であってもよい。このようにしても、軸7の当該断面は、長軸Lと、長軸Lに垂直に延びる中立軸Nを有しているため、半径方向Dにおける軸7の剛性を高めることができる。
In the cross section, the cross section of the
上記羽部5は、軸7に対して左右非対称であってもよい。このようにすれば、シャトルコック1の空気抵抗を大きくすることができ、減速性を高めて天然シャトルコックと同等程度の飛翔特性を実現することができる。
The
次に、本発明の実施例について説明する。 Next, examples of the present invention will be described.
本願発明者らは、実施の形態に係るシャトルコック1の効果を確認するため、以下のような実験を行なった。
The inventors of the present application conducted the following experiment in order to confirm the effect of the
<実験1:シャトルコックの回転数評価>
本発明の実施の形態に係る人工羽根を用いたシャトルコックと、比較例としてのシャトルコック2種類とを準備し、円筒の下方から送風機により空気を流し、シャトルコックを浮遊回転させ、無接触回転数測定器を用いて、シャトルコックの回転速度(回転数)を測定した。具体的には、それぞれのベース体の側面に反射マークを取り付け、透明のアクリル円筒内でシャトルコックを浮遊させながらシャトルコックのベース体側面に赤色可視光を照射して回転数を測定した。
<Experiment 1: Rotational speed evaluation of shuttlecock>
A shuttlecock using artificial feathers according to an embodiment of the present invention and two types of shuttlecocks as comparative examples are prepared, air is blown from below the cylinder by a blower, the shuttlecock is floated and rotated, and contactless rotation is performed. The rotational speed (number of rotations) of the shuttlecock was measured using a number measuring device. Specifically, a reflection mark was attached to the side surface of each base body, and the number of rotations was measured by irradiating the side surface of the base body of the shuttlecock with red visible light while floating the shuttlecock in a transparent acrylic cylinder.
(試料)
本発明の実施例の試料として、図1〜図8に示した人工羽根3を用いたシャトルコック1を5つ準備した。
(sample)
Five
具体的には、ベース体2には、長方形状の挿入孔が円環状に15箇所設けられており、各挿入孔に軸7の根元部を嵌め込んだときに軸7の長軸Lとベース体2の半径方向Dとが成す角度θ1が0度のものを準備した。人工羽根3には、軸7の長さW1(図5参照)が2.3mm、長さW2が0.7mm、羽部5の主表面5Aと軸7の中立軸Nとが成す角度θ3が30度のものを準備した。5つのベース体2の各挿入孔にそれぞれ1枚ずつ計15枚の人工羽根3を接続固定し、同一の構成を備える5つの実施例シャトルコックを準備した。
Specifically, the
ベース体2を構成する材料は天然コルク、EVA(エチレン酢酸ビニル共重合体)、ポリウレタン(PU合皮)、PVC(ポリ塩化ビニル)、ポリエチレン、ポリプロピレンとした。軸7を構成する材料は一軸延伸ポリエチレンテレフタレートとした。羽部5の軸固定層91および発泡体層92を構成する材料はポリエチレン発泡体、接着層93、94としては両面テープを用いた。
The material constituting the
また、比較例の試料として、以下のベース体および人工羽根からなるシャトルコックを5つ準備した。 Moreover, five shuttlecocks comprising the following base body and artificial feathers were prepared as comparative samples.
具体的には、ベース体には、長方形状の挿入孔が円環状に15箇所設けられており、各挿入孔に軸の根元部を嵌め込んだときに軸の長軸とベース体の半径方向とが成す角度θ1が15度のものを準備した。人工羽根には、軸の本体部の長さW1(図5参照)が2.3mm、長さW2が0.7mm、羽部の主表面と軸の中立軸Nとが成す角度θ3が0度のものを準備した。5つのベース体の各挿入孔にそれぞれ1枚ずつ計15枚の人工羽根を接続固定し、同一の構成を備える5つの比較例シャトルコックを準備した。 Specifically, the base body is provided with 15 rectangular insertion holes in an annular shape, and the long axis of the shaft and the radial direction of the base body when the base portion of the shaft is fitted into each insertion hole. The one with an angle θ1 formed by 15 degrees was prepared. The artificial feather has a shaft body length W1 (see FIG. 5) of 2.3 mm, a length W2 of 0.7 mm, and an angle θ3 formed by the main surface of the blade and the neutral axis N of the shaft is 0 degree. I prepared a thing. Fifteen comparative example shuttlecocks having the same configuration were prepared by connecting and fixing a total of fifteen artificial feathers to each insertion hole of the five base bodies.
なお、各試料について、各挿入孔に軸7の根元部を嵌め込んだときに軸7の長軸Lとベース体2の半径方向Dとが成す角度θ1の測定は、以下の方法により行った。まず、シャトルコック(完成品)の軸7をベース体2の固定部表面上の位置で切断し、ベース体2の固定部表面が水平になるよう治具に挿入した。次に、ベース体2の固定部表面と軸7の断面とを上方からカメラで撮影し、得られた撮影画像をCADに取り込み、ベース体2の外周と軸7の断面とをトレースして軸7の断面の図心をCADで計算して、プロットした。次に、ベース体2の中心12から軸7の断面の図心を通る半径を作図して、軸7の断面の長軸Lと半径(半径方向D)とのなす角度を測定した。なお、ベース体2の中心12は、たとえば上記冶具の表面上に、当該冶具にベース体2を挿入したときにベース体2の中心12と重なるような十字状のけがきを設けておき、このけがきを含めて撮影することにより撮影画像からけがきを利用して特定した。なお、軸7の中立軸Nと半径方向Dとが成す角度は、CADを用いて軸7の断面における断面2次モーメントの主軸の角度を計算して作図することにより求めることができる。
For each sample, the angle θ1 formed by the long axis L of the
また、羽部5の主表面5Aと軸7の中立軸Nとが成す角度θ3は、以下の方法により行った。まず図14を参照して、軸7に接触せずに羽部5を固定可能な測定冶具を準備した。具体的には、軸7(固着軸部10)とは接触せずに、かつ軸7の延在方向と垂直な方向において固着軸部10から左右に延びる羽部5の主表面5A,5Bとそれぞれ面接触可能に設けられている台座52と圧子53とを備える測定冶具を準備した。次に、台座52と圧子53とで羽部5の主表面5A,5Bを挟み、軸7の延在方向から人工羽根3の画像を取得して画像処理により角度θ3を求めた。
The angle θ3 formed between the
(評価)
各試料のシャトルコックについて、円筒の下方から送風機により空気を7m/秒で流し、シャトルコックを浮遊回転させ、非接触回転数測定器を用いてシャトルコックの回転数を測定した。計測は、各試料ごとに5個のシャトルコックを用意し、当該5個の平均回転数を算出した。非接触回転数測定器は、赤色可視光を用いたデジタル回転計(小野測器製HT−4100)を用いた。
(Evaluation)
About the shuttlecock of each sample, air was flowed from the lower part of the cylinder by a blower at 7 m / second, the shuttlecock was floated and rotated, and the number of rotations of the shuttlecock was measured using a non-contact rotation number measuring device. For the measurement, five shuttlecocks were prepared for each sample, and the average number of rotations of the five was calculated. A digital tachometer (HT-4100 manufactured by Ono Sokki Co., Ltd.) using red visible light was used as the non-contact rotation number measuring device.
(結果)
測定結果を表1に示す。
(result)
The measurement results are shown in Table 1.
表1に示すように、実施例の各試料については平均回転数が407rpmであった。また、シャトルコックの飛翔の軌跡なども、天然シャトルコックに比較的近いものとなっていた。 As shown in Table 1, the average number of revolutions of each sample of the example was 407 rpm. The flight trajectory of the shuttlecock was also relatively close to that of the natural shuttlecock.
一方、比較例の各試料については平均回転数が171rpmであった。つまり、実施例のシャトルコックは比較例のシャトルコックと比べて回転数が倍以上に高められていることが確認された。また、このような回転数の差に起因して、比較例のシャトルコックの飛翔時の軌跡は実施例のシャトルコックの飛翔時の軌跡と異なり、また天然シャトルコックの飛翔時の軌跡とも異なっていた。なお、回転数が300rpm未満ではシャトルコックが飛翔中に揺れやすくなり、飛行時軌跡が安定しない傾向が見られた。 On the other hand, the average number of revolutions of each sample of the comparative example was 171 rpm. That is, it was confirmed that the number of rotations of the shuttlecock of the example was increased more than double that of the shuttlecock of the comparative example. In addition, due to such a difference in the number of revolutions, the trajectory at the time of flight of the shuttlecock of the comparative example is different from the trajectory at the time of flight of the shuttlecock of the embodiment, and is different from the trajectory at the time of flight of the natural shuttlecock. It was. In addition, when the rotation speed was less than 300 rpm, the shuttlecock easily sways during flight, and the locus during flight tended to be unstable.
<実験2:官能試験>
実験1で用いた実施例および比較例としてのシャトルコックについて、打撃試験を行ない、試験者による官能評価を行なった。
<Experiment 2: Sensory test>
With respect to the shuttlecock as an example and a comparative example used in
(結果)
評価結果を表2に示す。
(result)
The evaluation results are shown in Table 2.
実施例のシャトルコックは、ハイクリアやロブについては水鳥の羽を用いた天然シャトルコックとの違和感が感じられず、天然シャトルコックと同等の飛翔特性を有していることが確認できた。これに対し、比較例のシャトルコックは、ハイクリアを意図して打撃した場合にもその軌道がフラットとなり、ロブを意図して打撃した場合には軌道が伸びてラインアウトとなるなど、天然シャトルコックと異なる飛翔特性を有していた。 It was confirmed that the shuttlecock of the example did not feel uncomfortable with the natural shuttlecock using waterfowl feathers for high clear and lob, and had flying characteristics equivalent to the natural shuttlecock. On the other hand, the shuttlecock of the comparative example has a natural trajectory even when hitting with the intention of high clearing, and the trajectory extends when it hits with the intention of a lob. It had different flight characteristics from the cock.
また、実施例のシャトルコックは、スマッシュについては、天然シャトルコックと比べてやや減速性能が十分でないと感じられたが、比較例のシャトルコックと比べて高い減速性能を有していた。 In addition, the shuttlecock of the example felt that the smash had a slightly lower speed reduction performance than the natural shuttlecock, but had a higher speed reduction performance than the shuttlecock of the comparative example.
比較例のシャトルコックについては、実験1で確認されたように回転数が低いため、直進安定性が低くまた減速性が不十分となる。その結果、意図した飛距離以上に飛距離が伸びてしまうと考えられる。これに対し、実施例のシャトルコックは、実験1で確認されたように高い回転数を実現することができるため、直進安定性が高く、また比較例のシャトルコックと比べて高い減速性能を有していると考えられる。
As for the shuttlecock of the comparative example, the rotational speed is low as confirmed in
なお、実施例の試料は、実験2の試験中において形状の崩れなど発生することなく、十分な耐久性を示していた。
In addition, the sample of an Example showed sufficient durability, without generating shape collapse during the test of
以上のように、本実施の形態に係る実施例のシャトルコックは、従来のシャトルコックと比べて天然のシャトルコックにより近い飛翔特性を有するとともに、十分な耐久性を示すことがわかった。 As described above, it has been found that the shuttlecock of the example according to the present embodiment has a flight characteristic closer to that of a natural shuttlecock than the conventional shuttlecock and exhibits sufficient durability.
今回開示された実施の形態および実験例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiments and experimental examples disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
本発明は、人工羽根を備えたシャトルコックに特に有利に適用される。 The present invention is particularly advantageously applied to a shuttlecock provided with artificial feathers.
1 シャトルコック、2 ベース体、3 人工羽根、5 羽部、5A,5B 主表面、5L,5R 領域、7 軸、8 羽軸部、8a,8b 側面、10 固着軸部、12 中心、14 紐状部材、15 中糸、52 台座、53 圧子、91 軸固定層、92 発泡体層、93,94 接着層。
1 Shuttle cock, 2 base body, 3 artificial feathers, 5 wings, 5A, 5B main surface, 5L, 5R region, 7 axes, 8 wing shafts, 8a, 8b side surface, 10 fixing shafts, 12 centers, 14
Claims (7)
前記ベース体に接続されている複数の人工羽根とを備え、
前記人工羽根は、羽部と、前記羽部に接続された軸とを含み、
前記羽部と前記軸とは、前記羽部において相対的に大きな面積を有する面である主表面が、前記軸の延在方向に垂直な前記軸の断面における断面2次モーメントが最大となる中立軸に対して傾くように固定されており、
複数の前記人工羽根のそれぞれの前記軸は、前記ベース体の表面上に環状に配置されており、
前記軸の前記中立軸と、前記軸が環状に配置された領域の中心から前記軸に向けて延びる半径方向とが成す角度が85度以上95度以下である、シャトルコック。 A hemispherical base body;
A plurality of artificial feathers connected to the base body,
The artificial feather includes a wing part and a shaft connected to the wing part,
In the wing portion and the shaft, the main surface, which is a surface having a relatively large area in the wing portion, has a maximum secondary moment in a cross section of the shaft perpendicular to the extending direction of the shaft. It is fixed to tilt with respect to the vertical axis,
Each of the shafts of the plurality of artificial feathers is annularly arranged on the surface of the base body,
The shuttlecock, wherein an angle formed by the neutral axis of the shaft and a radial direction extending from the center of a region where the shaft is annularly arranged toward the shaft is 85 degrees or more and 95 degrees or less.
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