JP2523241C - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】 本発明はテニスラケットに関し、特に、振り易くするために軽量としたテニス
ラケットにおいて振動特性の改良を向上を図るものである。 【０００２】 【従来の技術】 テニスラケットにおいては、重量と重量バランスが重要な設計要素となってい
る。ラケットの素材が木またはアルミあるいはスチールの金属に限られていた時
は、素材の特性による制約よって限られた範囲での設計変更しか出来なかった。 【０００３】 しかし、その後、ラケットの素材として繊維補強樹脂素材、特に、カーボン繊
維樹脂素材が出現するに至って、軽量化および打球面積の拡大が進んだ事は周知
の事実である。上記軽量化によりテニスラケットは振り易いものとなり、初心者
にとって高度な技能の習得が可能となった。 しかしながら、ラケットとしての性能については、極端に軽量化を行うと、強
度が低下すると共に、反発性能の低下や衝撃緩和性が低下する問題が生じた。 【０００４】 上記軽量化による問題を解消するため、近時、重量は著しく軽いが、重量バラ
ンスはトップヘビーにすることが提案されている。この超軽量・トップヘビーと
したラケットでは、トップヘビーとすることによりラケットの重心位置をボール
の打撃位置に近接させて、ラケットに加わる衝撃をラケットの全重量で受け止め
ることが出来るようにしている。その結果、衝撃が引き起こす回転運動を極力小
さく抑え、腕に伝わる衝撃を軽減し、かつ、衝撃で引き起こされる振動を軽減し
ている。 【０００５】 このように、超軽量のテニスラケットでは、トップヘビーとすることにより、
単に、重量のバランスポイントを調整する以上に、テニスラケットとして好都合
の結果をもたらす利点がある。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】 上記した超軽量・トップヘビーのテニスラケットを設計する場合、通常、フレ
ーム下部(スロート、グリップ部)に比較してフレーム上部（打球面）により大量
に補強繊維、例えば、カーボン繊維を配置している。 しかしながら、上記構成とすると、フレーム上部の硬さ硬くなりボール打球面
の振動吸取性が悪くなり、ひいては衝撃吸取性が著しく悪くなる欠点が生じてい
る。 【０００７】 本発明は、上記の欠点を解消し、超軽量・トップヘビーバランス設計のテニス
ラケットにおいて、衝撃吸取性の改良を図ることを目的としている。 【０００８】 【課題を解決するための手段】 本発明は、上記目的を達成するため、フレーム上部に大量の補強繊維を配置す
る代わりに、フレーム頭頂部に重量を集中的に付加することにより、テニスラケ
ットの固有振動数を低下させると共に振動吸取性を向上させて、振動特性の改善
を図るものである。 【０００９】 具体的には、本発明は、テニスラケットの総重量が２５０〜２８０ｇの軽量な
テニスラケットで、その重心位置をラケット全長をＬとした場合にグリップ端か
ら０.４９０Ｌ〜０.５７０Ｌの範囲に設定したものにおいて、 フレームトップの頂点(フレーム長手方向中心軸とフレームトップとの交点)か
ら左右一方向に４cmで左右両側を併せて８cmの範囲内で、上記中心軸に対して左
右対称に、フレームの補強繊維量を増大させ、或いはフレーム内に重量体を埋め
込み、或いはフレーム内に金属粉を混入して、１〜１０ｇの重量を付加している
ことを特徴としている。 【００１０】 上記集中的に付加する重量は中心軸を含めて左右対称位置まで延在させて配置
しても良いし、あるいは中心軸に対して左右対称位置に点在させて配置しても良
い。 【００１１】 削除 【００１２】 上記したフレームトップの頂点より左右対称に重量を付加する範囲、即ち、上
記中心軸より左右一方へ４cmで左右両側に併せて８cmの範囲内に設定しているこ
とは、下記の実施例に記載する実験結果より求められたものであり、同様に、付
加する重量を１〜１０ｇの範囲内に設定していることも、実験結果から求められ
たものである。 【００１３】 【作用】 本発明のテニスラケットでは、フレームトップに集中的に重量を上記範囲で付
加することにより、固有振動数を低下させることが出来ると共に、振動吸取性(
減衰性率)を低下させることが出来る。その結果、テニスラケットを軽量化した
場合に生じる衝撃緩和性の悪化を改善して、プレーヤーの腕に伝わる衝撃を軽減
出来る。また、従来のように上部フレームに配置する補強繊維量を増大させてト
ップヘビーとした場合に生じるボール打球面の振動吸取性の悪化も防止でき、打
球感を良好とすることが出来る。 【００１４】 【実施例】 図１に示す参考実施例では、テニスラケット１のフレームトップ２に固定する
バンパーガード３により集中重量を付加している。 上記テニスラケット１は総重量が２５０〜２８０ｇの超軽量テニスラケットで
ある。尚、通常のテニスラケットの総重量は３００〜３７０ｇで最も汎用されて
いるテニスラケットの総重量は３００〜３３０ｇである。 テニスラケット１の全長Ｌは、通常の６８０〜６９０mmの範囲内である。 重心位置Ｐはグリップ４の先端４ａから０.４９０〜０.５７０Ｌの範囲となる
ようにテニスラケットの重量バランスを設計している。 尚、テニスラケット１において、図中、５はフレーク、６はヨーク、７はサイ
ドである。また、Ｓがテニスラケット１の長手方向中心軸であり、Ｐが中心軸Ｓ
とフレーム頭頂部との交点であるフレームトップの頂点である。 【００１５】 上記フレームトップ２の外周面に固定するバンパーガード３の構造は従来と略
同様であり、図２(Ａ)(Ｂ)に示すように、長さ方向に沿って中央部に凹部３ａを
設け、該凹部３ａをフレーム外溝８に嵌合し、凹部３ａの底面より所定間隔をあ
けて突設した円筒状突出部３ｂをガット挿通穴９に挿入して、該円筒状突出部３
ｂを通してガット(図示せず)を展張することにより、バンパーガード３をフレー
ムに固定している。 本発明のテニスラケットに使用するバンパーガード３は集中重量を付加する部
分に、凹部３ａの両側部３ｃ、３ｄの端縁より下向きの突出部３ｅ、３ｆを一体
に形成し、これら突出部３ｅ、３ｆをフレームの両面に沿わせている。 即ち、突出部３ｅ、３ｆを所要位置に所要重量で設けることにより、フレーム
トップ２に必要な重量を集中的に付加している。 【００１６】 上記重量付加は、フレームトップの長手方向中心軸Ｓからサイド側の左右一方
向へ４cm、左右両側わせて８cmの範囲内に、上記中心軸Ｓに対して左右対称に、
１〜１０gの重量を付加するようにしている。この重量付加は中心軸Ｓを挟んで 左右対称位置まで、例えば、中心軸Ｓより左右２cmづつで全長４cmの長さで延在
させて良い。あるいは、例えば、中心軸Ｓより左右３cmの位置にバンパーガード
に突出部を設けて重量を点在的に付加しても良い。 【００１７】 上記参考実施例ではバンパーガードで集中重力を付加しているが、本発明では
集中重力の付加は、フレームを構成する繊維補強樹脂における補強繊維、例えば
カーボン繊維の量を所要位置に所要量だけ付加する方法、あるいは、上記繊維補
強樹脂でフレームを成形する時に鉛等の重量体を鋳ぐるんで或いは金属粉を混入
して重量を付加する方法を用いている。 【００１８】 上記したフレームトップへの集中重量の付加範囲および付加重量は、下記の実
験により求められたものである。 即ち、上記重量付加位置について位置を可変して、また、付加重量についても
重量を可変して、それぞれ固有振動数および振動吸取性(振動減衰率)を測定した
。 また、ラケット総重量と振動特性変化率についても実験した。 【００１９】 実験での重量付加は鉛を付加して行った。 実験方法は、図３(Ａ)(Ｂ)に示すように、フレーム打球面にテニスボール１０
の模型を衝突させ、それによって引き起こされた振動をグリップ４に取り付けた
加速度計１１により読み取った。該加速度計１１で読み取られた振動波形から単
位時間あたりの振幅数を読み取り、その総数を固有振動数とした。また、振動減
衰率は振動波形の１番目の最大振幅と０.２秒後の振幅との比から求めた。即ち
、 固有振動数−単位時間「秒」当たりの振幅の数「Ｈz」 振動減衰率(振動吸取性)＝ (０.２秒後の振幅)／(１番目の最大振幅)×１００ 「％」 【００２０】 上記固有振動数は高い程、ラケットの堅さが堅く、衝撃力が大きく、逆に、固 有振動数が低いとラケットの堅さが柔らかく衝撃力は小さくなる。よって、固有
振動数は低い程、振動特性の点から好ましいとされている。 また、振動減衰率(振動吸取性)も低い程、振動の持続時間が短くな一方、高い
程、振動持続時間が長くなる。よって、該振動減衰率も低い程、振動特性の点か
ら好ましいとされている。 【００２１】 【第１実験例】 第一の実験として、集中的に重量を配置する位置を変えて実験を行った。 使用したラケットは、表１に示すように、重量が２５２gの超軽量のもので、
全長Ｌは６８５mmで、ラケット形状は全て同一である。 集中重量配置位置を、フレームトップ２、サイド(最大幅部)７、ヨーク６、フ
レーク５、グリップ４の先端４aとして、それぞれ５gの重量を付加し、また、重
量付加が無し(図４において、「鉛無し」と表示している)も設けた。尚、上記ラ
ケットの総重量２５２ｇは上記集中付加重量５ｇをプラスした重量であり、よっ
て、重量付加のないラケットは総重量が２４７ｇである。また、サイド７、ヨー
ク６は両側を併せて５gの重量付加としている。 【００２２】 【表１】 【００２３】 上記重量付加位置の相違により、表１に示すように、重心位置が相違し、グリ
ップ４よりフレームトップ２側にいくに従って、当然のことながら、重心位置が
フレームトップ２側に移動して、打撃位置と近接してくる。 固有振動数については、図４および表１に示すように、ラケットのトップに集
中重量を付加した時に、他の場所に集中重量を付加した場合と比較して、極端に
固有振動数が低下した。 また、振動減衰率についても、図５および表１に示すように、ラケットのトッ
プに集中重量を付加した時に、他の場所に集中重量を付加した場合と比較して、
極端に振動減衰率が低下した。 上記結果より、振動特性を向上させるには、トップに集中重量を付加すること
が効果的であることが立証された。 【００２４】 【第２実験例】 第二の実験として、重量付加位置をかえて実験を行った。ラケットは上記第一
の実験例と同様に、集中付加重量５ｇを加えて総重量が２５２ｇの超軽量ラケッ
トで、全長Ｌが６８５mmで、ラケット形状は同一としている。 重量付加位置はラケットの長手方向中心軸Ｓから左右に夫々２、３、４、６、
８cmの範囲に鉛５ｇを貼付した。言い換えると、中心軸Ｓを中心として左右両側
で４、５、８、１２、１６cm幅に延在させて鉛５ｇを貼付した。 【００２５】 実験結果は図６、図７および表２に示す通りである。 【００２６】 【表２】 【００２７】 即ち、固有振動数については、図６および表２に示すように、左右夫々４cmま で１６４Hzで、６cm、８cmでは１６５Hzになり、６cm以上となると固有振動数が
少し上昇するが、ラケットのトップの位置に配置すると、どの範囲でもほば一定
の固有振動数を維持していると言える。 【００２８】 一方、振動減衰率については、図７および表２に示すように、左右夫々２cmの
幅の範囲で最も振動吸取性が低下し、これ以上左右に４、６、８cmと広げると、
振動減衰率が高くなり、それ範囲以上に重量付加範囲を広げると振動減衰率が高
くなっていく傾向を示した。 【００２９】 上記した結果より、集中的に重量を配置した時に、振動特性を効果的に向上さ
せることが出来る範囲は、フレーム長手方向中心軸Ｓから左右夫々４cmまで(左
右両側を合わせて８cm)範囲であることが立証された。 【００３０】 【第３実験例】 第三の実験として、付加重量を変えて固有振動数と振動減衰率を測定した。ラ
ケットは全長Ｌが６８５mmで、総重量が集中付加重量無しの状態で２４７ｇの超
軽量ラケットを用いた。付加重量貼付位置は、フレームのトップ位置(中心軸Ｓ
より左右夫々２cmの範囲)であり、付加する重量を、０、２.５、５、７.５、１
０、１５ｇと変えた。その結果は図８、図９および表３に示す通りである。 【００３１】 【表３】 【００３２】 ラケットの総重量はフレームトップへの集中付加重量により、表３に示すよう
に変わり、当然のことながら、重心位置も可変し、付加重量が増大するほどフレ
ームトップ側へ移行した。 【００３３】 固有振動数は図８および表３に示すように、付加重量を増加させるに従い低下
するが、１０gを越えると低下率が小さくなり略横ばい状態となって、１０g以上
増加させてもラケット総重量が増加するだけで固有振動数を低下させる効果は少
ないことが立証された。 振動減衰率も図９および表３に示すように、付加重量を増加させるに従い低下
するが、１０ｇを越えると低下率が小さくなり略横ばい状態となって、１０ｇ以
上増加させてもラケット総重量が増加するだけで振動減衰率を低下させる効果が
少ないことが立証された。 【００３４】 上記した結果より、固有振動数および振動減衰率を低下させる観点からは付加
重量は増加させる程、良好となる傾向を示すが、１０ｇを越えた場合、固有振動
数および振動減衰率の低下率が少なくなることが立証された。 【００３５】 【第４実験例】 第四の実験として、ラケット総重量と振動特性変化率を測定した。 ラケットとして、表４、表５、表６に示すように、通常設計の集中付加重量な
しで総重量が３０４ｇのラケットＡと、超軽量設計のラケットで集中付加重量な
しで総重量が２６１gのラケットＢと、２４７ｇのラケットＣを用いた。これら
Ａ，Ｂ，Ｃの３種のラケットはいずれも全長Ｌは６８５mmで同一で、ラケット形
状も同一である。 上記Ａ、Ｂ、Ｃの３種のラケットにそれぞれ２.５、５、７.５、１０ｇの集中
重量をフレームトップ(中心軸Ｓを挟んで左右両側で４cmの範囲)に加えた。 【００３６】 【表４】 【００３７】 【表５】 【００３８】 【表６】 【００３９】 上記ラケットのフレームトップに集中的に重量を付加した時の振動変化率を下
記に示す式で計算した。 変化率＝(Ｙ−Ｚ)／Ｙ × １００ 「％」 Ｙ：付加重量無しの時の固有振動数、振動減衰率 Ｚ：集中付加重量を付加した時の固有振動数、振動減衰率 振動特性が良いとされる方向は＋方向となる。 【００４０】 固有振動数および振動減衰率の変化率は図１０および図１１に示す通りである
。図中、○がＡ種のラケット、□がＢ種のラケット、△がＣ種のラケットであり
、がＡ，Ｂ，Ｃ種のラケットに２.５ｇの重量を付加した場合、が５ｇ、
が７.５ｇ、が１０ｇの重量を付加した場合を示す。 【００４１】 固有振動数の変化率については、図１０および表４、５、６の示すように、通
常設計のＡ種のラケット、超軽量設計のＢ種およびＣ種のラケットの変化率は三
者共１〜７％の変化率を示した。 【００４２】 振動減衰率の変化率についてば、図１１および表４、５、６に示すように、通
常設計のＡ種のラケットにおいては、付加重量が２.５ｇでは変化率はマイナス
方向に変化し、付加重量が０ｇの時より振動減衰率が悪くなった。しかし、超軽 量設計のＢ種およびＣ種のラケットでは付加重量が増加することにより、変化率
はプラス方向に推移した。上記三種のラケットを比較すると、ラケット総重量が
軽量になる程、少ない付加重量で変化率の数値が大きくなっている。つまり、通
常設計のラケットと比較して、超軽量・トップヘビーバランスの設計ラケットの
方が、トップに集中的な重量を付加した時に、振動特性を向上させる効果が大き
いことが立証された。 【００４３】 上記した第一から第四の実験により、超軽量・トップヘビーバランス設計のラ
ケットでは、通常設計のラケットに比べて、フレームトップに集中的に重量を付
加することによる固有振動数の低下および振動減衰率の低下の割合が大きくなり
、かつ、上記フレームトップに集中的に付加する重量範囲が１〜１０ｇで、長手
方向中心軸から左右対称に４cmの範囲が好ましいことが確認された。 【００４４】 さらに、上記第四実験例に用いたＢ，Ｃ種のラケットを用いて、反発性能につ
いても実験した結果では、フレームトップに集中的に重量を付加しない場合より
、重量を付加した場合の方が、約２〜４％反発性能が向上することが立証された
。 【００４５】 尚、付加重量については、超軽量・トップヘビーバランス設計のラケットでは
、重量が２５０〜２８０ｇの範囲で、かつ、重心位置(バランスポイント)をラケ
ツト全長Ｌに対してグリップ端より０.４９０Ｌ〜０.５７０Ｌの範囲に設計する
ことが、従来より最も好ましいことが立証されているが、フレームトップに集中
的に付加する重量が１０ｇを越えると、上記した超軽量・トップヘビーバランス
に設計することは困難となる。また、１０ｇを越えると、単に重量が増加すると
共にバランスがよりトップヘビーになって、ラケットを振りにくくなる等の操作
性の弊害を招くこととなる。よって、この点からも、付加重量は１０ｇ以下とす
ることが好ましい。 【００４６】 【発明の効果】 以上の説明より明らかなように、フレームトップに集中的に重量を付加するこ
とにより、フレームの固有振動数の低下および振動減衰率の低下を図ることが出
来、その結果、振動特性を向上させることができ、プレーヤの腕に伝わる振動、
衝撃を緩和することが出来る。特に、超軽量設計のラケットでは、通常設計のラ
ケットに比較して、上記フレームトップに集中的に重量を付加した場合、衝撃、
振動吸取性能を顕著に向上させることが出来る。 【００４７】 また、フレームトップに集中的に重量を付加することで、トップヘビーバラン
ス設計のために、フレーム打球面に配置するカーボン繊維等の補強繊維量を少な
くすることが出来るため、その分をフレームの他の部分の補強にまわすことが可
能となり、フレーム強度面の向上も図ることが出来る。

【図面の簡単な説明】 【図１】 本発明の参考実施例に係わるテニスラケットの概略正面図である
。 【図２】 上記テニスラケットのフレームトップに一体に固定するバンパー
ガードを示し、(Ａ)は概略斜視図、(Ｂ)は断面図である。 【図３】 (Ａ)(Ｂ)は実験方法を示す図面である。 【図４】 第１実験例の結果を示す線図である。 【図５】 同上 【図６】 第２実験例の結果を示す線図である。 【図７】 同上 【図８】 第３実験例の結果を示す線図である。 【図９】 同上 【図１０】 第４実験例の結果を示す線図である。 【図１１】 同上 【符号の説明】 １ テニスラケット ２ フレームトップ ３ バンパーガード ４ グリップ ５ フレーク ６ ヨーク ７ サイド Ｓ 中心軸 Ｐ 頂点

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 テニスラケットの総重量を２５０〜２８０ｇ、重心位置をラケ
   ット全長をＬとした場合にグリップ端から０.４９０Ｌ〜０.５７０Ｌの範囲に設
   定したテニスラケットにおいて、 フレームトップの頂点(フレーム長手方向中心軸とフレームトップの交点)から
   左右一方向に４cmで左右両側を併せて８cmの範囲内で、上記中心軸に対して左右
   対称に、フレームの補強繊維量を増大させ、或いはフレーム内に重量体を埋め込
   み、或いはフレーム内に金属粉を混入して、１〜１０ｇの重量を付加しているこ
   とを特徴とするテニスラケット。