JP2768841B2 - シャフトおよびフレーム構造体 - Google Patents

シャフトおよびフレーム構造体

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JP2768841B2 JP3023603A JP2360391A JP2768841B2 JP 2768841 B2 JP2768841 B2 JP 2768841B2 JP 3023603 A JP3023603 A JP 3023603A JP 2360391 A JP2360391 A JP 2360391A JP 2768841 B2 JP2768841 B2 JP 2768841B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、打撃、摩擦、路面の凹
凸、駆動源の振動伝播などによって引き起こされる振動
を効果的に低減させる機能を有するシャフトおよびフレ
ーム構造体に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、テニスラケットやゴルフシャフト
などのスポーツ用具、自動車、自転車、オートバイ、各
種機械、装置、その他多くの分野において、構造体のす
べてあるいは一部分に、炭素繊維やガラス繊維などの補
強繊維とエポキシ、不飽和ポリエステル樹脂などのマト
リックス樹脂からなる繊維強化樹脂材料が頻繁に使用さ
れるようになった。しかし、このような構造体には、打
撃、摩擦、路面の凹凸、駆動源の振動伝播などによって
惹起する振動が問題となっている。
【0003】こうした振動を低減させる手段として、本
発明者らは特願平2−26431号として、振動抑止材
層を少なくとも1層以上含む繊維強化樹脂層との構成物
を提案した。しかし、繊維強化樹脂材料の中間層に振動
抑止材層を挿入すると、構造体の強度、特に弾性率が低
下するという問題があった。この欠点は、テニスラケッ
ト、ゴルフシャフト、自転車のフレームなど強度と高い
弾性率を要求される用途において、特に問題であった。
【0004】かかる振動を低減させる他の手段として
は、弾性率の低いマトリックス樹脂を使用したり、マト
リックス樹脂にゴム状成分を添加する方法、または、補
強繊維に振動減衰性の高い繊維を用いる方法などがある
が、いずれも繊維強化樹脂材料本来の強度あるいは弾性
率を低下させてしまうという欠点があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、本来の
繊維強化樹脂材料の強度あるいは弾性率を低下させるこ
となく、上記振動を低減できる繊維強化樹脂材料構造体
について鋭意検討した結果、振動抑止材を特定な位置に
のみ配置することによって、構造体の物性を損うことな
く優れた制振性能を付与することができることを究明し
たものである。
【0006】本発明は、優れた制振性能と機械的特性を
共に満足する繊維強化樹脂製のシャフトおよびフレーム
構造体を提供せんとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の目的を
達成するため、以下のごとき手段を採用する。
【0008】すなわち、本発明のシャフトおよびフレー
ム構造体は、中空の繊維強化樹脂層の最内層に、常温に
おける振動損失係数が0.01以上である、合成樹脂と
無機充填材からなる樹脂組成物で構成された振動抑止材
層を設け、かつ、該振動抑止材層が構造体断面の周長の
少なくとも1/3にわたって配置されていることを特徴
とするものである。
【0009】
【作用】本発明でいうシヤフトおよびフレーム構造体と
しては、繊維強化樹脂材料を主体とする構造体であっ
て、テニス、バドミントン、スカッシュなどのラケット
のフレームあるいはシヤフト、ゴルフクラブのシャフ
ト、自転車の車体フレームあるいはハンドル、各種機械
装置の回転体シャフトあるいは架台フレームなどがあげ
られる。
【0010】本発明は、かかる繊維強化樹脂材料からな
るシヤフトおよびフレーム構造体に本来の強度、弾性率
などを低下させることなく、制振性を付与したものであ
る。すなわち、振動抑止材層Aの外殻として繊維強化樹
脂層Bを積層した構造を採用することによって、繊維強
化樹脂材料の機械的特性を全く損うことなく、効果的に
振動を減衰する作用を付与することができることを見出
したものである。
【0011】ここでいう振動抑止材層とは、常温におけ
る振動損失係数が0.01以上である合成樹脂と無機充
填材からなる樹脂組成物で構成されるものである
【0012】振動抑止材層Aを構成する合成樹脂として
は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂樹脂のいずれも適用で
きるが、制振性の温度依存性が小さく耐熱性に優れ、か
つ、外殻を形成する繊維強化樹脂層Bとの密着性がよい
という特性から、熱硬化性樹脂樹脂が好ましく採用され
る。中でも、エポキシ樹脂/ポリアミド系樹脂にモノグ
リシジルエーテル化合物を配合した柔軟性のある樹脂組
成物が、制振効果および積層成形時の賦型作業性の面で
より好ましく適用できる。
【0013】かかる樹脂組成物に使用される無機充填材
としては、黒鉛、フェライト、マイカなどが好ましく採
用される。
【0014】かかる無機充填材の重量比率は、好ましく
は10〜70%、さらに好ましくは20〜60%の範囲
である。無機充填材が10%以下では十分な制振効果が
得られず、70%以上では振動抑止材の強度および伸度
が低くなり、繰り返し疲労などによって繊維補強樹脂層
Bから脱落し易くなる。
【0015】本発明でいう振動抑止材は、常温における
振動損失係数が0.01以上であるものが使用される。
この振動損失係数は、米軍規格MIL−P−22581
Bに準じて測定した値で、好ましくは0.02以上であ
るものがよい。かかる常温において0.01以上の振動
損失係数を有する振動抑止材としては、上述の樹脂組成
物で、かつ、中実形態のものが好ましく使用される。な
お、発泡形態の樹脂層では該振動損失係数が大幅に低下
する傾向があり、たとえ上述の樹脂組成物でも0.01
未満に低下する場合があるので好ましくない。
【0016】かかる振動抑止材において、さらに好まし
くはJIS−K−6301に準じて測定した10%伸長
時の応力が500Kg/cm2 以下、特に好ましくは100
Kg/cm2 以下であるという弾性を有する材料の場合、さ
らに制振性能を向上させることができる。
【0017】繊維強化樹脂層Bは、炭素繊維あるいはガ
ラス繊維などで補強された合成樹脂層であり、本発明の
シャフトおよびフレームの主体をなすものである。かか
る繊維強化樹脂層の形成には、通常プリプレグと呼ばれ
る繊維布帛に樹脂を含浸させたものを積層成形したり、
フィラメントワインディング法、レジン・トランスファ
ー・モールディング法などの一般的な成形方法を採用す
ることができる。すなわち、振動抑止材層Aの外側に密
接して外殻層を形成できる方法であれば、上述の方法に
限らず、如何なる方法でも使用することができる。
【0018】また、振動抑止材層Aの厚さ(Ta)と繊
維補強樹脂層Bの厚さ(Tb)との比率は、シャフトお
よびフレームの使用目的あるいは要求制振性能に応じた
構成を採用すれよいが、軽量と制振性を両立させたい場
合には、次式の範囲の構成比率にするのが好ましい。
【0019】Ta=0.1Tb〜0.5Tb また、構造体断面における動抑止剤層Aの周長Aは、
繊維強化樹脂層Bで構成される構造体断面の周長全体
/3以上に配置される。この配置状態は、連続でも不
連続でもよく、その加算長さが1/3以上であればよ
い。さらに、構造体の長さ方向においても、振動抑止
材Aは構造体の全体に配置しても一部に配置した構造で
もよい。
【0020】本発明のシャフトおよびフレーム構造体を
図面に沿って、さらに説明する。
【0021】図1は、振動抑止材層1の外側に繊維強化
樹脂層2を積層成形した例の断面図である。図2および
図3は、振動抑止材層1を構造体を構成する繊維強化樹
脂層2の断面周長に対して部分的に配置した例の断面図
である。
【0022】図4は、成形時にナイロンチューブの芯材
3の中に圧搾空気を注入して金型への賦型を行なった例
である。図5は、成形時に発泡性ウレタン組成物などの
芯材4を熱膨脹させ、その圧力で金型への賦型を行なっ
た例である。これら成形時の賦型のために使用される材
料は構造体の強度に寄与するものではない。
【0023】図6は、後述の実施例に示すように、テニ
スラケットフレーム5において、振動抑止材層1を繊維
強化樹脂層2で構成されるフレームの一部分に配置した
例である。
【0024】ただし、これらの図は代表的な構造例を示
すものであり、本発明のフレームおよびシャフト構造体
は、これらの構造に限定されるものではない。
【0025】
【実施例】次に実施例により本発明をさらに具体的に説
明する。
【0026】実施例1、比較例1 振動抑止材として、次の樹脂組成物を展延して硬化さ
せ、厚さ0.2mmのシート状物を作製した。
【0027】 (樹脂組成物) エポキシ樹脂 12.3部 (油化シェル社製:エピコート#815) ポリアミド樹脂 24.6部 (ヘンケル白水社製:バーサミド#125) オクタデシルグリシジルエーテル 8.1部 フェライト 55.0部 この樹脂シートの20℃における振動損失係数は0.0
4であった。
【0028】また、3号ダンベルを用いて測定した10
%伸長時応力は112Kg/cm2 であった。
【0029】この樹脂シートを裁断して、55×300
mmのサイズの振動抑止材シートを2枚作製した。この
シートを図6に示した配置とするために、ナイロン製チ
ューブの芯材に全周に巻きつけ、さらにその上に炭素繊
維とガラス繊維が50/50の比率で含有され、かつエ
ポキシ樹脂が重量比率で40%含浸されたプリプレグ
を、1.2mmの厚さに巻き付け、テニスラケット成形
用金型に仕込んだ後、これを130℃の加熱炉に入れ
た。樹脂が軟化した時点でナイロンチューブ内に圧搾空
気を注入し、2時間硬化させた後、成形品を金型より取
り出した。
【0030】この成形品のバリ取りをした後、ガット穴
開け、研磨、塗装、グリップ取付け、ガット張りなどの
加工をしてテニスラケットを作製した。
【0031】このラケットの強度特性として、グリップ
部に500g の荷重を取り付け、ヘッド部を下にして1
0フィートの高さから木製の床面に落下させた。この試
験を3回繰り返したがラケットには何の損傷もなかっ
た。
【0032】また、このラケットをヘッド部が下になる
ようにナイロン製テグスで宙吊りにし、グリップエンド
から8cm下の位置にピックアップを取付け、金属製ハン
マーでヘッド部の先端を叩いて、振動損失係数を測定し
たところ、共振周波数136Hzにおいて0.015であ
った。
【0033】一方、比較例1として、振動抑止材を挿入
しないで、上述プリプレグのみでラケットを作製し、同
様にして振動損失係数を測定したところ、共振周波数1
41Hzにおいて0.006であった。
【0034】上述の実施例1のラケットおよび比較例1
のラケットを使用して、硬式テニスボールを打ったとこ
ろ、実施例1のラケットは、ボールの反発性の面では、
比較例1のラケットと差がないにもかかわらず、手や肘
に伝わる不快な振動が大幅に軽減されていた。
【0035】実施例2、比較例2 実施例1と同様の組成物からなる厚さ0.17mmの振
動抑止材シート状物を、根元径12.3mm、先端径
4.0mm、長さ1150mmの鉄製の芯に1層全周
いた。この芯の上にエポキシ樹脂比率40%の一方向炭
素繊維プリプレグを繊維方向が、該芯材の長さ方向に対
して+45゜および−45゜に傾斜させて重ね、厚さ
0.85mmに巻き付け、さらにその上にプリプレグの
繊維方向が芯材の長さ方向に対して0゜になるようにし
て0.35mmの厚さに巻いた。さらに先端部は外径が
8.4mmになるように補強のために三角形のプリプレ
グを巻いた。
【0036】次に、この上に離型処理を施したポリエス
テルテープを均一に巻き付けた後、130℃の加熱炉に
入れ、2時間硬化させた。硬化後、脱芯、ポリエステル
テープを除去した後、成形品を111cmに切断し、さら
に表面研磨、塗装などの加工を行ない、ウッド用ゴルフ
シャフトを作製した。
【0037】一方、比較例2として、振動抑止材を使用
しない以外は、実施例2と同様にしてシャフトを作製し
た。
【0038】これらのゴルフシャフトを先端部が下にな
るようにナイロン製テグスで宙吊りにし、根元から5cm
の位置にピックアップを取付け、金属製ハンマーでシャ
フトの先端を叩いて、振動損失係数を測定したところ、
実施例2のシャフトは、共振周波数233Hzにおいて
0.010であった。一方、比較例2のシャフトは共振
周波数235Hzにおいて0.004であった。
【0039】また、曲げ強度を比較するため、シャフト
の先端部分40mmを固定し、固定部の端から200mmの
位置を支点にして根元部を押し下げ、支点から755mm
の位置における変位量を測定したところ、実施例2のシ
ャフトは585mm変位した時点で破壊が起きた。一方、
比較例2のシャフトは580mm変位した時点で破壊が起
きた。
【0040】これらのシャフトにメタルヘッドおよびゴ
ム製グリップを取付け、ウッドクラブを作製した。
【0041】これらのクラブを使用して、ツーピースタ
イプのゴルフボールを打ったところ、実施例2のクラブ
は比較例2のクラブに比べ手や肘に伝わる不快な振動が
大幅に軽減されていた。
【0042】実施例3、比較例3 実施例1と同様の組成物からなる厚さ0.25mmの振
動抑止材シートを、直径20mm、長さ60mmの鉄製
の芯に1層全周巻いた。その上にエポキシ樹脂比率40
%の一方向炭素繊維プリプレグを繊維方向が芯材の長さ
方向に対して+45゜および−45゜に重ね、厚さが
2.0mmになるように巻いた。
【0043】次に、この上に離型処理を施したポリエス
テルテープを均一に巻き、130℃の加熱炉に入れ、2
時間硬化させた。引続き、脱芯、ポリエステルテープを
除去した後、成形品を580cmに切断、さらに表面研
磨、塗装などの加工を行ない、自転車用ハンドルを作製
した。
【0044】一方、比較例3として、振動抑止材を使用
しない以外は、実施例3と同様にしてシャフトを作製し
た。
【0045】これらのハンドルを取りつけた自転車で舗
装道路を走行したところ、実施例3のハンドルは、比較
例3のハンドルを取付けた自転車に比べ、手に伝わる微
振動が明らかに軽減されていた。比較例4 実施例1において、振動抑止材層を挿入しないで、プリ
プレグのみでラケットを作製し、該ラケットフレーム内
に発泡硬質ポリウレタンを圧入した。 このラケットの振
動損失係数を測定したところ、共振周波数136Hzにお
いて、0.007の振動損失係数を示した。 また、この
ラケットと実施例1のラケットを使用して硬式テニスボ
ールを打ったところ、実施例1のラケットに比して比較
例2のラケットは、手や肘に伝わる不快な振動が著しく
大きいものであった。
【0046】
【発明の効果】本発明は、打撃、摩擦、路面の凹凸、駆
動源の振動伝播などによって惹起される振動を効果的に
低減させる機能を有する、シャフトおよびフレーム構造
体を提供することができる。
【0047】本発明の構造体からなるラケット、ゴルフ
シャフト、自転車などは、それらの使用時に問題となる
不快な振動を軽減し、快適なプレーを楽しむことができ
る。また、手首や肘への負担を小さくできることから、
従来困難であった長時間のプレーも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】この図は本発明のシャフトおよびフレーム構造
体の一例を示す模式図である。
【図2】この図は本発明のシャフトおよびフレーム構造
体の一例を示す模式図である。
【図3】この図は本発明のシャフトおよびフレーム構造
体の一例を示す模式図である。
【図4】この図は本発明のシャフトおよびフレーム構造
体の一例を示す模式図である。
【図5】この図は本発明のシャフトおよびフレーム構造
体の一例を示す模式図である。
【図6】この図は本発明のシャフトおよびフレーム構造
体の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
1:振動抑止材 2:繊維強化樹脂 3:ナイロンチューブ 4:発泡ポリウレタン樹脂 5:テニスラケットフレーム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B62K 3/02 B62K 3/02 (56)参考文献 特開 昭51−141045(JP,A) 特開 昭53−48315(JP,A) 特開 昭62−280035(JP,A) 特開 平1−178526(JP,A) 特開 平2−169637(JP,A) 実願 昭61−173069号(実開 昭63− 78719号)の願書に添付した明細書及び 図面の内容を撮影したマイクロフィルム (JP,U)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中空の繊維強化樹脂層の最内層に、常温
    における振動損失係数が0.01以上である、合成樹脂
    と無機充填材からなる樹脂組成物で構成された振動抑止
    材層を設け、かつ、該振動抑止材層が構造体断面の周長
    の少なくとも1/3にわたって配置されていることを特
    徴とするシャフトおよびフレーム構造体。
  2. 【請求項2】 該構造体が、テニス、バドミントン、ス
    カッシュなどのラケットの少なくとも一部である請求項
    1記載のシャフトおよびフレーム構造体。
  3. 【請求項3】 該構造体が、ゴルフシャフトの少なくと
    も一部である請求項1記載のシャフトおよびフレーム構
    造体。
  4. 【請求項4】 該構造体が、自転車、オートバイなどの
    主たる構造の少なくとも一部である請求項1記載のシャ
    フトおよびフレーム構造体。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0558164U (ja) * 1992-01-20 1993-08-03 チン サン ユー 改良されたラケットフレーム
JP2526923Y2 (ja) * 1992-09-22 1997-02-26 住友ゴム工業株式会社 ゴルフクラブヘッド
US5975551A (en) * 1997-07-18 1999-11-02 Montague Corporation Folding frame bicycle
JP2002282394A (ja) * 2002-02-15 2002-10-02 Sumitomo Rubber Ind Ltd ラケットフレームの製造方法及びラケットフレーム
JP2007054232A (ja) * 2005-08-24 2007-03-08 Yonex Co Ltd ラケット
JP2008237373A (ja) * 2007-03-26 2008-10-09 Mrc Composite Products Co Ltd ゴルフクラブシャフトとそのシャフトの製造方法
JP5948082B2 (ja) * 2012-02-27 2016-07-06 ヨネックス株式会社 テニスラケット

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51141045A (en) * 1975-05-30 1976-12-04 Nippon Gakki Seizo Kk Method of producing tennis racket
JPS61173069A (ja) * 1985-01-24 1986-08-04 三洋電機株式会社 断熱箱体の製造方法

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