JP3710047B2

JP3710047B2 - End cap and racket frame to which the end cap is attached

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Publication number: JP3710047B2
Application number: JP2000017363A
Authority: JP
Inventors: 邦夫丹羽; 十美男熊本
Original assignee: Ｓｒｉスポーツ株式会社
Priority date: 2000-01-26
Filing date: 2000-01-26
Publication date: 2005-10-26
Anticipated expiration: 2020-01-26
Also published as: FR2804038B1; JP2001204854A; FR2804038A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、硬式テニス、軟式テニス等のラケットフレームに取り付けられるエンドキャップおよび、該エンドキャップを取り付けたラケットフレームに関し，詳しくは，繊維強化樹脂製あるいは金属からなるラケットフレームのグリップ後端に取り付けられるエンドキャップを改良し、ラケットフレームの重量を増加することなく、特に、プレーヤーが把持するグリップ部分の振動吸収性・衝撃吸収性を改善するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年，ラケットフレームは繊維強化樹脂が，その軽量性，高剛性，高強度，耐久性等の特徴を生かして主流となっている。その他に、アルミ合金、チタン合金を材料としたラケットフレームの開発も進んでいる。
通常，ラケットフレームは炭素繊維のような高強度，高弾性率の繊維で強化された熱硬化性樹脂から一体的に成形されている。あるいは軽合金チューブをフレーム形状に加工したものを、熱処理後にプラスチックによる連結部を固定することで形成されている。これらの材料は剛性が高く優れたものであるが，衝撃を受けた時に振動が発生しやすく、プレーヤーにテニスエルボー等を与えやすい問題がある。
【０００３】
上記熱硬化性樹脂を用いたものに対して、強化用繊維として連続繊維を使用した繊維強化熱可塑性樹脂製のラケットフレームも提供されている。このラケットフレームは熱可塑性樹脂の持つ靭性の高さを反映して，前記した熱硬化性樹脂製ラケットフレームやアルミ等の軽合金ラケットフレームでは得られなかった耐衝撃性や振動減衰性等を得ることができる。しかしながら、一般に熱可塑性樹脂は熱硬化性樹脂に比較し，弾性率の環境依存性が大きく，ラケットフレームは使用環境により，剛性等の特性が変化しやすいという欠点がある。
【０００４】
さらに、昨今は益々ラケットの軽量化への要請が著しく、２５０ｇ以下のラケットが提供され、更には２３０ｇ以下のラケットも検討されている。このように、軽量になればなるほど、衝撃吸収性・振動減衰性の改善が望まれるようになっている。しかしながら、振動減衰性、衝撃吸収性を改善するために、重量増加が大きくなれば、軽量化と振動減衰性・衝撃吸収性の両立ができないことになる。
【０００５】
この種の振動減衰性を改善するラケットとして、ラケットフレームに部分的に重量を配置し、フレームの振動に同期させることでフレームの振動を抑制し、動吸振器（ダイナミックダンパー）の機能を利用した構造を持つラケットフレームが提案されている。
【０００６】
例えば、特開昭６２−１９２１８２号においては、ラケットフレーム本体に、自由端部に質量体が取着されたロッドを粘弾性部材で支持してなる振動吸収体を設置したラケットフレームの振動吸収装置を、ラケットフレーム本体に取り付けたものが提案されている。上記振動吸収装置は、打球時に動吸振器のロッドが共振して上下運動し、この運動に伴って低反発性ゴムに圧縮及びせん断変形を起こさせて、振動エネルギーを熱発散させ、振動の減衰を行うものである。
また、特開昭４９−５２０３０のテニスラケットでは、１００Ｈｚ前後の振動に着目し、動吸振器をラケットフレームの振動の腹の位置に配置している。
【０００７】
【発明が解決しょうとする課題】
前記特開昭６２−１９２１８２号に開示されたラケットフレームの振動吸収装置は、ラケットフレームの１次振動、あるいは２次振動のいづれかとしか共振させることしかできない。ラケットフレームの振動モードは、多自由度であり、複雑であるにも係わらず、上記振動吸収装置では特定の振動数しか吸収できず、かつ、ラケットフレームの振動モードには、面内振動もあるが面内振動の共振は困難であり、吸収できない。さらに、上記振動吸収装置をラケットフレームに設置すると、重量が増加する問題もある。また、上記振動吸収装置をラケットフレームに取り付けてテストした結果、振動吸収装置のロッドがフレーム内壁に当たり、実際には、所期の目的とは逆に、大きな振動を感じる結果となった。
【０００８】
一方後記の特開昭４９−５２０３０のテニスラケットでは、１００Ｈｚ前後の振動を吸収するようにされているが、それ以外の振動については考慮されていない。また、動吸振器に重量が必要となり、ラケット全体は重くなる。かつ、グリップエンドから動吸振器が出ている場合、打球時に動吸振器が身体に当たりやすくなる等の問題等がある。
【０００９】
このように、従来提案されている動吸振器の機能をラケットフレームに付加したものは、いずれも、ラケットの特定の振動モードの減衰にしか寄与せず、ラケットの振動特性との最適なマッチングが困難であり、かつ、重量増加が生じる等の問題があった。
【００１０】
本発明は上記した問題に鑑みてなされたもので、ラケットの各種振動モードに対応できる動吸振器を、重量を増加することなく、ラケットフレームに取り付け、かつ、該動吸振器がボール打球時のプレーヤーの腕・肘に伝わる衝撃も吸収できるようにすることを課題としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、ラケットフレームのグリップ部の後端（ラケットエンド）に装着されるエンドキャップに着目し、該エンドキャップを動吸振器の機能を持たせるようにしている。即ち、ラケットフレームの各種モードの振動（面外一次、二次振動および面内振動）の腹に位置となるグリップエンドに装着するエンドキャップの形成材料を、各種モードの振動と共振する材料とし、特に、エンドキャップの蓋部に可撓性を持たせて、蓋部の振動により動吸振器としての機能を持たせ、振動減衰性および衝撃吸収性を高めている。また、ラケットフレームに動吸振器を付加せず、エンドキャップ自体を動吸振器としていることにより、軽量化と振動減衰性および衝撃吸収性向上の両立を図っている。
【００１２】
即ち、本発明は、ラケットフレームのグリップ後端外周面に外嵌される筒部と、グリップ後端面をカバーする蓋部とからなり、
ラケットフレームの面外一次、二次振動および面内振動の腹の位置となるグリップ後端の振動と共振する動吸振機能を有する熱可塑性ポリウレタン、スチレン系エラストマー，アイオノマー、水添イソプレンースチレン樹脂、ポリスチレンブロックとビニルポリイソプレンブロックを有するトリブロック共重合体単体あるいはその混合物から選択されると共に、周波数１０Ｈｚ、温度５〜１５℃の範囲内のいずれかの温度の条件下で測定された複素弾性率が３×１０⁷〜５０×１０⁸ｄｙｎ／ｃｍ²の範囲の材料で形成していることを特徴とするエンドキャップを提供している。
【００１３】
また、本発明は、ラケットフレームのグリップ後端外周面に外嵌される筒部と、グリップ後端面をカバーする蓋部とからなり、
ラケットフレームの面外一次、二次振動および面内振動の腹の位置となるグリップ後端の振動と共振する動吸振機能を有する材料からなり、該材料は周波数１０Ｈｚ、温度５〜１５℃の全範囲内の複素弾性率が３×１０⁷〜５０×１０⁸ｄｙｎ／ｃｍ²の範囲で且つ同一条件下で測定された粘弾性損失係数がｔａｎδが０．１〜２．３の範囲内であることを特徴とするエンドキャップを提供している。
【００１４】
粘弾性測定時において、温度条件を５〜１５℃の範囲に特定する理由は、粘弾性測定の経験則である周波数−温度換算則に起因する。この経験則では、周波数１オーダーが、温度１０℃に相当すると考えられる。ラケットフレームの面外１次振動は１００〜２００Ｈｚであり、面外２次振動は４００〜５００Ｈｚ程度となる。さらに、面内振動はストリングテンションに影響を受け、３００〜８００Ｈｚの範囲となる。従って、室温よりも、１０〜２０℃低下した、５〜１５℃に着目するものである。
【００１５】
よって、エンドキャップの形成材料を、周波数１０Ｈｚ、５〜１５℃の領域における条件下で粘弾性測定された複素弾性率を３×１０^７〜５０×１０^８ｄｙｎ／ｃｍ^２、好ましくは１．０×１０⁸〜３０×１０^８ｄｙｎ／ｃｍ^２の範囲に設定すると、エンドキャップをラケットフレームの各種振動モードの振動に合わせて、共振させることが可能となる。なお、複素弾性率が上記範囲より外れるとラケットフレームの各種振動モードの振動に共振しにくくなる。
【００１６】
また、エンドキャップの材料を、上記のように、５〜１５℃の領域における、１０Ｈｚによる粘弾性測定の損失係数であるｔａｎδを０．１〜２．３、好ましくは０．３〜２．０の範囲内としている。これは、ラケットでボールを打球する際に発生する強制振動は１００〜１０００Ｈｚの範囲内といえる。従って、上記温度範囲のｔａｎδを、０．１〜２．３の範囲とすることで、衝撃により発生する力（加速度）を効率的に抑制することが可能となる。なお、ｔａｎδを０．１未満であると振動の減衰が悪くなり、２．３を越えるとプレーヤーが把持した時のしっかり感がなくなる。
【００１７】
フレームの振動に関する伝達関数と上記複素弾性率、損失係数の関係を、図１３に示す。該図１３中において、（Ａ）はフレーム本体の振動を示し、（Ｂ）は複素弾性率を本発明の範囲としたエンドキャップを取り付けた時の振動を示し、（Ｃ）は複素弾性率および損失係数を本発明の範囲内としたエンドキャップを取り付けた時の振動を示す。（Ａ）の強度比（ｄＢ）が大きく且つピークが鋭く、よって、振動が止まりにくく振動が減衰されにくい。これに対して、（Ｂ）の強度比（ｄＢ）が小さくなり、ピークも分散して振動が止まりやすくなり、振動減衰性が改善されている。さらに、（Ｃ）の強度比（ｄＢ）が非常に小さくなり強度が弱く、鋭いピークが無くなっているため振動減衰性が大幅に改善されている。この関係より、エンドキャップの複素弾性率を本発明の範囲内とすると振動減衰性を高めることができ、さらに、複素弾性率と損失係数とを本発明の範囲内とすると振動減衰性が大幅に高められることとなる。
【００１８】
エンドキャップは、一般的にプレーヤーにとって、掌に当たる部分に位置するものであり、所定の振動数におけるｔａｎδを増加させることで、衝撃吸収性を大きく増加することが可能となり、プレーヤーに伝わる衝撃を緩和できる。
【００１９】
上記エンドキャップの蓋部の肉厚は０．３〜６．０ｍｍの範囲内（より好ましくは２．０〜５．０ｍｍの範囲内）であり、この範囲内で一定あるいは部分的に変えている。
上記蓋部の肉厚と複素弾性率とにより、蓋部の剛性が特定でき、ラケットフレームの振動に合わせた動吸振器として機能させることができる。即ち、蓋部の厚みが上記範囲を越えると動吸振器の能力が低下するばかりでなく、厚みが大きくなると重くなる問題もある。また、上記範囲よりも薄いと破損しやすくなり、強度上好ましくない。
【００２０】
上記エンドキャップは筒部と蓋部とが一体成形されたものでも良いし、別体として形成され、着脱自在に結合されるものでもよい。この別体としたエンドキャップの場合、蓋部は上記複素弾性率を有する材料より形成しているが、筒部は他の材料より形成してもよい。
【００２１】
上記蓋部の一部に、１個あるいは複数個の貫通孔を設けていることが好ましい。このように貫通孔を設けることにより、蓋部をより撓みやすくして、ラケットフレームの振動に共振させやすくすることができ、動吸振器としての機能を促進させることができる。また、貫通孔の形状は、ラケットフェイス面と平行線を軸として非線対称とすることも好ましい。非線対称にすることにより、蓋部の振動は、プレートに対し垂直方向ばかりでなく、ねじれ挙動を伴う振動も発生させることができる。その結果、ラケットフレームの多自由度な（複雑な）振動モードに対応させることが可能となる。
【００２２】
さらに、蓋部にφ１〜４ｍｍ、長さ３〜２０ｍｍの内側に突出する突起を設けてもよい。このように突起を設けると、重量を大きく増加することなく、ねじれ挙動を促進することが可能となる。さらに、この突起の位置は、蓋部の中心位置を外すことで、蓋部のねじれ振動を促進することができる。
【００２３】
さらにまた、上記蓋部に、１〜３ｇの集中重量部分を設けてもよい。具体的には、比重の大きな物を蓋部に埋設して集中重量部分を設けることが好ましい。
なお、重量が３ｇを越えると、蓋部の振動がフレームの振動数に合わなくなる一方、１ｇ未満ではねじれ挙動を促進することができなくなるためである。
【００２４】
上記エンドキャップの形成材料としては、下記のものが挙げられる。
(1)熱可塑性ポリウレタン（例えば、ＩＣＩポリウレタン社商品名「Ａｖａｌｏｎ９０ＡＢ」）
(2)スチレン系エラストマー
(3)アイオノマー（例えば、三井デュポン社商品名「ハイミラン１６０５」「ハイミラン１７０２」）
(4)水添イソプレン−スチレン樹脂（例えば、クラレ社商品名「ＳＥＰＴＯＮ２０５３」）
(5)天然ゴム，ブチルゴム，アクリロニトリルブタジエン等をベースとした配合ゴム
具体的には、１００部のゴム材に対しポリスチレンとビニールポリイソプレンが結合したブロック共重合体を５〜８０部の範囲で添加し、このポリスチレンとビニールポリイソプレンが結合したブロック共重合体（例えば、クラレ社の商品名「ハイブラー」）さらに、
上記ポリスチレンとビニールポリイソプレンが結合したブロック共重合体に限らず、その他にも各種の熱可塑性樹脂（例えば、住友ヂュレズ社商品名「スミライトレジンＰＲ−１２６８６」）
また、添加物としては他にエチレンとシクロペンタジエンからノルボーネンを合成し、このノルボーネンを開環重合して得られる主鎖に五員環と二重結合を持ったポリマー構造に、多量の伸展油を加えたゴム状油展ポリマーを加えるたものでもよい。
(6)ポリスチレンブロックとビニル−ポリイソプレンブロックとを有するトリブロック共重合体（例えば、クラレ社商品名「ハイブラー」）単体、あるいはその混合物。混合物としては、マイカ・炭酸カルシウム等の無機充填剤やポリスチレン、ポリプロピレン、ＨＤＰＥ、ＥＶＡ、ＡＢＳ等とのポリマーブレンドしたもの。
(7)カシュー変性フェノール樹脂（例えば、住友ヂュレズ社商品名「スミライトレジンＰＲ−１２６８７」）
(8)エステル系ポリマー、ハロゲン系ポリマーをはじめとする複数のポリマーからなるポリマーアロイ型の材料（例えば、東ソー社商品名「エラステージ」）
(9)熱可塑性樹脂やゴムを改質した配合物。
例えば、ポリ塩化ビニール，ポリエチレン，ポリプロピレン，エチレン酢酸ビニル共重合体，ポリメタクリル酸メチル，ポリフッ化ビニリデン，ポリイソプレン，ポリスチレン，スチレン−ブタジエン−アクリロニトリル共重合体，スチレン−アクリロニトリル共重合体，ＮＢＲ，ＳＢＲ，ブタジエンゴム，天然ゴム，イソプレンゴム等の高分子材料、および、これらをブレンドしたものを主成分として、マイカ，ガラス片，グラスファイバー，カーボンファイバー，炭酸カルシウ，バーライト，沈降硫酸バリウム等の物質や腐食防止剤，染料，酸化防止剤，安定剤，湿潤剤などを必要に応じて添加した配合物。
(10)ポリマーに活性成分が添加された配合物
活性成分とは、それ自体の双極子モーメント量が大きい物質、又はそれ自体の双極子モーメント量は小さいが添加されることによって母材の双極子モーメント量を増大する物質を意味する。好適な活性成分としてはシクロヘキサン、ベンゾチアゾール、ジシクロヘキシルアミン、シクロヘキシルアニリン、高級脂肪酸等が挙げられ、これらは単独で用いられてもよく、また、２種以上が併用されてもよい。活性成分が添加されたポリマーの具体例としては、塩素化ポリエチレン変性材料（例えば、シーシーアイ社商品名「ユレナイン」「ダイポルギーフィルム」）
【００２５】
また、本発明は、上記したエンドキャップを取り付けたラケットフレームを提供している。このエンドキャップを採用するラケットフレームとしては、特に、通常では振動減衰性の向上が困難である軽量のラケットフレームに特に好適である。但し、あまりに軽量すぎた場合は、振動減衰性の向上にも限界がある。具体的には、重量（ストリングを除いた質量）が１８０ｇ以上３０５ｇ以下のラケットフレームに好適に適用できる。また、本発明は、ラケットフレーム全体としての固有振動数とハンドル部材の固有振動数の調整が容易であるとの観点から、その全長が６６０ｍｍから７３７ｍｍのラケットフレームに好適も用いられる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わるエンドキャップおよび該エンドキャップを装着したラケットフレームの実施形態を図面を参照して説明する。
【００２７】
図１に示すように、ラケットフレームは、ヘッド部１、スロート部２、シャフト部３、グリップ部４およびヨーク部５を備え、グリップ部４の後端開口にエンドキャップ１０が取り付けられる。上記ヘッド部１、スロート部２、シャフト部３およびグリップ部４を構成するフレーム本体８は、繊維強化樹脂製の中空パイプからなる。
【００２８】
図２（Ａ）（Ｂ）は第１実施形態のエンドキャップ１０を示す。該エンドキャップ１０は、グリップ部４の後端外周面に外嵌する八角状の筒部１１と、グリップ４の後端開口を閉鎖する八角形状の蓋部１２とからなり、本実施形態のエンドキャップ１０では筒部１１と蓋部１２とを一体成形している。
【００２９】
上記エンドキャップ１０は、周波数１０Ｈｚ、温度５〜１５℃の範囲の温度の条件下で測定された複素弾性率Ｅ＊が３×１０^７〜５０×１０^８ｄｙｎ／ｃｍ^２で、同一条件したで測定された粘弾性損失係数がｔａｎδが０．１〜２．３の範囲内である材料より成形している。該材料としては、前述した(1)乃至(10)のうちから１種あるいは複数種を配合したものから成形している。
【００３０】
上記蓋部１２は、グリップ部４の端面と当接する外周部の肉厚は厚くして厚肉部１２ａとしているが、それ以外の部分は薄肉部１２ｂとして段差１２ｃを設けている。この段差１２ｃの対向部には内面に突出する突起１２ｄを設け、これら突起１２ｄをグリップ部４の開口に内嵌させるようにしている。蓋部１２は、厚肉部１２ａと薄肉部１２ｂの厚さを、１．０〜６．０ｍｍの範囲内としている。上記突起１２ｄは突出量を３〜２０ｍｍの範囲内としている。
【００３１】
蓋部１２のグリップ開口を閉鎖する薄肉部１２ｂには、１個あるいは複数個の貫通孔１３を設けている。第１実施形態では、ヘッド部１で囲まれるフェイス面Ｓと平行線を軸Ｌを対称軸として、上方Ｘ、下方Ｙに、一対の貫通孔１３ａ、１３ｂを設けている。これら２個の貫通孔１３ａと１３ｂとは、中央に楕円形状の閉鎖部１４を残しているため内側は曲線状であり、外側は外形の八角と平行な多角形状としている。以下、図２に示す形状を（Ａ）形状と称す。
【００３２】
筒部１１の肉厚は０．３〜６ｍｍの範囲とし、グリップ部４の外周面に密嵌するように、縮径させている。この筒部１１と蓋部１２とからなるエンドキャップ１０は、グリップ部４の外周面に筒部１１を嵌合させると共に蓋部１２の突起１２ａを内嵌させて取り付け、その後、ウレタンテープ（図示せず）を巻きつけてフレーム本体８に固着している。
【００３３】
このように、本発明のエンドキャップ１０は貫通孔１３を設けて軽量化を図っており、従来の動吸振器の機能を持たせたラケットフレームが質量付加材を取り付けて重量を付加しているのと逆の構成となる。本発明のように、エンドキャップ１０に貫通孔１３を設けて重量を軽減すると、撓みやくなり、かつ、エンドキャップの形成材料をフレーム本体の各種振動モードの振動と共振しやすい材料としているため、エンドキャップを動吸振器として有効に作用させ、軽量化と振動減衰性、衝撃吸収性の向上とを両立させることができる。
【００３４】
図３乃至図７は蓋部１２に設ける貫通孔１３の形状および位置をかえた第１実施形態の変形例を示す。図３〜図７の蓋部１２の形状を（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）（Ｆ）と称する。
【００３５】
図３に示す（Ｂ）の形状は、Ｘ形状の貫通孔１３を１つ設け、その交差部を蓋部１２の中心に位置させている。
図４に示す（Ｃ）形状は、蓋部１２の上下に軸Ｌを挟んで対称に、蓋部１２の外形に平行な３辺からなる貫通孔１３ａ、１３ｂを設けている。
図５に示す（Ｄ）形状は、蓋部１２の中央に八角状の貫通孔１３ａ内に、下方から四角枠部１３ｃを突出させた形状で、該四角枠部１３ｃ内に長方形状の貫通孔１３ｄを設けた形状としている。
【００３６】
図６に示す（Ｅ）形状は八角枠形状の貫通孔１３ａの一辺に外周部から連結部１３ｅを突設し、八角枠状の貫通孔１３ａに囲まれた中央部１３ｆに連結した形状としている。
図７に示す（Ｆ）形状は、軸Ｌを挟んで左右両側に外形に平行な３辺からなる貫通孔１３ａ、１３ｂを設けた形状としている。
【００３７】
上記（Ｄ）（Ｅ）（Ｆ）は軸Ｌを挟んで上下が非線対称としており、このように、非線対称とすると、ねじれを伴う振動を発生させることができ、フレーム本体の多自由度の複雑な振動モードにも対応して、共振させることができる。
【００３８】
図８は第２実施形態を示し、蓋部１２には貫通孔を設けていない。但し、第１実施形態と同様に、蓋部１２の外周は厚肉とし、内部は薄肉としている。
【００３９】
図９は第３実施形態を示し、蓋部１２には貫通孔を設けていないが、内側に突出する突起１４を多数設けている。この突起１４はφ１〜４ｍｍ、突出量を３〜２９ｍｍとしている。該突起１４は軸Ｌを挟んで上方と下方とでは数を相違させて、ねじれ振動を発生させるようにしている。
【００４０】
なお、前記図２〜図７に示す貫通孔１３を設けると共に、所要の位置に突起１４を設けても良いことは言うまでもない。即ち、図１０は第４実施形態を示し、蓋部１２には貫通孔１３を設けると共に、内面側に突出する突起１４を設けている。
【００４１】
図１１は第５実施形態を示し、蓋部１２には貫通孔１３を設けると共に、タングステン等からなる集中重量物１６を軸Ｌより上部内面に付着している。なお、突起も設けてもよい。
【００４２】
以下、本発明のラケットフレームの実施例１乃至１１および比較例１乃至３について詳述する。なお、実施例、比較例とも、ラケット形状、長さ、フェイス面積は同一とした。ラケットフレームの最大厚みを２８ｍｍ、長さを２８インチ、フェイス面積を１１５平方インチとした。
【００４３】
（実施例１）
６６ナイロン製チューブに直径１４ｍｍのマンドレルを通し、ナイロンチューブの上からエポキシ樹脂含浸カーボン繊維プリプレグ（東レ社の商品名「Ｔ８００、Ｐ２０５３−１２」、レジンコンテンツ３０％）を積層して積層体を得た。この際、プリプレグの繊維角度を０゜、２２゜、３０゜及び９０゜とした。この積層体と、ヨーク部材とをラケットフレーム形状のキャビティを備えた金型に配置し、ヨークとの連結部にはＣＦプリプレグを巻き付けて１５ｇ補強した。この状態で、型締めをして、ナイロンチューブの内圧を６９Ｎ／ｃｍ²としつつ、１５０℃で４０分間加熱して、成形体を得た。なお、ヨーク部は、エポキシ樹脂含浸カーボン繊維プリプレグをポリスチレン樹脂に巻き付けて、同時に成形した。成形したローフレームの重量は１６７ｇとした。
【００４４】
エンドキャップは、材料としてクラレ社「ハイブラーＨＶＳ−３」１００重量％に、マイカ２５重量％を混合したものを用いた。この材料を射出成形してエンドキャップを成形した。エンドキャップの蓋部は上記（Ｅ）の形状とした。該蓋部の厚さは筒部を除き４．２ｍｍとした。また、蓋部の内面の下端辺から上端辺にかけて２／３の位置に、φ２．５ｍｍ、長さ１０ｍｍの突起を設けた。
【００４５】
（実施例２）
エンドキャップの蓋部を（Ｄ）の形状とし、実施例１の突起と同一位置に２ｇのタングステンを配置した以外は、実施例１と同様とした。蓋部に突起は設けていない。
（実施例３）
エンドキャップの蓋部を（Ｆ）の形状とし、突起を設けていないこと以外は実施例１と同様とした。
（実施例４）
エンドキャップの蓋部の形状を（Ｃ）に変更したこと以外、実施例３と同様とある。
（実施例５）
エンドキャップの蓋部の形状を、（Ｇ）に変更したこと以外、実施例１と同様である。
（実施例６）
エンドキャップの蓋部の形状を、（Ｇ）に変更したこと以外、実施例２と同様である。
（実施例７）
エンドキャップの材質に、ポリエステル系ポリウレタンの「ＡＶＡＬＯＮ９０」を使用し、蓋部の厚みを４．５ｍｍとしたこと以外、実施例１と同様である。
（実施例８）
エンドキャップの材質に、東ソー「エラステージＩＯ４２」を使用し、蓋部の厚みを２．３ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様である。
（実施例９）
エンドキャップの蓋部の形状を（Ｇ）とし、蓋部の厚みを６．４ｍｍとしたこと以外は実施例３と同様である。
（実施例１０）
エンドキャップの蓋部の形状は（Ｇ）とし、蓋部の厚みを０．７ｍｍとしたこと以外は実施例３と同様である。
（実施例１１）
ローフレームの重量を１３７ｇとしたこと以外は実施例１と同様で、、ストリングを含まず、エンドキャップを装着したラケット製品の重量を１９４ｇとした。
【００４６】
（比較例１）
エンドキャップの材質を、アトケム社の「ＰＥＢＡＸ６３３３」を使用したこと以外、実施例９と同様である。なお、このエンドキャップの材質は、従来、エンドキャップの材質として一般に用いられているものである。
（比較例２）
エンドキャップの材質を、シリコンゴムを使用したこと以外、実施例９と同様である。エンドキャップの材質のシリコンゴムは一般にエンドキャップに用いられている材質よりも柔らかいものである。
（比較例３）
ローフレーム重量を１３８ｇとしたこと以外、比較例１と同様である。
【００４７】
上記実施例および比較例のエンドキャップの重量およびエンドキャップを取り付けたテニスラケットの重量は下記の表１に示す通りであった。また、使用したエンドキャップの材料の複素弾性率Ｅ＊，粘弾性損失係数ｔａｎδも下記の表１に示す通りであった。
【００４８】
【表１】

【００４９】
表１に示すように、実施例１〜１１、比較例１〜３のテニスラケットの面外１次振動減衰率、面外２次振動減衰率、面内振動減衰率および肘加速度（Ｇ）を測定した。
【００５０】
（面外一次振動減衰率の測定）
各ラケットフレームに、ストリング（バボラ社の商品名「ＶＦインターナショナルツアー」）を縦糸５５１ｂ、横糸４８１ｂの張力で張設した。ストリングを張設するのは、バンパー、グロメット等の付属品をラケットフレームに密着させるためである。これらの付属品がラケットフレームに密着していないと、異常な共振の発生により本来の測定ができなくなることによる。
このラケットフレームを図１２（ａ）に示すようにヘッド部１の上端を紐５１で吊り下げ、ヘッド部１とスロート部２との一方の接合部に加速度ピックアップ計５３をフレーム面に垂直に固定した。この状態で、図１２（ｂ）に示すように、ヘッド部１とスロート部２の他方の接合部をインパクトハンマー５５で加振した。インパクトハンマー５５に取り付けられたフォースピックアップ計で計測した入力振動（Ｆ）と加速度ピックアップ計５３で計測した応答振動（α）をアンプ５６Ａ、５６Ｂを介して、周波数解析装置５７（ヒューレットパッカード社製、ダイナミックシングルアナライザーＨＰ３５６２Ａ）に入力して解析した。解析で得た周波数領域での伝達関数を求め、ラケットフレームの振動数を得た。振動減衰比（ζ）は下式より求め、面外一次振動減衰率とした。測定は、５個のラケットフレームについて測定し、その平均値を上記表１に示す。
【００５１】
ζ＝（１／２）×（△ω／ωｎ）
Ｔｏ＝Ｔｎ／√２
【００５２】
（面外２次振動減衰率の測定）
上記のようにストリングが張設されたラケットフレームを図１２（ｃ）に示すようにヘッド上端を紐５１で吊り下げ、スロート部２とシャフト部５との連続点に加速度ピックアップ計５３をフレーム面に垂直に固定した。この状態で、加速度ピックアップ計５３の裏側のフレームをインパクトハンマーで加振した。そして、面外１次振動減衰率と同等の方法で減衰率を算出し、面外２次振動減衰率とした。各実施例および比較例の５個のラケットフレームについて測定された平均値を、上記表１に示す。
【００５３】
（面内振動減衰率の測定）
上記のようにストリングが張設されたラケットフレームを図１２（ｄ）に示すようにラケットを下向きとし、シャフト部３とスロート部２との合流点を紐５１で吊り下げ、ヘッド部１の最大幅位置の一側に加速度ピックアップ計５３をフレーム面（フェイス面Ｓ）に平行となるように固定した。この状態で、スロート部３をインパクトハンマーで加振した。そして、面外１次振動減衰率と同等の方法で減衰率を算出し、面内２次振動減衰率とした。各実施例および比較例の５個のラケットフレームについて測定された平均値を、上記表１に示す。
【００５４】
（肘での衝撃加速度測定）
上記図１２に示す振動測定に用いる周波数解析装置及び加速度ピックアップを用い、プレーヤーの肘の骨部分に加速度ピックアップを取り付けた。プレーヤーには、ボール打球直前までラケットを手で保持し、静止させていた。右掌の左下部分にエンドキャップが当たるように保持した。この状態で、フェイス面の中央に３０ｍ／ｓｅｃの速度で、ボールをぶつけた時の肘の加速度を計測した。時間に対する加速度を測定し、加速度の最大ピークを読みとった。各実施例および比較例の５個のラケットフレームについて測定された平均値を、上記表１に示す。
【００５５】
表１に示すように、実施例１〜１２のラケットは重量１９４ｇ〜２２６ｇと軽量化を保持しながら、面外１次振動減衰率が１．０９〜０．６３と高く、従来一般に用いられているエンドキャップを取り付けた比較例１、比較例３の面外１次振動減衰率の０．３１、０．３０と比較しても相当に高くなっていた。同様に、面外２次振動減衰率も１．４１〜０．６３と高く、比較例１，３の面外２次振動減衰率の０．４０、０．３７と比較しても相当に高くなっていた。さらに、面内振動減衰率も１．５８〜０．７５と高く、比較例１、３の面内振動減衰率の０．３９、０．３６と比較しても相当に高くなっていた。特に、最も軽量な実施例１１が面外１次、２次および面内振動減衰率が高くなっており、軽量化する程、振動減衰率が高くなることが認められた。これに対して比較例１、３では軽量化した比較例３の方が比較例１よりも振動減衰率が低くなっており、軽量化すると振動減衰率が悪くなることが認められた。また、比較例２のエンドキャップを柔らかいシリコンで形成した場合も、面外１次、２次および面内振動減衰率とも比較例１、３と比べて若干高くなっているが、実施例１〜１１と比較すると低くなっており、単に柔らかい材料でエンドキャップを形成しただけでは振動減衰機能を改善する効果が低いことが認められた。
【００５６】
また、プレーヤの肘に与える衝撃についても、肘加速度の測定値に示されるように、実施例７、８を除き、１．１〜１．６の範囲で小さく、実施例７、８も４．６，３．５と比較例１〜３の８．６〜１２．８に比べて飛躍的に減少している。この結果から、本発明のエンドキャップを用いるとプレーヤに与える衝撃を緩和できることが確認できた。
【００５７】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、本発明のエンドキャップは、その自体が動吸振器の機能を果たし、ラケットフレームの振動を減衰し、衝撃を吸収することができる。特に、エンドキャップの材質をラケットフレームが打球時に発生する各種振動モード（面外１次振動、面外２次振動、面内振動）の振動に共振できる材質としているために、あらゆる振動に対して振動減衰性および衝撃吸収性を高めることができる。
【００５８】
また、従来はラケットフレームに動吸振器を付加する場合には、重量が増加する問題があるが、本発明ではエンドキャップ自体を動吸振器として機能させているために重量の増加はない。さらに、エンドキャップの蓋部に貫通孔を設けて重量軽減を図ると、より振動吸収性、衝撃吸収性を高めることができ、軽量化を図るラケットフレームにおいて、振動吸収性と衝撃吸収性の機能を両立させることができる。
【００５９】
このように、本発明のラケットフレームは、ラケットエンドに取り付け、直接的にプレーヤの手と接触するエンドキャップを改良していることにより、軽量化と振動減衰性、衝撃吸収性に優れたラケットフレームとすることができ、硬式テニス、軟式テニス用のラケットフレームとして好適に用いられる。特に、打球時に激しい振動が発生する硬式テニス用としては最適なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ラケットフレームを示す概略図である。
【図２】第１実施形態を示し、（Ａ）はエンドキャップの斜視図、（Ｂ）は蓋部の正面図である。
【図３】第１実施形態の変形例を示す正面図である。
【図４】第１実施形態の他の変形例を示す正面図である。
【図５】第１実施形態の他の変形例を示す正面図である。
【図６】第１実施形態の他の変形例を示す正面図である。
【図７】第１実施形態の他の変形例を示す正面図である。
【図８】第２実施形態のエンドキャップの蓋部の正面図である。
【図９】第３実施形態のエンドキャップであり（Ａ）は内面図、（Ｂ）は断面図である。
【図１０】第４実施形態のエンドキャップの断面図である。
【図１１】第５実施形態のエンドキャップの要部断面図である。
【図１２】（ａ）〜（ｄ）は振動減衰率の測定方法を示す図である。
【図１３】フレーム本体の伝達関数とエンドキャップの複素弾性率、損失係数との関係を示す図である。
【符号の説明】
１ヘッド部
２スロート部
３シャフト部
４グリップ部
１０エンドキャップ
１１筒部
１２蓋部
１３貫通孔
１４突起[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an end cap attached to a racket frame such as hard tennis and soft tennis, and a racket frame to which the end cap is attached. Specifically, the end cap is attached to a grip rear end of a racket frame made of fiber reinforced resin or metal. The end cap is improved, and the vibration absorption and shock absorption characteristics of the grip portion gripped by the player are improved without increasing the weight of the racket frame.
[0002]
[Prior art]
In recent years, fiber reinforced resin has become the mainstream of racket frames taking advantage of its light weight, high rigidity, high strength, and durability. In addition, the development of racket frames made of aluminum and titanium alloys is also in progress.
Usually, the racket frame is integrally formed from a thermosetting resin reinforced with high-strength and high-modulus fibers such as carbon fiber. Alternatively, a light alloy tube processed into a frame shape is formed by fixing a connecting portion made of plastic after heat treatment. Although these materials are excellent in rigidity, they are prone to vibration when subjected to an impact, and there is a problem that it is easy to give a tennis elbow to a player.
[0003]
A racket frame made of a fiber reinforced thermoplastic resin using continuous fibers as reinforcing fibers is also provided for those using the thermosetting resin. This racket frame reflects the high toughness of the thermoplastic resin, and obtains impact resistance, vibration damping, etc. that were not possible with the aforementioned thermosetting resin racket frame or light alloy racket frame such as aluminum. be able to. However, in general, thermoplastic resins are more dependent on the environment of the elastic modulus than thermosetting resins, and the racket frame has a drawback that characteristics such as rigidity are easily changed depending on the use environment.
[0004]
Furthermore, recently, there is an increasing demand for weight reduction of rackets, and rackets of 250 g or less are provided, and rackets of 230 g or less are also being considered. Thus, as the weight becomes lighter, improvements in shock absorption and vibration damping are desired. However, if the weight increase is increased in order to improve vibration damping and shock absorption, it is impossible to achieve both weight reduction and vibration damping / shock absorption.
[0005]
As a racket that improves this kind of vibration damping, weight was partially placed on the racket frame, and the vibration of the frame was suppressed by synchronizing with the vibration of the frame, and the function of the dynamic damper was used. A racket frame having a structure has been proposed.
[0006]
For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-192182, a vibration absorbing device for a racket frame in which a vibration absorber formed by supporting a rod with a mass attached to a free end portion by a viscoelastic member is installed on a racket frame main body. Have been proposed that are mounted on the racket frame body. In the above vibration absorber, the rod of the dynamic vibration absorber resonates and moves up and down at the time of hitting the ball, and along with this movement, the low resilience rubber is compressed and sheared, and the vibration energy is dissipated and the vibration is attenuated. Is to do.
In the tennis racket disclosed in JP-A-49-52030, paying attention to vibrations around 100 Hz, the dynamic vibration absorber is arranged at the position of the vibration of the racket frame.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The vibration absorbing device for a racket frame disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 62-192182 can only resonate with either the primary vibration or the secondary vibration of the racket frame. Although the vibration mode of the racket frame is multi-degree of freedom and complicated, the vibration absorbing device can absorb only a specific frequency, and the vibration mode of the racket frame includes in-plane vibration. However, resonance of in-plane vibration is difficult and cannot be absorbed. Furthermore, when the vibration absorber is installed on a racket frame, there is a problem that the weight increases. Further, as a result of testing the vibration absorbing device attached to the racket frame, the rod of the vibration absorbing device hits the inner wall of the frame, and in fact, contrary to the intended purpose, the result of feeling a large vibration.
[0008]
On the other hand, in the tennis racket disclosed in JP-A-49-52030, which is described later, vibrations of around 100 Hz are absorbed, but other vibrations are not considered. In addition, the dynamic vibration absorber requires weight, and the entire racket becomes heavy. In addition, when the dynamic vibration absorber comes out from the grip end, there is a problem that the dynamic vibration absorber easily hits the body when hitting a ball.
[0009]
As described above, any of the conventionally proposed dynamic vibration absorbers added to the racket frame only contributes to the attenuation of a specific vibration mode of the racket, and optimal matching with the vibration characteristics of the racket is possible. There are problems such as difficulty and an increase in weight.
[0010]
The present invention has been made in view of the above-described problems. A dynamic vibration absorber capable of supporting various vibration modes of a racket is attached to a racket frame without increasing the weight, and the dynamic vibration absorber is used when a ball is hit. The challenge is to be able to absorb the impact transmitted to the player's arms and elbows.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention focuses on an end cap attached to the rear end (racquet end) of the grip portion of the racket frame, and the end cap has a function of a dynamic vibration absorber. That is, the material for forming the end cap attached to the grip end located at the antinode of vibrations of various modes of the racket frame (out-of-plane primary, secondary vibration and in-plane vibration) is a material that resonates with vibrations of various modes, In particular, the lid portion of the end cap is made flexible so that it functions as a dynamic vibration absorber by the vibration of the lid portion, thereby improving vibration damping and shock absorption. In addition, by adding a dynamic vibration absorber to the racket frame and using the end cap itself as a dynamic vibration absorber, both weight reduction and improvement in vibration damping and shock absorption are achieved.
[0012]
That is, the present invention comprises a cylindrical portion that is externally fitted to the grip rear end outer peripheral surface of the racket frame, and a lid portion that covers the grip rear end surface,
Thermoplastic polyurethane, styrene elastomer, ionomer, hydrogenated isoprene-styrene resin with dynamic vibration absorption function that resonates with the vibration at the rear end of the grip, which is the antinode of the out-of-plane primary, secondary and in-plane vibrations of the racket frame, A complex elastic modulus selected from a triblock copolymer having a polystyrene block and a vinylpolyisoprene block alone or a mixture thereof, and measured under conditions of a frequency of 10 Hz and a temperature within a range of 5 to 15 ° C. Is 3 × 10 ⁷ ~ 50x10 ⁸ dyn / cm ² The end cap is characterized by being formed of a material in the range described above.
[0013]
Further, the present invention consists of a cylindrical portion that is fitted on the outer peripheral surface of the grip rear end of the racket frame, and a lid that covers the rear end surface of the grip,
The racket frame is made of a material having a dynamic vibration absorption function that resonates with the vibration at the rear end of the grip, which is the position of the antinodes of the out-of-plane primary, secondary and in-plane vibrations. Complex elastic modulus within the range is 3 × 10 ⁷ ~ 50x10 ⁸ dyn / cm ² The end cap is characterized in that the viscoelastic loss coefficient measured under the same conditions is in the range of tan δ of 0.1 to 2.3.
[0014]
The reason for specifying the temperature condition in the range of 5 to 15 ° C. at the time of viscoelasticity measurement is due to the frequency-temperature conversion rule that is an empirical rule of viscoelasticity measurement. According to this rule of thumb, one order of frequency is considered to correspond to a temperature of 10 ° C. The out-of-plane primary vibration of the racket frame is 100 to 200 Hz, and the out-of-plane secondary vibration is about 400 to 500 Hz. Furthermore, the in-plane vibration is affected by the string tension and is in the range of 300 to 800 Hz. Therefore, the focus is on 5 to 15 ° C., which is 10 to 20 ° C. lower than room temperature.
[0015]
Therefore, the complex elastic modulus of the material for forming the end cap measured by viscoelasticity under conditions in the frequency range of 10 Hz and 5 to 15 ° C. is 3 × 10. ⁷ ~ 50x10 ⁸ dyn / cm ² , Preferably 1.0 × 10 ⁸ ~ 30x10 ⁸ dyn / cm ² When set to this range, the end cap can be resonated in accordance with vibrations of various vibration modes of the racket frame. When the complex elastic modulus is out of the above range, it is difficult to resonate with vibrations of various vibration modes of the racket frame.
[0016]
Further, as described above, tan δ, which is a loss coefficient of viscoelasticity measurement at 10 Hz in the region of 5 to 15 ° C., is 0.1 to 2.3, preferably 0.3 to 2.0. Within the range of This can be said that the forced vibration generated when the ball is hit with a racket is in the range of 100 to 1000 Hz. Therefore, the force (acceleration) generated by the impact can be efficiently suppressed by setting the tan δ of the temperature range to a range of 0.1 to 2.3. If tan δ is less than 0.1, the damping of the vibration is worsened, and if it exceeds 2.3, the player does not feel firmly when gripped.
[0017]
FIG. 13 shows the relationship between the transfer function relating to the vibration of the frame, the complex elastic modulus, and the loss coefficient. In FIG. 13, (A) shows the vibration of the frame body, (B) shows the vibration when an end cap having a complex elastic modulus within the scope of the present invention is attached, and (C) shows the complex elastic modulus and The vibration when the end cap which made the loss coefficient in the range of the present invention was attached is shown. The intensity ratio (dB) of (A) is large and the peak is sharp, so that the vibration is difficult to stop and the vibration is difficult to be attenuated. On the other hand, the intensity ratio (dB) of (B) is reduced, the peaks are dispersed and vibrations are likely to stop, and vibration damping is improved. Furthermore, since the intensity ratio (dB) of (C) is very small, the intensity is weak, and sharp peaks are eliminated, vibration damping is greatly improved. From this relationship, if the complex elastic modulus of the end cap is within the range of the present invention, vibration damping can be enhanced, and if the complex elastic modulus and the loss factor are within the range of the present invention, vibration damping is greatly improved. Will be enhanced.
[0018]
The end cap is generally positioned at the palm of the player, and by increasing tan δ at a predetermined frequency, the shock absorption can be greatly increased, reducing the impact transmitted to the player. it can.
[0019]
The thickness of the lid portion of the end cap is within a range of 0.3 to 6.0 mm (more preferably within a range of 2.0 to 5.0 mm), and is constant or partially changed within this range. .
The rigidity of the lid can be specified by the thickness of the lid and the complex elastic modulus, and can function as a dynamic vibration absorber that matches the vibration of the racket frame. That is, when the thickness of the lid portion exceeds the above range, not only the capacity of the dynamic vibration absorber is lowered, but also there is a problem that it becomes heavy when the thickness is increased. On the other hand, if the thickness is less than the above range, it tends to break, which is not preferable in terms of strength.
[0020]
The end cap may be formed by integrally forming the cylindrical portion and the lid portion, or may be formed as a separate body and detachably coupled. In the case of this separate end cap, the lid portion is formed from the material having the complex elastic modulus, but the cylindrical portion may be formed from another material.
[0021]
It is preferable that one or a plurality of through holes are provided in a part of the lid. By providing the through hole in this manner, the lid portion can be more easily bent and can be easily resonated with the vibration of the racket frame, and the function as a dynamic vibration absorber can be promoted. Moreover, it is also preferable that the shape of the through hole is non-axisymmetric about a parallel line with the racket face surface. By making it non-axisymmetric, the vibration of the lid portion can generate not only the direction perpendicular to the plate but also vibration with torsional behavior. As a result, it is possible to cope with a multi-degree-of-freedom (complex) vibration mode of the racket frame.
[0022]
Furthermore, you may provide the protrusion which protrudes inside φ1-4mm and length 3-20mm in a cover part. Providing the protrusions in this way makes it possible to promote the twisting behavior without greatly increasing the weight. Furthermore, the position of this protrusion can promote the torsional vibration of the lid by removing the center position of the lid.
[0023]
Furthermore, you may provide the concentrated weight part of 1-3g in the said cover part. Specifically, it is preferable to provide a concentrated weight portion by embedding a large specific gravity in the lid portion.
This is because if the weight exceeds 3 g, the vibration of the lid portion does not match the frequency of the frame, while if it is less than 1 g, the torsional behavior cannot be promoted.
[0024]
Examples of the material for forming the end cap include the following.
(1) Thermoplastic polyurethane (for example, ICI Polyurethane, trade name “Avalon 90AB”)
(2) Styrenic elastomer
(3) Ionomer (for example, Mitsui DuPont's trade names “Hi Milan 1605” and “Hi Milan 1702”)
(4) Hydrogenated isoprene-styrene resin (for example, Kuraray product name “SEPTON 2053”)
(5) Compound rubber based on natural rubber, butyl rubber, acrylonitrile butadiene, etc.
Specifically, a block copolymer in which polystyrene and vinyl polyisoprene are bonded to 100 parts of rubber material is added in a range of 5 to 80 parts, and a block copolymer in which polystyrene and vinyl polyisoprene are bonded (for example, , Kuraray's product name "Hibler")
Not only the block copolymer in which polystyrene and vinyl polyisoprene are bonded, but also various other thermoplastic resins (for example, Sumitomo Durez Co., Ltd. trade name “Sumilite Resin PR-12686”).
In addition, as an additive, norbornene is synthesized from ethylene and cyclopentadiene, and a polymer structure having a five-membered ring and a double bond in the main chain obtained by ring-opening polymerization of norbornene has a large amount of extending oil. The added rubber-like oil-extended polymer may be added.
(6) A triblock copolymer having a polystyrene block and a vinyl-polyisoprene block (for example, Kuraray Co., Ltd., trade name “HIBLER”) or a mixture thereof. As the mixture, a polymer blend with an inorganic filler such as mica / calcium carbonate or polystyrene, polypropylene, HDPE, EVA, ABS or the like.
(7) Cashew modified phenolic resin (for example, Sumitomo Durez Co., Ltd. trade name “Sumilite Resin PR-12687”)
(8) Polymer alloy type material consisting of multiple polymers including ester polymers and halogen polymers (for example, Tosoh product name "Elastage")
(9) A compound obtained by modifying a thermoplastic resin or rubber.
For example, polyvinyl chloride, polyethylene, polypropylene, ethylene vinyl acetate copolymer, polymethyl methacrylate, polyvinylidene fluoride, polyisoprene, polystyrene, styrene-butadiene-acrylonitrile copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, NBR, SBR , Butadiene rubber, natural rubber, polymer materials such as isoprene rubber, and blends of these materials, and substances such as mica, glass pieces, glass fiber, carbon fiber, calcium carbonate, barlite, precipitated barium sulfate, etc. A formulation that contains, as needed, corrosion inhibitors, dyes, antioxidants, stabilizers, wetting agents, etc.
(10) Compound in which active ingredient is added to polymer
The active component means a substance having a large amount of dipole moment of itself, or a substance that increases the amount of dipole moment of the base material by adding a small amount of dipole moment of itself. Suitable active ingredients include cyclohexane, benzothiazole, dicyclohexylamine, cyclohexylaniline, higher fatty acids and the like, and these may be used alone or in combination of two or more. Specific examples of polymers to which an active ingredient is added include chlorinated polyethylene-modified materials (for example, CCI trade names “Yurenine” and “Diporgy film”).
[0025]
The present invention also provides a racket frame to which the above-described end cap is attached. The racket frame that employs this end cap is particularly suitable for a lightweight racket frame that is usually difficult to improve vibration damping. However, if it is too light, there is a limit to the improvement of vibration damping. Specifically, the present invention can be suitably applied to a racket frame having a weight (mass excluding strings) of 180 g or more and 305 g or less. The present invention is also preferably used for a racket frame having a total length of 660 mm to 737 mm from the viewpoint that the natural frequency of the entire racket frame and the natural frequency of the handle member can be easily adjusted.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of an end cap according to the present invention and a racket frame to which the end cap is mounted will be described below with reference to the drawings.
[0027]
As shown in FIG. 1, the racket frame includes a head portion 1, a throat portion 2, a shaft portion 3, a grip portion 4 and a yoke portion 5, and an end cap 10 is attached to the rear end opening of the grip portion 4. The frame body 8 constituting the head part 1, the throat part 2, the shaft part 3 and the grip part 4 is made of a hollow pipe made of fiber reinforced resin.
[0028]
2A and 2B show the end cap 10 of the first embodiment. The end cap 10 includes an octagonal cylindrical portion 11 that is fitted on the outer peripheral surface of the rear end of the grip portion 4 and an octagonal lid portion 12 that closes the rear end opening of the grip 4. In the cap 10, the cylindrical portion 11 and the lid portion 12 are integrally formed.
[0029]
The end cap 10 has a complex elastic modulus E * of 3 × 10 3 measured under conditions of a frequency of 10 Hz and a temperature in the range of 5 to 15 ° C. ⁷ ~ 50x10 ⁸ dyn / cm ² Thus, the viscoelastic loss coefficient measured under the same conditions is molded from a material having a tan δ within the range of 0.1 to 2.3. The material is molded from one or more of the above-mentioned (1) to (10).
[0030]
The lid portion 12 has a thick portion 12a with a thick outer peripheral portion in contact with the end face of the grip portion 4, but a step 12c is provided as a thin portion 12b in the other portions. Protrusions 12d projecting from the inner surface are provided at the opposing portions of the step 12c, and these projections 12d are fitted into the opening of the grip portion 4. The lid part 12 has the thickness of the thick part 12a and the thin part 12b in the range of 1.0 to 6.0 mm. The protrusion 12d has a protrusion amount in the range of 3 to 20 mm.
[0031]
One or a plurality of through holes 13 are provided in the thin-walled portion 12 b that closes the grip opening of the lid portion 12. In the first embodiment, a pair of through

holes

13a and 13b are provided in the upper X and the lower Y with the face L and the parallel line surrounded by the head portion 1 as the symmetry axis. These two through-

holes

13a and 13b have an elliptical closed portion 14 at the center, so that the inside is curved and the outside is a polygonal shape parallel to the outer octagon. Hereinafter, the shape shown in FIG. 2 is referred to as (A) shape.
[0032]
The thickness of the cylindrical portion 11 is in the range of 0.3 to 6 mm, and the diameter is reduced so as to fit closely to the outer peripheral surface of the grip portion 4. The end cap 10 composed of the cylindrical portion 11 and the lid portion 12 is attached by fitting the cylindrical portion 11 to the outer peripheral surface of the grip portion 4 and fitting the protrusion 12a of the lid portion 12 inside, and then urethane tape (see FIG. (Not shown) is wound around and fixed to the frame body 8.
[0033]
As described above, the end cap 10 of the present invention is provided with a through hole 13 to reduce the weight, and a racket frame having a function of a conventional dynamic vibration absorber attaches a mass addition material to add weight. This is the opposite configuration. As in the present invention, when the through cap 13 is provided in the end cap 10 to reduce the weight, the end cap is made of a material that easily bends and resonates with vibrations of various vibration modes of the frame body. The end cap can be effectively acted as a dynamic vibration absorber, and both weight reduction and vibration damping and shock absorption can be improved.
[0034]
3 to 7 show modifications of the first embodiment in which the shape and position of the through hole 13 provided in the lid portion 12 are changed. The shape of the cover part 12 of FIGS. 3-7 is called (B) (C) (D) (E) (F).
[0035]
In the shape of (B) shown in FIG. 3, one X-shaped through hole 13 is provided, and the intersection is positioned at the center of the lid 12.
The shape (C) shown in FIG. 4 is provided with through-

holes

13 a and 13 b having three sides parallel to the outer shape of the lid 12 symmetrically across the axis L above and below the lid 12.
The shape (D) shown in FIG. 5 is a shape in which a rectangular frame portion 13c is projected from below into an octagonal through hole 13a in the center of the lid portion 12, and a rectangular through hole is formed in the rectangular frame portion 13c. The shape is provided with 13d.
[0036]
The shape (E) shown in FIG. 6 is a shape in which a connecting portion 13e is projected from one side of the octagonal frame-shaped through hole 13a and connected to a central portion 13f surrounded by the octagonal frame-shaped through hole 13a. .
The shape (F) shown in FIG. 7 is a shape in which through

holes

13a and 13b having three sides parallel to the outer shape are provided on both the left and right sides with the axis L interposed therebetween.
[0037]
In the above (D), (E), and (F), the upper and lower sides are non-linearly symmetric with respect to the axis L. In this way, if non-symmetrical, it is possible to generate vibration with torsion, and the frame body has many freedoms. It is possible to resonate in response to a complicated vibration mode.
[0038]
FIG. 8 shows a second embodiment, and the lid portion 12 is not provided with a through hole. However, as in the first embodiment, the outer periphery of the lid 12 is thick and the inside is thin.
[0039]
FIG. 9 shows a third embodiment. The lid portion 12 is not provided with a through hole, but is provided with a number of protrusions 14 protruding inward. The protrusion 14 has a diameter of 1 to 4 mm and a protrusion amount of 3 to 29 mm. The projections 14 generate different torsional vibrations with the number of the projections 14 being different between the upper side and the lower side across the axis L.
[0040]
Needless to say, the through holes 13 shown in FIGS. 2 to 7 may be provided, and the protrusions 14 may be provided at required positions. That is, FIG. 10 shows a fourth embodiment, wherein the lid portion 12 is provided with a through-hole 13 and a protrusion 14 protruding toward the inner surface side.
[0041]
FIG. 11 shows a fifth embodiment, in which a through hole 13 is provided in the lid portion 12 and a concentrated heavy object 16 made of tungsten or the like is attached to the upper inner surface from the axis L. A protrusion may also be provided.
[0042]
Hereinafter, Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 to 3 of the racket frame of the present invention will be described in detail. Note that the racket shape, length, and face area were the same in both the examples and comparative examples. The maximum thickness of the racket frame was 28 mm, the length was 28 inches, and the face area was 115 square inches.
[0043]
(Example 1)
A mandrel having a diameter of 14 mm is passed through a 66 nylon tube, and an epoxy resin-impregnated carbon fiber prepreg (trade name “T800, P2053-12” of Toray Industries, Inc., 30% resin content) is laminated on the nylon tube to obtain a laminate. It was. At this time, the fiber angles of the prepreg were set to 0 °, 22 °, 30 ° and 90 °. This laminate and the yoke member were placed in a mold having a racket frame-shaped cavity, and a CF prepreg was wound around the connecting portion with the yoke to reinforce it by 15 g. In this state, the mold is clamped and the internal pressure of the nylon tube is 69 N / cm. ² Then, it was heated at 150 ° C. for 40 minutes to obtain a molded body. The yoke part was formed by winding an epoxy resin-impregnated carbon fiber prepreg around a polystyrene resin at the same time. The weight of the molded low frame was 167 g.
[0044]
As the end cap, 100% by weight of Kuraray "Hibler HVS-3" mixed with 25% by weight of mica was used. This material was injection molded to form an end cap. The cap portion of the end cap has the shape (E). The thickness of the lid portion was 4.2 mm excluding the cylinder portion. Further, a protrusion having a diameter of 2.5 mm and a length of 10 mm was provided at a position 2/3 from the lower end side to the upper end side of the inner surface of the lid.
[0045]
(Example 2)
The lid portion of the end cap was shaped as (D), and was the same as Example 1 except that 2 g of tungsten was placed at the same position as the protrusion of Example 1. No protrusion is provided on the lid.
(Example 3)
The lid portion of the end cap was shaped as (F) and the same as Example 1 except that no protrusion was provided.
Example 4
Example 3 is the same as Example 3 except that the shape of the lid portion of the end cap is changed to (C).
(Example 5)
Example 1 is the same as Example 1 except that the shape of the lid portion of the end cap is changed to (G).
(Example 6)
Example 2 is the same as Example 2 except that the shape of the lid portion of the end cap is changed to (G).
(Example 7)
The same as Example 1, except that polyester end polyurethane “AVALON90” is used as the material of the end cap and the thickness of the lid is 4.5 mm.
(Example 8)
Example 1 is the same as Example 1 except that Tosoh “Elastage IO42” is used as the material of the end cap and the thickness of the lid is 2.3 mm.
Example 9
Example 3 is the same as Example 3 except that the shape of the lid portion of the end cap is (G) and the thickness of the lid portion is 6.4 mm.
(Example 10)
The shape of the lid portion of the end cap is (G), and is the same as that of Example 3 except that the thickness of the lid portion is 0.7 mm.
(Example 11)
Except that the weight of the low frame was set to 137 g, it was the same as that of Example 1, and the weight of the racket product not including the string and fitted with the end cap was set to 194 g.
[0046]
(Comparative Example 1)
The material of the end cap is the same as that of Example 9 except that “PEBAX 6333” manufactured by Atchem Co. was used. The material of the end cap is conventionally used as the material of the end cap.
(Comparative Example 2)
The material of the end cap is the same as that of Example 9 except that silicon rubber is used. The silicon rubber of the end cap material is generally softer than the material used for the end cap.
(Comparative Example 3)
The same as Comparative Example 1 except that the low frame weight was 138 g.
[0047]
The weights of the end caps of the above Examples and Comparative Examples and the tennis racket attached with the end caps are as shown in Table 1 below. The complex elastic modulus E * and viscoelastic loss coefficient tan δ of the used end cap material were as shown in Table 1 below.
[0048]
[Table 1]

[0049]
As shown in Table 1, out-of-plane primary vibration attenuation rate, out-of-plane secondary vibration attenuation rate, in-plane vibration attenuation rate and elbow acceleration (G) of the tennis rackets of Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 to 3 It was measured.
[0050]
(Measurement of out-of-plane primary vibration damping rate)
A string (Babora's trade name “VF International Tour”) was stretched on each racket frame with tension of warp 551b and weft 481b. The string is stretched so that accessories such as a bumper and a grommet are closely attached to the racket frame. If these accessories are not in close contact with the racket frame, the original measurement cannot be performed due to the occurrence of abnormal resonance.
As shown in FIG. 12A, the upper end of the head portion 1 is suspended by a string 51, and the accelerometer 53 is fixed to one joint portion of the head portion 1 and the throat portion 2 perpendicularly to the frame surface. did. In this state, as shown in FIG. 12B, the other joined portion of the head portion 1 and the throat portion 2 was vibrated with an impact hammer 55. A frequency analysis device 57 (manufactured by Hewlett-Packard Co., Ltd.) is connected to the input vibration (F) measured by the force pickup meter attached to the impact hammer 55 and the response vibration (α) measured by the acceleration pickup meter 53 via the amplifiers 56A and 56B. Dynamic single analyzer HP3562A) was input and analyzed. The transfer function in the frequency domain obtained by the analysis was obtained, and the frequency of the racket frame was obtained. The vibration damping ratio (ζ) was obtained from the following equation, and used as the out-of-plane primary vibration damping rate. The measurement was performed on five racket frames, and the average value is shown in Table 1 above.
[0051]
ζ = (1/2) × (Δω / ωn)
To = Tn / √2
[0052]
(Measurement of out-of-plane secondary vibration attenuation rate)
The racket frame on which the string is stretched as described above is suspended from the upper end of the head by the string 51 as shown in FIG. 12C, and the acceleration pickup meter 53 is attached to the frame surface at the continuous point between the throat portion 2 and the shaft portion 5. Fixed vertically. In this state, the frame on the back side of the acceleration pickup meter 53 was vibrated with an impact hammer. Then, the attenuation rate was calculated by a method equivalent to the out-of-plane primary vibration attenuation rate, and the out-of-plane secondary vibration attenuation rate was obtained. The average values measured for the five racket frames of each example and comparative example are shown in Table 1 above.
[0053]
(Measurement of in-plane vibration damping rate)
As shown in FIG. 12 (d), the racket frame on which the string is stretched as described above is directed downward, and the junction of the shaft portion 3 and the throat portion 2 is suspended by the string 51, and the head portion 1 is The acceleration pickup meter 53 was fixed to one side of the large position so as to be parallel to the frame surface (face surface S). In this state, the throat portion 3 was vibrated with an impact hammer. Then, the attenuation rate was calculated by the same method as the out-of-plane primary vibration attenuation rate, and was set as the in-plane secondary vibration attenuation rate. The average values measured for the five racket frames of each example and comparative example are shown in Table 1 above.
[0054]
(Measurement of impact acceleration at elbow)
The acceleration pickup was attached to the elbow bone portion of the player using the frequency analysis apparatus and the acceleration pickup used for vibration measurement shown in FIG. The player held the racket with his hand until just before hitting the ball and kept it stationary. It was held so that the end cap hit the lower left part of the right palm. In this state, the acceleration of the elbow when the ball was hit was measured at a speed of 30 m / sec at the center of the face surface. The acceleration with respect to time was measured and the maximum peak of acceleration was read. The average values measured for the five racket frames of each example and comparative example are shown in Table 1 above.
[0055]
As shown in Table 1, the rackets of Examples 1 to 12 have a weight reduction of 194 g to 226 g while maintaining a light weight, and the out-of-plane primary vibration damping ratio is as high as 1.09 to 0.63. Even when compared with the out-of-plane primary vibration damping rates of 0.31 and 0.30 of Comparative Example 1 and Comparative Example 3 in which end caps were attached, the values were considerably higher. Similarly, the out-of-plane secondary vibration attenuation rate is as high as 1.41 to 0.63, which is considerably higher than the out-of-plane secondary vibration attenuation rates of Comparative Examples 1 and 3 of 0.40 and 0.37. It was. Furthermore, the in-plane vibration attenuation rate was as high as 1.58 to 0.75, which was considerably higher than the in-plane vibration attenuation rates of Comparative Examples 1 and 3 of 0.39 and 0.36. In particular, the lightest Example 11 has higher out-of-plane primary, secondary, and in-plane vibration attenuation rates, and it was recognized that the vibration attenuation rate increased as the weight decreased. In contrast, in Comparative Examples 1 and 3, the weight of Comparative Example 3, which was reduced in weight, was lower than that in Comparative Example 1, and it was recognized that the vibration attenuation rate was deteriorated when the weight was reduced. Further, when the end cap of Comparative Example 2 is formed of soft silicon, the out-of-plane primary, secondary, and in-plane vibration attenuation rates are slightly higher than those of Comparative Examples 1 and 3, but Examples 1 to It was found that the effect of improving the vibration damping function was low simply by forming the end cap with a soft material.
[0056]
Further, the impact applied to the elbow of the player is also small in the range of 1.1 to 1.6 except for Examples 7 and 8, as shown in the measurement values of elbow acceleration. 6 and 3.5, which are drastically reduced as compared with 8.6 to 12.8 of Comparative Examples 1 to 3. From this result, it was confirmed that the impact applied to the player can be reduced by using the end cap of the present invention.
[0057]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, the end cap of the present invention itself functions as a dynamic vibration absorber, can attenuate the vibration of the racket frame and absorb the impact. In particular, the end cap is made of a material that can resonate with vibrations of various vibration modes (out-of-plane primary vibration, out-of-plane secondary vibration, and in-plane vibration) that occur when the racket frame hits the ball. Vibration damping and shock absorption can be enhanced.
[0058]
Conventionally, when a dynamic vibration absorber is added to the racket frame, there is a problem that the weight increases. However, in the present invention, since the end cap itself functions as a dynamic vibration absorber, there is no increase in weight. Furthermore, if a through hole is provided in the lid of the end cap to reduce the weight, vibration absorption and shock absorption can be further improved. Can be made compatible.
[0059]
As described above, the racket frame of the present invention is improved in the end cap that is attached to the racket end and directly in contact with the hand of the player, so that the racket frame is excellent in weight reduction, vibration attenuation, and shock absorption. And can be suitably used as a racket frame for hard tennis and soft tennis. In particular, it is optimal for a hard tennis that generates intense vibrations when hitting a ball.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing a racket frame.
2A is a perspective view of an end cap, and FIG. 2B is a front view of a lid portion according to the first embodiment.
FIG. 3 is a front view showing a modification of the first embodiment.
FIG. 4 is a front view showing another modification of the first embodiment.
FIG. 5 is a front view showing another modification of the first embodiment.
FIG. 6 is a front view showing another modification of the first embodiment.
FIG. 7 is a front view showing another modification of the first embodiment.
FIG. 8 is a front view of a lid portion of an end cap according to a second embodiment.
9A and 9B are end caps according to a third embodiment, wherein FIG. 9A is an inner surface view and FIG. 9B is a cross-sectional view.
FIG. 10 is a cross-sectional view of an end cap according to a fourth embodiment.
FIG. 11 is a cross-sectional view of main parts of an end cap according to a fifth embodiment.
FIGS. 12A to 12D are diagrams showing a method for measuring a vibration damping rate.
FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the transfer function of the frame body and the complex elastic modulus and loss factor of the end cap.
[Explanation of symbols]
1 Head
2 Throat
3 Shaft part
4 Grip part
10 End cap
11 Tube
12 Lid
13 Through hole
14 protrusions

Claims

It consists of a cylinder part fitted on the outer peripheral surface of the grip rear end of the racket frame, and a lid part that covers the grip rear end surface,
Thermoplastic polyurethane, styrene elastomer, ionomer, hydrogenated isoprene-styrene resin with dynamic vibration absorption function that resonates with the vibration of the rear end of the grip, which is the position of the antinode of the racket frame out of plane, secondary vibration and in-plane vibration, A complex elastic modulus selected from a triblock copolymer having a polystyrene block and a vinylpolyisoprene block alone or a mixture thereof , and measured under conditions of a frequency of 10 Hz and a temperature within a range of 5 to 15 ° C. There end cap, characterized in that it forms the shape of a material in the range of ^{^{3 × 10 7 ~50 × 10 8}} dyn / cm 2.

It consists of a cylinder part fitted on the outer peripheral surface of the grip rear end of the racket frame, and a lid part that covers the grip rear end surface,
Plane primary racket frame made of a material having a dynamic vibration reducer function that resonates with the vibration of the secondary vibration and a grip rear end as the position of the antinodes of plane vibration, the material, the frequency 10 Hz, temperature 5-15 ℃ The complex elastic modulus is in the range of 3 × 10 ⁷ to 50 × 10 ⁸ dyn / cm ^{2 in} the entire range, and the viscoelastic loss coefficient measured in the same condition is in the range of tan δ of 0.1 to 2.3. End cap characterized by being inside.

The end cap according to claim 1 or 2, wherein the thickness of the lid portion is constant or partially changed within a range of 0.3 to 6.0 mm.

The end cap according to any one of claims 1 to 3, wherein one or a plurality of through holes are provided in a part of the lid portion.

The end cap according to any one of claims 1 to 4, wherein the lid portion is provided with a protrusion projecting inward with a diameter of 1 to 4 mm and a length of 3 to 20 mm.

The end cap according to any one of claims 1 to 5, wherein the lid portion is provided with a concentrated weight portion of 1 to 3 g.

A racket frame to which the end cap according to any one of claims 1 to 6 is attached .