JP3820215B2 - テニスラケット - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テニスラケットに関し、特に、軽量な硬式テニスラケットに用いられるもので、反発性能とコントロール性能の向上を図るものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ラケットフレームの打球面の面外方向に厚みを持たせた所謂「厚ラケ」が提供されている。該厚ラケを必要とするユーザーは、女性やシニア層といった少ない力で飛び性能を要求する層であり、軽量で飛び性能の良いテニスラケットが求められている。さらに、女性やシニア層の中でも、競技思考の強いプレーヤーにおいてはコントロール性能にも優れたテニスラケットが求められる。
【０００３】
しかしながら、ラケットフレームとボールとの二物体が衝突する観点からみると、エネルギー保存則からはラケットフレームが軽くなると、ボールの反発係数が低下する。よって、ラケットフレームの軽量化は反発性能の低下を招くこととなる。
【０００４】
従来２８０ｇ以下の軽量テニスラケットにおいて、ラケットフレームの反発性能を維持するには、グリップエンドからラケットフレームの重心位置までの距離であるバランスの値を大きくし、スイング方向の慣性モーメントを維持することが一般的に行われている。
【０００５】
また、ラケットフレームを軽量化したことに伴う反発性能の低下を解消するものとして、本出願人は、特開平１１−５７０７４号において、面外方向（ラケットフレームの厚み方向でボールが衝突する方向）の一次固有振動数と面内方向（面外方向と直交方向）の一次固有振動数の比を所定範囲とすることで、反発性能を改善したラケットフレームを提案している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したようにバランスの値を大きくしスイング方向の慣性モーメントを維持する場合には、反発性能は維持できても、振り抜きが悪く、非力な女性やシニア層にとって操作性の悪いラケットフレームとなる。また、打球面の剛性（面内方向、面外方向）も低くなり、打球面が変形しやすくなるため、面安定性が悪く、コントロール性能の低下につながるという問題がある。
【０００７】
また、本出願人が先に提案した上記ラケットフレームにおいても、ラケットフレームの反発性能を高めることはできるものの、コントロール性能に関しては、改善の余地があることが判明した。
即ち、上記ラケットフレームは面外方向と面内方向の一次固有振動数に着目して反発性能の改善がなされたものであるが、本発明者が実験を重ねた結果、実打において、面外方向の一次振動が励起されるのはスイートスポットを外してボールを打った時であることが判明した。しかし、プレーヤーは、通常スイートスポット付近でボールを打つため、効率よく反発性能を改善するにはスイートスポット付近でボールを打った時に励起される面外方向の二次振動に着目して研究した方が有効であることを見い出した。
【０００８】
本発明は上記した問題に鑑みてなされたものであり、軽量ラケット（重量２８０ｇ以下１００ｇ以上）において、ボールを打球する際に反発性能の向上を図ると共に、打球面の安定化を図ることによりコントロール性能を向上させることを課題としている。
【０００９】
【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、第１に、繊維強化樹脂製のラケットフレームからなるテニスラケットであって、
上記ラケットフレームの重量を１００ｇ以上２８０ｇ以下、
打球面の面外方向の剛性値（Ｇ１）を１５６８Ｎ／ｃｍ以上２１５６Ｎ／ｃｍ以下、
打球面の面内方向の剛性値（Ｇ２）を７８４Ｎ／ｃｍ以上１２７４Ｎ／ｃｍ以下、
上記（Ｇ１）と（Ｇ２）の比（Ｇ１／Ｇ２）を１．５以上２．４以下、
上記ラケットフレームのスイング方向の慣性モーメント（Ｉｓ）を４７１０００ｇ・ｃｍ２以上４９００００ｇ・ｃｍ２以下、
センター方向の慣性モーメント（Ｉｃ）を１３９００ｇ・ｃｍ２以上１６６００ｇ・ｃｍ２以下、
上記スイング方向の慣性モーメント（Ｉｓ）とセンター方向の慣性モーメント（Ｉｃ）の比（Ｉｓ／Ｉｃ）を２８．８以上３５．３以下、
上記ラケットフレームの重量と、グリップ端から重心位置までの距離（バランス）とを掛け合わせた数値ＭＩが８５９２０ｇ・ｍｍ以上８９８３５ｇ・ｍｍ以下
としているテニスラケットを提供している。
【００１７】
本発明は、第２に、繊維強化樹脂製のラケットフレームからなるテニスラケットであって、
上記ラケットフレームの重量を１００ｇ以上２８０ｇ以下、
打球面の面外方向の二次固有振動数（Ｆ１）を４８０Ｈｚ以上６００Ｈｚ以下、
打球面の面外方向の剛性値（Ｇ１）を１５６８Ｎ／ｃｍ以上２１５６Ｎ／ｃｍ以下、
上記ラケットフレームのスイング方向の慣性モーメント（Ｉｓ）を４７１０００ｇ・ｃｍ２以上４９００００ｇ・ｃｍ２以下、
センター方向の慣性モーメント（Ｉｃ）を１３９００ｇ・ｃｍ２以上１６６００ｇ・ｃｍ２以下、
上記スイング方向の慣性モーメント（Ｉｓ）とセンター方向の慣性モーメント（Ｉｃ）の比（Ｉｓ／Ｉｃ）を２８．８以上３５．３以下、
上記ラケットフレームの重量と、グリップ端から重心位置までの距離（バランス）とを掛け合わせた数値ＭＩが８５９２０ｇ・ｍｍ以上８９８３５ｇ・ｍｍ以下
としているテニスラケットを提供している。
【００１８】
上記した第１、第２のテニスラケットは、本発明者の鋭意研究及び試打テストを含む実験の結果に基づいてなされたものであり、軽量のテニスラケットのコントロール性を向上させるには、打球面（面外方向、面内方向）の剛性値、特に面内方向の剛性（側圧剛性）値を向上させると、面安定性を増大させるに有効であるという結果を見いだしたことに基づく。
上記テニスラケットは、その打球面の面外方向の二次固有振動数（Ｆ１）とストリングの固有振動数（Ｆ２）の差の絶対値｜Ｆ１−Ｆ２｜を０Ｈｚ以上１００Ｈｚ以下に設定していることが好ましい。
【００１９】
上記した第１と第２のテニスラケットの構成を備え、かつ、打球面に張架するストリングの固有振動数（Ｆ２）と上記（Ｆ１）の差の絶対値｜Ｆ１−Ｆ２｜を０Ｈｚ以上１００Ｈｚ以下に設定していることが好ましい。
即ち、打球面の面外方向の剛性値（Ｇ１）を１５６８Ｎ／ｃｍ以上２１５６Ｎ／ｃｍ以下、
面外方向の二次固有振動数（Ｆ１）を４８０Ｈｚ以上６００Ｈｚ以下、
打球面の面内方向の剛性値（Ｇ２）を７８４Ｎ／ｃｍ以上１２７４Ｎ／ｃｍ以下、
上記（Ｇ１）と（Ｇ２）の比（Ｇ１／Ｇ２）を１．５以上２．４以下の範囲とし、さらに、
打球面に張架するストリングの固有振動数（Ｆ２）と上記（Ｆ１）の差の絶対値｜Ｆ１−Ｆ２｜を０Ｈｚ以上１００Ｈｚ以下に設定している。
【００２０】
反発性能の向上に影響を及ぼす面外方向の二次固有振動数については、打球面（面内方向、面外方向）およびシャフト部の剛性が大きく関与し、さらにラケットフレーム重量も関与する。従って、面外方向の二次固有振動数とストリングの固有振動数を合わせるよう、上記剛性やラケットフレーム重量を調節する必要がある。
一方、コントロール性能に寄与する面安定性は、フレーム全体の剛性、特に打球面（面内方向、面外方向）の剛性を高めることにより向上し、中でも面内方向の剛性（側圧剛性）を高めることが重要である。よって、反発性能・コントロール性能を両立するテニスラケットを得るには、特に、打球面剛性（打球面の面外方向）・側圧剛性（打球面の面内方向）を適宜設定することが必要である。 本発明では打球面剛性および側圧剛性とを上記設定とすることで、反発性能の向上とコントロール性能の向上とを両立させている。
【００２１】
打球面剛性（打球面の面外方向の剛性）値（Ｇ１）は、上記のように、１５６８Ｎ／ｃｍ以上２１５６Ｎ／ｃｍ以下としている。好ましくは１６６６Ｎ／ｃｍ以上２０５８Ｎ／ｃｍ以下である。
これは、（Ｇ１）が１５６８Ｎ／ｃｍより小さいと、マッチングしないため反発性能が悪くなるという問題があり、（Ｇ１）が２１５６Ｎ／ｃｍより大きいと、マッチングしないため反発性能が悪くなると共に、高弾性糸を多く使用することになり、強度が低下するという問題があることに因る。
【００２２】
また、側圧剛性（打球面の面内方向の剛性）値（Ｇ２）は、上記のように、７８４Ｎ／ｃｍ以上１２７４Ｎ／ｃｍ以下としている。好ましくは８８２Ｎ／ｃｍ以上１１７６Ｎ／ｃｍ以下である。（Ｇ２）は大きいほど面安定性が良く、コントロール性能に優れるが、以下の理由により上記範囲としている。
（Ｇ２）が７８４Ｎ／ｃｍより小さいと面安定性が悪く、コントロール性能が低下するためであり、（Ｇ２）が１２７４Ｎ／ｃｍより大きいとラケット重量が重くなると共に強度が不足するためである。
【００２３】
上記打球面剛性値（Ｇ１）と側圧剛性値（Ｇ２）の比（Ｇ１／Ｇ２）は、１．５以上２．４以下、好ましくは１．７以上２．２以下、さらに好ましくは１．８以上２．１以下としている。
これは、Ｇ１／Ｇ２の値が１．５より小さいと、反発性能が低下するという問題があり、Ｇ１／Ｇ２の値が２．４より大きいと、コントロール性が低下するという問題があるためである。
【００２４】
従来は、打球面剛性値（Ｇ１）を大きくすることに比べて側圧剛性値（Ｇ２）を大きくすることは困難であったため、上記Ｇ１／Ｇ２は比較的大きな値となっていた。しかし、本発明では、後述するように、ラケットフレームを繊維強化樹脂製とし、繊維角度が０度以上１０度以下の部分を比較的多用して、かつ引張弾性率が３５ｔ以上４５ｔ以下と高い繊維種を用いることにより上記剛性値実現している。
【００２５】
本発明のテニスラケットは、１００ｇ以上２８０ｇ以下の軽量ラケットフレームにおいて、上記した物性値を付与するため、上記ラケットフレームの打球面を囲むヘッド部及びスロート部の一部分で、強化繊維の引張弾性率を３５ｔ以上４５ｔ以下、強化繊維の繊維角度をラケットフレームの長さ方向（軸線方向）に対して０度以上１０度以下、あるいは／およびヘッド部の最大厚みを２６ｍｍ〜３０ｍｍ、最大幅を１３ｍｍ〜１６ｍｍとしている。
【００２６】
ラケットフレーム重量は、上記のように、１００ｇ以上２８０ｇ以下としている。好ましくは、２００ｇ以上２６０ｇ以下である。これは、ラケットフレーム重量が１００ｇより小さいとラケット強度が不足し、２８０ｇより大きいとラケットの軽量化に反するためである。
【００２７】
ラケットフレームは繊維強化プリプレグの積層体を中空パイプ状としたものから形成することが好ましい。この構成のラケットフレームにおいて、上記打球面剛性値、側圧剛性値、面外方向の二次固有振動数を得るために、ラケットフレームの断面形状や強化繊維の繊維種（引張弾性率）・強化繊維の繊維角度・積層構造等を上記設定している。
【００２８】
具体的には、上記ラケットフレームの打球面を囲むヘッド部及びスロート部の一部分で、強化繊維の引張弾性率を３５ｔ以上４５ｔ以下としている。通常、引張弾性率が２４ｔ〜３０ｔ程度の繊維種を強化繊維として使用することが多いが、引張弾性率を比較的大きくすることで剛性値を高めることができる。上記範囲としているのは、引張弾性率が３５ｔ未満では充分な剛性が得られないためであり、引張弾性率が４５ｔより大きくなると繊維自身の強度が低下すると共に、開繊性が悪くなることによりプリプレグにした場合目付量が増大し軽量化を維持できないためである。
【００２９】
強化繊維の引張弾性率を３５ｔ以上４５ｔ以下とした繊維強化プリプレグは、ラケットフレームのヘッド部を時計面と見てトップ位置を１２時とすると、２時〜４時、８時〜１０時の範囲内に配置することが好ましい。
【００３０】
上記ラケットフレームの打球面を囲むヘッド部及びスロート部の一部分で、強化繊維の繊維角度をラケットフレームの長さ方向（軸線方向）に対して０度以上１０度以下としている。強化繊維の繊維角度（配向角度）は、ラケットフレームの長さ方向（軸線方向）に対して、０度以上１０度以下にすると面内方向の剛性が効率よく向上し、４０度以上５０度以下にすると面外方向の剛性が効率よく向上する。両方の剛性を維持するには２０度以上３０度以下が好適である。本発明では、面内方向の剛性を向上させコントロール性能を高めるため繊維角度が０度以上１０度以下の繊維強化プリプレグを多用している。
【００３１】
強化繊維の繊維角度を０度以上１０度以下とした繊維強化プリプレグは、ラケットフレームのヘッド部を時計面と見てトップ位置を１２時とすると、２時〜４時、８時〜１０時の範囲内に配置することが好ましい。
【００３２】
繊維強化プリプレグの積層構造についてはラケットフレーム断面の面外方向の頂点に、高弾性糸等のプリプレグを集中的に配置することが好ましい。これにより、打球面剛性値、側圧剛性値を共に向上させることが出来る。
【００３３】
ラケットフレームの断面形状については、面外方向および面内方向における厚み・幅が大きいほど上記各剛性値が大きくなる。ラケットフレームの厚みについては、上記のように、最大厚みが２６ｍｍ以上３０ｍｍ以下が好ましい。これは、最大厚みが上記範囲未満では充分な剛性が得られないためであり、最大厚みが上記範囲より大きくなると強度が低下し、それに対し強度を維持しようとすると重量増加の要因となり操作性の悪いものとなるためである。また、上記同様の理由により、ラケットフレームの最大幅については１３ｍｍ以上１６ｍｍ以下が好ましい。
【００３４】
ラケットフレームの重量と、グリップ端から重心位置までの距離（バランス）とを掛け合わせた数値ＭＩを８５９２００ｇ・ｍｍ以上８９８３５ｇ・ｍｍ以下としている。これは、ＭＩが８５９２０ｇ・ｍｍより小さいと、ラケットフレームが軽すぎるため、打球時にボールが飛ばないという問題があり、ＭＩが８９８３５ｇ・ｍｍより大きいと、ラケットフレームが重くて、振り抜きが悪くなるという問題があるためである。
【００３５】
前記したように、本発明のテニスラケットでは、ラケットフレームのスイング方向の慣性モーメント（グリップ端を支点とする打球面外へのスイング方向の慣性モーメント）（Ｉｓ）を４７１０００ｇ・ｃｍ２以上４９００００ｇ・ｃｍ２以下に設定している。これは、Ｉｓが４７１０００ｇ・ｃｍ２より小さいと、ラケットフレームが軽すぎて、ボールが飛ばないという問題があり、Ｉｓが４９００００ｇ・ｃｍ２より大きいと、ラケットフレームが重くて振り抜きにくくなるという問題があるためである。
【００３６】
ラケットフレームのセンター方向の慣性モーメント（グリップ部の中心軸回りの慣性モーメント）（Ｉｃ）を１３９００ｇ・ｃｍ２以上１６６００ｇ・ｃｍ２以下としている。これは、Ｉｃが１３９００ｇ・ｃｍ２より小さいと、ラケットフレームが軽すぎて、ボールが飛ばないという問題があり、Ｉｃが１６６００ｇ・ｃｍ２より大きいと、ラケットフレームが重くて振り抜きにくくなるという問題があるためである。
【００３７】
上記スイング方向の慣性モーメント（Ｉｓ）とセンター方向の慣性モーメント（Ｉｃ）の比（Ｉｓ／Ｉｃ）を２８．８以上３５．３以下とている。飛び性能においては慣性モーメントの影響を受けることが判っており、特にセンター方向の慣性モーメントに影響を受ける。センター方向の慣性モーメントが大きいほど飛び性能は良くなるが、その一方でスイング方向の慣性モーメントとの比Ｉｓ／Ｉｃが小さくなると、繊維強化プリプレグの積層構造がアンバランスになり強度的に弱いものとなる。逆にＩｓ／Ｉｃが大きくなるとラケットフレーム重量が重いものとなることが判っている。従って、Ｉｓ／Ｉｃを上記範囲としている。
【００３８】
上記繊維強化プリプレグとしては、主として、強化繊維をカーボン繊維とし、熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂）で含浸した繊維強化プリプレグが好適に用いられる。なお、強化繊維はカーボン繊維の他、アラミド繊維、ボロン繊維、芳香族ポリアミド繊維、芳香族ポリエステル繊維、超高分子ポリエチレン繊維が用いられる。
【００３９】
また、本発明は、繊維強化プリプレグの積層体からなるラケットフレームに限定されず、マンドレルにフィラメントワインデイングで強化繊維を巻き付けてレイアップを形成しておき、これを金型内に配置してリムナイロン等の熱可塑性樹脂を充填して形成したラケットフレームにも適用できる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳述する。
図１乃至図３は第１実施形態のテニスラケット１を示し、ラケットフレーム２は、打球面Ｆを囲むヘッド部３、スロート部４、シャフト部５、グリップ部６を連続して構成している。上記ヘッド部３は、別部材からなるヨーク７をスロート側でラケットフレーム２と連続して打球面Ｆを囲む環状としている。
【００４１】
ラケットフレーム２は、繊維強化樹脂製の中空パイプからなり、カーボン繊維をマトリクス樹脂のエポキシ樹脂で含浸している繊維強化プリプレグの積層体からなる。
【００４２】
ヘッド部３のトップからグリップ部６の先端までの全長Ｌは７００ｍｍであり、ラケットフレーム重量は２６５ｇ、バランス点はグリップ部６の先端より３３９ｍｍの位置である。ラケットフレーム２のヘッド部３（ヨーク７を除く）およびスロート部４の断面において、厚みｔ及び幅ｗを設定し、下記の剛性値としている。最大厚みは２８ｍｍ、最大幅は１６ｍｍとしている。
【００４３】
上記ラケットフレーム２は、カーボン繊維からなる繊維強化プリプレグのシートを内圧用チューブの表面に積層して強化繊維成形体（レイアップ）を予め成形し、このレイアップを成形用金型内に配置し、型締め後、１６０℃、１５分間の条件で加熱し成形している。其の際、内圧用チューブへ付加する内圧は８８．２Ｎ／ｃｍ２としている。
【００４４】
ラケットフレーム２の打球面を囲むヘッド部３及びスロート部４の一部分で、強化繊維の引張弾性率を３５ｔ以上４５ｔ以下とした繊維強化プリプレグを他の繊維強化プリプレグと共に積層している。また、強化繊維の繊維角度をラケットフレーム２の長さ方向（軸線方向）に対して０度以上１０度以下の方向となる繊維強化プリプレグを他の繊維強化プリプレグと共に積層している。
【００４５】
このように、プリプレグを積層して形成したラケットフレーム２は、打球面剛性（打球面の面外方向の剛性）値（Ｇ１）を１６０７．２Ｎ／ｃｍ、面外方向の二次固有振動数（Ｆ１）を５２０Ｈｚ、側圧剛性（打球面の面内方向の剛性）値（Ｇ２）を７９３．８Ｎ／ｃｍ、上記打球面剛性値（Ｇ１）と側圧剛性値（Ｇ２）の比（Ｇ１／Ｇ２）を２．０２としている。
【００４６】
また、ストリングを５０ｌｂｓで張架し、ストリングの固有振動数（Ｆ２）を５４０Ｈｚとし、面外方向の二次固有振動数（Ｆ１）との差の絶対値｜Ｆ１−Ｆ２｜を２０Ｈｚとしている。
【００４７】
ラケットフレームの重量と、グリップ端から重心位置までの距離（バランス）とを掛け合わせた数値ＭＩは８９８３５ｇ・ｍｍとしている。また、ラケットフレームのスイング方向の慣性モーメント（Ｉｓ）を４９００００ｇ・ｃｍ２、センター方向の慣性モーメント（Ｉｃ）を１３９００ｇ・ｃｍ２、上記スイング方向の慣性モーメント（Ｉｓ）とセンター方向の慣性モーメント（Ｉｃ）の比（Ｉｓ／Ｉｃ）を３５．３としている。上記のように、各剛性値、固有振動数等を設定することで、反発性能が高く、コントロール性能にも優れる軽量テニスラケットを得ている。
【００４８】
以下、本発明のテニスラケットの実施例１〜１２及び比較例１、２について詳述する。
【００４９】
実施例、比較例ともに全て、図１に示すフレーム形状であり、全長を７００ｍｍ、フレーム最大厚みを２８ｍｍ、フレーム最大幅を１６ｍｍとした。打球面剛性、側圧剛性、面外二次固有振動数、ストリング固有振動数、ラケットフレーム重量、バランス、慣性モーメント（スイング方向、センター方向）を表１の通り設定した。上記各項目値は後述する方法により測定した。
【００５０】
カーボン繊維は、（三菱レーヨン（株）製：ＨＲ４０、ＴＲ５０，東邦レーヨン（株）製：ＩＭ６００，東レ（株）製：Ｔ−７００、Ｔ−８００、Ｍ４０Ｍ、Ｍ３０Ｇ）（繊維角度０°、１０°、２２°、３０°、４５°、９０°，引張弾性率２００ＧＰａ〜５００ＧＰａ）を用い、熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂を用いた。カーボン繊維／エポキシ樹脂からなる繊維強化プリプレグをナイロンチューブを被覆したマンドレル上に積層し、マンドレルを抜き取って金型にセットした後、加熱加圧成形によりラケットフレームを作製した。各実施例、比較例において、それぞれ表１の設定値となるように、繊維強化プリプレグを積層した。
【００５１】
【表１】
【００５２】
（実施例１〜実施例１２）
ラケットフレーム重量を２８０ｇ以下とし、打球面剛性値（Ｇ１）、側圧剛性値（Ｇ２）、剛性比（Ｇ１／Ｇ２）、面外二次固有振動数（Ｆ１）を上記規定範囲内に設定した。その他の項目値についても上記表１の通り設定した。ストリングテンションは３５ｌｂｓ〜５５ｌｂｓにて張架した。
【００５３】
（比較例１、比較例２）
打球面剛性値（Ｇ１）、側圧剛性値（Ｇ２）、剛性比（Ｇ１／Ｇ２）、面外二次固有振動数（Ｆ１）を全て規定範囲外に設定した。その他の項目値についても上記表１の通り設定した。ストリングテンションは５０ｌｂｓで張架した。比較例１のラケットフレーム重量は２８５ｇとした。
【００５４】
上記実施例１〜１２及び、比較例１、２のテニスラケットについて、それぞれ、反発係数を測定し、かつ、実打評価（飛び、コントロール、面安定性、操作性）を行った。各測定、評価結果を上記表１に示す。
【００５５】
（打球面剛性の測定）
打球面剛性（面外方向の剛性）測定は、図４に示すように、テニスラケット１を水平に配置し、そのヘッド部３のトップ３ａを受け治具６１（Ｒ１５）で支持すると共に、トップ３ａから３４０ｍｍ離れた位置で、スロート部４の両側からヨーク７にかけた位置を受け治具６２（Ｒ１５）で支持した。この状態で、受け治具６１より受け治具６２の方向へ１７０ｍｍ離れた位置に対して、加圧具６３（Ｒ１０）により上方より７８４Ｎの荷重を加えて、荷重時の変位から、バネ定数を算出し、打球面剛性を測定した。
【００５６】
（側圧剛性の測定）
側圧剛性の測定は、図５に示すように、テニスラケット１を横向きで打球面Ｆを垂直方向として、テニスラケット１を保持している。この状態で上方のヘッド部３のサイド３ｂに対して、平板Ｐにより、７８４Ｎの荷重を加えて、荷重時の変位から、バネ定数を算出し、側圧剛性を測定した。
【００５７】
（面外二次固有振動数の測定）
ラケットフレームに、所要の付属部品のみを取り付けた各実施例及び比較例のテニスラケットを図６（Ａ）に示すようにヘッド部３上端を紐５１で吊り下げ、スロート部４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、図６（Ｂ）に示すように、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、テニスラケットの面外二次固有振動数を得た。各実施例及び比較例のテニスラケットについて測定された値を上記表１に示す。
【００５８】
（ストリング固有振動数の測定）
テニスラケットを図６（Ｃ）に示すように、ストリングを張架した状態でヘッド部３上端を紐５１で吊り下げ、スロート部４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、ヘッド部３の中央部においてストリングをインパクトハンマー５５で加振した。そして、上記面外二次固有振動数と同等の方法でストリング固有振動数を得た。各実施例及び比較例のテニスラケットについて測定された値を上記表１に示す。
【００５９】
（慣性モーメント測定）
図７（Ａ）に示すように、上記ラケットフレームに所要の付属部品を取り付ける。該テニスラケット１を慣性モーメント測定器で、テニスラケットのグリップを上端として吊り下げ、スイング周期Ｔｓを測定し、下記の数式により、スイング方向の慣性モーメント（グリップ端を支点とする打球面外へのスイング方向の慣性モーメント）を計算した。
図７（Ｂ）に示すように、慣性モーメント測定器で、テニスラケット１のグリップを上端として吊り下げ、センター周期Ｔｃを測定し、下記の数式により、センター方向の慣性モーメント（グリップ部の中心軸回りの慣性モーメント）を計算した。
【００６０】
（慣性モーメントの計算）
スイング方向：Ｉｓ［ｇ・ｃｍ２］
Ｉｓ＝Ｍ×ｇ×ｈ（Ｔｓ／２／π）２−Ｉｃ
センター方向：Ｉｃ［ｇ・ｃｍ２］
Ｉｃ＝２５４４５８×（Ｔｃ／π）２−８３５７
重心回り：Ｉｇ
Ｉｇ＝Ｉｓ−ｍ（１＋２．６）２
ここで、Ｍ＝ｍ＋ｍｃ、ｈ＝（ｍ×ｌ−ｍｃ×ｌｃ）／ｍ＋２．６であり、ｍ：ラケット重量、ｌ：ラケットバランスポイント、ｍｃ：チャック重量、ｌｃ：チャックバランスポイントである。
【００６１】
（反発係数の測定）
反発係数は、図８に示すように、実施例及び比較例のテニスラケット１に、ガットを縦６０ポンド、横５５ポンドの張力で張架し、各テニスラケットを垂直状態でフリーとなるようにグリップ部を柔らかく固定し、その打球面にボール打出機から一定速度Ｖ１（３０ｍ／ｓｅｃ）でテニスボールを打球面に衝突させ、跳ね返ったボールの速度Ｖ２を測定した。反発係数は発射速度Ｖ１、反発速度Ｖ２の比（Ｖ２／Ｖ１）であり、反発係数が大きい程、ボールの飛びが良いことを示している。このような方法で、反発係数を測定した。
【００６２】
（実打評価）
ラケットの飛び・コントロール・面安定性、操作性についてアンケート調査を行った。５点満点（多い程良い）で採点し、中・上級者（テニス歴１０年以上、現在も週３日以上プレーする条件を満たす女性）６６名の採点結果の平均値をとった。
【００６３】
表１に示すように、実施例１〜１２は比較例１、２に比べ、いずれも反発係数が高い値となっており、かつ実打評価における飛び性能評価も良好な結果を示しており、反発性能が向上していることが確認できた。これらは面外方向の二次固有振動数がストリングの固有振動数に近接しているため、エネルギーロスが最小限に抑えられているためであると考えられる（インピーダンスマッチング）。比較例１、２は上記両固有振動数が離れているため反発性能が低下している。
【００６４】
また、実施例１〜１２は打球面の剛性（面外方向、面内方向）が高いためコントロール性能に寄与する面安定性の評価が良く、剛性の高いものほど評価結果が良いことが確認できた。これに対し比較例２は剛性が低いため面安定性の評価が悪かった。
【００６５】
さらに、実施例１〜１２は重量とバランスポイントを掛け合わせた値であるＭＩが８２０００ｇ・ｍｍ〜９２０００ｇ・ｍｍの範囲に設定されており、コントロール性能に寄与する操作性の評価も良好であり、ＭＩが小さいほど評価結果が良いことが確認できた。比較例１はこのＭＩ値が大きいため、操作性が低い評価となっている。面安定性、操作性を総合したコントロール性能の評価においても、実施例１〜１２の評価が良好であることが確認できた。
【００６６】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、本発明によれば、打球面の剛性値（面外方向、面内方向）、特に面内方向の剛性（側圧剛性）値を向上させ、面安定性を増大させることにより、コントロール性能を向上させることができる。
【００６７】
反発性能が高く、面安定性、操作性等のコントロール性能にも優れ、かつ軽量化を実現しているため、女性やシニア層でも少ない力で飛び性能を得られると共に、良好なコントロール性能を有するテニスラケットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第一実施形態のテニスラケットの正面図である。
【図２】 本発明の第一実施形態のテニスラケットの側面図である。
【図３】 図１のラケットフレームのヘッド部のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】 ラケットフレームの打球面剛性の測定方法を示す概略図である。
【図５】 ラケットフレームの側圧剛性の測定方法を示す概略図である。
【図６】 （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は面外方向の二次固有振動数とストリングの固有振動数の測定方法を示す概略図である。
【図７】 （Ａ）（Ｂ）はラケットフレームの慣性モーメントの測定方法を示す概略図である。
【図８】 ラケットフレームの反発係数の測定方法を示す概略図である。
【符号の説明】
１ テニスラケット
２ ラケットフレーム
３ ヘッド部
４ スロート部
５ シャフト部
６ グリップ部
７ ヨーク
Ｆ 打球面
【発明の属する技術分野】
本発明は、テニスラケットに関し、特に、軽量な硬式テニスラケットに用いられるもので、反発性能とコントロール性能の向上を図るものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ラケットフレームの打球面の面外方向に厚みを持たせた所謂「厚ラケ」が提供されている。該厚ラケを必要とするユーザーは、女性やシニア層といった少ない力で飛び性能を要求する層であり、軽量で飛び性能の良いテニスラケットが求められている。さらに、女性やシニア層の中でも、競技思考の強いプレーヤーにおいてはコントロール性能にも優れたテニスラケットが求められる。
【０００３】
しかしながら、ラケットフレームとボールとの二物体が衝突する観点からみると、エネルギー保存則からはラケットフレームが軽くなると、ボールの反発係数が低下する。よって、ラケットフレームの軽量化は反発性能の低下を招くこととなる。
【０００４】
従来２８０ｇ以下の軽量テニスラケットにおいて、ラケットフレームの反発性能を維持するには、グリップエンドからラケットフレームの重心位置までの距離であるバランスの値を大きくし、スイング方向の慣性モーメントを維持することが一般的に行われている。
【０００５】
また、ラケットフレームを軽量化したことに伴う反発性能の低下を解消するものとして、本出願人は、特開平１１−５７０７４号において、面外方向（ラケットフレームの厚み方向でボールが衝突する方向）の一次固有振動数と面内方向（面外方向と直交方向）の一次固有振動数の比を所定範囲とすることで、反発性能を改善したラケットフレームを提案している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したようにバランスの値を大きくしスイング方向の慣性モーメントを維持する場合には、反発性能は維持できても、振り抜きが悪く、非力な女性やシニア層にとって操作性の悪いラケットフレームとなる。また、打球面の剛性（面内方向、面外方向）も低くなり、打球面が変形しやすくなるため、面安定性が悪く、コントロール性能の低下につながるという問題がある。
【０００７】
また、本出願人が先に提案した上記ラケットフレームにおいても、ラケットフレームの反発性能を高めることはできるものの、コントロール性能に関しては、改善の余地があることが判明した。
即ち、上記ラケットフレームは面外方向と面内方向の一次固有振動数に着目して反発性能の改善がなされたものであるが、本発明者が実験を重ねた結果、実打において、面外方向の一次振動が励起されるのはスイートスポットを外してボールを打った時であることが判明した。しかし、プレーヤーは、通常スイートスポット付近でボールを打つため、効率よく反発性能を改善するにはスイートスポット付近でボールを打った時に励起される面外方向の二次振動に着目して研究した方が有効であることを見い出した。
【０００８】
本発明は上記した問題に鑑みてなされたものであり、軽量ラケット（重量２８０ｇ以下１００ｇ以上）において、ボールを打球する際に反発性能の向上を図ると共に、打球面の安定化を図ることによりコントロール性能を向上させることを課題としている。
【０００９】
【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、第１に、繊維強化樹脂製のラケットフレームからなるテニスラケットであって、
上記ラケットフレームの重量を１００ｇ以上２８０ｇ以下、
打球面の面外方向の剛性値（Ｇ１）を１５６８Ｎ／ｃｍ以上２１５６Ｎ／ｃｍ以下、
打球面の面内方向の剛性値（Ｇ２）を７８４Ｎ／ｃｍ以上１２７４Ｎ／ｃｍ以下、
上記（Ｇ１）と（Ｇ２）の比（Ｇ１／Ｇ２）を１．５以上２．４以下、
上記ラケットフレームのスイング方向の慣性モーメント（Ｉｓ）を４７１０００ｇ・ｃｍ２以上４９００００ｇ・ｃｍ２以下、
センター方向の慣性モーメント（Ｉｃ）を１３９００ｇ・ｃｍ２以上１６６００ｇ・ｃｍ２以下、
上記スイング方向の慣性モーメント（Ｉｓ）とセンター方向の慣性モーメント（Ｉｃ）の比（Ｉｓ／Ｉｃ）を２８．８以上３５．３以下、
上記ラケットフレームの重量と、グリップ端から重心位置までの距離（バランス）とを掛け合わせた数値ＭＩが８５９２０ｇ・ｍｍ以上８９８３５ｇ・ｍｍ以下
としているテニスラケットを提供している。
【００１７】
本発明は、第２に、繊維強化樹脂製のラケットフレームからなるテニスラケットであって、
上記ラケットフレームの重量を１００ｇ以上２８０ｇ以下、
打球面の面外方向の二次固有振動数（Ｆ１）を４８０Ｈｚ以上６００Ｈｚ以下、
打球面の面外方向の剛性値（Ｇ１）を１５６８Ｎ／ｃｍ以上２１５６Ｎ／ｃｍ以下、
上記ラケットフレームのスイング方向の慣性モーメント（Ｉｓ）を４７１０００ｇ・ｃｍ２以上４９００００ｇ・ｃｍ２以下、
センター方向の慣性モーメント（Ｉｃ）を１３９００ｇ・ｃｍ２以上１６６００ｇ・ｃｍ２以下、
上記スイング方向の慣性モーメント（Ｉｓ）とセンター方向の慣性モーメント（Ｉｃ）の比（Ｉｓ／Ｉｃ）を２８．８以上３５．３以下、
上記ラケットフレームの重量と、グリップ端から重心位置までの距離（バランス）とを掛け合わせた数値ＭＩが８５９２０ｇ・ｍｍ以上８９８３５ｇ・ｍｍ以下
としているテニスラケットを提供している。
【００１８】
上記した第１、第２のテニスラケットは、本発明者の鋭意研究及び試打テストを含む実験の結果に基づいてなされたものであり、軽量のテニスラケットのコントロール性を向上させるには、打球面（面外方向、面内方向）の剛性値、特に面内方向の剛性（側圧剛性）値を向上させると、面安定性を増大させるに有効であるという結果を見いだしたことに基づく。
上記テニスラケットは、その打球面の面外方向の二次固有振動数（Ｆ１）とストリングの固有振動数（Ｆ２）の差の絶対値｜Ｆ１−Ｆ２｜を０Ｈｚ以上１００Ｈｚ以下に設定していることが好ましい。
【００１９】
上記した第１と第２のテニスラケットの構成を備え、かつ、打球面に張架するストリングの固有振動数（Ｆ２）と上記（Ｆ１）の差の絶対値｜Ｆ１−Ｆ２｜を０Ｈｚ以上１００Ｈｚ以下に設定していることが好ましい。
即ち、打球面の面外方向の剛性値（Ｇ１）を１５６８Ｎ／ｃｍ以上２１５６Ｎ／ｃｍ以下、
面外方向の二次固有振動数（Ｆ１）を４８０Ｈｚ以上６００Ｈｚ以下、
打球面の面内方向の剛性値（Ｇ２）を７８４Ｎ／ｃｍ以上１２７４Ｎ／ｃｍ以下、
上記（Ｇ１）と（Ｇ２）の比（Ｇ１／Ｇ２）を１．５以上２．４以下の範囲とし、さらに、
打球面に張架するストリングの固有振動数（Ｆ２）と上記（Ｆ１）の差の絶対値｜Ｆ１−Ｆ２｜を０Ｈｚ以上１００Ｈｚ以下に設定している。
【００２０】
反発性能の向上に影響を及ぼす面外方向の二次固有振動数については、打球面（面内方向、面外方向）およびシャフト部の剛性が大きく関与し、さらにラケットフレーム重量も関与する。従って、面外方向の二次固有振動数とストリングの固有振動数を合わせるよう、上記剛性やラケットフレーム重量を調節する必要がある。
一方、コントロール性能に寄与する面安定性は、フレーム全体の剛性、特に打球面（面内方向、面外方向）の剛性を高めることにより向上し、中でも面内方向の剛性（側圧剛性）を高めることが重要である。よって、反発性能・コントロール性能を両立するテニスラケットを得るには、特に、打球面剛性（打球面の面外方向）・側圧剛性（打球面の面内方向）を適宜設定することが必要である。 本発明では打球面剛性および側圧剛性とを上記設定とすることで、反発性能の向上とコントロール性能の向上とを両立させている。
【００２１】
打球面剛性（打球面の面外方向の剛性）値（Ｇ１）は、上記のように、１５６８Ｎ／ｃｍ以上２１５６Ｎ／ｃｍ以下としている。好ましくは１６６６Ｎ／ｃｍ以上２０５８Ｎ／ｃｍ以下である。
これは、（Ｇ１）が１５６８Ｎ／ｃｍより小さいと、マッチングしないため反発性能が悪くなるという問題があり、（Ｇ１）が２１５６Ｎ／ｃｍより大きいと、マッチングしないため反発性能が悪くなると共に、高弾性糸を多く使用することになり、強度が低下するという問題があることに因る。
【００２２】
また、側圧剛性（打球面の面内方向の剛性）値（Ｇ２）は、上記のように、７８４Ｎ／ｃｍ以上１２７４Ｎ／ｃｍ以下としている。好ましくは８８２Ｎ／ｃｍ以上１１７６Ｎ／ｃｍ以下である。（Ｇ２）は大きいほど面安定性が良く、コントロール性能に優れるが、以下の理由により上記範囲としている。
（Ｇ２）が７８４Ｎ／ｃｍより小さいと面安定性が悪く、コントロール性能が低下するためであり、（Ｇ２）が１２７４Ｎ／ｃｍより大きいとラケット重量が重くなると共に強度が不足するためである。
【００２３】
上記打球面剛性値（Ｇ１）と側圧剛性値（Ｇ２）の比（Ｇ１／Ｇ２）は、１．５以上２．４以下、好ましくは１．７以上２．２以下、さらに好ましくは１．８以上２．１以下としている。
これは、Ｇ１／Ｇ２の値が１．５より小さいと、反発性能が低下するという問題があり、Ｇ１／Ｇ２の値が２．４より大きいと、コントロール性が低下するという問題があるためである。
【００２４】
従来は、打球面剛性値（Ｇ１）を大きくすることに比べて側圧剛性値（Ｇ２）を大きくすることは困難であったため、上記Ｇ１／Ｇ２は比較的大きな値となっていた。しかし、本発明では、後述するように、ラケットフレームを繊維強化樹脂製とし、繊維角度が０度以上１０度以下の部分を比較的多用して、かつ引張弾性率が３５ｔ以上４５ｔ以下と高い繊維種を用いることにより上記剛性値実現している。
【００２５】
本発明のテニスラケットは、１００ｇ以上２８０ｇ以下の軽量ラケットフレームにおいて、上記した物性値を付与するため、上記ラケットフレームの打球面を囲むヘッド部及びスロート部の一部分で、強化繊維の引張弾性率を３５ｔ以上４５ｔ以下、強化繊維の繊維角度をラケットフレームの長さ方向（軸線方向）に対して０度以上１０度以下、あるいは／およびヘッド部の最大厚みを２６ｍｍ〜３０ｍｍ、最大幅を１３ｍｍ〜１６ｍｍとしている。
【００２６】
ラケットフレーム重量は、上記のように、１００ｇ以上２８０ｇ以下としている。好ましくは、２００ｇ以上２６０ｇ以下である。これは、ラケットフレーム重量が１００ｇより小さいとラケット強度が不足し、２８０ｇより大きいとラケットの軽量化に反するためである。
【００２７】
ラケットフレームは繊維強化プリプレグの積層体を中空パイプ状としたものから形成することが好ましい。この構成のラケットフレームにおいて、上記打球面剛性値、側圧剛性値、面外方向の二次固有振動数を得るために、ラケットフレームの断面形状や強化繊維の繊維種（引張弾性率）・強化繊維の繊維角度・積層構造等を上記設定している。
【００２８】
具体的には、上記ラケットフレームの打球面を囲むヘッド部及びスロート部の一部分で、強化繊維の引張弾性率を３５ｔ以上４５ｔ以下としている。通常、引張弾性率が２４ｔ〜３０ｔ程度の繊維種を強化繊維として使用することが多いが、引張弾性率を比較的大きくすることで剛性値を高めることができる。上記範囲としているのは、引張弾性率が３５ｔ未満では充分な剛性が得られないためであり、引張弾性率が４５ｔより大きくなると繊維自身の強度が低下すると共に、開繊性が悪くなることによりプリプレグにした場合目付量が増大し軽量化を維持できないためである。
【００２９】
強化繊維の引張弾性率を３５ｔ以上４５ｔ以下とした繊維強化プリプレグは、ラケットフレームのヘッド部を時計面と見てトップ位置を１２時とすると、２時〜４時、８時〜１０時の範囲内に配置することが好ましい。
【００３０】
上記ラケットフレームの打球面を囲むヘッド部及びスロート部の一部分で、強化繊維の繊維角度をラケットフレームの長さ方向（軸線方向）に対して０度以上１０度以下としている。強化繊維の繊維角度（配向角度）は、ラケットフレームの長さ方向（軸線方向）に対して、０度以上１０度以下にすると面内方向の剛性が効率よく向上し、４０度以上５０度以下にすると面外方向の剛性が効率よく向上する。両方の剛性を維持するには２０度以上３０度以下が好適である。本発明では、面内方向の剛性を向上させコントロール性能を高めるため繊維角度が０度以上１０度以下の繊維強化プリプレグを多用している。
【００３１】
強化繊維の繊維角度を０度以上１０度以下とした繊維強化プリプレグは、ラケットフレームのヘッド部を時計面と見てトップ位置を１２時とすると、２時〜４時、８時〜１０時の範囲内に配置することが好ましい。
【００３２】
繊維強化プリプレグの積層構造についてはラケットフレーム断面の面外方向の頂点に、高弾性糸等のプリプレグを集中的に配置することが好ましい。これにより、打球面剛性値、側圧剛性値を共に向上させることが出来る。
【００３３】
ラケットフレームの断面形状については、面外方向および面内方向における厚み・幅が大きいほど上記各剛性値が大きくなる。ラケットフレームの厚みについては、上記のように、最大厚みが２６ｍｍ以上３０ｍｍ以下が好ましい。これは、最大厚みが上記範囲未満では充分な剛性が得られないためであり、最大厚みが上記範囲より大きくなると強度が低下し、それに対し強度を維持しようとすると重量増加の要因となり操作性の悪いものとなるためである。また、上記同様の理由により、ラケットフレームの最大幅については１３ｍｍ以上１６ｍｍ以下が好ましい。
【００３４】
ラケットフレームの重量と、グリップ端から重心位置までの距離（バランス）とを掛け合わせた数値ＭＩを８５９２００ｇ・ｍｍ以上８９８３５ｇ・ｍｍ以下としている。これは、ＭＩが８５９２０ｇ・ｍｍより小さいと、ラケットフレームが軽すぎるため、打球時にボールが飛ばないという問題があり、ＭＩが８９８３５ｇ・ｍｍより大きいと、ラケットフレームが重くて、振り抜きが悪くなるという問題があるためである。
【００３５】
前記したように、本発明のテニスラケットでは、ラケットフレームのスイング方向の慣性モーメント（グリップ端を支点とする打球面外へのスイング方向の慣性モーメント）（Ｉｓ）を４７１０００ｇ・ｃｍ２以上４９００００ｇ・ｃｍ２以下に設定している。これは、Ｉｓが４７１０００ｇ・ｃｍ２より小さいと、ラケットフレームが軽すぎて、ボールが飛ばないという問題があり、Ｉｓが４９００００ｇ・ｃｍ２より大きいと、ラケットフレームが重くて振り抜きにくくなるという問題があるためである。
【００３６】
ラケットフレームのセンター方向の慣性モーメント（グリップ部の中心軸回りの慣性モーメント）（Ｉｃ）を１３９００ｇ・ｃｍ２以上１６６００ｇ・ｃｍ２以下としている。これは、Ｉｃが１３９００ｇ・ｃｍ２より小さいと、ラケットフレームが軽すぎて、ボールが飛ばないという問題があり、Ｉｃが１６６００ｇ・ｃｍ２より大きいと、ラケットフレームが重くて振り抜きにくくなるという問題があるためである。
【００３７】
上記スイング方向の慣性モーメント（Ｉｓ）とセンター方向の慣性モーメント（Ｉｃ）の比（Ｉｓ／Ｉｃ）を２８．８以上３５．３以下とている。飛び性能においては慣性モーメントの影響を受けることが判っており、特にセンター方向の慣性モーメントに影響を受ける。センター方向の慣性モーメントが大きいほど飛び性能は良くなるが、その一方でスイング方向の慣性モーメントとの比Ｉｓ／Ｉｃが小さくなると、繊維強化プリプレグの積層構造がアンバランスになり強度的に弱いものとなる。逆にＩｓ／Ｉｃが大きくなるとラケットフレーム重量が重いものとなることが判っている。従って、Ｉｓ／Ｉｃを上記範囲としている。
【００３８】
上記繊維強化プリプレグとしては、主として、強化繊維をカーボン繊維とし、熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂）で含浸した繊維強化プリプレグが好適に用いられる。なお、強化繊維はカーボン繊維の他、アラミド繊維、ボロン繊維、芳香族ポリアミド繊維、芳香族ポリエステル繊維、超高分子ポリエチレン繊維が用いられる。
【００３９】
また、本発明は、繊維強化プリプレグの積層体からなるラケットフレームに限定されず、マンドレルにフィラメントワインデイングで強化繊維を巻き付けてレイアップを形成しておき、これを金型内に配置してリムナイロン等の熱可塑性樹脂を充填して形成したラケットフレームにも適用できる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳述する。
図１乃至図３は第１実施形態のテニスラケット１を示し、ラケットフレーム２は、打球面Ｆを囲むヘッド部３、スロート部４、シャフト部５、グリップ部６を連続して構成している。上記ヘッド部３は、別部材からなるヨーク７をスロート側でラケットフレーム２と連続して打球面Ｆを囲む環状としている。
【００４１】
ラケットフレーム２は、繊維強化樹脂製の中空パイプからなり、カーボン繊維をマトリクス樹脂のエポキシ樹脂で含浸している繊維強化プリプレグの積層体からなる。
【００４２】
ヘッド部３のトップからグリップ部６の先端までの全長Ｌは７００ｍｍであり、ラケットフレーム重量は２６５ｇ、バランス点はグリップ部６の先端より３３９ｍｍの位置である。ラケットフレーム２のヘッド部３（ヨーク７を除く）およびスロート部４の断面において、厚みｔ及び幅ｗを設定し、下記の剛性値としている。最大厚みは２８ｍｍ、最大幅は１６ｍｍとしている。
【００４３】
上記ラケットフレーム２は、カーボン繊維からなる繊維強化プリプレグのシートを内圧用チューブの表面に積層して強化繊維成形体（レイアップ）を予め成形し、このレイアップを成形用金型内に配置し、型締め後、１６０℃、１５分間の条件で加熱し成形している。其の際、内圧用チューブへ付加する内圧は８８．２Ｎ／ｃｍ２としている。
【００４４】
ラケットフレーム２の打球面を囲むヘッド部３及びスロート部４の一部分で、強化繊維の引張弾性率を３５ｔ以上４５ｔ以下とした繊維強化プリプレグを他の繊維強化プリプレグと共に積層している。また、強化繊維の繊維角度をラケットフレーム２の長さ方向（軸線方向）に対して０度以上１０度以下の方向となる繊維強化プリプレグを他の繊維強化プリプレグと共に積層している。
【００４５】
このように、プリプレグを積層して形成したラケットフレーム２は、打球面剛性（打球面の面外方向の剛性）値（Ｇ１）を１６０７．２Ｎ／ｃｍ、面外方向の二次固有振動数（Ｆ１）を５２０Ｈｚ、側圧剛性（打球面の面内方向の剛性）値（Ｇ２）を７９３．８Ｎ／ｃｍ、上記打球面剛性値（Ｇ１）と側圧剛性値（Ｇ２）の比（Ｇ１／Ｇ２）を２．０２としている。
【００４６】
また、ストリングを５０ｌｂｓで張架し、ストリングの固有振動数（Ｆ２）を５４０Ｈｚとし、面外方向の二次固有振動数（Ｆ１）との差の絶対値｜Ｆ１−Ｆ２｜を２０Ｈｚとしている。
【００４７】
ラケットフレームの重量と、グリップ端から重心位置までの距離（バランス）とを掛け合わせた数値ＭＩは８９８３５ｇ・ｍｍとしている。また、ラケットフレームのスイング方向の慣性モーメント（Ｉｓ）を４９００００ｇ・ｃｍ２、センター方向の慣性モーメント（Ｉｃ）を１３９００ｇ・ｃｍ２、上記スイング方向の慣性モーメント（Ｉｓ）とセンター方向の慣性モーメント（Ｉｃ）の比（Ｉｓ／Ｉｃ）を３５．３としている。上記のように、各剛性値、固有振動数等を設定することで、反発性能が高く、コントロール性能にも優れる軽量テニスラケットを得ている。
【００４８】
以下、本発明のテニスラケットの実施例１〜１２及び比較例１、２について詳述する。
【００４９】
実施例、比較例ともに全て、図１に示すフレーム形状であり、全長を７００ｍｍ、フレーム最大厚みを２８ｍｍ、フレーム最大幅を１６ｍｍとした。打球面剛性、側圧剛性、面外二次固有振動数、ストリング固有振動数、ラケットフレーム重量、バランス、慣性モーメント（スイング方向、センター方向）を表１の通り設定した。上記各項目値は後述する方法により測定した。
【００５０】
カーボン繊維は、（三菱レーヨン（株）製：ＨＲ４０、ＴＲ５０，東邦レーヨン（株）製：ＩＭ６００，東レ（株）製：Ｔ−７００、Ｔ−８００、Ｍ４０Ｍ、Ｍ３０Ｇ）（繊維角度０°、１０°、２２°、３０°、４５°、９０°，引張弾性率２００ＧＰａ〜５００ＧＰａ）を用い、熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂を用いた。カーボン繊維／エポキシ樹脂からなる繊維強化プリプレグをナイロンチューブを被覆したマンドレル上に積層し、マンドレルを抜き取って金型にセットした後、加熱加圧成形によりラケットフレームを作製した。各実施例、比較例において、それぞれ表１の設定値となるように、繊維強化プリプレグを積層した。
【００５１】
【表１】
（実施例１〜実施例１２）
ラケットフレーム重量を２８０ｇ以下とし、打球面剛性値（Ｇ１）、側圧剛性値（Ｇ２）、剛性比（Ｇ１／Ｇ２）、面外二次固有振動数（Ｆ１）を上記規定範囲内に設定した。その他の項目値についても上記表１の通り設定した。ストリングテンションは３５ｌｂｓ〜５５ｌｂｓにて張架した。
【００５３】
（比較例１、比較例２）
打球面剛性値（Ｇ１）、側圧剛性値（Ｇ２）、剛性比（Ｇ１／Ｇ２）、面外二次固有振動数（Ｆ１）を全て規定範囲外に設定した。その他の項目値についても上記表１の通り設定した。ストリングテンションは５０ｌｂｓで張架した。比較例１のラケットフレーム重量は２８５ｇとした。
【００５４】
上記実施例１〜１２及び、比較例１、２のテニスラケットについて、それぞれ、反発係数を測定し、かつ、実打評価（飛び、コントロール、面安定性、操作性）を行った。各測定、評価結果を上記表１に示す。
【００５５】
（打球面剛性の測定）
打球面剛性（面外方向の剛性）測定は、図４に示すように、テニスラケット１を水平に配置し、そのヘッド部３のトップ３ａを受け治具６１（Ｒ１５）で支持すると共に、トップ３ａから３４０ｍｍ離れた位置で、スロート部４の両側からヨーク７にかけた位置を受け治具６２（Ｒ１５）で支持した。この状態で、受け治具６１より受け治具６２の方向へ１７０ｍｍ離れた位置に対して、加圧具６３（Ｒ１０）により上方より７８４Ｎの荷重を加えて、荷重時の変位から、バネ定数を算出し、打球面剛性を測定した。
【００５６】
（側圧剛性の測定）
側圧剛性の測定は、図５に示すように、テニスラケット１を横向きで打球面Ｆを垂直方向として、テニスラケット１を保持している。この状態で上方のヘッド部３のサイド３ｂに対して、平板Ｐにより、７８４Ｎの荷重を加えて、荷重時の変位から、バネ定数を算出し、側圧剛性を測定した。
【００５７】
（面外二次固有振動数の測定）
ラケットフレームに、所要の付属部品のみを取り付けた各実施例及び比較例のテニスラケットを図６（Ａ）に示すようにヘッド部３上端を紐５１で吊り下げ、スロート部４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、図６（Ｂ）に示すように、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、テニスラケットの面外二次固有振動数を得た。各実施例及び比較例のテニスラケットについて測定された値を上記表１に示す。
【００５８】
（ストリング固有振動数の測定）
テニスラケットを図６（Ｃ）に示すように、ストリングを張架した状態でヘッド部３上端を紐５１で吊り下げ、スロート部４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、ヘッド部３の中央部においてストリングをインパクトハンマー５５で加振した。そして、上記面外二次固有振動数と同等の方法でストリング固有振動数を得た。各実施例及び比較例のテニスラケットについて測定された値を上記表１に示す。
【００５９】
（慣性モーメント測定）
図７（Ａ）に示すように、上記ラケットフレームに所要の付属部品を取り付ける。該テニスラケット１を慣性モーメント測定器で、テニスラケットのグリップを上端として吊り下げ、スイング周期Ｔｓを測定し、下記の数式により、スイング方向の慣性モーメント（グリップ端を支点とする打球面外へのスイング方向の慣性モーメント）を計算した。
図７（Ｂ）に示すように、慣性モーメント測定器で、テニスラケット１のグリップを上端として吊り下げ、センター周期Ｔｃを測定し、下記の数式により、センター方向の慣性モーメント（グリップ部の中心軸回りの慣性モーメント）を計算した。
【００６０】
（慣性モーメントの計算）
スイング方向：Ｉｓ［ｇ・ｃｍ２］
Ｉｓ＝Ｍ×ｇ×ｈ（Ｔｓ／２／π）２−Ｉｃ
センター方向：Ｉｃ［ｇ・ｃｍ２］
Ｉｃ＝２５４４５８×（Ｔｃ／π）２−８３５７
重心回り：Ｉｇ
Ｉｇ＝Ｉｓ−ｍ（１＋２．６）２
ここで、Ｍ＝ｍ＋ｍｃ、ｈ＝（ｍ×ｌ−ｍｃ×ｌｃ）／ｍ＋２．６であり、ｍ：ラケット重量、ｌ：ラケットバランスポイント、ｍｃ：チャック重量、ｌｃ：チャックバランスポイントである。
【００６１】
（反発係数の測定）
反発係数は、図８に示すように、実施例及び比較例のテニスラケット１に、ガットを縦６０ポンド、横５５ポンドの張力で張架し、各テニスラケットを垂直状態でフリーとなるようにグリップ部を柔らかく固定し、その打球面にボール打出機から一定速度Ｖ１（３０ｍ／ｓｅｃ）でテニスボールを打球面に衝突させ、跳ね返ったボールの速度Ｖ２を測定した。反発係数は発射速度Ｖ１、反発速度Ｖ２の比（Ｖ２／Ｖ１）であり、反発係数が大きい程、ボールの飛びが良いことを示している。このような方法で、反発係数を測定した。
【００６２】
（実打評価）
ラケットの飛び・コントロール・面安定性、操作性についてアンケート調査を行った。５点満点（多い程良い）で採点し、中・上級者（テニス歴１０年以上、現在も週３日以上プレーする条件を満たす女性）６６名の採点結果の平均値をとった。
【００６３】
表１に示すように、実施例１〜１２は比較例１、２に比べ、いずれも反発係数が高い値となっており、かつ実打評価における飛び性能評価も良好な結果を示しており、反発性能が向上していることが確認できた。これらは面外方向の二次固有振動数がストリングの固有振動数に近接しているため、エネルギーロスが最小限に抑えられているためであると考えられる（インピーダンスマッチング）。比較例１、２は上記両固有振動数が離れているため反発性能が低下している。
【００６４】
また、実施例１〜１２は打球面の剛性（面外方向、面内方向）が高いためコントロール性能に寄与する面安定性の評価が良く、剛性の高いものほど評価結果が良いことが確認できた。これに対し比較例２は剛性が低いため面安定性の評価が悪かった。
【００６５】
さらに、実施例１〜１２は重量とバランスポイントを掛け合わせた値であるＭＩが８２０００ｇ・ｍｍ〜９２０００ｇ・ｍｍの範囲に設定されており、コントロール性能に寄与する操作性の評価も良好であり、ＭＩが小さいほど評価結果が良いことが確認できた。比較例１はこのＭＩ値が大きいため、操作性が低い評価となっている。面安定性、操作性を総合したコントロール性能の評価においても、実施例１〜１２の評価が良好であることが確認できた。
【００６６】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、本発明によれば、打球面の剛性値（面外方向、面内方向）、特に面内方向の剛性（側圧剛性）値を向上させ、面安定性を増大させることにより、コントロール性能を向上させることができる。
【００６７】
反発性能が高く、面安定性、操作性等のコントロール性能にも優れ、かつ軽量化を実現しているため、女性やシニア層でも少ない力で飛び性能を得られると共に、良好なコントロール性能を有するテニスラケットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第一実施形態のテニスラケットの正面図である。
【図２】 本発明の第一実施形態のテニスラケットの側面図である。
【図３】 図１のラケットフレームのヘッド部のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】 ラケットフレームの打球面剛性の測定方法を示す概略図である。
【図５】 ラケットフレームの側圧剛性の測定方法を示す概略図である。
【図６】 （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は面外方向の二次固有振動数とストリングの固有振動数の測定方法を示す概略図である。
【図７】 （Ａ）（Ｂ）はラケットフレームの慣性モーメントの測定方法を示す概略図である。
【図８】 ラケットフレームの反発係数の測定方法を示す概略図である。
【符号の説明】
１ テニスラケット
２ ラケットフレーム
３ ヘッド部
４ スロート部
５ シャフト部
６ グリップ部
７ ヨーク
Ｆ 打球面
Claims (3)
- 繊維強化樹脂製のラケットフレームからなるテニスラケットであって、
上記ラケットフレームの重量を１００ｇ以上２８０ｇ以下、
打球面の面外方向の剛性値（Ｇ１）を１５６８Ｎ／ｃｍ以上２１５６Ｎ／ｃｍ以下、
打球面の面内方向の剛性値（Ｇ２）を７８４Ｎ／ｃｍ以上１２７４Ｎ／ｃｍ以下、
上記（Ｇ１）と（Ｇ２）の比（Ｇ１／Ｇ２）を１．５以上２．４以下、
上記ラケットフレームのスイング方向の慣性モーメント（Ｉｓ）を４７１０００ｇ・ｃｍ２以上４９００００ｇ・ｃｍ２以下、
センター方向の慣性モーメント（Ｉｃ）を１３９００ｇ・ｃｍ２以上１６６００ｇ・ｃｍ２以下、
上記スイング方向の慣性モーメント（Ｉｓ）とセンター方向の慣性モーメント（Ｉｃ）の比（Ｉｓ／Ｉｃ）を２８．８以上３５．３以下、
上記ラケットフレームの重量と、グリップ端から重心位置までの距離（バランス）とを掛け合わせた数値ＭＩが８５９２０ｇ・ｍｍ以上８９８３５ｇ・ｍｍ以下
としているテニスラケット。 - 繊維強化樹脂製のラケットフレームからなるテニスラケットであって、
上記ラケットフレームの重量を１００ｇ以上２８０ｇ以下、
打球面の面外方向の二次固有振動数（Ｆ１）を４８０Ｈｚ以上６００Ｈｚ以下、
打球面の面外方向の剛性値（Ｇ１）を１５６８Ｎ／ｃｍ以上２１５６Ｎ／ｃｍ以下、
上記ラケットフレームのスイング方向の慣性モーメント（Ｉｓ）を４７１０００ｇ・ｃｍ２以上４９００００ｇ・ｃｍ２以下、
センター方向の慣性モーメント（Ｉｃ）を１３９００ｇ・ｃｍ２以上１６６００ｇ・ｃｍ２以下、
上記スイング方向の慣性モーメント（Ｉｓ）とセンター方向の慣性モーメント（Ｉｃ）の比（Ｉｓ／Ｉｃ）を２８．８以上３５．３以下、
上記ラケットフレームの重量と、グリップ端から重心位置までの距離（バランス）とを掛け合わせた数値ＭＩが８５９２０ｇ・ｍｍ以上８９８３５ｇ・ｍｍ以下
としているテニスラケット。 - 上記ラケットフレームの打球面を囲むヘッド部及びスロート部の一部分で、強化繊維の引張弾性率を３５ｔ以上４５ｔ以下、強化繊維の繊維角度をラケットフレームの長さ方向（軸線方向）に対して０度以上１０度以下、あるいは／およびヘッド部の最大厚みを２６ｍｍ〜３０ｍｍ、最大幅を１３ｍｍ〜１６ｍｍとしている請求項１または請求項２に記載のテニスラケット。
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