JP4515670B2 - ラケットフレーム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はラケットフレーム、特に、テニスラケットフレームに好適に用いられ，振動減衰性を高めるものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ラケットフレームは、軽量性、高剛性，高強度，耐久性等の性能が要求されており、その構成材料は繊維強化樹脂（以下、ＦＲＰと称す）が主流となっている。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成形されている。
この熱硬化性樹脂をマトリクス樹脂とする繊維強化樹脂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、プレーヤーがテニスエルボーになりやすい問題がある。
【０００３】
従来、振動減衰手段の一つとして、特開平１０−２２７２０号では、図１１に示すように、ダブルヨーク１、２を設け、ガット張架部を構成するヨーク１の中央を分断して、その間隙分にスペーサを嵌挿すると共に、シャフト側のヨーク２は分断させずに左右のスロート枠３ａ、３ｂを連結した構成とされている。
上記構成により、ヨーク１の左右１ａ、１ｂが独立して動くことにより打球面に発生するねじれ衝撃を開放させ、かつ、ヨーク２でラケットフレーム全体のねじれを抑えてエネルギーロスを低減させる構成とされている。
【０００４】
また、特開平６−３１２０３６号では、図１２に示すように、グリップエンド５よりその４辺に長手方向に切れ目溝５ａを設けて打球衝撃を吸収させると共に打球音を極力小さくしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記図１１に示すラケットフレームでは、ガット張架部を構成するヨーク１が中央で分断されているため強度、剛性が低下し、反発性が低下すると共に耐久性の点でも問題がある。
また、後記図１２に示すラケットフレームでは、打球音を小さくできても、グリップ後端から切れ目溝を入れているだけであるため、グリップ後端に達するまでに振動の減衰がさほど図られず、プレーヤーの手に伝わる振動を飛躍的に抑制することは難しい。
【０００６】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、強度を低下させずに、打球時の衝撃、振動を飛躍的に抑制することを課題としている。
【０００７】
【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、連続したパイプからなるフレーム本体と、該フレーム本体に左右両端が接続される別体のヨークとからなり、上記フレーム本体は、打球面を囲むガット張架部と、該ガット張架部に連続するスロート部と、該スロート部の左右枠部が接合して連続するシャフト部、該シャフト部に連続するグリップ部とからなり、
上記スロート部の左右枠部が接合する上記シャフト部先端の中央からグリップ端に達しない位置まで、該シャフト部およびグリップ部に切込を入れて独立して動ける左右枠部に分割し、この分割した左右枠部を上記スロート部の左右枠部にそれぞれ連続していることを特徴とするラケットフレームを提供している。
上記シャフト部先端から設ける切込は、グリップ端側から２０〜２００ｍｍの長さ範囲までとし、グリップ端側に切込がない連結部分を設けている。
【０００８】
上記構成によれば、スロート部の接合端に当たるシャフト部先端からグリップ部に向けて部分的に切込が入れられているため、切込により分断されたシャフト部の左右両側部分が独立して動くことが可能となり、打球時に発生するねじれ衝撃を解放することができる。その結果、ねじれ衝撃に伴う不快な振動を抑制できる。
なお、グリップ部とはグリップ用被覆材（例えば、グリップレザー）で外周面を被覆している部分を指す。
【０００９】
上記切込は幅１ｍｍ以上１０ｍｍ以下とし、好ましくは２ｍｍ以上８ｍｍ以下、より好ましくは３ｍｍ以上７ｍｍ以下である。また、切込長さは２０ｍｍ以上２００ｍｍ以下とし、好ましくは４０ｍｍ以上１８０ｍｍ以下、より好ましくは６０ｍｍ以上１６０ｍｍ以下である。
上記切込幅を１ｍｍ以上、長さ２０ｍｍ以上としているのは、幅１ｍｍ未満、長さ２０ｍｍ未満では切込の両側が独立して動くにくくなり、衝撃を解放する作用が少なくるため、振動減衰性が低下することによる。一方、幅１０ｍｍ、長さ２００ｍｍを越えると強度の低下を招くことに因る。
シャフトの幅に対しては切込の幅は２％〜３０％の範囲としている。
【００１０】
上記切込の全体あるいは一部に振動減衰材を充填しても良い。
即ち、振動充填材は切込の全長にわたって充填してもよいし、一部に充填して、切込により発生する空隙を残しておいてもよい。
上記振動減衰材としては制振シート（例えば、ＣＣＩ社製のダイボールギーフィルム）、ナイロン等の熱可塑性樹脂製のシート等を用い、接着剤で固着することが好ましい。
【００１１】
特に、上記切込に嵌合する部材として、ラケットフレームのフレーム本体と別個に形成するヨークに突片を設け、該突片を切込に嵌合している。
詳しくは、ラケットフレームのフレーム本体と別体に形成したヨークに、ガット張架部の開口を閉鎖するヨーク本体と、その両端に連続して、フレーム本体のガット張架部と上記スロート部との境界部分を挟んで延在する左右連結補助部とを設け、該左右連結補助部はスロート部の左右枠部の内面に沿って延在させて先端を接合して略三角形状の環状とし、該接合端より上記切込に内嵌する突片を設け、該突片に振動減衰性を付与している。
上記別体のヨークにスロート補強部を設けると共に突片を一体的に設けた場合、上記切込は突片を挿入するために必須のものとなる。
【００１２】
上記ヨークの突片が内嵌された上記切込には、突片を切込の全長に亙って嵌合しても良いし、切込の奥端との間に１０ｍｍ〜１６０ｍｍの長さで空隙を残して嵌合してもよい。
上記突片は切込の全長の１／４〜１／５の長さとして、切込に内嵌した突片と切込の奥端との間に切込の全長の３／４〜４／５の空隙を残していることが好ましい。このように空隙を残すことにより、空隙により分断されたシャフトの左右両側部の独立した動きを促進することができる。
また、上記突片と切込の奥端との間に振動減衰材を充填しても良いが、この場合も突片と振動減衰材は切込の全長に充填せずに、少なくとも１０ｍｍ〜１００ｍｍの空隙を残しておく方が好ましい。
【００１３】
上記のように、ヨークとフレーム本体との接合部をガット張架部側とスロート側とに延在させて接合部の面積を増加させると、接合部においてラケットフレーム変形時に発生する剪断力を上記接合部に集中させて振動減衰性を高めることができる。上記フレーム本体の左右枠部に対してヨークの両端をそれぞれ少なくとも１０ｃｍ2以上の面積で接合させ、機械的結合手段又は／及び接着剤により結合することが好ましい。
【００１４】
上記振動減衰性を高めるために設けるヨークに、その左右連結補助部の接合端に上記突片を設け、該突片をフレーム本体のシャフトからグリップにかけて形成した上記切込に嵌合すると、フレーム本体とヨークとの接合面積を増加でき、振動減衰性を高めることが出来ると共に、上記切込による捩れ衝撃の解放との相乗効果により、飛躍的に振動減衰性を高めることができる。
さらに、ヨークを略三角形状の環状とすると、ヨークの強度が向上すると共に、該ヨークの接合端より突設した突片をフレーム本体の切込へ嵌合することにより、ヨークの位置決め保持力を高めることができる。
【００１５】
上記ヨークの左右連結補助部はガット張架部側へ最大４時／８時（ガット張架部を時計面と見てトップを１２時とした場合）の位置までとしている。
上記４時／８時の位置は二次振動モードの腹に含まれる位置であるため、この位置まで延在させると、振動減衰効果を高めることができる。
なお、４時／８時を越えてトップ方向へ延在すると、バランスが大きくなり、操作性が低下する。
【００１６】
上記左右連結補助部は、厚さ方向の寸法を一定又は変化させている。なお、フレーム本体の厚さ方向の寸法より左右連結補助部の寸法を小さくし、フレーム本体より左右連結補助部が突出させないようにしている。
上記左右連結補助部の寸法を不均一に変化させると、該左右連結補助部とフレーム本体との凹凸嵌合の結合力を高めることができると共に、連結補助部の形状にデザイン性を持たせることができる。
【００１７】
従来、通常のＦＲＰからなるラケットフレームでは、ヨークとフレーム本体との結合部は、フレーム本体の成形時に一体的に成形されており、ヨークを成形している樹脂とフレーム本体との樹脂とが溶融して強固に一体化されている。そのため、ヨークとフレーム本体との接合面（境界）にはラケットフレーム変形時に応力が集中される構成とはなっていない。
逆に、ヨークと本体とを一体成形した際の接着力が弱いと、ラケットフレームの変形時に剪断荷重が集中するとクラックが生じることとなる。
これに対して、本発明では、フレーム本体とヨークとを金型内で一体的成形せずに、別体として成形し、後付けで機械的結合手段により連結しているため、フレーム本体とヨークとの結合力を確保できると共に、結合されたフレーム本体とヨークとの接合面は、一体化させていないため、ラケットフレームの変形時に発生する剪断荷重が分散されずに上記接合面に集中して負荷され、それにより、フレーム全体に発生する振動は抑制されることとなる。
【００１８】
特に、フレーム本体にヨークを結合する部分は、面外方向の１次振動や２次振動においてフレームが大きく変形する部位であるため、剪断荷重を上記接合面に集中させやすく、その結果、ラケットフレーム全体に発生する振動を効果的に抑制でき、振動減衰性の高いラケットフレームとすることができる。
【００１９】
上記フレーム本体の左右枠部とヨークの両端との各接合面の面積は、前記したように、それぞれ（片側で）少なくとも１０ｃｍ2以上、好ましくは２０ｃｍ2以上、さらに好ましくは３０ｃｍ2以上としている。上記面積が１０ｃｍ2より小さいと十分な振動減衰効果が得られないという問題がある。振動減衰性の観点からは上記接合面の面積は大きい方が良いが、ラケットフレーム強度や重量の点より６０ｃｍ2以下であるのが好ましい。
【００２０】
上記フレーム本体は繊維強化樹脂から一体成形したパイプからなり、打球面を囲むガット張架部、スロート部、シャフト部およびグリップ部を連続して形成している。このように、フレーム本体を１部品から形成することにより、フレーム本体とヨークとの結合部の接合面に剪断荷重を集中させている。
フレーム本体は、軽量化、剛性および強度の点から、連続繊維を強化繊維とすることが好ましい。マトリクス樹脂は熱硬化性樹脂として強度、剛性を高めても良いし、熱可塑性樹脂として振動減衰性をより高めてもよい。すなわち、振動減衰機能をフレーム本体とヨークとの接合面に持たせることにより、フレーム本体のＦＲＰは、ラケットフレームの主たる機能に合わせて、任意に選択される。
【００２１】
一方、ヨークは６ナイロンを含むポリアミド樹脂、エポキシ樹脂の単体あるいは、これらの樹脂をマトリクス樹脂とする繊維強化樹脂より成形している。
その重量は２５ｇ〜３８ｇとし、ヨークとフレーム本体との合計重量からなるローフレーム重量の５％〜３０％の範囲とすることが好ましい。
上記範囲は５％より少ないと強度低下となり、３０％を越えると重量が大きくなり過ぎることによる。好ましくは１０％〜２５％の範囲である。
【００２２】
ヨークは高振動減衰効果を考えると、繊維強化熱可塑性樹脂が好ましいが、金属、木材又は、これらの複合材から形成してもよい。金属を用いる場合は、アルミ、チタン、マグネシウム等の軽量金属又はそれぞれの金属を主成分とする合金が用いられる。
【００２３】
上記ヨークの製法は、
カーボン繊維等の短繊維で強化した状態で射出成形する製法；
ポリアミド繊維とカーボン繊維のコミングルドヤーンをブレイド（組紐）に織りし、該強化繊維にポリアミドを加熱溶融して成形する方法；
発泡エポキシにナイロンチューブを被覆し、さらにカーボンブレイドを積層したものにＲＩＭナイロンモノマーを注入して成るＲＩＭナイロン成形する方法；
等が用いられる。
【００２４】
上記ヨークをフレーム本体に結合する上記機械的結合手段とは、粘着性を有する材料や化学的結合力を介せずに結合する手段であり、結合させる物同士の形状等の違いや変化の組み合わせにより結合させる手段である。具体的には、凹凸嵌合、ネジ止め、はめ合わせ、噛み合わせ、引っかけ係止、ボルト・ナット、バネ等が挙げられ、凹凸嵌合、ネジ止め等が好適に用いられる。
この機械的結合力は、当然、ストリング力を保持でき、さらにボールの衝撃力に耐えうることが必要である。
具体的には、フレーム本体の内側とヨークの接合面のいずれか一方に凸部又は凹部を設ける一方、他方に凸部又は凹部に嵌合する凹部又は凸部を設け、これらを凹凸嵌合により結合している。あるいは、ヨークの一部は凹部としてフレーム本体の凸部に嵌合し、他部はヨークを凸部としフレーム本体を凹部とし、凹凸を部分的に逆転させてもよい。
【００２５】
上記機械的結合手段による接合面に、振動吸収性に優れた接着剤又は／及び、制振フィルム又は制振シートを介在させてもよい。
即ち、フレーム本体とヨークとの結合に関しては、機械的結合に加えて、ヨークおよびフレーム本体よりも弾性率が小さい接着剤を併用してもよく、その場合には接着剤による接着力効果がある。
上記接着剤を介在させても、フレーム本体およびヨークよりは弾性率が小さいため、その部分に剪断応力が集中させることができ、かつ、接着剤を選定することでフレーム全体の振動減衰性を調整することが可能となる。
また、フレーム本体とヨークとの接合面の少なくとも一部に高減衰性材料（フィルム・シート・制振塗料）を介在させてもよく、この制振材を選定することで減衰性能を容易に調整することができる。
これら減衰材は単体で使用しても良いし、接着剤と併用しても良い。
上記接着剤、制振材をフレーム本体とヨークの接合面に介在させると、不快な音が発生するのを防止できる効果がある。
【００２６】
【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説明する。
図１乃至図５は本発明の第一実施形態に係るラケットフレーム１を示す。ラケットフレーム１は、各々別個に形成されたフレーム本体２とヨーク１０とから構成されている。フレーム本体２は、打球面Ｆを囲むガット張架部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。
【００２７】
ヨーク１０は、左右スロート部４Ａ、４Ｂからガット張架部３にかけてフレーム本体２と連結されており、フレーム本体２とヨーク１０との接合面の面積は、片側３５ｃｍ2、左右合計７０ｃｍ2としている。ヨーク１０は、ガット張架部３の開口を閉鎖するヨーク本体１０ａと、ヨーク本体１０ａの両端よりフレーム本体２のガット張架部３と左右スロート部４Ａ、４Ｂとの境界部分を挟んで延在すして先端側で接合される左右連結補助部１０ｂ、１０ｃと、この左右連結補助部１０ｂ、１０ｃの接合端より突出する突片１０ｄとよりなる。
上記ヨーク本体１０ａと左右連結補助部１０ｂ、１０ｃとのより三角形の環状を構成している。
【００２８】
ヨーク本体１０ａには凹部１０ａ1を設け、フレーム本体２の凸部２ａと嵌合させることにより機械的結合を行っている。また、ヨーク１０とフレーム本体２とは、機械的結合に加えウレタン系接着剤でも結合されている。このように機械的結合により、フレーム本体２とヨーク１０との接合面にラケットフレーム１の変形時に発生する剪断力を集中させて振動減衰性を高める構成としている。
【００２９】
連結補助部１０ｂ、１０ｃは、ガット張架部３側へは、ガット張架部３を時計面と見て５時（７時）の位置まで延在させている。また、左右スロート部４Ａ、４Ｂ側へは、スロート部４Ａ、４Ｂの内面に沿ってシャフト部５に達する位置まで延在させている。フレーム本体２には、左右連結補助部１０ｂ、１０ｃの形状に合わせて、窪み部２ｂを設け、左右連結補助部１０ｂ、１０ｃと凹凸嵌合している。
【００３０】
上記左右連結補助部１０ｂ、１０ｃの接合端から突出する突片１０ｄは、フレーム本体２の左右スロート部接合端、即ち、シャフト部５の先端からグリップ部６にかけて長尺な切込２０を設けている。切込２０の長さは２０ｍｍ以上２００ｍｍ以下で、本実施形態では１６０ｍｍとし、グリップ端６ａから７０ｍｍの範囲Ｚは切込２０を入れていない連結部としている。
切込２０の幅Ｌは１ｍｍ以上１０ｍｍ以下で、本実施形態では３ｍｍとし、シャフト部５の幅に対して１０％としている。このように切込２０を設けることによりシャフト部５およびシャフト部に連続するグリップ部６の一部を左右枠部５ａ，５ｂ、６ａ，６ｂに分割している。
なお、切込２０の開口側の先端側部は若干幅を狭くして突片嵌合部２０ａとし、該突片嵌合部２０ａの長さは３０ｍｍとし、切込２０の全長の約１／５としている。
上記切込２０には開口よりヨーク１０の突片１０ｄを押し込み、突片嵌合部２０ａ内に充填して、左右枠部５ａと５ｂで挟持している。
【００３１】
切込２０に突片１０ｄを挿入した状態で、突片１０ｄと切込２０の奥端２０ｂとの間には１３０ｍｍの長さの長尺な空隙部２１をあけている。
【００３２】
図３（Ｂ）に示すように、左右連結補助部１０ｂ、１０ｃは、ラケットフレーム１の厚さ方向において、ヨーク本体１０ａ近傍及び突片１０ｄを突設する接合端近傍はフレーム本体２の略同一寸法ｔ１であるが、左右スロート部４Ａ、４Ｂの中間部では寸法ｔ２と小さくなっており、その厚さを変えている。
また、図４に示すように、左右連結補助部１０ｂ、１０ｃはフレーム本体２の窪み部２ｂに嵌合した状態で、フレーム本体２の内面側より突出させずに、同一平面を形成する肉厚としている。
【００３３】
さらに、ヨーク本体１０ａおよびガット張架部３へと延在する左右連結補助部１０ｃ、１０ｂには図３（Ｄ）に示すようにガット穴ｇを穿設している。ガット張架部３の５時（７時）付近に相当するガット穴ｇは、打球面Ｆに接する内側部分の径Ｓ１を、φ７ｍｍとし、通常よりも大きくしている。また、ヨーク本体１０ａの打球面側には、幅５ｍｍ、深さ５ｍｍの溝１０ｆを設けている。
【００３４】
本実施形態では、ヨーク１０の重量は、３３ｇとし、ヨーク１０とフレーム本体２との合計重量からなるローフレーム重量の約１７％としている。打球面積が１１０平方インチ、ラケットフレーム重量が２４５ｇとしている。
【００３５】
フレーム本体２は、繊維強化樹脂製の中空パイプからなり、カーボン繊維からなる強化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。ヨーク１０は、熱可塑性樹脂である６ナイロンに長さ１ｍｍのカーボン繊維（短繊維）を３０％充填させた材料からなり、中実の射出成形体からなる。
【００３６】
上記のように、第１実施形態のラケットフレーム１は、フレーム本体２とヨーク１０とを別部材として成形後、機械的結合手段及び接着剤により結合させ、両者の接合面にラケットフレーム１の変形時に発生する剪断力を集中させることでラケットフレーム１の振動減衰性能を高めることができる。
特に、ヨーク１０に左右スロート部４Ａ、４Ｂの全長に亙って左右連結補助部１０ｂ、１０ｃを接合させ、更に、突片１０ｄをシャフト部５に形成した切込２０に内嵌してシャフト部５の左右枠部５ａ、５ｂと接合させ、接合面積を大きくしているため、この接合面にラケットフレームに発生する剪断力を集中させて、ラケットフレームの振動減衰性能を飛躍的に高めることができる。
【００３７】
さらに、シャフト部５からグリップ部６にかけて切込２０による空隙を設けているため、シャフト部５の左右枠部５ａ、５ｂ、グリップ部６の左右枠部６ａ、６ｂは互いに独立して動作可能となり、打球時に発生する捩れ振動を解放することができる。
【００３８】
また、ヨーク１０に設けたガット穴ｇの打球面Ｆに接する内側部分を大きくしているため、ストリング長さを有効に活用することが可能であり、スイートエリアを拡大することができる。
【００３９】
なお、上記実施形態では、機械的結合手段と接着剤により、ヨークとフレーム本体を結合させているが、両者の接合面に制振フィルムを挟みこむこともできる。これにより、さらに振動減衰性を向上することができる。また、上記実施形態では、ウレタン系の接着剤を用いているが、その他、必要性能に応じて、振動吸収性に優れた接着剤等を用いても良い。
【００４０】
また、上記実施形態では、ヨークは熱可塑性樹脂により成形しており、成形性や振動減衰性に特に優れるが、繊維強化樹脂からなる中空体とすることもでき、強度や軽量性を高めることもできる。
【００４１】
図６（Ａ）（Ｂ）は第２実施形態を示し、切込２０に内嵌した突片１０ｄと切込奥端２０ｂの間の空隙に、ナイロン樹脂成形品からなる一対の断面Ｔ形状の振動減衰材２５（２５Ａ、２５Ｂ）を対向する幅方向より嵌め込み、これら振動減衰材２５Ａと２５Ｂの間に微小の空隙Ｃ２をあけている。
切込２０により分割したシャフト部からグリップ部にかける左右枠部５ａと５ｂ、６ａと６ｂとは、切込２０に面する部分は図６に示すように幅方向先端面に段状凹部５ｃ、６ｃを設け、上記断面Ｔ形状の振動減衰材２５Ａ、２５Ｂの先端横枠部を嵌合させて状態で、シャフト部およびグリップ部の外面と平面を形成させている。
これら振動減衰材２５とは接着剤でシャフト部５の左右枠部５ａ、５ｂに固着している。
第２実施形態では突片１０ｄと切込奥端２０ｂとの間に振動減衰材２５を充填して、長さ方向（軸線方向）には空隙をあけていない。
【００４２】
図７（Ａ）は、第２実施形態の第１変形例を示し、振動減衰材２５を切込奥端２０ｂ側に充填し、突片１０ｄと振動減衰材２５の間に空隙Ｃ１をあけている。
図７（Ｂ）は、第２実施形態の第２変形例を示し、突片１０ｄと切込奥端２０ｂの間にそれぞれ空隙Ｃ１をあけて振動減衰材２５を充填している。
上記振動減衰材２５は左右枠部５ａと５ｂ、６ａと６ｂとが互いに独立して挙動できる弾性を持たせている。
図７（Ｃ）は、第２実施形態の第３変形例を示し、突片１０ｄと切込奥端２０ｂの間に振動減衰材２５と、バランスウエイト２６とを嵌合している。
【００４３】
図８は第３実施形態を示し、ヨーク３０は従来のラケットと同様に、その両端をガット張架部３に樹脂溶着により一体的に固着している。
フレーム本体２のシャフト部５からグリップ部６にかけて、第１実施形態と同様な切込３１を形成している。該切込３１には第１実施形態の突片に相当する挿入材は嵌合しておらず、左右スロート部４Ａ、４Ｂの接合端にあたる切込３１の開口端３１ａから奥端３１ｂは空隙としている。よって、シャフト部５およびグリップ部６の左右枠部５ａと５ｂ、６ａと６ｂは左右のスロート部４Ａ、４Ｂにそれぞれ連続した状態で分割形状としている。
【００４４】
図９は第４実施形態を示し、上記切込３１の開口端より第２実施形態と同様な振動減衰材２５（断面Ｔ形状の一対の振動減衰材２５Ａ、２５Ｂ）を挿入している。この振動減衰材はナイロン樹脂成形品からなり、接着材でフレーム本体に固着している。この振動減衰材２５と切込３１の奥端３１ｂとの間には空隙Ｃ１をあけている。
【００４５】
以下、本発明のラケットフレームの実施例１〜４及び比較例１について詳述する。
実施例、比較例とも、フレーム本体は、繊維強化樹脂製の中空形状であり、厚み２４ｍｍ，幅１３ｍｍ〜１５ｍｍの断面形状を持ち、打球面積が１１０平方インチである同一形状とし、以下に示す方法により作成した。
カーボン繊維を強化繊維とした繊維強化熱硬化性樹脂のプリプレグシート（ＣＦプリプレグ（東レＴ３００，７００，８００，Ｍ４６Ｊ））を、６６ナイロンからなる内圧チューブを被覆したマンドレル（φ１４．５）上に積層し、鉛直状の積層体を成型した。プリプレグ角度は０゜，２２゜，３０゜，９０゜とし、積層した。マンドレルを抜き取って上記積層体を金型にセットした。金型を型締して、金型を１５０℃に昇温し、３０分間の加熱を行うと同時に内圧チューブ内に９ｋｇｆ／ｃｍ２の空気圧を付加し、加圧保持し、加熱加圧成形により作成した。 左右スロート部の接合端であるシャフト部の先端からグリップ端までの長さは２２０ｍｍ、グリップ部と連続する側のシャフト部の幅は３０ｍｍ、厚みは２４ｍｍとした。
【００４６】
ヨークの材質、特徴、重量、及び接着剤、ローフレーム（重量／バランス）、ラケットフレーム（重量／バランス）をそれぞれ下記の表１の通り設定した。
【００４７】
【表１】
【００４８】
（実施例１）
前記図８に示す第３実施形態に該当し、ヨークは従来と同様な形状でガット張架部のスロート側開口を閉鎖する枠形状で、その両端をガット張架部に一体的に固着している。シャフト部からグリップ部にかけて幅３ｍｍ、長さ１６０ｍｍの切込をいれている。この切込には充填材を挿入していない。
【００４９】
（実施例２）
前記図９に示す第４実施形態に該当し、ヨークは従来と同様な形状でガット張架部のスロート側開口を閉鎖する枠形状で、その両端をガット張架部に一体的に固着している。シャフト部からグリップ部にかけて実施例１と同一形状の切込を設けた。この切込に、断面Ｔ形状の一対の振動減衰材を挿入した。該振動減衰材の長さは３０ｍｍで、該振動減衰材と切込奥端との間に長さ１３０ｍｍの空隙を空けている。振動減衰材はシャフト部に接着剤で固着した。
【００５０】
（実施例３）
前記図６の第２実施形態に該当し、ヨーク本体と左右連結補助部とで三角形の環状を構成し、左右連結補助部の接合端より突片を突設させたヨークをフレーム本体と結合し、突片を切込に挿入し、突片と切込奥端の間の振動減衰材を充填している。ヨークは６ナイロンに長さ１ｍｍのカーボン繊維（短繊維）を３０％充填させた材料を使用した。射出成形用金型を使用して中実のヨークを射出成形した。ヨークには凹部を配置し、フレーム本体の凸部と嵌合させることにより機械的接合を行った。
また、ヨークの打球面側には、幅５ｍｍ、深さ５ｍｍの溝（ヨーク切込み）を配置した。ヨークの５時（７時）部分に相当するガット穴を通常よりも大きく、φ７ｍｍとした。ヨークの連結補助部は厚さ方向の寸法を不均一にした。即ち、上記第１実施形態のヨークと同形状とした。
フレーム本体のシャフト部からグリップ部にかけて実施例１と同様の切込を設けた。上記ヨークの突片の長さを３０ｍｍとして、切込に挿入し、該切込の残りの空隙１３０ｍｍにナイロン成形品からなる振動減衰材を充填した。
【００５１】
（実施例４）
図１に示す第１実施形態に相当し、振動減衰材を切込に充填していない点が実施例３と相違する点である。
【００５２】
（比較例１）
実施例１とラケットフレームと略同様で、切込を設けていない点が相違する通常のラケットフレームである。
【００５３】
上記実施例１〜４及び比較例１のラケットフレームに関し、それぞれ、後述する方法により面外１次振動の振動数，減衰率、面外２次振動の振動数，減衰率、の測定と、実打振動テストを行った。その結果を前記表１に示す。
【００５４】
（面外１次振動減衰率の測定）
各実施例及び比較例のラケットフレームを図１０（Ａ）に示すようにガット張架部３の上端を紐５１で吊り下げ、ガット張架部３と左右スロート部４Ａ、４Ｂのいずれか一方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１０（Ｂ）に示すように、ガット張架部３と左右スロート部４Ａ、４Ｂのいずれか他方の連続点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、テニスラケットの振動数を得た。振動減衰比（ζ）は下式より求め、面外１次振動減衰率とした。各実施例及び比較例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２に示す。
【００５５】
ζ＝（１／２）×（Δω／ωｎ）
Ｔｏ＝Ｔｎ／√２
【００５６】
（面外２次振動減衰率の測定）
ラケットフレームを図１０（Ｃ）に示すようにガット張架部３上端を紐５１で吊り下げ、スロート部４Ａ、４Ｂ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５５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。各実施例及び比較例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。
【００５７】
（実打振動方法）
一般のテニスプレーヤー５０人により実打して、振動の有る、無しを評価した。評価は５点法で評価し、振動の程度が最大を１とし、２、３…と順次振動が弱まり、５は振動が無しの場合である。評価は５０人の評価の平均を採って表１に示す。
【００５８】
表１に示すように、実施例１〜４は、面外１次振動の減衰率が０．５〜０．９、面外２次振動の減衰率が０．５〜１．０であるのに対し、比較例１は面外１次振動の減衰率が０．３、面外２次振動の減衰率も０．３であり、実施例１〜４の本発明のラケットフレームは振動減衰性に優れていることが確認できた。
【００５９】
また、実施例１〜４は、いずれも実打振動テストの結果が３．５以上であったが、比較例１は２．５であった。この結果より、実施例１〜４は比較例１より実打時にプレーヤに振動が伝わりにくいことが確認できた。
【００６０】
【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、ラケットフレームの左右スロート部の接合端に当たるシャフト部の先端中央からグリップ部にかけて切込を入れて、互いに自由に動くことのできる左右枠部を分割して設けているため、振動減衰性、特に、ねじれ振動減衰性を高めることができる。さらに、切込により軽量化に寄与することもできる。
【００６１】
また、スロート部の内面に接合されるヨークの左右連結補強部の先端より突片を設け、該突片を上記シャフトの切込を挿入すると、突片とシャフトとの接合面においても、ラケットフレームの変形時に発生する剪断力を集中させることでラケットフレームの振動減衰性能を高めることができる。かつ、ヨークの補強およびフレーム本体に対する位置決め保持を確実なものとすることができる。
【００６２】
さらに、上記のように、フレーム本体と別部材のヨークを設け、機械的結合手段により結合させると、両者の接合面に上記のように複数の別部材の結合により振動減衰性を向上させているため、余分な重量増がなく、軽量である上に、機械的結合手段により結合させているため、剛性が低下することもなく、高い振動減衰性を得ることができる。
また、フレーム本体とヨークとの接合面の面積や、材料や接着剤の選定、形状の変更等により、打球感の好みにもなる振動減衰性の制御を可能としており、プレーヤーに応じた最適なラケットフレームを設計することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態のラケットフレームの概略正面図である。
【図２】 フレーム本体とヨークの要部分解拡大図である。
【図３】 （Ａ）はヨークの平面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は正面図、（Ｄ）は一部拡大図である。
【図４】 フレーム本体の一部斜視図である。
【図５】 （Ａ）はフレーム本体へのヨークの取付状況を示す図、（Ｂ）は拡大断面図である。
【図６】 第２実施形態を示し、（Ａ）は要部平面図、（Ｂ）は断面図である。
【図７】 （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は第２実施形態の変形例を示す図面である。
【図８】 第３実施形態を示し、（Ａ）は要部拡大平面図、（Ｂ）は要部拡大図である。
【図９】 第４実施形態を示し、（Ａ）は要部拡大平面図、（Ｂ）は断面図である。
【図１０】 （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）はラケットフレームの振動減衰率の測定方法を示す概略図である。
【図１１】 従来例を示す図面である。
【図１２】 他の従来例を示す図面である。
【符号の説明】
１ ラケットフレーム
２ フレーム本体
３ ガット張架部
４ スロート部
５ シャフト部
６ グリップ部
１０ ヨーク
１０ａ ヨーク本体
１０ｂ、１０ｃ 左右連結補助部
１０ｄ 突片
ｇ ガット穴
２０ 切込
【発明の属する技術分野】
本発明はラケットフレーム、特に、テニスラケットフレームに好適に用いられ，振動減衰性を高めるものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ラケットフレームは、軽量性、高剛性，高強度，耐久性等の性能が要求されており、その構成材料は繊維強化樹脂（以下、ＦＲＰと称す）が主流となっている。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成形されている。
この熱硬化性樹脂をマトリクス樹脂とする繊維強化樹脂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、プレーヤーがテニスエルボーになりやすい問題がある。
【０００３】
従来、振動減衰手段の一つとして、特開平１０−２２７２０号では、図１１に示すように、ダブルヨーク１、２を設け、ガット張架部を構成するヨーク１の中央を分断して、その間隙分にスペーサを嵌挿すると共に、シャフト側のヨーク２は分断させずに左右のスロート枠３ａ、３ｂを連結した構成とされている。
上記構成により、ヨーク１の左右１ａ、１ｂが独立して動くことにより打球面に発生するねじれ衝撃を開放させ、かつ、ヨーク２でラケットフレーム全体のねじれを抑えてエネルギーロスを低減させる構成とされている。
【０００４】
また、特開平６−３１２０３６号では、図１２に示すように、グリップエンド５よりその４辺に長手方向に切れ目溝５ａを設けて打球衝撃を吸収させると共に打球音を極力小さくしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記図１１に示すラケットフレームでは、ガット張架部を構成するヨーク１が中央で分断されているため強度、剛性が低下し、反発性が低下すると共に耐久性の点でも問題がある。
また、後記図１２に示すラケットフレームでは、打球音を小さくできても、グリップ後端から切れ目溝を入れているだけであるため、グリップ後端に達するまでに振動の減衰がさほど図られず、プレーヤーの手に伝わる振動を飛躍的に抑制することは難しい。
【０００６】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、強度を低下させずに、打球時の衝撃、振動を飛躍的に抑制することを課題としている。
【０００７】
【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、連続したパイプからなるフレーム本体と、該フレーム本体に左右両端が接続される別体のヨークとからなり、上記フレーム本体は、打球面を囲むガット張架部と、該ガット張架部に連続するスロート部と、該スロート部の左右枠部が接合して連続するシャフト部、該シャフト部に連続するグリップ部とからなり、
上記スロート部の左右枠部が接合する上記シャフト部先端の中央からグリップ端に達しない位置まで、該シャフト部およびグリップ部に切込を入れて独立して動ける左右枠部に分割し、この分割した左右枠部を上記スロート部の左右枠部にそれぞれ連続していることを特徴とするラケットフレームを提供している。
上記シャフト部先端から設ける切込は、グリップ端側から２０〜２００ｍｍの長さ範囲までとし、グリップ端側に切込がない連結部分を設けている。
【０００８】
上記構成によれば、スロート部の接合端に当たるシャフト部先端からグリップ部に向けて部分的に切込が入れられているため、切込により分断されたシャフト部の左右両側部分が独立して動くことが可能となり、打球時に発生するねじれ衝撃を解放することができる。その結果、ねじれ衝撃に伴う不快な振動を抑制できる。
なお、グリップ部とはグリップ用被覆材（例えば、グリップレザー）で外周面を被覆している部分を指す。
【０００９】
上記切込は幅１ｍｍ以上１０ｍｍ以下とし、好ましくは２ｍｍ以上８ｍｍ以下、より好ましくは３ｍｍ以上７ｍｍ以下である。また、切込長さは２０ｍｍ以上２００ｍｍ以下とし、好ましくは４０ｍｍ以上１８０ｍｍ以下、より好ましくは６０ｍｍ以上１６０ｍｍ以下である。
上記切込幅を１ｍｍ以上、長さ２０ｍｍ以上としているのは、幅１ｍｍ未満、長さ２０ｍｍ未満では切込の両側が独立して動くにくくなり、衝撃を解放する作用が少なくるため、振動減衰性が低下することによる。一方、幅１０ｍｍ、長さ２００ｍｍを越えると強度の低下を招くことに因る。
シャフトの幅に対しては切込の幅は２％〜３０％の範囲としている。
【００１０】
上記切込の全体あるいは一部に振動減衰材を充填しても良い。
即ち、振動充填材は切込の全長にわたって充填してもよいし、一部に充填して、切込により発生する空隙を残しておいてもよい。
上記振動減衰材としては制振シート（例えば、ＣＣＩ社製のダイボールギーフィルム）、ナイロン等の熱可塑性樹脂製のシート等を用い、接着剤で固着することが好ましい。
【００１１】
特に、上記切込に嵌合する部材として、ラケットフレームのフレーム本体と別個に形成するヨークに突片を設け、該突片を切込に嵌合している。
詳しくは、ラケットフレームのフレーム本体と別体に形成したヨークに、ガット張架部の開口を閉鎖するヨーク本体と、その両端に連続して、フレーム本体のガット張架部と上記スロート部との境界部分を挟んで延在する左右連結補助部とを設け、該左右連結補助部はスロート部の左右枠部の内面に沿って延在させて先端を接合して略三角形状の環状とし、該接合端より上記切込に内嵌する突片を設け、該突片に振動減衰性を付与している。
上記別体のヨークにスロート補強部を設けると共に突片を一体的に設けた場合、上記切込は突片を挿入するために必須のものとなる。
【００１２】
上記ヨークの突片が内嵌された上記切込には、突片を切込の全長に亙って嵌合しても良いし、切込の奥端との間に１０ｍｍ〜１６０ｍｍの長さで空隙を残して嵌合してもよい。
上記突片は切込の全長の１／４〜１／５の長さとして、切込に内嵌した突片と切込の奥端との間に切込の全長の３／４〜４／５の空隙を残していることが好ましい。このように空隙を残すことにより、空隙により分断されたシャフトの左右両側部の独立した動きを促進することができる。
また、上記突片と切込の奥端との間に振動減衰材を充填しても良いが、この場合も突片と振動減衰材は切込の全長に充填せずに、少なくとも１０ｍｍ〜１００ｍｍの空隙を残しておく方が好ましい。
【００１３】
上記のように、ヨークとフレーム本体との接合部をガット張架部側とスロート側とに延在させて接合部の面積を増加させると、接合部においてラケットフレーム変形時に発生する剪断力を上記接合部に集中させて振動減衰性を高めることができる。上記フレーム本体の左右枠部に対してヨークの両端をそれぞれ少なくとも１０ｃｍ2以上の面積で接合させ、機械的結合手段又は／及び接着剤により結合することが好ましい。
【００１４】
上記振動減衰性を高めるために設けるヨークに、その左右連結補助部の接合端に上記突片を設け、該突片をフレーム本体のシャフトからグリップにかけて形成した上記切込に嵌合すると、フレーム本体とヨークとの接合面積を増加でき、振動減衰性を高めることが出来ると共に、上記切込による捩れ衝撃の解放との相乗効果により、飛躍的に振動減衰性を高めることができる。
さらに、ヨークを略三角形状の環状とすると、ヨークの強度が向上すると共に、該ヨークの接合端より突設した突片をフレーム本体の切込へ嵌合することにより、ヨークの位置決め保持力を高めることができる。
【００１５】
上記ヨークの左右連結補助部はガット張架部側へ最大４時／８時（ガット張架部を時計面と見てトップを１２時とした場合）の位置までとしている。
上記４時／８時の位置は二次振動モードの腹に含まれる位置であるため、この位置まで延在させると、振動減衰効果を高めることができる。
なお、４時／８時を越えてトップ方向へ延在すると、バランスが大きくなり、操作性が低下する。
【００１６】
上記左右連結補助部は、厚さ方向の寸法を一定又は変化させている。なお、フレーム本体の厚さ方向の寸法より左右連結補助部の寸法を小さくし、フレーム本体より左右連結補助部が突出させないようにしている。
上記左右連結補助部の寸法を不均一に変化させると、該左右連結補助部とフレーム本体との凹凸嵌合の結合力を高めることができると共に、連結補助部の形状にデザイン性を持たせることができる。
【００１７】
従来、通常のＦＲＰからなるラケットフレームでは、ヨークとフレーム本体との結合部は、フレーム本体の成形時に一体的に成形されており、ヨークを成形している樹脂とフレーム本体との樹脂とが溶融して強固に一体化されている。そのため、ヨークとフレーム本体との接合面（境界）にはラケットフレーム変形時に応力が集中される構成とはなっていない。
逆に、ヨークと本体とを一体成形した際の接着力が弱いと、ラケットフレームの変形時に剪断荷重が集中するとクラックが生じることとなる。
これに対して、本発明では、フレーム本体とヨークとを金型内で一体的成形せずに、別体として成形し、後付けで機械的結合手段により連結しているため、フレーム本体とヨークとの結合力を確保できると共に、結合されたフレーム本体とヨークとの接合面は、一体化させていないため、ラケットフレームの変形時に発生する剪断荷重が分散されずに上記接合面に集中して負荷され、それにより、フレーム全体に発生する振動は抑制されることとなる。
【００１８】
特に、フレーム本体にヨークを結合する部分は、面外方向の１次振動や２次振動においてフレームが大きく変形する部位であるため、剪断荷重を上記接合面に集中させやすく、その結果、ラケットフレーム全体に発生する振動を効果的に抑制でき、振動減衰性の高いラケットフレームとすることができる。
【００１９】
上記フレーム本体の左右枠部とヨークの両端との各接合面の面積は、前記したように、それぞれ（片側で）少なくとも１０ｃｍ2以上、好ましくは２０ｃｍ2以上、さらに好ましくは３０ｃｍ2以上としている。上記面積が１０ｃｍ2より小さいと十分な振動減衰効果が得られないという問題がある。振動減衰性の観点からは上記接合面の面積は大きい方が良いが、ラケットフレーム強度や重量の点より６０ｃｍ2以下であるのが好ましい。
【００２０】
上記フレーム本体は繊維強化樹脂から一体成形したパイプからなり、打球面を囲むガット張架部、スロート部、シャフト部およびグリップ部を連続して形成している。このように、フレーム本体を１部品から形成することにより、フレーム本体とヨークとの結合部の接合面に剪断荷重を集中させている。
フレーム本体は、軽量化、剛性および強度の点から、連続繊維を強化繊維とすることが好ましい。マトリクス樹脂は熱硬化性樹脂として強度、剛性を高めても良いし、熱可塑性樹脂として振動減衰性をより高めてもよい。すなわち、振動減衰機能をフレーム本体とヨークとの接合面に持たせることにより、フレーム本体のＦＲＰは、ラケットフレームの主たる機能に合わせて、任意に選択される。
【００２１】
一方、ヨークは６ナイロンを含むポリアミド樹脂、エポキシ樹脂の単体あるいは、これらの樹脂をマトリクス樹脂とする繊維強化樹脂より成形している。
その重量は２５ｇ〜３８ｇとし、ヨークとフレーム本体との合計重量からなるローフレーム重量の５％〜３０％の範囲とすることが好ましい。
上記範囲は５％より少ないと強度低下となり、３０％を越えると重量が大きくなり過ぎることによる。好ましくは１０％〜２５％の範囲である。
【００２２】
ヨークは高振動減衰効果を考えると、繊維強化熱可塑性樹脂が好ましいが、金属、木材又は、これらの複合材から形成してもよい。金属を用いる場合は、アルミ、チタン、マグネシウム等の軽量金属又はそれぞれの金属を主成分とする合金が用いられる。
【００２３】
上記ヨークの製法は、
カーボン繊維等の短繊維で強化した状態で射出成形する製法；
ポリアミド繊維とカーボン繊維のコミングルドヤーンをブレイド（組紐）に織りし、該強化繊維にポリアミドを加熱溶融して成形する方法；
発泡エポキシにナイロンチューブを被覆し、さらにカーボンブレイドを積層したものにＲＩＭナイロンモノマーを注入して成るＲＩＭナイロン成形する方法；
等が用いられる。
【００２４】
上記ヨークをフレーム本体に結合する上記機械的結合手段とは、粘着性を有する材料や化学的結合力を介せずに結合する手段であり、結合させる物同士の形状等の違いや変化の組み合わせにより結合させる手段である。具体的には、凹凸嵌合、ネジ止め、はめ合わせ、噛み合わせ、引っかけ係止、ボルト・ナット、バネ等が挙げられ、凹凸嵌合、ネジ止め等が好適に用いられる。
この機械的結合力は、当然、ストリング力を保持でき、さらにボールの衝撃力に耐えうることが必要である。
具体的には、フレーム本体の内側とヨークの接合面のいずれか一方に凸部又は凹部を設ける一方、他方に凸部又は凹部に嵌合する凹部又は凸部を設け、これらを凹凸嵌合により結合している。あるいは、ヨークの一部は凹部としてフレーム本体の凸部に嵌合し、他部はヨークを凸部としフレーム本体を凹部とし、凹凸を部分的に逆転させてもよい。
【００２５】
上記機械的結合手段による接合面に、振動吸収性に優れた接着剤又は／及び、制振フィルム又は制振シートを介在させてもよい。
即ち、フレーム本体とヨークとの結合に関しては、機械的結合に加えて、ヨークおよびフレーム本体よりも弾性率が小さい接着剤を併用してもよく、その場合には接着剤による接着力効果がある。
上記接着剤を介在させても、フレーム本体およびヨークよりは弾性率が小さいため、その部分に剪断応力が集中させることができ、かつ、接着剤を選定することでフレーム全体の振動減衰性を調整することが可能となる。
また、フレーム本体とヨークとの接合面の少なくとも一部に高減衰性材料（フィルム・シート・制振塗料）を介在させてもよく、この制振材を選定することで減衰性能を容易に調整することができる。
これら減衰材は単体で使用しても良いし、接着剤と併用しても良い。
上記接着剤、制振材をフレーム本体とヨークの接合面に介在させると、不快な音が発生するのを防止できる効果がある。
【００２６】
【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説明する。
図１乃至図５は本発明の第一実施形態に係るラケットフレーム１を示す。ラケットフレーム１は、各々別個に形成されたフレーム本体２とヨーク１０とから構成されている。フレーム本体２は、打球面Ｆを囲むガット張架部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。
【００２７】
ヨーク１０は、左右スロート部４Ａ、４Ｂからガット張架部３にかけてフレーム本体２と連結されており、フレーム本体２とヨーク１０との接合面の面積は、片側３５ｃｍ2、左右合計７０ｃｍ2としている。ヨーク１０は、ガット張架部３の開口を閉鎖するヨーク本体１０ａと、ヨーク本体１０ａの両端よりフレーム本体２のガット張架部３と左右スロート部４Ａ、４Ｂとの境界部分を挟んで延在すして先端側で接合される左右連結補助部１０ｂ、１０ｃと、この左右連結補助部１０ｂ、１０ｃの接合端より突出する突片１０ｄとよりなる。
上記ヨーク本体１０ａと左右連結補助部１０ｂ、１０ｃとのより三角形の環状を構成している。
【００２８】
ヨーク本体１０ａには凹部１０ａ1を設け、フレーム本体２の凸部２ａと嵌合させることにより機械的結合を行っている。また、ヨーク１０とフレーム本体２とは、機械的結合に加えウレタン系接着剤でも結合されている。このように機械的結合により、フレーム本体２とヨーク１０との接合面にラケットフレーム１の変形時に発生する剪断力を集中させて振動減衰性を高める構成としている。
【００２９】
連結補助部１０ｂ、１０ｃは、ガット張架部３側へは、ガット張架部３を時計面と見て５時（７時）の位置まで延在させている。また、左右スロート部４Ａ、４Ｂ側へは、スロート部４Ａ、４Ｂの内面に沿ってシャフト部５に達する位置まで延在させている。フレーム本体２には、左右連結補助部１０ｂ、１０ｃの形状に合わせて、窪み部２ｂを設け、左右連結補助部１０ｂ、１０ｃと凹凸嵌合している。
【００３０】
上記左右連結補助部１０ｂ、１０ｃの接合端から突出する突片１０ｄは、フレーム本体２の左右スロート部接合端、即ち、シャフト部５の先端からグリップ部６にかけて長尺な切込２０を設けている。切込２０の長さは２０ｍｍ以上２００ｍｍ以下で、本実施形態では１６０ｍｍとし、グリップ端６ａから７０ｍｍの範囲Ｚは切込２０を入れていない連結部としている。
切込２０の幅Ｌは１ｍｍ以上１０ｍｍ以下で、本実施形態では３ｍｍとし、シャフト部５の幅に対して１０％としている。このように切込２０を設けることによりシャフト部５およびシャフト部に連続するグリップ部６の一部を左右枠部５ａ，５ｂ、６ａ，６ｂに分割している。
なお、切込２０の開口側の先端側部は若干幅を狭くして突片嵌合部２０ａとし、該突片嵌合部２０ａの長さは３０ｍｍとし、切込２０の全長の約１／５としている。
上記切込２０には開口よりヨーク１０の突片１０ｄを押し込み、突片嵌合部２０ａ内に充填して、左右枠部５ａと５ｂで挟持している。
【００３１】
切込２０に突片１０ｄを挿入した状態で、突片１０ｄと切込２０の奥端２０ｂとの間には１３０ｍｍの長さの長尺な空隙部２１をあけている。
【００３２】
図３（Ｂ）に示すように、左右連結補助部１０ｂ、１０ｃは、ラケットフレーム１の厚さ方向において、ヨーク本体１０ａ近傍及び突片１０ｄを突設する接合端近傍はフレーム本体２の略同一寸法ｔ１であるが、左右スロート部４Ａ、４Ｂの中間部では寸法ｔ２と小さくなっており、その厚さを変えている。
また、図４に示すように、左右連結補助部１０ｂ、１０ｃはフレーム本体２の窪み部２ｂに嵌合した状態で、フレーム本体２の内面側より突出させずに、同一平面を形成する肉厚としている。
【００３３】
さらに、ヨーク本体１０ａおよびガット張架部３へと延在する左右連結補助部１０ｃ、１０ｂには図３（Ｄ）に示すようにガット穴ｇを穿設している。ガット張架部３の５時（７時）付近に相当するガット穴ｇは、打球面Ｆに接する内側部分の径Ｓ１を、φ７ｍｍとし、通常よりも大きくしている。また、ヨーク本体１０ａの打球面側には、幅５ｍｍ、深さ５ｍｍの溝１０ｆを設けている。
【００３４】
本実施形態では、ヨーク１０の重量は、３３ｇとし、ヨーク１０とフレーム本体２との合計重量からなるローフレーム重量の約１７％としている。打球面積が１１０平方インチ、ラケットフレーム重量が２４５ｇとしている。
【００３５】
フレーム本体２は、繊維強化樹脂製の中空パイプからなり、カーボン繊維からなる強化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。ヨーク１０は、熱可塑性樹脂である６ナイロンに長さ１ｍｍのカーボン繊維（短繊維）を３０％充填させた材料からなり、中実の射出成形体からなる。
【００３６】
上記のように、第１実施形態のラケットフレーム１は、フレーム本体２とヨーク１０とを別部材として成形後、機械的結合手段及び接着剤により結合させ、両者の接合面にラケットフレーム１の変形時に発生する剪断力を集中させることでラケットフレーム１の振動減衰性能を高めることができる。
特に、ヨーク１０に左右スロート部４Ａ、４Ｂの全長に亙って左右連結補助部１０ｂ、１０ｃを接合させ、更に、突片１０ｄをシャフト部５に形成した切込２０に内嵌してシャフト部５の左右枠部５ａ、５ｂと接合させ、接合面積を大きくしているため、この接合面にラケットフレームに発生する剪断力を集中させて、ラケットフレームの振動減衰性能を飛躍的に高めることができる。
【００３７】
さらに、シャフト部５からグリップ部６にかけて切込２０による空隙を設けているため、シャフト部５の左右枠部５ａ、５ｂ、グリップ部６の左右枠部６ａ、６ｂは互いに独立して動作可能となり、打球時に発生する捩れ振動を解放することができる。
【００３８】
また、ヨーク１０に設けたガット穴ｇの打球面Ｆに接する内側部分を大きくしているため、ストリング長さを有効に活用することが可能であり、スイートエリアを拡大することができる。
【００３９】
なお、上記実施形態では、機械的結合手段と接着剤により、ヨークとフレーム本体を結合させているが、両者の接合面に制振フィルムを挟みこむこともできる。これにより、さらに振動減衰性を向上することができる。また、上記実施形態では、ウレタン系の接着剤を用いているが、その他、必要性能に応じて、振動吸収性に優れた接着剤等を用いても良い。
【００４０】
また、上記実施形態では、ヨークは熱可塑性樹脂により成形しており、成形性や振動減衰性に特に優れるが、繊維強化樹脂からなる中空体とすることもでき、強度や軽量性を高めることもできる。
【００４１】
図６（Ａ）（Ｂ）は第２実施形態を示し、切込２０に内嵌した突片１０ｄと切込奥端２０ｂの間の空隙に、ナイロン樹脂成形品からなる一対の断面Ｔ形状の振動減衰材２５（２５Ａ、２５Ｂ）を対向する幅方向より嵌め込み、これら振動減衰材２５Ａと２５Ｂの間に微小の空隙Ｃ２をあけている。
切込２０により分割したシャフト部からグリップ部にかける左右枠部５ａと５ｂ、６ａと６ｂとは、切込２０に面する部分は図６に示すように幅方向先端面に段状凹部５ｃ、６ｃを設け、上記断面Ｔ形状の振動減衰材２５Ａ、２５Ｂの先端横枠部を嵌合させて状態で、シャフト部およびグリップ部の外面と平面を形成させている。
これら振動減衰材２５とは接着剤でシャフト部５の左右枠部５ａ、５ｂに固着している。
第２実施形態では突片１０ｄと切込奥端２０ｂとの間に振動減衰材２５を充填して、長さ方向（軸線方向）には空隙をあけていない。
【００４２】
図７（Ａ）は、第２実施形態の第１変形例を示し、振動減衰材２５を切込奥端２０ｂ側に充填し、突片１０ｄと振動減衰材２５の間に空隙Ｃ１をあけている。
図７（Ｂ）は、第２実施形態の第２変形例を示し、突片１０ｄと切込奥端２０ｂの間にそれぞれ空隙Ｃ１をあけて振動減衰材２５を充填している。
上記振動減衰材２５は左右枠部５ａと５ｂ、６ａと６ｂとが互いに独立して挙動できる弾性を持たせている。
図７（Ｃ）は、第２実施形態の第３変形例を示し、突片１０ｄと切込奥端２０ｂの間に振動減衰材２５と、バランスウエイト２６とを嵌合している。
【００４３】
図８は第３実施形態を示し、ヨーク３０は従来のラケットと同様に、その両端をガット張架部３に樹脂溶着により一体的に固着している。
フレーム本体２のシャフト部５からグリップ部６にかけて、第１実施形態と同様な切込３１を形成している。該切込３１には第１実施形態の突片に相当する挿入材は嵌合しておらず、左右スロート部４Ａ、４Ｂの接合端にあたる切込３１の開口端３１ａから奥端３１ｂは空隙としている。よって、シャフト部５およびグリップ部６の左右枠部５ａと５ｂ、６ａと６ｂは左右のスロート部４Ａ、４Ｂにそれぞれ連続した状態で分割形状としている。
【００４４】
図９は第４実施形態を示し、上記切込３１の開口端より第２実施形態と同様な振動減衰材２５（断面Ｔ形状の一対の振動減衰材２５Ａ、２５Ｂ）を挿入している。この振動減衰材はナイロン樹脂成形品からなり、接着材でフレーム本体に固着している。この振動減衰材２５と切込３１の奥端３１ｂとの間には空隙Ｃ１をあけている。
【００４５】
以下、本発明のラケットフレームの実施例１〜４及び比較例１について詳述する。
実施例、比較例とも、フレーム本体は、繊維強化樹脂製の中空形状であり、厚み２４ｍｍ，幅１３ｍｍ〜１５ｍｍの断面形状を持ち、打球面積が１１０平方インチである同一形状とし、以下に示す方法により作成した。
カーボン繊維を強化繊維とした繊維強化熱硬化性樹脂のプリプレグシート（ＣＦプリプレグ（東レＴ３００，７００，８００，Ｍ４６Ｊ））を、６６ナイロンからなる内圧チューブを被覆したマンドレル（φ１４．５）上に積層し、鉛直状の積層体を成型した。プリプレグ角度は０゜，２２゜，３０゜，９０゜とし、積層した。マンドレルを抜き取って上記積層体を金型にセットした。金型を型締して、金型を１５０℃に昇温し、３０分間の加熱を行うと同時に内圧チューブ内に９ｋｇｆ／ｃｍ２の空気圧を付加し、加圧保持し、加熱加圧成形により作成した。 左右スロート部の接合端であるシャフト部の先端からグリップ端までの長さは２２０ｍｍ、グリップ部と連続する側のシャフト部の幅は３０ｍｍ、厚みは２４ｍｍとした。
【００４６】
ヨークの材質、特徴、重量、及び接着剤、ローフレーム（重量／バランス）、ラケットフレーム（重量／バランス）をそれぞれ下記の表１の通り設定した。
【００４７】
【表１】
（実施例１）
前記図８に示す第３実施形態に該当し、ヨークは従来と同様な形状でガット張架部のスロート側開口を閉鎖する枠形状で、その両端をガット張架部に一体的に固着している。シャフト部からグリップ部にかけて幅３ｍｍ、長さ１６０ｍｍの切込をいれている。この切込には充填材を挿入していない。
【００４９】
（実施例２）
前記図９に示す第４実施形態に該当し、ヨークは従来と同様な形状でガット張架部のスロート側開口を閉鎖する枠形状で、その両端をガット張架部に一体的に固着している。シャフト部からグリップ部にかけて実施例１と同一形状の切込を設けた。この切込に、断面Ｔ形状の一対の振動減衰材を挿入した。該振動減衰材の長さは３０ｍｍで、該振動減衰材と切込奥端との間に長さ１３０ｍｍの空隙を空けている。振動減衰材はシャフト部に接着剤で固着した。
【００５０】
（実施例３）
前記図６の第２実施形態に該当し、ヨーク本体と左右連結補助部とで三角形の環状を構成し、左右連結補助部の接合端より突片を突設させたヨークをフレーム本体と結合し、突片を切込に挿入し、突片と切込奥端の間の振動減衰材を充填している。ヨークは６ナイロンに長さ１ｍｍのカーボン繊維（短繊維）を３０％充填させた材料を使用した。射出成形用金型を使用して中実のヨークを射出成形した。ヨークには凹部を配置し、フレーム本体の凸部と嵌合させることにより機械的接合を行った。
また、ヨークの打球面側には、幅５ｍｍ、深さ５ｍｍの溝（ヨーク切込み）を配置した。ヨークの５時（７時）部分に相当するガット穴を通常よりも大きく、φ７ｍｍとした。ヨークの連結補助部は厚さ方向の寸法を不均一にした。即ち、上記第１実施形態のヨークと同形状とした。
フレーム本体のシャフト部からグリップ部にかけて実施例１と同様の切込を設けた。上記ヨークの突片の長さを３０ｍｍとして、切込に挿入し、該切込の残りの空隙１３０ｍｍにナイロン成形品からなる振動減衰材を充填した。
【００５１】
（実施例４）
図１に示す第１実施形態に相当し、振動減衰材を切込に充填していない点が実施例３と相違する点である。
【００５２】
（比較例１）
実施例１とラケットフレームと略同様で、切込を設けていない点が相違する通常のラケットフレームである。
【００５３】
上記実施例１〜４及び比較例１のラケットフレームに関し、それぞれ、後述する方法により面外１次振動の振動数，減衰率、面外２次振動の振動数，減衰率、の測定と、実打振動テストを行った。その結果を前記表１に示す。
【００５４】
（面外１次振動減衰率の測定）
各実施例及び比較例のラケットフレームを図１０（Ａ）に示すようにガット張架部３の上端を紐５１で吊り下げ、ガット張架部３と左右スロート部４Ａ、４Ｂのいずれか一方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１０（Ｂ）に示すように、ガット張架部３と左右スロート部４Ａ、４Ｂのいずれか他方の連続点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、テニスラケットの振動数を得た。振動減衰比（ζ）は下式より求め、面外１次振動減衰率とした。各実施例及び比較例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２に示す。
【００５５】
ζ＝（１／２）×（Δω／ωｎ）
Ｔｏ＝Ｔｎ／√２
【００５６】
（面外２次振動減衰率の測定）
ラケットフレームを図１０（Ｃ）に示すようにガット張架部３上端を紐５１で吊り下げ、スロート部４Ａ、４Ｂ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５５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。各実施例及び比較例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。
【００５７】
（実打振動方法）
一般のテニスプレーヤー５０人により実打して、振動の有る、無しを評価した。評価は５点法で評価し、振動の程度が最大を１とし、２、３…と順次振動が弱まり、５は振動が無しの場合である。評価は５０人の評価の平均を採って表１に示す。
【００５８】
表１に示すように、実施例１〜４は、面外１次振動の減衰率が０．５〜０．９、面外２次振動の減衰率が０．５〜１．０であるのに対し、比較例１は面外１次振動の減衰率が０．３、面外２次振動の減衰率も０．３であり、実施例１〜４の本発明のラケットフレームは振動減衰性に優れていることが確認できた。
【００５９】
また、実施例１〜４は、いずれも実打振動テストの結果が３．５以上であったが、比較例１は２．５であった。この結果より、実施例１〜４は比較例１より実打時にプレーヤに振動が伝わりにくいことが確認できた。
【００６０】
【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、ラケットフレームの左右スロート部の接合端に当たるシャフト部の先端中央からグリップ部にかけて切込を入れて、互いに自由に動くことのできる左右枠部を分割して設けているため、振動減衰性、特に、ねじれ振動減衰性を高めることができる。さらに、切込により軽量化に寄与することもできる。
【００６１】
また、スロート部の内面に接合されるヨークの左右連結補強部の先端より突片を設け、該突片を上記シャフトの切込を挿入すると、突片とシャフトとの接合面においても、ラケットフレームの変形時に発生する剪断力を集中させることでラケットフレームの振動減衰性能を高めることができる。かつ、ヨークの補強およびフレーム本体に対する位置決め保持を確実なものとすることができる。
【００６２】
さらに、上記のように、フレーム本体と別部材のヨークを設け、機械的結合手段により結合させると、両者の接合面に上記のように複数の別部材の結合により振動減衰性を向上させているため、余分な重量増がなく、軽量である上に、機械的結合手段により結合させているため、剛性が低下することもなく、高い振動減衰性を得ることができる。
また、フレーム本体とヨークとの接合面の面積や、材料や接着剤の選定、形状の変更等により、打球感の好みにもなる振動減衰性の制御を可能としており、プレーヤーに応じた最適なラケットフレームを設計することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態のラケットフレームの概略正面図である。
【図２】 フレーム本体とヨークの要部分解拡大図である。
【図３】 （Ａ）はヨークの平面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は正面図、（Ｄ）は一部拡大図である。
【図４】 フレーム本体の一部斜視図である。
【図５】 （Ａ）はフレーム本体へのヨークの取付状況を示す図、（Ｂ）は拡大断面図である。
【図６】 第２実施形態を示し、（Ａ）は要部平面図、（Ｂ）は断面図である。
【図７】 （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は第２実施形態の変形例を示す図面である。
【図８】 第３実施形態を示し、（Ａ）は要部拡大平面図、（Ｂ）は要部拡大図である。
【図９】 第４実施形態を示し、（Ａ）は要部拡大平面図、（Ｂ）は断面図である。
【図１０】 （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）はラケットフレームの振動減衰率の測定方法を示す概略図である。
【図１１】 従来例を示す図面である。
【図１２】 他の従来例を示す図面である。
【符号の説明】
１ ラケットフレーム
２ フレーム本体
３ ガット張架部
４ スロート部
５ シャフト部
６ グリップ部
１０ ヨーク
１０ａ ヨーク本体
１０ｂ、１０ｃ 左右連結補助部
１０ｄ 突片
ｇ ガット穴
２０ 切込
Claims (6)
- 連続したパイプからなるフレーム本体と、該フレーム本体に左右両端が接続される別体のヨークとからなり、上記フレーム本体は、打球面を囲むガット張架部と、該ガット張架部に連続するスロート部と、該スロート部の左右枠部が接合して連続するシャフト部、該シャフト部に連続するグリップ部とからなり、
上記スロート部の左右枠部が接合する上記シャフト部先端の中央からグリップ端に達しない位置まで、該シャフト部およびグリップ部に切込を入れて独立して動ける左右枠部に分割し、この分割した左右枠部を上記スロート部の左右枠部にそれぞれ連続していることを特徴とするラケットフレーム。 - 上記シャフト部先端から設ける切込は、グリップ端側から２０〜２００ｍｍの長さ範囲までとしている請求項１に記載のラケットフレーム。
- 上記切込は幅１ｍｍ以上１０ｍｍ以下、長さ２０ｍｍ以上２００ｍｍ以下であり、該切込により生じる空隙の一部または全部に振動減衰材を充填している請求項１または請求項２に記載のラケットフレーム。
- 上記フレーム本体と別体に形成したヨークは、上記ガット張架部の開口を閉鎖するヨーク本体と、該ヨーク本体の両端に連続すると共に上記フレーム本体のガット張架部と上記スロート部との境界部分を挟んで延在する左右連結補助部を有し、該左右連結補助部はスロート部の左右枠部の内面に沿って延在させる先端を接合して略三角形状の環状とし、該接合端より上記切込に内嵌する突片を設けている請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のラケットフレーム。
- 上記ヨークは、６ナイロンを含むポリアミド樹脂、エポキシ樹脂の単体あるいは、これらの樹脂をマトリクス樹脂とする繊維強化樹脂より形成し、その重量は、ヨークとフレーム本体との合計重量からなるローフレーム重量の５％〜３０％の範囲としている請求項４に記載のラケットフレーム。
- 上記ヨークの突片が内嵌された上記切込には、突片と切込の奥端との間に１０ｍｍ〜１６０ｍｍの長さで空隙を残している請求項４に記載のラケットフレーム。
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