JP5170459B2 - シャトルコック用人工羽根、バドミントン用シャトルコックおよびそれらの製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、シャトルコック用人工羽根、バドミントン用シャトルコックおよびそれらの製造方法に関し、より特定的には、優れた飛翔特性および耐久性を有するシャトルコック用人工羽根、バドミントン用シャトルコックおよびそれらの製造方法に関する。

従来、バドミントン用シャトルコックとして、その羽根に水鳥の羽根を用いたもの（天然シャトルコック）と、ナイロン樹脂などにより人工的に製造された羽根を用いたもの（人工シャトルコック）とが知られている。そして、天然シャトルコックは、そのような天然の羽根について一定の品質のものを入手することに手間が掛かることから、人工の羽根を用いたシャトルコックより高価である。また、近年水鳥の羽根の供給国の食糧事情の変化や、鳥インフルエンザの流行に起因する水鳥の大量処分などにより、水鳥の羽根の供給量が激減しており、天然シャトルコックはますます高価なものとなってきている。そのため、安価で安定した品質の人工の羽根を用いたシャトルコックが提案されている（たとえば、特許文献１〜特許文献３参照）。

特許文献１では、人工シャトルコックの飛翔特性を改善するため、人工の羽根の軸（断面がほぼ矩形状の軸）の側面から突出するように薄肉片を配置することが開示されている。また、特許文献２では、人工シャトルコックの羽根の軸について、シャトルコックの飛翔時における回転力を発生させるため、当該軸の断面形状を変形した菱形状とし、当該菱形の長軸が人工の羽根の配置された円周に対して傾斜した構成が開示されている。また、特許文献３では、人工シャトルコックの人工の羽根について、羽根となる不織布を軸の内部に部分的に埋設した状態とする構成が開示されている。

実開昭５４−１３６０６０号公報 実公平２−２９９７４号公報 特開２００８−２０６９７０号公報

しかし、上記特許文献１〜特許文献３に示した人工シャトルコックでは、やはり天然の羽根に対して人工羽根の強度が不十分であった。一方、人工羽根の軸形状はシャトルコックの飛翔特性（特に飛翔時の回転特性）に大きな影響を与えるため、その形状は当該飛翔特性を考慮して決定する必要がある。そして、強度を向上させるため、単に人工羽根の軸の太さを太くするといった対応をとると、シャトルコック全体の質量が増え、結果的に人工シャトルコックの飛翔特性を天然シャトルコックと同等のものとすることが困難になっていた。

この発明は、上記のような課題を解決するために成されたものであり、この発明の目的は、優れた飛翔特性とともに高い耐久性を備えるシャトルコック用人工羽根、バドミントン用シャトルコックおよびこれらの製造方法を提供することである。

この発明に従ったシャトルコック用人工羽根は、羽部と、羽部に接続された軸とを備え
る。軸の延在方向に対して垂直な平面における断面形状は十字状またはＴ字状である。軸において十字状またはＴ字状の断面形状を構成する本体部より厚みの薄い薄肉部が、本体部の側面から突出するように本体部と一体に形成されている。本体部は、中心軸部と当該中心軸部の側面から突出する複数のリブ部とを含む。複数のリブ部は、軸の延在方向に対して垂直な平面において、中心軸部から外側へ向かう径方向に対して垂直な方向における厚みが相対的に厚い厚肉リブ部と、厚みが相対的に薄い薄肉リブ部とを含む。薄肉部は薄肉リブ部の外周側面から突出するように形成される。薄肉部は、薄肉リブ部において径方向に延びる表面に沿って突出するように形成されている。
また、この発明に従ったシャトルコック用人工羽根は、羽部と、羽部に接続された軸とを備える。軸の延在方向に対して垂直な平面における断面形状は十字状またはＴ字状である。軸において十字状またはＴ字状の断面形状を構成する本体部より厚みの薄い薄肉部が、本体部の側面から突出するように本体部と一体に形成されている。本体部は、中心軸部と中心軸部の側面から突出する複数のリブ部とを含む。薄肉部は、複数のリブ部の少なくとも１つにおいて中心軸部から外側へ向かう径方向に延びる表面に沿って突出するように形成されている。

このようにすれば、軸の断面形状を十字状またはＴ字状とすることにより、軸の総質量の増加を抑制しつつ軸の剛性を高めることができる。さらに、薄肉部を軸の本体部側面から突出するように形成することで、シャトルコックの飛翔特性を制御するための人工羽根の空気抵抗を適宜調整することができる。そして、このような薄肉部は本体部より厚みを薄くすることができるため、軸の質量の増加を抑制することができる。この結果、人工羽根の質量の増加を抑制しつつ、人工羽根の軸の剛性を向上させるとともに人工羽根の空気抵抗を調整することにより、優れた飛翔特性の人工シャトルコックを構成する人工羽根を実現できる。

この発明に従ったバドミントン用シャトルコックは、半球状のベース本体と、当該ベース本体に接続された、上記シャトルコック用人工羽根とを備える。このようにすれば、天然の羽根を用いた天然シャトルコックと同等の飛翔特性を備えるとともに十分な耐久性を有する人工シャトルコックを実現できる。

この発明に従ったシャトルコック用人工羽根の製造方法は、軸を準備する工程と、軸に羽部を接続する工程とを備える。軸を準備する工程は、軸の延在方向に対して垂直な平面における断面形状が十字状またはＴ字状となる軸をモールド成形するための金型を準備する工程と、当該金型を用いて射出成形または射出圧縮成形を行なうことにより軸を形成する工程とを含む。金型を準備する工程では、軸において十字状またはＴ字状の断面形状を構成する本体部より厚みが薄く、本体部の側面から突出する薄肉部を形成するための隙間が金型に形成されている。軸を形成する工程では、射出成形または射出圧縮成形を行なうことにより薄肉部が本体部の側面から突出した軸が形成される。本体部は、中心軸部と中心軸部の側面から突出する複数のリブ部とを含む。複数のリブ部は、軸の延在方向に対して垂直な平面において、中心軸部から外側へ向かう径方向に対して垂直な方向における厚みが相対的に厚い厚肉リブ部と、前記厚みが相対的に薄い薄肉リブ部とを含む。薄肉部は薄肉リブ部の外周側面から突出するように形成される。薄肉部は、薄肉リブ部において径方向に延びる表面に沿って突出するように形成されている。このようにすれば、本発明に従ったシャトルコック用人工羽根を製造することができる。
また、この発明に従ったシャトルコック用人工羽根の製造方法は、軸を準備する工程と、軸に羽部を接続する工程とを備える。軸を準備する工程は、軸の延在方向に対して垂直な平面における断面形状が十字状またはＴ字状となる軸をモールド成形するための金型を準備する工程と、当該金型を用いて射出成形または射出圧縮成形を行なうことにより軸を形成する工程とを含む。金型を準備する工程では、軸において十字状またはＴ字状の断面形状を構成する本体部より厚みが薄く、本体部の側面から突出する薄肉部を形成するための隙間が金型に形成されている。軸を形成する工程では、射出成形または射出圧縮成形を行なうことにより薄肉部が本体部の側面から突出した軸が形成される。本体部は、中心軸部と中心軸部の側面から突出する複数のリブ部とを含む。薄肉部は、複数のリブ部の少なくとも１つにおいて中心軸部から外側へ向かう径方向に延びる表面に沿って突出するように形成されている。

この発明に従ったバドミントン用シャトルコックの製造方法は、半球状のベース本体を準備する工程と、上記シャトルコック用人工羽根の製造方法を用いてシャトルコック用人工羽根を製造する工程と、ベース本体にシャトルコック用人工羽根を接続する工程とを備える。このようにすれば、本発明に従ったバドミントン用シャトルコックを製造することができる。

この発明によれば、優れた飛翔特性とともに高い耐久性を備えるシャトルコック用人工羽根およびバドミントン用シャトルコックを得ることができる。

本発明によるシャトルコックの実施の形態を示す側面模式図である。 図１に示したシャトルコックの上面模式図である。 図１および図２に示したシャトルコック１を構成する、本発明に従ったシャトルコック用人工羽根の実施の形態を示す平面模式図である。 図３の線分ＩＶ−ＩＶにおける断面模式図である。 図３の線分Ｖ−Ｖにおける断面模式図である。 図３の線分ＶＩ−ＶＩにおける断面模式図である。 図１および図２に示したシャトルコックの中糸が配置された部分の構成を示す部分断面模式図である。 図３〜図５に示した人工羽根の製造方法を説明するためのフローチャートである。 図８に示した構成材準備工程（Ｓ１０）に含まれる軸の形成工程を説明するためのフローチャートである。 図１および図２に示したシャトルコック１の製造方法を説明するためのフローチャートである。 本発明によるシャトルコックの実施の形態を構成する人工羽根の第１の変形例を示す断面模式図である。 本発明によるシャトルコックの実施の形態を構成する人工羽根の第２の変形例を示す断面模式図である。 本発明によるシャトルコックの実施の形態を構成する人工羽根の第３の変形例を示す断面模式図である。 本発明によるシャトルコックの実施の形態を構成する人工羽根の第４の変形例を示す断面模式図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。

図１および図２を参照して、本発明によるシャトルコックの実施の形態を説明する。
図１および図２を参照して、本発明に従ったシャトルコック１は、半球状のベース本体２と、ベース本体２において表面がほぼ平坦に成形された固定用表面部に接続された複数のシャトルコック用の人工羽根３と、複数の人工羽根３を互いに固定するための固定用紐状部材と、複数の人工羽根３の積層状態を維持するための中糸１５とからなる。複数（たとえば１６枚）の人工羽根３は、ベース本体２の固定用表面部において、当該固定用表面部の外周部に沿って円環状に配置されている。また、複数の人工羽根３は、紐状部材によって互いに固定されている。複数の人工羽根３は、ベース本体２から離れるに従って、互いの間の距離が大きくなる（複数の人工羽根３によって形成される筒状体の内径がベース本体２から離れるに従って大きくなる）ように配置されている。

中糸１５は、複数の人工羽根３の積層状態を維持するための固定部材として作用している。すなわち、中糸１５は、後述するように複数の人工羽根３の位置関係を規定するように配置されている。

次に、図３〜図６を参照して、本発明に従ったシャトルコック用人工羽根の実施の形態を説明する。

図３〜図６を参照して、図１および図２に示したシャトルコック１を構成する人工羽根３は、羽部５と、当該羽部５に接続された軸７とからなる。軸７は、羽部５から突出するように配置された羽軸部８と、羽部５のほぼ中央部において羽部５に接続された固着軸部１０とからなる。羽軸部８と固着軸部１０とは同一線状に延びるように配置され、１つの連続した軸７を構成している。軸７は、図４および図５に示すように、軸７の延在方向にほぼ垂直な方向における断面形状が十字状となっている。つまり、図４および図５に示すように、軸７の断面形状では、中心軸部１１から図４の上下方向に、相対的に厚い厚み（図４における左右方向（あるいは中心軸部１１を中心とした同心円の円周方向）における厚み）を有する厚肉リブ部１２ａが突出するように形成されている。

また、中心軸部１１から、図４の左右方向に、相対的に薄い厚み（図４における上下方向（あるいは中心軸部１１を中心とした同心円の円周方向）における厚み）を有する薄肉リブ部１２ｂが突出するように形成されている。上記２つの厚肉リブ部１２ａは、中心軸部１１からそれぞれ反対方向に延びるように形成されている。また、上記２つの薄肉リブ部１２ｂも、中心軸部１１からそれぞれ反対方向に延びるように形成されている。薄肉リブ部１２ｂは、厚肉リブ部１２ａの延在方向と交差する方向（より詳しくは直交する方向）に延びるように形成されている。厚肉リブ部１２ａと薄肉リブ部１２ｂとからリブ部１２が構成される。また、複数のリブ部１２と中心軸部１１とから、軸７の本体部１３が構成される。本体部１３の断面形状はいわゆる十字状となっている。

また、薄肉リブ部１２ｂの外周端部には、図４および図５に示すように（つまり本体部１３の側壁から突出するように）薄肉部１４が形成されている。薄肉部１４の厚みは、薄肉リブ部１２ｂの上記厚みよりさらに薄くなっている。薄肉部１４は、薄肉リブ部１２ｂと一体に形成されている。また、薄肉部１４は、当該薄肉部１４の表面が、薄肉リブ部１２ｂの側面（図４における上方の側面）とほぼ同一平面を構成するように形成されている。薄肉部１４の厚みは、たとえば０．０３ｍｍ以上０．１ｍｍ以下、より好ましくは０．０４ｍｍ以上０．０７ｍｍ以下とすることができる。また、薄肉部１４の幅Ｗ１、Ｗ３は、たとえば０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下、より好ましくは０．２ｍｍ以上０．３ｍｍ以下とすることができる。

このように、軸７の本体部１３の断面形状をほぼ十字状とすることにより、軸７の総質量の増加を抑制しつつ軸７の剛性を高めることができる。さらに、薄肉部１４を軸７の本体部１３側面から突出するように形成することで、シャトルコック１の飛翔特性を制御するための人工羽根３の空気抵抗を適宜調整することができる。そして、このような薄肉部１４は本体部１３より厚みを薄くしているため、軸７の質量の増加を抑制することができる。この結果、人工羽根３の質量の増加を抑制しつつ、人工羽根３の軸７の剛性を向上させるとともに人工羽根３の空気抵抗を調整することにより、優れた飛翔特性のシャトルコック１を構成する人工羽根３を実現できる。

薄肉リブ部１２ｂが延びる方向（図４の左右方向）における軸７の幅Ｗは、薄肉部１４の幅Ｗ１、Ｗ２と本体部１３の幅Ｗ３との合計である。そして、軸７の当該幅Ｗは、厚肉リブ部１２ａが延びる方向（図４の上下方向）における軸７の幅（高さ）Ｔより大きくなっている。

図４における一方（左側）の薄肉部１４の幅Ｗ１と、他方（右側）の薄肉部１４の幅Ｗ２とは同じ値でもよいが、異なる値となっていてもよい。また、薄肉部１４は、軸７の全長に形成されていてもよいが、少なくとも外部に露出する部分である羽軸部８に形成されることが好ましい。また、薄肉部１４は片側のみに形成されていてもよいし、軸７の全長ではなく、軸７の延在方向において部分的に（たとえば間欠的に）形成されていてもよい。

羽部５は、図５および図６に示すように、固着軸部１０を挟むように配置された発泡体層９２と軸固定層９１、およびこれらの発泡体層９２および軸固定層９１を互いに固定するための接着層９３、９４とからなる。すなわち、羽部５では、発泡体層９２と軸固定層９１とが固着軸部１０を挟むように積層されている。さらに、羽部５では、発泡体層９２と軸固定層９１とを互いに接続するとともに固着軸部１０とこれらの発泡体層９２および軸固定層９１とを接続固定するため、接着層９３、９４が配置されている。また、異なる観点でいえば、羽部５においては、シャトルコック１を構成した場合において外周側に位置する発泡体層９２上に接着層９３が積層されている。この接着層９３上には、当該接着層９３および発泡体層９２のほぼ中央部に位置するように固着軸部１０が配置されている。そして、この固着軸部１０上から接着層９３上にまで延在するように、もう一方の接着層９４が配置されている。そして、この接着層９４上に軸固定層９１が配置されている。

図６からもわかるように、人工羽根３においては、発泡体層９２側（すなわちシャトルコック１における外周側）に向けて、軸７が反った状態になっている。異なる観点からいえば、軸７は、軸固定層９１側に凸となるように反った状態となっている。また、図６では人工羽根３が軸７の延在方向において発泡体層９２側に反った状態を示しているが、軸７の延在方向に対して交差する方向（たとえば軸７の延在方向に対して垂直であって羽部５の表面に沿った方向である幅方向）において、羽部５が発泡体層９２側に反った状態（つまり羽部５が軸固定層９１側に凸となるように反った状態）となっていてもよい。この場合、軸７の延在方向において人工羽根３が反った状態と、上記のように羽部５が軸７の延在方向に対して交差する方向において反った状態とが同時に発生していてもよいし、いずれか一方の反りのみが発生していてもよい。このような反りは、軸７や羽部５の構成材料に対して熱処理を施す、あるいは軸７や羽部５の構成材料を最初から反った状態で形成するなど、従来周知の方法で実現することができる。

ここで、発泡体層９２を構成する材料としては、たとえば樹脂の発泡体、より具体的にはたとえばポリエチレンフォーム（ポリエチレンの発泡体）を用いることができる。また、軸固定層９１についても、同様に樹脂発泡体を用いることができる。また、軸固定層９１については、たとえばポリエチレンフォーム以外に、樹脂などからなるフィルム、あるいは不織布など任意の材料を用いることができる。

また、接着層９３、９４については、たとえば両面テープを用いることができる。図３〜図６に示した人工羽根３においては、発泡体層９２および軸固定層９１としてポリエチレンフォームを用いている。このポリエチレンフォームの押出方向は図３および図５の矢印９５に示す方向となっていることが好ましい。この場合、矢印９５に示すポリエチレンフォームの押出方向に対して交差するように軸７が羽部５と接続固定されているため、羽部５が軸７の延在方向に沿った方向に裂けるといった不具合の発生確率を低減できる。

次に、図７を参照して、中糸１５の配置を具体的に説明する。
図７に示すように、中糸１５は、人工羽根３の軸７の周囲を周回するとともに、隣接する人工羽根３において積層した状態になっている羽部５の部分で、隣接する人工羽根３の羽部５が互いに対向する領域を通るように（すなわち積層した羽部５の間を通るように）配置されている。このように羽部５が積層した部分で、積層した羽部５の間を中糸１５が通っているため、羽部５の積層順がシャトルコック１の使用中に入替わる（たとえばラケットによる打撃の衝撃によって羽部５の積層順番が入替わる）といった問題の発生を抑制することができる。

上述した中糸１５は、図１および図２に示すように、円環状に並んだ複数の人工羽根３のすべてを互いに固定するように、円周上に配置されている。そして、中糸１５は、たとえば作業者が針などを用いて縫製することにより、図１および図２に示すような配置とすることができる。このようにすれば、羽部５の積層順がシャトルコック１の使用中に入替わるという問題の発生を抑制することにより、優れた耐久性を示すシャトルコック１を得ることができる。

なお、円周上に配置された中糸１５は、その縫い始めの一方端部と縫い終わりの他方端部とが結ばれて、余った糸の部分は結び目近傍でカットされて除去される。当該結び目には、接着剤などを塗布することにより表面に保護層を形成することが好ましい。このような保護層を形成することにより、シャトルコック１がラケットにより打撃されたときに、当該結び目が解けることを防止できる。

また、中糸１５は、綿や樹脂など任意の材料を用いることができるが、ポリエステル製の糸を用いることが好ましい。また、中糸１５は、シャトルコック１の重心などに影響を極力与えないようにするため、できるだけ軽量なものを用いることが好ましい。たとえば、用いる糸としては、５０番のポリエステル製の糸を用いてもよい。この場合、中糸１５として使用した糸の質量は約０．０２ｇとなる。この程度の質量であれば、シャトルコック１の重心位置に若干の影響はあるものの、飛翔特性にはほとんど影響がないと考えられる。また、中糸１５の配置については、ベース本体２からの距離を任意に設定することができる。

次に、図８〜図１０を参照して、図１および図２に示したシャトルコック１、シャトルコック用の人工羽根３の製造方法を説明する。

まず、図８を参照して、本発明に従ったシャトルコック用の人工羽根３の製造方法を説明する。図８に示すように、人工羽根３の製造方法では、まず構成材準備工程（Ｓ１０）を実施する。この工程（Ｓ１０）では、人工羽根３を構成する軸７、図５および図６に示した発泡体層９２および軸固定層９１を構成するシート状材料、接着層９３、９４となるべき両面テープを準備する。なお、これらのシート状部材および両面テープの平面形状は、図３に示した羽部５のサイズよりも大きければ任意の形状とすることができる。発泡体層９２となるべきシート状部材としては、たとえばポリエチレンフォーム（ポリエチレンの発泡体であってシート状に成形されたもの）であって厚みが１．０ｍｍ、目付けが２４ｇ／ｍ²といった材料を用いることができる。また、軸固定層９１となるべきシート状部材としては、ポリエチレンフォームであって厚みが０．５ｍｍ、目付けが２０ｇ／ｍ²といった材料を用いることができる。また、接着層９３、９４となる両面テープの目付けは１０ｇ／ｍ²とすることができる。

また、上述した軸７の製造工程としては、図９に示すように、まず金型準備工程（Ｓ１１）を実施する。この工程（Ｓ１１）では、たとえば射出成形あるいは射出圧縮成形により軸７を形成するための金型を準備する。ここで準備する金型としては、たとえば上型と下型とに分割された金型であって、互いに対向する金型表面には、軸７の形状に対応した凹部が形成されている。また、当該凹部は、軸７の本体部１３を形成する部分と、当該本体部１３を形成する部分の外周部において、薄肉部１４を形成するための隙間を含んでいる。

次に、成形工程（Ｓ１２）を実施する。この工程（Ｓ１２）では、まず上記のように準備した金型を、射出成形機など金型の内部（凹部）に樹脂を注入するための装置にセットする（金型セット工程）。次に、樹脂注入工程を実施する。すなわち、金型に設けられた樹脂の注入口から、金型内部の凹部に樹脂を注入する。樹脂としては、たとえば熱可塑性樹脂を用いることができる。この結果、金型内部において軸が形成される。また、上述のように金型の凹部には薄肉部１４を形成するための隙間が形成されているので、得られた軸７には側面から突出する薄肉部１４が形成されている。このようにして、成形工程（Ｓ１２）を実施する。その後、金型内部から軸７を取出す。この結果、人工羽根３を構成する軸７を得ることができる。

次に、図８に示すように貼り合わせ工程（Ｓ２０）を実施する。この工程（Ｓ２０）においては、発泡体層９２となるべきシート状部材の主表面上に接着層９３となるべき両面テープを貼付する。そして、当該両面テープの上に軸７の固着軸部１０を配置する。さらに、その上から、固着軸部１０に対向する面に接着層９４となるべき両面テープが貼付された軸固定層９１となるべきシート状部材を積層配置して貼り合わせる。この結果、軸７の固着軸部１０を、発泡体層９２となるべきシート状部材と軸固定層９１となるべきシート状部材とで挟んで固定した構造を得ることができる。

次に、後処理工程（Ｓ３０）を実施する。具体的には、羽部５となるべき積層配置されたシート状部材の不要部（つまり羽部５となるべき部分以外の領域）を切断除去する。この結果、図３〜図６に示したような人工羽根３を得ることができる。そして、当該人工羽根３に対して、たとえば発泡体層９２側から熱を加えるなどの熱処理を行なうことにより、発泡体層９２などを収縮させる。この結果、図６に示したように軸７および羽部５が反った状態を実現できる。なお、図６に示したような軸７および羽部５の反った状態を実現するため、他の方法を用いてもよい。たとえば、最初から反った形状の軸７を用いるといった方法を採用してもよい。

次に、図１０を参照して図１および図２に示したシャトルコック１の製造方法を説明する。図１０に示すように、まず準備工程（Ｓ１００）を実施する。この準備工程（Ｓ１００）では、シャトルコック１のベース本体２（先端部材）および上述した人工羽根３など、シャトルコック１の構成部材を準備する。

ベース本体２の製造方法は、従来公知の任意の方法を用いることができるが、たとえばベース本体２となるべき材料としてコルクなどの天然の素材を用いることができる。また、ベース本体２の材料として人工の樹脂などを用いてもよい。ベース本体２の材料として人工の樹脂を用いる場合、従来周知の任意の加工方法を用いてベース本体２を形成することができる。たとえば、まずベース本体２となる素材のブロックを準備し、切削加工により概略形状とする。このとき、先端部の半球状部分の高さを加味して加工を行なう。そして、さらに切削加工により、人工羽根３を挿入するための挿入穴を形成するといった方法を用いてもよい。また、上述した人工樹脂を用いる場合には、たとえば、アイオノマー樹脂発泡体、あるいはＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル共重合体）、ポリウレタン、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ポリエチレン、ポリプロピレンなどを用いることができる。また、人工羽根３の製造方法としては、上述した図８に示した製造方法を用いることができる。

次に、組立工程（Ｓ２００）を実施する。当該組立工程（Ｓ２００）では、ベース本体の固定用表面部における挿入穴に上述した複数の人工羽根３の軸７の根元を挿入固定する。さらに、当該複数の人工羽根３を互いに紐状部材により固定する。また、羽部の重なり状態を維持するための中糸１５が図７に示すような配置となるよう縫製を行なう。このようにして、図１および図２に示すシャトルコック１を製造することができる。なお、複数の人工羽根３を互いに固定する固定部材としては、上述のような紐状部材に限らず、たとえばリング状部材など任意の部材を用いてもよい。

また、上記固定部材の材料としては、たとえば樹脂や繊維など任意の材料を用いることができる。たとえば、紐状部材としてアラミド繊維またはガラス繊維を用い、当該アラミド繊維またはガラス繊維に樹脂（たとえば熱硬化性樹脂）を含浸し、当該樹脂を硬化することでＦＲＰ化した固定部材を用いてもよい。このようにＦＲＰ化することによって、固定部材の強度や剛性を向上させることができる。また、熱硬化性樹脂としてはたとえばエポキシ樹脂やフェノール樹脂を用いることができる。このようにＦＲＰ化のために熱硬化性樹脂を用いれば、固定部材を軸７と固定するための加工において加熱工程を行なう場合などに、同時に熱硬化性樹脂により固定部材のＦＲＰ化を容易に行なうことができる。

図１０〜図１４を参照して、本発明によるシャトルコックの実施の形態を構成する人工羽根の第１〜第４の変形例を説明する。なお、図１０〜図１４はそれぞれ図４に対応する。

図１１に示した軸を備える人工羽根は、基本的に図３〜図６に示す人工羽根３と同様の構造を備えるが、軸７の本体部１３の断面形状が異なっている。具体的には、図１１に示した軸７の本体部１３は、中心軸部１１から左右方向に２つの薄肉リブ部１２ｂが延びる一方、中心軸部１１の下側から一方のみに厚肉リブ部１２ａが延在している。なお、薄肉リブ部１２ｂの外周端部には薄肉部１４が形成されている。このような、いわゆる断面がＴ字状の本体部１３となっている軸を用いた人工羽根によっても、図３〜図６に示した人工羽根３と同様の効果を得ることができる。

図１２に示した軸を備える人工羽根は、基本的に図１１に示した人工羽根３と同様の構造を備えるが、中心軸部１１から上方（薄肉リブ部１２ｂが延びる方向に対して垂直な方向、あるいは厚肉リブ部１２ａの延びる方向と逆方向）に延びるように突出部１６が形成されている点が異なる。このようなリブ部１２に含まれる突出部１６を形成することで、図１１に示した軸を用いた人工羽根による効果と同様の効果を得られるとともに、図１２の上下方向（厚肉リブ部１２ａおよび突出部１６が延びる方向）において軸７の剛性をより高めることができる。

図１３に示した軸を備える人工羽根は、基本的に図３〜図６に示す人工羽根３と同様の構造を備えるが、軸７の本体部１３の両側に形成された２つの薄肉部１４の幅Ｗ１、Ｗ２が互いに異なっている点が、図３〜図６に示した人工羽根とは異なっている。具体的には、図１３に示した軸７の本体部１３の図中左側に形成された薄肉部１４の幅Ｗ１は、図中右側に形成されている薄肉部１４の幅Ｗ２より広くなっている。このようにすれば、図３〜図６に示した人工羽根３と同様の効果を得ることができるとともに、軸の中心軸部１１から見て軸７の右側と左側とで空気抵抗の差を設けることができるので、人工羽根における空気抵抗パターンのバリエーションを豊富にすることができる。このため、当該人工羽根３を用いたシャトルコックにおいて、飛翔特性の制御範囲をより広くすることができる。

図１４に示した軸を備える人工羽根は、基本的に図３〜図６に示す人工羽根３と同様の構造を備えるが、軸７の本体部１３の両側に形成された２つの薄肉部１４の配置が図３〜図６に示した人工羽根とは異なっている。具体的には、図１４に示した軸７の本体部１３の側面に形成された薄肉部１４は、薄肉リブ部１２ｂの側面（図１４における薄肉リブ部１２ｂの平坦な側面）と同一平面を構成するように配置されていない。図１４に示した軸の薄肉部１４は、上記薄肉リブ部１２ｂの側面と段差を介して連なった位置に配置されている。このような構成であっても、図３〜図６に示した人工羽根３と同種の効果を得ることができる。

上述した実施の形態と一部重複する部分もあるが、本願発明の特徴的な構成を以下に列挙する。

この発明に従ったシャトルコック用人工羽根３は、羽部５と、羽部５に接続された軸７とを備える。軸７の延在方向に対して垂直な平面における断面形状（たとえば図４参照）は十字状（図４参照）またはＴ字状（図１１参照）である。軸７において十字状またはＴ字状の断面形状を構成する本体部１３より厚みの薄い薄肉部１４が、本体部１３の側面から突出するように本体部１３と一体に形成されている。

このようにすれば、軸７の断面形状を十字状またはＴ字状とすることにより、軸７の総質量の増加を抑制しつつ軸７の剛性を高めることができる。さらに、薄肉部１４を軸７の本体部１３の側面から突出するように形成することで、シャトルコック１の飛翔特性を制御するための人工羽根３の空気抵抗を適宜調整することができる。そして、このような薄肉部１４は本体部１３より厚みを薄くすることができるため、軸７の質量の増加を抑制することができる。この結果、人工羽根３の質量の増加を抑制しつつ、人工羽根３の軸７の剛性を向上させるとともに人工羽根３の空気抵抗を調整することにより、優れた飛翔特性の人工シャトルコック１を構成する人工羽根３を実現できる。

上記シャトルコック用人工羽根３において、本体部１３は、中心軸部１１と当該中心軸部１１の側面から突出する複数のリブ部１２とを含んでいてもよい。複数のリブ部１２は、軸７の延在方向に対して垂直な平面において、中心軸部１１から外側へ向かう径方向に対して垂直な方向における厚みが相対的に厚い厚肉リブ部１２ａと、当該厚みが相対的に薄い薄肉リブ部１２ｂとを含んでいてもよい。薄肉部１４は薄肉リブ部１２ｂの外周側面から突出するように形成されていてもよい。

この場合、厚肉リブ部１２ａの突出方向における軸７の剛性を特に向上させることができる。また、薄肉部１４が突出する方向（図４の左右方向）においては、軸７の本体部１３の薄肉リブ部１２ｂを配置しているので、本体部１３に含まれるすべてのリブ部１２の厚みを一律に厚くする場合より、軸７の質量を低減できる。このため、軸７の質量を所定の範囲に制限しつつ、薄肉部１４が突出する方向（薄肉リブ部１２ｂが突出する方向）における軸７の幅（図４における幅Ｗ）を十分に大きくできる。

上記シャトルコック用人工羽根３において、図４に示すように、薄肉部１４は、薄肉リブ部１２ｂにおいて径方向に延びる表面に沿って突出するように形成されていてもよい。

この場合、空気に対する抵抗体という観点から、薄肉部１４と薄肉リブ部１２ｂとを連続した一体の抵抗体とみなすことができる。また、薄肉部１４を形成する場合に、薄肉リブ部１２ｂの上記表面に沿わないように当該薄肉部１４を形成する場合より、たとえば金型を用いて上記薄肉部１４を有する軸７を容易に形成することができる。

上記シャトルコック用人工羽根３において、軸７の延在方向に対して垂直な平面における、薄肉リブ部１２ｂの突出方向に沿った本体部１３と薄肉部１４との合計幅Ｗは、厚肉リブ部１２ａの突出方向に沿った本体部１３の幅（図４における高さＴ）より大きくなっていてもよい。

この場合、厚肉リブ部１２ａの突出方向（つまり軸７の剛性が相対的に高くなっている方向）と異なる方向（つまり薄肉リブ部１２ｂの突出方向）において、軸７の空気抵抗を大きくするように、空気抵抗を発生させるための軸７の実質的な幅Ｗを広く確保することができる。また、薄肉リブ部１２ｂの突出方向における幅Ｗと同等の径を有する軸を用いる場合や、薄肉リブ部１２ｂの厚みを上記厚肉リブ部１２ａの厚みと同等に設定する場合より、軸７の質量増加を抑制できる。

上記シャトルコック用人工羽根３において、本体部１３は、中心軸部１１と前記中心軸部１１の側面から突出する複数のリブ部１２とを含んでいてもよい。薄肉部１４は、図４、図５、図１１〜図１３などに示すように複数のリブ部１２の少なくとも１つにおいて中心軸部１１から外側へ向かう径方向に延びる表面に沿って突出するように形成されていてもよい。

この場合、薄肉部１４を複数のリブ部１２の少なくとも１つから突出するように形成することで、軸７の実質的な幅Ｗを変更できる。この結果、シャトルコック１の飛翔特性を制御するための人工羽根３の空気抵抗を適宜調整することができる。

上記シャトルコック用人工羽根３において、軸７の延在方向に対して垂直な平面における、薄肉部１４が形成されたリブ部１２の突出方向に沿った本体部１３と薄肉部１４との合計幅Ｗは、薄肉部１４が形成されていない他のリブ部１２の突出方向に沿った本体部１３の幅（図４の高さＴ）より大きくなっていてもよい。

この場合、薄肉部１４が形成されたリブ部１２の突出方向（たとえば図４や図１１〜図１３の左右方向）において、軸７の空気抵抗を大きくするように、空気抵抗を発生させるための軸７の実質的な幅Ｗを広く確保することができる。

この発明に従ったバドミントン用シャトルコック１は、半球状のベース本体２と、当該ベース本体２に接続された、上記シャトルコック用人工羽根３とを備える。このようにすれば、天然の羽根を用いた天然シャトルコックと同等の飛翔特性を備えるとともに十分な耐久性を有する人工シャトルコック１を実現できる。

この発明に従ったシャトルコック用人工羽根の製造方法は、軸を準備する工程（Ｓ１０、Ｓ１１、Ｓ１２）と、軸に羽部を接続する工程（Ｓ２０）とを備える。軸を準備する工程（Ｓ１０、Ｓ１１、Ｓ１２）は、軸の延在方向に対して垂直な平面における断面形状が十字状またはＴ字状となる軸をモールド成形するための金型を準備する工程（Ｓ１１）と、当該金型を用いて射出成形または射出圧縮成形を行なうことにより軸を形成する工程（Ｓ１２）とを含む。金型を準備する工程（Ｓ１１）では、軸７において十字状またはＴ字状の断面形状を構成する本体部１３より厚みが薄く、本体部１３の側面から突出する薄肉部１４を形成するための隙間が金型に形成されている。軸を形成する工程（Ｓ１２）では、射出成形または射出圧縮成形を行なうことにより薄肉部１４が本体部１３の側面から突出した軸７が形成される。このようにすれば、本発明に従ったシャトルコック用人工羽根３を製造することができる。

この発明に従ったバドミントン用シャトルコックの製造方法は、半球状のベース本体を準備する工程（Ｓ１００）と、上記シャトルコック用人工羽根の製造方法を用いてシャトルコック用人工羽根を製造する工程（Ｓ１００）と、ベース本体にシャトルコック用人工羽根を接続する工程（Ｓ２００）とを備える。このようにすれば、本発明に従ったバドミントン用シャトルコック１を製造することができる。

次に、本発明によるシャトルコック用人工羽根およびシャトルコックの効果を確認するため、以下のような実験を行なった。

（実験内容）
本発明の実施例の人工羽根を用いたシャトルコックと、比較例としてのシャトルコック２種類とを準備し、円筒の下方から送風機により空気を流し、シャトルコックを浮遊回転させ、無接触回転数測定器を用いて、シャトルコックの回転速度（回転数）を測定した。

（準備した試料）
本発明の実施例の試料として、図３〜図６に示した人工羽根３を用いたシャトルコックを準備した。人工羽根３の軸７の本体部１３の幅Ｗ３（図４参照）は２．５ｍｍ、高さＴは２．５ｍｍ、厚肉リブ部１２ａの中央部（中心軸部１１から見た径方向での中央部）での厚みについて、図４の上側の厚肉リブ部１２ａでの中央部の厚みは０．８ｍｍ、図４の下側の厚肉リブ部１２ａの中央部の厚みは０．５５ｍｍ、薄肉リブ部１２ｂの厚みは０．４ｍｍ、薄肉部１４の幅Ｗ１、Ｗ２はそれぞれ０．３ｍｍとした。また、薄肉部１４の厚みは０．０５ｍｍとした。

また、人工羽根３の羽部５を構成する軸固定層９１の材質はポリエチレンフォームを用い、厚みを０．５ｍｍ、目付け量を２０ｇ／ｍ²とした。また、発泡体層９２の材質はポリエチレンフォームを用い、厚みを１．０ｍｍ、目付け量を２４ｇ／ｍ²とした。また、接着層９３、９４としては両面テープを用いた。両面テープの特性としては、厚さ１０μｍ、目付け１０ｇ／ｍ²といったものを用いた。そして、このような人工羽根を用いて、図１および図２に示した構成のシャトルコックを準備した。

また、比較例１の試料として、上記実施例の試料に用いた軸と同様の構成の軸から、薄肉部１４を削り取った加工済み軸を用いて人工羽根３を製造した。加工済み軸以外は、上述した実施例の試料に用いた人工羽根３と同様の構成とした。そして、このような比較例としての人工羽根３を用いて、実施例の試料と同様の構成を備えるシャトルコックを準備した。

また、比較例２の試料として、上述した実施例の試料に用いた軸から薄肉部１４を除いた構成の軸を用いて人工羽根およびシャトルコックを準備した。なお、ここで準備した軸については、射出成形に用いる金型として、実施例の人工羽根における軸とは異なる構成の金型（つまり、薄肉部１４のための隙間を形成していない構成の金型）を用いた。

（結果）
各試料のシャトルコックについて、円筒の下方から送風機により空気を７ｍ/秒で流し、シャトルコックを浮遊回転させ、無接触回転数測定器を用いてシャトルコックの回転数を測定した。計測は、各試料ごとに５個のシャトルコックを用意し、当該５個の平均回転数を算出した。

その結果、実施例の試料については平均回転数が４７７ｒｐｍであった。また、シャトルコックの飛翔の軌跡なども、天然シャトルコックに比較的近いものとなっていた。

一方、比較例１の試料については、平均回転数が３１７ｒｐｍであり、また、比較例２の試料については、平均回転数が２５２ｒｐｍであった。また、このような回転数の差に起因して、比較例のシャトルコックの飛翔時の軌跡は実施例のシャトルコックの飛翔時の軌跡と異なり、また天然シャトルコックの飛翔時軌跡とも異なっていた。また、回転数が３００ｒｐｍ未満ではシャトルコックが飛翔中に揺れやすくなり、飛行時軌跡が安定しない傾向が見られた。

なお、いずれの試料も今回の試験中には形状の崩れなど発生することなく、十分な耐久性を示していた。

この結果、本発明の実施例の試料が十分な耐久性を示すと共に、比較的天然のシャトルコックに近い飛翔特性を示すことがわかった。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明は、水鳥の羽根を用いたバトミントン用シャトルコックと同等の飛翔特性および耐久性を有する、人工羽根を用いたバドミントン用シャトルコックに有利に適用される。

１ シャトルコック、２ ベース本体、３ 人工羽根、５ 羽部、７ 軸、８ 羽軸部、１０ 固着軸部、１１ 中心軸部、１２ リブ部、１２ａ 厚肉リブ部、１２ｂ 薄肉リブ部、１３ 本体部、１４ 薄肉部、１５ 中糸、１６ 突出部、９１ 軸固定層、９２ 発泡体層、９３，９４ 接着層、９５ 矢印。

Claims (8)

1. 羽部と、
   前記羽部に接続された軸とを備え、
   前記軸の延在方向に対して垂直な平面における断面形状は十字状またはＴ字状であり、
   前記軸において前記十字状またはＴ字状の断面形状を構成する本体部より厚みの薄い薄肉部が、前記本体部の側面から突出するように前記本体部と一体に形成され、
   前記本体部は、中心軸部と前記中心軸部の側面から突出する複数のリブ部とを含み、
   前記複数のリブ部は、前記軸の延在方向に対して垂直な平面において、前記中心軸部から外側へ向かう径方向に対して垂直な方向における厚みが相対的に厚い厚肉リブ部と、前記厚みが相対的に薄い薄肉リブ部とを含み、
   前記薄肉部は前記薄肉リブ部の外周側面から突出するように形成され、
   前記薄肉部は、前記薄肉リブ部において前記径方向に延びる表面に沿って突出するように形成されている、シャトルコック用人工羽根。
2. 前記軸の延在方向に対して垂直な平面における、前記薄肉リブ部の突出方向に沿った前記本体部と前記薄肉部との合計幅は、前記厚肉リブ部の突出方向に沿った前記本体部の幅より大きくなっている、請求項１に記載のシャトルコック用人工羽根。
3. 羽部と、
   前記羽部に接続された軸とを備え、
   前記軸の延在方向に対して垂直な平面における断面形状は十字状またはＴ字状であり、
   前記軸において前記十字状またはＴ字状の断面形状を構成する本体部より厚みの薄い薄肉部が、前記本体部の側面から突出するように前記本体部と一体に形成され、
   前記本体部は、中心軸部と前記中心軸部の側面から突出する複数のリブ部とを含み、
   前記薄肉部は、前記複数のリブ部の少なくとも１つにおいて前記中心軸部から外側へ向かう径方向に延びる表面に沿って突出するように形成されている、シャトルコック用人工羽根。
4. 前記軸の延在方向に対して垂直な平面における、前記薄肉部が形成されたリブ部の突出方向に沿った前記本体部と前記薄肉部との合計幅は、前記薄肉部が形成されていない他のリブ部の突出方向に沿った前記本体部の幅より大きくなっている、請求項３に記載のシャトルコック用人工羽根。
5. 半球状のベース本体と、
   前記ベース本体に接続された、請求項１または請求項３に記載のシャトルコック用人工羽根とを備える、バドミントン用シャトルコック。
6. 軸を準備する工程と、
   前記軸に羽部を接続する工程とを備え、
   前記軸を準備する工程は、
   前記軸の延在方向に対して垂直な平面における断面形状が十字状またはＴ字状となる軸をモールド成形するための金型を準備する工程と、
   前記金型を用いて射出成形または射出圧縮成形を行なうことにより前記軸を形成する工程とを含み、
   前記金型を準備する工程では、前記軸において前記十字状またはＴ字状の断面形状を構成する本体部より厚みが薄く、前記本体部の側面から突出する薄肉部を形成するための隙間が前記金型に形成され、
   前記軸を形成する工程では、前記射出成形または射出圧縮成形を行なうことにより前記薄肉部が前記本体部の側面から突出した軸が形成され、
   前記本体部は、中心軸部と前記中心軸部の側面から突出する複数のリブ部とを含み、
   前記複数のリブ部は、前記軸の延在方向に対して垂直な平面において、前記中心軸部から外側へ向かう径方向に対して垂直な方向における厚みが相対的に厚い厚肉リブ部と、前記厚みが相対的に薄い薄肉リブ部とを含み、
   前記薄肉部は前記薄肉リブ部の外周側面から突出するように形成され、
   前記薄肉部は、前記薄肉リブ部において前記径方向に延びる表面に沿って突出するように形成されている、シャトルコック用人工羽根の製造方法。
7. 軸を準備する工程と、
   前記軸に羽部を接続する工程とを備え、
   前記軸を準備する工程は、
   前記軸の延在方向に対して垂直な平面における断面形状が十字状またはＴ字状となる軸をモールド成形するための金型を準備する工程と、
   前記金型を用いて射出成形または射出圧縮成形を行なうことにより前記軸を形成する工程とを含み、
   前記金型を準備する工程では、前記軸において前記十字状またはＴ字状の断面形状を構成する本体部より厚みが薄く、前記本体部の側面から突出する薄肉部を形成するための隙間が前記金型に形成され、
   前記軸を形成する工程では、前記射出成形または射出圧縮成形を行なうことにより前記薄肉部が前記本体部の側面から突出した軸が形成され、
   前記本体部は、中心軸部と前記中心軸部の側面から突出する複数のリブ部とを含み、
   前記薄肉部は、前記複数のリブ部の少なくとも１つにおいて前記中心軸部から外側へ向かう径方向に延びる表面に沿って突出するように形成されている、シャトルコック用人工羽根の製造方法。
8. 半球状のベース本体を準備する工程と、
   請求項６または請求項７に記載のシャトルコック用人工羽根の製造方法を用いてシャトルコック用人工羽根を製造する工程と、
   前記ベース本体に前記シャトルコック用人工羽根を接続する工程とを備える、バドミントン用シャトルコックの製造方法。

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