JP5866285B2 - シャトルコック用人工羽根、シャトルコック、およびシャトルコック用人工羽根の製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、バドミントンのシャトルコック用人工羽根に関する。具体的には、人工羽根における薄膜状の羽部の改良技術に関する。また、人工羽根を用いたシャトルコック、および人工羽根の製造方法にも関する。

バドミントン用シャトルコックには、羽根（はね）に水鳥の羽毛を用いたもの（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人工羽根を用いたもの（人工シャトルコック）とがある。

周知のごとく、天然シャトルコックは、ガチョウやアヒルなどの天然羽毛を１６本程度使用し、各羽毛の羽軸の末端を、皮で覆ったコルクなどからなる半球状の台（ベース部）に植設した構造である。そして、天然シャトルコックに使用されている羽根は、比重が小さく、極めて軽量であることが特徴である。例えば、比重は、羽軸の部分が０．４程度で、羽弁の部分が０．１５程度である。また、天然羽毛は、剛性が高く、天然シャトルコックは、独特の飛行性能と心地よい打球感が得られる。

しかしながら、天然シャトルコックの原材料となる羽毛は、上記の天然の水鳥から採取され、しかも、水鳥のどの部位の羽毛でもよい、というわけではなく、シャトルコック用に適した所定の部位があり、１羽の水鳥からシャトルコック用として採取できる羽毛は僅かである。すなわち、天然シャトルコック用の羽根の生産量には限りがある。また、近年では、鳥インフルエンザの流行により、羽毛の主要な調達源であった食用ガチョウが大量に処分される、という事態も発生し、天然シャトルコックは、今後、さらに、原料調達が難しく、より高価になることが予想される。

一方、人工シャトルコックとして、環状に一体成形された樹脂製の羽根を備えたものがよく知られているが、この人工シャトルコックは、天然シャトルコックのように羽根が１本ずつ独立して動かないため、天然シャトルコックと同様の飛行性能を得ることが難しい。そこで、以下の特許文献１〜３に記載されているように、羽毛を模した人工羽根が提案されている。

ここで、鳥類学に基づいて、天然羽毛における各部位を人工羽根における各部位に対応付けし、天然羽毛の羽弁、および羽軸に相当する部位を、それぞれ羽部、および羽軸部と称することとし、羽軸の一部として羽弁から突出する羽根（うこん）や羽柄（うへい）と呼ばれる部位に相当する部位については、羽根（はね）との混同を避けるため羽柄部と称することとすると、特許文献１に記載の人工羽根は、羽部と羽軸部とが人工素材で一体成形され、羽部と羽軸部の少なくも一方を中空にすることで軽量化を図っている。また、特許文献２に記載の人工羽根は、繊維分散樹脂の薄板からなる羽部を羽軸部となる繊維強化樹脂性の２本の細棒で挟持し且つ羽軸部基部は２本の細棒の間に発泡体が間挿された構成となっている。特許文献３に記載の人工羽根では、羽部の一端に羽軸部の延長方向に突出する突出部が形成され、その突出部が羽軸部に埋設されている。

特開平８−９８９０８号公報 特開昭５９−６９０８６号公報 特開２００８−２０６９７０号公報

シャトルコック用人工羽根は、天然羽毛に近似した打球感や飛行特性などの種々の性能を備えている必要がある。とくに、羽部は、１枚の人工羽根の総表面積のほとんどを占めるので、羽部の性質を天然羽毛に近似させることが最重要課題となる。

具体的には、天然シャトルコックに使用される天然羽毛の羽弁は、羽軸から１本ずつ生えた比較的硬い毛（羽枝）の集合体であり、この構造により、天然羽毛は、薄く、軽量でありながら、打球に際しては衝撃を吸収する耐衝撃性があり、羽弁においては、高速で風を切っても容易に変形しない適度な剛性（形状維持性）を有している。

したがって、人工羽根の羽部に上述した特性を発現させるためには、素材はもちろん、微視的な構造など、多種多様な条件を多角的に検討する必要がある。しかし、これらの条件を全て満足させることが極めて難しく、例えば、軽薄化と耐衝撃性とは、両立させることが難しい。そのため、従来の人工羽根では、主にシート状の樹脂を用いて軽量化に重点を置いたものであった。もちろん、天然羽毛に近い特性を得るために、人工羽根の製造コストが増加するのであれば、上述したような天然シャトルコックが高価である、という根本的な問題を解決することができない。すなわち、人工羽根には、シャトルコックの飛行性能の再現という課題に加え、製造の容易性という天然羽毛にはない課題も抱えている。

そして、上記の各特許文献では、羽部の素材について、ある程度言及されているが、その詳細については何ら記載も示唆もなく、天然羽毛と同様の特性が得られるかどうか疑問である。また、上記各特許文献に記載の人工羽根は、羽部の素材に関わる問題に限らず種々の問題がある。例えば、上記特許文献１に記載の人工羽根は、薄い羽部や細い羽軸部を縦断するように中空部を形成している。しかし、一体成型品であるため、その中空部を形成するために、金型上で極めて細いピンを抜き差しすることになる。したがって、精度良く成型することが難しい、また、ピンを抜き差しすることでピンの変形が懸念される。また、より軽量にするためには、羽部の肉厚を薄くする必要があり、羽部の面方向の強度が低下し十分な形状維持性が得られない。したがって、この人工羽根を用いた人工シャトルコックでは、天然シャトルコックにおける飛行性能や打球感を得ることが難しい。当然のことながら、羽軸を中空にすれば、羽軸部の素材自体に剛性があっても羽軸自体の強度が不足し、強い打球によって、羽軸が折れたり曲がったりする可能性がある。

特許文献２に記載の人工羽根は、また、羽軸部となる２本の細棒で羽部を挟持して接着した構造であるため、細棒と羽部との間に十分な接着強度が得られず、打球に際して羽部と羽軸部とが分解する可能性がある。さらに、羽軸部は、細棒を貼り合わせた構造なので、その貼り合わせ面、すなわち羽軸部の側面での強度が不足し、十分な剛性を得ることができない。一体成型で製造できないため、生産性が低く、低価格化という効果にも疑問がある。

特許文献３に記載の人工羽根では、不織布などでできた薄い羽部の一部を、羽軸に沿った形状に突出させ、その突出させた部分（突出部）を羽軸部に埋設している。したがって、羽部は、素材自体の比重に依存するため、厚さを薄くすることで軽量化を図ることになる。したがって、軽量化と耐衝撃性能の両立が難しい。

本発明は、上述したような、従来のシャトルコック用人工羽根における種々の問題に鑑みなされたもので、その目的は、軽量で、とくに羽部の形状維持性に優れ、また、耐久性や生産性にも優れたシャトルコック用人工羽根、その人工羽根を用いたシャトルコック、およびその人工羽根の製造方法を提供することにある。なお、他の目的については、以下の記載で明らかにする。

本発明は、シャトルコック用の人工羽根における上述した課題に鑑みなされたもので、主たる発明は、シャトルコック用人工羽根であって、
天然羽毛を模して、羽弁に対応する薄膜状の羽部と、羽軸に対応して、上方の先端から下方の末端に向かって一体的に連続して延長する棒状の羽軸部とを備え、
前記羽部は、連続気泡を内部に有する熱可塑性樹脂からなり、前記羽軸部に対して、相対的に低比重で低弾性であり、
前記羽軸部は、熱可塑性樹脂からなり、前記先端から前記羽部の下端に亘って前記羽部と固着する領域を羽支持部とするとともに、前記天然羽毛の羽柄に対応して前記羽支持部の下端から前記末端に亘って前記羽部の下方に突出する領域を羽柄部として、前記羽支持部にて前記羽部に固着されている、
ことを特徴とするシャトルコック用人工羽根としている。

本発明のシャトルコック用人工羽根は、軽量で、形状維持性にも優れ、その人工羽根を用いたシャトルコックは、天然シャトルと同様の飛行性能や打球感が期待できる。また、天然素材の生産量に依存することがなく、生産性にも優れ、安価なシャトルコックを提供することが可能となる。なお、本発明の他の効果については以下の記載で明らかにする。

本発明の実施例に係る人工羽根を用いた人工シャトルコックの斜視図であり、ベース部側（下方）から見たときの斜視図である。 上記人工シャトルコックを上方から見たときの斜視図である。 本発明の実施例に係る人工羽根の基本構造を示す斜視図である。 本発明の実施例に係る人工羽根を構成する羽部の製造方法を示す図である。 本発明の第１の実施例に係る人工羽根を構成する羽部断面の顕微鏡写真を示す図である。 上記第２の実施例に係る人工羽根を構成する羽軸部の構造図である。 上記羽軸部における剛性を評価するための方法を示す図である。 本発明の第３の実施例に係る人工羽根の構造を示す図である。 上記第３の実施例に係る人工羽根の製造方法の概略を示す図である。 上記第３の実施例に係る人工羽根の製造手順を示す図である。 上記第３の実施例に係る人工羽根の製造過程で成型される１次成型品の構造を示す図である。 上記第３の実施例に係る人工羽根における問題点を説明するための図である。 上記第３の実施例に係る人工羽根における問題点を解決するための製造方法の概略を示す図である。 本発明の第４の実施例に係る人工羽根の構造を示す図である。 上記第４の実施例に係る人工羽根の製造方法の概略を示す図である。 上記第４の実施例に係る人工羽根の製造手順を示す図である。 本発明のその他の実施例に係る人工羽根で、羽部の裏面と羽軸部の裏面とが同一面内にない人工羽根の外観形状を示す図である。 本発明のその他の実施例に係る人工羽根で、羽根軸部の羽柄部が外殻部を構成する樹脂のみで形成されている人工羽根の外観形状を示す図である。 図１８に示した人工羽根の断面を示す図である。 上記第１〜第４の人工羽根における羽軸部とは異なる構造の羽軸部の断面を示す図である。 上記各実施例に係る人工羽根を一括して成型する金型の構造図を示している。

＝＝＝本発明の実施例の特徴＝＝＝
人工シャトルコックは、その用途が遊技程度のバドミントンであれば、そのシャトルコックを構成する人工羽根は、ある程度の軽量化と生産性や耐久性が達成されていればよい。すなわち、安価で壊れにくければよい。しかし、競技者の練習球としての用途、究極的には競技用の公式球との代替用途を目指すのであれば、とくに、人工羽根の総表面積のほとんどを占める羽部について、軽量化を達成した上で、形状維持性、耐衝撃性などの特性を天然羽毛に近似させる必要がある。例えば、バドミントンにおいて、天然シャトルコックならではの打球法として、「ヘアピンショット」がある。この打球法では、強い回転を掛けつつ、シャトルコックを浮遊させるように「持ち上げて」打球することで、独特の飛行軌道を描かせる。この飛行軌道を人工シャトルコックで再現させるためには、天然羽毛に極めて近似した特性を有する人工羽根が求められる。もちろん、天然羽毛の高価格化に鑑み、製造容易性も必要となる。

そこで、本発明者らは、上述した人工シャトルコックに使用する人工羽根に求められる重要な特性として、まず、天然羽毛と同様の飛行性能と打球感を挙げた。そして、人工羽根の大部分を占有する羽部の素材や構造が人工シャトルコックの性能を大きく左右する、と考え、羽部は、軽量であることに加え、高速で風を切っても容易に変形しない形状維持性や耐衝撃性に優れていることが最も重要な条件である、と結論した。

本発明は、これらの重要条件に鑑みて創作されたものである。そして、本発明は、上記主たる発明に対応する実施例が備える特徴の他に、以下の特徴を備えていてもよい。
前記羽部を構成する前記熱可塑性樹脂は、ポリアミドエラストマー、アイオノマー樹脂、ポリエステルエラストマー、ポリオレフィン系エラストマー、ポリスチレン系エラストマー、塩化ビニル系エラストマーのいずれかであること。

前記羽部のおもて面または裏面に、薄膜状の補強材が積層されていること。そして、当該補強材が水性ポリウレタン、水性ポリエステル、水性ポリオレフィン、ナイロン系エマルジョン、アクリル系エマルジョンのいずれかであること。

あるいは、前記羽部に補強材が含浸されていること。そして、当該補強材が水性ポリウレタン、水性ポリエステル、水性ポリオレフィン、ナイロン系エマルジョン、アクリル系エマルジョンのいずれかであること。

なお、上記いずれかの特徴を有する人工羽根を用いたシャトルコックも本発明の実施例である。そして、本発明は、シャトルコック用人工羽根の製造方法にも及んでおり、当該製造方法の実施例は、天然羽毛を模して、羽弁に対応して連続気泡を内部に有する熱可塑性樹脂からなる薄膜状の羽部と、羽軸に対応して、上方の先端から下方の末端に向かって一体的に連続して延長する棒状の熱可塑性樹脂からなる羽軸部とを備えたシャトルコック用人工羽根の製造方法であって、
第１の金型を用いて射出成型することで、前記羽部となる部分あるいは羽軸部となる部分を１次成型品として成型することと、
第２の金型を用いて、前記１次成型品を埋め込み対象として前記羽軸部あるいは前記羽部をインサート成型することで、前記羽部となる部分に前記羽軸部となる部分が固着されてなる２次成型品を成型することと、
前記羽部となる部分を成型する際に、前記羽部を構成する熱可塑性の基体樹脂と所定の溶剤によって溶解する有機化合物とを混合したペレット状の樹脂を用いて成型するとともに、前記２次成型品を前記溶剤に浸漬して前記有機化合物を溶解させることで、前記羽部となる部分を連続気泡体に成形することを含むことを特徴としている。あるいは、前記２次成型品を、前記１次成型品を前記金型に保持しつつ二色成型を行うことで成型するように変更してもよい。

また、前記羽軸部が、芯となる芯部と、当該芯部の側面を覆う断面形状をなして延長する外殻部とからなるシャトルコック用人工羽根の製造方法も本発明の範囲であって、当該製造方法の発明に対応する実施例は、
第１の金型を用いて射出成型することで、前記羽部となる部分と前記芯部なる部分との同時成型品あるいは前記外殻部となる成型品を１次成型品として成型することと、
第２の金型を用いて、前記１次成型品を埋め込み対象として、前記外殻部となる部分をインサート成型することで、あるいは前記羽部となる部分と芯部となる部分を同時にインサート成型することで、前記外殻部の側面に前記芯部が固着されて羽軸部となる部分が前記羽部に固着されてなる２次成型品を成型することと、
前記羽部となる部分と前記芯部となる部分とを同時に成型する際に、前記羽部を構成する熱可塑性の基体樹脂と所定の溶剤によって溶解する有機化合物とを混合したペレット状の樹脂を用いて成型するとともに、前記２次成型品を前記溶剤に浸漬して前記有機化合物を溶解させることで、前記羽部と前記芯部との同時成型品の部分を連続気泡体に成形することを含むことを特徴としている。また、前記２次成型品を、前記金型内に前記１次成型品を保持しつつ二色成型を行うことで成形してもよい。

＝＝人工シャトルコックの構造＝＝＝
図１、図２は、本発明の実施例に係る人工羽根を備えた人工シャトルコック（以下、シャトルコック）１の外観図である。図１は、ベース部２を下方として、シャトルコック１を下方から見たときの斜視図であり、図２は、上方から見たときの斜視図である。天然羽毛を模した複数（例えば１６枚）の人工羽根１０は、上方に向かって径が大きくなるように半球状のベース部２の平坦な上面の円周に沿って円環状に植設されているとともに、紐状部材（例えば木綿の糸）３によって互いに固定されて、スカート部４を構成している。

＝＝＝人工羽根の基本構造＝＝＝
図３は、本発明の実施例の人工羽根１０の基本構造を示す図である。本発明の実施例に係る人工羽根１０は、大量生産が可能で、様々な形状にも柔軟に対応できるように、羽部１２も含めた人工羽根１０の全てを樹脂の成型品で構成することを前提とし、薄膜状の樹脂からなる羽部１２に、棒状の羽軸部２０を接着あるいは射出成型などによって溶融させるなどして固着させた構造を基本としている。そして、人工羽根１０を樹脂の成型品で構成することで、とくに、羽部１２の形状を羽弁形状に近似させることができ、優れた飛行性能を得ることが期待できる。具体的には、概略形状が薄膜状であっても、その厚さが各部位で微妙に異なった微妙な形状とすることができる。

ここで、シャトルコック１のベース部２に取り付けられた状態に基づいて、人工羽根１０の上下左右方向や表裏関係を規定すると、羽軸部２０は、羽部１２の上端から下方に延長していることなる。そして、便宜的に、羽軸部２０の上端２１を「先端」、下端２２を「末端」とし、羽部１２や羽軸部２０において、シャトルコック１の外方に面する面を「おもて面」１３、シャトルコック１の内方に向かう面を「裏面」１４と呼ぶことにする。さらに、羽部１２の面内で、羽軸部２０の延長方向に直交する方向を左右方向とする。また、羽軸部２０において、羽部１２に固着されている領域を羽支持部２３とし、羽部１２の下方に突出する領域を羽柄部２４とする。したがって、図１、図２に例示したシャトルコック１における人工羽根１０では、羽軸部２０が、羽部１２のおもて面１３に突出するように固着されて、羽部１２のおもて面１３側では、羽部１２の領域が羽軸部２０を境界にして左右に分割されていることになる。

なお、図３に示した例では、羽軸部２０の先端２１の位置が、羽部１２の上端の位置にほぼ一致しているが、羽軸部２０の先端２１が羽部１２の上端に対して下方にあってもよい。羽部１２の裏面１４に羽軸部２０が突出していてもよい。天然羽毛における羽弁の構造と同様に、羽部１２が羽軸部２０を境界にして個別の部位として二つに分割されているような構造であってもよい。いずれにしても、薄膜状の羽部１２の一方の面をおもて面１３、他方の面を裏面１４と称することとし、羽軸部２０が羽部１２を縦断するように形成されている。以下では、羽部１２や羽軸部２０の構造に応じた実施例を具体的に挙げる。

＝＝＝第１の実施例＝＝＝
上述したように、シャトルコック用人工羽根の羽部を形成する素材には、低比重、打球時の変形状態から速やかに当初の形状に復帰できる形状維持性、他の素材との固着性などの性能が求められている。もちろん、高い生産性が期待できる素材であることも必要となる。そして、本発明の第１の実施例に係る人工羽根は、生産性や形状の自由度を確保するために、上記基本的な構造を採用しつつ、羽部内部における微視的な構造に特徴を有して、軽量化、形状維持性を達成している。以下、第１の実施例に係る人工羽根１０を図３に基づいて説明する。

第１の実施例に係る人工羽根は、上記基本的な構造において、羽部１２と羽軸部２０をともに熱可塑性樹脂で構成することで生産性、形状の自由度、および双方の固着強度を高めて耐久性を確保している。その上で、無数の微細な気泡が内部に無数に形成された熱可塑性樹脂によって羽部１２を構成して軽量化を図り、さらに、打球時の衝撃を確実に吸収することができるように、その気泡を連続気泡としている。

ところで、羽部１２の内部構造を独立気泡体とせず、連続気泡体としたのは、隣接する気泡同士が孤立している独立気泡体で羽部１２を構成すると、羽部１２に局所的に加わる衝撃を、その局所にある気泡のみを圧縮させることで吸収させることになり、羽部１２を強打したときの衝撃を確実に吸収できない可能性があるからである。一方、連続気泡体は、隣接する気泡同士が繋がっており、打球時に局所にある気泡が圧縮された際、その気泡中の空気が隣接する気泡に逃げるため、急激に気泡が圧縮されるような強い衝撃も確実に吸収できる。

＝＝＝人工羽根の製造方法＝＝＝
上述したように、第１の実施例の人工羽根１０では、羽部１２に熱可塑性樹脂からなる連続気泡体を用いている。連続気泡体を構成する具体的な樹脂素材としては、比重が小さく、柔軟性に富んだポリアミドエラストマーやポリエステルエラストマーなどの樹脂（以下、軽量柔軟樹脂）が考えられる。なお、羽軸部２０を構成する素材としては、例えば、ポリアミド（ナイロン）や、これをガラス繊維で強化したもの（ガラス繊維強化ポリアミド）、あるいはＰＢＴ、ＡＢＳ，ＰＣなど、軽量柔軟樹脂と比較して高い剛性を有する硬い樹脂（以下、硬質樹脂）を用いることができる。

ここで、軽量柔軟樹脂として、ポリアミドエラストマーを挙げ、そのポリアミドエラストマーの連続気泡体からなる羽部１２を備えた人工羽根１０の製造方法を具体的に説明する。図４に本発明の第１の実施例に係る人工羽根１０の、製造手順を示した。ここに示した手順では、まず、羽部１２を構成する樹脂（基体樹脂）であるポリアミドエラストマーと、所定の溶剤によって溶解する有機化合物とからなるペレットを作製する（ｓ１）。なお、ポリアミドエラストマーは、この所定の溶剤によって溶解しないものとする。所定の溶剤によって溶解する有機化合物（以下、気泡生成体）としては、例えば、水溶性、すなわち水を溶剤とした多価アルコール（糖アルコール類など）を用いることができる。そして、ポリアミドエラストマーと気泡生成体とグリセリンとが所定の重量部となるように秤量し、これらを混練する。そして、その混練物を裁断してペレットを作製する。

次に、上記ペレットを用いて射出成型し（ｓ２）、羽部１２となる１次成型品を成型する。さらにインサート成型や二色成型によって、羽軸部２０となる部位を射出成型することで、羽部１２に羽軸部２０を溶融固着させて、人工羽根１０の形状を有する２次成型品を完成させる。しかし、この時点では、羽部１２は、ポリアミドエラストマーと気泡生成体とが複雑に混ざり合った稠密な内部構造を有する「ムク」素材で構成されている。そこで、２次成型品を所定の溶剤中に浸漬する抽出処理を行い、気泡生成体のみを溶解させる（ｓ４）。それによって、羽部１２の内部に連続気泡が形成される。最後に、抽出処理後の２次成型品を乾燥することで人工羽根１０を完成させる（ｓ５）。

なお、１次成型品として羽部１２を成型するのに代えて、最初に羽軸部２０を１次成型品として成型し、２次成型品の成型工程（ｓ３）で、その羽軸部２０に羽部１２を固着させるようにしてもよい。もちろん、連続気泡体からなる羽部１２をまず完成させ、その羽軸部２０と個別に成型した羽軸部２０とを溶着や接着などの方法によって固着させてもよい。

＝＝＝人工羽根の特性＝＝＝
ここで、図４に示した製造方法に基づいて、連続気泡体からなる羽部１２のみをサンプルとして成型した。ここでは、ポリアミドエラストマーと糖アルコールの重量割合を調整することで、比重が異なる種々のサンプルを作製した。

表１に、各サンプルにおける抽出処理前後の比重を示した。

表１に示したように、ポリアミドエラストマーと糖アルコールの重量割合を調整することで、比重を自由に制御できることが確認できた。なお、ポリアミドエラストマーの弾性率は、糖アルコールの重量割合に反比例し、ムク素材の１３０ＭＰａに対し、表１におけるサンプルＡ３では、１０ＭＰａであった。また、図５に当該サンプルＡ３の顕微鏡写真を示した。この写真は、図３におけるｘ−ｘ矢視断面の拡大図に相当する。この写真に示されているように、羽部１２の内部には、大きな気泡が蜂の巣状に配置されているとともに、隣接する気泡同士が微細な孔で連通している。すなわち、羽部１２の内部が連続気泡体の構造になっていることが確認できた。なお、羽部１２の製造条件、すなわち羽部１２を構成する基体樹脂の種類や気泡生成体の種類、およびそれらの割合などは、比重と弾性率などを勘案しながら、適宜に設定すればよい。

＝＝＝羽軸部の構造について＝＝＝
上述した第１の実施例に係る人工羽根１０は、軽量軟質素材の連続発泡体からなる羽部１２と、硬質素材からなる羽軸部２０とで構成されていた。しかし、人工羽根１０を天然羽毛により近似させるためには、人工羽根１０全体の重量をさらに軽くすることが必要であり、結論として、羽軸部２０をより軽くすることが要求される。しかし、本来、堅さや剛性が必要とされる羽軸部２０を羽部１２と同じ軽量軟質素材で構成してしまえば、人工羽根１０自体の剛性が低下し、形状を維持することが難しくなる。そこで、以下では、羽軸部２０の構造を工夫することで、剛性を維持した上で、更なる軽量化が期待できる実施例を挙げる。

＝＝＝第２の実施例＝＝＝
本発明の第２の実施例に係る人工羽根は、羽軸部２０に軽量化と高剛性化を両立できる構造を採用している点に特徴を有している。以下に、第２の実施例における羽軸部２０の構造について説明する。

＜羽軸部の構造＞
図６に本発明の第２の実施例の人工羽根における羽軸部２０の構造を示した。図６（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ、羽軸部２０の裏面２６を末端２２側から見たときの斜視図、末端２２側の正面図、先端２１側の正面図である。羽軸部２０は、概略的には、表層に配置される外殻部４０と、外殻部４０内に配置されている芯部３０とからなる複合構造である。そして、芯部３０と外殻部４０は、それぞれ、先端２１から末端２２に掛けて連続した一体的な構造であり、双方（３０，４０）は互いに固着している。ここに示した羽軸部２０は、図６（Ｂ）に示したように、略矩形断面を有する芯部３０と、裏面２６に開口する略Ｕ（コの）字断面を有する外殻部４０とから構成されている。すなわち、外殻部４０の断面形状が、芯部３０の左右側面３１とおもて面３２とを覆う形状となっており、羽軸部２０の左右側面２７とおもて面２５が外殻部４０で覆われ、羽軸部２０の裏面２６に芯部３０の裏面３３が露出している。

芯部３０は、上述した軽量軟質素材でできており、比重が小さく、かつ外殻部４０に対して相対的に弾性率が小さい（柔らかい）素材である。外殻部４０は、芯部３０の表面を覆う断面形状を有し、芯部３０に対して相対的に比重が大きく硬い素材（硬質素材）でできている。芯部３０と外殻部４０は、二色成型などによって、相互に固着して、一体化されている。そして、羽支持部２３と羽柄部２４とが連続する１本の棒状となるように形成されている。図中では、芯部３０と外殻部４０を異なるハッチングで示した。なお、ここでは、先端２１が外殻部４０で覆われている例を示したが、先端２１にて芯部３０が露出して、外殻部４０が先端２１から末端２２の全長に亘って略コの字型断面を有する構造であってもよい。

上述した構造の羽軸部２０を構成する素材としては、芯部３０であれば、例えば、ポリアミドエラストマーやポリエステルエラストマーなど、羽部１２に用いたものと同様の熱可塑性樹脂、およびこれらの樹脂からなる連続気泡体を使用することができる。外殻部４０であれば、第１の実施例の人工羽根１０の羽軸部２０に用いたものと同様の樹脂、すなわち、ポリアミド（ナイロン）や、これをガラス繊維で強化したもの（ガラス繊維強化ポリアミド）、あるいはＰＢＴ、ＡＢＳ，ＰＣなどの各種樹脂を用いることができる。

＜羽軸部の物性＞
ここで、種々の樹脂を用いて、図６に示した構造の羽軸部２０をサンプルとして作製した。サイズは、実際にシャトルコック１に使用する際のサイズとした。羽軸部２０の作製方法としては、インサート成型法や二色成型法を採用することができる。すなわち、軽量軟質素材を用いて芯部３０を射出成型し、その成型品を埋め込み対象として、硬質素材からなる外殻部４０をインサート成型によって形成したり、芯部３０となる成型品を金型から取り出さずに二色成型によって外殻部４０を成型したりすればよい。そして、作製した羽軸部２０における芯部３０、外殻部４０、および全体の重量を測定し、剛性を評価した。剛性の評価は、図７に示したように、裏面２６が対地面となるように羽軸部２０を水平に維持しつつ、その末端２２を固定した状態で、鉛直下方に０．３Ｎの荷重Ｆを先端２１に集中して掛けることで行った。そして、荷重状態にあるときの先端２１における水平状態からの変位量Δｈを剛性の指標値とした。

以下の表２に、芯部３０および外殻部４０に用いた樹脂と、各部の重量、比重、弾性率、および羽軸部２０全体としての総重量と剛性の指標値とを示した。

表２において、サンプルＢ４とＢ５が、芯部３０に軽量軟質素材を用い、外殻部４０に硬質素材を用いたサンプル（発明品）であり、サンプルＢ１〜Ｂ３が、発明品に対する比較例であり、芯部３０と外殻部４０を同じ樹脂で成型したものである。なお、樹脂ａとｄは、ともに、ポリアミドエラストマーであり、樹脂の組成自体は同じものであるが、その物理的な構造が異なっている。樹脂ａは、内部が稠密なムク素材であり、ｄは連続気泡体や独立気泡体などの気泡体からなる素材である。ここでは、連続気泡体からなる素材を用いている。連続気泡体とするには、第１の実施例における羽部１２と同様にして成形すればよい。独立気泡体とするには、周知の発泡スチロールやウレタンスポンジなどと同様にして、芯部３０を構成する樹脂を炭化水素ガスなどの有機系発泡剤を用いて発泡させればよい。

また、樹脂ｂとｃは、ポリアミドエラストマーに対して硬質な素材であり、ムク素材である。本実施例では、ともにポリアミド１２（ナイロン１２）を主体にした樹脂であるが、樹脂ｂは、ガラス強化されたポリアミド１２であり、樹脂ｃは、ガラス強化されていないポリアミド１２である。

表２に示したように、発明品に係るサンプルＢ４とＢ５では、芯部３０と外殻部４０とが、それぞれ、相対的に低比重（高比重）で、かつ柔らかい（硬い）適宜な樹脂で成型されており、軽量かつ高剛性の羽軸部２０とすることができた。例えば、比較例となるサンプルＢ１は、芯部３０と外殻部４０が、双方とも相対的に柔らかい樹脂ａでできており、剛性の指標値である変位量Δｈが大きく、剛性が不足していることがわかる。また、樹脂ａ〜ｄのうち、比較的硬い樹脂として分類される樹脂ｃのみで成型したサンプルＢ３では、変位量ΔｈがサンプルＢ１の６０％程度となった。また、サンプルＢ２は、芯部３０と外殻部４０が最も硬い樹脂ｂでできており、サンプルＢ１の２０％以下の変位量Δｈであり、サンプルＢ１に対して５倍以上の剛性を獲得している。しかし、相対的には、硬い樹脂ほど比重が高いため、最も高剛性のサンプルＢ２では、その総重量が、サンプルＢ１に対して３０％近く増加している。

一方、発明品に係る、サンプルＢ４、Ｂ５のうち、芯部３０にムク素材を用いたサンプルＢ４では、サンプルＢ１に対して１５％以下の重量増のみで、変位量Δｈは、サンプル１の３０％程度に抑えることができた。すなわち、サンプルＢ１に対して３倍以上高い剛性が得られた。最も硬いサンプルＢ２に対しても約６０％の剛性を得ており、十分な剛性を有している、と言える。そして、サンプルＢ５については、サンプルＢ１よりも軽量化を達成した上で、剛性がサンプルＢ４と同等であり、羽軸部２０としては、ほぼ理想的な性能を得ることができた。

以上より、低比重で柔らかい軽量軟質素材からなる芯部３０の周囲を硬質素材でできた外殻部４０で覆う構造の羽軸部２０を備えた人工羽根は、軽量と高剛性の背反する特性を高次元で両立させることが可能となる。また、羽軸部２０の少なくとも左右側面２７が硬い外殻部４０で覆われており、柔らかい芯部３０の表面積の半分以上が外殻部４０に接触している。したがって、表裏方向と左右方向の２方向に高い剛性を発現させることができる。その一方で、硬い外殻部４０の内側には、柔らかい芯部３０が充填されているので、打球時に、硬い羽軸部２０の表面を強打したときの衝撃を吸収できる。言い換えれば、反発力が増し、心地より打球感や、打球時の撓みが速やかに原形に復帰する天然羽毛に似た打球感が得られる。

また、芯部３０を、気泡体とすれば、軽量化を維持したまま、羽軸部２０の断面積をさらに大きくすることができる。断面積を大きくすることは、剛性をより向上させることができるとともに、羽部１２と羽支持部２３との固着面積を増やすことができる。それによって、羽軸部２０と羽部１２との接合強度をより強固にして、打球中の破損を防止することができる。さらに、「太い」羽軸部２０は、視覚的に「折れにくい」という安心感をプレーヤーに与えることができる。すなわち、芯部３０の樹脂における低弾性による心地よい打球感を増強させて、天然シャトルコックに極めて近似した打球感が得られる、という心理的効果も期待できる。

なお、第２の実施例に係る人工羽根は、上記の芯部３０と外殻部４０とから構成される羽軸部２０を、別途作製した羽部１２に、溶着や接着などの方法によって固着させたものとすればよい。あるいは、図４に示した製造方法において、２次成型品の成型工程で芯部３０を成型し、羽部１２と芯部３０とから構成される２次成型品に対し、さらに、最終的に図４に示した外観形状の人工羽根１０となるように、外殻部４０によって芯部３０が覆われた形状となるように射出成型し、その成型品（３次成型品）に図４における抽出工程と乾燥工程とを施せばよい。もちろん、芯部３０と外殻部４０を射出成型などによって相互に固着させた後、さらに、インサート成型や二色成型によって、羽軸部２０に対して羽部１２を射出成型することで、羽軸部２０を羽部１２に固着させてもよい。

＝＝＝第３の実施例＝＝＝
本発明の第３の実施例に係る人工羽根は、羽軸部２０の構造を上記第２の実施例における羽軸部２０と同様にして、人工羽根全体の剛性と軽量化を達成するとともに、形状をより天然羽毛に近似させて、天然シャトルコックに近い飛行性能を得るための工夫がなされたものである。天然の羽毛は、周知のごとく、羽部１２に相当する部位は、羽軸から生えている個別の毛である羽枝の集合であり、羽軸を境界にして内外の羽弁（内弁、外弁）に分割されている。したがって、この天然羽毛の構成に少しでも近似した人工羽根を用いたシャトルコックの方が、天然シャトルコックの飛行性能により近似するはずである。そこで、本発明の第２の実施例は、天然羽毛の構造に最も近似した人工羽根としている。

＜人工羽根の構造＞
図８（Ａ）〜（Ｄ）に第２の実施例に係る人工羽根１０ａのおもて面側の平面図、裏面側の平面図、側面図、および先端２１側の正面図を示した。第３の実施例における人工羽根１０ａは、図８（Ｄ）示したように、外殻部４０の側方に羽部１２が固着されて、より天然羽毛に近似した構造の人工羽根１０ａとなっている。すなわち、羽支持部２３にて、羽軸部２０の裏面２６が羽部１２の裏面１４に露出し、羽軸部２０を境界にして羽部１２が左右に二分割されている。また、羽軸部２０の芯部３０は、羽部１２と同じ種類の軽量軟質素材でできており、内部構造も羽部１２と同様に連続発泡体としている。それによって、人工羽根１０ｂ全体の重量をさらに軽くすることに成功している。

＜製造方法＞
第３の実施例に係る人工羽根１０ａは、芯部３０と、その芯部３０を境界にして２分割される羽部１２の合計三つの成型部位がある成型品に外殻部を固着させた構造であり、芯部３０と２分割された羽部１２については、例えば、三つの成型部位のそれぞれに射出成型のゲートを設けるなどして成型すれば、各部位が独立した状態で、同時成型することができる。

しかし、この方法では、実質的に三つの成型部位のそれぞれを個別に射出成型することであり、製造に係る時間やコストが嵩む。また、成型品には、それぞれの射出成型部位に応じてゲートの跡が残ることになり、天然羽毛の、特に表面形状に近似させることが難しくなる。そこで、第３の実施例の人工羽根１０ａを、時間やコストを増加させることなく、精度よく製造するための方法を以下に示す。なお、ここでは、インサート成型によって製造する例を示す。

図９は、第３の実施例に係る人工羽根１０ａの製造方法に用いる金型（５１ａ，５２ａ）の概略図であり、図９（Ａ）に示した人工羽根１０ａにおける各断面ａ−ａ、ｂ−ｂ、ｃ−ｃ、ｄ−ｄの各断面に対応する二つの金型（第１の金型５１ａ、および第２の金型５２ａ）の断面形状をそれぞれ図９（Ｂ１）〜（Ｂ４）、および（Ｃ１）〜（Ｃ４）に示した。図示したように、第１の金型５１ａの型形状は、羽部１２と芯部３０を同時成型するための形状をなし、第２の金型５２ａは、第１の金型によって成型された成型品を収納しつつ、芯部３０のおもて面３２と側面３１とを覆う外殻部４０を成型するための型形状をなしている。

図１０と図１１に、第３の実施例の人工羽根１０ａの製造方法の概略を示した。図１０（Ａ）〜（Ｄ）は、第３の実施例に係る人工羽根１０ａの製造手順であり、二つの金型（５１ａ，５２ａ）によって順次成型される人工羽根１０ａの上記ｂ−ｂ断面（図７参照）の形状を製造工程の順に従って示したものである。図１１（Ａ）は、第１の金型５１ｂによって成型される１次成型品５０ｂの平面図であり、図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）における、円１００内の拡大図である。

ここに示した製造方法では、芯部３０と羽部１２を同時に成型した上で、インサート成型によって芯部３０の表層に外殻部４０を成型する。そして、まず、第１の金型５１ａを用いて、羽部１２と芯部３０とを一体成形する図１０（Ａ）（Ｂ）。このとき、羽部１２と芯部３０を構成する樹脂と上述した気泡生成体とを含んだペレットを用いてこの一体成型品（１次成型品）５０ａを成型する。そして、１次成型品５０ａは、図１１（Ａ）に示したように、羽部１２と芯部３０とが上下方向に延長する溝３４によって分割された形状となっている。また、図９（Ｂ３）に示したように、羽部１２と芯部３０を成型するための金型５１ａを、羽支持部２３の下端部でのみ羽部１２と芯部３０とを連結させる断面形状とすることで、図１１（Ｂ）に拡大して示したように、羽支持部２３の下端に、芯部３０と羽部１２と連結する仮止め部３５を備えた形状となっている。

つぎに、図１０（Ｃ）（Ｄ）に示した手順により、図１１に示した形状の１次成型品を第２の金型５２ａに装着した状態で外殻部４０となる樹脂をその金型５２ａ内に射出する。このとき、仮止め部３５が射出成型時の熱で溶解し、射出圧力によって金型５２ａ外に溶出する。それによって、溝３４が羽支持部２３の下端から羽部１２の先端に連続し、その溝３４にも外殻部４０を構成する樹脂が充填され、結果的に、図８に示したように、外殻部４０の側面に羽部１２が固着した人工羽根１０ａの形状に成型され、軽量軟質素材による芯部３０および羽部１２が、硬質素材による外殻部４０と一体的に固着してなる成型品（２次成型品）５３ａが完成する。もちろん、上記の製造方法は、インサート成型に代えて、二色成型とすることもできる。

最後に、羽部１２と芯部３０を上述した連続気泡体にするために、第２の金型５２ａから取り出した２次成型品５３ａを、所定の溶剤に浸漬して、芯部３０および羽部１２を構成する樹脂を連続気泡体にすればよい。このように、第３の実施例に係る人工羽根１０ａでは、羽部１２に加え、羽軸部２０の芯部３０も連続気泡体となり、人工羽根１０ａ全体の重量をさらに軽量にすることができる。また、羽部１２のみならず、羽軸部２０に対して打球した際にも天然羽毛に極めて近い打球感を得ることが期待できる。もちろん、芯部３０の表面は硬質素材を用いた外殻部４０で覆われているため、十分な剛性を備えて、打球に際しては人工羽根１０ａの形状が素早く現状に復帰する。したがって、羽部１２が羽軸部２０によって分割されている天然羽毛に極めて近似したし形状との相乗効果により、この人工羽根１０ａを用いた人工シャトルコックでは、天然シャトルコックに極めて近似した飛行性能が得られることが期待できる。

＝＝＝第３の実施例の変更例＝＝＝
第３の実施例に係る人工羽根１０ａは、羽部１２が羽軸部２０を境界にして左右に分割されている。そして、この構造の人工羽根１０ａを精度よく製造するための方法を先に示した。しかしながら、上述した製造方法では、仮止め部３５が確実に溶出せず、本来外殻部４０となるべき部位に、軽量軟質素材からなる仮止め部３５の一部、あるいは全部が残ってしまう可能性が少なからずある。

図１２に、仮止め部３５が残った状態の人工羽根１０ｂを例示した。図１２（Ａ）は、その人工羽根１０ｂ全体を裏面から見たときの平面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）における円１０１内の拡大図である。（Ｃ）は、（Ｂ）におけるｅ−ｅ矢視断面図である。当該図１２に示したように、仮止め部３５が残存する部位３６では、芯部３０が外殻部４０で覆われていないため、強度が不足し、シャトルコックを強打したときに、この部位３６で羽軸部２０が折れる可能性がある。このように、外殻部４０の一部が欠損している人工羽根１０ｂは当然のことながら、不良品として処理される。そのため、歩留まりの低下に伴う製造コストの増加が懸念される。そこで、第３の実施例の変更例として、例え、仮止め部３５が完全に溶出しなくても、羽軸部２０の強度を十分に維持することができる製造方法を挙げる。

図１３は、第３の実施例の変更例に係る人工羽根１０ｃの製造方法を示す概略図である。図１３（Ａ）は、仮止め部３５の一部３７が残った状態の人工羽根１０ｃを裏面から見たときの図であり、（Ｂ）は、（Ａ）における円１０２内の拡大図である。（Ｃ）は、当該変更例の人工羽根１０ｃの１次成型品を成型するための金型５１ｃの断面図であり、図１３（Ａ）（Ｂ）に示した人工羽根１０ｃにおけるｆ−ｆ断面に対応している。（Ｄ）は、（Ｃ）におけるｇ−ｇ矢視断面である。

当該変更例では、図１３（Ｃ）に示したように、仮止め部３５が羽部１２の下面より下方に突出形成されるような金型形状としている。すなわち、仮止め部３５の形成部位において溝３４の底面がおもて面（１２，２５）側に突出せず、仮止め部３５が溝３４の底面の裏側方向に突出するように１次成型品を成型している。そのため、（Ｄ）に示したように、例え、仮止め部３５が完全に溶出せず、その一部（未溶出部位）３７が残ったとしても、外殻部４０は、本来の芯部３０の側面を完全に覆うため、強度が不足することがない。なお、この仮止め部３５の未溶出部位３７については、人工羽根１０ｃの飛行性能を極度に悪化させるものでなければ、強度的には問題がないので、そのままにしておいてもよいし、極めて高い飛行性能が要求されたり、製品としての美観が損なわれると判断されたりすれば、その後の製造工程において、この突出した未溶出部位３７を削り落としたり、切り離したりすればよい。

＝＝＝第４の実施例＝＝＝
上記第３の実施例に係る人工羽根１０ａは、より天然羽毛に近似した構造を備えていた。そして、その構造を精度よく成型するために１次成型品に設けた仮止め部３５を２次成型品の成型時に溶出させる、という特殊な製造方法を採用していた。また、仮止め部３５を形成するために、金型の形状も複雑であり、金型に掛かるコストが若干増加する可能性もある。したがって、形状を天然羽毛に酷似させず、ある程度簡略化して製造歩留まりを向上させることも考えられる。そこで、本発明の第４の実施例として、製造歩留まりを考慮した構造を備えた人工羽根を挙げる。

＜羽部との固着構造＞
図１４に、本発明の第４の実施例に係る人工羽根１０ｄの基本構造を示した。図１４（Ａ）〜（Ｄ）は、それぞれ、おもて面側の平面図、裏面側の平面図、側面図、先端２１側からの正面図を示している。なお、当該図１４においても、羽軸部２０の芯部３０と外殻部４０を異なるハッチングで示している。図示したように、第４の実施例に係る人工羽根１０ｄは、１枚の薄膜状の羽部１２のおもて面１３に、図６に示した構造の羽軸部２０が固着された構造であり、外観形状は、実質的に、図３に示したような第１および第２の実施例における人工羽根１０と同じになる。すなわち、羽軸部２０のおもて面２５と側面２７が外殻部４０の表面となり、羽支持部２３では、羽軸部２０の裏面２６と羽部のおもて面１３とが接触した状態で双方が固着している。

＜製造方法＞
第１および第２の実施例に係る人工羽根の製造方法は、羽軸部２０と羽部１２とを個別に成型した後、溶着、接着などの方法によって双方（２０，１２）を固着させることとしていた。あるいは、羽部１２、芯部３０、および外殻部４０をそれぞれ個別の射出成型工程によって成形することとしていた。

しかし、羽部１２と羽軸部２０をより強固に固着させるとともに、羽部１２の形状や羽部と羽軸部２０との相対位置関係を柔軟に設定できるようにするためには、羽部１２と芯部３０、あるいは羽部１２と外殻部４０を同じ素材を用いて同時成型する方が望ましい。現実的には、羽部１２には、軽量化と衝撃吸収性が求められるので、芯部３０と同時成型することが望ましい。

第４の実施例の人工羽根１０ｄでは、外殻部４０が羽軸部２０の裏面２６以外にて芯部３０を覆う構造であり、芯部３０の裏面３３が露出している。したがって、羽支持部２３において、芯部３０が羽部１２のおもて面１３に突出するように羽部１２と芯部３０とを同時成型することになる。以下では、インサート成型によって第４の実施例に係る人工羽根１０ｄを製造する方法を例示する。

図１５は、第４の実施例に係る人工羽根１０ｄの製造方法に用いる金型（５１ｄ，５２ｄ）の概略図であり、図１５（Ａ）に示した人工羽根１０ｄにおける各断面ｈ−ｈ、ｉ−ｉ、ｊ−ｊの各断面に対応する二つの金型（第１の金型５１ｄ、および第２の金型５２ｄ）の断面形状をそれぞれ図１５（Ｂ１）〜（Ｂ３）、および（Ｃ１）〜（Ｃ３）に示した。図示したように、第１の金型５１ｄの型形状は、羽部１２と芯部３０を同時成型するための形状をなし、第２の金型５２ｄは、第１の金型によって成型された成型品を埋め込み対象として収納しつつ、芯部３０のおもて面３２と側面３１とを覆う外殻部４０を成型するための型形状をなしている。

図１６（Ａ）〜（Ｄ）は、第３の実施例に係る人工羽根１０ｄの製造手順を示す図であり、上記金型（５１ｄ，５２ｄ）によって順次成型される人工羽根１０ｄの上記ｉ−ｉ断面（図１５参照）の形状を製造工程の順に従って示したものである。ここに示した製造方法では、まず、芯部３０と羽部１２を同時に成型したのち、インサート成型によって芯部３０の表層に外殻部４０を成型する。

そして、まず、第１の金型５１ｄを用いて、羽部１２と芯部３０とを一体成形し、１次成型品を得る（Ａ）（Ｂ）。なお、この第４の実施例においても、上述した気泡生成体を含んだペレットを用いて１次成型品を成型する。次に、この１次成型品５０ｄを第２の金型５２ｄに装着した状態で（Ｃ）、外殻部４０となる樹脂をその金型５２ｄ内に射出する。第２の金型５２ｄは、１次成型品５０ｄを収納しつつ、芯部３０の側面３１とおもて面３２を覆い、１次成型品５０ｄが装着された状態では、コの字型断面を有する型形状となる。そして、第２の金型５２ｄを用いた射出成型により、芯部３０のおもて面３２と側面３１に外殻部４０が成型され、軽量軟質素材による芯部３０および羽部１２が、硬質素材による外殻部４０と一体的に固着して２次成型品５３ｄが完成する（Ｄ）。そして、羽部１２と芯部３０を連続気泡体とするために、第２の金型５２ｄから取り出した２次成型品５３ｄを、所定の溶剤に浸漬して、芯部３０および羽部１２を構成する樹脂を連続気泡体にすればよい。

なお、上述した製造方法では、羽部１２と芯部３０を１次成型品としていたが、もちろん、外殻部４０を１次成型品として、最初に成型し、羽部１２と芯部３０をその外殻部４０に固着させるように成型するようにしてもよい。

ところで、第４の実施例の人工羽根１０ｄは、その構造が第３の実施例の人工羽根１０ａと比較すると、その形状が単純であり、成型条件についても、仮止め部３５を確実に溶出させる必要がないので、第３の実施例の人工羽根１０ａほど厳密に成型条件を規定する必要がなく、高い歩留まりが期待できる。したがって、製造コストという点では、第４の実施例の方が第３の実施例よりも有利かもしれない。

しかし、その一方で、第３の実施例の人工羽根１０ａは、第４の実施例の人工羽根１０ｄと比較した場合、羽支持部２３の領域に羽部１２を構成する樹脂が無いため、羽支持部２３の裏面２６に固着する分の樹脂を節約することができる。確かに、１本の人工羽根１０ａでは、節約できる樹脂の量は微少であり、１枚の人工羽根１０ａにおけるコストダウンは僅かであるかもしれない。しかし、図１、２に示したように、シャトルコック１は、ベース部２に１６枚程度の羽根を取り付けた構成であるので、１枚の人工羽根１０ａのコストダウンが僅かであっても、シャトルコック１全体では、ある程度のコストダウンが期待できる。

したがって、第３あるいは第４の実施例のどちらの人工羽根（１０ａ，１０ｄ）を採用するのかは、製品に求められる飛行性能、原材料に掛かるコスト、製造に掛かるコストなどを勘案して適宜に決定すればよい。言い換えれば、本発明によれば、練習用と公式球への代替、あるいはシャトルコックを使用する人のバドミントンの技量差など、目的や用途に応じて飛行性能や価格が異なるシャトルコックを提供することができる。

＝＝＝その他の実施例＝＝＝
＜羽部の裏面と羽軸部の裏面＞
上記第１〜第４の実施例に係る人工羽根１０ａ〜１０ｄでは、羽部１２の裏面１４と羽軸部２０の裏面２６が同一面内にあったが、図１７に示した人工羽根１０ｅのように、同一面内になくてもよい。図１７（Ａ）〜（Ｄ）は、人工羽根１０ｅのおもて面１３側の平面図、裏面１４側の平面図、側面図、および先端２１側の正面図を示しており、この図１７に例示した人工羽根１０ｅは、羽部１２の裏面１４と羽軸部２０ｅにおける羽柄部２４の裏面２６とに段差がある。すなわち、当該人工羽根１０ｅは、棒状の羽軸部２０ｅが羽部１２のおもて面１３に積層された外観形状を有している。

＜羽柄部の構造＞
上記第１〜第４の実施例に係る人工羽根１０ａ〜１０ｄにおける羽軸部２０や、図１７に示した人工羽根１０ｅにおける羽軸部２０ｅでは、羽柄部２４にも芯部３０と外殻部４０が形成されていたが、図１８、図１９に示した人工羽根１０ｆのように、羽柄部２４が外殻部４０を構成する樹脂のみで形成されていてもよい。なお、図１８（Ａ）〜（Ｄ）は、それぞれ、人工羽根１０ｆのおもて面１３側の平面図、裏面１４側の平面図、および側面図であり、図１９（Ａ）（Ｂ）は、それぞれ、図１８（Ａ）におけるｋ−ｋ矢視断面図、およびＬ−Ｌ矢視断面図である。これらの図１８、図１９に示したように、人工羽根１０ｆの羽軸部２０ｆでは、羽柄部２４に芯部３０がなく、外殻部４０を構成する樹脂で一体的に形成された羽柄部２４となっている。

＜羽軸部の断面構造＞
羽軸部２０の断面構造としては、図６に示した例に限らず、例えば、図２０（Ａ）に示した羽軸部２０ｇのように、外殻部４０の断面形状を、芯部３０の左右側面３１に接触する辺４１と、芯部３０の断面中央付近を左右に横断して上記左右側面３１に接する辺４１同士を連結する辺４２とからなる「Ｈ」としてもよい。なお、この例では、おもて面２５と裏面２６に、それぞれ芯部３０のおもて面３２と裏面３３が露出した構造であるが、羽軸部２０ｃを軸周りに９０°回転させて、外殻部４０の断面形状を「Ｉ」型とすることもできる。

あるいは、（Ｂ）に示した羽軸部２０ｈのように、外殻部４０を中空細管状とし、その中空部に芯部３０を充填させた形状、すなわち、芯部３０の左右側面３１とおもて面３２と裏面３３の全てを外殻部４０で覆う「口型」の断面形状、すなわち中空角筒状としてもよい。なお、羽部１２と羽軸部（２０ｇ，２０ｈ）は、第１の実施例と同様に、羽軸部（２０ｇ，２０ｈ）の側面２７に配置されていてもよいし、第２の実施例のように、羽軸部（２０ｇ，２０ｈ）の裏面２６と羽部１２のおもて面１３とが接触した状態で固着されていてもよい。

もちろん、芯部３０の断面形状は矩形に限るものではない。例えば、図２０（Ｃ）〜（Ｅ）に示した羽軸部（２０ｉ〜２０ｋ）のように、断面形状が円（Ｃ）や半円（Ｄ）、あるいは三角形（Ｅ）であってもよい。なお、断面が円の場合では、芯部３０の表面に、側面３１、おもて面３２、裏面３３の明確な区別はなく、全周が側面３１となる。また、断面が半円（Ｄ）や三角形（Ｅ）では、実質的に、芯部３０の裏面３３以外が側面３１となる。いずれにしても、本発明の実施例における人工羽根は、その羽軸部（２０，２０ｇ〜２０ｋ）が、相対的に低比重で柔らかい素材からなる芯部３０の側面を硬い素材からなる外殻部４０で覆った構造を有している点に特徴がある。

＜製造方法＞
上記第３および第４の実施例において、人工羽根（１０ａ，１０ｄ）の製造方法として、人工羽根（１０ａ，１０ｄ）を一枚ずつ成型する例を示した。もちろん、複数の人工羽根（１０ａ，１０ｄ）を一括して成型することも可能である。図２１に多数枚成型に対応した金型５１ｃの平面図を示した。多数枚の人工羽根（１０ａ，１０ｄ）に対応する型５３が射状に配置されており、型の中央部に樹脂の注入口５４を設けることで、複数枚の１次成型品、あるいは２次成型品を一括して成型することができる。

＜羽部の素材＞
羽部の素材は、上述したポリアミドエラストマーに限らず、連続気泡を内部に有する熱可塑性樹脂であれば、ポリアミドエラストマーと同等の性能が期待できることから、例えば、アイオノマー樹脂、ポリエステルエラストマー、ポリオレフィン系エラストマー、ポリスチレン系エラストマー、塩化ビニル系エラストマーなどを羽部の素材として採用してもよい。

＜羽部の補強＞
羽部１２には、軽量化とともに打球時の強打にも耐えて、十分な強度も要求されることから、上記各実施例や変形例における人工羽根（１０，１０ａ〜１０ｆ）において、羽部１２のおもて面１３あるいは裏面１４に薄膜状の補強材を接着や溶着などの方法によって積層してもよい。

補強材としては、種々の材料が考えられるが、切断させるための力（切断強力）や、切断されるまでの素材の伸長率（切断伸度）がより大きい方が望ましい。

以下の表３に、羽部１２に各種補強材を積層したときの切断強力や切断伸度を示した。

表３には、補強材として、各種樹脂が示されている。各樹脂は、当初の羽部１２に対して補強材を積層したことによる重量増が０．００５ｇとなるように、溶剤に対する濃度が調整されているものとする。そして、表３に示したように、水性ポリウレタンが切断強力（Ｎ）や切断伸度（％）に優れていることが分かった。また、水性ポリウレタンは、有機溶剤を用いないため、人工羽根（１０，１０ａ〜１０ｄ）の製造に際し、環境負荷を軽減させることも期待できる。なお、補強材としては、水性ポリウレタンに限らず、当該水性ポリウレタンに類似した物性を有する、水性ポリエステル、水性ポリオレフィン、ナイロン系エマルジョン、アクリル系エマルジョンも適用できると推測される。

また、補強材を当初の羽部１２に対して積層するのではなく、連続気泡体であることから、補強材を羽部１２に含浸させてもよい。

以下の表４に、羽部１２に水性ポリウレタンを含浸させたときの切断強力や切断伸度を示した。

羽部１２に水性ポリウレタンを積層させた場合と同等の切断強力や切断伸度が得られていることが分かる。そして、この場合も、補強材として、水性ポリウレタンに限らず、水性ポリエステル、水性ポリオレフィン、ナイロン系エマルジョン、アクリル系エマルジョンも適用できると推測される。

本発明は、バドミントンのシャトルコックに適用することができる。

１ 人工シャトルコック、２ ベース部、３ 紐状部材、１０，１０ａ〜１０ｆ 人工羽根、１２ 羽部、２０，２０ｃ〜２０ｋ 羽軸部、３０ 芯部、３１ 芯部側面、３４ 溝、３５ 仮止め部、４０ 外殻部、５０ａ，５０ｂ １次成型品、５１ａ，５１ｂ 第１の金型、５１ｃ 金型、５２ａ 第２の金型

Claims (11)

1. シャトルコック用人工羽根であって、
   天然羽毛を模して、羽弁に対応する薄膜状の羽部と、羽軸に対応して、上方の先端から下方の末端に向かって一体的に連続して延長する棒状の羽軸部とを備え、
   前記羽部は、連続気泡を内部に有する熱可塑性樹脂からなり、前記羽軸部に対して、相対的に低比重で低弾性であり、
   前記羽軸部は、熱可塑性樹脂からなり、前記先端から前記羽部の下端に亘って前記羽部と固着する領域を羽支持部とするとともに、前記天然羽毛の羽柄に対応して前記羽支持部の下端から前記末端に亘って前記羽部の下方に突出する領域を羽柄部として、前記羽支持部にて前記羽部に固着されている、
   ことを特徴とするシャトルコック用人工羽根。
2. 請求項１において、前記羽部を構成する前記熱可塑性樹脂は、ポリアミドエラストマー、アイオノマー樹脂、ポリエステルエラストマー、ポリオレフィン系エラストマー、ポリスチレン系エラストマー、塩化ビニル系エラストマーのいずれかであることを特徴とするシャトルコック用人工羽根。
3. 請求項１において、前記羽部のおもて面または裏面に、薄膜状の補強材が積層されていることを特徴とするシャトルコック用人工羽根。
4. 請求項３において、前記補強材は水性ポリウレタン、水性ポリエステル、水性ポリオレフィン、ナイロン系エマルジョン、アクリル系エマルジョンのいずれかであることを特徴とするシャトルコック用人工羽根。
5. 請求項１において、前記羽部に補強材が含浸されていることを特徴とするシャトルコック用人工羽根。
6. 請求項５において、前記補強材は水性ポリウレタン、水性ポリエステル、水性ポリオレフィン、ナイロン系エマルジョン、アクリル系エマルジョンのいずれかであることを特徴とするシャトルコック用人工羽根。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の人工羽根を備えたことを特徴とするシャトルコック。
8. 天然羽毛を模して、羽弁に対応して連続気泡を内部に有する熱可塑性樹脂からなる薄膜状の羽部と、羽軸に対応して、上方の先端から下方の末端に向かって一体的に連続して延長する棒状の熱可塑性樹脂からなる羽軸部とを備えたシャトルコック用人工羽根の製造方法であって、
   第１の金型を用いて射出成型することで、前記羽部となる部分あるいは羽軸部となる部分を１次成型品として成型することと、
   第２の金型を用いて、前記１次成型品を埋め込み対象として前記羽軸部あるいは前記羽部をインサート成型することで、前記羽部となる部分に前記羽軸部となる部分が固着されてなる２次成型品を成型することと、
   前記羽部となる部分を成型する際に、前記羽部を構成する熱可塑性の基体樹脂と所定の溶剤によって溶解する有機化合物とを混合したペレット状の樹脂を用いて成型するとともに、前記２次成型品を前記溶剤に浸漬して前記有機化合物を溶解させることで、前記羽部となる部分を連続気泡体に成形することと、
   を含むことを特徴とするシャトルコック用人工羽根の製造方法。
9. 天然羽毛を模して、羽弁に対応して連続気泡を内部に有する熱可塑性樹脂からなる薄膜状の羽部と、羽軸に対応して、上方の先端から下方の末端に向かって一体的に連続して延長する棒状の熱可塑性樹脂からなる羽軸部とを備えたシャトルコック用人工羽根の製造方法であって、
   金型を用いて射出成型することで、前記羽部となる部分あるいは羽軸部となる部分を１次成型品として成型することと、
   前記１次成型品を前記金型に保持しつつ二色成型を行い、前記羽部となる部分に前記羽軸部となる部分が固着されてなる２次成型品を成型することと、
   前記羽部となる部分を成型する際に、前記羽部を構成する熱可塑性の基体樹脂と所定の溶剤によって溶解する有機化合物とを混合したペレット状の樹脂を用いて成型するとともに、前記２次成型品を前記溶剤に浸漬して前記有機化合物を溶解させることで、前記羽部となる部分を連続気泡体に成形することと、
   を含むことを特徴とするシャトルコック用人工羽根の製造方法。
10. 天然羽毛を模して、羽弁に対応して連続気泡を内部に有する熱可塑性樹脂からなる薄膜状の羽部と、羽軸に対応して、上方の先端から下方の末端に向かって一体的に連続して延長する棒状の熱可塑性樹脂からなる羽軸部とを備えるとともに、当該羽軸部が、芯となる芯部と、当該芯部の側面を覆う断面形状をなして延長する外殻部とからなるシャトルコック用人工羽根の製造方法であって、
    第１の金型を用いて射出成型することで、前記羽部となる部分と前記芯部なる部分との同時成型品あるいは前記外殻部となる成型品を１次成型品として成型することと、
    第２の金型を用いて、前記１次成型品を埋め込み対象として、前記外殻部となる部分をインサート成型することで、あるいは前記羽部となる部分と芯部となる部分を同時にインサート成型することで、前記外殻部の側面に前記芯部が固着されて羽軸部となる部分が前記羽部に固着されてなる２次成型品を成型することと、
    前記羽部となる部分と前記芯部となる部分とを同時に成型する際に、前記羽部を構成する熱可塑性の基体樹脂と所定の溶剤によって溶解する有機化合物とを混合したペレット状の樹脂を用いて成型するとともに、前記２次成型品を前記溶剤に浸漬して前記有機化合物を溶解させることで、前記羽部と前記芯部との同時成型品の部分を連続気泡体に成形することと、
    を含むことを特徴とするシャトルコック用人工羽根の製造方法。
11. 天然羽毛を模して、羽弁に対応して連続気泡を内部に有する熱可塑性樹脂からなる薄膜状の羽部と、羽軸に対応して、上方の先端から下方の末端に向かって一体的に連続して延長する棒状の熱可塑性樹脂からなる羽軸部とを備えるとともに、当該羽軸部が、芯となる芯部と、当該芯部の側面を覆う断面形状をなして延長する外殻部とからなるシャトルコック用人工羽根の製造方法であって、
    金型を用いて射出成型することで、前記羽部となる部分と前記芯部なる部分との同時成型品あるいは前記外殻部となる成型品を１次成型品として成型することと、
    前記金型内に前記１次成型品を保持しつつ二色成型を行い、前記外殻部となる部分を成型することで、あるいは前記羽部となる部分と芯部となる部分を同時成型することで、前記外殻部の側面に前記芯部が固着されて羽軸部となる部分が前記羽部に固着されてなる２次成型品を成型することと、
    前記羽部となる部分と前記芯部となる部分とを同時に成型する際に、前記羽部を構成する熱可塑性の基体樹脂と所定の溶剤によって溶解する有機化合物とを混合したペレット状の樹脂を用いて成型するとともに、前記２次成型品を前記溶剤に浸漬して前記有機化合物を溶解させることで、前記羽部と前記芯部との同時成型品の部分を連続気泡体に成形することと、
    を含むことを特徴とするシャトルコック用人工羽根の製造方法。