JP6666720B2 - ラケットフレーム - Google Patents

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Description

本発明は、ラケットフレームに関し、特に、テニス用のラケットフレームに関する。
従来のテニス用のラケットフレームの性能の評価指標として、反発性能及びスピン性能が用いられてきた。従来から、テニス用のラケットフレームの反発性能及びスピン性能を改善するために、テニス用のラケットフレームの曲げ剛性を向上させることが行われてきた。
従来のテニス用のラケットフレームは、サイド部を含むフェース部と、シャフト部と、グリップ部を有している。従来のテニス用のラケットフレームにおいては、サイド部を含むフェース部の外周側に、溝が設けられていた(例えば特許文献1)。
特開2003−93548号公報
本発明の発明者らは、フェース部のねじり振動数がテニス用のラケットフレームの反発性能及びスピン性能と強い正の相関関係があることを新たに見出した。従来のテニス用のラケットフレームは、サイド部を含むフェース部の外周側に溝が設けられているため、ねじり剛性が低い。
テニスの上級者は、ラケットフレームの振り抜き性を重視して、薄いテニス用のラケットフレームを好む傾向にある。このような場合、ねじり剛性低下に伴う反発性能及びスピン性能の低下が特に顕著となる。
本発明は、このような点に鑑みてなされたものである。具体的には、本発明は、良好な反発性能及びスピン性能を有するテニス用のラケットフレームを提供することを目的としている。
本発明に係るラケットフレームは、フェース部と、グリップ部と、フェース部とグリップ部の間に配置されたシャフト部とを備えている。フェース部は外周と、内周と、シャフト部側に配置された第1の先端と、第1の先端の反対側である第2の先端と、第1の先端と第2の先端の間に配置されたサイド部とを有している。サイド部は、外周側に溝を有していない。
本発明に係るラケットフレームによると、ラケットフレームの反発性能及びスピン性能を高めることができる。
第1の実施形態に係るラケットフレームの平面図である。 第1の実施形態に係るラケットフレームの側面図である。 図1のIII−III断面における断面図である。 図1のIV−IV断面における断面図である。 第1の実施形態に係るラケットフレームのサイド部の構造を示す図である。 比較例に係るラケットフレームのサイド部における断面図である。 第1の実施形態に係るラケットフレームのサイド部にバンパーが装着された状態でのサイド部の断面図である。 第2の実施形態に係るラケットフレームのサイド部の断面図である。 第2の実施形態に係るラケットフレームのサイド部の内部構造図である。
以下、実施形態について図を参照して説明する。なお、各図中同一または相当部分には同一符号を付している。また、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
(第1の実施形態)
以下、まず、第1の実施形態に係るラケットフレームの構造について説明する。
図1は、第1の実施形態に係るラケットフレームの構造を示す図である。図1に示すように、第1の実施形態に係るラケットフレームは、フェース部1と、シャフト部2と、グリップ部3とを有している。シャフト部2は、フェース部1とグリップ部3の間に配置されている。
ラケットフレームに用いられる材質は、例えばCFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic)である。但し、ラケットフレームに用いられる材質は、これに限られるものではない。例えば、GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastic)等を用いることができる。
フェース部1は、平面視において、例えば楕円形状を有している。フェース部1は、第1の先端1aと第2の先端1bとを有している。第1の先端1aは、フェース部1におけるシャフト部2側の端である。第2の先端1bは、フェース部1における第1の先端1aとは反対側の端である。フェース部1は、内周1cと外周1dとを有している。
フェース部1は、最大幅Wmaxを有している。フェース部1は、サイド部11を有している。サイド部11は、フェース部1の側周部に設けられている。側周部は、フェース部における第1の先端1aと第2の先端1bの間の部分であって、かつ最大幅Wmaxを有する箇所を含む部分に設けられている。より具体的には、サイド部11は、ラケットフレームの延在方向において第1の先端1aから距離L1にある位置と、ラケットフレームの延在方向において第2の先端1bから距離L2にある位置の間に設けられている。
第1の先端1aと第2の先端1bの間の距離Lと距離L1の比は、0.25以下であることが好ましい。また、距離Lと距離L2の比は、0.25以下であることが好ましい。
図2は、第1の実施形態に係るラケットフレームの側面図である。図3は、第1の実施形態に係るラケットフレームにおけるサイド部11の周方向に垂直な面の断面図である。図4は、第1の実施形態に係るラケットフレームにおけるサイド部11以外の部分における周方向に垂直な面の断面図である。図3は、図1におけるIII−III断面に対応している。図4は、図1におけるIV−IV断面に対応している。
図2及び図3に示すように、サイド部11において、フェース部1の外周1d側に、周方向に沿って、溝12が形成されていない。他方で、図2及び図4に示すように、サイド部11以外においては、フェース部1の外周1d側に溝12が形成されている。
図2に示すように、フェース部1は、厚さTを有している。フェース部1の厚さTは、好ましくは15mm以上30mm未満である。さらに好ましくは、フェース部1の厚さTは、17mm以上22mm未満である。
フェース部1には、穴13が設けられている。穴13は、内周1c側から外周1d側に向かって、フェース部1を貫通している。穴13は、フェース部1にストリングを張るために設けられている。穴13は、フェース部1のサイド部11以外の部分においては、溝12中に設けられている。
図5は、第1の実施形態に係るラケットフレームにおけるサイド部11周辺の構造の詳細を示す図である。図5に示すように、好ましくは、サイド部11の外周1d側には、バンパー14が設けられている。バンパー14は、穴13に通されるストリングを保護するために設けられている。
バンパー14は、バンパー本体14aと、突起14bと、バンパー溝14cと、バンパー穴14dとを有している。突起14bは、バンパー本体14aのサイド部11に取り付けられる側に形成されている。突起14bを穴13に挿入することにより、バンパー14はサイド部11に取り付けられる。バンパー本体14aの突起14bが形成される側の反対側には、バンパー溝14cが形成されている。突起14bには、バンパー穴14d(図7参照)が形成されている。バンパー溝14cとバンパー穴14dには、ストリングが通される。これにより、ストリングがバンパー14により保護される。好ましくは、バンパー14は、フェース部1とは別体となっている。バンパー14に用いられる材質は、例えばナイロン樹脂である。
図1に示すように、シャフト部2は、第1の分岐部材21と第2の分岐部材22とを有している。グリップ部3は、グリップ部材31と、グリップ32とを有している。第1の分岐部材21及び第2の分岐部材22は、グリップ部材31から分岐している。グリップ32は、グリップ部材31を覆うように形成されている。グリップ32には、例えばポリウレタンが用いられる。
以下に、第1の実施形態に係るラケットフレームの製造方法について説明する。
第1に、プリプレグの裁断工程S1が行われる。プリプレグは、炭素繊維等の補強繊維にエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸したシート状材料である。プリプレグは、ラケットフレームの各部材の形状に合わせて、所望の形状に裁断される。
第2に、プリプレグの巻き工程S2が行われる。裁断されたプリプレグは、例えばナイロン製のチューブに巻き付けられる。プリプレグを巻き付けたチューブは、ラケットフレームの形状にかたどられた金型に挿入される。
第3に、プリプレグの硬化工程S3が行われる。プリプレグが挿入された金型は、所定の温度に昇温され、その状態で所定時間保持される。これにより、プリプレグ中のエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が硬化する。硬化したプリプレグは、金型から離型される。その後、塗装、グリップ32の装着が行われる。以上により、第1の実施形態に係るラケットフレームが製造される。
以下に、第1の実施形態に係るラケットフレームの効果について説明する。第1の実施形態に係るラケットフレームによると、以下に詳述するように、反発性能及びスピン性能を向上させることができる。また、第1の実施形態に係るラケットフレームによると、以下に詳述するように、ボールのホールド感を向上させることができる。
図6は、比較例に係るラケットフレームのサイド部11における周方向に垂直な面の断面図である。図6に示すように、比較例に係るラケットフレームのサイド部11は、外周1d側に溝12を有している。
他方、第1の実施形態に係るラケットフレームにおいては、フェース部1は、サイド部11の外周1d側に、溝12を有していない。そのため、第1の実施形態に係るラケットフレームのサイド部11におけるねじれ剛性は、比較例よりも高い。
本発明の発明者らが見出した知見によると、ラケットフレームの反発性能及びスピン性能は、ラケットフレームのねじれ振動数と強い正の相関性がある。また、本発明の発明者らが見出した知見によると、ラケットフレームのねじれ振動数を高めるためには、サイド部11のねじれ剛性を高めることが有効である。
以上から、第1の実施形態に係るラケットフレームは、フェース部1のサイド部11において、外周1d側に溝12を設けない構成とすることにより、反発性能及びスピン性能を高めることができる。
比較例に係るラケットフレームにおいては、上述のとおり、サイド部11の外周1d側に溝12が設けられている。他方、第1の実施形態に係るラケットフレームにおいては、サイド部11の外周1d側に溝12が設けられていない。
ストリングの長さは、フェース部1の幅と溝12の深さにより決まる。ストリングの長い場合、ボールをとらえた際のストリングのたわみが大きくなる。そのため、第1の実施形態に係るラケットフレームにおいては、比較例に係るラケットフレームと比較して、ボールをとらえた際のストリングのたわみが大きい。ボールのホールド感は、ボールをとらえた際のストリングのたわみが大きいほど向上する。
以上から、第1の実施形態に係るラケットフレームは、フェース部1のサイド部11において、外周1d側に溝12を設けない構成とすることにより、ラケットフレームがボールをとらえた際のホールド感を向上させることができる。
図7は、第1の実施形態に係るラケットフレームのサイド部11にバンパー14を装着した状態における断面図である。図7に示すように、バンパー14は、バンパー厚さTBを有している。第1の実施形態において、バンパー14を設けた場合、バンパー厚さTB分だけ、ストリングが長くなる。そのため、かかる構成により、ラケットフレームがボールをとらえた際のホールド感をさらに向上させることができる。
(第2の実施形態)
以下、まず、第2の実施形態に係るラケットフレームの構造について説明する。なお、ここでは、上記の第1の実施形態に係るラケットフレームと異なる点について主に説明する。
第2の実施形態に係るラケットフレームは、第1の実施形態に係るラケットフレームと同様に、フェース部1と、シャフト部2と、グリップ部3とを有している。また、第2の実施形態に係るラケットフレームにおいては、第1の実施形態に係るラケットフレームと同様に、溝12は、サイド部11の外周1d側に設けられていない。
図8は、第2の実施形態に係るラケットフレームのサイド部11における、周方向に垂直な断面の断面図である。図8に示すように、サイド部11は、FRP層11aを有している。FRP層11aは、第1のFRP層11bと、第2のFRP層11cとを有している。好ましくは、FRP層11aは、第3のFRP層11dとを有している。なお、第1のFRP層11b、第2のFRP層11c及び第3のFRP層11dの各々は、層内に複数の層を含んでいてもよい。
第2のFRP層11cは、第1のFRP層11bの内側に設けられている。第3のFRP層11dは、第1のFRP層11bの外側に設けられている。第1のFRP層11bは、第2のFRP層11cと第3のFRP層11dの間に設けられている。
第1のFRP層11bは、補強繊維として、第1の炭素繊維11eを含有するCFRPである。第2のFRP層11cは、第1の補強繊維を含有するFRPである。第1の補強繊維は、好ましくは第2の炭素繊維である。但し、第1の補強繊維はこれに限られるものではない。第1の補強繊維は、第1の炭素繊維11eよりもヤング率が低い補強繊維であればよい。第3のFRP層11dは、第2の補強繊維を含有するFRPである。第2の補強繊維は、好ましくはガラス繊維である。但し、第2の補強繊維は、これに限られるものではない。第2の補強繊維は、第1の炭素繊維11eよりもヤング率が低い補強繊維であればよい。好ましくは、第2の補強繊維は、第1の補強繊維よりもヤング率が低い。
図9は、第1のFRP層11bの内部構造を示す図である。図9に示すように、第1のFRP層11bは、補強繊維としての第1の炭素繊維11eと、熱硬化性樹脂11fとを有している。熱硬化性樹脂11fは、好ましくはエポキシ樹脂である。熱硬化性樹脂11fは、第1の炭素繊維11eの間に充填されている。
第1の炭素繊維11eのヤング率は、好ましくは第2の炭素繊維のヤング率をよりも高い。第1の炭素繊維11eは、例えば350GPa以上1000GPa以下のヤング率を有している。好ましくは、第1の炭素繊維11eは、500GPa以上1000GPa以下のヤング率を有している。なお、第1の炭素繊維11eのヤング率は、ISO−11566に準拠して測定されるものとする。
第1のFRP層11bは、好ましくは、複数の層を有している。好ましくは、第1のFRP層11bは、第1の層11gと第2の層11hとを有している。第1の層11gにおいては、第1の炭素繊維11eがフェース部1の周方向に対して第1の傾斜角度θ1だけ傾けて配列されている。第2の層11hにおいては、第1の炭素繊維11eがフェース部1の周方向に対して第1の層11gと反対方向に第2の傾斜角度θ2だけ傾けて配列されている。好ましくは、第1の層11g及び第2の層11hは、サイド部11の内側から外側に向かう方向に交互に積層されている。すなわち、第1の層11g及び第2の層11hは、第2のFRP層11cが設けられている側から第3のFRP層11dが設けられている側に向かう方向に交互に積層されている。
第1の傾斜角度θ1及び第2の傾斜角度θ2は、0°より大きければよい。第1の傾斜角度θ1及び第2の傾斜角度θ2は、20°以上70°以下であることが好ましい。第1の傾斜角度θ1及び第2の傾斜角度θ2は、30°以上60°以下であることがさらに好ましい。第1の傾斜角度θ1及び第2の傾斜角度θ2は、45°であることが特に好ましい。好ましくは、第1の傾斜角度θ1と第2の傾斜角度θ2は等しい。
FRP層11aの繊維含有比率、すなわち、FRP層11aの質量に対するFRP層11a中における補強繊維の質量比率は、45パーセント以上80パーセント以下であることが好ましい。FRP層11a中の補強繊維の質量に対する第1の炭素繊維11eの質量比率は、3パーセント以上50パーセント以下であることが好ましい。なお、FRP層11aの繊維含有比率は、FRP層11a中に含まれる樹脂を燃焼により除去することで測定可能である。すなわち、FRP層11aの燃焼前の質量を、FRP層11aの燃焼後の質量で除することにより算出することができる。
サイド部11の周方向と垂直な断面は、曲率半径Rを有している。曲率半径Rの最小値は、3mm以上であることが好ましい。さらに好ましくは、曲率半径Rの最小値は、5mm以上である。
以下に、第2の実施形態に係るラケットフレームの製造方法について説明する。
第1に、プリプレグの裁断工程S4が行われる。プリプレグの裁断工程S4は、第1の実施形態におけるプリプレグの裁断工程S1と同様である。
第2に、プリプレグの巻き工程S5が行われる。プリプレグの巻き工程S5は、第1の実施形態におけるプリプレグの巻き工程S2と基本的に同様である。
しかし、プリプレグの巻き工程S5は、サイド部11に相当する部分に対するプリプレグの巻き付けが、第1の実施形態におけるプリプレグの巻き工程S2と異なっている。プリプレグの巻き工程S5においては、まず、サイド部11に相当する部分に、第1の補強繊維を含有するプリプレグが巻き付けられる。次に、サイド部11に相当する部分に、第1の炭素繊維11eを含有するプリプレグが巻き付けられる。この際、巻き付けられるプリプレグ中の第1の炭素繊維11eが、フェース部1の周方向に対して傾くように巻き付けられる。さらに、サイド部11に相当する部分に、第2の補強繊維を含有するプリプレグが巻き付けられる。
第3に、プリプレグの硬化工程S6が行われる。プリプレグの硬化工程S6は、第1の実施形態におけるプリプレグの硬化工程S3と同様である。以上により、第2の実施形態に係るラケットフレームが製造される。
以下、第2の実施形態に係るラケットフレームの効果について説明する。第2の実施形態に係るラケットフレームによると、以下に詳述するように、反発性能及びスピン性能をさらに向上させることができる。
比較例に係るラケットフレームは、サイド部11の外周1d側に溝12を有している。そのため、溝12が設けられている部分において、サイド部11を構成する部材が急激に湾曲する。
ヤング率が高い第1の炭素繊維11eは、脆く、変形能が乏しい。比較例に係るラケットフレームのように部材の断面に急激に湾曲している箇所がある場合、ヤング率の高い第1の炭素繊維11eをサイド部11に含有させることができない。急激に湾曲している箇所において、第1の炭素繊維11eが折れてしまうからである。
他方、第2の実施形態に係るラケットフレームは、サイド部11の外周1d側に溝12を有していない。すなわち、第2の実施形態に係るラケットフレームのサイド部11は、その断面に、急激に湾曲している箇所がない。そのため、第2の実施形態に係るラケットフレームは、サイド部11にヤング率が高い第1の炭素繊維11eを用いることが可能になる。
このように、第2の実施形態に係るラケットフレームは、サイド部11に溝12を有しないことにより、形状面でのねじり剛性向上に加え、材質面でもねじり剛性向上が得られる。以上から、第2の実施形態に係るラケットフレームは、ラケットフレームの反発性能及びスピン性能をより一層高めることができる。
第2の実施形態に係るラケットフレームにおいて、第1の炭素繊維11eが、フェース部1の周方向に対して傾斜して配置されている場合、ねじり剛性がより向上する。そのため、かかる構成により、ラケットフレームの反発性能及びスピン性能をより一層高めることができる。
第2の実施形態に係るラケットフレームにおいて、サイド部11が、第1の炭素繊維11eが周方向に対して第1の傾斜角度θ1だけ傾けて配列されている第1の層11gと、第1の炭素繊維11eが周方向に対して第1の層11gとは反対方向に第2の傾斜角度θ2だけ傾けて配列されている第2の層11hとを有し、第1の層11gと第2の層11hとが内側から外側に向かう方向に交互に積層されている場合、ねじり剛性がさらに向上する。
そのため、かかる構成により、ラケットフレームの反発性能及びスピン性能をより一層高めることができる。
第2の実施形態に係るラケットフレームにおいて、サイド部11の周方向と垂直な方向における断面における曲率半径Rの最小値が3mm以上である場合、ヤング率が高い第1の炭素繊維11eが折れにくい。そのため、かかる構成により、ラケットフレームの反発性能及びスピン性能をより一層高めることができる。
第1の炭素繊維11eは、ヤング率が高い。そのため、第1の炭素繊維11eを含有するプリプレグの巻き付けを一旦行った後に、巻き付けたプリプレグがはがれてしまう場合がある。他方、第2の補強繊維はヤング率が低い。そのため、第2の補強繊維を含むプリプレグを、第1の炭素繊維11eを含むプリプレグ上にさらに巻き付けることで、このようなはがれを抑制することができる。すなわち、第2の実施形態に係るラケットフレームにおいて、サイド部11が、第3のFRP層11dを有している場合、ラケットフレームの製造が容易となる。
今回開示された実施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実施の形態ではなく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。
1 フェース部、1a 第1の先端、1b 第2の先端、1c 内周、1d 外周、11 サイド部、11a FRP層、11b 第1のFRP層、11c 第2のFRP層、11d 第3のFRP層、11e 第1の炭素繊維、11f 熱硬化性樹脂、11g 第1の層、11h 第2の層、12 溝、13 穴、14 バンパー、14a バンパー本体、14b 突起、14c バンパー溝、14d バンパー穴、2 シャフト部、21 第1の分岐部材、22 第2の分岐部材、3 グリップ部、31 グリップ部材、32 グリップ、L 距離、L1 距離、L2 距離、R 曲率半径、S1 裁断工程、S2 巻き工程、S3 硬化工程、S4 裁断工程、S5 巻き工程、S6 硬化工程、T フレーム厚さ、TB バンパー厚さ、Wmax 最大幅、θ1 第1の傾斜角度、θ2 第2の傾斜角度。

Claims (12)

  1. フェース部と、
    グリップ部と、
    前記フェース部と前記グリップ部の間に配置されたシャフト部とを備え、
    前記フェース部は、外周と、内周と、前記シャフト部側に配置された第1の先端と、前記第1の先端の反対側である第2の先端と、前記第1の先端と前記第2の先端の間に配置されたサイド部とを有しており、
    前記フェース部は、前記サイド部の全体において前記外周側に溝を有しておらず、前記サイド部以外において前記外周側に溝を有しており、
    前記サイド部は、第1の炭素繊維を含む第1のFRP層と、前記第1のFRP層の外側を周回するように設けられ、前記第1の炭素繊維よりもヤング率が低い第2の補強繊維を含む第3のFRP層とを有している、ラケットフレーム。
  2. 前記サイド部は、前記ラケットフレームの延在方向において前記第1の先端から第1の距離にある位置と、前記ラケットフレームの延在方向において前記第2の先端から第2の距離にある位置の間に配置されており、
    前記第1の先端から前記第2の先端の間の距離である第3の距離で前記第2の距離を除した値が、0.25以下である、請求項1記載のラケットフレーム。
  3. 前記第3の距離で前記第1の距離を除した値が0.25以下である、請求項2記載のラケットフレーム。
  4. 前記フェース部は、前記サイド部における前記外周側に、バンパーを有している、請求項1記載のラケットフレーム。
  5. 前記第1の炭素繊維のヤング率は、350GPa以上1000GPa以下である、請求項1記載のラケットフレーム。
  6. 前記第1の炭素繊維のヤング率は、500GPa以上1000GPa以下である、請求項5記載のラケットフレーム。
  7. 前記サイド部は、前記第1のFRP層の内側に設けられ、前記第1の炭素繊維よりもヤング率が低い第1の補強繊維を含む第2のFRP層をさらに有する、請求項1に記載のラケットフレーム。
  8. 前記第1の炭素繊維は前記サイド部の周方向に対して傾斜して配置されている、請求項1〜7のいずれか1項に記載のラケットフレーム。
  9. 前記第1のFRP層は、前記第1の炭素繊維が前記サイド部に周方向に対して第1の傾斜角度だけ傾斜して配置されている第1の層と、前記第1の炭素繊維が前記サイド部の周方向に対して前記第1の層とは逆方向に第2の傾斜角度だけ傾斜して配置されている第2の層とを有し、
    前記第1の層と前記第2の層は、前記サイド部の内側から前記サイド部の外側に向かう方向に交互に積層されている、請求項8記載のラケットフレーム。
  10. 前記第1の傾斜角度及び前記第2の傾斜角度は、20°以上70°以下である、請求項9に記載のラケットフレーム。
  11. 前記第1の傾斜角度及び前記第2の傾斜角度は、30°以上60°以下である、請求項10に記載のラケットフレーム。
  12. 前記サイド部の周方向に垂直な断面における曲率半径の最小値が、3mm以上である、請求項5〜11のいずれか1項に記載のラケットフレーム。
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