JPH07236713A - ゲームラケット用フレームの製造方法 - Google Patents

ゲームラケット用フレームの製造方法

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JPH07236713A
JPH07236713A JP6243002A JP24300294A JPH07236713A JP H07236713 A JPH07236713 A JP H07236713A JP 6243002 A JP6243002 A JP 6243002A JP 24300294 A JP24300294 A JP 24300294A JP H07236713 A JPH07236713 A JP H07236713A
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frame
tube
winding
wound
game racket
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JP6243002A
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Louis J Keester
ルイス・ジェイ・キースター
David L Brittingham
デイヴィッド・エル・ブリッティンガム
David W Repetto
デイヴィッド・ダブリュ・レペトー
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Wilson Sporting Goods Co
Original Assignee
Wilson Sporting Goods Co
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、フレーム作成用チューブを形成す
るために、分散巻き付け方法を使用することにより、テ
ニスラケットのようなゲームラケット用フレームを形成
するものである。 【構成】 本発明のゲームラケット用フレームの製造方
法は、各巻き付け周回が任意の方法で順序づけられてい
るように分散する積層設計に必要な一連の周回に、チュ
ーブを形成するために細長い心金にフィラメント材料の
トウを螺旋状に巻き付け、巻き付けチューブから心金を
取り外し、ゲームラケット用フレームの形状をした金型
にチューブを置き、そしてゲームラケット用フレームの
形状にチューブを成形する工程から成る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、テニス・ラケット、ラ
ケットボール・ラケット、スカッシュ・ラケット、バト
ミントン・ラケット等のようなゲームラケット用フィラ
メント巻き付けフレームに関するものである。特に、分
散巻き付けにより形成されるゲームラケット用フレーム
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】フィラメントの巻き付けは、黒鉛繊維、
ガラス繊維等のようなフィラメント材料から製品を形成
するための既知の方法である。フィラメント巻き付け方
法において、フィラメント材料はチューブを形成するた
めに、回転する心金に巻き付けられる。フィラメント材
料は、複数のフィラメントあるいは連続した繊維、例え
ばトウ当たり３０００，６０００，あるいは１２０００
本の炭素繊維から形成されるトウの形状をしている。ト
ウ当たりより少ないあるいはより多いフィラメント、例
えば１から５００００本のフィラメントも、他の繊維と
同様に炭素繊維に対して使用できる。
【０００３】フィラメント材料には、巻き付けの前ある
いは後に樹脂を上塗りする。巻き付けチューブは、最終
製品の形状をした金型に置かれ、金型は樹脂を硬化処理
するため熱せられる。
【０００４】フィラメント巻き付け部分は、螺旋状ある
いは測地線状進路を使用して、心金に材料の不連続な層
を巻き付けることにより標準的に成形される。各層は、
多循環環巻きの巻き付け型から形成される、２回重ねの
平均積層を作り上げる。各層に要求される周回数は、巻
き付け型が閉じ、各層が一定の厚みになるように、材料
の帯幅と巻き角とから予測される。異なる層は、異なる
角度で巻き付けられるが、各層は、巻き付け装置のキャ
リッジの往復反転運動により生じる、回転する心金の長
さ方向の軸に関して＋α度の重ねと−α度の重ねから典
型的に成る。
【０００５】従来のフィラメント巻き付けは、不連続な
層あるいは繊維の薄層を成形している。心金からの取り
外しの際や、金型に巻き付けチューブを装填する際に、
巻き付け品すなわちチューブに力が加えられたとき、各
層が互いに動く傾向にある。また、巻き付け品の物理的
性質は、しばしば積層内切断と呼ばれる、層間のずれに
より限定される。
【０００６】テニスラケットは、従来のフィラメント巻
き付けにより成形されている。例えば、欧州特許第０４
７０８９６号公報には、ガラス、炭素、あるいは他の材
料の繊維を巻き付けることによる、テニスラケット用フ
レームの作り方が記載されている。
【０００７】次の定義がここでは使われている。
【０００８】周回：フィラメント巻き付け装置の繊維供
給機構の１回の完全な横移動をいう。
【０００９】分散：設計者により選択された任意の方法
で、２つあるいはそれ以上の巻き付け型で周回を順序づ
けて巻き付けることをいう。各周回は、個々に適用され
るため、巻き付け型からのいかなる組み合わせや巻き付
け角の順序も適用可能である。いかなる不連続な層や薄
層も存在しない。
【００１０】トウ：一連のフィラメントの撚られていな
い束をいう。
【００１１】重ね：繊維が心金の軸に対して一方向に適
用される、フィラメント巻き付け装置の１回の通過をい
う。
【００１２】層は、１方が＋α度でもう１方が−α度で
ある２回重ねの閉じ巻き付け型をもたらす、一連の巻き
付け周回から典型的に形成される。
【００１３】薄層：一連の層群で構成される積層におけ
る１回重ねあるいは１つの層をいう。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、ゲームラケッ
ト用フレーム作成用のチューブを形成するために、分散
巻き付け方法を使用するものである。
【００１５】
【作用】部品が分散巻き付け方法により巻き付けられた
時、不連続な層の概念は当てはまらない。各周回は、個
々に心金に適用されるため、いかなる組み合わせや巻き
角の順序でも適用が可能である。隣接した周回すなわち
巻き付けは、心金に沿って長さ方向に離れている。この
方法では、いかなる巻き角でも結局は、部品の全表面領
域を覆ってしまうような完成した一連の周回を適用する
ことが可能であるが、その必要はない。異なる巻き角の
巻き付け周回の順序は、設計者により任意に選択され
る。この任意の順序すなわち周回の分散は、繊維の３次
元結合をもたらす。不連続な層や薄層は、存在しない。
分散巻き付け方法は、取り扱いの際に予備成形品を完全
な一体性に維持し、積層内切断の欠陥を生じる積層の傾
向を減少させるために、重要な量の結合繊維を提供す
る。加えて、成形積層物と同じぐらいに予備成形品の堅
さが増加することは、分散方法を用いたフィラメントの
巻き付けにより生じる。
【００１６】フィラメントトウは、浸潤巻き付けと呼ば
れる巻き付け以前に樹脂を浸潤させたり、あるいは乾式
巻き付けし、そしてこの巻き付けチューブに樹脂を含浸
させることもできる。また、フィラメントトウは、トウ
のフィラメントを樹脂で前以て含浸させるトウプレグの
形状にもできる。チューブは、従来の方法でラケット用
フレームを形成するために成形される。
【００１７】
【実施例】図１は、膨張式管状プラスチック空気袋１７
で覆われた回転している心金１２にトウ１１が巻き付け
られた、螺旋状巻き付けフィラメントを例示するもので
ある。フィラメント巻き付け装置は、既知の物で、ここ
では説明を必要としない。このような巻き付け装置は、
従来より、回転被駆動の細長い心金と、心金の長さだけ
前後に軸方向運動するように装架されたフィラメント供
給キャリッジとを有している。このキャリッジは、一定
角度の螺旋状進路あるいは測地線状進路にフィラメント
トウを置くために一方向に心金に沿って移動し、そして
前回の進路に対して負角度にフィラメントトウを置くた
めに反対方向に移動する。従来の巻き付けでは、第１周
回が完了した後に、適用されたフィラメントは隣接せず
に、付加的な周回を、次の巻き付け型が互いに隣接する
フィラメントを置き始める以前に横移動させなければな
らない。この螺旋状進路は、両方向へのフィラメント横
移動で巻き付け型を閉じるために必要な数の周回だけ続
けられる。この最初の巻き付け型が閉じて、最初の層が
完了すると、設計者によって選択された同様の方法で、
次の層が巻き付けられる。
【００１８】図２には、フィラメント材料の第１周回
が、心金の長さ方向の軸１３に対して、典型的に＋０度
付近から＋４５度の間の角度に伸びているトウ１１ａに
より示されている。フィラメント材料の第２周回は、反
対方向に巻き付けられ、心金の軸に対して−０度から−
４５度の間で伸びているトウ１１ｂにより示されてい
る。フィラメント材料の続く周回は、トウ１１ｃ，１１
ｄ，１１ｅ，１１ｆ等により示され、巻き付け型が閉じ
るまで同様の方法で巻き付けられる。これらの巻き付け
は、第１及び第２回重ねすなわち心金周りに最初の層を
形成する。これらの第１及び第２回重ねで巻き付け型が
閉じてしまえば、この最初の層に、巻き付きフィラメン
トの色々な層からなる積層が完成するまで、同様の方法
で次の層が続く。
【００１９】図３ａと図３ｂは、巻き付け心金の長さ方
向の軸である中心線１３に関して正角重ねと負角重ねの
両方が閉じた、従来の螺旋状巻き付け型の最初の層を例
示するものである。この例では、巻き付け角αは４５度
で、心金の直径は都合９周回で巻き付け型が閉じるよう
に見積もってある。心金１２の半部分断面図は、二つの
＋／−４５度の重ねフィラメントを示している。＋α度
と−α度の両巻き角により形成された弧１４の長さは、
トウの帯幅とフィラメントの巻き角に基礎を置いてい
る。
【００２０】図４ａと図４ｂとは、心金１２の中心線１
３に対して巻き角βが０度、すなわち平行である、従来
の巻き型の中間層を例示するものである。心金１２の半
部分断面図は、この例では、この０度巻き巻き付け型で
閉じるのに必要な都合１２周回を示している。弧１５の
長さは、フィラメントの帯幅に等しくなる。
【００２１】図５ａは、心金の中心線１３に対して巻き
角γが、図３ａのように、正角重ねと負角重ねの両方を
心金に適用した、この積層構造の第３層を例示するもの
である。この例では、巻き角γを４５度になるように選
択し、巻き付け型が閉じるために９周回必要になる。図
５ｂにおいて、完成した積層の断面図は、膨張式空気袋
１７、＋／−α度に巻き付けられた巻き付けフィラメン
トの第１層１６、＋／−β度に巻き付けられた巻き付け
フィラメントの第２層１８、そして＋／−γ度に巻き付
けられた巻き付けフィラメントの第３層１９から成るも
のを例示するものである。
【００２２】フィラメントは、心金に巻き付ける前に樹
脂を前浸潤させることが可能であり、あるいは巻き付け
た後に樹脂を上塗りすることもできる。巻き付けフィラ
メントチューブは、ラケット予備成形品を形作り、金型
に挿入され、樹脂を硬化処理し堅い繊維強化フレームを
形成するために熱せられる。フレームの輪や柄の色々な
位置でフィラメントの各層の間に、０度および／または
９０度の繊維切断片の補強重ねを挿入することは、ラケ
ット製作では一般的である。
【００２３】図６は、ゲームラケット用フレームを形成
するための、分散フィラメント巻き付け方法を例示する
ものである。本発明は、テニス・ラケット用フレームに
関し説明しているが、ラケットボール・ラケット、スカ
ッシュ・ラケット、バドミントン・ラケット等のような
他の型のゲームラケット用フレームを形成するためにも
使用できる。
【００２４】図１では、従来の回転被駆動の心金１２
は、膨張式管状プラスチック空気袋１７で覆われてい
る。分散巻き付けの例では、フィラメント材料の第１周
回は、回転する心金の長さ方向の軸に対して＋α度に巻
き付けられたトウ２０と、心金の軸に対して−α度に巻
き付けられたトウ２１とで表される。次の周回もまた、
トウ２２は＋α度に巻き付けられ、トウ２３は−αに巻
き付けられる。設計者により選択された次の周回は、異
なる巻き付け型から成る。トウ２４は＋β度に、トウ２
５は−β度に巻き付けられる。一連の周回の角度は、任
意であり、設計者により選択された幾つかのあるいは総
ての巻き付け型から成る周回を含んでいる。
【００２５】図７ａと図７ｂは、＋／−４５度フィラメ
ントと０度フィラメントとの組み合わせから成る、分散
巻き付け積層の例を例示するものである。この巻き付け
型では、＋／−４５度のフィラメントで１６周回が、閉
じた巻き付け型を達成するために要求され、０度の繊維
で１２周回が巻き付け型を閉じるために要求される。設
計者は、４周回毎に、これら２つの巻き付け型が交互に
なるように周回を分散させる決定をする。図７ｂには、
終了した積層の断面が＋／−４５度の帯２６と０度の帯
２７との位置を示している。
【００２６】図８ａから図８ｃは、ゲームラケットにフ
ィラメント巻き付けを適用できる３つの可能な巻き付け
型を示した断面を例示するものである。図８ａにおい
て、従来の巻き付けチューブは、積層厚さＴ1を有す
る。この従来技術の巻き付けチューブは、図３ａで述べ
た３層を有している。図８ｂにおいて、図７ａで述べた
分散巻き付け型で巻き付けた一連の周回から成る巻き付
けチューブは、層厚さＴ2を有する。完成したフレーム
にドリルで開ける弦穴用の強度を補うために、従来の方
法で巻き付けたフィラメントが完全に閉じた内側層、外
側層、あるいは内外層両層を形成をすることが望まし
い。図８ｃにおいて、組み合わせ設計は、従来の螺旋状
巻き付けにより形成される内側層の後に、完成積層厚さ
Ｔ3を有する２つの分散巻き付け型を使用して巻き付け
た一連の周回を提供している。予備成形品積層の最終重
量を維持するために、総ての厚さ２８は、各選択とも同
じ厚さ、すなわちＴ1＝Ｔ2＝Ｔ3となる。
【００２７】図９と図１０を参照すると、巻き付けチュ
ーブ３４とチューブ内部の空気袋１７とは、心金から取
り外され、テニスラケット用フレームの形状をした金型
キャビティ３７を有する金型３６に置かれる。この代わ
りとして、チューブは、空気袋のない心金に直接巻き付
けられ、そして空気袋は、チューブが心金から取り外さ
れた後でチューブに挿入することもできる。金型キャビ
ティ３７は、輪型ヘッド部３８と、巻き付けチューブの
両端部が位置する柄部３９とを有している。分離したヨ
ーク片（図示せず）は、キャビティのヨーク部４０に挿
入され、巻き付けチューブの隣接部と接続される。
【００２８】空気袋の両端部は、金型の外側に伸び、従
来のラケット成形技術の通りに圧力多枝管４１に接続さ
れる。金型は閉じられ、空気袋に圧力をかけることによ
り、巻き付けチューブを金型キャビティの表面に対して
強く押し付けながら熱せられる。
【００２９】巻き付けチューブを形成するために使用し
たトウは、黒鉛繊維から形成されるのが好ましい。しか
しながら、他の繊維も使用することができ、単独、ある
いはガラス、アラミド、ホウ素、ポリマー等のようなも
のとの組み合わせで使用することもできる。
【００３０】分散巻き付け技術により提供された巻き付
け周回の任意の分散は、繊維の３次元結合を結果として
もたらす。チューブが心金から取り外された後も、特
に、樹脂を前以て浸潤しない乾燥繊維からチューブが形
成されているとしても、結合繊維は、巻き付けチューブ
の完全な構造状態を維持する。また、いかなる不連続な
層も存在しないので、繊維の結合は、積層内切断形態の
欠陥が生じるというラケット用フレームの傾向をも減少
させる。更に、一連の繊維の結合は、成形ゲームラ用ケ
ットの堅さを増加させる。
【００３１】図１１は、金型から取り外された後の成形
ラケットフレーム４２を例示するものである。フレーム
は、ヘッド部４３、柄部４４、のど部４５、そしてヨー
ク部４６を有している。ラケットは、従来の方法で、ヘ
ッドとヨークに弦穴をドリルで開け、柄の周りにグリッ
プを巻いて、ヘッドに弦を張って完成する。
【００３２】前述の明細書における本発明の特定の具体
例の詳述は、例示の目的のために記載されたもので、本
発明の精神と範囲から逸脱しないで、当業者によりここ
に与えられた色々な細部を相当に変更できることが理解
されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】心金周りに螺旋状に巻き付けたフィラメントの
概要図である。
【図２】従来のフィラメント巻き付けの概要図である。
【図３】ａは、フィラメントの３層の第１層、すなわち
＋α度と−α度の巻き角から成る第１層（２回重ね）を
示した、従来の螺旋状巻き付け型の概要図であり、ｂ
は、心金と第１層の半部分断面図である。
【図４】ａは、０度巻き角フィラメントの中間層の概要
図であり、ｂは、その断面図である。
【図５】ａは、フィラメントの第３層を示した従来の螺
旋状巻き付け型の概要図であり、ｂは、３つ総てが閉じ
ている巻き付け型の層の断面図である。
【図６】分散巻き付け方法の概要図である。
【図７】ａは、分かり易くするために最初の数周回だけ
示した、分散巻き付け型の概要図であり、ｂは、その断
面図である。
【図８】ａは、フィラメントの３層の従来の巻き付け型
の断面図であり、ｂは、積層を形成するための分散巻き
付け型の断面図であり、ｃは、分散巻き付け周回で覆わ
れた、従来の巻き付け内側層から成る組み合わせ設計の
断面図である。
【図９】材料の最初の周回の配置の際の巻き付けチュー
ブの図である。
【図１０】テニスラケットフレーム用の金型の平面図で
ある。
【図１１】テニスラケットフレームの正面図である。
【符号の説明】
１１ トウ １２ 心金 １３ 長さ方向の軸（中心線） １４，１５ 弧 １６ フィラメントの第１層 １７ 空気袋 １８ フィラメントの第２層 １９ フィラメン
トの第３層 ２０，２１，２２，２３，２４，２５ トウ ２６，２７ 帯 ２８ 厚さ ３４ チューブ ３６ 金型 ３７ 金型キャビティ ３８ ヘッド部 ３９ 柄部 ４０ ヨーク部 ４１ 圧力多枝管 ４２ 成形ラケッ
ト用フレーム ４３ ヘッド部 ４４ 柄部 ４５ のど部 ４６ ヨーク部 α，β，γ 巻き角 Ｔ1，Ｔ2，Ｔ3
厚さ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デイヴィッド・エル・ブリッティンガム アメリカ合衆国、イリノイ州、ボーリング ブルック、ウェスコット・ロード 924 (72)発明者 デイヴィッド・ダブリュ・レペトー アメリカ合衆国、イリノイ州、パーク・リ ッジ、ウィンザー・モール 2600

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 各巻き付け周回が任意の方法で順序づけ
    られているように分散する積層設計に必要な一連の周回
    に、チューブを形成するために細長い心金にフィラメン
    ト材料のトウを螺旋状に巻き付け、前記巻き付けチュー
    ブから心金を取り外し、ゲームラケット用フレームの形
    状をした金型に前記チューブを置き、そしてゲームラケ
    ットフ用レームの形状に前記チューブを成形する工程か
    ら成るゲームラケット用フレームの製造方法。
  2. 【請求項２】 各巻き付け周回が任意の方法で順序づけ
    られているように分散する積層設計の幾らかの周回と、
    従来の方法で巻き付けられた積層設計の幾らかの周回と
    によってチューブを形成するために、細長い心金にフィ
    ラメント材料のトウを螺旋状に巻き付け、前記巻き付け
    チューブから心金を取り外し、ゲームラケット用フレー
    ムの形状をした金型に前記チューブを置き、そしてゲー
    ムラケット用フレームの形状に前記チューブと補助片と
    を成形する工程から成るゲームラケット用フレームの製
    造方法。
  3. 【請求項３】 従来の方法で内側層を螺旋状に巻き付け
    た後に、積層の残りの周回を分散巻き付けしたことを特
    徴とする請求項２に記載されたゲームラケット用フレー
    ムの製造方法。
  4. 【請求項４】 積層の残りの周回を分散巻き付けした上
    に、従来の方法で外側層を螺旋状に巻き付けたことを特
    徴とする請求項２に記載されたゲームラケット用フレー
    ムの製造方法。
  5. 【請求項５】 内側層と外側層との間に分散巻き付けで
    巻き付けた残りの周回を含ませ、内側層と外側層とを従
    来の方法で螺旋状に巻き付けたことを特徴とする請求項
    ２に記載されたゲームラケット用フレームの製造方法。
  6. 【請求項６】 心金の回転速度と巻き付け装置のキャリ
    ッジの横移動速度との協同作用で決定される、心金の中
    心線に対する一定角度に繊維を巻き付けると共に、ラケ
    ット積層の選択的な特性を達成するために、心金に沿っ
    て選択した位置で巻き角を変更することからなる請求項
    １に記載されたゲームラケット用フレームの製造方法。
  7. 【請求項７】 成形ラケットフレームの特性を改良する
    ために、選択した位置で積層へ強化片を加えたことを特
    徴とする請求項１に記載されたゲームラケット用フレー
    ムの製造方法。
  8. 【請求項８】 各周回に、１つ以上のトウを巻き付けた
    ことを特徴とする請求項１に記載されたゲームラケット
    用フレームの製造方法。
  9. 【請求項９】 チューブを形成するために使用したトウ
    が、黒鉛単独、あるいは黒鉛とガラス、アラミド、ホウ
    素、ポリマー等から選択された繊維との組み合わせから
    成り、これらの繊維を選択した巻き付け周回に単独、あ
    るいはその周回で、時には混成巻とも呼ばれる他の繊維
    材料との組み合わせで使用することを特徴とする請求項
    １に記載されたゲームラケット用フレームの製造方法。
  10. 【請求項１０】 前記フィラメント材料には樹脂を上塗
    りし、成形工程が前記樹脂を硬化処理するためにチュー
    ブを熱する工程を含んでいることを特徴とする請求項１
    に記載されたゲームラケット用フレームの製造方法。
  11. 【請求項１１】 前記フィラメント材料には、心金に巻
    き付ける前に樹脂を上塗りしたことを特徴とする請求項
    １０に記載されたゲームラケット用フレームの製造方
    法。
  12. 【請求項１２】 前記フィラメント材料を樹脂なしに乾
    燥状態で巻き付け、この巻き付けチューブに樹脂を含浸
    させたことを特徴とする請求項１０に記載されたゲーム
    ラケット用フレームの製造方法。
  13. 【請求項１３】 前記フィラメント材料に樹脂を前以て
    含浸し、トウプレグの形状に巻き付けたことを特徴とす
    る請求項１０に記載されたゲームラケット用フレームの
    製造方法。
  14. 【請求項１４】 各巻き付け周回が任意の方法で順序づ
    けられているように分散する積層設計の幾らかの周回
    に、チューブを形成するために細長い心金にフィラメン
    ト材料のトウを螺旋状に巻き付け、前記巻き付けチュー
    ブから心金を取り外し、単一方向のプレプレグの１つあ
    るいはそれ以上の層で巻き付けチューブの全体あるいは
    一部を包み、ゲームラケット用フレームの形状をした金
    型に前記チューブを置き、そしてゲームラケット用フレ
    ームの形状に前記チューブを成形する工程から成るゲー
    ムラケット用フレームの製造方法。
  15. 【請求項１５】 成形ラケット用フレームの特性を改良
    するために、選択した位置で積層へ強化片を加えたこと
    を特徴とする請求項１４に記載されたゲームラケット用
    フレームの製造方法。
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