JPS5935632B2 - ラケットフレ−ムの製造方法 - Google Patents

ラケットフレ−ムの製造方法

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JPS5935632B2
JPS5935632B2 JP54026609A JP2660979A JPS5935632B2 JP S5935632 B2 JPS5935632 B2 JP S5935632B2 JP 54026609 A JP54026609 A JP 54026609A JP 2660979 A JP2660979 A JP 2660979A JP S5935632 B2 JPS5935632 B2 JP S5935632B2
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frame
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Dunlop Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、テニス、スカツシユ、バドミントン等の球技
に使用されるラケツトフレームの製造方法に関する。
ラケツトフレームは伝統的に木で作られてきたが、最近
の木製ラケツトフレームは相互に接着された多数の層や
薄板から成る複雑な構造が用いられている。
かかるフレームの製造は熟練を要しかつ時間のかかるプ
ロセスを必要とする。しかしながら、かかる製造上の困
難さにもかかわらず、木製フレームは近代的な連続製造
法にとつて代られることはなく相変らず広い人気を得て
いる、これは木製フレームの全体的なコンビネーション
が競技者の望む特性を満足させているからである。木製
フレームは、特定の競技については必要な重量に対して
高い強度を有しており、さらに定義することは困難であ
るが、「フイーリング」とか「コントロール」とか言わ
れるような競技者の技術にとつて欠くことのできないダ
イナミツクな特性を備えているのである。これまで木を
補う材料として特に金属および強化プラスチツク材料が
提案されてきた。
しかしながら、木の比重が約０．７〜 ０．８であるの
に対してラケツトフレーム用の金属や強化プラスチツク
材料の比重は１．０以上であることかられかるように、
かかる材料はその比重が大きいためにフレームを中空構
造としなければ全体の重量がオーバーしてしまうことが
判明した。かかる中空構造は、金属の場合には引抜き又
は押出しプロセスによつて作られ、強化プラスチツク材
料の場合にはプラスチツクフオームのような軽量コア材
料のまわりに積層するプロセスかあるいは射出形成のよ
うな中空モールド技術を用いて作られる。本発明は、強
化プラスチツク材料から作られるラケツトフレームに関
するものであるが、本発明を詳細に述べる前にラケツト
フレームに用いられる２つの基本的に異なつたタイプの
強化プラスチツク材料について説明する。
（１）連続フイラメント／樹脂マトリツクス系最も普通
に使用される連続フイラメント又は強化材料から成るも
のであつて、織布又はブレードとしてあるいは「たて繊
維シート」又は「たて繊維ストリツプ」のような単方向
性のものとして用いられる。
このような繊維、ブレード、シートあるいはストリツプ
は、通常ガラス繊維又はカーボン繊維から作られ、さら
に通常は所定の製品に成形される前又は成形中に、エポ
キシ、ポリエステルあるいはフエノール系の熱硬化性樹
脂で含浸される。従つてこの種の材料は、加熱および加
圧によつて樹脂が硬化させられて所要の形状に成形され
る。ラケツトフレームの場合のように、強じんで、軽量
の製品が必要とされるときは、しばしば強化プラスチツ
ク材料はコア構造のまわりに形成 −され、このコアは
製品が十分に強固になるようにモールドプロセス中にお
いて拡張されることができる。
コアは拡張可能なプラスチツク材料の形状かあるいは例
えばシリコンラバ一から作られるインフレーシヨンチユ
ープの形状に作つて、後で成形製品から取外すことがで
きる。いずれの方法によつても強固で軽いラケツトフレ
ームを作ることができるが、成形前の製品の組立体はか
なり複雑であり大量生産において高い労働コストを必要
とする。他の欠点は、前述のプロセスで用いられる熱硬
化性樹脂は数分間硬化のために適当な高温に保持される
必要があり、このため大量生産においては多数のモール
ドの使用が要求されることである。（２）短フイラメン
ト又はチヨツプトフアイバ一／樹脂マトリツクス系ラケ
ツトフレームに用いるのに適した第２群の強化プラスチ
ツク材料は、強化部材が樹脂マトリツクス中にランダム
に分散された短かい不連続長の繊維強化材料から成るタ
イプである。
この樹脂は熱可塑性あるいは熱硬化性のいずれであつて
もよい。「熱可塑性」という用語は、高温では直ちに溶
けて流動するけれども大気の温度では固体状を保つてい
るような材料を称する。かかる熱可塑性材料の例として
は、ナイロン、ポリカーボネート、ポリフエニレンオキ
サイド、アセタールおよびその他の工業用熱プラスチツ
クスと呼ばれるものがあげられる。強化材料は、一般に
高強度が要求される場合にはガラス繊維又はカーボン繊
維が用いられる。熱硬化性樹脂の例としては、前述のよ
うにエポキシ、ポリエステルあるいはフエノール系の樹
脂をあげることができる。第２群の材料はいわゆる射出
成形プロセスにおいて用いられる。
熱可塑性材料の場合には、射出成形機のバレル内で柔ら
かくなるまで加熱され、それから高圧下で冷却した型内
に押し込まれて冷やされ、型の形状に従つて固化する。
熱硬化性材料の場合には、概ね自由に流動する材料力勃
島された型の中に注入され、そこで引き続いて硬化が行
なわれる。前述の射出成形プロセスは、先に述べた連続
フイラメント／熱硬化性樹脂を用いる機械的成形／モー
ルドプロセスよりもかなり早い速度のプロセスである。
また労働コストはかなり減少する。射出成形プロセスは
これまで強化熱可塑性材料からラケツトフレームを作る
のに用いられてきた。これらのラケツトは商業的にある
程度の成功を収めたけれども、高品質のラケツトに要求
されるような軽量での高い堅固さと強度とを有していな
かつた。これらの公知の熱可塑性ラケツトは、中空でな
いヘツド部分を有し、重量に対する強度又は剛性の比率
は高品質のラケツトに望まれるものよりも小さかつた。
かくして、第２群の材料によるラケツトは、第１群の材
料のような連続したフイラメント材料と熱硬化性樹脂と
から作つたラケツトよりも剛性および強度の点で劣るも
のがあつた。ラケツトフレームのヘツド部分を中空にし
て重量に対する強度および剛性の比率を改良することが
必須の要件であることは明らかであつたけれども、これ
までのところ継目のない一体形の射出成形式のものでは
かかる条件を満足するものはなく、本発明の目的はこの
点を解決することに向けられている。かくして、最適の
重量と強度の特性を得るためには中空のプラスチツクフ
レーム構造が有利であるとわかつたが、満足すべき中空
フレームはかなり労力を必要とする機械的成形方法によ
つて作られねばならなかつた。
１つの方法は前述のように第１群のフイラメント／マト
リツクス系の材料を適当なコア上で組み立てることであ
る。
別の方法としては、第２群の材料の分離した要素を射出
成形してからこれらの要素を結合して所要の中空断面を
形成することである。本発明は、高品質のラケツトに要
求される重量と強度とのコンビネーシヨンを実現した中
空のプラスチツクラケツトフレームを提供するものであ
つて、このラケツトフレームは前述の第２群の成形プラ
スチツク材料を用いて単一工程ですなわち一体に成形し
て作ることができる。本発明はヘツド部とシヤフト部と
を有する球技用ラケツトフレームの製造方法を提供する
。
少なくともこのヘツド部は前述したような短フイラメン
トの強化材料で強化された熱可塑性材料の中空射出成形
体で作られ、ヘツＨＦ５の外周にあたる成形体の壁面は
内部支持部材によつてヘツド部の内周にあたる壁面に結
合され、ヘツド部内に並べられた孔は支持部材を貫通し
、さらに成形体の壁面と支持部材とは一体に形成されて
構成されている。支持部材は一列に並べられた中央配置
のピラーであつてこの列はフレームのヘツド部のまわり
に伸びていることが望ましい。各ピラーの軸線はラケツ
トのネツトであるカットの平面内にあつて、各位置でヘ
ツドの円周に対する接線に対して垂直であることが望ま
しい。しかしながら、必要に応じてピラーの軸線は前記
接線に対して垂直以外の角度をとることもでき、例えば
カットの方向に一致させることもできる。ピラーは、そ
れぞれがフレームのへツド部の外周から内周に向う孔を
提供できるように中空になつている。かくしてピラーを
貫通する孔は、好適にフレーム用のカット孔を提供する
。変形例によれば、各ピラーはモールドの側壁の一方又
は他方からの突起状に形成することができ、ピラーは交
互に反対側の壁から突出することが望ましい。
側壁とは、ラケツトをカットの平面に対して直角に前面
又は後面から見た時に見える、１方又は他方の面を構成
するフレーム壁を意味する。フレームの横断面の形状は
、円形、卵形又は長方形等の好みの形状に作ることがで
きる。長方形断面はその箱形構造によつて重量に対する
高い剛性と強度とを保持できる点で望ましい。ヘツド部
の外周上に位置するフレーム壁の外面内に、ラケツトの
カットのストリング（至）を収容しかつそれらを摩耗か
ら守るための長手方向に伸びる溝を形成することが有利
であることが判つた。従つて．前述の断面形状にはこの
ような溝が設けられていることになる。フレームを成形
する適当な熱可塑性材料としては、ポリアミド、ポリカ
ーボネート、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン
（ＡＢＳ）、アセタール樹脂、ポリフエニレンオキサイ
ド（ＰＰＯ）等が含まれる。
ＰＰＯのいわゆる修正グレードは、特に射出成形に適し
たものとして今日商業的に入手することができる。使用
されるプラスチツク材料はガラス繊維又はカーボン繊維
で強化することが望ましい。
強化手段としてはカーボン繊維が望ましく、カーボン繊
維を重量で１０〜４０％含んだ射出用混合材料が最適で
ある。ガラス繊維とカーボン繊維との混合物を使用する
こともできる。″ 本発明の方法による中空ラケツトフ
レームの壁の厚みは、貫通位置で等しい必要はなく、実
際この厚みを変化できることが有用な利点でもある。
必要な強度対重量比を適切にし特性をバランスさせるた
めに、大きな厚み部分と小さな厚み部分とのいくつかの
領域を利用することができる。例えば、使用中にかなり
の応力が発生するフレームの肩部内での壁厚を大きくし
たり、衝撃抵抗を改良するためにヘツドループの頂部で
の厚みを大きくしたりすることができる。しかしながら
、フレームのまわりでこれらの特性を変えるには壁厚よ
りもむしろフレームの断面を変えた方がよく、成形体が
概ね均一な壁厚を有している場合にはモールドプロセス
およびそれから後の回分焼なまし工程において行なうこ
とが有利である。中空断面の実際寸法は、ラケツトの種
類すなわちテニス用かスカツシユ用かバドミントン用か
によつて定められ、同様に壁厚も特定の球技における強
度重量比の要求に基づいて定まる。
この実際寸法は当業者ならばその経験に基づいて決定で
きよう。単なる一例をあげるとすれば、有用な壁厚は２
ｍに選ぶことができる。成形されたラケツトフレームは
、中空体を射出する際に適当なフオーム又はフオーム原
料を充てんすることができる。
かかるフオーム充てん技術は当業者に周知である。フオ
ームは堅固なものが望ましく特に硬いポリウレタンが最
適である。フオームの充てんは、使用中にフレームが振
動するのを改良すると共に内部支持手段を補助する働き
をする。フオームの密度を変えることによつてどんな特
殊なフレーム成形体の重量をも変えることができる。こ
のことの利点は、フレームに必要な重量を満すために、
高価なプラスチツク材料や繊維マトリツクス系材料を最
小限にして重量が大きいけれども安価なフオーム材料を
使用することにより、全体を安価に製造できることであ
る。フオーム充てんの他の利点は、中空フレームの内部
に見出されるどんな遊離した物質をもシールすることで
ある。フレームが後述する低融点金属コア技術によつて
作られるときは、かかる物質は金属製物質となる。この
技術によれば、コアは成形されたフレームから溶出する
が、液化金属のすべてがフレーム内側から失なわれると
は限らずまた結果として固化した物質ががらがらという
騒音のもとになる可能性も存在する。本発明の方法によ
るラケツトフレームでは、充てん操作中にストリング用
の孔からフオームが流出することによる問題はなぐ こ
れらの孔はフオームと接触することがないのでピラー内
で隔離されている。
本発明においてはラケツトフレームは破壊可能なコアの
使用を含む射出成形プロセスによつて作られる。
このコアはフレームを形成したプラスチツク材料の軟化
点よりも低い温度で溶けることが望ましい。この種のコ
アを熱可塑性材料製の中空物質の成形体内で使用するこ
とは知られており、例えば英国特許第８２８６８５号を
あげることができる。基本的にはこの原理は、射出成形
サイク゜ ルが行なわれる温度よりも低い融点をもつた
溶融材料（前述の英国特許では溶融金属）で適当な形状
のコアを作ることにある。コアの熱伝導性に基づいて成
形体は金属がその融点に達する前に形成される。また、
コアはその溶融を避けるためにモールドサイクル中に熱
交換によつて冷却されることもできる。成形された製品
がいつたん固化されると、温度は、コアを溶かすには十
分であるが成形体を溶かしたり曲げたりするには不十分
な温度にまで上昇させられる。このように、本発明はさ
らに他の面において、ヘツド部とシヤフト部とから成る
球技用ラケツトの製造方法を提供するが、このラケツト
フレームは少なくともヘツド部が溶融可能コアのまわり
に熱可塑性材料を注入することによつて作られており、
コアは注入温度よりも但い融点を有し、さらにコアはヘ
ツド部の外周に位置する成形体の壁とヘツド部の内周に
位置する成形体の壁との間に内部支持部材を形成するよ
うになつており、成形体が固化されてから温度はコアを
溶かすには十分であるが成形体を溶かすには不十分な温
度にまで上昇させられるように工程が作られている。
コアは、他の低融点材料を使うこともできるが、溶融可
能金属が望ましい。
適当な金属としては、鉛とすずとビスマスとカドミウム
との合金であるウツドメタルや商業的に入手可能な例え
ば商品名ゼロペット（ＣｅｒｒＯｂｅｎｄ融点約７０℃
）、ゼロキャスト（ＣｅｒｒＯｃａｓｔ融点１６０〜１
７０℃）、ゼロマトリックス（ＣｅｒｒＯｍａｔｒｉｘ
融点１６５〜１７５℃）等があげられる。コアは例えば
重力鋳造やダイカストで作ることができ、後者の方が望
ましい。
別の方法として押し出し加工後に適当な形状に曲げて作
つてもよい。押し出し加工の場合にはコアを貫通する必
要がある孔をドリル加工しなければならないが、ダイカ
ストの場合には鋳造工程中に孔が形成されるのでドリル
加工が必要ないことに注意されたい。すでに述べたよう
に、製品内の支持部材は中央配置の中空ピラーの形状に
作り、各ピラーはヘツド部の外周壁から内周壁まで伸び
るようにすることが望ましい。このことは射出成形工程
中にピンがコア内の孔を通るように注入モールド内に位
置決めすることによつて達成され、ピンは孔の径より小
さくこれによつてプラスチツク材料がピンのまわりを流
れてピラーの壁を形成するようにする。かくしてピラー
は一体に成形される。他の実施例においてコアは、フレ
ームの側壁から内側に伸びる一連の突起の形状をした一
体成形の支持部材を提供するように形成することができ
る。
以下添付図面の実施例を参照しながらさらに詳細に説明
する。
第１図は、ラケツトフレームのクラウン部又は頂部に対
応するモールドコアおよび注入モールドの部分のみを示
している。
商品名ゼロキャスト等の溶融可能金属でできたコア１０
はダイカストで作られている。
コア１０はラケツトヘツドに適したループ形状をしてお
り、所望によりラケツトのシヤフトに対応する部分を含
むように伸びることもできる。コアにはループを横切る
ようにヘツド部を貫通する一連の孔１１が形成され、こ
れらはラケツトフレームのストリング用孔の望ましい位
置に対応する。コア１０は適当な寸法と形状にされた注
入モールド１２の内部に位置決めされ、引戻し可能な取
付ピン１４によつて成形室１３内の所定の位置に保持さ
れる。
コアのまわりにはコアと室１３の壁との間にギヤツプ１
５が残され、このギヤツプはフレーム成形体の所要の壁
に対応する。コア内の各孔にはピンが挿入されている。
ピン１６の大部分はコア内の孔の径よりも小さな径を有
し、これによつて最終フレームの支持ピラーの壁が形成
される。コアに沿つて一定の間隔で例えば１５Ｃ１ｒＬ
おきに取付ピン１４が用いられ、このピン１４は径が大
きくコア内の孔を完全にふさぐ。これらの大径ピンは孔
のまわりでコアに衝合するような肩部１７を有している
。肩部ＩＴはモールドの注入ポート（図示せず）に対し
てコアの反対側上に位置決めされ、注入圧力に抗してコ
アをその位置に堅固に保持する。注入ポート（図示せず
）はへツド部ループの内側上にあることが望ましい。こ
の大径ピン１４の部分はピラー内を貫通する孔よりも大
きな径のピラーなし孔になる。製品内においてこれらの
大径孔は、例えばプラスチツク材料のグロメツトが同一
線上に挿入される。取付ピンはモールドの注入部分に隣
接して位置決めされることが望ましい。もつとも取付ピ
ンはコアの全周にわたつて設けることは必ずしも必要で
ないことが判明した。肩部領域およびクラウン領域の両
側に各１個ずつ合計４個の取付ピンで十分であることが
判つた。繊維強化の熱可塑性材料、例えば米国のリキツ
ドニトロゲンプロセシング会社の品番ＲＣ−１００６の
ような３０％の重量比でカーボン繊維を含んでいるナイ
ロン６６がそれからモールド内に注入され固化される。
ピン１４と１６は引き抜かれ、成形体はコアと共に型か
ら取り外される。
コアと一体の多数の成形体は、例えば弦蒲リ空気オーブ
ン内で回分焼なましされる。
焼なましの温度は金属コアを溶かすのに十分であつて、
溶けた金属は成形体内に適当に配置された孔から出て適
宜に置かれた容器内へと流れ込む。ヘツド部２１から離
れたシヤフト部２０の端部１９が開放されるように設計
することにより、適当なドレン孔を設けてヘツド部とシ
ヤフト部とを一体に形成することができる（第３図、第
４図）。それから成形体は端部１９を下端にして吊り下
げられたままで焼鈍さえる。かくしてコアを溶かすため
の加熱工程は好適に焼なまし工程と連結され、焼なまし
工程は成形体から内部応力を除去するのに役立つ。モー
ルド成形されたフレームの一例は第３図乃至第６図に示
されている。このフレームはカットを張るためのヘツド
ループとヘツド部をシヤフト部２０に連結するためのア
ームとを有している。ヘツドループ２１はその外周に形
成された凹形溝２４内にカットのストリングを通す孔２
３を有している。第５図、第６図、第７図の断面図から
れかるように、フレームは中空の箱形構造であつて、外
壁２１Ａ、内壁２１Ｂおよび側壁２１Ｃ，２１Ｄを有す
る。
中空ピラー２５はストリング用孔２３を形成し、さらに
外壁２１Ａと内壁２１Ｂとの間を支持する間隔片として
も働く。ピラー２５と孔２３は第１図のコア１０のピン
１６の位置に対応している。大径の孔２３Ａは第１図の
コア１０の取付ピン１４の位置に対応している。第５図
の構造では、さらに大径孔２３Ａの両側に中実のピラー
２Ｔ，２８が設けられている。これらの中実ピラーは大
径孔の近くでフレーム断面を強化するために追加される
オプシヨンである。これらのピラーはコア１０内にピン
なしの対応孔（図示せず）を作ることによつて形成され
る。大径孔２３Ａにはグロメツト２６（第５図）をはめ
込むことができる。第８図、第９図、第１０図は第５図
乃至第７図にそれぞれ類似した例を表わしているが、こ
のラケツトフレームでは、中央に並べられたピラーの代
りに側壁から内側に向つて伸びる突起又は控え壁の形状
のピラーが設けられている。
フレームは同様に中空の箱形構造であつて、外壁３１Ａ
，内壁３１Ｂおよび側壁３１Ｃ，３１Ｄを有している。
控え壁３２は側壁から交互に内側へ伸びている。ストリ
ング用孔３３は控え壁を貫通している。大径のストリン
グ用孔３３Ａは成形の際の取付孔の位置に対応し、各孔
３３Ａの両側に孔のあいていない控え壁３２Ａを設ける
ことによつて補強することができる。必要とされる仕上
げ操作は焼なましの後で行なうことができ、例えば一体
成形でない場合には把手を取付け、シヤフト部の把手側
端部にカバーをかけ、ペイント仕上げとカット張りを行
なう。
射出成形の際に引き抜きピンを用いることは周知であり
、このピンの操作方法や概略設計は射出成形技術の当業
者なら容易に理解できよう。本発明のプロセスにおいて
は、ピンは、引き抜かれていないモールド位置にあると
きにモールド室の反対側内の適当な形状のくぼみの中に
着座するようなピンであることが望ましい。換言すれば
、ピンはモールド室の壁を通つて引き抜き可能であり、
その延伸位置において反対側壁内のくぼみ内に着座する
。前述のように、大径の取付ピンを用いる場合には、成
形体に成形される各大径孔の各側部に追加の補強部を設
けることが望ましい。
このことは、これらの取付ピンを受け入れる孔の各側部
に第２の孔を備えたコアを作ることによつて達成され、
これら第２の孔にはピンを挿入しないようにする。この
手段によつて、中実ピラーを各ピラーなしの孔の前後に
それぞれ形成することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明のラケツトフレームの注入モールドの部
分正面断面図、第２図は第１図の線一に沿う断面図、第
３図はモールド成形されたフレームの正面図、第４図は
第３図のフレームの側面図、第５図は第３図のフレーム
の部分正面断面図、第６図は第５図の線−に沿う断面図
、第７図は第５図の線一で切断した斜視図、第８図は別
の実施例によるフレームの部分正面断面図、第９図は第
８図の線−に沿う断面図、第１０図は第９図の線Ｘ−Ｘ
で切断した斜視図である．１０・・・・・・コア、１２
・・・・・・注入モールド、２０・・・・・・シヤフト
部、２１・・・・・・ヘツド部、２ＩＡ・・・・・・外
壁、２１Ｂ・・・・・・内壁、２３・・・・・仔Ｌ２５
・・・・・・ピラー。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 熱可塑性材料を型成形することによつてヘッド部お
    よびシャフト部から成るラケツトフレームを製造する方
    法であつて、少くとも前記ヘッド部は、ヘッド部に設け
    られる所定のストリング用孔に対応する一連の孔を有し
    かつ注入温度より低い融点を有する溶融可能なコアをモ
    ールドの中に設置し；該コアの孔の中の少くともいくつ
    かを通してこの孔よりも小さな直径を有する複数個のピ
    ンを設置し；前記モールド中にあり注入温度より低い融
    点を有する前記溶融可能なコアの周囲に熱可塑性材料を
    注入し；成形体を固化し；前記コアから前記ピンを取り
    除き；成形体の温度をコアを溶融するには十分であるが
    成形体を溶融あるいは変形するには不十分である温度ま
    で上昇し；さらに成形体から溶融したコアを除去する；
    ことによつて形成され、これによつて、前記コアの孔は
    ヘッド部の外側周部に延在する成形体の外側壁部とヘッ
    ド部の内側周部に延在する成形体の内側壁部との間で注
    入された熱可塑性材料をして内部支持部材を形成せしめ
    ；該内部支持部材の中の少くともいくつかは前記ピンの
    存在により中空になされ；かつ前記内側および外側の壁
    部と前記内部支持部材とは継目なしの１体品として成形
    される；ラケツトフレームの製造方法。 ２ 前記コアを金属合金製とした特許請求の範囲第１項
    記載の方法。 ３ 前記コアをダイカストで製造した特許請求の範囲第
    １項又は第２項記載の方法。 ４ フレームの肩部領域とクラウン領域内のモールド中
    に取付ピンを位置決めし、これらの取付ピンはコア内の
    孔を完全に満すようにして通過している特許請求の範囲
    第１項乃至第３項のいずれかに記載の方法。 ５ 型成形されたフレームを注入モールドから取外した
    後に炉内で回分焼なまし処理し、この焼なまし工程の間
    にコアを溶融させる特許請求の範囲第１項乃至第４項の
    いずれかに記載の方法。
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