KR100416051B1 - 긴테니스라켓 - Google Patents

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스티븐 제이. 데이비스
안드레 테르자기
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베네톤 스포츠시스템 유에스에이, 인코포레이티드
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Abstract

본 발명에 따른 테니스라켓은, 28인치보다 큰 바람직하게는 29 내지 32의 전체길이를 가지며, 적어도 14인치의 타구면 길이, 및 95 제곱인치보다 큰 타구면 면적을 갖는 달걀형 타구면을 갖는다. 프레임은 넓은 몸체형이며 복합재료로 형성되어 단위길이 당 최소중량을 갖는다. 전체길이가 증가되는 반면, 라켓의 스트링중량은 300그램을 초과하지 않으며, 버트에 대한 질량 관성모멘트는 56g-m2을 초과하지 않는다. 이러한 라켓은 플레이상에 많은 이점을 제공하는 한편, 손잡이에 대한 종래의 질량 관성모멘트를 유지하며 이로써 우수한 조종성을 유지한다.

Description

긴 테니스라켓
발명의 배경
전통적으로 테니스라켓의 전체길이는 26∼28인치이며, 최근의 대부분의 라켓의 길이는 대략 27인치이다. 27인치가 산업규격이 된 이유는 명확하지 않으나, 아직까지, 조종가능하고 안정한 테니스라켓을 만드는데에는 27인치가 적절한 길이라고 여겨진다.
영국 특허 제 2717호(1909) 및 미합중국 특허 제 4,399,993호는 27인치보다 긴 테니스라켓을 만드는 것을 제시한다. 그러나, 길이를 늘리는 이유는 라켓을 양손으로 지지하고 스윙가능하게 하기 위한 것이다. 이러한 라켓은 다루기 힘들고 조종하기 어려운 경향이 있으며, 어려운 샷(shot)과 서어브(serve)를 하기 위하여 빠른 반사동작과 라켓헤드이동을 요하는 오늘날의 테니스게임에서는, 스윙하는데 두 손을 요하는 라켓은 적합하지 않다.
반대로, 미합중국 특허 제 3,515,386호는, 공을 치는데 있어서의 조종성, 활동성, 및 정확성을 향상시키기 위하여 전통적인 27인치 라켓이 단축되어야 한다고 제안한다. 그래서, 특허 제 3,515,386호는, 많은 선수들에게 27인치 라켓은 너무 길 수도 있으며, 충분한 조작성이 부족하다고 개시하고, 적어도 특정한 그룹의 테니스선수들을 위하여 27인치 라켓의 길이를 감소하는 것을 제안한다.
최근 30년 동안, 테니스라켓의 디자인과 재질이 크게 진보하였다. 1976년,미합중국 특허 제 3,999,756호에 의거하여, 더욱 쉽게 게임할 수 있게 만들어진 특대형 라켓이 소개되어 다른 층의 사람들에게 테니스를 대중화하였다. 라켓프레임 재료기술도 나무에서 금속으로 그리고 결국에는 복합재료로 발전하였다. 1980년 이래, 예를 들어, 소위 "흑연"과 같은 복합재료는 높은 강도-대-중량 비율로 인하여 고성능 테니스라켓을 만드는데 사용되는 주재료가 되었으며, 이것은 라켓을 더 가볍고 더욱 조종가능하게 해준다.
여러 라켓회사들이 종래의 27인치 라켓보다 긴 라켓을 만들고자 노력하였으나 모두 실패하였다. 주된 문제점은, 라켓을 더 길게 만들면, 라켓이 더욱 무거워지고 조종성이 저하되는 것이다. 이러한 문제점은, 테니스선수들이 더 가볍고 더욱 조종가능한 라켓을 요구하고 라켓회사들이 그러한 라켓을 만들려고 하던 시기에 발생되었다.
발명의 요약
본 발명은 현대의 경량라켓의 스윙중량을 유지하지만, 현재의 라켓보다 실질적으로 더욱 긴, 즉, 28인치보다 크며 바람직하게는 29 내지 32인치의 전체길이를 갖는 테니스라켓에 관한 것이다.
특히, 본 발명에 따른 테니스라켓은 28인치보다 큰 전체길이를 가지며, 넓은 몸체형(widebody) 프레임; 단일 축 또는 이중 축, 및 경량 손잡이부, 바람직하게는 매몰성형식(molded-in) 손잡이를 포함한다. 헤드부는, 타구면[strung surface; 거트(gut)가 엮어져 형성된 면]의 길이가 적어도 14인치, 바람직하게는 14 내지 151/2 인치이고, 타구면의 면적이 95제곱인치보다 큰 바람직하게는 100 내지 125제곱인치인 달걀형 타구면을 형성한다. 프레임은 복합재료로 형성되며, 넓은 몸체형으로 이루어져, 단위길이당 최소중량을 갖는다. 매몰성형식 라켓손잡이와 함께 경량프레임은 라켓의 스트링(또는, 거트)중량을 300그램 이하로 유지하며, 손잡이에 대하여 종래의 라켓의 질량관성모멘트(MMOI) 이하의, 특히 56g-m2이하의 질량관성모멘트를 유지하도록 이용된다.
전술한 구조를 갖는 라켓은 길이가 길지만, 종래의 라켓 이하의 스윙중량을 유지함으로써, 우수한 조종성을 유지한다. 공유인 미합중국 출원 제 07/922,930호의 대상인, 본 발명에 따른 라켓에서의 달걀형 프레임은 테니스라켓을 위해 개발된 구조적으로 가장 효율적인 헤드형상이다. 이러한 형상은, 라켓중량을 감소시키면서 우수한 파워와 콘트롤을 유지시킨다. 매몰성형식 손잡이 및 단일축 구성은 중량을 더욱 크게 감소시킨다. 이러한 구조를 사용하여 프레임상의 라켓중량을 감소시킴으로써, 라켓의 길이는 연장되는 반면, 종래의 라켓에서와 동일한 스윙중량을 유지할 수 있다. 길어진 라켓은 다음에 기술된 많은 이점을 플레이상에 제공한다.
본 발명에 따른 라켓은 선수의 행동범위를 넓혀준다. 예를 들어, 종래의 27인치 라켓보다 2인치가 길어진 라켓은, 선수에게 13%정도 향상된 코트커버범위를 제공한다. 이것은, 구의 부피공식, V = 4/3 πr3("r"은 어깨에서 라켓의 선단부까지의 거리)를 사용하여 계산된다. 키가 6피트인 사람에서는, r4 피트이며, 코트커버범위의 체적(서있는 경우)은 268 ft3이다. 2인치 더 길어진 라켓은 303 ft3의 커버범위 또는 13% 이상의 커버범위를 제공한다. 이 차이는 선수의 키가 작아 질수록 증가된다. 예를 들어, 키가 5' 6" 인 사람은 14% 증가된 코트커버범위를 얻게 된다. 이러한 여분의 코트커버범위는, 특히 폭넓은 발리(volley)를 위한 스트레칭 또는 폭넓은 서어브를 되돌리는 경우 선수에게 굉장한 이점을 제공한다. 또한, 이것은 라켓의 선단부(전통적으로 낮은 파워 영역)에서 볼을 치는 것과 매우 파워있는 영역인 라켓의 중앙부 가까이에서 볼을 치는 것 사이의 차이를 의미하며, 따라서 더욱 강한 샷을 제공한다. 선수들은 무릎을 많이 굽힐 필요가 없으므로, 나이 많은 선수들이 경기를 더욱 쉽게 할 수 있다.
길어진 라켓은, 동일한 타격속도가 주어질 때, 선수에게 더욱 강한 파워를 제공한다. 회전스윙속도가 일정하게 유지된다고 가정하면, 임펙트영역에서의 라켓의 탄젠트속도는 라켓길이에 직접 비례한다. 볼이 라켓의 선단부로부터 6인치에 접촉한다고 가정하면, 2인치 더 길어진 라켓은 10% 이상의 라켓헤드속도를 발생할 것이며, 따라서 볼의 속도가 10% 더 커진다. 이것은, 선수가 더욱 콘트롤된 타격을 사용할 수 있으며 비슷한 파워 또는 동일한 타격으로, 더욱더 강한 파워를 갖는 데 효과적임을 의미한다.
길어진 라켓은 경기에 더욱 많은 서어브가 가해질 보다 높은 가능성을 제공한다. 2인치 더 길어진 라켓은, 강한 서어브를 가하는 평균키의 선수에 대하여 서비스박스에서 13% 이상 유용한 영역을 제공한다. 이것은, 네트를 간신히 넘는 서어브의 볼 접촉점으로부터의 초기 궤도각도와 서비스박스 바로 안쪽에 떨어진 서어브의 볼 접촉점으로부터의 초기 궤도각도에 의해 형성된 각도를 결정함으로써 계산된다. 이러한 두 선 사이에 형성된 각도는 서어브를 위한 각도윈도우이며, 이것은 볼접촉높이가 증가될수록 커진다. 볼을 2인치 더 높이 치면, 서어브각도윈도우가 13% 증가된다. 서어브가 테니스에서 가장 중요한 타격임을 감안하면 이것은 굉장한 이점이다.
바람직하게, 라켓은, 중앙거트평면(central stringing plane; 거트가 매어질 라켓의 가상평면)으로부터 대향방향으로 떨어져 교대로 어긋나도록 스트링단부가 벌어지는 엇갈린 거트를 사용한다. 엇갈린 거트의 사용은, 특히 달걀형 헤드와 함께, 라켓의 길이가 추가됨에도 불구하고 우수한 콘트롤을 제공하는 것을 더욱 돕는다. 또한, 스트링구멍을 엇갈리게 하여, 프레임에 구멍을 형성함으로써 야기되는 프레임강도의 손실이 종래의 스트링구멍 패턴에 비해 감소된다. 이것은, 필적하는 강도를 갖는 종래의 프레임보다 본 프레임을 더욱 경량화 가능하게 해준다.
다음에, 본 발명의 명확한 이해를 돕기 위하여, 첨부도면을 참조로 하여 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
제 1 및 제 2 도는 본 발명에 따른 테니스라켓의 정면도 및 측면도,
제 3도는 본 발명의 바람직한 실시예의 스로트결합부(throat joint)의 확대정면도,
제 4도는 제 1도의 4-4선의 라켓과 거트의 단면도,
제 5도는 제 3도의 5-5선의 프레임의 단면도,
제 6도는 제 3도의 6-6선의 스로트결합부의 단면도,
제 7도는 제 3도의 7-7선의 축의 단면도,
제 8도는 제 1도의 8-8선의 손잡이의 단면도,
제 9도는 성형이전의 제 1도의 라켓의 스로트영역의 레이업(layup)의 정단면도,
제 10도는 제 1도의 10-10선의 방향에서, 명료하게 나타내기 위해 스트링을 생략한, 프레임헤드부의 내측면을 도시한 도면,
제 11도는 본 발명의 다른 실시예의 정면도,
제 12 및 제 13도는 본 발명에 따라 만들어진 라켓의 다양한 특성을 종래의 라켓과 비교한 표이다.
바람직한 실시예의 상세한 설명
제 1 및 제 2도를 참조하면, 본 발명에 따른 테니스라켓은 스로트결합부(15)에서 서로 연결되는 헤드(10)와 축(12)을 포함한다. 축(12)은 손잡이부(14)를 포함한다. 라켓은, 타구면을 형성하는 복수의 섞여짜인(interwoven) 주 스트링(26) 및 교차스트링(28)을 더욱 포함한다. 또한, 거트그루브[stringing groove; 18, 거트가 매어지는 홈을 뜻함)는 종래의 방법에서처럼 외측으로 향한 표면에 형성된다.
헤드(10) 및 축(12)은 분리된 레이업(layup) 또는 일체의 연속프레임부재로 형성될 수 있다. 헤드와 축은 복합재료로 이루어진 중공형 관상부재의 형상인 것이 바람직하다. 적합한 재료의 예로는, 공유인 미합중국 특허 제 5,176,868호에 개시된 바와 같은 섬유-강화 열가소성수지, 또는 탄소섬유-강화 열경화성 수지, 즉, 소위 "흑연"등이 있다.
본 발명에 따른 테니스라켓은 종래의 테니스라켓보다 길며, 바람직하게는 전체길이가 29∼32인치이다. 길어진 길이에도 불구하고, 본 발명에 따른 라켓은 종래의 라켓에 필적하는 관성모멘트(MOI)를 보유하며, 이로써 종래의 긴 길이의 라켓의 문제점을 방지할 수 있다. 반면, 본 발명에 따른 라켓은 다음과 같은 특징적인 구조적 특성을 포함함으로써, 활동성을 현저하게 향상시킨다:
(a) 헤드(10)는 종래의 타원형이기 보다는 달걀형이며, 종래의 라켓보다 타구면의 길이가 길다;
(b) 프레임형태는 최적의 강도-대-중량 비율을 위하여 넓은 몸체형 구조이다;
(c) 손잡이는 경량이며, 8각형 손잡이 형상으로 직접 성형되는 소위 "매몰성 형식" 손잡이인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에서, 헤드(10)는 중공의 단일축(12)에 의해 손잡이(14)에 연결되므로, 라켓의 중량을 더욱 감소시킨다. 다른 실시예(제 11도)에서, 헤드(10a)는 한 쌍의 이격된 축(12a)을 사용하여 손잡이(14)에 연결된다.
본 발명에 따른 라켓은 또한 서로 엇갈린 스트링들을 이용하는 것이 좋다. 다음에, 제 1 내지 제 10도를 참조하여, 전술한 구조를 갖는 라켓의 예시적인 실시예를 설명한다.
달걀형 헤드
헤드부(10)는 달걀형 거트영역(22)을 형성하며, 여기서 "달걀형"의 작은쪽 단부는 축(12)과 마주한다. 여기서 사용되는 "달걀형"이란, 거트영역의 가장자리부는 다수의 반지름으로 형성된 연속적인 볼록곡선부이고; 6시 방향위치(손잡이에 가장 가까운 거트영역의 단부)에서의 곡선반지름은 30∼90mm이며; 12시 방향위치(선단부)에서의 반지름은 110mm 이상, 바람직하게는 110∼170mm 이고; 거트영역은 1.3∼1.7 범위의 종횡비(길이/폭의 비)(가장 바람직하게는 약 1.4)를 가지며; 타구면에서 가장 넓은 지점은 타구면의 기하학적 중심부(타구면의 장축의 중점)로부터 선단부 쪽까지의 거리의 5%보다 큰 지점(기하학적 중심부로부터 선단부 쪽으로 대략 25∼30mm가 가장 바람직함)에 위치되는 외형을 말한다.
달걀형 외형과 더불어, 달걀의 주축(타구면의 길이)은 적어도 14인치, 가장 바람직하게는 14∼15½인치가 되도록 프레임의 치수가 정해진다. 타구면의 최대폭은 10.75인치보다 작으며, 달걀형으로 형성되는 전체 타구면의 면적은 95∼125 in2이다.
단일축 및 매몰성형식 손잡이
제 1도에서, 라켓은 스로트결합부(15)에 의해 헤드(10)에 연결되는 단일축(12)을 갖는다. 스로트결합부(15) 및 단일축(12)의 일 예가 제 3 및 제 7도에 더욱 상세히 도시된다.
제 3도에 도시된 바와 같이, 축의 측부는 스로트결합부(15)로부터 손잡이부(14)까지 각도 α로 약간 테이퍼지는 것이 바람직하다. 예시적인 실시예에서, α는 90.1° 이며, 축의 단면폭은 스로트결합부(15; P2-P2 위치)에서의 28.4 mm 로부터 손잡이부(14)의 상단부에서의 25mm 까지 감소되는 한편, 단면높이 "h"는 25mm로 일정하게 유지된다.
단일축(12)을 헤드(10)에 결합하는 스로트결합부(15)는 최소량의 재료를 포함하여 최소의 중량을 갖는 것이 바람직하다. 스로트영역에서, 타구면영역(22)의 바닥부를 형성하는 내측프레임면(52)은 라켓축(36)상의 중심(C1)에 대해 반지름 (R1)을 갖는 아크에 의해 형성된다. 반지름(R1)은 달걀형 헤드에서의 최소반지름이다. 내측프레임면(52)은 중심(C1)으로부터 축선상 거리 "dP1"으로 축선(36)의 대향측부 상에 놓인 점(P1)들 사이로 연장된다.
결합부(15)의 외측면은 축(12)의 상단부에 인접하는 축 전이영역(54), 및 헤드(10)의 대향단부에 인접하는 헤드 전이영역(56)으로 형성된다. 축 전이영역(54)은, 축(12)의 연장부로서, 점(P2)에서 시작하며, 점(P2)은 축의 폭만큼 이격된다. 축 전이영역(54)은, 대략 점(P2)과 동일한 축방향 거리상에 놓인 중심(C2)에 대해 반지름(RT)을 갖는 아크에 의해 형성된다. 축 전이영역은 점(P3)까지 연장된다. 헤드 전이영역(56)에서, 결합부의 외측면은 곡선을 이루며, (헤드부가 시작되는) 점(P4)에서, 폭이 헤드부(10)의 폭과 동일하게 될 때까지 단면폭이 감소된다.
손잡이(14)는 종래의 8각형 단면형상으로 형성된다. 손잡이는 프린스 라이트(Prince Lite) 라켓에 사용된 바와 같은 소위 "매몰성형식" 손잡이인데, 여기서는 분리된 손잡이를 축에 붙이는 것보다 복합 프레임부재를 손잡이형상으로 직접 성형한다. 매몰성형식 손잡이는 중공이므로, 손잡이의 중량이 최소화된다. 손잡이(14)는 통상적으로 그립(도시생략)으로 싸인다.
단일축라켓 및 스로트결합부(15)를 형성하는데 사용가능한 공정예들이 공유미합중국 특허출원 제 08/988,579호에 개시되며, 이와 관련된 부분들이 여기에 참조로 포함된다. 다음에, 라켓을 만드는데 사용가능한 공정의 일 예를 설명한다. 일반적으로 복합 테니스라켓을 만드는 성형기술은 종래에 널리 공지되었으므로, 그 공정을 간략하게만 설명한다.
제 9도를 참조하면, 손잡이(14)와 축(12)에 상응하는 길이를 갖는 관상 레이업(24)은 통상적인 방법으로 미경화 섬유-강화 열가소성수지[프리프레그(prepreg)]의 시트로 형성된다. 헤드부(10)를 형성하도록 충분한 길이를 갖는 제 2관상레이업 (34)은 동일한 방법으로 형성된다. 관상부는 테니스라켓의 형상으로 몰드내에 패킹되어, 헤드레이업(34)의 단부(40)가 관상부(24)의 상단부내로 짧은 거리로 연장되어 들어간다. 스로트결합부(15)를 형성하기 위하여, 추가의 미경화 복합재료(26)가 스로트영역(15)에 패킹되며, 스로트결합부(15)는 추가의 복합 프리프레그(28)의 시트로 싸인다. 블래더(bladder)(30)는 축레이업(24)을 통하여 헤드 레이업(34) 주위로 연장된 후, 축레이업의 다른측으로 되돌려져, 블래더의 두 단부가 손잡이(14)의 바닥부로 연장되게 한다.
그리고 나서 몰드가 폐쇄되고 블래더(30)가 팽창되어, 복합재료가 몰드의 형상을 나타내게 된다. 동시에, 몰드는 가열되어, 복합수지가 경화되고 굳어진다. 매몰성형식 손잡이를 만들기 위하여, 손잡이(14)를 형성하는 몰드부(도시생략)는 제 8도의 손잡이(14)의 8각형 형상과 일치하는 내측면을 갖는다.
제 9도는, 헤드(10) 및 축(12)이 분리되어 이루어진 바람직한 실시예를 도시한다. 헤드(10) 및 축(12)은 동일한 재료이거나 다른 재료이어도 좋다. 또한, 프리프레그 레이업을 제공하기 보다, 헤드(10) 및 축(12)은 미리 형성된 구성부품으로서 제공될 수도 있다. 헤드 및 축이 미리 형성된 구성부품인 경우에는, 스로트 결합부영역만을 성형 및 경화하여 프레임을 완성해야 한다.
제 9도에 도시된 바와 같이, 헤드(10)의 두 대향단부(40)는 구부러져서 헤드(10)의 중심축을 따라 소정의 거리를 두고 나란히 연장된다. 헤드(10)의 단부(40)는 축(12)의 상단부내에 삽입되어, 재료(26, 28)를 구비하여, 축 및 헤드의 사이에 고착결합부를 형성한다.
제 9도에 예를 들어 도시된 바와 같이, 스로트결합부(15)는 축(12) 및 헤드(10)의 사이에 비교적 예리한 굴곡부를 포함한다. 그 결과, 헤드(10)의 초기부(45)는 축선(36)에 대해 약 125°의 각도로 연장된다. 헤드(10)를 상부로 더욱 이동시키면, 이 각도는 감소될 수 있다. 그러나, 이러한 초기길이를 넘어서면, 헤드(10)형태의 부재는 대개 비틀림(torsion)과 같은 평면 굽힘 부하(plane bending loads)를 지탱한다. 그 결과, 본 발명의 바람직한 실시예에서는, 헤드(10)를 따라 소정의 추가적인 거리를 두면서 프레임부(45)를 형성하는데 사용되는 프리프레그에서의 섬유의 바이어스각도는 프레임의 초기부의 비틀림강성을 향상시키도록 증가된다. 부가적으로, 또는 대안으로서, 보강재섬유가 비틀림의 강성을 증가시키는 바이어스각도에 있도록, 보강재(28)가 둘러싸인다.
다른 실시예로서, 헤드(10) 및 축(12)은 연속적인 관상레이업으로 형성가능하다. 이러한 경우, 축(12) 및 손잡이(14)는, 헤드부(10)를 형성하는 관상부의 단부를 연장함으로써 형성될 수 있다. 헤드를 형성하는 관상부의 단부가 스로트영역을 통하여 연장된 후 나란히 연장되어, 결합부(15) 아래에서 제 9도에서와 같이 분리된 축의 관상부에 삽입되기 보다는 축과 손잡이를 형성하는 것을 제외하고는, 스로트영역(15)은, 튼튼한 결합부(15)를 형성하도록 사용된 보강재료(26, 28)를 가지면서, 제 9도와 동일한 방법으로 형성될 수 있다. 성형될 때, 중심벽은 축 및 손잡이의 내측에 형성가능하며, 관상부는 나란히 인접한다. 중량을 줄이기 위하여, 중심벽은 성형 후에 절단되는 것이 바람직하다.
넓은 몸체형 프레임
프레임은 "넓은 몸체형" 외형 즉, 22mm보다 큰 단면높이 "h"(거트에 수직인 방향으로)를 갖는다. 가장 바람직한 실시예에서, 프레임 외형의 단면높이 "h"는 25∼26mm 이다. 또한, 제 1도 및 제 2도에 도시된. 예시적인 실시예에서, 헤드(10) 및 축(12)은 일정한 단면높이 "h"를 갖고, 헤드(10)는 일정한 폭 "w"을 갖지만, 헤드부(10) 및 축(12)의 높이와 폭은 원하는 대로 변화가능하다.
엇갈리는 스트링
헤드부(10)에는 스트링을 수용하는 구멍(34)이 마련된다. 제 2 및 제 10도에 도시된 바와 같이, 구멍은 중앙거트평면(37)에 위치되지 않고, 면(37)의 대향측 부상에 교대로 놓이는 것과 같이 엇갈린다.
제 1 내지 제 4도를 참조하면, 주 스트링(26)은 타구면의 기하학적 중심부(GC)로부터의 최외측에 서로 대향하여 위치되는 한 쌍의 스트링(30)을 포함하며, 마찬가지로, 교차스트링은 기하학적 중심부로부터 최외측에 위치되는 한 쌍의 스트링(32)을 포함한다. 이러한 각각의 최외측 스트링(30, 32)은, 프레임 헤드부(13)와 맞물리기 전에, 각각의 교차스트링 또는 주 스트링의 최종 교차스트링을 형성한다.
제 10도를 참조하면, 교차스트링용 구멍(40)은 중심면의 대향측부상에 교대로 놓여, 엇갈리는 스트링패턴을 형성하는 것을 알 수 있다. 바람직하게, 엇갈린 스트링은 교차스트링(28) 및 주 스트링(26) 모두에 사용된다. 제 10도에 도시된 바와 같이, 바람직하게 스트링구멍은 중앙거트평면(37)으로부터 일정한 거리에 놓여, 일정한 엇갈림을 만든다. 대안으로서, 다른 엇갈림 스트링패턴이 사용될 수 있다.
두 개의 연속적인 교차스트링(28a, 28b)에 대한 엇갈린 꼬임을 도시하는 제 4 도를 참조하면, 두 교차스트링 중의 하나의 스트링(28a)은 최외측의 주 스트링(30) 상부로 연장된 후, 중앙거트평면(37) 아래에 위치되는 중공의 프레임에 형성된 한 쌍의 스트링구멍(40a, 40b)을 통해 연장되는 쇠고리(grommet)를 통하여 프레임헤드부(14)와 맞물리게 된다. 그 결과, 교차스트링(28a)은 180°보다 작은 각도(β)로 최외측의 주 스트링(30)과 맞물린다. 스트링(28a)은 스트링구멍(40a)을 관통하여 거트그루브(18)에 들어가며, 중앙면(37)을 가로질러 스트링구멍(40b)으로 향한다. 스트링구멍(40b)으로부터, 그 다음 교차스트링(28a)은 최외측의 주 스트링 (30) 아래로 연장된 후, 상향연장되어 그 다음 주 스트링(도시생략)과 맞물린다. 명료하게 하기 위하여, 교차스트링(28a, 28b)이 거트평면의 중심부 쪽으로(즉, 제 4도에서 오른쪽으로) 분기하는 각도는 제 4도에서 약간 과장되었다.
제 2 내지 제 5도에 도시된 스트링 구성에 대한 다른 실시예로서, 스트링이 엇갈리지 않은 종래의 스트링패턴이 사용가능하며, 일부의 스트링은 엇갈리는 반면, 다른 것들은 엇갈리지 않을 수도 있으며, 또는 엇갈림량은 헤드에 대하여 상이한 위치에서 변화가능하다.
엇갈린 스트링의 사용은 스트링베드의 성능을 향상시킨다. 더욱이, 스트링구멍을 엇갈림으로써, 인접한 구멍들 사이의 거리는 종래의 스트링구멍패턴(모든 구멍들이 일렬로 되어 있는)에 비해 증가된다. 이것은, 프레임에 구멍을 형성함으로써 초래되는 강도손실이 종래의 라켓보다 적음을 의미한다. 그 결과, 본 발명에 따른 프레임은 종래의 프레임보다 경량화될 수 있는 한편(즉, 재료를 적게 사용하면서), 동일한 강도를 유지할 수 있다.
제 11도는, 헤드(10a)가 한 쌍의 수렴하는 축부분(12a)에 의해 손잡이(14)에 결합되는 다른 실시예를 도시한다. 스로트 브리지(15a)는 축부(12a)에 걸쳐서 거트영역을 완성한다. 그러나, 헤드는 제 1도의 실시예에서와 같이, 6시 방향위치에서의 반지름(R3)이 12시 방향위치에서의 반지름(R4)보다 작은 달걀형상이다. P3에서 P2까지, 프레임부재는 반지름(R1)을 갖는 곡선부를 따르며, 스로트 브리지(15a) 아래의 축부(12a)들 사이의 영역은 개방된다. 제 11도에 도시된 바와 같이, 바람직하게, 버트 엔드(butt-end)부의 캡(50)은 손잡이(14)의 바닥부를 덮고 있으며, 그립(52)은 8각형 손잡이(14)의 외측 주위에서 감싸여 라켓을 완성한다.
요약하면, 본 발명에 따른 라켓은, 전체길이가 28인치보다 크고(바람직하게는 29 내지 32인치) 가장 작은 부분의 길이가 14인치보다 큰 달걀형 프레임, 및 경량의, 바람직하게는 매몰성형식 손잡이를 이용한다. 이러한 형상을 갖는 프레임을 사용하는 동시에, 얇은 벽부 및 넓은 몸체형 구조를 사용함으로써(높이는 22mm보다크며, 종횡비가 약 2/1 이상인), 프레임은 모든면에서 비교적 경량으로 만들어진다.
전술한 형상을 이용함으로써, 오늘날 유용되는 재료를 사용하여 실질적으로 300그램보다 작은 중량, 가장 바람직하게는 대략 250그램의 중량을 갖고, 트램펄린(trampoline)효과가 없는 긴 스트링베드를 구비하며, 우수한 파워 및 콘트롤을 유지할 수 있는 라켓을 만들 수 있다. 이것은 라켓의 전체 길이를 증가시키면서도 기존의 고성능 라켓이 갖는 플레이상의 이점을 유지할 수 있다. 라켓의 길이는, 손잡이에 대한 관성모멘트 및 전체 중량이 종래의 라켓의 관성모멘트 및 전체 중량에 도달하기 전에, 실질적으로 증가될 수 있다. 이로써 라켓은 종래의 라켓과 동일하게 느껴지지만, 사실은 추가된 길이가 현저한 플레이상의 이점을 제공할 것이다.
라켓의 활동성을 더욱 개선하기 위하여, 극 관성모멘트(라켓의 종축에 대한 질량 관성모멘트)는 1.90 gram-m2보다 적으며, 바람직하게는 1.6~1.7 gram-m2, 밸런스점(중력중심)은 벗 엔드부로부터 적어도 13.4인치 떨어져 위치된다. 상술한 바와 같이, 타구면의 길이는 14인치보다 크며, 프레임은 바람직하게 복합 라켓에 대하여 140Hz의 최소 자유공간 진동수를 갖는다. 바람직하게, 프레임의 단면폭은 12.5mm 이다.
제 5도, 제 7도 및 제 8도에 도시된 바와 같이, 프레임의 헤드(10), 축(12), 및 손잡이(14)는 중공형태의 부재, 예를 들어, 성형된 복합재료로 형성된다. 스로트결합부를 제외하고, 중공형태의 부재는 중량을 감소하기 위한 최소한의 벽두께, 바람직하게는 2mm보다 작은 두께를 갖는다. 바람직하게, 프레임상의 임의의 주어진 위치에서의 벽두께는 직면하게 될 굽힘응력에 의거하여 변화한다.
라켓은 열가소성 재료를 사용하여 만들어질 수 있다. 열경화성 수지의 레이업을 형성하는 대신, 공유된 미합중국 특허 제 5,176,868호에 개시된 바와 같이, 브레이드 강화섬유의 슬리브 및 열가소성 필라멘트가 프레임을 형성하는데 이용된다.
부가의 혼합된 섬유/필라멘트 재료가 스로트결합부(15)용 강화재(26, 44) 및 랩(28, 46)으로서 사용된다.
제 11도 및 제 12도에서, 본 발명에 따른 전체길이 29인치인 라켓의 다양한 특성을 종래의 라켓과 비교하였다.
실시예 1
제 1 내지 제 10도에 도시된 실시예 1의 라켓은, 제 3도(전체치수로 도시된)에 도시된 바와 같이 전체길이 29인치, 타구면 길이 14.1인치, 최대폭 9.8인치, 프레임높이 "h" 25mm, 헤드부(10)에서의 프레임폭 12.5mm, 타구면의 면적 104 in2, 및 다음의 부가적 구조특성을 갖는다:
실시예 2
실시예 2는 타구면의 면적이 더 크다는 것을 제외하고는, 단일축구성을 갖는 실시예 1과 유사하다:
실시예 3
실시예 3은 더욱 큰 타구면 면적을 갖는 점을 제외하고는, 실시예 1 및 실시예 2와 유사하며, 다음의 구조를 갖는다:
실시예 4
실시예 4는 이중축 구성을 갖는 제 11도에 대응하며, 다음의 구조를 갖는다:
제 12도에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따라 만들어진 라켓용 버트(butt)에 대한 질량 관성모멘트는 종래의 라켓에서와 대략 동일하다. 이로써, 본 발명에 따라 만들어진 라켓은 더 길지만, 다른 라켓과 비교가능한 스윙중량을 갖는다. 더욱이, 버트 위의 점들을 비교하면, 본 발명에 따라 만들어진 라켓은 전체적인 중량이 더욱 가벼우므로 낮은 관성모멘트를 갖는다. 따라서, 이러한 라켓은 일반적으로 종래의 라켓보다 더욱 조종가능하다.
본 발명에 따라 만들어진 라켓은 통상적으로 중심에 대해 더욱 높은 관성모멘트를 갖는다(매치메이트 및 레이 라켓은 제외. 이것들은 매우 무거운 테니스라켓이다). 이로써, 이러한 라켓은 종래의 경량화 라켓보다 중심축에서 벗어난 타격에 더욱 안정적이다.
이로써, 제 11도에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 라켓은 가볍지만 안정적인 라켓이며, 이로써 테니스라켓의 둘 이상의 바람직한 특성, 조종성 및 안정성을 결합할 수 있다. 대조적으로, 종래의 라켓디자인에서는, 통상, 이러한 두 특성이 번갈아 나타난다.
제 11도에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따라 만들어진 라켓은 테스트된 다른 라켓 중에서 가장 높은 충격중심(COP)을 갖는다. 충격중심이란 버트 엔드부에 대해 측정된 바를 의미한다. 더욱이, 라켓의 중량에 대한 충격중심비는 본 발명에 따른 라켓에서 매우 높다.
충격중심을 손잡이에서 멀리 떨어지게 함으로써, 라켓은 충격중심 및 라켓의 스로트 사이에 매우 활동성있는 영역을 갖는다. 통상, 볼이 충격중심 및 손잡이 사이에 맞으면, 샷(shot)이 매우 맹렬하게 느껴진다. 반대로, 볼이 충격중심 및 라켓 선단부 사이에 맞으면, 선수는 대개 더욱 큰 충격을 받으며, 볼은 저에너지로 되튀긴다.
본 발명에 따른 라켓에서, 상부 진동마디의 위치는, 제 13도에 도시된 바와 같이, 종래의 라켓보다 버트로부터 더욱 큰 거리에 위치된다(레이 라켓은 제외, 이것은 길고 무겁다). 이로써 마디위치는 대략 종래의 라켓에서와 동일한 선단부로 부터의 거리에 위치한다. 만일 헤드는 동일한 크기로 유지하면서 종래의 프레임이 단순히 길어진다면, 마디는 라켓의 버트쪽으로 이동하게 되어, 마디를 헤드에서 낮게 위치시킨다[스위트 스폿(sweet spot)의 크기를 감소시킨다]. 이것은, 종래의 긴 라켓에 행해진 측정에 의해 확인되었는 바, 유사한 헤드형을 사용한 종래의 라켓보다 마디위치가 라켓의 선단부로부터 훨씬 멀리 떨어져 있었다. 본 발명에서, 상부 진동마디의 위치는 손잡이단부로부터 스트링베드 길이의 57% 이상 떨어져 있다.
이상은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸다. 본 기술분야에 익숙한 이들에게는, 개시된 발명의 사상에서 벗어나지 않는 변형 및 수정이 가능할 것이다. 예를 들어, 실시예 2에서 헤드(10) 및 축(12)은 곧은 형상, 즉 일정한 높이 "h"를 가지면서, 변화된 외형을 사용하여도 좋다. 예를 들어, 헤드(10) 및/또는 축(12)은 공유된 미합중국 특허 제 5,037,098호에 개시된 바와 같이 일정하게 테이퍼진 외형이어도 좋다. 도시된 실시예에서, 프레임높이는 손잡이 바로 위의 24mm로부터 선단부에서 34mm로 변화한다. 그러나, 원하는 프레임 특성에 따라, 손잡이에서 24mm로부터 선단부에서 30mm의 다른 치수도 사용가능하다. 대안으로서, 축은 불균일한 외형으로 제공될 수도 있다. 모든 이러한 수정 및 변형은, 다음의 청구범위에 정의되는 바와 같이, 본 발명의 기술에 속한다.

Claims (10)

  1. 스트링을 포함하는 타구면을 형성하는 헤드부, 손잡이, 및 상기 헤드부와 상기 손잡이를 연결하는 하나이상의 축을 구비하는 프레임을 포함하여 이루어지는 테니스라켓에 있어서,
    상기 헤드부는 적어도 14 인치의 타구면의 길이 및 95 제곱인치 이상의 타구면 면적을 갖는 달걀형 타구면을 형성하며;
    상기 프레임은 복합재료로 형성된 관상의 넓은 몸체형태의 부재이고;
    라켓의 전체길이는, 28 인치보다 크지만, 스트링중량이 300 그램을 초과하거나 손잡이에 대한 질량관성모멘트가 56 g-m2을 초과하게 되는 길이보다는 작은 것을 특징으로 하는 테니스라켓.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 손잡이는 매몰성형식 손잡이를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 테니스라켓.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 하나이상의 축은 단일의 중공형 관상 축을 포함하여 이루어지며, 상기 헤드부 및 상기 축을 결합하는 스로트결합부를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는테니스라켓.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 손잡이는 상기 축의 연장부를 구성하는 매몰성형식 손잡이를 포함하는 것을 특징으로 하는 테니스라켓.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 헤드부 및 상기 축은 상기 스로트결합부에 결합되는 독립된 요소인 것을 특징으로 하는 테니스라켓.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 축의 단면은 실질적으로 사각형이고, 상기 손잡이의 단면은 실질적으로 8각형이며, 상기 축 및 상기 손잡이는 내벽을 구비하지 않는 중공형 내부를 갖는 것을 특징으로 하는 테니스라켓.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 스트링은 중앙거트평면에 배치되며, 상기 스트링의 단부를 상기 헤드부에 고정하는 수단을 더욱 포함하여, 상기 스트링단부의 적어도 일부가 상기 중앙스트링면의 대향측부에 교대로 고정되는 것을 특징으로 하는 테니스라켓.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 라켓의 전체길이는 29 내지 32인치인 것을 특징으로 하는 테니스라켓.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 타구면은 선단부에서 118 내지 133mm, 스로트의 상부에서 45 내지 55mm의 곡선반지름을 갖는 것을 특징으로 하는 테니스라켓.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 타구면은, 상부 진동마디가 상기 손잡이단부로부터 상기 스트링베드 길이의 57% 이상 떨어지도록 하는 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 테니스라켓.
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