JP2000288127A - ラケット及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 芯材となる可撓性チューブ内に均一かつ充分
な圧力を加え、品質的に安定した成形品を得るととも
に、左右のバランスのとれたラケットの製造方法を提供
する。 【解決手段】 可撓性チューブの外周に繊維強化樹脂プ
リプレグを積層して予備成形体とし、予備成形体を金型
内に配置した後に、チューブ内に気体を挿入することで
予備成形体を金型内面に押圧する内圧成形法を用いたラ
ケットの製造方法であって、可撓性チューブの両端に開
口部を設け、ラケットのグリップ部を構成するように開
口部の双方を並列させるとともにフレーム部を構成する
ように開口部間を円弧状として予備成形体とし、金型を
加圧加温するとともに開口部の両側から気体を挿入する
ラケットの製造方法。１‥予備成形体、２‥金型、３‥
可撓性チューブの開口部、４‥グリップ部、５‥フレー
ム部。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内圧成形法を用い
た繊維強化樹脂ラケット及びその製造方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】テニスやスカッシュ、バドミントン等に
使用する繊維強化樹脂ラケットの製造方法に関しては、
可撓性のチューブを芯材とし、繊維強化樹脂プリプレグ
をその外周に積層して金型内に配置し、チューブ内部に
圧縮空気を送り込んで成形材料を金型に押しつけること
によってラケットを成形する内圧成形法と、硬質の発泡
樹脂等からあらかじめ略ラケットフレーム形状に成形し
たものを芯材とし、繊維強化樹脂プリプレグを外周に積
層して金型内に配置し加圧する外圧成形法が一般的に知
られている。

【０００３】ここで、従来の内圧成形法を図３で示す
が、では、ラケットのグリップ部４を構成することにな
る可撓性チューブ１の一端の開口部３から圧縮された空
気を送り込む（矢印）一方、チューブの他端の開口部３
ａを折り曲げて金型２に挟み込み、空気漏れをなくして
成形することとしていた。

【０００４】しかしながら、このような従来の内圧成形
法は、圧縮空気を送り込む側の近辺のチューブ内には充
分に圧力が加わるが、閉塞された反対側のチューブ端に
近い部分は圧力が下がって充分な成形圧力が得られず、
例えば積層された繊維強化樹脂プリプレグにずれが生じ
て層間に亀裂が入ることがあった。また、ラケットの強
度を確保しつつ軽量化を図るには、繊維強化樹脂の繊維
含有率を増やして樹脂成分を少なくすることが有効であ
るが、成形圧力が充分でないと積層されたプリプレグの
樹脂同士が一体化しないという不具合が発生することが
あった。特に、弾性率の高い繊維強化樹脂や有機繊維、
アモルファス繊維等の補強材を使用した場合や金属プレ
ートをグリップ部等に挿入して剛性を上げる場合等で
は、材料の硬度や性質が異なることにより、成形時のプ
リプレグとの接着性や層間のずれが問題となることがあ
った。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、芯材
となる可撓性チューブ内に均一かつ充分な圧力を加える
ことで安定した成形品を得ることができるだけでなく、
左右のバランスのとれたラケットを製造することができ
る製造方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は以上の課題を解
決するためになされたものであって、本発明のラケット
の製造方法の要旨は以下の通りである。すなわち、芯材
となる可撓性チューブの外周に繊維強化樹脂プリプレグ
を積層して予備成形体とし、前記予備成形体を金型内に
配置した後に前記可撓性チューブ内に気体を挿入するこ
とで予備成形体を金型内面に押圧する内圧成形法を用い
たラケットの製造方法であって、可撓性チューブの両端
に開口部を設け、ラケットのグリップ部を構成するよう
に前記開口部の双方を並列させるとともにフレーム部を
構成するように前記開口部間を円弧状として予備成形体
とし、金型を加圧加温するとともに前記両端の開口部か
ら気体を挿入するようにしたラケットの製造方法に係る
ものである。

【０００７】そして、好ましくは、前記予備成形体の一
部をなす繊維強化樹脂プリプレグにおける繊維含有率が
６５重量％以上７５重量％以下であって、前記予備成形
体の左右対称となる位置に予備成形体の一部をなす繊維
強化樹脂プリプレグと異なる種類のプリプレグを少なく
とも１層以上配置したものである。また、前記予備成形
体の左右対称となる位置に金属材料を配置し、特に、少
なくともラケットのグリップ部を構成する位置に金属材
料を配置したものである。

【０００８】又、本発明のラケットの要旨は、前記製造
方法にて得られた特徴あるラケットで、フレーム部とグ
リップ部とを貫く可撓性チューブがラケットの左右でほ
ぼ対称形状に膨満しているラケットに係るものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の製造方法における最大の
特徴は、可撓性を有するチューブの両端ともに開口部を
設け、当該開口部の両側から気体を挿入することにあ
る。このため、チューブ内の全域に均一かつ充分な圧力
を加えることができるのである。また、チューブには可
撓性が必要なだけでなく、金型内における加圧加温に耐
えるものでなければならない。したがって、チューブの
材料は可撓性を持ち、１５０℃以上、好ましくは１８０
℃以上の温度にも充分耐えられる材料であることが求め
られる。このような材料としては、例えば、ポリアミド
樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂やタイヤチューブ
に使用されているブチルゴム等が考えられる。

【００１０】また、芯材となる可撓性チューブの外周に
積層される繊維強化樹脂プリプレグは、ラケットフレー
ムのほぼ全体をなす主要なものであり、通常、４層から
６層程度が積層される。ただし、本発明の製造方法によ
れば、芯材の可撓性チューブ内に均一かつ充分な圧力を
加えることができるので、通常より繊維強化樹脂プリプ
レグの積層数を多くしても加熱時にプリプレグのずれが
生じにくく、かつ、積層間に亀裂が入りにくいことか
ら、例えば、８層から１０層程度積層することが可能と
なる。また、プリプレグは一方向繊維強化樹脂プリプレ
グとすることが好ましく、その繊維含有率は、通常、５
０重量％から６０重量％となっている。ただし、本発明
の製造方法によれば、上記と同様の理由から樹脂成分が
少なく繊維含有率を６０重量％以上、特に、６５重量％
以上７５重量％以下とした場合であっても、積層された
プリプレグ同士が一体化しないといった不具合がなく、
ラケットを軽量化することが可能となる。

【００１１】なお、本発明に使用する繊維強化樹脂プリ
プレグにおける強化繊維および樹脂としては、ラケット
に通常使用されているものであれば特に限定されるもの
ではない。すなわち、強化繊維として、例えば、カーボ
ン繊維、ガラス繊維等の無機繊維や、アラミド繊維、高
張力ポリエチレン繊維等の有機繊維を少なくとも一種使
用することができ、樹脂として、例えば、エポキシ樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂等の
熱硬化性樹脂を単独または混合して使用することができ
る。

【００１２】本発明の製造方法によれば、上記した芯材
（可撓性チューブ）と繊維強化樹脂プリプレグの積層に
よって予備成形体とされる。そして、可撓性チューブの
両端の開口部を並列させてラケットのグリップ部を構成
するようにし、グリップ部となる開口部付近以外は円弧
状としてフレーム部を構成するようにする。金型内に配
置された予備成形体の可撓性チューブの開口部には口金
が取り付けられ、圧縮空気を送るパイプと接続される。

【００１３】金型はスチームプレス機にセットされ、予
備成形体は加圧加温されるとともに可撓性チューブ内に
は気体が挿入される。すなわち、金型がスチームプレス
機によってプレス固定された後、直ちに圧縮空気の開口
弁を開いて可撓性チュ−ブを膨らまし、予備成形体を金
型内に押し当てて成形を行うのである。プレス温度は１
１０℃から１６５℃であり、繊維強化樹脂の樹脂が硬化
するまで１０分から３０分程度加熱する。なお、加熱温
度と硬化時間は繊維に含浸している樹脂によって異なる
ので使用樹脂に合わせて調節する。また、加圧する圧力
は特に限定されるものではなく、チューブへの送気圧や
樹脂の流動等によって金型の蓋が浮き上がったり移動し
たりしない程度の圧力であればよい。さらに、成形中の
チューブ内の圧力は１ｋｇ／ｃｍ２から１０ｋｇ／ｃｍ
２程度とされるが、本発明によれば、一般的な圧力であ
る４ｋｇ／ｃｍ２から５ｋｇ／ｃｍ２よりも高く設定し
ても特に問題はない。

【００１４】また、予備成形体にはラケットを左右対称
に補強するため、予備成形体の左右対称となる位置に、
予備成形体の一部をなす上記の繊維強化樹脂プリプレグ
とは異なる種類のプリプレグを少なくとも１層以上配置
することができる。配置場所はフレーム部やグリップ部
等に必要に応じて配置され、また、予備成形体の上であ
っても層間であってもよい。ここで、異なる種類のプリ
プレグとは、主に性質が異なることをいい、例えば、比
較的弾性率の高い繊維強化樹脂、無機繊維に対する有機
繊維、アモルファス繊維等の強化繊維を使用したものを
いう。

【００１５】さらに、上記と同様の理由から、金属材料
を配置することもできる。金属材料は、特に、グリップ
部等に配置して剛性を上げる場合に使用される。金属材
料としては、例えば、チタン合金の薄板、アモルファス
金属プレート等を使用する。本発明において、予備成形
体の一部をなす繊維強化樹脂プリプレグと異なる種類の
プリプレグや金属材料を使用することができるのは、成
形中に全体が均一かつ充分に加圧されることにより、成
形中の層間のずれが発生しにくく、層間密着性も上がる
ためである。したがって、予備成形体の材料の硬度や性
質が異なることによるプリプレグとの接着性やずれが問
題とならないのである。

【００１６】なお、本発明の製造方法は可撓性チューブ
に筒状の連続繊維を配置したプリフォーム体を金型に納
め、この金型内に樹脂を注入して前記連続繊維内に樹脂
を含浸させ、内圧成形するいわゆるＲＴＭ法によるラケ
ットの製造方法にそのまま適用できることは言うまでも
ない。

【００１７】

【実施例】以下、実施例をもって本発明を更に詳細に説
明する。芯材となる可撓性チューブには、ナイロン製の
厚み７０μｍのものを使用し、その外周に積層する繊維
強化樹脂プリプレグには、弾性率２４ｔｏｎのカーボン
繊維を含有した一方向繊維強化樹脂プリプレグを使用し
て予備成形体とした。なお、カーボン繊維含有率が６０
重量％のものを第１実施例とし、７０重量％のものを第
２実施例、グリップ部のカーボン繊維強化樹脂プリプレ
グの層間にチタン合金の薄板を挿入したものを第３実施
例とする。また、使用した樹脂は全てエポキシ樹脂であ
る。

【００１８】各実施例とも、上記の一方向繊維強化樹脂
プリプレグを５層積層し、圧縮空気を送る口金を可撓性
チューブの両端に取り付けておく。そして、スチームプ
レスの温度を１４５℃に設定し、金型を１００℃まで予
備加熱しておく。金型の蓋を開け、図１に示すようにカ
ーボン繊維強化樹脂プリプレグを積層したナイロンチュ
ーブ１（予備成形体）を金型２内にセットすると、ナイ
ロンチューブの開口部３（図示しない口金の両取り付け
部）を引き揃えてラケットのグリップ部４の端部とな
り、開口部間がフレーム部５となる。

【００１９】続いて、金型の蓋を閉めてスチームプレス
機で加圧加熱して成形するのであるが、スチームプレス
機が閉まり、金型に充分圧力が加わったら、圧縮空気の
弁を開いてナイロンチューブ内に圧縮空気を送り込む
（矢印）。すると、チューブ内には両端から圧力が加わ
ることになり、チューブ内の空気圧は７．０ｋｇ／ｃｍ
２で均一となる。そして、金型温度１３０℃で３０分間
加圧成形する。

【００２０】一方、前記の図３にて示すようにナイロン
チューブ１の一端の開口部３のみに口金を取り付け、他
端の開口部３ａを折り曲げて金型２に挟み込んだ以外上
記と同様の材料、成形条件としたもの（従来の内圧成形
法）を比較例（従来例）とし、このチューブの両端から
圧縮空気を送り込んでラケットを成形する方法（本発明
の製造方法）の実施例と比較した。なお、比較例１乃至
３はそれぞれ実施例１乃至３に対応するものである。

【００２１】それぞれの条件で成形したラケットの仕上
がりをチューブ端近くのグリップ部をカットして、カー
ボン繊維強化樹脂の積層の様子を観察した。その結果を
図２の表で示す。図２の通り、全て、比較例より実施例
の方が良好な結果が得られており、特に、繊維含有率が
７０重量％の場合（実施例２）、チタン薄板を挿入した
場合（実施例３）であっても良好に成形されていること
から、本発明の製造方法によれば、左右にバランスのと
れた品質的に優れたラケットを成形できることがわか
る。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明はラケット
の内圧成形法において、チューブ両端から圧縮空気を送
り込むので、芯材のチューブ内に均一かつ充分な圧力を
加えることができ、左右のバランスがとれ、品質的に安
定した成形品を得ることができる。特に、樹脂含有率の
低い（繊維含有率の高い）プリプレグを使用した場合や
金属薄板を挿入した場合等、従来の製造方法では成形が
難しいものほど成形状態が良く、品質の優れたラケット
を製造することができ、ラケットの軽量化、剛性の向上
を図ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は金型内に本発明の予備成形体を配置した
状態を示す上面図である。

【図２】図２は本発明の製造方法と従来の製造方法によ
って成形されたラケットの断面の状態を比較した表であ
る。

【図３】図３は金型内に従来の方法における予備成形体
を配置した状態を示す上面図である。

【符号の説明】

１‥予備成形体 ２‥金型 ３、３ａ‥可撓性チューブの開口部 ４‥グリップ部 ５‥フレーム部

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F205 AA29 AA36 AD03 AD12 AD16 AD18 AD19 AD25 AH59 AM26 AR20 HA08 HA25 HA33 HA37 HA40 HA45 HB01 HC02 HC17 HE06 HF05 HG03 HK02 HK03 HK04 HK05 HK16 HK19 HK26 HK28 HK31 HT03 HT08 HT27 4F208 AA29 AA36 AD03 AD12 AD16 AD18 AD19 AD25 AH59 AM26 AR20 LA02 LB01 LB11 LD15 LG04 LG06 LG38 LH02 LH06 LH13 LH18 LJ01 LJ29 LN09 LW01 LW06 LW26

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 芯材となる可撓性チューブの外周に繊維
   強化樹脂プリプレグを積層して予備成形体とし、前記予
   備成形体を金型内に配置した後に、前記可撓性チューブ
   内に気体を挿入することで予備成形体を金型内面に押圧
   する内圧成形法を用いたラケットの製造方法であって、
   予備成形体における可撓性チューブの両端に開口部を設
   け、ラケットのグリップ部を構成するように前記開口部
   の双方を並列させるとともにフレーム部を構成するよう
   に前記開口部間を円弧状に配列し、金型を加圧加温する
   とともに前記両端の開口部から気体を圧入することを特
   徴とするラケットの製造方法。
2. 【請求項２】 前記予備成形体の一部をなす繊維強化樹
   脂プリプレグにおける繊維含有率が６５重量％以上７５
   重量％以下である請求項１に記載のラケットの製造方
   法。
3. 【請求項３】 前記予備成形体の左右対称となる位置
   に、予備成形体の一部をなす繊維強化樹脂プリプレグと
   異なる種類のプリプレグを、少なくとも１層以上配置し
   た請求項１又は２に記載のラケットの製造方法。
4. 【請求項４】 前記予備成形体の左右対称となる位置
   に、金属材料を配置した請求項１乃至３に記載のラケッ
   トの製造方法。
5. 【請求項５】 少なくともラケットのグリップ部を構成
   する位置に、金属材料を配置した請求項１乃至４に記載
   のラケットの製造方法。
6. 【請求項６】 フレーム部とグリップ部とを貫く可撓性
   チューブがラケットの左右でほぼ対称形状に膨満してい
   る請求項１乃至５に記載の製造方法によって得られたこ
   とを特徴とするラケット。