JPH08276038A - 繊維強化樹脂製ラケット成形体及びその成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 軽量かつ高強度で衝撃吸収性及び打球性能に
優れた、繊維強化樹脂からなる中空フレームによって形
作られたラケット成形体を提供する。 【構成】 ヘッド部１を構成するフレームの長さ方向
に、フレームの厚みＨの１０％〜５０％の深さｈを有す
る凹み４が形成されており、ヘッド部１のフレーム内に
筒状のリブ５が形成されていることを特徴とする繊維強
化樹脂製ラケット成形体。

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，バトミント
ン，スカッシュ等の競技に用いられるラケットフレーム
の成形体、及びその成形方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】テニス等の球技に用いられるラケットフ
レームは、従来一般には引き抜き又は押し出し法により
適正な重量となるように中空構造とした金属製フレーム
や、樹脂発泡体をコアとし樹脂を積層するか低融点の金
属のコアに強化樹脂を射出成形した後、該コアを溶解し
除去する方法、或は所謂強化繊維に樹脂をハンドレイア
ップする方法などによる樹脂製フレームなどがあるが、
いずれも工程が煩雑で、製造コストの高いものであっ
た。

【０００３】一方、比較的簡易な工程でコスト的に有利
な通常の射出成形による方法では、適正な重量のフレー
ムが得られず、特にグリップ部などの厚肉部分に“反
り”や“ひけ”が発生し易いという問題が有った。

【０００４】上記の通常の射出成形方法を改善した方法
として、溶融樹脂中に高圧のガスを注入し、管状体など
の内部に中空を形成することで成形品の“ひけ”や変形
を改善できる、例えば特公昭５７−１４９６８号に代表
される中空射出成形方法があり、この中空射出成形方法
をラケットフレームの成形に応用した方法が、特開平２
−２２３４２０号，特開平３−２３９１６号，ＧＢ２２
４１４６４Ａ号などで提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ラケットにおいては、
使用者の負担にならない重量であると共に、十分な強度
と、衝撃力を吸収する高い性能が要求され、これを満足
するためには、ヘッド部分と、グリップ部を含むシャフ
ト部分との良好な重量バランスや、個々の部分における
肉厚の均一性が必要とされる。しかしながら、中空射出
成形方法を応用した前記従来の方法では、これらを十分
に満足できる成形品が得られていないのが現状である。

【０００６】例えば、特開平２−２２３４２０号では各
部の肉厚を制御するために、成形型に部分的に温度差を
付ける方法が提案されているが、工業的な生産において
は常に均一な温度差を付けることは容易ではなく、精度
良く壁厚を制御することは困難であると共に、製造時間
も長くなるという欠点も有った。

【０００７】また、特開平３−２３９１６号では成形品
の平均肉厚に対する全長の比が２５０：１以上の中空の
ヘアピン形状のループを形成する方法が提案されてい
る。この提案によれば、フレーム主構造を連続的な管状
部材として設計し、プラスティック／気体の注入を一端
から行い、流れが他端に達するよう実施されているが、
中空射出成形方法においては溶融樹脂中に注入する加圧
ガスの流れを制御することは均一な断面形状の場合でも
かなり困難であり、特に部分部分で曲率の違う曲線形状
のものを成形する場合には、曲率の内側の壁厚さが薄く
なるという欠点が有った。この様な現象は、プラスティ
ック／気体の流動距離が大きくなるにつれて顕著に現れ
る。

【０００８】さらに、ＧＢ２４１４６４Ａ号の提案で
も、上記特開平３−２３９１６号と同じような欠点が有
った。

【０００９】本発明は上記の事情に鑑みなされたもので
あって、その目的とするところは、簡易な方法で壁厚さ
を均一に制御し、使用者の負担にならない重量で十分な
強度且つ衝撃力を吸収する高い性能を有するラケット成
形体を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段及び作用】上記目的を達成
すべく成された本発明の構成は以下の通りである。

【００１１】即ち、本発明の第一は、繊維強化樹脂から
なる中空のフレームによって形作られたラケット成形体
であって、ヘッド部を構成するフレームの長さ方向に、
該フレームの外縁厚みの１０％〜５０％の深さを有する
凹みが形成されており、且つヘッド部を構成するフレー
ム内に筒状リブが形成されていることを特徴とする繊維
強化樹脂製ラケット成形体にある。

【００１２】また、本発明の第二は、上記本発明第一の
繊維強化樹脂製ラケット成形体を成形する方法であっ
て、筒状リブを形成するためのピンを配設した型キャビ
ティ内に、ヘッド部の天頂部分から溶融繊維強化樹脂を
注入すると同時に又は注入後に、加圧ガスを注入するこ
とを特徴とする繊維強化樹脂製ラケット成形体の成形方
法にある。

【００１３】本発明に係るラケット成形体とは、例えば
図１に示されるようなものであり、１はヘッド部、２は
グリップ部、３はグリップ部２を含むシャフトである。

【００１４】本発明のラケット成形体は、その特徴の一
つとして、ヘッド部１を構成するフレームの長さ方向
に、フレームの外縁厚みの１０％〜５０％の深さを有す
る凹みを形成したことにより、肉厚の均一化を図ってい
る。即ち、特に曲率が大きく、均一な壁厚で中空成形す
ることが困難であったヘッド部１のフレームに上記凹み
を形成することで、この部分の壁厚のばらつきを抑制し
たものである。

【００１５】上記凹みを有する部分のフレーム断面の一
例を図２に示す。図２は図１のＡ−Ａ面での断面を示し
たもので、フレームの長さ方向に連なる凹み４が、ヘッ
ド部１の全周若しくはその一部に形成される。係る凹み
４は成形型に設けられた凸形状を反映して形成されたも
ので、この凸形状の存在によって、型キャビティ内に注
入される加圧ガスが溶融樹脂内で不規則に流動するのが
規制され、壁厚の均一化が為されているものと本発明者
らは考えている。

【００１６】本発明においてフレームの外縁厚みとは、
図２に示されるＨ寸法に相当するもので、凹み４が無い
状態での厚みを意味する。凹み４の深さｈ（図２参照）
が、外縁厚みＨの１０％未満であると、加圧ガスの上記
流動規制力が小さく、十分な効果が得られない。一方、
凹み４の深さｈが、外縁厚みＨの５０％を超えると、溶
融樹脂の流動も規制される場合が多く、肉厚の均一化に
とって悪影響を及ぼし易い。また、肉厚の均一化の為に
は、図２に示されるように、フレームの断面形状が凹み
４を通る中心軸に対して対称であるのが好ましく、更に
は、凹み４の幅ｗ（図２参照）が、フレームの幅Ｗ（参
照）の５％〜３５％であるのが特に好ましい。

【００１７】本発明のラケット成形体は、他の特徴とし
て、ヘッド部を構成するフレーム内に筒状リブを形成し
たことにより、ヘッド部の強度を高めると共に、単なる
中空形状のフレームに比較して打球時の不自然な振動を
抑制し、衝撃力の吸収性能を高めたものである。

【００１８】上記筒状リブを有するヘッド部の一例を図
３に示す。図３（ａ）は図２に示した断面形状を有する
ヘッド部の上面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ面
での部分断面図、図３（ｃ）は図３（ａ）のＣ−Ｃ面で
の断面図であり、図中、５が筒状リブである。

【００１９】上記の筒状リブ５は、ヘッド部１のフレー
ムの一部若しくは全体に亘って設けることができ、ヘッ
ド部１の必要強度等を考慮してその位置及び数が設計さ
れ、通常は２個〜９０個程度形成される。例えば、テニ
スラケットの場合には、６個〜６０個程度設けることに
より、ガットの最大張り張力である約８０ｋｇに耐える
ものを得ることができる。また、リブ５は筒状であるこ
とから、ガットを通す穴加工を省略する上でも有効であ
る。

【００２０】尚、筒状リブ５は、具体的には、直径１ｍ
ｍ〜５ｍｍ程度の円柱状のピンを型キャビティ内に配設
しておくことで形成することができる。

【００２１】本発明のラケット成形体は、図４（ａ）〜
（ｃ）に示されるように、グリップ部２を含むシャフト
３が、フレームの両端の領域を一体化したものであるこ
とが好ましい。図４の成形体のシャフト３部分は、フレ
ームの両端の領域を複数のリブ６で一体化したもので、
このように構成することによってシャフト３部分の強度
を高めると共に、打球時の衝撃力を緩和し、打球性能を
高める上で効果的である。また、上記のようなリブ６
は、ラケット成形体の成形時に同時に形成することがで
き、工程が簡略化されるメリットもある。

【００２２】図５に図４のＤ−Ｄ面での断面を示す。図
５において、上記リブ６の幅ｗ₁ は、シャフト強度を考
慮するとシャフト３の幅ｗ₀ の５０％以下が好ましく、
より好ましくは２５％以下、特に好ましくは１０％以下
であり、より具体的には０．５ｍｍ〜５ｍｍ程度の幅で
シャフト３の全体又は部分的に配置することができる。
また、上記リブ６は、図５（ａ）のようにシャフト３の
幅方向に連結するものであっても、図５（ｂ）のように
シャフト３の長さ方向に連結するものであっても良い。

【００２３】本発明のラケット成形体を構成するフレー
ムの断面は、必ずしもヘッド部１とグリップ部２を含む
シャフト３部分において同一形状，同一断面積である必
要は無く、通常はグリップ部２を含むシャフト３部分の
フレームの断面積が、ヘッド部１を構成するフレームの
断面積の５０％〜３００％であることが好ましい。

【００２４】また、フレームの断面形状としても、前記
凹み４（図２参照）を形成したヘッド部１以外の部分
は、図６（ａ）〜（ｅ）に示すような円形，楕円形或は
瓢箪形状，方形，矩形などの形状があり特に限定される
ものではないが、一般には円形，長円形，瓢箪形が好ま
しい。また、フレームの中空率は、壁厚の均一化や重量
・強度等の観点から、２０％〜８０％であることが好ま
しい。

【００２５】本発明に係る上記中空フレームは、繊維状
補強充填材で補強した熱可塑性樹脂からなる繊維強化樹
脂によって成形されたものである。

【００２６】上記熱可塑性樹脂としては、ポリアミド６
６，ポリアミド６，ポリアミド６／１２，芳香族ポリア
ミドなどのポリアミド樹脂、ＰＯＭ，ＰＰ，ＰＢＴ，Ｐ
ＥＴ，ＰＰＳなどの結晶性樹脂や、ＡＳ，ＡＢＳ，Ｐ
Ｃ，ＰＰＥなどの非晶性樹脂、さらには液晶性などの熱
可塑性樹脂を用いることができるが、強度と靭性を兼ね
備えた材料としてポリアミド樹脂あるいはこれらの混合
物樹脂が最も好ましい。

【００２７】上記繊維状補強充填材としては、カーボン
繊維，ガラス繊維，アラミド繊維など一般に熱可塑性樹
脂の補強充填材として知られているものを用いることが
でき、樹脂との接着性を高める処理を施した通常使用さ
れる繊維径，長さのものを、一般には５重量％〜６０重
量％程度充填されるが、その量は繊維強化樹脂性ラケッ
ト成形体としての機能と経済性を満たす範囲であれば良
い。

【００２８】上記繊維強化樹脂には、必要に応じて衝撃
強度を高めるようなエラストマー材料や、一般に知られ
る顔料，染料などの着色剤、耐候剤、耐熱安定剤などを
処方しても良く、その種類，量は一般的な範囲のもので
特に制限されない。

【００２９】本発明の繊維強化樹脂製ラケット成形体
は、先述した中空射出成形方法を用いて成形することが
でき、具体的には、筒状リブ５（図３参照）を形成する
ためのピンを配設した型キャビティ内に、溶融した繊維
強化樹脂を注入すると同時に又は注入後に、加圧ガス、
一般には２５ｋｇ／ｃｍ² 〜５００ｋｇ／ｃｍ² 程度の
高圧の窒素ガスを注入し保圧することで成形することが
できる。

【００３０】本発明第二の成形方法は、上記溶融繊維強
化樹脂及び加圧ガスの注入を、ヘッド部１の天頂部分７
（図１参照）から行う点に大きな特徴を有し、これによ
り管状部材であるフレームを成形する時の溶融樹脂の流
動長さを、フレーム全長の半分とすることができるもの
である。このため、従来の管状部材の一端から注入し他
端に達しめる方法に比べ、流体の流れを乱す確率が低く
なり、均一な壁厚さを精度良く確保することが可能とな
る。

【００３１】

【実施例】本発明の一実施例を以下に説明する。

【００３２】本実施例は、図７に示されるテニスラケッ
ト成形体を成形したものである。図７（ａ）はラケット
成形体の正面図、図７（ｂ）は側面図、図７（ｃ）は上
面図、図７（ｄ１）〜（ｄ５）はそれぞれ図７（ａ）の
（ｄ１）〜（ｄ５）面での断面図である。

【００３３】本実施例では、筒状リブ５を形成するため
の直径２ｍｍのピンを所定の位置に８個設置すると共
に、グリップ部２を含むシャフト３部分に１ｍｍ厚さの
リブ６が９個形成されるように型キャビティを設計した
金型を使用した。

【００３４】先ず、上記金型を８０℃に設定し、炭素繊
維を３０重量％含有させたポリアミド６６をシリンダー
内で２８０℃で加熱溶融し、この溶融繊維強化樹脂をヘ
ッド部１の天頂部分に位置する樹脂注入口８（図７（ｄ
１）の成形体の断面図を参照）から金型容積の６０％を
満たす量を注入した後、直ちに樹脂注入口８に相対する
位置に設置したガス注入口９（図７（ｄ１）の成形体の
断面図を参照）から１５０ｋｇ／ｃｍ² に加圧した窒素
ガスを５秒間注入し、３０秒間保持した。

【００３５】その後、注入した窒素ガスを系外に開放し
た後、金型を開き成形体を取り出した。

【００３６】この成形体の中空率は、ヘッド部１、及び
グリップ部２を含むシャフト３の全体で４５％であり、
壁厚さはほぼ１．５ｍｍの均一なもので、外観も“反
り”や“ひけ”も無く極めて良好なものであった。

【００３７】また、総重量が２７５ｇで、ガット張力１
１５ｋｇに耐え、打球時の衝撃や不自然な振動が抑制さ
れ、打球性能も良好であった。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば以
下の効果を奏する。

【００３９】（１）従来の中空射出成形方法の欠点であ
る壁厚さのばらつきを抑え、使用者の負担にならない重
量であると共に、十分な強度と、衝撃力の吸収性能及び
打球性能の要求を満足するラケットが提供される。

【００４０】（２）テニス，バトミントン，スカッシュ
等の競技に用いられるラケットフレームの成形体を、工
業的生産方法として工程が簡単で時間のかからない低コ
ストの中空射出成形方法によって提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のラケット成形体の一例を示す正面図で
ある。

【図２】本発明のラケット成形体の凹みを有するヘッド
部の一例を示す断面図である。

【図３】本発明のラケット成形体のヘッド部に形成され
る筒状リブを説明するための図である。

【図４】本発明のラケット成形体のシャフト部分の構成
例を示す図である。

【図５】本発明のラケット成形体のシャフト部分を一体
化するリブを説明するための断面図である。

【図６】本発明のラケット成形体を構成するフレーム断
面の一例を示す図である。

【図７】本発明の実施例に係るテニスラケット成形体を
示す図である。

【符号の説明】

１ ヘッド部 ２ グリップ部 ３ シャフト ４ 凹み ５ 筒状リブ ６ リブ ７ 天頂部分 ８ 樹脂注入口 ９ ガス注入口

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 繊維強化樹脂からなる中空のフレームに
   よって形作られたラケット成形体であって、 ヘッド部を構成するフレームの長さ方向に、該フレーム
   の外縁厚みの１０％〜５０％の深さを有する凹みが形成
   されており、且つヘッド部を構成するフレーム内に筒状
   リブが形成されていることを特徴とする繊維強化樹脂製
   ラケット成形体。
2. 【請求項２】 筒状リブが、２個〜９０個形成されてい
   ることを特徴とする請求項１に記載の繊維強化樹脂製ラ
   ケット成形体。
3. 【請求項３】 グリップ部を含むシャフト部分が、フレ
   ームの両端の領域を一体化したものであることを特徴と
   する請求項１又は２に記載の繊維強化樹脂製ラケット成
   形体。
4. 【請求項４】 フレームの中空率が、２０％〜８０％で
   あることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の
   繊維強化樹脂製ラケット成形体。
5. 【請求項５】 グリップ部を含むシャフト部分の断面積
   が、ヘッド部の断面積の５０％〜３００％であることを
   特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の繊維強化樹
   脂製ラケット成形体。
6. 【請求項６】 繊維強化樹脂が、カーボン繊維で強化さ
   れたポリアミド樹脂であることを特徴とする請求項１〜
   ５のいずれかに記載の繊維強化樹脂製ラケット成形体。
7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかに記載の繊維強
   化樹脂製ラケット成形体を成形する方法であって、 筒状リブを形成するためのピンを配設した型キャビティ
   内に、ヘッド部の天頂部分から溶融繊維強化樹脂を注入
   すると同時に又は注入後に、加圧ガスを注入することを
   特徴とする繊維強化樹脂製ラケット成形体の成形方法。
8. 【請求項８】 ピンが、直径１ｍｍ〜５ｍｍの円柱状の
   ものであることを特徴とする請求項７に記載の繊維強化
   樹脂製ラケット成形体の成形方法。