JP3416634B2 - ダイナミックダンパー - Google Patents
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Description
ーに関し、詳しくは、たテニスラケットに装着して、打
球時に生じる衝撃と振動特性を改良するものである。
使用時に発生する衝撃、振動を低減・緩和する場合、粘
弾性材に質量付加材が結合されてなるダイナミックダン
パー(振動抑止材)がよく用いられる。中でもテニスラ
ケットの場合、特公昭52−13455号、特開昭52
−156031号、特開平4−263876号におい
て、テニスラケットに弾性材を介して荷重材を固定した
片持ち梁型のダンパーからなる振動抑止材を設け、ラケ
ットフレームの振動と共振させることにより、その振動
を減衰させるものが提案されている。即ち、特公昭52
−13455号では図23に示すように、テニスラケッ
トのグリップ5の端末に、先端に重り6aを取り付けた
鋼ワイヤ6bの基端をフレームに埋設した細長い弾性部
材からなる片持ち梁型のダンパー6を取り付けている。
特開昭52−156031号では、図24に示すよう
に、テニスラケットのスロート部4に基部3aを固定
し、該基部3aより首部3bを介して本体3cを連結
し、該本体3cを振動させるようにしている。特開平4
−263876号では図25に示すように、テニスラケ
ットのグリップエンド5aに弾性体4aを介して荷重材
4bを固定している。
トは、いずれも主として、ラケットフレームの面外方向
(ラケットフレームのフェイス面に垂直な方向で、ラケ
ットフレームの厚さ方向)の1次振動を抑制することを
目的として、上記振動抑止材の形状および固定位置が設
定されている。即ち、ラケットフレームに一端を固定し
た1つの弾性材の先端に荷重材を固定した構成とされて
おり、ラケットフレームと同じ振動数で振動することに
よりエネルギーを消費し、ラケットフレームの振動と衝
撃を抑制および迅速に減衰できるようにしている。
ケットの振動は、 面外方向の振動のみではなく、 面内方
向(ラケットフレームのフェイス面と平行な方向で、ラ
ケットフレームの幅方向)の振動もある。また、フレー
ムの中心軸から外れて打撃した時のグリップの回転によ
る衝撃は非常に不快である。
れていなかったが、特に、面内方向のガット張架部の振
動は、ボールが直接当たるガットの変形によってガット
張架部に生じるものであり、 プレーヤーの感性評価(フ
ィーリング)、つまり、打球感の良し悪しに大きな影響
を与えるものである。
フェイス面積(ガット張架部の面積)が大きい所謂デカ
ラケは、フェイス面積が小さいラケットよりも不快な振
動が多いといわれている。 これは、 フェイス面積が大き
いために、面内方向へ撓みやすい、つまり、ガット張架
部の面内方向の振動が大きいためである。これらのこと
から、飛びをよくするために設計されたデカラケ等のテ
ニスラケットは、面外方向の振動に加えて、面内方向の
振動も抑制することが特に重要であると考えられる。
36号において、断面コ字形状の振動抑止材(ダイナミ
ックダンパー)を提案している。この形状の振動抑止材
によると面外方向の振動に加えて、面内方向の振動も良
好に抑制することができる。
面コ字形状の振動抑止材では、確かに面外方向に加え
て、面内方向の振動減衰性をも高めることができるが、
ラケットフレームの面外方向の振動に対する効果が面内
方向の振動に対する効果よりも小さくなる場合があり、
さらなる振動減衰性の向上を図るには、未だ改善の余地
がある。
で、衝撃、振動の緩和・低減作用に優れるダイナミック
ダンパーを提供することを課題としている。
め、本発明は、粘弾性材と質量付加材とを一体的に積層
してなり、ラケットに取り付けられるダイナミックダン
パーであって、 横枠部と該横枠部の両側の縦枠部とか
らなる格子形状で、これら横枠部と縦枠部とが一体的に
設けられ、あるいは別体を接合して設けられ、 上記横
枠部がラケットの厚み方向の少なくとも一面に取り付け
られ、縦枠部がラケットの幅方向両面に取り付けられる
ものであることを特徴とするダイナミックダンパーを提
供している。
して垂直方向を指し、幅方向とはガット面と平行な水平
方向を指す。
部の先端が縦枠部と一体あるいは接合し、該横枠部の両
側屈折部がラケットの幅方向両面に取り付けられるもの
である。また、上記横枠部は2本以上あり、ガット挿通
穴を挟んで配置されるものであることが好ましい。よっ
て、横枠部が2本の場合はダイナミックダンパーはロ字
状となり、横枠部が3本の場合は“日”字状となり、横
枠部が4本の場合は“目”字状となる。
ックダンパーは、コ字状の横枠部に短冊状の縦枠部を一
体的あるいは別部材を接合して設けた形状としている。
このように横枠部と縦枠部とが、連続して一体的に設け
られ、格子状に配置されているので、該ダイナミックダ
ンパーが取り付けられたラケットは、縦枠部がラケット
フレームの面外方向の揺れに主として共振する一方で、
横枠部はラケットフレームの面内方向の揺れに主に共振
し、面内、面外両方向の振動を効果的に抑止することが
できる。このように、格子状配置としたことで、あらゆ
る方向に対して、振動減衰性が向上するため、振動・衝
撃の低減を図ることができる。
縦枠部と横枠部とが一体につながっているので、面内方
向の揺れと共に、格子全体も共振するため、面内方向の
振動を抑止する効果がより優れている。すなわち、格子
状に一体成形した場合にはダイナミックダンパー全体の
重量が面内方向と面外方向の振動抑制に寄与することに
より、縦枠部と横枠部が個々に面内方向と面外方向の振
動抑制に寄与するよりも振動抑制効果が増すので、振動
減衰性により優れている。
長さ(L2)の比(L2/L1:以下、縦横比ともい
う)が0.3以上1.0以下とされるのは、0.3未満
であると、面外方向にダイナミックダンパーを振動させ
る部分が小さくなりすぎて、面外方向への効果が小さく
なってしまうためであり、一方、1.0よりも大きい
と、ダイナミックダンパー全体の重量が増加してラケッ
トが振りにくくなったり、ダイナミックダンパー全体と
しての振動、特に面内方向への振動がおこりにくくなる
ためである。この縦横比はより好ましくは0.6以上
0.9以下とする。なお、横枠部および縦枠部の長さと
は、それぞれ厚み方向の中心における横枠部、縦枠部の
長さである。
ーを、縦枠部の長さ方向がラケットフレームの長手方向
と一致する(横枠部の長さ方向がフェイス面に垂直な方
向となる)ようにテニスラケットに装着した場合、特
に、優れた振動減衰性を示すものである。
mm以下としている。4mm未満であるとラケットフレ
ーム等の被装着物との接着性が悪くなるためであり、8
mmより大きいとダイナミックダンパーの重量が重くな
り、ダイナミックダンパー自身の振動が抑制され、ラケ
ットフレームの振動減衰効果が小さくなるためである。
より好ましくは上記の幅は4mm以上6mm以下であ
る。
以上5.5mm以下としている。これは、粘弾性材の厚
みが2.5mm未満であるとダイナミックダンパーが振
動しにくくなり、ダイナミックダンパーの振動抑制効果
が損なわれるためである。また、粘弾性材の厚みが5.
5mmよりも大きいと、取り付ける場合に邪魔になった
り、見た目が悪くなるためである。より好ましい粘弾性
材の厚みは3mm以上5mm以下である。
以上23g以下としている。8g未満であると、振動を
抑制する性能が十分でなく、23gより重いと、テニス
ラケット等の被装着物の操作性が悪くなるためである。
弾性率が0.3MPa以上1.5MPa以下としてい
る。これは、上記複素弾性率が0.3MPa未満であり
テニスラケット等の被装着物に取りつけるのに適当な固
形材料はないためである。一方、上記複素弾性率が1.
5MPaよりも大きいと、本発明の形状のダイナミック
ダンパーではテニスラケット等の被装着物の振動数にダ
イナミックダンパーの振動数を合わせることができない
ためである。
素弾性率が100MPa以上800MPa以下としてい
る。複素弾性率が100MPa以上、800MPa以下
の質量付加材は、粘弾性材ほど軟らかくはないが、硬い
金属に比べれば軟らかく、弾性がある。このように、あ
る程度の軟らかさもある質量付加材と、非常に軟らかい
粘弾性材からなる本発明のダイナミックダンパーなら、
人が当たっても、痛かったり、手に傷を負わせことがな
く、安全性が低下する心配はない。また、質量付加材に
軟らかさがあると、粘弾性材が質量付加材と面同士の結
合により一体化されていても、粘弾性材が質量付加材に
よって強くは拘束されず、粘弾性材の部分のみならず質
量付加材の部分も変形できるので、ダイナミックダンパ
ー全体にダイナミックな動きが起こり十分な共振現象が
生じ、衝撃振動の緩和低減作用を十分に発揮することが
できる。
弾性材の部分しか変形できず、粘弾性材が質量付加材と
面同士の結合により一体化されている場合、粘弾性材が
質量付加材によって強く拘束されて、ダイナミックダン
パー全体にダイナミックな動きが起こらず十分な共振現
象が生じなくなり、衝撃振動の緩和低減作用を十分に発
揮できない。
付加材の複素弾性率が100MPa未満であると、十分
な質量付加効果をもたせるだけの比重(重さ)が確保す
ることができず、800MPaを越えると、必要な軟ら
かさを持たせられない。また、質量付加材の複素弾性率
が300MPa以下であれば、質量付加材の軟らかさが
より十分となり、衝撃振動の緩和低減作用を十二分に発
揮することができるので、300MPa以下であること
がより好ましい。
の複素弾性率は、以下の条件の下で測定されるものであ
る。 使用測定器 :(株)レオロジー(RHEOLOGY)製の粘弾性スペクトル グラフィー DVE−V4FTレオスペクトラー 初期荷重 :250g 周波数 :10Hz 変位振幅 :5μm 方向 :引っ張り 温度 :20℃ チャック間距離:30mm
ミックダンパー全体の厚みは、3.0mm以上7.0m
m以下であることが好ましい。これは、ダイナミックダ
ンパー全体の厚みが3.0mm未満であるとダイナミッ
クダンパーが振動しにくくなり、ダイナミックダンパー
の振動抑制効果が損なわれるためである。また、ダイナ
ミックダンパー全体の厚みが7.0mmよりも大きい
と、取り付ける場合に邪魔になったり、見た目が悪くな
るためである。
材としては、金属製でも良いが、好ましくは高比重金属
粉末と樹脂、ゴム、エラストマーなどの高分子材料とを
主成分とするとともに高比重金属粉末が高分子材料に混
練分散された混合物からなるものが挙げられる。また、
本発明のダイナミックダンパーの粘弾性材としては、質
量付加材に高分子材料を用いる場合にはその高分子材料
と同じか又は近い高分子材料が用いられる。なお、高分
子材料と高比重金属粉末に加えて、さらに弾性率調整用
のオイル及び/又は成形性を良くするためのオイルを添
加したり、着色用の顔料を添加したりしてもよい。
属に限られないが、20℃における比重が5以上25以
下のものが好適に用いられる。これは、比重5を下回る
と、質量付加材として十分な質量付加作用をもたせよう
とすると、容積が大きくなり過ぎるからであり、比重2
5を上回ると、該当する金属が稀少金属であり、高価ま
たは入手困難であるからである。具体的な金属には、鉄
(比重7.86)、銅(比重8.92)、鉛(比重1
1.3)、ニッケル(比重8.85)、亜鉛(比重7.
14)、金(比重19.3)、白金(比重21.4)、
オスミウム(比重22.6)、イリジウム(比重22.
4)、タンタル(比重16.7)、銀(比重10.4
9)、クロム(比重7.19)、真鍮(比重8.5)、
タングステン(比重19.3)などが挙げられるが、鉛
は有害性があり、金や銀などは高価であることから、タ
ングステン、銅、ニッケルやこれらの合金が好ましい。
また高比重金属粉末は高分子材料との接着性をよくする
ためにカップリング剤で表面処理(例えばシランカップ
リングコーティング)を施すのが好ましい。
0μm以下の範囲が好適に用いられる。粒径が1μmを
下回ると飛散又は凝集し易く、混練の際に分散し難くな
り、粒径が250μmを上回ると粒が大きくなり、薄肉
の質量付加材の作成が難しい。
る高分子材料用樹脂としては、例えば、ポリアミド系樹
脂、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリカーボ
ネート系樹脂、ABS系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、
ポリアセテート系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリ酢酸
ビニル系樹脂、ポリイミド系樹脂などの熱可塑性樹脂
や、エポキシ系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、フェ
ノール系樹脂、メラミン系樹脂、ユリア系樹脂、ジアリ
ルフタレート系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリイミド
系樹脂などの熱硬化性樹脂等が挙げられる。成形性やリ
サイクル性から熱硬化性樹脂よりも熱可塑性樹脂の方が
好ましい。
樹脂よりも軟らかく、振動数を合わせ易い上に、ゴム弾
性があって塑性変形も少ないのに加え、リサイクル性も
あるので、質量付加材用の高分子材料として特に好まし
い。即ち、高比重金属粉末と熱可塑性エラストマーとを
主成分として高比重金属粉末が熱可塑性エラストマーに
分散されている混合物の場合、適切な複素弾性率をもっ
た質量付加材が得易い。
されないが、スチレン系、オレフィン系、ウレタン系、
エステル系などが挙げられる。市販の熱可塑性エラスト
マーとして、クラレプラスチック(株)製のセプトンコ
ンパウンド、(株)クラレ製のハイブラー、セプトン、
東ソー(株)製のエラステージ、鐘淵化学工業(株)製
ニートポリマー、帝人製ヌーベラン、アロン化成(株)
製エラストマーAR、シェルジャパン(株)製クレイト
ンD、クレイトンG、東洋紡績(株)製ペルプレン、旭
化成工業(株)製タフテック、住友ベークライト(株)
製スミフレックス、モルデックス、スパイデックス、ス
ミコンRM、三菱化成(株)製サーモラン、ラバロン、
住友化学(株)製住友TPE、住友TPE−SB、ダイ
セル化学(株)製エポフレンド、日本ゼオン(株)製ク
インタック、エーイーエス・ジャパン(株)製サントプ
レーン、トレフシン、DSM製サーリンクなどが挙げら
れる。
としては、上記の様に質量付加材に高分子材料が用いら
れる場合には、質量付加材の高分子材料と同じか又は近
い高分子材料が用いられるのが好ましい。粘弾性材の場
合は発泡体であってもよい。同じか近い高分子材料であ
れば、融点が近いので、粘弾性材と質量付加材の材料を
一つの金型内で加熱し、溶融、密着させて一体成形して
ダイナミックダンパーを製造することも可能となる。
ムとしては、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(I
R)、ブタジエンゴム(BR)、スチレンーブタジエン
ゴム(SBR)、クロロプレンゴム(CR)、アクリロ
ニトリルーブタジエンゴム(NBR)、カルボキシル化
ニトリルゴム、ブチルゴム(IIR)、ハロゲン化ブチ
ルゴム(X−IIR)、エチレンープロピレンゴム(E
PM)、エチレンープロピレンージエンゴム(EPD
M)、エチレンー酢酸ビニルゴム(EVA)、アクリル
ゴム(ACM,ANM)エチレンーアクリルゴム、クロ
ロスルホン化ポリエチレン(CSM)、塩化ポリエチレ
ン(CM),エピクロルヒドリンゴム(CO)、ウレタ
ン系ゴム、シリコーン系ゴム、フッ素系ゴムなどが挙げ
られる。粘弾性材及び質量付加材が同系ゴム材料の場合
は、加硫接着がし易いので、一体成形に向くのでより好
ましい。耐侯性が優れている点ではエチレン・プロピレ
ンージエンゴム(EPDM)、シリコーン系ゴムが良
く、振動吸収が優れている点ではブチルゴム(IIR)
が良い。
材と質量付加材の材料を積層して金型に仕込み、所望の
ダイナミックダンパー形状に成形してもよいし、一枚の
平らなシート状に成形して、打ち抜き刃等で打ち抜いて
所望の形状に成形しても良い。
ケットに装着している。具体的には、ラケットフレーム
のフェイス面を囲むガット張架部あるいは/及びスロー
ト部の少なくとも一部にダイナミックダンパーを取り付
け、上記ダイナミックダンパーは、粘弾性材と質量付加
材とを一体的に積層してなり、上記ラケットフレームの
厚み方向の少なくとも一面及び幅方向両面に取り付けら
れ、ラケットフレームの面外2次と面内3次の振動減衰
比を、共に1%以上としている。
は、各々、面外2次と面内3次の各振動数において、テ
ニスラケットが面外2次モード、面内3次モードでそれ
ぞれ変形をした時の、各振動の減衰比である。この振動
減衰比の値が大きい(1%以上である)と、打球時に発
生する振動の減衰性に優れ、プレーヤーが不快な振動を
感じることがなくなる。面外方向の揺れと共に主に共振
する一方で、面内方向の揺れと共に主に共振する部分を
有するダイナミックダンパーを装着すると、このよう
に、上記両方向の振動を効果的に抑止し、衝撃振動を十
分に緩和低減することができる。
に質量付加材を積層した構造とし、その粘弾性材を介し
てラケットフレームに取り付けているため、ラケットの
振動に対して、ダイナミックダンパーの粘弾性材が主と
して大きく振動し、質量付加材を振動させ、このダイナ
ミックダンパーの振動がラケットフレームの振動よりも
先に振動し、従来、フレームが振動するエネルギーを消
費することにより、ラケットフレームの振動を速やかに
減衰させることができる。その結果、プレーヤーの手に
加わる衝撃と振動を大きく減らすことが出来る。
トフレームのフェイス面を囲むガット張架部において、
フェイス面を時計面と見てトップ位置を12時とする
と、3時位置を中心とする±15度の角度範囲および9
時位置を中心とする±15度の角度範囲の少なくとも一
部に装着されているダイナミックダンパーが装着された
テニスラケットは、テニスラケットの操作性に悪影響を
及ぼすことなく、面内および面外方向の両振動をより効
率的に抑制することができる。
ように、縦枠部が面外方向の揺れと共に主に共振する一
方で、横枠部は面内方向の揺れと共に主に共振するた
め、上記両方向の振動を効果的に抑止し、衝撃振動を十
分に緩和低減することができる。このダイナミックダン
パーが装着されたテニスラケットは、面外2次と面内3
次の振動減衰比(以下、減衰比ともいう)が共に1%以
上となり、非常に振動減衰性に優れている。また、ダイ
ナミックダンパー全体の重量がテニスラケットにとって
適切であるので、振りやすさ(良好な操作性)も維持す
ることができる。
置は面内振動の最大振動幅位置であり、かつ,面外2次
振動の最大振動幅位置であるので、このように、ラケッ
トフレームの3時と9時の位置に取り付けるのが面内お
よび面外方向の両振動抑制及び回転抑制の観点からは最
適である。
質量が加わるため、グリップ回りの慣性モーメントが大
きくなり、フェイス面の中央以外にボールが当たった場
合に、ラケットが回転するのを抑制するという効果も達
成でき、テニスラケット使用者のひじ等にかかる負担を
減少することができる。
前記したように、縦枠部の長さ方向をラケットフレーム
の長手方向(ラケットフレームのフェイス面に水平な方
向)とし、ラケットフレームのガット張架部に装着する
のが好ましい。
ラケットフレームのフェイス面を囲むガット張架部にお
いて、フェイス面を時計面と見てトップ位置を12時と
すると、4時位置を中心とする±15度の角度範囲およ
び8時位置を中心とする±15度の角度範囲の少なくと
も一部に装着されているダイナミックダンパーが装着さ
れたテニスラケットは、テニスラケットの操作性に悪影
響を及ぼすことなく、面内および面外方向の両振動をよ
り効率的に抑制することができる。具体的には、ラケッ
トのバランスが手元側にすることができるため、ラケッ
トが振りやすくなる。
が、ラケットフレームのフェイス面を囲むガット張架部
において、フェイス面を時計面と見てトップ位置を12
時とすると、5時位置を中心とする±15度の角度範囲
および7時位置を中心とする±15度の角度範囲の少な
くとも一部に装着されているダイナミックダンパーが装
着されたテニスラケットは、テニスラケットの操作性に
悪影響を及ぼすことなく、面内および面外方向の両振動
をより効率的に抑制することができる。具体的には、ラ
ケットのバランスが手元側にすることができるため、ラ
ケットが振りやすくなる。
バランスの観点から、ラケットフレームの左右対称位置
に取り付けられるのが好ましいが、限定されるものでは
ない。また、ラケットフレームの左右1個ずつに限ら
ず、複数個取り付けても良い。また、ダイナミックダン
パー取り付け位置には、ラケットフレームにくぼみをも
たせていることが好ましい。
参照して説明する。図1から図3は本発明の第一実施形
態に係るダイナミックダンパーを示す。
ケットに取り付けられるものであり、図1に示すよう
に、質量付加材11と粘弾性材12とを積層したシート
からなる。このシートを断面コ字形状に折り曲げたコ字
形状の3個の横枠部13が、各々略平行に間隔を開けて
位置している。これらの横枠部の両端に互いに平行な上
記シートからなる2個の縦枠部14が位置している。両
者が連続して一体的に結合して、ダイナミックダンパー
10を格子形状としている。
(B)(C)に示すように、上記横枠部13の長さL1
(ラケットに取り付けた際のフェイス面に垂直な方向の
長さ)に対する上記縦枠部14の長さL2(ラケットに
取り付けた際のフェイス面に水平な方向の長さ)の比L
2/L1(縦横比)が0.3以上1.0以下である。上
記粘弾性材12の各部分の幅は4mm以上8mm以下、
各部分の厚みが2.5mm以上5.5mm以下である。
上記ダイナミックダンパー10の全重量が8g以上23
g以下としている。
塑性エラストマー又は熱可塑性樹脂を主成分として高比
重金属粉末が熱可塑性エラストマー又は熱可塑性樹脂に
分散されている混合物であって、20℃、10Hzでの
複素弾性率が100MPa以上800MPa以下であ
り、粘弾性材12は、20℃、10Hzでの複素弾性率
が、0.5MPa以上1.5MPa以下である。
示される様にコ字形状の横枠部13の中央部をラケット
フレームfの厚み方向内面に配置し、該横枠部13の両
側屈折部をラケットフレームfの幅方向両面に配置し、
短冊形状の縦枠部14をラケットフレームfの幅方向両
面に配置しながら、粘弾性材12側の表面をラケットフ
レームfの内側(ガットgの張設側)の表面に当てた状
態でテニスラケットに取り付けている。上記3本の横枠
部13はガット挿通穴を挟んで互いに平行配置して取り
付けている。
に示されるように、ラケットフレームfのフェイス面S
を囲むガット張架部1の3時位置および9時位置に各1
個、夫々接着剤を用いて固着している。このように、ダ
イナミックダンパー10を取り付けることにより、ラケ
ットフレームの面外2次と面内3次の減衰比が、共に1
%以上となるようにしている。
10は、3個の断面コ字形状に折り曲げたコ字形状の横
枠部13に2個の短冊形状の縦枠部14が各々垂直に、
連続して一体的に結合して格子状に配置されているの
で、面外方向の衝撃振動だけでなく、面内方向の衝撃振
動も十分に緩和低減させられる。
にして製造することができる。先ず高比重金属粉末と熱
可塑性エラストマーとを適当な配合でミルを使って十分
に混練した後、熱プレスにより加熱加圧してシート化し
てから必要な寸法に切り抜くことにより、質量付加材用
の混合物ピースを得る。ついで、得られた混合物ピース
を所望形状のダイナミックダンパー用金型にセットする
とともに粘弾性材用の熱可塑性エラストマーペレットを
仕込んでから、加熱加圧成形するとダイナミックダンパ
ーが得られる。或いは、ミルの混練物を粉砕してから質
量付加材用金型のキャビティに仕込み、加熱下でプレス
成形して得た質量付加材をダイナミックダンパー用金型
にセットするようにしてもよい。
うに、ラケットフレームの長手方向に、短冊形状の縦枠
部が平行に位置する様に取り付けると、面内方向と面外
方向の両方に寄与するため好ましい。
時位置および9時位置にダイナミックダンパーを取り付
けているが、図5に示すように、ラケットフレームfの
フェイス面Sを囲むガット張架部1において、フェイス
面Sを時計面と見てトップ位置を12時とすると、3時
位置を中心とする±15度の角度範囲および9時位置を
中心とする±15度の角度範囲、4時位置を中心とする
±15度の角度範囲および8時位置を中心とする±15
度の角度範囲、5時位置を中心とする±15度の角度範
囲および7時位置を中心とする±15度の角度範囲の少
なくとも一部に取り付けると、テニスラケットTRの振
動減衰性に特に優れる。
ス面Sを囲むガット張架部1において、フェイス面Sを
時計面と見てトップ位置を12時とすると、図6に示す
ように、4時位置および8時位置に、ダイナミックダン
パー10を装着してもよい。また、図7に示すように、
5時位置および7時位置に、ダイナミックダンパー10
を装着してもよい。
化樹脂製、金属製等が挙げられるが、これらに限定され
るものではなく、その他あらゆる種類のラケットフレー
ムに適応可能である。
着したテニスラケットの実施例1〜7及び比較例1〜3
について詳述する。なお、実施例、比較例とも、テニス
ラケットの形状、長さ、フェイス面積は、同一とした。
全長は699mm、フェイス面Sを囲むガット張架部の
厚みは24mm、スロート部の厚みは21mmとした。
ガット張架部の幅は12mm、スロート部の幅は14m
mとした。ダイナミックダンパーを装着する部分は、厚
み21mm、幅12mmとし、その両側は、厚み24m
m、幅14.5mmにややふくらませた。フェイス面S
にガットを張らない状態での重量が260g,バランス
点はグリップ端より335mmとした。ラケットフレー
ムは繊維強化樹脂製の中空形状であり、マトリクス樹脂
としてエポキシ樹脂を用い、強化繊維として炭素繊維を
用いた。ダイナミックダンパーの縦枠部の長さ方向がラ
ケットフレームの長手方向と平行に位置するようにダイ
ナミックダンパーを装着した。
の質量付加材11としては、住友電気工業(株)製、ヘ
ビイメタルシートを厚さ0.6mmとして使用した。比
重は9であり、複素弾性率は200MPaであった。上
記ヘビイメタルシートの構成は、タングステン入りクロ
ロプレンゴムとした。また、ダイナミックダンパー10
aの粘弾性材12として、下記の表1に示される配合の
ゴムを使用した。粘弾性材12の複素弾性率は0.53
MPaであった。
ETはテトラチウラムジスルフィド、BZはジブチル・
ジチオアーバミン、TTTEはジエチルジチオアルバミ
ン酸テルルである。
積層して金型に仕込み、170℃で20分間プレスし、
加硫した。得られたダイナミックダンパー10aは、厚
み4mm、幅5mm、縦横比が0.38であり、形状
は、図8(A)(B)に示される様に、2個のコ字形状
の横枠部13が2個の短冊形状の縦枠部14aと一体化
した格子状とした。コ字形状の横枠部13の間隔は5.
5mmであり、短冊形状の縦枠部14aの長さは15.
5mm、コ字形状の横枠部13の長さは41mmとし
た。このダイナミックダンパー10aを、ラケットフレ
ームのガット張架部の3時と9時の位置に夫々接着固定
した。
2の材質及び製造方法は実施例1と同じであるが、縦横
比が0.64であり、形状は、上記第一実施形態と同様
の形状とし、図3(A)(B)(C)に示される様に、
3個のコ字形状の横枠部13が2個の短冊形状の縦枠部
14と一体化した格子状とした。コ字形状の横枠部13
の間隔は5.5mmであり、短冊形状の縦枠部14の長
さは26mm、コ字形状の横枠部13の長さは41mm
とした。このダイナミックダンパー10を、ラケットフ
レームのガット張架部の3時と9時の位置に夫々接着固
定した。
2の材質及び製造方法は実施例1と同じであるが、縦横
比が0.9であり、形状は、図9(A)(B)に示され
る様に、4個のコ字形状の横枠部13が2個の短冊形状
の縦枠部14bと一体化した格子状とした。コ字形状の
横枠部13の間隔は5.5mmであり、短冊形状の縦枠
部14bの長さは36.5mm、コ字形状の横枠部13
の長さは41mmとした。このダイナミックダンパー1
0bを、ラケットフレームのガット張架部の3時と9時
の位置に夫々接着固定した。
パー10を、ラケットフレームのガット張架部1の5時
と7時の位置に夫々接着固定した。
2の材質及び製造方法は実施例1と同じであるが、図1
0(A)(B)に示される様に、2個のコ字形状の横枠
部23と2個の短冊形状の縦枠部24を、それぞれ別個
に格子状に位置させ、ダイナミックダンパー20とし
た。短冊形状の縦枠部24の長さは15mm、コ字形状
の横枠部23の長さは41mmとし、図11(A)
(B)に示す様に、ラケットフレームfのガット張架部
の3時と9時の位置に夫々接着固定した。
2の材質及び製造方法は実施例1と同じであるが、ヘビ
イメタルシートの厚みが、実施例1と同様0.6mmの
ものに加え、1.0mmのものを作製した。厚みが1.
0mmのヘビイメタルシートを用いた場合、粘弾性材の
厚みを3.5mmとし、ダイナミックダンパー全体の厚
みを4mmとし、粘弾性材のゴムの配合においてオイル
量を200重量部とした。ヘビイメタルシートの厚みが
0.6mmである2個の短冊形状の縦枠部34’とヘビ
イメタルシートの厚みが1.0mmである2個の短冊形
状の縦枠部34を、図12(A)(B)に示すように、
それぞれラケットフレームfのガット張架部の3時と9
時の各位置に夫々2個ずつ接着固定し、ダイナミックダ
ンパー30とした。縦枠部34、34’の長さは26m
mとした。
2の材質及び製造方法は実施例1と同じであるが、縦横
比が0.29であり、形状は、図13(A)(B)に示
される様に、2個のコ字形状の横枠部13が2個の短冊
形状の縦枠部14cと一体化した格子状とした。コ字形
状の横枠部13の間隔は2mmであり、短冊形状の縦枠
部14cの長さは12mm、コ字形状の横枠部13の長
さは41mmとした。このダイナミックダンパー10c
を、ラケットフレームのガット張架部の3時と9時の位
置に夫々接着固定した。
2の材質及び製造方法は実施例1と同じであるが、3個
のコ字形状体43からなるダイナミックダンパー40の
みを、図14(A)(B)に示される様に、コ字形状体
43の長さ方向が、ラケットフレームの長手方向と垂直
になるように、各々略平行に間隔を空けて、ラケットフ
レームのガット張架部の3時と9時の位置に接着固定し
た。各コ字形状体43は、それぞれガット挿通穴とガッ
ト挿通穴の間に装着した。コ字形状体43の長さは41
mmとした。
2の材質及び製造方法は実施例1と同じであるが、2個
の短冊形状体54からなるダイナミックダンパー50の
みを、図15(A)(B)に示される様に、短冊形状体
54の長さ方向が、ラケットの長手方向に平行に位置す
る様に、各々略平行に幅方向両側に、ラケットフレーム
fのガット張架部の3時と9時の位置に接着固定した。
短冊形状体54の長さは26mmとした。
12の材質及び製造方法は実施例1と同じであるが、縦
横比が1.16であり、形状は、図16(A)(B)に
示される様に、5個のコ字形状の横枠部63が2個の短
冊形状の縦枠部64と一体化した格子状とした。コ字形
状の横枠部63の間隔は5.5mmであり、短冊形状の
縦枠部64の長さは47mm、コ字形状の横枠部63の
長さは41mmとした。このダイナミックダンパー60
を、ラケットフレームのガット張架部の3時と9時の位
置に夫々接着固定した。
ニスラケットに対して、それぞれ、面外2次および面内
3次の振動数、減衰比を測定し、かつ、テニスラケット
の振動に関する評価を行った。
トTRの固有振動数及びその減衰比の測定方法を図17
および図18に示す。 精度良く測定するために、 各振動
モードの最大振動幅位置に加速度ピックアップ73を取
り付け、 同様に最大振幅位置にインパクトハンマー71
で加振した。ラケットフレームfのガット張架部にはガ
ットを張らず、図19又は図20で示される様に紐でつ
るす自由支持法により測定した。インパクトハンマー7
1に取り付けたフォースピックアップで計測した入力振
動(F) と加速度ピックアップ73で計測した応答振
動(α)をアンプ72と70を介して周波数解析装置7
4( ヒューレットパッカード製 ダイミックシグナル
アナライザーHP3562A)により解析した。これ
は、ラケットフレームfの剛性が線形性であると仮定し
た評価方法である。
て、ラケットフレームの面外2次振動数及び面内3次振
動数を得た。減衰比 (ζ) は図18から下記の数式に
よって求めた。
る様にテニスラケットTRを紐で吊るす自由支持状態に
セットし、裏からインパクトした場合に低周波から2つ
めに現れるピークであり、図21(A)の未振動(変形
前)のテニスラケットTRに、図21(B)に示すよう
に(テニスラケットの側面図),面外2次モードの振動
(変形)が起こる場合の振動数である。上記面内3次振
動数とは図20で示される様にテニスラケットTRを紐
で吊るす自由支持状態にセットし、外側からインパクト
した場合に低周波から3つめに現れるピークであり、図
22(A)の未振動(変形前)のテニスラケットTR
に、図22(B)に示すように,面内3次モードの振動
(変形)が起こる場合の振動数である。
のプレーヤーに、上記実施例1〜7および比較例1〜3
のテニスラケットで、ボールを打ってもらい、打球時の
振動の少なさについて5点満点で評価を行った。振動が
最も少ないものを「5」、振動が最も多いものを「1」
とした。30人の平均値を算出し、評価値とした。
イナミックダンパーの形状、格子の縦横比、ラケットへ
の取り付け位置、ダイナミックダンパーの重量、各測
定、評価結果を下記の表2に示す。
例7は、面外2次と面内3次の減衰比が共に1%以上と
なっている。特に、格子状で一体成形され、縦横比が
0.6以上0.9以下であり、3時と9時の位置に夫々
接着固定した実施例2,3,4の面外2次と面内3次の
減衰比は他と比べ、非常に大きな値であり振動減衰性
に、特に優れており、振動に関する評価点も非常に良好
な結果であった。
のダイナミックダンパーの場合であるが、面内3次の減
衰比は1%以上であったが、面外2次の減衰比が低かっ
た。また、比較例2は短冊形状体で縦方向のみのダイナ
ミックダンパーの場合であるが、逆に面外2次の減衰比
は1%以上であったが、面内3次の減衰比が低かった。
比較例3は縦横比が1.16であり面内3次の減衰比が
低かった。これは、縦横比が1を大きく越えるため、ダ
ンパー全体、特に面内方向に揺れにくくなったためであ
る。この様にコ字形状又は短冊形状のみで、面内と面外
の両方向にそれぞれ共振する部分を有しないダイナミッ
クダンパーの場合には、面外方向と面内方向の両方向の
振動を共に有効に抑制することはできなかった。
部と短冊形状の縦枠部を一体的あるいはそれぞれ別個
に、格子状に配置したダイナミックダンパーは、面外方
向と面内方向の両方向の振動減衰性に優れていることが
確認できた。
によれば、ダイナミックダンパーの形状は、縦枠部と横
枠部とを一体的にまたは、夫々別部材を互いに接合して
格子状に配置されているので、縦枠部が面外方向の揺れ
と共に主に共振する一方で、横枠部は面内方向の揺れと
共に主に共振することにより、両方向の振動を効果的に
抑止することができる。
枠部が横枠部とつながっているので、面内方向の揺れと
共に、格子全体も共振するため、面内方向の振動を抑止
する効果がより優れている。すなわち格子状に一体成形
した場合にはダイナミックダンパー全体の重量が面内方
向と面外方向の振動抑制に寄与することにより、縦枠部
と横枠部が個々に面内方向と面外方向の振動抑制に寄与
するよりも振動抑制効果が増すのでより優れている。
を、テニスラケットに取り付けた場合には、テニスラケ
ットの操作性に悪影響を及ぼすことなく、面内および面
外方向の両振動をより効率的に抑制することができ、面
外2次と面内3次の減衰比が共に1%以上となる。従っ
て、不快な打球感を解消できると共に、フェイス面の中
央以外にボールが当たった場合に、ラケットが回転する
のを抑制するという効果も達成でき、テニスラケット使
用者のひじ等にかかる負担も減少することができる。
置は面内振動の最大振動幅位置であり、かつ,面外2次
振動の最大振動幅位置であるので、ラケットフレームの
3時と9時の位置に、本発明のダイナミックダンパーを
取り付けると、面内および面外方向の両振動を抑制し、
かつ、グリップの回転による衝撃も抑制できる。
示す斜視図である。
ラケットフレームに取り付けた状態の斜視図である。
(A)は正面図、(B)は側面図、(C)は平面図であ
る。
ラケットフレームの3時と9時の位置に取り付けた状態
を示す平面図である。
ラケットフレームへの取り付け位置を示す平面図であ
る。
ラケットフレームの4時と8時の位置に取り付けた状態
を示す平面図である。
ラケットフレームの5時と7時の位置に取り付けた状態
を示す平面図である。
正面図、(B)は側面図である。
正面図、(B)は側面図である。
ダンパーの概略図である。
トフレームに取り付けた状態を示す概略図で、(A)は
正面図、(B)ラケットフレーム内側からの図である。
トフレームに取り付けた状態を示す概略図で、(A)は
正面図、(B)ラケットフレーム内側からの図である。
は正面図、(B)は側面図である。
は正面図、(B)は平面図である。
は正面図、(B)はラケットフレームに取り付けた状態
を示す側面図である。
は正面図、(B)は側面図である。
ック図である。
における周波数と伝達関数の関係を示すグラフである。
示す概略図である。
示す概略図である。
次モードの振動を説明する模式図である。
次モードの振動を説明する模式図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 粘弾性材と質量付加材とを一体的に積層
してなり、ラケットに取り付けられるダイナミックダン
パーであって、 横枠部と該横枠部の両側の縦枠部とからなる格子形状
で、これら横枠部と縦枠部とが一体的に設けられ、ある
いは別体を接合して設けられ、 上記横枠部がラケットの厚み方向の少なくとも一面に取
り付けられ、縦枠部がラケットの幅方向両面に取り付け
られるものであることを特徴とするダイナミックダンパ
ー。 - 【請求項2】 上記横枠部はコ字形状に屈折し、両側屈
折部の先端が縦枠部と一体あるいは接合し、該横枠部の
両側屈折部がラケットの幅方向両面に取り付けられるも
のである請求項1に記載のダイナミックダンパー。 - 【請求項3】 上記横枠部は2本以上あり、ガット挿通
穴を挟んで配置されるものである請求項1または請求項
2に記載のダイナミックダンパー。 - 【請求項4】 上記横枠部の長さ(L1)に対する上記
縦枠部の長さ(L2)の比(L2/L1)が0.3以上
1.0以下、 上記粘弾性材の各部分の幅が4mm以上8mm以下、 上記粘弾性材の各部分の厚みが2.5mm以上5.5m
m以下、 全重量が8g以上23g以下である請求項1乃至請求項
3のいずれか1項に記載のダイナミックダンパー。 - 【請求項5】 上記粘弾性材の20℃、10Hzでの複
素弾性率が0.3MPa以上1.5MPa以下、 上記質量付加材の20℃、10Hzでの複素弾性率が1
00MPa以上800MPa以下である請求項1乃至請
求項4のいずれか1項に記載のダイナミックダンパー。
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