JP7465934B1 - シャトルコック - Google Patents

Abstract

【課題】天然シャトルコックと同等の飛翔性能を備え、かつ軸が折れにくいシャトルコックを提供する。【解決手段】シャトルコック１は、ベース本体２と、人工羽根３とを備えている。人工羽根３は、羽根部５と、軸６とを含んでいる。軸６の根元端から１０ｍｍの位置での第１方向に直交する断面において、軸６の断面二次極モーメントは、２．４８ｍｍ４以上３．０８ｍｍ４以下である。軸６の根元端から４０ｍｍの位置での第１方向に直交する断面において、軸６の断面二次極モーメントは、１．０１ｍｍ４以上１．２５ｍｍ４以下である。【選択図】図１

Description

本発明は、シャトルコックに関するものである。

従来、バドミントン用シャトルコックとして、その羽根に水鳥の羽根を用いたもの（天然シャトルコック）と、ナイロン樹脂などにより人工的に製造された羽根を用いたもの（人工シャトルコック）とが知られている。天然シャトルコックと同等の飛翔性能を備えた人工シャトルコックが求められている。例えば、特許第６１６１３８１号公報（特許文献１）には、天然シャトルコックと同等の飛翔性能を備えた人工シャトルコックが記載されている。

特許第６１６１３８１号公報

上記公報に記載された人工シャトルコックでは、シャトルコックの軸がラケットフレームで打撃されたときに、軸が折れやすかった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、天然シャトルコックと同等の飛翔性能を備え、かつ軸が折れにくいシャトルコックを提供することである。

本発明のシャトルコックは、ベース本体と、人工羽根とを備えている。人工羽根は、ベース本体に接続されている。人工羽根は、羽根部と、軸とを含んでいる。軸は、羽根部に接続されている。軸は、軸が延在する第１方向に延びるウェブ、第１フランジおよび第２フランジを含んでいる。ウェブは、第１方向に直交する第２方向に延びている。第１フランジは、第２方向においてウェブの一方端部から第２方向に直交する第３方向に張り出している。第２フランジは、第２方向においてウェブの他方端部から第３方向に張り出している。軸の根元端から１０ｍｍの位置での第１方向に直交する断面において、軸の断面二次極モーメントは、２．４８ｍｍ^４以上３．０８ｍｍ^４以下である。軸の根元端から４０ｍｍの位置での第１方向に直交する断面において、軸の断面二次極モーメントは、１．０１ｍｍ^４以上１．２５ｍｍ^４以下である。軸はブロックポリプロピレンからなる。

本発明によれば、天然シャトルコックと同等の飛翔性能を備え、かつ軸が折れにくいシャトルコックを提供することができる。

本発明の一実施の形態におけるシャトルコックの概略正面図である。 本発明の一実施の形態におけるシャトルコックの概略平面図である。 本発明の一実施の形態におけるシャトルコックの人工羽根の概略斜視図である。 本発明の一実施の形態におけるシャトルコックの人工羽根の概略側面図である。 図４のＶ－Ｖ線に沿う断面図である。 比較例１におけるシャトルコックの軸の先端矢視図および断面図である。 実施例１におけるシャトルコックの軸の先端矢視図および断面図である。 実施例２におけるシャトルコックの軸の先端矢視図および断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。

最初に、図１および図２を参照して、本発明の一実施の形態におけるシャトルコック１の構成について説明する。

図１は本実施の形態におけるシャトルコック１の概略正面図である。図２は本実施の形態におけるシャトルコック１の概略平面図である。シャトルコック（バドミントン用シャトルコック）１は、ベース本体２と、複数の人工羽根（シャトルコック用人工羽根）３とを備えている。本実施の形態では、シャトルコック１は、固定用紐状部材４をさらに備えている。

ベース本体２は半球状に構成されている。ベース本体２は、表面がほぼ平坦に構成された固定用表面部２ａを有している。複数の人工羽根３は、ベース本体２に接続されている。複数の人工羽根３は、ベース本体２の固定用表面部２ａにおいて、固定用表面部２ａの外周部に沿って円環状に配置されている。また、複数の人工羽根３は、固定用紐状部材４によって互いに固定されている。複数の人工羽根３は、ベース本体２から離れるに従って、互いの間の距離が大きくなるように配置されている。つまり、複数の人工羽根３は、複数の人工羽根３によって形成される筒状体の内径がベース本体２から離れるに従って大きくなるように配置されている。人工羽根３の内側の一部に突起部３ａが設けられている。

次に、図３～図５を参照して、本発明の一実施の形態におけるシャトルコック１を構成する人工羽根３の構成について詳しく説明する。

図３は、本実施の形態におけるシャトルコック１の人工羽根３の概略斜視図である。図３を参照して、図１および図２に示されたシャトルコック１を構成する人工羽根３は、羽根部５と、羽根部５に接続された軸６とを含んでいる。軸６は、羽根部５から突出するように配置された羽根軸部７と、羽根部５のほぼ中央部において羽根部５に接続された固着軸部８と、羽根軸部７に対して固着軸部８と反対側に配置された固定部９とを含んでいる。固定部９は、図２に示されたベース本体２の固定用表面部２ａからベース本体２に挿入される。羽根軸部７、固着軸部８および固定部９は同一線状に延びるように配置され、１つの連続した軸６を構成している。

図４は、本実施の形態におけるシャトルコック１の人工羽根３の概略側面図である。図５は、図４のＶ－Ｖ線に沿う断面図である。図４および図５を参照して、軸６は、ウェブ１０と、第１フランジ１１と、第２フランジ１２とを含んでいる。ウェブ長さＬ１は、第２方向Ｄ２におけるウェブ１０の長さである。フランジ長さＬ２は、第３方向Ｄ３における第１フランジ１１の一端から他端までの長さおよび第２フランジ１２の一端から他端までの長さの平均である。ウェブ厚みＴは、第３方向Ｄ３におけるウェブ１０の厚みである。

ウェブ１０、第１フランジ１１および第２フランジ１２は、軸６が延在する第１方向Ｄ１に延びる。つまり、第１方向Ｄ１は軸長方向である。なお、軸６は根元端から先端に向けて曲率を有しているため、第１方向Ｄ１は曲率を有している。ウェブ１０は、第１方向Ｄ１に直交する第２方向Ｄ２に延びる。ウェブ１０は、第１方向Ｄ１に固着軸部８および羽根軸部７の全体にわたって連続的に設けられている。

第１フランジ１１は、第２方向Ｄ２においてウェブ１０の一方端部から第２方向Ｄ２に直交する第３方向Ｄ３に張り出している。ウェブ１０の一方端部は、軸６の内側に配置されている。第１フランジ１１は、軸６の内側に配置されている。第１フランジ１１は、ウェブ１０と直交するように配置されている。第１フランジ１１は、第１方向Ｄ１に固着軸部８および羽根軸部７の全体にわたって連続的に設けられている。

第２フランジ１２は、第２方向Ｄ２においてウェブ１０の他方端部から第３方向Ｄ３に張り出している。ウェブ１０の他方端部は、軸６の外側に配置されている。第２フランジ１２は、軸６の外側に配置されている。第２フランジ１２は、ウェブ１０と直交するように配置されている。第２フランジ１２は、第１方向Ｄ１に固着軸部８および羽根軸部７の全体にわたって連続的に設けられている。

軸６の根元端から１０ｍｍの位置での第１方向Ｄ１に直交する断面において、軸６の断面二次極モーメントは、２．４８ｍｍ^４以上３．０８ｍｍ^４以下である。軸６の断面二次極モーメントＩｐは、軸６のｘ軸に関する断面二次モーメントＩｘおよびｙ軸に関する断面二次モーメントＩｙの和である（Ｉｐ＝Ｉｘ＋Ｉｙ）。たとえば、軸６は根元端から１０ｍｍ以上１３ｍｍ以下の位置までベース本体２（図１参照）に埋まっていてもよい。軸６の根元端から４０ｍｍの位置での第１方向Ｄ１に直交する断面において、軸６の断面二次極モーメントは、１．０１ｍｍ^４以上１．２５ｍｍ^４以下である。

軸６の根元端から１０ｍｍの位置での第１方向Ｄ１に直交する断面において、断面積は、２．７４ｍｍ^２以上２．９２ｍｍ^２以下である。軸６の根元端から４０ｍｍの位置での第１方向Ｄ１に直交する断面において、断面積は、２．１０ｍｍ^２以上２．２９ｍｍ^２以下である。

軸６の根元端から１０ｍｍの位置での第１方向Ｄ１に直交する断面において、第３方向Ｄ３における第１フランジ１１および第２フランジ１２の各々の長さは、第２方向Ｄ２におけるウェブ１０の長さよりも大きい。

ウェブ１０と第１フランジ１１および第２フランジ１２の各々との接続部分にラウンド形状が設けられている。軸６の根元端から１０ｍｍの位置での第１方向Ｄ１に直交する断面において、接続部分のラウンド形状の曲率半径は、０．７ｍｍである。

軸６はブロックポリプロピレンからなる。つまり、軸６の材料はブロックポリプロピレンである。軸６は強化繊維を含まないことが好ましい。

軸６の抗張積は、１８００ＭＰａ・％以上４４００ＭＰａ・％以下である。抗張積（Ｍｐａ・％）は、引張強度（Ｍｐａ）と破断伸び（％）との積である。抗張積は、材料の持つ破断エネルギーの推定に利用される。

第１フランジ１１および第２フランジ１２は、第１方向Ｄ１に等しい長さを有していてもよい。第１フランジ１１および第２フランジ１２は、第３方向Ｄ３に等しい長さを有していてもよい。ウェブ１０は、第３方向Ｄ３において、第１フランジ１１および第２フランジ１２の中央部に配置されている。

軸６は、第１フランジ１１の内側端に内面６ａを有しており、第２フランジ１２の外側端に外面６ｂを有している。軸６は、内面６ａおよび外面６ｂの一端同士を接続する第１側面６ｃと、内面６ａと外面６ｂの他端同士を接続する第２側面６ｄとを有している。第１側面６ｃおよび第２側面６ｄの両方は、軸６の延在方向である第１方向Ｄ１に延びる凹部１３を有している。凹部１３は、ウェブ１０の側面、第１フランジ１１の内側面、第２フランジ１２の内側面で形成されている。凹部１３は内面６ａと外面６ｂとが対向する方向の中央部に配置されている。軸６には凹部１３によって空間が設けられている。軸６の延在方向である第１方向Ｄ１に直交する断面の形状はＩ型形状である。

次に、本実施の形態におけるシャトルコック１の作用効果について説明する。

シャトルコック１の軸６のねじれ剛性は、軸６の横弾性係数（せん断弾性係数）Ｇと軸６の断面二次極モーメントＩｐとの積である。断面二次極モーメントＩｐが大きくなると、ねじれ剛性が大きくなる。ねじれ剛性が大きくなると、軸６が折れにくくなる。したがって、断面二次極モーメントＩｐを大きくすることにより、軸６を折れにくくすることができる。また、軸６の先端部分が重なりにくくなるため、羽根部５の積層順が入れ替わる（交錯する）ことを抑制することができる。このような羽根部５の交錯が発生すると、ラケットで打撃されたシャトルコック１が正常に回転しなくなるため、その飛翔特性が極端に悪化する。

本実施の形態におけるシャトルコック１によれば、軸６の根元端から１０ｍｍの位置での第１方向Ｄ１に直交する断面において、軸６の断面二次極モーメントＩｐは、２．４８ｍｍ^４以上３．０８ｍｍ^４以下である。軸６の根元端から４０ｍｍの位置での第１方向Ｄ１に直交する断面において、軸６の断面二次極モーメントＩｐは、１．０１ｍｍ^４以上１．２５ｍｍ^４以下である。このため、本実施の形態におけるシャトルコック１では後述する比較例に比べて断面二次極モーメントＩｐを大きくすることができる。したがって、軸６のねじれ剛性を大きくすることができる。よって、軸６を折れにくくすることができる。また、軸６の先端部分が重なりにくくなるため、羽根部５の積層順が入れ替わる（交錯する）ことを抑制することができる。

また、軸６の延在方向である第１方向Ｄ１に直交する断面の形状はＩ型形状である。シャトルコック１の飛翔性能は、軸６の断面二次モーメントと材料の弾性率とを乗じた曲げ剛性に大きく影響される。Ｉ型形状の断面形状は断面二次モーメントが大きいため、軸６の断面二次モーメントを大きくすることができる。これにより、軸６の曲げ剛性を大きくすることができる。このため、天然シャトルコックと同等の飛翔性能を備えることができる。

本実施の形態におけるシャトルコック１によれば、軸６の根元端から１０ｍｍの位置での第１方向Ｄ１に直交する断面において、断面積は、２．７４ｍｍ^２以上２．９２ｍｍ^２以下である。軸６の根元端から４０ｍｍの位置での第１方向Ｄ１に直交する断面において、断面積は、２．１０ｍｍ^２以上２．２９ｍｍ^２以下である。このため、本実施の形態におけるシャトルコック１では後述する比較例に比べて断面積を大きくすることができる。これにより、断面二次極モーメントＩｐを大きくすることができる。したがって、軸６のねじれ剛性を大きくすることができる。また、軸６の先端部分が重なりにくくなるため、羽根部５の積層順が入れ替わる（交錯する）ことを抑制することができる。

本実施の形態におけるシャトルコック１によれば、軸６の根元端から１０ｍｍの位置での第１方向Ｄ１に直交する断面において、第３方向Ｄ３における第１フランジ１１および第２フランジ１２の各々の長さは、第２方向Ｄ２におけるウェブ１０の長さよりも大きい。このため、本実施の形態におけるシャトルコック１では後述する比較例に比べて断面積を大きくすることができる。これにより、断面二次極モーメントＩｐを大きくすることができる。したがって、軸６のねじれ剛性を大きくすることができる。よって、軸６を折れにくくすることができる。また、軸６の先端部分が重なりにくくなるため、羽根部５の積層順が入れ替わる（交錯する）ことを抑制することができる。

本実施の形態におけるシャトルコック１によれば、軸６の根元端から１０ｍｍの位置での第１方向Ｄ１に直交する断面において、接続部分のラウンド形状の曲率半径は、０．７ｍｍである。このため、本実施の形態におけるシャトルコック１では後述する比較例に比べて、軸６の根元端から１０ｍｍの位置での第１方向Ｄ１に直交する断面において、接続部分のラウンド形状の曲率半径を大きくすることができる。したがって、軸６の根元端から１０ｍｍの位置での第１方向Ｄ１に直交する断面において、軸６に作用する力が接続部分に集中することを抑制することができる。よって、軸６を折れにくくすることができる。

本実施の形態におけるシャトルコック１によれば、軸６はブロックポリプロピレンからなる。ブロックポリプロピレンはホモポリプロピレンおよびランダムポリプロピレンに比べて耐衝撃性に優れている。このため、軸６を折れにくくすることができる。また、ブロックポリプロピレンは成形性に優れるという性質を有している。このため、ウェブ１０の厚みを薄くすることができる。したがって、ウェブ１０、第１フランジ１１および第２フランジ１２の長さを長くすることができるため、断面二次モーメントを大きくすることができる。また、ブロックポリプロピレンは軽量であるため、断面積を大きくすることができる。このため、軸６の断面二次モーメントを大きくすることができる。また、軸６は強化繊維を含まないことが好ましい。軸６が強化繊維を含むと破断伸びが少なくなるため、抗張積が小さくなるので軸６が折れやすくなる。軸６が強化繊維を含まないことにより、軸６を折れにくくすることができる。

本実施の形態におけるシャトルコック１によれば、軸６の抗張積は、１８００ＭＰａ・％以上４４００ＭＰａ・％以下である。このため、軸６を折れにくくすることができる。

本発明の実施例について比較例と比較して説明する。実施例１～４は、本発明の実施例である。比較例１～４は、本発明の実施例に対する比較例である。

図６～図８を参照して、比較例１ならびに実施例１および実施例２におけるシャトルコックの軸の形状について説明する。図６は、比較例１におけるシャトルコックの軸の先端矢視図および断面図である。図７は、実施例１におけるシャトルコックの軸の先端矢視図および断面図である。図８は、実施例２におけるシャトルコックの軸の先端矢視図および断面図である。図６～図８において、軸の根元端から軸の延在方向に１０ｍｍ、３０ｍｍ、４０ｍｍ、６０ｍｍの位置での断面図が示されている。先端矢視図は、軸の先端面に垂直な方向から軸を見た矢視図である。

表１は、比較例１、実施例１および実施例２における各断面での断面二次モーメントＩｘを示している。表２は、比較例１、実施例１および実施例２における各断面での断面二次モーメントＩｙを示している。表３は、比較例１、実施例１および実施例２における各断面での断面二次極モーメントＩｐ示している。

表３を参照して、軸の根元端から１０ｍｍの位置での第１方向に直交する断面（軸長方向における軸の垂直断面）において、実施例１および実施例２の断面二次極モーメントＩｐは、比較例１の断面二次極モーメントＩｐよりも大きい。また、軸の根元端から４０ｍｍの位置での第１方向に直交する断面（軸長方向における軸の垂直断面）において、実施例１および実施例２の断面二次極モーメントＩｐは、比較例１の断面二次極モーメントＩｐよりも大きい。実施例１および実施例２より、軸の根元端から１０ｍｍの位置での第１方向に直交する断面において、本発明の実施例の軸の断面二次極モーメントは、２．４８ｍｍ^４以上３．０８ｍｍ^４以下である。実施例１および実施例２より、軸の根元端から４０ｍｍの位置での第１方向に直交する断面において、本発明の実施例の軸の断面二次極モーメントは、１．０１ｍｍ^４以上１．２５ｍｍ^４以下である。

表４は、比較例１、実施例１および実施例２における各断面での断面積を示している。

表４を参照して、軸の根元端から１０ｍｍの位置での第１方向に直交する断面において、実施例１および実施例２の断面積は、比較例１の断面積よりも大きい。また、軸の根元端から４０ｍｍの位置での第１方向に直交する断面において、実施例１および実施例２の断面積は、比較例１の断面積よりも大きい。実施例１および実施例２より、軸の根元端から１０ｍｍの位置での第１方向に直交する断面において、本発明の実施例の軸の断面積は、２．７４ｍｍ^２以上２．９２ｍｍ^２以下である。実施例１および実施例２より、軸の根元端から４０ｍｍの位置での第１方向に直交する断面において、本発明の実施例の軸の断面積は、２．１０ｍｍ^２以上２．２９ｍｍ^２以下である。

表５～表７を参照して、比較例１ならびに実施例１および実施例２におけるシャトルコックの軸のウェブ厚み、ウェブ長さおよびフランジ長さについて説明する。

表５は、比較例１、実施例１および実施例２における各断面でのウェブ厚みを示している。表６は、比較例１、実施例１および実施例２における各断面でのウェブ長さを示している。表７は、比較例１、実施例１および実施例２における各断面でのフランジの平均長さを示している。

次に、ラケットフレームでシャトルコックを打撃した試験について説明する。

実施例３、実施例４、比較例２、比較例３および比較例４はいずれも実施例１と同様の形状に構成されている。実施例３、実施例４、比較例２、比較例３および比較例４は軸の材料が異なっている。実施例３は、ブロックポリプロピレンであり、抗張積１８００ＭＰａ・％である。実施例４は、ブロックポリプロピレンであり、抗張積４４００ＭＰａ・％である。比較例２は、ブロックポリプロピレンであり、抗張積７５０ＭＰａ・％である。比較例３は、ランダムポリプロピレンであり、抗張積６５００ＭＰａ・％である。比較例４は、長繊維セルロース強化ポリプロピレンであり、抗張積５８４ＭＰａ・％である。

試験方法は次の通りである。シャトルコックの両側の人工羽根が支持されてシャトルコックが吊された状態で、軸の羽根部とベース本体との間の羽根軸部にラケットフレーム先端が当たるようにラケットでシャトルが打撃されるように、アーム式シャトル打ち出し機を使用した。アーム式シャトル打ち出し機はラケットフレーム先端の時速が２００ｋｍ／ｈになるように設定された。サンプル数はそれぞれ５個である。

表８は、試験結果を示している。表８の破断および折れはそれぞれ箇所の数を示している。破断とは、使用時に同じ状態になった場合に性能が極端に悪化する状態である。折れとは使用時に同じ状態になった場合に性能が損なわれない状態のことである。実施例３および実施例４は、比較例２、比較例３および比較例４に比べて破断および折れの箇所の数が少ない。実施例３および実施例４より、本発明の実施例の軸の抗張積は、１８００ＭＰａ・％以上４４００ＭＰａ・％以下である。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることを意図される。

１ シャトルコック、２ ベース本体、３ 人工羽根、４ 固定用紐状部材、５ 羽根部、６ 軸、７ 羽根軸部、８ 固着軸部、９ 固定部、１０ ウェブ、１１ 第１フランジ、１２ 第２フランジ、１３ 凹部、Ｄ１ 第１方向、Ｄ２ 第２方向、Ｄ３ 第３方向。

Claims (5)

1. ベース本体と、
   前記ベース本体に接続された複数の人工羽根とを備え、
   前記人工羽根は、羽根部と、前記羽根部に接続された軸とを含み、
   前記軸は、前記軸が延在する第１方向に延びるウェブ、第１フランジおよび第２フランジを含み、
   前記ウェブは、前記第１方向に直交する第２方向に延び、
   前記第１フランジは、前記第２方向において前記ウェブの一方端部から前記第２方向に直交する第３方向に張り出し、
   前記第２フランジは、前記第２方向において前記ウェブの他方端部から前記第３方向に張り出し、
   前記軸の根元端から１０ｍｍの位置での前記第１方向に直交する断面において、前記軸の断面二次極モーメントは、２．４８ｍｍ^４以上３．０８ｍｍ^４以下であり、
   前記軸の前記根元端から４０ｍｍの位置での前記第１方向に直交する断面において、前記軸の断面二次極モーメントは、１．０１ｍｍ^４以上１．２５ｍｍ^４以下であり、
   前記軸はブロックポリプロピレンからなる、シャトルコック。
2. 前記軸の前記根元端から１０ｍｍの位置での前記第１方向に直交する断面において、断面積は、２．７４ｍｍ^２以上２．９２ｍｍ^２以下であり、
   前記軸の前記根元端から４０ｍｍの位置での前記第１方向に直交する断面において、断面積は、２．１０ｍｍ^２以上２．２９ｍｍ^２以下である、請求項１に記載のシャトルコック。
3. 前記軸の前記根元端から１０ｍｍの位置での前記第１方向に直交する断面において、前記第３方向における前記第１フランジおよび前記第２フランジの各々の長さは、前記第２方向における前記ウェブの長さよりも大きい、請求項２に記載のシャトルコック。
4. 前記ウェブと前記第１フランジおよび前記第２フランジの各々との接続部分にラウンド形状が設けられており、
   前記軸の前記根元端から１０ｍｍの位置での前記第１方向に直交する断面において、前記接続部分の前記ラウンド形状の曲率半径は、０．７ｍｍである、請求項１に記載のシャトルコック。
5. 前記軸の抗張積は、１８００ＭＰａ・％以上４４００ＭＰａ・％以下である、請求項１に記載のシャトルコック。

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