球拍框架的制作方法
【专利摘要】球拍框架的拍头（4）具有弦线槽（20）。拍头（4）包括侧加强层（18）。各个侧加强层（18）由预浸料形成，该预浸料包括碳纤维和基质树脂。预浸料的压缩弹性模量等于或者小于100GPa。预浸料的拉伸弹性模量等于或者小于100GPa。碳纤维的拉伸弹性模量等于或者小于160GPa。较佳地，该预浸料包括无定形碳纤维。
【专利说明】球拍框架
[0001]本发明针对2013年I月31日提交的日本专利申请N0.2013-16360提出优先权要求，在先申请的全部内容通过引用而结合在本文中。
【技术领域】
[0002]本发明涉及一种用于网球等等的球拍框架。具体地，本发明涉及用于球拍框架的弦线槽(gut groove)的加强层的改进。
【背景技术】
[0003]网球拍的框架由纤维增强树脂形成。纤维增强树脂的基质树脂是环氧树脂。纤维增强树脂的纤维是碳纤维。所述纤维是长纤维。框架通过缠绕多个预浸料并固化包括在各个预浸料中的环氧树脂形成。由纤维增强树脂形成的球拍框架已经被公开在JP2011-15885中。
[0004]球拍框架具有弦线槽。细绳位于框架的外侧的一部分被接收在弦线槽中。通过弦线槽防止细绳的损害。
[0005]一般的框架包括加强层。加强层由大致地在厚度方向延伸的基质树脂和大量碳纤维形成。当挥击球时，一个显著的力通过细绳施加于弦线槽。通过加强层防止由于该力引起的框架的破损。
[0006]当球击中球拍的甜蜜区(sweet spot)或甜蜜区附近时,球会以高速发射。当球击中球拍的甜蜜区或甜蜜区附近时，被传输到运动员的冲击力是小的。
[0007]在现有的球拍中，当球击中远离球拍的甜蜜区的位置时，球以低速发射。在该球拍中，当球击中远离甜蜜区的位置时，被传输到运动员的冲击力是大的。因此，当球击中远离甜蜜区的位置时，运动员不能完全摆动球拍。此外，当球击中远离甜蜜区的位置时，运动员不能维持击球面的方向。
[0008]当进行击打时，运动员目的在于在甜蜜区或者甜蜜区附近击球。然而，在比赛中，运动员有时必须在远离甜蜜区的位置击球。期望的球拍是当球击中远离甜蜜区的位置时仍然具有极好的回弹力。
[0009]本发明的目的是提供当球击中远离球拍的甜蜜区的位置时也具有极好的回弹力的球拍框架。
【发明内容】
[0010]根据本发明的球拍框架包括由纤维增强树脂形成的拍头。拍头包括用于弦线槽的加强层。加强层由预浸料形成，该预浸料包括纤维和基质树脂。预浸料的压缩弹性模量等于或者小于lOOGPa。
[0011]较佳地，预浸料的拉伸弹性模量等于或者小于lOOGPa。
[0012]根据另一个发明的球拍框架包括由纤维增强树脂形成的拍头。拍头包括用于弦线槽的加强层。加强层由预浸料形成，该预浸料包括纤维和基质树脂。纤维的拉伸弹性模量等于或者小于160GPa。
[0013]根据再另一个发明的球拍框架包括由纤维增强树脂形成的拍头。拍头包括用于弦线槽的加强层。加强层包括无定形碳纤维和基质树脂。
[0014]在使用根据本发明的框架的球拍中，当球击中远离甜蜜区的位置时，回弹系数较高。当球击中远离甜蜜区的位置时，框架的可操作性是极好的。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是根据本发明的一个实施例的球拍框架的正视图。
[0016]图2是图1中的球拍框架的侧视图。
[0017]图3是沿着图1中的II1-1II线的放大的横截面视图。
[0018]图4是沿着图3中的IV-1V线的横截面视图；和
[0019]图5是显示图3中的球拍框架以及环与细绳的横截面视图。
【具体实施方式】
[0020]以下将会参考附图详细说明根据优选实施例的本发明。
[0021]显示在图1和2中的球拍框架2包括拍头4、两个喉部6、拍杆8和拍柄10。环、拍柄带、端盖等等附接于球拍框架2，线在球拍框架2上伸长从而获得用于标准球网球的球拍。在图1中，上下方向是球拍框架2的轴线方向，左右方向是球拍框架2的宽度方向。
[0022]球拍框架2由纤维增强树脂形成。纤维增强树脂的基质树脂是热固性树脂。热固性树脂典型地是环氧树脂。纤维增强树脂的纤维典型地是碳纤维。该纤维是长纤维。如图3所示显而易见地，球拍框架2是中空的。通过缠绕多个预浸料并固化包括在各个预浸料中的热固性树脂，形成球拍框架2。
[0023]拍头4形成击球面的轮廓。拍头4的前形状大致地是椭圆。椭圆的长轴方向与球拍框架2的轴线方向一致。椭圆的短轴方向与球拍框架2的宽度方向一致。每个喉部6的一端连接到拍头4。各个喉部6在另一个喉部6的另一端的附近连接至另一个喉部6。喉部6从拍头4延伸至拍杆8。拍杆8从两个喉部6连接到彼此的位置延伸。拍杆8形成以便整体地连接到喉部6。拍柄10形成以便整体地连接到拍杆8。拍头4夹在两个喉部6之间的部分是轭部12。
[0024]如图1和2所示，拍头4包括顶部加强层14、轭部加强层16和两侧加强层18。在图1和2中，参考标记Pl表示顶部加强层14和每个侧加强层18之间的边界点，参考标记P2表示轭部加强层16和每个侧加强层18之间的边界点。
[0025]图3是沿着图1中的II1-1II线的放大的横截面视图。图4是沿着图3中的IV-1V线的横截面视图；在图3中，左侧是拍头4的外侧，右侧是拍头4的内侧。如图3所示，拍头4具有弦线槽20。弦线槽20形成在拍头4的外表面上。弦线槽20具有两侧表面22和一个底表面24。如图2所示，弦线槽20沿着拍头4的圆周方向延伸。
[0026]图3和4显示侧加强层18。侧加强层18由预浸料形成。预浸料的基质树脂是环氧树脂。预浸料包括大量碳纤维。每个碳纤维在球拍框架2的大致厚度方向(图2中的左右方向)上延伸。侧加强层18由加热预浸料以硬化环氧树脂而形成。顶部加强层14和轭部加强层16通过固化其他预浸料的环氧树脂而形成。[0027]图5显示拍头4以及环26与线28。环26包括凸缘30和管32。凸缘30与弦线槽20的底表面24接触。管32延伸穿过拍头4。线28的一部分布置在凸缘30上并且沿着圆周方向。此外，线28延伸穿过管32。
[0028]当网球击中球拍时，力通过线28施加于弦线槽20。侧加强层18布置成围绕弦线槽20。在弦线槽20的底表面24的附近，侧加强层18的碳纤维在球拍框架2的厚度方向上延伸。侧加强层18加强弦线槽20。当网球击中球拍时，侧加强层18防止拍头4受到破损。类似的，顶部加强层14的碳纤维和轭部加强层16也在弦线槽20的底表面24附近在球拍框架2的厚度方向上延伸。当网球击中球拍时顶部加强层14和轭部加强层16也防止拍头4受到破损。
[0029]侧加强层18的预浸料的压缩弹性模量低于现有的球拍框架的加强层的预浸料的压缩弹性模量。包括侧加强层18的拍头4的可塑性是极好的。
[0030]当网球击中甜蜜区或者甜蜜区附近时，线28充分地伸长。通过伸长，吸收冲击。在伸长之后，线28返回至原来的形状。通过该返回，网球以高速发射。
[0031]当网球击中远离甜蜜区的位置时，线28的伸长不是充分的。如上所述，侧加强层18的预浸料的压缩弹性模量较低。因此，当网球击中远离甜蜜区的位置时，拍头4与线28一起变形。通过该变形，吸收冲击。运动员可以在维持击球面的方向的同时完全摆动球拍。在变形之后，拍头4返回至其原来的形状。通过该返回，网球以高速发射。
[0032]在该球拍中，当网球击中远离甜蜜区的位置时，拍头4的变形将补偿线28的不充分变形。当网球击中远离甜蜜区的位置时，球拍框架2的冲击吸收性能、可操作性和回弹力是极好的。球拍框架的甜蜜区较宽。
[0033]如上所述，当网球击中甜蜜区或者甜蜜区附近时，线28充分地伸长。因此，通过挥击施加到球拍框架2的力较小。拍头4由于挥击产生的变形较小。在该球拍中，当网球击中甜蜜区或者甜蜜区附近时，没有出现过多的变形。
[0034]在本实施例中，顶部加强层14的预浸料的压缩弹性模量高于各个侧加强层18的预浸料的压缩弹性模量，轭部加强层16的预浸料的压缩弹性模量高于各个侧加强层18的预浸料的压缩弹性模量。顶部加强层14的预浸料的压缩弹性模量可以等于各个侧加强层18的预浸料的压缩弹性模量。轭部加强层16的预浸料的压缩弹性模量可以等于各个侧加强层18的预浸料的压缩弹性模量。
[0035]纵向线和横向线由线28形成。如上所述，拍头4的前形状是大致地椭圆，椭圆的长轴方向与球拍框架2的轴线方向一致。因此，平均纵向线的长度大于平均横向线的长度。通常，纵向线比横向线更加容易伸长。为了补偿横向线的伸长困难，较佳地:具有低的压缩弹性模量的预浸料被用于各个侧加强层18 ;具有高的压缩弹性模量的预浸料被用于顶部加强层14 ;具有高的压缩弹性模量的预浸料被用于轭部加强层16。
[0036]各个侧加强层18的预浸料的压缩弹性模量与顶部加强层14的预浸料的压缩弹性模量的比率较佳地等于或者小于75%，更加较佳地等于或者小于50%、特别较佳地等于或者小于25%。考虑到球拍框架2的强度，该比率较佳地等于或者大于10%。
[0037]各个侧加强层18的预浸料的压缩弹性模量与轭部加强层16的预浸料的压缩弹性模量的比率较佳地等于或者小于75%，更加较佳地等于或者小于50%、特别较佳地等于或者小于25%。考虑到球拍框架2的强度，该比率较佳地等于或者大于10%。[0038]考虑到冲击吸收、可操作性和回弹性，各个侧加强层18的预浸料的压缩弹性模量较佳地等于或者小于lOOGPa、更加较佳地等于或者小于65GPa、特别较佳地等于或者小于35GPa。考虑到球拍框架2的强度，该压缩弹性模量较佳地等于或者大于lOGPa。压缩弹性模量是根据“ JIS K7076”标准测量的。
[0039]具有低的压缩弹性模量的预浸料可以通过结合具有低拉伸弹性模量的碳纤维获得。具有低拉伸弹性模量的碳纤维的具体的实例是无定形碳纤维。具有低压缩弹性模量的预浸料也可以通过将碳纤维的纤维单位面积重量(FAW,Fiber Area Weight)设置成小的而获得。
[0040]适合于各个侧加强层18的碳纤维的具体的实例日本石墨纤维公司(NipponGraphite Fiber C0.,Ltd.)制造的商品名“XN-05”、“XN_10”和“XN-15”。特别优选的碳纤维是 “XN-05”。
[0041]考虑到冲击吸收、可操作性和回弹性，各个侧加强层18的预浸料的拉伸弹性模量较佳地等于或者小于lOOGPa，更加较佳地等于或者小于75GPa，特别较佳地等于或者小于35GPa。考虑到球拍框架2的强度，该拉伸弹性模量较佳地等于或者大于lOGPa。拉伸弹性模量是根据“ JIS K7073”标准测量的。
[0042]考虑到冲击吸收、可操作性和回弹性，各个侧加强层18的碳纤维的拉伸弹性模量较佳地等于或者小于160GPa，更加较佳地等于或者小于120GPa，特别较佳地等于或者小于60GPa。考虑到球拍框架2的强度，该拉伸弹性模量较佳地等于或者大于20GPa。该碳纤维的拉伸弹性模量是根据“ JIS L1069”的标准测量的。
[0043]各个侧加强层18的碳纤维可以是树脂型或者PAN型。考虑到冲击吸收、可操作性和回弹性，树脂型碳纤维是较佳的。各个侧加强层18的预浸料可以包括除了碳纤维之外的纤维。预浸料可以包括除了环氧树脂之外的热固树脂。
[0044]如上所述，球拍框架2除了加强层14、16和18之外的部分也由预浸料形成。考虑到球拍框架2的强度，预浸料的压缩弹性模量较佳地高于各个侧加强层18的预浸料的压缩弹性模量。除了加强层14、16和18之外的部分的预浸料的压缩弹性模量较佳地等于或者大于I lOGPa，特别较佳地等于或者大于130GPa。
[0045]在图1中，参考标记Pmax表示球拍框架2的宽度最大的点。箭头LI表示轴线方向上侧加强层18的顶部侧端Pl和点Pmax之间的距离。箭头L2表示在轴线方向上侧加强层18的轭部侧端P2和点Pmax之间的距离。
[0046]考虑到冲击吸收、可操作性和回弹性，距离LI较佳地等于或者大于4cm，更加较佳地等于或者大于6cm,特别较佳地等于或者大于8cm。距离LI较佳地等于或者小于15cm。
[0047]考虑到冲击吸收、可操作性和回弹性，距离L2较佳地等于或者大于4cm，更加较佳地等于或者大于6cm,特别较佳地等于或者大于8cm。距离L2较佳地等于或者小于15cm。
[0048]图3和4中显而易见地，各个侧加强层18位于厚度的中心的外侧。换句话说，各个侧加强层18位于接近弦线槽20的底表面24的位置上。各个侧加强层18有助于拍头4的变形。
[0049]在图4中，箭头Tl表示拍头4的厚度，箭头T2表示从弦线槽20的底表面24至侧加强层18的厚度。考虑到冲击吸收、可操作性和回弹性，厚度T2与厚度Tl的比率较佳地等于或者小于50%，更加较佳地等于或者小于40%，特别较佳地等于或者小于30%。比率可以为零。
[0050]实例
[0051][实例I]
[0052]生产示意在图1至4中的球拍框架。被用于球拍框架的各个预浸料的压缩弹性模量如下。
[0053]侧加强层:32GPa
[0054]顶部加强层:129GPa
[0055]轭部加强层:129GPa
[0056]其他部分:129GPa
[0057]各个侧加强层的预浸料的碳纤维的拉伸弹性模量是54GPa。预浸料中的碳纤维的纤维单位面积重量是100g/m2。
[0058][实例2]
[0059]除了具有64GPa的压缩弹性模量的预浸料被用于各个侧加强层之外，实例2的球拍框架以与实例I同样的方式获得。预浸料的碳纤维的拉伸弹性模量是llOGPa。预浸料中的碳纤维的纤维单位面积重量是100g/m2。
[0060][实例3]
[0061]除了具有85GPa的压缩弹性模量的预浸料被用于各个侧加强层之外，实例3的球拍框架以与实例I同样的方式获得。预浸料的碳纤维的拉伸弹性模量是155GPa。预浸料中的碳纤维的纤维单位面积重量是100g/m2。
[0062][比较例I]
[0063]除了具有129GPa的压缩弹性模量的预浸料被用于各个侧加强层之外，比较例I的球拍框架以与实例I同样的方式获得。预浸料的碳纤维的拉伸弹性模量是230GPa。预浸料中的碳纤维的纤维单位面积重量是100g/m2。
[0064][实例4]
[0065]除了预浸料中的碳纤维的纤维单位面积重量是70g/m2，实例4的球拍框架以与比较例I同样的方式获得。预浸料的碳纤维的拉伸弹性模量是230GPa。
[0066][评估]
[0067]环、握带、端盖和线安装至各个球拍框架以生产网球拍。网球拍被固定，使得网球以30m/s的速度撞击击球面上的第一至第十八点中的每一个点，并且测量回弹系数。各个点的坐标(x，y)如下。
[0068]第一点:(0，12)
[0069]第二点:(0，15)
[0070]第三点:(0，18)
[0071]第四点:(0，21)
[0072]第五点:(0，24)
[0073]第六点:(0，27)
[0074]第七点:(0，30)
[0075]第八点:(3，12)
[0076]第九点:(3，15)[0077]第十点:(3,18)
[0078]第^^一点:(3，21)
[0079]第十二点:(3，24)
[0080]第十三点:(3，27)
[0081]第十四点:(6，12)
[0082]第十五的点:(6，I5)
[0083]第十六点:(6，18)
[0084]第十七点:(6，21)
[0085]第十八点:(6，24)
[0086]坐标的原点在击球面的顶部，X是宽度方向上从原点的距离(cm)，y是轴线方向上从原点的距离。计算第一至第七点的回弹系数的平均值el、第八至第十三点的回弹系数的平均值e2和第十四至第十八点的回弹系数的平均值e3。结果显示于下表1中。
[0087]表1评估结果
[0088]
【权利要求】
1.一种球拍框架，所述球拍框架包括由纤维增强树脂形成的拍头，其特征在于，其中， 所述拍头包括用于弦线槽的加强层； 所述加强层由预浸料形成，所述预浸料包括纤维和基质树脂；并且 所述预浸料的压缩弹性模量等于或者小于lOOGPa。
2.如权利要求1所述的球拍框架，其特征在于，其中，所述预浸料的拉伸弹性模量等于或者小于lOOGPa。
3.如权利要求1或2所述的球拍框架，其特征在于，其中，所述纤维的拉伸弹性模量等于或者小于160GPa。
4.如权利要求1或2所述的球拍框架，其特征在于，其中，所述纤维的材料是无定形碳。
5.一种球拍框架，所述球拍框架包括由纤维增强树脂形成的拍头，其特征在于，其中， 所述拍头包括用于弦线槽的加强层； 所述加强层由预浸料形成，所述预浸料包括纤维和基质树脂；并且 所述纤维的拉伸弹性模量等于或者小于160GPa。
6.一种球拍框架，所述球拍框架包括由纤维增强树脂形成的拍头，其特征在于，其中， 所述拍头包括用于弦线槽的加强层；并且 所述加强层包括无定形碳纤维和基质树脂。
【文档编号】A63B49/02GK103961849SQ201410037696
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年1月26日 优先权日:2013年1月31日
【发明者】山本阳介 申请人:邓禄普体育用品株式会社