專利名稱：網(wǎng)球拍的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及網(wǎng)球拍，特別是涉及一種具有改進(jìn)的動(dòng)態(tài)特性的輕質(zhì)網(wǎng)球拍，其適于初學(xué)者，這種改進(jìn)的動(dòng)態(tài)特性特別是在利用球拍的偏方部位擊球(off-spotshooting)時(shí)表現(xiàn)尤為明顯。
所謂偏方部位擊球意味著在網(wǎng)球拍正方部位(sweetspot)外的拍面區(qū)域擊球。
在已提出的一種網(wǎng)球拍設(shè)計(jì)中，網(wǎng)球拍對(duì)應(yīng)于網(wǎng)球拍面最大寬度的頂部區(qū)域較重，所以當(dāng)利用偏方部位擊球時(shí)，穩(wěn)定度較高，而且該區(qū)域的構(gòu)成材料的比重一般大于網(wǎng)球拍的框的材料的比重。例如其由鉛或類似物制成。
在另一種已提出的設(shè)計(jì)中，網(wǎng)球拍的框頂?shù)牟牧媳戎乇容^大，例如由鉛制成。質(zhì)量較大的框頂增加網(wǎng)球拍區(qū)域的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，并使質(zhì)量中心靠近拍面中心。區(qū)域的轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)量的增加及質(zhì)量中心的移動(dòng)可保證甚至在偏方部位擊球時(shí)，仍能使球具有良好的飛行特性。
盡管轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(momentofinertia)及質(zhì)量中心在上述設(shè)計(jì)中已得以優(yōu)化，但偏方部位擊球的推斥特性及振動(dòng)沖擊之間的關(guān)系并沒有得到很好的改進(jìn)。結(jié)果，當(dāng)利用偏方部位擊球時(shí)，低的推斥特性(repulsioncharacteristics)使球的飛行速度下降，而高的振動(dòng)沖擊(Vibratoryimpact)會(huì)使球員的身體受到損傷，例如使初學(xué)者患網(wǎng)球肘病。
另外，由于框頂重量的增加，正方部位不可避免地移向框頂。一般，網(wǎng)球拍的正方部位設(shè)計(jì)于面中心區(qū)域的位置上。所以，此正方部位的移向框頂，由于拍面實(shí)際上為橢圓形，而導(dǎo)致正方部位有效表面積的降低。此一設(shè)計(jì)結(jié)果使初學(xué)者產(chǎn)生一種精神壓力，且使他們覺得不能隨心所欲地操作網(wǎng)球拍。
本發(fā)明的主要目的在于提供一種輕質(zhì)的網(wǎng)球拍，這種網(wǎng)球拍特別適合初學(xué)者并且在偏方部位擊球時(shí)具有改進(jìn)的動(dòng)態(tài)特性。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種網(wǎng)球拍，其在偏方部位擊球時(shí)可維持高的推斥特性，因此保證球的快速飛行。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種網(wǎng)球拍，甚至在偏方部位擊球時(shí)，其仍可減輕振動(dòng)沖擊，因此可減少初學(xué)者的身體損傷，如網(wǎng)球肘病。
本發(fā)明的另一目的是提供一種網(wǎng)球拍，這種球拍甚至對(duì)于初學(xué)者仍很容易操控。
根據(jù)本發(fā)明的基本觀點(diǎn)，一實(shí)質(zhì)上為橢圓的框具有框頂及軛部，第一平衡調(diào)整器置于框頂，且由第一材料制成，其第一比重大于框的比重，而第二平衡調(diào)整器置于軛部，由第二材料制成，其第二比重大于框的比重，而且第二平衡調(diào)整器的質(zhì)量大于第一平衡調(diào)整器1.5至2.9倍。
在本發(fā)明的一較佳實(shí)施例中，網(wǎng)球拍的總質(zhì)量介于220至350g之間。
在本發(fā)明的另一較佳實(shí)施例中，用于第一平衡調(diào)整器的第一材料與用于第二平衡調(diào)整器的第二材料相同。
在本發(fā)明的另一較佳實(shí)施例中，用于第一平衡調(diào)整器的第一材料不同于用于第二平衡調(diào)整器的第二材料，但是第一材料的第一比重與第二材料的第二比重相同。
在本發(fā)明的另一較佳實(shí)施例中，用于第一平衡調(diào)整器的第一材料不同于用于第二平衡調(diào)整器的第二材料，但第一材料的第一比重與第二材料的第二比重相同。
在本發(fā)明的另一較佳實(shí)施例中，第一平衡調(diào)整器從框頂算起延伸至全長(zhǎng)的10%或更少，全長(zhǎng)指整個(gè)球拍在其縱方向的直線長(zhǎng)度，且第二平衡調(diào)整器從軛端算起延伸至總球拍長(zhǎng)度10%或更少。
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。


圖1為本發(fā)明網(wǎng)球拍的一個(gè)實(shí)施例的頂視圖，圖2為沿著圖1中Ⅱ-Ⅱ線的橫截面圖，圖3為沿著圖1中Ⅲ-Ⅲ線的橫截面圖，圖4為顯示圖1網(wǎng)球拍動(dòng)作的側(cè)視圖，圖5為一說明圖，說明網(wǎng)球拍擊球時(shí)的主振動(dòng)型態(tài)，圖6A-6C說明網(wǎng)球拍質(zhì)量分布型式與主振動(dòng)型態(tài)之間的關(guān)系。
圖1所示為本發(fā)明網(wǎng)球拍的一個(gè)實(shí)施例，其中網(wǎng)球拍10的整個(gè)拍長(zhǎng)度為680mm。其中拍面縱向直徑L等于360mm，而側(cè)向直徑W等于280mm，拍面至少在樞頂12及軛部13處為管狀結(jié)構(gòu)，以與圖2及3中的第一及第二平衡調(diào)整器14、15配合。
構(gòu)成平衡調(diào)整器14及15的材料的比重遠(yuǎn)大于球框的比重。例如，如果構(gòu)成框的材料為碳纖維，則平衡調(diào)整器14及15可由鉛制成。玻璃纖維加強(qiáng)塑料材料也可用于平衡調(diào)整器。平衡調(diào)整器可用相同或不同的材料構(gòu)成，當(dāng)其由不同的材料制成時(shí)，這些材料的比重可以相同也可不同。
最好平衡調(diào)整器為狹帶形式。在圖2所示的結(jié)構(gòu)中，一個(gè)狹帶形平衡調(diào)整器14位于框頂12中并使框頂保持原來的管狀結(jié)構(gòu)。在圖3的結(jié)構(gòu)中，兩狹帶形平衡調(diào)整器15位于軛部13中，并夾住泡沫狀的聚胺酯填充物19。
盡管圖1中未示，但優(yōu)選另一個(gè)由鉛制成的調(diào)整器(36g)插入把手部與把手端16相距100mm的區(qū)域內(nèi)，以調(diào)整網(wǎng)球拍10質(zhì)量中心的位置。
在一應(yīng)用例中，15g的平衡調(diào)整器14插入框頂12，而向軛部延伸30mm，該延伸的長(zhǎng)度約為整個(gè)球拍長(zhǎng)(680mm)的4.4%(從框頂端12a算起)。-33g的平衡調(diào)整器15插入軛部13，而向框頂延伸30mm，其從軛頂算起約占全長(zhǎng)的4.4%。
圖5至6C將詳盡地說明支持本發(fā)明觀念的邏輯基礎(chǔ)。
如上所述，本發(fā)明的基本目的在于提高球拍的推斥特性，并使網(wǎng)球拍的正方部位具有最合適的定位。
為了正確說明擊球時(shí)，推斥特性及網(wǎng)球拍振動(dòng)沖擊的問題，除了古典剛性理論(classicaltheoryofrigidity)外，另還需介紹振動(dòng)的觀念。由此觀點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于優(yōu)化以主振動(dòng)模態(tài)表現(xiàn)的振動(dòng)特性方面的質(zhì)量分布，以改進(jìn)推斥特性且緩合振動(dòng)沖擊。
主振動(dòng)量與擊球點(diǎn)之間的關(guān)系示于圖5，其中正方部位的中心落在網(wǎng)球拍面的中心點(diǎn)C處。由圖中可很清楚地看到，在正方部位中心的振幅幾乎于零，隨著漸離正方部位，振幅漸增。簡(jiǎn)言之，主振動(dòng)的節(jié)點(diǎn)落在正方部位中心，而反節(jié)點(diǎn)落在網(wǎng)球拍的框頂及軛部上。
需知網(wǎng)球拍頭部(head)的質(zhì)量愈大，網(wǎng)球拍對(duì)所擊的球的推斥速度愈高。另言之，網(wǎng)球拍的總質(zhì)量愈大，推斥特性愈好。盡管球拍質(zhì)量的增加可對(duì)球拍的推斥特性有所改進(jìn)，但當(dāng)網(wǎng)球拍質(zhì)量過大時(shí)，球員揮拍時(shí)不易控制。因此，在一給定的總質(zhì)量中，有必要選擇一較佳的質(zhì)量分布，使其既可提高推斥特性又可緩和振動(dòng)沖擊。
在主振動(dòng)模態(tài)中，區(qū)域質(zhì)量的影響度視該區(qū)域質(zhì)量的位置而定，在下文中此影響度稱之為“比例質(zhì)量參與度”。主振動(dòng)模態(tài)以此振動(dòng)動(dòng)態(tài)的形式表示為。
E＝1/2∑Vk2·mk……(1)Vk在位置k的速度mk位置k的區(qū)域質(zhì)量此式子之一部分，也就是1/2∑V2k即表示比例質(zhì)量參與度。
為了利用可有效使用的有限的總質(zhì)量，而實(shí)現(xiàn)對(duì)球拍推斥特性及振動(dòng)沖擊的改進(jìn)，首先要在所允許的剛性及強(qiáng)度的范圍內(nèi)減低不相關(guān)位置處的質(zhì)量，然后再將此多出的質(zhì)量適當(dāng)分配到網(wǎng)球拍的框頂及軛部位，而使這些地方的比例質(zhì)量參與度最高。
其次，當(dāng)考慮正方部位(sweetspot)的優(yōu)選位置時(shí)，必須固定質(zhì)量的分配比例。
圖6A為網(wǎng)球拍架為傳統(tǒng)質(zhì)量分配時(shí)，主振動(dòng)的型態(tài)。此時(shí)正方部位中心SP實(shí)質(zhì)上落在面中心C上。
圖6B所示為當(dāng)多出的質(zhì)量聚積分配于近框頂處時(shí)，主振動(dòng)的型態(tài)。此時(shí)正方部位中心SP移向框頂。結(jié)果，框頂側(cè)推斥特性及振動(dòng)沖擊已得到改進(jìn)，但與圖6A的位置相比較時(shí)，在軛部側(cè)卻有加劇的現(xiàn)象。
圖6C則為當(dāng)多出質(zhì)量聚積分配于軛部時(shí)，主振動(dòng)的型態(tài)。此時(shí)正方部位中心SP移向軛部位。結(jié)果，軛部側(cè)的推斥特性及振動(dòng)沖擊出現(xiàn)改進(jìn)，但與圖6A的位置相比較時(shí)，在框頂側(cè)則有加劇的現(xiàn)象。
從上文中可知，在保證正方部位的最佳位置的情況下，多出質(zhì)量的分配必須考慮有限范圍內(nèi)的質(zhì)量分配比例。
本申請(qǐng)的發(fā)明人經(jīng)過一連串的模擬測(cè)試，確定在軛部/框頂質(zhì)量分配比及正方部位的位置之間存在高度的相關(guān)性，當(dāng)正方部位位于距頂部150至190mm的區(qū)域時(shí)，此相關(guān)性由下列公式?jīng)Q定R＝my/mt＝2.2±0.7……(2)R質(zhì)量分配比。
my軛部質(zhì)量mt框頂質(zhì)量且已確認(rèn)當(dāng)質(zhì)量分配比(R)小于下限(1.5)時(shí)，正方部位移向框頂。而當(dāng)質(zhì)量分配比(R)大于上限(2.9)時(shí)，正方部位向軛部移動(dòng)。由此項(xiàng)分析，很顯然的，軛部/框頂質(zhì)量分配比的范圍需落在1.5至2.9之間，以使正方部位保持于網(wǎng)球拍面的最合適的中央位置。
6A至6C中網(wǎng)球拍的具體例子如下圖6A(傳統(tǒng)例子)my＝219gmt＝91gR＝2.41圖6B(質(zhì)量只分配于框頂位置)my＝164g
mt＝156gR＝1.05圖6C(質(zhì)量只分配于軛部處)my＝303gmt＝69gR＝4.39從這些數(shù)據(jù)中可清楚地看到，圖6B及6C狀況的質(zhì)量分配比落在上述最佳范圍之外。
從剛性及強(qiáng)度需求的觀點(diǎn)來看，可接受的網(wǎng)球拍的最小總質(zhì)量約為220g，最好是260g。然而，從一般球員實(shí)質(zhì)負(fù)載的觀點(diǎn)來看，可接受的網(wǎng)球拍的最大總質(zhì)量約為350g，最好為310g。所以由上述兩觀點(diǎn)可以發(fā)現(xiàn)，總質(zhì)量的范圍落在260g至310g之間是可以接受的，因此有50g的差可用于質(zhì)量分配。
范例為了測(cè)量動(dòng)態(tài)特性，對(duì)上述結(jié)構(gòu)的網(wǎng)球拍樣本進(jìn)行多種測(cè)試。其中網(wǎng)球拍的總凈質(zhì)量為327g，而當(dāng)拍面上有細(xì)繩時(shí)，總質(zhì)量為342g。如圖1所示，把手端16及質(zhì)量中心G間的距離為318mm。此網(wǎng)球拍的正方部位SP與頭部11的中心相距20mm并靠近框頂端12a。
為了比較之用，準(zhǔn)備了一個(gè)含有泡沫型尿燒(urethane)填充物的固體形傳統(tǒng)的網(wǎng)球拍。此傳統(tǒng)樣品的質(zhì)量及質(zhì)量中心的位置已設(shè)計(jì)得與本發(fā)明相同。
每一樣品構(gòu)置于自動(dòng)擊球機(jī)(battingmachine)上，并可繞轉(zhuǎn)動(dòng)中心17擺動(dòng)，該轉(zhuǎn)動(dòng)中心17位于與把手端16相距120mm處。如圖4所示，以角速度33.7rad/sec揮動(dòng)樣品而擊一靜止網(wǎng)球18，然后測(cè)量網(wǎng)球18的飛行速度。
在每一樣品的拍面上選擇三個(gè)擊球部位。第一個(gè)擊球部位落在正方部位SP，第二擊球部位落在距正方部位65mm并靠近框頂端12a處，第三擊球部位則落在距正方部位65mm而靠近把手端16處。測(cè)量結(jié)果見表1，其中球速以與第一擊球點(diǎn)(正方部位)的速度的比值來表示。
由表中的數(shù)據(jù)，可相當(dāng)?shù)卮_認(rèn)本發(fā)明的網(wǎng)球拍在推斥特性上相當(dāng)優(yōu)異，特別是當(dāng)利用偏方部位擊球時(shí)。
而且，對(duì)球員身體在擊球時(shí)所受沖擊的測(cè)量，是利用一可延伸的橡膠繩系在把手端16，將樣品倒著懸吊起來，再承受單位沖量(10-3N·S)的沖擊，然后再應(yīng)用沖擊反應(yīng)系統(tǒng)測(cè)量由此產(chǎn)生的最大位移及最大加速度來進(jìn)行的。打擊力由負(fù)載單元檢測(cè)出，而反應(yīng)程度由加速度器進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量結(jié)果見表2及表3。
表1
表2
表3
從表中很清楚地看到，本發(fā)明的樣品，甚至在偏離部位擊球時(shí)，其最大位移及最大加速度均小于傳統(tǒng)樣品。也就是說，本發(fā)明的球拍可減少對(duì)球員身體的傷害。
從上面可看出在偏離部位擊球時(shí)網(wǎng)球拍的動(dòng)態(tài)特性，當(dāng)設(shè)計(jì)上應(yīng)用本發(fā)明觀念中的平衡調(diào)整器時(shí)，可預(yù)期產(chǎn)生相當(dāng)?shù)倪M(jìn)步。另外，本發(fā)明的正方部位位于面中心的周圍，如同傳統(tǒng)網(wǎng)球拍的一樣。因此對(duì)于初學(xué)者較為舒適而且可免除精神壓力。擊球時(shí)減低的振動(dòng)沖擊可緩和對(duì)球員身體的傷害。
權(quán)利要求
1.一種網(wǎng)球拍，具有實(shí)質(zhì)上為橢圓的框，該框包含框頂和軛部，其特征為第一平衡調(diào)整器(14)位于框頂(12)處，由第一材料制成，其第一比重大于框的比重，第二平衡調(diào)整器(15)位于軛部(13)處，由第二材料制成，其第二比重大于框的比重，第二平衡調(diào)整器(15)的質(zhì)量大于第一平衡調(diào)整器(14)1.5倍至2.9倍。
2.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)球拍，其中，前述網(wǎng)球的總質(zhì)量介于220g至350g之間。
3.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)球拍，其中，前述用于第一平衡調(diào)整器的前述第一材料與前述用于第二平衡調(diào)整器的前述第二材料相同。
4.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)球拍，其中，前述用于第一平衡調(diào)整器的前述第一材料不同于前述用于第二平衡調(diào)整器的前述第二材料。
5.如權(quán)利要求3所述的網(wǎng)球拍，其中，前述第一材料的前述第一比重與前述第二材料的前述第二比重相同。
6.如權(quán)利要求3所述的網(wǎng)球拍，其中，前述第一材料的前述第一比重不同于前述第二材料的前述第二比重。
7.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)球拍，其中，前述第一平衡調(diào)整器從框頂延伸過總拍長(zhǎng)的10%或更少的距離。
8.如權(quán)利要求1或6所述的網(wǎng)球拍，其中，前述第二平衡調(diào)整器從軛部端延伸過總拍長(zhǎng)的10%或更少的距離。
全文摘要
在含有一框頂及一軛部的網(wǎng)球拍中，還包含有平衡調(diào)整器，其比重大于框，并置于框頂及軛部處，且兩平衡調(diào)整器之間具有特定的質(zhì)量比。本發(fā)明球拍的偏方部位擊球時(shí)的推斥特性已加以改進(jìn)，且振動(dòng)沖擊也很緩合，從而保證球可飛得又遠(yuǎn)又快，而對(duì)球員身體的傷害卻減小了很多。
文檔編號(hào)A63B59/00GK1111162SQ9411938
公開日1995年11月8日 申請(qǐng)日期1994年12月9日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月10日
發(fā)明者高塚正則 申請(qǐng)人:山葉株式會(huì)社