单柄合成材料网球拍制造技术

一种单柄网球拍，有一个头部框架和一根柄，头部框架围成一个穿弦方面，柄与头部的相对两端相连接，头部或柄最好是两者由一种合成材料制成，球拍的头部最好其长至少为１２英寸，最大宽度至少为９英寸、穿弦区面积至少为９０平方英寸，并且垂直于穿弦平面的自由空间振动频率与平面内振动频率相匹配，以便能在球拍内形成一种独特的、合乎要求的感觉。垂直于穿弦平面的振动频率最好是在平面内振动频率的１０％之内，以在５％之内为更佳。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及网球拍，尤其涉及一种用增强纤维树脂，或称作合成物的材料制成框架的网球拍。传统的网球拍的框架是木头的，通常用岑木做成，早期的网球拍是用一根弯曲成马蹄形的岑木构成的(或者用一种由多条岑木叠合而成的层压材料做)，使木条的中间部位形成一个空的穿弦区，木条的两端在一个喉状部位会合，然后再边靠边地伸长成为一根柄。在喉状部位内，木条的相对两侧之间有一块通常为三角形的木头块，以形成穿弦区的底。后期的木质网球拍中，岑木条被弯曲后横过喉状部位而伸长，并与球拍头部的其余部分一起形成一个通常为椭圆形的圈，由该圈限定了穿弦的区域。通常，通过用一定长度的绳缠绕捆扎，使之拼合连接，使喉状部位的木头条连接在一起。近来的网球拍引入了空心金属管制的框架，这类球拍是这样形成的把一根长的框架管弯成头部和柄部，管子的末端构成柄部，管子的两端在喉状接头处会合后再边靠边地延伸而形成柄。一片独立的喉状连接片横跨喉状接头处，使椭圆形的穿弦区的下端完整连在一起。喉部连接片用金属或塑料制成，并可通过各种方法使其与框边相连，例如用焊接、铆接、或用螺钉。这种结构通常称为喉部敞开式球拍。在这种球拍中，喉部连接片和会合在一起的框边使喉状部位下面形成一个敞开的区域。当金属框球拍代替木制球拍而变得比较流行时，最终也并没有完全取代木头拍，二种材料的球拍共同存在了好些年。在七十年代，以增强纤维热固性树脂形式的合成物被引入作为网球拍框架的另一种材料，然而在开始时，并没有广泛地用合成材料作框架。大约到1976年，Prince制造公司引入了Prince(注册)Classic球拍，在这种球拍中，传统的形状被改变，提供了一种头部尺寸加大的喉部敞开式球拍，这大大地改进了球拍的性能，HowardHead的美国专利3，999，756以Prince球拍为专利技术目的，这种球拍十分流行。PrinceClassic球拍的框架是铝的，在80年代，开始越来越多地用合成材料做HowardHead设计的网球拍，即头大、喉部敞开式的球拍。今天，大多数球拍采用的是HowardHead专利技术的头部大(其尺寸通常分为中号、中止、或大号)喉部敞开式，而且用合成材料或金属作为框架材料。今天所采用的传统制造工艺是，用未塑化的含有碳加强纤维的热固性树脂片(也称为“聚酯胶片”)绕在一根芯轴上，这根芯轴后来被抽出，以形成一个空心管状的树脂浸渍增强材料管，把一个汽圈放入该管子内，管子是有弹性的，把管子装在一个球拍框形状的模具内，再把一片喉部连接片也放入模具，再在喉部连接片和框架管之间的接合处周围覆盖上另外的树脂材料，然后关闭模具，并加热使树脂塑化，同时对汽圈打气，迫使管子与模具的形状相一致。过去，在几乎所有的金属拍和合成材料拍都采用了喉部敞开式设计的时候，还有一种合成材料的球拍，球拍的框架管子在穿弦区域的底部连在一起，然后延伸成一个柄，如PDP和FischerSuperform球拍，这类球拍在70年代生产了一段时期。PDP和FischerSuperform球拍为HowardHead早期的设计，即头部只有75平方英寸，并且非常重(大约420克)，另外在喉状接头区的体积非常大。相反，采用喉部敞开式结构的球拍有较好的空气动力学性能(由于在咽喉状接头处用了二个薄的框架件)，以及较好的抗扭转稳定性，同时它比PDP和Fischer球拍笨重的喉部设计有更高的惯性极矩。因此，在今天商业化的球拍中，几乎全世界都采用了喉部敞开式的设计。过去，也有人建议制造可把柄从头部卸下的球拍，然而，这种球拍从未在商业上获得成功。考虑到上面所说的各种理由，从实施的角度出发，单柄网球拍的设计被认为不如咽喉敞开式设计理想，因此已被放弃。然而，按照本专利技术，意外地发现可以制造这样一种单柄网球拍，这种球拍能产生许多在喉部敞开式框架设计中所不具备的好处。本专利技术是一种网球拍，有一个头框和一个单柄，由该头框确定了整个穿弦面的尺寸，单柄从头部延伸出来并支撑一个球拍的把手。在一个实施例中，一根细长的空心框架构件围成一个普通的椭圆形穿弦区域，而且在相对二侧刚要会合前被明显地弯曲，以形成一喉状接合处，该框架构件中的一根或二根从接合处再继续延伸成柄。在另一个实施例中，头部和柄为分开的两个部件，并通过一喉状接合件连接在一起。头部、或者是柄、或者是二者最好由一种合成材料制成，也可以选择头和/或柄是金属件。按照本专利技术的一个方面，网球拍框架具有标准的总长，大约为26-28英寸，和一个与HowardHead专利技术相一致的尺寸加大的头部。最好，框架的头部所围定的穿弦区域的长度至少为12英寸，最大的宽度至少为9英寸，穿弦的表面积至少为90平方英寸。按照本专利技术的另一个方面，单柄网球拍有头部和柄部，使垂直于穿弦平面的自由空间振动频率与平面内的振动频率相匹配，垂直于穿弦平面的振动频率最好是在平面内振动频率的10%之内，最好是在5%之内。已经发现本专利技术具有下面所讨论的优点重量减轻在该优选实施例中，一种单柄网球拍由一种合成材料制造，形成一薄壁空心框架。该单柄结构通过省去喉状接头处的桥而使球拍的重量减少。此外，本专利技术还可以把柄设计成由一单杆构件构成，而不是象在喉部敞开式的结构中是一对边靠边的框架构件，从而能进一步减少重量。即使把另外的合成材料，如0.5克的加强筋加到喉状接头处，仍可以把单柄球拍制造得比相同的喉部敞开式球拍轻达20克。这个数量约占球拍结构件重量的8%到10%。整个重量的节省仅仅在某些操作性能上会有些很小的损失，但能获得一种非常轻的、容易操纵的球拍。此外，为改进球拍的操作性能，如下面所描述的，可以把另外的材料回加到框架的所选定的部位内，但仍然保持净重节省，例如5至15克。该重量节省值与由于技术结构不同而引起的重量变化无关。平衡点大部分球拍的质量中心是在球拍纵轴中心的50mm之内，大部分球拍的喉状接合处也在同一范围内，因此，由于喉状接头处重量的减少可使单柄球拍重量减少而不会对球拍的平衡产生不利的影响。而且，如果想改变平衡点，可把材料回加到球拍的其它部位。这样，该单柄球拍就能够在减少传统球拍的重量的同时又改变平衡点。静力矩这是球拍的质量乘以从把手顶端到球拍平衡点的距离。静力矩表示当比赛者在把手处沿纵轴平握球拍并沿直线加速时，他或她所感觉的手中的转矩。因为单柄球拍离开把手处的重量减少，它的静力矩低于同等的喉部敞开式球拍，因而，挥动球拍所需的力较少。质量转动惯量沿量质量转动惯量有二个重要的心轴。当球员以一角度加速球拍时，经由球员手的质量转动惯量决定了球员所感受到的挥动重量，例如用“手腕”发球，此时球拍的角速度与线速度的比率是很高的。由于单柄球拍离开其把手平端处的质量减少，它的质量转动惯量就低于同等的喉部敞开式球拍。如果把材料加到球拍的头部，则单柄球拍的质量转动惯量将接近喉部敞开式球拍的质量转动惯量。对在球拍和球碰撞之后在球拍的线动能和角动能与球的动能之间的能量平衡，相对于球拍质量中心的质量转动惯量是一个重要的因素。由于在单柄球拍中重量的节省发生在质量中心附近，相对于质量中心的质量转动惯量的减少是可忽略的。如果把材料加到球拍离开质量中心的部位，则相对于质量中心的质量转动惯量就会有恰当的增加，因此单柄球拍可以使相对于质量中心的转动惯量增加，而使重量和相对于手的转动惯量仍保持与传统的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单柄网球拍，由一个具有２６－２８英寸左右的标准总长的框架组成，所说的框架包括一个具有相对的两侧、并围成了一个穿弦区的头部，穿弦面的长度至少为１２英寸，最大宽度至少为９英寸，穿弦表面积至少为９０平方英寸；还包括一个喉状接合处，所说的头部的相对两侧基本上在该喉状接合处相聚合；一根柄从所说的喉状接合处延伸并支承一个把手，其中所说的喉状接合处包含一种可模压的、可硬化的增强合成材料。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：安德烈特扎格西，斯蒂芬J戴维斯，
申请(专利权)人：王子运动用具集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]