專利名稱：碳纖維羽毛球拍的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及到一種碳纖維羽毛球拍，其構(gòu)造主要是采用100％碳纖維復(fù)合材料為球拍框體的主體結(jié)構(gòu)，具有多個(gè)彈性點(diǎn)，具有良好的力量及控球性能的羽毛球拍。
羽毛球拍是屬于一種高爆發(fā)力的運(yùn)動(dòng)器具，其使用情形完全異于網(wǎng)球拍，其特點(diǎn)為材料使用量少，拍框所承受的網(wǎng)壓張力比較高，擊球時(shí)框體的變形量比較大；所以高性能羽毛球拍領(lǐng)域的發(fā)展上無不朝著如何能滿足以上特點(diǎn)，并且期待在生產(chǎn)工藝和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的技術(shù)能夠有所突破。其中，一支高性能比賽級(jí)羽毛球拍一般均會(huì)具有以下四點(diǎn)基本設(shè)計(jì)上的需求；(1)頭框必需為能夠承受“高穿線張力”的結(jié)構(gòu)。
(2)中管必需能確保其上、下面剛性的一致性，以及高彈性爆發(fā)力的特點(diǎn)。
(3)整支球拍輕量化。
(4)球拍手感必需依據(jù)不同區(qū)域而有不同的設(shè)計(jì)，例如，習(xí)慣擊球方式的不同，對(duì)球拍手感有不同的要求。
表一為羽毛球拍的輕量化演變過程。
表一<
<p>目前羽毛球拍業(yè)界為了降低重量，大部分采用球拍頭框、中管和握把一體成型的方式，請(qǐng)參閱


圖11所示，結(jié)果，其重量是降低了，但是其卻存在有兩項(xiàng)很嚴(yán)重的缺點(diǎn)，亦即(1)A點(diǎn)和B點(diǎn)兩處的截面積落差很大，成型時(shí)不易控制，并且因碳纖維預(yù)浸材料積紗或補(bǔ)強(qiáng)材料過多，造成A點(diǎn)和B點(diǎn)附近的結(jié)構(gòu)剛度較高，使得相對(duì)地，C點(diǎn)附近易形成應(yīng)力集中，所以在擊球時(shí)容易斷裂。
(2)由于羽毛球拍握把的頂部與中管部分為一體成型，所以其結(jié)構(gòu)比較剛硬，其因此完全失去了打球時(shí)所需要有的彈性，亦即，該方案為了降低重量而失去了應(yīng)有的高性能手感。
本實(shí)用新型目的在于提供一種碳纖維羽毛球拍，特別是一種采用100％碳纖維復(fù)合材料作為球拍框體的主體結(jié)構(gòu)，在中管外加一個(gè)以上的彈性點(diǎn)設(shè)計(jì)，第二彈性點(diǎn)其外徑較中管為小，再加上其內(nèi)緣輔以彈性頗佳的玻璃纖布，以增加整支球拍的彈性，且擴(kuò)大剛性分布的功能，防止斷裂，第二彈性點(diǎn)是為了增加球拍扣球的力道及角度，以達(dá)到扣殺球的目的。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是凡是打過羽毛球的人都知道，殺球時(shí)除了須擺動(dòng)手臂將球往下壓之外，更須利用腕力外加一扣殺瞬間擊球的力量，此系為了使球能以更大的角度落于網(wǎng)前，然腕力的施使用相當(dāng)不容易，手腕關(guān)節(jié)其力臂短，故力矩相當(dāng)有限，因此一般人扣球力道相當(dāng)不足，故殺球時(shí)往往出界，本實(shí)用新型乃針對(duì)此一人類天生的缺點(diǎn)作改進(jìn)。
本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)由以下的實(shí)施例及其附圖給出。
圖1根據(jù)本實(shí)用新型提出的一種碳纖維羽毛球拍的示意圖；圖2根據(jù)本實(shí)用新型提出的一種碳纖維羽毛球拍的握把立體圖；圖3A.3B為現(xiàn)有技術(shù)和本實(shí)用新型提出的一種碳纖維羽毛球拍的對(duì)比動(dòng)作圖；圖4根據(jù)本實(shí)用新型提出的一種碳纖維羽毛球拍在球場(chǎng)上揮打的動(dòng)作圖；圖5是慣用的羽毛球拍結(jié)構(gòu)，其中整支羽毛球拍是由全木質(zhì)材料所制成；圖6是慣用握柄為木質(zhì)材料，而拍框和中管為鋼質(zhì)材料或鋁質(zhì)材料等金屬材料的羽毛球拍結(jié)構(gòu)；圖7是慣用握柄為木質(zhì)材料，拍框?yàn)殇X質(zhì)等金屬材料而其中管為碳纖維材料的羽毛球拍結(jié)構(gòu)；圖8是慣用握柄為木質(zhì)材料，而拍框和中管為由碳纖維材料一體成形或兩段成形的羽毛球拍結(jié)構(gòu)；圖9是慣用的握柄、拍框以及中管皆為碳纖維材料，且與中管兩段成形的羽毛球拍結(jié)構(gòu)；
圖10為慣用羽毛球拍結(jié)構(gòu)，其中它的拍框和中管系由碳纖維材料一體成形的羽毛球拍結(jié)構(gòu)，而其握柄則為發(fā)泡材質(zhì)；
圖11是為慣用的握柄、拍框以及中管由碳纖維材料一體成形的羽毛球拍結(jié)構(gòu)，其中握柄部位設(shè)有一肩部可供嵌設(shè)或纏繞一外套。
以下結(jié)合附圖，就其最佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型提出的具體結(jié)構(gòu)結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)原理做進(jìn)一步的描述。
運(yùn)動(dòng)學(xué)原理一運(yùn)動(dòng)器材是人手足延長(zhǎng)線的一部份，利用器材的使用，達(dá)到運(yùn)動(dòng)的目的。器材是“人”與“玩”之間的介面。
設(shè)計(jì)重點(diǎn)1、器材需按人體工程學(xué)，求取最舒適的使用。
2、追求器材最大功能的發(fā)揮。
基于以上運(yùn)動(dòng)器材的定義，本實(shí)用新型乃針對(duì)所謂高性能羽毛球拍，為追求力量與控球性最大功能的發(fā)揮。本實(shí)用新型仿人體工程學(xué)，對(duì)比人手骨骼、關(guān)節(jié)特色，將碳纖維羽毛球拍設(shè)計(jì)出多彈性點(diǎn)特色，并加長(zhǎng)拍框，增長(zhǎng)力臂功能，達(dá)到擬人性化手掌的功能，即力量與控球性兼具的特色。
運(yùn)動(dòng)學(xué)原理二傳統(tǒng)羽毛球拍的握把采用木頭，作為材料。
如
圖1所示，本實(shí)用新型是將球拍視同人工的放大延伸物。握把部位是屬高強(qiáng)度、高剛性的力量爆發(fā)點(diǎn)，傳統(tǒng)的木質(zhì)握把只是提供質(zhì)輕、易加工、價(jià)廉的特色，并沒有大幅改進(jìn)強(qiáng)度與剛性，尤其與中管接合的孔徑與中心位置都會(huì)影響一支球拍的水準(zhǔn)。本實(shí)用新型選擇工程樹脂加強(qiáng)材料注塑成型，外加上、下受力方向、肋骨設(shè)計(jì)、增加物理I值、提高剛性，達(dá)到人體工學(xué)最舒適的應(yīng)用。
運(yùn)動(dòng)學(xué)原理三針對(duì)具多彈性點(diǎn)拍框設(shè)計(jì)的框所根據(jù)原理如下1、一支碳纖維中管是整支拍框彈力的來源，更是整支拍框特性的靈魂，其彈性點(diǎn)發(fā)生在中間點(diǎn)，為擊球時(shí)的彈性點(diǎn)。茲命名為EFP(1)，管中央自然彈力點(diǎn)。
參考
圖1，本實(shí)用新型比照腕關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)出第二彈力點(diǎn)，命名為WFP(2)增見彈力點(diǎn)。
同理，本實(shí)用新型在頭框部位，因目前球員持拍需更迅速擊球且扣壓羽毛球，另再增加拍框的第三彈力點(diǎn)，命名為微控彈力點(diǎn)FFP(3)。
2、第一彈力點(diǎn)〔如
圖1中EFP(1)〕，由于直管結(jié)構(gòu)相同，彈力點(diǎn)自然會(huì)發(fā)生在中點(diǎn)處這是形狀因素決定的。
3、第二彈力點(diǎn)〔如
圖1中WFP(2)〕，本實(shí)用新型采用外徑縮小與凹陷3公分長(zhǎng)，兩外側(cè)各2公分范圍內(nèi)，在復(fù)材積層中，部份以低模數(shù)系數(shù)的纖維布，取代原結(jié)構(gòu)的碳纖維預(yù)浸材料(可降低剛性，增加彈性區(qū))。原理上剛性=E*I，如附件一的表列可知，同一形狀的I型物，其物理值是一樣的，但不同材質(zhì)，如鋼、鈦、鋁。碳纖維/環(huán)氧材料的E值不一樣，產(chǎn)生的剛性自然有分別。
本實(shí)用新型考慮彈性點(diǎn)不可以集中一點(diǎn)，否則會(huì)造成弱點(diǎn)，應(yīng)力集中點(diǎn)易斷。因此設(shè)計(jì)中，事實(shí)上命名中的是彈性區(qū)，而非一個(gè)點(diǎn)。
4、第三彈力點(diǎn)〔如
圖1中FFP(3)〕，本實(shí)用新型是采取變化側(cè)框高度以求取彈力點(diǎn)，I值降低，增加柔軟性，這是微控彈力點(diǎn)的設(shè)計(jì)依據(jù)。
本實(shí)用新型與傳統(tǒng)球拍在高功能特色上的區(qū)別1、在傳統(tǒng)球拍的演進(jìn)過程中，部份有涉及本實(shí)用新型某一單項(xiàng)的構(gòu)想，但都止于近似，而并無整支球拍功能的統(tǒng)籌設(shè)計(jì)考量。
(1)例如EFP(1)中央彈力點(diǎn)，傳統(tǒng)球拍本來就有。
(2)WFP(2)增見彈力點(diǎn)，傳統(tǒng)球拍曾發(fā)展過類似原理，但非縮小圓徑，而只是上、下兩面肩平，左、右仍保持圓弧。本實(shí)用新型為外徑(Φ=6.8-7.2mm)低于原中管(Φ=7.5mm)，且制造工藝上與傳統(tǒng)吹氣成型法不一樣，本實(shí)用新型采用預(yù)浸材料、機(jī)器卷制法的方式，在WFP(2)點(diǎn)，3公分凹陷區(qū)將保留制造工藝中，縮帶纏繞后的痕跡以突出特征設(shè)計(jì)，并稱為增見彈力點(diǎn)的功能，更是市場(chǎng)上首創(chuàng)，甚具新穎性。
(3)微控彈力點(diǎn)FFP(3)，在球拍發(fā)展史上，曾經(jīng)出過側(cè)框有變化高度的設(shè)計(jì)，但僅止于單項(xiàng)的特別要求。本實(shí)用新型是配合全拍框，多特色的組合，即形成的提高功能性球拍設(shè)計(jì)。
(4)EPI握把(ENGINEERING PLASTIC INJECTION)的設(shè)計(jì)(如圖2所示)，球拍史上曾有人嘗試?yán)盟苣z材料PP、PVC，或工程樹脂NYLON,ABS等射出成型握把，很不幸，全部失敗，主要原因?yàn)橛捎谥亓康南拗?，一般塑膠強(qiáng)度剛性都無法滿足握把的需求，增加材料但超重。除有部份采用一體成型碳纖維柄或碳纖維球拍用PU發(fā)泡柄外，其余乃全部采用木質(zhì)握把。本實(shí)用新型解決了材料配方，且在握把增加了肋管設(shè)計(jì)使剛性提高，應(yīng)用在需使用的方向上，具新穎性且絕無僅有。
2、所謂高功能性碳纖維羽毛球拍，必須具有如下的幾個(gè)基本要件(1)輕量化(不穿網(wǎng))，拍框完成品85gm以內(nèi)。
(2)力量(power)傳統(tǒng)中管285mm長(zhǎng)，但本實(shí)用新型增長(zhǎng)至300mm長(zhǎng)傳統(tǒng)球拍總長(zhǎng)665mm長(zhǎng)，本實(shí)用新型增長(zhǎng)至675-680mm故本實(shí)用新型力臂加長(zhǎng)且力量增加。
(3)控球性傳統(tǒng)球拍，邊框一般為鋁制框體或與一體成型的碳拍框體。中管為直管式碳纖維管或部份有TAPER中管或非圓形狀管。握柄只延續(xù)了傳統(tǒng)手持為目的，不求增加剛性，達(dá)到握把剛性遠(yuǎn)高于中管部份，以便造成相對(duì)彈性區(qū)發(fā)生于碳纖維拍框體上。
請(qǐng)參閱
圖1及圖2所示，本實(shí)用新型的頭框10及中管20是一體成型的碳纖維預(yù)浸材料所作成，一握把30成中空狀，其內(nèi)部設(shè)有結(jié)合槽32，再者其內(nèi)緣壁面則設(shè)有加強(qiáng)肋31，用以加強(qiáng)握把30的結(jié)構(gòu)剛性及承受力，中管20其中央部位自然形成第一彈性點(diǎn)21，再者在頭框10與第一彈性點(diǎn)21間設(shè)有一外徑小于中管20外徑的凹陷處221，因其外徑小于中管20故其較易彎曲，再者于凹陷處221內(nèi)緣設(shè)有彈性頗佳的加強(qiáng)材玻璃纖維布222，用以增強(qiáng)凹陷處221的結(jié)構(gòu)并加強(qiáng)彈性區(qū)的擴(kuò)大，由于上述特征形成第二彈性點(diǎn)22，至于拍框10部份，其二側(cè)外形成較低兩處是為第三彈性點(diǎn)，此部份屬慣用部份，其亦用來增加頭框10的彈性。
本實(shí)用新型的主要特點(diǎn)有二第一為中管20的凹陷處221，第二為握把30內(nèi)部的加強(qiáng)肋31，羽毛球的比賽致勝關(guān)鍵在于殺球部分，而殺球除了以手臂揮動(dòng)使球加速，必須再加上腕力扣球，以使球以更大的角度落于網(wǎng)前，但是因手腕力臂小，故力矩相對(duì)變小，力矩太小將不足影響球的落點(diǎn)，此時(shí)球可能因此角度太小而落于界外，此一部份請(qǐng)?zhí)貏e參看圖4所示，故殺球力量取決于手腕扣球的力道，此一部份正是本實(shí)用新型的精神所在，本實(shí)用新型的第二彈性點(diǎn)22在使用者扣球時(shí)，會(huì)增加整支球拍的下仰角度，如圖3所示，此圖特別表示本實(shí)用新型(3B)與慣用球拍(3A)下仰角度明顯不同，向下仰角度大則向下扣壓力量相對(duì)增強(qiáng)，此可使得球向下的角度及力量大大增加，亦使得殺球成功機(jī)會(huì)提高，在提高殺球力量的同時(shí)，相對(duì)的握把30承受力亦相對(duì)增加，故本實(shí)用新型特在握把30內(nèi)部設(shè)有加強(qiáng)肋31，以提高握把30的剛性與承受力，由上述說明針對(duì)圖4再加強(qiáng)說明，前排攻擊球員其揮拍時(shí)，其角度如果太小，小于θ2角時(shí)將會(huì)出界，當(dāng)然角度愈大時(shí)其速度愈大，對(duì)手相對(duì)就會(huì)失手，使用本實(shí)用新型將會(huì)使得球的落下角度更大如θ1角，角度愈大其落地時(shí)間愈快，當(dāng)然對(duì)手反應(yīng)時(shí)間亦會(huì)縮短，其接不到球的機(jī)度亦相對(duì)增加。
本實(shí)用新型作整體球拍考慮的優(yōu)點(diǎn)如下(1)強(qiáng)調(diào)中管有兩個(gè)彈力點(diǎn)，外加頭框一個(gè)彈力點(diǎn)FFP(3)，特別適合前排球員特殊功能的球拍需要。
(2)中管的第二彈力點(diǎn)WFP(2)，其位置介于管中央點(diǎn)，EFP(1)點(diǎn)，與中管與頭框結(jié)合的T頭部位如
圖1，此擬為腕關(guān)節(jié)落于肘關(guān)節(jié)與手掌之間。以便發(fā)揮扣球殺那間的擊球功效，保留纏繞痕跡，狀似彈簧感觀效果是本實(shí)用新型的最大特色之一。
(3)握把以玻璃強(qiáng)化纖維5～10％，工程樹脂(ABS)，射出成型，尤以在握把上下兩面，增加肋骨設(shè)計(jì)以提升受力方向剛性，配合碳纖維多彈力點(diǎn)的拍框設(shè)計(jì)，形成全面協(xié)調(diào)的高功能羽毛球拍。
權(quán)利要求1.一種碳纖維羽毛球拍，由碳纖維預(yù)浸材料成型構(gòu)成，包括頭框、中管及握把，其特征在于在中管的中點(diǎn)與頭框間設(shè)有一圓徑型凹陷處，該圓徑型凹陷處的外徑較中管外徑為小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維羽毛球拍，其特征在于在凹陷處的內(nèi)緣設(shè)有玻璃纖維布。
3.一種碳纖維羽毛球拍，其特征在于其中握把是以工程樹脂、ABS外加補(bǔ)強(qiáng)短碳纖維股，5～10％含量射出成型，在其上下面內(nèi)壁面設(shè)有加強(qiáng)肋的握把。
專利摘要一種碳纖維羽毛球拍,由碳纖維預(yù)浸材料成型構(gòu)成,包括頭框、中管及握把,尤其是:在中管的中點(diǎn)與頭框間設(shè)有一圓徑型凹陷處,該圓徑型凹陷處的外徑較中管外徑為小。本實(shí)用新型亦相對(duì)于握把內(nèi)側(cè)面增設(shè)加強(qiáng)肋提高剛性,具有多個(gè)彈性點(diǎn),為具有良好的力量及控球性能的碳纖維羽毛球拍。
文檔編號(hào)A63B49/00GK2311287SQ9723137
公開日1999年3月24日 申請(qǐng)日期1997年12月18日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月18日
發(fā)明者蔡科然 申請(qǐng)人:環(huán)航復(fù)合材料股份有限公司