Теннисная ракетка - RU2113877C1

Чертежи

Показать все 11 чертежа(ей)

Описание

Изобретение относится к спортивному инвентарю.

Теннисные ракетки традиционно имеют общую длину, составляющую от 660 до 711 мм и в настоящее время большинство ракеток имеют длину приблизительно 686 мм. Не совсем ясно, почему 686 мм (27 дюймов) стало промышленным стандартом, но, по-видимому, 686 мм является адекватной длиной, чтобы ракетка была маневренной, но еще сохраняла прочность.

В патенте Великобритании N 2717 и в патенте США N 4399993 предлагается делать теннисные ракетки длиной более 686 мм. Однако причиной увеличения длины было обеспечение возможности удержания и замаха обеими руками. Такая ракетка была тяжеловесной и неманевренной и ракетка, которая требует двух рук для замаха, будет недостаточно хорошо приспособлена для современной игры в теннис, который требует быстрых отражений и быстрого движения головки ракетки для сильных ударов и подач.

В противоположность этому, в патенте США N 3515386 предлагается укоротить традиционную 686 мм ракетку для улучшения маневренности, пригодности для игры и точности нанесения удара по мячу. Таким образом, в патенте США N 3515386 указывается, что даже ракетка 686 мм может быть слишком длинной и обладать недостаточной маневренностью для многих игроков, и предлагается уменьшить длину ракетки по меньшей мере для некоторых групп игроков в теннис.

В течение последних тридцати лет были сделаны значительные успехи в разработке конструкций и материалов для теннисных ракеток. В 1976 году была внедрена большая ракетка, на основе патента США N 3999756, которая сделала игру проще и увеличила ее популярность. Была привлечена также технология материалов для рамы ракетки от дерева к металлу и в конечном счете к композиционным материалам. С 1980 года, композиционные материалы, например, так называемый "графит", стали доминирующим материалом, используемым для изготовления теннисных ракеток, обладающих высокими эксплуатационными характеристиками, вследствие их высокого соотношения прочность/вес, что дает возможность сделать ракетки более легкими и более маневренными.

Различные компании пытались внедрить ракетки длиннее обычной 686 мм ракетки, но все попытки закончились неудачно. Основная проблема заключалась в том, что более длинная ракетка становилась тяжелее и менее маневренной. Это происходило в те времена, когда компании, занятые производством ракеток, делали, а игроки требовали более легкие и более маневренные ракетки.

Настоящее изобретение является теннисной ракеткой, которая сохраняет маховый вес современных легких ракеток, но имеет существенно большую общую длину, чем современные ракетки, то есть более 711 мм, а предпочтительно между 737 и 812 мм.

Более конкретно, теннисная ракетка по настоящему изобретению, имеет общую длину более 711 мм и содержит широкопрофильную раму, цельную или раздвоенную ручку и легкую рукоятку, предпочтительно опрессованную рукоятку. Головка ограничивает струнную поверхность яйцевидной формы, имеющую длину по меньшей мере 356 мм, а предпочтительно между 356 и 394 мм, и площадь более 610 см², предпочтительно между 645 и 805 см². Рама выполнена из композиционного материала и является широкопрофильной с тем, чтобы иметь минимальный вес на единицу длины. Легкую раму вместе с прессованной рукояткой ракетки используют для сохранения веса ракетки с натянутыми струнами до 300 граммов или менее и с тем, чтобы сохранить момент инерции массы около рукоятки, который не больше, чем у обычной ракетки и в частности не превышает 56 г•м² .

Ракетка описанной конструкции имеет большую длину, но сохраняет маховый вес равным или меньшим, чем у обычных ракеток, при этом ракетка сохраняет также хорошую маневренность. Рама яйцевидной формы в ракетке по настоящему изобретению, конструкционно является самой эффективной формой головки, разработанной для теннисных ракеток. Такая форма дает возможность уменьшить вес ракетки при сохранении хорошей мощности и управления. Прессованная рукоятка при использовании цельной конструкции ручки позволяет значительно уменьшить вес. Используя такую конструкцию с уменьшенным весом ракетки вдоль рамы, длину ракетки можно увеличить при сохранении махового веса на том же уровне, что и у обычных ракеток. Более длинная ракетка имеет ряд игровых преимуществ, которые описываются ниже.

Ракетка по настоящему изобретению позволяет увеличить радиус действия игрока. Например, ракетка, которая на 50 мм длиннее обычной (686 мм) ракетки, обеспечит увеличение зоны действия игрока на корте на 13%. Это вычисляют при использовании формулы для объема сферы: V = 4/3 πr³ , где "r" - расстояние от плеча до верхушки ракетки. Для игрока высотой 183 см, r = 122 см, а объем зоны действия (стоящего игрока) составляет 7,6 м³. Ракетка, имеющая длину на 50 мм больше, обеспечивает зону действия 8,6 м³ или на 13% больше. Эта разность увеличивается по мере уменьшения роста игрока. Например, игрок ростом 168 см получит увеличение зоны действия на 14%. Эта дополнительная зона действия дает игроку огромное преимущество особенно при необходимости тянуться для нанесения дальнего удара с лета или для отражения дальней подачи. Это также означает разницу между нанесением удара по мячу верхушкой ракетки (которая традиционно считается областью низкой мощности) и нанесением удара по мячу ближе к центру ракетки в области, являющейся гораздо более мощной, что позволяет обеспечить более сильный удар. Игрокам не приходится так сильно сгибать колени, таким образом, немолодым игрокам играть становится легче.

Более длинная ракетка обеспечит игроку большую мощность при том же темпе ударов. Тангенциальная скорость ракетки в момент встречи с мячом прямо пропорциональна длине ракетки, при условии сохранения постоянной угловой скорости замаха. При контакте мяча на расстоянии 15 см от верхушки ракетки, увеличение длины ракетки на 50 мм обеспечит на 10% большую скорость головки ракетки и в соответствии с этим на 10% большую скорость мяча. Это означает, что игрок может использовать более контролируемые удары и быть эффективным при той же мощности или использовать те же удары и иметь даже большую мощность.

Более длинные ракетки обеспечивают более высокую вероятность удачной подачи. Ракетки, имеющие длину на 50 мм больше, позволяют увеличить на 13% доступную площадь в зоне подачи игрока среднего роста, наносящего удар по мячу для сильной подачи. Это вычислено определением угла, образуемого углом исходной траектории из точки контакта мяча для подачи, который едва проходит над сеткой, не задевая ее, и углом исходной траектории из точки контакта мяча для подачи, который приземляется внутри зоны подачи. Угол, образуемый между двумя этими линиями, является угловым окном для подачи, которое увеличивается по мере увеличения высоты точки контакта. Удар по мячу на 50 мм выше увеличивает угловое окно подачи на 13%. Это является громадным преимуществом, принимая во внимание то, что подача является самым важным ударом в теннисе.

Струны в ракетке предпочтительно натягивают в шахматном порядке, при этом концы струн скашивают так, чтобы они попеременно расходились в противоположных направлениях от средней струнной плоскости. Использование расположенных в шахматном порядке струн, особенно в связи с головкой яйцевидной формы, дополнительно помогает обеспечить хороший контроль несмотря на увеличенную длину ракетки. Расположением отверстий для струн в шахматном порядке уменьшают также потерю рамой прочности, вызванную образованием отверстий в раме, по сравнению с обычными рисунками струнных отверстий. Это позволяет сделать раму легче, чем обычная рама, имеющая сравнимую прочность.

Для лучшего понимания изобретения ниже приводится подробное описание предпочтительного конструктивного варианта со ссылкой на прилагаемые к заявке чертежи.

На фиг.1 и фиг.2 показаны виды спереди и сбоку теннисной ракетки по настоящему изобретению; на фиг.3 - увеличенный вид спереди соединительной шейки ракетки одного из конструктивных вариантов изобретения; фиг.4 - разрез ракетки и струн, выполненный по линиям 4-4 на фиг.1; на фиг.5 - разрез рамы, выполненный по линиям 5-5 на фиг.3; на фиг.6 - разрез соединительной шейки ракетки, выполненный по линиям 6-6 на фиг.3; на фиг.7 - разрез ручки, выполненный по линиям 7-7 на фиг.3; на фиг.8 - разрез рукоятки, выполненный по линиям 8-8 на фиг. 1; на фиг.9 - разрез вида спереди пакета слоев многослойной структуры соединительной шейки ракетки на фиг.1, до опрессовки; на фиг. 10 - вид части внутренней поверхности головки рамы по линиям 10-10 на фиг.1 (струны удалены для ясности); на фиг.11 - вид спереди другого конструктивного варианта изобретения.

Теннисная ракетка (фиг. 1 и фиг.2) в соответствии с изобретением имеет головку 10 и ручку 12, которые соединены вместе в области соединительной шейки 15. Ручка 12 содержит рукоятку 14. Ракетка также содержит множество переплетенных главных 26 и поперечных 28 струн, образующих струнную поверхность. В обращенной наружу поверхности обычным образом выполнена струнная канавка 18.

Головка 10 и ручка 12 могут быть выполнены либо как отдельные многослойные структуры, либо как один непрерывный элемент рамы. Желательно, чтобы головка и ручка были выполнены в виде полых трубчатых элементов, изготовленных из композиционных материалов. Подходящими материалами может быть армированная углеродным волокном термореактивная смола, то есть, так называемый "графит", или армированная волокном термопластичная смола, например, как описанная в патенте США N 5176868.

Теннисная ракетка по изобретению длиннее обычных теннисных ракеток и имеет общую длину от 737 до 813 мм. Несмотря на увеличенную длину, ракетка, по настоящему изобретению, сохраняет момент инерции, сравнимый с моментом инерции обычных ракеток, избегая, таким образом, недостатков известных длинных ракеток. Напротив, ракетка по изобретению заметно улучшает игровые возможности, благодаря введению некоторых характерных конструкционных признаков, как, например:
(а) головка 10 имеет яйцевидную, а не обычную овальную форму, и струнную поверхность большей длины, чем у обычных ракеток;
(б) для обеспечения оптимального соотношения прочность/вес рама имеет широкопрофильную конструкцию; и
(в) рукоятка является легкой, предпочтительно так называемой "опрессованной" рукояткой, то есть полученной прессованием непосредственно в виде рукоятки восьмиугольной формы.

В одном варианте настоящего изобретения головка 10 соединена с рукояткой 14 посредством полой моноручки 12, дополнительно уменьшающей вес ракетки. В другом варианте (фиг.11) головка 10а соединена с рукояткой 14 с помощью пары разнесенных ручек 12а.

В ракетке по настоящему изобретению можно также использовать струны, расположенные в шахматном порядке. Иллюстративные варианты конструкции ракетки, описываются ниже со ссылкой на фиг.1 - 10.

Яйцевидная форма головки.

Головка 10 ограничивает струнную область 22 яйцевидной формы, в которой острый конец "яйца" обращен к ручке 12. Используемый здесь термин "яйцевидная форма" относится к геометрии, в которой граница струнной области является непрерывной выпуклой кривой, имеющей множество радиусов. Радиус кривизны в положении, соответствующем положению часовой стрелки "шесть часов" (конец струнной области, расположенный ближе всего к рукоятке), составляет 30 - 90 мм. Радиус кривизны в положении часовой стрелки "двенадцать часов" (верхушки), больше 110 мм, предпочтительно между 110 и 170 мм. Струнная область имеет отношение длины к ширине в диапазоне 1,3 - 1,7, а предпочтительнее всего около 1,4. Струнная поверхность имеет наибольшую ширину на расстоянии, составляющем более 5% расстояния от геометрического центра струнной поверхности (средняя точка длинной оси струнной поверхности) по направлению к верхушке, а предпочтительнее всего приблизительно 25 - 30 мм от геометрического центра по направлению к верхушке.

Кроме того, для получения яйцевидной геометрии, раме придают такие размеры, чтобы главная ось яйца (вдоль длины струнной поверхности) составляла по меньшей мере 356 мм, а предпочтительнее всего от 356 до 394 мм. Максимальная ширина струнной поверхности менее 273 мм, а общая площадь струнной поверхности, ограниченной яйцом, составляет от 613 см² до 806 см².

Моноручка и спрессованная рукоятка. На фиг.1, ракетка имеет моноручку 12, соединенную с головкой 10 посредством соединительной шейки 15. Пример соединительной шейки 15 и моноручки 12 более подробно показан на фиг.3 и фиг.7.

Из фиг.3 следует, что боковые поверхности ручки постепенно немного сужены, под углом α от соединительной шейки 15 до рукоятки 14. В иллюстративном примере α составляет 90,1 , а ширина поперечного сечения ручки уменьшается от 28,4 мм в соединительной шейке 15 (сечение P2 - P2) до 25 мм в верхней части рукоятки 15, в то время как высота "h" поперечного сечения, равная 25 мм, остается постоянной.

Соединительная шейка 15, которая соединяет моноручку 12 с головкой 10, предпочтительно содержит минимальное количество материала и в соответствии с этим имеет минимальный вес. В области шейки, внутренняя поверхность 52 рамы, которая образует нижнюю часть поверхности струнной области 22, ограничена дугой, имеющей радиус R1 с центром C1, лежащим на оси 36 ракетки. Радиус R1 является минимальным радиусом головки яйцевидной формы. Внутренняя поверхность 52 рамы проходит между точками P1, которые лежат на противоположных сторонах от оси 36 на аксиальном расстоянии "d_p1" от центра C1.

Наружная поверхность соединительной шейки 15 образована переходной областью 54 ручки, прилегающей к верхнему концу ручки 12, и переходной областью 56 головки, прилегающей противоположными краями к головке 10. Переходная область 54 ручки начинается в точках P2 как продолжение ручки 12 и, таким образом, точки P2 разнесены по ширине ручки. Переходная область 54 ручки ограничена дугой, имеющей радиус R1 с центром C2, который лежит приблизительно на таком же аксиальном расстоянии, что и точки P2. Переходная область ручки проходит до точек P3. В переходной области 56 головки, наружная поверхность соединительной шейки является продолжением кривой, так что ширина поперечного сечения уменьшается до тех пор, пока в точке P4 (там, где начинается головка) ширина не станет такой же как у головки 10.

Рукоятка 14 имеет обычную восьмиугольную форму поперечного сечения. Рукоятка является "спрессованной" так, как это сделано в ракетке Prince Lite, в которой композиционный материал рамы получают опрессовкой непосредство в форме рукоятки, а не присоединением отдельной рукоятки к ручке. Поскольку спрессованная рукоятка является полой, вес рукоятки минимален. Рукоятку 14 обычно обертывают материалом для захвата (не показан).

Примеры способов, которые могут быть использованы для изготовления ракеток, имеющих моноручки и соединительные шейки 15, описаны в заявке на патент США N 08/988579, соответствующие части которой включены в эту заявку ссылкой. Пример способа, который может быть использован для изготовления ракетки, описывается ниже. Поскольку технологии опрессовки, предназначенные для изготовления композитной теннисной ракетки, хорошо известны, этот способ будет описан коротко.

Из фиг.9 очевидно, что трубчатая многослойная структура 24, имеющая длину, соответствующую рукоятке 14 и ручке 12, отформована обычным способом из листов неполимеризованной, армированной волокном, термореактивной смолы (препрега). Вторая трубчатая многослойная структура 34, имеющая достаточную длину для образования головки 10, отформована аналогичным образом. Трубки компонуют в пакет в пресс- форме, имеющей форму теннисной ракетки, так, чтобы концы 40 многослойной структуры 34 проходили на короткое расстояние в верхний конец трубки 24. Для формования соединительной шейки 15, в области шейки 15 дополнительно компонуют в пакет неполимеризованный композиционный материал 26 и соединительную шейку 15 обертывают дополнительными листами композитного препрега 28. Оправку 30 направляют вверх через многослойную структуру 24 ручки, вокруг многослойной структуры 34 головки и затем назад вниз с другой стороны многослойной структуры ручки так, чтобы оба конца оправки выходили из нижней части рукоятки 14.

После этого пресс-форму закрывают и оправку 30 надувают, чтобы заставить композиционный материал принять очертания пресс-формы. Эту пресс-форму одновременно нагревают так, чтобы композитная смола полимеризовалась и отверждалась. Чтобы сделать спрессованную рукоятку, часть пресс-формы (не показано), формующая рукоятку 14, имеет внутреннюю поверхность, соответствующую восьмиугольной форме, показанной на фиг.8, рукоятки 14.

Фиг. 9 показывает один из вариантов, в котором головка 10 и ручка 12 являются отдельными элементами. Головка 10 и ручка 12 выполнены из одного или из разных материалов. Вместо многослойной структуры, головка о 10 и ручка 12 могут быть получены как предварительно отформованные компоненты. Когда головка и ручка являются предварительно отформованными компонентами, для завершения изготовления рамы необходимо формовать и полимеризовать только область соединительной шейки.

Как показано на фиг.9, оба противоположных конца 40 головки 10 изогнуты так, чтобы проходить бок о бок на заданное расстояние вдоль центральной оси головки 10. Концы 40 головки 10 вставлены в верхний конец ручки 12 для образования с материалами 26 и 28 надежного соединения между головкой и ручкой.

Как показано, например, на фиг.9, соединительная шейка 15 между ручкой 12 и головкой 10 имеет относительно крутой изгиб. В результате этого, начальная секция 45 головки 10 проходит приблизительно под углом 125 относительно оси 36 ручки. При движении далее вверх по головке 10 этот угол становится меньше. Однако выше этой начальной секции элементы профиля головки 10 выполняют изгиб плоскости нагрузки, главным образом как торсион. В результате этого в предпочтительном варианте угол смещения волокон в препреге, используемом для формования секции 45 рамы и для требуемого дополнительного расстояния вдоль головки 10, увеличивают для того, чтобы улучшить жесткость при скручивании начальной части рамы. Дополнительно или вместо этого арматуру 28 обертывают так, чтобы для увеличения жесткости при скручивании армирующие волокна были под углом смещения.

В другом случае головка 10 и ручка 12 могут быть сформованы из непрерывной трубчатой многослойной структуры. При этом ручка 12 и рукоятка 14 будут сформованы посредством выходящих концов трубок, образующих головку 10. Область шейки 15 будет сформована аналогичным образом, как показано на фиг. 9, из армированного материала 26 и 28, используемого для формования соединительной шейки 15, за исключением того, что концы трубки, образующей головку, проходят через область шейки, а после этого проходят бок о бок ниже соединения 15 для образования ручки и рукоятки, а не для того, чтобы быть вставленными в отдельную трубку ручки, как показано на Фиг.9. При прессовании, внутри ручки и рукоятки будет образована центральная стенка, к которой прилегают, расположенные бок о бок, трубки. Для уменьшения веса центральную стенку вырезают после прессования.

Широкопрофильная рама. Рама является широкопрофильной, то есть имеет высоту "h" (в направлении перпендикулярном струнной плоскости) поперечного сечения более 22 мм. В самых предпочтительных вариантах, высота "h" поперечного сечения профиля рамы составляет от 25 до 26 мм. Хотя в иллюстративном варианте, показанном на фиг.1 и фиг.2, головка 10 и ручка 12 имеют постоянную высоту "h" поперечного сечения, а головка 10 имеет постоянную ширину "w", высота и ширина головки 10 и ручки 12 могут изменяться, как требуется.

Струны, расположенные в шахматном порядке. Головка 10 имеет отверстия 34, предназначенные для установки струн.

Как можно видеть из фиг.2 и фиг.10, отверстия расположены не в средней струнной плоскости 37, а в шахматном порядке так, чтобы попеременно располагаться на противоположных сторонах от плоскости 37.

Из фиг.1 и фиг.4 следует, что главные струны 26 содержат пару струн 30, расположенных в направлении наружу от геометрического центра GC струнной поверхности в противоположных областях; аналогичным образом, поперечные струны содержат пару струн 32, разнесенных на наибольшее расстояние от этого геометрического центра (GC). Каждая из этих струн 30, 32 образуют последнюю пересекающуюся струну соответствующей поперечной или главной струны перед сцеплением с головкой 10 рамы.

На фиг.10 видно, что отверстия 40 для поперечных струн попеременно расположены на противоположных сторонах от средней плоскости так, чтобы образовывать рисунок расположения струн в шахматном порядке. Желательно использовать расположение в шахматном порядке для всех поперечных струн 28 и главных струн 26. Как показано на фиг.10, желательно отверстия для струн располагать на постоянном расстоянии от средней струнной плоскости 37, что создает неизменный рисунок размещения в шахматном порядке. В других вариантах можно использовать другие рисунки расположения струн.

На фиг. 4 показано расположение струн в шахматном порядке для двух последовательных поперечных струн 28а и 28b, первая 28а из поперечных струн проходит над самой крайней главной струной 30 и после этого направлена для сцепления с частью 14 головки рамы через прокладку 40а, которая проходит через пару струнных отверстий 40а в полой раме и расположена ниже средней струнной плоскости 37. В результате поперечная струна 28а входит в контакт с самой крайней главной струной 30 под углом β , равным менее 180^o . Струна 28а проходит через струнное отверстие 40а и входит в струнную канавку 18, где пересекает среднюю плоскость 37, ко второму струнному отверстию 40b. Из струнного отверстия 40b следующая поперечная струна 28b проходит под самой крайней главной струной 30 и затем вверх для вхождения в контакт со следующей главной струной (не показано). Для наглядности, угол, под которым поперечные струны 28а, 28b расходятся к центру струнной поверхности (то есть вправо, как показано на фиг.4), на фиг.4 немного преувеличен.

В других вариантах для струнной конфигурации, показанной на фиг.2-5, может быть использован обычный струнный рисунок, в котором ни одна из струн не расположена в шахматном порядке, или некоторые из струн могут быть расположены в шахматном порядке, в то время как другие нет, или величина смещения в шахматном порядке (относительно средней линии) может изменяться в различных областях вокруг указанной головки.

Расположение струн в шахматном порядке улучшает эксплуатационные характеристики струнного слоя. Кроме того, посредством расположения струнных отверстий в шахматном порядке увеличивают расстояние между смежными отверстиями (по сравнению с обычным расположением струнных отверстий, где все отверстия выравнены по одной линии). Это означает, что потеря прочности, отверстий из-за в раме, меньше, чем в обычных ракетках. В результате этого, рама, по изобретению, может быть более легкой, чем обычная рама (т. е. используя меньше материала), при сохранении той же прочности.

На фиг.11 показан другой вариант, в котором головка 10а соединена с рукояткой 14 посредством пары сходящихся частей 12а ручки. Перемычка 15а шейки соединяет части 12а ручки так, чтобы обеспечить непрерывность струнной области. Однако эта головка имеет яйцевидную форму также, как в варианте воплощения, показанном на фиг.1, имеющую радиус R3, соответствующий положению часовой стрелки, показывающей шесть часов, который меньше радиуса R4, соответствующего положению часовой стрелки, а показывающей двенадцать часов. От точки P3 до точки P2 элемент рамы имеет форму кривой, имеющей радиус R_т, а область между частями 12а ручки ниже перемычки 15а шейки является открытой. Как показано на фиг. 11, желательно, чтобы в завершение изготовления ракетки торцевая крышка 50 закрывала нижний конец рукоятки 14 и материал 52, обеспечивающий наилучший захват рукоятки ракетки пальцами руки, был обернут вокруг наружной поверхности рукоятки 14, имеющей восьмиугольную форму.

То есть, ракетка по изобретению имеет длину, превышающую 711 мм, а предпочтительно имеет общую длину между 737 и 813 мм, при этом используется рама яйцевидной формы, имеющая минимальную длину более 356 мм и легкую, предпочтительно спрессованную, рукоятку. Рама такой формы должна быть относительно легкой, благодаря использованию тонкостенных секций и широкопрофильной конструкции (высота профиля более 22 мм, а соотношение высоты и ширины профиля 2/1 или более).

Благодаря использованию описанных выше форм с доступными в настоящее время материалами, становится возможным изготовить ракетку, имеющую вес существенно меньший 300 г, а предпочтительнее всего приблизительно 250 г, более длинную струнную поверхность, не обладающую эффектом батута, и сохраняющую хорошую мощь и управляемость. Это дает возможность увеличить общую длину ракетки при сохранении игровых преимуществ обычной ракетки, обладающей высокими эксплуатационными характеристиками. Длина ракетки может быть существенно увеличена при сохранении общего веса и момента инерции относительно рукоятки, как у обычных ракеток. Эта ракетка ощущается также, как обычная ракетка, но фактическое увеличение длины предлагает значительное игровое преимущество.

Дополнительным улучшением пригодности ракетки для игры является то, что полярный момент инерции (момент инерции относительно продольной оси ракетки) должен быть менее 1,90 г•м², предпочтительно между 1,6 - 1,7 г•м², а баланс (центр тяжести) должен быть расположен на расстоянии по меньшей мере 340 мм от черенка ракетки. Как указано выше, длина струнной поверхности должна быть более 356 мм и рама предпочтительно имеет минимальную собственную пространственную частоту 140 Гц для композитной ракетки. Ширина поперечного сечения рамы предпочтительно составляет 12,5 мм.

Как показано на фиг.5, 7 и 8, головка 10, ручка 12 и рукоятка 14 рамы образованы из полых профильных (фасонных) элементов, например, из прессованного композиционного материала. За исключением соединительной шейки, фасонные элементы для уменьшения веса ракетки имеют минимальную толщину стенки, предпочтительно менее 2 мм. Толщина стенки в любой данной области на раме изменяется предпочтительно в зависимости от изгибающих напряжений, которые могут возникнуть в процессе игры.

Ракетка может быть изготовлена из термопластичного материала. Вместо формования многослойных структур из термореактивных смол, для выполнения рамы можно использовать рукава, плетеные из волокон армирования и термопластичных нитей, как описано в патенте США N 5176868. В качестве материала для арматуры 26, 44 и в качестве материала для обертывания 28, 46 соединительной шейки 15 используют вспомогательный материал из смешанных волокон/нитей.

Ракетку, сделанную в соответствии с настоящим изобретением и имеющую общую длину 737 мм, сравнивали с обычными ракетками. На фиг.11 - фиг.12 приведены сравнительные характеристики ракеток.

Пример 1. Ракетка Примера 1, которая показана на фиг.1 - фиг.10, имеет общую длину 737 мм, длину струнной поверхности 358 мм, максимальную ширину 249 мм, высоту (профиля) рамы "h" 25 мм, ширину (профиля) рамы 12,5 мм в головке 10, площадь струнной поверхности 671 см² и следующие конструкционные характеристики, как показано на фиг.3, (выполненной в масштабе):
R1 (шесть часов) - 45 мм
R2 (двенадцать часов) - 118 мм
Максимальный радиус соотв. - 323 мм около 5 и 7 ч.

Положение P1 (относительно C1) - 33 мм (т.е., d_p1)
Положение P2 (относительно C1) - 101 мм
Положение P3 (относительно C1) - 52 мм
Положение P4 (относительно C1) - 43 мм
Положение C2 (относительно C1) - 103 мм
R_т - 75 мм
α - 90,1^o
Ширина ручки (в P2) - 28,4 мм
Ширина ручки выше рукоятки - 25 мм
Высота ручки - 25 мм
Расстояние точки, соответствующей наибольшей ширине, от верхушки - 162,5 мм
Пример 2. Пример 2 аналогичен Примеру 1 ракетки, имеющей моноручку, за исключением того, что площадь струнной поверхности больше:
Площадь струнной поверхности - 748 мм²
Общая длина - 737 мм
Длина струнной поверхности - 378 мм
Максимальная ширина - 263 мм
Высота "h" профиля рамы - 26 мм
Ширина рамы (головки) - 12,5 мм
R1 (шесть часов) - 45 мм
R2 (двенадцать часов) - 124 мм
Максимальный радиус - 350 мм при положениях, около 5 и 7 ч.

Положение P1 (относительно C1) - 32 мм
Положение P2 (относительно C1) - 100 мм
Положение P3 (относительно C1) - 52 мм
Положение P4 (относительно C1) - 40 мм
Положение C2 (относительно C1) - 103 мм
R_т - 75 мм
α - 90,1^o
Ширина ручки (в P2) - 28,4 мм
Ширина ручки выше рукоятки - 25 мм
Высота ручки - 25 мм
Расстояние точки, соответствующей наибольшей ширине, от верхушки - 171 мм
Пример З. Пример 3 ракетки аналогичен Примерам 1 и 2 за исключением того, что в этом случае ракетка имеет большую область струнной поверхности:
Площадь струнной поверхности - 125 кв.дюймов (80645 мм²)
Общая длина - 29 дюймов (736,6 мм)
Длина струнной поверхности - 15,4 дюймов (391,2 мм)
Максимальная ширина - 10,75 дюймов (273,05 мм)
Высота "h" профиля рамы - 26 мм
Ширина рамы (головки) - 12,5 мм
R1 (шесть часов) - 45 мм
R2 (двенадцать часов) - 133 мм
Максимальный радиус - 500 мм при положениях, около 5 и 7 ч.

Положение P1 (относительно C1) - 32 мм
Положение P2 (относительно C1) - 100 мм
Положение P3 (относительно C1) - 52 мм
Положение P4 (относительно C1) - 40 мм
Положение C2 (относительно C1) - 103 мм
R_т - 75 мм
α - 90,1^o
Ширина ручки (в P2) - 28,4 мм
Ширина ручки выше рукоятки - 25 мм
Высота ручки - 25 мм
Расстояние точки, соответствующей наибольшей ширине, от верхушки - 174 мм
Пример 4. Пример 4 соответствует ракетке, представленной на фиг.11, имеющей раздвоенную ручку и следующие характеристики конструкции:
Площадь струнной поверхности - 806 см²
Общая длина - 737 мм
Длина струнной поверхности - 390 мм
Максимальная ширина - 273 мм
Высота "h" профиля рамы - 26 мм
Ширина рамы (головки) - 12,5 мм
R3 (шесть часов) - 55 мм
R4 (двенадцать часов) - 133 мм
Максимальный радиус - 400 мм при положениях, около 5 и 7 ч
Положение P1 (относительно C1) - 38 мм
Положение P2 (относительно C1) - 108 мм
Положение P3 (относительно C1) - 32 мм
R_т - 75 мм
Ширина ручки выше рукоятки - 25 мм
Высота ручки - 25 мм
Расстояние точки, соответствующей наибольшей ширине, от верхушки - 174 мм.

Как показано в табл. 1, момент инерции относительно черенка ракетки, в соответствии с изобретением, примерно равен моменту инерции обычных ракеток. Таким образом, ракетки в соответствии с изобретением длиннее, однако имеют маховые веса, сравнимые с этим параметром у других ракеток. Кроме того, сравнивая точки за черенком, ракетки, сделанные в соответствии с изобретением имеют меньшие моменты инерции вследствие их меньшего общего веса. По этой причине такие ракетки, как правило, более маневренны, чем обычные.

Ракетки, сделанные в соответствии с изобретением имеют, как правило большие моменты инерции относительно центра тяжести (за исключением ракеток Matchmate и Ray, которые являются очень тяжелыми теннисными ракетками). Таким образом, такие ракетки более устойчивы для ударов, приходящихся вне центра вдоль центральной оси, чем обычные более легкие ракетки.

Таким образом, как показано на фиг.11, ракетка по изобретению является легкой, но прочной ракеткой и сочетает две наиболее желательные характеристики, маневренность и прочность. В противоположность этому, в обычных конструкциях ракеток между этими двумя характеристиками делают выбор.

Как далее показано на фиг.11, ракетки, сделанные в соответствии с изобретением, имеют самый высокий центр удара из всех испытанных ракеток. В этой работе центр удара измеряли от торца черенка ракетки. Кроме того, отношение центра удара к весу в ракетках, соответствующих настоящему изобретению, гораздо выше, чем у обычных ракеток.

Благодаря расположению центра удара столь далеко от захвата пальцами руки, эта ракетка имеет самую пригодную для игры область между центром удара и шейкой ракетки. В общем, когда мячи ударяются между центром удара и захватом пальцами руки, удар ощущается очень сильным. В противоположность этому, когда мячи ударяются между центром удара и верхушкой ракетки, игрок обычно ощущает больший удар и мяч отскакивает с меньшей энергией.

В ракетках по изобретению, верхний узел колебаний располагают на большем расстоянии от торца, чем в обычных ракетках, (см. табл. 1) (за исключением ракетки Ray, которая является длинной и тяжелой). Таким образом, это переплетение расположено приблизительно на том же расстоянии от верхушки ракетки, что и у обычных ракеток. Если бы обычная рама была просто облегчена, причем головка сохраняла бы прежний размер, это переплетение перемещалось бы к торцу ракетки в положение, находящееся ниже в головке, (уменьшая размер предпочтительного пятна для удара). Это подтверждено измерениями, сделанными на длинных ракетках предшествующего уровня техники, у которых эти переплетения были значительно дальше от верхушки ракетки, чем у обычных ракеток, в которых использована аналогичная форма головки. В настоящем изобретении, местоположение верхнего узла колебаний находится более, чем на 57% длины струнного слоя от конца рукоятки.

В табл. 2 также приведены сравнения свойств предлагаемых и известных ракеток.

Приведенное описание относится к предпочтительным вариантам настоящего изобретения. Специалисту станут очевидными изменения и модификации без отклонения от концепции изобретения, изложенной в этой заявке. Например, хотя головка 10 и ручка 12 в варианте, приведенном на фиг.2, показаны, имеющими постоянный профиль, то есть постоянную высоту "h", могут быть использованы переменные профили. Например, головке 10 и/или ручке 12 может быть придан постоянно сужающийся профиль, как описано в патенте США N 5037098. В иллюстративном варианте высота профиля обода изменяется от 24 мм внизу до 34 мм в верхней части. Однако могут быть использованы другие размеры, например, 24 мм внизу и 30 мм в верхней части, в зависимости от требуемых характеристик обода. В других вариантах неоднородный профиль может быть придан ручке ракетки. Все эти модификации и изменения находятся в пределах, ограниченных приведенной ниже формулой изобретения.

Реферат

Теннисная ракетка содержит раму в виде трубчатого элемента, которая имеет головку, образующую струнную поверхность, по меньшей мере одну ручку, которая соединяет головку и рукоятку. Головка ограничивает, струнную поверхность яйцевидной формы, которая имеет длину по меньшей мере 356 мм и площадь струнной поверхности более 613 см². Высота поперечного сечения трубчатого элемента в направлении, перпендикулярном струнной плоскости больше, чем 22 мм. Трубчатый элемент выполнен из композиционного материала. Длина ракетки больше 711 мм при весе ракетки со струнами меньше 300 г и момента инерции относительно рукоятки меньше 56 г•м². Использование предложенного изобретения обеспечивает увеличение радиуса действия и мощности улара игрока. 9 з.п ф-лы, 2 табл. 13 ил.

Формула