シャトルコック用人工羽根、シャトルコック、およびシャトルコック用人工羽根の製造方法
【課題】軽量かつ高剛性で、耐久性や生産性にも優れたシャトルコック用人工羽根を提供する。
【解決手段】天然羽毛を模して、羽弁に対応する薄膜状の羽部と、羽軸２０に対応して、上方の先端２１から下方の末端２２に向かって一体的に連続して延長する棒状の羽軸部２０とを備え、羽軸部２０は、相対的に低比重で柔らかい素材からなる芯部３０と、芯部３０に対して相対的に高比重で硬質の素材からなる外殻部４０とが相互に固着してなり、芯部３０は、先端２１から末端２２に亘って延長し、外殻部４０は、芯部３０の側面３１を覆う断面形状をなして先端２１から末端２２まで延長している。
【解決手段】天然羽毛を模して、羽弁に対応する薄膜状の羽部と、羽軸２０に対応して、上方の先端２１から下方の末端２２に向かって一体的に連続して延長する棒状の羽軸部２０とを備え、羽軸部２０は、相対的に低比重で柔らかい素材からなる芯部３０と、芯部３０に対して相対的に高比重で硬質の素材からなる外殻部４０とが相互に固着してなり、芯部３０は、先端２１から末端２２に亘って延長し、外殻部４０は、芯部３０の側面３１を覆う断面形状をなして先端２１から末端２２まで延長している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、バドミントンのシャトルコック用人工羽根に関する。具体的には、人工羽根における羽軸部分の改良技術に関する。また、人工羽根を用いたシャトルコック、および人工羽根の製造方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
バドミントン用シャトルコックには、羽根（はね）に水鳥の羽毛を用いたもの（天然シャトルコック）と、ナイロン樹脂などにより人工的に製造された人工羽根を用いたもの（人工シャトルコック）とが知られている。
【０００３】
周知のごとく、天然シャトルコックは、ガチョウやアヒルなどの天然羽毛を１６本程度使用し、各羽毛の羽軸の末端を、皮で覆ったコルクなどからなる半球状の台（ベース部）に植設した構造である。そして、天然シャトルコックに使用されている羽根は、比重が小さく、極めて軽量であることが特徴である。例えば、比重は、羽軸の部分が０．４程度で、羽弁の部分が０．１５程度である。また、羽毛は、剛性が高く、天然シャトルコックは、独特の飛行性能と心地よい打球感が得られる。
【０００４】
しかしながら、天然シャトルコックの原材料となる羽毛は、上記の天然の水鳥から採取され、しかも、水鳥のどの部位の羽毛でもよい、というわけではなく、シャトルコック用に適した所定の部位があり、１羽の水鳥からシャトルコック用として採取できる羽毛は僅かである。すなわち、天然シャトルコック用の羽根の生産量には限りがある。また、近年では、鳥インフルエンザの流行により、羽毛の主要な調達源であった食用ガチョウが大量に処分される、という事態も発生し、今後、さらに、原料調達が難しく、より高価になることが予想される。
【０００５】
一方、人工シャトルコックとしては、環状に一体成形された樹脂製の羽根を備えたものがよく知られているが、この人工シャトルコックは、天然シャトルコックのように羽根が１本ずつ独立して動かないため、天然シャトルコックと同様の飛行性能を得ることが難しい。羽毛の高剛性を樹脂で実現させようとすれば、軽量化が困難となる。そこで、以下の特許文献１〜３に記載されているように、羽毛を模した人工羽根が提案されている。
【０００６】
ここで、鳥類学に基づいて、天然羽毛における各部位を人工羽根における各部位に対応付けし、天然羽毛の羽弁、および羽軸に相当する部位を、それぞれ羽部、および羽軸部と称することとし、羽軸の一部として羽弁から突出する羽根（うこん）や羽柄（うへい）と呼ばれる部位に相当する部位については、羽根（はね）との混同を避けるため羽柄部と称することとすると、特許文献１に記載の人工羽根は、羽部と羽軸部とが人工素材で一体成形され、羽部と羽軸部の少なくも一方を中空にすることで軽量化を図っている。また、特許文献２に記載の人工羽根は、繊維分散樹脂の薄板からなる羽部を羽軸部となる繊維強化樹脂性の２本の細棒で挟持し且つ羽軸部基部は２本の細棒の間に発泡体が間挿された構成となっている。特許文献３に記載の人工羽根では、羽部の一端に羽軸部の延長方向に突出する突出部が形成され、その突出部が羽軸部に埋設されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−９８９０８号公報
【特許文献２】特開昭５９−６９０８６号公報
【特許文献３】特開２００８−２０６９７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献１に記載の人工羽根は、薄い羽部や細い羽軸部を縦断するように中空部を形成している。しかし、一体成型品であるため、その中空部を形成するために、金型上で極めて細いピンを抜き差しすることになる。したがって、精度良く成型することが難しい、また、ピンを抜き差しすることでピンの変形が懸念される。また、より軽量にするためには、羽部の肉厚を薄くする必要があり、羽部の面方向の強度が低下し十分な剛性が得られない。したがって、この人工羽根を用いた人工シャトルコックでは、天然シャトルコックにおける飛行性能や打球感を得ることが難しい。当然のことながら、羽軸を中空にすれば、素材自体に剛性があっても羽軸自体の強度が不足し、強い打球によって、羽軸が折れたり曲がったりする可能性がある。
【０００９】
特許文献２に記載の人工羽根は、羽軸部となる２本の細棒で羽部を挟持して接着した構造であるため、細棒と羽部との間に十分な接着強度が得られず、打球に際して羽部と羽軸部とが分解する可能性がある。また、羽軸部は、細棒を貼り合わせた構造なので、その貼り合わせ面、すなわち羽軸部の側面での強度が不足し、十分な剛性を得ることができない。一体成型で製造できないため、生産性が低く、低価格化という効果にも疑問がある。
【００１０】
特許文献３に記載の人工羽根では、薄い羽部の一部である突出部を羽軸部に埋設している。すなわち、軸部自体は、全体が一様な一体成型品である。そのため、打球時の衝撃に対して人工羽根の形状を維持しようとすれば、軸部に高剛性の素材を用いることになる。一般的に、高剛性の素材は、比重が高く軽量化が難しい。したがって、軽量化と高剛性化とを両立することが難しい。低比重の素材を用いて高い剛性を得ようとすれば、羽軸部を太くする必要があり、素材自体の比重が低くても軽量化が難しくなる。また、羽軸部は、一様に同じ素材を用いているため、天然羽毛のように、打球に対して変形しにくい強度と、羽毛特有の柔軟な打球感を両立することも難しい。さらに、一様な高剛性の素材で羽軸部を構成すれば、柔軟性に欠けるため、強い打球によって羽軸自体が折れる可能性がある。すなわち、耐久性にも問題がある。
【００１１】
本発明は、上述したような、従来のシャトルコック用人工羽根における種々の問題に鑑みなされたもので、その目的は、軽量かつ高剛性であり、また、耐久性や生産性にも優れたシャトルコック用人工羽根、その人工羽根を用いたシャトルコック、およびその人工羽根の製造方法を提供することにある。なお、他の目的については、以下の記載で明らかにする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、シャトルコック用の人工羽根における上述した課題に鑑みなされたもので、主たる発明は、天然羽毛を模して、羽弁に対応する薄膜状の羽部と、羽軸に対応して、上方の先端から下方の末端に向かって一体的に連続して延長する棒状の羽軸部とを備え、
前記羽軸部は、相対的に低比重で柔らかい素材からなる芯部と、当該芯部に対して相対的に高比重で硬質の素材からなる外殻部とが相互に固着してなるとともに、前記外殻部が前記芯部の側面を覆う断面形状をなして前記先端から前記末端まで延長する、
ことを特徴とするシャトルコック用人工羽根としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のシャトルコック用人工羽根は、軽量かつ高剛性であり、その人工羽根を用いたシャトルコックは、天然シャトルと同様の飛行性能や打球感が期待できる。また、天然素材の生産量に依存することがなく、生産性にも優れ、安価なシャトルコックを提供することが可能となる。なお、本発明の他の効果については以下の記載で明らかにする。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例に係る人工羽根を用いた人工シャトルコックの斜視図であり、ベース部側（下方）から見たときの斜視図である。
【図２】上記人工シャトルコックを上方から見たときの斜視図である。
【図３】本発明の実施例に係る人工羽根の基本構造を示す斜視図である。
【図４】上記実施例に係る人工羽根を構成する羽軸部の構造図である。
【図５】上記羽軸部における剛性を評価するための方法を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施例に係る人工羽根の構造を示す図である。
【図７】上記第１の実施例に係る人工羽根の製造方法の概略を示す図である。
【図８】上記第１の実施例に係る人工羽根の製造手順を示す図である。
【図９】上記第１の実施例に係る人工羽根の製造過程で成型される１次成型品の構造を示す図である。
【図１０】上記第１の実施例に係る人工羽根における問題点を説明するための図である。
【図１１】上記第１の実施例に係る人工羽根における問題点を解決するための製造方法の概略を示す図である。
【図１２】本発明の第２の実施例に係る人工羽根の構造を示す図である。
【図１３】上記第２の実施例に係る人工羽根の製造方法の概略を示す図である。
【図１４】上記第２の実施例に係る人工羽根の製造手順を示す図である。
【図１５】本発明のその他の実施例に係る人工羽根の羽軸部の構造を示す図である。
【図１６】上記各実施例に係る人工羽根を一括して成型する金型の構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＝＝＝本発明の実施例の特徴＝＝＝
本発明者らは、本発明に想到する過程で、人工シャトルコックに求められる性能として、まず、天然シャトルコックと同様の飛行性能を挙げ、人工羽根の大部分を占有する羽部には、薄膜状の低比重素材、すなわち膜材（フィルム素材）や薄膜状に成型した発泡材などを用いることを前提とした。その上で、人工羽根に求められる性能について考察した。そして、薄膜状の羽部を含め羽根全体の軽量化と高剛性化とを両立させるためには軸部の構造を根本から見直す必要性がある、との結論に至った。具体的には、羽軸部は、軽量であるとともに、延長方向に亘って高剛性素材を用いて羽部を確実に支持し、羽根全体の形状を確実に維持でき、より好ましくは、打球時に、高剛性素材の羽軸表面を強打したときの衝撃を吸収できる、という特性が発揮できる構造とすることが必要である、と考えた。
【００１６】
本発明は、上記考察に基づいて鋭意研究を重ねた結果創作されたものである。そして、本発明の実施例は、天然羽毛を模して、羽弁に対応する薄膜状の羽部と、羽軸に対応して、上方の先端から下方の末端に向かって一体的に連続して延長する棒状の羽軸部とを備えたシャトルコック用人工羽根であって、上記主たる発明における特徴の他に、外殻部は羽軸部の裏面以外にて前記芯部の側面を覆っていることを特徴とすることもできる。
【００１７】
また、前記羽軸部は、前記先端から前記羽部の下端に亘って前記羽部と固着する領域を羽支持部とするとともに、前記天然羽毛の羽柄に対応して前記羽支持部の下端から前記末端に亘って前記羽部の下方に突出する領域を羽柄部とし、前記羽支持部では、前記羽軸部が前記羽部のおもて面の表層に固着していること。あるいは、前記羽支持部では、前記羽部の裏面から前記羽軸部の裏面が露出して、当該羽部が、前記羽軸部を境界にして左右に分割されていることを特徴することもできる。前記羽部のおもて面または裏面に、薄膜状の補強材が積層されていることを特徴としてもよい。
【００１８】
なお、上記いずれかの特徴を有する人工羽根を用いた人工シャトルコックも本発明の実施例である。そして、本発明は、上記人工羽根の製造方法にも及んでおり、当該製造方法の実施例は、天然羽毛を模して、羽弁に対応する薄膜状の羽部と、羽軸に対応して、上方の先端から下方の末端に向かって一体的に連続して延長する棒状の羽軸部とを備えるとともに、当該羽軸部が、芯となる芯部と、当該芯部の側面を覆う断面形状をなして延長する外殻部とからなるシャトルコック用人工羽根の製造方法であって、
第１の金型を用いて前記芯部となる部分あるいは外殻部となる部分を１次成型品として射出成型する１次成型ステップと、
第２の金型を用いて、前記１次成型品を埋め込み対象として前記外殻部あるいは前記芯部をインサート成型することで、前記芯部を覆う外殻部が形成された２次成型品を成型する２次成型ステップと、
を含むことを特徴としている。前記２次成型ステップは、前記１次成型品を前記金型に保持しつつ二色成型を行い、前記芯部を覆う外殻部が形成された２次成型品を成型するように変更することもできる。
【００１９】
また、前記羽部と前記羽軸部の芯となる芯部とを同じ樹脂材料を用いて同時に射出成型することとしてもよい。この同時に射出成型する製造方法では、前記羽軸部は、前記先端から前記羽部の下端に亘って前記羽部と固着する領域を羽支持部とするとともに、前記天然羽毛の羽柄に対応して前記羽支持部の下端から前記末端に亘って前記羽部の下方に突出する領域を羽柄部とし、
前記１次成型ステップは、前記羽部と前記芯部とを同時に成型し、
当該第１次成型ステップでは、前記羽支持部の領域に、前記芯部を境界にして、前記羽部が前記天然羽毛の右弁と左弁とに対応するように二分して、前記芯部の左右両側に上下に延長する２本の溝を形成するともに、当該２本の溝のそれぞれについて、溝を横断して前記羽支持部の下端と前記羽部の下端とを連結する小片状の仮止め部を形成し、
前記第２成型ステップでは、前記仮止め部を溶出させることで、前記外殻部の側面に前記羽部が固着された前記２次成型品を成型する、こととしてもよい。
【００２０】
そして、前記溝の開放方向をおもて側として、前記第１成型ステップでは、前記仮止め部の形成部位において前記溝の底面がおもて側に突出せず、前記仮止め部が当該溝の底面の裏側方向に突出するように前記１次成型品を成型するシャトルコック用人工羽根の製造方法とすれば、より好ましい。
【００２１】
上記各製造方法は、前記芯部を構成する熱可塑性の基体樹脂と、所定の溶剤によって溶解する有機化合物とを混合したペレット状の樹脂を用いて前記芯部を成型するとともに、前記２次成型品を前記溶剤に浸漬して前記有機化合物を溶解させることで、当該２次成型品において、前記基体樹脂からなる部位を連続気泡体にする気泡体化ステップを含むシャトルコック用人工羽根の製造方法とすることもできる。
【００２２】
＝＝＝人工シャトルコックの構造＝＝＝
図１、図２は、本発明の実施例に係る人工羽根を備えた人工シャトルコック（以下、シャトルコック）１の外観図である。図１は、ベース部２を下方としたとき、シャトルコック１を下方から見たときの斜視図であり、図２は、上方から見たときの斜視図である。天然羽毛を模した複数（例えば１６枚）の人工羽根１０は、上方に向かって径が大きくなるように半球状のベース部２の平坦な上面の円周に沿って円環状に植設されているとともに、紐状部材（たとえば木綿の糸）３によって互いに固定されて、スカート部１０を構成している。
【００２３】
＝＝＝人工羽根の構造＝＝＝
本発明の主体である人工羽根１０は、薄膜状の樹脂からなる羽部に、棒状の羽軸部を接着あるいは一体成型などによって固着させた基本構造を有している。図３に本発明の実施例における人工羽根１０の基本構造を示した。ここで、シャトルコック１のベース部２に取り付けられた状態に基づいて、人工羽根１０の上下左右方向や表裏関係を規定すると、羽軸部２０は、羽部１２の上端から下方に延長していることなる。そして、便宜的に、羽軸部２０の上端２１を「先端」、下端２２を「末端」とし、羽部１２や羽軸部２０において、シャトルコック１の外方に面する面を「おもて面」１３、シャトルコック１の内方に向かう面を「裏面」１４と呼ぶことにする。また、羽部１２の面内で、羽軸部２０の延長方向に直交する方向を左右方向とする。したがって、図１、図２に例示したシャトルコック１における人工羽根１０では、羽軸部２０が、羽部１２のおもて面１３に突出するように固着されて、羽部１２のおもて面１３側では、羽部１２の領域が羽軸部２０を境界にして左右に分割されていることになる。
【００２４】
また、図３に示した例では、羽軸部２０の先端位置が、羽部１２の上端位置にほぼ一致しているが、羽軸部２０の先端位置は、羽部１２の上端に対して下方にあってもよい。羽部１２の裏面１４に羽軸部２０が突出していてもよい。羽軸部２０を境界にして羽部１２を２分割するような構成であってもよい。いずれにしても、薄膜状の羽部１２の一方の面をおもて面１３、他方の面を裏面１４と称することとし、羽軸部２０が羽部１２を縦断するように形成されている。
【００２５】
＝＝＝羽軸部の構造＝＝＝
本実施例の人工羽根１０において、最も大きな特徴は、羽軸部２０の構造にある。図３に示したように、羽軸部２０は、羽部１２のおもて面１３に突設するように固着されている領域（羽支持部）２３と、羽部１２の下方に突出する領域（羽柄部）２４とからなる。そして、本実施例の人工羽根１０における羽軸部２０は、薄膜状の羽部１２を支持するともに、人工羽根１０全体の剛性を維持するための特殊な構造を有している。
【００２６】
図４は、本発明に係る羽軸部２０の一例を示す図であり、図４（Ａ）〜（Ｃ）に、それぞれ、羽軸部２０の裏面２６を末端２２側から見たときの斜視図、末端２２側の正面図、先端２１側の正面図を示した。羽軸部２０は、概略的には、表層に配置される外殻部４０と、外殻部４０内に配置されている芯部３０とからなる複合構造である。そして、芯部３０と外殻部４０は、それぞれ、先端２１から末端２２に掛けて連続した一体的な構造であり、双方（３０，４０）は互いに固着している。
【００２７】
芯部３０は、低比重で（比重が小さく）、かつ外殻部４０に対して相対的に弾性率が小さい（柔らかい）素材（以下、軽量軟質素材）でできている。外殻部４０は、芯部３０の表面を覆う断面形状を有し、芯部３０に対して相対的に比重が大きく硬い素材（硬質素材）でできている。芯部３０と外殻部４０は、二色成型などによって、相互に固着して、一体化されている。そして、羽支持部２３と羽柄部２４とが連続する１本の棒状となるように形成されている。図中では、芯部３０と外殻部４０を異なるハッチングで示した。
【００２８】
ここに示した羽軸部２０は、図４（Ｂ）に示したように、略矩形断面を有する芯部３０と、裏面２６に開口する略Ｕ（コの）字断面を有する外殻部４０とから構成されている。すなわち、外殻部４０の断面形状が、芯部３０の左右側面３１とおもて面３２とを覆う形状となっており、羽軸部２０の左右側面２７とおもて面２５が外殻部４０で覆われ、羽軸部２０の裏面２６に芯部３０の裏面３３が露出している。ここでは、先端２１が外殻部４０で覆われている例を示したが、先端２１にて芯部３０が露出して、外殻部４０が先端２１から末端２２の全長に亘って略コの字型断面を有する構造であってもよい。
【００２９】
なお、羽軸部２０を構成する素材としては、芯部３０であれば、例えば、ポリアミドエストラマーやポリエステルエストラマーなどの熱可塑性樹脂、およびこれらの樹脂からなる連続気泡体を使用することができる。外殻部４０であれば、ポリアミド（ナイロン）や、これをガラス繊維で強化したもの（ガラス繊維強化ポリアミド）、あるいはＰＢＴ、ＡＢＳ，ＰＣなどの各種樹脂を用いることができる。
【００３０】
＝＝＝羽軸部の物性＝＝＝
ここで、種々の樹脂を用いて、図４に示した構造の羽軸部２０をサンプルとして作製した。サイズは、実際にシャトルコック１に使用する際のサイズとした。羽軸部２０の作製方法としては、インサート成型法や二色成型法を採用することができる。すなわち、軽量軟質素材を用いて芯部３０を射出成型し、その成型品を埋め込み対象として、硬質素材からなる外殻部４０をインサート成型によって形成したり、芯部３０となる成型品を金型から取り出さずに二色成型によって外殻部４０を成型したりすればよい。そして、作製した羽軸部２０における芯部３０、外殻部４０、および全体の重量を測定し、剛性を評価した。剛性の評価は、図５に示したように、裏面２６が対地面となるように羽軸部２０を水平に維持しつつ、その末端２２を固定した状態で、鉛直下方に０．３Ｎの荷重Ｆを先端２１に集中して掛けることで行った。そして、荷重状態にあるときの先端２１における水平状態からの変位量Δｈを剛性の指標値とした。
【００３１】
以下の表１に、芯部３０および外殻部４０に用いた樹脂と、各部の重量、比重、弾性率、および羽軸部２０全体としての総重量と剛性の指標値とを示した。
【表１】
【００３２】
表１において、サンプル４と５が、本発明の実施例に係る人工羽根１０を構成する羽軸部（発明品）２０であり、芯部３０に軽量軟質素材を用い、外殻部４０に硬質素材を用いている。サンプル１〜３は、発明品に対する比較例であり、芯部３０と外殻部４０を同じ樹脂で成型したものである。なお、樹脂ａとｄは、ともに、ポリアミドエストラマーであり、樹脂の組成自体は同じものであるが、その物理的な構造が異なっている。樹脂ａは、内部が稠密なムク素材であり、ｄは連続気泡体や独立気泡体などの気泡体からなる素材である。ここでは、連続気泡体からなる素材を用いている。
【００３３】
芯部３０を連続気泡体で構成するためには、例えば、熱可塑性樹脂と所定の溶剤に溶出する有機化合物とを混練したペレットを用いて成型した芯部３０に外殻部４０を固着させ、羽軸部２０と同じ形状の成型品を得た後、所定の溶剤にこの成型品を浸漬すれば、その溶剤によって溶出した有機化合物の跡が空隙となり芯部３０が連続気泡体となる。なお、有機化合物の溶剤は、有機溶剤に限らず、所定の有機化合物を溶解する各種液体を含むものとする。所定の溶剤に溶出する有機化合物としては、例えば、水に溶解する多価アルコールに属する化合物（糖アルコール類など）を用いることができる。独立気泡体とするには、周知の発泡スチロールやウレタンスポンジなどと同様にして、芯部３０を構成する樹脂を炭化水素ガスなどの有機系発泡剤を用いて発泡させればよい。なお、連続気泡体は、気泡同士が連絡しているため、打球時に圧縮された気泡内の空気が隣接する気泡に逃げるため、より柔らかい打球感が得られる、という効果が期待できる。
【００３４】
また、樹脂ｂとｃは、ポリアミドエストラマーに対して硬質な素材であり、ムク素材である。本実施例では、ともにポリアミド１２（ナイロン１２）を主体にした樹脂であるが、樹脂ｂは、ガラス強化されたポリアミド１２であり、樹脂ｃは、ガラス強化されていないポリアミド１２である。
【００３５】
表１に示したように、発明品に係るサンプル４と５では、芯部３０と外殻部４０とが、それぞれ、相対的に低比重（高比重）で、かつ柔らかい（硬い）適宜な樹脂で成型されており、軽量かつ高剛性の羽軸部２０とすることができた。例えば、比較例となるサンプル１は、芯部３０と外殻部４０が、双方とも相対的に柔らかい樹脂ａでできており、剛性の指標値である変位量Δｈが大きく、剛性が不足していることがわかる。また、樹脂ａ〜ｄのうち、比較的硬い樹脂として分類される樹脂ｃのみで成型したサンプル３では、変位量Δｈがサンプル１の６０％程度となった。また、サンプル２は、芯部３０と外殻部４０が最も硬い樹脂ｂでできており、サンプル１の２０％以下の変位量Δｈであり、サンプル１に対して５倍以上の剛性を獲得している。しかし、相対的には、硬い樹脂ほど比重が高いため、最も高剛性のサンプル２では、その総重量が、サンプル１に対して３０％近く増加している。
【００３６】
一方、発明品に係る、サンプル４、５のうち、芯部３０にムク素材を用いたサンプル４では、サンプル１に対して１５％以下の重量増のみで、変位量Δｈは、サンプル１の３０％程度に抑えることができた。すなわち、サンプル１に対して３倍以上高い剛性が得られた。最も硬いサンプル２に対しても約６０％の剛性を得ており、十分な剛性を有している、と言える。そして、サンプル５については、サンプル１よりも軽量化を達成した上で、剛性がサンプル４と同等であり、羽軸部２０としては、ほぼ理想的な性能を得ることができた。
【００３７】
以上より、低比重で柔らかい軽量軟質素材からなる芯部３０の周囲を硬質素材でできた外殻部４０で覆う構造の羽軸部２０を備えた人工羽根１０は、軽量と高剛性の背反する特性を高次元で両立させることが可能となる。また、柔らかい芯部３０の少なくとも左右側面３１を硬い外殻部４０が覆っており、羽軸部２０の表面積の半分以上が外殻部４０に接触している。したがって、表裏方向と左右方向の２方向に高い剛性を発現させることができる。その一方で、硬い外殻部４０の内側には、柔らかい芯部３０が充填されているので、打球時に、硬い羽軸部２０の表面を強打したときの衝撃を吸収できる。言い換えれば、反発力が増し、心地より打球感や、打球時の撓みが速やかに原形に復帰する天然羽毛に似た打球感が得られる。
【００３８】
芯部３０を、比重の小さな気泡体にすれば、軽量化を維持したまま、羽軸部２０の断面積をさらに大きくすることができる。断面積を大きくすることは、剛性をより向上させることができるとともに、羽部１２と羽支持部２３との固着面積を増やすことができる。それによって、羽軸部２０と羽部１２との接合強度をより強固にして、打球中の破損を防止することができる。さらに、「太い」羽軸部２０は、視覚的に「折れにくい」という安心感をプレーヤーに与えることができる。すなわち、芯部３０の樹脂における低弾性による心地よい打球感を増強させて、天然シャトルコックに極めて近似した打球感が得られる、という心理的効果も期待できる。
【００３９】
以下に、上記構造を備えた羽軸部２０を備えた人工羽根について説明する。具体的には、羽支持部２３における羽部１２との固着構造が異なる人工羽根などを本発明の実施例として挙げて本発明を具体的に説明する。
【００４０】
＝＝＝第１の実施形態＝＝＝
図３に示した本発明の実施例に係る人工羽根１０は、羽軸部２０と羽部１２とが相互に固着した構造である。そして、羽部１２は薄膜状である。一方、天然の羽毛は、周知のごとく、人工羽根の羽部１２に相当する部位は、羽軸から生えている個別の毛である羽枝の集合であり、羽軸を境界にして内外の羽弁（内弁、羽弁）に分割されている。したがって、この天然羽毛の構成に少しでも近似した人工羽根を用いたシャトルコックの方が、天然シャトルコックの飛行性能により近似するはずである。そこで、本発明の第１の実施例は、天然羽毛の構造に最も近似した人工羽根としている。
【００４１】
＜羽部との固着構造＞
図６（Ａ）〜（Ｄ）に第１の実施例に係る人工羽根１０ａのおもて面側の平面図、裏面側の平面図、側面図、および先端２１側の正面図を示した。第１の実施例における人工羽根１０ａは、図６（Ｄ）示したように、外殻部４０の側方に羽部１２が固着されて、より天然羽毛に近似した構造の人工羽根１０ａとなっている。すなわち、羽支持部２３にて、羽軸部２０の裏面２６が羽部１２の裏面１４に露出し、羽軸部２０を境界にして羽部１２が左右に二分割されている。また、この例では、芯部３０と羽部１２が同じ軽量軟質素材でできている。
【００４２】
＜製造方法＞
第１の実施例に係る人工羽根１０ａは、インサート成型などの射出成型を用いて製造することができる。また、天然羽毛における立体的な羽弁形状に近似させて、優れた飛行性能を得るために、羽部１２も含めて人工羽根１０ａを全て射出成型によって製造することとしている。すなわち、羽部１２は、概略的には薄膜状であっても、その厚さが各部位で微妙に異なっている。そして、このような羽部１２を備えた人工羽根１０ａは、芯部３０と、その芯部３０を境界にして２分割される羽部１２の合計三つの成型部位がある成型品に外殻部を固着させた構造であり、芯部３０と２分割された羽部１２については、例えば、三つの成型部位のそれぞれに射出成型のゲートを設けるなどして成型すれば、各部位が独立した状態で、同時成型することができる。
【００４３】
しかし、この方法では、実質的に三つの成形部位のそれぞれを個別に射出成形することであり、製造に係る時間やコストが嵩む。また、成型品には、それぞれの射出成形部位に応じてゲートの跡が残ることになり、天然羽毛の、特に表面形状に近似させることが難しくなる。そこで、第１の実施例の人工羽根１０ａを、時間やコストを増加させることなく、精度よく製造するための方法を以下に示す。なお、ここでは、第１の実施例の人工羽根１０ａをインサート成型によって製造する例を示す。
【００４４】
図７は、第１の実施例に係る人工羽根１０ａの製造方法に用いる金型（５１ａ，５２ａ）の概略図であり、図７（Ａ）に示した人工羽根１０ａにおける各断面ａ−ａ、ｂ−ｂ、ｃ−ｃ、ｄ−ｄの各断面に対応する二つの金型（第１の金型５１ａ、および第２の金型５２ａ）の断面形状をそれぞれ図７（Ｂ１）〜（Ｂ４）、および（Ｃ１）〜（Ｃ４）に示した。図示したように、第１の金型５１ａの型形状は、羽部１２と芯部３０を同時成型するための形状をなし、第２の金型５２ａは、第１の金型によって成型された成型品を収納しつつ、芯部３０のおもて面３２と側面３１とを覆う外殻部４０を成型するための型形状をなしている。
【００４５】
図８と図９に、第２の実施例の人工羽根１０ａの製造方法の概略を示した。図８（Ａ）〜（Ｄ）は、第１の実施例に係る人工羽根１０ａの製造手順であり、二つの金型（５１ａ，５２ａ）によって順次成型される人工羽根１０ａの上記ｂ−ｂ断面（図７参照）の形状を製造工程の順に従って示したものである。図９（Ａ）は、第１の金型５１ｂによって成型される１次成型品５０ｂの平面図であり、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）における、円１００内の拡大図である。
【００４６】
ここに示した製造方法では、芯部３０と羽部１２を同時に成型した上で、インサート成型によって芯部３０の表層に外殻部４０を成型する。すなわち、図７に示した第１の金型５１ａは、羽部１２と芯部３０を成型するための金型５１ａであり、第２の金型５２ａは、第１の金型５１ａによって成型された成型品を埋め込み対象として外殻部４０を成型するための金型５２ａである。
【００４７】
そして、まず、第１の金型５１ａを用いて、羽部１２と芯部３０とを一体成形する図８（Ａ）（Ｂ）。この一体成型品（１次成型品）５０ａは、図９（Ａ）に示したように、羽部１２と芯部３０とが上下方向に延長する溝３４によって分割された形状となっている。また、図７（Ｂ３）に示したように、羽部１２と芯部３０を成型するための金型５１ａを、羽支持部２３の下端部でのみ羽部１２と芯部３０とを連結させる断面形状とすることで、図９（Ｂ）に拡大して示したように、羽支持部２３の下端に、芯部３０と羽部１２と連結する仮止め部３５を備えた形状となっている。
【００４８】
つぎに、図８（Ｃ）（Ｄ）に示した手順により、図９に示した形状の１次成型品を第２の金型５２ａに装着した状態で外殻部４０となる樹脂をその金型５２ａ内に射出する。このとき、仮止め部３５が射出成型時の熱で溶解し、射出圧力によって金型５２ａ外に溶出する。それによって、溝３４が羽支持部２３の下端から羽部１２の先端に連続し、その溝３４にも外殻部４０を構成する樹脂が充填され、結果的に、図６に示したように、外殻部４０の側面に羽部１２が固着した人工羽根１０ａの形状に成型され、軽量軟質素材による芯部３０および羽部１２が、硬質素材による外殻部４０と一体的に固着してなる人工羽根１０ａが完成する。
【００４９】
なお、上述した連続気泡体で芯部３０を形成する場合には、上述した所定の溶剤によって溶出する有機化合物を含んだペレットを用いて１次成型品５０ａを成型し、第２の金型５２ａから取り出した成型品（２次成型品）を、所定の溶剤に浸漬して、芯部３０および羽部１２を構成する樹脂を連続気泡体にすればよい。第１の実施例に係る人工羽根１０ａでは、羽部１２も連続気泡体となり、人工羽根１０ａの全容積のほとんどを占める羽部１２を軽量化して、人工羽根１０ａをさらに軽量にすることができる。また、人工羽根１０ａの全表面積のほとんどを占める羽部１２を連続気泡体とすることで、打球時の感触がより柔らかくなり、天然羽毛に近い打球感を得ることが期待できる。
【００５０】
＝＝＝第１の実施例の変更例＝＝＝
第１の実施例に係る人工羽根１０ａは、羽部１２が羽軸部２０を境界にして左右に分割されている。そして、この構造の人工羽根１０ａを精度よく製造するための方法を先に示した。しかしながら、上述した製造方法では、仮止め部３５が確実に溶出せず、本来外殻部４０となるべき部位に、軽量軟質素材からなる仮止め部３５の一部、あるいは全部が残ってしまう可能性が少なからずある。
【００５１】
図１０に、仮止め部３５が残った状態の人工羽根１０ｂを例示した。図１０（Ａ）は、その人工羽根１０ｂ全体を裏面から見たときの平面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）における円１０１内の拡大図である。（Ｃ）は、（Ｂ）におけるｅ−ｅ矢視断面図である。当該図１０に示したように、仮止め部３５が残存する部位３６では、芯部３０の全側面２７が外殻部４０で覆われていないため、強度が不足し、シャトルコックを強打したときに、この部分３６で羽軸部２０が折れる可能性がある。このように、外殻部４０の一部が欠損している人工羽根１０ｂは当然のことながら、不良品として処理される。そのため、歩留まりの低下に伴う製造コストの増加が懸念される。そこで、第１の実施例の変更例として、例え、仮止め部３５が完全に溶出しなくても、羽軸部２０の強度を十分に維持することができる製造方法を挙げる。
【００５２】
図１１は、第１の実施例の変更例に係る人工羽根１０ｃの製造方法を示す概略図である。図１１（Ａ）は、仮止め部３５の一部３６が残った状態の人工羽根１０ｃを裏面から見たときの図であり、（Ｂ）は、（Ａ）における円１０１内の拡大図である。（Ｃ）は、当該変更例の人工羽根１０ｃの１次成型品を成型するための金型５１ｃの断面図であり、図１１（Ａ）（Ｂ）に示した人工羽根１０ｃにおけるｆ−ｆ断面に対応している。（Ｄ）は、（Ｃ）におけるｇ−ｇ矢視断面である。
【００５３】
当該変更例では、図１１（Ｂ）に示したように、仮止め部３５が羽部１２の下面より下方に突出形成されるような金型形状としている。すなわち、仮止め部３５の形成部位において溝３４の底面がおもて面（１２，２５）側に突出せず、仮止め部３５が溝３４の底面の裏側方向に突出するように１次成型品を成型している。そのため、（Ｄ）に示したように、例え、仮止め部３５が完全に溶出せず、その一部３７が残ったとしても、外殻部４０は、本来の芯部３０の側面を完全に覆うため、強度が不足することがない。なお、この仮止め部３５の未溶出部位３７については、人工羽根１０ｃの飛行性能を極度に悪化させるものでなければ、強度的には問題がないので、そのままにしておいてもよいし、極めて高い飛行性能が要求されたり、製品としての美観が損なわれると判断されたりすれば、その後の製造工程において、この突出部位３７を削り落としたり、切り離したりすればよい。
【００５４】
＝＝＝第２の実施例＝＝＝
上記第１の実施例に係る人工羽根１０ａは、より天然羽毛に近似した構造を備えていた。そして、その構造を精度よく成型するために１次成型品に設けた仮止め部３５を２次成型品の成型時に溶出させる、という特殊な製造方法を採用していた。また、仮止め部３５を形成するために、金型の形状も複雑であり、金型に掛かるコストが若干増加する可能性もある。したがって、形状を天然羽毛に酷似させず、ある程度簡略化して製造歩留まりを向上させることも考えられる。そこで、本発明の第２の実施例として、製造歩留まりを考慮した構造を備えた人工羽根を挙げる。
【００５５】
＜羽部との固着構造＞
図１２に、本発明の第２の実施例に係る人工羽根１０ｄの基本構造を示した。図１２（Ａ）〜（Ｄ）は、それぞれ、おもて面側の平面図、裏面側の平面図、側面図、先端２１側からの正面図を示している。なお、当該図１２においても、羽軸部２０の芯部３０と外殻部４０を異なるハッチングで示している。図示したように、第２の実施例に係る人工羽根１０ｄは、１枚の薄膜状の羽部１２のおもて面１３に、図４に示した構造の羽軸部２０が固着された構造であり、羽軸部２０のおもて面２５と側面２７が外殻部４０の表面となっている。そして、羽支持部２３では、羽軸部２０の裏面２６と羽部のおもて面１３とが接触した状態で双方が固着している。
【００５６】
＜製造方法＞
第２の実施例に係る人工羽根１０ｄの製造方法としては、羽軸部２０と羽部１２とを個別に成型した後、溶着、接着などの方法によって双方（２０，１２）を固着させることもできる。あるいは、芯部３０と外殻部４０を射出成型などによって相互に固着させた後、さらに、インサート成型や二色成型によって、羽軸部２０に対して羽部１２を射出成型することで、羽軸部２０を羽部１２に固着させてもよい。
【００５７】
しかし、羽部１２と羽軸部２０をより強固に固着させるとともに、羽部１２の形状や羽部と羽軸部２０との相対位置関係を柔軟に設定できるようにするためには、羽部１２と芯部３０、あるいは羽部１２と外殻部４０を同じ素材を用いて同時成型する方が望ましい。現実的には、羽部１２には、軽量化と柔軟性が求められるので、芯部３０と同時成型することが望ましい。
【００５８】
第２の実施例の人工羽根１０ｄでは、外殻部４０が羽軸部２０の裏面２６以外にて芯部３０を覆う構造であり、芯部３０の裏面３３が露出している。したがって、羽支持部２３において、芯部３０が羽部１２のおもて面１３に突出するように羽部１２と芯部３０とを同時成型することになる。以下では、インサート成型によって第２の実施例に係る人工羽根１０ｄを製造する方法を例示する。
【００５９】
図１３は、第２の実施例に係る人工羽根１０ｄの製造方法に用いる金型（５１ｄ，５２ｄ）の概略図であり、図１３（Ａ）に示した人工羽根１０ｄにおける各断面ｈ−ｈ、ｉ−ｉ、ｊ−ｊの各断面に対応する二つの金型（第１の金型５１ｄ、および第２の金型５２ｄ）の断面形状をそれぞれ図１３（Ｂ１）〜（Ｂ３）、および（Ｃ１）〜（Ｃ３）に示した。図示したように、第１の金型５１ｄの型形状は、羽部１２と芯部３０を同時成型するための形状をなし、第２の金型５２ｄは、第１の金型によって成型された成型品を収納しつつ、芯部３０のおもて面３２と側面３１とを覆う外殻部４０を成型するための型形状をなしている。
【００６０】
図１４（Ａ）〜（Ｄ）は、第２の実施例に係る人工羽根１０ｄの製造手順を示す図であり、上記金型（５１ｄ，５２ｄ）によって順次成型される人工羽根１０ｄの上記ｉ−ｉ断面（図１３参照）の形状を製造工程の順に従って示したものである。ここに示した製造方法では、まず、芯部３０と羽部１２を同時に成型したのち、インサート成型によって芯部３０の表層に外殻部４０を成型する。すなわち、図１３に示した第１の金型５１ｄは、羽部１２と芯部３０を成型するための金型５１ｄであり、第２の金型５２ｄは、第１の金型５１ｄによって成型された成型品を埋め込み対象として外殻部４０を成型するための金型５２ｄである。
【００６１】
そして、まず、第１の金型５１ｄを用いて、羽部１２と芯部３０とを一体成形する（Ａ）（Ｂ）。次いで、この一体成型品（１次成型品）５０ｄを第２の金型５２ｄに装着した状態で（Ｃ）、外殻部４０となる樹脂をその金型５２ｄ内に射出する。第２の金型５２ｄは、第１成型品５０ｄを収納しつつ、芯部３０の側面３１とおもて面３２を覆い、第１成型品５０ｄが装着された状態では、コの字型断面を有する型形状となる。そして、第２の金型５２ａを用いた射出成型により、芯部３０のおもて面３２と側面３１に外殻部４０が成型され、軽量軟質素材による芯部３０および羽部１２が、硬質素材による外殻部４０と一体的に固着して人工羽根１０ｄが完成する（Ｄ）。また、連続気泡体で芯部３０を形成する場合には、上述した所定の溶剤によって溶出する有機化合物を含んだペレットを用いて１次成型品５０ｄを成型し、第２の金型５２ｄから取り出した成型品（２次成型品）を、所定の溶剤に浸漬して、芯部３０および羽部１２を構成する樹脂を連続気泡体にすればよい。
【００６２】
なお、上述した製造方法では、羽部１２と芯部３０を１次成型品としていたが、もちろん、外殻部４０を１次成型品として、最初に成型し、羽部１２と芯部３０をその外殻部４０に固着させるように成型するようにしてもよい。
【００６３】
ところで、第２の実施例の人工羽根１０ｄは、その構造が第１の実施例の人工羽根１０ａと比較すると、その形状が単純であり、成型条件についても、仮止め部３５を確実に溶出させる必要がないので、第１の実施例の人工羽根１０ａほど厳密に成型条件を規定する必要がなく、高い歩留まりが期待できる。したがって、製造コストという点では、第２の実施例の方が第１の実施例よりも有利かもしれない。
【００６４】
しかし、その一方で、第１の実施例の人工羽根１０ａは、第２の実施例の人工羽根１０ｄと比較した場合、羽支持部２３の領域に羽部１２を構成する樹脂が無いため、羽支持部２３の裏面２６に固着する分の樹脂を節約することができる。確かに、１本の人工羽根１０ａでは、節約できる樹脂の量は微少であり、１枚の人工羽根１０ａにおけるコストダウンは僅かであるかもしれない。しかし、図１、２に示したように、シャトルコック１は、ベース部２に１６枚程度の羽根を取り付けた構成であるので、１枚の人工羽根１０ａのコストダウンが僅かであっても、シャトルコック１全体では、ある程度のコストダウンが期待できる。
【００６５】
したがって、第１あるいは第２の実施例のどちらの人工羽根（１ａ，１ｄ）を採用するのかは、製品に求められる飛行性能、原材料に掛かるコスト、製造に掛かるコストなどを勘案して適宜に決定すればよい。言い換えれば、本発明によれば、練習用と公式球への代替、あるいはシャトルコックを使用する人のバドミントンの技量差など、目的や用途に応じて飛行性能や価格が異なるシャトルコックを提供することができる。
【００６６】
＝＝＝その他の実施例＝＝＝
＜羽軸部の断面構造＞
羽軸部２０の断面構造としては、図４に示した例に限らず、例えば、図１５（Ａ）に示した羽軸部２０ｅのように、外殻部４０の断面形状を、芯部３０の左右側面３１に接触する辺４１と、芯部３０の断面中央付近を左右に横断して上記左右側面３１に接する辺４１同士を連結する辺４２とからなる「Ｈ」としてもよい。なお、この例では、おもて面２５と裏面２６に、それぞれ芯部３０のおもて面３２と裏面３３が露出した構造であるが、羽軸部２０ｃを軸周りに９０゜回転させて、外殻部４０の断面形状を「Ｉ」型とすることもできる。
【００６７】
あるいは、（Ｂ）に示した羽軸部２０ｆのように、外殻部４０を中空細管状とし、その中空部に芯部３０を充填させた形状、すなわち、芯部３０の左右側面３１とおもて面３２と裏面３３の全てを外殻部４０で覆う「口型」の断面形状としてもよい。なお、羽部１２と羽軸部（２０ｅ，２０ｆ）は、第１の実施例と同様に、羽軸部（３２，３３）の側面２７に配置されていてもよいし、第２の実施例のように、羽軸部（２０ｅ，３０ｆ）の裏面２６と羽部１２のおもて面１３とが接触した状態で固着されていてもよい。
【００６８】
もちろん、芯部３０の断面形状は矩形に限るものではない。例えば、図１５（Ｃ）〜（Ｅ）に示した羽軸部（２０ｇ〜２０ｉ）のように、断面形状が円（Ｃ）や半円（Ｄ）、あるいは三角形（Ｅ）であってもよい。なお、断面が円の場合では、芯部３０の表面に、側面３１、おもて面３２、裏面３３の明確な区別はなく、全周が側面３１となる。また、断面が半円（Ｄ）や三角形（Ｅ）では、実質的に、芯部３０の裏面３３以外が側面３１となる。いずれにしても、本発明の実施例における人工羽根は、その羽軸部（２０，２０ｅ〜３０ｉ）が、相対的に低比重で柔らかい素材からなる芯部３０の側面を硬い素材からなる外殻部４０で覆った構造を有している点に特徴がある。
【００６９】
＜製造方法＞
上記第１および第２の実施例において、人工羽根（１０ａ，１０ｄ）の製造方法として、人工羽根（１０ａ，１０ｄ）を一枚ずつ成型する例を示した。もちろん、複数の人工羽根（１０ａ，１０ｄ）を一括して成型することも可能である。図１６に多数枚成型に対応した金型５１ｃの平面図を示した。多数枚の人工羽根（１０ａ，１０ｄ）に対応する型５３が射状に配置されており、型の中央部に樹脂の注入口５４を設けることで、複数枚の１次成型品、あるいは２次成型品を一括して成型することができる。
【００７０】
＜羽部の補強＞
上記第１および第２の実施例では、羽部１２と芯部３０を同じ素材で同時に成型していた。この例に限らず、羽軸部２０を単体で製造し、その羽軸部２０に羽部１２となる薄膜状の部材を接着や溶着などの方法を用いて固着させてもよい。羽部１２の素材としては、樹脂でできたフィルム素材や薄膜状の気泡体などが考えられる。
【００７１】
ところで、人工羽根（１０，１０ａ〜１０ｄ）において、羽部１２は、最も大きな面積を専有し、この羽部１２を軽量化することが、人工羽根（１０，１０ａ〜１０ｄ）全体の軽量化に大きく寄与する。その一方で、羽部１２には、打球時の強打にも耐えて、十分な強度も要求される。そこで、羽部１２のおもて面１３あるいは裏面１４に薄膜状の補強材を接着や溶着などの方法によって積層してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、バドミントンのシャトルコックに適用することができる。
【符号の説明】
【００７３】
１ 人工シャトルコック、２ ベース部、３ 紐状部材、
１０，１０ａ〜１０ｄ 人工羽根、１２ 羽部、
２０，２０ｅ〜２０ｉ 羽軸部、２３ 羽支持部、２４ 羽柄部、
３０ 芯部、３１ 芯部側面、３４ 溝、３５ 仮止め部、
４０ 外殻部、５０ａ，５０ｄ １次成型品、５１ａ，５１ｄ 第１の金型、
５１ｃ 金型、５２ｄ 第２の金型
【技術分野】
【０００１】
この発明は、バドミントンのシャトルコック用人工羽根に関する。具体的には、人工羽根における羽軸部分の改良技術に関する。また、人工羽根を用いたシャトルコック、および人工羽根の製造方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
バドミントン用シャトルコックには、羽根（はね）に水鳥の羽毛を用いたもの（天然シャトルコック）と、ナイロン樹脂などにより人工的に製造された人工羽根を用いたもの（人工シャトルコック）とが知られている。
【０００３】
周知のごとく、天然シャトルコックは、ガチョウやアヒルなどの天然羽毛を１６本程度使用し、各羽毛の羽軸の末端を、皮で覆ったコルクなどからなる半球状の台（ベース部）に植設した構造である。そして、天然シャトルコックに使用されている羽根は、比重が小さく、極めて軽量であることが特徴である。例えば、比重は、羽軸の部分が０．４程度で、羽弁の部分が０．１５程度である。また、羽毛は、剛性が高く、天然シャトルコックは、独特の飛行性能と心地よい打球感が得られる。
【０００４】
しかしながら、天然シャトルコックの原材料となる羽毛は、上記の天然の水鳥から採取され、しかも、水鳥のどの部位の羽毛でもよい、というわけではなく、シャトルコック用に適した所定の部位があり、１羽の水鳥からシャトルコック用として採取できる羽毛は僅かである。すなわち、天然シャトルコック用の羽根の生産量には限りがある。また、近年では、鳥インフルエンザの流行により、羽毛の主要な調達源であった食用ガチョウが大量に処分される、という事態も発生し、今後、さらに、原料調達が難しく、より高価になることが予想される。
【０００５】
一方、人工シャトルコックとしては、環状に一体成形された樹脂製の羽根を備えたものがよく知られているが、この人工シャトルコックは、天然シャトルコックのように羽根が１本ずつ独立して動かないため、天然シャトルコックと同様の飛行性能を得ることが難しい。羽毛の高剛性を樹脂で実現させようとすれば、軽量化が困難となる。そこで、以下の特許文献１〜３に記載されているように、羽毛を模した人工羽根が提案されている。
【０００６】
ここで、鳥類学に基づいて、天然羽毛における各部位を人工羽根における各部位に対応付けし、天然羽毛の羽弁、および羽軸に相当する部位を、それぞれ羽部、および羽軸部と称することとし、羽軸の一部として羽弁から突出する羽根（うこん）や羽柄（うへい）と呼ばれる部位に相当する部位については、羽根（はね）との混同を避けるため羽柄部と称することとすると、特許文献１に記載の人工羽根は、羽部と羽軸部とが人工素材で一体成形され、羽部と羽軸部の少なくも一方を中空にすることで軽量化を図っている。また、特許文献２に記載の人工羽根は、繊維分散樹脂の薄板からなる羽部を羽軸部となる繊維強化樹脂性の２本の細棒で挟持し且つ羽軸部基部は２本の細棒の間に発泡体が間挿された構成となっている。特許文献３に記載の人工羽根では、羽部の一端に羽軸部の延長方向に突出する突出部が形成され、その突出部が羽軸部に埋設されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−９８９０８号公報
【特許文献２】特開昭５９−６９０８６号公報
【特許文献３】特開２００８−２０６９７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献１に記載の人工羽根は、薄い羽部や細い羽軸部を縦断するように中空部を形成している。しかし、一体成型品であるため、その中空部を形成するために、金型上で極めて細いピンを抜き差しすることになる。したがって、精度良く成型することが難しい、また、ピンを抜き差しすることでピンの変形が懸念される。また、より軽量にするためには、羽部の肉厚を薄くする必要があり、羽部の面方向の強度が低下し十分な剛性が得られない。したがって、この人工羽根を用いた人工シャトルコックでは、天然シャトルコックにおける飛行性能や打球感を得ることが難しい。当然のことながら、羽軸を中空にすれば、素材自体に剛性があっても羽軸自体の強度が不足し、強い打球によって、羽軸が折れたり曲がったりする可能性がある。
【０００９】
特許文献２に記載の人工羽根は、羽軸部となる２本の細棒で羽部を挟持して接着した構造であるため、細棒と羽部との間に十分な接着強度が得られず、打球に際して羽部と羽軸部とが分解する可能性がある。また、羽軸部は、細棒を貼り合わせた構造なので、その貼り合わせ面、すなわち羽軸部の側面での強度が不足し、十分な剛性を得ることができない。一体成型で製造できないため、生産性が低く、低価格化という効果にも疑問がある。
【００１０】
特許文献３に記載の人工羽根では、薄い羽部の一部である突出部を羽軸部に埋設している。すなわち、軸部自体は、全体が一様な一体成型品である。そのため、打球時の衝撃に対して人工羽根の形状を維持しようとすれば、軸部に高剛性の素材を用いることになる。一般的に、高剛性の素材は、比重が高く軽量化が難しい。したがって、軽量化と高剛性化とを両立することが難しい。低比重の素材を用いて高い剛性を得ようとすれば、羽軸部を太くする必要があり、素材自体の比重が低くても軽量化が難しくなる。また、羽軸部は、一様に同じ素材を用いているため、天然羽毛のように、打球に対して変形しにくい強度と、羽毛特有の柔軟な打球感を両立することも難しい。さらに、一様な高剛性の素材で羽軸部を構成すれば、柔軟性に欠けるため、強い打球によって羽軸自体が折れる可能性がある。すなわち、耐久性にも問題がある。
【００１１】
本発明は、上述したような、従来のシャトルコック用人工羽根における種々の問題に鑑みなされたもので、その目的は、軽量かつ高剛性であり、また、耐久性や生産性にも優れたシャトルコック用人工羽根、その人工羽根を用いたシャトルコック、およびその人工羽根の製造方法を提供することにある。なお、他の目的については、以下の記載で明らかにする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、シャトルコック用の人工羽根における上述した課題に鑑みなされたもので、主たる発明は、天然羽毛を模して、羽弁に対応する薄膜状の羽部と、羽軸に対応して、上方の先端から下方の末端に向かって一体的に連続して延長する棒状の羽軸部とを備え、
前記羽軸部は、相対的に低比重で柔らかい素材からなる芯部と、当該芯部に対して相対的に高比重で硬質の素材からなる外殻部とが相互に固着してなるとともに、前記外殻部が前記芯部の側面を覆う断面形状をなして前記先端から前記末端まで延長する、
ことを特徴とするシャトルコック用人工羽根としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のシャトルコック用人工羽根は、軽量かつ高剛性であり、その人工羽根を用いたシャトルコックは、天然シャトルと同様の飛行性能や打球感が期待できる。また、天然素材の生産量に依存することがなく、生産性にも優れ、安価なシャトルコックを提供することが可能となる。なお、本発明の他の効果については以下の記載で明らかにする。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例に係る人工羽根を用いた人工シャトルコックの斜視図であり、ベース部側（下方）から見たときの斜視図である。
【図２】上記人工シャトルコックを上方から見たときの斜視図である。
【図３】本発明の実施例に係る人工羽根の基本構造を示す斜視図である。
【図４】上記実施例に係る人工羽根を構成する羽軸部の構造図である。
【図５】上記羽軸部における剛性を評価するための方法を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施例に係る人工羽根の構造を示す図である。
【図７】上記第１の実施例に係る人工羽根の製造方法の概略を示す図である。
【図８】上記第１の実施例に係る人工羽根の製造手順を示す図である。
【図９】上記第１の実施例に係る人工羽根の製造過程で成型される１次成型品の構造を示す図である。
【図１０】上記第１の実施例に係る人工羽根における問題点を説明するための図である。
【図１１】上記第１の実施例に係る人工羽根における問題点を解決するための製造方法の概略を示す図である。
【図１２】本発明の第２の実施例に係る人工羽根の構造を示す図である。
【図１３】上記第２の実施例に係る人工羽根の製造方法の概略を示す図である。
【図１４】上記第２の実施例に係る人工羽根の製造手順を示す図である。
【図１５】本発明のその他の実施例に係る人工羽根の羽軸部の構造を示す図である。
【図１６】上記各実施例に係る人工羽根を一括して成型する金型の構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＝＝＝本発明の実施例の特徴＝＝＝
本発明者らは、本発明に想到する過程で、人工シャトルコックに求められる性能として、まず、天然シャトルコックと同様の飛行性能を挙げ、人工羽根の大部分を占有する羽部には、薄膜状の低比重素材、すなわち膜材（フィルム素材）や薄膜状に成型した発泡材などを用いることを前提とした。その上で、人工羽根に求められる性能について考察した。そして、薄膜状の羽部を含め羽根全体の軽量化と高剛性化とを両立させるためには軸部の構造を根本から見直す必要性がある、との結論に至った。具体的には、羽軸部は、軽量であるとともに、延長方向に亘って高剛性素材を用いて羽部を確実に支持し、羽根全体の形状を確実に維持でき、より好ましくは、打球時に、高剛性素材の羽軸表面を強打したときの衝撃を吸収できる、という特性が発揮できる構造とすることが必要である、と考えた。
【００１６】
本発明は、上記考察に基づいて鋭意研究を重ねた結果創作されたものである。そして、本発明の実施例は、天然羽毛を模して、羽弁に対応する薄膜状の羽部と、羽軸に対応して、上方の先端から下方の末端に向かって一体的に連続して延長する棒状の羽軸部とを備えたシャトルコック用人工羽根であって、上記主たる発明における特徴の他に、外殻部は羽軸部の裏面以外にて前記芯部の側面を覆っていることを特徴とすることもできる。
【００１７】
また、前記羽軸部は、前記先端から前記羽部の下端に亘って前記羽部と固着する領域を羽支持部とするとともに、前記天然羽毛の羽柄に対応して前記羽支持部の下端から前記末端に亘って前記羽部の下方に突出する領域を羽柄部とし、前記羽支持部では、前記羽軸部が前記羽部のおもて面の表層に固着していること。あるいは、前記羽支持部では、前記羽部の裏面から前記羽軸部の裏面が露出して、当該羽部が、前記羽軸部を境界にして左右に分割されていることを特徴することもできる。前記羽部のおもて面または裏面に、薄膜状の補強材が積層されていることを特徴としてもよい。
【００１８】
なお、上記いずれかの特徴を有する人工羽根を用いた人工シャトルコックも本発明の実施例である。そして、本発明は、上記人工羽根の製造方法にも及んでおり、当該製造方法の実施例は、天然羽毛を模して、羽弁に対応する薄膜状の羽部と、羽軸に対応して、上方の先端から下方の末端に向かって一体的に連続して延長する棒状の羽軸部とを備えるとともに、当該羽軸部が、芯となる芯部と、当該芯部の側面を覆う断面形状をなして延長する外殻部とからなるシャトルコック用人工羽根の製造方法であって、
第１の金型を用いて前記芯部となる部分あるいは外殻部となる部分を１次成型品として射出成型する１次成型ステップと、
第２の金型を用いて、前記１次成型品を埋め込み対象として前記外殻部あるいは前記芯部をインサート成型することで、前記芯部を覆う外殻部が形成された２次成型品を成型する２次成型ステップと、
を含むことを特徴としている。前記２次成型ステップは、前記１次成型品を前記金型に保持しつつ二色成型を行い、前記芯部を覆う外殻部が形成された２次成型品を成型するように変更することもできる。
【００１９】
また、前記羽部と前記羽軸部の芯となる芯部とを同じ樹脂材料を用いて同時に射出成型することとしてもよい。この同時に射出成型する製造方法では、前記羽軸部は、前記先端から前記羽部の下端に亘って前記羽部と固着する領域を羽支持部とするとともに、前記天然羽毛の羽柄に対応して前記羽支持部の下端から前記末端に亘って前記羽部の下方に突出する領域を羽柄部とし、
前記１次成型ステップは、前記羽部と前記芯部とを同時に成型し、
当該第１次成型ステップでは、前記羽支持部の領域に、前記芯部を境界にして、前記羽部が前記天然羽毛の右弁と左弁とに対応するように二分して、前記芯部の左右両側に上下に延長する２本の溝を形成するともに、当該２本の溝のそれぞれについて、溝を横断して前記羽支持部の下端と前記羽部の下端とを連結する小片状の仮止め部を形成し、
前記第２成型ステップでは、前記仮止め部を溶出させることで、前記外殻部の側面に前記羽部が固着された前記２次成型品を成型する、こととしてもよい。
【００２０】
そして、前記溝の開放方向をおもて側として、前記第１成型ステップでは、前記仮止め部の形成部位において前記溝の底面がおもて側に突出せず、前記仮止め部が当該溝の底面の裏側方向に突出するように前記１次成型品を成型するシャトルコック用人工羽根の製造方法とすれば、より好ましい。
【００２１】
上記各製造方法は、前記芯部を構成する熱可塑性の基体樹脂と、所定の溶剤によって溶解する有機化合物とを混合したペレット状の樹脂を用いて前記芯部を成型するとともに、前記２次成型品を前記溶剤に浸漬して前記有機化合物を溶解させることで、当該２次成型品において、前記基体樹脂からなる部位を連続気泡体にする気泡体化ステップを含むシャトルコック用人工羽根の製造方法とすることもできる。
【００２２】
＝＝＝人工シャトルコックの構造＝＝＝
図１、図２は、本発明の実施例に係る人工羽根を備えた人工シャトルコック（以下、シャトルコック）１の外観図である。図１は、ベース部２を下方としたとき、シャトルコック１を下方から見たときの斜視図であり、図２は、上方から見たときの斜視図である。天然羽毛を模した複数（例えば１６枚）の人工羽根１０は、上方に向かって径が大きくなるように半球状のベース部２の平坦な上面の円周に沿って円環状に植設されているとともに、紐状部材（たとえば木綿の糸）３によって互いに固定されて、スカート部１０を構成している。
【００２３】
＝＝＝人工羽根の構造＝＝＝
本発明の主体である人工羽根１０は、薄膜状の樹脂からなる羽部に、棒状の羽軸部を接着あるいは一体成型などによって固着させた基本構造を有している。図３に本発明の実施例における人工羽根１０の基本構造を示した。ここで、シャトルコック１のベース部２に取り付けられた状態に基づいて、人工羽根１０の上下左右方向や表裏関係を規定すると、羽軸部２０は、羽部１２の上端から下方に延長していることなる。そして、便宜的に、羽軸部２０の上端２１を「先端」、下端２２を「末端」とし、羽部１２や羽軸部２０において、シャトルコック１の外方に面する面を「おもて面」１３、シャトルコック１の内方に向かう面を「裏面」１４と呼ぶことにする。また、羽部１２の面内で、羽軸部２０の延長方向に直交する方向を左右方向とする。したがって、図１、図２に例示したシャトルコック１における人工羽根１０では、羽軸部２０が、羽部１２のおもて面１３に突出するように固着されて、羽部１２のおもて面１３側では、羽部１２の領域が羽軸部２０を境界にして左右に分割されていることになる。
【００２４】
また、図３に示した例では、羽軸部２０の先端位置が、羽部１２の上端位置にほぼ一致しているが、羽軸部２０の先端位置は、羽部１２の上端に対して下方にあってもよい。羽部１２の裏面１４に羽軸部２０が突出していてもよい。羽軸部２０を境界にして羽部１２を２分割するような構成であってもよい。いずれにしても、薄膜状の羽部１２の一方の面をおもて面１３、他方の面を裏面１４と称することとし、羽軸部２０が羽部１２を縦断するように形成されている。
【００２５】
＝＝＝羽軸部の構造＝＝＝
本実施例の人工羽根１０において、最も大きな特徴は、羽軸部２０の構造にある。図３に示したように、羽軸部２０は、羽部１２のおもて面１３に突設するように固着されている領域（羽支持部）２３と、羽部１２の下方に突出する領域（羽柄部）２４とからなる。そして、本実施例の人工羽根１０における羽軸部２０は、薄膜状の羽部１２を支持するともに、人工羽根１０全体の剛性を維持するための特殊な構造を有している。
【００２６】
図４は、本発明に係る羽軸部２０の一例を示す図であり、図４（Ａ）〜（Ｃ）に、それぞれ、羽軸部２０の裏面２６を末端２２側から見たときの斜視図、末端２２側の正面図、先端２１側の正面図を示した。羽軸部２０は、概略的には、表層に配置される外殻部４０と、外殻部４０内に配置されている芯部３０とからなる複合構造である。そして、芯部３０と外殻部４０は、それぞれ、先端２１から末端２２に掛けて連続した一体的な構造であり、双方（３０，４０）は互いに固着している。
【００２７】
芯部３０は、低比重で（比重が小さく）、かつ外殻部４０に対して相対的に弾性率が小さい（柔らかい）素材（以下、軽量軟質素材）でできている。外殻部４０は、芯部３０の表面を覆う断面形状を有し、芯部３０に対して相対的に比重が大きく硬い素材（硬質素材）でできている。芯部３０と外殻部４０は、二色成型などによって、相互に固着して、一体化されている。そして、羽支持部２３と羽柄部２４とが連続する１本の棒状となるように形成されている。図中では、芯部３０と外殻部４０を異なるハッチングで示した。
【００２８】
ここに示した羽軸部２０は、図４（Ｂ）に示したように、略矩形断面を有する芯部３０と、裏面２６に開口する略Ｕ（コの）字断面を有する外殻部４０とから構成されている。すなわち、外殻部４０の断面形状が、芯部３０の左右側面３１とおもて面３２とを覆う形状となっており、羽軸部２０の左右側面２７とおもて面２５が外殻部４０で覆われ、羽軸部２０の裏面２６に芯部３０の裏面３３が露出している。ここでは、先端２１が外殻部４０で覆われている例を示したが、先端２１にて芯部３０が露出して、外殻部４０が先端２１から末端２２の全長に亘って略コの字型断面を有する構造であってもよい。
【００２９】
なお、羽軸部２０を構成する素材としては、芯部３０であれば、例えば、ポリアミドエストラマーやポリエステルエストラマーなどの熱可塑性樹脂、およびこれらの樹脂からなる連続気泡体を使用することができる。外殻部４０であれば、ポリアミド（ナイロン）や、これをガラス繊維で強化したもの（ガラス繊維強化ポリアミド）、あるいはＰＢＴ、ＡＢＳ，ＰＣなどの各種樹脂を用いることができる。
【００３０】
＝＝＝羽軸部の物性＝＝＝
ここで、種々の樹脂を用いて、図４に示した構造の羽軸部２０をサンプルとして作製した。サイズは、実際にシャトルコック１に使用する際のサイズとした。羽軸部２０の作製方法としては、インサート成型法や二色成型法を採用することができる。すなわち、軽量軟質素材を用いて芯部３０を射出成型し、その成型品を埋め込み対象として、硬質素材からなる外殻部４０をインサート成型によって形成したり、芯部３０となる成型品を金型から取り出さずに二色成型によって外殻部４０を成型したりすればよい。そして、作製した羽軸部２０における芯部３０、外殻部４０、および全体の重量を測定し、剛性を評価した。剛性の評価は、図５に示したように、裏面２６が対地面となるように羽軸部２０を水平に維持しつつ、その末端２２を固定した状態で、鉛直下方に０．３Ｎの荷重Ｆを先端２１に集中して掛けることで行った。そして、荷重状態にあるときの先端２１における水平状態からの変位量Δｈを剛性の指標値とした。
【００３１】
以下の表１に、芯部３０および外殻部４０に用いた樹脂と、各部の重量、比重、弾性率、および羽軸部２０全体としての総重量と剛性の指標値とを示した。
【表１】
【００３２】
表１において、サンプル４と５が、本発明の実施例に係る人工羽根１０を構成する羽軸部（発明品）２０であり、芯部３０に軽量軟質素材を用い、外殻部４０に硬質素材を用いている。サンプル１〜３は、発明品に対する比較例であり、芯部３０と外殻部４０を同じ樹脂で成型したものである。なお、樹脂ａとｄは、ともに、ポリアミドエストラマーであり、樹脂の組成自体は同じものであるが、その物理的な構造が異なっている。樹脂ａは、内部が稠密なムク素材であり、ｄは連続気泡体や独立気泡体などの気泡体からなる素材である。ここでは、連続気泡体からなる素材を用いている。
【００３３】
芯部３０を連続気泡体で構成するためには、例えば、熱可塑性樹脂と所定の溶剤に溶出する有機化合物とを混練したペレットを用いて成型した芯部３０に外殻部４０を固着させ、羽軸部２０と同じ形状の成型品を得た後、所定の溶剤にこの成型品を浸漬すれば、その溶剤によって溶出した有機化合物の跡が空隙となり芯部３０が連続気泡体となる。なお、有機化合物の溶剤は、有機溶剤に限らず、所定の有機化合物を溶解する各種液体を含むものとする。所定の溶剤に溶出する有機化合物としては、例えば、水に溶解する多価アルコールに属する化合物（糖アルコール類など）を用いることができる。独立気泡体とするには、周知の発泡スチロールやウレタンスポンジなどと同様にして、芯部３０を構成する樹脂を炭化水素ガスなどの有機系発泡剤を用いて発泡させればよい。なお、連続気泡体は、気泡同士が連絡しているため、打球時に圧縮された気泡内の空気が隣接する気泡に逃げるため、より柔らかい打球感が得られる、という効果が期待できる。
【００３４】
また、樹脂ｂとｃは、ポリアミドエストラマーに対して硬質な素材であり、ムク素材である。本実施例では、ともにポリアミド１２（ナイロン１２）を主体にした樹脂であるが、樹脂ｂは、ガラス強化されたポリアミド１２であり、樹脂ｃは、ガラス強化されていないポリアミド１２である。
【００３５】
表１に示したように、発明品に係るサンプル４と５では、芯部３０と外殻部４０とが、それぞれ、相対的に低比重（高比重）で、かつ柔らかい（硬い）適宜な樹脂で成型されており、軽量かつ高剛性の羽軸部２０とすることができた。例えば、比較例となるサンプル１は、芯部３０と外殻部４０が、双方とも相対的に柔らかい樹脂ａでできており、剛性の指標値である変位量Δｈが大きく、剛性が不足していることがわかる。また、樹脂ａ〜ｄのうち、比較的硬い樹脂として分類される樹脂ｃのみで成型したサンプル３では、変位量Δｈがサンプル１の６０％程度となった。また、サンプル２は、芯部３０と外殻部４０が最も硬い樹脂ｂでできており、サンプル１の２０％以下の変位量Δｈであり、サンプル１に対して５倍以上の剛性を獲得している。しかし、相対的には、硬い樹脂ほど比重が高いため、最も高剛性のサンプル２では、その総重量が、サンプル１に対して３０％近く増加している。
【００３６】
一方、発明品に係る、サンプル４、５のうち、芯部３０にムク素材を用いたサンプル４では、サンプル１に対して１５％以下の重量増のみで、変位量Δｈは、サンプル１の３０％程度に抑えることができた。すなわち、サンプル１に対して３倍以上高い剛性が得られた。最も硬いサンプル２に対しても約６０％の剛性を得ており、十分な剛性を有している、と言える。そして、サンプル５については、サンプル１よりも軽量化を達成した上で、剛性がサンプル４と同等であり、羽軸部２０としては、ほぼ理想的な性能を得ることができた。
【００３７】
以上より、低比重で柔らかい軽量軟質素材からなる芯部３０の周囲を硬質素材でできた外殻部４０で覆う構造の羽軸部２０を備えた人工羽根１０は、軽量と高剛性の背反する特性を高次元で両立させることが可能となる。また、柔らかい芯部３０の少なくとも左右側面３１を硬い外殻部４０が覆っており、羽軸部２０の表面積の半分以上が外殻部４０に接触している。したがって、表裏方向と左右方向の２方向に高い剛性を発現させることができる。その一方で、硬い外殻部４０の内側には、柔らかい芯部３０が充填されているので、打球時に、硬い羽軸部２０の表面を強打したときの衝撃を吸収できる。言い換えれば、反発力が増し、心地より打球感や、打球時の撓みが速やかに原形に復帰する天然羽毛に似た打球感が得られる。
【００３８】
芯部３０を、比重の小さな気泡体にすれば、軽量化を維持したまま、羽軸部２０の断面積をさらに大きくすることができる。断面積を大きくすることは、剛性をより向上させることができるとともに、羽部１２と羽支持部２３との固着面積を増やすことができる。それによって、羽軸部２０と羽部１２との接合強度をより強固にして、打球中の破損を防止することができる。さらに、「太い」羽軸部２０は、視覚的に「折れにくい」という安心感をプレーヤーに与えることができる。すなわち、芯部３０の樹脂における低弾性による心地よい打球感を増強させて、天然シャトルコックに極めて近似した打球感が得られる、という心理的効果も期待できる。
【００３９】
以下に、上記構造を備えた羽軸部２０を備えた人工羽根について説明する。具体的には、羽支持部２３における羽部１２との固着構造が異なる人工羽根などを本発明の実施例として挙げて本発明を具体的に説明する。
【００４０】
＝＝＝第１の実施形態＝＝＝
図３に示した本発明の実施例に係る人工羽根１０は、羽軸部２０と羽部１２とが相互に固着した構造である。そして、羽部１２は薄膜状である。一方、天然の羽毛は、周知のごとく、人工羽根の羽部１２に相当する部位は、羽軸から生えている個別の毛である羽枝の集合であり、羽軸を境界にして内外の羽弁（内弁、羽弁）に分割されている。したがって、この天然羽毛の構成に少しでも近似した人工羽根を用いたシャトルコックの方が、天然シャトルコックの飛行性能により近似するはずである。そこで、本発明の第１の実施例は、天然羽毛の構造に最も近似した人工羽根としている。
【００４１】
＜羽部との固着構造＞
図６（Ａ）〜（Ｄ）に第１の実施例に係る人工羽根１０ａのおもて面側の平面図、裏面側の平面図、側面図、および先端２１側の正面図を示した。第１の実施例における人工羽根１０ａは、図６（Ｄ）示したように、外殻部４０の側方に羽部１２が固着されて、より天然羽毛に近似した構造の人工羽根１０ａとなっている。すなわち、羽支持部２３にて、羽軸部２０の裏面２６が羽部１２の裏面１４に露出し、羽軸部２０を境界にして羽部１２が左右に二分割されている。また、この例では、芯部３０と羽部１２が同じ軽量軟質素材でできている。
【００４２】
＜製造方法＞
第１の実施例に係る人工羽根１０ａは、インサート成型などの射出成型を用いて製造することができる。また、天然羽毛における立体的な羽弁形状に近似させて、優れた飛行性能を得るために、羽部１２も含めて人工羽根１０ａを全て射出成型によって製造することとしている。すなわち、羽部１２は、概略的には薄膜状であっても、その厚さが各部位で微妙に異なっている。そして、このような羽部１２を備えた人工羽根１０ａは、芯部３０と、その芯部３０を境界にして２分割される羽部１２の合計三つの成型部位がある成型品に外殻部を固着させた構造であり、芯部３０と２分割された羽部１２については、例えば、三つの成型部位のそれぞれに射出成型のゲートを設けるなどして成型すれば、各部位が独立した状態で、同時成型することができる。
【００４３】
しかし、この方法では、実質的に三つの成形部位のそれぞれを個別に射出成形することであり、製造に係る時間やコストが嵩む。また、成型品には、それぞれの射出成形部位に応じてゲートの跡が残ることになり、天然羽毛の、特に表面形状に近似させることが難しくなる。そこで、第１の実施例の人工羽根１０ａを、時間やコストを増加させることなく、精度よく製造するための方法を以下に示す。なお、ここでは、第１の実施例の人工羽根１０ａをインサート成型によって製造する例を示す。
【００４４】
図７は、第１の実施例に係る人工羽根１０ａの製造方法に用いる金型（５１ａ，５２ａ）の概略図であり、図７（Ａ）に示した人工羽根１０ａにおける各断面ａ−ａ、ｂ−ｂ、ｃ−ｃ、ｄ−ｄの各断面に対応する二つの金型（第１の金型５１ａ、および第２の金型５２ａ）の断面形状をそれぞれ図７（Ｂ１）〜（Ｂ４）、および（Ｃ１）〜（Ｃ４）に示した。図示したように、第１の金型５１ａの型形状は、羽部１２と芯部３０を同時成型するための形状をなし、第２の金型５２ａは、第１の金型によって成型された成型品を収納しつつ、芯部３０のおもて面３２と側面３１とを覆う外殻部４０を成型するための型形状をなしている。
【００４５】
図８と図９に、第２の実施例の人工羽根１０ａの製造方法の概略を示した。図８（Ａ）〜（Ｄ）は、第１の実施例に係る人工羽根１０ａの製造手順であり、二つの金型（５１ａ，５２ａ）によって順次成型される人工羽根１０ａの上記ｂ−ｂ断面（図７参照）の形状を製造工程の順に従って示したものである。図９（Ａ）は、第１の金型５１ｂによって成型される１次成型品５０ｂの平面図であり、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）における、円１００内の拡大図である。
【００４６】
ここに示した製造方法では、芯部３０と羽部１２を同時に成型した上で、インサート成型によって芯部３０の表層に外殻部４０を成型する。すなわち、図７に示した第１の金型５１ａは、羽部１２と芯部３０を成型するための金型５１ａであり、第２の金型５２ａは、第１の金型５１ａによって成型された成型品を埋め込み対象として外殻部４０を成型するための金型５２ａである。
【００４７】
そして、まず、第１の金型５１ａを用いて、羽部１２と芯部３０とを一体成形する図８（Ａ）（Ｂ）。この一体成型品（１次成型品）５０ａは、図９（Ａ）に示したように、羽部１２と芯部３０とが上下方向に延長する溝３４によって分割された形状となっている。また、図７（Ｂ３）に示したように、羽部１２と芯部３０を成型するための金型５１ａを、羽支持部２３の下端部でのみ羽部１２と芯部３０とを連結させる断面形状とすることで、図９（Ｂ）に拡大して示したように、羽支持部２３の下端に、芯部３０と羽部１２と連結する仮止め部３５を備えた形状となっている。
【００４８】
つぎに、図８（Ｃ）（Ｄ）に示した手順により、図９に示した形状の１次成型品を第２の金型５２ａに装着した状態で外殻部４０となる樹脂をその金型５２ａ内に射出する。このとき、仮止め部３５が射出成型時の熱で溶解し、射出圧力によって金型５２ａ外に溶出する。それによって、溝３４が羽支持部２３の下端から羽部１２の先端に連続し、その溝３４にも外殻部４０を構成する樹脂が充填され、結果的に、図６に示したように、外殻部４０の側面に羽部１２が固着した人工羽根１０ａの形状に成型され、軽量軟質素材による芯部３０および羽部１２が、硬質素材による外殻部４０と一体的に固着してなる人工羽根１０ａが完成する。
【００４９】
なお、上述した連続気泡体で芯部３０を形成する場合には、上述した所定の溶剤によって溶出する有機化合物を含んだペレットを用いて１次成型品５０ａを成型し、第２の金型５２ａから取り出した成型品（２次成型品）を、所定の溶剤に浸漬して、芯部３０および羽部１２を構成する樹脂を連続気泡体にすればよい。第１の実施例に係る人工羽根１０ａでは、羽部１２も連続気泡体となり、人工羽根１０ａの全容積のほとんどを占める羽部１２を軽量化して、人工羽根１０ａをさらに軽量にすることができる。また、人工羽根１０ａの全表面積のほとんどを占める羽部１２を連続気泡体とすることで、打球時の感触がより柔らかくなり、天然羽毛に近い打球感を得ることが期待できる。
【００５０】
＝＝＝第１の実施例の変更例＝＝＝
第１の実施例に係る人工羽根１０ａは、羽部１２が羽軸部２０を境界にして左右に分割されている。そして、この構造の人工羽根１０ａを精度よく製造するための方法を先に示した。しかしながら、上述した製造方法では、仮止め部３５が確実に溶出せず、本来外殻部４０となるべき部位に、軽量軟質素材からなる仮止め部３５の一部、あるいは全部が残ってしまう可能性が少なからずある。
【００５１】
図１０に、仮止め部３５が残った状態の人工羽根１０ｂを例示した。図１０（Ａ）は、その人工羽根１０ｂ全体を裏面から見たときの平面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）における円１０１内の拡大図である。（Ｃ）は、（Ｂ）におけるｅ−ｅ矢視断面図である。当該図１０に示したように、仮止め部３５が残存する部位３６では、芯部３０の全側面２７が外殻部４０で覆われていないため、強度が不足し、シャトルコックを強打したときに、この部分３６で羽軸部２０が折れる可能性がある。このように、外殻部４０の一部が欠損している人工羽根１０ｂは当然のことながら、不良品として処理される。そのため、歩留まりの低下に伴う製造コストの増加が懸念される。そこで、第１の実施例の変更例として、例え、仮止め部３５が完全に溶出しなくても、羽軸部２０の強度を十分に維持することができる製造方法を挙げる。
【００５２】
図１１は、第１の実施例の変更例に係る人工羽根１０ｃの製造方法を示す概略図である。図１１（Ａ）は、仮止め部３５の一部３６が残った状態の人工羽根１０ｃを裏面から見たときの図であり、（Ｂ）は、（Ａ）における円１０１内の拡大図である。（Ｃ）は、当該変更例の人工羽根１０ｃの１次成型品を成型するための金型５１ｃの断面図であり、図１１（Ａ）（Ｂ）に示した人工羽根１０ｃにおけるｆ−ｆ断面に対応している。（Ｄ）は、（Ｃ）におけるｇ−ｇ矢視断面である。
【００５３】
当該変更例では、図１１（Ｂ）に示したように、仮止め部３５が羽部１２の下面より下方に突出形成されるような金型形状としている。すなわち、仮止め部３５の形成部位において溝３４の底面がおもて面（１２，２５）側に突出せず、仮止め部３５が溝３４の底面の裏側方向に突出するように１次成型品を成型している。そのため、（Ｄ）に示したように、例え、仮止め部３５が完全に溶出せず、その一部３７が残ったとしても、外殻部４０は、本来の芯部３０の側面を完全に覆うため、強度が不足することがない。なお、この仮止め部３５の未溶出部位３７については、人工羽根１０ｃの飛行性能を極度に悪化させるものでなければ、強度的には問題がないので、そのままにしておいてもよいし、極めて高い飛行性能が要求されたり、製品としての美観が損なわれると判断されたりすれば、その後の製造工程において、この突出部位３７を削り落としたり、切り離したりすればよい。
【００５４】
＝＝＝第２の実施例＝＝＝
上記第１の実施例に係る人工羽根１０ａは、より天然羽毛に近似した構造を備えていた。そして、その構造を精度よく成型するために１次成型品に設けた仮止め部３５を２次成型品の成型時に溶出させる、という特殊な製造方法を採用していた。また、仮止め部３５を形成するために、金型の形状も複雑であり、金型に掛かるコストが若干増加する可能性もある。したがって、形状を天然羽毛に酷似させず、ある程度簡略化して製造歩留まりを向上させることも考えられる。そこで、本発明の第２の実施例として、製造歩留まりを考慮した構造を備えた人工羽根を挙げる。
【００５５】
＜羽部との固着構造＞
図１２に、本発明の第２の実施例に係る人工羽根１０ｄの基本構造を示した。図１２（Ａ）〜（Ｄ）は、それぞれ、おもて面側の平面図、裏面側の平面図、側面図、先端２１側からの正面図を示している。なお、当該図１２においても、羽軸部２０の芯部３０と外殻部４０を異なるハッチングで示している。図示したように、第２の実施例に係る人工羽根１０ｄは、１枚の薄膜状の羽部１２のおもて面１３に、図４に示した構造の羽軸部２０が固着された構造であり、羽軸部２０のおもて面２５と側面２７が外殻部４０の表面となっている。そして、羽支持部２３では、羽軸部２０の裏面２６と羽部のおもて面１３とが接触した状態で双方が固着している。
【００５６】
＜製造方法＞
第２の実施例に係る人工羽根１０ｄの製造方法としては、羽軸部２０と羽部１２とを個別に成型した後、溶着、接着などの方法によって双方（２０，１２）を固着させることもできる。あるいは、芯部３０と外殻部４０を射出成型などによって相互に固着させた後、さらに、インサート成型や二色成型によって、羽軸部２０に対して羽部１２を射出成型することで、羽軸部２０を羽部１２に固着させてもよい。
【００５７】
しかし、羽部１２と羽軸部２０をより強固に固着させるとともに、羽部１２の形状や羽部と羽軸部２０との相対位置関係を柔軟に設定できるようにするためには、羽部１２と芯部３０、あるいは羽部１２と外殻部４０を同じ素材を用いて同時成型する方が望ましい。現実的には、羽部１２には、軽量化と柔軟性が求められるので、芯部３０と同時成型することが望ましい。
【００５８】
第２の実施例の人工羽根１０ｄでは、外殻部４０が羽軸部２０の裏面２６以外にて芯部３０を覆う構造であり、芯部３０の裏面３３が露出している。したがって、羽支持部２３において、芯部３０が羽部１２のおもて面１３に突出するように羽部１２と芯部３０とを同時成型することになる。以下では、インサート成型によって第２の実施例に係る人工羽根１０ｄを製造する方法を例示する。
【００５９】
図１３は、第２の実施例に係る人工羽根１０ｄの製造方法に用いる金型（５１ｄ，５２ｄ）の概略図であり、図１３（Ａ）に示した人工羽根１０ｄにおける各断面ｈ−ｈ、ｉ−ｉ、ｊ−ｊの各断面に対応する二つの金型（第１の金型５１ｄ、および第２の金型５２ｄ）の断面形状をそれぞれ図１３（Ｂ１）〜（Ｂ３）、および（Ｃ１）〜（Ｃ３）に示した。図示したように、第１の金型５１ｄの型形状は、羽部１２と芯部３０を同時成型するための形状をなし、第２の金型５２ｄは、第１の金型によって成型された成型品を収納しつつ、芯部３０のおもて面３２と側面３１とを覆う外殻部４０を成型するための型形状をなしている。
【００６０】
図１４（Ａ）〜（Ｄ）は、第２の実施例に係る人工羽根１０ｄの製造手順を示す図であり、上記金型（５１ｄ，５２ｄ）によって順次成型される人工羽根１０ｄの上記ｉ−ｉ断面（図１３参照）の形状を製造工程の順に従って示したものである。ここに示した製造方法では、まず、芯部３０と羽部１２を同時に成型したのち、インサート成型によって芯部３０の表層に外殻部４０を成型する。すなわち、図１３に示した第１の金型５１ｄは、羽部１２と芯部３０を成型するための金型５１ｄであり、第２の金型５２ｄは、第１の金型５１ｄによって成型された成型品を埋め込み対象として外殻部４０を成型するための金型５２ｄである。
【００６１】
そして、まず、第１の金型５１ｄを用いて、羽部１２と芯部３０とを一体成形する（Ａ）（Ｂ）。次いで、この一体成型品（１次成型品）５０ｄを第２の金型５２ｄに装着した状態で（Ｃ）、外殻部４０となる樹脂をその金型５２ｄ内に射出する。第２の金型５２ｄは、第１成型品５０ｄを収納しつつ、芯部３０の側面３１とおもて面３２を覆い、第１成型品５０ｄが装着された状態では、コの字型断面を有する型形状となる。そして、第２の金型５２ａを用いた射出成型により、芯部３０のおもて面３２と側面３１に外殻部４０が成型され、軽量軟質素材による芯部３０および羽部１２が、硬質素材による外殻部４０と一体的に固着して人工羽根１０ｄが完成する（Ｄ）。また、連続気泡体で芯部３０を形成する場合には、上述した所定の溶剤によって溶出する有機化合物を含んだペレットを用いて１次成型品５０ｄを成型し、第２の金型５２ｄから取り出した成型品（２次成型品）を、所定の溶剤に浸漬して、芯部３０および羽部１２を構成する樹脂を連続気泡体にすればよい。
【００６２】
なお、上述した製造方法では、羽部１２と芯部３０を１次成型品としていたが、もちろん、外殻部４０を１次成型品として、最初に成型し、羽部１２と芯部３０をその外殻部４０に固着させるように成型するようにしてもよい。
【００６３】
ところで、第２の実施例の人工羽根１０ｄは、その構造が第１の実施例の人工羽根１０ａと比較すると、その形状が単純であり、成型条件についても、仮止め部３５を確実に溶出させる必要がないので、第１の実施例の人工羽根１０ａほど厳密に成型条件を規定する必要がなく、高い歩留まりが期待できる。したがって、製造コストという点では、第２の実施例の方が第１の実施例よりも有利かもしれない。
【００６４】
しかし、その一方で、第１の実施例の人工羽根１０ａは、第２の実施例の人工羽根１０ｄと比較した場合、羽支持部２３の領域に羽部１２を構成する樹脂が無いため、羽支持部２３の裏面２６に固着する分の樹脂を節約することができる。確かに、１本の人工羽根１０ａでは、節約できる樹脂の量は微少であり、１枚の人工羽根１０ａにおけるコストダウンは僅かであるかもしれない。しかし、図１、２に示したように、シャトルコック１は、ベース部２に１６枚程度の羽根を取り付けた構成であるので、１枚の人工羽根１０ａのコストダウンが僅かであっても、シャトルコック１全体では、ある程度のコストダウンが期待できる。
【００６５】
したがって、第１あるいは第２の実施例のどちらの人工羽根（１ａ，１ｄ）を採用するのかは、製品に求められる飛行性能、原材料に掛かるコスト、製造に掛かるコストなどを勘案して適宜に決定すればよい。言い換えれば、本発明によれば、練習用と公式球への代替、あるいはシャトルコックを使用する人のバドミントンの技量差など、目的や用途に応じて飛行性能や価格が異なるシャトルコックを提供することができる。
【００６６】
＝＝＝その他の実施例＝＝＝
＜羽軸部の断面構造＞
羽軸部２０の断面構造としては、図４に示した例に限らず、例えば、図１５（Ａ）に示した羽軸部２０ｅのように、外殻部４０の断面形状を、芯部３０の左右側面３１に接触する辺４１と、芯部３０の断面中央付近を左右に横断して上記左右側面３１に接する辺４１同士を連結する辺４２とからなる「Ｈ」としてもよい。なお、この例では、おもて面２５と裏面２６に、それぞれ芯部３０のおもて面３２と裏面３３が露出した構造であるが、羽軸部２０ｃを軸周りに９０゜回転させて、外殻部４０の断面形状を「Ｉ」型とすることもできる。
【００６７】
あるいは、（Ｂ）に示した羽軸部２０ｆのように、外殻部４０を中空細管状とし、その中空部に芯部３０を充填させた形状、すなわち、芯部３０の左右側面３１とおもて面３２と裏面３３の全てを外殻部４０で覆う「口型」の断面形状としてもよい。なお、羽部１２と羽軸部（２０ｅ，２０ｆ）は、第１の実施例と同様に、羽軸部（３２，３３）の側面２７に配置されていてもよいし、第２の実施例のように、羽軸部（２０ｅ，３０ｆ）の裏面２６と羽部１２のおもて面１３とが接触した状態で固着されていてもよい。
【００６８】
もちろん、芯部３０の断面形状は矩形に限るものではない。例えば、図１５（Ｃ）〜（Ｅ）に示した羽軸部（２０ｇ〜２０ｉ）のように、断面形状が円（Ｃ）や半円（Ｄ）、あるいは三角形（Ｅ）であってもよい。なお、断面が円の場合では、芯部３０の表面に、側面３１、おもて面３２、裏面３３の明確な区別はなく、全周が側面３１となる。また、断面が半円（Ｄ）や三角形（Ｅ）では、実質的に、芯部３０の裏面３３以外が側面３１となる。いずれにしても、本発明の実施例における人工羽根は、その羽軸部（２０，２０ｅ〜３０ｉ）が、相対的に低比重で柔らかい素材からなる芯部３０の側面を硬い素材からなる外殻部４０で覆った構造を有している点に特徴がある。
【００６９】
＜製造方法＞
上記第１および第２の実施例において、人工羽根（１０ａ，１０ｄ）の製造方法として、人工羽根（１０ａ，１０ｄ）を一枚ずつ成型する例を示した。もちろん、複数の人工羽根（１０ａ，１０ｄ）を一括して成型することも可能である。図１６に多数枚成型に対応した金型５１ｃの平面図を示した。多数枚の人工羽根（１０ａ，１０ｄ）に対応する型５３が射状に配置されており、型の中央部に樹脂の注入口５４を設けることで、複数枚の１次成型品、あるいは２次成型品を一括して成型することができる。
【００７０】
＜羽部の補強＞
上記第１および第２の実施例では、羽部１２と芯部３０を同じ素材で同時に成型していた。この例に限らず、羽軸部２０を単体で製造し、その羽軸部２０に羽部１２となる薄膜状の部材を接着や溶着などの方法を用いて固着させてもよい。羽部１２の素材としては、樹脂でできたフィルム素材や薄膜状の気泡体などが考えられる。
【００７１】
ところで、人工羽根（１０，１０ａ〜１０ｄ）において、羽部１２は、最も大きな面積を専有し、この羽部１２を軽量化することが、人工羽根（１０，１０ａ〜１０ｄ）全体の軽量化に大きく寄与する。その一方で、羽部１２には、打球時の強打にも耐えて、十分な強度も要求される。そこで、羽部１２のおもて面１３あるいは裏面１４に薄膜状の補強材を接着や溶着などの方法によって積層してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、バドミントンのシャトルコックに適用することができる。
【符号の説明】
【００７３】
１ 人工シャトルコック、２ ベース部、３ 紐状部材、
１０，１０ａ〜１０ｄ 人工羽根、１２ 羽部、
２０，２０ｅ〜２０ｉ 羽軸部、２３ 羽支持部、２４ 羽柄部、
３０ 芯部、３１ 芯部側面、３４ 溝、３５ 仮止め部、
４０ 外殻部、５０ａ，５０ｄ １次成型品、５１ａ，５１ｄ 第１の金型、
５１ｃ 金型、５２ｄ 第２の金型
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャトルコック用人工羽根であって、
天然羽毛を模して、羽弁に対応する薄膜状の羽部と、羽軸に対応して、上方の先端から下方の末端に向かって一体的に連続して延長する棒状の羽軸部とを備え、
前記羽軸部は、相対的に低比重で柔らかい素材からなる芯部と、当該芯部に対して相対的に高比重で硬質の素材からなる外殻部とが相互に固着してなるとともに、前記外殻部が前記芯部の側面を覆う断面形状をなして前記先端から前記末端まで延長する、
ことを特徴とするシャトルコック用人工羽根としている。
ことを特徴とするシャトルコック用人工羽根。
【請求項２】
請求項１において、前記外殻部は前記羽軸部の裏面以外にて前記芯部の側面を覆っていることを特徴とするシャトルコック用人工羽根。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記羽軸部は、前記先端から前記羽部の下端に亘って前記羽部と固着する領域を羽支持部とするとともに、前記天然羽毛の羽柄に対応して前記羽支持部の下端から前記末端に亘って前記羽部の下方に突出する領域を羽柄部とし、
前記羽支持部では、前記羽軸部が前記羽部のおもて面の表層に固着している、
ことを特徴とするシャトルコック用人工羽根。
【請求項４】
請求項１または２において、
前記羽軸部は、前記先端から前記羽部の下端に亘って前記羽部と固着する領域を羽支持部とするとともに、前記天然羽毛の羽柄に対応して前記羽支持部の下端から前記末端に亘って前記羽部の下方に突出する領域を羽柄部とし、
前記羽支持部では、前記羽部の裏面から前記羽軸部の裏面が露出して、当該羽部が、前記羽軸部を境界にして左右に分割されている
ことを特徴とするシャトルコック用人工羽根。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかにおいて、前記羽部のおもて面または裏面に、薄膜状の補強材が積層されていることを特徴とするシャトルコック用人工羽根。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の人工羽根を備えたことを特徴とするシャトルコック。
【請求項７】
天然羽毛を模して、羽弁に対応する薄膜状の羽部と、羽軸に対応して、上方の先端から下方の末端に向かって一体的に連続して延長する棒状の羽軸部とを備えるとともに、当該羽軸部が、芯となる芯部と、当該芯部の側面を覆う断面形状をなして延長する外殻部とからなるシャトルコック用人工羽根の製造方法であって、
第１の金型を用いて前記芯部となる部分あるいは外殻部となる部分を１次成型品として射出成型する１次成型ステップと、
第２の金型を用いて、前記１次成型品を埋め込み対象として前記外殻部あるいは前記芯部をインサート成型することで、前記芯部を覆う外殻部が形成された２次成型品を成型する２次成型ステップと、
を含むことを特徴とするシャトルコック用人工羽根の製造方法。
【請求項８】
天然羽毛を模して、羽弁に対応する薄膜状の羽部と、羽軸に対応して、上方の先端から下方の末端に向かって一体的に連続して延長する棒状の羽軸部とを備えるとともに、当該羽軸部が、芯となる芯部と、当該芯部の側面を覆う断面形状をなして延長する外殻部とからなるシャトルコック用人工羽根の製造方法であって、
第１の金型を用いて前記芯部となる部分あるいは外殻部となる部分を１次成型品として射出成型する１次成型ステップと、
前記１次成型品を前記金型に保持しつつ二色成型を行い、前記芯部を覆う外殻部が形成された２次成型品を成型する２次成型ステップと、
を含むことを特徴とするシャトルコック用人工羽根の製造方法。
【請求項９】
請求項７または８において、前記羽部と前記芯部とを同じ樹脂材料を用いて同時に射出成型することを特徴とするシャトルコック用人工羽根の製造方法。
【請求項１０】
請求項９において、前記羽軸部は、前記先端から前記羽部の下端に亘って前記羽部と固着する領域を羽支持部とするとともに、前記天然羽毛の羽柄に対応して前記羽支持部の下端から前記末端に亘って前記羽部の下方に突出する領域を羽柄部とし、
前記１次成型ステップは、前記羽部と前記芯部とを同時に成型し、
当該第１次成型ステップでは、前記羽支持部の領域に、前記芯部を境界にして、前記羽部が前記天然羽毛の右弁と左弁とに対応するように二分して、前記芯部の左右両側に上下に延長する２本の溝を形成するともに、当該２本の溝のそれぞれについて、溝を横断して前記羽支持部の下端と前記羽部の下端とを連結する小片状の仮止め部を形成し、
前記第２成型ステップでは、前記仮止め部を溶出させることで、前記外殻部の側面に前記羽部が固着された前記２次成型品を成型する、
ことを特徴とするシャトルコック用人工羽根の製造方法。
【請求項１１】
請求項１０において、前記溝の開放方向をおもて側として、前記第１成型ステップでは、前記仮止め部の形成部位において前記溝の底面がおもて側に突出せず、前記仮止め部が当該溝の底面の裏側方向に突出するように前記１次成型品を成型することを特徴とするシャトルコック用人工羽根の製造方法。
【請求項１２】
請求項７〜１１において、前記芯部を構成する熱可塑性の基体樹脂と、所定の溶剤によって溶解する有機化合物とを混合したペレット状の樹脂を用いて前記芯部を成型するとともに、前記２次成型品を前記溶剤に浸漬して前記有機化合物を溶解させることで、当該２次成型品において、前記基体樹脂からなる部位を連続気泡体にする気泡体化ステップを含むシャトルコック用人工羽根の製造方法。
【請求項１】
シャトルコック用人工羽根であって、
天然羽毛を模して、羽弁に対応する薄膜状の羽部と、羽軸に対応して、上方の先端から下方の末端に向かって一体的に連続して延長する棒状の羽軸部とを備え、
前記羽軸部は、相対的に低比重で柔らかい素材からなる芯部と、当該芯部に対して相対的に高比重で硬質の素材からなる外殻部とが相互に固着してなるとともに、前記外殻部が前記芯部の側面を覆う断面形状をなして前記先端から前記末端まで延長する、
ことを特徴とするシャトルコック用人工羽根としている。
ことを特徴とするシャトルコック用人工羽根。
【請求項２】
請求項１において、前記外殻部は前記羽軸部の裏面以外にて前記芯部の側面を覆っていることを特徴とするシャトルコック用人工羽根。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記羽軸部は、前記先端から前記羽部の下端に亘って前記羽部と固着する領域を羽支持部とするとともに、前記天然羽毛の羽柄に対応して前記羽支持部の下端から前記末端に亘って前記羽部の下方に突出する領域を羽柄部とし、
前記羽支持部では、前記羽軸部が前記羽部のおもて面の表層に固着している、
ことを特徴とするシャトルコック用人工羽根。
【請求項４】
請求項１または２において、
前記羽軸部は、前記先端から前記羽部の下端に亘って前記羽部と固着する領域を羽支持部とするとともに、前記天然羽毛の羽柄に対応して前記羽支持部の下端から前記末端に亘って前記羽部の下方に突出する領域を羽柄部とし、
前記羽支持部では、前記羽部の裏面から前記羽軸部の裏面が露出して、当該羽部が、前記羽軸部を境界にして左右に分割されている
ことを特徴とするシャトルコック用人工羽根。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかにおいて、前記羽部のおもて面または裏面に、薄膜状の補強材が積層されていることを特徴とするシャトルコック用人工羽根。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の人工羽根を備えたことを特徴とするシャトルコック。
【請求項７】
天然羽毛を模して、羽弁に対応する薄膜状の羽部と、羽軸に対応して、上方の先端から下方の末端に向かって一体的に連続して延長する棒状の羽軸部とを備えるとともに、当該羽軸部が、芯となる芯部と、当該芯部の側面を覆う断面形状をなして延長する外殻部とからなるシャトルコック用人工羽根の製造方法であって、
第１の金型を用いて前記芯部となる部分あるいは外殻部となる部分を１次成型品として射出成型する１次成型ステップと、
第２の金型を用いて、前記１次成型品を埋め込み対象として前記外殻部あるいは前記芯部をインサート成型することで、前記芯部を覆う外殻部が形成された２次成型品を成型する２次成型ステップと、
を含むことを特徴とするシャトルコック用人工羽根の製造方法。
【請求項８】
天然羽毛を模して、羽弁に対応する薄膜状の羽部と、羽軸に対応して、上方の先端から下方の末端に向かって一体的に連続して延長する棒状の羽軸部とを備えるとともに、当該羽軸部が、芯となる芯部と、当該芯部の側面を覆う断面形状をなして延長する外殻部とからなるシャトルコック用人工羽根の製造方法であって、
第１の金型を用いて前記芯部となる部分あるいは外殻部となる部分を１次成型品として射出成型する１次成型ステップと、
前記１次成型品を前記金型に保持しつつ二色成型を行い、前記芯部を覆う外殻部が形成された２次成型品を成型する２次成型ステップと、
を含むことを特徴とするシャトルコック用人工羽根の製造方法。
【請求項９】
請求項７または８において、前記羽部と前記芯部とを同じ樹脂材料を用いて同時に射出成型することを特徴とするシャトルコック用人工羽根の製造方法。
【請求項１０】
請求項９において、前記羽軸部は、前記先端から前記羽部の下端に亘って前記羽部と固着する領域を羽支持部とするとともに、前記天然羽毛の羽柄に対応して前記羽支持部の下端から前記末端に亘って前記羽部の下方に突出する領域を羽柄部とし、
前記１次成型ステップは、前記羽部と前記芯部とを同時に成型し、
当該第１次成型ステップでは、前記羽支持部の領域に、前記芯部を境界にして、前記羽部が前記天然羽毛の右弁と左弁とに対応するように二分して、前記芯部の左右両側に上下に延長する２本の溝を形成するともに、当該２本の溝のそれぞれについて、溝を横断して前記羽支持部の下端と前記羽部の下端とを連結する小片状の仮止め部を形成し、
前記第２成型ステップでは、前記仮止め部を溶出させることで、前記外殻部の側面に前記羽部が固着された前記２次成型品を成型する、
ことを特徴とするシャトルコック用人工羽根の製造方法。
【請求項１１】
請求項１０において、前記溝の開放方向をおもて側として、前記第１成型ステップでは、前記仮止め部の形成部位において前記溝の底面がおもて側に突出せず、前記仮止め部が当該溝の底面の裏側方向に突出するように前記１次成型品を成型することを特徴とするシャトルコック用人工羽根の製造方法。
【請求項１２】
請求項７〜１１において、前記芯部を構成する熱可塑性の基体樹脂と、所定の溶剤によって溶解する有機化合物とを混合したペレット状の樹脂を用いて前記芯部を成型するとともに、前記２次成型品を前記溶剤に浸漬して前記有機化合物を溶解させることで、当該２次成型品において、前記基体樹脂からなる部位を連続気泡体にする気泡体化ステップを含むシャトルコック用人工羽根の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−２４１５７（Ｐ２０１２−２４１５７Ａ）
【公開日】平成２４年２月９日（２０１２．２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６３１２７（Ｐ２０１０−１６３１２７）
【出願日】平成２２年７月２０日（２０１０．７．２０）
【出願人】（３９００１０９１７）ヨネックス株式会社 (31)
【公開日】平成２４年２月９日（２０１２．２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月２０日（２０１０．７．２０）
【出願人】（３９００１０９１７）ヨネックス株式会社 (31)
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