Brevet FR2614541A1 — publié le 19881104

CADRE DE RAQUETTE AMELIORE. La présente invention concerne un cadre de raquette amélioré; elle a trait plus particulièrement à un nou- veau type de cadre présentant des caractéristiques de répulsion améliorées et qui est utilisé par exemple pour jouer au tennis. D'une manière générale, une raquette se compose essentiellement d'un manche allongé permettant de la saisir à la main et d'un cadre proprement dit, sensible- ment de forme ovale, relié audit manche et servant de support à un cordage maintenu en tension. Les raquettes sont réalisées à partir d'une grande variété de maté- riaux tels que le bois, le métal ou les matières plasti- ques renforcées de fibres. Le poids total d'un cadre de raquette est en général compris dans une fourchette allant de 260 à 370 grammes. Lorsqu'une balle est frappée par le cordage d'une raquette, la balle et le cadre de la raquette vibrent selon des modes différents indépendamment l'un de l'au- tre. Dans le cas de raquettes de dimensions convention- nelles, le cadre est conçu pour avoir une fréquence propre ou naturelle comprise entre 90 et 140 Hz. Compte- tenu de cette faible gamme de fréquences naturelles du cadre de la raquette, le mode de vibration du cadre ne coincide pas avec celui de la balle frappée. Plus particulièrement, ainsi que cela sera vu plus en détail dans la suite de la description qui est il- lustrée par les schémas joints, il a été confirmé qu'à la suite de tests expérimentaux, que la direction de vibrations d'un cadre de raquette est opposée à la di- rection d'avancement d'une balle frappée par le cadre de raquette au moment de la relance de la balle, et en particulier lorsque la balle est frappée avec une zone du cordage décalée par rapport au centre. Par suite, la vibration du cadre de raquette agit comme un facteur négatif dans la propulsion de la balle lors de la relan- ce. De plus, l'énergie de vibration du cadre de la ra- quette et de la balle ne peut pas être utilisée de ma- nière efficace pour accélérer ladite balle. En consé- quence, la gamme conventionnelle de fréquences naturel- les d'un cadre de raquette provoque une dégradation de ses caractéristiques de répulsion. L'objet de la présente invention est d'utiliser de manière plus efficace l'énergie de vibration d'un cadre de raquette et d'une balle afin de propulser la balle au moment de sa libération du cadre de la raquette. L'idée de base de la présente invention s'appuie sur la constatation qu'il y a une relation proche entre la fréquence naturelle d'un cadre de raquette à la frappe d'une balle et la récupération en énergie de la déformation élastique de la balle, et que les caracté- ristiques de répulsion du cadre de raquette sont forte- ment affectées par cette relation. Selon le concept de base de la présente invention, le cadre de raquette est réalisé de telle sorte que sa fréquence naturelle primaire soit comprise dans une fourchette allant de 180 à 300 Hz. L'invention et les avantages qu'elle apporte seront cependant mieux compris grâce à l'exemple de réalisation donné ci-après à titre indicatif mais non limitatif et qui est illustré par les schémas annexés dans lesquels: - la figure 1 est un graphique montrant la relation entre le poids et la fréquence primaire naturelle d'un cadre de raquette réalisé conformément à la présente invention; - les figures 2A à 2L montrent le comportement vibratoire séquentiel d'un cadre de raquette conformé- ment à l'invention lors de la frappe d'une balle dans une zone décalée vers l'extrémité du cadre; - les figures 3A à 3L montrent le comportement vibratoire séquentiel du même cadre de raquette lorsque la balle est frappée dans une zone proche du manche de ladite raquette; - la figure 4 illustre un exemple de réalisation d'un système permettant de mesurer la fréquence natu- relle primaire d'une raquette; - la figure 5 illustre un exemple d'un système permettant de mesurer le comportement vibratoire séquen- tiel d'un cadre de raquette lors de la frappe d'une balle - les figures 6A à 6L montrent les comportements vibratoires séquentiels d'un cadre de raquette conven- tionnel lors de la frappe d'une balle dans une zone située E proximité de l'extrémité du cadre et; - les figures 7A à 7L montrent les mêmes comporte- ments du même cadre de raquette lors de la frappe d'une balle dans une zone proche du manche de la raquette. Comme indiqué précédemment, un cadre de raquette conforme à la présente invention est conçu de telle sorte qu'il présente une fréquence naturelle primaire comprise dans une fourchette allant de 180 à 300 Hz et de préférence entre 220 à 260 Hz, à condition que le poids du cadre de raquette soit compris dans une four- chette allant de 260 à 370 grammes. Le graphique de la figure 1 montre plus particulièrement la fourchette préférentielle de fréquence naturelle primaire pour un poids de cadre donné. D'une manière générale, on peut dire que la fourchette préférée de fréquence naturelle primaire tombe dans une zone définie par les lignes relayant les quatre points A(260,240) , B(260,300), C(370,280) et D(370,180). Afin d'obtenir des caractéristiques de répulsion idéales, il est cependant préférable que cette fourchette tombe dans une surface définie par les lignes reliant les quatre points A'(260,240), B'(260,260), C' (370,240) et D'(370,220). Un cadre de raquette. présentant une telle fréquence naturelle primaire est obtenue grâce à une adaptation du matériau, de la configuration et de la mise en forme du cadre de raquette. On peut également adapter le profil de la section transversale du cadre de la raquette, la distribution du module élastique de la matière et/ou la distribution du poids sur la totalité du cadre de ra- quette. Cependant, en utilisant des matériaux présentant un module d'élasticité élevé tels que des fibres de bore ou de carbone à module d'élasticité élevé qui peuvent être trouvés sur le marché, il est difficile de réaliser un cadre de raquette conformément à l'invention sans changer le profil de la section transversale et la con- figuration qui est utilisée à ce jour pour la réalisa- tion d'un cadre de raquette. Dans le cas d'un exemple de réalisation permettant d'avoir une fréquence naturelle primaire telle que préa- lablement spécifiée, pour un cadre de raquette réalisé à partir de matière plastique renforcée de fibres, une rainure circonférentielle est formée dans la surface périphérique extérieure dudit cadre. Si nécessaire, une rainure circonférentielle similaire peut être formée sur la surface périphérique interne. Dans une zone située à 170 millimètres du centre de la face dans la direction longitudinale de la forme ovale, le cadre de la raquette est conçu de telle sorte qu'il soit plus épais; le cadre est également conçu de telle sorte que son épais- seur moyenne dans la même surface soit environ de 22 mm ou plus grande. Par exemple, dans la section du cadre de raquette maintenant le cordage, le cadre est considéré de telle sorte qu'il présente un moment secondaire moyen de surface compris dans une fourchette allant de 6 000 à 20 000 mm et des fibres de carbone ou de bore à module d'élasticité élevé sont utilisées dans cette section. La figure 5 est une vue schématique illustrant la manière dont est réalisée la mesure des modes de vibra- tion d'un cadre de raquette et d'une balle au moment de la frappe. Une pince (5) est fixée de manière pivotante à un axe horizontal fixe (4) et la raquette (1) est maintenue par ladite pince (5) par son manche (3) dans une position telle qu'elle puisse osciller dans un plan vertical. Une balle B est lancée, par exemple par une machine de relance, vers le cadre (2) de la raquette de telle sorte qu'elle vienne frapper la surface de cette raquette dans des zones (2a) et (2b) de ce cadre (2) décalées par rapport à la zone centrale du cordage. Les modes de vibration du cadre de raquette (2) et de la balle (B) sont enregistrés photographiquement avec des prises de vue réalisées tous les 1/2000ème de seconde. Les résultats des mesures effectué sur un cadre de raquette réalisé conformément à l'invention sont illus- trés aux figures 2A à 2L et 3A à 3L alors que les résul- tats des mêmes mesures effectués sur un cadre de ra- quette conventionnel seront illustrés par les figures 6A à 6L et 7A à 7J. Pour faciliter la comparaison, la posi- tion de l'ensemble illustré à la figure 5 et permettant d'effectuer la mesure est retournée de 90 dans les figures précitées. Dans le cas d'un cadre de raquette conventionnel, le cadre (2) se déplace, ou plus exactement fléchit, dans une direction opposée à la direction de l'avance de la balle B au moment de la relance ainsi que cela res- sort des figures 6I et 6J ainsi que des figures 7I et 7J. Dans le cas d'un cadre de raquette réalisé confor- mément à l'invention, le cadre (2) se déplace, ou plus exactement fléchit dans la même direction que la direc- tion d'avance de la balle B au moment de la relance ainsi que cela ressort des figures 2I et 2J ainsi que des figures 3I et 3J. Par suite, le mode de vibration du cadre de la raquette à l'impact est bien similaire à celui de la balle frappée par ledit cadre. Dans le cas des modes de réalisation précédemment décrits, la gamme spécifiée de fréquence primaire natu- relle est donnée grâce à une variation de l'épaisseur dudit cadre de raquette. En plus de cette adaptation, la résine renforcée de fibres pourrait comporter des fibres de renforcement à module d'élasticité plus élevé. Une méthode permettant de mesurer la fréquence naturelle primaire est illustrée à la figure 4. Pour effectuer une mesure correcte, le cadre de raquette doit être maintenu de telle sorte que l'on élimine tous les facteurs susceptibles d'affecter la fréquence naturelle dudit cadre. De ce point de vue, le cadre de raquette (1) sans son cordage doit être tenu à un support par l'intermédiaire d'une paire de cordes en caoutchouc (6) qui sont reliées à un point du cadre qui correspond au noeud de vibration naturelle primaire. Pour créer la vibration, le point P de la tête du cadre est frappé par exemple à l'aide d'un marteau en caoutchouc. Un instru- ment de mesure de l'accélération est associé à l'ensem- ble pour.effectuer une mesure sur le cadre au point P et ce, sur la face opposée à celle qui est soumise aux chocs. REVENDICATIONS 1/ Cadre de raquette perfectionné, caractérisé en ce qu'il présente une fréquence primaire naturelle com- prise dans une fourchette allant de 180 à 300 Hz pour une raquette dont le poids est compris dans une four- chette allant de 260 à 370 grammes. 2/ Cadre de raquette perfectionné selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que ladite fréquence natu- relle primaire tombe dans une surface définie par les droites rectilignes reliant quatre points A(260,240), B(260,300), C(370,280) et D(370,180) lorsque le poids est pris sur l'abscisse et que ladite fréquence natu- relle primaire est prise sur l'ordonnée d'un graphique. 3/ Cadre de raquette selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fréquence naturelle primaire est comprise dans une fourchette allant de 220 à 260 Hz. 4/ Cadre de raquette selon la revendication 3, caractétisé en ce que ladite fréquence naturelle tombe dans une surface définie par des lignes rectilignes reliant quatre points A'(260,240), B'(260,260), C'(370,240) et D'(370,220) lorsque le poids est pris sur l'abscisse et que la fréquence naturelle primaire est prise sur l'ordonnée d'un graphique. / Cadre de raquette selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit cadre présente un moment secondaire moyen de surface compris dans une fourchette. allant de 6000 à 20 000 mm dans sa section maintenant le cordage. 26 1 4 5 4 1 6/ Cadre de raquette selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'épaisseur dudit cadre est plus grande dans les zones situées à 170 mm par rapport au centre de la face dans la direction longitudinale de sa forme ovale. 7/ Cadre de raquette selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'épaisseur moyenne dudit cadre de raquette est égale à 22 mm ou plus dans la zone située à 170 mm du centre de la face dans la direction longitudi- nale de sa forme ovale. DEPOSANT: YAMAHA CORPORATION MANDATAIRE: Cabinet LAURENT ET GUERRE