バドミントンは1972年のミュンヘンオリンピックで初めて公開競技として登場し、1988年にはソウルオリンピックで公開競技として再登場しました。1992年のバルセロナオリンピックまでにバドミントンが正式にオリンピック競技となり、男子と女子のシングルスとダブルスの競技が初めて開催されました。混合ダブルスは1996年のアトランタオリンピックで追加されました。車いすバドミントンが2021年の東京オリンピックでデビューしました。
バドミントンにおける炭素繊維複合材料の開発の歴史
初期のバドミントンラケットは無垢材で作られていましたが、テニスラケットの技術開発に伴い、積層木材に移行しました。1960年代から、バドミントンラケットにはアルミニウムやスチールが採用されるようになり、主にラケットヘッドにはアルミニウム、シャフトにはスチールが使用されるようになりました。
プレー中にヘッドとシャフトのジョイントにかかるストレスが大きいため、この部分は破損しがちでした。1968 年、ヨネックスは T ジョイントのコンセプトを導入し、高強度鋼でできた T 字型の第 3 の要素を挿入してヘッドとシャフトを接続しました。1978 年、ヨネックスは日本で最初のカーボン ファイバー複合バドミントン ラケット、Carbonex 8 B-8500B1 を製造しました。重量は 100 グラム未満です (図 1)。それ以来、ほとんどの競技用バドミントン ラケットはカーボン ファイバー複合材料を使用していますが、安価なレクリエーション ラケットでは依然としてアルミニウムとスチールが使用されています。
図1: 最初のカーボンファイバー製バドミントンラケットは1978年に誕生しました
炭素繊維複合材 (CFRP) 製バドミントン ラケットの製造方法は、テニスラケットの製造方法と似ていますが、大きな違いもあります。シャフトは中空で、テニスラケットのフレームワークと同様の方法で作られていますが、断面がはるかに小さい (円形) 直線です。ヘッドは中空ではなく中実です。これは、折りたたまれて圧縮された炭素繊維プリプレグから作られ、金型で覆われているためです。その後、ヘッドと (事前硬化された) シャフトは CFRP T ジョイントで接続され、2 つの水平先端が折りたたまれたプリプレグの端に滑り込み、垂直先端が中空シャフトに滑り込み、金型で硬化されます。
炭素繊維複合材料を使用したバドミントンラケットの最新動向
バドミントン ラケットは、柔軟性、重量、バランス ポイントなど、さまざまな特性によって区別され、ヘッドヘビーからヘッドライトまであります。カーボン ファイバー複合材料は、使用する繊維の種類 (高強度から超高弾性カーボン ファイバーまで)、繊維の配向、および層構造を変更することで、これらの特性を最適化できます。金型を変更することで、ヘッドの断面を最適化し、高張力に対する耐性を高め、空気抵抗を減らすこともできます。最も有名なメーカーは、ヨネックス、ビクター、カールトン、FZ フォルツァ、ダンロップ、リーニンです。
バドミントンラケットの性能は、さまざまなタイプの繊維材料を混合することでさらに最適化できます (図 2)。たとえば、ヨネックスの「ナノフレア 800 プロ」には、高剛性の東レ M40X カーボン繊維と超高分子量ポリエチレン繊維 (衝撃吸収性の向上) が含まれています。ヨネックスの Carbonex8000 ヘッドは、より安定した打撃を実現するために、カーボン繊維複合材料とチタンメッシュまたはカーボンナノチューブを混合して使用しています。
図2: CFRPと他の材料を混合してラケットの性能を向上させる
さらに、CFRP はラケット以外にもバドミントンで使用されています。例えば、Victor 社の CarbonSonic シャトルコックでは、重量を軽減し耐久性を向上させるために CFRP で強化されたフォーム フェザーが使用されています (図 3)。
図3: CFRPで強化されたシャトルコックの羽根
2021年の東京パラリンピックでバドミントン競技が採用されて以来、車いす選手（図4）と立位選手（図5）の両方がカーボンファイバー製のラケットを競技で使用しています。特に車いす選手の場合、車いすの構造は複雑で、車輪の基本構造には溶接されたアルミニウムまたはマグネシウムのチューブが使用されていますが、車輪とシートには軽量化と機動性の向上のためにカーボンファイバー複合材料が使用されることがあります。
図4: パラリンピックのバドミントン競技で使用されるCFRPを組み込んだバドミントンラケットと車椅子
図5: パラリンピックのバドミントン競技に参加する選手たち（立っている）