(57)【要約】【課題】ブレーディング製法にて基材繊維を編組して形成した先細筒状の積層体の表面を、硬化後に研磨しても、強度低下を抑制してシャフト折れを防止できるゴルフクラブ用シャフトの製造方法を提供する。【解決手段】樹脂材料を含浸させた基材繊維をシャフト軸方向に対して所定の配向角度で編組することにより形成した筒状の編組層２ａ〜２ｃを複数積層して、先細筒状の積層体２を成形した後、その積層体２の表面のうち少なくとも先端部に保護材４を被覆して、積層体２を加熱することにより含浸させた樹脂材料を硬化させるとともに、保護材４を硬化させて積層体２と一体化させ、次いで、塗装等の後処理工程を行なう前に、硬化させた積層体２の表面を研磨するに際して、保護材４で被覆された領域は実質的に保護材４のみを研磨して滑らかにする。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂材料を含浸させた基材繊維をシャフト軸方向に対して所定の配向角度で編組することにより形成した筒状の編組層を複数積層して、先細筒状の積層体を成形した後、この積層体を加熱することにより含浸させた樹脂材料を硬化させ、次いで、硬化させた積層体の表面を研磨した後に、後処理工程を行なうゴルフクラブ用シャフトの製造方法において、前記先細筒状の積層体を成形した後に、その積層体の表面のうち少なくとも先端部の領域に対して保護材を被覆して、積層体を加熱する際に、この保護材を硬化させて積層体と一体化させ、積層体の表面を研磨する際には、保護材で被覆された領域は実質的に保護材のみを研磨して滑らかにするゴルフクラブ用シャフトの製造方法。
【請求項２】
樹脂材料を含浸させた基材繊維をシャフト軸方向に対して所定の配向角度で編組することにより形成した筒状の編組層を複数積層して、先細筒状の積層体を成形した後、この積層体を加熱することにより含浸させた樹脂材料を硬化させ、次いで、硬化させた積層体の表面を研磨した後に、後処理工程を行なうゴルフクラブ用シャフトの製造方法において、前記先細筒状の積層体を成形する際に、積層体の少なくとも先端部の領域に対して、積層体の最外層の編組層と、最外層から一層内周側の編組層との間に保護材を介挿させ、積層体を加熱する際に、この保護材を硬化させて積層体と一体化させ、積層体の表面を研磨する際には、保護材を介挿させた領域は実質的に保護材までを研磨して滑らかにするゴルフクラブ用シャフトの製造方法。
【請求項３】
前記保護材を、積層体の先端から３００ｍｍの範囲にのみ被覆する請求項１または２に記載のゴルフクラブ用シャフトの製造方法。
【請求項４】
前記保護材が、樹脂材料を含浸させた基材繊維を一方向に多数並列したプリプレグシートである請求項１〜３のいずれかに記載のゴルフクラブ用シャフトの製造方法。
【請求項５】
前記保護材の厚さが、０．０５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である請求項１〜４のいずれかに記載のゴルフクラブ用シャフトの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ゴルフクラブ用シャフトの製造方法に関し、さらに詳しくは、ブレーディング製法にて基材繊維を編組して形成した先細筒状の積層体の表面を、硬化後に研磨しても、強度低下を抑制してシャフト折れを防止できるゴルフクラブ用シャフトの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ゴルフクラブ用シャフトの製造方法として、シートワインディング製法およびブレーディング製法が知られている（例えば、特許文献１参照）。シートワインディング製法では、樹脂材料を含浸させた基材繊維を一方向に多数並列したプリプレグシートを、マンドレルに巻きつけて先細筒状の積層体を成形する。ブレーディング製法では、マンドレル上で基材繊維をシャフト軸方向に対して対称の配向角度で編組させて編組層を形成し、この編組層を複数積層させて先細筒状の積層体を成形する。
【０００３】
両製法ともに、積層体を成形した後は、基材繊維に含浸させた樹脂材料を硬化させ、次いで、硬化した積層体の表面を、例えば、シャフトの振動数調整や塗装等の後処理工程のために研磨する。次いで、研磨した積層体の表面に、塗装等を施してシャフトが完成する。
【０００４】
ところで、ブレーディング製法では、積層体の編組層が基材繊維を上下に編み込むようにして構成されているので、シートワインディング製法の積層体に比べて研磨量が少なくても、研磨によって基材繊維が断線し易いという問題があった。特に、積層体の中で相対的に細径である先端部は、相対的に強度が低いので、基材繊維の断線は、製造したシャフトの折れを引き起こす大きな要因になる。そのため、ブレーディング製法を用いた場合には、硬化させた先細筒状の積層体の表面を研磨しても、強度低下を抑制してシャフト折れを防止することができる方法が必要であった。
【特許文献１】特開２００２−１７７４２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、ブレーディング製法にて基材繊維を編組して形成した先細筒状の積層体の表面を、硬化後に研磨しても、強度低下を抑制してシャフト折れを防止できるゴルフクラブ用シャフトの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため本発明のゴルフクラブ用シャフトの製造方法は、樹脂材料を含浸させた基材繊維をシャフト軸方向に対して所定の配向角度で編組することにより形成した筒状の編組層を複数積層して、先細筒状の積層体を成形した後、この積層体を加熱することにより含浸させた樹脂材料を硬化させ、次いで、硬化させた積層体の表面を研磨した後に、後処理工程を行なうゴルフクラブ用シャフトの製造方法において、前記先細筒状の積層体を成形した後に、その積層体の表面のうち少なくとも先端部の領域に対して保護材を被覆して、積層体を加熱する際に、この保護材を硬化させて積層体と一体化させ、積層体の表面を研磨する際には、保護材で被覆された領域は実質的に保護材のみを研磨して滑らかにすることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明の別のゴルフクラブ用シャフトの製造方法は、樹脂材料を含浸させた基材繊維をシャフト軸方向に対して所定の配向角度で編組することにより形成した筒状の編組層を複数積層して、先細筒状の積層体を成形した後、この積層体を加熱することにより含浸させた樹脂材料を硬化させ、次いで、硬化させた積層体の表面を研磨した後に、後処理工程を行なうゴルフクラブ用シャフトの製造方法において、前記先細筒状の積層体を成形する際に、積層体の少なくとも先端部の領域に対して、積層体の最外層の編組層と、最外層から一層内周側の編組層との間に保護材を介挿させ、積層体を加熱する際に、この保護材を硬化させて積層体と一体化させ、積層体の表面を研磨する際には、保護材を介挿させた領域は実質的に保護材までを研磨して滑らかにすることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明では、保護材を積層体の先端から３００ｍｍの範囲にのみ被覆することもできる。また、保護材として、樹脂材料を含浸させた基材繊維を一方向に多数並列したプリプレグシートを用いることもできる。保護材の厚さは、例えば、０．０５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下にする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、樹脂材料を含浸させた基材繊維をシャフト軸方向に対して所定の配向角度で編組することにより形成した筒状の編組層を複数積層して成形した先細筒状の積層体の少なくとも先端部の領域に対して、積層体の表面または、積層体の最外層の編組層よりも一層内周側に保護材を設け、塗装等の後処理工程を行なう前に、硬化させた積層体の表面を研磨するに際して、保護材で表面を被覆された領域は実質的に保護材のみを研磨して滑らかにする、または、保護材を介挿させた領域は実質的に保護材までを研磨して滑らかにするので、わずかな研磨量であっても強度が低下し易い編組構造の積層体において相対的に細径であり、強度が低い先端部は、保護材により保護される。これにより、積層体の先端部の強度は、研磨によって当初の積層体よりも低下することがなくなるため、折れが生じ難いシャフトを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明のゴルフクラブ用シャフト（以下、シャフト１という）の製造方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。
【００１１】
まず、図１、図２に例示する積層体２を成形するには、編組装置を用いて、長手方向一方端から他方端に向かって拡径したマンドレルの外周面を覆うように、樹脂材料を含浸させた複数の基材繊維３を、製造するシャフト１のシャフト軸方向（即ち、マンドレルの軸方向）に対して所定の配向角度ａで編組させて巻き付けることにより筒状の第１編組層２ａを形成する。第１編組層２ａの外周面には、同様に第２編組層２ｂを形成し、第２編組層２ｂの外周面には、同様に第３編組層２ｃを形成する。このように、複数の編組層２ａ〜２ｃをシャフト軸心ＣＬを中心にして同軸上に積層することにより、先細筒状の積層体２を成形する。
【００１２】
この実施形態では、第１編組層２ａ、第２編組層２ｂ、第３編組層２ｃの３層を積層して円筒状の積層体２を形成しているが、仕様に応じて適切な積層数が設定される。また、基材繊維３についても同様に適切な本数が設定される。基材繊維３の配向角度ａについても適切な角度が設定される。配向角度ａは、例えば、１０°〜４５°程度である。
【００１３】
基材繊維３としては、炭素繊維、アラミド繊維、金属繊維、ガラス繊維、ボロン繊維等を例示できる。基材繊維３に含浸させる樹脂材料としては、熱硬化性樹脂、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等を用いる。
【００１４】
先細筒状の積層体２を成形した後は、図１〜図３に例示するように、積層体２の表面のうち少なくとも先端部に保護材４を被覆する。積層体２（編組層２ａ〜２ｃ）は、基材繊維３を上下に編み込むようにして構成されているので、表面がある程度凹凸状になっている。
【００１５】
次いで、積層体２を加熱することにより含浸させた樹脂材料を硬化させる。この積層体２を加熱する際に、保護材４を硬化させて積層体２と一体化させる。
【００１６】
保護材４は、積層体２の全長表面に被覆することもできるが、コスト高や重くなる等のデメリットがあるので、積層体２の先端部の領域を必ず被覆するようにすればよい。積層体２の先端部とは、相対的に細径であって強度不足によりシャフト１になった場合に打球衝撃で折れが生じやすいが領域である。例えば、積層体２の先端から３００ｍｍの範囲が積層体２の先端部である。したがって、積層体２の先端から３００ｍｍの範囲の表面のみに保護材４を被覆することもできる。
【００１７】
保護材４としては、樹脂材料を含浸させた基材繊維を一方向に多数並列したプリプレグシート等を例示できる。その他、保護材４としては、加熱により硬化して積層体２と一体化が可能な部材を用いることができる。保護材４は、後述するように研磨の際に、積層体２を保護して基材繊維３の断線を防止できればよいので、補強部材のように高い強度を有する必要はない。
【００１８】
次いで、積層体２および保護材４が硬化して一体化した後は、例えば、振動数調整や塗装等の後処理工程のために、硬化した積層体２の凹凸状の表面を研磨する。この研磨の際に、保護材４で被覆された領域は、図４に例示するように、積層体２（基材繊維３）を研磨しないようにして実質的に保護材４のみを研磨して滑らかにする。図４において、点線は研磨前の積層体２および保護材４の表面を示している。したがって、保護材４で被覆された領域の積層体２の表面の凸部はそのまま残り、凹部は硬化した保護材４で埋められた状態になる。
【００１９】
積層体２において、ある程度太径の領域（先端部以外の領域）は、積層体２（基材繊維３）を多少研磨して滑らかすることができる。このような相対的に太径の領域は、十分な強度を確保することができるので、製造したシャフト１の折れが生じることがないためである。
【００２０】
積層体２の表面を研磨して滑らかにした後は、後処理工程を行なう。後処理工程としては、表面塗装等を例示できる。研磨した積層体２の表面に塗料を塗布することにより、図５に例示するような最外層を塗料層５で被覆したシャフト１を得ることができる。
【００２１】
このように本発明では、わずかな研磨量であっても基材繊維３が断線して強度が低下し易い編組構造の積層体２において相対的に細径であり、強度が低い先端部は、保護材４により保護される。そのため、積層体２の先端部では研磨されても基材繊維３の断線が生じることがなく、当初の積層体２よりも強度が低下することがなくなる。それ故、ブレーディング製法を用いながらも、研磨による強度低下を抑制して折れが生じ難いシャフト１を得ることができる。
【００２２】
保護材４は、上記実施形態のように積層体２の表面に設けるだけではなく、積層体２の最外層の編組層と、最外層から一層内周側の編組層との間に介挿させることもできる。この場合には、先細筒状の積層体２を成形する際に、積層体２の少なくとも先端部の領域に対して、積層体２の最外層の編組層と、最外層から一層内周側の編組層との間に保護材４を介挿させ、積層体２を加熱する際に、この保護材４を硬化させて積層体２と一体化させる。そして、積層体２の表面を研磨する際には、保護材４を介挿させた領域は実質的に保護材４までを研磨して滑らかにする。
【００２３】
例えば、積層体２が第１編組層２ａ、第２編組層２ｂ、第３編組層２ｃの３層構造の場合には、図６に例示するように、第３編組層２ｃと第２編組層２ｂとの間に保護材４を介挿させる。そして、積層体２の表面を研磨する際には、第３編組層２ｃだけ、或いは第３編組層２ｃおよび保護材４のみを研磨して、保護材４よりも内周側の編組層（第２編組層２ｂ）までは研磨することなく表面を滑らかに仕上げる。
【００２４】
積層体２の最外層の編組層（第３編組層２ｃ）の凹凸が大きい場合などの場合には、このように、あえて、最外層の編組層を研磨しろとして用いることもできる。この場合においても、先の実施形態と同様に、表面研磨の際に積層体２の先端部は保護材４により保護される。そのため、積層体２の先端部では研磨されても基材繊維３の断線を最小限に抑えることができ、当初の積層体２に対して強度低下を抑えることができる。それ故、ブレーディング製法を用いながらも、研磨による強度低下を抑制して折れが生じ難いシャフト１を得ることができる。
【００２５】
本発明では、積層体２の表面に被覆する際の保護材４の厚さは、０．０５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下に設定することが好ましい。保護材４の厚さが０．０５ｍｍ未満では、凹凸状の積層体２の表面を研磨する際に、基材繊維３の断線を防止しつつ表面を滑らかにすることが困難になるためである。一方、保護材４の厚さが１．０ｍｍ超では、研磨量が増大して製造効率を低下させる要因になるためである。
【実施例】
【００２６】
円筒状の編組層を５層積層してブレーディング製法により４種類のシャフト（実施例１、比較例１〜３）を作製した。それぞれのシャフトは、内周側から基材繊維の配向角度を４５°（第１層）、４５°（第２層）、２０°（第３層）、２０°（第４層）、２０°（第５層）として、表１に示すように、最外層（第５層）に対して保護材の被覆の有無およびシャフト表面研磨の有無のみを異ならせた仕様にした。保護材としては、樹脂材料を含浸させた基材繊維一方向に多数並列したプリプレグシート（厚さ０．１２５ｍｍ）を用いた。保護材を被覆した位置は、シャフト先端から１００ｍｍの範囲である。
【００２７】
即ち、実施例は、比較例１の表面を滑らかになるまで研磨したものであり、比較例２は、比較例３の表面を滑らかになるまで研磨したものである。
【００２８】
これら４種類のシャフトについて、先端から４０ｍｍの範囲を固定治具によって片持ち状態で固定して、先端から１９０ｍｍの位置に荷重を負荷して、曲げ長さを１５０ｍｍにして曲げ試験を行なった。その結果を表１に示す。表１の曲げ強度の数値は、それぞれ試験サンプル３本（ｎ＝３）の平均値である。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
表１の結果から、最外層に保護材を被覆して表面を研磨した実施例は、表面を研磨していない比較例１に対して曲げ強度の低下はわずかであり、最外層に保護材を被覆せずに表面を研磨した比較例２は、表面を研磨していない比較例３に対して曲げ強度が大幅に低下することがわかる。これにより、シャフト表面に被覆した保護材が、表面研磨によるシャフトの曲げ強度の低下を防止するには非常に有効であることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】保護材を表面に被覆した先細筒状の積層体を例示する正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１の先細筒状の積層体の先端部周辺を模式的に拡大して例示する縦半断面図である。
【図４】図３の積層体の表面を研磨した後の状態を模式的に拡大して例示する縦半断面図である。
【図５】図４の積層体の表面に塗装を施して完成したシャフトを模式的に拡大して例示する縦半断面図である。
【図６】保護材を介挿した先細筒状の積層体の先端部周辺を模式的に拡大して例示する縦半断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  シャフト
２  積層体
２ａ  第１編組層
２ｂ  第２編組層
２ｃ  第３編組層
３  基材繊維
４  保護材
５  塗料層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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