(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフト軸心に対して強化繊維の配列方向が±（10〜80°）傾斜した繊維強化複合樹脂層の傾斜層１と、シャフト軸心に対して強化繊維の配列方向が平行である繊維強化複合樹脂層の平行層２と、シャフト軸心に対して強化繊維の配列方向が直交する繊維強化複合樹脂層の直交層３との複数の繊維強化複合樹脂層からなるゴルフクラブシャフトであって、上記傾斜層１に隣接する直交層３のうち少なくとも１層を、細径端５から全長の1/4 〜1/2 に渡って配設すると共に、該細径端５から全長の1/4 〜1/2 に渡って配設させる該直交層３は上記傾斜層１のみに隣接し、かつ、上記平行層２に隣接する直交層３のうち少なくとも１層を、大径端６から全長の1/2 〜3/4 に渡って配設すると共に、該大径端６から全長の1/2 〜3/4 に渡って配設させる該直交層３は上記平行層２のみに隣接することを特徴とするゴルフクラブシャフト。
【請求項２】
シャフト重量が、シャフト長さ10mm当たり0.25〜0.5 g である請求項１記載のゴルフクラブシャフト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の繊維強化複合樹脂層からなるゴルフクラブシャフトに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、この種のゴルフクラブシャフトは、ねじれ剛性・強度を持たせるために強化繊維をシャフト軸心に対して所定角度（例えば、40〜45°）で傾斜した層と、曲げ剛性・強度を持たせるために強化繊維をシャフト軸心に対して平行に配置した層と、を備える。また、曲げ応力が加わったときに生じるシャフト径方向の圧縮変形を防止するために、繊維方向がシャフト軸心と直交するプリプレグシートを用いる場合もあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述の如く、剛性・強度を考慮するために、シャフト全体の重量が大となり、近年において求められている軽量化に反することになる。即ち、シャフトが軽量化すれば、その分ヘッドの重量を増大させて、打球時の慣性モーメントを大きくし、これによりボールの初速度の増大を図ることができるから近年ではより軽量のものが求められている。
そこで、本発明では、強度的に従来のものと変わらずしかも軽量化を図ることがきるゴルフクラブシャフトを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係るゴルフクラブシャフトは、シャフト軸心に対して強化繊維の配列方向が±（10〜80°）傾斜した繊維強化複合樹脂層の傾斜層と、シャフト軸心に対して強化繊維の配列方向が平行である繊維強化複合樹脂層の平行層と、シャフト軸心に対して強化繊維の配列方向が直交する繊維強化複合樹脂層の直交層との複数の繊維強化複合樹脂層からなるゴルフクラブシャフトに於て、上記傾斜層に隣接する直交層のうち少なくとも１層を、細径端から全長の1/4 〜1/2 に渡って配設すると共に、該細径端から全長の1/4 〜1/2 に渡って配設させる該直交層は上記傾斜層のみに隣接し、かつ、上記平行層に隣接する直交層のうち少なくとも１層を、大径端から全長の1/2 〜3/4 に渡って配設すると共に、該大径端から全長の1/2 〜3/4 に渡って配設させる該直交層は上記平行層のみに隣接するものである。
【０００５】
この際、シャフト重量が、シャフト長さ10mm当たり0.25〜0.5 g となった場合に特に有効である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳説する。
【０００７】
図１は本発明に係るゴルフクラブシャフトを示し、このゴルフクラブシャフトは、複数の繊維強化複合樹脂層からなり、繊維強化複合樹脂層としては、シャフト軸心に対して強化繊維の配列方向が±（10〜80°）傾斜した傾斜層１と、シャフト軸心に対して強化繊維の配列方向が平行である平行層２と、シャフト軸心に対して強化繊維の配列方向が直交する直交層３と、を有する。各層１，２，３は、炭素繊維やガラス繊維等の強化繊維を夫々の方向に配列して、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させてプリプレグを形成し、このプリプレグを加熱硬化させたものである。
【０００８】
この場合、図２に示すように、傾斜層１としては、イ，ロの２層があり、繊維の傾斜方向が相違する。つまり、イの傾斜層１の繊維の傾斜角度θが＋45°であり、ロの傾斜層１の繊維の傾斜角度θが−45°である。平行層２としては、ハ，ニ，ホの３層があり、直交層３としては、ヘ，ト，チの３層があり、ヘの直交層３は、シャフトの細径部側に配設され、トの直交層３は、シャフトの大径部側に配設される。つまり、ヘとトの直交層３以外の層の長さ寸法は、シャフトの全長と同一であり、ヘの直交層３は該全長の約1/2 の長さ寸法であり、トの直交層３は全長の約1/2 の長さ寸法である。なお、図２における各層はプリプレグである。
【０００９】
即ち、このゴルフシャフトは、内側から順に、ヘの直交層３、イの傾斜層１、ロの傾斜層１、ハの平行層２、トの直交層３、ニの平行層２、チの直交層３、ホの平行層２が夫々筒状に巻設されたＦＲＰ管状体からなり、シャフト重量としては、シャフト長さ10mm当たり0.25〜0.5 g とされる。具体的には、各層のプリプレグ（炭素繊維等の強化繊維を夫々の方向に配列して、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させたもの）を形成し、このプリプレグを、図２に示すテーパ付マンドレル４に巻設し、その後は、テーピング、焼成処理をして、マンドレル４の脱去、テープ剥離等を行う。従って、この場合、ヘの直交層３は、イの傾斜層１に隣接し、シャフトの細径端５から全長の約1/2 に渡って配設され、トの直交層３は、ハ及びニの平行層２，２に隣接し、シャフトの大径端６から全長の約1/2 に渡って配設される。
【００１０】
しかして、軽量シャフトの折れのメカニズムは、肉厚が薄いために、曲げ応力を受けたときに軸方向に圧縮を受ける部分の局所的な座屈により発生する破壊と、傾斜層１の量が少ないために、ねじり応力を受けたときに傾斜層１のジョイント部の分裂により発生する破壊とが考えられる。前者の圧縮に対して最も効力を発揮しているのは平行層２であり、この平行層２の変形を抑えるのが効果的である。従って、直交層３を平行層２に近接して配置するのが好ましく、また、圧縮変形は大径部程大きいため、大径部側に配置するのが好ましい。後者の破壊に対しては、直交層３を傾斜層１に近接して配置するのが好ましい。さらに、ねじり強度はシャフト軸に垂直な断面方向からみて傾斜層の埋設部分の径が小さいほど弱いため、特に細径部に配置すると効果的である。
【００１１】
従って、本発明のように、傾斜層１の近傍に細径部側を中心に直交層３を配置し、平行層２の近傍に大径部側を中心に直交層３を配置すれば、曲げ及びねじりに強く、しかも、軽量化を図ることができる。
【００１２】
次に、図３は他の形態を示し、この場合、ヘの直交層３の長さ寸法が全長の約1/4 とされ、トの直交層３の長さ寸法が全長の約3/4 とされ、他の傾斜層１と平行層２は図２に示すゴルフシャフトと同じである。従って、この場合、ヘの直交層３が、シャフトの細径端５から全長の約1/4 に渡って配設されると共に、トの直交層３が、シャフトの大径端６から全長の約3/4 に渡って配設され、シャフトとして、曲げ及びねじりに強く、しかも、軽量化を図ることができる。
【００１３】
【実施例】
以下、実施例を示す。
表１にしたがって各層のプリプレグを形成した後、各層をマンドレル４に巻設し、その後はテーピング、焼成処理をして、マンドレル４の脱去、テープ剥離等を行い、各種のシャフトを形成して、曲げ試験及びねじり破壊試験を行った。実施例１は図２に対応し、実施例２は図３に対応し、比較例１は図４に対応し、比較例２は図５に対応する。即ち、比較例１では、ヘ及びトの直交層３も夫々全長にわたり、比較例２では、比較例１に比べてトの直交層３が省略されている。なお、比較例３及び比較例４に対応した図示は省略したが、比較例３では、ヘの直交層３の長さ寸法を全長の約3/4 とすると共にトの直交層３の長さ寸法を全長の約1/4 とし、比較例４では、ヘの直交層３を省略している。
【００１４】
【表１】
0003652764.tif 000002
【００１５】
表１において、90は直交層を示し、傾は傾斜層を示し、０は平行層を示し、▲１▼〜▲８▼までの８種類の繊維強化複合樹脂層を使用する。この場合、▲２▼の傾斜層は、シャフト軸心に対して約＋45°に傾斜し、▲３▼の傾斜層はシャフト軸心に対して約−45°に傾斜している。また、全とはシャフト全長に対応する長さを示し、実施例１，２及び比較例３の▲１▼の1/2 ，1/4 ，3/4 は各々細径端５からシャフト全長に対する割合であり、実施例１，２及び比較例３の▲５▼の1/2 ，3/4 ，1/4 は各々大径端６からシャフト全長に対する割合であり、さらに、比較例２の▲５▼及び比較例４の▲１▼の−は、比較例２においては▲５▼の直交層が省略され、比較例４においては、▲１▼の直交層が省略されていることを示している。
【００１６】
また、各シャフトの全長としては、1143mmとし、テーパ角度としては、約0.4 °とした。そして、曲げ試験としては、３点曲げ試験とし、そのスパン長を 300mmとし、ねじり破壊試験はシャフト両端固着にて測定を行った。曲げ強度の細径部とは細径端５から 200mmの点、中央部とは細径端５から 600mmの点、大径部とは細径端５から1000mmの点をいう。
【００１７】
表１から分かるように、比較例１に対して、比較例２〜４及び実施例１，２は全体として一層（直交層）分だけ少なくなって、全体の重量が減少している。また、曲げ破壊時に圧縮変形の大きい中央部から大径部に対して平行層２の近傍の直交層３が減少した比較例２，３のシャフトは、曲げ強度が大幅に低下している。さらに、（ねじれ破壊に対して抵抗力の低い）細径部に対して傾斜層１の近傍の直交層３の量が減少した比較例４のシャフトはねじり強度が大幅に低下している。これに対して、実施例１，２では、軽量化を達成でき、しかも、曲げ強度、ねじり強度ともバランス良く維持している。
【００１８】
【発明の効果】
本発明は上述の如く構成されているので、次に記載する効果を奏する。
【００１９】
(1) 曲げ及びねじれに強く、しかも、軽量化を図ることができるゴルフクラブシャフトとなる。
(2) つまり、曲げ応力を受けたときに軸方向に受ける圧縮に対して最も効力を発揮しているのは平行層２であり、圧縮変形（局所的な座屈）は大径部程生じ易いため、直交層３を平行層２に近接して大径部側に（大径端６から全長の 1/2〜3/4 にわたって）配置することにより、この平行層２の変形を抑えるのに効果的である。
ねじり応力を受けたときに傾斜層１のジョイント部の分裂により発生する破壊に対しては、ねじり強度はシャフト軸に垂直な断面方向からみて傾斜層の埋設部分の径が小さいほど弱いため、直交層３を傾斜層１に近接して細径部に（細径端５から全長の 1/4〜1/2 にわたって）配置することにより効果的となる。
(3) 特に、請求項２記載のゴルフクラブシャフトによれば、軽く、強度の低下もないシャフトとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るゴルフクラブシャフトの簡略斜視図である。
【図２】各層の展開図である。
【図３】他の形態の各層の展開図である。
【図４】比較例の各層の展開図である。
【図５】他の比較例の各層の展開図である。
【符号の説明】
１  傾斜層
２  平行層
３  直交層
５  細径端
６  大径端
【図１】
0003652764.tif 000003
【図２】
0003652764.tif 000004
【図３】
0003652764.tif 000005
【図４】
0003652764.tif 000006
【図５】
0003652764.tif 000007