(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維強化樹脂層を積層してなるゴルフクラブ用シャフトにおいて、該シャフトの先端部およびグリップ部に引張り弾性率１５０ＧＰａ以下の補強繊維を用いた繊維強化樹脂層を配設し、該シャフトの先端から１００ｍｍ近傍までの範囲の曲げ剛性の最低値が１０Ｎ・ｍ2以上２０Ｎ・ｍ2以下であり、グリップ端部から４００ｍｍ近傍までの範囲の曲げ剛性の最低値が５０〜７０Ｎ・ｍ2の範囲にあり、最大値は８０Ｎ・ｍ2を超えず、かつ、前記ゴルフクラブ用シャフトのグリップ端部から４００ｍｍ近傍までの範囲の曲げ剛性分布は、前記４００ｍｍの位置からグリップ端部に向かい０〜±５．０Ｎ・ｍ2／１００ｍｍの勾配を有し、かつ、シャフトたわみ量が９０〜１６０ｍｍであることを特徴とする繊維強化樹脂製ウッドクラブ用シャフト。
【請求項２】
繊維強化樹脂層を積層してなるゴルフクラブ用シャフトにおいて、該シャフトの先端部およびグリップ部に引張り弾性率１５０ＧＰａ以下の補強繊維を用いた繊維強化樹脂層を配設し、該シャフトの先端から１００ｍｍ近傍までの範囲の曲げ剛性の最低値が１０Ｎ・ｍ2以上２０Ｎ・ｍ2以下であり、グリップ端部から４００ｍｍ近傍までの範囲の曲げ剛性の最低値が５０〜７０Ｎ・ｍ2の範囲にあり、最大値は８０Ｎ・ｍ2を超えず、かつ、前記ゴルフクラブ用シャフトのグリップ端部から４００ｍｍ近傍までの範囲の曲げ剛性分布は、前記４００ｍｍの位置からグリップ端部に向かい０〜±５．０Ｎ・ｍ2／１００ｍｍの勾配を有し、かつ、シャフトたわみ量が４０〜１００ｍｍであることを特徴とする繊維強化樹脂製アイアンクラブ用シャフト。
【請求項３】
繊維強化樹脂層を積層してなるゴルフクラブ用シャフトにおいて、該シャフトの先端部およびグリップ部に引張り弾性率１５０ＧＰａ以下の補強繊維を用いた繊維強化樹脂層を配設し、該シャフトの先端から２００ｍｍ近傍までの範囲の曲げ剛性の最大値が２０Ｎ・ｍ2以下であり、かつ、該シャフトの先端から２００ｍｍ近傍までの範囲の曲げ剛性の最小値が１０Ｎ・ｍ2以上であり、グリップ端部から４００ｍｍ近傍までの範囲の曲げ剛性の最低値が５０〜７０Ｎ・ｍ2の範囲にあり、最大値は８０Ｎ・ｍ2を超えず、かつ、前記ゴルフクラブ用シャフトのグリップ端部から４００ｍｍ近傍までの範囲の曲げ剛性分布は、前記４００ｍｍの位置からグリップ端部に向かい０〜±５．０Ｎ・ｍ2／１００ｍｍの勾配を有し、かつ、シャフトたわみ量が９０〜１６０ｍｍであることを特徴とする繊維強化樹脂製ウッドクラブ用シャフト。
【請求項４】
繊維強化樹脂層を積層してなるゴルフクラブ用シャフトにおいて、該シャフトの先端部およびグリップ部に引張り弾性率１５０ＧＰａ以下の補強繊維を用いた繊維強化樹脂層を配設し、該シャフトの先端から２００ｍｍ近傍までの範囲の曲げ剛性の最大値が２０Ｎ・ｍ2以下であり、かつ、該シャフトの先端から２００ｍｍ近傍までの範囲の曲げ剛性の最小値が１０Ｎ・ｍ2以上であり、グリップ端部から４００ｍｍ近傍までの範囲の曲げ剛性の最低値が５０〜７０Ｎ・ｍ2の範囲にあり、最大値は８０Ｎ・ｍ2を超えず、かつ、前記ゴルフクラブ用シャフトのグリップ端部から４００ｍｍ近傍までの範囲の曲げ剛性分布は、前記４００ｍｍの位置からグリップ端部に向かい０〜±５．０Ｎ・ｍ2／１００ｍｍの勾配を有し、かつ、シャフトたわみ量が４０〜１００ｍｍであることを特徴とする繊維強化樹脂製アイアンクラブ用シャフト。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の繊維強化樹脂製ゴルフクラブ用シャフトにおいて、グリップ端から４００ｍｍの間に外径が１６．０ｍｍ以上の部分を少なくとも一部有すること、若しくは、グリップ端部付近の外径が１６．０ｍｍ以上であることを特徴とする繊維強化樹脂製ゴルフクラブ用シャフト。
【請求項６】
前記補強繊維は引張り弾性率６０ＧＰａ以下の炭素繊維であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の繊維強化樹脂製ゴルフクラブ用シャフト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、繊維強化樹脂製のゴルフクラブ用シャフト（以下、単にシャフトと称する）に関するものであり、特にシャフトの先端部および後端部であるグリップ部の曲げ剛性を最適値に設定することでインパクト直前のブロー角を改善してボール初速を効率よく向上させると同時にヘッドスピードを向上させて飛距離を増大させようとするものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年ゴルフクラブは軽量化、長尺化の傾向にある。従ってシャフトの長さも長く、軽くなってきている。繊維強化樹脂製のシャフトは軽量で設計の自由度が大きいことから、一般的に使用されるようになっている。前記シャフトの軽量化は高弾性率、高強度の炭素繊維等を使用して、その肉厚を薄くすることにより実現された。しかし、前述のように肉厚が薄くて長尺になることにより折れやすくなってきており、特にヘッドを接合するシャフトの先端部は折損の発生が多くなってきている。そこで前記シャフトの先端部の折損を防止する目的で、前記先端部を高弾性率、高強度の補強繊維からなる繊維強化樹脂製の補強層で強化したものが多かった。
【０００３】
この場合の補強層は補強繊維の配向角度をシャフト軸線方向に近似させた角度としているため、このシャフトの先端部の曲げ剛性が大きくなり、前記先端部が設計したように撓らず、シャフトの機能のうち、打球時のボールの飛び出し角度を高くする効果が得られ難かった。前記課題を解決するために、特開平９−１４１７５４号公報に開示されているように、前記補強層を構成する繊維に弾性率が５〜１５０ＧＰａの炭素繊維を用いて、前記先端部の曲げ剛性をあまり上昇させることなく強度を補強したものが公知である。また、本出願人は、前記炭素繊維を先端部の補強層に用いて、シャフト先端から２００ｍｍの範囲と９００ｍｍ以上の範囲の曲げ剛性分布を設計し、前記先端部を適度に撓らせて、アッパーブローに打球することが出来るシャフトも発明した。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記弾性率が５〜１５０ＧＰａの炭素繊維を用いた補強層で強化することにより、シャフト先端部には、ほぼ設計通りの撓りを付与させる事が出来たが、そのような構成のシャフトを装着したゴルフクラブでボールを打球すると、ヘッドの走りが感じられ、インパクト直前のブロー角がアッパー気味になり、ボール初速が向上するが、顕著にヘッドスピードが向上するわけではない。
【０００５】
そこで本発明は、前記課題を解決し、シャフト先端からグリップ部にいたるシャフト全体にわたり滑らかに撓るような剛性分布、特に曲げ剛性分布を有するシャフトとして、前記シャフトを装着したゴルフクラブをスイングした時のヘッドスピードを速くするとともに、ボールの飛び出し角度を大きくして飛距離を増大させ、しかも耐久性のある繊維強化樹脂製ゴルフクラブ用シャフトを提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために請求項１の発明は、繊維強化樹脂層を積層してなるゴルフクラブ用シャフトにおいて、該シャフトの先端部およびグリップ部に引張り弾性率１５０ＧＰａ以下の補強繊維を用いた繊維強化樹脂層を配設し、該シャフトの先端から１００ｍｍ近傍までの範囲の曲げ剛性の最低値が１０Ｎ・ｍ2以上２０Ｎ・ｍ2以下であり、グリップ端部から４００ｍｍ近傍までの範囲の曲げ剛性の最低値が５０〜７０Ｎ・ｍ2の範囲にあり、最大値は８０Ｎ・ｍ2を超えず、かつ、前記ゴルフクラブ用シャフトのグリップ端部から４００ｍｍ近傍までの範囲の曲げ剛性分布は、前記４００ｍｍの位置からグリップ端部に向かい０〜±５．０Ｎ・ｍ2／１００ｍｍの勾配を有し、かつ、シャフトたわみ量が９０〜１６０ｍｍであることを特徴とする繊維強化樹脂製ウッドクラブ用シャフト
【０００７】
請求項２の発明は、繊維強化樹脂層を積層してなるゴルフクラブ用シャフトにおいて、該シャフトの先端部およびグリップ部に引張り弾性率１５０ＧＰａ以下の補強繊維を用いた繊維強化樹脂層を配設し、該シャフトの先端から１００ｍｍ近傍までの範囲の曲げ剛性の最低値が１０Ｎ・ｍ2以上２０Ｎ・ｍ2以下であり、グリップ端部から４００ｍｍ近傍までの範囲の曲げ剛性の最低値が５０〜７０Ｎ・ｍ2の範囲にあり、最大値は８０Ｎ・ｍ2を超えず、かつ、前記ゴルフクラブ用シャフトのグリップ端部から４００ｍｍ近傍までの範囲の曲げ剛性分布は、前記４００ｍｍの位置からグリップ端部に向かい０〜±５．０Ｎ・ｍ2／１００ｍｍの勾配を有し、かつ、シャフトたわみ量が４０〜１００ｍｍであることを特徴とする繊維強化樹脂製アイアンクラブ用シャフトである。
【０００８】
請求項３の発明は、繊維強化樹脂層を積層してなるゴルフクラブ用シャフトにおいて、該シャフトの先端部およびグリップ部に引張り弾性率１５０ＧＰａ以下の補強繊維を用いた繊維強化樹脂層を配設し、該シャフトの先端から２００ｍｍ近傍までの範囲の曲げ剛性の最大値が２０Ｎ・ｍ2以下であり、かつ、該シャフトの先端から２００ｍｍ近傍までの範囲の曲げ剛性の最小値が１０Ｎ・ｍ2以上であり、グリップ端部から４００ｍｍ近傍までの範囲の曲げ剛性の最低値が５０〜７０Ｎ・ｍ2の範囲にあり、最大値は８０Ｎ・ｍ2を超えず、かつ、前記ゴルフクラブ用シャフトのグリップ端部から４００ｍｍ近傍までの範囲の曲げ剛性分布は、前記４００ｍｍの位置からグリップ端部に向かい０〜±５．０Ｎ・ｍ2／１００ｍｍの勾配を有し、かつ、シャフトたわみ量が９０〜１６０ｍｍであることを特徴とする繊維強化樹脂製ウッドクラブ用シャフトである。
【０００９】
請求項４の発明は、繊維強化樹脂層を積層してなるゴルフクラブ用シャフトにおいて、該シャフトの先端部およびグリップ部に引張り弾性率１５０ＧＰａ以下の補強繊維を用いた繊維強化樹脂層を配設し、該シャフトの先端から２００ｍｍ近傍までの範囲の曲げ剛性の最大値が２０Ｎ・ｍ2以下であり、かつ、該シャフトの先端から２００ｍｍ近傍までの範囲の曲げ剛性の最小値が１０Ｎ・ｍ2以上であり、グリップ端部から４００ｍｍ近傍までの範囲の曲げ剛性の最低値が５０〜７０Ｎ・ｍ2の範囲にあり、最大値は８０Ｎ・ｍ2を超えず、かつ、前記ゴルフクラブ用シャフトのグリップ端部から４００ｍｍ近傍までの範囲の曲げ剛性分布は、前記４００ｍｍの位置からグリップ端部に向かい０〜±５．０Ｎ・ｍ2／１００ｍｍの勾配を有し、かつ、シャフトたわみ量が４０〜１００ｍｍであることを特徴とする繊維強化樹脂製アイアンクラブ用シャフトである。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項１から４のいずれかに記載の繊維強化樹脂製ゴルフクラブ用シャフトにおいて、グリップ端から４００ｍｍの間に外径が１６．０ｍｍ以上の部分を少なくとも一部有すること、若しくは、グリップ端部付近の外径が１６．０ｍｍ以上であることを特徴とする繊維強化樹脂製ゴルフクラブ用シャフトである。
【００１１】
請求項６の発明は、前記補強繊維は引張り弾性率６０ＧＰａ以下の炭素繊維であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の繊維強化樹脂製ゴルフクラブ用シャフトである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づき、本発明の好適な実施形態を説明するとともに、本発明について詳細に説明する。図２は本発明のゴルフクラブ用シャフトの外観図であり、図３は、本発明の実施例１のゴルフクラブ用シャフトと従来のシャフトの曲げ剛性分布を説明する図である。図４は、本発明の他の実施例のゴルフクラブ用シャフトの曲げ剛性分布を説明する図であり、図５はその積層。ゴルフクラブをスイングした時、テークバックからインパクトまでのシャフトのしなりがヘッドスピードや打球の飛び出し角度に影響を与えていることは周知である。そこで、シャフトのしなりをうまく利用することにより、ヘッドスピードを上昇させ、かつ、ボールの飛び出し角度を大きく（ヘッドが走ること）することが出来、その結果飛距離を増大させることが出来る。
【００１３】
前記ヘッドスピードを上昇させ、打球の飛び出し角度を大きくするには、シャフトのしなりの変化量が大きいほどより大きな効果が期待できるが、単にしなりの変化量が大きい（曲げ剛性が小さい）シャフトがよいと言うわけではなく、シャフトの曲げ剛性の分布が、最適となるように設計する必要がある。図２に示すように、シャフト１を長さ方向に３等分したヘッドを装着する先端側２、中央部３、グリップ側４として、先端側２の先端部２ａにおいて、シャフト１に与えられる、特に先端側２に与えられる曲げモーメントによりインパクト直前でもっともしなりの変化量が大となるが、そのしなりの変化量の累積の結果によりシャフト先端部２ａの傾き角度が決まり、故にインパクト時のボールの飛び出し角度が決まる。
【００１４】
このように、インパクト時にシャフト１の先端部２ａのしなりを最大限利用してボールの飛び出し角度を大きくするためには、シャフト先端２ｂの曲げ剛性の最低値が２０Ｎ・ｍ2以下であることが好ましい。さらに、前記シャフト先端２ｂから２００ｍｍ近傍までの曲げ剛性の最大値が２０Ｎ・ｍ2以下であることがより好ましい。前記先端部２ａは曲げ剛性が小さいほどしなりの変化量が多くなり、そのしなりの変化量の累積の結果を、インパクト時に利用できるため好ましいが、あまりに低すぎるとシャフト１の他の部分の剛性とのバランスが悪くなりヘッドが走らず、シャフト全体として滑らかにたわまないのでフィーリングも悪くなり、更にトウダウン方向のたわみも大きくなり打球位置も不安定になるため、１０Ｎ・ｍ2以上であることが好ましい。
【００１５】
グリップ側４について見てみると、クラブをスイング中にシャフトに与えられる曲げモーメントは、スイングする人の力量や、スイングのタイプにより異なる。特にスイングのトップ部（スイングの切り返し点）およびコック解放時においてグリップ部４ａ付近に与えられる曲げモーメントの大きさに差が大きく見られる。すなわち、グリップ部４ａのしなりの変化量が少ないとシャフト１の中央部３からグリップ部４ａにかけてのしなりが滑らかになり難く、また、しなりによるエネルギー（復元）を利用できないのでヘッドスピードの上昇が期待できない。したがって、インパクト時にこのグリップ部４ａのしなりによるエネルギー（復元）を最大限利用してヘッドスピードを上昇させるには、前記グリップ部４ａの曲げ剛性の最低値が７０Ｎ・ｍ2以下で、最大値は８０Ｎ・ｍ2を超えないことが必要である。さらに、好ましくは、グリップ端部４ｂから４００ｍｍ近傍までの範囲の曲げ剛性の値の最低値が５０〜７０Ｎ・ｍ2の範囲にあり、最大値が８０Ｎ・ｍ2を超えず、前記範囲の曲げ剛性分布を表わすグラフにおいて、該グラフは、前記４００ｍｍ近傍の位置からクリップ端部４ｂに向かい０〜±５．０Ｎ・ｍ2／１００ｍｍの勾配を有していることである。前記最大値が、前記範囲内の４００ｍｍ近傍、あるいは、グリップ端部４ｂ近傍に形成されているかなどその位置の設計により、プレーヤーのヘッドスピード、体力等に応じたゴルフクラブを形成することができる。
【００１６】
ヘッドスピードを上昇させるためにしなりによるエネルギー（復元）を増大させるためには、前記グリップ部４ａの曲げ剛性は低い方が好ましいが、あまりに低いとシャフト全体との曲げ剛性とのバランスが悪くなり、シャフト全体として滑らかにたわまずに極部的にたわむので、ヘッドスピードが上昇する効果があまり期待できず、スイング時のフィーリングも悪くなるので、５０〜６０Ｎ・ｍ2の範囲にあることが好ましい。さらに、本発明のシャフト１のグリップ部４ａの外径を、通常より太い１６．０ｍｍ以上に設定することにより、インパクト時のクラブヘッドのフェース面の角度をコントロールしやすく、さらに、スイートスポットに当てる確率も向上させることが可能であるため好ましい。また、前記したシャフト１の先端部２ａの曲げ剛性を低くする領域は、シャフト先端２ｂから１００ｍｍ近傍までの範囲であって、その最低値が２０Ｎ・ｍ2以下であるか、あるいは前記シャフト先端２ｂから２００ｍｍ近傍までの範囲であって、その最大値が２０Ｎ・ｍ2以下であり、グリップ部４ａの曲げ剛性を低くする範囲はグリップ端部４ｂから４００ｍｍ近傍までの範囲で、その最低値が７０Ｎ・ｍ2以下で、より好ましくは５０〜７０Ｎ・ｍ2の範囲内で、最大値は８０Ｎ・ｍ2を超えないことが、この発明の効果をより顕著なものとすることが出来る。これは、前記領域や範囲を超えると曲げ剛性を低くした影響がシャフト１の中央部３にまで及び、シャフト全体のフレックスに影響を及ぼすためである。
【００１７】
前記した本発明の構造を有するシャフト１は、シャフト全体のたわみ量がウッドクラブ用シャフトで９０〜１６０ｍｍ、アイアンクラブ用シャフトで４０〜１００ｍｍの範囲にあればより効果的であり好ましい。前記たわみ量は、本発明のシャフト１に、図示はしなかったがヘッド及びグリップを装着してゴルフクラブ完成品として、（社）日本ゴルフ用品協会認定のフレックス測定方法により測定した順式たわみ量の値をシャフトのたわみ量としたものである。
【００１８】
要すれば、本発明は、シャフト全体のフレックスは従来と同じでありながら、シャフト１の先端部２ａとグリップ部４ａの曲げ剛性を規定することにより、従来のフレックスのシャフトと同じ感覚でスイングしながら、ヘッドスピードの上昇とボールの飛び出し角度を大きくすることで飛距離を増大させることが出来るものである。
【００１９】
本発明のシャフト１は繊維強化樹脂材料により形成されることが効果的であり、その繊維強化樹脂層の積層構成を図１により説明する。シャフトは通常、一般的に引張り弾性率が７０〜８００ＧＰａの補強繊維からなる繊維強化樹脂プリプレグをマンドレルに巻回積層して形成される。前記シャフトは通常、繊維強化樹脂プリプレグの補強繊維の配向角度がシャフト長さ方向に対して２０〜６０°となるよう配置された斜交層６とシャフト長さ方向とほぼ同じとなるストレート層７の少なくとも２層から形成される。そして、一番径が細くて、打球時の負荷が大きいため他の部分より折れやすい先端部２ａには補強層８を配設して補強効果を重視している。従って、図３のシャフトの曲げ剛性分布の概念を説明するグラフからも分かるように、従来のシャフト２０の前記先端側２の曲げ剛性分布は滑らかとは言えなかった。また、シャフトはその外形状が該シャフト先端２ｂからグリップ端部４ｂに行くに従い径が大きくなるテーパーを有する形状であることから、グリップ端部４ｂに行くに従い曲げ剛性分布は順次大きくなる傾向にあった。
【００２０】
本発明は、引張り弾性率が７０〜８００ＧＰａの補強繊維からなる繊維強化樹脂層を積層して形成される繊維強化樹脂製のゴルフクラブ用シャフトの、前記繊維強化樹脂層の一部に引張り弾性率が１５０ＧＰａ以下の補強繊維を用いた繊維強化樹脂層５を配設したシャフト１である。前述したように、シャフト１の先端部２ａには補強層８を設けることが一般的であることから、前記補強層８を設けることによる前記先端部２ａの曲げ剛性の不必要な増加を防ぎ、滑らかにしなるようにするために、本発明のシャフト１は、前記先端部２ａの補強層８を引張り弾性率が１５０ＧＰａ以下の補強繊維から成る繊維強化樹脂層５により形成することで、前記先端部２ａの曲げ剛性を効率的に低減している。前記補強層８は、シャフト先端２ｂから所定の長さまでは肉厚が一定で、それ以上の長さではなめらかに肉厚が薄くなっていくようになっていて、シャフト先端２ｂから全長の４５％までには前記補強層８が終了している。
【００２１】
本発明において、先端部２ａの引張り弾性率が１５０ＧＰａ以下の補強繊維より成る補強層８の配設範囲は、前記範囲を超えるとシャフト重量の増加や、シャフト全体の曲げ剛性が上昇することになるので、滑らかなしなりを呈するシャフトとならないため好ましくない。
【００２２】
また、前述したように通常シャフトの外形状はテーパー形状であるため、グリップ端部４ｂに行くに従いシャフトの曲げ剛性は大きくなっている。本発明のシャフト１は、このグリップ部４ａの構成層に引張り弾性率が１５０ＧＰａ以下の補強繊維から成る繊維強化樹脂層５を配設することにより、前記グリップ部４ａの曲げ剛性を効率的に低減して、シャフトの中央部３からグリップ部４ａにかけてのしなりが滑らかになっている。前記引張り弾性率が１５０ＧＰａ以下の補強繊維から成る繊維強化樹脂層５は、グリップ端部４ｂから所定の長さまでは肉厚が一定で、それ以上の長さではなめらかに肉厚が薄くなっていくようになっていて、グリップ端部４ｂから全長の４５％までには前記繊維強化樹脂層５が終了している。
【００２３】
本発明において、グリップ部４ａの引張り弾性率が１５０ＧＰａ以下の補強繊維より成る繊維強化樹脂層５の配設範囲は、前記範囲を超えるとシャフト全体の曲げ剛性分布に影響を及ぼし、フレックスが変わってしまうので好ましくない。前記構成とすることにより本発明のシャフト１は、該シャフト先端２ｂから１００ｍｍ近傍までの範囲の曲げ剛性の最低値が２０Ｎ・ｍ2以下であり、かつ、グリップ端部４ｂから４００ｍｍ近傍までの範囲の曲げ剛性の最低値が７０Ｎ・ｍ2以下であることが必要である。さらには前記シャフト先端２ｂから１００ｍｍ近傍までの範囲の曲げ剛性の最低値が１０〜２０Ｎ・ｍ2  の範囲にあることが好ましく、かつ、前記グリップ端部４ｂから４００ｍｍ近傍までの範囲の曲げ剛性の最低値が５０〜６０Ｎ・ｍ2の範囲にあることがより好ましい。
【００２４】
また、本発明のシャフト１は、前述したように、前記シャフト１の先端部２ａとグリップ部４ａの曲げ剛性を従来のシャフトよりも低く設計してあるが、前記両部分、特に先端部２ａの曲げ強さは、前記先端部２ａの折損につながる重要な要因であるため、前記した曲げ剛性分布を有しながら、曲げ強さは従来と同等であることが必要で、そのため前記引張り弾性率１５０ＧＰａ以下の補強繊維は、引張り強度は１０００ＭＰａ以上であることが好ましい。
【００２５】
本発明に使用される引張り弾性率が７０〜８００ＧＰａの補強繊維としては、ガラス繊維、アラミド繊維、炭素繊維、ボロン繊維などが使用できるが、繊維強化樹脂成形品としての機械的特性に優れていること等を考慮して、炭素繊維を用いることが好ましい。
【００２６】
本発明に使用される引張り弾性率が１５０ＧＰａ以下の補強繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、などが使用できるが、本発明の曲げ剛性を有するシャフトを効率的に形成するためには、好ましくは引張り弾性率が６０ＧＰａ以下の炭素繊維、更に好ましくは、引張り弾性率が３０〜６０ＧＰａの炭素繊維であれば、本発明の効果がより顕著となる。また、曲げ強度を向上させるために、前記補強繊維は引張り強度が１０００ＭＰａ以上であるもの好ましく用いられる。前記範囲の補強繊維であれば、ガラス繊維、アラミド繊維やポリアクリルニトリル系、ピッチ系等の炭素繊維を用いることが出来る。なお、これらの補強繊維は単独又は２種類以上を併用して使用することも出来る。
【００２７】
また、本発明に用いられるマトリックス樹脂としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂、ユリア樹脂等から選ばれる熱硬化性樹脂が用いられ、通常エポキシ樹脂が好ましく用いられる。
【００２８】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明する。
［実施例１］マンドレルの先端外径が３．４ｍｍ、グリップ端部の外径が１４．５ｍｍ、長さが１２００ｍｍのテーパーを有するステンレス製のマンドレル９に、図１に示すように、斜交層６として引張り弾性率が２８０ＧＰａの炭素繊維から成る繊維強化樹脂プリプレグ６ａ、６ｂを巻き付けた後、ストレート層７として引張り弾性率が６０ＧＰａ以下の炭素繊維から成る繊維強化樹脂プリプレグ５ａと引張り弾性率が２８０ＧＰａの炭素繊維から成る繊維強化樹脂プリプレグ７ａを組み合わせて構成した。
【００２９】
すなわち、グリップ端部４ｂから４００〜６００ｍｍの間に前記プリプレグ５ａ、７ａの境界を斜めに設け、前記グリップ側４に前記引張り弾性率が６０ＧＰａ以下の炭素繊維から成るプリプレグ５ａを先端を斜めにカットして配置し、残りの部分を含む先端側２に引張り弾性率が２８０ＧＰａの炭素繊維から成るプリプレグ７ａを配置して前記ストレート層７として、前記斜交層６の外側に巻き付けた。
【００３０】
そしてさらに斜交層６として引張り弾性率が２８０ＧＰａの炭素繊維から成るプリプレグ６ａ、６ｂを巻き付けた後、その外側に、シャフト先端２ｂから４００ｍｍ程度の範囲に前記引張り弾性率が６０ＧＰａ以下の炭素繊維から成るプリプレグ５ａを前記炭素繊維をシャフト長さ方向となる０°方向に配向させて配置した。また前記プリプレグ５ａのグリップ側４の端部５ｂは斜めにカットして、補強層８の配設による曲げ剛性の分布が滑らかになるようにしてある。
【００３１】
前記の如く所定のプリプレグを巻回した後、ラッピングテープを巻き付け加熱硬化後、ラッピングテープを取り除き、研磨を行いシャフト１０を得た。このシャフト１０についてシャフト先端２ｂから１００ｍｍ近傍の曲げ剛性を測定したところ、最低値は１０Ｎ・ｍ2で、１００ｍｍ近傍の位置では１６Ｎ・ｍ2であり、グリップ端部４ｂより４００ｍｍ近傍までの曲げ剛性を測定したところ最低値は５５Ｎ・ｍ2であった。またシャフト１０のたわみ量は１３８ｍｍであった。前記のように形成したシャフト１０にヘッド及びグリップを取り付けゴルフクラブとした。前記ゴルフクラブを２人のゴルファーに各１０回ずつ試打させ、打球前後のヘッドとボールの挙動をハイスピードカメラにより撮影し、打球直前のヘッドスピード、ブロー角、打球時のボール初速を測定した。また、飛距離の計測も同時に行った。測定結果の平均値を表１に示す。
［実施例２］マンドレルの先端外径が５．１ｍｍ、グリップ端部の外径が１５．２ｍｍ、長さが１４００ｍｍのテーパーを有するステンレス製のマンドレル９を用意した。図５に示すように、前記マンドレル９に斜交層６として引張り弾性率が２８０ＧＰａの炭素繊維から成るプリプレグ６ａ、６ｂ、を巻き付けた。次にストレート層７として引張り弾性率が６０ＧＰａ以下の炭素繊維から成るプリプレグ５ａと引張り弾性率が２８０ＧＰａの炭素繊維から成るプリプレグ７ａを組み合わせて構成した。ストレート層７はグリップ端部４ｂから４００〜６００ｍｍの間に前記プリプレグ５ａ、７ａの境界を斜めに設け、前記グリップ側４に前記引張り弾性率が６０ＧＰａ以下の炭素繊維から成るプリプレグ５ａを先端を斜めにカットして配置し、残りの部分を含む先端側２に引張り弾性率が２８０ＧＰａの炭素繊維から成るプリプレグ７ａを配置して前記ストレート層７としたものであり、このものを前記斜交層６の外側に巻き付けた。次に、ストレート層７１として引張り弾性率が２８０ＧＰａの炭素繊維から成るプリプレグ７ａと、補強層８として引張り弾性率が６０ＧＰａ以下の炭素繊維から成るプリプレグ５ａであって、そのシャフト先端２ｂから２００〜４００ｍｍの間を斜めにカットしたもの、さらに、ストレート層７２として引張り弾性率が２８０ＧＰａの炭素繊維から成るプリプレグ７ａの順で巻きつけた。
【００３２】
前記の如く所定のプリプレグを巻回した後、ラッピングテープを巻き付け加熱硬化後、ラッピングテープを取り除き、研磨を行い重量が４２ｇで長さが１１６９ｍｍのシャフト１２を得た。このシャフト１２について先端から２００ｍｍ近傍までの曲げ剛性を測定したところ、最低値は１０Ｎ・ｍ2で、最大値は先端から２００ｍｍの位置にあり、その値は１６Ｎ・ｍ2であった。グリップ端部４ｂより４００ｍｍ近傍までの曲げ剛性を測定したところ最低値は５８Ｎ・ｍ2で、最大値はグリップ端部４ｂ付近にあり、６５Ｎ・ｍ2であり、グリップ端部４ｂ付近の外径は１６．２ｍｍであった。またシャフト１２のたわみ量は１３９ｍｍであった。前記のように形成したシャフト１２にヘッド及びグリップを取り付けゴルフクラブとした。前記ゴルフクラブを複数名のゴルファーに各５〜１０回ずつ試打させ、打球直前のヘッドスピードと飛距離の計測も同時に行った。測定結果の平均値を表２に示す。
[実施例３]実施例２と同様のマンドレル９に、補強層８として引張り弾性率が６０ＧＰａ以下の炭素繊維から成るプリプレグ５ａであって、そのシャフト先端２ｂから１００〜３００ｍｍの間を斜めにカットしたものを用いた他は実施例２と同様に積層してシャフト１３を得た。該シャフト１３の重量は４２ｇで長さは１１６９ｍｍであった。このシャフト１３について先端から２００ｍｍ近傍の曲げ剛性を測定したところ、最低値は１０Ｎ・ｍ2で、最大値は先端から２００ｍｍの位置にあり、その値は１５Ｎ・ｍ2であった。グリップ端部４ｂより４００ｍｍ近傍までの曲げ剛性を測定したところ最低値は５３Ｎ・ｍ2で、グリップ端部４ｂ付近の曲げ剛性は５７Ｎ・ｍ2であり、そのグリップ端部４ｂ付近の外径は１６．２ｍｍであった。またシャフト１３のたわみ量は１３７ｍｍであった。前記のように形成したシャフト１３にヘッド及びグリップを取り付けゴルフクラブとした。前記ゴルフクラブを複数名のゴルファーに各５〜１０回ずつ試打させ、打球直前のヘッドスピードと飛距離の計測も同時に行った。測定結果の平均値を表２に示す。
【００３３】
［比較例］実施例と同様のマンドレルに実施例の仕様のうち、引張り弾性率が６０ＧＰａ以下の炭素繊維に代えて２８０ＧＰａの炭素繊維を用いた他は、実施例と同様の仕様として、実施例と同様に成形して比較例のシャフト２０とした。このシャフトについて先端から２００ｍｍ近傍までの曲げ剛性を測定したところ、最低値は２１Ｎ・ｍ2で、最大値は２５Ｎ・ｍ2であり、１００ｍｍ近傍の位置では２１Ｎ・ｍ2であった。グリップ端部４ｂより４００ｍｍ近傍の曲げ剛性を測定したところ最低値は７０Ｎ・ｍ2でグリップ端部４ｂ付近の曲げ剛性は１３０Ｎ・ｍ2であり、そのグリップ端部４ｂ付近の外径は１５．３ｍｍであった。またシャフト２０のたわみ量は１３８ｍｍであった。前記のように形成したシャフト２０にヘッド及びグリップを取り付けゴルフクラブとした。前記ゴルフクラブを２人のゴルファーに各１０回ずつ試打させ、打球直前のヘッドスピード、ブロー角、打球時のボールの飛び出し角度をハイスピードカメラにより測定した。測定結果の平均値を表１に示す。また、別に、前記ゴルフクラブを複数名のゴルファーに各５〜１０回ずつ試打させ、打球直前のヘッドスピードと飛距離の計測も同時に行った。測定結果の平均値を表２に示す。
【００３４】
【表１】ゴルフクラブの実験結果
0003540195.tif 000002
注：ブロー角：打球時のヘッドとボールが衝突する直前
のヘッドの移動方向と水平線のなす角度（＋：アッパーブロー、−：ダウンブロー）
【００３５】
【表２】ゴルフクラブの実験結果
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【００３６】
【発明の効果】
本発明のゴルフクラブ用シャフトは、前記したようにシャフト先端部とグリップ部の曲げ剛性を、前記シャフトが滑らかにしなる曲げ剛性分布としたから、ヘッドスピードが上昇し、かつ、ブロー角を大きくして打球時のボールの飛び出し角度大きく出来るので、飛距離が増大する。また、本発明のシャフトはシャフト先端部とグリップ部に引張り弾性率が１５０ＧＰａ以下の補強繊維からなる繊維強化樹脂層を配設して成ることから、前記部分の曲げ剛性を効率的に低減したシャフトとすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のシャフトの積層形態を説明する図。
【図２】シャフトの外観図。
【図３】従来のシャフトと本発明の実施例１のシャフトの剛性分布を説明する図。
【図４】本発明の他の実施例を示すシャフトの剛性分布を説明する図。
【図５】本発明の他の実施例２のシャフトの積層形態を説明する図。
【符号の説明】
１    シャフト
２    先端側
２ａ  先端部
２ｂ  シャフト先端
３    中央部
４    グリップ側
４ａ  グリップ部
４ｂ  グリップ端部
５    繊維強化樹脂層
５ａ  プリプレグ
５ｂ  端部
６    斜交層
６ａ  プリプレグ
６ｂ  プリプレグ
７    ストレート層
７ａ  プリプレグ
８    補強層
９    マンドレル
１０  シャフト
１１  シャフト
１２  シャフト
１３  シャフト
２０  従来のシャフト
７１  ストレート層
７２  ストレート層
【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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