(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の繊維強化樹脂層で構成されるゴルフクラブ用シャフトにおいて、バックスピン量を減少させるとともに安定させ、しかも、高い曲げ強度をも付与する。【解決手段】シャフトの少なくとも細径端乃至２００ｍｍに亘る部分に配置された第１のバイアス層２１ａと、該第１のバイアス層よりも太径側に、該第１のバイアス層とは重ならないように配置された第２のバイアス層２１ｂとを設け、これら各層の具備する炭素繊維の弾性率を適切に設定する。また、シャフトの少なくとも細径端乃至１００ｍｍに亘る部分に配置された第１の細径側ストレート層２２ａと、当該シャフトの少なくとも細径端から１５０ｍｍ乃至２００ｍｍに亘る部分に、第１の細径側ストレート層とは重ならないように配置された第２の細径側ストレート層２２ｂを設け、これら各層の具備する炭素繊維として特定の弾性率、引張伸度のものを使用する。【選択図】図１
2011087799.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の繊維強化樹脂層で構成されるゴルフクラブ用シャフトであって、
炭素繊維がシャフト軸方向に対して+３０〜+７０°に配向された層と、−３０〜−７０°に配向された層とが積層されたバイアス層と、
炭素繊維がシャフト軸方向に配向された細径側ストレート層とを有し、
前記バイアス層は、当該ゴルフクラブ用シャフトの少なくとも細径端乃至２００ｍｍに亘る部分に配置された第１のバイアス層と、該第１のバイアス層よりも太径側に、該第１のバイアス層とは重ならないように配置された第２のバイアス層とからなり、前記第１のバイアス層中の炭素繊維の弾性率は、前記第２のバイアス層中の炭素繊維の弾性率よりも少なくとも５０ＧＰａ大きく、
前記細径側ストレート層は、当該ゴルフクラブ用シャフトの少なくとも細径端乃至１００ｍｍに亘る部分に配置された第１の細径側ストレート層と、当該ゴルフクラブ用シャフトの少なくとも細径端から１５０ｍｍ乃至２００ｍｍに亘る部分に、前記第１の細径側ストレート層とは重ならないように配置された第２の細径側ストレート層とからなり、前記第１の細径側ストレート層中の炭素繊維は、弾性率が３５０ＧＰａ以上、引張伸度が１．２％以上であり、前記第２の細径側ストレート層中の炭素繊維は、弾性率が１００ＧＰａ以下、引張伸度が１．２％以上であることを特徴とするゴルフクラブ用シャフト。
【請求項２】
前記第１の細径側ストレート層は、厚さが、０．１２５ｍｍ以下である請求項１記載のゴルフクラブ用シャフト。
【請求項３】
前記第２の細径側ストレート層は、厚さが、０．１２５ｍｍ以下である請求項１又は２に記載のゴルフクラブ用シャフト。
【請求項４】
前記バイアス層は、前記細径側ストレート層よりも内側に形成されている請求項１〜３のいずれかに記載のゴルフクラブ用シャフト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴルフクラブ用シャフトに関する。
【背景技術】
【０００２】
ゴルフの打球の飛距離は、ボールの初速、打ち出し角度、スピン量で決定することが知られている。ゴルフのスコアを良くするためには、飛距離の安定性が非常に重要であり、よって、安定した飛距離を得るためには、これら３つの要素のバラツキを減少させることが必要となってくる。
【０００３】
ボールの初速、打ち出し角度、スピン量は、ゴルフヘッドの特性に依存するが、これら３つの要素の安定性については、ボールを打撃する瞬間のシャフトの動き（変形）が影響をする。特にゴルフクラブ用シャフト（以下、単にシャフトという場合もある。）の細径部の変形がこれらの要素に大きく影響し、この部分のシャフトの曲げ剛性を上げれば、シャフトの変形量を抑制することが出来るため、これらの要素が安定することが知られている。
【０００４】
しかしながら、単にゴルフクラブ用シャフトの細径部のシャフトの曲げ剛性を上げると、フィーリングが硬くなったり、ヘッドの返りが悪くなったりするなどのデメリットがある。また、炭素繊維で強化された繊維強化樹脂製のシャフトにおいて、シャフトの曲げ剛性を上げるために弾性率の高い炭素繊維の使用量を多くし過ぎると、一般的に弾性率の高い炭素繊維は引張強度が低いため、シャフトの強度が低下し、シャフトの折損が生じ易くなる。さらにまた、この部分の曲げ剛性を高くし過ぎると、ヘッドのトゥダウンが抑制され過ぎて、ヘッドの中央より下部にボールがヒットし易くなり、打ち出し角度が低く、バックスピン量の多い弾道になるため、飛距離の損失につながり易い。
【０００５】
これに対し、特許文献１では、クラブヘッドのホーゼル部から５ｍｍ〜５０ｍｍのシャフトの曲げ剛性を高めることで、打ち出し角度のバラツキを抑えることが出来るとしている。
【０００６】
しかしながら、特許文献１のようにクラブヘッドのホーゼル部から５ｍｍ〜５０ｍｍの間の曲げ剛性を高めると、クラブヘッドのホーゼル部のシャフトの曲げ剛性が極端に低くなる構造となるため、ホーゼル部でのシャフトの折損を生じやすいという欠点がある。
【０００７】
上記とは反対に、ゴルフクラブシャフトの細径部のシャフトの曲げ剛性を下げると、ヘッドの返りが良くなって、ボールの打ち出し角度が上がり飛距離を向上させ易いメリットがある。しかし、ヘッド近傍のシャフトの曲げ剛性が低すぎると打点がバラツキ易く、飛距離の安定性には欠けるデメリットがある。また、シャフトの曲げ剛性を下げるために、炭素繊維で強化された繊維強化樹脂製のシャフトにおいて、炭素繊維の使用量を減らすと、シャフトの強度が低下し、シャフトの折損が生じやすくなる。
【０００８】
これに対し、特許文献２、３では、５〜１５０ＧＰａの炭素繊維を補強層に用いることによって、強度を低下することなく、シャフトの曲げ剛性を下げることが出来るとしている。
【０００９】
しかしながら、特許文献２、３では、強度を下げずにシャフトの曲げ剛性を下げることが可能ではあるが、安定した打ち出し角度、スピン量を得ることが出来ない。
【００１０】
また、本発明者は、シャフトの細径部の曲げ剛性が高く、シャフトの細径部の変形が抑制され、かつ、十分な曲げ強度をも有するシャフトとして、その細径部に、特定の第１の繊維強化樹脂層と第２の繊維強化樹脂層とが重なり合わないように設けられたシャフトを提案している（特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許第３５１８７８３号公報
【特許文献２】特許第３２９６９７０号公報
【特許文献３】特許第３３１７６１９号公報
【特許文献４】特開２００９−１８９５５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献４に記載されたシャフトでは、上下および左右の打ち出し角度が安定するものの、バックスピン量が多く、そのために、十分な飛距離が得られない傾向にあった。
【００１３】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、バックスピン量を減少させるとともに安定させることができ、しかも、高い曲げ強度をも有するゴルフクラブ用シャフトの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
（１）複数の繊維強化樹脂層で構成されるゴルフクラブ用シャフトであって、炭素繊維がシャフト軸方向に対して+３０〜+７０°に配向された層と、−３０〜−７０°に配向された層とが積層されたバイアス層と、炭素繊維がシャフト軸方向に配向された細径側ストレート層とを有し、前記バイアス層は、当該ゴルフクラブ用シャフトの少なくとも細径端乃至２００ｍｍに亘る部分に配置された第１のバイアス層と、該第１のバイアス層よりも太径側に、該第１のバイアス層とは重ならないように配置された第２のバイアス層とからなり、前記第１のバイアス層中の炭素繊維の弾性率は、前記第２のバイアス層中の炭素繊維の弾性率よりも少なくとも５０ＧＰａ大きく、前記細径側ストレート層は、当該ゴルフクラブ用シャフトの少なくとも細径端乃至１００ｍｍに亘る部分に配置された第１の細径側ストレート層と、当該ゴルフクラブ用シャフトの少なくとも細径端から１５０ｍｍ乃至２００ｍｍに亘る部分に、前記第１の細径側ストレート層とは重ならないように配置された第２の細径側ストレート層とからなり、前記第１の細径側ストレート層中の炭素繊維は、弾性率が３５０ＧＰａ以上、引張伸度が１．２％以上であり、前記第２の細径側ストレート層中の炭素繊維は、弾性率が１００ＧＰａ以下、引張伸度が１．２％以上であることを特徴とするゴルフクラブ用シャフト
（２）前記第１の細径側ストレート層は、厚さが、０．１２５ｍｍ以下である（１）に記載のゴルフクラブ用シャフト。
（３）前記第２の細径側ストレート層は、厚さが、０．１２５ｍｍ以下である（１）又は（２）に記載のゴルフクラブ用シャフト。
（４）前記バイアス層は、前記細径側ストレート層よりも内側に形成されている（１）〜（３）のいずれかに記載のゴルフクラブ用シャフト。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のゴルフクラブ用シャフトによれば、バックスピン量を減少させるとともに安定させることができ、しかも、高い曲げ強度をも有する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のゴルフクラブ用シャフトの一実施形態例について、これを構成するプリプレグの裁断形状と、巻き付け順序とを示す説明図である。
【図２】実施例で使用したマンドレルの概略説明図である。
【図３】実施例でゴルフクラブ用シャフトの製作に用いたプリプレグの裁断形状と、マンドレルへの巻き付け順序とを示す説明図である。
【図４】ゴルフクラブ用シャフトの３点曲げ試験装置の概略図である。
【図５】比較例でゴルフクラブ用シャフトの製作に用いたプリプレグの裁断形状と、マンドレルへの巻き付け順序とを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下本発明を詳細に説明する。
本発明のゴルフクラブ用シャフトは、例えば、図１のパターン１〜７に示すような裁断形状を有するプリプレグ２１〜２７を、パターン１〜７の順番でマンドレル１０に巻き付けて積層した後、加熱硬化した複数の繊維強化樹脂層で構成されるものであって、バイアス層（第１のバイアス層および第２のバイアス層）と、細径側ストレート層（第１の細径側ストレート層および第２の細径側ストレート層）とを少なくとも有する。
バイアス層は、炭素繊維がシャフト軸方向に対して+３０〜+７０°に配向された層と、−３０〜−７０°に配向された層とが積層してなる。この例では、バイアス層はプリプレグ２１から形成され、具体的には、第１のバイアス層はプリプレグ２１ａから形成され、第２のバイアス層はプリプレグ２１ｂから形成される。一方、細径側ストレート層は、炭素繊維がシャフト軸方向に配向された層であり、プリプレグ２２から形成される。具体的には、第１の細径側ストレート層はプリプレグ２２ａから形成され、第２の細径側ストレート層はプリプレグ２２ｂから形成される。
以下、各層について説明する。
【００１８】
［バイアス層］
バイアス層は、図１のパターン１のプリプレグ２１から構成される層であって、プリプレグ２１ａから形成される第１のバイアス層と、プリプレ部２１ｂから形成される第２のバイアス層とからなる。この例では、各プリプレグ２１ａ、２１ｂは、+４５°に配向された層（＋４５°層）と−４５°に配向された層（−４５°層）とが、矢印Ａ方向にややずれるように重ねられて貼り合わされ、各々構成されている。図中、符号αで示す距離が「ずれ」に相当し、この例では、マンドレル１０に巻き付けた場合に、＋４５°層と−４５°層とが半周分ずれるように重ねられている。
【００１９】
プリプレグ２１のうち、第１のバイアス層に相当するプリプレグ２１ａは、シャフトの細径端（図中左端）側に配置され、第２のバイアス層に相当するプリプレグ２１ｂは、プリプレグ２１ａよりも太径側に配置される。そして、これらプリプレグ２１ａとプリプレグ２１ｂとは、互いに重ならないように、それぞれの切断面が突合部３０ａ、３０ｂで突き合わされて配置され、パターン１の形状とされている。
【００２０】
このようにプリプレグ２１は、プリプレグ２１ａの＋４５°層と−４５°層、プリプレグ２１ｂの＋４５°層と−４５°層から構成されている。
具体的には、プリプレグ２１ａの＋４５°層は、シャフトの細径端から距離Ｌｘに亘る部分までは、巻き回数が緩やかに漸減するように設定され、それ以降、細径端からの距離がＬｙとなる位置までは、巻き回数が急激に漸減するように設定されている。一方、プリプレグ２１ｂの＋４５°層は、シャフトの細径端から距離Ｌｘに亘る部分までは、配置されず、それ以降、細径端からの距離がＬｙとなる位置までは、巻き回数が急激に漸増するように設定され、距離Ｌｙよりも太径側では、巻き回数が緩やかに漸減した後、漸増するように設定されている。最終的には、細径端と太径端とでは、太径端の巻き回数の方が少なくなるように設定される。このように細径端側の巻き回数が多いと、ねじれ剛性（トルク）を小さくできる。なお、この例では、距離Ｌｙよりも太径側では、巻き回数が緩やかに漸減した後、漸増するように設定されているが、巻き回数が緩やかに漸減した後、一定になってもよい。
そして、プリプレグ２１ａの＋４５°層が急激に漸減するとともに、プリプレグ２１ｂの＋４５°層が急激に漸増する部分が、プリプレグ２１ａの＋４５°層とプリプレグ２１ｂの＋４５°層とが突き合わされる突合部３０ａであって、この突合部３０ａは、突き合わされる層の炭素繊維の配向角度と同じ＋４５°（シャフト軸方向に対する切断面の角度）となるように形成されている。
【００２１】
また、同様に、プリプレグ２１ａの−４５°層は、シャフトの細径端から距離Ｌｘに亘る部分までは、巻き回数が緩やかに漸減するように設定され、それ以降、細径端からの距離がＬｙとなる位置までは、巻き回数が急激に漸減するように設定されている。一方、プリプレグ２１ｂの−４５°層は、シャフトの細径端から距離Ｌｘに亘る部分までは、配置されず、それ以降、細径端からの距離がＬｙとなる位置までは、巻き回数が急激に漸増するように設定され、距離Ｌｙよりも太径側では、巻き回数が緩やかに漸減した後、漸増するように設定されている。最終的には、細径端と太径端とでは、太径端の巻き回数の方が少なくなるように設定される。なお、この例では、距離Ｌｙよりも太径側では、巻き回数が緩やかに漸減した後、漸増するように設定されているが、巻き回数が緩やかに漸減した後、一定になってもよい。
そして、プリプレグ２１ａの−４５°層が急激に漸減するとともに、プリプレグ２１ｂの−４５°層が急激に漸増する部分が、プリプレグ２１ａの−４５°層とプリプレグ２１ｂの−４５°層とが突き合わされる突合部３０ｂであって、この突合部３０ｂは、突き合わされる層の炭素繊維の配向角度と同じ−４５°（シャフト軸方向に対する切断面の角度）となるように形成されている。
【００２２】
また、プリプレグ２１ａとプリプレグ２１ｂとは、互いに異なる弾性率の炭素繊維を具備しており、具体的には、プリプレグ２１ａ（第１のバイアス層）中の炭素繊維は、プリプレグ２１ｂ（第２のバイアス層）中の炭素繊維よりも、弾性率が少なくとも５０ＧＰａ大きく設定されている。
【００２３】
このようにプリプレグ２１ａ（第１のバイアス層）中の炭素繊維は、プリプレグ２１ｂ（第２のバイアス層）中の炭素繊維よりも、弾性率が少なくとも５０ＧＰａ大きく、好ましくは２５０ＧＰａまでの範囲内で大きく設定されると、得られるシャフトは、ボールを打撃する瞬間のシャフトの細径部の変形、特に曲げと捩りが抑制され、その結果、方向性（打ち出し角度）、ボールのスピンが安定し、バックスピン量も減少し、かつ安定化するものとなる。
また、ここでプリプレグ２１ａとプリプレグ２１ｂとは重ね合わされないように、突き合わされて配置されているために、それぞれのプリプレグ２１ａ、２１ｂはそれぞれが具備する炭素繊維の弾性率による作用を十分に発揮し、その結果、上記の効果が得られる。
また、その際、プリプレグ２１ａにより形成される第１のバイアス層をシャフトの少なくとも細径端乃至２００ｍｍに亘る部分に配置することにより、このような炭素繊維による作用をより十分に発揮できる。このように第１のバイアス層を配置するには、距離Ｌｙを少なくとも２００ｍｍに設定すればよいが、好ましくは、距離Ｌｘが少なくとも２００ｍｍとなるようにする。
【００２４】
第２のバイアス層は、第１のバイアス層と重ならないように、第１のバイアス層よりも太径側の少なくとも一部に配置されればよいが、好ましくは、図示例のように、太径端（図中右端）までに亘るように、第１のバイアス層が配置されていない部分の全長に亘って配置されることが好ましい。
【００２５】
また、各突合部３０ａ、３０ｂの角度と、突き合わされる層の炭素繊維の配向角度とを同じ角度にすることによって、各突合部３０ａ、３０ｂにおいて炭素繊維が切断されることなく、プリプレグ２１ａとプリプレグ２１ｂとを一体化することが出来る。そのため、シャフトの強度を低下させることなく、曲げ剛性を変化させることが出来る。各突合部３０ａ、３０ｂの角度と、突き合わされる層の炭素繊維の配向角度とを同じ角度にするためには、距離Ｌｘに応じて距離Ｌｙを適切に設定すればよい。
【００２６】
なお、通常、繊維強化樹脂層で構成されるゴルフクラブ用シャフトは、加熱硬化後に細径端部と太径端部とをカットして長さを調整する。ここで言う距離Ｌｘは、このようにカットした後の長さが少なくとも２００ｍｍとなるように設定する。例えば、細径端部を１０ｍｍカットする場合は少なくともＬｘ＝２１０ｍｍ、細径端部を２０ｍｍカットする場合は少なくともＬｘ＝２２０ｍｍと設定しておけばよい。すなわち、各距離は、カット後を基準とするものである。
【００２７】
また、プリプレグ２１ａの厚さ（+４５°層と−４５°層の総厚）とプリプレグ２１ｂの厚さの差は、０．０５ｍｍ未満であることが好ましい。０．０５ｍｍを超えると、外径に差が出るため曲げ剛性が大きく変化したり、応力集中により折損が発生し易くなったりする傾向がある。
【００２８】
各プリプレグ２１ａ、２１ｂでは、炭素繊維が強化繊維として使用されている。炭素繊維は、軽量、かつ高強力な無機系繊維のなかでも、特に比強度、比剛性に優れる。炭素繊維としては、一方向性材料である長繊維を用いることが本発明の効果を得るうえで好適である。
【００２９】
各プリプレグ２１ａ、２１ｂを構成するマトリックス樹脂には、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を使用することができるが、好ましくは熱硬化性樹脂が用いられる。
熱可塑性樹脂としては、ポリアミド系樹脂、ポリアクリレート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、およびこれらの混合樹脂を用いることができる。一方、熱硬化性樹脂としては、エポキシ系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、フェノール系樹脂、ユリア系樹脂、メラミン系樹脂、ジアリルフタレート系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリイミド系樹脂、およびこれらの混合樹脂を使用することができる。中でも、エポキシ系樹脂は硬化収縮率が少なく、高い剛性と靭性値を有するので、最も好ましく使用される。
【００３０】
［細径側ストレート層］
細径側ストレート層は、図１のパターン２のプリプレグ２２から構成される層であって、炭素繊維がシャフト軸方向に配向された層からなる。
この細径側ストレート層は、プリプレグ２２ａから形成される第１の細径側ストレート層と、プリプレグ２２ｂから形成される第２の細径側ストレート層とからなり、プリプレグ２２ａは、シャフトの細径端（図中左端）側に配置され、プリプレグ２２ｂは、プリプレグ２２ａよりも太径側に配置される。そして、これらプリプレグ２２ａとプリプレグ２２ｂとは、互いに重ならないように、それぞれの切断面が突合部３１で突き合わされて配置され、パターン２の形状とされている。
【００３１】
具体的には、プリプレグ２２ａは、シャフトの細径端から距離Ｌａに亘るまでは、巻き回数が一定（例えば１回。）になるように設定され、それ以降、細径端からの距離がＬａ＋Ｌｃとなる位置までは、巻き回数が漸減するように設定されている。一方、プリプレグ２２ｂは、シャフトの細径端から距離Ｌａに亘る部分までは、配置されず、それ以降、細径端からの距離がＬａ＋Ｌｃとなる位置までは、巻き回数が漸増するように設定されている。それ以降、距離Ｌａ＋Ｌｃの位置〜距離Ｌａ＋Ｌｃ＋Ｌｂの位置までは、巻き回数が一定（例えば１回。）になり、それ以降、距離Ｌａ＋Ｌｃ＋Ｌｂ＋Ｌｄとなる位置までは、巻き回数が漸減するように設定されている。
そして、プリプレグ２２ａが漸減するとともに、プリプレグ２２ｂが漸増する部分が、プリプレグ２２ａとプリプレグ２２ｂとが突き合わされる突合部３１である。
【００３２】
また、プリプレグ２２ａ（第１の細径側ストレート層）中の炭素繊維は、弾性率が３５０ＧＰａ以上、引張伸度が１．２％以上であり、プリプレグ２２ｂ（第２の細径側ストレート層）中の炭素繊維は、弾性率が１００ＧＰａ以下、引張伸度が１．２％以上である。
【００３３】
このようにプリプレグ２２ａとプリプレグ２２ｂとが重ね合わされないことで、それぞれのプリプレグ２２ａ、２２ｂはそれぞれが具備する炭素繊維の弾性率および引張伸度による作用を十分に発揮することができる。
また、その際、プリプレグ２２ａにより形成される第１の細径側ストレート層をシャフトの少なくとも細径端乃至１００ｍｍに亘る部分に配置し、かつ、プリプレグ２２ｂにより形成される第２の細径側ストレート層をシャフトの少なくとも細径端から１５０ｍｍ乃至２００ｍｍに亘る部分に配置することにより、このような炭素繊維による作用をより十分に発揮できる。また、特にこのような第２の細径側ストレート層を設けることにより、シャフトに高い曲げ強度を付与でき、折損する確率が非常に少ないゴルフクラブ用シャフトとすることが出来る。
【００３４】
このように第１の細径側ストレート層と第２の細径側ストレート層とを配置するには、距離Ｌａ＋Ｌｃを少なくとも１００ｍｍ、好ましくは距離Ｌａを少なくとも１００ｍｍとする。そして、同時に、距離Ｌａが１５０ｍｍ未満、好ましくは距離Ｌａ＋Ｌｃが１５０ｍｍ未満であり、距離Ｌａ＋Ｌｃ＋Ｌｂ＋Ｌｄが２００ｍｍを超え、好ましくは距離Ｌａ＋Ｌｃ＋Ｌｂが２００ｍｍを超えるようにすればよい。
【００３５】
また、距離Ｌｃは、ボールの打撃時の曲げ応力集中を緩和する上で非常に重要であり、距離Ｌｃが短過ぎると打撃時の曲げ応力により折損し易くなり、長過ぎるとシャフトの曲げ剛性が高くなり過ぎてしまう。そのため、距離Ｌｃは、２０ｍｍ〜５０ｍｍが好ましく、３０ｍｍ〜４０ｍｍがより好ましい。また、距離Ｌｄも応力集中を緩和する上で重要であり、２０ｍｍ〜７０ｍｍが好ましく、３０ｍｍ〜６０ｍｍがより好ましい。
また、距離Ｌｂは、シャフトの曲げ剛性をあまり上げずに、十分な曲げ強度を得るために重要であり、距離Ｌｂが短過ぎると打撃時の曲げ応力により折損し易くなり、長過ぎるとシャフトの質量が重くなってしまう。そのため、距離Ｌｂは５０ｍｍ〜１００ｍｍが好ましく、７０〜８０ｍｍがより好ましい。すなわち、距離Ｌｂに対応する部分（距離Ｌａ＋Ｌｃ〜距離Ｌａ＋Ｌｃ＋Ｌｂ）が、少なくともシャフトの細径端から１５０ｍｍ乃至２００ｍｍに亘る部分となることが好適である。
【００３６】
なお、上述したように、通常、繊維強化樹脂層で構成されるゴルフクラブ用シャフトは、加熱硬化後に細径端部と太径端部とをカットして長さを調整するので、各距離は、カット後を基準とする。
【００３７】
プリプレグ２２ａ中の炭素繊維は、弾性率が３５０ＧＰａ以上である必要がある。弾性率が３５０ＧＰａ未満であると、このプリプレグ２２ａが設けられた部分で十分な曲げ剛性を得ることが出来ないので、打点のバラツキが大きくなる。好ましい弾性率は、４００ＧＰａ以下である。また、炭素繊維の引張伸度が１．２％以上である必要がある。引張伸度が１．２％未満であると、打球時におけるシャフトの変形において、シャフトが折損する確率が極めて高くなるからである。好ましい引張伸度は、３．０％以下である。
このような観点から、炭素繊維としては、ポリアクリロニトリル繊維を原料とするＰＡＮ系の高弾性炭素繊維が好適である。
【００３８】
プリプレグ２２ａの厚さは、０．１２５ｍｍ以下であることが好ましい。プリプレグ２２ａの厚さが０．１２５ｍｍを超えると、このプリプレグ２２ａが設けられた部分のシャフトの曲げ剛性が高くなり過ぎて、フィーリングが悪くなる場合がある。また、ヘッドのトゥダウンが抑制され過ぎて、ヘッドの中央より下部にボールがヒットし易くなり、打ち出し角度が低く、バックスピン量の多い弾道になるため、飛距離の損失につながり易い。なお、好ましい厚さは、０．０５ｍｍ以上である。
【００３９】
プリプレグ２２ｂ中の炭素繊維は、弾性率が１００ＧＰａ以下である必要がある。弾性率が１００ＧＰａを超えると、このプリプレグ２２ｂが設けられた部分シャフトの曲げ剛性が高くなり過ぎて、フィーリングが悪くなる場合がある。また、ヘッドのトゥダウンが抑制され過ぎて、ヘッドの中央より下部にボールがヒットし易くなり、打ち出し角度が低く、バックスピン量の多い弾道になるため、飛距離の損失につながり易い。好ましい弾性率は、３０ＧＰａ以上である。また、炭素繊維の引張伸度が１．２％以上である必要があり、好ましくは３．０％以下である。
このような観点から、炭素繊維としては、ピッチを原料とするピッチ系の低弾性炭素繊維が好適である。
【００４０】
プリプレグ２２ｂの厚さは、０．１２５ｍｍ以下であることが好ましい。プリプレグ２２ａの厚さが０．１２５ｍｍより大きいと、このプリプレグ２２ｂが設けられた部分のシャフトの曲げ剛性が高くなり過ぎて、フィーリングが悪くなる場合がある。また、ヘッドのトゥダウンが抑制され過ぎて、ヘッドの中央より下部にボールがヒットし易くなり、打ち出し角度が低く、バックスピン量の多い弾道になるため、飛距離の損失につながり易い。なお、好ましい厚さは、０．０５ｍｍ以上である。
【００４１】
プリプレグ２２ａ、２２ｂを構成するマトリックス樹脂には、例えば上記例示した樹脂を使用でき、好ましくは熱硬化性樹脂、中でも、エポキシ系樹脂が同様の理由から最も好ましく使用される。
【００４２】
本発明のゴルフクラブ用シャフトは、上述したような特定のバイアス層と特定のストレート層とを有する限り、他の層を有していてもよい。例えば、図示例のように、内側から上述のバイアス層と、ストレート層とが順次形成され、さらに、他のストレート層が複数形成された層が好適である。
また、上述したような特定のバイアス層と特定のストレート層との間には、他の層が形成されていてもよいし、特定のストレート層が特定のバイアス層よりも外側に形成されていてもよい。
さらにこの例では、第１のバイアス層と第２のバイアス層とが突き合わされ、第１の細径側ストレート層と第２の細径側ストレート層とが突き合わされているが、これらは重ならない限り、例えば、製造上不可避な程度の間隔を有して配置されていてもよい。
【００４３】
以上説明したように、このようなゴルフクラブ用シャフトは、複数の繊維強化樹脂層で構成されるゴルフクラブ用シャフトであって、炭素繊維がシャフト軸方向に対して+３０〜+７０°に配向された層と、−３０〜−７０°に配向された層とからなるバイアス層と、炭素繊維がシャフト軸方向に配向されたストレート層とを有している。そして、バイアス層は、当該ゴルフクラブ用シャフトの少なくとも細径端乃至２００ｍｍに亘る部分に配置された第１のバイアス層と、この第１のバイアス層よりも太径側に、第１のバイアス層とは重ならないように配置された第２のバイアス層とからなり、第２のバイアス層中の炭素繊維の弾性率は、第１のバイアス層中の炭素繊維よりも少なくとも５０ＧＰａ大きく構成されている。また、ストレート層は、当該ゴルフクラブ用シャフトの少なくとも細径端乃至１００ｍｍに亘る部分に配置された第１の細径側ストレート層と、当該ゴルフクラブ用シャフトの少なくとも細径端から１５０ｍｍ乃至２００ｍｍに亘る部分に、第１の細径側ストレート層とは重ならないように配置された第２の細径側ストレート層とからなり、第１の細径側ストレート層中の炭素繊維は、弾性率が３５０ＧＰａ以上、引張伸度が１．２％以上であり、第２の細径側ストレート層中の炭素繊維は、弾性率が１００ＧＰａ以下、引張伸度が１．２％以上である。
そのため、ボールを打撃する瞬間のシャフトの変形、特に曲げと捩りを極力抑えることが出来、バックスピン量を減少させるとともに安定させることができ、方向性も安定する。また、同時に高い曲げ強度を達成することができるため、折損する確率が非常に少ないゴルフクラブ用シャフトとすることができる。
【００４４】
本発明の構成は、長さが１０４１ｍｍ〜１２１９ｍｍ、シャフトの質量が４０ｇ〜８５ｇのいわゆるウッド用のゴルフクラブ用シャフトに適用することで、その効果がより十分に発揮される。
本発明のゴルフクラブ用シャフトは、大型ヘッドとの組み合わせにも好適である。大型ヘッドとしては、体積が３８０ｃｍ３〜４６０ｃｍ３、慣性モーメント３５００ｇ・ｃｍ２〜５９００ｇ・ｃｍ２の大型ヘッドが挙げられる。本発明のゴルフクラブ用シャフトは、このような大型ヘッドを装着しても、バックスピン量を減少させるとともに安定させることができ、方向性も安定する。
【実施例】
【００４５】
次に、実施例に基づいて本発明を更に具体的に説明する。
実施例および比較例で作製したゴルフクラブ用シャフトの材料を以下に示す。
プリプレグＡ：炭素繊維プリプレグ  ＨＳＸ３５０Ｃ１２５Ｓ（厚さ０．０９８ｍｍ、三菱レイヨン株式会社製、炭素繊維の弾性率４５０ＧＰａ、引張伸度１．０％）
プリプレグＢ：炭素繊維プリプレグ  ＨＲＸ３５０Ｃ１２５Ｓ（厚さ０．０９８ｍｍ、三菱レイヨン株式会社製、炭素繊維の弾性率３９０ＧＰａ、引張伸度１．２％）
プリプレグＣ：炭素繊維プリプレグ  Ｅ０５２ＡＡ−１０Ｎ（厚さ０．１０９ｍｍ、日本グラファイトファイバー株式会社製、炭素繊維の弾性率５４ＧＰａ、引張伸度２．０％）
プリプレグＤ：炭素繊維プリプレグ  ＴＲ３５０Ｃ１００Ｓ（厚さ０．０８４ｍｍ、三菱レイヨン株式会社製）
プリプレグＥ：炭素繊維プリプレグ  ＭＲ３５０Ｃ１７５Ｓ（厚さ０．１４１ｍｍ、三菱レイヨン株式会社製）
プリプレグＦ：炭素繊維プリプレグ  ＭＲ３５０Ｃ１５０Ｓ（厚さ０．１２７ｍｍ、三菱レイヨン株式会社製）
プリプレグＧ：炭素繊維プリプレグ  ＴＲ３５０Ｃ１５０Ｓ（厚さ０．１２７ｍｍ、三菱レイヨン株式会社製）
プリプレグＨ：炭素繊維プリプレグ  ＭＲ３５０Ｅ１２５Ｓ（厚さ０．１１３ｍｍ、三菱レイヨン株式会社製）
【００４６】
（実施例）
＜マンドレル＞
図２に示す形状のマンドレル１０を用意した。このマンドレル１０は、鉄製の円筒体からなり、全体の長さＬ３にあって、その細径端Ｐ１から長さＬ１の位置（切換点）Ｐ２まで、その外径が直線的に漸増し、切換点Ｐ２から長さＬ２の太径端Ｐ３まで、その外径は一定である。
本実施例による前記マンドレル１０の各部位における具体的な外径、長さ、テーパー度は以下のとおりである。
細径端Ｐ１の外径は４．００ｍｍ、切換点Ｐ２の外径は１３．５０ｍｍ、この切換点Ｐ２から太径端Ｐ３までは同一外径（１３．５０ｍｍ）である。細径端Ｐ１から切替点Ｐ２までの長さＬ１は９５０ｍｍ、切替点Ｐ２から太径端Ｐ３までの長さＬ２は５５０ｍｍである。マンドレル１０の全体長さＬ３は１５００ｍｍとなる。また、細径端Ｐ１から切替点Ｐ２までのテーパー度は１０．００／１０００とされている。
【００４７】
＜プリプレグの裁断および巻きつけ＞
図３のパターン１〜７に示す形状に各種プリプレグ（プリプレグＡ〜Ｈ）を裁断した。
すなわち、パターン１では、シャフト軸方向に対し炭素繊維の配向角度が＋４５°となるように裁断したプリプレグＡとプリプレグＢを重なりがないように突合部３０ａで突きあわせた。同様に、シャフト軸方向に対し炭素繊維の配向角度が−４５°となるように裁断したプリプレグＡとプリプレグＢを重なりがないように突合部３０ｂで突き合わせた。その後、これらをマンドレル１０に巻いた際に実質的に半周ずれるようずらして貼り合わせた。
そして、この２枚を貼り合わせたプリプレグ全体のサイズを、全長が１１９０ｍｍで、細径端の巻き回数が５．５、太径端の巻き回数が２．８となるように調整した。
また、パターン１中のプリプレグＡおよびＢのサイズは、図３中のＬｘ、Ｌｙが、それぞれ、Ｌｘ＝２６５ｍｍ、Ｌｙ＝３６５ｍｍとした。
【００４８】
パターン２では、プリプレグＢおよびＣについて、シャフト軸方向に炭素繊維が配向し、図３中のＬａ、Ｌｂ、Ｌｃ、Ｌｄが、それぞれ、Ｌａ＝１１０ｍｍ、Ｌｂ＝８０ｍｍ、Ｌｃ＝３０ｍｍ、Ｌｄ＝６０ｍｍであり、巻き回数は１回となるよう調整した。なお、図３のパターン２のプリプレグＢとプリプレグＣとは、互いの切断面が突合部３１で突き合わされて、プリプレグＢおよびプリプレグＣの片面に貼られている剥離紙の上からテープ止めされている。この剥離紙およびテープは、このパターン２のプリプレグＢおよびプリプレグＣを後述のマンドレルの巻きつけした後に剥離される。
【００４９】
パターン３では、プリプレグＤのサイズを、シャフト軸方向に炭素繊維が配向し、全長が６００ｍｍであり、巻き回数が１回となるよう調整した。
パターン４〜６では、プリプレグＥ〜Ｇのサイズを、シャフト軸方向に炭素繊維が配向し、全長が１１９０ｍｍであり、巻き回数が１回となるよう調整した。
パターン７では、プリプレグＨのサイズを、シャフト軸方向に炭素繊維が配向し、細径端の外径が８．７０ｍｍ程度になるよう調整した。
なお、図３のパターン１〜７に示すプリプレグＡ〜Ｈは、図１のパターン１〜７に示すプリプレグ２１〜２７にそれぞれ相当する。
【００５０】
次に、それぞれ裁断したプリプレグをパターン１〜７の順番にマンドレル１０に巻き付けた。巻き付けは、マンドレルの細径端から２０ｍｍを巻き付けの端部とした。
次に、厚さ２０μｍ、幅３０ｍｍの熱収縮性を有するポリプロピレンテープ（不図示）を巻き付けピッチ２ｍｍの条件で巻き付けて固定し、マンドレル１０に形成したシャフト素管を得た。
【００５１】
＜樹脂の硬化、およびシャフト素管表面の研磨＞
シャフト素管を硬化炉に入れ、１４５℃で２時間加熱してプリプレグの樹脂の硬化処理を行った後、ポリプロピレンテープとマンドレル１０とを取り除いた。
得られたゴルフクラブ用シャフト素管の両端を各々１０ｍｍカットして、全長を１１７０ｍｍとした。
研磨前のシャフトの片持ちフレックス（細径端から９２０ｍｍの位置を固定して、シャフト細径端から１０ｍｍの位置に３ｋｇの錘を掛けたときのシャフト細径端のたわみ量）は１４２ｍｍであった。また研磨前のゴルフクラブ用シャフト素管の細径端の外径は８．７７ｍｍ、太径端の外径は１５．４１ｍｍであった。
このゴルフクラブ用シャフト素管を、細径端の外径が８．５０ｍｍ、片持ちフレックスが１５０ｍｍとなるよう、円筒研磨機で表面の研磨仕上げを行い、実施例のゴルフクラブ用シャフトを得た。
【００５２】
実施例のゴルフクラブ用シャフトの質量は６１．２ｇ、シャフトのねじれ角（シャフト細径端から１０３５ｍｍの位置を固定し、シャフト細径端〜シャフト細径端から５０ｍｍの位置に、１３８．５ｋｇｆ・ｍｍのトルクを掛けたとき、シャフトがねじれた角度。）は３．５度であった。
【００５３】
＜ゴルフクラブヘッド、およびグリップの取り付け＞
実施例のゴルフクラブ用シャフトに、市販のチタン製ドライバー用ゴルフクラブヘッド（体積４６０ｃｍ3、質量２０３ｇ、ロフト角９．５°）をエポキシ樹脂接着剤で細径端部に取り付けた。さらに、シャフト太径端部を７５ｍｍカットし、このシャフトに市販のゴム製グリップを、両面テープを使って取り付け、実施例のゴルフクラブを製作した。
【００５４】
＜打球の評価＞
実施例のゴルフクラブを株式会社ミヤマエ製ゴルフ試打ロボット「ＳＨＯＴＲＯＢＯ−ＩＶ」を用いてゴルフボールを６回打球し、ＩＳＧ社製「ＴＲＡＣＫＭＡＮ」にて飛距離計測等の測定を実施した。測定した結果を表１に示す。なお、表１中、回転軸の平均値は、飛球方向を０°とし、回転軸右方向（スライス）を正（＋）とし、かつ回転軸左方向（フック）を負（−）として、６回の打球で測定されたそれらの値を足して合算値を算出し、その合算値を打球の回数（６回）で除することで求められた。
【００５５】
＜３点曲げ試験＞
実施例のゴルフクラブ用シャフトを、製品安全協会が定める「ゴルフクラブ用シャフトの認定基準及び基準確認方法」におけるＣ型シャフトの３点曲げ試験方法に従って３点曲げ試験を実施した。なお、今回は「ゴルフクラブ用シャフトの認定基準及び基準確認方法」における荷重点位置Ｔ（シャフト細径端部から９０ｍｍ）と荷重点位置Ａ（シャフト細径端部から１７５ｍｍ）の試験を各３本ずつ実施した。図４に、この３点曲げ強度の試験装置の概略を示す。また、シャフトの３点曲げ強度を測定した結果を表２に示す。
【００５６】
（比較例）
図５に示すようにパターン１をプリプレグＢのみで実施例と同じサイズに裁断した以外は、実施例と同様にシャフトを作製し、各評価を実施した。評価結果を表１、表２に示す。なお、本比較例は、特許文献４の実施例１に相当するものである。
【００５７】
【表１】
2011087799.tif 000003
【００５８】
【表２】
2011087799.tif 000004
【００５９】
表１に記載の通り、実施例のゴルフクラブ用シャフトを用いたゴルフクラブでは、比較例に対してバックスピン量が減少しており、その結果、平均した飛距離も大きい結果となった。比較例では、バックスピン量は安定してはいるものの、実施例よりも多く、そのため、平均した飛距離を損失する結果となった。
【００６０】
表２の通り、実施例および比較例におけるゴルフクラブ用シャフトでは、荷重点位置Ｔ、Ａ共に、ＳＧ（製品安全協会）の強度規格を大きく上回っており、高い３点曲げ強度を有している。
【００６１】
このように、実施例のゴルフクラブ用シャフトでは、バックスピン量が減少し、また、安定するために、平均飛距離の増大が期待できるとともに、高い３点曲げ強度を有するため、折損する確率も低くできる。
【符号の説明】
【００６２】
２１    プリプレグ（バイアス層）
２１ａ  プリプレグ（第１のバイアス層）
２１ｂ  プリプレグ（第２のバイアス層）
２２    プリプレグ（細径側ストレート層）
２２ａ  プリプレグ（第２の細径側ストレート層）
２２ｂ  プリプレグ（第２の細径側ストレート層）
【図１】
2011087799.tif 000005
【図２】
2011087799.tif 000006
【図３】
2011087799.tif 000007
【図４】
2011087799.tif 000008
【図５】
2011087799.tif 000009