(57)【要約】【課題】内孔断面が多角形となっている部分と内孔断面が円形となっている部分との境界付近に生じる応力集中が緩和されるゴルフクラブシャフト及びこのゴルフクラブシャフトを用いたゴルフクラブを提供する。【解決手段】マンドレル１の外周にプリプレグ１１〜１６を巻回し、硬化させて製造したゴルフクラブシャフト２。マンドレル１のグリップ側は六角形部１ａとなっており、隣接するストレート部１ｂとの境界は、外径が徐々に小さくなる遷移部１ｅとなっている。六角形部１ａのエッジ部１ｊを湾曲させてもよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻回された繊維含有プリプレグが硬化されることにより形成されている中空管状のゴルフクラブシャフトであって、内孔の一部が多角形断面形状の多角形部となっており、この多角形部に隣接した部分は内孔が円形断面形状の円形部となっているゴルフクラブシャフトにおいて、
該多角形部と円形部との境界部に、内径が円形部から多角形部にかけて徐々に変化するテーパ状遷移部を設けたことを特徴とするゴルフクラブシャフト。
【請求項２】
請求項１において、前記多角形部はグリップ側に設けられていることを特徴とするゴルフクラブシャフト。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記多角形部は六角形部であることを特徴とするゴルフクラブシャフト。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、前記多角形部の内孔の凹角部が湾曲していることを特徴とするゴルフクラブシャフト。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項において、前記多角形部の内孔の凹角部同士の間が平面よりなることを特徴とするゴルフクラブシャフト。
【請求項６】
請求項１ないし４のいずれか１項において、前記多角形部の内孔の凹角部同士の間が凹曲面よりなることを特徴とするゴルフクラブシャフト。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項において、該ゴルフクラブシャフトは、マンドレルの外周に、補強繊維を含有した複数層のプリプレグを巻回して硬化させた後、マンドレルを脱型して製造されたものであり、
前記テーパ状遷移部と、それに隣接する円形部及び多角形部との最内層は、全長１００〜２５０ｍｍの最内層プリプレグにて構成されていることを特徴とするゴルフクラブシャフト。
【請求項８】
請求項７において、該最内層プリプレグの補強繊維は、シャフト長手方向に配向していることを特徴とするゴルフクラブシャフト。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項のゴルフクラブシャフトと、該ゴルフクラブシャフトに装着されたゴルフクラブヘッド及びグリップとを有するゴルフクラブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空管状の繊維強化樹脂製ゴルフクラブシャフトに係り、より詳細には、内孔の一部が多角形断面形状となっているゴルフクラブシャフトに関する。また、本発明は、このゴルフクラブシャフトを有するゴルフクラブに関する。
【背景技術】
【０００２】
ゴルフクラブシャフトは、いわゆるスチールシャフトとカーボンシャフトとに大別される。軽量性、設計自由度の高さ等の観点から、カーボンシャフトが広く用いられている。
【０００３】
カーボンシャフトは、カーボン繊維（炭素繊維）を主要繊維とした繊維強化樹脂よりなる。このカーボンシャフトの製造方法として、シートワインディング法が知られている（特許文献１）。この製造方法では、マンドレル（芯金）にシート状のプリプレグを巻き付け、更にラッピングテープを巻き付けた後、プリプレグを加熱により硬化させた後、マンドレルを抜くことにより、内孔を有した中空管状のシャフトが製造される。
【０００４】
特許文献１の請求項１には、長手方向の少なくとも一部において内孔の断面が五角形以上の多角形となっているゴルフクラブシャフトが記載されている。その一例として、特許文献１の０００８段落には、先端側（ヘッド側）と基端側（グリップ側）の内孔断面を多角形とし、それらの間では内孔断面を円形としたゴルフクラブシャフトが記載されている。なお、特許文献１の０００４段落の通り、ゴルフクラブシャフトの内孔の断面を多角形とすると、座屈強度、衝撃強度、曲げ強度等の機械的強度を向上させることができ、また、ゴルフクラブシャフトの弾性率、重量バランス、調子等を容易に所望の適切なものとすることができる。
【０００５】
内孔の断面を多角形としたゴルフクラブシャフトは特許文献２，３にも記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−３２９１９４
【特許文献２】特開２０００−３１７０２２
【特許文献３】特開２００９−４５１２９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ゴルフクラブシャフトの長手方向の一部において内孔断面を多角形とし、他の部分の内孔断面を円形としたゴルフクラブシャフトを有するゴルフクラブにおいては、多角形断面部と円形断面部との境界において断面積が急激に変化するので、この部分にショット時の応力が集中し易い。
【０００８】
本発明は、内孔断面が多角形となっている部分と内孔断面が円形となっている部分との境界付近に生じる応力集中が緩和されるゴルフクラブシャフト及びこのゴルフクラブシャフトを用いたゴルフクラブを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のゴルフクラブシャフトは、巻回された繊維含有プリプレグが硬化されることにより形成されている中空管状のゴルフクラブシャフトであって、内孔の一部が多角形断面形状の多角形部となっており、この多角形部に隣接した部分は内孔が円形断面形状の円形部となっているゴルフクラブシャフトにおいて、該多角形部と円形部との境界部に、内径が円形部から多角形部にかけて徐々に変化するテーパ状遷移部を設けたことを特徴とする。
【００１０】
本発明のゴルフクラブは、かかる本発明のゴルフクラブシャフトにヘッドとグリップを装着したものである。
【００１１】
本発明の一態様では、前記多角形部はグリップ側に設けられている。また、前記多角形部は六角形部である。
【００１２】
本発明の一態様では、前記多角形部の内孔の凹角部が湾曲している。
【００１３】
本発明の一態様では、多角形部の内孔の凹角部同士の間が平面よりなる。
【００１４】
本発明の一態様では、多角形部の内孔の凹角部同士の間が凹曲面よりなる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のゴルフクラブシャフにあっては、多角形部と円形部との境界部が、内径が徐々に変化するテーパ状の遷移部となっているため、該境界部に応力が集中することが防止される。
【００１６】
本発明では、多角形部の位置や長さを変えることにより、ゴルフクラブシャフトの弾性率、重量バランス、調子等を容易に所望のものとすることができる。
【００１７】
多角形部の内孔の凹角部を湾曲させることにより、凹角部に重なるプリプレグ中の繊維の屈曲度が緩和される。
【００１８】
多角形部の内孔の凹角部同士の間を凹曲面とすることによっても同様の効果を得ることができる。また、この場合、プリプレグをマンドレルの外面に密着させることも容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】マンドレルの構成図である。
【図２】プリプレグの巻回説明図である。
【図３】プリプレグの巻回説明図である。
【図４】図１（ｂ）のIV−IV線拡大断面図である。
【図５】プリプレグの積層状況を示す断面図である。
【図６】別のマンドレルを示す断面図である。
【図７】図６のマンドレルを用いて成形したシャフトの断面図である。
【図８】さらに別のマンドレルを示す断面図である。
【図９】図８のマンドレルを用いて成形したシャフトの断面図である。
【図１０】ゴルフクラブの斜視図である。
【図１１】プリプレグの巻回説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。
【００２１】
図１〜４は本発明の一形態に係るマンドレル及びこのマンドレルを用いて製造したゴルフクラブシャフトの構成を示すものであり、図１の（ａ）図はマンドレルの側面図、（ｂ）図はゴルフクラブシャフト（以下、単にシャフトということがある。）の断面図、（ｃ）図は（ａ）図のＣ−Ｃ線拡大断面図、（ｄ）図は（ｃ）図のＤ−Ｄ線断面図である。図２，３は、このマンドレルに対して巻回するプリプレグの展開図、図４は図１（ｂ）のIV−IV線に沿う拡大断面図である。
【００２２】
図１の通り、マンドレル１はグリップ側（図１（ａ）の右端側）が大径であり、ヘッド側（同、左端側）が小径である。このマンドレル１の外周面は、グリップ側が正六角形断面形状の六角形部１ａとなっており、この六角形部１ａからヘッド側に向って等径円柱状のストレート部１ｂ、第１テーパ部１ｃ、及び最もヘッド側の第２テーパ部１ｄとなっている。第２テーパ部１ｄのテーパ角は第１テーパ部１ｃのテーパ角よりも大きい。
【００２３】
（ｃ）図及び（ｄ）図の通り、ストレート部１ｂの直径ｄ２は六角形部１ａの内接円の直径（即ち、六角形部１ａの１対の平行な面同士の間の距離）と等しい。ｄ１は六角形部１ａの対角線長さを示している。六角形部１ａとストレート部１ｂとの間には、六角形部１ａからストレート部１ｂに向って外周面が徐々にストレート部１ｂに近づくテーパ状の遷移部１ｅが設けられている。この遷移部１ｅは、六角形の鉛筆を鉛筆削り機で削ったときに形成されるテーパ形状と同様形状のものであり、ストレート部１ｂ側ほど小径となっている。
【００２４】
このストレート部１ｂの直径ｄ２は１１〜１４ｍｍ程度が好ましい。また、対角線長さｄ１は１２．５〜１６．５ｍｍ程度が好ましい。遷移部1ｅのシャフト長手方向の長さは０．５〜１０ｍｍ特に１〜５ｍｍ程度が好ましい。
【００２５】
図２は、このマンドレル１を用いた本発明の一実施形態に係るゴルフクラブシャフトの製造方法を説明するためのプリプレグ展開図である。シャフトを製造するには、好ましくは、マンドレル１の表面に離型剤を塗布した後、シート状のプリプレグ１１〜１６を順次に巻回する。各プリプレグ１１〜１６は１枚〜数枚ずつ用いられる。
【００２６】
プリプレグ１１〜１６は、カーボン繊維とマトリクス樹脂とを含む。この実施の形態では、プリプレグ１３〜１６ではカーボン繊維はストレート方向すなわちシャフト長手方向に配向している。プリプレグ１１，１２は、カーボン繊維が＋４５゜のバイアス方向（シャフト長手方向と斜交方向）に配向したシートと−４５゜のバイアス方向に配向したシートとを２枚重ねとしたバイレイヤードバイアスプリプレグである。なお、バイアス方向は４５゜に限定されず、３０〜６０゜の範囲であればよい。
【００２７】
プリプレグ１２〜１４は、シャフトの全長にわたって延在する長さを有している。プリプレグ１５，１６はシャフトのヘッド側にのみ配材されるように、シャフト全長の５〜４５％特に８〜３０％程度の長さを有している。プリプレグ１１は遷移部１ｅ及びその両側の六角部１ａ及びストレート部１ｂを含むグリップ側にのみ配材されるものであり、そのシャフト長手方向の長さは、好ましくは１００〜２５０ｍｍである。このプリプレグ１１では、カーボン繊維はバイアス方向となっているが、後述の図３のプリプレグ１１’のようにストレート方向に配向してもよく、図示はしないがフープ方向（周方向）に配向してもよい。ただし、ストレート方向に配向させたプリプレグ１１’は、マンドレル１への巻き付け時の追従性が良好であり、好適である。
【００２８】
プリプレグ１１〜１６はいずれもマンドレル１の外周に１周だけ巻回される幅を有している。なお、少なくとも一部のプリプレグは、マンドレル１の外周に複数周、例えば２〜５周程度巻回される幅を有してもよい。
【００２９】
プリプレグ１１〜１６の厚さは０．１２５ｍｍ以下特に０．０５〜０．１ｍｍｍ程度が好ましい。各プリプレグ１１〜１６における繊維の割合はＦＡＷ１０〜１５０ｇ／ｍ２特に２０〜１２５ｇ／ｍ２程度が好適である。プリプレグの樹脂としては、エポキシ樹脂などが好適である。
【００３０】
マンドレル１にプリプレグ１１〜１６を巻回する場合、各プリプレグ１１〜１６を１枚ずつ巻回してもよく、一部のプリプレグを貼り合わせてから巻回してもよい。同一のプリプレグを２枚以上用いる場合、このプリプレグ同士を貼り合わせてから巻回してもよい。この場合、プリプレグ同士をその短手幅方向に少しずらして配置することにより、プリプレグの長側辺同士が重ならないようにすることが好ましい。
【００３１】
マンドレル１にプリプレグ１１〜１６を巻回する作業は、人力によりなされてもよく、巻回機（ローリングマシンとも称される）が用いられても良い。マンドレルにプリプレグ１１〜１６を巻回した後、ラッピングテープ巻き付け工程がなされる。図示しないが、ラッピングテープは、螺旋状に巻き付けられる。
【００３２】
巻き付け工程の後に、加熱により硬化工程がなされ、プリプレグ中のマトリクス樹脂が硬化する。
【００３３】
硬化工程の後、マンドレル１の引き抜き及びラッピングテープの除去がなされ、硬化した管状体（素管）が得られる。この素管の両端部が必要に応じ切断された後、研磨され、ゴルフクラブシャフト２（図１（ｂ））とされる。
【００３４】
このゴルフクラブシャフト２の内孔は、グリップ側が大径であり、ヘッド側が小径である。そして、マンドレル１の外周面形状の通り、該内孔のヘッド側は六角形部２ａであり、ヘッド側に向って順次に遷移部２ｅ、ストレート部２ｂ、第１テーパ部２ｃ、第２テーパ部２ｄとなっている。図４の通り、六角形部２ａの内面は６個の平面２ｆにて構成されている。
【００３５】
図１０の通り、このゴルフクラブシャフト２にヘッド３とグリップ４を装着することにより、ゴルフクラブ５となる。
【００３６】
このゴルフクラブ５にあっては、シャフト２のグリップ側の内孔が六角形部２ａとなっているので、グリップ側の座屈強度、衝撃強度、曲げ強度等の機械的強度が高い。この六角形部２ａのシャフト長手方向の長さを変えることにより、弾性率、重量バランス、調子等を種々変えたゴルフクラブシャフトを製造することができる。
【００３７】
このゴルフクラブシャフト２にあっては、六角形部２ａとストレート部２ｂとの間に遷移部２ｅが設けられており、六角形部２ａからストレート部２ｂにかけて断面積が徐々に小さくなっている。このため、六角形部２ａとストレート部２ｂとの境界部に応力が集中することが防止される。
【００３８】
なお、マンドレル１にプリプレグ１１〜１６を巻回する場合、六角形部１ａの外面のうちエッジ部１ｊ同士の間の平面部に、図５の通り細幅帯状のプリプレグ２１〜２３を１枚又は複数枚（図５では３枚）配置してからプリプレグ１１〜１６を巻回してもよい。このようにすると、ゴルフクラブシャフト２のグリップ側の外周面を真円度の高い円形断面とすることができる。プリプレグ２１〜２３の幅は、最下層のプリプレグ２１が最も大きく、最上層のプリプレグ２３が最も小さく、中間層のプリプレグ２２が両者の中間の幅となっている。
【００３９】
上記図２のプリプレグの積層例は本発明の一例であり、図２以外の積層例としてもよい。例えば、図３のように、プリプレグ１１の代わりにカーボン繊維がストレート方向に配向したプリプレグ１１’を用いてもよい。このプリプレグ１１’は、マンドレルに巻き付けるときの追従性が良好であり、好ましい。また、図１１のように、遷移部１ｅを補強するためのプリプレグ１１’’をさらに設けてもよい。このプリプレグ１１’’は、プリプレグ１１’と同様に、カーボン繊維がストレート方向に配向していることが好ましい。このプリプレグ１１’’のグリップ側の後端は、プリプレグ１１’のグリップ側の後端よりも前端側に位置しており、好ましくは、プリプレグ１１’’のグリップ側の後端は、ゴルフクラブシャフトの後端より５０ｍｍ以上離すと良い。但し、プリプレグ１１’’は遷移部１ｅにまたがって配置されている。プリプレグ１１’’の全長は１００〜２５０ｍｍ程度が好ましい。一部に、例えばカーボン繊維方向がストレート方向のプリプレグ１３，１４間に、カーボン繊維方向がフープ方向（周方向）のフーププリプレグを介在させてもよい。
【００４０】
なお、マンドレル１の六角形部１ａにあっては、エッジ部１ｊ（図４）同士の間が平面となっており、またエッジ部１ｊが突角状となっている。この六角形部１ａにバイアスプリプレグやフーププリプレグを巻回する場合、プリプレグが六角形部１ａのエッジ部１ｊで折り曲げられることになり、プリプレグ中のバイアス方向やフープ方向のカーボン繊維がエッジ部１ｊにて屈曲する。そこで、この屈曲を緩和するために、図６の六角形部１ａ’のようにエッジ部１ｊを湾曲させてもよい。図６のエッジ部１ｊの曲率半径ｒは、六角形部１ａ’の１対の平行な面同士の距離ｄ２の３〜４５％特に５〜２０％とりわけ約１〜５ｍｍ程度が好ましい。図７は、この六角形部１ａ’を有するマンドレルにより成形されたシャフト２’の六角形部２ａの断面図であり、凹角部２ｊが曲率半径ｒの丸みを帯びた断面形状となっている。
【００４１】
また、エッジ部１ｊを湾曲させる代りに（又はエッジ部１ｊを湾曲させると共に）、図８の六角形部１ａ’’のように、六角形部の外面１ｇを外方に膨出させてもよい。図８はこの六角形部１ａ’’を有するマンドレルにより成形されたシャフト２’’の六角形部２ａの断面図である。図示の通り、凹角部２ｊ，２ｊ同士の間の内面２ｇが凹に湾曲している。
【００４２】
上記実施の形態では、グリップ側を六角形部としているが、その他の部分を六角形部としてもよい。また、本発明では、六角形部を五角形、又は七角形〜十二角形としてもよい。
【００４３】
上記説明では、プリプレグ中にはカーボン繊維のみを含ませるものとしているが、ガラス繊維、炭化珪素繊維、アルミナ繊維、芳香族ポリアミド繊維、ボロン繊維など他の繊維をさらに配合してもよい。
【００４４】
本発明は、ドライバー、スプーン等のウッド型ゴルフクラブや、ユーティリティ型ゴルフクラブ、アイアン型ゴルフクラブなどに適用することができるが、特にシャフトが長いウッド型、ユーティリティ型に適用するのに好適である。
【符号の説明】
【００４５】
１  マンドレル
１ａ，１ａ’，１ａ’’  六角形部
１ｂ  ストレート部
１ｃ  第１テーパ部
１ｄ  第２テーパ部
１ｅ  遷移部
１ｊ  エッジ部
２  シャフト
４  グリップ
１１〜１６，２１〜２３  プリプレグ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
2015002856.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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