(57)【要約】【課題】打球時にヘッドが加速する感覚が得られるゴルフシャフトを提供すること。【解決手段】本発明のシャフトは、第１部分と、第１部分より後端側の第２部分とを有する。第１部分と第２部分はそれぞれの全長のうちの８０％以上でいずれもシャフト先端からの距離に対してほぼ正比例の関係をもって変化する曲げ剛性ＥＩを有し、第１部分の曲げ剛性は第２部分の曲げ剛性より低い。また、第１部分の比例定数は第２部分の比例定数より小さい。第１部分の長さは１５０ｍｍ以上が望ましい。【選択図】図２
2004290391.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端及び先端側補強部と、後端及び手元側把持部と、先端側補強部と手元側把持部との間の中央部とを有するゴルフシャフトであって、
中央部は第１部分と、その第１部分より後端側の第２部分とを有し、第１部分と第２部分はそれぞれの全長のうちの８０％以上でいずれもシャフト先端からの距離に対してほぼ正比例の関係をもって変化する曲げ剛性ＥＩを有し、第１部分の曲げ剛性は第２部分の曲げ剛性より低く、第１部分の比例定数は第２部分の比例定数より小さいことを特徴とするゴルフシャフト。
【請求項２】
第１部分の長さが１５０ｍｍ以上である、請求項１に記載のゴルフシャフト。
【請求項３】
シャフトの後端から後端より１９０ｍｍの位置までを片持ちはり状に水平に固定し、シャフトの先端面の中心点が無荷重時のゴルフシャフト軸から垂直方向に１１５ｍｍ下方に達するように荷重を加えたとき、後端より１９０ｍｍの位置からシャフトの先端面の中心点を通る鉛直線までの水平距離が、無荷重時の後端より１９０ｍｍの位置からシャフトの先端面の中心点を通る鉛直線までの水平距離より、１．０５％以上短化する、請求項１に記載のゴルフシャフト。
【請求項４】
第１部分と第２部分の比例定数の差が、０．０２Ｎｍ２／  ｍｍよりも大きく０．０４Ｎｍ２／  ｍｍ未満である、請求項１に記載のゴルフシャフト。
【請求項５】
第１部分と第２部分との間にさらに、シャフト先端からの距離に対する曲げ剛性ＥＩがほぼ正比例の第３部分を有する、請求項１に記載のゴルフシャフト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はゴルフシャフトに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ゴルフにおいて、打球飛距離の向上は永遠のテーマである。打球飛距離の向上には、打球時のヘッドスピード向上が不可欠であり、これにはシャフトのしなり戻り速度の向上が大きく寄与している。
【０００３】
ゴルフスイングは、ゴルフクラブを振り上げるバックスイング、振り下ろすダウンスイング、及び打球後に振り上げるフォロースルーから成る。ゴルフシャフトはダウンスイング時に一旦最大にしなり、その後しなり量は減少する。打球する瞬間、しなりはほぼゼロに戻り、シャフトはほぼ直線状態となる。このときの、シャフトがしなった状態から直線状態に戻るように変形する時の速度がしなり戻り速度であり、このしなり戻り速度が高いほどヘッドスピードが向上する。クラブ自体が並進・回転運動する速度に、しなり戻り速度が加算されるためである。
【０００４】
一般的に、曲げ剛性ＥＩが小さいシャフトほど、しなり戻り速度が高いといわれている。例えば、力の強い男性ゴルファーが女性用シャフトを使用する場合には、シャフトのしなり戻り速度が高い。しかし、ダウンスイングの時間とシャフトしなり戻りのタイミングが合わない、トウダウン量が大きくなるなど安定性が劣るという理由で、そのようなシャフトが現実的に採用される例は少ない。
【０００５】
またこれも一般的に、いわゆるフレックス（例えば一定の片持ちはり荷重でのしなり量）が同じシャフトであっても、しなりの偏りを表すいわゆる調子（先調子・中調子・手元調子など）によって、しなり戻り速度が異なると言われている。
【０００６】
しかし何れの場合も、しなり戻り速度に影響を及ぼす要因が何であるかは解明されておらず、従って、しなり戻り速度を向上させる手段は確立されていない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、打球時にヘッドが加速する感覚が得られるゴルフシャフトを提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、先端及び先端側補強部と、後端及び手元側把持部と、先端側補強部と手元側把持部との間の中央部とを有するゴルフシャフトであって、中央部は第１部分と、その第１部分より後端側の第２部分とを有し、第１部分と第２部分はそれぞれの全長のうちの８０％以上でいずれもシャフト先端からの距離に対してほぼ正比例の関係をもって変化する曲げ剛性ＥＩを有し、第１部分の曲げ剛性は第２部分の曲げ剛性より低く、第１部分の比例定数は第２部分の比例定数より小さいことを要旨とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のゴルフシャフトにおいて、第１部分の長さが１５０ｍｍ以上であることを要旨とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のゴルフシャフトにおいて、シャフトの後端から後端より１９０ｍｍの位置までを片持ちはり状に水平に固定し、シャフトの先端面の中心点が無荷重時のゴルフシャフト軸から垂直方向に１１５ｍｍ下方に達するように荷重を加えたとき、後端より１９０ｍｍの位置からシャフトの先端面の中心点を通る鉛直線までの水平距離が、無荷重時の後端より１９０ｍｍの位置からシャフトの先端面の中心点を通る鉛直線までの水平距離より、１．０５％以上短化することを要旨とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載のゴルフシャフトにおいて、第１部分と第２部分の比例定数の差が、０．０２Ｎｍ２／  ｍｍよりも大きく０．０４Ｎｍ２／  ｍｍ未満であることを要旨とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載のゴルフシャフトにおいて、第１部分と第２部分との間にさらに、シャフト先端からの距離に対する曲げ剛性ＥＩがほぼ正比例の第３部分を有することを要旨とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、図面に基づき、本発明の望ましい実施の形態を参照しながら、本発明について詳細に説明する。
【００１３】
まず、しなり戻り速度を力学的モデルで検証する。
ダウンスイング時のシャフトのしなりの挙動は、非常に複雑である。しかし、特開２００２−２２４２５６号公報に開示するように、ダウンスイング中（打球前０．４０〜０．１５（ｓ）の間）は、シャフトには、シャフト先端の位置をゼロとして、該先端から後端の方向への距離に比例した極めて単純な曲げモーメントが加わっていることが判明している。また打球時直前では、プレイヤーがシャフトに加える力が、遠心力に抗する力を除いて激減していることも経験的にわかっている。従って、ダウンスイングから打球時までの間のシャフトのしなりの挙動は、軽量片持はりの自由端部に質量体が取り付けられた状態の振動に類似していると考えられる。
図１は、片持ちはり振動モデルの略図である。片持ちはり振動モデルは、ダウンスイング時のしなりの挙動を完全にシミュレーションできるものではないが、しなり戻り速度向上の原因解明には、十分に有効である。片持ちはりの振動は、次のとおり理解することができる。
長さｌ（ｍ）で各位置の曲げ剛性ＥＩが一定のはりが、固定端で固定されている。自由端には質量ｍ（ｋｇ）の質量体が取り付けられている。重力を無視し、無荷重状態では、はりは水平方向に直線状に延びているとする。質量体に鉛直方向の荷重Ｐを加えると、はりは鉛直方向にＡ（ｍ）しなる（ダウンスイング中の最大たわみの瞬間に相当）。荷重をゼロにすると、質量体は振動を開始する。しなりがゼロに戻った状態が打球時に相当する。つまり質量体の振動の１／４周期がダウンスイングから打球する間の期間に該当する。
力学的法則によると、荷重Ｐ（Ｎ）をはりに加えた時の静たわみ量Ａは、
【００１４】
【数１】
2004290391.tif 000003
バネ定数ｋは、
【００１５】
【数２】
2004290391.tif 000004
となる。
【００１６】
振動しているときの、質量体の運度方程式は、
【００１７】
【数３】
2004290391.tif 000005
で表される。ｍは質量体の質量、αは加速度である。ｔを時間とし、ｔ＝０で、α＝０，ｘ＝Ａとすると、質量体の位置ｘと速度ｖは、
【００１８】
【数４】
2004290391.tif 000006
となる。したがって、ｖの最大値、つまり質量体の最高速度は、ｘ＝０のときであり、
【００１９】
【数５】
2004290391.tif 000007
となる。これに、式（１）（２）を代入すると、
【００２０】
【数６】
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一方、静荷重Ｐが加えられ、しなり量Ａで静止しているときのエネルギーは、位置エネルギーＵ（ｘ）のみであり、その位置エネルギーＵ（ｘ）は、
【００２１】
【数７】
2004290391.tif 000009
で表される。これに、式（１），（２）を代入すると、
【００２２】
【数８】
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となる。式（３）に式（４）を変形して代入すると、
【００２３】
【数９】
2004290391.tif 000011
となる。
【００２４】
以上のように、片持ちはり振動モデルでは、式（４）で表されるエネルギーＵ（ｘ）をはりに加えると、質量体の最高速度ｖｍａｘは式（５）よりＵ（ｘ）の値から自動的に決定されることがわかる。すなわち、一定のエネルギーＵ（ｘ）を加える場合には、式（４）中の曲げ剛性ＥＩと荷重Ｐは様々な数値パターンを採り得るが、式（５）より、質量体の最高速度ｖｍａｘは一定のままである。
【００２５】
通常ゴルフスイングでは、同一プレイヤーがシャフトの曲げ剛性のみが異なる複数のゴルフクラブをスイングする場合、ダウンスイング時に加えるエネルギーは同一と考えられる。この場合、上記のモデルでは、どのシャフトのしなり戻り速度（質量体の最高速度ｖｍａｘ）も同一となるため、前記したような、「曲げ剛性ＥＩが小さいシャフトほど、しなり戻り速度が高い」「フレックスが同じシャフトであっても、調子によってしなり戻り速度が違う」という定説を説明することができない。
【００２６】
ここで、式（３），（４）を構成するはりの長さｌの項に着目した。
しなり戻り速度の式（３）とシャフトに加えるエネルギーの式（４）には、それぞれシャフト（はり）の長さｌの項があるが、実際には、図１に示すように、しなり量に比例して、固定端からの質量体までのはりの水平距離ｌａは変化している。この固定端のシャフト軸垂直面から質量体までの水平距離を正味のはり長さｌａと言うことにする。
【００２７】
正味長さｌａは、しなり量がＡのときに最も短くなり、しなり戻り速度（質量体速度）が最高となる時、つまりシャフトが直線状になる時ははり（シャフト）長さｌに一致する。
【００２８】
式（４）は、静荷重Ｐで質量体とはりが静止した状態を表している。つまり式（４）中の長さｌは正味長さｌａが最も短い時の値に相当する。これに対し、式（３）は、しなり戻り速度（質量体速度）が最高となる状態を表しており、式（３）中のｌは、直線状態のシャフト長さｌである。より正確には、シャフトの振動中に刻々と変化する正味長さｌａを考慮して、質量体の最高速度ｖｍａｘ及び、最高速度ｖｍａｘに寄与するシャフト長さｌの影響を求めなければならない。
【００２９】
シャフトが長さＡだけしなったとき、式（４）中の位置エネルギーＵ（ｘ）と曲げ剛性ＥＩは一定で、長さｌが小さくなるため、荷重Ｐが大きくなる。しなり戻り速度ｖｍａｘが最高となるときのシャフト長さはｌに等しいので、式（３）でシャフト長さは直線状態の長さｌであり、荷重Ｐが大きくなると式（３）のしなり戻り速度ｖｍａｘは大きくなる。したがって、長さＡだけしなったときの正味長さｌａが小さいシャフトほど、プレイヤーが加える一定エネルギーに対し、しなり戻り速度ｖｍａｘは大きくなると言うことが出来る。
【００３０】
曲げ剛性が小さいシャフトを大きくしならせるパターンでエネルギーを加えた場合、正味長さｌａは小さくなることから、しなり戻り速度が高くなることになり、これは、一般的定説である「曲げ剛性ＥＩが小さいシャフトほど、しなり戻り速度が高い」を矛盾無く説明できる。また、同じ曲げ剛性ＥＩを有する複数のシャフトを同じ量しならせるとしても、シャフトに沿った曲げ剛性の分布がシャフト毎に異なれば、正味長さｌａが異なり、式（４）の荷重Ｐが変化するため、しなり戻り速度もシャフト毎に異なる。これにより、一般的定説である「フレックスが同じシャフトであっても、調子によってしなり戻り速度が違う」も、矛盾無く説明できる。
【００３１】
以上の推測によれば、「しなり戻り速度が高いシャフトを得るには、一定量しなった時の正味のシャフト長さｌａがより短くなる曲げ剛性分布を選択すればよい」（シャフト短化説）ということになる。
【００３２】
本発明者は、このシャフト短化説に従う、しなり戻り速度が高い曲げ剛性ＥＩ分布を有する新規なゴルフシャフトを発明するに至った。本発明のシャフトは、一定量しならせた時の正味のシャフト長さが、従来のシャフトより短いものである。理解を助けるために、以下に極端な例を挙げる。
【００３３】
例えば、全長１１１０ｍｍのシャフトを、シャフトの後端からシャフト先端側に０〜１９０ｍｍの範囲が水平になるように固定する。シャフト先端から後端側へ１０ｍｍの位置でシャフトに鉛直方向に荷重を加える。シャフトの先端面の中心点が、無荷重時のゴルフシャフト軸（水平）から垂直方向に１１５ｍｍ下方に達したとき、後端より１９０ｍｍの位置（固定端）から先端面の中心点を通る鉛直線までの水平距離を最短にするには、次のような曲げ剛性ＥＩ分布を用いればよい。つまり、シャフト先端から後端側へ１１５ｍｍの位置のＥＩ値を極小とし、その他全ての部分のＥＩ値を剛体と見なすことが出来るように極めて高くしたＥＩ分布である。この場合、シャフト先端から後端側へ１１５ｍｍの部位のみが直角にしなり、その他の部位は殆どしならない。つまり、シャフトは、ダウンスイング時に、１１１０（ｍｍ）から９９５（ｍｍ）（８９．６％）に短化したということになる。
【００３４】
この構成は実際には実現不可能であるが、このようなシャフトでは、直線状態のシャフト長さ／短化した長さ＝１１１０／９９５≒１．１１６であり、シャフトの短化がゼロのシャフト（実際には有り得ないが）と比較して、しなり戻り速度が最大に見積もって１８％向上することになる。
【００３５】
上記の例から容易に想像できるように、「一定量しなった時の、正味のシャフト長さが短くなる曲げ剛性分布」とは、シャフトの特定部分の曲げ剛性を特に低下させた分布である。しかし、先端部に近い部分は、ヘッドとの接合強度を保持しなければならず、また、トウダウン現象を防ぐのに最重要な部位であることから、曲げ剛性を低下させることは出来ない。先端から後端側へ約２００（ｍｍ）の範囲は、通常の曲げ剛性を確保する必要がある。
【００３６】
また、特開２００２−２２４２５６号公報に開示したとおり、ダウンスイング中のシャフトしなり曲率半径が、部分的に急激に異なっていると、かたい部位、やわらかい部位を感じて、プレイヤーはしなり具合を不快に感じる。それに対し、シャフトのほぼ全長（端部を除く）でしなり曲率半径を一定にすれば、万人に好まれるしなり具合とすることができる。しかし、剛性を低下させた特定部位ではしなり曲率半径が小さくなってしまい、しなり具合がプレイヤーに不快なものとなる可能性が大きい。
【００３７】
そこで、実際のシャフトでは、曲げ剛性を低下させる特定部位の範囲を短くする（例えば点とする）ことはせず、ある程度の長さに及ぶようにした。つまり、本発明のシャフトは、先端及び先端側補強部と、後端及び手元側把持部と、先端側補強部と手元側把持部の間の中央部とを有するシャフトであって、中央部が第１部分と、その第１部分より後端側の第２部分とを有し、第１部分と第２部分はそれぞれの全長のうちの８０％以上でいずれもシャフト先端からの距離に対してほぼ正比例の関係をもって変化する曲げ剛性を有し、第１部分の曲げ剛性は第２部分の曲げ剛性より低い。第１部分の比例定数は、第２部分の比例定数より小さく設定される。第１部分の長さは１５０ｍｍ以上が望ましい。１５０ｍｍ未満であると、プレイヤーはその箇所のしなりが大きいと感じ、不快感を得る。
【００３８】
このようにすると、しなり曲率半径が局所的に小さい又は大きい部位がなくなり、シャフトのしなり具合を万人に好まれるようにすることができる。
手元側把持部は人が手で把持する部分であり、直接しなり具合には関係しないため、この範囲の曲げ剛性を特定する必要は無い。手元側把持部は特に、シャフト後端から約１９０ｍｍの位置までである。
【００３９】
シャフトが一定量しなった時に正味のシャフト長さが短くなり、且つしなり曲率半径が偏っていない曲げ剛性分布には無限のパターンがある。そこで、発明者は、第１部分と第２部分の曲げ剛性がシャフト先端からの距離に対して正比例の関係となる曲げ剛性分布のシャフトを７５種類作成し、後端を固定した水平片持ちはりで先端に荷重を加えたときの、固定端からシャフトの先端面の中心点を通る鉛直線までの水平距離を測定した。荷重前の水平距離と荷重後の水平距離の差を求め、これをシャフト短化分とした。
【００４０】
しなり戻り速度を向上させるには、シャフト短化分を大きくするか、あるいは荷重前の長さに対する短化分の割合を大きくすることが望ましい。
シャフト短化分の測定方法は、特に限定されないが、本明細書ではシャフトの比較のために以下のように統一した。
【００４１】
シャフトの後端からシャフト先端へ向かって１９０ｍｍ離間した位置までが水平に延びるようにシャフトを固定する。シャフト先端から後端側へ１０ｍｍの位置を鉛直方向に荷重する。シャフトの先端面の中心点が、無荷重時のゴルフシャフト軸（水平軸）から垂直方向に１１５ｍｍ下方に達したときの、後端より１９０ｍｍの位置（固定部端）からシャフトの先端面の中心点を通る鉛直線までの水平距離を測定する。シャフト短化分は、無荷重時の後端より１９０ｍｍの位置（固定端）からシャフトの先端面の中心点を通る鉛直線までの水平距離（すなわちシャフト全長−１９０（ｍｍ））から、荷重後の前記水平距離を差し引いた値である。
【００４２】
測定した７５種類のシャフトはすべて、全長が１１１０ｍｍであり、先端から９２０ｍｍの位置が固定端である。また、無荷重時のシャフト軸から垂直距離で１１５ｍｍしならせるために必要な荷重は、全て２４．５（Ｎ）で同一である。したがって、測定したシャフト短化分のみを比較することで、しなり戻り速度が高いシャフトを選択することが可能となる。先端側補強部は先端から３００ｍｍの位置までに及び、手元側把持部は後端から先端へ向かって１９０ｍｍ離間した位置までに及び、第１部分と第２部分は、先端側補強部と手元側把持部の間の中央部において６２０（ｍｍ）の範囲内に存在する。
【００４３】
また、全てのシャフトで、先端から２００ｍｍまでの曲げ剛性ＥＩは２４．５（Ｎｍ２）でほぼ一定であり、第１部分と第２部分とはそれぞれ正比例のＥＩ分布を示し、それぞれの部分の比例定数は、第１部分の方が第２部分より小さく、また、それらの比例定数の差は、０．０１，０．０２，０．０３，０．０４，０．０５（Ｎｍ２／  ｍｍ）の５通りになるよう調整されている。
【００４４】
図２は、７５種類のシャフトのうちの５種類のシャフトのＥＩ分布を示す。５種類のシャフトの名前の付け方について、例えばシャフト名「３−４−１」の「３−４」は、第１部分がシャフト先端から３００ｍｍ〜４００ｍｍにわたることを指す。例えばシャフト名「３−４−１」の最後の「１」は、第１部分の比例定数と第２部分の比例定数の差が０．０１Ｎｍ２／  ｍｍであることを示す。第２部分は、５種類のいずれのシャフトもシャフト先端から４２０ｍｍ以降である。以下、シャフト名はこの規則に従って付けた。又、図２のグラフにおいて、原点を通る複数の直線は、比例定数を０．０１ずつ増加させた対照線である。
【００４５】
同様に、シャフト名３−５、３−６、３−７、３−８、４−５、４−６、４−７、４−８、５−６、５−７、５−８、６−７、６−８、７−８（それぞれ比例定数の差の数字−１〜５）のシャフトのシリーズがある。図３は、別の５種類のシャフトのＥＩ分布を示す。
【００４６】
図４は、従来の２つのシャフトのＥＩ分布を示す。一方は、正比例ＥＩ分布を有する代表的なシャフト（従来例１）であり、もう一方は凹型ＥＩ分布を有する代表的なシャフト（従来例２）である。何れも、１１５ｍｍ下方にシャフトをしならせるために用いた荷重は２４．５（Ｎ）である。
【００４７】
上記の７５種類の新規シャフトと従来の２つのシャフトの、シャフト短化分を測定した。その結果は、以下の表１に示されるとおりである。
【００４８】
【表１】
2004290391.tif 000012
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2004290391.tif 000014
図５は、いくつかのシャフトについての、比例定数の差とシャフト短化分の関係を示すグラフである。
【００４９】
何れのシャフトのシリーズも、比例定数の差が大きいほどシャフト短化分が大きくなっている。また従来の２つのシャフトのシャフト短化分は低い値にとどまっている。
【００５０】
７５種類のシャフトを試打検証したところ、表中の２０種類、すなわち３−４−４、３−４−５、３−５−３、３−５−４、３−５−５、３−６−３、３−６−４、３−６−５、３−７−４、３−７−５、４−５−４、４−５−５、４−６−４、４−６−５、４−７−４、４−７−５、５−６−４、５−６−５、５−７−５、６−７−５で、インパクト時にシャフトが弾く感覚、ヘッドが加速する感覚が向上し、そして打球飛距離の向上に効果が明らかであった。それらは何れも本測定方法によるシャフト短化分が９．７ｍｍ以上、つまり無荷重時の後端より１９０ｍｍの位置（固定端）からシャフトの先端面の中心点を通る鉛直線までの水平距離（すなわちシャフト全長−１９０（ｍｍ）である９２０ｍｍの１．０５％以上が短化しているシャフトであり、この値を満たすシャフトは、特に打球飛距離が優れている。
【００５１】
また、上記の２０種類の内、さらに３−４−４、３−４−５、４−５−４、４−５−５、５−６−４、５−６−５の６種類は、ダウンスイング中に特に大きくしなっている箇所がプレーヤーにわかってしまい、フィーリング的には好ましくない。その理由は、第１部分の長さが１００ｍｍと短いためである。既に述べたように、この長さを１５０ｍｍ以上にすることが望ましい。
【００５２】
さらに、上記６種類以外の１４種類のうち、３−５−３、３−６−３を除く１２種類、すなわち３−５−４、３−５−５、３−６−４、３−６−５、３−７−４、３−７−５、４−６−４、４−６−５、４−７−４、４−７−５、５−７−５、６−７−５は、耐久強度に不安がある。その理由は、第１部分と第２部分の比例定数の差が０．０４（Ｎｍ２／  ｍｍ）以上であり、第１部分と第２部分の間の位置で、ＥＩ値が急激に変化して応力が集中するためである。したがって、７５種類中では、３−５−３、３−６−３の２種類が、本発明の最も好ましいシャフトである。
【００５３】
ただし、比例定数の差が０．０４（Ｎｍ２／  ｍｍ）の場合であっても、第１部分と第２部分の間に、正比例ＥＩの第３部分を１５０ｍｍ長さ以上設ける場合、応力集中が緩和され、また、プレイヤーが大きくしなる箇所を感じることも無い。この場合、シャフトは、先端側補強部と手元側把持部との間の中央部に、第１部分と、第３部分と、第２部分とを有し、それら３つの部分の曲げ剛性ＥＩがそれぞれ、シャフト先端からの距離に対してほぼ正比例の関係にある。
【００５４】
図６は、そのような３つの部分を有するシャフトの一例のＥＩ分布である。シャフト名は３−５−２＋５−７−２であり、前記例と同様に、シャフトの先端を１１５（ｍｍ）たわますのに必要な荷重は２４．５（Ｎ）である。
【００５５】
このシャフトのシャフト短化分は９．８ｍｍと優れている。このように中央部に３つの正比例な部分を設ける場合、第１部分の比例定数と第２部分の比例定数は０．０４（Ｎｍ２／  ｍｍ）以上あることが望ましい。これより低い値の場合、３つの部分を設ける意味が無く、２つの部分を有するシャフトのＥＩパターンと大差がなくなる。
【００５６】
また、全７５種類の内、第１部分と第２部分の比例定数の差が０．０２（Ｎｍ２／  ｍｍ）以下のシャフトは、応力集中が少なく、耐久強度上は好ましいが、シャフト短化分は何れも小さく、効果は限定される。本発明の目的を達成するためには、比例定数の差が０．０２（Ｎｍ２／  ｍｍ）よりも大きいことが望ましい。
【００５７】
また、本明細書において、「ほぼ正比例」とは、該当範囲の全長の全ての点の曲げ剛性ＥＩがＥＩ＝α・Ｘ（式中ＥＩ（Ｎｍ２）はシャフト各点の曲げ剛性、Ｘ（ｍ）は各点のシャフト先端からの距離、αは任意の比例定数）を満たし、αの偏差が±０．００３（Ｎｍ２／  ｍｍ）の範囲内にあることを意味する。
【００５８】
本発明のシャフトは、第１部分、第２部分、ならびに存在する場合には第３部分のそれぞれの全長のうちの８０％以上の長さで上述の式ＥＩ＝α・Ｘを満たす。理想的には、第１部分、第２部分、ならびに存在する場合には第３部分のそれぞれの概ね全長すなわち１００％で式ＥＩ＝α・Ｘを満たすことが好ましいが、実際には、極めて短い長さで曲げ剛性ＥＩが大きく変化することは不可能であるため、それは困難である。少なくとも８０％以上の長さで式ＥＩ＝α・Ｘを満たせば、本発明の効果を達成できる。
【００５９】
【実施例】
さらに具体的に、シャフト３−５−３のＥＩ分布を達成するシャフトの実施例を説明する。
【００６０】
シャフトは一般に、シートワインディング製法又は３軸ブレイディング製法により形成される。
シートワインディング製法とは、強化繊維にマトリックス樹脂を含浸させてなるプリプレグシートを所定の大きさに切断し、強化繊維の配向角度が所定の配向角度となるような配置でマンドレル（芯金）にプリプレグシートを巻回し、加熱硬化させることでシャフトを形成する製法である。
【００６１】
３軸ブレイディング製法とは、カーボン繊維等の連続繊維トウに樹脂を含浸してなるトウプリプレグにより、シャフト長手方向軸に平行な概ね０度の配向角度を有する中央糸と、前記シャフト長手方向軸に対して対称な配向角度を有する左右の組糸とからなる３つの糸準備し、この３つの組糸をマンドレル上に編み組みして、加熱硬化させることでシャフトを成形する製法である。３軸ブレイディング製法では全ての繊維トウがシャフト全長に渡り連続しており、尚且つ組糸の編み角度（シャフト長手方向軸に対する配向角度）を任意の部位で適宜変化させることが出来る。
【００６２】
シートワインディング製法によるＣＦＲＰシャフトで３−５−３のＥＩ分布を達成しようとすると、先端から５００ｍｍ付近の、曲げ剛性ＥＩが急激に変化する位置で、急な曲げ剛性ＥＩの変化に対応するために、巻回するプリプレグシートを途切れさせなければならない。したがってその位置に応力が集中することに加えて、構造上も急激な強度低下が生じることが避けられない。また、プリプレグシートを途切れさせないために、その位置で外径、内径を急激に変化させ、３００〜５００ｍｍ範囲をより細くする方法もあるが、その場合、５００ｍｍ付近で巻回するプリプレグシートにしわがより、シャフトの成形精度が著しく低下する。
【００６３】
これとは対照的に、３軸ブレイディング製法は、極めて好都合である。つまり、５００ｍｍ付近でシャフトの編み組み角度を急激に変化させ、３００〜５００ｍｍの範囲のシャフト軸に対する組糸の配向角度を大きくし、５２０ｍｍから後端までの範囲の配向角度を小さくすることで、繊維を途切れさせること無く、３００〜５００ｍｍの範囲で曲げ剛性ＥＩ値を低下させることが可能になる。さらに、上述のように、３００〜５００ｍｍの範囲でシャフトを極端に細くしても、組糸がシャフト全長に渡り連続しているためしわがよることはなく、成形精度は従来通りに維持される。
【００６４】
３軸ブレイディング製法により形成したシャフトのさらに詳しい例を示す。シャフトはドライバー用シャフトで、全長１１１０ｍｍである。質量は６３ｇである。
【００６５】
マンドレルは、先端の直径がφ４．５（ｍｍ）、先端から３００（ｍｍ）の位置の直径がφ５．５（ｍｍ）、同５００（ｍｍ）の位置の直径がφ７．２（ｍｍ）、同５２０（ｍｍ）の位置の直径がφ９．８（ｍｍ）、同９２０（ｍｍ）の位置の直径がφ１４．２（ｍｍ）、後端部の直径がφ１４．２（ｍｍ）である。また、マンドレルは先端から０〜３００、３００〜５００、５００〜５２０、５２０〜９２０（ｍｍ）の各範囲でテーパー形状である。
【００６６】
シャフトは３軸組物層４層（最内層が第１層）と先端補強層から構成されている。
先端補強層は、弾性率２４０ＧＰａ・密度１．８ｇ／ｃｍ３のカーボン繊維を敷き詰めた、厚さ０．１ｍｍのプリプレグシート（長さ２００ｍｍ幅８０ｍｍの長方形）を２枚重ね、マンドレルのシャフト先端位置から０〜２００ｍｍの位置に巻回して形成したものである。この上に３軸組物層を形成する。
組物層は、以下のように形成したものである。弾性率２４０ＧＰａ・密度１．８ｇ／ｃｍ３・フィラメント本数６０００・繊度４００（ｇ／１０００ｍ）のカーボン繊維トウ（トウＡ）と、弾性率３８０ＧＰａ・密度１．８ｇ／ｃｍ３・フィラメント本数１２０００・繊度５００（ｇ／１０００ｍ）のカーボン繊維トウ（トウＢ）に、それぞれエポキシ樹脂を含浸させてトウプリプレグ（トウプリプレグＡ・Ｂ）を形成する。該トウプリプレグを組糸として編み組みする。第１・２・３層は、長手方向に対して角度をなして対称な２方向の組糸８本ずつ、計１６本でそれぞれ編み組みした組物層である。第４層は、長手方向に対する角度０度でトウプリプレグ全長にわたって延びる組糸８本と、長手方向に対して角度をなして対称な２方向の組糸８本ずつ、計２４本で編み組みした組物層である。第１層にトウプリプレグＢを用い、第２・３・４に層はトウプリプレグＡを用いる。組糸の長手方向に対する配向角度は、以下のとおりである。第１層の２方向の組糸８本ずつは、先端から後端まで、±３５度から±５５度までの範囲で漸次変化している。第２層の２方向の組糸８本ずつは、先端０〜先端より３００ｍｍまでは、±２０から±３５度まで漸次変化し、さらに先端より３００ｍｍから５００ｍｍまでは、±３５から±５５度まで漸次変化し、さらに先端より５００ｍｍから後端までは、±５５度から４０度まで漸次変化している。第３・４層の２方向の組糸８本ずつは、先端から先端より３００ｍｍの位置までは±１０度から±２０度まで漸次変化し、先端より３００ｍｍから後端までは、±２０度から１０度まで漸次変化している。
【００６７】
編み組み後、組物層上にラッピングテープをスパイラル状に巻きつけることで組物層を加圧する。その加圧下で組物層を加熱硬化し、その後表面を全体に研磨塗装することで、３−５−３のＥＩ分布のシャフトが得られる。
【００６８】
なお、本発明の実施形態は、例えば以下のように変更することも可能である。
・本発明の実施形態のシャフト３−５−３、３−６−３、３−５−２＋５−７−２のＥＩ分布が最適であるとしたが、他のシャフトであってもよい。
【００６９】
次に、前記実施形態から把握できる請求項に記載した発明以外の技術的思想について、それらの効果と共に以下に説明する。
・第１部分及び第２部分の概ね全長でシャフト先端からの距離に対してしてほぼ正比例の関係をもって変化する曲げ剛性ＥＩを有する請求項１に記載のゴルフシャフト。このようにすれば、ダウンスイング中のゴルフシャフトのしなり戻り速度を向上させつつ良好なたわみ形状が維持され、優れたしなり具合で打球時のヘッドスピードが向上される。
・組物層から成る請求項１に記載のゴルフシャフト。このようにすれば、全ての繊維トウがシャフト全長に渡り連続しているため継ぎ目やそこでの応力の集中がなく、尚且つ組糸の編み角度（シャフト長手方向軸に対する配向角度）を任意の部位で適宜変化させることが出来るためシャフトの設計が容易である。
・第１部分の比例定数と第２部分の比例定数の差が０．０４Ｎｍ２／  ｍｍ以上であり、第３部分の長さが１５０ｍｍ以上である、請求項５に記載のゴルフシャフト。このようにすれば、シャフトにおける応力集中が緩和され、また、プレイヤーが大きくしなる箇所を感じることも無い。
【００７０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、打球時にヘッドが加速する感覚が得られ、さらには打球飛距離を向上させたゴルフシャフトを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】片持ちはり振動モデルの略図。
【図２】本発明の実施形態による５種類のシャフトのＥＩ分布を示すグラフ。
【図３】本発明の実施形態による別の５種類のシャフトのＥＩ分布を示すグラフ。
【図４】従来の２つのシャフトのＥＩ分布を示すグラフ。
【図５】複数のシャフトについての、比例定数の差とシャフト短化分の関係を示すグラフ。
【図６】第１部分と、第３部分と、第２部分とを有する本発明の別の実施形態のシャフトのＥＩ分布を示すグラフ。
【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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