(57)【要約】【課題】断面が概ね円形で、かつ、表面に凹凸を有することで安定した強度を発現し、かつ、シャフト全体の外観の見栄えも良いゴルフシャフトを提供する。【解決手段】図７に、横軸にゴルフシャフト１の先端３からの位置、縦軸にその位置に対する凹凸差の分布を示す。ゴルフシャフト１の先端３から後端４に向かって約１００ｍｍの位置から約９００ｍｍの位置にかけて、周期的に凹凸が形成されており、その凹凸差が０．０１０ｍｍ以上０．１５０ｍｍ以下である。【選択図】　　　図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴルフシャフトの先端から１００ｍｍまでの範囲、及び、後端から２００ｍｍまでの範囲を除くシャフト部の表面に、強化繊維の交織による凹凸が形成されたゴルフシャフトであって、前記凹凸は、前記シャフト部の５０％以上１００％以下の範囲でほぼ連続的に、かつ、その凹凸の差が０．０１０〜０．１５０ｍｍの範囲内に形成されていることを特徴とする繊維強化樹脂製ゴルフシャフト。
【請求項２】
前記凹凸は、少なくとも最表層に強化繊維の組物層を積層することにより形成され、かつ、その凹凸が概ね規則的に形成されていることを特徴とする請求項１記載の繊維強化樹脂製ゴルフシャフト。
【請求項３】
前記凹凸は、ゴルフシャフトの先端側ほど凹凸の周期が短く、後端側ほど凹凸の周期が長いことを特徴とする請求項１または２記載の繊維強化樹脂製ゴルフシャフト。
【請求項４】
前記ゴルフシャフトの最表層の表面には、０．２％〜１０．０％の光輝性粒子を含む透明又は半透明の表面保護層を設けたことを特徴とする請求項１、２、または３記載の繊維強化樹脂製ゴルフシャフト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、繊維強化樹脂製のゴルフシャフトに関するものであり、さらに詳細には、断面が概ね円形で、かつ、その表面に連続的に凹凸を形成したことを特徴とするゴルフシャフトに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
繊維強化樹脂製のゴルフシャフトの製造方法としては、従来から公知のシートワインディング製法やフィラメントワインディング製法のほか、近年、曲げ剛性分布、線密度分布の設計自由度が大きく、また曲げ強度、ねじり強度共に発現性が良好である、ブレイディング製法によるゴルフシャフト（ブレイディングシャフト）が見られるようになった。前記方法によるゴルフシャフトの成形方法は以下のとおりである。
【０００３】
すなわち、前記シートワインディング製法は、強化繊維を一方向に引き揃えたものに合成樹脂を含浸してシート状に形成された、いわゆるシートプリプレグを成形用マンドレルに巻き付け、その外側に、前記巻き付けたプリプレグを固定させるためにラッピングテープを螺旋状に巻回した状態で加熱硬化して成形されるものである。前記硬化成形後の前記ラッピングテープを剥離させた素管の表面は、シート状のプリプレグを巻き付けたものであるためプリプレグによる凹凸はあまり見られないが、前記ラッピングテープ目の凹凸が形成されており、このような素管の表面の凹凸を落とすために研磨加工を施すことで、表面を滑らかにして仕上げ加工を施しているのである。また、その表面の仕上げについては、従来から様々な方法が提案されている。
【０００４】
フィラメントワインディング製法は、炭素繊維の単繊維または繊維束に樹脂を含浸させて半硬化状態にしたフィラメント、又は、トウプリプレグを、予め設定された巻き付け角度で、前記角度が左右対称となるようにマンドレルに巻きつけて加熱硬化して成形されるものである。また、前記硬化成形後の表面は、前記トウプリプレグの凹凸の程度が大きく、かつ、予め研磨外径が設定され、その外径になるように機械研磨をすることで表面を滑らかにする（ＮＣ研磨）のが、一般的である。
【０００５】
ブレイディング製法によるゴルフシャフト（ブレイディングシャフト）は、数千本の炭素繊維を引き揃えた炭素繊維トウに成形用樹脂を予め含浸させて成るトウプリプレグを、シャフト軸線に対して左右対称の配向角度を有する組糸と、前記シャフト軸線に対して０°の配向角度をもつ中央糸に用い、組紐機により前記組糸同士（２軸編み）あるいは組糸と中央糸（３軸編み）で編み組みして組物層を形成し、該組物層を複数層積層したものである。また、前記硬化成形後の表面は、左右の組糸である２軸、あるいは組糸と中央糸の３軸が重なる部分と重ならない部分が生じ、これらの段差部分が生じるといった場合があり、その段差部分の凹凸の影響が大きい為、一般的には、フィラメントワインディング製法のゴルフシャフトと同様、予め研磨外径が設定されていて、その外径になるように機械研磨をすることで表面を滑らかにしている（ＮＣ研磨）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ゴルフシャフトは前記したいずれかの方法により成形することになるが、いずれの場合にも最終製品にする前に、研磨加工を施してゴルフシャフトの表面を滑らかにし、その上面に塗装などの表面処理を施し、見栄えの良いようにしている。
【０００７】
前記製法においては、たとえば、シートワインディング製法のゴルフシャフトは、前記螺旋状に巻回したラッピングテープを剥離させた状態の素管に対して、その螺旋状のラッピングテープ目の凹凸を落とすために研磨加工を施すことで、表面を滑らかにしているが、この製法では、成形材料としてシート状のプリプレグを使用しているため前記ラッピングテープ目の凹凸は比較的小さくまた、その凹凸はほとんど成形用樹脂で形成されたものであるため、素管の表面の凹凸を落とすための研磨加工量が少なくて済む、すなわち、強化繊維や成形用樹脂の研磨量が少ないのでゴルフシャフトの特性にあまり悪影響を及ぼさない。更に、ゴルフクラブヘッドの嵌合する部分の先端部の強度を保持する目的で、先端から０ｍｍ〜１００乃至３００ｍｍ付近迄に補強用のプリプレグを巻回している為、概ねそのプリプレグの厚み分の凹凸がその付近に必然的に現れ、それ故に、前記補強用のプリプレグによる凹凸を有するシャフトの外観は、見栄えの良くないシャフトも存在するという問題点を有する。
【０００８】
一方、フィラメントワインディング製法やブレイディング製法のゴルフシャフトは、その表面の凹凸の程度が比較的大きいため、その表面が滑らかになるように、予め研磨外径を設定し、その外径になるように機械研磨をすることで表面を滑らかにしている（ＮＣ研磨）。したがって、研磨量も多く、表面近くの炭素繊維を研磨工程で切断している部分もシャフト全長に点在するため、シャフトの絶対的な強度とその安定性の低下等の問題も生じる。
【０００９】
そこで、本発明は、断面が概ね円形で、かつ、表面に凹凸を有することを特徴とする繊維強化樹脂製のゴルフクラブ用シャフトであって、そのような構成とすることで安定した強度を発現し、かつ、その凹凸を有するシャフト全体の外観の見栄えも良いゴルフシャフトを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成する為に、請求項１記載の発明は、ゴルフシャフトの先端から１００ｍｍまでの範囲、及び、グリップ後端から２００ｍｍまでの範囲を除くシャフト部の表面に、強化繊維の交織による凹凸が形成されたゴルフシャフトであって、前記凹凸は、前記シャフト部の５０％以上１００％以下の範囲でほぼ連続的に、かつ、その凹凸の差が０．０１０〜０．１５０ｍｍの範囲内に形成されていることを特徴とする繊維強化樹脂製ゴルフクラブシャフトである。
【００１１】
請求項２記載の発明は、前記凹凸は、少なくとも最表層に組物層を積層することにより形成され、かつ、その凹凸が概ね規則的に形成されていることを特徴とする請求項１記載の繊維強化樹脂製ゴルフシャフトである。
【００１２】
請求項３記載の発明は、前記凹凸は、ゴルフシャフトの先端側ほど凹凸の周期が短く、グリップ後端側ほど凹凸の周期が長いことを特徴とする請求項１または２記載の繊維強化樹脂製ゴルフシャフトである。
【００１３】
請求項４記載の発明は、前記ゴルフシャフトの最表層の表面には、０．２％〜１０．０％の光輝性粒子を含む透明又は半透明の表面保護層を設けたことを特徴とする請求項１、２、または３記載の繊維強化樹脂製ゴルフシャフトである。
【００１４】
【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とともに、本発明について詳細に説明する。
図１〜図７は、本発明の一実施例のゴルフシャフト１を説明する図であり、図１は断面が概ね円形で、かつ、シャフト表面に連続的に凹凸を有することを特徴とする繊維強化樹脂製のゴルフシャフトを組み付けたゴルフクラブの説明図で、図２は、図１のＡ部拡大斜視図、図３および図４は図１のａ−ａ線切断断面説明図で、それぞれ凹凸の周期の異なる場合を説明した拡大図である。図５は図１のｂ−ｂ線切断断面説明図で、表面保護層を形成した状態の説明図。
図６は本実施例のゴルフシャフト１の積層構造を説明する図であり、図７はゴルフシャフト１の凹凸差の分布をあらわすグラフで、横軸にゴルフシャフトの先端からの位置、縦軸にその位置に対する凹凸差の分布を示す。
【００１５】
本実施例のゴルフシャフト１は、ＦＲＰ（繊維強化樹脂材料）により成形されたものであり、後述するトウプリプレグを交織した層を積層するブレイディング製法により製造している。
図１に示すように、ゴルフシャフト１の先端３にはウッド型のゴルフヘッド５を取り付け、後端４にはグリップ６を装着している。ゴルフシャフト１の表面の、該ゴルフシャフト１の先端３から１００ｍｍまでの範囲、および、ゴルフシャフト１の後端４から２００ｍｍまでの範囲を除くシャフト部２の表面には、図２に示すように、凹凸７が連続的に形成されている。そしてその凹凸の差は図３〜図５に示すように、０．０１０ｍｍ以上０．１５０ｍｍ以下である。前記凹凸の差とは、ゴルフシャフト１のシャフト軸線Ｃから凹部７ａの表面までの距離（半径）ｒ１と凸部７ｂの表面までの距離（半径）ｒ２との差を意味していて、本発明ではこの凹部と凸部が交互に現出しているものである。
【００１６】
ここで、前記凹凸差の測定方法を以下に示す。
この測定方法は、ＪＩＳ　Ｂ０６０１の「表面粗さの定義と表示」に概ね準じた。ゴルフシャフトの一端を固定し、該ゴルフシャフトの長手方向に２ｍｍピッチで、ある基準位置からゴルフシャフト表面までの距離を計測し、その位置の粗さ曲線の平均線（曲線；測定値の偏差の二乗和が最小になるように設定した曲線）と測定値との差を算出した。
但し、この規格に関しては、「工業製品の表面粗さを表す中心線平均粗さ（Ｒａ），最大粗さ（Ｒｍａｘ）及び十点平均粗さ（Ｒｚ）の定義と表示」を説明しているが、本発明のゴルフシャフト表面の凹凸の大きさが大きすぎるため、この規格の範囲を超えている。それ故に、この規格の測定方法に従い、その位置の粗さ曲線の平均線（曲線；測定値の偏差の二乗和が最小になるように設定した曲線）と測定値との差を算出し、十点平均粗さを計算した。
【００１７】
本発明を最も効果的に実施するには、フィラメントワインディング製法やブレイディング製法により形成したゴルフシャフトが有効である。
前記製法によるゴルフシャフトは、強化繊維よりなるトウプリプレグを各々、予め設定された巻き付け角度に交織（織り、あるいは、交差）して形成したものであり、前記トウプリプレグがシャフト長手方向に関して連続しているため、ゴルフシャフトの方向性に悪影響を及ぼさない範囲の凹凸構成にしてゴルフシャフトを成形したものである。
このようにすることにより、強化繊維を一方向に引き揃えてなるシート状プリプレグを適宜形状に切断したものを複数層積層して形成するシートワインディング製法に比べて、強化繊維の性能を有効に発現出来るものである。
【００１８】
具体的には、ブレイディング製法によるゴルフシャフトにおいては、トウプリプレグを、シャフト軸線に対して左右対称の配向角度を有する組糸と、前記シャフト軸線に対して０°の配向角度をもつ中央糸に用い、組紐機により前記組糸同士（２軸編み）あるいは組糸と中央糸（３軸編み）で編み組みして組物層を形成し、該組物層を複数層積層して形成する場合に、最外層あるいは、最外層から内層側へ２〜３層にわたって、該層を構成する炭素繊維トウの繊度を６００ｔｅｘ以下としたり、それらの層の炭素繊維の繊度の総量が１００００ｇ／ｋｍ（１００００ｔｅｘ）以上の構成とすることにより、前記トウプリプレグの交織によりゴルフシャフト表面に形成される凹凸の該凹凸差を０．０１０ｍｍ〜０．１５０ｍｍの範囲内にして、ゴルフシャフトの方向性に悪影響を及ぼすことなく、強化繊維の切断を極力少なくできるものである。
【００１９】
【実施例】
図６に本発明をブレイディング製法のゴルフシャフト１に実施した例を説明する。トウプリプレグは、炭素繊維トウとして４００ｔｅｘの炭素繊維トウである東レ株式会社製「Ｔ７００−６０００」に、日石三菱株式会社製１液性変性エポキシ樹脂を３８％含浸させたものを用いた。
前記トウプリプレグを用いて図６に示すように、内側から、２軸の組物層（組糸１６本）を全長にわたりシャフト軸２に対し概ね４５度（約３０〜６０度の範囲）で編み組みした第１の層１０と，３軸の組物層（組糸１６本と中央糸８本）を全長にわたりシャフト軸２に対し約２０〜４０度の範囲で編み組みした第２の層１１と、３軸の組物層（組糸１６本と中央糸８本）を先端から手元端にかけてシャフト軸２に対し３０度から１０度に漸次変化させて編み組みした第３の層１２と、２軸の組物層（組糸１６本）を先端から手元端にかけてシャフト軸２に対し３０度から１０度に漸次変化させて編み組みした最表層１３で形成し、加圧加熱硬化成形後、表面を少量研磨してゴルフシャフト７を得た。前記ゴルフシャフト１は表面トウを切断するに至るまでの研磨量には及ばないものの、表面の凹凸差は所定の範囲内に連続的に存在し、また、見栄えの良いゴルフシャフトができた。
【００２０】
図７および図８には、横軸にゴルフシャフト１の先端３からの位置、縦軸にその位置に対する凹凸差の分布を参考に示していて、図７は本発明による実施例の２本のゴルフシャフトの凹凸差の分布であり、図８は従来のゴルフシャフトの凹凸差の分布を示し、シートワインデリングシャフトの表面と、前記表面をＮＣ研磨により表面を研磨したものを表している。
本発明品に関しては、ゴルフシャフト１の先端３から後端４に向かって約１００ｍｍの位置から約９００ｍｍの位置にかけて、周期的に凹凸差が０．０１０ｍｍ以上０．１５０ｍｍ以下であるが、従来例のシートワインディングシャフトは、先端３から後端４に向かって０ｍｍ〜１００ｍｍ乃至４００ｍｍの位置付近に補強材の凹凸と見られる凹凸差が存在することが分かる。また、大きな表面凹凸を修正するための多量の表面研磨（ＮＣ研磨）を施したゴルフシャフトに関しては、概ね全長にわたり凹凸差は、０．０１０ｍｍ以下であることが分かる。
【００２１】
表１に、各ゴルフシャフトの凹凸差（十点平均粗さ）を測定し、前記した方法による計算値を示す。本発明品は、先端３から後端４に向かって１００ｍｍの位置から９００ｍｍの位置にかけて、０．０１０ｍｍ以上かつ０．１５０ｍｍ以下であることが分かる。一方、従来品に関しては、一部、０．０１０ｍｍ以上の部分も存在するが、概ね、０．０１０ｍｍより小さいことが分かる。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
表２には、各ゴルフシャフトの凹凸数の周期性を示す。本発明品共に、ゴルフシャフトの先端３から２００ｍｍ乃至４００ｍｍの位置の範囲の凹凸数が最も多く、グリップ部にかけて、凹凸数も微減していることが分かる。
【００２４】
【表２】
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【００２５】
また、ゴルフシャフト１の表面の凹凸７は、ゴルフシャフト１の長手方向（図５参照）及び周方向（図３，４参照）に、その凹凸７が概ね規則的に存在することを特徴とするゴルフシャフト１である。
特に長手方向の周期性に関しては、上記範囲内で、ゴルフシャフト１の先端３側から後端４側にかけて、概ね同一周期でも良いが、ゴルフシャフト１の先端３側ほど凹凸７の周期が短く、後端４側ほど凹凸７の周期が長くするゴルフシャフトは、先端３側ほど軟らかくする為に細かく編み組し、後端４側ほど硬くする為に大まかに編み組みするといった設計面がビジュアル的に表現できるという利点がある。
更に、昨今、大型化するヘッドの装着されたクラブは、あるクラブ長さに設定されていてもその長さの割に短く感じられたりする傾向にあるが、その凹凸を有するシャフトを装着したゴルフクラブを構えると、そういった違和感が軽減ざれる傾向にある。
【００２６】
実際、ヘッド体積として大きい部類にある３８０ｍｌのヘッドで、本発明の凹凸を有するシャフトと従来のシートシャフトを各々装着した４４．７５”のクラブに対して、感じるクラブ長さの調査を実施したところ、
本発明シャフト（凹凸シャフト）：
５％（４４．０”）　２５％（４４．５”）　６５％（４５．０”）　５％（４５．５”）
従来シャフト（シートシャフト）：
２５％（４４．０”）　７０％（４４．５”）　５％（４５．０”）　０％（４５．５”）
概ね設定とおりのクラブ長さを被験者のゴルファーは感じていることが分かった。
【００２７】
また、ブレイディング製法の繊維強化樹脂製ゴルフシャフトを例に説明したが、フィラメントワインディング製法の繊維強化樹脂製ゴルフシャフトでも同様である。更に、従来のシートワインディング製法に各製法を複合的に用いて成形された複合シャフトでも同様である。
【００２８】
本発明において、ゴルフシャフトの凹凸差が、０．０１０ｍｍより小さいと、通常の滑らかに研磨したシャフトと大差なく、研磨量を多くすることになりゴルフシャフトを構成する強化繊維の多くを研磨により切断することになるため好ましくないし、本発明のビジュアル的な効果を発揮できない。
１５０ｍｍより大きいと、ゴルフシャフトの円周方向の特性について、該円周方向の位置によりばらつきが生じる原因ともなり、方向性にも悪影響を及ぼすため好ましくない。また、螺旋状に巻回したラッピングテープを剥離させた状態の素管に対して、その螺旋状のラッピングテープ目の凹凸を落とすために研磨加工を施す程度では、ラッピングテープ目の凹凸が落ちない部分が存在し、醜く、見栄えが良くない。また、成形完了した素管状態において、凹凸差の大きい部分は、強化繊維が十分に存在していない箇所、言い換えると、樹脂の溜まりやすい箇所，ボイドの残りやすい箇所であるため、逆に強度の低下する要因の１つになる恐れを有する。
【００２９】
ゴルフシャフトの先端から１００ｍｍまでの範囲は、ヘッドを嵌合する部分を有し、接着強度のためにも、概ね０．０１０ｍｍより小さい凹凸差に設定すべきである。
また、後端から２００ｍｍまでの範囲は、グリップを挿入する部分で、特にこの部分は、極端な凸部を有すると、グリップ感に違和感が生じる可能性があるため、極力、概ね０．０１０ｍｍより小さい凹凸差に設定すべきである。
更に、凹凸差を有する部分の長さは、前記シャフト部の長さ方向の概ね５０％よりも短い範囲であると、構成する強化繊維の切断量が多いことになり、繊維の特性を充分生かすことが出来ないし、成形不良品や半完成品にしか見えず、逆に見栄えの悪いシャフトとなりがちであるため、好ましくは、前記シャフト部の５０％以上の部分に存在するのが効果的であり、最も好ましくは１００％存在するのがよい。
【００３０】
さらに、図５に示すように、本発明の繊維強化樹脂製のゴルフシャフトの最表層の表面には、光輝性を有する粒子８を混在させた、透明か半透明の塗膜保護層９を形成する。前記光輝性を有する粒子８は、粒径１０〜４０００μｍ、厚さ１〜２０μｍのガラスフレークまたはアルミニウム合金の薄箔状粒子であり、これらを前記塗膜保護層の０．２％〜１０．０％混入させる。前記粒子の大きさは、前記範囲より小さいと意匠的効果が得られないし、前記範囲より大きいと、密着が悪くなるため好ましくない。また、前記塗膜保護層の混入量は、０．２％以下であると意匠的効果が得られないし、１０．０％以上であると、塗膜保護層を構成する合成樹脂中に均等に分散しないため好ましくない。
この塗装を施すことで、光量によりゴルファー自身にゴルフシャフトの素地の編み組み目が見え、かつ、保護層内の粒子の反射光が見え、シャフト部に存在する凹凸差の濃淡が観察でき、非常に見栄えの良いシャフトになる。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように、本発明のゴルフシャフトは、ゴルフシャフトの先端から１００ｍｍまでの範囲、及び、グリップ後端から２００ｍｍまでの範囲を除くシャフト部の表面に、強化繊維の交織による凹凸が形成されたゴルフシャフトであって、前記凹凸は、前記シャフト部の５０％以上１００％以下の範囲でほぼ連続的に、かつ、その凹凸の差が０．０１０ｍｍ〜０．１５０ｍｍの範囲内に形成されていることにより、硬化成形後の研磨仕上げについて、樹脂のみの研磨となり強化繊維トウを研磨により切断させることがないので、効率的な設計ができるとともに耐久性も向上した。
また、前記凹凸は、少なくとも最表層に組物層を積層することにより形成され、かつ、その凹凸が概ね規則的に形成されていることにより、強化繊維の積層を密に出来るので、ゴルフシャフト全体のボイド含有率を少なくでき、安定した強度を有するゴルフシャフトが形成できた。
さらに、前記ゴルフシャフトの最外層には、０．２％〜１０．０％の光輝性粒子を含む透明又は半透明の表面保護層を設けたことで、見栄えもよいゴルフシャフトを提供するという目的を達成できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のゴルフシャフトを組み付けたゴルフクラブの説明図。
【図２】本発明の一実施例のゴルフシャフトのＡ部拡大斜視図。
【図３】本発明の一実施例のゴルフシャフトのＡ部拡大斜視図。
【図４】本発明の一実施例のゴルフシャフトのａ−ａ線切断断面説明。
【図５】本発明の一実施例のゴルフシャフトのａ−ａ線切断断面説明。
【図６】本発明の一実施例のゴルフシャフト１の積層構造の説明図。
【図７】本発明の一実施例のゴルフシャフト１の凹凸差の分布をあらわすグラフ。
【図８】従来のゴルフシャフトの凹凸差の分布をあらわすグラフ。
【符号の説明】
１　ゴルフシャフト
２　シャフト部
３　先端
４　後端
５　ゴルフヘッド
６　グリップ
７　凹凸
７ａ　凹部
７ｂ　凸部
８　粒子
９　塗膜保護層
１０　第１の層
１１　第２の層
１２　第３の層
１３　最表層
ｃ　シャフト軸
ｒ１　シャフト軸線Ｃから凹部の表面までの距離
ｒ２　シャフト軸線Ｃから凸部の表面までの距離
【図１】
2004057731.tif 000005
【図２】
2004057731.tif 000006
【図３】
2004057731.tif 000007
【図４】
2004057731.tif 000008
【図５】
2004057731.tif 000009
【図６】
2004057731.tif 000010
【図７】
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【図８】
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