(57)【要約】【課題】シニアおよび女性層をターゲットとしたユーザーが容易にボール飛球方向の安定性と優れた飛距離を得ることを可能にする。【解決手段】炭素繊維強化樹脂シートの炭素繊維の配向方向をシャフト長手方向に対して±３０〜６０°に傾斜させ、シャフト全体に積層したバイアス層と、該配向方向を長手方向に対して±５°以下とほぼ平行となるように配向させ、シャフト全体に積層したストレート層を有し、シャフトの長さ１１００ｍｍ当たりの重量が３５〜５５ｇであり、かつシャフトのねじり剛性分布には補強層位置に係る転移点Ｄ２が存在し、式Ｋ１＝（ＧＩ（Ｄ２）−ＧＩ（Ｄ１））／（Ｄ２−Ｄ１）で規定するＫ１が−８００〜１０００の範囲にある。Ｄ１（＝０ｍｍ）：先端部の位置、Ｄ２（ｍｍ）：テ−パ付き中空シャフトの補強層終端位置の先端部からの距離（転移点）、ＧＩ（Ｄ２）（ｋｇｆ・ｍｍ２  ）：補強層位置に係る転移点Ｄ２のねじり剛性、ＧＩ（Ｄ１）（ｋｇｆ・ｍｍ２  ）：先端部Ｄ１のねじり剛性【選択図】      図１
2004160057.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素繊維強化樹脂シートの炭素繊維の配向方向をシャフト長手方向に対して±３０〜６０°に傾斜させ、シャフト全体に積層したバイアス層と、該配向方向を長手方向に対して±５°以下とほぼ平行となるように配向させ、シャフト全体に積層したストレート層を有するテーパ付き中空シャフトにおいて、
該シャフトの長さ１１００ｍｍ当たりの重量が３５〜５５ｇであり、かつ
シャフトのねじり剛性分布に補強層位置に係る転移点Ｄ２が存在し、
下記式（１）で規定するＫ１が−８００〜１０００の範囲にあることを特徴とする軽量テーパ付き中空シャフト。
Ｋ１＝（ＧＩ（Ｄ２）−ＧＩ（Ｄ１））／（Ｄ２−Ｄ１）・・・・（１）
Ｄ１（＝０ｍｍ）：先端部の位置
Ｄ２（ｍｍ）：テーパ付き中空シャフトの補強層終端位置の先端部からの距離（転移点）
ＧＩ（Ｄ２）（ｋｇｆ・ｍｍ２  ）：補強層位置に係る転移点Ｄ２のねじり剛性
ＧＩ（Ｄ１）（ｋｇｆ・ｍｍ２  ）：先端部Ｄ１のねじり剛性
【請求項２】
炭素繊維強化樹脂シートの炭素繊維の配向方向をシャフト長手方向に対して±３０〜６０°に傾斜させ、シャフト全体に積層したバイアス層と、該配向方向を長手方向に対して±５°以下とほぼ平行となるように配向させ、シャフト全体に積層したストレート層を有し、
引張弾性率で２９０〜７２０ＧＰａの炭素繊維を含む炭素繊維強化樹脂シートを使用し、該シートの炭素繊維の配向方向をシャフト長手方向に対して±３０〜６０°に傾斜させかつ該シャフト先端から５００ｍｍまでの範囲を補強したバイアス補強層を有するテーパ付き中空シャフトにおいて、
該バイアス補強層が前記バイアス層の内層側に配置させた、
ねじり強度１８０〜３００ｋｇｆ・ｍ・度を有しかつ該シャフトの長さ１１００ｍｍ当たりの重量が３５〜５５ｇであることを特徴とする軽量テーパ付き中空シャフト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超軽量なテーパ付き中空シャフトに関するものであり、特にゴルフクラブ用として優れる超軽量なテーパ付き中空シャフトに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ゴルフクラブには飛距離と方向性の両立が求められるために、スチールシャフトに比べて、軽量で、高強度および高弾性率を兼ね備えたカーボンシャフトが注目されてきた。特に飛距離を向上されるためには、ヘッドのオフセンターでミスショットした場合にも打球が曲がりにくい、いわゆるボールの飛球方向を安定させることが重要となる。オフセンターでミスショットした際、ヘッドフェース面の向きがかわることが打球が曲がる原因のひとつと考えられ、低ねじれ化シャフトが検討されてきた。低ねじれ化シャフトにはバイアス層に高弾性率炭素繊維を使用することが有効と考えられるが、一般的に高弾性率炭素繊維はポリアクリロニトリル系（ＰＡＮ系）炭素繊維と比べて、強度が低いことが知られている。そこで、高弾性率炭素繊維を使用し、低ねじれ化を図る場合、シャフトに十分なねじり強度を発現させるためには、バイアス層の使用量を多くする必要があった。このために、バイアス層に高弾性率炭素繊維を使用した低ねじれ化シャフトは、シャフト重量が増大し（  ７０ｇ台）  、かつシャフト全体のトルク（ねじれ角度）が小さくなりすぎる傾向があり、使用者はプロあるいはハードヒッターに限定されていた。この点を解決するために、バイアス層として２種類以上の強化繊維を使用し、バイアス層の内層に高強度炭素繊維を配置し、そのバイアス層の外層に高弾性率炭素繊維を配置する試みがなされてきた（例えば、特許文献１参照）  。これにより、シャフト重量で５０ｇ後半から６０ｇ前半、かつ低ねじれ化されたシャフト（  トルク３．０〜５．５程度）  が開発されるようになった。
【０００３】
しかしながら、近年のゴルフ人口はシニアあるいは女性層がその牽引者であるために、よりいっそうのシャフトの軽量化（５０ｇ前半から４０ｇ台）  が求められている。また男性ハードヒッターと比べて、シニアおよび女性層はヘッドスピードもそれほど速くないために、必要以上の低ねじれ化シャフトは必要としない。むしろ、非力なプレイヤーにとって必要以上の低ねじれ化シャフトはボールインパクト時の衝撃が大きく、適当ではない。すなわちシニアおよび女性をターゲットとした場合、従来以上に軽量（５５ｇ以下）  で、かつヘッドスピードに対応した最適なねじれ特性を有し、ボール飛球方向の安定性を兼ね備えたシャフトの開発が必要となる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−２２４８０９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記で説明したように、シニアおよび女性層をターゲットとした超軽量シャフト（１１００ｍｍ当たりのシャフト重量が３５〜５５ｇ）  であって、しかも該ユーザーが有するゴルフクラブのヘッドスピードに対応した最適なねじれ特性をシャフトに持たせることにより、ユーザーが容易にボール飛球方向の安定性と優れた飛距離を得ることを実現可能とした軽量テーパ付中空シャフトを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、炭素繊維強化樹脂シートの炭素繊維の配向方向をシャフト長手方向に対して±３０〜６０°に傾斜させ、シャフト全体に積層したバイアス層と、該配向方向を長手方向に対して±５°以下とほぼ平行となるように配向させ、シャフト全体に積層したストレート層を有するテーパ付き中空シャフトにおいて、
該シャフトの長さ１１００ｍｍ当たりの重量が３５〜５５ｇであり、かつ
シャフトのねじり剛性分布に補強層位置に係る転移点Ｄ２が存在し、
下記式（１）で規定するＫ１が−８００〜１０００の範囲にあることを特徴とする軽量テーパ付き中空シャフトに関する。
Ｋ１＝（ＧＩ（Ｄ２）−ＧＩ（Ｄ１））／（Ｄ２−Ｄ１）・・・・（１）
Ｄ１（＝０ｍｍ）：先端部の位置
Ｄ２（ｍｍ）：テーパ付き中空シャフトの補強層終端位置の先端部からの距離（転移点）
ＧＩ（Ｄ２）（ｋｇｆ・ｍｍ２  ）：補強層位置に係る転移点Ｄ２のねじり剛性
ＧＩ（Ｄ１）（ｋｇｆ・ｍｍ２  ）：先端部Ｄ１のねじり剛性
【０００７】
また、本発明、炭素繊維強化樹脂シートの炭素繊維の配向方向をシャフト長手方向に対して±３０〜６０°に傾斜させ、シャフト全体に積層したバイアス層と、該配向方向を長手方向に対して±５°以下とほぼ平行となるように配向させ、シャフト全体に積層したストレート層を有し、
引張弾性率で２９０〜７２０ＧＰａの炭素繊維を含む炭素繊維強化樹脂シートを使用し、該シートの炭素繊維の配向方向をシャフト長手方向に対して±３０〜６０°に傾斜させかつ該シャフト先端から５００ｍｍまでの範囲を補強したバイアス補強層を有するテーパ付き中空シャフトにおいて、
該バイアス補強層が前記バイアス層の内層側に配置させた、
ねじり強度１８０〜３００ｋｇｆ・ｍ・度を有しかつ該シャフトの長さ１１００ｍｍ当たりの重量が３５〜５５ｇであることを特徴としてもよい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
（重量）
該シャフトは、シャフトの長さ１１００ｍｍ当たりの重量が３５〜５５ｇと軽量である。このように軽量なシャフトを得るには炭素繊維強化樹脂シートの目付けが、通常６５〜１１０ｇ／ｍ２  のものをバイアス層、ストレート層、バイアス補強層の何れかの層に使用すればよく、好ましくは全層に使用することが好ましい。
また該炭素繊維強化樹脂シートの炭素繊維は通常６０〜７５重量％のものを使用する。
【０００９】
（パラメータＫ１）
本発明は、シャフトのねじり剛性分布に転移点Ｄ２（補強層位置）  が存在し、該Ｄ２を基準としたシャフトの先端から手元までのねじり剛性分布に特徴を有するものである。
シャフトのねじり剛性分布とは、シャフトのねじり剛性の変化をシャフト先端からの位置との関係で表したものをいい、図１は、縦軸にシャフトのねじり剛性、横軸にシャフト先端からの位置を設定したときのねじり剛性の変化を図にしてシャフトのねじり剛性分布を示したものである。
ねじり剛性の転移点Ｄ２とは、具体的にはシャフト先端部を補強するバイアス補強層のシャフト手元側終端部の位置が該当する。
【００１０】
本発明では、シャフトについて、次式（１）で規定するＫ１が−８００〜１０００の範囲にあることを特徴とする。
Ｋ１＝（ＧＩ（Ｄ２）−ＧＩ（Ｄ１））／（Ｄ２−Ｄ１）・・・・（１）
Ｄ１（＝０ｍｍ）：先端部の位置
Ｄ２（ｍｍ）：テーパ付き中空シャフトの補強層終端位置の先端部からの距離（転移点）
ＧＩ（Ｄ２）（ｋｇｆ・ｍｍ２  ）：補強層位置に係る転移点Ｄ２のねじり剛性
ＧＩ（Ｄ１）（ｋｇｆ・ｍｍ２  ）：先端部Ｄ１のねじり剛性
【００１１】
（Ｋ１の効果）
各位置でのねじり剛性分布の総和がシャフト全体のトルク（ねじれ角度）に反映される。ねじり剛性の総和が大きければ、シャフト全体としてのトルクは小さい、いわゆる低トルク（ねじれにくい）シャフトとなる。
【００１２】
一般にゴルフ用シャフトはテーパ付きであるために、手元から先端にかけて、外径が小さくなる。このために、シャフトのねじり剛性は先端側が小さくなるのが一般的である。
【００１３】
本発明のテーパ付き中空シャフトは、パラメータＫ１が特定範囲を有するため、ねじり剛性の小さい先端の領域の剛性を向上させることにより先端部のねじれを抑える、言い換えるとオフセンターショット時（ショットがスウィートスポットを外れたとき）のフェース面の向きを安定化させることを目的としたものである。
【００１４】
先端のねじり剛性の補強はボールインパクト時のフェース面の向きの矯正効果に有効だが、このねじり剛性が大きすぎると、プレイヤーのインパクト時の衝撃および違和感が大きくなる。その最適条件を見出す方法として、本発明ではシャフトのねじり剛性分布に着目し、パラメータＫ１を設定した。
【００１５】
パラメータＫ１は先端の補強程度の最適値を決定するための因子であり、先端部の補強範囲のねじり剛性の曲線の勾配を意味する。上述したように通常のテーパ付シャフトにおいて、パラメータＫ１は正（プラス）  であり、先端側のねじり剛性を向上させることにより、Ｋ１の値は小さくなり正から負（プラス→マイナス）  の方向に移行する。
【００１６】
パラメータＫ１の最適領域はロボットによる試打試験、および人間テスターによる試打結果によって決めることができるが、最適なパラメータＫ１は通常−８００〜１０００の範囲である。
【００１７】
先端のねじり剛性の補強程度は、ターゲットとする使用者に応じてシャフト全体のねじり剛性とのバランスを考慮し、最適領域を設定することができる。
【００１８】
本発明においては特にシニアおよび女性をターゲットとするため、本発明のテーパ付き中空シャフトは、シャフト全体のトルク自体は大きいことが好ましい。
【００１９】
シニアおよび女性にとって最適な方向安定性を有するシャフトとするため、即ち比較的ヘッドスピードが小さいプレイヤーに適するように、シャフト全体が適度にねじれやすいことが好ましいのである。好ましいトルクの範囲としては、４．５〜７．０°であることができる。
【００２０】
（Ｋ１を満たすシャフトの製造）
本発明に係る中空シャフトは、バイアス補強層、これの外層側の全層バイアス層、さらにこれの外層側のストレート層および先端補強層からなり、金属製のテーパ付きマンドレルに炭素繊維プリプレグを所要数巻き付けた後に、ラッピング、加熱硬化させ、マンドレルから抜き取り、所定の長さ（１１００ｍｍ）に切断し、表面研磨して製造する。
【００２１】
（バイアス補強層とその効果）
このような特定範囲のパラメータＫ１を有するテーパ付き中空シャフトは、例えばバイアス層とストレート層を有するテーパ付き中空シャフトの先端にバイアス補強層を設けることで達成することができる。
【００２２】
（各層の定義）
バイアス層とは、炭素繊維強化樹脂シートの炭素繊維の配向方向をシャフト長手方向に対して±３０〜６０°に傾斜させて積層した層であり、特にテーパ付き中空シャフトの全体を積層したものをいう。
【００２３】
ストレート層とは、該配向方向を長手方向に対して±５°以下とほぼ平行となるように配向させて積層した層であり、特にテーパ付き中空シャフトの全体を積層したものをいう。
【００２４】
バイアス補強層とは、引張弾性率で２９０〜７２０ＧＰａの炭素繊維を含む炭素繊維強化樹脂シートを使用し、該シートの炭素繊維の配向方向をシャフト長手方向に対して±３０〜６０°に傾斜させかつ該シャフト先端から５００ｍｍまでの範囲に積層し、シャフト先端部を補強した層をいう。
【００２５】
（炭素繊維の種類）
バイアス層、ストレート層およびバイアス補強層の炭素繊維強化樹脂シートは、一方向炭素繊維プリプレグ、炭素繊維クロスプリプレグ等が使用できるが、一方向炭素繊維プリプレグが好ましい。
【００２６】
バイアス補強層の炭素繊維強化樹脂シートに使用する炭素繊維は、引張弾性率で２９０〜７２０ＧＰａの炭素繊維を含むものであるが、好ましくは当該炭素繊維のみで構成するものがよい。
【００２７】
該炭素繊維はピッチ系炭素繊維およびポリアクリロニトリル系（ＰＡＮ系）炭素繊維の何れも使用することができる。ただし、強度的にはＰＡＮ系炭素繊維のほうがピッチ系炭素繊維より優れるので、両者の特性を活かすために、２つを組み合わせた高弾性率を有したハイブリッドプリプレグを使用することもできる。
【００２８】
バイアス補強層にハイブリッドプリプレグを使用することで、本発明のように軽量化したシャフトのねじり強度を維持しながらねじり剛性を高くすることができる。
【００２９】
シャフトのバイアス補強層は、ストレート層、バイアス層の内層外層のいずれの側に積層してもよいが、先端から手元まで積層されたバイアス層の内層側に配置することがより好ましい。
【００３０】
本発明においては５０ｇ前半以下のシャフトに関するものであり、バイアス層の内層側にバイアス補強層を積層することで、このような超軽量化によるねじり強度を損なうことなく、ボールの飛球方向の安定性を付与させることができる。
【００３１】
（積層形態によるシャフトの特定）
本発明はまた、バイアス層、ストレート層、バイアス補強層を有するテーパ付き中空シャフトにおいて、該バイアス補強層が、前記バイアス層の内層側に配置させた、ねじれ強度１８０〜３００ｋｇｆ・ｍ・度を有し、かつ該シャフトの長さ１１００ｍｍ当たりの重量が３５〜５５ｇ以下であることを特徴とする軽量テーパ付き中空シャフトを提供するものである。
【００３２】
このような積層構成にすることにより本発明はシニアおよび女性層をターゲットとした超軽量シャフトであって、しかも該ユーザーが有するゴルフクラブのヘッドスピードに対応した最適なねじれ特性をシャフトに持ち、ユーザーが容易にボール飛球方向の安定性と優れた飛距離を得ることを実現可能とした軽量テーパ付中空シャフトを提供することができる。
【００３３】
従来はバイアス補強層をバイアス層の外層側に配置することが通常実施されているのに対して、本発明は内層側に配置することがより好ましい。従来技術の場合、ねじり強度を高める機能をになうＰＡＮ系高強度炭素繊維を使用した全層バイアス層上に高弾性率の炭素繊維を配置させるのは、シャフトの低ねじれ化の効果を高めるためであった。
【００３４】
比較的、強度が低い高弾性率炭素繊維を外層側に積層すると、シャフトのねじり強度としては小さくなる傾向がある。このために、高弾性率炭素繊維を外層側に積層する方法は、３５〜５５ｇの超軽量かつ、十分なねじり強度が保持することができなかった。
【００３５】
一方、本発明においては５０ｇ前半以下のシャフトに関するものであり、このような超軽量シャフトにおいては使用する炭素繊維の量が少なくなりねじり強度が小さくなる問題がある。よって本発明においてはねじり強度を損なわずに、ボールの飛球方向の安定性を付与させることがより好ましい。
【００３６】
これを達成するためには、高弾性率炭素繊維を使用したバイアス補強層をバイアス層の内層側に配置させることにより実現することができる。バイアス補強層を内層側に配置した場合、ねじり剛性の向上寄与率が外層側に配置した場合と比較して小さくなるが、逆にねじり強度を損なうことがなく、超軽量化シャフトに適している。
【００３７】
ターゲットとしているシニアおよび女性の比較的遅いヘッドスピードを考慮すれば、従来のようにバイアス層の上にバイアス補強層を積層して必要以上にねじれ剛性を大きくする必要もない。ヘッドスピードに対して、ねじり剛性が高すぎると、インパクト時の衝撃が手元に伝わりやすく、プレイヤーが違和感（  硬すぎる）  を感じるために、結果としてヘッドのフェース面の向きの安定性が損なわれ、ボールの飛球方向安定性が損なわれるからである。
【００３８】
【実施例】
以下に本発明の実施例を示すが、本発明は当該実施例に限らないことはいうまでもない。
【００３９】
本発明の実施例では、表１に示すように、シャフトの基本特性であるシャフト重量、ねじり強度、ねじり剛性、およびシャフトトルクを測定した。
【００４０】
シャフト重量は、１１００ｍｍの長さに切断し、表面研磨後に、秤にて測定する。
ねじり強度：シャフト全体（１１００ｍｍ長さ）の両端をジグにより固定し、ねじった時の破断トルク（ｋｇｆ・ｍ）と破断した際のねじれ角度（度）を乗じた値を示す（ＳＧ規格  通商産業大臣承認シャフトの認定基準および基準確認方法に準拠）。
シャフトトルク：シャフト全体（１１００ｍｍ長さ）  の両端をジグにより固定し、先端より４０ｍｍの部分に、１ｆｔ・１ｂのトルクを加えたときのねじれ角である。
【００４１】
ねじり剛性は、シャフトの先端から５ｃｍ間隔ごとに歪ゲージを貼り付け、一定のトルクを付加し、シャフトをねじった時の各位置での歪量を測定することにより測定した。
【００４２】
本発明では、表２および表３に示すように、クラブ試打評価ではインパクト後のボールの飛距離（ヤード）  、ボール落下地点での左右方向のぶれの距離（ヤード）  を測定した。ボールの飛距離（ヤード）  は所定の場所での実測値である。
【００４３】
ボール落下地点での左右方向のぶれの距離（ヤード）  は、ショット地点と目標地点を結んだ直線に対して、左にずれた場合を「＋（プラス）  」、右にずれた場合を「−（マイナス）」として表した。
【００４４】
ロボット評価の場合、意図的にオフセンターショットとするためにボールの打点位置はヘッドフェースの幾何学的中心に対して、高さ方向はセンターで一定にし、左右方向に対して、ヘッドトウ側（フェースの幾何学的中心に対して、右側）  およびヘッドヒール側（フェースの幾何学的中心に対して、左側）  にそれぞれ２５ｍｍずらした。
【００４５】
さらに人間テスター評価では、感性評価（インパクト時の衝撃、違和感、硬い）  を５段階で行った。最高のものを５、逆に最低のものを１とした。
【００４６】
実施例１
本発明におけるゴルフシャフト用テーパ付き中空シャフトは、金属製のテーパ付きマンドレルに炭素繊維プリプレグを所要数巻き付けた後に、ラッピング、加熱硬化させ、マンドレルから抜き取り、所定の長さ（１１００ｍｍ）に切断し、表面研磨して作製する。
【００４７】
図２に示すように、本発明の実施例１として開発されたシャフトは、１）バイアス補強層、２）全層バイアス層、３）ストレート層、４）ストレート補強層より構成される。１）のバイアス補強層には、日本グラファイトファイバー製の炭素繊維プリプレグＥ５５２６Ｄ−１０Ｈ（炭素繊維ＹＳＨ７０／ＨＲ−４０の混層、マトリックス樹脂２５Ｐ、炭素繊維目付１００ｇ／ｍ２  、樹脂含有量３０重量％）を使用した。２）の全層バイアス層には、東レ製炭素繊維プリプレグＰ３０５２Ｓ−１０（炭素繊維Ｔ７００Ｓ、マトリックス樹脂＃２５００、炭素繊維目付１００ｇ／ｍ２  、樹脂含有量３３重量％）を使用した。３）のストレート層には、東レ製炭素繊維プリプレグＰ９０５２Ｆ−１０（炭素繊維Ｍ４０Ｊ、マトリックス樹脂＃２５００、炭素繊維目付９２ｇ／ｍ２  、樹脂含有量３３重量％）と、同じく東レ製炭素繊維プリプレグＰ２０５３Ｆ−１０（炭素繊維Ｔ８００Ｈ、マトリックス樹脂＃２５００、炭素繊維目付１００ｇ／ｍ２  、樹脂含有量３０重量％）とを使用した。４）のストレート補強層には日本グラファイトファイバー製炭素繊維プリプレグＥ０５２ＡＡ−１０Ｎ（炭素繊維ＸＮ−０５、マトリックス樹脂２５Ｐ、炭素繊維目付１００ｇ／ｍ２  、樹脂含有量３７重量％）とを使用した。
【００４８】
１）のバイアス補強層は、プリプレグの炭素繊維の配向方向がシャフトの長手方向に対して＋４５゜  および−４５゜  となるように、かつシャフト先端側端部からの長手方向長さが３１０ｍｍとなるように、かつ先端補強層上の巻き付け回数が±４５°でそれぞれ、シャフト先端側で２．０周、シャフト先端側端部から長手方向へ３１０ｍｍの箇所で０周するように裁断した。
【００４９】
２）の全層バイアス層は炭素繊維Ｔ７００Ｓの配向方向がシャフト長手方向に対して＋４５゜  および−４５゜となるように、かつシャフト長手方向の長さが１２００ｍｍとなるように、かつシャフト先端側から手元側において、±４５°でそれぞれ２周、バイアス層全体として４周するように、台形に裁断した。
【００５０】
３）のストレート層プリプレグは、炭素繊維Ｍ４０ＪおよびＴ８００Ｈの配向方向がシャフト長手方向とほぼ平行となるように、かつシャフト長手方向の長さが１２００ｍｍとなるように、かつシャフト先端側から手元側において、バイアス層上をＭ４０Ｊ層が１周、Ｔ８００Ｈ層が１周するように、それぞれ台形に裁断した。
【００５１】
４）の先端補強層プリプレグは、炭素繊維ＸＮ−０５の配向方向がシャフト長手方向とほぼ平行となるように、かつシャフト先端側端部からの長手方向長さが３１０ｍｍとなるように、かつストレート層上の巻き付け回数がシャフト先端側で５周、シャフト先端側端部から長手方向へ３１０ｍｍの箇所で０周するように、三角形に裁断した。
【００５２】
上記ゴルフシャフト用テーパ付き中空シャフトの諸物性（重量、ねじり強度、ねじり剛性、ねじりトルク）を測定した後、ヘッドおよびグリップを装着し、ゴルフロボットおよび人間テスターによる試打評価を行った。
【００５３】
表１に示すように、実施例１のシャフトは重量が４３ｇと超軽量でありながら、ねじり強度は２４３ｋｇｆ・ｍ・度とＳＧ規格値の８０ｋｇｆ・ｍ・度と比較して十分な強度を有していた。さらに、シャフト全体のねじれ量を表すシャフトトルクは６．５と高トルクであるが、先端部のねじり剛性の向上程度を示すパラメータＫ１は−４８１であり、設定した最適値の範囲であった。このシャフトを使用したクラブの実打結果ではロボットおよび人間テスターいずれの場合でも、ボール落下地点の左右のぶれは小さく、飛距離を低下させることがなかった。人間テスターの感性評価でも最高の５の結果を得た。
【００５４】
実施例２
本発明の実施例２として開発されたシャフトの基本的な積層構成は、実施例１と同様に、１）バイアス補強層、２）全層バイアス層、３）ストレート層、４）ストレート補強層より構成される。１）のバイアス補強層には、日本グラファイトファイバー製の炭素繊維プリプレグＥ５５２６Ｄ−１０Ｈ（炭素繊維ＹＳＨ７０／ＨＲ−４０の混層、マトリックス樹脂２５Ｐ、炭素繊維目付１００ｇ／ｍ２  、樹脂含有量３０重量％）を使用した。２）の全層バイアス層には、東レ製炭素繊維プリプレグＰ２０５３Ｆ−１０（炭素繊維Ｔ８００Ｈ、マトリックス樹脂＃２５００、炭素繊維目付１００ｇ／ｍ２  、樹脂含有量３０重量％）を使用した。３）  のストレート層には、東レ製炭素繊維プリプレグＰ９０５２Ｆ−１０（炭素繊維Ｍ４０Ｊ、マトリックス樹脂＃２５００、炭素繊維目付９２ｇ／ｍ２  、樹脂含有量３３重量％）と、同じく東レ製炭素繊維プリプレグＰ２０５３Ｆ−１０（炭素繊維Ｔ８００Ｈ、マトリックス樹脂＃２５００、炭素繊維目付１００ｇ／ｍ２  、樹脂含有量３０重量％）とを使用した。４）のストレート補強層には、日本グラファイトファイバー製炭素繊維プリプレグＥ０５ＡＡ−１０Ｎ（炭素繊維ＸＮ−０５、マトリックス樹脂２５Ｐ、炭素繊維目付１００ｇ／ｍ２  、樹脂含有量３７重量％）を使用した。また、１）〜４）までのプリプレグの裁断寸法は実施例１と同様に行った。
【００５５】
表１に示すように、実施例２のシャフトは重量が４８ｇと超軽量であるものの、ねじり強度は２５３ｋｇｆ・ｍ・度であり、十分な強度を有していた。さらに、シャフト全体のねじれ量を表すシャフトトルクは５．６と高トルクであるが、先端部のねじり剛性の向上程度を示すパラメータＫ１は１４．７であり、設定領域内であった。このシャフトを使用したクラブの実打結果ではロボットおよび人間テスターいずれの場合でも、ボール落下地点の左右のぶれは小さく、飛距離を低下させることがなかった。人間テスターの感性評価でも５および４であり、良好であった。
【００５６】
実施例３
本発明の実施例３として開発されたシャフトの基本的な積層構成は、実施例１と同様に、１）バイアス補強層、２）全層バイアス層、３）ストレート層、４）ストレート補強層より構成される。１）  のバイアス補強層には、日本グラファイトファイバー製の炭素繊維プリプレグＥ６０２６Ｃ−１２Ｓ（炭素繊維ＹＳ−６０、マトリックス樹脂２５Ｐ、炭素繊維目付１２５ｇ／ｍ２  、樹脂含有量３２重量％）を使用した。２）の全層バイアス層には、東レ製炭素繊維プリプレグＰ２０５３Ｆ−１０（炭素繊維Ｔ８００Ｈ、マトリックス樹脂＃２５００、炭素繊維目付１００ｇ／ｍ２  、樹脂含有量３０重量％）を使用した。３）  のストレート層には、東レ製炭素繊維プリプレグＰ９０５２Ｆ−１０（炭素繊維Ｍ４０Ｊ、マトリックス樹脂＃２５００、炭素繊維目付９２ｇ／ｍ２  、樹脂含有量３３重量％）と、同じく東レ製炭素繊維プリプレグＰ２０５３Ｆ−１０（炭素繊維Ｔ８００Ｈ、マトリックス樹脂＃２５００、炭素繊維目付１００ｇ／ｍ２  、樹脂含有量３０重量％）とを使用した。４）のストレート補強層には、日本グラファイトファイバー製炭素繊維プリプレグＥ０５２ＡＡ−１０Ｎ（炭素繊維ＸＮ−０５、マトリックス樹脂２５Ｐ、炭素繊維目付１００ｇ／ｍ２  、樹脂含有量３７重量％）を使用した。また、１）〜４）までのプリプレグの裁断寸法は実施例１と同様に行った。
【００５７】
表１に示すように、実施例３のシャフトは重量が５０ｇと超軽量でありものの、ねじり強度は２１４ｋｇｆ・ｍ・度と十分な強度を有していた。さらに、シャフト全体のねじれ量を表すシャフトトルクは５．  ２であって高トルクであるが、先端部のねじり剛性の向上程度を示すパラメータＫ１は−７３５であり、設定領域内であった。このシャフトを使用したクラブの実打結果ではロボットおよび人間テスターいずれの場合でも、ボール落下地点の左右のぶれは小さく、飛距離を低下させることがなかった。人間テスターの感性評価でも５〜３であり、良好であった。
【００５８】
実施例４
本発明の実施例４として開発されたシャフトの基本的な積層構成は、実施例１と同様に、１）バイアス補強層、２）全層バイアス層、３）ストレート層、４）ストレート補強層より構成される。１）のバイアス補強層には、東レ製炭素繊維プリプレグＰ６０５２Ｆ−１０（炭素繊維Ｍ４６Ｊ、マトリックス樹脂２５Ｐ、炭素繊維目付９２ｇ／ｍ２  、樹脂含有量３３重量％）を使用した。２）の全層バイアス層には、東レ製炭素繊維プリプレグＰ３０５２Ｓ−１０（炭素繊維Ｔ７００Ｓ、マトリックス樹脂＃２５００、炭素繊維目付１００ｇ／ｍ２  、樹脂含有量３３重量％）を使用した。３）のストレート層には、東レ製炭素繊維プリプレグＰ９０５２Ｆ−１０（炭素繊維Ｍ４０Ｊ、マトリックス樹脂＃２５００、炭素繊維目付９２ｇ／ｍ２  、樹脂含有量３３重量％）と、同じく東レ製炭素繊維プリプレグＰ２０５３Ｆ−１０（炭素繊維Ｔ８００Ｈ、マトリックス樹脂＃２５００、炭素繊維目付１００ｇ／ｍ２  、樹脂含有量３０重量％）とを使用した。４）  のストレート補強層には、日本グラファイトファイバー製炭素繊維プリプレグＥ０５２ＡＡ−１ＯＮ（炭素繊維ＸＮ−０５、マトリックス樹脂２５Ｐ、炭素繊維目付１００ｇ／ｍ２  、樹脂含有量３７重量％）を使用した。また、１）  〜４）  までのプリプレグの裁断寸法は実施例１と同様に行った。
【００５９】
表１に示すように、実施例１のシャフトは重量が４９ｇと超軽量であるものの、ねじり強度は２１８ｋｇｆ・ｍ・度と十分な強度を有していた。さらに、シャフト全体のねじれ量を表すシャフトトルクは４．  ９と高トルクであるが、先端部のねじり剛性の向上程度を示すパラメータＫ１は７５５であり、設定領域内であった。このシャフトを使用したクラブの実打結果では、ロボットおよび人間テスターのいずれの場合でも、ボール落下地点の左右のぶれは小さく、飛距離を低下させることがなかった。人間テスターの感性評価でも４〜３であり、良好であった。
【００６０】
比較例１
図３に示すように、比較例１のシャフトの基本的な積層構成は、１）  全層バイアス層、２）  ストレート層、３）  ストレート補強層より構成される。１）  の全層バイアス層には東レ製炭素繊維プリプレグＰ３０５２Ｓ−１０（  炭素繊維Ｔ７００Ｓ、マトリックス樹脂＃２５００、炭素繊維目付１００ｇ／ｍ２  、樹脂含有量３３重量％）を使用した。２）  のストレート層には，東レ製炭素繊維プリプレグＰ９０５２Ｆ−１０（炭素繊維Ｍ４０Ｊ、マトリックス樹脂＃２５００、炭素繊維目付９２ｇ／ｍ２  、樹脂含有量３３重量％）と、同じく東レ製炭素繊維プリプレグＰ２０５３Ｆ−１０（炭素繊維Ｔ８００Ｈ、マトリックス樹脂＃２５００、炭素繊維目付１００ｇ／ｍ２  、樹脂含有量３０重量％）とを使用した。３）  のストレート補強層には、日本グラファイトファイバー製炭素繊維プリプレグＥ０５２ＡＡ−１０Ｎ（炭素繊維ＸＮ−０５、マトリックス樹脂２５Ｐ、炭素繊維目付１００ｇ／ｍ２  、樹脂含有量３７重量％）を使用した。
【００６１】
１）  の全層バイアス層は、炭素繊維Ｔ７００Ｓの配向方向がシャフト長手方向に対して＋４５゜  および−４５゜  となるように、かつシャフト長手方向の長さが１２００ｍｍとなるように、かつシャフト先端側から手元側において、±４５°でそれぞれ２周、バイアス層全体として４周するように、台形に裁断した。
【００６２】
２）  のストレート層プリプレグは、炭素繊維Ｍ４０ＪおよびＴ８００Ｈの配向方向がシャフト長手方向とほぼ平行となるように、かつシャフト長手方向の長さが１２００ｍｍとなるように、かつシャフト先端側から手元側において、バイアス層上をＭ４０Ｊ層が１周、Ｔ８００Ｈ層が１周するように、台形に裁断した。
【００６３】
３）  の先端補強層プリプレグは、炭素繊維ＸＮ−０５の配向方向がシャフト長手方向とほぼ平行となるように、かつシャフト先端側端部からの長手方向長さが３１０ｍｍとなるように、かつストレート層上の巻き付け回数がシャフト先端側で５周、シャフト先端側端部から長手方向へ３１０ｍｍの箇所で０周するように、三角形に裁断した。
【００６４】
表１に示すように、比較例１のシャフトは、重量が４１．  ５ｇと超軽量であるものの、ねじり強度は１８５ｋｇｆ・ｍ・度と、実施例１〜実施例４と比較して低かった。シャフトトルクは７．  ４と高トルクであり、シニアおよび女性層のヘッドスピードが遅いことを考慮しても、ねじり剛性が不足しているものと考えられた。先端部のねじり剛性の向上程度を示すパラメータＫ１は１３１０であり、最適設定パラメータの領域を外れていた。クラブの実打結果ではロボットおよび人間テスターいずれの場合でも、ボール落下地点の左右のぶれは大きく、実施例と比較して飛距離が大きく低下した。
【００６５】
比較例２
図３に示すように、比較例２のシャフトの基本的な積層構成は、比較例１と同様に１）  全層バイアス層、２）  ストレート層、３）  ストレート補強層より構成される。１）  の全層バイアス層には、東レ製炭素繊維プリプレグＰ２０５３Ｆ−１０（  炭素繊維Ｔ８００Ｈ、マトリックス樹脂＃２５００、炭素繊維目付１００ｇ／ｍ２  、樹脂含有量３０重量％）を使用した。２）  のストレート層には、東レ製炭素繊維プリプレグＰ９０５２Ｆ−１０（炭素繊維Ｍ４０Ｊ、マトリックス樹脂＃２５００、炭素繊維目付９２ｇ／ｍ２  、樹脂含有量３３重量％）と、同じく東レ製炭素繊維プリプレグＰ２０５３Ｆ−１０（炭素繊維Ｔ８００Ｈ、マトリックス樹脂＃２５００、炭素繊維目付１００ｇ／ｍ２  、樹脂含有量３０重量％）とを使用した。３）  のストレート補強層には日本グラファイトファイバー製炭素繊維プリプレグＥ０５２ＡＡ−１０Ｎ（炭素繊維ＸＮ−０５、マトリックス樹脂２５Ｐ、炭素繊維目付１００ｇ／ｍ２  、樹脂含有量３７重量％）を使用した。なお、各プリプレグの裁断寸法は比較例１と同様である。
【００６６】
表１に示すように、比較例２のシャフトは、重量が４６．  ５ｇであって超軽量であるものの、ねじり強度が１８１ｋｇｆ・ｍ・度であり、実施例１〜実施例４と比較して低かった。シャフトトルクは６．  ４であるが、先端部のねじり剛性の向上程度を示すパラメータＫ１は１７２０であり、最適設定パラメータの領域を外れていた。クラブの実打結果ではロボットおよび人間テスターいずれの場合でも、ボール落下地点の左右のぶれは大きく、実施例１〜４と比較して飛距離が大きく低下した。
【００６７】
比較例３
図４に示すように、比較例３のシャフトは、１）  全層バイアス層、２）  バイアス補強層、３）  ストレート層、４）  ストレート補強層より構成される。１）  の全層バイアス層には、東レ製炭素繊維プリプレグＰ２０５３Ｆ−１０（炭素繊維Ｔ８００Ｈマトリックス樹脂＃２５００、炭素繊維目付１００ｇ／ｍ２  、樹脂含有量３０重量％）を使用した。２）  のバイアス補強層には、日本グラファイトファイバー製の炭素繊維プリプレグＥ６０２６Ｃ１２Ｓ炭素繊維ＹＳ−６０、マトリックス樹脂２５Ｐ、炭素繊維目付１００ｇ／ｍ２  、樹脂含有量３２重量％）を使用した。３）  のストレート層には、東レ製炭素繊維プリプレグＰ９０５２Ｆ１０（炭素繊維Ｍ４０Ｊ、マトリックス樹脂＃２５００、炭素繊維目付９２ｇ／ｍ２  、樹脂含有量３３重量％）と、同じく東レ製炭素繊維プリプレグＰ２０５３Ｆ−１０（炭素繊維Ｔ８００Ｈ、マトリックス樹脂＃２５００、炭素繊維目付１００ｇ／ｍ２  、樹脂含有量３０重量％）とを使用した。４）  のストレート補強層には日本グラファイトファイバー製炭素繊維プリプレグＥ０５２ＡＡ−１０Ｎ（炭素繊維ＸＮ−０５、マトリックス樹脂２５Ｐ、炭素繊維目付１００ｇ／ｍ２  、樹脂含有量３７重量％）を使用した。
【００６８】
１）  の全層バイアス層は、炭素繊維Ｔ７００Ｓの配向方向がシャフト長手方向に対して＋４５゜および−４５゜となるように、かつシャフト長手方向の長さが１２００ｍｍとなるように、かつシャフト先端側から手元側において、±４５°でそれぞれ２周、バイアス層全体として４周するように、台形に裁断した。
【００６９】
２）  のバイアス補強層は、プリプレグの炭素繊維の配向方向がシャフトの長手方向に対して＋４５゜および−４５゜となるように、かつシャフト先端側端部からの長手方向長さが３１０ｍｍとなるように、かつ先端補強層上の巻き付け回数が±４５°でそれぞれ、シャフト先端側で２．  ０周、シャフト先端側端部から長手方向へ３１０ｍｍの箇所で０周するように裁断した。
【００７０】
３）  のストレート層プリプレグは、炭素繊維Ｍ４０ＪおよびＴ８００Ｈの配向方向がシャフト長手方向とほぼ平行となるように、かつシャフト長手方向の長さが１２００ｍｍとなるように、かつシャフト先端側から手元側において、バイアス層上をＭ４０Ｊ層が１周、Ｔ８００Ｈ層が１周するように、それぞれ台形に裁断した。
【００７１】
４）  の先端補強層プリプレグは、炭素繊維ＸＮ−０５の配向方向がシャフト長手方向とほぼ平行となるように、かつシャフト先端側端部からの長手方向長さが３１０ｍｍとなるように、かつストレート層上の巻き付け回数がシャフト先端側で５周、シャフト先端側端部から長手方向へ３１０ｍｍの箇所で０周するように、三角形に裁断した。
【００７２】
表１に示すように、比較例３のシャフトは、重量が５１ｇと、５０ｇをオーバしていた。また、ねじり強度は１６０ｋｇｆ・ｍ・度であり、実施例１〜４と比較して、かなり低いものであった。一方、シャフト全体のねじれ量を表すシャフトトルクは４．  ５と、低トルクであり、シニアおよび女性層を対象としていることを考慮すると、ややねじり剛性が高めであった。先端部のねじれ剛性の向上程度を示すパラメータＫ１は−１２５０であり、設定した最適値の範囲であった。クラブの実打結果ではロボットおよび人間テスターいずれの場合でも、ボール落下地点の左右のぶれは大きく、実施例１〜４と比較して、飛距離が大きく低下した。またテスターによる感性評価では２〜１であり、かなり低い結果となった。これは、先端でのねじれ剛性補強層として、高弾性率炭素繊維を全層バイアス層の外層側に配置しているために、先端でのねじれ剛性が極端に向上したためと推定された。
【００７３】
比較例４
図４に示すように、比較例３と同様に、比較例４のシャフトは、１）  全層バイアス層、２）  バイアス補強層、３）  ストレート層、４）  ストレート補強層より構成される。１）  の全層バイアス層には、東レ製炭素繊維プリプレグＰ２０５３Ｆ−１０（炭素繊維Ｔ８００Ｈ、マトリックス樹脂＃２５００、炭素繊維目付１００ｇ／ｍ２  、樹脂含有量３０重量％）を使用した。２）  のバイアス補強層には、日本グラファイトファイバー製の炭素繊維プリプレグＥ８０２６Ｃ−１０Ｓ（炭素繊維ＹＳ−８０、マトリックス樹脂２５Ｐ、炭素繊維目付１００ｇ／ｍ２  、樹脂含有量３２重量％）を使用した。３）  のストレート層には、東レ製炭素繊維プリプレグＰ９０５２Ｆ−１０（炭素繊維Ｍ４０Ｊ、マトリックス樹脂＃２５００、炭素繊維目付９２ｇ／ｍ２  、樹脂含有量３３重量％）と、同じく東レ製炭素繊維プリプレグＰ２０５３Ｆ−１０（炭素繊維Ｔ８００Ｈ、マトリックス樹脂＃２５００、炭素繊維目付１００ｇ／ｍ２  、樹脂含有量３０重量％）とを使用した。４）  のストレート補強層には日本グラファイトファイバー製炭素繊維プリプレグＥ０５２ＡＡ−１０Ｎ（炭素繊維ＸＮ−０５、マトリックス樹脂２５Ｐ、炭素繊維目付１００ｇ／ｍ２  、樹脂含有量３７重量％）を使用した。各プリプレグの裁断方法は比較例３と同様である。
【００７４】
表１に示すように、比較例４のシャフトは、重量が５２ｇと、５０ｇをオーバしていた。また、ねじり強度は１４７ｋｇｆ・ｍ・度であり、実施例１〜４と比較して、かなり低いものであった。一方、シャフト全体のねじれ量を表すシャフトトルクは４．  ６であって低トルクであり、シニアおよび女性層を対象としていることを考慮するとややねじり剛性が高めであった。先端部のねじれ剛性の向上程度を示すパラメータＫ１は−９９７であり、設定した最適値の範囲であった。クラブの実打結果ではロボットおよび人間テスターいずれの場合でも、ボール落下地点の左右のぶれは大きく、実施例１〜４と比較して飛距離が大きく低下した。またテスターによる感性評価では３〜１であり、かなり低い結果となった。これは先端でのねじれ剛性補強層として、高弾性率炭素繊維を全層バイアス層の外層側に配置しているために、先端でのねじれ剛性が極端に向上したためと推定された。
【００７５】
【表１】
2004160057.tif 000003
【００７６】
【表２】
2004160057.tif 000004
【００７７】
【表３】
2004160057.tif 000005
【００７８】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、シニアおよび女性層をターゲットとした超軽量シャフト（  １１００ｍｍ当たり５５ｇ  以下）  であって、しかもヘッドスピードに対応した最適なねじれ特性を有し、ボール飛球方向の安定性を兼ね備えたテーパ付中空シャフトを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】シャフト先端からの位置とねじり剛性との関係を示すシャフトのねじり剛性分布図である。
【図２】本発明におけるテーパ付き中空シャフトの積層構成（実施例）  を示す図である。
【図３】本発明におけるテーパ付き中空シャフトの積層構成（比較例１および２）  を示す図である。
【図４】従来のテーパ付き中空シャフトの積層構成（比較例３および４）  を示す図である。
【図１】
2004160057.tif 000006
【図２】
2004160057.tif 000007
【図３】
2004160057.tif 000008
【図４】
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