(57)【要約】  【課題】  強化繊維による複数層の組物の積層構造を有するＦＲＰ製シャフトの製造方法及びＦＲＰ製シャフトであっても、スチールシャフトと同等な高いシャフトの曲げ剛性やねじり剛性を備えると共に、表面の凹凸を最小限にする滑らかな外形曲線となるＦＲＰ製シャフトの製造方法及びＦＲＰ製シャフトを提供することである。【解決手段】  複数層の強化繊維による組物の積層構造を有するＦＲＰ製ゴルフシャフトであって、前記積層構造のうち少なくとも１層を、左右対称の配向角度αを有する２軸の糸条Ｙに加えて、配向角度が０°の中央糸ｙを有する３軸の組物組成とすると共に、前記左右対称の配向角度を有する２軸の糸条を巻回しているボビンキャリアを前記軌道面上に停止させることで、２軸または前記中央糸を含めた３軸の糸条の配向角度が０°となる並行部Ｈを設け、配向角度を全層においてリニアに変更可能に制御し、シャフトの軸方向の肉厚分布をリニアに滑らかにする構成とした。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
糸条が巻かれたボビンを載置するボビンキャリアを軌道面に沿って走行させて組成体を組成する、複数層の強化繊維による組物の積層構造を有するＦＲＰ製シャフトの製造方法であって、
前記積層構造のうち少なくとも１層に、前記ボビンキャリアを前記軌道面上に停止させることで、組成する糸条の配向角度が０°となる並行部を設けたことを特徴とするＦＲＰ製シャフトの製造方法。
【請求項２】
左右対称の配向角度を有する２軸の糸条に加えて配向角度が０°の中央糸を配設する層を配設すると共に、該層に前記並行部を設けたことを特徴とする請求項１に記載のＦＲＰ製シャフトの製造方法。
【請求項３】
前記左右対称の配向角度を有する２軸の組物組成における配向角度を全層にわたってリニアに変更制御しながらブレイディング組成して、リニアに滑らかな肉厚分布を備える構成としたことを特徴とする請求項１または２に記載のＦＲＰ製シャフトの製造方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載のＦＲＰ製シャフトの製造方法により製造されるＦＲＰ製シャフトであって、
複数の組物層のうち少なくとも１層に、左右対称の配向角度を有する２軸の糸条の配向角度を０°とする並行部を備えていることを特徴とするＦＲＰ製シャフト。
【請求項５】
前記強化繊維の含有体積率が６０％以上であることを特徴とする請求項４に記載のＦＲＰ製シャフト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレイディング組成による組物層からなる繊維強化複合材料のＦＲＰ製シャフトの製造方法及びＦＲＰ製シャフトに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガラス繊維や炭素繊維、あるいはナイロン繊維等の高強力糸条よりなる組物構造体の繊維強化プラスチック（Fiber Reinforced Plastics：以下、ＦＲＰという。）でパイプやシャフトが製造されており、芯金（マンドレルともいう）の外周にＦＲＰを積層し、その表面をラッピングテープ等で巻き締めて、加熱硬化した後、前記ラッピングテープを剥がし、その表面を研磨することにより製造されるＦＲＰ製シャフトが公知である。代表例としては、カーボン繊維を混入したカーボンシャフトが知られている。
【０００３】
このようなＦＲＰ製シャフトの製造は、一般にシートワインディング法とブレイディング法とが知られている。シートワインディング法では、ガラス繊維や炭素繊維等にエポキシ樹脂等を含浸してシート状としたプリプレグを複数層重ね巻きしてシャフトを成形し、これを金型に装填し、または、熱収縮テープを巻き付けて、オーブンなどで加熱硬化する方法が採用されている。
【０００４】
前記ブレイディング法は、一般的に樹脂を含浸させた強化繊維を中心軸となるマンドレルに所定の配向角度で巻回被覆し（ブレイディング組成して）、加熱硬化して成形するものである。また、軸方向に対して対称な配向角度を有する２軸構成の組物層と、前記２軸と配向角度が略０°の中央糸とを有する３軸構成の組物層とが知られている。
【０００５】
さらに、複数のブレイダーユニットにより複数層の組物層を組成すると共に、各ブレイダーユニットに中央糸を供給可能としたパイプの製造装置が本出願人より出願されている。（例えば、特許文献１参照）
また、複数層の組物層からなるＦＲＰ製ゴルフシャフトとすると共に、外層を２軸構成の組物層とし、内側を３軸構成の組物層構成としたゴルフシャフトも既に出願されている。（例えば、特許文献２参照）
【特許文献１】特開平８−２８４０５２号公報（第１−６頁、第４図）
【特許文献２】特許第３１６９３６０号公報（第１−４頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のＦＲＰ製シャフトによるゴルフクラブ例えばカーボンシャフトのゴルフクラブは軽量であり、初心者にとっては有用なものである。しかし、カーボンシャフトの曲げ剛性やねじり剛性がスチールシャフトほど高くなく、力の強い上級者にとっては、スイング時にシャフトのしなり具合が大きく変化して、飛ばされるボールの位置や方向が安定しないという問題がある。
【０００７】
そのために、上級者が使用するスチールシャフトと同等な曲げ剛性とねじり剛性とを備えるＦＲＰ製シャフトが望まれている。
【０００８】
また、ＦＲＰ製シャフトは加熱硬化後に研磨するが、表面の凸凹が大きいと研磨する量が大きくなり不経済であると共に、所定の曲げ剛性やねじり剛性が得られない場合がある。
【０００９】
本発明の目的は、強化繊維による複数層の組物の積層構造を有するＦＲＰ製シャフトの製造方法及びＦＲＰ製シャフトであっても、スチールシャフトと同等な高いシャフトの曲げ剛性やねじり剛性を備えると共に、表面の凹凸を最小限にする滑らかな外形曲線となるＦＲＰ製シャフトの製造方法及びＦＲＰ製シャフトを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために請求項１に係る発明は、糸条が巻かれたボビンを載置するボビンキャリアを軌道面に沿って走行させて組成体を組成する、複数層の強化繊維による組物の積層構造を有するＦＲＰ製シャフトの製造方法であって、前記積層構造のうち少なくとも１層に、前記ボビンキャリアを前記軌道面上に停止させることで、組成する糸条の配向角度が０°となる並行部を設けたことを特徴としている。
【００１１】
上記の構成を有する請求項１に係る発明によれば、少なくとも３層以上の積層構造とすることで、任意の曲げ剛性とねじり剛性を備えるシャフトに組物組成することが可能となる。また、組成する糸条の配向角度を０°とする並行部を設けることでねじり剛性が向上したＦＲＰ製シャフトを製造することができる。
【００１２】
請求項２に係る発明は、左右対称の配向角度を有する２軸の糸条に加えて、配向角度が０°の中央糸を配設する層を配設すると共に、該層に前記並行部を設けたことを特徴とする。
【００１３】
上記の構成を有する請求項２に係る発明によれば、所定の組物層の全ての糸条の配向角度を０°とすることでさらに高い曲げ剛性とねじり剛性を有するＦＲＰ製シャフトを製造することができる。
【００１４】
請求項３に係る発明は、前記左右対称の配向角度を有する２軸の組物組成における配向角度を全層にわたってリニアに変更制御しながらブレイディング組成して、リニアに滑らかな肉厚分布を備える構成としたことを特徴とする。
【００１５】
上記の構成を有する請求項３に係る発明によれば、各層の配向角度を適宜制御しながら、所定の肉厚と所定の曲げ剛性を有するＦＲＰ製シャフトを組物組成することが可能となり、シャフト組成後の研磨量を少なくすることができると共に、肉厚や曲げ剛性を所定の値とするＦＲＰ製シャフトを製造することができる。
【００１６】
請求項４に係る発明は、請求項１から３のいずれかに記載のＦＲＰ製シャフトの製造方法により製造されるＦＲＰ製シャフトであって、複数の組物層のうち少なくとも１層に、左右対称の配向角度を有する２軸の糸条の配向角度を０°とする並行部を備えていることを特徴とする。
【００１７】
上記の構成を有する請求項４に係る発明によれば、組成する糸条の全てを配向角度０°とした並行部を設けることで、任意の位置の曲げ剛性とねじり剛性を所定値とするＦＲＰ製シャフトとすることができる。
【００１８】
請求項５に係る発明は、前記強化繊維の含有体積率が６０％以上であることを特徴とする。
【００１９】
上記の構成を有する請求項５に係る発明によれば、さらに、シャフトの曲げ剛性やねじり剛性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、複数層の組物の積層構造をそれぞれの層の配向角度を制御しながら積層すると共に、所定の層に全ての糸条の配向角度を０°となる並行部を設けることで、高いシャフトの曲げ剛性やねじり剛性を備えると共に、表面の凹凸を最小限にする滑らかな外形曲線となるＦＲＰ製シャフトの製造方法及びＦＲＰ製シャフトを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
強化繊維による複数層の組物の積層構造を有するＦＲＰ製シャフトの製造方法及びＦＲＰ製シャフトにおいて、高いシャフトの曲げ剛性やねじり剛性を備えると共に、表面の凹凸を最小限にする滑らかな外形曲線となるＦＲＰ製シャフトの製造方法及びＦＲＰ製シャフトを得るという目的を、左右対称の配向角度を有する２軸の組物組成における配向角度を全層にわたってリニアに変更制御しながらブレイディング組成する複数層の組物の積層構造とし、少なくとも１層に組成する糸条の配向角度が０°となる並行部を設けることで実現した。
【実施例】
【００２２】
以下、本発明に係るＦＲＰ製シャフトの製造方法及びＦＲＰ製シャフトの実施例について、図１から図８に基づいて説明する。
【００２３】
まず、図７および図８にもとづき、本発明に係るＦＲＰ製シャフトを製造するブレイダーの一構成例について説明する。ブレイダーＢＲは、供給コンベア部１１とブレイダー本体部１３とラッピング部１４とカッター部１５と排出コンベア部１６とを順に直列状に配置して構成している。
【００２４】
前記供給コンベア部１１は、コンベア１１ａによりブレイディング組成を行うブレイダー本体部１３へマンドレルＭを連続的に供給し、該供給コンベア部１１には、供給コンベア部の側方に併設されたマンドレルストッカー１２にストックされているマンドレルＭが順次供給されるように構成している。
【００２５】
マンドレルＭは、本例の場合、断面積が一様でない異径の棒状体で構成しているが、太さが一様な棒状体にて構成することももちろん可能である。
【００２６】
ブレイダー本体部１３へ供給されたマンドレルＭは下流側方向へ搬送されながら、該ブレイダー本体部１３内の複数のブレイダーユニット２０・２０・・により、強化繊維である糸条Ｙ（熱硬化性樹脂または熱可塑性繊維を含浸してある糸条あるいは紐状のプリプレグ、例えばガラス繊維や炭素繊維）がブレイディング組成され、その後ラッピング部１４へ移送されてから、ラッピング装置３１に装着されているテープＴを巻回するラッピング作業がなされる。また、ブレイディング組成時に、中央糸供給部１７から強化繊維である中央糸ｙを繰り出して各ブレイダーユニット２０へ供給して、中央糸ｙを含む３軸構成のブレイディング組成とすることができる。
【００２７】
ブレイディング組成されラッピング作業が終了したブレイディング組成体Ｂｒは、カッター部１５へ送られて切断装置１５Ａにより、糸条Ｙや中央糸ｙやテープＴが切断されて、排出コンベア部１６へ移送され排出アーム１６Ａにより排出される。排出されたブレイディング組成体Ｂｒは、オーブンでの加熱や圧力容器での加熱・加圧により糸条中に含浸している樹脂成分が硬化される。その後マンドレルＭを抜き取って、パイプ状のＦＲＰ製シャフトを形成するものである。
【００２８】
ブレイダー本体部１３は、図７に示すように、複数のブレイダーユニット２０・２０・・が配設されている。該ブレイダーユニット２０は、マンドレルＭが貫通する中心孔２１ａを有するとともに略円盤状に形成された軌道面２１が垂直に設置されており、該軌道面２１に多数のボビンキャリア２３・２３・・・が、該軌道面２１上を移動可能に取り付けられている。
【００２９】
前記糸条Ｙが巻回されているボビンキャリア２３から糸条Ｙが引き出されて、環状糸ガイド２５を備える絞りガイド２４の部分へ繰り出されている。また、中央糸供給部１７のボビンＢｂから繰り出される中央糸ｙは、軌道面２１上に立設される筒体２２を介して、環状糸ガイド２５及び絞りガイド２４の部分へ案内されている。尚、絞りガイド２４は、中心孔２１ａを通過しながらブレイディング組成がなされるマンドレルＭの中心取り等を行うものである。
【００３０】
そして、供給コンベア部１１から供給されるマンドレルＭがブレイダー本体部１３へ侵入し下流側へ移動する過程で、各ブレイダーユニット２０のブレイディング組成作業部分である環状糸ガイド２５及び絞りガイド２４の部分において、上流側のブレイダーユニット２０から順にブレイディング組成がなされるように構成している。この場合、ボビンキャリア２３は軌道面２１上を移動しながらブレイディング組成を行うが、ブレイダーユニット２０は前記ボビンキャリア２３の移動速度を個々に自在に変化可能に構成しており、例えば、マンドレルＭの先端部と後端部とでブレイド角度（配向角度）を変化させたり、各層で変化させたりすることができ、完成するパイプ状部材の物理特性を自由に設定可能にしている。
【００３１】
ブレイディング組成作業がなされた後、マンドレルＭはラッピング部１４内に侵入し、ラッピング装置３１によりテープＴがラッピングされ、カッター部１５にて、糸条Ｙや中央糸ｙやテープＴが切断されて排出されるよう構成されている。
【００３２】
図１（ａ）には中央糸を含めた３軸の糸条の配向角度が０°となる部分を備える組成構造を示しており、糸条Ｙからなる左右対称の配向角度αを有する２軸の組物組成に加えて、配向角度が０°の中央糸ｙを有する３軸の組物組成において、前述した方法により３軸全ての糸条の配向角度を０°とした並行部Ｈを設けることができる。
【００３３】
図１（ｂ）に示す積層構造の組物は４層構造のＦＲＰ製シャフトを示しており、マンドレルＭ上に、内層１がその他の層よりも配向角度大として組成されており、中間層として層２および層３、それに外層４が組成されているものである。また、層３に、左右対称の配向角度を有する糸条Ｙからなる２軸の組物組成に加えて配向角度が０°の中央糸ｙを配設して３軸の組物組成とした例である。
【００３４】
ここで配向角度αについて説明する。配向角度とはシャフト軸と組物とのなす角度をいい、配向角度小とは組物がシャフト軸と平行に近い角度（０°に近い）をいい、配向角度大とはシャフト軸と直交する方向に近づく角度であることをいう。また、ここではシャフト軸に対して左右対称の配向角度を有する組物とした。
【００３５】
それぞれの層は熱硬化性樹脂（例えばエポキシ樹脂）が含浸された炭素繊維等をプリプレグとして使用し、それぞれ上記のブレイディング組成の操作により組紐構成されたものである。また、それぞれの組成構造として軸線方向（配向角度０°）に中央糸を挿入した構成とし、曲げ剛性をさらに向上する組成構造とすることもできる。また、熱硬化性樹脂に代えて熱可塑性樹脂（例えばポリエチレン樹脂）を成形用樹脂として採用することもできる。
【００３６】
この時に、前記左右対称の配向角度を有する２軸の糸条を巻回しているボビンキャリアを前記軌道面上に停止させることで前記中央糸ｙを含めた３軸の糸条の配向角度が０°となる並行部Ｈを設ける構成とすれば、さらにシャフトの曲げ剛性やねじり剛性を変化させることができる。
【００３７】
上述したように、ボビンキャリア２３の軌道面２１上の移動速度を変化することで、配向角度αを変化することができる。さらには、移動速度を０とし、つまり、ボビンキャリア２３を軌道面２１上で停止することで、前記配向角度αを０°とすることができる。配向角度αが０°であっても、その上に次の組物層を積層するか、もしくはラッピングテープを巻回することで組成構造を保持することができる。
【００３８】
また、前記中央糸ｙを含めた３軸の糸条の全ての配向角度が０°となる並行部を設けたＦＲＰ製シャフトでは、そのシャフトの曲げ剛性やねじり剛性が向上していることが実験的に確かめられた。
【００３９】
図２にその実験結果を示している。図２（ａ）には従来品の組糸構成を示しており、内側から第１層に汎用のカーボン繊維Ａ１６本の組糸層、つぎの第２層に高弾性のカーボン繊維Ｂ８本と中央糸Ｃ８本の組糸層、それから第３層に高弾性のカーボン繊維Ｂ１６本と中央糸Ｃ８本の３軸の組糸層、そして最外層の第４層に汎用のカーボン繊維Ｄ１６本の組糸層を配設した構成のシャフトである。（ｂ）には本発明品を示しており、内側から第１層に汎用のカーボン繊維Ａ１６本の組糸層、第２層に高弾性のカーボン繊維Ｂ８本の組糸層、第３層に中央糸Ｃ８本と該中央糸Ｃと同質の組糸（ただし配向角度を０°とする）８本の計１６本の１軸層（並行部）、第４層に高弾性のカーボン繊維Ｂ１６本の組糸層、第５層に汎用のカーボン繊維Ｄ１６本の組糸層から構成されるシャフトである。（ｃ）には得られたシャフトの寸法と重量、それにねじりテストを行った時のねじり角度θを示している。
【００４０】
前記従来品も本発明品も、その組成体を構成する総糸条本数は７２本であり、製造されるシャフトの寸法と重量は同等である。例えば、寸法として、小径部ａの外径が９．２４ｍｍと９．２１ｍｍ、大径部ｄの外径が１５．９６ｍｍと１５．９３ｍｍであり、重量は８３．７ｇ（従来品）と８３．１６ｇ（本発明品）である。しかし、シャフトの一端を固定して他端側にモーメント負荷Ｗを付与した時のねじり角度θを測定したところ、従来品では４．４°であったが、本発明品では３．９°となった。
【００４１】
つまり同じねじりモーメントを付加した時に、本発明品ではねじり角度が小さくなっており、同一形状のシャフトでねじり角度θが０．５°小さくなっている。このために、中央糸ｙを含めた３軸の糸条の全ての配向角度が０°となる並行部を設けたＦＲＰ製シャフトは、ねじり剛性が高くなっていることが明らかとなった。前記したように、従来品では中央糸Ｃが第２層に８本、第３層に８本の計１６本であり、本発明品では第３層に計１６本の並行部が設けられており、糸条密度は同等である。それにも拘らずにねじり剛性に相違が見られるのは、その組糸構造の違いによるものと想定される。
【００４２】
人がゴルフをする時に、ゴルフクラブをスイングし、その遠心力によりヘッド８をボールに衝突させてボールを所望の位置まで飛ばすようにしている。そのためには、シャフトの曲げ剛性とねじり剛性とが所定値であることが肝要である。
【００４３】
上記曲げ剛性とねじり剛性とが所定範囲でない場合には、スイングしてボールをヒットする際に、シャフトのしなり具合が大きく変化して、飛ばされるボールの位置が安定しない。さらに、時にはスイングに影響を及ぼしたり、ゴルファーがゴルフクラブをスイングした時のフィーリング（安定性など）に影響を及ぼしたりする。ヘッドスピードが速くシャフトの変形の程度が大きいプロゴルファーや、上級者ほど、シャフトの変形を感じ易い。また、特にインパクト時のシャフトの変形が打球の善し悪しに影響する為、シャフトの変形を抑制し、打球を安定させることが望ましい。
【００４４】
そのためには、ＦＲＰ製ゴルフシャフトであっても、安定した高い曲げ剛性とねじり剛性とを備えるスチールシャフトと同等な曲げ剛性とねじり剛性が求められ、ねじり角度θが０．５°小さくなった本シャフトは従来のスチールシャフトに近いねじり剛性を備えたシャフトであるといえる。
【００４５】
また、もともと左右対称の配向角度αを有する２軸の組物組成を構成する糸条を、所定部分のみに配向角度０°の並行部とすることで、任意のねじり剛性を発揮するＦＲＰ制シャフトを製造することができ、新たに別の中央糸を配設する必要がない。つまり、ブレイディング組成するために配設する糸条Ｙを中央糸として組成することができ、効率的であると共に所望のねじり剛性や曲げ剛性を任意に設定することができる。
【００４６】
図３には従来品と本発明品を組成する際に設定する各層の配向角度を示している。最内層の第１層は共に、１０°（小径部ａ）から６０°（大径部ｄ）の配向角度であり、最外層部には共に、６°から１０°の配向角度で組物組成されている。
【００４７】
また、従来品の第２層と第３層に配向角度９°から５０°の組物層と中央糸層が配設されており、本発明品の配向角度０°の第３層の内外の第２層と第４層に配向角度９°から６０°の組物が組成されている。
【００４８】
上記のように、配向角度を有する組糸層と配向角度０°の並行部（中央糸を含む）との総糸条本数を等しくして、同等の外径寸法のＦＲＰ製シャフトとしたが、ねじり剛性に明らかな相違が見られて、本発明に係るシャフトの製造方法が有効であることが実証された。
【００４９】
図４（ａ）に示す組成構造５は中央糸を有する３軸の組物組成であり、２軸の配向角度を小さくした組成構造であって、糸条Ｙ１とＹ２を組成する配向角度α１を配向角度小の状態で成形を行うとプリプレグ繊維が開繊状態で成形されて、上下の繊維同士がよく重なり合うことで層間剥離が起こり難くなる。つまり上下の層のつながりが強固になるために、層間のせん断強度が強くなる。そのために、配向角度の小さい層を設けると、成形されるＦＲＰ製シャフトの曲げ剛性を向上させることができる。
【００５０】
また、配向角度が０°の中央糸ｙを備える構成としているので、前記シャフトの軸方向の曲げ剛性をさらに向上させることができる。
【００５１】
さらに、左右対称の配向角度α１を有する２軸の糸条の配向角度を０°として前記中央糸ｙを含めた３軸の糸条全ての配向角度を０°とする並行部Ｈを設けると、シャフトの曲げ剛性やねじり剛性がさらに向上する。
【００５２】
図４（ｂ）に示す組成構造６は中央糸を有していない２軸の組物組成であり、該２軸の配向角度を大きくした組成構造であって、糸条Ｙ１とＹ２を組成する配向角度α３の配向角度が大きい構成においては、積層するプリプレグ繊維を密に組成することができ、シャフトまたはパイプの径方向に強度が増加することになって、管強度を向上させることができる。そのために、該配向角度の大きい層はシャフトの内層部分に設けることが望ましい。
【００５３】
さらに、左右対称の配向角度α３を有する２軸の糸条の配向角度を０°とする並行部Ｈを設けると、シャフトの曲げ剛性やねじり剛性を改善することができる。
【００５４】
また、組成後の層間剥離強度を向上させるために、強化繊維と該繊維に含浸させる樹脂とを適宜選択して組み合わせてもよい。しかし、この場合でも、組成時の配向角度を考慮すると、さらに層間剥離強度を強くすることが可能となる。
【００５５】
また、内層の配向角度を大きくし、中間層と外層の配向角度を小さくすると共に、各積層部の肉厚が直線状に変位するように制御する（リニア制御ともいう）構成とした。つまり、ブレイディング組成する２軸の配向角度を全層にわたってリニアに変更可能に制御し、製造されるシャフトの軸方向の肉厚分布が滑らかにリニアになるような製造方法とした。
【００５６】
上記でいう制御とは、各層を形成する際の配向角度と、該配向角度により積層した時の層の厚みを求めると共に、その時に得られる弾性率を計算することで、所定の厚みと弾性率とを得ることができる配向角度に制御しながらブレイディング組成を行うことであって、所謂積層梁理論を用いることで所定の厚みと弾性率を発揮するような配向角度を決定し、中央糸ｙを含む３軸のブレイディング組成を実行することができる。
【００５７】
ここで図５および図６により、前記積層梁理論とブレイド厚み計算式を用いてブレイディング組成されたＦＲＰ製シャフトについて説明する。図５には肉厚をリニアに変更制御した積層構成の各層の肉厚分布を示し、図６には積層梁理論による曲げ剛性の理論値と実測値を示している。
【００５８】
図５に示すように、シャフトの長さ方向に異径状態のマンドレルＭに最内層Ｌ１と中間層Ｌ２と最外層Ｌ３とを積層した時に、前記最内層Ｌ１の厚みＦ１と、前記中間層Ｌ２の厚みＦ２と、前記最外層Ｌ３の厚みＦ３とが直線状に滑らかに変位するように制御する（リニア制御ともいう）構成としている。
【００５９】
その時の、曲げ剛性ＥＩの理論値と実測値を図６に示す。ここで曲げ剛性ＥＩとは、長さ方向の所定位置に所定の負荷を掛けて、その時の撓み量を測定することで所定の計算式により求められる値であって、その単位はｋｇ・ｍｍ2である。また図中においては、１０6ｋｇ・ｍｍ2をＥ＋６として表示している。
【００６０】
図中の実線に示す実測値Ｅ１は二点鎖線に示す理論値Ｅ０と略同等であって、このシャフトが希望通りの曲げ剛性を備えていることが確認される。例えばゴルフシャフトの曲げ剛性の最適化としては，シャフトに発生するたわみ振動を利用してボールに最大初速度を与えるシャフトの曲げ剛性を，プレーヤーのスウィングを考慮して求めることであって，得られるシャフトの曲げ剛性から、打ち出されるボール速度，スピン量および打ち出し角を計算して，ボールの飛翔中の軌跡および落下点を求めることもできる。つまり、本製造方法によれば、プレーヤーそれぞれの体格や体力に応じた最適な曲げ剛性を備えるＦＲＰ製ゴルフシャフトを得ることができる。
【００６１】
また、一般のシートワインディングにおける強化繊維含有体積率は５０〜５５％であるが、これは基材時における強化繊維含有体積率によるものであり、その体積率を変化させることは困難である。しかし、本実施例では、ブレイディング組成時に密に巻回すると共に、ラッピング張力を変化させることで前記体積率を６５％にまで増加させることができる。つまり、強化繊維含有体積率を５０〜６５％の間で制御することができる。
【００６２】
前記強化繊維含有体積率が上がれば、シャフトの曲げ剛性、ねじり剛性があがり、良質なＦＲＰ製シャフトを得ることができる。そのために、左右対称の配向角度を有する２軸の組物組成における配向角度を全層にわたってリニアに変更制御しながらブレイディング組成する複数層の組物の積層構造とし、少なくとも１層に配向角度がほとんど０°の中央糸を配設すると共に、左右対称の配向角度を有する２軸、および前記中央糸を含めた３軸の糸条の全ての配向角度が０°となる並行部を設ける製造方法とし、さらに、前記強化繊維含有体積率を６０％以上とすることで、良質なＦＲＰ製ゴルフシャフトを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明に係る積層構造を示す模式図であって、（ａ）は中央糸を含めた３軸の糸条の配向角度が０°となる並行部を備える組成構造であり、（ｂ）は３層構造のＦＲＰ製シャフトの概略説明図である。
【図２】積層構成を示す一覧図であって、（ａ）には従来品の積層構成を示し、（ｂ）には本発明品の積層構成を示し、（ｃ）には製品の物性を示している。
【図３】従来品と本発明品を組成する際に設定する各層の配向角度を示す一覧図である。
【図４】配向角度を説明する概略図であり、（ａ）は中央糸を含む３軸の組物組成であると共に、２軸の配向角度の小さい模式図であって、（ｂ）は２軸の配向角度の大きい組物組成の模式図である。
【図５】肉厚をリニアに変更制御した積層構成の各層の肉厚分布を示すグラフである。
【図６】積層梁理論による曲げ剛性の理論値と実測値を示すグラフである。
【図７】ブレイダー機のブレイダーユニット部を示す側面図である。
【図８】ブレイダー機の全体側面図である。
【符号の説明】
【００６４】
２１  軌道面
２３  ボビンキャリア
ＢＲ  ブレイダー
Ｂｂ  ボビン
ＥＩ  曲げ剛性
Ｈ  並行部
Ｍ  マンドレル
Ｙ  糸条
ｙ  中央糸
α  配向角度
θ  ねじり角度
【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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