(57)【要約】【課題】シャフトの圧壊や割れが発生することがなく、十分な耐久性、柔軟性を有し、使用に際してのフィーリングが極めて良好なゴルフクラブシャフトを提供する。【解決手段】シャフトの軸線に対して繊維配向方向が傾斜したプリプレグシート２０、２２からなるバイアス層と、軸線に繊維配向方向が沿ったプリプレグシート２４からなるストレート層と、シャフトの軸線に対して繊維配向方向が略直交し、シャフトのバット側から少なくとも７０％の範囲に配設されるプリプレグシート２６からなるフープ層と、シャフトのチップ側に配設されるプリプレグシート２８、３０からなる補強層とを順に形成し、シャフトの曲げ剛性の最大値が３０〜７０Ｎｍ2の範囲に設定されるゴルフクラブシャフトを製造する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の繊維強化樹脂層から構成されるゴルフクラブシャフトにおいて、
シャフトのバット側端部からチップ側に至る少なくとも７０％の範囲であって、バット側の最外層に配設され、繊維配向方向がシャフト軸線に対して略直交して設定されるフープ層と、
前記シャフトのチップ側に配設される補強層と、
を備え、前記シャフトの曲げ剛性の最大値が３０〜７０Ｎｍ2の範囲に設定される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記載のゴルフクラブシャフトにおいて、
前記フープ層は、樹脂含有量２０〜５０重量％、厚さ０．０１〜０．０５ｍｍのプリプレグシートから形成され、
前記フープ層及び前記補強層を除く前記繊維強化樹脂層は、樹脂含有量１５〜２５重量％、厚さ０．０４〜０．０９ｍｍのプリプレグシートから形成されることを特徴とするゴルフクラブシャフト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の繊維強化樹脂層から構成されるゴルフクラブシャフトに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ゴルフクラブシャフトとして、複数の繊維強化樹脂（ＦＲＰ）層から構成されるものが多く使用されている。このようなゴルフクラブシャフトは、強度に優れ、重量、曲げ剛性、キックポイント等の設計における自由度が高く、ゴルファーの要望に広く対応したものを提供することができる。
【０００３】
繊維強化樹脂層からなるゴルフクラブシャフトは、例えば、炭素繊維等の強化繊維を一方向に配向し、エポキシ樹脂等に含浸させてプリプレグシートを形成し、このシートを複数巻回させる、いわゆる、シートワインディング製法によって製造される。
【０００４】
この場合、プリプレグシートから形成される各層は、繊維配向方向をシャフトの軸線に対して互いに傾斜させた２組のバイアス層と、繊維配向方向をシャフトの軸線に対して平行に設定したストレート層とを組み合わせて構成されるのが一般的である。特に、軽量なシャフトにおいては、プリプレグシートとして樹脂の含有量が少ないものを用いたり、プリプレグシートの巻回数を少なく設定したものがあり、シャフトの強度を確保するため、バイアス層及びストレート層に加えて、繊維配向方向がシャフトの軸線に略直交するフープ層を配設したものが提案されている（特許文献１〜３参照）。
【０００５】
【特許文献１】実開平５−１３４７３号公報
【特許文献２】特開平９−１４０８４０号公報
【特許文献３】特開平１１−１９２５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の各従来技術では、フープ層を配設することによってシャフトの圧壊強度等を向上できる効果が期待されるものの、圧壊強度以外の特性、例えば、耐久性や柔軟性等に対する配慮がなされておらず、シャフトに要求される他の特性が犠牲になっていることが懸念される。
【０００７】
本発明は、前記の不具合に鑑みなされたものであり、シャフトの圧壊や割れが発生することがなく、十分な耐久性、柔軟性を有し、使用に際してのフィーリングが極めて良好なゴルフクラブシャフト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】
【０００８】
本発明のゴルフクラブシャフトは、複数の繊維強化樹脂層から構成されるゴルフクラブシャフトにおいて、
シャフトのバット側端部からチップ側に至る少なくとも７０％の範囲であって、バット側の最外層に配設され、繊維配向方向がシャフト軸線に対して略直交して設定されるフープ層と、
前記シャフトのチップ側に配設される補強層と、
を備え、前記シャフトの曲げ剛性の最大値が３０〜７０Ｎｍ2の範囲に設定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、フープ層を配設することでシャフトの強度が向上する一方、各繊維強化樹脂層の樹脂含有量及び厚さを調整し、シャフトの曲げ剛性値の最大値を３０〜７０Ｎｍ2の範囲に設定することでシャフトの耐久性を確保して柔軟性を向上させ、このシャフトを用いたゴルフクラブのフィーリングを極めて良好なものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、本実施形態のゴルフクラブシャフト１０を使用したウッド型のゴルフクラブ１２を示す。ゴルフクラブシャフト１０は、グリップ１４が装着されるバット端部側からヘッド１６が装着されるチップ端部側にかけて徐々に縮径されて構成される。
【００１１】
ゴルフクラブシャフト１０は、図２に示すように、テーパ状に形成されたマンドレル１８に対して、繊維強化樹脂からなるプリプレグシート２０、２２、２４、２６、２８及び３０を内側から順に巻回し、加熱硬化させた後、マンドレル１８を抜き取って仕上げ処理を行う、いわゆる、シートワインディング製法により製造される。なお、プリプレグシート２０、２２、２４、２６及び、２８及び３０は、炭素繊維等の強化繊維にエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させて形成したものである。
【００１２】
プリプレグシート２０は、ゴルフクラブシャフト１０の軸線に対して強化繊維２０ａの配向方向が＋４５゜に傾斜しており、マンドレル１８の外周部に２周巻回されることで、ゴルフクラブシャフト１０の全長をカバーする２プライのバイアス層を形成する。
【００１３】
プリプレグシート２２は、ゴルフクラブシャフト１０の軸線に対して強化繊維２２ａの配向方向が−４５゜に傾斜しており、プリプレグシート２０の上に２周巻回されることで、ゴルフクラブシャフト１０の全長をカバーする２プライのバイアス層を形成する。
【００１４】
プリプレグシート２４は、ゴルフクラブシャフト１０の軸線方向に強化繊維２４ａの配向方向が設定されており、プリプレグシート２２の上に２周巻回されることで、ゴルフクラブシャフト１０の全長をカバーする２プライのストレート層を形成する。
【００１５】
プリプレグシート２６は、ゴルフクラブシャフト１０の軸線方向と略直交する方向に強化繊維２６ａの配向方向が設定されており、ゴルフクラブシャフト１０のバット側端部からチップ側端部にかけての少なくとも７０％の範囲をカバーし、プリプレグシート２４の上に１周巻回されることで１プライのフープ層を形成する。
【００１６】
プリプレグシート２８は、ゴルフクラブシャフト１０の軸線方向に強化繊維２８ａの配向方向が設定されており、ゴルフクラブシャフト１０のチップ側端部からの所定の範囲に２周巻回されることで、２プライの補強層を形成する。この補強層は、ゴルフクラブシャフト１０のチップ側の強度不足を補う。
【００１７】
略三角形状に形成されるプリプレグシート３０は、ゴルフクラブシャフト１０の軸線方向に強化繊維３０ａの配向方向が設定されており、ホーゼルに挿入されるチップ側の範囲に７周巻回されることで、最大７プライの補強層を形成する。この補強層は、プリプレグシート２８とともにゴルフクラブシャフト１０のチップ側の強度不足を補うとともに、ホーゼルに挿入されるゴルフクラブシャフト１０の径を調整する。
【００１８】
ここで、プリプレグシート２６から形成されるフープ層の表面には、研磨処理を施さない。従って、研磨処理による強化繊維２６ａの寸断がなく、高い強度が維持される。また、このフープ層によってシャフトの圧壊や割れが回避される。  フープ層は、炭素繊維、ガラス繊維等を強化繊維とし、エポキシ樹脂等の樹脂含有量が２０〜５０重量％、厚さが０．０１〜０．０５ｍｍのプリプレグシート２６から形成する。このようなプリプレグシート２６は、柔軟性に富み、容易に巻回することができるため、作業性が良好である。樹脂含有量を２０重量％未満とすると、強化繊維の含有量が多くなって剛性が高くなるため、巻回が難しくなる。また、樹脂含有量を５０重量％よりも多くすると、ゴルフクラブシャフト１０を軽量化することが難しくなる。さらに、厚さを０．０５ｍｍよりも厚くした場合も、ゴルフクラブシャフト１０の軽量化が難しくなる。
【００１９】
プリプレグシート２８から形成される補強層は、プリプレグシート２６から形成されるフープ層がない部分に配設されていればよいが、補強層及びフープ層を相互に重なるように配設してもよい。従って、フープ層は、ゴルフクラブシャフト１０の全長をカバーするように配設することもできる。
【００２０】
バイアス層及びストレート層は、炭素繊維、ガラス繊維等を強化繊維とし、エポキシ樹脂等の樹脂含有量が１５〜２５重量％、厚さが０．０４〜０．０９ｍｍのプリプレグシート２０、２２及び２４から形成する。フープ層に使用するプリプレグシート２６よりも樹脂含有量が少ないプリプレグシート２０、２２及び２４であっても、樹脂含有量を１５重量％以上に設定することにより、巻回の作業性がさほど低下することがなく、また、樹脂含有量を２５重量％以下に設定することにより、ゴルフクラブシャフト１０の重量を軽量化することができる。プリプレグシート２０、２２及び２４の厚さは、０．０４ｍｍ未満にすると、十分な強度を得るために巻回数を増加させなければならず、その分作業性が低下する。また、厚さを０．０９ｍｍよりも厚くすると、プリプレグシート２０、２２及び２４の巻き始めと巻き終わりとの段差が大きくなるため、その部分の応力集中によって強度が低下する。
【００２１】
次に、本発明の実施例について説明する。
【００２２】
表１は、本発明のゴルフクラブシャフトの実施例１、２を構成する各層の材料及びその構成層数と、比較例１〜３を構成する各層の材料及びその構成層数とを示す。バイアス層は、プリプレグシート２０、２２から形成され、ストレート層は、プリプレグシート２４から形成され、フープ層は、プリプレグシート２６から形成され、補強層は、プリプレグシート２８、３０から形成されるものとする。なお、比較例２は、フープ層を有していない。
【００２３】
表２は、実施例１、２及び比較例１〜３におけるフープ層の範囲、シャフトの重量、シャフトの特性、及び、各シャフトを用いたゴルフクラブの特性を示す。なお、実施例１では、プリプレグシート２８から形成される補強層をシャフトのチップ側端部から２１％の範囲としている。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
【表２】
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【００２６】
表２において、ＳＧ曲げ強度は、製品安全協会のＳＧ規格で定めている３点曲げ試験による測定値であり、Ｔは、シャフトのチップ側端部から９０ｍｍの位置を荷重点とし、荷重点の左右７５ｍｍの位置を支点としたものであり、Ａは、シャフトのチップ側端部から１７５ｍｍの位置、Ｂは、シャフトのチップ側端部から５２５ｍｍの位置、Ｃは、シャフトのバット側端部から１７５ｍｍの位置をそれぞれ荷重点とし、各荷重点の左右７５ｍｍの位置を支点としたものであり、シャフト軸線に直交する方向に曲げ荷重を負荷して測定した場合の曲げ強度である。
【００２７】
図３は、実施例１及び比較例３の構成からなるシャフトの各位置での曲げ剛性値ＥＩを示す。なお、曲げ剛性値ＥＩは、３点曲げ剛性試験において、負荷荷重をＷ、支点間のスパンをＬ、シャフトの撓み量をｙとして、
ＥＩ＝Ｗ・Ｌ3／４８・ｙ
として求められる剛性値である。
【００２８】
表３は、実施例１及び比較例３の構成からなるシャフトを用いたゴルフクラブのスイングロボット装置による実打試験の結果を示す。
【００２９】
【表３】
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【００３０】
この場合、実施例１、２のゴルフクラブシャフト１０は、３点曲げ試験に合格し（ＳＧ合否：○）、且つ、このシャフトを用いたゴルフクラブにより実打試験を行った結果、振り易さが良好であるという評価が得られた。なお、ＳＧ合否の判定は、荷重点位置ＴでのＳＧ曲げ強度が８００Ｎ以上、且つ、荷重点位置Ａ、Ｂ、Ｃでの曲げ強度が４００Ｎ以上のものを合格（○）と判定している。これに対して、比較例３のシャフトを用いたゴルフクラブでは、振り易さの点で悪いという評価が得られた。
【００３１】
また、実施例１のシャフトを用いたゴルフクラブをスイングロボット装置に装着して実打試験を行ったところ、ヘッドスピード、ボール初速、キャリーにおいて、比較例３よりも良好な結果が得られた。なお、スピン量については、実施例１が比較例３よりも小さく、従って、ゴルファーが希望する弾道が得られ易いことが想定される。
【００３２】
さらに、図３に示すように、シャフトのどの部位においても、実施例１のシャフトの剛性が比較例３のシャフトの剛性よりも小さく、従って、撓み易いゴルフクラブシャフト１０が得られることが了解される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本実施形態のゴルフクラブシャフトを使用したゴルフクラブである。
【図２】本実施形態のゴルフクラブシャフトを構成する各プリプレグシートの説明図である。
【図３】実施例のゴルフクラブシャフトと比較例のゴルフクラブシャフトとの剛性分布の比較説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０…ゴルフクラブシャフト    １２…ゴルフクラブ
２０、２２、２４、２６、２８、３０…プリプレグシート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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