(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
強化繊維にマトリクス樹脂を含浸してなるプリプレグの積層体からなるゴルフクラブシャフトであって、
前記積層されるプリプレグは、強化繊維をシャフト軸線方向に対して傾斜させたバイアス層と、シャフト軸線方向に平行なストレート層と、シャフト軸線方向と直交方向のフープ層があり、
積層する一部のプリプレグは、マトリクス樹脂に、中空球殻形状で、分子直径が０．６５ｎｍ以上３．５ｎｍ以下で且つ有機溶媒に可溶なＣ６０、Ｃ７０、Ｃ８０フラーレンあるいは／およびフラーレン化合物を０．００２重量％以上２重量％以下含有させたフラーレン入りプリプレグとし、
前記フラーレン入りのプリプレグはフラーレンを含有していないストレート層の間に配置するとともに、該フラーレン入りプリプレグはバイアス層のみとし、該フラーレン入りバイアス層をシャフト全長またはヘッド側先端部から１００〜５００ｍｍの範囲に配置してい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、ゴルフクラブシャフトに関し、特に、繊維強化樹脂製のゴルフクラブシャフトの強度向上を図るものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、打球の速度向上、安定性向上のため、ゴルフクラブヘッドに重量を集中させ、ゴルフクラブシャフトは軽量化を図る傾向にある。そのため、ゴルフクラブシャフトの材料は、軽量で、比強度、比剛性の高いカーボンプリプレグ等の繊維強化樹脂が主流となっている。
一方で、近年の少子化傾向により、シニアゴルファーが今後ますます増加する傾向にあり、シニア向けクラブへの要請が強まっている。特に、シニア層はどうしても非力であるため、シニア向けクラブには、軽量性と、ヘッドスピードを高めることによる飛距離の安定とが求められる。ヘッドスピードを高めるためには、シャフトを柔らかくし、撓りをもたせることが必要であり、そのために、繊維強化樹脂製クラブシャフトの繊維層を減らす、繊維の弾性率を下げる、繊維角度を変更するなどの方法が従来より用いられていた。
しかしながら、これらの方法はシャフト強度が低下する点に問題があり、軽量性と、撓り感と、強度を併有させ、かつ、方向性を安定化させることは困難であった。
【０００３】
この問題に関し、特開２００４−２９８３５７号（特許文献１）や特開２００４−１８８１９１号（特許文献２）では、シャフトを構成する繊維強化樹脂層の少なくとも一部を、カーボンナノチューブを含有した繊維強化樹脂層とし、曲げ剛性の増大を抑制しつつ、軽量性と強度を確保できるとしている。
カーボンナノチューブは、グラファイト六角網平面を筒状に丸めて形成される欠陥の無い単層あるいはそれらが入れ子状に積層した多層のチューブ状物質で、直径が１ｎｍ〜１００ｎｍの領域にある極細炭素繊維であり、従来の炭素繊維に比して、捩り強度や曲げ強度に優れるという機械的特性を有する。
【０００４】
しかしながら、カーボンナノチューブは、円筒形状をしているため、流動性が良くなく凝集しやすい。また、カーボンナノチューブのサイズ（縦長さ）を揃えるには、製造の際に、炭素電極間に行うアーク放電のコントロールを精密に行う必要があり、実際には均一なサイズのカーボンナノチューブを製造することは困難である。従って、このカーボンナノチューブを含有した繊維強化樹脂の強度分布にもバラツキがでやすい点に問題がある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２９８３５７号公報
【特許文献２】特開２００４−１８８１９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は前記問題に鑑みてなされたもので、軽量性と適度な撓りと強度を併せ持つゴルフクラブシャフトの提供を課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明は、強化繊維にマトリクス樹脂を含浸してなるプリプレグの積層体からなるゴルフクラブシャフトであって、
前記積層されるプリプレグは、強化繊維をシャフト軸線方向に対して傾斜させたバイアス層と、シャフト軸線方向に平行なストレート層と、シャフト軸線方向と直交方向のフープ層があり、
積層する一部のプリプレグは、マトリクス樹脂に、中空球殻形状で、分子直径が０．６５ｎｍ以上３．５ｎｍ以下で且つ有機溶媒に可溶なＣ６０、Ｃ７０、Ｃ８０フラーレンあるいは／およびフラーレン化合物を０．００２重量％以上２重量％以下含有させたフラーレン入りプリプレグとし、
前記フラーレン入りのプリプレグはフラーレンを含有していないストレート層の間に配置するとともに、該フラーレン入りプリプレグはバイアス層のみとし、該フラーレン入りバイアス層をシャフト全長またはヘッド側先端部から１００〜５００ｍｍの範囲に配置しているゴルフクラブシャフトを提供している。
【０００８】
フラーレンは、ｓｐ２炭素同士の共有結合によって閉じた３次元的な中空球殻状構造を有する炭素同素体であり、分子構造は、炭素原子が５員環と６員環とを構成してなる多面体である。最も代表的なものは、６０の炭素原子が１２個の５員環と２０個の６員環とを構成してなるサッカーボール形状をしたＣ６０であり、このＣ６０は安価で大量に生成でき、物理的に安定度も高い。Ｃ６０以外に、Ｃ７０、Ｃ７４、Ｃ７６、Ｃ７８、Ｃ８０、Ｃ８２、Ｃ８４、Ｃ９０等がある。
フラーレン化合物としては、ハロゲンが導入されたＣ６０Ｆｎ（ｎ＝３０〜５２）Ｃ６０Ｃ１２４、Ｃ６０Ｂｒｎ（ｎ＝６、８、２４）、水酸基が導入されたＣ６０（ＯＨ）２４、水素付加したＣ６０Ｈ２４、さらに、フラーレン結晶中にＮａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ等の金属をドープしたもの等を用いることができる。
【０００９】
前記フラーレンあるいは／およびフラーレン化合物（以下「フラーレン等」と略称する）をプリプレグのマトリクス樹脂に混ぜ込むことにより、シャフトの曲げ弾性率が高まると共に、エネルギー吸収性が良くなり、十分な強度を得ることができる。
これは、中空球状のフラーレンやフラーレン化合物が破壊エネルギーを吸収するとともに、フラーレンと樹脂とが結合して強固な架橋構造を形成することに因ると認められる。また、球状のフラーレンは、円筒形状のカーボンナノチューブと異なり、流動性および分散性がよく、強度バラツキが非常に小さくなることにも因ると認められる。
従って、他の設計要素によりシャフトを撓りやすくしても、十分な強度を確保できるため、シニアゴルファーのように非力なプレーヤーが飛距離の伸ばすために有効なシャフトの軽量性および撓り感を備え、かつ、強度も併有することができる。
【００１０】
本発明に使用するフラーレンは、前記のように、有機溶媒に可溶なＣ６０、Ｃ７０、Ｃ８０である。フラーレンをマトリクス樹脂に均一に分散させるために、有機溶媒でフラーレン、マトリクス樹脂の樹脂モノマーを溶解して分散させ、溶媒をエバポレータで飛ばすことが好ましい。
上記樹脂中にフラーレンを配合した後、ニーダー、３本ロール、２軸押出等で剪断力を利用して混練分散することが好ましい。
さらに、フラーレンの分散性を高めるため、フラーレンの表面に、ポリオキシエチレンラウリルエーテルなどの界面活性剤で化学表面処理を施すことも好適である。
Ｃ６０、Ｃ７０、Ｃ８０等のフラーレンに、水酸基や金属原子などの官能基と結合させたフラーレン化合物を用いてもよい。これら官能基と結合していると、繊維強化樹脂の樹脂、または強化繊維の表面とフラーレンの官能基とを化学結合させることが可能となり、親和性が向上して強固に混入できるためである。
【００１１】
配合するフラーレンあるいは／およびフラーレン化合物の大きさは、前記のように、分子直径が０．６５ｎｍ以上３．５ｎｍ以下としている。０．６５ｎｍ未満となるフラーレンは、理論的には存在するが、非常に採取、製造が困難であり、また繊維強化樹脂のマトリクス樹脂との接触面積が減少するため、該マトリクス樹脂との結合が脆弱化し、シャフトの強度増加率が低くなる。また、３．５ｎｍを超えるフラーレンは、非常に大きな分子となるため、繊維強化樹脂のマトリクス樹脂との分散性が低くなり、かえって樹脂とフラーレン、フラーレン化合物との結合を脆弱化させ、シャフト強度を低下させてしまう。より好ましくは、下限は０．７ｎｍ以上、特に、０．７５ｎｍ以上であり、上限は３．２ｎｍ以下、特に、２．８ｎｍ以下である。
【００１２】
前記したように、前記フラーレンを配合したプリプレグをバイアス層に用いることにより、強度と打球方向性を効果的に高めている。
詳しくは、バイアス層のプリプレグにフラーレン等を配合して弾性率を高めることにより、シャフトの捩り剛性、捩り強度を高めることができる。このように、ねじり剛性を高めることでヘッドの向きの変化が小さくでき方向性を安定させることができる。また、捩り強度を高めることで、大きなしなり性（シャフト曲げ方向のしなり）を持たせたシャフトとしても強度を保持しえる。これにより、シャフトの曲げ方向のしなりを大きくして飛距離の増大を図ることができ、捩り剛性を高めることで方向性を安定化でき、捩り強度を高めることでシャフト強度を高めることができる。
【００１３】
フラーレン等は、必ずしも全バイアス層に配合する必要はなく、複数層のバイアス層を形成する場合は、その一部の層にのみ配合してもよい。さらには、一部のバイアス層の一部分のみをフラーレン入りプリプレグで構成してもよい。
【００１４】
前記バイアス層は、厳密には、強化繊維がシャフト軸線方向に対して±１０°以上±８０°以下で配向している層を指す。
【００１５】
バイアス層にフラーレンを配合するのは、ストレート層にフラーレン等を配合すると、シャフトの曲げ強度は高まるが、曲げ剛性も高くなり、撓みが小さくなるため、ヘッドスピードが上がらず飛距離が伸びにくいシャフトとなってしまうことに因る。
また、フープ層にフラーレン等を配合すると、シャフトのつぶし強度、つぶし剛性は高まるが、フープ層は、繊維方向がシャフト軸線に対して直交方向であるために、そもそも巻き付け成形が難しく、場合によっては巻きつけ成形不良（しわ等）が発生して強度低下を招くことがあり、フラーレン等の配合によりプリプレグが硬くなると、巻きつけ成形性は一層悪化してしまうことに因る。
【００１６】
フラーレン入りバイアス層の強化繊維のシャフト軸線に対する配向角は、シャフト撓りの確保と、捩り剛性および捩り強度の向上の観点から、下限は、好ましくは、２０°以上、さらに３０°以上、特に４０°以上であり、上限は、好ましくは７０°以下、さらに６０°以下、特に５０°以下である。
【００１７】
前記フラーレン入りバイアス層のシャフト軸線方向の配置位置については、少なくともシャフトのヘッド側先端部を含む領域に配置するのが好ましい。具体的には、
（ａ）シャフト全長にわたりフラーレン入りのバイアス層を配置する。
（ｂ）ヘッド側先端部にフラーレン入りのバイアス層を配置する。
前記（ａ）とすると、シャフト全体の強度向上の観点から好ましく、（ｂ）とするとシャフトの強度向上と低コスト化を両立できる観点から好ましい。
なお、（ｂ）の場合はフラーレン入りバイアス層は、ヘッド側先端部から設けるのが良く、長さとしては、１００〜５００ｍｍが好ましい。これら１００ｍｍ未満となると強度向上が不十分となり、よって、１５０ｍｍ以上がより好ましく、特に２００ｍｍ以上とするのが良い。一方、５００ｍｍを越えるとコスト上昇を招くため、４００ｍｍ以下でも良く、さらに３５０ｍｍ以下が最も好ましい。
【００１９】
本発明のゴルフクラブシャフトの全長は、８００ｍｍ以上１２７０ｍｍ以下の範囲内が好ましい。これは、８００ｍｍ未満では、シャフト長さが短く、撓り幅も小さくなるため、フラーレン含有の効果が発揮されにことによる。一方、１２７０ｍｍ超の長いシャフトは、振り難く、非力なシニア層等には不向きであるうえ、フラーレンの効果を発揮させるためには大量のフラーレンを使用する必要が生じ、高価なシャフトとなってしまうことに因る。シャフト全長は、より好ましくは、下限は８２０ｍｍ以上、特に８４０ｍｍであり、上限は１２４５ｍｍ以下、特に１２１９ｍｍ以下である。
【００２０】
シャフトのヘッド側部にフラーレン入りバイアス層を形成した場合は、打撃時に応力が集中的に負荷される部分であるため、該部分に配置することにより、シャフト強度を効果的に高めることができる。かつ、打撃の瞬間に非常に大きな負荷がかかるために曲げ弾性率、曲げ強度に優れたフラーレン含有プリプレグによって負荷を緩和することができ、破損の発生を防止できる。
中央部にフラーレン入りバイアス層を形成した場合は、スイング動作のなかでクラブを振り上げたときのシャフト捩れを防止することができ、タイミングよく振り下ろすことができるため、打球方向性および飛距離の向上に効果的である。
グリップ側部にフラーレン入りバイアス層を形成した場合は、クラブを振り下ろす動作中におけるシャフトの捩れを防止できるため、操作性向上に効果的である。さらに、フラーレン含有のプリプレグにより応力を緩和することができるため、打撃時の衝撃を緩和して手に伝わるフィーリングをマイルドにすることができる。
【００２１】
前記フラーレン含有プリプレグは、フラーレンを含有していないストレート層の間に配置される。該両側のストレート層はシャフト全長に配置するストレート層または部分的に配置するストレート層のいずれかとしている。なお、全長層のバイアス層とストレート層の間にフラーレン含有プリプレグを配置してもよい。即ち、スイング挙動においては、捩れ方向に働く力と、曲げ方向に働く力が同時にシャフトにかかるため、それぞれに効果があるバイアス層とストレート層の間にフラーレン含有プリプレグを配置することにより、該フラーレン含有プリプレグ層が、前記バイアス層とストレート層の間が捩れた際に応力方向に対して発生するせん断を緩和して、層間剥離が発生するのを防止することができる。
【００２２】
前記フラーレン入りバイアス層を構成する各プリプレグは、マトリクス樹脂の重量に対するフラーレンあるいは／およびフラーレン化合物の含有量を０．００２重量％以上２重量％以下の範囲内としている。
これは、０．００２重量％未満では、フラーレン含有量が少なく、強度向上の効果を十分に発揮できず、２重量％より多く含有させると、フラーレンの凝集作用が働き、分散性が悪くなり、強度バラツキが生じてかえって強度低下を招くことに因る。
好ましくは、下限は０．００５重量％以上、さらに、０．００８重量％以上が好ましく、特に好ましくは０．０１重量％である。上限は１．８重量％以下、特に、１．６重量％以下である。
【発明の効果】
【００２３】
上述したように、本発明によれば、エネルギー吸収性のよいフラーレンおよび／あるいはフラーレン化合物をバイアス層に配合することにより、シャフトの重量増大および曲げ剛性増大を抑制しながら、バラツキなく効果的にねじれ強度、ねじれ剛性を高めることができる。従って、軽量性と、撓り感と、打球方向安定性を備え、シニア層等の非力なプレーヤーでも飛距離を伸ばすことができると共に、優れた強度も併有するゴルフクラブシャフトとすることができる。
【００２４】
また、フラーレン入りバイアス層を構成する各プリプレグのフラーレン含有量を０．００２重量％以上２重量％以下とすることにより、フラーレン凝集作用を起こさない範囲で、フラーレンによる強度向上効果を有効に発揮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図４は、本発明の第一実施形態に係るゴルフクラブシャフト１０を示し、このシャフト１０は、繊維強化製のプリプレグ２１〜２８の積層体からなるテーパー状の長尺な管状体よりなる。小径側のヘッド側先端１１にヘッド１３が取り付けられ、大径側のグリップ側後端１２にグリップ１４が取り付けられている。
シャフト１０の全長は１１６８ｍｍとし、重量は５０ｇとしている。
【００２６】
前記シャフト１０は、図２に示すように、プリプレグ２１〜２８をシートワインディング製法によりマンドレル２０にプリプレグ２１から順番に巻きつけて積層した後、ポリプロピレン製のテープ（図示せず）を巻きつけた状態とし、これをオーブン中で加熱加圧し樹脂を硬化させて一体的に成形し、マンドレル２０を引き抜いてシャフト１０を製造している。シャフトの表面は研磨を行った後、両端をカットして塗装している。
【００２７】
前記プリプレグ２１〜２８のうち、最内層の一層目のプリプレグ２１から数えて二層目のプリプレグ２２と三層目のプリプレグ２３は、フラーレン等を含有させたプリプレグｐｆからなる。
前記フラーレン等を含有させたプリプレグを含め、プリプレグ２１〜２８はマトリクス樹脂としてエポキシ樹脂を用い、強化繊維Ｆ２１〜Ｆ２８としてカーボン繊維を用いている。
【００２８】
前記フラーレン含有プリプレグｐｆは、エポキシ樹脂に、図３に示すようなサッカーボール状の中空球殻形状の構造を有するフラーレン（Ｃ６０）を配合して混練し、このフラーレンＣ６０が配合されたエポキシ樹脂にカーボン繊維Ｆ２２、Ｆ２３をそれぞれ浸漬して作製している。
本実施形態では、いずれのフラーレン含有プリプレグｐｆも、エポキシ樹脂の全重量に対するフラーレンの含有量を０．０２重量％としている。
フラーレンをエポキシ樹脂に配合するときは、フラーレンを有機溶剤に溶解させ、フラーレン分子を均一に分散させた状態で樹脂モノマーと配合している。
【００２９】
前記プリプレグ２１〜２８の積層構造は図２に示すように、下記の構成としている。
最内層の一層目のプリプレグ２１は、ヘッド側先端部に配置され、巻き数（ｐｌｙ数）を３とし、長さを２２０ｍｍとし、厚さを０．１０５２ｍｍとしている。強化繊維Ｆ２１はシャフト軸線に対してなす配向角を０°とし、図４に示すように、シャフト成形状態においてストレート層Ａを形成している。
二層目のプリプレグ２２は、前記フラーレン含有プリプレグｐｆからなり、シャフト全長に配置され、巻き数（ｐｌｙ数）を２とし、厚さを０．１０５２ｍｍとしている。強化繊維Ｆ２２はシャフト軸線に対してなす配向角を−４５°とし、図４に示すように、シャフト成形状態においてフラーレン入りバイアス層ＢＦを形成している。
三層目のプリプレグ２３も、前記フラーレン含有プリプレグｐｆからなり、シャフト全長に配置され、巻き数（ｐｌｙ数）を２とし、厚さを０．１０５２ｍｍとしている。強化繊維Ｆ２３はシャフト軸線に対してなす配向角を＋４５°とし、図４に示すように、シャフト成形状態においてフラーレン入りバイアス層ＢＦを形成している。
四層目のプリプレグ２４は、グリップ側後端部に配置され、巻き数（ｐｌｙ数）を１とし、長さを３００ｍｍとし、厚さを０．０８４２ｍｍとしている。強化繊維Ｆ２４はシャフト軸線に対してなす配向角を０°とし、図４に示すように、シャフト成形状態においてストレート層Ａを形成している。
五層目のプリプレグ２５は、シャフトのヘッド側先端部に配置され、巻き数（ｐｌｙ数）を１とし、長さを３００ｍｍとし、厚さを０．０８４２ｍｍとしている。強化繊維Ｆ２５はシャフト軸線に対してなす配向角を−４５°とし、図４に示すように、シャフト成形状態においてバイアス層Ｂを形成している。
六層目のプリプレグ２６は、シャフトのヘッド側先端部に配置され、巻き数（ｐｌｙ数）を１とし、長さを３００ｍｍとし、厚さを０．０８４２ｍｍとしている。強化繊維Ｆ２６はシャフト軸線に対してなす配向角を＋４５°とし、図４に示すように、シャフト成形状態においてバイアス層Ｂを形成している。
七層目のプリプレグ２７は、シャフト全長に配置され、巻き数（ｐｌｙ数）を２とし、厚さを０．１０５２ｍｍとしている。強化繊維Ｆ２７はシャフト軸線に対してなす配向角を０°とし、図４に示すように、シャフト成形状態においてストレート層Ａを形成している。
最外層の八層目のプリプレグ２８は、ヘッド側先端部に配置され、巻き数（ｐｌｙ数）を３とし、長さを２５０ｍｍとし、厚さを０．０８４２ｍｍとしている。強化繊維Ｆ２８はシャフト軸線に対してなす配向角を０°とし、図４に示すように、シャフト成形状態においてストレート層Ａを形成している。
【００３０】
前記構成のシャフト１０は、フラーレン入りバイアス層ＢＦをシャフト全長に形成しているため、シャフト全体の捩り剛性と捩り強度を高めることができ、打球方向性を向上させることができると共に、スイング時および打球時のシャフトの捩り変形を緩和でき、シャフト破損を防止できる。また、ストレート層にフラーレン等を配合していないため、曲げ剛性増大を抑制でき、適度な撓り感が確保されるため、非力なシニアプレーヤー等でも飛距離を伸ばすことができる。
【００３１】
さらに、フラーレン入りバイアス層ＢＦを構成する各プリプレグ２２、２３は、マトリクス樹脂の重量に対するフラーレンの含有量が０．０２重量％であり、０．００２重量％以上２重量％以下の範囲内であるため、フラーレンの凝集作用が起こらず、バラツキなく捩り剛性および捩り強度を高めることができる。
【００３２】
図５および図６は、本発明の第二実施形態を示し、内側から五層目のプリプレグ２５と六層目のプリプレグ２６を前記フラーレン含有プリプレグｐｆで構成し、該プリプレグ２５、２６によりシャフトのヘッド側部にフラーレン入りバイアス層ＢＦを形成している。
【００３３】
詳しくは、五層目のプリプレグ２５と六層目のプリプレグ２６はいずれも、シャフトのヘッド側先端部に配置され、巻き数（ｐｌｙ）数を２とし、長さを３００ｍｍとし、厚さを０．０８４２ｍｍとしている。強化繊維Ｆ２５、Ｆ２６のシャフト軸線に対する配向角は、−４５°、＋４５°としている。
一方、二層目のプリプレグ２２と三層目のプリプレグ２３は、フラーレンを配合しないプリプレグとしている。
その他のプリプレグ２１、２４、２７、２８の積層構成は、前記第一実施形態と同一としている。
【００３４】
本実施形態は、打撃時に最も応力のかかるヘッド側先端部にのみフラーレン入りバイアス層ＢＦを形成し、該フラーレン入りバイアス層ＢＦを構成するプリプレグ２５、２６の巻き数も２回としているため、該先端部の捩れ変形を抑制でき、シャフトの破損を効果的に防止できると共に、打球方向性および飛距離も安定させることができる。また、高価なフラーレンを部分的に使用することにより、コスト増大も抑制できる。
【００３５】
図７および図８は本発明の第三実施形態を示し、内側から五層目のプリプレグ２５と六層目のプリプレグ２６をフラーレン含有プリプレグｐｆで構成し、該プリプレグ２５、２６によりシャフトの中央部にフラーレン入りバイアス層ＢＦを形成している。
【００３６】
詳しくは、五層目のプリプレグ２５と六層目のプリプレグ２６は、いずれも、シャフトの中央部、即ち、ヘッド側先端１１から２００ｍｍ〜５５０ｍｍの範囲に配置され、巻き数（ｐｌｙ）数を１回とし、厚さを０．０８４２ｍｍとしている。強化繊維Ｆ２５、Ｆ２６のシャフト軸線に対する配向角は、−４５°、＋４５°としている。
その他のプリプレグ２１〜２４、２７、２８の積層構成は、前記第二実施形態と同一としている。
【００３７】
本実施形態は、スイング動作のなかでクラブを振り上げたときのシャフトの捩れに影響するシャフト中央部にフラーレン入りバイアス層ＢＦを形成しているため、振り上げたときのシャフト捩れが抑制され、タイミングよくクラブを振り下ろすことができる。
【００３８】
図９および図１０は本発明の第四実施形態を示し、前記フラーレン含有プリプレグｐｆからなる五層目のプリプレグ２５と六層目のプリプレグ２６により、シャフトのグリップ側部にフラーレン入りバイアス層ＢＦを形成している。
【００３９】
詳しくは、前記五層目のプリプレグ２５と六層目のプリプレグ２６はいずれも、シャフトのグリップ側後端部に配置され、巻き数（ｐｌｙ）数を１回とし、長さを３５０ｍｍとし、厚さを０．０８４２ｍｍとしている。強化繊維Ｆ２５、Ｆ２６のシャフト軸線に対する配向角は、−４５°、＋４５°としている。
その他のプリプレグ２１〜２４、２７、２８の積層構成は、前記第二実施形態と同一としている。
【００４０】
本実施形態は、クラブを振り下ろす動作中のシャフトの捩れに影響するシャフトグリップ側部にフラーレン入りバイアス層ＢＦを形成しているため、振り下ろすときのシャフト捩れが抑制され、操作性を高めることができる。
【００４１】
（実施例）
以上のことを確認するために、本発明のゴルフクラブシャフトの実施例１〜５および比較例１〜５について詳述する。
【００４２】
以下の表１に示すとおり、フラーレン等を配合したプリプレグの、フラーレン含有量（マトリクス樹脂の重量に対するフラーレン等の重量％）、繊維角度、巻きつけ位置（フラーレン含有層の形成位置）、巻き数を異ならせた実施例１〜５および比較例１〜５を作製し、それぞれの三点曲げ強度および捩り強度を測定すると共に、方向性について実打テストを行い、その結果を表１に表した。
【００４３】
【表１】
0004585956.tif 000002
【００４４】
実施例１〜５および比較例１〜５のいずれも、マトリクス樹脂としてエポキシ樹脂を用い、強化繊維としてカーボン繊維を用いたプリプレグを用い、具体的には、下記の表２に示す東レ社製の４種類のプリプレグａ〜ｄから選択されたプリプレグを用いてシートワインディング製法で作製し、その製造方法は前記第一実施形態と同一とした。
いずれの実施例、比較例も、シャフト全長を１１６８ｍｍとなるように作製した。
【００４５】
「表２」
品番                樹脂名        繊維種      繊維弾性率
プリプレグａ  ３２５５Ｇ−１２    東レタフ樹脂 Ｔ７００ＧＣ    ２４ｔ
プリプレグｂ  ９２５５Ｓ−７      東レタフ樹脂 Ｍ４０ＳＣ      ４０ｔ
プリプレグｃ  ８２５５Ｓ−１２    東レタフ樹脂 Ｍ３０ＳＣ      ３０ｔ
プリプレグｄ  ２２７５Ｆ−１２    東レ改質樹脂 Ｔ８００ＳＣ    ３０ｔ  
【００４６】
前記プリプレグｄはフラーレン含有プリプレグであり、東レ改質樹脂にフロンティアカーボン社製のフラーレン（Ｃ６０）を配合し、このフラーレンが配合されたエポキシ樹脂に、繊維弾性率３０ｔのカーボン繊維（繊維種：Ｔ８００ＳＣ）を浸漬して作製した。
他のプリプレグａ、ｂ、ｃにはフラーレンを配合しなかった。
【００４７】
（実施例１）
プリプレグの積層構成は前記第二実施形態と同一とした。即ち、バイアス層のうち五層目と六層目を構成するプリプレグ２５、２６をフラーレン含有プリプレグとし、該プリプレグ２５、２６をそれぞれ２回巻きしてヘッド側先端から３００ｍｍの範囲にのみフラーレン入りバイアス層を形成した。ただし、各プリプレグ２５、２６のフラーレン含有量は０．００２重量％とした。
最内層から一層目のプリプレグ２１にはプリプレグａを、二層目および三層目のプリプレグ２２、２３にはプリプレグｂを、四層目のプリプレグ２４にはプリプレグｃを、五層目および六層目のプリプレグ２５、２６にはプリプレグｄを、七層目のプリプレグ２７にはプリプレグｃを、八層目のプリプレグ２８にはプリプレグｃを使用した。
【００４８】
（実施例２）
プリプレグの積層構成も、フラーレン含有プリプレグのフラーレン含有量も前記第二実施形態と同一とした。即ち、五層目と六層目のプリプレグ２５、２６のフラーレン含有量を０．０２重量％とした点で実施例１と異なるが、その他の点では実施例１と同一とした。
【００４９】
（実施例３）
プリプレグの積層構成も、フラーレン含有プリプレグのフラーレン含有量も前記第一実施形態と同一とした。即ち、バイアス層のうち二層目と三層目を構成するプリプレグ２２、２３をフラーレン含有プリプレグとし、該プリプレグ２２、２３をそれぞれ２回巻きしてシャフト全長にフラーレン入りバイアス層を形成する一方、五層目と六層目のプリプレグ２５、２６にはフラーレンを配合せず、巻き数も各１回とした。各プリプレグ２２、２３のフラーレン含有量は、０．０２重量％とした。
最内層から一層目のプリプレグ２１にはプリプレグａを、二層目および三層目のプリプレグ２２、２３にはプリプレグｄを、四層目のプリプレグ２４にはプリプレグｃを、五層目および六層目のプリプレグ２５、２６にはプリプレグｃを、七層目のプリプレグ２７にはプリプレグｃを、八層目のプリプレグ２８にはプリプレグｃを使用した。
【００５０】
（実施例４）
プリプレグの積層構成も、フラーレン含有プリプレグのフラーレン含有量も前記第三実施形態と同一とした。即ち、バイアス層のうち二層目と三層目を構成するプリプレグ２２、２３にはフラーレンを含有せず、五層目と六層目を構成するプリプレグ２５、２６をフラーレン含有プリプレグとし、該プリプレグ２５、２６をそれぞれ１回巻きしてヘッド側先端から２００ｍｍ〜５５０ｍｍの範囲にのみフラーレン入りバイアス層を形成した。各プリプレグ２５、２６のフラーレン含有量は、０．０２重量％とした。
最内層から一層目のプリプレグ２１にはプリプレグａを、二層目および三層目のプリプレグ２２、２３にはプリプレグｂを、四層目のプリプレグ２４にはプリプレグｃを、五層目および六層目のプリプレグ２５、２６にはプリプレグｄを、七層目のプリプレグ２７にはプリプレグｃを、八層目のプリプレグ２８にはプリプレグｃを使用した。
【００５１】
（実施例５）
プリプレグの積層構成も、フラーレン含有プリプレグのフラーレン含有量も前記第四実施形態と同一とした。即ち、バイアス層のうち二層目と三層目を構成するプリプレグ２２、２３にはフラーレンを含有せず、五層目と六層目を構成するプリプレグ２５、２６をフラーレン含有プリプレグとし、該プリプレグ２５、２６をそれぞれ１回巻きしてグリップ側後端から３５０ｍｍの範囲にのみフラーレン入りバイアス層を形成した。各プリプレグ２５、２６のフラーレン含有量は、０．０２重量％とした。
最内層から一層目のプリプレグ２１にはプリプレグａを、二層目および三層目のプリプレグ２２、２３にはプリプレグｂを、四層目のプリプレグ２４にはプリプレグｃを、五層目および六層目のプリプレグ２５、２６にはプリプレグｄを、七層目のプリプレグ２７にはプリプレグｃを、八層目のプリプレグ２８にはプリプレグｃを使用した。
【００５２】
（比較例１）
プリプレグの積層構成は実施例３と同一としたが、いずれのプリプレグにもフラーレンを配合しなかった。
詳しくは、最内層から一層目のプリプレグ２１にはプリプレグａを、二層目および三層目のプリプレグ２２、２３にはプリプレグｂを、四層目のプリプレグ２４にはプリプレグｃを、五層目および六層目のプリプレグ２５、２６にはプリプレグｃを、七層目のプリプレグ２７にはプリプレグｃを、八層目のプリプレグ２８にもプリプレグｃを使用した。
【００５３】
（比較例２）
プリプレグの積層構成は実施例４と同一としたが、いずれのプリプレグにもフラーレンを配合しなかった。
詳しくは、最内層から一層目のプリプレグ２１にはプリプレグａを、二層目および三層目のプリプレグ２２、２３にはプリプレグｂを、四層目のプリプレグ２４にはプリプレグｃを、五層目および六層目のプリプレグ２５、２６にはプリプレグｃを、七層目のプリプレグ２７にはプリプレグｃを、八層目のプリプレグ２８にもプリプレグｃを使用した。
【００５４】
（比較例３）
プリプレグの積層構成は実施例５と同一としたが、いずれのプリプレグにもフラーレンを配合しなかった。
詳しくは、最内層から一層目のプリプレグ２１にはプリプレグａを、二層目および三層目のプリプレグ２２、２３にはプリプレグｂを、四層目のプリプレグ２４にはプリプレグｃを、五層目および六層目のプリプレグ２５、２６にはプリプレグｃを、七層目のプリプレグ２７にはプリプレグｃを、八層目のプリプレグ２８にもプリプレグｃを使用した。
【００５５】
（比較例４）
プリプレグの積層構成は図１１に示すとおりとした。即ち、五層目と六層目のプリプレグ２５、２６は、カーボン繊維Ｆ２５、Ｆ２６のシャフト軸線に対する配向角を０°とし、該プリプレグ２５、２６を各２回巻きしてヘッド側先端部にストレート層を形成した。
本比較例では、このストレート層を構成するプリプレグ２５、２６にフラーレン配合の前記プリプレグｄを用い、ヘッド側先端部にフラーレン入りストレート層を形成した点で実施例２と相違するが、その他の点は実施例２と同一とした。なお、プリプレグ２５、２６のフラーレン含有量は０．０２重量％とした。
【００５６】
（比較例５）
プリプレグの積層構成は図１２に示すとおりとした。即ち、五層目と六層目のプリプレグ２５、２６は、カーボン繊維Ｆ２５、Ｆ２６のシャフト軸線に対する配向角を９０°とし、該プリプレグ２５、２６を各２回巻きしてヘッド側先端部にフープ層を形成した。
本比較例では、このフープ層を構成するプリプレグ２５、２６にフラーレン配合の前記プリプレグｄを用い、ヘッド側先端部にフラーレン入りフープ層を形成した点で実施例２と相違するが、その他の点は実施例２と同一とした。なお、プリプレグ２５、２６のフラーレン含有量は０．０２重量％とした。
【００５７】
（三点曲げ強度の測定）
三点曲げ強度とは、製品安全協会が定める破壊強度である。図１３に示すように、３点でシャフト１０を支え、上方から荷重Ｆを加え、シャフト１０が破断した時の荷重値（ピーク値）を測定した。測定点は、シャフト１０のヘッド側先端１１から９０ｍｍの位置（Ｔ点）、１７５ｍｍの位置（Ａ点）、５２５ｍｍの位置（Ｂ点）、グリップ側後端１２から１７５ｍｍの位置（Ｃ点）とした。支持点３１のスパンは、Ｔ点測定時は１５０ｍｍ、Ａ、Ｂ、Ｃ点測定時は３００ｍｍとした。（図示はＴ点測定の例）
【００５８】
（捩り強度の測定）
捻り強度とは、製品安全協会が定める破壊強度である。図１４に示すように、シャフト１０の両端を治具３２、３３に固定し、一方の治具３２を固定したまま他方の治具３３を回転させてシャフト１０を捻り、シャフト１０が破断した時のトルクとねじれ角とを乗じた値を測定した。
【００５９】
（打球方向性についての実打テスト）
プレーヤー１名が２０球打撃し、目標飛球線からの±２０ヤード以上ずれた打球が８球以上あった場合は×を、５球以上７球以下の場合は○、４球以下の場合は◎を表１に示した。
【００６０】
表１の結果から分かるように、実施例１〜実施例５のシャフトは、比較例１〜５のシャフトの比して、いずれも打球方向性がよく、捩り強度が高かった。
一方、曲げ強度については、シャフトの少なくともヘッド側先端部を含む範囲に、フラーレン含有量０．０２重量％のフラーレン含有プリプレグｄを配置した実施例２、３において、Ｔ点の曲げ強度がやや高くなったが、他の実施例の曲げ強度は、Ｔ点、Ａ点、Ｂ点、Ｃ点のいずれの箇所においても比較例の結果と大差がなかった。これは、実施例１〜５が、フラーレンをバイアス層に配合したため、打球方向性に影響する捩り強度が高められた一方、シャフトの撓りに影響する曲げ強度や曲げ剛性の増大が抑制されたためと考えられる。
【００６１】
フラーレン含有プリプレグｄをシャフト全長に配置した実施例３は、シャフトの一部にのみフラーレン含有プリプレグｄを配置した実施例１、２、４、５に比して、打球方向性および捩り強度が好結果となり、曲げ強度については、Ｔ点でやや高くなったか、その他の箇所では大差なかった。
【００６２】
実施例２、４、５を比較すると、シャフトのグリップ側後端部や中央部よりも、ヘッド側先端部にフラーレン入りバイアス層を形成する方が、捩り強度が高くなり、打球方向性も良くなることが分かった。これは、シャフト先端部が打球時に最も応力を受ける部分であるため、該箇所にフラーレン入りバイアス層を形成することが、捩り強度や打球方向性の向上に効果的であることに因ると考えられる。
【００６３】
フラーレン含有量を０．００２重量％とした実施例１と、０．０２重量％とした実施例２とを比較すると、実施例２の方が打球方向性も捩り強度も好結果となった。これは、実施例２が、フラーレン配合量が多いため強度バラツキをなくすことができ、かつ、フラーレンの凝集作用が生じない程度の配合量であったことに因ると考えられる。
【００６４】
ヘッド側先端部にフラーレン入りストレート層を形成した比較例４と、ヘッド側先端部にフラーレン入りフープ層を形成した比較例５は、同箇所に同含有量のフラーレン入りバイアス層を形成した実施例２に比して、打球方向性が低く、捩り強度も低下した。このことから、ストレート層やフープ層よりも、バイアス層にフラーレンを配合する方が、打球方向性および捩り強度に効果的であることが分かった。
また、比較例４はＴ点の曲げ強度が高くなりすぎ、比較例５はＴ点の曲げ強度が弱くなりすぎることも分かった。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の第一実施形態に係るゴルフクラブの概略図である。
【図２】図１に示すゴルフクラブシャフトのプリプレグの積層構造を示す図である。
【図３】図１に示すゴルフクラブシャフトに含有されるフラーレンの分子構造を示す図である。
【図４】図１に示すゴルフクラブシャフトの縦断面の部分説明図である。
【図５】本発明の第二実施形態に係るゴルフクラブシャフトのプリプレグの積層構造を示す図である。
【図６】図５に示すゴルフクラブシャフトの縦断面の部分説明図である。
【図７】本発明の第三実施形態に係るゴルフクラブシャフトのプリプレグの積層構造を示す図である。
【図８】図７に示すゴルフクラブシャフトの縦断面の部分説明図である。
【図９】本発明の第四実施形態に係るゴルフクラブシャフトのプリプレグの積層構造を示す図である。
【図１０】図９に示すゴルフクラブシャフトの縦断面の部分説明図である。
【図１１】比較例４のプリプレグの積層構造を示す図である。
【図１２】比較例５のプリプレグの積層構造を示す図である。
【図１３】三点曲げ強度の測定方法を示す図である。
【図１４】捩り強度の測定方法を示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０  ゴルフクラブシャフト
１１  ヘッド側先端
１２  グリップ側後端
２１〜２８  プリプレグ
Ａ  ストレート層
Ｂ  バイアス層
ＢＦ  フラーレン入りバイアス層
【図１】
0004585956.tif 000003
【図２】
0004585956.tif 000004
【図３】
0004585956.tif 000005
【図４】
0004585956.tif 000006
【図５】
0004585956.tif 000007
【図６】
0004585956.tif 000008
【図７】
0004585956.tif 000009
【図８】
0004585956.tif 000010
【図９】
0004585956.tif 000011
【図１０】
0004585956.tif 000012
【図１１】
0004585956.tif 000013
【図１２】
0004585956.tif 000014
【図１３】
0004585956.tif 000015
【図１４】
0004585956.tif 000016