(57)【要約】      （修正有）【課題】ゴルフクラブシャフトの軽量性と優れた強度を両立させる。【解決手段】強化繊維のシャフト軸線に対する配向角が０度以上±１５度以下の範囲内である繊維強化プリプレグからなるストレート層を、全長層のうち少なくとも最内層に一層備え、強化繊維のシャフト軸線に対する配向角が＋α度である前記プリプレグと、−α度である前記プリプレグを、互いの強化繊維が交差するように積層した２枚のプリプレグを一層とするバイアス層をシャフト全長に少なくとも一層備え、強化繊維のシャフト軸線に対する配向角が９０度〜８５度の範囲である前記プリプレグからなるフープ層を、シャフト全長に形成される全長層のうち少なくとも最外層に一層備え、かつ、隣接する内外二層のうち、内側層の強化繊維のシャフト軸線に対する配向角をθｍとし、外側層の強化繊維のシャフト軸線に対する配向角をθｎとしたとき、θｎ≧θｍとした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維強化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、
強化繊維のシャフト軸線に対する配向角が０度以上±１５度以下の範囲内である前記プリプレグからなるストレート層を、シャフト全長に形成される全長層のうち少なくとも最内層に一層備え、
強化繊維のシャフト軸線に対する配向角が＋α度である１枚の前記プリプレグと、−α度である１枚の前記プリプレグを、互いの強化繊維が交差するように積層した２枚のプリプレグを一層とするバイアス層をシャフト全長に少なくとも一層備え、
強化繊維のシャフト軸線に対する配向角が９０度〜８５度の範囲である前記プリプレグからなるフープ層を、シャフト全長に形成される全長層のうち少なくとも最外層に一層備え、かつ、
隣接する内外二層のうち、内側層の強化繊維のシャフト軸線に対する配向角をθｍとし、外側層の強化繊維のシャフト軸線に対する配向角をθｎとした場合において、θｎ≧θｍとしていることを特徴とするゴルフクラブシャフト。
【請求項２】
シャフト重量を３０ｇ以上５０ｇ以下とし、グリップ側端から１５０ｍｍの位置の潰し破壊強度を１１ｋｇｆ以上３０ｋｇｆ以下としている請求項１に記載のゴルフクラブシャフト。
【請求項３】
前記最外層と前記最内層を除く中間層に、強化繊維の引張弾性率が最大となる最大弾性率層を備え、かつ、
隣接する内外二層のうち内側層の強化繊維の引張弾性率をＥｍとし、外側層の強化繊維の引張弾性率をＥｎとした場合において、最外層と前記最大弾性率層との間ではＥｎ≦Ｅｍとし、前記最大弾性率層と最内層との間ではＥｎ≧Ｅｍとしている請求項１または請求項２に記載の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、軽量な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の傾向にある。そのため、ゴルフクラブシャフトの材料は、従来の主流であったスチールから、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。
【０００３】
シャフトの軽量化は、ヘッドスピードの向上につながり、飛距離を伸ばすことができるが、一方では強度低下を招き、曲げ応力やねじれ応力を受けて破損する、あるいは、シャフト径方向に潰し破損する恐れがある。そのため、従来より、シャフトの軽量化と強度確保の両立が課題であった。
【０００４】
この問題に関し、特開平１０−２７２２１４号（特許文献１）では、積層体よりなるシャフトの各層の繊維角度と形成法を規定することにより、強度を高めることが提案されている。
詳しくは、繊維のシャフト軸線に対する配向角を±５度とする層をシャフト先端部にシートワインディング法で形成し、その外側に、繊維のシャフト軸線に対する配向角を±２０度〜７０度とする層をシャフト全長にフィラメントワインディング法で形成し、その外側に、繊維のシャフト軸線に対する配向角を±３度〜２５度とする層をシャフト全長にフィラメントワインディング法で形成することが提案されている。これにより、シャフトが均質化し、曲げ剛性のバラツキが少なく、捩れ破壊強度も曲げ破壊強度も向上するとされている。
【０００５】
しかしながら、フィラメントワインディング法は樹脂含浸性が低く、繊維同士が重なり合う箇所では特に低くなるため、打球時の衝撃に対する耐性に問題がある。
【０００６】
また、特開平５−４９７１７号（特許文献２）では、強化繊維の弾性に着目した提案がなされている。
詳しくは、繊維のシャフト軸線に対する配向角を±３０度〜８０度とする層の外側に、繊維のシャフト軸線に対する配向角を±１５度以内とする外層を構成し、該外層をさらに、高強度繊維を使用した外側層と、高強度・高弾性繊維を使用した内側層との二層構造とすることが提案されている。これにより、ハードヒッターに好適な剛性を備えたシャフトを作製できるとされている。
【０００７】
しかしながら、繊維のシャフト軸線に対する配向角を±３０度〜８０度とする層を内層に配置しているため、内部での曲げ応力に対する強度が十分でなく、曲げ破壊強度が低くなる点に問題がある。
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−２７２２１４号公報
【特許文献２】特開平５−４９７１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は前記問題に鑑みてなされたもので、軽量性と優れた強度と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】
【００１０】
前記課題を解決するために、本発明は、繊維強化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、
強化繊維のシャフト軸線に対する配向角が０度以上±１５度以下の範囲内である前記プリプレグからなるストレート層を、シャフト全長に形成される全長層のうち少なくとも最内層に一層備え、
強化繊維のシャフト軸線に対する配向角が＋α度である１枚の前記プリプレグと、−α度である１枚の前記プリプレグを、互いの強化繊維が交差するように積層した２枚のプリプレグを一層とするバイアス層をシャフト全長に少なくとも一層備え、
強化繊維のシャフト軸線に対する配向角が９０度〜８５度の範囲である前記プリプレグからなるフープ層を、シャフト全長に形成される全長層のうち少なくとも最外層に一層備え、かつ、
隣接する内外二層のうち、内側層の強化繊維のシャフト軸線に対する配向角をθｍとし、外側層の強化繊維のシャフト軸線に対する配向角をθｎとした場合において、θｎ≧θｍとしていることを特徴とするゴルフクラブシャフトを提供している。
【００１１】
前記構成とすることにより、潰し強度および潰し剛性の向上に影響するフープ層と、曲げ強度および曲げ剛性の向上に影響するストレート層と、ねじれ強度およびねじれ剛性の向上に影響するバイアス層とが、それぞれにとって最も効果的な位置に配置されるため、破壊の起点となるシャフト径方向の潰し応力に対する強度を高めることができると共に、曲げ応力、ねじれ応力に対するシャフト強度も効果的に高めることができる。
【００１２】
逆に、フープ層を内側に配置すると、該フープ層による潰し強度向上の効果が低下すると共に、曲げ強度をも低減してしまい、ストレート層を外側に配置すると、該ストレート層による曲げ強度向上の効果が低下すると共に、潰し強度をも低減する。
また、バイアス層を最内層や最外層に配置すると、ねじれ強度がシャフト内部で均等にならず、外側あるいは内側の一方側でねじれ強度が高まるが、他方側ではねじれ破壊が生じやすくなり、全体として破損しやすいシャフトとなる。
従って、フープ層、ストレート層、バイアス層を、前記した本発明で規定する位置と異なる位置に形成すると、効果的な強度向上が図れないため、シャフトの軽量性と優れた強度とを両立できない。
【００１３】
さらに、強化繊維のシャフト軸線に対する配向角は、９０度に近づくほどシャフト径方向の潰し応力に対する強度向上の効果が高まり、０度に近づくほど曲げ応力に対する強度向上の効果が高まるため、θｎ≧θｍとすることにより、破壊の起点となる潰し応力に対する強度の向上と、曲げ応力に対する強度の向上とを、効果的にかつバランスよく両立させることができる。なお、θｎ＞θｍとすると、より好ましい。
【００１４】
このように、シャフト強度を効果的に高めることができるため、シャフト強化に伴うシャフトの重量増大を抑制でき、飛距離に影響するヘッドスピードの低下も防止できる。また、曲げ剛性およびねじれ剛性もバランスよく確保できるため、打球方向性も安定し、この点からも飛距離を伸ばすことができる。
【００１５】
前記ストレート層の強化繊維の配向角を０度以上±１５度以下としているのは、±１５度を超えると、シャフト軸方向の曲げ応力に対して弱くなり、曲げ強度向上効果が低下することに因る。さらには、該ストレート層の強化繊維の配向角は±１０度以下が好ましい。
【００１６】
前記±αの２枚のプリプレグを１層とするバイアス層は４層以下が好ましい。これは、バイアス層が４層を超えると、シャフト構成重量に対してバイアス層の重量割合が大きくなりすぎ、曲げ強度や潰し強度を低下させてしまうと共に、操作性の悪いシャフトとなってしまうことに因る。さらに好ましくは、２層以上３層以下である。
前記バイアス層には、強化繊維の配向角が±４０度以上±６０度以下の層が含まれることが好ましい。この範囲内の配向角であれば、シャフトのねじれ剛性およびねじれ強度を特に効果的に高めることができる。
【００１７】
隣接する内外二層の強化繊維の配向角度差、即ち、θｍとθｎの差は、３度以上４０度以下が好ましい。これは、３度未満では、限られた積層数においてバイアス層の効果、即ち、ねじれ剛性およびねじれ強度向上の効果を出すことが困難となり、４０度を越えると、バイアス層の層数が減ることになり、やはりバイアス層の特性を出すことが困難となることに因る。さらに、下限は４度以上、特に５度以上が好ましく、上限は３８度以下、特に３５度以下が好ましい。
【００１８】
シャフトを構成する全長層（バイアス層は２枚を１層としてカウント）の合計層数は、４層以上１１層以下がよい。４層未満では、曲げ強度、ねじれ強度、潰し強度をバランスよく備えることが難しくなり、１１層を超えると、重量が重くなり、操作性が低下すると共に、フィーリングも悪化することに因る。さらに、下限は５層以上、特に６層以上が好ましく、上限は９層以下、特に８層以下が好ましい。
【００１９】
シャフト全長未満の部分補強層を設ける場合は、該部分補強層の長さのシャフト全長に対する比率を０．５以下、さらには０．３以下とすることが好ましい。
【００２０】
シャフト重量を３０ｇ以上５０ｇ以下とし、グリップ側シャフトエンドから１５０ｍｍの位置の潰し破壊強度を１１ｋｇｆ以上３０ｋｇｆ以下とすることが好ましい。
シャフト重量を３０ｇ以上５０ｇ以下としているのは、３０ｇ未満では、シャフト重心点がヘッド側になるため、クラブバランスを調整する際に重いバランスにしか調整できず、スイング時に重く感じられ振り抜きにくいクラブとなり、５０ｇ以上では、ヘッドスピードが上がらないため、飛距離が低下してしまうことに因る。好ましくは、下限は３２ｇ以上、さらに３５ｇ以上が好ましく、上限は４８ｇ以下が好ましく、特に４６ｇ以下が好ましい。
【００２１】
前記潰し破壊強度を１１ｋｆｇ以上３０ｋｆｇ以下としているのは、１１ｋｇｆ未満では、通常プレーヤーが使用する際に破損する恐れがあり、製品安全協会が定める公認シャフトとならず、３０ｋｇｆを超えると、打球時のフィーリングが硬くなり、打感が良好でないことに因る。好ましくは、下限は１２ｋｇｆ以上、特に１３ｋｇｆが好ましく、上下は２８ｋｇｆ以下、特に２７ｋｇｆ以下が好ましい。
なお、潰し破壊強度は、製品安全協会が定めるゴルフクラブ用シャフトの認定基準および基準確認方法に準拠して測定される値とする。
【００２２】
前記最外層と前記最内層を除く中間層に、強化繊維の引張弾性率が最大となる最大弾性率層を備え、かつ、
隣接する内外二層のうち内側層の強化繊維の引張弾性率をＥｍとし、外側層の強化繊維の引張弾性率をＥｎとした場合において、最外層と前記最大弾性率層との間ではＥｎ≦Ｅｍとし、前記最大弾性率層と最内層との間ではＥｎ≧Ｅｍとしている。
【００２３】
即ち、強化繊維は、引張弾性率が大きくなるほど強度が低下するため、潰し強度に大きく影響する最外層と、曲げ強度に大きく影響する最内層に向かって、引張弾性率を低減していくことにより、潰し強度と曲げ強度を効果的に高めることができる。また、前記最大弾性率層を、潰し強度および曲げ強度に影響の少ない中間層に配置することにより、潰し強度および曲げ強度を維持しながら、適度なシャフト硬さを備えることができ、十分なフィーリングが得られるシャフトとすることができる。
なお、引張弾性率は、ＪＩＳ規格Ｋ７０７３「炭素繊維強化プラスチックの引張試験方法」に準拠して測定される値とする。
【００２４】
最外層の繊維の引張弾性率は、１５ｔ／ｍｍ２以上５５ｔ／ｍｍ２以下が好ましい。これは、１５ｔ／ｍｍ２未満では、十分な潰し強度を備えることができず、５５ｔ／ｍｍ２を超えると、プリプレグを巻き付けるときに跳ね上がってしまい、巻付作業性が低下することに因る。
さらに、下限は２０ｔ／ｍｍ２以上、特に２４ｔ／ｍｍ２以上が好ましく、上限は５０ｔ／ｍｍ２以下、特に４６ｔ／ｍｍ２以下が好ましい。
【００２５】
前記最大弾性率層の繊維の引張弾性率は、２４ｔ／ｍｍ２以上８０ｔ／ｍｍ２以下がよい。これは、２４ｔ／ｍｍ２未満では、シャフトが柔らかくなりすぎて十分なフィーリングが得られず、８０ｔ／ｍｍ２を超えると、シャフトが硬くなりすぎて十分な撓りが得られないことに因る。
さらに、下限は３０ｔ／ｍｍ２以上、特に４０ｔ／ｍｍ２以上が好ましく、上限は７０ｔ／ｍｍ２以下、特に６０ｔ／ｍｍ２以下が好ましい。
【００２６】
最内層に繊維の引張弾性率は、１５ｔ／ｍｍ２以上５５ｔ／ｍｍ２以下がよい。これは、１５ｔ／ｍｍ２未満では、十分に曲げ特性を出すことができず、５５ｔ／ｍｍ２を超えると、曲げ強度が低下し、折れやすいシャフトとなることに因る。
さらに、下限は２０ｔ／ｍｍ２以上、特に２４ｔ／ｍｍ２以上が好ましく、上限は５０ｔ／ｍｍ２以下、特に４６ｔ／ｍｍ２以下が好ましい。
【００２７】
最外層の繊維の引張弾性率層に対する、最大弾性率層の繊維の引張弾性率の比率は、１．１以上５．０以下が好ましい。これは、１．１未満では、潰れ効果が小さいため、その他の層の効果が大きくなり、破壊時には潰れよりも先に捩じれ方向や曲げ方向の破壊が生じてしまうことに因る。一方、５．０を超えると、それぞれの弾性特性が違いすぎ、層間剥離が起こりやすくなることに因る。
さらに、下限は１．３以上、特に１．５以上が好ましく、上限は４．５以下、特に４．０以下が好ましい。
【００２８】
最内層の繊維の引張弾性率層に対する、最大弾性率層の繊維の引張弾性率の比率は、１．１以上５．０以下が好ましい。これは、１．１未満では、ストレート層による曲げ強度向上の効果が低下するうえ、バイアス層の影響が強くなりすぎてフィーリングが悪化し、５．０を超えると、それぞれの弾性特性が違いすぎ、層間剥離が起こりやすくなることに因る。
さらに、下限は１．３以上、特に１．５以上が好ましく、上限は４．５以下、特に４．０以下が好ましい。
【００２９】
前記繊維強化樹脂に用いられる樹脂としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等が挙げられるが、強度と剛性の点より、熱硬化性樹脂が好ましく、特にエポキシ系樹脂が好ましい。
熱硬化性樹脂としては、エポキシ系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、フェノール系樹脂、メラミン系樹脂、ユリア系樹脂、ジアリルフタレート系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリイミド系樹脂、ケイ素樹脂等が挙げられる。
熱可塑性樹脂としては、ポリアミド樹脂、飽和ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ＡＳ樹脂、メタクリル樹脂、ポリプロピレン樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。
【００３０】
前記繊維強化樹脂に用いられる強化繊維としては、比重が小さく弾性率と強度が高いという点からカーボン繊維が好ましいが、その他、一般に高性能強化繊維として使用される繊維が用いられる。例えば、黒鉛繊維、アラミド繊維、炭化ケイ素繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維、ガラス繊維等が挙げられる。
【発明の効果】
【００３１】
上述のように本発明によれば、強化繊維の配向角が９０度に近い層による潰し強度向上特性と、強化繊維の配向角が０度に近い層による曲げ強度向上特性と、強化繊維の配向方向をシャフト軸線に対して傾斜させた層によるねじれ強度向上特性のそれぞれを、効果的に発揮させることができるため、シャフトの軽量性を損なうことなくバランスよく効果的にシャフト強度を高めることができる。
【００３２】
また、シャフトの軽量性を維持できることにより、ヘッドスピード低下を防止できると共に、曲げ剛性およびねじれ剛性をバランスよく備えることにより、打球方向性が安定するため、飛距離を伸ばすことができる。
【００３３】
さらに、強化繊維の引張弾性率を、中間層から最外層および最内層に向かって順次小さくなるように設定することにより、フープ層による潰し強度向上効果と、ストレート層による曲げ強度向上効果とを確保しながら、シャフトに適度な硬さを持たせることができ、良好な打感を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１および図２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、カーボン繊維強化シートからなるプリプレグ２１〜２９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４６インチとし、シャフト重量は４６ｇとしている。
【００３５】
上記シャフト１０は、図２に示すように、前記プリプレグ２１〜２９を、内側からシート２１〜２９の順にシートワインディング製法によりマンドレル２０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。
【００３６】
シャフト１０を構成する前記プリプレグ２１〜２９はいずれも、カーボン繊維からなる強化繊維Ｆ２１〜Ｆ２９を引き揃えてエポキシ樹脂を含浸させてなるが、樹脂にはエポキシ樹脂以外の熱硬化性樹脂を使用してもよい。
【００３７】
プリプレグシート２１〜２８は、シャフト全長に形成される全長層Ｉ〜Ｖを構成し、プリプレグ２９は、ヘッド側先端の部分補強層ＶＩを構成している。
【００３８】
詳しくは、プリプレグシート２１は、幅を１回巻きする幅とし、厚みを０．０８４ｍｍとし、最内層である第一全長層Ｉを構成している。強化繊維Ｆ２１は、シャフト軸線に対してなす配向角を０度とし、引張弾性率を２４ｔ／ｍｍ２としている。
プリプレグ２２、２３はいずれも、幅を１回巻きする幅とし、厚みを０．０８３ｍｍ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−３０度とし、強化繊維Ｆ２３は、シャフト軸線に対してなす配向角を＋３０度とし、引張弾性率はいずれも３０ｔ／ｍｍ２としている。この２枚のプリプレグシート２２、２３を、互いの強化繊維Ｆ２２、Ｆ２３が交差するように重ねて貼りあわせた後、前記第一全長層Ｉの外周に巻き付けて第二全長層ＩＩを形成している。
プリプレグ２４、２５はいずれも、幅を１回巻きする幅とし、厚みを０．０８３ｍｍ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−４５度とし、強化繊維Ｆ２５は、シャフト軸線に対してなす配向角を＋４５度とし、引張弾性率はいずれも４０ｔ／ｍｍ２としている。この２枚のプリプレグシート２４、２５を、互いの強化繊維Ｆ２４、Ｆ２５が交差するように重ねて貼りあわせた後、前記第二全長層ＩＩの外周に巻き付けて第三全長層ＩＩＩを形成している。
プリプレグ２６、２７はいずれも、幅を１回巻きする幅とし、厚みを０．０８３ｍｍ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−６０度とし、強化繊維Ｆ２７は、シャフト軸線に対してなす配向角を＋６０度とし、引張弾性率はいずれも３０ｔ／ｍｍ２としている。この２枚のプリプレグ２６、２７を、互いの強化繊維Ｆ２６、Ｆ２７が交差するように重ねて貼りあわせた後、前記第三全長層ＩＩＩの外周に巻き付けて第四全長層ＩＶを形成している。
プリプレグ２８は、幅を２回巻きする幅とし、厚みを０．０３４ｍｍとし、全長最外層である第五全長層Ｖを構成している。強化繊維Ｆ２８は、シャフト軸線に対してなす配向角を９０度とし、引張弾性率を２４ｔ／ｍｍ２としている。
プリプレグ２９は、ヘッド側先端部に配置され、長さを９００ｍｍとし、幅を４回巻きする幅とし、厚みを０．０８３ｍｍとし、部分補強層ＶＩを構成している。強化繊維Ｆ２９は、シャフト軸線に対してなす配向角を０度とし、引張弾性率を２４ｔ／ｍｍ２としている。
【００３９】
前記構成よりなるシャフト１０は、グリップ側後端１２から１５０ｍｍの位置から切り出した長さ１０ｍｍのサンプル片の上方から、インテスコ社製試験機（２２０型試験機）を用いて荷重Ｆを加え、該サンプル片が破壊されたときのピーク値を１２ｋｇｆとしている。
【００４０】
前記構成よりなるシャフト１０は、最内層である第一全長層Ｉにストレート層が形成され、全長最外層である第五全長層Ｖにフープ層が形成され、第二全長層ＩＩ〜第四全長層ＩＶまでの中間層にバイアス層が形成されているため、ストレート層とフープ層とバイアス層のそれぞれのシャフト強化特性を効果的に発揮することができる。従って、ストレート層による曲げ強度向上効果と、フープ層による潰し強度向上効果と、バイアス層によるねじれ強度向上効果とがバランスよく発揮され、シャフトの軽量性を損なうことなく効果的にシャフト強度を高めることができる。
【００４１】
また、全長層Ｉ〜Ｖは、最内層Ｉから最外層Ｖにかけて、強化繊維Ｆ２１〜２８の配向角を０度から９０度へ、±１５度あるいは±３０度の差で順次大きくしているため、破壊の起点となる潰し応力に対して効果的に強度を高めることができるとともに、曲げ応力に対しても効果的に強度を高めることができる。
【００４２】
さらに、前記シャフト１０は、強化繊維の引張弾性率を最大とする最大弾性率層を第三全長層ＩＩＩに配置し、該第三全長層ＩＩＩから第一全長層Ｉにかけて、強化繊維の引張弾性率を４０ｔ／ｍｍ２、３０ｔ／ｍｍ２、２４ｔ／ｍｍ２と順次低減し、該第三全長層ＩＩＩから第五全長層Ｖにかけても同様に、強化繊維の引張弾性率を４０ｔ／ｍｍ２、３０ｔ／ｍｍ２、２４ｔ／ｍｍ２と順次低減している。このように、最内層および最外層に向かって引張弾性率を低減することにより、曲げ強度向上効果と潰し強度向上効果を一層高める一方、第三全長層ＩＩＩを中心とする中間層では、強化繊維の引張弾性率を高めてシャフトに適度な硬さを持たせ、シャフト強度としっかりとした打感とをバランスよく両立させることができる。
【００４３】
さらにまた、シャフトグリップ内部にあたる位置、即ち、グリップ側後端１２から１５０ｍｍの位置の潰し破壊強度が１１ｋｇｆ〜３０ｋｇｆの範囲内であるため、潰し破壊強度と、硬すぎない良好な打感とを両立させることができる。
【００４４】
（実施例）
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１〜４について詳述する。
以下の表１に示すとおり、ゴルフクラブシャフトの積層構成を異ならせた、即ち、各層の強化繊維のシャフト軸線に対する配向角と引張弾性率を異ならせた実施例１〜５および比較例１〜４を作製し、潰し破壊強度を測定すると共に、飛距離、方向性およびフィーリングについて実打テストを行い、その結果を表１に示した。
【００４５】
【表１】
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【００４６】
実施例１〜５および比較例１〜４のいずれも、シートワインディング製法により作製し、その作製方法は前記第一実施形態と同一とした。また、実施例１〜５および比較例１〜４のいずれも、カーボン繊維を強化繊維としてエポキシ樹脂を含浸してなる繊維強化樹脂シート（プリプレグ）のみからなり、最内層から計５層の全長層を形成すると共に、六層目にはヘッド側先端部の部分補強ストレート層を形成した。なお、強化繊維のシャフト軸線に対する配向角が０度と９０度以外のプリプレグは、該配向角が＋α度のシートと−α度のシートを１枚ずつ重ねて貼り合わせ、計２枚で一層を形成した。
各実施例および比較例のシャフト重量およびシャフト長さは、表１に示すとおり設定した。
【００４７】
実施例１〜５および比較例１〜４は、前記計五層の全長層を構成する各プリプレグについて、表１に示すとおり繊維配向角および引張弾性率を異ならせたが、六層目の部分補強ストレート層については、いずれも第一実施形態と同一仕様とした（表１に示さず）。
以下、各実施例および比較例の説明においては、前記計五層の全長層についてのみ言及する。
【００４８】
（実施例１）
前記第一実施形態と同一とした。即ち、カーボン繊維のシャフト軸線に対する配向角は、第一全長層で０度とし、第二全長層で±３０度とし、第三全長層で±４５度とし、第四全長層で±６０度とし、第五全長層で９０度とした。また、カーボン繊維の引張弾性率は、第一全長層で２４ｔ／ｍｍ２とし、第二全長層で３０ｔ／ｍｍ２とし、第三全長層で４０ｔ／ｍｍ２とし、第四全長層で３０ｔ／ｍｍ２とし、第五全長層で２４ｔ／ｍｍ２とした。
具体的には、第一全長層のプリプレグには東レ社製の「３２５５Ｇ−１０」を、第二全長層のプリプレグには同社製の「８２５５Ｓ−１０」を、第三全長層のプリプレには同社製の「９２５５Ｓ−１１」を、第四全長層のプリプレグには同社製の「８２５５Ｓ−１０」を、第五全長層のプリプレグには「３２５５Ｇ−１０」を使用した。
【００４９】
これにより、実施例１の潰し破壊強度は、ヘッド側先端から５５０ｍｍの位置で１５ｋｇｆ、７５０ｍｍの位置で１６ｋｇｆ、グリップ側後端から１５０ｍｍの位置で１２ｋｇｆとした。
【００５０】
（実施例２）
カーボン繊維のシャフト軸線に対する配向角は、第一全長層で０度とし、第二全長層で±４０度とし、第三全長層で±４５度とし、第四全長層で±８０度とし、第五全長層で９０度とした。また、カーボン繊維の引張弾性率は、第一全長層で２４ｔ／ｍｍ２とし、第二全長層で３０ｔ／ｍｍ２とし、第三全長層で４０ｔ／ｍｍ２とし、第四全長層で３０ｔ／ｍｍ２とし、第五全長層で２４ｔ／ｍｍ２とした。
具体的には、第一全長層のプリプレグには東レ社製の「３２５５Ｇ−１０」を、第二全長層のプリプレグには同社製の「８２５５Ｓ−１０」を、第三全長層のプリプレグには同社製の「９２５５Ｓ−１１」を、第四全長層のプリプレグには同社製の「８２５５Ｓ−１０」を、第五全長層のプリプレグには「３２５５Ｇ−１０」を使用した。
【００５１】
これにより、実施例２の潰し破壊強度は、ヘッド側先端から５５０ｍｍの位置で１６ｋｇｆ、７５０ｍｍの位置で１４ｋｇｆ、グリップ側後端から１５０ｍｍの位置で１３ｋｇｆとした。
【００５２】
（実施例３）
カーボン繊維のシャフト軸線に対する配向角は、第一全長層で０度とし、第二全長層で±３０度とし、第三全長層で±４５度とし、第四全長層で±６０度とし、第五全長層で９０度とした。また、カーボン繊維の引張弾性率は、第一全長層で２４ｔ／ｍｍ２とし、第二全長層で３０ｔ／ｍｍ２とし、第三全長層で４６ｔ／ｍｍ２とし、第四全長層で３０ｔ／ｍｍ２とし、第五全長層で２４ｔ／ｍｍ２とした。
具体的には、第一全長層のプリプレグには東レ社製の「３２５５Ｇ−１０」を、第二全長層のプリプレグには同社製の「８２５５Ｓ−１０」を、第三全長層のプリプレグには同社製の「６２５５Ｆ−１１」を、第四全長層のプリプレグには同社製の「８２５５Ｓ−１０」を、第五全長層のプリプレグには「３２５５Ｇ−１０」を使用した。
【００５３】
これにより、実施例３の潰し破壊強度は、ヘッド側先端から５５０ｍｍの位置で１７ｋｇｆ、７５０ｍｍの位置で１４ｋｇｆ、グリップ側後端から１５０ｍｍの位置で１４ｋｇｆとした。
【００５４】
（実施例４）
カーボン繊維のシャフト軸線に対する配向角は、第一全長層で±１０度とし、第二全長層で±４５度とし、第三全長層で±７０度とし、第四全長層で±８０度とし、第五全長層で９０度とした。また、カーボン繊維の引張弾性率は、第一全長層で２４ｔ／ｍｍ２とし、第二全長層で３０ｔ／ｍｍ２とし、第三全長層で４６ｔ／ｍｍ２とし、第四全長層で３０ｔ／ｍｍ２とし、第五全長層で２４ｔ／ｍｍ２とした。
具体的には、第一全長層のプリプレグには東レ社製の「３２５５Ｇ−１０」を、第二全長層のプリプレグには同社製の「８２５５Ｓ−１０」を、第三全長層のプリプレグには同社製の「６２５５Ｆ−１１」を、第四全長層のプリプレグには同社製の「８２５５Ｓ−１０」を、第五全長層のプリプレグには「３２５５Ｇ−１０」を使用した。
【００５５】
これにより、実施例４の潰し破壊強度は、ヘッド側先端から５５０ｍｍの位置で１８ｋｇｆ、７５０ｍｍの位置で１６ｋｇｆ、グリップ側後端から１５０ｍｍの位置で１６ｋｇｆとした。
【００５６】
（実施例５）
カーボン繊維のシャフト軸線に対する配向角は、第一全長層で０度とし、第二全長層で±４０度とし、第三全長層で±４５度とし、第四全長層で±８０度とし、第五全長層で９０度とした。また、カーボン繊維の引張弾性率は、第一全長層で４６ｔ／ｍｍ２とし、第二全長層で３０ｔ／ｍｍ２とし、第三全長層で４０ｔ／ｍｍ２とし、第四全長層で３０ｔ／ｍｍ２とし、第五全長層で５５ｔ／ｍｍ２とした。
具体的には、第一全長層のプリプレグには東レ社製の「６２５５Ｆ−１１」を、第二全長層のプリプレグには同社製の「８２５５Ｓ−１０」を、第三全長層のプリプレグには同社製の「９２５５Ｓ−１１」を、第四全長層のプリプレグには同社製の「８２５５Ｓ−１０」を、第五全長層のプリプレグには「１１２５５Ｆ−１１」を使用した。
【００５７】
これにより、実施例５の潰し破壊強度は、ヘッド側先端から５５０ｍｍの位置で１２ｋｇｆ、７５０ｍｍの位置で１２ｋｇｆ、グリップ側後端から１５０ｍｍの位置で１１ｋｇｆとした。
【００５８】
（比較例１）
カーボン繊維のシャフト軸線に対する配向角は、第一全長層で９０度とし、第二全長層で±６０度とし、第三全長層で±４５度とし、第四全長層で±３０度とし、第五全長層で０度とした。また、カーボン繊維の引張弾性率は、第一全長層で５０ｔ／ｍｍ２とし、第二全長層で４６ｔ／ｍｍ２とし、第三全長層で４０ｔ／ｍｍ２とし、第四全長層で３０ｔ／ｍｍ２とし、第五全長層で２４ｔ／ｍｍ２とした。
具体的には、第一全長層のプリプレグには東レ社製の「１１２５５Ｆ−１１」を、第二全長層のプリプレグには同社製の「６２５５Ｆ−１１」を、第三全長層のプリプレグには同社製の「９２５５Ｓ−１１」を、第四全長層のプリプレグには同社製の「８２５５Ｓ−１０」を、第五全長層のプリプレグには「３２５５Ｇ−１０」を使用した。
【００５９】
これにより、比較例１の潰し破壊強度は、ヘッド側先端から５５０ｍｍの位置で１０ｋｇｆ、７５０ｍｍの位置で８ｋｇｆ、グリップ側後端から１５０ｍｍの位置で７ｋｇｆとした。
【００６０】
（比較例２）
カーボン繊維のシャフト軸線に対する配向角は、第一全長層で９０度とし、第二全長層で±６０度とし、第三全長層で±４５度とし、第四全長層で±３０度とし、第五全長層で０度とした。また、カーボン繊維の引張弾性率は、第一全長層で２４ｔ／ｍｍ２とし、第二全長層で３ｔ／ｍｍ２とし、第三全長層で４０ｔ／ｍｍ２とし、第四全長層で３０ｔ／ｍｍ２とし、第五全長層で２４ｔ／ｍｍ２とした。
具体的には、第一全長層のプリプレグには東レ社製の「３２５５Ｇ−１０」を、第二全長層のプリプレグには同社製の「８２５５Ｓ−１０」を、第三全長層のプリプレグには同社製の「９２５５Ｓ−１１」を、第四全長層のプリプレグには同社製の「８２５５Ｓ−１０」を、第五全長層のプリプレグには「３２５５Ｇ−１０」を使用した。
【００６１】
これにより、比較例２の潰し破壊強度は、ヘッド側先端から５５０ｍｍの位置で１０ｋｇｆ、７５０ｍｍの位置で８ｋｇｆ、グリップ側後端から１５０ｍｍの位置で７ｋｇｆとした。
【００６２】
（比較例３）
カーボン繊維のシャフト軸線に対する配向角は、第一全長層で０度とし、第二全長層で±４５度とし、第三全長層で±６０度とし、第四全長層で±３０度とし、第五全長層で９０度とした。また、カーボン繊維の引張弾性率は、第一全長層で５０ｔ／ｍｍ２とし、第二全長層で４６ｔ／ｍｍ２とし、第三全長層で４０ｔ／ｍｍ２とし、第四全長層で３０ｔ／ｍｍ２とし、第五全長層で２４ｔ／ｍｍ２とした。
具体的には、第一全長層のプリプレグには東レ社製の「１１２５５Ｆ−１１」を、第二全長層のプリプレグには同社製の「６２５５Ｆ−１１」を、第三全長層のプリプレグには同社製の「９２５５Ｓ−１１」を、第四全長層のプリプレグには同社製の「８２５５Ｓ−１０」を、第五全長層のプリプレグには「３２５５Ｇ−１０」を使用した。
【００６３】
これにより、比較例３の潰し破壊強度は、ヘッド側先端から５５０ｍｍの位置で１０ｋｇｆ、７５０ｍｍの位置で９ｋｇｆ、グリップ側後端から１５０ｍｍの位置で１０ｋｇｆとした。
【００６４】
（比較例４）
カーボン繊維のシャフト軸線に対する配向角は、第一全長層で０度とし、第二全長層で±６０度とし、第三全長層で±４５度とし、第四全長層で９０度とし、第五全長層で０度とした。また、カーボン繊維の引張弾性率は、第一全長層で２４ｔ／ｍｍ２とし、第二全長層で３０ｔ／ｍｍ２とし、第三全長層で４０ｔ／ｍｍ２とし、第四全長層で３０ｔ／ｍｍ２とし、第五全長層で２４ｔ／ｍｍ２とした。
具体的には、第一全長層のプリプレグには東レ社製の「３２５５Ｇ−１０」を、第二全長層のプリプレグには同社製の「８２５５Ｓ−１０」を、第三全長層のプリプレグには同社製の「９２５５Ｓ−１１」を、第四全長層のプリプレグには同社製の「８２５５Ｓ−１０」を、第五全長層のプリプレグには「３２５５Ｇ−１０」を使用した。
【００６５】
これにより、比較例４の潰し破壊強度は、ヘッド側先端から５５０ｍｍの位置で１０ｋｇｆ、７５０ｍｍの位置で９ｋｇｆ、グリップ側後端から１５０ｍｍの位置で９ｋｇｆとした。
【００６６】
（実打テスト）
ヘッドスピード３８ｍ〜４５ｍ／ｓのプレーヤー５０名に１０球ずつ打ってもらった。
なお、シャフトと組み合わせたヘッドは、素材はチタン合金で、体積は４５０ｃｃ、重さは１９５ｇ、グリップは４２ｇ、ゴルフはドライバー（ウッド１番）を用いた。
【００６７】
（飛距離テスト）
５０名分の全打球の平均飛距離を表１に示した。
【００６８】
（方向性テスト）
各人の全打球のうち、最も右方向に飛んだ打球と最も左方向へ飛んだ打球の着地点間距離を測定し、５０名分の平均値を表１に示した。
【００６９】
（フィーリングテスト）
各人が打球感を５点法（点が多いほど良い評価）で官能評価し、その平均値を表１に示した。
【００７０】
表１から確認できるように、フープ層を最外層に、ストレート層を最内層に、バイアス層を中間層に配置した実施例１〜実施例５はいずれも、シャフトの潰し強度が高く、飛距離、方向性、フィーリングのいずれも評価が高かった。
【００７１】
一方、フープ層を最外層に形成しなかった比較例１、２、４はいずれも、シャフト強度が低く、飛距離、方向性、フィーリングも低評価となった。これは、フープ層の特性が十分に発揮されず、潰れ強度および潰れ剛性が低くなりすぎたことと、潰れ剛性、曲げ剛性、ねじれ剛性のバランスが悪く、スイングの軌道やインパクトのタイミングが安定しなかったためと考えられる。
【００７２】
実施例２と実施例５を比較すると、強化繊維の引張弾性率を中間層から最内層および最外層に向かって低減させた実施例２の方が、最外層および最内層の引張弾性率を大きくした実施例５よりもシャフト強度が高くなった。これは、実施例２の方が、最外層のフープ層と最内層のストレート層の強化繊維の強度が高く、潰し強度向上および曲げ強度向上の効果を発揮しやすくなったためと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の第一実施形態に係るゴルフクラブシャフトの概略図である。
【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成を示す図である。
【符号の説明】
【００７４】
１０  シャフト
２１〜２９  プリプレグ
Ｉ〜Ｖ  全長層
【図１】
2007185253.tif 000004
【図２】
2007185253.tif 000005