(57)【要約】【課題】プリプレグ内にカーボン繊維と高比重材とが配材されたプリプレグを用いて高比重材をバット側に配材したゴルフクラブシャフトと、このゴルフクラブシャフトを用いたゴルフクラブを提供する。【解決手段】マンドレル１０にプリプレグ１１〜２１を巻回し、硬化させて製造したゴルフクラブシャフト。プリプレグ１１〜２１は、繊維とマトリクス樹脂とを含む。プリプレグ１４以外のプリプレグ１１〜１３，１５〜２１にあっては、繊維はカーボン繊維である。バット側にのみ巻回されるプリプレグ１４にあっては、カーボン繊維Ｃと高比重材としての金属繊維Ｍとが平行にストレート方向に配材されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻回されたプリプレグが硬化されることにより形成されており、
該ゴルフクラブシャフトのバット側にカーボン繊維よりも高比重の高比重材が配材されているゴルフクラブシャフトにおいて、
カーボン繊維と高比重材とを含む高比重材含有プリプレグを巻回することにより該高比重材を配材した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において、該高比重材は金属材の繊維であり、カーボン繊維と平行にシャフト長手方向に配材されており、
該高比重材含有プリプレグ中のカーボン繊維は、他のプリプレグ中のカーボン繊維よりも弾性率が高いことを特徴とするゴルフクラブシャフト。
【請求項３】
請求項１において、該高比重材は高比重材の繊維であり、フープ方向に配材されていることを特徴とするゴルフクラブシャフト。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、前記高比重材含有プリプレグは、バット側からシャフト全長の１５〜４５％の範囲に配材されていることを特徴とするゴルフクラブシャフト。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項において、ウッドクラブ用のゴルフクラブシャフトであり、前記高比重材の合計の重量が２〜６ｇであることを特徴とするゴルフクラブシャフト。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載のゴルフクラブシャフトを有するゴルフクラブ。
【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係り、より詳細には、繊維強化樹脂製のゴルフクラブシャフトに関する。また、本発明は、このゴルフクラブシャフトを有するゴルフクラブに関する。
【背景技術】
【０００２】
ゴルフクラブシャフトは、いわゆるスチールシャフトとカーボンシャフトとに大別される。軽量性、設計自由度の高さ等の観点から、カーボンシャフトが広く用いられている。
【０００３】
カーボンシャフトは、カーボン繊維（炭素繊維）を主要繊維とした繊維強化樹脂よりなる。このカーボンシャフトの製造方法として、シートワインディング法が知られている（特許文献１）。この製造方法では、マンドレル（芯金）にシート状のプリプレグを巻き付け、更にラッピングテープを巻き付けた後、プリプレグを加熱により硬化させて製造される。
【０００４】
ゴルフクラブは、ヘッドの固着されている先端側が重い程運動エネルギ−が大きいので、スイングした場合ボ−ルに大きな初速を与えることができ、ボ−ルの飛距離を伸ばすことができる。しかし、先端側だけを重くすると、クラブの重心が先端側に極端に偏りスイングしにくくなる。このため、シャフトの先端側を重くするには、基部のグリップ側も重くしている。また、このように先端側とグリップ側とを重くして、中間部を軽くすると、スイングの際の振り抜き性が向上する。このように、ゴルフクラブは、先端部側とグリップ側の重量配分によりボ−ルの飛距離やスイング性が変化するので、ゴルフクラブ設計の際には従来より両端側の重量調節を行っている。
【０００５】
この重量調節は、プレイヤ−の体力や好みにより異なるので、種々のものを用意しておく必要があるが、重量の異なるヘッドやシャフトを多種用意することは、非常に製造コストや保管コストの上昇を招く。このため、重量調節は重量の異なったヘッドやシャフトを数種類作成して、先端側を重くしたい場合にはヘッドに鉛板を貼付け、グリップ側を重くしたい場合にはシャフトのグリップ側内面に鉛板を貼付けるという簡単な方法で行っていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２５９６９４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
カ−ボンシャフトのグリップ側重量を鉛板貼付けにより重くしようとすると、シャフトの重量は従来の金属パイプ製のメタルシャフトより軽く、しかも、比重の大きい鉛板は局部的にしか貼付けることができないため、グリップ側全体を重くすることができず、プレイヤ−のグリップ位置により回転モ−メントが変化してしまう。
【０００８】
本発明は、カーボン繊維と高比重材とが配材されたプリプレグを用いて高比重材をバット側に配材したゴルフクラブシャフトと、このゴルフクラブシャフトを用いたゴルフクラブ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】
【０００９】
本発明のゴルフクラブシャフトは、巻回されたプリプレグが硬化されることにより形成されており、該ゴルフクラブシャフトのバット側にカーボン繊維よりも高比重の高比重材が配材されているゴルフクラブシャフトにおいて、カーボン繊維と高比重材とを含む高比重材含有プリプレグをバット側に巻回することにより該高比重材を配材したことを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の一態様では、該高比重材は金属材の繊維であり、カーボン繊維と平行にシャフト長手方向に配材されており、該高比重材含有プリプレグ中のカーボン繊維は、他のプリプレグ中のカーボン繊維よりも弾性率が高い。
【００１１】
本発明の別の一態様では、該高比重材は高比重材の繊維であり、フープ方向に配材されている。
【００１２】
本発明では、前記高比重材含有プリプレグは、バット側からシャフト全長の１５〜４５％の範囲に配材されていることが好ましい。
【００１３】
本発明のゴルフクラブシャフトがウッドクラブ用のゴルフクラブシャフトである場合、前記高比重材の合計の重量が２〜６ｇであることが好ましい。
【００１４】
本発明のゴルフクラブは、かかる本発明のゴルフクラブシャフトを有したものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のゴルフクラブシャフトは、プリプレグ内にカーボン繊維（炭素繊維）と高比重材とが配材されたプリプレグをバット側に巻回してバット側の重量を大きくしたものであり、バット側の広い範囲にわたって均等に高比重材を配材することができる。
【００１６】
この高比重材含有プリプレグ中に高比重材として金属繊維をカーボン繊維と平行に配材した場合、金属繊維の弾性率はカーボン繊維よりも低いため、このプリプレグ中のカーボン繊維を他のプリプレグ中のカーボン繊維よりも弾性率の高いものとし、シャフトの弾性率低下を防ぐことが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】プリプレグの巻回説明図である。
【図２】プリプレグの説明図である。
【図３】ゴルフクラブ及びそのシャフトの斜視図である。
【図４】プリプレグの巻回説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態に係るゴルフクラブシャフトの製造方法を説明するための図である。この製造方法では、マンドレル１０とプリプレグ１１〜２１とを用いる。マンドレル２の中心軸線は直線である。マンドレル２の軸心線と垂直な断面形状は、円形である。マンドレル２は、チップ側（ヘッド側）が細くバット側（グリップ側）が太くなるテーパーを有しているが、部分的に直径が一定の等径部分を有していても良い。
【００２０】
好ましくは、マンドレル１０の表面に離型剤を塗布した後、シート状のプリプレグ１１〜２１が順次に巻回される。
【００２１】
プリプレグ１１〜２１は、繊維とマトリクス樹脂とを含む。プリプレグ１４以外のプリプレグ１１〜１３，１５〜２１にあっては、繊維はカーボン繊維である。プリプレグ１４にあっては、繊維はカーボン繊維と金属繊維とからなる。
【００２２】
この実施の形態では、プリプレグ１１，１４，１６，１８，１９，２０，２１では繊維はストレート方向すなわちシャフト長手方向に配向している。プリプレグ１５，１７では繊維はフープ方向すなわちシャフト周回方向に配向している。なお、プリプレグ１９の繊維はフープ方向としてもよい。プリプレグ１２では、繊維は＋４５°のバイアス方向（シャフト長手方向と斜交方向）に配向し、プリプレグ１３では繊維は−４５°のバイアス方向に配向している。なお、プリプレグ１２の繊維を−４５°の配向とし、プリプレグ１３の繊維を＋４５°の配向としてもよい。また、バイアス方向は４５°に限定されず、３０〜６０°の範囲であればよい。
【００２３】
プリプレグ１２，１３，１５〜１９は、シャフトの全長にわたって延在する長さを有している。（なお、プリプレグ１５，１７は全長にわたって延在するのではなく、一部にのみ設けられてもよい。）プリプレグ１１，２０，２１はシャフトのチップ側にのみ配材されるように、シャフト全長の５〜４５％特に８〜３０％程度の長さを有している。プリプレグ１４はバット側にのみ配材されるものであり、そのシャフト長手方向の長さは、好ましくはシャフト全長の１５〜４５％特に２０〜４０％とりわけ２５〜３５％となっている。
【００２４】
プリプレグ１５〜１９はマンドレル１０の外周に１周だけ巻回される幅を有している。プリプレグ１１，１２，１３は、マンドレル１０の外周に複数周、例えば２〜５周程度巻回される幅を有している。
【００２５】
プリプレグ１２，１３の厚さは０．１２５ｍｍ以下特に０．０５〜０．１ｍｍ程度が好ましい。プリプレグ１５，１７の厚さは０．１ｍｍ以下特に０．０２〜０．０５ｍｍ程度が好ましい。プリプレグ１６，１８，１９の厚さは０．１２５ｍｍ以下特に０．０５〜０．１ｍｍ程度が好ましい。プリプレグ１４の厚さｔ（図２（ｃ））は０．１２５ｍｍ以下特に０．０５〜０．１ｍｍ程度が好ましい。プリプレグ１１，２０，２１の厚さは０．１２５ｍｍ以下特に０．０５〜０．１ｍｍ程度が好ましい。
【００２６】
各プリプレグ１１〜２１における繊維のＦＡＷは１０〜１５０ｇ／ｍ２特に２０〜１２５ｇ／ｍ２程度が好適である。樹脂としては、エポキシ樹脂などが好適である。
【００２７】
プリプレグ１４以外の各プリプレグ中のカーボン繊維の引張弾性率は、ストレート方向の場合１０〜８０ｔｏｎ／ｍｍ２特に２４〜４０ｔｏｎ／ｍｍ２程度であることが好ましく、フープ方向の場合５〜３０ｔｏｎ／ｍｍ２（約７８．４〜２９４ＧＰａ）特に１０〜２４ｔｏｎ／ｍｍ２程度が好ましい。バイアス方向のカーボン繊維は４０ｔｏｎ／ｍｍ２（約３９２ＧＰａ）以上例えば４０〜４６ｔｏｎ／ｍｍ２の高弾性率のものが好ましい。
【００２８】
プリプレグ１４にあっては、図２（ｃ）に拡大して模式的に示すように、カーボン繊維束Ｃと高比重材としての金属繊維Ｍとが平行にストレート方向に配材されている。なお、図２（ａ）はプリプレグ１４の平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）図はカーボン繊維束Ｃ及び金属繊維の配列を示す模式図である。
【００２９】
このプリプレグ１４にあっては、１〜１０本のカーボン繊維束Ｃの平行な配列体の間に少数本、好ましくは１本の金属繊維Ｍを配置している。一般に、金属繊維の弾性率はカーボン繊維の弾性率よりも低いので、プリプレグ１４のカーボン繊維束Ｃのカーボン繊維の弾性率は、他のプリプレグ１１〜１３，１５〜２１のカーボン繊維の弾性率よりも高いことが好ましく、例えば４０ｔｏｎ／ｍｍ２以上程度であることが好ましい。金属繊維Ｍの金属としては、タングステン合金、チタン合金、ボロンなどが好適である。金属繊維はアモルファス金属繊維であってもよい。金属繊維の直径は１０〜５００μｍ特に５０〜１００μｍ程度が好ましい。なお、金属繊維は、プリプレグのマトリックス樹脂から剥離し易いので、この実施の形態では、カーボン繊維束の間に金属繊維を挟み込むことにより、剥離しにくくしている。金属繊維をガラス繊維のプリプレグで挟み込んで、剥離しないようにしてもよい。カーボン繊維束としては、好ましくは１〜２４ｋ、特に好ましくは６〜１２ｋ、例えば１２ｋの炭素繊維束を用いることができる。１ｋとは、炭素繊維（約６〜９ミクロン）の繊維を１０００本合せた繊維束をいう。
【００３０】
マンドレル１０にプリプレグ１１〜２１を巻回する場合、各プリプレグ１１〜２１を１枚ずつ巻回してもよく、一部のプリプレグを貼り合わせてから巻回してもよい。例えば、プリプレグ１５，１６同士、プリプレグ１７，１８同士を貼り合わせてもよい。マンドレル１０にプリプレグ１１〜２１を巻回する作業は、人力によりなされてもよく、巻回機（ローリングマシンとも称される）が用いられても良い。マンドレルにプリプレグ１１〜２１を巻回した後、ラッピングテープ巻き付け工程がなされる。図示しないが、ラッピングテープは、螺旋状に巻き付けられる。
【００３１】
巻き付け工程の後に、加熱により硬化工程がなされ、プリプレグ中のマトリクス樹脂が硬化する。
【００３２】
硬化工程の後、マンドレル１６の引き抜き及びラッピングテープの除去がなされ、硬化した管状体（素管）が得られる。この素管の両端部が必要に応じ切断された後、研磨され、ゴルフクラブシャフト３（図３（ｂ））とされる。このゴルフクラブシャフト３にヘッド２とグリップ４を装着することにより、ゴルフクラブ１（図３（ａ））となる。
【００３３】
このシャフト３にあっては、バット側にのみ配材されるプリプレグ１４に金属繊維Ｍを含有させてあるので、このシャフト３のバット側の重量が大きくなっている。金属繊維Ｍが存在する範囲Ｌは、シャフト３のバット側からシャフト３の全長の好ましくは１５〜４５％特に２０〜４０％とりわけ２５〜３５％である。ウッド型ゴルフクラブ用のシャフトの場合、シャフトの全長は１０５０〜１２２０ｍｍ程度である。ウッド用ゴルフクラブシャフトの場合、金属繊維の全重量は２〜６ｇ特に３〜５ｇ程度が好適である。
【００３４】
図４にプリプレグの別の積層例を示す。この図４は、プリプレグ１５，１７の代わりに、バット側にのみ配材する短尺のプリプレグ１５Ａ，１７Ａを用いている。このプリプレグ１５Ａの繊維の一部に前記プリプレグ１４と同様に金属繊維を用い、これによりバット側の重量を大きくしている。プリプレグ１４Ａは、カーボン繊維のみを含み、金属繊維を含まない。その他の構成は図１と同様である。
【００３５】
上記図１，４のプリプレグの積層例は本発明の一例であり、図１，４以外の積層例としてもよい。例えば、図１，４において、ストレート方向のプリプレグ１８，１９間にプリプレグ１５（又は１７）と同様のフープ方向のプリプレグを介在させてもよい。また、図１，４において、一部のフープ方向のプリプレグ、例えば図１においてプリプレグ１７を省略してもよい。また、バイアスプリプレグ１２，１３を合計で４〜６枚としてもよい。通常の場合、繊維がストレート方向のプリプレグを３〜５枚、バイアス方向のプリプレグを２，４又は６枚、フープ方向のプリプレグを１〜３枚積層するのが好ましい。
【００３６】
上記説明では、プリプレグ中にはカーボン繊維のみ、又はカーボン繊維と高比重材としての金属繊維のみを含ませるものとしているが、ガラス繊維、炭化珪素繊維、アルミナ繊維、芳香族ポリアミド繊維、ボロン繊維など他の繊維をさらに配合してもよい。
【００３７】
上記説明では、高比重材は金属繊維となっているが、高比重材としてタングステン、タングステン合金、銅、銅合金、ステンレス、鋼、鉄、チタン、チタン合金などの比重４以上の高比重金属粉末をプリプレグ中に含有させてもよい。
【００３８】
本発明では、プリプレグ１４中の高比重材としてガラス繊維を用いてもよい。この場合、ガラス繊維がストレート方向に配材された比較的厚みの大きいプリプレグと、ガラス繊維がフープ方向に配材された比較的厚みの小さいプリプレグとを重ね合わせて用いてもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１  ゴルフクラブ
２  ヘッド
３  シャフト
４  グリップ
１０  マンドレル
１１〜２１，１４Ａ，１５Ａ，１７Ａ  プリプレグ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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