(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッドが装着される側の端である先端とグリップが装着される側の端であるグリップ端とを備えた繊維強化樹脂製のゴルフシャフトにおいて、前記先端からグリップ端に向かってゴルフシャフト全長の１５％〜４０％の範囲に、そのゴルフシャフトの曲げ剛性の最小値が存在し、且つ、前記先端からグリップ端に向かってゴルフシャフト全長の１０％の範囲の任意の点における曲げ剛性の値が、前記最小値の１．２倍以上２．５倍以下の値に設定するとともに、前記最小値が存在する位置をａとした時、前記位置ａからグリップ端に向かって、シャフト全長の６０％の位置までの曲げ剛性分布が、原点を通る１次式で近似した場合、その１次式の傾き（Ｎ・ｍ２／ｍｍ）が、±０．００３  の範囲内にある、概ね正比例としたことを特徴とするゴルフシャフト。
【請求項２】
ヘッドが装着される側の端である先端とグリップが装着される側の端であるグリップ端とを備えた繊維強化樹脂製のゴルフシャフトにおいて、先端よりグリップ端に向かって該ゴルフシャフト全長の１５％〜４０％の範囲に、そのゴルフシャフトの曲げ剛性の最小値が存在し、且つ、前記最小値が存在する位置から前記先端に向かうに従い、曲げ剛性が漸増し、前記先端からゴルフシャフト全長の１０％の範囲の曲げ剛性の最大値が、前記最小値の１．２倍以上２．５倍以下の値に設定するとともに、前記最小値が存在する位置をａとした時、前記位置ａからグリップ端に向かって、シャフト全長の６０％の位置までの曲げ剛性分布が、原点を通る１次式で近似した場合、その１次式の傾き（Ｎ・ｍ２／ｍｍ）が、±０．００３  の範囲内にある、概ね正比例としたことを特徴とするゴルフシャフト。
【請求項３】
前記位置ａから、前記グリップ端より前記先端側に２００ｍｍの位置までの曲げ剛性分布が、原点を通る１次式で近似した場合、その１次式の傾き（Ｎ・ｍ２／ｍｍ）が、±０．００３  の範囲内にある、概ね正比例である請求項１又は２記載のゴルフシャフト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゴルフシャフトのヘッドを装着する側である先端部の軟らかさを損なうことなく、かつ、スイング時のトウダウンによるたわみ量を減らすことで、打点のばらつきを小さくした曲げ剛性分布を有するゴルフシャフトに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ゴルファーがゴルフクラブをスイングする時の動作を、「アドレス」からバックスイングに入り「トップ・オブ・スイング」、そしてダウンスイングに入り「コック開放」、「インパクト」、その後、フォロースルーに入り「フィニッシュ」までの一連の過程とみなした時に、「トップ・オブ・スイング」から「インパクト」までのダウンスイングの間が、最もゴルフシャフトが変形し、変化しやすく、それ故に、ボールの打点位置や弾道に影響を与える。
「トップ・オブ・スイング」からダウンスイング中の「コック開放」迄は、主に、ヘッドから作用される慣性力により、ゴルフシャフトのグリップ部を中心とした曲げモーメントがゴルフシャフト全長に作用する。
【０００３】
しかしながら、「コック開放」から「インパクト」までは、ヘッド重心がシャフト軸線上から少し離れて存在する点、及び、ヘッドのフェース面がスイング中にスイングプレーンに対して様々な方向に変化をしていくという点、更に、ヘッドにかかる遠心力が作用するなどの理由により、ゴルフシャフトは複雑に変形する。特に前記先端部でこの傾向が多く見られる。
【０００４】
具体的には、「コック開放」〜「インパクト」において、ヘッドのフェース面が概ねヘッドの進行方向に対してスクウェア（垂直面）になるが、そのヘッドの進行方向に対するゴルフシャフトのしなりという変形であり、このしなりの有無がヘッドスピードの増加、即ち、飛距離アップにつながる要因の1つである。
また、「コック開放」〜「インパクト」においては、前記したようにヘッドのフェース面が概ねスクウェアになるが、そのヘッドの進行方向に対して垂直な方向の、即ち、ヘッドのヒール側へのゴルフシャフトのしなりという変形が生じる。このヘッドのヒール側にしなる現象を、一般に、「トウダウン」（又は英語で、ドループ；ＤＲＯＯＰ）といい、その移動量をトウダウンによるたわみ量と呼んでいる。
【０００５】
ヘッドの進行方向に対するしなりを大きくすること、特に、ゴルフシャフトの先端部の曲げ剛性を小さくすることでしなりを大きくして、打球の飛び出し角度をあげることで、飛距離アップを狙う事は公知であり、例えば、特開平１１−７６４７９号公報に開示されたものなどが公知である。しかしながら、ヘッドの進行方向に対するしなりを大きくすることの効果をあまりに狙う設計とすると、逆に、トウダウンによるたわみ量が大きくなり、結果として、ゴルファーのスイング毎のばらつきを助長してしまい、ボールの打点位置や弾道のばらつきを大きくしてしまう。この問題を解決するには、ゴルフシャフトの先端部の曲げ剛性を上げることは容易に考えられるが、あまりにその曲げ剛性を上げると逆にヘッドの進行方向に対するしなりの効果を小さくしてしまう。
【０００６】
一方、ゴルフシャフトの強度の問題から、該ゴルフシャフトの先端部の曲げ剛性を上げることは、既に公知である。即ち、ボールをヘッドのオフセンターで打撃した場合に、ゴルフシャフトの先端を挿入・固着したそのヘッドのホーゼル部端部付近のゴルフシャフトが応力集中等で折損することがあり、その問題を防止する為にゴルフシャフトの先端部はよく補強される。そうすることで、必然的にゴルフシャフトの先端部の曲げ剛性も全体的に上がる。
【０００７】
前記したゴルフシャフトの先端部の曲げ剛性の配分を考慮したものとしては、特開平１１−２０６９３２号公報が開示されている。この発明は、従来の女性用ゴルフクラブのシャフトに対して、シャフト先端部分が一定の低い剛性に抑えられていたため、ボールを打撃した際に剛性の低いシャフトの先端部でのブレが大きく、ボールをヘッドの芯で捕らえなかった場合には、打球が安定しないという問題点を、『シャフト先端よりシャフト全長の２０％未満の範囲のシャフトを先端部分とし、シャフト先端よりシャフト全長の２５〜３０％乃至２０〜３５％の範囲のシャフトを前方部分とし、該前方部分のシャフト末端側部からシャフト末端までの範囲のシャフトを後方部分とし、前記先端部分の曲げ剛性を前記前方部分の曲げ剛性より５〜１５％増加して前記前方部分の曲げ剛性がシャフトの長手方向で最小に設定される』ゴルフシャフトにすることで、問題を解決するというものである。
【０００８】
ゴルファーがゴルフクラブをスイングする際のゴルフシャフトには、ゴルフシャフト全長にわたり、曲げモーメントがかかり、それにより、複雑にしなる。図２は、ゴルフクラブのシャフトに略等間隔に４箇所、ヘッドのフェース面に垂直な方向に歪みゲージを貼付し、ある上級ゴルファーにスイングしてもらった時の、ゴルフシャフトにかかる曲げモーメントの時間推移である。歪みゲージを貼付した位置は、ヘッドより、８３ｍｍ，３２８ｍｍ，５７８ｍｍ，８２８ｍｍの位置である。
【０００９】
図２において、０．００ｓが「インパクト」に相当し、約−０．２０ｓにピークが見られるが、これが「トップ・オブ・スイング」に相当する。また、約−０．１５ｓ〜−０．１０ｓ間にもピークが見られ、これがダウンスイング中の「コック開放」時に相当する。一方、「インパクト」手前に負側のピークが見られるが、これらが、「トウダウン」という現象を引き起こしている曲げモーメントである。
これらの波形は、ゴルファーにより大小や時間のずれは大きく存在するが、必ず見られる値であることは、数々の実験データにより証明されており、ここには代表的な一例を示した。
【００１０】
図３は、図２に示した、時刻−０．３５ｓ，−０．３０ｓ，−０．２５ｓ，−０．２０ｓ，−０．１５ｓの曲げモーメントの分布を、横軸にゴルフシャフト長手方向の位置，縦軸に曲げモーメントとして示した。
また、原点を通る数本の補助線群Ａも示す。この補助線群Ａは、グリップ部を固定してヘッドに１．６ｋｇ〜１．８ｋｇの負荷（概ね、一般的なゴルファーがスイングした時の、「トップ・オブ・スイング」や「コック開放」時に、ヘッドにかかる慣性力）をかけた際のゴルフシャフト全体の曲げモーメント分布図を表しており、この補助線群Ａとゴルファーがスイングした時の測定値とを対比すると、「トップ・オブ・スイング」から「コック開放」時にかけては、略補助線群Ａ通りの曲げモーメントがはたらくことが分かる。
【００１１】
本発明者らは、これらのことから、ゴルフシャフトの曲げ剛性分布ＥＩ（ｘ）を前記曲げモーメント分布に近似させた曲げ剛性分布ＥＩ（ｘ）を有するゴルフシャフトを発明した（特願２０００−３６６５９４）。具体的には、ゴルフシャフトをその先端からの距離に正比例の関係になる曲げ剛性分布にすることにより、ダウンスイング中のゴルフシャフトのしなり形状を近似円弧状にすることができ、前記円弧状のしなりは、部分的にしなり具合が変化する「調子」が無い。よって、くせの無く、しなやかなゴルフシャフトの感触を得ることができるというものである。
【００１２】
【特許文献１】
特開平１１−７６４７９号公報
【００１３】
【特許文献２】
特開平１１−２０６９３２号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
図４に、図２の「インパクト」手前（−０．０４７ｓ〜０．００ｓ）における、トウダウン現象の部分（図中のマイナス側）の曲げモーメント分布の時間推移を横軸にゴルフシャフトの長さ方向位置を表して示した。
また、原点を通る数本の補助線群Ａとゴルフシャフトの略中央を通る補助線郡Ｂのグラフを示す。
この図から、トウダウンの支配的な曲げモーメントはゴルフシャフトの先端側を中心とする曲げモーメントとグリップ側を中心とする曲げモーメントの複合の負荷がかかっている事がわかる。（図中：○印）後者のグリップ側の曲げモーメント分布は、この補助線群Ａとゴルファーがスイングした時の測定値とを対比すると、略補助線群Ａ通りの曲げモーメントがはたらくことが分かる。また、後者のグリップ側の曲げモーメントによるゴルフシャフトのたわみを効果的に抑制できるゴルフシャフトの曲げ剛性分布は、曲げモーメント分布に相似となるゴルフシャフトが「インパクト」手前においても、部分的にしなり具合が変化する「調子」が無く、しなやかなゴルフシャフトの感触を得ることができる。具体的には、先にも述べたように、本発明者らが提案している、ゴルフシャフトの先端からの距離に正比例の関係となる曲げ剛性分布にすることが、効果的である。
一方、ゴルフクラブの略中央を通る補助線群Ｂとゴルファーがスイングした時の測定値で前者のゴルフシャフトの先端側を中心とする曲げモーメントとを対比すると、略補助線群Ｂ通りの曲げモーメント分布を観察することができるが、前者のヘッド側の曲げモーメントによるゴルフシャフトのたわみを効果的に抑制する方法は、未だ解明されていない。
【００１５】
即ち、ゴルフシャフトの先端部において、部分的に硬い部分と軟かい部分が存在するため、トウダウンによるたわみ量が大きかったり、ヘッドスピードが遅くなったりするというデメリットが生じ、ゴルファーのスイング毎のばらつきによるしなり方のずれにより打点がばらつき、弾道に影響を与えることになる。
従って、トウダウンによるたわみ量を効率良く小さくし、且つ、ヘッドの走りを抑制せず、且つ、万人に好まれるゴルフシャフトは、実現されていなかった。
【００１６】
また、特開平１１−２０６９３２においては、その実施例において、ゴルフシャフトの先端部分の曲げ剛性１．８５×１０Ｎ・ｍ2に対して、ゴルフシャフトの前方部分の曲げ剛性１．７２×１０Ｎ・ｍ2であり、約１．０７６倍となっているが、多少のトウダウンの抑制には貢献しているものの、効果は小さいという問題点がある。
【００１７】
そこで、ゴルフシャフトのやわらかさ、特にゴルフシャフトの先端部の軟らかさを損なうことなく、インパクト手前のトウダウン量を減らすことで、打点のばらつきを小さくし、且つ、万人に好まれるゴルフシャフトの曲げ剛性分布ＥＩ（ｘ）を有するゴルフシャフトを提案する。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の発明は、ヘッドが装着される側の端である先端とグリップが装着される側の端であるグリップ端とを備えた繊維強化樹脂製のゴルフシャフトにおいて、前記先端からグリップ端に向かってゴルフシャフト全長の１５％〜４０％の範囲に、そのゴルフシャフトの曲げ剛性の最小値が存在し、且つ、前記先端からグリップ端に向かってゴルフシャフト全長の１０％の範囲の任意の点における曲げ剛性の値が、前記最小値の１．２倍以上２．５倍以下の値に設定するとともに、前記最小値が存在する位置をａとした時、前記位置ａからグリップ端に向かって、シャフト全長の６０％の位置までの曲げ剛性分布が、原点を通る１次式で近似した場合、その１次式の傾き（Ｎ・ｍ２／ｍｍ）が、±０．００３  の範囲内にある、概ね正比例としたことを特徴とするゴルフシャフトである。
【００１９】
請求項２の発明は、ヘッドが装着される側の端である先端とグリップが装着される側の端であるグリップ端とを備えた繊維強化樹脂製のゴルフシャフトにおいて、先端よりグリップ端に向かって該ゴルフシャフト全長の１５％〜４０％の範囲に、そのゴルフシャフトの曲げ剛性の最小値が存在し、且つ、前記最小値が存在する位置から前記先端に向かうに従い、曲げ剛性が漸増し、前記先端からゴルフシャフト全長の１０％の範囲の曲げ剛性の最大値が、前記最小値の１．２倍以上２．５倍以下の値に設定するとともに、前記最小値が存在する位置をａとした時、前記位置ａからグリップ端に向かって、シャフト全長の６０％の位置までの曲げ剛性分布が、原点を通る１次式で近似した場合、その１次式の傾き（Ｎ・ｍ２／ｍｍ）が、±０．００３  の範囲内にある、概ね正比例としたことを特徴とするゴルフシャフトである。
【００２０】
請求項３の発明は、請求項１又は２記載のゴルフシャフトにおいて、前記位置ａから、前記グリップ端より前記先端側に２００ｍｍの位置までの曲げ剛性分布が、原点を通る１次式で近似した場合、その１次式の傾き（Ｎ・ｍ２／ｍｍ）が、±０．００３  の範囲内にある、概ね正比例であるゴルフシャフトである。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を基に説明する。
図１は、本発明の実施例であるゴルフシャフト２の曲げ剛性分布ＥＩ（ｘ）を示すグラフで、後述する図５に示すようにこのゴルフシャフトの先端２ａにはヘッド３が装着され、グリップ端２ｂ側にはグリップ４が装着されてゴルフクラブ１とされるものである。この図１においては、先端２ａ；ｘ＝０を基点とする補助線群Ａ及びクラブ長さの略中央部を基点とする補助線群Ｂも各々３本ずつ表示している。
補助線郡Ｂの基点となるクラブ長さの略中央部は、図４における８３ｍｍ、３２８ｍｍのトウダウン方向の曲げモーメントの分布の１次式のｘ軸（ｙ＝０）との交点である。この交点は、ゴルファーのスイングにより多少異なるが、概ね、ゴルフシャフトの略中央部に存在することが、複数のデータより既知である。従って、補助線群Ｂはゴルフシャフトの略中央部を基点とした傾き、切片の異なる1次式で表した。
【００２６】
図１に示す実施例のゴルフシャフト２は全長が１１４３ｍｍである。そして前記先端２ａからグリップ端２ｂ側へ向かって、該ゴルフシャフト全長の１５％〜４０％の範囲である１７０ｍｍの位置から４５０ｍｍの位置までの間に、そのゴルフシャフト２の曲げ剛性の最小値２．０×１０Ｎ・ｍ２が存在する。
同時に、前記先端２ａから該ゴルフシャフト全長の１０％の範囲には、曲げ剛性の値が、前記最小値の１．２倍以上２．５倍以下の値２．４×１０Ｎ・ｍ２〜５．０×１０Ｎ・ｍ２に設定された任意の点が存在している。このような構成とすることにより、先端２ａから前記最小値を含む部分である先端部での「コック開放」から「インパクト」の間に発生するトウダウンによるたわみ量を抑制することが出来る。
【００２７】
図４に示された、トウダウン現象の部分（図中のマイナス側）の曲げモーメント分布のグラフには補助線群Ａと、群Ｂが示されている。
トウダウンの支配的な曲げモーメントはゴルフシャフトの先端２ａ側を中心とする曲げモーメントとグリップ４側を中心とする曲げモーメントの複合の負荷がかかっており、グリップ側を中心とする曲げモーメントは補助線群Ａで表されることは前にも述べた。この図では、「コック開放」から「インパクト」直前までのヘッドの慣性力による曲げモーメントを表している。
【００２８】
ゴルフシャフトの先端２ａ側を中心とする曲げモーメントは、図５に示すゴルフクラブ１をスイングした時にヘッド３にかかる遠心力によるものが支配的である。
具体的に説明すると、図６に示すように、どんなゴルファーでも、「インパクト」手前において、グリップ４部分とヘッド重心Ｇは、多少のずれはあるものの、概ねスイングプレーンＰ上に存在している。そして、「インパクト」時においては、ヘッドスピードがスイング中で最大となり、ヘッド３には遠心力Ｆが作用する。（図６の矢印のベクトル方向）その時のゴルフシャフト２のトウダウン方向の撓み具合を考えてみると、グリップ４側からゴルフシャフト２の中央Ｃにかけては、多少のしなりはあるが、概ねスイングプレーンＰ上に存在しているため、遠心力による曲げモーメントは殆どゼロに近い。しかしながら、概ねゴルフシャフトの中央Ｃから先端２ａ側にかけては、ゴルフシャフト２のたわみで徐々にスイングプレーンＰからのずれｙも大きくなる。これは、ヘッド重心Ｇがゴルフシャフト２の中心軸Ｐ１からオフセットしているのと、遠心力Ｆが作用するためである。それゆえに、ゴルフシャフト２にかかるゴルフシャフト２の前記中央部Ｃから先端２ａにかけての曲げモーメント分布は、「Ｆ×ｙ」（座屈時の曲げモーメント＝遠心力Ｆ×スイングプレーンからのゴルフシャフトの各位置のずれ（＝ゴルフシャフトの撓み）ｙ）で表され、概ねゴルフシャフトの中央Ｃから先端２ａ側にかけて、曲げモーメントが概ね線形的に大きくなる。前述した補助線群Ｂは、インパクト手前のヘッドにかかる遠心力Ｆによる、ゴルフシャフト２の前記中央部Ｃから先端２ａにかけての曲げモーメント分布；「Ｆ×ｙ」に概ね相当するの曲げモーメント分布図を表している。
【００２９】
ここで、遠心力Ｆに関して、説明する。
ヘッド質量をｍ（＝約０．２ｋｇ），回転半径、即ち、クラブ長さをＬ（＝約１．０ｍ）として、ヘッドスピードＶのとき、ヘッドにかかる遠心力Ｆは、以下のようになる。
Ｖ＝３０ｍ／ｓのときは、次式のとおりである。
【００３０】
【数１】
Ｆ30＝ｍ×Ｖ２／Ｌ＝０．２ｋｇ×（３０ｍ／ｓ）２／１．０ｍ＝１８０Ｎ（＝１８．４ｋｇｆ）
Ｖ＝４０ｍ／ｓのときは、次式のとおりである。
【００３１】
【数２】
Ｆ40＝０．２ｋｇ×（４０ｍ／ｓ）２／１．０ｍ＝３２０Ｎ（＝３２．７ｋｇｆ）
Ｖ＝５０ｍ／ｓのときは、次式のとおりである。
【００３２】
【数３】
Ｆ50＝０．２ｋｇ×（５０ｍ／ｓ）２／１．０ｍ＝５００Ｎ（＝５１．０ｋｇｆ）
【００３３】
一般的に、ゴルフシャフトの中心軸からヘッドの重心位置までの距離（オフセット）は、３０〜５０ｍｍである。ここで、スイングプレーンＰ上にヘッド重心Ｇの位置が仮に存在すると仮定すると、ゴルフシャフトの先端の撓みは、３０〜５０ｍｍである。仮に、そのたわみが３０ｍｍとすると、ヘッドスピードＶが３０ｍ／ｓのとき、ゴルフシャフトの先端部にかかる曲げモーメントＭは、１８．４ｋｇｆ×３０ｍｍ＝５５２ｋｇｆ・ｍｍ（５．４Ｎ・ｍ）である。
また、ヘッドスピードＶが４０ｍ／ｓのとき、ゴルフシャフトの先端部にかかる曲げモーメントＭは、３２．７ｋｇｆ×３０ｍｍ＝９８１ｋｇｆ・ｍｍ（９．６Ｎ・ｍ）である。
更に、ヘッドスピードＶが５０ｍ／ｓのとき、ゴルフシャフトの先端部にかかる曲げモーメントＭは、５１．０ｋｇｆ×３０ｍｍ＝１５３０ｋｇｆ・ｍｍ（１４．９Ｎ・ｍ）である。
（因みに、図４に示すデータは、被験者のヘッドスピードが４５ｍ／ｓのゴルファーであり、オーダー的にほぼ合っていると思われる。）
【００３４】
前述したように、ゴルフシャフトの曲げ剛性分布ＥＩ（ｘ）を前記曲げモーメント分布に近似させたゴルフシャフトの曲げ剛性分布ＥＩ（ｘ）とすることが、トウダウンを抑制すると共に、「トップ・オブ・スイング」や「コック開放」時においても、更に、「インパクト」手前においても、概ね部分的にしなり具合が変化する「調子」が無いゴルフシャフトとすることができ、くせの無く、しなやかなゴルフシャフトの感触を得ることができる。
【００３５】
従って、先端部の曲げ剛性の分布は、前記最小値の部分から先端２ａに行くに従い、曲げ剛性の値が前記最小値の１．２倍以上２．５倍以下の範囲内で漸増していることにより、「インパクト」手前に、ゴルフシャフトの先端２ａ側に負荷される曲げモーメントによって生じるトウダウンによるたわみ量を効果的に抑制できる。
【００３６】
ゴルフシャフト全長の１５％〜４０％の範囲に、該ゴルフシャフトの曲げ剛性の最小値が存在すべき理由に関しては、図４の各補助線群Ａ、Ｂの交点の範囲が３００ｍｍ〜４００ｍｍ強の範囲に存在するが、ヘッドスピードの様々なゴルファーへの対応とスイングの個人差を考慮すると、ゴルフシャフトの先端部側の曲げモーメントは、３００ｋｇｆ・ｍｍ（２．９Ｎ・ｍ）弱のゴルファーも存在する。その際の補助線を引くと、その交点は、２００ｍｍ前後にも存在することになる。（クラブ長さ＝４５”のとき。）以上を考慮すると、２００ｍｍ弱から４００ｍｍ強の範囲に該ゴルフシャフトの曲げ剛性の最小値が存在すべきであり、クラブ長さの比率で表すと、１５％〜４０％の範囲となる。
【００３７】
その位置がゴルフシャフト全長の１５％より小さいと、曲げ剛性の最小値がゴルフシャフトの先端部側に存在するため、逆にトウダウンによるたわみ量が大きくなり、打点位置や弾道に影響を与える。逆に、その位置がゴルフシャフト全長の４０％より大きいと、ゴルフシャフトの先端部側の曲げ剛性が大きくなりすぎるなど、ゴルフシャフトとしての全体的な硬さのバランスが悪くなる。
【００３８】
ダウンスイングの過程、即ち、「トップ・オブ・スイング」や「コック開放」，更に、「インパクト」手前のスイング中のゴルフシャフトにかかる曲げモーメントの分布は前記したように図４に示すグラフの通りであることが分かっており、このことから、前記曲げモーメントの分布とゴルフシャフトの曲げ剛性の分布に関しては以下の関係が成り立つ。
まず、真直はりのたわみの関係より、数式４が成り立つ。
【００３９】
【数４】
ｄ２ｙ／ｄｘ２＝Ｍ（ｘ）／ＥＩ（ｘ）
ｙ：たわみ，ｘ：位置，Ｍ（ｘ）：曲げモーメント，ＥＩ（ｘ）：曲げ剛性
【００４０】
一方、たわみが微小である時、そのたわみ曲線の曲率１／ｒ（ｘ）は、以下の数式５のようにあらわされる。
【００４１】
【数５】
１／ｒ（ｘ）＝｜ｄ２ｙ／ｄｘ２｜／｛１＋（ｄｙ／ｄｘ）２｝３／２≒｜ｄ２ｙ／ｄｘ２｜
たわみが微小であり、（ｄｙ／ｄｘ）２≒０である為。
【００４２】
故に、上記の真直はりのたわみの関係式とたわみ曲線の曲率１／ｒ（ｘ）の二つの式より、
【００４３】
【数６】
１／ｒ（ｘ）＝Ｍ（ｘ）／ＥＩ（ｘ）となる。
【００４４】
得られた前記の式により、スイング中の曲げモーメント分布Ｍ（ｘ）とシャフトの曲げ剛性分布ＥＩ（ｘ）の比が、そのゴルフシャフトのたわみ形状の程度；曲率＝１／ｒ（ｘ）を示す。
即ち、ここで、スイング中のある時刻ｔにおける曲げモーメント分布Ｍ（ｘ）に、シャフト曲げ剛性分布ＥＩ（ｘ）が相似形であれば、そのゴルフシャフトの撓みの程度；曲率＝１／ｒ（ｘ）は一様である。
【００４５】
本発明においては、各々の曲げモーメント分布の時刻ｔは、「トップ・オブ・スイング」や「コック開放」時であり、又、「インパクト」手前である。
【００４６】
本発明の要件を満たすゴルフシャフトを実現するに当たり、図１の補助線に沿った曲げ剛性分布となるゴルフシャフトが、前記の１／ｒ（ｘ）＝Ｍ（ｘ）／ＥＩ（ｘ）の式からも分かるように、最も効果的にトウダウンによるたわみ量を抑制でき、概ね部分的にしなり具合が変化する「調子」が無いゴルフシャフトとなる。
【００４７】
さらに、ゴルフシャフト全長としてみた時に、前記した先端部の曲げ剛性特性に加えて、ゴルフシャフトの曲げ剛性分布において、前記最小値が存在する位置をａとしたとき、その位置ａからグリップ端２ｂに向かって、ゴルフシャフト全長の６０％の位置までの曲げ剛性分布が、概ね正比例であることが、そのゴルフシャフトのトウダウンによるたわみ量を効果的に抑制でき、部分的にしなり具合が変化する「調子」が無く、故に、くせの無く、しなやかなゴルフシャフトの感触を得ることができる。
より好ましくは、ゴルフシャフト全長としてみた時に、前記した先端部の曲げ剛性特性に加えて、ゴルフシャフトの曲げ剛性分布において、前記最小値が存在する位置をａしたとき、その位置ａから、グリップ端２ｂより先端２ａに向かって２００ｍｍの位置までの曲げ剛性分布が、概ね正比例であるゴルフシャフトであることが、そのゴルフシャフトのトウダウンによるたわみ量を効果的に抑制でき、部分的にしなり具合が変化する「調子」が無く、故に、くせの無く、しなやかなゴルフシャフトの感触を得ることができる。
【００４８】
また、概ね正比例であることとは、先端２ａからの位置ａ（ｍｍ）よりグリップ端２ｂにかけての曲げ剛性分布ＥＩ（Ｎ・ｍ２）を、原点を通る１次式で近似した場合、その１次式の傾き（Ｎｍ２／ｍｍ）が±０．００３の範囲内にあることを意味し、このような範囲内にあれば、本発明の効果を達成できるからである。±０．００３の範囲外になると、部分的にしなり具合が変化する「調子」が存在し、故に、くせを有し、しなやかなゴルフシャフトの感触を得ることができない。
【００４９】
本発明の要件を満たすゴルフシャフトを実現するには、強化繊維に合成樹脂を含浸させてなる繊維強化樹脂プリプレグをその巻回する回数、繊維の特性およびその配設角度、厚さ、合成樹脂含浸量などを調整することにより成形できる。また、フィラメントワィンディング製法やブレーディング製法によっても実現可能である。
【００５０】
本実施例のゴルフシャフトを成形するにあたっては、成形用のマンドレルの形状を工夫することにより、より容易に形成できる。以下にその一例を示す。
例えば、ウッドシャフトの場合では、図７に示すマンドレル５においてゴルフシャフト２の先端２ａから全長の１５％〜４０％に相当する範囲５ａの長さで、好ましく図１における補助線群Ａと群Ｂの交点付近のテーパーを１０／１０００〜２０／１０００に設定した。
この位置が、ゴルフシャフト２の全長に対して、１５％より小さい時、その位置での曲げ剛性が小さくなりすぎて、ゴルフシャフトがしなりすぎたり、ゴルフシャフトの強度が不足したりする等の問題点を生じる。又、４０％より大きい時、先端２ａ側が硬くなりすぎ、弾道等に影響する。
【００５１】
前記テーパーは、１０／１０００より小さいと、中央部５ｂのテーパーと変わらず、本発明のゴルフシャフトの曲げ剛性の実現はなく、２０／１０００より大きいと、テーパーがきつすぎて、炭素繊維強化樹脂のプリプレグがうまくマンドレルに配置できなかったり、曲げ剛性値が最低値の２．５倍より大きくなったりするため、不適切である。
又、図８に示すように、その部分が２０／１０００程度のテーパーと１０／１０００程度のテーパーの2段テーパーであっても良い。
【００５２】
また、グリップ４に相当する長さ２００〜２６０mmの部分５ｃテーパーを、０／１０００〜５／１０００程度の範囲設定し、握りやすさやゴルファーの好みに応じて選定した。
【００５３】
残りの部分である中央部に相当する範囲のテーパーを７／１０００〜９／１０００に設定した。そのテーパーが７／１０００より小さかったり、９／１０００より大きかったりすると、本発明のゴルフシャフトの曲げ剛性分布において、概ね正比例にはならず、曲げ剛性のバランスが全体的に悪くなり、スイングに影響し、良くない。前記テーパーを有する部分は、ゴルフシャフト全長の約６０％程度かそれ以上で、ゴルフシャフト先端部を除く全ての長さに相当する部分でもよい。
【００５４】
このように、マンドレルの先端側のテーパーを１０／１０００〜２０／１０００に設定したこと、すなわち中央部５ｂに対し先端５ａ側に急勾配なテーパー部を設けることで、炭素繊維強化樹脂製ゴルフシャフトの場合、材料を多く使用できることにより、ゴルフシャフトの先端側に行くに従い漸次且つ極端な肉厚の増加が可能となり、ゴルフシャフトの先端よりシャフト全長の１５〜４０％の範囲に、そのゴルフシャフトの曲げ剛性の最小値が存在し、且つ、ゴルフシャフトの先端よりゴルフシャフト全長の１０％の範囲の任意の点の曲げ剛性の値が、その最小値の１．２倍以上２．５倍以下の値に設定したことを特徴とするゴルフシャフトにすることができる。
【００５５】
図９に、図７に示すマンドレルに、炭素繊維強化樹脂製のプリプレグシートを積層して形成するシートワィンディング製法により形成されたゴルフシャフトの積層パターンの一例を説明した図を示す。
先端側補強に使用する材料としては、引張り弾性率が２３０〜５００ＧＰａのＰＡＮ系炭素繊維からなるプリプレグを用いる。但し、外層側に積層する補強については、引張り弾性率２３０ＧＰａ〜３００ＧＰａのＰＡＮ系炭素繊維からなるプリプレグを用いる事が好ましい。
２３０ＧＰa以下であると、図1に示すシャフト曲げ剛性分布ＥＩ（ｘ）の先端部の曲線が実現できない。又、最内層の部材に対し、５００ＧＰａより大きいと、曲げ剛性値が最低値の２．５倍より大きくなったり、逆に強度不足となったりするため、不適切である。更に、外層側に積層する部材を３００ＧＰａより大きくすると、強度不足になる。また、曲げ剛性値が最小となる位置付近においては、応力集中が発生し易く、特に軽量すなわち薄肉シャフトにおいては折損に至る可能性も高くなる為、その様なゴルフシャフトに適応する場合にはフープ層を積層させる事が好ましい。
【００５６】
本実施例は、最内層補強ａ及び補強ｂ、補強ｃに、東レ（株）製２２５３Ｆ−１１（厚み０．０９５２ｍｍ、樹脂含浸量３０ｗｔ％）を使用した。また、バイアスプリプレグｄには、東レ（株）製６２５５Ｓ−１１（厚み０．０８０４ｍｍ、樹脂含浸量２４ｗｔ％）を使用し、フーププリプレグｅには、東レ（株）製３０５１Ｓ−５（厚み０．０５７３ｍｍ、樹脂含浸量３７ｗｔ％）、ストレートプリプレグｆ及びｇには東レ(株)製２２５３Ｆ−１３（厚み０．１１５７ｍｍ、樹脂含浸量３０ｗｔ％）を使用した。
最内層の補強部材ａの長さは、ゴルフシャフトの先端部に相当するマンドレルの比較的きついテーパー部の長さに相当する長さに設定した。
【００５７】
以上のようにマンドレルを設計し、炭素繊維強化樹脂製プリプレグを積層すると、ゴルフシャフトの先端よりゴルフシャフト全長の１５％〜４０％の範囲に、そのゴルフシャフトの曲げ剛性の最小値が存在し、且つ、シャフト先端よりシャフト全長の１０％の範囲の任意の点の曲げ剛性の値が、その最小値の１．２倍以上２．５倍以下の値に設定したゴルフシャフトを形成することができた。
前記２．５倍より大きな値に設定したシャフトにおいては、通常のスィング時の曲げモーメントと異なった曲げモーメントがかかる場合、例えば、ダフリによる曲げモーメントがかかる場合には折損の可能性があるため、不適切である。
前記１．２倍より小さい値に設定したシャフトにおいては、トウダウン量を増す方向になり、特にヘッドの大型化に伴うオフセット量が増加に対し、この傾向が顕著になる。その結果、打点のばらつきを生むことになる。
フィラメントワィンディング製法によるシャフトや、トウプリプレグによる組み物製法によるシャフトにおいても、このような構成のマンドレルを用いて、その繊維の配設角度や厚みを調整することで、本発明の曲げ剛性分布を有するシャフトを形成することが出来る。
【００５８】
【発明の効果】
効果確認の為、試打を実施。同一のヘッドで、本発明シャフトを装着したクラブと、従来シャフトを装着したクラブの比較による試打評価を実施した。
以下、本発明シャフト付きクラブの評価を以下に示す。
・プロＫ：フレックスＳＲのシャフトに対して、シャフトのしなりを感じて、良い。フレックスＲのシャフトに対して、非常に軟らかく感じるが、振るとそうでもない。捕まる弾道である。非常に楽である。誰でも打てるクラブ。
・プロＴ：打球が捕まる、粘る感じがする。シャフトのしなり方が良い。
・プロＨ：フックにしにくく、コントロール性が良い。
・アマＹＭ：シャフトがしなり、球筋も良く、振りやすい。球がなかなか落ちない感じで、飛ぶ。
・アマＹＢ：打球が捕まり、良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のゴルフシャフトの曲げ剛性値を説明するグラフ。
【図２】スイング時にゴルフシャフトに負荷される曲げモーメントを時間毎に示したグラフ。
【図３】スイング時にゴルフシャフトに負荷される曲げモーメントをゴルフシャフト長さの位置に応じて示したグラフ。
【図４】トウダウン現象の部分の曲げモーメント分布を示すグラフ。
【図５】本発明のゴルフシャフトを装着したゴルフクラブの説明図。
【図６】トウダウン現象を説明する図。
【図７】マンドレルを説明する図。
【図８】マンドレルを説明する図。
【図９】実施例のゴルフシャフトのシートワインディング成形を説明する図。
【符号の説明】
１  ゴルフクラブ
２  ゴルフシャフト
２ａ  先端
２ｂ  グリップ端
３  ヘッド
４  グリップ
５  マンドレル
５ａ  先端側
５ｂ  中央部
５ｃ  グリップ
ａ  プリプレグ
ｂ  プリプレグ
ｃ  プリプレグ
ｄ  プリプレグ
ｅ  プリプレグ
ｆ  プリプレグ
ｇ  プリプレグ
Ｇ  ヘッド重心
Ｐ  スイングプレーン
Ｐ１  中心軸
ｙ  ずれ
【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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【図９】
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