(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトが元端から先端に向かうに従って先細り状に形成されており、シャフトの軸線に対して反時計回りで螺旋状に巻き付けられる一方側留め糸と時計回りで螺旋状に巻き付けられる他方側留め糸とによってシャフトの軸線に沿うように配置された繊維束からなる軸糸を組み留めた組織を有する筒状層が少なくとも一層積層された多層状の繊維強化プラスチック製積層体からなるシャフトであって、前記筒状層の組織を構成する各糸は、両留め糸が軸糸に比べて細くなっており、一方側留め糸と他方側留め糸とがそれぞれ軸糸と表裏の位置を変えながら交差していると共に互いに斜め格子状に交差しており、一方側留め糸と他方側留め糸とが斜め格子状に交差して形成される格子孔がシャフトの軸方向に沿って並ぶことによって格子孔列を形成しており、軸糸が隣り合う一方の格子孔列を構成する格子孔と隣り合う他方の格子孔列を構成する格子孔とを交互に通り抜けており、隣り合う軸糸が同一の格子孔を通り抜ける際に両軸糸を構成する繊維束の繊維が分散した状態となって該格子孔の開口が両軸糸を構成する繊維束の繊維によって覆われてシャフトの軸回りに対して偏り無く軸糸を構成する繊維束の繊維が配置されており、軸糸を構成する繊維束の繊維がシャフトの元端から先端側に向かって伸びていると共に該繊維束の繊維数がシャフトの先端に向かうに従って減少していることを特徴とする繊維強化プラスチック製積層体からなるシャフト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴルフクラブ、釣り竿、テニスラケット等のシャフトに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
周知のとおり、ゴルフクラブ、釣り竿、テニスラケット等のシャフトは軽くて丈夫であることが必要なことから、近年においては、従来から使用されている金属製のシャフトに代えて繊維強化プラスチック製積層体からなるシャフトが採用されている。
【０００３】
繊維強化プラスチック製積層体からなるシャフトを形成する方法としては、主としてシートワインディング法、フィラメントワインディング法、ブレード法が用いられている。この中でも最も良く用いられるシートワインディング法は、一方向に揃えた繊維に対して樹脂を含浸させて形成したシートを扇状や台形状など任意の形状にカットした後、マンドレルと呼ばれるテーパー状の芯材に複数枚巻き付けて硬化させることによってシャフトを形成する方法である。この方法によって形成されたシャフトは、シートの巻き終わり箇所にシートの重なりによる段差が生じるという欠点があった。
【０００４】
また、フィラメントワインディング法は、樹脂を含浸させた繊維を回転させたマンドレルに対して螺旋状に隙間無く連続して巻き付けて硬化させることによってシャフトを形成する方法である。この方法によって形成されたシャフトは、繊維がマンドレルの軸方向に向かないため、シャフトの曲げ強度が低下するという欠点があった。
【０００５】
また、ブレード法は、マンドレルの軸方向に対して角度０°で伸びる中央糸を、軸方向に対して角度＋α°を保持させて反時計回りに螺旋状に巻き付ける組糸と軸方向に対して角度−α°を保持させて時計回りに螺旋状に巻き付ける組糸とによって組み留めた組織に対して含浸させた樹脂を硬化させてシャフトを形成する方法である。この方法によって形成されたシャフトは、前記シートワインディング法によって形成されたシャフトのように組織を構成するシートの重なりによる段差が生じず、また、中央糸が編み込まれるため、前記フィラメントワインディング法によって形成されたシャフトに比べて曲げ強度が格段に向上するという多くの利点を有しており、近年においては、ブレード法の利点を更に向上させるための改良も数々行われている。
【０００６】
例えば、後出特許文献１には、シャフトの長手方向の中心軸線であるシャフト軸に対し左右対称の巻着角度を持つように編まれた組糸と、前記組糸に編み込まれ、シャフト軸に対し０°の巻着角度を持つように編まれた中央糸とから形成される組物層を、複数層積層し、前記組物層が内層から外層になるに従い、当該組物層を構成する組糸及び中央糸の各糸の本数を順次増加させて糸間隔を密にし、空隙部分を小さくする構成とした繊維強化プラスチック製ゴルフクラブ用シャフトが開示されている。
【特許文献１】特開平９−２５３２５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、前記特許文献１記載の発明を含む従来のブレード法によって形成されたシャフトにおいては、シャフトの軸回りに対して軸糸（中央糸）を偏り無く配置させることが困難であり、シャフトの曲げ方向に位置付けられる軸糸（中央糸）の本数がシャフトの撓み具合に影響を与えるため、シャフトの撓み具合が最も良い曲げ方向をシャフト一本毎に特定する必要があり、品質に偏りが出てしまうという問題点があった。
【０００８】
そこで、本発明は、いかなる方向に対してもほぼ同じ撓み具合で湾曲するゴルフクラブ、釣り竿、テニスラケット等に用いられるシャフトを提供することを技術的課題として、その具現化をはかるべく、試作・実験を繰り返した結果、シャフトの軸線に対して反時計回りで螺旋状に巻き付けられる一方側留め糸と時計回りで螺旋状に巻き付けられる他方側留め糸とによってシャフトの軸線に沿うように配置された繊維束からなる軸糸を組み留めた組織を有する筒状層が少なくとも一層積層された多層状の繊維強化プラスチック製積層体からなるシャフトにおいて、前記筒状層の組織を構成する各糸を、一方側留め糸と他方側留め糸とをそれぞれ軸糸と表裏の位置を変えながら交差させると共に互いに斜め格子状に交差させ、一方側留め糸と他方側留め糸とが斜め格子状に交差して形成される格子孔をシャフトの軸方向に沿って並べることによって格子孔列を形成し、軸糸を隣り合う一方の格子孔列を構成する格子孔と隣り合う他方の格子孔列を構成する格子孔とに対して交互に通り抜けさせれば、シャフトの軸回りに軸糸を大きな偏りなく配置させることができるという刮目すべき知見を得、前記技術的課題を達成したものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記技術的課題は、次の通りの本発明によって解決できる。
【００１０】
即ち、本発明に係るシャフトは、シャフトが元端から先端に向かうに従って先細り状に形成されており、シャフトの軸線に対して反時計回りで螺旋状に巻き付けられる一方側留め糸と時計回りで螺旋状に巻き付けられる他方側留め糸とによってシャフトの軸線に沿うように配置された繊維束からなる軸糸を組み留めた組織を有する筒状層が少なくとも一層積層された多層状の繊維強化プラスチック製積層体からなるシャフトであって、前記筒状層の組織を構成する各糸は、両留め糸が軸糸に比べて細くなっており、一方側留め糸と他方側留め糸とがそれぞれ軸糸と表裏の位置を変えながら交差していると共に互いに斜め格子状に交差しており、一方側留め糸と他方側留め糸とが斜め格子状に交差して形成される格子孔がシャフトの軸方向に沿って並ぶことによって格子孔列を形成しており、軸糸が隣り合う一方の格子孔列を構成する格子孔と隣り合う他方の格子孔列を構成する格子孔とを交互に通り抜けており、隣り合う軸糸が同一の格子孔を通り抜ける際に両軸糸を構成する繊維束の繊維が分散した状態となって該格子孔の開口が両軸糸を構成する繊維束の繊維によって覆われてシャフトの軸回りに対して偏り無く軸糸を構成する繊維束の繊維が配置されており、軸糸を構成する繊維束の繊維がシャフトの元端から先端側に向かって伸びていると共に該繊維束の繊維数がシャフトの先端に向かうに従って減少しているものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、シャフトを構成する積層体の少なくとも一層を、一方側留め糸と他方側留め糸とを斜め格子状に交差させて格子孔がシャフトの軸方向に沿って並んだ格子孔列を形成し、繊維束からなる軸糸を隣り合う一方の格子孔列を構成する格子孔と隣り合う他方の格子孔列を構成する格子孔とに交互に通り抜けさせた組織を有する筒状層としたので、当該筒状層においては、各格子孔を通り抜ける軸糸を構成する繊維束の繊維がシャフトの軸回りに分散して均等に配置されるため、シャフトの撓み具合の方向性に影響を与えることがなく、また、当該筒状層に組み込まれた軸糸によってシャフトの曲げ強度が十分に強化されるため、積層体の筒状層以外の他の層を構成する組織に対してシャフトの軸方向に伸びる軸糸を全く又は殆ど組み込む必要がなくなり、これにより、当該他の層の影響によってシャフトの撓み具合に方向性が生じることもない。
【００１２】
従って、本発明の産業上利用性は非常に高いといえる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１４】
実施の形態１．
【００１５】
図１は本実施の形態に係るシャフトを用いたゴルフクラブを示した斜視図である。図２は図１に示すゴルフクラブのシャフトを構成する筒状層を示した側面図である。図３は図２に示す筒状層の組織を示した拡大図である。これらの図において、１は、グリップ２と、グリップ２から伸びるシャフト３と、シャフト３の先端に固定されたヘッド４からなるゴルフクラブである。
【００１６】
本実施の形態に係るシャフト３は強化繊維プラスチックからなる層を多層状に積層することによって形成された積層体からなっており、その積層体の一つの層として図２に示す筒状層５を有している。
【００１７】
筒状層５の組織は、図３に示すように、シャフト３の軸に対して角度±０°で伸びる繊維束からなる軸糸６と、シャフト３の軸に対して角度＋α°を保持して反時計回りで螺旋状に巻き付けられる一方側留め糸７と、シャフト３の軸方向に対して角度−α°を保持して反時計回りで螺旋状に巻き付けられる他方側留め糸８とから構成されている。なお、両留め糸７，８はシャフト３の軸に対して同じ本数巻き付けられており、各留め糸７，８は等間隔に並んでいる。
【００１８】
一方側留め糸７と他方側留め糸８とは、互いに交差する際に一方側留め糸７が表側（図３中、手前側）に位置する関係を保持して斜め格子状に交わることにより、縦横に整列された菱形状の格子孔９を形成している。
【００１９】
格子孔９は、シャフト３の軸方向（図３中、矢印Ｘ方向）に沿って並ぶ格子孔列１０を形成しており、隣り合う格子孔列１０は、シャフト３の軸方向に対して格子孔９半個分ずれた状態で密接している。
【００２０】
隣り合う格子孔列１０には、隣り合う一方の格子孔列１０を構成する格子孔９と隣り合う他方の格子孔列１０を構成する格子孔９とを交互に通り抜けるように２本の軸糸６が通り抜けている。そして、一つの格子孔列１０に着目すると、その一つの格子孔列１０は左右両隣りの格子孔列１０とそれぞれ２本の軸糸６を共有しているため、合計４本の軸糸６が通り抜けていることになる。
【００２１】
なお、軸糸６は、隣り合う格子孔列１０を通り抜ける際に、隣り合う一方の格子孔列１０を構成する格子孔９を表側から裏側へ通り抜け、続いて、隣り合う他方の格子孔列１０を構成する格子孔９を裏側から表側へ通り抜け、これを繰り返して挿入される軸糸６と、隣り合う一方の格子孔列１０を構成する格子孔９を裏側から表側へ通り抜け、続いて、隣り合う他方の格子孔列１０を構成する格子孔９を表側から裏側へ通り抜け、これを繰り返して両格子孔列１０に挿入される軸糸６とからなり、両軸糸６が交互に並んだ状態となっている。
【００２２】
従って、隣り合う軸糸６は、いずれかの留め糸７，８と交差する際に一方の軸糸６が表側で交差すると共に他方の軸糸６が裏側で交差するため、両軸糸６は留め糸７，８によって仕切られた状態となり、留め糸７，８上で両軸糸６を構成する繊維束の繊維が一束にまとまることはない。一方、格子孔９を通り抜ける際に留め糸７，８による仕切りがなくなって両軸糸６を構成する繊維束の繊維が分散して一束にまとまった状態となる。これにより、図２に示すように、各格子孔９の開口は軸糸を構成する繊維束の繊維によって覆われた状態となってシャフト３の軸回りに対して偏り無く軸糸６を構成する繊維束の繊維が配置された状態となる。
【００２３】
そして、各留め糸７，８と各軸糸６とからなる組織に対して樹脂を浸透させた後、当該樹脂を硬化させることによって筒状層５が形成される。
【００２４】
軸糸６を構成する繊維束の繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、アルミナ繊維、炭化珪素繊維等の無機繊維、アラミド繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維等の有機繊維、ボロン繊維、ステンレス繊維、チタン繊維等の金属繊維などから選択すればよい。なお、繊維束は、前記繊維からなる単繊維を3000〜24000本、より好ましくは6000〜12000本束ねたものである。また、繊維束を前記繊維を単体から構成してもよく、また、前記繊維の二種類以上を混合したものから構成してもよい。
【００２５】
留め糸７，８は、繊維を束ねてなる繊維束であってもよく、また、繊維を撚った糸であってもよい。繊維は、前記軸糸６と同様の選択肢から選択すればよい。なお、留め糸７，８は軸糸６に比べて細いものを使用することが好ましく、100〜2000デニール（11〜222テックス）のものを使用すればよく、より好ましくは600〜1800デニール（66〜200テックス）のものを使用すればよい。
【００２６】
各糸に浸透させる樹脂としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、架橋エポキシ変性ポリアミノアミド樹脂等の熱硬化性樹脂や、ポリプロピレン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ナイロン樹脂等の熱可塑性樹脂などを使用すればよい。
【００２７】
なお、筒状層５は、シャフト３を形成する積層体に少なくとも一層積層されていればよく、積層体を構成する筒状層５以外の他の層を従来のシートワインディング法、フィラメントワインディング法又はブレード法によって形成してもよい。なお、シートワインディング法やブレード法によって積層体の他の層を形成する場合には、筒状層５の組織を構成する軸糸６によってシャフトの強度は十分に保つことができるため、他の層の組織を構成する軸糸（シャフトの軸方向に通される糸）をシャフトの撓み具合に方向性が殆ど又は全く生じないように減らす又は無くすことができる。
【００２８】
実施の形態２．
【００２９】
本実施の形態は前記実施の形態１の筒状層を形成する組織の変形例である。図４は本実施の形態に係る筒状層を形成する組織の変形例を示した拡大図である。図５は本実施の形態に係る筒状層を形成する組織の他の変形例を示した拡大図である。図６は本実施の形態に係る筒状層を形成する組織の他の変形例を示した拡大図である。図７は本実施の形態に係る筒状層を形成する組織の他の変形例を示した拡大図である。これらの図において、図１〜図３と同一符号は同一又は相当部分を示している。
【００３０】
変形例１：本変形例における筒状層を形成する組織は、図４に示すように、一方側留め糸７と他方側留め糸８とが、互いに交差する毎に表裏の位置を逆転しならがら斜め格子状に交わっている。
【００３１】
隣り合う格子孔列１０には、隣り合う一方の格子孔列１０を構成する格子孔９と隣り合う他方の格子孔列１０を構成する格子孔９とを交互に通り抜けるように１本の軸糸６が通り抜けている。そして、一つの格子孔列１０に着目すると、その一つの格子孔列１０は左右両隣りの格子孔列１０とそれぞれ１本の軸糸を共有しているため、合計２本の軸糸６が通り抜けていることになる。
【００３２】
変形例２：本変形例における筒状層を形成する組織は、図５に示すように、一方側留め糸７と他方側留め糸８とが、互いに２回交差する毎に表裏の位置を逆転しながら斜め格子状に交わっている。
【００３３】
隣り合う格子孔列１０には、隣り合う一方の格子孔列１０を構成する格子孔９と隣り合う他方の格子孔列１０を構成する格子孔９とを交互に通り抜けるように１本又は２本の軸糸６が通り抜けている。そして、一つの格子孔列１０に着目すると、その一つの格子孔列１０は左隣りの格子孔列１０と１本の軸糸を共有していると共に、右隣りの格子孔列１０と２本の軸糸を共有しているため、合計３本の軸糸６が通り抜けていることになる。
【００３４】
変形例３：本変形例における筒状層を形成する組織は、図６に示すように、一方側留め糸７と他方側留め糸８とがシャフト３の軸に対して異なる本数巻き付けられており、一方側留め糸７が他方側留め糸８の２倍の本数巻き付けられている。
【００３５】
一方側留め糸７は、他方側留め糸８と交差する際に他方側留め糸８に対して表側に位置するように交わる一方側留め糸７ａと、他方側留め糸８と交差する際に他方側留め糸８に対して裏側に位置するように交わる一方側留め糸７ｂとが交互に並んだ状態で整列しており、他方側留め糸８と一方側留め糸７ａとに着目することによって前記実施の形態１における筒状層の組織と同じ構成となっている。
【００３６】
なお、一方側留め糸７ｂは、他方側留め糸８と一方側留め糸７ａとが斜め格子状に交わることによって形成される格子孔を二分するように走っている。
【００３７】
変形例４：本変形例における筒状層を形成する組織は、図７に示すように、両留め糸７，８がシャフト３の軸に対して同じ本数巻き付けられており、一方側留め糸７と他方側留め糸８とは、等間隔で並ぶ４本が該４本のそれぞれの間隔よりも広い間隔を挟んで繰り返し並ぶように整列している。
【００３８】
そして、一方側留め糸７と他方側留め糸８とは、互いに不規則に表裏の位置を逆転しながら斜め格子状に交わっている。
【００３９】
なお、本変形例においては、一方側留め糸７の全て及び他方側留め糸８の全てが等間隔に並んでいないため、両留め糸７，８が斜め格子状に交わることによって異なる大きさの格子孔９が形成されるが、いずれの格子孔９をシャフト３の軸方向に沿って並べた格子孔列１０を含む隣り合う格子孔列１０であっても、隣り合う一方の格子孔列１０を構成する格子孔９と隣り合う他方の格子孔列１０を構成する格子孔９とを交互に通り抜けるように１本又は２本の軸糸６が通り抜けている。
【００４０】
本実施の形態に係る各変形例においても、実施の形態１における筒状層を形成する組織と同様の作用・効果を有する。
【００４１】
実施の形態３．
【００４２】
本実施の形態は実施の形態１における筒状層の変形例である。図８は本実施の形態に係る筒状層の元端側の組織を示した拡大図である。図９は本実施の形態に係る筒状層の中間の組織を示した拡大図である。図１０は本実施の形態に係る筒状層の先端側の組織を示した拡大図である。これらの図において、図１〜図３と同一符号は同一又は相当部分を示している。
【００４３】
本実施の形態に係る筒状層５は、ゴルフクラブ１の先細り状に形成されたシャフト３の形状に合わせてグリップ２側（元端側）からヘッド４側（先端側）に向かって除々に幅細に形成されている。そして、図８〜図１０に示すように、筒状層を構成する両留め糸７，８によって形成される格子孔９の大きさがシャフト３の元端側から先端側に向かうに従って除々に縮小しており、また、筒状層の軸糸６を構成する繊維束の繊維数がシャフト３の元端側から先端側に向かうに従って除々に減少している。
【００４４】
具体的には、シャフト３の元端から先端側に向かって伸びる軸糸６を構成する繊維束の繊維の内で１／３の繊維がシャフト３の元端から１／３の長さまで伸びており、１／３の繊維がシャフト３の元端から２／３の長さまで伸びており、１／３の繊維がシャフトの元端から先端まで伸びており、シャフト３の元端から先端までの間に３段階に分かれて軸糸６を構成する繊維束の繊維数が減少している。
【００４５】
本実施の形態によれば、筒状層の組織を構成する両留め糸によって形成される格子孔がシャフトの元端側から先端側に向かうに従って除々に縮小しても、それに伴って各格子孔を通り抜ける繊維束の繊維数が調節されるため、先細り状のシャフトであっても先端側と元端側でシャフトの軸回りに対して均等な量繊維を配置することができる。
【００４６】
本実施の形態においては、軸糸６を構成する繊維束の繊維数をシャフト３の元端側から先端側に向かうに従って３段階に分けて段階的に減少させているが、２段階に分けて減少させてもよく、４段階以上に分けて減少させてもよい。また、無段階的に除々に減少させてもよい。
【００４７】
前記各実施の形態においては、ゴルフクラブのシャフトを例示しているが、本発明に係るシャフトは、釣り竿、テニスラケットなどにも使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】実施の形態１に係るシャフトを用いたゴルフクラブを示した斜視図である。
【図２】図１に示すゴルフクラブのシャフトを構成する筒状層を示した側面図である。
【図３】図２に示す筒状層の組織を示した拡大図である。
【図４】変形例１に係る筒状層を形成する組織を示した拡大図である。
【図５】変形例２に係る筒状層を形成する組織を示した拡大図である。
【図６】変形例３に係る筒状層を形成する組織を示した拡大図である。
【図７】変形例４に係る筒状層を形成する組織を示した拡大図である。
【図８】実施の形態３に係る筒状層の元端側の組織を示した拡大図である。
【図９】実施の形態３に係る筒状層の中間の組織を示した拡大図である。
【図１０】実施の形態３に係る筒状層の先端側の組織を示した拡大図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  ゴルフクラブ
２  グリップ
３  シャフト
４  ヘッド
５  筒状層
６  軸糸
７  一方側留め糸
８  他方側留め糸
９  格子孔
１０  格子孔列
【図１】
0004936131.tif 000002
【図２】
0004936131.tif 000003
【図３】
0004936131.tif 000004
【図４】
0004936131.tif 000005
【図５】
0004936131.tif 000006
【図６】
0004936131.tif 000007
【図７】
0004936131.tif 000008
【図８】
0004936131.tif 000009
【図９】
0004936131.tif 000010
【図１０】
0004936131.tif 000011