(57)【要約】【課題】              シャフトのフープ層が他のプリプレグ層と交差しないようにフープ層とストレート層のプリプレグを任意の整数回だけ巻回し、シャフトの曲がりを抑制するとともに強度と剛性を改善したシャフトを提供すること、ならびに、フープ層のプリプレグをマンドレルへ容易に巻きつけられるゴルフクラブシャフトの製造方法の提供を目的とする。【解決手段】          炭素繊維強化樹脂層を積層してなり、シャフトの軸方向に対して前記炭素繊維強化樹脂層の炭素繊維を９０度±１０度の角度で配向させたフープ層を少なくとも１以上有するゴルフクラブシャフトにおいて、第一ストレート層を構成するプリプレグの上にフープ層を構成するプリプレグを重ね合わせ、前記フープ層を構成するプリプレグの上に第二ストレート層を構成するプリプレグを重ね合わせて中間部材とし、中間部材を第一ストレート層が内側になるようにマンドレルに巻きつけゴルフクラブシャフトを製造する。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素繊維強化樹脂層を積層してなり、シャフトの軸方向に対して前記炭素繊維強化樹脂層の炭素繊維を９０度±１０度の角度で配向させたフープ層を少なくとも１以上有するゴルフクラブシャフトにおいて、
前記フープ層を構成するプリプレグの巻数は整数で、
前記フープ層に隣接する片側または両側にシャフトの軸方向に対して前記炭素繊維強化樹脂層の炭素繊維を０度±１０度の角度で配向させたストレート層が配置され、
前記フープ層と前記フープ層の片側または両側に配置されるストレート層が同心円状に配置されることを特徴とするゴルフクラブシャフト。
【請求項２】
前記フープ層を構成するプリプレグの巻数が２以上であることを特徴とする、請求項１のゴルフクラブシャフト。
【請求項３】
炭素繊維強化樹脂層を積層してなり、シャフトの軸方向に対して前記炭素繊維強化樹脂層の炭素繊維を９０度±１０度の角度で配向させたフープ層を少なくとも１以上有するゴルフクラブシャフトにおいて、
第一ストレート層を構成するプリプレグの上にフープ層を構成するプリプレグを重ね合わせ、前記フープ層を構成するプリプレグの上に第二ストレート層を構成するプリプレグを重ね合わせて中間部材とし、
前記中間部材を第一ストレート層が内側になるように前記マンドレルに巻きつけることを特徴とする請求項１または請求項２のゴルフクラブシャフトの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭素繊維強化樹脂層を積層してなるゴルフクラブシャフトに関し、特にシャフトの曲がりを軽減したことを特徴とするゴルフクラブシャフトに関する。
【背景技術】
【０００２】
炭素繊維強化樹脂層を積層してなるゴルフクラブシャフト、特に軽量シャフトでは、曲げ強度確保のために、シャフト軸線方向に対して炭素繊維がほぼ９０度になるフープ層を設けている。フープ層はシャフトの外側に近い層に設けると特に円管つぶれ強度に対して効果が高い。またシャフトの曲げ剛性を調整するために、シャフト軸線方向に対して炭素繊維がほぼ０度になるストレート層も設けられる。ストレート層もシャフトの外側に近い層に設けると曲げ剛性を高くする効果が高い。このためフープ層とストレート層はシャフト外側に近い層で互いに隣接して設けることが望ましい。
【０００３】
例えば特開平１１−１９２５７には、超軽量カーボンシャフトの曲げ強度を向上させる目的で、フープ層を複数層設け、ストレート層と交互にかさね合わせた構成が開示されているが、フープ層のプリプレグをマンドレルに巻きつけることは困難で、プリプレグを厚くして２層または１層分のフープ層に、３層分の炭素繊維を巻きつけることが困難であるとし、さらにフープ層のプリプレグをマンドレルに巻き付けるために、バイアス層、あるいはストレート層に一旦張り合わせてから積層することで、生産性を上げる方法が開示されている。しかしながら積層されたプリプレグをマンドレルに積層する方法は具体的に開示されていない。
【０００４】
異なる特性のプリプレグを積層した場合のマンドレルへの巻きつけ方法は、例えば特開平６−１１４１３１の図４に開示されるように、プリプレグをずらして積層してその一番下のプリプレグをマンドレルに巻きつける方法と、同じ寸法のプリプレグを積層してマンドレルに巻きつける方法がある。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１９２５７
【特許文献２】特開平６−１１４１３１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、例えばフープ層１巻分のプリプレグを下側に、ストレート層複数巻分のプリプレグを上側になるようにプリプレグをずらしてマンドレルに巻きつけるとフープ層とストレート層が完全な同心円状にならず、図５に示すように双方のプリプレグが渦巻状に配置される。特にフープ層のプリプレグを跨いでストレート層のプリプレグが存在すると、フープ層を跨いだ方向にシャフトの軸線が曲がるという問題を有していた。また、同じ寸法のプリプレグを積層した場合は、フープ層とストレート層あるいはバイアス層のプリプレグの切目が重なるので、十分な強度が得られなかったり、シャフトの諸物性に異方性が生じるという問題を有していた。これらを避けるためには、フープ層とフープ層に隣接するプリプレグを１層毎にマンドレルに積層する必要があった。
【０００７】
本発明は、かかる課題を解決し、シャフトのフープ層が他のプリプレグ層と交差しないように、かつフープ層とストレート層のプリプレグの巻回数を任意の整数回としシャフトの曲がりを抑制するとともに強度と剛性を改善したシャフトを提供することを目的とする。あわせて、フープ層のプリプレグをマンドレルへ容易に巻きつけられるゴルフクラブシャフトの製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述の目的を達成するための請求項１に係わる発明は、炭素繊維強化樹脂層を積層してなり、シャフトの軸方向に対して前記炭素繊維強化樹脂層の炭素繊維を９０度±１０度の角度で配向させたフープ層を少なくとも１以上有するゴルフクラブシャフトにおいて、フープ層を構成するプリプレグの巻数は整数で、フープ層に隣接する片側または両側にシャフトの軸方向に対して前記炭素繊維強化樹脂層の炭素繊維を０度±１０度の角度で配向させたストレート層が配置され、フープ層と、フープ層に隣接する片側または両側に配置されるストレート層が同心円状に配置されることを特徴とするゴルフクラブシャフトである。
【０００９】
プリプレグの巻数とは、一つの層を構成するプリプレグの積層数をいい、巻数が整数回とは、プリプレグの巻始め端と巻終り端とシャフト中心がほぼ同一平面状に存在することをいう。フープ層以外の巻数についても同様に定義する。層が同心円状に配置されるとは、フープ層やストレート層等を構成するプリプレグが他の層のプリプレグの間に介在しないことをいう。
【００１０】
請求項２に係わる発明は、フープ層を構成するプリプレグの巻回数が２以上の整数回であることを特徴とするゴルフクラブシャフトである。特にシャフト外層に近いフープ層は繊維量が多いほど強度改善の効果がある。
【００１１】
請求項３に係わる発明は、炭素繊維強化樹脂層を積層してなり、シャフトの軸方向に対して前記炭素繊維強化樹脂層の炭素繊維を９０度±１０度の角度で配向させたフープ層を少なくとも１以上有するゴルフクラブシャフトにおいて、第一ストレート層を構成するプリプレグの上にフープ層を構成するプリプレグを重ね合わせ、前記フープ層を構成するプリプレグの上に第二ストレート層を構成するプリプレグを重ね合わせて中間部材とし、中間部材を第一ストレート層が内側になるようにマンドレルに巻きつけることを特徴とするゴルフクラブシャフトの製造方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係わるゴルフクラブシャフトは、上記のようにフープ層の両側のストレート層が同心円状に配置されるので、シャフト軸の曲がりを抑えることができる。また、フープ層を構成するプリプレグの巻回数を２以上としてもマンドレルへの巻きつけが容易である。
【００１３】
さらに、フープ層を含む任意の層のプリプレグの巻回数とプリプレグの巻始め端の位置が重ならないように設定できるので、シャフトの諸物性の方向性を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図１を用いて説明する。本発明のゴルフクラブシャフト１は、フープ層２を少なくとも１以上有し、前記フープ層２を構成するプリプレグの巻数は任意の整数回である。前記フープ層２に隣接するストレート層３−ａまたは３−ｂの巻数は、シャフト１に付与すべき曲げ剛性により１回でもよいし１以外の任意の整数回でもよい。また、シャフト１には前記フープ層２や前記ストレート層３のほかに、シャフト全長ではなく部分的に配置される補強層２１やシャフトのねじれ特性を規定するバイアス層２０が設けられるが、これらはシャフトに付与すべき特性に応じて配置されていればよく本発明の主要な構成ではないので説明は省く。ただし、前記フープ層２や前記ストレート層３をシャフトの特性に効率よく反映させるためには、前記フープ層２、または前記フープ層に隣接する第二ストレート層３−ｂのいずれかが前記シャフト１の最外層に設けられることが望ましい。
【００１５】
本発明のゴルフクラブシャフト１を作るためのプリプレグの積層方法について、図２を用いて説明する。フープ層２のプリプレグを幅Ｂｈで、第一ストレート層３−ａのプリプレグを幅Ｂｈ１で、第二ストレート層３−ｂのプリプレグ幅をＢｈ２で裁断し、前記フープ層２を構成するプリプレグの一方の面かつ一方の縁に第一ストレート層３−ａを構成するプリプレグを重ね合わせ、前記フープ層２を構成するプリプレグの他方の面かつ他方の縁に第二ストレート層３−ｂを構成するプリプレグを重ね合わせてシャフトの中間部材１０を作り、前記第一ストレート層３−ａを構成するプリプレグの二つの面のうち、前記フープ層２を積層した面とは異なる面がシャフトの内側になるようにマンドレル４に巻きつける。
【００１６】
このとき、前記フープ層２と前記第一ストレート層３−ａ及び前記第二ストレート層３−ｂを構成するプリプレグの幅Ｂｈ、Ｂｓ１、Ｂｓ２は、各層を構成するプリプレグの巻数に対応させる。ここで図２（ａ）はフープ層と第一ストレート層の巻数が１、第二ストレート層の巻数が２の模式図であり、図２（ｂ）は第一ストレート層と第二ストレート層の巻数が１、フープ層の巻数が２の模式図である。
【００１７】
第一ストレート層３−ａまたは第二ストレート層３−ｂが不要な場合は、各々に対応するプリプレグを除いて積層すればよい。また、プリプレグの積層幅ｌ１，ｌ２はプリプレグの縁から１巻数の長さ以内に収まるようにし、図２（ａ）のようにフープ層２の巻数が１の場合は、Ｂｈ＞ｌ１＋ｌ２となるように積層して中間部材１０を作成する。またシャフトの特性に合わせて、前記中間部材１０の他にバイアス層や補強層など（図示せず）をマンドレルに巻きつけた後に、加熱成形してシャフトを製造する。
【００１８】
図３に、図２（ａ）の中間部材１０を使用したシャフトの断面を示す。内側から、プリプレグの巻数が１の前記第一ストレート層３−ａと前記フープ層２、及びプリプレグの巻数が２の前記第二ストレート層３−ｂであり、各々の層を構成するプリプレグが他の層を構成するプリプレグの間に介在しない同心円状に配置される。また、前記第一ストレート層３−ａの切目７１と前記フープ層の切目７２は積層幅ｌ１だけずれ、前記フープ層２と前記第二ストレート層３−ｂの巻始め端は積層幅ｌ２だけずれる。
【００１９】
また、前記第二ストレート層３−ｂのプリプレグの巻数は２で、シャフトの中心５と巻始め端６−ａ及び巻終り端６−ｂはほぼ直線上に配置される。実際のシャフトでは前記中間部材１０の他にもシャフトの要求特性に合わせてプリプレグが使用されるが図３では省略する。
【実施例１】
【００２０】
本発明の実施例を図４を用いて説明する。本実施例では、シャフトの内側から補強層２１、第一のバイアス層２０、フープ層２２、第二のバイアス層２０、第一ストレート層３−ａ、フープ層２、第二ストレート層３−ｂ、補強層２１の順で各層を配置した。各層の巻数は、前記バイアス層２０は３、前記第二ストレート層は２、その他の層は１とした。
【００２１】
ここで、前記第一ストレート層３−ａと前記フープ層２の積層幅をｌ１、前記フープ層と前記第二ストレート層３−ｂの積層幅をｌ２とし、ｌ１及びｌ２はいずれもＢｈの１／３となるように積層して予め中間部材１０を作成した。製造工程を簡素化するために、バイアス層２０とフープ層２２で別の中間部材を予め作成してもよい。
【００２２】
前記中間部材１０を用いたシャフト１は、前記第一ストレート層の巻始め７１と前記フープ層の巻始め７２、及び第二ストレート層の巻始め６−ａはそれぞれ１２０度間隔で配置され、シャフトの諸物性の異方性を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明のシャフト
【図２】本発明のシャフトのプリプレグ巻きつけ方法
【図３】本発明のシャフトの断面模式図
【図４】本発明のシャフトの実施例
【図５】従来のシャフトの断面模式図
【符号の説明】
【００２４】
１  シャフト、２  フープ層、３−ａ  第一ストレート層、３−ｂ  第二ストレート層、４  マンドレル、５  シャフト中心、６−ａ  巻始め端、６−ｂ  巻終り端、７  縁、１０  中間部材、２０  バイアス層、２１補強層、２２  フープ層
Ｂｈ  フープ層のプリプレグ幅、Ｂｓ１  第一ストレート層のプリプレグ幅、Ｂｓ２  第二ストレート層のプリプレグ幅、ｌ１  フープ層と第一ストレート層のプリプレグの積層幅、ｌ２  フープ層と第二ストレート層のプリプレグ積層幅
【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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