JP2001062014A

JP2001062014A - ゴルフシャフト

Info

Publication number: JP2001062014A
Application number: JP23816599A
Authority: JP
Inventors: Ryoji Higuchi; 良司樋口; Yoshichika Mizuno; 吉近水野
Original assignee: Mizuno Corp
Current assignee: Mizuno Corp
Priority date: 1999-08-25
Filing date: 1999-08-25
Publication date: 2001-03-13

Abstract

(57)【要約】【課題】軽量で、曲げ剛性の増加を極力抑えつつ、曲
げ強度や衝撃強度を向上させたゴルフシャフトを提供し
ようとするものである。【解決手段】ＦＲＰ製ゴルフシャフトの先端部側の最
外層に、引張り弾性率１５０ＧＰａ以下の炭素繊維５１
としてピッチ系炭素繊維（日本グラファイトファイバー
(株)製）：引張り弾性率５０ＧＰａ、破断時伸び率２％
のものと有機繊維５２としてパラ系アラミド繊維（東レ
・デュポン(株)製商品名：ケブラー29）：引張り弾性率
５０ＧＰａ、破断時伸び率４％のものを、体積比が９
０：１０となるように、略均等間隔に混在させて引き揃
えてプリプレグシートを形成し、その外側にガラス繊維
からなるクロスまたは引き揃えの保護プリプレグシート
１０を貼り合わせた複合プリプレグシート５０を配置さ
せて形成されたゴルフシャフト。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ゴルフシャフトに
関するものであり、さらに詳しくは、複数のＦＲＰ層を
積層して形成されるゴルフシャフトにおいて、該ゴルフ
シャフトの意匠性を向上させ、かつ曲げ剛性の増加を少
なくして、曲げ強度および衝撃強度を向上させたゴルフ
シャフトに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ゴルフシャフトとしては、強
化繊維を一方向に引き揃えて、成形用樹脂を含浸させ
た、いわゆるプリプレグシートを、シャフト成形用マン
ドレルに巻回して形成されたＦＲＰ層を複数層積層して
なる構成のものが公知である。前記ゴルフシャフトを構
成している強化繊維は、弾性率が２００ＧＰａ〜６００
ＧＰａ程度の炭素繊維が用いられるのが一般的であった
が、最近では、前記ゴルフシャフトを軽量化するため
に、前記範囲以上の弾性率を有する強化繊維が用いられ
るようになってきている。

【０００３】然しながら高弾性率の強化繊維を用いてシ
ャフトの軽量化を実現させる場合には、特にゴルフシャ
フトのヘッドを取り付ける側の強度不足を伴うので、こ
れを補うために、ヘッドを取り付ける側に、部分的に前
記プリプレグシートを多く巻回積層して補強を行ってい
た。前記補強を行うことにより補強部分であるヘッド取
り付け側の曲げ強度を向上させることが出来たが、同時
に前記部分の曲げ剛性も大きくなってしまい、シャフト
全体としてみてみると、曲げ剛性の分布が滑らかである
とは言えず、従って、ゴルフシャフトのしなりも滑らか
であるとは言い難いといった問題があった。

【０００４】そこで、前記補強を行うことによる、ゴル
フシャフトの曲げ剛性の増加を抑え、ゴルフシャフトと
して滑らかなしなりを実現するために、たとえば、特開
平３−１６８１６８号公報に開示されているように、有
機重合体からなるテープ状フィルムをシャフトのヘッド
取り付け側に巻回積層し、打球時の衝撃強度を向上させ
たものが公知である。

【０００５】その他、特開平９−１４１７５４号公報に
開示されているように、従来よりも低弾性率の炭素繊
維、たとえば、曲げ弾性率が５ＧＰａ〜１５０ＧＰａ程
度の炭素繊維からなるプリプレグシートを用いて補強を
行うことにより、ゴルフシャフトの前記補強部分の曲げ
剛性の増加を抑えて、強度を向上させたものも見られ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記有機重合体からな
るテープ状フィルムをシャフトのヘッド取り付け側に巻
回積層して補強を行ったシャフトは、衝撃強度を向上さ
せることができた。しかし、前記有機重合体（ここでは
アラミドフィルムを使用しているが）はフィルム状であ
ることなどにより、他の強化繊維から成るプリプレグシ
ートとの密着性が良好とはいえないことや、最外層に使
用した場合には、仕上げの研磨をするのに、例えば炭素
繊維強化樹脂層に比べて研磨され難いといった問題点が
あった。

【０００７】また、曲げ弾性率が５ＧＰａ〜１５０ＧＰ
ａ程度の炭素繊維からなるプリプレグシートを用いたシ
ャフトは、前記部分が、シャフトの曲げ剛性に影響を及
ぼすことは比較的少なくすることが出来たが、前記炭素
繊維は、破断伸び率が２％程度であるため、強度を充分
に補強しようとすれば、前記プリプレグシートの積層量
を多くしなければならず、その分、重量が増加し、本来
の軽量化の妨げとなっていた。また、上記のような特徴
的な素材をシャフトの最外層に使用しても特に炭素繊維
の場合、基本的に黒の色調である為、視覚に分かりずら
く、ユーザーに使用素材の訴求がしにくかった

【０００８】そこで本発明は、これら従来の課題を解決
し、軽量で、曲げ剛性の増加を極力抑えつつ、曲げ強度
や衝撃強度を向上させ、かつ意匠性に優れたゴルフシャ
フトを提供しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、強化繊維を引き揃えたプリプレ
グシートを巻回してなるＦＲＰ層を積層して形成された
ゴルフシャフトにおいて、前記ＦＲＰ層を構成するプリ
プレグシートの一部に有機繊維と引張り弾性率が１５０
ＧＰａ以下の炭素繊維からなる複合プリプレグシートを
用いたゴルフシャフトである。

【００１０】請求項２の発明は、請求項１のゴルフシャ
フトにおいて、前記複合プリプレグシートは、ゴルフシ
ャフト本体の最外層のＦＲＰ層に部分的に用いたゴルフ
シャフトである。

【００１１】請求項３の発明は、請求項１または２のゴ
ルフシャフトにおいて、前記複合プリプレグシートは、
ゴルフシャフト本体の先端側であって、該先端から後端
側へ１００ｍｍ以上５００ｍｍ以下の範囲に用いたゴル
フシャフトである。

【００１２】請求項４の発明は、請求項１、２または３
のゴルフシャフトにおいて、前記複合プリプレグシート
は、引張り弾性率が６０ＧＰａ以下の炭素繊維と染色さ
れたパラ系アラミド繊維を略均等間隔に混在させて引き
揃えたプリプレグシートの外側にガラス繊維のプリプレ
グシートを貼り合わせた構成を有するゴルフシャフトで
ある。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して具体的に説明する。図１は、ゴルフシ
ャフトの全体構成例を示す図である。図１において、ゴ
ルフシャフト１は、シャフトの軸方向に沿って細径の先
端部３から、太径の後端部４にいたる緩やかな概略テー
パー形状を有している。図３は、ゴルフシャフト成形用
のマンドレル９に巻回されるプリプレグシートの一配置
構成例を示す図である。

【００１４】ゴルフシャフトは、通常、バイアス層とス
トレート層からなるＦＲＰ層を積層することによって構
成されている。本発明のゴルフシャフト１の積層構造と
しては、図３に示すように、まず、ゴルフシャフト全体
を構成するバイアス層６となるバイアスプリプレグ６１
とストレート層７となるストレートプリプレグ７１が巻
回され、場合によっては、前記した各層の外側の必要な
個所に補強ＦＲＰ層８となるプリプレグシート８１が巻
回積層されてゴルフシャフト本体２が形成される。そし
て、前記プリプレグシートの一部には、１５０Ｇｐａ以
下の炭素繊維と有機繊維からなる複合プリプレグシート
５０が用いられて複合ＦＲＰ層５が形成されているもの
である。

【００１５】前記ゴルフシャフト本体２に用いられるプ
リプレグシートの強化繊維としては、従来より公知の、
ＦＲＰ成形品に用いられるものが使用でき、たとえば、
炭素繊維、ガラス繊維、ボロン繊維、アルミナ繊維、炭
化珪素繊維などが例示できるが、好ましくは、軽量で比
強度、比弾性率に優れた炭素繊維が用いられる。また、
ゴルフシャフト本体２のマトリックス樹脂としては、従
来から公知のもの、例えば、エポキシ樹脂、ポリエステ
ル樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂等の熱硬化
性樹脂や、ＡＢＳ樹脂、ナイロン樹脂、ポリカーボネー
ト樹脂、ＰＥＥＫ樹脂などの熱可塑性樹脂が用いられる
が、好ましくは、エポキシ樹脂がよい。

【００１６】前記ゴルフシャフト本体２のシャフト全体
を構成するＦＲＰ層の構成としては、軸方向に対して斜
向した方向に前記強化繊維を引揃えることで構成された
バイアスプリプレグ６１によるバイアス層６および軸方
向に前記強化繊維を引揃えることで構成されたストレー
トプリプレグ７１によるストレート層７から形成されて
いる。前記バイアスプリプレグ６１は、例えば、弾性率
２４０〜４００ＧＰａの炭素繊維を軸方向に対して斜
向して引揃えたバイアスプリプレグ６１ａ，６１ｂを、
各炭素繊維の引揃方向が交差するように（好ましくは軸
方向に対して±３０°〜±６０°となるように）重ね合
わせて構成され、巻回されている。前記ストレートプリ
プレグ７１は、弾性率２４０〜４００ＧＰａの炭素繊
維を軸方向に引揃えたものである。

【００１７】また、前記のようにシャフト全体を構成す
るＦＲＰ層上には、たとえば、先端領域において補強Ｆ
ＲＰ層８となるプリプレグシート８１が巻回される。こ
のプリプレグシート８１は補強と共に外径調整用に用い
られるものであり、弾性率２４０〜４００ＧＰａの炭
素繊維を軸方向に引揃えて構成されている。

【００１８】そして、前記したように構成されたプリプ
レグシートの一部には、１５０Ｇｐａ以下の炭素繊維と
有機繊維からなる複合プリプレグシート５０が用いら
れ、巻回されている。この複合プリプレグシート５０の
大きさ、並びに巻回される位置はゴルフシャフト１の特
性の設計によって任意に選択され、たとえば、先端部３
側、後端部４側、キックポイント部などがある。また、
積層位置についても、前記した最外層が好ましいが、そ
の外側にガラス繊維プリプレグ等を巻回して、後工程の
研磨作業の効率を向上させることもできる。

【００１９】ここで複合プリプレグシート５０の一構成
例を図２を参照して説明する。複合プリプレグシート５
０は、引張り弾性率が１５０Ｇｐａ以下の炭素繊維５１
と有機繊維５２を混在させて、前記繊維に成形用樹脂を
含浸させてなるものであり、１５０Ｇｐａ以下の炭素繊
維５１としては、引張り弾性率が５〜１５０Ｇｐａで引
張り強度１〜５Ｇｐａのものが好ましく用いられ、前記
特性を有するものであれば、ポリアクリルニトリル系炭
素繊維、ピッチ系炭素繊維のいずれでも良く、要求され
るゴルフシャフトの特性に応じて選ばれる。また、有機
繊維５２としては、たとえば、アラミド繊維、ポリイミ
ド繊維、ポリエーテルエーテルケトン繊維、全芳香族ポ
リエステル繊維等が用いられ、前記引張り弾性率が５〜
１５０Ｇｐａ以下の炭素繊維の内の、用いられる炭素繊
維の曲げ弾性率にあわせて選ばれ、前記炭素繊維の曲げ
弾性率±３０ＧＰａ程度のものがよく、衝撃に対して大
きな強度を有し、染色性が良好であることから、アラミ
ド繊維が好ましい。このように、ＦＲＰ製のゴルフシャ
フト１の一部に前記複合ＦＲＰ層５を配置することによ
り、ゴルフシャフトの曲げ剛性を増加させる事なく、打
撃時の衝撃強度を向上させることができる。また、前記
した、通常のＦＲＰ層を形成するプリプレグシートのみ
の場合に比して、前記通常のＦＲＰ層を形成するプリプ
レグシートの使用量を少なくして衝撃強度を向上させる
ことができるので、ゴルフシャフト本体の重量の増加を
抑えることができる。

【００２０】前記複合プリプレグシート５０の構成とし
ては、有機繊維５２と１５０Ｇｐａ以下の炭素繊維５１
の体積比が、５：９５〜３０：７０程度と成るように混
在させるのが好ましい。前記有機繊維５２の混在量は、
５％以下であると曲げ強度を補強する効果が現れない
し、３０％以上であると、有機繊維の影響が大きくな
り、圧縮側でざくつ破壊をおこし、曲げ強度が低下する
ため好ましくない。

【００２１】前記両繊維５１、５２は、両繊維を均等間
隔となるように混在させて、一方向に引き揃えた状態で
プリプレグシートとするほか、引き揃えた前記炭素繊維
５１のプリプレグシートの上に、引き揃えた有機繊維５
２のプリプレグシートを均等間隔をおいて重ねて複合プ
リプレグシート５０とすれば、該複合プリプレグシート
５０の成形工程が効率化出来るので好ましい。

【００２２】また、前記複合プリプレグシート５０とし
ては、前記した一方向引き揃えて形成したプリプレグシ
ートを使用することが出来るが、クロスプリプレグシー
トであっても良く、有機繊維５２と１５０Ｇｐａ以下の
炭素繊維５１が均等間隔に混在出来ていて、前記複合プ
リプレグシート５０の曲げ強度や曲げ弾性率が、前記複
合プリプレグシート５０全体で偏倚していなければ良
い。

【００２３】

【実施例】次に、図３及び図４を参照して、複合プリプ
レグシート５０をゴルフシャフト本体２の先端部３から
後端部４へ１００ｍｍ以上５００ｍｍ以下の範囲に配置
した実施例について説明する。前記した複合プリプレグ
シート５０の構成としては、１５０Ｇｐａ以下の炭素繊
維５１としてピッチ系炭素繊維（日本グラファイトファ
イバー(株)製）：引張り弾性率５０ＧＰａ、破断時伸び
率２％のものを用い、有機繊維５２としてパラ系アラミ
ド繊維（東レ・デュポン(株)製商品名：ケブラー29）：
引張り弾性率５０ＧＰａ、破断時伸び率４％のものを用
いて、前記繊維の体積比が９０：１０となるように、交
互に均等間隔で引き揃えてプリプレグシートを形成し、
その外側に保護プリプレグシート１０としてガラス繊維
からなるクロスまたは引き揃えプリプレグシートを貼り
合わせたものを形成して用いた。なお、図４はゴルフシ
ャフト１の先端部３近傍における断面を拡大し、巻回さ
れた各プリプレグシートの積層構造を示す図であり、最
外層に硬化後透明となる繊維からなる保護プリプレグシ
ート１０に保護された複合プリプレグシート５０が巻回
積層された状態が示されている。

【００２４】前記ゴルフシャフト本体２の積層構成は、
まず、マンドレル９に炭素繊維を軸方向に対して斜向し
て引揃えたバイアスプリプレグ６１ａ，６１ｂを、前記
繊維の配向角度が交互になるように夫々２プライ巻回積
層している。そして、このバイアスプリプレグ６１ａ、
６１ｂの外側には、炭素繊維を軸方向に引揃えたストレ
ートプリプレグ７１が２プライ巻回積層している。前記
ストレートプリプレグ７１を巻回した後、先端部３側の
ストレートプリプレグ７１上には、プリプレグシート８
１が巻回してあり、本実施例では、前記プリプレグシー
ト８１を、前記構成の複合プリプレグシート５０により
形成している。

【００２５】本実施例のゴルフシャフト１では、前記し
たように、先端部３側の補強ＦＲＰ層８を構成するプリ
プレグシート８１に複合プリプレグシート５０を配置さ
せて形成されたものであり、そのような構成とすること
により、先端部３の曲げ剛性の増加をまねくことなく打
撃時の衝撃強度を確保できるので、ゴルフシャフトの先
端部３から中央部に向かって滑らかな曲げ剛性を発現す
るゴルフシャフトとすることができる。

【００２６】前記複合プリプレグシート５０が配置され
る範囲は、先端部３側の好ましくは、該先端部３から後
端部４へ１００ｍｍ以上５００ｍｍ以下の範囲である。
前記複合プリプレグシート５０の配置される範囲が前記
範囲より小さい場合は、補強ＦＲＰ層８を配置した効果
が発現できないため好ましくない。また、前記範囲を超
えると、補強を必要としない部分にも配置することにな
るためシャフト全体の重量の増加をまねくことになるた
め好ましくない。

【００２７】比較例として、前記補強ＦＲＰ層８を、前
記複合プリプレグシート５０に代えて、引張り弾性率５
０ＧＰａのピッチ系炭素繊維（日本グラファイトファイ
バー(株)製）：引張り弾性率５０ＧＰａ、破断時伸び率
２％のプリプレグシートにより形成した他は、前記実施
例と同様としてゴルフシャフトを形成した。

【００２８】前記実施例と比較例のゴルフシャフトにつ
いて、シャルピー衝撃物性について測定し比較した。そ
の結果、実施例のゴルフシャフトの衝撃曲げ弾性率３６
ＧＰａ、衝撃曲げ強度９２８ＭＰａで衝撃曲げ破断たわ
み１１．２ｍｍであった。これに対し、比較例のゴルフ
シャフトの衝撃曲げ弾性率３８ＧＰａ、衝撃曲げ強度８
８７ＭＰａで衝撃曲げ破断たわみ８．５ｍｍであった。
以上のことから、シャフト先端部の補強部分の剛性を増
加させることなく、衝撃強度を向上させることが出来た
ので、ゴルフシャフトのヘッド取付け部の折損を防止で
きる。

【００２９】

【発明の効果】前記したように、ゴルフシャフトのＦＲ
Ｐ層を形成するプリプレグシートの一部に、１５０Ｇｐ
ａ以下の炭素繊維と有機繊維からなる複合プリプレグシ
ートを用いたことにより、前記部分の曲げ剛性の増加を
少なくして、曲げ強度、衝撃強度を向上させることがで
きる。複合プリプレグシートは、引張り弾性率が５〜１
５０Ｇｐａ以下の炭素繊維と有機繊維を組み合わせて成
ることから、両繊維の曲げ剛性も近似して、かつ、炭素
繊維の衝撃強度が弱い部分を有機繊維が補い、かつ、前
記両繊維を交互に均等間隔に配置してプリプレグシート
としたから、たとえば、先端部の補強として衝撃強度に
優れたアラミド繊維を用いた場合のように、積層する他
の層のプリプレグシートとの接着性があまり良好でなく
ても、本発明のように、炭素繊維を混在させることによ
り、炭素繊維の部分が他の層との接着性を向上させ、し
たがって、層間剥離等の恐れもなく、衝撃強度に優れた
有機繊維の特性を発現したゴルフシャフトとすることが
できる。また、染色されたアラミド繊維を用いることに
より、外観にも優れたゴルフシャフトが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のゴルフシャフトの一実施例例を示す
図。

【図２】複合ＦＲＰ層を構成する複合プリプレグシート
の構成例を示す図。

【図３】本発明の一実施例に示したゴルフシャフトの巻
回された各プリプレグシートの一配置構成例を説明する
図。

【図４】本発明の一実施例のゴルフシャフトの先端部近
傍における拡大断面を示す図。

【符号の説明】

１ゴルフシャフト２ゴルフシャフト本体３先端部４後端部５複合ＦＲＰ層６バイアス層７ストレート層８補強ＦＲＰ層９マンドレル１０保護プリプレグシート５０複合プリプレグシート５１炭素繊維５２有機繊維６１バイアスプリプレグ６１ａバイアスプリプレグ６１ｂバイアスプリプレグ７１ストレートプリプレグ８１プリプレグシート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】強化繊維を引き揃えたプリプレグシート
を巻回してなるＦＲＰ層を積層して形成されたゴルフシ
ャフトにおいて、前記ＦＲＰ層を構成するプリプレグシ
ートの一部に有機繊維と引張り弾性率が１５０ＧＰａ以
下の炭素繊維からなる複合プリプレグシートを用いたこ
とを特徴とするゴルフシャフト。
【請求項２】前記複合プリプレグシートは、ゴルフシ
ャフト本体の最外層のＦＲＰ層に部分的に用いたことを
特徴とする請求項１記載のゴルフシャフト。
【請求項３】前記複合プリプレグシートは、ゴルフシ
ャフト本体の先端側であって、該先端から後端側へ１０
０ｍｍ以上５００ｍｍ以下の範囲に用いたことを特徴と
する請求項１または２記載のゴルフシャフト。
【請求項４】前記複合プリプレグシートは、引張り弾
性率が６０ＧＰａ以下の炭素繊維と染色されたパラ系ア
ラミド繊維を略均等間隔に混在させて引き揃えたプリプ
レグシートの外側にガラス繊維のプリプレグシートを貼
り合わせた構成を有することを特徴とする請求項１、２
または３記載のゴルフシャフト。