JP2001293117A - ゴルフシャフト - Google Patents

ゴルフシャフト

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JP2001293117A
JP2001293117A JP2000111066A JP2000111066A JP2001293117A JP 2001293117 A JP2001293117 A JP 2001293117A JP 2000111066 A JP2000111066 A JP 2000111066A JP 2000111066 A JP2000111066 A JP 2000111066A JP 2001293117 A JP2001293117 A JP 2001293117A
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fiber
thickness
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amorphous alloy
reinforced prepreg
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JP2000111066A
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Shuji Ueno
修司 上埜
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Unitika Ltd
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Unitika Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 曲げ強度、捩り破壊強度や耐衝撃性等の機械
的強度に優れたゴルフシャフトを提供する。 【解決手段】 繊維強化プリプレグ層からなるゴルフシ
ャフトにおいて、繊維強化プリプレグ層の少なくとも一
層は強化繊維として、幅が100μm以上500μm以
下、厚さが20μm以上50以下、厚さの幅に対する比
(厚さ/幅)が0.05以上0.3以下の非晶質合金薄
帯を含む繊維強化プリプレグ層1であることを特徴とす
るゴルフシャフト。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、繊維強化プリプレ
グ層を有するゴルフシャフトに関するものであり、特
に、強化繊維が特定の断面形状からなる高強度非晶質合
金薄帯である繊維強化プリプレグ層を設けたゴルフシャ
フトに関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、ゴルフシャフトとして、軽量で且
つ機械的強度が高いという理由から、例えば強化繊維と
して炭素繊維を使用した炭素繊維強化プリプレグ層を設
けたものが多く利用されており、良好な成果を収めてい
る。
【0003】しかし、このような炭素繊維を強化繊維と
して用いるゴルフシャフトにおいても、更に、強度及び
弾性率の点で、あるいは使用時の感触の点で改良が望ま
れており、斯る要望に応えるべく、強化繊維としてチタ
ン繊維やステンレス繊維などの金属繊維を一種或は複数
種用いた繊維強化プリプレグ、又は強化繊維として一種
あるいは複数種の前記の金属繊維と、金属繊維以外の炭
素繊維などの異種繊維とを用いた繊維強化プリプレグ層
を設けたゴルフシャフトの開発が盛んに行われている。
【0004】このような金属繊維を用いる繊維強化プリ
プレグ層の場合、炭素繊維のみを用いた場合に比べて、
金属繊維特有の優れた機械特性を反映して圧縮強度、曲
げ強度、衝撃強度及び捩り破壊強度などに優れたゴルフ
シャフトが得られることが明らかになってきた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、チタン
繊維やステンレス繊維等の金属繊維を用いた繊維強化プ
リプレグ層を使用して作製したゴルフシャフトにおいて
は、強化繊維として用いる金属繊維の機械強度が十分高
くないため、圧縮強度、曲げ強度や衝撃強度などの改善
は行えるものの、未だ不十分であることが判明した。し
たがって、ゴルフシャフトにおいて、さらなる曲げ強
度、捩り破壊強度や耐衝撃性等の改善が望まれている。
【0006】本発明は、強化繊維として高強度非晶質合
金の特性を最大限に生かし、曲げ強度、捩り破壊強度や
耐衝撃性等の機械的強度に優れたゴルフシャフトを提供
することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0007】本発明者は、このような課題を解決するた
めに鋭意検討を行なった結果、強化繊維が特定の断面形
状を有する高強度非晶質合金薄帯の場合に、従来の金属
繊維の場合に比べて、強化繊維とマトリクス樹脂との接
着性が大幅に向上し、金属繊維の中でも特に優れた非晶
質合金の機械特性が十分に反映されてゴルフシャフトの
機械的強度の改良が可能になることを見出し本発明を完
成した。
【0008】すなわち、本発明は、繊維強化プリプレグ
層からなるゴルフシャフトにおいて、繊維強化プリプレ
グ層の少なくとも一層は強化繊維として、幅が100μ
m以上500μm以下、厚さが20μm以上50以下、
厚さの幅に対する比(厚さ/幅)が0.05以上0.3
以下の非晶質合金薄帯を含む繊維強化プリプレグ層であ
ることを特徴とするゴルフシャフトを要旨とするもので
ある。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ、て本発
明を具体的に説明する。図1は、本発明のゴルフシャフ
トの一例を示す横断面図であり、図2は、本発明のゴル
フシャフトの他の例を示す横断面図である。本発明のゴ
ルフシャフトは、図1に示されるように、基本的には強
化繊維として炭素繊維を含む繊維強化プリプレグ層2に
より形成されており、炭素繊維により強化された1層あ
るいは複数層のプリプレグと共に、本発明に従って構成
される、後に詳しく説明する特定の非晶質合金薄帯を含
む繊維強化プリプレグ層1が配設されてなる。なお、図
1では炭素繊維により強化された二つのプリプレグ層の
間に、本発明に係る繊維強化プリプレグ層1が設けられ
ているが、図2に示されるように、最外層にも、又図示
してはいないが最内層にも設けることができ、本発明に
係る繊維強化プリプレグ層は任意の箇所に設けることが
できる。さらに図1及び図2で示した炭素繊維を含む繊
維強化プリプレグ層はそれぞれが複数層から構成されて
いてもよい。
【0010】本発明に係る繊維強化プリプレグ層の実施
態様を以下に説明する。ここで図3は、本発明に係る繊
維強化プリプレグ層の一例を示す側面図である。図3に
おいて繊維強化プリプレグ層1は、マトリクス樹脂4が
含浸された強化繊維3を有してなる。本発明に係る強化
繊維は、幅が100μm以上500μm以下、厚さが2
0μm以上50以下、厚さの幅に対する比(厚さ/幅)
が0.05以上0.3以下の非晶質合金薄帯であること
が必要である。また、ゴルフシャフトとしてより優れた
機械特性を実現するためには、幅が200μm以上45
0μm以下、厚さが22μm以上45μm以下、厚さの
幅に対する比(厚さ/幅)が0.065以上0.2以下
の非晶質合金薄帯であることがより好ましい。本発明に
係る非晶質合金薄帯の断面形状が限定される理由につい
ては、幅が100μmより狭い非晶質合金薄帯の場合や
厚みが20μmより薄い非晶質合金薄帯の場合は、非晶
質合金薄帯の製造性が悪くなるため、容易に機械特性、
特に引張強度に優れた非晶質合金薄帯が得られないため
であり、また、厚さが50μmより厚い非晶質合金薄帯
の場合や厚さの幅に対する比(厚さ/幅)が0.3より
大きい非晶質合金薄帯の場合は、液体急冷法により製造
される場合に、曲げ靭性などの弱い部分を有する機械特
性の悪い非晶質合金薄帯しか得られないためである。さ
らに、幅が500μmより広い非晶質合金薄帯の場合や
厚さの幅に対する比(厚さ/幅)が0.05より小さい
非晶質合金薄帯の場合は、引張強度に優れた非晶質合金
薄帯が得られにくくなるためである。
【0011】本発明に係る非晶質合金薄帯の合金組成と
しては、液体急冷法における製造性あるいは優れた引張
強度や曲げ靭性などが求められる機械特性、プリプレグ
化や加工工程で求められる熱的安定性、また使用の際に
求められる耐食性などの諸特性のバランスの観点から、
少なくともFe、Coの一種が60原子%以上、Niが
20原子%以下、Crが3原子%以上、Siが1原子%
以上20原子%以下、Bが5原子%以上25原子%以
下、SiとBの和が15原子%以上35原子%以下であ
ることが好ましい。また、合金組成としては、少なくと
もFe、Coの一種が65原子%以上80原子%以下、
Niが20原子%以下、Crが5原子%以上20原子%
以下、Siが3原子%以上15原子%以下、Bが10原
子%以上20原子%以下、SiとBの和が17原子%以
上27原子%以下であることがより好ましい。なお、前
記組成について、耐食性、熱的安定性、機械強度を改善
する目的で、Mo、W、Nb、Taの少なくとも一種が
10原子%以下の範囲で含まれていても特に問題はな
い。
【0012】本発明に係るマトリクス樹脂4としては、
エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン
樹脂、ジアリルフタレート樹脂、フェノール樹脂などの
熱硬化性マトリクス樹脂が使用可能であり、特にエポキ
シ樹脂が好ましい。また、硬化温度が50〜200℃と
なるように硬化剤その他の付与剤、例えば可撓性付与剤
などが適当に添加されていても特に問題はない。
【0013】本発明に係る繊維強化プリプレグ層1にお
ける強化繊維(非晶質合金薄帯)3とマトリクス樹脂4
との配合割合としては、任意に調製し得るが、一般に、
重量%で強化繊維:マトリクス樹脂=30〜80:20
〜70の範囲がよく、好ましくは40〜75:25〜6
0である。また、繊維強化プリプレグ層1の厚さTとし
ては、通常30〜300μmである。
【0014】なお、本発明に係る繊維強化プリプレグ層
については、強化繊維として上記非晶質合金薄帯を用い
る際に、チタン繊維、スチール繊維、ステンレス繊維、
タングステン繊維、アルミニウム繊維などから選択され
る一種又は複数種の金属繊維や、炭素繊維、ボロン繊
維、ガラス繊維、アルミナ繊維、炭化珪素繊維、窒化珪
素繊維などの無機繊維、及びアラミド繊維、ポリアリレ
ート繊維、ポリエチレン繊維などの有機繊維から選択さ
れる一種又は複数種の異種繊維が、強化繊維の重量中4
0%以下の範囲で合わせて用いられていても特に問題は
ない。この際、用いられる金属繊維や異種繊維として
は、5〜30μmの小径のもの、あるいは50〜150
μmの大径のものなど、種々の繊維径のものが使用し得
る。
【0015】本発明に係る繊維強化プリプレグ層におい
ては、上記非晶質合金薄帯や各種繊維からなる強化繊維
が、図4のように通常一方向に配列して構成されるもの
が用いられるが、各種繊維をクロス(織物)の状態で使
用することも可能である。ここで、図4は、本発明に係
る繊維強化プリプレグ層の一例を示す平面図である。ま
た、プリプレグの繊維の配列方向としては、ゴルフシャ
フトの芯金5の軸線に対して、図5に示すように角度
(θ)(通常、θ≦65°)だけ傾斜するように配設さ
れるが、軸方向の曲げ強度などのゴルフシャフトの機械
強度を改善する目的では、軸線に対して繊維の配列方向
がほぼ平行(θ≒0°)になるように配設することが特
に好ましい。ここで、図5は、本発明のゴルフシャフト
の構成の一例を示す展開図である。
【0016】
【実施例】次に、本発明を実施例及び比較例によって具
体的に説明する。 実施例1 繊維径が7μmのPAN系炭素繊維(東レ株式会社製、
商品名T300)を使用し、炭素繊維がゴルフシャフト
の軸線に対して互に角度(θ)(通常、θ=35°〜4
5°)だけ傾斜するように配列された繊維強化プリプレ
グ層2と、炭素繊維がゴルフシャフトの軸線に対して平
行に配列された繊維強化プリプレグ層2と、両プリプレ
グ層2の間に、非晶質合金薄帯がゴルフシャフトの軸線
に対して平行に配列された繊維強化プリプレグ層1を配
設し、常法により熱硬化させて断面が図1に示す構成の
ゴルフシャフトを作製した。なお、各プリプリグ層のマ
トリックスとしてはエポキシ樹脂(スリーボンド社製)
を用いた。ここで、強化繊維として使用した非晶質合金
薄帯は単ロール法により作製された、Co34Fe34Cr
10Si9 13(原子%)からなる組成の幅400μm、
厚さ33μm、厚さの幅に対する比(厚さ/幅)が0.
0825の非晶質合金薄帯である。また、プレプリグ層
中には4mmピッチの間隔でこの非晶質合金薄帯を平行
に配置させた。また、この非晶質合金薄帯の機械特性を
引張試験機(インストロン社製)を用いて評価したとこ
ろ、長さ12cmの10本の試験サンプルの平均で31
0kg/mm2 の引張強度と伸び2.1%を有している
ことが確認された。次に、図6に示すように作製したゴ
ルフシャフトを片持ち梁の支持構造とし、1mスパンの
先端に750gの荷重をかけ、撓み量Aを測定した。こ
こで、図6は、ゴルフシャフトの撓み量を測定状態を示
す正面図である。なお、測定に際しては、1.2mの長
さのゴルフシャフトを用い、支持部分20cmで3本づ
つ測定を行った。その測定結果を表1に示す。
【0017】実施例2 強化繊維として単ロール法により作製された、Co27
34Ni7 Cr10Mo 2 Si9 13(原子%)からなる
組成の幅300μm、厚さ24μm、厚さの幅に対する
比(厚さ/幅)が0.08の非晶質合金薄帯を用いる以
外は、実施例1と同様にしてゴルフシャフトを作製し、
撓み量Aの測定を行った。その結果を表1に示す。な
お、用いた非晶質合金薄帯の機械特性を引張試験機(イ
ンストロン社製)を用いて実施例1と同様に評価したと
ころ、300kg/mm2 の引張強度と伸び2%を有し
ていることが確認された。
【0018】比較例1 強化繊維として単ロール法により作製された、Co34
34Cr10Si9 13(原子%)からなる組成の幅75
0μm、厚さ18μm、厚さの幅に対する比(厚さ/
幅)が0.024の非晶質合金薄帯を用いる以外は、実
施例1と同様にしてゴルフシャフトを作製し、撓み量A
の測定を行った。その結果を表1に示す。なお、用いた
非晶質合金薄帯の機械特性を引張試験機(インストロン
社製)を用いて実施例1と同様に評価したところ、24
5kg/mm2 の引張強度と伸び1.8%を有している
ことが確認された。
【0019】比較例2 強化繊維として、日本冶金社製の線径が100μmのス
テンレス304線を用いる以外は、実施例1と同様にし
てゴルフシャフトを作製し、撓み量Aの測定を行った。
その結果を表1に示す。なお、用いたステンレス線の機
械特性を引張試験機(インストロン社製)を用いて実施
例1と同様に評価したところ、115kg/mm2 の引
張強度と伸び36%を有していることが確認された。
【0020】
【表1】
【0021】表1より明らかなように、本発明のゴルフ
シャフトである実施例1及び2は、本発明に係る断面形
状の範囲外の非晶質合金薄帯を強化繊維に用いた比較例
1や従来からある強化繊維を用いた比較例2に比べて撓
み量Aが少なく、優れた曲げ強度を有していることが判
明した。さらに、実施例1及び2のゴルフシャフトは、
強化繊維が高強度非晶質合金薄帯からなる繊維強化プリ
プレグ層を配設したことによる機械的強度の向上効果を
十分に発揮させることができており、前記した曲げ強度
の向上のみならず、捩り破壊強度や耐衝撃性等の機械的
強度も大幅に向上していることが確認された。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のゴルフク
ラブシャフトは、マトリクス樹脂と強化繊維の接着性が
高く、強化繊維による機械的強度の向上効果を十分に発
揮させることができ、特に、曲げ強度を初めとする捩り
破壊強度や耐衝撃性等の各種機械的強度を大幅に向上さ
せることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のゴルフシャフトの一例を示す横断面図
である。
【図2】本発明のゴルフシャフトの他の例を示す横断面
図である。
【図3】本発明に係る繊維強化プリプレグ層の一例を示
す側面図である。
【図4】本発明に係る繊維強化プリプレグ層の一例を示
す平面図である。
【図5】本発明のゴルフシャフトの構成の一例を示す展
開図である。
【図6】ゴルフシャフトの撓み量の測定状態を示す正面
図である。
【符号の説明】
1 非晶質合金薄帯が強化繊維である繊維強化プリプレ
グ層 2 炭素繊維が強化繊維である繊維強化プリプレグ層 3 非晶質合金薄帯 4 マトリックス樹脂 5 芯金

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 繊維強化プリプレグ層からなるゴルフシ
    ャフトにおいて、繊維強化プリプレグ層の少なくとも一
    層は強化繊維として、幅が100μm以上500μm以
    下、厚さが20μm以上50以下、厚さの幅に対する比
    (厚さ/幅)が0.05以上0.3以下の非晶質合金薄
    帯を含む繊維強化プリプレグ層であることを特徴とする
    ゴルフシャフト。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101912207B1 (ko) 2017-08-22 2018-12-28 에스씨엠주식회사 골프채 샤프트 제조방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63278827A (ja) * 1987-05-09 1988-11-16 Ryobi Ltd 釣竿、ゴルフシャフト等管状体の製造方法

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