JP2005323829A

JP2005323829A - 積層体

Info

Publication number: JP2005323829A
Application number: JP2004144964A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Suzuki; 浩之鈴木
Original assignee: Daiwa Seiko Co Ltd
Current assignee: Globeride Inc
Priority date: 2004-05-14
Filing date: 2004-05-14
Publication date: 2005-11-24

Abstract

【課題】強化繊維を交差状に配向させて形成した複数の層間の剥離あるいは破損を防止すると共に、比強度、比剛性を向上させることのできる積層体を提供すること
【解決手段】所定方向に引き揃えられた強化繊維に合成樹脂を含浸させた複数のプリプレグシートを積層して形成した積層体であって、強化繊維１７ａ，１７ｂを編糸３０で編成した編成シート１６を積層して形成された編成シート層１６Ｌを有する積層体１０。
【選択図】図４

Description

本発明は、積層体に関し、特に、所定方向に引き揃えられた強化繊維に合成樹脂を含浸させた複数のプリプレグシートを積層して形成した積層体に関する。

一般に、ゴルフクラブのシャフト等の管状体は、強化繊維を一方向に引揃えて合成樹脂を含浸させた、いわゆるプリプレグシートを、芯金に対して重合するように巻回し、その上にセロハンテープを巻回して安定させた後、これを加熱炉において合成樹脂を熱硬化し、その後、冷却して、脱芯、セロハンテープの剥離、研磨、塗装等の工程を経て作成された積層体として形成されている。

このようなシートローリング法によりゴルフクラブのシャフトを成形する際、補強繊維がシャフト長手方向に傾斜するバイアス層と、補強繊維がシャフト長手方向に平行なストレート層との間に接着剤層を介在させ、これらの補強繊維の配向方向の異なる層間に生じる応力集中を緩和し、強度の向上を図ることが知られている（例えば特許文献１参照）。

また、経糸と緯糸とこれらの経糸および緯糸に斜交する二本の斜交糸とで織られた４軸織物に樹脂を含浸させプリプレグを形成し、このプリプレグをシャフト状に巻回し、硬化させて形成するゴルフシャフトが知られている（例えば特許文献２参照）
また、プリプレグシートを板状に積層し、硬化させて形成した積層体を中空外殻体の一部として用いたゴルフクラブヘッドも知られている（例えば特許文献３参照）。
特開平５−３８３７０号公報特開２０００−２４５８８０特開２００３−１１１８７４

しかし、ゴルフクラブのシャフトをシートローリング法により成形する際、接着剤層を、補強繊維の配向方向の異なる層間に介在させると、この接着剤層により、ゴルフクラブのシャフトが重量化、大外径化し、これにより、シャフトの比強度、比剛性が低下する虞がある。また、接着剤の量が過大となり易く、この場合は、成形時に接着剤溜まりが形成される虞があり、強度が安定せず、たわんだ際、層間での剥離が生ずる。
また、プリプレグシートの強化材を４軸織物で形成した場合は、繊維方向の異なる複数種類のプリプレグを巻回する必要がないため、複数種類のプリプレグ間のズレを防止できるとしても、４軸織物を形成する繊維の蛇行が生じ易く、強度が安定しない。
更に、プリプレグシートを板状に積層し、硬化させた積層体で中空外殻体の一部を形成する場合には、打球時のたわみによる層間の剥離を防止することが重要である。
本発明は、このような事情に基づいてなされたもので、強化繊維を交差状に配向させて形成した複数の層間の剥離あるいは破損を防止すると共に、比強度、比剛性を向上させることのできる積層体を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明によると、所定方向に引き揃えられた強化繊維に合成樹脂を含浸させた複数のプリプレグシートを積層して形成した積層体であって、強化繊維を編糸で編成した編成シートを積層して形成された編成シート層を有する積層体が提供される。

本発明によると、強化繊維が編糸で編成された編成シートを積層しているため、積層体が変形したときの強化繊維のズレが防止され、これにより、層間の剥離、破損等が生じ難く、比強度、比剛性が向上し、設計自由度の高い積層体が得られる。

図１は、本発明における積層体の好ましい実施形態を示す。図示の実施形態では、積層体は、その重さに比して強度および剛性を高くする必要のあるゴルフクラブのシャフト、釣竿あるいはテニスラケット等に好適な管状体１０として形成してある。
本実施形態の管状体１０は、強化繊維に合成樹脂を含浸した複数のプリプレグシートを芯金８に巻回することで形成された中空薄肉構造を有し、この一部に後述する編成シート層が配置されている。このようなプリプレグシートの強化材は、本実施形態で用いている炭素繊維の他、例えばガラス、ボロン、アラミド、アルミナ等の有機、無機繊維で形成し、含浸する合成樹脂についても、エポキシ等の熱硬化性合成樹脂の他、熱可塑性合成樹脂を用いることができる。

図２は、ゴルフクラブのシャフトに適した管状体１０を形成する際に、芯金８に対して巻回されるプリプレグシートの配置例を示す。本実施形態では、芯金８に対して長さが例えば約１２００ｍｍの領域に、後述する各プリプレグシートが巻回される。また、芯金８は、そのシャフトを形成する管状体１０先端の径が例えば約５．０ｍｍ、管状体１０の後端の径が例えば約１４．９ｍｍとなるように形成してあり、全体に滑らかなテーパ状に形成されている。なお、先端に近接する中間部位の傾斜角度を変更させ、この剛性分布を変化させることも可能である。

芯金８の先端領域には、補強層となるプリプレグシート１２が巻回され、順にシャフトの全長にわたって本体層を形成する本体層用プリプレグシート１４，１６，１８，２０，２２が巻回される。更に、この管状体１０の先端領域と後端領域とにおいて補強層となる補強用プリプレグシート２４，２６が本体層用プリプレグシート２０，２２間に介挿され、最も外層側の先端領域に、最外側の補強層となる補強用プリプレグシート２８が巻回される。なお、図示しない織布シート等を適宜位置に部分的に用いることも可能であり、このような織布シートを設けることにより、ヘッド取付部の強度向上や、高剛性化によるキックポイントの調整をすることができる。

先端領域において補強層を形成するプリプレグシート１２は、弾性率２４〜３０ｔｏｎｆ／ｍｍ^２（２３５〜２９４Ｎ／ｍｍ^２）の炭素繊維１３を軸方向に引揃えたものであり、樹脂含浸率が３０ｗｔ％、繊維の目付け量が１２５ｇ／ｍ^２、厚さが０．１１４ｍｍで構成されており、軸方向両端において芯金８に対して１プライ以上３プライ以下される大きさに裁断され、中間部にかけ徐々にプライ数が少なくなるように設定し、隣接層との急激な剛性差を生じないように積層されている。このプリプレグシート１２に対しては、別途、ガラスの織布を裏打ちしても良い。

本体層の最内層となるプリプレグシート１４は、弾性率２４〜３０ｔｏｎｆ／ｍｍ^２（２３５〜２９４Ｎ／ｍｍ^２）の炭素繊維１５を周方向に引揃え、樹脂含浸率を３０〜４０ｗｔ％、繊維の目付け量を１９〜３７ｇ／ｍ^２、厚さを０．０２５〜０．０５０ｍｍとした周方向プリプレグシートで形成してあり、軸方向両端において芯金８に対して各１プライ以上１．１プライ以下巻回される大きさに裁断されている。

この周方向プリプレグシート１４上には、弾性率２４〜３０ｔｏｎｆ／ｍｍ^２（２３５〜２９４Ｎ／ｍｍ^２）の炭素繊維１７ａ，１７ｂを軸方向に対して互いに交差する斜方向に引揃えた編成シート１６が巻回される。この編成シート１６は、炭素繊維１７ａ，１７ｂを、管状体１０のねじり強度を増大するために、例えば管状体１０の軸方向に対する角度が±４５°（±１５°）の範囲で互いに交差状に配向させると共に、後述するように編糸３０で一体的に編成された布状の強化材３４（図５参照）を備えている。この編成シート１６は、樹脂含浸率が４０±１５ｗｔ％で、繊維の目付け量が９８〜２００ｇ／ｍ^２、厚さが０．１００〜０．２５０ｍｍで構成されている。この場合、編成シート１６の厚さは、０．２６０ｍｍ以下であれば良く、編成される各シートの厚さは０．１２０ｍｍか、それ以下にするのが良い。この理由は、薄肉厚により巻回が容易となり、又、シート間のせん断応力を緩和するためである。また、樹脂含浸率は、隣接するプリプレグシート１４，１８よりも大きいことが好ましく、このように樹脂含浸率を多くする理由は編糸間の隙間に十分な樹脂を含浸させ、層間の密着性を高めるためである。この編成シート１６は、周方向の外径、剛性を安定させるため、芯金８上に１プライされる大きさに裁断される。

この編成シート１６上に巻回される本体層用プリプレグシート１８は、弾性率２４〜３０ｔｏｎｆ／ｍｍ^２（２３５〜２９４Ｎ／ｍｍ^２）の炭素繊維１９を軸方向に引揃えた軸方向プリプレグシートで形成してあり、樹脂含浸率が２５〜３３ｗｔ％、繊維の目付け量が１２５〜１５０ｇ／ｍ^２、厚さが０．１００〜０．１５０ｍｍで構成されている。そして、軸方向両端において芯金８に対して各１〜２プライされる大きさに裁断されている。

この軸方向プリプレグシート１８上に巻回される本体層用プリプレグシート２０は、炭素繊維２１を周方向に引き揃えて、上述の周方向プリプレグシート１４と同様に形成され、軸方向両端において芯金８に対して各１プライ以上、１．１プライ以下巻回される大きさに裁断されている。また、この周方向プリプレグシート１１の先端領域および後端領域に巻回される補強用プリプレグシート２４，２６はその長さおよび巻回数を調節することにより、先端領域および後端領域における管状体１０の剛性を所要の大きさに調節することができる。本実施形態では、これらの補強用プリプレグシート２４，２６を、弾性率１０〜３０ｔｏｎｆ／ｍｍ^２（９８〜２９４Ｎ／ｍｍ^２）の炭素繊維２５，２７を軸方向に引き揃えて形成してあり、樹脂含浸率が２４〜３０ｗｔ％、繊維の目付け量が７５〜１００ｇ／ｍ^２、厚さが０．０６０〜０．１００ｍｍで構成されている。

これらの補強用プリプレグシート２４，２６および周方向プリプレグ２０上に巻回するプリプレグシート２２は、炭素繊維２３を軸方向に引き揃え、上述の軸方向プリプレグシート１８とほぼ同様に形成しあるが、樹脂含浸率はこれよりも多い３０〜３５ｗｔ％にしてあり、芯金８上に１〜２プライされる大きさに裁断されている。そして、この軸方向プリプレグシート２２上には、先端領域において補強層となる補強用プリプレグシート２８が巻回される。このプリプレグシート２８は、上述の最内層側の補強用プリプレグシート１２および本体層用プリプレグシート２０，２２間に介挿される補強用プリプレグシート２４，２６と同一の構成であり、芯金８の先端部に対して、ヘッドのシャフト取付孔内径に一致する外径になるプライ数巻回されるように裁断されている。符号２５，２７，２９は、それぞれ補強用プリプレグシート２４，２６，２９の炭素繊維を示す。

上記のように構成された各プリプレグシートは、芯金８に対して、１枚づつ個別に巻回しても良いし、あるいは各プリプレグシート同士を任意にあらかじめ張り付けておき、これを巻回しても良い。例えば、プリプレグシート１４は、編成シート１６にあらかじめ張り付けておいても良いし、プリプレグシート２０は、プリプレグシート１８にあらかじめ張り付けておいても良い。また、補強用プリプレグシート１２，２４，２６，２８についても、これに隣接する本体層用プリプレグシートにあらかじめ張り付けて、これらの本体層用プリプレグシートと共に巻回し、あるいは、個別に巻回してもよい。

このように形成したプリプレグシートは芯金８に巻回した後、常法、すなわち、加熱工程、冷却工程、脱芯、研磨、塗装等の工程を経て、図１に示すような管状体１０が形成される。そして、ゴルフクラブを形成する場合は、管状体１０の先端部にクラブヘッドを嵌入し、基端部にグリップを取着して完成する。

図３に拡大して示すように、各プリプレグシートを巻回して形成された管状体１０の本体層は、その内周側から、プリプレグシート１４で形成された最内層の周方向繊維層１４Ｌと、編成シート１６で形成された編成シート層である斜方向繊維層１６Ｌと、プリプレグシート１８で形成された軸方向繊維層１８Ｌと、プリプレグシート２０で形成された周方向繊維層２０Ｌと、プリプレグシート２２で形成された軸方向繊維層２２Ｌとを順に積層した積層構造を備える。

本実施形態の編成シート１６は、炭素繊維１７ａ，１７ｂに交差させて編糸３０を編み込んで編成することにより、一体構造に形成した強化材３４（図５）に樹脂を含浸させてある。このため、斜方向繊維層１６Ｌ内における炭素繊維１７ａ，１７ｂ、および、斜方向繊維層１６Ｌとこれに隣接する周方向繊維層１４Ｌおよび軸方向繊維層１８Ｌとのたわんだ際の剥離あるいは破損などが生じ難くなる。この編成シート１６の薄肉構造に加え、繊維層間の剥離あるいは破損が防止されるため、この管状体１０の比強度、比剛性が高くなり、設計自由度を高くすることができる。

このように編成シート１６の炭素繊維１７ａ，１７ｂを一体的に編成する編糸３０は、例えばポリエステル糸、ナイロン糸、ポリアクリル糸、レーヨン糸等の非弾性糸、あるいは、例えばポリウレタン糸等の弾性糸を用いることができる。編糸３０をこのような合成繊維で形成する場合は、モノフィラメント糸あるいはマルチフィラメント糸等のフィラメント糸を用いることが好ましい。また、このような合成繊維の編糸だけでなく、綿糸等の天然繊維を単独であるいは合成繊維と組合せて用いることもできる。

特に、編糸３０をポリエステル糸あるいはナイロン糸等で形成した場合は、吸湿性が高いため、含浸性がよく、含浸させる樹脂との密着性を向上させることができる。また、炭素繊維１７ａ，１７ｂと交差した状態に編糸３０が突出することにより、周囲の樹脂との接触面積が増大する。また、隣接する周方向繊維層１４Ｌあるいは軸方向繊維層１８Ｌの繊維が、斜方向繊維層１６Ｌを形成する編成シート１６のうち、最も近接した側の炭素繊維１７ａあるいは炭素繊維１７ｂの引き揃え方向と交差する方向に引き揃えられていることにより、作用する力の方向が異なるとしても、編糸３０が炭素繊維１７ａあるいは炭素繊維１７ｂの結合力を増大し、たわんだ際の層間剥離が生じ難くなり、破損が防止される。特に、編糸３０の吸湿性が高い場合は、隣接する周方向繊維層１４Ｌあるいは軸方向繊維層１８Ｌとの一体性が増大する。

図４に詳細に示すように、本実施形態では、周方向、斜方向および軸方向の炭素繊維１５，１７ａ，１７ｂ，１９よりも編糸３０を大径に形成してある。これにより、編糸３０が炭素繊維１５，１７ａ，１７ｂ，１９を局部的に押圧するのを防し、これらの炭素繊維１５，１７ａ，１７ｂ，１９の強度が低下しにくくしている。例えば炭素繊維１５，１７ａ，１７ｂ，１９の外径が５〜１０μｍの場合には、編糸３０の外径はこれよりも大きい８〜１５ｍｍとするのが好ましい。

図４および図５に示すように、本実施形態では、編糸３０は、編成シート１６のそれぞれの炭素繊維１７ａ，１７ｂと交差する方向に、長さ２〜１０ｍｍのループを連続的に形成したループ連鎖３２を形成する。これらのループ連鎖３２は、ほぼ５〜２０ｍｍの間隔でほぼ平行に延びる。炭素繊維１７ａ，１７ｂが各ループで保持されるため、芯金８に巻回する際、あるいは、管状体１０に曲げ、捩じり等が作用した際に、これらの炭素繊維１７ａ，１７ｂが蛇行し難くくなる。なお、隣接するループ連鎖３２間の間隔を５ｍｍよりも小さくすると、編成シート１６にしたがって管状体１０の重量が増大すると共に、編成シート１６の剛性が必要以上に上がって、逆に、ループ連鎖３２間の間隔が２０ｍｍよりも大きくなると、これらのループ連鎖３２間で炭素繊維１７ａ，１７ｂがずれ易くなる。

管状体１０に対し、このようなループ連鎖３２を周方向又は軸方向に配向させると、管状体の曲げやねじれ等の補強ができ、比強度、比剛性を向上させることができる。

いずれの場合も、編糸３０により、炭素繊維１７ａ，１７ｂが一体的に編成され、ループ連鎖３２の各ループで保持されているため、これらの炭素繊維１７ａ，１７ｂが蛇行しにくく、これにより隣接する周方向プリプレグ１４の炭素繊維１５あるいは軸方向プリプレグ１８の炭素繊維１９の蛇行も防止され、全体の強度が安定する。特に、ゴルフクラブのシャフトは、ヘッドの負荷によって捩じり方向の力が作用するが、斜方向繊維層１６Ｌの剥離あるいは破損が防止されることにより、ゴルフクラブのシャフトを形成した際に、強度の向上が図れ、破損を抑制することが可能になる。更に、このような斜方向繊維層１６Ｌの内周側に、周方向繊維層１４Ｌを配置し、外周側に、軸方向繊維層１８Ｌと周方向繊維層２０Ｌと軸方向繊維層２２Ｌとを配置した多層構造体として形成されていることにより、捩じり方向の大きな力に耐えることができるだけでなく、大きな曲げを可能としつつ、軸方向の大きな引張り力にも耐えることができる。また、繊維の配向方向が異なる繊維層の多層構造において、編成により、変形時の層間に生じる応力集中の歪をおさえて、層間の剥離等が防止でき、強度の向上が図れる。

図６は、このような編成シート１６を形成する手順の一例を概略的に示す。
図６の（Ａ）に示すように、炭素繊維１７ａ，１７ｂを交差させて形成した布状の強化材３４の一側から、先に形成したループ３０ａを通して針３６を刺し入れ、先端に形成したフック状の針先に給糸側の編糸３０を引掛ける。この後、図６の（Ｂ）に示すように、針３６を強化材３４の一側に引き戻し、先に形成したループ３０ａを引き絞りつつ、図６の（Ｃ）に示すように新しいループ３０ｂを形成する。そして、強化材３４あるいは針３６を移動して、上記の図６の（Ａ）に示す工程を繰返す。針３６に設けられたべら３５が開閉することにより、フック状の針先に編糸３０を給糸あるいは抜出すことができる。

なお、編成シート１６の強化材３４は、このようにべら針３６を用いて編成する他、ひげ針を用いて編成することも、可能であり、更に、環縫ミシン等の好適な縫製機械を用いて、例えば環縫系のステッチで縫製することも可能である。

いずれの場合も、炭素繊維１７ａ，１７ｂからなる強化材３４を編成した後、この強化材３４を一対の樹脂製シート間に挟んで加圧することにより、このような炭素繊維１７ａ，１７ｂからなる強化材３４に樹脂を含浸させたプリプレグシートとして編成シート１６が形成される。

また、編成シート１６は、上述の実施形態のように、編成シート１６を形成する布状の強化材３４の全面にわたってほぼ均等に炭素繊維１７ａ，１７ｂを分散配置したものに限らず、図７に示すように、斜方向の炭素繊維１７ａ，１７ｂ間に隙間３８が形成されていてもよい。各隙間３８にもループ連鎖３２が延在することにより、炭素繊維間の隙間を埋め、樹脂層の強度が増大し、積層体の強度を増大する。

更に、上述のように、２方向の炭素繊維１７ａ，１７ｂを縫製することに代え、例えば３軸織物状の布状強化材にこの強化繊維と交差する方向にループが連続するループ連鎖３２を形成してもよく、また、ループ連鎖３２は、一方向に限らず例えばキルト状に互いに交差させて形成してもよい。更に、斜方向の炭素繊維１７ａ，１７ｂに限らず、軸方向プリプレグシートあるいは周方向プリプレグシートの一方向に引き揃えられた強化繊維を編成あるいは縫製してもよい。

図８から図１０はゴルフクラブのクラブヘッド５０に用いた積層体の実施形態を示す。本実施形態では、積層体は、プリプレグシートを積層し、硬化させて形成した板状のプレート部材１０Ａとして形成してあり、クラブヘッド４０のクラウン部の一部を形成する。

図８に示すクラブヘッド４０は、チタン、チタン合金あるいはステンレス合金等の金属材から鋳造あるいは鍛造により中空の一体構造に形成されたヘッド本体４２を備える。このヘッド本体４２は、ボールを打球するフェース部４４からバック部４６を後方に突出させ、ヒール部４８側のクラウン部５０から、トウ部５２とは反対側の後方に傾斜させた状態でシャフト５４を突出させる構造を備えている。このシャフト５４は上述の実施形態における管状体１０で形成することも可能である。

また、フェース部４４には、スコアライン４４ａの他にも、例えば石等の硬質の異物との衝突で僅かな凹み等が形成された場合であっても、このような凹みが目立たないように、微小な筋目状の溝あるいは突条を微小間隔で多数形成した粗面加工を施してもよい。符号５６は、ソール部を示す。なお、ヘッド本体４２は、このような一体構造に形成することに代え、例えばフェース部４４に別部材のフェース部材（図示しない）を設ける等、各部を別部材で形成し、これらの複数の部材を互いに接合して形成してもよい。

このヘッド本体４２はクラウン部５０のヒール部４８側に、シャフト止着部５８（図８の（Ｂ）参照）を形成し、このシャフト止着部５８から突出するシャフト５４の部分には、例えば比較的柔軟な樹脂材料で形成したソケット５８ａを装着してある。このソケット５８ａは、シャフト５４の撓みを阻害することなく、シャフト５４とヘッド本体４２との間に形成される図示しない間隙内に異物が浸入するのを防止すると共に、例えばシャフト止着部５８とシャフト５４との間にシャフトの有効長を長くする間隙が形成されている場合に、シャフト５４がヘッド本体４２に接触して損傷するのを防止する。

このように形成したヘッド本体４２は、そのクラウン部５０に大きな開口部６０を形成し、この開口部６０の全周部に、プレート部材１０Ａの周縁部を支える載置部６２がヘッド本体４２と一体構造に形成されている。この載置部６２は、フェース部４４およびシャフト止着部５８に沿いかつクラウン部５０の一部を形成する縁部６４との間に、プレート部材１０Ａの厚さにほぼ等しい段差を形成し、プレート部材１０Ａを載置したときに、このプレート部材１０Ａと縁部６４との間に段部が形成されることなく、滑らかな連続した表面を形成する。

また、載置部６２は、縁部６４に隣接する部分を除き、ヘッド本体４２のヒール部４８側、バック部４６側およびトウ部５２側で、クラウン部５０とソール部３０との間に延在する周壁部から折り返した状態に連続し、したがってこれらの周壁部との間に段差は形成してない。この載置部６２により、クラウン部５０を大きく開口させても、ヘッド本体４２の充分な剛性を維持することができる。

このような載置部６２とフェース部４４との間に配置される縁部６４は、シャフト止着部５８の近部からトウ部５２側まで、フェース部４４の上縁部に沿ってほぼ等しい幅寸法に形成してあり、打球の際に、フェース部４４を確実に支える。一方、打球時にフェース部４４を支え、ボールから受ける力をヘッド本体４２からシャフト５４に伝達することができるものであれば、縁部６４を図示のような幅狭の帯状形状に形成することに代え、適宜の幅および形状に形成することができる。例えば、このような縁部６４を開口部６０の全周にわたって形成してもよい。

そして、縁部６４と共にクラウン部５０の外殻を形成するプレート部材１０Ａは、載置部６２で支えられ、例えば接着剤で載置部６２に接着され、開口部６０を閉じる。このプレート部材１０Ａを接着する場合は、収縮率が小さな接着剤を用いることが好ましい。収縮率がこのような小さいな接着剤を用いることで、プレート部材１０Ａとヘッド本体４２との間の僅かな隙間に充填された接着剤が硬化する際に凹みを形成することを防止できる。また、線膨張率がこのように小さな接着剤を用いることにより、プレート部材１０Ａとヘッド本体４２との間の接着剤層の体積変化に起因するプレート部材１０Ａの高さの変化が抑制され、プレート部材１０Ａとヘッド本体４２との間に段差を生じ難くすることができる。特に、プレート部材１０Ａがガラス繊維強化樹脂製の層を含む場合は、その線膨張率が大きいことから、その板厚方向すなわち厚みの変化が生じ易いため、接着剤の体積変化を少なくすることが有益である。そして、硬さが上述の値以上の接着剤を用いることにより、接着硬化後のプレート部材１０Ａとヘッド本体４２との境界部の研磨工程で、硬さ不足に起因する境界部の削れによる凹みの発生を防止し、この境界部を滑らかに仕上げることができる。なお、接着剤の硬さは、硬度の大きいヘッド本体４２とこれよりも小さいプレート部材１０Ａとの間の大きさとすることにより、ゴルフクラブヘッド１４の表面を滑らかに仕上げやすくなる。

このプレート部材１０Ａは、載置部６２の外縁部に沿う外形形状を有し、中央部を外周部よりも僅かに上方に突出させて全体的に湾曲した形状に、予め形成される。本実施形態では、プレート部材１０Ａは、フェース部４４側に位置する直線状の前縁部６６と、この前縁部６６から角度をなしてバック部４６側に延び、ヒール部４８側に位置する短縁部５０と、この短縁部５０からバック部４６側を介してトウ部５２側まで大きく後方に湾曲して延びる湾曲縁部５２とを有する。このプレート部材１０Ａを載置部６２に載置し、前縁部６６と短縁部５０とを縁部６４の対向する縁部に付き当てると、湾曲縁部５２は、ヘッド本体４２の側壁部と整合し（図４および図５参照）、バック部４６側およびトウ部５２側でクラウン部５０の外形形状を形成する。また、縁部６４とプレート部材１０Ａとのそれぞれの表面が同一面内に配置される。これにより、クラウン部５０の全体が縁部６４とプレート部材１０Ａとで滑らかな曲面状に形成される。

このようなプレート部材１０Ａは、ヘッド本体４２の金属材よりも比強度の大きな繊維強化樹脂で積層構造に形成してあり、クラウン部５０を軽量化し、このクラブヘッド４０の低重心化を図っている。更に、金属材に比べて低剛性化しやすいため、クラウン部５０をたわみやすく形成することができる。しかも、たわみ時の変形による層間の剥離を防止することができる。

図９および図１０に示すように、本実施形態のプレート部材１０Ａは、上述と同様な編成シート７６を両側から挟んで一対のプリプレグシート７４，７８を積層し、加熱成形することで、斜方向繊維層７６Ｌの両側に平行繊維層７４Ｌ，７８Ｌを一体化した積層体に形成されている。

編成シート７６は、互いに交差する方向に配向させた炭素繊維７７ａ，７７ｂを編糸８０で編成して強化材７４を形成し、この強化材７４を一対の樹脂製シート間に挟んで加圧することにより、このような強化材７４に樹脂を含浸させたプリプレグシートとして形成してあり、炭素繊維７７ａ，７７ｂはフェース部４４すなわち前縁部６６に対して例えば±４５°（±１５°）の方向に配向してある。また、編糸８０は、前縁部６６にほぼ平行又は直交する方向にループ連鎖８２を形成するのが好ましい。ループ連鎖８２がこのように延設されることにより、打球時のたわみによるフェース部４４の向きが、打球方向からズレにくくすることができる。

この編成シート７６に積層するプリプレグシート７４，７８は、図９に示すように、それぞれの炭素繊維７５，７９を前縁部６６に直交する方向に配置することで、打球時の反発性の向上を図ることができる。これに代え、プリプレグシート７４，７８の炭素繊維７５，７９の一方あるいは双方を前縁部６６に平行に配向させてもよい。トウ・ヒール方向に沿って均一にたわむことができるため、打球時のたわみにより、打球方向に対するフェース部４４のズレを抑制することができる。

なお、炭素繊維７７ａ，７７ｂは、前縁部６６に直交する方向に対して対称方向に傾斜するものであれば、上述のように±４５°（±１５°）以外であっても、適宜の方向に傾斜させることが可能である。いずれの場合も、炭素繊維７７ａ，７７ｂと交差した状態に編糸８０が突出することにより、周囲の樹脂との接触面積が増大し、更に、編糸８０が炭素繊維７７ａ，７７ｂの結合力を増大するため、たわんだ際の層間剥離が生じ難くなり、破損が防止される。そして、比強度、比剛性の向上した積層体でプレート部材１０Ａを形成したことにより、クラブヘッド４０の低重心化を図ることができる。

本発明の好ましい実施形態による積層体で形成した管状体の全体図。図１の管状体を形成するプリプレグシートの配置図。図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図。図３のＩＶ−ＩＶ線に沿って拡大した部分断面図。図１の管状体を形成する編成シートの一部を欠截した平面図。図５の編成シートの強化繊維を編糸で縫製する工程を示す説明図。編成シートの変形例を示す説明図。他の実施形態による積層体で形成したプレート部材をクラウン部に配置したクラブヘッドを示し、（Ａ）はその全体図、（Ｂ）はプレート部材を外した状態の分解図。図８のプレート部材を形成するプリプレグシートの配置図。図８のプレート部材の拡大した断面図。

符号の説明

１０…管状体、１０Ａ…プレート部材、１６，７６…編成シート、１７ａ，１７ｂ，７７ａ，７７ｂ…炭素繊維、３０，８０…編糸、３２，８２…ループ連鎖。

Claims

所定方向に引き揃えられた強化繊維に合成樹脂を含浸させた複数のプリプレグシートを積層して形成した積層体であって、強化繊維を編糸で編成した編成シートを積層して形成された編成シート層を有することを特徴とする積層体。
前記編成シートに隣接するプリプレグシートは、この編成シートのうち、最も近接した側の強化繊維の引き揃え方向と交差する方向に引き揃えられた強化繊維を有する請求項１に記載の積層体。
前記編糸は、所定ピッチの連続したループからなるループ連鎖を形成し、これらのループ連鎖が所定間隔で複数配置される請求項１又は２に記載の積層体。
管状体を形成する請求項１から３のいずれか１つに記載の積層体。