JP2013202249A

JP2013202249A - ゴルフクラブ及びシャフト

Info

Publication number: JP2013202249A
Application number: JP2012075703A
Authority: JP
Inventors: Hiromasa Ito; 洋正伊藤
Original assignee: Bridgestone Sports Co Ltd
Current assignee: Bridgestone Sports Co Ltd
Priority date: 2012-03-29
Filing date: 2012-03-29
Publication date: 2013-10-07

Abstract

【課題】チップ側に低弾性率カーボン繊維を配材したシャフトであって、チップ側の強度が高く、またチップ側の外観も良好なシャフトと、このシャフトを用いたゴルフクラブを提供する。
【解決手段】マンドレル１０にプリプレグ１１〜１９を巻回し、硬化させて製造したゴルフクラブシャフト３を備えたゴルフクラブ１。各プリプレグ１１〜１９はカーボン繊維とマトリクス樹脂とを含む。プリプレグ１８のカーボン繊維は低弾性率ピッチ系であり、プリプレグ１９のカーボン繊維はＰＡＮ系である。
【選択図】図１

Description

本発明は、ゴルフクラブ及びそのシャフトに係り、より詳細には、繊維強化樹脂製のシャフトと、このシャフトを有するゴルフクラブに関する。

図２に示すように、ゴルフクラブ１にあっては、ヘッド２にシャフト３が装着され、シャフト４の後端側（バット側）にグリップ４が設けられている。ヘッド２にシャフト３を装着するには、図３のように、シャフト３の先端にエポキシ系等の接着剤５を塗布し、ヘッド２のホゼル穴６内に差し込み、接着剤を硬化させる。図２，３はドライバー等のウッド型ゴルフクラブに関するものであるが、アイアン型、ユーティリティ型、パター型のゴルフクラブも同様にしてシャフトがヘッドに装着されている。

ゴルフクラブシャフトは、いわゆるスチールシャフトとカーボンシャフトとに大別される。軽量性、設計自由度の高さ等の観点から、カーボンシャフトが広く用いられている。

カーボンシャフトは、カーボン繊維を主要繊維とした繊維強化樹脂よりなる。このカーボンシャフトの製造方法として、シートワインディング法が知られている（特許文献１）。この製造方法では、マンドレル（芯金）にシート状のプリプレグを巻き付け、更にラッピングテープを巻き付けた後、プリプレグを加熱により硬化させてシャフトが製造される。

カーボン繊維には、ＰＡＮ（ポリアクリロニトリル）を主原料としたＰＡＮ系カーボン繊維と、ピッチを主原料としたピッチ系カーボン繊維とがあり、それぞれ弾性率の異なる種々のグレードのものがある。ピッチ系カーボン繊維は、熱処理（焼成）温度を調整することにより５９ＧＰａ〜９３５ＧＰａ程度の幅の広い引張弾性率のものが提供されている。

カーボンシャフトのたわみ特性は、カーボン繊維の弾性率によって変わる。例えば、弾性率の低いカーボン繊維をシャフト先端側（チップ側）に配材すると、シャフトはチップ側がたわみ易いものとなる。

特開２０１０−２５９６９４

シャフトのチップ側を低弾性とするために弾性率の低いカーボン繊維をチップ側に配材する場合、ピッチ系カーボン繊維はＰＡＮ系カーボン繊維よりも引張強度が低いので、ピッチ系カーボン繊維を外周側に配置するとシャフト強度が低くなる。また、ピッチ系カーボン繊維として繊維径がＰＡＮ系カーボン繊維よりも太いものを使用した場合、シャフト径を調整するためにシャフトを研磨したときに表面がケバ立ち、外観が悪くなる。

本発明は、チップ側に低弾性率カーボン繊維を配材したシャフトであって、チップ側の強度が高く、またチップ側の外観も良好なシャフトと、このシャフトを用いたゴルフクラブを提供することを目的とする。

本発明のシャフトは、巻回されたプリプレグが硬化されることにより形成されているシャフトにおいて、チップ側に低弾性率ピッチ系カーボン繊維含有プリプレグが巻回されて形成されているシャフトであって、チップ側の最外層にＰＡＮ系カーボン繊維含有プリプレグが巻回されて形成されていることを特徴とするものである。

本発明のゴルフクラブは、このシャフトを備えたものである。

本発明のゴルフクラブシャフトでは、シャフトのチップ側に低弾性率ピッチ系カーボン繊維が配材されているので、シャフトはチップ側がたわみ易いものとなる。このようにシャフトのチップ側がたわみ易いゴルフクラブは、ヘッドスピードの小さいプレーヤーに好まれる傾向がある。

本発明では、このチップ側の最外層にＰＡＮ系カーボン繊維含有プリプレグを巻回している。このＰＡＮ系カーボン繊維含有プリプレグを構成するＰＡＮ系カーボン繊維は、引張強度が高いので、シャフトのチップ側の強度が高い。また、ＰＡＮ系カーボン繊維は繊維径が細いので、研磨してもケバ立ちが生じない。そのため、外観が良好となる。

プリプレグの巻回説明図である。ゴルフクラブの斜視図である。ヘッドへのシャフト装着方法を示す斜視図である。

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るゴルフクラブシャフトの製造方法を説明するためのプリプレグ展開図である。この製造方法では、マンドレル１０とプリプレグ１１〜１９とを用いる。マンドレル１０の中心軸線は直線である。マンドレル２の軸心線と垂直な断面形状は、円形である。マンドレル１０は、チップ側（ヘッド側）が細くバット側（グリップ側）が太くなるテーパーを有しているが、部分的に直径が一定の等径部分を有していても良い。

好ましくは、マンドレル１０の表面に離型剤を塗布した後、シート状のプリプレグ１１〜１９が順次に巻回される。

プリプレグ１１〜１９は、カーボン繊維とマトリクス樹脂とを含む。プリプレグ１１のカーボン繊維はピッチ系低弾性率カーボン繊維であり、プリプレグ１２，１３，１５〜１７，１９のカーボン繊維はＰＡＮ系である。プリプレグ１４、１８のカーボン繊維はＰＡＮ系、ピッチ系のいずれでもよい。

この実施の形態では、プリプレグ１１，１４〜１９ではカーボン繊維はストレート方向すなわちシャフト長手方向に配向している。プリプレグ１２では、カーボン繊維は＋４５゜のバイアス方向（シャフト長手方向と遮交方向）に配向し、プリプレグ１３ではカーボン繊維は−４５゜のバイアス方向に配向している。なお、プリプレグ１２の繊維を−４５゜の配向とし、プリプレグ１３の繊維を＋４５゜の配向としてもよい。また、バイアス方向は４５゜に限定されず、３０〜６０゜の範囲であればよい。

プリプレグ１２，１３，１５〜１７は、シャフトの全長にわたって延在する長さを有している。プリプレグ１１，１８，１９はシャフトのチップ側にのみ配材されるように、シャフト全長の５〜４５％特に８〜３０％程度の長さを有している。プリプレグ１４はバット側にのみ配材されるものであり、そのシャフト長手方向の長さは、好ましくはシャフト全長の１５〜４５％特に２０〜４０％とりわけ２５〜３５％となっている。

プリプレグ１５〜１７はマンドレル１０の外周に１周だけ巻回される幅を有している。プリプレグ１１〜１４，１８は、マンドレル１０の外周に複数周、例えば２〜５周程度巻回される幅を有している。プリプレグ１９はマンドレル１０の外周に１〜１０周程度巻回される幅を有している。

プリプレグ１２，１３の厚さは０．１２５ｍｍ以下特に０．０５〜０．１ｍｍｍ程度が好ましい。プリプレグ１５〜１７の厚さは０．１２５ｍｍ以下特に０．０５〜０．１ｍｍｍ程度が好ましい。プリプレグ１４の厚さは０．１２５ｍｍ以下特に０．０５〜０．１ｍｍｍ程度が好ましい。プリプレグ１１，１８，１９の厚さは０．１２５ｍｍ以下特に０．０５〜０．１ｍｍｍ程度が好ましい。

各プリプレグ１１〜１９における繊維の割合はＦＡＷ１０〜１５０ｇ／ｍ^２特に２０〜１２５ｇ／ｍ^２程度が好適である。プリプレグの樹脂としては、エポキシ樹脂などが好適である。

プリプレグ中のＰＡＮ系カーボン繊維の引張弾性率は、ストレート方向の場合１０〜８０ｔｏｎ・ｆ／ｍｍ^２（約９８〜７８４ＧＰａ）特に２４〜４０ｔｏｎ・ｆ／ｍｍ^２（約２３５〜３９２ＧＰａ）程度であることが好ましく、バイアス方向のカーボン繊維は４０ｔｏｎ・ｆ／ｍｍ^２（約３９２ＧＰａ）以上例えば４０〜４６ｔｏｎ・ｆ／ｍｍ^２（約３９２〜４５１ＧＰａ）の高弾性率のものが好ましい。このＰＡＮ系カーボン繊維の繊維径は５〜７μｍ程度が好ましい。なお、１ＧＰａ＝０．０９８ｔｏｎ・ｆ／ｍｍ^２である。

ピッチ系カーボン繊維の引張弾性率は５〜２０ｔｏｎ・ｆ／ｍｍ^２（約４９〜１９６ＧＰａ）程度が好ましい。また、その繊維径は１０〜１３μｍ特に１１〜１２μｍ程度が好ましい。

マンドレル１０にプリプレグ１１〜１９を巻回する場合、各プリプレグ１１〜１９を１枚ずつ巻回してもよく、一部のプリプレグを貼り合わせてから巻回してもよい。例えば、プリプレグ１５，１６同士、又はプリプレグ１６，１７同士を貼り合わせてもよい。マンドレル１０にプリプレグ１１〜１９を巻回する作業は、人力によりなされてもよく、巻回機（ローリングマシンとも称される）が用いられても良い。マンドレルにプリプレグ１１〜１９を巻回した後、ラッピングテープ巻き付け工程がなされる。図示しないが、ラッピングテープは、螺旋状に巻き付けられる。

巻き付け工程の後に、加熱により硬化工程がなされ、プリプレグ中のマトリクス樹脂が硬化する。

硬化工程の後、マンドレル１０の引き抜き及びラッピングテープの除去がなされ、硬化した管状体（素管）が得られる。この素管の両端部が必要に応じ切断された後、研磨され、ゴルフクラブシャフト３（図２）とされる。このゴルフクラブシャフト３にヘッド２とグリップ４を装着することにより、ゴルフクラブ１（図２）となる。

このゴルフクラブにあっては、シャフトのチップ側に低引張弾性率のピッチ系カーボン繊維含有プリプレグ１１，１８を配置し、外周側にＰＡＮ系カーボン繊維含有プリプレグ１９を配置しており、チップ側がたわみ易いものとなっている。なお、チップ側にのみ配材されるプリプレグ１１，１８のカーボン繊維が低弾性率であるため、チップ側の肉厚を大きくしてもチップ側の剛性が過度に高くならない。チップ側の肉厚を大きくすることによりチップ側の剪断強度を高くすることができる。

また、チップ側の外周側がＰＡＮ系カーボン繊維含有プリプレグよりなり、ＰＡＮ系カーボン繊維の引張強度が高いので、シャフトのチップ側の強度が高い。また、ＰＡＮ系カーボン繊維は繊維径が細いので、研磨してもケバ立ちが生じない。そのため、外観が良好となる。

上記図１のプリプレグの積層例は本発明の一例であり、図１以外の積層例としてもよい。例えば、図１において、カーボン繊維方向がストレート方向のプリプレグ１５，１６間又はプリプレグ１６，１７間にカーボン繊維方向がフープ方向（周方向）のプリプレグを介在させてもよい。

また、バイアスプリプレグ１２，１３を合計で４〜６枚としてもよい。通常の場合、繊維がストレート方向のプリプレグを３〜５枚、バイアス方向のプリプレグを２，４又は６枚、フープ方向のプリプレグを１〜３枚積層するのが好ましい。

上記説明では、プリプレグ中にはカーボン繊維のみを含ませるものとしているが、ガラス繊維、炭化珪素繊維、アルミナ繊維、芳香族ポリアミド繊維、ボロン繊維など他の繊維をさらに配合してもよい。

本発明は、ウッド型、ユーティリティ型、アイアン型、パター型など各種のゴルフクラブに適用することができる。

１ゴルフクラブ
２ヘッド
３シャフト
４グリップ
５接着剤
６ホゼル穴
１０マンドレル
１１〜１９プリプレグ

Claims

巻回されたプリプレグが硬化されることにより形成されているゴルフクラブ用のシャフトにおいて、
チップ側に低弾性率ピッチ系カーボン繊維含有プリプレグが巻回されて形成されているシャフトであって、チップ側の最外層にＰＡＮ系カーボン繊維含有プリプレグが巻回されて形成されていることを特徴とするシャフト。
請求項１において、チップ側の内層側に第１のＰＡＮ系カーボン繊維含有プリプレグが巻回され、この外層に低弾性率ピッチ系カーボン繊維含有プリプレグが巻回され、最外層に第２のＰＡＮ系カーボン繊維含有プリプレグが巻回されて形成されていることを特徴とするシャフト。
請求項１又は２のシャフトを備えたゴルフクラブ。