JP2014076142A - ゴルフクラブ用シャフト - Google Patents

Abstract

【課題】適度な剛性が得られ且つ衝撃強度を高めうるゴルフクラブシャフトの提供。
【解決手段】シャフト６は、シャフト長手方向の全体に亘って配置された全長層ｓ３、ｓ４、ｓ７、ｓ８及びｓ９と、シャフトの先端部に配置された先端部分層ｓ１、ｓ２、ｓ１０、ｓ１１及びｓ１２とを有している。上記全長層が、バイアス層ｓ３、ｓ４とストレート層ｓ８、ｓ９とを含んでいる。上記先端部分層が、内側ガラス繊維強化層ｓ１と、この内側ガラス繊維強化層ｓ１よりも外側に配置された外側低弾性炭素繊維強化層ｓ１０又は外側ガラス繊維強化層ｓ１０を含んでいる。上記低弾性炭素繊維の引張弾性率が２２ｔｏｎ／ｍｍ^２以下である。このシャフト６では、４６インチ換算でのシャフト重量が５５ｇ以下である。
【選択図】図２

Description

本発明は、ゴルフクラブ用シャフトに関する。

ゴルフクラブ用シャフトとして、いわゆるカーボンシャフトが知られている。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製法が知られている。このシートワインディング製法では、プリプレグをマンドレルに巻き付けることにより、積層構造が得られる。

プリプレグは、樹脂と繊維とを含む。プリプレグには多くの種類がある。樹脂含有率が異なる複数のプリプレグが知られている。なお本願では、プリプレグを、プリプレグシート又はシートともいう。

このシートワインディング製法では、シートの種類、シートの配置及び繊維の配向が選択されうる。

特許第３３１７６１９号公報には、細径側部分に補強層が配置されたシャフトが開示されている。この補強層に含まれる炭素繊維の弾性率は、５〜１５０ＧＰａである。

特開２００４−８１２３０号公報には、中弾性高強度炭素繊維強化樹脂シートと、低弾性炭素繊維強化樹脂シートとが、シャフトのＴＩＰ側補強に用いられているシャフトが開示されている。低弾性炭素繊維強化樹脂シートの強化繊維は、引張弾性率が５〜１０ｔｏｎ／ｍｍ^２であり、圧縮破断ひずみが２．０％以上である。低弾性炭素繊維強化樹脂シートは、中弾性高強度炭素繊維強化樹脂シートよりも外層側に配置されている。

特許第４１５７３５７号公報では、ＰＡＮ系炭素繊維とピッチ系低弾性繊維とを有する複合プリプレグが用いられている。この複合プリプレグにおいて、ＰＡＮ系炭素繊維の弾性率は２００ＧＰａ以上５００ＧＰａ以下とされており、ピッチ系低弾性繊維の弾性率は４５ＧＰａ以上１６０ＧＰａ以下とされている。

特開平１０−３２９２４７号公報は、補強繊維と樹脂とからなる内層の外側に、ガラス繊維と樹脂とからなる外層が積層された管状体を開示する。この外層の厚みは、管状体の全厚みの５〜３５％である。

特許第３３１７６１９号公報 特開２００４−８１２３０号公報 特許第４１５７３５７号公報 特開平１０−３２９２４７号公報

衝撃強度が高いシャフトが好ましい。また、シャフトには、適度が剛性が求められる。これらを達成しうる新たな積層構造が判明した。

本発明の目的は、適度な剛性が得られ且つ衝撃強度を高めうるゴルフクラブシャフトの提供にある。

本発明のゴルフクラブ用シャフトは、シャフト長手方向の全体に亘って配置された全長層と、シャフトの先端部に配置された先端部分層とを有している。上記全長層は、バイアス層とストレート層とを含んでいる。上記先端部分層は、内側ガラス繊維強化層と、この内側ガラス繊維強化層よりも外側に配置された外側低弾性炭素繊維強化層又は外側ガラス繊維強化層を含んでいる。上記低弾性炭素繊維の引張弾性率が２２ｔｏｎ／ｍｍ^２以下である。このシャフトは、４６インチ換算でのシャフト重量が５５ｇ以下である。

好ましくは、上記内側ガラス繊維強化層が、上記バイアス層よりも内側に位置する。

好ましくは、上記内側ガラス繊維強化層が最内層である。

好ましくは、上記外側低弾性炭素繊維強化層又は外側ガラス繊維強化層が、全ての上記全長層よりも外側に位置する。

好ましくは、上記低弾性炭素繊維がピッチ系炭素繊維である。

好ましくは、上記低弾性炭素繊維の引張弾性率が１０ｔｏｎ／ｍｍ^２以上である。

適度な剛性を有し強度に優れたゴルフクラブシャフトが得られうる。

図１は、本発明の第１実施形態に係るシャフトを備えたゴルフクラブを示す。 図２は、第１実施形態のシャフトの展開図である。 図３は、衝撃吸収エネルギーの測定方法を示す概略図である。 図４は、衝撃吸収エネルギーの計測の際に得られる波形の一例を示すグラフである。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

なお本願では、「層」という文言と、「シート」という文言とが用いられる。「層」は、巻回された後における称呼であり、これに対して「シート」は、巻回される前における称呼である。「層」は、「シート」が巻回されることによって形成される。即ち、巻回された「シート」が、「層」を形成する。

本願において「内側」とは、シャフト半径方向における内側を意味する。本願において「外側」とは、シャフト半径方向における外側を意味する。

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６を備えたゴルフクラブ２の全体図である。ゴルフクラブ２は、ヘッド４と、シャフト６と、グリップ８とを備えている。シャフト６の先端部に、ヘッド４が設けられている。シャフト６の後端部に、グリップ８が設けられている。なおヘッド４及びグリップ８は限定されない。ヘッド４として、ウッド型ゴルフクラブヘッド、アイアン型ゴルフクラブヘッド、パターヘッド等が例示される。図１の実施形態は、ウッド型ゴルフクラブヘッドが用いられている。

シャフト６は、繊維強化樹脂層の積層体からなる。シャフト６は、管状体である。図示されないが、シャフト６は中空構造を有する。図１が示すように、シャフト６は、チップＴｐとバットＢｔとを有する。チップＴｐは、ヘッド４の内部に位置している。バットＢｔは、グリップ８の内部に位置している。

シャフト６は、いわゆるカーボンシャフトである。ただし、後述されるように、このシャフトは、強化繊維として、ガラス繊維を含む層を有する。

好ましくは、シャフト６は、プリプレグシートを硬化させてなる。このプリプレグシートでは、繊維は実質的に一方向に配向している。このように繊維が実質的に一方向に配向したプリプレグは、ＵＤプリプレグとも称される。「ＵＤ」とは、ユニディレクションの略である。ＵＤプリプレグ以外のプリプレグが用いられても良い。例えば、プリプレグシートに含まれる繊維が編まれていてもよい。

プリプレグシートは、繊維と樹脂とを有している。この樹脂は、マトリクス樹脂とも称される。典型的には、この繊維は炭素繊維である。典型的には、このマトリクス樹脂は、熱硬化性樹脂である。

シャフト６は、いわゆるシートワインディング製法により製造されている。プリプレグにおいて、マトリクス樹脂は、半硬化状態にある。シャフト６は、プリプレグシートが巻回され且つ硬化されてなる。この硬化とは、半硬化状態のマトリクス樹脂を硬化させることである。この硬化は、加熱により達成される。シャフト６の製造工程には、加熱工程が含まれる。この加熱工程により、プリプレグシートのマトリクス樹脂が硬化する。

図２は、シャフト６を構成するプリプレグシートの展開図（シート構成図）である。シャフト６は、複数枚のシートにより構成されている。図２の実施形態では、シャフト６は、第１シートｓ１から第１２シートｓ１２までの１２枚のシートにより構成されている。本願において、図２等で示される展開図は、シャフトを構成するシートを、シャフトの半径方向内側から順に示している。展開図において上側に位置しているシートから順に巻回される。本願の展開図において、図面の左右方向は、シャフト軸方向と一致する。本願の展開図において、図面の右側は、シャフトのチップＴｐ側である。本願の展開図において、図面の左側は、シャフトのバットＢｔ側である。

本願の展開図は、各シートの巻き付け順序のみならず、各シートのシャフト軸方向における配置をも示している。例えば図２において、シートｓ１の一端はチップＴｐに位置している。

シャフト６は、ストレート層とバイアス層とを有する。本願の展開図において、繊維の配向角度が記載されている。「０°」と記載されているシートが、ストレート層を構成している。ストレート層用のシートは、本願においてストレートシートとも称される。

ストレート層は、繊維の配向がシャフトの長手方向（シャフト軸方向）に対して実質的に０°とされた層である。巻き付けの際の誤差等に起因して、通常、繊維の配向はシャフト軸線方向に対して完全に平行とはならない。ストレート層において、シャフト軸線に対する繊維の絶対角度θａは、１０°以下である。絶対角度θａとは、シャフト軸線と繊維方向との成す角度の絶対値である。即ち、絶対角度θａが１０°以下とは、繊維方向とシャフト軸線方向とのなす角度Ａｆが、−１０度以上＋１０度以下であることを意味する。

図２の実施形態において、ストレートシートは、シートｓ１、シートｓ２、シートｓ６、シートｓ８、シートｓ９、シートｓ１０、シートｓ１１及びシートｓ１２である。ストレート層は、曲げ剛性及び曲げ強度との相関が高い。

バイアス層は、主として、シャフトの捻れ剛性及び捻れ強度を高める目的で設けられる。

バイアス層は、好ましくは、繊維の配向が互いに逆方向に傾斜した２枚のシートペアから構成されている。好ましくは、バイアス層は、上記角度Ａｆが−６０°以上−３０°以下の層と、上記角度Ａｆが３０°以上６０°以下の層とを含む。即ち、好ましくは、バイアス層では、上記絶対角度θａが３０°以上６０°以下である。

シャフト６において、バイアス層を構成するシートは、シートｓ３及びシートｓ４である。図２には、シート毎に、上記角度Ａｆが記載されている。角度Ａｆにおけるプラス（＋）及びマイナス（−）は、互いに貼り合わされるバイアスシートの繊維が互いに逆方向に傾斜していることを示している。本願において、バイアス層用のシートは、単にバイアスシートとも称される。

なお、図２の実施形態では、シートｓ３が−４５度であり且つシートｓ４が＋４５度であるが、逆にシートｓ２が＋４５度であり且つシートｓ３が−４５度であってもよいことは当然である。

フープ層は、シャフトの周方向に沿って繊維を配向させた層である。好ましくは、フープ層における上記絶対角度θａは、シャフト軸線に対して実質的に９０°とされる。ただし、巻き付けの際の誤差等に起因して、繊維の配向はシャフト軸線方向に対して完全に９０°とはならない場合がある。通常、このフープ層では、上記絶対角度θａが８０°以上である。この絶対角度θａの上限値は９０°である。

フープ層は、シャフトのつぶし剛性及びつぶし強度を高めるのに寄与する。つぶし剛性とは、シャフトをその半径方向内側に向かって押し潰す力に対する剛性である。つぶし強度とは、シャフトをその半径方向内側に向かって押し潰す力に対する強度である。つぶし強度は、曲げ強度とも関連しうる。曲げ変形に連動してつぶし変形が生じうる。特に肉厚の薄い軽量シャフトにおいては、この連動性が大きい。つぶし強度の向上により、曲げ強度も向上しうる。

図２の実施形態において、フープ層用のプリプレグシートは、シートｓ５及びシートｓ７である。本願において、フープ層用のプリプレグシートは、フープシートとも称される。

図示しないが、使用される前のプリプレグシートは、カバーシートにより挟まれている。通常、カバーシートは、離型紙及び樹脂フィルムである。即ち、使用される前のプリプレグシートは、離型紙と樹脂フィルムとで挟まれている。プリプレグシートの一方の面には離型紙が貼られており、プリプレグシートの他方の面には樹脂フィルムが貼られている。以下において、離型紙が貼り付けられている面が「離型紙側の面」とも称され、樹脂フィルムが貼り付けられている面が「フィルム側の面」とも称される。

プリプレグシートを巻回するには、先ず、樹脂フィルムが剥がされる。樹脂フィルムが剥がされることにより、フィルム側の面が露出する。この露出面は、タック性（粘着性）を有する。このタック性は、マトリクス樹脂に起因する。即ち、このマトリクス樹脂が半硬化状態であるため、粘着性が発現する。次に、この露出したフィルム側の面の縁部（巻き始め縁部ともいう）を、巻回対象物に貼り付ける。マトリクス樹脂の粘着性により、この巻き始め縁部の貼り付けが円滑になされうる。巻回対象物とは、マンドレル、又はマンドレルに他のプリプレグシートが巻き付けられてなる巻回物である。次に、離型紙が剥がされる。次に、巻回対象物が回転されて、プリプレグシートが巻回対象物に巻き付けられる。このように、先に樹脂フィルムが剥がされ、次に巻き始め端部が巻回対象物に貼り付けられ、次に離型紙が剥がされる。このように、先に樹脂フィルムが剥がされ、巻き始め縁部が巻回対象物に貼り付けられた後に、離型紙が剥がされる。この手順により、シートの皺や巻き付け不良が抑制される。これは、離型紙が貼り付けられたシートは、離型紙に支持されているため、皺となりにくいからである。離型紙は、樹脂フィルムと比較して、曲げ剛性が高い。

図２の実施形態では、合体シートが用いられる。合体シートは、２枚のシートが貼り合わされることによって形成される。

図２の実施形態では、三つの合体シートが形成される。シートｓ３とシートｓ４とが張り合わされたバイアス合体シートが形成される。バイアス層は、繊維の配向角度が互いに逆である２枚のシートｓ３、ｓ４が用いられる。これらのシートｓ３、ｓ４のセットにより、捻れ方向の方向性を無くすことができる。このため、バイアス合体シートが用いられる。また、シートｓ５とシートｓ６とが貼り合わされたフープストレート合体シートが形成される。シートｓ７とシートｓ８とが貼り合わされたフープストレート合体シートが形成される。繊維をシャフトの周方向に沿って曲げる場合、繊維の剛性が曲げに対して抵抗する。この抵抗に起因して、プリプレグは繊維方向に沿って裂けやすい。そのため、フープシートは、単独では巻き付けにくい。この裂けを防止するため、合体シートが形成される。

前述の通り、本願では、繊維の配向角度によって、シート及び層が分類される。これに加えて本願では、シャフト長手方向の長さによって、シート及び層が分類される。

本願において、シャフト長手方向の全体に配置される層が、全長層と称される。本願において、シャフト長手方向の全体に配置されるシートが、全長シートと称される。巻回された全長シートが、全長層を形成する。

一方、本願において、シャフト長手方向において部分的に配置される層が、部分層と称される。本願において、シャフト長手方向において部分的に配置されるシートが、部分シートと称される。巻回された部分シートが、部分層を形成する。

本願では、バイアス層である全長層が、全長バイアス層と称される。本願では、ストレート層である全長層が、全長ストレート層と称される。本願では、フープ層である全長層が、全長フープ層と称される。

本願では、バイアス層である部分層が、部分バイアス層と称される。本願では、ストレート層である部分層が、部分ストレート層と称される。本願では、フープ層である部分層が、部分フープ層と称される。

以下に、このシャフト６の製造工程の概略が説明される。

［シャフト製造工程の概略］

（１）裁断工程
裁断工程では、プリプレグシートが所望の形状に裁断される。この工程により、図２に示される各シートが切り出される。

なお、裁断は、裁断機によりなされてもよいし、手作業でなされてもよい。手作業の場合、例えば、カッターナイフが用いられる。

（２）貼り合わせ工程
貼り合わせ工程では、複数のシートが貼り合わされて、前述した合体シートが作製される。

貼り合わせ工程では、加熱又はプレスが用いられてもよい。より好ましくは、加熱とプレスとが併用される。後述する巻回工程において、合体シートの巻き付け作業中に、シートのズレが生じうる。このズレは、巻き付け精度を低下させる。加熱及びプレスは、シート間の接着力を向上させる。加熱及びプレスは、巻回工程におけるシート間のズレを抑制する。

シート同士の接着力を高める観点から、貼り合わせ工程における加熱温度は、３０℃以上が好ましく、３５℃以上がより好ましい。この加熱温度が高すぎる場合、マトリクス樹脂の硬化が進行し、シートの粘着性が低下することがある。この粘着性の低下は、合体シートと巻回対象物との接着性を低下させる。この接着性の低下は、皺の発生を許容することがあり、巻き付け位置のズレを生じさせうる。この観点から、貼り合わせ工程における加熱温度は、６０℃以下が好ましく、５０℃以下がより好ましく、４０℃以下がより好ましい。

シート同士の接着力を高める観点から、貼り合わせ工程における加熱時間は、２０秒以上が好ましく、３０秒以上がより好ましい。シートの粘着性の観点から、貼り合わせ工程における加熱時間は、３００秒以下が好ましい。

シート同士の接着力を高める観点から、貼り合わせ工程におけるプレスの圧力は、３００ｇ／ｃｍ^２以上が好ましく、３５０ｇ／ｃｍ^２以上がより好ましい。プレスの圧力が過大である場合、プリプレグが押し潰される場合がある。この場合、プリプレグの厚みが設計値よりも薄くなる。プリプレグの厚み精度の観点から、貼り合わせ工程におけるプレスの圧力は、６００ｇ／ｃｍ^２以下が好ましく、５００ｇ／ｃｍ^２以下がより好ましい。

シート同士の接着力を高める観点から、貼り合わせ工程におけるプレスの時間は、２０秒以上が好ましく、３０秒以上がより好ましい。プリプレグの厚み精度の観点から、貼り合わせ工程におけるプレスの時間は、３００秒以下が好ましい。

（３）巻回工程
巻回工程では、マンドレルが用意される。典型的なマンドレルは、金属製である。このマンドレルに、離型剤が塗布される。更に、このマンドレルに、粘着性を有する樹脂が塗布される。この樹脂は、タッキングレジンとも称される。このマンドレルに、裁断されたシートが巻回される。このタッキングレジンにより、シート端部をマンドレルに貼り付けることが容易とされている。

貼り合せに係るシートに関しては、合体シートの状態で巻回される。

この巻回工程により、巻回体が得られる。この巻回体は、マンドレルの外側にプリプレグシートが巻き付けられてなる。巻回は、例えば、平面上で巻回対象物を転がすことによりなされる。この巻回は、手作業によりなされてもよいし、機械によりなされてもよい。この機械は、ローリングマシンと称される。

（４）テープラッピング工程
テープラッピング工程では、上記巻回体の外周面にテープが巻き付けられる。このテープは、ラッピングテープとも称される。このラッピングテープは、張力を付与されつつ巻き付けられる。このラッピングテープにより、巻回体に圧力が加えられる。この圧力はボイドを低減させる。

（５）硬化工程
硬化工程では、テープラッピングがなされた後の巻回体が加熱される。この加熱により、マトリクス樹脂が硬化する。この硬化の課程で、マトリクス樹脂が一時的に流動化する。このマトリクス樹脂の流動化により、シート間又はシート内の空気が排出されうる。ラッピングテープの圧力（締め付け力）により、この空気の排出が促進されている。この硬化により、硬化積層体が得られる。

（６）マンドレルの引き抜き工程及びラッピングテープの除去工程
硬化工程の後、マンドレルの引き抜き工程とラッピングテープの除去工程とがなされる。両者の順序は限定されないが、ラッピングテープの除去工程の能率を向上させる観点から、マンドレルの引き抜き工程の後にラッピングテープの除去工程がなされるのが好ましい。

（７）両端カット工程
この工程では、硬化積層体の両端部がカットされる。このカットにより、チップＴｐの端面及びバットＢｔの端面が平坦とされる。

（８）研磨工程
この工程では、硬化積層体の表面が研磨される。硬化積層体の表面には、ラッピングテープの跡として残された螺旋状の凹凸が存在する。研磨により、このラッピングテープの跡としての凹凸が消滅し、表面が平滑とされる。

（９）塗装工程
研磨工程後の硬化積層体に塗装が施される。

なお、本願では、層とシートとで同じ符号が用いられる。例えば、シートｓ１によって形成された層は、層ｓ１とされる。シャフト６は、第１層ｓ１から第１２層ｓ１２によって構成されている。各層の総数は１とは限らない。各層の巻回数（プラス数）は、１未満であってもよいし、１を超えていても良い。

シャフト６において、全長層は、層ｓ３、層ｓ４、層ｓ７、層ｓ８及び層ｓ９である。層ｓ３及び層ｓ４は全長バイアス層である。層ｓ７は全長フープ層である。、層ｓ８及び層ｓ９は、全長ストレート層である。

シャフト６において、部分層は、層ｓ１、層ｓ２、層ｓ５、層ｓ６、層ｓ１０、層ｓ１１及び層ｓ１２である。層ｓ１、層ｓ２、層ｓ１０、層ｓ１１及び層ｓ１２は部分ストレート層である。層ｓ５は部分フープ層である。

層ｓ１、層ｓ２、層ｓ１０、層ｓ１１及び層ｓ１２は、シャフト６の先端部に配置されている。これらの層は、先端部分層とも称される。図２において両矢印Ｌｔで示されるのは、先端部分層の後端とシャフト６のチップ端Ｔｐとの距離である。シャフト重量を抑制しつつ先端部を補強する観点から、距離Ｌｔは、４００ｍｍ以下が好ましく、３５０ｍｍ以下がより好ましく、３００ｍｍ以下が更に好ましい。

層ｓ１及び層ｓ２は、ストレート先端部分層である。これら部分層ｓ１及びｓ２は、全長バイアス層ｓ３、ｓ４よりも内側に位置する。層ｓ１０、層ｓ１１及び層ｓ１２は、ストレート先端部分層である。これら部分層ｓ１０、ｓ１１及びｓ１２は、全長バイアス層ｓ３、ｓ４よりも外側に位置する。これら部分層ｓ１０、ｓ１１及びｓ１２は、全ての全長層よりも外側に位置する。

層ｓ５及び層ｓ６は、シャフト６の後端部に配置されている。これらの層は、後端部分層とも称される。図２において両矢印Ｌｂで示されるのは、後端部分層の先端とシャフト６のバット端Ｂｔとの距離である。シャフト重量を抑制しつつ後端部を補強する観点から、距離Ｌｂは、５００ｍｍ以下が好ましく、４５０ｍｍ以下がより好ましく、４００ｍｍ以下が更に好ましい。

層ｓ５は、フープ後端部分層である。この部分層ｓ５は、全長バイアス層ｓ３、ｓ４よりも外側に位置する。この部分層ｓ５は、全長ストレート層ｓ８、ｓ９よりも内側に位置する。

層ｓ６は、ストレート後端部分層である。この部分層ｓ６は、全長バイアス層ｓ３、ｓ４よりも外側に位置する。この部分層ｓ６は、全長ストレート層ｓ８、ｓ９よりも内側に位置する。

本実施形態では、ガラス繊維強化プリプレグが用いられている。このガラス繊維強化プリプレグは、強化繊維がガラス繊維であるプリプレグである。本実施形態のガラス繊維強化プリプレグでは、繊維は実質的に一方向に配向している。すなわちこのガラス繊維強化プリプレグはＵＤプリプレグである。ＵＤプリプレグ以外のガラス繊維強化プリプレグが用いられても良い。例えば、プリプレグシートに含まれるガラス繊維が編まれていてもよい。

なお、本実施形態では、ガラス繊維強化プリプレグ以外のプリプレグは、炭素繊維強化プリプレグである。炭素繊維として、ＰＡＮ系及びピッチ系が例示される。

図２の実施形態では、ストレート先端部分層にガラス繊維強化プリプレグが用いられている。図２の実施形態では、最内層のストレート先端部分層ｘ１が、ガラス繊維強化層である。本実施形態では、この先端部分層ｘ１は、ガラス繊維強化プリプレグによって形成されている。この先端部分層ｘ１は、バイアス層ｓ３、ｓ４よりも内側に配置されている。最内層のストレート先端部分層ｘ１は、内側ガラス強化繊維層である。

図２の実施形態では、先端部分層ｘ１の外側にストレート先端部分層ｙ１が設けられている。この先端部分層ｙ１には、炭素繊維強化プリプレグが用いられている。この先端部分層ｙ１は、バイアス層ｓ３、ｓ４よりも内側に配置されている。先端部分層ｙ１は、先端部分層ｘ１よりも外側に位置する。先端部分層ｙ１は、先端部分層ｘ１とバイアス層ｓ３、ｓ４との間に位置する。

マンドレルの形状は、バイアス層ｓ３、ｓ４よりも内側に位置する先端部分層ｓ１、ｓ２の厚みに対応している。先端部分層ｓ１、ｓ２が巻かれる位置において、マンドレルは細くされている。先端部分層ｓ１、ｓ２が巻かれた状態の外径が単純なテーパー形状となるように、マンドレルが設計されている。よって、先端部分層ｓ１、ｓ２の存在に起因するシワの発生が抑制されている。

層ｓ９は、全長ストレート層である。この層ｓ９の外側に、先端部分層ｓ１０、ｓ１１及びｓ１２が設けられている。

図２の実施形態において、先端部分層ｓ１０は、バイアス層ｓ３、ｓ４よりも外側に位置し且つ最外層ではない先端部分層ｚ１である。このましくは、この先端部分層ｚ１は、全ての全長層よりも外側に位置する。この先端部分層ｚ１の外側には、先端部分層ｓ１１、ｓ１２が配置されている。これら層ｓ１１及びｓ１２は、先端部分層ｚ１を覆っている。層ｓ１１及び層ｓ１２の存在により、先端部分層ｚ１が研磨されることはない。

本実施形態では、この先端部分層ｚ１の強化繊維は、ピッチ系炭素繊維である。

先端部分層ｚ１に含まれるピッチ系炭素繊維は、低弾性炭素繊維である。低弾性炭素繊維とは、引張弾性率が２２ｔｏｎ／ｍｍ^２以下の炭素繊維である。先端部分層ｚ１は、外側低弾性炭素繊維強化層である。

このように、シャフト６では、上記先端部分層が、内側ガラス繊維強化層ｓ１と、この内側ガラス繊維強化層ｓ１よりも外側に配置された外側低弾性炭素繊維強化層ｓ１０を含んでいる。この層ｓ１０に含まれる上記低弾性炭素繊維の引張弾性率は、２２ｔｏｎ／ｍｍ^２以下である。この層ｓ１０は、ガラス繊維強化層であってもよい。

シャフト内層は、シャフト断面の中立軸（シャフト軸線）に近い。よって、打球時に発生する引張応力及び圧縮応力が、シャフト外層に比較して小さい。一方、後述される試験結果より、ガラス繊維強化層を配置することにより、衝撃吸収エネルギーが向上することが明らかとなった。このような知見から、ガラス繊維強化層ｓ１を内側に配置することは、衝撃吸収エネルギーの向上に有効である（効果Ａ）。

シャフト６では、内側ガラス繊維強化層ｓ１が、バイアス層ｓ３、ｓ４よりも内側に位置する。よって、上記効果Ａが向上しうる。

シャフト６では、内側ガラス繊維強化層ｓ１が最内層である。よって、層ｓ１は上記中立軸からの距離が最短となり、上記効果Ａが更に向上しうる。

ガラス繊維の弾性率は、およそ７〜８ｔｏｎ／ｍｍ^２以上であり、弾性率が比較的低い。この低弾性のガラス繊維を内層に配置することで、剛性の低下を抑制することができる。
すなわち、本実施形態では、曲げ剛性の寄与度が小さい内層を利用して衝撃強度を向上させることができる。よって、曲げ剛性を確保しつつ、衝撃強度を向上させることができる。

シャフト外層は、シャフト断面の中立軸（シャフト軸線）から遠い。よって、打球時に発生する引張応力及び圧縮応力が、シャフト内層に比較して大きい。シャフト破壊は、特に圧縮破壊に起因すると考えられる。低弾性の炭素繊維は、ガラス繊維と比較して、圧縮破壊に対する強度に優れる。このため、外層に外側低弾性炭素繊維強化層ｓ１０を設けることにより、屈曲に対する強度が向上しうる（効果Ｂ）

シャフト６では、外側低弾性炭素繊維強化層ｓ１０が、内側ガラス繊維強化層ｓ１よりも外側に位置する。よって、上記効果Ｂが向上しうる。

シャフト６では、外側低弾性炭素繊維強化層ｓ１０が、全ての全長層（層ｓ３、ｓ４、ｓ７、ｓ８及びｓ９）よりも外側に位置する。よって、上記効果Ｂが更に向上しうる。

シャフト６では、内側ガラス繊維強化層ｓ１は、全ての全長層（層ｓ３、ｓ４、ｓ７、ｓ８及びｓ９）よりも内側に位置する。一方、外側低弾性炭素繊維強化層ｓ１０は、全ての全長層（層ｓ３、ｓ４、ｓ７、ｓ８及びｓ９）よりも外側に位置する。このため、層ｓ１と層ｓ１０との半径方向距離が大きい。よって、上記効果Ａと上記効果Ｂとが相乗的に奏されうる。

上記効果Ａと効果Ｂとの相乗効果を高める観点から、内側ガラス繊維強化層ｓ１と外側低弾性炭素繊維強化層ｓ１０との半径方向距離ｄ１は、１．０ｍｍ以上が好ましく、１．２ｍｍ以上がより好ましく、１．４ｍｍ以上が更に好ましい。シャフトの先端径には制約があるので、距離ｄ１は、通常、１．８ｍｍ以下である。

層ｓ１０に含まれる低弾性炭素繊維は、ピッチ系炭素繊維である。層ｓ１０に含まれる低弾性炭素繊維は、全長層に含まれる炭素繊維よりも引張弾性率が低い。低弾性の炭素繊維により、破断時の変位を大きくすることができる。よって、衝撃吸収エネルギーを増大させることが可能となる。

層ｓ１０に含まれる上記低弾性炭素繊維の引張弾性率は、１０ｔｏｎ／ｍｍ^２以上である。この引張弾性率により、曲げ剛性の過度の低下を抑制することができる。よって、曲げ剛性の確保と衝撃強度の向上とが効果的に両立されうる。

上述の通り、ガラス繊維の弾性率は、およそ７〜８ｔｏｎ／ｍｍ^２以上である。過度な曲げ剛性の低下を抑制する観点からは、層ｓ１０は、炭素繊維の弾性率がガラス繊維の弾性率よりも高い低弾性炭素繊維強化層であるのが好ましい。炭素繊維であれば、引張弾性率の設定に自由度があり、例えば、１０ｔｏｎ／ｍｍ^２以上とすることも可能である。

層ｓ１０は、ガラス繊維強化層であってもよい。一方、ガラス繊維の比重は、炭素繊維の比重よりも大きい。シャフトの軽量化の観点からは、層ｓ１０は、低弾性炭素繊維強化層であるのが好ましい。

材料コストの観点からは、外側低弾性炭素繊維強化層よりも、外側ガラス繊維強化層のほうが好ましい。

衝撃吸収エネルギーの観点からは、層ｓ１０は、外側ガラス繊維強化層であってもよい。ガラス繊維は圧縮破断ひずみが大きいため、衝撃吸収エネルギーの向上に有効である。このガラス繊維強化層を内層及び外層にも適用することで、衝撃吸収エネルギーの向上が達成されうる。

層ｓ１０の外側には先端部分層ｓ１１及びｓ１２が設けられている。層ｓ１２は、最外先端部分層ｓ１２である。層ｓ１０は、最外先端部分層ｓ１２で覆われている。最外先端部分層ｓ１２の強化繊維は、炭素繊維である。最外先端部分層ｓ１２の強化繊維は、ＰＡＮ系炭素繊維である。最外先端部分層ｓ１２により、層ｓ１０の研磨が防止され、層ｓ１０が保護されている。また、最外先端部分層ｓ１２により、シャフト先端部の曲げ剛性が確保されている。

シャフト重量が小さいほど、剛性及び強度の両立が困難となる。このため、上記実施形態は、軽量シャフトに対して特に有効である。この観点から、シャフト６は、４６インチ換算でのシャフト重量Ｍｔが５５ｇ以下であるのが好ましく、５２ｇ以上がより好ましい。４６インチ換算でのシャフト重量Ｍｔ（ｇ）は、１インチ当たりの重量Ｍｘ（ｇ）を４６倍することにより算出される。重量Ｍｘ（ｇ）は、シャフト重量（ｇ）をシャフト長さ（インチ）で割ることにより得られる。シャフト強度の観点から、シャフト重量Ｍｔは３５ｇ以上であるのが好ましく、３８ｇ以上であるのがより好ましい。

衝撃吸収効果の観点から、外側低弾性炭素繊維強化層に含まれる強化繊維の引張弾性率Ｅ１は、２２ｔｏｎ／ｍｍ^２以下が好ましく、２０ｔｏｎ／ｍｍ^２以下がより好ましい。過度な変形が生じた場合、衝撃吸収が生じる前に他の層が破壊することがある。この観点から、引張弾性率Ｅ１は、４ｔｏｎ／ｍｍ^２以上が好ましく、５ｔｏｎ／ｍｍ^２以上がより好ましく、８ｔｏｎ／ｍｍ^２以上が更に好ましく、１０ｔｏｎ／ｍｍ^２以上が更に好ましい。

プリプレグシートのマトリクス樹脂としては、エポキシ樹脂の他、エポキシ樹脂以外の熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂等も用いられ得る。シャフト強度の観点から、マトリクス樹脂は、エポキシ樹脂が好ましい。

以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。

［実施例１］
上記シャフト６と同じ積層構成を有するシャフトが作製された。即ち、図２で示されるシート構成を有するシャフトが作製された。製造方法は、上記シャフト６と同じである。各シートに用いられたプリプレグの商品名は、次の通りである。シートｓ１及びシートｓ１０以外は、ＰＡＮ系炭素繊維強化プリプレグである。
・シートｓ１：ＧＥ３５２Ｈ−１６０Ｓ（三菱レイヨン社製）
・シートｓ２：ＴＲ３５０Ｃ−１００Ｓ（三菱レイヨン社製）
・シートｓ３：ＨＲＸ３５０Ｃ−０７５Ｓ（三菱レイヨン社製）
・シートｓ４：ＨＲＸ３５０Ｃ−０７５Ｓ（三菱レイヨン社製）
・シートｓ５：８０５Ｓ−３（東レ社製）
・シートｓ６：Ｅ１０２６Ａ−０９Ｎ（日本グラファイトファイバー社製）
・シートｓ７：８０５Ｓ−３（東レ社製）
・シートｓ８：２２５６Ｓ−１２（東レ社製）
・シートｓ９：２２５６Ｓ−１０（東レ社製）
・シートｓ１０：Ｅ１０２６Ａ−０９Ｎ（日本グラファイトファイバー社製）
・シートｓ１１：ＴＲ３５０Ｃ−１００Ｓ（三菱レイヨン社製）
・シートｓ１２：ＴＲ３５０Ｃ−１００Ｓ（三菱レイヨン社製）

商品名「ＧＥ３５２Ｈ−１６０Ｓ」は、ガラス繊維強化プリプレグである。ガラス繊維はＥガラスであり、このガラス繊維の引張弾性率は７５ＧＰａ（７．６５ｔｏｎ／ｍｍ^２）である。

商品名「Ｅ１０２６Ａ−０９Ｎ」は、ピッチ系炭素繊維強化プリプレグである。このピッチ系炭素繊維は、品番が「ＸＮ−１０」であり、引張弾性率が１１０ＧＰａ（１１．２ｔｏｎ／ｍｍ^２）である。

この実施例１の評価結果が下記の表１に示される。なお、実施例１は、シャフト全長Ｌｓが１１６８ｍｍであり、シャフト重量Ｍｔが４６ｇであった。また、シートｓ１における距離Ｌｔ（図２参照）は２００ｍｍとされ、シートｓ１０における距離Ｌｔは１８０ｍｍとされた。

［実施例２及び比較例１から６］
層ｓ１、ｓ２及びｓ１０に表１で示されているシートが用いられた他は実施例１と同様にして、実施例２及び比較例１から６のシャフトを得た。これらのシャフトの評価結果が、下記の表１に示される。なお、商品名「Ｅ１０２６Ａ−１４Ｎ」は、日本グラファイトファイバー社製のピッチ系炭素繊維強化プリプレグである。このピッチ系炭素繊維は、品番が「ＸＮ−１０」であり、引張弾性率が１１０ＧＰａ（１１．２ｔｏｎ／ｍｍ^２）である。

表１が示すように、実施例１では内側ガラス繊維強化層ｓ１と外側低弾性炭素繊維強化層ｓ１０とが用いられている。実施例２では、内側ガラス繊維強化層ｓ１と外側ガラス繊維強化層ｓ１０とが用いられている。

［衝撃吸収エネルギーの測定方法］
図３は、衝撃吸収エネルギーの測定方法を示す。片持ち曲げ方式で衝撃試験を行った。測定装置５０として、米倉製作所製の落錘型衝撃試験機（ＩＩＴＭ−１８）を用いた。シャフトのチップ端Ｔｐから５０ｍｍまでの先端部を固定治具５２に固定した。固定端から１００ｍｍの位置に、６００ｇの錘Ｗを、１５００ｍｍ上方から衝突させた。錘Ｗには加速度計５４が取り付けられた。加速度計５４は、ＡＤ変換器５６を介してＦＦＴアナライザー５８に接続された。ＦＦＴ処理により、計測波形が得られた。この測定により、変位Ｄと衝撃曲げ荷重Ｌとが計測され、破壊が開示されるまでの衝撃吸収エネルギーが算出された。

図４は、計測された波形の一例である。この波形は、変位Ｄ（ｍｍ）と衝撃曲げ荷重Ｌ（ｋｇｆ）との関係を示すグラフである。この図５のグラフにおいて、ハッチングで示される部分の面積が、衝撃吸収エネルギーＥｍ（Ｊ）を示している。

[打球フィーリングの評価]
各シャフトに、４６０ｃｃのドライバーヘッド及びグリップが装着され、４６インチのゴルフクラブを得た。ハンディキャップが１０以下である１０名のゴルファーがこれらのクラブを実打し、打球フィーリングを評価した。１点から５点までの５段階で官能評価がなされた。点数が高いほど評価が高い。１０名のゴルファーの平均値は以下の通りであった。
・実施例１：４．４点
・実施例２：４．５点
・比較例１：４．０点
・比較例２：４．３点
・比較例３：４．２点
・比較例４：３．５点
・比較例５：３．３点
・比較例６：３．６点

実施例１に高い評価を与えたゴルファーによれば、実施例１の打球フィーリングは、特に、「打感の軟らかさだけでなく、弾き感もある」という点で優れるとの意見が得られた。これは、衝撃吸収効果が優れるだけでなく、先端の曲げ剛性が確保されているとの理由によるものと考えられる。一方、実施例２に高い評価を与えたゴルファーによれば、実施例２の打球フィーリングは、特に、「打感が柔らかく、手がしびれない」点で優れるとの意見が得られた。これは、衝撃吸収効果が最大限に発揮されているとの理由によるものと考えられる。

このように、実施例は比較例に比べて評価が高い。本発明の優位性は明らかである。

以上説明された方法は、ゴルフクラブシャフトに適用されうる。

２・・・ゴルフクラブ
４・・・ヘッド
６・・・シャフト
８・・・グリップ
ｓ１〜ｓ１２・・・プリプレグシート（層）
ｓ１・・・内側ガラス繊維強化層
ｓ１０・・・外側低弾性炭素繊維強化層（又は外側ガラス繊維強化層）
Ｔｐ・・・シャフトのチップ端
Ｂｔ・・・シャフトのバット端

Claims (6)

1. シャフト長手方向の全体に亘って配置された全長層と、シャフトの先端部に配置された先端部分層とを有しており、
   上記全長層が、バイアス層とストレート層とを含んでおり、
   上記先端部分層が、内側ガラス繊維強化層と、この内側ガラス繊維強化層よりも外側に配置された外側低弾性炭素繊維強化層又は外側ガラス繊維強化層を含んでおり、
   上記低弾性炭素繊維の引張弾性率が２２ｔｏｎ／ｍｍ^２以下であり、
   ４６インチ換算でのシャフト重量が５５ｇ以下であるゴルフクラブシャフト。
2. 上記内側ガラス繊維強化層が、上記バイアス層よりも内側に位置する請求項１に記載のゴルフクラブシャフト。
3. 上記内側ガラス繊維強化層が最内層である請求項１又は２に記載のゴルフクラブシャフト。
4. 上記外側低弾性炭素繊維強化層又は外側ガラス繊維強化層が、全ての上記全長層よりも外側に位置する請求項１から３のいずれかに記載のゴルフクラブシャフト。
5. 上記低弾性炭素繊維がピッチ系炭素繊維である請求項１から４のいずれかに記載のゴルフクラブシャフト。
6. 上記低弾性炭素繊維の引張弾性率が１０ｔｏｎ／ｍｍ^２以上である請求項１から５のいずれかに記載のゴルフクラブシャフト。

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