JP2015016175A - Golf club shaft and golf club using the same, and method for manufacturing golf club shaft - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ゴルフクラブシャフト及びこれを用いたゴルフクラブ、並びにゴルフクラブシャフトの製造方法に関する。 The present invention relates to a golf club shaft, a golf club using the same, and a method for manufacturing a golf club shaft.
スチール製のゴルフクラブシャフトに代わり、強化繊維(例えば炭素繊維)に熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグを複数層巻回し熱硬化させてなるFRP(Fiber Reinforced Plastics)製のゴルフクラブシャフトが広く用いられている。プリプレグは、古くは、強化繊維として繊維方向を一方向に揃えたUD(Uni-Direction)プリプレグが用いられてきた。UDプリプレグは、繊維方向がシャフト長手方向と平行をなす0°プリプレグ、繊維方向がシャフト長手方向に対して斜交するバイアスプリプレグ、及び繊維方向がシャフト長手方向と直交する90゜プリプレグに大別され、これらが巻回(積層)順序及びプライ数(巻回数)を工夫して積層されていた。 Instead of steel golf club shafts, FRP (Fiber Reinforced Plastics) golf club shafts, which are made by winding multiple layers of prepregs impregnated with thermosetting resin into reinforcing fibers (for example, carbon fibers) and thermosetting, are widely used. It has been. In the old days, a UD (Uni-Direction) prepreg having a fiber direction aligned in one direction as a reinforcing fiber has been used. The UD prepreg is roughly classified into a 0 ° prepreg in which the fiber direction is parallel to the shaft longitudinal direction, a bias prepreg in which the fiber direction is oblique to the shaft longitudinal direction, and a 90 ° prepreg in which the fiber direction is orthogonal to the shaft longitudinal direction. These were laminated by devising the winding (lamination) order and the number of plies (number of windings).
このようなUDプリプレグのみを用いたゴルフクラブシャフトに対し、本出願人は、強化繊維として織物強化繊維を用いた織物プリプレグを用いることに着目し、三軸織物又は四軸織物を熱硬化性樹脂に含浸させた織物プリプレグを含むゴルフクラブシャフトを提案し、特許権を取得している(特許文献1、2)。UDプリプレグに加えて織物プリプレグを含むゴルフクラブシャフトは、UDプリプレグのみを使用した従来のゴルフクラブシャフトに比べて高い性能(振動減衰性能)を示すことが確認されている。
With respect to a golf club shaft using only such a UD prepreg, the present applicant pays attention to using a woven prepreg using a woven reinforcing fiber as a reinforcing fiber, and the triaxial woven fabric or the four-axial woven fabric is converted into a thermosetting resin. A golf club shaft including a woven fabric prepreg impregnated in the patent is proposed and patent rights are obtained (
これらのゴルフクラブシャフトは、棒状のマンドレル(芯金)の外周に複数層のプリプレグを順に巻回することで形成される。特許文献1、2を含む従来の織物プリプレグを含むゴルフクラブシャフトは、マンドレルに最初にUDプリプレグ(例えばバイアスプリプレグや0°プリプレグ)を巻回し、その外周に織物プリプレグ(例えば二軸織物プリプレグ、三軸織物プリプレグ又は四軸織物プリプレグ)を巻回し、最外層にUDプリプレグ(例えば0°プリプレグや90°プリプレグ)を巻回していた。つまり、従来の織物プリプレグを含むゴルフクラブシャフトは、最内層にUDプリプレグを位置させた上で、その外層側の中間位置(最内層と最外層の中間位置)に織物プリプレグを位置させるのが必須の構成であり、その研究開発は、最内層のUDプリプレグの外周側のプリプレグの層構成(順番、プライ数)に向けられていた。
These golf club shafts are formed by winding a plurality of layers of prepregs in turn around the outer periphery of a rod-shaped mandrel (core metal). In a golf club shaft including a conventional woven prepreg including
本発明者らは、特許文献1、2を含む従来の織物プリプレグを含むゴルフクラブシャフトは、UDプリプレグのみを使用した従来のゴルフクラブシャフトに比べて高い性能(振動減衰性能)が得られるという利点がある一方で、耐久強度の点で改良の余地があることを技術課題として見出し、鋭意研究を進めてきた。
The inventors of the present invention have an advantage that a golf club shaft including a conventional woven prepreg including
本発明は、高い性能(振動減衰性能)と高い耐久強度を両立させることができるゴルフクラブシャフト及びこれを用いたゴルフクラブ、並びにゴルフクラブシャフトの製造方法を得ることを目的とする。 An object of the present invention is to obtain a golf club shaft that can achieve both high performance (vibration damping performance) and high durability, a golf club using the same, and a method for manufacturing the golf club shaft.
本発明者らは、最内層にUDプリプレグを位置させるという従来の技術常識を疑い見直すと同時に、織物プリプレグを最内層に配置してこの最内層の織物プリプレグの外層側にUDプリプレグを配置すれば、高い性能(振動減衰性能)と高い耐久強度を両立させることができる、との着眼に至って本発明を完成させた。 The present inventors have reconsidered the conventional common sense that the UD prepreg is positioned in the innermost layer, and at the same time, if the fabric prepreg is arranged in the innermost layer and the UD prepreg is arranged on the outer layer side of the innermost fabric prepreg, The present invention has been completed with a focus on achieving both high performance (vibration damping performance) and high durability.
本発明の有用性は、実験結果の示すところであるが、本発明者らは、最内層に織物プリプレグを配置することで耐久性が向上する理由を次のように推論している。
織物プリプレグは、強化繊維が織物構造であるため、熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグの状態で、その表裏に凹凸がマトリックス状に存在する。そして従来構造では、織物プリプレグの表裏には、繊維方向を問わず、その表裏の凹凸の方向が列状のUDプリプレグが存在する。このため、織物プリプレグとその表裏のUDプリプレグの間には、不規則な凹凸が存在することとなり、この凹凸が熱硬化させたゴルフクラブシャフトの状態で耐久性に悪影響を与える。つまり、最内層にUDプリプレグが存在するということは、取りも直さず、織物プリプレグの表裏にUDプリプレグが存在することを意味し、このため、耐久強度を悪化させると考えられるのである。
これに対し、織物プリプレグを最内層に配置すると、積層するプリプレグとの間に形成される不規則な凹凸は、織物プリプレグの片面(外周面)のみとなる(内周面にはプリプレグが存在しない)。このため、織物プリプレグの表裏にUDプリプレグが存在する従来品に比べて耐久性が向上するのである。
Although the usefulness of the present invention is shown by experimental results, the present inventors infer the reason why the durability is improved by arranging the woven fabric prepreg in the innermost layer as follows.
In the woven prepreg, since the reinforcing fibers have a woven structure, the surface of the prepreg impregnated with a thermosetting resin has unevenness on the front and back surfaces in a matrix. In the conventional structure, there is a UD prepreg in which the direction of the unevenness on the front and back sides is in a row regardless of the fiber direction on the front and back sides of the woven prepreg. For this reason, irregular irregularities exist between the woven prepreg and the UD prepregs on the front and back, and this irregularity adversely affects the durability in the state of the heat-cured golf club shaft. That is, the presence of the UD prepreg in the innermost layer means that the UD prepreg is present on the front and back sides of the woven prepreg, and this is considered to deteriorate the durability.
On the other hand, when the woven prepreg is arranged in the innermost layer, irregular irregularities formed between the prepreg to be laminated are only one side (outer peripheral surface) of the woven prepreg (the prepreg does not exist on the inner peripheral surface). ). For this reason, durability improves compared with the conventional product in which UD prepreg exists in the front and back of a textile prepreg.
本発明のゴルフクラブシャフトは、強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグを複数層巻回し熱硬化させてなるゴルフクラブシャフトにおいて、織物強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させた織物プリプレグを最内層に配置し、この最内層の織物プリプレグの外層側に、繊維方向を一方向に揃えた強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させた少なくとも一層のUDプリプレグを配置したことを特徴としている(請求項1)。 The golf club shaft of the present invention is a golf club shaft obtained by winding a plurality of layers of prepregs in which reinforcing fibers are impregnated with a thermosetting resin and thermosetting the prepregs, in which the reinforcing fibers are impregnated with a thermosetting resin. It is arranged in the innermost layer, and on the outer layer side of the woven fabric prepreg of the innermost layer, at least one UD prepreg obtained by impregnating a thermosetting resin into a reinforcing fiber having a uniform fiber direction is arranged ( Claim 1).
前記最内層の織物プリプレグのプライ数は1であることが好ましい(請求項2)。
ここで、最内層の織物プリプレグのプライ数が1とは、織物プリプレグの巻回方向の両端部が突き合わされる場合(完全な1プライ)の他、織物プリプレグの巻回方向の両端部が若干量だけ重なる場合(完全な1プライよりも若干量多い)及び織物プリプレグの巻回方向の両端部の間に若干量の隙間がある場合(完全な1プライよりも若干量少ない)も含む概念(略1プライ)で使用する。
The number of plies of the innermost fabric prepreg is preferably 1 (Claim 2).
Here, the number of plies of the fabric prepreg of the innermost layer means that both ends in the winding direction of the fabric prepreg are abutted (complete 1 ply), and some ends in the winding direction of the fabric prepreg are slightly Including the case of overlapping by a certain amount (slightly more than a full ply) and the case of a slight amount of gap between both ends in the winding direction of the fabric prepreg (slightly less than a full ply) ( Used in approximately 1 ply).
前記最内層の織物プリプレグの厚みは0.06mm〜0.40mmの範囲内であることが好ましい(請求項3)。 The thickness of the innermost fabric prepreg is preferably in the range of 0.06 mm to 0.40 mm.
前記最内層の織物プリプレグの重さは45g/m2〜400g/m2の範囲内であることが好ましい(請求項4)。 Wherein it is preferred that the weight of the innermost layer of the fabric prepreg is in the range of 45g / m 2 ~400g / m 2 ( Claim 4).
前記最内層の織物プリプレグは、二軸織物(平織物)強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させた二軸織物(平織物)プリプレグ、三軸織物強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させた三軸織物プリプレグまたは四軸織物強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させた四軸織物プリプレグから構成することができる(請求項5)。 The innermost woven fabric prepreg includes a biaxial woven (plain woven) prepreg in which biaxial woven (plain woven) reinforced fibers are impregnated with a thermosetting resin, and a triaxial woven reinforced fiber in which three woven reinforced fibers are impregnated with a thermosetting resin. It can be composed of a shaft woven prepreg or a four-axis woven prepreg impregnated with a thermosetting resin in a four-axis woven reinforced fiber (Claim 5).
前記UDプリプレグは、前記最内層の織物プリプレグの外層側に向かって順に、繊維方向がシャフト長手方向に対して対称をなす一対のバイアスプリプレグと、繊維方向がシャフト長手方向と平行をなす0°プリプレグとを含むことができる(請求項6)。 The UD prepreg includes a pair of bias prepregs whose fiber direction is symmetric with respect to the longitudinal direction of the shaft, and a 0 ° prepreg whose fiber direction is parallel to the longitudinal direction of the shaft, in order toward the outer layer side of the innermost fabric prepreg. (Claim 6).
本発明のゴルフクラブは、上述したいずれかのゴルフクラブシャフトにクラブヘッドとグリップを装着したものである(請求項7)。 The golf club of the present invention is obtained by mounting a club head and a grip on any of the above-described golf club shafts (Claim 7).
本発明のゴルフクラブシャフトの製造方法は、強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグを複数層巻回し熱硬化させてなるゴルフクラブシャフトの製造方法において、棒状マンドレルの外周に、織物強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させた織物プリプレグを巻回するステップと、前記織物プリプレグの外周側に、繊維方向を一方向に揃えた強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させたUDプリプレグを巻回するステップと、前記織物プリプレグと前記UDプリプレグを熱硬化させて、前記織物プリプレグが最内層に配置されたゴルフクラブシャフトを成形するステップと、前記棒状マンドレルを引き抜いて、前記織物プリプレグが最内層に配置されたゴルフクラブシャフトを取り出すステップと、を有することを特徴としている(請求項8)。 The golf club shaft manufacturing method of the present invention is a golf club shaft manufacturing method in which a prepreg obtained by impregnating a thermosetting resin into a reinforcing fiber is wound and thermoset, and the fabric reinforcing fiber is disposed on the outer periphery of the rod-shaped mandrel. A step of winding a fabric prepreg impregnated with a thermosetting resin, and a winding of a UD prepreg impregnated with a thermosetting resin in a reinforcing fiber having a fiber direction aligned in one direction on the outer peripheral side of the fabric prepreg Thermosetting the fabric prepreg and the UD prepreg, forming a golf club shaft having the fabric prepreg disposed in the innermost layer, pulling out the rod-shaped mandrel, and the fabric prepreg being the innermost layer. And removing the placed golf club shaft (claim 8).
前記棒状マンドレルの外周に前記織物プリプレグを巻回するステップは、ローリングテーブルを使用して実行することが好ましい(請求項9)。 It is preferable that the step of winding the fabric prepreg on the outer periphery of the rod-shaped mandrel is performed using a rolling table.
本発明によれば、高い性能(振動減衰性能)と高い耐久強度を両立させることができるゴルフクラブシャフト及びこれを用いたゴルフクラブ、並びにゴルフクラブシャフトの製造方法が得られる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the golf club shaft which can make high performance (vibration damping performance) and high durable strength compatible, a golf club using the same, and the manufacturing method of a golf club shaft are obtained.
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係るゴルフクラブシャフト10のプリプレグ積層構造を示している。同図において、「先端巻数」は先端小径側の巻数(プライ数)を、「手元巻数」は手元大径側の巻数(プライ数)をそれぞれ示している。また「角度」は、プリプレグ中の強化繊維のシャフト長手方向に対する角度(本実施形態では0゜又は45°)及び織物プリプレグの種類(本実施形態では三軸織物プリプレグ)を示している。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a prepreg laminated structure of a
ゴルフクラブシャフト10は、強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグを複数層巻回し熱硬化させてなる。強化繊維としては、炭素繊維、アルミナ繊維、アラミド繊維、ガラス繊維、チラノ繊維、カーボンシリケート繊維又はアモルファス繊維などの各種の材料を使用することができる。熱硬化性樹脂の材料としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ビニルエステル樹脂又はピーク樹脂などの各種の材料を使用することができる。
The
ゴルフクラブシャフト10はテーパ状に形成され、その先端小径側から手元大径側に向かって漸次外径が大きくなっている。ゴルフクラブシャフト10の小径側端部にはクラブヘッド(図示せず)が装着され、ゴルフクラブシャフト10の大径側端部にはグリップ(図示せず)が装着される。
The
ゴルフクラブシャフト10は、テーパ状の棒状マンドレル(棒状芯金)1に対して、内層側(下層側)から外層側(上層側)に向かって順に、1回巻きの三軸織物プリプレグ11と、各2回巻きの一対のバイアスプリプレグ12、13と、2回巻きの0°プリプレグ14と、2回巻きの0°プリプレグ15と、三角プリプレグ16とを順に巻回し、これらを熱硬化させたものである。三軸織物プリプレグ11を除いたプリプレグ12〜16は、繊維方向が一方向に引き揃えられた強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させたUDプリプレグである。三角プリプレグ16を除いたプリプレグ11〜15は、全長層であり、棒状マンドレル1に巻回したときに同じ巻数になるように、大径側端部から小径側端部に向かって狭くなる台形状に形成されている。
The
一対のバイアスプリプレグ12、13は、繊維方向がシャフト長手方向に対して対称(本実施形態では±45°)をなしている。0°プリプレグ14、15及び三角プリプレグ16は、繊維方向がシャフト長手方向と平行をなしている。三角プリプレグ16は、ゴルフクラブシャフト10の先端をクラブヘッド(図示せず)のホーゼル径に対応するストレート部とするためのものである。
The pair of
最内層(最下層)に配置される三軸織物プリプレグ11は、三軸織物強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させたシート状のプリプレグである。
The triaxial
図2を参照して、三軸織物プリプレグ11の構成について詳細に説明する。三軸織物プリプレグ11は、ゴルフクラブシャフト10の長手方向と垂直な緯糸11Aと、この緯糸11Aに対して対称な角度(本実施形態では30°と−30°)で斜交する経糸11B及び11Cとを有し、これら緯糸11Aと経糸11B、11Cが交互に糸の上下を通り織られた構造になっている。緯糸11Aと経糸11B、11Cの織り目の間には、六角形の空隙11Pが形成されている(実際にはこの空隙11Pには熱硬化性樹脂が入り込んでいる)。尚、緯糸11Aと経糸11B、11Cが斜交する角度は限定されない。
With reference to FIG. 2, the structure of the
本実施形態のゴルフクラブシャフト10は、三軸織物プリプレグ11を最内層(最下層)に配置することで、高い性能(振動減衰性能)と高い耐久強度を両立させることに成功している。
The
「振動減衰性能」はゴルフクラブシャフトの振動の収まり易さを示す指標の1つであり、振動減衰性能が高いほど打球時に発生する振動衝撃が伝わり難く、長期間に亘ってゴルフクラブシャフトを使用し続けたとしても、プレイヤーの身体への負担を小さくしてその故障を防止することができる。 “Vibration damping performance” is one of the indices indicating the ease of the golf club shaft's vibration. The higher the vibration damping performance, the harder it is to transmit the vibration impact generated at the time of hitting the golf club shaft. Even if it continues, the burden on the player's body can be reduced and the failure can be prevented.
本発明者らは、最内層に織物プリプレグ(本実施形態では三軸織物プリプレグ11)を配置することで耐久性が向上する理由を次のように推論している。
織物プリプレグは、強化繊維が織物構造であるため、熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグの状態で、その表裏に凹凸がマトリックス状に存在する。そして従来構造では、織物プリプレグの表裏には、繊維方向を問わず、その表裏の凹凸の方向が列状のUDプリプレグが存在する。このため、織物プリプレグとその表裏のUDプリプレグの間には、不規則な凹凸が存在することとなり、この凹凸が熱硬化させたゴルフクラブシャフトの状態で耐久性に悪影響を与える。つまり、最内層にUDプリプレグが存在するということは、取りも直さず、織物プリプレグの表裏にUDプリプレグが存在することを意味し、このため、耐久強度を悪化させると考えられるのである。
これに対し、織物プリプレグを最内層に配置すると、積層するプリプレグとの間に形成される不規則な凹凸は、織物プリプレグの片面(外周面)のみとなる(内周面にはプリプレグが存在しない)。このため、織物プリプレグの表裏にUDプリプレグが存在する従来品に比べて耐久性が向上するのである。
The present inventors infer the reason why the durability is improved by arranging the fabric prepreg (in this embodiment, the triaxial fabric prepreg 11) in the innermost layer.
In the woven prepreg, since the reinforcing fibers have a woven structure, the surface of the prepreg impregnated with a thermosetting resin has unevenness on the front and back surfaces in a matrix. In the conventional structure, there is a UD prepreg in which the direction of the unevenness on the front and back sides is in a row regardless of the fiber direction on the front and back sides of the woven prepreg. For this reason, irregular irregularities exist between the woven prepreg and the UD prepregs on the front and back, and this irregularity adversely affects the durability in the state of the heat-cured golf club shaft. That is, the presence of the UD prepreg in the innermost layer means that the UD prepreg is present on the front and back sides of the woven prepreg, and this is considered to deteriorate the durability.
On the other hand, when the woven prepreg is arranged in the innermost layer, irregular irregularities formed between the prepreg to be laminated are only one side (outer peripheral surface) of the woven prepreg (the prepreg does not exist on the inner peripheral surface). ). For this reason, durability improves compared with the conventional product in which UD prepreg exists in the front and back of a textile prepreg.
最内層の三軸織物プリプレグ11のプライ数を1とすることで、棒状マンドレル1に対して三軸織物プリプレグ11を直接的かつ容易に巻き付けることができる。また、三軸織物プリプレグ11の加熱硬化時にボイドが発生するのを防止することができる。
ここで、最内層の三軸織物プリプレグ11のプライ数が1とは、三軸織物プリプレグ11の巻回方向の両端部が突き合わされる場合(完全な1プライ)の他、三軸織物プリプレグ11の巻回方向の両端部が若干量だけ重なる場合(完全な1プライよりも若干量多い)及び三軸織物プリプレグ11の巻回方向の両端部の間に若干量の隙間がある場合(完全な1プライよりも若干量少ない)も含む概念(略1プライ)で使用する。
最内層の三軸織物プリプレグ11のプライ数が1でない場合、棒状マンドレル1に対して三軸織物プリプレグ11を巻き付けるのが困難になる。また、三軸織物プリプレグ11の加熱硬化時にボイドが発生するおそれがある。
By setting the number of plies of the innermost
Here, the number of plies of the triaxial
When the number of plies of the innermost
最内層の三軸織物プリプレグ11は、その厚みが0.06mm〜0.40mmの範囲内に設定されており、その重さが45g/m2〜400g/m2の範囲内に設定されている。これにより、棒状マンドレル1に対して三軸織物プリプレグ11を直接的かつ容易に巻き付けることができ、しかも高い性能(振動減衰性能)を得ることができる。
最内層の三軸織物プリプレグ11が、その厚みが0.40mmを上回り、且つ/あるいは、その重さが400g/m2を上回ったときには、棒状マンドレル1に対して三軸織物プリプレグ11を巻き付けるのが困難になる。
最内層の三軸織物プリプレグ11が、その厚みが0.06mmを下回り、且つ/あるいは、その重さが45g/m2を下回ったときには、棒状マンドレル1に対して三軸織物プリプレグ11を巻き付けるのが困難になり、高い性能(振動減衰性能)を得ることができなくなる。
Triaxial
When the thickness of the innermost
When the thickness of the innermost
以上のように構成されたゴルフクラブシャフト10は、次のようにして製造する。
The
まず、棒状マンドレル1の外周に三軸織物プリプレグ11を巻回するステップを実行する。三軸織物プリプレグ11の巻数(プライ数)は1である。
このステップは、図3に示すようなローリングテーブル20を使用して実行する。これにより、棒状マンドレル1に対して三軸織物プリプレグ11を直接的かつ容易に巻き付けることができる。
より具体的にローリングテーブル20は、下側ローリングテーブル21と、上側ローリングテーブル22と、上側ローリングテーブル22を下側ローリングテーブル21に対して上下動させるシリンダー軸23とを備えている。
三軸織物プリプレグ11を棒状マンドレル1の外周に巻き付けるには、下側ローリングテーブル21と上側ローリングテーブル22とを離間させた状態で、三軸織物プリプレグ11を下側ローリングテーブル21上に載置し、三軸織物プリプレグ11の巻回開始部分となる端部に棒状マンドレル1を載置し、シリンダー軸23によって上側ローリングテーブル22を下側ローリングテーブル21上に降下させ、スライド機構(図示せず)によって下側ローリングテーブル21を上側ローリングテーブル22に対してスライドさせる。これにより棒状マンドレル1が下側ローリングテーブル21と上側ローリングテーブル22の間で押さえ付けられながら転がり、その結果、三軸織物プリプレグ11が棒状マンドレル1の外周に巻き付けられる。
First, the step of winding the triaxial
This step is performed using a rolling table 20 as shown in FIG. Thereby, the
More specifically, the rolling table 20 includes a lower rolling table 21, an upper rolling table 22, and a
In order to wind the triaxial
次いで、三軸織物プリプレグ11の外周に、各2回巻きの一対のバイアスプリプレグ12、13と、2回巻きの0°プリプレグ14と、2回巻きの0°プリプレグ15と、三角プリプレグ16とを順に巻回するステップを実行する。
Next, on the outer periphery of the triaxial
次いで、棒状マンドレル1に巻回したプリプレグ11〜16を熱硬化させることで、三軸織物プリプレグ11が最内層に配置されたゴルフクラブシャフト10を成形するステップを実行する。
Next, the step of molding the
最後に、棒状マンドレル1を引き抜いて、三軸織物プリプレグ11が最内層に配置されたゴルフクラブシャフト10を取り出すステップを実行する。
Finally, the step of pulling out the rod-shaped
(第2実施形態)
図4は、本発明の第2実施形態に係るゴルフクラブシャフト10’のプリプレグ積層構造を示している。
(Second Embodiment)
FIG. 4 shows a prepreg laminated structure of a
本実施形態のゴルフクラブシャフト10’は、第1実施形態のゴルフクラブシャフト10(図1)において、最内層(最下層)の三軸織物プリプレグ11に代えて、1回巻きの二軸織物(平織物)プリプレグ11’を備えた構成である。その他の構成は第1実施形態のゴルフクラブシャフト10と共通であるため、同一の符号を付してその説明を省略する。
The
最内層(最下層)の二軸織物プリプレグ11’は、二軸織物(平織物)強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させたシート状のプリプレグである。図5、図6に示すように、二軸織物プリプレグ11’は、互いに直交する緯糸11A’と経糸11B’を織った構造であり、シャフト長手方向に対して緯糸11A’と経糸11B’がそれぞれ理想的には45°をなすように巻回されている。マンドレルは円錐状であるため、巻回態様によっては緯糸11A’、経糸11B’とシャフト長手方向とのなす角度が45°から若干外れることがあるが、緯糸11A’と経糸11B’のなす角度は90°であるため、安定している。なお、二軸織物プリプレグ11’は、緯糸11A’と経糸11B’の一方がシャフト長手方向と平行をなし、他方がシャフト長手方向に直交する態様で使用することも可能である。
The innermost layer (lowermost layer) biaxial woven
本実施形態のゴルフクラブシャフト10’は、二軸織物プリプレグ11’を最内層(最下層)に配置することで、第1実施形態のゴルフクラブシャフト10と同様に、高い性能(振動減衰性能)と高い耐久強度を両立させることができる。
The
最内層の二軸織物プリプレグ11’は、そのプライ数が1であり、その厚みが0.06mm〜0.40mmの範囲内に設定されており、その重さが45g/m2〜400g/m2の範囲内に設定されている。これにより、棒状マンドレル1に対して二軸織物プリプレグ11’を直接的かつ容易に巻き付けることができる。また、二軸織物プリプレグ11’の加熱硬化時にボイドが発生するのを防止することができる。
The innermost biaxial
以上のように構成されたゴルフクラブシャフト10’は、第1実施形態のゴルフクラブシャフト10と同様の製造方法により製造することができる。
The
(第3実施形態)
図7は、本発明の第3実施形態に係るゴルフクラブシャフト10”のプリプレグ積層構造を示している。
(Third embodiment)
FIG. 7 shows a prepreg laminated structure of a
本実施形態のゴルフクラブシャフト10”は、第1実施形態のゴルフクラブシャフト10(図1)又は第2実施形態のゴルフクラブシャフト10’(図4)において、最内層(最下層)の三軸織物プリプレグ11又は二軸織物プリプレグ11’に代えて、1回巻きの四軸織物プリプレグ11”を備えた構成である。その他の構成は第1実施形態のゴルフクラブシャフト10及び第2実施形態のゴルフクラブシャフト10’と共通であるため、同一の符号を付してその説明を省略する。
The
最内層(最下層)の四軸織物プリプレグ11”は、四軸織物強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させたシート状のプリプレグである。図8に示すように、四軸織物プリプレグ11”は、シャフト長手方向と平行な縦軸糸11A”と、縦軸糸11A”に直交する横軸糸11B”と、縦軸糸11A”と横軸糸11B”に対して対称な角度(例えば45°と−45°)で斜交する斜交軸糸11C”及び11D”とを有し、これらの縦軸糸11A”、横軸糸11B”、斜交軸糸11C”、11D”が交互に糸の上下を通り織られた構造になっている。縦軸糸11A”、横軸糸11B”、斜交軸糸11C”、11D”の間には、五角形の空隙11P”が形成されている(実際にはこの空隙11P”には熱硬化性樹脂が入り込んでいる)。尚、縦軸糸11A”(横軸糸11B”)と斜交軸糸11C”(11D”)が斜交する角度は限定されない。
The innermost layer (lowermost layer) four-axis woven
本実施形態のゴルフクラブシャフト10”は、四軸織物プリプレグ11”を最内層(最下層)に配置することで、第1実施形態のゴルフクラブシャフト10及び第2実施形態のゴルフクラブシャフト10’と同様に、高い性能(振動減衰性能)と高い耐久強度を両立させることができる。
The
最内層の四軸織物プリプレグ11”は、そのプライ数が1であり、その厚みが0.06mm〜0.40mmの範囲内に設定されており、その重さが45g/m2〜400g/m2の範囲内に設定されている。これにより、棒状マンドレル1に対して四軸織物プリプレグ11”を直接的かつ容易に巻き付けることができる。また、四軸織物プリプレグ11”の加熱硬化時にボイドが発生するのを防止することができる。
The innermost layer of the four-axis woven
以上のように構成されたゴルフクラブシャフト10”は、第1実施形態のゴルフクラブシャフト10及び第2実施形態のゴルフクラブシャフト10’と同様の製造方法により製造することができる。
The golf club shaft 10 '' configured as described above can be manufactured by the same manufacturing method as the
以上の第1実施形態〜第3実施形態のプリプレグの積層構造は、内層側から外層側に向かって順に、1回巻きの織物プリプレグ(三軸織物プリプレグ11、二軸織物プリプレグ11’又は四軸織物プリプレグ11”)と、各2回巻きの一対のバイアスプリプレグ12、13と、2回巻きの0°プリプレグ14と、2回巻きの0°プリプレグ15と、三角プリプレグ16とを順に巻回したものである。
しかし、本発明によるプリプレグの積層構造は、最内層に織物プリプレグを配置する限りにおいて自由度があり、種々の設計変更が可能である。例えば、シャフト中間層(最内層の織物プリプレグと最外層のプリプレグの間の中間層)に、繊維方向がシャフト長手方向に対して直交する90°プリプレグを追加することにより、偏平に対して強化する態様が可能である。
The laminated structure of the prepregs of the first to third embodiments described above is a one-turn woven prepreg (triaxial
However, the laminated structure of the prepreg according to the present invention has a degree of freedom as long as the woven prepreg is arranged in the innermost layer, and various design changes are possible. For example, a 90 ° prepreg in which the fiber direction is orthogonal to the longitudinal direction of the shaft is added to the shaft intermediate layer (intermediate layer between the innermost fabric prepreg and the outermost prepreg) to strengthen against flatness. Embodiments are possible.
(本発明によるシャフトの耐久強度の優位性を確認するための実証実験)
本発明者らは、上記第1実施形態のゴルフクラブシャフト10及び従来品の織物プリプレグ複合ゴルフクラブシャフト30を実際に作製し、作製したゴルフクラブシャフトの実証実験を行うことで、本発明によるシャフトの耐久強度の優位性を確認した。
(Demonstration experiment for confirming superiority of durability strength of shaft according to the present invention)
The inventors actually manufactured the
図9に示すように、従来品のゴルフクラブシャフト30は、上記第1実施形態のゴルフクラブシャフト10(図1)において、使用するプリプレグを全く変えることなく、最内層の三軸織物プリプレグ11を一対のバイアスプリプレグ12、13と0°プリプレグ14の間に移動し、一対のバイアスプリプレグ12、13を最内層に配置した構成である。
As shown in FIG. 9, the
(耐久テストデータ1)
本発明者らは、以下の表1に示すパラメータ特性(弾性率、厚さ、樹脂量、重量、製品名)を持つ各プリプレグを使用して、上記第1実施形態のゴルフクラブシャフト10及び従来品のゴルフクラブシャフト30を4本ずつ(合計8本)作製した。
The inventors use the prepregs having the parameter characteristics (elastic modulus, thickness, resin amount, weight, product name) shown in Table 1 below, and use the
本発明者らは、作製した8本のゴルフクラブシャフトについて、図10に示すように、シャフト先端部から33mmの位置を固定した状態で、シャフト先端部から230mmの位置にシャフト長手方向に直交する方向の荷重を繰り返し掛け続けて、シャフトが折損するまでの回数(サイクル数)を計測した。シャフトに掛ける荷重値として、175N、190N、205N、220Nの4種類で実験を行った。 As shown in FIG. 10, the present inventors orthogonally crossed the shaft longitudinal direction at a position 230 mm from the shaft tip with the eight golf club shafts produced at a position 33 mm from the shaft tip. The number of cycles (number of cycles) until the shaft was broken was measured by repeatedly applying a load in the direction. Experiments were performed with four types of load values 175N, 190N, 205N, and 220N applied to the shaft.
表2はその耐久テストデータ1を示しており、ゴルフクラブシャフトに掛ける荷重値が175N、190N、205N、220Nのいずれの場合であっても、上記第1実施形態のゴルフクラブシャフト10の方が、従来品のゴルフクラブシャフト30よりも、シャフトが折損するまでの回数(サイクル数)が多く、高い耐久強度を示すことが実証されている。
(耐久テストデータ2)
本発明者らは、以下の表3に示すパラメータ特性(弾性率、厚さ、樹脂量、重量、製品名)(耐久テストデータの表1との関係では三軸織物プリプレグ11のパラメータ特性だけが異なっている)を持つ各プリプレグを使用して、上記第1実施形態のゴルフクラブシャフト10及び従来品のゴルフクラブシャフト30を4本ずつ(合計8本)作製した。
The inventors of the present invention have the following parameter characteristics (elastic modulus, thickness, resin amount, weight, product name) shown in Table 3 (only the parameter characteristics of the triaxial
本発明者らは、作製した8本のゴルフクラブシャフトについて、耐久テストデータ1を取得したときと同様の手法による耐久テストを行った。表4はその耐久テストデータ2を示しており、ゴルフクラブシャフトに掛ける荷重値が175N、190N、205N、220Nのいずれの場合であっても、上記第1実施形態のゴルフクラブシャフト10の方が、従来品のゴルフクラブシャフト30よりも、シャフトが折損するまでの回数(サイクル数)が多く、高い耐久強度を示すことが実証されている。
1 棒状マンドレル(棒状芯金)
10 10’ 10” ゴルフクラブシャフト
11 三軸織物プリプレグ(織物プリプレグ)
11A 緯糸
11B 11C 経糸
11P 空隙
11’ 二軸織物(平織物)プリプレグ(織物プリプレグ)
11A’ 緯糸
11B’ 経糸
11” 四軸織物プリプレグ(織物プリプレグ)
11A” 縦軸糸
11B” 横軸糸
11C” 斜交軸糸
11D” 斜交軸糸
11P” 空隙
12 13 一対のバイアスプリプレグ
14 0°プリプレグ
15 0°プリプレグ
16 三角プリプレグ
20 ローリングテーブル
21 下側ローリングテーブル
22 上側ローリングテーブル
23 シリンダー軸
1 Bar-shaped mandrel (bar-shaped cored bar)
10 10 '10 "
11A '
11A "
Claims (9)
織物強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させた織物プリプレグを最内層に配置し、この最内層の織物プリプレグの外層側に、繊維方向を一方向に揃えた強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させた少なくとも一層のUDプリプレグを配置したことを特徴とするゴルフクラブシャフト。 In a golf club shaft in which a plurality of layers of a prepreg impregnated with a thermosetting resin in a reinforcing fiber are wound and thermally cured,
A fabric prepreg impregnated with a thermosetting resin is placed in the innermost layer, and the outer side of the innermost fabric prepreg is impregnated with a thermosetting resin into the reinforcing fiber with the fiber direction aligned in one direction. A golf club shaft comprising at least one UD prepreg.
前記最内層の織物プリプレグのプライ数は1であるゴルフクラブシャフト。 The golf club shaft according to claim 1,
A golf club shaft in which the innermost fabric prepreg has 1 ply.
前記最内層の織物プリプレグの厚みは0.06mm〜0.40mmの範囲内であるゴルフクラブシャフト。 The golf club shaft according to claim 1 or 2,
The golf club shaft wherein the innermost fabric prepreg has a thickness in the range of 0.06 mm to 0.40 mm.
前記最内層の織物プリプレグの重さは45g/m2〜400g/m2の範囲内であるゴルフクラブシャフト。 The golf club shaft according to any one of claims 1 to 3,
The golf club shaft weight of the innermost layer of the fabric prepreg is in the range of 45g / m 2 ~400g / m 2 .
前記最内層の織物プリプレグは、二軸織物強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させた二軸織物プリプレグ、三軸織物強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させた三軸織物プリプレグまたは四軸織物強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させた四軸織物プリプレグからなるゴルフクラブシャフト。 The golf club shaft according to any one of claims 1 to 4,
The innermost fabric prepreg is a biaxial woven prepreg in which a biaxial woven reinforcing fiber is impregnated with a thermosetting resin, a triaxial woven prepreg in which a triaxial woven reinforcing fiber is impregnated with a thermosetting resin, or a four-axial woven fabric reinforcement. A golf club shaft comprising a four-axis woven prepreg in which a fiber is impregnated with a thermosetting resin.
前記UDプリプレグは、前記最内層の織物プリプレグの外層側に向かって順に、繊維方向がシャフト長手方向に対して対称をなす一対のバイアスプリプレグと、繊維方向がシャフト長手方向と平行をなす0°プリプレグとを含んでいるゴルフクラブシャフト。 The golf club shaft according to any one of claims 1 to 5,
The UD prepreg includes a pair of bias prepregs whose fiber direction is symmetric with respect to the longitudinal direction of the shaft, and a 0 ° prepreg whose fiber direction is parallel to the longitudinal direction of the shaft, in order toward the outer layer side of the innermost fabric prepreg. Including golf club shaft.
棒状マンドレルの外周に、織物強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させた織物プリプレグを巻回するステップと、
前記織物プリプレグの外周側に、繊維方向を一方向に揃えた強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させた少なくとも一層のUDプリプレグを巻回するステップと、
前記織物プリプレグと前記UDプリプレグを熱硬化させて、前記織物プリプレグが最内層に配置されたゴルフクラブシャフトを成形するステップと、
前記棒状マンドレルを引き抜いて、前記織物プリプレグが最内層に配置されたゴルフクラブシャフトを取り出すステップと、
を有することを特徴とするゴルフクラブシャフトの製造方法。 In a golf club shaft manufacturing method in which a plurality of layers of a prepreg impregnated with a thermosetting resin in a reinforcing fiber are wound and thermally cured,
Winding a fabric prepreg impregnated with a thermosetting resin in a fabric reinforcing fiber around the outer circumference of the rod-shaped mandrel;
Winding at least one layer of a UD prepreg impregnated with a thermosetting resin in a reinforcing fiber having a fiber direction aligned in one direction on the outer peripheral side of the woven prepreg;
Thermosetting the fabric prepreg and the UD prepreg, and molding a golf club shaft having the fabric prepreg disposed in an innermost layer;
Pulling out the rod-shaped mandrel and taking out the golf club shaft in which the fabric prepreg is disposed in the innermost layer;
A method for manufacturing a golf club shaft, comprising:
前記棒状マンドレルの外周に前記織物プリプレグを巻回するステップは、ローリングテーブルを使用して実行するゴルフクラブシャフトの製造方法。 In the manufacturing method of the golf club shaft of Claim 8,
The step of winding the fabric prepreg on the outer periphery of the rod-shaped mandrel is a method for manufacturing a golf club shaft, which is performed using a rolling table.
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