JP2016120069A

JP2016120069A - ゴルフクラブ及びシャフト

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Publication number: JP2016120069A
Application number: JP2014261901A
Authority: JP
Inventors: 史明佐藤; Fumiaki Sato; 知高石原; Tomotaka Ishihara; 航坂; Ko Saka
Original assignee: Bridgestone Sports Co Ltd
Current assignee: Bridgestone Sports Co Ltd
Priority date: 2014-12-25
Filing date: 2014-12-25
Publication date: 2016-07-07
Anticipated expiration: 2034-12-25
Also published as: JP6511804B2

Abstract

【課題】振動吸収及び振動減衰特性に優れ、打感も良好となるシャフトと、このシャフトを備えたゴルフクラブを提供する。
【解決手段】繊維含有プリプレグを用いて製造された繊維強化樹脂製のゴルフクラブ用シャフトにおいて、該プリプレグとして、少なくとも、シャフト全長にわたって配置される全長配置用カーボン繊維含有プリプレグ１２，１５，１８，１９と、シャフト先端部に配置される第１の液晶ポリエステル繊維含有プリプレグ１３と、シャフト手元部に配置される第２の液晶ポリエステル繊維含有プリプレグ１７とを用いたことを特徴とするシャフト。
【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。

ゴルフクラブでボールを打撃した際にシャフトに振動が生じ、この振動はゴルファーに
伝わる。ゴルファーは、通常、大きな振動がいつまでもシャフトに残ることを嫌うことか
ら、振動の抑制が図られたゴルフクラブ用シャフトが開発されている。例えば、特開２０
１１−０５６１１８号公報には、シャフト先端からシャフト長さの５５〜８０％の範囲に
おいて、縦方向長さが１１０〜１５０ｍｍの制振材シート層がシャフトのバイヤス層間に
配置することが記載されている。また、特開２００８−２１２３４４号公報には、制振金
属粉末を含む制振塗料層を有する塗料層をシャフトに設けることが記載されている。

また、特開２０１１−２２９５６２号公報には、シャフトのしなり易い部分を変更する
ことを目的として、シャフトがヘッドに取り付けられるホゼル部において、半割円筒形状
のアタッチメントをシャフトの外周側に配置することが記載されている。

特許文献４には、液晶ポリエステル繊維を強化繊維としたプリプレグによってゴルフクラブ用シャフトを製造することが記載されている（００４２、００６３段落）

特開２０１１−０５６１１８特開２００８−２１２３４４特開２０１１−２２９５６２特開２００９−１４４０８１

特許文献１〜３記載に開示された技術では、ゴルフクラブの振動を十分に減衰することはできないという問題がある。

特許文献４には、液晶ポリエステル繊維含有プリプレグをゴルフクラブ用シャフトのどの部位に配置するかについては記載がない。

本発明は、上記従来の問題点を解消し、振動吸収及び振動減衰特性に優れ、打感も良好となるシャフトと、このシャフトを備えたゴルフクラブを提供することを目的とする。

本発明のゴルフクラブ用シャフトは、繊維含有プリプレグを用いて製造された繊維強化樹脂製のゴルフクラブ用シャフトにおいて、該プリプレグとして、少なくとも、シャフト全長にわたって配置される全長配置用カーボン繊維含有プリプレグと、シャフト先端部に配置される第１の液晶ポリエステル繊維含有プリプレグと、シャフト手元部に配置される第２の液晶ポリエステル繊維含有プリプレグと、を用いたことを特徴とするものである。

本発明の一態様のゴルフクラブ用シャフトは、繊維含有プリプレグを用いて製造された繊維強化樹脂製のゴルフクラブ用シャフトにおいて、該プリプレグとして、少なくとも、シャフト全長にわたって配置される全長配置用カーボン繊維含有プリプレグと、先端にヘッドを取り付け、両端が自由端の状態での振動の１次モードを計測した場合に、前記振動の１次モードのシャフト先端側の節を含む位置に配置される第１の液晶ポリエステル繊維含有プリプレグと、前記振動の１次モードのシャフト手元側の節を含む位置に配置される第２の液晶ポリエステル繊維含有プリプレグと、を用いた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。

本発明では、液晶ポリエステル繊維含有プリプレグをシャフトの先端部及び手元部に配置している。液晶ポリエステル繊維は振動吸収効果を有しており、また、シャフト先端側及び手元側の１次振動の節の部分にこの液晶ポリエステル繊維含有プリプレグを配置したシャフトは、さらに高い振動吸収効果を有している。そのため、本発明のシャフトによると、振動吸収、振動減衰、打感向上等の効果が奏される。

実施形態に係るプリプレグの巻回説明図である。実施形態に係るプリプレグの巻回説明図である。実験結果を示すグラフである。振動特性の測定方法の説明図である。実施形態に係るプリプレグの巻回説明図である。

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１１〜２１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１０の中心軸線と垂直な断面形状は、円形である。マンドレル１０は、先端側（ヘッド側）が細く手元側（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１１〜２１が順次に巻回される。

プリプレグ１３，１７以外のプリプレグ１１，１２，１４〜１６，１８〜２１は、カーボン繊維とマトリクス樹脂とを含む。プリプレグ１３，１７は繊維として液晶ポリエステル繊維を含む。

この実施の形態では、カーボン繊維含有プリプレグのうちプリプレグ１２がアングル層であり、プリプレグ１５，１８，１９がストレート層であり、プリプレグ１１，１４，１６，２０，２１が補強層である。この実施の形態では、プリプレグ１１，１４〜１６，１８〜２１ではカーボン繊維はシャフト長軸方向に対し±１０度以内に配向している。プリプレグ１２では、カーボン繊維は＋４５度の角度にて配向したものと、−４５度の角度にて配向したものとが用いられている。カーボン繊維の角度は４５度に限定されず、３０〜６０度の範囲であればよい。

プリプレグ１２，１５，１８，１９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１１，１４，２０，２１はシャフトの先端側にのみ配置されるように、シャフト全長の８〜３５％程度の長さを有している。プリプレグ１６は、シャフト手元側にのみ配置されるものであり、そのシャフト長軸方向の長さは、好ましくはシャフト全長の１０％以上特に１５％以上で４５％以下特に３５％以下となっている。

プリプレグ１３，１７は繊維として液晶ポリエステル繊維を含み、好ましくは液晶ポリエステル繊維の織布を含む。織布を構成するフィラメントは、トータル繊度が５６〜２２０ｄｔｅｘ／４８特に約１１０ｄｔｅｘ／４８程度のものが好適である。液晶ポリエステル繊維含有プリプレグはプリプレグ目付が５０〜２００ｇ／ｍ^２であることが好ましい。プリプレグ１３の使用量は、全プリプレグ１１〜２１の質量の合計の０．７％以上特に１．２％以上で、８．０％以下特に５．０％以下であることが好ましい。プリプレグ１７の使用量は、全プリプレグ１１〜２１の質量の合計の２．０％以上特に２．５％以上で、８．０％以下特に５．５％以下であることが好ましい。

第１の液晶ポリエステル繊維含有プリプレグ１３の先端位置は、他のプリプレグ１１、１２，１５，１８〜２１の先端と合致するか、それよりも僅かに（例えば５０ｍｍ以下、特に２５ｍｍ以下）後退している。

プリプレグ１３のシャフト長軸方向の長さは、好ましくはシャフト全長の７％以上特に１０％以上で３５％以下特に３０％以下となっている。

第２の液晶ポリエステル繊維含有プリプレグ１７の先端位置は、シャフトの先端から、シャフト全長の４０％以上特に５０％以上で、７５％以下特に６５％以下の範囲であることが好ましい。プリプレグ１７のシャフト長軸方向の長さは、好ましくはシャフト全長の５％以上特に８％以上で２０％以下特に１５％以下となっている。

本発明のゴルフクラブ用シャフトにおいては、先端にヘッドを取り付け、後端にグリップを取り付け、両端が自由端の状態での振動の１次モードを計測した場合に、第１の液晶ポリエステル繊維含有プリプレグ１３は、前記振動の一次モードのシャフト先端側の節を含む位置に配置され、第２の液晶ポリエステル繊維含有プリプレグ１７は、前記振動の一次モードのシャフト手元側の節を含む位置に配置されることが好ましい。特に、前記振動の１次モードの各々の節位置を中心として、シャフト長手方向の先端側及び手元側それぞれ５０ｍｍ以内の範囲に液晶ポリエステル繊維含有プリプレグ１３，１７が配置されることが好ましい。

各プリプレグ１１〜２１はマンドレル１０の外周に１周ないし複数周、例えば１〜５周程度巻回される幅を有している。

プリプレグ１３は、短辺（シャフト手元側の端辺）がシャフト円周方向に対し斜交すると共に、手元側ほど幅が大きくなる四角形状となっている。プリプレグ１３の後端辺をシャフト円周方向に対し斜交させることにより、該短辺によってシャフトに形成される段差がなだらかなものとなり、応力集中が防止されると共に、シャフトの美観が良好となる。ただし、プリプレグ１３の後端辺はシャフト円周方向とされてもよい。

プリプレグ１３は、プリプレグ１２に張り合わされるか、又は２枚のプリプレグ１２，１２間に挟まれることが好ましい。これにより、巻回作業中にプリプレグ１３が剥がれることが防止され、プリプレグの巻回作業性が良好となる。

プリプレグ１７は、シャフト先端側の端辺及び手元側の端辺がシャフト円周方向に対し斜交した略台形状となっている。プリプレグ１７の両端辺をシャフト円周方向に対し斜交させることにより、各端辺によってシャフトに形成される段差がなだらかなものとなり、応力集中が防止されると共に、シャフトの美観が良好となる。

プリプレグ１７は、プリプレグ１６と共にプリプレグ１５に張り合わされるか、又は２枚のプリプレグ１５，１８間に挟まれることが好ましい。これにより、巻回作業中にプリプレグ１６，１７が剥がれることが防止され、プリプレグの巻回作業性が良好となる。

各プリプレグ１１〜２１の厚さは０．１２５ｍｍ以下程度が好ましい。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。

図１ではプリプレグ１３，１７を別々の層に配置しているが、図２のようにプリプレグ１３，１７を同一の層に配置してもよい。なお、図２では、プリプレグ１３，１７はシャフト長軸方向に若干離隔している。

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、各液晶ポリエステル繊維含有プリプレグ１３，１７をそれぞれ１〜３枚巻回するのが好ましい。

マンドレル１０にプリプレグ１１〜２１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１１〜２１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とされる。

このシャフトの重量は３０ｇ以上で７０ｇ以下である。好ましくは３５ｇ以上で４５ｇ以下、特に好ましくは３７ｇ以上で４２ｇ以下である。

このようにして製造されたシャフトにあっては、液晶ポリエステル繊維含有プリプレグをシャフトの先端部及び手元部に配置しており、振動吸収、振動減衰、打感向上等の効果が奏される。

上記図１，２のプリプレグの積層例は本発明の一例であり、図１，２以外の積層例としてもよい。上記説明では、プリプレグ中には補強繊維としてカーボン繊維又は液晶ポリエステル繊維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。特に、液晶ポリエステル繊維を含ませるとシャフトの耐久性が向上する。

本発明のゴルフクラブ用シャフトは、先端にヘッドを取り付け、後端にグリップを取り付け、両端が自由端の状態での振動の１次モードを計測した場合において、その腹位置を中心として、シャフト長手方向の先端側及び手元側それぞれ１００ｍｍ以内の範囲に加重部をもち、該加重部は２５０ｇ／ｍ^２以上の目付をもち、該加重部は、熱硬化性の樹脂を含むものであり、シャフト積層方向の中心よりも内層側に配置されていることが好ましい。

振動の１次モードの腹位置を中心としてシャフト長手方向の先端側、手元側１００ｍｍ以内の位置に加重部を設けることにより、固有振動数が小さくなり、打感が良好となる。また、加重部の質量を選択することにより、慣性モーメントを大きくし、適度な軟らかさ、しなり易さ、振り重さを感じることができるよう構成することも可能である。

図５は、かかるゴルフクラブ用シャフトの実施形態に係るプリプレグの巻回説明図である。この実施の形態は、図１の実施の形態において、プリプレグ１２の外周側に、加重部を構成するためのプリプレグ２２を配置している。プリプレグ２２は、カーボン繊維とマトリクス樹脂とを含み、さらに金属繊維又は金属粉末などの高比重材とを含む。この金属粉末としては、タングステン、ステンレス鋼など高比重のものが好ましい。金属繊維としてタングステン、ステンレス、銅、チタン合金など高比重のものが好ましい。なお、プリプレグ２２は、カーボン繊維を含まなくてもよい。金属繊維の配向方向はシャフト長軸方向が好適である。プリプレグ２２の目付は２５０ｇ／ｍ^２以上であり、好ましくは３５０ｇ／ｍ^２以上であり、また７００ｇ／ｍ^２以下特に６００ｇ／ｍ^２以下である。プリプレグ２２の質量は１．０ｇ以上特に１．５ｇ以上で５ｇ以下特に４．０ｇ以下であることが好ましい。プリプレグ２２の使用量は、全プリプレグ１１〜２２の質量の合計の４．０％以上特に５．５％以上で、１５％以下特に１３％以下であることが好ましい。

高比重材を含有したプリプレグ２２の配置位置は、シャフトの振動の１次モードの腹位置を中心として、先端側、手元側にそれぞれ１００ｍｍ以内の範囲である。通常の場合、プリプレグ２２の先端位置は、シャフト先端からシャフト全長の２５％以上特に３０％以上で４５以下特に４２％以下が好ましい。また、プリプレグ２２のシャフト長軸方向の長さは、好ましくはシャフト全長の６％以上特に８％以上で２５％以下特に２０％以下となっている。

プリプレグ２２は、両端（シャフト先端側及び手元側の端辺）がシャフト円周方向に対し斜交すると共に、手元側ほど幅が大きくなる略台形状となっている。プリプレグ２２の端辺をシャフト円周方向に対し斜交させることにより、該端辺によってシャフトに形成される段差がなだらかなものとなり、応力集中が防止されると共に、シャフトの美観が良好となる。ただし、プリプレグ２２の少なくも一方の端辺はシャフト円周方向とされてもよい。

プリプレグ２２は、プリプレグ１２に張り合わされるか、又は２枚のプリプレグ１２，１２間に挟まれることが好ましい。これにより、巻回作業中にプリプレグ２２が剥がれることが防止され、プリプレグの巻回作業性が良好となる。マンドレル１０の軸心線と垂直な断面において、プリプレグ２２が配置される位置は、プリプレグの積層方向の中心よりも内層側である。具体的には、プリプレグ２２により形成される加重部が、シャフト内周面からシャフト肉厚の１０％以上特に１５％以上で４９％以下特に４０％以下に配置されることが好ましい。

プリプレグ２２の厚さは０．１２５ｍｍ以下程度が好ましい。プリプレグ２２の樹脂としては、熱硬化性樹脂が用いられ、エポキシ樹脂などが好適である。

図５ではプリプレグ２２を略台形状としているが、三角形状としてもよい。この場合、三角形状の一辺をシャフト長軸方向と略同方向とすることが好ましい。

通常の場合、高比重材を含有したプリプレグ２２を１〜３枚巻回するのが好ましい。

このようにして製造されたシャフトにあっては、図１の実施の形態に加え、高比重材を含有したプリプレグ２２によって形成された加重部をシャフトの１次振動の腹となる部分に配置しており、シャフトの固有振動数が小さくなり、打感向上等の効果が奏される。

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が、特にシャフト長さが４０インチ（１０１６ｃｍ）以上特に４３インチ（１０９２ｃｍ）以上の場合に好適である。

［実施例１］
図１に示すパターン構成を有するシャフト（長さ４５．５インチ（１１５６ｍｍ））を製造し、４５０ｃｃのヘッド、及びゴム製のグリップを取り付けてドライバーを製作した。このドライバーについて、モーダル解析により振動の減衰比、周波数を測定すると共に、複数人による試打を行った。結果を表１，２に示す。

なお、プリプレグ１１，１２，１４〜１６，１８〜２１中のカーボン繊維のプリプレグ目付は１００〜１６７ｇ／ｍ^２である。プリプレグ１３，１７には液晶ポリエステル繊維として、ＫＢセーレン株式会社製ゼクシオン（登録商標）（プリプレグ目付１０７ｇ／ｍ^２）を配合した。プリプレグ１３の先端及び後端の位置は、シャフト先端から１５０ｍｍ、３００ｍｍとした。プリプレグ１７の先端及び後端の位置は、シャフト先端から８５０ｍｍ、１０００ｍｍとした。

かかるプリプレグ１３，１７の配置位置は、シャフトの一次振動モードの節位置である。プリプレグ１１〜２１の合計質量に対するプリプレグ１３の質量は２．５％、プリプレグ１７の質量は２．５％である。

ゴルフクラブの振動のモーダル解析は、次のようにして行った。

図４に示すように、シャフト４０ａとヘッド４０ｂとグリップ４０ｃを有するゴルフクラブ（ドライバー）４０のシャフト軸線が水平となるように、ゴルフクラブ４０のホゼル先端とグリップ部分の２点をそれぞれ輪ゴム４１で水平な天井４２から吊すとともに、クラブ４０のホゼル先端の上側に、加速度計を設置した。そして、ゴルフクラブ４０の各加振点を打撃し、加速度計で振動加速度を測定した。加振点は、ヘッド４０ｂのフェースセンターと、シャフト軸線とフェースセンターを通るグランドに平行なラインとの交点と、一方の輪ゴム４１の吊支位置であるホゼル先端から、グリップ方向に向かって１１００ｍｍの距離の位置までの間の範囲において、等間隔で１５の点とした。これらの各加振点による振動加速度の測定結果から、ゴルフクラブの１次から６次の振動モードにおける減衰比を算出した。

なお、測定機器としては、次のものを用いた。

インパルスハンマ：ＧＫ−２１１０（小野測器製）
ピックアップ：ＮＰ−３２１１（小野測器製）
ＦＦＴアナライザ：ＤＳ２０００シリーズ（小野測器製）
モーダル解析ソフト：ＭＥ’ｓｃｏｐｅＶＥＳ（ＶｉｂｒａｎｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＩｎｃ製）

［比較例１］
実施例１において、プリプレグ１３，１７をカーボン繊維含有プリプレグとしたこと以外は同様にしてシャフトを製造し、ゴルフクラブを製作し、振動特性の測定（モーダル解析）及び試打を行った。結果を表１、２に示す。

表１、２の通り、本発明のシャフトは、振動減衰比性に優れ、７人中５人の試打者が柔らかいと評価をした。

１０マンドレル
１１，１２，１４〜１６，１８〜２１カーボン繊維含有プリプレグ
１３，１７液晶ポリエステル繊維含有プリプレグ

Claims

繊維含有プリプレグを用いて製造された繊維強化樹脂製のゴルフクラブ用シャフトにおいて、該プリプレグとして、少なくとも、
シャフト全長にわたって配置される全長配置用カーボン繊維含有プリプレグと、
シャフト先端部に配置される第１の液晶ポリエステル繊維含有プリプレグと、
該第１の液晶ポリエステル繊維含有プリプレグよりもシャフト手元側に配置される第２の液晶ポリエステル繊維含有プリプレグと、
を用いたことを特徴とするゴルフクラブ用シャフト。
請求項１において、前記第１の液晶ポリエステル繊維含有プリプレグのシャフト長軸方向の長さはシャフト全長の１０〜３０％であることを特徴とするゴルフクラブ用シャフト。
請求項１又は２において、前記第２の液晶ポリエステル繊維含有プリプレグのシャフト長軸方向の長さはシャフト全長の８〜１５％であることを特徴とするゴルフクラブ用シャフト。
請求項１ないし３のいずれか１項において、前記第１の液晶ポリエステル繊維含有プリプレグは、その先端がシャフト先端から５０ｍｍ以内に位置していることを特徴とするゴルフクラブ用シャフト。
請求項１ないし３のいずれか１項において、前記第２の液晶ポリエステル繊維含有プリプレグは、その先端位置がシャフト先端からシャフト全長の５０〜６５％の範囲に位置していることを特徴とするゴルフクラブ用シャフト。
請求項５において、前記第２の液晶ポリエステル繊維含有プリプレグとシャフト後端との間には、液晶ポリエステル繊維を含まない手元部用カーボン繊維含有プリプレグが配置されていることを特徴とするゴルフクラブ用シャフト。
請求項１ないし６のいずれか１項において、第１及び第２の液晶ポリエステル繊維含有プリプレグよりも内周側及び外周側にそれぞれ前記全長配置用カーボン繊維含有プリプレグが配置されていることを特徴とするゴルフクラブ用シャフト。
繊維含有プリプレグを用いて製造された繊維強化樹脂製のゴルフクラブ用シャフトにおいて、該プリプレグとして、少なくとも、
シャフト全長にわたって配置される全長配置用カーボン繊維含有プリプレグと、
先端にヘッドを取り付け、後端にグリップを取り付け、両端が自由端の状態での振動の１次モードを計測した場合に、
前記振動の一次モードのシャフト先端側の節を含む位置に配置される第１の液晶ポリエステル繊維含有プリプレグと、
前記振動の一次モードのシャフト手元側の節を含む位置に配置される第２の液晶ポリエステル繊維含有プリプレグと、
を用いたことを特徴とするゴルフクラブ用シャフト。
請求項８において、前記振動の１次モードの各々の節位置を中心として、シャフト長手方向の先端側及び手元側それぞれ５０ｍｍ以内の範囲に液晶ポリエステル繊維含有プリプレグを配置したことを特徴とするゴルフクラブ用シャフト。
請求項１ないし９のいずれか１項のゴルフクラブ用シャフトを備えたゴルフクラブ。