JP2023036259A - ゴルフクラブシャフト - Google Patents

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Abstract

【課題】撓りによる変形が大きい部位が補強されつつ、当該部位の過度な曲げ剛性が抑制された、振りやすい軽量シャフトの提供。【解決手段】フープ層を含む中空のシャフト6である。シャフト重量が50g以下である。シャフト6は、曲げ剛性EI(N・m2)とシャフト肉厚t(mm)とを有する。チップ端Tpからの距離が200~300mmである第1領域R1において、EI/tが10以上40以下である。チップ端Tpからの距離が800~900mm以下である第2領域R2において、EI/tが45以上80以下である。前記フープ層が、シャフト6の全長に対して部分的に配置された部分フープ層s6を含む。部分フープ層s6が、第1領域R1には存在せず且つ第2領域R2の全体に亘って配置された特定バットフープ層s6を含む。特定バットフープ層s6の厚みが、0.05mm以上である。【選択図】図2

Description

本開示は、ゴルフクラブシャフトに関する。
軽量なシャフトは、飛距離の向上に有利である。特にアベレージゴルファー向けのシャフトは、軽量化される傾向にある。特開2014-171582号公報は、バイアス層の構成に基づき軽量化されたシャフトを開示する。
特開2014-171582号公報
軽量化を追求するためには、シャフトの全体を薄くする必要がある。しかし、シャフトの全体を薄くすると、スイング時の撓りで大きく変形する、シャフトの手元から中間部にかけての領域で、強度が不足する。よって、この領域を選択的に補強することが考えられる。しかし、この補強により、ヘッドスピードが比較的遅いアベレージゴルファーにとって、当該領域の曲げ剛性が高くなり、適度な撓り感が得られず、振りやすさが低下することが判明した。
本開示の一例は、撓りによる変形が大きい部位が補強されつつ、当該部位の曲げ剛性の増加が抑制された、振りやすい軽量シャフトを提供する。
一つの態様では、ゴルフクラブシャフトは、複数の繊維強化樹脂層により形成されている。このシャフトは、チップ端とバット端とを備えている。このシャフトは中空である。シャフト重量が、50g以下である。軸方向の各位置において、曲げ剛性EI(N・m)とシャフト肉厚t(mm)とを有している。前記チップ端からの距離が200mm以上300mm以下である第1領域において、EI/tが10以上40以下である。前記チップ端からの距離が800mm以上900mm以下である第2領域において、EI/tが45以上80以下である。前記複数の繊維強化樹脂層が、ストレート層と、バイアス層と、フープ層とを含む。前記ストレート層が、前記シャフトの全長に亘って配置された全長ストレート層と、前記シャフトの全長に対して部分的に配置された部分ストレート層とを含む。前記フープ層が、前記シャフトの全長に亘って配置された全長フープ層と、前記シャフトの全長に対して部分的に配置された部分フープ層とを含む。前記部分フープ層が、前記第1領域には存在せず且つ前記第2領域の全体に亘って配置された特定バットフープ層を含む。前記特定バットフープ層の厚みが、0.05mm以上である。
一つの側面として、撓りによる変形が大きい部位が補強されつつ、当該部位の曲げ剛性の増加が抑制された、振りやすい軽量シャフトが提供されうる。
図1は、第1実施形態のゴルフクラブシャフトを備えたゴルフクラブの全体図である。図1の拡大部は、シャフトの断面図である。 図2は、図1のゴルフクラブシャフトの展開図である。 図3は、曲げ剛性EIの測定方法を示す概略図である。 図4は、実施例及び比較例におけるシャフト肉厚tの分布を示すグラフである。 図5は、実施例におけるEI/tの分布を示すグラフである。 図6は、比較例におけるEI/tの分布を示すグラフである。
以下、適宜図面が参照されつつ、実施形態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。
本願において軸方向とは、シャフトの軸方向を意味する。この軸方向とは、シャフトの中心線Zの方向である。本願において周方向とは、シャフトの周方向を意味する。本願において半径方向とは、シャフトの半径方向を意味する。特に説明しない限り、本願における長さは、軸方向の長さを意味する。特に説明しない限り、本願における距離は、軸方向の距離を意味する。特に説明しない限り、本願における位置は、軸方向の位置を意味する。
図1は、本開示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を示す。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のチップ部分に、ヘッド4が設けられている。シャフト6のバット部分に、グリップ8が設けられている。シャフト6は、ウッドクラブ用シャフトである。ゴルフクラブ2は、ドライバー(1番ウッド)である。シャフト6は、ドライバー用シャフトである。
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、ウッド型ヘッド、ユーティリティ型ヘッド、アイアン型ヘッド及びパターヘッドが例示される。本実施形態では、ヘッド4は、ウッド型ヘッドである。ヘッド4は、ドライバーヘッドである。
シャフト6は、複数の繊維強化樹脂層により形成されている。繊維の種類は限定されない。本実施形態では、繊維強化樹脂層として、炭素繊維強化樹脂層及びガラス繊維強化樹脂層が用いられている。図1の拡大部は、シャフト6の断面図である。この断面図が示すように、シャフト6は管状体である。シャフト6は中空構造を有する。シャフト6は、チップ端Tpとバット端Btとを有する。ゴルフクラブ2において、チップ端Tpは、ヘッド4の内部に位置している。ゴルフクラブ2において、バット端Btは、グリップ8の内部に位置している。
シャフト6は、肉厚tを有する(図1の拡大部参照)。肉厚tは、シャフト6の内面と外面との間の距離である。肉厚tは、半径方向に沿って測定される。肉厚tは、シャフト6の外径と内径との差を2で割ることで算出されうる。肉厚tは、積層された複数のプリプレグの厚みの合計に等しい。軸方向の位置によって、肉厚tは変化しうる。なお、本願では、シャフトの肉厚の値を意味する「t」が、図面の符号としても用いられる。
図1において両矢印Lsで示されるのは、シャフト6の長さである。長さLsは、チップ端Tpからバット端Btまでの長さである。この長さLsは、シャフト6の中心線Zの方向に沿って測定される。すなわち、この長さLsは、軸方向に沿って測定される。
シャフト6は、複数のプリプレグシートを巻回することによって形成されている。これら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。なお、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おいて、繊維が編まれていてもよい。本願において、プリプレグシートは、単にシートとも称される。
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。この繊維として、炭素繊維及びガラス繊維が例示される。典型的には、このマトリクス樹脂は、熱硬化性樹脂である。
プリプレグシートのマトリクス樹脂として、熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂が例示される。シャフト強度の観点から、マトリクス樹脂として、熱硬化性樹脂が好ましく、エポキシ樹脂がより好ましい。
シャフト6は、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では、プリプレグシートが巻回され且つ硬化されている。この硬化とは、半硬化状態のマトリクス樹脂が硬化することを意味する。この硬化は、加熱により達成される。シャフト6の製造工程は、加熱工程を含む。この加熱が、プリプレグシートのマトリクス樹脂を硬化させる。
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である。図2は、シャフト6を構成するシートを示している。シャフト6は、複数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、12枚のシートで構成されている。シャフト6は、第1シートs1から第12シートs12までを有している。この展開図は、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。図2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。図2において、図面の左右方向は、軸方向と一致する。図2において、図面の右側は、シャフトのチップ側である。図2において、図面の左側は、シャフトのバット側である。
図2は、巻回の順序のみならず、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の一端はチップ端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フープ層とを有する。図2には、各シートの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は、ストレートシートである。ストレートシートは、ストレート層を構成している。
ストレート層は、繊維の配向が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、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場合がある。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は、10°以下である。絶対角度とは、シャフト軸線と繊維方向との成す角度(繊維角度)の絶対値である。即ち、絶対角度が10°以下とは、繊維角度が-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、ストレート層を構成するシート(ストレートシート)は、シートs1、シートs5、シートs7、シートs8、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への寄与が大きい。
バイアス層は、繊維の配向が軸方向に対して実質的に傾斜した層である。バイアス層は、捻れ剛性及び捻れ強度への寄与が大きい。好ましくは、バイアス層は、繊維の配向が互いに逆方向に傾斜した2枚のシートペアにより形成されている。好ましくは、このシートペアは、繊維角度が-60°以上-30°以下の層と、繊維角度が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、絶対角度が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(バイアスシート)は、シートs2及びシートs4である。シートs2とシートs4とは、シートペアを構成している。このシートペアは、互いに貼り合わされた状態で巻回される。
図2には、シート毎に、繊維角度が記載されている。繊維角度におけるプラス(+)及びマイナス(-)は、繊維の傾斜方向を示している。シートペアでは、繊維角度がプラスのシートと、繊維角度がマイナスのシートとが組み合わされている。各シートペアでは、繊維が互いに逆方向に傾斜している。なお、図2では、シートs2とシートs4とで繊維の配向方向が同じであるが、シートs4が裏返されてシートs2に貼り合わされるため、繊維の方向は互いに逆となる。
フープ層は、繊維が実質的にシャフトの周方向に沿うように配置された層である。好ましくは、フープ層において、繊維の絶対角度は、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、繊維の絶対角度が80°以上90°以下である。
フープ層は、シャフトのつぶし剛性及びつぶし強度への寄与が大きい。つぶし剛性とは、つぶし変形に対する剛性である。つぶし変形は、シャフトをその半径方向内側に向かって押し潰す力による変形である。典型的なつぶし変形では、シャフト断面が円形から楕円形に変化する。つぶし強度とは、つぶし変形に対する強度である。
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(フープシート)は、シートs3、シートs6及びシートs9である。フープ層s3は、バイアス層s2とバイアス層s4とに挟まれている。フープ層s6は、ストレート層s5とストレート層s7とに挟まれている。フープ層s9は、ストレート層s8(又はストレート層s7)とストレート層s10とに挟まれている。
図2に示されるシャフト6の作製では、合体シートが用いられる。合体シートは、複数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、3組の合体シートが用いられる。第1の合体シートは、シートs2とシートs3とシートs4との組み合わせである。第2の合体シートは、シートs6とシートs7との組み合わせである。第3の合体シートは、シートs9とシートs10との組み合わせである。
上述の通り、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。加えて、本願では、軸方向の長さによって、シート及び層が分類される。
軸方向の全体に配置される層が、全長層と称される。軸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、軸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。軸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。
バイアス層である全長層が、全長バイアス層と称される。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。フープ層である全長層が、全長フープ層と称される。
図2の実施形態では、全長バイアス層は、シートs2及びシートs4である。全長ストレート層は、シートs5、シートs7及びシートs10である。シャフト6は、複数の全長ストレート層s5,s7,s10を有する。全長フープ層は、シートs3及びシートs9である。シャフト6は、全長ストレート層s5,s7に挟まれた部分フープ層s6を有する。
バイアス層である部分層が、部分バイアス層と称される。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。フープ層である部分層が、部分フープ層と称される。
図2の実施形態は、部分バイアス層を有しない。部分ストレート層は、シートs1,シートs8,シートs11及びシートs12である。部分フープ層は、シートs6である。部分フープ層s6以外に、部分フープ層は設けられていない。
シートs6は、バット部分フープ層である。バット部分フープ層s6は、シャフト6の後端部に配置されている。バット部分フープ層s6の一端はバット端Btに位置する。バット部分フープ層s6以外に、バット部分フープ層は設けられていない。
シートs1,シートs11及びシートs12は、チップ部分ストレート層である。チップ部分ストレート層は、シャフト6の先端部に配置されている。チップ部分ストレート層s1,s11,s12の一端はチップ端Tpに位置する。
シートs8は、バット部分ストレート層である。バット部分ストレート層s8は、シャフト6の後端部に配置されている。バット部分ストレート層s8の一端はバット端Btに位置する。バット部分ストレート層s8以外に、バット部分ストレート層は設けられていない。
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
この工程では、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、加熱及び/又はプレスが用いられてもよい。
(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は、マンドレルへのシート端部の貼り付けを容易とする。
この巻回工程により、巻回体が得られる。この巻回体では、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いる。この巻回は、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、前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、隙間無く螺旋状に巻き付けられる。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。この圧力はボイドの低減に寄与する。
(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。この加熱に起因して、マトリクス樹脂が硬化する。この硬化の過程で、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締め付け力は、この空気の排出を促進する。この硬化の結果、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。好ましくは、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。
(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。このカットは、チップ端Tpの端面及びバット端Btの端面を平坦とする。
(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、螺旋状の凹凸が残る。研磨により、この凹凸が消滅し、表面が滑らかになる。
(9)塗装工程
研磨工程後の硬化積層体に塗装が施される。
シャフト6は、軸方向の各位置において、曲げ剛性を有する。この曲げ剛性(又はその値)は、EIとも称される。本願において、EIの単位は、「N・m」である。
図3は、EIの測定方法を示している。測定装置として、インテスコ製2020型(最大荷重500kg)の万能材料試験機が用いられうる。第1支持点T1と第2支持点T2とにより、シャフト6が下方から支持される。この支持を維持しながら、測定点T3に上方から荷重F1を加える。荷重F1の向きは、鉛直方向下向きである。点T1と点T2との間の距離は200mmである。測定点T3の位置は、点T1と点T2の間を二等分する位置である。荷重F1を加えたときのたわみ量Hが測定される。荷重F1は、圧子D1により与えられる。圧子D1の先端は、曲率半径が5mmである円筒面である。圧子D1の下方への移動速度は5mm/分である。荷重F1が196Nに達した時点で圧子D1の移動を終了し、そのときのたわみ量Hが測定される。たわみ量Hは、鉛直方向における点T3の変位量である。EIは、次式にて算出される。
EI(N・m)=F1×L/(48×H)
ただし、F1は最大荷重(N)であり、Lは支持点間距離(m)であり、Hはたわみ量(m)である。最大荷重F1は196Nであり、支持点間距離Lは0.2mである。
シャフト6の各位置における強度は、SG式3点曲げ強度試験により測定されうる。この試験は、日本の製品安全協会が定める、ゴルフクラブシャフトの試験である(CPSA番号0098)。この試験では、T点、A点、B点及びC点での測定が規定されているが、本願では、この強度試験が、前記4箇所以外の他の位置にも適用されうる。この他の位置での測定では、可能である限り、A点、B点及びC点での測定方法(スパン300mm)が採用される。シャフト6の先端部及び後端部において、300mmのスパンが確保できない位置では、T点の測定方法(スパン150mm)が採用される。
図2が示すように、シャフト6は、第1領域R1と第2領域R2とを有する。第1領域R1は、チップ端Tpからの距離が200mm以上300mm以下である領域である。第2領域R2は、チップ端Tpからの距離が800mm以上900mm以下である領域である。
シャフト6は、チップ端Tpから200mm隔てた地点P2と、チップ端Tpから300mm隔てた地点P3と、チップ端Tpから800mm隔てた地点P8と、チップ端Tpから900mm隔てた地点P9とを有する。第1領域R1は、地点P2から地点P3までの領域である。第2領域R2は、地点P8から地点P9までの領域である。
前述の通り、シャフト6は、シャフト6の全長Lsに対して部分的に配置された部分フープ層s6を含む。図2が示すように、部分フープ層s6は、第2領域R2の全体に亘って配置された部分フープ層である。この部分フープ層が、特定バットフープ層とも称される。特定バットフープ層s6は、地点P8よりもチップ側の位置からバット端Btまでに配置されている。特定バットフープ層s6のチップ側の端は、地点P3と地点P8との間に位置する。特定バットフープ層s6のバット側の端は、地点P9よりもバット側に位置する。本実施形態では、特定バットフープ層s6のバット側の端はバット端Btに位置している。特定バットフープ層s6のバット側の端は、バット端Btに位置していなくてもよい。特定バットフープ層s6は、第1領域R1には存在しない。シャフト6では、部分フープ層が、特定バットフープ層s6のみである
前述の通り、シャフト6は、部分ストレート層s8を含む。部分ストレート層s8は、バット部分ストレート層である。図2が示すように、部分ストレート層s8のチップ側の端は、地点P9よりもバット側に位置している。部分ストレート層s8は、第2領域R2には存在しない。部分ストレート層s8は、地点P9よりもバット側の位置からバット端Btまでに配置されている。
本願では、第2領域R2よりもバット側に配置されたバット部分ストレート層が、特定バットストレート層とも称される。部分ストレート層s8は、特定バットストレート層である。特定バットストレート層s8は、第2領域R2に存在しない。シャフト6では、第2領域R2に部分ストレート層が存在しない。シャフト6では、バット部分ストレート層が、特定バットストレート層s8のみである。
シャフト6は、第1領域R1よりもチップ側にあるチップ部分ストレート層s1,s11を有する。チップ部分ストレート層s1の長さは、200mm以下である。チップ部分ストレート層s1のバット側の端は地点P2よりもチップ側に位置する。チップ部分ストレート層s11の長さは、200mm以下である。チップ部分ストレート層s11のバット側の端は地点P2よりもチップ側に位置する。
シャフト6は、第1領域R1に存在するチップ部分ストレート層s12を有する。チップ部分ストレート層s12の長さは、200mmより大きい。チップ部分ストレート層s12のバット側の端は、地点P2よりもバット側に位置する。チップ部分ストレート層s12のバット側の端は、地点P2と地点P3との間に位置する。
シャフト6の各位置において、EI/tが算出されうる。EI/tは、曲げ剛性EI(N・m)の、シャフト肉厚t(mm)に対する比である。
シャフト6では、第2領域R2において、EI/tが抑制されている。第2領域R2は、スイング時の撓りにおける曲げ変形が大きい。また、第2領域R2は、ゴルファーの握りの位置に近いため、第2領域R2における撓りは、ゴルファーに感じられやすい。軽量でありながら強度を高める観点からは、変形が大きい部位である第2領域R2を選択的に補強することが好ましい。しかしこの補強を行うと、特にヘッドスピードが比較的遅いアベレージゴルファーにとって、第2領域R2の曲げ剛性が過大となる。この結果、撓りが感じられず、スイング時のフィーリングが悪化することが分かった。第2領域R2において、曲げ剛性EIが過大とならないようにしながら、肉厚tを増やすことで、振りやすく且つ強度が確保されうる。この観点から、第2領域R2におけるEI/tは、80以下が好ましく、70以下がより好ましく、60以下がより好ましい。EI/tが過小である場合、曲げ剛性EIが小さすぎて撓りが過大となったり、肉厚tが大きすぎて軽量化が困難となったりしうる。この観点から、第2領域R2におけるEI/tは、45以上が好ましく、46以上がより好ましく、47以上がより好ましい。
なお、ヘッドスピードが比較的遅いアベレージゴルファーとは、ドライバーでのヘッドスピードが30~42m/s程度のゴルファーである。
振りやすさの観点から、第2領域R2におけるEIは、45(N・m)以下が好ましく、40(N・m)以下がより好ましく、35(N・m)以下がより好ましい。第2領域R2が過度に変形すると、強度が低下したり、振りにくくなったりしうる。この観点から、第2領域R2におけるEIは、15(N・m)以上が好ましく、20(N・m)以上がより好ましく、25(N・m)以上がより好ましい。
第2領域R2の強度の観点から、第2領域R2における肉厚tは、0.50mm以上が好ましく、0.52mm以上がより好ましく、0.54mm以上がより好ましく、0.56mm以上がより好ましい。シャフト6の軽量化の観点から、第2領域R2における肉厚tは、0.68mm以下が好ましく、0.66mm以下がより好ましく、0.64mm以下がより好ましく、0.62mm以下がより好ましい。
第1領域R1の曲げ剛性が過大であると、シャフト6の先端部の撓りが不足し、ヘッドスピードが低下しうる。曲げ剛性が過大となることを抑制しつつ、肉厚tを確保して強度を高める観点から、第1領域R1におけるEI/tは、40以下が好ましく、35以下がより好ましく、30以下がより好ましい。EI/tが過小である場合、曲げ剛性EIが小さすぎて撓りが過大となったり、肉厚tが大きすぎて軽量化が困難となったりしうる。この観点から、第1領域R1におけるEI/tは、10以上が好ましく、15以上がより好ましく、20以上がより好ましい。
ヘッドスピードの観点から、第1領域R1におけるEIは、30(N・m)以下が好ましく、25(N・m)以下がより好ましく、20(N・m)以下がより好ましい。第1領域R1が過度に変形すると、強度が低下したり、撓り戻りが不足してヘッドスピードが低下したりしうる。この観点から、第1領域R1におけるEIは、8(N・m)以上が好ましく、10(N・m)以上がより好ましく、12(N・m)以上がより好ましい。
なお、撓り戻りとは、スイングの進行方向に対してヘッドが遅れるようなシャフトの撓りが戻る現象である。ダウンスイングにおける撓り戻りにより、ヘッドスピードが増加する。
第1領域R1の強度の観点から、第1領域R1における肉厚tは、0.52mm以上が好ましく、0.54mm以上がより好ましく、0.56mm以上がより好ましく、0.58mm以上がより好ましい。シャフト6の軽量化の観点から、第1領域R1における肉厚tは、0.78mm以下が好ましく、0.76mm以下がより好ましく、0.74mm以下がより好ましく、0.72mm以下がより好ましい。
特定バットフープ層s6を第2領域R2に配置することで、曲げ剛性EIの増加を抑制して適度な撓りを確保しつつ、第2領域R2を補強することができる。このため、軽量で強度を確保しながら、振りやすいシャフト6が達成されうる。
第2領域R2の全体を補強する観点から、特定バットフープ層s6の軸方向長さは、350mm以上が好ましく、400mm以上がより好ましく、450mm以上がより好ましい。シャフト6の軽量化の観点から、特定バットフープ層s6の軸方向長さは、650mm以下が好ましく、600mm以下がより好ましく、550mm以下がより好ましい。
特定バットフープ層s6の厚みは、通常のフープ層よりも大きい。特定バットフープ層s6は、全長フープ層s3よりも厚い。特定バットフープ層s6は、全長フープ層s9よりも厚い。特定バットフープ層s6の厚みは、全長フープ層s3,s9の厚みの1.8倍以上である。
特定バットフープ層s6の厚みを大きくすることで、第2領域R2における曲げ剛性E1の増加が抑制されつつ、第2領域R2の強度が更に高まることが判った。この観点から、特定バットフープ層s6の厚みは、0.05mm以上が好ましく、0.06mm以上がより好ましく、0.07mm以上がより好ましく、0.08mm以上がより好ましい。シャフト6の軽量化の観点から、特定バットフープ層s6の厚みは、0.11mm以下が好ましく、0.10mm以下がより好ましく、0.09mm以下がより好ましい。
特定バットフープ層s6の厚みがTa(mm)とされ、全長フープ層s3,s9の厚みがTb(mm)とされる。Tbは、全長フープ層の厚みの最大値である。例えば、シャフト6で、全長フープ層s3の厚みと全長フープ層s9の厚みとが相違する場合、大きい方の厚みが、Tbとされる。第2領域R2における曲げ剛性E1の増加を抑制しながら、第2領域R2の強度を高める観点、及び、全長フープ層を薄くしてシャフト6を軽くする観点から、Ta/Tbは、1.6以上が好ましく、1.8以上がより好ましく、2.0以上がより好ましい。厚みTaが過大であると、シャフト6の重量が増加する。この観点から、Ta/Tbは、3.0以下が好ましく、2.8以下がより好ましく、2.6以下がより好ましい。
シャフト6は、樹脂含有率が20質量%以下である全長ストレート層を有する。この全長ストレート層が、低レジン全長ストレート層とも称される。シャフト6では、層s5及び層s7が、低レジン全長ストレート層である。入手可能な材料の観点から、低レジン全長ストレート層の樹脂含有率は、18質量%以上が好ましい。
図2が示すように、低レジン全長ストレート層s5は、特定バットフープ層s6の内側に接している。この低レジン全長ストレート層s5は、第1低レジン全長ストレート層とも称される。低レジン全長ストレート層s7は、特定バットフープ層s6の外側に接している。この低レジン全長ストレート層s7は、第2低レジン全長ストレート層とも称される。特定バットフープ層s6は、第1低レジン全長ストレート層s5と第2低レジン全長ストレート層s7とで挟まれている。特定バットフープ層s6の樹脂含有率は、低レジン全長ストレート層s5,s7よりも大きい。
2層の低レジン全長ストレート層は、シャフト6の軽量化に寄与する。一方、樹脂含有率が少ない層では、隣接する層との接着力が低下しうる。肉厚tが0.05mm以上で樹脂含有率が20質量%よりも高い特定バットフープ層s6が低レジン層s5,s7の間に介在することで、第2領域R2における層間の接着力の低下が防止されうる。この結果、第2領域R2の強度が向上しうる。この観点から、特定バットフープ層s6の樹脂含有率は、22質量%以上が好ましく、23質量%以上がより好ましく、24質量%以上がより好ましい。シャフト6の軽量化の観点から、特定バットフープ層s6の樹脂含有率は、40質量%以下が好ましく、35質量%以下がより好ましく、30質量%以下がより好ましい。なお本願では、ある層の樹脂含有率は、その層を形成するプリプレグの樹脂含有率とみなされる。
図2が示すように、シャフト6は、チップ部分ストレート層s1とチップ部分ストレート層s12とを有する。チップ部分ストレート層s1は、全長バイアス層s2,s3よりも内側に位置する。チップ部分ストレート層s1は、シャフト6の最内層である。チップ部分ストレート層s12は、全長バイアス層s2,s3よりも外側に位置する。チップ部分ストレート層s12は、シャフト6の最外層である。チップ部分ストレート層s12は、チップ部分ストレート層s1よりも長い。チップ部分ストレート層s12の繊維弾性率は、チップ部分ストレート層s1の繊維弾性率よりも大きい。チップ部分ストレート層s1は、第1領域R1に届いていない。チップ部分ストレート層s1は、第1領域R1に存在していない。チップ部分ストレート層s12は、第1領域R1に届いている。チップ部分ストレート層s12は、第1領域R1に存在する部分を有する。このような層s1及びs12の構成により、シャフト6の先端部から第1領域R1にかけて撓り変形を効果的に分散することができ、シャフト6とヘッド4との接合部分における応力集中を緩和することができる。
チップ部分ストレート層s1の繊維弾性率は、10t/mm以下であるのが好ましい。この場合、シャフト6の先端部の曲げ剛性を過大とすることなく、当該先端部の衝撃吸収エネルギーを高めることができる。この観点から、チップ部分ストレート層s1の繊維弾性率は、10t/mm以下が好ましく、9t/mm以下がより好ましく、8t/mm以下がより好ましい。繊維の強度の観点から、チップ部分ストレート層s1の繊維弾性率は、3t/mm以上が好ましく、4t/mm以上がより好ましく、5t/mm以上がより好ましい。
チップ部分ストレート層が、ガラス繊維で補強されたガラス繊維補強層を含んでいてもよい。シャフト6では、チップ部分ストレート層s1が、ガラス繊維補強層である。ガラス繊維を用いることで、曲げ剛性を抑制しつつ、衝撃吸収エネルギーを高めることができる。
第2領域R2には、部分ストレート層の端が存在しない。部分ストレート層の端では、曲げ剛性の変化が大きいため、応力集中が生じうる。第2領域R2に部分ストレート層の端を存在させないことで、第2領域R2の強度が向上しうる。
上述の通り、部分ストレート層s8は、第2領域R2まで到達していない特定バットストレート層である。特定バットストレート層s8は、ゴルファーによって握られる部分及びその近傍を補強しつつ、第2領域R2の曲げ剛性を増加させない。このため、シャフト6は、ヘッドスピードが比較的遅いアベレージゴルファーにとって、適度な撓り感があり、振りやすい。また、特定バットストレート層s8は、第2領域R2に到達していないため短く、シャフト6の軽量化に寄与している。
特定バットストレート層s8の繊維弾性率は、10t/mm以下であるのが好ましい。この場合、シャフト6の後端部の曲げ剛性を過大とすることなく、強度を高めることができる。この観点から、特定バットストレート層s8の繊維弾性率は、10t/mm以下が好ましく、9t/mm以下がより好ましく、8t/mm以下がより好ましい。繊維の強度の観点から、特定バットストレート層s8の繊維弾性率は、3t/mm以上が好ましく、4t/mm以上がより好ましく、5t/mm以上がより好ましい。
特定バットストレート層s8が、ガラス繊維で補強されたガラス繊維補強層であってもよい。ガラス繊維を用いることで、シャフト6の後端部を補強しながら曲げ剛性を抑制することができる。
第2領域R2における曲げ剛性の増加を抑制する観点から、特定バットストレート層s8の軸方向長さは、300mm以下が好ましく、250mm以下がより好ましく、200mm以下がより好ましい。ゴルファーが握る部分を補強する観点から、特定バットストレート層s8の軸方向長さは、140mm以上が好ましく、160mm以上がより好ましく、180mm以上がより好ましい。
シャフト6は、ガラス繊維補強層であるチップ部分ストレート層s1と、ガラス繊維補強層であるバット部分ストレート層s8とを有している。ガラス繊維は、炭素繊維に比べて、比重が大きい。シャフト6の両端部にガラス繊維補強層を配置することで、シャフト6の慣性モーメントが大きくなる。この結果、スイング中におけるシャフト6の挙動が安定化しうる。シャフト6の挙動が安定すると、ショットが安定する。この慣性モーメントの回転軸は、シャフト6の重心を通り前記中心線Zに垂直な直線である。
軽量化の観点から、シャフト重量は、50g以下が好ましく、48g以下がより好ましく、46g以下がより好ましく、44g以下がより好ましく、42g以下がより好ましい。強度の観点から、シャフト重量は、34g以上が好ましく、36g以上がより好ましく、38g以上がより好ましい。
本開示では、スイング時の撓りにおいて第2領域R2の変形が大きくなりやすいシャフトが好ましい。この観点から、シャフト6の長さLsは、1100mm以上が好ましく、1120mm以上がより好ましく、1140mm以上がより好ましい。同じ観点から、シャフト6の長さLsは、1210mm以下が好ましく、1200mm以下がより好ましく、1190mm以下がより好ましい。
本開示では、スイング時の撓りにおいて第2領域R2の変形が大きくなりやすいシャフトが好ましい。この観点から、第2領域R2の中心位置からチップ端Tpまでの長さは、シャフト6の長さLsに対して、67%以上が好ましく、68%以上がより好ましく、69%以上がより好ましい。同じ観点から、第2領域R2の中心位置からチップ端Tpまでの長さは、シャフト6の長さLsに対して、78%以下が好ましく、77%以下がより好ましく、76%以下がより好ましい。第2領域R2の中心位置とは、チップ端Tpから850mm隔てた位置である。
下記の表1及び表2は、本開示のシャフトに使用可能なプリプレグの例である。これらのプリプレグは、市販されている。
Figure 2023036259000002
Figure 2023036259000003
[実施例]
上述されたシャフトの製造工程に従って、上記実施形態のシャフト6と同じシャフトを作製した。このシャフトのシート構成は、図2に示される通りとされた。シャフトの長さLsは、1168mmであった。チップ部分ストレート層s1及び特定バットストレート層s8は、ガラス繊維強化層とされた。特定バットフープ層s6として東レ社製の商品名「3255S-10」を用いた。シャフト重量は、41gであった。
[比較例]
特定バットフープ層s6が部分ストレート層に置換された他は実施例1と同様にして、比較例のシャフトを得た。この部分ストレート層のプリプレグは、実施例1の特定バットフープ層s6と同じく、「3255S-10」とされた。
<曲げ剛性EIの測定>
上述の方法で、曲げ剛性EIが測定された。下記の図3及び図4で示されるように、50mm毎にEIが測定された。実施例での測定値が、肉厚tと共に、下記の表3で示される。比較例の測定値が、肉厚tと共に、下記の表4で示される。全ての位置において、実施例での肉厚tは、比較例と同じである。
Figure 2023036259000004
Figure 2023036259000005
図4は、実施例及び比較例における、肉厚tの分布を示すグラフである。このグラフの横軸は、チップ端Tpからの距離(単位はmm)である。このグラフの縦軸は、肉厚t(単位はmm)である。
図5は、実施例における、EI/tの分布を示すグラフである。このグラフの横軸は、チップ端Tpからの距離(単位はmm)である。このグラフの縦軸は、EI/t(単位はN・m/mm)である。
図6は、比較例における、EI/tの分布を示すグラフである。このグラフの横軸は、チップ端Tpからの距離(単位はmm)である。このグラフの縦軸は、EI/t(単位はN・m/mm)である。
表3,4から分かるように、実施例では、第2領域R2における曲げ剛性EIの過度な増加が抑制されている。このため、ヘッドスピードが比較的遅いアベレージゴルファーでは、第2領域R2において適度な撓りが得られ、振りやすさが達成される。また、図5,6から分かるように、実施例では、EI/tが適切な範囲にあるため、軽量でありながら強度に優れ、適度な撓りが得られる。
図4を参照して、肉厚tが最小となる部分は、第2領域R2に存在しない。肉厚tが最小となる部分は、第2領域R2よりもチップ側に位置している。肉厚tが最小となる部分は、第1領域R1と第2領域R2との間に位置している。特に、本実施形態では、肉厚tが最小となる部分は、チップ端Tpからの距離が450~650mmの領域に位置している。肉厚tが最小となる部分を第2領域R2よりもチップ側とすることで、スイング中における第2領域R2での曲げ変形が緩和される。この結果、第2領域R2における負荷が低減される。
図5が示すように、実施例では、チップ端Tpから600mmから900mmまでの領域において、EI/tは、チップ端Tpから離れるほど大きくなっている。
図5が示すように、実施例は、EI/tの変化率の変動が小さい。このため、実施例では、第2領域R2の撓りにより生ずる応力が分散されて強度が向上しうる。また、この変化率が小さいため、第2領域R2におけるEI/tが過大となることが抑制される。これらの観点から、第2領域R2及びこれに隣接するチップ端Tpから600~800mmの領域において、EI/tの変化率の変動を小さくするのが好ましい。具体的には、横軸が前記チップ端からの距離(mm)であり且つ縦軸がEI/t(N・m/mm)であるグラフにおいて、前記チップ端から600mmから900mmまでの間で50mm毎に定まる6領域の変化率は、いずれも0.20以下であるのが好ましく、0.15以下であるのがより好ましく、0.13以下であるのがより好ましく、0.11以下であるのがより好ましい。EI/tの変化率の変動を抑制する観点、及び、第2領域R2におけるEI/tを適度に確保する観点から、横軸が前記チップ端からの距離(mm)であり且つ縦軸がEI/t(N・m/mm)であるグラフにおいて、前記チップ端から600mmから900mmまでの間で50mm毎に定まる6領域の変化率は、いずれも0.020以上であるのが好ましく、0.025以上であるのがより好ましく、0.030以上であるのがより好ましい。
この変化率は、図5のような折れ線グラフにおける、隣接した点同士を結ぶ直線の傾きである。これらの6領域は、(1)チップ端Tpからの距離が600~650mmの領域、(2)チップ端Tpからの距離が650~700mmの領域、(3)チップ端Tpからの距離が700~750mmの領域、(4)チップ端Tpからの距離が750~800mmの領域、(5)チップ端Tpからの距離が800~850mmの領域、及び、(6)チップ端Tpからの距離が850~900mmの領域、である。表3を参照して、例えば、チップ端Tpからの距離が600~650mmの領域の変化率は、(39-36)/50=0.06である。
<強度の計測>
第2領域R2の中心位置である、チップ端Tpから850mmの地点で、3点曲げ強度が測定された。3点曲げ強度の測定方法は、上述の通りである。300mmのスパンで、測定がなされた。
チップ端Tpから850mmの地点における3点曲げ強度は、実施例で95kgfであり、比較例で97kgfであった。一般に、ストレート層は曲げ強度への寄与が大きいのに対して、フープ層は曲げ強度への寄与は小さい。しかし、実施例では、フープ層をストレート層に置換した比較例と略同等の強度が得られた。また、実施例の強度は、製品安全協会が定めるA点、B点及びC点の強度基準(40kgf)を137%以上超え、当該強度基準の2.37倍以上であった。このように、厚い特定バットフープ層を用いることで、第2領域R2の曲げ剛性を抑制しつつ、第2領域R2の強度が確保された。
以下の付記は、本開示に含まれる発明の一部である。
[付記1]
複数の繊維強化樹脂層により形成され、チップ端とバット端とを備えた中空のゴルフクラブシャフトであって、
シャフト重量が、50g以下であり、
軸方向の各位置において、曲げ剛性EI(N・m)とシャフト肉厚t(mm)とを有しており、
前記チップ端からの距離が200mm以上300mm以下である第1領域において、EI/tが10以上40以下であり、
前記チップ端からの距離が800mm以上900mm以下である第2領域において、EI/tが45以上80以下であり、
前記複数の繊維強化樹脂層が、ストレート層と、バイアス層と、フープ層とを含んでおり、
前記ストレート層が、前記シャフトの全長に亘って配置された全長ストレート層と、前記シャフトの全長に対して部分的に配置された部分ストレート層とを含み、
前記フープ層が、前記シャフトの全長に亘って配置された全長フープ層と、前記シャフトの全長に対して部分的に配置された部分フープ層とを含み、
前記部分フープ層が、前記第1領域には存在せず且つ前記第2領域の全体に亘って配置された特定バットフープ層を含み、
前記特定バットフープ層の厚みが、0.05mm以上であるゴルフクラブシャフト。
[付記2]
前記部分ストレート層が、前記シャフトの先端部に設けられたチップ部分ストレート層と、前記シャフトの後端部に設けられたバット部分ストレート層とを含み、
前記バット部分ストレート層が、前記第2領域よりもバット側に配置され前記第2領域に存在しない特定バットストレート層を含む付記1に記載のゴルフクラブシャフト。
[付記3]
前記特定バットストレート層の繊維弾性率が、10t/mm以下である付記2に記載のゴルフクラブシャフト。
[付記4]
前記特定バットストレート層が、ガラス繊維で補強されている付記3に記載のゴルフクラブシャフト。
[付記5]
前記チップ部分ストレート層が、ガラス繊維で補強されているガラス繊維補強層を含み、
前記ガラス繊維補強層が、前記第1領域よりもチップ側に配置され前記第1領域に存在しない付記4に記載のゴルフクラブシャフト。
[付記6]
前記バット部分ストレート層が、前記特定バットストレート層のみであり、
前記部分フープ層が、前記特定バットフープ層のみである付記2から5のいずれか1項に記載のゴルフクラブシャフト。
[付記7]
前記全長ストレート層が、樹脂含有率が20質量%以下である低レジン全長ストレート層を含み、
前記特定バットフープ層の樹脂含有率が、20質量%よりも大きく、
前記低レジン全長ストレート層が、前記特定バットフープ層の内側に接している第1低レジン全長ストレート層と、前記特定バットフープ層の外側に接している第2低レジン全長ストレート層とを含む付記1から6のいずれか1項に記載のゴルフクラブシャフト。
[付記8]
前記特定バットフープ層の厚みが、前記全長フープ層の厚みよりも大きい付記1から7のいずれか1項に記載のゴルフクラブシャフト。
[付記9]
横軸が前記チップ端からの距離(mm)であり且つ縦軸がEI/t(N・m/mm)であるグラフにおいて、前記チップ端から600mmから900mmまでの間で50mm毎に定まる6領域の変化率が、いずれも0.20以下である付記1から7のいずれか1項に記載のゴルフクラブシャフト。
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)
R1・・・第1領域
R2・・・第2領域
t・・・シャフトの肉厚
Bt・・・バット端
Tp・・・チップ端

Claims (9)

  1. 複数の繊維強化樹脂層により形成され、チップ端とバット端とを備えた中空のゴルフクラブシャフトであって、
    シャフト重量が、50g以下であり、
    軸方向の各位置において、曲げ剛性EI(N・m)とシャフト肉厚t(mm)とを有しており、
    前記チップ端からの距離が200mm以上300mm以下である第1領域において、EI/tが10以上40以下であり、
    前記チップ端からの距離が800mm以上900mm以下である第2領域において、EI/tが45以上80以下であり、
    前記複数の繊維強化樹脂層が、ストレート層と、バイアス層と、フープ層とを含んでおり、
    前記ストレート層が、前記シャフトの全長に亘って配置された全長ストレート層と、前記シャフトの全長に対して部分的に配置された部分ストレート層とを含み、
    前記フープ層が、前記シャフトの全長に亘って配置された全長フープ層と、前記シャフトの全長に対して部分的に配置された部分フープ層とを含み、
    前記部分フープ層が、前記第1領域には存在せず且つ前記第2領域の全体に亘って配置された特定バットフープ層を含み、
    前記特定バットフープ層の厚みが、0.05mm以上であるゴルフクラブシャフト。
  2. 前記部分ストレート層が、前記シャフトの先端部に設けられたチップ部分ストレート層と、前記シャフトの後端部に設けられたバット部分ストレート層とを含み、
    前記バット部分ストレート層が、前記第2領域よりもバット側に配置され前記第2領域に存在しない特定バットストレート層を含む請求項1に記載のゴルフクラブシャフト。
  3. 前記特定バットストレート層の繊維弾性率が、10t/mm以下である請求項2に記載のゴルフクラブシャフト。
  4. 前記特定バットストレート層が、ガラス繊維で補強されている請求項3に記載のゴルフクラブシャフト。
  5. 前記チップ部分ストレート層が、ガラス繊維で補強されているガラス繊維補強層を含み、
    前記ガラス繊維補強層が、前記第1領域よりもチップ側に配置され前記第1領域に存在しない請求項4に記載のゴルフクラブシャフト。
  6. 前記バット部分ストレート層が、前記特定バットストレート層のみであり、
    前記部分フープ層が、前記特定バットフープ層のみである請求項2から5のいずれか1項に記載のゴルフクラブシャフト。
  7. 前記全長ストレート層が、樹脂含有率が20質量%以下である低レジン全長ストレート層を含み、
    前記特定バットフープ層の樹脂含有率が、20質量%よりも大きく、
    前記低レジン全長ストレート層が、前記特定バットフープ層の内側に接している第1低レジン全長ストレート層と、前記特定バットフープ層の外側に接している第2低レジン全長ストレート層とを含む請求項1から6のいずれか1項に記載のゴルフクラブシャフト。
  8. 前記特定バットフープ層の厚みが、前記全長フープ層の厚みよりも大きい請求項1から7のいずれか1項に記載のゴルフクラブシャフト。
  9. 横軸が前記チップ端からの距離(mm)であり且つ縦軸がEI/t(N・m/mm)であるグラフにおいて、前記チップ端から600mmから900mmまでの間で50mm毎に定まる6領域の変化率が、いずれも0.20以下である請求項1から7のいずれか1項に記載のゴルフクラブシャフト。
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