JP2024119267A - ゴルフクラブシャフト - Google Patents

Abstract

【課題】軽量で、捩じり剛性に優れ、捩じり強度が高いゴルフクラブシャフトを提供することを目的する。【解決手段】プリプレグの硬化物からなる複数の炭素繊維強化樹脂層が積層されてなるゴルフクラブシャフトであって、前記複数の炭素繊維強化樹脂層には、シャフトの軸方向に対して配向角度＋２０°～＋７０°または－２０°～－７０°で配向した炭素繊維を含有するアングル層が含まれ、前記アングル層には、引張弾性率が３５０ＧＰａ以上であり、且つ引張強度が１５００ＭＰａ以上２５００ＭＰａ以下であるアングル層Ａが含まれ、全ての前記アングル層に対して前記アングル層Ａが占める割合が５質量％以上７０質量％以下である、ゴルフクラブシャフト。【選択図】図１

Description

本発明は、ゴルフクラブシャフトに関する。

炭素繊維を熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂とともに複合化した材料である炭素繊維強化樹脂は各種の用途に用いられている。特にゴルフクラブシャフトでは、主として、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系炭素繊維と熱硬化性樹脂を複合化した炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）が用いられている。

炭素繊維としては、ＰＡＮ系炭素繊維以外にピッチ系炭素繊維も知られている。
ゴルフシャフトの屈曲に対する強度向上を目的として、低弾性のピッチ系炭素繊維を含む、圧縮破壊に対する強度に優れた炭素繊維強化樹脂層を、外層に部分層として用いることが提案されている（例えば、特許文献１）。
また、捩じれ振動を抑制して打球方向を安定させる目的で、繊維弾性率が８０ｔｆ／ｍｍ^２以上のピッチ系炭素繊維を含むハイブリッドプリプレグをバイアス層に使用したゴルフクラブシャフトが提案されている（例えば、特許文献２）。

特開２０１４－７６１４２号公報 特開２０１７－１６４００８号公報

引張弾性率の高いピッチ系炭素繊維を含む炭素繊維強化樹脂層をバイアス層として配置すると、シャフトのトルクは小さくなるものの、ピッチ系炭素繊維の引張強度が低いために高い捩じり強度を得ることが難しくなる傾向がある。
また、本発明者らが検討したところ、ＰＡＮ系炭素繊維のみを用いる場合もバイアス層を多くすればシャフトのトルクは小さくなるが、ＰＡＮ系炭素繊維とピッチ系炭素繊維を併用した同等のトルクを有するシャフトに比べてシャフトが重くなる傾向があることが分かった。

本発明は、軽量で、捩じり剛性に優れ、捩じり強度が高いゴルフクラブシャフトを提供することを目的する。

本発明は、以下の態様を含む。
［１］プリプレグの硬化物からなる複数の炭素繊維強化樹脂層が積層されてなるゴルフクラブシャフトであって、
前記複数の炭素繊維強化樹脂層には、シャフトの軸方向に対して配向角度＋２０°～＋７０°または－２０°～－７０°で配向した炭素繊維を含有するアングル層が含まれ、
前記アングル層には、引張弾性率が３５０ＧＰａ以上であり、且つ引張強度が１５００ＭＰａ以上２５００ＭＰａ以下であるアングル層Ａが含まれ、
全ての前記アングル層に対して前記アングル層Ａが占める割合が５質量％以上７０質量％以下である、ゴルフクラブシャフト。
［２］前記アングル層Ａの軸方向の長さが、シャフトの全長に対して５０％以上である、［１］に記載のゴルフクラブシャフト。
［３］シャフトの総質量に対して前記アングル層Ａが占める割合が１質量％以上３０質量％以下である、［１］又は［２］に記載のゴルフクラブシャフト。
［４］パターン１の炭素繊維強化樹脂層が前記アングル層Ａである、［１］～［３］のいずれか記載のゴルフクラブシャフト。
［５］前記アングル層Ａがピッチ系炭素繊維を含む、［１］に記載のゴルフクラブシャフト。
［６］前記アングル層Ａがピッチ系炭素繊維を含む、［２］に記載のゴルフクラブシャフト。
［７］前記アングル層Ａがピッチ系炭素繊維を含む、［３］に記載のゴルフクラブシャフト。
［８］前記アングル層Ａがピッチ系炭素繊維を含む、［４］に記載のゴルフクラブシャフト。
［９］トルクが３．２°以上４．６°以下である、［１］～［８］のいずれかに記載のゴルフクラブシャフト。
［１０］総パターン数が１４以下である、［１］～［９］のいずれかに記載のゴルフクラブシャフト。
［１１］ドライバー用である、［１］～［１０］のいずれかに記載のゴルフクラブシャフト。

本発明によれば、軽量で、捩じり剛性に優れ、捩じり強度が高いゴルフクラブシャフトが提供される。

実施形態に係るゴルフクラブシャフトの一例を示した模式図である。 実施例１で用いた各パターンのプリプレグの形状及び寸法を示した模式図である。図２中の矢印は炭素繊維の繊維軸方向を示す。 実施例２で用いた各パターンのプリプレグの形状及び寸法を示した模式図である。図３中の矢印は炭素繊維の繊維軸方向を示す。 実施例３で用いた各パターンのプリプレグの形状及び寸法を示した模式図である。図４中の矢印は炭素繊維の繊維軸方向を示す。 比較例１で用いた各パターンのプリプレグの形状及び寸法を示した模式図である。図５中の矢印は炭素繊維の繊維軸方向を示す。 参考例１で用いた各パターンのプリプレグの形状及び寸法を示した模式図である。図６中の矢印は炭素繊維の繊維軸方向を示す。

本明細書および特許請求の範囲における用語の定義は、以下のとおりである。
「パターンＸの炭素繊維強化樹脂層」とは、内側から数えてＸ番目に配置された１枚のプリプレグの硬化物からなる炭素繊維強化樹脂層を意味する。
例えばパターン１の炭素繊維強化樹脂層は、シャフトの最も内側に配置されたプリプレグの硬化物からなる炭素繊維強化樹脂層であり、パターン２の炭素繊維強化樹脂層は、シャフトの内側から２番目に配置されたプリプレグの硬化物からなる炭素繊維強化樹脂層である。
なお、Ｘ番目とＸ＋１番目の２枚のプリプレグが重ね合わされた状態でマンドレルに複数回巻き付けられて硬化された場合、シャフトの軸方向に垂直な断面の径方向においては、Ｘ番目のプリプレグの硬化物からなる炭素繊維強化樹脂層と、Ｘ＋１番目のプリプレグの硬化物からなる炭素繊維強化樹脂層とが内側から交互に現れることになるが、これらは１つのパターンＸの炭素繊維強化樹脂層と、１つのパターンＸ＋１の炭素繊維強化樹脂層である。３枚以上のプリプレグが重ね合わされた状態でマンドレルに複数回巻き付けられて硬化された場合も同様である。
パターンＸの外側に２つの炭素繊維強化樹脂層が互いに重ならずに配置されている場合、パターンＸ＋１とパターンＸ＋２はそれら２つの炭素繊維強化樹脂層のどちらであってもよい。パターンＸの外側に３つ以上の炭素繊維強化樹脂層が互いに重ならずに配置されている場合も同様である。

図１は、実施形態の一例のゴルフクラブシャフト１を示す模式図である。ゴルフクラブシャフト１は、軸方向に垂直な面の外径が、軸方向の一端１１から他端１２に向かって大きくなっている。ゴルフクラブシャフトは、典型的にはこのような形状であり、軸方向に垂直な面の外径が軸方向の一端から他端に向かって大きくなり、途中の径切換部から他端まで外径が同一となるように形成されることもある。「細径端」とは、シャフトの外径が小さい側の端（チップ端）を意味する。「太径端」とは、シャフトの外径が大きい側の端（バット端）を意味する。

「炭素繊維のシャフトの軸方向に対する配向角度」は、細径端（チップ端）を左、太径端（バット端）を右にして横方向にシャフトを配置した状態の正面視で、反時計回りの角度を正、時計回りの角度を負とする。
「アングル層の引張弾性率」とは、アングル層に用いたプリプレグの硬化物の引張弾性率を意味し、「アングル層の引張強度」とは、アングル層に用いたプリプレグの硬化物の引張強度を意味する。ストレート層等の他の炭素繊維強化樹脂層の引張弾性率及び引張強度についても同様である。
プリプレグの硬化物の引張弾性率は、ＡＳＴＭ Ｄ３０３９により測定される。
プリプレグの硬化物の引張強度は、ＡＳＴＭ Ｄ３０３９により測定される。
「トルク」とは、シャフトの細径端部と太径端部をそれぞれチャックでクランプし、細径端部側のチャックを介してシャフトに１．３６Ｎ・ｍの捩じれトルクを加えた時の捩じれ角である。

以下、本発明の実施形態について、一例を示し、図面に基づいて説明する。なお、以下の説明において例示される図の寸法等は一例であって、本発明はそれらに必ずしも限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。

［ゴルフクラブシャフト］
実施形態に係るゴルフクラブシャフトは、プリプレグの硬化物からなる複数の炭素繊維強化樹脂層が積層されてなるゴルフクラブシャフトであって、以下の要件（１）～（３）を充たす。
（１）前記複数の炭素繊維強化樹脂層には、シャフトの軸方向に対して配向角度＋２０°～＋７０°または－２０°～－７０°で配向した炭素繊維を含有するアングル層が含まれる。
（２）前記アングル層には、引張弾性率が３５０ＧＰａ以上であり、且つ引張強度が１５００ＭＰａ以上２５００ＭＰａ以下であるアングル層Ａが含まれる。
（３）全ての前記アングル層に対して前記アングル層Ａが占める割合が５質量％以上７０質量％以下である。

（炭素繊維強化樹脂層）
炭素繊維強化樹脂層は、炭素繊維を含むプリプレグの硬化物からなる層である。
炭素繊維強化樹脂層は、例えば一方向に揃えられた複数の炭素繊維にマトリックス樹脂を含浸させたシート状のＵＤプリプレグをマンドレル（芯金）に巻き付け、これを加熱して硬化させるシートラッピング法により形成される。

炭素繊維としては、ＰＡＮ系炭素繊維を用いてもよく、ピッチ系炭素繊維を用いてもよい。
１つの炭素繊維強化樹脂層に含まれる炭素繊維は、１種であってもよく、２種以上であってもよい。

マトリックス樹脂としては、エポキシ樹脂が挙げられるが、限定されるものではない。
エポキシ樹脂としては、例えばビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、イソシアネート変性エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂等が挙げられる。エポキシ樹脂は、液状のものも固体状のものも使用できる。
炭素繊維強化樹脂層に含まれるマトリックス樹脂は、１種であってもよく、２種以上であってもよい。

実施形態に係るゴルフクラブシャフトの複数の炭素繊維強化樹脂層には、炭素繊維の配向角度が＋２０°～＋７０°または－２０°～－７０°のアングル層が含まれる。
複数の炭素繊維強化樹脂層には、アングル層に加えて、炭素繊維の配向角度が－５°～＋５°のストレート層、および、炭素繊維の配向角度が＋８５°～＋９５°または－８５°～－９５°のフープ層の少なくとも一方が含まれてもよい。

ゴルフクラブシャフトに含まれるアングル層は、炭素繊維の配向角度が＋２０°～＋７０°であるアングル層のみであってもよく、炭素繊維の配向角度が－２０°～－７０°のアングル層のみであってもよく、それらの両方であってもよい。
正の配向角度の炭素繊維を含有するアングル層と、負の配向角度の炭素繊維を含有するアングル層の両方を用いる場合、それらが対となったバイアス層を形成してもよい。バイアス層を設けることは、捩じり剛性および捩じり強度を高める観点から好ましい。

実施形態に係るゴルフクラブシャフトには、アングル層として、引張弾性率が３５０ＧＰａ以上であり、且つ引張強度が１５００ＭＰａ以上２５００ＭＰａ以下であるアングル層Ａが含まれる。
また、ゴルフクラブシャフトに含まれるアングル層には、アングル層Ａに加えて、アングル層Ａ以外のアングル層Ｂも含まれる。
アングル層Ｂは、引張弾性率が３５０ＧＰａ未満であるか、または引張強度が１５００ＭＰａ未満もしくは２５００ＭＰａ超であるアングル層である。

全てのアングル層に対してアングル層Ａが占める割合（割合Ｐ）は、５質量％以上７０質量％以下である。割合Ｐが前記範囲内であれば、軽量で、捩じり剛性に優れ、捩じり強度が高いゴルフクラブシャフトとなる。
割合Ｐは、７．５質量％以上が好ましく、１０質量％以上がより好ましく、１２．５質量％以上が更に好ましく、一方、６５質量％以下が好ましく、６０質量％以下がより好ましく、５５質量％以下が更に好ましい。アングル層Ａが占める割合が前記下限値以上であれば、軽量でありながら捩じり剛性に優れたゴルフクラブシャフトが得られやすい傾向がある。アングル層Ａが占める割合が前記上限値以下であれば、捩じり強度が高いゴルフクラブシャフトが得られやすい傾向がある。

シャフトの総質量に対してアングル層Ａが占める割合（割合Ｑ）は、１質量％以上が好ましく、３質量％以上がより好ましく、５質量％以上が更に好ましく、一方、３０質量％以下が好ましく、２５質量％以下がより好ましく、２０質量％以下が更に好ましく、１５質量％以上が特に好ましい。割合Ｑが前記下限値以上であれば、軽量でありながら捩じり剛性に優れたゴルフクラブシャフトが得られやすい傾向がある。割合Ｑが前記上限値以下であれば、捩じり強度が高いゴルフクラブシャフトが得られやすい傾向がある。

シャフト全長に対するアングル層Ａの軸方向の長さの割合は、５０％以上が好ましく、７５％以上がより好ましく、１００％であることが更に好ましい。シャフト全長に対するアングル層Ａの軸方向の長さが前記下限値以上であれば、軽量でありながら捩じり剛性に優れたゴルフクラブシャフトが得られやすい傾向がある。

アングル層Ａの位置は、限定されるものではないが、軽量でありながら、捩じれ剛性に優れ、捩じれ強度の高いゴルフクラブシャフトが得られやすいことから、パターン１からパターン３の炭素繊維強化樹脂層の少なくとも１つとして配置されることが好ましく、パターン１の炭素繊維強化樹脂層がアングル層Ａであることがより好ましい。
アングル層Ａは、１つであってもよく、２つ以上であってもよい。

捩じれ剛性に優れ、捩じれ強度の高いゴルフクラブシャフトが得られやすいことから、パターン１からパターン３までに配置されるアングル層Ａは、その内側または外側のアングル層と対となったバイアス層を形成していることが好ましい。この場合、２つのアングル層Ａが対となったバイアス層を形成していることが好ましいが、限定はされない。アングル層Ａとアングル層Ｂが対となったバイアス層を形成してもよい。
例えば、パターン１とパターン２の２つのアングル層Ａが対となったバイアス層を形成する構成や、パターン３とパターン４の２つのアングル層Ａが対となったバイアス層を形成する構成が挙げられる。

アングル層Ａは、ピッチ系炭素繊維を含むことが好ましい。
アングル層Ａの引張弾性率は、３５０ＧＰａ以上であり、３５０ＧＰａ以上が好ましく、４００ＧＰａ以上がより好ましく、４５０ＧＰａ以上が更に好ましく、一方、８００ＧＰａ以下が好ましく、７００ＧＰａ以下がより好ましく、６００ＧＰａ以下が更に好ましい。前記引張弾性率が前記下限値以上であれば、軽量でありながら、捩じれ振動が抑制され、打球方向の安定性に優れたゴルフクラブシャフトが得られる。前記引張弾性率が前記上限値以下であれば、捩じれが小さいゴルフクラブシャフトが得られる。

アングル層Ａの引張強度は、１５００ＭＰａ以上２５００ＭＰａ以下であり、１６００ＭＰａ以上が好ましく、１７００ＭＰａ以上がより好ましく、１８００ＭＰａ以上が更に好ましく、一方、２４００ＭＰａ以下が好ましく、２３００ＭＰａ以下がより好ましく、２２００ＭＰａ以下が更に好ましい。前記引張強度が前記下限値以上であれば、強度に優れたゴルフクラブシャフトが得られる。前記引張強度が前記上限値以下であれば、軽量でありながら、捩じれ振動が抑制され、打球方向の安定性に優れたゴルフクラブシャフトが得られる。

アングル層Ｂは、ＰＡＮ系炭素繊維を含むことが好ましい。
アングル層Ｂの引張弾性率は、２００ＧＰａ以上が好ましく、３００ＧＰａ以上がより好ましく、４００ＧＰａ以上が更に好ましく、一方、６００ＧＰａ以下が好ましく、５５０ＧＰａ以下がより好ましく、５００ＧＰａ以下が更に好ましい。前記引張弾性率が前記下限値以上であれば、軽量でありながら、捩じれ振動が抑制され、打球方向の安定性に優れたゴルフクラブシャフトが得られやすい。前記引張弾性率が前記上限値以下であれば、軽量でありながら、捩じれ振動が抑制され、打球方向の安定性に優れたゴルフクラブシャフトが得られる。

アングル層Ｂの引張強度は、２５００ＭＰａ超が好ましく、３０００ＭＰａ以上がより好ましく、４０００ＭＰａ以上が更に好ましく、一方、９０００ＭＰａ以下が好ましく、８０００ＭＰａ以下がより好ましく、７０００ＭＰａ以下が更に好ましい。前記引張強度が前記下限値以上であれば、軽量でありながら、捩じれ振動が抑制され、打球方向の安定性に優れたゴルフクラブシャフトが得られる。前記引張強度が前記上限値以下であれば、強度に優れたゴルフクラブシャフトが得られる。

実施形態のゴルフクラブシャフトがストレート層を含む場合、ストレート層は、ＰＡＮ系炭素繊維を含むことが好ましい。
ストレート層の引張弾性率は、２００ＧＰａ以上が好ましく、２２０ＧＰａ以上がより好ましく、２４０ＧＰａ以上がさらに好ましく、一方４６０ＧＰａ以下が好ましく、４００ＧＰａ以下がより好ましく、４００ＧＰａ以下がさらに好ましい。ストレート層に含まれる炭素繊維の引張弾性率が前記範囲内であれば、打球の方向性がより安定する傾向にある。
少なくとも一部のストレート層が、引張弾性率が前記範囲内のストレート層であることが好ましく、全てのストレート層が、引張弾性率が前記範囲内のストレート層であることが特に好ましい。

ストレート層の引張強度は、シャフトの軽量化が容易なことから、３５００ＭＰａ以上が好ましく、４０００ＭＰａ以上がより好ましく、４５００ＭＰａ以上が更に好ましく、一方８５００ＭＰａ以下が好ましく、８２００ＭＰａ以下がより好ましく、８０００ＭＰａ以下がさらに好ましい。ストレート層に含まれる炭素繊維の引張強度が前記範囲内であれば、軽量かつ高強度なシャフトを得やすい。
少なくとも一部のストレート層が、引張強度が前記範囲内のストレート層であることが好ましく、全てのストレート層が、引張強度が前記範囲内のストレート層であることが特に好ましい。

実施形態のゴルフクラブシャフトがフープ層を含む場合、フープ層は、ＰＡＮ系炭素繊維を含むことが好ましい。
フープ層の引張弾性率および引張強度の好ましい範囲は、ストレート層の引張弾性率および引張強度の好ましい範囲と同様である。

実施形態に係るゴルフクラブシャフトが有する炭素繊維強化樹脂層の総数（総パターン数）は、１４以下が好ましく、１３以下がより好ましく、１２以下が更に好ましい。総パターン数が前記上限値以下であれば、軽量なゴルフクラブシャフトを得られる。ゴルフクラブシャフトの機能の発現の点では、総パターン数は、６以上が好ましく、７以上がより好ましく、８以上が更に好ましい。総パターン数は、例えば８以上１４以下とすることができる。

ゴルフクラブシャフトのトルク（Ｔｑ）は、３．２°以上が好ましく、３．６°以上がより好ましく、一方、４．６°以下が好ましく、４．０°以下がより好ましい。トルクが前記上限値以下であれば、打球方向の安定性に優れる。トルクが前記下限値以上であれば、バイアス層の数が過度になりにくく軽量化しやすい。

実施形態に係るゴルフクラブシャフトは、適用するゴルフクラブに制限はないが、打球方向の安定性に優れることから、ドライバー用として特に有効である。

［ゴルフクラブシャフトの製造方法］
実施形態に係るゴルフクラブシャフトの製造方法としては、パターン１からパターン３までの炭素繊維強化樹脂層を形成するプリプレグの少なくとも１つとして、アングル層Ａを形成するプリプレグを用いる以外は、公知の方法を採用できる。

より具体的には、複数のプリプレグをマンドレルに順に巻き付け、加熱して硬化させることを含み、パターン１からパターン３までの炭素繊維強化樹脂層を形成するプリプレグの少なくとも１つとして、硬化したときに引張弾性率が３５０ＧＰａ以上、且つ引張強度が１５００ＭＰａ以上２５００ＭＰａ以下となるプリプレグを繊維の配向角度＋２０°～＋７０°または－２０°～－７０°で配置する方法により、実施形態に係るゴルフクラブシャフトを製造することができる。
例えば配向角度が正のプリプレグと、配向角度が負のプリプレグとを貼り合わせた状態でマンドレルに巻き付け、硬化させることにより、バイアス層を形成することができる。

以上説明したように、実施形態に係るゴルフクラブシャフトは、高弾性の炭素繊維を含むアングル層Ａと、アングル層Ａ以外のアングル層Ｂとを特定の割合で組み合わせるため、軽量でありながら、捩じり剛性に優れ、打球方向の安定性に優れている。また、捩じり強度も高く、外部から加わった衝撃がシャフトの内部に伝播しても炭素繊維が折れにくく、シャフトの折損が抑制される。

本発明のゴルフクラブシャフトにおいては、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前述の実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。

以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の記載によっては限定されない。以下の実施例における各種の製造条件や評価結果の値は、本発明の実施態様における上限または下限の好ましい値としての意味をもつものであり、好ましい範囲は前記した上限または下限の値と、下記実施例の値または実施例同士の値との組み合わせで規定される範囲であってもよい。

本実施例で用いた炭素繊維ＵＤプリプレグを以下に示す。
プリプレグ１：三菱ケミカル株式会社製 ＨｙＥＪ０５Ｍ８０Ｄ－３２（目付：５０ｇ／ｍ^２、ピッチ系炭素繊維、硬化物の引張弾性率：４６０ＧＰａ、硬化物の引張強度：２１００ＭＰａ）
プリプレグ２：三菱ケミカル株式会社製 ＨＳＸ３５０Ｃ７５Ｓ（厚さ０．０５６ｍｍ、ＰＡＮ系炭素繊維、硬化物の引張弾性率：４２５ＧＰａ、硬化物の引張強度：４６１０ＭＰａ、炭素繊維目付：６９ｇ／ｍ^２、樹脂含有量：２５質量％）
プリプレグ３：三菱ケミカル株式会社製 ＭＲＸ３５０Ｃ１００Ｒ（厚さ０．０８４ｍｍ、ＰＡＮ系炭素繊維、硬化物の引張弾性率：２９０ＧＰａ、硬化物の引張強度：５６８０ＭＰａ、炭素繊維目付：１００ｇ／ｍ^２、樹脂含有量：２５質量％）
プリプレグ４：三菱ケミカル株式会社製 ＴＲ３５０Ｃ１２５Ｓ（厚さ０．１０３ｍｍ、ＰＡＮ系炭素繊維、硬化物の引張弾性率：２４０ＧＰａ、硬化物の引張強度：４９００ＭＰａ、炭素繊維目付：１２５ｇ／ｍ^２、樹脂含有量：２５質量％）
プリプレグ５：三菱ケミカル株式会社製 ＭＲＸ３５０Ｃ１２５Ｒ（厚さ０．１０４ｍｍ、ＰＡＮ系炭素繊維、硬化物の引張弾性率：３２５ＧＰａ、硬化物の引張強度：７０００ＭＰａ、炭素繊維目付：１２５ｇ／ｍ^２、樹脂含有量：２４質量％）
プリプレグ６：三菱ケミカル株式会社製 ＭＲＸ３５０Ｃ１５０Ｓ（厚さ０．１２５ｍｍ、ＰＡＮ系炭素繊維、硬化物の引張弾性率：３２５ＧＰａ、硬化物の引張強度：７０００ＭＰａ、炭素繊維目付：１５０ｇ／ｍ^２、樹脂含有量：２５質量％）
プリプレグ７：三菱ケミカル株式会社製 ＴＲ３５０Ｅ１２５Ｓ（厚さ０．１１３ｍｍ、ＰＡＮ系炭素繊維、硬化物の引張弾性率：２４０ＧＰａ、硬化物の引張強度：４９００ＭＰａ、炭素繊維目付：１２５ｇ／ｍ^２、樹脂含有量：３０質量％）
プリプレグ８：三菱ケミカル株式会社製 ＨＲＸ３５０Ｃ０５０Ｓ（目付：７７ｇ／ｍ^２、ＰＡＮ系炭素繊維、硬化物の引張弾性率：３７５ＧＰａ、硬化物の引張強度：４４１０ＭＰａ）

［実施例１］
パターン１～１０の炭素繊維強化樹脂層を形成するプリプレグとして、表１に示すプリプレグを裁断し、図２に示す形状及び寸法のプリプレグをそれぞれ作製した。
パターン１に用いるプリプレグ１は、炭素繊維の配向角度を＋４５°とし、細径端の巻き回数が０．７回、太径端の巻き回数が０．７回となるように調整した。
パターン２に用いるプリプレグ１は、炭素繊維の配向角度を－４５°とし、細径端の巻き回数が０．７回、太径端の巻き回数が０．７回となるように調整した。
パターン３に用いるプリプレグ２は、炭素繊維の配向角度を＋４５°とし、細径端の巻き回数が２．８回、太径端の巻き回数が４．１回となるように調整した。
パターン４に用いるプリプレグ２は、炭素繊維の配向角度を－４５°とし、細径端の巻き回数が２．８回、太径端の巻き回数が４．１回となるように調整した。
パターン５に用いるプリプレグ３は、炭素繊維の配向角度を０°とし、巻き回数が２回となるように調整した。
パターン６に用いるプリプレグ４は、炭素繊維の配向角度を０°とし、巻き回数が１回となるように調整した。
パターン７に用いるプリプレグ５は、炭素繊維の配向角度を０°とし、巻き回数が２回となるように調整した。
パターン８に用いるプリプレグ５は、炭素繊維の配向角度を０°とし、巻き回数が１回となるように調整した。
パターン９に用いるプリプレグ６は、炭素繊維の配向角度を０°とし、巻き回数が１回となるように調整した。
パターン１０に用いるプリプレグ７は、炭素繊維の配向角度を０°とし、巻き回数が１回となるように調整した。
これらのプリプレグは、細径端の外径が８．７０ｍｍ程度になるよう調整した。

次に、各プリプレグをパターン１～１０の順番にマンドレルに巻き付けた。パターン１のプリプレグ１とパターン２のプリプレグ１は、それらを重ね合わせた状態で巻き付けた。パターン３のプリプレグ２とパターン４のプリプレグ２は、それらを重ね合わせた状態で巻き付けた。各プリプレグの巻き付けにおいては、それぞれのプリプレグの細径端側の端（図１に示す各プリプレグの左端）を、マンドレルの細径端から１６０ｍｍの位置で一致させた。
次に、厚さ２０μｍ、幅３０ｍｍの熱収縮性を有するポリプロピレンテープを巻き付けピッチ２ｍｍの条件で巻き付けてプリプレグを固定し、マンドレルの外周側にシャフト素管を形成した。

前記マンドレルおよびシャフト素管を硬化炉に入れ、１４５℃で２時間加熱してプリプレグの樹脂を硬化させた後、ポリプロピレンテープとマンドレルを取り除いた。硬化後のシャフトの両端部分をそれぞれの端から各々１１ｍｍ分カットし、全長１１６８ｍｍ、細径端の外径８．７７ｍｍ、太径端の外径１５．８５ｍｍのシャフトとした。その後、シャフトの固有振動数が２７３ｃｐｍとなるように、シャフト表面を円筒研磨機で研磨してゴルフクラブシャフトを得た。得られたゴルフクラブシャフトの細径端の外径は８．５０ｍｍであった。

［実施例２］
パターン１～１０の炭素繊維強化樹脂層を形成するプリプレグとして、表１に示すプリプレグを裁断し、図３に示す形状及び寸法のプリプレグをそれぞれ作製した。これらのプリプレグをパターン１～１０の順番にマンドレルに巻き付ける以外は、実施例１と同様にしてゴルフクラブシャフトを作製した。
なお、パターン１のプリプレグ２とパターン２のプリプレグ２は、それらを重ね合わせた状態で巻き付けた。パターン３のプリプレグ１とパターン４のプリプレグ１は、それらを重ね合わせた状態で巻き付けた。

［実施例３］
パターン１～９の炭素繊維強化樹脂層を形成するプリプレグとして、表１に示すプリプレグを裁断し、図４に示す形状及び寸法のプリプレグをそれぞれ作製した。これらのプリプレグをパターン１～９の順番にマンドレルに巻き付ける以外は、実施例１と同様にしてゴルフクラブシャフトを作製した。
なお、パターン１のプリプレグ１とパターン２のプリプレグ１は、それらを重ね合わせた状態で巻き付けた。パターン３のプリプレグ２とパターン４のプリプレグ２は、それらを重ね合わせた状態で巻き付けた。

［比較例１］
パターン１～９の炭素繊維強化樹脂層を形成するプリプレグとして、表１に示すプリプレグを裁断し、図５に示す形状及び寸法のプリプレグをそれぞれ作製した。これらのプリプレグをパターン１～９の順番にマンドレルに巻き付ける以外は、実施例１と同様にしてゴルフクラブシャフトを作製した。
なお、パターン１のプリプレグ１とパターン２のプリプレグ１は、それらを重ね合わせた状態で巻き付けた。パターン６のプリプレグ８とパターン７のプリプレグ８は、それらを重ね合わせた状態で巻き付けた。

［参考例１］
パターン１～７の炭素繊維強化樹脂層を形成するプリプレグとして、表１に示すプリプレグを裁断し、図６に示す形状及び寸法のプリプレグをそれぞれ作製した。これらのプリプレグをパターン１～７の順番にマンドレルに巻き付ける以外は、実施例１と同様にしてゴルフクラブシャフトを作製した。
なお、パターン１のプリプレグ２とパターン２のプリプレグ２は、それらを重ね合わせた状態で巻き付けた。

［トルクの測定方法］
シャフトの細径端部と太径端部をそれぞれチャックでクランプし、細径端部側のチャックを介してシャフトに１．３６Ｎ・ｍの捩じれトルクを加えたときの捩じれ角（度）を測定してトルクとした。

［捩じれ角、破壊エネルギーおよび捩じり強度の測定方法］
シャフトのチップ端（細径端）を第１治具で回転しないよう固定した。シャフトのバット端（太径端）を第２治具で把持し、第２治具を回転させてシャフトを捩じり、シャフトの捩じり破壊が発生した時のシャフトの捩じれ角（度）および破壊エネルギー（ｋｇｆ・ｍ）を測定した。また、捩じれ角と破壊エネルギーを乗じて捩じり強度（ｋｇｆ・ｍ・度）を算出した。

各例のゴルフクラブシャフトのトルク、捩じれ角、破壊エネルギーおよび捩じり強度の測定結果を表２に示す。

表２に示すように、全てのアングル層に対するアングル層Ａの割合Ｐが適切な範囲である実施例１～３のシャフトは、トルクが低く、また捩じり強度も高かった。
一方、アングル層Ａの割合Ｐが大きすぎる比較例１のシャフトは、捩じり強度が著しく低かった。
実施例１のシャフトは、ＰＡＮ系炭素繊維のみを用いたトルクが同等の参考例１のシャフトに比べて軽量であった。

１ ゴルフクラブシャフト
１１ 一端
１２ 他端

Claims (11)

1. プリプレグの硬化物からなる複数の炭素繊維強化樹脂層が積層されてなるゴルフクラブシャフトであって、
   前記複数の炭素繊維強化樹脂層には、シャフトの軸方向に対して配向角度＋２０°～＋７０°または－２０°～－７０°で配向した炭素繊維を含有するアングル層が含まれ、
   前記アングル層には、引張弾性率が３５０ＧＰａ以上であり、且つ引張強度が１５００ＭＰａ以上２５００ＭＰａ以下であるアングル層Ａが含まれ、
   全ての前記アングル層に対して前記アングル層Ａが占める割合が５質量％以上７０質量％以下である、ゴルフクラブシャフト。
2. 前記アングル層Ａの軸方向の長さが、シャフトの全長に対して５０％以上である、請求項１に記載のゴルフクラブシャフト。
3. シャフトの総質量に対して前記アングル層Ａが占める割合が１質量％以上３０質量％以下である、請求項１又は２に記載のゴルフクラブシャフト。
4. パターン１の炭素繊維強化樹脂層が前記アングル層Ａである、請求項１又は２に記載のゴルフクラブシャフト。
5. 前記アングル層Ａがピッチ系炭素繊維を含む、請求項１に記載のゴルフクラブシャフト。
6. 前記アングル層Ａがピッチ系炭素繊維を含む、請求項２に記載のゴルフクラブシャフト。
7. 前記アングル層Ａがピッチ系炭素繊維を含む、請求項３に記載のゴルフクラブシャフト。
8. 前記アングル層Ａがピッチ系炭素繊維を含む、請求項４に記載のゴルフクラブシャフト。
9. トルクが３．２°以上４．６°以下である、請求項１又は２に記載のゴルフクラブシャフト。
10. 総パターン数が１４以下である、請求項１又は２に記載のゴルフクラブシャフト。
11. ドライバー用である、請求項１又は２に記載のゴルフクラブシャフト。

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