JP2940397B2 - ゴルフクラブ用シャフトおよびその製造方法 - Google Patents
ゴルフクラブ用シャフトおよびその製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、炭素繊維強化樹脂製
のシャフトを表面処理したゴルフクラブ用シャフトおよ
びその製造方法に関する。
のシャフトを表面処理したゴルフクラブ用シャフトおよ
びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術とその課題】炭素繊維強化樹脂製のシャフ
ト（いわゆるカーボンシャフト）は、軽くて弾性が高い
ことから、ゴルフクラブ用シャフトとして好適であるけ
れども、シャフト同士が触れ合うことやその他の原因に
よって使用中に傷が付きやすく、傷が付くと、靱性が著
しく低下して使用中に折損しやすくなり、寿命および信
頼性が低下する。また、傷が付くと、美観が低下して商
品価値も低下する。
ト（いわゆるカーボンシャフト）は、軽くて弾性が高い
ことから、ゴルフクラブ用シャフトとして好適であるけ
れども、シャフト同士が触れ合うことやその他の原因に
よって使用中に傷が付きやすく、傷が付くと、靱性が著
しく低下して使用中に折損しやすくなり、寿命および信
頼性が低下する。また、傷が付くと、美観が低下して商
品価値も低下する。
【０００３】このような点を解消するために、炭素繊維
強化樹脂製のシャフトの表面に、ゾル・ゲル法によっ
て、ＴiＮ、Ａl2Ｏ3、ＳiＯ2、ＴiＯ2、ＺrＯ2、Ｂ4Ｃ
等を主成分とした化学重合系セラミックスをコーティン
グする技術が既に提案されているけれども（特開平３−
１５５８８０号公報参照）、このような化学重合系セラ
ミックスの被覆膜は基材である炭素繊維強化樹脂との密
着性が悪く剥離しやすいという問題があり、実用化には
至っていない。
強化樹脂製のシャフトの表面に、ゾル・ゲル法によっ
て、ＴiＮ、Ａl2Ｏ3、ＳiＯ2、ＴiＯ2、ＺrＯ2、Ｂ4Ｃ
等を主成分とした化学重合系セラミックスをコーティン
グする技術が既に提案されているけれども（特開平３−
１５５８８０号公報参照）、このような化学重合系セラ
ミックスの被覆膜は基材である炭素繊維強化樹脂との密
着性が悪く剥離しやすいという問題があり、実用化には
至っていない。
【０００４】そのため、炭素繊維強化樹脂製のシャフト
は、塗料を塗ることによって傷を防止しているのが現状
であるが、塗料の硬度はあまり高くないので、金属等と
接触した場合に表面に傷が付き、寿命低下および美観低
下を招くのを避けることはできない。
は、塗料を塗ることによって傷を防止しているのが現状
であるが、塗料の硬度はあまり高くないので、金属等と
接触した場合に表面に傷が付き、寿命低下および美観低
下を招くのを避けることはできない。
【０００５】そこでこの発明は、炭素繊維強化樹脂製の
シャフトの耐摩耗性および耐スクラッチ性を向上させて
表面が傷付きにくくしたゴルフクラブ用シャフトおよび
その製造方法を提供することを主たる目的とする。
シャフトの耐摩耗性および耐スクラッチ性を向上させて
表面が傷付きにくくしたゴルフクラブ用シャフトおよび
その製造方法を提供することを主たる目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明のゴルフクラブ用シャフトは、炭素繊維強
化樹脂製のシャフトの表面に、硬質炭素膜を被覆して成
ることを特徴とする。
め、この発明のゴルフクラブ用シャフトは、炭素繊維強
化樹脂製のシャフトの表面に、硬質炭素膜を被覆して成
ることを特徴とする。
【０００７】また、この発明の製造方法は、炭素繊維強
化樹脂製のシャフトの表面に、プラズマＣＶＤ法によっ
て同シャフトの温度が２００℃以下の条件で硬質炭素膜
を被覆することを特徴とする。
化樹脂製のシャフトの表面に、プラズマＣＶＤ法によっ
て同シャフトの温度が２００℃以下の条件で硬質炭素膜
を被覆することを特徴とする。
【０００８】
【作用】上記ゴルフクラブ用シャフトによれば、炭素繊
維強化樹脂製のシャフトの表面に硬質炭素膜を被覆して
おり、この硬質炭素膜はダイヤモンドに近い硬度を有し
ていて耐摩耗性および耐スクラッチ性に優れているの
で、炭素繊維強化樹脂製のシャフトの耐摩耗性および耐
スクラッチ性が向上し、表面が傷付きにくくなる。
維強化樹脂製のシャフトの表面に硬質炭素膜を被覆して
おり、この硬質炭素膜はダイヤモンドに近い硬度を有し
ていて耐摩耗性および耐スクラッチ性に優れているの
で、炭素繊維強化樹脂製のシャフトの耐摩耗性および耐
スクラッチ性が向上し、表面が傷付きにくくなる。
【０００９】また、上記製造方法によれば、原料ガスの
活性化エネルギーとして熱ではなくプラズマを用いるの
で、２００℃以下という、炭素繊維強化樹脂の機械的特
性が低下しない低い温度で硬質炭素膜を密着性良く炭素
繊維強化樹脂製のシャフトの表面に被覆することができ
る。
活性化エネルギーとして熱ではなくプラズマを用いるの
で、２００℃以下という、炭素繊維強化樹脂の機械的特
性が低下しない低い温度で硬質炭素膜を密着性良く炭素
繊維強化樹脂製のシャフトの表面に被覆することができ
る。
【００１０】
【実施例】図１は、この発明に係るゴルフクラブ用シャ
フトの一例を示す断面図である。このゴルフクラブ用シ
ャフト２は、炭素繊維強化樹脂製の中空パイプ状のシャ
フト４の表面に硬質炭素膜６を被覆して成る。
フトの一例を示す断面図である。このゴルフクラブ用シ
ャフト２は、炭素繊維強化樹脂製の中空パイプ状のシャ
フト４の表面に硬質炭素膜６を被覆して成る。
【００１１】炭素繊維強化樹脂は、例えば、ポリアクリ
ルニトリル等の有機繊維を炭化して作った炭素繊維をエ
ポキシ樹脂等の樹脂によって固めたものである。
ルニトリル等の有機繊維を炭化して作った炭素繊維をエ
ポキシ樹脂等の樹脂によって固めたものである。
【００１２】シャフト４の断面形状は、軽くて高強度で
ある点から、この例のように中空パイプ状が好ましい
が、それに限定されるものではない。
ある点から、この例のように中空パイプ状が好ましい
が、それに限定されるものではない。
【００１３】硬質炭素膜６は、ダイヤモンド状カーボン
（ＤＬＣ）膜、ｉ−カーボン膜とも呼ばれるものであ
り、非晶質構造ではあるが一部にダイヤモンドの結合を
有し、ダイヤモンドに近い硬度を有している。
（ＤＬＣ）膜、ｉ−カーボン膜とも呼ばれるものであ
り、非晶質構造ではあるが一部にダイヤモンドの結合を
有し、ダイヤモンドに近い硬度を有している。
【００１４】上記のようなシャフト４の表面に硬質炭素
膜６を被覆するのに用いることのできるプラズマＣＶＤ
装置の一例を図２に示す。
膜６を被覆するのに用いることのできるプラズマＣＶＤ
装置の一例を図２に示す。
【００１５】図示しない真空排気装置によって真空排気
される真空容器１０内に、モータ１８によって例えば矢
印Ａ方向に回転させられるホルダ兼電極１２が収納され
ている。このホルダ兼電極１２と真空容器１０との間
は、軸受部１６において電気的に絶縁されている。
される真空容器１０内に、モータ１８によって例えば矢
印Ａ方向に回転させられるホルダ兼電極１２が収納され
ている。このホルダ兼電極１２と真空容器１０との間
は、軸受部１６において電気的に絶縁されている。
【００１６】このホルダ兼電極１２の周縁部には、成膜
しようとする複数本の前述したようなシャフト４が立設
される。このホルダ兼電極１２上の各シャフト４は、図
示しないヒータ等の加熱手段によって加熱することがで
きる。
しようとする複数本の前述したようなシャフト４が立設
される。このホルダ兼電極１２上の各シャフト４は、図
示しないヒータ等の加熱手段によって加熱することがで
きる。
【００１７】このホルダ兼電極１２はその中心部にガス
吹き出し穴１４を有しており、そこに外部から原料ガス
２６を導入してそれを真空容器１０内において吹き出す
ことができる。原料ガス２６は、例えば炭化水素系ガス
（例えばメタンガス、アセチレンガス等）を反応ガスと
し、水素ガスをキャリヤガスとする混合ガスである。
吹き出し穴１４を有しており、そこに外部から原料ガス
２６を導入してそれを真空容器１０内において吹き出す
ことができる。原料ガス２６は、例えば炭化水素系ガス
（例えばメタンガス、アセチレンガス等）を反応ガスと
し、水素ガスをキャリヤガスとする混合ガスである。
【００１８】ホルダ兼電極１２の外側には、当該ホルダ
兼電極１２を空間をあけて取り囲むように、筒状の電極
２０が設けられており、この電極２０および真空容器１
０はこの例では電気的に接地されている。
兼電極１２を空間をあけて取り囲むように、筒状の電極
２０が設けられており、この電極２０および真空容器１
０はこの例では電気的に接地されている。
【００１９】また、ホルダ兼電極１２には、整合回路２
４を介して高周波電源２２が接続されており、この高周
波電源２２からホルダ兼電極１２と電極２０との間に、
例えば１３．５６ＭＨｚの周波数の高周波電力が供給さ
れる。
４を介して高周波電源２２が接続されており、この高周
波電源２２からホルダ兼電極１２と電極２０との間に、
例えば１３．５６ＭＨｚの周波数の高周波電力が供給さ
れる。
【００２０】上記のような装置において、真空容器１０
内に原料ガス２６を導入して真空容器１０内を例えば１
０-1〜１０-3Ｔｏｒｒ程度にすると共に、ホルダ兼電極
１２を回転させながら、ホルダ兼電極１２と電極２０間
に高周波電源２２から高周波電力を供給すると、両電極
１２、２０間で高周波放電が生じて原料ガス２６がプラ
ズマ化され、それによって各シャフト４の表面に前述し
たような硬質炭素膜６が形成される。
内に原料ガス２６を導入して真空容器１０内を例えば１
０-1〜１０-3Ｔｏｒｒ程度にすると共に、ホルダ兼電極
１２を回転させながら、ホルダ兼電極１２と電極２０間
に高周波電源２２から高周波電力を供給すると、両電極
１２、２０間で高周波放電が生じて原料ガス２６がプラ
ズマ化され、それによって各シャフト４の表面に前述し
たような硬質炭素膜６が形成される。
【００２１】このような装置を用いたプラズマＣＶＤ法
によって、前述したようなシャフト４の表面に、その温
度が２００℃以下の条件で、硬質炭素膜６を被覆するこ
とができる。
によって、前述したようなシャフト４の表面に、その温
度が２００℃以下の条件で、硬質炭素膜６を被覆するこ
とができる。
【００２２】次に、この発明に従った実験例を説明す
る。なお、以下の実験例においては、シャフトではなく
板状の炭素繊維強化樹脂製の試験片を用いたが、これ
は、以下に述べるピンオンディスク法による摩擦係数の
測定および接触式表面粗さ計による摩耗痕深さの測定を
行うためであり、膜の特性自体は、基材である炭素繊維
強化樹脂の形状による違いはないと言える。
る。なお、以下の実験例においては、シャフトではなく
板状の炭素繊維強化樹脂製の試験片を用いたが、これ
は、以下に述べるピンオンディスク法による摩擦係数の
測定および接触式表面粗さ計による摩耗痕深さの測定を
行うためであり、膜の特性自体は、基材である炭素繊維
強化樹脂の形状による違いはないと言える。
【００２３】実験例１：炭素繊維強化樹脂製の試験片上
に硬質炭素膜を被覆し、同じ炭素繊維強化樹脂製の相手
材との間の摩擦係数を評価した。
に硬質炭素膜を被覆し、同じ炭素繊維強化樹脂製の相手
材との間の摩擦係数を評価した。
【００２４】硬質炭素膜の形成には、図３に示すような
容量結合型高周波プラズマＣＶＤ装置を用いた。この装
置の図２に示した装置との相違点は、電極に、相対向す
る平板状のホルダ兼電極２８および電極３０を用いてい
ることである。３２はヒータである。
容量結合型高周波プラズマＣＶＤ装置を用いた。この装
置の図２に示した装置との相違点は、電極に、相対向す
る平板状のホルダ兼電極２８および電極３０を用いてい
ることである。３２はヒータである。
【００２５】このような装置を用いて、ホルダ兼電極２
８上に炭素繊維強化樹脂製の試験片３４を載せ、原料ガ
ス２６としてメタンガスと水素ガスとの混合ガスを導入
し、真空容器１０内の真空度を３×１０-3Ｔｏｒｒ程度
に保ち、高周波電源２２から１３．５６ＭＨｚの高周波
電力を供給して両電極２８、３０間にプラズマを発生さ
せ、それによって試験片３４の表面に前述したような硬
質炭素膜を被覆した。このとき、試験片３４の温度は、
炭素繊維強化樹脂の特性が低下しないように２００℃以
下とした。また、膜の厚さは約０．５μｍとした。
８上に炭素繊維強化樹脂製の試験片３４を載せ、原料ガ
ス２６としてメタンガスと水素ガスとの混合ガスを導入
し、真空容器１０内の真空度を３×１０-3Ｔｏｒｒ程度
に保ち、高周波電源２２から１３．５６ＭＨｚの高周波
電力を供給して両電極２８、３０間にプラズマを発生さ
せ、それによって試験片３４の表面に前述したような硬
質炭素膜を被覆した。このとき、試験片３４の温度は、
炭素繊維強化樹脂の特性が低下しないように２００℃以
下とした。また、膜の厚さは約０．５μｍとした。
【００２６】摩擦係数の測定は、ピンオンディスク法に
よって、ピンは試験片と同じ炭素繊維強化樹脂を使用
し、ディスク側に上記のようにして成膜した試験片３
４、あるいは比較のために未処理の（成膜していない）
試験片をセットして行った。そのときの摺動条件は、荷
重２Ｎ、摺動速度１０４ｍｍ／ｓｅｃ、摺動回数１００
００回とした。その結果を表１に示す。
よって、ピンは試験片と同じ炭素繊維強化樹脂を使用
し、ディスク側に上記のようにして成膜した試験片３
４、あるいは比較のために未処理の（成膜していない）
試験片をセットして行った。そのときの摺動条件は、荷
重２Ｎ、摺動速度１０４ｍｍ／ｓｅｃ、摺動回数１００
００回とした。その結果を表１に示す。
【００２７】
【表１】
【００２８】この表１から分かるように、表面に硬質炭
素膜を被覆することによって、未処理にものに比べて摩
擦係数が数分の１に減少することが確かめられた。摩擦
係数が減少すると、表面が滑り易くなり傷が付きにくく
なる。
素膜を被覆することによって、未処理にものに比べて摩
擦係数が数分の１に減少することが確かめられた。摩擦
係数が減少すると、表面が滑り易くなり傷が付きにくく
なる。
【００２９】実験例２：炭素繊維強化樹脂製の試験片上
に硬質炭素膜を被覆し、同じ炭素繊維強化樹脂製の相手
材との摩擦試験によって摩耗痕深さの評価を行った。
に硬質炭素膜を被覆し、同じ炭素繊維強化樹脂製の相手
材との摩擦試験によって摩耗痕深さの評価を行った。
【００３０】炭素繊維強化樹脂製の試験片３４の表面に
は、硬質炭素膜を、実験例１の場合と同じ装置を用い同
じ条件で同じ膜厚だけ被覆した。また、摺動条件も実験
例１の場合と同じにした。その結果を表２に示す。
は、硬質炭素膜を、実験例１の場合と同じ装置を用い同
じ条件で同じ膜厚だけ被覆した。また、摺動条件も実験
例１の場合と同じにした。その結果を表２に示す。
【００３１】
【表２】
【００３２】この表２から分かるように、表面に硬質炭
素膜を被覆することによって、未処理のものに比べて耐
摩耗性が１桁以上向上することが確かめられた。耐摩耗
性が向上すると、そのぶん表面に傷が付きにくくなる。
素膜を被覆することによって、未処理のものに比べて耐
摩耗性が１桁以上向上することが確かめられた。耐摩耗
性が向上すると、そのぶん表面に傷が付きにくくなる。
【００３３】また、硬質炭素膜の膜厚を変えて実験した
ところ、その膜厚が０．１μｍ未満の場合は、数回の摺
動によって膜に傷が発生し、十分な耐摩耗特性を維持し
にくくなることが分かった。これは、膜が薄過ぎるた
め、荷重による基材の凹み等の影響が膜に表れたためで
あると考えられる。
ところ、その膜厚が０．１μｍ未満の場合は、数回の摺
動によって膜に傷が発生し、十分な耐摩耗特性を維持し
にくくなることが分かった。これは、膜が薄過ぎるた
め、荷重による基材の凹み等の影響が膜に表れたためで
あると考えられる。
【００３４】また、膜厚が１．５μｍを超えると、引っ
掻き傷の周囲より剥離が発生しやすく十分な密着性を維
持することが難しくなることが分かった。これは、膜が
厚過ぎるため、膜内の応力が高く、それによって引っ掻
き傷の周囲より剥離が発生しやすくなったためであると
考えられる。
掻き傷の周囲より剥離が発生しやすく十分な密着性を維
持することが難しくなることが分かった。これは、膜が
厚過ぎるため、膜内の応力が高く、それによって引っ掻
き傷の周囲より剥離が発生しやすくなったためであると
考えられる。
【００３５】このようなことから、硬質炭素膜の膜厚
は、０．１μｍ〜１．５μｍの範囲内にするのが好まし
いと言える。
は、０．１μｍ〜１．５μｍの範囲内にするのが好まし
いと言える。
【００３６】
【発明の効果】以上のようにこの発明のゴルフクラブ用
シャフトによれば、炭素繊維強化樹脂製のシャフトの表
面に硬質炭素膜を被覆しており、この硬質炭素膜はダイ
ヤモンドに近い硬度を有していて耐摩耗性および耐スク
ラッチ性に優れているので、炭素繊維強化樹脂製のシャ
フトの耐摩耗性および耐スクラッチ性が向上し、表面が
傷付きにくくなる。その結果、長寿命でしかも折損の可
能性の少ない高信頼性のゴルフクラブ用シャフトを実現
することができる。また、表面に傷が付きにくいので、
美観低下が少なく商品価値も高い。それに加えて、表面
の硬質炭素膜は、つやがありしかも深みのある黒色をし
ていて、外観が良く高級感があるので、この意味からも
ゴルフクラブ用シャフトの商品価値を高めることができ
る。
シャフトによれば、炭素繊維強化樹脂製のシャフトの表
面に硬質炭素膜を被覆しており、この硬質炭素膜はダイ
ヤモンドに近い硬度を有していて耐摩耗性および耐スク
ラッチ性に優れているので、炭素繊維強化樹脂製のシャ
フトの耐摩耗性および耐スクラッチ性が向上し、表面が
傷付きにくくなる。その結果、長寿命でしかも折損の可
能性の少ない高信頼性のゴルフクラブ用シャフトを実現
することができる。また、表面に傷が付きにくいので、
美観低下が少なく商品価値も高い。それに加えて、表面
の硬質炭素膜は、つやがありしかも深みのある黒色をし
ていて、外観が良く高級感があるので、この意味からも
ゴルフクラブ用シャフトの商品価値を高めることができ
る。
【００３７】また、この発明の製造方法によれば、原料
ガスの活性化エネルギーとして熱ではなくプラズマを用
いるので、２００℃以下という、炭素繊維強化樹脂の機
械的特性が低下しない低い温度で硬質炭素膜を密着性良
く炭素繊維強化樹脂製のシャフトの表面に被覆すること
ができる。その結果、炭素繊維強化樹脂の持つ機械的特
性を損なうことなく、その表面を傷付きにくくすると共
に、外観を良くして商品価値を高めることができる。
ガスの活性化エネルギーとして熱ではなくプラズマを用
いるので、２００℃以下という、炭素繊維強化樹脂の機
械的特性が低下しない低い温度で硬質炭素膜を密着性良
く炭素繊維強化樹脂製のシャフトの表面に被覆すること
ができる。その結果、炭素繊維強化樹脂の持つ機械的特
性を損なうことなく、その表面を傷付きにくくすると共
に、外観を良くして商品価値を高めることができる。
【図１】この発明に係るゴルフクラブ用シャフトの一例
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図２】この発明に係る製造方法を実施するプラズマＣ
ＶＤ装置の一例を示す断面図である。
ＶＤ装置の一例を示す断面図である。
【図３】実験に用いたプラズマＣＶＤ装置の一例を示す
断面図である。
断面図である。
２ ゴルフクラブ用シャフト ４ シャフト ６ 硬質炭素膜 １０ 真空容器 １２ ホルダ兼電極 ２０ 電極 ２２ 高周波電源 ２６ 原料ガス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) A63B 53/10
Claims (4)
- 【請求項１】 炭素繊維強化樹脂製のシャフトの表面
に、硬質炭素膜を被覆して成ることを特徴とするゴルフ
クラブ用シャフト。 - 【請求項２】 前記硬質炭素膜の膜厚が０．１μｍ〜
１．５μｍの範囲内である請求項１記載のゴルフクラブ
用シャフト。 - 【請求項３】 炭素繊維強化樹脂製のシャフトの表面
に、プラズマＣＶＤ法によって同シャフトの温度が２０
０℃以下の条件で硬質炭素膜を被覆することを特徴とす
るゴルフクラブ用シャフトの製造方法。 - 【請求項４】 前記硬質炭素膜の膜厚を０．１μｍ〜
１．５μｍの範囲内にする請求項３記載のゴルフクラブ
用シャフトの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6126934A JP2940397B2 (ja) | 1994-05-16 | 1994-05-16 | ゴルフクラブ用シャフトおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6126934A JP2940397B2 (ja) | 1994-05-16 | 1994-05-16 | ゴルフクラブ用シャフトおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07308411A JPH07308411A (ja) | 1995-11-28 |
| JP2940397B2 true JP2940397B2 (ja) | 1999-08-25 |
Family
ID=14947523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6126934A Expired - Fee Related JP2940397B2 (ja) | 1994-05-16 | 1994-05-16 | ゴルフクラブ用シャフトおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2940397B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7273430B2 (en) | 2005-06-08 | 2007-09-25 | Sri Sports Limited | Tennis racket frame |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3410311B2 (ja) * | 1996-09-30 | 2003-05-26 | ダイワ精工株式会社 | 釣り・スポーツ用具用部材 |
| KR20040047429A (ko) * | 2002-11-30 | 2004-06-05 | 차영길 | 골프채 샤프트 및 그 제조방법 |
| KR100832689B1 (ko) | 2007-04-05 | 2008-05-29 | (주)델타인더스트리 | 골프클럽 |
-
1994
- 1994-05-16 JP JP6126934A patent/JP2940397B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7273430B2 (en) | 2005-06-08 | 2007-09-25 | Sri Sports Limited | Tennis racket frame |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07308411A (ja) | 1995-11-28 |
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