JP3235964B2

JP3235964B2 - 管状体

Info

Publication number: JP3235964B2
Application number: JP15432796A
Authority: JP
Inventors: 晴信楠本
Original assignee: ダイワ精工株式会社
Priority date: 1996-06-14
Filing date: 1996-06-14
Publication date: 2001-12-04
Anticipated expiration: 2016-06-14
Also published as: US6524195B1; US6106413A; JPH10694A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ゴルフクラブシャ
フト、釣竿、スキーストック、自転車のフレーム等に用
いられるＦＲＰ製の管状体に関する。

【０００２】

【従来の技術】積層体の比強度、比剛性等の向上を図る
ために、例えば、実開平６−７９２３号には、繊維と樹
脂との総重量に対する樹脂の重量百分率を１０〜２０％
とした本体層を設ける構成が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、例えば、ゴル
フクラブシャフトのような、曲げやねじり等の応力に加
えて、（打球時等の）衝撃力が作用する管状体では、繊
維間や層間の剥離、破損が発生しやすくなり、あるいは
部品の取り付け部分からの剥離、破損が発生しやすくな
る欠点がある。

【０００４】本発明の目的は、比強度、比剛性の優れた
管状体を提供することであり、さらに、そのような比強
度、比剛性の優れた管状体において、衝撃等が加わって
も、繊維間や層間に剥離、破損が発生しにくい管状体を
提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の管状体は、主要
な構成部材となる本体層のプリプレグの合成樹脂含浸量
が略１０ｗｔ％以上で２５ｗｔ％未満となるように設定
されている。本体層のプリプレグの合成樹脂含浸量を上
記した範囲内で少なく設定することによって、その強化
繊維の特性により、比強度、比剛性の優れた管状体が得
られる。

【０００６】この場合、本体層を、繊維方向が傾斜方向
に配向された斜行繊維および繊維方向が軸長方向に配向
された軸長繊維のプリプレグで構成する（すなわち、繊
維方向を傾斜方向に配向した斜行繊維本体層および繊維
方向を軸長方向に配向した軸長繊維本体層の合成樹脂含
浸量を１０ｗｔ％以上２５ｗｔ％未満にしたプリプレグ
を巻回する）と、繊維方向が異なる部分の界面で合成樹
脂に気泡が生じて剥離、破損等が生じやすくなるが、こ
れらの本体層間（斜行繊維本体層と軸長繊維本体層との
層間）に、合成樹脂含浸量の多い薄肉厚層を形成すれ
ば、両本体層間で密着性が向上し、剥離、破損等が防止
される。そして、更に、軸長繊維本体層を斜行繊維本体
層の外層側に配し、前記軸長繊維本体層のプリプレグの
合成樹脂含浸量を表層側で大きく、内層側で小さくなる
ようにすると、表層割れを防止でき、耐衝撃性の向上を
図ることができる。あるいは、表層に合成樹脂含浸量が
多いプリプレグを設けた場合でも、表層割れを防止で
き、耐衝撃性の向上を図ることができる。また、斜行繊
維本体層を軸長繊維本体層の内層側に配し、前記斜行繊
維本体層のプリプレグの合成樹脂含浸量を内面側で大き
く、外面側で小さくなるようにすると、マンドレル除去
時の内面層側の表層割れ等を防止できる。あるいは、内
層に合成樹脂含浸量が多いプリプレグを設けた場合で
も、マンドレル除去時の内面層側の表層割れ等を防止で
きる。この場合、内層の合成樹脂含浸量が多いプリプレ
グが、繊維を周方向に引き揃えたプリプレグであると、
管状体の潰れが防止され、内層の剛性および強度を向上
させることができる。

【０００７】また、本体層を、繊維方向が傾斜方向に配
向された斜行繊維および繊維方向が軸長方向に配向され
た軸長繊維のプリプレグで構成した場合、比強度、比剛
性を高めるには、各本体層のプリプレグの合成樹脂含浸
量を小さくすれば良いが、斜行繊維の合成樹脂含浸量を
減らし過ぎると、繊維間、層間で樹脂の不足が生じやす
くなって、剥離等が生じやすくなる。従って、斜行繊維
に含浸される合成樹脂量を、剥離等が生じない程度に減
らし、それよりも軸長繊維に含浸される合成樹脂量を減
らすことで、比強度、比剛性に優れ、かつ繊維間、界面
間での剥離等が生じない管状体が得られる。

【０００８】さらに、管状体の比強度、比剛性を高める
ために、本体層のプリプレグの合成樹脂含浸量を減ら
し、かつ長手方向の所定範囲（衝撃が加わる箇所・・・
例えば、チップ側、バット側）に合成樹脂含浸量の多い
層を形成することにより、比強度、比剛性が高く、衝撃
に強い管状体となる。この場合、チップ部におけるプリ
プレグの合成樹脂含浸比率をバット部より多くすること
が望ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の管状体は主要な構成部材
となる本体層を有しており、この本体層は、好ましく
は、軸方向に沿って繊維方向を揃えた強化繊維、および
軸方向に対して所定角度傾斜させた方向に繊維方向を揃
えた強化繊維に合成樹脂を含浸させたプリプレグを備え
ている。この本体層を構成するプリプレグは、その強化
繊維によって管状体の比強度、比剛性が高められるよ
う、合成樹脂含浸量が略１０ｗｔ％以上で２５ｗｔ％未
満、好ましくは略２３ｗｔ％以下、より好ましくは略２
０ｗｔ％以下となるように構成されている。なお、本体
層を、傾斜方向に引き揃えた繊維に合成樹脂を含浸した
プリプレグ（ＡＰプリプレグ）および軸方向に引き揃え
た繊維に合成樹脂を含浸したプリプレグ（ＳＰプリプレ
グ）で構成する場合、上記範囲の合成樹脂含浸量は両者
の平均値である。

【００１０】本発明は、管状体の用途、使用状況等に応
じて、管状体の主要な構成部材となる本体層が、以下に
詳述する項目（１）〜（１０）の少なくとも１つが満足
されるような構成となっていれば良い。もちろん、任意
の項目が満足されるような構成であっても良い。（１）本体層であるＡＰプリプレグとＳＰプリプレグの
層間に、ＡＰプリプレグおよびＳＰプリプレグに対して
樹脂含浸量が高い、いわゆる高レジン薄物プリプレグ
（中間層）を介在する。この場合、いずれのプリプレグ
が内層側（外層側）になるかについては限定されない。
合成樹脂含浸量の低いＡＰプリプレグとＳＰプリプレグ
を密着させると、繊維方向が違う部分の界面では、樹脂
に気泡が発生して剥離、破損が生じやすくなるが、この
ように、ＡＰプリプレグとＳＰプリプレグの層間に、高
レジンの薄物プリプレグを介在することによって、界面
に樹脂が流れて気泡が発生しにくくなり、剥離が防止さ
れ、層間での強度の向上が図れる。介在する高レジン薄
物プリプレグとしては、例えば、周方向に引き揃えた一
方向シート（ＵＤシート）に合成樹脂を含浸させたもの
が用いられる。この場合、シートの厚さは、気泡発生防
止、強度向上のための補強的プリプレグであるため隣接
する本体層の繊維厚よりも薄いものが良く、０．０６mm
以下、好ましくは０．０４mm以下、より好ましくは０．
０２mm以下とする。また、樹脂含浸量は、略２８ｗｔ％
〜５８ｗｔ％とする。樹脂含浸量をこのような範囲にし
たのは、合成樹脂重量比率が上記範囲より少ないと、気
泡の発生の防止、剥離の防止および層間での強度の向上
が図れないからであり、上記範囲より大きいと、比剛性
の優れた管状体が達成できないからである。なお、合成
樹脂含浸量を多くする場合、作業性、取扱い性が悪くな
るため、ＵＤシートの代わりに織布を用いることが好ま
しい。上記ＵＤシートの繊維方向が周方向に引き揃えら
れていることにより、径方向のつぶれを防止することが
できる。もちろん、中間層となるＵＤシートの繊維の引
き揃え方向は周方向以外であっても、ＡＰプリプレグと
ＳＰプリプレグとの間の界面剥離は防止される。中間層
における強化繊維としては、上記ＵＤシートのような、
いわゆる長繊維に限られず、短繊維、ウイスカー、粒子
状の材料を用いれば、その強化方向に異方性を持たない
ため、負荷の方向が定まらない部位の補強に適する。あ
るいは、中間層は、上記したような合成樹脂含浸量の高
い高レジン薄物プリプレグに代えて、合成樹脂のみの層
を介在した構成でも良い。このように、合成樹脂のみの
層を介在させれば、薄くでき、少量で界面に樹脂を充填
できるという効果が得られる。また、この構成において
は、ＡＰプリプレグ、ＳＰプリプレグの少なくとも一方
を、合成樹脂含浸量が低い、いわゆる超低レジンプリプ
レグ（１０ｗｔ％〜２０ｗｔ％、より好ましくは１０ｗ
ｔ％〜１８ｗｔ％）とすることが良い。ＡＰプリプレグ
を超低レジンにすると、その材料の重量当たりのねじり
方向の剪断弾性率が向上し、同じねじり剛性にした場
合、軽量化が図れる、という効果が得られる。また、Ｓ
Ｐプリプレグを超低レジンにすると、その材料の重量当
たりの曲げ弾性率が向上し、同じ曲げ剛性にした場合、
軽量化が図れる、という効果が得られる。（２）本体層であるＳＰプリプレグを外層側に配した構
成において、それが管状体の表層部を構成する場合、Ｓ
Ｐプリプレグを表面層側が高レジンプリプレグ、内面層
側が超低レジンプリプレグとなるように分割する。すな
わち、合成樹脂含浸量を表層側で大きくし、内層側で小
さくなるようにＳＰプリプレグを分割する。

【００１１】通常、表層側は、最も衝撃の加わりやすい
箇所であるため、合成樹脂含浸量が少ないと気泡の発生
等により表層割れが生じやすくなり、また、製造工程に
おいて、最終的にテープが巻回されて研磨される箇所で
あるため、合成樹脂含浸量が少ないと、樹脂不足等によ
り表層割れ等が生じやすくなる。従って、ＳＰプリプレ
グが管状体の表層部を構成する場合、ＳＰプリプレグを
分割し表面層側の樹脂含浸量を多くすることによって、
表層割れ等を防止すると共に、耐衝撃性の向上が図れ
る。この構成において、内層側を、例えば略１０ｗｔ％
〜２０ｗｔ％の低レジンプリプレグとした場合、その外
層側となる高レジンプリプレグの合成樹脂含浸量は略２
５ｗｔ％〜３５ｗｔ％であるため、内層側のそれに対し
て略１．５（１．２〜２）倍程度とすることが好まし
い。なお、ＳＰプリプレグをこのように分割した上で、
あるいは分割することなく、表層側に、さらに合成樹脂
含浸量の多いプリプレグ（繊維方向、厚さは任意）を補
強層として設けても良い。この場合、ＳＰプリプレグの
合成樹脂含浸量は、例えば略１０ｗｔ％〜２０ｗｔ％の
超低レジンとし、補強層となる高レジンプリプレグの合
成樹脂含浸量を、略２５ｗｔ％〜３５ｗｔ％とすること
が好ましい。

【００１２】逆に、本体層であるＡＰプリプレグを外層
側に配した構成において、それが管状体の表層部を構成
する場合についても、前記同様に構成することができ
る。（３）本体層であるＡＰプリプレグを内側に配した構成
において、それが管状体の内層部を構成する場合、ＡＰ
プリプレグを内面層（マンドレルに直接巻回される層）
側が高レジンプリプレグ、その外側層側が超低レジンプ
リプレグとなるように分割する。通常、マンドレルに直
接巻回される部分の成形状態は、離型剤、接着剤等を塗
布する関係上、他の部分と比較して良くないため、この
部分に樹脂含浸量が少ないＡＰプリプレグを巻回する
と、気泡等が発生して、マンドレルの除去時等に表層割
れ等が生じやすくなる。従って、ＡＰプリプレグが管状
体の内層部を構成する場合、ＡＰプリプレグを分割し内
面層側の樹脂含浸量を多くすることによって、表層割れ
等の防止が図れる。この構成において、外側層側を例え
ば略１０ｗｔ％〜２０ｗｔ％の超低レジンプリプレグと
した場合、その内層側となる高レジンプリプレグの樹脂
含浸量は略２５ｗｔ％〜３５ｗｔ％であるため、外層側
のそれに対して略２（１．２〜３）倍程度とすることが
好ましい。なお、ＡＰプリプレグをこのように分割した
上で、あるいは分割することなく、内層側に、さらに合
成樹脂含浸量の多いプリプレグ（繊維方向、厚さは任
意）を補強層として設けても良い。この場合、補強層の
繊維方向が周方向となる高レジンのプリプレグを巻回す
れば、つぶれが防止され、内層の剛性、強度の向上が確
保される。また、このように補強層を設ける場合、ＡＰ
プリプレグの合成樹脂含浸量を、例えば略１０ｗｔ％〜
２０ｗｔ％の超低レジンとした場合、補強層となる高レ
ジンプリプレグの合成樹脂含浸量を、略２８ｗｔ％〜５
８ｗｔ％とすることが好ましい。あるいは、このような
補強層としては、カーボン繊維等の無機繊維や有機繊維
からなる細幅プリプレグのテープ状のものを蜜に螺旋状
に巻回したものでも良い。逆に、本体層であるＳＰプリ
プレグを内層側に配した構成において、それが管状体の
内層部を構成する場合についても、前記同様に構成する
ことができる。（４）上記したように、管状体の比強度、比剛性を高め
るには、本体層を構成するプリプレグの合成樹脂含浸量
を小さくすれば良いが、本体層がＡＰプリプレグおよび
ＳＰプリプレグによって構成される場合、両者の合成樹
脂含浸量を同様に減らして行くと、ＡＰプリプレグは繊
維が斜行しているため、樹脂の不足により層間、繊維間
で剥離が生じやすくなる。すなわち、ＡＰプリプレグの
合成樹脂含浸量を層間、繊維間で剥離が生じない範囲で
減らした場合、ＳＰプリプレグの合成樹脂含浸量は、そ
れよりも更に減らすことが可能である。また、両プリプ
レグの合成樹脂含浸量を同様に減らして行くと、界面間
での気泡の発生等により層間剥離等が生じやすくなる
が、いずれかの層が高レジンであれば、界面間で合成樹
脂が流れて気泡の発生等が防止され、両者の界面での剥
離等の防止が図れる。ここでは、これらの点に着目し
て、本体層であるＡＰプリプレグを低レジンで構成する
と共に、ＳＰプリプレグを超低レジンで構成する。この
構成により、管状体の比強度、比剛性が高められ、か
つ、両者の間の合成樹脂含浸量の差によって、界面間で
合成樹脂が流れて気泡の発生等が防止され、両者の界面
での剥離等の防止が図れる。すなわち、ＡＰプリプレグ
の合成樹脂含浸量を繊維間で剥離が生じない範囲で限界
まで減らし、かつＳＰプリプレグの合成樹脂含浸量をそ
れよりも減らすことで、比強度、比剛性が高く、かつ繊
維間、層間、および界面間で剥離等が生じない管状体を
得ることができる。具体的には、例えば、ＡＰプリプレ
グの合成樹脂含浸量を剥離等が生じないように、略１５
ｗｔ％〜２０ｗｔ％とした場合、ＳＰプリプレグの合成
樹脂含浸量は、それよりも低い略１０ｗｔ％〜１５ｗｔ
％とすることが可能であり、これにより、比強度、比剛
性が高く、かつ繊維間、層間、および界面間で剥離等が
生じない管状体が得られる。なお、この構成において、
ＡＰプリプレグを外層側に配した場合、ＡＰ層（斜行
層）の断面２次極モーメントが大きくなり、ねじりに強
い管状体が得られ、ＡＰプリプレグを内層側に配した場
合、ＡＰ層（軸長方向）の断面２次モーメントが大きく
なり、曲げに強い管状体が得られる。（５）例えば、ゴルフクラブのように先端部に衝撃が加
わる管状体において、その衝撃が加わる先端側に補強用
のプリプレグを巻装する。この場合、本体層であるＡＰ
プリプレグ、ＳＰプリプレグの少なくとも一方を、例え
ば合成樹脂含浸量が１０ｗｔ％〜２０ｗｔ％の超低レジ
ンで構成して、比強度、比剛性を高めると共に、補強用
のプリプレグは、その合成樹脂含浸量が２５ｗｔ％以上
となるように構成する。衝撃が加わる部分のプリプレグ
は、合成樹脂含浸量が多いと、衝撃に対する強度の向上
が図れるため、本体層であるＡＰプリプレグ、ＳＰプリ
プレグの合成樹脂含浸量を減らし、かつ衝撃が加わる部
分に合成樹脂含浸量の多い補強用のプリプレグを巻装す
ることにより、比強度、比剛性が高く、かつ耐衝撃強度
が向上した管状体となる。この場合、先端補強用のプリ
プレグは、最内層、中間層、最外層のいずれの位置に配
しても良く、複数個巻装させても良い。また、このよう
な補強用のプリプレグの繊維方向、軸方向の長さ等につ
いては、特に限定されることはない。（６）管状体をゴルフクラブシャフトとした場合、衝撃
が加わる箇所、すなわちヘッドが装着されるチップ部
と、グリップが装着されるバット部に補強層を設ける
（以下において、チップ部とはシャフトの先端側を補強
する層が設けられる部分、バット部とはシャフトの基端
側（グリップ側）を補強する層が設けられる部分、それ
以外を中間部とする）。シャフトを構成するプリプレグ
全体の合成樹脂含浸量を、補強層を含めて３０ｗｔ％未
満とし、かつチップ部とバット部におけるプリプレグの
合成樹脂含浸比率を略１対０．９となるように構成す
る。この場合、チップ部とバット部における補強層は、
最内層、中間層、最外層のいずれの位置に配しても良
く、複数個巻装させても良い。また、このような補強用
のプリプレグの繊維方向、軸方向の長さ等については、
特に限定されることはない。このように、シャフトを構
成するプリプレグ全体の合成樹脂含浸量を補強層を含め
て３０ｗｔ％未満とし、かつチップ部、バット部の補強
層により、比強度、比剛性が高く、かつ耐衝撃強度が向
上したゴルフクラブシャフトとなる。また、チップ部に
おけるプリプレグの合成樹脂含浸比率をバット部より多
くすることによって、ヘッド接合部の強度向上、チップ
部の振動吸収効果から手にひびかない及び気泡内在によ
るクラックの発生を防止する、等の特性を有するゴルフ
クラブシャフトが得られる。特に、チップ端（ヘッド接
合部）から、チップ端から約３００mm程度の位置にかけ
て、その位置における合成樹脂含浸量の割合が連続的に
減少しているのが望ましい（段階的に減少していても良
い）。これは、打球時の衝撃力は、ヘッド接合部が最大
で、その位置から離れるに従い小さくなり、ヘッド接合
部から約３００mm程度の位置にて収束するからである。（７）シャフトを構成するプリプレグ全体の合成樹脂含
浸量を、補強層を含めて３０ｗｔ％未満とし、かつチッ
プ部、中間部、バット部におけるプリプレグの合成樹脂
含浸比率が、チップ部＞バット部＞中間部となるように
構成する。この場合、補強層は、最内層、中間層、最外
層のいずれの位置に配しても良く、複数個巻装させても
良い。また、このような補強用のプリプレグの繊維方
向、軸方向の長さ等については、特に限定されることは
ない。また、チップ部からバット部に至る部分の合成樹
脂含浸比率は、連続的に変化する構成であっても良い
し、段階的に変化する構成であっても良い。このよう
に、プリプレグ全体の合成樹脂含浸量を、補強層を含め
て３０ｗｔ％未満としたことにより、前記（６）と同様
な効果が得られ、かつシャフトを構成するプリプレグの
合成樹脂含浸比率を、チップ部＞バット部＞中間部とし
たことによって、比強度、比剛性が高く、かつ耐衝撃強
度を必要な部分に配した特性を有するゴルフクラブシャ
フトが得られる。（８）ゴルフクラブシャフトの本体層を構成するＡＰプ
リプレグとＳＰプリプレグ全体の合成樹脂含浸量を１０
ｗｔ％〜２３ｗｔ％とし、シャフトのいずれかの箇所、
この場合、グリップが設けられる握り部に、高レジンプ
リプレグ（合成樹脂含浸量が略３０ｗｔ％以上、好まし
くは４０ｗｔ％以上）による補強層を形成する。ゴルフ
クラブシャフトの握り部は衝撃が加わる箇所であるた
め、このように、握り部に高レジンプリプレグによる補
強層を形成したことにより、比強度、比剛性が高く、か
つ耐衝撃強度の向上及び振動の吸収が図れるゴルフクラ
ブシャフトとなる。この場合、補強層は、最内層、中間
層、最外層のいずれの位置に配しても良く、複数個巻装
させても良い。また、このような補強用のプリプレグの
繊維方向、軸方向の長さ等については、特に限定される
ことはない。（９）ゴルフクラブシャフトの本体層を構成するＡＰプ
リプレグとＳＰプリプレグ全体の合成樹脂含浸量を１０
ｗｔ％〜２３ｗｔ％とし、シャフトのいずれかの箇所、
この場合、シャフト先端のヘッドが固定されるヘッド固
定部に、高レジンプリプレグ（合成樹脂含浸量が略３０
ｗｔ％以上、好ましくは４０ｗｔ％以上）による補強層
を形成する。ゴルフクラブシャフトのヘッド固定部は衝
撃が加わる箇所であるため、このように、固定部に高レ
ジンプリプレグによる補強層を形成したことにより、比
強度、比剛性が高く、かつ耐衝撃強度の向上及び振動の
吸収が図れるゴルフクラブシャフトとなる。この場合、
補強層は、最内層、中間層、最外層のいずれの位置に配
しても良く、複数個巻装させても良い。また、このよう
な補強用のプリプレグの繊維方向、軸方向の長さ等につ
いては、特に限定されることはない。（１０）ゴルフクラブシャフトの本体層を構成するＡＰ
プリプレグとＳＰプリプレグ全体の合成樹脂含浸量を１
０ｗｔ％〜２３ｗｔ％とし、シャフトのいずれかの箇
所、この場合、シャフトの最外層に高レジンプリプレグ
（樹脂重量比率が略３０ｗｔ％以上、好ましくは４０ｗ
ｔ％以上）の層を形成する。この層は、最終的な研磨工
程における研磨代相当に対応させたものであり、このよ
うな層を形成したことにより、本体プリプレグの研磨量
を少なく、又は無くすこととなり、管状体の剛性等の物
性のばらつきの防止が図れる。

【００１３】以上（１）〜（１０）におけるプリプレグ
としては、例えば、以下の材料で構成することができ
る。すなわち、強化材として、ガラス繊維、カーボン繊
維、ボロン繊維等の無機繊維、あるいはアラミド繊維、
ポリエ−テルイミド繊維等の有機繊維を用い、マトリッ
クスとしては、エポキシ等の熱硬化性合成樹脂、その他
熱可塑性合成樹脂を用いる。また、本体層となるプリプ
レグ、補強層としてのプリプレグについては、そのプラ
イ数、厚さ等は、用途、要求特性等に従い、種々変形さ
れる。

【００１４】

【実施例】以上述べたような構成が満される管状体の一
実施例を、添付図面に沿って具体的に説明する。なお、
この実施例における管状体は、ゴルフクラブのシャフト
に用いられる。図１は、管状体であるゴルフクラブシャ
フト１０の断面構造の一部を示したものである。このよ
うな断面構造を有するゴルフクラブシャフトは、図２に
示すマンドレル２０に対し、符号１〜８で示されるプリ
プレグを順次別々に巻回するか、あるいは隣接したプリ
プレグを適宜重ね合わせた状態としてこれを巻回し、そ
の後、常法すなわちテーピングによる締め付け、加熱硬
化、マンドレル除去、テープの除去、研磨等の工程を経
て作成される。なお、図２に示される各プリプレグの線
方向は繊維方向を示しており、そのプライ数は、用途、
要求特性等に応じて種々変更される。また、図に示す実
施例においては、基本となる本体層は、内層側に配され
るＡＰプリプレグ３と、外層側に配されるＳＰプリプレ
グ５，６で構成される。

【００１５】以下、図１に示した実施例のゴルフクラブ
シャフトを、巻装されるプリプレグの順にしたがって説
明する。図において、符号１は、シャフトの先端部を補
強するプリプレグである。このプリプレグ１は、図に示
すように、例えばカーボン繊維を軸方向に引き揃えたＵ
Ｄシートで構成しても良いし、あるいは織布や織布とＵ
Ｄシートを組み合わせた構成でも良い。また、繊維方向
は、図に示すような軸方向以外に、周方向又は傾斜状に
配向したものであっても良い。繊維方向を周方向とする
ことにより、つぶれ方向に対する強度が向上し、傾斜状
に配向することにより、ねじれ方向に対する強度が向上
する。

【００１６】プリプレグ１の合成樹脂含浸量は、後述す
る本体層より多い含浸比率とする。具体的には、合成樹
脂含浸量を略２８ｗｔ％以上、好ましくは略４０ｗｔ％
以上とすることが良い。このように、略４０ｗｔ％以上
とすることにより、マンドレル２０との密着性が防止さ
れてマンドレルの除去が行いやすくなり、また、気泡の
発生が防止されて剥離等が防止される。

【００１７】プリプレグ１の厚さについては任意である
が、段差の防止、本体層の繊維の蛇行を防止する等の理
由により、本体層のプリプレグよりも薄くすることが好
ましい。なお、このような先端部以外にも長さ方向の一
部に補強用のプリプレグを巻回する場合、上記したよう
に構成することができる。

【００１８】また、プリプレグ１を構成する繊維は、本
体層のＳＰプリプレグ５，６を構成する繊維よりも低い
弾性率を有する材料を用いることが好ましい。ＳＰプリ
プレグ５，６を構成する繊維よりも低い弾性率の繊維を
用いることにより、曲げ強度の向上、更には、剪断強
度、耐衝撃強度の向上、という効果が得られる。また、
その比重は、通常、本体層又はグリップ側に用いる補強
用のプリプレグの繊維の比重よりも軽いものが選択され
るが、シャフトの全体のウェイトバランス調節のため
に、逆に比重の重い材料を用いても良い。

【００１９】図において、符号２は、ＡＰプリプレグの
内層側に設けられる最内層プリプレグであり、これは例
えばカーボン繊維を周方向に引き揃えたＵＤシートによ
って構成することができる。この最内層プリプレグは、
マンドレル２０との密着を防止すると共に表面気泡発生
の防止等の理由から、その合成樹脂含浸量は、低レジン
本体層よりも多い略２８ｗｔ％〜５８ｗｔ％とすること
が好ましい。ただし、低レジン本体層と同じ合成樹脂含
浸量のものを用いることも可能である。

【００２０】最内層プリプレグ２の厚さは任意である
が、全体としての比強度、比剛性の低下を避ける等、の
理由から、低レジン本体層より薄い厚さが好ましい。ま
た、プリプレグの繊維の弾性率は、本体層のＳＰプリプ
レグのそれよりも低いものが用いられるが、特につぶし
強度を向上するために、上記本体層のＳＰプリプレグと
同等、又は大きい弾性率のプリプレグを用いても良い。

【００２１】最内層プリプレグ２は補強層として設けら
れるのであり、その繊維方向については限定されること
はない。また、プリプレグを用いる以外にも、例えば、
カーボン繊維等の無機繊維や有機繊維からなる細幅プリ
プレグのテープ状のものを螺旋状に巻回しても良い。

【００２２】図において、符号３は、本体層を構成して
いるＡＰプリプレグである。このＡＰプリプレグ３は、
シャフトがどちらにねじれても良いように、好ましくは
軸長方向に対して、繊維方向が±４５°の２方向に傾斜
したプリプレグ３ａ，３ｂによって構成されている。ま
た、これらのプリプレグが交互に巻回された状態となる
ように、図に示すように、約半プライ程度あらかじめ重
合させることが好ましい。なお、各プリプレグ３ａ，３
ｂの繊維方向は、±４５°に限定されることなく、軸長
方向に対して略３０°〜５５°（−３０°〜−５５°）
の範囲としても良いし、この範囲を越えるプリプレグを
用いても良い。

【００２３】このＡＰプリプレグ３は、その合成樹脂含
浸量が略１０ｗｔ％〜２３ｗｔ％と低くなるように構成
されるが、この範囲を越えても良い。また、図に示すよ
うに、ＡＰプリプレグ３が、本体層を構成するＳＰプリ
プレグ５，６よりも内層側に巻回されるときは、気泡内
在しやすいため、合成樹脂含浸量をＳＰプリプレグ５，
６のそれよりも多くすることが好ましい。また、逆に、
ＡＰプリプレグ３が、本体層を構成するＳＰプリプレグ
５，６よりも外層側に巻回されるときも、気泡内在しや
すいため、合成樹脂含浸量をＳＰプリプレグ５，６のそ
れよりも多くすることが好ましい。

【００２４】ＡＰプリプレグ３の厚さは任意であるが、
交差状に繊維を配向する理由から、本体層を構成するＳ
Ｐプリプレグよりも薄いものを用い、かつ巻回数を多く
することが好ましいが、逆でも良い。ただし、繊維方向
を両方向から重ねたＡＰプリプレグによって構成する場
合、その厚さは、偏肉防止等の理由から、ＳＰプリプレ
グによって構成される本体層の厚さと略同等か、２倍以
内とすることが好ましい。

【００２５】また、ＡＰプリプレグ３は、曲げ弾性を低
下させないで、かつねじり剛性を（効率的に）向上でき
る等の理由から、それを構成する繊維が本体層のＳＰプ
リプレグを構成する繊維より高弾性となるものが好まし
い。具体的には、繊維方向を軸長方向に対して傾斜させ
ることにより、曲げ弾性率は急激に低下するため、両者
の繊維の弾性率には、１０ton/mm² 以上、好ましくは２
０ton/mm² 以上の差が付くような材料を選択することが
好ましい。すなわち、ＳＰプリプレグを構成する繊維が
３０ton/mm² の弾性率を有する場合、ＡＰプリプレグを
構成する繊維は３０〜７０ton/mm² の弾性率を有するよ
うに、弾性率を高くすることが好ましい。

【００２６】また、合成樹脂含浸量が低い本体層では、
その強化繊維は、その径が細い程よく、例えば、カーボ
ン繊維では、平均直径が５．５μ以下程度のものを用い
るのが良い。これは、繊維径が太いと、合成樹脂の充填
が不十分な箇所が発生しやすくなり、また、気泡を内在
しやすく、層間においても気泡が発生しやすくなるから
である。

【００２７】図において、符号４は、本体層であるＡＰ
プリプレグ３とＳＰプリプレグ５，６の層間に介在され
る中間層（緩衝層）である。この中間層４は、カーボン
繊維を周方向に引き揃えたＵＤシートに合成樹脂を含浸
させ、これを所定プライ数巻回したものである。なお、
合成樹脂の含浸量を多くする場合は、織布を用いるのが
良い。また、強化材としての繊維は、長繊維に限られ
ず、短繊維、ウイスカー、粒子状の材料を用いても良い
し、このような中間層は合成樹脂のみで構成しても良
い。

【００２８】中間層をプリプレグで構成する場合、その
合成樹脂含浸量は隣り合っている本体層（ＡＰプリプレ
グ３、ＳＰプリプレグ５，６）の合成樹脂含浸量よりも
多くする。具体的には、本体層の合成樹脂含浸量が１０
ｗｔ％〜２３ｗｔ％の場合、カーボン引き揃えシートに
対して２８ｗｔ％〜５８ｗｔ％となるように合成樹脂を
含浸させる。また、その場合のシートの厚さは、好まし
くは０．０６mm以下、より好ましくは０．０４mm以下に
（さらには０．０２mm以下）に設定し、その巻回数は、
隣り合っている本体層の厚さに対して十分薄くなるよう
にしておく。

【００２９】また、中間層４は、隣り合う本体層の繊維
との接触より、樹脂との接触（すべて樹脂であっても良
い）が多くなるように構成されている。好ましくは、８
０％以上が樹脂の接触界面になるようにするのが良い。
中間層４の強化材として繊維を用いる場合は、その弾性
率（又はプリプレグの弾性率）は、２４〜６０ton/mm²
により、隣り合う本体層よりも曲げ強度が同等、又は低
くなるように繊維を配向して用いるか、破断伸度の高い
材料を用いると良い。

【００３０】図において、符号５，６は、本体層を構成
しているＳＰプリプレグである。このＳＰプリプレグ
は、カーボン繊維を軸長方向に引き揃えた一方向引き揃
えプリプレグによって構成される。この実施例では、Ｓ
Ｐプリプレグを複数に分割しており、表面層側のプリプ
レグ６が高レジン、内面層側のプリプレグ５が超低レジ
ンとなるように構成されている。具体的には、内面層側
のプリプレグ５の合成樹脂含浸量は、略１０ｗｔ％〜２
０ｗｔ％であり、表面層側のプリプレグ６の合成樹脂含
浸量は、略２５ｗｔ％〜３５ｗｔ％である。

【００３１】また、ＳＰプリプレグの厚さは、０．０５
mm〜０．２５mmの範囲のものを用いているが、特にこの
範囲に限定されることはなく、繊維方向についても、±
５°以内、又は±１５°以内の範囲で傾斜させても良
い。さらに、強化繊維としては、高密度、高弾性繊維を
用いるのが良く、この実施例のように、本体層を分割し
て複数層にした場合は、外側層を内側層よりも高強度に
して、内側は高弾性の繊維（プリプレグ）にするのが良
い。

【００３２】このような本体層を構成するＳＰプリプレ
グの外層に、さらに、極薄（０．０６mm以下）の周方向
繊維を形成したり、糸状体を螺旋状やあやまき状に巻回
しても良い。この場合、合成樹脂含浸量は、本体層を構
成するＳＰプリプレグのそれよりも多くしておく。ＳＰ
プリプレグの外層に、このような層を形成することによ
り、本体層の保護、外観向上等の効果が得られる。

【００３３】図において、符号７，８は、それぞれシャ
フトの先端部および握り部側を補強するプリプレグであ
る。この補強用のプリプレグは、前記した補強用のプリ
プレグ１と同様な構成となっている。

【００３４】以上のような構成によれば、比強度、比剛
性が高く、剥離、破損等が生じることがない、耐衝撃強
度の向上したゴルフクラブシャフトが得られる。また、
軸長方向のいずれかに合成樹脂含浸量が多い補強層を形
成することによって、部品固定領域の強度の向上、キッ
クポイントの調節、振動吸収、打球感を良好にする、等
の効果が得られる。

【００３５】さらに、上記した実施例のゴルフクラブシ
ャフトを形成する際、軸長方向におけるプリプレグの合
成樹脂含浸量が、連続的にもしくは段階的に、中間部＜
握り部＜ヘッド固定部となるように構成すれば、軽く、
シャープに振り切れ、かつ握り部において振動吸収さ
れ、打球間が良好なゴルフクラブシャフトとなる。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、比強度、比剛性の優れ
た管状体が得られ、さらに、そのような管状体におい
て、衝撃等が加わっても、繊維間や層間に剥離、破損が
発生しにくい管状体が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】管状体の断面構造の一部を示す図。

【図２】図１に示す管状体を製造する際に、マンドレル
に巻回されるプリプレグの構成を示す図。

【符号の説明】

１〜８プリプレグ１０ゴルフクラブシャフト（管状体）２０マンドレル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＢ３２Ｂ 5/12 Ｂ２９Ｌ 23:00 Ｃ０８Ｊ 5/24 31:52 // Ｂ２９Ｌ 23:00 Ｂ２９Ｃ 67/14 Ｃ 31:52 Ａ０１Ｋ 87/00 ６３０Ａ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 70/00 - 70/88 A01K 87/00 - 87/08 A63B 53/00 - 53/16 A63C 11/00 - 11/26 B32B 5/00 - 5/32 C08J 5/00 - 5/24

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】強化繊維に合成樹脂を含浸したプリプレ
グを巻装してなり、繊維方向を傾斜方向に配向した斜行
繊維本体層および繊維方向を軸長方向に配向した軸長繊
維本体層の合成樹脂含浸量を１０ｗｔ％以上２５ｗｔ％
未満にしたプリプレグを巻回すると共に、前記斜行繊維
本体層と前記軸長繊維本体層との層間に合成樹脂含浸量
の多い薄肉厚層を形成し、軸長繊維本体層は斜行繊維本
体層の外層側に配し、前記軸長繊維本体層のプリプレグ
の合成樹脂含浸量を表層側で大きく、内層側で小さくな
るようにしたことを特徴とする管状体。
【請求項２】強化繊維に合成樹脂を含浸したプリプレ
グを巻装してなり、繊維方向を傾斜方向に配向した斜行
繊維本体層および繊維方向を軸長方向に配向した軸長繊
維本体層の合成樹脂含浸量を１０ｗｔ％以上２５ｗｔ％
未満にしたプリプレグを巻回すると共に、前記斜行繊維
本体層と前記軸長繊維本体層との層間に合成樹脂含浸量
の多い薄肉厚層を形成し、表層に合成樹脂含浸量が多い
プリプレグを設けたことを特徴とする管状体。
【請求項３】強化繊維に合成樹脂を含浸したプリプレ
グを巻装してなり、繊維方向を傾斜方向に配向した斜行
繊維本体層および繊維方向を軸長方向に配向した軸長繊
維本体層の合成樹脂含浸量を１０ｗｔ％以上２５ｗｔ％
未満にしたプリプレグを巻回すると共に、前記斜行繊維
本体層と前記軸長繊維本体層との層間に合成樹脂含浸量
の多い薄肉厚層を形成し、斜行繊維本体層は軸長繊維本
体層の内層側に配し、前記斜行繊維本体層のプリプレグ
の合成樹脂含浸量が内面側で大きく、外面側で小さくな
るようにしたことを特徴とする管状体。
【請求項４】強化繊維に合成樹脂を含浸したプリプレ
グを巻装してなり、繊維方向を傾斜方向に配向した斜行
繊維本体層および繊維方向を軸長方向に配向した軸長繊
維本体層の合成樹脂含浸量を１０ｗｔ％以上２５ｗｔ％
未満にしたプリプレグを巻回すると共に、前記斜行繊維
本体層と前記軸長繊維本体層との層間に合成樹脂含浸量
の多い薄肉厚層を形成し、内層に合成樹脂含浸量が多い
プリプレグを設けたことを特徴とする管状体。
【請求項５】内層の合成樹脂含浸量が多いプリプレグ
は繊維を周方向に引き揃えたプリプレグであることを特
徴とする請求項４に記載の管状体。
【請求項６】強化繊維に合成樹脂を含浸したプリプレ
グを巻装してなり、繊維方向を傾斜方向に配向した斜行
繊維本体層と、繊維方向を軸長方向に配向した軸長繊維
本体層の平均合成樹脂含浸量を１０ｗｔ％以上２５ｗｔ
％未満にすると共に、前記斜行繊維本体層より前記軸長
繊維本体層の合成樹脂含浸割合を少なくしたことを特徴
とする管状体。
【請求項７】強化繊維に合成樹脂を含浸したプリプレ
グを巻装してなり、本体層の合成樹脂含浸量を１０ｗｔ
％以上２５ｗｔ％未満にすると共に、チップ側に合成樹
脂含浸量の割合の多い補強層を形成したことを特徴とす
るゴルフシャフト。
【請求項８】強化繊維に合成樹脂を含浸したプリプレ
グを巻装してなり、本体層の合成樹脂含浸量を１０ｗｔ
％以上２５ｗｔ％未満にすると共に、バット側に合成樹
脂含浸量の割合の多い補強層を形成したことを特徴とす
るゴルフシャフト。
【請求項９】強化繊維に合成樹脂を含浸したプリプレ
グを巻装してなり、本体層の合成樹脂含浸量を１０ｗｔ
％以上２５ｗｔ％未満にすると共に、チップ側とバット
側に合成樹脂含浸量の割合の多い補強層を形成し、チッ
プ部におけるプリプレグの合成樹脂含浸比率をバット部
より多くしたことを特徴とするゴルフシャフト。