JP3296970B2 - テーパ付き中空シャフト - Google Patents
テーパ付き中空シャフトInfo
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B2209/00—Characteristics of used materials
- A63B2209/02—Characteristics of used materials with reinforcing fibres, e.g. carbon, polyamide fibres
Description
フトに関する。
遅くあまり力のない女性および中高年ゴルファーにとっ
て、ボールインパクト時のヘッドスピードをより向上さ
せるため、曲げ剛性の小さい(フレックスの大きい)シ
ャフトが適しているとされるが、曲げ強度を維持しかつ
フレックスの大きいシャフトはほとんど得られていなか
った。
ら従来の課題を解消し、高い曲げ強度および大きなフレ
ックスを有するシャフトを提供することにある。
パ付き中空シャフトは、弾性率が200GPa〜100
0GPaの強化繊維を含む繊維強化複合材料製テーパ付
き中空シャフトであって、該中空シャフトのストレート
層に、弾性率が5〜150GPaの炭素繊維を配置した
ことを特徴とする。
率が200GPa〜1000GPaの強化繊維を含む繊
維強化複合材料製テーパ付き中空シャフトは、通常、斜
交層とストレート層の少なくとも2層から構成される。
スプリプレグおよび一方向プリプレグを使用することが
できるが、配向角を制御しやすいため、一方向プリプレ
グが好ましく用いられる。
ては、引張弾性率が200GPa〜1000GPa、好
ましくは400GPa〜800GPaのものが用いられ
る。このような強化繊維として、金属繊維、炭化珪素繊
維、アルミナ繊維、ボロン繊維、チタン酸カリウム繊
維、炭素繊維などが用いられ、軽量でかつ高引張弾性率
であることから好ましくは炭素繊維が用いられる。
リプレグとしては、一方向プリプレグを好ましく使用す
ることができる。
れる炭素繊維としては、通常、引張弾性率5GPa〜1
50GPa、好ましくは20〜150GPa、より好ま
しくは20〜120GPaのものが必須成分として用い
られる。5GPa未満では、満足な曲げ強度、フレック
スが得られず、150GPaを越えるとフレックスが小
さくなり好ましくない。
持するため通常、引張強度が0.8〜5GPaであるこ
とが好ましく、1〜5GPaであることがより好まし
い。
圧縮による破壊を生じにくいように、圧縮破断歪みが通
常、0.9〜5%、好ましくは1.5〜5%、さらに好
ましくは2〜5%のものを用いることができる。
素繊維あるいはポリアクリロニトリル(PAN)系炭素
繊維のいずれでも用いることができる。
としては、前記低弾性率の炭素繊維と、弾性率200〜
400GPaのより高弾性率の炭素繊維とを組み合わせ
て使用することもできる。
ト層全体の炭素繊維に対する組成比は1〜100体積
%、好ましくは5〜100体積%とすることができる。
繊維を組み合わせた炭素繊維の積層方法としては、混合
して積層する方法あるいは高弾性率の炭素繊維を巻回し
た後に、低弾性率の炭素繊維を積層する方法があるが、
圧縮による破壊が生じにくい後者の方法が好ましく採用
される。
られるプリプレグに使用されるマトリックス樹脂として
は、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル、フェノール樹
脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂、ユリア樹脂、
メラミン樹脂などから選ばれる熱硬化性樹脂が用いら
れ、好ましくはエポキシ樹脂が用いられる。
180g/m2 、好ましくは50〜150g/m2 の範
囲のものを用いることができる。
と、シャフト重量設計における自由度が制限されるう
え、ゴルフクラブシャフト製造時におけるプリプレグの
マンドレルへの巻き付き性も劣るなどの弊害が生じやす
いため好ましくない。
にかけて左巻き即ち左ネジ方向に積層するプリプレグを
正の斜交層、右巻き即ち右ネジ方向に積層するプリプレ
グを負の斜交層とする。
方向に対して15°〜75°、好ましくは20°〜60
°、より好ましくは30°〜50°になるように積層す
ることができる。
するように配向しており、シャフト軸方向に対して−1
5°〜−75°、好ましくは−20°〜−60°、より
好ましくは−30°〜−50°になるように積層するこ
とができる。正負一組の斜交層の積層数は通常、1〜1
0層、好ましくは2〜8層である。
ど特定の層が平均して何層積層しているか即ちシャフト
の周りを何回巻回しているかを意味しており、積層数が
小数ということも有り得る。
の配向がシャフト軸方向に対して通常、0°〜±5°に
なるように積層することができる。ストレート層の積層
数は通常、1〜10層、好ましくは2〜8層である。ス
トレート層の積層厚さは、太径部と細径部で異なっても
よいが一定であることもできる。
定されるものではない。なお、本発明におけるフレック
スの測定方法は社団法人日本ゴルフ用品協会のフレック
ス測定標準機を使用し、シャフトを水平にして荷重点か
ら25mm支点側に寄ったところの荷重前後の変位を測
定した。
重は2.7kg、荷重位置は細径側先端から20mmの
位置であり、シャフトの固定方法はシャフト太径端側か
ら57mmの位置を上から、シャフト太径端側から19
7mmの位置を下から支持した。
重は1.5kg、荷重位置は太径側先端から57mmの
位置であり、シャフトの固定方法はシャフト細径端側か
ら20mmの位置を上から、シャフト細径端側から16
0mmの位置を下から支持した。(逆式フレックス)−
(順式フレックス)の値、即ちフレックスの差が大きけ
れば先調子のシャフトと定義する。
の裁断形状および最終の積層構成断面図を模式的に表し
た。図中、1はマンドレル、2は斜交層、3はストレー
ト層を示す。なお本実施例では、マンドレルに、斜交
層、ストレート層の順に積層しているが、ストレート
層、斜交層の順に積層してもよい。
(株)製E5026E−12(ピッチ系炭素繊維、引張
弾性率500GPa、炭素繊維目付125g/m2 、エ
ポキシ樹脂含有量27.5wt%)を使用した。
して±45°に配向して、正負の斜交層がそれぞれマン
ドレル上を均一に3回ずつ巻回するように裁断したプリ
プレグを使用した。この2枚のプリプレグを半周分上下
にずらして重ねた後、マンドレル上に積層した。
イバー(株)製E1026E−12(ピッチ系炭素繊
維、引張弾性率100GPa、炭素繊維目付125g/
m2 、エポキシ樹脂含有量27.5wt%)を使用し
た。
ト軸方向に対して実質平行になるように配向して、それ
ぞれマンドレル上を均一に2.5回ずつ巻回するように
裁断したプリプレグを2枚使用した。この2枚のプリプ
レグを半周分上下にずらして重ねた後、斜交層上に積層
した。
30℃に加熱して脱泡硬化した。できあがったシャフト
の全長は1145mm、細径端の内径は6.4mm、外
径は8.5mmであり、太径端の内径は13.3mm、
外径は15.3mmとなった。表1に示すように実施例
1のシャフトは、高い曲げ強度および大きなフレックス
を有していた。
製E1526E−12(ピッチ系炭素繊維、引張弾性率
150GPa、炭素繊維目付125g/m2 、エポキシ
樹脂含有量27.5wt%)を1枚使用して5層巻回し
た以外は実施例1と同様にシャフトを製造した。表1に
示すように実施例2のシャフトは、高い曲げ強度および
大きなフレックスを有していた。
S−12(PAN系炭素繊維、引張弾性率240GP
a、炭素繊維目付125g/m2 、エポキシ樹脂含有量
27.5wt%)を1枚使用しプリプレグの積層数が2
層になるように切り出してマンドレルに巻き付けさらに
第2のストレート層として日本グラファイトファイバー
(株)製E0526E−12(ピッチ系炭素繊維、引張
弾性率50GPa、炭素繊維目付125g/m2 、エポ
キシ樹脂含有量27.5wt%)を3層巻回した以外は
実施例1と同様にシャフトを製造した。表1に示すよう
に実施例3のシャフトは高い曲げ強度および大きなフレ
ックスを有していた。比較例1 ストレート層として東レ(株)製プリプレグP3052
S−12を1枚使用して5層巻回した以外は実施例1と
同様にシャフトを製造した。表1に示すように比較例1
のシャフトはフレックスが小さく劣っていた。
S−12を1枚使用して3層巻回した以外は実施例1と
同様にシャフトを製造した。比較例2のシャフトは曲げ
破断荷重が劣っていた。
S−12(PAN系炭素繊維、引張弾性率300GP
a、炭素繊維目付125g/m2 、エポキシ樹脂含有量
33wt%)を1枚使用して5層巻回した以外は実施例
1と同様にシャフトを製造した。表1に示すように比較
例3のシャフトはフレックスが小さく劣っていた。
S−12を1枚使用して2層巻回した以外は実施例1と
同様にシャフトを製造した。比較例4のシャフトは曲げ
破断荷重が劣っていた。結果を表1にまとめて示す。
の炭素繊維をストレート層に用いた本発明のテーパ付き
中空シャフトは、従来のシャフトに比べて高い曲げ強度
および大きなフレックスを有する。
形状および最終の積層構成断面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 弾性率200〜1000GPaの強化繊
維を含む繊維強化複合材料製テーパ付き中空シャフトで
あって、前記シャフトが斜交層とストレート層の少なく
とも2層を含み、前記斜交層が弾性率200〜1000
GPaの強化繊維を含み、前記ストレート層が弾性率5
〜150GPaの低弾性率炭素繊維を含み、前記斜交層
の強化繊維の配向角度がシャフト軸方向に対して±15
°〜±75°であり、前記ストレート層の炭素繊維の配
向角度がシャフト軸方向に対して0°〜±5°であるこ
とを特徴とする前記繊維強化複合材料製テーパ付き中空
シャフト。 - 【請求項2】 前記ストレート層がさらに弾性率200
〜400GPaの高弾性率炭素繊維を含むことを特徴と
する請求項1に記載の繊維強化複合材料製テーパ付き中
空シャフト。 - 【請求項3】 ストレート層に含まれる弾性率5〜15
0GPaの低弾性率炭素繊維の、ストレート層全体の炭
素繊維に対する組成比が1〜100体積%であることを
特徴とする請求項1または2に記載の繊維強化複合材料
製テーパ付き中空シャフト。 - 【請求項4】 繊維強化複合材料製テーパ付き中空シャ
フトが、ゴルフクラブシャフトである請求項1〜3のい
ずれか1つに記載の繊維強化複合材料製テーパ付き中空
シャフト。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP12217396A JP3296970B2 (ja) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | テーパ付き中空シャフト |
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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- 1996-04-19 JP JP12217396A patent/JP3296970B2/ja not_active Expired - Fee Related
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