JP3317619B2 - 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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Description
フトに関する。
流れが一段と加速されており、なかでも炭素繊維を用い
た軽量シャフトはシャフト細径側の曲げ強度を維持する
のが益々難しくなっており、補強層をシャフト細径側に
配置することで曲げ強度不足を補っている。
れるには曲げ強度が大きいだけでなく、しなり解放時に
おけるヘッドスピードが向上するように先調子であるこ
とが求められるが、補強層を配置したシャフトは手元調
子になりやすいという問題点があった。
ヘッドスピードが遅くあまり力のない女性および中高年
ゴルファーに適するが、このように軽量で先調子のシャ
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、軽量でかつ先調子を維持しなが
ら優れた曲げ強度を有するシャフトを提供するものであ
る。
に示すテーパ付き中空シャフトによって達成される。す
なわち、本発明は、弾性率が200〜1000GPaの
強化繊維から構成される繊維強化複合材料製テーパ付き
中空シャフトにおいて、該シャフト細径側部分に弾性率
が5〜150GPaの炭素繊維を用いた補強層を配置
し、前記補強層の前記シャフト長手方向における占有範
囲の下限がシャフト細径側の先端部からシャフト全長の
1/20以上であり、上限がシャフト細径側の先端部か
らシャフト全長の2/3以下であり、前記補強層の炭素
繊維の配向角度が、シャフト軸に対して0゜ 〜±5゜ で
あることを特徴とするテーパ付き中空シャフトに関す
る。また、本発明は、弾性率が200〜1000GPa
の強化繊維から構成される繊維強化複合材料製テーパ付
き中空シャフトにおいて、該シャフトが斜交層とストレ
ート層の少なくとも2層より構成され、該シャフトの細
径側部分に弾性率が5〜150GPaの炭素繊維を用い
た補強層を配置し、前記補強層の前記シャフト長手方向
における占有範囲の下限がシャフト細径側の先端部から
シャフト全長の1/20以上であり、上限がシャフト細
径側の先端部からシャフト全長の2/3以下であり、前
記補強層の炭素繊維の配向角度が、シャフト軸に対して
0゜ 〜±5゜ であることを特徴とするテーパ付き中空シ
ャフトに関する。
が200〜1000GPaの強化繊維から構成される繊
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。
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。該プリプレグに使用される強化繊
維としては引張弾性率が200〜1000GPa、好ま
しくは400〜800GPaのものが用いられる。
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、炭素繊維等が用いられ、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。
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。該ストレート層に用いるプリプレグに使用
される強化繊維としては、通常引張弾性率200〜60
0GPaのものが用いられる。
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、炭素繊維等が用いられ、軽量なことから好ま
しくは炭素繊維が用いられる。
い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、
メラミン樹脂等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。これらのプリプ
レグの目付は通常30〜180g/m2、好ましくは5
0〜150g/m2の範囲のものを用いることができ
る。
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等の弊害が生じやすいため好
ましくない。
テーパ付き中空シャフトにおいて、該シャフト細径側部
分に弾性率が5〜150GPaの炭素繊維で構成される
炭素繊維プリプレグを用いて補強層を形成させるもので
ある。
リプレグとしてはクロスプリプレグあるいは一方向プリ
プレグを使用することができるが、炭素繊維の配向を制
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。
は、引張弾性率5〜150GPa、より好ましくは10
〜120GPaのものが用いられる。また、該強化繊維
は曲げ強度を向上させるため通常引張強度0.8〜5G
Paであることが望ましく、好ましくは1〜5GPaの
ものが用いられる。このような炭素繊維であればポリア
クリロニトリル系炭素繊維、ピッチ系素繊維のいずれも
用いることができる。
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、メラミン樹脂等の熱硬
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。プリプレグの目付は特に制限はないが、通常30
〜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。
範囲より大きいとシャフト裁断形状や重量設計における
自由度が制限されやすいため好ましくない。本発明の補
強層を配置することでシャフトの曲げ強度を向上させる
ことができる。
置しており、補強層の占有範囲は下限が通常シャフト細
径側先端部からシャフト全長の1/20以上、好ましく
は1/10以上であり、上限が通常シャフト細径側先端
部からシャフト全長の2/3以下、好ましくは1/2以
下の部分を占めている。
フト全体の重量を増加させると共に、補強を必要としな
い部分にも補強を施すことになり好ましくない。また該
範囲に満たない場合にはシャフトの細径部の曲げ強度が
不足するため好ましくない。
斜交層を一組としており、該正負の斜交層が1層あるい
は2層以上の複数層毎に交互に積層することができる。
ここでシャフト太径側から細径側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。
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。
好ましくは2〜8層である。ここで、本発明でいう積層
数とは斜交層等の特定の層が平均して何層積層している
か即ちシャフトの回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。
配向が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。
周部あるいは斜交層とストレート層の間に配置すること
ができる。なお、補強層をストレート層の外側に配置し
た場合は補強層を斜交層とストレート層の間に配置した
場合に比べ、シャフト外径を維持したままシャフト細径
部の曲げ剛性を小さくすることができるため好ましい。
ぼ平行となる0°〜±5°に配向させて積層する。積層
数は目的に応じ通常1〜10層配置することができる。
補強層の積層数は細径側で1〜10層とし、太径側では
0〜1層となるように太径側の積層数を減少させること
もできる。
層とし、細径側では0〜4層となるように太径側の積層
数を減少させることもできる。なお、補強層に用いるプ
リプレグは同一形状あるいは非同一形状に1枚〜5枚に
分割して積層することもできる。
限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。
026E−12(ピッチ系炭素繊維、引張弾性率500
GPa、炭素繊維目付125g/m2、エポキシ樹脂含
有量27.5wt%)、ストレート層として東レ(株)
P8055S−12(ポリアクリロニトリル系炭素繊
維、引張弾性率300GPa、炭素繊維目付125g/
m2、エポキシ樹脂含有量24wt%)のプリプレグを
使用した。
(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%)を使用しストレート層
と同じ方向に配向した。
グ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。同図において、1はマンドレル、2は斜交層、2
aは正の斜交層、2bは負の斜交層、3はストレート
層、4は補強層をそれぞれ示す。なお、図1(f)に示
されるように補強層はストレート層の外側に配置した。
て±45°に配向して正負の斜交層それぞれマンドレル
上を均一に2.5回づつ巻回するように裁断したプリプ
レグを使用した。2枚の斜交層は半周分上下にずらして
重ねた後に積層した。
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回づつ巻回するように裁断したプリプレグ
を2枚使用した。2枚のストレート層は半周分上下にず
らして重ねた後に積層した。
シャフト細径端から500mmまで配置するようにし、
細径部分のプリプレグの巻回数が4回になるように三角
形に切り出したプリプレグを1枚使用した。
m、細径端の内径は6mm、外径は8.5mmであり、
太径端の内径は13.0mm、外径は15.0mmとな
った。表1に示すように実施例1のシャフトは先調子で
あり、かつ優れた曲げ破断荷重を有していた。
026E−12(ピッチ系炭素繊維、引張弾性率100
GPa、炭素繊維目付125g/m2、エポキシ樹脂含
有量27.5wt%)を使用した以外は実施例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
ャフトは先調子であり、かつ優れた曲げ破断荷重を有し
ていた。
026E−12(ピッチ系炭素繊維、引張弾性率100
GPa、炭素繊維目付125g/m2、エポキシ樹脂含
有量27.5wt%)を使用し、補強層部分がシャフト
細径端から300mmまで配置するようにし、細径部分
のそれぞれのプリプレグの積層数が2層になるように三
角形に切り出したプリプレグを2枚使用した以外は実施
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のシャフトは先調子であり、かつ優れた曲げ破断
荷重を有していた。
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4のシャフトは先調子であり、かつ優れた曲げ
破断荷重を有していた。
トを製造した。表1に示すように比較例1のシャフトは
曲げ破断荷重が劣っていた。
ニトリル系炭素繊維、引張弾性率400GPa、炭素繊
維目付125g/m2、エポキシ樹脂含有量25wt
%)を使用した以外は実施例1と同様にシャフトを製造
した。比較例2のシャフトは手元調子のシャフトであっ
た。
量で先調子であり、かつ優れた曲げ強度を有する。
プリプレグ裁断形状および積層構成断面図。
b:負の斜交層、3:ストレート層、4:補強層。
Claims (2)
- 【請求項1】 弾性率が200〜1000GPaの強化
繊維から構成される繊維強化複合材料製テーパ付き中空
シャフトにおいて、該シャフト細径側部分に弾性率が5
〜150GPaの炭素繊維を用いた補強層を配置し、前
記補強層の前記シャフト長手方向における占有範囲の下
限がシャフト細径側の先端部からシャフト全長の1/2
0以上であり、上限がシャフト細径側の先端部からシャ
フト全長の2/3以下であり、前記補強層の炭素繊維の
配向角度が、シャフト軸に対して0 ゜ 〜±5 ゜ であるこ
とを特徴とするテーパ付き中空シャフト。 - 【請求項2】 弾性率が200〜1000GPaの強化
繊維から構成される繊維強化複合材料製テーパ付き中空
シャフトにおいて、該シャフトが斜交層とストレート層
の少なくとも2層より構成され、該シャフトの細径側部
分に弾性率が5〜150GPaの炭素繊維を用いた補強
層を配置し、前記補強層の前記シャフト長手方向におけ
る占有範囲の下限がシャフト細径側の先端部からシャフ
ト全長の1/20以上であり、上限がシャフト細径側の
先端部からシャフト全長の2/3以下であり、前記補強
層の炭素繊維の配向角度が、シャフト軸に対して0 ゜ 〜
±5 ゜ であることを特徴とするテーパ付き中空シャフ
ト。
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- 1995-11-17 JP JP32248595A patent/JP3317619B2/ja not_active Expired - Lifetime
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