JP3350407B2 - ゴルフクラブシャフト及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は複数の繊維強化樹
脂層を積層したゴルフクラブシャフト及びその製造方法
に関し、詳しくは、複数の繊維強化樹脂層の少なくとも
一部にシャフトの周方向の０゜≦θ＜１８０゜の範囲に
位置する第１半周部と１８０゜≦θ＜３６０゜の範囲に
位置する第２半周部とに分割し、これら双方の強化繊維
の配向方向をシャフトの軸方向に対して互いに逆方向に
傾斜させた逆方向傾斜２分割層を設けてシャフトの弾性
主軸を幾何学的主軸と異ならせたゴルフクラブシャフト
において、シャフトの異方性を損なうことなくシャフト
の強度向上をはかるものである。

【０００２】

【従来の技術】本件出願人は、以前、少なくとも一部に
繊維強化樹脂等の異方性材料を用いて形成したパイプあ
るいは中実のシャフトにおいて、上記異方性材料の繊維
角度を周方向で部分的に、かつ、厚さ方向の少なくとも
一部分で異ならせると、該パイプあるいはシャフトの弾
性主軸を幾何学的主軸と相異させて任意の位置に設定す
ることが出来ることを明らかにした（特開平３−２２７
６１６号公報参照）。

【０００３】図９〜１７はこの内容を示している。すな
わち、図９から図１２に示す繊維強化樹脂からなるパイ
プ状構造物１０では、その幾何学的主軸Ｇと一致するよ
うに、円柱座標［（ｒ，θ，Ｚ）系座標］をとると、Ｚ
およびｒに関係なく、０°≦θ＜１８０°の部分１０ａ
では繊維Ｆの上記幾何学的主軸Ｇ（即ち、Ｚ軸）に対す
る角度（繊維角度）をα₁ ＝３０°とする一方、１８０
°≦θ＜３６０°の部分１０ｂでは繊維角度をβ₁ ＝−
３０°としている。このパイプ状構造物１０を図１３に
示すように、一端を固定端１０ｃ、他端を自由端１０ｄ
とすると、弾性主軸Ｅは幾何学的主軸Ｇと一致せず、上
記自由端１０ｄが点Ｑ上に位置している。

【０００４】上記の状態で弾性主軸Ｅ上にある点を通ら
ない荷重を下方に加えると、パイプ状構造物１０は図１
４および図１５に示すように、たわみを生じると共にね
じれが生じる。

【０００５】一方、上記弾性主軸Ｅ上にある点Ｑを通る
ように下方に荷重を加えると、図１６および図１７に示
すように、たわみを生じるがねじれることはない。

【０００６】そして、近時では、特願平９−１４６９５
０号において、上記異方性シャフトをゴルフクラブシャ
フトに適用し、シャフトの弾性主軸を幾何学的主軸に対
して特定の交差角度で交差するよう設定することによ
り、クラブヘッドのトウ側がクラブヘッドのヒール側よ
り遅れぎみに打球位置に侵入してしまう癖を有する、所
謂、スライサーがスイングをした場合に、シャフトが撓
むと共にねじれて、ゴルフクラブの軌道がヘッドフェー
ス面がボールに対して正体するよう修正されるスライサ
ー用のゴルフクラブを提案した。また、同出願では、同
様に、シャフトの弾性主軸を幾何学的主軸に対して特定
の交差角度で交差するよう設定することにより、クラブ
ヘッドのヒール側がクラブヘッドのトウ側より遅れぎみ
に打球位置に侵入してしまう癖を有する、所謂、フッカ
ーがスイングをした場合に、シャフトが撓むと共にねじ
れて、ゴルフクラブの軌道がヘッドフェース面がボール
に対して正体するよう修正されるフッカー用のゴルフク
ラブを提案した。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、通常の幾何
学的主軸と弾性主軸が一致するシャフトでは、シャフト
の全周長に対応したプリプレグを複数層巻き付けて成形
する場合、各層におけるプリプレグの繋ぎ目（強化繊維
が不連続状態にある部分）が複数の層間でシャフト周方
向の同一位置に重なってしまうと、シャフトの周方向の
特定部分の強度が大きく低下してシャフトが破損しやす
くなる。このため、通常、図８に示すように、各層のプ
リプレグ３１の繋ぎ目３１ａをシャフトの周方向の異な
る位置に設けている。

【０００８】一方、上記スライサー用やフッカー用の弾
性主軸を幾何学的主軸と異ならせたゴルフクラブシャフ
トでは、シャフトの周方向の０゜≦θ＜１８０゜の部分
と１８０゜≦θ＜３６０゜の部分に、強化繊維の配向方
向がシャフトの軸方向に対して互いに逆方向に傾斜した
半周長プリプレグを巻き付け、該２つの半周長プリプレ
グからなる一層のプリプレグを複数層巻き付けて成形す
る。よって、成形して得られたシャフトは多層にわたっ
て周方向の０゜と１８０゜、すなわち、第１半周部と第
２半周部の境界に強化繊維の不連続部分が形成されるの
で、シャフトの周方向の０゜と１８０゜の部分の強度が
低下し、シャフト撓み時の径方向の曲げ強度が大きく低
下してしまうという欠点がある。また、製造工程におい
ては複数の層について半周長のプリプレグを２つ巻き付
ける作業を行うため、通常よりも製造工程時間が長くな
り、また、一層毎にプリプレグの繋ぎ目が２カ所（０゜
と１８０゜）できるため、製品特性のバラツキが大きく
なるという欠点がある。

【０００９】本発明は上記のような事情に鑑みてなされ
たもので、複数層のうちの少なくとも２層以上を、シャ
フトの周方向の０゜≦θ＜１８０゜の部分と１８０゜≦
θ＜３６０゜の部分に、繊維方向がシャフトの軸方向に
対して互いに逆方向に傾斜した半周長プリプレグを巻き
付けて成形してシャフトの弾性主軸を幾何学的主軸と異
ならせたゴルフクラブシャフトにおいて、曲げ強度を向
上させるとともに、作業性よく製品特性のバラツキの少
ないシャフトを製造できるようにすることを課題として
いる。

【００１０】

【発明を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、請求項１で、複数の繊維強化樹脂層の積
層体であって、シャフト周方向の０゜≦θ＜１８０゜の
範囲に位置する第１半周部と１８０゜≦θ＜３６０゜の
範囲に位置する第２半周部とに分割し、該第１半周部と
第２半周部の強化繊維をシャフトの軸方向に対して互い
に逆方向に配向させた逆方向傾斜２分割層を２層以上設
けてシャフトの弾性主軸を幾何学的主軸と異ならせたゴ
ルフクラブシャフにおいて、強化繊維がシャフトの軸方
向に対してがほぼ直交して配向したフープ層を上記逆方
向傾斜２分割層の第１半周部と第２半周部の境界部に重
ねて積層したことを特徴とするゴルフクラブシャフトを
提供している。

【００１１】上記構成とした場合、逆方向傾斜２分割層
の第１半周部と第２半周部の境界部に強化繊維の不連続
部分に強化繊維の配向方向がシャフトの軸方向に対して
ほぼ直交したフープ層が重なるので、上記逆方向傾斜２
分割層の強化繊維が不連続状態にある境界部を補強で
き、シャフトのスイング時の撓みとねじれによる変形挙
動を損なうことなく、シャフトの径方向の屈曲に対する
強度を大きく向上させることができる。

【００１２】上記フープ層は逆方向傾斜２分割層の層数
に応じて補強に必要な数のフープ層を設ければよく、必
ずしも、全ての逆方向傾斜２分割層に対して設ける必要
はない。また、図１（Ａ）のように、フープ層１は逆方
向傾斜２分割層２の第１半周部２ａと第２半周部２ｂの
境界部３にその一部が重なるように設けるのであれば、
シャフト周方向の全周に対して設けてもよいし、図１
（Ｂ）のように部分的に設けてもよい。また、図１
（Ａ）、（Ｂ）では逆方向傾斜２分割層２の内側にフー
プ層１を設けたが、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように逆
方向傾斜２分割層２の外側に設けてもよい。なお、シャ
フト周方向の厚みの均一化を考えた場合、図１（Ａ）、
図２（Ａ）のようにシャフトの全周に対して設けるのが
好ましい。

【００１３】また、フープ層１の巻き始めと巻き終わり
の位置は、特に、限定はされないが、図１及び図２に示
すように、逆方向傾斜２分割層２の０゜と１８０゜の第
１半周部と第２半周部の２つの境界部３（０゜と１８０
゜の位置）を結んだ軸Ｘに対して対称位置に位置づける
のがよい。これは、シャフトの０゜≦θ＜１８０゜の部
分と１８０゜≦θ＜３６０゜の部分における繊維存在量
に偏りが生じることにより予め設定したシャフトの弾性
主軸と幾何学的主軸のずれの方向及びずれ量に変動が生
じないようにするためである。

【００１４】フープ層はその強化繊維の配向方向がシャ
フトの軸に対してほぼ直交する方向であり、通常、シャ
フトの軸に対して強化繊維が９０゜±１０゜、好ましく
は９０゜±５゜の交差角度で交差するものを用いる。こ
の範囲にすると、シャフトの径方向への屈曲に対して大
きな耐性を得ることができ、シャフト撓み時の径方向の
曲げ強度を効果的に向上させることができる。なお、フ
ープ層の厚みは特に限定されないが、厚みが大きいと巻
き付け作業の作業性が低下しやすく、薄すぎると補強効
果が小さくなるので、通常、０．０２〜０．１mm、好ま
しくは０．０２〜０．０８ｍｍ、より好ましくは０．０
２〜０．０５ｍｍのものを用いるのがよい。

【００１５】また、本発明は、請求項２で、上記構成と
した請求項１のゴルフクラブシャフトを、予め上記フー
プ層となるプリプレグシートに上記逆方向傾斜２分割層
の第１半周部となる第１半周長プリプレグシートと第２
半周部となる第２半周長プリプレグシートを貼り付けた
複合プリプレグシートを作成しておき、これを成形用芯
材の外周に巻き付けるようにして作製するゴルフクラブ
シャフトの製造方法を提供している。

【００１６】この製造方法を用いると、２つの半周長プ
リプレグシートをシャフトの周方向における巻き付け位
置を確認しながら巻き付ける必要がないので、製造時間
を短縮できる。また、予め２つの半周長プリプレグシー
ト間の一方の繋ぎ目をフープ層となるプリプレグシート
上で作っておけるので、シャフト周方向における２つの
半周長プリプレグの繋ぎ目の位置を精度良く所定位置に
配置することができ、製品特性のバラツキを軽減するこ
とができる。なお、本製造方法の場合、フープ層となる
プリプレグシートはシャフト周方向の一周分の長さ以上
の巾を有するプリプレグシートを用いる。通常、このプ
リプレグシートの巾は上記図１（Ａ）、図２（Ａ）に示
すように、シャフト周方向の一周分に対応させるが、図
３に示すように、シャフト周方向の２周分に対応した巾
のプリプレグシート１５を用意し、該プリプレグシート
１５に２層分（２組）の逆方向傾斜２分割層のプリプレ
グシート（プリプレグシート１１ａ、１１ｂ）、（プリ
プレグシート１２ａ、１２ｂ）を貼り付け、これを成形
用芯材の外周に巻き付けるようにしてもい。この場合、
製造時間をより一層短縮できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。図４、５は本発明のゴルフクラブシャフト
の一実施形態を示し、図４はシャフトの断面図、図５は
使用したプリプレグシートの展開図である。

【００１８】該ゴルフクラブシャフト１００は、図４に
示すように、図５の最上位置にあるプリプレグシート２
１から最下位置にあるプリプレグシート２９ｂへとシャ
フトの内側から外側に順次巻き付けてシャフトに成形し
ている。プリプレグシート３０はヘッド側の細径の端部
に巻かれる補強用のプリプレグシートである。プリプレ
グシート２１、２２、２３はシャフト周方向の全周に対
して巻き付けるものであり、プリプレグシート２１、２
２はそれぞれ強化繊維がシャフトの軸に対して＋４５
゜、−４５゜で配向し、プリプレグシート２３は強化繊
維がシャフト軸に対して平行（０゜）に配向している。

【００１９】プリプレグシート２４ａと２４ｂ、プリプ
レグシート２６ａと２６ｂ、プリプレグシート２８ａと
２８ｂ、及びプリプレグシート２９ａと２９ｂは、シャ
フトの半周長に対応した長さで、シャフトの軸方向に対
して強化繊維を互いに逆方向（シャフトの軸に対して＋
４５゜と−４５゜）に傾斜して配向させた一対のプリプ
レグシートで、シャフトの周方向に両者を繋いで巻き付
けることにより一層の繊維強化層を形成している。すな
わち、これらが逆方向傾斜２分割層で、図３に示すよう
に、各層毎にシャフトの周方向の０゜≦θ＜１８０゜の
部分と１８０゜≦θ＜３６０゜の部分に、両プリプレグ
シートを巻き付けて一層としている。よって、各層毎に
シャフト周方向の０゜の位置（Ｖ点）と１８０゜の位置
（Ｗ点）に２つの半周長プリプレグシートの境界部（繋
ぎ目）３が形成されている。

【００２０】プリプレグシート２５、２７は強化繊維が
シャフトの軸に対して直交して（９０゜で）配向したフ
ープ層としてのプリプレグシートである。図４に示すよ
うに、上記逆方向傾斜２分割層からなるプリプレグシー
ト２４ａと２４ｂの境界部（繋ぎ目）３にプリプレグシ
ート２５が重ねられ、上記逆方向傾斜２分割層からなる
プリプレグシート２６ａと２６ｂの境界部（繋ぎ目）３
にプリプレグシート２７が重ねられている。

【００２１】上記各プリプレグシートはいずれもカーボ
ン繊維からなる強化繊維にエポキシ樹脂を含浸させたも
ので、フープ層のプリプレグシート２５、２７は東レ
製、８０５−３（引張弾性率：２３５００ｋｇ、引張強
度：５００ｋｇ、厚み０．０３４２ｍｍ）を用い、フー
プ層以外のプリプレグシートは東レ製、３０５１−１２
（引張弾性率：２３５００ｋｇ、引張強度：３６０ｋ
ｇ、厚み０．１３２２ｍｍ）を用いている。

【００２２】上記全てのプリプレグシートは、マンドレ
ルに図４に示す積層状態に積層後、ラッピングテープを
巻き付け、加熱硬化後、表面のラッピングテープを剥が
し、表面を研磨して、ゴルフクラブシャフト１００とし
て成形している。なお、上記逆方向傾斜２分割層からな
るプリプレグシート２４ａと２４ｂ、及び、プリプレグ
シート２６ａと２６ｂは、それぞれ、予めフープ層であ
るプリプレグシート２５、２７の一主面に貼り付け、こ
の状態でマンドレルへの巻き付けを行っている。

【００２３】一方、上記実施形態のゴルフクラブシャフ
トとは別に、比較例のゴルフクラブシャフトを作製し
た。図６、７は比較例１のゴルフクラブシャフトを示
し、図６はシャフトの断面図、図７は使用したプリプレ
グシートの展開図である。これらの図において、図４、
５と同一符号は同一または相当する部分を示している。

【００２４】本比較例１のゴルフクラブシャフト２００
は、上記フープ層のプリプレグシート２５、２７を用い
ない以外は、基本的に上記実施形態のゴルフクラブシャ
フトと同様の構成からなっている。すなわち、図６に示
すように、図７の最上位置にあるプリプレグシート２１
から最下位置にあるプリプレグシート２９ｂへとシャフ
トの内側から外側に順次巻き付けて成形している。ここ
で逆方向傾斜２分割層であるプリプレグシート２４ａと
２４ｂ、プリプレグシート２６ａと２６ｂ、プリプレグ
シート２８ａと２８ｂ、及びプリプレグシート２９ａと
２９ｂは、全て巻付け作業時に、その都度、シャフトの
周方向の０゜≦θ＜１８０゜の部分と１８０゜≦θ＜３
６０゜の部分に対応させて巻き付けている。

【００２５】更に、上記比較例１のゴルフクラブシャフ
ト２００とは別の比較例２のゴルフクラブシャフトを作
製した。このゴルフクラブシャフトはフープ層であるプ
リプレグシート２５、２７の代わりに、シャフトの全周
長に対応した長さで、強化繊維（カーボン繊維）の配向
方向がシャフトの軸方向と平行なプリプレグシートを用
い、他は実施形態のゴルフクラブシャフトと同様にして
作製した。

【００２６】以上の実施形態のゴルフクラブシャフト及
び比較例１、２のゴルフクラブシャフトの成形工程で、
逆方向傾斜２分割層からなる２つのプリプレグシートを
予めフープ層のプリプレグシートに貼り付けてマンドレ
ルに巻付けた場合と、逆方向傾斜２分割層からなる２つ
のプリプレグシートを個別にマンドレルに巻付け場合の
巻付け時間を測定したところ、フープ層のプリプレグシ
ートに貼り付けた場合、巻付け時間は平均４．４分で、
個別に巻き付けた場合のそれ（５．２分）よりも０．８
分短縮していた。

【００２７】また、上記作製した実施形態のゴルフクラ
ブシャフトと比較例１、２のゴルフクラブシャフトにつ
いて製品安全協会の標準法に準処するＳＧＣ式３点曲げ
破壊強度試験を行った。測定点はシャフトの細径端から
９０ｍｍ（Ｔ点），１７５ｍｍ（Ａ点），５２５ｍｍ
（Ｂ点）の各位置と、太径端から１７５ｍｍ（Ｃ点）の
４か所について行った。支持点のスパンをＴ点測定時の
み１５０ｍｍとし、Ａ〜Ｃ点測定時は３００ｍｍとし
た。測定は、シャフトを逆方向傾斜２分割層からなるプ
リプレグシートの境界部（繋ぎ目）の位置（シャフト周
方向の０゜の位置）が上を向くように支持して測定する
一方、更にシャフトを軸を中心に９０゜回転させてプリ
プレグシートの境界部（繋ぎ目）の位置（シャフト周方
向の０゜の位置）を水平方向に向けて支持して測定し
た。この測定結果が下記表１である。表中、数値の単位
はｋｇである。

【００２８】

【表１】

【００２９】表１に示すように、実施形態のクラブシャ
フトは、いずれの測定点（Ｔ点、Ａ〜Ｃ点）において
も、０゜方向と９０゜方向の曲強度が比較例１及び比較
例２のそれよりも大きく向上している。よって、強化繊
維がシャフトの軸方向に対してがほぼ直交して配向した
フープ層を逆方向傾斜２分割層の境界部（繋ぎ目）に重
ねている実施形態のクラブシャフトでは、径方向の屈曲
に対する強度が大きく向上していることを確認できた。

【００３０】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
に係わるゴルフクラブシャフトでは、強化繊維がシャフ
トの軸方向に対してほぼ直交して配向したフープ層を逆
方向傾斜２分割層の第１半周部と第２半周部の強化繊維
が不連続状態にある境界部に重ねた構成としているた
め、該境界部を補強でき、シャフトの径方向の曲げ強度
を高めることができる。よって、シャフトの折れの発生
を低減できる。

【００３１】また、フープ層となるプリプレグシートに
逆方向傾斜２分割層となる２つの半周長プリプレグシー
トを貼り付け、この複合プリプレグシートを巻き付ける
ようにしているため、逆方向傾斜２分割層となる２つの
半周長プリプレグシートの巻付け作業の作業性性が向上
し、シャフトの製造時間を従来よりも短縮する。また、
プリプレグシート上で２つの半周長プリプレグシート間
を繋いでおくので、シャフト周方向における逆方向傾斜
２分割層の境界部の位置を所定位置に精度良く配置する
ことができ、製品特性のバラツキを軽減することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 （Ａ）（Ｂ）は本発明のゴルフクラブシャフ
トのフープ層の積層構成の一具体例を示す概念図であ
る。

【図２】 （Ａ）（Ｂ）は本発明のゴルフクラブシャフ
トのフープ層の積層構成の他の具体例を示す概念図であ
る。

【図３】 本発明のゴルフクラブシャフトのフープ層の
積層構成の他の具体例を示す概念図である。

【図４】 本発明のゴルフクラブシャフトの一実施形態
の断面図である。

【図５】 図４のゴルフクラブシャフトに使用したプリ
プレグシートの展開図である。

【図６】 比較例のゴルフクラブシャフトの断面図であ
る。

【図７】 図６のゴルフクラブシャフトに使用したプリ
プレグシートの展開図である。

【図８】 従来のゴルフクラブシャフトのプリプレグシ
ートの積層構成をし示す概念図である。

【図９】 本発明の原理を説明するためのパイプ状構造
物を示す概略斜視図部である。

【図１０】 図９のパイプ状構造物の断面図である。

【図１１】 図９のパイプ状構造物の繊維角度を示す概
略図である。

【図１２】 図９のパイプ状構造物の繊維角度を示す概
略図である。

【図１３】 パイプの変形挙動を示す概略図である。

【図１４】 パイプの変形挙動を示す概略図である。

【図１５】 パイプの変形挙動を示す概略図である。

【図１６】 パイプの変形挙動を示す概略図である。

【図１７】 パイプの変形挙動を示す概略図である。

【符号の説明】

１ フープ層 ２ 逆方向傾斜２分割層 ２ａ 第１半周部 ２ｂ 第２半周部 ３ 境界部 ２１、２２、２３、 プリプレグシート ２４ａ、２４ｂ、２６ａ、２６ｂ、２８ａ、２８ｂ、２
９ａ、２９ｂ 半周長プリプレグシート ２５、２７ フープ層用プリプレグシート ３０ 終端固定用プリプレグシート １００ ゴルフクラブシャフト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｂ３２Ｂ 5/26 Ｂ２９Ｌ 31:52 // Ｂ２９Ｌ 31:52 Ｂ２９Ｃ 67/14 Ｂ Ｃ (56)参考文献 特開 平９−140839（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−131588（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−177020（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−266966（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−291265（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−71220（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−85373（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−70197（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−98907（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−328338（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A63B 53/10 B29C 70/16 B32B 1/08 B32B 5/00 B32B 5/12 B32B 5/26

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の繊維強化樹脂層の積層体であっ
   て、シャフト周方向の０゜≦θ＜１８０゜の範囲に位置
   する第１半周部と１８０゜≦θ＜３６０゜の範囲に位置
   する第２半周部とに分割し、該第１半周部と第２半周部
   の強化繊維をシャフトの軸方向に対して互いに逆方向に
   配向させた逆方向傾斜２分割層を２層以上設けてシャフ
   トの弾性主軸を幾何学的主軸と異ならせたゴルフクラブ
   シャフにおいて、 強化繊維がシャフトの軸方向に対してがほぼ直交して配
   向したフープ層を上記逆方向傾斜２分割層の第１半周部
   と第２半周部の境界部に重ねて積層したことを特徴とす
   るゴルフクラブシャフト。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のゴルフクラブシャフト
   の製造方法であって、 予め上記フープ層となるプリプレグシートに上記逆方向
   傾斜２分割層の第１半周部となる第１半周長プリプレグ
   シートと第２半周部となる第２半周長プリプレグシート
   を貼り付けた複合プリプレグシートを作成しておき、こ
   れを成形用芯材の外周に巻き付けるようにしたことを特
   徴とするゴルフクラブシャフトの製造方法。