JP3508429B2 - Fiber reinforced plastic tubular body - Google Patents

Fiber reinforced plastic tubular body

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JP3508429B2
JP3508429B2 JP31055396A JP31055396A JP3508429B2 JP 3508429 B2 JP3508429 B2 JP 3508429B2 JP 31055396 A JP31055396 A JP 31055396A JP 31055396 A JP31055396 A JP 31055396A JP 3508429 B2 JP3508429 B2 JP 3508429B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、繊維強化プラスチ
ックで構成された管状体に関し、特に、軽量でかつねじ
り力に対する耐性に優れ、ゴルフクラブ用シャフト、バ
ドミントンラケット用シャフトその他のスポーツ用具な
どに用いられるのに適した管状体に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tubular body made of fiber reinforced plastic, and particularly used for golf club shafts, badminton racket shafts and other sports equipment because it is lightweight and has excellent resistance to torsional forces. A tubular body suitable for being processed.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、軽量、高強度、高弾性等の優れた
特性を持つ繊維強化プラスチックを使用した管状体が、
ゴルフクラブ用シャフト、釣竿その他のスポーツ用具
や、ドライブシャフト、ロールその他の一般産業用途な
ど、様々な用途に使用されている。
2. Description of the Related Art In recent years, tubular bodies made of fiber reinforced plastic having excellent characteristics such as light weight, high strength and high elasticity have been used.
It is used in various applications such as golf club shafts, fishing rods and other sports equipment, drive shafts, rolls and other general industrial applications.

【0003】これらの繊維強化プラスチック製管状体
に、ねじり力に対する耐力、すなわちねじり強さを具備
させる目的で、管状体の主軸に対して20°〜75°の
角度に配向した強化繊維を含む部分すなわちバイアス層
が配される。
A portion containing reinforcing fibers oriented at an angle of 20 ° to 75 ° with respect to the main axis of the tubular body for the purpose of providing these fiber-reinforced plastic tubular bodies with a proof stress against torsional force, that is, a torsional strength. That is, the bias layer is arranged.

【0004】このような繊維強化プラスチック製管状体
の成形法として、プリプレグを所定の形状に切り出し、
芯金に巻き付けて成形するシートワインド法が広く行わ
れている。このシートワインド法は、強化繊維の配向や
含有率の制御が容易で管状体の設計の自由度が高いこと
や、表面が平滑で品位の高い管状体が得られることや、
ボイドレス成形が容易であることなど、他の成形法には
ない特長を有している。
As a method for molding such a fiber-reinforced plastic tubular body, a prepreg is cut into a predetermined shape,
The sheet winding method, in which a core metal is wound and molded, is widely used. This sheet wind method is easy to control the orientation and content of the reinforcing fibers and has a high degree of freedom in the design of the tubular body, and that a smooth and high-quality tubular body can be obtained,
It has features not found in other molding methods, such as easy voidless molding.

【0005】ところが、このシートワインド法では、所
定の形状に切り出したプリプレグを巻き付けるため、巻
き始め位置と巻き終わり位置に対応してバイアス層に段
差が生じる。巻き始め位置が芯金に接している場合など
は外形上段差はないが、樹脂溜まりが生じて実質的にバ
イアス層の段差があるのと同じことになる。(以下この
ような場合を含めて段差という) この段差で強化繊維は切断されているうえ、その周辺で
は強化繊維の屈曲等が生じるので強度の低い部分となっ
ている。
However, in this sheet winding method, since the prepreg cut into a predetermined shape is wound, a step is formed in the bias layer corresponding to the winding start position and the winding end position. When the winding start position is in contact with the core metal, there is no step in the outer shape, but this is the same as the step of the bias layer due to the resin accumulation. (Hereinafter, such a case is also referred to as a step.) Since the reinforcing fiber is cut at this step, and the bending of the reinforcing fiber occurs around the step, the strength is low.

【0006】シートワインド法では、管状体の物性に対
称性をもたせることや、管状体の肉厚を均一にする目的
から、通常バイアス層を管状体にn回、まれに(n+
0.5)回巻き付けるようにプリプレグを切り出す大き
さを調整する(nは正の整数)。しかし、n回巻き付け
ると、巻き始め位置と巻き終わり位置に対応する2つの
段差が重なってしまい、(n+0.5)回巻き付ける
と、2層以上のバイアス層を配すときに、もう1枚のプ
リプレグによる段差と重なってしまうことが多い。つま
り、従来の管状体では、バイアス層の段差が分散せず、
集中してしまうので、管状体にねじり力が加わった際
に、このような部分から破壊が生じやすく、結果として
管状体のねじり強さが不十分になってしまう。
In the sheet winding method, the bias layer is usually applied to the tubular body n times, rarely (n +), in order to make the physical properties of the tubular body symmetrical and to make the wall thickness of the tubular body uniform.
0.5) Adjust the size of cutting out the prepreg so that it is wound one time (n is a positive integer). However, when winding n times, two steps corresponding to the winding start position and the winding end position overlap, and when winding (n + 0.5) times, when two or more bias layers are arranged, another Often overlaps with the step due to prepreg. That is, in the conventional tubular body, the steps of the bias layer are not dispersed,
Since the concentration is concentrated, when a twisting force is applied to the tubular body, breakage easily occurs from such a portion, and as a result, the twisting strength of the tubular body becomes insufficient.

【0007】こうした問題に対して、実公昭62−27
373号公報には、均質に巻きやすく段差を比較的小さ
くできる極薄プリプレグが記載されている。しかし、こ
の極薄プリプレグの製造には、強化繊維を均一に拡開す
るための特別な工程が必要なため、高価であり、適用で
きる強化繊維の種類も限られる。そのため、これを用い
た管状体のコストが増大したり、管状体の設計の自由度
が小さくなったりするという問題がある。
[0007] To solve these problems,
Japanese Patent No. 373 describes an ultra-thin prepreg that can be easily wound uniformly and have a relatively small step. However, the production of this ultra-thin prepreg requires a special process for uniformly expanding the reinforcing fibers, so that it is expensive and the types of reinforcing fibers that can be applied are limited. Therefore, there is a problem that the cost of the tubular body using this increases and the degree of freedom in designing the tubular body decreases.

【0008】また、特開平7−39611号広報には、
内側のバイアス層をいわゆるフィラメントワインド法で
形成してバイアス層の段差を解消し、その外側の他の層
をシートワインド法で形成することによって設計の自由
度や表面の平滑化を図る方法が記載されている。しか
し、この方法ではフィラメントワインド法とシートワイ
ンド法の双方の装置が必要で、しかも製造に要する時間
も長くなるので、コストが大幅に増大してしまう。ま
た、フィラメントワインド法によって形成される内側の
バイアス層にボイドが形成されやすく、ねじり強度が高
くならない場合があるという問題もある。
[0008] In addition, Japanese Patent Laid-Open No. 7-39611 discloses that
Described is the method of forming the inner bias layer by the so-called filament winding method to eliminate the step of the bias layer and forming the other layers on the outside by the sheet winding method to achieve design flexibility and smooth the surface. Has been done. However, this method requires both the filament winding method and the sheet winding method, and the manufacturing time becomes long, resulting in a significant increase in cost. Further, there is also a problem that voids are likely to be formed in the inner bias layer formed by the filament winding method, and the torsional strength may not be increased.

【0009】さらに、特開平4−218179号広報お
よび特開平5−169265号広報には、ねじりに対す
る強化層を管状体に付加する方法が記載されており、特
開平6−114131号広報には、管状体の構成を対称
にする方法が記載されている。しかし、これらの方法で
は、管状体の重量が増加してしまい、また、プリプレグ
の巻き付け回数が増加し、コストが増大してしまう。
Further, JP-A-4-218179 and JP-A-5-169265 disclose a method of adding a reinforcing layer against torsion to a tubular body, and JP-A-6-114131 discloses. A method of symmetry of tubular body construction is described. However, these methods increase the weight of the tubular body, increase the number of times the prepreg is wound, and increase the cost.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
の従来技術の問題を解決し、シートワインド法などで成
形した、バイアス層を有する管状体において、重量やコ
ストをほとんど増大させずに、従来にない高いねじり強
さを有する繊維強化プラスチック製管状体を提供するこ
とにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to provide a tubular body having a bias layer formed by a sheet winding method or the like without increasing weight and cost. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a tubular body made of fiber reinforced plastic having a high torsional strength which has never been obtained.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために以下の構成を有する。
The present invention has the following constitution in order to achieve the above object.

【0012】[0012]

【0013】すなわち、 (1) 管状体主軸に対する強化繊維の巻角度が20〜7
5°の範囲内でかつ正逆両方向であるバイアス層をとも
有する繊維強化プラスチック製管状体において、その
管状体は、前記正逆2層のバイアス層の巻き始め位置が
実質半周分ずれており、かつそのバイアス層における強
化繊維の巻回数がいずれも(n+0.1)〜(n+0.
4)の範囲内にある部分を有していることを特徴とする
強化繊維プラスチック製管状体(ただし、nは正の整
数)。
[0013] That is, the winding angle of the reinforcing fibers to (1) the tubular body spindle 20-7
In the range of 5 ° and together the bias layer is of opposite directions
In the tubular body made of fiber reinforced plastic according to, the tubular body has a winding start position of the two forward and reverse bias layers.
They are shifted by substantially half a turn, and the number of windings of the reinforcing fiber in the bias layer is (n + 0.1) to (n + 0.
A tubular body made of reinforced fiber plastic having a portion within the range of 4) (where n is a positive integer).

【0014】[0014]

【0015】(2)所望の形状に切り出した2枚の一方
向性プリプレグを芯金の主軸に対して20〜75°の範
囲内で正逆両方向に巻き付け、しかる後に硬化処理して
脱芯することにより、巻角度が互いに異なる2層のバイ
アス層を有する繊維強化プラスチック製管状体の製造方
法において、前記一方向性プリプレグを芯金に正逆両方
向に巻き付けるに際し、それぞれのプリプレグの巻き始
め位置を実質半周分ずらして巻き付けるとともに、その
バイアス層における一方向性プリプレグの巻回数を(n
+0.1)〜(n+0.4)の範囲内にすることを特徴
とする強化繊維プラスチック製管状体の製造方法(ただ
し、nは正の整数)。
(2) Two unidirectional prepregs cut out in a desired shape are in a range of 20 to 75 ° with respect to the main axis of the cored bar.
Wrap in both directions in the enclosure, then cure
By decoreing, two layers of windings with different winding angles
Method for producing fiber-reinforced plastic tubular body having ass layer
In the method, the unidirectional prepreg is applied to the core metal in both forward and reverse
When winding in each direction, start winding each prepreg
And the number of windings of the unidirectional prepreg in the bias layer is (n
+0.1) to (n + 0.4). A method for producing a reinforced fiber plastic tubular body, wherein n is a positive integer.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】本発明の管状体は、その主軸に対
する強化繊維の巻角度が20°〜75°の範囲内にある
部分、つまりバイアス層を有する。主軸に対する強化繊
維の巻角度とは、主軸を含む平面と、その平面を通る強
化繊維がなす角度の絶対値である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The tubular body of the present invention has a portion where the winding angle of the reinforcing fiber with respect to the main axis is within the range of 20 ° to 75 °, that is, the bias layer. The winding angle of the reinforcing fiber with respect to the main axis is the absolute value of the angle formed by the plane including the main axis and the reinforcing fiber passing through the plane.

【0017】バイアス層の強化繊維は、管状体がねじり
力を受けたときに、引張または圧縮の力を受ける。主軸
に対する巻角度が20°より小さいか、または75°よ
り大きい強化繊維は、管状体がねじり力を受けても大き
な力を受けないので、管状体のねじり強さにはあまり関
与しない。
The reinforcing fibers of the bias layer are subjected to tensile or compressive forces when the tubular body is subjected to torsional forces. Reinforcing fibers having a winding angle with respect to the main axis of less than 20 ° or more than 75 ° do not significantly contribute to the torsional strength of the tubular body because the tubular body does not receive a large force when subjected to a torsional force.

【0018】[0018]

【0019】また、本発明の管状体は、上記バイアス層
の巻角度の特徴に加えて、正逆2層のバイアス層の巻き
始め位置が実質半周分ずれており、かつそのバイアス層
における強化繊維の巻回数がいずれも(n+0.1)〜
(n+0.4)の範囲内にある部分を有する。ここでn
は正の整数である。巻回数がnに近づくと2つの段差が
接近してねじり強さが低下し、(n+0.5)に近づく
と段差が他のバイアス層の段差と接近してねじり強さが
低下したり、管状体の重量が増加したりする。
Further, the tubular body of the present invention has the above-mentioned bias layer.
In addition to the characteristics of the winding angle of the
The start position is offset by a substantial half turn, and the bias layer
The number of windings of the reinforcing fiber in each is (n + 0.1) to
It has a portion within the range of (n + 0.4). Where n
Is a positive integer. When the number of turns approaches n, the two steps approach each other and the torsional strength decreases. When the number of turns approaches (n + 0.5), the steps approach the steps of other bias layers and the torsional strength decreases. The weight of the body increases.

【0020】すなわち、巻回数を、nおよび(n+0.
5)を避けたり、従来いわば中途半端とされている巻回
数にすることにより、従来にない高いねじり強さを持
ち、しかも軽量な管状体が提供される。また、管状体の
物性の対称性や肉厚の均一性は上記の巻回数にはほとん
ど影響されない。
That is, the number of turns is n and (n + 0.
5) Ri avoided, by the number of windings that is the conventional speak halfway, has a not high torsional strength conventional, yet lightweight tubular body is provided. Further, the symmetry of physical properties and the uniformity of wall thickness of the tubular body are hardly affected by the number of windings.

【0021】バイアス層の巻回数が、(n+0.2)〜
(n+0.3)の範囲内であると、バイアス層の段差が
均等に分散されやすくなり管状体のねじり強さがより高
くなるとともに、管状体の重量がより軽くなり、重量当
たりのねじり強さをいっそう高くすることができる。
The number of turns of the bias layer is (n + 0.2) to
Within the range of (n + 0.3), the steps of the bias layer are more likely to be evenly distributed, the torsional strength of the tubular body becomes higher, the weight of the tubular body becomes lighter, and the torsional strength per weight is increased. Can be higher.

【0022】バイアス層にねじり力をより多く負担さ
せ、本発明の効果を大きくするために、その強化繊維の
巻角度は40〜50°の範囲内にあるのが好ましく、4
5°付近であることがさらに好ましい。
The winding angle of the reinforcing fiber is preferably in the range of 40 to 50 ° in order to make the bias layer bear more torsional force and to enhance the effect of the present invention.
More preferably, it is around 5 °.

【0023】バイアス層の強化繊維としては、黒鉛繊維
を含む炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ボロン繊
維、金属繊維などが挙げられるが、軽量かつ高強度の管
状体とするためには炭素繊維が好ましい。
Examples of the reinforcing fiber of the bias layer include carbon fiber including graphite fiber, glass fiber, aramid fiber, boron fiber, metal fiber and the like. In order to form a lightweight and high strength tubular body, carbon fiber is used. preferable.

【0024】また、ねじり力に対する剛性の高い管状体
とするためには、バイアス層の強化繊維としては弾性率
が少なくとも350GPaであることが好ましい。
Further, in order to form a tubular body having high rigidity against torsional force, it is preferable that the reinforcing fiber of the bias layer has an elastic modulus of at least 350 GPa.

【0025】本発明の管状体におけるねじり強さ向上効
果は、管状体の肉厚に対してバイアス層が多い方が顕著
となる。具体的には、バイアス層全体の厚さが管状体肉
厚の少なくとも10%であることが好ましい。
The effect of improving the torsional strength of the tubular body of the present invention is more remarkable when the number of bias layers is larger than the thickness of the tubular body. Specifically, the total thickness of the bias layer is preferably at least 10% of the wall thickness of the tubular body.

【0026】管状体を構成する繊維強化プラスチックの
マトリクス樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹
脂、ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂など各種の
熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂を使用することができ
る。なかでも、成形が容易で物性にすぐれたエポキシ樹
脂が好ましい。
As the matrix resin of the fiber-reinforced plastic forming the tubular body, various thermosetting resins and thermoplastic resins such as epoxy resin, phenol resin, polyester resin, vinyl ester resin can be used. Of these, an epoxy resin that is easy to mold and has excellent physical properties is preferable.

【0027】バイアス層の繊維含有率は、成形の容易さ
と管状体のねじり強さの面から40〜85体積%がよ
く、より好ましくは55〜80体積%がよい。また、バ
イアス層のボイド含有率は、管状体のねじり強さの面か
ら、5体積%未満であるのがよく、好ましくは3体積%
未満であるのがよく、さらに好ましくは1体積%未満で
あるのがよい。
The fiber content of the bias layer is preferably 40 to 85% by volume, more preferably 55 to 80% by volume, from the viewpoint of ease of molding and the torsional strength of the tubular body. Further, the void content of the bias layer is preferably less than 5% by volume, preferably 3% by volume, in view of the torsional strength of the tubular body.
It is preferably less than 1%, more preferably less than 1% by volume.

【0028】バイアス層の他に様々な方向の強化繊維を
含む層を配することによって、管状体に様々な性能を具
備させることができる。曲げ力に対する剛性や強さを具
備させるためには巻角度が10°をこえない強化繊維を
含むいわゆるストレート層を配すればよく、側方からの
押しつぶし力に対しては巻角度が75〜90°の範囲内
にある強化繊維を含むフープ層を配すればよい。
By providing a layer containing reinforcing fibers in various directions in addition to the bias layer, the tubular body can be provided with various performances. In order to provide rigidity and strength against bending force, a so-called straight layer containing reinforcing fibers having a winding angle of not more than 10 ° may be arranged, and a winding angle of 75 to 90 with respect to crushing force from the side. A hoop layer containing reinforcing fibers in the range of ° may be arranged.

【0029】本発明の管状体には、強化繊維の巻角度が
正逆両方向である2つのバイアス層をともに有してい
る。 ここで正逆両方向とは、管状体主軸に対して右ね
じと左ねじの関係にあるような2方向をいう。この場
合、図1のように2つのバイアス層が互いに重なり合
い、かつ段差が均等に分散していることが特に好まし
い。
The tubular body of the present invention has both two bias layers in which the winding angles of the reinforcing fibers are in both the forward and reverse directions.
It Here, both the forward and reverse directions refer to two directions having a right-handed thread and a left-handed thread with respect to the main axis of the tubular body. In this case, it is particularly preferable that the two bias layers overlap each other and the steps are evenly dispersed as shown in FIG.

【0030】本発明の管状体は、肉厚が2mmをこえな
いような薄肉の管状体や、外形が20mmをこえないよ
うな細径の管状体である場合に、ねじり強さを高くする
効果がとくに大きい。
The tubular body of the present invention has an effect of increasing the torsional strength when it is a thin-walled tubular body whose wall thickness does not exceed 2 mm or a thin tubular body whose external shape does not exceed 20 mm. Is especially large.

【0031】本発明の管状体は、軽量でねじり強さにす
ぐれることから、ゴルフクラブやバドミントンラケット
のシャフト、またスキーポール等のスポーツ用具部品に
用いられるのに特に適している。
Since the tubular body of the present invention is lightweight and has excellent torsional strength, it is particularly suitable for use in shafts of golf clubs, badminton rackets, and sports equipment parts such as ski poles.

【0032】ゴルフクラブ用シャフトのねじり破壊は、
先端補強部を除いて最も外形の小さい部分に生じること
が多い。従ってこのような部分において本発明の構成を
とっていることが好ましい。なお、先端補強部とは、ゴ
ルフシャフト先端の細径部を補強するために、他の部分
より厚肉とされた部分をいう。
Torsional fracture of the golf club shaft is
It often occurs in the part with the smallest outer shape except for the tip reinforcing part. Therefore, it is preferable that such a portion has the configuration of the present invention. The tip reinforcing portion means a portion thicker than other portions in order to reinforce the small diameter portion at the tip of the golf shaft.

【0033】本発明によって、全体重量が50gをこえ
ないような軽量であっても、ねじり強さが十分であるよ
うなゴルフクラブ用シャフトが得られる。
According to the present invention, it is possible to obtain a golf club shaft which has a sufficient torsional strength even if the overall weight is less than 50 g.

【0034】本発明の管状体を製造するには、所定の形
状に切り出したプリプレグを芯金に巻き付けた後、ラッ
ピングテープを巻き付け、硬化炉などで成形した後、脱
芯してラッピングテープを除去するシートワインド法が
適用できる。バイアス層を設けるため一方向性プリプレ
グを巻き付ける際に、その一方向性プリプレグの巻回数
が(n+0.1)〜(n+0.4)の範囲内になるよう
に巻き付ける。この巻回数はプリプレグを切り出す大き
さを変えることによって容易に調整でき、他の工程は従
来のシートワインド法と同様に行うことができるので、
設備や工程の変更に伴うコストの増加はない。
In order to produce the tubular body of the present invention, a prepreg cut into a predetermined shape is wound around a core metal, wrapped with a wrapping tape, molded in a curing oven, and then decoreed to remove the wrapping tape. The sheet wind method can be applied. The number of turns of the unidirectional prepreg when the unidirectional prepreg is wound to form the bias layer.
There (n + 0.1) ~ (n + 0.4) Ru wound to be in the range of. The number of windings can be easily adjusted by changing the size of cutting out the prepreg, and the other steps can be performed in the same manner as the conventional sheet winding method.
There is no increase in costs associated with equipment and process changes.

【0035】すなわち、図1に示したような管状体を製
造するには、強化繊維の巻角度が正逆両方向になるよう
に重ねた2枚の一方向性プリプレグを芯金に巻き付
る。このとき、2枚のプリプレグによる段差を図1のよ
うに分散させるために、巻き終わり位置が互いにずれる
ように、芯金半周分に対応する長さだけずらしてプリプ
レグを重ねてから巻き付ける。
[0035] That is, in order to produce a tubular body as shown in FIG. 1, with winding two sheets of unidirectional prepreg is winding angle of the reinforcing fibers were overlaid so that the forward and reverse directions to the core
It At this time, in order to disperse the step due to two prepregs as in FIG. 1, as the winding end position are offset from each other, Ru wound from overlapping the prepreg being shifted by a length corresponding to the core half round.

【0036】[0036]

【実施例】【Example】

実施例1 バイアス層用として、炭素繊維とエポキシ樹脂からなる
一方向性プリプレグA(プリプレグ目付:175g/m
2 、繊維含有率:67重量%、繊維引張弾性率:436
GPa)を、繊維の方向が縦方向に対して45°になる
ように、縦1000mm×横70mmの長方形に2枚切
り出した。この2枚を、繊維方向が互いに交差するよう
に、かつ横方向に16mm(芯金半周分に対応)ずらし
て貼り合わせた。次に、貼り合わせたプリプレグを、離
型処理した外径10mm、長さ1400mmのステンレ
ス製芯金に、プリプレグの縦方向と芯金主軸が一致する
ように巻き付けた。
Example 1 Unidirectional prepreg A (prepreg basis weight: 175 g / m 2) made of carbon fiber and epoxy resin for a bias layer
2 , fiber content: 67% by weight, fiber tensile modulus: 436
Two pieces of GPa) were cut into a rectangle having a length of 1000 mm and a width of 70 mm so that the fiber direction was 45 ° with respect to the longitudinal direction. The two sheets were bonded so that the fiber directions intersect each other and shifted in the lateral direction by 16 mm (corresponding to half the circumference of the core metal). Next, the pasted prepreg was wound around a release-treated stainless steel core having an outer diameter of 10 mm and a length of 1400 mm so that the longitudinal direction of the prepreg and the main shaft of the core were aligned.

【0037】その上に、炭素繊維とエポキシ樹脂からな
る一方向性プリプレグB(プリプレグ目付:225g/
2 、繊維含有率:67重量%、繊維引張弾性率:29
4GPa)を繊維の方向が縦方向になるように縦100
0mm×横74mmの長方形に切り出したものを、プリ
プレグの縦方向と芯金主軸が一致するように巻き付け
た。
On top of that, a unidirectional prepreg B (prepreg basis weight: 225 g /
m 2 , fiber content: 67% by weight, fiber tensile modulus: 29
4GPa) 100 so that the direction of the fibers is the longitudinal direction.
A piece cut into a rectangle of 0 mm × 74 mm in width was wound so that the longitudinal direction of the prepreg and the main shaft of the core bar were aligned.

【0038】次にシートワインド成形用のラッピングテ
ープを所定の方法で巻き付けた後、硬化炉中で温度13
0℃、2時間で成形した。
Next, a wrapping tape for sheet wind molding is wound by a predetermined method, and the temperature is set to 13 in a curing furnace.
Molded at 0 ° C. for 2 hours.

【0039】成形後、芯金を脱芯し、ラッピングテープ
を除去して繊維強化プラスチック製管状体を得た。
After molding, the cored bar was decoreed and the wrapping tape was removed to obtain a fiber-reinforced plastic tubular body.

【0040】この管状体の横断面を研磨し、光学顕微鏡
で観察したところ、一枚のプリプレグAによるバイアス
層の巻回数は2.13であった。
When the cross section of this tubular body was polished and observed by an optical microscope, the number of windings of the bias layer by one prepreg A was 2.13.

【0041】また、この管状体の長さ1mの重量は4
1.2gであった。
The weight of this tubular body per 1 m is 4
It was 1.2 g.

【0042】この管状体を、ゲージ長300mmでねじ
り試験した結果、ねじり強さ(破壊時のトルクと回転角
の積)は880Nm°であり、1m重量当たりのねじり
強さは21.4Nm°m/gとなった。
As a result of a twist test of this tubular body with a gauge length of 300 mm, the twist strength (product of torque and rotation angle at break) is 880 Nm °, and the twist strength per 1 m weight is 21.4 Nm ° m. / G.

【0043】実施例2 プリプレグAを横73mmの長方形に切り出す他は実施
例1と同様にして繊維強化プラスチック製管状体を得
た。
Example 2 A fiber-reinforced plastic tubular body was obtained in the same manner as in Example 1 except that the prepreg A was cut into a rectangle having a width of 73 mm.

【0044】この管状体の横断面を研磨し、光学顕微鏡
で観察したところ、一枚のプリプレグAによるバイアス
層の巻回数は2.20であった。
When the cross section of this tubular body was polished and observed with an optical microscope, the number of turns of the bias layer by one prepreg A was 2.20.

【0045】また、この管状体の長さ1mの重量は4
2.6gであった。
The weight of this tubular body per meter is 4
It was 2.6 g.

【0046】この管状体を、ゲージ長300mmでねじ
り試験した結果、ねじり強さ(破壊時のトルクと回転角
の積)は1120Nm°であり、1m重量当たりのねじ
り強さは26.3Nm°m/gとなった。
As a result of a twist test of this tubular body with a gauge length of 300 mm, the twist strength (product of torque and rotation angle at break) was 1120 Nm °, and the twist strength per 1 m weight was 26.3 Nm ° m. / G.

【0047】実施例3 プリプレグAを横78mmの長方形に切り出す他は実施
例1と同様にして繊維強化プラスチック製管状体を得
た。
Example 3 A fiber-reinforced plastic tubular body was obtained in the same manner as in Example 1 except that the prepreg A was cut into a rectangle having a width of 78 mm.

【0048】この管状体の横断面を研磨し、光学顕微鏡
で観察したところ、一枚のプリプレグAによるバイアス
層の巻回数は2.38であった。
When the cross section of this tubular body was polished and observed with an optical microscope, the number of windings of the bias layer by one prepreg A was 2.38.

【0049】また、この管状体の長さ1mの重量は4
4.0gであった。
The weight of this tubular body per meter is 4
It was 4.0 g.

【0050】この管状体を、ゲージ長300mmでねじ
り試験した結果、ねじり強さ(破壊時のトルクと回転角
の積)は1120Nm°であり、1m重量当たりのねじ
り強さは25.5Nm°m/gとなった。
As a result of a twist test of this tubular body with a gauge length of 300 mm, the twist strength (product of torque and rotation angle at break) is 1120 Nm °, and the twist strength per 1 m weight is 25.5 Nm ° m. / G.

【0051】比較例1 プリプレグAを横66mmの長方形に切り出す他は実施
例1と同様にして繊維強化プラスチック製管状体を得
た。
Comparative Example 1 A fiber-reinforced plastic tubular body was obtained in the same manner as in Example 1 except that the prepreg A was cut into a rectangle having a width of 66 mm.

【0052】この管状体の横断面を研磨し、光学顕微鏡
で観察したところ、一枚のプリプレグAによるバイアス
層の巻回数はちょうど2であった。
When the cross section of this tubular body was polished and observed with an optical microscope, the number of turns of the bias layer by one prepreg A was exactly 2.

【0053】また、この管状体の長さ1mの重量は3
9.8gであった。
Further, the weight of this tubular body per 1 m in length is 3
It was 9.8 g.

【0054】この管状体を、ゲージ長300mmでねじ
り試験した結果、ねじり強さ(破壊時のトルクと回転角
の積)は710Nm°であり、1m重量当たりのねじり
強さは17.8Nm°m/gとなった。
As a result of a twist test of this tubular body with a gauge length of 300 mm, the twist strength (product of torque and rotation angle at break) was 710 Nm °, and the twist strength per 1 m weight was 17.8 Nm ° m. / G.

【0055】比較例2 プリプレグAを横83mmの長方形に切り出す他は実施
例1と同様にして繊維強化プラスチック製管状体を得
た。
Comparative Example 2 A fiber-reinforced plastic tubular body was obtained in the same manner as in Example 1 except that the prepreg A was cut into a rectangle having a width of 83 mm.

【0056】この管状体の横断面を研磨し、光学顕微鏡
で観察したところ、一枚のプリプレグAによるバイアス
層の巻回数はちょうど2.5であった。
When the cross section of this tubular body was polished and observed with an optical microscope, the number of turns of the bias layer by one prepreg A was just 2.5.

【0057】また、この管状体の長さ1mの重量は4
5.7gであった。
The weight of this tubular body per 1 m is 4
It was 5.7 g.

【0058】この管状体を、ゲージ長300mmでねじ
り試験した結果、ねじり強さ(破壊時のトルクと回転角
の積)は950Nm°であり、1m重量当たりのねじり
強さは20.8Nm°m/gとなった。
As a result of a torsion test of this tubular body with a gauge length of 300 mm, the torsional strength (the product of the torque at the time of breaking and the rotation angle) was 950 Nm °, and the torsional strength per 1 m weight was 20.8 Nm ° m. / G.

【0059】[0059]

【発明の効果】本発明の繊維強化プラスチック製管状体
は、管状体主軸に対する強化繊維の巻角度が20〜75
°の範囲内でかつ正逆両方向であるバイアス層を有する
とともに、前記正逆2層のバイアス層の巻き始め位置が
実質半周分ずれており、かつそのバイアス層における強
化繊維の巻回数がいずれも(n+0.1)〜(n+0.
4)の範囲内にある部分を有していることにより、バイ
アス層の段差が適当に分散する。よって、重量やコスト
をほとんど増大させずに、従来にない高いねじり強さを
有する(ただし、nは正の整数)。
The fiber-reinforced plastic tubular body of the present invention has a reinforcing fiber winding angle of 20 to 75 with respect to the main axis of the tubular body.
Having a bias layer in the range of ° and in both forward and reverse directions
At the same time, the winding start position of the two forward and reverse bias layers is
It is substantially offset by half a circle, and the bias layer
The number of windings of the synthetic fiber is (n + 0.1) to (n + 0.
By having the portion within the range of 4), the steps of the bias layer are appropriately dispersed . Therefore, it has a high torsional strength that has never been seen before ( n is a positive integer) with almost no increase in weight or cost.

【0060】本発明の管状体は、軽量でかつ高いねじり
強さを有することにより、ゴルフクラブ用シャフトやバ
ドミントンラケット用シャフトとして特に好適に用いら
れる。
The tubular body of the present invention is particularly suitable for use as a golf club shaft or a badminton racket shaft because it is lightweight and has high torsional strength.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施態様に係る管状体の横断面を示
す図である。
FIG. 1 is a view showing a cross section of a tubular body according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:バイアス層(正方向) 2:バイアス層(逆方向) 3:バイアス層の段差(巻き始め位置) 4:バイアス層の段差(巻き終わり位置) 5:樹脂溜まり 1: Bias layer (forward direction) 2: Bias layer (reverse direction) 3: Bias layer step (winding start position) 4: Bias layer step (winding end position) 5: Resin pool

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B32B 1/00 - 35/00 B32B 11/16 B32B 15/08 - 15/14 C08J 5/04 - 5/10 C08J 5/24 B29C 70/00 - 70/88 Front page continuation (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) B32B 1/00-35/00 B32B 11/16 B32B 15/08-15/14 C08J 5/04-5/10 C08J 5 / 24 B29C 70/00-70/88

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】管状体主軸に対する強化繊維の巻角度が2
0〜75°の範囲内でかつ正逆両方向であるバイアス層
ともに有する繊維強化プラスチック製管状体におい
て、 その管状体は、前記正逆2層のバイアス層の巻き始め位
置が実質半周分ずれており、かつそのバイアス層におけ
る強化繊維の巻回数がいずれも(n+0.1)〜(n+
0.4)の範囲内にある部分を有していることを特徴と
する強化繊維プラスチック製管状体(ただし、nは正の
整数)。
1. The winding angle of the reinforcing fiber with respect to the main axis of the tubular body is 2.
A fiber-reinforced plastic tubular body having both bias layers in the range of 0 to 75 ° in both forward and reverse directions , wherein the tubular body has a winding start position of the two forward and reverse bias layers.
And the number of windings of the reinforcing fiber in the bias layer is (n + 0.1) to (n +).
0.4) A tubular body made of reinforced fiber plastic, wherein n has a positive integer.
【請求項2】巻回数が(n+0.2)〜(n+0.3)
の範囲内にあることを特徴とする請求項に記載の強化
繊維プラスチック製管状体。
2. The number of windings is (n + 0.2) to (n + 0.3).
The reinforced fiber plastic tubular body according to claim 1 , wherein the tubular body is in the range of
【請求項3】バイアス層の強化繊維の巻回数が40〜5
0°の範囲内にあることを特徴とする請求項1または2
に記載の強化繊維プラスチック製管状体。
3. The number of windings of the reinforcing fiber of the bias layer is 40-5.
Characterized in that in the range of 0 ° claim 1 or 2
A tubular body made of reinforced fiber plastic according to 1.
【請求項4】バイアス層の強化繊維が炭素繊維であるこ
とを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載の強化繊
維プラスチック製管状体。
4. A reinforced fiber plastic tubular body according to any one of claims 1 to 3, the reinforcing fiber of the bias layer is characterized in that it is a carbon fiber.
【請求項5】管状体主軸に対する強化繊維の巻角度が1
0°を越えない強化繊維を含むストレート層をさらに有
していることを特徴とする請求項1〜のいずれかに記
載の強化繊維プラスチック製管状体。
5. The winding angle of the reinforcing fiber with respect to the main axis of the tubular body is 1.
Reinforcing fiber plastic tubular body according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it further comprises a straight layer containing reinforcing fibers not exceeding 0 °.
【請求項6】前記部分における肉厚が2mmを越えない
ことを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載の強化
繊維プラスチック製管状体。
6. reinforcing fibers plastic tubular body according to any one of claims 1 to 5, the thickness of the portion is characterized in that it does not exceed 2 mm.
【請求項7】前記部分における外形が20mmを越えな
いことを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載の強
化繊維プラスチック製管状体。
7. A reinforced fiber plastic tubular body according to any one of claims 1 to 6, the outer shape of the portion is characterized in that it does not exceed 20 mm.
【請求項8】請求項1〜のいずれかに記載の強化繊維
プラスチック製管状体を有することを特徴とするゴルフ
クラブ用シャフト。
8. A golf club shaft comprising the reinforced fiber plastic tubular body according to any one of claims 1 to 7 .
【請求項9】前記部分が、先端補強部を除いて最も外径
の小さい部分にあることを特徴とする請求項に記載の
ゴルフクラブ用シャフト。
9. The golf club shaft according to claim 8 , wherein the portion is located at a portion having the smallest outer diameter except for the tip reinforcing portion.
【請求項10】全体重量が50gを越えないことを特徴
とする請求項またはに記載のゴルフクラブ用シャフ
ト。
Golf club shaft according to claim 8 or 9 10. The overall weight is characterized in that it does not exceed 50 g.
【請求項11】請求項1〜のいずれかに記載の強化繊
維プラスチック製管状体を有することを特徴とするバド
ミントンラケット用シャフト。
11. A badminton racket shaft comprising the reinforced fiber plastic tubular body according to any one of claims 1 to 7 .
【請求項12】所望の形状に切り出した2枚の一方向性
プリプレグを芯金の主軸に対して20〜75°の範囲内
で正逆両方向に巻き付け、しかる後に硬化処理して脱芯
することにより、巻角度が互いに異なる2層のバイアス
層を有する繊維強化プラスチック製管状体の製造方法に
おいて、 前記一方向性プリプレグを芯金に正逆両方向に巻き付け
るに際し、それぞれのプリプレグの巻き始め位置を実質
半周分ずらして巻き付けるとともに、 そのバイアス層に
おける一方向性プリプレグの巻回数を(n+0.1)〜
(n+0.4)の範囲内にすることを特徴とする強化繊
維プラスチック製管状体の製造方法(ただし、nは正の
整数)。
12. Two unidirectional prepregs cut into a desired shape within a range of 20 to 75 ° with respect to a main axis of a cored bar.
Wrap in both forward and backward directions, then cure and decore
The bias of two layers with different winding angles.
Method for producing tubular body made of fiber-reinforced plastic having a layer
Then , wrap the unidirectional prepreg around the core metal in both forward and reverse directions.
The starting position of each prepreg
The winding is performed with a shift of half a turn, and the number of windings of the unidirectional prepreg in the bias layer is (n + 0.1) to
A method for producing a reinforced fiber plastic tubular body, wherein n is within a range of (n + 0.4) (where n is a positive integer).
【請求項13】2枚の一方向性プリプレグのそれぞれの
巻角度が芯金主軸に対して20〜75°の範囲 内で正逆
両方向になるように、かつ、それぞれのプリプレグの巻
き初めと巻回数とを前記位置関係と巻回数になるように
重ねた後に、芯金に巻き付けることを特徴とする請求項
12に記載の強化繊維プラスチック製管状体の製造方
法。
13. Each of two unidirectional prepregs
Reversed when the winding angle is within the range of 20 to 75 ° with respect to the core shaft
Wind each prepreg in both directions.
Set the beginning and the number of turns to the above-mentioned positional relationship and the number of turns.
After stacking, it winds around the core metal.
12. The method for producing a reinforced fiber plastic tubular body according to 12 .
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