JP3579156B2 - ゴルフクラブシャフト - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の繊維強化複合樹脂層からなるゴルフクラブシャフトに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、この種のゴルフクラブシャフトは、ねじれ剛性・強度を持たせるために強化繊維をシャフト軸心に対して所定角度（例えば、４０〜４５°）で傾斜した層と、曲げ剛性・強度を持たせるために強化繊維をシャフト軸心に対して平行に配置した層と、を備える。また、曲げ応力が加わったときに生じるシャフト径方向の圧縮変形を防止するために、繊維方向がシャフト軸心と直交するプリプレグシートを用いる場合もあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述の如く、剛性・強度を考慮するために、シャフト全体の重量が大となり、近年において求められている軽量化に反することになる。即ち、シャフトが軽量化すれば、その分ヘッドの重量を増大させて、打球時の慣性モーメントを大きくし、これによりボールの初速度の増大を図ることができるから近年ではより軽量のものが求められている。
そこで、本発明では、強度的に従来のものと変わらずしかも軽量化を図ることができるゴルフクラブシャフトを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係るゴルフクラブシャフトは、シャフト軸心に対して強化繊維の配列方向が±（10〜80°）傾斜した複数の繊維強化複合樹脂層の傾斜層と、シャフト軸心に対して強化繊維の配列方向が平行である複数の繊維強化複合樹脂層の平行層と、シャフト軸心に対して強化繊維の配列方向が直交する複数の繊維強化複合樹脂層の直交層との複数の繊維強化複合樹脂層からなるゴルフクラブシャフトであって、全体の重量を10〜50ｇとし、かつ、上記傾斜層の内側と外側の各々に少なくとも一層の直交層を配置すると共に、全ての平行層を傾斜層よりも外側に配設し、傾斜層よりも外側において一の直交層を一の平行層に隣接したものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳説する。
【０００６】
図１は本発明に係るゴルフクラブシャフトを示し、このゴルフクラブシャフトは、複数の繊維強化複合樹脂層からなり、繊維強化複合樹脂層としては、シャフト軸心に対して強化繊維の配列方向が±（１０〜８０°）傾斜した傾斜層１と、シャフト軸心に対して強化繊維の配列方向が平行である平行層２と、シャフト軸心に対して強化繊維の配列方向が直交する直交層３と、を有する。各層１，２，３は、炭素繊維やガラス繊維等の強化繊維を夫々の方向に配列して、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させてプリプレグを形成し、このプリプレグを加熱硬化させたものである。
【０００７】
この場合、傾斜層１としては、イ，ロの２層があり、繊維の傾斜方向が相違する。つまり、イの傾斜層１は繊維の傾斜角度θが＋約４５°であり、ロの傾斜層１の繊維の傾斜角度θが−約４５°である。平行層２としては、ハ，ニ，ホの３層があり、直交層３としては、ヘ，ト，チの３層がある。
【０００８】
即ち、このゴルフシャフトは、内側から順に、ヘの直交層３、イの傾斜層１、ロの傾斜層１、ハの平行層２、トの直交層３、ニの平行層２、チの直交層３、ホの平行層２が夫々筒状に巻設されたＦＲＰ管状体からなり、シャフト全体の重量としては、１０〜５０ｇとしている。具体的には、各層のプリプレグ（炭素繊維等の強化繊維を夫々の方向に配列して、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させたもの）を形成し、直交層３（ヘ）と、２枚の傾斜層１（イ），１（ロ）（プリプレグ）を重ね合わせて、図２に示すテーパ付きマンドレル４に巻回する。続いて、平行層２（ハ）（プリプレグ）を巻回していく。次に、図３に示す如く、直交層３（ト）と平行層２（ニ）とを重ね合わせ、また、直交層３（チ）と平行層２（ホ）とを重ね合わせ、（この２枚のプリプレグを）順次巻回する。その後は、テーピング、焼成処理をしてマンドレル４の脱去、テープ剥離等を行い、複数（図例では、８層）の繊維強化複合樹脂層からなる管状体に形成する。
【０００９】
従って、傾斜層１の内側と外側の各々に少なくとも一層の直交層３が配設されると共に、一の直交層３が一の平行層２に隣接される。具体的には、傾斜層１，１の内側にはヘの直交層３が配設され、傾斜層１，１の外側にはトとチの直交層３，３が配設され、トの直交層３の内側にはハの平行層２が配設され、トの直交層３の外側にはニの平行層２が配設され、チの直交層３の内側にはニの平行層２が配設され、チの直交層３の外側にはホの平行層２が配設されている。
【００１０】
しかして、軽量シャフトの折れのメカニズムは、肉厚が薄いために、曲げ応力を受けたときに軸方向に圧縮を受ける部分の局所的な座屈により発生する破壊と、傾斜層１の量が少ないために、ねじり応力を受けたときに傾斜層１のジョイント部の分裂により発生する破壊と、が考えられる。前者の圧縮に対して最も効力を発揮しているのは平行層２であり、この平行層２の変形を抑えるのが効果的である。従って、前者の破壊には、直交層３を平行層２に近接して配置するのが好ましく、また、後者の破壊に対しては、直交層３を傾斜層１に近接して配置するのが好ましい。
【００１１】
従って、本発明のように、直交層３を平行層２に隣接すると共に、傾斜層１の内側と外側の両方に少なくとも直交層３を、配置すれば、曲げ応力を受けたときに軸方向に圧縮を受ける部分の局所的な座屈により発生する破壊と、ねじり応力を受けたときに傾斜層１のジョイント部の分裂により発生する破壊とを、バランス良く有効に防止することができる。
【００１２】
次に、図４は他の形態を示し、この場合、内側から、ヘ’の直交層３、ト’の直交層３、イ’の傾斜層１、ロ’の傾斜層１、ハ’の平行層２、チ’の直交層３、ニ’の平行層２、ホ’の平行層２が夫々筒状に巻設されている。従って、この場合も、傾斜層１の内側と外側の各々に少なくとも一層の直交層３が配設されると共に、一の直交層３が一の平行層２に隣接している。具体的には、傾斜層１，１の内側にはヘ’，ト’の直交層３が配設され、傾斜層１，１の外側にはチ’の直交層３が配設され、チ’の直交層３の内側にはハ’の平行層２が配設され、チ’の直交層３の外側にはニ’の平行層２が配設される。これにより、このシャフトも曲げ及びねじれに強いものとなっている。なお、図４に於てへ’とト’の直交層３，３の間の白い円環は、単に両層３，３の境界を示し、実際は相互に密着している（なお、後述の図５に於ても同様に直交層３，３，３は相互に密着している）。
【００１３】
【実施例】
以下、実施例を示す。
表１にしたがって各層のプリプレグを形成した後、各層をマンドレル４に巻設し、その後はテーピング、焼成処理をして、マンドレル４の脱去、テープ剥離等を行い、各種のシャフトを形成して、曲げ試験、圧壊試験、及びねじり破壊試験を行った。実施例２は図１に対応し、実施例４は図４に対応し、比較例１は図５に対応し、比較例２は図６に対応する。
【００１４】
【表１】

【００１５】
即ち、実施例１では、内側から、直交層３、傾斜層１、傾斜層１、直交層３、直交層３、平行層２、平行層２、平行層２が配置されて成り、実施例３では、内側から、直交層３、傾斜層１、傾斜層１、平行層２、平行層２、直交層３、直交層３、平行層２が配置されて成り、比較例３では、内側から、平行層２、直交層３、傾斜層１、傾斜層１、直交層３、平行層２が配置されて成る。つまり、比較例３のみが６層からなり、他は８層からなる。なお、各シャフトはテーパ付シャフトであるが各シャフトの対応する部位における内径寸法及び外径寸法は夫々同一とした。
【００１６】
表１において、９０は直交層を示し、傾は傾斜層を示し、０は平行層を示している。各例のシャフトの傾斜層は、内側の傾斜層がシャフト軸心に対して約＋４５°に傾斜し、外側の傾斜層がシャフト軸心に対して約−４５°に傾斜している。
【００１７】
また、各シャフトは、その全長を１１４３ｍｍとし、そのテーパ角度を約０．４ °とした。そして、曲げ試験としては、３点曲げ試験とし、そのスパン長 ３００ｍｍにて １７５ｍｍの点を測定し、ねじり破壊試験はシャフト両端固着にて測定を行った。圧壊試験については、長さ２０ｍｍの試験片を切り出し、管状体の径方向の圧壊試験を行った。
【００１８】
表１から判るように、比較例１のシャフトは、傾斜層の外側に直交層が配設されていないと共に、直交層が平行層に隣接していないので、ねじり強度においては他のシャフトに勝っているが、曲げ強度がかなり低い値を示し、比較例２のシャフトは、傾斜層の内側に直交層が配設されていないので、曲げ強度においては他のシャフトに勝っているが、ねじり強度がかなり低い値を示している。これに対し、実施例１〜４の各シャフトは、曲げ強度とねじり強度をバランス良く備え、軽量シャフトの折れに対する対策としては最適である。なお、比較例３のシャフトは、曲げ強度とねじり強度をバランス良く備えているが、実施例１〜４の各シャフトに比べて曲げ強度及び圧壊強度が劣っている。
【００１９】
【発明の効果】
本発明は上述の如く構成されているので、次に記載する効果を奏する。
【００２０】
曲げ及びねじれに強く、しかも、軽量化を図ることができるゴルフクラブシャフトとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るゴルフクラブシャフトの断面図である。
【図２】製造方法の説明図である。
【図３】製造方法の説明図である。
【図４】他の形態の断面図である。
【図５】比較例の断面図である。
【図６】他の比較例の断面図である。
【符号の説明】
１ 傾斜層
２ 平行層
３ 直交層

Claims (1)

1. シャフト軸心に対して強化繊維の配列方向が±（10〜80°）傾斜した複数の繊維強化複合樹脂層の傾斜層１と、シャフト軸心に対して強化繊維の配列方向が平行である複数の繊維強化複合樹脂層の平行層２と、シャフト軸心に対して強化繊維の配列方向が直交する複数の繊維強化複合樹脂層の直交層３との複数の繊維強化複合樹脂層からなるゴルフクラブシャフトであって、全体の重量を10〜50ｇとし、かつ、上記傾斜層１の内側と外側の各々に少なくとも一層の直交層３を配設すると共に、全ての平行層２を傾斜層１よりも外側に配設し、傾斜層１よりも外側において一の直交層３を一の平行層２に隣接したことを特徴とするゴルフクラブシャフト。

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