JP3652764B2

JP3652764B2 - Golf club shaft

Info

Publication number: JP3652764B2
Application number: JP32637995A
Authority: JP
Inventors: 吉田　　誠
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 1995-11-20
Filing date: 1995-11-20
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2015-11-20
Also published as: JPH09140839A

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に於て、上記傾斜層に隣接する直交層のうち少なくとも１層を、細径端から全長の1/4 〜1/2 に渡って配設すると共に、該細径端から全長の 1/4 〜 1/2 に渡って配設させる該直交層は上記傾斜層のみに隣接し、かつ、上記平行層に隣接する直交層のうち少なくとも１層を、大径端から全長の1/2 〜3/4 に渡って配設すると共に、該大径端から全長の 1/2 〜 3/4 に渡って配設させる該直交層は上記平行層のみに隣接するものである。
【０００５】
この際、シャフト重量が、シャフト長さ10mm当たり0.25〜0.5 g となった場合に特に有効である。
【０００６】
【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。
【０００７】
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。
【０００８】
この場合、図２に示すように、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の繊維の傾斜角度θが＋45°であり、ロの傾斜層１の繊維の傾斜角度θが−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層があり、ヘの直交層３は、シャフトの細径部側に配設され、トの直交層３は、シャフトの大径部側に配設される。つまり、ヘとトの直交層３以外の層の長さ寸法は、シャフトの全長と同一であり、ヘの直交層３は該全長の約1/2 の長さ寸法であり、トの直交層３は全長の約1/2 の長さ寸法である。なお、図２における各層はプリプレグである。
【０００９】
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、シャフト重量としては、シャフト長さ10mm当たり0.25〜0.5 g とされる。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、このプリプレグを、図２に示すテーパ付マンドレル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、テープ剥離等を行う。従って、この場合、ヘの直交層３は、イの傾斜層１に隣接し、シャフトの細径端５から全長の約1/2 に渡って配設され、トの直交層３は、ハ及びニの平行層２，２に隣接し、シャフトの大径端６から全長の約1/2 に渡って配設される。
【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、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、圧縮変形は大径部程大きいため、大径部側に配置するのが好ましい。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。さらに、ねじり強度はシャフト軸に垂直な断面方向からみて傾斜層の埋設部分の径が小さいほど弱いため、特に細径部に配置すると効果的である。
【００１１】
従って、本発明のように、傾斜層１の近傍に細径部側を中心に直交層３を配置し、平行層２の近傍に大径部側を中心に直交層３を配置すれば、曲げ及びねじりに強く、しかも、軽量化を図ることができる。
【００１２】
次に、図３は他の形態を示し、この場合、ヘの直交層３の長さ寸法が全長の約1/4 とされ、トの直交層３の長さ寸法が全長の約3/4 とされ、他の傾斜層１と平行層２は図２に示すゴルフシャフトと同じである。従って、この場合、ヘの直交層３が、シャフトの細径端５から全長の約1/4 に渡って配設されると共に、トの直交層３が、シャフトの大径端６から全長の約3/4 に渡って配設され、シャフトとして、曲げ及びねじりに強く、しかも、軽量化を図ることができる。
【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、曲げ試験及びねじり破壊試験を行った。実施例１は図２に対応し、実施例２は図３に対応し、比較例１は図４に対応し、比較例２は図５に対応する。即ち、比較例１では、ヘ及びトの直交層３も夫々全長にわたり、比較例２では、比較例１に比べてトの直交層３が省略されている。なお、比較例３及び比較例４に対応した図示は省略したが、比較例３では、ヘの直交層３の長さ寸法を全長の約3/4 とすると共にトの直交層３の長さ寸法を全長の約1/4 とし、比較例４では、ヘの直交層３を省略している。
【００１４】
【表１】

【００１５】
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、▲１▼〜▲８▼までの８種類の繊維強化複合樹脂層を使用する。この場合、▲２▼の傾斜層は、シャフト軸心に対して約＋45°に傾斜し、▲３▼の傾斜層はシャフト軸心に対して約−45°に傾斜している。また、全とはシャフト全長に対応する長さを示し、実施例１，２及び比較例３の▲１▼の1/2 ，1/4 ，3/4 は各々細径端５からシャフト全長に対する割合であり、実施例１，２及び比較例３の▲５▼の1/2 ，3/4 ，1/4 は各々大径端６からシャフト全長に対する割合であり、さらに、比較例２の▲５▼及び比較例４の▲１▼の−は、比較例２においては▲５▼の直交層が省略され、比較例４においては、▲１▼の直交層が省略されていることを示している。
【００１６】
また、各シャフトの全長としては、1143mmとし、テーパ角度としては、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、そのスパン長を 300mmとし、ねじり破壊試験はシャフト両端固着にて測定を行った。曲げ強度の細径部とは細径端５から 200mmの点、中央部とは細径端５から 600mmの点、大径部とは細径端５から1000mmの点をいう。
【００１７】
表１から分かるように、比較例１に対して、比較例２〜４及び実施例１，２は全体として一層（直交層）分だけ少なくなって、全体の重量が減少している。また、曲げ破壊時に圧縮変形の大きい中央部から大径部に対して平行層２の近傍の直交層３が減少した比較例２，３のシャフトは、曲げ強度が大幅に低下している。さらに、（ねじれ破壊に対して抵抗力の低い）細径部に対して傾斜層１の近傍の直交層３の量が減少した比較例４のシャフトはねじり強度が大幅に低下している。これに対して、実施例１，２では、軽量化を達成でき、しかも、曲げ強度、ねじり強度ともバランス良く維持している。
【００１８】
【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。
【００１９】
(1) 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。
(2) つまり、曲げ応力を受けたときに軸方向に受ける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、圧縮変形（局所的な座屈）は大径部程生じ易いため、直交層３を平行層２に近接して大径部側に（大径端６から全長の 1/2 〜 3/4 にわたって）配置することにより、この平行層２の変形を抑えるのに効果的である。
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に対しては、ねじり強度はシャフト軸に垂直な断面方向からみて傾斜層の埋設部分の径が小さいほど弱いため、直交層３を傾斜層１に近接して細径部に（細径端５から全長の 1/4 〜 1/2 にわたって）配置することにより効果的となる。
(3) 特に、請求項２記載のゴルフクラブシャフトによれば、軽く、強度の低下もないシャフトとなる。
【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簡略斜視図である。
【図２】各層の展開図である。
【図３】他の形態の各層の展開図である。
【図４】比較例の各層の展開図である。
【図５】他の比較例の各層の展開図である。
【符号の説明】
１傾斜層
２平行層
３直交層
５細径端
６大径端[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a golf club shaft comprising a plurality of fiber reinforced composite resin layers.
[0002]
[Prior art]
In general, this type of golf club shaft has a layer in which reinforcing fibers are inclined at a predetermined angle (for example, 40 to 45 °) with respect to the shaft axis in order to have torsional rigidity and strength, and bending rigidity and strength. And a layer in which reinforcing fibers are arranged in parallel to the shaft axis. In addition, in order to prevent compressive deformation in the shaft radial direction that occurs when bending stress is applied, a prepreg sheet in which the fiber direction is orthogonal to the shaft axis may be used.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, as described above, since the rigidity and strength are taken into consideration, the weight of the entire shaft becomes large, which is contrary to the reduction in weight required in recent years. That is, if the shaft becomes lighter, the weight of the head is increased by that amount, and the moment of inertia at the time of hitting can be increased, thereby increasing the initial velocity of the ball. It has been.
Therefore, an object of the present invention is to provide a golf club shaft that is not different from the conventional one in strength and can be reduced in weight.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, a golf club shaft according to the present invention includes an inclined layer of a fiber reinforced composite resin layer in which an arrangement direction of reinforcing fibers is inclined ± (10 to 80 °) with respect to a shaft axis, and a shaft A plurality of parallel layers of the fiber reinforced composite resin layer in which the arrangement direction of the reinforcing fibers is parallel to the axis and a perpendicular layer of the fiber reinforced composite resin layer in which the arrangement direction of the reinforcing fibers is orthogonal to the shaft axis In the golf club shaft comprising a fiber reinforced composite resin layer, at least one of the orthogonal layers adjacent to the inclined layer is disposed from 1/4 to 1/2 of the entire length from the narrow end, The orthogonal layer disposed from 1/4 to 1/2 of the entire length from the narrow end is adjacent to only the inclined layer, and at least one of the orthogonal layers adjacent to the parallel layer is large. while disposed over 1/2 to 3/4 of the total length from the diameter end, the total length of the large diameter end The quadrature layer which is disposed over a 1/2 to 3/4 are those adjacent only to said parallel layers.
[0005]
In this case, it is particularly effective when the shaft weight is 0.25 to 0.5 g per 10 mm of the shaft length.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0007]
FIG. 1 shows a golf club shaft according to the present invention, and this golf club shaft is composed of a plurality of fiber reinforced composite resin layers. (10-80 °) Inclined inclined layer 1, parallel layer 2 in which the reinforcing fibers are arranged in parallel with the shaft axis, and orthogonal layer 3 in which the reinforcing fibers are arranged in the orthogonal direction with respect to the shaft axis And having. Each

layer

1, 2, and 3 is formed by arranging reinforcing fibers such as carbon fibers and glass fibers in respective directions, impregnating a thermosetting resin such as an epoxy resin to form a prepreg, and heating and curing the prepreg. Is.
[0008]
In this case, as shown in FIG. 2, the inclined layer 1 has two layers, i and b, and the inclination directions of the fibers are different. That is, the inclination angle θ of the fibers in the inclined layer 1 is + 45 °, and the inclination angle θ of the fibers in the inclined layer 1 is −45 °. The parallel layer 2 has three layers C, D, and E, and the orthogonal layer 3 has three layers F, G, and H. The orthogonal layer 3 is arranged on the small diameter portion side of the shaft. The orthogonal layer 3 is disposed on the large diameter portion side of the shaft. That is, the length dimension of the layers other than the right and left orthogonal layers 3 is the same as the entire length of the shaft, and the right angle layer 3 is approximately 1/2 of the total length. 3 is a length of about 1/2 of the total length. Each layer in FIG. 2 is a prepreg.
[0009]
That is, this golf shaft is composed of, in order from the inner side, an orthogonal layer 3, an inclined layer 1, an inclined layer 1, a parallel layer 2, a rectangular layer 3, a parallel layer 2, a rectangular layer, The layer 3 and the parallel layer 2 of the E are each made of an FRP tubular body wound in a cylindrical shape, and the shaft weight is 0.25 to 0.5 g per 10 mm of the shaft length. Specifically, each layer of prepreg (reinforced fibers such as carbon fibers arranged in respective directions and impregnated with a thermosetting resin such as epoxy resin) is formed, and this prepreg is shown in FIG. It winds around the mandrel 4 with a taper, and after that, taping and a baking process are performed and the removal of the mandrel 4, tape peeling, etc. are performed. Therefore, in this case, the orthogonal layer 3 is adjacent to the inclined layer 1 and is disposed over a half of the entire length from the small diameter end 5 of the shaft. Adjacent to the two

parallel layers

2 and 2, the shaft is disposed from the large-diameter end 6 of the shaft to about ½ of the entire length.
[0010]
Thus, the light shaft is broken due to its thin wall thickness, so that when the bending stress is applied, the bending caused by the local buckling of the portion subjected to compression in the axial direction and the amount of the inclined layer 1 are reduced. For this reason, it is considered that the fracture occurs due to the splitting of the joint portion of the inclined layer 1 when subjected to torsional stress. The parallel layer 2 is most effective against the former compression, and it is effective to suppress deformation of the parallel layer 2. Therefore, it is preferable to dispose the orthogonal layer 3 close to the parallel layer 2, and it is preferable to dispose the orthogonal layer 3 on the large-diameter portion side because compression deformation is larger in the large-diameter portion. For the latter destruction, the orthogonal layer 3 is preferably arranged close to the inclined layer 1. Furthermore, since the torsional strength is weaker as the diameter of the embedded portion of the inclined layer is smaller as viewed from the cross-sectional direction perpendicular to the shaft axis, it is particularly effective to arrange it in the small diameter portion.
[0011]
Therefore, as in the present invention, if the orthogonal layer 3 is arranged around the small diameter portion near the inclined layer 1 and the orthogonal layer 3 is arranged around the large diameter portion near the parallel layer 2, the bending is achieved. In addition, it is strong against torsion and can be reduced in weight.
[0012]
Next, FIG. 3 shows another embodiment. In this case, the length dimension of the orthogonal layer 3 is about 1/4 of the total length, and the length dimension of the orthogonal layer 3 is about 3/4 of the total length. The other inclined layer 1 and parallel layer 2 are the same as the golf shaft shown in FIG. Accordingly, in this case, the orthogonal layer 3 is disposed over a quarter of the entire length from the small-diameter end 5 of the shaft, and the orthogonal layer 3 of the shaft is extended from the large-diameter end 6 of the shaft to the entire length. It is arranged over about 3/4, and as a shaft, it is strong against bending and twisting, and can be reduced in weight.
[0013]
【Example】
Examples are shown below.
After forming the prepreg of each layer according to Table 1, each layer is wound around the mandrel 4, and then taping and firing are performed to remove the mandrel 4, peel off the tape, and form various shafts. A bending test and a torsional fracture test were performed. Example 1 corresponds to FIG. 2, Example 2 corresponds to FIG. 3, Comparative Example 1 corresponds to FIG. 4, and Comparative Example 2 corresponds to FIG. That is, in Comparative Example 1, the F and G orthogonal layers 3 also extend over the entire length, and in Comparative Example 2, the G orthogonal layer 3 is omitted as compared to Comparative Example 1. Although illustration corresponding to Comparative Example 3 and Comparative Example 4 is omitted, in Comparative Example 3, the length dimension of the orthogonal layer 3 is about 3/4 of the total length and the length of the orthogonal layer 3 is The dimension is about 1/4 of the total length, and the orthogonal layer 3 is omitted in Comparative Example 4.
[0014]
[Table 1]

[0015]
In Table 1, 90 indicates an orthogonal layer, tilt indicates an inclined layer, 0 indicates a parallel layer, and eight types of fiber-reinforced composite resin layers (1) to (8) are used. In this case, the inclined layer (2) is inclined about + 45 ° with respect to the shaft axis, and the inclined layer (3) is inclined about −45 ° with respect to the shaft axis. Further, “total” indicates a length corresponding to the total length of the shaft, and 1/2, 1/4, and 3/4 of (1) in Examples 1 and 2 and Comparative Example 3 are each from the small diameter end 5 to the total length of the shaft. The ratios 1/2, 3/4, and 1/4 of (5) in Examples 1 and 2 and Comparative Example 3 are ratios relative to the total shaft length from the large-diameter end 6, respectively. 5 and Comparative Example 4 (1)-indicate that the orthogonal layer (5) is omitted in Comparative Example 2, and the orthogonal layer (1) is omitted in Comparative Example 4. Yes.
[0016]
The total length of each shaft was 1143 mm, and the taper angle was about 0.4 °. The bending test was a three-point bending test, the span length was 300 mm, and the torsional fracture test was performed by fixing both ends of the shaft. The small-diameter portion of the bending strength is the point from the small-diameter end 5 to 200 mm, the central portion is the point from the small-diameter end 5 to 600 mm, and the large-diameter portion is the point from the small-diameter end 5 to 1000 mm.
[0017]
As can be seen from Table 1, compared with Comparative Example 1, Comparative Examples 2 to 4 and Examples 1 and 2 are reduced by one layer (orthogonal layer) as a whole, and the overall weight is reduced. In addition, the bending strength of the shafts of Comparative Examples 2 and 3 in which the orthogonal layer 3 in the vicinity of the parallel layer 2 decreases from the central portion where the compressive deformation is large at the time of bending fracture to the large diameter portion is greatly reduced. Further, the torsional strength of the shaft of Comparative Example 4 in which the amount of the orthogonal layer 3 in the vicinity of the inclined layer 1 is reduced with respect to the small diameter portion (which has low resistance to torsional fracture) is greatly reduced. On the other hand, in Examples 1 and 2, weight reduction can be achieved, and both bending strength and torsion strength are maintained in a well-balanced manner.
[0018]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
[0019]
(1) A golf club shaft which is resistant to bending and twisting and can be reduced in weight.
(2) That is, it is the parallel layer 2 that is most effective for compression in the axial direction when subjected to bending stress, and compression deformation (local buckling) occurs in the larger diameter portion. Therefore, by arranging the orthogonal layer 3 close to the parallel layer 2 on the large diameter side (from the large diameter end 6 to 1/2 to 3/4 of the entire length ), the deformation of the parallel layer 2 is suppressed. It is effective.
For fractures caused by splitting of the joint portion of the inclined layer 1 when subjected to torsional stress, the torsional strength is weaker as the diameter of the embedded portion of the inclined layer is smaller when viewed from the cross-sectional direction perpendicular to the shaft axis. It becomes effective by arranging the layer 3 close to the inclined layer 1 in the small diameter portion (from the small diameter end 5 to 1/4 to 1/2 of the entire length ).
(3) In particular, according to the golf club shaft of the second aspect, the shaft is light and does not deteriorate in strength.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a simplified perspective view of a golf club shaft according to the present invention.
FIG. 2 is a development view of each layer.
FIG. 3 is a development view of each layer in another form.
FIG. 4 is a development view of each layer of a comparative example.
FIG. 5 is a development view of each layer of another comparative example.
[Explanation of symbols]
1 Inclined layer 2 Parallel layer 3 Orthogonal layer 5 Small diameter end 6 Large diameter end

Claims

An inclined layer 1 of a fiber reinforced composite resin layer in which the arrangement direction of reinforcing fibers is inclined ± (10 to 80 °) with respect to the shaft axis, and a fiber reinforced composite in which the arrangement direction of reinforcing fibers is parallel to the shaft axis. A golf club shaft comprising a plurality of fiber-reinforced composite resin layers of a parallel layer 2 of a resin layer and an orthogonal layer 3 of a fiber-reinforced composite resin layer in which an arrangement direction of reinforcing fibers is orthogonal to a shaft axis. at least one layer of the perpendicular layer 3 adjacent to the inclined layer 1, as well as disposed over a 1/4 to 1/2 of the total length from the small diameter end 5, 1/4 to of the total length from the small diameter end 5 The orthogonal layer 3 disposed over 1/2 is adjacent to only the inclined layer 1, and at least one of the orthogonal layers 3 adjacent to the parallel layer 2 is extended from the large-diameter end 6 to a total length of 1 / 2 to 3/4 and the orthogonal layer 3 arranged from the large-diameter end 6 to 1/2 to 3/4 of the entire length. Is adjacent to only the parallel layer 2 .

2. The golf club shaft according to claim 1, wherein the shaft weight is 0.25 to 0.5 g per 10 mm of the shaft length.