JP3673325B2 - ゴルフクラブ用シャフト - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ショット時におけるボールの飛距離増大及び方向性向上を図ることができるゴルフクラブ用シャフトに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、ゴルフクラブ用シャフトにおいては、ショット時におけるボールの飛距離増大及び方向性向上を図るために、シャフトの曲げ剛性(縦剛性、以下同じ)を増大することや、シャフト先端部分のねじり剛性(トルク強度)を増大することが行われている。例えば、FRP製ゴルフクラブ用シャフトでは、シャフトの曲げ剛性増大を目的として、シャフトの手元部分(基端部分)や先端部分などにカーボン繊維、金属繊維等からなる補強層を配すること、シャフト先端部分のねじり剛性増大を目的として、シャフトの先端部分にシャフト軸線に対して0〜45度の配向角をなすカーボン繊維等からなる補強層を配することなどが行われている。これらの補強層は、シャフトの基本性能を得るための基本的な繊維強化材構成中に混然と組み込まれる形で配されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
前述したFRP製ゴルフクラブ用シャフトにおけるボールの飛距離増大及び方向性向上手段は、シャフトの基本性能を得るための基本的な繊維強化材構成中に補強層を混然と組み込む形で配するものであり、あくまでシャフトの静的な挙動、すなわちシャフトを静止させた状態で測定した場合における曲げ剛性、ねじれ剛性(静的諸元)の改善を図るものである。
【0004】
これに対し、シャフトの設計において、スイングを行っている状態におけるシャフトの挙動(動的挙動)を改善することによりボールの飛距離増大及び方向性向上を図るための検討は、従来全くなされていなかった。
【0005】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、シャフトの動的挙動を改善することによってボールの飛距離増大及び方向性向上を図ったゴルフクラブ用シャフトを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、前記目的を達成するために鋭意検討を行った結果、ゴルフクラブ用シャフトに下記特性▲1▼〜▲3▼を付与した場合、特にFRP製ゴルフクラブ用シャフトにおいて、シャフトの静的諸元を得るための基本的な繊維強化材構成に対し動的挙動調整層を別個に付加することによってシャフトに下記特性▲1▼〜▲3▼を付与した場合、シャフトの動的挙動を改善してシャフトの静的諸元を動的なスイング過程でより有効に機能させることが可能となり、これによってボールの飛距離増大及び方向性向上を図ることができることを知見し、本発明をなすに至った。
▲1▼シャフトの軸方向中央部分に曲げ剛性が相対的に高い領域を有すること。
▲2▼シャフトの手元部分及び先端部分にねじれ剛性が相対的に高い領域を有すること。
▲3▼シャフトが手元側から先端側にかけて漸次小径となる滑らかなテーパ状をなすこと。
【0007】
したがって、本発明は、FRP製ゴルフクラブ用シャフトであって、手元側から先端側にかけて漸次小径となる滑らかなテーパ状をなし、かつシャフト軸方向に沿ったねじり剛性分布特性線において、該特性線を直線状に描いた場合に比較してねじり剛性が高い領域を手元部分及び先端部分に有するとともに、シャフト軸方向に沿った曲げ剛性分布特性線において、該特性線を直線状に描いた場合に比較して曲げ剛性が高い領域を中央部分に有し、前記シャフト手元部分及び先端部分のねじり剛性分布並びに前記シャフト中央部分の曲げ剛性分布は、基本的な繊維強化材構成に対し動的挙動調整層を別個に付加することにより形成されていることを特徴とするゴルフクラブ用シャフトを提供する。
【0008】
本発明のゴルフクラブ用シャフトの特性を概念的に示すと、図1のようになる。すなわち、(A)に示すように、シャフトの外径は手元側から先端側に向けて漸次小さくなり、シャフトの外面形状は滑らかなテーパ状をなしている。また、(B)に示すように、ねじり剛性分布特性線aにおいて、その特性線を中央部分において特性線aと重なる直線bとして描いた場合に比較してねじり剛性が高い領域c、dを手元部分及び先端部分に有する。さらに、(C)に示すように、曲げ剛性分布特性線eにおいて、その特性線を手元部分及び先端部分において特性線eと重なる直線fとして描いた場合に比較して曲げ剛性が高い領域gを中央部分に有する。
【0009】
この場合、手元部分及び先端部分のねじり剛性c、dは、直線bとして描いたねじり剛性に対して急激に大きくなっていることが好ましい。また、中央部分の曲げ剛性gは、直線fとして描いた曲げ剛性に対して急激に大きくなっていることが好ましい。手元部分及び先端部分のねじり剛性を急激に大きくすることにより、コックをほどくときに手元部で生じるねじり及びインパクト時に先端部で生じるねじりを抑えてシャフトのコントロール性を高めることができる。また、シャフトの手元部分は先端部分に比べて大径であるため座屈が生じやすくなるが、手元部分のねじり剛性を急激に大きくすることにより、手元部分での座屈を抑えてシャフトのコントロール性を高めることにもなる。
【0010】
本発明シャフトをFRPで形成するに際しては、前記直線b、fで示される特性はシャフトの静的諸元を得るための基本的な繊維強化材構成によって得ることができ、領域c、d、gの特性は上記基本的な繊維強化材構成に対し動的挙動調整層を別個に付加することによって得ることができる。本発明では、このように基本的な繊維強化材構成に動的挙動調整層を付加した場合でも、シャフトの外面形状は滑らかなテーパ状に形成するものである。
【0011】
本発明のゴルフクラブ用シャフトでは、ねじり剛性分布特性線において、該特性線を直線状に描いた場合に比較してねじり剛性が高い領域を手元部分及び先端部分に有するので、手元部分及び先端部分のねじり剛性が相対的に高い。また、曲げ剛性分布特性線において、該特性線を直線状に描いた場合に比較して曲げ剛性が高い領域を中央部分に有するので、中央部分の曲げ剛性が相対的に高い。
【0012】
そのため、本発明シャフトでは、スイング時、特にトップオブスイングからインパクトにかけてヘッドフェイス面をスイングラインに対して一定角度内に保つ働きをするシャフトの静的諸元におけるねじり剛性に対し、主にシャフト中央部分から手元部分におけるねじり剛性分布による動的なコントロールを加えることにより、スイングに影響を与えることなくアドレス時に構えた位置にクラブフェース面を正確に戻すことが容易になる。また、本発明シャフトでは、前記ねじり剛性分布によって動的挙動における手元部分のねじり剛性値の適正化、ねじり振動減衰の増大化がなされているので、ダウンスイングの初期にシャフトに加わる強烈なねじりトルクにより生じるシャフト先端部の大きなねじれは、前記ねじり剛性値の適正化、ねじり振動減衰の増大化によって良好に抑制され、これによりスイングに影響を与えることなくアドレス時に構えた位置にクラブフェース面を正確に戻すことが容易になる。さらに、本発明シャフトでは、前記曲げ剛性分布によってトップオブスイングでのシャフトオーバーラン、スイング最下点でのトゥーダウンが抑制され、シャフトの軸線はスイング中ほぼ直線状に保持されるため、シャフトのねじれはこの直線状の軸線を中心として生じ、これによりスイングに影響を与えることなくアドレス時に構えた位置にクラブフェース面を正確に戻すことが容易になる。そして、これらの結果、ショット時におけるボールの飛距離増大及び方向性向上が図られる。
【0013】
なお、本発明シャフトにおいて、手元部分、中央部分、先端部分の長さはシャフトの長さによって異なるが、通常、基端を長さ0、先端を長さ100とした場合、手元部分は0から20〜40の部分、中央部分は20〜40から60〜80の部分、先端部分は60〜80から100の部分である。
【0014】
本発明のシャフトは、手元側から先端側にかけて漸次小径となる滑らかなテーパ状をなし、部分計測法で測定したトルク値が先端側より手元側の方が小さく、かつシャフト軸方向に沿った前記トルク値の特性線において、該特性線を直線状に描いた場合に比較して該トルク値の減少率が小さい領域を手元部分及び先端部分に有するとともに、EI値が先端側より手元側の方が大きく、かつシャフト軸方向に沿ったEI値の特性線において、該特性線を直線状に描いた場合に比較してEI値が高い領域を中央部分に有することが望ましい。
【0015】
ここで、部分計測法とは、シャフトのある箇所を回転しないように固定し、そこより手元方向又は先端方向に一定距離離れた箇所でシャフトに一定の回転力を加え、その回転力を加えた箇所が回転した角度(トルク値)を測定するトルク値測定方法をいう。部分計測法によるトルク値は、シャフトの各部分におけるねじり剛性の指標値となる。部分計測法によって例えば200mm間隔毎のトルク値を測定する場合、次のようにして測定を行うことができる。すなわち、まずシャフトの最先端箇所をチャック等で固定し、この固定箇所から手元方向に200mm離れた箇所でシャフトに回転力を加え、その箇所のトルク値を測定する。次に、前回回転力を加えた箇所をチャック等で固定し、この固定箇所から手元方向に200mm離れた箇所でシャフトに前回と同じ大きさの回転力を加え、その箇所のトルク値を測定する。以下、順次同様にして測定を行う。
【0016】
また、EI値とはシャフトの各部分における曲げ剛性の指標値となるものであり、本発明では3点曲げ試験を行って下記式によりEI値を算出した。この場合、一定間隔(L)離れた一対の支持具でシャフトを支持することによりシャフトを水平に保持するとともに、上記両支持具間の真ん中の位置をシャフト測定点とし、このシャフト測定点でシャフトに垂直に荷重(P)を加えた時のシャフト測定点のひずみ量(σ)からEI値を求めた。
EI値=(L3/48)・(P/σ)[kg・mm2×106]
L:両支持具間の距離(mm)
P:シャフトに加えた荷重(kg)
σ:荷重を加えたときのシャフトのひずみ量(mm)
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明ゴルフクラブ用シャフトの好適な実施形態としては、例えば、下記構成要件(イ)〜(ハ)を具備するシャフトが挙げられる。
(イ)長さが750〜1250mm、基端外径が15.5〜16.5mm、先端外径が8.0〜9.0mmであって、手元側から先端側にかけて漸次小径となる滑らかなテーパ状をなすこと。
(ロ)部分計測法で測定したトルク値が先端側より手元側の方が小さく、かつシャフト軸方向に沿った前記トルク値の特性線において、該特性線を直線状に描いた場合に比較して該トルク値の減少率が小さい領域を基端と基端から100〜300mm先端方向に離れた箇所との間の部分(手元部分)及び先端と先端から100〜300mm手元方向に離れた箇所との間の部分(先端部分)に有し、このシャフト手元部分及び先端部分のトルク値分布は、基本的な繊維強化材構成に対し動的挙動調整層を別個に付加することにより形成されていること。
(ハ)EI値が先端側より手元側の方が大きく、かつシャフト軸方向に沿ったEI値の特性線において、該特性線を直線状に描いた場合に比較してEI値が高い領域を基端から100〜300mm先端方向に離れた箇所と先端から100〜300mm手元方向に離れた箇所との間の部分(中央部分)に有し、このシャフト中央部分のEI値分布は、基本的な繊維強化材構成に対し動的挙動調整層を別個に付加することにより形成されていること。
【0018】
この場合、先端固定法で測定したトルク値は、シャフトに加える回転力が時計回り方向への1ポンドの回転力である場合に手元部分で3.0〜3.5度、中央部分で2.5〜3.0度、先端部分で1.0〜1.5度であり、構成要件(ハ)におけるEI値は、手元部分で8.0〜8.5kg・mm2×106、中央部分で6.5〜7.0kg・mm2×106、先端部分で1.5〜2.0kg・mm2×106であることが望ましい。
【0019】
【実施例】
本発明のFRP製ゴルフクラブ用シャフト(長さ1000mm)を製造した。この場合、図2に示すように、カーボン繊維を用いたプリプレグ4、6、8、30、40、50、60、70、10、12をこの順で(図中上から順に)マンドレル2に巻き付けた後、これらプリプレグを加熱硬化させた。なお、プリプレグ中に示した矢印は繊維配向方向を示す。
【0020】
プリプレグ4、6、8、10、12、14はシャフトの静的諸元を得るための基本的な繊維強化材構成をなすものであり、プリプレグ30、40、50、60、70は上記基本的な繊維強化材構成に対して別個に付加する動的挙動調整層を構成する。プリプレグ30、40、50、60は、シャフト手元部分及び先端部分のねじり剛性分布を形成するためのもので、その繊維配向角はシャフト軸線に対して両側方向に35〜45度である。プリプレグ70は、シャフト中央部分の曲げ剛性分布を形成するためのもので、その繊維配向角度はシャフト軸方向に対して0度である。なお、プリプレグ70だけを巻くとシャフトがいわゆる中太りとなるが、本例のシャフトではその両側方にプリプレグ30、40、50、60を巻いているので、シャフトは滑らかなテーパ状となっている。
【0021】
図3に本例のシャフトの外径分布、図4に本例のシャフトの部分計測法によるトルク値及び先端固定法によるトルク値、図5に本例のシャフトのEI値分布を示す。部分計測法は、前述した先端側固定により200mm間隔毎に測定する方法を用いた。先端固定法によるトルク値は、シャフトの最先端箇所をチャック等で回転しないように固定し、この固定箇所から手元方向に200、400、600、800、1000mm離れた箇所でそれぞれシャフトに一定の回転力を加え、その箇所のトルク値を測定した。この場合、シャフトに加える回転力は、時計回り方向への1ポンドの回転力とした。
【0022】
本例のシャフトを用いてゴルフクラブを作製し、ボールを打撃してシャフトの性能を調べた。その結果、本例のシャフトは、スイングに影響を与えることなくアドレス時に構えた位置にクラブフェース面を正確に戻すことを容易にし、ボールの飛距離増大及び方向性向上を図ることができるものであった。
【0023】
【発明の効果】
本発明のゴルフクラブ用シャフトによれば、シャフトの動的挙動を改善してシャフトの静的諸元を動的なスイング過程でより有効に機能させることが可能となり、そのためスイングに影響を与えることなくアドレス時に構えた位置にクラブフェース面を正確に戻すことを容易にして、ボールの飛距離増大及び方向性向上を図ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明ゴルフクラブ用シャフトの特性を概念的に示したグラフであり、(A)はシャフト軸方向におけるシャフト外径分布を示すグラフ、(B)はシャフト軸方向におけるねじり剛性分布を示すグラフ、(C)はシャフト軸方向における曲げ剛性分布を示すグラフである。
【図2】本発明の一実施例に係るゴルフクラブ用シャフトの製造工程を示す図である。
【図3】同ゴルフクラブ用シャフトのシャフト軸方向におけるシャフト外径分布を示すグラフである。
【図4】同ゴルフクラブ用シャフトのシャフト軸方向における部分計測法及び先端固定法によるトルク値分布を示すグラフである。
【図5】同ゴルフクラブ用シャフトのシャフト軸方向におけるEI値分布を示すグラフである。
Claims (6)
- FRP製ゴルフクラブ用シャフトであって、手元側から先端側にかけて漸次小径となる滑らかなテーパ状をなし、かつシャフト軸方向に沿ったねじり剛性分布特性線において、該特性線を直線状に描いた場合に比較してねじり剛性が高い領域を手元部分及び先端部分に有するとともに、シャフト軸方向に沿った曲げ剛性分布特性線において、該特性線を直線状に描いた場合に比較して曲げ剛性が高い領域を中央部分に有し、前記シャフト手元部分及び先端部分のねじり剛性分布並びに前記シャフト中央部分の曲げ剛性分布は、基本的な繊維強化材構成に対し動的挙動調整層を別個に付加することにより形成されていることを特徴とするゴルフクラブ用シャフト。
- 前記シャフト手元部分及び先端部分のねじり剛性分布は、基本的な繊維強化材構成に対し、繊維配向角が実質的にシャフト軸線に対して両側方向に35〜45度の動的挙動調整層を別個に付加することにより形成され、前記シャフト中央部分の曲げ剛性分布は、基本的な繊維強化材構成に対し、繊維配向角が実質的にシャフト軸線に対して0度の動的挙動調整層を付加することにより形成されている請求項1に記載のゴルフクラブ用シャフト。
- FRP製ゴルフクラブ用シャフトであって、手元側から先端側にかけて漸次小径となる滑らかなテーパ状をなし、部分計測法で測定したトルク値が先端側より手元側の方が小さく、かつシャフト軸方向に沿った前記トルク値の特性線において、該特性線を直線状に描いた場合に比較して該トルク値の減少率が小さい領域を手元部分及び先端部分に有するとともに、EI値が先端側より手元側の方が大きく、かつシャフト軸方向に沿ったEI値の特性線において、該特性線を直線状に描いた場合に比較してEI値が高い領域を中央部分に有し、前記シャフト手元部分及び先端部分のトルク値分布並びに前記シャフト中央部分のEI値分布は、基本的な繊維強化材構成に対し動的挙動調整層を別個に付加することにより形成されていることを特徴とするゴルフクラブ用シャフト。
- FRP製ゴルフクラブ用シャフトであって、下記構成要件(イ)〜(ハ)を具備することを特徴とするゴルフクラブ用シャフト。
(イ)長さが750〜1250mm、基端外径が15.5〜16.5mm、先端外径が8.0〜9.0mmであって、手元側から先端側にかけて漸次小径となる滑らかなテーパ状をなすこと。
(ロ)部分計測法で測定したトルク値が先端側より手元側の方が小さく、かつシャフト軸方向に沿った前記トルク値の特性線において、該特性線を直線状に描いた場合に比較して該トルク値の減少率が小さい領域を基端と基端から100〜300mm先端方向に離れた箇所との間の部分(手元部分)及び先端と先端から100〜300mm手元方向に離れた箇所との間の部分(先端部分)に有し、このシャフト手元部分及び先端部分のトルク値分布は、基本的な繊維強化材構成に対し動的挙動調整層を別個に付加することにより形成されていること。
(ハ)EI値が先端側より手元側の方が大きく、かつシャフト軸方向に沿ったEI値の特性線において、該特性線を直線状に描いた場合に比較してEI値が高い領域を基端から100〜300mm先端方向に離れた箇所と先端から100〜300mm手元方向に離れた箇所との間の部分(中央部分)に有し、このシャフト中央部分のEI値分布は、基本的な繊維強化材構成に対し動的挙動調整層を別個に付加することにより形成されていること。 - 先端固定法で測定したトルク値が、シャフトに加える回転力が時計回り方向への1ポンドの回転力である場合に手元部分で3.0〜3.5度、中央部分で2.5〜3.0度、先端部分で1.0〜1.5度であり、構成要件(ハ)におけるEI値が、手元部分で8.0〜8.5kg・mm2×106、中央部分で6.5〜7.0kg・mm2×106、先端部分で1.5〜2.0kg・mm2×106である請求項4に記載のゴルフクラブ用シャフト。
- 前記シャフト手元部分及び先端部分のトルク値分布は、基本的な繊維強化材構成に対し、繊維配向角が実質的にシャフト軸線に対して両側方向に35〜45度の動的挙動調整層を別個に付加することにより形成され、前記シャフト中央部分のEI値分布は、基本的な繊維強化材構成に対し、繊維配向角が実質的にシャフト軸線に対して0度の動的挙動調整層を付加することにより形成されている請求項3〜5のいずれか1項に記載のゴルフクラブ用シャフト。
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