JP4364700B2

JP4364700B2 - 繊維強化樹脂製シャフト

Info

Publication number: JP4364700B2
Application number: JP2004101107A
Authority: JP
Inventors: 宏長谷川
Original assignee: Ｓｒｉスポーツ株式会社
Priority date: 2004-03-30
Filing date: 2004-03-30
Publication date: 2009-11-18
Anticipated expiration: 2024-03-30
Also published as: JP2005279098A

Description

本発明は、繊維強化樹脂製シャフトに関し、特に、プリプレグ積層体からなるゴルフクラブシャフトとして好適に用いられ、ヘッド取付側の曲げ強度の向上を図るものである。

近年、ゴルフクラブシャフトにおいては、打球の速度向上、安定性向上のため、ヘッドに重量を集中させ、シャフトは軽量化の傾向にある。そのため、シャフトの材料は、軽量で、かつ適度な撓み性を有するカーボンプリプレグ等の繊維強化樹脂が主流となっている。しかしながら、シャフトの軽量化は強度低下を招き、特に、ヘッド側先端部は径が細いうえ、打球時に大きな衝撃力が加わるため、強度不足からシャフトに折れが生じる恐れがある。

また、従来の繊維強化樹脂材料の積層体よりなるシャフトは、通常、シャフト軸線に対して強化繊維を傾斜させたバイアス層の外側に、強化繊維をシャフト軸線と略平行に配置したストレート層を巻き付けて、曲げ強度の向上を図っている。
前記バイアス層は樹脂含有率を小さくすると成形しにくいことから比較的高い樹脂含有率とされる一方、ストレート層はシャフト軽量化のために低い樹脂含有率とされている。
しかしながら、シャフトの折れが最も発生しやすいシャフト先端部は、ヘッドネック径に合わせて外径が一定寸法に決まっていることが多いこともあって、バイアス層の樹脂含有率が高くなって厚みが増すと、それに応じてストレート層を薄くする必要が生じるため、強度低下を招き、このバイアス層とストレート層の境界でシャフト折れが発生しやすくなっている。
そこで、上記ヘッド端側のシャフトの強度を向上するさまざまな提案がなされている。

例えば、特開平１０−１５１２９号（特許文献１）では、シャフトのヘッド先端側の曲げ強さとシャフト先端の曲げ剛性を一定範囲に規定することにより、シャフト先端部の折損を防止しながら曲げ剛性を適正化することが提案されている。
また、特開２００２−２８２３９８号（特許文献２）では、バイアス層を内周側に、ストレート層を外周側に積層してシャフトを作製し、バイアス層の０°圧縮強度δおよび面内剪断強度ＳＩと、該バイアス層の強化繊維の引張弾性率Ｅを規定することにより、シャフトのねじり強度を高めることが提案されている。

しかしながら、シャフトの折れ発生は、上述したように、特に、バイアス層とストレート層の境界で発生することが多いため境界部分で強度を高める必要があるが、其の点に関しては特許文献１、特許文献２の構成では境界部分に発生しやすい折れ防止に十分は対策とはなっていない。
特開平１０−１５１２９号公報特開２００２−２８２３９８号公報

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、特に、シャフト先端部のバイアス層とストレート層の境界で発生しやすい折損を防止できる曲げ強度の高く且つ軽量で、特に、ゴルフクラブシャフトとして好適に用いられる繊維強化樹脂製シャフトを提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、第１の発明として、強化繊維を樹脂で含浸したプリプレグの積層体からなる管形状で、ゴルフクラブシャフトとする繊維強化樹脂製シャフトにおいて、
強化繊維をシャフトの軸線方向に対して２５°以上６５°以下の角度で配向させた全長層のバイアス層と、強化繊維をシャフトの軸線方向に対して０°以上１０°以下の角度で配向させた全長層のストレート層を備え、
前記全長層のバイアス層とストレート層の間に、ヘッド側の一端より４００ｍｍ以上７００ｍｍ以下の距離を隔てた位置までの領域にのみ配置する先端部境界ストレート層を設け、該先端部境界ストレート層の樹脂含有率が、内側に接する前記全長のバイアス層および外側に接する全長のストレート層の樹脂含有率よりも高くしていることを特徴とする繊維強化樹脂製シャフトを提供している。
また、第２の発明として、強化繊維を樹脂で含浸したプリプレグの積層体からなる管形状で、ゴルフクラブシャフトとする繊維強化樹脂製シャフトにおいて、
強化繊維をシャフトの軸線方向に対して２５°以上６５°以下の角度で配向させた全長層のバイアス層と、強化繊維をシャフトの軸線方向に対して０°以上１０°以下の角度で配向させた全長層のストレート層とを備え、
前記全長層のバイアス層とストレート層の間に、全長境界ストレート層を配置し、該全長境界ストレート層は、ヘッド側の一端より４００ｍｍ以上７００ｍｍ以下の距離を隔てた位置までのヘッド側先端の先端部境界補強領域を他の領域よりも樹脂含有率を高くし、該先端部境界補強領域の樹脂含有率を、内側に接する前記全長のバイアス層および外側に接する全長のストレート層の樹脂含有率よりも高くしていることを特徴とする繊維強化樹脂製シャフトを提供している。

このように、前記全長層のストレート層およびバイアス層と内接および外接する先端部境界ストレート層を高樹脂含有率とすることにより、先端部境界ストレート層の靭性を向上させ、曲げ強度を高めることができるため、亀裂等の損傷の発生防止や損傷部からの亀裂の成長を抑制することができる。
かつ、通常は、ストレート層はバイアス層に比べて巻き数が少ないため、そのストレート層のうち前記バイアス層と接する境界ストレート層、特に、バイアス層に外接する先端部境界ストレート層のみを高い樹脂含有率としても、重量増加を抑えることができる。
さらに、亀裂や折れは、バイアス層とストレート層が接する箇所の端部が最も発生しやすいことから、少なくとも端部から４００〜７００ｍｍの距離を隔てた位置までの境界ストレート層の樹脂含有率を高くすると、樹脂含有率を高くする領域を最小限に限定することで、重量増加を抑制しながら、端部からの亀裂発生を効果的に抑制できる。
前記ヘッド端から４００〜７００ｍｍの距離を隔てた位置まで、好ましくはヘッド先端から５００ｍｍの範囲まで前記先端部境界ストレート層の樹脂含有率をバイアス層の樹脂含有率よりも高めておくことがシャフトの折れや亀裂発生の防止に有効である。

前記ストレート層の樹脂含有率を高くするシャフトの断面においては、前記内接するバイアス層の厚みは、全体の厚みの半分以下、好ましくは３分の１程度がよい。これにより、曲げ強度の向上に効果的なストレート層の厚さを増大でき、シャフト折れを効果的に防止することができる。

前記のように、全長層のバイアス層に外接して先端部境界ストレート層が積層される箇所は、軸線方向にテーパ状のシャフトにおいて、小径端側で前記全長層のバイアス層とストレート層の間である。

前記バイアス層に外接する前記先端部境界ストレート層は、強化繊維の弾性率を５ｔ／ｍｍ²以上２０ｔ／ｍｍ²以下とし、かつ、
前記先端部境界ストレート層の樹脂含有率は、前記全長層のバイアス層および全長層のストレート層の樹脂含有率の１．２倍以上２．３倍以下としていることが好ましい。

このように、全長層のバイアス層に外接すると共に全長層のストレート層に内接する先端部境界ストレート層の強化繊維の弾性率を前記範囲内として低弾性率とすることにより、シャフト先端部の剛性増加を抑制できるため、該シャフトをゴルフクラブシャフトとした場合、打感や打ち出しの条件を良好なものとすることができる。また、樹脂含有率を前記範囲内として高含有率とすることにより、シャフトの損傷の発生、成長を抑制することができる。従って、良好な打感等と高い曲げ強度とをバランスよく両立させることができる。

前記境界ストレート層の強化繊維の弾性率を前記範囲内としているのは、５ｔ／ｃｍ²未満ではストレート層による補強強化が低下する一方、２０ｔ／ｃｍ²を超えると剛性が大きくなりすぎて打感等が悪化することに因る。
また、境界ストレート層の樹脂含有率をバイアス層の樹脂含有率に対して前記範囲内とているのは、１．２倍未満では靭性の向上や曲げ強度の向上が所期の程度まで図られず、２．３倍を超えると重量が増加すると共にシャフト外径が規定されている場合にはバイアス層の樹脂含有率を低下せざるをえなくなり、バイアス層を配置する効果が期待できなくなることに因る。

前記境界ストレート層以外のストレート層の強化繊維の弾性率の下限は、５ｔ／ｃｍ²以上、好ましくは２０ｔ／ｃｍ²以上であり、上限は１００ｔ／ｃｍ²以下、好ましくは４０ｔ／ｃｍ²以下である。
前記下限を５ｔ／ｃｍ²以上としているは、弾性率が低すぎるとシャフト剛性が低くなり、スイングしにくくなると共に強度が低くなるからである。上限を１００ｔ／ｃｍ²以下としているのは、シャフト剛性が高くなりスイングしにくく、強度も低くなるからである。
曲げ強度をさらに強くするには、強化繊維を特に低弾性率としている前記境界ストレート層を除き、ストレート層とバイアス層とを問わず、外層にいくに従って強化繊維の弾性率を低くすることが好ましい。

前記シャフトは一端より他端の直径が拡大するテーパ状で、小径の一端側に前記バイアス層に外接する前記ストレート層が配置された先端補強領域を設け、
前記先端補強領域に配置する前記ストレート層の樹脂含有率を３０ｗｔ％以上４５ｗｔ％以下とすると共に、該ストレート層が外接される前記バイアス層の樹脂含有率を２０ｗｔ％以上２５ｗｔ％以下としていることが好ましい。

前記先端部境界ストレート層の樹脂含有率を３０重量％以上４５重量％以下としているのは、３０重量％未満では曲げ強度向上の効果が十分に得られず、４５重量％を超えると重量増加を抑制できないことに因る。さらに好ましくは、３５重量％以上４５重量％以下がよい。
前記バイアス層の樹脂含有率を２０重量％以上２５重量％以下としているのは、２０重量％未満ではシートワインディング法による作製方法では、シート間の密着性が低くなり作業性が劣るからであり、２５重量％を超えると重量増加を招くことに因る。

なお、前記先端補強領域の境界ストレート層以外のストレート層の樹脂含有率は、下限が１５重量％以上、好ましくは２０重量％以上であり、上限は４０重量％以下、さらに好ましくは３０重量％以下が好ましい。
これは、１５重量％未満ではシャフトの強度が低下し、４０重量％を超えると重量増加を招くことに因る。

かつ、前記先端補強領域の境界ストレート層の樹脂含有率は、該先端補強領域に配置される他のいずれのストレート層の樹脂含有率よりも高くしていることが好ましい。このように、特定部のみの樹脂含有率を上げることにより、シャフトの重量増加を最小限度に抑えることができる。

前記第２の発明に記載したように、シャフトを管形状のゴルフクラブシャフトとした場合、ヘッド側先端より前記バイアス層に外接する前記境界全長ストレート層に先端部境界補強領域を設け、該先端部境界補強領域の前記ストレート層の樹脂含有率を、該ストレート層が外接されるバイアス層の樹脂含有率より高くしている。
前記したように、ゴルフクラブシャフトではヘッド取付側の先端で強度不足となってシャフト折れが発生しやすくなっていたため、該ヘッド取付側の先端にバイアス層にストレート層を外接させ、該ストレート層の樹脂含有率をバイアス層の樹脂含有率よりも高くした先端補強領域を設けておくと、ヘッド取付側先端でのシャフトの折れや亀裂の発生を抑制、防止することができる。

ゴルフクラブシャフトでは、ヘッド側先端より５０ｍｍ以上４００ｍｍ以下の距離を隔てた位置において、ヘッド側の内径に対して径が大きく増加する内径拡大部を設け、前記先端部境界補強領域は該内径拡大部を含む領域としていることが好ましい。
シャフトのヘッド取付側の小径先端部の強度を上げるために肉厚を大きくする場合、シャフト外径が規定されているため、内径を小さくして肉厚を大きくし、内径拡大部を設けている。該内径拡大部は内径のテーパーが変化するため強度が変化する。強度が変化する箇所には応力集中が発生しやすいため、内径拡大部に樹脂含有率の高い前記境界ストレート層を配置することによって、内径拡大部の強度不足を補い、効果的に曲げ強度を高めることができる。また、打球時の衝撃を緩和し、打感をソフトにすることもできる。

前記内径拡大部を含む領域に配置する前記ストレート層の樹脂含有率は、ヘッド側よりもグリップ側を高くすることが好ましい。
また、内径変化による損傷防止と、バイアス層とストレート層間の損傷防止との両方を達成するには、前記先端部境界ストレート層の樹脂含有率の最小樹脂含有率を３５重量％以上とすることが好ましい。

上述したように、本発明に係る繊維強化樹脂製シャフトによれば、全長層のバイアス層と全長層のストレート層が接するヘッド側先端部の間に、前記先端部境界ストレート層を設け、または全長境界ストレート層を設け、該全長境界ストレート層の先端境界補強部を配置することにより、全長バイアス層と全長ストレート層の積層領域の端部から発生しやすいシャフトの折れや亀裂を有効に防止できる。
特に、ゴルフクラブシャフトとした場合、シャフトの軽量性を維持したまま、折れが発生しやすかったヘッド取付側のシャフト先端部の曲げ強度を高めて、シャフト折れを効果的に防止することができる。
また、バイアス層に外接する境界ストレート層の強化繊維の弾性率を低くすることにより、先端部のみの剛性増大を抑制して、打感や打ち出しの条件等を良好なものにすることができる。

以下、発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図３は、本発明の第一実施形態に係るゴルフクラブシャフト１０を示し、このシャフト１０は、繊維強化プリプレグ２１〜２６の積層体からなるテーパー状の長尺な管状体よりなる。小径側のヘッド側先端１１にヘッド１３が取り付けられ、大径側のグリップ側後端１２にグリップ１４が取り付けられている。シャフト１０の全長は８００ｍｍ〜１３００ｍｍ、本実施形態では１２００ｍｍとしている。

前記シャフト１０の内径は、図２に示すように、ヘッド側先端１１から５０ｍｍ〜４００ｍｍの範囲内の位置、本実施形態では２００ｍｍの位置に第一テーパー変化点１５を設け、該第一テーパー変化点１５からグリップ側に２０ｍｍ〜１５０ｍｍ離隔した位置、本実施形態では５０ｍｍ離隔した位置に第二テーパー変化点１６を設けている。この第一テーパー変化点１５と第二テーパー変化点１６とで挟まれた領域を、他の領域よりも内径テーパーが大きい内径拡大部１７とし、ヘッド側先端１１から第二テーパー変化点１６までの、内径拡大部１７を含む領域を先端補強領域Ｓとしている。
なお、内径拡大部１７よりもヘッド側の領域の内径は４ｍｍ〜６ｍｍとし、肉厚は２ｍｍ〜３ｍｍとし、内径拡大部１７よりもグリップ側の領域の内径は６．５ｍｍ〜８ｍｍとし、肉厚は０．５ｍｍ〜２ｍｍとしている。

前記シャフト１０は、図３に示すように、強化繊維を引き揃えて樹脂を含浸させたプリプレグをシートワインディング製法によりマンドレル２０に巻きつけて積層した後、ポリプロピレン製のテープ（図示せず）を巻きつけた状態とし、これをオーブン中で加熱加圧し樹脂を硬化させて一体的に成形し、マンドレル２０を引き抜いてシャフト１０を製造している。シャフトの表面は研磨を行った後、両端をカットして塗装している。

シャフト１０を構成するプリプレグは、プリプレグ２１とバイアス層Ａを形成するプリプレグ２２、２３と、ストレート層Ｂを形成するプリプレグ２４〜２６とからなり、前記先端補強領域Ｓでプリプレグ２４がプリプレグ２３に外接するように、内層側からプリプレグ２１、２２、２３、２４、２５、２６の順に積層している。

前記プリプレグ２１〜２６は、いずれもカーボン繊維から成る強化繊維Ｆ２１、Ｆ２２、Ｆ２３、Ｆ２４、Ｆ２５、Ｆ２６にエポキシ樹脂を含浸させており、厚みは０．０１ｍｍ〜０．３ｍｍ、好ましく０．０５ｍｍ〜０．１５ｍｍの範囲内としている。また、プリプレグ目付量は５ｇ／ｍ²〜５００ｇ／ｍ²の範囲内とし、カーボン繊維目付量は５ｇ／ｍ²〜３００ｇ／ｍ²の範囲内とし、繊維方向に対して０度での曲げ強度は１００ｋｇｆ／ｍｍ²〜２００ｋｇｆ／ｍｍ²の範囲内のものを使用している。
なお、強化繊維には、ガラス繊維、ボロン繊維を用いてもよく、樹脂にはエポキシ樹脂以外の熱硬化性樹脂を使用してもよい。

詳しくは、プリプレグ２１は配向角が０゜、弾性率は３０ｔ／ｍｍ²、樹脂含有率が２５重量％である。
プリプレグ２２、２３は、長さをシャフト全長にわたる長さとし、幅をヘッド側先端１１で２回巻きする幅としている。強化繊維Ｆ２２はシャフト軸線に対してなす配向角を−４５°とし、強化繊維Ｆ２３はシャフト軸線に対してなす配向角を＋４５°とし、いずれも弾性率を３０ｔ／ｍｍ^２としている。プリプレグ２２、２３はいずれもも樹脂含有率は均一に２５重量％としている。これらプリプレグ２２、２３は重ね合わせた状態でマンドレル２０に巻きつけている。

プリプレグ２４は、前記先端補強領域Ｓに配置される形状として、先端部境界ストレート層Ｂ１を形成している。
詳しくは、図３に示すように、幅はヘッド側先端１１で1回巻きする幅とし、長さは、長辺側を７００ｍｍ、短辺側を５００ｍｍとする略台形状としている。強化繊維Ｆ２４はシャフト軸線に対してなす配向角を０°とし、弾性率を５ｔ／ｍｍ²としている。また、樹脂含有率は均一に３５重量％としている。

プリプレグ２５は、長さをシャフト全長にわたる長さとし、幅をヘッド側先端１１で２回巻きする幅として、外層側ストレート層Ｂ２を形成している。強化繊維Ｆ２５はシャフト軸線に対してなす配向角を０°とし、弾性率を２４ｔ／ｍｍ²としている。また、樹脂含有率は均一に２５重量％としている。

プリプレグ２６は、シャフト１０のヘッド側先端部に配置される形状としている。
詳しくは、図３に示すように、幅はヘッド側先端１１で３回巻きする幅とし、長さは、長辺側を４００ｍｍ、短辺側を０ｍｍとする直角三角形状としている。強化繊維Ｆ２６はシャフト軸線に対してなす配向角を０°とし、弾性率を２４ｔ／ｍｍ²としている。また、樹脂含有率は均一に２５重量％としている。

前記構成のゴルフクラブシャフト１０は、シャフト１０の先端補強領域Ｓに配置している先端部境界ストレート層Ｂ１及び内層ストレート層Ｂ０の樹脂含有率が、他のバイアス層Ａと外層側ストレート層Ｂ２のいずれもよりも高く、かつ、バイアス層Ａの樹脂含有率に対して１．４倍であって、１．２倍以上２．３倍以下の範囲内であるため、強い衝撃を受けやすいシャフト１０の先端部の折損、特に、従来生じやすかったバイアス層Ａとストレート層Ｂとの境界での損傷を効果的に防止して、曲げ強度を高めることができる。
また、先端部境界ストレート層Ｂ１は内径拡大部１７の領域にも配置されているため、該内径拡大部１７の強度不足を補い、この点からも曲げ強度を高めることができる。
さらに、先端部境界ストレート層Ｂ１の強化繊維の弾性率は、５ｔ／ｃｍ²〜２０ｔ／ｃｍ²の範囲内の低弾性率であるため、シャフト１０の先端部で極端に剛性が増大することを抑制し、適度な撓りによって打感や打ち出しの条件を良好とすることができる。
さらにまた、樹脂含有率の高いストレート層は、シャフト１０の先端部のみに巻きつけられる先端部境界ストレート層Ｂ１であるため、重量増加を最小限度に抑えて軽量性を維持することができる。

図４および図５は本発明の第二実施形態に係るシャフト１０’を示し、境界ストレート層Ｂ１’を構成するプリプレグ２４’の長さをシャフト全長にわたる長さとし、該全長境界プリプレグ２４’の樹脂含有率は、先端補強領域Ｓに当たる部位では高く、先端補強領域よりもグリップ側に当たる部位では低くしている。

詳しくは、前記プリプレグ２４’は、ヘッド側先端１１から３５０ｍｍの範囲の先端境界補強部２４ａ’の樹脂含有率を３０重量％とし、他部位２４ｂ’の樹脂含有率を２５重量％としている。また、強化繊維Ｆ２３の弾性率は均一に２４ｔ／ｃｍ²としている。

また、シャフト１０の内径は、図５に示すように、ヘッド側先端１１から２００ｍｍの位置に第一テーパー変化点１５’を設け、該第一テーパー変化点１５’からグリップ側に１５０ｍｍ離隔した位置に第二テーパー変化点１６’を設けている。この第一テーパー変化点１５’と第二テーパー変化点１６’とで挟まれた領域を、他の領域よりも内径テーパーが大きい内径拡大部１７’とし、ヘッド側先端１１から第二テーパー変化点１６’までの、内径拡大部１７’を含む領域を先端補強領域Ｓとしている。
なお、内径拡大部１７’よりもヘッド側の領域の内径は４ｍｍ〜６ｍｍとし、肉厚は２ｍｍ〜３ｍｍとし、内径拡大部１７’よりもグリップ側の領域の内径は６．５ｍｍ〜８ｍｍとし、肉厚は０．５ｍｍ〜２ｍｍとしている。
その他の点では前記第一実施形態と同一構成であるため同一符号を付して説明を省略する。

本実施形態においても、バイアス層Ａに外接する境界ストレート層Ｂ１を構成する全長境界プリプレグ２４’のうち、シャフト１０’の先端部境界補強領域Ｓに配置される先端部位２４ａ’のみで、樹脂含有率を他のバイアス層Ａや外層側ストレート層Ｂ２よりも高くし、かつ、バイアス層Ａの樹脂含有率の１．２倍としている。従って、重量増加を抑制しながら、バイアス層Ａとストレート層Ｂとの境界での損傷の発生および成長を防止すると共に、前記内径拡大部１７’の強度不足を補い、シャフト強度を高めることができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定するものではない。特に、前記第一実施形態において、先端部境界ストレート層Ｂ１を形成するプリプレグ２４は、ヘッド側からグリップ側に向けて徐々に樹脂含有率を漸増させ、かつ、その最小樹脂含有率がバイアス層Ａの樹脂含有率より高くなるように形成してもよく、この場合、内径拡大部１７の強度向上を一層効果的に図ることができる。

（実施例）
以上のことを確認するために、本発明のゴルフクラブシャフトの実施例１〜３および比較例１〜３について詳述する。

以下の表１に示すとおり、ゴルフクラブシャフトの内層ストレート層ＢＯを形成するプリプレグ２１、バイアス層Ａを形成するプリプレグ２２、２３、境界ストレート層Ｂ１を形成するプリプレグ２４、外層側ストレート層Ｂ２を形成するプリプレグ２５、２６の、強化繊維の弾性率および樹脂含有率を異ならせた実施例１〜３および比較例１〜３を作製し、曲げ破壊強度を測定し、また、実打テストによってフィーリングと打ち出し角についても調べ、結果を表２に示した。シャフトと組み合わせたヘッドは、素材をＴｉとし、体積を４００ｃｃとし、重さを２００ｇとし、グリップ（ダンロップオリジナルグリップ）は５０ｇとし、クラブ番手は＃１とした。

実施例１〜３および比較例１〜３のいずれも、シートワインディング製法により作製し、プリプレグ２１〜２６の構成材料およびプリプレグ２１〜２６による積層構成は前記第一実施形態と同一とした。即ち、いずれのプリプレグ２１〜２６もカーボン繊維を強化繊維としてエポキシ樹脂を含浸しており、内層側から、強化繊維Ｆ２１の配向角０°のプリプレグ２１を巻きつけてストレート層ＢＯを形成し、強化繊維Ｆ２２、Ｆ２３の配向角が−４５°、＋４５°のプリプレグ２２、２３を巻きつけてバイアス層Ａを形成し、その外周に、強化繊維Ｆ２４の配向角が０°のプリプレグ２４をヘッド側先端部に巻き付けて先端部境界ストレート層Ｂ１を形成し、さらにその外周に、強化繊維Ｆ２５、Ｆ２６の配向角が０°のプリプレグ２５、２６を巻き付けて外層側ストレート層Ｂ２を形成した。

（実施例１）
プリプレグ２１〜２６の強化繊維の弾性率および樹脂含有率を前記第一実施形態と同一とした。即ち、前記ストレート層ＢＯのプリプレグ２１、バイアス層Ａのプリプレグ２２、２３は、強化繊維弾性率を３０ｔ／ｍｍ²、樹脂含有率を均一に２５重量％とし、先端部境界ストレート層Ｂ１のプリプレグ２４は、強化繊維弾性率を５ｔ／ｍｍ²、樹脂含有率を均一に３５重量％とし、外層側ストレート層Ｂ２のプリプレグ２５、２６は、強化繊維弾性率を２４ｔ／ｍｍ²、樹脂含有率を均一に２５重量％とした。これにより、先端部境界ストレート層Ｂ１の樹脂含有率は、バイアス層Ａの樹脂含有率の１．４倍とした。

（実施例２）
実施例１よりも先端部境界ストレート層Ｂ１の樹脂含有率を低減して３０重量％とし、強化繊維弾性率を上げて２４ｔ／ｍｍ²とし、その他は実施例１と同一とした。従って、先端部境界ストレート層Ｂ１の樹脂含有率は、バイアス層Ａの樹脂含有率の１．２倍とした。

（実施例３）
実施例１よりも先端部境界ストレート層Ｂ１の樹脂含有率を高くして５７．５重量％とし、強化繊維弾性率を上げて２４ｔ／ｍｍ²とし、その他は実施例１と同一とした。従って、先端部境界ストレート層Ｂ１の樹脂含有率は、バイアス層Ａの樹脂含有率の２．３倍とした。

（比較例１）
実施例１よりもバイアス層Ａの樹脂含有率を上げると共に、先端部境界ストレート層Ｂ１の樹脂含有率を下げて、両者を同一の３０重量％とした。その他は前記実施例１と同一とした。

（比較例２）
実施例１よりも先端部境界ストレート層Ｂ１の樹脂含有率を下げて２０重量％として、バイアス層Ａの樹脂含有率の０．８倍とした。また、先端部境界ストレート層Ｂ１の強化繊維弾性率を高くして３０ｔ／ｍｍ²とした。その他は実施例１と同一とした。

（比較例３）
実施例３よりも先端部境界ストレート層Ｂ１の樹脂含有率をさらに上げて６７．５重量％とし、バイアス層Ａの樹脂含有率の２．５倍とした。その他は実施例３と同一とした。

（３点曲げ破壊強度の測定）
３点曲げ破壊強度とは、製品安全協会が定める破壊強度である。図６に示すように、３点でシャフト１０を支え、上方から荷重Ｆを加え、シャフト１０が破断した時の荷重値（ピーク値）を測定した（ｎ＝５）。測定点は、シャフト１０のヘッド側先端１１から９０ｍｍ（Ｔ点）の位置とし、支持点３１のスパンを１５０ｍｍとした。

（実打テスト）
前記Ｔｉ製ヘッドを装着し、テスター１０名が各シャフトにつき２０球ずつ打撃し、打感について５点満点で評価を行い（点数が高いほど打感が良い）、打ち出し角についても測定した。打感についての点数は平均値を表１に表した。このテスター１０名の平均ハンデは９であり、平均年齢は４８歳であった。

表１、表２から確認できるように、実施例１〜実施例３はいずれも、曲げ破壊強度が高く、実打テストにおいても打感がよく、打ち出し角度も良いことが分かった。これは、実施例１〜３がいずれも、先端部境界ストレート層Ｂ１の樹脂含有率がバイアス層Ａの樹脂含有率よりも高く、１．２倍以上２．３倍以下の範囲内であったため、先端部境界ストレート層Ｂ１の靭性が高まり、ストレート層とバイアス層の間での損傷の発生と成長を抑制できたことと、先端部境界ストレート層Ｂ１の強化繊維弾性率が低かったことで、シャフト先端部の剛性の増大を抑制できたことに因る。

また、実施例１〜３を比較すると、先端部境界ストレート層Ｂ１の樹脂含有率がより高くなる実施例２、実施例３ほど曲げ強度も向上していることが分かった。

一方、比較例１、２は、曲げ破壊強度が低かった。これは、比較例１、２が、先端部境界ストレート層Ｂ１の樹脂含有率がバイアス層Ａの樹脂含有率以下であったことに因る。また、比較例１〜３はいずれも、実打テストにおいて打感が悪く、打ち出し角度も良くないことが分かった。これは、比較例１は、Ａの樹脂含有率が高いためにヘッドの返りが悪くなったことによる。比較例２は、先端部境界ストレート層Ｂ１の強化繊維弾性率が高く、シャフト先端部の剛性が増加しすぎたことに因り、比較例３は、Ｂ１の樹脂含有率が高すぎるため弾さ感がなくなったことに因る。

本発明の繊維強化樹脂製シャフトはゴルフクラブシャフトとして最も好適に用いられるが、釣り竿等のシャフトとしても好適に用いられる。

本発明の第一実施形態に係るゴルフクラブシャフトの概略図である。図１に示すゴルフクラブシャフトの軸線方向の要部拡大断面図である。図１に示すゴルフクラブシャフトに用いるマンドレルと繊維強化プリプレグの積層構成を示す。本発明の第二実施形態に係るゴルフクラブシャフトの軸線方向の断面図である。図４に示すゴルフクラブシャフトに用いるマンドレルと繊維強化プリプレグの積層構成を示す。曲げ破壊強度の測定方法を示す図である。

符号の説明

１０シャフト
１１ヘッド側先端
１２グリップ側後端
１７、１７’ 内径拡大部
２１〜２５、２４’ 繊維強化プリプレグ
Ａバイアス層
Ｂストレート層
Ｂ１先端部境界ストレート層
Ｂ１’全長境界ストレート層
Ｂ２外層側ストレート層
Ｓ先端補強領域

Claims

強化繊維を樹脂で含浸したプリプレグの積層体からなる管形状で、ゴルフクラブシャフトとする繊維強化樹脂製シャフトにおいて、
強化繊維をシャフトの軸線方向に対して２５°以上６５°以下の角度で配向させた全長層のバイアス層と、強化繊維をシャフトの軸線方向に対して０°以上１０°以下の角度で配向させた全長層のストレート層を備え、
前記全長層のバイアス層とストレート層の間に、ヘッド側の一端より４００ｍｍ以上７００ｍｍ以下の距離を隔てた位置までの領域にのみ配置する先端部境界ストレート層を設け、該先端部境界ストレート層の樹脂含有率が、内側に接する前記全長のバイアス層および外側に接する全長のストレート層の樹脂含有率よりも高くしていることを特徴とする繊維強化樹脂製シャフト。
強化繊維を樹脂で含浸したプリプレグの積層体からなる管形状で、ゴルフクラブシャフトとする繊維強化樹脂製シャフトにおいて、
強化繊維をシャフトの軸線方向に対して２５°以上６５°以下の角度で配向させた全長層のバイアス層と、強化繊維をシャフトの軸線方向に対して０°以上１０°以下の角度で配向させた全長層のストレート層とを備え、
前記全長層のバイアス層とストレート層の間に、全長境界ストレート層を配置し、該全長境界ストレート層は、ヘッド側の一端より４００ｍｍ以上７００ｍｍ以下の距離を隔てた位置までのヘッド側先端の先端部境界補強領域を他の領域よりも樹脂含有率を高くし、該先端部境界補強領域の樹脂含有率を、内側に接する前記全長のバイアス層および外側に接する全長のストレート層の樹脂含有率よりも高くしていることを特徴とする繊維強化樹脂製シャフト。
前記先端部境界ストレート層および前記全長境界ストレート層の先端部境界補強領域では、強化繊維の弾性率を５ｔ／ｍｍ ² 以上２０ｔ／ｍｍ ² 以下とし、かつ、樹脂含有率を３０ｗｔ％以上４５ｗｔ％以下とすると共に、内接及び外接する前記全長層のバイアス層およびストレート層の樹脂含有率の１．２倍以上２．３倍以下としている請求項１または請求項２に記載の繊維強化樹脂製シャフト。
前記ヘッド側先端の内径は一定とすると共に、ヘッド側先端より５０ｍｍ以上４００ｍｍ以下の距離を隔てた位置において、前記ヘッド側の内径に対して径が大きく増加する内径拡大部を設け、
前記全長境界ストレート層の先端部境界補強領域は前記内径拡大部を含む領域に配置している請求項２に記載の繊維強化樹脂製シャフト。