JP4533063B2

JP4533063B2 - ゴルフクラブシャフト

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Publication number: JP4533063B2
Application number: JP2004267079A
Authority: JP
Inventors: 十美男熊本
Original assignee: Ｓｒｉスポーツ株式会社
Priority date: 2004-09-14
Filing date: 2004-09-14
Publication date: 2010-08-25
Anticipated expiration: 2024-09-14
Also published as: US7404771B2; US20060058111A1; JP2006081614A

Description

本発明は、ゴルフクラブシャフトに関し、特に、軽量なゴルフクラブシャフトの強度向上を図るものである。

近年、打球の速度向上、安定性向上のため、ゴルフクラブヘッドに重量を集中させ、ゴルフクラブシャフトは軽量化の傾向にある。そのため、ゴルフクラブシャフトの材料は、従来の主流であったスチールから、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へと移行してきている。

しかしながら、シャフトの軽量化は強度低下を招き、特に、繊維強化樹脂シートの積層体からなるシャフトは、層間での剥離が原因で破損に繋がる恐れがある。また、衝撃に対しても、従来のスチールシャフトに比べて弱く、衝撃に対して層間の剥離、さらには破損を生じる恐れがある。

前記問題に関し、例えば、特開平１１−３０９２２６号（特許文献１）では、図６に示すように、シャフトの強度を高めるために、二層1ａ、１ｂからなる本体層１の繊維強化プリプレグよりも、内側の調整層２の繊維強化プリプレグの比重を高く、弾性を低く規定することを提案している。
しかしながら、積層の一部について比重や弾性を規定しても強度向上の効果は低く、特に、捻り破壊等には十分な効果が得られにくい。
特開平１１−３０９２２６号公報

本発明は前記問題に鑑みてなされたもので、軽量で、かつ、曲げ強度および捻り破壊強度の高いゴルフクラブシャフトの提供を課題としている。

前記課題を解決するために、本発明は、４枚以上１０枚以下である複数層のカーボン繊維強化樹脂シートをシャフト全長に巻回したゴルフクラブシャフトであって、
前記カーボン繊維強化樹脂シートはカーボン繊維を引き揃えて樹脂で含浸したＣＦ（カーボン繊維）プリプレグシートからなり、
シャフト全長に使用する前記ＣＦプリプレグシートのＣＦ（カーボン繊維）目付量を、最内層から最外層に向けて順次同量以上として増量すると共に、同量のＣＦ目付量とする層は隣接する２層までとし、前記シャフト全長に使用するＣＦプリプレグシートのＣＦ目付量は、最内層は５０ｇ／ｍ ² 、最外層は１７５〜２５０ｇ／ｍ ² 、中間層は１００〜１７５ｇ／ｍ ² とし、かつ、
前記シャフト全長のＣＦプリプレグシートの厚みは０．０３ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下にすると共に、最内層から最外層に向けて順次同厚以上とし、同一厚さとする層は隣接する２層までとし、
前記シャフト全長のＣＦプリプレグシートの数をＮとすると、（ＣＦｎ／ＣＦ１）／Ｎを０．３〜２．５の範囲とし、かつ、重量が３５〜６０ｇであることを特徴とするゴルフクラブシャフトを提供している。

強化繊維を一方向に引きそろえてマトリクス樹脂で含浸して形成したプリプレグシートの積層体からなるシャフトでは、前記強化繊維として強度、コスト、種類の多さ等の点でカーボン繊維が最も好適に用いられており、よって、本発明でもカーボン繊維（ＣＦ）を用いたＣＦプリプレグシートの積層体からシャフトを構成しているが、部分的に他の強化繊維からなるプリプレグシートを積層している場合も本発明に含まれる。

ゴルフクラブシャフト重量は、ゴルフクラブ全体の重量や重量バランス等を考慮して設定され、また、軽量なゴルフクラブシャフトの要求が高まっている。設定されたシャフト重量を維持しながらシャフト強度を高めるにはプリプレグシートの積層数を低減するのが良い。プリプレグシートを積層する工程においては、積層する層と層の間に空隙が発生したり、層と層の積層関係に位置ずれが発生し、これらが層間剥離を引き起こし、強度低下の原因となる。積層数を減少すれば、層と層の間の数が減少して前記問題の原因が抑制され、結果として、十分な強度を有するゴルフクラブシャフトを安定して得ることができ、
また、製造コストも低減できる。

ゴルフクラブシャフトに必要とされる剛性を維持しながら積層数を減少するには、使用するプリプレグシートのＣＦ目付量を増加させれば良いが、内層側のプリプレグシートのＣＦ目付量を増加させると、内層側は巻き付ける際の曲率半径が小さいので、プリプレグシートを巻き付ける工程において、皺等が発生してシャフトの強度が低下する。
これに対して、最外層のプリプレグシートのＣＦ目付量を多くすると、外部から加わった衝撃が、そのＣＦ目付量の多い層を介して、該最外層の内側の積層面に伝わるものとなり、最外層のプリプレグシートのＣＦ目付量が少ない場合に比して、その最外層の内側の積層面に伝わる衝撃力が緩和させやすなる。よって、外層側のプリプレグシートのＣＦ目付量を増加させる方がゴルフクラブシャフトの耐衝撃性を効果的に高めることができる。
前記理由より、内層側のプリプレグシートのＣＦ目付量を少なくして、外層側のプリプレグシートのＣＦ目付量を多く設定することにより、シャフト重量を増加させることなく、十分な強度を有するゴルフクラブシャフトが得られる。

前記のように、シャフト全長に使用するＣＦプリプレグの厚みは０．０３ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下にすると共に、最内層から最外層に向けて順次同厚以上とし、同一厚さとする層は隣接する２層までとし、同一の目付量の層が３層以上配置されないようにしている。

ＣＦプリプレグシートの厚みを０．０３ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下としているのは、０．０３ｍｍ未満では、所定のトルク値、シャフトのフレックス値を実現するために巻き数を増やす必要があり、層間が増えて層間剥離、強度低下の要因となり、また、０．３０ｍｍより厚くすると、樹脂含有量を増やすことになるため、樹脂中での破壊が先に発生し、やはり強度低下につながることに因る。

前記のように、シャフト全長の最内層のＣＦプリプレグのＣＦ目付量（ＣＦ１）は５０ｇ／ｍ²、最外層のＣＦプリプレグのＣＦ目付量（ＣＦｎ）は１７５〜２５０ｇ／ｍ²、最内層のＣＦプリプレグと最外層のＣＦプリプレグとの間の中間層の全ＣＦプリプレグの平均ＣＦ目付量（ＣＦｍ）を１００〜１７５ｇ／ｍ²としている。

前記のように、最内層のＣＦプリプレグシートのＣＦ目付量（ＣＦ１）を、５０ｇ／ｍ ²としているのは、５０ｇ／ｍ ²未満では強度が足りず、５０ｇ／ｍ ²より大きくすると、繊維量が多すぎてマンドレル表面に巻き付けにくく、皴が発生しやすくなることに因る。

前記最外層のＣＦプリプレグシートのＣＦ目付量（ＣＦｎ）を１７５ｇ／ｍ ²以上２５０ｇ／ｍ ²以下としているのは、１７５ｇ／ｍ ²未満では繊維含有量が少なく、所要のシャフト径を実現するために層数を増加させると層間剥離が発生しやすくなることに因る。また、２５０ｇ／ｍ ²より大きくすると、所要のシャフト径を実現させようとしても整数Ｐｌｙで巻きそろえることが難しく、かえって強度のバラツキによる強度低下が生じるうえ、整数Ｐｌｙで巻きそろえることができたとしても、巻き始めと巻き終わりの重なり部の段差が大きくなり、この段差部から破壊が発生しやすくなることに因る。

前記中間層のＣＦプリプレグシートのＣＦ目付量（ＣＦｍ）を、１００ｇ／ｍ ²以上１７５ｇ／ｍ ²以下としているのは、１００ｇ／ｍ ²未満では、最内層より中間層のＣＦ目付量が小さくなる可能性があり、その場合、トルク破壊、撓りによる破壊において応力が最内層に集中し、また、所要のシャフト径にするには層数、すなわち層間が増加してしまい、層間剥離が発生しやすくなることに因る。また、１７５ｇ／ｍ ²より大きくすると、最外層より中間層のＣＦ目付量が大きくなる可能性があり、その場合、撓りによる破壊において最外層に応力が集中し、かえって最外層が破損しやすくなることに因る。

また、前記シャフト全長のＣＦプリプレグシートの枚数をＮとすると、各層のＣＦ目付量の相対関係は、（ＣＦｎ／ＣＦ１）／Ｎを０．３〜２．５の範囲とし、ＣＦｍ／（ＣＦ１＋ＣＦｎ）を０．３〜０．６の範囲に設定することが好ましい。

前記のように、（ＣＦｎ／ＣＦ１）／Ｎを０．３〜２．５の範囲としているのは、０．３未満では、各層間でのＣＦ目付量の変化量が少ないため、ＣＦｎとＣＦ１とを所要の値にするには層数を増やす必要が生じ、層間剥離による強度低下が起きやすくなることに因る。一方、２．５より大きくなると、ＣＦｎの値が大きくなりすぎ、最外層の巻き始めと巻き終わりの重なり部の段差が大きくなり、破壊が起きやすくなることに因る。より好ましくは０．４以上２．３以下である。

また、前記のように、ＣＦｍ／（ＣＦｎ＋ＣＦ１）を０．３以上０．８以下としているのは、０．３未満では、最外層と中間層との間に応力がかかりやすく、０．８より大きくすると、最内層と中間層との間に応力がかかりやすくなり、いずれの場合も強度が低下することに因る。より好ましくは０．４以上０．７以下である。

前記のように、シャフト全長のＣＦプリプレグシートの総枚数は４枚以上１０枚以下としている。これは、４枚未満では、シャフトとしての撓り剛性、捻り剛性の設計範囲が非常に狭くなり、１０枚を越えると、層数、すなわち層間も増えるため、層間剥離による破壊が起きやすくなることに因る。

さらに、シャフト全長に使用するＣＦプリプレグシートの最内層はバイアス層とすることが好ましい。バイアス層は、ストレート層よりも、曲率の小さいマンドレル表面への巻き付けに適し、破壊の原因となる皴の発生を防止することができる。

本発明のゴルフクラブシャフトは、重量が３５〜６０ｇ、長さが８８９〜１２１９ｍｍとしている場合に好適に用いられる。
シャフト重量は３５ｇ以上６０ｇ以下としているのは、３５ｇ未満では強度低下が著しく、前記構成によっても強度低下を防ぐことが出来ず、一方、６０ｇを超えると、重すぎて操作性が低下することに因る。より好ましくは３８ｇ以上５８ｇ以下である。
又、シャフトの全長を８８９ｍｍ以上１２１９ｍｍ以下としているのは、８８９ｍｍ未満では、操作性はよいが飛距離が小さくなり、１２１９ｍｍを超えると、振りにくいシャフトとなるためである。より好ましくは９０２ｍｍ以上１２０６ｍｍ以下がよい。

上述のように本発明によれば、従来では皴が発生しやすかった最内層のシートがマンドレル表面に沿いやすく、皴なく巻きつけることができるため、皴発生によるシャフト破損を防止することができる。また、外側層に向かってＣＦ目付量は順次同量以上として増量することにより、応力集中を防止できると共に外部からの衝撃に対する強度も高くなり、さらに、層間数の増大を防止でき、層間剥離によるシャフト破損を抑制することができる。

以下、発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１および図２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、ＣＦプリプレグシート２１〜２５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８８９ｍｍ〜１２１９ｍｍ、本実施形態では１１６８ｍｍとし、重量は３５ｇ〜６０ｇ、本実施形態では５０ｇとしている。

上記シャフト１０は、図２に示すように、カーボン繊維を一方向に引き揃えて樹脂を含浸させたＣＦプリプレグシート２１〜２５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ＣＦプリプレグシート２１〜２５はいずれも、長さをシャフト１０の全長にわたる長さとし、カーボン繊維Ｆ２１、Ｆ２２、Ｆ２３、Ｆ２４、Ｆ２５にエポキシ樹脂を含浸させてなるが、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、最内層のＣＦプリプレグシート２１は、幅を２回巻きする幅とし、厚みを０．０５ｍｍとし、ＣＦ目付量（ＣＦ１）を５０ｇ／ｍ ²としている。強化繊維Ｆ２１はシャフト軸線に対してなす配向角を４５°としている。
二層目のＣＦプリプレグシート２２は、幅を２回巻きする幅とし、厚みを０．０８４ｍｍとし、ＣＦ目付量を１００ｇ／ｍ ²としている。カーボン繊維Ｆ２２はシャフト軸線に対してなす配向角をー４５°としている。
三層目のＣＦプリプレグシート２３は、幅を１回巻きする幅とし、厚みを０．１０５ｍｍとし、ＣＦ目付量を１２５ｇ／ｍ ²としている。カーボン繊維Ｆ２３はシャフト軸線に対してなす配向角を０°としている。
四層目のＣＦプリプレグシート２４は、幅を１回巻きする幅とし、厚みを０．１４７ｍｍとし、ＣＦ目付量を１７５ｇ／ｍ ²としている。カーボン繊維Ｆ２４はシャフト軸線に対してなす配向角を０°としている。
最外層のＣＦプリプレグシート２５は、幅を１回巻きする幅とし、厚みを０．２１ｍｍとし、ＣＦ目付量（ＣＦｎ）を２５０ｇ／ｍ ²としている。カーボン繊維Ｆ２５はシャフト軸線に対してなす配向角を０°としている。

上記構成のゴルフクラブシャフト１０は、最内層のＣＦプリプレグシート２１のＣＦ目付量（ＣＦ１）を最小に、最外層のＣＦプリプレグシート２５のＣＦ目付量（ＣＦｎ）を最大としている。
これにより、曲率が最も小さいマンドレル２０に巻きつけられるＣＦプリプレグシート２１は、繊維量が少ないためマンドレル２０の表面に沿いやすくなる。また、ＣＦプリプレグシート２１がバイアス層であることもマンドレル２０への巻き付けに適しているため、皴なく巻きつけることができ、皴発生によるシャフト破壊を防止することができる。

一方、外部からの衝撃を最も受けやすい最外層のＣＦプリプレグシート２５は繊維量を多くしているため、衝撃に強く、この点からも強度を高めることができる。さらに、最内層のＣＦプリプレグシート２１から最外層のＣＦプリプレグシート２５まで順次ＣＦ目付量を増量しているため、層間への応力集中による破損を防止することができるとともに、所要のシャフト径を実現するにあたって層数増加を抑制でき、層間剥離の発生を低減することができる。

また、（ＣＦｎ／ＣＦ１）／ｎの値は１であり、ＣＦ目付量の変化率が適度であるため、層数が増えすぎることもなく、最外層の巻き始めと巻き終わりの段差も低く抑えることができる。さらに、ＣＦｍは１３３ｇ／ｍ ²となり、ＣＦｍ／（ＣＦｎ＋ＣＦ１）の値は約０．４であるため、中間層のＣＦ目付量と最内層や最外層のＣＦ目付量の差が大きくなりすぎず、最内層のＣＦプリプレグシート２１や最外層のＣＦプリプレグシート２５への応力集中を防止できる。

さらにまた、ＣＦプリプレグシート２１〜２５の厚みは、いずれも０．０３ｍｍ以上０．３ｍｍ以下の範囲内であるため、層数増加を抑制しながら、所要のトルク値やシャフトのフレックス値を実現することができる。

図３は本発明の第二実施形態に係るゴルフクラブシャフト１０’の積層構成を示している。このシャフト１０’は、４枚のＣＦプリプレグシート２１’〜２４’をマンドレル２０に巻きつけてなり、三層目のＣＦプリプレグシート２３’と最外層のＣＦプリプレグシート２４’のＣＦ目付量を同量としている点に特徴がある。

詳しくは、最内層のＣＦプリプレグシート２１’は、幅を２回巻きする幅とし、厚みを０．０５ｍｍとし、ＣＦ目付量（ＣＦ１）を５０ｇ／ｍ ²としている。カーボン繊維Ｆ２１’はシャフト軸線に対してなす配向角を４５°としている。
二層目のＣＦプリプレグシート２２’は、幅を２回巻きする幅とし、厚みを０．１２６ｍｍとし、ＣＦ目付量を１５０ｇ／ｍ ²としている。カーボン繊維Ｆ２２’はシャフト軸線に対してなす配向角をー４５°としている。
三層目のＣＦプリプレグシート２３’は、幅を１回巻きする幅とし、厚みを０．２１ｍｍとし、ＣＦ目付量を２５０ｇ／ｍ ²としている。カーボン繊維Ｆ２３’はシャフト軸線に対してなす配向角を０°としている。
最外層のＣＦプリプレグシート２４’は、三層目と同様に、幅を１回巻きする幅とし、厚みを０．２１ｍｍとし、ＣＦ目付量（ＣＦｎ）を２５０ｇ／ｍ ²としている。カーボン繊維Ｆ２４’はシャフト軸線に対してなす配向角を０°としている。

上記構成のゴルフクラブシャフト１０’は、最内層から最外層に向けてＣＦ目付量を順次増量しているわけではないが、前記第一実施形態と同様に、最内層から最外層に向けてＣＦ目付量を少なくとも減少させることはなく、最内層のＣＦプリプレグシート２１’のＣＦ目付量を最小とし、最外層のＣＦプリプレグシート２４’のＣＦ目付量を最大としている。従って、最内層における皴の発生を防止できるとともに、応力集中を防止しながら、最外層の強度も確保することができる。
また、（ＣＦｎ／ＣＦ１）／ｎの値は１．２５であり、ＣＦ目付量の変化率も適度であるため、層数増加を抑制することができる。さらに、ＣＦｍは２００ｇ／ｍ ²となり、ＣＦｍ／（ＣＦｎ＋ＣＦ１）の値は約０．７であるため、中間層のＣＦ目付量と最内層や最外層のＣＦ目付量の差が大きくなりすぎず、最内層のＣＦプリプレグシート２１’や最外層のＣＦプリプレグシート２４’への応力集中を防止することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定するものではない。特に、ＣＦプリプレグシートの枚数は３枚でも６枚以上でもよい。また、ＣＦ目付量を同量とする隣接層は、外側層のみでなく、中間層や内側層、あるいはこれらの複数箇所に配置してもよい。また、シャフトをＣＦプリプレグシートのみで構成する必要はなく、ＣＦプリプレグシートに加えて他の強化繊維からなるプリプレグシートを使用してもよく、さらには、シャフトの全長に巻きつけるＣＦプリプレグシートのほかに、部分的に巻きつけられるプリプレグシートを使用してもよい。

（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１〜４および比較例１〜４について詳述する。なお、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきでない。

以下の表１に示すとおり、ゴルフクラブシャフトの最内層から最外層までを形成する各ＣＦプリプレグシートのＣＦ目付量と厚みを異ならせた実施例１〜４および比較例１〜４を作製した。
また、これらのシャフトの３点曲げ強度と捻り破壊強度を測定し、結果を表１に示した。

実施例１〜４および比較例１〜４のいずれも、シートワインディング製法により作製し、その作製方法は前記第一実施形態と同一とした。また、実施例１〜４および比較例１〜４のいずれも、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なるＣＦプリプレグシートのみからなり、最内層のＣＦプリプレグシートは、繊維角度が４５°のバイアス層としてシャフト全長に４回巻きつけ、他の層のＣＦプリプレグシートは全て、繊維角度が０°のストレート層として最外層まで順次シャフトの全長に1回ずつ巻きつけ、全長が１１６８ｍｍとなるように作製した。

（実施例１）
ＣＦプリプレグシートの積層構成および各ＣＦプリプレグシートのＣＦ目付量と厚みは前記第一実施形態と同一とした。詳しくは、５枚のＣＦプリプレグシートでシャフトを形成し、最内層のＣＦプリプレグシートは、ＣＦ目付量（ＣＦ１）を５０ｇ／ｍ ²、厚みを０．０５ｍｍとした。二層目のＣＦプリプレグシートは、ＣＦ目付量を１００ｇ／ｍ ²、厚みを０．０８４ｍｍとした。三層目のＣＦプリプレグシートは、ＣＦ目付量を１２５ｇ／ｍ ²、厚みを０．１０５ｍｍとした。四層目のＣＦプリプレグシートは、ＣＦ目付量を１７５ｇ／ｍ ²、厚みを０．１４７ｍｍとした。最外層（五層目）のＣＦプリプレグシートは、ＣＦ目付量（ＣＦｎ）を２５０ｇ／ｍ ²、厚みを０．２１ｍｍとした。即ち、この実施例１では、（ＣＦｎ／ＣＦ１）／ｎの値を１とし、ＣＦｍ／（ＣＦ１＋ＣＦｎ）の値を約０．４とした。
なお、最内層と二層目のＣＦプリプレグシートは、樹脂に三菱レイヨン社製の「３５０Ｃ」を、強化繊維に三菱レイヨン社製の「ＭＲ４０」を使用し、三層目から最外層までのＣＦプリプレグシートは、樹脂に三菱レイヨン社製の「３５０Ｃ」を、強化繊維に三菱レイヨン社製の「ＴＲ５０Ｓ」を使用した。

（実施例２）
ＣＦプリプレグシートの積層構成および各ＣＦプリプレグシートのＣＦ目付量と厚みは前記第二実施形態と同一とした。詳しくは、４枚のＣＦプリプレグシートでシャフトを形成し、最内層のＣＦプリプレグシートは、ＣＦ目付量（ＣＦ１）を５０ｇ／ｍ ²、厚みを０．０５ｍｍとした。二層目のＣＦプリプレグシートは、ＣＦ目付量を１５０ｇ／ｍ ²、厚みを０．１２６ｍｍとした。三層目と最外層（四層目）のＣＦプリプレグシートは、ＣＦ目付量を２５０ｇ／ｍ ²、厚みを０．２１ｍｍとした。即ち、この実施例２では、（ＣＦｎ／ＣＦ１）／ｎの値を１．２５とし、ＣＦｍ／（ＣＦ１＋ＣＦｎ）の値を約０．７とした。
なお、最内層と二層目のＣＦプリプレグシートは、樹脂に三菱レイヨン社製の「３５０Ｃ」を、強化繊維に三菱レイヨン社製の「ＭＲ４０」を使用し、三層目と四層目のＣＦプリプレグシートは、樹脂に三菱レイヨン社製の「３５０Ｃ」を、強化繊維に三菱レイヨン社製の「ＴＲ５０Ｓ」を使用した。

（実施例３）
二層目と三層目のＣＦ目付量を同量とし、四層目と五層目のＣＦ目付量も同量とし、最内層から最外層までのＣＦ目付量の変化量を実施例１よりも小さくした。詳しくは、５枚のＣＦプリプレグシートで形成し、最内層のＣＦプリプレグシートは、ＣＦ目付量（ＣＦ１）を５０ｇ／ｍ ²、厚みを０．０５ｍｍとした。二層目と三層目のＣＦプリプレグシートは、ＣＦ目付量を１５０ｇ／ｍ ²、厚みを０．１２６ｍｍとした。四層目と最外層（五層目）のＣＦプリプレグシートは、ＣＦ目付量を１７５ｇ／ｍ ²、厚みを０．１４７ｍｍとした。即ち、この実施例３では、（ＣＦｎ／ＣＦ１）／ｎの値を０．７とし、ＣＦｍ／（ＣＦ１＋ＣＦｎ）の値を約０．７とした。その他の点では実施例１と同一構成とした。

（実施例４）
四層目と五層目のＣＦ目付量を同量とし、最内層から最外層までのＣＦ目付量の変化量を実施例１よりも小さくした。詳しくは、５枚のＣＦプリプレグシートで形成し、最内層のＣＦプリプレグシートは、ＣＦ目付量（ＣＦ１）を５０ｇ／ｍ ²、厚みを０．０５ｍｍとした。二層目のＣＦプリプレグシートは、ＣＦ目付量を１００ｇ／ｍ ²、厚みを０．０８４ｍｍとした。三層目のＣＦプリプレグシートは、ＣＦ目付量を１５０ｇ／ｍ ^２、厚みを０．１２６ｍｍとした。四層目と最外層（五層目）のＣＦプリプレグシートは、ＣＦ目付量（ＣＦｎ）を２００ｇ／ｍ ²、厚みを０．１６８ｍｍとした。即ち、この実施例４では、（ＣＦｎ／ＣＦ１）／ｎの値を０．８とし、ＣＦｍ／（ＣＦ１＋ＣＦｎ）の値を約０．６とした。その他の点では実施例１と同一構成とした。

（比較例１）
最内層から最外層に向けてＣＦ目付量を順次減少させた。詳しくは、５枚のＣＦプリプレグシートで形成し、最内層のＣＦプリプレグシートは、ＣＦ目付量（ＣＦ１）を２５０ｇ／ｍ ²、厚みを０．２１ｍｍとした。二層目のＣＦプリプレグシートは、ＣＦ目付量を１７５ｇ／ｍ ²、厚みを０．１４７ｍｍとした。三層目のＣＦプリプレグシートは、ＣＦ目付量を１２５ｇ／ｍ ²、厚みを０．１０５ｍｍとした。四層目のＣＦプリプレグシートは、ＣＦ目付量を１００ｇ／ｍ ²、厚みを０．０８４ｍｍとした。最外層（五層目）のＣＦプリプレグシートは、ＣＦ目付量（ＣＦｎ）を５０ｇ／ｍ ²、厚みを０．０５ｍｍとした。即ち、この比較例１では、（ＣＦｎ／ＣＦ１）／ｎの値を０．０４とし、ＣＦｍ／（ＣＦ１＋ＣＦｎ）の値を約０．４とした。その他の点では実施例１と同一構成とした。

（比較例２）
ＣＦ目付量を中間層で最大とし、最外層に向けて順次減少させた。詳しくは、６枚のＣＦプリプレグシートで形成し、最内層のＣＦプリプレグシートは、ＣＦ目付量（ＣＦ１）を５０ｇ／ｍ ²、厚みを０．０５ｍｍとした。二層目と三層目のＣＦプリプレグシートは、ＣＦ目付量を１７５ｇ／ｍ ²、厚みを０．１４７ｍｍとした。四層目のＣＦプリプレグシートは、ＣＦ目付量を１５０ｇ／ｍ ²、厚みを０．１２４ｍｍとした。五層目のＣＦプリプレグシートは、ＣＦ目付量を１００ｇ／ｍ ²、厚みを０．０８４ｍｍとした。最外層（六層目）のＣＦプリプレグシートは、ＣＦ目付量（ＣＦｎ）を５０ｇ／ｍ ^２、厚みを０．０５ｍｍとした。即ち、この比較例２では、（ＣＦｎ／ＣＦ１）／ｎの値を約０．１６とし、ＣＦｍ／（ＣＦ１＋ＣＦｎ）の値を１．５とした。
なお、最内層と二層目と最外層のＣＦプリプレグシートは、樹脂に三菱レイヨン社製の「３５０Ｃ」を、強化繊維に三菱レイヨン社製の「ＭＲ４０」を使用し、三層目から五層目までのＣＦプリプレグシートは、樹脂に三菱レイヨン社製の「３５０Ｃ」を、強化繊維に三菱レイヨン社製の「ＴＲ５０Ｓ」を使用した。

（比較例３）
最内層と二層目のＣＦ目付量を同量とし、最外層に向けて順次減少させた。詳しくは、５枚のＣＦプリプレグシートで形成し、最内層と二層目ＣＦプリプレグシートは、ＣＦ目付量（ＣＦ１）を２００ｇ／ｍ ²、厚みを０．１６８ｍｍとした。三層目のＣＦプリプレグシートは、ＣＦ目付量を１５０ｇ／ｍ ²、厚みを０．１２６ｍｍとした。四層目のＣＦプリプレグシートは、ＣＦ目付量を１００ｇ／ｍ ²、厚みを０．０８４ｍｍとした。最外層（五層目）のＣＦプリプレグシートは、ＣＦ目付量（ＣＦｎ）を５０ｇ／ｍ ²、厚みを０．０５ｍｍとした。即ち、この比較例３では、（ＣＦｎ／ＣＦ１）／ｎの値を０．０５とし、ＣＦｍ／（ＣＦ１＋ＣＦｎ）の値を０．６とした。その他の点では実施例１と同一構成とした。

（比較例４）
ＣＦ目付量を中間層で最大とし、最外層で最小とすると共に、ＣＦ目付量の変化量を小さくした。詳しくは、６枚のＣＦプリプレグシートで形成し、最内層のＣＦプリプレグシートは、ＣＦ目付量（ＣＦ１）を１００ｇ／ｍ ²、厚みを０．０８４ｍｍとした。二層目から五層目までのＣＦプリプレグシートは、ＣＦ目付量を１５０ｇ／ｍ ²、厚みを０．１２６ｍｍとした。最外層（六層目）のＣＦプリプレグシートは、ＣＦ目付量（ＣＦｎ）を５０ｇ／ｍ ²、厚みを０．０５ｍｍとした。即ち、この比較例４では、（ＣＦｎ／ＣＦ１）／ｎの値を約０．０８とし、ＣＦｍ／（ＣＦ１＋ＣＦｎ）の値を１とした。
なお、最内層のＣＦプリプレグシートは、樹脂に三菱レイヨン社製の「３５０Ｃ」を、強化繊維に三菱レイヨン社製の「ＭＲ４０」を使用し、二層目から五層目までのＣＦプリプレグシートは、樹脂に三菱レイヨン社製の「３５０Ｃ」を、強化繊維に三菱レイヨン社製の「ＴＲ５０Ｓ」を使用した。

（３点曲げ強度の測定）
３点曲げ強度とは、製品安全協会が定める破壊強度である。図４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。測定点は、シャフト１０のヘッド側先端１１から９０ｍｍ（Ｔ点）、１７５ｍｍ（Ａ点）、５２５ｍｍ（Ｂ点）、グリップ側後端１２から１７５ｍｍ（Ｃ点）の位置とし、支持点３１のスパンは、Ｔ点測定時は１５０ｍｍ、Ａ、Ｂ、Ｃ点測定時は３００ｍｍとした（図示はＡ点測定の例）。

（捻り破壊強度の測定）
捻り破壊強度とは、製品安全協会が定める破壊強度である。図５に示すように、シャフト１０の両端を治具３２、３３に固定し、一方の治具３２を固定したまま他方の治具３３を回転させてシャフト１０を捻り、シャフト１０が破断した時のトルクとねじれ角とを乗じた値を測定した。

表１から確認できるように、実施例１〜実施例４はいずれも、曲げ強度および捻り破壊強度が共に高かった。これは、最内層のＣＦ目付量が少ないため、マンドレルに皴なく巻きつけることが出来たことと、最外層に向けてＣＦ目付量を増量し、最外層のＣＦ目付量を最大としたことにより、外部からの衝撃に対する強度が高まったことに因る。

特に、実施例２は他の実施例１、３、４よりも曲げ強度および捻り破壊強度が高かったが、これは、４枚のＣＦプリプレグシートで積層したことにより、層数が減り、層間剥離の発生を抑制できたことに因る。

一方、最内層や中間層のＣＦ目付量を最大とし、最外層のＣＦ目付量を最小とした比較例１〜４は、いずれも曲げ強度と捻り破壊強度がともに低かった。なかでも、最内層のＣＦ目付量を最大とした比較例１と比較例３の測定結果が特に悪かった。これは、最内層のＣＦ目付量が高く、厚みがあることにより、マンドレルの表面に沿いにくく、皴が発生して破壊の要因となったことに因る。また、最内層のＣＦ目付量を小さく設定した比較例２、４も測定結果が悪かったが、これは、外部からの衝撃を最も強く受ける最外層のＣＦ目付量を少なく、衝撃を分散できなかったことに因る。

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ＣＦプリプレグシートの積層構成を示す図である。本発明の第二実施形態に係るゴルフクラブシャフトのＣＦプリプレグシートの積層構成を示す図である。曲げ強度の測定方法を示す図である。捻り破壊強度の測定方法を示す図である。従来例を示す図である。

符号の説明

１０シャフト
２１〜２５、２１’〜２４’ ＣＦプリプレグシート

Claims

４枚以上１０枚以下である複数層のカーボン繊維強化樹脂シートをシャフト全長に巻回したゴルフクラブシャフトであって、
前記カーボン繊維強化樹脂シートはカーボン繊維を引き揃えて樹脂で含浸したＣＦ（カーボン繊維）プリプレグシートからなり、
シャフト全長に使用する前記ＣＦプリプレグシートのＣＦ（カーボン繊維）目付量を、最内層から最外層に向けて順次同量以上として増量すると共に、同量のＣＦ目付量とする層は隣接する２層までとし、前記シャフト全長に使用するＣＦプリプレグシートのＣＦ目付量は、最内層は５０ｇ／ｍ ² 、最外層は１７５〜２５０ｇ／ｍ ² 、中間層は１００〜１７５ｇ／ｍ ² とし、かつ、
前記シャフト全長のＣＦプリプレグシートの厚みは０．０３ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下にすると共に、最内層から最外層に向けて順次同厚以上とし、同一厚さとする層は隣接する２層までとし、
前記シャフト全長のＣＦプリプレグシートの数をＮとすると、（ＣＦｎ／ＣＦ１）／Ｎを０．３〜２．５の範囲とし、かつ、重量が３５〜６０ｇであることを特徴とするゴルフクラブシャフト。