JP4546653B2 - Manufacturing method of shaft - Google Patents
Manufacturing method of shaft Download PDFInfo
- Publication number
- JP4546653B2 JP4546653B2 JP2001036771A JP2001036771A JP4546653B2 JP 4546653 B2 JP4546653 B2 JP 4546653B2 JP 2001036771 A JP2001036771 A JP 2001036771A JP 2001036771 A JP2001036771 A JP 2001036771A JP 4546653 B2 JP4546653 B2 JP 4546653B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shaft
- prepreg sheet
- winding
- mandrel
- central axis
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Fishing Rods (AREA)
- Golf Clubs (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゴルフシャフトや釣竿等のシャフトの製造方法に係り、特に内圧成形法を用いたシャフトの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
炭素繊維等を使用した繊維強化樹脂製のシャフトは、軽量でありながら優れたねじれ剛性や曲げ剛性等を具備するものであり、ゴルフクラブシャフトや釣竿等として、その使用量が飛躍的に伸びている。このようなシャフトは、繊維の配向方向が異なる種々の層からなる多層構造となっており、シャフトの厚み方向の層構成は、周方向に沿って均一でなければならない。シャフトの周方向で層構成が異なると、結果として剛性の不均一性や偏肉がシャフトの周方向に生じることになる。
【0003】
上記のような繊維強化樹脂製のシャフトの製造方法の一つとして内圧成形法がある。これは、流体噴射孔を表面に備えた中空構造のマンドレル上に伸縮性のチューブを介して所望のプリプレグシートを巻き付け、これを成形金型内にセットしてマンドレルの流体噴射孔から流体をチューブ内に噴射して、プリプレグシートを成形金型の内壁に押圧することによって成形するとともに、プリプレグシートの樹脂を硬化させてシャフトを成形するものである。
【0004】
このような内圧成形法では、プリプレグシートが成形金型の内壁に押圧されたときに、層構成が周方向に沿って均一となるようにプリプレグシートをマンドレルに巻き付けている(以下、金型基準とよぶ)。すなわち、プリプレグシートが成形金型の内壁に押圧されるときに、巻き付けられていたプリプレグシートの巻きが解れることを考慮して、プリプレグシートの巻始め端部と巻終わり端部を一致させず、故意に余分にマンドレル上に巻き回している。例えば、成形時に3層となるような層の場合、プリプレグシートをマンドレルに3回巻き回し、さらに1/3周巻き回すような調整を行っている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、内圧成形法では、上述の金型基準でプリプレグシートを巻き付けても、プリプレグシートの繊維の配向方向によっては、成形後の層構成が周方向に沿って均一とならない問題があり、結果として周方向でシャフトの曲げ剛性に差異が生じたり、シャフトに反り(曲がり)が生じた。
【0006】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、内圧成形法による高品質のシャフト製造を可能とするシャフトの製造方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明は、マンドレル上に伸縮性のチューブを介してプリプレグシートを巻き付けた後、成形金型内にセットして前記チューブ内を気密とし、次いで、前記マンドレル内に流体を供給し前記チューブ内に流体を噴射して前記プリプレグシートを前記成形金型の内壁に押圧することによって成形するとともにプリプレグシートの樹脂を熱硬化させる内圧成形法によるシャフトの製造方法において、該方法は、繊維の配向方向がシャフトの中心軸に対して0°であるプリプレグシート、および繊維の配向方向がシャフトの中心軸に対して25°を超えるプリプレグシートを巻き付けるに際して、前記繊維の配向方向がシャフトの中心軸に対して0°であるプリプレグシートの巻き付けは、巻始め端部と巻終わり端部が一致するように少なくとも1回巻き回し、前記繊維の配向方向がシャフトの中心軸に対して25°を超えるプリプレグシートの巻き付けは、巻終わり端部が巻始め端部よりも巻始め方向に1/10〜9/10周分の範囲から選択された所定の長さで重なるように少なくとも1回巻き回すような構成とした。
【0008】
また、本発明の他の態様として、繊維の配向方向がシャフトの中心軸に対して5°以下であるプリプレグシートの巻き付けは、巻始め端部と巻終わり端部が一致するように少なくとも1回巻き回すような構成とした。
また、本発明の他の態様として、繊維の配向方向がシャフトの中心軸に対して10°以下であるプリプレグシートの巻き付けは、巻始め端部と巻終わり端部が一致するように少なくとも1回巻き回すような構成とした。
また、本発明の他の態様として、繊維の配向方向がシャフトの中心軸に対して25°以下であるプリプレグシートの巻き付けは、巻始め端部と巻終わり端部が一致するように少なくとも1回巻き回すような構成とした。
【0009】
また、本発明の他の態様として、各プリプレグシートの巻き始め位置は、シャフトの周方向に亘って分散させるような構成とした。
さらに、本発明の他の態様として、プリプレグシートの巻き付け後に、前記マンドレルを前記チューブから引き抜き、次に、シャフトの長さの1/3以下の長さである成形用マンドレルを前記チューブ内に挿入し、その後、成形金型内にセットして前記チューブ内を気密とし、次いで、前記成形用マンドレル内に流体を供給し前記チューブ内に流体を噴射して成形するとともにプリプレグシートの樹脂を熱硬化させるような構成とした。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について説明する。
本発明は、内圧成形法において、プリプレグシートが成形金型の内壁に押圧されるときの挙動が、繊維の配向方向によって異なることに着目してなされたものである。すなわち、繊維の配向方向がシャフトの中心軸に対して25°を超えるプリプレグシートは、成形金型の内壁に押圧されるときに、巻きが解れるような挙動等を示すが、繊維の配向方向がシャフトの中心軸に対して0°であるプリプレグシートは、成形金型の内壁に押圧されるときの応力によって、プリプレグシート自体に伸びが生じ、マンドレルに巻き付けられたときの巻き状態がほぼ維持される。したがって、本発明では、繊維の配向方向がシャフトの中心軸に対して0°であるプリプレグシートの巻き付けは、巻始め端部と巻終わり端部が一致するように少なくとも1回巻き回し(以下、マンドレル基準とよぶ)、繊維の配向方向がシャフトの中心軸に対して25°を超えるプリプレグシートの巻き付けは、巻終わり端部が巻始め端部よりも巻始め方向に所定の長さ(例えば、1/10〜9/10周分の範囲)で重なるように少なくとも1回巻き回す(金型基準)ようにする。
【0011】
本発明では、上述のように繊維の配向方向がシャフトの中心軸に対して0°となるプリプレグシートは、必ずマンドレル基準で巻き付けるが、25°以下の範囲で繊維の配向方向がシャフトの中心軸に対して角度をもつようなプリプレグシートは、マンドレル基準で巻き付けるか、金型基準で巻き付けるかを、繊維材料、樹脂成分、成形前後の拡径率等を考慮して決定することができる。本発明の効果をより確実に発現するために、繊維の配向方向がシャフトの中心軸に対して5°以下であるプリプレグシートをマンドレル基準で巻き付ける場合、また10°以下であるプリプレグシートをマンドレル基準で巻き付ける場合、さらには、25°以下であるプリプレグシートをマンドレル基準で巻き付ける場合が考えられる。したがって、例えば、繊維の配向方向がシャフトの中心軸に対して10°以下であるプリプレグシートをマンドレル基準で巻き付ける場合、繊維の配向方向がシャフトの中心軸に対して10°を超え25°以下のプリプレグシートの巻き付けは、金型基準で行なわれることになる。
【0012】
図1は本発明のシャフトの製造方法を説明する工程図である。本発明のシャフトの製造方法では、まず、マンドレル1を伸縮性のチューブ2に挿入し(図1(A))、伸縮性のチューブ2を介してプリプレグシート3をマンドレル1に巻き付ける(図1(B))。
マンドレル1は、従来の内圧成形法に用いるマンドレルと同様に、チューブ2を保持する作用をなし、かつ、中空構造で表面に流体噴射孔を備え、成形金型内にて流体を噴射する機能を有している。このようなマンドレル1は、金属、繊維強化プラスチック等いずれの材料を用いて作製したものであってもよい。
【0013】
伸縮性を有するチューブ2は、例えば、ラテックス、天然ゴム、CR(クロロプレンの重合体)、SBR(スチレンとブタジエンの共重合体)、NBR(ブタジエンとアクリロニトリルとの共重合体)、IR(イソプレンの重合体)、イソブチレンとイソプレンの共重合体等のジエン系合成ゴム、EPM(エチレンとプロピレンの共重合体)、EPDM(エチレン、プロピレンおよび少量の非共役ジエンとの三成分系共重合体)、シリコンゴム等の材質からなる袋体を用いることができる。
【0014】
使用するプリプレグシート3は、繊維に硬化性の樹脂を含浸させたものであり、製造するシャフトの中心軸に対して繊維を所望の角度(例えば、0°、90°、45°等)で配向させた複数種のプリプレグシートを、製造するシャフトに要求される特性に応じて適宜選択することができる。プリプレグシート3を構成する繊維としては、炭素繊維、ポリアマイド繊維、ボロン繊維、金属繊維、ガラス繊維、および、これらの2種以上の混成繊維等からなる一方向繊維、織布繊維、編組状繊維等を使用することができる。また、樹脂としてはエポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂や熱可塑性のナイロン、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂等を使用することができる。
【0015】
本発明では、繊維の配向方向がシャフトの中心軸に対して0°であるプリプレグシートについては、必ず巻始め端部と巻終わり端部が一致するように少なくとも1回巻き回し(マンドレル基準)、また、繊維の配向方向がシャフトの中心軸に対して25°を超えるプリプレグシートについては、必ず巻終わり端部が巻始め端部よりも巻始め方向に所定の長さで重なるように少なくとも1回巻き回す(金型基準)ものである。そして、繊維の配向方向がシャフトの中心軸に対して25°以下の範囲で角度をもつようなプリプレグシートは、繊維材料、樹脂成分、成形前後の拡径率等を考慮して、マンドレル基準で巻き付けるか、金型基準で巻き付けるか決定される。
【0016】
図2は、プリプレグシート3として、繊維の配向方向がシャフトの中心軸に対して0°であるプリプレグシート11と、繊維の配向方向がシャフトの中心軸に対して+45°であるプリプレグシート12と、繊維の配向方向がシャフトの中心軸に対して−45°であるプリプレグシート13とを、伸縮性のチューブ2を介してマンドレル1に巻き付けた状態を示す断面図である。また、図3乃至図5は、図2に示されるプリプレグシート11,12,13の個々の巻き回し状態を示す図であり、図3はプリプレグシート11、図4はプリプレグシート12、図5はプリプレグシート13をそれぞれ示している。図2および図3乃至図5に示されるように、繊維の配向方向がシャフトの中心軸に対して0°であるプリプレグシート11は、周方向0°の位置から巻き始め、3回巻き回して、巻始め端部11aと巻終わり端部11bとが一致するように巻き付ける。また、繊維の配向方向がシャフトの中心軸に対して+45°であるプリプレグシート12は、周方向120°の位置から巻き始め、2回巻き回した後、さらに、巻始め方向(図示の矢印A方向)に所定の長さL1だけ重なるように巻き付ける。さらに、繊維の配向方向がシャフトの中心軸に対して−45°であるプリプレグシート13は、周方向240°の位置から巻き始め、2回巻き回した後、さらに、巻始め方向(図示の矢印A方向)に所定の長さL2(L1=L2であってもよい)だけ重なるように巻き付ける。上記の長さL1、L2は、使用するプリプレグシートに応じて、1/10〜9/10周分の範囲で適宜設定することができる。
【0017】
次に、マンドレル1、チューブ2、プリプレグシート3を成形金型21にセットする(図1(C))。成形金型21は、一端開口形の樋形状のキャビティ22を備え、例えば、キャビティ22の開口端22a側には、位置決め用の凸部(図示せず)が設けられている。尚、図1(C)では、説明を容易にするため、成形金型の半体のみを示している。
【0018】
次に、マンドレル1内に流体を供給し、流体噴射孔(図示せず)からチューブ2内に流体を噴射してプリプレグシート3に内圧をかけ成形金型21のキャビティ22に圧着させるとともに加熱して、プリプレグシート3の熱成形を行う。使用する流体は、空気、窒素ガス等が挙げられ、プリプレグシートの材料等に応じて適宜選択することができる。
【0019】
この熱成形において、繊維の配向方向がシャフトの中心軸に対して0°であるプリプレグシート11は、押圧されるときの応力によって、プリプレグシート自体に伸びが生じ、マンドレルに巻き付けられた状態がほぼ維持され、巻始め端部11aと巻終わり端部11bとが一致したままとなる。一方、繊維の配向方向がシャフトの中心軸に対して+45°であるプリプレグシート12は、巻きが解れるような挙動等を示し、図4に示される長さL1の重なりがなくなり、図6に示すように、巻始め端部12aと巻終わり端部12bとが一致することになる。同様に、繊維の配向方向がシャフトの中心軸に対して−45°であるプリプレグシート13も、巻きが解れるような挙動等を示し、図5に示される長さL2の重なりがなくなり、図7に示すように、巻始め端部13aと巻終わり端部13bとが一致することになる。これにより、成形後の層構成が周方向に沿って均一なものとなる。
【0020】
その後、マンドレル1および伸縮性のチューブ2を引き抜くことにより、シャフトが得られる。
尚、上述のシャフトの製造方法は、説明を容易なものとするために、プリプレグシート3として、3種のプリプレグシート11,12,13を示しているが、これに限定されないことは勿論であり、また、各プリプレグシートの巻き付けの回数(層数)も限定されるものではない。さらに、上述の例では、繊維の配向方向がシャフトの中心軸に対して0°であるプリプレグシート11が内側に位置し、繊維の配向方向がシャフトの中心軸に対して+45°、−45°であるプリプレグシート12、13が外側に位置する多層構造を示しているが、これに限定されるものではなく、0°配向のプリプレグシートが外側に位置したり、多層構造の中間に位置してもよい。
【0021】
また、本発明では、プリプレグシート3の巻き付け後、マンドレル1をチューブ2から引き抜き、代わりに、シャフトの長さの1/3以下の長さである成形用マンドレルをチューブ2内に挿入し、熱成形を行ってもよい。このような成形用マンドレルを使用することにより、チューブ2に挿入して成形金型21内にセットしたときに、マンドレルの自重による撓りが防止され、また、流体が圧損失をほとんど生じることなくチューブ2内に噴射されるので、チューブ2を所定の圧力で均一に膨張させることができる。
【0022】
【実施例】
次に、実施例を示して本発明を更に詳細に説明する。
[実施例]
伸縮性のチューブ(材質ラテックス製)にマンドレルを挿入し、チューブ上からプリプレグシートを巻き付けた。プリプレグシートは、シャフトの中心軸に対して0°に配向させた炭素繊維にエポキシ樹脂を含浸させた所定形状の繊維強化樹脂プリプレグ(東邦レーヨン(株)製Q−U114 0800(厚み0.10mm))と、シャフトの中心軸に対して+45°、−45°に配向させた炭素繊維にエポキシ樹脂を含浸させた所定形状の繊維強化樹脂プリプレグ(東邦レーヨン(株)製Q−A110−141 0800(厚み0.09mm))の、3種を使用した。そして、0°配向であるプリプレグシートを3回巻き回して、巻始め端部と巻終わり端部とが一致するように3層状態にマンドレルに巻き付けた(マンドレル基準)。次に、+45°配向のプリプレグシートを、上記の0°配向のプリプレグシートの巻始め位置から周方向に120°ずらした位置から巻き始め、2回巻き回した後、さらに、1/2周分だけ重なるようにマンドレルに巻き付けた(金型基準)。次いで、−45°配向のプリプレグシートを、上記の0°配向のプリプレグシートの巻始め位置から周方向に240°ずらした位置から巻き始め、2回巻き回した後、さらに、1/2周分だけ重なるようにマンドレルに巻き付けた(金型基準)。
【0023】
次に、マンドレルの軸方向を水平方向とするように成形金型にセットした。成形金型は図1(C)に示されるような構造の1組の半体からなり、同時に6本のシャフトを成形できるものを使用した。
【0024】
次に、空気をマンドレルの流体供給口からマンドレル内に供給し、流路を経由して流体噴射孔からチューブ内に空気を噴射してプリプレグシートに内圧をかけ成形金型に圧着させるとともに150℃に加熱して、プリプレグシートの熱成形を行った。その後、マンドレルおよび伸縮性のチューブを引き抜くことにより、シャフト(長さ1205mm)が得られた。
【0025】
このようにして製造したシャフトは、0°配向層が3層、+45°配向層と−45°配向層がそれぞれ2層であり、直径方向の肉厚が0.55mmで均一なものであった。
【0026】
また、このシャフトについて、下記の方法により反りの測定を行ったところ、ブレ幅は1.0mmであり、反りの発生がないことが確認された。
(反りの測定方法)
シャフトをバット側端部から100mmの位置と600mmの位置の2ヶ所で支持し、この状態でシャフトを軸を中心に回転させ、チップ側端部から20mmの箇所のブレ幅を測定する。ブレ幅が1.5mm以下であれば、反りがないものと判断する。
【0027】
[比較例]
0°配向であるプリプレグシートを3回巻き回した後、さらに、8/10周分だけ重なるようにマンドレルに巻き付けた(金型基準)他は、上記の実施例と同様にしてシャフトを製造した。
【0028】
このようにして製造したシャフトは、+45°配向層と−45°配向層がそれぞれ2層であるものの、0°配向層に一部4層部位が存在し、この部位における直径方向の肉厚は0.61mmであり、他の部位(肉厚0.55mm)よりも厚いものであった。このようなシャフトについて、実施例と同様にして反りの測定を行ったところ、ブレ幅は4.5mmであり、反りが生じていた。
【0029】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば伸縮性のチューブを介したマンドレル上へのプリプレグシートの巻き付けを、繊維の配向方向の違いによって異なるものとし、シャフトの中心軸に対して0°であるプリプレグシートの巻き付けは、巻始め端部と巻終わり端部が一致するように少なくとも1回巻き回し、繊維の配向方向がシャフトの中心軸に対して25°を超えるプリプレグシートの巻き付けは、巻終わり端部が巻始め端部よりも巻始め方向に所定の長さで重なるように少なくとも1回巻き回すようにするので、成形金型内にセットしてチューブ内を気密とし、マンドレル内に流体を供給してチューブ内に流体を噴射して成形したときに、繊維の配向方向がシャフトの中心軸に対して25°を超えるプリプレグシートは、巻きが解れるような挙動等を示して周方向に沿って均一な厚みとなり、また、繊維の配向方向がシャフトの中心軸に対して0°であるプリプレグシートは、それ自体に伸びが生じて、マンドレルに巻き付けられた状態(周方向に沿って均一な状態)がほぼ維持され、これにより、成形後の層構成が周方向に沿って均一となり、結果として周方向でシャフトの曲げ剛性が等しく、また、シャフトに反り(曲がり)のない高品質のシャフトが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のシャフトの製造方法を説明する工程図である。
【図2】プリプレグシートを伸縮性のチューブを介してマンドレルに巻き付けた状態を示す断面図である。
【図3】図2に示される各プリプレグシートの巻き回し状態を示す図である。
【図4】図2に示される各プリプレグシートの巻き回し状態を示す図である。
【図5】図2に示される各プリプレグシートの巻き回し状態を示す図である。
【図6】熱成形において、繊維の配向方向がシャフトの中心軸に対して25°を超えるプリプレグシートの巻きが解れた状態を示す図である。
【図7】熱成形において、繊維の配向方向がシャフトの中心軸に対して25°を超えるプリプレグシートの巻きが解れた状態を示す図である。
【符号の説明】
1…マンドレル
2…伸縮性チューブ
3…プリプレグシート
11…0°配向であるプリプレグシート
12…+45°配向であるプリプレグシート
13…−45°配向であるプリプレグシート
11a,12a,13a…巻始め端部
11b,12b,13b…巻終わり端部
21…成形金型[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of manufacturing a shaft such as a golf shaft or a fishing rod, and more particularly to a method of manufacturing a shaft using an internal pressure molding method.
[0002]
[Prior art]
The shaft made of fiber reinforced resin using carbon fiber etc. is lightweight and has excellent torsional rigidity and bending rigidity, etc., and its usage has increased dramatically as a golf club shaft and fishing rod etc. Yes. Such a shaft has a multilayer structure composed of various layers having different fiber orientation directions, and the layer structure in the thickness direction of the shaft must be uniform along the circumferential direction. If the layer configuration is different in the circumferential direction of the shaft, non-uniform rigidity and uneven thickness will result in the circumferential direction of the shaft.
[0003]
There is an internal pressure molding method as one of the methods for manufacturing a shaft made of fiber reinforced resin as described above. In this method, a desired prepreg sheet is wound around a hollow mandrel having a fluid ejection hole on the surface via a stretchable tube, and the prepreg sheet is set in a molding die so that fluid flows from the fluid ejection hole of the mandrel. The prepreg sheet is injected into the mold and pressed against the inner wall of the molding die, and the shaft is molded by curing the resin of the prepreg sheet.
[0004]
In such an internal pressure molding method, when the prepreg sheet is pressed against the inner wall of the molding die, the prepreg sheet is wound around the mandrel so that the layer structure is uniform along the circumferential direction (hereinafter referred to as the mold standard). Called). That is, when the prepreg sheet is pressed against the inner wall of the molding die, the winding start end portion and the winding end end portion of the prepreg sheet are not matched in consideration that the winding of the wound prepreg sheet is released. Deliberately wrapping around an extra mandrel. For example, in the case of a layer that becomes three layers at the time of molding, adjustment is performed such that the prepreg sheet is wound around the mandrel three times and further wound around one third.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the internal pressure molding method, there is a problem that even if the prepreg sheet is wound with the above-described mold standard, the layer structure after molding is not uniform along the circumferential direction depending on the fiber orientation direction of the prepreg sheet. There was a difference in the bending rigidity of the shaft in the circumferential direction, or the shaft was warped (bent).
[0006]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a shaft manufacturing method that enables high-quality shaft manufacturing by an internal pressure molding method.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, the present invention wraps a prepreg sheet on a mandrel via a stretchable tube, sets it in a molding die to make the inside of the tube airtight, and then the mandrel. In a method of manufacturing a shaft by an internal pressure molding method in which a fluid is supplied into the tube, the fluid is injected into the tube and the prepreg sheet is pressed against the inner wall of the molding die , and the resin of the prepreg sheet is thermally cured. The prepreg sheet in which the orientation direction of the fiber is 0 ° with respect to the central axis of the shaft, and the prepreg sheet in which the orientation direction of the fiber exceeds 25 ° with respect to the central axis of the shaft , The winding of the prepreg sheet whose orientation direction is 0 ° with respect to the central axis of the shaft is the winding start end and winding end There wound at least once to coincide, the orientation direction of the fibers is wound around the prepreg sheet in excess of 25 ° with respect to the central axis of the
[0008]
As another aspect of the present invention, the prepreg sheet whose fiber orientation direction is 5 ° or less with respect to the central axis of the shaft is wound at least once so that the winding start end and the winding end end coincide with each other. It was set as the structure wound.
As another aspect of the present invention, the prepreg sheet whose fiber orientation direction is 10 ° or less with respect to the central axis of the shaft is wound at least once so that the winding start end and the winding end end coincide with each other. It was set as the structure wound.
As another aspect of the present invention, the prepreg sheet whose fiber orientation direction is 25 ° or less with respect to the center axis of the shaft is wound at least once so that the winding start end and the winding end end coincide with each other. It was set as the structure wound.
[0009]
As another aspect of the present invention, the winding start position of each prepreg sheet is configured to be distributed over the circumferential direction of the shaft.
Furthermore, as another aspect of the present invention, after the prepreg sheet is wound, the mandrel is pulled out from the tube, and then a molding mandrel having a length of 1/3 or less of the length of the shaft is inserted into the tube. After that, it is set in a molding die so that the inside of the tube is hermetically sealed, then a fluid is supplied into the molding mandrel and the fluid is injected into the tube to be molded and the resin of the prepreg sheet is thermoset. The configuration is such that
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described.
The present invention has been made by paying attention to the fact that in the internal pressure molding method, the behavior when the prepreg sheet is pressed against the inner wall of the molding die differs depending on the fiber orientation direction. That is, the prepreg sheet in which the fiber orientation direction exceeds 25 ° with respect to the central axis of the shaft exhibits a behavior such as unwinding when pressed against the inner wall of the molding die. The prepreg sheet whose angle is 0 ° with respect to the central axis of the shaft is stretched by the stress when pressed against the inner wall of the molding die, and the winding state when wound around the mandrel is almost maintained. Is done. Therefore, in the present invention, the prepreg sheet whose fiber orientation direction is 0 ° with respect to the central axis of the shaft is wound at least once so that the winding start end portion and the winding end end portion coincide ( The winding direction of the prepreg sheet in which the fiber orientation direction exceeds 25 ° with respect to the central axis of the shaft is referred to as a mandrel reference). Wrap at least once (die standard) so as to overlap in the range of 1/10 to 9/10 rounds.
[0011]
In the present invention, as described above, the prepreg sheet in which the fiber orientation direction is 0 ° with respect to the central axis of the shaft is always wound on the mandrel basis, but the fiber orientation direction is within the range of 25 ° or less. The prepreg sheet having an angle with respect to can be determined based on the fiber material, the resin component, the diameter expansion ratio before and after molding, etc., whether to be wound on a mandrel basis or on a mold basis. In order to express the effects of the present invention more reliably, when a prepreg sheet whose fiber orientation direction is 5 ° or less with respect to the central axis of the shaft is wound on a mandrel basis, a prepreg sheet whose angle is 10 ° or less is also mandrel basis. Further, in the case of winding with a mandrel, a prepreg sheet of 25 ° or less may be wound. Therefore, for example, when a prepreg sheet whose fiber orientation direction is 10 ° or less with respect to the central axis of the shaft is wound on the mandrel basis, the fiber orientation direction is more than 10 ° and 25 ° or less with respect to the central axis of the shaft. The prepreg sheet is wound on a mold basis.
[0012]
FIG. 1 is a process diagram for explaining the shaft manufacturing method of the present invention. In the shaft manufacturing method of the present invention, first, the
Like the mandrel used in the conventional internal pressure molding method, the
[0013]
The
[0014]
The
[0015]
In the present invention, the prepreg sheet whose fiber orientation direction is 0 ° with respect to the central axis of the shaft is always wound at least once so that the winding start end and the winding end end coincide with each other (mandrel reference), Further, for a prepreg sheet in which the fiber orientation direction exceeds 25 ° with respect to the central axis of the shaft, the winding end end is always at least once so as to overlap the winding start direction by a predetermined length from the winding start end. It is to be wound (on a mold basis). A prepreg sheet in which the fiber orientation direction has an angle of 25 ° or less with respect to the central axis of the shaft is based on the mandrel standard in consideration of the fiber material, the resin component, the diameter expansion rate before and after molding, and the like. It is determined whether to wrap around or on a mold basis.
[0016]
2 shows a
[0017]
Next, the
[0018]
Next, a fluid is supplied into the
[0019]
In this thermoforming, the
[0020]
Then, the shaft is obtained by pulling out the
The above-described shaft manufacturing method shows three types of
[0021]
Further, in the present invention, after the
[0022]
【Example】
Next, an Example is shown and this invention is demonstrated further in detail.
[Example]
A mandrel was inserted into a stretchable tube (made of latex material), and a prepreg sheet was wound around the tube. The prepreg sheet is a fiber-reinforced resin prepreg having a predetermined shape in which an epoxy resin is impregnated with carbon fibers oriented at 0 ° with respect to the central axis of the shaft (Q-U114 0800 manufactured by Toho Rayon Co., Ltd. (thickness: 0.10 mm)) ), And a fiber reinforced resin prepreg having a predetermined shape obtained by impregnating an epoxy resin with carbon fibers oriented at + 45 ° and −45 ° with respect to the central axis of the shaft (Q-A110-141 0800 manufactured by Toho Rayon Co., Ltd.) Three types having a thickness of 0.09 mm)) were used. Then, the prepreg sheet having 0 ° orientation was wound three times, and wound around the mandrel in a three-layer state so that the winding start end and the winding end end coincided (mandrel reference). Next, after winding the prepreg sheet with + 45 ° orientation at a position shifted by 120 ° in the circumferential direction from the winding start position of the prepreg sheet with 0 ° orientation, the prepreg sheet was wound twice, and then ½ lap Wrapped around the mandrel so that it only overlaps (die standard). Next, after winding the prepreg sheet having −45 ° orientation at a position shifted by 240 ° in the circumferential direction from the winding start position of the prepreg sheet having 0 ° orientation described above, winding the prepreg sheet twice, and then further halving Wrapped around the mandrel so that it only overlaps (die standard).
[0023]
Next, the mandrel was set in a molding die so that the axial direction of the mandrel was the horizontal direction. The molding die was composed of a pair of halves having a structure as shown in FIG. 1 (C) and capable of molding 6 shafts at the same time.
[0024]
Next, air is supplied from the fluid supply port of the mandrel into the mandrel, and air is injected from the fluid injection hole into the tube via the flow path to apply an internal pressure to the prepreg sheet and press-bond to the molding die, and 150 ° C. And the prepreg sheet was thermoformed. Then, the shaft (length 1205 mm) was obtained by drawing out the mandrel and the stretchable tube.
[0025]
The shaft manufactured in this manner was composed of three 0 ° oriented layers, two + 45 ° oriented layers and two −45 ° oriented layers, and a uniform thickness in the diameter direction of 0.55 mm. .
[0026]
Further, when the warpage of this shaft was measured by the following method, the blur width was 1.0 mm, and it was confirmed that there was no warpage.
(Measurement method of warpage)
The shaft is supported at two positions of 100 mm and 600 mm from the butt side end. In this state, the shaft is rotated around the axis, and the blur width at a position of 20 mm from the tip side end is measured. If the blur width is 1.5 mm or less, it is determined that there is no warp.
[0027]
[Comparative example]
A shaft was manufactured in the same manner as in the above example except that the prepreg sheet with 0 ° orientation was wound three times and then wound around a mandrel so as to overlap by 8/10 laps (die basis). .
[0028]
The shaft manufactured in this manner has two + 45 ° oriented layers and two −45 ° oriented layers, but there are four portions in the 0 ° oriented layer. It was 0.61 mm, which was thicker than other parts (thickness 0.55 mm). When such a shaft was measured for warpage in the same manner as in the example, the blur width was 4.5 mm, and warpage occurred.
[0029]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the present invention, the winding of the prepreg sheet on the mandrel via the stretchable tube is different depending on the difference in the orientation direction of the fiber, and is 0 ° with respect to the central axis of the shaft. The prepreg sheet is wound at least once so that the winding start end and the winding end end coincide with each other, and the prepreg sheet winding in which the fiber orientation direction exceeds 25 ° with respect to the central axis of the shaft Since the end end part is wound at least once so that it overlaps with the predetermined length in the winding start direction from the winding start end part, it is set in the molding die so that the inside of the tube is hermetically sealed and the fluid in the mandrel The prepreg sheet whose fiber orientation direction exceeds 25 ° with respect to the central axis of the shaft is unwound The prepreg sheet having a uniform thickness along the circumferential direction, showing the behavior and the like, and the fiber orientation direction being 0 ° with respect to the central axis of the shaft was stretched and wound around the mandrel. The state (uniform state along the circumferential direction) is almost maintained, and as a result, the layer structure after molding becomes uniform along the circumferential direction. As a result, the bending rigidity of the shaft is equal in the circumferential direction, and the shaft warps. A high-quality shaft without (bending) can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a process diagram illustrating a shaft manufacturing method of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which a prepreg sheet is wound around a mandrel via a stretchable tube.
3 is a view showing a winding state of each prepreg sheet shown in FIG. 2. FIG.
4 is a view showing a winding state of each prepreg sheet shown in FIG. 2. FIG.
5 is a view showing a winding state of each prepreg sheet shown in FIG. 2. FIG.
FIG. 6 is a diagram showing a state in which the winding of the prepreg sheet in which the fiber orientation direction exceeds 25 ° with respect to the central axis of the shaft is unwound in thermoforming.
FIG. 7 is a view showing a state in which the winding of the prepreg sheet in which the fiber orientation direction exceeds 25 ° with respect to the central axis of the shaft is unwound in thermoforming.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (6)
該方法は、
繊維の配向方向がシャフトの中心軸に対して0°であるプリプレグシート、および繊維の配向方向がシャフトの中心軸に対して25°を超えるプリプレグシートを巻き付けるに際して、前記繊維の配向方向がシャフトの中心軸に対して0°であるプリプレグシートの巻き付けは、巻始め端部と巻終わり端部が一致するように少なくとも1回巻き回し、前記繊維の配向方向がシャフトの中心軸に対して25°を超えるプリプレグシートの巻き付けは、巻終わり端部が巻始め端部よりも巻始め方向に1/10〜9/10周分の範囲から選択された所定の長さで重なるように少なくとも1回巻き回すことを特徴としたシャフトの製造方法。After winding a prepreg sheet on a mandrel via a stretchable tube, it is set in a molding die to make the inside of the tube airtight, then a fluid is supplied into the mandrel and a fluid is injected into the tube In the method of manufacturing a shaft by an internal pressure molding method in which the prepreg sheet is molded by pressing the inner wall of the molding die and the resin of the prepreg sheet is thermally cured.
The method
When winding a prepreg sheet in which the orientation direction of the fiber is 0 ° with respect to the central axis of the shaft, and a prepreg sheet in which the orientation direction of the fiber exceeds 25 ° with respect to the central axis of the shaft, the orientation direction of the fiber is winding the prepreg sheet is 0 ° with respect to the central axis, wound at least once as winding start portion and the winding end portion coincides, the orientation direction of the fibers 25 ° with respect to the central axis of the shaft The prepreg sheet is wound at least once so that the winding end end overlaps with a predetermined length selected from the range of 1/10 to 9/10 rounds in the winding start direction from the winding start end. A method of manufacturing a shaft characterized by turning.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001036771A JP4546653B2 (en) | 2001-02-14 | 2001-02-14 | Manufacturing method of shaft |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001036771A JP4546653B2 (en) | 2001-02-14 | 2001-02-14 | Manufacturing method of shaft |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002240158A JP2002240158A (en) | 2002-08-28 |
JP4546653B2 true JP4546653B2 (en) | 2010-09-15 |
Family
ID=18899997
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001036771A Expired - Fee Related JP4546653B2 (en) | 2001-02-14 | 2001-02-14 | Manufacturing method of shaft |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4546653B2 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011245139A (en) * | 2010-05-28 | 2011-12-08 | Globeride Inc | Golf club shaft and golf club |
JP6164835B2 (en) * | 2012-12-25 | 2017-07-19 | 株式会社シマノ | Fishing rod housing, fishing rod having the same, and method for manufacturing fishing rod housing |
JP6559645B2 (en) * | 2016-12-27 | 2019-08-14 | 株式会社日本製鋼所 | Pipe material manufacturing method and pipe material manufacturing apparatus |
CN113041583B (en) * | 2019-12-27 | 2022-03-25 | 古洛布莱株式会社 | Golf club shaft and golf club provided with same |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60212334A (en) * | 1984-04-09 | 1985-10-24 | Daiwa Seiko Inc | Manufacture of tubular body such as fishing rod |
JPH10235761A (en) * | 1997-02-27 | 1998-09-08 | Toray Ind Inc | Fiber reinforced plastic tubular body |
JPH11215937A (en) * | 1998-01-30 | 1999-08-10 | Daiwa Seiko Inc | Fishing rods |
JP2000153009A (en) * | 1998-09-17 | 2000-06-06 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | Shaft for golf club |
JP2001030278A (en) * | 1999-07-22 | 2001-02-06 | Fujikura Rubber Ltd | Manufacture of mandrel and shaft |
-
2001
- 2001-02-14 JP JP2001036771A patent/JP4546653B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60212334A (en) * | 1984-04-09 | 1985-10-24 | Daiwa Seiko Inc | Manufacture of tubular body such as fishing rod |
JPH10235761A (en) * | 1997-02-27 | 1998-09-08 | Toray Ind Inc | Fiber reinforced plastic tubular body |
JPH11215937A (en) * | 1998-01-30 | 1999-08-10 | Daiwa Seiko Inc | Fishing rods |
JP2000153009A (en) * | 1998-09-17 | 2000-06-06 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | Shaft for golf club |
JP2001030278A (en) * | 1999-07-22 | 2001-02-06 | Fujikura Rubber Ltd | Manufacture of mandrel and shaft |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2002240158A (en) | 2002-08-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6820654B2 (en) | High performance composite tubular structures | |
US6132323A (en) | Thermoplastic/thermoset hybrid golf club shafts and methods of manufacturing the same | |
US20140239531A1 (en) | Composite member and method of making | |
AU2001266906A1 (en) | High performance composite tubular structures | |
FR2716376A1 (en) | Resin transfer racket frame reinforced with continuous fibers. | |
JP4546653B2 (en) | Manufacturing method of shaft | |
KR830001833B1 (en) | Composite for the production of fibre reinforced tubular products | |
US6126557A (en) | Golf club shafts and methods of manufacturing the same | |
JPS6321608B2 (en) | ||
JP4327949B2 (en) | Manufacturing method of shaft | |
WO2012149490A1 (en) | Improved composite member and method of making | |
WO1996007533A1 (en) | Method of making composite product of tubular structure using clamshell mold | |
US20090014114A1 (en) | Method for manufacturing composite container with different opening sizes | |
US6422958B1 (en) | Frame for a game racquet formed by filament winding | |
JP3810900B2 (en) | Manufacturing method of hollow pipe | |
JP4510260B2 (en) | Method for manufacturing tubular molded body | |
AU2015217649A1 (en) | Method of manufacturing an elongated article, elongated article, obtainable by the method, and weight distributing system, adapted to be provided in an inner cavity of the elongated article | |
JPH10155951A (en) | Golf club shaft | |
JPS6321607B2 (en) | ||
JP3442645B2 (en) | Manufacturing method of racket frame | |
US20230054351A1 (en) | Shaped Pre-Preg Composite Layer Bat | |
JP3474793B2 (en) | FRP bat for baseball or softball | |
JP6181551B2 (en) | Golf club shaft and manufacturing method thereof | |
JP2022062478A (en) | Method of manufacturing high-pressure container | |
KR20190071053A (en) | Method for manufacturing fiber-reinforced plastic products including partition and metallic device for use therein |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070907 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100413 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100427 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100601 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100622 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100702 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130709 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 4546653 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |