JP4955512B2

JP4955512B2 - ゴルフクラブシャフト

Info

Publication number: JP4955512B2
Application number: JP2007293943A
Authority: JP
Inventors: 憲一宮本
Original assignee: Ｓｒｉスポーツ株式会社
Priority date: 2007-11-13
Filing date: 2007-11-13
Publication date: 2012-06-20
Anticipated expiration: 2018-01-27
Also published as: JP2008049203A

Description

本発明はゴルフクラブシャフトに関する。

最近のゴルフクラブシャフトに於て、主材料として繊維強化樹脂が広く採用され、軽量化が進み、曲げ剛性や捻れ剛性の設計の自由度が大きくなってきており、ゴルフクラブに要求される飛距離の増大、方向性の安定といった重要な性能の改良に効果をもたらしている（例えば特許文献１参照）。

上記強化繊維としては、主にカーボン繊維が用いられ、その他、ガラス繊維、アラミド繊維、金属繊維も用いられている。これらの材料及び特にカーボン繊維の弾性率の異なったものを組み合わせることにより、曲げ剛性及び捻り剛性の分布を設計することができ、上記飛距離の増大及び方向性向上がなされている。

このように曲げ剛性や捻れ剛性の設計の自由度は大きくなり、事実、これらのシャフトの特性に起因し、飛距離が増大し、方向性が向上するゴルフクラブが提供されているが、これらのシャフトの特性は静的な挙動を示しており、各プレーヤーがスゥイングする際、すなわち、動的な挙動にどのように影響しているかは、詳しくは解明されておらず、各プレーヤーにより千差万別であるスゥイング時のゴルフクラブ、特にシャフトの挙動と飛距離、方向性を解明することは非常に困難である。

打球時の飛距離と方向性は、ボールとクラブヘッドが衝突する際のヘッド速度、ヘッドフェイスの角度及び衝突前後のヘッドの軌道により決まる。実際のプレー時のスゥイングにおいては、アドレスした状態からバックスゥイングを始め、トップと称される位置でタイミングを取り、切り返してダウンスゥイングし、クラブヘッドをボールに衝突させる。これら一連のスゥイングの動作において、ボールとクラブヘッドの衝突直前あるいはダウンスゥイングに入った後では、プレーヤーの意志により、上記の打球の飛距離と方向性を左右する要因を調整することは非常に困難である。言い換えれば、プレーヤーは常にある一定のスゥイング軌道を習得しなければならず、そのためには、上記スゥイングの一連の動作において、ヘッドとボールを衝突させるため、ダウンスゥイングを開始する直前の、いわゆる切り返しと称されるトップでのタイミングを体得することが重要である。このタイミングの取りかたは、各プレーヤー及びクラブの特性、重量、長さ、重心、硬さ等により千差万別である。

このタイミングを取りやすく、ひいては大きな速度で安定してクラブヘッドをボールに
衝突させられるよう、シャフトに関しさまざまな改良が提案されている。例えば、重量を小さく、長さを大きくすることにより、非力なプレーヤーでも大きなヘッド速度を得られるようにしたり、全体の硬さを小さくし、シャフトを撓みやすくしタイミングを取りやすく、且つヘッド速度を、撓みの復元を利用し大きくしようとするものがある。さらには、シャフトの剛性分布を改良し、全体の硬さに加え、たわみやすい位置を設計し、タイミングの取り易さ等を向上させようとするものがあり、一般的には、相対的に先端が軟らかく撓みやすいもの、いわゆる先調子のものでは、非力なプレーヤーでも、ヘッド速度を大きくし且つボールを高弾道にし、飛距離を増大する効果があり、また相対的に先端を硬く、手元側すなわちグリップ側が軟らかいもの、いわゆる手元調子のものでは、スゥイング速度が速く、シャフトの撓みの復元によるヘッド速度増大、飛距離の増大効果よりも、方向性を向上させる効果がある。
特開平９−１４０８３９号公報

上述したように、繊維強化樹脂を材料とすることにより、様々なゴルフシャフトが提案され、ゴルフプレーにおけるプレーヤーの要求すなわち飛距離の増大及び方向性の安定が改良されてきたが、本発明では、ゴルフシャフトの静的な物性、すなわち重量、曲げ剛性、捻り剛性には略影響を与えず、動的なプレー時のタイミングの取り易さを改良し、スゥイングを安定させ、さらに、スゥイング時のシャフトの撓みを復元しやすくし、飛距離の増大及び方向性の安定向上を図ったゴルフクラブシャフトを提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するため、強化繊維に樹脂を含浸した複数枚のプリプレグを順次巻き付けて積層し、含浸した該樹脂を硬化させた繊維強化樹脂製のゴルフクラブシャフトに於て、少なくとも１枚のプリプレグは、ストレート層であって強化繊維がシャフト軸心に対して（０°±５°）に配設され、かつ、該強化繊維が超弾性合金繊維とカーボン繊維を併用して構成され、上記超弾性合金繊維は、ニッケル・チタン合金繊維であって、さらに、｛逆式フレックス／（順式フレックス＋逆式フレックス）｝×１００より求められる先調子率が50.0％以上の繊維強化樹脂製のゴルフクラブシャフトであって、超弾性合金繊維とカーボン繊維を併用した上記強化繊維を有する上記プリプレグを、シャフト全長Ｌに対し、先端から、先端から略１／３・Ｌの位置までの範囲に配設し、上記順式フレックス及び上記逆式フレックスで表わされる曲げ剛性並びにトルクと称される捻れ剛性の静的な物性にはほぼ影響を与えずに動的な特性を改善した。

または、強化繊維に樹脂を含浸した複数枚のプリプレグを順次巻き付けて積層し、含浸した該樹脂を硬化させた繊維強化樹脂製のゴルフクラブシャフトに於て、少なくとも１枚のプリプレグは、ストレート層であって強化繊維がシャフト軸心に対して（０°±５°）に配設され、かつ、該強化繊維が超弾性合金繊維とカーボン繊維を併用して構成され、上記超弾性合金繊維は、ニッケル・チタン合金繊維であって、さらに、｛逆式フレックス／（順式フレックス＋逆式フレックス）｝×１００より求められる先調子率が48.0％以上50％未満の繊維強化樹脂製のゴルフクラブシャフトであって、超弾性合金繊維とカーボン繊維を併用した上記強化繊維を有する上記プリプレグを、シャフト全長Ｌに対し、先端から略１／３・Ｌの位置から、先端から略２／３・Ｌの位置までの範囲に配設し、上記順式フレックス及び上記逆式フレックスで表わされる曲げ剛性並びにトルクと称される捻れ剛性の静的な物性にはほぼ影響を与えずに動的な特性を改善した。
または、強化繊維に樹脂を含浸した複数枚のプリプレグを順次巻き付けて積層し、含浸した該樹脂を硬化させた繊維強化樹脂製のゴルフクラブシャフトに於て、少なくとも１枚のプリプレグは、ストレート層であって強化繊維がシャフト軸心に対して（０°±５°）に配設され、かつ、該強化繊維が超弾性合金繊維とカーボン繊維を併用して構成され、上記超弾性合金繊維は、ニッケル・チタン合金繊維であって、さらに、｛逆式フレックス／（順式フレックス＋逆式フレックス）｝×１００より求められる先調子率が48.0％未満の繊維強化樹脂製のゴルフクラブシャフトであって、超弾性合金繊維とカーボン繊維を併用した上記強化繊維を有する上記プリプレグを、シャフト全長Ｌに対し、先端から略２／３・Ｌの位置から、基端までの範囲に配設し、上記順式フレックス及び上記逆式フレックスで表わされる曲げ剛性並びにトルクと称される捻れ剛性の静的な物性にはほぼ影響を与えずに動的な特性を改善した。

本発明に係るゴルフクラブシャフトは、動的なプレー時のタイミングの取り易さが改善され、スゥイングを安定させる効果がある。
かつ、スゥイング時に発生するシャフトの撓みが復元しやすく、ボールの飛距離の増加、及び、方向性の安定向上を達成出来る。

以下、図示の実施の形態に基づき本発明を詳説する。

図１に於て、本発明に係るゴルフクラブシャフト１が使用されたゴルフクラブを例示し、このクラブはウッド型、アイアン型のいずれでも良い。このシャフト１は繊維強化樹脂製であって、先端（チップ）５側にヘッド２が固着され、基端（バット）４側にはグリップ３が固着されている。Ｌはシャフト全長を示している。

図２は、一般的にシートワインディング法と称されるシャフト製法に用いられるプリプレグの各層の展開図を例示したものである。即ち、強化繊維に樹脂を含浸したプリプレグ10, 11…を、マンドレルと呼ばれる中芯材に順次巻き付けて、積層し、その後、含浸樹脂を硬化させて、シャフトを製造する。

この図２に於て、（イ）のプリプレグ10，10は斜交層と呼ばれ、一般的には、マンドレル軸心（即ち図１のシャフト軸心６）に対して、強化繊維の角度を、45°±10°に配設される。この角度、及び、強化繊維の弾性率、巻き付け枚数等により、（回転トルクと称される）シャフト捻り剛性を決定するものである。

図２の（ロ）のプリプレグ11…はストレート層と呼ばれ、強化繊維をマンドレル軸心（即ち図１のシャフト軸心６）と略平行に配設される。このストレート層の強化繊維の弾性率、強度等の物性、巻き付け枚数により、シャフト１の曲げ剛性が決定される。

このような斜交層、ストレート層、あるいは部分的な補強層によって、シャフト１の重量、曲げ剛性、捻り剛性等の物性を種々設計することができる。

本発明に係るゴルフクラブシャフト１は、図２の（ロ）に示したストレート層としてのプリプレグ11…の内の少なくとも一枚に於て、超弾性合金繊維８としてニッケル・チタン合金（以下「Ｎｉ・Ｔｉ合金」と呼ぶことがある）繊維を用いる。このＮｉ・Ｔｉ合金繊維８は伸び率が10〜60％と極めて大きく、そして、プリプレグ11としては主強化繊維としてのカーボン繊維と併用する。

そして、ストレート層としてのプリプレグ11に超弾性合金繊維８を用いることにより、図３に示すように、シャフト軸心６に対して、繊維８の配置方向を０°±５°とする。

また、図３に示す参考例では、超弾性合金繊維８…を、シャフト全長Ｌに配設している。また、図４に示す実施の形態では、先調子率（定義は後述）が50.0％以上のシャフトであって、超弾性合金繊維８…を、シャフト全長Ｌに対し、先端５から、先端５から略１／３・Ｌの位置までの範囲に、配設した場合を示す。

図５に示す実施の別の形態では、先調子率が、48.0％以上50％未満のシャフトであって、超弾性合金繊維８…を、シャフト全長Ｌに対し、先端５から略１／３・Ｌの位置から、先端５から略２／３・Ｌの位置までの範囲に配設している。

図６に示すさらに別の実施の形態では、先調子率が48.0％未満のシャフト───いわゆる“手元調子のシャフト”───であって、超弾性合金繊維８…を、シャフト全長Ｌに対し、先端から略２／３・Ｌの位置から、基端４までの範囲に配設している。

ところで、本発明に於ける「先調子率」の定義について以下説明する。即ち、「先調子率」をＴとし、順式フレックスをＦ₁とし、逆式フレックスをＦ₂とすると、次の数式１で求められる。

ここで、フレックスとはシャフト１の剛性であり、順式フレックスＦ₁は、図７に示す如く、先端５から129mm の点を荷重点Ｗ₁とし、この荷重点Ｗ₁から824mm の点を支点Ａとし、この支点Ａから140mm の位置を作用点Ｂとして、2.7kg の荷重Ｗ_tを掛けて測定したフレックス（先端５の変位量）である。
また、逆式フレックスＦ₂は、図８に示す如く、先端５から12mmの位置を作用点とし、この作用点Ｃから140mm の点を支点Ｄとし、この支点Ｄから776mm の点を荷重点Ｗ₂として1.3kg の荷重Ｗ_tを掛けて測定したフレックス（基端４の変位量）である。

次に、下記の表１に示すような全長Ｌ、重量、順式フレックスＦ₁、逆式フレックスＦ₂を有する参考例１（シャフトＡ），実施例１（シャフトＢ），参考例２（シャフトＤ），実施例２（シャフトＥ），参考例３（シャフトＧ），実施例３（シャフトＨ）、及び、比較例１（シャフトＣ），比較例２（シャフトＦ），比較例３（シャフトＩ）を、夫々製作した。

比較例１，２，３は、先調子率Ｔを、（実測値で）53.5％、49.3％、44.2％に設定されたカーボン繊維を強化繊維とするプリプレグの積層構造から成るシャフトである。

実施例１〜３及び参考例１〜３では、主強化繊維のカーボン繊維上に超弾性を有するＮｉ・Ｔｉ合金繊維を配設したプリプレグ───具体的には、新日鉄化学株式会社製のプリプレグ；品番ＭＪＯ100 ─500/1200─Ａ15／Ｋ03───を使用した。

まず、参考例１（シャフトＡ）は、比較例１に対し、ストレート層に１層、全長Ｌに渡って、上記Ｎｉ・Ｔｉ合金繊維を配設したプリプレグに置き換えた構造である。実施例１（シャフトＢ）は、上記Ｎｉ・Ｔｉ合金繊維を配設したプリプレグを、ストレート層に、シャフト先端から、１／３・Ｌの位置───図４に於て先端５から381mm の位置───に渡って、置き換えた構造である。

同様に、参考例２（シャフトＤ），実施例２（シャフトＥ）は比較例２（シャフトＦ）に対し、上記合金繊維を有するプリプレグと置き換え配設したものである。但し、参考例２（シャフトＤ）は全長Ｌに渡って合金繊維を配設したもので、実施例２（シャフトＥ）は、図５に示すように、シャフト先端５から381mm の位置から762mm の位置の範囲に渡って、合金繊維を有するプリプレグと置き換えたものである。

さらに、参考例３（シャフトＧ），実施例３（シャフトＨ）は、比較例３（シャフトＩ）に対し、上記合金繊維を有するプリプレグと置き換えたものである。但し、参考例３（シャフトＧ）は全長Ｌに渡って合金繊維を配設したもので、実施例３（シャフトＨ）は、図６に示すように、先端５から762mm の位置から基端４に渡って、配設した。

上記表１から、実施例１及び参考例１と比較例１の先調子率Ｔ及びトルクが略同一であることが判る。また、実施例２及び参考例２と比較例２についても同様であり、かつ、実施例３及び参考例３と比較例３についても同様である。
これらの実施例１〜３と参考例１〜３及び比較例１〜３の各シャフトに、（図１に示すように）ヘッド２とグリップ３を装着し、プレーヤーの実打により、以下の表２、表３、及び表４の結果を得た。

具体的には、日常比較例１のシャフトを使用しているプレーヤー（被験者ａ〜ｅ）に実施例１と参考例１のシャフトを、比較例２のシャフトを使用しているプレーヤー（被験者ｆ〜ｊ）に実施例２と参考例２のシャフトを、比較例３のシャフトを使用しているプレーヤー（被験者ｋ〜ｏ）に実施例３と比較例３のシャフトを実打させ、実打時のボールトヘッドが衝突する、いわゆるインパクト直前のヘッド速度、インパクト直後のボール速度と、水平線に対する打ち出し角度及びボールの飛距離と左右方向のズレ距離を計測し、プレーヤーの満足度・重量感・硬さ・振り易さの感性による評価も同時に実施した。これらの結果を表２、表３及び表４に示した。各被験者の計測結果は、５球実打、計測値の平均値であり、感性評価結果は、各シャフト実打後、５点法にて各項目点数をつけさせた。

表２に於て、最下段に、比較例１（シャフトＣ）と参考例１（シャフトＡ）及び実施例１（シャフトＢ）との差を、各５名の被験者の平均で示している。また、表３に於て、最下段に、比較例２（シャフトＦ）と参考例２（シャフトＤ）と実施例２（シャフトＥ）との差を、各５名の被験者の平均で示している。また、表４に於て、最下段に、比較例３（シャフトＩ）と参考例３（シャフトＧ）と実施例３（シャフトＨ）との差を、各５名の被験者の平均で示している。
なお、各シャフトには、住友ゴム工業株式会社製のヘッド２「ＮＥＷＢＲＥＥＤロフト 10.5°」を取付けた。

表１から、本発明のゴルフクラブシャフトは、順式、逆式フレックスで表される曲げ剛性、トルクと称される捻れ剛性の静的な物性にはほぼ影響を与えないことが判る。重量については、合金繊維を配することによって、数グラム（最大、6.5g）大きくなっている。ただし、これら静的な物性とプレーヤーのスゥイング時の動的挙動及びプレーヤーの感性への影響は詳しくは解明されておらず、人間が実際にプレーする際には、身体、ゴルフコースのコンディションによりスゥイングに受ける影響が少なからずある。

表２、表３、表４の実打の結果から判るように、本発明のシャフトを用いたゴルフクラブはヘッド速度が大きく、インパクト直後のボール速度が大きくなり、結果として飛距離が大きくなっている。このことは、静的なシャフトの物性がほぼ同等であり、重量に関しては若干大きくなっているが、各被験者が動的にスゥイング時、特にトップでの切り返し時のタイミングの取り易さが改良された結果である。また、ボールの打ち出し角度も大きくなっており、これも飛距離が大きくなる要因である。このことは、スゥイング時のトップから切り返してダウンスゥイング時に、シャフトに生じる、概打球方向と反対方向への撓みが、従来のシャフトと比較して、概打球方向へ復元しやすいことを表している。一方、方向性についても改良されていることが判る。

さらに、感性評価の結果から、振り易さが改良され、結果として満足度（好き、嫌い）が向上している。また、比較例に対して最大数グラムの重量増加は、各被験者には振り易さに影響を及ぼす程度には感じられておらず、本発明の改良に負の効果をもたらすものではない。

本発明は、強化繊維に樹脂を含浸した複数枚のプリプレグを順次巻き付けて積層し、含浸した該樹脂を硬化させた繊維強化樹脂製のゴルフクラブシャフトに於て、少なくとも１枚のプリプレグは、ストレート層であって強化繊維がシャフト軸心に対して（０°±５°）に配設され、かつ、該強化繊維が超弾性合金繊維とカーボン繊維を併用して構成されているので、動的なプレー時のタイミングの取り易さが改善され、スゥイングを安定させる効果がある。
かつ、スゥイング時に発生するシャフトの撓みが復元しやすく、ボールの飛距離の増加、及び、方向性の安定向上を達成出来る。

また、先調子率が50.0％以上の繊維強化樹脂製のゴルフクラブシャフトであって、超弾性合金繊維とカーボン繊維を併用した上記強化繊維を有する上記プリプレグを、シャフト全長Ｌに対し、先端から、先端から略１／３・Ｌの位置までの範囲に配設したので、先調子のシャフトに有効であって、超弾性合金繊維が先端５から略１／３・Ｌであるにかかわらず、ゴルフクラブの動的な特性の大きな改善を図り得る。

また、先調子率が48.0％以上50％未満の繊維強化樹脂製のゴルフクラブシャフトであって、超弾性合金繊維とカーボン繊維を併用した上記強化繊維を有する上記プリプレグを、シャフト全長Ｌに対し、先端から略１／３・Ｌの位置から、先端から略２／３・Ｌの位置までの範囲に配設したので、先調子率が48.0％以上50％未満のシャフトとして、短い範囲の超弾性合金繊維の配置にかかわらず、ゴルフクラブの動的な特性の大きな改善が図り得る。
また、先調子率が48.0％未満の繊維強化樹脂製のゴルフクラブシャフトであって、超弾性合金繊維とカーボン繊維を併用した上記強化繊維を有する上記プリプレグを、シャフト全長Ｌに対し、先端から略２／３・Ｌの位置から、基端までの範囲に配設したので、手元調子のシャフトとして、短い範囲の超弾性合金繊維の配置にかかわらず、ゴルフクラブの動的な特性改善を図り得る。

本発明に係るシャフトを用いたゴルフクラブの一例の平面図である。プリプレグの例を示す平面図である。本発明の参考例を示す平面図である。本発明の実施の形態を示す平面図である。本発明の実施の別の形態を示す平面図である。本発明のさらに別の形態を示す平面図である。順式フレックスの測定方法の説明図である。逆式フレックスの測定方法の説明図である。

１ゴルフクラブシャフト
４基端（バット）
５先端（チップ）
６シャフト軸心
Ｌシャフト全長
Ｔ先調子率
Ｆ₁順式フレックス
Ｆ₂逆式フレックス

Claims

強化繊維に樹脂を含浸した複数枚のプリプレグを順次巻き付けて積層し、含浸した該樹脂を硬化させた繊維強化樹脂製のゴルフクラブシャフトに於て、
少なくとも１枚のプリプレグは、ストレート層であって強化繊維がシャフト軸心に対して（０°±５°）に配設され、かつ、該強化繊維が超弾性合金繊維とカーボン繊維を併用して構成され、
上記超弾性合金繊維は、ニッケル・チタン合金繊維であって、
さらに、｛逆式フレックス／（順式フレックス＋逆式フレックス）｝×１００より求められる先調子率が50.0％以上の繊維強化樹脂製のゴルフクラブシャフトであって、超弾性合金繊維とカーボン繊維を併用した上記強化繊維を有する上記プリプレグを、シャフト全長Ｌに対し、先端から、先端から略１／３・Ｌの位置までの範囲に配設し、上記順式フレックス及び上記逆式フレックスで表わされる曲げ剛性並びにトルクと称される捻れ剛性の静的な物性にはほぼ影響を与えずに動的な特性を改善したことを特徴とするゴルフクラブシャフト。
強化繊維に樹脂を含浸した複数枚のプリプレグを順次巻き付けて積層し、含浸した該樹脂を硬化させた繊維強化樹脂製のゴルフクラブシャフトに於て、
少なくとも１枚のプリプレグは、ストレート層であって強化繊維がシャフト軸心に対して（０°±５°）に配設され、かつ、該強化繊維が超弾性合金繊維とカーボン繊維を併用して構成され、
上記超弾性合金繊維は、ニッケル・チタン合金繊維であって、
さらに、｛逆式フレックス／（順式フレックス＋逆式フレックス）｝×１００より求められる先調子率が48.0％以上50％未満の繊維強化樹脂製のゴルフクラブシャフトであって、超弾性合金繊維とカーボン繊維を併用した上記強化繊維を有する上記プリプレグを、シャフト全長Ｌに対し、先端から略１／３・Ｌの位置から、先端から略２／３・Ｌの位置までの範囲に配設し、上記順式フレックス及び上記逆式フレックスで表わされる曲げ剛性並びにトルクと称される捻れ剛性の静的な物性にはほぼ影響を与えずに動的な特性を改善したことを特徴とするゴルフクラブシャフト。
強化繊維に樹脂を含浸した複数枚のプリプレグを順次巻き付けて積層し、含浸した該樹脂を硬化させた繊維強化樹脂製のゴルフクラブシャフトに於て、
少なくとも１枚のプリプレグは、ストレート層であって強化繊維がシャフト軸心に対して（０°±５°）に配設され、かつ、該強化繊維が超弾性合金繊維とカーボン繊維を併用
して構成され、
上記超弾性合金繊維は、ニッケル・チタン合金繊維であって、
さらに、｛逆式フレックス／（順式フレックス＋逆式フレックス）｝×１００より求められる先調子率が48.0％未満の繊維強化樹脂製のゴルフクラブシャフトであって、超弾性合金繊維とカーボン繊維を併用した上記強化繊維を有する上記プリプレグを、シャフト全長Ｌに対し、先端から略２／３・Ｌの位置から、基端までの範囲に配設し、上記順式フレックス及び上記逆式フレックスで表わされる曲げ剛性並びにトルクと称される捻れ剛性の静的な物性にはほぼ影響を与えずに動的な特性を改善したことを特徴とするゴルフクラブシャフト。