JP5426909B2 - Tubular body - Google Patents

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Description

本発明は、強化繊維樹脂製の管状体に関し、詳しくは、ゴルフクラブ用シャフト・釣竿の竿管等に用いられる管状体に関する。   The present invention relates to a tubular body made of a reinforced fiber resin, and more particularly to a tubular body used for a shaft for a golf club, a fishing rod for a fishing rod, or the like.

ゴルフクラブ用シャフトや釣竿の竿管等に用いられる管状体は、高強度・高弾性の強化繊維(例えば、炭素繊維やガラス繊維)を一方向に引き揃えて熱硬化性樹脂(例えばエポキシ樹脂)を含浸させたプリプレグをマンドレル(金型)に巻き付けて、焼成(加熱硬化)させて作製している(例えば、特許文献1参照)。   Tubular bodies used for golf club shafts, fishing rods, etc. are made of thermosetting resin (for example, epoxy resin) by aligning high-strength and high-elasticity reinforcing fibers (for example, carbon fiber or glass fiber) in one direction. A prepreg impregnated with is wound around a mandrel (mold) and fired (heat-cured) (see, for example, Patent Document 1).

特開2002−355818号公報JP 2002-355818 A

管状体は、プリプレグを、強化繊維の配向角度を適宜組合せて積層配置するとともに、各層に積層されるプリプレグの強度・弾性(強化繊維の強度・弾性)を適宜変更することにより、目的の特性となるように設計される。   In the tubular body, the prepreg is laminated and arranged by appropriately combining the orientation angles of the reinforcing fibers, and the strength and elasticity of the prepreg laminated on each layer (strength and elasticity of the reinforcing fibers) are appropriately changed to achieve the desired characteristics. Designed to be

管状体の特性は、プリプレグの強化繊維を配向角0度(マンドレルの軸方向)に配列させたストレート層による曲げ剛性の調整、配向角90度(マンドレルの周方向)に配列させたフープ層による潰れ剛性の調整、配向角度が0度を超え90度未満の間で配列させたバイアス層による捻り剛性の調整、更には、これらストレート層、フープ層、バイアス層の積層位置により決定される。そして、ストレート層、フープ層、バイアス層の積層構造による管状体は、曲げ、潰れ、捻り方向のあらゆる方向に、かつ管状体の特性に対応した剛性を備えることができる。   The characteristics of the tubular body are the adjustment of the bending rigidity by the straight layer in which the reinforcing fibers of the prepreg are arranged at an orientation angle of 0 degree (mandrel axial direction), and the hoop layer by which the orientation angle is arranged at 90 degrees (circumferential direction of the mandrel). It is determined by adjusting the crushing rigidity, adjusting the torsional rigidity by the bias layer arranged with the orientation angle exceeding 0 degrees and less than 90 degrees, and further by the position of the straight layer, hoop layer, and bias layer. And the tubular body by the laminated structure of a straight layer, a hoop layer, and a bias layer can be equipped with the rigidity corresponding to the characteristic of a tubular body in all directions of a bending, crushing, and twisting direction.

ところで、最近では、管状体を用いた各種製品について、ユーザーの要求が細かくなってきており、その性能のみならず、使用感の向上が求められている。例えば、ゴルフクラブである場合、しっかりした打球感であるとともに、打球後の迅速な振動吸収であり、釣竿である場合には、魚の引きを釣竿のしなりで受け止められる強さであり、その引きを手元で感じることができる使用感である。   By the way, recently, user demands for various products using a tubular body are becoming finer, and not only the performance but also the improvement in usability is required. For example, in the case of a golf club, it has a solid feel at impact and quick vibration absorption after hitting, and in the case of a fishing rod, it is the strength that can catch the pull of the fish with the bend of the fishing rod. It is a feeling of use that can be felt at hand.

しかしながら、従来の積層されるプリプレグの強度・弾性の変更やプリプレグの強化繊維の配向角度の変更による管状体の設計では、前記したようなユーザーの要求に応えられる設計が難しいものであった。   However, in the conventional tubular body design by changing the strength and elasticity of the laminated prepreg and the orientation angle of the reinforcing fiber of the prepreg, it is difficult to design to meet the user's requirements as described above.

本発明は、このような問題に対処することを課題とするものである。すなわち、設計自由度を拡大すること、剛性設計を容易にすること等が本発明の目的である。   An object of the present invention is to deal with such a problem. That is, it is an object of the present invention to increase the degree of design freedom and facilitate the rigidity design.

前記目的を達成するため、本発明に係る管状体は、次の構成を少なくとも具備する。   In order to achieve the object, the tubular body according to the present invention has at least the following configuration.

複数層の強化繊維プリプレグを焼成して得られる管状体において、複数の強化繊維を、該強化繊維の軸方向が一方向と該一方向と直交する方向として平織りするとともに、熱硬化性樹脂を含浸してなる二軸平織プリプレグが積層された二軸平織繊維層と、複数の強化繊維を並列させてなる複数の繊維列を、該繊維列の軸方向が、一方向と、該一方向と直交する方向と、これら2軸方向の強化繊維の軸方向に対して斜めに交差する方向と、これら3軸方向の強化繊維の軸方向に対して交差する方向とに配置するとともに、軸方向を同一とする各繊維列間に隙間を空けて管状体の厚み方向に積層し、かつ熱硬化性樹脂を含浸してなる四軸積層プリプレグが積層された四軸積層繊維層と、を備えていることを特徴とする。   In a tubular body obtained by firing a plurality of layers of reinforcing fiber prepregs, a plurality of reinforcing fibers are plain woven so that the axial direction of the reinforcing fibers is one direction and the direction perpendicular to the one direction, and impregnated with a thermosetting resin. A biaxial plain weave fiber layer in which biaxial plain weave prepregs are laminated, and a plurality of fiber rows in which a plurality of reinforcing fibers are arranged in parallel, the axial direction of the fiber rows is one direction and orthogonal to the one direction Are disposed in a direction that obliquely intersects with the axial direction of the reinforcing fibers in the two axial directions, and a direction that intersects with the axial direction of the reinforcing fibers in the three axial directions. A four-axis laminated fiber layer in which a four-axis laminated prepreg is laminated in the thickness direction of the tubular body with a gap between each fiber row and impregnated with a thermosetting resin. It is characterized by.

前記四軸積層繊維層は、管状体の最外層に積層されていること特徴とする。   The four-axis laminated fiber layer is laminated on the outermost layer of the tubular body.

前記四軸積層繊維層の一部の強化繊維の引っ張り弾性率が他の強化繊維の引っ張り弾性率と異なっていることを特徴とする。   The tensile elastic modulus of some reinforcing fibers of the four-axis laminated fiber layer is different from the tensile elastic modulus of other reinforcing fibers.

前記四軸積層繊維層の強化繊維の引っ張り弾性率が夫々異なっていることを特徴とする。   The tensile elastic modulus of the reinforcing fiber of the four-axis laminated fiber layer is different from each other.

前記四軸積層繊維層の斜めに交差する一方の強化繊維の角度が他方の強化繊維の角度と異なっていることを特徴とする。   The angle of one reinforcing fiber that obliquely intersects the four-axis laminated fiber layer is different from the angle of the other reinforcing fiber.

前記四軸積層繊維層が、管状体の全長又は管状体の一部に積層されていることを特徴とする。   The four-axis laminated fiber layer is laminated on the entire length of the tubular body or a part of the tubular body.

本発明に係る管状体の正面図。The front view of the tubular body concerning the present invention. 図1の(2)-(2)線断面図。FIG. 2 is a sectional view taken along line (2)-(2) in FIG. 1. 各プリプレグの展開図。The development view of each prepreg. 二軸平織プリプレグの拡大図。An enlarged view of a biaxial plain weave prepreg. 四軸積層プリプレグの拡大図。An enlarged view of a four-axis laminated prepreg.

以下、本発明に係る管状体を実施するための形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、管状体をゴルフクラブ用シャフト(以下「シャフト」という)として説明する。   EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the form for implementing the tubular body which concerns on this invention is demonstrated based on drawing. In the present embodiment, the tubular body is described as a golf club shaft (hereinafter referred to as “shaft”).

尚、以下では、強化繊維の配向方向がシャフトの軸線に沿う方向とするプリプレグをストレートプリプレグとし、該ストレートプリプレグを積層した層をストレート層とする。また、強化繊維の配向方向がシャフトの周方向に沿う方向とするプリプレグをフーププリプレグとし、該フーププリプレグを積層した層をフープ層とする。また、強化繊維の配向方向がシャフトの軸線に対して斜交する方向とするプリプレグをバイアスプリプレグとし、該バイアスプリプレグを積層した層をバイアス層とする。   In the following, a prepreg in which the orientation direction of the reinforcing fiber is a direction along the axis of the shaft is referred to as a straight prepreg, and a layer in which the straight prepreg is laminated is referred to as a straight layer. Further, a prepreg whose orientation direction of the reinforcing fiber is a direction along the circumferential direction of the shaft is a hoop prepreg, and a layer in which the hoop prepreg is laminated is a hoop layer. Further, a prepreg whose orientation direction of the reinforcing fibers is oblique to the axis of the shaft is referred to as a bias prepreg, and a layer in which the bias prepreg is laminated is referred to as a bias layer.

各プリプレグの巻回積層形態は、シャフトの特性によって異なるが、基本的には、繊維の配向の異なるプリプレグを交互に巻回積層する。巻回積層される各プリプレグの組み合わせは、ストレート層、フープ層、バイアス層、二軸平織繊維層、四軸積層繊維層を使った種々の組み合わせが採用される。そしてシャフトは、常法により前記各プリプレグを巻回積層して焼成することで得られる。尚、本実施形態の強化繊維は、カーボン繊維である。   Although the winding lamination form of each prepreg differs depending on the characteristics of the shaft, basically, prepregs having different fiber orientations are alternately wound and laminated. Various combinations using a straight layer, a hoop layer, a bias layer, a biaxial plain woven fiber layer, and a tetraaxial laminated fiber layer are adopted as a combination of prepregs to be wound and laminated. And a shaft is obtained by winding and laminating each said prepreg by a conventional method, and baking. In addition, the reinforcing fiber of this embodiment is a carbon fiber.

ちなみに、ストレート層は、曲げ剛性に関与するものであり、フープ層は、円周方向の潰れ剛性に関与するものである。また、バイアス層は、周方向の捩じれ剛性に関与するものである。さらに、二軸平織繊維層は曲げ剛性及び潰れ剛性に関与し、四軸積層繊維層は、曲げ剛性及び潰れ剛性並びに捩じれ剛性に関与するものである。   Incidentally, the straight layer is related to the bending rigidity, and the hoop layer is related to the crushing rigidity in the circumferential direction. The bias layer is involved in the torsional rigidity in the circumferential direction. Further, the biaxial plain woven fiber layer is involved in bending rigidity and crushing rigidity, and the four-axis laminated fiber layer is involved in bending rigidity, crushing rigidity and torsional rigidity.

図1に示す本実施形態のシャフト1は、図2及び図3に示すように、バイアス層2、ストレート層3、二軸平織プリプレグ40からなる二軸平織繊維層4と、四軸積層プリプレグ50からなる四軸積層繊維層5との四層構造である。各層は、各プリブレグを1以上のプライ(巻数)として形成されている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the shaft 1 of the present embodiment shown in FIG. 1 includes a biaxial plain woven fiber layer 4 including a bias layer 2, a straight layer 3, and a biaxial plain woven prepreg 40, and a tetraaxial laminated prepreg 50. A four-layer structure with a four-axis laminated fiber layer 5 made of Each layer is formed by using each prepreg as one or more plies (number of turns).

図3に示すように、シャフト1の先端側には、先端補強層としてバイアス層2及びストレート層3が積層されるが、本実施形態では、該先端補強層についてシャフト1を構成する層の数としてカウントしない。すなわち、本実施形態のシャフト1は、図2に示すように、最内層にバイアス層2、該バイアス層2の外層にストレート層3、該ストレート層3の外層に二軸平織繊維層4、該二軸平織繊維層4の外層(最外層)に四軸積層繊維層5を積層してなるものである。   As shown in FIG. 3, the bias layer 2 and the straight layer 3 are stacked as the tip reinforcing layer on the tip side of the shaft 1. In this embodiment, the number of layers constituting the shaft 1 with respect to the tip reinforcing layer. Don't count as. That is, as shown in FIG. 2, the shaft 1 of the present embodiment includes a bias layer 2 as an innermost layer, a straight layer 3 as an outer layer of the bias layer 2, a biaxial plain woven fiber layer 4 as an outer layer of the straight layer 3, A biaxial laminated fiber layer 5 is laminated on the outer layer (outermost layer) of the biaxial plain weave fiber layer 4.

ここで、シャフト1の成形工程の一例を説明すると、図3に示すように、最初にマンドレル(図示せず)の先端側に対して、先端補強層を構成するバイアスプリプレグ20を2プライ巻回する。次に、マンドレルに対して、シャフト1の全長に対応する長さを有し、該シャフト1の最内層となるバイアス層2を構成するバイアスプリプレグ20を2プライ巻回する。次に、マンドレルの先端側に対して、先端補強層を構成するバイアスプリプレグ20を2プライ巻回する。これらバイアスプリプレグ20は、1プライ毎にバイアス方向が逆向きとなるように巻回され、周方向のいずれの方向の捻じれに対する剛性を確保している。   Here, an example of the forming process of the shaft 1 will be described. As shown in FIG. 3, the bias prepreg 20 constituting the tip reinforcing layer is first wound around the tip side of a mandrel (not shown) by two-ply winding. To do. Next, a bias prepreg 20 having a length corresponding to the entire length of the shaft 1 and constituting the bias layer 2 serving as the innermost layer of the shaft 1 is wound around the mandrel by two plies. Next, two plies of the bias prepreg 20 constituting the tip reinforcing layer are wound around the tip side of the mandrel. These bias prepregs 20 are wound so that the bias direction is reversed every ply, and the rigidity against twisting in any direction in the circumferential direction is ensured.

本実施形態のバイアスプリプレグ20のカーボン繊維の配向角度は45度であるが、この配向角度は45度に限られず、45度を超える角度又は45度未満の角度としてもよいし、いずれにしても、シャフト1が目的の特性に対応する剛性を得られるように各種選択する。   The orientation angle of the carbon fiber of the bias prepreg 20 of this embodiment is 45 degrees, but this orientation angle is not limited to 45 degrees, and may be an angle exceeding 45 degrees or an angle less than 45 degrees, or anyway. Various selections are made so that the shaft 1 can obtain rigidity corresponding to the target characteristics.

次に、前記バイアスプリプレグ20の外層に、ストレート層3を構成し、バイアスプリプレグ20と軸方向で同長とするストレートプリプレグ30を4プライ巻回する。該ストレートプリプレグ30は、全て同じ強度を有するものを使用してもよいし、一部に異なる強度を有するものを使用してもよく、いずれにしても、シャフト1が目的の特性に対応する剛性を得られるように各種選択する。また、ストレートプリプレグ30のプライ数についても、シャフト1が目的の特性に対応する剛性を得られるように増減する。   Next, the straight layer 3 is formed on the outer layer of the bias prepreg 20, and the straight prepreg 30 having the same length in the axial direction as the bias prepreg 20 is wound by four plies. The straight prepregs 30 may all have the same strength, or may partially have different strengths. In any case, the rigidity of the shaft 1 corresponding to the target characteristics. Various choices to obtain. Further, the number of plies of the straight prepreg 30 is also increased or decreased so that the shaft 1 can obtain rigidity corresponding to the target characteristics.

次に、前記ストレートプリプレグ30の外層に、二軸平織繊維層4を構成し、ストレートプリプレグ30と軸方向で同長とする二軸平織プリプレグ40を1プライ巻回する。該二軸平織プリプレグ40は、図4に示すように、同強度とする複数のカーボン繊維6を捻らずに束ねた繊維束7を複数用いて、該繊維束7をストレート方向とフープ方向として平織りし、熱硬化性樹脂を含浸してなるものである。この二軸平織プリプレグ40による二軸平織繊維層4は、同じ層において曲げ剛性及び曲げ剛性に関与する潰れ剛性を確保している。また、二軸平織プリプレグ40が織組織であるため、二軸平織繊維層4におけるストレート方向の強化繊維とフープ方向の強化繊維相互の剥離が防止されている。   Next, the biaxial plain woven fiber layer 4 is formed on the outer layer of the straight prepreg 30, and the biaxial plain woven prepreg 40 having the same length as the straight prepreg 30 in the axial direction is wound by one ply. As shown in FIG. 4, the biaxial plain weave prepreg 40 uses a plurality of fiber bundles 7 in which a plurality of carbon fibers 6 having the same strength are bundled without twisting, and the fiber bundle 7 is plain woven in a straight direction and a hoop direction. And impregnated with a thermosetting resin. The biaxial plain weave fiber layer 4 by this biaxial plain weave prepreg 40 ensures the bending rigidity and the crushing rigidity involved in the bending rigidity in the same layer. In addition, since the biaxial plain weave prepreg 40 is a woven structure, peeling between the reinforcing fibers in the straight direction and the reinforcing fibers in the hoop direction in the biaxial plain weave fiber layer 4 is prevented.

すなわち、二軸平織プリプレグ40を最低限のプライ数(1プライ)で巻回し、ストレート方向の強化繊維とフープ方向の強化繊維相互の剥離が防止された二軸平織繊維層4により、シャフト1の曲げ剛性及び潰れ剛性を高めることができる。   That is, the biaxial plain weave prepreg 40 is wound with a minimum number of plies (1 ply), and the biaxial plain weave fiber layer 4 in which the reinforcing fibers in the straight direction and the reinforcing fibers in the hoop direction are prevented from being separated from each other. Bending rigidity and crushing rigidity can be increased.

シャフトの曲げ剛性及び潰れ剛性は、打球感や打球後の迅速な振動吸収性能に関与するものである。このシャフトの曲げ剛性及び潰れ剛性を高める方法として、通常、ストレート層及びフープ層を増やすことが採用される。しかしながら、このストレート層及びフープ層を増やす方法では、シャフトの重量や径が大幅に増してしまうことになる。   The bending rigidity and crushing rigidity of the shaft are related to the shot feeling and the rapid vibration absorption performance after the shot. As a method for increasing the bending rigidity and crushing rigidity of the shaft, increasing the straight layer and the hoop layer is usually employed. However, the method of increasing the straight layer and the hoop layer greatly increases the weight and diameter of the shaft.

本実施形態のように、二軸平織プリプレグ40を1プライ巻回することによれば、ストレート層及びフープ層を増やすことによる大幅な重量増や大径としてしまうことなく、シャフト1の曲げ剛性及び潰れ剛性を高め、軽量・細身でありながら、しっかりした打球感を得ることができるとともに、打球後の迅速な振動吸収性能を向上させることが期待できる。   As in this embodiment, when the biaxial plain weave prepreg 40 is wound by one ply, the bending rigidity and the shaft 1 can be increased without increasing the weight and the diameter by increasing the straight layer and the hoop layer. It can be expected to increase the crushing rigidity and obtain a solid shot feeling while being lightweight and thin, and to improve the rapid vibration absorption performance after hitting.

さらに、二軸平織プリプレグ40を1プライ巻回した二軸平織繊維層4を積層したことによれば、例えば、前記ストレートプリプレグ30のプライ数を1プライ〜2プライ程度減らしても、二軸平織繊維層4によりシャフト1に最低限必要な剛性を備えられるものと考えられ、このストレートプリプレグ30のプライ数を減らすことによるシャフト1の軽量化が期待できる(図示せず)。   Further, by laminating the biaxial plain woven fiber layer 4 wound with one ply of the biaxial plain prepreg 40, for example, even if the number of plies of the straight prepreg 30 is reduced by about 1 to 2 plies, the biaxial plain weave The fiber layer 4 is considered to provide the shaft 1 with the minimum required rigidity, and a reduction in the weight of the shaft 1 can be expected by reducing the number of plies of the straight prepreg 30 (not shown).

次に、前記二軸平織プリプレグ40の外層に、該二軸平織プリプレグ40と軸方向で同長とし、シャフト1の最外層となる四軸積層繊維層5を構成する四軸積層プリプレグ50を1プライ巻回する。該四軸積層プリプレグ50は、図5に示すように、同強度とする複数のカーボン繊維6を並列させた繊維列8を複数用いて、該繊維列8を内層側から45度のバイアス方向、該バイアス方向とは逆方向の45度のバイアス方向、ストレート方向、フープ方向の順となるように、シャフト1の厚み方向(径方向)で積層するとともに、熱硬化性樹脂を含浸してなるものである。また、各繊維列8は、隣り合う繊維列8の間に隙間Sを確保して各方向に並列させてあり、該隙間Sを確保したことにより、四軸積層プリプレグ50を積層したことによる重量増を少なくできる。また、シャフト1の表面に四軸積層プリプレグ50の模様が発現するため、外観上美しく仕上がるとともに、四軸積層繊維層5を有しているものであることが視覚的に確認できる。   Next, on the outer layer of the biaxial plain weave prepreg 40, a four-axis laminated prepreg 50 that has the same length in the axial direction as the biaxial plain weave prepreg 40 and constitutes the four-axis laminated fiber layer 5 that is the outermost layer of the shaft 1 is provided. Wind the ply. As shown in FIG. 5, the four-axis laminated prepreg 50 uses a plurality of fiber rows 8 in which a plurality of carbon fibers 6 having the same strength are arranged in parallel, and the fiber rows 8 are biased at 45 degrees from the inner layer side. Laminated in the thickness direction (diameter direction) of the shaft 1 and impregnated with a thermosetting resin so that the bias direction is 45 degrees opposite to the bias direction, the straight direction, and the hoop direction. It is. In addition, each fiber row 8 has a gap S between adjacent fiber rows 8 and is juxtaposed in each direction, and by securing the gap S, the weight of the four-axis laminated prepreg 50 laminated. Increase can be reduced. Further, since the pattern of the four-axis laminated prepreg 50 appears on the surface of the shaft 1, it can be visually confirmed that it has a beautifully finished appearance and has the four-axis laminated fiber layer 5.

また、四軸積層プリプレグ50による四軸積層繊維層5は、同じ層においてシャフト1の曲げ剛性及び曲げ剛性に関与する潰れ剛性、更には捻り剛性に関与しているため、シャフト1の剛性を微調整するのにも用いることができる。   Further, since the four-axis laminated fiber layer 5 formed by the four-axis laminated prepreg 50 is involved in the bending rigidity, the crushing rigidity related to the bending rigidity, and the torsional rigidity in the same layer, the rigidity of the shaft 1 is slightly reduced. It can also be used to adjust.

例えば、シャフト1の曲げ方向の剛性を微調整するには、ストレート方向の繊維列8におけるカーボン繊維6及び/又はフープ方向の繊維列8におけるカーボン繊維6の弾性率を変更した四軸積層プリプレグ50を用いたり(図示せず)、カーボン繊維6の本数を変更した四軸積層プリプレグ50を用いたりすることにより行うことができる(図示せず)。   For example, in order to finely adjust the rigidity in the bending direction of the shaft 1, a four-axis laminated prepreg 50 in which the elastic modulus of the carbon fiber 6 in the fiber row 8 in the straight direction and / or the carbon fiber 6 in the fiber row 8 in the hoop direction is changed. (Not shown) or by using a four-axis laminated prepreg 50 in which the number of carbon fibers 6 is changed (not shown).

また、シャフト1の捻り方向の剛性を微調整するには、バイアス方向の繊維列8の角度を変更した四軸積層プリプレグ50を用いたり(図示せず)、カーボン繊維6の本数を変更した四軸積層プリプレグ50を用いたりすることにより行うことができる(図示せず)。さらに、一方のバイアス方向の繊維列8の角度を変更した四軸積層プリプレグ50を用いてシャフト1の特性に対応する剛性の微調整を行うことができる(図示せず)。   Further, in order to finely adjust the rigidity of the shaft 1 in the twist direction, a four-axis laminated prepreg 50 in which the angle of the fiber row 8 in the bias direction is changed (not shown) or four carbon fibers 6 are changed in number. It can be performed by using a shaft laminated prepreg 50 (not shown). Further, the rigidity corresponding to the characteristics of the shaft 1 can be finely adjusted using the four-axis laminated prepreg 50 in which the angle of the fiber row 8 in one bias direction is changed (not shown).

四軸積層プリプレグ50は、各方向のカーボン繊維6を織ったり組んだりせずに積層したものであるので、その形成が比較的容易である。したがって、前記繊維列8の弾性率を変更した四軸積層プリプレグ50や繊維列の角度を変更した四軸積層プリプレグ50を容易に形成することができる。   Since the four-axis laminated prepreg 50 is obtained by laminating the carbon fibers 6 in each direction without being woven or assembled, the formation is relatively easy. Therefore, the four-axis laminated prepreg 50 in which the elastic modulus of the fiber row 8 is changed and the four-axis laminated prepreg 50 in which the angle of the fiber row is changed can be easily formed.

最後に、先端補強層を構成するストレートプリプレグ30を2プライ巻回して、マンドレルごと焼成(加熱硬化)することによりシャフト1が形成される。   Finally, the straight prepreg 30 constituting the tip reinforcing layer is wound by two plies, and the mandrel is baked (heat cured) to form the shaft 1.

本実施形態のシャフト1によれば、四軸積層プリプレグ50を用いたことにより、設計自由度を拡大することができるとともに、剛性設計を容易にすることができ、しかも、四軸積層繊維層5の模様が外部から視覚的に確認できることによるデザイン性の向上、四軸積層繊維層5の存在の確認が行えることによる製品の区別化ができる。また、二軸平織プリプレグ40を用いたことにより、シャフト1の重量増及び大径化を抑えた上で、曲げ剛性及び潰れ剛性の向上が期待できる。したがって、ユーザーの様々な要求に応えることができる。   According to the shaft 1 of the present embodiment, by using the four-axis laminated prepreg 50, the degree of freedom in design can be expanded, the rigidity design can be facilitated, and the four-axis laminated fiber layer 5 can be made. The design can be improved by visually confirming the pattern from the outside, and the products can be differentiated by confirming the presence of the four-axis laminated fiber layer 5. Further, the use of the biaxial plain weave prepreg 40 can be expected to improve bending rigidity and crushing rigidity while suppressing an increase in the weight and diameter of the shaft 1. Therefore, it is possible to meet various requests of users.

尚、本発明は、例示した実施の形態に限定するものではなく、特許請求の範囲の各項に記載された内容から逸脱しない範囲の構成による実施が可能である。例えば、二軸平織繊維層及び四軸積層繊維層の積層位置は、四軸積層繊維層の模様が外部から視覚的に確認できることによるデザイン性の向上、四軸積層繊維層の存在の確認が行えることによる製品の区別化という点を考慮しなければ、前記実施形態で例示した位置に限られない。二軸平織繊維層及び四軸積層繊維層の積層位置を変更することにより、前記実施形態で例示したシャフトの特性と異なる特性を備えたシャフトが期待できる(図示せず)。また、四軸積層繊維層は、前記実施形態で例示したようにシャフト全長に亘って積層した形態に限られず、シャフトの一部、例えば、先端側、グリップ側、これら先端側とグリップ側の間等に部分的に積層した形態としてもよい。このシャフトの一部に四軸積層繊維層を積層することにより、部分的に剛性を向上させた特性のシャフトにすることができる(図示せず)。   It should be noted that the present invention is not limited to the illustrated embodiments, and can be implemented with configurations within a range that does not deviate from the contents described in the respective claims. For example, the lamination position of the biaxial plain woven fiber layer and the tetraaxial laminated fiber layer can improve the design by visually confirming the pattern of the tetraaxial laminated fiber layer from the outside, and the presence of the tetraaxial laminated fiber layer can be confirmed. Unless consideration is given to product differentiation, the positions are not limited to those illustrated in the above embodiment. By changing the lamination position of the biaxial plain woven fiber layer and the tetraaxial laminated fiber layer, a shaft having characteristics different from the characteristics of the shaft exemplified in the above embodiment can be expected (not shown). Further, the four-axis laminated fiber layer is not limited to the form laminated over the entire length of the shaft as exemplified in the above embodiment, but a part of the shaft, for example, the tip side, the grip side, and between the tip side and the grip side. It is good also as a form laminated | stacked partially etc., for example. By laminating a four-axis laminated fiber layer on a part of this shaft, it is possible to obtain a shaft having characteristics with partially improved rigidity (not shown).

また、前記実施形態におけるシャフトは、ウッド、アイアン、パターいずれのゴルフクラブ用シャフトとして使用できる。また、前記実施形態では強化繊維の一例としてカーボン繊維を挙げているが、本発明では、強化繊維の一部又は全部にガラス繊維を用いてもよい。また、本発明の管状体は、前記実施形態で例示したゴルフクラブ用シャフトに限られず、例えば、釣竿の竿管、野球のバット、テニスラケットのフレーム等、幅広い製品について実施することができる。   The shaft in the above embodiment can be used as a golf club shaft of wood, iron, or putter. Moreover, in the said embodiment, although carbon fiber is mentioned as an example of a reinforced fiber, you may use glass fiber for a part or all of a reinforced fiber in this invention. The tubular body of the present invention is not limited to the golf club shaft exemplified in the above embodiment, and can be implemented for a wide range of products such as fishing rods, baseball bats, and tennis racket frames.

1:シャフト(管状体)
2:バイアス層
3:ストレート層
4:二軸平織繊維層
5:四軸積層繊維層
6:カーボン繊維(強化繊維)
7:繊維束
8:繊維列
20:バイアスプリプレグ
30:ストレートプリプレグ
40:二軸平織プリプレグ
50:四軸積層プリプレグ
S:隙間
1: Shaft (tubular body)
2: Bias layer 3: Straight layer 4: Biaxial plain woven fiber layer 5: Tetraaxial laminated fiber layer 6: Carbon fiber (reinforced fiber)
7: Fiber bundle 8: Fiber array 20: Bias prepreg 30: Straight prepreg 40: Biaxial plain weave prepreg 50: Four-axis laminated prepreg S: Gap

Claims (6)

複数層の強化繊維プリプレグを焼成して得られる管状体において、
複数の強化繊維を、該強化繊維の軸方向が一方向と該一方向と直交する方向として平織りするとともに、熱硬化性樹脂を含浸してなる二軸平織プリプレグが積層された二軸平織繊維層と、
複数の強化繊維を並列させてなる複数の繊維列を、該繊維列の軸方向が、一方向と、該一方向と直交する方向と、これら2軸方向の強化繊維の軸方向に対して斜めに交差する方向と、これら3軸方向の強化繊維の軸方向に対して交差する方向とに配置するとともに、軸方向を同一とする各繊維列間に隙間を空けて管状体の厚み方向に積層し、かつ熱硬化性樹脂を含浸してなる四軸積層プリプレグが積層された四軸積層繊維層と、
を備えていることを特徴とする管状体。
In the tubular body obtained by firing multiple layers of reinforcing fiber prepreg,
A biaxial plain woven fiber layer in which a plurality of reinforcing fibers are plain woven so that the axial direction of the reinforcing fibers is one direction and a direction perpendicular to the one direction, and a biaxial plain woven prepreg formed by impregnating a thermosetting resin is laminated. When,
A plurality of fiber rows in which a plurality of reinforcing fibers are arranged in parallel are arranged such that the axial direction of the fiber rows is one direction, the direction orthogonal to the one direction, and the axial direction of the reinforcing fibers in these two axial directions. And in the direction intersecting with the axial direction of the reinforcing fibers in the three axial directions, and in the thickness direction of the tubular body with a gap between the fiber rows having the same axial direction. And a four-axis laminated fiber layer in which a four-axis laminated prepreg formed by impregnating a thermosetting resin is laminated,
A tubular body characterized by comprising:
前記四軸積層繊維層は、管状体の最外層に積層されていることを特徴とする請求項1に記載の管状体。   The tubular body according to claim 1, wherein the four-axis laminated fiber layer is laminated on the outermost layer of the tubular body. 前記四軸積層繊維層の一部の強化繊維の引っ張り弾性率が他の強化繊維の引っ張り弾性率と異なっていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の管状体。   The tubular body according to claim 1 or 2, wherein a tensile elastic modulus of some reinforcing fibers of the four-axis laminated fiber layer is different from a tensile elastic modulus of other reinforcing fibers. 前記四軸積層繊維層の強化繊維の引っ張り弾性率が夫々異なっていることを特徴とする請求項1乃至請求項3いずれか1項に記載の管状体。   The tubular body according to any one of claims 1 to 3, wherein the tensile elastic modulus of the reinforcing fiber of the four-axis laminated fiber layer is different from each other. 前記四軸積層繊維層の斜めに交差する一方の強化繊維の角度が他方の強化繊維の角度と異なっていることを特徴とする請求項1乃至請求項4いずれか1項に記載の管状体。   The tubular body according to any one of claims 1 to 4, wherein an angle of one reinforcing fiber obliquely intersecting the four-axis laminated fiber layer is different from an angle of the other reinforcing fiber. 前記四軸積層繊維層が、管状体の全長又は管状体の一部に積層されていることを特徴とする請求項1乃至請求項5いずれか1項に記載の管状体。   The tubular body according to any one of claims 1 to 5, wherein the four-axis laminated fiber layer is laminated on a full length of the tubular body or a part of the tubular body.
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