JP5828759B2 - ゴルフクラブシャフト - Google Patents

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Description

本発明は、ゴルフクラブシャフトに関する。
いわゆるカーボンシャフトが広く普及している。このカーボンシャフトでは、通常、CFRP(炭素繊維強化プラスチック)が用いられる。この繊維強化樹脂は、比強度及び比剛性に優れる。このカーボンシャフトは、クラブの軽量化に寄与しうる。クラブの軽量化は、飛距離の増大に寄与しうる。
カーボンシャフトには、通常、バイアス層が設けられる。このバイアス層は、捻れ剛性を高めうる。捻れ剛性の向上により、打球の方向安定性が向上しうる。
特開2007−135811号公報に記載の発明は、捻れ剛性分布を規定している。この公報の図6には、先端側に配置されるバイアスプリプレグと、後端側に配置されるバイアスプリプレグとで、それぞれ特性を異ならせる点が記載されている。この公報の段落[0052]には、引張弾性率が40t/mmであり且つ繊維目付量が100g/mである先端側バイアスプリプレグと、引張弾性率が30t/mmであり且つ繊維目付量が75g/mである後端側バイアスプリプレグとが記載されている。
特開2007−135811号公報
先端側バイアスプリプレグにおいて、引張弾性率が高く繊維目付量が多くされると、シャフト先端部における捻れ剛性が過大となりやすい。この場合、インパクト時の衝撃が大きくなり、打球感が悪くなりやすい。
一方、ゴルフクラブにおいてはクラブバランス(スイングウェイト)が考慮される。適正なクラブバランスに調整されることで、振りやすくなることが知られている。クラブバランスは、ヘッド重量等により調整される。シャフト重心が後端寄りの場合、適正なクラブバランスを得るために、ヘッド重量が重くされる。しかし、過大なヘッド重量は、トウダウンを増加させうる。トウダウンにより、インパクトにおけるヘッドの位置又は姿勢が変動しうる。このトウダウンは、ナイスショットの確率を低下させうる。
本発明の目的は、良好な打球感と先端寄りの重心位置とを達成することが可能なゴルフクラブシャフトの提供にある。
本発明に係るゴルフクラブシャフトは、ストレート層と先端側部分バイアス層と後端側部分バイアス層とを有している。シャフト軸方向において、上記先端側部分バイアス層が存在する区域が区域Tとされ、シャフト軸方向において、上記後端側部分バイアス層が存在する区域が区域Bとされ、シャフト軸方向において、ヘッドのホーゼルに挿入されるシャフト区域が区域Hとされるとき、上記区域Tの一部が上記区域Hと重複してうる。このシャフトには、上記区域Tと上記区域Bとが重複する重複区域TBが存在している。上記重複区域TBの全体が、上記区域Hよりもシャフト後端側に位置している。上記重複区域TBの軸方向中心位置Pxが、シャフト軸方向中心位置Pcよりもシャフト先端側に位置する。
好ましくは、上記重複区域TBの少なくとも一部が、シャフト先端から40mm以上200mm以下の区域に存在している。
好ましくは、上記後端側部分バイアス層の先端が、シャフト先端から40mm以上190mm以下の区域に位置している。
好ましくは、捻れ剛性の分布が、上記重複区域TBにおいて極大値を有している。
上記後端側部分バイアス層の後端幅がw1とされ、上記後端側部分バイアス層の先端幅がw2とされるとき、好ましくは、w2/w1が1よりも大きい。
好ましくは、上記後端側部分バイアス層の幅wbが、シャフト後端側からシャフト先端側に向かうにつれて大きくなっている。
好ましくは、先端側部分バイアス層のプリプレグ目付量が、上記後端側部分バイアス層のプリプレグ目付量よりも小さい。
シャフト先端から80mmまでの区域が特定先端部とされるとき、好ましくは、この特定先端部における上記ストレート層の質量比率Rsが33%以上45%以下である。より好ましくは、上記比率Rsが40%以上42%以下である。
本発明に係るゴルフクラブは、上記いずれかのシャフトと、ヘッドと、グリップとを備えている。
良好な打球感と先端寄りの重心位置とが達成されうる。
図1は、本発明の第一実施形態に係るシャフトを備えたゴルフクラブを示す。 図2は、第一実施形態に係るシャフトの展開図である。 図3は、図2の実施形態における先端側部分バイアス層と後端側部分バイアス層とを示す展開図である。 図4は、実施例3のシャフトの展開図である。 図5は、比較例1及び比較例2のシャフトの展開図である。 図6(a)は順式フレックスの測定方法を示しており、図6(b)は逆式フレックスの測定方法を示している。 図7は、捻り剛性値GIの測定方法を示している。 図8は、実施例及び比較例における捻り剛性値GIの分布を示すグラフである。
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
なお本願では、「層」という文言と、「シート」という文言とが用いられる。「層」は、巻回された後における称呼であり、これに対して「シート」は、巻回される前における称呼である。「層」は、「シート」が巻回されることによって形成される。即ち、巻回された「シート」が、「層」を形成する。また、本願では、層とシートとで同じ符号が用いられる。例えば、シートs1によって形成された層は、層s1とされる。
本願において「内側」とは、シャフト半径方向における内側を意味する。本願において「外側」とは、シャフト半径方向における外側を意味する。
本願において、「軸方向」とは、シャフト軸方向を意味する。
軸方向に対する繊維の角度に関して、本願では、角度Af及び絶対角度θaが用いられる。角度Afは、プラス又はマイナスを伴う角度である。絶対角度θaは、角度Afの絶対値である。換言すれば、絶対角度θaとは、軸方向と繊維方向との成す角度の絶対値である。例えば、「絶対角度θaが10°以下」とは、「角度Afが−10度以上+10度以下」であることを意味する。
図1は、本発明の第一実施形態に係るゴルフクラブシャフト6を備えたゴルフクラブ2を示す。ゴルフクラブ2は、ヘッド4と、シャフト6と、グリップ8と、フェラル10とを備えている。シャフト6の先端部に、ヘッド4が設けられている。シャフト6の後端部に、グリップ8が設けられている。なおヘッド4及びグリップ8は限定されない。ヘッド4として、ウッド型ゴルフクラブヘッド、ハイブリッド型ゴルフクラブヘッド、ユーティリティ型ゴルフクラブヘッド、アイアン型ゴルフクラブヘッド、パターヘッド等が例示される。本実施形態のヘッド4は、アイアン型ゴルフクラブヘッドである。なお、ヘッド4の材質は限定されない。ヘッド4の材質として、チタン、チタン合金、CFRP(炭素繊維強化プラスチック)、ステンレス鋼、マルエージング鋼、軟鉄等が挙げられる。複数の材質の組み合わせも可能である。
シャフト6は、繊維強化樹脂層の積層体からなる。シャフト6は、管状体である。シャフト6は中空構造を有する。図1が示すように、シャフト6は、先端Tpと後端Btとを有する。先端Tpは、ヘッド4の内部に位置している。後端Btは、グリップ8の内部に位置している。
シャフト6は、いわゆるカーボンシャフトである。このシャフト6は、プリプレグシートを硬化させてなる。典型的なプリプレグシートでは、繊維は実質的に一方向に配向している。このように繊維が実質的に一方向に配向したプリプレグは、UDプリプレグとも称される。「UD」とは、ユニディレクションの略である。UDプリプレグ以外のプリプレグが用いられても良い。例えば、プリプレグシートに含まれる繊維が編まれていてもよい。
プリプレグシートは、繊維と樹脂とを有している。この樹脂は、マトリクス樹脂とも称される。典型的には、この繊維は炭素繊維である。典型的には、このマトリクス樹脂は、熱硬化性樹脂である。
シャフト6は、いわゆるシートワインディング製法により製造されている。プリプレグにおいて、マトリクス樹脂は、半硬化状態にある。シャフト6は、プリプレグシートが巻回され且つ硬化されてなる。この硬化とは、半硬化状態のマトリクス樹脂を硬化させることである。この硬化は、加熱により達成される。シャフト6の製造工程には、加熱工程が含まれる。この加熱工程により、プリプレグシートのマトリクス樹脂が硬化する。
図2は、シャフト6を構成するプリプレグシートの展開図(シート構成図)である。シャフト6は、複数枚のシートにより構成されている。図2の実施形態では、シャフト6は、s1からs9までの9枚のシートにより構成されている。本願において、図2等で示される展開図は、巻回の順序を示している。展開図において上側に位置しているシートから順に巻回される。最初に巻回されるシートが第1シートs1である。次に、第2シートs2及び第3シートs3が巻回される。次に、第4シートs4及び第5シートs5が巻回される。次に、第6シートs6及び第7シートs7が巻回される。次に第8シートs8が巻回される。次に第9シートs9が巻回される。先に巻回されるシートほど内側に位置する。
本願の展開図において、図面の左右方向は、シャフト軸方向と一致する。本願の展開図において、図面の右側はシャフトの先端(先端)側であり、図面の左側はシャフトの後端(バット)側である。
本願の展開図は、各シートの巻き付け順序のみならず、各シートのシャフト軸方向における配置をも示している。例えば図2において、シートs1の先端はシャフト先端Tpに位置している。例えば図2において、シートs6の後端はシャフト後端Btに位置している。
シャフト6は、ストレート層とバイアス層とを有する。本願の展開図には、各シートの配向角度Afが記載されている。「0°」と記載されているシートが、ストレート層を構成している。ストレート層用のシートは、本願においてストレートシートとも称される。
ストレート層は、配向角度Afがシャフト軸方向に対して実質的に0°とされた層である。巻き付けの際の誤差等に起因して、通常、配向角度Afはシャフト軸線方向に対して完全に0°とはならない場合がある。通常、ストレート層では、配向角度Afは−10°以上+10°以下である。即ち、通常、ストレート層では、上記絶対角度θaが10°以下である。
図2の実施形態において、ストレートシートは、シートs1、シートs8及びシートs9である。ストレート層は、シャフトの曲げ剛性及び曲げ強度との相関が高い。
一方、バイアス層は、シャフトの捻れ剛性及び捻れ強度との相関が高い。好ましくは、バイアス層は、繊維が互いに逆方向に傾斜した2枚のシートペアから構成されている。捻れ剛性を高める観点から、バイアス層の絶対角度θaは、好ましくは15°以上であり、より好ましくは25°以上であり、更に好ましくは40°以上である。捻れ剛性を高める観点から、バイアス層の絶対角度θaは、好ましくは60°以下であり、より好ましくは50°以下である。典型的には、バイアス層の絶対角度θaは45°とされる。本実施形態では、この絶対角度θaは45°である。ただし、±10°程度の誤差が許容されうる。
シャフト6において、バイアス層を構成するシートは、シートs2、シートs3、シートs4、シートs5、シートs6及びシートs7である。図2には、シート毎に、上記角度Afが記載されている。角度Afにおけるプラス(+)及びマイナス(−)は、バイアスシートの繊維が互いに逆方向に傾斜していることを示している。本願において、バイアス層用のシートは、単にバイアスシートとも称される。
なお、図2の実施形態では、シートs2が−45度であり且つシートs3が+45度であるが、逆にシートs2が+45度であり且つシートs3が−45度であってもよいことは当然である。
図2の実施形態では採用されていないが、シャフト6は、フープ層を有していても良い。フープ層における上記絶対角度θaは、実質的に90°とされる。ただし、巻き付けの際の誤差等に起因して、繊維の配向はシャフト軸線方向に対して完全に90°とはならない場合がある。通常、フープ層では、上記絶対角度θaが80°以上90°以下である。
図示しないが、使用される前のプリプレグシートは、カバーシートにより挟まれている。通常、カバーシートは、離型紙及び樹脂フィルムである。即ち、使用前のプリプレグシートは、離型紙と樹脂フィルムとで挟まれている。プリプレグシートの一方の面には離型紙が貼られており、プリプレグシートの他方の面には樹脂フィルムが貼られている。以下において、離型紙が貼り付けられている面が「離型紙側の面」とも称され、樹脂フィルムが貼り付けられている面が「フィルム側の面」とも称される。
プリプレグシートを巻回するには、先ず、樹脂フィルムが剥がされる。樹脂フィルムが剥がされることにより、フィルム側の面が露出する。この露出面は、タック性(粘着性)を有する。このタック性は、マトリクス樹脂に起因する。即ち、このマトリクス樹脂が半硬化状態であるため、粘着性が発現する。次に、この露出したフィルム側の面の縁部(巻き始め縁部ともいう)を、巻回対象物に貼り付ける。マトリクス樹脂の粘着性により、この巻き始め縁部の貼り付けが円滑になされうる。巻回対象物とは、マンドレル、又はマンドレルに他のプリプレグシートが巻き付けられてなる巻回物である。次に、離型紙が剥がされる。次に、巻回対象物が回転されて、プリプレグシートが巻回対象物に巻き付けられる。このように、先に樹脂フィルムが剥がされ、次に巻き始め端部が巻回対象物に貼り付けられ、次に離型紙が剥がされる。即ち、先に樹脂フィルムが剥がされ、巻き始め縁部が巻回対象物に貼り付けられた後に、離型紙が剥がされる。この手順により、シートの皺や巻き付け不良が抑制される。なぜなら、離型紙が貼り付けられたシートは、離型紙に支持されているため、皺となりにくいからである。離型紙は、樹脂フィルムと比較して、曲げ剛性が高い。
図2の実施形態では、全てのバイアスシートは、ペアで用いられる。好ましくは、バイアスシートペアを構成する2枚のバイアスシートは、巻回前に貼り合わされる。
図2の実施形態では、3組のバイアスシートペアが用いられる。第一のバイアスシートペアs23は、シートs2とシートs3とからなる。第二のバイアスシートペアs45は、シートs4とシートs5とからなる。第三のバイアスシートペアs67は、シートs6とシートs7とからなる。本実施形態では、3組のバイアス層ペアの間に、バイアス層以外の層が介在していない。
好ましくは、シートs2とシートs3とで、周方向位置を相違させる。この相違は、例えば、半周分(180°±10°)である。この相違は、貼り合わせの際にシート同士をずらすことによって達成されうる。同様に、好ましくは、シートs4とシートs5とで周方向位置を相違させる。同様に、好ましくは、シートs6とシートs7とで周方向位置を相違させる。この相違により、シート厚みに起因する段差が周方向に分散されうる。
前述の通り、本願では、繊維の配向角度によって、シート及び層が分類される。更に、本願では、シャフト軸方向の長さによって、シート及び層が分類される。
本願において、シャフト軸方向の全体に配置される層が、全長層と称される。本願において、シャフト軸方向の全体に配置されるシートが、全長シートと称される。巻回された全長シートが、全長層を形成する。
一方、本願において、シャフト軸方向において部分的に配置される層が、部分層と称される。本願において、シャフト軸方向において部分的に配置されるシートが、部分シートと称される。巻回された部分シートが、部分層を形成する。
本願では、ストレート層である全長層が、全長ストレート層とも称される。図2の実施形態において、全長ストレート層は、層s8及び層s9である。本実施形態では、全ての全長ストレート層は、最も外側のバイアス層ペアよりも外側に位置する。
本願では、ストレート層である部分層が、部分ストレート層とも称される。図2の実施形態において、部分ストレート層は、層s1である。
本願では、バイアス層である全長層が、全長バイアス層とも称される。図2の実施形態において、全長バイアス層は、層s2及び層s3である。
本願では、全長層であるバイアス層ペアが、全長バイアス層ペアとも称される。図2の実施形態において、全長バイアス層ペアは、層s23である。
本願では、部分層であるバイアス層ペアが、部分バイアス層ペアとも称される。図2の実施形態において、部分バイアス層ペアは、層s45及び層s67である。
本願では、先端側部分層との文言が用いられる。先端側部分層は、部分層の一態様である。先端側部分層として、先端側部分ストレート層及び先端側部分バイアス層が例示される。図2の実施形態において、先端側部分ストレート層は、層s1である。図2の実施形態において、先端側部分バイアス層stは、層s4及び層s5である。
本願では、後端側部分層との文言が用いられる。後端側部分層は、部分層の一態様である。後端側部分層として、後端側部分ストレート層及び後端側部分バイアス層が例示される。図2の実施形態において、後端側部分ストレート層は存在しない。図2の実施形態において、後端側部分バイアス層sbは、層s6及び層s7である。
本実施形態では、図2に示されるシートを用いて、シートワインディング製法により、シャフト6が作製される。
以下に、このシャフト6の製造工程の概略が説明される。
[シャフト製造工程の概略]
(1)裁断工程
裁断工程では、プリプレグシートが所望の形状に裁断される。この工程により、図2に示された各シートが切り出される。
なお、裁断は、裁断機によりなされてもよいし、手作業でなされてもよい。手作業の場合、例えば、カッターナイフが用いられる。
(2)貼り合わせ工程
貼り合わせ工程では、複数のシートが貼り合わされる。本実施形態では、シートs2とシートs3とが貼り合わされ、シートs4とシートs5とが貼り合わされ、シートs6とシートs7とが貼り合わされる。このように、本実施形態では、バイアス層ペアを構成するシート同士が貼り合わされる。
貼り合わせ工程では、加熱又はプレスが用いられてもよい。より好ましくは、加熱とプレスとが併用される。後述する巻回工程において、バイアスシートペアの巻き付け作業中に、シートのズレが生じうる。このズレは、巻き付け精度を低下させる。加熱及びプレスは、シート間の接着力を向上させる。加熱及びプレスは、巻回工程におけるシート間のズレを抑制する。
シート同士の接着力を高める観点から、貼り合わせ工程における加熱温度は、30℃以上が好ましく、35℃以上がより好ましい。この加熱温度が高すぎる場合、マトリクス樹脂の硬化が進行し、シートの粘着性が低下することがある。この粘着性の低下は、バイアスシートペアと巻回対象物との接着性を低下させる。この接着性の低下は、皺の発生を許容することがあり、巻き付け位置のズレを生じさせうる。この観点から、貼り合わせ工程における加熱温度は、60℃以下が好ましく、50℃以下がより好ましく、40℃以下がより好ましい。
シート同士の接着力を高める観点から、貼り合わせ工程における加熱時間は、20秒以上が好ましく、30秒以上がより好ましい。シートの粘着性を維持する観点から、貼り合わせ工程における加熱時間は、300秒以下が好ましい。
シート同士の接着力を高める観点から、貼り合わせ工程におけるプレスの圧力は、300g/cm以上が好ましく、350g/cm以上がより好ましい。プレスの圧力が過大である場合、プリプレグが押し潰される場合がある。この場合、プリプレグの厚みが設計値よりも薄くなる。プリプレグの厚み精度の観点から、貼り合わせ工程におけるプレスの圧力は、600g/cm以下が好ましく、500g/cm以下がより好ましい。
シート同士の接着力を高める観点から、貼り合わせ工程におけるプレスの時間は、20秒以上が好ましく、30秒以上がより好ましい。プリプレグの厚み精度の観点から、貼り合わせ工程におけるプレスの時間は、300秒以下が好ましい。
(3)巻回工程
巻回工程では、マンドレルが用意される。典型的なマンドレルは、金属製である。このマンドレルに、離型剤が塗布される。更に、このマンドレルに、粘着性を有する樹脂が塗布される。この樹脂は、タッキングレジンとも称される。このマンドレルに、裁断されたシートが巻回される。このタッキングレジンにより、シート端部をマンドレルに貼り付けることが容易とされている。
貼り合せに係るシートに関しては、貼り合わされた状態で巻回される。本実施形態では、バイアスシートは、シートペアの状態で巻回される。
この巻回工程により、巻回体が得られる。この巻回体は、マンドレルの外側にプリプレグシートが巻き付けられてなる。巻回は、例えば、平面上で巻回対象物を転がすことによりなされる。この巻回は、手作業によりなされてもよいし、機械によりなされてもよい。この機械は、ローリングマシンと称される。
(4)テープラッピング工程
テープラッピング工程では、上記巻回体の外周面にテープが巻き付けられる。このテープは、ラッピングテープとも称される。このラッピングテープは、張力を付与されつつ巻き付けられる。このラッピングテープにより、巻回体に圧力が加えられる。この圧力はボイドを低減させる。
(5)硬化工程
硬化工程では、テープラッピングがなされた後の巻回体が加熱される。この加熱により、マトリクス樹脂が硬化する。この硬化の課程で、マトリクス樹脂が一時的に流動化する。このマトリクス樹脂の流動化により、シート間又はシート内の空気が排出されうる。ラッピングテープの圧力(締め付け力)により、この空気の排出が促進されている。この硬化により、硬化積層体が得られる。
(6)マンドレルの引き抜き工程及びラッピングテープの除去工程
硬化工程の後、マンドレルの引き抜き工程とラッピングテープの除去工程とがなされる。ラッピングテープの除去工程の能率を向上させる観点から、マンドレルの引き抜き工程の後にラッピングテープの除去工程がなされるのが好ましい。
(7)両端カット工程
この工程では、硬化積層体の両端部がカットされる。このカットにより、先端Tpの端面及び後端Btの端面が平坦とされる。なお、本願の展開図は、便宜上、両端カット工程でカットされる部分が除かれて描かれている。実際には、上記裁断工程では、両端カット工程でカットされる部分も含んだ寸法のシートが裁断される。
(8)研磨工程
この工程では、硬化積層体の表面が研磨される。硬化積層体の表面には、ラッピングテープの跡として残された螺旋状の凹凸が存在する。研磨により、このラッピングテープの跡としての凹凸が消滅し、表面が平滑とされる。
(9)塗装工程
研磨工程後の硬化積層体に塗装が施される。
以上の工程により、シャフト6が得られる。
図3は、図2における本願における各区間等を示している。本願では、以下の用語が定義される。
[区域T]
シャフト軸方向において、先端側部分バイアス層stが存在する区域が、本願において区域Tと称される。図3では、区域Tが符号T1で示されている。
区域Tは、先端側部分バイアス層stの先端Pt1から後端位置Pt2までの区域である。ただし、図3の実施形態の様に、シート端が斜辺hpである場合、この斜辺hpの中点mpがシート端とみなされる。なぜなら、シート端が斜辺hpでなく周方向に沿っている場合を考慮すると、この中点mpの位置は、周方向に沿ったシート端の位置と実質的に等価であるとみなされるからである。よって、本実施形態において、先端側部分バイアス層stの後端位置Pt2は上記中点mpとみなされる。
[区域B]
シャフト軸方向において、後端側部分バイアス層sbが存在する区域が、本願において区域Bと称される。図3では、区域Bが符号B1で示されている。
区域Bは、後端側部分バイアス層sbの後端位置Pb1から先端位置Pb2までの区域である。ただし、シート端が斜辺hpである場合、この斜辺hpの中点mpがシート端とみなされる。この理由は上述の通りである。よって、本実施形態において、後端側部分バイアス層sbの先端位置Pb2は上記中点mpとみなされる。
[区域H]
シャフト軸方向において、ヘッドのホーゼルに挿入されるシャフト区域が区域Hとされる。図3では、区域Hが符号H1で示されている。図3において符号Phで示されるのは、ホーゼル端面の位置である。
区域Hの軸方向長さは、通常、25mm以上40 mm以下である。
[区域S]
シャフト軸方向において、シャフト先端Tpから上記先端位置Pb2までの区域が区域Sとされる。この区域Sの軸方向距離はL2である(図3参照)。
[重複区域TB]
上記区域Tと上記区域Bとが重複する軸方向区域が、重複区域TBである。図3では、この重複区域TBが符号TB1で示されている。重複区域TBは、後端側部分バイアス層sbの先端位置Pb2から、先端側部分バイアス層stの後端位置Pt2までの区域である。
本実施形態では、上記区域Tの一部は、上記区域Hと重複している。換言すれば、先端側部分バイアス層stは、区域Hから区域Hよりも後端側にまで連続して延在している。ホーゼル端面に先端側部分バイアス層stが存在することになる。この構成により、シャフト先端部における適度な捻れ剛性が確保される。この適度な捻れ剛性により、スイング中のフェース面の向きが安定し、打球の方向安定性が向上しうる。
本実施形態では、上記重複区域TBの全体が、上記区域Hよりもシャフト後端Bt側に位置している。換言すれば、重複区域TBの先端(後端側部分バイアス層sbの先端位置Pb2)が区域Hよりもシャフト後端Bt側に位置している。
他のシャフトとの互換性を考慮すると、ヘッドのホーゼル内径及びシャフト先端径は所定値とされるのが好ましい。重複区域TBが区域Hの外側に位置することで、区域Hにおけるシャフト外径を通常のシャフトと同様に細くすることができる。よって、通常のヘッドのホーゼル孔に挿入することができ、汎用性の高いシャフトが実現される。
重複区域TBにおいて、先端側部分バイアス層stと後端側部分バイアス層sbとの間に他の層が介在していてもよい。上記実施形態では、重複区域TBにおいて、先端側部分バイアス層stと後端側部分バイアス層sbとが接している。換言すれば、先端側部分バイアス層stと後端側部分バイアス層sbとの間に他の層が介在していない。バイアス層同士が接着していることで、重複区域TBにおける捻れ剛性が一層向上しやすい。
[重複長さL1]
図2において両矢印L1で示されているのは、重複区域TBの軸方向長さ(重複長さともいう)である。重複区域TBによる重心移動効果を高める観点から、重複長さL1は、長すぎても短すぎても好ましくない。この観点から、重複長さL1は、下限としては、50mm以上が好ましく、70mm以上がより好ましく、100mm以上がより好ましく、上限としては、300mm以下が好ましく、250mm以下がより好ましく、200mm以下がより好ましい。
シャフト6は、重心Gを有する。重心Gは、シャフト単体の重心である。このシャフト重心Gが図1に示されている。図1において両矢印Lsで示されるのは、シャフト全長である。図1において両矢印Lgで示されるのは、先端Tpからシャフト重心Gまでの距離である。シャフト全長Ls及び距離Lgは、軸方向に沿って測定される。
[Lg/Ls]
Lg/Lsが小さくされることで、スイングウェイトを適正な値に設定しつつ、ヘッド重量を軽くすることができる。ヘッド重量の軽量化は、トウダウン量を減少させうる。トウダウンを抑制する観点から、Lg/Lsは、0.515以下が好ましく、0.510以下がより好ましい。
通常、シャフトの先端径はヘッドによっておおよそ決まっている。また通常、シャフト先端径は、シャフト後端径よりも細い。このためシャフト重心Gを先端寄りにするのには限界がある。この限界を考慮すると、通常、Lg/Lsは、0.48以上となる。
[シャフト全長Ls]
シャフト全長Lsは限定されない。トウダウンを抑制する観点から、シャフト全長Lsは短くされるのが好ましい。また、一般に、ゴルフクラブセットにおいて、短いクラブでは打球の方向安定性及び打球感が特に重視される傾向にある。これらの観点から、シャフト全長Lsは、37インチ以下が好ましく、36インチ以下がより好ましく、35.5インチ以下が更に好ましい。通常のゴルフクラブでは、シャフト全長Lsは33インチ以上であり、パタークラブを除くと35インチ以上である。好ましい番手の例は、いわゆるウエッジである。好ましいクラブの例は、リアルロフト角が45°以上70°以下である。もちろん、飛距離の観点をも考慮すると、シャフト全長Lsが長いクラブにも本発明は有効である。
先端側部分バイアス層及び後端側部分バイアス層により、Lg/Lsの調整が容易とされる。重複区域TBの存在により、Lg/Lsの調整が容易とされる。
上記実施形態では、上記重複区域TBの軸方向中心位置Pxが、シャフト軸方向中心位置Pcよりも先端側に位置している(図3参照)。 この構成により、シャフト重心Gがシャフト先端Tpに近づきやすい。換言すれば、この構成により、Lg/Lsが小さくなりやすい。よって、適正なスイングウェイトを維持しつつヘッドを軽量とすることができ、トウダウンを抑制することができる。トウダウンの抑制により、打球結果の安定性が向上しうる。即ち、トウダウンの抑制により、ミート率(ナイスショットの確率)が向上し、打球の方向安定性が向上する。更に、ミート率の向上により、飛距離が増加しうる。
また、重複区域TBがホーゼルの近くに配置されることで、区域Sにおける低い捻れ剛性が効果的に補完されうる。
トウダウンの抑制及び方向安定性の観点から、シャフト先端Tpと上記先端位置Pb2との軸方向距離L2は、190mm以下が好ましく、160mm以下がより好ましく、140mm以下が更に好ましい。重複区域TBと区域Hとの重複を避ける観点から、上記軸方向距離L2は、40mm以上が好ましく、70mm以上がより好ましく、90mm以上が更に好ましい。
トウダウンを抑制する観点から、上記重複区域TBの少なくとも一部が、シャフト先端から40mm以上200mm以下の区域に存在しているのが好ましい。スイングウエイトを維持する場合、ホーゼルの近傍に重複区域TBを配置することで、ヘッド重量を軽くすることができ、トウダウンが抑制されうる。
上記区域Sには、重複区域TBが存在しない。また区域Sのシャフト外径は比較的小さい。よって、区域Sにおける捻れ剛性は低い。しかし、重複区域TBでは、先端側部分バイアス層stと後端側部分バイアス層sbとが重複しているため、捻れ剛性が高い。よって、区域Sでの低い捻れ剛性が、重複区域TBでの高い捻れ剛性によって補完されうる。したがって、シャフト全体としては、スイング時のシャフトの捻れが抑制される。この構成により、スイング中のフェース面の向きが安定し、打球の方向が安定しうる。
一方、区域Sでの低い捻れ剛性に起因して、インパクトにおいてシャフト先端部が適度に捻れる。この適度な捻れは、インパクト時の衝撃を緩和し、打球感を良好としうる。
区域Sでの低い捻れ剛性を、重複区域TBでの高い捻れ剛性によって補完する観点から、シャフトの捻れ剛性の分布が、上記重複区域TBにおいて極大値を有しているのが好ましい。
本実施形態では、先端側部分バイアス層stと後端側部分バイアス層sbとの重複によって、重複区域TBを形成している。よって、これらバイアス層st及びバイアス層sbの寸法設計により、シャフト先端径を太くすることなく、シャフトの仕様(シャフト重心Gの位置、シャフトの捻れ剛性分布、シャフト重量等)を調整することができる。よって、シャフト仕様の調整自由度が高い。
なお、重複区域TBを設ける代わりに、部分バイアス補強層をホーゼル近傍に設けることが考えられる。即ち、重複区域TBに相当する区域に部分バイアス補強層を配置する構成が考えられる。この部分バイアス補強層は、シャフト軸方向の中間位置に設けられる。この場合、部分バイアス補強層は両端で途切れているため、この両端において捻れ強度が低下しやすい。本実施形態では、バイアス層stとバイアス層sbとを重複させて重複区域TBを形成しているため、捻れ剛性を局所的に高めつつ、捻れ強度の低下が抑制されている。
図2が示すように、上記後端側部分バイアス層sbの後端幅がw1とされ、上記後端側部分バイアス層の先端幅がw2とされる。これらの幅w1及びw2は、シャフトの周方向に沿って測定され、巻回前のシート幅に等しい。シャフト重心Gをシャフト先端Tp寄りとする観点から、w2/w1が1よりも大きいのが好ましく、1.1以上がより好ましい。過大な捻れ剛性を抑制する観点から、w2/w1は、1.3以下が好ましく、1.2以下がより好ましい。
シャフト重心Gをシャフト先端Tp寄りとする観点からは、次の構成(X)が好ましい。
(X)上記後端側部分バイアス層sbの幅wbが、シャフト後端側からシャフト先端側に向かうにつれて大きくなっている。
なお、上記斜辺hpが存在する部分は、幅w1、w2及びwbの測定から除外される。
好ましくは、上記実施形態のように、斜辺hpが設けられる。この斜辺hpは、部分層の端を軸方向に分散するために設けられる。この分散により、シャフト外径の急激な変化及び応力集中が緩和されうる。好ましい斜辺hpの軸方向長さは、50mm以上100mm以下である。
図2及び図3の実施形態では、幅wbはシャフト軸方向の全範囲において一定とされている。よってこの実施形態では、上記(X)は採用されていない。ただしこの図2及び図3の実施形態では、次の構成(Y)が採用されている。
(Y)上記後端側部分バイアス層sbの巻回数Nbが、シャフト後端側からシャフト先端側に向かうにつれて大きくなっている。
この構成(Y)によって、シャフト全体として、捻れ剛性が効果的に高められている。よって打球の方向安定性が向上しうる。なお、上記斜辺hpが存在する部分は、巻回数Nbの算定から除外される。
先端側部分バイアス層stのプリプレグ目付量を小さくすることで、シートを薄くすることができる。薄いシートにより、巻回数が非整数である場合であっても、周方向における積層厚みの差が小さくなる。よって、周方向位置によって積層数が相違する場合であっても、周方向の均一性を高めることができる。一方、シャフトの後端側は外径が大きいため、シート幅が大きくされる傾向にある。シート幅が大きい場合、巻回長さが大きくなり、作業効率の低下及びシャフト軸方向におけるシート位置のズレといった問題が生じやすい。また、シート幅が過大である場合、ローリングマシンにより巻き付け可能な周長を超えてしまう場合がある。この場合、ローリングマシンが使用できない。後端側部分バイアス層のプリプレグ目付量を大きくすることで、シートを厚くすることでき、シート幅を減少させることができる。このシート幅の減少により、作業効率が向上する。以上の観点から、後端側部分バイアス層sbは先端側部分バイアス層stよりも厚いのが好ましい。
[特定先端部でのストレート層の比率Rs]
本願において、シャフト先端Tpから80mmまでの区域が特定先端部と定義される。トウダウンを抑制する観点から、上記特定先端部における上記ストレート層の質量比率Rsは、33%以上が好ましく、40%以上がより好ましい。先端側部分バイアス層stを設けつつシャフト先端径を過大としない観点から、比率Rsは、45%以下が好ましく、42%以下がより好ましい。
なお、ストレート層は捻れ剛性にほとんど影響しない。よって、この比率Rsを高めても、シャフト先端部の捻れ剛性は過大とならない。比率Rsを高めることで、適度な捻れ剛性を維持しながら、トウダウンを抑制することができる。
[シャフト重量Ws]
先端側部分バイアス層及び後端側部分バイアス層を設け、更に重複区域TBを設ける場合、これらのバイアス層の重量の合計は比較的大きい。また、シャフト重量Wsが大きい場合、ヘッドスピードは低下しやすい反面、スイングは安定しやすい傾向となる。飛距離よりも打球方向の安定性を重視する場合、シャフト重量Wsはある程度大きい方が好ましい。これらの観点から、シャフト重量Wsは、70g以上が好ましく、80g以上がより好ましく、90g以上がより好ましく、100g以上が更に好ましい。振りやすさの観点から、シャフト重量Wsは、130g以下が好ましく、120g以下がより好ましい。
好ましいシャフトは、全長バイアス層ペアと、先端側部分バイアス層ペアと、後端側部分バイアス層ペアとを含む。本実施形態のシャフト6は、全長バイアス層ペアs23と、先端側部分バイアス層ペアs45と、後端側部分バイアス層ペアs67とを有している。好ましくは、少なくとも3組のバイアス層ペアが設けられる。軽量化の観点から、バイアス層ペアの数は、5組以下が好ましく、4組以下がより好ましく、3組が最も好ましい。
バイアス層に用いられる炭素繊維は限定されず、ピッチ系炭素繊維及びPAN系炭素繊維が例示される。捻れ強度の観点からは、バイアス層に用いられる炭素繊維は、PAN系炭素繊維が好ましい。一方、ピッチ系炭素繊維では、高弾性又は低弾性が可能である。繊維弾性率の自由度の観点から、バイアス層にピッチ系炭素繊維が用いられても良い。
ストレート層に用いられる炭素繊維は限定されず、ピッチ系炭素繊維及びPAN系炭素繊維が例示される。曲げ強度の観点からは、ストレート層に用いられる炭素繊維は、PAN系炭素繊維が好ましい。なお、硬い打球感を抑制する観点からは、先端側部分ストレート層に、低弾性(弾性率15tf/mm以下)のピッチ系炭素繊維が用いられてもよい。
[シャフトトルク]
硬すぎる打球フィーリングを抑制する観点から、シャフトトルクは、1.0°以上が好ましく、1.2°以上がより好ましく、1.5°以上が更に好ましい。打球の方向安定性の観点から、シャフトトルクは、3.0°以下が好ましく、2.6°以下がより好ましく、2.0°以下が更に好ましい。
図3において符号Pb1で示されているのは、後端側部分バイアス層sbの後端である。この後端Pb1は、シャフト後端Btと一致しているのが好ましいが、一致していなくてもよい。ゴルファーが握る位置を考慮すると、好ましくは、後端Pb1とシャフト後端Btとの距離は、100mm以下である。図3の実施形態では、この後端Pb1は、シャフト後端Btと一致している。
図3において符号Pt1で示されているのは、先端側部分バイアス層stの先端である。この先端Pt1は、シャフト先端Tpと一致しているのが好ましいが、一致していなくてもよい。区域Hの長さを考慮すると、好ましくは、先端Pt1とシャフト先端Tpとの距離は、10mm以下である。図3の実施形態では、この先端Pt1は、シャフト先端Tpと一致している。
[クラブバランス(14インチ方式)]
前述の通り、クラブバランスが適切に設定された場合に、上記実施形態の効果が高められうる。即ち上記実施形態では、クラブバランスが通常とされた場合において、ヘッド重量を抑制することができる。この趣旨から、クラブバランスは、下限としてはC9以上、更にはD0以上が好ましく、上限としては、D6以下、更にはD5以下がより好ましい。
プリプレグシートのマトリクス樹脂としては、エポキシ樹脂の他、エポキシ樹脂以外の熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂等も用いられ得る。シャフト強度の観点から、マトリクス樹脂は、エポキシ樹脂が好ましい。
以下、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はない。
[実施例1]
図2で示される積層構成を有するシャフトを作製した。シャフトの製造方法は前述の通りである。シャフト全長Lsは940mmとされた。用いられたプリプレグが下記の表1に示される。この実施例1の仕様が下記の表4に示される。重複長さL1は200mmとされた。このシャフトにヘッド及びグリップを装着した。ヘッドの番手はアプローチウェッジであり、ヘッド重量は298gであり、クラブバランスはD4とされた。この実施例1の評価結果が下記の表5に示される。
[実施例2]
実施例1と同様に、図2で示される積層構成を採用したが、重複長さL1が100mmとされた。その他は実施例1と同様にして、実施例2に係るシャフト及びクラブを得た。この実施例2で用いられたプリプレグが下記の表1に示される。この実施例2の仕様が下記の表4に示される。この実施例2の評価結果が下記の表5に示される。
[実施例3]
図4は、実施例3の積層構成を示す。図4が示すように、この実施例3では、先端部分ストレートシートが2枚用いられた。重複長さL1は200mmとされた。この実施例3で用いられたプリプレグが下記の表3に示される。その他は実施例1と同様にして、実施例3に係るシャフト及びクラブを得た。この実施例3の仕様が下記の表4に示される。この実施例3の評価結果が下記の表5に示される。
[比較例1]
図5は、比較例1の積層構成を示す。図5が示すように、この比較例1の積層構成は、重複長さL1は0mmとされている他は、実施例1と同じである。この比較例1では、上記先端位置Pb2が、上記後端位置Pt2と同じである。この比較例1で用いられたプリプレグが下記の表1に示される。その他は実施例1と同様にして、比較例1に係るシャフト及びクラブを得た。この比較例1の仕様が下記の表4に示される。この比較例1の評価結果が下記の表5に示される。
[比較例2]
比較例2でも、図5の積層構成が採用された。この比較例2でも、重複長さL1は0mmである。上記先端位置Pb2が、上記後端位置Pt2と同じである。この比較例2で用いられたプリプレグが下記の表2に示される。この表2が示すように、比較例2の先端側部分バイアス層st(層s4、s5)には、繊維弾性率が高いプリプレグが採用された。その他は比較例1と同様にして、比較例2に係るシャフト及びクラブを得た。この比較例2の仕様が下記の表4に示される。この比較例2の評価結果が下記の表5に示される。
なお、全ての実施例及び比較例では、同一のマンドレルが用いられた。
全ての実施例及び比較例で、クラブ長さ及びクラブバランスは一定とされた。クラブバランスが一定となるように、ヘッド重量を調整した。実施例及び比較例のヘッド重量は下記の通りであった。
実施例1:298g
実施例2:299g
実施例3:298g
比較例1:300.5g
比較例2:300.5g
表6は、各プリプレグの仕様を示す。
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[評価方法]
評価方法は以下の通りである。
[クラブバランス(スイングウェイト)]
DAININ社製の商品名「BANCER−14」を用いて、14インチ方式のクラブバランスを測定した。
[トルク]
シャフト先端Tpから40mmまでの部分を先端治具で回転不能に固定するとともに、シャフトの後端側に位置する軸方向長さ50mmの部分をトルク付与が可能な後端治具で把持した。そして、この後端治具に13.9kgf・cmのトルクTrを作用させた。このトルク作用位置でのシャフトの捻れ角(度)が、シャフトトルクとされた。後端治具と先端治具との間の軸方向長さは825mmとされた。先端治具又は後端治具の把持によってシャフトが変形する場合、シャフトの内部に芯材などを入れて測定を行った。この測定値が上記表4に示される。
[順式フレックス]
図6(a)は、順式フレックスの測定方法を示す。図6(a)が示すように、後端Btから50mmの位置に、第一支持点32が設定される。更に、後端Btから190mmの位置に、第二支持点36が設定される。第一支持点32には、シャフト6をを上方から支持する支持体34が設けられる。第二支持点36には、シャフト6を下方から支持する支持体38が設けられる。荷重のない状態において、シャフト6のシャフト軸線は略水平とされる。後端BtからF1mm隔てた荷重点m1に、2.7kgの荷重を鉛直下向きに作用させる。距離F1は875mmとされた。荷重のない状態から、荷重をかけた状態までの荷重点m1の移動距離(mm)が、順式フレックスである。この移動距離は、鉛直方向に沿った移動距離である。
なお、支持体34の、シャフトと当接する部分(以下、当接部分という)の断面形状は、次の通りである。シャフト軸方向に対して平行な断面において、支持体34の当接部分の断面形状は、凸状の丸みを有する。この丸みの曲率半径は、15mmである。シャフト軸方向に対して垂直な断面において、支持体34の当接部分の断面形状は、凹状の丸みを有する。この凹状の丸みの曲率半径は、40mmである。シャフト軸方向に対して垂直な断面において、支持体34の当接部分の水平方向長さ(図6(a)における奥行き方向長さ)は、15mmである。支持体38の当接部分の断面形状は、支持体34のそれと同一である。荷重点m1において2.7kgの荷重を与える荷重圧子(図示省略)の当接部分の断面形状は、シャフト軸方向に対して平行な断面において、凸状の丸みを有する。この丸みの曲率半径は、10mmである。荷重点m1において2.7kgの荷重を与える荷重圧子(図示省略)の当接部分の断面形状は、シャフト軸方向に対して垂直な断面において、直線である。この直線の長さは、18mmである。
[逆式フレックス]
逆式フレックスの測定方法が、図6(b)で示される。第一支持点32が先端Tpから12mm隔てた点とされ、第二支持点36が先端Tpから152mm隔てた点とされ、荷重点m2が先端TpからF2mm隔てた点とされ、荷重が1.3kgとされた他は順式フレックスと同様にして、逆式フレックスが測定された。距離F2は748mmとされた。
[捻れ剛性値GI]
図7は、地点Pmにおける捻れ剛性値GIの測定方法を示している。第一位置が治具M1にて固定され、この治具M1から100mm隔てた第二位置が治具M2にて保持された。地点Pmは、上記第一位置と上記第二位置との中点である。この治具M2に1.363(N・m)のトルクTrを与えたときのシャフト6の捩れ角度A(°)が測定された。捻れ剛性値GIは次式にて算出された。
GI(N・m)=M×Tr/A
ただし、Mは測定スパン(m)であり、Trはトルク(N・m)であり、Aは捩れ角度(rad)である。測定スパンMは0.1mであり、トルクTrは1.363(N・m)である。
図8は、測定された捻れ剛性値GIの分布を示すグラフである。全ての実施例において、上記重複区域TBに極大値が存在している。
[方向安定性]
5名のテスター(テスターA、B、C、D及びE)により官能評価が実施された。打球の方向安定性について、1点から5点まで5段階で評価された。点数が高いほど方向安定性が良好である。5名の評価点の平均値が、上記表5に示される。
[飛距離安定性]
上記5名のテスターにより官能評価が実施された。飛距離の安定性について、1点から5点まで5段階で評価された。点数が高いほど飛距離のバラツキが少ない。5名の評価点の平均値が、上記表5に示される。
[フィーリング]
上記5名のテスターにより官能評価が実施された。フィーリング(打球感)について、1点から5点まで5段階で評価された。点数が高いほどフィーリングが良好である。5名の評価点の平均値が、上記表5に示される。
実施例は比較例よりも評価が高い。また、実施例においては、実施例3の飛距離安定性が特に高い。実施例3の先端ストレート層比率Rsは高い。このため、トウダウンが抑制され、ナイスショットの確率が向上した。
これらの結果から、本発明の優位性は明らかである。
本発明は、あらゆるゴルフクラブに適用されうる。
2・・・ゴルフクラブ
4・・・ヘッド
6・・・シャフト
8・・・グリップ
s1〜s10・・・シート(層)
st・・・先端側部分バイアス層
sb・・・後端側部分バイアス層
Pb2・・・後端側部分バイアス層の先端位置
Pt2・・・先端側部分バイアス層の後端位置
Tp・・・シャフトの先端
Bt・・・シャフトの後端

Claims (9)

  1. ストレート層と先端側部分バイアス層と後端側部分バイアス層とを有しており、
    シャフト軸方向において、上記先端側部分バイアス層が存在する区域が区域Tとされ、
    シャフト軸方向において、上記後端側部分バイアス層が存在する区域が区域Bとされ、
    シャフト軸方向において、ヘッドのホーゼルに挿入されるシャフト区域が区域Hとされるとき、
    上記区域Tの一部が上記区域Hと重複しており、
    上記区域Tと上記区域Bとが重複する重複区域TBが存在しており、
    上記重複区域TBの全体が、上記区域Hよりもシャフト後端側に位置しており、
    上記重複区域TBの軸方向中心位置Pxが、シャフト軸方向中心位置Pcよりもシャフト先端側に位置しており、
    上記重複区域TBの少なくとも一部が、シャフト先端から40mm以上200mm以下の区域に存在しているゴルフクラブシャフト。
  2. ストレート層と先端側部分バイアス層と後端側部分バイアス層とを有しており、
    シャフト軸方向において、上記先端側部分バイアス層が存在する区域が区域Tとされ、
    シャフト軸方向において、上記後端側部分バイアス層が存在する区域が区域Bとされ、
    シャフト軸方向において、ヘッドのホーゼルに挿入されるシャフト区域が区域Hとされるとき、
    上記区域Tの一部が上記区域Hと重複しており、
    上記区域Tと上記区域Bとが重複する重複区域TBが存在しており、
    上記重複区域TBの全体が、上記区域Hよりもシャフト後端側に位置しており、
    上記重複区域TBの軸方向中心位置Pxが、シャフト軸方向中心位置Pcよりもシャフト先端側に位置しており、
    上記後端側部分バイアス層の先端が、シャフト先端から40mm以上190mm以下の区域に位置しているゴルフクラブシャフト。
  3. 捻れ剛性の分布が、上記重複区域TBにおいて極大値を有している請求項1又は2に記載のゴルフクラブシャフト。
  4. 上記後端側部分バイアス層の後端幅がw1とされ、上記後端側部分バイアス層の先端幅がw2とされるとき、
    w2/w1が1よりも大きい請求項1からのいずれかに記載のゴルフクラブシャフト。
  5. 上記後端側部分バイアス層の幅wbが、シャフト後端側からシャフト先端側に向かうにつれて大きくなっている請求項1からのいずれかに記載のゴルフクラブシャフト。
  6. 上記先端側部分バイアス層のプリプレグ目付量が、上記後端側部分バイアス層のプリプレグ目付量よりも小さい請求項1からのいずれかに記載のゴルフクラブシャフト。
  7. シャフト先端から80mmまでの区域が特定先端部とされるとき、
    上記特定先端部における上記ストレート層の質量比率Rsが33%以上45%以下である請求項1からのいずれかに記載のゴルフクラブシャフト。
  8. 上記比率Rsが40%以上42%以下である請求項に記載のゴルフクラブシャフト。
  9. 請求項1からのいずれかに記載のシャフトと、ヘッドと、グリップとを備えたゴルフクラブ。
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