JP5868683B2

JP5868683B2 - ゴルフクラブ用シャフト

Info

Publication number: JP5868683B2
Application number: JP2011264849A
Authority: JP
Inventors: 史明佐藤
Original assignee: Bridgestone Sports Co Ltd
Current assignee: Bridgestone Sports Co Ltd
Priority date: 2011-12-02
Filing date: 2011-12-02
Publication date: 2016-02-24
Anticipated expiration: 2031-12-02
Also published as: JP2013116209A; US8845452B2; US20130143688A1

Description

本発明は、ゴルフクラブ用シャフトに関する。

ゴルフクラブ用のシャフトは、ゴルファーのヘッドスピードに応じた曲げ剛性分布の設計が行われてきた。例えば、特開２００８−２１２３４０号公報には、シャフトの先端側の曲げ剛性に対してシャフトの手元側の曲げ剛性の比を所定の範囲で高くすることで、比較的ヘッドスピードの遅いゴルファーでも打ち出し角が大きく、飛距離を増大させることができるシャフトが開示されている。

特開２００８−２１２３４０号公報

シャフトの曲げ剛性分布の設計については、従来、数多くの研究、開発が行われてきたが、シャフトのねじり剛性（通常、トルクとして測定、評価される）については、シャフト全長におけるねじり剛性について言及するものはあっても、シャフトのねじり剛性分布については、ほとんど言及されていない。シャフトは、手元から先端へと向かって径が細くなる円筒形状を有していることから、通常、シャフトのねじり剛性分布は、曲げ剛性分布と同様の増減を示し、シャフトの手元から先端に向かって、ねじり剛性が漸次減少するようになっている。すなわち、ゴルフクラブをスイングすると、シャフトのねじれは、主にシャフトの先端側でねじれることとなる。プロゴルファであれば、このようなねじり剛性分布を有するシャフトで何ら問題はない。

本発明者は、シャフトのねじり剛性分布について研究した結果、アマチュアゴルファにとっては、シャフトのねじり剛性分布を曲げ剛性分布とは異なる分布にすることにより、インパクトのタイミングが取り易くなり、また、ボールの初速および飛距離も向上することがわかった。

すなわち、本発明は、アマチュアゴルファがインパクトのタイミングを取り易く、且つボールの初速および飛距離の向上も図ることができるゴルフクラブを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係るゴルフクラブは、曲げ剛性分布およびねじり剛性分布を有し、この曲げ剛性分布およびねじり剛性分布は、（１）シャフト先端から４００ｍｍの位置から７００ｍｍの位置までの区間における曲げ剛性の平均傾斜をＳ１とし、シャフト先端から８００ｍｍの位置から９５０ｍｍの位置までの区間における曲げ剛性の平均傾斜をＳ２とすると、Ｓ２／Ｓ１≧２．５、（２）前記シャフトのシャフト先端から３００ｍｍの位置から７００ｍｍの位置までの区間におけるねじり剛性に対する曲げ剛性の比の平均値をＥＩ／ＧＩ（ｍｉｄ）とすると、１．０＜ＥＩ／ＧＩ（ｍｉｄ）＜１．５、（３）前記シャフトのシャフト先端から９００ｍｍの位置におけるねじり剛性に対する曲げ剛性の比をＥＩ／ＧＩ（９００）とすると、ＥＩ／ＧＩ（９００）≧１．７５の関係を満たすものである。

Ｓ２／Ｓ１の上限として、Ｓ２／Ｓ１≦４．５の関係を更に満たすことが好ましい。また、ＥＩ／ＧＩ（９００）の上限として、ＥＩ／ＧＩ（９００）≦２．００の関係を更に満たすことが好ましい。

このように本発明によれば、シャフトの中央部分における曲げ剛性の平均傾斜Ｓ１に対して、手元部分の曲げ剛性の平均傾斜Ｓ２を所定のように非常に高くすることで、中央部分から先端にかけてシャフトが大きくしなり、且つ手元部分でシャフトの硬さを感じることができる。一方、ねじり剛性分布は、通常、曲げ剛性分布と同様に増減する分布を示すものであるが、シャフトの中央部分と手元部分とでは、ねじり剛性に対する曲げ剛性の比ＥＩ／ＧＩ（ｍｉｄ）とＥＩ／ＧＩ（９００）とを、所定のように大きく変えることで、手元部分でシャフトが大きくねじれるようになる。よって、アマチュアゴルファは、ゴルフクラブをスイングする際に、シャフトの手元部分では硬さを感じることができる一方で、従来のシャフトよりもねじれ易くなることから、インパクトのタイミングが取り易く、且つボールの初速や飛距離の向上を図ることができる。

本発明に係るゴルフクラブ用シャフトの一例を示す模式図である。ゴルフクラブ用シャフトのトルクを測定する方法を説明するための図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその斜視図である。ゴルフクラブ用シャフトの曲げ剛性を測定する方法を説明するための模式図である。本発明に係るゴルフクラブ用シャフトの曲げ剛性ＥＩとねじり剛性分布ＧＩの一例を示すグラフである。

以下、添付図面を参照して、本発明に係るゴルフクラブ用シャフトの一実施の形態について説明する。図１に示すように、ゴルフクラブ用シャフト１は、手元１Ｂから先端１Ｔへと向かって径が細くなる円筒形状を有している。シャフト１の先端１Ｔにはヘッド２が取り付けられ、手元１Ｂにはグリップ８が取り付けられる。これによりゴルフクラブとなる。

シャフト１の長さは、ウッドクラブ用シャフトの一般的な長さでよく、具体的には、４２．５〜４６．０インチ（１０８０〜１１６８ｍｍ）が好ましい。シャフト１の太さもウッドクラブ用シャフトの一般的な太さでよい。具体的には、手元側の外径は１４．０〜１６．０ｍｍが好ましく、先端側の外径は８．５〜９．５ｍｍが好ましい。シャフト１の重量は、ウッドクラブ用シャフトにおいて３０〜６５ｇの傾向のものが好ましく、具体的には、４０〜６０ｇが好ましい。

シャフト１は、所定の曲げ剛性分布と所定のねじり剛性分布を有するものである。先ず、曲げ剛性およびねじり剛性についてそれぞれ説明する。

シャフト１の曲げ剛性は、本発明では、ヤング率Ｅと断面２次モーメントＩとの積であるＥＩで表す。ＥＩの値は、３点曲げ試験を行って、以下の式１により算出することができる。シャフトの３点曲げ試験は、図２に示すように、先ず、一定間隔Ｄで離れた一対の支持具２０によってシャフト１を水平に支持する。そして、この一対の支持具２０の間の真ん中の位置、すなわち、ＥＩの測定点において、シャフト１に垂直に荷重Ｐを加える。この測定点でのシャフト１の歪み量σを測定し、ＥＩ（単位：ｋｇｆ・ｍ^２）の値を求める。通常、支持具２０間の距離Ｄは０．３ｍとし、荷重Ｐは２０ｋｇとする。ＥＩの測定点は、シャフトの先端Ｔからの長さＬで表す。

ＥＩ＝（Ｄ^３／４８）・（Ｐ／σ）・・・（式１）
Ｄ：一対の支持具間の距離［ｍ］
Ｐ：シャフトに加えた荷重［ｋｇ］
σ：荷重を加えたときのシャフトの歪み量［ｍ］

シャフト１のねじり剛性はＧＩで表す。ＧＩの値は、シャフト１のトルクを測定することによって、以下の式２により算出することができる。トルクの測定試験は、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、先ず、シャフト１の先端１ＴからＬｍ以降の部分を固定部材４０で固定し（すなわち、ＧＩの測定点は、シャフトの先端Ｔからの長さＬである）、先端１Ｔから５０ｍｍまでの部分に、長さ５０ｍｍの治具３０を取り付ける。治具３０には、その中央の位置、すなわち、シャフト１の先端１Ｔから２５ｍｍの位置に１フィートの長さのアーム３１がシャフトの長さ方向と交差する方向に設けられており、アーム３１の先端には１ポンドの重さの重り３２が設けられている。よって、シャフト１は、その先端１Ｔから２５ｍｍの位置に１フィートポンド（０．１３８３ｋｇｆ・ｍ）の力が加えられてねじられる。そして、このシャフト１のねじれた角度θを測定し、ＧＩ（単位：ｋｇｆ・ｍ^２／ｒａｄ）の値を求める。なお、この角度θはトルクとも呼ばれる。

ＧＩ＝Ｍｔ／Φ・・・（式２）
Φ＝θ／Ｌ
Ｍｔ：荷重（ｋｇｆ・ｍ）
θ：ねじれ角度（ｒａｄ）
Ｌ：シャフト先端から固定部材までの長さ（ｍ）

このようにして測定点（すなわちシャフト先端からの長さＬ）をシャフト１全体にわたって変えて測定することで、シャフト１の曲げ剛性分布およびねじり剛性分布が得られる。シャフト１の曲げ剛性分布およびねじり剛性分布の一例を図４に示す。

曲げ剛性分布において、シャフト先端からの長さＬが４００ｍｍから７００ｍｍの区間では、曲げ剛性ＥＩが単調に増加することが好ましい。この区間は、シャフト１のほぼ中央部分にあたり、このような中央部分における曲げ剛性ＥＩの平均傾斜をＳ１と呼ぶ。また、シャフト先端からの長さＬが８００ｍｍから９５０ｍｍの区間でも、曲げ剛性ＥＩが単調に増加することが好ましく、このシャフトの手元部分における曲げ剛性ＥＩの平均傾斜をＳ２と呼ぶ。そして、シャフト１は、この２つの平均傾斜Ｓ１、Ｓ２の関係がＳ２／Ｓ１≧２．５となる曲げ剛性分布を有する。平均傾斜Ｓ１、Ｓ２は、回帰直線法により求めることができる。

曲げ剛性分布とねじり剛性分布の関係について、シャフト先端からの長さＬが３００ｍｍから７００ｍｍの区間におけるねじり剛性ＧＩに対する曲げ剛性ＥＩの比の平均値をＥＩ／ＧＩ（ｍｉｄ）と呼ぶと、シャフト１は、１．０＜ＥＩ／ＧＩ（ｍｉｄ）＜１．５の関係を満たす曲げ剛性分布およびねじり剛性分布を有する。

また、曲げ剛性分布とねじり剛性分布の関係について、シャフト先端からの長さＬが９００ｍｍの位置におけるねじり剛性ＧＩに対する曲げ剛性ＥＩの比をＥＩ／ＧＩ（９００）と呼ぶと、シャフト１は、ＥＩ／ＧＩ（９００）≧１．７５の関係を満たす曲げ剛性分布およびねじり剛性分布を有する。

このようにシャフト１の中央部分における曲げ剛性の平均傾斜Ｓ１に対して、手元部分の曲げ剛性の平均傾斜Ｓ２を非常に高くすることで、シャフトの中央部分よりも手元部分での曲げ剛性が顕著に高くなり、ゴルフクラブをダウンスイングする際に、シャフト１の中央部分から先端にかけて大きくしなるようになる。一方、ねじり剛性分布は、通常、曲げ剛性分布と同様に増減する分布を示すものであるが、図４に示すように、シャフトの中央部分においては、曲げ剛性分布と同程度ないし若干低くするものの、シャフトの手元部分では、曲げ剛性分布のような大幅な増加はせずに、低く維持することで、ゴルフクラブをスイングする際に、手元部分で従来のシャフトよりもねじれ易くなる。よって、アマチュアゴルファは、ゴルフクラブをスイングする際に、シャフトの手元部分では硬さを感じることができる一方で、シャフトは大きくねじれることから、インパクトのタイミングが取り易く、且つボールの初速や飛距離の向上を図ることができる。

曲げ剛性の平均傾斜Ｓ１、Ｓ２の関係は、Ｓ２／Ｓ１≧２．７がより好ましく、Ｓ２／Ｓ１≧３．０が更に好ましい。Ｓ２／Ｓ１の上限は、特に限定されないが、Ｓ２／Ｓ１≦４．５が好ましく、Ｓ２／Ｓ１≦４．０がより好ましい。また、シャフトの中央部分における曲げ剛性とねじり剛性の関係は、１．０＜ＥＩ／ＧＩ（ｍｉｄ）＜１．３がより好ましく、１．１＜ＥＩ／ＧＩ（ｍｉｄ）＜１．３が更に好ましい。シャフトの手元部分における曲げ剛性とねじり剛性の関係であるＥＩ／ＧＩ（９００）の上限は、特に限定されないが、ＥＩ／ＧＩ（９００）≦２．００が好ましく、ＥＩ／ＧＩ（９００）≦１．９０がより好ましい。

曲げ剛性分布において、シャフト先端からの長さＬが９００ｍｍの位置における曲げ剛性は、４．５ｋｇｆ・ｍ^２以上が好ましく、５．０ｋｇｆ・ｍ^２以上がより好ましく、５．５ｋｇｆ・ｍ^２以上が更に好ましい。また、シャフト先端からの長さＬが３００ｍｍの位置における曲げ剛性は、２．０ｋｇｆ・ｍ^２以下が好ましく、１．８ｋｇｆ・ｍ^２以下がより好ましく、１．７ｋｇｆ・ｍ^２以上が更に好ましい。

なお、曲げ剛性およびねじり剛性の測定において、シャフト１の全長における測定箇所の数が多い程、より正確な曲げ剛性分布およびねじり剛性分布が得られるが、例えば、曲げ剛性分布は、シャフト先端からの長さＬが１５０ｍｍ、３００ｍｍ、４００ｍｍ、５００ｍｍ、７００ｍｍ、８００ｍｍ、９００ｍｍ、９５０ｍｍの８つの位置で十分に正確な曲げ剛性分布が得られる。また、ねじり剛性分布は、シャフト先端からの長さＬが１５０ｍｍ、３００ｍｍ、５００ｍｍ、７００ｍｍ、９００ｍｍの５つの位置で十分に正確なねじり剛性分布が得られる。

シャフト１はシートワインディング製法により製造する。詳細には、シャフト１は、繊維強化樹脂（ＦＲＰ）のプリプレグシートをマンドレル（図示省略）に巻き付け、熱を加えて硬化させた後、マンドレルを抜き取って製造する。繊維強化樹脂の強化繊維としては、カーボン繊維のみや、カーボン繊維とその他の材料の繊維とからなる複合繊維、金属繊維などを用いることができる。また、マトリクス樹脂としては、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を用いることできる。

プリプレグシートは、繊維が概ね一方向に配向したものが使用されており、この繊維の方向がシャフトの軸線に対して平行に配置されるとストレート層となり、繊維の方向が斜めに配置されるとバイヤス層となる。バイヤス層用のプリプレグシートは、例えば、シャフト軸線に対して繊維の配向角度が４５°となっている。また、バイヤス層用のプリプレグシートは、通常、繊維の配向角度が逆の傾きの２層のプリプレグシートを半周分ずらして巻き付ける。

プリプレグシートは、シャフト１の全長と同じ長さを有するメインシートの他、シャフト全長よりも短い補強シートがある。メインシートは、マンドレルが先端から手元に向かって太くなるテーパー形状であることから、マンドレルの周囲に均等に所定の周が巻き付くように、手元側の辺が長い台形の形状となっている。ストレート層のメインシートは、先端側よりも手元側の巻き数を減らすために、台形の一辺を途中で切除した五角形の形状にしてもよい。補強シートも同様に台形の形状にしてよいが、所定の曲げ剛性分布を得るために、台形の手元側の辺を斜めにした矩形や、三角形の形状にしてもよい。補強シートは、通常、ストレート層用である。

シャフトの中央部分よりも手元部分において顕著に高くなる曲げ剛性分布とは独立して、本発明のねじり剛性分布となるようにシャフトを製造するには、バイヤス層のメインシートを、先端側よりも手元側の巻き数が漸次減少することとなるように、通常の台形の形状よりも手元側の辺を短くした台形の形状にする。このような形状をプリプレグシートを用いることで、シャフト１のバイヤス層が手元側に向かって漸次薄くなるので、シャフトの手元部分において曲げ剛性を高くする一方、ねじり剛性を小さくすることができる。

表１に示す曲げ剛性分布および表２に示すねじり剛性分布を有する実施例１〜４および比較例１〜４のシャフトを作製して、試打を行った。その際のボールの飛距離と試打者の感応評価を表３に示す。表３には、表１および表２の曲げ剛性分布およびねじり剛性分布から算出したＳ１（シャフト先端からの長さＬが４００〜７００ｍｍの区間における曲げ剛性の平均傾斜）、Ｓ２（シャフト先端からの長さＬが８００〜９５０ｍｍの区間における曲げ剛性の平均傾斜）、Ｓ２／Ｓ１、ＥＩ／ＧＩ（ｍｉｄ）（シャフト先端から３００ｍｍ、５００ｍｍ、７００ｍｍの各位置におけるねじり剛性に対する曲げ剛性の比の平均値）、ＥＩ／ＧＩ（９００）（シャフト先端から９００ｍｍの位置におけるねじり剛性に対する曲げ剛性の比）を併記した。なお、シャフトには、全て同一のヘッドを組み合わせた。

なお、表３中の飛距離は、５が最高、１が最低という５段階で評価した。また、試打者の感応評価は、インパクトのタイミングの取り易さに関し、５が最高、１が最低という５段階で評価した。

表３に示すように、実施例１〜４のクラブでは、飛距離および感応試験において、いずれも評価が４以上と高かった。特に、実施例１は、試打者から、シャフトのしなり感が強く、頼りなさを感じることなくクラブを振ることができるとの評価があった。

一方、実施例よりもＳ２／Ｓ１が低く、ＥＩ／ＧＩ（ｍｉｄ）が高い比較例１では、飛距離が全く伸びず、また、感応試験でも、試打者から、シャフト全体が硬く感じ、インパクトのタイミングが取りづらいとの評価であった。曲げ剛性分布のＳ２／Ｓ１の値がほぼ１と更に低く、ＥＩ／ＧＩ（ｍｉｄ）よりもＥＩ／ＧＩ（９００）の方が低い比較例２では、試打者から、実施例１よりもシャフトがやや軟らく、頼りなさを感じるものの、タイミング良く打てると感応試験では良好に評価されたものの、飛距離はほとんど伸びなかった。曲げ剛性分布のＳ２／Ｓ１が比較例２よりも更により低く、ＥＩ／ＧＩ（ｍｉｄ）よりもＥＩ／ＧＩ（９００）の方が低い比較例３では、飛距離は若干伸びたものの、感応試験では、シャフトの手元部分でのしなりが大きく、インパクトのタイミングが取りづらいとの評価であった。また、ＥＩ／ＧＩ（ｍｉｄ）よりもＥＩ／ＧＩ（９００）の方が高かったものの、Ｓ２／Ｓ１が十分に高くなかった比較例４では、飛距離に向上がみられたものの、感応試験では、試打者から、スイング全体においてヘッドの挙動を大きく感じ、インパクトのタイミングが取りづらいとの評価であった。

１シャフト
２ヘッド
３フェース
５ホゼル
８グリップ

Claims

曲げ剛性分布およびねじり剛性分布を有するゴルフクラブ用シャフトであって、この曲げ剛性分布およびねじり剛性分布が、
シャフト先端から４００ｍｍの位置から７００ｍｍの位置までの区間における曲げ剛性の平均傾斜をＳ１とし、シャフト先端から８００ｍｍの位置から９５０ｍｍの位置までの区間における曲げ剛性の平均傾斜をＳ２とすると、Ｓ２／Ｓ１≧２．５、
前記シャフトのシャフト先端から３００ｍｍの位置から７００ｍｍの位置までの区間におけるねじり剛性に対する曲げ剛性の比の平均値をＥＩ／ＧＩ（ｍｉｄ）とすると、１．０＜ＥＩ／ＧＩ（ｍｉｄ）＜１．５、
前記シャフトのシャフト先端から９００ｍｍの位置におけるねじり剛性に対する曲げ剛性の比をＥＩ／ＧＩ（９００）とすると、ＥＩ／ＧＩ（９００）≧１．７５
の関係を満たすゴルフクラブ用シャフト。
Ｓ２／Ｓ１≦４．５の関係を更に満たす請求項１に記載のゴルフクラブ用シャフト。
ＥＩ／ＧＩ（９００）≦２．００の関係を更に満たす請求項１に記載のゴルフクラブ用シャフト。