JP6182829B2

JP6182829B2 - ゴルフクラブ用シャフトの製造方法

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Publication number: JP6182829B2
Application number: JP2012122093A
Authority: JP
Inventors: 金子　崇; 崇金子; 智史下野
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 2012-05-29
Filing date: 2012-05-29
Publication date: 2017-08-23
Anticipated expiration: 2032-05-29
Also published as: JP2013244345A

Description

本発明は、ゴルフクラブ用シャフトの製造方法に関する。

ゴルフのスコアを良くするためには、飛距離を向上させることが重要である。特に距離の長いホールにおいて、第一打目の飛距離が向上すれば、二打目以降の距離が短くなり精度の高めることが可能となるので、スコア向上に繋げることが可能となる。

ゴルフにおいて、打球の飛距離は、ボールの初速、打ち出し角度、スピン量で決定することが知られている。ボールの初速、打ち出し角度、スピン量は、ゴルフヘッドの特性にも依存するが、これら３つの要素については、ボールを打撃する瞬間のシャフトの動き（変形）も大きな影響を与える。特にシャフトの曲げ剛性分布がこれらの要素に大きく影響するため、様々な曲げ剛性分布を有するシャフトが開発されている。中でも強化繊維を使用した繊維強化プラスチック製ゴルフクラブ用シャフトは、この曲げ剛性分布の調整がし易いため、近年ではウッド用のゴルフクラブ用シャフトの多くに繊維強化プラスチックが用いられている。

シャフトの動き（変形）に対する曲げ剛性分布の影響は、硬さ（フレックス）によるものと、曲げ剛性分布曲線の傾きであることが知られている。硬さ（フレックス）による影響は、硬ければシャフトの動き（変形）が小さくなり、軟らかければシャフトの動き（変形）が大きくなるため、力のある人は硬いシャフトを、力の無い人は軟らかいシャフトを選ぶことになる。これに対し、剛性分布曲線の傾きの影響は、傾きが大きいほどシャフトがしなって元に戻る復元力が大きく、傾きが小さいほどシャフトがしなって元に戻る復元力が小さくなる。よって、剛性分布曲線の傾きが大きいほどしなり戻りが速いので、スイングテンポの速い人やヘッドスピードの速い人に適し、剛性分布曲線の傾きが小さいほどしなり戻りが遅いので、スイングテンポが遅い人やヘッドスピードの遅い人に適している。

ゴルフクラブ用シャフトにおける曲げ剛性分布とシャフトの動き（変形）の関係を考える場合、下記のように３つの部位に分割出来ると考えられる。

Ａ）細径端部〜細径端３００ｍｍ
Ｂ）細径端３５０ｍｍ〜細径端８００ｍｍ
Ｃ）細径端８５０ｍｍ〜太径端部
Ａ）については、ヘッド装着部位に相当し、打ち出し角度やスピン量に影響を与える部位である。以下、この部位を「シャフト先端部」と呼ぶ。この部位はシャフトの外径変位が小さいため、曲げ剛性分布曲線の傾きは小さく、硬さがシャフトの性能に与える影響が多い部位である。

Ｂ）については、シャフトの中央部であり、スイング中のシャフトの変形量が最も大きく、ヘッドスピードに影響を与える部位である。以下、この部位を「シャフト中央部」と呼ぶ。この部位はシャフトの外径変位が大きいため、曲げ剛性分布曲線の傾きが大きく、曲げ剛性分布曲線がシャフトの性能に与える影響が多い部位である。

Ｃ）については、グリップ装着部位に相当し、以下、この部位を「グリップ部」と呼ぶ。この部位はシャフトの外径変位が小さいため、曲げ剛性分布曲線の傾きは小さく、硬さがシャフトの性能に与える影響が多い部位である。

ここで、ゴルフクラブ用シャフトの曲げ剛性Ｅ・Ｉは、下記式（１）より算出することが出来る。

＜式１＞

Ｅ：ゴルフクラブ用シャフトの長手方向の弾性率
Ｉ：断面二次モーメント
Ｄ：ゴルフクラブ用シャフトの外径
ｄ：ゴルフクラブ用シャフトの内径

以上のことから、ゴルフクラブ用シャフトの曲げ剛性分布曲線は、シャフト外径の４乗に比例することになる。つまり、一般的なゴルフクラブ用シャフトにおいて、外径のテーパーがほぼ均一であることが多いことから、シャフト中央部の曲げ剛性分布曲線の傾きは、シャフト先端部に近いほど小さく、グリップ部に近いほど大きくなっている。

ゴルフクラブ用シャフトの変形は、スイングの始動時は、グリップ側が大きくしなり、インパクトに向かってシャフトのしなりがシャフト先端部へ伝わることでヘッドへエネルギーを伝達し、ボールを飛ばすことになるが、上記の通り、一般的なゴルフクラブ用シャフトでは、シャフト中央部の曲げ剛性分布曲線の傾きがシャフト先端部に近いほど小さくなっていくため、インパクト直前においてシャフトのしなり戻りが遅くなるため、ヘッドスピードが上がり難い構造となっている。

特許文献１では、ヘッドスピードに応じてグリップ部付近の曲げ剛性分布曲線の傾きとシャフト中央部の曲げ剛性分布曲線の傾きの比率を調整することでヘッドスピードに対応したゴルフクラブ用シャフトを得られるとしている。

しかしながら、特許文献１では、シャフト中央部の曲げ剛性分布が従来と同様に曲線状になってしまうため、ヘッドスピードに応じたフィーリングの向上は期待出来るが、飛距離の向上を望むことが出来ない。

また、特許文献２では、シャフト中央部に中間補強層を設け、シャフト中央部の曲げ剛性を高くすることで、シャフト中央部の曲げ剛性分布曲線をシャフト先端部に近いほど大きく、グリップ部に近いほど小さくしている。

しかしながら、特許文献２では、シャフト中央部の曲げ剛性分布曲線の傾きが、シャフト先端部に近いほど大きくなるため、インパクト直前のシャフトのしなり戻りが速くなり、ヘッドの加速度は大きくなるが、スイング中のシャフトのしなり戻りが遅く、結果的にヘッドスピードが上がらず飛距離の向上を望むことが出来ない。

これらに対し、特許文献３では、シャフト中央部の曲げ剛性分布曲線が概ね直線状にすることで、万人に好まれる曲げ剛性分布を有するゴルフシャフトが得られるとしている。

しかしながら、上述の通り、ゴルフクラブ用シャフトの曲げ剛性分布曲線は、シャフト外径の４乗に比例することになるため、特許文献３に例示されている実施例では、精度良くシャフト中央部の曲げ剛性分布を直線状にすることは出来ず、万人に好まれる曲げ剛性分布を有するゴルフシャフトを得ることが出来ない。

特開２００２−１７７４２３号公報特開２００３−２４４９０号公報特開２００２−２２４２５６号公報

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、スイング中のゴルフシャフトのしなり戻りの復元性を高めると同時にヘッドスピードを向上させ、飛距離を向上させるゴルフクラブ用シャフトを得ることを目的とする。

上記の課題を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。

（１）強化繊維に樹脂を含浸してなるプリプレグをマンドレルに巻回して成るゴルフクラブ用シャフトの製造方法であって、
前記ゴルフクラブ用シャフトの細径端部より３７０ｍｍから７７０ｍｍの領域における５０ｍｍごとの距離Ｌ（ｍｍ）と、前記距離Ｌの位置における曲げ剛性ＥＩ_Ｌ（×１０^６ｋｇｆ・ｍｍ^２）とからなる曲げ剛性群（Ｌ，ＥＩ_Ｌ）を（ｘ，ｙ）とし、該（ｘ，ｙ）を最小二乗法により下記式（Ａ）に直線回帰した場合に、下記式（Ａ）の相関係数の二乗Ｒ_１ ^２が０．９９９以上であることを特徴とし、
ｙ＝−ａ_１ｘ＋ｂ_１・・・式（Ａ）
前記ゴルフクラブ用シャフトの細径端部より３７０ｍｍから７７０ｍｍの領域におけるゴルフクラブ用シャフトのテーパーが、細径端部側から少なくとも３段階にわたって漸次減少することを特徴とし、
成型されるゴルフクラブ用シャフトの細径端部より３７０ｍｍから７７０ｍｍの領域におけるテーパーが、細径端部側から少なくとも３段階にわたって漸次減少するよう、テーパー度が複数段に亘り漸次減少しているマンドレルを使用して成型することを特徴とするゴルフクラブ用シャフトの製造方法。

（２）繊維強化樹脂が、炭素繊維強化樹脂である上記（１）に記載のゴルフクラブ用シャフト。

本発明のゴルフクラブ用シャフトによると、ボールの初速向上と最適なボールスピン量を得られるので、飛距離の向上に繋がる。

本発明のゴルフクラブ用シャフトの一実施形態例を示すプリプレグの裁断形状と、巻き付け順序とを示す説明図である。マンドレル１０の概略説明図である。マンドレル１１の概略説明図である。実施例におけるゴルフシャフトの製作に用いたプリプレグの裁断形状と、芯金１１への巻き付け順序とを示す説明図である。ゴルフクラブ用シャフトのＥＩ値測定における試験装置の概略図である。マンドレル１２の概略説明図である。比較例１におけるゴルフシャフトの製作に用いたプリプレグの裁断形状と、芯金１２への巻き付け順序とを示す説明図である。マンドレル１３の概略説明図である。比較例２におけるゴルフシャフトの製作に用いたプリプレグの裁断形状と、芯金１３への巻き付け順序とを示す説明図である。実施例、比較例１、比較例２におけるＥＩ値分布と、相関係数の二乗Ｒ^２を算出した結果を示す説明図である。実施例、比較例１、比較例２における細径端３５０ｍｍ〜８００ｍｍの外径分布を示す説明図である。

以下、本発明の最良の形態について詳細に説明する。

＜シャフト＞
本発明に係る繊維強化樹脂を積層してなるゴルフクラブ用シャフトは、軸方向に垂直な面の外径が長さ方向の一端から他端に向かって大きくなり、途中の径切換部から他端まで外径が同一となるように形成されたものである。以下、外径が小さい側の端部を細径端部といい、外径が大きい側の端部を太径端部という。また、シャフトの長さ方向の径切換部から細径端部側を細径部、太径端部側を太径部という。本発明のゴルフクラブ用シャフトは、例えば、図１のパターン１〜７に示すような裁断形状を有する繊維強化樹脂（プリプレグ）２１〜２７を、パターン１〜７の順番でマンドレル１０に巻き付けて積層した後、加熱硬化した複数の繊維強化樹脂層で構成される。このゴルフクラブ用シャフトは、管状体主軸に対する強化繊維の巻角度が２０〜７５°の範囲内で、正逆両方向であるアングル層をともに有し、前記正逆２層のアングル層の巻き始め位置が実質的に半周分ずれたバイアス層が形成され、その外側に管状体主軸に対する強化繊維の巻角度が−５〜５°の範囲内であるストレート層を複数有している。

本発明のゴルフクラブ用シャフトは、ゴルフクラブ用シャフトの細径端部より３７０ｍｍから７７０ｍｍの領域における５０ｍｍごとの距離Ｌ（ｍｍ）と、前記距離Ｌの位置における曲げ剛性ＥＩ_Ｌ（×１０^６ｋｇｆ・ｍｍ^２）とからなる曲げ剛性群（Ｌ，ＥＩ_Ｌ）を（ｘ，ｙ）とし、該（ｘ，ｙ）を最小二乗法により、下記式（Ａ）に直線回帰した場合、下記式（Ａ）の相関係数の二乗Ｒ_１ ^２が０．９９９以上であることを満足するものである。

ｙ＝−ａ_１ｘ＋ｂ_１・・・（Ａ）
式（Ａ）の相関係数の二乗Ｒ_１ ^２が０．９９９以上であると、シャフトの細径端部より３７０ｍｍから７７０ｍｍの領域における曲げ剛性分布が均一であり、斑がない。よって、この領域における曲げ剛性群が直線になることで、スイング中のシャフトのしなり戻りの復元性を高めると同時にヘッドスピードを向上させ、飛距離を向上させることが出来る。
ここで、式（Ａ）は、シャフトのしなり戻りの速さに影響する関係式である。シャフトの曲げ剛性分布図は一般的に曲線形状となるため、個々のシャフトの曲げ剛性分布を比較することが難しい。そこで、式（Ａ）のように、個々のシャフトの曲げ剛性分布を直線回帰することで、それぞれのシャフト特性の比較が容易になる。直線回帰した式（Ａ）のａ_１は、シャフトのしなり戻りの速さを表している。ａ_１が大きいほどシャフトのしなり戻りが速く、所謂「弾き感」の強いシャフトとなり、ａ_１が小さいほどシャフトのしなり戻りが遅く、所謂「粘り感」の強いシャフトとなる。また、ｂ_１はシャフトの調子を表している。ｂ_１が大きいほどシャフト細径端側の曲げ剛性が高いので、所謂「手元調子」のシャフトとなり、ｂ_１が小さいほどシャフト細径端側の曲げ剛性が小さく、所謂「先調子」のシャフトとなる。

また、本発明のゴルフクラブ用シャフトは、細径端部より３７０ｍｍから７７０ｍｍの領域におけるゴルフクラブ用シャフトのテーパーが、細径端部側から少なくとも３段階にわたって漸次減少することを特徴とする。「ゴルフクラブ用シャフトのテーパーが、細径端部側から少なくとも３段階にわたって漸次減少する」とは、ゴルフクラブ用シャフトが少なくとも３つ以上の異なるテーパー領域を有し、その領域のテーパーは、細径端部側から太径部方向にいくほど小さくなっていることを意味する。各領域内におけるテーパーは一定でも連続的に若干変化してもよいが、設計のし易さから、通常は各領域内におけるテーパーは一定にする。「ゴルフクラブ用シャフトのテーパーが、細径端部側から少なくとも３段階にわたって漸次減少する」について、ゴルフクラブ用シャフトの細径端部より３７０ｍｍから７７０ｍｍの領域において３つの異なるテーパー領域を有する場合の例を挙げてより具体的に説明すると、各テーパー領域を細軽端部側から領域（１）、領域（２）、領域（３）とした場合、領域（１）のテーパー＞領域（２）のテーパー＞領域（３）のテーパーとなっていることを意味している。本領域におけるゴルフクラブ用シャフトのテーパーは、本来曲線になる曲げ剛性分布を精度良く直線に近似させるために、テーパーの変化は多い方が好ましいが、マンドレルの加工精度のコントロールや、巻き付けが難しくなってしまう。よって、実際の生産性を考慮すると、本領域におけるシャフトのテーパーの変化は、３段階、または４段階であることがより好ましい。

ゴルフシャフトの領域を３分割した場合、ヘッドを取り付ける側の「ヘッド装着部」と、グリップを取り付ける側の「グリップ部」と、それ以外の「シャフト中央部」に分割することが出来る。「ヘッド装着部」に相当するシャフト細径端から細径端３００ｍｍの領域の曲げ剛性は、ボールの打ち出し角度に大きく影響し、「グリップ部」に相当するシャフト細径端８００ｍｍから太径端の領域の曲げ剛性は、スイング始動時の“タメ”に大きく影響する。これら以外の所謂「シャフト中央部」は、スイング始動時に“タメ”によって作られたシャフトのしなりによるエネルギーを、ヘッドに伝達する上で重要な領域であり、今回の発明はこの領域、つまり上記の細径端部より３７０ｍｍから７７０ｍｍの領域の曲げ剛性分布に着目し、この領域の曲げ剛性分布を最適な形態とすることで、飛距離向上に繋がるシャフトを見出している。

＜繊維強化樹脂＞
繊維強化樹脂に用いられる樹脂成分（本発明のゴルフクラブ用シャフトを構成するマトリックス樹脂）には、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を使用することができるが、好ましくは熱硬化性樹脂が用いられる。

熱可塑性樹脂としては、ポリアミド系樹脂、ポリアクリレート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、およびこれらの混合樹脂を用いることができる。一方、熱硬化性樹脂としては、エポキシ系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、フェノール系樹脂、ユリア系樹脂、メラミン系樹脂、ジアリルフタレート系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリイミド系樹脂、およびこれらの混合樹脂を使用することができる。中でも、エポキシ系樹脂は硬化収縮率が少なく、高い剛性と靭性値を有するので、最も好ましく使用される。

また、繊維強化樹脂に用いられる繊維（本発明のゴルフクラブ用シャフトを構成する繊維）としては、金属繊維、ボロン繊維、炭素繊維、ガラス繊維、セラミクス繊維などの無機系繊維、アラミド繊維、その他の高強力合成繊維などを使用することができる。無機繊維は軽量、かつ高強力であることから好ましく使用される。中でも、炭素繊維が、比強度、比剛性に優れるので最適である。

これらの繊維は、単独または混合して使用できる。また、長繊維、短繊維、およびこれらの混合繊維など、どのような長さの繊維を用いてもよい。

＜シャフトの製造方法＞
本発明のゴルフ用シャフトを製造するためには、成型されるゴルフクラブ用シャフトの細径端部より３７０ｍｍから７７０ｍｍの領域におけるテーパーが、少なくとも３段階にわたって漸次減少するよう、テーパー度が複数段に亘り、漸次減少しているマンドレルを適宜選択することで、本発明のゴルフクラブ用シャフトを得ることが出来る。本発明の骨子は、上記の領域における曲げ剛性分布が極めて直線に近くすることである。しかしながら、シャフトの曲げ剛性は外径の４乗に比例するため、均一なテーパー度のマンドレルでは、曲げ剛性分布が凹型の曲線となってしまう。これを防ぐためには、凸型の曲線形状を有するマンドレルを使用すれば良いが、実際にそのようなマンドレルを精度良く作製することは非常に困難であるため、テーパー度が細径端から太径端に向かって漸次減少するマンドレルを使用することが現実的である。なお、上記領域におけるゴルフクラブ用シャフトのテーパーは、本来曲線になる曲げ剛性分布を精度良く直線に近似させるために、テーパーの変化は多い方が好ましいが、マンドレルの加工精度のコントロールや、巻き付けが難しくなってしまう。よって、実際の生産性を考慮すると、本領域におけるシャフトのテーパーの変化は、３段階、または４段階であることがより好ましい。

また、本発明のシャフトの製造方法としては特に制限はないが、繊維強化樹脂製のものの場合には、未硬化のマトリクス樹脂を強化繊維に含浸したシート状のプリプレグを用意し、このプリプレグを棒状の芯金（マンドレル）に巻回した後、硬化させ、芯金を抜き取る、いわゆるシートラップ法が挙げられる。

シートラップ法では、プリプレグとして、面積や含有する強化繊維の向きが異なる複数種のものを用意し、これらを１枚ずつ順次芯金に巻回し、多層構造のシャフトを製造することが一般的であるが、この際に、各プリプレグの面積、各プリプレグが含有する強化繊維の向き、各プリプレグを巻回する位置などを調整したり、プリプレグの層数を変更したりすることにより、本発明のシャフトを製造することができる。また、この際に、シャフトのテーパー度やシャフトの外径を適宜調整することも、本発明のシャフトを製造するうえで有効である。

以下本発明のゴルフクラブ用シャフトを製造するための条件を具体的に説明する。例えば、図２に示すような、細径端から太径端に向かって漸次テーパーが減少する形状を有するマンドレル１０を用いて、図１のパターン１〜７に示すような裁断形状を有するプリプレグ２１〜２７を、パターン１〜７の順番でマンドレル１０に巻き付けて積層した後、加熱硬化することで得ることが出来る。また、図２中のマンドレルのテーパー度が変わる点Ｐ１２、Ｐ１３が、加熱成形後に得られるシャフトの３７０ｍｍから７７０ｍｍの領域になるよう調整してパターン１〜７を巻き付けることで、目的とするシャフトを得ることが出来る。

本発明の骨子は、上記の領域における曲げ剛性分布が極めて直線に近くすることであるが、従来からある均一なテーパー度のマンドレルでは、曲げ剛性分布が凹型の曲線となってしまう。これを防ぐためには、凸型の曲線形状を有するマンドレルを使用すれば良いが、実際にそのようなマンドレルを精度良く作製することは非常に困難であるため、テーパー度が細径端から太径端に向かって漸次減少するマンドレルを使用することが望ましい。また、上記領域において、曲げ剛性分布を直線状にするためには、細径端部から少なくとも３段階にわたって漸次減少するマンドレルを使用することが好ましく、３段階より少ないと精度良く曲げ剛性分布を直線状にすることが出来ない。また、上記のようにシャフトのテーパー度が漸次減少しているマンドレルにおいても、テーパー度の変化が大きすぎると、今度は本領域における曲げ剛性分布曲線が凸型の曲線形状となってしまい、本発明の意図するものとは異なるため、精度良くマンドレルの形状をコントロールすることが重要である。

＜使用形態＞
本発明のゴルフクラブ用シャフトは、ゴルフクラブの長さが１０４１ｍｍ〜１２１９ｍｍ、シャフトの質量が４０ｇ〜８５ｇのいわゆるウッド用のゴルフクラブシャフトに適用することで、その効果がより十分に発揮される。

本発明のゴルフクラブ用シャフトは、大型ヘッドとの組み合わせにも好適である。大型ヘッドとしては、体積が３８０ｃｍ^３〜４６０ｃｍ^３、慣性モーメント３５００ｇ・ｃｍ^２〜５９００ｇ・ｃｍ^２の大型ヘッドが挙げられる。本発明のゴルフクラブ用シャフトは、このような大型ヘッドを装着しても、スイング中のゴルフシャフトのしなり戻りの復元性を高めると同時にヘッドスピードを向上させ、飛距離を向上させることが出来る。

次に、実施例に基づいて本発明を更に具体的に説明する。

実施例および比較例で作製したゴルフクラブ用シャフトの材料を以下に示す。

プリプレグＡ：炭素繊維プリプレグＭＲＸ３５０Ｅ１００Ｒ（厚さ０．０９３ｍｍ、三菱レイヨン株式会社製）
プリプレグＢ：炭素繊維プリプレグＨＳＸ３５０Ｃ１００Ｓ（厚さ０．０７６ｍｍ、三菱レイヨン株式会社製）
プリプレグＣ：炭素繊維プリプレグＭＲ３５０Ｊ０５０Ｓ（厚さ０．０５０ｍｍ、三菱レイヨン株式会社製）
プリプレグＤ：炭素繊維プリプレグＭＲＸ３５０Ｃ１００Ｒ（厚さ０．０８４ｍｍ、三菱レイヨン株式会社製）
プリプレグＥ：炭素繊維プリプレグＭＲＸ３５０Ｃ１５０Ｓ（厚さ０．１２７ｍｍ、三菱レイヨン株式会社製）
プリプレグＦ：炭素繊維プリプレグＴＲ３５０Ｅ１２５Ｓ（厚さ０．１１３ｍｍ、三菱レイヨン株式会社製）
（実施例１）
＜マンドレル＞
図３に示す形状のマンドレル１１（鉄製）を用意した。このマンドレル１１は、全体の長さＬ２７にあって、その細径端Ｐ２１から長さＬ２１の位置（切換点）Ｐ２２まで、その外径が直線的に漸増し、同様にＰ２２から長さＬ２２の位置Ｐ２３まで、Ｐ２３から長さＬ２３の位置Ｐ２４まで、Ｐ２４から長さＬ２４の位置Ｐ２５まで、Ｐ２５から長さＬ２５の位置Ｐ２６まで、その外径が直線的に漸増している。そして、切換点Ｐ２６から長さＬ２６の大径端Ｐ２７まで、その外径は一定である鉄製の円筒体からなる。本実施例による前記マンドレル１１の各部位における具体的な外径、長さ、テーパー度は以下のとおりである。

細径端Ｐ２１の外径は４．２０ｍｍ、切換点Ｐ２２の外径は５．８０ｍｍ、切換点Ｐ２３の外径は７．３０ｍｍ、切換点Ｐ２４の外径は１０．５０ｍｍ、切換点Ｐ２５の外径は１２．１０ｍｍ、切換点Ｐ２６の外径は１３．５０ｍｍ、この切換点Ｐ２６から太径端Ｐ２７までは同一外径であり、その外径は１３．５０ｍｍである。細径端Ｐ２１から切替点Ｐ２２までの長さＬ２１は２００ｍｍ、切替点Ｐ２２から切替点Ｐ２３までの長さＬ２２は１００ｍｍ、切替点Ｐ２３から切替点Ｐ２４までの長さＬ２３は３３０ｍｍ、切替点Ｐ２４から切替点Ｐ２５までの長さＬ２４は２００ｍｍ、切替点Ｐ２５から切替点Ｐ２６までの長さＬ２５は２００ｍｍ、切替点Ｐ２６から太径端Ｐ２７までの長さＬ２６は４７０ｍｍである。マンドレル１１の全体長さＬ２７は１５００ｍｍとなる。

また、細径端Ｐ２１から切替点Ｐ２２までのテーパー度は８．００／１０００、切替点Ｐ２２から切替点Ｐ２３までのテーパー度は１５．００／１０００、切替点Ｐ２３から切替点Ｐ２４までのテーパー度は９．７０／１０００、切替点Ｐ２４から切替点Ｐ２５までのテーパー度は８．００／１０００、切替点Ｐ２５から切替点Ｐ２６までのテーパー度は７．００／１０００となっている。

＜プリプレグの裁断および巻きつけ＞
図４のパターン１〜７に示す形状に各種プリプレグ（プリプレグＡ〜Ｆ）を裁断した。これら全てのパターンを、マンドレル１１の細径端部から９０ｍｍの位置を巻き付け位置の基準点とし、パターンの細径端側をこの基準点に合わせて巻き付ける。これにより、得られるゴルフクラブ用シャフトの細径端部より３７０ｍｍから７７０ｍｍにおける領域において、テーパー度が３段階に亘って漸減する形状となる。

パターン１では、プリプレグＡのサイズを、シャフトの長手軸方向に繊維が配向し、図４中のｌａ、ｌｂが、それぞれ、ｌａ＝１１０ｍｍ、ｌｂ＝１００ｍｍであり、ｌａの範囲では巻き回数が３回となり、ｌｂの範囲では巻き回数が漸減するよう調整した。

パターン２では、シャフトの長手軸方向に対し＋４５°裁断したプリプレグＢ、同様に−４５°に裁断したプリプレグＢを、これらが実質的に半周ずれるようずらして貼り合わせた。そして、この２枚を貼り合わせたプリプレグＢのサイズを、全長が１１９０ｍｍで、巻き回数が３回となるよう調整した。

パターン３では、プリプレグＣのサイズを、シャフトの長手軸方向に対し９０°に繊維が配向し、全長が１１９０ｍｍであり、巻き回数が１回となるよう調整した。

パターン４〜６では、プリプレグＤ，Ｅのサイズを、シャフトの長手軸方向に繊維が配向し、全長が１１９０ｍｍであり、巻き回数が１回となるよう調整した。

パターン７では、プリプレグＤのサイズを、シャフトの長手軸方向に繊維が配向し、図４中のｌｃ、ｌｄが、それぞれ、ｌｃ＝１７０ｍｍ、ｌｄ＝１４０ｍｍであり、ｌｃの範囲では巻き回数が２回となり、ｌｄの範囲では巻き回数が漸減するよう調整した。

パターン８では、プリプレグＦのサイズを、シャフトの長手軸方向に繊維が配向し、細径端部の外径が８．７０ｍｍ程度になるよう調整した。

次に、それぞれ裁断したプリプレグをパターン１〜７の順番にマンドレル１１に巻き付けた。巻き付けは、マンドレルの細径端部から９０ｍｍを巻き付けの端部とした。
次に、厚さ２０μｍ、幅３０ｍｍの熱収縮性を有するポリプロピレンテープ（不図示）を巻き付けピッチ２ｍｍで巻き付け固定し、マンドレル１１に形成したシャフト素管を得た。

＜樹脂の硬化、およびシャフト素管表面の研磨＞
シャフト素管を硬化炉に入れ、１４５℃で２時間加熱してプリプレグの樹脂の硬化処理を行った後、ポリプロピレンテープとマンドレル１１とを取り除いた。得られたゴルフクラブ用シャフト素管の両端を１１ｍｍカットして全長を１１６８ｍｍとした。研磨前のシャフトの片持ちフレックス（細径端から９２０ｍｍの位置を固定して、シャフト細径端から１０ｍｍの位置に３ｋｇの錘を掛けたときのシャフト細径端のたわみ量）は１３６ｍｍであった。また研磨前のゴルフクラブ用シャフト素管の細径端の外径は８．７１ｍｍ、太径端の外径は１５．２７ｍｍであった。

このゴルフクラブ用シャフト素管を、細径端の外径が８．５０ｍｍ、片持ちフレックスが１５２ｍｍとなるよう、円筒研磨機で表面の研磨仕上げを行い、実施例のゴルフクラブ用シャフトを得た。また、得られたゴルフクラブ用シャフトの外径を測定した結果、図１１に示す通り、細径端部より３７０ｍｍから７７０ｍｍにおける領域において、テーパー度が３段階に亘って漸減する形状が得られた。

実施例のゴルフクラブ用シャフトの質量は５９．１ｇ、シャフトのねじれ角（シャフト細径端から１０３５ｍｍの位置を固定し、シャフト細径端〜シャフト細径端から５０ｍｍの位置に、１３８．５ｋｇｆ・ｍｍのトルクを掛けたとき、シャフトがねじれた角度。）は３．８度であった。

＜シャフトのＥＩ値の測定＞
本発明で採用しているシャフトの曲げ剛性ＥＩ値は、特開２００１−１２０６９６公報に記載の方法で求めた。すなわち、図５のように、シャフトを支点間距離３００ｍｍで支持し、シャフトの細径端部からの距離Ｌ（ｍｍ）の位置に荷重２０ｋｇを加え、距離Ｌ（ｍｍ）における曲げたわみ量（ｍｍ）を求めた。そして、支点間距離をａ（ｍｍ）、荷重をｂ（ｋｇ）、曲げたわみ量をｃ（ｍｍ）とし、これらの値から下記式により、距離Ｌ（ｍｍ）におけるＥＩ値［ｋｇｆ・ｍｍ^２］を求めた。

ＥＩ値＝（１／４８）×（ｂ・ａ^３／ｃ）
そして、シャフト上の所定位置の曲げ剛性ＥＩ_Ｌ（ｍｍ）を計測する計測工程と、シャフトが下部支持ジグに接する位置を太径側に所定の長さずつ移動させて距離Ｌを増加させて、計測工程を繰り返す反復工程と、計測工程と反復工程とで得られた曲げ変位群（Ｌ，ＥＩ_Ｌ）を得る。次に、細径端部より３７０ｍｍから７７０ｍｍの領域における５０ｍｍごとの距離Ｌ（ｍｍ）と、前記距離Ｌの位置における曲げ剛性ＥＩ_Ｌ（×１０^６ｋｇｆ・ｍｍ^２）とからなる曲げ剛性群（Ｌ，ＥＩ_Ｌ）を（ｘ，ｙ）とし、該（ｘ，ｙ）を最小二乗法により、下記式（Ａ）に直線回帰した後、下記式（Ａ）の相関係数の二乗Ｒ_１ ^２を算出すると、０．９９９４であった（図１０参照）。
ｙ＝−ａ_１ｘ＋ｂ_１・・・（Ａ）
＜外径の測定＞
シャフトの距離Ｌ＝３５０〜８００ｍｍにおける外径は、マイクロメーターを使用し、２５ｍｍ間隔で測定した（図１１参照）。

＜ゴルフクラブヘッド、およびグリップの取り付け＞
実施例のゴルフクラブ用シャフトに、市販のチタン製ドライバー用ゴルフクラブヘッド（体積４４０ｃｍ³、質量２０３ｇ、ロフト角９．５°）をエポキシ樹脂接着剤で細径端部に取り付けた。さらに、シャフト太径端部を７０ｍｍカットし、このシャフトに市販のゴム製グリップを、両面テープを使って取り付け、実施例のゴルフクラブを製作した。

＜打球の評価＞
実施例のゴルフクラブを株式会社ミヤマエ製ゴルフ試打ロボット「ＳＨＯＴＲＯＢＯ−ＩＶ」を用いてゴルフボールを５回打球し、ＩＳＧ社製「ＴＲＡＣＫＭＡＮ」にて飛距離計測等の測定を実施した。測定した結果を表１に示す。なお、表１中、回転軸の平均値は、飛球方向を０°とし、回転軸右方向（スライス）を正（＋）とし、かつ回転軸左方向（フック）を負（−）として、１０回の打球で測定されたそれらの値を足して合算値を算出し、その合算値を打球の回数（５回）で除することで求められた。

図６に示す形状のマンドレル１２（鉄製）を用意した。このマンドレル１２は、全体の長さＬ３５にあって、その細径端Ｐ３１から長さＬ３１の位置（切換点）Ｐ３２まで、その外径が直線的に漸増し、同様にＰ３２から長さＬ３２の位置Ｐ３３まで、Ｐ３３から長さＬ３３の位置Ｐ３４まで、その外径が直線的に漸増している。そして、切換点Ｐ３４から長さＬ３４の太径端Ｐ３５まで、その外径は一定である鉄製の円筒体からなる。本比較例による前記マンドレル１２の各部位における具体的な外径、長さ、テーパー度は以下のとおりである。

細径端Ｐ３１の外径は４．１５ｍ、切換点Ｐ３２の外径は５．９０ｍｍ、切換点Ｐ３３の外径は７．３５ｍｍ、切換点Ｐ３４の外径は１３．５０ｍｍ、この切換点Ｐ３４から太径端Ｐ３５までは同一外径であり、その外径は１３．５０ｍｍである。細径端Ｐ３１から切替点Ｐ３２までの長さＬ３１は２００ｍｍ、切替点Ｐ３２から切替点Ｐ３３までの長さＬ３２は１００ｍｍ、切替点Ｐ３３から切替点Ｐ３４までの長さＬ３３は７００ｍｍ、切替点Ｐ３４から太径端Ｐ３５までの長さＬ３４は５００ｍｍである。マンドレル１２の全体長さＬ３５は１５００ｍｍとなる。

また、細径端Ｐ３１から切替点Ｐ３２までのテーパー度は８．７５／１０００、切替点Ｐ３２から切替点Ｐ３３までのテーパー度は１４．５０／１０００、切替点Ｐ３３から切替点Ｐ３４までのテーパー度は８．７９／１０００となっている。

このマンドレル１２を使用した以外は、実施例と同様にシャフトを作製し、各評価を実施した。評価結果を図１０，１１に示す。

なお、マンドレル１２を使用した場合は、得られるゴルフクラブ用シャフトの細径端部より３７０ｍｍから７７０ｍｍにおける領域において、図１１に示す通り、テーパー度は均一に漸減する形状となる。特許文献１、および特許文献３では、本比較例１と同様のテーパー形状のマンドレルを使用しており、同様の結果が得られると推測される。

比較例１のゴルフクラブ用シャフトの質量は５９．４ｇ、シャフトのねじれ角（シャフト細径端から１０３５ｍｍの位置を固定し、シャフト細径端〜シャフト細径端から５０ｍｍの位置に、１３８．５ｋｇｆ・ｍｍのトルクを掛けたとき、シャフトがねじれた角度。）は３．８度であった。この比較例１のゴルフクラブ用シャフトを用い、実施例と同様にゴルフクラブを作製して評価を実施した。評価結果を表１に示す。

図８に示す形状のマンドレル１３（鉄製）を用意した。このマンドレル１３は、全体の長さＬ４７にあって、その細径端Ｐ４１から長さＬ４１の位置（切換点）Ｐ４２まで、その外径が直線的に漸増し、同様にＰ４２から長さＬ４２の位置Ｐ４３まで、Ｐ４３から長さＬ４３の位置Ｐ４４まで、Ｐ４４から長さＬ４４の位置Ｐ４５まで、Ｐ４５から長さＬ４５の位置Ｐ４６まで、その外径が直線的に漸増している。そして、切換点Ｐ４６から長さＬ４６の太径端Ｐ４７まで、その外径は一定である鉄製の円筒体からなる。本比較例による前記マンドレル１３の各部位における具体的な外径、長さ、テーパー度は以下のとおりである。

細径端Ｐ４１の外径は４．２０ｍ、切換点Ｐ４２の外径は５．８０ｍｍ、切換点Ｐ４３の外径は７．３０ｍｍ、切換点Ｐ４４の外径は１０．７５ｍｍ、切換点Ｐ４５の外径は１２．５０ｍｍ、切換点Ｐ４６の外径は１３．５０ｍｍ、この切換点Ｐ４６から太径端Ｐ４７までは同一外径であり、その外径は１３．５０ｍｍである。細径端Ｐ４１から切替点Ｐ４２までの長さＬ４１は２００ｍｍ、切替点Ｐ４２から切替点Ｐ４３までの長さＬ４２は１００ｍｍ、切替点Ｐ４３から切替点Ｐ４４までの長さＬ４３は３３０ｍｍ、切替点Ｐ４４から切替点Ｐ４５までの長さＬ４４は２２０ｍｍ、切替点Ｐ４５から切替点Ｐ４６までの長さＬ４５は２３０ｍｍ、切替点Ｐ４６から太径端Ｐ４７までの長さＬ４６は４２０ｍｍである。マンドレル１３の全体長さＬ４７は１５００ｍｍとなる。

また、細径端Ｐ４１から切替点Ｐ４２までのテーパー度は８．００／１０００、切替点Ｐ４２から切替点Ｐ４３までのテーパー度は１５．００／１０００、切替点Ｐ４３から切替点Ｐ４４までのテーパー度は１０．４５／１０００、切替点Ｐ４４から切替点Ｐ４５までのテーパー度は７．９５／１０００、切替点Ｐ４５から切替点Ｐ４６までのテーパー度は４．３５／１０００となっている。

このマンドレル１３を使用した以外は、実施例と同様にシャフトを作製し、各評価を実施した。評価結果を図１０，１１に示す。

なお、マンドレル１３を使用した場合は、得られるゴルフクラブ用シャフトの細径端部より３７０ｍｍから７７０ｍｍにおける領域において、図１１に示す通り、テーパー度が３段階に亘って漸減する形状となるが、本領域における曲げ剛性分布を直線回帰した後、直線近似式の相関係数の二乗Ｒ_１ ^２を算出すると、０．９９７５であった。

比較例２のゴルフクラブ用シャフトの質量は５９．１ｇ、シャフトのねじれ角（シャフト細径端から１０３５ｍｍの位置を固定し、シャフト細径端〜シャフト細径端から５０ｍｍの位置に、１３８．５ｋｇｆ・ｍｍのトルクを掛けたとき、シャフトがねじれた角度。）は３．７度であった。この比較例２のゴルフクラブ用シャフトを用い、実施例と同様にゴルフクラブを作製して評価を実施した。評価結果を表１に示す。

表１の通り、実施例におけるゴルフクラブ用シャフトを用いたゴルフクラブでは、比較例に対してヘッドスピードが速くなると同時にバックスピン量も抑えることが出来、平均した飛距離も大きい結果となった。比較例においては、ヘッドスピードが実施例に対して遅く、バックスピン量も多いことから、平均飛距離を損失する結果となった。

このように、実施例におけるゴルフクラブ用シャフトでは、ヘッドスピードが速くなると同時にバックスピン量が減少させることが出来るので、平均飛距離の増大が期待できる。

Claims

強化繊維に樹脂を含浸してなるプリプレグをマンドレルに巻回して成るゴルフクラブ用シャフトの製造方法であって、
前記ゴルフクラブ用シャフトの細径端部より３７０ｍｍから７７０ｍｍの領域における５０ｍｍごとの距離Ｌ（ｍｍ）と、前記距離Ｌの位置における曲げ剛性ＥＩ_Ｌ（×１０^６ｋｇｆ・ｍｍ^２）とからなる曲げ剛性群（Ｌ，ＥＩ_Ｌ）を（ｘ，ｙ）とし、該（ｘ，ｙ）を最小二乗法により下記式（Ａ）に直線回帰した場合に、下記式（Ａ）の相関係数の二乗Ｒ_１ ^２が０．９９９以上であり、
ｙ＝−ａ_１ｘ＋ｂ_１・・・式（Ａ）
前記ゴルフクラブ用シャフトの細径端部より３７０ｍｍから７７０ｍｍの領域におけるゴルフクラブ用シャフトのテーパーが、細径端部側から少なくとも３段階にわたって漸次減少し、
成型されるゴルフクラブ用シャフトの細径端部より３７０ｍｍから７７０ｍｍの領域におけるテーパーが、細径端部側から少なくとも３段階にわたって漸次減少するよう、テーパー度が複数段に亘り漸次減少しているマンドレルを使用して成形する
ことを特徴とするゴルフクラブ用シャフトの製造方法。
繊維強化樹脂が、炭素繊維強化樹脂である請求項１に記載のゴルフクラブ用シャフトの製造方法。