JP6482841B2 - ゴルフクラブ用シャフト及びゴルフクラブ用シャフトの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、繊維強化樹脂製のゴルフクラブ用シャフト及びその製造方法に関するものである。

繊維強化樹脂製のゴルフクラブ用シャフトは、金属製ゴルフクラブ用シャフトに比べて質量が軽く、スイング時のヘッドスピードを増加させやすいため、ボールの飛距離が大きくなるという利点を有し、広く一般に使用されている。

繊維強化樹脂製のゴルフクラブ用シャフト（以下、シャフトという。）は、樹脂を含浸させた強化繊維からなるシャフトであり、その種類としては、シートワインディング法により製造されたシャフト、フィラメントワインディング法により製造されたシャフト、及び組物シャフトが挙げられる。

シートワインディング法は、樹脂を含浸させた強化繊維からなるプリプレグシートを、マンドレルの周囲に複数層巻き付けた後、樹脂を加熱硬化させて成形するものである。フィラメントワインディング法は、樹脂を含浸させた強化繊維からなる繊維束を、マンドレルの周囲に、その長手方向に沿って往復動させながら巻き付けた後、樹脂を加熱硬化させて成形するものである。

一方、組物シャフトは、樹脂を含浸させた強化繊維からなる繊維束（組糸）やトウプリプレグを、互いに編み組みさせながらマンドレルの周囲に巻き付けて組糸層を形成し、樹脂を加熱硬化させて成形されるものである。組糸層は、マンドレルの軸線に対して左右対称の配向角度を有する２種類の傾斜糸と、０゜の配向角度を有する中央糸とからなる組糸を編み組みすることにより形成され、これら組糸層が複数形成されて積層されている。このようにして成形される組物シャフトでは、シャフト長手方向にもシャフト周方向にも継ぎ目が存在しない上に、３軸の配向角度を有する組糸層が積層されていることから、曲げ強度、ねじり強度に優れている。

特許文献１には、３種類の組糸層を積層した組物シャフト１００が開示されている。図４（ａ）に示すように、組糸層は、最外層に配置されて２方向の組糸（傾斜糸２０１、２０２）が編み組みされた構成の組糸層である２軸組糸層２００と、その内側に配置されて３方向の組糸（傾斜糸３０１、３０２及び中央糸３０３）が編み組みされた構成の組糸層である３軸組糸層３００と、最内層に配置されて２方向の組糸（傾斜糸４０１、４０２）が編み組みされた構成の組糸層である２軸組糸層４００とからなる積層構成となっている。各組糸は、それぞれ、複数本の繊維からなる繊維束に樹脂を含浸させて形成されている。

特開２０００−２８８１３９号公報

このような組物シャフト１００では、各層の組糸の配向角度を設定することにより、シャフトに要求される種々の機能を維持している。例えば、最内層の２軸組糸層４００では、シャフトのねじり剛性を維持するために、傾斜糸４０１、４０２の配向角度を概ね±４５゜となるように編み組みしている。また、中間層の３軸組糸層３００では、シャフトの曲げ剛性及び曲げ強度を維持するために、シャフトの軸方向に沿う中央糸３０３に加えて、傾斜糸３０１、３０２の配向角度を概ね±１０゜〜±３０゜となるように編み組みしている。さらに、最外層の２軸組糸層２００では、３軸組糸層３００における傾斜糸３０１、３０２と同様に、傾斜糸２０１、２０２の配向角度を概ね±１０゜〜±３０゜となるように編み組みして、シャフトの曲げ剛性及び曲げ強度を維持するとともに、加熱硬化後にシャフト表面を研磨して平滑とするための研磨代の役割も担っている。

このように構成される組物シャフト１００は、通常次のような工程を経て製造される。まず、芯材となるマンドレルの周囲に、半硬化状態の樹脂を含浸させた炭素繊維束（組糸）を互いに編み組みさせながら巻き付けて、内側から２軸組糸層４００、３軸組糸層３００、及び２軸組糸層２００を順次積層する。次に、マンドレルの軸方向に対して一定角度となるよう、最外層の２軸組糸層２００の外表面に耐熱性ラッピングテープを巻き付けた後、加熱炉内で樹脂を加熱硬化させて、シャフトの形状に成形する。次いで、シャフトを加熱炉内から取り出してラッピングテープを剥がすとともにマンドレルを抜き取った後、シャフトの表面を研磨する。その後、研磨されたシャフトの表面に塗装を施して、組物シャフト１００を得ることができる。

ところで、こういった組物シャフト１００を製造する一連の工程では、シャフトの表面に、その一部が窪んだ凹み形状が観察されることがある。これは、樹脂中に含まれる気泡（ボイド）が、加熱硬化させた後のシャフト表面に凹み形状として観察されたり、研磨して塗装した後のシャフト表面に微細な凹み形状として観察されたりするものである。

例えば、図４（ｂ）に示すように、内側に積層される２軸組糸層４００では、傾斜糸４０１、４０２に囲まれた矩形状の部分４０３で繊維の存在が薄くなることから、耐熱性ラッピングテープを巻き付けて締め付け固定すると、傾斜糸４０１、４０２に含浸された半硬化状態の樹脂が流動して、矩形状の部分４０３に溜まりやすくなる。そして、矩形状の部分４０３に樹脂が溜まることにより、樹脂中に含有された気泡も、矩形状の部分４０３に集中して溜まることになる。こうした気泡は、通常、シャフトの加熱硬化途中にラッピングテープの隙間から排出される余剰樹脂の中に含まれ、外部に追い出されるが、稀に、シャフトを加熱硬化させて成形する際に、シャフト外部に排出されず、加熱硬化させた後に、シャフト表面の凹み形状として観察されることがある。また、一部は、その内部に留まり、その体積が膨張したり、気泡同士がくっついたりして大きな気泡となることもあり、加熱硬化させた後に、シャフト表面の比較的大きな凹み形状として観察される場合がある。この現象は、中間に積層される３軸組糸層３００や、最外層に積層される２軸組糸層２００でも起こる可能性があると考えられる。

こういったシャフト表面に現れた凹みにおいて、比較的大きいものは、加熱硬化工程後にシャフト表面を研磨することでも視認不能にすることができず、加えて、その後の塗装工程でその内部にまで塗料が入り込み、凹み形状として観察される。

一方、シャフト表面に現れた凹みにおいて、大半は微細なものであるが、加熱硬化工程後にシャフト表面を研磨することにより視認不能な程度とすることができる。しかし、加熱硬化工程後に視認できなかった非常に小さな凹み形状が、シャフト表面になお存在していると、その大きさが微細すぎて、その後の塗装工程でその内部にまで塗料が入り込むことができず、加えて、空気を含んだまま塗装されるため、塗装工程での熱硬化させる際に、その空気が膨張し、塗装表面の後のシャフト表面に微細な凹み形状として観察される。こういった微細な凹み形状は、塗装を経て初めて視認されるものでもあり、製造されたシャフトの外観品質が低下するといった問題となっていた。

一方、シャフトは、グリップからヘッドに向かうに従って徐々に径が細くなるテーパ形状となっている。マンドレルに組糸を編み組みしていくときには、シャフトのヘッド側ほど、そして、その内側層ほど、径の細い部分に組糸を巻き付けていくことになる。これにより、この部分では、組糸の形状がマンドレルに追従せずにクリンプと呼ばれる繊維蛇行が生じたり、積層された組糸層の間に隙間ができたりする場合がある。これにより、組糸の繊維蛇行の部分や、組糸層間の隙間の部分に半硬化状態の樹脂が流動して溜まりやすくなり、その部分で、樹脂中に含まれる気泡が生じやすくなることがある。そして、このような気泡もシャフト表面の凹み形状の原因となり、製造されたシャフトの外観品質が低下するといったことも問題となっていた。

本発明は、これら従来の技術に存在する課題を解決すべくなされたものであり、その目的は、外観品質に優れた繊維強化樹脂製のゴルフクラブ用シャフト及びその製造方法を提供することである。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載のゴルフクラブ用シャフトは、複数の組糸を編み込んでなる組糸層を複数層積層することにより形成される繊維強化樹脂製のゴルフクラブ用シャフトであって、前記組糸は、複数本の繊維からなる繊維束に樹脂を含浸して構成されるとともに、シャフトの軸方向に対して左右対称の傾斜角度を有して編み込まれる傾斜糸と、シャフトの軸方向に沿って編み込まれる中央糸を備え、前記組糸層は、複数の傾斜糸を編み込んでなる内側層と、複数の傾斜糸と中央糸とを編み込んでなる外側層を備え、前記内側層に編み込まれる傾斜糸の断面積は、前記外側層に編み込まれる傾斜糸の断面積より小さいことを要旨とする。

この構成によれば、内側層は、断面積の小さい傾斜糸により密に編み込まれた組糸層となり、傾斜糸に囲まれた矩形状の部分の面積が小さくなる。これにより、傾斜糸に囲まれた矩形状の部分に半硬化状態の樹脂が溜まることが抑制される。また、断面積の小さい傾斜糸により密に編み込むことにより、シャフトのヘッド側の径の細い部分での傾斜糸の繊維蛇行や、組糸層間の隙間が生じにくくなる。これにより、傾斜糸の繊維間や組糸層間に、半硬化状態の樹脂が溜まることが抑制される。これらのことから、シャフト内での樹脂溜まりの形成が抑制されることになり、その結果として、樹脂中に含まれる気泡の発生が抑制され、シャフト表面に凹み形状が出現することが抑制される。したがって、外観品質に優れたゴルフクラブ用シャフトを得ることができる。

上記ゴルフクラブ用シャフトにおいて、前記内側層に編み込まれる傾斜糸の樹脂含有率は、前記外側層に編み込まれる傾斜糸の樹脂含有率より小さいことが好ましい。
内側層に編み込まれる傾斜糸の樹脂含有率を小さくすることで、内側層の傾斜糸の断面積を小さくすることができる。これにより、内側層では、傾斜糸を密に編み込むことができるため、傾斜糸に囲まれた矩形状の部分の面積が小さくなる。また、傾斜糸が径の細い部分にも追従しやすくなり、傾斜糸の繊維蛇行を抑制したり、層間の隙間を生じにくくしたりすることができる。矩形状の部分や、傾斜糸の間、組糸層間での樹脂溜まりを抑制することができる。

また、外側層に編み込まれる傾斜糸の樹脂含有率を大きくすることで、外側層では、樹脂量が豊富となり、耐熱性ラッピングテープによる締め付け固定により、樹脂中の気泡が押し出されて、樹脂中の気泡の残存量が少なくなる。傾斜糸に囲まれた矩形状の部分に半硬化状態の樹脂が溜まったとしても、組糸層内部での気泡は減少することになる。これにより、シャフト表面に現れる凹み形状の出現を抑制して、外観品質に優れたゴルフクラブ用シャフトを得ることができる。

上記ゴルフクラブ用シャフトにおいて、前記内側層に編み込まれる傾斜糸を構成する繊維束の繊維径は、前記外側層に編み込まれる傾斜糸を構成する繊維の繊維径より小さいことが好ましい。

上記ゴルフクラブ用シャフトにおいて、前記内側層に編み込まれる傾斜糸を構成する繊維束の繊維数は、前記外側層に編み込まれる傾斜糸を構成する繊維束の繊維数より少ないことが好ましい。

これらの構成によれば、内側層に編み込まれる傾斜糸を構成する繊維束の繊維数を少なくすることで、傾斜糸の断面積を小さくすることができる。これにより、シャフトのヘッド側の径の細い部分での傾斜糸の繊維蛇行や、組糸層間の隙間が生じにくくなり、傾斜糸の間や、組糸層の間に半硬化状態の樹脂が溜まることが抑制される。

上記ゴルフクラブ用シャフトにおいて、前記外側層に編み込まれる中央糸を構成する繊維束の繊維数は、前記外側層に編み込まれる傾斜糸を構成する繊維束の繊維数と同じか、若しくは多いことが好ましい。

この構成によれば、中央糸の存在により傾斜糸に囲まれた矩形状の部分の面積が小さくすることができ、傾斜糸に囲まれた部分への樹脂の流動を抑制することができる。また、中央糸を構成する繊維束の繊維数を、このような関係とすることで、シャフトに好適な曲げ剛性及び曲げ強度を付与することができる。

上記の目的を達成するために、請求項６に記載のゴルフクラブ用シャフトの製造方法は、組糸層を複数層積層して繊維強化樹脂製のゴルフクラブ用シャフトを製造するゴルフクラブ用シャフトの製造方法であって、複数本の繊維からなる繊維束に樹脂を含浸して構成される組糸を、マンドレルの軸方向に対して左右対称の傾斜角度を有する傾斜糸として編み込んで内側の組糸層を形成する内側層形成工程と、前記組糸を、マンドレルの軸方向に対して左右対称の傾斜角度を有する傾斜糸と、マンドレルの軸方向に沿う中央糸として編み込んで外側の組糸層を形成する外側層形成工程と、を備え、前記内側層形成工程では、前記外側層形成工程で使用する傾斜糸より、樹脂含有率が小さい傾斜糸を使用することを要旨とする。

この構成によれば、樹脂含有率が小さい傾斜糸を編み込んで形成された内側層では、傾斜糸に囲まれた矩形状の部分に半硬化状態の樹脂が溜まることが抑制される。また、断面積の小さい傾斜糸により密に編み込まれた内側層では、傾斜糸に囲まれた矩形状の部分の面積が小さくなる。これにより、内側層では、矩形状の部分での気泡の発生が抑制され、その結果として、シャフト表面の凹み形状の出現を抑制することができる。外観品質に優れたゴルフクラブ用シャフトを製造することができる。

また、外側層に編み込まれる傾斜糸の樹脂含有率を大きい傾斜糸を編み込んで形成された外側層では、樹脂量が豊富となり、耐熱性ラッピングテープによる締め付け固定により、傾斜糸に囲まれた矩形状の部分から樹脂中の気泡が押し出されて、気泡の残存量が少なくなる。これにより、外側層でも矩形状の部分に溜まる気泡が少なくなり、シャフト表面に現れる凹み形状の形成を抑制することができる。

本発明によれば、外観品質に優れた繊維強化樹脂製のゴルフクラブ用シャフトを得ることができる。

繊維強化樹脂製のゴルフクラブの斜視図。 シャフトの組糸層を示す模式図。（ａ）は、シャフトの組糸層の一部を示す模式図、（ｂ）は、２軸の内側層の一部を示す部分拡大図。（ｃ）は、３軸の外側層の一部を示す部分拡大図。（ｄ）は、組糸層に編み込まれた組糸の部分拡大図。 本実施形態のシャフトのボイド率を示す図。 従来の組物シャフトの模式図。（ａ）は、組物シャフトの組糸層の一部を示す模式図、（ｂ）は、２軸の内側層の一部を示す部分拡大図。

以下、本発明を具体化した一実施形態について説明する。
図１に示すように、繊維強化樹脂製のゴルフクラブ用シャフトを備えたゴルフクラブ１は、先端３及び後端４を備えたシャフト２と、シャフト２の先端３に装着されたヘッド５と、シャフト２の後端４に装着されたグリップ６とを有する。シャフト２は、後端４から先端３に向かうに従い徐々に径が細くなる概ねテーパ形状となっている。

図２（ａ）に示すように、本実施形態のシャフト２は、複数層の組糸層１０が積層されて形成されており、組糸層１０は、内側層としての複数層の２軸組糸層２０と、外側層としての複数層の３軸組糸層３０で構成されている。図２（ｂ）に示すように、２軸組糸層２０は、シャフト２の軸線に対して左右対称の配向角度を有する２種類の組糸１１（傾斜糸２１、２２）のみにより、その配向角度を、概ね±４５゜として編み組みされている。また、図２（ｃ）に示すように、３軸組糸層３０は、シャフト２の軸線に対して概ね±１０゜〜±３０゜の配向角度を有する２種類の組糸１１（傾斜糸３１、３２）と、シャフト２の軸線に対して０゜の配向角度を有する組糸１１（中央糸３３）とにより編み組みされている。

図２（ｄ）に示すように、組糸１１は、複数の繊維４１が集束された繊維束４２に半硬化状態のマトリクス樹脂４３が含浸されて形成されている。繊維束４２に集束された各繊維４１は、組糸１１の長さ方向に沿って配向されている。

１本の組糸１１を構成する繊維束４２に集束された強化繊維４１の繊維数は、特に限定されるものではなく、例えば、３０００本、６０００本、１２０００本、１５０００本、１８０００本、２４０００本のものを適宜用いることができる。また、繊維束４２に集束された繊維４１の繊度は、特に限定されるものではなく、例えば、６１５ｇ／ｋｍ、８００ｇ／ｋｍ、１２３０ｇ／ｋｍのものを適宜用いることができる。また、繊維束４２に集束された繊維４１の繊維径も、特に限定されるものではなく、例えば、５〜１５μｍのものを適宜用いることができる。さらに、組糸１１におけるマトリクス樹脂４３の含有率も特に限定されるものではなく、例えば、３０〜４０％のものを適宜用いることができる。

組糸１１を構成するマトリクス樹脂４３としては、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂や、ポリプロピレン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、アクリロニトリルーブタジエンースチレン共重合体（ＡＢＳ）樹脂、ナイロン樹脂等の熱可塑性樹脂が挙げられるが、特にエポキシ樹脂が好ましい。また、繊維４１としては、炭素繊維、ポリアミド繊維、ガラス繊維、ボロン繊維、アルミナ繊維、アラミド繊維、チラノ繊維、アモルファス繊維等が挙げられるが、特に炭素繊維が好ましい。

図２（ｂ）に示すように、内側の２軸組糸層２０において、傾斜糸２１、２２の配向角度を±４５゜として編み組みしたとき、傾斜糸２１、２２に囲まれた矩形状部分２４では繊維４１の存在が薄くなる。また、図２（ｃ）に示すように、外側の３軸組糸層３０においても、傾斜糸３１、３２に囲まれた矩形状部分３４では繊維４１の存在が薄くなる。特に、内側の２軸組糸層２０では、３軸組糸層３０と比べて中央糸を有しない分、繊維の存在が薄い矩形状部分２４の面積が大きくなる。

このような状態で、シャフト２の加熱硬化前に収縮性の耐熱性ラッピングテープを巻き付けて締め付け固定すると、傾斜糸２１、２２に含浸された半硬化状態の樹脂が矩形状部分２４に流動して樹脂溜まりとなり、樹脂中に含まれる気泡（ボイド）も矩形状部分２４に集中することになる。そして矩形状部分２４に集中した気泡が、加熱硬化後や塗装後のシャフト２の表面に凹み形状として現れる原因となる。こういった現象は、外側の３軸組糸層３０の矩形状部分３４でも同様に起こる。

また、内側の２軸組糸層２０では、特にシャフト２のヘッド５側（先端３側）ほど、径の細い部分に傾斜糸２１、２２を編み込んでいくことになるため、傾斜糸２１、２２に繊維蛇行が生じたり、複数の２軸組糸層２０間に隙間が生じたりする。これによっても、内側の２軸組糸層２０内では、半硬化状態の樹脂が溜まりやすくなる原因となり、樹脂中の気泡によるシャフト２表面の凹み形状の原因となる。

そこで、発明者らは、矩形状部分２４の面積を小さくしたり、また、傾斜糸２１、２２に繊維蛇行が生じにくくしたり、複数の２軸組糸層２０の間に隙間が生じにくくするために、内側の２軸組糸層２０に編み込まれる傾斜糸２１、２２の断面積と、外側の３軸組糸層３０に編み込まれる傾斜糸３１、３２の断面積との関係に着目した。具体的には、内側の２軸組糸層２０に編み込まれる傾斜糸２１、２２の断面積を、外側の３軸組糸層３０に編み込まれる傾斜糸３１、３２の断面積より小さくするといった関係を満たすようにした。こういった関係とすることにより、内側の２軸組糸層２０では、傾斜糸２１、２２を密に編み組みすることが可能となり、矩形状部分２４の面積を小さくすることができる。また、傾斜糸２１、２２が、径の細い部分にも追従しやすくなり、傾斜糸２１、２２の繊維蛇行を抑制したり、内側の複数の２軸組糸層２０の間に隙間を生じにくくしたりすることができる。

上記関係を満たすため、本実施形態では、内側の２軸組糸層２０に編み込まれる傾斜糸２１、２２の樹脂含有率を、外側の３軸組糸層３０に編み込まれる傾斜糸３１、３２の樹脂含有率より小さくなるようにした。内側の２軸組糸層２０に編み込まれる傾斜糸２１、２２の樹脂含有率を、外側の３軸組糸層３０に編み込まれる傾斜糸３１、３２より、例えば、０〜５％小さくなるように設定することができる。こうすることで、内側の２軸組糸層２０では、傾斜糸２１、２２を密に編み込むことが可能となって、矩形状部分２４の面積が小さくなり、耐熱性ラッピングテープの巻き付け固定により矩形状部分２４に流動する半硬化状態のマトリクス樹脂４３の量を少なくすることができる。また、密に編み込みされることで、傾斜糸２１、２２の繊維蛇行が抑制され、２軸組糸層２０内での層間の隙間の発生が抑制される。これらのことより、２軸組糸層２０内での樹脂溜まりの形成が抑制され、気泡の集中が抑制される。

その一方で、外側の３軸組糸層３０では、樹脂量が多くなるため、加熱硬化前の耐熱性ラッピングテープの巻き付け固定により、傾斜糸３１、３２で囲まれた矩形状部分３４に溜まったマトリクス樹脂４３中から気泡が押し出される。その結果として、３軸組糸層３０内での気泡の集中が抑制され、その結果として、シャフト２表面の凹み形状の形成が抑制される。

本実施形態のシャフト２は、内側層として２軸組糸層２０が複数層積層され、外側層として３軸組糸層３０が複数層積層されている。この場合、複数層からなる２軸組糸層２０においては、２軸組糸層２０のすべてで、樹脂含有率が同じ範囲に分布する組糸１１を使用してもよく、或いは、内側ほど樹脂含有率が小さいものを使用してもよい。これは、複数層からなる３軸組糸層３０においても同様である。３軸組糸層３０のすべてで、樹脂含有率が同じ範囲に分布する組糸１１を使用してもよく、或いは、内側ほど樹脂含有率が小さいものを使用してもよい。要は、内側の２軸組糸層２０のほうが、外側の３軸組糸層３０より、組糸１１の樹脂含有率が小さくなるように設定すればよい。

シャフト２の製造に使用する組糸１１の樹脂含有率は、３０〜４０％のものを適宜用いることができるが、実際には、所定の樹脂含有率として製造された組糸１１をロット単位で入手して使用している。例えば、樹脂含有率３３％のものでシャフト２を製造しようとした場合、樹脂含有率３３％として製造された同一ロットの組糸１１を使用して製造することになる。しかし、樹脂含有率３３％を目標として組糸１１を製造したとしても、実際の樹脂含有率にはばらつきが生じることは避けられず、経験的に、樹脂含有率３３％として製造された同一ロットの組糸１１では、樹脂含有率が３３％±３％の範囲に分布していることが多い。実際に、同一ロットとして入手した樹脂含有率３３％の組糸１１を調べたところ、樹脂含有率が３１〜３２％台のものが約２割含まれ、樹脂含有率が３３〜３４％台のものが約５割含まれ、樹脂含有率が３５〜３６％台のものが約３割含まれているという結果が得られた。これは、例えば、樹脂含有率が３６％として製造された組糸１１や、樹脂含有率が３８％として製造された組糸１１でも同様の傾向が見られ、それぞれ、３６％±３％、３８％±２％といった分布が得られた。

そこで、内側の２軸組糸層２０の傾斜糸２１、２２と、外側の３軸組糸層３０の傾斜糸３１、３２の樹脂含有率を変える方法として、同一ロット内で樹脂含有率が異なるものを選択して使用することもできる。つまり、内側の２軸組糸層２０に使用する傾斜糸２１、２２として、同一ロット内で樹脂含有率が小さいものを使用し、外側の３軸組糸層３０に使用する傾斜糸３１、３２として、同一ロット内で樹脂含有率が大きいものを選択して使用すればよい。このようにすることで、シャフト２内での気泡の発生を抑制して、シャフト２表面の凹み形状の出現を抑制することができるだけでなく、同一ロット内での組糸１１を無駄なく使いきることができ、樹脂含有率の異なる組糸１１の調達も容易となる。

次に、本実施形態のシャフト２の作用について説明する。
シャフト２に積層された組糸層１０のうち、内側の２軸組糸層２０では、中央糸が存在しないことから、傾斜糸２１、２２で囲まれた矩形状部分２４の面積が大きくなり、その部分に、傾斜糸２１、２２に含浸された半硬化状態のマトリクス樹脂４３が溜まりやすくなる。この点、本実施形態のシャフト２では、内側の２軸組糸層２０の傾斜糸２１、２２の樹脂含有率を小さく設定することで、傾斜糸２１、２２の断面積が小さくなる。このため、内側の２軸組糸層２０では、傾斜糸２１、２２での編み組みを密にすることができ、傾斜糸２１、２２で囲まれた矩形状部分２４の面積を小さくすることができる。また、傾斜糸２１、２２を編み込む際、傾斜糸２１、２２が径の細い部分に追従しやすくなり、傾斜糸２１、２２間での繊維蛇行の発生、複数の２軸組糸層２０間での隙間の発生が抑制される。これにより、内側の２軸組糸層２０内における樹脂溜まりが抑制され、気泡の発生が抑制される。

また、内側の２軸組糸層２０の傾斜糸２１、２２の樹脂含有率が、外側の３軸組糸層３０の傾斜糸３１、３２の樹脂含有率より小さく設定されていることから、傾斜糸２１、２２で囲まれた矩形状部分２４に流動するマトリクス樹脂４３の量が少なくなる。このため、矩形状部分２４に、マトリクス樹脂４３に含まれる気泡が集中することが抑制される。

一方、外側の３軸組糸層３０の傾斜糸３１、３２の樹脂含有率が大きく設定されていることから、傾斜糸３１、３２で囲まれた矩形状部分３４に溜まったマトリクス樹脂４３中の気泡は、加熱硬化工程前に収縮性の耐熱性ラッピングテープによる締め付け固定により押し出される。このため、外側の３軸組糸層３０では、傾斜糸３１、３２に囲まれた矩形状部分３４に溜まる気泡が少なくなり、シャフト表面に現れる凹み形状の形成を抑制することができる。

本実施形態のシャフト２によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）内側の２軸組糸層２０において、傾斜糸２１、２２で囲まれた矩形状部分２４へのマトリクス樹脂４３の流動が抑制され、その部分での気泡の発生が少なくなる。また、外側の３軸組糸層３０において、傾斜糸３１、３２で囲まれた矩形状部分３４でのマトリクス樹脂４３中の気泡が、耐熱性ラッピングテープでの締め付けにより押し出される。これにより、加熱硬化工程で気泡の体積が膨張したり、気泡同士がくっついたりして大きな気泡に成長することが抑制される。加熱硬化工程後にシャフト２表面の凹み形状を少なくすることができ、シャフト２表面の研磨作業を容易にすることができる。

また、加熱硬化工程後にシャフト２表面で視認できないような微小な凹み形状の形成も抑制され、その後の塗装工程後に出現するシャフト２表面の微細な凹み形状の形成を抑制することができる。その結果として、外観品質に優れたシャフト２を得ることができる。

（２）内側の２軸組糸層２０の傾斜糸２１、２２の樹脂含有率を、外側の３軸組糸層３０の傾斜糸３１、３２の樹脂含有率より小さくするといった簡単な構成で、外観品質に優れたシャフト２を得ることができる。傾斜糸の樹脂含有率を、内層側と外層側とで異なるようにするといった簡単な構成ながら、シャフト２の不良率を容易に減少させることができる。

（３）同じ樹脂含有率として製造された同一ロットの組糸１１間で樹脂含有率にばらつきがあったとしても、同一ロットの組糸１１を無駄なく使い切ることができる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。また、以下の変更例を適宜組み合わせてもよい。

・ 本実施形態では、シャフト２を内側の２軸組糸層２０と外側の３軸組糸層３０とからなる構成としたが、これに限定されない。３軸組糸層３０の外側にさらに２軸組糸層２０を積層する構成としてもよい。

・ 本実施形態では、複数層の２軸組糸層２０と複数層の３軸組糸層３０を積層する構成としたが、いずれか一方を単層構成としてもよく、両方を単層構成としてもよい。
・ 内側の２軸組糸層２０に編み込まれる傾斜糸２１、２２の断面積を、外側の３軸組糸層３０に編み込まれる傾斜糸３１、３２の断面積より小さくするといった関係を満たすために、本実施形態では、傾斜糸の樹脂含有率を異ならせる構成としたが、これに限定されない。内側の２軸組糸層２０に編み込まれる傾斜糸２１、２２を構成する繊維束の繊維径を、外側の３軸組糸層３０に編み込まれる傾斜糸３１、３２を構成する繊維束の繊維径より小さくする構成としてもよい。

例えば、マトリクス樹脂４３が炭素繊維４１に含浸された繊維束を使用する場合、炭素繊維４１の繊維径は、アクリル繊維を使ったＰＡＮ系炭素繊維では、５〜１０μｍのものを使用することができ、ピッチを使ったピッチ系炭素繊維では、７〜１２μｍのものを使用することができる。この場合、内側の２軸組糸層２０に編み込まれる傾斜糸２１、２２には、５〜７μｍのものを使用することが好ましく、外側の３軸組糸層３０に編み込まれる傾斜糸３１、３２には、６〜１２μｍのものを使用することが好ましい。この数値範囲の傾斜糸を、内側の２軸組糸層２０の傾斜糸２１、２２を構成する繊維束の繊維径が、外側の３軸組糸層３０の傾斜糸３１、３２を構成する繊維束の繊維径より小さくなるように設定する。

・ 内側の２軸組糸層２０に編み込まれる傾斜糸２１、２２の断面積を、外側の３軸組糸層３０に編み込まれる傾斜糸３１、３２の断面積より小さくするといった関係を満たすために、内側の２軸組糸層２０に編み込まれる傾斜糸２１、２２を構成する繊維束の繊維数を、外側の３軸組糸層３０に編み込まれる傾斜糸３１、３２を構成する繊維束の繊維数より少なくする構成としてもよい。

例えば、内側の２軸組糸層２０に編み込まれる傾斜糸２１、２２を構成する繊維束の繊維数を６０００本とし、外側の３軸組糸層３０に編み込まれる傾斜糸３１、３２を構成する繊維束の繊維数を１２０００本とすることができる。或いは、傾斜糸２１、２２を構成する繊維束の繊維数を１２０００本とし、傾斜糸３１、３２を構成する繊維束の繊維数を１５０００本とすることもできる。

以下に、上記の実施形態を具体化した実施例について説明する。
シャフト２を構成する組糸層１０は、内側の２軸組糸層２０を２層、外側の３軸組糸層３０を３層形成する５層構成とした。実施例では、組糸１１として、樹脂含有率が３３％±３％の同一ロットのものを使用し、内側の２軸組糸層２０の傾斜糸２１、２２には、樹脂含有率が３１〜３３％のものを使用して２層積層した。また、外側の３軸組糸層３０の傾斜糸３１、３２には、樹脂含有率が３３％台のものを使用して１層積層し、その上に、樹脂含有率が３４〜３６％のものを使用して２層積層した。使用した組糸１１は、ＵＴ−５００（東邦テナックス株式会社製。エポキシ樹脂含有率が３３％±３％、繊維束に集束された単繊維数が１２０００本、繊度が１２３０ｇ／ｋｍ）の炭素繊維束である。実施例の組糸層の構成を表１に示す。

表１に示す構成で、２軸組糸層２０を２層、３軸組糸層３０を３層積層後、ポリエチレン、或いはポリエチレンテレフタレート製の収縮性の耐熱性ラッピングテープを、マンドレルの軸線方向に対して一定角度でらせん状に巻き締め、１５０℃で約１〜２時間加熱した。

マトリックス樹脂であるエポキシ樹脂を加熱硬化させた後、マンドレルを脱芯し、耐熱性ラッピングテープを剥いだ。その後、得られたシャフト２表面を研磨して、シャフト２の表面を平滑にするとともに、外形状、質量、硬さ等所定のシャフト物性が得られるようにした。研磨後、シャフト２の表面を塗装して外観を仕上げた後、外観不良や欠陥がないかどうかの検査を行った。塗装後のシャフト２の表面を検査し、製造したシャフト２の全本数中、視認可能な凹み形状が１つでも存在したシャフト２の本数の割合を、ボイド率（シャフト２の不良率）として算出した。

比較例として、樹脂含有率を内側層と外側層で変えない設定の従来方法でシャフト２を成形した。この従来例では、内側の２軸組糸層２０の傾斜糸２１、２２、外側の３軸組糸層３０の傾斜糸３１、３２及び中央糸３３に、樹脂含有率が３３％±３％の同一ロットの組糸１１から無作為に抽出したものを使用してシャフト２を成形した。それ以外の条件は、実施例と同様とした。従来例の組糸層１０の構成を表２に示す。

実施例の条件で、シャフト２を７回製造し、従来例の条件で、シャフト２を５回製造した。各実施例、各従来例で得られたシャフト２のボイド率の結果を図３に示す。なお、ここでのボイド率は、同じ条件で生産した総本数に対して、外観に視認可能な凹み形状が存在する本数の割合とした。内側の２軸組糸層２０に編み込まれる傾斜糸２１、２２の樹脂含有率を、外側の３軸組込層３０に編み込まれる傾斜糸３１、３２の樹脂含有率より小さくすることで、ボイド率を６％以下に抑えることができた。

１…ゴルフクラブ、２…シャフト、１０…組糸層、１１…組糸、２０…内側層、２１…傾斜糸、２２…傾斜糸、３０…外側層、３１…傾斜糸、３２…傾斜糸、３３…中央糸、４１…繊維、４２…繊維束、４３…マトリクス樹脂（樹脂）。

Claims (6)

1. 複数の組糸を編み込んでなる組糸層を複数層積層することにより形成される繊維強化樹脂製のゴルフクラブ用シャフトであって、
   前記組糸は、複数本の繊維からなる繊維束に樹脂を含浸して構成されるとともに、シャフトの軸方向に対して左右対称の傾斜角度を有して編み込まれる傾斜糸と、シャフトの軸方向に沿って編み込まれる中央糸を備え、
   前記組糸層は、複数の傾斜糸を編み込んでなる内側層と、複数の傾斜糸と中央糸とを編み込んでなる外側層を備え、
   前記内側層に編み込まれる傾斜糸の断面積は、前記外側層に編み込まれる傾斜糸の断面積より小さく、
   前記内側層は、前記外側層より密に編み込まれていることを特徴とするゴルフクラブ用シャフト。
2. 前記内側層に編み込まれる傾斜糸の樹脂含有率は、前記外側層に編み込まれる傾斜糸の樹脂含有率より小さい請求項１記載のゴルフクラブ用シャフト。
3. 前記内側層に編み込まれる傾斜糸を構成する繊維束の繊維径は、前記外側層に編み込まれる傾斜糸を構成する繊維の繊維径より小さい請求項１記載のゴルフクラブ用シャフト。
4. 前記内側層に編み込まれる傾斜糸を構成する繊維束の繊維数は、前記外側層に編み込まれる傾斜糸を構成する繊維束の繊維数より少ない請求項１記載のゴルフクラブ用シャフト。
5. 前記外側層に編み込まれる中央糸を構成する繊維束の繊維数は、前記外側層に編み込まれる傾斜糸を構成する繊維束の繊維数と同じか、若しくは多い請求項１乃至４記載のゴルフクラブ用シャフト。
6. 組糸層を複数層積層して繊維強化樹脂製のゴルフクラブ用シャフトを製造するゴルフクラブ用シャフトの製造方法であって、
   複数本の繊維からなる繊維束に樹脂を含浸して構成される組糸を、マンドレルの軸方向に対して左右対称の傾斜角度を有する傾斜糸として編み込んで内側の組糸層を形成する内側層形成工程と、
   前記組糸を、マンドレルの軸方向に対して左右対称の傾斜角度を有する傾斜糸と、マンドレルの軸方向に沿う中央糸として編み込んで外側の組糸層を形成する外側層形成工程と、を備え、
   前記内側層形成工程では、前記外側層形成工程で使用する傾斜糸より、樹脂含有率が小さい傾斜糸を使用して、前記内側層を前記外側層より密に編み込むことを特徴とするゴルフクラブ用シャフトの製造方法。