JP7218551B2 - ゴルフクラブシャフト - Google Patents

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Description

本開示は、ゴルフクラブシャフトに関する。
特開平4-156870号及び特開2000-153009号に開示されるように、撓みに連動して捻れが生じる異方性シャフトが知られている。
特開平4-156870号公報 特開2000-153009号公報
本発明者は、異方性シャフトでは、スイング時に違和感が生じやすいことを見いだした。
本開示は、改良された異方性ゴルフクラブシャフトを提供する。
一つの態様では、ゴルフクラブシャフトは、チップ端と、バット端と、ある周方向曲げ位置での曲がりに連動して第1方向に捻れる第1異方性部と、前記曲がりに連動して第2方向に捻れる第2異方性部と、を有している。前記第2異方性部が、前記第1異方性部よりも前記チップ端側に位置している。前記第2方向は、前記第1方向とは逆方向である。
一つの側面として、軸方向の少なくとも一部に異方性を有するシャフトにおいて、違和感が抑制される。
図1は、第1実施形態のシャフトを備えたゴルフクラブを示す。 図2は、第1実施形態のシャフトを示す。 図3は、図2のシャフトの積層構成を示す展開図である。 図4は、第1の合体シート及びその端付け位置を示す説明図である。 図5は、第2の合体シート及びその端付け位置を示す説明図である。 図6は、1プライのバイアス層における異方性の相殺を示す説明図である。 図7は、1.5プライのバイアス層による異方性の創出を示す説明図である。 図8は、端付け位置の傾斜による異方性の逆転を示す説明図である。 図9は、端付け位置の傾斜による異方性の逆転を示す説明図である。 図10は、第1異方性部及び第2異方性部の捻れ方向を示す概念図である。 図11(a)及び図11(b)は、曲げ捻れ角の測定方法を示す説明図である。 図12は、比較例の測定結果を示すグラフである。 図13は、実施例の測定結果を示すグラフである。
(本開示の基礎となった知見)
ゴルフクラブでは、ヘッド重心はシャフト中心線からズレている。通常のシャフトでは、ゴルファーは、スイングの切り返しで、このヘッド重心のズレに由来した、適度な曲がり及び捻れを感じる。なお、切り返しとは、テークバックからダウンスイングに移行する瞬間を意味する。
一方、異方性シャフトは、撓みに連動して捻れが生じる性質(曲げ捻れ性)を有する。このため、異方性シャフトでは、切り返しにおけるフィーリングが、通常のシャフトとは相違する。切り返しでは、シャフトは大きく撓み、この撓みに連動して捻れが生じる。この結果、切り返し時のフィーリングが、通常のシャフトとは相違する。異方性シャフトの場合、上述した適度な曲がり及び捻れが感じられなかったり、逆に、当該曲がり及び捻れが過度に感じられたりする。この結果、イメージされるクラブ挙動と実際のクラブ挙動との間に乖離が生じる。この乖離に起因して、無意識のうちに手を返す動きが強くなったり、逆に弱くなったりする。また、この乖離に起因して、スイングのタイミングが取りにくい。結果として、ミスショットが生じる。
本開示は、この知見に基づくものであり、改良された異方性シャフトに関する。
以下、図面が参照されつつ、実施形態が詳細に説明される。なお、本願で軸方向とは、シャフトの中心線の方向を意味する。また、本願で周方向とは、シャフトの周方向を意味する。また以下には、右利きゴルファーを前提とする記載があり、左利きゴルファーについては適切に読み替えて解釈される。
図1は、第1実施形態のシャフト6を備えたゴルフクラブ2を示す。クラブ2は、ヘッド4、シャフト6及びグリップ8を有する。ヘッド4は、シャフト6のチップ側の端部に取り付けられている。グリップ8は、シャフト6のバット側の端部に取り付けられている。両矢印Lsで示されるのは、シャフト6の長さである。
図2は、シャフト6を示す。シャフト6は、チップ端Tpとバット端Btとを有する。シャフト6は、バット端Btからチップ端Tpにむかうにつれて外径が小さくなるテーパー部を有している。シャフト6は、管状体である。シャフト6は、中心線z1を有している。
図3は、シャフト6の積層構成を示す展開図である。
シャフト6は、シートワインディング製法により製造されている。プリプレグシートにおいて、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。
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。
シャフト6は、複数のシートにより構成されている。シャフト6は、第1シートs1から第10シートs10までの、10枚のシートにより構成されている。この展開図は、シャフトを構成するシートを、シャフトの半径方向内側から順に示している。これらのシートは、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。この展開図において、図面の左右方向は、シャフトの軸方向と一致する。この展開図において、図面の右側は、シャフトのチップ端Tp側である。この展開図において、図面の左側は、シャフトのバット端Bt側である。
この展開図は、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3において、第1シートs1の端は、チップ端Tpに位置している。
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る。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である。
シャフト6は、ストレート層と、バイアス層と、フープ層とを有する。本願の展開図において、各シートには、繊維の配向角度が記載されている。この配向角度は、シャフト軸方向に対する角度である。
「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。ストレート層を構成するシートは、ストレートシートとも称される。ストレート層では、絶対角度が10°以下である。絶対角度とは、上記配向角度の絶対値である。例えば、絶対角度が10°以下とは、前記配向角度が-10°以上+10°以下であることを意味する。
「+30°」及び「-30°」と記載されているシートが、バイアス層を構成している。バイアス層の絶対角度は、好ましくは15°以上であり、より好ましくは20°以上である。バイアス層の絶対角度は、好ましくは75°以下であり、より好ましくは70°以下である。異方性の発現の観点からは、バイアス層の絶対角度は、20°以上45°以下が特に好ましい。
なお、後述の通り、バイアスシートは、その巻き始め縁を軸方向に対して傾斜させて巻き付けられる。よって、バイアス層における実際の絶対角度は、シートの巻き始め縁に対する角度(30°)とは若干相違する。
配向角度におけるプラス(+)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。シートs2とシートs3とで、繊維は互いに逆方向に配向している。シートs4とシートs5とで、繊維は互いに逆方向に配向している。
図3では、シートs3の繊維の傾斜方向が、シートs2の繊維の傾斜方向に等しい。しかし、シートs3は、裏返されて、シートs2に貼り付けられる。この結果、シートs2の傾斜方向と、シートs3の傾斜方向とは、互いに逆方向となる。この点を考慮して、図3の実施形態では、シートs2の配向角度が+30°と表記され、シートs3の配向角度が-30°と表記されている。
「90°」と記載されているシートが、フープ層を構成している。フープ層では、上記角度Afが-90°以上-80°以下、又は、80°以上90°以下である。換言すれば、フープ層では、上記絶対角度が80°以上90°以下である。
1枚のシートのプライ数(巻回数)は限定されない。例えば、シートのプライ数が1であるとき、このシートは、1周巻かれる。例えば、シートのプライ数が2であるとき、このシートは、2周巻かれる。例えば、シートのプライ数が1.5であるとき、このシートは、1.5周巻かれる。シートのプライ数が1.5であるとき、このシートは、0~180°の周方向位置で1つの層を形成し、180°~360°の周方向位置では2つの層を形成する。
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、このカバーシートは、離型紙及び樹脂フィルムである。使用される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。
図3の展開図は、フィルム側の面が表側とされた図である。即ち、図3において、図面の表側がフィルム側の面であり、図面の裏側が離型紙側の面である。
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で、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。この露出したフィルム側の面の縁部が、巻回対象物に貼り付けられる。マトリクス樹脂の粘着性により、この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。
図3の実施形態では、一部のシートが合体シートとされる。合体シートは、2枚以上のシートが貼り合わされることによって形成される。バイアスシートs2,s3,s4,s5は、合体シートの状態で、巻回される。
本願において、軸方向の略全体に配置される層が、全長層と称される。本願において、軸方向の略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。
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。部分シートの軸方向長さは、全長シートの軸方向長さよりも短い。好ましくは、部分シートの軸方向長さは、シャフト全長の半分以下である。
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称される。図3の実施形態において、全長ストレート層は、層s6及び層s8である。
本願では、バイアス層である全長層が、全長バイアス層と称される。図3の実施形態において、全長バイアス層は、層s2,層s3,層s4及び層s5である。
本願では、フープ層である全長層が、全長フープ層と称される。図3の実施形態において、全長フープ層は、層s7である。
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称される。図の実施形態において、部分ストレート層は、層s1、層s9及び層s10である。
本願では、チップ部分層との文言が用いられる。チップ部分層(チップ部分シート)とチップ端Tpとの間の軸方向距離は、40mm以下が好ましく、30mm以下がより好ましく、20mm以下がより好ましく、0mmがより好ましい。本実施形態では、全てのチップ部分層において、この距離は0mmである。
このチップ部分層として、チップ部分ストレート層が挙げられる。図3の実施形態において、チップ部分ストレート層は、層s1、層s9及び層s10である。
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3に示された各シートが切り出される。
裁断は、裁断機によりなされてもよい。裁断は、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、前述した合体シートが作製される。
(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、マンドレルへのシート端部の端付けが容易とされている。
シートは、展開図に記載されている順番で、巻回される。展開図で上側にあるシートほど、先に巻回される。上記貼り合わせに係るシートは、合体シートの状態で、巻回される。
各シートは、先ず、所定の端付け位置で、巻回対象物への端付けがなされる。次いで、この巻回対象物が転がされる。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。全てのシートが巻回されて、巻回体が得られる。
(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。このテープは、張力を付与されつつ巻き付けられる。このテープにより、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。この硬化の過程で、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、チップ端Tpの端面及びバット端Btの端面が、平坦とされる。
(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、螺旋状の凹凸が存在する。この凹凸は、ラッピングテープの跡である。研磨により、この凹凸が消滅し、表面が滑らかとされる。好ましくは、研磨工程では、全体研磨と先端部分研磨とが実施される。
(9)塗装工程
研磨工程後の硬化積層体が、塗装される。
上記貼り合わせ工程では、互いに逆方向に傾斜しているシート同士が貼り合わせられる。シャフト6では、シートs2とシートs3とが貼り合わされる。また、シートs4とシートs5とが貼り合わされる。
図4は、シートs2とシートs3とが貼り合わされる工程を示す。
シートs2は、1.5プライである。すなわち、シートs2は、1.5周分の幅を有する。シートs2は、巻き始め縁21と、巻き終わり縁22とを有する。繊維の配向角度は、巻き始め縁21に対して+θ°である。本実施形態では、θが30である。
シートs3は、1.5プライである。シートs3は、巻き始め縁31と、巻き終わり縁32とを有する。繊維の配向角度は、巻き始め縁31に対して+θ°である。
シートs3がシートs2に貼り合わされて、合体シートs23が形成される。シートs3は、裏返されつつ、シートs2に貼り付けられる。この結果、シートs2とシートs3との間で、繊維が互いに逆向きに傾斜する。
合体シートs23において、シートs3は、シートs2に対して、0.5プライの幅でズラして貼り合わされる。すなわち、巻き始め縁21と巻き始め縁31とのズレは、0.5プライである。0.5プライとは、半周、すなわち180°である。
図5は、シートs4とシートs5とが貼り合わされる工程を示す。
シートs4は、1.5プライである。シートs4は、巻き始め縁41と、巻き終わり縁42とを有する。繊維の配向角度は、巻き始め縁41に対して+θ°である。
シートs5は、1.5プライである。シートs5は、巻き始め縁51と、巻き終わり縁52とを有する。繊維の配向角度は、巻き始め縁51に対して+θ°である。
シートs5がシートs4に貼り合わされて、合体シートs45が形成される。シートs5は、裏返されつつ、シートs4に貼り付けられる。この結果、シートs4とシートs5との間で、繊維が互いに逆向きに傾斜する。
合体シートs45において、シートs4は、シートs5に対して、0.5プライの幅でズラして貼り合わされる。すなわち、巻き始め縁41と巻き始め縁51とのズレは、0.5プライである。0.5プライは、半周、すなわち180°である。
これらの合体シートs23及び合体シートs45が巻回工程に供される。
図4において、合体シートs23に描かれた太線は、端付け位置Paを示している。巻回工程では、端付け位置Paにおいて端付けがなされる。端付け位置Paは、軸方向に平行とされる。本実施形態において、端付け位置Paは、巻き始め縁21ではない。端付け位置Paは、巻き始め縁21に対して傾斜している。チップ端Tpにおいて、端付け位置Paは、巻き始め縁21に一致している。一方、バット端Btにおいて、端付け位置Paは、巻き始め縁21から0.5プライ(180°)ズレている。結果として、チップ端Tpとバット端Btとの間で、端付け位置Paは、周方向に0.5プライ(180°)ズレている。巻き始め縁21と端付け位置Paとの間のズレ幅は、バット端Btに近づくにつれて大きくなる。巻回後の合体シートs23では、巻き始め縁21が螺旋状となる。同様に、巻き終わり縁22も螺旋状となり、巻き始め縁31及び巻き終わり縁32も螺旋状となる。
図5において、合体シートs45に描かれた太線は、端付け位置Paを示している。巻回工程では、端付け位置Paにおいて端付けがなされる。端付け位置Paは、軸方向に平行とされる。端付け位置Paは、巻き始め縁41ではない。端付け位置Paは、巻き始め縁41に対して傾斜している。チップ端Tpにおいて、端付け位置Paは、巻き始め縁41から0.5プライ(180°)ズレている。一方、バット端Btにおいて、端付け位置Paは、巻き始め縁41に一致している。結果として、チップ端Tpとバット端Btとの間で、端付け位置Paは、周方向に0.5プライ(180°)ズレている。巻き始め縁41と端付け位置Paとの間のズレ幅は、チップ端Tpに近づくにつれて大きくなる。巻回後の合体シートs45では、巻き始め縁41が螺旋状となる。同様に、巻き終わり縁42も螺旋状となり、巻き始め縁51及び巻き終わり縁52も螺旋状となる。
巻回工程では、合体シートs23が巻回された後に、合体シートs45が巻回される。合体シートs45は、合体シートs23に対して、周方向にズラして巻回される。合体シートs45の端付け位置Paの周方向位置は、合体シートs23の端付け位置Paの周方向位置に対して、180°相違する。
以上のような工程により、シャフト6が得られる。
このシャフト6は、ある方向に曲げたとき捻れ方向が互いに逆である2つの領域を有する。
[周方向曲げ位置]
本願では、周方向曲げ位置が定義される。周方向曲げ位置とは、曲がりの外側の周方向位置である。換言すれば、周方向曲げ位置とは、曲がりの表側の周方向位置である。例えば、バット端部を固定して水平とされたシャフトで、チップ端部に錘を吊してシャフトを曲げる場合、鉛直方向において真上となる周方向位置が、周方向曲げ位置である。周方向曲げ位置は、0°から360°までのいずれかである。
[異方性の相殺]
先ず、異方性が生じない構成について説明する。図6は、バイアスシートb1を示す。バイアスシートb1は、巻き始め縁b11と、巻き終わり縁b12とを有する。このバイアスシートb1は1プライである。巻き始め縁b11が、端付け位置Paとされて、巻回がなされる。端付け位置Paは軸方向に平行である。この巻回により、層b1が形成される。図6では、シャフトから層b1だけを取り出した斜視図が描かれている。巻回の結果、層b1は全体として管状体となる。端付け位置Paの周方向位置が0°とされるとき、この層b1では、巻き始め縁b11が0°に位置する。また、バイアスシートb1は1プライであるから、巻き終わり縁b12も0°(360°)に位置する。
ここでは、周方向位置90°が上側とされ、周方向位置270°が下側とされる。つまり、周方向曲げ位置が90°の場合を考える。層b1における繊維の配向角度は、周方向位置に関わらず、軸方向に対して+θ°である。この構成では、異方性が相殺される。図6の斜視図が示すように、管状体である層b1において、上側の繊維f1の傾斜方向と、上側から見たときの下側の繊維f2の傾斜方向とが、互いに逆となる。この関係は、周方向における全ての位置で成立する。よって、あらゆる周方向曲げ位置において、異方性が相殺される。層b1では、異方性発現部は存在しない。
[異方性発現部]
次に、異方性発現部が生じる構成について説明する。図7は、1.5プライのバイアスシートb2と、1.5プライのバイアスシートb3とを示す。バイアスシートb2は、巻き始め縁21と、巻き終わり縁22とを有する。バイアスシートb3は、巻き始め縁31と、巻き終わり縁32とを有する。
次に、バイアスシートb2とバイアスシートb3とが貼り合わされて、合体シートb23が得られる。合体シートb23において、バイアスシートb3はバイアスシートb2に対して0.5プライ(180°)ズレている。巻き始め縁21と巻き始め縁31とのズレが0.5プライ(180°)である。合体シートb23の構成は、前述した合体シートs23と同じである。
巻き始め縁21が端付け位置Paとされて、合体シートb23の巻回がなされる。端付け位置Paは軸方向に平行である。この巻回により、層b23が形成される。層b23は、全体として管状体である。この層b23は、1.5周のバイアスシートb2と、1.5周のバイアスシートb3とから構成されている。端付け位置Paの周方向位置を0°とすると、巻き始め縁21は0°の位置にあり、巻き始め縁31は180°の位置にある。
バイアスシートb2では、1.5プライのうちの1プライでは、異方性が相殺される。残りの0.5プライでは、異方性は相殺されない。周方向曲げ位置が90°の曲げに対して、この0.5プライは正対している。よって、この0.5プライの全体が、異方性発現部c2となる。異方性発現部c2は、太い破線で示されている。
バイアスシートb3でも、1.5プライのうちの1プライで異方性が相殺され、残りの0.5プライでは異方性は相殺されない。この0.5プライの部分が、異方性発現部c3であり、太い破線で示されている。
図7の斜視図は、シャフトから異方性発現部c2と異方性発現部c3とを取り出した図である。異方性発現部c2は全体として半円筒形であり、異方性発現部c3もまた全体として半円筒形である。加えて、異方性発現部c2と異方性発現部c3とで周方向位置が180°相違する。異方性発現部c2の周方向位置は0°から180°までであり、異方性発現部c3の周方向位置は180°から360°までである。結果として、異方性発現部c2と異方性発現部c3とで、管状体c23が構成される。図7の斜視図はこの管状体c23を示す。
異方性発現部c2はバイアスシートb2に由来し、異方性発現部c3はバイアスシートb3に由来する。よって、異方性発現部c2と異方性発現部c3との間で、繊維の配向角度は逆である。この場合、異方性発現部c2と異方性発現部c3との間で異方性は相殺されない。すなわちこの場合、管状体である層c23において、上側の繊維f1の傾斜方向と、上側から見たときの下側の繊維f2の傾斜方向とが、同じとなる(図7の斜視図参照)。異方性発現部c2と異方性発現部c3との間で、異方性は相殺されない。逆に、異方性発現部c2と異方性発現部c3とで異方性が合算されて、異方性が増加する。
[軸方向位置によって変化する異方性発現部]
次に、1枚のバイアスシートs2において、端付け位置Paを傾斜させる場合を考える。図8は、図4に示されているのと同じシートs2を示す。シートs2は、巻き始め縁21と巻き終わり縁22とを有する。このバイアスシートs2の巻回において、端付け位置Paを巻き始め縁21に対して傾斜させる。端付け位置Paは、チップ端Tpにおいては巻き始め縁21に一致しており、バット端Btにおいては巻き始め縁21から0.5プライ(180°)ズレた位置にある。このバイアスシートs2と端付け位置Paとの関係は、図4における当該関係と同じである。
この端付け位置Paを0°として、バイアスシートs2が巻回される。図8の斜視図は、巻回されて管状体となったバイアスシートs2である。端付け位置Paに起因して、巻き始め縁21は、軸方向に対して傾斜する。巻き始め縁21の周方向位置は、チップ端Tpからバット端Btまでの間に180°変化する。巻き始め縁21は、全体として螺旋となる。加えて、巻き終わり縁22も、軸方向に対して傾斜する。巻き終わり縁22の周方向位置は、チップ端Tpからバット端Btまでの間に180°変化する。巻き終わり縁22も、全体として螺旋となる。あらゆる軸方向位置で、巻き終わり縁22の周方向位置は、巻き始め縁21に対して180°相違する。なお、図8の斜視図では、螺旋である巻き始め縁21及び巻き終わり縁22のそれぞれが、近似的に直線で示されている。
図7で説明したのと同様に、この図8の形態でも、1.5プライのうちの0.5プライが、異方性発現部c2となりうる。ただし、この0.5プライの周方向位置は、軸方向に移動するにつれて変化する。図8が示すように、バット端Btでは、この0.5プライは、180°から360°までの範囲に位置する。一方、チップ端Tpでは、この0.5プライは、0°から180°までの範囲に位置する。バット端Btからチップ端Tpまでにおいて、この0.5プライは180°移動する。バット端Btからチップ端Tpまでの間に、この0.5プライの周方向位置は徐々に変化する。
周方向曲げ位置が90°の場合、バット端Bt及びチップ端Tpを除く軸方向位置では、前記0.5プライの中で、異方性が部分的に相殺される。当該0.5プライの中で、上下方向に対向する部分が生ずるからである。このため、異方性発現部c2は、バット端Btから中間位置M1までは中間位置M1に近づくにつれて減少し、中間位置M1で消滅し、中間位置M1からチップ端Tpまではチップ端Tpに近づくにつれて増加する(図8の斜視図参照)。
また、中間位置M1において、異方性発現部c2の位置が上下で入れ替わる。バット端Btから中間位置M1までにおいては、異方性発現部c2は下側に位置する。中間位置M1からチップ端Tpまでにおいては、異方性発現部c2は上側に位置する。この結果、異方性発現部c2は、中間位置M1からバット端Btまででは第1捻れ層t1となり。中間位置M1からチップ端Tpまででは第2捻れ層t2となる。第1捻れ層t1は、90°の周方向曲げ位置において第1方向への捻れを創出する。第2捻れ層t2は、90°の周方向曲げ位置において第2方向への捻れを創出する。第1方向と第2方向とは、互いに逆である。
シャフト6では、このシートs2にシートs3が貼り合わされた合体シートs23が巻回される。軸方向の全体に亘って、シートs3はシートs2に対して0.5プライ(180°)ズレている。加えて、シートs3の繊維の傾斜方向は、シートs2とは逆である。この関係は、図7におけるシートb1とシートb2との関係と同じである。シートb2がシートb1に合算される異方性発現部を形成したのと同様に、シートs3もシートs2と合算される異方性発現部を形成する。上側から見たとき、シートs3で形成される異方性発現部の形態は、シートs2で形成される異方性発現部c2と一致する。
図9は、図5に示されているのと同じシートs4を示す。シートs4は、巻き始め縁41と巻き終わり縁42とを有する。このバイアスシートs4の巻回において、端付け位置Paを巻き始め縁41に対して傾斜させる。端付け位置Paは、チップ端Tpにおいては巻き始め縁41から0.5プライ(180°)ズレており、バット端Btにおいては巻き始め縁41に一致している。このバイアスシートs4と端付け位置Paとの関係は、図5における当該関係と同じである。
この端付け位置Paを180°として、バイアスシートs4が巻回される。この巻回では、前述したシャフト6におけるシートs4の状態が再現されている。図9の斜視図は、巻回されて管状体となったバイアスシートs4である。端付け位置Paに起因して、巻き始め縁41は、軸方向に対して傾斜する。巻き始め縁41の周方向位置は、チップ端Tpからバット端Btまでの間に180°変化する。このため、巻き始め縁41は、全体として螺旋となる。加えて、巻き終わり縁42も、軸方向に対して傾斜する。巻き終わり縁42の周方向位置は、チップ端Tpからバット端Btまでの間に180°変化する。巻き終わり縁42も、全体として螺旋となる。あらゆる軸方向位置で、巻き終わり縁42の周方向位置は、巻き始め縁41に対して180°相違する。図9の斜視図では、螺旋である巻き始め縁41及び巻き終わり縁42のそれぞれが、近似的に直線で示されている。
図8で説明したのと同様に、この図9の形態でも、1.5プライのうちの0.5プライが、バット端Btからチップ端Tpまでにおいて、180°移動する。バット端Btからチップ端Tpまでの間に、この0.5プライの周方向位置は徐々に変化する。
図8のシートs2と同様に、このシートs4でも、バット端Bt及びチップ端Tpを除く軸方向位置では、異方性が部分的に相殺される。異方性発現部c4は、バット端Btから中間位置M1までは中間位置M1に近づくにつれ徐々にて減少し、中間位置M1で消滅し、中間位置M1からチップ端Tpまではチップ端Tpに近づくにつれて徐々に増加する(図9の斜視図参照)。
また、中間位置M1において、異方性発現部c4の位置が上下で入れ替わる。バット端Btから中間位置M1までにおいては、異方性発現部c4は下側に位置する。中間位置M1からチップ端Tpまでにおいては、異方性発現部c4は上側に位置する。この結果、異方性発現部c4は、中間位置M1からバット端Btまででは第1捻れ層t1となり、中間位置M1からチップ端Tpまででは第2捻れ層t2となる。
図8のシートs2と比較すると、シートs4では、端付け位置Paの傾斜方向が逆である。しかしシートs2とシートs4との間で端付け位置Paの周方向位置が180°相違する。この結果、上側から見たときの異方性発現部c4の形態は、シートs2で形成される異方性発現部c2と一致する。
図5が示すように、このシートs4は、合体シートs45を形成し、この合体シートs45の状態で巻回される。シートs4とシートs5との関係は、シートs2とシートs3との関係と同じである。よって、シートs3と同様に、シートs5も、上側から見てシートs4と同じ異方性発現部を形成する。
このように、シートs2、シートs3、シートs4及びシートs5は、それぞれ、90°の周方向曲げ位置に対して同じ形態の異方性発現部を形成する。更に、これら4つのシートが重なることで、異方性が高められている。
[第1異方性部、第2異方性部]
図10は、シャフト6のチップ端Tp側にヘッド50が装着されたゴルフクラブ60を示す概念図である。この図10では、アドレスでゴルファーから見たゴルフクラブ60がイメージされる。
このゴルフクラブ60では、90°の周方向位置が正面となる状態で、シャフト6がヘッド50に取り付けられている。よって、トウダウンが起きたときのシャフト6の曲がりは、周方向曲げ位置が90°の曲がりである。
トウダウンによってシャフト6が曲がったとき、バット端Btから中間位置M1までの領域では、シャフト6は、当該曲がりに連動して第1方向R1に捻れる。ゴルフクラブ60において、第1方向R1は、フェース52が開く方向である。
一方、トウダウンによってシャフト6が曲がったとき、中間位置M1からチップ端Tpまでの領域では、シャフト6は、当該曲がりに連動して第2方向R2に捻れる。ゴルフクラブ60において、第2方向R2は、フェース52が閉じる方向である。
このように、バット端Btから中間位置M1までのバット側領域は、90°の周方向曲げ位置での曲がりに連動して第1方向R1に捻れる第1異方性部X1である。また、中間位置M1からチップ端Tpまでのチップ側領域は、90°の周方向曲げ位置での曲がりに連動して第2方向R2に捻れる第2異方性部X2である。
シャフト6全体での曲げ捻れ角は、第1異方性部X1での曲げ捻れ角と、第2異方性部X2での曲げ捻れ角との合計である。これらの曲げ捻れ角は、相殺しあう。よって、シャフト6全体での曲げ捻れ角は小さい。第1異方性部X1における第1方向R1への捻れ角が、第2異方性部X2における第2方向R2への捻れ角に等しい場合、シャフト6全体での曲げ捻れ角はゼロである。
[第1異方性部及び第2異方性部の効果]
前述の通り、従来の異方性シャフトでは、切り返しの際の違和感に起因して、ミスショットが生じうる。
これに対して、シャフト6では、第1異方性部X1と第2異方性部X2との間の相殺により、シャフト全体での曲げ捻れは抑制されている。このため、切り返しの際の感覚を通常のシャフトと同様にすることができ、上記違和感が抑制されうる。
加えて、シャフト6では、曲げ捻れの利点も享受されうる。一般的なスイングでは、インパクトの際に、シャフト6の先端部が局所的に撓りやすい。これは、ヘッド50の重心がシャフト6の中心線からズレていることに起因する。遠心力により、ヘッド50の重心がシャフト6に中心線上に近づくように、ヘッド50が回転する。この回転により、当該ヘッド50に近い、シャフト6の先端部が曲がる。したがって、インパクトでは、バット側領域(第1異方性部X1)の曲がりよりも、チップ側領域(第2異方性部X2)の曲がりのほうが大きくなりうる。この場合、第2方向R2への捻れが第1方向R1への捻れよりも大きくなり、フェース52を閉じることが可能となる。このゴルフクラブ60は、スライスの矯正に寄与しうる。
なお、異方性シャフトの特性として知られているように、周方向曲げ位置が180°変わると、捻れの方向は逆になる。270°の周方向位置を正面にした状態でシャフト6をヘッド50に装着したクラブでは、トウダウンによるシャフト6の曲がりは、周方向曲げ位置が270°の曲がりである。この場合、第1異方性部X1による第1方向R1の捻れはフェース52を閉じる方向であり、第2異方性部X2の第2方向R2はフェース52を開く方向である。このクラブは、フックの矯正に寄与しうる。
スイングによっては、インパクトの際にしなる部分が先端部でない場合もありうる。その場合、インパクトの際にしなる部分に第2異方性部X2を配置し、その他の部分に第1異方性部X1を配置することができる。この構成では、第2異方性部X2による曲げ捻れを生かしつつ、シャフト全体としての曲げ捻れを抑制することができる。
第1異方性部X1と第2異方性部X2とを有する構成は、スイング中に、従来にないシャフト挙動を生じさせうる。この挙動は、ゴルファーのフィーリングに影響を与えうる。第1異方性部X1及び第2異方性部X2のそれぞれについて、軸方向長さ、軸方向位置、周方向位置等を調整することで、フィーリングが調整されうる。第1異方性部X1及び第2異方性部X2を有するシャフトは、フィーリングの改善に寄与しうる。第1異方性部X1と第2異方性部X2との間で曲げ捻れを相殺することで、インパクトにおけるフェースの向きを変えることなく、フィーリングのみを変えることも可能である。
前述したシャフト6の製法において、異方性部X1、X2の仕様が変更されうる。この仕様変更により、曲げ捻れ角又はフィーリングが調整されうる。例えば、バイアス層のプライ数、バイアス層の形状、巻き始め縁に対する端付け位置Paの傾斜度合い、合体シートにおけるシート間のズレ等を変更することで、異方性部X1、X2の仕様が変更されうる。
巻き始め縁を螺旋状とすることで、異方性発現部の周方向位置を軸方向で変化させることができる。効率よく異方性発現部を形成するには、巻き始め縁の周方向位置が、チップ端Tpとバット端Btとの間で0.5プライ(180°)相違するのが好ましい。この観点から、巻き始め縁の周方向位置がチップ端Tpとバット端Btとの間で170°以上190°以下相違するように、端付け位置Paが設定されるのが好ましい。
前述したシャフト6の製造方法は、第1異方性部X1及び第2異方性部X2を有するシャフトの製法の一例である。シャフトの製法は限定されない。チップ側領域とバット側領域とで別々のバイアス層が用いられてもよい。例えば、繊維の配向角度が+θ°のバット部分バイアスシートと、このバット部分バイアスシートよりもチップ端Tp側に位置し繊維の配向角度が-θ°のチップ部分バイアスシートとが用いられてもよい。この場合、端付け位置Paを巻き始め縁に対して傾斜させる必要はない。バット部分バイアスシート及びチップ部分バイアスシートのそれぞれについて、軸方向長さ、軸方向位置、プライ数及び周方向位置を自由に設定することができる。
前述の合体シートs23及びシートs45では、1.5プライのバイアスシートが用いられている。1.5プライに限定されず、非整数プライであれば、異方性発現層は形成されうる。1.5プライの場合、異方性発現層を効率よく形成することができる。また、1枚のバイアスシートにおいて、軸方向位置によってプライ数が変化していてもよい。このプライ数の変化は、軸方向位置によって異方性を変化させるのに寄与する。
[曲げ捻れ角]
曲げ捻れ角は、所定の荷重によりシャフトを撓ませた時の捻れ角度である。図11(a)及び図11(b)は、曲げ捻れ角の測定方法の一例を示す。
図11(a)は、シャフト全体における曲げ捻れ角θwの測定方法を示す。バット端Btから50mmの地点からバット端Btまでが、固定治具100で固定される。チップ端Tpに、ジャイロセンサーGSが取り付けられる。ジャイロセンサーGSは、チップ端Tpでの回転角度を測定できる位置に取り付けられる。錘102が吊り下げられる前の状態で、シャフト6のシャフト軸は水平とされる。チップ端Tpから50mmの位置に、錘102が吊り下げられる。錘102の重量は、1.25kgである。錘102の重力により、シャフト6が撓む。錘102を吊り下げる前と後とで角度を比較することで、撓みによる捻れ角が算出される。この捻れ角が、シャフト全体における曲げ捻れ角θwである。
図11(b)は、バット側領域における曲げ捻れ角θbの測定方法を示す。曲げ捻れ角θwの測定との相違は、ジャイロセンサーGSの位置のみである。ジャイロセンサーGSは、チップ端Tpから距離L1の位置に取り付けられる。錘102を吊り下げる前と後とで角度を比較することで、撓みによる捻れ角が算出される。この捻れ角が、バット側領域における曲げ捻れ角θbである。この曲げ捻れ角θbは、チップ端Tpから距離L1の地点よりもバット側における曲げ捻れ角である。
チップ側領域における曲げ捻れ角θtは、曲げ捻れ角θwと曲げ捻れ角θbとから算出される。曲げ捻れ角θtは、差(θw-θb)である。この曲げ捻れ角θtは、チップ端Tpから距離L1の地点よりもチップ側における曲げ捻れ角である。
曲げ捻れ角の測定では、周方向曲げ位置が選択される。周方向曲げ位置が、鉛直方向における上側とされる。例えば、周方向における90°が周方向曲げ位置である場合、この90°が鉛直方向において最も上側となるように、シャフト6が固定される。
曲げ捻れ角は、周方向曲げ位置によって変化する。よって、あるシャフトにおいて、曲げ捻れ角θwには、最大値及び最小値が存在する。第1方向R1及び第2方向R2のうちの一方の捻れ角をプラスとし、他方をマイナスとすると、最大値はプラスの値であり、最小値はマイナスの値である。
切り返しにおける違和感を抑制するには、曲げ捻れ角θwが小さいのが好ましい。この観点から、曲げ捻れ角θwの最大値は、1°以下が好ましく、0.7°以下がより好ましく、0.5°以下がより好ましく、0.3°以下がより好ましく、0°が更に好ましい。
バット端領域とチップ端領域との境界位置である中間位置M1は、チップ端Tp及びバット端Bt以外であればよい。曲げ捻れ角θwを抑制する観点からは、中間位置M1はシャフトの軸方向中間点に近いほうがよい。この観点から、チップ端Tpから中間位置M1までの長さは、シャフト長さLsの40%以上60%以下が好ましく、45%以上55%以下がより好ましい。
[実施例]
前述のシャフト6と同じである実施例のシャフトを作製した。積層構成は図3の通りとされた。合体シートs23及び合体シートs45の巻回において、端付け位置Paを巻き始め縁に対して傾斜させた(図4及び図5)。シャフト長さLsは、1168mmであった。
[比較例]
合体シートs23及び合体シートs45の巻回において、端付け位置Paを巻き始め縁に対して傾斜させなかった。すなわち、合体シートs23において端付け位置Paは巻き始め縁21とされ、合体シートs45において端付け位置Paは巻き始め縁41とされた。この点以外は実施例と同様にして、比較例のシャフトを得た。
前述した方法により、実施例及び比較例の曲げ捻れ角を測定した。図11(b)に示される長さL1は、530mmとされた。0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°及び315°の周方向曲げ位置で、測定を行った。図12は、比較例の測定結果を示す。図13は、実施例の測定結果を示す。
図12が示すように、比較例では、曲げ捻れ角θtの捻れ方向は曲げ捻れ角θbのそれと同一である。また、曲げ捻れ角θtと曲げ捻れ角θbとの合算により、曲げ捻れ角θwは大きい。これに対して、図13が示すように、若干の誤差が認められるものの、実施例では、曲げ捻れ角θtの捻れ方向が曲げ捻れ角θbのそれと逆である。また、曲げ捻れ角θtと曲げ捻れ角θbとが相殺することで、曲げ捻れ角θwは小さい。実施例の効果は明らかである。
上述した実施形態に関して、以下の付記を開示する。
[付記1]
チップ端と、
バット端と、
ある周方向曲げ位置での曲がりに連動して第1方向に捻れる第1異方性部と、
前記曲がりに連動して第2方向に捻れる第2異方性部と、
を有しており、
前記第2異方性部が、前記第1異方性部よりも前記チップ端側に位置しており、
前記第2方向は、前記第1方向とは逆方向であるゴルフクラブシャフト。
[付記2]
軸方向における中間位置から前記バット端までの領域がバット側領域とされ、
前記中間位置から前記チップ端までの領域がチップ側領域とされるとき、
前記バット側領域が前記第1異方性部であり、
前記チップ側領域が前記第2異方性部である付記1に記載のゴルフクラブシャフト。
[付記3]
繊維強化樹脂によって形成された複数の層を有しており、
前記複数の層が、バイアス層を含んでおり、
前記バイアス層が、前記曲がりに対して異方性を発現する異方性発現部を有しており、
前記異方性発現部が、前記曲がりに対して前記第1方向への捻れを創出する第1捻れ層と、前記曲がりに対して前記第2方向への捻れを創出する第2捻れ層とを有しており、
前記第1異方性部が、前記第1捻れ層を有しており、
前記第2異方性部が、前記第2捻れ層を有している付記1又は2に記載のゴルフクラブシャフト。
[付記4]
前記第1異方性部では、前記バット端に近づくにつれて前記第1捻れ層が増加しており、
前記第2異方性部では、前記チップ端に近づくにつれて前記第2捻れ層が増加している付記3に記載のゴルフクラブシャフト。
[付記5]
前記バイアス層が、非整数プライ層を含んでおり、
前記非整数プライ層の巻き始め縁が、軸方向に対して傾斜している付記3又は4に記載のゴルフクラブシャフト。
2、60・・・ゴルフクラブ
4、50・・・ヘッド
6・・・シャフト
21、31、41、51・・・巻き始め縁
22、32、42、52・・・巻き終わり縁
s1~s10・・・プリプレグシート
s2、s3、s4、s5・・・バイアスシート
s23、s45・・・合体シート
X1・・・第1異方性部
X2・・・第2異方性部
c2、c3、・・・異方性発現部
t1・・・第1捻れ層
t2・・・第2捻れ層
f1・・・曲げ方向に対して外側(表側)にある繊維
f2・・・曲げ方向に対して内側(裏側)にある繊維
Pa・・・端付け位置Pa

Claims (6)

  1. チップ端と、
    バット端と、
    ある周方向曲げ位置での曲がりに連動して第1方向に捻れる第1異方性部と、
    前記曲がりに連動して第2方向に捻れる第2異方性部と、
    を有しており、
    前記第2異方性部が、前記第1異方性部よりも前記チップ端側に位置しており、
    前記第2方向は、前記第1方向とは逆方向であるゴルフクラブシャフト。
  2. 軸方向における中間位置から前記バット端までの領域がバット側領域とされ、
    前記中間位置から前記チップ端までの領域がチップ側領域とされるとき、
    前記バット側領域が前記第1異方性部であり、
    前記チップ側領域が前記第2異方性部である請求項1に記載のゴルフクラブシャフト。
  3. 繊維強化樹脂によって形成された複数の層を有しており、
    前記複数の層が、バイアス層を含んでおり、
    前記バイアス層が、前記曲がりに対して異方性を発現する異方性発現部を有しており、
    前記異方性発現部が、前記曲がりに対して前記第1方向への捻れを創出する第1捻れ層と、前記曲がりに対して前記第2方向への捻れを創出する第2捻れ層とを有しており、
    前記第1異方性部が、前記第1捻れ層を有しており、
    前記第2異方性部が、前記第2捻れ層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. 前記第1異方性部では、前記バット端に近づくにつれて前記第1捻れ層が増加しており、
    前記第2異方性部では、前記チップ端に近づくにつれて前記第2捻れ層が増加している請求項3に記載のゴルフクラブシャフト。
  5. 前記バイアス層が、非整数プライ層を含んでおり、
    前記非整数プライ層の巻き始め縁が、軸方向に対して傾斜している請求項3又は4に記載のゴルフクラブシャフト。
  6. 前記バイアス層が、前記シャフトの軸方向の全体に配置される全長バイアス層を有しており、
    前記全長バイアス層が、前記曲がりに対して異方性を発現する異方性発現部を有しており、
    前記異方性発現部が、前記曲がりに対して前記第1方向への捻れを創出する第1捻れ層と、前記曲がりに対して前記第2方向への捻れを創出する第2捻れ層とを有しており、
    前記第1異方性部が、前記第1捻れ層を有しており、
    前記第2異方性部が、前記第2捻れ層を有している請求項3から5のいずれか1項に記載のゴルフクラブシャフト。
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