JPH0475673A

JPH0475673A - ゴルフクラブ用シャフトの製法

Info

Publication number: JPH0475673A
Application number: JP2188402A
Authority: JP
Inventors: Kunio Hiyama; 邦夫樋山; Eiji Abe; 安部　詠詞; Toshiharu Fukushima; 敏晴福島
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1990-07-17
Filing date: 1990-07-17
Publication date: 1992-03-10
Anticipated expiration: 2013-12-14
Also published as: JP2836213B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、繊維強化熱可塑性プラスチック（ＦＲＴＰ
）製のゴルフクラブ用シャフトを製造する方法に関し、
マトリックスとなる熱可塑性樹脂中の強化繊維を緩みの
ない緊張状態に保持せしめて成形し、強化繊維による補
強効果を高めるようにしたものである。

〔従来の技術〕

ＦＲＴＰｉゴルフクラブ用シャフトの製法としては、特
開平１−１８５２７４号公報や特開平２３１７７０号公
報に開示されたものがある。

これら公報記載の製法は、ポリエーテルエーテルケドン
なとの熱可塑性樹脂をカーボン繊維に含浸したプリプレ
グノートを、テーパー状の芯金に加熱軟化状態で１層ま
たは多層に巻き付ける。ついで、このプリプレグシート
の上からテフロンテープなどの耐熱非粘着性テープを張
力をかけつつ巻回して締めつけたのち、二つ割の金型内
に収容し、加熱加圧して、プリプレグシートを一体化し
て成形し、冷却後金型、芯金等を取り外してシャフトと
するものである。

しかしながら、この製法においては、プリプレグシート
を軟化状態で芯金に巻きつけるため、プリプレグシート
に張力をつけても内部の強化繊維にまで張力は伝わらず
、巻き付けた後におけるプリプレグシート中の強化繊維
は、必ずしもピンと張った状態、いわゆる緊張状態とは
なっておらず、ゆるんだ状態、いわゆる緩和状態となっ
ている。

そして、次工程の加熱成形工程の際にも、シャフトの外
側から内側への方向の圧力が作用するのみであるため、
強化繊維か緩和状態のままで成形されることになる。

このため、強化繊維は、マトリックスとなる熱可塑性樹
脂中において、ゆるんた緩和状態で存在することとなっ
て、強化繊維の補強効果が十分に発揮されず、シャフト
の曲げ剛性等か十分てないなどの不都合が゛ある。

〔発明が解決しようとする課題〕

よって、この発明における課題は、ＦＲＴＰ製ゴルフク
ラブ用シャフトにおいて、シャフト中の強化繊維が緊張
状態にあり、強化繊維の補強効果が十分に発揮される製
法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

かかる課題は、強化繊維と熱可塑性樹脂からなるプリプ
レグを芯型に巻き付け、加熱成形して筒状の予備成形体
を得、ついで、この予備成形体を中空筒状の成形型内に
挿入し、予備成形体の内方から外方に向けて圧力を加え
つつ加熱成形することて解決される。

以下、この発明の詳細な説明する。

この発明で用いられる熱可塑性樹脂としては、ナイロン
６、ナイロン６６、ナイロン１１、ポリブチレンテレフ
タレート、ポリオキシメチレン（アセタール樹脂）、ポ
リカーボネイト、変性ポリフェニレンオキサイド、ポリ
フェニレンスルファイトなどのエンジニアニリングプラ
スチックであって、特にその熱変形温度（ＡＳＴＭＤ６
４８，１８．６に９／ｃｘ”）が１４０℃以下のものが
好適である。

これらは単独で用いられてもよく、また２種以上のブレ
ンドポリマーとして用いられてもよい。

また、この発明で用いられる強化繊維としては、カーボ
ン繊維、アラミド繊維、ガラス繊維などが用いられ、こ
れらの単独使用または２種以上の併用使用のいずれでも
よい。また、強化繊維の形態としては、多数本のフィラ
メントを一方向に並べたロービングが主に用いられるが
、これ以外にロービングクロスなどを用いることができ
る。

この強化繊維と熱可塑性樹脂とからなるプリプレグの製
造は、例えば粉末状の熱可塑性樹脂を強化繊維上に散布
し、加熱溶融して含浸せしめる方法や、熱可塑性樹脂を
フィラメント化し、このフィラメントを強化繊維ととも
にロービング化する方法などによって行われる。プリプ
レグ中の強化繊維量は体積比で４０〜８０％程度が好ま
しい。また、プリプレグの形態としては、シート状、テ
ープ状などがあり、芯金への巻き付けの操作性の点から
はテープ状゛のものが好ましい。

次に、このようなプリプレグを第１図に示すように芯金
１に加熱軟化状態として巻き付ける。芯金１は金属など
からなるテーパー状の棒状体である。プリプレグ２の巻
き付は方向は、プリプレグ２中の強化繊維の配列方向と
芯金１の軸方向とのなす角度が０〜９０度、すなわち、
繊維方向が芯金１の軸方向に平行なものから直交のもの
までの範囲で適宜室められる。プリプレグの層数は、通
常所望の厚みとなるように複数層とされ、各回の巻き付
は層毎に繊維方向を上述の範囲で変えることもできる。

好ましいプリプレグの巻き付は方法としては、テープ状
のプリプレグを各巻き付は層毎に角度をかえてスパイラ
ル状に巻き回してゆくものがある。

ついで、第１図に示すようにこの芯金１上のプリプレグ
２の上からテフロンテープなどの耐熱非接着性テープ３
を張力を加えながら巻き付けて締めつけたのち、加熱炉
などに収容して熱可塑性樹脂の溶融温度以上に加熱して
プリプレグ２を溶融し、プリプレグ２の各層間を溶融接
合して一体化する。冷却後、耐熱非接着性テープ３を取
り、芯金１を抜き取って、第２図に示すような中空のテ
ーパー状の予備成形体４を得る。この状態での予備成形
体４内での強化繊維は、いまだ緩んだ緩和状態となって
いる。

次に、この予備成形体４を第３図に示すような成型型５
内に装着する。

成形型５は、中空円筒状であって、その内面６はテーパ
ー状となっており、さらにその長手方向には複数の段差
７・・・が形成されて徐々にその内径が小さくなるよう
になっている。段差７・・・は、長手方向に等間隔に形
成しても、また不等間隔に形成してもよく、その中間で
は間隔を長く、両端部では間隔を短くするようにしても
よく、また逆であってもよい。１段の段差７による内径
の変化は０２〜０　、４　ｘｘ／段差程度とすることが
好ましい。

また、その内径は、予備成形体４の外径より微かに、２
〜１０％程度大きくなっている。

また、この成形型５には、その内面６に開口する複数の
排気口ら・・・が形成されており、これら排気口８・・
・は排気管９を経て図示しない排気装置に接続されてい
る。

さらに、このような成形型５全体が加熱加圧装置として
のオートクレーブ１０内に収められている。

この成形型５の内部に第３図に示すように予備成形体４
を装着し、予備成形体４の内側にテフロンなどからなる
可撓性のカバーチューブ１１を通し、このカバーチュー
ブ１１の両端部分を成形型５の両端部に封止し、カバー
チューブ１１で予備成形体４の内面を覆うとともに成形
型５と予備成形体４との間の空隙を封止する。

この状態で、前記排気装置を作動させて、成形型５と予
備成形体４との間隙の空気を排気するとともに、オート
クレーブ１０内部を加熱加圧状態とする。この際の加圧
媒体としては、空気等の気体でもよいが、ポリエチレン
グリコール、水、オイルなどの液体であってもよい。

この加熱によって、予備成形体４は、再び溶融状態にな
るとともに、排気ならびに加圧によってその内方から外
方に向けて加圧されることになり、径方向の寸法が拡が
り、成形型５の内面６の形状にそった形状に賦型される
。この時、同時に予備成形体４内の強化繊維も径方向外
方の方向の力を受け、同様に拡がろうとし、緩和状態か
らゆるみのない緊張状態となるとともに、段差７・・・
の部分で軸方向の張力をも受け、２方向に引っばられた
緊張された状態となる。

この加圧状態を維持したままオートクレーブ１０内を冷
却すれば、強化繊維が緊張状態のままマトリックスの熱
可塑性樹脂中に固定されることになる。

この加熱加圧の条件は、温度２００〜３２０℃、圧力Ｑ
　、　５〜５　Ｍ　Ｐ　ａ　、時間１０〜６０分程度と
されるが、この範囲に限られるものではなく、使用する
熱可塑性樹脂の種類やシャフトの寸法、強化繊維量など
に応じて適宜変更することができる。

また、排気口８・・・からの減圧の度合は、１〜１０ｋ
Ｐａ程度で十分である。

ついで、オートクレーブ１０から成形型５を取り出し、
成形型５を脱型すれば、第４図に示すようなシャフト１
２が得られる。このシャフトは必要に応じ所定の後加工
が施されて、ゴルフクラブ用シャフトとなる。

このような製法にあっては、シャフト内の強化繊維が径
方向外方と軸方向との二つの力が加わって緊張状態が保
持され・た状態で熱可塑性樹脂中に固定されているため
、強化繊維の補強効果が十分に発揮され、曲げ外力など
の外力が加わった際の変形量が小さくなり、高剛性とな
る。また、得られるシャフトには、従来のスチール製シ
ャフトと同様の段差が形成され、そのため振動減衰が大
きすぎず打球感がエポキンマトリノクスより金属的とな
る。

この発明の製法では、成形型５の内面６に段差７・・を
形成する点は、必ずしも必要ではなく、内面６は滑らか
なテーパー面であってもよい。この場合、強化繊維には
径方向外向きの力のみか作用するが、強化繊維が緊張状
態となることではかわりない。また、加圧手段としては
、圧力媒体を用いるものに限られず、例えば予備成形に
用いた芯金１に似たテーパー状のマンドレルを予備成形
体４の大径側から押し込んで径方向外向きの力と軸方向
の力を作用させてもよい。この場合、カバーチューブ１
１は当然不要となる。

以下、具体例を示す。

（実施例）芯金として、大径部の外径が１４ｘｘ、小径部の外径が
４ｊＩ肩、長さが１４６０ｘｉの鋼製のものを用意し、
これの表面に離型剤を塗布しておく。

一方、カーボン繊維ロービングにポリカーボネイトを含
浸した繊維量６０体積％、坪量２２０ｇ／　ｍ　２のプ
リプレグテープを用意し、これを芯金に１２層巻きつけ
た。初めの６層は、テープの繊維方向と芯金の軸方向と
の角度を＋４５度のものと一４５度のものを交互に巻き
つけ、残りの６層はその角度を０度として巻きつけた。

このうえから、さらにテフロン製のテープを張力をかけ
て巻き回したのち、加熱炉に入れ、温度２８０　’Ｃ１
時間゛３０分の条件で加熱し、冷却して芯金を抜き取り
、長さ１１９０ｚ、ｗ、大径１ｇｘｘ、小径８ｊＩＲの
予備成形体を得た。

ついで、この予備成形体を第３図に示すような成形型５
に装着した。成形型５の内面６には、計１０段の段差７
・・・が形成されており、１段当たりの外径の変化量は
０　、３　ｘｉとなっており、段差７・・・の間隔は中
央部で６０ｘｘ、両端部で４３ｘｘとなっている。

予備成形体４の内部にテフロン製のカバーチューブ１１
を通し、その両端を成形型５に封止した。

ついで、このものをオートクレーブ中に収め、成形型５
と予備成形品４との間を約１０’ｋＰ’ａに減圧すると
ともにオートクレーブ内の圧力をＩＭＰａ、温度を３０
０℃として１時間加熱加圧したのち冷却した。

かくして得られたシャフトは、その外表面に段差が形成
され、長さｌＩ４３ｉｖ、大径１８．５ｚｚ、小径８．
５層ｍであった。

（比較例）実施例と同様の条件によって芯金にプリプレグテープを
巻きつけ、テフロン製テープを巻き回して締めつけたの
ち、二つ割りの金型に収容し、温度２８０℃５時間３０
分で加熱加圧して長さ１１９０ｙｔｘ、大径１８ｘｍ、
小径８１１ＪＩのシャフトを得た。

シャフトの小径側末端が９７２１１及び１１０７１１の
２点で、シャフトを水平に支持し、同末端から７５０ｘ
ｚの位置に２　、７　ｋｇの荷重を印加し、同末端から
７７２ｘｉの点の撓み量を測定した。

実施例でのシャフトの撓み量を１００とすると、比較例
でのシャフトの撓み量は１１０であり、実施例のシャフ
トは曲げ剛性が約１０％向上していることかわかった。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明によれば、マトリクスであ
る熱可塑性樹脂中に存在する強化繊維がゆるみのない緊
張状態となっており、強化繊維の補強効果が十分に発揮
された剛性の高いゴルフクラブ用シャフトを製造するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は、この発明の製法の一例を工程順
に示した概略断面図である。ｌ・・・・・・芯金、２・・・・・・プリプレグ、４・・・・・・予備成形体、５・・・・・・成形法、１０・・・・・・オートクレーブ、１２・・・・・・シャフト。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）強化繊維と熱可塑性樹脂からなるプリプレグを芯
型に巻き付け、加熱成形して筒状の予備成形体を得、ついで、この予備成形体を中空筒状の成形型内に挿入し
、予備成形体の内方から外方に向けて圧力を加えつつ加
熱成形することを特徴とするゴルフクラブ用シャフトの
製法。
（２）予備成形体と成形型との間隙を減圧しつつ加圧加
熱することを特徴とする請求項（１）記載のゴルフクラ
ブ用シャフトの製法。
（３）予備成形体の内側に可撓性のチューブを通して予
備成形体の内面をこのチューブで覆い、このチューブを
介して加圧することを特徴とする請求項（１）または（
２）に記載のゴルフクラブ用シャフトの製法。
（４）成形型内面には１段以上の段差が形成されている
ことを特徴とする請求項（１）ないし（３）のいずれか
に記載のゴルフクラブ用シャフトの製法。
（５）熱可塑性樹脂が１４０℃以下の熱変形温度を持つ
ものであることを特徴とする請求項（１）ないし（４）
のいずれかに記載のゴルフクラブ用シャフトの製法。