JPH10263124A - ゴルフクラブシャフトの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内圧成形法を用いたゴルフクラブシャフトの
製造方法において、従来に比して作業効率を大きく改善
できると共に、均一に成形されたゴルフクラブシャフト
を再現性良く製造できるようにする。 【解決手段】 補強繊維に熱硬化性樹脂を含浸させたプ
リプレグ２をマンドレル１に巻回して巻回積層物４を
得、これを冷却固化してマンドレル１から脱芯する。次
に、この脱芯した巻回積層物４ａの中空部にエラストマ
ーチューブ５を挿入し、該エラストマーチューブ５に圧
縮空気７を導入して膨らませ、内圧をかけながら成形用
金型６によりプリプレグ２の巻回積層物４ａを加熱成形
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はゴルフクラブシャフ
トの製造方法に関し、詳しくは、内圧成形法によるゴル
フクラブシャフトの製造方法であって、従来よりも作業
効率を大きく改善して、製造コストを低減できるように
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から内圧成形法を用いてゴルフクラ
ブシャフトが製造されている。かかる製法は、テーパを
有するマンドレルに弾性及び空気遮断性を有する離型層
を被せ、この離型層にプリプレグシートを巻回積層し、
これらを成形用金型にセットするとともに、離型層とマ
ンドレルの間に空気を吹き込んで、上記プリプレグシー
トの巻回積層物に内圧をかけて加熱成形するものであ
る。かかる製法によれば、加熱成形時に、プリプレグシ
ートの巻回積層物の外周面に成形用金型により外圧が負
荷されるため、表面が平滑なシャフトを成形できるとい
う利点がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記従来の
内圧成形法によるゴルフクラブシャフトの製法には以下
に記すような問題点があった。

【０００４】すなわち、空気排出口を持たないマンドレ
ルを使用する場合（例えば、特開平６−１４２２４１号
公報、特開平６−１４２２４２号公報）、離型層とマン
ドレルの間に空気を吹き込む工程で、離型層の端部から
空気を吹き込まなければならないために、離型層とマン
ドレルの間の全域に空気が行きわたりにくく、プリプレ
グシートの巻回積層物全体に均一に圧力がかからず、成
形物が変形したり、成形物の一部しか膨らまなかったり
するという問題点があった。

【０００５】また、中空構造とし、中空部に貫通する空
気排出口を形成したマンドレルを使用する場合（特開平
６−４７１１４号公報、特開平６−１２１８５２号公
報）、かかる中空で空気排出口を有するマンドレルの作
製コストが高く、また、１回のゴルフクラブシャフトの
製造工程毎にマンドレル上に弾性及び空気遮断性を有す
る離型層を形成しなければならないと共に、離型層の形
成作業が煩雑で、長時間を要するため、製造コストが高
くなるという問題点があった。

【０００６】本発明は上記のような事情に鑑みてなされ
たものであり、内圧成形法を用いたゴルフクラブシャフ
トの製造方法において、従来に比して作業効率を大きく
改善できると共に、均一に成形されたゴルフクラブシャ
フトを再現性良く製造できるようにすることを課題とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、請求項１で、補強繊維に熱硬化性樹脂を
含浸したプリプレグをマンドレルに巻回積層する工程
と、上記プリプレグの巻回積層物を冷却した後、マンド
レルから脱芯する工程と、上記脱芯したプリプレグの巻
回積層物の中空部にエラストマーチューブを挿入して、
これらを成形用金型にセットする工程と、前記エラスト
マーチューブ内に流体を導入して該チューブを膨らませ
ながら上記プリプレグの巻回物を上記成形用金型により
加熱成形する工程とを含むことを特徴とするゴルフクラ
ブシャフトの製造方法を提供している。

【０００８】上記構成とすると、多数回使用可能に作製
したエラストマーチューブを用いることにより、従来の
ような１回のゴルフクラブシャフトの製造工程毎に、煩
雑な形成作業をともなう離型層の形成を行う必要がなく
なる。また、プリプレグの巻回積層物の中空部に挿入し
たエラストマーチューブ内に直接流体を導入してチュー
ブを膨らませるので、プリプレグ内部の内圧を均一に高
めることができる。よって、従来に比して作業効率を大
きく改善でき、しかも、成形不良のない、均一に成形さ
れたゴルフクラブシャフトを再現性よく製造することが
できる。

【０００９】上記プリプレグの巻回積層工程を補強繊維
の繊維方向が互いに異なる複数のプリプレグを順次巻回
積層する工程とするのが好ましい（請求項２）。このよ
うにすると、捻じり剛性及び曲げ剛性に優れたゴルフク
ラブシャフトを容易に製造することができる。

【００１０】また、上記プリプレグの巻回積層工程に先
立って、マンドレルの表面にマンドレルとプリプレグ間
の離型性を向上させる滑剤の薄膜を形成するのが好まし
い（請求項３）。このようにすると、マンドレルとプリ
プレグの巻回積層物との離型性が向上し、マンドレルか
らプリプレグの巻回積層物を離脱させやすくなり、作業
性が一層向上する。

【００１１】また、上記プリプレグの巻回積層物の冷却
温度は−１０〜１０℃とするのが好ましい（請求項
４）。このようにすると、プリプレグ内の硬化樹脂が充
分に増粘してプリプレグの巻回積層物の硬化が充分にな
され、マンドレルからプリプレグの巻回積層物を一層容
易に離脱させることができる。

【００１２】なお、上記エラストマーチューブとしては
それ自体公知の材料からなるゴムチューブまたは熱可塑
性エラストマーチューブを用いることができる（請求項
５）。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明において、マンドレルは所
望の傾斜角度とした（所望のテーパ角度を有する）もの
を用いることができる。本発明では、マンドレルは中空
である必要はない。マンドレルの大きさは製造するゴル
フクラブシャフトの大きさによっても異なるが、マンド
レルの全長は１２００〜１４００ｍｍ、大径部端の直径
は１０〜１５ｍｍ、小径部端の直径は３〜６ｍｍの範囲
とするのが一般的である。プリプレグをマンドレルに巻
回積層する前に、プリプレグの巻回積層物をマンドレル
から容易に離脱できるようにするために、マンドレルの
表面に滑剤の薄膜を形成しておくのが好ましい。かかる
滑剤としては、合成ロウ、エステルワックス等の各種ワ
ックス、シリコーン油、シリコーングリース等のシリコ
ン系滑性物質、フッ素樹脂、金属フッ化物等の低表面張
力、低摩擦係数を有するフッ素含有物質を用いることが
できる。これら滑剤の薄膜は夫々に相応しい公知の薄膜
形成法によって形成すればよく、例えば、ワックスやシ
リコン系滑性物質の場合はハケ塗り、スプレー塗布、ド
ブ漬け等で行うことができる。薄膜の厚みは特に限定さ
れないが、一般に０．１〜５０μｍの範囲とするのがよ
い。

【００１４】プリプレグを構成する補強繊維としては、
炭素繊維、ガラス繊維、金属繊維（ボロン、チタン、タ
ングステン、ステンレス等）、アラミド繊維等の高弾性
率、高強度（引っ張り、圧縮）を有する各種繊維を挙げ
ることができ、これらのうちの一種または二種以上を用
いることができる。

【００１５】プリプレグを構成する熱硬化性樹脂として
は、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノー
ル樹脂、ビニルエステル樹脂等を挙げることができ、こ
れらのうちの一種または二種以上を用いることができ
る。

【００１６】プリプレグは通常マンドレルの全長を包む
長さと幅を有するもので、一般に矩形または台形状のシ
ート体である。プリプレグは一枚または複数枚を用いる
ことができ、複数枚使用する場合、同一形態及び同一材
質のプリプレグを複数枚用いても、また、シート形態、
補強繊維の種類、繊維含有率、繊維方向（繊維走行方
向）、硬化樹脂の材質等が互いに異なるプリプレグを複
数枚用いてもよい。

【００１７】プリプレグによる巻回積層物の厚みはマン
ドレルから脱芯するときの変形を避けるために１ｍｍ以
上、好ましくは１〜３ｍｍとするのがよい。但し、１ｍ
ｍより小さい場合でも、図１に示すように、プリプレグ
２の巻回積層物４の変形の起点となる大径部端に幅１０
〜３０ｍｍ程度の補強用のテープ状のプリプレグ３をマ
ンドレル１の軸線に対して直交する方向に巻き付けるこ
とにより、巻回積層物４の変形を避けることができる。
なお、補強用のテープ状のプリプレグ３の代わりに布、
ビニル等からなる補強用テープを使用してもよい。プリ
プレグをマンドレルに巻回積層した後、巻回積層物を冷
却固化させるが、この際の冷却温度は熱硬化性樹脂の種
類によっても異なるが一般に−１０〜１０℃の範囲とす
るのがよい。この温度範囲とすると、プリプレグを劣化
させることなく熱硬化性樹脂が有効に増粘して巻回積層
物の固化が安定に行われる。

【００１８】上記のようにして冷却固化したプリプレグ
の巻回積層物をマンドレルから脱芯した後、図２に示す
ように、脱芯した巻回積層物４ａの中空部にエラストマ
ーチューブ５を挿入して、これらを所望の形状に作製し
た成形用金型６にセットし、エラストマーチューブ５に
圧縮空気７を導入してエラストマーチューブ５を膨らま
せながら成形用金型６を加熱して、巻回積層物４ａの成
形を行う。

【００１９】この際に使用するエラストマーチューブと
しては、チューブとした時に可撓性、弾性を有し、ガス
透過性の低いものが好ましく、例えば、ラテックス、生
ゴム、塩素化ゴム、塩酸ゴム、環化ゴム等の天然ゴムま
たはその誘導体、ＣＲ（クロロプレンの重合物）、ＳＢ
Ｒ（ブタジエンとスチレンとの共重合物）、ＮＢＲ（ブ
タジエンとアクリロニトリルとの共重合物）、ＩＲ（イ
ソプレンの重合物）、イソブチレンとイソプレンの共重
合体等のジエン系合成ゴム、ＥＰＭ（エチレンとプロピ
レンの共重合物）、ＥＰＤＭ（エチレン、プロピレン及
び少量の非共役ジエンとの三成分系共重合物）、シリコ
ンゴム、フッ素ゴム等の非ジエン系合成ゴム等から選ば
れる一種または二種以上のゴムをインジェクションや金
型プレスによって一端が閉塞したチューブ状（袋状）に
成形したもの、または、ポリスチレン系、ポリオレフィ
ン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステ
ル系、ポリアミド系の各種熱可塑性エラストマーをイン
ジェクションや金型プレスによって一端が閉塞したチュ
ーブ状（袋状）に成形したものを用いることができ、熱
に対して安定で、繰り返しの曲げ・引っ張りに対して弾
性が低下したり、破れたりすることがないように、組
成、厚み及び組成を調整して成形する。特に、耐ガス透
過性の点からブチルゴムやイソブチレンとイソプレンの
共重合体からなるチューブを用いるのが好ましい。

【００２０】エラストマーチューブには上記した圧縮空
気の他に圧縮窒素等の加熱による爆発の危険のない不活
性気体を圧縮したものを導入してもよい。圧縮気体の圧
縮の程度としてはプリプレグの巻回積層物の厚みや材質
によっても異なるが一般に２０〜６０ｋｇ／ｃｍ² とす
るのがよい。なお、気体以外にも液体を導入することも
可能である。気体また液体のいずれを用いる場合におい
ても、０〜１５０℃の温度範囲で安定なものを使用す
る。

【００２１】成形用金型の加熱温度はプリプレグの巻回
積層物の厚みや材質、エラストマーチューブの膨張によ
る内圧の大きさによっても異なるが、一般に１２０℃〜
１５０℃の範囲とするのがよい。加熱温度は多段に変化
させるのが好ましく、例えば、成形初期（常温）から
５０℃まで５℃／分で上昇させ、５０℃で３０分保持
した後、１３０℃まで５℃／分で上昇させ、１３０
℃で６０分保持した後、常温（２０℃）まで冷却する
ようにする。この間の内圧は基本的には一定であるが、
各工程毎に変化させてもよい。

【００２２】

【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
する。 （実施例１）まず、図３に示す全長Ｌが１２００ｍｍの
４つのプリプレグ（引揃シート体）ａ，ｂ，ｃ，ｄを用
意した。

【００２３】プリプレグａは、Ｍ４０Ｊ＜東レ（株）
製、商品名＞で、カーボン繊維（繊維含有率７６％）に
エポキシ樹脂を含浸させたもので、幅寸法Ａ１が５０〜
６０ｍｍ、幅寸法Ａ２が１１０〜１２０ｍｍ、厚みが
０．１〜０．１５ｍｍである。プリプレグｂは、Ｍ４０
Ｊ＜東レ（株）製、商品名＞で、カーボン繊維（繊維含
有率７６％）にエポキシ樹脂を含浸させたもので、幅寸
法Ｂ１が５０〜６０ｍｍ、幅寸法Ｂ２が１１０〜１２０
ｍｍ、厚みが０．１〜０．１５ｍｍである。

【００２４】これらプリプレグａ，ｂの繊維方向（Ｈ）
はプリプレグの長手方向に対して傾斜し、プリプレグａ
は繊維方向（Ｈ）が広幅Ａ２側から狭幅Ａ１側へ傾斜
（上辺ｘを０°した時に−１３５°傾斜）し、プリプレ
グｂは上辺ｘを０°した時に狭幅Ｂ１側から広幅Ｂ２側
へ傾斜（上辺ｘを０°した時に−４５°傾斜）してい
る。

【００２５】プリプレグｃは、Ｔ８００＜東レ（株）
製、商品名＞で、カーボン繊維（繊維含有率７０％）に
エポキシ樹脂を含浸させたもので、幅寸法Ｃ１が３５〜
４５ｍｍ、幅寸法Ｃ２が９５〜１０５ｍｍ、厚みが０．
１〜０．１５ｍｍである。

【００２６】プリプレグｄは、Ｔ８００＜東レ（株）
製、商品名＞で、カーボン繊維（繊維含有率７０％）に
エポキシ樹脂を含浸させたもので、幅寸法Ｄ１が３５〜
４５ｍｍ、幅寸法Ｄ２が９５〜１０５ｍｍ、厚みが０．
１〜０．１５ｍｍである。

【００２７】これらプリプレグｃ，ｄの繊維方向（Ｈ）
はプリプレグの長手方向に対して平行である。

【００２８】繊維方向（Ｈ）が傾斜したプリプレグａ，
ｂを用いることにより、ゴルフクラブシャフトの捻じり
剛性が増大し、繊維方向（Ｈ）が平行なプリプレグｃ，
ｄを用いることにより、ゴルフクラブシャフトの曲げ剛
性が増大する。特に、ここでは繊維方向（Ｈ）が傾斜し
たプリプレグａ，ｂは上辺ｘを０°した時に繊維方向
（Ｈ）が−１３５°と−４５°に傾斜して、互いに直交
しており、最大の捻じり剛性が得られる。通常、繊維方
向を傾斜させた２つのプリプレグ間の繊維の交差角度が
９０°に近付くほど、大きな捻じり剛性が得られる。

【００２９】全長が１４００ｍｍで先端の直径が４ｍ
ｍ、基端の直径が１１ｍｍのマンドレルを用意し、これ
の表面にエステルワックスと合成ロウからなる離型剤層
を形成した。

【００３０】上記プリプレグａ〜ｄを、マンドレルの外
周面に、この外周面の全域に沿って、図４に示すように
巻き付けた。この図４に示すように、プリプレグａ，ｂ
は、その巻き始め位置をマンドレル１の外周の１／２周
程度ずらした位置とし、双方がマンドレル１に対して交
互に重なるように券着した。次にプリプレグｂの最終端
に続けてプリプレグｃを巻いて券着し、更に、プリプレ
グｃの最終端に続けてプリプレグｄを券いて券着して、
巻回積層物を得た。

【００３１】次に上記プリプレグの巻回積層物を１０℃
で１５分冷却した後、マンドレルから巻回積層物を離脱
し、これの中空部（内部）にブチルゴム製の肉厚１ｍｍ
で、先端の直径が４ｍｍ、後端の直径が１０ｍｍのテー
パ状のチューブを挿入し、これらを所定の成型用金型に
セットした。そして、チューブに２０℃で圧力が２５ｋ
ｇ／ｃｍ² の圧縮空気を導入してチューブを膨らませな
がら、成型用金型を前述した５段階の加熱工程（最終は
冷却工程）で加熱することにより、巻回積層物の圧縮成
形を行い、この成型物を取り出して、ゴルフクラブシャ
フトとした。

【００３２】このようして得られたゴルフクラブシャフ
トは、全体にわたって成形不良がなく均一に成形され、
表面が平滑なものであった。

【００３３】なお、上記使用したブチルゴム製のチュー
ブを繰り返し使用して、上記と同様の製造作業により、
２５０本のゴルフクラブシャフトを製造したが、ゴルフ
クラブシャフトはいずれも成形性に優れた良品で、ま
た、ブチルゴム製のチューブに劣化は殆ど認められなか
った。

【００３４】

【発明の効果】以上のように、本発明のゴルフクラブシ
ャフトの製造方法によれば、補強繊維に熱硬化性樹脂を
含浸させたプリプレグの巻回積層物を冷却固化してマン
ドレルから脱芯し、この脱芯したプリプレグの巻回積層
物の中空部にエラストマーチューブを挿入し、該エラス
トマーチューブにより内圧をかけながら成形用金型によ
りプリプレグの巻回積層物を加熱成形するようにしたの
で、常に、プリプレグの巻回積層物全体に内圧を均一に
かけながら成形することができ、全体にわたって成形不
良がなく均一に成形されたゴルフクラブシャフトを再現
性良く製造することができる。

【００３５】また、エラストマーチューブを繰り返し使
用することにより、従来のように、１回のゴルフクラブ
シャフトの製造工程毎にマンドレル上に弾性及び空気遮
断性を有する離型層を形成しなければならないといった
煩雑な作業が不要になり、製造効率を大幅に向上するこ
とができ、製造コストの低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明においてマンドレルにプリプレグを巻
回積層した状態を示す側面図である。

【図２】 本発明において成形用金型に中空部にエラス
トマーチューブを挿入したプリプレグの巻回積層物をセ
ットした状態を示す断面図である。

【図３】 本発明の実施例で使用したプリプレグを示す
概略平面図である。

【図４】 本発明の実施例でのマンドレルの外周面に巻
き付けたプリプレグの積層構成を示す断面図である。

【符号の説明】

１ マンドレル ２ プリプレグ ３ 補強用のテープ状のプリプレグ ４，４ａ 巻回積層物 ５ エラストマーチューブ ６ 成形用金型 ７ 圧縮空気 ａ、ｂ、ｃ プリプレグ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 補強繊維に熱硬化性樹脂を含浸したプリ
   プレグをマンドレルに巻回積層する工程と、上記プリプ
   レグの巻回積層物を冷却した後、マンドレルから脱芯す
   る工程と、上記脱芯したプリプレグの巻回積層物の中空
   部にエラストマーチューブを挿入して、これらを成形用
   金型にセットする工程と、前記エラストマーチューブ内
   に流体を導入して該チューブを膨らませながら上記プリ
   プレグの巻回物を上記成形用金型により加熱成形する工
   程とを含むことを特徴とするゴルフクラブシャフトの製
   造方法。
2. 【請求項２】 上記プリプレグの巻回積層工程が、補強
   繊維の繊維方向が互いに異なる複数のプリプレグを巻回
   積層する工程である請求項１に記載のゴルフクラブシャ
   フトの製造方法。
3. 【請求項３】 上記プリプレグの巻回積層工程に先立っ
   て、マンドレルの表面にマンドレルとプリプレグ間の離
   型性を向上させる滑剤の薄膜を形成する請求項１または
   ２に記載のゴルフクラブシャフトの製造方法。
4. 【請求項４】 上記プリプレグの巻回積層物を−１０〜
   １０℃の温度範囲に冷却する請求項１乃至３のいずれか
   に記載のゴルフクラブシャフトの製造方法。
5. 【請求項５】 エラストマーチューブがゴムチューブま
   たは熱可塑性エラストマーチューブである請求項１乃至
   ４のいずれかに記載のゴルフクラブシャフトの製造方
   法。