JPS6039388B2 - ゴルフクラブ用シヤフト - Google Patents

ゴルフクラブ用シヤフト

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JPS6039388B2
JPS6039388B2 JP51116759A JP11675976A JPS6039388B2 JP S6039388 B2 JPS6039388 B2 JP S6039388B2 JP 51116759 A JP51116759 A JP 51116759A JP 11675976 A JP11675976 A JP 11675976A JP S6039388 B2 JPS6039388 B2 JP S6039388B2
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JP
Japan
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layer
shaft
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carbon fiber
carbon fibers
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JP51116759A
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JPS5342940A (en
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航平 津村
庸 前田
光弘 井上
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Resonac Corp
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
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【発明の詳細な説明】 本発明は繊維強化プラスチックス製ゴルフクラブ用シャ
フトに関するもので、シャフトのねじれ剛性を強化し、
しかも軽くするために高弾性炭素繊維を内層に使用し、
高強度炭素繊維を外層に使用したものである。
従来の繊維強化プラスチック製シャフトには、主に強化
繊維として炭素繊維を用いていた。
炭素繊維は大別すると高弾性炭素繊維と高強度炭素繊維
がある。弾性率が約30000k9′桝以上の繊維を高
弾性炭素繊維といい引張り強度は180〜250kg/
■であり破断時の伸びは約0.5%である。また高強度
炭素繊維は弾性率が18000〜27000k9/柵で
あり、引張り強度は180〜300k9′桝で破断時の
伸びは約1%である。このように炭素繊維は製法上弾性
率を上げていくと引張り強度は同程度にしかならないの
で破断時のひずみが小さくなる頃向にある。特に上記の
場合約半分になる。次に従来のシャフトの製造法を示す
。ゴルフクラブ用カーボンシャフトはェポキシ樹脂等の
熱硬化性樹脂を含浸させた高強度炭素繊維を円筒円鱗状
の芯金に巻きつけて硬化させたもの、あるは高弾性炭素
繊維と高強度炭素繊維を軽量化のためにシャフト軸方向
に対し士15o以内の巻き角度で混合巻さしたものを硬
化後、中の芯金を抜きとり、外側を円筒状に研削加工し
てカーボンシャフトを製造していた。
しかし従来のカーボンシャフトはスチールシャフトに比
較し、ねじり剛性が弱いという欠点があった。また高弾
性炭素繊維を使用したカーボンシャフトも軽量化のため
十25o〜十65oの巻き量をふやし、同じシャフト硬
さにするためにシャフト重量が増加し、その欠点を補な
い少しでも重量増加分を減らすために土15o以内で高
弾性炭素繊維を巻いたものであった。そのためねじり剛
性強化に対して高価な高弾性炭素繊維はあまり有効に作
用していなかった。しかも高弾性炭素繊維は前述したよ
うに高強度炭素繊維に比べ破断時の伸びが約半分で引張
り強度が若干少さし、ので、外層に高弾性炭素繊維を用
いると衝撃強度が大きく低下し、曲げ強度が多少減少す
る。このことはシャフトが使用時に大きな衝撃加重が加
わることから、非常に良くないことであり、シャフト破
損にもつながり致命的欠点となる。本発明では力−ボン
シヤフトのスチールシャフトに比較しねじり剛性が弱い
という欠点をとりのぞき高弾性炭素繊維を有効に使用し
たカーボンシャフトを提供する。
この炭素繊維強化プラスチックス製ゴルフシャフトは高
踏性炭素繊維をシャフトの鱗方向に対して±25o〜±
65oに配向させた強化プラスチック層と高強度炭素繊
維を土15o以内に配向ごせた強化プラスチック層とか
らなることを特徴とする。薄肉円筒炭素繊維強化複合材
料の炭素繊維の鼠方向に対する配向角と縦弾性率Ezk
9′協、横弾性率G8zkg/協の関係を第1図に示す
シャフトの曲げ剛性は総弾性率に比例し、ねじり剛性は
横弾性率に比例する。そこでねじれ剛性を大きくするた
めには繊維を±4yで巻けば良いことがわかる。しかし
±450以内にすれば曲げ剛性が大きくなり、ねじり剛
性は約±250で半分になることを考えれば、ねじり剛
性を大きくするには土250〜±650で巻けば良いこ
とがわかる。曲げ強度は縦弾性率とほぼ相似の関係にな
っており±15o以内にすると曲げ強度、曲げ剛性がと
もに非常に大きくなることがわかる。このことから高弾
性炭素繊維をシャフト軸方向に対して土250〜±65
0に配向ごせ高強度炭素繊維を±150以下で酉己向さ
せることにより、ねじり剛性を強化し、しかも±1y以
内の層に高弾性炭素繊維を使っていないため、衝撃強度
および曲げ強度の低下は少し、ことがわかる。次に土2
50〜±650に配向ごせた強化プラスチック層と士1
5o以内に配向させた強化プラスチック層との組合せを
考えてみる。
組合せには■士25o〜士650に配向させた層を内層
にし、±1y以内に配向ごせた層を外層にする。■±2
50〜土65oに配向させた層を外層とし士15o以下
に配向させた層を内層とする。■土25o〜±650に
配向させた層と士15o以内に配向させた層を交互、あ
るいはランダムに絹合せる方法があるが、この3種類の
曲げ強度を比較してみると最外層がすべて曲げ強度に強
い±15o以内の配向になっている■の組み合せが最大
であり、しかも外観も最上なものが得られる。■はねじ
り剛性が■よりすぐれるが曲げ強度が極端におちるため
採用することがでず、また外観も悪くなる。■はねじれ
剛性は良くなるが、■と同様曲げ強度と外観に問題があ
る。これより±250〜土65oに配向させた強化プラ
スチックス層を内層に±150以内に配向ごせた強化プ
ラスチックス層を外層にすることにより、曲げ剛性、ね
じり剛性共にすぐれた特性を有することがわかる。この
ように炭素繊維を士250〜土650あるいは土15o
以内に配向させる方法には、■フィラメントワインディ
ング法■シート巻き法■テープ巻き法などがあるが、■
のフィラメントワインディング法による強化プラスチッ
クス層の繊維含有率は72%(重量)であり、■、■の
シート巻きおよびテープ巻きでは含有率が65%(重量
)にしかならず、フィラメントワインディング法による
方法が繊維の特徴を十分にいかせることができ最も特性
のよくなることがわかる。
しかし±250 〜±650に配向ごせた内層に高踏性
炭素繊維だけを使用した場合、これでも強度が若干さが
るため発明者は、重量比率が1:3〜3:1である高弾
性炭素織総と高強度炭素繊維をシャフトの軸方向に対し
て±25o〜±65oに配向させた強化プラスチック層
と高強度炭素繊維を土150以内に配向ごせた強化プラ
スチック層とからなることを特徴とする炭素繊維強化プ
ラスチックス製ゴルフシャフトを考えた。すると±25
0〜±650に配向ごせた層に高強度炭素繊維が入った
ため、ねじり剛性が低下し、強度が向上するが高強度炭
素繊維を重量比率で1:3〜3:1で混入させた場合、
ねじり剛性の大きな低下ないこ強度を大中に改良するこ
とができた。また同様に±25o〜±65oに配向させ
た層を内層に土15o以上に配向ごせた層を外層にさせ
フィラメントワインデイング法で行なったものが最も良
い結果が得られた。次に本発明の実施例を示す。
実施例 1 高弾性炭素繊維1(商品名;東レ(株)製トレカM40
、弾性率39000k9′協)と高強度炭素繊維2(商
品名;東レ(株)製トレカT200、弾性率22000
k9′協)を重量比が2:1になるように混合し、ェポ
キシ樹脂を含浸させ、長さ120仇奴、太径15柵、紬
径5脚の円錘円筒状の金属性芯金に鞠方向に対する巻角
度を±450にし層の厚さが約1肋になるまでフィラメ
ントワインディング法により巻き付ける。
その上に高強度炭素繊維3(商品名東レ(株)製トレカ
T200)をェポキシ樹脂を含浸させ巻角度士looで
全体の厚みが3脚になるまでフィラメントワインディン
グ法で巻き付ける(第2図参照)。その上から離型性の
良いフィルムで全体を締め付け硬化炉中で加熱硬化させ
、硬化後芯金を脱型し、114伍岬こ両端を切断し規定
のシャフト硬さを得るよう研削を行ない炭素繊維強化プ
ラスチツクス製ゴルフクラブ用シャフトを製造する。
実施例 2 実施例1の巻角度±45oの内層を高弾性炭素6(商品
名東レ(株)トレカM40)だけで巻き、その上に巻角
度±looの外層を高強度炭素繊維7(商品名:東レ(
株)トレカT200)でフィラメントワインディング法
により巻いたものである。
(第3図参照)フィラメントワインディング作業以後は
実施例1と同様に行なう。
比較例 1 これは従来品について示すものであり、実施例1の巻角
度±45oの内層を高強度炭素繊維10(商品名:東レ
(株)製T200)だけで巻き、その上に巻き角度士l
ooの外層を高強度炭素繊維11(商品名;東レ(株)
製T200)でフィラメントワインディング法により巻
いたものである。
(第4図参照)フィラメントワインディング作業以後は
実施例1と同様に行なう。以上より得られた同一硬さの
シャフトのねじれ角、シャフト重量、先端曲げ強度を比
較し表1に示す。
ここでねじれ角とはシャフトの一端を固定し他端にねじ
りモーメントlpouM・f皿tを加えた時のねじれ角
度を示すものである。すなわちシャフトのねじり剛性が
強い程ねじれ角度が少さくなり、ねじれ角度が4・さし
・方が望ましい。曲げ強度は細径先端より1反スの所の
曲げ被断荷重を示したものである。表1より実施例2で
得られたシャフトは、ねじれ角が従来品に比べ大中に改
良されているが曲げ強度が少し低下している。
また実施例1で得られたシャフトはねじれ角が従来品に
比べやはり大中に改良されており、しかも高価な高弾性
炭素繊維使用量が実施例2の2′3で10夕も少なくか
つ曲げ強度も従来品に比べほとんど低下していないすぐ
れたシャフトであることがわかる。表1
【図面の簡単な説明】
第1図は薄肉円筒炭素繊維強化複合材料の縦弾性率庇z
、横弾性率G8zと炭素繊維のシャフト軸方向に対する
配向角度を示す。 第2図は±450巻き内層に高弾性炭素繊維と高強度炭
素繊維を重量比率2:1用い±100巻きの外層に高強
度炭素繊維を用いたシャフトを示す。第3図は±450
巻きの内層に高弾性炭素繊維を用い、±100巻きの外
層に高強度炭素繊維を用いたシャフトを示す。第4図は
土450巻きの内層に高強度炭素繊維を用い、±loo
巻きの外層に高強度炭素繊維を用いたシャフトを示す。
符号の説明、1・・・・・・高弾性炭素繊維、2,3・
・・・・・高強度炭素繊維、4・・・・・・45o巻き
層、5・・・・・・100巻き層、6・・・・・・高弾
性炭素繊維、7・・・・・・高強度炭素繊維、8・・・
・・・450巻き層、9・・・・・・100巻き層、1
0,11・…・・高強度炭素繊維、12・・・・・・4
5o巻き層、13……1oo巻き層。 袴l図 第2図 第3図 累4図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 炭素繊維をシヤフトの軸方向に対し±25°〜±6
    5°に配向させた強化プラスチツク層を内層とし、±1
    5°以内に配向させた強化プラスチツク層を外層として
    なる繊維強化プラスチツク製シヤフトにおいて、前記内
    層が高弾性炭素繊維と高強度炭素繊維の重量比を1:3
    〜3:1とした強化プラスチツク層であり、前記外層が
    高強度炭素繊維からなる強化プラスチツク層であること
    を特徴とするゴルフクラブ用シヤフト。 2 強化プラスチツク層がフイラメントワインデイング
    法で形成された層である特許請求の範囲第1項記載のゴ
    ルフクラブ用シヤフト。
JP51116759A 1976-09-29 1976-09-29 ゴルフクラブ用シヤフト Expired JPS6039388B2 (ja)

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JPS5342940A JPS5342940A (en) 1978-04-18
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JPS5356264U (ja) * 1976-10-15 1978-05-13
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JPS5042928A (ja) * 1973-07-16 1975-04-18
JPS519938A (ja) * 1974-07-12 1976-01-27 Hitachi Chemical Co Ltd

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