JPS6039389B2 - 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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JPS6039389B2
JPS6039389B2 JP51135922A JP13592276A JPS6039389B2 JP S6039389 B2 JPS6039389 B2 JP S6039389B2 JP 51135922 A JP51135922 A JP 51135922A JP 13592276 A JP13592276 A JP 13592276A JP S6039389 B2 JPS6039389 B2 JP S6039389B2
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JP
Japan
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shaft
layer
carbon fiber
fiber
reinforced plastic
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JP51135922A
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JPS5361440A (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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Publication date
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Description

【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ある。
現在炭素繊維強化プラスチックス製ゴルフクラブ用シャ
フトは通称ブラックシャフトと呼ばれ、従来のスチール
シャフトに比べ重量が軽いためボールの飛距離が増しス
チ−ルシヤフトに変わるシャフトとして飛躍的に用いら
れるようになってきた。炭素繊維は比弾性率が大きいた
め軽量でスチールシャフトと同一の硬さになるが、被断
歪が小さいために衝撃的破断強度がスチールシャフトに
比べ小さくなる。
しかし、ゴルフクラブ用シャフトはボール打撃時に非常
に大きい衝撃荷重が加わるために衝撃的な破断強度が低
いことはシャフトの破損につながり非常に大きな問題で
ある。
そこでこの衝撃的な破断強度すなわち衝撃強度を強化す
るためにシャフト細軽部の一部に金属パイプを入れたも
のがあるが、炭素繊維プラスチック層と金属パイプの剥
離が問題になったり、紬径の一部に比重、比弾性の異な
る材料を用いるためフィーリングが悪くなる、またガラ
ス繊維を用いたものには■特関昭50−195斑号、■
特開昭50−7273び号、■椿関昭51−37733
号があるが■は炭素繊維強化プラスチック層の上にガラ
ス繊維の巻き角度を60o〜90oと強度に関し補強効
果の少ない角度で研削代として巻き、安価な製造法が目
的で強度向上を考えたものでない ■は炭素繊維プリプ
レグシートで巻いた上に先端から1/3以内だけにoo
〜60o の配向角度を有するガラス繊維を巻き耐衝
撃性の向上を考えたものであるが、部分補強でありフィ
ーリングが悪くなったり、配向角度が150以上では補
強効果が少ないなど問題がある ■は130〜260の
配向角を有する炭素繊維層と40o〜50oのガラス繊
維層を組み合せて巻いたシャフトであり、ガラス繊維層
は強度補強効果の少ない400〜500 で巻かれ、衝
撃強度の向上を考えたものではない、このように従来の
ガラス繊維を使用したシャフトは耐衝撃性向上に関し繊
維の配向角度が適当でない。炭素繊維強化ゴルフ用シャ
フトのもう一つの問題点として価格が高いということが
ある。これは炭素繊維の価格が非常に高価なためであり
、炭素繊維の使用量を低減した安価な製造法を考える必
要もある。本発明は炭素繊維にガラス繊維を混入し従来
の炭素繊維強化プラスチツクス製ゴルフクラブ用シャフ
ト比に比べ衝撃強度が強く、重量とねじり剛性の特性が
ほとんど低下しないしかも安価なシャフトを提供するも
のである。
本発明のゴルフクラブ用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炭素繊維を円錘状の金属性芯金
の軸に±25o〜65oで配向させ−定の厚みまで巻き
内層としその上に同様な炭素繊維とガラス繊維を±15
o以内に配向させ−定の厚みまで巻き外層としその上か
ら雛塑性の良いフィルムで締め付け加熱硬化させる。硬
化後センターレスグラィンダーで最外層を研削しシャフ
トに適当な硬さすなわち適当な曲げ剛性を持たせる。ま
ず薄肉炭素繊維強化プラスチックス円筒において繊維の
軸に対する配向角度と弾性率の関係を考える。第1図に
繊維の配向角度と弾性率の関係を示すねじり剛性は断面
形状が一定の場合横弾性率に比例するのでねじり剛性を
大きくするためには配向角度を450前後にすれば効果
的である。
また曲げ剛性は縦弾性率に比例するため配向角度を小さ
くしてし・仇まシャフトが硬くなり同一硬さのものに対
して軽量化できる。これより配向角度を±2y〜+65
0にすれば横弾性率はほぼ一定であり効果的にねじり剛
性を大きくすることができる。曲げ強度は縦弾性率の曲
線と相似形であり特に±1y以内にすると強度が大きく
なる。ゴルフクラブ用シャフトはボール打撃時前後に大
きくたわみ、大きい曲げモーメントと衝撃荷重をうける
。そこでそれに耐れる強度が必要である。シャフトたわ
み時の最大引張り応力は最外層に働くので最外層を曲げ
強度の大きい繊維配向角度である±15o以内にすれば
良い。以上より外層を土15o以内の配向角度、内層を
士25o 〜±65o の配向角度にすればねじり剛性
、曲げ強度にすぐれた軽いシャフトが得られる。またボ
ールを打撃した瞬間にはシャフトに衝撃的なせん断力が
加わる。衝撃的せん断破断強度は繊維の弾性率、配向角
度、破断歪断面形状および種類にきいてくる。そして配
向角度は曲げ強度の場合と同様に±15o以内が良くそ
れ以上の角度にすると補強効果が急激に低下してくる。
破断歪は大きい程良い。そこで炭素繊維に比べ破断歪が
約3倍あり炭素繊維以外で弾性率の高い方であるガラス
繊維を外層に±15o以内の配向角度で入れることによ
り衝撃的せん断強度は大幅に増加する。しかし30o以
上の配向角度で入れた場合あまり効果がないことから単
にガラス繊維を入れただけでは補強の意味をなさず、±
15o以内で入れることにより初めて大きく補強効果が
でてくることがわかる。ところで炭素繊維とガラス繊維
の混入方法には‘1}初めに炭素繊維を一定量巻き、そ
の上にガラス繊維を巻く■初めにガラス繊維を一定量巻
きその上に炭素繊維を巻く‘3’炭素繊維とガラス繊維
を交互あるいは同時に巻く、三通りの方法があるが、ガ
ラス繊維が最外層に来る場合が同じガラス繊維混入率に
対してガラス繊維層の断面2次モ−メントが最大となり
、衝撃強度も最大になる。またガラス繊維層が最外層に
あればシャフトの外面を研削する場合に高価な炭素繊維
もほとんど研削することがなく非常に経済的である。こ
れらのことから‘1}の初めに炭素繊維を巻きその上に
ガラス繊維を巻く方法が最良である。次に±150以内
の配向角度を有する外層のガラス繊維と炭素繊維の混合
比を考えてみる。研削後のシャフトにおいて外層の炭素
繊維とガラス繊維の重量比が5:1〜1:3の場合が衝
撃強度が増加し、しかも重量、ねじり剛性の特性の低下
が少ない、それ以外の場合ガラス繊維が少なすぎると衝
撃強度がほとんど増加しないまたガラス繊維が多すぎる
と曲げ剛性が低下し同一硬さのシャフトに対し重量が重
くなりすぎ、いわゆるブラックシャフトの軽量のメリッ
トがなくなってしまう。ところでシャフトの製造方法に
はフィラメントワインディング法、シートワインディン
グ法、テープワィンディング法などがあるが、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
維含有率は約73%(重量)であり、シートワインディ
ング法、テープワインデイング法では含有率が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
る繊維強化プラスチックスの機械的特性が最大となる。
また炭素繊維の価格はいまだに非常に高くガラス繊維の
価格の10針音以上であるから、炭素繊維の一部をガラ
ス繊維におきかえることにより材料費の低減が可能とな
る、最外層をガラス繊維強化プラスチックス層にしそこ
を研削代とすることによりこの効果はより大きくなり従
来まで研削代として全〈むだにすてていた炭素繊維をな
くすことができる。次に実施例を示す。
ェポキシ樹脂を含浸させた炭素繊維(商品名:東レ欄製
トレカT200)を細径4帆、太径14側、長さ130
仇奴の円錘状金属芯金にフィラメントワインディング法
により配向角度を土450で厚さが2肋になるまで巻き
、その上に同様の炭素繊維を競向角度±1ooで厚さが
1肌になるまでまき、次に同じェポキシ樹脂を含浸させ
たガラス繊維(富士ファイバーグラス■製)を配向角度
±looで層の厚さが約1肋になるまでまく(第2図参
照)。その上を雛型性の良いフィルムで締め付け加熱硬
化させ、硬化後脱型する。脱型後1143肋に切断しセ
ンターレスグラィンダーにより規定の寸法と硬さになる
まで外層を研削し繊維強化プラスチックス製ゴルフクラ
ブ用シャフトとする。従来シャフトと特性を比較する。
従来シャフトの製造法は実施例と同様にェポキシ樹脂を
含浸させた炭素繊維をフィラメントワインディング法に
より金属芯金に配向角度±450で厚さが2柳になるま
で巻きその上に同様の炭素繊維を自己向角度士100で
厚さが2帆になるまで巻く(第3図参照)その上に離型
性の良いフィルムを巻き以下実施例と同様に行なう。
以上により得られた実施例と従釆法により得られた同一
硬さのシャフト特性を比較し表1に示す、実施例の土1
oo巻の炭素繊維とガラス繊維の比率は約1:1.5で
ある。
表1特性比較表 ここでねじれ角とはシャフトのねじり剛性に反比例する
ものでシャフトの片端を固定し池端に1のot−pou
ndのねじりモーメントを与えた時にシャフトのねじれ
たねじれ角度である。
衝撃強度はアィソット衝撃試験機(JISZ2242)
にシャフトの細径部を取付けて試験した結果である。表
より実施例で得られたシャフトは衝撃強度が従来品より
約2.封音も大幅に強化されており炭素繊維使用量は従
来品の70%に低減され、ねじれ角はほとんど変わらず
、重量が多少量くなったにすぎない特性を示し、従来品
に比べすぐれたシャフトであることがわかる。
【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紅z
、横弾性率G8zと炭素繊維のシャフト‐鞠方向に対す
る配向角度を示す。 第2図はマンドレルに±45o巻き内層に炭素繊維を用
い、その上に十1oo巻きの炭素繊維を巻き最外層に±
1oo巻きのガラス繊維を巻いたシャフトを示す。第3
図はマンドレルに±45o巻き内層に炭素繊維を用い、
外層に±1oo巻きの炭素繊維を巻いたシャフトを示す
。符号の説明、1・・・・・・金属芯金、2・・・・・
・士450巻炭素繊維層、3・・・・・・100巻炭素
繊維層、4・・・・・・十loo巻ガラス繊維層、5・
・・・・・金属芯金、6・…・・十4y炭素繊維層、7
・・・・・・十1oo巻炭素繊維層。 器l図精2図 精3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、外層が
    前記内層の上に形成された炭素繊維(a)からなる強化
    プラスチツク層と、さらにその上に形成されたガラス繊
    維からなる強化プラスチツク層とからなり、かつ前記炭
    素繊維(a)とガラス繊維の重量比が5:1〜1:3に
    なるように配分されてい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。
JP51135922A 1976-11-12 1976-11-12 ゴルフクラブ用シヤフト Expired JPS6039389B2 (ja)

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JPS5361440A JPS5361440A (en) 1978-06-01
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Families Citing this family (7)

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JPS519938A (ja) * 1974-07-12 1976-01-27 Hitachi Chemical Co Ltd

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