KR102025868B1

KR102025868B1 - 골프클럽 샤프트 및 이를 이용한 골프클럽

Info

Publication number: KR102025868B1
Application number: KR1020167015377A
Authority: KR
Inventors: 요시히토 코가와; 마사키 와카바야시
Original assignee: 후지쿠라 컴퍼지트 가부시키가이샤
Priority date: 2013-12-06
Filing date: 2013-12-06
Publication date: 2019-09-26
Also published as: WO2015083277A1; KR20160094975A; JPWO2015083277A1; JP6324995B2; US20160367873A1; US9878225B2; CN105792902A; CN105792902B

Abstract

샤프트의 경량화(예를 들어 총중량이 35g 이하)와 샤프트의 강도 유지(특히 굽힘강도와 비틀림강도) 쌍방의 요구에 부응하는 것이 가능한 골프클럽 샤프트 및 이를 이용한 골프클럽을 얻는다.
강화섬유에 열경화성 수지를 함침시킨 프리프레그를 복수층 감아 열경화시켜서 된 골프클럽 샤프트에 있어서, 섬유방향이 샤프트 길이방향과 직교하는 90°프리프레그를 내층 측과 외층 측에 각각 가지고 있고, 상기 내층 측 90°프리프레그의 두께를 D1[mm], 상기 외층 측 90°프리프레그의 두께를 D2[mm]라 할 때, 다음의 조건식(1)을 만족하는 것을 특징으로 하는 골프클럽 샤프트.
(1) 2.0 ≤ D2/D1 ≤ 4.0

Description

골프클럽 샤프트 및 이를 이용한 골프클럽{Golf club shaft and golf club using same}

본 발명은 골프클럽 샤프트 및 이를 이용한 골프클럽에 관한 것이다.

금속제의 골프클럽 샤프트를 대신하여, 강화섬유(예를 들어, 탄소섬유)에 열경화성 수지를 함침시킨 프리프레그를 복수층 감아 열경화시켜서 된 FRP(섬유 강화 플라스틱; Fiber Reinforced Plastics)제의 골프클럽 샤프트가 널리 사용되고 있다.

도 6은 종래의 일반적인 골프클럽 샤프트(1)의 구성예를 도시하는 모식 사시도이다.

골프클럽 샤프트(1)는 내층 측으로부터 외층 측을 향하여 순서대로, 섬유방향이 샤프트 길이방향에 대하여 직교하는 프리프레그(90°(후프)층 프리프레그)로 구성된 압축강성(무너짐 강성) 유지층(2), 섬유방향이 샤프트 길이방향에 대하여 경사지게 교차하는 프리프레그(경사 교차(바이어스) 프리프레그, 45°층 프리프레그)로 구성된 비틀림강성 유지층(3), 및 섬유방향이 샤프트 길이방향과 평행을 이루는 프리프레그(0°층 프리프레그)로 구성된 굽힘강성 유지층(4)을 가지고 있다.

압축강성 유지층(2)과 비틀림강성 유지층(3)은 상하를 바꾼 것도 있다.

압축강성 유지층(2)과 굽힘강성 유지층(4)을 구성하는 프리프레그는, 섬유방향이 단일한 것으로 일반적으로 UD(Uni-Direction) 프리프레그라 불린다.

또한, 비틀림강성 유지층(3)은 일반적으로 샤프트 길이방향에 대한 섬유방향이 대칭(일반적으로 길이방향에 대하여 ±45°)인 한 쌍의 UD 프리프레그(45°층, 바이어스층)를 포함하고 있으며, 게다가 평직직물(2축 직물), 3축 직물, 4축 직물을 열경화성 수지에 함침시킨 평직직물(2축 직물) 프리프레그, 3축 직물 프리프레그, 4축 직물 프리프레그를 비틀림강성 유지층(3) 내에 포함시킨 골프클럽 샤프트(1)도 본 출원인에 의해 개발되어 있다.

한편, 최근의 골프클럽 샤프트의 경량화 경향이 두드러지고 있어, 본 출원인은 총중량 35g 이하의 초경량인 골프클럽 샤프트의 개발을 진행하고 있다.

골프클럽 샤프트를 경량화하기 위해서는, 단순하게는, 골프클럽 샤프트를 구성하는 프리프레그의 매수(枚數)를 줄이고, 각 프리프레그의 두께나 밀도를 적게하여 전체의 중량을 적게하면 좋다.

그러나, 총중량 35g 이하와 같은 극한까지의 경량화를 목표로 하는 경우에는, 골프클럽 샤프트의 강도(특히 굽힘강도과 비틀림강도) 저하라는 문제가 항상 서로 이웃 관계에 있어, 골프클럽 샤프트가 파손될 위험성이 증대되고 만다.

즉, 골프클럽 샤프트의 기술분야에 있어서는, 기본적으로 샤프트의 경량화와 샤프트의 강도 유지는 트레이드 오프(trade-off)의 관계에 있어, 종래 제품의 골프클럽 샤프트는 샤프트의 경량화와 샤프트의 강도 유지 쌍방의 요구에 부응하지 못하였다.

일본 공개특허공보 평09-131422호 공보 일본 공개특허공보 제2000-51413호 공보

본 발명은 이상의 문제 의식에 기초하여 완성된 것으로, 샤프트의 경량화(예를 들어, 총중량이 35g 이하)와 샤프트의 강도 유지(특히 굽힘강도와 비틀림강도) 쌍방의 요구에 부응하는 것이 가능한 골프클럽 샤프트 및 이를 이용한 골프클럽을 얻는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은 예의(銳意) 연구의 결과, 섬유방향이 샤프트 길이방향과 직교하는 90°프리프레그를 내층 측과 외층 측에 각각 마련하고, 이들 내층 측 90°프리프레그과 외층 측 90°프리프레그의 두께를 최적 설정하는 것에 의해, 샤프트의 경량화(예를 들어, 총중량 35g 이하)와 샤프트의 강도 유지(특히 굽힘강도와 비틀림강도) 쌍방의 요구에 부응하는 것이 가능하다는 착안에 기초하여 본 발명을 완성시켰다.

본 발명의 골프클럽 샤프트는, 강화섬유에 열경화성 수지를 함침시킨 프리프레그를 복수층 감아 열경화시켜서 된 골프클럽 샤프트에 있어서, 최내층에 섬유방향이 샤프트 길이방향과 직교하는 90°프리프레그를 가지고 있는 것; 외층 측에 섬유방향이 샤프트 길이방향과 직교하는 90°프리프레그를 가지고 있는 것; 상기 최내층 90°프리프레그와 상기 외층 측 90°프리프레그는 함께 상기 골프클럽 샤프트의 전체 길이에 걸쳐 전장층을 이루는 것; 상기 최내층 90°프리프레그와 상기 외층 측 90°프리프레그의 사이에, 섬유방향이 샤프트 길이방향에 대하여 대칭을 이루는 한편 상기 골프클럽 샤프트의 전체 길이에 걸쳐 전장층을 이루는 한 쌍의 바이어스 프리프레그와, 섬유방향이 샤프트 길이방향과 평행을 이루는 한편 상기 골프클럽 샤프트의 전체 길이에 걸쳐 전장층을 이루는 0°프리프레그와, 상기 골프클럽 샤프트의 선단부에만 권회되는 보강 프리프레그를 개재시킨 샌드위치 구조부를 가지고 있는 것; 및 상기 최내층 90°프리프레그의 두께를 D1[mm], 상기 외층 측 90°프리프레그의 두께를 D2[mm]라 할 때, 다음의 조건식(1)을 만족하는 것을 특징으로 하고 있다.

(1) 2.0 ≤ D2/D1 ≤ 4.0

본 발명의 골프클럽 샤프트는, 다음의 조건식(2) 및 (3)을 만족하는 것이 바람직하다.

(2) 0.01 ≤ D1 ≤ 0.05

(3) 0.04 ≤ D2 ≤ 0.10

"최내층 90°프리프레그의 두께 D1"은, "가열 경화 전의 프리프레그 상태로 있는 최내층 90°프리프레그의 두께"를 의미하고 있다.

"외층 측 90°프리프레그의 두께 D2"는, "가열 경화 전의 프리프레그 상태로 있는 외층 측 90°프리프레그의 두께"를 의미하고 있다.

삭제

본 발명의 골프클럽 샤프트는, 상기 한 쌍의 바이어스 프리프레그 각각의 두께를 D3[mm]라 할 때, 다음 조건식(4)를 만족하는 것이 바람직하다.

(4) 0.01 ≤ D3 ≤ 0.03

"한 쌍의 바이어스 프리프레그 각각의 두께 D3"은, "가열 경화 전의 프리프레그 상태로 있는 한 쌍의 바이어스 프리프레그 각각의 두께"를 의미하고 있다.

본 발명의 골프클럽 샤프트는, 상기 샌드위치 구조부의 보강 프리프레그와는 별도로, 상기 골프클럽 샤프트의 선단부에만 권회시킨 제2보강 프리프레그를 가지고 있고, 상기 골프클럽 샤프트 중 상기 샌드위치 구조부의 보강 프리프레그 및 상기 제2보강 프리프레그가 권회되지 않은 최박부(最薄部)의 두께를 DT[mm]라 할 때, 다음 조건식(5)를 만족하는 것이 바람직하다.

(5) 0.3 ≤ DT ≤ 0.5

"골프클럽 샤프트 중 샌드위치 구조부의 보강 프리프레그 및 제2보강 프리프레그가 권회되지 않은 최박부의 두께 DT"는 "가열 경화 후의 샤프트 완성상태로 있는 골프클럽 샤프트 중 샌드위치 구조부의 보강 프리프레그 및 제2보강 프리프레그가 권회되지 않은 최박부의 두께"를 의미하고 있다.

상기 샌드위치 구조부의 외층 측에는, 섬유방향이 샤프트 길이방향과 평행을 이루는 0°프리프레그가 추가로 배치되어 있고, 상기 샌드위치 구조부의 보강 프리프레그는 섬유방향이 샤프트 길이방향에 대하여 대칭을 이루는 한 쌍의 보강용 바이어스 프리프레그와, 섬유방향이 샤프트 길이방향과 평행을 이루는 보강용 0°프리프레그를 가지고 있고, 상기 제2보강 프리프레그는 섬유방향이 샤프트 길이방향과 평행을 이루는 삼각 프리프레그를 가지고 있고, 상기 골프클럽 샤프트의 총중량에 대하여 상기 최내층 90°프리프레그와 상기 외층 측 90°프리프레그가 차지하는 중량의 비율이 20±3%이고, 상기 골프클럽 샤프트의 총중량에 대하여 상기 한 쌍의 바이어스 프리프레그와 상기 한 쌍의 보강용 바이어스 프리프레그가 차지하는 중량의 비율이 30±3%이며, 상기 골프클럽 샤프트의 총 중량에 대하여 상기 최내층 90°프리프레그와 상기 외층 측 90°프리프레그 사이의 0°프리프레그, 상기 샌드위치 구조부의 외층 측에 추가된 0°프리프레그 및 상기 보강용 0°프리프레그, 및 상기 삼각 프리프레그가 차지하는 중량의 비율이 50±3%인 것이 바람직하다.

본 발명의 골프클럽 샤프트는, 그 선단 작은 직경 측으로부터 손잡이 큰 직경 측을 향하여 점차 직경이 커지게 되는 테이퍼부를 가지고 있고, 상기 테이퍼부의 샤프트 길이방향의 길이를 LT[mm]라 할 때, 다음 조건식(6)을 만족하는 것이 바람직하다.

(6) 900 ≤ LT ≤ 1100

"테이퍼부의 샤프트 길이방향의 길이 LT"는, "가열 경화 후의 샤프트 완성 상태로 있는 테이퍼부의 샤프트 길이방향의 길이"를 의미하고 있다.

본 발명의 골프클럽 샤프트는, 상기 테이퍼부의 테이퍼율을 TA라 할 때, 다음의 조건식(7)을 만족하는 것이 바람직하다.

(7) 7.5/1000 ≤ TA ≤ 8.5/1000

"테이퍼부의 테이퍼율 TA"는, "가열 경화 후의 샤프트 완성 상태로 있는 테이퍼부의 테이퍼율"을 의미하고 있다.

본 발명의 골프클럽 샤프트는, 상기 최내층 90°프리프레그와 상기 외층 측 90°프리프레그의 중량을 합한 값을 W1, 상기 골프클럽 샤프트의 총중량을 W2라 할 때, 다음의 조건식(8)을 만족하는 것이 바람직하다.

(8) 0.1 ≤ W1/W2 ≤ 0.3

"최내층 90°프리프레그와 외층 측 90°프리프레그의 중량을 합한 값 W1"은 "가열 경화 전의 프리프레그 상태로 있는 최내층 90°프리프레그와 외층 측 90°프리프레그의 중량을 합한 값"을 의미하고 있다.

"골프클럽 샤프트의 총중량 W2"는, "가열 경화 후의 샤프트 완성 상태로 있는 골프클럽 샤프트의 총중량"을 의미하고 있다.

상기 골프클럽 샤프트의 총중량은 35g 이하인 것이 바람직하다.

본 발명의 골프클럽은 상술한 어느 하나의 골프클럽 샤프트에 클럽헤드와 그립을 장착한 것이다.

본 발명에 따르면, 샤프트의 경량화(예를 들어 총중량이 35g 이하)와 샤프트의 강도 유지(특히 굽힘강도와 비틀림강도) 쌍방의 요구에 부응하는 것이 가능한 골프클럽 샤프트 및 이를 이용한 골프클럽이 제공된다.

도 1은 본 발명에 따른 골프클럽 샤프트의 프리프레그 적층구조를 나타내는 도,
도 2는 제1비교예의 골프클럽 샤프트의 프리프레그 적층구조를 나타내는 도,
도 3은 제2비교예의 골프클럽 샤프트의 프리프레그 적층구조를 나타내는 도,
도 4는 제3비교예의 골프클럽 샤프트의 프리프레그 적층구조를 나타내는 도,
도 5는 제4비교예의 골프클럽 샤프트의 프리프레그 적층구조를 나타내는 도,
도 6은 종래의 일반적인 골프클럽 샤프트의 구성예를 도시하는 모식 사시도.

도 1은 본 발명에 따른 골프클럽 샤프트(GS)의 프리프레그 적층구조를 나타내고 있다.

같은 도면에 있어서, "선단 권회수"는 선단 작은 직경 측의 권회수(프라이 수)를, "손잡이 권회수"는 손잡이 큰 직경 측의 권회수(프라이 수)를 각각 나타내고 있다.

"각도(°)"는 각 프리프레그 중 강화섬유의 샤프트 길이방향에 대한 각도(본 실시 형태에서는 0°, ±45° 또는 90°)를 나타내고 있다.

"시트 두께(mm)"는 가열 경화 전의 프리프레그 상태로 있는 각 프리프레그의 두께를 나타내고 있다.

"샤프트 살 두께(mm)"는 가열 경화 후의 샤프트 완성 상태로 있는 골프클럽 샤프트의 최박부를 구성하는 각 프리프레그(각 전장층)의 두께를 나타내고 있다.

"시트 중량(g)"은 가열 경화 전의 프리프레그 상태로 있는 각 프리프레그의 중량을 나타내고 있다.

본 실시 형태의 골프클럽 샤프트(GS)는 그 최박부의 두께가 0.422mm이고, 그 총중량이 31g이다.

골프클럽 샤프트(GS)는 강화섬유에 열경화성 수지를 함침시킨 프리프레그를 복수층 권회하여 열경화시켜서 된다.

강화섬유로는 탄소섬유, 알루미나섬유, 아라미드섬유, 유리섬유, 티라노섬유(tyranno fiber), 카본실리케이트섬유 또는 비정질(amorphous)섬유 등 각종 재료를 사용하는 것이 가능하다.

열경화성 수지로는 에폭시수지, 불포화 폴리에스테르수지, 페놀수지, 비닐에스테르수지 또는 피크(peek)수지 등 각종 재료를 사용하는 것이 가능하다.

골프클럽 샤프트(GS)는 그 선단 작은 직경 측으로부터 손잡이 큰 직경 측을 향하여 점차 직경이 커지게 되는 테이퍼부(T)를 가지고 있다.

골프클럽 샤프트(GS)의 작은 직경 측 단부에는 클럽헤드(미도시)가 장착되며, 골프클럽 샤프트(GS)의 큰 직경 측 단부에는 그립(미도시)이 장착된다.

골프클럽 샤프트(GS)는 테이퍼 형상의 봉형상 맨드릴(봉형상 심지금속)(M)에 대하여, 내층 측(하층 측)으로부터 외층 측(상층 측)을 향하여 순서대로, 1회 감은 90°프리프레그(이하, 내층 측 90°프리프레그)(P1)와, 각 3회 감은 한 쌍의 바이어스 프리프레그(P2)(P3)와, 각 1회 감은 한 쌍의 보강용 바이어스 프리프레그(P4)(P5)와, 1회 감은 보강용 0°프리프레그(P6)와, 1회 감은 0°프리프레그(P7)와, 1회 감은 90°프리프레그(이하, 외층 측 90°프리프레그)(P8)와, 1회 감은 0°프리프레그(P9)와, 1회 감은 0°프리프레그(P10)와, 삼각 프리프레그(보강 프리프레그)(P11)를 순서대로 권회시켜, 이들을 열경화시킨 후, 봉형상 맨드릴(M)을 빼내는 것에 의해 제조된다.

내층 측 90°프리프레그(P1)와 외층 측 90°프리프레그(P8)는 그 섬유방향이 샤프트 길이방향과 직교하고 있다.

한 쌍의 바이어스 프리프레그(P2)(P3)와 한 쌍의 보강용 바이어스 프리프레그(P4)(P5)는 그 섬유방향이 샤프트 길이방향에 대하여 대칭(본 실시 형태에서는 ±45°)을 이루고 있다.

보강용 0°프리프레그(P6)와, 0°프리프레그(P7)와, 0°프리프레그(P9)와, 0°프리프레그(P10)와, 삼각 프리프레그(P11)는, 그의 섬유방향이 샤프트 길이방향과 평행을 이루고 있다.

내층 측 90°프리프레그(P1)와, 한 쌍의 바이어스 프리프레그(P2)(P3)와, 0°프리프레그(P7)와, 외층 측 90°프리프레그(P8)와, 0°프리프레그(P9)와, 0°프리프레그(P10)는, 골프클럽 샤프트(GS)의 전체 길이에 걸쳐 전장층을 이루고, 봉형상 맨드릴(M)에 권회시킬 때에 같은 권회수로 되도록 큰 직경 측 단부로부터 작은 직경 단부를 향하여 좁아지도록 사다리꼴 형상으로 형성되어 있다.

한 쌍의 보강용 바이어스 프리프레그(P4)(P5)와 보강용 0°프리프레그(P6)는, 골프클럽 샤프트(GS)의 작은 직경 측 단부 인근(길이방향의 일부)에만 권회시켜서 골프클럽 샤프트(GS)의 작은 직경 측 단부 인근(길이방향의 일부)을 보강하기 위한 것이다.

삼각 프리프레그(P11)는 골프클럽 샤프트(GS)의 선단부를 클럽 헤드(미도시)의 호젤(hosel) 직경에 대응하는 스트레이트부로 하기 위한 것이다.

골프클럽 샤프트(GS)는 보강 프리프레그(P4~P6) 및 삼각 프리프레그(P11)가 권회되어 있지 않고 전체 길이 프리프레그(P1~P3)(P7~P10)만이 권회되어 있는 부분이 그 두께방향의 최박부로 된다.

본 실시 형태의 골프클럽 샤프트(GS)는, 내층 측 90°프리프레그(P1)와 외층 측 90°프리프레그(P8)를 내층 측과 외층 측에 각각 마련하고, 이들 내층 측 90°프리프레그(P1)와 외층 측 90°프리프레그(P8)의 두께를 최적 설정하는 것에 의해, 샤프트의 경량화(예를 들어 총중량이 35g 이하, 본 실시 형태에서는 샤프트 총중량이 31g)와 샤프트의 강도 유지(특히 굽힘강도와 비틀림강도) 쌍방의 요구에 부응하는 것에 성공하였다.

조건식(1)은 내층 측 90°프리프레그(P1)의 두께 D1[mm]와, 외층 측 90°프리프레그(P8)의 두께 D2[mm]의 비를 규정하고 있다.

조건식(1)을 만족하는 것으로 샤프트의 경량화(예를 들어 총중량이 35g 이하)와 샤프트의 강도 유지(특히 굽힘강도) 쌍방의 요구에 부응하는 것이 가능하다.

조건식(1)의 상한을 초과하면, 외층 측 90°프리프레그(P8)의 두께가 내층 측 90°프리프레그(P1)의 두께에 대하여 지나치게 커지게 되어, 샤프트의 경량화(예를 들어 총중량이 35g 이하)가 극히 어려워지고 만다.

조건식(1)의 하한을 초과하면, 외층 측 90°프리프레그(P8)의 두께가 내층 측 90°프리프레그(P1)의 두께에 대하여 지나치게 작아지게 되어, 샤프트의 강도(특히 굽힘강도)가 저하하여 파손되기 쉬워지고 만다.

조건식(2)는 내층 측 90°프리프레그(P1)의 두께 D1[mm]을 규정하고 있다.

조건식(2)를 만족하는 것으로 샤프트의 경량화(예를 들어 총중량이 35g 이하)와 샤프트의 강도 유지(특히 굽힘강도) 쌍방의 요구에 부응하는 것이 가능하다.

조건식(2)의 상한을 초과하면, 내층 측 90°프리프레그(P1)의 두께가 지나치게 커지게 되어, 샤프트의 경량화(예를 들어 총중량이 35g 이하)가 극히 어려워지고 만다.

조건식(2)의 하한을 초과하면, 내층 측 90°프리프레그(P1)의 두께가 지나치게 작아지게 되어, 샤프트의 강도(특히 굽힘강도)가 저하하여 파손되기 쉬워지고 만다.

조건식(3)은 외층 측 90°프리프레그(P8)의 두께 D2[mm]를 규정하고 있다.

조건식(3)을 만족하는 것으로, 샤프트의 경량화(예를 들어 총중량이 35g 이하)와 샤프트의 강도 유지(특히 굽힘강도) 쌍방의 요구에 부응하는 것이 가능하다.

조건식(3)의 상한을 초과하면, 외층 측 90°프리프레그(P8)의 두께가 지나치게 커지게 되어, 샤프트의 경량화(예를 들어 총중량이 35g 이하)가 극히 어려워지고 만다.

조건식(3)의 하한을 초과하면, 외층 측 90°프리프레그(P8)의 두께가 지나치게 작아지게 되어, 샤프트의 강도(특히 굽힘강도)가 저하하여 파손되기 쉬워지고 만다.

상술한 바와 같이, 본 실시 형태의 골프클럽 샤프트(GS)는, 내층 측 90°프리프레그(P1)와 외층 측 90°프리프레그(P8) 사이에 전장층으로서 한 쌍의 바이어스 프리프레그(P2)(P3)가 개재되어 있다.

조건식(4)는 이 구성에 있어서, 한 쌍의 바이어스 프리프레그(P2)(P3) 각각의 두께 D3[mm]을 규정하고 있다.

조건식(4)를 만족하는 것으로 샤프트의 강도(특히 비틀림강도)를 유지하는 동시에, 한 쌍의 바이어스 프리프레그(P2)(P3)의 권회, 나아가서는 골프클럽 샤프트(GS)의 제조를 용이하게 행하는 것이 가능하다.

조건식(4)의 상한을 초과하면, 한 쌍의 바이어스 프리프레그(P2)(P3) 각각의 두께가 지나치게 커지게 되어, 중량을 맞춘 경우에 플라이 수가 적어지게 되기 때문에, 샤프트의 강도(특히 비틀림강도)가 저하하여 파손되기 쉬워지고 만다.

조건식(4)의 하한을 초과하면, 한 쌍의 바이어스 프리프레그(P2)(P3)의 권회 나아가서는 골프클럽 샤프트(GS)의 제조가 곤란하게 되고 만다.

상술한 바와 같이, 본 실시 형태의 골프클럽 샤프트(GS)는, 보강 프리프레그(P4~P6) 및 삼각 프리프레그(P11)가 권회되어 있지 않고 전체길이 프리프레그(P1~P3)(P7~P10)만이 권회되어 있는 부분이 그 두께방향의 최박부로 된다.

조건식(5)는 이 구성에 있어서, 골프클럽 샤프트(GS)의 최박부 두께 DT[mm]를 규정하고 있다.

조건식(5)를 만족하는 것으로, 샤프트의 경량화(예를 들어 총중량이 35g 이하)와 샤프트의 강도 유지 쌍방의 요구에 부응하는 것이 가능하다.

조건식(5)의 상한을 초과하면, 골프클럽 샤프트(GS)의 최박부 두께가 지나치게 커지게 되어, 샤프트의 경량화(예를 들어 총중량이 35g 이하)가 극히 어려워지고 만다.

조건식(5)의 하한을 초과하면, 골프클럽 샤프트(GS)의 최박부 두께가 지나치게 작아지게 되어, 샤프트의 강도가 저하하여 파손되기 쉬워지고 만다.

상술한 바와 같이, 본 실시 형태의 골프클럽 샤프트(GS)는 그 선단 작은 직경 측으로부터 손잡이 큰 직경 측을 향하여 점차 직경이 커지게 되는 테이퍼부(T)를 가지고 있다.

조건식(6)은 이 구성에 있어서, 테이퍼부(T)의 샤프트 길이방향 길이 LT[mm]를 규정하고 있다.

조건식(6)을 만족하는 것으로, 샤프트의 경량화(예를 들어 총중량이 35g 이하)를 도모하는 동시에, 제조 시에 골프클럽 샤프트(GS)를 봉형상 맨드릴(M)로부터 빼내기 용이하며(심지 빼기가 용이), 또한 샤프트의 손잡이 큰 직경 측(Butt 부분)이 극단적으로 커지게 되는 것을 방지하는 것이 가능하다.

조건식(6)의 상한을 초과하면, 샤프트의 경량화(예를 들어 총중량이 35g 이하)가 극히 어려워지고 만다.

조건식(6)의 하한을 초과하면, 제조 시에 골프클럽 샤프트(GS)를 봉형상 맨드릴(M)로부터 빼내기 어려워지고(심지 빼기가 어려움), 또한 샤프트의 손잡이 큰 직경 측(Butt 부분)이 극단적으로 커지게 되고 만다.

조건식(7)은 이 구성에 있어서, 테이퍼부(T)의 테이퍼율(TA)을 규정하고 있다.

조건식(7)을 만족하는 것으로, 샤프트의 경량화(예를 들어 총중량이 35g 이하)를 도모하는 동시에, 샤프트의 급힘강성과 비틀림강성을 최적 범위로 설정하는 것이 가능하다.

조건식(7)의 상한을 초과하면, 샤프트의 굽힘강성과 비틀림강성이 지나치게 커지게 되는 동시에, 샤프트의 경량화(예를 들어 총중량이 35g 이하)가 극히 어려워지고 만다.

조건식(7)의 하한을 초과하면, 샤프트의 굽힘강성과 비틀림강성이 저하하여 파손되기 쉬워지고 만다.

조건식(8)은 내층 측 90°프리프레그(P1)와 외층 측 90°프리프레그(P8)의 중량을 합한 값 W1(가열 경화 전의 프리프레그 상태)과 골프클럽 샤프트(GS)의 총중량 W2(가열 경화 후의 샤프트 완성 상태)의 비를 규정하고 있다.

조건식(8)을 만족하는 것으로, 샤프트의 경량화(예를 들어 총중량이 35g 이하)와 샤프트의 강도 유지 쌍방의 요구에 부응하는 것이 가능하다.

조건식(8)의 상한을 초과하면, 내층 측 90°프리프레그(P1)와 외층 측 90°프리프레그(P8)의 중량이 지나치게 커지게 되어, 샤프트의 경량화(예를 들어 총중량이 35g 이하)가 극히 어려워지고 만다.

조건식(8)의 하한을 초과하면, 내층 측 90°프리프레그(P1)와 외층 측 90°프리프레그(P8)의 중량이 지나치게 작아지게 되어, 샤프트의 강도가 저하하여 파손되기 쉬워지고 만다.

표 1은 본 실시 형태의 골프클럽 샤프트(GS)(도 1)의 조건식(1)~(8)에 대응하는 수치(조건식 대응 수치)를 나타내고 있다.

표 1로부터 알 수 있듯이, 본 실시 형태의 골프클럽 샤프트(GS)는 조건식(1)~(8)을 만족하고 있다.

조건식	조건식 대응 수치
(1) 2.0 ≤ D2/D1 ≤ 4.0	2.65
(2) 0.01 ≤ D1 ≤ 0.05	0.023
(3) 0.04 ≤ D2 ≤ 0.10	0.061
(4) 0.01 ≤ D3 ≤ 0.03	0.023
(5) 0.3 ≤ DT ≤ 0.5	0.422
(6) 900 ≤ LT ≤ 1100	960
(7) 7.5/1000 ≤ TA ≤ 8.5/1000	8.0/1000
(8) 0.1 ≤ W1/W2 ≤ 0.3	0.182

표 2는 본 실시 형태의 골프클럽 샤프트(GS)(도 1)의 샤프트 총중량(31g)에 대하여, 0°층(프리프레그 P6, P7, P9~P11 해당), 45°층(프리프레그 P2~P5 해당) 및 90°층(프리프레그 P1, P8 해당)이 차지하는 중량 및 비율을 나타내고 있다.

표 2에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태의 골프클럽 샤프트(GS)는, 샤프트 총중량을 100%라 할 때, 0°층, 45°층 및 90°층의 중량이 차지하는 비율이 대략 50%(50±3%), 대략 30%(30±3 %) 및 대략 20%(20±3%)로 되어 있다.

각도	중량(g)	비율(%)
0°	16.2	52.1
45°	9.2	29.7
90°	5.6	18.2
합계	31.0	100.0

이상의 실시 형태에서는 내층 측 90°프리프레그(P1)를 최내층에 배치한 경우를 예시하여 설명하였지만, 내층 측 90°프리프레그(P1)를 반드시 최내층에 배치 할 필요는 없어, 내층 측 90°프리프레그(P1)의 내층 측에 도시하지 않은 별도의 최내층 프리프레그를 배치하여도 좋다.

(본 발명에 따른 샤프트의 강도 우위성을 확인하기 위한 실증 실험)

본 발명자들은 본 실시 형태의 골프클럽 샤프트(GS)(도 1) 및 제1~제4비교예의 골프클럽 샤프트(GS1~GS4)를 실제로 제작하여, 제작한 골프클럽 샤프트의 실증 실험을 행하는 것으로, 본 발명에 따른 샤프트의 강도 우위성을 확인하였다.

후술한 3점 굽힘강도 시험 및 비틀림 파괴강도 시험을 공평하게 행하는 관점에서, 제1~제4비교예의 골프클럽 샤프트(GS1~GS4)의 총중량은 본 실시 형태의 골프클럽 샤프트(GS)와 동일하도록 31g으로 하였다.

도 2는 제1비교예의 골프클럽 샤프트(GS1)의 프리프레그 적층 구조를 나타내는 도이다.

골프클럽 샤프트(GS1)는 본 실시 형태의 골프클럽 샤프트(GS)(도 1)에 있어서, 내층 측 90°프리프레그(P1)(두께가 0.023[mm])와 외층 측 90°프리프레그(P8)(두께가 0.061[mm]) 대신에, 그 두께가 0.047[mm]로 모두 동일한 내층 측 90°프리프레그(P1-1)과 외층 측 90°프리프레그(P8-1)를 마련한 구성으로 되어 있다.

이 골프클럽 샤프트(GS1)는 D2/D1 = 0.047/0.047 = 1로 되어, 본원 발명의 조건식(1)을 만족하지 않는다.

도 3은 제2비교예의 골프클럽 샤프트(GS2)의 프리프레그 적층 구조를 나타내는 도이다.

골프클럽 샤프트(GS2)는 본 실시 형태의 골프클럽 샤프트(GS)(도 1)에 있어서, 내층 측 90°프리프레그(P1)(두께가 0.023[mm]) 대신에 그 두께가 0.061[mm]의 내층 측 90°프리프레그(P1-2)를 마련하고, 외층 측 90°프리프레그(P8)(두께가 0.061[mm]) 대신에 그 두께가 0.023[mm]의 외층 측 90°프리프레그(P8-2)를 마련한 구성으로 되어 있다.

즉, 골프클럽 샤프트(GS2)는 본 실시 형태의 골프클럽 샤프트(GS)(도 1)에 있어서, 내층 측 90°프리프레그(P1)와 외층 측 90°프리프레그(P8)의 위치를 바꾸고, 내층 측 90°프리프레그(P1-2)와 외층 측 90°프리프레그(P8-2)로 하는 구성으로 되어 있다.

이 골프클럽 샤프트(GS2)는 D2/D1 = 0.023/0.061 = 0.38로 되어, 본원 발명의 조건식(1)을 만족하지 않는다.

도 4는 제3비교예의 골프클럽 샤프트(GS3)의 프리프레그 적층 구조를 나타내는 도이다.

골프클럽 샤프트(GS3)는 본 실시 형태의 골프클럽 샤프트(GS)(도 1)에 있어서, 외층 측 90°프리프레그(P8)(두께가 0.061[mm])를 생략한 후에, 내층 측 90°프리프레그(P1)(두께가 0.023[mm]) 대신에, 그 두께가 0.081[mm]의 내층 측 90°프리프레그(P1-3)를 마련한 구성으로 되어 있다.

이 골프클럽 샤프트(GS3)는 내층 측 90°프리프레그(P1-3)만이 존재하고, 외층 측 90°프리프레그가 존재하지 않기 때문에, 본원 발명의 조건식(1)의 대응 수치를 산출할 수 없다.

도 5는 제4비교예의 골프클럽 샤프트(GS4)의 프리프레그 적층 구조를 나타내는 도이다.

골프클럽 샤프트(GS4)는 본 실시 형태의 골프클럽 샤프트(GS)(도 1)에 있어서, 한 쌍의 바이어스 프리프레그(P2)(P3)(각각의 두께가 0.023[mm]) 대신에, 각각의 두께가 0.047[mm]인 한 쌍의 바이어스 프리프레그(P2-4)(P3-4)를 마련한 구성으로 되어 있다.

이 골프클럽 샤프트(GS4)는 D3=0.047[mm]로 되어, 본원 발명의 조건식(4)를 만족하지 않는다.

(강도 테스트 데이터1)

본 발명자들은 제작한 본 실시 형태의 골프클럽 샤프트(GS) 및 제1~제3비교 예의 골프클럽 샤프트(GS1~GS3)에 대하여, 3점 굽힘강도 시험을 행하였다.

구체적으로는 샤프트 선단으로부터 90mm(T-90), 175mm(T-175), 525mm(T-525)의 위치와 샤프트 손잡이로부터 175mm(B-175)의 위치에 하중을 가하여 샤프트가 꺾여 파손되었을 때의 하중을 측정하였다.

표 3, 표 4는 3점 굽힘강도 시험의 결과를 나타내고 있다.

표 3, 표 4로 알 수 있듯이, 본 실시 형태의 골프클럽 샤프트(GS)는 제1~제3비교예의 골프클럽 샤프트(GS1~GS3)와 비교하여 높은 3점 굽힘강도를 얻는 것이 가능하였다.

측정 데이터

항목	3점 굽힘 강도(N)
	T-90	T-175	T-525	B-175
	(mm)	(mm)	(mm)	(mm)
본원 발명	1510.4	534.9	513.0	576.3
제1비교예	1565.4	520.6	500.1	565.9
제2비교예	1475.8	488.0	447.4	444.0
제3비교예	1248.2	456.9	356.4	366.2

강도 비율(본원 발명을 100%로 한 경우)

항목	3점 굽힘 강도(%)
	T-90	T-175	T-525	B-175
	(mm)	(mm)	(mm)	(mm)
본원 발명	100.0	100.0	100.0	100.0
제1비교예	103.6	97.3	97.5	98.2
제2비교예	97.7	91.2	87.2	77.0
제3비교예	82.6	85.4	69.5	63.5

(강도 테스트 데이터2)

본 발명자들은 제작한 본 실시 형태의 골프클럽 샤프트(GS) 및 제4비교예의 골프클럽 샤프트(GS4)에 대하여, 비틀림 파괴강도 시험을 행하였다.

구체적으로는, 샤프트 전체 길이에 걸쳐 비틀려 파괴되었을 때의 파괴력A와 파괴각B를 측정하였다.

표 5, 표 6은 비틀림 파괴강도 시험의 결과를 나타내고 있다.

표 5, 표 6으로 알 수 있듯이, 본 실시 형태의 골프클럽 샤프트(GS)는 제4비교예의 골프클럽 샤프트(GS4)와 비교하여 높은 비틀림 파괴강도를 얻는 것이 가능하였다.

강도 데이터

항목	비틀림 파괴 강도
	파괴력A	파괴각B	파괴력A×파괴각B
	(N·m)	(deg)	(N·m·deg)
본원 발명	11.6	142.1	1650.7
제4비교예	10.7	132.3	1417.3

강도 비율(본원 발명을 100%로 한 경우)

항목	비틀림 파괴 강도
	파괴력A	파괴각B	파괴력A×파괴각B
	(%)	(%)	(%)
본원 발명	100.0	100.0	100.0
제4비교예	92.2	93.1	85.9

본 발명에 따른 골프클럽 샤프트 및 이를 이용한 골프클럽은 예를 들어 골프의 플레이에 이용하기에 바람직하다.

GS : 골프클럽 샤프트
M : 봉형상 맨드릴(봉형상 심지금속)
P1 : 90°프리프레그(내층 측 90°프리프레그)
P2, P3 : 한 쌍의 바이어스 프리프레그
P4, P5 : 한 쌍의 보강용 바이어스 프리프레그
P6 : 보강용 0°프리프레그
P7 : 0°프리프레그
P8 : 90°프리프레그(외층 측 90°프리프레그)
P9 : 0°프리프레그
P10 : 0°프리프레그
P11 : 삼각 프리프레그(보강 프리프레그)

Claims

강화섬유에 열경화성 수지를 함침시킨 프리프레그를 복수층 감아 열경화시켜서 된 골프클럽 샤프트에 있어서,
최내층에 섬유방향이 샤프트 길이방향과 직교하는 90°프리프레그를 가지고 있는 것;
외층 측에 섬유방향이 샤프트 길이방향과 직교하는 90°프리프레그를 가지고 있는 것;
상기 최내층 90°프리프레그와 상기 외층 측 90°프리프레그는 함께 상기 골프클럽 샤프트의 전체 길이에 걸쳐 전장층을 이루는 것;
상기 최내층 90°프리프레그와 상기 외층 측 90°프리프레그의 사이에, 섬유방향이 샤프트 길이방향에 대하여 대칭을 이루는 한편 상기 골프클럽 샤프트의 전체 길이에 걸쳐 전장층을 이루는 한 쌍의 바이어스 프리프레그와, 섬유방향이 샤프트 길이방향과 평행을 이루는 한편 상기 골프클럽 샤프트의 전체 길이에 걸쳐 전장층을 이루는 0°프리프레그와, 상기 골프클럽 샤프트의 선단부에만 권회되는 보강 프리프레그를 개재시킨 샌드위치 구조부를 가지고 있는 것; 및
상기 최내층 90°프리프레그의 두께를 D1[mm], 상기 외층 측 90°프리프레그의 두께를 D2[mm]라 할 때, 다음의 조건식(1)을 만족하는 것을 특징으로 하는 골프클럽 샤프트.
(1) 2.0 ≤ D2/D1 ≤ 4.0
제1항에 있어서,
다음의 조건식(2) 및 (3)을 만족하는 골프클럽 샤프트.
(2) 0.01 ≤ D1 ≤ 0.05
(3) 0.04 ≤ D2 ≤ 0.10
삭제
제1항에 있어서,
상기 한 쌍의 바이어스 프리프레그 각각의 두께를 D3[mm]라 할 때, 다음 조건식(4)를 만족하는 골프클럽 샤프트.
(4) 0.01 ≤ D3 ≤ 0.03
제1항에 있어서,
상기 샌드위치 구조부의 보강 프리프레그와는 별도로, 상기 골프클럽 샤프트의 선단부에만 권회시킨 제2보강 프리프레그를 가지고 있고,
상기 골프클럽 샤프트 중 상기 샌드위치 구조부의 보강 프리프레그 및 상기 제2보강 프리프레그가 권회되지 않은 최박부(最薄部)의 두께를 DT[mm]라 할 때, 다음 조건식(5)를 만족하는 골프클럽 샤프트.
(5) 0.3 ≤ DT ≤ 0.5
제5항에 있어서,
상기 샌드위치 구조부의 외층 측에는, 섬유방향이 샤프트 길이방향과 평행을 이루는 0°프리프레그가 추가로 배치되어 있고,
상기 샌드위치 구조부의 보강 프리프레그는 섬유방향이 샤프트 길이방향에 대하여 대칭을 이루는 한 쌍의 보강용 바이어스 프리프레그와, 섬유방향이 샤프트 길이방향과 평행을 이루는 보강용 0°프리프레그를 가지고 있고,
상기 제2보강 프리프레그는 섬유방향이 샤프트 길이방향과 평행을 이루는 삼각 프리프레그를 가지고 있고,
상기 골프클럽 샤프트의 총중량에 대하여 상기 최내층 90°프리프레그와 상기 외층 측 90°프리프레그가 차지하는 중량의 비율이 20±3%이고,
상기 골프클럽 샤프트의 총중량에 대하여 상기 한 쌍의 바이어스 프리프레그와 상기 한 쌍의 보강용 바이어스 프리프레그가 차지하는 중량의 비율이 30±3%이며,
상기 골프클럽 샤프트의 총 중량에 대하여 상기 최내층 90°프리프레그와 상기 외층 측 90°프리프레그 사이의 0°프리프레그, 상기 샌드위치 구조부의 외층 측에 추가된 0°프리프레그 및 상기 보강용 0°프리프레그, 및 상기 삼각 프리프레그가 차지하는 중량의 비율이 50±3%인 골프클럽 샤프트.
제1항에 있어서,
상기 골프클럽 샤프트의 선단 작은 직경 측으로부터 손잡이 큰 직경 측을 향하여 점차 직경이 커지게 되는 테이퍼부를 가지고 있고,
상기 테이퍼부의 샤프트 길이방향의 길이를 LT[mm]라 할 때, 다음 조건식(6)을 만족하는 골프클럽 샤프트.
(6) 900 ≤ LT ≤ 1100
제7항에 있어서,
상기 테이퍼부의 테이퍼율을 TA라 할 때, 다음의 조건식(7)을 만족하는 골프클럽 샤프트.
(7) 7.5/1000 ≤ TA ≤ 8.5/1000
제1항에 있어서,
상기 최내층 90°프리프레그와 상기 외층 측 90°프리프레그의 중량을 합한 값 W1, 상기 골프클럽 샤프트의 총중량을 W2라 할 때, 다음의 조건식(8)을 만족하는 골프클럽 샤프트.
(8) 0.1 ≤ W1/W2 ≤ 0.3
제1항에 있어서,
상기 골프클럽 샤프트의 총중량은 35g 이하인 골프클럽 샤프트.
제1항, 제2항, 제4항 내지 제10항 중 어느 한 항의 골프클럽 샤프트에 클럽헤드와 그립을 장착하여 된 골프클럽.