WO2009113382A1 - ゴルフクラブシャフト及びゴルフクラブ - Google Patents

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prepregs
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雅貴 若林
義仁 古川
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藤倉ゴム工業株式会社
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    • A63B60/06—Handles
    • A63B60/10—Handles with means for indicating correct holding positions

Definitions

  • the present invention relates to a golf club shaft and a golf club manufactured by winding and thermosetting a thermosetting resin prepreg (sheet).
  • a prepreg is known as a sheet-like material in which carbon fiber is impregnated with an uncured thermosetting resin.
  • a plurality of prepregs are wound around a mandrel composed of a taper shaft, heat-cured, and then tapered. It is shaped like a shaft.
  • a prepreg generally has a full length layer and a tip reinforcing layer, and the full length layer is usually formed in a trapezoidal shape so that when it is wound around a tapered mandrel, the total number of turns is the same.
  • the tip reinforcing layer is a layer wound only on the tip portion because the strength (bending rigidity, EI) of the tip portion is insufficient only with the trapezoidal prepreg.
  • FIG. 6 is a configuration example of a golf club shaft made up of this conventional full length layer and tip reinforcing layer.
  • two trapezoidal bias layers (45 ° in total, 4 turns) each in turn from the lower layer to the tapered mandrel 10 (45 ° layer, the long fiber direction is 45 ° with respect to the shaft axis direction).
  • the directions of the biases (long fibers) of the trapezoidal bias layers 11 and 12 are orthogonal to each other.
  • the tip reinforcing layer 16 is a layer for reinforcing the tip, and is wound only around the tip.
  • a triangular prepreg 17 made of a 0 ° layer is wound around the tip portion to make the shaft tip a straight portion corresponding to the hosel diameter of the club head. Turned.
  • the trapezoidal layers 11 to 15, the tip reinforcing layer 16 and the triangular prepreg 17 wound on the mandrel 10 are heated to cure the uncured thermosetting resin to form a golf club shaft.
  • Various types of carbon fibers and impregnating thermosetting resins are included in the trapezoidal layers 11 to 15, the tip reinforcing layer 16, and the triangular prepreg 17. JP-A-9-131422 JP 2000-51413 A
  • a golf club shaft having a total of five full-length trapezoidal layers 11 to 15, a tip reinforcing layer 16, and a triangular prepreg 17 has a bending rigidity that changes stepwise (discontinuously) at the tip reinforcing layer 16. The shaft does not bend smoothly during the swing, the head speed does not increase, and the user cannot have a favorable feeling of use.
  • the present invention is based on the above problem awareness of the conventional golf club shaft, without using a tip reinforcing layer that causes a discontinuity in the length direction in the bending rigidity, and without changing the bending rigidity at the hand. It is an object of the present invention to obtain a golf club shaft capable of increasing bending rigidity and suppressing bending rigidity in the circumferential direction.
  • the present invention includes a golf club shaft in which an uncured thermosetting resin prepreg is wound in a taper shape and thermally cured, and includes three or more rectangular carbon prepregs as a full length layer; , Consisting of a 0 ° layer with the long fiber direction facing the longitudinal direction; all rectangular carbon prepregs have zero overlap at the large-diameter portion at hand and increase the overlap amount toward the tip; and The winding start positions of the rectangular carbon prepregs are different from each other.
  • the number of rectangular carbon prepregs is most preferably four.
  • the winding start position of three or more rectangular carbon prepregs is preferably clocked.
  • a triangular carbon prepreg to the front end portion so that the front end portion is straight for mounting on the club head.
  • the golf club of the present invention is a golf club in which a club head and a grip are mounted on the above-described golf club shaft.
  • the golf club shaft of the present invention increases the bending rigidity of the tip, increases the bending rigidity of the entire length without causing a discontinuity in the length direction in the bending rigidity, and suppresses the variation in the bending rigidity in the circumferential direction. be able to.
  • FIG. 1 is a plan view showing the shape and configuration of a carbon prepreg, showing a first embodiment of a golf club shaft according to the present invention. It is a top view similar to FIG. 1 showing the second embodiment. It is the graph which measured the bending rigidity of the golf club shaft of the first embodiment at different circumferential positions. It is the graph which measured the bending rigidity of the golf club shaft of 2nd embodiment in a different circumferential direction position.
  • FIG. 7 is a graph obtained by measuring the bending stiffness distribution in the length direction of the golf club shafts of the first and second embodiments and the conventional example of FIG. 6. It is a top view similar to FIG. 1 showing an example of a conventional golf club shaft. 2 is a plan view similar to FIG.
  • FIG. FIG. 8 is a graph obtained by measuring the bending rigidity of the golf club shaft of FIG. 7 at different circumferential positions.
  • 3 is a plan view similar to FIG. 1 of a golf club shaft of Comparative Example 2.
  • FIG. 10 is a graph obtained by measuring the bending rigidity of the golf club shaft of FIG. 9 at different circumferential positions.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a golf club shaft according to the present invention, and shows a configuration of a carbon prepreg corresponding to FIG.
  • Elements (carbon fiber and thermosetting resin) other than the shape of the carbon prepreg are the same as in the conventional example, and the trapezoidal bias layers 11 and 12 are the same as in the conventional example of FIG.
  • the carbon prepreg wound on the trapezoidal bias layers 11 and 12 three 0 ° layers (one turn each) of rectangular carbon prepregs 21, 22, and 23 are used as the full length layer.
  • the triangular carbon prepreg 17 is used in the same manner as in the conventional example, but the tip reinforcing layer 16 in the conventional example is not used (unnecessary). That is, all the carbon prepregs are the full length layers except for the triangular carbon prepreg 17 for making the tip part a straight shape suitable for the club head.
  • the rectangular carbon prepregs 21 to 23 have a single layer (abutting end portions) over the entire circumference on the proximal side (large diameter portion) side, and the overlapping amount increases toward the distal end portion (small diameter portion) side.
  • the mandrel 10 is wound around.
  • the amount of overlap (overlap angle) at the tip of the rectangular carbon prepregs 21 to 23 varies depending on the total length and taper angle of the mandrel 10, but in the example of FIG. Further, the winding start position is clocked by three rectangular carbon prepregs 21 to 23 so as to be as equiangular as possible (clocking).
  • each carbon prepreg having the configuration shown in FIG. 1 is wound around a mandrel 10 and cured by heating to form a golf club shaft, and the bending stiffness distribution in the length direction thereof is examined.
  • the bending rigidity of the golf club shaft of the present embodiment smoothly changes from the tip portion (excluding the triangular carbon prepreg 17 portion) to the hand portion. For this reason, the bending of the shaft at the time of swing becomes smooth, the head speed increases, and a suitable feeling of use can be given to the user.
  • FIG. 2 shows a golf club shaft according to a second embodiment of the present invention.
  • Four rectangular carbon prepregs 21 each consisting of 0 ° layers (one turn each) are formed on trapezoidal bias layers 11 and 12. 22, 23, 24 are wound.
  • Other configurations are the same as those of the first embodiment of FIG.
  • a line B in FIG. 5 shows the bending rigidity in the longitudinal direction of the golf club shaft manufactured in this embodiment, and the tip portion (triangular carbon prepreg 17 is similar to FIG. A in the first embodiment. Since the number of carbon prepregs in the rectangular 0 ° layer is increased by one, the bending rigidity is increased as a whole.
  • 3 and 4 are graphs in which the variation in the bending rigidity in the circumferential direction of the golf club shafts of the first and second embodiments is examined.
  • the variation in the bending rigidity in the circumferential direction refers to a variation when the bending rigidity is measured by varying the rotational phase of the manufactured golf club shaft.
  • the bending stiffness is measured at different circumferential positions (three locations of 0 °, 45 °, and 90 °). From this graph, it was recognized that the golf club shaft of this embodiment has almost no variation in the bending rigidity in the circumferential direction.
  • FIGS. 3, 4, 8, and 10 since the difference between the three graphs is not clear, numerical values are also shown.
  • FIG. 7 is a comparative example in which the rectangular carbon prepregs 21 and 22 are replaced with trapezoidal carbon prepregs 18 and 19 in the configuration of the embodiment of the present invention shown in FIG.
  • FIG. 8 is a graph showing the bending rigidity of the golf club shaft measured at different circumferential positions (three locations of 0 °, 45 °, and 90 °).
  • FIG. 9 is a comparative example in which the rectangular carbon prepreg 21 is replaced with a trapezoidal carbon prepreg 19 in the configuration of the embodiment of the present invention shown in FIG.
  • FIG. 10 is a graph showing the bending rigidity of the golf club shaft measured at different circumferential positions (three locations of 0 °, 45 °, and 90 °).
  • the tip reinforcing layer 16 that is indispensable in the conventional golf club shaft is not necessary. That is, even without using the tip reinforcing layer 16, the bending rigidity of the tip can be increased, which is advantageous in terms of component management in the manufacturing process.
  • bias layers 11 and 12 are exemplified as the full-length trapezoid layer below the rectangular carbon prepregs 21 to 24, but the number of turns of the bias layer is not limited.
  • the bias layer may not have the same number of turns as the tip.
  • the direction and material of the fiber are not ask

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Abstract

　曲げ剛性に長さ方向の不連続点を生じさせる先端補強層を用いることなく、手元の曲げ剛性を変えずに先端部の曲げ剛性を高め、しかも曲げ剛性の円周方向のバラツキを抑えることができるゴルフクラブシャフト。全長層としての３枚以上の長方形のカーボンプリプレグを含むこと；全ての長方形のカーボンプリプレグは、長繊維方向が長手方向を向く０゜層からなること；全ての長方形のカーボンプリプレグは、手元大径部においては重なり量がゼロで先端部に行くに従って重なり量を増加させていくこと；及び長方形のカーボンプリプレグの巻回開始位置は互いに異なっていること；を満足するゴルフクラブシャフト。

Description

ゴルフクラブシャフト及びゴルフクラブ
　本発明は、熱硬化性樹脂プリプレグ（シート）を巻回し熱硬化させて製造するゴルフクラブシャフト及びゴルフクラブに関する。
　プリプレグは、未硬化の熱硬化樹脂を炭素繊維に含浸させたシート状のものとして知られており、ゴルフクラブシャフトでは、テーパ軸からなるマンドレルに複数枚のプリプレグを巻回し、加熱硬化させてテーパ状シャフトとしている。
　プリプレグには従来一般に、全長層と先端補強層が存在し、全長層は、テーパ状のマンドレルに巻回したとき全長で同じ巻数になるように、台形状に形成するのが普通であった。先端補強層は、台形状のプリプレグだけでは先端部の強度（曲げ剛性、ＥＩ）が不十分になるため、先端部のみに巻回する層である。
　図６は、この従来の全長層と先端補強層からなるゴルフクラブシャフトの構成例である。この従来例は、テーパ状のマンドレル１０に対し、下層から順に、各２回巻の２枚（合計巻数４）の台形バイアス層（４５゜層、長繊維方向がシャフト軸線方向に対して４５゜をなす）１１、１２と、各１回巻の３枚の台形０゜層（長繊維方向がシャフトの軸線と平行をなす）１３、１４、１５と、０゜層からなる先端補強層１６とを用いて形成したものである。台形バイアス層１１と１２のバイアス（長繊維）の方向は互いに直交している。先端補強層１６は、先端部を補強するための層であり、先端部のみに巻回される。先端部には、この先端補強層１６とは別に（先端補強層１６上に）、シャフト先端をクラブヘッドのホーゼル径に対応するストレート部とするための０゜層からなる三角状プリプレグ１７が巻回される。
　マンドレル１０上に巻回された台形層１１ないし１５、先端補強層１６及び三角状プリプレグ１７は、加熱されその未硬化の熱硬化性樹脂を硬化させてゴルフクラブシャフトとなる。台形層１１ないし１５、先端補強層１６及び三角状プリプレグ１７を構成する炭素繊維及び含浸させる熱硬化性樹脂は、各種周知である。
特開平９-１３１４２２号公報 特開２０００-５１４１３号公報
　図５の線図Ｃは、この従来のゴルフクラブシャフトの長さ（軸）方向の曲げ剛性分布を調べたグラフである。合計５枚の全長台形層１１ないし１５、先端補強層１６及び三角状プリプレグ１７を有するゴルフクラブシャフトは、先端補強層１６の部分で曲げ剛性が段階的に（不連続に）変化しているため、スイング時のシャフトのしなりが滑らかではなく、ヘッドスピードも上がらず、ユーザに好ましい使用感を与えることができない。
　また、長方形のカーボンプリプレグを含ませることも提案されているが、単に長方形のカーボンプリプレグを用いると、円周方向の異なる位置での曲げ剛性にバラツキが生じ、クラブヘッドを取り付けたゴルフクラブとしての性能が安定しない。
　本発明は、従来のゴルフクラブシャフトについての以上の問題意識に基づき、曲げ剛性に長さ方向の不連続点を生じさせる先端補強層を用いることなく、手元の曲げ剛性を変えずに先端部の曲げ剛性を高め、しかも曲げ剛性の円周方向のバラツキを抑えることができるゴルフクラブシャフトを得ることを目的とする。
　本発明は、未硬化熱硬化性樹脂プリプレグをテーパ状に巻回し熱硬化させてなるゴルフクラブシャフトにおいて、全長層としての３枚以上の長方形のカーボンプリプレグを含むこと；全ての長方形のカーボンプリプレグは、長繊維方向が長手方向を向く０゜層からなること；全ての長方形のカーボンプリプレグは、手元大径部においては重なり量がゼロで先端部に行くに従って重なり量を増加させていくこと；及び長方形のカーボンプリプレグの巻回開始位置は互いに異なっていること；を特徴としている。
　長方形のカーボンプリプレグの枚数は４枚とすると最も好ましい。
　３枚以上の長方形のカーボンプリプレグの巻回開始位置は、クロッキングすることが好ましい。
　本発明のゴルフクラブシャフトは、先端部に、該先端部をクラブヘッドに装着するためのストレート状にする三角状カーボンプリプレグを付加するのが普通である。
　本発明のゴルフクラブは、以上のゴルフクラブシャフトに、クラブヘッド及びグリップを装着したゴルフクラブである。
　本発明のゴルフクラブシャフトは、曲げ剛性に長さ方向の不連続点を生じさせることなく、先端部の曲げ剛性を高め、全長の曲げ剛性を高め、しかも曲げ剛性の円周方向のバラツキを抑えることができる。
本発明によるゴルフクラブシャフトの第一の実施形態を示す、カーボンプリプレグの形状と構成を示す平面図である。 同第二の実施形態を示す図１と同様の平面図である。 第一の実施形態のゴルフクラブシャフトの曲げ剛性を異なる円周方向位置で測定したグラフ図である。 第二の実施形態のゴルフクラブシャフトの曲げ剛性を異なる円周方向位置で測定したグラフ図である。 第一、第二の実施形態及び図６の従来例のゴルフクラブシャフトの長さ方向の曲げ剛性分布を測定したグラフ図である。 従来のゴルフクラブシャフトの一例を示す、図１と同様の平面図である。 比較例１のゴルフクラブシャフトの図１と同様の平面図である。 図７のゴルフクラブシャフトの曲げ剛性を異なる円周方向位置で測定したグラフ図である。 比較例２のゴルフクラブシャフトの図１と同様の平面図である。 図９のゴルフクラブシャフトの曲げ剛性を異なる円周方向位置で測定したグラフ図である。
符号の説明
１０　マンドレル
１１、１２　台形バイアス層
１６　先端補強層
１７　三角状カーボンプリプレグ
２１、２２、２３、２４　長方形カーボンプリプレグ（０゜層）
　図１は、本発明によるゴルフクラブシャフトの第一の実施形態を示すもので、図６に対応させて、カーボンプリプレグの構成を示している。カーボンプリプレグの形状以外の要素（炭素繊維及び熱硬化性樹脂）は、従来例と同一であり、台形バイアス層１１と１２は、図６の従来例と同一である。本実施形態は、この台形バイアス層１１と１２の上に巻回するカーボンプリプレグとして、全長層として０゜層の３枚（各１回巻）の長方形のカーボンプリプレグ２１、２２、２３を用いている。三角状カーボンプリプレグ１７は、従来例と同様に用いているが、従来例における先端補強層１６は用いていない（不要である）。つまり、先端部をクラブヘッドに適合するストレート状にするための三角状カーボンプリプレグ１７を除くと、全てのカーボンプリプレグが全長層である。
　長方形カーボンプリプレグ２１ないし２３は、手元側（大径部）側においては全周に渡って１層で（端部を突き合わせ）、先端部（小径部）側に向かって重なり量が増加するように、マンドレル１０の周囲に巻回される。長方形カーボンプリプレグ２１ないし２３の先端での重なり量（重なり角度）は、マンドレル１０の全長及びテーパ角度によって異なるが、図１の例では、先端部で２層（回）である。また、その巻回開始位置は、３枚の長方形カーボンプリプレグ２１ないし２３で、可及的に等角度間隔になるように（クロッキング）されている。
　図５の線図Ａは、この図１の構成の各カーボンプリプレグをマンドレル１０に巻回し加熱硬化させてゴルフクラブシャフトとし、その長さ方向の曲げ剛性分布を調べたグラフである。このグラフから明らかなように、本実施形態のゴルフクラブシャフトは、曲げ剛性が先端部（三角状カーボンプリプレグ１７部分を除く）から手元部にかけて滑らかに変化している。このため、スイング時のシャフトのしなりが滑らかになり、ヘッドスピードも上昇し、ユーザに好適な使用感を与えることができる。
　図２は、本発明によるゴルフクラブシャフトの第二の実施形態を示すもので、台形バイアス層１１と１２の上に、０゜層からなる４枚（各１回巻）の長方形カーボンプリプレグ２１、２２、２３、２４を巻回している。その他の構成は図１の第一の実施形態と同一である。図５の線図Ｂは、この実施形態で製造したゴルフクラブシャフトの長さ方向の曲げ剛性を示すもので、第一の実施形態の同図Ａと同様に、先端部（三角状カーボンプリプレグ１７部分を除く）から手元部にかけて滑らかに変化しており、しかも、長方形の０゜層のカーボンプリプレグ枚数が１枚増えたことから、曲げ剛性が全体に高くなっている。
　図３と図４は、第一、第二の実施形態のゴルフクラブシャフトの円周方向の曲げ剛性のバラツキを調べたグラフである。円周方向の曲げ剛性のバラツキとは、製造されたゴルフクラブシャフトの回転位相を異ならせて曲げ剛性を測定したときのバラツキをいう。この測定例では、曲げ剛性を異なる円周方向位置（０゜、４５゜、９０゜の３箇所）で測定している。このグラフ図から、本実施形態のゴルフクラブシャフトは、円周方向の曲げ剛性のバラツキが殆どないことが認められた。なお、図３、図４、図８及び図１０のグラフでは、３本のグラフの差異が明瞭でないため、数値を併記した。
　以上の実施形態のように、本実施形態で用いる長方形のカーボンプリプレグは３枚以上用いること、及び全てが全長層である０゜層であることが不可欠であり、この条件を満たすことにより、手元の剛性を変えずに先端剛性を滑らかに高めることができる。
　次に、円周方向の曲げ剛性のバラツキを防止するには、３枚以上の長方形のカーボンプリプレグが必要であることを、比較例によって説明する。図７は、図１の本発明の一実施例の構成において、長方形カーボンプリプレグ２１と２２を台形カーボンプリプレグ１８と１９に代えた比較例である。図８は、このゴルフクラブシャフトの曲げ剛性を異なる円周方向位置（０゜、４５゜、９０゜の３箇所）で測定したグラフ図である。
　また、図９は同様に、図１の本発明の一実施例の構成において、長方形カーボンプリプレグ２１を台形カーボンプリプレグ１９に代えた比較例である。図１０は、このゴルフクラブシャフトの曲げ剛性を異なる円周方向位置（０゜、４５゜、９０゜の３箇所）で測定したグラフ図である。
　これらのグラフ図から明らかなように、長方形カーボンプリプレグの枚数が１枚または２枚では、円周方向の曲げ剛性のバラツキが認められる。
　本実施形態では、上述のように、従来のゴルフクラブシャフトで不可欠であった先端補強層１６が不要である。つまり、先端補強層１６を用いなくても、先端部の曲げ剛性を高めることができ、製造工程上も部品管理の面から有利である。
　なお、以上の実施形態では、長方形カーボンプリプレグ２１ないし２４の下層の全長台形層として、２枚（各２回巻）のバイアス層１１と１２を例示したが、バイアス層の巻数は問わない。また、バイアス層は、先端と手元の巻数が同一でなくてもよい。またその繊維の方向や材質も問わない。

Claims (5)

  1. 　未硬化熱硬化性樹脂プリプレグをテーパ状に巻回し熱硬化させてなるゴルフクラブシャフトにおいて、
    　全長層としての３枚以上の長方形のカーボンプリプレグを含むこと；
    　全ての長方形のカーボンプリプレグは、長繊維方向が長手方向を向く０゜層からなること；
    　全ての長方形のカーボンプリプレグは、手元大径部においては重なり量がゼロで先端部に行くに従って重なり量を増加させていくこと；及び
    　長方形のカーボンプリプレグの巻回開始位置は互いに異なっていること；
    を特徴とするゴルフクラブシャフト。
  2. 　請求の範囲１記載のゴルフクラブシャフトにおいて、
    　長方形のカーボンプリプレグの枚数は４枚であるゴルフクラブシャフト。
  3. 　請求の範囲１または２のいずれかに記載のゴルフクラブシャフトにおいて、
    　３枚以上の長方形のカーボンプリプレグの巻回開始位置は、クロッキングされているゴルフクラブシャフト。
  4. 　請求の範囲１ないし３のいずれかに記載のゴルフクラブシャフトにおいて、
    　先端部に、該先端部をクラブヘッドに装着するためのストレート状にする三角状カーボンプリプレグが付加されているゴルフクラブシャフト。
  5. 　請求の範囲１ないし４のいずれかに記載のゴルフクラブシャフトにクラブヘッド及びグリップを装着したゴルフクラブ。
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