JP2005160700A - Golf club shaft - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、繊維強化樹脂層から構成されるゴルフクラブシャフトに関する。 The present invention relates to a golf club shaft composed of a fiber reinforced resin layer.
近年、ゴルフクラブシャフトとして、複数の繊維強化樹脂(FRP)層から構成されるものが多く使用されている。このようなゴルフクラブシャフトは、強度に優れ、重量、曲げ剛性、キックポイント等の設計における自由度が高く、プレーヤの要望に広く対応したものを提供することができる。 In recent years, many golf club shafts composed of a plurality of fiber reinforced resin (FRP) layers have been used. Such a golf club shaft is excellent in strength, has a high degree of freedom in designing weight, bending rigidity, kick point, and the like, and can provide a golf club shaft that widely meets the needs of players.
強化繊維としては、主に炭素繊維が用いられており、弾性率の異なる炭素繊維を組み合わせた様々なゴルフクラブシャフトが開発されている。 Carbon fibers are mainly used as the reinforcing fibers, and various golf club shafts combining carbon fibers having different elastic moduli have been developed.
例えば、特許文献1には、ゴルフクラブシャフトとして、弾性率が200〜1000GPaである繊維、好ましくは、炭素繊維からなるバイアス層、または、炭素繊維からなるバイアス層及びストレート層と、弾性率が5〜150GPaである炭素繊維からなるストレート層とを組み合わせたものが開示されている。 For example, in Patent Document 1, as a golf club shaft, a fiber having an elastic modulus of 200 to 1000 GPa, preferably a bias layer made of carbon fiber, or a bias layer and a straight layer made of carbon fiber, and an elastic modulus of 5 are used. What combined with the straight layer which consists of carbon fiber which is -150GPa is disclosed.
また、炭素繊維以外の繊維として、ガラス繊維、ボロン繊維、金属繊維等を使用した繊維強化樹脂層をゴルフクラブシャフトの一部に形成したものも開発されている。特に、金属繊維強化樹脂を使用したゴルフクラブシャフトは、強度が高いだけでなく、打球時の感触が良好であるとされている。また、金属繊維強化樹脂を使用したゴルフクラブシャフトは、炭素繊維強化樹脂のみからなるゴルフクラブシャフトに比べて、重量、重心位置等の設計における自由度も高い。 In addition, a fiber reinforced resin layer using glass fiber, boron fiber, metal fiber or the like as a fiber other than carbon fiber is formed on a part of the golf club shaft. In particular, a golf club shaft using a metal fiber reinforced resin is not only high in strength but also has a good feel when hit. In addition, a golf club shaft using a metal fiber reinforced resin has a higher degree of freedom in designing the weight, center of gravity, and the like than a golf club shaft made of only a carbon fiber reinforced resin.
例えば、特許文献2には、金属繊維強化樹脂層として、チタン繊維、ステンレス繊維、タングステン繊維等の金属繊維を1種あるいは複数種使用した繊維強化プリプレグが開示されている(段落[0004]参照)。そして、シャフトの軸線に対して炭素繊維の配向方向を傾斜させたバイアス層と、シャフトの軸線に対して炭素繊維の配向方向を一致させたストレート層とを備えたシャフトに対して、金属繊維強化プリプレグからなる層を加えたゴルフクラブシャフトを提案している。 For example, Patent Document 2 discloses a fiber reinforced prepreg using one or more metal fibers such as titanium fiber, stainless steel fiber, tungsten fiber, etc. as a metal fiber reinforced resin layer (see paragraph [0004]). . The metal fiber reinforcement is applied to the shaft provided with the bias layer in which the orientation direction of the carbon fiber is inclined with respect to the axis of the shaft and the straight layer in which the orientation direction of the carbon fiber is matched with the axis of the shaft. The golf club shaft which added the layer which consists of prepregs is proposed.
しかしながら、金属繊維の配向方向に対する特別な考慮がなされている訳ではない。一方、近年のゴルフクラブシャフトは、設計がさらに複雑化しており、例えば、繊維強化樹脂層からなるバイアス層及びストレート層に加えて、さらに、シャフトの部分的な強度を図るための補強層を設けることが提案されている。 However, no special consideration is given to the orientation direction of the metal fibers. On the other hand, the design of golf club shafts in recent years has become more complicated. For example, in addition to a bias layer and a straight layer made of a fiber reinforced resin layer, a reinforcing layer for providing a partial strength of the shaft is provided. It has been proposed.
本発明は、シャフトを補強する補強層を適切に設計することにより、打球感が良好であるとともに、高強度で且つ可撓性の高いゴルフクラブシャフトを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a golf club shaft that has a good shot feeling, high strength, and high flexibility by appropriately designing a reinforcing layer that reinforces the shaft.
本発明のゴルフクラブシャフトは、繊維強化樹脂層から構成されるゴルフクラブシャフトにおいて、
前記ゴルフクラブシャフトの長手方向の一部分に配設され、2種以上の金属繊維を含み、シャフト軸線に対して繊維配向方向が略平行に設定される金属繊維強化樹脂層と、
前記金属繊維強化樹脂層の外側であって、前記ゴルフクラブシャフトの長手方向の一部分に配設され、弾性率が150GPa以下の炭素繊維を含み、シャフト軸線に対して繊維配向方向が略平行に設定される炭素繊維強化樹脂層と、
を備えることを特徴とする。
The golf club shaft of the present invention is a golf club shaft composed of a fiber reinforced resin layer.
A metal fiber reinforced resin layer disposed in a part of the longitudinal direction of the golf club shaft, including two or more types of metal fibers, and having a fiber orientation direction set substantially parallel to the shaft axis;
Outside the metal fiber reinforced resin layer, disposed in a part of the golf club shaft in the longitudinal direction, including carbon fibers having an elastic modulus of 150 GPa or less, and the fiber orientation direction is set substantially parallel to the shaft axis A carbon fiber reinforced resin layer,
It is characterized by providing.
なお、金属繊維強化樹脂層は、チタン繊維及びタングステン繊維の2種を含み、前記チタン繊維及び前記タングステン繊維が、繊維配向方向と略平行な方向に略等間隔で交互に配設されるように構成すると好適である。 The metal fiber reinforced resin layer includes two types of titanium fibers and tungsten fibers, and the titanium fibers and the tungsten fibers are alternately arranged at substantially equal intervals in a direction substantially parallel to the fiber orientation direction. It is preferable to configure.
また、炭素繊維強化樹脂層は、弾性率が200GPa以上の炭素繊維を含み、弾性率が150GPa以下の炭素繊維と、弾性率が200GPa以上の炭素繊維とが、繊維配向方向と略平行な方向に略等間隔で交互に配設されるように構成すると好適である。 The carbon fiber reinforced resin layer includes carbon fibers having an elastic modulus of 200 GPa or more, and carbon fibers having an elastic modulus of 150 GPa or less and carbon fibers having an elastic modulus of 200 GPa or more are in a direction substantially parallel to the fiber orientation direction. It is preferable to arrange such that they are alternately arranged at substantially equal intervals.
上記の金属繊維強化樹脂層及び炭素繊維強化樹脂層からなる補強層は、ヘッドが装着されるシャフト端部近傍に配設することにより、ゴルフクラブの重心位置をヘッド寄りの適切な位置に設定することができるとともに、シャフトの撓み易さを確保し、且つ、ホーゼル近傍での強度を向上させることができる。 The reinforcing layer composed of the metal fiber reinforced resin layer and the carbon fiber reinforced resin layer is disposed in the vicinity of the shaft end portion on which the head is mounted, thereby setting the center of gravity of the golf club at an appropriate position near the head. In addition, the shaft can be easily bent and the strength in the vicinity of the hosel can be improved.
本発明によれば、シャフト軸線方向に繊維配向が設定された2種以上の金属繊維を含む補強層を形成するとともに、この補強層の外側に、シャフト軸線方向に繊維配向が設定された弾性率が150GPa以下の炭素繊維を含む補強層を形成することにより、打球感が良好であるとともに、高強度で且つ可撓性の高いゴルフクラブシャフトを得ることができる。 According to the present invention, a reinforcing layer including two or more kinds of metal fibers whose fiber orientation is set in the shaft axial direction is formed, and an elastic modulus whose fiber orientation is set in the shaft axial direction outside the reinforcing layer. By forming a reinforcing layer containing carbon fibers of 150 GPa or less, it is possible to obtain a golf club shaft that has good shot feel and high strength and high flexibility.
図1は、本実施形態のゴルフクラブシャフト10を使用したゴルフクラブ12を示す。ゴルフクラブシャフト10は、グリップ14側からヘッド16側にかけて徐々に縮径されて構成される。
FIG. 1 shows a
ゴルフクラブシャフト10は、図2に示すように、テーパ状に形成されたマンドレル18に対して、繊維強化樹脂からなるプリプレグシート20、22、24、26、28及び30を内側から順に巻回し、加熱硬化させた後、マンドレル18を抜き取って仕上げ処理を行う、いわゆる、シートワインディング製法により製造される。
As shown in FIG. 2, the
プリプレグシート20は、ゴルフクラブシャフト10の軸線に対して強化繊維20aの配向方向が+45゜に傾斜しており、マンドレル18の外周部に2周巻回されることで、2プライのバイアス層を形成する。
In the
プリプレグシート22は、ゴルフクラブシャフト10の軸線に対して強化繊維22aの配向方向が−45゜に傾斜しており、マンドレル18の外周部に巻回されたプリプレグシート20の上に2回巻回されることで、2プライのバイアス層を形成する。
In the
なお、プリプレグシート20及び22の強化繊維20a、22aとしては、炭素繊維(弾性率が200GPa以上)を用いている。
In addition, as the reinforcing
プリプレグシート24は、ゴルフクラブシャフト10の軸線方向に強化繊維24aの配向方向が設定されており、巻回されたプリプレグシート22の上に4回巻回されることで、4プライのストレート層を構成する。プリプレグシート24の強化繊維24aとしては、炭素繊維(弾性率が200GPa以上)を用いている。
In the
これらのプリプレグシート20、22、24からなるバイアス層及びストレート層は、シートワインディング製法によって製造されるゴルフクラブシャフト10に基本的に設けられる層である。
The bias layer and the straight layer composed of these
プリプレグシート26は、ゴルフクラブシャフト10の軸線方向に2種の強化繊維26a、26bの配向方向が設定されており、巻回されたプリプレグシート24の上に1回巻回されることで、図1に示すゴルフクラブシャフト10のヘッド16側の範囲32に1プライの補強層を形成する。
In the
プリプレグシート26の強化繊維26a、26bは、金属繊維であるチタン繊維(強化繊維26a)とタングステン繊維(強化繊維26b)とを交互に略等間隔(1mm程度の間隔)で配設してなり、各強化繊維26a、26bの繊維径は、100μm程度である。プリプレグシート26には、ガラススクリムが上貼りされている。なお、強化繊維26a、26bは、チタン繊維とタングステン繊維との組み合わせに限定されるものではなく、例えば、チタン繊維とステンレス繊維とを組み合わせることもできる。
The reinforcing
プリプレグシート28は、炭素繊維強化樹脂(CFRP)からなり、ゴルフクラブシャフト10の軸線方向に2種の強化繊維28a、28bの配向方向が設定されており、巻回されたプリプレグシート26の上及びプリプレグシート24の一部の上に1回巻回されることで、図1に示すゴルフクラブシャフト10のヘッド16側の範囲34に1プライの補強層を形成する。
The
プリプレグシート30は、炭素繊維強化樹脂(CFRP)からなり、ゴルフクラブシャフト10の軸線方向に2種の強化繊維30aの配向方向が設定されており、巻回されたプリプレグシート28の上に4回巻回されることで、図1に示すゴルフクラブシャフト10のヘッド16側の範囲36に4プライの補強層を形成する。
The
プリプレグシート28の強化繊維28a、28b及びプリプレグシート30の強化繊維30a、30bは、弾性率が150GPa以下の炭素繊維(強化繊維28a、30a)と、弾性率が200GPa以上の炭素繊維(強化繊維28b、30b)とを交互に略等間隔で配設してなる。
The reinforcing
なお、プリプレグシート28及び30の補強層は、いずれか一方のみであってもよい。
Note that only one of the reinforcing layers of the
以上のように、ゴルフクラブシャフト10は、内側より、プリプレグシート20、22からなるバイアス層、プリプレグシート24からなるストレート層、プリプレグシート26からなる金属繊維強化樹脂の補強層、プリプレグシート28及び30からなるCFRPの補強層によって構成されている。
As described above, the
金属繊維強化樹脂の補強層を構成するチタン繊維は、打球時におけるゴルフクラブシャフト10の振動を減衰させるのに寄与するため、打撃感の良好なゴルフクラブ12を提供することができる。また、金属繊維強化樹脂の補強層を構成するタングステン繊維は、ゴルフクラブシャフト10の曲げ強度を高めるのに寄与するため、剛性の高いゴルフクラブシャフト10を提供することができる。さらに、炭素繊維強化樹脂の補強層は、弾性率150GPa以下の炭素繊維を含んでいるため、ゴルフクラブシャフト10のヘッド16寄りの範囲34における曲げ剛性が過度に高くなって撓み難くなることを抑制するのに寄与する。
Since the titanium fibers constituting the reinforcing layer of the metal fiber reinforced resin contribute to attenuating the vibration of the
表1は、本発明のゴルフクラブシャフトの実施例1、2と比較例1〜3とを示す。なお、バイアス層は、プリプレグシート20、22から形成され、ストレート層は、プリプレグシート24から形成され、補強層Aは、プリプレグシート26から形成され、補強層B、Cは、プリプレグシート28及び30から形成されるものとする。T点SG曲げ強度は、製品安全協会のSG規格に定められている3点曲げ試験により、シャフトのヘッド側端部から90mmの位置(T点)を荷重点とし、この荷重点の左右75mmの位置を支点とし、シャフトの軸線に直交する方向に曲げ荷重を負荷して測定した場合の曲げ強度である。T点曲げ剛性値(EI)は、3点曲げ試験において、負荷荷重をW、支点間のスパンをL、シャフトの撓み量をyとして、
EI=W・L3/48・y
として求められる剛性値である。
Table 1 shows Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3 of the golf club shaft of the present invention. The bias layer is formed from the
EI = W · L 3/48 · y
The rigidity value obtained as
この場合、T点曲げ剛性値に関しては、補強層B、Cに弾性率が150GPa以下の炭素繊維を含む実施例1、2が比較例3よりも小さく、従って、撓み易いゴルフクラブシャフト10が得られる。また、T点SG曲げ強度に関しては、補強層B、Cに弾性率が150GPa以下の炭素繊維及び200GPa以上の炭素繊維を含む実施例1が比較例3よりも大きく、従って、高い強度を有したゴルフクラブシャフト10が得られる。さらに、振動減衰係数に関しては、実施例1、2で比較例1〜3のいずれよりも小さく、従って、打球感の良好なゴルフクラブシャフト10が得られる。
In this case, with respect to the T-point bending rigidity value, Examples 1 and 2 containing carbon fibers having an elastic modulus of 150 GPa or less in the reinforcing layers B and C are smaller than Comparative Example 3, and thus a
10…ゴルフクラブシャフト 12…ゴルフクラブ
20、22、24、26、28、30…プリプレグシート
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記ゴルフクラブシャフトの長手方向の一部分に配設され、2種以上の金属繊維を含み、シャフト軸線に対して繊維配向方向が略平行に設定される金属繊維強化樹脂層と、
前記金属繊維強化樹脂層の外側であって、前記ゴルフクラブシャフトの長手方向の一部分に配設され、弾性率が150GPa以下の炭素繊維を含み、シャフト軸線に対して繊維配向方向が略平行に設定される炭素繊維強化樹脂層と、
を備えることを特徴とするゴルフクラブシャフト。 In a golf club shaft composed of a fiber reinforced resin layer,
A metal fiber reinforced resin layer disposed in a part of the longitudinal direction of the golf club shaft, including two or more types of metal fibers, and having a fiber orientation direction set substantially parallel to the shaft axis;
Outside the metal fiber reinforced resin layer, disposed in a part of the golf club shaft in the longitudinal direction, including carbon fibers having an elastic modulus of 150 GPa or less, and the fiber orientation direction is set substantially parallel to the shaft axis A carbon fiber reinforced resin layer,
A golf club shaft comprising:
前記金属繊維強化樹脂層は、チタン繊維及びタングステン繊維の2種を含み、前記チタン繊維及び前記タングステン繊維が、繊維配向方向と略平行な方向に略等間隔で交互に配設されることを特徴とするゴルフクラブシャフト。 The golf club shaft according to claim 1,
The metal fiber reinforced resin layer includes two types of titanium fiber and tungsten fiber, and the titanium fiber and the tungsten fiber are alternately arranged at substantially equal intervals in a direction substantially parallel to the fiber orientation direction. And golf club shaft.
前記炭素繊維強化樹脂層は、弾性率が200GPa以上の炭素繊維を含み、弾性率が150GPa以下の炭素繊維と、弾性率が200GPa以上の炭素繊維とが、繊維配向方向と略平行な方向に略等間隔で交互に配設されることを特徴とするゴルフクラブシャフト。 The golf club shaft according to claim 1 or 2,
The carbon fiber reinforced resin layer includes carbon fibers having an elastic modulus of 200 GPa or more, and the carbon fibers having an elastic modulus of 150 GPa or less and the carbon fibers having an elastic modulus of 200 GPa or more are substantially in a direction substantially parallel to the fiber orientation direction. A golf club shaft, which is alternately arranged at equal intervals.
前記金属繊維強化樹脂層及び前記炭素繊維強化樹脂層は、ヘッドが装着されるシャフト端部近傍に配設されることを特徴とするゴルフクラブシャフト。
In the golf club shaft according to any one of claims 1 to 3,
The golf club shaft, wherein the metal fiber reinforced resin layer and the carbon fiber reinforced resin layer are disposed in the vicinity of a shaft end portion to which a head is mounted.
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