JP2009189554A - ゴルフクラブ用シャフト - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数の繊維強化樹脂層で構成されるゴルフクラブ用シャフトであって、少なくともその細径端乃至100mmに亘る部分に、弾性率が350GPa以上、引張伸度が1.2%以上である炭素繊維がシャフト軸方向に配向された第1の繊維強化樹脂層を有し、かつ少なくともその細径端から150mm乃至200mmに亘る部分に、弾性率が100GPa以下、引張伸度が1.2%以上である炭素繊維がシャフト軸方向に配向された第2の繊維強化樹脂層を有し、前記第1の繊維強化樹脂層と、前記第2の繊維強化樹脂層とは、重ね合わされないように配置されているゴルフクラブ用シャフト。
【選択図】図1
Description
(1)少なくともその細径端乃至100mmに亘る部分に、弾性率が350GPa以上、引張伸度が1.2%以上である炭素繊維がシャフト軸方向に配向された第1の繊維強化樹脂層を有し、かつ少なくともその細径端から150mm乃至200mmに亘る部分に、弾性率が100GPa以下、引張伸度が1.2%以上である炭素繊維がシャフト軸方向に配向された第2の繊維強化樹脂層を有し、前記第1の繊維強化樹脂層と、前記第2の繊維強化樹脂層とは、重ね合わされないように配置されているゴルフクラブ用シャフト。
(2)前記弾性率が350GPa以上、引張伸度が1.2%以上である炭素繊維がシャフト軸方向に配向された前記第1の繊維強化樹脂層の厚さが、0.125mm以下である(1)に記載のゴルフクラブ用シャフト。
(3)前記弾性率が100GPa以下、引張伸度が1.2%以上である炭素繊維がシャフト軸方向に配向された前記第2の繊維強化樹脂層の厚さが、0.125mm以下である(1)又は(2)に記載のゴルフクラブ用シャフト。
また、距離Lbは、シャフトの曲げ剛性をあまり上げずに、十分な曲げ強度を得るために重要であり、距離Lbが短過ぎると打撃時の曲げ応力により折損し易くなり、長過ぎるとシャフトの質量が重くなってしまう。ここで距離Lbは50mm〜100mmが好ましく、70〜80mmがより好ましい。すなわち、距離Lbは、少なくともシャフトの細径端から150mm乃至200mmに亘る部分となる。
熱可塑性樹脂としては、ポリアミド系樹脂、ポリアクリレート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、およびこれらの混合樹脂を用いることができる。一方、熱硬化性樹脂としては、エポキシ系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、フェノール系樹脂、ユリア系樹脂、メラミン系樹脂、ジアリルフタレート系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリイミド系樹脂、およびこれらの混合樹脂を使用することができる。中でも、エポキシ系樹脂は硬化収縮率が少なく、高い剛性と靭性値を有するので、最も好ましく使用される。
これらの繊維は、単独または混合して使用できる。また、長繊維、短繊維、およびこれらの混合繊維など、どのような長さの繊維を用いてもよい。
本発明のゴルフクラブ用シャフトは、大型ヘッドとの組み合わせにも好適である。大型ヘッドとしては、体積が380cm3〜460cm3、慣性モーメント3500g・cm2〜5900g・cm2の大型ヘッドが挙げられる。本発明のゴルフクラブ用シャフトは、このような大型ヘッドを装着しても、安定した打ち出し角度、スピン量を得ることが可能である。
実施例1および比較例1、2で作製したゴルフクラブ用シャフトの材料を以下に示す。
プリプレグA:炭素繊維プリプレグ HRX350C125S(厚さ0.098mm、三菱レイヨン株式会社製)
プリプレグB:炭素繊維プリプレグ E052AA−10N(厚さ0.109mm、日本グラファイトファイバー株式会社製)
プリプレグC:炭素繊維プリプレグ TR350C100S(厚さ0.084mm、三菱レイヨン株式会社製)
プリプレグD:炭素繊維プリプレグ MR350C175S(厚さ0.141mm、三菱レイヨン株式会社製)
プリプレグE:炭素繊維プリプレグ MR350C150S(厚さ0.127mm、三菱レイヨン株式会社製)
プリプレグF:炭素繊維プリプレグ TR350C150S(厚さ0.127mm、三菱レイヨン株式会社製)
プリプレグG:炭素繊維プリプレグ MR350E125S(厚さ0.113mm、三菱レイヨン株式会社製)
<マンドレル>
図2に示す形状のマンドレル10(鉄製)を用意した。このマンドレル10は、全体の長さL3にあって、その細径端P1から長さL1の位置(切換点)P2まで、その外径が直線的に漸増し、切換点P2から長さL2の大径端P3まで、その外径は一定である、鉄製の円筒体からなる。本実施例による前記マンドレル10の各部位における具体的な外径、長さ、テーパー度は以下のとおりである。
細径端P1の外径は4.00mm、切換点P2の外径は13.50mm、この切換点P2から太径端P3までは同一外径であり、その外径は13.50mmである。細径端P1から切替点P2までの長さL1は950mm、切替点P2から太径端P3までの長さL2は550mmである。マンドレル10の全体長さL3は1500mmとなる。また、細径端P1から切替点P2までのテーパー度は10.00/1000とされている。
図3のパターン1〜7に示す形状に各種プリプレグ(プリプレグA〜G)を裁断した。
すなわち、パターン1では、シャフトの長手軸方向に対し+45°裁断したプリプレグAと−45°に裁断したプリプレグAとを実質的に半周ずれるようずらして貼り合わせた。そして、この2枚を貼り合わせたプリプレグAのサイズを、全長が1190mmで、細径端部の巻き回数が5.5、太径端部の巻き回数が2.8となるよう調整した。
パターン2では、プリプレグAおよびBのサイズを、シャフトの長手軸方向に繊維が配向し、図3中のLa、Lb、Lc、Ldが、それぞれ、La=110mm、Lb=80mm、Lc=30mm、Ld=60mmであり、巻き回数は1回となるよう調整した。なお、図3のパターン2のプリプレグAとプリプレグBとは、その切断面とが突き合わされて、プリプレグAおよびプリプレグBの片面に貼られている剥離紙の上からテープ止めされている。この剥離紙およびテープは、このパターン2のプリプレグAおよびプリプレグBを後述のマンドレルの巻きつけした後に剥離される。
パターン3では、プリプレグCのサイズを、シャフトの長手軸方向に繊維が配向し、全長が600mmであり、巻き回数が1回となるよう調整した。
パターン4〜6では、プリプレグD〜Fのサイズを、シャフトの長手軸方向に繊維が配向し、全長が1190mmであり、巻き回数が1回となるよう調整した。
パターン7では、プリプレグGのサイズを、シャフトの長手軸方向に繊維が配向し、細径端部の外径が8.70mm程度になるよう調整した。
なお、図3のパターン1〜7に示すプリプレグA〜Gは、図1のパターン1〜7に示すプリプレグ21〜27にそれぞれ相当する。
次に、厚さ20μm、幅30mmの熱収縮性を有するポリプロピレンテープ(不図示)を巻き付けピッチ2mmで巻き付け固定し、マンドレル10に形成したシャフト素管を得た。
シャフト素管を硬化炉に入れ、145℃で2時間加熱してプリプレグの樹脂の硬化処理を行った後、ポリプロピレンテープとマンドレル10とを取り除いた。得られたゴルフクラブ用シャフト素管の両端を10mmカットして全長を1170mmとした。研磨前のシャフトの片持ちフレックス(細径端から920mmの位置を固定して、シャフト細径端から10mmの位置に3kgの錘を掛けたときのシャフト細径端のたわみ量)は133mmであった。また研磨前のゴルフクラブ用シャフト素管の細径端の外径は8.77mm、太径端の外径は15.46mmであった。
実施例1のゴルフクラブ用シャフトに、市販のチタン製ドライバー用ゴルフクラブヘッド(体積430cm3、質量203g、ロフト角10.5°)をエポキシ樹脂接着剤で細径端部に取り付けた。さらに、シャフト太径端部を75mmカットし、このシャフトに市販のゴム製グリップを、両面テープを使って取り付け、実施例1のゴルフクラブを製作した。
実施例1のゴルフクラブを株式会社ミヤマエ製ゴルフ試打ロボット「SHOTROBO−IV」を用いてゴルフボールを10回打球し、AccuSport社製「AccuVector」にて飛距離計測等の測定を実施した。測定した結果を表1に示す。なお、表1中、サイドスピンの平均値は、右回転(フック)を正(+)とし、かつ左回転(スライス)を負(−)として、10回の打球で測定されたそれらの値を足して合算値を算出し、その合算値を打球の回数(10回)で除することで求められた。
実施例1のゴルフクラブ用シャフトを、製品安全協会が定める「ゴルフクラブ用シャフトの認定基準及び基準確認方法」におけるC型シャフトの3点曲げ試験方法に従って3点曲げ試験を実施した。なお、今回は「ゴルフクラブ用シャフトの認定基準及び基準確認方法」における荷重点位置T(シャフト細径端部から90mm)と荷重点位置A(シャフト細径端部から175mm)の試験を各3本ずつ実施した。図4に、この3点曲げ強度の試験装置の概略を示す。また、シャフトの3点曲げ強度を測定した結果を表2に示す。
図5に示すようにパターン2をプリプレグAのみで実施例1と同じサイズに裁断した以外は、実施例1と同様にシャフトを作製し、各評価を実施した。評価結果を表1、表2に示す。
図6に示すようにパターン2をプリプレグBのみで実施例1と同じサイズに裁断した以外は、実施例1と同様にシャフトを作製し、各評価を実施した。評価結果を表1、表2に示す。
22b プリプレグ(第2の繊維強化樹脂層)
Claims (3)
- 複数の繊維強化樹脂層で構成されるゴルフクラブ用シャフトであって、
少なくともその細径端乃至100mmに亘る部分に、弾性率が350GPa以上、引張伸度が1.2%以上である炭素繊維がシャフト軸方向に配向された第1の繊維強化樹脂層を有し、かつ少なくともその細径端から150mm乃至200mmに亘る部分に、弾性率が100GPa以下、引張伸度が1.2%以上である炭素繊維がシャフト軸方向に配向された第2の繊維強化樹脂層を有し、
前記第1の繊維強化樹脂層と、前記第2の繊維強化樹脂層とは、重ね合わされないように配置されているゴルフクラブ用シャフト。 - 前記弾性率が350GPa以上、引張伸度が1.2%以上である炭素繊維がシャフト軸方向に配向された前記第1の繊維強化樹脂層の厚さが、0.125mm以下である請求項1記載のゴルフクラブ用シャフト。
- 前記弾性率が100GPa以下、引張伸度が1.2%以上である炭素繊維がシャフト軸方向に配向された前記第2の繊維強化樹脂層の厚さが、0.125mm以下である請求項1又は2に記載のゴルフクラブ用シャフト。
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