JPH10192464A - Shaft and its manufacture - Google Patents
Shaft and its manufactureInfo
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- JPH10192464A JPH10192464A JP9005598A JP559897A JPH10192464A JP H10192464 A JPH10192464 A JP H10192464A JP 9005598 A JP9005598 A JP 9005598A JP 559897 A JP559897 A JP 559897A JP H10192464 A JPH10192464 A JP H10192464A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、軽量で、かつ高性
能なゴルフクラブ、つりざお等に用いられるシャフトお
よびその製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lightweight and high-performance shaft for use in golf clubs, fishing rods, and the like, and a method for manufacturing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】繊維補強樹脂複合材料からなるゴルフク
ラブシャフトは、一般にゴルフクラブシャフトの軸方向
に沿う方向（軸方向に一致している必要はなく、たとえ
ば、配向角が５度程度以下の実質的に軸方向と変わりな
い方向を含む）に補強繊維を配置した０度層と、ゴルフ
クラブシャフトの軸方向に対して補強繊維の補強方向が
斜交してなる斜交層から構成され、補強繊維がゴルフク
ラブシャフトの周方向に配置された層を有するものもあ
る。繊維補強樹脂複合材料からなるゴルフクラブシャフ
トにおいては、０度層が主にシャフトの曲げ特性を制御
し、斜交層が主にシャフトのねじり特性を制御してい
る。2. Description of the Related Art A golf club shaft made of a fiber-reinforced resin composite material generally has a direction along the axial direction of the golf club shaft (it does not need to coincide with the axial direction. (A direction that does not differ from the axial direction of the golf club shaft) and an oblique layer in which the reinforcing direction of the reinforcing fibers is oblique to the axial direction of the golf club shaft. Some have a layer in which the fibers are arranged in the circumferential direction of the golf club shaft. In a golf club shaft made of a fiber-reinforced resin composite material, the 0-degree layer mainly controls the bending characteristics of the shaft, and the oblique layer mainly controls the torsional characteristics of the shaft.
【０００３】一般にゴルフクラブにおいては、ボールの
飛距離を向上させるためゴルフクラブシャフトの軽量化
が望まれている。繊維補強樹脂複合材料からなるゴルフ
クラブシャフトにおいても、さらなる軽量化が要望され
ており、主にゴルフクラブシャフトの肉厚を薄くするこ
とによって軽量化を図るのが一般的である。In general, in golf clubs, it is desired to reduce the weight of a golf club shaft in order to improve the flight distance of a ball. A golf club shaft made of a fiber-reinforced resin composite material is also required to be further reduced in weight, and it is general to reduce the weight mainly by reducing the thickness of the golf club shaft.
【０００４】ところが、ゴルフクラブシャフトのねじり
強度は、シャフト軸方向に関して補強繊維を斜交させ
た、いわゆる斜交層に依存している。そのため、単純に
肉厚を薄くすることは、ボールの打点位置がゴルフクラ
ブのスイートスポットから大きく外れたときに、ゴルフ
クラブシャフトに過度のねじり力が働き、その結果とし
てねじり破壊を起こす恐れを生むおそれがあった。[0004] However, the torsional strength of a golf club shaft depends on a so-called oblique layer in which reinforcing fibers are obliquely formed in the axial direction of the shaft. Therefore, simply reducing the wall thickness may cause an excessive torsional force to act on the golf club shaft when the hitting position of the ball deviates significantly from the sweet spot of the golf club, thereby causing a risk of torsion breaking. There was a fear.
【０００５】ゴルフクラブシャフトに一般的に使用され
ている炭素繊維補強複合材料などにおいては、曲げ強度
の増加に伴い曲げ剛性が低下し、かつ曲げ剛性の増加に
伴い曲げ強度が低下する傾向にあり、ねじり破壊を防止
する目的で曲げ強度の高い材料を軽量ゴルフクラブシャ
フトに使用すると、ゴルフクラブに必要なねじり剛性を
確保することが難しくなることがある。一方、ゴルフク
ラブシャフトのねじり剛性を高くすると、インパクト時
のゴルフクラブヘッドの軸方向に対する回転量が減少す
ることにより、ボールの飛球方向が安定するため、斜交
層としては曲げ剛性の高い材料の方が有利ではあるが、
斜交層に使用する材料の曲げ強度が低下するため、ゴル
フクラブシャフト自体のねじり強度が低下する問題が発
生することがある。[0005] In carbon fiber reinforced composite materials generally used for golf club shafts, the bending stiffness tends to decrease as the bending strength increases, and the bending strength tends to decrease as the bending stiffness increases. When a material having high bending strength is used for a lightweight golf club shaft for the purpose of preventing torsional breakage, it may be difficult to secure the torsional rigidity required for a golf club. On the other hand, when the torsional stiffness of the golf club shaft is increased, the amount of rotation of the golf club head in the axial direction at impact is reduced, and the flying direction of the ball is stabilized. Is more advantageous,
Since the bending strength of the material used for the oblique layer is reduced, a problem may occur that the torsional strength of the golf club shaft itself is reduced.
【０００６】このように、従来の繊維補強樹脂複合材料
からなるゴルフクラブシャフトにおいては、ゴルフクラ
ブシャフトにとって必要な一定のねじり剛性を確保しつ
つ、十分なねじり強度を確保させることは困難であっ
た。この問題は、薄肉のゴルフクラブシャフトにおいて
は特に顕著なものとなり、ゴルフクラブシャフトの軽量
化を妨げる要因となっていた。As described above, in the conventional golf club shaft made of the fiber-reinforced resin composite material, it is difficult to secure a sufficient torsional strength while securing a constant torsional rigidity required for the golf club shaft. . This problem is particularly prominent in a thin golf club shaft, which has been a factor that hinders the weight reduction of the golf club shaft.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、軽量
ゴルフクラブ、つりざお等に用いられるシャフトにおい
て、重量増を招くことなく、一定のねじり剛性、曲げ剛
性、曲げ強度を確保しつつ、十分なねじり強度を有する
シャフトおよびかかるシャフトの製造方法を提供するこ
とにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a shaft used for a lightweight golf club, a fishing rod, etc., while maintaining a constant torsional rigidity, bending rigidity and bending strength without increasing weight. An object of the present invention is to provide a shaft having a sufficient torsional strength and a method for manufacturing such a shaft.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のシャフトは、補強方向がシャフト軸方向に
対して斜交した補強繊維により補強された繊維補強樹脂
複合材料を含む厚さ２５０μｍ以下の斜交層と、該斜交
層の外側に形成された、補強方向がシャフト軸方向に対
して少なくとも３０度斜交し前記斜交層の補強繊維より
も補強方向の曲げ強度が高い補強繊維により補強された
繊維補強樹脂複合材料を含む厚さ１５０μｍ以下の中間
層と、該中間層の外側に形成された、補強方向がシャフ
ト軸方向に沿い前記中間層の補強繊維よりも補強方向の
曲げ剛性が低い補強繊維により補強された繊維補強樹脂
複合材料を含む厚さ２７０μｍ以下の０度層とを備えて
なることを特徴としている。In order to achieve the above object, a shaft according to the present invention has a thickness including a fiber-reinforced resin composite material reinforced by reinforcing fibers whose reinforcing direction is oblique to an axial direction of the shaft. An oblique layer of 250 μm or less, and a reinforcing direction formed outside the oblique layer, the reinforcing direction of which is at least 30 degrees oblique to the axial direction of the shaft, and the bending strength in the reinforcing direction is higher than the reinforcing fibers of the oblique layer. An intermediate layer having a thickness of 150 μm or less including a fiber-reinforced resin composite material reinforced by a reinforcing fiber, and a reinforcing direction formed outside the intermediate layer along a shaft axis direction and a reinforcing direction higher than the reinforcing fibers of the intermediate layer. And a zero-degree layer having a thickness of 270 μm or less including a fiber-reinforced resin composite material reinforced by a reinforcing fiber having low bending rigidity.
【０００９】また、本発明の好ましい態様は、前記斜交
層は、繊維補強樹脂複合材料を含む厚さ７０μｍ以下の
層を少なくとも２層以上備えてなるものであることを特
徴としている。In a preferred aspect of the present invention, the oblique layer comprises at least two layers having a thickness of 70 μm or less containing a fiber-reinforced resin composite material.
【００１０】また、本発明の好ましい態様は、シャフト
重量が、長さ１ｍあたり４０ｇ以下であることを特徴と
している。[0010] A preferred embodiment of the present invention is characterized in that the shaft weight is 40 g or less per 1 m of length.
【００１１】また、本発明の好ましい態様は、前記斜交
層は、繊維補強方向の曲げ弾性率が２００ＧＰａ以上の
繊維補強樹脂複合材料を含んでいることを特徴としてい
る。In a preferred aspect of the present invention, the oblique layer includes a fiber-reinforced resin composite material having a bending elastic modulus in a fiber reinforcing direction of 200 GPa or more.
【００１２】また、本発明の好ましい態様は、前記０度
層は、炭素繊維、または金属繊維を補強繊維として用い
た繊維補強樹脂複合材料を含んでいることを特徴として
いる。。In a preferred aspect of the present invention, the 0-degree layer contains a fiber-reinforced resin composite material using carbon fibers or metal fibers as reinforcing fibers. .
【００１３】また、本発明のシャフトの製造方法は、マ
ンドレルに、補強方向が前記マンドレルの軸方向に対し
て斜交した補強繊維により補強された繊維補強樹脂複合
材料を含む厚さ２５０μｍ以下の斜交層を形成し、該斜
交層の外側に、補強方向が前記マンドレルの軸方向に対
して少なくとも３０度斜交し前記斜交層の補強繊維より
も補強方向の曲げ強度が高い補強繊維により補強された
繊維補強樹脂複合材料を含む厚さ１５０μｍ以下の中間
層を形成し、該中間層の外側に、補強方向が前記マンド
レルの軸方向に沿い前記中間層の補強繊維よりも補強方
向の曲げ剛性が低い補強繊維により補強された繊維補強
樹脂複合材料を含む厚さ２７０μｍ以下の０度層を形成
することを特徴としている。[0013] Further, according to the method of manufacturing a shaft of the present invention, the mandrel preferably includes a fiber reinforced resin composite material reinforced by a reinforcing fiber whose reinforcing direction is oblique to the axial direction of the mandrel. A cross layer is formed, and the reinforcing direction is at least 30 degrees oblique to the axial direction of the mandrel and the bending strength in the reinforcing direction is higher than the reinforcing fiber of the cross layer. Forming an intermediate layer having a thickness of 150 μm or less containing a reinforced fiber reinforced resin composite material, and bending outside the intermediate layer along the axial direction of the mandrel in a reinforcing direction more than the reinforcing fibers of the intermediate layer. It is characterized in that a 0-degree layer having a thickness of 270 μm or less including a fiber-reinforced resin composite material reinforced by reinforcing fibers having low rigidity is formed.
【００１４】また、本発明の好ましい態様によれば、前
記斜交層、前記中間層および前記０度層のうちいずれか
一つ以上をシートワインディング法、フィラメントワイ
ンディング法およびテ−プワインド法のうちいずれかに
より形成することを特徴としている。According to a preferred aspect of the present invention, at least one of the oblique layer, the intermediate layer, and the zero-degree layer is formed by any one of a sheet winding method, a filament winding method, and a tape winding method. It is characterized by being formed by the above.
【００１５】本発明で使用される補強繊維としては、ガ
ラス繊維、アラミド繊維、炭素繊維、金属繊維などの繊
維であれば限定されるものではないが、成形品としては
機械的特性に優れた炭素繊維を使用することが望まし
い。炭素繊維としては、ポリアクリロニトリル系やピッ
チ系などの炭素繊維を用いることができる。The reinforcing fiber used in the present invention is not limited as long as it is a fiber such as glass fiber, aramid fiber, carbon fiber, and metal fiber. However, as a molded product, carbon fiber having excellent mechanical properties is used. It is desirable to use fibers. As the carbon fibers, polyacrylonitrile-based or pitch-based carbon fibers can be used.
【００１６】また、補強繊維の形態としては、一方向に
引き揃えた一方向材でも、あるいは織物材であってもよ
く、織物材の経緯線数の比や、経緯線のなす角度につい
ては特に限定されるものではない。織物材を使用した場
合、経線、緯線のうち繊維数の多い補強方向を主補強方
向と定める。The form of the reinforcing fibers may be a unidirectional material aligned in one direction or a woven material. The ratio of the number of weft lines of the woven material and the angle formed by the weft lines are particularly important. It is not limited. In the case where a woven material is used, the direction of reinforcement in which the number of fibers is large among the meridians and wefts is determined as the main reinforcement direction.
【００１７】また、本発明において使用される繊維補強
樹脂複合材料のマトリックス樹脂としては、通常の繊維
補強樹脂複合材料に使用されるものであれば限定される
ものではない。具体的にはエポキシ樹脂等が挙げられる
が、マトリックス樹脂には単独樹脂材料、もしくは２種
類以上の樹脂材料を併用して使用することも可能であ
る。Further, the matrix resin of the fiber-reinforced resin composite material used in the present invention is not limited as long as it is used for a general fiber-reinforced resin composite material. Specifically, an epoxy resin or the like can be used, but a single resin material or a combination of two or more resin materials can be used as the matrix resin.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施形態例に
ついて、図面を参照しながら詳細を説明する。図１に示
すように、本実施形態例のシャフトは、補強繊維、マト
リックス樹脂からなるシャフトであって、補強方向がシ
ャフト軸方向に対して斜交した補強繊維により補強され
た繊維補強樹脂複合材料を含む厚さ２５０μｍ以下の斜
交層１と、斜交層１の外側に形成された、補強方向がシ
ャフト軸方向に対して少なくとも３０度斜交し斜交層１
の補強繊維よりも補強方向の曲げ強度が高い補強繊維に
より補強された繊維補強樹脂複合材料を含む厚さ１５０
μｍ以下の中間層２と、中間層２の外側に形成された、
補強方向がシャフト軸方向に沿い中間層２の補強繊維よ
りも補強方向の曲げ剛性が低い補強繊維により補強され
た繊維補強樹脂複合材料を含む厚さ２７０μｍ以下の０
度層３とを備えたものからなっている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the shaft of the present embodiment is a shaft made of a reinforcing fiber and a matrix resin, and is a fiber-reinforced resin composite material reinforced by a reinforcing fiber whose reinforcing direction is oblique to the axial direction of the shaft. An oblique layer 1 having a thickness of 250 μm or less and a reinforcing layer formed outside the oblique layer 1, the reinforcing direction of which is oblique at least 30 degrees with respect to the axial direction of the shaft.
Thickness 150 including a fiber reinforced resin composite material reinforced by a reinforcing fiber having a higher bending strength in the reinforcing direction than the reinforcing fiber
an intermediate layer 2 having a thickness of not more than μm,
A fiber having a thickness of 270 μm or less including a fiber-reinforced resin composite material reinforced by a reinforcing fiber whose bending direction is lower in the reinforcing direction than the reinforcing fiber of the intermediate layer 2 along the shaft axis direction.
And a third layer.
【００１９】本実施形態例において、この中間層２は主
にねじり強度を向上させることを目的に配置されるた
め、斜交層１よりも曲げ強度の高い材料を使用するのが
ねじり強度向上の点で好ましい。通常、中間層２として
使用する材料に必要な曲げ強度は、斜交層１に使用して
いる材料の曲げ強度以上であれば十分であるが、好まし
くは、斜交層１に使用している材料の曲げ強度よりも少
なくとも１０％高いことが望ましい。In the present embodiment, since the intermediate layer 2 is disposed mainly for the purpose of improving the torsional strength, the use of a material having a higher bending strength than that of the oblique layer 1 is used for improving the torsional strength. It is preferred in that respect. Usually, the bending strength required for the material used as the intermediate layer 2 is sufficient as long as it is equal to or higher than the bending strength of the material used for the oblique layer 1, but preferably, it is used for the oblique layer 1. Desirably, it is at least 10% higher than the bending strength of the material.
【００２０】また、この中間層２に使用する材料は、０
度層３に使用している材料よりも曲げ剛性の高い材料を
使用するのが、シャフトに必要な曲げ剛性を維持する点
において好ましい。通常、中間層２として使用する材料
に必要な曲げ剛性は、０度層３に使用している材料の曲
げ剛性以上であれば十分であるが、この中間層２はシャ
フト軸方向に対して少なくとも３０度斜交して配置する
ことから、好ましくは、０度層３に使用している材料の
曲げ剛性よりも少なくとも２０％高いことが望ましい。
一般に、この中間層２の配向角は３０度〜４５度の範囲
で使用されるが、中間層２の配向角が大きくなるにした
がい、曲げ剛性の大きな材料を中間層２に使用すること
が望ましい。The material used for the intermediate layer 2 is 0
It is preferable to use a material having a higher bending rigidity than the material used for the outer layer 3 from the viewpoint of maintaining the bending rigidity required for the shaft. Usually, the bending stiffness required for the material used for the intermediate layer 2 is sufficient as long as it is equal to or greater than the bending stiffness of the material used for the 0-degree layer 3. Since they are arranged obliquely at 30 degrees, it is desirable that the bending rigidity of the material used for the 0-degree layer 3 is at least 20% higher than that of the material used for the layers.
Generally, the orientation angle of the intermediate layer 2 is used in the range of 30 degrees to 45 degrees. As the orientation angle of the intermediate layer 2 increases, it is desirable to use a material having a large bending rigidity for the intermediate layer 2. .
【００２１】また、この中間層２に使用する材料は、シ
ャフトの大幅な重量増を招くことのないように、厚みが
１５０μｍ以下のものを用いるが、シャフトの肉厚に比
べて極端に薄くなるような場合には、中間層２を挿入す
ることによるねじり強度向上が期待できず、好ましくな
い。本実施形態例の繊維補強樹脂複合材料からなるシャ
フトにおいては、０度層３の厚みが２７０μｍ以下、か
つ斜交層１の厚みが２５０μｍ以下であることから、こ
のかかる中間層２の厚みは６０μｍ〜１５０μｍが望ま
しい。The material used for the intermediate layer 2 has a thickness of 150 μm or less so as not to cause a significant increase in the weight of the shaft, but is extremely thin compared to the thickness of the shaft. In such a case, the improvement of the torsional strength by inserting the intermediate layer 2 cannot be expected, which is not preferable. In the shaft made of the fiber-reinforced resin composite material of this embodiment, since the thickness of the 0-degree layer 3 is 270 μm or less and the thickness of the oblique layer 1 is 250 μm or less, the thickness of the intermediate layer 2 is 60 μm. １５０150 μm is desirable.
【００２２】また、この中間層２に使用する材料は、補
強繊維の補強方向がシャフトの軸方向に対して少なくと
も３０度斜交させることが必要となる。この範囲未満で
は、シャフトの曲げ剛性、曲げ強度、ねじり剛性はほと
んど損なわれないが、ねじり強度についてはやや劣る。
一方、補強繊維の補強方向がシャフトの軸方向に対して
３０度〜９０度の範囲であれば、この中間層２を配置す
ることにより、ねじり強度の向上が望まれる。The material used for the intermediate layer 2 needs to have the reinforcing fibers reinforced diagonally at least 30 degrees with respect to the axial direction of the shaft. Below this range, the bending rigidity, bending strength and torsional rigidity of the shaft are hardly impaired, but the torsional strength is somewhat inferior.
On the other hand, if the reinforcing direction of the reinforcing fibers is in the range of 30 to 90 degrees with respect to the axial direction of the shaft, it is desired to improve the torsional strength by disposing the intermediate layer 2.
【００２３】この中間層２に使用する材料は、シャフト
を所定の力で捩ったときに、中間層２に発生する応力が
中間層２に使用している補強繊維の許容応力以下になる
ように、また、斜交層１に発生する応力が斜交層１に使
用している補強繊維の許容応力以下になるように、中間
層２の剛性、厚み、補強繊維の補強方向を決定すればよ
い。The material used for the intermediate layer 2 is such that the stress generated in the intermediate layer 2 when the shaft is twisted with a predetermined force is less than the allowable stress of the reinforcing fibers used for the intermediate layer 2. In addition, the rigidity and thickness of the intermediate layer 2 and the reinforcing direction of the reinforcing fibers are determined so that the stress generated in the oblique layer 1 is equal to or less than the allowable stress of the reinforcing fibers used in the oblique layer 1. Good.
【００２４】本発明は、シャフト重量が長さ１ｍあたり
４５ｇ以下の軽量ゴルフクラブシャフトにおいてその効
果が大きい。上記のような軽量ゴルフクラブシャフトに
おいては、０度層、および斜交層に使用することのでき
る繊維補強樹脂複合材料が少なくなるため、ねじり剛性
とねじり強度の両者を適正化するためには中間層の役割
が重要になる。The present invention has a great effect on a lightweight golf club shaft having a shaft weight of 45 g or less per meter in length. In the lightweight golf club shaft as described above, since the fiber reinforced resin composite material that can be used for the 0-degree layer and the oblique layer is reduced, it is necessary to adjust the intermediate strength to optimize both the torsional rigidity and the torsional strength. The role of layers becomes important.
【００２５】また本発明は、斜交層に繊維補強方向の曲
げ弾性率が２００ＧＰａ以上の炭素繊維補強樹脂複合材
料を使用したゴルフクラブシャフトにおいてその効果が
大きい。前述のように、ゴルフクラブシャフトに一般的
に使用されている炭素繊維補強樹脂複合材料において
は、曲げ剛性の増加に伴い曲げ強度が低下する傾向にあ
るため、曲げ弾性率が２００ＧＰａ以上の高弾性率の炭
素繊維補強複合材料を斜交層に使用したゴルフクラブシ
ャフトにおいては、斜交層の曲げ強度の低下から、ゴル
フクラブシャフトの両端部に３００Ｎｍ度以上のトルク
を与えて捩ったときに斜交層でねじり破壊することがあ
る。斜交層に繊維補強方向の曲げ弾性率が２００ＧＰａ
以上の炭素繊維補強樹脂複合材料を使用したゴルフクラ
ブシャフトのねじり強度を向上させ、ねじり破壊を防止
するためには、この中間層の役割が重要となる。なお、
好ましい態様においては、斜交層は厚さ７０μｍ以下の
層を２層以上重ねてなるものにする。The present invention has a great effect in a golf club shaft using a carbon fiber reinforced resin composite material having a bending elastic modulus in the fiber reinforcement direction of 200 GPa or more in the oblique layer. As described above, in a carbon fiber reinforced resin composite material generally used for a golf club shaft, since the bending strength tends to decrease with an increase in bending stiffness, the bending elastic modulus is 200 GPa or more. In the golf club shaft using the carbon fiber reinforced composite material having a low ratio in the oblique layer, the bending strength of the oblique layer is reduced, so that when the torque is applied to both ends of the golf club shaft by applying a torque of 300 Nm or more, the twist is performed. Torsional failure may occur in the oblique layer. The bending elastic modulus in the fiber reinforcement direction of the oblique layer is 200 GPa
The role of the intermediate layer is important for improving the torsional strength of the golf club shaft using the above carbon fiber reinforced resin composite material and preventing torsional breakage. In addition,
In a preferred embodiment, the oblique layer is formed by stacking two or more layers having a thickness of 70 μm or less.
【００２６】斜交層はシャフトのねじり特性（ねじり剛
性、ねじり強度）を賦与するために配置されるものであ
るが、本発明においては、単に斜交層を設けるだけでな
く、ある一定のねじり剛性とねじり強度の両者を確保す
ることを目的に、斜交層よりも曲げ強度が高く、かつ０
度層よりも曲げ剛性が高く、厚さ１５０μｍ以下の少な
くとも３０度斜交した中間層を積層することを特徴とす
るものである。The cross layer is provided to impart torsional characteristics (torsional rigidity, torsional strength) of the shaft. In the present invention, not only the cross layer is provided but also a certain torsion layer. In order to secure both rigidity and torsional strength, the bending strength is higher than that of the
The intermediate layer having a higher bending rigidity than the first layer and having a thickness of 150 μm or less and being oblique at least 30 degrees is laminated.
【００２７】本発明の繊維補強樹脂複合材料からなるシ
ャフトを製造するためには、従来公知のシャフト内径と
同じテ−パ−をもったマンドレルに最内層から最外層ま
で順番にプリプレグを巻き付けた後に、ラッピングテ−
プを巻き付けて成形する方法（シートワインディング
法）、フィラメントワインディング法、テ−プワインド
法などを用いることができる。In order to manufacture a shaft made of the fiber reinforced resin composite material of the present invention, a prepreg is wound around a mandrel having the same taper as the conventionally known shaft inside diameter from the innermost layer to the outermost layer in order. , Wrapping tee
A method of winding and forming a sheet (sheet winding method), a filament winding method, a tape winding method, and the like can be used.
【００２８】[0028]
【実施例】以下、本発明を実施例によってさらに具体的
に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り以下の
実施例に限定されるものではない。以下に記載の炭素繊
維の引張り弾性率、引張り強度の測定は、ＪＩＳ−Ｒ７
６０１に示された方法に従い得られた値を、また、プリ
プレグの各特性の測定には、ＪＩＳ−Ｋ７０７１に示さ
れた方法に従い得られた値を用いている。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist. The measurement of tensile elastic modulus and tensile strength of the carbon fiber described below is based on JIS-R7
The value obtained according to the method shown in JIS-K7071 is used for the measurement of each property of the prepreg.
【００２９】シャフトの斜交層として、東レ（株）製炭
素繊維Ａ（補強繊維方向の引張り弾性率：４７６ＧＰ
ａ，補強繊維方向の引張り強度：３９２０ＭＰａ）を互
いに並行かつシ−ト状に引き揃えたものにエポキシ樹脂
を含浸してなる一方向プリプレグＡを使用する。このプ
リプレグＡのマトリックス樹脂含有率は２７重量％であ
る。プリプレグＡの補強繊維方向の曲げ剛性は２４０Ｇ
Ｐａ、補強繊維方向の曲げ強度は１２７０ＭＰａ、厚み
は５２μｍであった。As an oblique layer of the shaft, a carbon fiber A manufactured by Toray Industries, Inc. (tensile elastic modulus in the reinforcing fiber direction: 476 GP)
a, a unidirectional prepreg A obtained by impregnating epoxy resin into a sheet in which tensile strength in the reinforcing fiber direction: 3920 MPa) is arranged in parallel and in a sheet form. The prepreg A has a matrix resin content of 27% by weight. Bending rigidity of prepreg A in the reinforcing fiber direction is 240G
Pa, the bending strength in the reinforcing fiber direction was 1270 MPa, and the thickness was 52 μm.
【００３０】シャフトの中間層として、東レ（株）製炭
素繊維Ｂ（補強繊維方向の引張り弾性率：３７８ＧＰ
ａ，補強繊維方向の引張り強度：４４１０ＭＰａ）を互
いに並行かつシ−ト状に引き揃えたものにエポキシ樹脂
を含浸してなる一方向プリプレグＢを使用する。このプ
リプレグＢのマトリックス樹脂含有率は３７重量％であ
る。プリプレグＢの補強繊維方向の曲げ剛性は１９５Ｇ
Ｐａ、補強繊維方向の曲げ強度は１５２０ＭＰａ、厚み
は４８μｍであった。As the intermediate layer of the shaft, carbon fiber B manufactured by Toray Industries, Inc. (tensile elastic modulus in the reinforcing fiber direction: 378 GP)
a, a unidirectional prepreg B obtained by impregnating epoxy resin into a sheet in which the tensile strength in the reinforcing fiber direction: 4410 MPa) is arranged in parallel and in a sheet form. The matrix resin content of this prepreg B is 37% by weight. Bending rigidity of prepreg B in the direction of reinforcing fiber is 195G
Pa, the bending strength in the reinforcing fiber direction was 1520 MPa, and the thickness was 48 μm.
【００３１】シャフトの０度層として、東レ（株）製炭
素繊維Ｃ（補強繊維方向の引張り弾性率：２３０ＧＰ
ａ，補強繊維方向の引張り強度：４９００ＭＰａ）を互
いに並行かつシ−ト状に引き揃えたものにエポキシ樹脂
を含浸してなる一方向プリプレグＣを使用する。このプ
リプレグＣのマトリックス樹脂含有率は３０重量％であ
る。プリプレグＣの補強繊維方向の曲げ剛性は１２０Ｇ
Ｐａ、補強繊維方向の曲げ強度は１６７０ＭＰａ、厚み
は１２３μｍであった。As the 0-degree layer of the shaft, carbon fiber C manufactured by Toray Industries, Inc. (tensile elastic modulus in the direction of the reinforcing fiber: 230 GP)
a, a unidirectional prepreg C obtained by impregnating epoxy resin into a sheet in which tensile strength in the reinforcing fiber direction: 4900 MPa) is arranged in parallel and in a sheet form. The matrix resin content of this prepreg C is 30% by weight. Bending rigidity of prepreg C in the reinforcing fiber direction is 120G
Pa, the bending strength in the reinforcing fiber direction was 1670 MPa, and the thickness was 123 μm.
【００３２】実施例１ 先端外径６．５ｍｍ、テ−パ−６．０／１０００、長さ
１１００ｍｍの、離型処理したステンレス製マンドレル
に、内側から図２に示すように、斜交層１としてプリプ
レグＡを繊維方向が芯金軸方向に対して＋４０度、およ
び−４０度になるように計２周分巻き付け、その外側に
中間層としてプリプレグＢを繊維方向が芯金軸方向に対
して＋４５度、および−４５度になるように計２周分巻
き付け、さらにその外側に、０度層としてプリプレグＣ
を繊維方向がマンドレル軸に一致するように計２周分巻
き付けた。しかる後に、当業者により周知の方法、すな
わちラッピングテ−プ巻き付け、硬化炉での加熱硬化、
ラッピングテ−プの除去、外周研磨を行いシャフトを得
た。Example 1 As shown in FIG. 2, an oblique layer 1 was placed on a release-treated stainless steel mandrel having a tip outer diameter of 6.5 mm, a taper of 6.0 / 1000, and a length of 1100 mm. The prepreg A is wound for a total of two turns so that the fiber direction is +40 degrees and -40 degrees with respect to the core metal axis direction, and the prepreg B is formed as an intermediate layer around the prepreg B with the fiber direction relative to the core metal axis direction. Wrap a total of 2 turns so that it becomes +45 degrees and -45 degrees, and further outside, prepreg C as 0 degree layer
Was wound for a total of two turns so that the fiber direction coincided with the mandrel axis. Thereafter, methods known to those skilled in the art include wrapping tape winding, heat curing in a curing oven,
The lapping tape was removed and the outer periphery was polished to obtain a shaft.
【００３３】このシャフトについて、シャフト破断時の
トルクは５４Ｎｍであり、またそのときのねじり角は１
２．６度であった。したがって、一般にゴルフクラブシ
ャフトにて用いられているねじり強度を下記の（１）式
にて求めると、６８０Ｎｍ度であった。With respect to this shaft, the torque when the shaft was broken was 54 Nm, and the torsion angle at that time was 1
It was 2.6 degrees. Therefore, when the torsional strength generally used for a golf club shaft was obtained by the following equation (1), it was 680 Nm.
【００３４】 ゴルフクラブねじり強度（Ｎｍ度）＝ 破断時のトルク（Ｎｍ）×破断時のねじり角（度）・・・（１） また、シャフト重量は３８ｇであった。Golf club torsional strength (Nm degrees) = torque at break (Nm) × torsional angle at break (degrees) (1) The shaft weight was 38 g.
【００３５】実施例２ 実施例１と同様に、斜交層としてプリプレグＡを繊維方
向が芯金軸方向に対して＋４０度、および−４０度にな
るように計２周分巻き付け、その外側に中間層としてプ
リプレグＢを繊維方向が芯金軸方向に対して＋３５度、
および−３５度になるように計２周分巻き付け、さらに
その外側に、０度層としてプリプレグＣを繊維方向がマ
ンドレル軸に一致するように計２周分巻き付けた。しか
る後に、実施例１と同様の方法で成形し、シャフトを得
た。Example 2 As in Example 1, prepreg A was wound as an oblique layer for a total of two turns so that the fiber direction was +40 degrees and −40 degrees with respect to the axial direction of the cored bar. As the intermediate layer, the prepreg B has a fiber direction of +35 degrees with respect to the core metal axis direction,
In addition, wrapping was performed for a total of two turns so as to form a 0-degree layer around the prepreg C so that the fiber direction coincided with the mandrel axis. Thereafter, molding was performed in the same manner as in Example 1 to obtain a shaft.
【００３６】このシャフトについて、破断時のトルクは
５０Ｎｍであり、また、そのときのねじり角は１２．９
度であった。したがって、実施例１と同様の方法による
式（１）を用いたねじり強度は６４５Ｎｍ度であった。
また、シャフト重量は３８ｇであった。With respect to this shaft, the torque at break was 50 Nm, and the torsion angle at that time was 12.9.
Degree. Therefore, the torsional strength using the equation (1) in the same manner as in Example 1 was 645 Nm.
The shaft weight was 38 g.
【００３７】比較例１ 実施例１と同様に、斜交層としてプリプレグＡを繊維方
向が芯金軸方向に対して＋４０度、および−４０度にな
るように計２周分巻き付け、その外側に０度層としてプ
リプレグＣを繊維方向がマンドレル軸に一致するように
計２周分巻き付けた。しかる後に、実施例１と同様の方
法で成形し、シャフトを得た。Comparative Example 1 In the same manner as in Example 1, prepreg A was wound as an oblique layer for a total of two turns so that the fiber direction was +40 degrees and −40 degrees with respect to the core metal axis direction. Prepreg C was wound as a 0-degree layer for a total of two turns so that the fiber direction coincided with the mandrel axis. Thereafter, molding was performed in the same manner as in Example 1 to obtain a shaft.
【００３８】このシャフトについて、破断時のトルクは
３８Ｎｍであり、またそのときのねじり角は１５．６度
であった。したがって、実施例１と同様の方法による式
（１）を用いたねじり強度は５９２Ｎｍ度であった。ま
た、シャフト重量は３４ｇであった。With respect to this shaft, the torque at break was 38 Nm, and the torsion angle at that time was 15.6 degrees. Therefore, the torsional strength using the equation (1) in the same manner as in Example 1 was 592 Nm. The shaft weight was 34 g.
【００３９】比較例２ 実施例１と同様に、斜交層としてプリプレグＡを繊維方
向が芯金軸方向に対して＋４０度、および−４０度にな
るように計２周分巻き付け、その外側に中間層としてプ
リプレグＢを繊維方向が芯金軸方向に対して＋２５度、
および−２５度になるように計２周分巻き付け、さらに
その外側に、０度層としてプリプレグＣを繊維方向がマ
ンドレル軸に一致するように計２周分巻き付けた。しか
る後に、実施例１と同様の方法で成形し、シャフトを得
た。Comparative Example 2 In the same manner as in Example 1, prepreg A was wound as an oblique layer for a total of two turns so that the fiber direction was +40 degrees and −40 degrees with respect to the axial direction of the cored bar. As the intermediate layer, the prepreg B has a fiber direction of +25 degrees with respect to the core metal axis direction,
And -25 degrees, and a prepreg C was further wound on the outer side as a 0-degree layer for a total of two turns so that the fiber direction coincided with the mandrel axis. Thereafter, molding was performed in the same manner as in Example 1 to obtain a shaft.
【００４０】このシャフトについて、破断時のトルクは
４０Ｎｍであり、またそのときのねじり角は１４．０度
であった。したがって、実施例１と同様の方法による式
（１）を用いたねじり強度は５６０Ｎｍ度であった。ま
た、シャフト重量は３８ｇであった。With respect to this shaft, the torque at break was 40 Nm, and the torsion angle at that time was 14.0 degrees. Therefore, the torsional strength using equation (1) in the same manner as in Example 1 was 560 Nm. The shaft weight was 38 g.
【００４１】比較例３ 実施例１と同様に、斜交層としてプリプレグＡを繊維方
向が芯金軸方向に対して＋４０度、および−４０度にな
るように計２周分巻き付け、その外側に中間層としてプ
リプレグＡを繊維方向が芯金軸方向に対して＋４５度、
および−４５度になるように計２周分巻き付け、さらに
その外側に、０度層としてプリプレグＣを繊維方向がマ
ンドレル軸に一致するように計２周分巻き付けた。しか
る後に、実施例１と同様の方法で成形し、シャフトを得
た。Comparative Example 3 In the same manner as in Example 1, prepreg A was wound as an oblique layer for a total of two turns so that the fiber direction was +40 degrees and −40 degrees with respect to the core metal axis direction, and was wrapped around the outside. As an intermediate layer, the prepreg A has a fiber direction of +45 degrees with respect to the core metal axis direction,
And a wrap around the prepreg C as a 0-degree layer for a total of two wraps so that the fiber direction coincides with the mandrel axis. Thereafter, molding was performed in the same manner as in Example 1 to obtain a shaft.
【００４２】このシャフトについて、破断時のトルクは
４２Ｎｍであり、またそのときのねじり角は１１．８度
であった。したがって、実施例１と同様の方法による式
（１）を用いたねじり強度は４９６Ｎｍ度であった。ま
た、シャフト重量は３８ｇであった。With respect to this shaft, the torque at break was 42 Nm, and the torsion angle at that time was 11.8 degrees. Therefore, the torsional strength using equation (1) in the same manner as in Example 1 was 496 Nm. The shaft weight was 38 g.
【００４３】比較例４ 実施例１と同様に、斜交層としてプリプレグＡを繊維方
向が芯金軸方向に対して＋４０度、および−４０度にな
るように計２周分巻き付け、その外側に中間層としてプ
リプレグＣを繊維方向が芯金軸方向に対して＋４５度、
および−４５度になるように計２周分巻き付け、さらに
その外側に、０度層としてプリプレグＣを繊維方向がマ
ンドレル軸に一致するように計２周分巻き付けた。しか
る後に、実施例１と同様の方法で成形し、シャフトを得
た。Comparative Example 4 In the same manner as in Example 1, prepreg A was wound as an oblique layer for a total of two turns so that the fiber direction was +40 degrees and −40 degrees with respect to the core metal axis direction. As an intermediate layer, the prepreg C has a fiber direction of +45 degrees with respect to the core metal axis direction,
And a wrap around the prepreg C as a 0-degree layer for a total of two wraps so that the fiber direction coincides with the mandrel axis. Thereafter, molding was performed in the same manner as in Example 1 to obtain a shaft.
【００４４】このシャフトについて、破断時のトルクは
２２Ｎｍであリ、またそのときのねじり角は１５．１度
であった。したがって、実施例１と同様の方法による式
（１）を用いたねじり強度は３３２Ｎｍ度であった。ま
た、シャフト重量は３７ｇであった。With respect to this shaft, the torque at break was 22 Nm, and the torsion angle at that time was 15.1 degrees. Therefore, the torsional strength using equation (1) in the same manner as in Example 1 was 332 Nm. The shaft weight was 37 g.
【００４５】次の表は上記結果をまとめたものである。The following table summarizes the above results.
【００４６】[0046]
【表１】 [Table 1]
【００４７】[0047]
【発明の効果】本発明のゴルフクラブシャフトは、斜交
層よりも強度が高く薄い材料を中間層として斜交層の上
に配置するため、ねじり角、シャフト重量をほとんど変
えることなく、ねじり破損を防止することができる。さ
らに、シャフト自体が軽量であるため、飛距離アップを
求める軽量ゴルフクラブに使用することができる。According to the golf club shaft of the present invention, since a material having higher strength and a thinner thickness than that of the oblique layer is disposed on the oblique layer as an intermediate layer, the torsional breakage can be achieved without substantially changing the torsion angle and the shaft weight. Can be prevented. Furthermore, since the shaft itself is lightweight, it can be used for a lightweight golf club that requires an increased flight distance.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図１】本発明におけるシャフトを示す概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram showing a shaft according to the present invention.
【図２】本発明におけるシャフトのプリプレグの巻き方
を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory view showing a method of winding a prepreg on a shaft in the present invention.
１：斜交層 ２：中間層 ３：０度層 1: Oblique layer 2: Middle layer 3: 0 degree layer
Claims (7)
た補強繊維により補強された繊維補強樹脂複合材料を含
む厚さ２５０μｍ以下の斜交層と、該斜交層の外側に形
成された、補強方向がシャフト軸方向に対して少なくと
も３０度斜交し前記斜交層の補強繊維よりも補強方向の
曲げ強度が高い補強繊維により補強された繊維補強樹脂
複合材料を含む厚さ１５０μｍ以下の中間層と、該中間
層の外側に形成された、補強方向がシャフト軸方向に沿
い前記中間層の補強繊維よりも補強方向の曲げ剛性が低
い補強繊維により補強された繊維補強樹脂複合材料を含
む厚さ２７０μｍ以下の０度層とを備えてなることを特
徴とするシャフト。1. An oblique layer having a thickness of 250 μm or less containing a fiber-reinforced resin composite material reinforced by a reinforcing fiber whose oblique direction is oblique to the shaft axis direction, and formed outside the oblique layer. A thickness of 150 μm or less including a fiber-reinforced resin composite material reinforced by a reinforcing fiber whose reinforcing direction is oblique at least 30 degrees with respect to the axial direction of the shaft and whose bending strength in the reinforcing direction is higher than that of the reinforcing fibers of the oblique layer. An intermediate layer, and a fiber-reinforced resin composite material formed outside the intermediate layer and reinforced by a reinforcing fiber whose reinforcing direction is along the shaft axis direction and has lower bending rigidity in the reinforcing direction than the reinforcing fibers of the intermediate layer. A shaft comprising: a 0-degree layer having a thickness of 270 μm or less.
む厚さ７０μｍ以下の層を少なくとも２層以上備えてな
るものであることを特徴とする請求項１に記載のシャフ
ト。2. The shaft according to claim 1, wherein the oblique layer comprises at least two or more layers containing a fiber-reinforced resin composite material and having a thickness of 70 μm or less.
下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記
載のシャフト。3. The shaft according to claim 1, wherein the weight of the shaft is 40 g or less per 1 m of length.
が２００ＧＰａ以上の繊維補強樹脂複合材料を含んでい
ることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のシ
ャフト。4. The shaft according to claim 1, wherein the oblique layer includes a fiber-reinforced resin composite material having a bending elastic modulus in a fiber reinforcement direction of 200 GPa or more.
を補強繊維として用いた繊維補強樹脂複合材料を含んで
いることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の
シャフト。5. The shaft according to claim 1, wherein said 0-degree layer contains a fiber-reinforced resin composite material using carbon fibers or metal fibers as reinforcing fibers.
の軸方向に対して斜交した補強繊維により補強された繊
維補強樹脂複合材料を含む厚さ２５０μｍ以下の斜交層
を形成し、該斜交層の外側に、補強方向が前記マンドレ
ルの軸方向に対して少なくとも３０度斜交し前記斜交層
の補強繊維よりも補強方向の曲げ強度が高い補強繊維に
より補強された繊維補強樹脂複合材料を含む厚さ１５０
μｍ以下の中間層を形成し、該中間層の外側に、補強方
向が前記マンドレルの軸方向に沿い前記中間層の補強繊
維よりも補強方向の曲げ剛性が低い補強繊維により補強
された繊維補強樹脂複合材料を含む厚さ２７０μｍ以下
の０度層を形成することを特徴とするシャフトの製造方
法。6. An oblique layer having a thickness of 250 μm or less including a fiber-reinforced resin composite material reinforced by a reinforcing fiber whose reinforcing direction is oblique to an axial direction of the mandrel is formed on the mandrel. Outside the layer, a fiber reinforced resin composite material reinforced by a reinforcing fiber whose reinforcing direction is oblique at least 30 degrees with respect to the axial direction of the mandrel and has a higher bending strength in the reinforcing direction than the reinforcing fibers of the oblique layer. Including thickness 150
μm or less of an intermediate layer, a fiber reinforced resin reinforced by a reinforcing fiber whose bending direction is lower than the reinforcing fiber of the intermediate layer along the axial direction of the mandrel outside the intermediate layer. A method for manufacturing a shaft, comprising forming a 0-degree layer having a thickness of 270 μm or less containing a composite material.
のうちいずれか一つ以上をシートワインディング法、フ
ィラメントワインディング法およびテ−プワインド法の
うちいずれかにより形成することを特徴とする請求項６
に記載のシャフトの製造方法。7. The method according to claim 1, wherein at least one of the oblique layer, the intermediate layer and the 0-degree layer is formed by any one of a sheet winding method, a filament winding method and a tape winding method. Claim 6
3. The method for producing a shaft according to 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9005598A JPH10192464A (en) | 1997-01-16 | 1997-01-16 | Shaft and its manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9005598A JPH10192464A (en) | 1997-01-16 | 1997-01-16 | Shaft and its manufacture |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10192464A true JPH10192464A (en) | 1998-07-28 |
Family
ID=11615675
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9005598A Pending JPH10192464A (en) | 1997-01-16 | 1997-01-16 | Shaft and its manufacture |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10192464A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103644393A (en) * | 2013-12-19 | 2014-03-19 | 山东方大工程有限责任公司 | Continuous fiber reinforced polyolefin composite tube and preparation technology thereof |
| JP2016159544A (en) * | 2015-03-03 | 2016-09-05 | 本田技研工業株式会社 | Axial composite member and manufacturing method therefor |
-
1997
- 1997-01-16 JP JP9005598A patent/JPH10192464A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103644393A (en) * | 2013-12-19 | 2014-03-19 | 山东方大工程有限责任公司 | Continuous fiber reinforced polyolefin composite tube and preparation technology thereof |
| JP2016159544A (en) * | 2015-03-03 | 2016-09-05 | 本田技研工業株式会社 | Axial composite member and manufacturing method therefor |
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