JPH11197277A

JPH11197277A - 軽量ゴルフクラブ用シャフト

Info

Publication number: JPH11197277A
Application number: JP10099066A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Atsumi; 哲也渥美; Tsutomu Ibuki; 努伊吹; Ikuro Takiguchi; 郁朗滝口
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 1997-11-17
Filing date: 1998-04-10
Publication date: 1999-07-27
Anticipated expiration: 2018-04-10
Also published as: US20010007836A1; JP3714791B2; US6905422B2

Abstract

(57)【要約】【課題】曲げ剛性、曲げ強力、ねじり剛性、ねじり強
力、潰し強力といった従来のシャフトの特性、外径を維
持したまま、従来シャフトの３５〜５０％に軽量化され
た軽量ゴルフクラブ用シャフトを提供する。【解決手段】複数の繊維強化複合材料層を積層してな
るゴルフクラブ用シャフトであって、シャフトの全長に
わたって内側から第１アングル層、第１ストレート層、
第２アングル層、第２ストレート層の順に補強層を有
し、この第２アングル層は厚みが０．０４〜０．１ｍｍ
であり、その中の補強繊維の配向角度がシャフトの長手
方向に対して６０〜７５゜である、ねじり強力が１２０
ｋｇｆ・ｍ・度（１２００Ｎ・ｍ・度）以上、潰し強力
が１０ｋｇ／１０ｍｍ以上、重量３０〜４５ｇの軽量ゴ
ルフクラブ用シャフトである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ゴルフクラブ用シ
ャフト（以下単にシャフトという。）、特に曲げ剛性、
曲げ強力、ねじり剛性、ねじり強力、及び、潰し強力と
いった従来シャフトの特性及び外径を維持したまま、従
来シャフトの３５〜５０％に軽量化されたシャフトに関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ゴルフクラブ用シャフトとして、
補強繊維を引き揃え樹脂を含浸した、いわゆる一方向プ
リプレグを型となるテーパー付きの芯金に巻き付けて積
層硬化した繊維強化複合材料（以下、ＦＲＰという。）
製シャフトがその比剛性、比強度の高さ、その設計度の
自由さから広く用いられている。

【０００３】ＦＲＰ製シャフトでは、多くの場合、内側
からアングル層、ストレート層の２層構造となってい
る。アングル層とは、補強繊維がシャフトの長手方向に
対して＋θ、−θとなるように貼り併せたプリプレグを
積層してなる層であり、ストレート層とは、補強繊維が
シャフトの長手方向に対して±２０゜以下に配向したプ
リプレグを積層してなる層である。本発明においてもア
ングル層、ストレート層はこの定義の通りである。

【０００４】そして、近年、ヘッドスピードの向上、シ
ャフトの長尺化、ヘッドの大型化に伴うスイートエリア
の拡大を目的としてシャフトの軽量化が進められてい
る。

【０００５】従来行われてきた、単にシャフトを構成す
るストレート層やアングル層を層数を減らすだけでは、
それに対応してシャフトの曲げ剛性、曲げ強力やねじり
剛性、ねじり強力及び潰し強力が低減するので問題があ
った。

【０００６】シャフトの曲げ剛性、ねじり剛性を維持し
たまま軽量化する方法としては、（１）ストレート層、
及び／又は、アングル層の層数を減らすと同時にこれら
の層を構成する補強繊維の弾性率をより高弾性な補強繊
維に換える方法、（２）シャフト自体の形状、主に外径
を大きくし、厚みを減らす方法がある。

【０００７】しかしながら、（１）の方法では、高弾性
の補強繊維は一般に低強度のため、曲げ剛性、ねじり剛
性は、従来のシャフトに比して遜色のない値となるが、
曲げ強度、ねじり強力は単に層数を減らしたものと変わ
らないか、むしろ低下する結果となる。又、（２）の方
法では、曲げ剛性の維持にはグリップ近くの外径を大き
くすることが効果的であるがシャフトの使用感に難があ
り、採用されるに至っていない。

【０００８】又、ＦＲＰ製シャフトのねじり剛性、ねじ
り強力を改善する方法として、実開昭６２−３３８７２
号公報には、アングル層とストレート層からなるＦＲＰ
製シャフトの最外層にさらにアングル層を設ける方法が
開示されているが、この方法では、ＦＲＰ製シャフトの
特にねじり剛性、ねじり強力の保持のため必要なアング
ル層が研磨等のＦＲＰ製シャフトの仕上げ加工のために
失われることがあり、安定した品質のＦＲＰ製シャフト
を得ることができないし、ＦＲＰ製シャフトの軽量化に
は寄与しない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者らは
以上のことに鑑み、曲げ剛性、曲げ強力、ねじり剛性、
ねじり強力、潰し強力といった従来シャフトの特性、外
径を維持したまま、従来シャフトの３５〜５０％に軽量
化されたシャフトについて鋭意検討を行い、本発明に到
達した。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数のＦＲＰ
層を積層してなるゴルフクラブ用シャフトであって、シ
ャフトの全長にわたって内側から第１アングル層、第１
ストレート層、第２アングル層、第２ストレート層の順
にＦＲＰ層を有し、この第２アングル層は厚みが０．０
４〜０．１ｍｍであり、その中の補強繊維の配向角度が
シャフトの長手方向に対して６０〜７５゜である、ねじ
り強力が１２０ｋｇｆ・ｍ・度（１２００Ｎ・ｍ・度）
以上、潰し強力が１０ｋｇ／１０ｍｍ以上、重量３０〜
４５ｇの軽量ゴルフクラブ用シャフトを要旨とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の軽量シャフトのＦＲＰを
構成する補強繊維としては、通常ＦＲＰの補強繊維とし
て用いられる繊維であればよく、特に限定しないが、パ
ラ系芳香族ポリアミド、高強度ポリエチレンといった有
機系補強繊維、炭素繊維、ガラス繊維、ボロン繊維、炭
化ケイ素繊維、アルミナ繊維、チラノ繊維といった、無
機系繊維、金属系繊維が挙げられる。さらにこれらの繊
維を２種以上組み合わせて用いることも可能である。本
発明においては、補強繊維として、従来技術で述べたよ
うな特に高弾性な補強繊維を部分的あるいは全体に必ず
しも用いる必要はない。

【００１２】又、本発明の軽量シャフトのＦＲＰを構成
するマトリックス樹脂としては、通常ＦＲＰのマトリッ
クス樹脂と知られている樹脂であればよく、特に限定し
ないが、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニ
ルエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリビスマレイミド
樹脂といった熱硬化性樹脂が一般的である。もちろん熱
可塑性樹脂をマトリックス樹脂として用いても本発明の
本質的な部分は変わるところはない。

【００１３】以下に述べるシャフトを形成する繊維強化
複合材料層は、上記の強化繊維を引き揃え、上記マトリ
ックス樹脂を含浸した、いわゆるプリプレグを用いて形
成するのが一般的である。プリプレグの厚み、繊維目
付、樹脂含有率等は特に限定しないが、各層の必要な厚
み、巻き径から適宜選択できる。

【００１４】本発明の軽量シャフトは、シャフト全長に
わたって、内側から第１アングル層、第１ストレート
層、第２アングル層、第２ストレート層の４層構造を主
構造とし、さらに第２アングル層が０．０４〜０．１ｍ
ｍ厚であり、その中の補強繊維の配向角度がシャフトの
長手方向に対して６０〜７５゜であることがシャフトの
特性、シャフトの外径を変えずに軽量化し、さらに潰し
強力とねじり強力を高い値でバランスを取るのに必要で
ある。この配向角度が６５〜７０゜である場合は潰し強
力が特に高くなり更に好ましい。

【００１５】もちろん、本発明の目的を損ねない範囲
で、第１、第２ストレート層、第１、第２アングル層の
他に先端部の補強、径あわせ等の目的で他の層を設けて
よいのは言うまでもない。

【００１６】第１アングル層の厚みは、ＦＲＰ製シャフ
トで通常見られる厚みであればよく、特に限定しない
が、製造時の型となる芯金を抜き取る際の縦割れの発生
を防ぐためには、０．２〜０．４ｍｍ厚あることが好ま
しい。

【００１７】もちろん、シャフトの全長にわたって同一
厚みである必要はなく、本発明の目的とする曲げ剛性、
曲げ強度、ねじり剛性、ねじり強力、潰し強力を犠牲に
しない範囲で他の特性の向上を目的として自由に設計す
ることが可能である。例えば、このような設計変更とし
ては、下記の実施例で見られるようにねじり剛性、ねじ
り強力の向上を目的として、シャフトの細径端部の第１
アングル層の厚みを太径端部のそれの２倍となるように
することが挙げられる。

【００１８】又、第１ストレート層、第２ストレート層
の厚みは、その合計厚みが通常見られる２層構造シャフ
トのストレート層の厚み程度であればよく、特に限定し
ないが、通常合計厚みで０．２〜０．４ｍｍである。こ
の合計厚みの第１、第２ストレート層への割り振りは、
ＦＲＰシャフトの曲げ剛性、曲げ強力等を考慮して行え
ばよいが、両者同一厚みであっても差し支えない。

【００１９】第１、第２ストレート層の厚みは、それぞ
れ０．１〜０．２ｍｍ、０．１〜０．２ｍｍ、合計で
０．２〜０．４ｍｍであることが、ＦＲＰシャフトに適
度な曲げ剛性、曲げ強力を付与する点からもっとも好ま
しい。

【００２０】そして、第２アングル層の厚みは、０．０
４〜０．１ｍｍであることが、上述したように本発明の
目的であるシャフトの特性、シャフトの外径を変えずに
軽量化することに必要であり、その中の補強繊維の配向
角度がシャフトの長手方向に対して６０〜７５゜である
ことが潰し強力を１０ｋｇ／１０ｍｍ以上に保つのに必
要である。そして、このような薄い第２アングル層は、
繊維目付１８〜５５ｇ／ｍ²、さらに好ましくは１８〜
３０ｇ／ｍ²の極薄プリプレグ（厚み０．０５ｍｍ以
下）、例えば、三菱レイヨン株式会社製プリプレグＨＲ
Ｘ３３０Ｍ０２５Ｓ（プリプレグ目付２５ｇ／ｍ²、樹
脂含有率４５％、厚み０．０２５ｍｍ）、ＭＲ３４０Ｋ
０２０Ｓを用いることで容易に実現可能である。

【００２１】

【実施例】本発明を実施例によりさらに具体的に説明す
る。以下、単に「゜」と記載する繊維方向は常にシャフ
トの長手方向に対して測定した角度を表す。

【００２２】（プリプレグ）実施例に用いたプリプレグ
を表１に示した。

【００２３】（ねじり強力、ねじり剛性の測定）製品安
全協会策定のゴルフクラブ用シャフトの認定基準及び基
準確認方法（通商産業大臣承認５産第２０８７号・平成
５年１０月４日）のねじり試験に準拠して行った。

【００２４】有限会社メカトロニクスエンジニアリング
製の５ＫＮユニバーサルテスタを用いて、シャフトの
細径端部を固定し、太径端部にトルクをかけていき、シ
ャフトがねじり破壊を生じたときのトルクをねじり強力
とした。

【００２５】（曲げ強力）シャフトのＴ点（細径端部か
ら９０ｍｍ）、Ａ点（同１７５ｍｍ）、Ｂ点（同５２５
ｍｍ）、Ｃ点（太径端部から１７５ｍｍ）を中心として
スパン３００ｍｍ（Ｔ点のみ１５０ｍｍ）で３点曲げ試
験を行い、その強力を示した。圧子は７５ｍｍＲ、支持
は１２．５ｍｍＲとした。

【００２６】（潰し強力の測定）万能圧縮試験機を用
い、シャフトの太径端部からａ点（１０ｍｍ）、ｂ点
（同１００ｍｍ）、ｃ点（同２００ｍｍ）、ｄ点（同３
００ｍｍ）を中心に長さ約１０ｍｍの試験片を作成し圧
縮試験を行い、その強力を示した。

【００２７】（曲げ剛性の測定）シャフトの太径端部を
固定し細径端部から１０ｍｍの位置に１ｋｇの荷重をか
け、たわみ量を測定した。

【００２８】（実施例１）細径端部外径５．２５ｍｍ、
太径端部外径１４．０５ｍｍ、長さ９５０ｍｍのテーパ
ーのついた芯金の上に以下の（１）〜（７）に示したよ
うにして９０°補強層、第１アングル層、第１ストレー
ト層、第２アングル層、第２ストレート層、先端部補強
層を順に形成した。

【００２９】（１）プリプレグを繊維方向が９０°とな
るように芯金に巻き付けたとき、細径端部、太径端部に
おいて１層となるようにプリプレグＤを概台形に裁断
し、芯金の上に巻き付け、９０°補強層を形成した。

【００３０】（２）プリプレグを繊維方向が＋４５゜と
なるように芯金に巻き付けたとき、細径端部においては
２層、太径端部においては１層となるようにプリプレグ
Ａを裁断し、又、繊維方向が−４５゜となるように巻き
付けたときも同様となるようにプリプレグＡを裁断し、
これらのプリプレグを繊維方向が交差するように貼り併
せた。この貼り合わせプリプレグを芯金の上に巻付け、
第１アングル層を形成した。

【００３１】（３）プリプレグを繊維方向が０゜となる
ように第１アングル層の上に巻き付けたとき細径端部、
太径端部ともに１層となるようにプリプレグＢを裁断
し、これを第１アングル層の上に巻付け第１ストレート
層を形成した。

【００３２】（４）プリプレグを繊維方向が＋７０゜と
なるように第１ストレート層の上に巻き付けたとき、細
径端部、太径端部ともに１層となるようにプリプレグＣ
を裁断し、又、繊維方向が−７０゜となるように巻き付
けたときも同様となるようにプリプレグＣを裁断し、こ
れらのプリプレグを繊維方向が交差するように貼り併せ
た。この貼り合わせプリプレグを第１ストレート層の上
に巻付け、第２アングル層を形成した。

【００３３】（５）プリプレグを繊維方向が０゜となる
ように第２アングル層の上に巻き付けたとき細径端部、
太径端部ともに１層となるようにプリプレグＥを裁断
し、これを第２アングル層の上に巻付け第２ストレート
層を形成した。

【００３４】（６）プリプレグを繊維方向が０°となる
ように第２ストレート層の上に巻き付けたとき細径端部
及び細径端部から３００ｍｍの位置において１層となる
ように概台形にプリプレグＥを裁断し、これを第２スト
レート層の上に巻き付け先端部補強層を形成した。

【００３５】（７）プリプレグを繊維方向が０°となる
ように先端部補強層の上に巻き付けたとき細径端部の外
径が８．５ｍｍとなるように概三角形にプリプレグＦを
裁断し、これを先端部補強層の上に巻き付け細径端部径
調整層を形成した。

【００３６】これらの層の上から幅２０ｍｍ、厚み３０
μｍのポリプロピレンテープを２ｍｍピッチで巻付け１
４５℃の硬化炉中に２４０分入れ硬化した。

【００３７】ポリプロピレンテープをはぎ取り、芯金を
抜き取った後、細径端部、太径端部側からそれぞれ１０
ｍｍを切断除去し、重量３７ｇ、長さ１１４５ｍｍ、外
径細径側８．５ｍｍ、外径太径側１５．０ｍｍのシャフ
トを得た。このようにして得られたシャフトは表２に示
す特性を有するシャフトであった。

【００３８】（比較例１）（１）実施例１の（１）と同様に９０°補強層を形成し
た。（２）実施例１の（２）と同様に第１アングル層を形成
した。（３）実施例１の（３）と同様に第１ストレート層を形
成した。（４）第１ストレート層の上にプリプレグを繊維方向が
＋２０°となるように巻きつけたとき、細径端部、太径
端部ともに１層となるようにプリプレグＣを裁断し、
又、繊維方向が−２０°となるように巻き付けたときも
同様となるようにプリプレグＣを裁断し、これらのプリ
プレグを繊維方向が交差するように貼り合わせた。この
貼り合わせプリプレグを第１ストレート層の上に巻き付
け、第２アングル層を形成した。（５）実施例１の（５）と同様に第２ストレート層を形
成した。（６）実施例１の（６）と同様に先端部補強層を形成し
た。（７）実施例１の（７）と同様に細径端部径調整層を形
成した。以下は実施例１と同様に加熱硬化して、重量３
７ｇ、長さ１１４５ｍｍ、外径細径側８．５ｍｍ、太径
側１５．０ｍｍのシャフトを得た。このようにして得ら
れたシャフトは表２に示す特性を有するシャフトであっ
た。

【００３９】（比較例２）実施例１の第２アングル層を
設けず、その代わり第１アングル層を構成する繊維方向
が＋４５゜、−４５゜のプリプレグＡの積層数がそれぞ
れ細径端部において２．１層、太径端部において１．１
層となるようにした他は実施例１と同様にして、重量３
７ｇ、長さ１１４５ｍｍ、外径細径側８．５ｍｍ、外径
太径側１５．０ｍｍのシャフトを得た。このようにして
得られたシャフトは表２に示す特性を有するシャフトで
あった。

【００４０】（実施例２〜４、比較例３〜５）第１アン
グル層を形成するプリプレグをプリプレグＧに代え、第
２アングル層の角度を±２０゜（比較例３）、±４５゜
（比較例４）、±６０゜（実施例２）、±７０゜（実施
例３）、±７５゜（実施例４）、及び、±８０゜（比較
例５）にそれぞれ代えたほかは、実施例１と同様にし
て、重量３８ｇ、長さ１１４５ｍｍ、外径細径側８．５
ｍｍ、太径側１５．０ｍｍのシャフトをそれぞれ得た。
得られたシャフトの特性値は表３に示した。

【００４１】

【表１】

【００４２】

【表２】

【００４３】

【表３】

【発明の効果】本発明によれば、曲げ剛性、曲げ強力、
ねじり剛性、ねじり強力、潰し強力といった従来のシャ
フトの特性、外径を維持したまま、従来シャフトの３５
〜５０％に軽量化されたシャフトが得られる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の繊維強化複合材料層を積層してな
るゴルフクラブ用シャフトであって、シャフトの全長に
わたって内側から第１アングル層、第１ストレート層、
第２アングル層、第２ストレート層の順に繊維強化複合
材料層を有し、この第２アングル層は厚みが０．０４〜
０．１ｍｍであり、その中の補強繊維の配向角度がシャ
フトの長手方向に対して６０〜７５゜であり、かつシャ
フトのねじり強力が１２０ｋｇｆ・ｍ・度（１２００Ｎ
・ｍ・度）以上、潰し強力が１０ｋｇ／１０ｍｍ以上、
重量３０〜４５ｇの軽量ゴルフクラブ用シャフト。
【請求項２】シャフトの細径端部の第１アングル層の
厚みが太径端部の第１アングル層の厚みの２倍である請
求項１記載の軽量ゴルフクラブ用シャフト。