JPH04354956A - 打撃具用シャフト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はゴルフクラブ、バット、
テニスラケット等に好適な打撃具用シャフトに関し、更
に詳しくは、シャフトの軸線方向に延びる線材を樹脂等
のシャフト母材に固着して一体に形成した打撃具用シャ
フトの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、カーボン繊維、金属繊維等を
樹脂で固めて形成した繊維補強樹脂層を径方向に複数重
ねて形成したゴルフクラブシャフトが使用されているが
、繊維は予め形成した繊維補強樹脂層の表面上でシャフ
トの軸線方向に対し螺旋状に巻かれて樹脂で層状に固め
られるか、或いは、布状に織り込まれた繊維のプリプレ
グシートを芯棒に巻き付けて層状に固められるのが一般
的であり、プリプレグシートが使用される場合において
も、プリプレグシートは織り込まれた繊維がシャフト軸
線方向に対し螺旋状に延びるように巻かれるのが一般的
である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一般に、ゴルフクラブ
によるボールへのインパクトの前後には遠心力によって
かなり大きな張力がシャフトに加わる。例えば、２００
ｇのヘッドを備えた一般的なドライバーを４０ｍ／ｓｅ
ｃのヘッドスピードでボールに衝突させた場合、シャフ
トには約５ｋｇｆの上記遠心力による張力が加わること
になる。これを、円筒断面の応力度に換算すると、断面
の直径が例えば６ｍｍで肉厚が０．２ｍｍの場合、その
断面積Ａは約０．０３６ｃｍ２となるから、σ＝Ｔ／Ａ
＝５／０．０３６＝１３９ｋｇｆ／ｃｍ２の引張り応力
がシャフトに加わることとなる。さらにシャフトの断面
にはスイング中、特にインパクト時の曲げ変形によって
圧縮応力と引張り応力が生じるので、曲げ変形時のシャ
フトのカーブ外側領域には曲げによる引張り応力に遠心
力による引張り応力が加わることとなり、シャフト材料
が引張破壊に至りやすくなるという問題が生じる。

【０００４】従来は、このような問題に対してシャフト
の肉厚を増大させることで対処していたが、シャフトの
重量が増しクラブが重くなるという問題や、所望のしな
り特性が得られなくなるという問題が生じていた。

【０００５】一方、シャフトの軸線方向に沿って延びる
金属繊維を繊維強化樹脂層の外周面に全周にわたり配設
し、樹脂で固めて外層を形成したゴルフクラブシャフト
の構造が提案されているが、金属繊維自体に曲げによる
引張り応力と遠心力による引張り応力が生じることから
、金属繊維自体が引張破壊を起こしやすくなるという問
題を解決し得るものではない。

【０００６】また、特開昭５９−２１１４７１号には、
多数の線材を束ねてその周囲をケース体で包み、ケース
体を径方向に収縮させることで線材の束に中心方向への
圧縮力を加え、線材内にその圧縮力による内部応力を発
生させたまま、線材とケース体を接着剤で固める構成と
したゴルフクラブシャフトが開示されている。

【０００７】このようなゴルフクラブシャフトの場合、
内部応力を保った線材の束が形成されることとなるが、
その内部応力は束の中心に向かう半径方向の圧縮応力の
みであるから、シャフト断面の引張強度を高め得るもの
ではない。

【０００８】更に、特開昭６２−２８１９７９号にはシ
ャフトに貫通形成した竪孔内に鋼線を挿入し、鋼線の両
端をそれぞれシャフトのグリップ端とヘッドとに係止さ
せたクラブシャフト構造が開示されている。このシャフ
ト構造においては鋼線の両端の係止片を締め込むように
すれば、シャフトの両端間に圧縮力を加えることができ
るが、この場合、シャフト両端に加わる圧縮力はシャフ
トに座屈を生じさせる原因となるものである。また、鋼
線はその両端のみでシャフト両端に固着されているので
、一旦該端部での固着が破壊すると鋼線によるシャフト
圧縮作用が働かなくなるので、シャフトはやはり引張破
壊に達し易いものとなる。

【０００９】上述した従来技術の問題点に鑑み、本発明
は、重量増を招くことなく、シャフト材料が引張破壊に
至ることを防止できる▲高▼強度の打撃具用シャフトを
提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
、本発明では、線材をシャフト母材に固着して一体に形
成した打撃具用シャフトにおいて、前記線材がシャフト
の軸線方向に沿って延び、且つ、軸線方向に張力を与え
て弾性復元力を保有させた状態で全長にわたり前記シャ
フト母材内に固着されていることを特徴とする。

【００１１】

【作用】上記構成の打撃具用シャフトにおいては、線材
の両端を引っ張った状態で該線材の全長にわたりシャフ
ト母材に固着させ、その後その引張り力を解放すること
により、線材に軸線方向の弾性復元力を保有させた状態
で該線材を全長にわたりシャフト母材に固着させる。し
たがって、線材の表面に固着されたシャフト母材は線材
の弾性復元力を受けることにより、線材との固着区間全
長にわたり均一に軸線方向の圧縮応力を生じ、その圧縮
応力を保有することとなる。したがって、このような圧
縮応力を内部に保有したシャフトは、張力を受けたとき
に、圧縮応力保有状態から無応力状態を経て引張り応力
発生状態になるので、引張破壊に達しにくいものとなる
。また、線材はシャフト母材に対し該シャフト母材との
固着区間全長にわたり均一に圧縮応力を生じさせるので
、シャフト母材に座屈を生じさせることはない。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につき
説明する。図１および図２は本発明をゴルフクラブシャ
フトに適用した場合の一実施例を示したものである。こ
れらの図を参照すると、シャフト１０は、軸線方向に対
し螺旋状に延びる線材ないし繊維１３，１４をそれぞれ
樹脂１５で固めて形成した内層１１および外層１２の間
に軸線方向に延びる線材ないし繊維１６を介在させて同
様に樹脂１５で固めたテーパ状の中空管構造を有してい
る。すなわち、螺旋状に延びる線材１３，１４を樹脂１
５で固めて形成したシャフト母材中に、本発明の特徴を
なす線材１６が設けられており、線材１６は全周にわた
り均一に配設されて各々がシャフトの軸線方向に沿って
延びている。上記線材１３，１４，１６としては、例え
ばガラス繊維、カーボン繊維、金属繊維等を適宜に用い
ることができる。

【００１３】内層１１および外層１２の線材１３，１４
は従来の一般的な方法で互いに逆方向の螺旋状に巻回さ
れているのに対し、各線材１６は両端を引っ張った状態
でほぼ全長にわたりシャフト母材の樹脂１５に固着され
、その後その引張り力が解放される。すなわち、線材１
６は軸線方向の弾性復元力を保有した状態でそのほぼ全
長にわたリシャフト母材の樹脂１６に固着される。この
ため、線材１６に固着されたシャフト母材は線材１６の
弾性復元力を受けることにより、線材１６との固着区間
全長にわたり均一に軸線方向の圧縮応力を生じ、その圧
縮応力を保有することとなる。

【００１４】図４はシャフト母材の断面に生じる応力−
歪特性を示している。この図において、σｔｕは引張破
壊応力を示しており、σｃｕはシャフト母材の圧縮破壊
応力を示している。図からわかるように、この実施例で
はシャフト母材は圧縮強度に比べて引張強度が小さい材
料からなっている。このような材料としては、特に限定
はされないが、例えばメラミン樹脂、ポリスチレン、不
飽和ポリエステル樹脂等、若しくは、アルミナ（Ａｌ２
Ｏ３）、ステアタイト（ＭｇＯ・ＳｉＯ２）、ジルコン
（ＺｒＯ２・ＳｉＯ２）を用いることができる。

【００１５】本発明によりシャフト１０のシャフト母材
の断面に圧縮応力−σ１を保有させたとすると、ボール
インパクトの前後にシャフト母材に加わる遠心力により
、シャフト母材断面の圧縮応力は−σ１よりも小さい−
σ２になる。そして、そのときゴルフクラブシャフト１
０に曲げ変形が生じると、シャフト母材断面のシャフト
カーブ外側に生じる引張り応力はσ３となり、シャフト
カーブ内側に生じる圧縮応力は−σ４になる。このよう
に、シャフト母材断面のシャフトカーブ外側においては
、圧縮応力−σ１を保有している状態を起点にして上記
遠心力および曲げ変形に伴う引張り応力が生じるので、
引張破壊に達しにくいこととなる。一方、シャフト母材
断面のシャフトカーブ内側に生じる圧縮応力の大きさ｜
−σ４｜は引張り応力の大きさ｜σ３｜よりも大きなも
のとなるが、この実施例では引張強度に比べて圧縮強度
の大きなシャフト母材が使用されているので、圧縮破壊
に至ることはない。

【００１６】一方、シャフトの曲げ変形によって圧縮応
力を生じる領域も圧縮応力−σ１を保有しているため、
圧縮限界に達し易い状態であるといえるが、上述したよ
うに、圧縮強度と引張強度とがほぼ等しいシャフト母材
を用いるときは、インパクト前後の遠心力によってシャ
フト母材が無応力状態（σ０）となるように初期圧縮応
力−σ１の大きさを設定しておくことにより、引張破壊
および圧縮破壊の双方に達しにくいものとすることがで
きる。

【００１７】なお、線材１６はシャフト母材に対し該シ
ャフト母材との固着区間全長にわたり均一に圧縮応力を
生じさせるので、シャフト母材に座屈を生じさせること
はない。

【００１８】上記構成によれば、繊維材料の力学的有効
利用を図ることができ、同一の曲げ性能を得るのに断面
を細くできるから、コスト低減およびシャフトの軽量化
につながる。また、シャフト母材中に軸線方向の圧縮応
力が均一に保有されているので、シャフトの曲げ戻り反
発性に優れたものとなる。

【００１９】図３は上記構成を有するシャフト１０の製
造方法の一例を概略的に示したものである。図３を参照
すると、内層１１を形成した後、内層１１の周りに両端
をリング状の治具１７，１８に固定した線材１６を配設
し、図示しない引張装置によって治具１７，１８間に軸
線方向の引張荷重を加えて線材１６に引張り応力を生じ
させた状態で、全体を軸線周りに回転させながら線材１
６を樹脂で内層１１と一体に固め、更に線材１６の外側
を上記外層１２となる樹脂で固め、更に線材１４を巻き
付けて樹脂で固めた後、治具１７，１８の近傍で切断す
ることにより、所望長さのシャフトを得ることができる
。

【００２０】なお、上記実施例では軸線方向の弾性復元
力を保有させる線材ないし繊維１６を内層１１と外層１
２との間に設けたが、本発明によるシャフトはそのよう
な配置形態に限定されるものではなく、曲げ変形による
圧縮応力および引張り応力が最大となる外層部ないし最
外周部に、軸線方向の弾性復元力を保有させる線材ない
し繊維１６を配設して樹脂等のシャフト母材に固着させ
るように構成してもよい。また、軸線方向の弾性復元力
を保有させる線材ないし繊維以外の繊維についてはプリ
プレグシートを用いて層形成してもよい。さらに、シャ
フトの層数や線材１６の配設間隔等に更に変更を加え得
ることはいうまでもない。また、本発明はゴルフクラブ
シャフト以外の例えば野球用バット、テニス用ラケット
等にも同様に適用することができる。

【００２１】図５は本発明の他の実施例を示したもので
ある。この実施例では中実構造のシャフト母材２１中に
軸線方向に延びる１本の線材２２が設けられてシャフト
２０を構成している。この実施例においても、線材２２
はその両端を引っ張った状態でほぼ全長にわたりシャフ
ト母材２１に固着され、その後その引張り力が解放され
る。すなわち、線材２２は軸線方向の弾性復元力を保有
した状態でそのほぼ全長にわたりシャフト母材２１に固
着される。したがって、上記図示実施例と同様に、線材
２２との固着区間全長にわたり、シャフト母材２１内に
均一な圧縮応力が保有されることとなる。

【００２２】

【発明の効果】以上の説明から明かなように、本発明に
よれば、線材に軸線方向の弾性復元力を保有させた状態
でそのほぼ全長にわたリシャフト母材に固着させること
により、線材との固着区間全長にわたり、シャフト母材
内に均一な圧縮応力を保有させるようにしたので、シャ
フト母材が引張強度よりも圧縮強度の大きい材料であっ
ても、また、遠心力による大きな張力を受ける場合であ
っても、シャフト母材の重量増を招くことなく、シャフ
ト母材が引張破壊に至ることを防止できる高強度の打撃
具用シャフトを提供することができる。したがって、本
発明は、シャフト母材として引張強度よりも圧縮強度が
大きい材料を用いるシャフトに適用した場合に特に有益
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明の一実施例を示すゴルフクラブシャ
フトの一部の部分破断斜視図。

【図２】　　図１に示すシャフトの概略断面図。

【図３】　　図１に示すシャフトの製造方法の一例を示
す概略斜視図。

【図４】　　図１に示すシャフトの応力−歪特性の概略
説明図。

【図５】　　本発明の他の実施例を示すシャフトの断面
図。

【符号の説明】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　線材をシャフト母材に固着して一体に
   形成した打撃具用シャフトにおいて、前記線材がシャフ
   トの軸線方向に沿って延び、且つ、軸線方向に張力を与
   えて弾性復元力を保有させた状態で全長にわたり前記シ
   ャフト母材に固着されていることを特徴とする打撃具用
   シャフト。
2. 【請求項２】　　前記線材がシャフトの全周にわたりほ
   ぼ均一に配設されている請求項１記載の打撃具用シャフ
   ト。