JPH0783782B2 - シートローリング法によるゴルフクラブ用シャフト - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は改良されたゴルフクラブ用強化繊維プラスチッ
ク製シャフトおよび製造方法に関する。

［従来技術］ 従来のゴルフクラブ用シャフトには、スチール製のもの
と強化繊維プラスチック製のものとが一般的に使用され
ているが、前者は重いというデメリットであり、最近で
は、軽量ではあるが飛距離増大を望める後者の需要が急
増している。

ゴルフクラブ用の強化繊維プラスチック製シャフトの製
造方法は、フィラメントワイディング法とシートローリ
ング法とに大別される。

前者は成形用芯金に繊維条を直接捲回する方法であり、
後者はシートに繊維条を引揃いしたプリプレグシートを
芯金に捲回する方法である。

フィラメントワイディング法の欠点は、すべての繊維条
の方向がシャフト軸線と交差して、軸線方向に配列され
る繊維条がなく、ために軸線方向への引張り強度は斜め
に配列された繊維条の交差によって得られるだけである
ので、強度的に必ずしも充分といえず、また繊維の使用
量が多く、コスト高になることである。

さらに、繊維条で引張りながら芯金をローリングして捲
回するため、巻き圧が小さく、その結果、使用繊維量が
どうしても多くなり、所望の軽量化ができないことであ
る。

一方シートローリング法の欠点は、シャフトの円周線上
における各点の撓みやねじれ等の物性が変化してしまう
ことである。

その理由は繊維条を平行に引揃えしたプリプレグシート
をテーパー芯金に捲回しているため、シャフト軸線に対
する繊維条の方向がすべて変化してしまっていることに
ある。その結果、シャフトの円周線上における各点の撓
み量はそれぞれ異なった値になり、また、ねじれ度も右
方向へのねじれ度と、左方向へのねじれ度では相違し、
撓みやねじれ等の物性についても同一円周線での測定点
によってバラツキが見られる。

従来、強化繊維プラスチック製シャフトのゴルフクラブ
は、非力な年配ゴルファーやレディスゴルファーが飛距
離増大を願って使用することが多かった。

しかし昨今では、クラブチャンピオンをねらうローハン
ディゴルファーやプロゴルファーでさえも使用し始めて
いる。

年配ゴルファーやレディスゴルファーが遊びとして使用
するには問題ないが、ゴルフを競技として行うばあいに
は、シャフトの軸線に対する撓みやねじれの物性が円周
上の各点で変わってしまうことは重大な問題になる。

財団法人日本ゴルフ協会が制定したゴルフ規則の第４条
第１項の付属規則には、 「シャフトは、シャフトのどの１点をとってみても、下
記のようにデザインされ作られたものでなければならな
い。

（イ）シャフトをその縦軸のまわりにどのように回転さ
せて曲げてみても撓み量が同じであること。

（ロ）両方向に同程度ねじれること。」 と記載されている。

シャフトの軸線に対して物性が変わっているシャフトの
ゴルフクラブは、厳密な意味では違反クラブということ
になる。

従来の繊維条を並行引揃えしたプリプレグシートをテー
パーの芯金に捲回しているシートローリング法のゴルフ
クラブ用シャフトは99.9％が違反クラブといっても過言
ではない。

従来のシートローリング法によるゴルフクラブシャフト
は前述のごとく殆どが不適格となるが、その理由を第５
図の従来例のもので説明する。

従来のシャフトは、第５図（ａ）の芯金１へ同図（ｂ）
のプリプレグシート20aを同図（ｅ）のごとく縦巻きに
した後、同図（ｃ）のプリプレグシート20bを同図
（ｆ）のように螺旋状に巻き付け、さらにプリプレグシ
ート20cを反対向きに螺旋巻きし、最後にプリプレグシ
ート20を縦巻きする。

この従来法のものでは、芯金の形状が先端の細いテーパ
ー状になっているのに対し、縦巻き用プリプレグシート
20うの各繊維条21は、第５図（ａ）のごとくテーパーを
なす両側縁の一方のテーパー側縁と平行に配列されてい
るため、芯金に巻き付けたプリプレグシートの繊維条の
配列は、最初に捲着された繊維条１本だけが芯金の軸線
と平行、より正確には芯金の軸線を通る同一平面上にあ
って、しかも芯金軸線と平行となるが、それ以外のすべ
ての繊維条は芯金の軸線を通る平面からずれており、し
かもすべての繊維条が軸線に対して方向が違っているこ
とである。しかもプリメレグシートは繊維条が長手方向
にのびる長方形のシートの左側辺部を切断した細長い二
等辺台形のテーパー状に形成されたもので、180°の反
対面から巻き付けても繊維条の方向はすべて違ってく
る。

シャフトの撓みに対し繊維条の引張り強度が最大限作用
するのは、天面（プリプレグシートが複層のばあいの外
層シート表面）にある繊維条が撓み方向（シャフトの軸
線）に対して同一平面上にあるときであり、交差する角
度が大きくなればなるほど、シャフトの撓み量は大きく
なり、第５図（ｃ），（ｄ）のように繊維条を斜めに平
行配列したプリプレグシートを巻き付けたものでもシャ
フトの撓み量は大きい。

このように繊維条平行配列のプリプレグシートをテーパ
ー芯金に捲回したものではシャフトの撓み量は軸線を中
心に回転させたあらゆる点で異なっており、バラツキが
多く、均一ではない。

従来の方法では、この点の解消策として左右対称のプリ
プレグシートを形成して180°反対面から捲回する方法
を多く用いているが、反対面で前記バラツキは解消され
るが、別方向では解消されない。

完全に解消するためには無数に捲回せねばならず、採算
上から実際には不可能なことである。

次ぎにねじれ度であるが、第５図のシート捲着体のよう
に形成された場合、小径先端部のねじれ度は少ないが、
大径端部のねじれ度の大きいシャフトになってしまう。

その理由は、ねじれ度に対向作用するのはねじれ方向に
働く繊維条の引張り強度であるからであり、繊維条がね
じれ方向に向いていればいる程、ねじれ度は少なくな
る。

以上のように、従来の繊維条平行配列のプリプレグシー
トをテーパー芯金に捲回したシャフトでは撓み量の方向
性とねじれ度の対称性に欠陥がある。

この欠点を幾分とも解消しようと超極薄のプリプレグシ
ートで捲回層を多くしようとする努力が試みられている
が、コスト高になるだけでなく、シートどうしの重ね合
せ縁が多くなり、却って性能を落とすものが多いのが現
状である。

［本発明の目的］ 本発明は以上のような実情からゴルフ規則に則り、公式
競技に使用することができるシャフトの軸線に対して物
性が変わっていないシャフトで、なおかつ軽量でねじれ
度の少ない高性能で高精度なゴルフクラブ用シャフトを
提供しようというものである。

［実施例］ 次ぎに本発明の実施例を第１〜４図により説明する。

第１〜２図は本発明実施例のシートローリング法で製造
される場合のテーパー状の芯金１と各プリプレグシート
2,3,4の平面図であり、各プリプレグシートは、長手方
向にテーパーをなす両側辺が二等辺で、狭巾の各先端縁
2a,3a,4a及び広巾のグリップ端部縁2b,3b,4bが円弧をな
す曲線で形成されている。

先端及びグリップ端の円弧曲線は、第４図のごとくテー
パー両側辺の延長線の交点０を中心とする同心円の円弧
線分で、その長さは芯金の先端部、グリップ端部の外周
にそれぞれ等しい。

また、各プリプレグシートには繊維状5,6,7が配列され
ており、各繊維条のピッチは先端部からグリップ端部に
向かうにしたがって広くなっており、繊維条の長さはす
べて等しい。

芯金はテーパー状になっているが、上記のように繊維条
が配列された縦巻き用プリプレグシート２を第３図
（ａ）〜（ｃ）のごとく芯金に縦巻きにしたシート捲回
体であるテーパーパイプの各繊維条の延長線は、芯金の
軸線Ｘ−Ｘの延長線上の１点になる求心点ですべて交わ
る。

したがって、シート捲回体であるテーパーパイプをその
軸線まわりにいくら回転させても、天面の繊維条は軸線
を通る垂直平面上にあり、撓み量に対する引っ張り強度
は最大に作用する。

またシート捲回体であるテーパーパイプの円周上のいず
れの点においても撓み量は同一であり、ねじれ度も左右
対称となる。

さらに重大なことは、すべての繊維条の長さが前述のご
とく等しく、かつ各繊維条が切断されていないことであ
る。

第５図（ｅ），（ｆ）の従来品と比較すると理解できる
が、繊維条平行配列のプリプレグシートを長い両辺テー
パー形に形成しようとすれば、従来のものでは、繊維条
が符号21a,21b,21cで、示すように必ず途中で切断さ
れ、これは引っ張り強度を著しく低下させる。

途中で切断された繊維条で同程度の強度を保証するため
には、切断されにくい繊維条よりも繊維条の量を多くし
なければならない。換言すればノーカットの繊維条で形
成することは少量の繊維条でその強度が保証されるとい
うことである。

本発明の第２図（ｂ），（ｃ）に示す螺旋巻き用のプリ
プレグシート3,4は、先端部及びグリップ端部が曲線に
形成されているだけでなく、繊維条の配列方向は先端部
の円弧曲線の接線に垂直ではなく、第４図のごとく或る
角度θをもっている。

この角度は芯金軸線に対する巻き角度となり、またすべ
ての繊維条において同一である。

このように形成されたプリプレグシート３を、縦巻きし
たプリプレグシート捲回体へ第３図（ｄ），（ｅ）のよ
うに先端から巻き角度θに合わせて螺旋状に巻き付け、
さらにプリプレグシート４を第３図（ｆ），（ｇ）のご
とく反対向きで螺旋巻きする。

このようにしてできた捲回体の各繊維条の巻き角度はす
べて同一である。

また、繊維条の配列角度は向きは逆であるが角度は等し
い。捲回された捲回体でみた各繊維条の捲角度はすべて
同一で、同一断面でみた交差角もすべて等しい。

なお、螺旋巻き用のプリプレグシート３と４は交互に２
回巻きにし、その上に縦巻き用プリプレグシート２を縦
巻きして、計６層巻きにする。

このようにして芯金へプリプレグシートを巻き付けた
後、加熱によりプリプレグシートを硬化せしめ、次いで
芯金を抜き取って、プリプレグシートの複層捲回体より
なるシートパイプ製のシャフトにする。

第４図は本発明に係るプリプレグシートを製造するため
の設計図を示し、次ぎの方法にて設計する。

芯金先端の直径をｌ′とすると、プリプレグシート先端
縁長さはπｌ′、プリプレグシートグリップ先端縁長さ
はπｌとなる。芯金の先端からグリップ端までの長さを
Ｌとすると、芯金の軸線と同一平面上に配列される繊維
条の長さＨは、 となる。

プリプレグシートの先端の曲線の半径Ｒ′は となる。

プリプレグシートのグリップ端の曲線の半径Ｒは、 Ｒ＝Ｈ＋Ｒ′ 螺旋状に捲回される繊維条の先端部の捲回角度をθとし
た時、その繊維条長Ｈ′は、 となる。

最終捲回角度（グリップ端部）θ′は となる。

芯金先端の直径を4mm、芯金グリップ端の直径を12mmと
すると、プリプレグシート先端縁長さは12.56mm、グリ
ップ端縁部長さは37.68mmとなる。芯金の先端からグリ
ップ端までの長さを、11176mm（44インチ）とすると、
芯金の軸線と同一平面上に配列される繊維条長は11176.
0007mmとなる。プリプレグシート先端の曲線の半径は55
88.00035mmとなる。プリプレグシートグリップ端の曲線
の半径は16764.00105mmとなる。

螺旋状に捲回されるプリプレグシートの繊維条先端部の
捲回始角度を45°とした時、その繊維条長（側長）は12
340.36761mmとなる。

又、この捲回最終角度は13.633023°となる。

このように形成された本発明のゴルフクラブ用シャフト
の撓み量は、シャフトを縦軸まわりにどのように回転し
て計測してもすべて等しい値であり、またねじれ度も左
右どちらでも均等である。

さらに重要なことは、第３図（ｅ），（ｇ）の図から理
解できるように、螺旋状に捲回されるプリプレグシート
についても繊維条が途中で切断されていないことであ
る。

従来品の場合は前述のごとく多くの繊維条が途中で切断
されている場合が多く、したがってねじれ度を抑えるた
めの繊維条の量が多く必要となるばかりか、撓み量に対
する分力も不規則なものとなる。

以上説明したように本発明によれば、シャフト内にある
繊維条は一本も途中に切れ目がなく、先端部からグリッ
プ端部まで連続してつながっているので、最小の繊維条
でそれぞれの方向に強度を効率よく発揮でき、きわめて
軽量で性能の高いシャフトが得られる。

しかもどの層をとってみてもすべての繊維条の巻き角度
が等しく、シャフトの円周上のどの点でも撓み、ねじれ
等の物性がすべて同一であるので、物性値の違いによる
ショット時への影響を解消できるショット精度の高いシ
ャフトを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は芯金の正面図、第２図（ａ）〜（ｃ）は本発明
の実施例によるプリプレグシートを示す図、第３図
（ａ）〜（ｉ）は製造工程を示す図、第４図はプリプレ
グシート製作上の設計方法を示す図、第５図は従来の方
法を示す図である。 図中 １……芯金 2,3,4……プリプレグシート 5,6,7……繊維条

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シートローリング法によって製造される先
   端からグリップ端部に向かうにしたがって太くなる中空
   円錐台形の形状を有する繊維強化プラスチック製ゴルフ
   クラブ用ゴルフシャフトにおいて、ほぼ台形に形成され
   たプリプレグシートの繊維の間隔が平行でなく、先端か
   らグリップ端部に向かうにしたがって順次広く配列した
   プリプレグシートを芯金に複数捲回して、常法により硬
   化させた後脱芯金して成形するゴルフクラブ用シャフ
   ト。
2. 【請求項２】特許請求の範囲の（１）に記載のゴルフク
   ラブ用シャフトにおいて、芯金あるいはシート捲着体の
   シャフト先端部の外周と等しい長さをひとつの縁とし、
   対面する縁がグリップ端部の外周で、他の二辺が捲回さ
   れる螺旋長に等しくなるよう形成されたシートに繊維の
   ピッチがシャフト先端部よりグリップ端部が大きくなる
   よう配列されたプリプレグシートと、これと左右対称に
   なるよう形成されたプリプレグシートを繊維が交差する
   よう螺旋状に捲回してなるゴルフクラブ用シャフト。