JPH09327536A

JPH09327536A - 軽量ゴルフクラブ用シャフト及びその製造方法

Info

Publication number: JPH09327536A
Application number: JP8145858A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Atsumi; 哲也渥美; Ikuro Takiguchi; 郁朗滝口; Katsumi Anai; 勝美穴井
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1996-06-07
Filing date: 1996-06-07
Publication date: 1997-12-22

Abstract

(57)【要約】【課題】曲げ剛性、曲げ強力、ねじり剛性、ねじり強
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及
びその製造方法を提供する。【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
わたって内側からアングル層、ストレート層、アングル
層、ストレート層の順に補強層を有し、外側のアングル
層が０．０４〜０．１ｍｍ厚である、ねじり強力が１２
０Ｎ・ｍ・度以上、重量３０〜４５ｇの軽量ゴルフクラ
ブ用シャフト、および、外側のアングル層を形成するプ
リプレグが繊維目付１８〜５５ｇ／ｍ²、厚み０．０５
ｍｍ以下である上記軽量ゴルフクラブ用シャフトの製造
方法である。

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３
５〜５０％に軽量化されたシャフト及びその製造方法に
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プラスチックス（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。ここでアングル層とは、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（ただし、θ＝３５〜５５゜）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。

【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】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
が低減するので問題がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】シャフトの曲げ剛性、
ねじり剛性等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、また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、低下する結果となってしまうし、（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】また、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６２−３３８７
２号公報には、アングル層とストレート層からなるＦＲ
Ｐ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
以上のことにかんがみ、曲げ剛性、曲げ強力、ねじり剛
性、ねじり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、第２アングル層が０．０４
〜０．１ｍｍ厚である、ねじり強力が１２０Ｎ・ｍ・度
以上、重量３０〜４５ｇの軽量ゴルフクラブ用シャフト
を第１の要旨とし、補強繊維を一方向に引き揃えマトリ
ックス樹脂を含浸したプリプレグを芯金に巻き付けて、
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
順に複数の繊維強化複合材料層を形成し硬化するゴルフ
クラブ用シャフトの製造方法であって、第２アングル層
を形成するプリプレグが繊維目付１８〜５５ｇ／ｍ²、
厚み０．０５ｍｍ以下である上記の軽量ゴルフクラブ用
シャフトの製造方法を第２の要旨とする。

【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
機繊維、金属繊維が挙げられる。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用いる必
要はない。

【００１２】また、本発明のあげられるＦＲＰとして
は、軽量シャフトのＦＲＰを構成するマトリックス樹脂
としても、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する。

【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
えずに軽量化することに必要である。

【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、つぶし強力の改善、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、シャフトの直径方向に働く力に対する強力（つぶし
強力）を通常のシャフト並に保ち、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】また、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、得に限定
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アングル層は、０．０４〜
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る。

【００２１】このような厚みの薄い第２アングル層は、
三菱レイヨン株式会社製炭素繊維プリプレグＭＲ３４０
Ｋ０２０Ｓ（プリプレグ目付３８ｇ／ｍ²、樹脂含有率
４０％、厚み０．０２５ｍｍ）、ＭＲ３４０Ｊ０５０Ｓ
（プリプレグ目付８７ｇ／ｍ²、樹脂含有率３７．９
％、厚み０．０５８ｍｍ）等の極薄プリプレグを用いて
容易に実現可能である。

【００２２】第２アングル層を形成するプリプレグとし
て、繊維目付１８〜５５ｇ／ｍ²、さらに好ましくは１
８〜３０ｇ／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Ｈ
ＲＸ３３０Ｍ０２５Ｓ（プリプレグ目付２５ｇ／ｍ²、
樹脂含有率４５％、厚み０．０２５ｍｍ）、ＭＲ３４０
Ｋ０２０Ｓを用いることが本発明の軽量シャフトを製造
するのに最も有利である。

【００２３】

【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。

【００２４】（プリプレグ）実施例に用いたプリプレグ
を表１に示した。

【００２５】

【表１】

【００２６】（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。

【００２７】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。

【００２８】（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。

【００２９】（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。

【００３０】（実施例１）細径端部外径４ｍｍ、太径端
部外径１３．４ｍｍ、長さ１５００ｍｍのテーパーのつ
いた芯金の上に以下の（１）〜（４）に示したようにし
て第１アングル層、第１ストレート層、第２アングル
層、第２ストレート層を順に形成した。

【００３１】（１）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、また、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直行するように貼
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。

【００３２】（２）プリプレグＢ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。

【００３３】（３）この上にプリプレグＣを繊維方向が
＋４５゜となるように巻き付けたとき、細径端部、太径
端部ともに１層となるようにプリプレグＡを裁断し、ま
た、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直行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。

【００３４】（４）プリプレグＣ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。

【００３５】第２ストレート層の上から幅２０ｍｍ、厚
み３０ｍｍのポリプロピレンテープを２ｍｍピッチで巻
付け１４５℃の硬化炉中に２４０分入れ硬化した。

【００３６】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３０ｇ、長さ１１４５ｍｍ、外
径細径側６．４ｍｍ、外径太径側１４．３ｍｍのシャフ
トを得た。このようにして得られたシャフトは以下の
ような特性を有するシャフトであった。

【００３７】曲げ剛性：７３ｍｍ曲げ強力：Ｔ点７０ｋｇｆ、Ａ点４０ｋｇｆ、Ｂ点４
０ｋｇｆ、Ｃ点４０ｋｇｆねじり剛性：６．３度ねじり強力：１３０Ｎ・ｍ・度

【００３８】（比較例１）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
０ｇ、長さ１１４５ｍｍ、外径細径側６．４ｍｍ、外径
太径側１４．３ｍｍのシャフトを得た。このようにして
得られたシャフトは以下のような特性を有するシャフト
であった。

【００３９】曲げ剛性：７３ｍｍ曲げ強力：Ｔ点７０ｋｇｆ、Ａ点４０ｋｇｆ、Ｂ点４
０ｋｇｆ、Ｃ点４０ｋｇｆねじり剛性：６．３度ねじり強力：１００Ｎ・ｍ・度

【００４０】（実施例２）実施例１で用いたのと同じ芯
金の上に下記（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。

【００４１】（１）プリプレグＤ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、芯金の上に巻付け、９０°補強層を形成した。（２）実施例１の（１）と同様に第１アングル層を形成
した。（３）実施例１の（２）と同様に第１ストレート層を形
成した。（４）実施例１の（３）と同様に第２アングル層を形成
した。（５）実施例１の（４）と同様に第２ストレート層を形
成した。

【００４２】（６）プリプレグＥ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２層となる
ように概台形に裁断し、これを第２ストレート層の上に
巻付け先端部補強層を形成した。

【００４３】（７）プリプレグＦ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裁断し、これを
先端部補強層の上に巻付け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３８
ｇ、長さ１１４５ｍｍ、外径細径側８．５ｍｍ、太径側
１５．６ｍｍのシャフトを得た。このようにして得られ
たシャフトは以下のような特性を有するシャフトであっ
た。

【００４４】曲げ剛性：７０ｍｍ曲げ強力：Ｔ点１２０ｋｇｆ、Ａ点５５ｋｇｆ、Ｂ点
５５ｋｇｆ、Ｃ点５５ｋｇｆねじり剛性：６．３度ねじり強力：１５０Ｎ・ｍ・度

【００４５】

【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補強層を有
し、第２アングル層が０．０４〜０．１ｍｍ厚である、
ねじり強力が１２０Ｎ・ｍ・度以上、重量３０〜４５ｇ
の軽量ゴルフクラブ用シャフト。
【請求項２】補強繊維を一方向に引き揃えマトリック
ス樹脂を含浸したプリプレグを芯金に巻き付けて、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
複数の繊維強化複合材料層を形成し硬化するゴルフクラ
ブ用シャフトの製造方法であって、第２アングル層を形
成するプリプレグが繊維目付１８〜５５ｇ／ｍ²、厚み
０．０５ｍｍ以下である請求項１記載の軽量ゴルフクラ
ブ用シャフトの製造方法。